JPH027745Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、車速に応じて操舵力を変化させるよ
うにしたラツクアンドピニオン型の動力舵取装置
に関する。

車両の動力舵取装置は、油圧力によりハンドル
操作をパワーアシストし、運転者のハンドル操作
力を軽減するものである。

ところが、車輪を換向するときの抵抗は、停車
時の据切や極低速域では非常に大きいが、高速走
行域では換向抵抗が小さくなるため、パワーアシ
ストによりハンドルが軽くなりすぎ却えつて操縦
不安定となる傾向がある。

そこで、車速を感知して、これに応じてパワー
アシスト力を減じたり、あるいはハンドルの動き
により切換わるコントロールバルブの反力を変化
させたりして、操安性の改善をはかるようにした
種々の提案がなされているが、必らずしも十分で
はなかつた。

本考案の目的は、ラツクアンドピニオン型の動
力舵取装置において、車速に応じて常に適度な操
舵力を運転者に感知させることである。

本考案は、コントロールバルブの両端に反力室
を設け、車速に応動する切換バルブにより、低速
域では両反力室を連通し、高速域ではコントロー
ルバルブの切換方向に対向する反力室にパワーシ
リンダの高油圧を導くように構成し、ハンドルの
回転に連動するコントロールバルブの動作に車速
に応じて抵抗を与え、適度な操舵感覚を発生させ
るようにしてある。

以下、本考案の実施例を図面にもとずいて説明
する。

第１図、第２図において、ハンドル側に連結す
る入力軸１は、ハウジング２に対して軸受３，４
を介して回転自由に支持される。軸受３，４は入
力軸１を後述するラツク５と平行に僅かの範囲で
はあるが、左右に変位しうるように構成してあ
る。

入力軸１にはピニオン６が形成してあり、この
ピニオン６に噛合してスライドするラツク５が、
ハウジング２にガイド８を介して摺動自由に収装
される。

なお、ガイド８はアジヤストスプリング９によ
り、ラツク５がピニオン６と適正に噛み合うよう
に付勢される。

ラツク５は図示しないステアリングリンクと連
係し、ラツク５の変位に伴つて車輪の向きを左右
に変えられるようになつている。

入力軸１にはリング状のレバー１０が嵌めてあ
り、このレバー１０は下部に突設したピボツト１
１が、ハウジング２の支持穴１２に回動自由に挿
入されるとともに、その反対側にピン１３が突設
される。

ピン１３はコントロールバルブ１５のスプール
１６に設けたピン穴１７に先端が挿入され、スプ
ール１６は第２図にも示すように、前記ラツク５
と平行にバルブハウジング１８に摺動自由に収装
されている。

コントロールバルブ１５は入力軸１の回転に伴
い切換わり、パワーシリンダ２０の左右の油室
Ａ，Ｂにポンプからの圧油を選択的に送り込む。

パワーシリンダ２０は前記ラツク５と連動し、
操舵時にステアリングリンクを駆動する。

コントロールバルブ１５には、前記油室Ａ，Ｂ
と連通するＡ，Ｂポート２３，２４が形成される
とともに、ポンプ側のＰポート２５と、タンク側
のＴポート２６が形成され、スプール１６の左右
の変位に伴いＡまたはＢポート２３，２４をＰポ
ート２５またはＴポート２６に連通する。

スプール１６の右側には、中立リターンスプリ
ング２８が、バルブハウジング１８との間に介装
され、スプール１６をスプリング力で第２図で示
す中立位置に保持する。

そして、スプール１６の両端には、それぞれ反
力室３０と３１が形成され、この反力室３０，３
１は切換バルブ３３を介して互に連通したり、あ
るいはパワーシリンダ２０の油室ＡまたはＢと連
通したりする。

切換バルブ３３は、図示したようにそれぞれ反
力室３０，３１とパワーシリンダ２０の油室Ａ，
Ｂとを直接連通する油路の途中に位置する態様で
設けられており、車速を検出する車速センサ３５
のコントローラ３６を介しての信号に応動し、前
述の油路を切換える。

切換バルブ３３はソレノイド３７と、このソレ
ノイド作動ロツド３８により駆動されるスプール
３９とから構成される。

スプール３９には２つの環溝４０，４１が形成
され、スプール３９の周囲のスプール孔４２に
は、それぞれ前記Ａ，Ｂポート２３，２４及び反
力室３０，３１と接続する４つのポート４３，４
４，４５，４６が開口している。

そして、スプール３９は、車両が停車時または
極低速域では第２図の状態にあつて、反力室３０
と３１に接続するポート４４と４５を連通し、高
速域では第３図に示すように左方へ移動して、Ａ
ポート２３に接続するポート４３を反力室３０と
接続するポート４４と連通し、他方のＢポート２
４と接続するポート４６を反力室３１と接続する
ポート４５と連通させる。

なお、スプール３９を駆動するソレノイド３７
を、車速に応じて比例的にロツド３８がストロー
クするようにすると、第４図に示すように、低中
速域で、反力室３０と３１に作用させる圧力を比
例的に増減制御することができる。

なお、スプールランド部４８と４９の端部に傾
斜部または切欠５０を設けると、この圧力の比例
制御が一層精度よく行える。

以上のように構成してあり、次にその作用につ
いて第５図を含めて説明する。

ハンドルの中立状態からいずれか一方向に入力
軸１を回転させると、車輪側からの負荷があるた
め、入力側１のピニオン６はラツク５を即座に動
かすことはできず、軸受３，４で許容されるガタ
分だけ、ピニオン６はラツク５に沿つて転動す
る。

これにより入力軸１が右または左に振れ、レバ
ー１０はピボツト１１を支点として第２図の右ま
たは左に傾き、コントロールバルブ１５のスプー
ル１６を中立スプリング２８に抗して切換える。

例えばスプール１６が左方へ移動したとする
と、Ｐポート２５はＡポート２３と連通し、Ｂポ
ート２４はＴポート２６と連通する。

これにより、パワーシリンダ２０の油室Ａが高
圧、油室Ｂが低圧となり、パワーシリンダ２０が
この圧力差により作動し、図示しないステアリン
グリンクを駆動しようとする。

このためラツク５の負荷が減り、こんどはピニ
オン６はその位置で回転してラツク５をその駆動
方向に移動させ、これにより車輪の切換えが開始
される。

この場合、入力軸１からの回転が継続するとピ
ニオン６は初期位置からずれた位置で回転を続け
るので、レバー１０も傾いたままであつてこの間
コントロールバルブ１５も切換わつた状態を保持
し、継続的にパワーアシストが行われる。

ハンドルの回転を止めると、その瞬間はまだコ
ントロールバルブ１５が切換わつているため、パ
ワーシリンダ２０には圧油が送り込まれる。

したがつてラツク５も同方向に移動を続けるの
だが、このとき入力軸１は回転を止めるため、ラ
ツク５の同一方向への変位によりピニオン６がこ
んどは逆転し、中立位置へと軸受３，４のガタに
より戻り、その時点でコントロールバルブ１５も
中立状態に復帰する。この動作は瞬時のうちに終
了するので、ハンドルを止めると、ほとんど同時
にコントロールバルブ１５も中立復帰しようとす
る。

ただし、実際の走行時には、ハンドルを切つた
状態で保持していると、車輪には自動的に中立状
態（直進走行）に戻る作用力が働くようになつて
いるので、この復元力がラツク５を介してフイー
ドバツクされると、コントロールバルブ１５はこ
れに対抗してバランスするようにパワーシリンダ
２０に僅かながら圧油を送り込む。

このようにして車輪の切換動作が行なわれるの
であるが、車両の停車時または極低速域では切換
バルブ３３が第２図のように保持されている。即
ち、環溝４１とポート４５との間にスプール３９
のランド部４９の切欠５０とスプール孔４２とで
形成される絞り部、及び環溝４０とポート４３と
の間にランド部４８の切欠５０とスプール孔４２
とで形成される絞り部が閉じる一方、ポート４５
と環溝４０との間に形成される絞り部の開度が最
大となつて、コントロールバルブ１５の反力室３
０と３１とを連通している。このため、コントロ
ールバルブ１５のスプール１６を変位させるのに
必要な力は、リターンスプリング２８の圧縮力に
対抗するだけでよく、従つて極めて軽微である。

停車中の据え切り時などは非常に大きな操向抵
抗があるため、このようにして操舵力を軽減して
ハンドルを軽くするのである。

これに対して中速域では、切換バルブ３３のス
プール３９が車速センサ３５からの信号に基づい
てストロークし、例えば第４図に示したように環
溝４１とポート４５との間の絞り部及び環溝４０
とポート４３との間の絞り部が車速に応じて開
き、ポート４５と環溝４０との間の絞り部がある
程度閉じる。そこで、パワーシリンダ２０に供給
される高圧油の一部が絞りの開度に応じてポート
４６から環溝４１に流入し、次いで絞り部を通つ
てポート４５へ、さらに絞り部を経て環溝４０へ
流入し、次の絞り部を経てポート４３へ流出し、
タンク側のポートにリークされる。その結果、ポ
ート４５と環溝４０との間の絞り部によつて差圧
が生じ、絞り部の上流側の高油圧が反力室３１に
作用する。また、環溝４０とポート４３との間の
絞りによつても差圧が生じ、絞り部の上流側の油
圧が反力室３０に作用する。

従つて、反力室３０に導入される油圧のほうが
反力室３１に導入される油圧よりも低くなり、コ
ントロールバルブ１５のスプール１６には両反力
室３０，３１間の差圧に応じた切換えを阻止する
方向の油圧反力が働き、この反力がレバー１０を
介して入力軸１にフイードバツクされ、ハンドル
操作を重くするのである。

また、高速域では第３図のように環溝４１とポ
ート４５との間の絞り部の開度が最大になる一
方、ポート４５とポート４３との間の絞り部は閉
じられる。さらに、環溝４０とポート４３との間
の絞り部も開度が最大になる。その結果、反力室
３１にはパワーシリンダ２０に作用する高油圧が
圧力降下無しに作用する一方、反力室３０はタン
ク側の低圧に開放されることとなり、切換を阻止
する方向の油圧反力は大きくなる。

このようにして、操向抵抗の減少する高速走行
時にはハンドルの切りすぎを防止し、操安性を向
上させるのである。

これらの関係を示したのが、第５図であり、停
車時等はわずかの操舵力でコントロールバルブ１
５が大きく切り換わり、パワーシリンダ２０の発
生圧力も急上昇するが、高速域では操舵力を大き
くしてもコントロールバルブ１５の切り換えがわ
ずかになり、パワーシリンダ２０の駆動力も減少
し、またこの間の中速域では車速に応じて操舵力
が変化する。

以上のように、本考案によれば、車速に応じて
最適な操舵力を運転者に附与することができ、ハ
ンドル操作性と操安性とを共に向上させられると
いう効果がある。

また、本考案はパワーシリンダの油室と反力室
とを直接連通する油路の途中に切換バルブを設け
て、パワーシリンダへの油圧が圧力降下無しに反
力室へと作用しうるようにしたので、例えばタン
クに還流する油量を絞ることにより反力を付与す
るように構成した場合に比較して効率が良く、作
動応答性の面でも有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す縦断面図、第２
図は第１図の−線断面図、第３図は切換バル
ブの作動状態を示す断面図、第４図は同じく他の
作動状態の拡大断面図、第５図は本考案の操舵力
特性図である。 １……入力軸、３，４……軸受、５……ラツ
ク、６……ピニオン、１０……レバー、１５……
コントロールバルブ、１６……スプール、３０，
３１……反力室、３３……切換バルブ、３５……
車速センサ、３７……ソレノイド、３９……スプ
ール。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ハンドル側の入力軸にピニオンを形成し、この
   ピニオンに噛合するラツクを車輪のステアリング
   リンクに連係する一方、前記入力軸をラツクの移
   動方向に僅かの範囲変位しうるように支持し、こ
   の入力軸の変位をコントロールバルブに伝達する
   手段を設け、コントロールバルブの切換えに伴つ
   て選択的に供給される圧油に応動するパワーシリ
   ンダを前記ラツクと連動させたラツクアンドピニ
   オン型の動力舵取装置において、コントロールバ
   ルブのスプールの両端にそれぞれ反力室を形成す
   るとともに、この反力室とパワーシリンダの油室
   とを直接連通する油路を形成し、この通路の途中
   に、前記パワーシリンダへの油圧を反力室へと選
   択的に導く切換バルブを設け、この切換バルブは
   車速検出手段からの信号に応じスプールが変位し
   て、すくなくとも低車速域では両反力室を連通
   し、中高車速域ではパワーシリンダに送り込む高
   圧油の一部を絞りを介して差圧を生じさせて各反
   力室に導き、コントロールバルブ切換方向に対向
   する反力室に前記差圧に応じた反力を発生させる
   ように構成されていることを特徴とする動力舵取
   装置。