JP2002308126A

JP2002308126A - 油圧支持ステアリングシステム

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Publication number: JP2002308126A
Application number: JP2002048317A
Authority: JP
Inventors: Armin Schymczyk; シムクツィックアルミン; Dirk Sickert; ジッケルトディック
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2002-02-25
Publication date: 2002-10-23
Anticipated expiration: 2022-02-25
Also published as: US20020148670A1; JP3689055B2; EP1234748B1; DE50100952D1; EP1234748A1; US6820714B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】油圧ピストンシリンダユニットで駆動される
ステアリングギヤを備えた油圧支持ステアリングシステ
ムの油圧ピストンシリンダユニットがステアリングダン
パとしても働くステアリングシステムを提供する。【解決手段】油圧ピストンシリンダユニットの各シリ
ンダチャンバ25,26は、圧力供給ラインとしても戻りラ
インとしても役立つ別個の油圧ライン10,11に連結され
ている。油圧ライン10,11は又、ステアリング動作によ
り作動されるサーボバルブ5に連結されている。少なく
とも１つの流れ方向に可変流れ抵抗をもたらす自動調整
式絞り機構12,13が、少なくとも１つの油圧ライン10,11
中に配置されている。自動調整式絞り機構12,13を通る
作動油の流れは、この流れ方向における流れ抵抗を決定
し、即ち、流量が低い場合には高い流れ抵抗が生じ、流
量が高い場合には低い流れ抵抗が生じる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ピストンシリ
ンダユニットによって駆動されるステアリングギヤを備
えた油圧支持ステアリングシステムに関する。

【０００２】

【発明の背景】長年にわたり油圧支持ステアリングシス
テムが知られている。さらに、ステアリングギヤの顕著
な円滑動作は、車の操縦性にプラスの影響を与えること
ができるということは周知である。しかしながら、円滑
に動作するステアリングギヤにより、ステアリングシス
テムは全体として、油圧ステアリング支持方式によって
強化される場合のある振動を受けやすくなる。したがっ
て、ステアリングシステムにおける振動を効果的に抑制
するステアリングダンパを用いることが必要である。油
圧式ステアリングスタビライザの一例が、米国特許第
４，４６７，８８４号に示されている。さらに、ムラの
ある又は不規則な圧力変化が油圧システム中に生じて圧
力ピークがシステムの戻りラインに達すると、望ましく
ない騒音が油圧支持ステアリングシステムに生じる場合
がある（「ウォーターラインノッキング（water line k
nocking 」）。これは例えば、運転中、ステアリングホ
イールに作用する擾乱（外乱）によって引き起こされる
場合がある。この望ましくない騒音の抑制のために、油
圧支持ステアリングシステムでは流体力学的ダンピング
要素（「絞り」又は「補償容積部（compensating volum
es」）が用いられる場合が多い。

【０００３】ドイツ国特許出願公開明細書ＤＥ２８３８
１５１Ａ１は、ステアリングシステムの油圧支持体とし
てもステアリングダンパとしても用いることができる油
圧ピストンシリンダユニットを教示している。さらに、
ドイツ国特許出願公開明細書ＤＥ４０２９１５６Ａ１
は、ピストンシリンダユニットがステアリングダンパと
しても役立つ油圧支持ステアリングシステムの望ましく
ない振動又は不規則な圧力変化を抑制するため、シリン
ダサブチャンバに向かう供給方向においてのみ動作する
ダンピングバルブをピストンシリンダユニットのシリン
ダサブチャンバの油圧ライン中に組み込むと有利である
ことを開示している。

【０００４】さらに、最適なステアリング特性を達成す
るため、油圧支持ステアリングシステムが速度の関数と
して働くのが有利である。大きな操舵角（ステアリング
舵角）の変化は、車速が低い場合（例えば、操縦の際）
に生じる場合が多く、この場合、油圧システム中の高い
内部ダンピング性が不利に働く場合がある。かくして、
油圧システム中の高い内部ダンピング性は、ピストンシ
リンダユニットのシリンダサブチャンバ内への油圧流体
の最大流量を制限し、それにより、ピストンシリンダユ
ニットの調整速度を制限する。もし運転手が早い調整運
動を行おうとした場合、これにより、油圧ステアリング
支持装置が故障することになる。他方、車速が高い場
合、制御力が非常に小さいのでステアリング動作の油圧
支持方式は不要であるばかりでなく、振動を受けやすい
ので運転上の安定性が低下する場合さえある。車速が高
い場合、油圧ステアリング支持装置の完全な作動停止又
はステアリングダンパとして動作しているピストンシリ
ンダユニットの少なくとも高いダンピング効果を発揮す
ることが有利である。

【０００５】速度依存ステアリングシステムの一例が、
ドイツ国特許出願公開明細書ＤＥ２８３８１５１Ａ１に
開示されている。この開示内容によれば、車速が低い場
合にステアリング支持手段として動作するに過ぎず、車
速が高い場合にはステアリングダンパとして役立つに過
ぎないピストンシリンダユニットから成るステアリング
システムが提案されている。このため、車速は、電子手
段によって分析され、ピストンシリンダユニットは必要
に応じて加圧されるに過ぎない。しかしながら、この装
置は、多くの欠点を持っており、第１に、この装置で
は、車速を検出してこの情報の電気的又は電子的評価を
行う必要があり、第２に、空気圧制御のための電子制御
動力式（パワーアシスト）装置が必要となる。両方の要
因によりコストが増大すると共にステアリングシステム
の複雑さが高くなるので、ステアリングシステムは問題
又は故障を生じることになり、かかるステアリングシス
テムを小型の車に用いることは一層困難である。

【０００６】欧州特許出願公開明細書ＥＰ１０１３５３
５Ａ１は、シリンダサブチャンバに向かう油圧供給ライ
ン中に設けられた可変スロットルバルブ又は絞り弁で動
作し、流れ抵抗が油圧ポンプによって生じる圧力と油圧
流体リザーバに向かう戻りライン中の圧力の圧力差によ
り定まる油圧支持ステアリングシステムを開示してい
る。油圧ポンプは、車を駆動するエンジンと同期結合
（lock-synchonize ）される。油圧ポンプによって発生
した圧力はエンジン速度の関数なので、油圧支持ステア
リングシステムの特徴曲線は、車速の関数である。しか
しながら、必要とされる可変絞り弁は、機械的に高価で
あり、余分の油圧制御ラインを必要とし、これにより、
特に既存の旧式の車ではレトロフィットが困難になる。
さらに、エンジンと油圧ポンプの同期結合方式が全ての
場合に利用可能であると決めてかかるわけにはいかず、
特性曲線が車速の関数であるステアリングシステムの利
点は、あらゆる車において得ることができるわけではな
い。

【０００７】最後に、ドイツ国特許発明明細書ＤＥ１９
６５１５００Ｃ１は、油圧ステアリングシステムのダン
ピングバルブ構造を開示している。チェックバルブ及び
絞りバルブが、一構成部品内に組み合わされ、それによ
り、絞りバルブの流れ抵抗が油圧流体の温度依存粘度に
適合するようになっている。これは、絞りバルブによっ
て提供されるバイパス経路の開度を温度の関数として変
える温度感知式機械的設定要素を用いることにより得ら
れる。しかしながら、絞りバルブのダンピング作用をそ
れぞれの運転状況に適合させることは、この発明開示明
細書から想到することはできない。

【０００８】

【発明の概要】したがって、本発明の目的は、ダンピン
グ特性が自動車の当面の運転状態に自動的に適合するよ
うにピストンシリンダユニットがステアリングダンパと
しても働く油圧支持ステアリングシステムを提供するこ
とにある。本発明の別の目的は、絞り機構を安価に製造
できると共に既存の油圧支持ステアリングシステム中へ
の一体化が容易になるように絞り機構を設計することに
ある。

【０００９】ステアリングシステムが、ステアリングギ
ヤの運動を支援するピストンシリンダユニットを有す
る。ピストンシリンダユニットは、ピストンを有し、ピ
ストンは、作業シリンダ内で軸方向に変位し、このシリ
ンダを２つのシリンダチャンバに分割する。各シリンダ
チャンバは、圧力供給ラインとしても戻りラインとして
も役立つ別個の油圧ラインに連結されている。油圧ライ
ンは両方とも、ステアリング動作により作動されるサー
ボバルブにも連結されている。

【００１０】本発明の別の特徴では、少なくとも１つの
流れ方向に可変流れ抵抗をもたらす自動調整式絞り機構
が、少なくとも１つの油圧ライン中に配置される。絞り
機構を通る作動油の流れは、この流れ方向における自動
調整式絞り機構の流れ抵抗を定める。絞り機構を通る作
動油の流量が低い場合、高い流れ抵抗が生じ、これによ
り、油圧システム中の振動及び不規則な圧力変化の効果
的なダンピングが得られる。

【００１１】運転手が高い車速で僅かな運転角度の補正
を行おうとしたときにのみ、作動油の低い流量が生じる
ことになる。その結果、車速が高い場合には、ステアリ
ングシステムの油圧支持性は低く、これにより、車の操
縦性、特に、その運転安定性にプラスの効果が生じるこ
とになる。さらに、車の車輪に働く擾乱（外乱）によ
り、その結果、ステアリングギヤの運動が生じることに
なり、ピストンシリンダユニットがステアリングダンパ
として働く動作は、特に、ステアリングコラムを作動さ
せなかった場合に減衰することになる。かかる擾乱は場
合によっては車輪の不均衡から生じる場合があり、この
擾乱は、特に車速が高い場合にはマイナスの効果をもた
らすことがある。ステアリングギヤの有効なダンピング
が行わなければ、この不均衡は運転手にとって不快な
「ノッキング」の形態でステアリングコラムに伝わるこ
とになる。ピストンシリンダユニットがステアリングダ
ンパとして働けば、ほんの取るに足りないほどのピスト
ンの補償動作が作業シリンダ内で生じ、かかる補償動作
には、ほんの僅かな流量の作動油がシリンダチャンバ内
に流入する事態又はシリンダチャンバから流入する事態
が伴う。

【００１２】自動調整式絞り機構を通る作動油の流量が
多い場合、これに対して僅かな流れ抵抗が生じ、したが
って運転手のステアリング動作について効果的な油圧支
持が生じるようになる。運転手が最低速で操縦をする場
合、高い流量が生じるようになる。そうする際、運転手
は、最短時間で最も大きな操舵角（ステアリング舵角）
の変化を行う。ステアリング動作を支援する油圧システ
ム内における内部ダンピングが強すぎる場合、シリンダ
チャンバ内へ供給される作動油流量は適当レベルに足り
ず、ピストンシリンダユニットがステアリングギヤに及
ぼす支持力が著しく低下するようになる。この場合、運
転手は、自分のステアリング動作に大きな力を用いなけ
ればならず、それにより、乗り心地にマイナスの影響が
生じる。本発明によれば、絞り機構は、上述の条件下で
は絞り機構により低い流れ抵抗が生じるように設計され
ている。これにより、ステアリング動作が大きい場合で
も十分な油圧支持が利用できるようになる。

【００１３】上述の特性曲線を持つ絞り機構の流体力学
的ダンピングが、絞り機構を通る作動油の流れに応動し
ないで、サーボバルブと絞り機構との間の油圧ライン中
の圧力変化の速度又は絞り機構の前又は後ろで生じる動
的圧力差の大きさにそれ自体適合する場合、絞り機構を
作動させる類似のモードが生じる。

【００１４】別の実施形態では、絞り機構は、流路を１
つだけ定める。これにより、公知の多数の流路を持つダ
ンピングバルブと比較して、絞り機構の構造的及び生産
工学的コストが大幅に減少する。

【００１５】特定の利点は、絞り機構を適当に設計する
ことにより、流れ方向Ｒに絞り機構を通る流れの抵抗
は、作動油の流量に応じて連続的に変化する場合に結果
的に生じる。油圧支持ステアリングシステムの特性は、
油圧システムの内部ダンピングの連続変化により、特
に、ステアリングダンパとして働くピストンシリンダユ
ニットによって運転上の要件に連続的に適合し、この場
合、運転手は、動揺を覚えるステアリング特性の急激な
変化を感じることはない。

【００１６】別の利点は、自動調整式絞り機構が、作動
油の流れ方向、即ち「遮断方向（blocked direction
）」及び「貫流方向（flow-through direction）」に
対して非対称の流れ抵抗特性曲線を呈する場合に結果と
して得られる。この種の自動調整式絞り機構両方の油圧
ライン中に配置すると特に有利である。シリンダチャン
バの圧力取入れ口に対して、絞り機構は各々有利には、
貫流方向に配置される。かかる取付け構造により、特定
のシリンダチャンバを迅速に満たすことができ、これに
よりステアリング動作を支援するする力がステアリング
ホイールに加わるようになり、したがってステアリング
動作が急激であっても十分な油圧支持力が得られるよう
になる。ステアリングダンパに必要な高いダンピング
が、逆の流れ方向に生じる。

【００１７】遮断方向において基本的に作動油の流れと
は無関係な高い流れ抵抗をもたらす自動調整式絞り機構
を、換言すると、高い内部ダンピングを実現する絞り機
構を、補助快適性及び安全性特徴として用いることがで
きる。この遮断方向における流れ抵抗が作動油の流量と
は無関係に閾値に達するまで本質的に一定のままである
ことが特に有利である。しかしながら、最大流量を越え
ると、絞り機構は、「オープン（open）」して「安全状
態（safety state ）」になり、即ち、その流れ抵抗は
有利には、ジャンプするように、即ち急激に低い値に下
がって油圧システムの十分な支持作用を発揮するように
なる。

【００１８】油圧支持ステアリングシステムの特に簡単
な実施形態では、自動調整式絞り機構は、流れ方向Ｒに
おいて、流れ抵抗が低い場合に少なくとも１つの貫流状
態、流れ抵抗が高い場合に１つのダンピング状態をと
る。かくして、絞り機構のこれら２つの状態により、本
発明のステアリングシステムの基本的な機能を実現する
ことができ、即ち、速度が高い場合に高い内部ダンピン
グ及びステアリング動作が強い場合に低い内部ダンピン
グを発揮することができる。

【００１９】例示として詳細に説明する実施形態は又、
絞り機構を製造し、これを具体的に構成する上で、コス
ト面での顕著な利点を別途もたらす。かかる絞り機構
は、少ない部品から成り、製造が安価であり、しかも、
大規模な設計変更を行う必要なく安上がりにこれらを既
存の油圧支持ステアリングシステムの設計に組み込むこ
とができるよう設計できる。特に、これにより、旧式の
車両に簡単且つ安価にレトロフィットする有利な可能性
への道が開かれる。

【００２０】本発明の上記目的、特徴及び利点並びに他
の目的、特徴及び利点は、添付の図面と関連して本発明
の最適実施形態に関する以下の詳細な説明を読むと、当
業者には容易に理解されよう。

【００２１】

【実施形態の詳細な説明】油圧支持ステアリングシステ
ムの設計が、図１に概略的に示されている。ステアリン
グコラム３は、ステアリングホイール（操舵ハンドル）
２に加えた運転手のステアリング（操舵）動作をピニオ
ン１６に伝える。ピニオン１６は、ステアリングラック
１４に設計して形成された歯に係合する。ステアリング
ホイール２の回転により、その結果として、ステアリン
グラック１４の並進運動が生じる。タイロッド１５が、
この並進運動を車両の車輪１に伝える。この運動によ
り、車両の長手方向軸線に対する車輪１のアプローチア
ングルが変化する。

【００２２】作業シリンダ２４内で動き、シリンダ２４
を２つのシリンダチャンバ２５，２６に分割するピスト
ン２３を有するピストンシリンダユニットが設けられて
いる。ピストン２３は、タイロッド１５の並進運動を油
圧の作用で支援する。油圧ライン１０，１１は、作動油
でシリンダチャンバ２５，２６の両方を加圧することが
できる。油圧ライン１０，１１は、サーボバルブ５に連
結されており、このサーボバルブの設定は、操舵角（ス
テアリング舵角）センサ４の影響を受ける。操舵角セン
サ４は、ステアリングコラム３に設けられていて、運転
手のステアリング動作を検出する。油圧ライン９が、サ
ーボバルブ５の一方の側をパワーステアリングポンプ７
に連結しており、このパワーステアリングポンプ７は、
蓄積された作動油を戻りリザーバ６内に送り込む。サー
ボバルブ５の機能は、当該技術分野で周知であり、詳細
には説明しない。加圧作動油を集める圧力アキュムレー
タリザーバ（ここでは図示せず）もまた、パワーステア
リングポンプ７とサーボバルブ５との間に配置するのが
よい。油圧ライン８は、サーボバルブ５の他方の側をリ
ターンリザーバ６に連結している。

【００２３】運転手がステアリングホイール１を舵取り
すると、サーボバルブ５は、一度にシリンダチャンバ２
５，２６の一方（例えば、２５）を油圧ライン９に連結
すると共にシリンダチャンバ２５，２６のもう一方（例
えば、２６）を油圧ライン８に連結し、加圧状態の作動
油の流れが、シリンダチャンバ２６からシリンダチャン
バ２６内へ流れるようになる。この結果、力がステアリ
ングラック１４に加わることになり、このステアリング
ラックは、シリンダチャンバ２５からシリンダチャンバ
２６に向かう方向に動作し、ステアリングホイール１の
運動を支援する。サーボバルブ５の流れ断面は、ステア
リングコラム３の回転速度の関数であり、素早いステア
リング動作が行われた場合、作動油の多量の流れが、シ
リンダチャンバ２５に入り、又はシリンダチャンバ２６
から出るようになる。

【００２４】引き続き図１を参照すると、絞り機構１
２，１３は、油圧ライン１０，１１中に配置されてい
て、凸凹の車道又はレーン、或いは不均衡状態に起因す
る擾乱が運転中に車輪１に作用するようになる。絞り機
構１２を１つだけ用いても原理的には十分であるが、油
圧ライン１０，１１の各々に少なくとも１つの絞り機構
を用いると良好な結果を達成することができる。

【００２５】特に図２を参照すると、絞り機構１２，１
３の第１の実施形態が示されている。自動調整式絞り機
構１２，１３は、作動油に耐性があり、油圧ライン１
０，１１中の流れ方向に垂直に配置された円形ダイヤフ
ラム１８で作られている。ダイヤフラム１８は、その外
周部が円形マウント１７中に締結されている。中央領域
１９内では、ダイヤフラム１８は又、数個のセグメント
２１に分割されており、これらセグメントは、共通中心
Ｚの周りにぐるりと配置されている。図３に示すよう
に、垂直方向に延びるカット又は切断面２２が、円形ダ
イヤフラム１８を４つのセグメント２１に切断してい
る。切断面２２は、ダイヤフラムの外周部までは延び
ず、したがって、ダイヤフラムは一体物として互いに接
合された状態のままである。ダイヤフラム１８内に設け
られた中央ボア又は孔２０の長手方向軸線は、中心Ｚを
通って延び、それにより、長手方向軸線は流れ方向に差
し向けられている。

【００２６】ダイヤフラムは好ましくは、作動油に強
く、しかも作動中に生じる温度差に強い天然又は合成ゴ
ム、例えば、ＮＤＲ（ネオプレンブタジエンゴム）、Ｈ
ＮＢＲ、又はポリスチレンブタジエンコポリマーから成
る。特に、自動車業界において油圧システムの密封材料
として用いられるエラストマー材料のうち多くを用いる
ことができる。さらに、ダイヤフラム１８について永続
的に弾力のある金属材料を用いると有利な場合がある。
マウント１７は例えば、アルミニウムのような金属、又
は同様に作動油に対して耐性があり、温度勾配又は温度
差に強いプラスチック、例えば熱硬化性プラスチックか
ら成る。

【００２７】中央孔２０は、絞り機構１２，１３を通る
作動油の流れが無くなっても、有限の流れ抵抗が生じる
ようにする。また、これにより、サーボバルブ５はシリ
ンダチャンバ２５，２６を完全には遮断しないようにな
る。これにより特に、ステアリングダンパそのものとし
てピストンシリンダユニットにプラスの効果が生じる。
しかしながら、中央孔２０は、絶対に必要であるという
わけではない。

【００２８】特に図３を参照すると、絞り機構の第１の
実施形態の図２のＡ−Ａ線矢視断面図が示されている。
ダイヤフラム１８は、ディスク（円板）状に設計されて
いる。マウントの代表的な寸法は、外径が約１０mm、薄
い幅方向寸法又は内径が８mmである。ＮＢＲから成るダ
イヤフラム１８は、ダイヤフラム１８に用いられる材料
の可撓性に応じて、厚さが数mm、好ましくは１〜２mmで
ある。中央孔２０の直径は代表的には、結果的に１mm未
満となる。中央孔２０の直径は、図示の休み状態では絞
り機構を通る流れ経路の内径ＩＤを定める。セグメント
２１に分割されたダイヤフラム１８の中央領域１９の直
径は、数mm、好ましくは約５mmに等しい。ダイヤフラム
１８を５以上又は３以下のセグメント２１に分割するこ
とは当然のことながら可能であり、用途に応じて有利な
場合がある。

【００２９】絞り機構１２，１３を通る作動油の流れ及
びこれに関連して絞り機構１２，１３を通る流路の内径
ＩＤが大きくなることに起因するダイヤフラム１８の変
形状態が、図４に示されている。作動油が矢印で示され
た方向Ｒに流れると、ダイヤフラム１８はそれ自体その
セグメント状中央領域１９内で弾性変形し、絞り機構１
２，１３を通る流れの経路の内径ＩＤが大きくなるよう
になる。加うるに、作動油の流れが隣り合うセグメント
２１を通って生じる場合がある。作動油の流れが指示方
向Ｒに増大すると、内径ＩＤの拡径の度合いが増すこと
になる。流れが再び少なくなると、ダイヤフラム１８は
弛緩してその初期状態に戻ることになる。

【００３０】ダイヤフラム１８は、図示の例では大まか
には対称に作られていて、絞り機構１２，１３の流れ抵
抗について同程度の特性曲線が２つの考えられる流れ方
向に存在するようになる。

【００３１】図５は、絞り機構の第２の実施形態を図２
のＡ−Ａ線矢視断面で示している。基本的な幾何学的形
状及び全ての寸法は、第１の実施形態のものと同等であ
る。しかしながら、ダイヤフラム１８は、その２つの円
形表面に設けられていて、セグメント２１の共通中心Ｚ
と一致するこれらの中心に向かってダイヤフラムの厚さ
を減少させる円錐形の凹みを備えている。このことか
ら、結果的に、セグメント２１の厚さは中心Ｚから外方
に着実に増大し、それにより、絞り機構１２，１３を通
る流路の内径ＩＤは、作動油の流れが多い場合よりも少
ない場合の方が一層大きく増大する。絞り機構１２，１
３の流体力学的ダンピング作用は主として、それ自体内
径ＩＤの２次関数である流路の断面によって定まるの
で、基本的に流れの変化に比例するダンピング作用の変
化を達成することができる。

【００３２】図６は、絞り機構の図３の実施形態を図２
のＡ−Ａ線断面で示している。ダイヤフラム１８は、こ
の場合、ディスク状に設計されていないが、円錐のエン
ベロープ又は包絡線の形状を示しており、この場合、円
錐の先端は、流れ方向に差し向けられた線上に位置し、
中心Ｚを有し、即ち、円錐の軸線は、油圧ライン１０，
１１中の流れ方向と同一直線をなして整列する。上記の
例に類似して、マウント１７の平面に垂直に延びる切断
面２２は、ダイヤフラム１８を４つのセグメント２１に
分割している。さらに、エンベロープの肉厚は、円錐の
先端に向かって減少し、それにより、第２の例のダンピ
ング特性と同等なダンピング特性が達成されている。

【００３３】ダイヤフラム１８を円錐形に設計すること
により、作動油の流れ方向に関して絞り機構１２，１３
の非対称ダンピング作用が達成される。図６に矢印で示
す流れ方向における絞り機構１２，１３の流れ抵抗−流
量特性曲線は基本的に、第２の実施形態のものと一致し
ている。しかしながら、逆の流れ方向における絞り機構
を通る流れの増大によっては、流路の内径ＩＤの拡大は
生じない。というのは、セグメント２１は、これらが相
互に支持し合うために「曲がって離れる」ことができな
いからである。内径ＩＤは事実上、最大流量まで一定の
ままであり、即ち、絞り機構１２，１３は、基本的に流
量とは無関係の高い流れ抵抗を示し、その大きさは実際
には、中央孔２０の直径によってのみ定まる。しかしな
がら、最大流量を越えると、セグメントが弾性変形して
流路を開放するような強い力がセグメント２１に働くよ
うになる。かかる状況で生じる可逆的「安全状態」によ
り、流れダンピング性が低い場合に作動油の多量の流れ
が可能になる。

【００３４】したがって、第３の実施形態は、自動調整
式絞り機構を構成し、この自動調整式絞り機構は、作動
油が増大すると連続的に低下する流れ抵抗を「貫流方
向」と呼ばれる第１の流れ方向にもたらし、即ち、「貫
流状態」がこの場合に生じる。逆の流れ方向では、自動
調整式絞り機構は、流れ抵抗が準一定的に高い「遮断状
態」を呈する。絞り機構１２，１３は、最大流量を越え
ると、流れ抵抗の小さな「安全状態」に切り替わる。こ
の場合は、単一の流路及び最も簡単な機械的設計ですべ
ての機能を実現する。

【００３５】図６で示す絞り機構１２，１３は、２本の
油圧ライン１０，１１に組み込まれており、それによ
り、供給方向においては、これら絞り機構は、これらの
対応関係にあるシリンダチャンバ２５，２６への貫流方
向に差し向けられる。これにより、供給ライン中の流れ
抵抗が低くなり、しかも、ピストンシリンダユニットに
ついての高い調整速度が可能になる。さらに、作動油の
流量が多い場合、調整流れ断面／流れ抵抗を制限するセ
グメント２１の機械的支持体が有利な場合がある。ケー
ジが、マウント１７に連結されており、撓みが最大のセ
グメント２１のための支承面を形成し、この場合、流路
の内径ＩＤのそれ以上の拡大を機械的に阻止する。

【００３６】図７は、切断面２２の変形実施形態を示し
ている。この場合、切断面２２は、作動油の流量が多い
場合に流路の内径ＩＤの時期尚早な拡径に対する高い抵
抗をダイヤフラム１８に与える。図示のように、切断面
２２は、ダイヤフラムの平面に垂直ではなく、ダイヤフ
ラムの平面に対して角度をなして中心Ｚを完全に通って
延びている。この角度は好ましくは、３０°〜６０°で
ある。これにより、セグメント２１が流れ方向において
互いに支持し合い、セグメント２１が時期尚早に又はあ
まりにたやすく「曲がって開く」のを阻止するようにな
る。図８は、図７のＢ−Ｂ線に沿って切断面を示してい
る。

【００３７】図示のような絞り機構は、絞り機構１２，
１３のうち一方が故障しても、油圧システムが働かない
ということがないという点で有利である。ダイヤフラム
１８が損傷してその平衡状態でもはや弛緩することがで
きなくても、この結果、ステアリングシステムの内部ダ
ンピング性の減少の度合いは取るに足りないほど僅かで
あるに過ぎない。ステアリングシステムの内部ダンピン
グ性の減少は大体において、車両の運転条件とは無関係
であり、運転上の安全性に悪影響を及ぼさないであろ
う。

【００３８】さらに、図２〜図８に示す絞り機構１２，
１３は、温度補償式であり、即ち、油圧流体の温度依存
粘度は、これらの流れ抵抗の適合性を同時決定する。液
体の粘度が高い場合、流れ方向に垂直に差し向けられた
スクリーンには大きな力が加わることになる。図２〜図
８に示す本発明の絞り機構１２，１３のセグメント状ダ
イヤフラム１８の場合、これらの力により内径ＩＤの拡
大度が一層強くなり、それにより、油圧流体の粘度が低
い場合（即ち、温度が高い場合）よりも、油圧流体の粘
度が高い場合（即ち、温度が低い場合）の方が流れ抵抗
の減少の度合いは大きくなる。この結果、温度の高い場
合よりも温度の低い場合の方がダンピング作用は小さく
なる。絞り機構１２，１３を油圧ライン９中にも設ける
と、望ましくない圧力バーストを抑えることができる。
これにより、騒音の発生と関連した公知の「ウォーター
ライン」効果が抑制されることになる。

【００３９】図２〜図８に示す実施形態に加えて、上記
の流れ抵抗−流量特性曲線を示す絞り機構の多くの他の
実施形態を想到できる。例えば、ボールが機構の中心内
に設けられた円形スクリーンを利用する絞り機構が想到
できる。このボールは好ましくは、流れ方向及び流れ方
向とは逆の復帰力に抗してばね押しされ、油圧流体の流
れによりその休み状態から偏向される。スクリーンの中
央孔は、方向転換の状態に応じて塞がれ、それにより、
スクリーンを通る流れ断面が変化する。

【００４０】さらに、本発明のステアリングシステムで
は、所要の特性を備えた１又は２だけでなくそれ以上の
追加の絞り機構１２，１３を使用することができる。所
要の油圧ダンピング特性を得るために、１つの油圧ライ
ン１０又は１１に数個の絞り機構１２，１３を利用する
ことが非常に動きやすいステアリングギヤにとって有利
な場合がある。

【００４１】本発明の有利な実施形態を詳細に説明した
が、当業者であれば、特許請求の範囲に記載された本発
明を実施する種々の変形例を想到できよう。

【図面の簡単な説明】

【図１】油圧支持ステアリングシステムの略図である。

【図２】本発明の絞り機構の第１の実施形態を示す図で
ある。

【図３】絞り機構に関する図２のＡ−Ａ線矢視断面図で
ある。

【図４】流体の流れ抵抗を作動油によって減少させる絞
り機構の断面図である。

【図５】絞り機構の第２の実施形態に関する図２のＡ−
Ａ線矢視断面図である。

【図６】絞り機構の第３の実施形態に関する図２のＡ−
Ａ線矢視断面図である。

【図７】ダイヤフラムセグメントが休止状態にある絞り
機構の第４の実施形態の略図である。

【図８】図７に示す絞り機構に関するＢ−Ｂ線矢視断面
図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ディックジッケルトドイツ連邦共和国 50321 ブリュールフロンホッフヴェッヒ 27 Ｆターム(参考） 3D033 EB08 EB09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】油圧ピストンシリンダユニットで駆動さ
れるステアリングギヤを備えた油圧支持ステアリングシ
ステムであって、油圧ピストンシリンダユニットは、作
業シリンダ（24）内で軸方向に変位するピストン（23）
を有し、ピストン（23）は、作業シリンダを２つのシリ
ンダチャンバ（25,26 ）に分割し、各シリンダチャンバ
（25,26）は、圧力供給ラインとしても戻りラインとし
ても役立つ別個の油圧ライン（10,11）に連結され、油
圧ライン（10,11）は両方とも、ステアリング動作によ
り作動されるサーボバルブ（5）にも連結されており、
少なくとも１つの流れ方向に可変流れ抵抗をもたらす自
動調整式絞り機構（12,13）が、少なくとも１つの油圧
ライン（10,11）中に配置され、自動調整式絞り機構（1
2,13 ）を通る作動油の流量は、流量が低い場合には高
い流れ抵抗が生じ、流量が高い場合には低い流れ抵抗が
生じるように前記少なくとも１つの流れ方向における流
れ抵抗を決定することを特徴とする油圧支持ステアリン
グシステム。
【請求項２】前記絞り機構（12,13）は、流路を１つ
だけ定めることを特徴とする請求項１記載の油圧支持ス
テアリングシステム。
【請求項３】前記流れ方向における流れ抵抗は、作動
油の流量に応じて連続的に変化することを特徴とする請
求項１記載の油圧支持ステアリングシステム。
【請求項４】前記自動調整式絞り機構（12,13）は、
作動油の流れ方向、即ち「遮断方向」及び「貫流方向」
に対して非対称の流れ抵抗特性曲線を呈することを特徴
とする請求項１記載の油圧支持ステアリングシステム。
【請求項５】前記自動調整式絞り機構（12,13）は、
遮断方向において、基本的に作動油の流れとは無関係な
高い流れ抵抗をもたらすことを特徴とする請求項４記載
の油圧支持ステアリングシステム。
【請求項６】前記自動調整式絞り機構（12,13）は、
遮断方向において、最大流量を越えると、低い流れ抵抗
で安全状態に切り替わることを特徴とする請求項４記載
の油圧支持ステアリングシステム。
【請求項７】前記自動調整式絞り機構（12,13）は、
両方の油圧ライン（10,11 ）中に配置され、前記絞り機
構（12,13）は各々、シリンダチャンバ（25,26 ）の圧
力取入れ口に対して貫流方向に配置されていることを特
徴とする請求項４記載の油圧支持ステアリングシステ
ム。
【請求項８】前記自動調整式絞り機構（12,13）は、
前記流れ方向において、流れ抵抗が低い場合に少なくと
も１つの貫流状態、流れ抵抗が高い場合に１つのダンピ
ング状態をとることを特徴とする請求項１記載の油圧支
持ステアリングシステム。
【請求項９】前記自動調整式絞り機構（12,13）は、
ダイヤフラム（18）で作られ、ダイヤフラムは、作動油
に対して耐性があり、前記流れ方向に垂直に配置され、
中央領域（19）が数個のセグメント（21）に分割され、
セグメントは、共通中心Ｚの周りにぐるりと配置されて
いることを特徴とする請求項１記載の油圧支持ステアリ
ングシステム。
【請求項１０】前記ダイヤフラム（18）は、円錐のエ
ンベロープとして設計され、円錐の軸線は、前記油圧ラ
イン（10,11）中の流れ方向と同一直線をなして整列
し、円錐の先端は、共通中心Ｚとなることを特徴とする
請求項９記載の油圧支持ステアリングシステム。