油圧パワーテアリング

下図は、ラック&ピニオン式のステアリングに油圧アシストを付加したものを図示したものである。。
チェックボックスをチェックすると下図のポンプが回転します。
各プッシュボタンをクリックするとステアリングが動作します。
インプットシャフト トーションバー スプールバルブ ローターリーバルブ ※スタブシャフト ※ウォームシャフト アウトプットシャフト リザーバータンク ポンプ コントロールバルブ ピニオン ラック パワーシリンダー コントロールバルブ模式図 コントロールバルブ断面図 S S R R P P Re Re L L Re-Re P-P ※ S-S L-L R-R P P P R R R L L L Re Re Re SVGの代替画像
ポンプ
ハンドルはステアリングシャフトに接続されておりユニバーサルジョイントにより軸方向を変えてインプットシャフトを回転させます。
インプットシャフトとトーションバーの上部は接続されております。
ハンドルの回転はトーションバーの上部を回転させます。路面からの荷重が大きいとトーションバーは捻じれます。
トーションバーの下部はアウトプットシャフトと接続されています。アウトプットシャフトはピニオンギアに接続されラックを移動させます。
ただし、スタブシャフトとウォームシャフトの働きによりある回転以上のねじれが生じるとハンドルと直結状態になります。エンジンを掛けずに(パワステポンプが回転していない状態)ハンドルを回すと少し回転してからタイヤが回転し始めるのはスタブシャフトとウォームシャフトがかみ合った状態になっていることを示しています。(断面※S-S)
スプールバルブはインプットシャフトと直結されておりハンドルと同じ回転角となります。
ローターリーバルブはトーションバーの下部に接続されています。ラック&ピニオンを経由してタイヤの切れ角と連動した状態となっています。
コントロールバルブはハンドルの回転角とタイヤの切れ角の回転角度の差によりパワーシリンダーの左右の油圧の経路を切り替えてハンドルとタイヤの切れ角が連動するような動作をします。
ハンドルとタイヤの回転角が一致しているとき(例えば直進状態)ではポンプからの油圧がコントロールバルブの隙間が左右の経路とも同じとなりますので左右の油量が一致しパワーシリンダも中立状態となります。
ハンドルを右に切るとスプールバルブが右に回ります。するとスプールバルブとロータリーバルブとの隙間が左より右油圧経路の方が広くなります。 右油圧経路の油量が多くなるのでパワーシリンダーが動いてアシストされます。パワーシリンダによりトーションバーの下部が駆動されコントロールバルブも右回転します。スプールバルブとローターリーバルブの位置関係が中立になるまでアシストが継続されます。
上図のコントロールバルブ模式図がよくパワステの説明に用いられるものです。実際は、Re-Re P-P L-L R-R 断面を合成して図示したものです。