JPH0254268B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、車両に使用されるパワー・ステア
リングに関する。

一般に、車両に使用されるパワー・ステアリン
グは、オイル・ポンプと、フロー・コントロー
ル・バルブと、コントロール・バルブ・スプール
の両側に反力室をそれぞれ備えるコントロール・
バルブと、パワー・シリンダとよりなり、そのフ
ロー・コントロール・バルブが、そのオイル・ポ
ンプから送られる圧油の流量を調整し、さらに、
このコントロール・バルブが、そのコントロー
ル・バルブ・スプールの往復摺動に応じて、その
フロー・コントロール・バルブからそのパワー・
シリンダに送られる圧油の方向を制御してそのパ
ワー・シリンダを動作し、適度な反力、すなわ
ち、手応えを得ながら操舵を容易にするように構
成されてきている。

そのようなパワー・ステアリングにおいては、
そのコントロール・バルブ・スプールの僅かな動
きによつてもパワー・シリンダが動作され、操舵
に要求される力が増幅されるため、そのコントロ
ール・バルブ・スプールには、ステアリング・ホ
イールの回転に応じて常に適正に往復摺動される
こと、すなわち、そのステアリング・ホイールの
回転に対して動作遅れが少ないことが要求されて
きている。

しかし、通常のパワー・ステアリング、例え
ば、インテグラル型のパワー・ステアリングを使
用した車両においては、ステアリング・シヤフト
のスプライン結合部分、ウオーム・シヤフトとパ
ワー・ピストンとのボール・スクリユ結合部分、
そのパワー・ピストンとセクタ・シヤフトとの噛
合部分、そのステアリング・シヤフトとそのウオ
ーム・シヤフトとの連結部分などにがたつきを生
じ、それらのがたつきが総合されていわゆるステ
アリング・ホイールの遊びとして現われ、そのス
テアリング・ホイールを回転させる際、そのコン
トロール・バルブ・スプールの往復摺動において
動作遅れを生じる傾向があつた。

勿論、上述のようながたつきを生じる部分は、
そのパワー・ステアリングの使用期間に応じて次
第に摩耗し、そのがたつきの度合が大きくなり、
その結果、ステアリング・ホイールの遊びが大き
くなり、ステアリング・ホイールの操作感覚が変
化される傾向にあつた。

この発明の目的は、ステアリング・ホイールの
回転に応じて往復摺動されるコントロール・バル
ブ・スプールの動きに伴なう圧油の流れを適正に
し、殊に、パワー・ステアリングの構成部品の取
付けばらつきや、操作力伝達系統におけるがたつ
きを生じている場合にも、そのコントロール・バ
ルブ・スプールの動作遅れに伴なう不適正な圧油
の流れを防止し、操舵性能を向上させるところの
パワー・ステアリングの提供にある。

上述を課題として、この発明のパワー・ステア
リングは、スリーブ・ボア、および、そのスリー
ブ・ボアに開口されてある圧力ポート、排出ポー
トおよび複数のパワー・シリンダ・ポートを備え
てその圧力ポートをオイル・ポンプ側に、その排
出ポートをオイル・リザーバ側にそれぞれ接続さ
せるバルブ・ケーシング、圧力連通ポート、排出
ポートおよび複数のパワー・シリンダ連通ポート
を備えてそのスリーブ・ボアに往復摺動可能に配
置されるスライド・スリーブ、そのスライド・ス
リーブに往復摺動可能に配置され、そのスライ
ド・スリーブに協働されてそのスリーブ・ボアの
両端に一対の反力室を形成するコントロール・バ
ルブ・スプール、そのスライド・スリーブの両端
でその反力室のそれぞれに配置されるスリーブ・
スプリング、その反力室のそれぞれに開口されて
そのバルブ・ケーシングに形成される反力ポー
ト、そして、そのパワー・シリンダ・ポートにそ
の反力室を対応的に連絡させてそのコントロー
ル・バルブ・スプールに形成される一対の反力連
通ポートよりなるコントロール・バルブと、その
コントロール・バルブのパワー・シリンダ・ポー
トに接続されるパワー・シリンダと、そのコント
ロール・バルブの反力ポートに接続されて、その
一対の反力室を互いに連絡させる反力調整通路
と、その反力調整通路に配置され、そして、車速
に応じてその反力室間に流れる圧油の流量を絞り
調整してその反力室の圧力を調整する反力調整弁
とを含むところにある。

以下、この発明のパワー・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
この発明のパワー・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、バルブ・ケーシング１７のスリーブ・ボア１
８に往復摺動可能に嵌め込まれたスライド・スリ
ーブ２４、および、そのスライド・スリーブ２４
に往復摺動可能に嵌め合わせられたコントロー
ル・バルブ・スプール３０を備え、そして、その
スライド・スリーブ２４およびコントロール・バ
ルブ・スプール３０に協働されてそのスリーブ・
ボア１８の両端に一対の反力室３１，３２を形成
したコントロール・バルブ１６と、パワー・シリ
ンダ５０と、そのコントロール・バルブ１６の反
力ポート４０，４１を互いに連絡した反力調整通
路５７と、その反力調整通路５７に配置され、そ
して、車速に応じてその反力室３１，３２間に流
れる圧油の流量を絞り調整してその反力室３１，
３２の圧力を調整する反力調整弁５８とを含み、
しかも、そのコントロール・バルブ１６におい
て、そのコントロール・バルブ・スプール３０が
一方の側に摺動されるとき、その反力室３１，３
２の圧力差によつてそのスライド・スリーブ２４
を他方の側に摺動させ、そのコントロール・バル
ブ１６の感度を高め、操舵性能を向上させるとこ
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６９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１３、後述するコントロール・バルブ１６
の圧力ポート１９側に接続されるコントロール・
バルブ・ポート１４、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１５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１３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１４側に送り、また、余剰
流量をそのサクシヨン・ポート１５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６９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を省略する。

コントロール・バルブ１６は、バルブ・ケーシ
ング１７と、そのバルブ・ケーシング１７のスリ
ーブ・ボア１８に往復摺動可能に配置されたスラ
イド・スリーブ２４と、そのスライド・スリーブ
２４に協働されて、両端に反力室３１，３２をそ
れぞれ形成するように、そのスライド・スリーブ
２４に往復摺動可能に配置され、かつ、ステアリ
ング・ホイールに（図示せず）に機械的に連結さ
れたコントロール・バルブ・スプール３０と、そ
のスライド・スリーブ２４を中立位置に置くよう
にその反力室３１，３２のそれぞれに配置された
一対のスリーブ・スプリング３８，３９と、その
反力室３１，３２にそれぞれ開口するように、そ
のバルブ・ケーシング１７に形成された一対の反
力ポート４０，４１と、そのコントロール・バル
ブ・スプール３０の摺動方向に応じてその反力室
３１，３２の何れか一方に圧油を供給するよう
に、そのコントロール・バルブ・スプール３０に
形成された一対の反力連通ポート４２，４３とよ
り構成されている。

そのバルブ・ケーシング１７は、所定の内径お
よび長さを有するスリーブ・ボア１８を内部に備
えている。

また、そのバルブ・ケーシング１７は、一方の
側（図において上方の側）に所定の間隔を置いて
そのスリーブ・ボア１８に連絡される圧力ポート
１９、および、排出ポート２０をそれぞれ形成
し、他方の側（図において下方の側）にほぼ等間
隔で離され、そのスリーブ・ボア１８に連絡され
る３つのパワー・シリンダ・ポート２１，２２，
２３をそれぞれ形成している。

その圧力ポート１９は、圧油供給通路６５を介
してフロー・コントロール・バルブ１２のコント
ロール・バルブ・ポート１４に、その排出ポート
２０は、圧油排出通路６６を介してオイル・リザ
ーバ６９に、また、そのパワー・シリンダ・ポー
ト２１，２２，２３は、パワー・シリンダ連通路
６２，６３，６４を介してパワー・シリンダ５０
の一対のシリンダ室５３，５４にそれぞれ接続さ
れる。

スライド・スリーブ２４は、そのバルブ・ケー
シング１７のスリーブ・ボア１８に往復摺動可能
に配置され、しかも、そのバルブ・ケーシング１
７の圧力ポート１９、排出ポート２０、および、
パワー・シリンダ・ポート２１，２２，２３にそ
れぞれ対応するように、圧力連通ポート２５、排
出連通ポート２６、および、パワー・シリンダ連
通ポート２７，２８，２９をそれぞれ備えてい
る。

そのスライド・スリーブ２４は、外周のほぼ中
央の位置にピン穴４６を形成し、そのスリーブ・
ボア１８の内周面のほぼ中央の位置に固定された
ストツパ・ピン４５の先端をそのピン穴４６に嵌
め込んでいる。

勿論、そのピン穴４６の内径は、そのストツ
パ・ピン４５の外径よりも大きく、そのストツ
パ・ピン４５とピン穴４６との嵌め込み状態にお
いてがたを生じ、そのストツパ・ピン４５の外径
とそのピン穴４６の内径との差の範囲内でそのス
ライド・スリーブ２４が往復摺動されるように構
成されている。

コントロール・バルブ・スプール３０は、両端
面に開口されたボア３６，３７をそれぞれ備え、
そのスライド・スリーブ２４に協働されて、両端
に反力室３１，３２をそれぞれ形成するように、
そのスライド・スリーブ２４の内側に往復摺動可
能に配置されている。

そのコントロール・バルブ・スプール３０は、
外周において軸方向に所定の間隔を置いて離され
たスプール溝３３，３４，３５をそれぞれ備えて
いる。

勿論、そのコントロール・バルブ・スプール３
０は、ステアリング操作に応動して往復摺動され
るように、そのバルブ・ケーシング１７およびそ
のスライド・スリーブ２４を貫通するシヤフト４
４の一端をそのコントロール・バルブ・スプール
３０のほぼ中央の位置に固定し、しかも、そのシ
ヤフト３０の他端はステアリング・シヤフト（図
示せず）側に連結されている。

スリーブ・スプリング３８，３９は、そのスラ
イド・スリーブ２４を中立位置に置くように、そ
の反力室３１，３２にそれぞれ配置されている。

反力ポート４０，４１は、その反力室３１，３
２にそれぞれ開口するように、そのバルブ・ケー
シング１７に形成されている。

反力連通ポート４２，４３は、対応するパワ
ー・シリンダ・ポート２２，２３にその反力室３
１，３２を連絡するように、換言するならば、そ
の反力室３１，３２をそのスプール溝３４，３５
にそれぞれ連絡するように、そのコントロール・
バルブ・スプール３０に形成されている。

パワー・シリンダ５０は、そのコントロール・
バルブ１６のバルブ・ケーシング１７に一体的に
形成され、かつ、そのコントロール・バルブ１６
のパワー・シリンダ・ポート２１，２２，２３に
接続されたシリンダ・ボア５１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２１，２２、および２３に対応して接
続された一対のシリンダ室５３，５４をそのシリ
ンダ・ボア５１内に形成するように、そのシリン
ダ・ボア５１内に往復摺動可能に配置されたパワ
ー・ピストン５２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５２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５５と、そのプツシユ・ロツド５５
の反対側の位置で、そのプツシユ・ロツド５５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５６とより構成されてい
る。

勿論、そのコントロール・バルブ１６のパワ
ー・シリンダ・ポート２１，２３は、連通路６
２，６４を介してそのシリンダ室５４に、また、
パワー・シリンダ・ポート２２は、連通路６３を
介して、そのシリンダ室５３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５０の
プツシユ・ロツド５５の他端は、キヤブ・オーバ
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５５の反対側に
位置されたロツド５６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。

反力調整通路５７は、そのコントロール・バル
ブ１６の反力ポート４０，４１を互いに連絡して
いる。

反力調整弁５８は、そのコントロール・バルブ
１６の反力室３１，３２の内圧を調整するよう
に、その反力調整通路５７に設けられている。

その反力調整弁５８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５９，６０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５９，６０間に流れる圧油の流量が調整
され、換言するならば、その反力調整通路５７を
経てそのコントロール・バルブ１６の反力室３
１，３２間に流れる圧油の流量が絞り調整されて
その反力室３１，３２内の圧力が調整される。

勿論、その反力調整弁５８は、その一対のポー
ト５９，６０間を流れる圧油の流量を調整し得る
ものであれば、その形態は任意であり、例えば、
ロータリ型に構成することも可能である。

その反力調整弁５８は、そのスプールを往復摺
動させるアクチユエータ６１に連結され、そのア
クチユエータ６１は、そのキヤブ・オーバ型トラ
ツクの走行速度に応じて動作され、その反力調整
弁５８における絞り量を変えるように構成されて
いる。

すなわち、そのアクチユエータ６１はサーボ・
モータで、アンプリフアイヤ６７に電気的に接続
され、さらに、そのアンプリフアイヤ６７は車速
センサ６８に電気的に接続されている。

従つて、その車速センサ６８から送られる信号
はそのアンプリフアイヤ６７によつて増幅されて
そのアクチユエータ６１に送られ、その結果、そ
のキヤブ・オーバ型トラツクの走行速度に応じ
て、そのアクチユエータ６１が動作し、その反力
調整弁５８における絞り量が変えられる。

次に、上述のパワー・ステアリング１０を備え
るキヤバ・オーバ型トラツクの走行について述べ
るに、そのキヤブ・オーバ型トラツクの低速走行
時、車速センサ６８からの信号はアンプリフアイ
ヤ６７によつて増幅されてアクチユエータ６１に
送られ、その結果、反力調整弁５８における絞り
量が少なくなる。

その反力調整弁５８における絞り量が少なくな
ると、反力室３１，３２内の圧油はコントロー
ル・バルブ・スプール３０の摺動に対して大きな
抵抗にならず、小さな操作力をもつて操舵が可能
になる。

勿論、そのコントロール・バルブ・スプール３
０が何れか一方に摺動されるならば、スライド・
スリーブ２４はそのコントロール・バルブ・スプ
ール３０の摺動方向と逆の方向に摺動される。

例えば、ステアリング・ホイールの回転によ
り、コントロール・バルブ・スプール３０が図に
おいて右側に摺動されるならば、その摺動方向側
の反力室３２の内圧が上昇し、そのスライド・ス
リーブ２４は、その上昇された圧力を端面に受け
て、そのコントロール・バルブ・スプール３０の
摺動方向と逆の方向に摺動される。

すなわち、そのスライド・スリーブ２４の圧力
連通ポート２５とそのコントロール・バルブ・ス
プール３０のスプール溝３４とが連絡されるが、
その連絡が極めて短時間で行なわれ、その結果、
オイル・ポンプ１１からフロー・コントロール・
バルブ１２を経由して送られる圧油がパワー・シ
リンダ５０の左側のシリンダ室５３に送られ、そ
のパワー・シリンダ５０が動作される。

従つて、そのパワー・ステアリング１０におい
て、ステアリング・ホイールとそのコントロー
ル・バルブ１６のコントロール・バルブ・スプー
ル３０とを連結する操作力伝達系統、例えば、ス
プライン・シヤフトのスプライン結合部分にがた
つきを生じ、いわゆる、ステアリング・ホイール
の遊びが大きい場合にも、そのコントロール・バ
ルブ・スプール３０が僅かに摺動されれば、その
スライド・スリーブ２４が反力室３１，３２の圧
力差で摺動され、そのコントロール・バルブ・ス
プール３０とスライド・スリーブ２４との位置関
係が直ちに適正になされ、そのコントロール・バ
ルブ・スプール３０の動作遅れが少なくなる。

また、そのキヤブ・オーバ型トラツクが高速走
行している場合、その車速センサ６８からの信号
はそのアンプリフアイヤ６７によつて増幅されて
そのアクチユエータ６１に送られ、その結果、そ
の反力調整弁５８における絞り量が多くなる。

その反力調整弁５８における絞り量が多くなる
と、その反力室３１，３２内の圧油は、そのコン
トロール・バルブ・スプール３０の摺動に対して
大きな抵抗になり、操舵に比較的大きな操作力が
要求される。

勿論、そのような高速走行時にも、上述の場合
と同様に、そのコントロール・バルブ・スプール
３０が一方の側に摺動されれば、そのスライド・
スリーブ２４は他方の側に摺動され、その結果、
そのコントロール・バルブ・スプール３０の動作
遅れが少なくなる。

上述のパワー・ステアリング１０では、車速セ
ンサ６８が使用されたが、その車速センサ６８
は、そのトラツクに搭載されたその内燃機関の回
転数を検出する回転センサに置き換え、その内燃
機関の回転数に応じてその反力調整弁５８が絞り
調整されてもよい。

上述から理解されるように、この発明のパワ
ー・ステアリングは、スリーブ・ボア、および、
そのスリーブ・ボアに開口されてある圧力ポー
ト、排出ポートおよび複数のパワー・シリンダ・
ポートを備えてその圧力ポートをオイル・ポンプ
側に、その排出ポートをオイル・リザーバ側にそ
れぞれ接続させるバルブ・ケーシング、圧力連通
ポート、排出ポートおよび複数のパワー・シリン
ダ連通ポートを備えてそのスリーブ・ボアに往復
摺動可能に配置されるスライド・スリーブ、その
スライド・スリーブに往復摺動可能に配置され、
そのスライド・スリーブに協働されてそのスリー
ブ・ボアの両端に一対の反力室を形成するコント
ロール・バルブ・スプール、そのスライド・スリ
ーブの両端でその反力室のそれぞれに配置される
スリーブ・スプリング、その反力室のそれぞれに
開口されてそのバルブ・ケーシングに形成される
反力ポート、そして、そのパワー・シリンダ・ポ
ートにその反力室を対応的に連絡させてそのコン
トロール・バルブ・スプールに形成される一対の
反力連通ポートよりなるコントロール・バルブ
と、そのコントロール・バルブのパワー・シリン
ダ・ポートに接続されるパワー・シリンダと、そ
のコントロール・バルブの反力ポートに接続され
て、その一対の反力室を互いに連絡させる反力調
整通路と、その反力調整通路に配置され、そし
て、車速に応じてその反力室間に流れる圧油の流
量を絞り調整してその反力室の圧力を調整する反
力調整弁とを含むところにあるので、この発明の
パワー・ステアリングでは、そのコントロール・
バルブ・スプールが一方に摺動される際、その反
力室の圧力によつてそのスライド・スリーブが他
方に摺動され、そのスライド・スリーブの圧力連
通ポート、排出連通ポート、パワー・シリンダ連
通ポートとそのコントロール・バルブ・スプール
のスプール溝との連絡が極めて短時間で行なわ
れ、そのコントロール・バルブ・スプールの動き
に伴つて、圧油の流れが適正になり、殊に、パワ
ー・ステアリングの構成部品の取付けばらつき
や、操作力伝達系統におけるがたつきを生じてい
る場合にも、そのコントロール・バルブ・スプー
ルの動作遅れに伴う不適正な圧油の流れが防止さ
れ、操舵性能が向上され、極めて実用的になる。

【図面の簡単な説明】

図はキヤブ・オーバ型トラツクに適用されたこ
の発明のパワー・ステアリングの具体例を示す概
説図である。 １０……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、１６……コントロール・バルブ、１７……
バルブ・ケーシング、１８……スリーブ・ボア、
１９……圧力ポート、２０……排出ポート、２
１，２２，２３……パワー・シリンダ・ポート、
２４……スライド・スリーブ、２５……圧力連通
ポート、２６……排出連通ポート、２７，２８，
２９……パワー・シリンダ連通ポート、３０……
コントロール・バルブ・スプール、３１，３２…
…反力室、３８，３９……スリーブ・スプリン
グ、４０，４１……反力ポート、４２，４３……
反力連通ポート、５０……パワー・シリンダ、５
７……反力調整通路、５８……反力調整弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スリーブ・ボア、および、そのスリーブ・ボ
   アに開口されてある圧力ポート、排出ポートおよ
   び複数のパワー・シリンダ・ポートを備えてその
   圧力ポートをオイル・ポンプ側に、その排出ポー
   トをオイル・リザーバ側にそれぞれ接続させるバ
   ルブ・ケーシング、圧力連通ポート、排出ポート
   および複数のパワー・シリンダ連通ポートを備え
   てそのスリーブ・ボアに往復摺動可能に配置され
   るスライド・スリーブ、そのスライド・スリーブ
   に往復摺動可能に配置され、そのスライド・スリ
   ーブに協働されてそのスリーブ・ボアの両端に一
   対の反力室を形成するコントロール・バルブ・ス
   プール、そのスライド・スリーブの両端でその反
   力室のそれぞれに配置されるスリーブ・スプリン
   グ、その反力室のそれぞれに開口されてそのバル
   ブ・ケーシングに形成される反力ポート、そし
   て、そのパワー・シリンダ・ポートにその反力室
   を対応的に連絡させてそのコントロール・バル
   ブ・スプールに形成される一対の反力連通ポート
   よりなるコントロール・バルブと、 そのコントロール・バルブのパワー・シリン
   ダ・ポートに接続されるパワー・シリンダと、 そのコントロール・バルブの反力ポートに接続
   されてその一対の反力室を互いに連絡させる反力
   調整通路と、 その反力調整通路に配置され、そして、車速に
   応じてその反力室間に流れる圧油の流量を絞り調
   整してその反力室の圧力を調整する反力調整弁 とを含むパワー・ステアリング。