JPH0133422Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は油圧力で車両のハンドル操作力を軽減
する動力舵取装置に関し、さらに詳しくは車両ま
たは機関の速度がある程度上昇したときにハンド
ル操作に対して制御弁の動きを拘速してパワーア
シストを停止するようにした速度感応型の動力舵
取装置に関する。

自動車用パワーステアリング装置に代表される
動力舵取装置は、一般にハンドルからの入力回転
に基づいて切換作動する制御弁を介して、車輪
（操向機構）に連系する出力駆動部に選択的に圧
油を供給することによりハンドル操作力を軽減す
るようになつている。

ところで、車両の走行速度が増すほどハンドル
操作時に車輪と路面との間で生じる抵抗力が小さ
くなり、またポンプ油圧は機関回転速度に比例し
て上昇する性質があるため、従来の装置では高速
走行時にハンドル操作に対するパワーアシスト力
が過大となつてハンドルの操向安定性が損われる
という問題があつた。

そこで本出願人が特願昭57−161415号として、
高速安定性を高めるスプール型制御バルブを備え
た動力舵取装置を提案している。以下、この装置
を第１図，第２図にもとづいて説明する。

装置本体はプラネタリギヤ装置２と、制御バル
ブ３と、出力駆動部（パワシリンダ）１とから構
成される。まず、プラネタリギヤ装置２は、ハン
ドルＨに連結されたキヤリア（入力軸）７に支持
される３個のプラネタリギヤ４〜４と、それにか
み合うサンギヤ５と、リングギヤ６とよりなり、
サンギヤ５は前記出力駆動部１に連結され、ま
た、リングギヤ６の外周には溝８が形成され、そ
の溝８には半径方向にピン９が挿嵌され、ピン９
の端部は後出の制御バルブ３の内腔１３内に突出
している。

次に制御バルブ３は、バルブ孔１０に収めら
れ、バルブ孔１０に固着されたスリーブ１１の内
部には、スプール１２が軸方向に摺動自在に収装
され、その全長はスリーブ１１よりわずかに短く
形成されるとともに、その内腔１３には前記リン
グギヤ６の溝８にはまりスプール１２の側壁を貫
通したピン９の端部が突出している。

このスプール１２の外周面には２つの環状溝１
４，１５が形成され、またスリーブ１１の内周面
には３つの環状溝１６〜１８が形成され、このう
ち中央の環状溝１７は通路１９を介して油圧ポン
プＰに連通し、また左右の環状溝１６，１８は通
路２０を介しタンク２１に連通する。

また、バルブスプール１２に形成された環状溝
１４と１５の部分に位置して、スリーブ１１の内
周面には前記出力駆動部１の圧力室１Ａ，１Ｂに
連通する図示しない通路がそれぞれ開口して、作
動ポートを形成している。さらに、車両またはエ
ンジン速度（以下、単に「速度」という）が上昇
したときに、スプール１２を中立位置に保持して
切り換え不能とする手段が設けてある。

この手段は、前記バルブ孔１０の両側開口部を
閉塞するコネクタ２２，２２と、中立時にスリー
ブ１１の両端面に接触し前記コネクタ２２，２２
との間に反力油室２３，２４を画成するバルブシ
ート２５，２５と、バルブシート２５とコネクタ
２２との間に介装され、バルブシート２５をスリ
ーブ１１に圧着するように付勢するスプリング２
６，２６と前記両反力油室２３，２４を連通する
回路２７と、その回路２７と前記ポンプＰの一部
（ベーンポンプのベーン基部に背圧を導く通路等）
とを連通する回路３２に介装されて回路３２を開
閉する電磁バルブ２８と、速度が所定値以上であ
る間、前記電磁バルブ２８を開く方向に駆動する
制御装置（例えば、速度センサ２９からの信号を
設定値と比較して電磁バルブへの駆動信号を出力
するようにしたコンパレータ）３０などからな
る。

電磁バルブ２８は、バルブ２８ａと電磁ソレノ
イド２８ｂとよりなる。バルブ２８ａのバルブ孔
３３にはスプール３４が軸方向に摺動自在に収装
される。このスプール３４の外周面には環状溝３
５が形成され、またバルブ孔３３の内周面には３
つの環状溝３６〜３８が形成され、このうち右方
（図示）および中央の環状溝３６および３７は、
前記回路３２の一部３２ａおよび３２ｂを介しそ
れぞれ油圧ポンプＰの一部および両反力油室２
３，２４を連通する回路２７の途中に連通する一
方、バルブ孔３３の左方（図示）の基部３３ａ
は、回路３９を介してタンク２１に連通する。

この電磁バルブ２８は、図示のように常態では
回路３２ａと３２ｂの連通を閉じる一方、回路３
２ｂ、環状溝３７，３５，３８、バルブ孔基部３
３ａおよび回路３９を介して回路２７により両反
力油室２３，２４をともにタンク２１に連通して
いるが、制御装置３０の出力信号により電磁ソレ
ノイド２８ｂが作動し、スプール３４を押し出す
と、回路３２ｂと回路３９の連通を遮断する一
方、環状溝３６，３５および３７を介して回路３
２ａを回路３２ｂに連通させ、油圧ポンプＰの発
生油圧を回路３２，２７を介して両反力油室２
３，２４の双方に導くようになつている。

上記構成にもとづく作用としては次のとおりで
ある。

まず、速度が所定値以下であるときの通常の動
力舵取作用について説明すると、いま、ハンドル
Ｈを回してこれに連通するキヤリア７を介してプ
ラネツトギヤ４〜４を回転すると、このとき出力
駆動部１およびこれに連結したサンギヤ５が接地
抵抗にもとづき、疑似的に固定された状態にある
ため、リングギヤ６が回転し、リングギヤ６の溝
８にはまるピン９を介してスプール１２は例えば
右方に変位する。

このとき、反力油室２４は回路２７，３２ａと
電磁バルブ２８および回路３９を介してタンク２
１に連通状態となつているので、スプール１２は
油室２４を縮小して自在に右方に変位する。

すると、これまで通路１９、環状溝１７，１
４，１６および通路２０を介してタンク２１へと
環流していたポンプからの圧油、スプール１２の
右行により切り換えられ、図示しない通路を介し
て出力駆動部１の一方の圧力室１Ａに圧油が送り
込まれ、一方、他方の圧力室１Ｂは図示しない通
路を介して通路２０と連通して低圧側になるた
め、出力駆動部１は車輪を転向させる。

上記と逆方向にハンドルＨを切ると、スプール
１２は左行し、出力駆動部１は車輪を反対方向に
転向させる。このようにして、車輪の接地抵抗が
大きい低速域でのハンドル操作力が軽減される。

これに対して、もし速度が上昇して所定値を超
えると、制御装置３０からの指令に基づいて電磁
ソレノイド２８ｂがスプール３４を先端方向へ駆
動し、回路３９を閉じるとともに、環状溝３６，
３５および３７を介して回路３２を連通し、回路
２７を介して油圧ポンプＰの発生圧力（ベーンポ
ンプのベーン背圧）を両反力油室２３，２４に導
くので、中立位置では、バルブシート２５，２５
はこの油圧によりスリーブ１１の両端面に押圧さ
れる。これによりスプール１２の軸方向の変位が
拘束され、したがつてピン９を介してリングギヤ
６が固定され、その結果、ハンドル操作に伴いサ
ンギヤ５が回転し、これにより出力作動部１がマ
ニアル操作で作動する。

しかしながら、油圧ポンプＰはエンジンの回転
をＶベルト等を介して駆動されるため、エンジン
に近接する位置に取付けられ、一方プラネタリギ
ヤ装置２はステアリングシヤフトに連結されて取
付けられ、電磁バルブ２８はこのプラネタリギヤ
装置２に近接する位置に取付けられる関係上、油
圧ポンプＰと接続する回路１９，３２ａを担う２
本の油圧配管は長いものとなり、配管上の複雑化
を招くという問題点があつた。

なお回転３２ａは回路１９の途中から分岐すれ
ば、通路長は短縮できるが、この場合には、制御
バルブ中立状態でポンプポートがタンクポート側
に連通されている間、ポンプ吐出圧がほとんどタ
ンク圧に等しくなる関係上、この圧力を圧力油室
２３，２４に導いても、制御バルブ３の中立状態
及び切換初期には所定の油圧反力が得られないの
である。勿論、制御バルブ３が切換られてポンプ
吐出圧がパワーシリンダ１の作動負荷に応じて高
まれば、これに伴つて反力油室２３または２４の
圧力も上昇するが、操舵抵抗が極めて小さくなる
高速走行時にはハンドルのふらつきを抑え操安性
を高める意味から、中立状態でも油圧反力を発生
させることが要求されるのであり、また制御バル
ブ３の切換初期の応答遅れにより、ハンドルを切
り始めてから急激に油圧反力が大きくなること
は、操舵フイーリング上からも好ましくない。

したがつて、回路３２ａには、通常のポンプ吐
出圧ではなく、常に所定値以上（所定の油圧反力
が得られる値）の圧力をもつ部分から、油圧を導
く必要があつたのである。このため、ベーンポン
プのベーン基端に導かれる背圧などを、回路３２
ａの導入圧力として利用していたのであり、この
結果上記問題が生じていた。

本考案は上記問題点に着目してなされたもの
で、油圧ポンプからの作動油の全量を電磁バルブ
を経由して制御バルブに送り込み、高速走行時に
は、電磁バルブの切換えに伴い形成される絞り通
路を介して制御バルブのポンプポートとを連通さ
せ、反力油室には絞り通路の上流側に発生する圧
力を導入することにより油圧ポンプ吐出通路の簡
略化をはかることを目的とする。

以下、添附図面にもとづいて本考案の実施例を
説明する。なお第１図、第２図に示す従来例と同
一構成部分には同一符号を付す。

第３図に示すように、電磁バルブ５１はバルブ
５１ａと電磁ソレノイド５１ｂとよりなり、バル
ブ５１ａのバルブ孔５２にはスプール５３が軸方
向の摺動が自由に収装される。このスプール５３
の外周面には環状溝５４，５５が形成され、また
バルブ５２の内周面には環状溝５６〜５８が形成
され、このうち右方（図示）の環状溝５６は回路
６０を介して制御バルブ３のポンプポート６２に
連通し、中央の環状溝５７は回路３２ａを介して
油圧ポンプＰに連通し、環状溝５８は回路３２ｂ
および回路２７を介して制御バルブ３の両反力油
室２３，２４に連通する一方、バルブ孔５２の左
方（図示）の基部５２ａは、回路３９を介してタ
ンク２１に連通する。

環状溝５６，５７を画成する環状凸部６０の内
径はスプール５３の外径よりわずかに大きく形成
する。つまり第４図に示すように、電磁ソレノイ
ド５１ｂがスプール５３を先端方向へ駆動して、
スプール５３の外周面と環状凸部６０が対峙する
とき、環状凸部６０の内周面とスプール５３の外
周面とで環状断面形状の絞り通路６１を形成す
る。

まず、速度が所定値以下であるとき、第３図に
示すように電磁バルブ５１のスプール５３は左方
に位置し、回路３２ａ、環状溝５７，５５，５
６、回路６３を介して制御バルブ３のポンプポー
ト６２に油圧ポンプＰの発生油圧を導びき、一方
回路３９、環状溝５４，５８、回路３２ｂ，２７
を介して両反力油室２３，２４をともにタンク２
１に連通する。この状態にあつては、制御バルブ
３のスプール１２はハンドルＨの回転に連動し、
反力油室２３，２４を伸縮させつつ左右に変位す
ることが可能であり、油圧ポンプＰからの圧油
は、回路３２ａ、電磁バルブ５１、回路６３、制
御バルブ３と図示しない回路を介して出力駆動部
１に送り込まれ、ハンドル操作力が軽減される。

なお、この場合、電磁バルブ５１を通過する作
動油には、ほとんど抵抗が与えられないため、絞
り損失はなく、出力駆動部１もこの圧油により低
速走行域を中心にして所定のパワーアシスト力を
発揮する。

これに対して、速度が上昇して所定値を超え、
制御装置３０からの指令に基づいて電磁ソレノイ
ド５１ｂがスプール５３を先端方向へ駆動すると
（第４図参照）、回路３９が閉じるとともに、回路
３２ａ、環状溝５７，５４，５８、回路３２ｂ，
２７を介して油圧ポンプＰと両反力油室２３，２
４とは連通状態となり、一方回路３２ａ、環状溝
５７、絞り通路６１、環状溝５６、回路６３を介
して油圧ポンプＰに対して制御バルブ３のポンプ
ポート６２も連通状態を維持する。

ここで絞り通路１１は、流れの断面積を減少
し、制御バルブ３のポンプポート６２に連通する
流体通路内に抵抗をもたせ、絞り通路６１よりも
上流側（油圧ポンプＰ側）の流体通路内の圧力を
上昇させる。この油圧は両反力油室２３，２４に
導びかれるので、バルブシート２５，２５はスプ
ール１２の両端面を油圧に応じて押圧する。この
結果スプール１２の軸方向の変位が拘束され、制
御バルブ３の切換えが行わず、ハンドル操作によ
り出力作動部１がマニアル操作で作動し、高速走
行時の操安性が向上する。

以上のように、本考案は電磁バルブを介して油
圧ポンプと制御バルブのポンプポートとを連通す
るとともに、高速走行には同じく絞り通路を介し
て直通し、このとき絞り通路の上流圧力を制御バ
ルブの反力油室へと導くようにしたので、ポンプ
ポートに接続される油圧配管を短縮することがで
き、油圧ポンプ吐出通路を簡略化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す概略構成図であり、第２
図はそのバルブ中立時の断面図である。第３図は
本考案の実施例を示す断面図であり、第４図は同
図の電磁バルブの切換作動時の断面図である。 １……出力駆動部、３……制御バルブ、１２…
…スプール、２１……タンク、２３，２４……反
力油室、５１……電磁バルブ、５２……バルブ
孔、５３……スプール、６１……絞り通路、６２
……ポンプポート、Ｐ……油圧ポンプ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ハンドルからの入力回転にもとづき切換作動す
   るスプール型制御バルブと、この制御バルブのス
   プール両端部に隔成された２つの反力油室と、こ
   れらの反力油室に油圧を導びく回路を開閉する電
   磁バルブとを備え、上記制御バルブを介して車輪
   に連系する出力駆動部に圧油を選択的に供給する
   ようにした動力舵取装置において、上記電磁バル
   ブが車両またはエンジンの速度に応じて切換作動
   するスプールを備え、上記速度が所定値以下のと
   きは、上記制御バルブのポンプポートと油圧ポン
   プの吐出回路を接続し、同時に上記反力油室に直
   通する回路とタンクポートとを接続し、上記速度
   が所定値以上のときは絞り通路を介して油圧ポン
   プの吐出回路と上記ポンプポートを連通すると同
   時に、この紋り通路の上流と上記反力油室とを連
   通するように形成されていることを特徴とする動
   力舵取装置。