JPH0114067B2

JPH0114067B2 -

Info

Publication number: JPH0114067B2
Application number: JP55186582A
Authority: JP
Inventors: Fujio Momyama
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 1980-12-26
Filing date: 1980-12-26
Publication date: 1989-03-09
Also published as: JPS57110562A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、自動車のパワー・ステアリング装
置に関する。

この種のパワー・ステアリング装置は、手動の
ステアリング機構に備えられたサーボ機構として
の形態をとるものが多く、手動によるステアリン
グの変位が入力信号としてそのサーボ機構に与え
られ、出力機構がそのステアリングの変位に追従
して動作し得るように構成されている。

そのようなパワー・ステアリング装置には、所
定の反力が得られること、すなわち、ステアリン
グ操作における適度な手応えを運転者に与えて、
適正な操縦安定性を維持し、かつ、ステアリング
操作による疲労を軽減することが要求されてきて
いる。

従つて、そのような反力を与え得るように構成
されたパワー・ステアリング装置は、一般に、オ
イル・ポンプ側から供給される圧油をフイード・
バツクすることによつて反力を与える油圧反力
型、リアクシヨン・スプリングによつて反力が与
えられるばね反力型、および、その油圧反力型と
ばね反力型とを組み合せた油圧・ばね反力型に大
別される。

しかし、その油圧反力型のものは、パワー・ピ
ストン側に供給される圧油が、リアクシヨン・コ
ントロール・バルブの両側におけるリアクシヨ
ン・チヤンバにフイード・バツクされることか
ら、その圧油の供給量に応じた反力、換言するな
らば、車輪の操舵に要求される負荷にほぼ比例し
た反力が得られる反面、ステアリングの中立位置
を基準とした僅かな操舵角範囲においては、反力
がほとんど得られないために、ステアリング操作
の手応えがやや不足するきらいがあつた。

また、そのばね反力型および油圧・ばね反力型
のものは、リアクシヨン・コントロール・バルブ
の両側にリアクシヨン・スプリングがそれぞれ配
置され、しかも、そのリアクシヨン・スプリング
は、そのリアクシヨン・コントロール・バルブが
中立位置に置かれた状態で、既に反力を与え得る
ように、そのリアクシヨン・コントロール・バル
ブの両側に作用していることから、ステアリング
の中立位置を基準とした僅かな操舵角範囲におい
ては、そのリアクシヨン・スプリングによつて、
所定の反力が得られ、直進走行におけるステアリ
ングの安定性が維持されるが、その反力は、その
僅かな操舵角範囲を越える部分において、そのリ
アクシヨン・スプリングによつて、与えられる反
力と比べて、一般に大きくなる傾向にあり、従つ
て、ステアリングがその僅かな操舵角範囲を越え
るように回転されるときには、手応えが変化し、
そのような手応えの変化は、ステアリング操作に
おける疲労の要因となつていた。

この発明の目的・課題は、自動車が直進走行さ
れる際のステアリング・ホイールの安定性を維持
し、しかも、そのステアリング・ホイールの中立
位置を基準とした僅かな操舵角範囲において、ス
テアリング操作の手応えを良好にして、ドライバ
の疲労を軽減するところのパワー・ステアリング
装置の提供にある。

上述の課題に関連して、この発明のパワー・ス
テアリング装置は、スプリング・リアクシヨン・
チヤンバが、スプール型コントロール・バルブに
形成され、リアクシヨン・スプリングが、そのス
プリング・リアクシヨン・チヤンバ内に配置さ
れ、そして、遊び連結機構が、そのコントロー
ル・バルブにおけるポートとランドとのラツプ長
さにほぼ同じいか若しくはそれよりも僅かに長い
不反力域を与える範囲の遊びをそのスプリング・
リアクシヨン・チヤンバおよびリアクシヨン・ス
プリング間に形成してそのリアクシヨン・スプリ
ングをそのコントロール・バルブのスプールに連
結させる構成を備え、ステアリング・ホイールの
中立位置を基準とした僅かな操舵角範囲におい
て、そのリアクシヨン・スプリングによる反力の
発生を抑制し、手応えを軽くするところにある。

以下、この発明のパワー・ステアリング装置の
特定された具体例について、図面を参照して説明
する。

図は、この発明のパワー・ステアリング装置の
具体例１０を概説的に示している。

そのパワー・ステアリング装置１０は、パワ
ー・シリンダ（図示せず）とスプール型コントロ
ール・バルブ１１とを含み、スプリング・リアク
シヨン・チヤンバ３１が、そのスプール型コント
ロール・バルブ１１に形成され、リアクシヨン・
スプリング３４が、そのスプリング・リアクシヨ
ン・チヤンバ３１内に配置され、そして、遊び連
結機構３５が、シリンダ・ポート２０，２１とラ
ンド２７，２８とのアンダ・ラツプ長さにほぼ同
じい不反力域を与える範囲の遊び４１，４２をそ
のスプリング・リアクシヨン・チヤンバ３１およ
びリアクシヨン・スプリング３４間に形成して、
そのリアクシヨン・スプリング３４をそのコント
ロール・バルブ１１のスプール１４に連結させる
機造に製作された。

そのパワー・シリンダは、通常のように、内部
にシリンダ・ボア（図示せず）を形成し、そし
て、そのスプール型コントロール・バルブ１１を
組み込んだシリンダ・ボデイ（図示せず）と、そ
のシリンダ・ボア内に往復摺動可能に嵌め合わせ
られてそのシリンダ・ボア内に一対のシリンダ室
（図示せず）を区画するピストン（図示せず）と、
そのピストンには、固定的に連結され、そして、
そのシリンダ・ボデイには、出し入れ可能にされ
たピストン・ロツド（図示せず）とより構成され
てある。

そのスプール型コントロール・バルブ１１は、
そのパワー・シリンダのシリンダ・ボデイに組み
付けられたバルブ・ボデイ１２と、そのバルブ・
ボデイ１２のバルブ・ボア１３に往復摺動可能に
配置されたスプール１４と、そのスプール１４に
固定的に連結された操作ロツド１５とを含み、そ
の操作ロツド１５をステアリング・シヤフト（図
示せず）側に連結され、ステアリング・ホイール
（図示せず）の回転に応じて、その操作ロツド１
５を介してそのスプール１４をそのバルブ・ボア
１３内に往復摺動されるところに製作された。

そのバルブ・ボデイ１２は、そのバルブ・ボア
１３を内部に形成し、また、所定の位置に所定の
間隔を置いてそのバルブ・ボア１３に開口された
ポンプ・ポート１７、タンク・ポート１８，１
９、および、シリンダ・ポート２０，２１を形成
してある。

特に、そのシリンダ・ポート２０，２１は、そ
のバルブ・ボア１３の内周面における開口をリン
グ溝２２，２３に加工し、そして、連通路２４，
２５に接続させてある。勿論、その連通路２４，
２５は、そのパワー・シリンダの一対のシリンダ
室に対応されて連絡させてある。

そのスプール１４は、そのポンプ・ポート１７
およびタンク・ポート１８，１９をそのシリン
ダ・ポート２０，２１に切り換え接続し、そのポ
ンプ・ポート１７からそのシリンダ・ポート２
０，２１の何れか一方に、同時に、そのシリン
ダ・ポート２０，２１の何れか他方からそのタン
ク・ポート１８，１９に流すところに圧油を方向
制御し、また、そのポンプ・ポート１７からその
シリンダ・ポート２０，２１の何れか他方に、同
時に、そのシリンダ・ポート２０，２１の何れか
一方からそのタンク・ポート１８，１９に流すと
ころに圧油を方向制御するところのランド２６，
２７，２８，２９を所定の間隔を置いて形成して
ある。

特に、そのランド２７，２８は、そのスプール
１４がそのバルブ・ボア１３内の中立位置で、そ
のシリンダ・ポート２０，２１のリング溝２２，
２３に重合状態、すなわち、アンダ・ラツプした
状態に置かれる。さらに具体的に述べるならば、
そのランド２７，２８の幅は、そのリング溝２
２，２３の幅よりも僅かに短く形成されてある。

そのスプリング・リアクシヨン・チヤンバ３１
は、そのスプール型コントロール・バルブ１１の
バルブ・ボデイ１２に形成されたそのバルブ・ボ
ア１３に同軸線的に、しかも、仕切り壁１６でそ
のバルブ・ボア１３から区画されてそのバルブ・
ボデイ１２に形成された。勿論、そのバルブ・ボ
デイ１２に開口されたそのスプリング・リアクシ
ヨン・チヤンバ３１の開口端は、そのバルブ・ボ
デイ１２にねじ止めされたエンド・カバー３２で
閉塞されてある。

そのリアクシヨン・スプリング３４は、そのス
プリング・リアクシヨン・チヤンバ３１に配置さ
れ、その遊び連結機構３５でそのコントロール・
バルブ１１のスプール１４に連結され、そのスプ
ール１４にばね反力を与える。

その遊び連結機構３５は、連結ロツド３６と、
一対のスプリング・プレート３７，３８とより構
成され、そして、そのスプリング・プレート３
７，３８が、その連結ロツド３６にナツト３９で
止められた構造に製作された。

その連結ロツド３６は、そのリアクシヨン・ス
プリング３４をまわりに配置させてそのスプリン
グ・リアクシヨン・チヤンバ３１に往復動可能に
配置され、そして、一端をそのコントロール・バ
ルブ１１のバルブ・ボア１３内にその仕切り壁１
６の穴３０を通して伸長させたエクステンシヨ
ン・エンド４０を備え、そして、そのエクステン
シヨン・エンド４０をそのコントロール・バルブ
１１のスプール１４に固定的に連結させてある。

従つて、この連結ロツド３６は、そのスプール
１４が、そのバルブ・ボア１３内に往復摺動され
るに伴つてそのスプール１４でそのスプリング・
リアクシヨン・チヤンバ３１に往復動される。

また、その連結ロツド３６は、外径がそのエク
ステンシヨン・エンド４０のそれよりも細くさ
れ、他端にねじを切り、そのナツト３９をねじ結
合可能にしてある。勿論、そのナツト３９は、そ
のエンド・カバー３２の穴３３に往復摺動可能に
嵌め合わせられてある。

その連結ロツド３６の長さは、その連結ロツド
３６の他端にねじ結合されるそのナツト３９に関
連して決定されるが、そのコントロール・バルブ
１１において、そのスプール１４が中立位置に置
かれた状態で、そのスプリング・リアクシヨン・
チヤンバ３１の軸方向長さよりも僅かに短かく寸
法取りされた。

換言するならば、その連結ロツド３６は、その
スプール１４が中立位置に置かれた状態で、その
仕切り壁１６から僅かに所定の長さをもつて離れ
たそのエクステンシヨン・エンド４０から段付け
され、そして外径が細くされ、また、そのナツト
３９は、締付け面がその所定の長さとほぼ同じ長
さをもつてそのエンド・カバー３２の内側面から
そのスプリング・リアクシヨン・チヤンバ３１内
に突き出された状態で、その連結ロツド３６の他
端にねじ結合される。

従つて、その仕切り壁１６およびエンド・カバ
ー３２のそれぞれの内側には、その連結ロツド３
６の両端において、そのエクステンシヨン・エン
ド４０およびナツト３９の一部分がそれぞれ所定
の長さをもつて、そのスプリング・リアクシヨ
ン・チヤンバ３１内に突き出された状態に置かれ
る。

そのスプリング・リアクシヨン・チヤンバ３１
内に突き出されるそのエクステンシヨン・エンド
４０およびナツト３９の一部分のそれぞれの所定
の長さは、前述のリング溝２２，２３とランド２
７，２８との隙間、いわゆる、アンダ・ラツプの
長さとほぼ同じに決定されてある。

その一対のスプリング・プレート３７，３８
は、その連結ロツド３６のまわりに配置されたそ
のリアクシヨン・スプリング３４の両端に配置さ
れる状態において、その連結ロツド３６に嵌め合
わせられ、そして、そのナツト３９が、その連結
ロツド３６の他端にねじ結合されると、そのリア
クシヨン・スプリング３４をその連結ロツド３６
に連結させる。

そのようにして、そのスプリング・プレート３
７，３８が、そのスプリング・リアクシヨン・チ
ヤンバ３１内において、そのリアクシヨン・スプ
リング３４をその連結ロツド３６に組み付ける
と、そのエクステンシヨン・エンド４０およびナ
ツト３９の一部分が、前述されたように、それぞ
れ所定の長さをもつて、そのスプリング・リアク
シヨン・チヤンバ３１内に突き出されるので、そ
のスプリング・プレート３７とその仕切り壁１６
との間、および、そのスプリング・プレート３８
とそのエンド・カバー３２との間には、所定の隙
間、すなわち、不反力域４１，４２がそれぞれ形
成される。

次に、上述のパワー・ステアリング装置１０の
動作、特に、そのばね反力について、説明する。

今、そのステアリング・ホイールが、左右の何
れかの方向に回転されると、そのコントロール・
バルブ１１においては、そのスプール１４が、そ
のステアリング・ホイールの回転に応じて、その
操作ロツド１５を介してそのバルブ・ボア１３内
に摺動されるが、そのスプールの摺動範囲がその
不反力域４１，４２の何れかを越えるまでの間
は、そのリアクシヨン・スプリング３４は、圧縮
変形されず、そのリアクシヨン・スプリング３４
によつて与えられる反力はそのスプール１４に作
用しない。

従つて、その不反力域４１，４２内において、
そのスプール１４が、僅かに摺動されるとき、す
なわち、そのステアリング・ホイールが中立位置
を基準として僅かな操舵角範囲内で回転されると
きには、そのリアクシヨン・スプリング３４によ
る反力は与えられず、その結果、ステアリング操
作は軽くなり、従来、ばね反力型パワー・ステア
リング装置において、疲労の要因になるところの
ステアリング操作の不適正な重みが回避される。
勿論、その不反力域４１，４２は、極めて小さな
範囲であるので、直進走行の際、そのステアリン
グ・ホイールのふらつきが少なく、走行安定性が
維持される。

また、そのステアリング・ホイールがさらに回
転されると、そのスプール１４はその不反力域４
１，４２の何れかを越えて、そのバルブ・ボア１
３内に摺動されるので、そのスプリング・プレー
ト３７，３８の何れかが、その仕切り壁１６およ
びエンド・カバー３２の何れかに接触し、そのリ
アクシヨン・スプリング３４が圧縮変形され、そ
のリアクシヨン・スプリング３４によつて所定の
反力が得られ、そのばね反力はそのスプール１４
に作用する。

そのようにして、既存のばね反力型コントロー
ル・バルブを備えたパワー・ステアリング装置と
同様の効果が得られる。

上述のスプール型コントロール・バルブ１１で
は、そのスプリング・リアクシヨン・チヤンバ３
１、リアクシヨン・スプリング３４、および、遊
び連結機構３５が、そのバルブ・ボデイ１２の一
方の側にのみ組み込まれたものとして説明された
が、反力を与えるのに望ましい部分で、しかも、
その不反力域４１，４２をもつて組み込まれるも
のであれば、それらの取付け箇所は任意であり、
例えば、そのスプール１４の両側において、その
バルブ・ボデイ１２にそれぞれ所定の不反力域を
もつて組み込むことも可能である。

また、そのスプール型コントロール・バルブ１
１は、そのスプリング・リアクシヨン・チヤンバ
３１、リアクシヨン・スプリング３４、および遊
び連結機構３５を組み合わせてばね反力型に構成
されたものとして説明されたが、それらがスプー
ル型の油圧反力型コントロール・バルブに組み合
わせ可能であつて、その場合には、その油圧反力
型コントロール・バルブは、ばね反力特性を持
つ。

さらに、そのスプール型コントロール・バルブ
１１では、その不反力域４１，４２がそのシリン
ダ・ポート２０，２１とそのランド２７，２８と
のアンダ・ラツプ長さにほぼ同じに決定された
が、その不反力域４１，４２は、そのシリンダ・
ポート２０，２１とそのランド２７，２８とのア
ンダ・ラツプ長さよりも僅かに長い範囲に決定す
ることも可能である。

如上のこの発明によれば、スプリング・リアク
シヨン・チヤンバが、スプール型コントロール・
バルブに形成され、リアクシヨン・スプリング
が、そのスプリング・リアクシヨン・チヤンバ内
に配置され、そして、遊び連結機構が、そのコン
トロール・バルブにおけるポートとランドとのラ
ツプ長さにほぼ同じいか若しくはそれよりも僅か
に長い不反力域を与える範囲の遊びをそのスプリ
ング・リアクシヨン・チヤンバおよびリアクシヨ
ン・スプリング間に形成してそのリアクシヨン・
スプリングをそのコントロール・バルブのスプー
ルに連結させるので、自動車が直進走行される
際、ステアリング・ホイールの安定性が維持さ
れ、しかも、そのステアリング・ホイールの中立
位置を基準とした僅かな操舵角範囲において、ス
テアリング操作の手応えが改善され、ドライバの
疲労が軽減され、さらに、スプール型の油圧反力
型コントロール・バルブを備えるパワー・ステア
リング装置にも容易に適用されてばね反力特性を
与えることが可能で、自動車にとつて非常に有用
であり、実用的である。

【図面の簡単な説明】

図は、この発明のパワー・ステアリング装置の
具体例を示す部分断面図である。１１……スプール型コントロール・バルブ、１
２……バルブ・ボデイ、１３……バルブ・ボア、
１４……スプール、３１……スプリング・リアク
シヨン・チヤンバ、３４……リアクシヨン・スプ
リング、３５……遊び連結機構、３６……連結ロ
ツド、３７，３８……スプリング・プレート。

Claims

【特許請求の範囲】１スプリング・リアクシヨン・チヤンバが、ス
プール型コントロール・バルブに形成され、リアクシヨン・スプリングが、そのスプリン
グ・リアクシヨン・チヤンバ内に配置され、そし
て、遊び連結機構が、そのコントロール・バルブに
おけるポートとランドとのラツプ長さにほぼ同じ
いか若しくはそれよりも僅かに長い不反力域を与
える範囲の遊びをそのスプリング・リアクシヨ
ン・チヤンバおよびリアクシヨン・スプリング間
に形成してそのリアクシヨン・スプリングをその
コントロール・バルブのスプールに連結させるところに特徴があるパワー・ステアリング装置。