JP3926942B2 - 動力舵取装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前、後に各一対の操向車輪（以下、操舵輪という）を備えている車輌、いわゆる前２軸車に用いる動力舵取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば大型トレーラ、大型トラック等のような大型車輌の中には車輌の前部に前、後に各一対の操舵輪を並設した、いわゆる前２軸車が知られている。このような前２軸車では、一般に前、後二対の操舵輪を舵取ハンドルの舵取操作により転舵制御するために操舵補助力をそれぞれの舵取リンク機構に作用させる動力舵取装置が一般的に設けられている。このような従来の前２軸車用の動力舵取装置としては、たとえば特開昭５５−１４８６５２号公報、特公昭６１−１４０３４号公報等に示すものがある。
【０００３】
従来この種の動力舵取装置は、前側操舵輪を前側舵取リンク機構を介して転舵させるためのたとえばインテグラルタイプのパワーステアリング（パワーシリンダ内蔵）と、後側操舵輪を後側舵取リンク機構を介して転舵させるためのパワーシリンダとを備えている。
【０００４】
これらのパワーシリンダに対して、車輌のエンジンで駆動するポンプからの流体圧を、舵取ハンドルの舵取操作により流路切換えを行うコントロールバルブを介して選択的に供給することにより、それぞれの舵取リンク機構に操舵補助力を与え、前、後の操舵輪を所要の状態で転舵させるように構成されている。
勿論、前、後の操舵輪を転舵させる舵取リンク機構は、舵取ハンドルの舵取操作により連動して動作するように機械的に連結されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の動力舵取装置では、一個のエンジン駆動式のポンプからの流体圧によって前、後の操舵輪をそれぞれのパワーシリンダにより転舵制御しているから、以下のような不具合を招くおそれがある。
【０００６】
すなわち、エンジン駆動式のポンプが故障したり、またはこのポンプからの流体圧配管などが損傷して、各パワーシリンダへの流体圧の供給ができなくなると、舵取ハンドルの手動による舵取操作だけで前、後の操舵輪を転舵させなければならず、重い操舵力が必要となり、迅速な舵取操作が行えず、また操舵者にとって大きな負担となる。
【０００７】
このため、従来の動力舵取装置において、エンジン駆動式のポンプとは別に、たとえば車軸の回転を駆動源とするサブポンプを設け、このサブポンプから流体圧を後側操舵輪を転舵させるための後側のパワーシリンダに供給することにより、操舵補助力を働かせて操舵力を補助的に軽減できるようにしたものが、たとえば特公昭６２−２２号公報等によって提案されている。
【０００８】
しかし、このような従来の動力舵取装置では、サブポンプからの流体圧を舵取ハンドルの舵取操作に応じて後側のパワーシリンダに供給するための後側の流路切換え用コントロールバルブが必要である。さらに、車輌の走行中においてたとえばメイン側のパワーシリンダの出力が不足して舵取ハンドルの操舵抵抗が増加し、通常以上の切り込みが必要となったときだけ、このサブポンプとコントロールバルブとを作動させる構造を採用する必要がある。
【０００９】
したがって、このような構造では、二系統の流体圧回路を付設する等、装置全体の構成部品数が多く構造が複雑となり、コスト高を招くという問題があった。また、このような構造では、車輌の直進走行状態が中立位置となるように各系統のコントロールバルブどおしを位置合わせする必要があり、組立て時の作業性の面で問題であった。
【００１０】
また、上述した従来の装置では、上述した後側のコントロールバルブを、パワーステアリング本体部内で舵取ハンドル側の入力軸の軸線方向において前側のコントロールバルブに並べて配設することが必要で、装置全体、特にパワーステアリング本体部の大型化が避けられない。このようなパワーステアリング本体部が大型化すると車輌への組込みスペース上からも問題となり、このような点を一掃することができるような何らかの対策を講じることが望まれている。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、車輌のエンジン駆動式のポンプが故障等で停止したり、このポンプからの流体圧の供給配管が損傷したりしたときにも、前２軸車における前、後の操舵輪の転舵制御を可能とし、しかも装置の構成部品数が少なく構造も簡素化し、装置全体の小型化やコスト低減を図ることができる動力舵取装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このような目的に応えるために本発明の請求項１に係る動力舵取装置は、前２軸車の前、後各一対をなす操舵輪を転舵させるための動力舵取装置において、車輌のエンジンで駆動されるメインポンプと、エンジン以外の駆動手段により駆動されるサブポンプと、舵取ハンドルへの舵取操作により各ポンプからの流体圧の流路切換えを行う一個のコントロールバルブと、このコントロールバルブで切換えられた流体圧によって得られる操舵補助力により前記操舵輪を転舵制御するメインアクチュエータと、コントロールバルブで切換えられた流体圧によって得られる操舵補助力により前記操舵輪を転舵制御するサブアクチュエータと、メインポンプ、サブポンプのいずれか一方に切換え、流体圧をコントロールバルブに給送するポンプ切換え弁と、前記ポンプ切換え弁が前記メインポンプからの流体圧を前記コントロールバルブに給送するとき、このコントロールバルブからの流体圧を前記メインアクチュエータに給送し、前記サブポンプからの流体圧を前記コントロールバルブに給送するとき、このコントロールバルブからの流体圧を前記サブアクチュエータに給送するように流路を切換えるアクチュエータ切換え手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項２に係る動力舵取装置は、請求項１において、ポンプ切換え弁は、メインポンプおよびサブポンプと前記コントロールバルブとの間に配置されいずれか一方のポンプをコントロールバルブに接続し、他方のポンプをタンク側に短絡させるように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項３に係る動力舵取装置は、請求項１または請求項２において、メインアクチュエータは、前側の操舵輪を転舵制御する前側パワーシリンダと、後側の操舵輪を転舵制御する後側パワーシリンダの第１のシリンダとを並列に接続することにより構成され、サブアクチュエータは、前記第１のシリンダと協働して後側パワーシリンダとして作動する第２のシリンダとによって構成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項４に係る動力舵取装置は、請求項３において、アクチュエータ切換え手段は、コントロールバルブとメインアクチュエータおよびサブアクチュエータとの間に配置され、コントロールバルブをいずれか一方のアクチュエータに接続したときには、他方のアクチュエータを構成するシリンダの左、右室を短絡させるように構成されていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項５に係る動力舵取装置は、請求項１、請求項２、請求項３または請求項４において、ポンプ切換え弁、アクチュエータ切換え手段は、メインポンプからの流体圧をパイロット圧として切換え作動されることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、エンジン駆動式のメインポンプが正常に駆動しているときには、ポンプ切換え手段はこのメインポンプからの流体圧を流路切換え用コントロールバルブに給送する。そして、このコントロールバルブから舵取ハンドルの舵取操作に伴って前側パワーシリンダ、後側パワーシリンダの第１のシリンダからなるメインアクチュエータに流体圧が給送されることにより、前、後の操舵輪は所要の操舵補助力で補助されて操舵される。
このとき、サブポンプからの流体圧はポンプ切換え手段を介してタンク側に給送され、このサブポンプは無負荷運転状態となる。
【００１８】
また、本発明によれば、エンジン駆動式のメインポンプが故障したり、このポンプからの流体圧給送用配管等が損傷したりしたときには、ポンプ切換え手段がサブポンプをコントロールバルブに接続するとともに、このサブポンプからコントロールバルブに給送される流体圧をアクチュエータ切換え手段の切換え動作によりサブアクチュエータとしての後側パワーシリンダの第２のシリンダに供給することにより、後側操舵輪を転舵制御することができる。また、舵取ハンドルの舵取操作やこの後側操舵輪の転舵動作に伴って前側操舵輪も転舵され、所要の操舵を行える。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１ないし図５は本発明に係る動力舵取装置の一つの実施の形態を示す。
これらの図において、符号１で示すものは前２軸車に用いる動力舵取装置である。この動力舵取装置１は、図１や図５に示すように、全体の図示は省略したが大型車の車体前部（車体シャーシフレームの前端部分）に前、後に並んで設けた前、後各一対をなす操舵輪２，３を舵取ハンドル４の舵取操作に応じてそれぞれ転舵させる際の操舵補助力を前、後の操舵リンク系（図５にドラッグリンク２ａ，３ａとナックルアーム２ｂ，３ｂのみを示す）に与えることができるように構成されている。
【００２０】
５は従来から広く知られているインテグラルタイプのパワーステアリング本体部である。この本体部５には、図５に示すように、舵取ハンドル４からのステアリングシャフト４ａに連結された入力軸（スタブシャフト）７が配置され、またこの本体部５は、図３に示すように前側操舵輪２を転舵させるための前側パワーシリンダ６を有する。ここでは、ボールねじ式のパワーステアリングである場合を示す。
【００２１】
８はこの前側パワーシリンダ６の出力軸であるセクタギヤ、９はこのセクタギヤ８の回転を前記ドラッグリンク２ａ、ナックルアーム２ｂを介して前側操舵輪２に伝達するピットマンアームである。
【００２２】
１０は車輌のエンジン（図示せず）で駆動されるエンジン駆動式のメインポンプ、１１はエンジン以外の駆動源、たとえば車軸の回転や電動モータの回転によって駆動されるサブポンプで、これらのポンプ１０，１１は、タンク１２，１３から流体（作動油）を吸込み、所要の流体圧力をもって吐出する。これらのポンプ１０，１１からの流体圧（油圧）は、後述するポンプ切換え手段３０を介して前記本体部５内に設けた流路切換え用コントロールバルブ１５に給送される。
【００２３】
前記ステアリング本体部５の内部には、図３に示すように従来からボールねじ式パワーステアリングとして広く知られている機構部が形成されている。これを説明すると、図３中１６，１７は上述したステアリング本体部５を構成するステアリングボディおよびその開口端側を閉塞する弁カバーを兼るバルブハウジングである。これらによって形成される内部空間には、図示しない舵取ハンドルの操舵操作に伴なって軸線方向に進退動作し前記セクタギヤ８に噛合うラック歯を有するピストン１８が配設されている。このピストン１８の前、後には二つの圧力室（左、右室）６ａ，６ｂが形成され、これらの左、右室６ａ，６ｂによって前側パワーシリンダ６を構成している。
【００２４】
前記ピストン１８が動作すると、このピストン１８の側方に形成したラックがセクタギヤ８に噛合し、このセクタギヤ８の軸を回転させる。この回転が前記舵取り機構を構成するピットマンアーム９（図５参照）を介して前側操舵輪２側に伝達されることにより操舵が行われる。
【００２５】
前記バルブハウジング１７には、舵取ハンドル４の舵取操作により回転するスタブシャフト７が貫通支持され、さらにその先端側には一端が前記ピストン１８内に臨みボールねじ機構１９を介して連結しているウォームシャフト２０が同軸上に配設されている。
なお、２１はこれらのシャフト７，２０内に同軸的に配設されその両端がそれぞれのシャフト７，２０側に一体的に結合しているトーションバーである。このトーションバー２１のねじれにより、スタブシャフト７とウォームシャフト２０とが相対的に回転してロータリ式のコントロールバルブ１５が作動する。
【００２６】
このコントロールバルブ１５は、前記スタブシャフト７の内方端に一体的に回転するように設けられその外周に複数のバルブ溝を有するロータ１５ａと、前記ウォームシャフト２０と一体に設けられその内周に複数のバルブ溝を有するスリーブ１５ｂとを備えている。このコントロールバルブ１５は、ロータ１５ａとスリーブ１５ｂとの相対的な回転により作動して油圧流路の切換え動作を行ない、前記ポンプ１０または１１からの圧油を舵取ハンドル４の舵取操作により前記前側パワーシリンダ６の左、右室６ａ，６ｂに選択的に供給し、操舵輪に操舵補助力を与えるピストン１８を操舵方向に移動させる。
【００２７】
上述したロータリ式のコントロールバルブ１５の具体的な構造、作動状態、さらに操舵時におけるピストン１８の動き、この動きでセクタギヤ８が回動動作することにより前側操舵輪２が所要の方向に転舵動作する点は広く知られているから、ここでの詳細な説明は省略する。
【００２８】
図５中２５は車体シャーシフレームの側部に一端を軸支した従動レバーで、この従動レバー２５はコネクティングロッド２６により前記ピットマンアーム９と連結され、このピットマンアーム９の動きに連動して揺動するように構成されている。
この従動レバー２５の他端は前記ドラッグリンク３ａ、ナックルアーム３ｂを介して前記後側操舵輪３に連結されている。
【００２９】
なお、上述した前側操舵輪２と後側操舵輪３とは、これらの位置関係に対応してそれぞれ最適な比をもって連動して転舵するように構成されている。また、図示しないが、左、右の前側操舵輪２間、左、右の後側操舵輪３間はそれぞれ図示しないタイロッドアームとタイロッドにより連動するように連結されていることは勿論である。
【００３０】
２７は前記従動レバー２５の他端側に一端が連結されるとともに他端が前記車体シャーシフレームの側部に連結されている後側パワーシリンダである。
【００３１】
この後側パワーシリンダ２７は、メインポンプ１０からの流体圧によって作動する第１のシリンダ２８と、サブポンプ１１からの流体圧によって作動する第２のシリンダ２９とを備えている。なお、図１中２７ａは後側パワーシリンダ２７のピストンロッド、２８ａ，２８ｂは第１のシリンダ２８の左、右室、２９ａ，２９ｂは第２のシリンダ２９の左、右室である。
【００３２】
本発明によれば、上述した前２軸車に用いる動力舵取装置として、車輌のエンジンで駆動するメインポンプ１０と、前記エンジン以外の駆動手段により駆動するサブポンプ１１と、前記舵取ハンドル４への舵取操作により各ポンプ１０，１１からの流体圧の流路切換えを行うコントロールバルブ１５と、このコントロールバルブ１５で切換えられた流体圧によって得られる操舵補助力により前側操舵輪２を転舵制御する前側パワーシリンダ６と、コントロールバルブ１５で切換えられた流体圧によって得られる操舵補助力により後側操舵輪３を転舵制御する後側パワーシリンダ２７とを備えている。
【００３３】
そして、前記メインポンプ１０、サブポンプ１１のいずれか一方に切換え、流体圧を前記コントロールバルブ１５に給送するポンプ切換え手段３０を設けるとともに、前記コントロールバルブ１５からの流体圧を前記前側パワーシリンダ６、後側パワーシリンダ２７への流路を切換えることにより選択的に給送するアクチュエータ切換え手段４０を設けている。
【００３４】
前記ポンプ切換え手段３０は、前記メインポンプ１０およびサブポンプ１１と前記コントロールバルブ１５との間に配置され、いずれか一方のポンプ（メインポンプ１０）をコントロールバルブ１５に接続したときに、他方のポンプ（サブポンプ１１）をタンク側に接続して短絡させるように構成している。
【００３５】
これを図１、図２を用いて詳述すると、このポンプ切換え手段３０は、前記メインポンプ１０からの流体圧をパイロット圧として切換え作動するスプールバルブ３１によって構成されている。図１ではポンプ切換え弁としている。
前記スプールバルブ３１は、ボディ３０ａに形成したバルブ孔３０ｂ内で摺動するスプール３２を備えている。このスプール３２の図中右端には前記メインポンプ１０からの流体圧がボディ３０ａに設けたパイロット通路３３を経て導かれ、一方他端にはドレン（タンク圧）が導かれるとともにスプール３２を一端側に付勢する圧縮コイルばね３４が設けられている。
【００３６】
図２（ａ），（ｂ）において、ＰＭはメインポンプ１０からの接続ポート、ＰＳはサブポンプ１１からの接続ポート、ＴＭはタンク１２への接続ポート、ＴＳはタンク１３への接続ポートである。また、ＩＮは前記いずれかのポンプ１０，１１からの流体圧を前記コントロールバルブ１５へ給送する給送ポート、ＯＵＴはコントロールバルブ１５からの戻り油をタンク側に還流させるための戻りポートである。
【００３７】
図２（ａ）に示す正常状態では、メインポンプ１０からの圧油がスプール３２を左側に移動させ、このとき、接続ポートＰＭはスプール３２に設けた環状溝３５により前記給送ポートＩＮに接続されている。また、タンク１２に至るポートＴＭは戻りポートＯＵＴとスプール３２に設けた環状溝３７を介して接続されている。なお、３７ａはドレン通路部である。
この状態では、サブポンプ１１からの通路は、ポートＰＳからスプール３２内の通路３６を介してタンク１３へ戻るポートＴＳに接続されて短絡した状態となっている。
【００３８】
一方、図２（ｂ）はメインポンプ１０側が何らかの原因によって故障して圧油の供給がなくなった状態を示す。このときはスプール３２は図中右側に移動し、前記サブポンプ１１からのポートＰＳがコントロールバルブ１５へのポートＩＮにスプール３２の環状溝３５を介して接続されている。また、戻りポートＯＵＴは環状溝３７を介してタンク１３側へのポートＴＳに接続されている。
また、この状態では、メインポンプ１０側のポートＰＭ、タンク１２へのポートＴＳは遮断された状態にある。
【００３９】
なお、図３では上述したポンプ切換え手段３０を構成するスプールバルブ３１を、前側操舵輪２を転舵させるための前側パワーシリンダ６を備えたステアリング本体部５において、バルブハウジング１７の周方向の一部を利用して付設している。このような構成によれば、インテグラルタイプのステアリング本体部５において、周囲にデッドスペースが生じているバルブハウジング１７の回りを有効に利用して前記ポンプ切換え手段３０を付設することができるから、動力舵取装置の構成部品数の削減や各部の配管などの省略を図り、装置全体の小型化やコスト低減が図れるという利点がある。
【００４０】
前記アクチュエータ切換え手段４０は、図１および図４（ａ），（ｂ）に示すように、前記コントロールバルブ１５と前側パワーシリンダ６および後側パワーシリンダ２７との間に配置されている。
【００４１】
そして、メインアクチュエータ５０としての前側パワーシリンダ６と後側パワーシリンダ２７の第１のシリンダ２８を前記コントロールバルブ１５に接続したときには、サブアクチュエータ５１としての後側パワーシリンダ２７の第２のシリンダ２９の左、右室２９ａ，２９ｂを連通することにより短絡させるように構成している。
【００４２】
また、前記後側パワーシリンダ２７の第２のシリンダ２９（サブアクチュエータ５１）をコントロールバルブ１５に接続したときには、前側パワーシリンダ６および後側パワーシリンダ２７の第１のシリンダ２８の各左、右室６ａ，２８ａ，６ｂ，２８ｂを連通することにより短絡させるように構成している。
【００４３】
これを詳述すると、図４（ａ），（ｂ）において４０ａはボディ、４０ｂはバルブ孔で、このバルブ孔４０ｂ内にスプールバルブ４１を構成するスプール４２が摺動自在に配置されている。
このスプール４２の一端には、前記メインポンプ１０からの油圧がパイロット圧として導入されている。また、スプール４２の他端には圧縮コイルばね４３が配置されるとともにドレン（タンク圧）が導入されている。
【００４４】
ここで、Ｃ１，Ｃ２は前記コントロールバルブ１５からの圧油を舵取ハンドル４の舵取操作に応じて流路切換えを行うことにより、一方が導入通路、他方が戻り通路となるポートである。また、Ｃ１ｉ，Ｃ２ｉはメインアクチュエータ５０としてのインテグラルタイプ（前側）のパワーシリンダ６およびその左、右室６ａ，６ｂを介して後側パワーシリンダ２７の第１のシリンダ２８の左、右室２８ａ，２８ｂに圧油を給送または還流させるためのポートである。
【００４５】
また、Ｃ１ｃ，Ｃ２ｃはサブアクチュエータ５１を構成する後側パワーシリンダ２７の第２のシリンダ２９の左、右室２９ａ，２９ｂに接続されるポートである。
【００４６】
前記アクチュエータ切換え手段４０としてのアクチュエータ切換弁は、常時は図４（ａ）の状態にあり、このときにはコントロールバルブ１５からの圧油をメインアクチュエータ５０側に供給、還流させるように、スプール４２の環状溝４４，４５が形成されている。また、図４（ｂ）の状態では、サブアクチュエータ５１側をコントロールバルブ１５に接続している。
【００４７】
図中４６，４７はスプール４２内に形成した連通用の通路であり、図４（ａ）の状態ではサブアクチュエータ５１側のポートＣ１ｃ，Ｃ２ｃが連通されて短絡した状態となっている。また、図４（ｂ）の状態では、メインアクチュエータ５０側のポートＣ１ｉ，Ｃ２ｉが短絡している。
このようにコントロールバルブ１５に接続されない側のアクチュエータを短絡させるのは、該当するシリンダの左、右室を連通させて前、後の操舵輪２，３に接続されるピストンロッドに抵抗を与えず、いわゆる油圧ロック状態が生じないようにするためである。
【００４８】
図４（ａ）はメインポンプ１０からの圧油の供給が行われている正常運転状態を示し、このときにはメインアクチュエータ５０としての前側パワーシリンダ６、後側パワーシリンダ２７の第１のシリンダ２８への圧油の供給によって、前、後各操舵輪２，３は所要の方向に転舵制御される。
【００４９】
図４（ｂ）はメインポンプ１０からの圧油の供給がなくなったときであり、このときには、メインアクチュエータ５０側はそれぞれ短絡状態となっている。したがって、サブアクチュエータ５１としての後側パワーシリンダ２７の第２のシリンダ２９への圧油の供給に伴って後側操舵輪３を転舵させ、これと舵取ハンドル操作とに伴って前側操舵輪２も転舵させることができるのである。
【００５０】
なお、このアクチュエータ切換え手段４０を構成するスプールバルブ４１も、図３に示すように、上述したポンプ切換え手段３０を構成するスプールバルブ３１と同様に、前側操舵輪２を転舵させるための前側パワーシリンダ６を備えたステアリング本体部５において、バルブハウジング１７の周方向の一部を利用して付設している。このような構成によっても、インテグラルタイプのステアリング本体部５において、周囲にデッドスペースが生じているバルブハウジング１７の回りを有効に利用して前記アクチュエータ切換え手段４０を付設することができるから、動力舵取装置の構成部品数の削減や各部の配管などの省略を図り、装置全体の小型化やコスト低減が図れるという利点がある。
【００５１】
換言すれば、パワーステアリング本体部５においてデッドスペースであった部分の有効利用が可能となり、装置の小型化が図れるとともに、装置全体の構成部品数も少なくなり、製造コスト、組立コストを含めたコスト低減を図ることができる。
【００５２】
したがって、上述した構造による動力舵取装置１においては、たとえ一方の流体圧供給源（メインポンプ１０、流体圧給送路など）がポンプ１０の故障や給送路の破損などによって故障したとしても、他方の流体圧供給源（サブポンプ１１）からの流体圧をポンプ切換え手段３０を利用して供給することによって、前、後いずれかの操舵輪２，３を、舵取ハンドル４への操舵要求に応じて、適切に転舵制御することができる。
【００５３】
また、上述した動力舵取装置１では、二個のポンプ１０，１１と一個の流路切換え用コントロールバルブ１５、前側、後側操舵輪２，３を転舵させる際の操舵補助力を得るメインアクチュエータ５０（前側パワーシリンダ６と後側パワーシリンダ２７の第１のシリンダ２８）、サブアクチュエータ５１（後側パワーシリンダ２７の第２のシリンダ２９）によって構成した二系統のパワーアシスト系を、単純な切換えバルブからなるポンプ切換え手段３０とアクチュエータ切換え手段４０とによって簡単に切り替えて使用することができ、構成部品数が少なく、構造も簡単で、コスト低減も図れるのである。また、流路切換え用コントロールバルブ１５が一個であるから、従来のように二個のコントロールバルブを並べて配設する際に必要であった面倒な中立位置での位置合わせという問題もない。
【００５４】
なお、本発明は上述した実施の形態で説明した構造には限定されず、各部の形状、構造等を適宜変形、変更し得ることはいうまでもない。
たとえば前側操舵輪２を転舵制御するための動力舵取装置１を作動させる油圧源を自動車用エンジンによって駆動されるポンプ１０によって構成し、補助用のパワーシリンダへの油圧を自動車の車軸または電動モータの回転によって駆動されるポンプ１１で構成しているが、これに限らない。特に、補助用パワーシリンダ（後側パワーシリンダ２７の第２のシリンダ２９）への油圧源となるサブポンプ１１としては、上述したような車軸駆動方式や電動モータなどによる電動駆動式のものに限らず、エンジン以外の適宜の駆動源で駆動できるものであればよい。
【００５５】
また、上述した実施の形態では、パワーステアリング本体部５をボールねじ式である場合を説明したが、本発明はこれに限らず、ラックピニオン式やその他のタイプのパワーステアリング構造のものであってもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る動力舵取装置によれば、エンジン駆動式のメインポンプが故障したり、このポンプからの流体圧給送用配管等が損傷したりしたときには、ポンプ切換え手段がサブポンプをコントロールバルブに接続するとともに、このサブポンプからコントロールバルブに給送される流体圧をアクチュエータ切換え手段の切換え動作によりサブアクチュエータ（後側パワーシリンダの第２のシリンダ）に供給してこれを作動させ、操舵補助力を与えて後側操舵輪を転舵制御することができる。また、舵取ハンドルの舵取操作やこの後側操舵輪の転舵動作に伴って前側操舵輪も転舵し、所要の操舵を行える。
【００５７】
そして、このような本発明に係る動力舵取装置によれば、二個のポンプと一個の流路切換え用コントロールバルブ、前側、後側操舵輪を転舵させる際の操舵補助力を得るメインアクチュエータ（前側パワーシリンダと後側パワーシリンダの第１のシリンダ）、サブアクチュエータ（後側パワーシリンダの第２のシリンダ）によって構成した二系統のパワーアシスト系を、単純な切換えバルブからなるポンプ切換え手段とアクチュエータ切換え手段とによって簡単に切り替えて使用することができ、構成部品数が少なく構造も簡単で、コスト低減も図れるという利点がある。
【００５８】
また、本発明によれば、エンジン駆動式のメインポンプが正常に駆動しているときには、その流体圧をポンプ切換え手段、流路切換え用コントロールバルブを介してメインアクチュエータ（前側パワーシリンダと後側パワーシリンダの第１のシリンダ）に給送し、舵取操作に応じて前、後の操舵輪を転舵制御できるが、このときに、エンジン以外（たとえば車軸回転や電動モータ）で駆動されるサブポンプはタンク側に短絡状態となっているから、このサブポンプはいわゆる無負荷運転状態となっており、エネルギ効率の面で優れている。
【００５９】
また、本発明によれば、アクチュエータ切換え手段によってコントロールバルブに一方のアクチュエータを接続したときに、他方のアクチュエータの左、右室を連通することができるから、アクチュエータ切換え手段で切り離される側を短絡状態とし、後側操舵輪が転舵する際の、いわゆる油圧ロック状態を招くおそれはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る動力舵取装置の一つの実施の形態を示し、前２軸車の前、後各一対をなす操舵輪を転舵制御する際のシステム全体の概要を説明するための概略構成図である。
【図２】 図１におけるポンプ切換え手段を示す拡大図であって、（ａ）は正常動作時の状態を示す図、（ｂ）はメインポンプ側に故障が生じたときの状態を示す図である。
【図３】 図１における流路切換え用コントロールバルブと前側操舵輪を転舵制御する前側パワーシリンダとからなるインテグラルタイプのパワーステアリング本体部の概要を示す要部断面図である。
【図４】 図１におけるアクチュエータ切換え手段を示す拡大図であって、（ａ）は正常動作時の状態を示す図、（ｂ）はメインポンプ側に故障が生じたときの状態を示す図である。
【図５】 本発明に係る動力舵取装置を適用する前２軸車における操舵系の一部の構成部品を説明するための概略図である。
【符号の説明】
１…前２軸車用の動力舵取装置、２…前側操舵輪（前側操向車輪）、３…後側操舵輪（後側操向車輪）、４…舵取ハンドル、４ａ…ステアリングシャフト、５…ステアリング本体部、６…前側パワーシリンダ、６ａ，６ｂ…左、右室、７…入力軸（スタブシャフト）、８…セクタギア、９…ピットマンアーム、１０…エンジン駆動式のメインポンプ、１１…エンジン以外の駆動式のサブポンプ、１２，１３…タンク、１５…流路切換え用コントロールバルブ、１６…ステアリングボディ、１７…バルブハウジング、１８…ピストン、１９…ボールねじ機構、２０…ウォームシャフト、２５…従動レバー、２７…後側パワーシリンダ、２８…第１のシリンダ、２８ａ，２８ｂ…左、右室、２９…第２のシリンダ、２９ａ，２９ｂ…左、右室、３０…ポンプ切換え手段、３１…スプールバルブ、３２…スプール、４０…アクチュエータ切換え手段、４１…スプールバルブ、４２…スプール、５０…メインアクチュエータ、５１…サブアクチュエータ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、前、後に各一対の操向車輪（以下、操舵輪という）を備えている車輌、いわゆる前２軸車に用いる動力舵取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば大型トレーラ、大型トラック等のような大型車輌の中には車輌の前部に前、後に各一対の操舵輪を並設した、いわゆる前２軸車が知られている。このような前２軸車では、一般に前、後二対の操舵輪を舵取ハンドルの舵取操作により転舵制御するために操舵補助力をそれぞれの舵取リンク機構に作用させる動力舵取装置が一般的に設けられている。このような従来の前２軸車用の動力舵取装置としては、たとえば特開昭５５−１４８６５２号公報、特公昭６１−１４０３４号公報等に示すものがある。
【０００３】
従来この種の動力舵取装置は、前側操舵輪を前側舵取リンク機構を介して転舵させるためのたとえばインテグラルタイプのパワーステアリング（パワーシリンダ内蔵）と、後側操舵輪を後側舵取リンク機構を介して転舵させるためのパワーシリンダとを備えている。
【０００４】
これらのパワーシリンダに対して、車輌のエンジンで駆動するポンプからの流体圧を、舵取ハンドルの舵取操作により流路切換えを行うコントロールバルブを介して選択的に供給することにより、それぞれの舵取リンク機構に操舵補助力を与え、前、後の操舵輪を所要の状態で転舵させるように構成されている。
勿論、前、後の操舵輪を転舵させる舵取リンク機構は、舵取ハンドルの舵取操作により連動して動作するように機械的に連結されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の動力舵取装置では、一個のエンジン駆動式のポンプからの流体圧によって前、後の操舵輪をそれぞれのパワーシリンダにより転舵制御しているから、以下のような不具合を招くおそれがある。
【０００６】
すなわち、エンジン駆動式のポンプが故障したり、またはこのポンプからの流体圧配管などが損傷して、各パワーシリンダへの流体圧の供給ができなくなると、舵取ハンドルの手動による舵取操作だけで前、後の操舵輪を転舵させなければならず、重い操舵力が必要となり、迅速な舵取操作が行えず、また操舵者にとって大きな負担となる。
【０００７】
このため、従来の動力舵取装置において、エンジン駆動式のポンプとは別に、たとえば車軸の回転を駆動源とするサブポンプを設け、このサブポンプから流体圧を後側操舵輪を転舵させるための後側のパワーシリンダに供給することにより、操舵補助力を働かせて操舵力を補助的に軽減できるようにしたものが、たとえば特公昭６２−２２号公報等によって提案されている。
【０００８】
しかし、このような従来の動力舵取装置では、サブポンプからの流体圧を舵取ハンドルの舵取操作に応じて後側のパワーシリンダに供給するための後側の流路切換え用コントロールバルブが必要である。さらに、車輌の走行中においてたとえばメイン側のパワーシリンダの出力が不足して舵取ハンドルの操舵抵抗が増加し、通常以上の切り込みが必要となったときだけ、このサブポンプとコントロールバルブとを作動させる構造を採用する必要がある。
【０００９】
したがって、このような構造では、二系統の流体圧回路を付設する等、装置全体の構成部品数が多く構造が複雑となり、コスト高を招くという問題があった。また、このような構造では、車輌の直進走行状態が中立位置となるように各系統のコントロールバルブどおしを位置合わせする必要があり、組立て時の作業性の面で問題であった。
【００１０】
また、上述した従来の装置では、上述した後側のコントロールバルブを、パワーステアリング本体部内で舵取ハンドル側の入力軸の軸線方向において前側のコントロールバルブに並べて配設することが必要で、装置全体、特にパワーステアリング本体部の大型化が避けられない。このようなパワーステアリング本体部が大型化すると車輌への組込みスペース上からも問題となり、このような点を一掃することができるような何らかの対策を講じることが望まれている。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、車輌のエンジン駆動式のポンプが故障等で停止したり、このポンプからの流体圧の供給配管が損傷したりしたときにも、前２軸車における前、後の操舵輪の転舵制御を可能とし、しかも装置の構成部品数が少なく構造も簡素化し、装置全体の小型化やコスト低減を図ることができる動力舵取装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このような目的に応えるために本発明の請求項１に係る動力舵取装置は、前２軸車の前、後各一対をなす操舵輪を転舵させるための動力舵取装置において、車輌のエンジンで駆動されるメインポンプと、エンジン以外の駆動手段により駆動されるサブポンプと、舵取ハンドルへの舵取操作により各ポンプからの流体圧の流路切換えを行う一個のコントロールバルブと、このコントロールバルブで切換えられた流体圧によって得られる操舵補助力により前記操舵輪を転舵制御するメインアクチュエータと、コントロールバルブで切換えられた流体圧によって得られる操舵補助力により前記操舵輪を転舵制御するサブアクチュエータと、メインポンプ、サブポンプのいずれか一方に切換え、流体圧をコントロールバルブに給送するポンプ切換え弁と、前記ポンプ切換え弁が前記メインポンプからの流体圧を前記コントロールバルブに給送するとき、このコントロールバルブからの流体圧を前記メインアクチュエータに給送し、前記サブポンプからの流体圧を前記コントロールバルブに給送するとき、このコントロールバルブからの流体圧を前記サブアクチュエータに給送するように流路を切換えるアクチュエータ切換え手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項２に係る動力舵取装置は、請求項１において、ポンプ切換え弁は、メインポンプおよびサブポンプと前記コントロールバルブとの間に配置されいずれか一方のポンプをコントロールバルブに接続し、他方のポンプをタンク側に短絡させるように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項３に係る動力舵取装置は、請求項１または請求項２において、メインアクチュエータは、前側の操舵輪を転舵制御する前側パワーシリンダと、後側の操舵輪を転舵制御する後側パワーシリンダの第１のシリンダとを並列に接続することにより構成され、サブアクチュエータは、前記第１のシリンダと協働して後側パワーシリンダとして作動する第２のシリンダとによって構成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項４に係る動力舵取装置は、請求項３において、アクチュエータ切換え手段は、コントロールバルブとメインアクチュエータおよびサブアクチュエータとの間に配置され、コントロールバルブをいずれか一方のアクチュエータに接続したときには、他方のアクチュエータを構成するシリンダの左、右室を短絡させるように構成されていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項５に係る動力舵取装置は、請求項１、請求項２、請求項３または請求項４において、ポンプ切換え弁、アクチュエータ切換え手段は、メインポンプからの流体圧をパイロット圧として切換え作動されることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、エンジン駆動式のメインポンプが正常に駆動しているときには、ポンプ切換え手段はこのメインポンプからの流体圧を流路切換え用コントロールバルブに給送する。そして、このコントロールバルブから舵取ハンドルの舵取操作に伴って前側パワーシリンダ、後側パワーシリンダの第１のシリンダからなるメインアクチュエータに流体圧が給送されることにより、前、後の操舵輪は所要の操舵補助力で補助されて操舵される。
このとき、サブポンプからの流体圧はポンプ切換え手段を介してタンク側に給送され、このサブポンプは無負荷運転状態となる。
【００１８】
また、本発明によれば、エンジン駆動式のメインポンプが故障したり、このポンプからの流体圧給送用配管等が損傷したりしたときには、ポンプ切換え手段がサブポンプをコントロールバルブに接続するとともに、このサブポンプからコントロールバルブに給送される流体圧をアクチュエータ切換え手段の切換え動作によりサブアクチュエータとしての後側パワーシリンダの第２のシリンダに供給することにより、後側操舵輪を転舵制御することができる。また、舵取ハンドルの舵取操作やこの後側操舵輪の転舵動作に伴って前側操舵輪も転舵され、所要の操舵を行える。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１ないし図５は本発明に係る動力舵取装置の一つの実施の形態を示す。
これらの図において、符号１で示すものは前２軸車に用いる動力舵取装置である。この動力舵取装置１は、図１や図５に示すように、全体の図示は省略したが大型車の車体前部（車体シャーシフレームの前端部分）に前、後に並んで設けた前、後各一対をなす操舵輪２，３を舵取ハンドル４の舵取操作に応じてそれぞれ転舵させる際の操舵補助力を前、後の操舵リンク系（図５にドラッグリンク２ａ，３ａとナックルアーム２ｂ，３ｂのみを示す）に与えることができるように構成されている。
【００２０】
５は従来から広く知られているインテグラルタイプのパワーステアリング本体部である。この本体部５には、図５に示すように、舵取ハンドル４からのステアリングシャフト４ａに連結された入力軸（スタブシャフト）７が配置され、またこの本体部５は、図３に示すように前側操舵輪２を転舵させるための前側パワーシリンダ６を有する。ここでは、ボールねじ式のパワーステアリングである場合を示す。
【００２１】
８はこの前側パワーシリンダ６の出力軸であるセクタギヤ、９はこのセクタギヤ８の回転を前記ドラッグリンク２ａ、ナックルアーム２ｂを介して前側操舵輪２に伝達するピットマンアームである。
【００２２】
１０は車輌のエンジン（図示せず）で駆動されるエンジン駆動式のメインポンプ、１１はエンジン以外の駆動源、たとえば車軸の回転や電動モータの回転によって駆動されるサブポンプで、これらのポンプ１０，１１は、タンク１２，１３から流体（作動油）を吸込み、所要の流体圧力をもって吐出する。これらのポンプ１０，１１からの流体圧（油圧）は、後述するポンプ切換え手段３０を介して前記本体部５内に設けた流路切換え用コントロールバルブ１５に給送される。
【００２３】
前記ステアリング本体部５の内部には、図３に示すように従来からボールねじ式パワーステアリングとして広く知られている機構部が形成されている。これを説明すると、図３中１６，１７は上述したステアリング本体部５を構成するステアリングボディおよびその開口端側を閉塞する弁カバーを兼るバルブハウジングである。これらによって形成される内部空間には、図示しない舵取ハンドルの操舵操作に伴なって軸線方向に進退動作し前記セクタギヤ８に噛合うラック歯を有するピストン１８が配設されている。このピストン１８の前、後には二つの圧力室（左、右室）６ａ，６ｂが形成され、これらの左、右室６ａ，６ｂによって前側パワーシリンダ６を構成している。
【００２４】
前記ピストン１８が動作すると、このピストン１８の側方に形成したラックがセクタギヤ８に噛合し、このセクタギヤ８の軸を回転させる。この回転が前記舵取り機構を構成するピットマンアーム９（図５参照）を介して前側操舵輪２側に伝達されることにより操舵が行われる。
【００２５】
前記バルブハウジング１７には、舵取ハンドル４の舵取操作により回転するスタブシャフト７が貫通支持され、さらにその先端側には一端が前記ピストン１８内に臨みボールねじ機構１９を介して連結しているウォームシャフト２０が同軸上に配設されている。
なお、２１はこれらのシャフト７，２０内に同軸的に配設されその両端がそれぞれのシャフト７，２０側に一体的に結合しているトーションバーである。このトーションバー２１のねじれにより、スタブシャフト７とウォームシャフト２０とが相対的に回転してロータリ式のコントロールバルブ１５が作動する。
【００２６】
このコントロールバルブ１５は、前記スタブシャフト７の内方端に一体的に回転するように設けられその外周に複数のバルブ溝を有するロータ１５ａと、前記ウォームシャフト２０と一体に設けられその内周に複数のバルブ溝を有するスリーブ１５ｂとを備えている。このコントロールバルブ１５は、ロータ１５ａとスリーブ１５ｂとの相対的な回転により作動して油圧流路の切換え動作を行ない、前記ポンプ１０または１１からの圧油を舵取ハンドル４の舵取操作により前記前側パワーシリンダ６の左、右室６ａ，６ｂに選択的に供給し、操舵輪に操舵補助力を与えるピストン１８を操舵方向に移動させる。
【００２７】
上述したロータリ式のコントロールバルブ１５の具体的な構造、作動状態、さらに操舵時におけるピストン１８の動き、この動きでセクタギヤ８が回動動作することにより前側操舵輪２が所要の方向に転舵動作する点は広く知られているから、ここでの詳細な説明は省略する。
【００２８】
図５中２５は車体シャーシフレームの側部に一端を軸支した従動レバーで、この従動レバー２５はコネクティングロッド２６により前記ピットマンアーム９と連結され、このピットマンアーム９の動きに連動して揺動するように構成されている。
この従動レバー２５の他端は前記ドラッグリンク３ａ、ナックルアーム３ｂを介して前記後側操舵輪３に連結されている。
【００２９】
なお、上述した前側操舵輪２と後側操舵輪３とは、これらの位置関係に対応してそれぞれ最適な比をもって連動して転舵するように構成されている。また、図示しないが、左、右の前側操舵輪２間、左、右の後側操舵輪３間はそれぞれ図示しないタイロッドアームとタイロッドにより連動するように連結されていることは勿論である。
【００３０】
２７は前記従動レバー２５の他端側に一端が連結されるとともに他端が前記車体シャーシフレームの側部に連結されている後側パワーシリンダである。
【００３１】
この後側パワーシリンダ２７は、メインポンプ１０からの流体圧によって作動する第１のシリンダ２８と、サブポンプ１１からの流体圧によって作動する第２のシリンダ２９とを備えている。なお、図１中２７ａは後側パワーシリンダ２７のピストンロッド、２８ａ，２８ｂは第１のシリンダ２８の左、右室、２９ａ，２９ｂは第２のシリンダ２９の左、右室である。
【００３２】
本発明によれば、上述した前２軸車に用いる動力舵取装置として、車輌のエンジンで駆動するメインポンプ１０と、前記エンジン以外の駆動手段により駆動するサブポンプ１１と、前記舵取ハンドル４への舵取操作により各ポンプ１０，１１からの流体圧の流路切換えを行うコントロールバルブ１５と、このコントロールバルブ１５で切換えられた流体圧によって得られる操舵補助力により前側操舵輪２を転舵制御する前側パワーシリンダ６と、コントロールバルブ１５で切換えられた流体圧によって得られる操舵補助力により後側操舵輪３を転舵制御する後側パワーシリンダ２７とを備えている。
【００３３】
そして、前記メインポンプ１０、サブポンプ１１のいずれか一方に切換え、流体圧を前記コントロールバルブ１５に給送するポンプ切換え手段３０を設けるとともに、前記コントロールバルブ１５からの流体圧を前記前側パワーシリンダ６、後側パワーシリンダ２７への流路を切換えることにより選択的に給送するアクチュエータ切換え手段４０を設けている。
【００３４】
前記ポンプ切換え手段３０は、前記メインポンプ１０およびサブポンプ１１と前記コントロールバルブ１５との間に配置され、いずれか一方のポンプ（メインポンプ１０）をコントロールバルブ１５に接続したときに、他方のポンプ（サブポンプ１１）をタンク側に接続して短絡させるように構成している。
【００３５】
これを図１、図２を用いて詳述すると、このポンプ切換え手段３０は、前記メインポンプ１０からの流体圧をパイロット圧として切換え作動するスプールバルブ３１によって構成されている。図１ではポンプ切換え弁としている。
前記スプールバルブ３１は、ボディ３０ａに形成したバルブ孔３０ｂ内で摺動するスプール３２を備えている。このスプール３２の図中右端には前記メインポンプ１０からの流体圧がボディ３０ａに設けたパイロット通路３３を経て導かれ、一方他端にはドレン（タンク圧）が導かれるとともにスプール３２を一端側に付勢する圧縮コイルばね３４が設けられている。
【００３６】
図２（ａ），（ｂ）において、ＰＭはメインポンプ１０からの接続ポート、ＰＳはサブポンプ１１からの接続ポート、ＴＭはタンク１２への接続ポート、ＴＳはタンク１３への接続ポートである。また、ＩＮは前記いずれかのポンプ１０，１１からの流体圧を前記コントロールバルブ１５へ給送する給送ポート、ＯＵＴはコントロールバルブ１５からの戻り油をタンク側に還流させるための戻りポートである。
【００３７】
図２（ａ）に示す正常状態では、メインポンプ１０からの圧油がスプール３２を左側に移動させ、このとき、接続ポートＰＭはスプール３２に設けた環状溝３５により前記給送ポートＩＮに接続されている。また、タンク１２に至るポートＴＭは戻りポートＯＵＴとスプール３２に設けた環状溝３７を介して接続されている。なお、３７ａはドレン通路部である。
この状態では、サブポンプ１１からの通路は、ポートＰＳからスプール３２内の通路３６を介してタンク１３へ戻るポートＴＳに接続されて短絡した状態となっている。
【００３８】
一方、図２（ｂ）はメインポンプ１０側が何らかの原因によって故障して圧油の供給がなくなった状態を示す。このときはスプール３２は図中右側に移動し、前記サブポンプ１１からのポートＰＳがコントロールバルブ１５へのポートＩＮにスプール３２の環状溝３５を介して接続されている。また、戻りポートＯＵＴは環状溝３７を介してタンク１３側へのポートＴＳに接続されている。
また、この状態では、メインポンプ１０側のポートＰＭ、タンク１２へのポートＴＳは遮断された状態にある。
【００３９】
なお、図３では上述したポンプ切換え手段３０を構成するスプールバルブ３１を、前側操舵輪２を転舵させるための前側パワーシリンダ６を備えたステアリング本体部５において、バルブハウジング１７の周方向の一部を利用して付設している。このような構成によれば、インテグラルタイプのステアリング本体部５において、周囲にデッドスペースが生じているバルブハウジング１７の回りを有効に利用して前記ポンプ切換え手段３０を付設することができるから、動力舵取装置の構成部品数の削減や各部の配管などの省略を図り、装置全体の小型化やコスト低減が図れるという利点がある。
【００４０】
前記アクチュエータ切換え手段４０は、図１および図４（ａ），（ｂ）に示すように、前記コントロールバルブ１５と前側パワーシリンダ６および後側パワーシリンダ２７との間に配置されている。
【００４１】
そして、メインアクチュエータ５０としての前側パワーシリンダ６と後側パワーシリンダ２７の第１のシリンダ２８を前記コントロールバルブ１５に接続したときには、サブアクチュエータ５１としての後側パワーシリンダ２７の第２のシリンダ２９の左、右室２９ａ，２９ｂを連通することにより短絡させるように構成している。
【００４２】
また、前記後側パワーシリンダ２７の第２のシリンダ２９（サブアクチュエータ５１）をコントロールバルブ１５に接続したときには、前側パワーシリンダ６および後側パワーシリンダ２７の第１のシリンダ２８の各左、右室６ａ，２８ａ，６ｂ，２８ｂを連通することにより短絡させるように構成している。
【００４３】
これを詳述すると、図４（ａ），（ｂ）において４０ａはボディ、４０ｂはバルブ孔で、このバルブ孔４０ｂ内にスプールバルブ４１を構成するスプール４２が摺動自在に配置されている。
このスプール４２の一端には、前記メインポンプ１０からの油圧がパイロット圧として導入されている。また、スプール４２の他端には圧縮コイルばね４３が配置されるとともにドレン（タンク圧）が導入されている。
【００４４】
ここで、Ｃ１，Ｃ２は前記コントロールバルブ１５からの圧油を舵取ハンドル４の舵取操作に応じて流路切換えを行うことにより、一方が導入通路、他方が戻り通路となるポートである。また、Ｃ１ｉ，Ｃ２ｉはメインアクチュエータ５０としてのインテグラルタイプ（前側）のパワーシリンダ６およびその左、右室６ａ，６ｂを介して後側パワーシリンダ２７の第１のシリンダ２８の左、右室２８ａ，２８ｂに圧油を給送または還流させるためのポートである。
【００４５】
また、Ｃ１ｃ，Ｃ２ｃはサブアクチュエータ５１を構成する後側パワーシリンダ２７の第２のシリンダ２９の左、右室２９ａ，２９ｂに接続されるポートである。
【００４６】
前記アクチュエータ切換え手段４０としてのアクチュエータ切換弁は、常時は図４（ａ）の状態にあり、このときにはコントロールバルブ１５からの圧油をメインアクチュエータ５０側に供給、還流させるように、スプール４２の環状溝４４，４５が形成されている。また、図４（ｂ）の状態では、サブアクチュエータ５１側をコントロールバルブ１５に接続している。
【００４７】
図中４６，４７はスプール４２内に形成した連通用の通路であり、図４（ａ）の状態ではサブアクチュエータ５１側のポートＣ１ｃ，Ｃ２ｃが連通されて短絡した状態となっている。また、図４（ｂ）の状態では、メインアクチュエータ５０側のポートＣ１ｉ，Ｃ２ｉが短絡している。
このようにコントロールバルブ１５に接続されない側のアクチュエータを短絡させるのは、該当するシリンダの左、右室を連通させて前、後の操舵輪２，３に接続されるピストンロッドに抵抗を与えず、いわゆる油圧ロック状態が生じないようにするためである。
【００４８】
図４（ａ）はメインポンプ１０からの圧油の供給が行われている正常運転状態を示し、このときにはメインアクチュエータ５０としての前側パワーシリンダ６、後側パワーシリンダ２７の第１のシリンダ２８への圧油の供給によって、前、後各操舵輪２，３は所要の方向に転舵制御される。
【００４９】
図４（ｂ）はメインポンプ１０からの圧油の供給がなくなったときであり、このときには、メインアクチュエータ５０側はそれぞれ短絡状態となっている。したがって、サブアクチュエータ５１としての後側パワーシリンダ２７の第２のシリンダ２９への圧油の供給に伴って後側操舵輪３を転舵させ、これと舵取ハンドル操作とに伴って前側操舵輪２も転舵させることができるのである。
【００５０】
なお、このアクチュエータ切換え手段４０を構成するスプールバルブ４１も、図３に示すように、上述したポンプ切換え手段３０を構成するスプールバルブ３１と同様に、前側操舵輪２を転舵させるための前側パワーシリンダ６を備えたステアリング本体部５において、バルブハウジング１７の周方向の一部を利用して付設している。このような構成によっても、インテグラルタイプのステアリング本体部５において、周囲にデッドスペースが生じているバルブハウジング１７の回りを有効に利用して前記アクチュエータ切換え手段４０を付設することができるから、動力舵取装置の構成部品数の削減や各部の配管などの省略を図り、装置全体の小型化やコスト低減が図れるという利点がある。
【００５１】
換言すれば、パワーステアリング本体部５においてデッドスペースであった部分の有効利用が可能となり、装置の小型化が図れるとともに、装置全体の構成部品数も少なくなり、製造コスト、組立コストを含めたコスト低減を図ることができる。
【００５２】
したがって、上述した構造による動力舵取装置１においては、たとえ一方の流体圧供給源（メインポンプ１０、流体圧給送路など）がポンプ１０の故障や給送路の破損などによって故障したとしても、他方の流体圧供給源（サブポンプ１１）からの流体圧をポンプ切換え手段３０を利用して供給することによって、前、後いずれかの操舵輪２，３を、舵取ハンドル４への操舵要求に応じて、適切に転舵制御することができる。
【００５３】
また、上述した動力舵取装置１では、二個のポンプ１０，１１と一個の流路切換え用コントロールバルブ１５、前側、後側操舵輪２，３を転舵させる際の操舵補助力を得るメインアクチュエータ５０（前側パワーシリンダ６と後側パワーシリンダ２７の第１のシリンダ２８）、サブアクチュエータ５１（後側パワーシリンダ２７の第２のシリンダ２９）によって構成した二系統のパワーアシスト系を、単純な切換えバルブからなるポンプ切換え手段３０とアクチュエータ切換え手段４０とによって簡単に切り替えて使用することができ、構成部品数が少なく、構造も簡単で、コスト低減も図れるのである。また、流路切換え用コントロールバルブ１５が一個であるから、従来のように二個のコントロールバルブを並べて配設する際に必要であった面倒な中立位置での位置合わせという問題もない。
【００５４】
なお、本発明は上述した実施の形態で説明した構造には限定されず、各部の形状、構造等を適宜変形、変更し得ることはいうまでもない。
たとえば前側操舵輪２を転舵制御するための動力舵取装置１を作動させる油圧源を自動車用エンジンによって駆動されるポンプ１０によって構成し、補助用のパワーシリンダへの油圧を自動車の車軸または電動モータの回転によって駆動されるポンプ１１で構成しているが、これに限らない。特に、補助用パワーシリンダ（後側パワーシリンダ２７の第２のシリンダ２９）への油圧源となるサブポンプ１１としては、上述したような車軸駆動方式や電動モータなどによる電動駆動式のものに限らず、エンジン以外の適宜の駆動源で駆動できるものであればよい。
【００５５】
また、上述した実施の形態では、パワーステアリング本体部５をボールねじ式である場合を説明したが、本発明はこれに限らず、ラックピニオン式やその他のタイプのパワーステアリング構造のものであってもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る動力舵取装置によれば、エンジン駆動式のメインポンプが故障したり、このポンプからの流体圧給送用配管等が損傷したりしたときには、ポンプ切換え手段がサブポンプをコントロールバルブに接続するとともに、このサブポンプからコントロールバルブに給送される流体圧をアクチュエータ切換え手段の切換え動作によりサブアクチュエータ（後側パワーシリンダの第２のシリンダ）に供給してこれを作動させ、操舵補助力を与えて後側操舵輪を転舵制御することができる。また、舵取ハンドルの舵取操作やこの後側操舵輪の転舵動作に伴って前側操舵輪も転舵し、所要の操舵を行える。
【００５７】
そして、このような本発明に係る動力舵取装置によれば、二個のポンプと一個の流路切換え用コントロールバルブ、前側、後側操舵輪を転舵させる際の操舵補助力を得るメインアクチュエータ（前側パワーシリンダと後側パワーシリンダの第１のシリンダ）、サブアクチュエータ（後側パワーシリンダの第２のシリンダ）によって構成した二系統のパワーアシスト系を、単純な切換えバルブからなるポンプ切換え手段とアクチュエータ切換え手段とによって簡単に切り替えて使用することができ、構成部品数が少なく構造も簡単で、コスト低減も図れるという利点がある。
【００５８】
また、本発明によれば、エンジン駆動式のメインポンプが正常に駆動しているときには、その流体圧をポンプ切換え手段、流路切換え用コントロールバルブを介してメインアクチュエータ（前側パワーシリンダと後側パワーシリンダの第１のシリンダ）に給送し、舵取操作に応じて前、後の操舵輪を転舵制御できるが、このときに、エンジン以外（たとえば車軸回転や電動モータ）で駆動されるサブポンプはタンク側に短絡状態となっているから、このサブポンプはいわゆる無負荷運転状態となっており、エネルギ効率の面で優れている。
【００５９】
また、本発明によれば、アクチュエータ切換え手段によってコントロールバルブに一方のアクチュエータを接続したときに、他方のアクチュエータの左、右室を連通することができるから、アクチュエータ切換え手段で切り離される側を短絡状態とし、後側操舵輪が転舵する際の、いわゆる油圧ロック状態を招くおそれはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る動力舵取装置の一つの実施の形態を示し、前２軸車の前、後各一対をなす操舵輪を転舵制御する際のシステム全体の概要を説明するための概略構成図である。
【図２】 図１におけるポンプ切換え手段を示す拡大図であって、（ａ）は正常動作時の状態を示す図、（ｂ）はメインポンプ側に故障が生じたときの状態を示す図である。
【図３】 図１における流路切換え用コントロールバルブと前側操舵輪を転舵制御する前側パワーシリンダとからなるインテグラルタイプのパワーステアリング本体部の概要を示す要部断面図である。
【図４】 図１におけるアクチュエータ切換え手段を示す拡大図であって、（ａ）は正常動作時の状態を示す図、（ｂ）はメインポンプ側に故障が生じたときの状態を示す図である。
【図５】 本発明に係る動力舵取装置を適用する前２軸車における操舵系の一部の構成部品を説明するための概略図である。
【符号の説明】
１…前２軸車用の動力舵取装置、２…前側操舵輪（前側操向車輪）、３…後側操舵輪（後側操向車輪）、４…舵取ハンドル、４ａ…ステアリングシャフト、５…ステアリング本体部、６…前側パワーシリンダ、６ａ，６ｂ…左、右室、７…入力軸（スタブシャフト）、８…セクタギア、９…ピットマンアーム、１０…エンジン駆動式のメインポンプ、１１…エンジン以外の駆動式のサブポンプ、１２，１３…タンク、１５…流路切換え用コントロールバルブ、１６…ステアリングボディ、１７…バルブハウジング、１８…ピストン、１９…ボールねじ機構、２０…ウォームシャフト、２５…従動レバー、２７…後側パワーシリンダ、２８…第１のシリンダ、２８ａ，２８ｂ…左、右室、２９…第２のシリンダ、２９ａ，２９ｂ…左、右室、３０…ポンプ切換え手段、３１…スプールバルブ、３２…スプール、４０…アクチュエータ切換え手段、４１…スプールバルブ、４２…スプール、５０…メインアクチュエータ、５１…サブアクチュエータ。
Claims (5)
- 前２軸車の前、後各一対をなす操舵輪を転舵させるための動力舵取装置であって、
車輌のエンジンで駆動されるメインポンプと、
前記エンジン以外の駆動手段により駆動されるサブポンプと、
舵取ハンドルへの舵取操作により前記各ポンプからの流体圧の流路切換えを行う一個のコントロールバルブと、
前記コントロールバルブで切換えられた流体圧によって得られる操舵補助力により前記操舵輪を転舵制御するメインアクチュエータと、
前記コントロールバルブで切換えられた流体圧によって得られる操舵補助力により前記操舵輪を転舵制御するサブアクチュエータと、
前記メインポンプ、サブポンプのいずれか一方に切換え、流体圧を前記コントロールバルブに給送するポンプ切換え弁と、
前記ポンプ切換え弁が前記メインポンプからの流体圧を前記コントロールバルブに給送するとき、このコントロールバルブからの流体圧を前記メインアクチュエータに給送し、前記サブポンプからの流体圧を前記コントロールバルブに給送するとき、このコントロールバルブからの流体圧を前記サブアクチュエータに給送するように流路を切換えるアクチュエータ切換え手段と、を有する
ことを特徴とする動力舵取装置。 - 請求項１に記載の動力舵取装置において、
前記ポンプ切換え弁は、前記メインポンプおよびサブポンプと前記コントロールバルブとの間に配置され、いずれか一方のポンプを前記コントロールバルブに接続し、他方のポンプをタンク側に短絡させるように構成されていることを特徴とする動力舵取装置。 - 請求項１または請求項２に記載の動力舵取装置において、
前記メインアクチュエータは、前側の操舵輪を転舵制御する前側パワーシリンダと、後側の操舵輪を転舵制御する後側パワーシリンダの第１のシリンダとを並列に接続することにより構成され、
前記サブアクチュエータは、前記第１のシリンダと協働して後側パワーシリンダとして作動する第２のシリンダとによって構成されていることを特徴とする動力舵取装置。 - 請求項３に記載の動力舵取装置において、
前記アクチュエータ切換え手段は、前記コントロールバルブと前記メインアクチュエータおよびサブアクチュエータとの間に配置され、前記コントロールバルブをいずれか一方のアクチュエータに接続したときに、他方のアクチュエータを構成するシリンダの左、右室を短絡させるように構成されていることを特徴とする動力舵取装置。 - 請求項１、請求項２、請求項３または請求項４に記載の動力舵取装置において、
前記ポンプ切換え弁、アクチュエータ切換え手段は、前記メインポンプからの流体圧をパイロット圧として切換え作動されることを特徴とする動力舵取装置。
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