JP3810232B2 - Power steering apparatus and servo valve used therefor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵に基づいて油圧ポンプからの圧油を操舵補助用の油圧シリンダの室へ切換えて供給するサーボ弁を備えた動力舵取装置及びこれに用いるサーボ弁に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の自動車は、動力舵取装置、自動変速装置等、油圧により作動する多くの装置を備えており、これらの油圧作動装置に作動油を供給するための油圧ポンプが搭載されている。この種の油圧ポンプの多くは、エンジンの出力の一部を利用して駆動され、例えば、該エンジンの出力端に取り付けた動力取り出し用のプーリを介してのベルト伝動によりロータを回転駆動し、該ロータの回転に応じた油圧を発生する構成となっているが、このような単純な伝動構成を採用した場合、エンジンの回転速度が高い高速走行時に、油圧ポンプの駆動のための動力損失が大きく、燃費の低下を招き、また、この動力損失を軽減すべく油圧ポンプの仕様を決定した場合、エンジンの回転速度が低い低速走行時又は停車時に油圧ポンプの能力が不足し、油圧作動装置に十分な量の作動油を送給し得ないという問題がある。
【0003】
このように自動車用の油圧ポンプにおいては、必要時に十分な作動油量を確保しつつ、駆動源となるエンジンの無為な動力損失を軽減することが要求されており、この要求に応えるべく本願出願人は、エンジンからロータへの伝動系の中途に、高低2段に切換え可能な変速手段と、前記ロータの回転に応じて吐出油路内に発生する油圧の作用により前記変速手段に切換え動作を行なわせる切換クラッチとを備え、舵輪の操舵によって操舵補助用の油圧シリンダが動作しているときには、これに伴って上昇する送油路内の油圧の作用により前記変速手段を高速側に切換え、操舵されることなく油圧シリンダが非動作のときには、前記変速手段を低速側に切換えるように構成した油圧ポンプユニットを特願平10-10770号に提案した。
【0004】
ところがこのように構成された油圧ポンプユニットが組込された動力舵取装置にあっては、切換クラッチの動作により変速手段が低速側から高速側へ切換えられたとき、これに応じて油圧ポンプの回転速度が急変し、送油路内の油圧が急上昇することになり、この結果、操舵に基づいて前記油圧ポンプからの圧油を切換えて前記油圧シリンダへ供給するサーボ弁から油圧シリンダへの供給流量が急変し、油圧シリンダが発生する操舵補助力が急変し、舵輪の操作感覚が急変して、舵輪を把持するドライバに違和感を与えるという不具合がある。
【0005】
このような問題を解消するため、本願出願人は、特願平10-10770号に提案したものを改良し、油圧ポンプに連通する前記送油路の中間をドレン油路に分岐する分岐部と、前記油圧シリンダへの供給流量に応じた差圧を発生する絞り手段と、前記分岐部に配してあり、前記差圧の作用により前記ドレン油路を開閉して、前記供給流量を制御する流量制御弁とを備えた油圧ポンプユニットを特願平10-126470 号に提案した。
【0006】
この特願平10-126470 号にあっては、操舵されることなく油圧シリンダが非動作のときには、流量制御弁がドレン油路を開放し、油圧ポンプから送られる圧油の一部を分岐部を経てドレン油路に排出させた状態にあり、操舵によって油圧シリンダが動作し、送油路の内部の油圧が上昇し、切換クラッチの動作により変速手段が高速側に切換えられたとき、これに伴って生じる絞り手段の前後の差圧の増大に応じて流量制御弁が動作し、ドレン油路が閉止し、該ドレン油路への排油流量を徐々に減じられて油圧シリンダへの供給流量が漸増し、この供給油圧の急変を抑制することができるため、前記違和感を少なくすることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上の如く油圧ポンプの回転速度が高速と低速とに切換られるものにあっては、操舵されていないとき、油圧ポンプは低速で回転し、該油圧ポンプから油圧シリンダへ送られる供給流量よりもドレン油路への排油流量の方が多いため、入力トルク−圧力特性線が裾広がりの曲線を描くことになる。
【0008】
従って、本願出願人が先に提案したように、操舵に伴って上昇する送油路内の油圧の作用により切換クラッチを動作させるように構成したものにあっては、操舵中立点から操舵され、送油路内の圧油が切換クラッチを動作させるために必要な所定値に上昇するまでの操舵角が所定の角度以上に大きくなり、操舵中立点から操舵されて油圧シリンダが動作するまでの操舵角が大となるため、操舵初期において操舵が重くなり過ぎることが懸念される。
【0009】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、油圧ポンプから流量制御弁を経て圧油が供給されるサーボ弁の排油孔及び送油孔に絞り部を設けることによって、小流量の状態で操舵中立点から操舵が始まったとき、排油孔及び該排油孔に連通する送油孔による排油流量を早期に少なくすることができるとともに、サーボ弁から油圧シリンダへの供給流量を早期に多くでき、その油圧力を早期に所定値に上昇させることができ、操舵初期において油圧シリンダが動作するまでの操舵角を小さくでき、操舵を軽くすることができる動力舵取装置、及びサーボ弁を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
第1発明に係る動力舵取装置は、油圧ポンプと、該油圧ポンプに送油路を介して連通する操舵補助用の油圧シリンダと、前記送油路中に設けられる流量制御弁と、操舵に基づいて前記流量制御弁からの圧油を前記油圧シリンダの室へ切換えて供給するサーボ弁とを備え、該サーボ弁には、バルブボディに相対角変位を可能として嵌合されるバルブスプール及び前記バルブボディの間に、給油孔に連通する給油室、第1中間圧室、第2中間圧室及び第1中間圧室がこの順序で複数個設けられている動力舵取装置において、前記第2中間圧室は、少なくとも1つが排油孔に連通し、他の少なくとも一つが絞り部を有する排油孔に連通されており、該絞り部を有する排油孔に連通する第2中間圧室の両側で隣り合う第1中間圧室は絞り部を有する送油孔に連通されており、該第1中間圧室を除く残りの第1中間圧室は送油孔に連通していることを特徴とする。
【0011】
第2発明に係る動力舵取装置は、駆動源に変速手段を介して連動する油圧ポンプと、該油圧ポンプに送油路を介して連通する操舵補助用の油圧シリンダと、前記送油路中に設けられる流量制御弁と、操舵に基づいて前記流量制御弁からの圧油を前記油圧シリンダの室へ切換えて供給するサーボ弁と、操舵に基づいて前記変速手段に変速の動作を行わせる切換クラッチとを備え、前記サーボ弁には、バルブボディに相対角変位を可能として嵌合されるバルブスプール及び前記バルブボディの間に、給油孔に連通する給油室、第1中間圧室、第2中間圧室及び第1中間圧室がこの順序で複数個設けられている動力舵取装置において、前記第2中間圧室は、少なくとも1つが排油孔に連通し、他の少なくとも一つが絞り部を有する排油孔に連通されており、該絞り部を有する排油孔に連通する第2中間圧室の両側で隣り合う第1中間圧室は絞り部を有する送油孔に連通されており、該第1中間圧室を除く残りの第1中間圧室は送油孔に連通していることを特徴とする。
【0012】
第3発明に係るサーボ弁は、バルブボディに相対角変位を可能として嵌合されるバルブスプール及び前記バルブボディの間に、給油孔に連通する給油室、第1中間圧室、第2中間圧室及び第1中間圧室がこの順序で複数個設けられているサーボ弁において、前記第2中間圧室は、少なくとも1つが排油孔に連通し、他の少なくとも一つが絞り部を有する排油孔に連通されており、該絞り部を有する排油孔に連通する第2中間圧室の両側で隣り合う第1中間圧室は絞り部を有する送油孔に連通されており、該第1中間圧室を除く残りの第1中間圧室は送油孔に連通していることを特徴とする。
【0013】
第1発明、第2発明及び第3発明にあっては、操舵されていないとき、油圧シリンダに加わる負荷の大きさは小さいため、流量制御弁を経てサーボ弁へ供給された圧油は、その全流量が絞り部を有する排油孔及び有しない排油孔から油タンク等へ還流される。この小流量の状態で操舵中立点から操舵が始まったとき、油圧シリンダに加わる負荷の大きさが漸増し、流量制御弁からサーボ弁への供給流量が漸増するとともに、サーボ弁のバルブスプールが回転し、その弁開度が漸増してサーボ弁へ供給される流量が漸増する。
【0014】
このとき、第2中間圧室の少なくとも1つが排油孔に連通し、他の少なくとも一つが絞り部を有する排油孔に連通しているとともに、絞り部を有する排油孔に連通する第2中間圧室の両側で隣り合う第1中間圧室が絞り部を有する送油孔に連通しているため、全ての排油孔の開口面積及び送油孔の開口面積が同じとされた既存のサーボ弁を備えたものに比較して排油孔及び該排油孔に連通する送油孔による排油流量を早期に少なくすることができるとともに、サーボ弁から油圧シリンダへの供給流量を早期に多くでき、その油圧力を早期に所定値に上昇させることができる。従って、小流量の状態で操舵中立点から操舵されて油圧シリンダが動作を開始するまでの操舵角を小さくでき、操舵初期において操舵を軽くすることができる。
【0015】
また、第1発明及び第2発明にあっては、サーボ弁から油圧シリンダへ供給する圧油の油圧力が所定値に上昇した後、流量制御弁の弁特性に従って流量が増加することになるのであり、従って、油圧シリンダが動作を開始するとき、油圧力の不連続部をなくすことができ、操舵を行なっている運転者に違和感を与えることをなくし得るのである。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する。
実施の形態1
図1は動力舵取装置の油圧系統図、図2は油圧ポンプの回転速度を切換える切換え部分の断面図である。
【0017】
本発明の動力舵取装置は、自動車のエンジンである駆動源1に変速手段2を介して連動する油圧ポンプ3と、該油圧ポンプ3の吐出部に送油路4を介して連通する操舵補助用の油圧シリンダ5と、前記送油路4の中間に設けられ、前記油圧シリンダ5に加わる負荷の大きさに応じて前記油圧シリンダ5へ送る圧油の流量を制御する流量制御弁6と、操舵に基づいて前記流量制御弁6からの圧油を前記油圧シリンダ5の室へ切換えて供給するサーボ弁7と、操舵に基づいて前記変速手段2に変速の動作を行わせる切換クラッチ8とを備えている。
【0018】
変速手段2は、例えば遊星歯車変速機、遊星ローラ変速機等、油圧ポンプ3の回転速度を例えば高速と低速とに変速するものである。
【0019】
流量制御弁6は、送油路4の中途に、これと交叉する態様に円形断面を有するスプール室60が形成されており、該スプール室60の内部に流量制御弁6が構成されている。
【0020】
図3は流量制御弁6部分の概略構成を示す断面図である。スプール室60は、図2、図3に示す如く、切換クラッチ8の圧油室9への導圧のために設けられた導油路10よりも上流側において、その長手方向の一側を送油路4の中途に連通させて形成してある。またスプール室60の他側は、これと分岐部との間において、送油路4の中間に設けられた絞り手段、詳しくは固定絞り61の下流側に導圧路62を介して連通させてあり、更にスプール室60の中間部は、該位置に開口するドレン油路63を介して低圧に保たれた油圧ポンプ3の吸込油路11(図2参照)に連通させてある。
【0021】
流量制御弁6は、以上の如きスプール室60の内部に、軸長方向への摺動可能に嵌挿された有底円筒形をなす第1のスプール6aと、該第1のスプール6aの内側に軸長方向への摺動自在に嵌挿された円柱形をなす第2のスプール6bとを備えてなる。第1のスプール6aの底部には、所定の内径を有する貫通孔が形成されており、この貫通孔には、第2のスプール6bの一側に同軸的に突設された連結ロッド6cが内嵌され、第1のスプール6aの外側に突出する連結ロッド6cの端部には、第2のスプール6bと等しい外径を有する受圧板6dが同軸的に固定されている。
【0022】
第1のスプール6aと第2のスプール6bとは、前者の内底面と、これに対向する後者の端面との間に介装された付勢ばね64により互いに離反する方向に付勢して一体化され、第1のスプール6aの開口側を送油路4との連通側に向け、同じく底面側を前記導圧路62との連通側に向けてスプール室60の内部に装着されており、前記受圧板6dと、これに対向するスプール室60の端面との間に介装された制御ばね65により、前記端面から離反する方向、即ち、送油路4との連通側に向けて付勢され、第1のスプール6aの開口側周縁部が前記ドレン油路63を塞ぐように位置決めされている。
【0023】
即ち、スプール室60の内部は、第1のスプール6aの開口側に面し、前記送油路4に連通された第1圧力室60aと、第1のスプール6aの底部側に面し、前記導圧路62が連通された第2圧力室60bとに分割されており、前記ドレン油路63は、第1のスプール6aの開口側周縁部により、第1圧力室60aとの連通を遮断された状態にある。
【0024】
また第1のスプール6a内側の前記付勢ばね64の配設室は、該第1のスプール6aの周面を貫通する貫通孔66によりドレン油路63の開口部に連通されており、第1のスプール6aに対して後述の如く生じる第2のスプール6bの摺動が、前記貫通孔66を経て生じる油の出入りにより支障なく行なわれるようになしてある。
【0025】
図4及び図5は以上の如く構成された流量制御弁6の動作説明図である。油圧ポンプ3の動作により吐出される圧油は、これらの図中に矢符により示す如く、送油路4を経てスプール室60の一側の第1圧力室60aに流入し、スプール室60の下流側の送油路4の中間に配した前記固定絞り61を経て油圧シリンダ5に送給される。
【0026】
このとき前記第1圧力室60aの内部には、油圧P1 の圧油が導入され、スプール室60の他側の第2圧力室60bには、前記導圧路62を介して固定絞り61の下流側の油圧P2 が導入される。この油圧P2 は、油圧P1 を有して送油路4に送り出される圧油が固定絞り61の通過により減圧されて生じ、この減圧量は、固定絞り61を通過する圧油量、即ち、油圧シリンダ5への供給流量の増加に応じて大となるから、第1圧力室60aと第2圧力室60bとの間には、前記供給流量の増加に伴って増大する差圧ΔP(=P1 −P2 )が発生する。
【0027】
ここで第2のスプール6bは、第1圧力室60aの油圧P1 を第1のスプール6aの開口側に露出する一側端面に受圧し、また第2圧力室60bの油圧P2 を同側に一体化された前記受圧板6dの端面に受圧するが、この受圧板6dは、前述の如く、第2のスプール6bと略等しい外径を有しており、第1圧力室60a及び第2圧力室60b側の受圧面積は相等しい。従って第2のスプール6bは、前記差圧ΔPの増大に伴って第1圧力室60aから第2圧力室60bに向けて押圧され、この押圧力と前記制御ばね65のばね力との力バランスに応じて第2圧力室60bの側に向けて移動する。
【0028】
これに対し第1のスプール6aは、第1圧力室60aの油圧P1 を開口側の周縁に受圧し、また第2圧力室60bの油圧P2 を底面に受圧することとなり、これらの受圧面積は後者の方が大きい。従って第1のスプール6aは、前記差圧ΔPの作用ではなく、底面側に加わる第2圧力室60bの油圧P2 、即ち、固定絞り61の下流側の油圧P2 の作用により第2圧力室60bから第1圧力室60aに向けて押圧され、この押圧力と前記付勢ばね64のばね力との力バランスに応じて、前記第2のスプール6bに対して第1圧力室60aの側に向けて相対移動する。
【0029】
操舵されることなく油圧シリンダ5が非動作のとき等、固定絞り61の下流側に発生する油圧P2 が十分に小さい場合、第1圧力室60aの油圧P1 、第2圧力室60bの油圧P2 、及びこれらの間の差圧ΔPのいずれもが小さいことから、第1のスプール6a及び第2のスプール6bは、図3に示す組み立て位置から左方に一体をなして移動し、ドレン油路63がわずかに開放された状態となり、油圧ポンプ3から送油路4内に送出される圧油は、その大部分が固定絞り61を経て油圧シリンダ5に送給される。
【0030】
この状態から操舵によって油圧シリンダ5が動作し、油圧P2 が上昇した場合、固定絞り61の前後の差圧ΔPもまた増大する結果、第2のスプール6bは、前記差圧ΔPの作用による押圧力が制御ばね65のばね力を上回ると共に、このばね力に抗して外側の第1のスプール6aと一体をなして移動を開始し、図4に示す如く、この移動に応じてスプール室60の内部へのドレン油路63の開口面積が大きくなり、油圧ポンプ3から送油路4内に供給される供給流量の大部分がドレン油路63を経て低圧側に排油せしめられるようになる。
【0031】
このときの排油流量は、固定絞り61の前後の差圧ΔPの増加、即ち、供給流量の増加に伴って増すから、油圧シリンダ5への供給流量は、油圧ポンプ3の回転速度の上昇に拘わらず略一定に保たれる。
【0032】
一方、前述した如く、第2圧力室60bの油圧P2 の作用により押圧されている第1のスプール6aは、該油圧P2 による押圧力が付勢ばね64のばね力を上回ると共に第2のスプール6bに対する前述した相対移動を開始する。これにより図5に示す如く、スプール室60の内部へのドレン油路63の開口面積が減少せしめられ、該ドレン油路63を経て低圧側に排油される排油流量が減少し、油圧シリンダ5への供給流量は、油圧P2 の上昇に応じて増加するようになる。
【0033】
図6は、流量制御弁6の下流側圧油の圧力とその流量との関係を示す流量特性図である。図示の如く油圧ポンプ3からの供給油量は、下流側の油圧P2 が小さく、流量制御弁6において図3〜図4に示す状態変化が生じている間にはイの如く略一定に保たれ、前記油圧P2 が所定の限界圧力Ps を超え、流量制御弁6において図4〜図5に示す状態変化が生じている間は、前記油圧P2 の上昇に伴ってロの如く増加し、前記油圧P2 が所定の油圧力Pに上昇したとき前記下流側の流量がハの如く大流量に復帰する。従って、前記限界圧力PS を、切換クラッチ8の動作により変速手段2が高速側に切換えられる回転速度と略一致するように設定することにより、この切換えの前後に生じる油圧の急変を防止することができる。なお、限界圧力PS の前述した設定は、第1のスプール6aの両側の受圧面積差、及び付勢ばね64のばね力を適正に選定することにより実現できる。
【0034】
サーボ弁7は、入力軸を介して舵輪に繋がるバルブスプール7aと、該バルブスプール7aの周りに挿嵌され、出力軸に繋がるバルブボディ7bとを備える。これらバルブスプール7a及びバルブボディ7bの基本的な構成は既存のものと同じであり、実施の形態1では8等配のサーボ弁を用いている。円筒形をなすバルブボディ7bの内周面には、夫々等しい幅を有する8個の第1の油溝70…が周方向に等配をなして並設され、また、バルブボディ7bの内径と略等しい外径を有する厚肉円筒形のバルブスプール7aの外周面には、同様に、夫々等しい幅を有する8個の第2の油溝71…が周方向に等配をなして並設されている。
【0035】
バルブスプール7aはバルブボディ7bの内側に同軸上での相対回転を可能として嵌合し、これら両者を、バルブスプール7aの内側に挿通されたトーションバー12により相互に連結して構成されている。第1の油溝70…と第2の油溝71…とは、前記トーションバー12に捩れが生じていない中立状態において、図示の如く周方向に千鳥配置され、夫々の両側に相隣するものと連通するように位置決めされている。
【0036】
以上の構成により、バルブボディ7bの第1の油溝70…の夫々は、バルブスプール7aの第2の油溝71…間のランドに対向し、また、バルブスプール7aの第2の油溝71…の夫々は、バルブボディ7bの第1の油溝70…間のランドに対向して、バルブボディ7bとバルブスプール7aとの嵌合周上には、第1の油溝70…の内側(幅方向両側の溝縁間)の8つの油室と、第2の油溝71…の外側(幅方向両側の溝縁間)の8つの油室とが、夫々の間に連通部を有して交互に並んだ状態となる。
【0037】
バルブボディ7bとバルブスプール7aとは、これらを連結するトーションバー12の捩れの範囲内での相対角変位が可能であり、前記各油室間の連通部、即ち、油溝70…,71…の幅方向両側の溝縁間は、前記相対角変位に応じて夫々の連通面積(絞り面積)を増減する絞り部a,bとして作用する。
【0038】
バルブスプール7aの第2の油溝71…により形成された8つの油室の内、1つおきに位置する4つは、バルブボディ7bの周壁を貫通し、夫々の油溝71…の外側に開口を有する各別の給油孔72…を介して前記流量制御弁6の下流側に前記固定絞り61を介して接続され、油圧ポンプ3から圧油の供給がなされる給油室73…を構成している。これに対し、残りの4つの油室は、バルブスプール7aを半径方向に貫通し、夫々の油溝71…の底部に開口を有する各別の排油孔74…及びバルブスプール7a内側の中空部を介して排油先となる油タンク13に接続され、該油タンク13への排出油の通路となる第2中間圧室(以下排油室という)75…を構成している。
【0039】
一方、第1の油溝70…の内側に形成された8つの油室の内、前記給油室73…に周方向の同側にて相隣する4つの油室は、バルブボディ7bの周壁を貫通し、夫々の油溝70…の底部に開口を有する各別の送油孔76…を介して圧油の送給先である油圧シリンダ5の一方のシリンダ室5R に接続され、このシリンダ室5R への第1中間圧室(以下第1の送油室という)77…を構成しており、残りの4つは、同様の送油孔78…を介して前記油圧シリンダ5の他方のシリンダ室5L に接続され、該シリンダ室5L への第1中間圧室(以下第2の送油室という)79…を構成している。従って、給油室73…の両側には、第1の送油室77又は第2の送油室79を経て排油室75に至る油路が夫々形成され、給油室73と送油室77及び排油室75と送油室79とが絞り部aを介して連通し、また、給油室73と送油室79及び排油室75と送油室77とが絞り部bを介して連通される。
【0040】
以上の如く構成されたサーボ弁7は既存の8等配タイプの基本的な構成であり、本発明は前記した如く偶数個の排油孔74の1つ置きに絞り部80を設け、各給油孔72…に対し一側に絞り部80を有する第1の排油孔74aが、他側に絞り部80を有しない第2の排油孔74bが夫々配設された構成とし、さらに、絞り部80を有する第1の排油孔74aに連通する排油室75の両側で隣り合う第1及び第2の送油室77,79に連通する送油孔76,78に絞り部81,81を設けてこれを第1の送油孔76a,78aとし、絞り部80を有しない第2の排油孔74bに連通する排油室75の両側で隣り合う第1及び第2の送油室77,79に連通する送油孔76,78に絞り部を設けなくてこれを第2の送油孔76b,78bとし、全ての給油孔72…へ供給された圧油の排油流量が、第1及び第2の排油孔74a,74bによる排油流量及びこれら排油孔74a,74bに連通する送油孔76a,76b又は送油孔78a,78bを平均した平均排油流量となるようにした。
【0041】
絞り部80,81は、パイプ等の筒部材を用いてなり、絞り部80を既存のサーボ弁7の排油孔74に挿嵌し、該絞り部80を設けた第1の排油孔74aの排油流量を、絞り部80を設けない第2の排油孔74bの排油流量に比較して少なくする。また、絞り部81を既存のサーボ弁7の送油孔76又は送油孔78に挿嵌し、該絞り部81を設けた第1の送油孔76a,78aの排油流量を、絞り部81を設けない第2の送油孔76b,78bの排油流量に比較して少なくする。
【0042】
図7は操舵角とサーボ弁7の排油孔及び送油孔の開口面積との関係を示す油圧特性図であって、(a) の破線は本発明の構成であり、(b) 及び(a) の実線イは既存の構成であり、(c) 及び(a) の実線ロは既存の構成の排油孔の全てに絞り部80を設けるとともに、送油孔の全てに絞り部81を設けた構成である。全ての排油孔74及び全ての送油孔76,78に絞り部80,81を有しない場合、図7(b) 及び(a) の実線イの如く操舵初期時における開口面積の減少量は比較的多いのであり、また、全ての排油孔74及び送油孔76,78に絞り部80,81が設けられた場合、図7(c) 及び(a) の実線ロの如く操舵初期時における開口面積の減少量は一定であり、何ら変わらないのに対し、少なくとも1つの排油孔74に絞り部80を設けて第1及び第2の排油孔74a,74bとし、さらに、絞り部80を有する第1の排油孔74aに連通する排油室75の両側で隣り合う第1及び第2の送油室77,79に連通する送油孔76,78に絞り部81,81を設けて第1の送油孔76a,78a、第2の送油孔76b,78bとした本発明にあっては、図7(a) の破線の如く前記(b) 及び(c) を平均化した開口面積に変えることができる。
【0043】
図8は操舵角とサーボ弁によって制御される油圧力との関係を示す油圧特性図である。
このように全ての給油孔72に対する排油孔74a,74b及び送油孔76a,76b又は送油孔78a,78bを平均化した開口面積に変えることによって、流量制御弁6によってその下流側の流量が所定の油圧力Pに上昇するために必要な操舵角をθとした場合、操舵角がθになったときの排油孔74a,74b及び送油孔76a,76b又は送油孔78a,78bの開口面積を前記絞り部80,81の開口面積に近付けることによって、操舵角がθ度未満では絞り部80,81の影響を受けて排油され、小流量に対応した油圧特性が得られ、操舵角がθ度以上では絞り部80,81の影響を受けずに排油され、既存の8等配サーボ弁の油圧特性、すなわち図6のハに示すような大流量が得られる。
【0044】
図9、図10は操舵が始まったときのサーボ弁7の動作説明図である。
例えば、図9に示す如く操舵中立点から右方向へ操舵されたとき、バルブスプール7aがバルブボディ7bに対し時計方向へ回転し、絞り部aが漸次開放されるとともに、絞り部bが漸次閉じられ、全ての給油孔72の両側に配置されている排油孔74a,74bから直接排油されるとともに、全ての給油孔72に対し反時計方向側に配置されている送油孔78a,78bを介して前記排油孔74a,74bから排油されながら送油孔76a,76bへ供給されることになるため、前記絞り部a,bによる絞り量を変えることによって操舵角がθになったときの排油孔74a,74b及び送油孔78a,78bの開口面積を前記絞り部80,81の開口面積に近付けることができる。
【0045】
また、図10に示す如く操舵中立点から左方向へ操舵されたとき、バルブスプール7aがバルブボディ7bに対し反時計方向へ回転し、絞り部bが漸次開放されるとともに、絞り部aが漸次閉じられ、全ての給油孔72の両側に配置されている排油孔74a,74bから直接排油されるとともに、全ての給油孔72に対し時計方向側に配置されている送油孔76a,76bを介して前記排油孔74a,74bから排油されながら送油孔78a,78bへ供給されることになるため、前記絞り部a,bによる絞り量を変えることによって操舵角がθになったときの排油孔74a,74b及び送油孔76a,76bの開口面積を前記絞り部80,81の開口面積に近付けることができる。
【0046】
次に以上の如く構成された動力舵取装置の動作について説明する。
アイドリング時など舵輪が操舵されていないとき、油圧シリンダ5に加わる負荷の大きさは小さいため、切換クラッチ8によって変速手段2が低速回転側へ切換えられ、油圧ポンプ3は低速回転であり、該油圧ポンプ3から送油路4へ供給される圧油の流量は図6イの如く少量である。従って、流量制御弁6を経てサーボ弁7へ供給された圧油は、その全流量が絞り部80を有する第1の排油孔74a及び絞り部80を有しない第2の排油孔74bから油タンク13等へ還流される。
【0047】
給油孔72から給油室73に導油される流量は小流量であり、この小流量の圧油が4等配されることになり、4個所の給油室73に分配された圧油は、4個所の給油室73の両側の油路に均等に配分され、第1の送油室77及び第2の送油室79を経て排油室75に達し、これら夫々に開口する第1及び第2の排油孔74a,74bを経てバルブスプール7a内側の中空部に流れ込み、該中空部内にて合流して油タンク13に排油される。従って、前記送油室77,79間及びこれら夫々に接続された油圧シリンダ5の両シリンダ室SR ,SL 間に圧力差は発生せず、該油圧シリンダ5はなんらの力も発生しない。
【0048】
この小流量の状態で操舵中立点から操舵されたとき、油圧シリンダ5に加わる負荷の大きさが漸増することになり、これに伴い流量制御弁6によってサーボ弁7へ供給される圧油の流量が漸増することになるとともに、図9又は図10の如くサーボ弁7のバルブスプール7aが回転し、その弁開度が漸増して給油孔72へ供給される流量が漸増する。このとき、少なくとも一つの排油孔74には絞り部80が、また、この絞り部80を有する排油孔74aの両側に配置される1組の送油孔76,78には絞り部81が夫々設けられているため、全ての排油孔74の開口面積及び全ての送油孔76,78の開口面積が同じとされた既存のサーボ弁を備えたものに比較して排油孔74による排油流量を早期に少なくすることができるとともに、送油孔76又は送油孔78への供給流量を早期に多くでき、その油圧力を油圧シリンダ5を動作させるのに必要な所定値Psに早期に上昇させることができる。
【0049】
従って、小流量の状態で操舵中立点から操舵されて油圧シリンダ5が動作を開始するまでの操舵角を小さくでき、操舵初期において操舵を軽くすることができる。
【0050】
このように送油孔76又は送油孔78内の油圧力が所定値PSに上昇したとき、切換クラッチ8が動作し、変速手段2が高速側に切換えられると共に流量制御弁6の前述した動作が行なわれるから、油圧シリンダ5へ供給される圧油の油圧力は、図6ロの如く前記切換え前の回転速度での変化状態から、切換え後の回転速度での変化状態に連続して漸近する特性を示し、不連続部をなくすことができる。また、小流量の状態で操舵中立点から操舵されて油圧シリンダ5が動作を開始するまでの操舵角を小さくできるため、少流量曲線Aから多流量曲線Bへの移行長さHを本発明出願人が先に提案した移行長さH1に比較して短くでき、油圧シリンダ5が発生する操舵補助力は、前記所定値Psの前後において急変することがなく、操舵を行なっている運転者に違和感を与えることがない。
【0051】
実施の形態2(参考例)
図11は動力舵取装置の油圧系統図である。
この実施の形態2の動力舵取装置及びこれに用いるサーボ弁7は参考例であり、前記送油孔76,78に絞り部81を設ける代わりに、絞り部80を有する排油孔74aに連通する排油室75の両側で隣り合う1組の送油室77,79の送油孔76,78との連通を遮断、換言すれば実施の形態1の送油孔76a,78aをなくし、全ての給油孔72…へ供給された圧油の排油流量が、第1及び第2の排油孔74a,74bによる排油流量を平均した平均排油流量となるようにしたものであり、その他の構成及び作用は実施の形態1と同じであるため、共通部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び構造、作用、効果を省略する。
【0052】
送油室77,79の送油孔76,78との連通を遮断するのは、例えば既存の前記バルブボディ7bに少なくとも1組の送油孔76,78を穿設しないか、又は、既存の前記バルブボディ7bに穿設された、絞り部80を有する排油孔74aに連通する排油室75の両側で隣り合う送油孔76,78に埋体を挿嵌して閉鎖するのである。
【0053】
この実施の形態2にあっては、全ての給油孔72…へ供給された圧油は、絞り部80を有する排油孔74aに連通する排油室75の両側で隣り合う1組の送油室77,79から送油孔76,78を経て排油孔74a,74bへ排油されず、全ての給油孔72…へ供給された圧油は、直接排油孔74a,74bへ排油されることになり、実施の形態1と同様の作用効果が得られる。
【0054】
実施の形態3(参考例)
図12は動力舵取装置の油圧系統図である。
この実施の形態3の動力舵取装置及びこれに用いるサーボ弁7は参考例であり、前記排油孔74に絞り部80を設ける代わりに、少なくとも一つの前記排油室75の排油孔74との連通を遮断、換言すれば実施の形態1において絞り部80を設けた前記排油孔74aをなくし、該排油孔74との連通を遮断した排油室75の両側で隣り合う1組の送油室77,79を、絞り部81を有する前記送油孔76a,78aに連通させ、全ての給油孔72…へ供給された圧油の排油流量が、前記排油孔74及び前記送油孔76a,76b又は前記送油孔78a,78bによる排油流量を平均した平均排油流量となるようにしたものであり、その他の構成及び作用は実施の形態1と同じであるため、共通部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び構造、作用、効果を省略する。
【0055】
排油室75の排油孔74との連通を遮断するのは、例えば既存の前記バルブスプール7aに少なくとも一つの排油孔74を穿設しないか、又は、既存の前記バルブスプール7aに穿設された、絞り部81を有する送油孔76a,78aに連通する送油室77,79の間にある排油室の排油孔74に埋体を挿嵌して閉鎖するのである。
【0056】
この実施の形態3にあっては、全ての給油孔72…へ供給された圧油は、排油孔74から直接排油されるとともに、排油孔74との連通が遮断された排油室75の両側で隣り合う1組の送油室77,79から送油孔76a,76b又は送油孔78a,78bを経て排油孔74へ排油されることになり、実施の形態1と同様の作用効果が得られる。
【0057】
実施の形態4
この実施の形態4の動力舵取装置及びこれに用いるサーボ弁7は、図示していないが、実施の形態1,2の排油孔74にバルブスプール7aと別個に形成された絞り部80を挿嵌して設けるとともに、実施の形態1,3の送油孔76,78にバルブボディ7bと別個に形成された絞り部81を挿嵌して設ける代わりに、絞り部80がバルブスプール7aと一体に形成され、さらに、絞り部81がバルブボディ7bと一体に形成された構成としたものであり、その他の構成及び作用は実施の形態1,2,3と同じであるため、その詳細な説明及び構造、作用、効果を省略する。この実施の形態4にあっては、既存のサーボ弁を用いて安価に構成することができる。
【0058】
なお、本発明に係る動力舵取装置は、変速手段2に代えて、例えば小流量タイプの油圧ポンプ及び大流量タイプの油圧ポンプ3を備えた構成とし、舵輪が操舵されていないときは小流量タイプの油圧ポンプを選定し、操舵中立点から操舵されて油圧シリンダ5を動作させるのに必要な所定値に上昇したとき、大流量タイプの油圧ポンプを選定する如く構成してもよいのであり、要は小流量と大流量とに変えることができればよい。
【0059】
また、以上の実施の形態1〜4において、サーボ弁7は、複数個の排油孔74を有する4等配以上、例えば6等配、12等配、14等配、16等配等の偶数個の排油孔、好ましくは8等配以上が好ましいのであるが、その他、奇数個の排油孔を有するサーボ弁であってもよいのであり、要は排油孔の少なくとも1つが排油孔74に連通し、他の少なくとも一つが排油孔74との連通を遮断又は絞り部80を有する排油孔74aに連通されており、該遮断された排油室(第2中間圧室)75又は絞り部81を有する排油孔に連通する排油室(第2中間圧室)75の両側で隣り合う1組の送油室(第1中間圧室)77,79は送油孔76,78との連通を遮断又は絞り部81を有する送油孔76a,78aに連通されており、該送油室を除く残りの送油室は送油孔76,78に連通している構成であればよい。
【0060】
【発明の効果】
以上詳述した如く第1発明、第2発明及び第3発明によれば、全ての排油孔の開口面積が同じであり、さらに、全ての送油孔の開口面積が同じとされた既存のサーボ弁を備えたものに比較して排油孔による排油流量を早期に少なくすることができるとともに、サーボ弁から油圧シリンダへの供給流量を早期に多くでき、その油圧力を早期に所定値に上昇させることができるため、小流量の状態で操舵中立点から操舵されて油圧シリンダが動作を開始するまでの操舵角を小さくでき、操舵初期において操舵を軽くすることができる。
【0061】
しかも、第1発明及び第2発明によれば、油圧シリンダが動作を開始するとき、油圧力の不連続部をなくすことができ、舵輪操作を行なっている運転者に違和感を与えることをなくし得るのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る動力舵取装置の実施の形態1の油圧系統図である。
【図2】本発明に係る動力舵取装置の油圧ポンプの回転速度を切換える切換え部分の断面図である。
【図3】本発明に係る動力舵取装置の流量制御弁部分の概略構成を示す断面図である。
【図4】本発明に係る動力舵取装置の流量制御弁の動作説明図である。
【図5】本発明に係る動力舵取装置の流量制御弁の動作説明図である。
【図6】本発明に係る動力舵取装置の流量制御弁の下流側圧油の圧力とその流量との関係を示す流量特性図である。
【図7】本発明に係る動力舵取装置の操舵角とサーボ弁の排油孔の開口面積との関係を示す油圧特性図である。
【図8】本発明に係る動力舵取装置の操舵角とサーボ弁によって制御される油圧力との関係を示す油圧特性図である。
【図9】本発明に係る動力舵取装置の操舵が始まったときのサーボ弁の動作説明図である。
【図10】本発明に係る動力舵取装置の操舵が始まったときのサーボ弁の動作説明図である。
【図11】 参考例に係る動力舵取装置の実施の形態2の油圧系統図である。
【図12】 参考例に係る動力舵取装置の実施の形態3の油圧系統図である。
【符号の説明】
1 駆動源
2 変速手段
3 油圧ポンプ
4 送油路
5 油圧シリンダ
6 流量制御弁
7 サーボ弁
7a バルブスプール
7b バルブボディ
72 給油孔
73 給油室
74 排油孔
75 排油室
76,78 送油孔
77,79 送油室
8 切換クラッチ
80 絞り部
81 絞り部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power steering apparatus having a servo valve that supplies pressure oil from a hydraulic pump to a chamber of a hydraulic cylinder for assisting steering based on steering, and a servo valve used therefor.
[0002]
[Prior art]
In recent years, automobiles are provided with many devices that operate by hydraulic pressure, such as a power steering device and an automatic transmission, and are equipped with a hydraulic pump for supplying hydraulic fluid to these hydraulic operation devices. Most of this type of hydraulic pump is driven by utilizing a part of the output of the engine, for example, the rotor is driven to rotate by belt transmission through a pulley for taking out power attached to the output end of the engine, The hydraulic pressure is generated according to the rotation of the rotor. However, when such a simple transmission configuration is adopted, the power loss for driving the hydraulic pump is reduced when the engine is running at a high speed. If the specifications of the hydraulic pump are determined to reduce this power loss, the hydraulic pump capacity is insufficient when the engine is running at low speed or when the vehicle is stopped, and the hydraulic actuator is There is a problem that a sufficient amount of hydraulic oil cannot be supplied.
[0003]
Thus, in hydraulic pumps for automobiles, it is required to reduce unnecessary power loss of the engine serving as a drive source while securing a sufficient amount of hydraulic oil when necessary. In the middle of the transmission system from the engine to the rotor, a person performs a switching operation to the speed change means by the action of a speed change means that can be switched between two levels of high and low, and a hydraulic pressure that is generated in the discharge oil passage according to the rotation of the rotor. And when the steering assisting hydraulic cylinder is operated by steering the steering wheel, the transmission means is switched to the high speed side by the action of the hydraulic pressure in the oil feed passage that rises along with the steering cylinder. Japanese Patent Application No. 10-10770 proposed a hydraulic pump unit configured to switch the speed change means to the low speed side when the hydraulic cylinder is not operated.
[0004]
However, in the power steering apparatus in which the hydraulic pump unit configured in this way is incorporated, when the transmission means is switched from the low speed side to the high speed side by the operation of the switching clutch, the hydraulic pump unit is operated accordingly. The rotation speed suddenly changes, and the oil pressure in the oil supply passage suddenly rises. As a result, the hydraulic oil from the hydraulic pump is switched based on the steering and supplied to the hydraulic cylinder from the servo valve. There is a problem that the flow rate changes suddenly, the steering assist force generated by the hydraulic cylinder changes suddenly, the steering wheel operation feeling changes suddenly, and the driver holding the steering wheel feels uncomfortable.
[0005]
In order to solve such a problem, the applicant of the present application improved the one proposed in Japanese Patent Application No. 10-10770, and a branching portion for branching the middle of the oil supply passage communicating with the hydraulic pump into a drain oil passage; A throttle means for generating a differential pressure corresponding to the supply flow rate to the hydraulic cylinder, and the branching portion, and opening and closing the drain oil passage by the action of the differential pressure to control the supply flow rate A hydraulic pump unit with a flow control valve was proposed in Japanese Patent Application No. 10-126470.
[0006]
In this Japanese Patent Application No. 10-126470, when the hydraulic cylinder is not operated without being steered, the flow control valve opens the drain oil passage, and a part of the pressure oil sent from the hydraulic pump is branched. When the hydraulic cylinder is operated by steering, the hydraulic pressure inside the oil supply path is increased, and the speed change means is switched to the high speed side by the operation of the switching clutch. The flow control valve operates in response to an increase in the differential pressure before and after the throttle means, and the drain oil passage is closed, and the oil flow to the drain oil passage is gradually reduced to supply the hydraulic cylinder. Gradually increases and the sudden change in the supply hydraulic pressure can be suppressed, so that the uncomfortable feeling can be reduced.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the case where the rotational speed of the hydraulic pump is switched between a high speed and a low speed as described above, the hydraulic pump rotates at a low speed when not being steered, and from the supply flow rate sent from the hydraulic pump to the hydraulic cylinder. However, since the drain oil flow rate to the drain oil passage is larger, the input torque-pressure characteristic line draws a curved line.
[0008]
Therefore, as previously proposed by the applicant of the present application, the one configured to operate the switching clutch by the action of the hydraulic pressure in the oil feed passage that rises with steering is steered from the steering neutral point, Steering until the hydraulic oil is operated by steering from the steering neutral point until the steering angle until the pressure oil in the oil supply passage rises to a predetermined value necessary for operating the switching clutch increases to a predetermined value or more. Since the angle becomes large, there is a concern that the steering becomes too heavy in the initial stage of steering.
[0009]
The present invention has been made in view of such circumstances, and a throttle portion is provided in an oil discharge hole and an oil supply hole of a servo valve to which pressure oil is supplied from a hydraulic pump through a flow rate control valve.RukoAs a result, when steering starts from a steering neutral point with a small flow rate, the oil discharge flow rate through the oil discharge hole and the oil supply hole communicating with the oil discharge hole can be reduced early, and the hydraulic pressure from the servo valve can be reduced. Power that can increase the supply flow rate to the cylinder at an early stage, increase the hydraulic pressure to a predetermined value at an early stage, reduce the steering angle until the hydraulic cylinder operates in the initial stage of steering, and lighten the steering An object is to provide a steering device and a servo valve.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A power steering apparatus according to a first aspect of the present invention includes a hydraulic pump, a hydraulic cylinder for assisting steering that communicates with the hydraulic pump via an oil feeding path, a flow control valve provided in the oil feeding path, and steering. And a servo valve for switching and supplying pressure oil from the flow control valve to the chamber of the hydraulic cylinder, the servo valve being fitted to the valve body so as to be capable of relative angular displacement, and the servo spool In the power steering apparatus in which a plurality of oil supply chambers, first intermediate pressure chambers, second intermediate pressure chambers, and first intermediate pressure chambers communicating with the oil supply holes are provided in this order between the valve bodies. At least one intermediate pressure chamber communicates with the oil drain hole and at least one otherSqueezedCommunicating with the oil drain holePleaseAndThe apertureThe first intermediate pressure chambers adjacent to both sides of the second intermediate pressure chamber communicating with the oil discharge hole having the groove portion communicate with the oil supply hole having the throttle portion.PleaseThe remaining first intermediate pressure chambers excluding the first intermediate pressure chamber communicate with the oil feed holes.
[0011]
A power steering apparatus according to a second aspect of the present invention includes a hydraulic pump that is linked to a drive source via a transmission means, a steering assist hydraulic cylinder that is in communication with the hydraulic pump via an oil feed path, and the oil feed path. A flow control valve provided on the servomotor, a servo valve that supplies pressure oil from the flow control valve to the chamber of the hydraulic cylinder by switching based on steering, and a switch that causes the transmission to perform a shifting operation based on steering The servo valve includes a valve spool that is fitted to the valve body so as to be capable of relative angular displacement, and an oil supply chamber that communicates with the oil supply hole, a first intermediate pressure chamber, a second valve chamber, and the valve body. In the power steering apparatus in which a plurality of intermediate pressure chambers and a plurality of first intermediate pressure chambers are provided in this order, at least one of the second intermediate pressure chambers communicates with the oil discharge hole, and at least one otherSqueezedCommunicating with the oil drain holePleaseAndThe apertureThe first intermediate pressure chambers adjacent to both sides of the second intermediate pressure chamber communicating with the oil discharge hole having the groove portion communicate with the oil supply hole having the throttle portion.PleaseThe remaining first intermediate pressure chambers excluding the first intermediate pressure chamber communicate with the oil feed holes.
[0012]
A servo valve according to a third aspect of the present invention includes a valve spool that is fitted to the valve body so as to allow relative angular displacement, and an oil supply chamber that communicates with the oil supply hole, a first intermediate pressure chamber, and a second intermediate pressure between the valve body. In the servo valve in which a plurality of chambers and a plurality of first intermediate pressure chambers are provided in this order, at least one of the second intermediate pressure chambers communicates with the oil drain hole and at least one otherSqueezedCommunicating with the oil drain holePleaseAndThe apertureThe first intermediate pressure chambers adjacent to both sides of the second intermediate pressure chamber communicating with the oil discharge hole having the groove portion communicate with the oil supply hole having the throttle portion.PleaseThe remaining first intermediate pressure chambers excluding the first intermediate pressure chamber communicate with the oil feed holes.
[0013]
In the first invention, the second invention and the third invention, since the magnitude of the load applied to the hydraulic cylinder is small when not being steered, the pressure oil supplied to the servo valve via the flow control valve is The entire flow rate is returned to the oil tank or the like from the oil drain hole having the throttle portion and the oil drain hole not having the throttle portion. When steering starts from the steering neutral point at this small flow rate, the load applied to the hydraulic cylinder gradually increases, the supply flow rate from the flow control valve to the servo valve gradually increases, and the valve spool of the servo valve rotates. The valve opening gradually increases and the flow rate supplied to the servo valve gradually increases.
[0014]
At this timeThe secondAt least one of the two intermediate pressure chambers communicates with the oil drainage hole, and at least one of the other intermediate pressure chambers communicates with the oil drainage hole having the throttle portion, and the second intermediate pressure chamber communicates with the oil drainage hole having the throttle portion. The first intermediate pressure chambers adjacent to each other communicate with the oil feed hole having the throttle portion.For,Oil discharge flow rate by oil discharge holes and oil supply holes communicating with the oil discharge holes compared to those equipped with an existing servo valve in which all oil discharge holes have the same opening area and oil supply hole opening areas Can be reduced at an early stage, the supply flow rate from the servo valve to the hydraulic cylinder can be increased at an early stage, and the oil pressure can be raised to a predetermined value at an early stage. Therefore, the steering angle from when the hydraulic cylinder is steered at the small flow rate until the hydraulic cylinder starts operating can be reduced, and the steering can be lightened at the initial stage of steering.
[0015]
In the first and second inventions, the flow rate increases according to the valve characteristics of the flow control valve after the hydraulic pressure of the pressure oil supplied from the servo valve to the hydraulic cylinder rises to a predetermined value. Therefore, when the hydraulic cylinder starts to operate, the discontinuous portion of the oil pressure can be eliminated, and it is possible to eliminate a feeling of strangeness for the driver who is steering.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
FIG. 1 is a hydraulic system diagram of the power steering apparatus, and FIG. 2 is a sectional view of a switching portion for switching the rotational speed of the hydraulic pump.
[0017]
The power steering apparatus according to the present invention includes a hydraulic pump 3 that is linked to a
[0018]
The speed change means 2 is, for example, a planetary gear transmission, a planetary roller transmission, or the like that changes the rotational speed of the hydraulic pump 3 between, for example, a high speed and a low speed.
[0019]
In the
[0020]
FIG. 3 is a sectional view showing a schematic configuration of the
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
That is, the inside of the
[0024]
Further, the arrangement chamber of the biasing
[0025]
4 and 5 are explanatory views of the operation of the
[0026]
At this time, the
[0027]
Here, the
[0028]
On the other hand, the
[0029]
When the hydraulic pressure P2 generated downstream of the fixed
[0030]
When the hydraulic cylinder 5 is operated by steering from this state and the hydraulic pressure P2 increases, the differential pressure ΔP before and after the fixed
[0031]
The oil discharge flow rate at this time increases as the differential pressure ΔP before and after the fixed
[0032]
On the other hand, as described above, the
[0033]
FIG. 6 is a flow characteristic diagram showing the relationship between the pressure of the downstream pressure oil of the
[0034]
The
[0035]
The valve spool 7a is fitted inside the
[0036]
With the above configuration, each of the
[0037]
The
[0038]
Of the eight oil chambers formed by the
[0039]
On the other hand, of the eight oil chambers formed on the inner side of the
[0040]
The
[0041]
The
[0042]
FIG. 7 is a hydraulic characteristic diagram showing the relationship between the steering angle and the opening area of the oil discharge hole and oil supply hole of the
[0043]
FIG. 8 is a hydraulic characteristic diagram showing the relationship between the steering angle and the hydraulic pressure controlled by the servo valve.
In this way, by changing the
[0044]
9 and 10 are explanatory views of the operation of the
For example, as shown in FIG. 9, when the steering wheel is steered rightward from the steering neutral point, the valve spool 7a rotates clockwise with respect to the
[0045]
Further, as shown in FIG. 10, when the steering wheel is steered leftward from the steering neutral point, the valve spool 7a rotates counterclockwise with respect to the
[0046]
Next, the operation of the power steering apparatus configured as described above will be described.
When the steering wheel is not being steered, such as when idling, the load applied to the hydraulic cylinder 5 is small, so that the transmission means 2 is switched to the low speed rotation side by the switching
[0047]
The flow rate of oil introduced from the
[0048]
When steering is performed from the steering neutral point in this small flow rate state, the magnitude of the load applied to the hydraulic cylinder 5 gradually increases, and the flow rate of the pressure oil supplied to the
[0049]
Therefore, the steering angle from when the hydraulic cylinder 5 is steered from the steering neutral point in a small flow rate state until the hydraulic cylinder 5 starts operating can be reduced, and the steering can be lightened at the initial stage of steering.
[0050]
Thus, when the oil pressure in the
[0051]
Embodiment 2(Reference example)
FIG. 11 is a hydraulic system diagram of the power steering apparatus.
The power steering apparatus of the second embodiment and the
[0052]
The communication with the oil supply holes 76 and 78 of the
[0053]
In the second embodiment, the pressure oil supplied to all of the oil supply holes 72 is a set of oil supply adjacent to both sides of the
[0054]
Embodiment 3(Reference example)
FIG. 12 is a hydraulic system diagram of the power steering apparatus.
The power steering apparatus according to the third embodiment and the
[0055]
The communication with the
[0056]
In the third embodiment, the pressure oil supplied to all of the oil supply holes 72 is directly discharged from the oil discharge holes 74 and the oil discharge chamber in which communication with the oil discharge holes 74 is blocked. As in the first embodiment, oil is discharged from a pair of
[0057]
Although the power steering apparatus of the fourth embodiment and the
[0058]
The power steering apparatus according to the present invention includes, for example, a small flow rate type hydraulic pump and a large flow rate type hydraulic pump 3 instead of the speed change means 2, and a small flow rate when the steering wheel is not steered. When a hydraulic pump of a type is selected and steered from a steering neutral point and raised to a predetermined value necessary to operate the hydraulic cylinder 5, a high flow type hydraulic pump may be selected. In short, it is sufficient if the flow rate can be changed between a small flow rate and a large flow rate.
[0059]
In the first to fourth embodiments described above, the
[0060]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the first invention, the second invention, and the third invention, all the oil discharge holes have the same opening area, and all the oil feeding holes have the same opening area. Compared with a servo valve, the oil flow rate through the oil drain hole can be reduced early, and the supply flow rate from the servo valve to the hydraulic cylinder can be increased early, and the oil pressure can be increased to a predetermined value early. Therefore, the steering angle from when the hydraulic cylinder is steered at a small flow rate until the hydraulic cylinder starts operating can be reduced, and steering can be lightened at the initial stage of steering.
[0061]
Moreover, according to the first and second aspects of the invention, when the hydraulic cylinder starts to operate, the discontinuity of the oil pressure can be eliminated, and the driver performing the steering wheel operation can be prevented from feeling uncomfortable. It is.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a hydraulic system diagram of a first embodiment of a power steering apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a switching portion for switching the rotational speed of the hydraulic pump of the power steering apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a flow control valve portion of the power steering apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is an operation explanatory view of a flow control valve of the power steering apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is an operation explanatory view of a flow control valve of the power steering apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is a flow characteristic diagram showing the relationship between the pressure of the downstream pressure oil of the flow control valve of the power steering apparatus according to the present invention and the flow rate thereof.
FIG. 7 is a hydraulic characteristic diagram showing the relationship between the steering angle of the power steering apparatus according to the present invention and the opening area of the oil drain hole of the servo valve.
FIG. 8 is a hydraulic characteristic diagram showing the relationship between the steering angle of the power steering apparatus according to the present invention and the hydraulic pressure controlled by a servo valve.
FIG. 9 is an operation explanatory view of the servo valve when the steering of the power steering apparatus according to the present invention is started.
FIG. 10 is an operation explanatory view of the servo valve when the steering of the power steering apparatus according to the present invention is started.
FIG. 11Reference exampleIt is a hydraulic system figure of
FIG.Reference exampleIt is a hydraulic system figure of Embodiment 3 of the power steering device which concerns on.
[Explanation of symbols]
1 Drive source
2 Shifting means
3 Hydraulic pump
4 Oil supply passage
5 Hydraulic cylinder
6 Flow control valve
7 Servo valve
7a Valve spool
7b Valve body
72 Refueling hole
73 Refueling chamber
74 Oil drain hole
75 Oil drain chamber
76, 78 Oil feed hole
77, 79 Oil feeding chamber
8 switching clutch
80 Aperture
81 Aperture
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