JPH0147352B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明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
ル操作に対するパワーアシストを抑制するように
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。

このため、最近の動力舵取装置では車両の走行
速度または機関の回転速度が上昇するほど出力駆
動部への油圧を絞つて操舵加勢力を減らすように
している。

本発明はこのような速度感応型の動力舵取装置
を提供するものであるが、本発明では出力駆動部
への圧油の供給を切り換えるスプール型制御バル
ブを高速走行時に中立位置に拘束して、出力駆動
部への圧油の供給を遮断することにより高速走行
時にはハンドル操作に対するパワーアシストを停
止して高速安定性を高めることを目的とする。

以下、第１図及び第２図に示した実施例に基づ
いて本発明を説明する。

第１図において、装置本体１は出力駆動部（パ
ワーシリンダ）２と制御バルブ３とから構成され
る。まずパワーシリンダ２は、図示しないハンド
ルに連結するスタブシヤフト４がハウジング５に
回転自由に取付けられ、該スタブシヤフト４にス
プライン係合して軸方向に移動可能なスクリユー
シヤフト６がハウジング５内に横架され、このス
クリユーシヤフト６に形成した送りネジ部７にボ
ール８を介してハウジング５内に滑動自由に収め
たピストン９を螺合し、該ピストン９によつてシ
リンダ室１０ａと１０ｂを画成すると共に、ピス
トン９に刻設したラツク１１をセクターギヤ１２
に噛み合せ、このセクターギヤ１２を車輪のステ
アリングリンクに連系する。

次に、制御バルブ３は、第２図に示したよう
に、前記スクリユーシヤフト６の一端を段付小径
部６ａとなし、該小径部６ａにスラスト軸受１
４，１４を介してバルブスプール１５を挿入し、
小径部６ａの端面から螺合したナツト１７により
スクリユーシヤフト６とバルブスプール１５を軸
方向への相対的移動は阻止するが相対的回転可能
に連結する。

バルブスプール１５はバルブハウジング１８内
に摺動自由に収められ、その両端部に位置して、
遊挿されたバネ受座２０とハウジング１８間にそ
れぞれ介装した皿バネ２１ａ，２１ｂにより、バ
ルブ中立位置に保持されている。

バルブスプール１５の外周面に２つの環状溝２
４，２５を形成し、またスプール１５と摺動する
バルブハウジング１８の内周面に３つの環状溝２
６，２７，２８を形成し、このうち中央の環状溝
２６を通路２６ａを介して図示しない油圧ポンプ
に連通し、いわゆるポンプポートとなし、またそ
の両側の環状溝２７，２８はバルブスプール１５
に穿つた通路２９ａ，２９ｂ及び環状通路３０を
介して互に連通すると同時に、通路２８ａを介し
て図示しないタンクに連通していわゆるタンクポ
ートを形成する。

また、バルブスプール１５に形成した環状溝２
４と２５の部分に位置して、ハウジング１８の内
周面には前記シリンダ室１０ａと１０ｂとに連通
する通路３４と３５が各々開口して、作動ポート
を形成している。

上述の構成については周知の装置と同様である
が、本発明ではさらに、すでに述べたように車両
または機関の速度（以下、単に「速度」という）
が上昇したときにバルブスプール１５を中立位置
に保持して切換え不能とする手段を設ける。

この実施例では上記手段としては、ハウジング
１８の端部に設けたロツクシリンダ装置（本体）
４０である。

ロツクシリンダ装置４０は、第２図に示したよ
うに、バルブスプール１５と共に軸方向に変位す
るようにシヤフト段付小径部６ａの端部にナツト
４１を介して締着したピストン４２、このピスト
ン４２を摺動自由に収装したロツクシリンダ４
３、このロツクシリンダ４３にピストン４２を介
して対向的に画成される２つの油室４４ａ，４４
ｂ、これら油室４４ａ，４４ｂを互いに連通しま
たは遮断するロツクバルブ４５、ロツクバルブ４
５を開閉駆動するアクチユエータ４６（この場
合、電磁ソレノイド）、及び図示しないが速度が
所定値以上である間前記アクチユエータ４６をロ
ツクバルブ４５が閉じる方向に駆動する制御装置
（例えば、速度センサからの信号を設定値と比較
してアクチユエータ４６への駆動信号を出力する
ようにしたマイクロコンピユータ）などからな
る。

ロツクバルブ４５は、ロツクシリンダ４３と並
列的に本体４０に形成したバルブシリンダ４７
と、このバルブシリンダ４７に摺動自由に収装し
たスプール状の弁体４８とからなる。バルブシリ
ンダ４７は、ハウジング１８側の端部に開口した
通路５０を介して環状溝２８と連通するととも
に、その円筒面に軸方向に所定間隔で開口した２
つの通路５１ａ，５１ｂを介して、通路５１ａで
は油室４４ａに、通路５１ｂでは油室４４ｂに連
通する。また、スプール状の弁体４８は、ハウジ
ング１８に面した端面４８Ａとの距離が前記通路
５１ａ，５１ｂの開口部間隔に相当するような位
置に形成された環状溝４８Ｂと、この環状溝４８
Ｂと前記端面４８Ａ（通路５０）とを連通するよ
うに形成された通孔４８Ｃとを備え、右方へ退避
した状態では、前記通路５１ｂ、環状溝４８Ｂ、
通孔４８Ｃ、通路５１ａを介して２つの油室４４
ａ，４４ｂを連通する一方、アクチユエータ４６
によりハウジング１８側へ押しやられた状態（図
示状態）では、通路５１ａ，５１ｂの開口部を閉
じて油室４４ａと同４４ｂとの間の油の流通を拘
束する。

なお、ピストン４２が非中立位置に在るときの
み開口しピストン４２を迂回して両油室４４ａ，
４４ｂを連通する連通路として、ロツクシリンダ
４３の円筒面には、軸方向に２つの溝５３ａ，５
３ｂが形成される。第１の溝５３ａはピストン４
２が図示の中立位置から少しでも左方（ハウジン
グ１８側）に変位したときに、第２の溝５３ｂは
同じく右方に変位したときに、各々油室４４ａ，
４４ｂを連通するような位置関係で形成される。

上記構成に基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
を回わしてこれに連結するスタブシヤフト４を介
してスクリユーシヤフト６を回転すると、このと
きセクターギヤ１２及びこれに噛合するピストン
９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、スクリユーシヤフト６は送りネジ部
７を介して軸方向に移動する（このとき、ロツク
バルブ４５は開状態、すなわち弁体４８が右方へ
退避してロツクシリンダ４３の油室４４ａ，４４
ｂを連通しているため、ピストン４２はシヤフト
６及びバルブスプール１５と共に自由に変位す
る）。

このため、スクリユーシヤフト６にスラスト軸
受１４，１４を介して位置決めされたバルブスプ
ール１５も、皿バネ２１ｂまたは２１ａを圧縮し
つつスクリユーシヤフト６と同一量だけ軸方向に
移動して、制御バルブ３を中立位置からいずれか
一方に、例えば第２図において右方に移動してバ
ルブを切換える。

すると、それまで通路２６ａ（ポンプポート）、
環状溝２６、同２５、同２８、及び通路（タンク
ポート）２８ａを介してタンクへと還流していた
ポンプからの圧油は、バルブスプール１５の右行
により環状溝２６と同２５との連通が閉じると共
に環状溝２６と同２４とが連通状態になるため、
通路２６ａ、環状溝２６、同２４から、通路３４
を介して右方のシリンダ室１０ａに圧油が送り込
まれ、一方、他方のシリンダ室１０ｂ（第１図）
に連通する通路３５は、環状溝２５を介して同２
８と連通して低圧側になるため、これらシリンダ
室１０ａと１０ｂの圧力差によりピストン９が左
方に押圧され、したがつてこの押圧力の補助を受
けつつハンドルと共に回転するスクリユーシヤフ
ト６の送りネジ部７によつてボール８を介して軽
快に左方に移動し、ラツク１１に噛合するセクタ
ーギヤ１２を回動して車輪の操向を行う。

なお、ハンドルを逆方向に回転してバルブスプ
ール１５を左方に切換移動すれば、上記と逆の作
用で左方のシリンダ室１０ｂにポンプからの圧油
が、また右方のシリンダ室１０ａがタンク側に開
放されてピストン９を右方に移動させ、車輪を前
記とは逆の方向に操向する。

このようにして、車輪の操向抵抗が大きい低速
域でのハンドル操作力が軽減される。なお、この
時、ロツクシリンダ４３の両油室４４ａ，４４ｂ
は相互に自由な連通状態にあり、しかも圧力はタ
ンク圧相当まで低くなつているので、入力変位に
対して無用な抵抗は一切生じないし、両油室４４
ａ，４４ｂの連通の有無はパワーシリンダ２への
作動油の供給には影響しないので、効率や応答性
を悪化させるような不都合も起こらない。

これに対して、もし速度が上昇して設定値を超
えると、制御装置からの指令に基づいてアクチユ
エータ４６がロツクバルブ４５の弁体４８を左方
（図示位置）へ駆動し、つまり閉弁してロツクシ
リンダ４３の両油室４４ａ，４４ｂを閉塞するの
で、中立位置ではピストン４２はロツクシリンダ
４３内でオイルロツク状態となり、すなわちシヤ
フト６及びバルブスプール１５は軸方向への変位
が拘束され、ハンドル操作に伴う回動のみが許容
される。

このため、ハンドル操作時にセクターギヤ１２
とピストン９との間に作用する反力に基づいて制
御バルブ３が切り換わるようなことがなく、換言
すれば、上述したようにしてロツクシリンダ装置
４０が作動している間は、ハンドル操作に対する
油圧アシスト力が作用しないマニユアル操作状態
になる。

この結果、高速運転時にハンドル操作力が無用
に軽くなるようなことがなく、安定した操舵感覚
が得られるのである。

ところで、ロツクシリンダ装置４０のピストン
４２が中立位置よりも何れかの方向に変位した状
態にあるときは、すでに述べたようにロツクシリ
ンダ４３の溝５３ａまたは５３ｂを介して油室４
４ａと油室４４ｂとが連通しているため、ハンド
ル操作状態で設定速度を超えてロツクバルブ４５
が閉じても、中立位置に戻るまでの間はピストン
４２及びバルブスプール１５がロツクされるよう
なことはない。

なお、どの程度の速度でロツクシリンダ装置４
０を作動させるかは車両や機関の仕様に応じて適
宜定めればよいのであるが、動力舵取装置の油圧
源であるポンプからの油量そのものを速度の上昇
につれて減少するようにした例えばドルーピング
ピン方式の流量制御弁を備える場合は、その吐出
流量が充分低下する速度域でロツクするように設
定することは言うまでもない。

以上説明したように本発明によれば、車両の走
行速度または機関の回転速度がある程度上昇した
以降はスプール状の切換バルブの作動を拘束して
出力駆動部への圧油の流入を停止することにより
ハンドル操作に対する油圧アシストを抑制するよ
うにしたので、高速運転時のハンドル操作力を適
度に重くして安定感のある操縦感覚を生み出すこ
とができる。

また、本発明では低速域でのパワーアシスト状
態に対して、高速域では上述のとおりロツクシリ
ンダにより制御バルブを中立位置に拘束してパワ
ーアシストを停止するようにしたので、それぞれ
の状態に対応した適切な操舵感覚を確実に設定で
きると共に、この種の可変特性を有する動力舵取
装置としては構造を簡略化して、所期の効果を安
価に実現できるという利点が得られる。一方、こ
のような操舵感覚の制御はロツクシリンダの２つ
の油室を連通するか遮断するかという構成に基づ
いて行なうようにしたので、ロツクシリンダに圧
油を供給する必要は無く、従つてロツクシリンダ
の作動に伴つて圧力損失を生じたり、低速時に無
用な操舵抵抗を生じたりするおそれが無い。

さらに本発明では、制御バルブの位置を拘束す
るロツクシリンダは、その中立位置でのみロツク
機能を発揮するようにしたので、操舵過程での速
度変化に対してロツクバルブが閉弁したとして
も、実際に制御バルブが中立位置に戻るまでハン
ドル操作力が重くなるようなことが無く、従つて
運転者に対して不自然な感覚を与えない優れた操
作性が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は
その要部詳細図である。 ２……出力駆動部（パワーシリンダ）、３……
制御バルブ、６……スクリユーシヤフト、１５…
…バルブスプール、１８……バルブハウジング、
４０……ロツクシリンダ装置、４２……ピスト
ン、４３……ロツクシリンダ、４４ａ，４４ｂ…
…油室、４５……ロツクバルブ、４６……アクチ
ユエータ、４８……ロツクバルブの弁体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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を備え、該制御バルブ
   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、
   前記制御バルブと共に軸方向に摺動するピストン
   を収装したロツクシリンダと、該ロツクシリンダ
   に前記ピストンを介して対向的に画成される２つ
   の油室を互いに連通しまたは遮断するロツクバル
   ブと、該ロツクバルブを開閉駆動するアクチユエ
   ータと、車両または機関の速度を検出して前記速
   度が所定値以上であるときに前記アクチユエータ
   を介してロツクバルブを閉弁する制御装置とを設
   け、かつ前記ロツクシリンダにはそのピストンが
   非中立位置に在るときのみ開口しピストンを迂回
   して両油室を連通する位置に連通路を形成したこ
   とを特徴とする動力舵取装置。