JPH01240371A - 油圧反力型パワー・ステアリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、自動車に使用される油圧反力型パワー・ス
テアリングに関する。

背景技術 この種の油圧反力型パワー・ステアリングでは、自動車
が据え切りされる際、パワー・シリンダに発生される油
圧が最高圧になるのに比例して操舵力が最大になり、そ
の結果、ハンドルが重くなった。

発明の目的・課題 この発明の目的・課題は、自動車の一般走行時には、操
舵力が通常にハンドルにフィード・バックされ、そして
、その自動車の据え切り時には、その操舵力が軽減され
てそのハンドルにフィード・バックされ、そのハンドル
を軽くするところの油圧反力型パワー・ステアリングの
提供にある。

目的・課題に係る構成上の発明の概要：請求する発明の
内容 上述の目的・課題に関連して、この発明の油圧反力型パ
ワー・ステアリングは、コントロール・バルブがオイル
・ポンプからパワー・シリンダに流れる圧油を方向制御
し、操舵力に対応してそのパワー・シリンダに発生する
油圧をそのコントロール・バルブの反力室に導いて操舵
するものにして、油圧が、リリーフ弁でその反力室から
逃がされるところに構成され、自動車が一般走行される
際には、そのリリーフ弁が閉じられ、操舵力が通常にハ
ンドルにフィード・バックされ、また、その自動車が据
え切りされる際には、そのリリーフ弁が開かれ、高圧の
圧油をその反力室からオイル・リザーバに逃し、その操
舵力が軽減されてそのハンドルにフィード・バックされ
、そのようにして、そのハンドルを軽くするところにあ
る。

具体例の説明 以下、この発明に係る油圧反力型パワー・ステアリング
の望ましい具体例について、図面を参照して説明する。

図は、トラックに適用されたこの発明の油圧反力型パワ
ー・ステアリングの具体例１０を示している。

このパワー・ステアリング１０は、一対の前輪（図示せ
ず）を操舵するリンケージ型に製作され、ナックル・ア
ーム（図示せず）、ドラック・リンク（図示せず）、リ
ンク・レバー（図示せず）、コンペンセーティング・ロ
ッド（図示せず）・ピットマン・アーム（図示せず）、
ステアリング・ギア・ボックス（図示せず）、ハンドル
・シャフト（ステアリング・シャフトであって、図示せ
ず）ハンドル（ステアリング・ホイールであって、図示
せず）、一対のシリンダ室２５．２６を備えたパワー・
シリンダ１）、反力室４８を備えたコントロール・バル
ブ１２、供給側油圧配管７０でそのコントロール・バル
ブ１２に接続されたオイル・ポンプ１３、戻り側油圧配
管７１でそのコントロール・バルブ１２に接続されたオ
イル・リザーバ１４、そのオイル・ポンプ１３とそのコ
ントロール・バルブ１２との間でその供給側油圧配管７
０に配置されたフロー・コントロール・バルブ１５、そ
して、そのコントロール・バルブ１２の反力室４８をそ
のオイル・リザーバ１４に連絡する通路４７に配置され
たリリーフ弁１６を含んで構成され、特に、そのリリー
フ弁１６は、そのトランクが一般走行される際には閉し
られ、また、そのトランクが据え切りされる際には開か
れるように、圧力設定されである。

そのパワー・シリンダ１）は、そのコントロール・バル
ブ１２を組み込み、そのコントロール・バルブ１２のシ
リンダ・ポート４２．４３に接続されるオイル・ポート
２７．２８を開口したシリンダ・ボア２１を有するシリ
ンダ・ボディ２０と、そのシリンダ・ボア２１内に往復
摺動可能に嵌め合わせられ、そのオイル・ポート２７．
２８に対応して接続された一対のシリンダ室２５．２６
をそのシリンダ・ボア２１内に区画するピストン２３と
、そのピストン２３に固定され、そのシリンダ・ボディ
２０のロッド・カバー（図示せず）において出し入れ可
能にして外側に伸長されたピストン・ロッド２４とより
構成され、そのシリンダ・ボディ２０をそのリンク・レ
バーに、そのピストン・ロッド２４をシャシ・フレーム
（図示せず）にそれぞれ回転可能に連結している。

また、そのオイル・ポート２７はそのシリンダ・ボディ
２０のヘッド・カバー２２に形成されて、そのコントロ
ール・バルブ１２のシリンダ・ポート４２に連絡され、
一方、そのオイル・ポート２８は、そのロッド・カバー
に形成され、そして、側路パイプ２９を介してそのコン
トロール・バルブ１２のシリンダ・ポート４３に連絡さ
れである。

そのように構成されたそのパワー・シリンダ１）′では
、そのピストン２３の動きが、そのシリンダ・ボディ２
１およびピストン・ロッド２４の動きになって、そのリ
ンク・レバー、ドラック・リンク、およびナックル・ア
ームを経て、前車軸（図示せず）の両端に振動可能に連
結された一対の前輪軸（図示せず）に伝達され、そのよ
うにして、そのパワー・シリンダ１）は、その前輪軸に
回転可能に支持されたその一対の前輪を操舵する。

そのコントロール・バルブ１２は、バルブ・ボディ３０
と、中空スプール３１と、スプール・シャフト３２と、
一対の反力ビストン３３．３４と、一対のスプール・ス
トッパ３５．３６と、一対の反力ビストン・ストッパ３
７．３８と、反力スプリング３９とを含む油圧反力型構
造に製作され、そのスプール・シャフト３２を入力軸（
図示せず）にピボット連結して、そのハンドルで切換え
動作される。勿論、その入力軸はそのコンペンセーティ
ング・ロッドに連結されである。

そのバルブ・ボディ３０は、バルブ・ボア４０が形成さ
れ、そのパワー・シリンダ１）のヘッド・カバー２２に
おいて、そのシリンダ・ボディ２０に組み付けられ、そ
して、所定の位置において、そのバルブ・ボア４０に開
口されたポンプ・ボート４１、一対のシリンダ・ボート
４２，４３、−対のタンク・ボート４４，４５、および
リリーフパ　ボート４６を備えている。

そして、それらポンプ・ボート４１、シリンダ・ボート
４２，４３、リンク・ボート４４，４５、およびリリー
フ・ボート４６は、そのバルブ・ボア４０の内周面にお
ける開口をリング溝にそれぞれ切削加工しである。

また、そのポンプ・ボート４１は、その供給側油圧配管
７０でそのオイル・ポンプ１３に接続すれ、そのシリン
ダ・ボート４２は、そのオイル・ボート２７に連絡され
、そのシリンダ・ボート４３は、その側路パイプ２９で
そのオイル・ボート２８に接続され、そのタンク・ボー
１−４４．４５は、その戻り側油圧配管７１でそのオイ
ル・リザーバ１４に接続され、そして、そのリリーフ・
ボート４６は、リリーフ通路４７でそのタンク・ボート
４４．４５に連絡されである。

その中空スプール３１は、そのバルブ・ボディ３０に形
成されたそのバルブ・ボア４０に往復摺動可能に配置さ
れて内側に反力室４８を形成し、そして、その反力室４
８をそのポンプ・ボート４１に連絡させる圧力取入れ側
連通ポート４９を備えた構造に製作されである。

また、その中空スプール３１は、その反力室４８の両端
にピストン・ボア５１．５２をそれぞれ形成し、そのバ
ルブ・ボディ３０に形成されたポンプ・ボート４１およ
びタンク・ボート４４．４５をそのシリンダ・ボート４
２．４３に切り換え接続するスプール油室を形成するリ
ング溝５３．５４を外周面に切削加工しである。

さらに、その中空スプール３１は、そのバルブ・ボディ
３０に形成されたリリーフ・ボート４６にその反力室４
８を連絡する圧力逃し側連通ポート５０を備えている。

勿論、その圧力逃し側連通ポート５０は、その中空スプ
ール３１の外周面においてリング溝５５に切削加工され
てあって、そのバルブ・ボディ３０のリリーフ・ボート
４６に常に合わせられた状態を維持可能にしである。

そのスプール・シャフト３２は、一端側をその中空スプ
ール３１内に貫通させ、そのスプール３１をそのバルブ
・ボア３０内に往復摺動させるように、そのスプール３
１の両端に位置され、そのスプール３１を固定する一対
のスプール・ストッパ３５．３６を備え、また、他端を
その入力軸にピボット結合している。すなわち、そのス
プール・シャフト３２は、ボール・ジヨイントを介して
その入力軸に連結されである。

さらに、そのスプール３１の固定構造を詳述するならば
、そのスプール・シャフト３２は、それらスプール・ス
トッパ３５．３６間に位置されてそのスプール・シャフ
ト３２の一端側に嵌め合わせられたスリーブ状スペーサ
５６と、そのスプール・シャフト３２の一端′にねし結
合されたナンド５７とを使用して一端側に固定されたと
ころのそのスプール・ストッパ３５．３６にそのスプー
ル３１を挟み付けさせてそのスプール３１を固定しであ
る。

そのスプール・ストッパ３５．３６は、プレート状に製
作され、このスプール・ストッパ３５゜３６には、互い
に所定の間隔を置いてストッパ面の所定の位置に開口さ
れた２個の小穴５８が穴明けされである。

その一対の反力ビストン３３．３４は、そのピストン・
ボア５１．５２およびスプール・シャフト３２上のスペ
ーサ５６に往復摺動可能に嵌め合わせられ、その中空ス
プール３１の内側に形成された反力室４８を閉じている
。

その一対の反力ビストン・ストッパ３７．３８は、それ
ぞれバルブ・ボア４０の両端を閉じるヘッド・カバー２
２およびシャフト・カバー５９の面に突出された２個の
ピンからなり、それらピン３７．３８は、そのスプール
・ストッパ３５．３６の小穴５８を貫通し、その対応す
る反カビストン３３．３４に先端を突き当て、そのスプ
ール３１のピストン・ボア５１．５２内におけるその反
力ビストン３３．３４の動きを規制し、そのスプール・
シャフト３２の動きに伴ない、その反力スプリング３９
に協働されて、それら反力ビストン３３゜３４にポンピ
ング動作を与え、その反力室４８に満された油を圧縮し
、そのスプール・シャフト３２にフィード・バックされ
る油圧反力に変化を与える。

その反力スプリング３９は、その反力ビストン３３．３
４間において、そのスプール・シャフト３２上のそのス
ペーサ５６のまわりに配置され、その反力ビストン３３
．３４にポンピング動作を与え、また、バルブのための
ニュートラル・スプリングとして機能している。

また、このコントロール・バルブ１２では、その反力ビ
ストン３３．３４およびその反力ビストン３３．３４を
往復摺動可能に嵌め合わせたそのピストン・ボア５１．
５２が同じ寸法に製作されたが、しかし、そのパワー・
シリンダ１）が片側０ンド型複動シリンダに製作されで
あるので、その反力ビストン３３．３４は大径のものと
、小径のものとに形成し、そのピストン・ボア５１．５
２もまた、それに対応して、大径ボアと小径ボアとに形
成するならば、そのパワー・ステアリング１０が縮み動
作する際、ドライバに操舵が重く感じ、また、そのパワ
ー・ステアリング１０が伸び動作する際、そのドライバ
に操舵が軽く感じること、言い換えるならば、左右の操
舵力に差を生じることが回避される。すなわち、そのよ
うな簡単な変更で、右切りおよび左切りの操舵力が均等
化可能になる。勿論、そのパワー・ステアリング１０が
インテグラル型に製作されるのであるならば、その場合
のコントロール・バルブはそのコントロール・バルブ１
２のように、製作される。

そのオイル・ポンプ１３は、そのトラックに搭載された
ディーゼル・エンジン（図示せず）によって駆動され、
そのパワー・シリンダ１）に圧油を供給するために、そ
のコントロール・バルブ１２のポンプ・ボート４１にそ
のオイル・リザーバ１４を接続するところのその供給側
圧油配管７０に配置され、そのオイル・リザーバ１４内
の油を吸い上げ、加圧し、そのディーゼル・エンジンの
回転数にほぼ比例した圧油の吐出し量が得られるように
しである。勿論、このオイル・ポンプ１３は、既存のパ
ワー・ステアリングに使用されるオイル・ポンプと同様
な構造に製作されたので、構造の説明については、省略
する。

そのフロー・コントロール・バルブ１５は、そのコント
ロール・バルブ１２とそのオイル・ポンプ１３との間で
、その供給側油圧配管７０に配置され、また、コントロ
ール・バルブ・バイパス７２でその戻り側油圧配管７１
に接続されである。

このフロー・コントロール・バルブ１５は、そのオイル
・ポンプ１３の吐出し側に接続されたポンプ・ボート６
１、そのコントロール・バルブ１２のポンプ・ボート４
１に接続されたコントロール・バルブ・ボート６２、お
よびそのオイル・ポンプ１３の吸込み側に接続されたリ
ターン・ボート６３を備えたバルブ・ケーシング６０と
、そのバルブ・ケーシング６０のバルブ・ボア（図示せ
ず）に往復摺動可能に配置されたオイル・リターン・コ
ントロール・スプール（図示せず）とを含んで構成され
、そのポンプ・ボート６１側に送られる圧油の流量を調
整して、所定の流量をそのコントロール・バルブ・ボー
ト６２側に送り、そして、圧油の余剰流量をそのリター
ン・ボート６３からそのオイル・リザーバ１４にそのコ
ントロール・バルブ・バイパス７２を経て戻すようにし
ている。勿論、そのフロー・コントロール・バルブ１５
は、既存のパワー・ステアリングに使用されるフロー・
コントロール・バルブと同様な構造に製作されであるの
で、その構造の説明は省略する。

そのリリーフ弁１６は、そのコントロール・バルブ１２
のバルブ・ボディ３０に形成されたそのリリーフ通路４
７に配置され、バルブ・ボディが、そのコントロール・
バルブ１２のバルブ・ボディ３０を兼用する構造に製作
されである。

このリリーフ弁１６は、そのバルブ・ボディ３０に穴明
は加工され、そのリリーフ通路４７に開口された人口ボ
ート６５および出口ボート６６を備えたバルブ・ボア６
４と、そのバルブ・ボア６４に配置されてその入口ポー
ト６５を開閉するボール・バルブ６７と、そのバルブ・
ボア６４に配置されてそのボール・バルブ６７をその入
口ポート６５に押し付ける圧力設定スプリング６８と、
そのバルブ・ボア６４にねじ込まれて、そのバルブ・ボ
ア６４を閉じ、また、その圧力設定スプリング６８の設
定圧力を調節可能にするプラグ６９とより構成され、そ
のコントロール・バルブ１２の反力室４８の油圧が設定
圧力よりも高くなると、そのボール・バルブ６７で閉じ
られていたその入口ボート６５が開かれ、圧油がそのリ
リーフ通路４７を経てその反力室４８からそのタンク・
ボート４５に流れ、さらに、その戻り側油圧配管７１を
経てそのオイル・リザーバ１４に逃されるようにしてい
る。すなわち、このリリーフ弁１６は、そのトラックが
据え切りされる際、そのコントロール・バルブ１２の反
力室４８の油圧が高くなった時、所謂、予め設定された
リリーフ圧になった時にのみ開かれ、圧油をその反力室
４８からそのオイルリザーバ１４に逃し、油圧の上昇を
抑え、そのトラックの据え切り時に、そのパワー・シリ
ンダ１）に発生する油圧が最高圧になり、そして、その
油圧をその反力室４８に導くところのそのコントロール
・バルブ１２を備えたそのパワー・ステアリング１０で
は、その油圧の最高圧に比例して操舵力が最大になり、
ハンドルが重くなることを抑制し、また、そのトランク
が一般走行される際には閉じられ、そのパワー・ステア
リング１０が通常に操舵力を発生するように、圧力設定
されである。

次に、その上述されたパワー・ステアリング１０の動作
をそのトラックの走行状態に対応して説明するに、その
ディーゼル・エンジンが運転されているので、そのオイ
ル・ポンプ１３が駆動され、そのオイル・ポンプ１３か
ら吐き出された圧油は、そのフロー・コントロール・バ
ルブ１５で流量調整され、所定の圧油の流量がその供給
側油圧配管７０を流れて、そのコントロール・バルブ１
２のポンプ・ボート４１に送られる。

そのポンプ・ボート４１に送られた圧油は、図示される
ように、その中空スプール３１がニュートラル位置に置
かれているならば、その戻り側油圧配管７１を経てその
タンク・ボー１−４４．４５からそのオイル・リザーバ
１４に戻されるが、そのステアリング・ホイールが操舵
され、そのステアリング・シャフト、ステアリング・ギ
ア・ボックス、ピントマン・アーム、コンペンセーテイ
ング・ロッド、および入力軸を介して、そのスプール・
シャフト３２が何れかの方向に押し引きされ、その中空
スプール３１がそのスプール・シャフト３２の動きの方
向に摺動され、その中空スプール３１の動きに応じてそ
の圧油がそのシリンダ・ボート４２．４３の何れか一方
からそのパワー・シリンダ１）のシリンダ室２５．２６
の何れか一方に送られる。

また、同時に、そのポンプ・ボート４１に送られた圧油
の一部分がその圧力取入れ側連通ポート４９を経てその
反力室４８に供給されるので、そ、　の操舵に対応する
反力、所謂、操舵力は、その反カ室４８内の油圧および
反力スプリング３９で与えられる。

今、そのトランクが据え切りされるならば、そのパワー
・シリンダ１）に供給される圧油の圧力が最高圧になり
、それに伴って、その圧油の一部分がその圧力取入れ側
連通ポート４９からその反力室４８に供給されるので、
その反力室４８内の油圧はそのリリーフ圧よりも高くな
り、その結果、そのリリーフ弁１Ｇが開かれ、その反力
室４８内の圧油の一部分はその圧力逃し連通ボート５０
、リリーフ・ボート４６、リリーフ通路４７、および戻
り側圧油配管７１を経てそのオイル・リザーバ１４に逃
される。

そのようにして、その反力室４８の油圧が逃がされるの
で、その反力室４８の油圧はリリーフ圧に保たれ、油圧
の上昇が抑えられ、その結果、操舵力の増大が抑制され
、すなわち、操舵力が軽減される。

そのように、そのトラックの据え切り時には、そのパワ
ー・シリンダ１）に発生する油圧が最高圧になり、その
最高圧の油圧がその反力室４８に導かれるも、その油圧
がそのリリーフ弁１６で逃されるので、その反力室４８
内の油圧の上昇が抑えられ、そのパワー・シリンダ１）
では、その油圧が最高圧になるに比例して操舵力が最大
になるが、しかし、そのコントロール・バルブ１２では
、その操舵力が最大になることが抑制され、換言するな
らば、そのハンドルにフィード・バックされる操舵力が
そのリリーフ圧に抑えられ、その結果、ハンドル操作が
軽く行なわれる。

また、そのトラックが一般走行されるならば、そのパワ
ー・シリンダ１）に発生される油圧が、そのリリーフ圧
よりも低いので、その反力室４８の油圧はそのリリーフ
弁１６によって逃がされることもなく、このパワー・ス
テアリング１０は、通常に操舵力を発生ずる。

発明の利便・利益 上述よりして、既に提案され、使用されてきているとこ
ろの油圧反力型パワー・ステアリングに比較していえば
、この発明の油圧反力型パワー・ステアリングは、油圧
が、リリーフ弁でコントロール・バルブの反力室から逃
がされるところに構成されるので、この発明の油圧反力
型パワー・ステアリングでは、自動車が一般走行される
際には、パワー・シリンダに発生される油圧が低く、そ
のリリーフ弁が閉じられ、操舵力が通常にハンドルにフ
ィード・バンクされ、また、その自動車が据え切りされ
る際には、そのパワー・シリンダに発生される油圧が最
高圧になり、その最高圧の油圧がその反力室に導かれて
も、その油圧でそのリリーフ弁が開かれ、その高い油圧
がその反力室から逃され、その反力室内の油圧の上昇が
抑えられ、そのパワー・シリンダでは、その油圧が最高
圧になるに比例して操舵力が最大になるも、そのコント
ロール・バルブでは、そのハンドルにフィード・バック
される操舵力がリリーフ圧に抑えられ、その結果′、そ
のハンドルにフィード・ハックされる操舵力が軽減され
、ハンドル操作が軽く行なわれ、ドライバの疲労が緩和
され、加えて、高価な手段によることなしに製作が可能
になり、また、装置全体の複雑化が抑制され、自動車に
とって非常に有用である。

発明と具体例との関係 先のように、図面を参照しながら説明されたこの発明の
具体例からして、この発明の属する技術の分野における
通常の知識を有する者にとって、種々の設計的修正や変
更は容易に行われることであり、さらには、この発明の
内容が、その発明の課題を遂行ならしめる発明の成立に
必須であり、その発明の性質であるその発明の技術的本
質に由来し、そして、それを内在させると客観的に認め
られる態様に容易に置き換えられる。

【図面の簡単な説明】

図は、トランクに適用されたこの発明の油圧反力型パワ
ー・ステアリングの具体例を示す概説図である。 １）・・・パワー・シリンダ、１２・・・コントロール
・バルブ、１３・・・オイル・ポンプ、１４・・・オイ
ル・リザーバ、１５・・・フロー・コントロール・バル
ブ、１６・・・リリーフ弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）コントロール・バルブがオイル・ポンプからパワ
   ー・シリンダに流れる圧油を方向制御し、操舵力に対応
   してそのパワー・シリンダに発生する油圧をそのコント
   ロール・バルブの反力室に導いて操舵するものにおいて
   、 油圧が、リリーフ弁でその反力室から逃がされる ところに特徴がある油圧反力型パワー・ステアリング。