JPH0143975Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、車両に使用されるパワー・ステア
リングに関する。

一般に、パワー・ステアリングは、操舵すると
きの重さ、すなわち、路面からの操舵抵抗を運転
者に感じさせるため、手応え、換言するならば、
反力を発生させ得るように構成されてきている。

しかし、その反力の大きさを小さく設定する
と、停車時、低速時は、適度な操舵力が得られる
が、高速度時には、手応えが軽過ぎて、操舵が不
安定になる傾向があつた。また、その反力の大き
さを大きく設定すると、高速時は、適度な操舵力
が得られるが、停車時、低速時には、手応えが重
くなり過ぎていた。

そのような不都合を回避するため、従来、内燃
機関回転数感応流量絞り弁型、あるいは、車速感
応油圧反力増加型などのように、走行条件に応じ
て、反力、すなわち、操舵力を変化させるパワ
ー・ステアリングが提案されてきているが、その
反力の変化の範囲が通常狭いことから、車両の走
行状態に応じて、最も適した反力を得ることが困
難であつたり、また、そのような反力を変化させ
るための手段が複雑になり、生産コストが高くな
る傾向にあつた。

この考案の目的・課題は、コントロール・バル
ブの応答性を向上し、そして、自励振動を防止し
て装置全体の応答性を向上し、また、比較的簡単
な構造で、車両の走行速度あるいは機関回転数に
応じて、常に、適正な反力が得られ、ステアリン
グ操作による疲労を軽減し、操縦安定性を向上す
るところの車両に使用されるパワー・ステアリン
グの提供にある。

上述の目的・課題に関連して、この考案の車両
に使用されるパワー・ステアリングは、オイル・
ポンプ、フロー・コントロール・バルブ、コント
ロール・バルブ、およびパワー・シリンダを含
み、そして、そのコントロール・バルブが、内部
にスプール・チヤンバを形成し、そして、そのス
プール・チヤンバに接続されてある供給ポート、
排出ポート、および、複数のパワー・シリンダ・
ポートを有するコントロール・バルブ・ケーシン
グと、その供給ポートおよび排出ポートをその複
数のパワー・シリンダ・ポートに切り替え接続す
るように、そのスプール・チヤンバに往復摺動可
能に配置され、そして、そのスプール・チヤンバ
の両側に一対のリアクシヨン・チヤンバを形成す
るコントロール・バルブ・スプールと、その対応
するリアクシヨン・チヤンバに連絡されるよう
に、そのコントロール・バルブ・スプールの両端
に開口されてそのコントロール・バルブ・スプー
ルに形成されてある一対のボアと、そのコントロ
ール・バルブ・スプールの動きに応じて、その供
給ポートおよび排出ポートをそのボアに切り替え
接続するように、その対応するボアに連通されて
そのコントロール・バルブ・スプールに形成され
てある一対の連通穴とを含み、さらに、リアクシ
ヨン連通路が、その一対のリアクシヨン・チヤン
バを互いに連絡し、またさらに、流量調整弁が、
そのリアクシヨン連通路に配置され、そして、車
両の走行速度、あるいは、その車両に搭載された
内燃機関の回転数に応じて、その一対のリアクシ
ヨン・チヤンバ内の圧力を調整するところの構成
にある。

以下、この考案の車両に使用されるパワー・ス
テアリングの特定された具体例について、図面を
参照して説明する。

図は、キヤブ・オーバ型トラツクに適用された
この考案の車両に使用されるパワー・ステアリン
グの具体例10を概説的に示している。

そのパワー・ステアリング１０は、オイル・ポ
ンプ１１と、フロー・コントロール・バルブ１２
と、コントロール・バルブ１３と、パワー・シリ
ンダ１４とを含み、そして、そのコントロール・
バルブ１３が、内部にスプール・チヤンバ２１を
形成し、そして、そのスプール・チヤンバ２１に
接続された供給ポート２２、排出ポート２３、お
よび複数のパワー・シリンダ・ポート２４，２
５，２６を有したコントロール・バルブ・ケーシ
ング２０と、その供給ポート２２および排出ポー
ト２３をその複数のパワー・シリンダ・ポート２
４，２５，２６を切り替え接続するように、その
スプール・チヤンバ２１に往復摺動可能に配置さ
れ、そして、そのスプール・チヤンバ２１の両側
に一対のリアクシヨン・チヤンバ４３，４４を形
成したコントロール・バルブ・スプール３１と、
その対応したリアクシヨン・チヤンバ４３，４４
に連絡されるように、そのコントロール・バル
ブ・スプール３１の両端に開口されてそのコント
ロール・バルブ・スプール３１に形成された一対
のボア３９，４０と、そのコントロール・バル
ブ・スプール３１の動きに応じて、その供給ポー
ト２２および排出ポート２３をそのボア３９，４
０に切り替え接続するように、その対応したボア
３９，４０に連通されてそのコントロール・バル
ブ・スプール３１に形成された一対の連通穴４
１，４２とを含んだ構造に製作され、さらに、リ
アクシヨン連通路１５が、その一対のリアクシヨ
ン・チヤンバ４３，４４を互いに連絡し、またさ
らに、流量調整弁１６が、そのリアクシヨン連通
路１５に配置され、そして、そのトラツクの走行
速度に応じてその一対のリアクシヨン・チヤンバ
４３，４４内の圧力を調整するところに組み立て
られた。

オイル・ポンプ１１は、そのキヤブ・オーバー
型トラツクに搭載された内燃機関（図示せず）に
よつて駆動されるもので、オイル・リザーバ５６
内の圧油を吸い上げ、その内燃機関の回転数にほ
ぼ比例した圧油の吐出量が得られるように構成さ
れている。

そのオイル・ポンプ１１は、既存のパワー・ス
テアリングに使用されるオイル・ポンプと同様に
構成されるため、その構成の説明を省略する。

フロー・コントロール・バルブ１２は、そのオ
イル・ポンプ１１の吐出側に接続されるポンプ・
ポート１７、後述するコントロール・バルブ１３
の供給ポート２２側に接続されるコントロール・
バルブ・ポート１８、および、そのオイル・ポン
プ１１のサクシヨン側に接続されるサクシヨン・
ポート１９を備えるケーシングと、そのケーシン
グ内に往復摺動可能に配置されたオイル・リター
ン・コントロール・スプール（図示せず）などよ
りなり、そのポンプ・ポート１７側に送られる圧
油の流量を調整して、所定の流量をそのコントロ
ール・バルブ・ポート１８側に送り、また、余剰
流量をそのサクシヨン・ポート１９からそのオイ
ル・ポンプ１１のサクシヨン側、すなわち、オイ
ル・リザーバ５６側に戻すように構成されてい
る。

そのフロー・コントロール・バルブ１２は、既
存のパワー・ステアリングに使用されるフロー・
コントロール・バルブと同様に構成されるため、
その構成の詳細な説明は省略する。

コントロール・バルブ１３は、スプール・チヤ
ンバ２１、そのフローコントロール・バルブ１２
のコントロール・バルブ・ポート１８側をそのス
プール・チヤンバ２１に接続する供給ポート２
２、そのスプール・チヤンバ２１をそのオイル・
リザーバ５６側に接続する排出ポート２３、およ
び、パワー・シリンダ・ポート２４，２５，２６
を備えるコントロール・バルブ・ケーシング２０
と、その供給ポート２２をその排出ポート２３、
および、パワー・シリンダ・ポート２４，２５，
２６に切換え接続するように、そのスプール・チ
ヤンバ２１内に往復摺動可能に配置されたコント
ロール・バルブ・スプール３１と、そのスプー
ル・チヤンバ２１内で、そのコントロール・バル
ブ・スプール３１の両側に形成された一対のリア
クシヨン・チヤンバ４３，４４とより構成されて
いる。

勿論、そのスプール・チヤンバ２１内には、そ
の供給および排出ポート２２，２３に連絡される
ようにして、リング溝２９，３０がそれぞれ形成
されている。

また、そのコントロール・バルブ・スプール３
１が中立位置に置かれた状態で、そのリング溝２
９，３０よりも外側に位置されたそのコントロー
ル・バルブ・スプール３１の両端周囲には、ラン
ド３２，３５がそれぞれ形成され、そのランド３
２，３５間には、そのリング溝２９，３０に向い
合うようにしてランド３３，３４がそれぞれ形成
されている。

勿論、それらのランド３２，３３，３４，３５
間には、そのパワー・シリンダ・ポート２４，２
５，２６に連絡され得るスプール溝３６，３７，
３８がそれぞれ形成されている。

さらに、そのボア３９，４０が、そのコントロ
ール・バルブ・スプール３１の両端面から内部に
向かつて軸方向に沿つて穴明けされてその両端面
に開口されてある。

またさらに、その連通穴４１，４２が、一端を
その対応するスプール溝３６，３７に、他端をそ
の対応するボア３９，４０にそれぞれ開口させて
そのコントロール・バルブ・スプール３１に穴明
けされてある。

従つて、そのコントロール・バルブ・スプール
３１が、そのスプール・チヤンバ２１内に往復摺
動されると、その供給ポート２２および排出ポー
ト２３は、そのスプール溝３６，３７および連通
穴４１，４２を介してそのボア３９，４０に、そ
して、そのリアクシヨン・チヤンバ４３，４４に
切り替え接続される。

この場合、そのボア３９，４０が、そのコント
ロール・バルブ・スプール３１を軽量化させるの
で、そのコントロール・バルブ・スプール３１
は、応答性が向上され、また、そのボア３９，４
０が、そのリアクシヨン・チヤンバ４３，４４の
容積を大きくさせるに加えて、その連通穴４１，
４２に通路長さを短かくさせ、そして、油の粘
度、所謂、温度の影響を少なくする絞り機能を与
えるので、圧油がそのリアクシヨン・チヤンバ４
３，４４に流れ込む際のその圧油によるそのコン
トロール・バルブ・スプール３１の自励振動が、
その連通穴４１，４２によつて抑制される。

また、そのコントロール・バルブ・スプール３
１は、ステアリング操作に応動して往復摺動する
ため、そのコントロール・バルブ・スプール３１
のほぼ中央の位置には、シヤフト５９の一端が固
定され、そのシヤフト５９の他端は、そのコント
ロール・バルブ・ケーシング２０を貫通して、ス
テアリング・シヤフト（図示せず）側に連結され
ている。

パワー・シリンダ１４は、そのコントロール・
バルブ１３のケーシング２０に一体的に形成さ
れ、かつ、そのコントロール・バルブ１３のパワ
ー・シリンダ・ポート２４，２５，２６に接続さ
れたシリンダ・ボア４８を備えるパワー・シリン
ダ・ケーシングと、そのパワー・シリンダ・ポー
ト２４，２５、および２６に対応して接続された
一対のシリンダ室４９，５０をそのシリンダ・ボ
ア４８内に形成するように、そのシリンダ・ボア
４８内に往復摺動可能に配置されたパワー・ピス
トン５１とから構成され、さらに出力部を概念的
に説明すれば、一端がそのパワー・ピストン５１
に連結され、他端がそのパワー・シリンダ・ケー
シングを貫通して外側に突出されたプツシユ・ロ
ツド５２と、そのプツシユ・ロツド５２の反対側
の位置で、そのプツシユ・ロツド５２とほぼ同一
軸心的にそのパワー・シリンダ・ケーシングに固
定されたロツド５３とより構成されている。

勿論、そのコントロール・バルブ１３のパワ
ー・シリンダ・ポート２４，２５は、連通路４
５，４６を介してそのシリンダ室５０に、また、
パワー・シリンダ・ポート２６は、連通路４７を
介して、そのシリンダ室４９に、それぞれ接続さ
れている。

そのように構成されたパワー・シリンダ１４の
プツシユ・ロツド５２の他端は、キヤブ・オーバ
ー型トラツクのシヤシ・フレーム側に取り付けら
れ、また、そのプツシユ・ロツド５２の反対側に
位置されたロツド５３は、ステアリング・アーム
（図示せず）を駆動するドラツグ・リンク（図示
せず）側に取り付けられる。また、インテグラル
パワーステアリングギヤにおいてはロツドド５３
の動きがギヤを介してステアリング・アームを回
転させドラツグ・リンクを作動させている。

リアクシヨン連通路１５は、上述したコントロ
ール・バルブ１３の一対のリアクシヨン・チヤン
バ４３，４４を互いに連絡している。

すなわち、そのコントロール・バルブ１３のコ
ントロール・バルブ・ケーシング２０において、
両側には、そのリアクシヨン・チヤンバ４３，４
４に連絡された一対のリアクシヨン・ポート２
７，２８がそれぞれ形成され、そのリアクシヨン
連通路１５の一端がそのリアクシヨン・ポート２
７に、他端がそのリアクシヨン・ポート２８にそ
れぞれ接続されている。

勿論、そのリアクシヨン連通路１５には、所定
の内径および長さの配管が使用されるが、そのよ
うな配管を使用することなく、そのコントロー
ル・バルブ・ケーシング２０またはパワー・シリ
ンダ・ケーシング内に穴あけ加工を施すことによ
つて形成するものでも良い。

流量調整弁１６は、そのリアクシヨン連通路１
５に挿入されている。

その流量調整弁１６は、スプール・チヤンバ
（図示せず）、および、そのスプール・チヤンバに
連絡された一対のポート５４，５５を備えるバル
ブ・ケーシングと、そのスプール・チヤンバ内に
往復摺動可能に配置され、その往復摺動に応じて
そのスプール・チヤンバ内の通路断面積を変える
スプールとより構成されている。

従つて、そのスプールの往復摺動に応じて、そ
のポート５４，５５間を流れる圧油の流量が調整
され、換言するならば、リアクシヨン・チヤンバ
４３，４４内の圧力の調整がなされる。

勿論、その流量調整弁１６は、その一対のポー
ト５４，５５間を流れを圧油の流量を調整し得る
ものであれば、形態は任意である。

また、その流量調整弁１６のスプールは、その
キヤブ・オーバー型トラツクの走行速度に応じて
往復摺動され、スプール・チヤンバ内の通路断面
積を変えるように構成されている。

すなわち、そのキヤブ・オーバー型トラツクが
低速走行する場合に、その通路断面積を広くし、
また、高速走行する場合に、その通路断面積を狭
くするように、そのスプールが往復摺動される。

従つて、そのスプールは、アクチユエータ、例
えば、サーボ・モータによつて摺動され、そのサ
ーボ・モータの電気回路には、速度センサ（図示
せず）が挿入され、その速度センサからの出力信
号に応じて、そのサーボ・モータが駆動されるよ
うに構成されている。

次に、上述のパワー・ステアリング１０が適用
されたキヤブ・オーバー型トラツクの走行につい
て述べるに、そのキヤブ・オーバー型トラツクが
低速走行する場合、速度センサからの出力信号に
より、サーボ・モータが駆動され、流量調整弁１
６のスプールが摺動され、スプール・チヤンバ内
の通路断面積が広くされている。

そのような状態において、オイル・ポンプ１１
から供給される圧油は、フロー・コントロール・
バルブ１２により流量が調整され、所定の流量の
圧油が、コントロール・バルブ１３の供給ポート
２２に送られる。

その供給ポート２２に送られた圧油は、コント
ロール・バルブ・スプール３１が中立位置に置か
れているときには、排出ポート２３からオイル・
リザーバ５６側に戻されるが、そのコントロー
ル・バルブ・スプール３１がステアリング操作に
よつて何れか一方に摺動されれば、その摺動方向
に応じて、その圧油がパワー・シリンダ１４のシ
リンダ室４９，５０の何れか一方、および、リア
クシヨン・チヤンバ４３，４４の何れか一方に送
られる。

そこで、そのコントロール・バルブ・スプール
３１が、図において、右側に摺動されると、その
供給ポート２２が、そのコントロール・バルブ・
スプール３１のスプール溝３７を介してパワー・
シリンダ・ポート２６に連絡され、圧油はパワ
ー・シリンダ１４のシリンダ室４９に送られ、パ
ワー・ピストン５１が図において左側に言い換え
ればパワー・シリンダ１４が右側に摺動される。

そのように圧油が供給されるとき、その圧油の
一部は、連通穴４２およびボア４０を介してリア
クシヨン・チヤンバ４４に送られる。

そのような操舵による反力は、そのリアクシヨ
ン・チヤンバ４４内の圧力によつて与えられる
が、上述したように、低速走行時は、流量調整弁
６の通路断面積が広くされているため、そのリア
クシヨン・チヤンバ４４内の圧油が、リアクシヨ
ン連通路１５を通り、その流量調整弁１６によつ
て極端に絞られることなく、他方のリアクシヨ
ン・チヤンバ４３に送られる。

勿論、そのコントロール・バルブ・スプール３
１が上述のように摺動されれば、排出ポート２３
がスプール溝３６に連絡されるため、そのリアク
シヨン・チヤンバ４３内の圧油はオイル・リザー
バ５６側に戻される。

従つて、上述の流量調整弁１６による圧力降下
が小さくなり、右左のリアクシヨン・チヤンバ４
３，４４内の圧力差が小さくなつて、そのコント
ロール・バルブ・スプール３１の摺動に対して大
きな抵抗とならず、換言するならば、低速走行時
の操舵が小さい操作力をもつてなされる。

次いで、そのコントロール・バルブ・スプール
３１が、図において、左側に摺動されると、供給
ポート２２がスプール溝３８に、排出ポート２３
がスプール溝３７に、それぞれ連絡され、連通路
４５，４６を介して圧油がパワー・シリンダ１４
のシリンダ室５０、および、リアクシヨン・チヤ
ンバ４３に、それぞれ送られ、パワー・ピストン
５１が図において右側にすなわちパワー・シリン
ダ１４が左側に摺動される。

そのリアクシヨン・チヤンバ４３内の圧油は、
上述した場合と逆に、リアクシヨン連通路１５を
通り、その流量調整弁１６によつて極端に絞られ
ることなく、リアクシヨン・チヤンバ４４に送ら
れ、そのリアクシヨン・チヤンバ４４内の油は、
ボア４０、連通穴４２を通り、排出ポート２３か
らオイル・リザーバ５６側に戻される。

従つて、上述した場合と同様に、流量調整弁１
６による圧力降下が小さくなり、左右のリアクシ
ヨン・チヤンバ４３，４４内の圧力差が小さくな
つて、そのコントロール・バルブ・スプール３１
の摺動に対して大きな抵抗とならず、低速走行時
の操舵が小さい操作力をもつてなされる。

勿論、そのキヤブ・オーバー型トラツクが停車
時に操舵される場合、走行速度が零であり、流量
調整弁１６の通路断面積が最大に広げられている
ことから、リアクシヨン・チヤンバ４３，４４の
相互の圧力差が極めて小さくなつているため、停
車時の操舵が極めて小さい操作力で可能になる。

さらに、そのキヤブ・オーバー型トラツクが高
速走行する場合、速度センサからの出力信号によ
り、サーボ・モータが駆動され、流量調整弁１６
のスプールが摺動され、スプール・チヤンバ内の
通路断面積が狭くされている。

前述の場合と同様に、そのコントロール・バル
ブ・スプール３１が、図において、左右方向の何
れか一方に摺動されると、シリンダ室４９，５０
の何れか一方に圧油が送られてパワー・ピストン
５１が摺動され、その圧油の一部は、リアクシヨ
ン・チヤンバ４３，４４の何れか一方に送られる
が、その流量調整弁１６のスプール・チヤンバ内
の通路断面積が狭くされているため、流量調整弁
１６による圧力降下が大きくなり、左右のリアク
シヨン・チヤンバ４３，４４内の圧力差が大きく
なつて、そのコントロール・バルブ・スプール３
１の摺動に対して大きな抵抗となり、高速走行時
の操舵に比較的大きな操作力が要求され、走行安
定性が向上する。

上述した具体例10において、流量調整弁１６
は、キヤブ・オーバー型トラツクの走行速度に応
じて絞り量を調節するものとして説明したが、そ
のキヤブ・オーバー型トラツクに搭載された内燃
機関の回転数に応じて絞り量を調節するように構
成することも可能である。

すなわち、そのような場合には、流量調整弁１
６のスプールを摺動するサーボ・モータの電気回
路に、機関回転数検知センサ（図示せず）を挿入
し、そのセンサからの出力信号に応じて、そのサ
ーボ・モータが駆動されるように構成される。

上述から理解されるように、この考案の車両に
使用されるパワー・ステアリングは、コントロー
ル・バルブが、内部にスプール・チヤンバを形成
し、そして、そのスプール・チヤンバに接続され
てある供給ポート、排出ポート、および、複数の
パワー・シリンダ・ポートを有するコントロー
ル・バルブ・ケーシングと、その供給ポートおよ
び排出ポートをその複数のパワー・シリンダ・ポ
ートに切り替え接続するように、そのスプール・
チヤンバに往復摺動可能に配置され、そして、そ
のスプール・チヤンバの両側に一対のリアクシヨ
ン・チヤンバを形成するコントロール・バルブ・
スプールと、その対応するリアクシヨン・チヤン
バに連絡されるように、そのコントロール・バル
ブ・スプールの両端に開口されてそのコントロー
ル・バルブ・スプールに形成されてある一対のボ
アと、そのコントロール・バルブ・スプールの動
きに応じて、その供給ポートおよび排出ポートを
そのボアに切り替え接続するように、その対応す
るボアに連通されてそのコントロール・バルブ・
スプールに形成されてある一対の連通穴とを含
み、また、リアクシヨン連通路が、その一対のリ
アクシヨン・チヤンバを互いに連絡し、さらに、
流量調整弁が、そのリアクシヨン連通路に配置さ
れ、そして、車両の走行速度、あるいは、その車
両に搭載された内燃機関の回転数に応じて、その
一対のリアクシヨン・チヤンバ内の圧力を調整す
るところにあるので、この考案の車両に使用され
るパワー・ステアリングでは、その車両の走行速
度に応じて、常に、適正な反力が得られ、高速走
行時のハンドルの重さが、低速走行時のそれより
も重目にされ、操縦安定性が向上され、また、そ
のコントロール・バルブ・スプールがそのボアで
軽量化されてそのコントロール・バルブの応答性
が向上され、さらに、そのリアクシヨン・チヤン
バの容積がそのボアで大きくされることに加えて
その連通穴の通路長さがそのボアで短かくされる
に伴つて、そのリアクシヨン・チヤンバに流れ込
む圧油によるそのコントロール・バルブの自励振
動がその連通穴で防止され、装置の応答性が向上
され、ステアリング操作による疲労が軽減され、
そして、安全な走行が可能になる。

【図面の簡単な説明】

図は、キヤブ・オーバー型トラツクに適用され
たこの考案の車両に使用されるパワー・ステアリ
ングの具体例を示す概説図である。 １０……車両に使用されるパワー・ステアリン
グ、１１……オイル・ポンプ、１２……フロー・
コントロール・バルブ、１３……コントロール・
バルブ、１４……パワー・シリンダ、１５……リ
アクシヨン連通路、１６……流量調整弁、３１…
…コントロール・バルブ・スプール、４３，４４
……リアクシヨン・チヤンバ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 オイル・ポンプ、フロー・コントロール・バル
   ブ、コントロール・バルブ、およびパワー・シリ
   ンダからなり、車両の操舵に使用されるものにお
   いて、 そのコントロール・バルブが、内部にスプー
   ル・チヤンバを形成し、そして、そのスプール・
   チヤンバに接続されてある供給ポート、排出ポー
   ト、および、複数のパワー・シリンダ・ポートを
   有するコントロール・バルブ・ケーシングと、そ
   の供給ポートおよび排出ポートをその複数のパワ
   ー・シリンダ・ポートに切り替え接続するよう
   に、そのスプール・チヤンバに往復摺動可能に配
   置され、そして、そのスプール・チヤンバの両側
   に一対のリアクシヨン・チヤンバを形成するコン
   トロール・バルブ・スプールと、その対応するリ
   アクシヨン・チヤンバに連絡されるように、その
   コントロール・バルブ・スプールの両端に開口さ
   れてそのコントロール・バルブ・スプールに形成
   されてある一対のボアと、そのコントロール・バ
   ルブ・スプールの動きに応じて、その供給ポート
   および排出ポートをそのボアに切り替え接続する
   ように、その対応するボアに連通されてそのコン
   トロール・バルブ・スプールに形成されてある一
   対の連通穴とよりなり、 リアクシヨン連通路が、その一対のリアクシヨ
   ン・チヤンバを互いに連絡し、そして、 流量調整弁が、そのリアクシヨン連通路に配置
   され、そして、車両の走行速度、あるいは、その
   車両に搭載された内燃機関の回転数に応じて、そ
   の一対のリアクシヨン・チヤンバ内の圧力を調整
   する ところに特徴がある車両に使用されるパワー・ス
   テアリング。