JPH0227191B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、車両のパワー・ステアリングに使
用されるコントロール・バルブ、さらに詳述する
ならば速度感応型でリンゲージ型パワー・ステア
リングに適するように改良されたコントロール・
バルブに関する。

従来リンゲージ型パワー・ステアリングではコ
ントロール・バルブが車両の走行状態に応じて、
反力、すなわち、操舵力を変化させるために、車
速感応油圧反力型に構成されてきたが、ステアリ
ング・ホイールが急激に操作される際、バルブの
応答特性および安定性のために、構造が複雑にな
るか、補償手段を必要としてきた。

この発明の目的は、構造を複雑にすることなし
に、バルブの静特性、動特性、過渡特性を向上
し、またバルブの安定性を向上し、殊に、ステア
リング・ホイールが急激に操作される際にも、バ
ルブ振動を抑制し、そのバルブ振動に基づく騒音
の発生を阻止するところのパワー・ステアリング
に使用されるコントロール・バルブの提供にあ
る。

それらを課題として、この発明のパワー・ステ
アリングに使用されるコントロール・バルブは、
スプール・チヤンバおよび、そのスプール・チヤ
ンバに連通されたポンプ・ポート、一対のパワ
ー・シリンダ・ポート、および一対のタンク・ポ
ートを備えるバルブ・ケーシングと、そのスプー
ル・チヤンバに往復摺動可能に配置され、かつ、
リアクシヨン・チヤンバのためのリアクシヨン・
チヤンバ・ボアを形成し、そのリアクシヨン・チ
ヤンバ・ボアの両端に一対のプランジヤ・ボアを
備え、そのリアクシヨン・チヤンバに連通された
リアクシヨン連通ポートおよびリアクシヨン逃し
ポートを備えるスプールと、そのスプールを貫通
し、そのスプールをそのスプール・チヤンバ内に
往復摺動させるように、そのスプールの両端に位
置され、そのスプールを固定する一対のスプー
ル・ストツパを備えたスプール・シヤフトと、そ
のスプール・ストツパで駆動されるように、その
一対のプランジヤ・ボアおよびスプール・シヤフ
トに往復摺動可能に嵌め合わせられた一対のリア
クシヨン・プランジヤと、そのスプール・チヤン
バ端方向のそのリアクシヨン・プランジヤの動き
を規制する一対のプランジヤ・ストツパと、それ
らリアクシヨン・プランジヤ間に配置されたリア
クシヨン・スプリングと、そのリアクシヨン逃し
ポートを経て、そのリアクシヨン・チヤンバをオ
イル・ポンプの吸込み側に接続するリアクシヨン
通路と、そのリアクシヨン通路に配置された反力
調整弁とよりなり、フロー・コントロール・バル
ブを経てそのオイル・ポンプからパワー・シリン
ダに流れる圧油を制御するものにおいて、そのス
プールが中立位置付近において、そのリアクシヨ
ン・スプリングのばね力から解放されるように、
ギヤツプがそのリアクシヨン・プランジヤとその
プランジヤ・ストツパとの間に形成される構成に
している。

以下、この発明に係るパワー・ステアリングに
使用されるコントロール・バルブの望ましい具体
例について、図面を参照して説明する。

図は、キヤブ・オーバ型トラツクの速度感応型
でリンゲージ型パワー・ステアリング５０を構成
するために適用されたこの発明のコントロール・
バルブの具体例１０を示している。

そのコントロール・バルブ１０は、前記操舵の
ためにドラツク・リンク（図示せず）を介してナ
ツクル・アーム（図示せず）に連結されるリン
ク・レバー（図示せず）にピホツト連結されたシ
リンダ・ボデイ５６と、そのシリンダ・ボデイ５
６のシリンダ・ボア５７に往復摺動可能に配置さ
れたパワー・ピストン５８と、一端をそのパワ
ー・ピストン５８に固定し、他端をシヤシ側にピ
ボツト連結した操作ロツド５９とよりなるパワ
ー・シリンダ５１に組み込まれ、コンペンゼーラ
イング・ロツド（図示せず）、ピツトマン・アー
ム（図示せず）、マニユアル・ステアリング・ギ
ア・ボツクス（図示せず）を介してステアリン
グ・ホイールでバルブ操作されるもので、また、
そのパワー・ステアリング５０の油圧回路におい
ては、油圧配管５４，５５に配置され、オイル・
ポンプ５２から吐出され、フロー・コントロー
ル・バルブ５３で流量調整された圧油をパワー・
シリンダ５１に供給し、また、そのパワー・シリ
ンダ５１で作業した圧油をそのオイル・ポンプ５
２の吸込み側に戻すもので、バルブ・ボデイ１１
と、スプール１２と、スプール・シヤフト１３と
一対のリアクシヨン・プランジヤ１４，１５と、
一対のプランジヤ・ストツパ１６と、リアクシヨ
ン・スプリング１７と、リアクシヨン通路１８、
反力調整弁１９とを含み、そのスプール１２が中
立位置付近において、そのリアクシヨン・スプリ
ング１７のばね力から解放されるように、そのリ
アクシヨン・プランジヤ１４，１５とそのプラン
ジヤ・ストツパ１６，１６との間にギヤツプｇ，
ｇをとり、ステアリング・ホイール（図示せず）
が急激に操作され、そのスプール２がそのギヤツ
プｇ，ｇを越えてそのリアクシヨン・スプリング
１７を押すように、急激に摺動される際、そのリ
アクシヨン・プランジヤ１４，１５と共にそのス
プール１２をそのプランジヤ・ストツパ１６，１
６の一方に衝突させ、その衝撃的当りによつて、
そのスプール１２に制振力を作用し、そのスプー
ル１２の振動を抑制可能に構成している。

そのバルブ・ボデイ１１は、パワー・シリンダ
５１のシリンダ・ボデイ５６に組み込まれ、スプ
ール・チヤンバ２０に開口されたポンプ・ポート
２１、一対のパワー・シリンダ・ポート２２，２
３、一対のタンク・ポート２４，２５、およびリ
アクシヨン・ポート２６を備えている。

また、そのフロー・コントロール・バルブ５２
で流量調整された圧油をそのパワー・シリンダ５
１のシリンダ・チヤンバ６０，６１に供給するた
めに、そのバルブ・ボデイ１１に形成されたその
ポンプ・ポート２１は、その油圧配管５４の供給
側に、また、そのパワー・シリンダ・ポート２
２，２３は油圧配管５４，５５のシリンダ側に、
さらには、そのタンク・ポート２４，２５は、そ
の油圧配管５５にそれぞれ接続している。

そのスプール１２はリアクシヨン・チヤンバ２
７のためのリアクシヨン・チヤンバ・ボア２８を
備え、そのスプール・チヤンバ２０に往復摺動可
能に配置され、そのリアクシヨン・チヤンバ２７
を形成可能にしている。

また、そのスプール１２は、そのリアクシヨ
ン・チヤンバ・ボア２８の一端に大径プランジ
ヤ・ボア２９を、そのリアクシヨン・チヤンバ・
ボア２８の他端に小径プランジヤ・ボア３０をそ
れぞれ形成し、そのポンプ・ポート２１をそのリ
アクシヨン・チヤンバ２７に連絡するリアクシヨ
ン連通ポート３１と、そのリアクシヨン・チヤン
バ２７をそのリアクシヨン・ポート２６に連絡す
るリアクシヨン逃しポート３２とを備えている。

さらに、そのスプール１２は、そのポンプ・ポ
ート２１をそのパワー・シリンダ・ポート２２，
２３に切り換え接続するスプール油室を形成する
リング溝３３，３４を備えている。

そのスプール・シヤフト１３は、一端側をその
スプール１２内に貫通させ、そのスプール１２を
そのスプール・チヤンバ２０内に往復摺動させる
ように、そのスプール１２の両端に位置され、そ
のスプール１２を固定する一対のスプール・スト
ツパ３５を備え、他端をコンペンゼーテイング・
ロツドに連結している。

さらに、そのスプール１２の固定構造を詳述す
るならば、そのスプール・シヤフト１３はそれら
スプール・ストツパ３５間に位置されるように、
そのスプール・シヤフト１３の一端側に嵌め合わ
せられるスリーブ状スペーサ３７と、そのスプー
ル・シヤフト１３の一端にねじ結合されるナツト
３８とによつて、そのスプール・シヤフト１３の
一端側に固定される一対のスプール・ストツパ３
５にそのスプール１２を挟み付け、そのスプール
１２を固定する。

それらスプール・ストツパ３５はプレート状に
形成されたもので、互いに所定の間隔を置いて、
所定の位置に、２個の小穴３６をストツパ面に開
口している。

そのリアクシヨン・プランジヤ１４，１５は、
大径のものと、小径のものとに形成され、大径リ
アクシヨン・プランジヤ１４は、大径プランジ
ヤ・ボア２９およびスプール・シヤフト１３上の
スペーサ３７に往復摺動可能に嵌め合わせられ、
また、小径リアクシヨン・プランジヤ１５は小径
プランジヤ・ボア３０およびスプール・シヤフト
１３上のスペーサ３７に往復摺動可能に嵌め合わ
せられ、そのスプール１２内に形成されたリアク
シヨン・チヤンバ２７を閉じている。

そのように、リアクシヨン・プランジヤ１４，
１５が大径のものと、小径のものとに設計される
ところは、このパワー・ステアリング５０におい
て、そのパワー・シリンダ５１が縮み動作する
際、ドライバーに操舵が重く感じ、また、そのパ
ワー・シリンダ５１が伸び動作する際、そのドラ
イバーに操舵が軽く感じるので、換言するなら
ば、左右の操作力に差を生じるので、右切りおよ
び左切りの操舵力を均等にするにある。

その一対のプランジヤ・ストツパ１６，１６
は、それぞれスプール・チヤンバ２０の両内側端
面に突出された２個のピンからなり、それらピン
は、スプール・ストツパ３５，３５の小穴３６に
嵌め合わせられ、対応する大径および小径リアク
シヨン・プランジヤ１４，１５に先端を臨ませて
いる。

それらプランジヤ・ストツパ１６，１６は、そ
れらリアクシヨン・プランジヤ１４，１５と共に
そのスプール１２が中立位置附近にあるとき、そ
れらリアクシヨン・プランジヤ１４，１５に対し
てギヤツプｇ，ｇが形成されるように、長さ寸法
が予め決定されている。それらギヤツプｇ，ｇが
とられることによつて、ステアリング・ホイール
の急激な操作によつて、そのリアクシヨン・スプ
リング１７を押しながら、そのギヤツプｇ，ｇを
越えて、急激に摺動されるそのスプール１２を衝
撃的に受け、そのスプール１２に制振力を作用
し、そのスプール１２の振動を抑制可能にしてい
る。

また、それらプランジヤ・ストツパ１６，１６
は、そのスプール１２がそのギヤツプｇ，ｇを越
えてそのスプール・チヤンバ２０内に摺動される
とき、対応する大径および小径リアクシヨン・プ
ランジヤ１４，１５に先端を突き当て、そのスプ
ール・チヤンバ２０の内側端面方向へのそれらリ
アクシヨン・プランジヤ１４，１５の動きを規制
し、そのスプール・シヤフト１３の動きに伴な
い、そのリアクシヨン・スプリング１７に協働さ
れてそれらリアクシヨン・プランジヤ１４，１５
にポンピング動作を与え、そのリアクシヨン・チ
ヤンバ２７に満された油を圧縮し、そのスプー
ル・シヤフト１３に感じる反力に変化を与える。

そのリアクシヨン・スプリング１７は、それら
リアクシヨン・プランジヤ１４，１５間におい
て、そのスプール・シヤフト１３、すなわち、ス
ペーサ３７のまわりに配置され、それらリアクシ
ヨン・プランジヤ１４，１５にポンピング動作を
付与し、また、バルブのためのセンタリング・ス
プリングとして機能にしている。

そのリアクシヨン通路１８は、バルブ・ボデイ
１１のリアクシヨン・ポート２６を油圧配管５５
に接続する配管からなり、そのリアクシヨン逃し
ポート３２がそのリアクシヨン・ポート２６に連
通される際、そのリアクシヨン・チヤンバ２７内
の圧油をリザーバ、すなわち、オイル・ポンプ５
２の吸込み側に逃がすが、その逃がす油量は、反
力調整１９によつて制御される。

その反力調整弁１９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３９，４０を備えたバル
ブ・ボデイと、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（図示せず）とを含み、そのトラツクの走行
速度に応じて、そのスプールをそのスプール・チ
ヤンバ内に往復摺動させ、そのスプール・チヤン
バ内の通路断面積を変え、そのポート３９，４０
間に流れる圧油の流量を調整し、その中空スプー
ル１２のリアクシヨン・チヤンバ２７内の圧油に
よつて発生される反力を変えるように構成されて
いる。

さらに詳述するならば、この反力調整弁１９で
は、そのトラツクが低速走行する場合、その通路
断面積を広くし、また、そのトラツクが高速走行
する場合、その通路断面積を狭くするように、そ
のスプールを往復摺動させるもので、そのスプー
ルは、また、アクチユエータ、例えば、サーボ・
モータによつて駆動され、そのサーボ・モータは
車速センサ（図示せず）からの信号に応じて駆動
するように構成されている。

ギヤツプｇ，ｇは、先に、リアクシヨン・プラ
ンジヤ１４，１５およびリアクシヨン・スプリン
グ１７を組み込んだスプール１２およびプランジ
ヤ・ストツパ１６，１６に関連して説明された通
りであつて、そのギヤツプの大きさは、スプール
１２の往復摺動距離、すなわち、バルブ・ストロ
ークに関連して、起り得るところの急激なステア
リング・ホイールの操作に基づくスプール１２の
急激な動きを考慮して決定される。

次に、上述のように構成されたコントロール・
バルブ１０およびそのコントロール・バルブ１０
を組み込んだパワー・ステアリング５０の動作を
キヤブ・オーバ型トラツクの走行状態に対応して
述べるに、今、内燃機関が運転されているなら
ば、オイル・ポンプ５２が駆動され、そのオイ
ル・ポンプ５２から供給される圧油は、フロー・
コントロール・バルブ５３によつて流量調整さ
れ、所定の圧油の流量がコントロール・バルブ１
０のポンプ・ポート２１に送られる。

そのポンプ・ポート２１に送られた圧油は、図
示されるように、スプール１２が中立位置に置か
れているならば、主として、油圧配管５５を経
て、タンク・ポート２４，２５からオイル・ポン
プ５２の吸込み側に戻されるが、ステアリング・
ホイールが操舵され、マニユアル・ステアリン
グ・ギア・ボツクス、ピツトマン・アーム、コン
ペンゼーテイング・ロツドを介して、そのスプー
ル・シヤフト１３が何れかの方向に押し引きさ
れ、そのスプール１２がそのスプール・シヤフト
１３の動きの方向に摺動されるならば、そのスプ
ール１２の動きに応じて、その圧油が、油圧配管
５４，５５のシリンダ側を経て、パワー・シリン
ダ５１のシリンダ・チヤンバ６０，６１の何れか
一方および、リアクシヨン・チヤンバ２７に送ら
れる。

その操舵に対する反力は、リアクシヨン・チヤ
ンバ２７内の圧力およびリアクシヨン・スプリン
グ１７によつて与えられる。

そのようなパワー・ステアリング５０の動作に
おいて、そのトラツクが低速走行されるならば、
車速センサからの信号に応じて、サーボ・モータ
が駆動され、反力調整弁１９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比較的
広くされている。

従つて、そのリアクシヨン・チヤンバ２７内の
油は、リアクシヨン逃しポート３２、リアクシヨ
ン・ポート２６に流れ、さらに、リアクシヨン通
路１８を経てオイル・ポンプ５２の吸込み側に円
滑に流れるので、そのリアクシヨン・チヤンバ２
７内の油は、リアクシヨン・プランジヤ１４また
は１５の摺動に対して大きな抵抗にはならず、そ
の低速走行時の操舵は小さな操舵力で行なわれ
る。

勿論、そのトラツクが停車時に操舵されるなら
ば、走行速度が零であり、反力調整弁１９の通路
断面積が最大に広げられているので、そのリアク
シヨン・チヤンバ２７内の圧力が大気圧に近い状
態になり、据切り、幅寄せ、切返しなどが極めて
小さな操作力で行なわれる。

また、そのトラツクが高速走行されているなら
ば、車速センサからの信号に応じて、そのサー
ボ・モータが駆動され、反力調整弁１９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。

従つて、そのリアクシヨン・チヤンバ２７内の
油は、そのオイル・ポンプ５２の吸込み側に戻さ
れ難くなるので、そのリアクシヨン・チヤンバ２
７内の油は、リアクシヨン・プランジヤ１４ある
いは１５の摺動に対して大きな抵抗になり、その
結果、その高速走行時の操舵は比較的大きな操作
力で行なわれる。そのように、高速走行時の操舵
には、比較的大きな操作力が要求され、走行安定
性が向上される。

また、そのトラツクの低速走行時、高速走行
時、据切り時などにおいて、パワー・ステアリン
グ５０が上述のように動作されるのであるが、リ
アクシヨン・プランジヤ１４，１５が大径のもの
と、小径のものとよりなるので、そのパワー・ス
テアリング５０におけるパワー・シリンダ５１の
縮み動作および伸び動作の際、右切りの操作力と
左切りの操作力との差が極めて小さくなり、換言
するならば、右切りおよび左切りの操舵力が均等
化されている。その結果、このパワー・ステアリ
ング５０は、トラツク操舵による肉体的疲労から
ドライバーを解放している。

さらに、そのトラツクの低速走行時、高速走行
時、据切り時などにおいて、そのパワー・ステア
リング５０が前述の動作をなす際、ステアリン
グ・ホイールが急激に操作され、そのスプール１
２がそのギヤツプｇあるいはｇを越えて、そのリ
アクシヨン・スプリング１７を押すように、その
スプール・チヤンバ２０内に急激に摺動されるな
らば、そのスプール１２は、そのリアクシヨン・
プランジヤ１４あるいは１５を介して、そのプラ
ンジヤ・ストツパ１６あるいは１６に衝突し、そ
の衝突的当りによつて、そのスプール１２には制
振力が作用し、そのスプール１２の振動が抑制さ
れ、そのように具備されたバルブ自身の制振効果
によつて、そのようなバルブ振動に起因する騒音
が防止されている。

前述の具体例10では、その反力調整弁１９が、
キヤブ・オーバ型トラツクの走行速度、すなわ
ち、車速に応じて絞り量を調節するものとして説
明されたが、その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。

その場合、その反力調整弁１９を駆動するサー
ボ・モータは、トランスミツシヨンに配置される
機関回転数センサからの信号によつて駆動される
ことになる。

如上のこの発明によれば、スプールが中立位置
附近において、そのリアクシヨン・スプリングの
ばね力から解放されるように、ギヤツプがリアク
シヨン・プランジヤとプランジヤ・ストツパとの
間に形成されているので、しかも、そのギヤツプ
を設けることによつて、より大きな衝撃エネルギ
が吸収可能になるので、ステアリング・ホイール
が急激に操作され、そのリアクシヨン・スプリン
グを押し、そのギヤツプを越えて、スプール・チ
ヤンバ内に急激に摺動されるならば、そのスプー
ルは、リアクシヨン・プランジヤを介してそのプ
ランジヤ・ストツパに衝突され、急激に動くその
スプールのエネルギがそのギヤツプによつて衝撃
的に当るそのスプールの衝撃エネルギとして、そ
のストツパに吸収され、そのようにして、そのス
プールには制動力が作用し、そのスプールの振動
が抑制され、所謂、バルブ振動が抑制され、その
バルブ振動による騒音の発生が阻止され、そのよ
うにして、バルブの静特性、動特性および過渡特
性が向上され、また、バルブの安定性が向上さ
れ、加えて、反力調整弁によつて、車両の走行状
態に応じた反力が得られ、操舵が安定化され、走
行がより安全になることは勿論で、さらに、一対
のリアクシヨン・プランジヤがそのリアクシヨ
ン・チヤンバを閉じるように、そのスプールに往
復摺動可能に嵌め合わせられ、しかも、大径のも
のと小径のものとよりなるので、パワー・シリン
ダの縮み動作および伸び動作の際、右切りの操作
力と左切りの操作力との差が極めて小さくなり、
換言するならば、右切りおよび左切りの操舵力が
より均等化され、その結果、操舵がより安定にな
り、また、ドライバーが操舵による肉体的疲労か
ら解放される。

先のように、図面を参照しながら説明されたこ
の発明の具体例からして、その発明の属する技術
の分野における通常の知識を有する者にとつて、
種々の設計的修正や変更は容易に行われるところ
であり、さらには、この発明の内容が、その発明
と本質的に同一の課題を充足し、その発明と同一
の効果を達成するところのその発明と本質的に同
一の態様に容易に置き換えられるであろう。

【図面の簡単な説明】

図は、キヤブ・オーバ型トラツクの速度感応型
でリユケージ型パワー・ステアリングに適用され
たこの発明のコントロール・バルブの具体例を示
す概説図である。 １０……コントロール・バルブ、１１……バル
ブ・ボデイ、１２……スプール、１３……スプー
ル・シヤフト、１４，１５……リアクシヨン・プ
ランジヤ、１６……プランジヤ・ストツパ、１７
……リアクシヨン・スプリング、１８……リアク
シヨン通路、１９……反力調整弁、ｇ，ｇ……ギ
ヤツプ、５０……パワー・ステアリング、５１…
…パワー・シリンダ、５２……オイル・ポンプ、
５３……フロー・コントロール・バルブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スプール・チヤンバ、および、そのスプー
   ル・チヤンバに連通されたポンプ・ポート、一対
   のパワー・シリンダ・ポート、および一対のタン
   ク・ポートを備えるバルブ・ケーシングと、 そのスプール・チヤンバに往復摺動可能に配置
   され、かつ、リアクシヨン・チヤンバのためのリ
   アクシヨン・チヤンバ・ボアを形成し、そのリア
   クシヨン・チヤンバ・ボアの両端に一対のプラン
   ジヤ・ボアを備え、そのリアクシヨン・チヤンバ
   に連通されたリアクシヨン連通ポートおよびリア
   クシヨン逃しポートを備えるスプールと、 そのスプールを貫通し、そのスプールをそのス
   プール・チヤンバ内に往復摺動させるように、そ
   のスプールの両端に位置され、そのスプールを固
   定する一対のスプール・ストツパを備えたスプー
   ル・シヤフトと、 そのスプール・ストツパで駆動されるように、
   その一対のプランジヤ・ボアおよびスプール・シ
   ヤフトに往復摺動可能に嵌め合わせられた一対の
   リアクシヨン・プランジヤと、 そのスプール・チヤンバ端方向のそのリアクシ
   ヨン・プランジヤの動きを規制する一対のプラン
   ジヤ・ストツパと、 それらリアクシヨン・プランジヤ間に配置され
   たリアクシヨン・スプリングと、 そのリアクシヨン逃しポートを経てそのリアク
   シヨン・チヤンバをオイル・ポンプの吸込み側に
   接続するリアクシヨン通路と、 そのリアクシヨン通路に配置された反力調整弁
   と、よりなり、フロー・コントロール・バルブを
   経てオイル・ポンプからパワー・シリンダに流れ
   る圧油を制御するものにおいて、 そのスプールが中立位置付近において、そのリ
   アクシヨン・スプリングのばね力から解放される
   ように、ギヤツプがそのリアクシヨン・プランジ
   ヤとそのプランジヤ・ストツパとの間に形成され
   る ことを特徴とするパワー・シリンダに使用される
   コントロール・バルブ。