JPH0790787B2 - 車両に使用されるパワ−・ステアリング - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明に関係ある分野 この発明は、車速および負荷感応型で応答性が改善され
る車両に使用されるパワー・ステアリングに関する。

背景技術 この種の車両、例えば、大型車両では、操舵軸軸重が大
きくなるので、パワー・ステアリングは、油圧ポンプお
よびパワー・シリンダを大型になし、その車両の停車時
における据切り能力およびその車両の極低速走行時に要
求される操舵力を確保してきている。

しかし、その反面、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
な供給能力が要求されない高速走行時においても、その
エンジンには大きな負荷が加わり、燃料消費率が低下さ
れる傾向にあった。

また、実開昭59−110270号公報には、一対のパワー・シ
リンダとコントロール・バルブとの間にロード・センシ
ング・バルブを配置するところのパワー・ステアリング
装置の油圧回路が開示されたが、その油圧回路では、油
圧が所定値以上で圧油はそのロード・センシング・バル
ブによって双方のパワー・シリンダに供給されてその双
方のパワー・シリンダに操舵力を発生させ、また、油圧
が所定値以下で圧油はそのロード・センシング・バルブ
によって一方のパワー・シリンダにのみ供給され、そし
て、他のパワー・シリンダに不足を生じる油はその一方
のパワー・シリンダから供給されてその一方のパワー・
シリンダにのみ操舵力を発生させるので、ニュートラル
付近のす速いステア操作が可能になるとしても、通常走
行では、その他方のパワー・シリンダが非常に軽く空動
きされず、その結果、エンジン負荷の軽減が図れず、エ
ンジンで発生される動力が無駄に消費される傾向にあっ
た。

さらに、そのようなパワー・ステアリングでは、操舵力
が軽くなるが、ハンドル操作角（ハンドル・ロック・ツ
ー・ロック）が大きいので、ドライバはハンドル操作に
よって疲労され、その疲労を軽減しようと、ギア・レシ
オを小さくして、そのハンドル操作角を小さくすると、
車両の高速走行時に、ハンドル、すなわち、ステアリン
グ・ホイールの操作に対し車両の反応が過敏になった。

発明の課題 この発明の課題は、油圧ポンプやパワー・シリンダにお
ける受圧面積の大型化を抑え、エンジン発生動力の無駄
な消費を抑制し、エンジンの燃料消費率を向上させ、特
に、通常走行時、エンジン負荷の軽減を図ってエンジン
発生動力の無駄な消費を抑制し、そして、エンジンの燃
料消費率を向上させ、また、停車時、走行時および負荷
に応じて操舵力を適宜に変化させ、操舵による疲労を軽
減し、特に、停車時における据切り操舵力および低速走
行時における操舵力を軽くし、かつ、ハンドル操作角を
小さくして運転操作を楽になし、さらに、高速走行時に
おけるハンドルが過敏になることを抑えるところの車両
に使用されるパワー・ステアリングの提供にある。

課題に関する発明の概要・請求する発明の内容 上述の課題に関連して、この発明の車両に使用されるパ
ワー・ステアリングは、車軸の両端に揺動可能に連結さ
れている一対の車輪軸を操舵する主ブースタと、その主
ブースタの操舵力を補う補助ブースタと、ポンプ吐出し
量が操舵速度を５ないし10ラジアン／秒以下に満す値に
設定される油圧ポンプと、その主ブースタをその油圧ポ
ンプに接続する主油圧配管と、その補助ブースタをその
主ブースタに接続する補助油圧配管と、その主油圧配管
に配置されてその油圧ポンプからその主ブースタに供給
される圧油を方向制御するコントロール・バルブと、内
部にバルブ・ボアおよびそのバルブ・ボアの両端に開口
される一対のロード・センシング室を有するバルブ・ボ
ディ、そのバルブ・ボアに往復摺動可能に配置されてそ
のバルブ・ボアからそのロード・センシング室を区画す
るスプール、そして、そのロード・センシング室に配置
されてそのスプールの両端面を対応的に押す一対の設定
圧力スプリングから構成されてその補助油圧配管に配置
され、その主ブースタの油圧をそのロード・センシング
室に導いて切り換え動作され、そして、その主ブースタ
からその補助ブースタに圧油を供給してその主ブースタ
にその補助ブースタを同期的に動かすかあるいはその補
助ブースタのシリンダ室を互いに短絡させながらその主
ブースタからその補助ブースタに圧油を遮断してその補
助ブースタを空動きさせるロード・センシング・バルブ
と、ギア・レシオが５ないし10に設定され、そして、ス
テアリング・ホイールの動きをそのコントロール・バル
ブに伝達可能にするステアリング・ギア・ボックスとを
含み、そして、その主ブースタの油圧が低いとき、その
ロード・センシング・バルブにおいて、主ブースタ・ポ
ートが閉じられ、補助ブースタ・ポートが互いに短絡さ
れてタンク・ポートにも連絡され、そして、その補助ブ
ースタが空動きされてその主ブースタのみが動かされ、
また、その主ブースタの油圧が高くなると、そのロード
・センシング・バルブにおいて、その主ブースタ・ポー
トがその補助ブースタ・ポートに連絡されてその補助ブ
ースタがその主ブースタに同期的に動かされ、その主ブ
ースタの操舵力を補い、そして、そのステアリング・ギ
ア・ボックスのギア・レシオを小さく設定可能にし、ハ
ンドル操作角を小さくし、特に、車両の高速走行時にお
いても、そのステアリング・ホイールが過敏になること
を抑制するところである。

具体例の説明 以下、この発明に係る車両に使用されるパワー・ステア
リングの特定された具体例について、図面を参照して説
明する。

第１ないし３図は、前二軸型トラック100に適用された
この発明の車両に使用されるパワー・ステアリングの具
体例10を示している。

このパワー・ステアリング10は、その前二軸型トラック
100において、最前車軸（図示せず）および前後車軸
（図示せず）の両端に対応して揺動可能に連結され、互
いに連動して舵角が変えられる一対の最前車輪軸101お
よび一対の前後車輪軸102を操舵している。

そのパワー・ステアリング10は、その最前車輪軸101を
操舵する主ブースタ11と、その主ブースタ11の操舵力を
補うように、その前後車輪軸102側に連結された補助ブ
ースタ12と、油圧ポンプ13と、その主ブースタ11をその
油圧ポンプ13に接続する主油圧配管14,15と、その補助
ブースタ12をその主ブースタ11に接続する補助油圧配管
16,17,18と、その主油圧配管14,15に配置されたコント
ロール・バルブ19と、その補助油圧配管16,17,18に配置
されたロード・センシング・バルブ20と、オイル・リザ
ーバ21と、ステアリング・ホイール22と、ステアリング
・シャフト23と、ステアリング・ギア・ボックス24と、
ピットマン・アーム25と、コンペンセーティング・ロッ
ド26と、インプット・シャフト27とを含み、そして、そ
の油圧ポンプ13には、操舵速度を５ないし10ラジアン／
秒以下に満し得る程度にポンプ吐出し量が設定され、ま
た、そのステアリング・ギア・ボックス24には、ギア・
レシオが５ないし10に設定され、ハンドル操作角（ハン
ドル・ロック・ツー・ロック）を減らし、それに応じて
そのステアリング・ホイール22が重くなるに伴って要求
される操舵力は、そのロード・センシング・バルブ20を
開いてその補助ブースタ12をその主ブースタ11に連動さ
せて、その補助ブースタ12に補わせ、また、そのトラッ
ク100が停車されたり、低速で走行されたり、そして、
負荷が所定の値以上になると、そのロード・センシング
・バルブ20が開かれ、その補助ブースタ12をその主ブー
スタ11に連動させ、操舵力をその補助ブースタ12に補わ
せ、操舵力を軽くし、また、そのトラック100が上述以
下の条件下で走行される際には、そのロード・センシン
グ・バルブ20が閉じられ、その補助ブースタ12に空動き
させ、その主ブースタ11のみを動かし、操舵力を重く
し、そのステアリング・ホイール22が過敏になることを
抑制する。

その主ブースタ11は、油圧シリンダで、シリンダ30と、
そのシリンダ30内に往復摺動可能に嵌め合わせられその
シリンダ30内をシリンダ室33,34に区画するピストン31
と、一端をそのピストン31に固定し、他端側をそのシリ
ンダ30から出し入れ可能にし、その他端をシャシにピボ
ット連結したピストン・ロッド32とより構成され、その
シリンダ30のボディにそのコントロール・バルブ19を内
蔵した構造に製作されている。勿論、そのシリンダ30に
は、その補助ブースタ12に接続されるシリンダ・インタ
ーロック・ポート35,36およびそのコントロール・バル
ブ19に接続されるオイル・ポート37,38がそのシリンダ
室33,34に対応して開口されている。

その主ブースタ11は、また、その最前車輪軸101のため
のアイドル・アーム90にそのシリンダ30をピボット連結
し、また、前後車輪軸102のためのアイドル・アーム92
にリレー・ロッド94を介して連結されている。

勿論、その前方のアイドル・アーム90は、上端をそのシ
ャシに回転可能に連結し、また、下端をドラック・リン
ク91に回転可能に連結し、しかも、その前方のドラック
・リンク91が最前車輪軸101を最前車軸に回転可能に連
結するナックル（図示せず）のナックル・アーム（図示
せず）に回転可能に連結されているので、その主ブース
タ11によって、その前方のアイドル・アーム90は、その
上端のピボット連結箇所を支点として、そのシャシに対
してそのトラック100の前後方向に回転され、その最前
車輪軸101、すなわち、その最前車輪軸101に回転可能に
支持された最前車輪103の舵角を変える。

その最前車輪軸101を備え、そして、それをその最前車
軸に回転可能に連結したそのナックルは、勿論、既存の
前二軸型トラックに使用されるナックルと同様で、ナッ
クル・アームおよびタイ・ロッド・アーム（図示せず）
を備えた略Ｌ字状に構成され、その最前車軸の両端にキ
ング・ピン（図示せず）を介してそれぞれ回転可能に連
結されている。

また、その最前車軸の両端に回転可能に連結された一対
のナックルのタイ・ロッド・アーム間には、タイ・ロッ
ド（図示せず）が回転可能に連結されている。

他方、その後方のアイドル・アーム92は、上端をそのシ
ャシに回転可能に連結し、また、下端をドラック・リン
ク93に回転可能に連結し、しかも、その後方のドラック
・リンク93がその前方のアイドル・アーム90の場合と同
様に前後車輪軸102を前後車軸に回転可能に連結するナ
ックル（図示せず）のナックル・アーム（図示せず）に
回転可能に連結されているので、その前方のアイドル・
アーム90およびリレー・ロッド94を介して、その主ブー
スタ11によって、その後方のアイドル・アーム92はその
上端のピボット連結箇所を支点として、そのシャシに対
してそのトラック100の前後方向に回転され、その前後
車輪軸102、すなわち、その前後車輪軸102に回転可能に
支持された前後車輪104の舵角を変える。

そのナックルもまた、前述の最前車輪軸101のためのナ
ックルと同様に、ナックル・アームおよびタイ・ロッド
・アーム（図示せず）を備えた略Ｌ字状に構成され、そ
の前後車軸の両端にキング・ピン（図示せず）を介して
それぞれ回転可能に連結されている。

また、その前後車軸の両端に回転可能に連結された一対
のナックルのタイ・ロッド・アーム間には、タイ・ロッ
ド（図示せず）が回転可能に連結されている。

従って、その主ブースタ11が駆動され、その前方および
後方のアイドル・アーム90,92がそのリレー・ロッド94
で駆動されて、その前方および後方のドラック・リンク
91,93を介して、そのシャシに対して前後方向に揺動さ
れるならば、その前方および後方のナックルが対応する
最前車軸および前後車軸のキング・ピンのまわりに回転
させられ、その最前車輪軸101、および前後車輪軸102、
すなわち、最前車輪103、および前後車輪104が同期的に
操舵される。

その補助ブースタ12は、その主ブースタ11による操舵力
を補うように、その前後車軸の前後車輪軸102側に連結
され、そのロード・センシング・バルブ20の動作に伴っ
て、その主ブースタ11から送られる圧油で、すなわち、
そのコントロール・バルブ19および主ブースタ11を経由
してその油圧ポンプ13から送られる圧油で駆動され、そ
の主ブースタ11に連動するように構成されている。

その補助ブースタ12は、その主ブースタ11と同様の油圧
シリンダで、シリンダ42と、そのシリンダ42内に往復摺
動可能に嵌め合わせられ、そのシリンダ42内をシリンダ
室45,46に区画するピストン43と、一端をそのピストン4
3に固定し、他端側をそのシリンダ42から出し入れ可能
にしたピストン・ロッド44とより構成されている。勿
論、そのシリンダ42には、その主ブースタ11のシリンダ
・インターロック・ポート35,36に接続されるオイル・
ポート47,48がそのシリンダ室45,46に対応して開口され
ている。

また、その補助ブースタ12は、そのシリンダ42をそのア
イドル・アーム92に、そのピストン・ロッド44の他端を
そのシャシにそれぞれピボット連結している。

従って、その補助ブースタ12が駆動され、その後方のア
イドル・アーム92が後方のドラック・リンク93を介して
シャシに対して前後方向に揺動されるならば、ナックル
が前後車軸のキング・ピンのまわりに回転させられ、そ
の前後車輪軸102、すなわち、前後車輪104が操舵され
る。勿論、その際には補助ブースタ12の操舵力は、その
リレー・ロッド94を介してその前方のアイドル・アーム
90に伝達され、そのアイドル・アーム90をその前方のド
ラック・リンク91を介して、そのシャシに対して前後方
向に揺動させ、その前方のナックルをその最前車軸のキ
ング・ピンのまわりに回転させ、その最前車輪軸101、
すなわち、最前車輪103を操舵する。

そのようにして、その補助ブースタ12はその主ブースタ
11の操舵力を同期的に補う。

その油圧ポンプ13は、そのトラック100に搭載されたエ
ンジン（図示せず）で運転され、その主および補助ブー
スタ11,12を動かすための油圧を発生するもので、ポン
プ吐出し量が操舵速度を５ないし10ラジアン／秒以下に
満す値に設定されている。そのように、この油圧ポンプ
13では、ポンプ吐出し量が極力小さく設定されて、その
ステアリング・ホイール22、すなわち、ハンドルが過敏
になることを抑制する。特に、通常の油圧ポンプでは、
ポンプ吐出し量がハンドル操舵速度12ないし18ラジアン
／秒に相当する流量に設定されているのに比して、この
油圧ポンプ13の吐出し量がそのように小さく設定されて
いることは、そのトラック100の高速走行時におけるハ
ンドルの過敏が抑制され、有利である。勿論、油圧ポン
プの吐出し量Ｖ（リッタ／秒）とハンドル操作速度Ｎ
（ラジアン／秒）との関係は、 にある。ここでは、Ｌは、リード、すなわち、ステアリ
ング・シャフトが１回転させられるに伴って、パワー・
シリンダのピストンが移動する量（cm）であり、また、
Ａは、そのピストンの受圧面積（cm²）である。

その主油圧配管14,15は、その主ブースタ11、油圧ポン
プ13、コントロール・バルブ19、およびオイル・リザー
バ12を主油圧回路に接続するもので、その主油圧配管14
は、供給側油圧配管であって、その主油圧配管14の一部
分をなす連通路39,40,41でその主ブースタ11に接続され
たそのコントロール・バルブ19にその油圧ポンプ13を接
続し、また、その油圧ポンプ13にそのオイル・リザーバ
21を接続して、その油圧ポンプ13から送られ、そして、
そのコントロール・バルブ19で方向制御された圧油をそ
の主ブースタ11に供給可能にしている。

他方、その主油圧配管15は、戻り側油圧配管であって、
そのコントロール・バルブ19をそのオイル・リザーバ21
に接続し、その主ブースタ11からそのオイル・リザーバ
21に圧油を戻す。

その補助油圧配管16,17,18は、その補助ブースタ12をそ
の主ブースタ11に接続して、補助油圧回路を構成するも
ので、その補助ブースタ12をその主ブースタ11に連動さ
せ、また、その補助ブースタ12をその主ブースタ11から
切り離し、その補助ブースタ12には空動き（ロスト・モ
ーション）させて、その主ブースタ11のみを駆動させる
ところのそのロード・センシング・バルブ20を配置して
いる。

その補助油圧配管16,17は、その主ブースタ11のシリン
ダ30に開口されたシリンダ・インターロック・ポート3
5,36と、その補助ブースタ12のシリンダ42に開口された
オイル・ポート47,48とに接続され、その補助ブースタ1
2がその主ブースタ11に連動される際には、その補助ブ
ースタ12をその主ブースタ11に同期させるところの左折
および右折油圧配管である。

また、その補助油圧配管18は、そのロード・センシング
・バルブ20のタンク・ポート76と、その戻り側油圧配管
15とに接続され、その補助ブースタ12からそのオイル・
リザーバ21に圧油を戻す。

従って、そのように接続され、そして、そのロード・セ
ンシング・バルブ20を配置したその補助油圧配管16,17,
18は、その油圧ポンプ13から送り出され、そして、その
コントロール・バルブ19で方向および流量が制御されて
その主ブースタ11に供給された圧油をその補助ブースタ
12に供給し、同時に、その補助ブースタ12からそのオイ
ル・リザーバ21に圧油を戻して、その補助ブースタ12を
その主ブースタ11に同期的に駆動可能にし、また、その
補助ブースタ12をそのオイル・リザーバ21に接続して、
その補助ブースタ12からそのオイル・リザーバ21に圧油
を戻し、その補助ブースタ12にロスト・モーション可能
にする。

そのコントロール・バルブ19は、その主ブースタ11のシ
リンダ30とボディに組み込まれ、ステアリング・ホイー
ル22でバルブ操作されるように構成されている。勿論、
そのコントロール・バルブ19は、その主油圧回路におい
て、その主ブースタ11にその油圧ポンプ13およびオイル
・リザーバ21を接続するその主油圧配管14,15および連
通路39,40,41に配置され、その油圧ポンプ13から送られ
る圧油を方向制御し、その主ブースタ11に供給し、ま
た、その主ブースタ11で作業した圧油を方向制御し、そ
の油圧ポンプ13の吸込み側であるそのオイル・リザーバ
21にその圧油を戻し、さらに、その油圧ポンプ13から送
られる圧油をその主ブースタ11を経てその補助ブースタ
12に供給する。

そのコントロール・バルブ19は、第３図から理解される
ように、バルブ・ボア50を備えたバルブ・ボディ49と、
そのバルブ・ボア50に往復摺動可能に配置されたスプー
ル51とより構成されている。

そのバルブ・ボディ49は、その主ブースタ11のシリンダ
30のボディに組み込まれ、そして、所定の位置におい
て、そのバルブ・ボア50に開口されたポンプ・ポート5
2、シリンダ・ポート53,54,55およびタンク・ポート56
を備えている。

そのポンプ・ポート52およびタンク・ポート56は、その
バルブ・ボア50の内周面における開口をリング溝57,58
にそれぞれ形成している。

また、そのバルブ・ボディ49は、そのオイル・リザーバ
21側に連絡されたベント・ポート59,60をそのバルブ・
ボア50の両端にそれぞれ開口させている。

そのスプール51は、中立位置に置かれた状態で、そのポ
ンプ・ポート52およびタンク・ポート56のリンク溝57,5
8に関連して、そのシリンダ・ポート53,54,55に位置さ
れるスプール溝61,62,63を外周面に形成し、それらスプ
ール溝61,62,63は、そのスプール51がそのバルブ・ボア
50内に往復摺動されるに伴って、そのポンプ・ポート52
をそのシリンダ・ポート53,54,55に、また、そのシリン
ダ・ポート53,54,55をそのタンク・ポート56に切り換え
接続可能にする。

また、このスプール51は、軸線方向の中央にピン・ボア
64を形成し、そのバルブ・ボディ49を貫通して伸長され
たインプット・シャフト27の先端を嵌め込んでいる。

そのようなバルブ構造に製作されたコントロール・バル
ブ19では、その油圧ポンプ13から吐き出された圧油をそ
の主ブースタ11のシリンダ室33,34および補助ブースタ1
2のシリンダ室45,46に供給するために、そのポンプ・ポ
ート52は、その主油圧配管14で、その油圧ポンプ13の吐
出し口に接続され、そして、そのシリンダ・ポート53,5
4,55は、その連通路39,40,41でその主ブースタ11のオイ
ル・ポート37,38に接続され、さらに、そのタンク・ポ
ート56は、その主油圧配管15でそのオイル・リザーバ21
に接続されている。勿論、このコントロール・バルブ19
は、その補助ブースタ12がその補助油圧配管16,17,18で
その主ブースタ11およびオイル・リザーバ21に接続され
ているので、その主ブースタ11を経てその補助ブースタ
12にも圧油を供給する。

また、このコントロール・バルブ19は、そのステアリン
グ・ホイール22でバルブ操作されるために、そのステア
リング・ホイール22を取り付けたステアリング・シャフ
ト23をそのインプット・シャフト27に、そのステアリン
グ・シャフト23に連結されたステアリング・ギア・ボッ
クス24、そのステアリング・ギア・ボックス24のセクタ
・シャフト28に固定されたピットマン・アーム25、およ
びそのピットマン・アーム25をそのインプット・シャフ
ト27に連結するコンペンセーティング・ロッド26を介し
て連結し、そのステアリング・ホイール22の動きがその
インプット・シャフト27に伝達可能にされ、そのステア
リング・ホイール22による操舵入力でそのスプール51が
そのバルブ・ボア50内に往復摺動されるようにしてい
る。

そのロード・センシング・バルブ20は、その補助油圧配
管16,17,18に配置され、第１および２図に示された構造
に製作され、そのトラック100の負荷、すなわち、その
主ブースタ11の圧油の大きさに応じて開閉される。

そのロード・センシング・バルブ20は、第１および２図
から理解されるように、内部にバルブ・ボア66およびそ
のバルブ・ボア66の両端に開口される一対のロード・セ
ンシング室67,68を有するバルブ・ボディ65、そのバル
ブ・ボア66に往復摺動可能に配置されてそのバルブ・ボ
ア66からそのロード・センシング室67,68を区画するス
プール69、そして、そのロード・センシング室67,68に
配置されてそのスプール69の両端面を対応的に押す一対
の設定圧力スプリング70,71から構成されてその補助油
圧配管16,17に配置され、その主ブースタ11の油圧をそ
のロード・センシング室67,68に導いて切り換え動作さ
れ、そして、その主ブースタ11からその補助ブースタ12
に圧油を供給してその主ブースタ11にその補助ブースタ
12を同期的に動かすかあるいはその補助ブースタ12のシ
リンダ室45,46を互いに短絡させながらその主ブースタ1
1からその補助ブースタ12に圧油を遮断してその補助ブ
ースタ12を空動き（ロスト・モーション）させるところ
である。

そのバルブ・ボディ65は、内部にそのバルブ・ボア66お
よびそのバルブ・ボア66の両端に連絡される一対のロー
ド・センシング室67,68を形成し、所定の位置におい
て、そのバルブ・ボア66に開口される一対の主ブースタ
・ポート72,73、一対の補助ブースタ・ポート74,75、お
よびタンク・ポート76を備え、さらに、そのロード・セ
ンシング室67,68に開口される一対の圧力リード・ポー
ト77,78を備えている。

そのように、その主ブースタ・ポート72,73、補助ブー
スタ・ポート74,75、タンク・ポート76、および、圧力
リード・ポート77,78を備えたこのバルブ・ボディ65
は、その補助油圧配管16,17でその主ブースタ・ポート7
2,73をその主ブースタ11のシリンダ・インターロック・
ポート35,36に連絡し、また、その補助油圧配管16,17で
その補助ブースタ・ポート74,75をその補助ブースタ12
のオイル・ポート47,48に連絡し、さらに、その補助油
圧配管18でそのタンク・ポート76をその主油圧配管15に
連絡し、圧油をそのオイル・リザーバ21に戻し可能にし
てそのスプール69がその主ブースタ11の油圧でそのバル
ブ・ボア66に摺動されるに伴って、その補助ブースタ12
のシリンダ室45,46をその主ブースタ11のシリンダ室33,
34に切り換え接続し、その主ブースタ11のシリンダ室3
3,34の圧油をその補助ブースタ12のシリンダ室45,46に
選択的に供給可能にし、同時に、その補助ブースタ12の
シリンダ室45,46内の圧油をそのオイル・リザーバ21に
選択的に戻し得るようにしている。

また、このバルブ・ボディ65では、その圧力リード・ポ
ート77,78が、その主ブースタ11側において、その補助
油圧配管16,17から分岐された圧力リード配管79,80を接
続し、その圧力リード配管79,80でその主ブースタ11の
シリンダ室33,34にそのロード・センシング室67,68を対
応させて接続し、その主ブースタ11のシリンダ室33,34
の圧油をその対応したロード・センシング室67,68に導
く。

そのスプール69は、両端面を受圧面81,82になし、その
ロード・センシング室67,68の油圧をその対応された受
圧面81,82に受けるようにして、そのバルブ・ボア66に
往復摺動可能に嵌め合わせられている。

そのスプール69は、また、自身の動きに応じて、その主
ブースタ・ポート72,73をその補助ブースタ・ポート74,
75に切り換え接続し、同時に、その補助ブースタ・ポー
ト74,75をそのタンク・ポート76に切り換え接続するラ
ンド83,84,85を外周面に所定の間隔で形成している。

その一対の設定圧力スプリング70,71は、コイル・スプ
リングからなり、そのロード・センシング室67,68に配
置され、そのスプール69の両端面、すなわち、その受圧
面81,82を押している。

特に、その設定圧力スプリング70,71は、スプリング・
シート86,87をそれぞれ介在させてそのスプール69の受
圧面81,82に押し、そのスプール69のニュートラル・ス
プリングとしても機能している。勿論、そのスプリング
・シート86,87は穴明けされ、そのロード・センシング
室67,68内の圧油をそのスプール69の受圧面81,82に作用
させるようにしている。

そのステアリング・ギア・ボックス24は、通常のステア
リング・ギア・ボックスのギア・レシオが15〜30に設定
されているのに対して、ギア・レシオを５ないし10に設
定し、そのステアリング・ホイール22の動きをそのコン
トロール・バルブ19に伝達可能にしている。

そのように、このステアリング・ギア・ボックス24は、
ギア・レシオを小さくして、ハンドル操作角を減らし、
ハンドル操作を楽にしている。勿論、そのようにしてギ
ア・レシオが小さくなるとハンドル、すなわち、そのス
テアリング・ホイール22が重くなるがそれは、その主ブ
ースタ11および補助ブースタ12で充分に補われる。

次に、上述されたパワー・ステアリング10の動作をその
前二軸型トラック100の走行状態に対応して述べるに、
そのディーゼル・エンジンが運転されているので、その
油圧ポンプ13が駆動され、その油圧ポンプ13から吐き出
された圧油は、その主油圧配管14を流れて、そのコント
ロール・バルブ19のポンプ・ポート52に送られる。

そのポンプ・ポート52に送られた圧油は、そのスプール
51が第３図に示された中立位置に置かれているならば、
そのポンプ・ポート52からそのタンク・ポート56に流
れ、その主油圧配管15でそのオイル・リザーバ21に戻さ
れる。

そのように、その油圧ポンプ13から送り出された圧油が
そのコントロール・バルブ19でそのオイル・リザーバ21
に戻されていると、その主ブースタ11のシリンダ室33,3
4内の圧油には、圧力差がなく、その圧油が、その補助
油圧配管16,17および圧力リード配管79,80でそのロード
・センシング室67,68に導かれているときには、そのロ
ード・センシング・バルブ20において、そのスプール69
は、第１図に示されるように、その一対の設定圧力スプ
リング70,71によってそのバルブ・ボア66の中立位置に
保持され、その主ブースタ・ポート72,73が、そのスプ
ール69で閉じられ、そして、その補助ブースタ・ポート
74,75が短絡されてそのタンク・ポート76にも連絡され
る。

従って、その補助ブースタ12は、その主ブースタ11から
切り離され、その補助ブースタ12は、ロスト・モーショ
ン状態に置かれる。

そこで、そのトラック100が荷物を積んで停止された状
態で据切りされたり、極低速走行で幅寄せ、および切返
しされる場合について述べる。

今、その据切り、幅寄せ、および切返しのためにそのス
テアリング・ホイール22が操作され、そのステアリング
・ホイール22の操作力がそのステアリング・シャフト2
3、ステアリング・ギア・ボックス24、ピットマン・ア
ーム25、およびコンペンセーティング・ロッド26を経て
そのインプット・シャフト27に伝達され、そのコントロ
ール・バルブ19において、そのスプール51がそのインプ
ット・シャフト27によって、そのバルブ・ボア50内に何
れか一方に摺動されると、そのコントロール・バルブ19
において、そのポンプ・ポート52がそのシリンダ・ポー
ト53,54の何れか一方に連絡され、その結果、その油圧
ポンプ13から送られた圧油は、連通路39,40,41の何れか
一方に流れ、対応した主ブースタ11のシリンダ30のシリ
ンダ室33,34の何れか一方に供給され、その際、その主
ブースタ11においては、そのトラック100の積載重量に
対応して、その最前車輪103および前後車輪104のための
操舵力が発生されるように、油圧が漸次高められ、所定
の圧力値を越えるので、その主ブースタ11のシリンダ室
33,34においては、圧油に圧力差が生じ、それに伴っ
て、そのロード・センシング・バルブ20においても、そ
の主ブースタ11のシリンダ室33,34の圧油をその補助油
圧配管16,17および圧力リード配管79,80で導いたそのロ
ード・センシング室67,68間には、圧力差が生じ、その
スプール69が、第２図に示されるように、その主ブース
タ11のシリンダ室33,34に対応して、そのバルブ・ボア6
6内に何れか一方に摺動される。

そのように、そのスプール69がそのバルブ・ボア66内に
摺動されると、そのロード・センシング・バルブ20にお
いては、その主ブースタ・ポート72,73の何れ一方が、
その主ブースタ11のシリンダ室33,34に対応してその補
助ブースタ・ポート74,75の何れか一方に連絡され、そ
の主ブースタ・ポート72,73の何れか他方が、閉じら
れ、そして、その補助ブースタ・ポート74,75の何れか
他方がそのタンク・ポート76に連絡される。

そのように、そのロード・センシング・バルブ20が切り
換え動作される結果、その主ブースタ11のシリンダ室3
3,34の何れか一方の圧油は、その補助ブースタ12のシリ
ンダ室45,46の何れか一方に供給される。

そして、その際には、その主ブースタ11のシリンダ室3
3,34の何れか他方の圧油はそのコントロール・バルブ19
によって、その主油圧配管15を流れて、そのオイル・リ
ザーバ21に戻され、また、その補助ブーシタ12のシリン
ダ室45,46の何れか他方の圧油は、そのロード・センシ
ング・バルブ20によってその補助油圧配管18に流れて、
そのオイル・リザーバ21に戻される。

従って、その主ブースタ11はその油圧ポンプ13からの圧
油で駆動され、そして、その補助ブースタ12はその主ブ
ースタ11からの圧油で同期して駆動され、その最前車輪
103および前後車輪104が同期的に操舵され、据切り、幅
寄せ、および切返しが適性の操作力、すなわち、極めて
小さな操作力で円滑に行なわれる。所謂、それら据切
り、幅寄せ、および切返しが軽く行われる。

また、そのトラック100が微速度で走行される場合に
も、上述と同様に、その油圧ポンプ13から送られた圧油
でのその主および補助ブースタ11,12が同期的に駆動さ
れ、操舵が極めて小さな操作力で可能になる。

次には、そのトラック100が微速度から上昇され、通常
の走行をする場合について述べる。

その通常走行状態で、そのステアリング・ホイール22が
操作されると、前述の場合と同じようにして、そのステ
アリング・ホイール22の操作力がそのインプット・シャ
フト27に伝達され、そのコントロール・バルブ19におい
て、そのスプール51がバルブ・ボア50内に何れか一方に
摺動されると、そのコントロール・バルブ19において、
そのポンプ・ポート52がそのシリンダ・ポート53,54の
何れか一方に連絡され、その結果、その油圧ポンプ13か
ら送り出された圧油は、その連通路39,40,41の何れか一
方に流れ、対応した主ブースタ11のシリンダ30のシリン
ダ室33,34の何れか一方に供給される。

この場合、その最前車輪103および前後車輪104が軽く操
舵できる状態に置かれているので、その主ブースタ11に
おいては、その最前車輪103および前後車輪104のための
操舵力を発生させる油圧は所定の圧力値よりも低いの
で、その主ブースタ11のシリンダ室33,34においては、
圧油に圧力差が生じているが、そのロード・センシング
・バルブ20において、その主ブースタ11のシリンダ室3
3,34の圧油をその補助油圧配管16,17および圧力リード
配管79,80で導いたそのロード・センシング室67,68間の
圧力差では、そのスプール69は、そのバルブ・ボア66内
に摺動されず、第１図に示されるように、その一対の設
定圧力スプリング70,71によって、そのバルブ・ボア66
内の中立位置に保持され、その主ブースタ・ポート72,7
3がそのスプール69で閉じられ、そして、その補助ブー
スタ・ポート74,75がそのタンク・ポート76に連絡され
る。その結果、その主ブースタ11の圧油は、その補助ブ
ースタ12に供給されなくなる。一方、その補助ブースタ
12は、そのシリンダ室45,46を互いに短絡されてそのオ
イル・リザーバ21にも連絡される。

そのようにして、その主ブースタ11には、その油圧ポン
プ13から送り出された圧油が供給されるが、その補助ブ
ースタ12には、その主ブースタ11の圧油が供給されず、
その補助ブースタ12は空動きされる。すなわち、その補
助ブースタ12は、その主ブースタ11から切り離されて独
立され、そして、ロスト・モーション状態、所謂、フリ
ー状態になる。

従って、通常走行時の操舵は、その主ブースタ11のみに
よって行なわれ、その補助ブースタ12はその主ブースタ
11による操舵に実質的に抵抗することなく、その主ブー
スタ11の操舵に自由に追従する。

また、前述されたパワー・ステアリング10では、そのロ
ード・センシング・バルブ20を使用してその主ブースタ
11にその補助ブースタ12を連動可能にすることによっ
て、負荷感応特性が備えられ、操作感や操縦安定性が空
車および積車に左右されずに一定に保たれたが、そのパ
ワー・ステアリング10に使用されたコントロール・バル
ブ19が速度感応型に構成されると、その負荷感応特性に
加えて、車速に対応した最適の操舵力が得られ、所謂、
優れた速度感応特性が備えられ、操作感や操縦安定性が
向上される。

第４図は、前一軸の大型トラック120に適用されたこの
発明の車両に使用されるパワー・ステアリングの他の具
体例110を示している。

このパワー・ステアリング110は、デュアルシリンダ
型、すなわち、パワー・シリンダを二分割して、主ブー
スタ111および補助ブースタ112になしたもので、そのコ
ントロール・バルブ19をその主ブースタ111に組み込
み、また、そのロード・センシング・バルブ20をその主
ブースタ111とその補助ブースタ112との間に配置し、前
述のパワー・ステアリング10における補助油圧配管16,1
7,18をその主および補助ブースタ111,112のシリンダ・
ボディに組み込んでいる。

また、このパワー・ステアリング110は、その主ブース
タ111および補助ブースタ112に共用されたセクタ・ギア
113のセンタ・シャフト114に固定されたピットマン・ア
ーム115をドラック・リンク115に連結し、前車輪軸121
の前車輪122を操舵可能にしている。

先に図面を参照して説明されたところのこの発明の特性
された具体例から明らかであるように、この発明の属す
る技術の分野における通常の知識を有する者にとって、
この発明の内容は、その発明の性質（nature）および本
質（substance）に由来し、そして、それらを内在させ
ると客観的に認められる別の態様に容易に具体化され
る。勿論、この発明の内容は、その発明の課題に相応し
（be commensurate with）、そして、その発明の成立
に必須である。

発明の便益 上述から理解されるように、この発明の車両に使用され
るパワー・ステアリングは、車軸の両端に揺動可能に連
結されている一対の車輪軸を操舵する主ブースタと、そ
の主ブースタの操舵力を補う補助ブースタと、ポンプ吐
出し量が操舵速度を５ないし10ラジアン／秒以下に満す
値に設定される油圧ポンプと、その主ブースタをその油
圧ポンプに接続する主油圧配管と、その補助ブースタを
その主ブースタに接続する補助油圧配管と、その主油圧
配管に配置されてその油圧ポンプからその主ブースタに
供給される圧油を方向制御するコントロール・バルブ
と、内部にバルブ・ボアおよびそのバルブ・ボアの両端
に開口される一対のロード・センシング室を有するバル
ブ・ボディ、そのバルブ・ボアに往復摺動可能に配置さ
れてそのバルブ・ボアからそのロード・センシング室を
区画するスプール、そして、そのロード・センシング室
に配置されてそのスプールの両端面を対応的に押す一対
の設定圧力スプリングから構成されてその補助油圧配管
に配置され、その主ブースタの油圧をそのロード・セン
シング室に導いて切り換え動作され、そして、その主ブ
ースタからその補助ブースタに圧油を供給してその主ブ
ースタにその補助ブースタを同期的に動かすかあるいは
その補助ブースタのシリンダ室を互いに短絡させながら
その主ブースタからその補助ブースタに圧油を遮断して
その補助ブースタを空動きさせるロード・センシング・
バルブと、ギア・レシオが５ないし10に設定され、そし
て、ステアリング・ホイールの動きをそのコントロール
・バルブに伝達可能にするステアリング・ギア・ボック
スとを含むので、この発明の車両に使用されるパワー・
ステアリングでは、ハンドル操作角が減らされ、それに
伴って、運転操作が楽になり、また、そのハンドル操作
角の減少によって、そのステアリング・ホイールが重く
なるに伴って要求される操舵力がその補助ブースタによ
って補われ、また、同様にして、車両の停車の際の据切
り、その車両の極低速走行での幅寄せや切返し、そし
て、その車両の微速度走行や負荷によってそのステアリ
ング・ホイールが重くなるに伴って要求される操舵力
が、その補助ブースタで補われ、すなわち、その主ブー
スタの油圧が所定の圧力値よりも低いとき、そのロード
・センシング・バルブが閉じられ、圧油がその主ブース
タのみに供給され、その主ブースタのみが動かされ、そ
の際に、その補助ブースタがそのロード・センシング・
バルブでシリンダ室を互いに短絡され、その主ブースタ
から切り離されて独立され、そして、非常に軽く空動き
され、また、その主ブースタの油圧が所定の圧力値より
も高くなると、そのロード・センシング・バルブが開か
れ、油圧がその補助ブースタにも供給され、その補助ブ
ースタがその主ブースタに連動的に駆動され、その主ブ
ースタの操舵力がその補助ブースタによって補われ、そ
のようにして操舵力が負荷に応じて適宜に変化され、据
切り、幅寄せおよび切直しなどが非常に軽く行われ、ま
た、微速度走行においても、操舵が軽くなり、さらに、
通常走行では、操舵が重くされ、特に、その車両の高速
走行時において、ハンドル、すなわち、ステアリング・
ホイールが過敏になることが抑制され、操作感および操
舵安定性が改善され、操舵による疲労が軽減され、その
上、油圧ポンプの大型化やパワー・シリンダにおけるピ
ストンの受圧面積を大きくすることが避けられ、エンジ
ン発生動力の無駄な消費が抑制され、エンジンの燃料消
費率が向上され、特に、通常走行では、その補助ブース
タがその主ブースタから独立されて非常に軽く空動きさ
れるに伴ってエンジン負荷の軽減が図られ、そして、エ
ンジン発生動力の無駄な消費が抑制されてエンジンの燃
料消費率が向上され、さらには、車両が前二軸および前
一軸型の何れに構成される場合にも容易に適用可能にな
り、その結果、大型車両にとっ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、前二軸型トラックに適用され、ロード・セン
シング・バルブが閉じた状態にあるこの発明の車両に使
用されるパワー・ステアリングの具体例を示す概説図、
第２図は、そのロード・センシング・バルブが開いた状
態にある第１図に示されたパワー・ステアリングの概説
図、第３図は、第１図に示されたパワー・ステアリング
の油圧回路を主ブースタおよびコントロール・バルブに
おいて部分的に示した概説図、および、第４図は、前一
軸型トラックに適用されたこの発明の車両に使用される
パワー・ステアリングの他の具体例を示す概説図であ
る。 11,111……主ブースタ、12,112……補助ブースタ、13…
…油圧ポンプ、14,15……主油圧配管、16,17,18……補
助油圧配管、19……コントロール・バルブ、20……ロー
ド・センシング・バルブ、21……オイル・リザーバ、24
……ステアリング・ギア・ボックス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−50070（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−22561（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−110270（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−157475（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−75065（ＪＰ，Ｕ) 自動車工学ハンドブック刊行委員会編 「自動車工学ハンドブック」増補改訂版第 ５版，昭和40年10月30日，社団法人自動車 技術会発行，12−11，左欄第１行−同欄第 18行 自動車工学全書編集委員会編「自動車工 学全書11巻ステアリング，サスペンショ ン」，昭和55年８月20日，山海堂発行，第 148頁下から２行−第149頁第３行

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車軸の両端に揺動可能に連結されている一
   対の車輪軸を操舵する主ブースタと、 その主ブースタの操舵力を補う補助ブースタと、 ポンプ吐出し量が操舵速度を５ないし10ラジアン／秒以
   下に満す値に設定される油圧ポンプと、 その主ブースタをその油圧ポンプに接続する主油圧配管
   と、 その補助ブースタをその主ブースタに接続する補助油圧
   配管と、 その主油圧配管に配置されてその油圧ポンプからその主
   ブースタに供給される圧油を方向制御するコントロール
   ・バルブと、 内部にバルブ・ボアおよびそのバルブ・ボアの両端に開
   口される一対のロード・センシング室を有するバルブ・
   ボディ、そのバルブ・ボアに往復摺動可能に配置されて
   そのバルブ・ボアからそのロード・センシング室を区画
   するスプール、そして、そのロード・センシング室に配
   置されてそのスプールの両端面を対応的に押す一対の設
   定圧力スプリングから構成されてその補助油圧配管に配
   置され、その主ブースタの油圧をそのロード・センシン
   グ室に導いて切り換え動作され、そして、その主ブース
   タからその補助ブースタに圧油を供給してその主ブース
   タにその補助ブースタを同期的に動かすかあるいはその
   補助ブースタのシリンダ室を互いに短絡させながらその
   主ブースタからその補助ブースタに圧油を遮断してその
   補助ブースタを空動きさせるロード・センシング・バル
   ブと、 ギア・レシオが５ないし10に設定され、そして、ステア
   リング・ホイールの動きをそのコントロール・バルブに
   伝達可能にするステアリング・ギア・ボックス とを含む車両に使用されるパワー・ステアリング。