JPS5819507B2 - 動力舵取装置の制御弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車に使用される動力舵取装置の制御弁に関
し、極めて簡単な構成により低速走行時には軽い操舵力
が、高速走行時には車速と操向抵抗とに応じた安定した
操舵力が得られるようにしたものである。

一般に油圧式動力舵取装置は、舵取ハンドルに加えられ
た入力に応じて操向車輪に補助動力を付与する油圧モー
タと、操向抵抗に比例した反力を舵取ハンドルに与えて
運転車にその操向抵抗を感知させるように、上記油圧モ
ータに加わる油圧が導入される油圧反力室とを備えてい
る。

しかるに、自動車の操向抵抗は低速時に大きく高速時に
は小さいので、低速時に操舵力が最適となるように上記
反力の比率を設定すると、高速時には操舵力が小さくな
り過ぎて自動車を直進状態に保つめが困難になったり舵
取ハンドルを切り過ぎる等、運転者に不安感を与えるこ
とが多かった。

このため、上記油圧モータに加わる圧油を低速時には減
圧して、高速時にはそのまま上記油圧反力室に導入し、
かつ、高速時には車両の速度に応じて圧力制御した圧油
をも上記油圧反力室に導入できるようにして、低速領域
では軽いハンドル操作が、高速領域では安定したハンド
ル操作が得られるようにした操舵力制御装置が多数提案
されてきた。

しかしながら従来、このような技術は、動力舵取装置の
油圧反力室が舵取ハンドルの回転操作方向に関係なくそ
のハンドルに操舵力を付与できる形式のものに適用され
ており、ハンドルの回転操作方向毎にそれぞれ別個の油
圧反力室を有する動力舵取装置には、単純にその技術を
適用することはできなかった。

本発明はこのような点に鑑み、ハンドルの回転操作方向
毎にそれぞれ別個の油圧反力室を有する動力舵取装置に
おいて、ハンドルの回転操作方向に対応した油圧反力室
に圧油を切換供給できるようにした制御弁を提供するも
のである。

以下図示実施例について本発明の詳細な説明すると、１
は導管２ａ 、２ｂを介して動力舵取装置３の流路制御
装置４へ圧油を給送するポンプ、５はこの制御装置４か
ら排出された油をポンプ１に還流させる導管で、上記導
管２ａ、２ｂの間には車速に応じて油圧を制御し、その
油圧を導管６および上記制御装置４内に設けた本発明に
係る制御弁を介して動力舵取装置３の油圧反力室に供給
する油圧制御装置７を設けている。

この油圧制御装置７は、車速に応じて油圧の大小を制御
できるものであれば従来公知の如何なる形式のものであ
ってもよいが、本実施例においては、以下の構成を有し
ている。

すなわち、この制御装置７のハウジング８内には連通孔
９を介して互いに連通ずる二つの室１０．１１を形成し
、一方の室１０をポンプ１側の導管２ａに、他方の室１
１を動力舵取装置３側の導管２ｂにそれぞれ連通ずる。

したがって、上記ポンプ１からの圧油は導管２ａ、室１
０、連通孔９、室１１および導管２ｂを介して動力舵取
装置３の流路制御装置４に給送されることになる。

また、上記ハウジング８内には中央部外周に環状溝１２
を刻設したスプール弁１３を摺動自在に嵌合し、その一
端面に上記室１０と連通する通路１４を介してその室１
０内の油圧を作用させることができるようにするととも
に、他端面には通路１５および室１６を介して上記室１
１内の油圧を作用させることができるようにし、かつ、
上記室１６内に弾装したばね１７の弾撥力により上記ス
プール弁１３を図に示す非作動状態位置に保持している
。

さらに、上記ハウジング８には、上記スプール弁１３が
非作動状態位置にあるときにその外周に形成した環状溝
１２と僅かに重合する環状溝１８と、スプール弁１３が
はね１７に抗して上方に変位された際に重合する環状溝
１９とを刻設し、後に詳述するように、上記環状溝１２
を導管６を介して動力舵取装置３の油圧反力室に、環状
溝１８を導管２０，２０ａを介して前記ポンプ１の貯槽
側に接続せる導管５に連通することにより、スプール弁
１１が非作動状態位置にあるときには上記油圧反力室内
の油圧がほとんど零となるようにしている。

また、上記環状溝１９はスプール弁１３内に形成した内
部通路２１および上記通路１４を介して室１０内に連通
し、後に詳述するように、室１０内の油圧が上昇してス
プール弁１３が上方に変位され環状溝１２．１９間が連
通されたときは、通路１４、内部通路２１、環状溝１９
．１２および導管６を介して、その室１０内の油圧を上
記油圧反力室に導入できるようにしている。

然して２２は頭部２２ａを上記室１１側から連通孔９内
に進入させその連通孔９を介して互いに連通ずる室１０
．１１間の流路面積を制御するポペット弁、２３はポペ
ット弁２２を図において下方に附勢し、通常上記連通孔
９を大きく開口させて室１０．１１間を流通する圧油が
その部分で絞られることがないように保持するバネ、２
４は上記ポペット弁２２の下端に連接した押圧杆で、こ
の押圧杆の下端は上記バネ２３の弾撥力により遠心ガバ
ナー機構２５に弾圧連繋している。

上記ガバナー機構２５は可撓軸２６を介して変速機２７
の出力軸等車両の速度に比例した回転が得られる駆動軸
に連動し、その駆動軸の回転数の大小、すなわち車速の
大小に応じた推力で上記押圧杆２４およびポペット弁２
２を上方に附勢できるようにしている。

なお図中、２８は上記ポペット弁２２が連通孔９を完全
に閉塞した場合であってもポンプ１から動力舵取装置３
への圧油の給送を保証するためのオリフィス通路、２０
ｂは上記室１１から上記バネ２３を収納した室２９へ漏
洩してきた油を上記ポンプ１に環流させる導管である。

このような構成を有する油圧制御装置７においては、車
両が低速度で直進している場合には遠心ガバナー機構２
５で発生する推力はポペット弁２２を下方に附勢するバ
ネ２３の弾撥力より小さく、したがってポペット弁２２
はそのバネ２３により図に示す非作動状態位置に保持さ
れている。

この状態では、油圧反力室に連通する導管６は環状溝１
２．１８および導管２０．２０ａを介してポンプ１の貯
槽側に連通しているため、上記油圧反力室には何ら油圧
は発生しない。

一方、車両が高速で直進する様になると、上記遠心ガバ
ナー機構２５で発生する推力がバネ２３の弾撥力より大
きくなり、上記ポペット弁２２をバネ２３の弾撥力に抗
して上方に変位させる。

すると、上記連通孔９がポペット弁２２の頭部２２ａに
より次第に閉塞され、上記室１０．１１間の流路面積が
絞られるため上流側の室１０の圧力が上昇し、この上昇
した油圧はスプール弁１３の下端に作用し、ばね１７に
抗してスプール弁１３を押上げる。

その結果、スプール弁１３の環状溝１２とハウジング８
の環状溝１８が遮断され、上記環状溝１２と環状溝１９
とが連通して室１０の圧油が通路１４、内部通路２１、
環状溝１９，１２および導管６を介して動力舵取装置３
の油圧反力室に導入される。

したがって、高速時にはその車速の増大に伴なって油圧
反力室内に導入される油圧が増大することとなる。

次に、動力舵取装置３の流路制御装置４の具体的構成を
第２図について説明すると、その装置４の本体３０内に
は３つのランド３１．３２．３３を形成したスプールバ
ルブ３４を摺動自在に嵌合し、このスプールバルブ３４
の一端部に形成した小径部３４ａに一対のリング３５を
摺動自在に嵌合するとともに両リング間にはね３６を弾
装し、このばね３６の弾撥力により両リング３５を小径
部両端の段部および本体３０内の壁面にそれぞれ弾接さ
せることにより、スプールバルブ３４を通常は図示非作
動位置、すなわち中立位置に位置させている。

また、このスプールバルブ３４の他端にはレバー３７を
連結し、第１図に示すように、このレバー３７をギヤボ
ックス３８を介してハンドル３９に連動させることによ
り、ハンドル３９の回転操作時には上記スプールバルブ
３４をばね３６に抗して左右に変位させることができる
ようにしている。

上記スプールバルブ３４が嵌装された孔４０の内面には
、上記各ランド３１，３２，３３にほぼ対応させて３つ
の環状溝４１，４２．４３を刻設し、上記スプールバル
ブ３４の中立位置において、中央の環状溝４２を各ラン
ド間に形成される環状溝４４．４５にそれぞれ連通させ
、また孔４０に刻設した左方の環状溝４１をスプールバ
ルブ３４の左方の環状溝４４に、同様に右方の環状溝４
３を右方の環状溝４５にそれぞれ連通させる。

そして、中央の環状溝４２を前記導管５に連通させ、両
側の環状溝４１．４３を本体３０に形成した通路４６を
介して相互に連通させるとともにこの通路４６を前記導
管２ｂに連通させることにより、スプールバルブ３４が
中立位置にあるときには、導管２ｂを介して本体３０内
に給送された圧油を導管５を介してポンプ１の貯槽側へ
還流させることができるようにしている。

また、上記スプール３４の環状溝４４．４５のそれぞれ
に臨ませて本体３０に形成した通路４７．４８は、第１
図に示すように、導管４９．５０を介して操向車輪に補
助動力を附与するパワーシリンダ５１内にそれぞれ連通
させている。

然して、上記本体３０内には、本発明に係る制御弁５２
を設けている。

この制御弁は上記孔４０と平行に形成した孔５３内に摺
動自在に嵌合したパイロットバルブ５４を備え、このパ
イロットバルブは、両端部に配設したばね５５．５６の
弾撥力を受けて通常は中立位置に保持されるようになっ
ている。

なお、ばね５５，５６を収納した室５７．５８内にはそ
れぞれストッパ部材５９．６０を収納し、上記パイロッ
トバルブ５４の左右の変位量を規制している。

上記パイロットバルブ５４の中央部にはランド６１を形
成するとともに両端部には各一対のランド６２，６３，
６４，６５を形成し、中央のランド６１とその両側のラ
ンド６３．６４とで形成した環状溝６６．６７をパイロ
ットバルブ５４の両端部に形成した内部通路６８．６９
を介してそれぞれこのパイロットバルブ５４の両端の室
５７．５８に連通させている。

そしてこれと同時に、上記環状溝６６．６７を本体３０
に形成した通路７０．７１を介してそれぞれ前記環状溝
４４．４５に連通させることにより、上記パイロットバ
ルブ５４の両端の室５７．５８が常時パワーシリンダ５
１内の各室とそれぞれ連通するよう構成している。

したがって、後に詳述するように、パワーシリンダ５１
の一方の室に高圧油が導入されてパワーシリンダが作動
した際には、上記室５７．５８の一方にも同圧の圧油が
導入され、上記パイロットバルブ５４を変位させること
ができる。

また上記本体３０には上記ランド６３．６４のそれぞれ
に向けて通路７２．７３を形成し、両通路を、上記パイ
ロットバルブ５４が中立位置にあるときには環状溝６６
．６７にそれぞれ連通させ、また両通路７２．７３は、
前記スプールバルブ３４のランド３１，３３の外側に形
成した油圧反力室７４，７５にそれぞれ連通させている
。

さらに、上記パイロットバルブ５４の両端部に形成した
各一対のランド６２，６３，６４゜６５間にそれぞれ形
成した環状溝７６．７７は本体３０に形成した通路７８
を介して相互に連通し、かつ、この通路７８を前記導管
６に連通ずることにより、両環状溝７６．７７に導管６
を介して車速に応じて圧力制御された油圧を導入できる
ようにしている。

したがって、両環状溝７６．７７は、パイロットバルブ
５４が中立位置にあるときには上記油圧反力室７４．７
５と連通ずる通路７２゜７３との連通が遮断されている
が、そのパイロットバルブ５４が変位した際には、一方
の環状溝７６又は７７が一方の通路７２又は７３と連通
して上記圧力制御された油圧を一方の油圧反力室７４又
は７５に導入させることができる。

以上の構成を有するため、車両の直進走行時すなわちバ
ンドル３９およびこれに連動するスプールバルブ３４が
中立位置にあるときには、ポンプ１から吐出された圧油
は導管２ａ、室１０、連通孔９、室１１、導管２ｂを介
して流路制御装置４の本体３０内に流入し、通路４６に
よって分流されて環状溝４１．４３内にそれぞれ流入し
、さらに各環状溝４１．４３内に流入した圧油はそれぞ
れ環状溝４４．４５を介して環状溝４２内に流入し、こ
こで合流されて上記本体３０から流出し、導管５を介し
て上記ポンプ１の貯槽側に還流している。

この状態においては、上記環状溝４４ 、４５の油圧は
同圧に保たれ、したがって各環状溝４４゜４５に通路４
７，４８、導管４９．５０を介してそれぞれ連通してい
るパワーシリンダ５１、並びに通路７０，７１、環状溝
６６．６７、内部通路６８．６９を介してそれぞれ連通
している室５７゜５８の圧力も同圧となり、パワーシリ
ンダ５１が作動されたりパイロットバルブ５４が中立位
置から変位されることがない。

したがってまた、通路７２．７３を介して環状溝６６．
６７のそれぞれに連通ずる油圧反力室７４．７５内の圧
力も同圧となり、スプールバルブ３４にこれを変位させ
ようとする推力が作用することはない。

一方、前記油圧制御装置７から導管６を介して流路制御
装置４の本体３０内に流入した圧油は、通路７８によっ
て分流され、環状溝７６．７７のそれぞれに導かれてこ
こで遮断されている。

上記車両の直進走行状態からバンドル３９を回転操作し
、これと連動するスプールバルブ３４を例えば第２図の
右方向に変位させて旋回状態に移行すると、スプールバ
ルブ３４の右行により環状溝４１．４４および４２，４
５間の連通が遮断され、導管２ｂを介して本体３０内に
流入したポンプ１からの圧油は通路４６、環状溝４３，
４５、通路４８および導管５０を介してパワーシリンダ
５１の一方の室のみへ供給されることとなり、他方、そ
のパワーシリンダ５１の他方の室は導管４９、環状溝４
４．４２および導管５を介してポンプ１の貯槽側に連通
しているので、上記パワーシリンダ５１は画室間の圧力
差によって作動して従来と同様に図示しない操向車輪に
補助動力を付与する。

これと同時に、パイロットバルブ５４を中立位置に保持
するばね５５，５６が収納された室５７，５８は、左方
の室５７が環状溝４４を介してポンプ１の貯槽側に、右
方の室５８が環状溝４５を介してポンプ１の吐出側にそ
れぞれ連通することとなるので、パイロットバルブ５４
は両室５７．５８の油圧圧力差により左方に変位される
。

そして、パイロットバルブ５４が左方に変位されると、
一方の油圧反力室７４は依然として通路７２を介してパ
イロットバルブ中央左方の環状溝６６に連通しているの
に対し、他方の油圧反力室７５はパイロットバルブ中央
右方の環状溝６７との連通が遮断されてパイロットバル
ブ右端部の環状溝７７と連通されるため、この油圧反力
室７５には、導管６、通路７８、環状溝７７および通路
７３を介して前記油圧制御装置７によって圧力制御され
た油圧が導入されることとなる。

かかる車両の旋回状態において、車両の低速走行時には
前述したように油圧反力室７５に導入される油圧制御装
置７からの圧油は低いため、スプールバルブ３４に作用
する作動方向の反力は実質的にはね３６の弾撥力のみと
なり、したがって操向抵抗が大きくても軽快なバンドル
操作を行うことができる。

一方、車両の高速走行時には油圧制御装置７から上記油
圧反力室７５に導入される油圧は大きいので、スプール
バルブ３４に作用する作動方向の反力は上記ばね３６の
弾撥力と油圧反力室７５内の制御油圧となり、したがっ
て操向抵抗が小さくても安定したバンドル操作を行うこ
とができる。

さらにこのときには、上記導管２ｂとパワーシリンダ５
１の一方の室とを連通ずる流路内の油圧は、パワーシリ
ンダ５１の出力に応じて、すなわち操向抵抗の大きさに
応じて上昇するため、上記油圧制御装置７の遠心ガバナ
ー機構２５の推力に応じて制御された室１０内の油圧も
上昇する。

このとき、室１０の油圧を受けるスプール弁１３の下端
に操向抵抗に応じて上昇した油圧が作用するが、同時に
スプール弁１３の上端にも室１６に通ずる通路１５およ
び室１１を介して同圧の油圧が作用するので、スプール
弁１３の位置は操向抵抗により発生した油圧により変位
することはない。

したがって、上記油圧反力室には車速に応じた油圧のほ
かに操向抵抗に応じた油圧をも導入されることとなり、
高速旋回時には重く安定した、しかも操向抵抗に応じた
操舵力により良好な操向感覚が得られる。

上記実施例においてはパイロットバルブ５４を、上記パ
ワーシリンダ５１の各室に導入される油圧圧力差を利用
して変位させるようにしているが、その他、例えばバン
ドル３９の回転方向、スプールバルブ３４の変位方向、
或いはパワーシリンダ５１の作動方向を検出して電磁ソ
レノイド等により上記パイロットバルブを所要の方向に
変位させるようにしてもよい。

本発明は以上述べたように、バンドルの回転操作に応じ
て中立非作動位置から左右に進退制御され、ポンプとパ
ワーシリンダ間の油圧回路を切換制御するスプールバル
ブと、このスプールバルブの両端部にそれぞれ形成され
、導入される油圧に応じて上記バンドルに操舵力を付与
する油圧反力室と、車速に応じて油圧の大小を制御する
油圧制御装置とを備える動力舵取装置において、バンド
ル回転操作時に中立非作動位置から左右に変位されて上
記油圧制御装置からの制御油圧を一方の油圧反力室に切
換導入するパイロットバルブを設けたものであるから、
バンドルの回転操作方向毎にそれぞれ別個の油圧反力室
を有していても、各油圧反力室に車速に応じた制御油圧
を供給することができ、したがって低速走行時には軽快
な操舵力が、高速時には安定した操舵力が得られるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る制御弁を備えた動力舵取装置全体
の配管系統図、第２図は第１図の要部の拡大縦断面図で
ある。 １・・・・・・ポンプ、７・・・・・・油圧制御装置、
３４・・・・・・スプールバルブ、３９・・・・・・バ
ンドル、５１・・・・・・パワーシリンダ、５４・・・
・・・パイロットバルブ、７４゜７５・・・・・・油圧
反力室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ハンドルの回転操作に応じて中立非作動位置から左
   右に進退制御され、ポンプとパワーシリンダ間の油圧回
   路を切換制御するスプールバルブと、このスプールバル
   ブの両端部にそれぞれ形成され、導入される油圧に応じ
   て上記ハンドルに操舵力を付与する油圧反力室と、車速
   に応じて油圧の大小を制御する油圧制御装置とを備える
   動力舵取装置において、ハンドル中立位置にては車速に
   よる油圧制御装置よりの反力油圧を遮断し、ハンドル回
   転操作時に中立非作動位置から左右に変位されて上記油
   圧制御装置からの制御油圧を一方の油圧反力室に切換導
   入するパイロットバルブを設けたことを特徴とする動力
   舵取装置の制御弁。