JPH0686223B2 - パワ−ステアリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ハウジング内に同軸的に回動自在に支持され
且つ互いに相対回動可能にトーションバーを介して弾性
的に連結された入力軸と出力軸、ステアリングハンドル
操舵操作に伴う前記入力軸と前記出力軸との相対回転に
応じて同出力軸にアシスト力を作用するパワーシリンダ
への作動油の給排を制御する油路切換弁、オイルポンプ
から前記油路切換弁へ延びた高圧油路、前記油路切換弁
からオイルタンクへ延びた低圧油路、前記高圧油路を流
れる作動油の一部が反力ピストンに導かれて同作動油の
油圧力により同反力ピストンが少なくとも入力軸或いは
出力軸の径方向に駆動して前記トーションバーの捩れを
規制する反力機構とを具えたパワーステアリング装置に
おいて、前記高圧油路から前記反力ピストンへ延びた油
路の途中から岐れた並列油路と、同並列油路の一方に設
けた第２のオリフィスと、前記並列油路の双方からの作
動油の排出量を車速に応じて可変とする流量制御バルブ
と、同流量制御バルブの下流側の前記オイルタンクへ延
びる油路に設けられ流量に応じた主パイロット圧を生じ
させる第１のオリフイスと、同主パイロット圧により作
動して前記第２オリフイス上流の前記反力ピストンへの
油圧を車速毎一定に且つ高速時ほど高くなるように制御
する圧力制御バルブとを具えている。

また本発明は、ハウジング内に同軸的に回動自在に支持
され且つ互いに相対回動可能にトーションバーを介して
弾性的に連結された入力軸と出力軸、ステアリングハン
ドル操舵操作に伴う前記入力軸と前記出力軸との相対回
転に応じて同出力軸にアシスト力を作用するパワーシリ
ンダへの作動油の給排を制御する油路切換弁、オイルポ
ンプから前記油路切換弁へ延びた高圧油路、前記油路切
換弁からオイルタンクへ延びた低圧油路、前記高圧油路
を流れる作動油の一部が反力ピストンに導かれて同作動
油の油圧力により同反力ピストンが少なくとも入力軸或
いは出力軸の径方向に駆動して前記トーションバーの捩
れを規制する反力機構とを具えたパワーステアリング装
置において、前記高圧油路から前記反力ピストンへ延び
た油路の途中から岐れた並列油路と、同並列油路の一方
に設けた第２のオリフィスと、前記並列油路の双方から
の作動油の排出量を車速に応じて可変とする流量制御バ
ルブと、同流量制御バルブの下流側の前記オイルタンク
へ延びる油路に設けられ流量に応じた主パイロット圧を
生じさせる第１のオリフイスと、同主パイロット圧によ
り作動して前記第２オリフイス上流の前記反力ピストン
への油路の油圧を車速毎一定に且つ高速時ほど高くなる
ように制御する圧力制御バルブと、前記反力ピストンへ
延びる油路と前記高圧油路との間に設けられ高速時の操
舵しない中立位置近傍のときだけ前記並列油路の一方に
設けた第２のオリフイスと前記流量制御バルブとの間に
生じるパイロット圧により閉方向に作動して前記反力ピ
ストンへの油路の油圧を所定値上昇させるチェンジ・オ
ーバ・バルブとを具えている。

また本発明は、ハウジング内に同軸的に回動自在に支持
され且つ互いに相対回動可能にトーションバーを介して
弾性的に連結された入力軸と出力軸と、ステアリングハ
ンドル操舵操作に伴う前記入力軸と前記出力軸との相対
回転に応じて同出力軸にアシスト力を作用するパワーシ
リンダへの作動油の給排を制御する油路切換弁、オイル
ポンプから前記油路切換弁へ延びた高圧油路、前記油路
切換弁からオイルタンクへ延びた低圧油路、前記高圧油
路を流れる作動油の一部が反力ピストンに導かれて同作
動油の油圧力により同反力ピストンが少なくとも入力軸
或いは出力軸の径方向に駆動して前記トーションバーの
捩れを制する反力機構とを具えたパワーステアリング装
置において、前記高圧油路から前記反力ピストンへ延び
た油路の途中から岐れた並列油路と、同並列油路の一方
に設けた第２のオリフイスと、前記並列油路の双方から
の作動油の排出量を車速に応じて可変とする流量制御バ
ルブと、同流量制御バルブの下流側の前記オイルタンク
へ延びる油路に設けられ流量に応じた主パイロット圧を
生じさせる第１のオリフイスと、同主パイロット圧によ
り作動して前記第２オリフイス上流の前記反力ピストン
への油圧を車速毎一定に且つ高速時ほど高くなるように
制御する圧力制御バルブと、同圧力制御バルブ下流側に
延びる油路と前記流量制御バルブの下流側の前記オイル
タンクに延びる油路とを結ぶ油路の途中に設けられ前記
圧力制御バルブの下流側から低圧油路への流量を前記流
量制御バルブ下流側の第１のオリフイスから前記低圧油
路への増域に対応してそれが減少すれば増やすように調
整する第３のオリフイスとを具えている。

本発明の目的とする処は、停車・低速時には反力ピスト
ンへの油圧を低く一定に保持して軽い操舵感を持たせ、
逆に高速時には油圧を高く一定に保持して適度な手応え
を持たせることができる。また高速時に操舵しないステ
アンリグハンドルの中立位置近傍でも、オイルポンプか
らの吐出圧を積極的に増加させることができて、剛性感
を得ることができる。さらに高圧油路から油路切換弁へ
の作動油の流れを一定にできて、油路切換弁の制御特性
を安定化できるパワーステアリング装置を提供しようと
する点にある。

次に本発明のパワーステアリング装置を第１図乃至第25
図示す一実施例により説明する。先ず第１図によりその
概略を説明すると，（１）がエンジン（図示せず）によ
り駆動されるオイルポンプで，同オイルポンプ（１）
は，流量が一定（７/min程度）の，吐出圧が可変（5k
g/cm²〜70kg/cm²）のオイルポンプである。また（２）
が四方向油路切換弁（ロータリバルブ），（３）が操舵
用パワーシリンダ，（４）がオイルタンク，（５）が複
数個の反力ピストン，（６）が同各反力ピストン（５）
の背後に形成したチヤンバー，（7a）が上記オイルポン
プ（１）から上記油路切換弁（２）へ延びた高圧油路，
（8a）が同油路切換弁（２）から上記オイルタンク
（４）へ延びた低圧油路，（9a）（10a）が上記油路切
換弁（２）から上記パワーシリンダ（３）へ延びた油
路，（ａ）が上記高圧油路（7a）の途中に設けた主オリ
フイス，（7b）が同主オリフイス（ａ）の上流側及び下
流側の高圧油路（7a）に接続したバイパス油路，（11）
が同バイパス油路（7a）の途中に介装した油圧増大手段
を構成するチエンジ・オーバ・バルブ（COV），（12）
が同チエンジ・オーバ・バルブ（11）の上流側の油路
（7b）に油路（7c）を介して接続した圧力制御バルブ，
（13）が流量制御バルブ，（7d）が上記圧力制御バルブ
（12）から延びた油路で，同油路（7d）から岐れた一対
の並列油路（7e）（7e′）が上記ソレノイドバルブ（1
3）へ延びている。また（7d₁）が上記油路（7d）の途中
から上記圧力制御バルブ（12）へ延びた副パイロット油
路，（7d₂）が上記油路（7d）の途中から前記反力ピス
トン（５）の背後のチヤンバー（６）へ延びた油路，
（7d₃）が上記油路（7d）の途中から低圧油路（8b）へ
延びた油路，（ｂ）（ｃ）がそれぞれ上記油路（7e）の
途中に設けた第2,第４のオリフイス，（7e₁）が同オリ
フイス（ｂ）（ｃ）の間の油路（7e）から前記チエンジ
・オーバ・バルブ（COV）（11）へ延びたCOVパイロツト
油路，（ｅ）が上記油路（7d₃）の途中に設けた第３の
オリフイス，（7f）が上記ソレノイドバルブ（13）から
上記低圧油路（8b）へ延びた油路，（ｄ）が同油路（7
f）の途中に設けた第１のオリフイス，（7f₁）が同第１
のオリフイス（ｄ）の上流側の油路（7f）から前記圧力
制御バルブ（12）へ延びた主パイロット油路，（14）が
車速センサー，（15）が制御装置，（16）がイグニシヨ
ンスイツチ，（17）がイグニシヨンコイル，（18a）（1
8b）が上記制御装置（15）から上記ソレノイドバルブ
（13）の電磁コイルへ延びた配線で，上記車速センサー
（14）は，車速を検出し，その結果得られたパルス信号
（車速に応じたパルス信号）を制御装置（15）へ送出す
るように，また同制御装置（15）は，同パルス信号に対
応した電流（所定の高速時の電流零（ｉ＝０）から停止
車時の電流最大（ｉ＝１）までの車速に対応した電流）
をソレノイドバルブ（13）の電磁コイル（57）へ送出し
て，ソレノイドバルブ（13）のプランジヤ（52）及びス
プール（51）を上記電流値に応じた所定位置に保持する
ようになっている。

次に前記油路切換弁（２）とチエンジ・オーバ・バルブ
（11）と圧力制御バルブ（12）とソレノイドバルブ（1
3）とを第２図乃至第21図により具体的に説明する。第
２図乃至第７図の（20）がバルブハウジングで，上記各
バルブ（２）（11）（12）（13）は同バルブハウジング
（20）内に組み込まれている。

先ず油路切換弁（２）を第２図により具体的に説明する
と，（21）がステアリングハンドル（図示せず）により
操作される入力軸，第2,3図の（23）が上下の軸受によ
りバルブハウジング（20）内に回転可能に支持された出
力軸を構成するシリンダブロツク，（22）が上記入力軸
（21）内に挿入したトーシヨンバーで，同トーシヨンバ
ー（22）は，その上部が入力軸（21）の上部に，その下
部がシリンダブロツク（23）に，それぞれ固定され，同
トーシヨンバー（22）の捩じれによる入力軸（21）とシ
リンダブロツク（23）との相対的な回転角度差を許容す
るように構成されている。また（21a）が上記入力軸（2
1）の下部外周面に設けた複数個の縦溝で，上記シリン
ダブロツク（23）には，同各縦溝（21a）に対向してシ
リンダが設けられ，同各シリンダに前記反力ピストン
（５）が嵌挿されて，同各反力ピストン（５）の先端に
設けた突起が同各縦溝（21a）に係合している。また同
各反力ピストン（５）の背後のチヤンバー（６）は，シ
リンダブロツク（23）とバルブハウジング（20）との間
に形成されており，環状溝（６′）に連通している。ま
た（23a）が上記シリンダブロツク（23）に一体のピニ
オン，（24a）が同ピニオン（23a）に噛合したラツク，
（24）がラツクサポート，（26）がキヤツプ，（25）が
同キヤツプ（26）と上記ラツクサポート（24）との間に
介装したバネ，（28）が上記シリンダブロツク（23）の
直上のバルブハウジング（20）内に固定した油路切換弁
（２）のスリーブ，（28a）（28b）（28c）が同スリー
ブ（28）の外周面に設けた油路，（27）が同スリーブ
（28）と上記入力軸（21）との間に嵌挿されたバルブボ
デイ，（23b）が同バルブボデイ（27）の下端部と上記
シリンダブロツク（23）の上端部とを連結するピン，
（27a）（27b）（27c）が上記バルブボデイ（27）の外
周面に設けた油路である。上記構成において，ステアリ
ングハンドルが中立位置にあるときには，高圧油路（7
a）がバルブボデイ（27）の油路（27a）とスリーブ（2
8）の油路（28a）とを介して入力軸（21）とトーシヨン
バー（22）との間のチヤンバー（29）に連通して，オイ
ルポンプ（１）からの作動油が高圧油路（7a）→油路
（28a）→油路（27a）→チヤンバー（29）（なお油路
（27a）とチヤンバー（29）との間の油路は図示せず）
→低圧油路（8a）→オイルタンク（４）→オイルポンプ
（１）に循環するようになっている。またステアリング
ハンドルを右に切って，入力軸（21）をバルブボデイ
（27）に対して相対的に右に回転すると，高圧油路（7
a）がバルブボデイ（27）の油路（27a）（27b）及びス
リーブ（28）の油路（28b）を介してパワーシリンダ
（３）の油路（9a）に，低圧油路（8a）がチヤンバー
（29）とバルブボデイ（27）の油路（27c）とスリーブ
（28）の油路（28c）とを介してパワーシリンダ（３）
の油室（10a）に，それぞれ連通して，オイルポンプ
（１）からの作動油が高圧油路（7a）→油路（27a）→
油路（28b）→油路（9a）→パワーシリンダ（３）の左
室へ送られる一方，パワーシリンダ（３）の右室の油が
油路（10a）→油路（28c）→油路（27c）→チヤンバー
（29）→低圧油路（8a）→タンク（４）へ戻され，パワ
ーシリンダ（３）のピストンロツドが右へ移動して，右
方向への操舵が行われる。またステアリングハンドルを
左に切って，入力軸（21）をバルブボデイ（27）に対し
て相対的に左に回転すると、高圧油路（7a）がバルブボ
デイ（27）の油路（27a）とスリーブ（28）の油路（28
c）とを介してパワーシリンダ（３）の油路（10a）に，
低圧油路（8a）チヤンバー（29）とバルブボデイ（27）
の油路（27b）とスリーブ（28）の油路（28b）とを介し
てパワーシリンダ（３）の油路（9a）に，それぞれ連通
して，オイルポンプ（１）からの作動油が高圧油路（7
a）→油路（27a）→油路（28a）→油路（10a）→パワー
シリンダ（３）の右室へ送られる一方，パワーシリンダ
（３）の左室の油が油路（9a）→油路（28b）→油路（2
7b）→チヤンバー（29）→低圧油路（8a）→タンク
（４）へ戻され，パワーシリンダ（３）のピストンロツ
ドが左へ移動して，左方向への操舵が行われるようにな
っている。

次に前記油圧増大手段を構成するチエンジ・オーバ・バ
ルブ（11）を具体的に説明すると，同チエンジ・オーバ
・バルブ（11）は，第4,7図から明らかなように，オリ
フイス（ａ）のバイパス油路（7b）の途中に介装されて
いる。同チエンジ・オーバ・バルブ（11）は，環状溝
（30a）（なおこの環状溝（30a）は油路（7b）の一部）
をもつスプール（30）（なおこのスプール（30）は高速
時で操舵されていないときの位置を示している）とキヤ
ツプ（31）とこれらのスプール（30）及びキヤツプ（3
1）の間に介装したバネ（33）とＯリング（34）とを有
し，パイロツト油路（7e₁）（第１図参照）の油圧が高
まると，スプール（30）がバネ（33）に抗し前進して，
バイパス油路（7b）を開くように，またパイロツト油路
（7e₁）の油圧が低下すると，スプール（30）がバネ（3
3）により後退して，バイパス油路（7b）を閉じるよう
になっている。

次に前記圧力制御バルブ（12）を具体的に説明すると，
同圧力制御バルブ（12）は，第5,6,7,8図から明らかな
ように，スリーブ（40）とスプール（41）とキヤツプ
（42）とストツパ（43）とこれらのスプール（41）及び
ストツパ（43）の間に介装したバネ（44）とスプール
（41）内に固定した第１のオリフイス（ｄ）とを有して
いる。また上記スプール（41）には，第9,10,11図に示
すように,3つの環状溝（41a）（41b）（41c）が設けら
れ，環状溝（41a）が前記バイパス油路（7b）のチエン
ジ・オーバ・バルブ（11）の上流側から岐れた油路（7
c）に対向している。また（41d）が上記第１のオリフイ
ス（ｄ）から上記スプール（41）内を上方へ延びたチヤ
ンバー，（41e）が同チヤンバー（41d）と上記環状溝
（41c）とを繋ぐ油路（なおこれらの（41d）（41e）（4
1c）は低圧油路（8b）の一部）で，同環状溝（41c）
は，第２図に示した油路切換弁（２）のバルブボデイ
（27）の直上に形成した低圧油路（8b）から第６図に示
すように斜め下方に延びたバルブハウジング（20）側の
低圧油路（8b）に対向している。

また上記環状溝（41a）は第３のオリフイス（ｅ）を介
して上記チヤンバー（41d）に連通している。また上記
スリーブ（40）には，第11図乃至第17図に示すよう，外
周面円周方向に位相を異にして上部から下部へ貫通孔
（40d′）をもつ切欠部（40d）と貫通孔（40c′）（40
c″）をもつ切欠部（40c）と第２のオリフイス（ｂ）を
もつ切欠部（40d）と貫通孔（40e′）をもつ切欠部（40
e）が設けられている。

上記各溝等は，貫通孔（40a′）をもつ切欠部（40a）が
スプール（41）の環状溝（41c）とバルブハウジング（2
0）側の低圧油路（8b）とを繋ぎ，貫通孔（40b′）をも
つ切欠部（40b）がスプール（41）の環状溝（41a）とバ
ルブハウジング（20）側の油路（7c）とを繋ぎ，貫通孔
（40c′）（40c″）をもつ切欠部（40c）がスプール（4
1）の環状溝（41a）（41b）を繋ぎ，第２のオリフイス
（ｂ）をもつ切欠部（40d）がスプール（41）の環状溝
（41b）とバルブハウジング（20）側の油路（7e）とを
繋ぎ，貫通孔（40e′）をもつ切欠部（40e）がスプール
（41）の環状溝（41b）と第3,5図に示したバルブハウジ
ング（20）側の油路（7d）とを繋いでいる。そして第１
のオリフイス（ｄ）からスプール（41）のチヤンバー
（41d）へ出た油が油路（41e）→環状溝（41c）→貫通
孔（40a′）→切欠部（40a）→バルブハウジング（20）
側の低圧油路（8b）を経てオイルタンク（４）に戻る。
またバイパス油路（7b）から油路（7c）を経て切欠部
（40b）に入った作動油が貫通孔（40b′）→環状溝（41
a）→切欠部（40c）→貫通孔（40c″）→環状溝（41b）
→貫通孔（40e′）→切欠部（40e）→バルブハウジング
（20）側の油路（7d）を経てソレノイドバルブ（13）の
方向に向かうように構成され，上記切欠部（40c）から
は油路（7d₂）を介して反力ピストン（５）の方向に向
かうように構成されている。また上記環状溝（41b）内
を流れる作動油の一部がオリフイス（ｂ）→切欠部（40
d）→バルブハウジング（20）側の油路（7e）を経て前
記チエンジ・オーバ・バルブ（11）のスプール（30）の
背後にパイロツト圧として作用し（第５図の（7e₁）参
照），さらに同スプール（30）の後端部に設けた油路
（30b）（第７図参照）→バルブハウジング（20）側の
油路（7e）を経てソレノイドバルブ（13）の方向に向か
うようになっている。

次に前記ソレノイドバルブ（13）を具体的に説明する
と，同ソレノイドバルブ（13）は，第5,8,21図に示すよ
うに，前記圧力制御バルブ（12）の直下に互いの軸線が
一致するように配設されている。同ソレノイドバルブ
（13）は，スリーブ（50）とスプール（51）と非磁性材
製プランジヤ（52）と同プランジヤ（52）に一体の磁性
材製部材（53）と上記スプール（51）を上記プランジヤ
（52）に締付け固定するロツクナツト（54）と前記圧力
制御バルブ（12）のスリーブ（40）に当接する座板（5
5）と同座板（55）及び上記スリーブ（40）の間に介装
したバツクアツプスプリング（56）と電磁コイル（57）
と同電磁コイル（57）側のケーシングに固定したナツト
（58）と同ナツト（58）に螺合したプランジヤ押圧力調
整ボルト（59）と同ボルト（59）及び上記プランジヤ
（52）の間に介装したバネ（60）とソレノイドバルブ
（13）の組立体をバルブハウジング（20）に締付け固定
するロツクナツト（61）とを有している。上記スリーブ
（50）は，第21図に示すように，バルブハウジング（2
0）側の油路（7e′）（第５図参照）に連通する環状の
油路（50a）とバルブハウジング（20）側の油路（7e）
に連通する環状の油路（50b）とを有し，同油路（50b）
にオリフイス（ｃ）が設けられている。また上記スプー
ル（51）には，円周方向の一部のみに形成された斜めの
溝（51a′）を有するとともに全周に形成された環状の
油路（51a）と貫通孔（51b）とがあり，上記プランジヤ
（52）には，同貫通孔（51b）に連通する油路（52a）と
貫通孔（52b）と軸方向の油路（52c）とがある。

既に述べたように第５図に示すバルブハウジング（20）
側の油路（7d）から（7e′）を介してソレノイドバルブ
（13）に向かう作動油は第21図の油路（50a）に入り，
第５図に示すバルブハウジング（20）側の油路（7e）を
ソレノイドバルブ（13）に向かう作動油は第21図の油路
（50b）に入る。同第21図は，高速時の状態を示してい
る。この状態では，油路（50b）に入った作動油だけが
第４のオリフイス（ｃ）→油路（51a）→貫通孔（51b）
→油路（52a）→貫通孔（52b）→油路（52c）を経てオ
リフイス（ｄ）側の部材（45）に向かうことになる。ま
た高速時→低速時には，スプール（51）が下降し，オリ
フイス（ｃ）の開口量が減少する一方，油路（50a）の
開口量が増大して，停止車には，同油路（50a）のみが
開口する。

第１図のQ₀はオイルポンプ（１）の吐出側の流量,Q₁は
高圧油路（7a）の油量,Q₂は油路（7c）の流量,Q₃は油路
（7d）（油路（50a））の流量,Q₄はオリフイス（ｃ）下
流側の流量,Q₅はオリフイス（ｅ）下流側の流量を示し
ており,Q₁:Q₂は6:1程度である。また油路（7c）の流量Q
₂は,Q₂＝Q₃＋Q₄＋Q₅である（第30図参照）。

またソレノイドバルブ（13）のスリーブ（50）の径は，
第21図に示すように，上部，中部，下部で異なり，上部
ほど小さく，それぞれの間には（D₁）（D₂）の差があ
る。一方，バルブハウジング（20）側のスリーブ嵌挿孔
もそれに一致するようにあけられている。このようにし
たのは，スリーブ（50）をＯリング（62）とともにスリ
ーブ（50）に嵌挿する際，摩擦抵抗を少なくして，スリ
ーブ（50）をスリーブ嵌挿孔に入れ易くするとともに，
各Ｏリング（62）がスリーブ（50）嵌挿時に，はみ出し
て，スリーブ（50）とバルブハウジング（20）との間に
かみ込まれることを防止するためである。また第22,23,
24図にフイルター（70）を示した。このフイルター（7
0）は，枠体（71）と金網（72）とよりなり，圧力制御
バルブ（12）のスリーブ（40）に設けた切欠部（40b）
（第9,13図参照），即ち，制御系油路の入口に嵌挿され
て，ゴミ等の異物が制御系油路に侵入するのを防止す
る。なおゴミ等の異物の制御系油路への侵入は，この種
のフイルターをバルブケーシング（20）に設けた高圧油
路（7a）の入口（第４図の矢印部分参照）に設けて，防
止するようにしてもよいが，この場合には，ポンプの全
吐出流量が通過するため，大型のフイルターを使用する
必要があり，図示のスペーサでは、同フイルターの収納
が困難になる。なお上記高圧油路（7a）の入口を大径化
しているのは，ここからドリルを挿入して,2方向に分岐
したオリフイス（ａ）と油路（7b）とを加工し易くする
と同時に配管（図示せず）との結合作業を容易に行なえ
るようにするためである。またその他の油路（7b）（チ
エンジ・オーバ・バルブ（11）下流側の油路（7b））7
c）（7d）（7e）等も第3,4,5図から明らかなように，バ
ルブハウジング（20）に縦横方向から孔をあけて，栓を
することで，形成されており，この点でも油路の加工が
容易になっている。なお第2,3,4,6,7図のＺは油路切換
弁（２）の中心軸線，第2,5図のZ₁はピニオン（23a）の
中心である。

また前記制御装置（15）の一例を第25図に示した。（8
0）が定電圧電源回路，（81）が車速に比例した電圧を
送出するパルス・電圧変換回路，（82）が誤差増幅回
路，（83）がトランジスタ，（84）が車速零以外でタイ
マ回路（87）をリセツトし，車速零でタイマ回路（87）
をセツトするリセツト回路，（85）がエンジン回転数に
比例した電圧を送出するパルス・電圧変換回路，（86）
がエンジン回転数2000rpm以上のときにタイマ回路（8
7）を始動状態にし，エンジン回転数2000rpm以下のとき
にタイマ回路（87）をOFFにするエンジン回転数設定回
路，（88）が車速パルスなしでON状態の車速入力断線検
出回路，（89）がトランジスタ，（90）がリレー，（9
1）がソレノイドバルブ（13）の電磁コイル（57）に流
れる電流を安定させるネガテイブフイードバツク回路で
ある。一般に車速零でエンジン回転数が2000rpm以上の
状態は通常あり得ない。そのため，この状態が５〜10秒
以上継続したら，何等かの故障（例えば車速パルス系の
故障）が生じたものと判断し，リレー（90）をONにし
て，ソレノイドバルブ（13）（電磁コイル（57））への
通電を停止する。

従って本制御回路によれば，故障時にソレノイドバルブ
（13）への通電が停止され，高速時にハンドル操作が重
くなって（フエイルセーフ機能を有して），安全であ
る。

次に前記パワーステアリング装置の作用を説明する。油
路切換弁（２）の出力油圧（オイルポンプ（１）の吐出
圧）P_Pは，ステアリングハンドルを中立位置から右また
は左に切って，入力軸（21）のバルブボデイ（27）に対
する相対角度が大きくなれば，第26図のように２次曲線
を描いて上昇する。このオイルポンプ（１）の吐出圧P_P
の影響は，油路（7a）（7b）（7c）と圧力制御バルブ
（12）とを介して下流側の油路（7d）（オリフイス
（ｂ）（ｅ）とソレノイドバルブ（13）と反力ピストン
側チヤンバー（６）とに対しては上流側の油路（7d））
に，同様の傾向をもって表れて，同油路（7d）の油圧P_C
が同様に上昇する。上記圧力制御バルブ（12）はそれ自
体の下流側の副パイロット油路（7d₁）でオイルポンプ
（１）の吐出圧P_Pを制御して，所定の最高油圧以下に制
限した制御油圧P_Cとし，且つ，流量制御バルブ（13）下
流側の油路（7f₁）の主パイロツト油圧により上記制御
油圧P_Cの最高油圧を第29図に示すように制御する。そし
て自動車が停止していれば，制御装置（15）は車速セン
サー（14）からのパルス信号を受けて,i＝1A（第29図参
照）の電流をソレノイドバルブ（13）へ送り，プランジ
ヤ（52）及びスプール（51）を下限位置まで下降させ
（第１図ではＬ位置に移動させ），第21図の油路（50
a）のみをスプール（51）側の油路（51a）（51b）（51
c）を介して第１のオリフイス（ｄ）の上流側の油路（7
f）に連通させて，同油路（7f）の油圧を油路（7d）の
油圧P_Cと同じ値にする。以上の停車時にステアリングハ
ンドルを右（または左）に切り始めると，油路（7d）の
油圧P_Cが上昇を始める。そうすると，油路（7f）の油圧
も同じ傾向で上昇する。この油圧は，主パイロツト油路
（7f₁）を介し圧力制御バルブ（12）のスプール（41）
（スプール（41）の小径側）にそのまま伝えられて，ス
プール（41）が第10図の矢印方向に押される。同時にス
プール（41）の環状溝（41b）を通る作動油の油圧P_Cが
受圧面積の差からスプール（41）を第10図の矢印方向に
押す。一方，バネ（44）側は低圧油路（8b）に通じてお
り，スプール（41）がバネ（44）に抗し次第に上昇し
て，貫通孔（40b′）の開度が次第に小さくなってゆ
き，上記矢印方向に押す油圧とバネ力とが釣り合うと，
スプール（41）が停止する。この状態では，油路（7d）
（反力ピストン側チヤンバー（６））の油圧P_Cの最大値
が最も低くなる。この状態はそれからも同じで，ステア
リングハンドルをさらに右（または左）に切って，油路
（7a）（7b）（7c）の吐出油圧P_Pがさらに上昇すると，
圧力制御バルブ（12）は環状溝（41b）に作用する同吐
出油圧P_Pの受圧面積の差によって貫通孔（40b′）の開
度さらに閉じる方向に移動させて，油路（7d）の油圧P_C
が引続き上記低い一定のレベルに保持される。従って前
記相対角度を大きくして，大きな吐出油圧P_Pを得るとき
に，反力ピストン側チヤンバー（６）の油圧P_Cとトーシ
ヨンバー（22）の捩じれ角度とで決まるハンドルトルク
Ｔが大きくならない（第27図の（イ）参照），以上の据
え切り時には，既に述べたように油路（7d）の油圧P_Cは
低いといえども，スプール（51）（第21図参照）が下降
しているため，第４のオリフイス（ｃ）は閉鎖されて，
油路（7e）に作動油は流れない。従ってCOVパイロツト
油路（7e₁）の圧力は,Pcと同じ圧力になるが，この圧力
により，チエンジ・オーバ・バルブ（11）はバネ（33）
の弾力に打ち勝ってバイパス油路（7b）を開き，第１図
のＬ位置に保持される。なお第１図はＨ位置を示してい
る。

また自動車が低速走行状態に入れば，制御装置（15）
は，車速センサー（14）からのパルス信号を受けて，そ
のときの車速に対応した電流，例えばｉ＝0.8の電流を
ソレノイドバルブ（13）へ送り，プランジヤ（52）及び
スプール（51）を下限位置から上記電流値に対応した距
離だけ上昇させ（第１図では右向きに移動させ），第21
図に示すスリーブ（50）側油路（50a）の開口量を減少
させる。このとき，第４のオリフイス（ｃ）（スリーブ
（50）側油路（50b））は未だ閉鎖されたままで，油路
（50a）の開口量の減少分により，第１のオリフイス
（ｄ）を通過する流量Q₃（Q₄はこの状態では略零）は，
前記停車時の油路（50a）からの流量よりも減少する。
なおこの減少分は，第３のオリフイス（ｅ）から低圧油
路（8b）への流量Q₅が増大して，吸収する。以上のよう
にソレノイドバルブ（13）を出る流量Q₃（Q₄≒０）が前
記停車時の油路（50a）からの流量Q₃よりも減少するの
で，第１のオリフイス（ｄ）の上流側の油路（7f）の油
圧が停車時よりも低くなる。

以上の低速時にステアリングハンドルを右（または左）
に切り始めると，油路（7d）の油圧P_Cが上昇を始める。
そうすると，油路（7f）の主パイロツト油圧も上昇す
る。この油圧は，主パイロツト油路（7f₁）を介して圧
力制御バルブ（12）のスプール（41）（スプール（41）
の小径端）にそのまま伝えられて，同スプール（41）が
第10図の矢印方向に押される。同時にスプール（41）の
環状溝（41b）を通る作動油が受圧面積の差からスプー
ル（41）を第10図の矢印方向に押す。一方，バネ（44）
側は低圧油路（8b）に通じており，スプール（41）がバ
ネ（44）を抗して次第に上昇し，貫通孔（40b′）の開
度が次第に小さくなってゆき，上記矢印方向に押す油圧
とバネ力とが釣り合うと，スプール（41）が停止する。
が，前記スプール（41）の小径端を押す油圧は前記停車
時よりも低く，スプール（41）の上昇量がその分だけ少
なくて（貫通孔（40b′）の開口量がその分だけ多く
て），油路（7d）（反力ピストン側チヤンバー（６））
の油圧P_Cが前記停車時よりも高くなる。この状態は，そ
れからも同じで，ステアリングハンドルをさらに右（ま
たは左）に切って，油路（7a）（7b）（7c）の油圧P_Pが
さらに上昇して，環状溝（41b）の油圧が増大しようと
すると，圧力制御バルブ（12）はスプール（41）をさら
に移動させ，貫通孔（40b′）の開度を制限して，油路
（7d）の油圧P_Cが引続き停車時よりも高い一定レベルに
保持される。

従って前記相対角度を大きくして，大きな吐出油圧P_Pを
得るときには，ハンドルトルクＴが停車時よりも大きく
なるが，後記高速時のようには大きくならない。

また自動車が所定速度の高速状態に入れば，制御装置
（15）は車速センサー（14）からのパルス信号を受け
て,i＝０（第29図参照）の電流をソレノイドバルブ（1
3）へ送り，フランジヤ（52）及びスプール（51）をバ
ネ（60）により，上限位置まで上昇させ（第１図では図
示のＨ位置に移動させ），第21図の第４のオリフイス
（ｃ）のみをスプール（51）側の油路（51a）（51b）
（52b）を介して第１のオリフイス（ｄ）の上流側の油
路（7f）に連通させる。このとき，第４のオリフイス
（ｃ）は全開になって，第４のオリフイス（ｃ）の流量
Q₄は増加するが，前記低速時に比べると僅かしか増加し
ない。一方，油路（50a）の流量Q₃は略零になるので，
この系統の流量は最も少なくなる。なおこの減少分は，
第３のオリフイス（ｅ）から低圧油路（8b）への流量Q₅
がさらに増大して，吸収する（第31図参照）。以上のよ
うにソレノイドバルブ（13）を出る流量が最も減少する
ので，第１のオリフイス（ｄ）の上流側の油路（7f）の
主パイロツト油圧が最も低くなる。この油圧が油路（7f
₁）を介して圧力制御バルブ（12）に供給されるため，
同圧力制御バルブ（12）により最高圧力が制限された油
圧P_Cの最高圧力は最大になる（第29図参照）。

以上の高速時にステアリングハンドルを右（または左）
に切り始めると，油路（7d）の油圧P_Cが上昇を始める。
そうるすと，油路（7f）の油圧も上昇する。が，油路
（50a）が閉塞されているため，その上昇分は極めて僅
かである。この油圧は主パイロツト（7f₁）を介して圧
力制御バルブ（12）のスプール（41）（スプール（41）
小径端）にそのまま伝えられて，同スプール（41）が第
10図の矢印方向に押される。同時にスプール（41）の環
状溝（41b）を通る作動油が受圧面積の差からスプール
（41）を第10図の矢印方向に押す。一方，バネ（44）側
は低圧油路（8b）に通じており，スプール（41）がバネ
（44）に抗して次第に上昇し（第１図ではＬ方向に移動
し），貫通孔（40b′）の開度が次第に小さくなってゆ
き，上記矢印方向に押す油圧とバネ力とが釣り合うと，
スプール（41）が停止する。が，前記スプール（41）の
小径端を押す油圧は最も低く，スプール（41）の上昇量
がごく僅かで（貫通孔（40b）の開口量が大で），油路
（7d）（反力ピストン側チヤンバー（６））の油圧P_Cの
最高圧力が最も高くなる。一方，第４のオリフイス
（ｃ）が油路（51a）に開口しているため，特にステア
リングハンドルが中立位置付近であって，吐出圧P_P自体
が低いときには，第2,第４のオリフイス（ｂ）（ｃ）間
の油路（7e）のCOVパイロツト圧力が下がり，これがCOV
パイロツト油路（7e₁）を介してチエンジ・オーバ・バ
ルブ（11）のスプール（30）に伝えられ，同スプール
（30）が下降し（第１図でＨ位置を選択し），バイパス
油路（7b）が閉じられ，オイルポンプ（１）からの作動
油が主オリフイス（ａ）を経て油路切換弁（２）へ送ら
れて，吐出圧P_Pが設定圧だけ上昇する。このことは，高
速時に操舵しないとき（ハンドル中立位置）でも，油路
（7a）（7b）（7c）の吐出圧P_Pが停車時や低速時よりも
上昇することであり（第27図のP_P1参照），この油圧は
圧力制御バルブ（12）及び油路（7a）（7d₂）を介し反
力ピストン側のチヤンバー（６）に伝えられて，高速時
の微小操舵時の反力感（手応え）が向上する。ステアリ
ングハンドルをさらに右（または左）に切り続けると，
油路（7a）（7b）（7c）の吐出圧P_Pがさらに上昇して，
油路（7d）の油圧P_Cがさらに上昇することは前述の通り
であり，オリフイス（ｂ）（ｃ）間の油路（7e）の油圧
が設定値以上に上昇して，パイロツト油路（7e₁）を介
してスプール（30）に作用する力がバネ（33）の力より
も大きくなると，チエンジ・オーバ・バルブ（11）のス
プール（30）が上昇し（第１図ではＬ位置を選択し），
バイパス油路（7b）が開かれる。またこの状態になって
も，ステアリングハンドルを右（または左）に切り続け
れば，油路（7a）（7b）（7c）の油圧P_Pがさらに上昇し
てゆくが，圧力制御バルブ（12）は貫通孔（40b′）の
開度を開閉制御して，油路（7d）の油圧P_Cが引続き最も
高い一定レベルに保持される。従つて前記相対角度を大
きくして，大きな出力油圧P_Pを得るためのハンドルトル
クＴが大きくなる（第27図の（ロ）参照）。

本発明は、ステアリングハンドルの動きをトーションバ
ーを介し油路切換弁に伝えてオイルポンプから油路切換
弁へ延びた高圧油路と、油路切換弁からオイルタンクへ
延びた低圧油路とを切換えてパワーシリンダを所定の操
舵方向に作動させると共に、高圧油路を流れる作動油の
一部を反力ピストンへ導いてトーションバーの捩じれを
規制することにより、ハンドルの操舵力を制御するもの
である。

そして、高圧油路から反力ピストンへ延びた油路の途中
から岐れた並列油路の一方に第２のオリフイスを設け、
しかも並列油路の双方からの作動油の排出量を車速に応
じて可変とする流量制御バルブを設けたことにより、流
量制御バルブの下流側に発生する主パイロット圧を車速
に応じて変化させ、しかも主パイロット圧により圧力制
御バルブは作動するので、反力ピストンへの油圧が車速
毎一定に且つ高速時ほど高くなるように制御することが
可能となるものである。そのため、停車・低速時には反
力ピストンへの油圧を低く一定に保持して軽い操舵感を
持たせ、逆に高速時には油圧を高く一定に保持して適度
な手応えを持たせることができる。

また反力ピストンへ延びる油路と前記高圧油路との間に
設けられ、高速時の操舵しない中立位置近傍のときだけ
並列油路の一方に設けた第２のオリフイスと流量制御バ
ルブとの間に生じるパイロット圧により周方向に作動し
て反力ピストンへの油路の油圧を所定値上昇させるチェ
ンジ・オーバ・バルブを設けたことにより、高速時に操
舵しないステアリングハンドルの中立位置近傍でも、オ
イルポンプからの吐出圧を積極的に増加させることがで
きて、剛性感を得ることができるものである。

また圧力制御バルブ下流側に延びる油路と流量制御バル
ブの下流側のオイルタンクに延びる油路とを結ぶ油路の
途中に設けられ圧力制御バルブの下流側から低圧油路へ
の流量を流量制御バルブの下流側の第１のオリフイスか
ら低圧油路への増減に対応してそれが減少すれば増やす
ように調整する第３のオリフイスを設けたことにより、
反力ピストンへの油路から低圧油路への総流量を略一定
にでき、つまり高圧油路から反力ピストンへの作動流量
が略一定になるので、高圧油路から油路切換弁への作動
油の流れを一定にできて、油路切換弁の制御特性を安定
化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるパワーステアンリング装置の一
実施例を示す油圧回路図，第２図は油路切換弁の縦断側
面図，第３図はその下部横断平面図，第４図はその上部
横断平面図，第５図はチエンジ・オーバ・バルブと圧力
制御弁とソレノイドバルブとの縦断一側面図，第６図は
油路切換弁と圧力制御弁との縦断他側面図，第７図は油
路切換弁とチエンジ・オーバ・バルブとの縦断他側面
図，第８図（Ｉ）はチエンジ・オーバ・バルブと圧力制
御弁とソレノイドバルブとの拡大縦断一側面図，第８図
（II）はソレノイドバルブの端面図，第９図は圧力制御
弁の拡大縦断一側面図，第10図はその拡大縦断他側面
図，第11図は圧力制御弁のスリーブの拡大平面図，第12
図はその拡大縦断一側面図，第13図はその拡大縦断他側
面図，第14図は第12図の矢視XIV−XIV線に沿う横断平面
図，第15図は第13図の矢視XV−XV線に沿う横断平面図，
第16図は第12図の矢視XVI−XVI線に沿う横断平面図，第
17図は第13図の矢視XVII−XVII線に沿う横断平面図，第
18図は同圧力制御弁のスリーブの一側面図，第19図はそ
のスリーブ及びスプールを示す縦断一側面図，第20図は
同スプールを示す側面図，第21図はソレノイドバルブの
スリーブとスプールとの拡大縦断側面図，第22図はフイ
ルターの横断平面図，第23図はその正面図，第24図はそ
の装着状態を示す横断平面図，第25図は制御装置の回路
図，第26図は油路切換弁の出力油圧（ポンプ吐出圧）と
トーシヨンバーの捩じれ角度（油路切換弁のスプールと
スリーブとの相対角度）との関係を示す説明図，第27図
は出力油圧とハンドルトルクとの関係を示す説明図，第
28図は反力フランジヤ側チヤンバー油圧（ハンドルトル
ク）とトーシヨンバーの捩じれ角度との関係を示す説明
図，第29図は反力プランジヤ側チヤンバーの油圧と出力
油圧との関係を示す説明図，第30図はハンドルトルクと
トーシヨンバーの捩じれ角度との関係を示す説明図，第
31図は制御系入口側の流量と制御系内各部の流量とを示
す説明図である。 （１）……オイルポンプ，（２）……油路切換弁，
（３）……パワーシリンダ，（４）……オイルタンク，
（５）……反力ピストン，（7a）……高圧油路，（7b）
（7c）（7d）……高圧油路（7a）から反力ピストン
（５）へ延びた油路，（7e）（7e′）……並列油路，
（8a）（8b）……低圧油路，（11）……チエンジ・オー
バ・バルブ，（12）……圧力制御バルブ，（13）……流
量制御バルブ，（ａ）……主オリフイス，（ｂ）……第
２のオリフイス，（ｃ）……第４のオリフイス，（ｄ）
……第１のオリフイス，（ｅ）……第３のオリフイス。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング内に同軸的に回動自在に支持さ
   れ且つ互いに相対回動可能にトーションバーを介して弾
   性的に連結された入力軸と出力軸、ステアリングハンド
   ル操舵操作に伴う前記入力軸と前記出力軸との相対回転
   に応じて同出力軸にアシスト力を作用するパワーシリン
   ダへの作動油の給排を制御する油路切換弁、オイルポン
   プから前記油路切換弁へ延びた高圧油路、前記油路切換
   弁からオイルタンクへ延びた低圧油路、前記高圧油路を
   流れる作動油の一部が反力ピストンに導かれて同作動油
   の油圧力により同反力ピストンが少なくとも入力軸或い
   は出力軸の径方向に駆動して前記トーションバーの捩れ
   を規制する反力機構とを具えたパワーステアリング装置
   において、前記高圧油路から前記反力ピストンへ延びた
   油路の途中から岐れた並列油路と、同並列油路の一方に
   設けた第２のオリフイスと、前記並列油路の双方からの
   作動油の排出量を車速に応じて可変とする流量制御バル
   ブと、同流量制御バルブの下流側の前記オイルタンクへ
   延びる油路に設けられ流量に応じた主パイロット圧を生
   じさせる第１のオリフイスと、同主パイロット圧により
   作動して前記第２のオリフイス上流の前記反力ピストン
   への油圧を車速毎一定に且つ高速時ほど高くなるように
   制御する圧力制御バルブとを具えていることを特徴とし
   たパワーステアリング装置。
2. 【請求項２】ハウジング内に同軸的に回動自在に支持さ
   れ且つ互いに相対回動可能にトーションバーを介して弾
   性的に連結された入力軸と出力軸、ステアリングハンド
   ル操舵操作に伴う前記入力軸と前記出力軸との相対回転
   に応じて同出力軸にアシスト力を作用するパワーシリン
   ダへの作動油の給排を制御する油路切換弁、オイルポン
   プから前記油路切換弁へ延びた高圧油路、前記油路切換
   弁からオイルタンクへ延びた低圧油路、前記高圧油路を
   流れる作動油の一部が反力ピストンに導かれて同作動油
   の油圧力により同反力ピストンが少なくとも入力軸或い
   は出力軸の径方向に駆動して前記トーションバーの捩れ
   を規制する反力機構とを具えたパワーステアリング装置
   において、前記高圧油路から前記反力ピストンへ延びた
   油路の途中から岐れた並列油路と、同並列油路の一方に
   設けた第２のオリフイスと、前記並列油路の双方からの
   作動油の排出量を車速に応じて可変とする流量制御バル
   ブと、同流量制御バルブの下流側の前記オイルタンクへ
   延びる油路に設けられ流量に応じた主パイロット圧を生
   じさせる第１のオリフイスと、同主パイロット圧により
   作動して前記第２のオリフイス上流の前記反力ピストン
   への油路の油圧を車速毎一定に且つ高速時ほど高くなる
   ように制御する圧力制御バルブと、前記反力ピストンへ
   延びる油路と前記高圧油路との間に設けられ高速時の操
   舵しない中立位置近傍のときだけ前記並列油路の一方に
   設けた第２のオリフイスと前記流量制御バルブとの間に
   生じるパイロット圧により閉方向に作動して前記反力ピ
   ストンへの油路の油圧を所定値上昇させるチェンジ・オ
   ーバ・バルブとを具えていることを特徴としたパワース
   テアリング装置。
3. 【請求項３】ハウジング内に同軸的に回動自在に支持さ
   れ且つ互いに相対回動可能にトーションバーを介して弾
   性的に連結された入力軸と出力軸、ステアリングハンド
   ル操舵操作に伴う前記入力軸と前記出力軸との相対回転
   に応じて同出力軸にアシスト力を作用するパワーシリン
   ダへの作動油の給排を制御する油路切換弁、オイルポン
   プから前記油路切換弁へ延びた高圧油路、前記油路切換
   弁からオイルタンクへ延びた低圧油路、前記高圧油路を
   流れる作動油の一部が反力ピストンに導かれて同作動油
   の油圧力により同反力ピストンが少なくとも入力軸或い
   は出力軸の径方向に駆動して前記トーションバーの捩れ
   を規制する反力機構とを具えたパワーステアリング装置
   において、前記高圧油路から前記反力ピストンへ延びた
   油路の途中から岐れた並列油路と、同並列油路の一方に
   設けた第２のオリフイスと、前記並列油路の双方からの
   作動油の排出量を車速に応じて可変とする流量制御バル
   ブと、同流量制御バルブの下流側の前記オイルタンクへ
   延びる油路に設けられ流量に応じた主パイロット圧を生
   じさせる第１のオリフイスと、同主パイロット圧により
   作動して前記第２オリフイス上流の前記反力ピストンへ
   の油圧を車速毎一定に且つ高速時ほど高くなるように制
   御する圧力制御バルブと、同圧力制御バルブ下流側に延
   びる油路と前記流量制御バルブの下流側の前記オイルタ
   ンクに延びる油路とを結ぶ油路の途中に設けられ前記圧
   力制御バルブの下流側から低圧油路への流量を前記流量
   制御バルブ下流側の第１のオリフイスから前記低圧油路
   への増域に対応してそれが減少すれば増やすように調整
   する第３のオリフイスとを具えていることを特徴とした
   パワーステアリング装置。