JPS61200062A - Steering apparatus for car - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain a power steering apparatus whose structure is simple and in which the number of parts is small by allowing the hydraulic power generated in a power cylinder apparatus is applied to a tie-rod through an operating element. CONSTITUTION:A buffering member 14 is installed between an operating element 13 and a steering shaft 9, and said steering shaft 9 and the operating element 13 are relatively revolved by the elastic deformation of the buffering member 14. Said operating element 13 is a lever member having the arm parts 13L and 13R, and the both arm parts are connected to the knuckle arms of wheels. A control valve 15 is installed at the edge part of a steering box 11. The control valve 15 is a rotary valve, and is equipped with an inner valve 16 and an actor valve 17 which are fitted in rotatable ways, and said inner valve 16 consists of the extension part of the steering shaft 9.

Description

【発明の詳細な説明】 ｉｔ上り皿里±１ 本発明は自動車等の車両における操舵装置に圓し、特に
、油圧により操舵力を補助して運転者の負担を軽減する
ようにしたパワーステアリング装置に関するものである
。[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a steering device for a vehicle such as an automobile, and in particular, a power steering device that assists the steering force with hydraulic pressure to reduce the burden on the driver. It is related to.

【米ゑ且 この種の装置として、操向車輪に連動するラック杆を操
向歯車面に支持し、前記ラック杆を油圧駆動し得るパワ
ーシリンダおよびこのパワーシリンダの作動を制御する
制御ｌＩ弁を前記操向歯車面に連接したものが、自動車
用として既に知られており、例えば特開昭５６−１０８
３５２号公報に示されている。[This type of device also includes a power cylinder that supports a rack rod that is interlocked with a steering wheel on a steering gear surface and can hydraulically drive the rack rod, and a control lI valve that controls the operation of this power cylinder. A gear connected to the steering gear surface is already known for use in automobiles, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-108.
It is shown in the No. 352 publication.

このパワーステアリング装置においては、車体に固着さ
れた操向歯車面に、左右方向に延びるラック杆が摺動自
在に、また上方へ延びるとニオン軸が回転自在にそれぞ
れ支持され、前記操向歯重函内で、前記ラック杆のラッ
クと前記ピニオン軸のピニオンとが噛合っている。In this power steering device, a rack rod extending in the left and right direction is slidably supported on the steering gear surface fixed to the vehicle body, and a nion shaft is rotatably supported when extending upward, and the steering gear is Inside the box, the rack of the rack rod and the pinion of the pinion shaft are engaged.

そして、ピニオン軸は操向ハンドルにより回転操作され
、ラック杆はピニオン軸により駆動されて左右に摺動し
操向輪を転向させるが、操向歯車面にはラック杆を油圧
駆動し得るパワーシリンダが連接されている。このパワ
ーシリンダは、外側シリンダと、その内部に配設され先
端部において該外側シリンダと連通ずる内側シリンダと
から成り、前記ラック杆を包囲し、かつ該ラック杆に沿
って延在している。そしてラック杆に固設されて内側ソ
リンダ内に摺合する作動ピストンにより、内側シリンダ
内は操向歯車面に接近した第１油至とそれより隔離した
第２油至とに区分されている。The pinion shaft is rotated by the steering handle, and the rack rod is driven by the pinion shaft and slides left and right to turn the steering wheel. On the steering gear surface is a power cylinder that can hydraulically drive the rack rod. are connected. This power cylinder consists of an outer cylinder and an inner cylinder disposed inside the outer cylinder and communicating with the outer cylinder at its distal end, surrounding the rack rod and extending along the rack rod. The inside of the inner cylinder is divided into a first oil hole close to the steering gear surface and a second oil hole separated from it by an operating piston that is fixed to the rack rod and slides into the inner cylinder.

また、操向歯車面の下面には前記パワーシリンダの作動
を制御する制御弁が一体に装備されており、この制御弁
は、ビニオン軸からラック杆が駆動される時、その駆動
力を感受し、その駆動力の大きさに応じて前記油室の一
方に作動油を供給し、使方の油室から作動油を排出させ
るようになっている。Furthermore, a control valve that controls the operation of the power cylinder is integrally installed on the lower surface of the steering gear, and this control valve senses the driving force when the rack rod is driven from the pinion shaft. According to the magnitude of the driving force, hydraulic oil is supplied to one of the oil chambers, and the hydraulic oil is discharged from the oil chamber in use.

（゛　　、 本発明は、上記したような従来のパワーステアリング装
置に比し、構造が簡単で、部品点数も少なくて済み、低
コストで簡易なパワーステアリング装置を提供しようと
するものである。(2) The present invention aims to provide a power steering device that has a simpler structure, fewer parts, and is lower in cost than the conventional power steering device as described above.

。　怖　　Ｌｔ−−・　　− このため、本発明においては、ステアリングシャフトに
作動子を介してタイロッドを連結し、車体に固設したパ
ワーシリンダ装置の可動側部材を前記作動子に連結する
とともに、前記ステアリングシャフトに連動して前記パ
ワーシリンダ装置への作動油の供給、排出を制御する制
御弁を設ける。. Therefore, in the present invention, a tie rod is connected to the steering shaft via an actuator, a movable side member of a power cylinder device fixed to the vehicle body is connected to the actuator, and the steering A control valve is provided in conjunction with the shaft to control supply and discharge of hydraulic oil to the power cylinder device.

本発明によれば、操舵に際し、ステアリングシャフトに
連動する制御弁によりパワーシリンダ装置への作動油の
給、枡が制御され、該パワーシリンダ装置の発生する油
圧力が作動子を介してタイロッドに加えられ、運転者の
操舵力を軽減するが、前記パワーシリンダ装置は作動子
とは別個に構成されており、その可動側部材例えばピス
トンが上記作動子に単に連結されているだけであるので
、構造が極めて簡単になり、低コスｉ−で簡易なパワー
ステアリング装置が得られる。According to the present invention, during steering, the supply of hydraulic oil to the power cylinder device and the tank are controlled by the control valve linked to the steering shaft, and the hydraulic pressure generated by the power cylinder device is applied to the tie rod via the actuator. However, since the power cylinder device is constructed separately from the actuator, and its movable side member, such as a piston, is simply connected to the actuator, the structure is becomes extremely simple, and a simple power steering device with low cost can be obtained.

支」Ｌ旦 以下、本発明を図示の一実施例について説明する。第１
図は本発明による自動車用操舵装置１の要部を斜前方か
ら見た斜視図である。なお、図中、２は操向車輪（図示
していない）の軸と一体をなすナックル、３はサスペン
ション装置で、前記操向車輪はこのサスペンション装置
３を介して車体に懸架されている。ナックル２にはナッ
クルアーム４が一体に突設されており、このナックルア
ーム４にタイロッド５がボールジヨイント６を介して連
結されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described with reference to an illustrated embodiment. 1st
The figure is a perspective view of the main parts of the automobile steering system 1 according to the present invention, viewed obliquely from the front. In the figure, 2 is a knuckle that is integral with the shaft of a steering wheel (not shown), 3 is a suspension device, and the steering wheel is suspended on the vehicle body via this suspension device 3. A knuckle arm 4 is integrally projecting from the knuckle 2, and a tie rod 5 is connected to the knuckle arm 4 via a ball joint 6.

７はステアリングホイールで、ユニバーサルジヨイント
８を介してステアリングシャフト９に連結されている。A steering wheel 7 is connected to a steering shaft 9 via a universal joint 8.

ステアリングシャフト９は車体壁１０に固定されたステ
アリングボックス１１内に延出し、第２図に示すように
、軸受１２により回転自在に支承されている。このステ
アリングシャツ！・９には作動子１３が嵌着されている
が、作動子１３とステアリングシャツ］−９の間には緩
衝材１４を介在させである。緩衝材１４は例えばゴム質
の弾性体から成り、その外周面は前記作動子１３に固着
され、内周面はステアリングシャフト９に固着されてい
る。The steering shaft 9 extends into a steering box 11 fixed to a vehicle body wall 10, and is rotatably supported by a bearing 12, as shown in FIG. This steering shirt! - Although the actuator 13 is fitted to the steering shirt 9, a cushioning material 14 is interposed between the actuator 13 and the steering shirt -9. The buffer material 14 is made of an elastic body made of rubber, for example, and its outer circumferential surface is fixed to the actuator 13, and its inner circumferential surface is fixed to the steering shaft 9.

従ってステアリングシャフト９と作動子１３は、緩衝材
１４が弾性変形することにより、成程度相対的に回転す
ることができる。１４ａは過度の相対的回転を抑止する
ためにステアリングシャフト９に固設されたスｈツバビ
ンである。緩衝材１４としては上記のようなゴム質材料
の代りにスプリング類を使用してもよい。作動子１３は
、第１図に示すように、左右に張り出した腕部分１３Ｌ
、１３Ｒを有する単純なレバ一部材で、右側の腕部分１
３Ｒは図示のようにタイロッド５を介して左側の車輪の
ナックルアーム４に連結され、左側の腕部分１３Ｌは同
様にして右側の車輪のナックルアームに連結されている
。Therefore, the steering shaft 9 and the actuator 13 can rotate relative to each other to a certain degree due to the elastic deformation of the buffer material 14. Reference numeral 14a denotes a shaft pin fixed to the steering shaft 9 to prevent excessive relative rotation. As the cushioning material 14, springs may be used instead of the rubber material as described above. As shown in FIG. 1, the actuator 13 has arm portions 13L that extend left and right.
, 13R, the right arm part 1
3R is connected to the knuckle arm 4 of the left wheel via the tie rod 5 as shown, and the left arm portion 13L is similarly connected to the knuckle arm of the right wheel.

ステアリングボックス１１の端部には、第２図に示すよ
うに、制御弁１５が取付けられている。この制御弁１５
は回転弁で、互いに回転自在に嵌合されたインナバルブ
１６とアウタバルブ１７を備え、インナバルブ１６は前
記ステアリングシャフト９の延長部分によって構成され
ている。これらのインナバルブ１６およびアウタバルブ
１７を収容する弁本体１８には１つの油入口１９と、左
右２つの油出口２０ａ１２０ｂと、１つの油排出口２１
とが設けられており、第１図に示すように、油入口１９
は給油管２２を介して図示してない油圧ポンプに接続さ
れ、油出口２０ａ、２０ｂはそれぞれ接続管２３ａ、２
３ｂを介して後述するパワーシリンダ装置２４の各シリ
ンダ室２５ａ、２５ｂに連通している。そして油排出口
２１は戻り管２６を介して図示してないリザーバタンク
に通じており、インナバルブ１６すなわちステアリング
シャフト９の回転位置に応じて作動油が給油管２２から
いずれか一方のシリンダ室２５へ送られ、使方のシリン
ダ室２５から戻り管２６を通ってリザーバタンクへ戻さ
れるようになっている。A control valve 15 is attached to the end of the steering box 11, as shown in FIG. This control valve 15
is a rotary valve, and includes an inner valve 16 and an outer valve 17 that are rotatably fitted to each other, and the inner valve 16 is formed by an extension of the steering shaft 9. The valve body 18 that accommodates these inner valves 16 and outer valves 17 has one oil inlet 19, two left and right oil outlets 20a120b, and one oil outlet 21.
As shown in FIG.
are connected to a hydraulic pump (not shown) via an oil supply pipe 22, and the oil outlets 20a and 20b are connected to connection pipes 23a and 2, respectively.
3b, it communicates with each cylinder chamber 25a, 25b of a power cylinder device 24, which will be described later. The oil discharge port 21 communicates with a reservoir tank (not shown) via a return pipe 26, and hydraulic oil flows from the oil supply pipe 22 to either one of the cylinder chambers 25 depending on the rotational position of the inner valve 16, that is, the steering shaft 9. It is sent from the used cylinder chamber 25 and returned to the reservoir tank through a return pipe 26.

すなわち、第２図および第３図から分るように（第３図
は、理解を容易にするため、油排出口２１の位置を角度
的にずらし、かつ油出口２０と同−断面内に移して示し
である）、インナバルブ１６には前記油入口１９に連通
ずる軸線方向の給油路２７と、該給油路２７から半径方
向に延びインナバルブ１６の外周面に開口する供給口２
８と、該供給口２８から隔離されインナバルブ１６の外
周面に沿って設けられた排出路２９とが設けられている
。一方、アウタバルブ１１には常に前記油出口２０ａに
連通する接続口３０ａと、常に油出口２０ｂに連通ずる
接続口３０ｂと、常に前記油排出口２１および排出路２
９に連通ずる排出口３１とが設けられている。That is, as can be seen from FIGS. 2 and 3 (in FIG. 3, for ease of understanding, the position of the oil outlet 21 is shifted angularly and is moved within the same cross section as the oil outlet 20). The inner valve 16 has an axial oil supply passage 27 that communicates with the oil inlet 19, and a supply port 2 that extends radially from the oil supply passage 27 and opens on the outer peripheral surface of the inner valve 16.
8, and a discharge passage 29 which is isolated from the supply port 28 and is provided along the outer peripheral surface of the inner valve 16. On the other hand, the outer valve 11 has a connection port 30a that always communicates with the oil outlet 20a, a connection port 30b that always communicates with the oil outlet 20b, and a connection port 30b that always communicates with the oil outlet 21 and the drain path 2.
A discharge port 31 communicating with 9 is provided.

アウタバルブ１７には弁本体１８を貫いて半径方向へ延
出するレバ一部片３２が設けられており、このレバ一部
片３２は連結杆３３を介して前記作動子１３に連結され
ている。従ってアウタバルブ１７は作動子１３と一体的
にステアリングシャツ１−〇の軸線のまわりに回動する
。The outer valve 17 is provided with a lever piece 32 extending radially through the valve body 18, and this lever piece 32 is connected to the actuator 13 via a connecting rod 33. Therefore, the outer valve 17 rotates together with the actuator 13 around the axis of the steering shirt 1-0.

パワーシリンダ装置２４は第１図に示すように車体壁１
０に固設されている。パワーシリンダ装置２４はシリン
ダ３４とピストン３５とから成り、シリンダ３４が車体
壁１０に固設されて固定側部材を構成し、ピストン３５
はこのシリンダ３４内を往復可能な可動側部材となって
いる。シリンダ３４の内部はピストン３５によってそれ
ぞれ密閉された２つのシリンダ室２５ａ、２５ｂに区分
され、前述のようにこれらの各シリンダ室２５ａ、２５
ｂにそれぞれ接続管２３ａ、２３ｂが接続されている。The power cylinder device 24 is attached to the vehicle body wall 1 as shown in FIG.
Fixed to 0. The power cylinder device 24 consists of a cylinder 34 and a piston 35. The cylinder 34 is fixed to the vehicle body wall 10 and constitutes a fixed side member, and the piston 35
serves as a movable member that can reciprocate within this cylinder 34. The inside of the cylinder 34 is divided into two cylinder chambers 25a, 25b each sealed by a piston 35, and as described above, each of these cylinder chambers 25a, 25
Connection pipes 23a and 23b are connected to b, respectively.

そしてピストン３５は連杆３６により前記作動子１３に
連結されている。The piston 35 is connected to the actuator 13 by a connecting rod 36.

本実施例は以上の通り構成されているので、操舵のため
ステアリングホイール７を回動させるとこれに応じてス
テアリングシャフト９が回動するが、作動子１３はＭｖ
Ｅ材１４を介してステアリングシャツ１−９に連結され
ているためステアリングシャフト９の回動に直ちに追従
せず、先ず制御弁１５が作動する。すなわちステアリン
グシャフト９と一体のインナバルブ１６が第３図の状態
から例えば反時計方向に回動すると、供給口２Ｂと接続
口３０ａが整合し、接続口３０ｂは排出路２９と連通す
る。従って給油管２２を通じて送り込まれる作動油がパ
ワーシリンダ装＠２４のシリンダ室２５ａへ供給され、
シリンダ室２５ｂ内の作動油は戻り管２６を通じてリザ
ーバタンクへ逃げるので、第１図から分るようにピスト
ン３５がシリンダ３４内に引込まれ、これとともに、こ
のピストン３５に連杆３６を介して連結された作動子１
３がステアリングシャフト９の軸線まわりに回動する。Since the present embodiment is configured as described above, when the steering wheel 7 is rotated for steering, the steering shaft 9 is rotated accordingly, but the actuator 13 is
Since it is connected to the steering shirt 1-9 via the E material 14, it does not immediately follow the rotation of the steering shaft 9, and the control valve 15 is activated first. That is, when the inner valve 16 integrated with the steering shaft 9 rotates, for example, counterclockwise from the state shown in FIG. Therefore, the hydraulic oil sent through the oil supply pipe 22 is supplied to the cylinder chamber 25a of the power cylinder device @24,
Since the hydraulic oil in the cylinder chamber 25b escapes to the reservoir tank through the return pipe 26, the piston 35 is drawn into the cylinder 34 as seen in FIG. Actuator 1
3 rotates around the axis of the steering shaft 9.

しかしてその回動方向はステアリングシャフト９の回動
方向と同じである。The direction of rotation is therefore the same as the direction of rotation of the steering shaft 9.

作動子１３は連結杆３３を介してアウタバルブ１７に連
結されているので、作動子１３の上記回転に伴なってア
ウタバルブ１７も同じ方向に回動し、接続口３０ａは供
給口２８に追随して、作動油をシリンダ室２５ａに送り
続け、また接続口３０ｂと排出路２９の連通状態も維持
されてシリンダ１２５ｂからの作動油の排出も続く。そ
してステアリングシャフト９の回動が停止すると、接続
口３０ａが供給口２８を通り越した時点で制御弁１５は
再び中立状態となり、パワーシリンダ￥Ｒ＠２４への作
動油の給、排が断絶され、作動子１３の回動も停止する
。このようにして、作動子１３はパワーシリンダ装置２
４に駆動されながらステアリングシャフト９の回動に合
致した回動運動を行い、タイロッド５を介して車輪を前
記ステアリングシャフト９の回動角度に応じた角度だけ
偏向させる。Since the actuator 13 is connected to the outer valve 17 via the connecting rod 33, the outer valve 17 also rotates in the same direction as the actuator 13 rotates, and the connection port 30a follows the supply port 28. , the hydraulic oil continues to be sent to the cylinder chamber 25a, and the communication state between the connection port 30b and the discharge passage 29 is maintained, and the discharge of the hydraulic oil from the cylinder 125b continues. When the rotation of the steering shaft 9 stops, the control valve 15 becomes neutral again when the connection port 30a passes the supply port 28, and the supply and discharge of hydraulic oil to the power cylinder ￥R＠24 is cut off. Rotation of the actuator 13 also stops. In this way, the actuator 13 is connected to the power cylinder device 2.
4, it performs a rotational movement that matches the rotation of the steering shaft 9, and deflects the wheels by an angle corresponding to the rotation angle of the steering shaft 9 via the tie rod 5.

上記実施例においては、パワーシリンダ装置２４は複動
形のシリンダ装置で、このようなシリンダ装置が１個配
置されているが、第４図に示すように、２個の単動形の
パワーシリンダ装置２４ａ、２４ｂを作動子１３の両側
に配設し、これらのパワーシリンダ装置２４ａ、２４ｂ
にそれぞれ前記接続管２３ａ、２３ｂを接続し、かつ各
ピストン３５ａ、３５ｂをそれぞれ連杆３６ａ、３１３
ｂを介して作動子１３の両側に連結してもよい。なお、
第４図においては左右のタイロッド５．５は第１図のよ
うに互いに交叉させてないが、いずれを採るかは他の部
材との位置、寸法等の関係で決まり、任意である。In the above embodiment, the power cylinder device 24 is a double-acting type cylinder device, and one such cylinder device is disposed, but as shown in FIG. 4, two single-acting type power cylinders are arranged. Devices 24a, 24b are arranged on both sides of the actuator 13, and these power cylinder devices 24a, 24b
The connecting pipes 23a, 23b are connected to the pistons 36a, 313, respectively, and the pistons 35a, 35b are connected to the connecting rods 36a, 313, respectively.
It may be connected to both sides of the actuator 13 via b. In addition,
In FIG. 4, the left and right tie rods 5.5 do not intersect with each other as in FIG. 1, but which one to adopt is determined by the relationship with other members, such as position and dimensions, and is arbitrary.

Ａ棗立皇１ 以上の通り、本発明の車両操舵装置は、ステアリングシ
ャフトに作動子を介してタイロッドを連結し、車体に固
設したパワーシリンダ装置の可動側部材を前記作動子に
連結するとともに、前記ステアリングシャフトに連動し
て前記パワーシリンダ装置への作動油の供給、排出を制
御する制御弁を設けて構成されているので、従来のパワ
ーステアリング装置に比し、構造が簡単で、部品点数も
少なくて済み、低コストの簡易なパワーステアリング装
置が得られる。As described above, the vehicle steering system of the present invention connects a tie rod to a steering shaft via an actuator, and connects a movable side member of a power cylinder device fixed to a vehicle body to the actuator. , a control valve is provided which controls the supply and discharge of hydraulic oil to the power cylinder device in conjunction with the steering shaft, so compared to conventional power steering devices, the structure is simpler and the number of parts is reduced. A low-cost, simple power steering device can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実施例の要部を斜前力からみた斜視
図、第２図はステアリングボックスの縦断面図、第３図
は制御弁の横断面を多少修正して示した断面図、第４図
は本発明の他の実施例における作動子およびパワーシリ
ンダ装置の斜視図である。 １・・・操舵装置、２・・・ナックル、３山サスペンシ
ヨン装置、４・・・ナックルアーム、５・・・タイロッ
ド、６・・・ボールジョイン１〜．７・・・ステアリン
グホイール、８・・・ユニバーグルジヨイント、９・・
・ステアリングシャフト、１０・・・車体壁、１１・・
・ステアリングボックス、１２・・・軸受、１３・・・
作動子、１４・・・緩衝材、１５・・・制御弁、１６・
・・インナバルブ、１７・・・アウタバルブ、１８・・
・弁本体、１９・・・油入口、２０・・・油出口、２１
・・・油排出口、２２・・・給油恒、２３・・・接続管
、２４・・・パワーシリンダ装置、２５・・・シリンダ
室、２７・・・給油路、２８・・・供給口、２９・・・
排出路、３０・・・接続口、３１・・・排出口、３２・
・・レバ一部片、３３・・・連結杆、３４・・・シリン
ダ１．３５・・・ピストン（可動側部材）、３６・・・
連杆。Fig. 1 is a perspective view of the main parts of an embodiment of the present invention viewed from the oblique forward force, Fig. 2 is a vertical cross-sectional view of the steering box, and Fig. 3 is a cross-sectional view of the control valve with some modifications. 4 are perspective views of an actuator and a power cylinder device in another embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Steering device, 2... Knuckle, triple suspension device, 4... Knuckle arm, 5... Tie rod, 6... Ball joint 1~. 7...Steering wheel, 8...Univer joint, 9...
・Steering shaft, 10... Vehicle wall, 11...
・Steering box, 12...Bearing, 13...
Operator, 14...Buffer material, 15...Control valve, 16.
...Inner valve, 17...Outer valve, 18...
・Valve body, 19...Oil inlet, 20...Oil outlet, 21
... Oil discharge port, 22 ... Oil supply port, 23 ... Connection pipe, 24 ... Power cylinder device, 25 ... Cylinder chamber, 27 ... Oil supply path, 28 ... Supply port, 29...
Discharge path, 30... Connection port, 31... Discharge port, 32.
...Lever piece, 33...Connecting rod, 34...Cylinder 1.35...Piston (movable side member), 36...
Continuation.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ステアリングシャフトに作動子を介してタイロッドを連
結し、車体に固設したパワーシリンダ装置の可動側部材
を前記作動子に連結するとともに、前記ステアリングシ
ャフトに連動して前記パワーシリンダ装置への作動油の
供給、排出を制御する制御弁を設けて成る車両操舵装置
。A tie rod is connected to the steering shaft via an actuator, and a movable member of a power cylinder device fixed to the vehicle body is connected to the actuator, and hydraulic oil is supplied to the power cylinder device in conjunction with the steering shaft. A vehicle steering system equipped with a control valve that controls supply and discharge.