JPH06344931A - 動力舵取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】供給流路の圧力のステップ変化をパワーシリン
ダに伝えないで、中立付近において差圧の上昇を防止
し、剛性を向上させる。 【構成】供給流路２１の圧力に応じてバイパス流路５２
を連通遮断する圧力感応バイパス弁６３を設け、サーボ
バルブ３０をポンプ１とタンク４３とに接続する可変絞
りＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４をセミセンタオープンバルブ
として構成した第１のブリッジ回路３１と、ポンプ１と
タンク４３およびパワーシリンダ１００とに接続しポン
プ１側の可変絞りＶ５，Ｖ６をセンタクローズドバルブ
に、タンク４３側の可変絞りＶ７，Ｖ８をセンタオープ
ンバルブとして構成した第２のブリッジ回路３２とによ
り構成する。そして、バルブＶ１，Ｖ４（Ｖ２，Ｖ３）
の絞り作用により弁６３が作動された後にバルブＶ６
（Ｖ５）が開口し、この時期にはバルブＶ８（Ｖ７）は
タンク４３と連通するのに十分な開口面積を有してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポンプからサーボボルブ
に供給される流量を低減して省エネルギ化を図った動力
舵取装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の動力舵取装置として、特願平４
―３２４１２１号公報に記載されたものがある。このも
のは図１３に示すように、作動油を吐出する供給ポンプ
１と、この供給ポンプ１に供給流路２を介してサーボバ
ルブ３が接続されている。サーボバルブ３の各可変絞り
４，５，６，７の間にはパワーシリンダ８が接続されて
おり、サーボバルブ３によって分配された方向に車輪を
操舵する。

【０００３】供給流路２の途中には計量オリフィス９が
設けられ、この計量オリフィス９の前後の圧力差によっ
て作動し、バイパス流路１０からタンク１１に作動油の
一部をバイパスしてサーボバルブ３に一定流量の作動油
を供給する流量制御弁１２が設けられている。計量オリ
フィス９後の供給流路２には前記流量制御弁１２の低圧
側とタンク１１とに接続されたバイパス流路１３が接続
されており、このバイパス流路１３の途中には供給流路
２の圧力に応じてバイパス流路１３とタンク１１との連
通を遮断する圧力感応バイパス弁１４が設けられてい
る。

【０００４】また、前記圧力感応バイパス弁１４と並列
に車速に応じて絞り面積を変化する電磁バイパス弁１７
が設けられている。バイパス流路１３の圧力感応バイパ
ス弁１４とタンク１１間にはバイパスコントロールパル
ブ１６が接続され、供給流路２とバイパス流路１３との
圧力差を一定に保つように作動してバイパス流路１３の
開度を調整する。

【０００５】このものは、電磁バイパス弁１７により車
速に応じてバイパス流路１３の開度を変化させ、（低速
時には閉口し、車速の上昇に伴い開口する）タンク１１
に流出する流量を制御することによりサーボバルブ３に
供給する作動油を車速に応じて制御するものである。さ
らに、無負荷時（直進走行時）の供給流路２の圧力が低
いときには圧力感応バイパス弁１４およびバイパスコン
トロールバルブ１６が開いた状態であるため、計量オリ
フィス９後の圧力が低圧となり流量制御弁１２により供
給ポンプ１からの作動油はバイパス流路１０からバイパ
スされる。

【０００６】また、負荷時（操舵時）に供給流路２の圧
力が所定以上に上昇すると、圧力感応バイパス弁１４が
バイパス流路１３を遮断して計量オリフィス９後の圧力
を復帰させ、サーボバルブ３に供給する作動油の流量を
復帰させる。そして、バイパスコントロールバルブ１６
はバイパス流路１３と供給流路２との圧力差を一定にす
るよう作動して単位時間当たりにタンク１１に流出する
流量を一定に保ち供給流路１１の圧力の減少を防止す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のものでは、負荷圧感応バルブ１４の作動により吐出
通路２の圧力がステップ変化し、この圧力変化がパワー
シリンダ１５に伝わるとアシスト力が急変動するため
（図１４中部）、ハンドルの操舵フィーリングが悪いと
いう問題があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の動力舵取り装置
は、流量制御弁の計量オリフィスの下流側に通ずる室を
タンク側に接続するバイパス流路と、供給流路の圧力に
応じてバイパス流路の絞り面積を変化する圧力感応バイ
パス弁とを備え、サーボバルブをポンプとタンクに接続
する流路に可変絞りを設けた第１のブリッジ回路と、ポ
ンプとパワーシリンダの両油室とタンクとに接続する流
路に可変絞りを設けた第２のブリッジ回路とから構成
し、第２のブリッジ回路の可変絞りのうちポンプ側の可
変絞りをセンタクローズドバルブに、タンク側の可変絞
りをセンタオープンバルブにて構成するとともに、第１
のブリッジ回路の可変絞りをセンタオープンバルブより
開口面積が少ないセミセンタオープンバルブにて構成
し、セミセンタオープンバルブの絞り作用により圧力感
応バイパス弁が作動された後にセンタクローズドバルブ
が開口し始め、さらに、この時期には前記センタオープ
ンバルブはタンクと連通するに十分な開口面積を有する
よう形成したもの、あるいは、流量制御弁の計量オリフ
ィスの下流側に通ずる室をタンク側に接続するバイパス
流路と、このバイパス流路に設け信号に応じて絞り面積
を変化する電磁バイパス弁と、この電磁バイパス弁と並
列にバイパス流路に設け供給流路の圧力に応じて絞り面
積を変化する圧力感応バイパス弁と、電磁バイパス弁の
下流側の圧力と供給流路の圧力差に応じて作動しバイパ
ス流路の絞り面積を変化するバイパスコントロールバル
ブとを備え、サーボバルブをポンプとタンクに接続する
流路に可変絞りを設けた第１のブリッジ回路と、ポンプ
とパワーシリンダの両油室とタンクとに接続する流路に
可変絞りを設けた第２のブリッジ回路とから構成し、第
２のブリッジ回路の可変絞りのうちポンプ側の可変絞り
をセンタクローズドバルブに、タンク側の可変絞りをセ
ンタオープンバルブにて構成するとともに、第１のブリ
ッジ回路の可変絞りをセンタオープンバルブより開口面
積が少ないセミセンタオープンバルブにて構成し、セミ
センタオープンバルブの絞り作用により圧力感応バイパ
ス弁が作動された後にセンタクローズドバルブが開口し
始め、さらに、この時期には前記センタオープンバルブ
はタンクと連通するに十分な開口面積を有するよう形成
したものである。

【０００９】

【作用】上記した請求項１の構成によると、ポンプから
吐出された作動油は、計量オリフィスの前後の圧力差に
応じて作動する流量制御弁により所定流量に制御されて
サーボバルブに供給される。供給流路内の圧力が低い時
は、圧力感応バイパス弁は全開であり、タンクに作動油
が流出される。よって流量制御弁の下流側が低圧となる
ことで流量制御弁はさらに作動油をタンクにバイパスす
る。

【００１０】供給流路内の圧力上昇に応じて圧力感応バ
イパス弁は作動し、所定圧以上となると、バイパス流路
とタンクの連通が遮断され流量制御弁の下流側の圧力を
復帰させる。これにより流量制御弁によってタンクにバ
イパスされる流量が少なくなり、サーボバルブに必要な
流量の作動油が供給される。また、サーボバルブは、ハ
ンドル操舵の小さな中立付近においては、第１のブリッ
ジ回路の可変絞り（セミセンタオープンバルブ）は開口
しており、供給流路からの作動油をタンクに流通させ
る。第２のブリッジ回路のポンプ側の可変絞り（センタ
クローズドバルブ）は閉止状態に、パワーシリンダの両
油室はタンク側の可変絞り（センタオープン）を介して
タンクに接続されることで、パワーシリンダの両油室の
差圧の上昇を完全に防止してマニアル操舵となる。

【００１１】ハンドルの操舵時には、第１のブリッジ回
路の可変絞り（セミセンタオープンバルブ）の絞り作用
により圧力感応バイパス弁が作動された後に第２のブリ
ッジ回路のセンタクローズドバルブが開口し始める。し
かし、このとき第２のブリッジ回路のセンタオープンバ
ルブはまだ十分な開口面積を有しているため、パワーシ
リンダの両油室の差圧が急激に上昇することはない。

【００１２】また、上記した請求項２の構成によると、
ポンプから吐出された作動油は、計量オリフィスの前後
の圧力差に応じて作動する流量制御弁により所定流量に
制御されてサーボバルブに供給される。車速が高くなる
につれて電磁バイパス弁の絞り面積が増大されることで
タンクにバイパスされる作動油が次第に増加され、サー
ボバルブに供給される流量が減少される。そして、バイ
パスコントロールバルブは電磁バイパス弁の下流の圧力
と供給流路の圧力との差圧により応動され、タンクに流
出する作動油の流量をコントロールして、負荷圧に影響
されることなく速度に応じた安定した流量をサーボバル
ブに供給する。

【００１３】また、サーボバルブは、ハンドル操舵の小
さな中立付近においては、第１のブリッジ回路の可変絞
り（セミセンタオープンバルブ）は開口しており、供給
流路からの作動油をタンクに流通させる。第２のブリッ
ジ回路のポンプ側の可変絞り（センタクローズドバル
ブ）は閉止状態に、パワーシリンダの両油室はタンク側
の可変絞り（センタオープン）を介してタンクに接続さ
れることで、パワーシリンダの両油室の差圧の上昇を完
全に防止してマニアル操舵となる。

【００１４】ハンドルの操舵時には、第１のブリッジ回
路の可変絞り（セミセンタオープンバルブ）の絞り作用
により圧力感応バイパス弁が作動された後に第２のブリ
ッジ回路のセンタクローズドバルブが開口し始める。し
かし、このとき第２のブリッジ回路のセンタオープンバ
ルブはまだ十分な開口面積を有しているため、パワーシ
リンダの両油室の差圧が急激に上昇することはない。

【００１５】

【実施例】以下に本発明の第１の実施例を図面に基づい
て説明する。図１は動力舵取装置の全体構成図であり、
２０はエンジン回転数に応じた作動油を吐出するポンプ
である。このポンプ２０に供給流路２１を介してパワー
シリンダ１００に作動油を分配供給するサーボバルブ３
０が接続されている。

【００１６】供給流路２１の途中には計量オリフィス５
０が設けられている。この計量オリフィス５０前の供給
流路２１にはバイパス流路５１が接続され、計量オリフ
ィス５０後の供給流路２１にはバイパス流路５２が接続
されている。バイパス流路５１の途中には流量制御弁５
３のスプール５４が設けられ、このスプール５４の一端
には前記バイパス流路５１を介して計量オリフィス５０
前の供給流路２１の圧力が作用し、スプール５４の他端
にはバイパス流路５２を介して計量オリフィス５０後の
供給流路２１の圧力が作用する。また、前記バイパス流
路５１を閉じる方向にスプール５４を付勢するようバネ
５５が介挿されている。これによって、計量オリフィス
５０前後の圧力差が一定になるようバイパス流路５１の
開度が調整され、サーボバルブ３０に所定流量の作動油
が供給される。

【００１７】前記バイパス流路５２の一端にはタンク４
３が接続され、バイパス流路５２の途中には圧力感応バ
イパス弁６３とバイパスコントロールバルブ７３とが接
続されている。前記圧力感応バイパス弁６３は、バイパ
ス流路５２の連通遮断を行うスリット６２が形成された
カット弁６０が介挿され、また、このカット弁６０を付
勢してバイパス流路５２を開口する方向にバネ６１が介
挿されている。そして、カット弁６０の一端には供給流
路２１の圧力が作用し、カット弁６０の他端にはバイパ
ス流路５２の圧力が作用するとともにバネ６１の力が作
用する。

【００１８】前記バイパス流路５２の圧力感応バイパス
弁６３の下流側には、バイパスコントロールバルブ７３
が配置されており、このバイパスコントロールバルブ７
３は前記供給流路２１からバイパス流路５２に導入され
る圧力に応じて絞り面積が制御されるようになってい
る。すなわち、バイパスコントロールバルブ７３は、バ
イパス流路５２を絞り制御する可動弁７１を摺動可能に
備え、この可動弁７１はバネ７２により通常バイパス流
路５２を開口する方向に付勢されている。

【００１９】前記供給ポンプ２０とタンク４３はリター
ン流路８０で接続され、このリターン流路８０にバイパ
ス流路５２と接続された逃がし流路８１が接続されてい
る。この逃がし流路８１には供給流路２１の圧力がレリ
ーフ圧以上になったときに圧力を逃がすレリーフバルブ
８２が設けられている。前記サーボバルブ３０は、図３
に展開図として示すように、ハンドルＨＤに連結されて
一体的に回転するバルブシャフト９０と、このバルブシ
ャフト９０の外周に同軸的に配設されたバルブボディ９
１とによって構成されている。そしてバルブシャフト９
０とバルブボディ９１との間には、作動油を絞り制御す
る２種類の第１のブリッジ回路３１と第２のブリッジ回
路３２とが周方向に交互に形成されている。

【００２０】第１のブリッジ回路３１のポンプ２０側に
は可変絞りＶ１，Ｖ２が、タンク４３側には可変絞りＶ
３，Ｖ４とが接続しており、これら可変絞りＶ１，Ｖ
２，Ｖ３，Ｖ４は図４に示すように、各バルブ（バルブ
シャフト９０、バルブボディ９１）の端面との間がハン
ドルＨＤが操舵されていない状態（中立時）でθ２だけ
離間したセミセンタオープンバルブとして構成され、こ
の開口面積は、バルブシャフト９０とバルブボディ９１
の相対回転角（バルブ回転角）に応じて図７に示すよう
に変化する。

【００２１】また、前記第２のブリッジ回路３２のポン
プ２０側には可変絞りＶ５，Ｖ６が、タンク４３側には
可変絞りＶ７，Ｖ８が形成されている。これら可変絞り
Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８には、アシスト力を働かせるパ
ワーシリンダ１００が接続されており、可変絞りＶ５，
Ｖ７はパワーシリンダ１００の左室１００Ａに、可変絞
りＶ６，Ｖ８はパワーシリンダ１００の右室１００Ｂと
つながっている。

【００２２】そして、中立時において可変絞りＶ５，Ｖ
６は図５に示すように各バルブ９０，９１どうしがθ１
だけ重なりあったセンタクローズドバルブとして構成さ
れ、可変絞りＶ７，Ｖ８は図６に示すように各バルブ９
０，９１の端面間がθ４だけ離間したセンタオープンバ
ルブとして構成されている。そして、これら開口幅θ
１，θ２，θ３，θ４はθ２＜θ１＜θ４＜θ３の関係
に形成されている。

【００２３】上記のように構成した第１の実施例におい
ては、ポンプ２０より吐出された作動油は計量オリフィ
ス５０の作用によりその前後に圧力差を発生させる。ポ
ンプ２０の吐出流量が増加すると、前記圧力差が増大
し、バイパス弁５４がスプリング５５に抗して変位され
る。これによってバイパス流路５１が開口され、余剰流
の作動油がタンク４３にバイパスされる。よって、供給
流路２１にはアシストに必要な一定流量の作動油が送出
される。

【００２４】ハンドルＨＤの操舵されない直進走行時
（中立時）には、サーボバルブ３０の第２のブリッジ回
路３２の可変絞りＶ５，Ｖ６（センタクローズドバル
ブ）が閉止されているため、パワーシリンダ１００には
作動油が供給されない。また、パワーシリンダ１００の
両油室１００Ａ，１００Ｂは可変絞りＶ７，Ｖ８（セン
タオープンバルブ）を介してタンク４３に接続されてい
るため、両油室１００Ａ，１００Ｂは低圧状態に保持さ
れる。従って、ポンプ２０より吐出された作動油は第１
のブリッジ回路３１の可変絞りＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４
（セミセンタオープンバルブ）を通ってタンク４３に排
出される。

【００２５】供給流路２１は第１のブリッジ回路３１を
介してタンク４３と連通しているため、低圧状態となっ
ている。よって圧力感応バイパス弁６３のカット弁６０
は図１の左端に位置しスリット６２が全開状態となって
いる。また、バイパスコントロールバルブ７３の可動弁
７１がバイパス流路５２と供給流路２１との差圧により
作動し、タンク４３に排出する流量を一定に保持する。
よって、バイパス流路５２からスリット６２およびバイ
パスコントロールバルブ７３を介してタンク４３につな
がれることでバイパス流路５２の圧力が下がり、流量制
御弁４３のスプール５４に作用する計量オリフィス５０
後の圧力はタンク４３の圧力に近い低圧が作用する。

【００２６】従って、流量制御弁５３はバイパス流路５
１を全開状態にする。よって、ポンプ２０から吐出され
た作動油のほとんどはバイパス流路５１を介してバイパ
スされリターン流路８０を介してポンプ２０に戻され
る。この結果、中立時には大部分の作動油が計量オリフ
ィス５０および下流の供給流路２１を介すことなく、圧
力損失の少ないバイパス流路５１を介し、ポンプ２０に
戻されることで、ポンプ２０のエネルギー損失が非常に
少なくなる。

【００２７】ハンドルＨＤが操舵されてバルブシャフト
９０がバルブボディ９１に対して僅かでも相対回転（バ
ルブ回転角の増加）すると、第１のブリッジ回路３１の
一方の可変絞りＶ１，Ｖ４（Ｖ２，Ｖ３）の開口面積が
縮小される。これにより、供給流路２１の圧力が徐々に
上昇する。（図８）なお、この際供給流路２１の圧力上
昇に応じてバイパス流路５２からタンク４３に圧力が逃
げ出さないようにバイパスコントロールバルブ７３が供
給流路２１とバイパス流路５２との圧力差に応じて作動
し、タンク４３に流出する流量を一定に保持する。

【００２８】供給流路２１の圧力が所定以上の圧力に達
すると、圧力感応バイパス弁６３がバネ６１に抗して作
動され、スリット６２の開口面積が閉口される。これに
より、供給流路２１の圧力（ライン圧）が急激に上昇し
（図８部）第１、第２のブリッジ回路３１、３２に供給
される流量が増大される。また、ハンドルＨＤの回転操
作により、上記したように供給流路２１の圧力が急激に
上昇する（ステップ変化（図８部））が、第２のブリッ
ジ回路３２の可変絞りＶ５，Ｖ６（センタクローズドバ
ルブ）の閉止状態はバルブ回転角θ１まで持続されるた
め、（図７，８参照）角度θ１まではパワーシリンダ１
００の両油室１００Ａ，１００Ｂの差圧ΔＰは０に保持
される。従ってバルブ回転角がθ１以下においては、パ
ワーシリンダ１００の両油室１００Ａ，１００Ｂの差圧
ΔＰの上昇を防止でき、中立付近においてはマニアル操
舵となる。

【００２９】そして、バルブ回転角がθ１を越えると、
第２のブリッジ回路３２の可変絞りＶ５（Ｖ６）が開口
し始める。（図５，７） 可変絞りＶ５（Ｖ６）が開口し始めたときには第２のブ
リッジ回路の可変絞りＶ８（Ｖ７）はタンク４３と連通
するに十分な開口面積を有しているため、パワーシリン
ダ１００の両油室はタンク４３と同程度の圧力であり、
バルブ回転角θ１のときのライン圧Ｐ１がパワーシリン
ダ１００に急激に作用することを防止している。よっ
て、図９に示すようにバルブ回転角θに応じて滑らかに
パワーシリンダ１００の差圧ΔＰが上昇する。さらに、
可変絞りＶ５（Ｖ６）の開口により供給流路２１の圧力
が減少して圧力感応バイパス弁６３が元の状態（図１の
状態）に戻らないよう図４，５，６に示すようにバルブ
シャフト９０の各部に設けられた面取り９３，９４，９
５により、タンク４３に排出する流量を調整している。

【００３０】なお、上記第１の実施例では、サーボバル
ブ３０のそれぞれの開口幅θ１，θ２，θ３，θ４の関
係をθ２＜θ１＜θ４＜θ３としているが、θ１＜θ２
＜θ４＜θ３の関係でもよい。以下に本発明の第２の実
施例を図面に基づいて説明する。図２は動力舵取装置の
全体構成図であり、２０はエンジン回転数に応じた作動
油を吐出するポンプである。このポンプ２０に供給流路
２１を介してパワーシリンダ１００に作動油を分配供給
するサーボバルブ３０が接続されている。

【００３１】供給流路２１の途中には計量オリフィス５
０が設けられている。この計量オリフィス５０前の供給
流路２１にはバイパス流路５１が接続され、計量オリフ
ィス５０後の供給流路２１にはバイパス流路５２が接続
されている。バイパス流路５１の途中には流量制御弁５
３のスプール５４が設けられ、このスプール５４の一端
には前記バイパス流路５１を介して計量オリフィス５０
前の供給流路２１の圧力が作用し、スプール５４の他端
にはバイパス流路５２を介して計量オリフィス５０後の
供給流路２１の圧力が作用する。また、前記バイパス流
路５１を閉じる方向にスプール５４を付勢するようバネ
５５が介挿されている。これによって、計量オリフィス
５０前後の圧力差が一定になるようバイパス流路５１の
開度が調整され、サーボバルブ３０に所定流量の作動油
が供給される。

【００３２】前記バイパス流路５２の一端にはタンク４
３が接続され、バイパス流路５２の途中には圧力感応バ
イパス弁６３が接続されている。この圧力感応バイパス
弁６３は、バイパス流路５２の連通遮断を行うスリット
６２が形成されたカット弁６０が介挿され、また、この
カット弁６０を付勢してバイパス流路５２を開口する方
向にバネ６１が介挿されている。そして、カット弁６０
の一端には供給流路２１の圧力が作用し、カット弁６０
の他端にはバイパス流路５２の圧力が作用するとともに
バネ６１の力が作用する。

【００３３】前記供給ポンプ２０とタンク４３はリター
ン流路８０で接続され、このリターン流路８０にバイパ
ス流路５２と接続された逃がし流路８１が接続されてい
る。この逃がし流路８１には供給流路２１の圧力がレリ
ーフ圧以上になったときに圧力を逃がすレリーフバルブ
８２が設けられている。前記サーボバルブ３０は、図３
に展開図として示すように、ハンドルＨＤに連結されて
一体的に回転するバルブシャフト９０と、このバルブシ
ャフト９０の外周に同軸的に配設されたバルブボディ９
１とによって構成されている。そしてバルブシャフト９
０とバルブボディ９１との間には、作動油を絞り制御す
る２種類の第１のブリッジ回路３１と第２のブリッジ回
路３２とが周方向に交互に形成されている。

【００３４】第１のブリッジ回路３１のポンプ２０側に
は可変絞りＶ１，Ｖ２が、タンク４３側には可変絞りＶ
３，Ｖ４とが接続しており、これら可変絞りＶ１，Ｖ
２，Ｖ３，Ｖ４は図４に示すように、各バルブ（バルブ
シャフト９０、バルブボディ９１）の端面との間がハン
ドルＨＤが操舵されていない状態（中立時）でθ２だけ
離間したセミセンタオープンバルブとして構成され、こ
の開口面積は、バルブシャフト９０とバルブボディ９１
の相対回転角（バルブ回転角）に応じて図７に示すよう
に変化する。

【００３５】また、前記第２のブリッジ回路３２のポン
プ２０側には可変絞りＶ５，Ｖ６が、タンク４３側には
可変絞りＶ７，Ｖ８が形成されている。これら可変絞り
Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８には、アシスト力を働かせるパ
ワーシリンダ１００が接続されており、可変絞りＶ５，
Ｖ７はパワーシリンダ１００の左室１００Ａに、可変絞
りＶ６，Ｖ８はパワーシリンダ１００の右室１００Ｂと
つながっている。

【００３６】そして、中立時において可変絞りＶ５，Ｖ
６は図５に示すように各バルブ９０，９１どうしがθ１
だけ重なりあったセンタクローズドバルブとして構成さ
れ、可変絞りＶ７，Ｖ８は図６に示すように各バルブ９
０，９１の端面間がθ４だけ離間したセンタオープンバ
ルブとして構成されている。そして、これら開口幅θ
１，θ２，θ３，θ４はθ２＜θ１＜θ４＜θ３の関係
に形成されている。

【００３７】上記のように構成した第２の実施例におい
ては、ポンプ２０より吐出された作動油は計量オリフィ
ス５０の作用によりその前後に圧力差を発生させる。ポ
ンプ２０の吐出流量が増加すると、前記圧力差が増大
し、バイパス弁５４がスプリング５５に抗して変位され
る。これによってバイパス流路５１が開口され、余剰流
の作動油がタンク４３にバイパスされる。よって、供給
流路２１にはアシストに必要な一定流量の作動油が送出
される。

【００３８】ハンドルＨＤの操舵されない直進走行時
（中立時）には、サーボバルブ３０の第２のブリッジ回
路３２の可変絞りＶ５，Ｖ６（センタクローズドバル
ブ）が閉止されているため、パワーシリンダ１００には
作動油が供給されない。また、パワーシリンダ１００の
両油室１００Ａ，１００Ｂは可変絞りＶ７，Ｖ８（セン
タオープンバルブ）を介してタンク４３に接続されてい
るため、両油室１００Ａ，１００Ｂは低圧状態に保持さ
れる。従って、ポンプ２０より吐出された作動油は第１
のブリッジ回路３１の可変絞りＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４
（セミセンタオープンバルブ）を通ってタンク４３に排
出される。

【００３９】供給流路２１は第１のブリッジ回路３１を
介してタンク４３と連通しているため、低圧状態となっ
ている。よって圧力感応バイパス弁６３のカット弁６０
は図２の左端に位置しスリット６２が全開状態となって
いる。よって、バイパス流路５２に流入する作動油はス
リット６２を介してタンク４３に排出されるため、流量
制御弁４３のスプール５４に作用する計量オリフィス５
０後の圧力はタンク４３の圧力に近い低圧が作用する。
従って、流量制御弁５３はバイパス流路５１を全開状態
にする。よって、ポンプ２０から吐出された作動油のほ
とんどはバイパス流路５１を介してバイパスされリター
ン流路８０を介してポンプ２０に戻される。

【００４０】この結果、中立時には大部分の作動油が圧
力損失の少ないバイパス流路５１，５２を介し、ポンプ
２０に戻されるため、ポンプ２０のエネルギー損失が非
常に少なくなる。ハンドルＨＤが操舵されてバルブシャ
フト９０がバルブボディ９１に対して僅かでも相対回転
（バルブ回転角の増加）すると、第１のブリッジ回路３
１の一方の可変絞りＶ１，Ｖ４（Ｖ２，Ｖ３）の開口面
積が縮小される。これにより、供給流路２１の圧力が徐
々に上昇し、所定以上の圧力に達すると、圧力感応バイ
パス弁６３がバネ６１に抗して作動され、スリット６２
の開口面積が縮小していく。これにより、供給流路２１
の圧力（ライン圧）が徐々に上昇する。操舵により（バ
ルブ回転角の増加）さらに供給流路２１の圧力が上昇さ
れスリット６２が閉止されると、供給流路２１（ライン
圧）の圧力が急激に上昇する（ステップ変化（図８
部））ため、第１、第２のブリッジ回路３１、３２に供
給される流量が増大される。

【００４１】また、ハンドルＨＤの回転操作により、上
記したように供給流路２１の圧力が徐々に上昇するが、
第２のブリッジ回路３２の可変絞りＶ５，Ｖ６（センタ
クローズドバルブ）の閉止状態はバルブ回転角θ１まで
持続されるため、（図７，８参照）角度θ１まではパワ
ーシリンダ１００の両油室１００Ａ，１００Ｂの差圧Δ
Ｐは０に保持される。従ってバルブ回転角がθ１以下に
おいては、パワーシリンダ１００の両油室１００Ａ，１
００Ｂの差圧ΔＰの上昇を防止でき、中立付近において
はマニアル操舵となる。

【００４２】そして、バルブ回転角がθ１を越えると、
第２のブリッジ回路の可変絞りＶ５（Ｖ６）が開口し始
める。（図５，７） 可変絞りＶ５（Ｖ６）が開口し始めたときには第２のブ
リッジ回路の可変絞りＶ８（Ｖ７）はタンク４３と連通
するに十分な開口面積を有しているため、パワーシリン
ダ１００の両油室はタンク４３と同程度の圧力であり、
バルブ回転角θ１のときのライン圧Ｐ１がパワーシリン
ダ１００に急激に作用することを防止しているので図９
に示すようにバルブ回転角θに応じて滑らかにパワーシ
リンダ１００の差圧ΔＰが上昇する。さらに、可変絞り
Ｖ５（Ｖ６）の開口により供給流路２１の圧力が減少し
て圧力感応バイパス弁６３が元の状態（図１の状態）に
戻らないよう図４，５，６に示すようにバルブシャフト
９０の各部に設けられた面取り９３，９４，９５によ
り、タンク４３に排出する流量を調整している。

【００４３】なお、上記第２の実施例では、サーボバル
ブ３０のそれぞれの開口幅θ１，θ２，θ３，θ４の関
係をθ２＜θ１＜θ４＜θ３としているが、θ１＜θ２
＜θ４＜θ３の関係でもよい。次に本発明の第３の実施
例を図面に基づいて説明する。図１０は第３の実施例に
おける動力舵取装置の全体構成図であり、２０はエンジ
ン回転数に応じた作動油を吐出するポンプであり、この
ポンプ２０に供給流路２１を介してパワーシリンダ１０
０に作動油を分配供給するサーボバルブ３０が接続され
ている。

【００４４】供給流路２１の途中には計量オリフィス５
０が設けられている。この計量オリフィス５０前の供給
流路２１にはバイパス流路５１が接続され、計量オリフ
ィス５０後の供給流路２１にはバイパス流路５２が接続
されている。バイパス流路５１の途中には流量制御弁５
３のスプール５４が設けられ、このスプール５４の一端
には前記バイパス流路５１を介して計量オリフィス５０
前の供給流路２１の圧力が作用し、スプール５４の他端
にはバイパス流路５２を介して計量オリフィス５０後の
供給流路２１の圧力が作用する。また、前記バイパス流
路５１を閉じる方向にスプール５４を付勢するようバネ
５５が介挿されている。

【００４５】前記バイパス流路５２の一端にはタンク４
３が接続され、バイパス流路５２の途中には圧力感応バ
イパス弁６３が接続されている。この圧力感応バイパス
弁６３は、バイパス流路５２の連通遮断を行うスリット
６２が形成されたカット弁６０が介挿され、また、この
カット弁６０を付勢してバイパス流路５２を開口する方
向にバネ６１が介挿されている。そして、カット弁６０
の一端には供給流路２１の圧力が作用し、カット弁６０
の他端にはバイパス流路５２の圧力が作用するとともに
バネ６１の力が作用する。の開度とともにバネ５５の力
が作用するようになっている。

【００４６】また、バイパス流路５２には、前記圧力感
応バイパス弁６３と並列に電磁バイパス弁７５が配置さ
れている。この電磁バイパス弁７５は車速に応じた電気
信号が入力される電子制御装置７７によって絞り面積が
制御される可変絞り７６を備えている。すなわち、電磁
バイパス弁７５の可変絞り７６は車速が低い状態におい
ては閉止されており、車速の上昇に応じて図１１に示す
ように絞り面積が増大されるようになっている。なお、
前記電子制御装置７７に入力される電気信号は車速だけ
でなく、舵角、舵角速度、ハンドルトルク、ブレーキ信
号、シフトポジション信号、ＬＳＤ（Ｌｉｍｉｔｅｄ
Ｓｌｉｐ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）作動信号、横
風、による横Ｇ等の電気信号を用いてもよい。

【００４７】前記バイパス流路５２の電磁バイパス弁７
５の下流側には、バイパスコントロールバルブ７３が配
置されている。このバイパスコントロールバルブ７３は
前記供給流路２１からバイパス流路５２に導入される圧
力に応じて絞り面積が制御されるようになっている。す
なわち、バイパスコントロールバルブ７３は、バイパス
流路５２を絞り制御する可動弁７１を摺動可能に備え、
この可動弁７１はバネ７２により通常バイパス流路５２
を最大開口する摺動端に保持されている。

【００４８】前記ポンプ２０とタンク４３はリターン流
路８０で接続され、このリターン流路８０にバイパス流
路５２と接続された逃がし流路８１が接続されている。
この逃がし流路８１には供給流路２１の圧力がレリーフ
圧以上になったときに圧力を逃がすレリーフバルブ８２
が設けられている。前記サーボバルブ３０は、図３に展
開図として示すように、ハンドルＨＤに連結されて一体
的に回転するバルブシャフト９０と、このバルブシャフ
ト９０の外周に同軸的に配設されたバルブボディ９１と
によって構成されている。そしてバルブシャフト９０と
バルブボディ９１との間には、作動油を絞り制御する２
種類の第１のブリッジ回路３１と第２のブリッジ回路３
２とが周方向に交互に形成されている。

【００４９】第１のブリッジ回路３１のポンプ２０側に
は可変絞りＶ１，Ｖ２が、タンク４３側には可変絞りＶ
３，Ｖ４とが接続しており、これら可変絞りＶ１，Ｖ
２，Ｖ３，Ｖ４は図４に示すように、各バルブ（バルブ
シャフト９０、バルブボディ９１）の端面との間がハン
ドルＨＤが操舵されていない状態（中立時）でθ２だけ
離間したセミセンタオープンバルブとして構成され、こ
の開口面積は、バルブシャフト９０とバルブボディ９１
の相対回転角（バルブ回転角）に応じて図７に示すよう
に変化する。

【００５０】また、前記第２のブリッジ回路３２のポン
プ２０側には可変絞りＶ５，Ｖ６が、タンク４３側には
可変絞りＶ７，Ｖ８が形成されている。これら可変絞り
Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８には、アシスト力を働かせるパ
ワーシリンダ１００が接続されており、可変絞りＶ５，
Ｖ７はパワーシリンダ１００の左室１００Ａに、可変絞
りＶ６，Ｖ８はパワーシリンダ１００の右室１００Ｂと
つながっている。

【００５１】そして、中立時において可変絞りＶ５，Ｖ
６は図５に示すように各バルブ９０，９１どうしがθ１
だけ重なりあったセンタクローズドバルブとして構成さ
れ、可変絞りＶ７，Ｖ８は図６に示すように各バルブ９
０，９１間の端面間がθ４だけ離間したセンタオープン
バルブとして構成されている。そして、これら開口幅θ
１，θ２，θ３，θ４はθ２＜θ１＜θ４＜θ３の関係
に形成されている。

【００５２】上記のように構成した第３の実施例におい
ては、ポンプ２０より吐出された作動油は計量オリフィ
ス５０の作用によりその前後に圧力差を発生させる。ポ
ンプ２０の吐出流量が増加すると、前記圧力差が増大
し、バイパス弁５４がスプリング５５に抗して変位され
る。これによってバイパス流路５１が開口され、余剰流
の作動油がタンク４３にバイパスされる。よって、供給
流路２１にはアシストに必要な一定流量の作動油が送出
される。

【００５３】ハンドルＨＤの操舵されない直進走行時
（中立時）には、サーボバルブ３０の第２のブリッジ回
路３２の可変絞りＶ５，Ｖ６（センタクローズドバル
ブ）が閉止されているため、パワーシリンダ１００には
作動油が供給されない。また、パワーシリンダ１００の
両油室１００Ａ，１００Ｂは可変絞りＶ７，Ｖ８（セン
タオープンバルブ）を介してタンク４３に接続されてい
るため、両油室１００Ａ，１００Ｂは低圧状態に保持さ
れる。従って、ポンプ２０より吐出された作動油は第１
のブリッジ回路３１の可変絞りＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４
（セミセンタオープンバルブ）を通ってタンク４３に排
出される。

【００５４】上述のように供給流路２１は第１のブリッ
ジ回路３１を介してタンク４３と連通しているため、低
圧状態となっている。よって圧力感応バイパス弁６３の
カット弁６０は図１０の左端に位置しスリット６２が全
開状態となっている。よって、バイパス流路５２に流入
する作動油はスリット６２を介してタンク４３に排出さ
れるため、流量制御弁４３のスプール５４に作用する計
量オリフィス５０後の圧力はタンク４３の圧力に近い低
圧が作用する。従って、流量制御弁５３はバイパス流路
５１を全開状態にする。これにより、ポンプ２０から吐
出された作動油のほとんどはバイパス流路５１を介して
バイパスされリターン流路８０を介してポンプ２０に戻
される。

【００５５】この結果、中立時には大部分の作動油が圧
力損失の少ないバイパス流路５１，５２を介し、ポンプ
２０に戻されるため、ポンプ２０のエネルギー損失が非
常に少なくなる。ところで、低速時においては、電子制
御装置７７により電磁バイパス弁７５の可変絞り７６が
閉止されているので圧力感応バイパス弁６３側に作動油
が導かれて上述したように作用する。そして、車速が上
昇するに伴い、電子制御装置７７の電磁バイパス弁７５
の可変絞り７６が車速に応じて図１１に示すように開口
される。これによりバイパス流路５２の作動油は可変絞
り７６をも介してタンク４３連通されるため、さらに供
給流路２１に送出される作動油の流量が低減される。従
って高速時においては流量の低減による車速感応性がも
たらされるとともに、省エネルギ効果が生ずる。

【００５６】ハンドルＨＤが操舵されてバルブシャフト
９０がバルブボディ９１に対して僅かでも相対回転（バ
ルブ回転角の増加）すると、第１のブリッジ回路３１の
一方の可変絞りＶ１，Ｖ４（Ｖ２，Ｖ３）の開口面積が
縮小される。これにより、供給流路２１の圧力が徐々に
上昇する。（図８）なお、この際供給流路２１の圧力上
昇に応じてバイパス流路５２からタンク４３に圧力が逃
げ出さないようにバイパスコントロールバルブ７３が供
給流路２１とバイパス流路５２との圧力差に応じて作動
し、タンク４３に流出する流量を一定に保持する。

【００５７】供給流路２１の圧力が所定以上の圧力に達
すると、圧力感応バイパス弁６３がバネ６１に抗して作
動され、スリット６２の開口面積が縮小していく。操舵
により（バルブ回転角の増加）さらに供給流路２１の圧
力が上昇するとスリット６２は閉止される。このことに
より、供給流路２１の圧力（ライン圧）が図８部に示す
ように急激に上昇される。（ステップ変化） また、ハンドルＨＤの回転操作により、上記したように
供給流路２１の圧力が上昇されるが、第２のブリッジ回
路３２の可変絞りＶ５，Ｖ６（センタクローズドバル
ブ）の閉止状態はバルブ回転角θ１まで持続されるため
（図７，８参照）、角度θ１まではパワーシリンダ１０
０の両油室１００Ａ，１００Ｂの差圧ΔＰは０に保持さ
れる。従ってバルブ回転角がθ１以下においては、パワ
ーシリンダ１００の両油室１００Ａ，１００Ｂの差圧Δ
Ｐの上昇を防止でき、中立付近においてはマニアル操舵
となる。

【００５８】そして、バルブ回転角がθ１を越えると、
第２のブリッジ回路の可変絞りＶ５（Ｖ６）が開口し始
める。可変絞りＶ５（Ｖ６）が開口し始めたときには第
２のブリッジ回路の可変絞りＶ８（Ｖ７）はタンク４３
と連通するに十分な絞り面積を有しているため、パワー
シリンダ１００の両油室はタンク４３と同程度の圧力で
あり、バルブ回転角θ１のときのライン圧Ｐ１がパワー
シリンダ１００に急激に作用することを防止しているの
で図９に示すようにバルブ回転角θに応じて滑らかにパ
ワーシリンダ１００の差圧ΔＰが上昇することになる。
さらに、可変絞りＶ５（Ｖ６）の開口により供給流路２
１の圧力が減少して圧力感応バイパス弁６３が元の状態
（図１の状態）に戻らないよう図４，５，６に示すよう
にバルブシャフト９０の各部に設けられた面取り９３，
９４，９５により、タンク４３に排出する流量を調整し
ている。

【００５９】また、車速の上昇に伴い電子制御装置７７
の電磁バイパス弁７５の可変絞り７６の絞り面積Ａが図
１１に示すように開口される。これによりバイパス流路
５２の作動油は可変絞り７６を介してタンク４３に連通
され、供給流路２１に送出される作動油の流量が低減さ
れる。従って高速時においてはサーボバルブ３０に供給
される作動油の流量が低減されることで、車速感応性が
もたらされるとともに、省エネルギ効果が生ずる。

【００６０】また、上述したように、前記電子制御装置
７７に入力される電気信号を車速だけでなく、舵角、舵
角速度、ハンドルトルク、ブレーキ信号、シフトポジシ
ョン信号、ＬＳＤ（Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｓｌｉｐ Ｄｉｆ
ｆｅｒｅｎｔｉａｌ）作動信号、横風、による横Ｇ等の
電気信号を用いることで、走行状態に応じた最適な操舵
フィーリングを実現することができる。

【００６１】なお、上記第３の実施例では、サーボバル
ブ３０のそれぞれの開口幅θ１，θ２，θ３，θ４の関
係をθ２＜θ１＜θ４＜θ３としているが、θ１＜θ２
＜θ４＜θ３の関係でもよい。

【００６２】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、サーボバル
ブのセミセンタオープンバルブが絞り作用をならしめる
のとほぼ同時にセンタクローズドバルブが開口し始め、
さらに、この時期にはセンタオープンバルブはタンクと
連通するに十分な開口面積を有するよう形成したもので
あるため、圧力感応バイパス弁の作動開始時における量
流量の変動（ステップ変化）がパワーシリンダに伝わら
ず操舵フィーリングに影響させない。

【００６３】さらに、中立付近におけるパワーシリンダ
の差圧の上昇を防止できることにより、中立付近の剛性
感を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例における動力舵取装置の全体構成
図である。

【図２】第２の実施例における動力舵取装置の全体構成
図である。

【図３】サーボバルブの半周部分を展開した展開図であ
る。

【図４】図３のＡ部詳細図である。

【図５】図３のＢ部詳細図である。

【図６】図３のＣ部詳細図である。

【図７】バルブ回転角θと各可変絞りの開口面積Ａとの
関係を示すグラフである。

【図８】バルブ回転角θとライン圧Ｐとの関係を示すグ
ラフである。

【図９】バルブ回転角θとバワーシリンダの差圧ΔＰと
の関係を示すグラフである。

【図１０】第３の実施例における動力舵取装置の全体構
成図である。

【図１１】車速と絞り面積との関係を示すグラフであ
る。

【図１２】車速に応じた圧力と流量の特性を示すグラフ
である。

【図１３】従来の動力舵取装置を示す図である。

【図１４】従来の動力舵取装置のバルブ回転角θと圧力
Ｐとの関係を示すグラフである。

【符号の説明】

２０ ポンプ ２１ 供給流路 ３０ サーボバルブ ３１ 第１のブリッジ回路 ３２ 第２のブリッジ回路 ４３ タンク ５０ 計量オリフィス ５１，５２ バイパス流路 ５３ 流量制御弁 ６３ 圧力感応バイパス弁 ７０ 絞り ７３ バイパスコントロールバルブ ７５ 電磁バイパス弁 １００ パワーシリンダ Ｖ１〜Ｖ４ 可変絞り（セミセンタオープンバルブ） Ｖ５，Ｖ６ 可変絞り（センタクローズドバルブ） Ｖ７，Ｖ８ 可変絞り（センタオープンバルブ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 勝久 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作動油を吐出するポンプと、アシスト力
   を働かせるパワーシリンダと、前記ポンプから吐出され
   る作動油をパワーシリンダに分配供給するサーポバルブ
   と、ポンプからサーボバルブへ作動油を供給する供給流
   路と、この供給流路に設けた計量オリフィスと、前記計
   量オリフィスの前後の圧力差に応じてタンクにバイパス
   する流量を制御する流量制御弁とを備えた動力舵取装置
   において、 前記流量制御弁の前記計量オリフィスの下流側に通ずる
   室をタンク側に接続するバイパス流路と、前記供給流路
   の圧力に応じて前記バイパス流路の絞り面積を変化する
   圧力感応バイパス弁とを備え、前記サーボバルブを前記
   ポンプとタンクに接続する流路に可変絞りを設けた第１
   のブリッジ回路と、前記ポンプとパワーシリンダの両油
   室とタンクとに接続する流路に可変絞りを設けた第２の
   ブリッジ回路とから構成し、前記第２のブリッジ回路の
   可変絞りのうちポンプ側の可変絞りをセンタクローズド
   バルブに、タンク側の可変絞りをセンタオープンバルブ
   にて構成するとともに、前記第１のブリッジ回路の可変
   絞りを前記センタオープンバルブより開口面積が少ない
   セミセンタオープンバルブにて構成し、前記セミセンタ
   オープンバルブの絞り作用により前記圧力感応バイパス
   弁が作動された後に前記センタクローズドバルブが開口
   し始め、さらに、この時期には前記センタオープンバル
   ブはタンクと連通するに十分な開口面積を有するよう形
   成したことを特徴とする動力舵取装置。
2. 【請求項２】 作動油を吐出するポンプと、アシスト力
   を働かせるパワーシリンダと、前記ポンプから吐出され
   る作動油をパワーシリンダに分配供給するサーポバルブ
   と、ポンプからサーボバルブへ作動油を供給する供給流
   路と、この供給流路に設けた計量オリフィスと、前記計
   量オリフィスの前後の圧力差に応じてタンクにバイパス
   する流量を制御する流量制御弁とを備えた動力舵取装置
   において、 前記流量制御弁の前記計量オリフィスの下流側に通ずる
   室をタンク側に接続するバイパス流路と、このバイパス
   流路に設け信号に応じて絞り面積を変化する電磁バイパ
   ス弁と、この電磁バイパス弁と並列に前記バイパス流路
   に設けられ前記供給流路の圧力に応じて絞り面積を変化
   する圧力感応バイパス弁と、前記電磁バイパス弁の下流
   側の圧力と前記供給流路の圧力差に応じて作動しバイパ
   ス流路の絞り面積を変化するバイパスコントロールバル
   ブとを備え、前記サーボバルブを前記ポンプとタンクに
   接続する流路に可変絞りを設けた第１のブリッジ回路
   と、前記ポンプとパワーシリンダの両油室とタンクとに
   接続する流路に可変絞りを設けた第２のブリッジ回路と
   から構成し、前記第２のブリッジ回路の可変絞りのうち
   ポンプ側の可変絞りをセンタクローズドバルブに、タン
   ク側の可変絞りをセンタオープンバルブにて構成すると
   ともに、前記第１のブリッジ回路の可変絞りを前記セン
   タオープンバルブより開口面積が少ないセミセンタオー
   プンバルブにて構成し、前記セミセンタオープンバルブ
   の絞り作用により前記圧力感応バイパス弁が作動された
   後に前記センタクローズドバルブが開口し始め、さら
   に、この時期には前記センタオープンバルブはタンクと
   連通するに十分な開口面積を有するよう形成したことを
   特徴とする動力舵取装置。