JPH0254269B2

JPH0254269B2 -

Info

Publication number: JPH0254269B2
Application number: JP8660083A
Authority: JP
Inventors: Hajime Kozuka
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1983-05-19
Filing date: 1983-05-19
Publication date: 1990-11-21
Also published as: JPS59213566A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はハンドルの動きをトーシヨンバーを介
し油路切換弁に伝えてオイルポンプから同油路切
換弁へ延びた高圧油路と同油路切換弁からオイル
タンクへ延びた低圧油路とを切換えてパワーシリ
ンダを所定の操舵方向に作動させるとともに同高
圧油路を流れる作動油の一部を反力ピストンへ導
いてトーシヨンバーの捩れを規制するパワーステ
アリング装置の改良に係り、前記高圧油路から前
記反力ピストンへ延びた油路の途中から岐れた並
列油路と、同並列油路の一方に設けたオリフイス
と、同並列油路からの作動油を車速に応じて比例
的に排出する流量制御弁と、同流量制御弁の下流
側に流量に応じたパイロツト圧を生じさせるオリ
フイスと、同パイロツト圧により作動して前記反
力ピストンへの油路の油圧を一定に且つ高速時ほ
ど高くなるように制御する圧力制御弁と、前記高
圧油路のオリフイスを迂回するバイパス油路と、
高速時の操舵しないときにだけ同バイパス油路を
閉じて前記反力ピストンへの油路の油圧を所定値
上昇させるチエンジ・オーバ・バルブとを具え、
前記各弁が同一のバルブハウジング内に組込ま
れ、且つ、前記油路切換弁のバルブボデイがハン
ドル側入力軸の軸線上に配設され、前記流量制御
弁と前記圧力制御弁とが同入力軸の軸線に平行な
別の軸線上に直列に配設され、前記チエンジ・オ
ーバ・バルブが同入力軸の軸線に平行なさらに別
の軸線上に配設されていることを特徴とするもの
で、その目的とする処は、各種の弁を具えている
にかかわらず装置の全体をコンパクト化できるパ
ワーステアリング装置を供する点にある。

次に本発明のパワーステアリング装置を第１図
乃至第２５図に示す一実施例により説明する。ま
ず第１図によりその概略を説明すると、１がエン
ジン（図示せず）により駆動されるオイルポンプ
で、同オイルポンプ１は、流量が一定（７／
min程度）の、吐出圧が可変（５Kg／cm²〜70Kg／
cm²）のオイルポンプである。また２が四方向油路
切換弁（ロータリバルブ）、３が操舵用パワーシ
リンダ、４がオイルタンク、５が複数個の反力ピ
ストン、６は同各反力ピストン５の背後に形成し
たチヤンバー、７ａが上記オイルポンプ１から上
記油路切換弁２へ延びた高圧油路、８ａが同油路
切換弁２から上記オイルタンク４へ延びた低圧油
路、９ａ，１０ａが上記油路切換弁２から上記パ
ワーシリンダ３へ延びた油路、ａが上記高圧油路
７ａの塗中に設けたオリフイス、７ｂが同オリフ
イスａの上流側及び下流側の高圧油路７ａに接続
したバイパス油路、１１が同バイパス油路７ｂの
途中に介装したチエンジ・オーバ・バルブ、１２
が同チエンジ・オーバ・バルブ１１の上流側の油
路７ｂに油路７ｃを介して接続した圧力制御弁
（以下圧力制御バルブと称する）、１３が流量制御
弁（以下ソレノイドバルブと称する）、７ｄが上
記圧力制御バルブ１２から延びた油路で、同油路
７ｄから岐れた並列油路７ｅ，７e′が上記ソレノ
イドバルブ１３へ延びている。また７d₁が上記油
路７ｄの途中から上記圧力制御バルブ１２へ延び
たパイロツト油路、７d₂が上記油路７ｄの途中か
ら前記反力ピストン５の背後のチヤンバー６へ延
びた油路、７d₃が上記油路７ｄの途中から低圧油
路８ｂへ延びた油路、ｂ，ｃが上記油路ｂ，ｃの
途中に設けたオリフイス、７e₁が同オリフイス
ｂ，ｃの間の油路７ｅから前記チエンジ・オー
バ・バルブ１１へ延びたパイロツト油路、ｅが上
記油路７d₃の途中に設けたオリフイス、７ｆが上
記ソレノイドバルブ１３から上記低圧油路８ｂへ
延びた油路、ｄが同油路７ｆの途中に設けたオリ
フイス、７f₁が同オリフイスｄの上流側の油路７
ｆから前記圧力制御バルブ１２へ延びた主パイロ
ツト油路、１４が車速センサー、１５が制御装
置、１６がイグニシヨンスイツチ、１７がイグニ
シヨンコイル、１８ａ，１８ｂから上記ソレノイ
ドバルブ１３の電磁コイルへ延びた配線で、上記
車速センサー１４は、車速を検出し、その結果得
られたパルス信号（車速に応じたパルス信号）を
制御装置１５へ送出するように、また同制御装置
１５は、同パルス信号に対応した電流（所定の高
速時の電流零（ｉ＝０）から停車時の電流最大
（ｉ＝１）までの車速に対応した電流）をソレノ
イドバルブ１３の電磁コイル５７へ送出して、ソ
レノイドバルブ１３のプランジヤ５２及びスプー
ル５１を上記電流値に応じた所定位置に保持する
ようになつている。次に前記油路切換弁２チエン
ジ・オーバ・バルブ１１圧力制御バルブ１２ソレ
ノイドバルブ１３を第２図乃至第３図により具体
的に説明する。第２図乃至第３図の２０がバルブ
ハウジングで、上記各バルブ２，１１，１２，１
３は同バルブハウジング２０内に組込まれてい
る。まず油路切換弁２を第２図により具体的に説
明すると、２１がハンドル（図示せず）により操
作される入力軸、第２，３図の２３が上下の軸受
によりバルブハウジング２０内に回転可能に支持
されたシリンダブロツク、２２が上記入力軸２１
内に挿入したトーシヨンバーで、同トーシヨンバ
ー２２は、その上部が入力軸２１の上部に、その
下部がシリンダブロツク２３に、それぞれ固定さ
れている。また２１ａが上記入力軸２１の下部外
周面に設けた複数個の縦溝で、上記シリンダブロ
ツク２３には、同各縦溝２１ａに対向してシリン
ダが設けられ、同各シリンダに前記反力ピストン
５が嵌挿されて、同各反力ピストン５の先端に設
けた突起が同各縦溝２１ａに係合している。また
同各反力ピストン５の背後のチヤンバー６は、シ
リンダブロツク２３とバルブハウジング２０との
間に形成されて、環状溝である。また２３ａが上
記シリンダブロツク２３に一体のピニオン、２４
ａが同ピニオン２３ａに噛合したラツク、２４が
ラツクサポート、２６がキヤツプ、２５が同キヤ
ツプ２６と上記ラツクサポート２４との間に介装
したバネ、２８が上記シリンダブロツク２３の直
上のバルブハウジング２０内に固定した油路切換
弁２のスリーブ、２８ａ，２８ｂ，２８ｃが同ス
リーブ２８の外周面に設けた油路、２７が同スリ
ーブ２８と上記入力軸２１との間に嵌挿されたバ
ルブボデイ、２３ｂが同バルブボデイ２７の下端
部と上記シリンダブロツク２３の上端部とを連結
するピン、２７ａ，２７ｂ，２７ｃが上記バルブ
ボデイ２７の外周面に設けた油路で、ハンドルが
中立位置にあるときは、高圧油路７ａがバルブボ
デイ２７の油路２７ａとスリーブ２８の油路２８
ａとを介して入力軸２１とトーシヨンバー２２と
の間のチヤンバー２９に連通して、オイルポンプ
１からの作動油が高圧油路７ａ→油路２８ａ→油
路２７ａ→チヤンバー２９（なお油路２７ａとチ
ヤンバー２９との間の油路は図示せず）→低圧油
路８ａ→オイルタンク４→オイルポンプ１に循環
するように、またハンドルを右に切つて、入力軸
２１をバルブボデイ２７に対して相対的に右に回
転すると、高圧油路７ａがバルブボデイ２７の油
路２７ａ，２７ｂ及びスリーブ２８の油路２８ｂ
を介してパワーシリンダ３の油路９ａに、低圧油
路８ａがチヤンバー２９とバルブボデイ２７の油
路２７ｃとスリーブ２８の油路２８ｃとを介して
パワーシリンダ３の油路１０ａに、それぞれ連通
して、オイルポンプ１からの作動油が高圧油路７
ａ→油路２７ａ→油路２８ｂ→油路９ａ→パワー
シリンダ３の左室へ送られる一方、パワーシリン
ダ３の右室の油が油路１０ａ→油路２８ｃ→油路
２７ｃ→チヤンバー２９→低圧油路８ａ→タンク
４へ戻され、パワーシリンダ３のピストンロツド
が右へ移動して、右方向への操舵が行なわれるよ
うに、またハンドルを左に切つて、入力軸２１を
バルブボデイ２７に対して相対的に左に回転する
と、高圧油路７ａがバルブボデイ２７の油路２７
ａとスリーブ２８の油路２８ｃとを介してパワー
シリンダ３の油路１０ａに、低圧油路８ａがチヤ
ンバー２９とバルブボデイ２７の油路２７ｂとス
リーブ２８の油路２８ｂとを介してパワーシリン
ダ３の油路９ａに、それぞれ連通して、オイルポ
ンプ１からの作動油が高圧油路７ａ→油路２７ａ
→油路２８ｃ→油路１０ａ→パワーシリンダ３の
右室へ送られる一方、パワーシリンダ３の左室の
油が油路９ａ→油路２８ｂ→油路２７ｂ→チヤン
バー２９→低圧油路８ａ→タンク４へ戻され、パ
ワーシリンダ３のピストンロツドが左へ移動し
て、左方向への操舵が行なわれるようになつてい
る。次に前記チエンジ・オーバ・バルブ１１を具
体的に説明すると、同チエンジ・オーバ・バルブ
１１は第４，７図から明らかなように、オリフイ
スａのバイパス油路７ｂの途中に介装されてい
る。同チエンジ・オーバ・バルブ１１は、環状溝
３０ａ（なおこの環状溝３０ａは油路７ｂの一部）
をもつスプール３０（なおスプール３０は高速位
置を示している）とキヤツプ３１とこれらのスプ
ール３０及びキヤツプ３１の間に介装したバネ３
３とＯリング３４とを有し、パイロツト油路７e₁
（第１図参照）の油圧が高まると、スプール３０
がバネ３３に抗し前進して、バイパス油路７ｂを
開くように、またパイロツト油路７e₁の油圧が低
下すると、スプール３０がバネ３３により後退し
て、バイパス油路７ｂを閉じるようになつてい
る。次に前記圧力制御バルブ１２を具体的に説明
すると、同圧力制御バルブ１２は第５，６，７図
から明らかなように、スリーブ４０とスプール４
１とキヤツプ４２とストツパ４３とこれらのスプ
ール４１及びストツパ４３の間に介装したバネ４
４とスプール４１内に固定したオリフイスｄをも
つ部材４５とを有している。またスプール４１に
は、第９，１０，１９，２０図に示すように３つ
の環状溝４１ａ，４１ｂ，４１ｃが設けられ、環
状溝４１ａが前記バイパス油路７ｂのチエンジ・
オーバ・バルブ１１の上流側から岐れた油路７ｃ
に対向している。また４１ｄが上記オリフイスｄ
から同スプール４１内を上方へ延びたチヤンバ
ー、４１ｅが同チヤンバー４１ｄと上記環状溝４
１ｃとをつなぐ油路（なおこれらの４１ｄ，４１
ｅ，４１ｃは低圧油路８ｂの一部）で、同環状溝
４１ｃは、第２図に示した油路切換弁２バルブボ
デイ２７の直上に形成した低圧油路８ｂから第６
図のように斜め下方に延びたバルブハウジング２
０側の低圧油路８ｂに対向している。また上記環
状溝４１ａはオリフイスｅを介して上記チヤンバ
ー４１ｄに連通している。また上記スリーブ４０
には、第１１図乃至第１７図に示すように、外周
面円周方向に位相を異にして上部から下部へ、貫
通孔４０a′をもつ切欠部４０ａと貫通孔４０b′を
もつ切欠部４０ｂと貫通孔４０c′，４０c″をもつ
切欠部４０ｃとオリフイスｂをもつ切欠部４０ｄ
と貫通孔４０e′をもつ切欠部４０ｅが設けられ、
貫通孔４０a′をもつ孔４０a′がスプール４１の環
状溝４１ｃとバルブハウジング２０側の低圧油路
８ｂとをつなぎ、貫通孔４０b′をもつ切欠部４０
ｂがスプール４１の環状溝４１ａとバルブハウジ
ング２０側の油路７ｃとをつなぎ、貫通孔４０
c′，４０c″をもつ切欠部４０ｃがスプール４１の
環状溝４１ａ，４１ｂをつなぎ、オリフイスｂを
もつ切欠部４０ｄがスプール４１の環状溝４１ｂ
とバルブハウジング２０側の油路７ｅとをつな
ぎ、貫通孔４０e′をもつ切欠部４０ｅがスプール
４１の環状溝４１ｂと第３，５図に示したバルブ
ハウジング２０側の油路７ｄとをつなぎ、オリフ
イスｄからスプール４１のチヤンバー４１ｄへ出
た油が油路４１ｅ→環状溝４１ｃ→貫通孔４０
a′→切欠部４０ａ→バルブハウジング２０側の低
圧油路８ｂを経てオイルタンク４に戻るように、
バイパス油路７ｂから油路７ｃを経て切欠部４０
ｂに入つた作動油が貫通孔４０b′→環状溝４１ａ
→切欠部４０ｃ→貫通孔４０c″→環状溝４１ｂ→
貫通孔４０e′→切欠部４０ｅ→バルブハウジング
２０の油路７ｄを経てソレノイドバルブ１３及び
反力ピストン５の方向に向うように、また上記環
状溝４１ｂ内を流れる作動油の一部がオリフイス
ｂ→切欠部４０ｄ→バルブハウジング２０側の油
路７ｅを経て前記チエンジ・オーバ・バルブ１１
のスプール３０の背後にパイロツト圧として作用
し（第５図の７e₁参照）、さらに同スプール３０
の後端部に設けた油路３０ｂ（第７図参照）→バ
ルブハウジング２０側の油路７ｅを経てソレノイ
ドバルブ１３の方向に向うようになつている。次
に前記ソレノイドバルブ１３を具体的に説明する
と、同ソレノイドバルブ１３は、第５，８，２１
図から明らかなように、前記圧力制御バルブ１２
の直下に互いの軸線が一致するように配設されて
いる。同ソレノイドバルブ１３は、スリーブ５０
とスプール５１と非磁性材製のプランジヤ５２と
同プランジヤ５２に一体の磁性材製部材５３と上
記スプール５１を上記プランジヤ５２に締付け固
定するロツクナツト５４と前記圧力制御バルブ１
２のスリーブ４０に当接する座板５５と同座板５
５及び上記スリーブ５０の間に介装したバツクア
ツプスプリング５６と電磁コイル５７と同電磁コ
イル５７側のケーシングに固定したナツト５８と
同ナツト５８に螺合したプランジヤ押圧力調整ボ
ルト５９と同ボルト５９及び上記プランジヤ５２
の間に介装したバネ６０とソレノイドバルブ１３
の組立体をバルブハウジング２０に締付け固定す
るロツクナツト６１とを有し、上記スリーブ５０
は、第２１図に示すように、バルブハウジング２
０側の油路７ｄ（第５図参照）に連通する油路５
０ａとバルブハウジング２０側の油路７ｅに連通
する油路５０ｂとを有し、同油路５０ｂにオリフ
イスｃが設けられている。また上記スプール５１
には、斜めの溝５１a′を有する油路５１ａと貫通
孔５１ｂとが、上記プランジヤ５２には、同貫通
孔５１ｂに連通する油路５２ａと貫通孔５２ｂと
軸方向の油路５２ｃとが、それぞれ設けられてい
る。すでに述べたように第５図に示すバルブハウ
ジング２０側の油路７ｄをソレノイドバルブ１３
に向う作動油は第２１図の油路５０ａに入り、第
５図に示すバルブハウジング２０側の油路７ｅを
ソレノイドバルブ１３に向う作動油は第２１図の
油路５０ｂに入る。同第２１図は高速時の状態を
示しており、この状態では、油路５０ｂに入つた
作動油だけがオリフイスｃ→油路５１ａ→貫通孔
５１ｂ→油路５２ａ→貫通孔５２ｂ→油路５２ｃ
を経てオリフイスｄ側の部材４５に向うことにな
る。また高速時→低速時には、スプール５１が下
降し、オリフイスｃの開口量を減少させる一方、
油路５０ａの開口量を増大させて、停車時には、
同油路５０ａのみが開口する。第１図のQ₀はオ
イルポンプ１の吐出側の流量、Q₁は高圧油路７
ａの油量、Q₂は油路７ｃの流量、Q₃は油路７ｄ
（油路５０ａ）の流量、Q₄はオリフイスｃ下流側
の流量、Q₅はオリフイスｅ下流側の流量を示し
ており、Q₁；Q₂は６；１程度である。また油路
７ｃの流量Q₂は、Q₂＝Q₃＋Q₄＋Q₅である（第３
０図参照）。またソレノイドバルブ１３のスリー
ブ５０の径は、第２１図に示すように上、中、下
部で異なり、上部ほど小さく、それぞれの間に
D₁，D₂の差がある。一方、バルブハウジング２
０側のスリーブ嵌挿孔もそれに一致するようにあ
けられている。このようにしたのは、スリーブ５
０をＯリング６２とともにスリーブ５０に嵌挿す
る際、摩擦抵抗を少なくして、スリーブ５０をス
リーブ嵌挿孔に入れ易くするためである。また第
２２，２３，２４図にフイルター７０を示した。
このフイルター７０は、枠体７１と金網７２とよ
りなり、圧力制御弁１２のスリーブ４０に設けた
切欠部４０ｂ（第９，１３図参照）、即ち、制御系
油路の入口に嵌着されて、ゴミ等の異物が制御系
油路に浸入するのを防止する。なおゴミ等の異物
の制御系油路への浸入は、この種のフイルターを
バルブケーシング２０に設けた高圧油路７ａの入
口（第４図の矢印部分参照）に設けてもよいが、
その場合には、ポンプの全吐出流量が通過するた
め、フイルターを大型化する必要があり、図示ス
ペースでは同フイルターの収納が困難である。な
お上記高圧油路７ａの入口を内径化しているの
は、ここからドリルを挿入して、２方向に分岐し
たオリフイスａと油路７ｂとを加工し易くすると
同時に配管（図示せず）との結合作業を容易に行
なえるようにするためである。またその他の油路
７ｂ（チエンジ・オーバ・バルブ１１下流側の油
路７ｂ）７ｃ，７ｄ，７ｅ等も第３，４，５図か
ら判るようにバルブハウジング２０に縦横方向か
ら孔をあけて栓をすることにより、形成されてお
り、この点でも油路の加工が容易になつている。
なお第２，３，４，６，７図のＺは油路切換弁２
の中心軸線、第２，５図のZ₁はピニオン２３ａの
中心である。また前記制御装置１５の１例を第２
５図に示した、８０が定電圧電源回路、８１が車
速に比例した電圧を送出するパルス・電圧交換回
路、８２が誤差増幅回路、８３がトランジスタ、
８４が車速零以外でタイマ回路８７をリセツトし
車速零でタイマ回路８７をセツトするリセツト回
路、８５がエンジン回転数に比例した電圧を送出
するパルス・電圧変換回路、８６がエンジン回転
数設定回路、８８がエンジン回転数2000rpm以上
のときタイマ回路８７を始動状態にし、2000rpm
以下のときOFFにするエンジン回転数設定回路、
８８が車速パルスなしでON状態の車速入力断線
検出回路、８９がトランジスタ、９０がリレー、
９１がソレノイドバルブ１３の電磁コイル５７に
流れる電流を安定させるネガテイブフイードバツ
ク回路で、車速零でエンジン回転数が2000rpm以
上の状態は通常あり得ない。そのため、この状態
が５〜10秒以上継続したら、何らかの故障（例え
ば車速パルス系の故障、或いはソレノイドバルブ
系の故障）が生じたものと判断し、リレー９０を
ONにして、ソレノイドバルブ１３（電磁コイル
５７）への通電を停止する。従つて本制御回路に
よれば、故障時にソレノイドバルブ１３への通電
が停止され、高速時にハンドル操作が重くなつて
（フエイルセーフ機能を有して）、安全である。

次に前記パワーステアリング装置の作用を説明
する。油路切換弁２の出力油圧（オイルポンプ１
の吐出圧）Ppは、ハンドルを中立位置から右ま
たは左に切つて、入力軸２１のバルブボデイ２７
に対する相対角度が大きくなれば、第２６図のよ
うに２次曲線を描いて上昇する。このオイルポン
プ１の吐出圧Ppの影響は、油路７ａ，７ｂ，７
ｃ圧力制御バルブ１２を介して下流側の、オリフ
イスｂ，ｅソレノイドバルブ１３及び反力ピスト
ン側チヤンバー６に対しては上流側の油路７ｄ
に、そのまま表われて、同油路７ｄの油圧Pcが
同様に上昇する。このとき、自動車が停止してい
れば、制御装置１５は車速センサー１４からのパ
ルス信号を受けて、ｉ＝1A（第２９図参照）の電
流をソレノイドバルブ１３へ送り、プランジヤ５
２及びスプール５１を下限位置まで下降させ（第
１図ではＬ位置に移動させ）、第２１図の油路５
０ａのみをスプール５１側の油路５１ａ，５１
ｂ，５２ｂを介してオリフイスｄの上流側の油路
７ｆに連通させて、同油路７ｆの油圧を油路７ｄ
の油圧Pcと同じ値にする。以上の停止時にハン
ドルを右（または左）に切り始めると、油路７ｄ
の油圧Pcが上昇を始める。そうすると、油路７
ｆの油圧も同じ値で上昇する。この油圧は、主パ
イロツト油路７f₁を介し圧力制御バルブ１２のス
プール４１（スプール４１の小径端）にそのまま
伝えられて、スプール４１が第１０図の矢印方向
に押される。同時にスプール４１の環状溝４１ｂ
を通る作動油が受圧面積の差からスプール４１を
第１０図の矢印方向に押す。一方、バネ４４側は
低圧油路８ｂに通じており、スプール４１がバネ
４４に抗し次第に上昇し（第１図ではＬ方向に移
動し）貫通孔４０b′の開度が次第に小さくなつて
ゆき、上記矢印方向に押す油圧とバネ力とがつり
合うと、スプール４１が停止する。この状態で
は、貫通孔４０b′の開度が最も小さくて、油路７
ｄ（反力ピストン側チヤンバー６）の油圧Pcが最
も低くなる。この状態はそれからも同じで、ハン
ドルをさらに右（または左）に切つて、油路７
ａ，７ｂ，７ｃの油圧Ppがさらに上昇しても、
圧力制御バルブ１２は貫通孔４０b′の開度を上記
状態に保持して、油路７ｄの油圧Pcが引続き上
記低い一定のレベルに保持される。従つて前記相
対角度を大きくして、大きな出力油圧Ppを得る
ときに、反力ピストン側チヤンバー６の油圧Pc
とトーシヨンバー２２の捩れ角度とで決まるハン
ドルトルクＴが大きくならない（第２７図のイ参
照）。以上の据え切り時には、すでに述べたよう
に油路７ｄの油圧Pcは低いといえども、スプー
ル５１（第２１図参照）が下降しているため、オ
リフイスｃは閉塞されて、油路７ｅに作動油が流
れない。従つてパイロツト油路７e₁の圧力は、
Pcと同じ圧力になるが、この圧力により、チエ
ンジ・オーバ・バルブ１１はバネ３３の弾力に打
勝つてバイパス油路７ｂを開き、第１図のＬ位置
に保持される。なお第１図はＨ位置を示してい
る。

また自動車が低速走行状態に入れば制御装置１
５は車速センサー１４からのパルス信号を受け
て、そのときの車速に対応した電流、例えばｉ＝
0.8の電流をソレノイドバルブ１３へ送り、プラ
ンジヤ５２及びスプール５１を下限位置から上記
電流値に対応した距離だけ上昇させ（第１図では
右向きに移動させ）、第２１図に示すスリーブ５
０側油路５０ａの開口量を減少させる。このと
き、オリフイスｃ（スリーブ５０側油路５０ｂは
未だ閉塞されたままで、油路５０ａの開口量の減
少分により、オリフイスｄを通過する流量Q₃（Q₄
はこの状態ではほぼ零）は、前記停車時の油路５
０ａからの流量よりも減少する。なおこの減少分
は、オリフイスｅから低圧油路８ｂへの流量Q₅
が増大して吸収する。以上のようにソレノイドバ
ルブ１３を出る流量Q₃（Q₄≒０）が前記停車時の
油路５０ａからの流量Q₃よりも減少するので、
オリフイスｄの上流側の油路７ｆの油圧が停車時
よりも低くなる。以上の低速時にハンドルを右
（または左）に切り始めると、油路７ｄの油圧Pc
が上昇を始める。そうすると、油路７ｆの油圧も
上昇する。この油圧は主パイロツト油路７ｆを介
し圧力制御バルブ１２のスプール４１（スプール
４１の小径端）にそのまま伝えられて、同スプー
ル４１が第１０図の矢印方向に押される。同時に
スプール４１の環状溝４１ｂを通る作動油が受圧
面積の差からスプール４１を第１０図の矢印方向
に押す。一方、バネ４４側は低圧油路８ｂに通じ
ており、スプール４１がバネ４４に抗し次第に上
昇し（第１図ではＬ方向に移動し）、貫通孔４０
b′の開度が次第に小さくなつてゆき、上記矢印方
向に押す油圧とバネ力とがつり合うと、スプール
４１が停止する。が、前記スプール４１の小径端
を押す油圧は前記停車時よりも低く、スプール４
１の上昇量がその分だけ少なくて（貫通孔４０
b′の開口量がその分だけ多くて）、油路７ｄ（反力
ピストン側チヤンバー６）の油圧Pcが前記停車
時よりも高くなる。この状態はそれからも同じ
で、ハンドルをさらに右（または左）に切つて、
油路７ａ，７ｂ，７ｃの油圧Ppがさらに上昇し
ても、圧力制御バルブ１２は貫通孔４０b′の開度
を上記状態に保持して、油路７ｄの油圧Pcが引
続き停車時よりも高い一定レベルに保持される。
従つて前記相対角度を大きくして、大きな出力油
圧Ppを得るときに、ハンドルトルクＴが停車時
よりも大きくなるが、後記高速時のようには大き
くならない。

また自動車が所定速度の高速状態に入れば、制
御装置１５は車速センサー１４からのパルス信号
を受けて、ｉ＝０（第２９図参照）の電流をソレ
ノイドバルブ１３へ送り、プランジヤ５２及びス
プール５１をバネ６０により上限位置まで上昇さ
せ（第１図では図示のＨ位置に移動させ）、第２
１図のオリフイスｃのみをスプール５１側の油路
５１ａ，５１ｂ，５２ｂを介してオリフイスｄの
上流側の油路７ｆに連通させる。このとき、オリ
フイスｃは全開になつて、オリフイスｃの流量
Q₄は増加するが、前記低速時に比べると僅かし
か増加しない。一方、油路５０ａの流量Q₃はほ
ぼ零になるので、この系統の流量は最も少なくな
る。なおこの減少分は、オリフイスｅから低圧油
路８ｂへの流量Q₅がさらに増大して吸収する。
以上のようにソレノイドバルブ１３を出る流量が
最も減少するので、オリフイスｄの上流側の油路
７ｆの油圧が最も低くなる。以上の高速時にハン
ドルを右（または左）に切り始めると、油路７ｄ
の油圧Pcが上昇を始める。そうすると、油路７
ｆの油圧も上昇する。が、油路５０ａが閉塞され
ているため、その上昇分は極めて僅かである。こ
の油圧は主パイロツト油路７f₁を介し圧力制御バ
ルブ１２のスプール４１（スプール４１の小径
端）にそのまま伝えられて、同スプール４１が第
１０図の矢印方向に押される。同時にスプール４
１の環状溝４１ｂを通る作動油が受圧面積の差か
らスプール４１を第１０図の矢印方向に押す。一
方、バネ４４側は低圧油路８ｂに通じており、ス
プール４１がバネ４４に抗し次第に上昇し（第１
図ではＬ方向に移動し）、貫通孔４０b′の開度が
次第に小さくなつてゆき、上記矢印方向に押す油
圧とバネ力とがつり合うと、スプール４１が停止
する。が、前記スプール４１の小径端を押す油圧
は最も低く、スプール４１の上昇量がごく催かで
（貫通孔４０′の開口量が最大で）、油路７ｄ（反力
ピストン側チヤンバー６）の油圧Pcが最も高く
なる。一方、オリフイスｃが油路５１ａに開口し
ているため、オリフイスｂ，ｃ間の油路７ｅの圧
力が下がり、これがパイロツト油路７e₁を介しチ
エンジ・オーバ・バルブ１１のスプール３０に伝
えられ、同スプール３０が下降し（第１図ではＨ
位置を選択し）、バイパス油路７ｂが閉じられ、
オイルポンプ１からの作動油が、オリフイスａを
経て油路切換弁２へ送られて、出力油圧Ppが設
定圧だけ上昇する。このことは、高速時に操舵し
ないとき（ハンドル中立位置）でも、油路７ａ，
７ｂ，７ｃの油圧Ppが停車時や低速時よりも上
昇することであり（第２７図のPp₁参照）、この
油圧は圧力制御バルブ１２及び油路７ｄ，７d₂を
介し反力ピストン側のチヤンバー６に伝えられ
て、高速時の微小操舵時の反力感（手応え）が向
上する。ハンドルをさらに右（または左）に切り
続けると、油路７ａ，７ｂ，７ｃの油圧Ppがさ
らに上昇して、油路７ｄの油圧Pcがさらに上昇
することは前述の通りで、オリフイスｂ，ｃ間の
油路７ｅの油圧が設定値以上に上昇し、パイロツ
ト油路７e₁を介してスプール３０に作用する力が
バネ３３の力よりも大きくなると、チエンジ・オ
ーバ・バルブ１１のスプール３０が上昇し（第１
図ではＬ位置を選択し）、バイパス油路７ｂが開
かれる。またこの状態になつても、ハンドルを右
（または左）に切り続ければ、油路７ａ，７ｂ，
７ｃの油圧Ppがさらに上昇してゆくが、圧力制
御バルブ１２は貫通孔４０b′の開度を上記状態に
保持して、油路７ｄの油圧Pcが引続き最も高い
一定レベルに保持される。従つて前記相対角度を
大きくして、大きな出力油圧Ppを得るときに、
ハンドルトルクＴが大きくなる（第２７図のロ参
照）。

本発明のパワーステアリング装置は前記のよう
にハンドルの動きをトーシヨンバー２２を介し油
路切換弁２に伝えてオイルポンプ１から同油路切
換弁２へ延びた高圧油路７ａと同油路切換弁２か
らオイルタンク４へ延びた低圧油路８ａとを切換
えてパワーシリンダ３を所定の操舵方向に作動さ
せるとともに同高圧油路７ａを流れる作動油の一
部を反力ピストン５へ導いてトーシヨンバー２２
の捩れを規制するパワーステアリング装置におい
て、前記高圧油路７ａから前記反力ピストン５へ
延びた油路７ｂ，７ｃ，７ｄの途中から岐れた並
列油路７ｅ，７e′と、同並列油路７ｅ，７e′の一
方７ｅに設けたオリフイスｂと、同並列油路から
の作動油を車速に応じて比例的に排出する流量制
御弁１３と、同流量制御弁１３の下流側に流量に
応じたパイロツト圧を生じさせるオリフイスｄ
と、同パイロツト圧により作動して前記反力ピス
トン５への油路７ｄの油圧を一定に且つ高速時ほ
ど高くなるように制御する圧力制御弁１２とを具
えており、据え切り時には、反力ピストン５への
油圧が最小になる。そのため、据え切り時に油路
切換弁２を僅かの操舵力（ハンドルトルク）で動
かすことができる。また車速が上るにつれて、反
力ピストン５への油圧が高められてゆく。そのた
め、高速時に油路切換弁２を比較的大きな操舵力
で動かさなければならなくて、高速時に適度の手
応え（反力感）を得られる。また出力油圧（ポン
プ吐出圧）Ppを圧力制御弁１２を介して反力ピ
ストン５へ導くため、第２７図ロに示すように走
行時の操舵範囲では、出力油圧Ppがハンドルト
ルクＴに対してリニアな特性を示す。従つて通常
のパワーステアリング装置に見受けられるような
操舵時の巻き込み感等がなくて、走行時のステア
リングが極めて安定し、且つ、操舵感覚にマツチ
したステアリングになる。また高速時、ハンドル
が中立状態にあつても、反力ピストン５への油圧
をチエンジ・オーバ・バルブ１１により所定値上
昇させることができて、高速時にハンドルの中立
感を得られる。また高速時、ハンドルを大きく操
舵したときには、チエンジ・オーバ・バルブ１１
が作動して、バイパス油路７ｂを開くので、出力
油圧Ppを油路切換弁２を介しパワーシリンダ３
へ圧力損失を生じさせずに作用させることができ
る。これを要するに、オリフイスａ及びチエン
ジ・オーバ・バルブ１１の閉による圧力上昇は、
高速時の反力感向上に効果があるが、パワーシリ
ンダ３にとつては圧力損失になる。ところが本発
明では、パワーシリンダ３で一定値以上の出力を
必要とする高速操舵時に圧力損失を生じさせず、
出力油圧が低いハンドル中立位置付近でのみ反力
感を大巾に向上させることができる。それに加え
本発明では、前記各弁２，１１，１２，１３が同
一のバルブハウジング２０内に組込まれ、且つ、
前記油路切換弁２のバルブボデイ２７がハンドル
側入力軸２１の軸線上に配設され、前記流量制御
弁１３と前記圧力制御弁１２とが同入力軸２１の
軸線に平行な別の軸線上に直列に配設され、前記
チエンジ・オーバ・バルブ１１が同入力軸２１の
軸線に平行なさらに別の軸線上に配設されている
ので、前記機能を有するパワーステアリング装置
をコンパクト化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るパワーステアリング装置
の一実施例を示す油圧回路図、第２図は油路切換
弁の縦断側面図、第３図はその下部横断平面図、
第４図はその上部横断平面図、第５図はチエン
ジ・オーバ・バルブと圧力制御バルブとソレノイ
ドバルブとの縦断一側面図、第６図は油路切換弁
と圧力制御バルブとの縦断他側面図、第７図は油
路切換弁とチエンジ・オーバ・バルブとの縦断他
側面図、第８図はチエンジ・オーバ・バルブと
圧力制御バルブとソレノイドバルブとの拡大縦断
一側面図、第８図はソレノイドバルブの端面
図、第９図は圧力制御バルブの拡大縦断一側面
図、第１０図はその拡大縦断他側面図、第１１図
は圧力制御バルブのスリーブの拡大平面図、第１
２図はその拡大縦断一側面図、第１３図はその拡
大縦断他側面図、第１４図は第１２図矢視−
線に沿う横断平面図、第１５図は第１３図矢
視−線に沿う横断平面図、第１６図は第
１２図矢視−線に沿う横断平面図、第１
７図は第１３図矢視−線に沿う横断平面
図、第１８図は同圧力制御バルブのスリーブの一
側面図、第１９図はそのスリーブ及びスプールを
示す縦断一側面図、第２０図は同スプールを示す
側面図、第２１図はソレノイドバルブのスリーブ
とスプールとの拡大縦断側面図、第２２図はフイ
ルターの横断平面図、第２３図はその正面図、第
２４図はその装着状態を示す横断平面図、第２５
図は制御装置の回路図、第２６図は油路切換弁の
出力油圧（ポンプ吐出圧）とトーシヨンバーの捩
れ角度（油路切換弁のスプールとスリーブとの相
対角度）との関係を示す説明図、第２７図は出力
油圧とハンドルトルクとの関係を示す説明図、第
２８図は反力プランジヤ側チヤンバーの油圧（ハ
ンドルトルク）とトーシヨンバーの捩れ角度との
関係を示す説明図、第２９図は反力プランジヤ側
チヤンバーの油圧と出力油圧との関係を示す説明
図、第３０図はハンドルトルクとトーシヨンバー
の捩れ角度との関係を示す説明図、第３１図は制
御系入口側の流量と制御系内各部の流量とを示す
説明図である。１……オイルポンプ、２……油路切換弁、３…
…パワーシリンダ、４……オイルタンク、５……
反力ピストン、７ａ……高圧油路、７ｂ，７ｃ，
７ｄ……高圧油路７ａから反力ピストン５へ延び
た油路、７ｅ……並列油路、８ａ，８ｂ……低圧
油路、１１……チエンジ・オーバ・バルブ、１２
……圧力制御弁、１３……流量制御弁、ａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅ……オリフイス、２０……バルブハウ
ジング。

Claims

【特許請求の範囲】

１ハンドルの動きをトーシヨンバーを介し油路
切換弁に伝えてオイルポンプから同油路切換弁へ
延びた高圧油路と同油路切換弁からオイルタンク
へ延びた低圧油路とを切換えてパワーシリンダを
所定の操舵方向に作動させるとともに同高圧油路
を流れる作動油の一部を反力ピストンへ導いてト
ーシヨンバーの捩れを規制するパワーステアリン
グ装置において、前記高圧油路から前記反力ピス
トンへ延びた油路の途中から岐れた並列油路と、
同並列油路の一方に設けたオリフイスと、同並列
油路からの作動油を車速に応じて比例的に排出す
る流量制御弁と、同流量制御弁の下流側に流量に
応じたパイロツト圧を生じさせるオリフイスと、
同パイロツト圧により作動して前記反力ピストン
への油路の油圧を一定に且つ高速時ほど高くなる
ように制御する圧力制御弁と、前記高圧油路のオ
リフイスを迂回するバイパス油路と、高速時の操
舵しないときにだけ同バイパス油路を閉じて前記
反力ピストンへの油路の油圧を所定値上昇させる
チエンジ・オーバ・バルブとを具え、前記各弁が
同一のバルブハウジング内に組込まれ、且つ、前
記油路切換弁のバルブボデイがハンドル側入力軸
の軸線上に配設され、前記流量制御弁と前記圧力
制御弁とが同入力軸の軸線に平行な別の軸線上に
直列に配設され、前記チエンジ・オーバ・バルブ
が同入力軸の軸線に平行なさらに別の軸線上に配
設されていることを特徴とするパワーステアリン
グ装置。