JPH0557145B2

JPH0557145B2 -

Info

Publication number: JPH0557145B2
Application number: JP59063034A
Authority: JP
Inventors: Fujio Momyama
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 1984-03-30
Filing date: 1984-03-30
Publication date: 1993-08-23
Also published as: JPS60206777A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、車両に使用されるステアリング系
統に関する。

車両、例えば、トラツクや乗用車の前車輪軸を
操舵するステアリング系統には、運転者からの操
舵入力に応じて、すなわち、ステアリング・ホイ
ールの操作に応じて、その前車輪軸を確実かつ容
易に操舵し、その車両の旋回性能を損うことな
く、安全な旋回を可能にすることが要求される。

さらに、近年、交通の錯綜や駐車問題はもとよ
り、車両の使用者層の拡大、および、操舵性能に
対するその使用者側の要望などから、そのステア
リング系統には、軽く、かつ、迅速な操舵を可能
にすることが要求され、そのために、各種の動力
かじ取付装置、すなわち、パワー・ステアリング
が提案されてきている。

しかし、この種のパワー・ステアリングにおい
て、操舵に要求される力は、そのパワー・ステア
リングの油圧供給源としての油圧ポンプの供給能
力、そのパワー・ステアリングの出力機構として
のパワー・ピストンの受圧面積などによつて決定
されるので、必然的に操舵力の変化の範囲が限ら
れ、殊に据切能力が制限され、その結果、車両の
停車時の据切り、および微速度走行時の操舵を極
めて小さな操作力で行ない、そのような場合の操
舵による疲労を十分に軽減することは困難であつ
た。

また、その油圧ポンプの供給能力を大きくし、
さらに、そのパワー・ピストンの受圧面積を大き
くするように、それら油圧ポンプおよびパワー・
ピストンを大型化すれば、上述のような据切能力
は高められるが、そのように構成すると、その油
圧ポンプを駆動するエンジンの負荷が極めて大き
くなり、その油圧ポンプによる大きな供給能力を
必要としない高速走行時にも、そのエンジンに大
きな負荷が加わり、燃料消費率が低下する傾向に
あつた。

そのようなエンジンの省エネルギを図る動力舵
取装置は、実開昭60−157475号公報に開示され
た。

この動力舵取装置は、車両が低速で走行する際
には、補助シリンダが開閉弁によつてパワー・ス
テアリングに連動され、また、その車両が中・高
走で走行する際には、その補助シリンダがその開
閉弁によつてそのパワー・ステアリングから切り
離されて空動きされるところである。

ところが、その開閉弁は、切換え過渡時に、言
い換えると、中立位置で全てのポートが閉じられ
てシリンダ側にオイル・シヨツクを生じる不具合
がある。

この発明の課題は、油圧ポンプの大型化やパワ
ー・ピストンの受圧面積を特別に大きくすること
なく、車両の停車時の据切りおよび微速度走行時
の操舵を極めて小なさ操作力で可能にして操舵に
よる疲労を十分に軽減し、そして、その油圧ポン
プを駆動するエンジンの負荷を極力小さくしてそ
のエンジンの燃料消費率を向上させ、また、バル
ブの切換え過渡度に、シリンダにオイル・シヨツ
クを少なくするところの車両に使用されるステア
リング系統の提供にある。

上述の課題に関連して、この発明の車両に使用
されるステアリング系統は、最前車軸の両端に揺
動可能に連結されてある一対の最前車輪軸を操舵
する主パワー・シリンダと、前後車軸の両端に揺
動可能に連結されてある一対の前後車輪軸および
その一対の最前車輪軸の一方に連結されてその主
パワー・シリンダの操舵力を補う補助パワー・シ
リンダと、操舵入力に応じて、ステアリング・ギ
ヤ・ボツクスで制御され、油圧ポンプからその主
および補助パワー・シリンダに供給される圧油の
流量を変えるコントロール・バルブと、その補助
パワー・シリンダをその主パワー・シリンダに連
動させる状態およびその補助パワー・シリンダを
空動きさせる状態の何れかにするように、そのコ
ントロール・バルブからその補助パワー・シリン
ダに流れる圧油を切換えるオープン・タンデム・
センタ・バルブとを含んで、車両の停車時および
微速度走行時、そのオープン・タンデム・セン
タ・バルブが圧油をその補助パワー・シリンダに
供給してその補助パワー・シリンダをその主パワ
ー・シリンダに連動させ、その車両の通常走行
時、オープン・タンデム・センタ・バルブがその
補助パワー・シリンダに供給される油圧を遮断し
てその補助パワー・シリンダを空動きさせ、そし
て、そのようなそのオープン・タンデム・セン
タ・バルブの切換え過渡時、中立位置で全てのポ
ートが通じてシリンダ側に生じるオイル・シヨツ
クを少なくすることころである。

以下、この車両に使用されるステアリング系統
の特定された具体列について、図面を参照して説
明する。

第１および２図は、前二軸型トラツク６７に適
用されたこの発明の車両に使用されるステアリン
グ系統の具体例１０を示している。

このステアリング系統１０は、その前二軸型ト
ラツク６７において互いに連動して舵角が変えら
れる最前車輪軸１８および前後車輪軸１９を操舵
するもので、油圧ポンプ１１と、その最前車輪軸
１８を操舵する主パワー・シリンダ１２と、その
主パワー・シリンダ１２の操舵力を補うように、
その前後車輪軸１９側に連結された補助パワー・
シリンダ１３と、操舵入力に応じて、その油圧ポ
ンプ１１からその主および補助パワー・シリンダ
１２，１３に送られる油圧の流量を変えるコント
ロール・バルブ１４と、コントロール・バルブ１
４とその補助パワー・シリンダ１３とを接続する
左折および右折油圧配管６３，６４に設けられ、
そして、車速に応じて開閉されるオープン・タン
デム・センタ・バルブ１５で構成され、そして、
そのトラツク６７の停車時および微速度走行時
に、その補助パワー・シリンダ１３をその主パワ
ー・シリンダ１２に連動させ、また、そのトラツ
ク６７が上述以外の条件下で走行するとき、その
補助パワー・シリンダ１３のシリンダ室３２，３
３を互いに連通させ、その補助パワー・シリンダ
１３を空動きさせるところである。

その油圧ポンプ１１は、そのトラツク６７の搭
載されるエンジン（図示せず）により運転され、
後述する主および補助パワー・シリンダ１２，１
３を動作させるための油圧を発生するように構成
されている。その油圧ポンプ１１は、その主およ
び補助パワー・シリンダ１２，１３のための油圧
を発生するが、既存の油圧ポンプの供給能力がパ
ワー・シリンダの出力に基づいて設定されるよう
に、その油圧ポンプ１１の供給能力はその主パワ
ー・シリンダ１２のみの出力に基づいて設定され
ている。勿論、その油圧ポンプ１１は、既存の油
圧ポンプと実質的に同一に構成されるので、その
構成の説明を省略する。

その主パワー・シリンダ１２は、油圧シリンダ
で、シリンダ２０と、そのシリンダ２０内に往復
摺動可能に嵌め合わせられたピストン２１と、一
端側をそのシリンダ２０の一端から出し入れ可能
にして他端をそのピストン２１に連結した操作ロ
ツド２２とより構成されている。

また、その主パワー・シリンダ１２は、そのシ
リンダ２０の他端を最前車輪軸１８側のアイド
ル・アーム３４に、その操作ロツド２２端をその
トラツク６７のシヤシ６８側にそれぞれ回転可能
に連結している。

そのアイドル・アーム３４は、そのシヤシ６８
に回転可能に連結された上端を支点として、その
主パワー・シリンダ１２の駆動により、そのシヤ
シ６８の前後方向に回転され、最前車輪軸１８に
取り付けられた車輪６９の舵角を変える。

すなわち、その最前車輪軸１８を備えるナツク
ル１６は既存の前二軸型トラツクにおけるナツク
ルと同様に、ナツクル・アーム３８およびタイ・
ロツド・アーム３９をそれぞれ備えて略Ｌ字状に
構成され、そのように構成されたナツクル１６
は、最前車軸８０の両端にキング・ピン４２を介
してそれぞれ回転可能に配置され、さらに、その
シヤシ６８に回転可能に連結されたそのアイド
ル・アーム３４の下端をドラツグ・リンク３６を
介してそのナツクル・アーム３８端に連結してい
る。

勿論、その一対のナツクル１６のタイ・ロツ
ド・アーム３９端は、タイ・ロツド４５を介して
互いに連結されている。

従つて、その主パワー・シリンダ１２が駆動さ
れ、そのアイドル・アーム３４がそのシヤシ６８
の前後方向に回転されると、それら一対のナツク
ル１６がキング・ピン４２のまわりに回転し、そ
の最前車輪軸１８が操舵される。

その補助パワー・シリンダ１３は、その主パワ
ー・シリンダ１２による操舵を補うように、その
前後車輪軸１９側に連結され、後述するそのコン
トロール・バルブ１４を経由してその油圧ポンプ
１１から送られる油圧によりその主パワー・シリ
ンダ１２に連動するように構成されている。

すなわち、その補助パワー・シリンダ１３は、
その主パワー・シリンダ１２と同様の油圧シリン
ダで、シリンダ２７と、そのシリンダ２７内に往
復摺動可能に嵌め合わせられたピストン２８と、
一端側をそのシリンダ２７の一端から出し入れ可
能にして他端をそのピストン２８に連結した操作
ロツド２９とより構成され、そのシリンダ２７の
他端をその前後車輪軸１９側のアイドル・アーム
３４に、その操作ロツド２９端をそのシヤシ６８
側にそれぞれ回転可能に連結している。

そのアイドル・アーム３５は、上述の最前車輪
軸１８側のアイドル・アーム３４とほぼ同様に、
そのシヤシ６８に回転可能に連結された上端を支
点として、その補助パワー・シリンダ１３の駆動
により、そのシヤシ６８の前後方向に回転され、
前後車輪軸１９に取り付けられた車輪７０の舵角
を変える。

その前後車輪軸１９を備えるナツクル１７は、
上述の最前車輪軸１８を備えるナツクル１６と同
様に、ナツクル・アーム４０およびタイ・ロツ
ド・アーム４１をそれぞれ備えて略Ｌ字状に構成
され、そのように構成されたナツクル１７は、前
後車軸８１の両端にキング・ピン４３を介してそ
れぞれ回転可能に配置され、さらに、そのシヤシ
６８に回転可能に連結されたそのアイドル・アー
ム３５の下端をドラツグ・リンク３７を介してそ
のナツクル・アーム４０端に連結している。

勿論、その一対のナツクル１７のタイ・ロツ
ド・アーム４１端はタイ・ロツド４６を介して互
いに連結され、さらに、そのアイドル・アーム３
５はその最前車輪軸１８側のアイドル・アーム３
４にリレー・ロツド４４を介して連結されてい
る。

従つて、その補助パワー・シリンダ１３が駆動
され、そのアイドル・アーム３５がそのシヤシ６
８の前後方向に回転されて、それら一対のナツク
ル１７がキング・ピン４３のまわりに回転し、そ
の前後車輪軸１９が操舵されることは勿論のこ
と、そのような補助パワー・シリンダ１３の力は
そのリレー・ロツド４４を介してその最前車輪軸
１８側のアイドル・アーム３４に伝送され、その
結果、その主パワー・シリンダ１２の操舵力を補
う。

そのコントロール・バルブ１４は、ポンプ・ポ
ート４７、それら主および補助パワー・シリンダ
１２，１３を左折側に駆動させるための左折圧力
ポート４８、それら主および補助パワー・シリン
ダ１２，１３を右折側に駆動させるための右折圧
力ポート４９、および、リザーバ・ポート５０を
それぞれ備え、かつ、そのポンプ・ポート４７を
その左折圧力ポート４８、右折圧力ポート４９、
および、リザーバ・ポート５０に選択的に切換え
接続するスプール（図示せず）を内蔵した４方向
制御弁で、コントロール・レバー５１の駆動によ
り、そのスプールが往復摺動されるように構成さ
れている。

そのコントロール・レバー５１は、そのトラツ
ク６７のステアリング・ホイール５３の操作に応
じて駆動される。すなわち、そのコントロール・
レバー５１は、そのトラツク６７におけるステア
リング・ギヤ・ボツクス５２のピツトマン・アー
ム５４に連結ロツド５５を介して連結されてい
る。

上述の構造に具体化されるそのコンロール・バ
ルブ１４では、そのポンプ・ポート４７は油圧供
給配管６０を介してその油圧ポンプ１１の吐出ポ
ートに、その左折圧力ポート４８は右折油圧配管
６１，６３を介してその主および補助パワー・シ
リンダ１２，１３の左折ポート２３，３０に、そ
の右折圧力ポート４９は右折油圧配管６２，６４
を介してその主および補助パワー・シリンダ１
２，１３の右折ポート２４，３１に、また、その
リザーバ・ポート５０は油圧戻し配管６５を介し
てオイル・リザーバ６６に、それぞれ接続されて
いる。

そのオープン・タンデム・センタ・バルブ１５
は、内部にスプール・チヤンバを有してそのスプ
ール・チヤンバに開口される一対のコントロー
ル・バルブ・ポート５６，５７および一対の補助
パワー・シリンダ・ポート５８，５９を備えるバ
ルブ・ケーシングと、そのスプール・チヤンバに
往復摺動可能にはめ合わせられるスプールと、そ
のスプール・チヤンバにそのスプールを電磁的に
往復摺動させる電磁コイルとを含み、そして、そ
の電磁コイルが消磁されているとき、そのスプー
ルがそのコントロール・バルブ・ポート５６，５
７をそれぞれ閉じてその補助パワー・シリンダ・
ポート５８，５９を互いに連絡し、その電磁コイ
ルが励磁されているとき、そのスプールがそのコ
ントロール・バルブ・ポート５６をその補助パワ
ー・シリンダ・ポート５８に、そのコントロー
ル・バルブ・ポート５７のその補助パワー・シリ
ンダ・ポート５９にそれぞれ連絡し、そして、バ
ルブ切換えの過渡時には、そのスプールが中立位
置でその４つのポート５６，５７，５８，５９を
全て通じさせてシリンダ側にオイル・シヨツクを
少なくするところの構造である。

勿論、このオープン・タンデム・センタ・バル
ブ１５では、その電磁コイルが車速センサ（図示
せず）からの信号を増幅するアンプリフアイヤ
（図示せず）に電気的に接続され、そして、その
トラツク６７が停車しているとき、および、微速
度走行しているときに励磁される。

そのような構造に具体化されるそのオープン・
タンデム・センタ・バルブ１５は、そのコントロ
ール・バルブ１４とその補助パワー・シリンダ１
３とを接続するその左折および右折油圧配管６
３，６４に配置される。

すなわち、そのオープン・タンデム・センタ・
バルブ１５は、その一対のコントロール・バル
ブ・ポート５６，５７はそのコントロール・バル
ブ１４の左折および右折圧力ポート４８，４９
に、また、その一対の補助パワー・シリンダ・ポ
ート５８，５９はその補助パワー・シリンダ１３
の左折および右折ポート３０，３１にそれぞれ接
続される。

次に、その上述のステアリング系統１０の動作
をそのトラツク６７の走行に関連して述べるに、
今、このトラツク６７が停車していると、そのオ
ープン・タンデム・センタ・バルブ１５では、そ
の電磁コイルがその車速センサからの信号で励磁
されてそのスプールがそのスプール・チヤンバに
おいて一方に摺動され、そして、そのスプールが
そのコントロール・バルブ・ポート５６をその補
助パワー・シリンダ・ポート５８に、そのコント
ロール・バルブ・ポート５７のその補助パワー・
シリンダ・ポート５９にそれぞれ連絡する。

そして、その油圧ポンプ１１がそのエンジで運
転されているので、そのステアリング・ホイール
５３の操作力がそのステアリング・ギヤ・ボツク
ス５２を経由してそのコントロール・バルブ１４
のコントロール・レバー５１に伝達されてそのコ
ントロール・バルブ１４のスプルーがそのスプー
ル・チヤンバにおいて何れか一方に摺動される
と、そのコントロール・バルブ１４のポンプ・ポ
ート４７が左折および右折圧力ポート４８，４９
の何れか一方に連絡され、その結果、その油圧ポ
ンプ１１からの圧油が主パワー・シリンダ１２の
何れか一方のシリンダ室はもとより、補助パワ
ー・シリンダ１３の何れか一方のシリンダ室に送
られる。

従つて、そのトラツク６７の停車時、その油圧
ポンプ１１からの圧油でその主および補助パワ
ー・シリンダ１２，１３が動かされてその最前お
よび前後車輪軸１８，１９が操舵され、その結
果、裾切りが極めて小さな操作力で行なわれる。

勿論、そのトラツク６７が微速度走行している
ときも、上述と同様に、その油圧ポンプ１１から
の油圧でその主および補助パワー・シリンダ１
２，１３が動かされ、微速度走行時の操舵が極め
て小さな操作力で行なわれる。

また、そのような停車時および微速度走行時に
は、一般的に急激な操舵は要求されず、その油圧
ポンプ１１からの圧油の吐出量が比較的少なくて
も、その主および補助パワー・シリンダ１２，１
３が十分に動かされ、従つて、その油圧ポンプ１
１に大型化することなく、その主および補助パワ
ー・シリンダ１２，１３による操舵が可能にな
り、その油圧ポンプ１１を運転するエンジンの負
荷を極力小さくでき、そのエンジンの燃料消費率
が向上される。

その状態から走行速度が上昇されてそのトラツ
ク６７が通常に走行すると、そのオープン・タン
デム・センタ・バルブ１５では、その電磁コイル
がその車速センサからの信号で消磁されてそのス
プールがそのスプール・チヤンバにおいて一方か
ら他方に摺動され、そしてそのスプールがそのコ
ントロール・バルブ・ポート５６，５７を閉じて
その補助パワー・シリンダ・ポート５８，５９を
互いに短絡的に連絡させる。そして、そのスプー
ルがそのスプール・チヤンバにおいて、一方から
他方に摺動される際、すなわち、バルブの切換え
過渡時、そのスプールは中立位置でその全てのポ
ート５６，５７，５８，５９を互いに通じさせて
そのシリンダ１２，１３側に生じるオイル・シヨ
ツクを少なくする。

そのようにして、そのオープン・タンデム・セ
ンタ・バルブ１５では、そのコントロール・バル
ブ・ポート５６，５７が閉じられ、そして、同時
的にその補助パワー・シリンダ・ポート５８，５
９が互いに短絡されるので、圧油がその油圧ポン
プ１１からの主パワー・シリンダ１２のみに送ら
れてその補助パワー・シリンダ１３はフリー状
態、所謂、空動き状態に置かれる。

従つて、そのような走行時の操舵はその主パワ
ー・シリンダ１２のみによつてなされ、その補助
パワー・シリンダ１３は空動きされ、そして、そ
の主パワー・シリンダ１２による操舵に実質的に
抵抗することなく、その操舵に自由に追従する。

勿論、上述のような操舵において、ステアリン
グ・ホイールが中立位置に置かれているとき、そ
のコントロール・バルブ１４のポンプ・ポート４
７はリザーバ・ポート５０に連絡され、その油圧
ポンプ１１からの圧油はオイル・リザーバ６６に
戻される。

その前述のステアリング系統１０において、そ
の主パワー・シリンダ１２およびコントロール・
バルブ１４を一体的に構成することも可能で、そ
の場合、そのステアリング系統１０は、小型化さ
れ、車両により容易に適用可能になる。また、同
様に、そのコントロール・バルブ１４とそのステ
アリング・ギア・ボツクス５２を一体的に構成す
るか、また、その主パワー・シリンダ１２とその
コントロール・バルブ１４とそのステアリング・
ギヤ・ボツクス５２とを一体的に構成するか、さ
らに、その補助パワー・シリンダ１３とそのオー
プン・タンデム・センタ・バルブ１５とを一体的
に構成することによつてもそのステアリング系統
１０は小型化され、車両への適用性を向上する。

上述から理解されるように、この発明の車両に
使用されるステアリング系統は、最前車軸の両端
に揺動可能に連結されてある一対の最前車輪軸を
操舵する主パワー・シリンダと、前後車軸の両端
に揺動可能に連結されてある一対の前後車輪軸お
よびその一対の最前車輪軸の一方に連結されてそ
の主パワー・シリンダの操舵力を補うパワー・シ
リンダと、操舵入力に応じて、ステアリング・ギ
ヤ・ボツクスで制御され、油圧ポンプからその主
および補助パワー・シリンダに供給される圧油の
流量を変えるコントロール・バルブと、その補助
パワー・シリンダをその主パワー・シリンダに連
動させる状態およびその補助パワー・シリンダを
空動きさせる状態の何れかにするように、そのコ
ントロール・バルブからその補助パワー・シリン
ダに流れる圧油を切換えるオープン・タンデム・
センタ・バルブとを含むので、この発明の車両に
使用されるステアリング系統では、車両の停車時
や微速度走行時には、その補助パワー・シリンダ
がそのオープン・タンデム・センタ・バルブによ
つてその主パワー・シリンダに連動可能になつて
操舵がその油圧ポンプを大型化したり、また、パ
ワー・シリンダのピストン受圧面積を特別に大き
くすることなく、極めて小さな操作力で可能にな
り、操舵による疲労が十分に軽減され、また、車
両の通常走行時には、その補助パワー・シリンダ
がそのオープン・タンデム・センタ・バルブによ
つて空動き可能になつてステアリング・ホイール
を軽くしすぎることが避けられ、そして、その油
圧ポンプを運転するエンジンの負荷が極力小さく
できてそのエンジンの燃料消費率が向上され、さ
らには、そのオープン・タンデム・センタ・バル
ブが切換え過渡時、中立位置で全てのポートを通
してそれらシリンダ側でのオイル・シヨツクが少
なくされ、バルブ構造が簡略化され、バルブが小
型化され、そして、油圧回路が簡単になり、加え
て、市販のバルブが使用可能になり、それらに伴
つて、装置が廉価に製造可能になり、その結果、
大型車両によつて非常に有用で実用的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は前二軸型トラツクに適用されたこの発
明の車両に使用されるステアリング系統の具体列
を示す概説図、および、第２図は第１図に示され
たステアリング系統における最前および前後車輪
軸まわりの構造を示す概説図である。１１……油圧ポンプ、１２……主パワー・シリ
ンダ、１３……補助パワー・シリンダ、１４……
コントロール・バルブ、１５……オープン・タン
デム・センタ・バルブ、１８……最前車輪軸、１
９……前後車輪軸。

Claims

【特許請求の範囲】１最前車軸の両端に揺動可能に連結されてある
一対の最前車輪軸を操舵する主パワー・シリンダ
と、前後車軸の両端に揺動可能に連結されてある一
対の前後車輪軸およびその一対の最前車輪軸の一
方に連結されてその主パワー・シリンダの操舵力
を補う補助パワー・シリンダと、操舵入力に応じて、ステアリング・ギア・ボツ
クスで制御され、油圧ポンプからその主および補
助パワー・シリンダに供給される圧油の流量を変
えるコントロール・バルブと、その補助パワー・シリンダをその主パワー・シ
リンダに連動させる状態およびその補助パワー・
シリンダを空動きさせる状態の何れかにするよう
に、そのコントロール・バルブからその補助パワ
ー・シリンダに流れる圧油を切換えるオープン・
タンデム・センタ・バルブとを含む車両に使用されるステアリング系統。２その主パワー・シリンダおよびコントロー
ル・バルブが一体的に構成されるところの特許請
求の範囲の第１項に記載の車両に使用されるステ
アリング系統。３そのコントロール・バルブおよびステアリン
グ・ギヤ・ボツクスが一体的に構成されるところ
の特許請求の範囲の第１項に記載の車両に使用さ
れるステアリング系統。４その主パワー・シリンダ、コントロール・バ
ルブ、およびステアリング・ギヤ・ボツクスが一
体的に構成されるところの特許請求の範囲の第１
項に記載の車両に使用されるステアリング系統。５その補助パワー・シリンダおよびオープン・
タンデム・センタ・バルブが一体的に構成される
ところの特許請求の範囲の第１項に記載の車両に
使用されるステアリング系統。