JP3271908B2 - 全油圧式パワーステアリング装置 - Google Patents
全油圧式パワーステアリング装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステアリングハン
ドルの回動操作量と対応した作動油量を供給するメータ
リング機構と、ステアリングハンドルの回動操作時に油
圧ポンプからの作動油を制御するコントロールバルブと
を備えると共に、ステアリングハンドルの回動操作時に
は、油圧ポンプからの作動油をメータリング機構とコン
トロールバルブとの間に形成された一対の油路のうちの
一方を介してコントロールバルブからメータリング機構
に送ると同時に、この一対の油路のうちの他方を介して
メータリング機構からのメータリングされた作動油をコ
ントロールバルブに戻し、かつ、このコントロールバル
ブを介してメータリングされた作動油を複動型のステア
リングシリンダに送り、前記ステアリングシリンダから
の排油をコントロ―ルバルブを介してドレン油路に送る
油路系を備えた全油圧式パワーステアリング装置の改良
に関する。
ドルの回動操作量と対応した作動油量を供給するメータ
リング機構と、ステアリングハンドルの回動操作時に油
圧ポンプからの作動油を制御するコントロールバルブと
を備えると共に、ステアリングハンドルの回動操作時に
は、油圧ポンプからの作動油をメータリング機構とコン
トロールバルブとの間に形成された一対の油路のうちの
一方を介してコントロールバルブからメータリング機構
に送ると同時に、この一対の油路のうちの他方を介して
メータリング機構からのメータリングされた作動油をコ
ントロールバルブに戻し、かつ、このコントロールバル
ブを介してメータリングされた作動油を複動型のステア
リングシリンダに送り、前記ステアリングシリンダから
の排油をコントロ―ルバルブを介してドレン油路に送る
油路系を備えた全油圧式パワーステアリング装置の改良
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来からの全油圧式パワーステアリング
装置は上記のようにメータリング機構とコントロールバ
ルブとを備えて成り、メータリング機構はトロコイド型
等のポンプを用いることでステアリングハンドルの回動
量と対応した量の作動油を送り出すものとなっており、
このポンプに対して油圧ポンプからの圧力が作用する作
動油を供給することでポンプから送り出される作動油の
圧力を高めてステアリングシリンダに供給し得るものと
なっている。
装置は上記のようにメータリング機構とコントロールバ
ルブとを備えて成り、メータリング機構はトロコイド型
等のポンプを用いることでステアリングハンドルの回動
量と対応した量の作動油を送り出すものとなっており、
このポンプに対して油圧ポンプからの圧力が作用する作
動油を供給することでポンプから送り出される作動油の
圧力を高めてステアリングシリンダに供給し得るものと
なっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述のように構成され
た全油圧式パワーステアリング装置を現実に操作した場
合には、ステアリングハンドルの回動操作時にはメータ
リング機構から送り出される作動油の量と対応してステ
アリングシリンダが作動するのでステアリングハンドル
の回動操作量に対応して操向操作を軽く行えるものとな
っており、ステアリングシリンダで駆動される操向操作
系が機械的な作動限界に達するまでステアリングハンド
ルを操作した場合には、メータリング機構からの作動油
の送出しが阻止されるのでステアリングハンドルの回動
操作も行えないものとなっている。しかし、このように
操向操作系が機械的な作動限界に達してステアリングハ
ンドルの操作を行えない状態においてもステアリングハ
ンドルに対して更に操作力を作用させ続けた場合にはメ
ータリング機構の部位での作動油のリークによってステ
アリングハンドルが僅かずつ操作できるのが現実であ
る。
た全油圧式パワーステアリング装置を現実に操作した場
合には、ステアリングハンドルの回動操作時にはメータ
リング機構から送り出される作動油の量と対応してステ
アリングシリンダが作動するのでステアリングハンドル
の回動操作量に対応して操向操作を軽く行えるものとな
っており、ステアリングシリンダで駆動される操向操作
系が機械的な作動限界に達するまでステアリングハンド
ルを操作した場合には、メータリング機構からの作動油
の送出しが阻止されるのでステアリングハンドルの回動
操作も行えないものとなっている。しかし、このように
操向操作系が機械的な作動限界に達してステアリングハ
ンドルの操作を行えない状態においてもステアリングハ
ンドルに対して更に操作力を作用させ続けた場合にはメ
ータリング機構の部位での作動油のリークによってステ
アリングハンドルが僅かずつ操作できるのが現実であ
る。
【０００４】メータリング機構の部位での作動油がリー
クする現象を分析するに、メータリング機構を構成する
ポンプは相対回動する部材同士の間に機械的な作動を許
すための僅かな間隙が形成されることから、メータリン
グ機構の吸入側と吐出側との間においては作動油が僅か
にリークするものとなっている。操向操作系が機械的な
作動限界に達した状態でステアリングハンドルに対して
更に回動操作力を作用させた場合には、ステアリングシ
リンダの作動が不能になっているのでメータリング機構
の吐出側の圧力と、吸入側の圧力とは油圧ポンプから供
給される作動油の圧力と等しくなるものであり、更に、
この状態ではメータリング機構の回動系に対して見掛け
上ステアリングハンドルからの操作力だけが作用するも
のとなる。このことから操向操作系が機械的な作動限界
に達した状態でステアリングハンドルに対して更に回動
操作力を作用させた場合には、メータリング機構の吐出
側と吸入側との間で作動油がリークすることに従ってス
テアリングハンドルの回動が許されるものとなるのであ
る。
クする現象を分析するに、メータリング機構を構成する
ポンプは相対回動する部材同士の間に機械的な作動を許
すための僅かな間隙が形成されることから、メータリン
グ機構の吸入側と吐出側との間においては作動油が僅か
にリークするものとなっている。操向操作系が機械的な
作動限界に達した状態でステアリングハンドルに対して
更に回動操作力を作用させた場合には、ステアリングシ
リンダの作動が不能になっているのでメータリング機構
の吐出側の圧力と、吸入側の圧力とは油圧ポンプから供
給される作動油の圧力と等しくなるものであり、更に、
この状態ではメータリング機構の回動系に対して見掛け
上ステアリングハンドルからの操作力だけが作用するも
のとなる。このことから操向操作系が機械的な作動限界
に達した状態でステアリングハンドルに対して更に回動
操作力を作用させた場合には、メータリング機構の吐出
側と吸入側との間で作動油がリークすることに従ってス
テアリングハンドルの回動が許されるものとなるのであ
る。
【０００５】このように、操向操作系が機械的な作動限
界に達した状態でステアリングハンドルが僅かでも操作
できるものは、操向操作系の操向操作が不能であるに拘
わらずステアリングハンドルが回動するので操作の感触
が良好でなく操作感覚に違和感を持たせるものであっ
た。この不都合を解消するにはメータリング機構の精度
を更に向上させて作動油のリークを発生しないよう構成
する、あるいは、操向操作系が機械的な作動限界に達し
た状態ではブレーキ機構等によってステアリングハンド
ルに対して機械的な制動力を作用させるよう構成するこ
とも考えられるが、精度を向上させるには技術的な限界
と製造コストの面とから実現に困難な面があり、ブレー
キ機構等を用いるものでは部品数が増大するばかりでな
く構造が複雑大型になるので製造の面とコストの面とで
実現し難いものとなる。
界に達した状態でステアリングハンドルが僅かでも操作
できるものは、操向操作系の操向操作が不能であるに拘
わらずステアリングハンドルが回動するので操作の感触
が良好でなく操作感覚に違和感を持たせるものであっ
た。この不都合を解消するにはメータリング機構の精度
を更に向上させて作動油のリークを発生しないよう構成
する、あるいは、操向操作系が機械的な作動限界に達し
た状態ではブレーキ機構等によってステアリングハンド
ルに対して機械的な制動力を作用させるよう構成するこ
とも考えられるが、精度を向上させるには技術的な限界
と製造コストの面とから実現に困難な面があり、ブレー
キ機構等を用いるものでは部品数が増大するばかりでな
く構造が複雑大型になるので製造の面とコストの面とで
実現し難いものとなる。
【０００６】本発明の目的は、操向操作系が機械的な作
動限界に達した状態でステアリングハンドルを更に操作
しようとした場合でもステアリングハンドルが回動する
ことのない全油圧式パワーステアリング装置を複雑化、
コスト上昇を招くことなく合理的に構成する点にある。
動限界に達した状態でステアリングハンドルを更に操作
しようとした場合でもステアリングハンドルが回動する
ことのない全油圧式パワーステアリング装置を複雑化、
コスト上昇を招くことなく合理的に構成する点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴（請
求項１）は冒頭に記したように、メータリング機構とコ
ントロールバルブとを備えると共に、ステアリングハン
ドルの回動操作時には油圧ポンプからの作動油を一方の
油路を介してコントロールバルブからメータリング機構
に送ると同時に、他方の油路を介してメータリング機構
からの作動油をコントロールバルブに戻し、かつ、コン
トロールバルブを介して作動油を複動型のステアリング
シリンダに送り、ステアリングシリンダからの排油をコ
ントロールバルブを介してドレン油路に送る油路系を備
えた全油圧式パワーステアリング装置において、前記コ
ントロールバルブを、前記ステアリングハンドルによっ
て軸芯周りで回動操作されるスプールと、このスプール
に対して前記軸芯周りで相対回動自在に外嵌したスリー
ブと、スプールとスリーブとの相対回動姿勢を中立姿勢
に復帰付勢する中立バネとを備えてステアリングハンド
ルの回動操作時にはスプールとスリーブとの間に形成さ
れた弁部の相対回動によって作動油の制御を行うよう構
成し、前記ステアリングシリンダで駆動される操向操作
系が機械的な作動限界に達するまでステアリングハンド
ルを操作した場合にスプールとスリーブとの相対回動姿
勢が所定値以上に達すると、油圧ポンプからの作動油を
コントロールバルブを介してメータリング機構へ送る側
の前記油路の圧力をドレン油路に逃がす圧力低減手段を
備えている点にあり、その作用は次の通りである。
求項１）は冒頭に記したように、メータリング機構とコ
ントロールバルブとを備えると共に、ステアリングハン
ドルの回動操作時には油圧ポンプからの作動油を一方の
油路を介してコントロールバルブからメータリング機構
に送ると同時に、他方の油路を介してメータリング機構
からの作動油をコントロールバルブに戻し、かつ、コン
トロールバルブを介して作動油を複動型のステアリング
シリンダに送り、ステアリングシリンダからの排油をコ
ントロールバルブを介してドレン油路に送る油路系を備
えた全油圧式パワーステアリング装置において、前記コ
ントロールバルブを、前記ステアリングハンドルによっ
て軸芯周りで回動操作されるスプールと、このスプール
に対して前記軸芯周りで相対回動自在に外嵌したスリー
ブと、スプールとスリーブとの相対回動姿勢を中立姿勢
に復帰付勢する中立バネとを備えてステアリングハンド
ルの回動操作時にはスプールとスリーブとの間に形成さ
れた弁部の相対回動によって作動油の制御を行うよう構
成し、前記ステアリングシリンダで駆動される操向操作
系が機械的な作動限界に達するまでステアリングハンド
ルを操作した場合にスプールとスリーブとの相対回動姿
勢が所定値以上に達すると、油圧ポンプからの作動油を
コントロールバルブを介してメータリング機構へ送る側
の前記油路の圧力をドレン油路に逃がす圧力低減手段を
備えている点にあり、その作用は次の通りである。
【０００８】本発明の第２の特徴（請求項２）は請求項
１において、圧力低減手段を、スプールとスリーブとの
間に形成される弁部で構成してある点にあり、その作用
は次の通りである。
１において、圧力低減手段を、スプールとスリーブとの
間に形成される弁部で構成してある点にあり、その作用
は次の通りである。
【０００９】〔作用〕 上記第１の特徴によると、ステアリングハンドルを操作
した場合にはコントロ―ルバルブを構成するスプールと
スリーブとの間に形成された弁部の相対回動によってス
テアリングシリンダの作動方向が設定されると共に、作
動油がステアリングシリンダに供給されるものとなり、
操向操作系が機械的な作動限界に達した状態でステアリ
ングハンドルに対して更に回動操作力が作用した場合に
は、中立バネの付勢力に抗してスプールとスリーブとの
相対回動姿勢が拡大するものとなる。このように操向操
作系が機械的な作動限界に達した状態でステアリングハ
ンドルに対して更に回動操作力を作用させた場合にスプ
ールとスリーブとの相対回動姿勢が所定値以上に達する
と、油圧ポンプからコントロールバルブを介してメータ
リング機構に作動油を送る油路の圧力が圧力低減手段に
よってドレン油路に逃がされるので、メータリング機構
の吐出側（ステアリングシリンダに作動油を供給する
側）の圧力は高圧に維持されたままメータリング機構の
吸入側の圧力が低下するものとなり、この結果、この圧
力差によってメータリング機構の内部にステアリングハ
ンドルを復元方向に回動操作する力が発生し、この復元
力によってステアリングハンドルを人為的に更に回動操
作することが不能になる。
した場合にはコントロ―ルバルブを構成するスプールと
スリーブとの間に形成された弁部の相対回動によってス
テアリングシリンダの作動方向が設定されると共に、作
動油がステアリングシリンダに供給されるものとなり、
操向操作系が機械的な作動限界に達した状態でステアリ
ングハンドルに対して更に回動操作力が作用した場合に
は、中立バネの付勢力に抗してスプールとスリーブとの
相対回動姿勢が拡大するものとなる。このように操向操
作系が機械的な作動限界に達した状態でステアリングハ
ンドルに対して更に回動操作力を作用させた場合にスプ
ールとスリーブとの相対回動姿勢が所定値以上に達する
と、油圧ポンプからコントロールバルブを介してメータ
リング機構に作動油を送る油路の圧力が圧力低減手段に
よってドレン油路に逃がされるので、メータリング機構
の吐出側（ステアリングシリンダに作動油を供給する
側）の圧力は高圧に維持されたままメータリング機構の
吸入側の圧力が低下するものとなり、この結果、この圧
力差によってメータリング機構の内部にステアリングハ
ンドルを復元方向に回動操作する力が発生し、この復元
力によってステアリングハンドルを人為的に更に回動操
作することが不能になる。
【００１０】つまり、本発明によるとメータリング機構
の精度を向上させるような技術的に困難な構成を用い
ず、又、機械的な制動系を付加するような大型で強固な
構成を用いずとも、作動油を制御する弁等を付加する程
度の改良で、操向操作系が機械的な作動限界に達した状
態でステアリングハンドルに対して更に回動操作力を作
用させた場合でも、ステアリングシリンダ側の作動油の
圧力を利用してステアリングハンドルの回動操作を不能
にできるものとなる。
の精度を向上させるような技術的に困難な構成を用い
ず、又、機械的な制動系を付加するような大型で強固な
構成を用いずとも、作動油を制御する弁等を付加する程
度の改良で、操向操作系が機械的な作動限界に達した状
態でステアリングハンドルに対して更に回動操作力を作
用させた場合でも、ステアリングシリンダ側の作動油の
圧力を利用してステアリングハンドルの回動操作を不能
にできるものとなる。
【００１１】上記第２の特徴によると、コントロールバ
ルブを構成するスプールとスリーブとの間に圧力低減手
段としての弁部を形成するだけで操向操作系が機械的な
作動限界に達した状態でステアリングハンドルに対して
更に回動操作力を作用させた場合には、メータリング機
構に対してステアリングハンドルを復元方向に回動操作
する力を発生させるものとなる。
ルブを構成するスプールとスリーブとの間に圧力低減手
段としての弁部を形成するだけで操向操作系が機械的な
作動限界に達した状態でステアリングハンドルに対して
更に回動操作力を作用させた場合には、メータリング機
構に対してステアリングハンドルを復元方向に回動操作
する力を発生させるものとなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１には農用トラクタ等の自走車
輌に備えられる全油圧式のパワーステアリング装置が示
され、この全油圧式のパワーステアリング装置はステア
リングハンドルの回動操作量と対応した作動油量を供給
するメータリング機構Ｍと、ステアリングハンドル１の
回動操作時に油圧ポンプＰからの作動油を制御して複動
型のステアリングシリンダ２を駆動するコントロールバ
ルブＣとを１つのユニットにしたものであり、油圧ポン
プＰは車輌に搭載したエンジンＥで駆動され、この油圧
ポンプＰからの供給油路３とドレン油路４との間にはリ
リーフバルブ５を備え、ステアリングシリンダ２のピス
トンロッドの両端は操向車輪６を操向操作するナックル
アーム７に対してタイロッド８を介して連結されてい
る。
に基づいて説明する。図１には農用トラクタ等の自走車
輌に備えられる全油圧式のパワーステアリング装置が示
され、この全油圧式のパワーステアリング装置はステア
リングハンドルの回動操作量と対応した作動油量を供給
するメータリング機構Ｍと、ステアリングハンドル１の
回動操作時に油圧ポンプＰからの作動油を制御して複動
型のステアリングシリンダ２を駆動するコントロールバ
ルブＣとを１つのユニットにしたものであり、油圧ポン
プＰは車輌に搭載したエンジンＥで駆動され、この油圧
ポンプＰからの供給油路３とドレン油路４との間にはリ
リーフバルブ５を備え、ステアリングシリンダ２のピス
トンロッドの両端は操向車輪６を操向操作するナックル
アーム７に対してタイロッド８を介して連結されてい
る。
【００１３】図２に示すように、前記メータリング機構
Ｍは、ステータ９の内部にロータ１０を内蔵したトロコ
イド型の油圧ポンプに構成され、コントロールバルブＣ
は、ステアリングハンドルＣによって軸芯Ｘ周りで回動
操作されるスプール１１と、このスプール１１に対して
前記軸芯Ｘ周りで相対回動自在に外嵌したスリーブ１２
と、スプール１１とスリーブ１２との相対回動姿勢を中
立姿勢に復帰付勢する中立バネ１３とを備えてステアリ
ングハンドル１の回動操作時にはスプール１１とスリー
ブ１２との間に形成されたランドで成る弁部の相対回動
によって作動油の制御を行うよう構成されている。
Ｍは、ステータ９の内部にロータ１０を内蔵したトロコ
イド型の油圧ポンプに構成され、コントロールバルブＣ
は、ステアリングハンドルＣによって軸芯Ｘ周りで回動
操作されるスプール１１と、このスプール１１に対して
前記軸芯Ｘ周りで相対回動自在に外嵌したスリーブ１２
と、スプール１１とスリーブ１２との相対回動姿勢を中
立姿勢に復帰付勢する中立バネ１３とを備えてステアリ
ングハンドル１の回動操作時にはスプール１１とスリー
ブ１２との間に形成されたランドで成る弁部の相対回動
によって作動油の制御を行うよう構成されている。
【００１４】同図に示すように、メータリング機構Ｍと
コントロールバルブＣとの間には、ステアリングハンド
ル１の回動操作時にメータリング機構Ｍに対して作動油
を給排するための一対の制御油路ＣＬ，ＣＲが形成さ
れ、コントロールバルブＣとステアリングシリンダ２と
の間には一対の駆動油路ＤＬ，ＤＲが形成され、コント
ロールバルブＣからタンクに対しては前記ドレン油路４
を介して作動油が戻されるようになっている。そして、
ステアリングハンドル１が回動操作された場合には、こ
れら一対の制御油路ＣＬ，ＣＲのうちの一方を介して油
圧ポンプＰからの高圧の作動油をメータリング機構Ｍに
送ると同時に、これら一対の制御油路ＣＬ，ＣＲのうち
の他方を介してメータリング機構Ｍからのメータリング
された高圧の作動油をコントロールバルブＣに戻し、こ
のようにメータリングされた状態で戻された高圧の作動
油はコントロールバルブを介して一対の駆動油路ＤＬ，
ＤＲのうちの一方を介してステアリングシリンダ２に送
られ、ステアリングシリンダ２からの排油は一対の駆動
油路ＤＬ，ＤＲのうちの他方とコントロールバルブＣと
を介してドレン油路４に送るようになっている。
コントロールバルブＣとの間には、ステアリングハンド
ル１の回動操作時にメータリング機構Ｍに対して作動油
を給排するための一対の制御油路ＣＬ，ＣＲが形成さ
れ、コントロールバルブＣとステアリングシリンダ２と
の間には一対の駆動油路ＤＬ，ＤＲが形成され、コント
ロールバルブＣからタンクに対しては前記ドレン油路４
を介して作動油が戻されるようになっている。そして、
ステアリングハンドル１が回動操作された場合には、こ
れら一対の制御油路ＣＬ，ＣＲのうちの一方を介して油
圧ポンプＰからの高圧の作動油をメータリング機構Ｍに
送ると同時に、これら一対の制御油路ＣＬ，ＣＲのうち
の他方を介してメータリング機構Ｍからのメータリング
された高圧の作動油をコントロールバルブＣに戻し、こ
のようにメータリングされた状態で戻された高圧の作動
油はコントロールバルブを介して一対の駆動油路ＤＬ，
ＤＲのうちの一方を介してステアリングシリンダ２に送
られ、ステアリングシリンダ２からの排油は一対の駆動
油路ＤＬ，ＤＲのうちの他方とコントロールバルブＣと
を介してドレン油路４に送るようになっている。
【００１５】コントロールバルブＣは、ステアリングハ
ンドル１が非操作状態の場合には中立バネ１３の作用に
よってスプール１１とスリーブ１２との相対回動姿勢が
同図に示す中立姿勢に設定されることでステアリングシ
リンダ２の作動を阻止し、ステアリングハンドル１が回
動操作された場合には操作に伴い、中立バネ１３の付勢
力に抗してスプール１１とスリーブ１２との間の相対回
動姿勢に差を生じ、この差から前述のように作動油の制
御を行い、操向操作系が機械的な作動限界に達してステ
アリングシリンダ２が作動不能状態に陥った状態で更に
ステアリングハンドル１の操作が継続された場合にはス
プール１１とスリーブ１２との相対回動姿勢が拡大する
特性を有するものであり、本発明の全油圧式のパワ―ス
テアリング装置では、前述のように操向操作系が機械的
な作動限界に達した状態で更にステアリングハンドル１
の操作が継続された場合にはスプール１１とスリーブ１
２との相対回動姿勢が拡大する現象に基づいて前記一対
の制御油路ＣＬ，ＣＲのうち油圧ポンプＰからの圧力が
作用する側の制御油路の圧力をドレン油路４に逃がす圧
力低減手段Ａを備えている。
ンドル１が非操作状態の場合には中立バネ１３の作用に
よってスプール１１とスリーブ１２との相対回動姿勢が
同図に示す中立姿勢に設定されることでステアリングシ
リンダ２の作動を阻止し、ステアリングハンドル１が回
動操作された場合には操作に伴い、中立バネ１３の付勢
力に抗してスプール１１とスリーブ１２との間の相対回
動姿勢に差を生じ、この差から前述のように作動油の制
御を行い、操向操作系が機械的な作動限界に達してステ
アリングシリンダ２が作動不能状態に陥った状態で更に
ステアリングハンドル１の操作が継続された場合にはス
プール１１とスリーブ１２との相対回動姿勢が拡大する
特性を有するものであり、本発明の全油圧式のパワ―ス
テアリング装置では、前述のように操向操作系が機械的
な作動限界に達した状態で更にステアリングハンドル１
の操作が継続された場合にはスプール１１とスリーブ１
２との相対回動姿勢が拡大する現象に基づいて前記一対
の制御油路ＣＬ，ＣＲのうち油圧ポンプＰからの圧力が
作用する側の制御油路の圧力をドレン油路４に逃がす圧
力低減手段Ａを備えている。
【００１６】次に、ステアリングハンドル１が回動操作
された場合の作動油の制御状態を説明する。図２〜図４
はコントロールバルブＣを模式的に表したものであり、
図５（イ）〜図５（ハ）はコントロールバルブＣのラン
ド部を展開して表したものであり、図中のＩＮは油圧ポ
ンプからの作動油の供給位置、図中のＯＵＴはドレン油
路４に対する作動油の排出位置、図中のＧｒＬはステア
リングハンドル１の左側への回動操作時に制御油路ＣＬ
を介してメータリング機構Ｍでメータリングされた作動
油が戻されると共に、ステアリングハンドル１の右側へ
の回動操作時に制御油路ＣＬに対して作動油を送り出す
給排位置、図中のＧｒＲはステアリングハンドルの右側
への回動操作時に制御油路ＣＲを介してメータリング機
構Ｍでメ―タリングされた作動油が戻されると共に、ス
テアリングハンドル１の左側への回動操作時に制御油路
ＣＲに対して作動油を送り出す給排位置、図中のＴＬは
左旋回時にステアリングシリンダ２に対して作動油を送
り出すと共に、右旋回時にステアリングシリンダ２から
作動油が戻される給排位置、図中のＴＲは右旋回時にス
テアリングシリンダ２に対して作動油を送り出すと共
に、左旋回時にステアリングシリンダ１から作動油が戻
される給排位置、図中の図中のＧｒＬ‘は前記ＧｒＬと
の連通位置、図中の図中のＧｒＲ‘は前記ＧｒＲとの連
通位置であり、図中の矢印は作動油の流動方向を示して
いる。
された場合の作動油の制御状態を説明する。図２〜図４
はコントロールバルブＣを模式的に表したものであり、
図５（イ）〜図５（ハ）はコントロールバルブＣのラン
ド部を展開して表したものであり、図中のＩＮは油圧ポ
ンプからの作動油の供給位置、図中のＯＵＴはドレン油
路４に対する作動油の排出位置、図中のＧｒＬはステア
リングハンドル１の左側への回動操作時に制御油路ＣＬ
を介してメータリング機構Ｍでメータリングされた作動
油が戻されると共に、ステアリングハンドル１の右側へ
の回動操作時に制御油路ＣＬに対して作動油を送り出す
給排位置、図中のＧｒＲはステアリングハンドルの右側
への回動操作時に制御油路ＣＲを介してメータリング機
構Ｍでメ―タリングされた作動油が戻されると共に、ス
テアリングハンドル１の左側への回動操作時に制御油路
ＣＲに対して作動油を送り出す給排位置、図中のＴＬは
左旋回時にステアリングシリンダ２に対して作動油を送
り出すと共に、右旋回時にステアリングシリンダ２から
作動油が戻される給排位置、図中のＴＲは右旋回時にス
テアリングシリンダ２に対して作動油を送り出すと共
に、左旋回時にステアリングシリンダ１から作動油が戻
される給排位置、図中の図中のＧｒＬ‘は前記ＧｒＬと
の連通位置、図中の図中のＧｒＲ‘は前記ＧｒＲとの連
通位置であり、図中の矢印は作動油の流動方向を示して
いる。
【００１７】そして、ステアリングハンドル１の回動姿
勢が車体を直進させる姿勢にある場合、あるいは、ステ
アリングハンドル１が非操作状態にある場合には、コン
トロ―ルバルブＣのスプール１１とスリーブ１２との相
対回動姿勢が中立バネ１３の付勢力で中立姿勢となり、
この中立姿勢では図２及び図５（イ）に示すように、供
給位置ＩＮに供給された油圧ポンプＰからの作動油は排
出位置ＯＵＴを介してドレン油路４に排出され、駆動油
路ＤＬ，ＤＲと制御油路とが給排位置ＧｒＬ，ＧｒＲ，
ＴＬ，ＴＲ夫々を介して連通することで、ステアリング
シリンダ２の駆動を行わない状態で操向車輪６とメータ
リング機構Ｍとを油圧系を介して連係して操向車輪６か
らのキックバック力でステアリングハンドル１を回動操
作するロ―ドリアクション作動を行うように構成されて
いる。
勢が車体を直進させる姿勢にある場合、あるいは、ステ
アリングハンドル１が非操作状態にある場合には、コン
トロ―ルバルブＣのスプール１１とスリーブ１２との相
対回動姿勢が中立バネ１３の付勢力で中立姿勢となり、
この中立姿勢では図２及び図５（イ）に示すように、供
給位置ＩＮに供給された油圧ポンプＰからの作動油は排
出位置ＯＵＴを介してドレン油路４に排出され、駆動油
路ＤＬ，ＤＲと制御油路とが給排位置ＧｒＬ，ＧｒＲ，
ＴＬ，ＴＲ夫々を介して連通することで、ステアリング
シリンダ２の駆動を行わない状態で操向車輪６とメータ
リング機構Ｍとを油圧系を介して連係して操向車輪６か
らのキックバック力でステアリングハンドル１を回動操
作するロ―ドリアクション作動を行うように構成されて
いる。
【００１８】次に、ステアリングハンドル１が右側に回
動操作された場合には、図３及び図５（ロ）に示すよう
に、中立バネ１３の付勢力に抗してスプール１１とスリ
ーブ１２との相対回動姿勢に差を生ずることに起因し
て、ステアリングハンドル１の回動操作量が増大するほ
ど供給位置ＩＮから排出位置ＯＵＴへの流路が絞られる
と同時に供給位置ＩＮから給排位置ＧｒＬへの流路の拡
大が図られることから、給排位置ＧｒＬから制御油路Ｃ
Ｌを介してメータリング機構Ｍに作用する作動油の圧力
上昇が図られ、又、メータリング機構Ｍは高圧の作動油
をメータリングし、かつ、他方の制御油路ＣＲを介して
メータリングされた高圧の作動油をコントロールバルブ
Ｃの給排位置ＧｒＲに戻す。このようにステアリングハ
ンドル２を右側に回動操作した場合には、給排位置Ｇｒ
Ｒと給排位置ＴＲとが連通状態にあり、給排位置ＴＬと
排出位置ＯＵＴとが連通状態にあるので、メータリング
されてコントロールバルブＣに戻された高圧の作動油は
給排位置ＴＲを介してステアリングシリンダ２に供給さ
れるものとなり、これと同時にステアリングシリンダ２
からの排油が給排位置ＴＬと排出位置ＯＵＴと介してド
レン油路４に送り出される結果、操向操作系は高圧の作
動油によって右側に操向操作されるものとなっている。
動操作された場合には、図３及び図５（ロ）に示すよう
に、中立バネ１３の付勢力に抗してスプール１１とスリ
ーブ１２との相対回動姿勢に差を生ずることに起因し
て、ステアリングハンドル１の回動操作量が増大するほ
ど供給位置ＩＮから排出位置ＯＵＴへの流路が絞られる
と同時に供給位置ＩＮから給排位置ＧｒＬへの流路の拡
大が図られることから、給排位置ＧｒＬから制御油路Ｃ
Ｌを介してメータリング機構Ｍに作用する作動油の圧力
上昇が図られ、又、メータリング機構Ｍは高圧の作動油
をメータリングし、かつ、他方の制御油路ＣＲを介して
メータリングされた高圧の作動油をコントロールバルブ
Ｃの給排位置ＧｒＲに戻す。このようにステアリングハ
ンドル２を右側に回動操作した場合には、給排位置Ｇｒ
Ｒと給排位置ＴＲとが連通状態にあり、給排位置ＴＬと
排出位置ＯＵＴとが連通状態にあるので、メータリング
されてコントロールバルブＣに戻された高圧の作動油は
給排位置ＴＲを介してステアリングシリンダ２に供給さ
れるものとなり、これと同時にステアリングシリンダ２
からの排油が給排位置ＴＬと排出位置ＯＵＴと介してド
レン油路４に送り出される結果、操向操作系は高圧の作
動油によって右側に操向操作されるものとなっている。
【００１９】次に、ステアリングハンドル１の右側への
回動操作で操向操作系が機械的な作動限界に達した状態
で、ステアリングハンドル１に対して右側への回動操作
力が作用し続けた場合には、図４及び図５（ハ）に示す
ように、コントロールバルブＣは前述の連通状態を維持
しながらスプール１１とスリーブ１２との相対回動姿勢
の差が更に拡大するので、連通位置ＧｒＬ‘から排油位
置ＯＵＴへの流路が拡大するものとなり油圧ポンプＰか
らの高圧の作動油をメータリング機構Ｍに供給する制御
油路ＣＬの圧力が低減されるものとなる。このことはメ
ータリング機構Ｍの吐出側（メータリングされた作動油
が送り出される側）の制御油路ＣＲの系には高圧の作動
油が封入された状態のまま、吸入側の制御油路ＣＬの圧
力が低下するのでメータリング機構Ｍのロータ１０を左
側に回動させようとする力を発生させてステアリングハ
ンドル１を戻し操作するものとなっている。このように
コントロールバルブＣのスプール１１とスリーブ１２と
の相対回動姿勢の差が拡大した際にメータリング機構Ｍ
に対して供給される高圧の作動油が供給される側の制御
油路ＣＬあるいはＣＬの圧力を低減するよう連通位置Ｇ
ｒＬ‘，ＧｒＲ’と排出位置ＯＵＴとを形成するランド
部で圧力低減手段Ａ，Ａが構成されており、この圧力低
減手段Ａ，Ａは、夫々ともスプール１１とスリーブ１２
との相対回動姿勢の差が拡大するほど流路の開度を拡大
する可変オリフィスとして機能するよう構成されてい
る。
回動操作で操向操作系が機械的な作動限界に達した状態
で、ステアリングハンドル１に対して右側への回動操作
力が作用し続けた場合には、図４及び図５（ハ）に示す
ように、コントロールバルブＣは前述の連通状態を維持
しながらスプール１１とスリーブ１２との相対回動姿勢
の差が更に拡大するので、連通位置ＧｒＬ‘から排油位
置ＯＵＴへの流路が拡大するものとなり油圧ポンプＰか
らの高圧の作動油をメータリング機構Ｍに供給する制御
油路ＣＬの圧力が低減されるものとなる。このことはメ
ータリング機構Ｍの吐出側（メータリングされた作動油
が送り出される側）の制御油路ＣＲの系には高圧の作動
油が封入された状態のまま、吸入側の制御油路ＣＬの圧
力が低下するのでメータリング機構Ｍのロータ１０を左
側に回動させようとする力を発生させてステアリングハ
ンドル１を戻し操作するものとなっている。このように
コントロールバルブＣのスプール１１とスリーブ１２と
の相対回動姿勢の差が拡大した際にメータリング機構Ｍ
に対して供給される高圧の作動油が供給される側の制御
油路ＣＬあるいはＣＬの圧力を低減するよう連通位置Ｇ
ｒＬ‘，ＧｒＲ’と排出位置ＯＵＴとを形成するランド
部で圧力低減手段Ａ，Ａが構成されており、この圧力低
減手段Ａ，Ａは、夫々ともスプール１１とスリーブ１２
との相対回動姿勢の差が拡大するほど流路の開度を拡大
する可変オリフィスとして機能するよう構成されてい
る。
【００２０】以上の説明のうち、ステアリングハンドル
１を非操作状態から右側に操作した際のコントロールバ
ルブＣの内部での作動油の給排を行う際のバルブの作動
をオリフィスタイミングチャートとしてグラフ化すると
図６のように示すように表すことが可能である。同図の
横軸はステアリング操作時おけるスプール１１とスリ―
ブ１２との相対姿勢の角度差を示し、同図の縦軸はスプ
ール１１とスリーブ１２との間において作動油を制御す
る系の開度を表している。又、同図で例えば、ＩＮ＞Ｏ
ＵＴとあるのは給排位置ＩＮから給排位置ＯＵＴに作動
油を送る系の開度を表したものであり、グラフが右上が
りの傾向にあるものはスプール１１とスリーブ１２との
相対姿勢の角度差が大きくなるほど開度が大きくなるこ
とを示している。そして、ＩＮ＞ＯＵＴの系、ＩＮ＞Ｇ
ｒＬの系、ＧｒＲ＞ＴＲの系、ＬＴ＞ＯＵＴの系、Ｇｒ
Ｌ＞ＴＬの系夫々はグラフに示す特性で開度が変化する
ものとなっており、ステアリングハンドル１の右側への
回動操作で操向操作系が機械的な作動限界に達した状態
で、ステアリングハンドル１に対して右側への回動操作
力が作用し続けてスプール１１とスリーブ１２との相対
姿勢の角度差が１０度以上に達した場合には、ＧｒＬ
‘＞ＯＵＴの系の開度が拡大して連通位置ＧｒＬ‘と連
通する給排位置ＧｒＬの圧力を低減して、前述のように
ステアリングハンドル１を戻し操作する圧力をステアリ
ング操作系に作用させ得るものとなっている。
１を非操作状態から右側に操作した際のコントロールバ
ルブＣの内部での作動油の給排を行う際のバルブの作動
をオリフィスタイミングチャートとしてグラフ化すると
図６のように示すように表すことが可能である。同図の
横軸はステアリング操作時おけるスプール１１とスリ―
ブ１２との相対姿勢の角度差を示し、同図の縦軸はスプ
ール１１とスリーブ１２との間において作動油を制御す
る系の開度を表している。又、同図で例えば、ＩＮ＞Ｏ
ＵＴとあるのは給排位置ＩＮから給排位置ＯＵＴに作動
油を送る系の開度を表したものであり、グラフが右上が
りの傾向にあるものはスプール１１とスリーブ１２との
相対姿勢の角度差が大きくなるほど開度が大きくなるこ
とを示している。そして、ＩＮ＞ＯＵＴの系、ＩＮ＞Ｇ
ｒＬの系、ＧｒＲ＞ＴＲの系、ＬＴ＞ＯＵＴの系、Ｇｒ
Ｌ＞ＴＬの系夫々はグラフに示す特性で開度が変化する
ものとなっており、ステアリングハンドル１の右側への
回動操作で操向操作系が機械的な作動限界に達した状態
で、ステアリングハンドル１に対して右側への回動操作
力が作用し続けてスプール１１とスリーブ１２との相対
姿勢の角度差が１０度以上に達した場合には、ＧｒＬ
‘＞ＯＵＴの系の開度が拡大して連通位置ＧｒＬ‘と連
通する給排位置ＧｒＬの圧力を低減して、前述のように
ステアリングハンドル１を戻し操作する圧力をステアリ
ング操作系に作用させ得るものとなっている。
【００２１】尚、以上の説明はステアリングハンドル１
を右側に回動操作した場合の作動を説明したものである
が、ステアリングハンドル１を左側に回動操作した場合
には、コントロールバルブＣのスプール１１とスリーブ
１２とが逆方向に相対回動して制御油路ＣＬ，ＣＲ、駆
動油路ＤＬ，ＤＲでの作動油の流動方向が逆になるだけ
で基本的な作動に変わりは無いものとなっている。
を右側に回動操作した場合の作動を説明したものである
が、ステアリングハンドル１を左側に回動操作した場合
には、コントロールバルブＣのスプール１１とスリーブ
１２とが逆方向に相対回動して制御油路ＣＬ，ＣＲ、駆
動油路ＤＬ，ＤＲでの作動油の流動方向が逆になるだけ
で基本的な作動に変わりは無いものとなっている。
【００２２】このように、本発明では、ステアリングハ
ンドル１が回動操作された場合にはコントロールバルブ
Ｃを構成するスプール１１とスリーブ１２との間に形成
された弁部によってステアリングシリンダ２の駆動方向
を設定すると共に、ステアリングハンドル１の回動量と
対応する量だけ操向操作系を駆動操作し、又、操向操作
系が機械的な作動限界に達した状態でステアリングハン
ドル１に対して更に回動操作力が作用してスプール１１
とスリーブ１２との相対回動姿勢が拡大した場合には、
油圧ポンプＰからコントロールバルブＣを介してメータ
リング機構Ｍに作動油を送る側の制御油路ＣＬあるいは
ＣＲの圧力が圧力低減手段Ａによってドレン油路４に逃
がされて該制御油路ＣＬあるいはＣＲの圧力低下が図ら
れると共に、圧力低減手段Ａが可変オリフィス型に構成
されているので、この圧力低下の程度がステアリングハ
ンドル１の回動操作量に対応して大きくなり（より大き
く低下するので）、メータリング機構Ｍの吐出側（ステ
アリングシリンダ２に作動油を供給する側）の圧力は高
圧に維持されたままメータリング機構Ｍの吸入側の圧力
が低下するものとなり、この結果、この圧力差によって
メータリング機構Ｍの内部にステアリングハンドル１を
復元方向に回動操作する力が発生し、この復元力によっ
てステアリングハンドル１を人為的に更に回動操作する
ことを不能にするものとなっている。
ンドル１が回動操作された場合にはコントロールバルブ
Ｃを構成するスプール１１とスリーブ１２との間に形成
された弁部によってステアリングシリンダ２の駆動方向
を設定すると共に、ステアリングハンドル１の回動量と
対応する量だけ操向操作系を駆動操作し、又、操向操作
系が機械的な作動限界に達した状態でステアリングハン
ドル１に対して更に回動操作力が作用してスプール１１
とスリーブ１２との相対回動姿勢が拡大した場合には、
油圧ポンプＰからコントロールバルブＣを介してメータ
リング機構Ｍに作動油を送る側の制御油路ＣＬあるいは
ＣＲの圧力が圧力低減手段Ａによってドレン油路４に逃
がされて該制御油路ＣＬあるいはＣＲの圧力低下が図ら
れると共に、圧力低減手段Ａが可変オリフィス型に構成
されているので、この圧力低下の程度がステアリングハ
ンドル１の回動操作量に対応して大きくなり（より大き
く低下するので）、メータリング機構Ｍの吐出側（ステ
アリングシリンダ２に作動油を供給する側）の圧力は高
圧に維持されたままメータリング機構Ｍの吸入側の圧力
が低下するものとなり、この結果、この圧力差によって
メータリング機構Ｍの内部にステアリングハンドル１を
復元方向に回動操作する力が発生し、この復元力によっ
てステアリングハンドル１を人為的に更に回動操作する
ことを不能にするものとなっている。
【００２３】特に、本発明ではコントロールバルブＣを
構成するスプール１１とスリーブ１２との間に圧力低減
手段Ａとして、従来からのコントロールバルブＣに対し
て新たにランド部で成る弁部を形成する程度の改良でだ
けで済むことから装置を大型化させることの無いものと
なっている。
構成するスプール１１とスリーブ１２との間に圧力低減
手段Ａとして、従来からのコントロールバルブＣに対し
て新たにランド部で成る弁部を形成する程度の改良でだ
けで済むことから装置を大型化させることの無いものと
なっている。
【００２４】〔別実施の形態〕 本発明は上記実施の形態以外に、例えば、請求項１に対
応して圧力低減手段を可変オリフィスで構成してコント
ロールバルブに内装することも可能である。
応して圧力低減手段を可変オリフィスで構成してコント
ロールバルブに内装することも可能である。
【００２５】
【発明の効果】従って、操向操作系が機械的な作動限界
に達した状態でステアリングハンドルを更に操作しよう
とした場合でもステアリングハンドルが回動することの
無い全油圧式パワーステアリング装置が簡単な構造の付
加という改造で合理的に構成されたのである（請求項
１）。又、このようにステアリングハンドルの操作を不
能にするための構成が従来からのコントロールバルブの
簡単な改良で複雑化、コスト上昇を招くことなく合理的
に構成されたのである（請求項２）。
に達した状態でステアリングハンドルを更に操作しよう
とした場合でもステアリングハンドルが回動することの
無い全油圧式パワーステアリング装置が簡単な構造の付
加という改造で合理的に構成されたのである（請求項
１）。又、このようにステアリングハンドルの操作を不
能にするための構成が従来からのコントロールバルブの
簡単な改良で複雑化、コスト上昇を招くことなく合理的
に構成されたのである（請求項２）。
【図１】装置の油圧回路図
【図２】ハンドルが非操作状態におけるコントロールバ
ルブの模式図
ルブの模式図
【図３】ハンドルの右側への操作時におけるコントロー
ルバルブの模式図
ルバルブの模式図
【図４】限界状態でハンドルを右側操作した際のコント
ロールバルブの模式図
ロールバルブの模式図
【図５】ハンドルが中立姿勢にある状態、及び、ハンド
ルを右側に操作した状態、及び、限界状態でハンドルを
右側に操作した状態の夫々の状態におけるスプールとス
リーブとの間の作動油の流れを示す図
ルを右側に操作した状態、及び、限界状態でハンドルを
右側に操作した状態の夫々の状態におけるスプールとス
リーブとの間の作動油の流れを示す図
【図６】コントロールバルブの弁の開度をタイミングチ
ャート的にグラフ化した図
ャート的にグラフ化した図
１ ステアリングハンドル ２ ステアリングシリンダ ４ ドレン油路 １１ スプール １２ スリーブ １３ 中立バネ Ａ 圧力低減手段 Ｃ コントロールバルブ Ｍ メータリング機構 Ｐ 油圧ポンプ Ｘ 軸芯 ＣＬ，ＣＲ 油路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−128049（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−47677（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−56749（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−169476（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−91466（ＪＰ，Ｕ) 特公 平６−24949（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B62D 5/00 - 5/32 B62D 6/00 - 6/06
Claims (2)
- 【請求項１】 ステアリングハンドルの回動操作量と対
応した作動油量を供給するメータリング機構と、ステア
リングハンドルの回動操作時に油圧ポンプからの作動油
を制御するコントロールバルブとを備えると共に、ステ
アリングハンドルの回動操作時には油圧ポンプからの作
動油をメータリング機構とコントロールバルブとの間に
形成された一対の油路のうちの一方を介してコントロー
ルバルブからメータリング機構に送ると同時に、この一
対の油路のうちの他方を介してメータリング機構からの
メータリングされた作動油をコントロールバルブに戻
し、かつ、このコントロールバルブを介してメータリン
グされた作動油を複動型のステアリングシリンダに送
り、前記ステアリングシリンダからの排油をコントロ―
ルバルブを介してドレン油路に送る油路系を備えた全油
圧式パワーステアリング装置であって、 前記コントロールバルブを、前記ステアリングハンドル
によって軸芯周りで回動操作されるスプールと、このス
プールに対して前記軸芯周りで相対回動自在に外嵌した
スリーブと、スプールとスリーブとの相対回動姿勢を中
立姿勢に復帰付勢する中立バネとを備えてステアリング
ハンドルの回動操作時にはスプールとスリーブとの間に
形成された弁部の相対回動によって作動油の制御を行う
よう構成し、前記ステアリングシリンダで駆動される操
向操作系が機械的な作動限界に達するまでステアリング
ハンドルを操作した場合にスプールとスリーブとの相対
回動姿勢が所定値以上に達すると、油圧ポンプからの作
動油をコントロールバルブを介してメータリング機構へ
送る側の前記油路の圧力をドレン油路に逃がす圧力低減
手段を備えている全油圧式パワーステアリング装置。 - 【請求項２】 圧力低減手段を、スプールとスリーブと
の間に形成される弁部で構成してある請求項１記載の全
油圧式パワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23937196A JP3271908B2 (ja) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | 全油圧式パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23937196A JP3271908B2 (ja) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | 全油圧式パワーステアリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1081250A JPH1081250A (ja) | 1998-03-31 |
| JP3271908B2 true JP3271908B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=17043784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23937196A Expired - Fee Related JP3271908B2 (ja) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | 全油圧式パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3271908B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5528382B2 (ja) * | 2011-03-25 | 2014-06-25 | 株式会社クボタ | 油圧式パワーステアリングシステムの油圧コントローラ |
-
1996
- 1996-09-10 JP JP23937196A patent/JP3271908B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1081250A (ja) | 1998-03-31 |
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