自動車のステアリングのしくみ

パワーステアリングには、ラック&ピニオン機構やリサーキュレーティングボール機構のほかに、いくつかの重要なコンポーネントがあります。

ポンプ

ステアリング用の油圧は、回転翼ポンプ(下図参照)によって提供されています。 このポンプはベルトとプーリーを介して、車のエンジンによって駆動される。

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ベーンが回ると低圧で戻りラインから作動油を引き、高圧で出口に強制的に送り込みます。 ポンプが提供する流量は、車のエンジン回転数に依存します。 エンジンのアイドリング時に十分な流量が得られるようにポンプを設計する必要がある。

ポンプには、圧力が高くなりすぎないようにするための減圧弁があり、特に多くの液体が送り出される高いエンジン回転数では、圧力が高くなりすぎないようにしています。

ロータリーバルブ

パワーステアリングシステムは、ドライバーがハンドルに力をかけているとき(切り始めるときなど)だけアシストする必要があります。 ドライバーに力が加わっていないとき(直進時など)には、システムは何のアシストもしないはずです。 このステアリングにかかる力を感知する装置をロータリーバルブといいますが、ロータリーバルブの要となるのがトーションバーです。 トーションバーは金属の細い棒で、トルクがかかるとねじれる。 トーションバーの上部はハンドルに、下部はピニオンやウォームギア(車輪を回転させる)につながっており、トーションバーのトルクはドライバーが車輪を回すトルクと等しくなっています。

ステアリングシャフトからの入力は、スプールバルブアセンブリの内側を形成しています。 また、トーションバーの上端にも接続されています。 トーションバーの下端はスプールバルブの外周部に接続されます。

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Animation showing what happens inside the rotary valve when you start to turn the steering wheel

As the bar twisted, it rotates the inside of the spool valve relative to the outside.The Torsion bar has which type of steering has the car has.The トーションバーはまたステアリングギアの出力部を回して、ピニオンギアまたはウォームギアに連結して、その車がどちらのタイプのステアリングを持っているかについて、その車が持っているものに依存します。 スプールバルブの内側もステアリングシャフトに(つまりステアリングホイールに)つながっているので、スプールバルブの内側と外側の回転量は、ドライバーがステアリングホイールにかけるトルクの大きさによって決まります。 しかし、スプールバルブをどちらかに回すと、ポートが開いて高圧の液体が適切なラインに供給されるのです。

このタイプのパワーステアリングシステムはかなり効率が悪いことがわかりました。

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