JPS61222870A - 車両に使用されるパワ−・ステアリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野・関連出願 この発明は、車両に使用されるパワー・ステアリング、
殊に、ばね反力型コントロール・バルブを備えたパワー
・ステアリングに関する。

背景技術 一般に、この種のパワー・ステアリング、例えば、ロー
タリ型のコントロール・バルブを備えたインテグラル型
パワー・ステアリングは、ステアリング・ホイールに加
えられる操舵力がトーション・パーを介してそのコント
ロール・バルブに伝達され、オイル・ポンプからフロー
・コントロール・バルブを経て送られる圧油をパワー・
シリンダの一対のシリンダ室の何れかに送り・、倍力装
置としてのそのパワー・シリンダの駆動によって操舵す
るように構成されてきている。

そのようなパワー・ステアリングにおいて、操舵すると
きの反力はそのトーション・バーの捩りトルクおよびそ
のオイル・ポンプ側からそのコントロール・バルブに送
られる圧油の流量によって決定される。

しかし、そのオイル・ポンプからの圧油の吐出量は、車
両に搭載されたエンジンの回転数にほぼ比例することか
ら、操舵するときの反力は、そのエンジンの回転数の変
化によって変り易く、従って、従来では、そのばね反力
型コントロール・バルブに送られる圧油の流量を増減す
ることによってその反力の調整をしてきているが、車両
の走行時における変速機での変速操作によって、そのエ
ンジンの回転数は著しく変化するので、反力を適正に制
御することが困難であった。

発明の目的・課題 この発明の目的は、ばね反力型コントロール・ジン回転
数の変化に応じて反力が変化することを防止し、走行条
件に応じた適正な反力を得て操舵を容易にし、殊に、高
速走行時における反力を比較的大きくして、操縦性を向
上す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。

目的・課題に係る構成上の発明の概要：請求する発明の
内容 それらを課題として、この発明の車両に使用されるパワ
ー・ステアリングは、オイル・ポンプと、フロー°コン
トロール°バルブと、ばね反力型コントロール・バルブ
と、パワー・シリンダとよりなり、操舵するものにして
、そのばね反力型コントロール・バルブが開口面積の異
なる１次側および２次側圧力ポートを備え、１次側供給
通路がそのフロー・コントロール・バルブのコントロー
ル、バルブ・ポートをそのばね反力型コントロール・バ
ルブの１次側圧力ボートに接続し、２次側供給通路がそ
のフロー・コントロール・バルブのコントロール・バル
ブ・ポートをそのばね反力型コントロール・バルブの２
次側圧力ポートに接続し、可変絞りがその１次側および
２次側供給通路の何れか一方に配置され、かつ、車速、
エンジン回転数などに応じて、そのフロー・コントロー
ル°バルブのコントロール・バルブ・ポートからそれら
１次側および２次側圧力ポートに送られる圧油の流量を
それぞれ調節する構成にしている。

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
リングの望ましい具体例について、図面を参照して説明
する。

第１ないし２図は、キャブ・オーバ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
の具体例１０を概説的に示している。

このパワー・ステアリング１０は、オイル・ポンプ１１
と、フロー・コントロール・バルブ１２と、ばね反力型
コントロール・バルブ１６と、パワー・シリンダ５２と
よりなり、操、舵するものにして、そのばね反力型コン
トロール・バルブ１６が一対の１次側圧カポ−１−１８
，１９およびそれら圧力ポート１８．１９よりも開口面
積が大きくされた２次側圧力ボート２０．２１をそれぞ
れ備え、１次側および２次側供給通路６１．６２がその
フロー・コントロール・バルブ１２のコントロール・バ
ルブ・ポート１４をそれら１次側および２次側圧力ポー
ト１８．１９．２０，２１にそれぞれ接続し、可変絞り
６３がその１次側および２次側供給通路６１．６２に配
置され、さらに、車速センサおよびアンブリファイヤに
よって、そのフロー°コントロール・バルブ１２のコン
トロール・バルブ・ポート１４をその１次側および２次
側圧力ポート１８．１９．２０．２１に切換え接続する
ように、その可変絞り６３を動作し、そのトラックの走
行速度に適した反力が得られるように構成されている。

オイル・ポンプ１１は、そのトラックに搭載されたエン
ジンで駆動されるもので、オイル・リザーバ７４に溜め
られたオイルを吸り上げ、そのエンジンの回転数に応じ
た吐出量が得られるように構成されている。

フロー・コントロール・バルブ１２は、ポンプ・、ｔ？
−）１３、コントロール・バルブ・ホード１４およびサ
クション・ポート１５をそれぞれ備え、オイル・リター
ン°コントロール・スプール（図示せず）の摺動によっ
て、そのポンプ・ポート１３に送られる圧油をそのコン
トロール・バルブ・ポート１４に流し、かつ、圧油の余
剰流量をそのサクション・ポート１５に流すように構成
されている。

従って、そのポンプ・ポート１３は供給通路７０を介し
てそのオイル・ポンプ１１の吐出側に接続され、そのコ
ントロール・バルブ・ポート１４【よ後述する１次側お
よび２次側供給通路６１．６２を介してばね反力型コン
トロール・バルブ１６の１次側および２次側圧力ポート
１８．１９．２０．２１に接続され、また、そのサクシ
ョン・ポート１５は戻り通路７３を介してそのオイル・
ポンプ１１の吸込み側、すなわち、オイル・リザーバ７
４に接続されている。

上述のオイル・ポンプ１１およびフロー°コントロール
・バルブ１２は゛、既存のキャブ・オーｌ＜型トラック
に使用されるパワー・ステアリングにおけるそれらと実
質的に同一に構成されるので、それらの構成の詳細な説
明を省略する。

ばね反力型コントロール・バルブ１６は、ロークリ型の
もので、後述するパワー・シリンダ５２のケーシング５
３に組み付けられたスリーブ１７と、そのスリーブ１７
内に回転可能に嵌め合わせられ、トーション・バー（図
示せず）を介してステアリング・シャフト（図示せず）
に連結されたスプール３８とより構成されている。

そのスリーブ１７には、互いに向かい合うようにして一
対の１次側圧力ポート１８．１９がそれぞれ形成され、
さらに、それら１次側圧力ポート１８．１９間には、一
対の２次側圧力ボート２０．２１が互いに向かい合うよ
うにして、それぞれ形成されている。

従って、それら１次側および２次側圧力ポート１８．１
９．２０．２１はそのスリーブ１７の軸芯において互い
に直交する２本の直径方向のｎ上に位置されるように、
そのスｉ−ブ１７に所定の間隔を保ってそれぞれ形成さ
れている。

また、それら１次側および２次側圧力ポート１８・１９
．２０．２１のそれぞれの両側の位置において、そのス
リーブ１７には８個のパワー・シリンダ・ポート２２．
２３．２４．２５．２６．２７．２８．２９が所定の間
隔を保ってそれぞれ形成されている。

その１次側圧力ポート１８．１９のそれぞれの両側に形
成された４個のパワー・シリンダ・ポート２２．２３．
２６．２７は、その１次側圧力ポート１８．１９のため
に形成され、しかも、互いに向かい合うそのパワー・シ
リンダ・ポート２２．２６は、パワー・シリンダ５２を
右折側に動作させるために使用され、また、他の互いに
向かい合うそのパワー・シリンダ・ポート２３．２７は
そのパワー・シリンダ５２を左折側に動作させるために
使用される。

また、その２次側圧力ボート２０．２１のそれぞれの両
側に形成された４個のパワー・シリンダ・ポート２４．
２５．２８．２９は、その２次側圧力ポート２０．２１
のために形成され、しかも、互いに向かい合うそのパワ
ー・シリンダ・ポート２４．２８は、そのパワー・シリ
ンダ５２を右折側に動作させるために使用され、また、
他の互−１に向かい合うそのパワー・シリンダ・ポート
２５．２９は、そのパワー・シリンダ５２を左折側（こ
動作させるために使用される。

勿論、そのスリーブ１７の内周面には、それら１次側お
よび２次側圧力ポート１８．１９．２０゜２１に連絡さ
れた４個のスリーブ溝３０．３１．３２．３３がそれぞ
れ形成され、また、それらスリーブ溝３０．３１．３２
．３３の間において、そのスリーブ１７の内周面には４
個のスリーブ溝３４．３５．３６．３７がそれぞれ形成
されている。

そのスプール３８は、そのスリーブ１７内に回転可能に
嵌め合わせられるもので１．内側を空洞状にして、排出
通路３９を形成している。

また１そのスプール３８には、中立状態において、その
スリーブ１７の４個のスリーブ溝３４．３５．３６．３
７をその排出通路３９に連絡するように、４個の排出ボ
ート４０．４１．４２．４３がそれぞれ形成されている
。それら排出ポート４０．４１．４２′、４３は、その
スプール３８の軸芯において互いに直交する２本の直径
方向の線上にそれぞれ位置されている。

さらに、そのスプール３８の外周面には、中立状態にお
いて、そのスリーブ１７のパワー・シリンダ・ポート２
２．２３．２４．２５．２６．２７．２８．２９にそれ
ぞれ連絡されるように、８個のスプール溝４４．４５．
４６．４７．４８．４９．５０．５１がそれぞれ形成さ
れている。

勿論、そのスプール３８の中立状態において、そのスプ
ール３８のスプール溝４４．４５．４６．４７．４８．
４９．５０．５１は、そのスリーブ１７のスリーブ溝３
０．３１．３２．３３．３４．３５．３６．３７にそれ
ぞれ連絡され、換言するならば、そのスプール３８はア
ンダー・ラップ状れている。

従って、そのスプール３８が第１図に示されるように中
立状態に置かれているとき、その１次側および２次側圧
力ボート１８．１９．２０．２１は、そのスリーブ１７
のスリーブ溝３０．３１．３２．３３．３４．３５．３
６．３７、そのスプール３８のスプール溝４４．４５．
４６．４７．４８．４９．５０．５１および排出ポート
４０．４１．４２．４３を介して、その排出通路３９に
連絡されている。

また、そのように構成されたばね反力型コントロール・
バルブ１６において、その２次側圧力ホー１−２０，２
１付近におけるそのスリーブ１７とそのスプール３８の
アンダー・ラップは、第２および３図から最も良く理解
されるように、その１次側圧力ポート１８．１９付近に
おけるそのスリーブ１７とそのスプール３８のアンダー
・ラップよりも大きくされ、換言するならば、その２次
側圧力ポート２０．２１の開口面積は、その１次側圧力
ボート１８．１９の開口面積よりも大きくされている。

パワー・シリンダ５２は、シリンダ・ボア５４を備える
パワー・シリンダ・ケーシング５３と、そのシリンダ・
ボア５４に一対のシリンダ室５６．５７を形成するよう
に、そのシリンダ・ボア５４に往復摺動可能に嵌め合わ
せられたパワー・ピストン５５と、一端側をそのパワー
・シリンダ・ケーシング５３の外側に伸長するようにし
て、他端をそのパワー・ピストン５５に連結した操作ロ
ッド５８とより構成されている。

勿論、そのパワー・シリンダ５２は、それら一対のシリ
ンダ室５６．５７にそれぞれ連絡された一対のポー）−
５９，６０をそれぞれ備えている。

また、第１図において、そのパワー・シリンダ５２は、
その構成の説明を容易にするため、概説的に示され、操
作ロッド５８を含むものとして説明しているが、実際は
、そのパワー・ピストン５５にラックを形成し、その操
作ロッド５８に相当するセクタ・シャフトがそのラック
に噛合され、そのパワー・ピストン５５の軸方向の摺動
をそのセクタ・シャフトの回転運動に変換するように構
成されていることは勿論である。

従って、概説的に示されたパワー・シリンダ５２の操作
ロッド、すなわち、そのセクタ・シャフト５８は、ピッ
トマン・アーム、ドラッグ・リンクなどを介して、ナッ
クルに連結されている。

そのように構成されたパワー・シリンダ５２の一方のポ
ート５９、すなわち、そのパワー・シリンダ５２を右折
側に動作させるためのポート５９は、右折側連通路７１
を介して、上述のばね反力型コントロール・バルブ１６
の４個の右折側パワー・シリンダ・ボート２２．２４．
２６．２８に、また、そのパワー・シリンダ５２を左折
側に動作させるための他方のボート６０は、左折側連通
路７２を介して、そのばね反力型コントロール・バルブ
１６の４個の左折側パワー・シリンダ・ボート２３．２
５．２７．２９にそれぞれ接続されている。

１次側供給通ＩＩｒＪ６１は、所定の位置において分岐
され、一端を上述のフロー・コントロール°バルブ１２
のコントロール・ノベルブ・ポート１４Ｉこ、分岐され
た他端をそのばね反力型コントロール。

バルブ１６の一対の１次側圧力ポート１８．１９にそれ
ぞれ接続している。

２次側供給通路６２は、その１次側供給通路６１と同様
に所定の位置において分岐され、一端をそのフロー・コ
ントロール・バルブ１２のコントロール・バルブ・ポー
ト１４に、分岐された他端をそのばね反力型コントロー
ル・バルブ１６の一対の２次側圧力ポート２０．２１に
それぞれ接続している。

勿論、その１次側および２次側通路６１．６２のそれぞ
れの一端側は第１図に示されるように、そのフロー・コ
ントロール・バルブ１２のコントロール・バルブ・ポー
ト１４に接続するために、１本の通路として共通化され
ている。

可変絞り６３は、第１図に示されるように、その１次側
および２次側供給通路６１．６２に配置きれ、そのフロ
ー・コントロール・バルブ１２の刃型コントロール・バ
ルブ１６の１次側および２次側圧力ポート１８．１９．
２０．２１に切換え接続するように構成されている。

すなわち、その可変絞り６３は、ロータリ型のもので、
ロータ・ボア６４、そのロータ・ボア６４に連絡された
入口側ポー）６５．１次側出口ポート６６および２次側
出口ボート６７を備えるケーシングと、切欠き６９を備
え、その入口側ポート６５をその１次側および２次側出
口ボート６６．６７に切換え接続するように、そのロー
タ・ボア６４内に回転可能に配置されたロータ６８と、
そのロータ６８を回転させるステッピング・モータ（図
示せず）とより構成されている。

勿論、その可変絞り６３の入口側ポート６５は、そのフ
ロー・コントロール・バルブ１２のコントロール・バル
ブ・ポート１４に、その１次側出口ボート６６はそのば
ね反力型コントロール・バルブ１６の１次側圧力ボート
１８．１９に、また、その２次側出口ポート６７ばその
ばね反力型コントロール・バルブ１６の２　次６１１圧
、ｌ］ホー）　２０．２１にそれぞれ接続されている。

そのように構成された可変絞り６３のステッピング・モ
ータは、車速センサに接続されたアンブリファイヤに電
気的に接続されている。

すなわち、その車速センサはそのトラックのスピード・
メータ・ケーブルによって動作され、そのトラックの走
行速度を検出してそのアンブリファイヤに出力信号を送
り、そのアンブリファイヤがその信号を増幅して、その
ステッピング・モータに出力信号を送るように構成され
ている。

勿論、そのトラックが低速走行をしているとき、そのス
テッピング・モータはその車速センサからの信号によっ
て、そのロータ６８を第１図において左側に回転させ、
その入口側ポート６５をその１次側出口ポート６６に接
続し、また、そのトラックが高速走行をしているとき、
そのステッピング・モータはその車速センサからの信号
によって、そのロータ６８を右側に回転させ、その入口
側ポート６５をその２次側出口ポート６７に接続するよ
うに構成されている。

また、上述の可変絞り６３の制御系統にあっては、車速
センサおよびアンブリファイヤが使用されるものとして
説明したが、車速センサと、入力および出力回路、演算
回路、記憶回路、制御回路および電源回路、よりなるコ
ントローラとを使用して、その可変絞り６３の制御をよ
り高度にすることも可能である。

さらに、上述の可変絞り６３は、３ポート型のものとし
て説明したが、２ポート型の可変絞りを２個使用し、そ
の１次側および２次側供給通路６１．６２にそれぞれ独
立して設けることも可能である。

次に、上述のパワー・ステアリング１０Ｊ！を備えるキ
ャブ・オーバ型トラックの走行について述べるに、その
トラックが低速走行をしているとき、可変絞り６３のス
テッピング・モータは、車速センサからの信号により、
ロータ６８を第１図において反時計方向に回転させ、入
口側ポート６５を１次側出口ボート６６に接続する。

そして、オイル・ポンプ１１からフロー・コントロール
・バルブ１２を経てその可変絞り６３の入口側ポート６
５に送られる圧油は、１次側供給通路６１を介して、ば
ね反力型コントロール・バルブ１６の１次側圧カポ−）
１８．１９に送られ、そのような状態でステアリング・
ホイールが回転され、そのばね反力型コントロール・バ
ルブ１６のスプール３８が何れか一方に回転されるなら
ば、その１次側圧力ポート１８．１９は右折側、ｆワー
・シリンダ・ポー）−２２，２６および左折側パワー、
シリンダ・ポート２３．２７の何れかにそれぞれ接続さ
れる。

その結果、その１次側圧力ポート１８．１９に送られる
圧油は、パワー・シリンダ５２の右折側および左折側シ
リンダ室５６．５７の何れか一方に送られて、そのパワ
ー・シリンダ５２が動作し、操舵がなされる。

勿論、そのように操舵されるときの反力は、そのばね反
力型コントロール・バルブ１６におけるトーション・バ
ーの捩りトルク、および、その１次側圧力ポート１８．
１９に送られる圧油の流量従って、そのトラックが低速
走行をしているときには、その１次側圧力ポート１８．
１９において、所定の流量および圧力が確保されている
ので、適正な反力を得ながらの操舵がなされる。

また、そのステアリング・ホイールが中立位置に置かれ
ているとき、換言するならば、そのばね反力型コントロ
ール・バルブ１６のスプール３８が第１図に示されるよ
うに中立位置に置かれているとき、そのスプール３８は
スリーブ１７にアンダー・ラップ状態で嵌め合わせられ
、しかも、そのスプール３８内の排出通路３９は戻り通
路７３に接続されているので、その１次側圧力ポート１
８．１９に送られた圧油は、オイル・リザーバ７４に戻
される。

さらに、そのトラックが高速走行をすると、その可変絞
り６３のステッピング・モータは車速センサからの信号
により、そのロータ６８を第１図において時計方向に回
転させ、その入口側ポート６５を２次側出口ポート６７
に接続する。

すなわち、そのオイル・ポンプ１１からフロー・コント
ロール・バルブ１２を経てその可変絞す６３の入口側ポ
ート６５に送られる圧油は、２次側供給通路６２を介し
てそのばね反力型コントロール・バルブ１６の２次側圧
力ポート２０．２１に送られる。

従って、上述の場合と同様に、そのスプール３８が回転
されるならば、そのパワー・シリンダ５２が動作されて
、操舵がなされるが、その２次側圧力ポート２０．２１
は、その１次側圧力ボート１８．１９よりも開口面積を
大きくしているので、その２次側圧カポ−）２０．２１
において、圧油の圧力が低下し、その結果、反力が比較
的大きくなり、高速走行時の操縦性が向上される。

発明の利便・利益 如上のこの発明によれば、オイル・ポンプと、フｐ−・
コントロール・バルブと、ばね反力型コントロール・バ
ルブと、パワー・シリンダとよねなり、操舵するものに
して、そのばね反力型コントロール・バルブが開口面積
の異なる１次側および２次側圧力ポートを備え、１次側
および２次側供給通路がそのフロー・コントロール・バ
ルブのコントロール・バルブ・ポートをそのばね反力型
コントロール・バルブの１次側および２次側圧力ポート
にそれぞれ接続し、可変絞りがその１次側および２次側
供給通路の何れか一方に配置され、かつ、車速、エンジ
ン回転数などに応じて、そのフロー・コントロール・バ
ルブのコントロール。

バルブ・ポートからそれら１次側および２次側圧力ポー
トに送られる圧油の流量をそれぞれ調整するように構成
されているので、ばね反力型コントロール・バルブを備
えて操舵するものの特性として、エンジン回転数の変化
に応じて反力が変化することが防止され、走行条件に応
じた適正な反力を得て操舵が容易になり、殊に、高速走
行時における反力が比較的大きくなり、操縦性が向上さ
れ、極めて実用的になる。

発明と具体例との関係 先のように、図面を参照しながら説明されたこの発明の
具体例からして、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、種々の設計的修正や変
更は容易に行われることであり、さらには、乙の発明の
内容が、その発明と本質的に同一の課題を充足し、その
発明と同一の効果を達成するところのその発明と本質的
に同一の態様に容易に置き換えられるでしよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、キャブ・オーバ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・ステアリングの具体例
を示す概説図、第２図は、第１図に示されたばね反力型
コントロール・バルブにおける１次側圧力ポートを示す
拡大部分断面図、および、第３図は、第１図に示された
ばね反力型コントロール・バルブにおける２次側圧力ポ
ートを示す拡大部分断面図である。 １０・・・車両に使用されるパワー・ステアリング、１
１・・・オイル・ポンプ、１２・・・フロー・コントロ
ール・バルブ、１６・・・ばね反力型コントロール・バ
ルブ、１８．１９・・・１次側圧力ポート、２０．２１
・・・２次側圧力ポート、５２・・・パワー・シリンダ
、６１・・・１次側供給通路、６２・・・２次側供給通
路、６３・・・可変絞り。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 オイル・ポンプと、フロー・コントロール・バルブと、
   ばね反力型コントロール・バルブと、パワー・シリンダ
   とよりなり、操舵するものにおいて、 そのばね反力型コントロール・バルブが、開口面積の異
   なる１次側および２次側圧力ポートを備え、 １次側供給通路が、そのフロー・コントロール・バルブ
   のコントロール・バルブ・ポートをそのばね反力型コン
   トロール・バルブの１次側圧力ポートに接続し、 ２次側供給通路が、そのフロー・コントロール・バルブ
   のコントロール・バルブ・ポートをそのばね反力型コン
   トロール・バルブの２次側圧力ポートに接続し、 可変絞りが、その１次側および２次側供給通路の何れか
   一方に配置され、かつ、車速、エンジン回転数などに応
   じて、そのフロー・コントロール・バルブのコントロー
   ル・バルブ・ポートからそれら１次側および２次側圧力
   ポートに送られる圧油の流量をそれぞれ調節する ことを特徴とする車両に使用されるパワー・ステアリン
   グ。