JPH03571A

JPH03571A - 全油圧式パワーステアリング装置

Info

Publication number: JPH03571A
Application number: JP13545989A
Authority: JP
Inventors: Yasukazu Mishima; 保和三嶋; Makoto Nagao; 誠長尾
Original assignee: Sumitomo Eaton Hydraulics Co Ltd
Current assignee: Eaton Industries Japan Co Ltd
Priority date: 1989-05-29
Filing date: 1989-05-29
Publication date: 1991-01-07
Anticipated expiration: 2012-10-27
Also published as: JP2669473B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、車輌の全油圧式パワーステアリング装置に
関する。

従来の技術従来のこの種の装置につき、この発明の実施例でもある
第１図示のものを参照して述べることとすれば、つぎの
ようなものがある。

ハンドル１により操作される切換弁７を有するステアリ
ングユニット２と、このステアリングユニット２と１対
の左右ラインからなる第１油圧ライン３，４で連結し、
かつ操舵輪（図示せず）を操向させるステアリングシリ
ンダ５と、ステアリングユニット２に第２油圧ライン８
を介して油圧を供給する油圧源であるポンプ６とを具え
ている。

ところでこのようなものにあっては、ハンドル１と操舵
輪との間が機械的に連結されていなくて、油圧によって
連結されていることから、ステアリングユニット２、ス
テアリングシリンダ５における油圧のリーク等によって
、ハンドル１が中立位置にあるにもかかわらず、自然に
ステアリングシリンダ５が中立位置から変位して、車輌
が蛇行することがある。

そこで前記のようなパワーステアリング装置のもつ問題
点を解消し、ハンドルの位置に対してシリンダの目標位
置が大きくずれることなく、容易に補正することのでき
るパワーステアリング装置として、この出願の出願人は
特願昭６３−３２１４３０号を提案した。

発明が解決しようとする課題この提案されたものは、それ以前のステアリング装置に
、第２油圧ラインとステアリングユニットとを連通し、
かつそれぞれ第１、第２補助開閉弁を有する第３、第４
油圧ラインと、ハンドル及びステアリングシリンダの中
立位置からの変位に応じて信号を出力する第１、第２検
知部材と、これらの検知部材からの信号を入力して前記
各補助開閉弁を開閉するコントローラを設けたものであ
る。

ところでこのようなパワーステアリング装置は、ハンド
ルの位置に対してシリンダの図標位置がくずれることな
く、変位状態の補正が容易にできるものではあるが、ポ
ンプ停止時において手動ステアリング操作をしようとす
ると、吐出油がステアリングシリンダに供給されないで
逆流する恐れがあるという問題を生ずる。

そこでこの発明の目的は、前記従来提案したパワーステ
アリング装置のもつ問題を解決し、このパワーステアリ
ング装置のもつすぐれた点をそのままもちながら、手動
ステアリング操作時にあっても、吐出油が逆流すること
のないパワーステアリング装置を提供するにある。

課題を解決するための手段このこの発明は前記のような目的を達成するために、前
記のような既提案のパワーステアリング装置において、
油圧源の吐出口に圧力検知部材を設け、この圧力探知部
材は油圧源が吐油を停止した際信号を出力し、コントロ
ーラはこの信号を入力すると、各補助開閉弁を閉じるよ
うになっている。

作　　　用前記のようなこの発明のパワーステアリング装置におい
て、油圧源からの吐油が停止すると、出力された圧力探
知部材からの信号を入力して、コントローラは各補助開
閉弁を閉じ、これによってステアリングユニットから吐
出した圧油は逆流することなくステアリングシリンダに
流れるので、手動によるステアリング操作が可能となる
。

実施例第１図に示すこの発明の実施例において、１〜８につい
ては前記したとおりであり、その他も前記した特願昭６
３−３２１４３０号に開示したところであるが、一応説
明しておく。

１０は圧力、流量補償弁を示し、ケーシング内にばね１
１で一方向に付勢されている弁体１２が設けられており
、この弁１０にポンプ６から送入される油は、一方で第
２油圧ライン８を介してステアリングユニット２の後記
する入口ポート３４から該ユニット２内に送入され、他
方で別の管路１４を介して作動機１５に送入される。

ステアリングシリンダ５からの戻り油は、ステアリング
ユニット２の後記する出口ボート３５から管路１７を介
して、作動機１５からの戻り油と同様にタンク１６に戻
る。

ステアリングユニット２の後記するパイロットボート４
０はパイロット油圧ライン１８を介して圧力、流量補償
弁１０の弁体の両側に連通し、この油圧ライン１８の途
中にオリフィス１９．２０が設けられ、またこの油圧ラ
イン１８のばね１１側に管路１７と連通する管路２１が
設けられこの管路２１にリリーフ弁２２が設けられてい
る。

第２、第３図に前記ステアリングユニット２の１例につ
きその詳細が示されている。

３１はハウジングを示し、このハウジング３１の右端に
スペーサ板３２、増幅部３３、エンドキャップ２８が順
次配置され、これらがボルト２９によってハウジング３
１に結合されている。

ハウジング３１には半径方向の入口ポート３４、出口ポ
ート３５、第１、第２補助入ロポート３８゜３９パイロ
ットポート４０．右ポート４３、左ポート４４が形成さ
れ、中心孔３６にはポート３４，３５，４３゜４４と連
通する環状溝４１，４２，４５，５０が形成されている
。

中心孔３６には切換弁７が回転可能に配置され、この切
換弁７は回転可能なスプール４７及びこれと協働するス
リーブ４８とを具えており、スプール４７の一端にはハ
ンドル１の入力軸３７が連結される。

４９はスプール４７及びスリーブ４８に設けられた透孔
に両端が嵌入したセンタリングばね、５１はその両端が
スプール４７の透孔５２を円周方向に移動可能に貫通し
た後スリーブ４８の透孔で支持されたストッパピン、５
３は駆動軸をそれぞれ示す。

駆動軸５３の一端には２又部が設けられてここにストッ
パピン５１が貫通し、他端に□はスプライン付頭部５４
が設けられている。増幅部３３は内歯部材５５と、内歯
部材５５の内歯と噛合し、それより１枚少い歯をもち、
内歯部材５５内に偏心的に設けられて自転と公転とを行
う外歯部材５６とを有し、外歯部材５６の中心孔にはス
プライン５７が設けられて、このスプライン５７に駆動
軸５３の頭部５４のスプラインが係合している。

スリーブ４８には第３、第４図に示すように、ハウジン
グ３１の環状溝４１に連通する環状溝６５、環状溝４２
，４５．５０にそれぞれ連通する透孔５９，６０゜６１
、ポート３８，３９．４０に連通ずる環状溝６２，６３
．６４が設けられている。さらにスリーブ４８には第６
図にも示すように、ハウジング３１の環状溝４５゜５０
に連通する透孔６０，６１、環状溝６２，６３．６５と
それぞれ連通する透孔６８，６９，５８、環状溝６４に
連通する斜送孔６７、環状溝６２．６４間に配置された
半径方向透孔７１、同方向であって環状溝６５より右方
に配置された透孔７２がそれぞれ設けられている。

スプール４７には第５図に示すように、一部が透孔５２
に連通する軸方向溝７５、この溝７５と互い違いに配置
された軸方向溝７６、この溝７６を円周方向に連通ずる
環状溝７７、この環状溝７７から溝７６と反対方向に延
びる軸方向溝７８、この溝７８の先端から同方向に延び
る小幅溝７９、軸方向溝７８と互い違いに配置された軸
方向溝８０、この溝８０を円周方向に連通ずる環状溝８
１、この環状溝８１から軸方向溝８０と反対方向に延び
る軸方向溝８２、この軸方向溝８２の中間において端縁
まで延びる軸方向溝８３が設けられている。

再びハウジング３１に関しては、スリーブ４８の透孔７
１と連通する軸方向孔８６、その末端から増幅部３３に
向けて軸方向に延びる孔８７が設けられ、この孔８７は
スペーサ板３２に設けられた透孔８８と連通し、この透
孔８８は増幅部３３の圧力室８９と連通している。

前記のものにおいて作動時におけるスプール４７とスリ
ーブ４８との相対回転により、それらの各部によりっぎ
のようなオリフィスが構成され、これを第４、第５図を
参照して説明する。

それはスリーブ４８の透孔７２とスプール４７の軸方向
溝８２．８３との間の第１オリフイス９１、スリーブ４
８の透孔５８とスプール４７の軸方向溝８ｏとの間の第
２オリフイス９２、スリーブ４８の透孔７１とスプール
４７の軸方向溝８０との間の第３オリフイス９３、スリ
ーブ４８の透孔７１とスプール４７の軸方向溝７８との
間の第４オリフイス９４、スリーブ４８の透孔６０とス
プール４７の軸方向溝７６との間の第５オリフイス９５
、スリーブ４８の透孔６１とスプール４７の軸方向溝７
５との間の第６オリフイス９６゜スリーブ４８の透孔６
８とスプール４７の軸方向溝７９との間の第７オリフイ
ス９７．スリーブ４８の透孔６９とスプール４７の軸方
向溝７９との間の第８オリフイス９８である。

前記のようなものに加えて、この発明にあっては第１図
にみられるようにコントローラ１００があり、これにシ
リンダ５のストロークセンサからなる第２検知部材１０
２、第２油圧ライン８と第１、第２補助入口ポート３８
．３９とをそれぞれ連通する第３．第４油圧ライン１０
３，１０４に設けられた電磁弁からなる第１、第２補助
開閉弁１０５．１０６、及び入力軸３７に対向して設け
られたハンドル１の回転角センサーからなる第１検知部
材１０１並びにポンプ６の吐出口に設けられ。

ポンプ６が停止すると信号を出力する圧力センサからな
る圧力検知部材１０８がそれぞれ接続されている。

前記のものにつきその作動を説明する。

（１）　　ハンドル中立時（第１図）圧力流量補償弁１０からパイロット油圧ライン１８を経
てハウジング３１のパイロットポート４０からステアリ
ングユニット２内に流入した油は、スリーブ４８の環状
溝６４、斜道孔６７を通って、スプール４７の軸方向溝
８０、環状溝８１、軸方向溝８２へと流れ、さらにスリ
ーブ４８の透孔７２に入って、再びスプール４７の軸方
向溝８３からスプール４７の内部に入り、出口ポート３
５からタンク１６へと流れる。

この場合の流量は、圧力流量補償弁１０のオリフィス１
９と、ばね１１の圧力Ｂとによって決定され、オリフィ
ス１９、圧力Ｂとの関係によって流量は少量となり、こ
の結果ポンプ６から吐出された油の大部分は管路１４を
介して作動機１５に流れることとなる。

このとき第１補助開閉弁１０５は開口しているが、切換
弁７が従来のものと同様に中立位置にあってブロックし
ているので、ステアリングユニット２内への油の送入は
阻止さ九る。

（２）ステアリング時ハンドル１をきると、ステアリングユニット２の内部の
センタリングはね４９が撓んで、スリーブ４８、スプー
ル４７間に角変位が生じ、各オリフィスが開口する。ま
たハンドル中立時に開口していたスプール４７の軸方向
溝８２，８３とスリーブ４８の透孔７２で構成される第
１オリフイス９１は閉鎖される。

（ｉ）　　正常ステアリング時（第６図、第９図（Ａ）
）圧力流量補償弁１０から第２油圧ライン８を経てハウジ
ング３１の入口ポート３４からステアリングユニット２
内に流入した油は、ハウジング３１の環状溝４１、スリ
ーブ４８の環状溝６５、スリーブ４８の透孔５８とスプ
ール４７の軸方向溝８０とで形成される第２オリフィス
９２．スリーブ４８の透孔７１とスプール４７の軸方向
溝７８とで形成される第３オリフイス９３を通って、ハ
ウジング３１の孔８６．８７に流れ、スペーサ板３２の
透孔８８を通って増幅部３３の外歯部材５６を回転させ
て吐出油量を計量して後、再びハウジング３１の孔８６
からスリーブ４８の透孔７１とスプール４７の軸方向溝
７８とで形成される第４オリフイス９４、スプール４７
の軸方向溝７８、環状溝７７、軸方向溝７６を通って、
スリーブ４８の透孔６０とスプール４７の軸方向溝７６
で形成される第５オリフイス９５、ハウジング３１の環
状溝４５を経て、右ポート４３よりシリンダ５へ流れ、
この流量は従来装置の場合と同じ＜０１＋ｑである。

この場合もハンドル中立時におけると同様に、第１補助
開閉弁１０５が開口しており、ここを流れる油は第３油
圧ライン１０３を通ってステアリングユニット２の第１
補助入ロボート３８に流れる。そしてこの油はスリーブ
４８の環状溝６２に流れ、スリーブ４８の透孔６８とス
プール４７の軸方向溝７９で形成される第７オリフイス
９７を通り、前記の油と同様に第５オリフイス９５がら
シリンダ５へ流量Ｑ２１をもって流れ、これによりシリ
ンダ５への流入流量はＱ１＋Ｑ２１＋ｑとなる。

この状態におけるハンドル１の回転量と、シリンダ５の
ストロークとの対応値を第９図（Ａ）に示すように目標
設定値として定め、これをコントローラ１００に入力し
ておく。

そしてシリンダ５からの戻り油は、従来のものと同様に
ハウジング３１の左ポート４４から、ステアリングユニ
ット２に流入し、ハウジング３１の環状溝５０からスリ
ーブ４８の透孔６１とスプール５７の軸方向溝７５で形
成される第６オリフイス９６に流れてスプール４７の内
部を通り、出口ポート３５からタンク１６に戻流する。

（ｉｉ）　　ハンドル１の回転量に対して、シリンダ５
のストロークが不足している場合（第７図、第９図（Ｂ））この場合は、第９図（Ｂ）に示すように、ハンドルｌの
回転量に対して、シリンダ５のストロークが不足するの
で補正を要することとなり、コントローラ１００により
第２補助開閉弁１０６も開口し、ここを流れる油は第４
油圧ライン１０４を通ってステアリングユニット２の第
２補助入ロボート３９に流れる。そしてスリーブ４８の
透孔６９とスプール４７の軸方向溝７９で形成される第
８オリフイス９８が開口するため、通常より流量Ｑ２２
だけ余分な油がシリンダＳへ流入して不足分を補正する
。したがってこのときの流入流量はＱ１＋Ｑ２１＋Ｑ２
２＋ｑとなる。

（■）ハンドル１の回転に対して、シリンダ５のストロ
ークがオーバしている場合（第８図、第９図（Ｃ））この場合は、第９図（Ｃ）に示すように、ハンドル１の
回転量に対してシリンダ５のストロークがオーバとなっ
ているので補正を要することとなり、コントローラ１０
０により両補助開閉弁１０５，１０６を閉鎖し、両補助
入ロポート３８．３９への油の送入は停止され、通常時
のシリンダ５への油の流入量Ｑ１＋Ｑ２１＋ｑ（第７図
）から流量Ｑ２１を差引いて減量された流量Ｑ１＋ｑの
油がシリンダ５へ流入してオーバ分を補正することとな
る。

（３）ポンプ６の停止時第７図及び第６図の状態で、ポンプ６が停止したような
緊急時に手動ステアリング操作をしたとすると、この際
ハンドルニかかるトルクに応じてステアリングユニット
２の増幅部３３から右ポート４３に油が吐出されるが、
量補助開閉弁１０５，１０６が開口していることから、
前記吐出油は同図に点線矢印に示すように逆流し、ステ
アリング操作が不可能となる。

そこでこの際圧力スイッチ１０８がポンプ６が停止した
のを検知したら、その検知信号をコントローラー００に
向けて出力し、これを入力したコントローラー００は第
８図に示すハンドル１の回転に対して、シリンダ５のス
トロークがオーバーしている場合と同様に、藺補助開閉
弁１０５，１０６を閉鎖して吐出油の逆流を防止し、手
動ステアリング操作が可能となる。

前記の際におけるトルクＴと発生圧力ΔＰとの関係は、
増幅部３３の容量をｐとするン２００　π 前記はハンドル１の右回転時について述べたが、左回転
時は前記と方向が反対となるだけであるから説明を省略
する。

この実施例にあっては、補正用油の流量Ｑ２１、Ｑ２２
がシリンダ５の負荷圧力等によって影響されることがな
く、ハンドル１の回転に伴うスプール４７とスリーブ４
８との間の角変位に対応して変化する各オリフィスの面
積によって決定されるため、常に一定割合の補正油を確
保することができ、したがって各オリフィスの面積を変
えることによって、補正油の流量を変えることができ、
適正な量の油を□容易に確保することができる。

また補正時にシリンダ５の圧力と、補正用の第３、第４
油圧ライン１０３，１０４の圧力とに差がないため、車
体のショック等の異和感をオペレータに与えない。

コントローラ１００、補助開閉弁１０５，１０６に故障
が発生しても、補正用油の流量Ｑ２１、Ｑ２２の量が少
いため、通常と大差のないステアリングができる。

前記の実施例はこれに限定されるものではなく、したが
ってその変形が可能なものであることはいうまでもなく
、その例をあげることとすれば、ストロークエンドでス
テアリングユニット２内におけるリークに起因するスリ
ップ等により、ハンドル１の回転が第１検知部材１０１
の検出領域をはずれないように、ハンドル１の回転数を
制限するストッパを必要個所に設け、また補助開閉弁１
０５，１０６はステアリングユニット２と別個に設けら
れているが、それと一体的に構成してもよい。

なお、コントローラ１００に両補助開閉弁’１０５，１
０６が同時に開口または閉口とすることができる回路を
設定しておく。そして両補助開閉弁１０５，１０６を閉
口とすると、ハンドル１の回転に対してシリンダ５のス
トロークが小となるので直進走行性が良好となり、した
がって狭い場所での微妙なステアリング操作が可能とな
る。これとは逆に両補助開閉弁１０５，１０６を開口と
すると、ハンドル１の回転に対してシリンダ５のストロ
ークが大となり、したがってハンドル１の切りかえしの
スピードアップによる作業効率を向上することができる
。

発明の効果この発明は前記のようであって、既提案のステアリング
装置において、油圧源の吐出口に圧力検知部材を設け、
この検知部材は油圧源が油吐出を停止した際信号を出力
し、コントローラがこの信号を入力すると各補助開閉弁
を閉じるようになっているので、既提案のステアリング
装置と同様に、ハンドルの回転量に対するシリンダスト
ロークに過不足を生じた場合、第１、第２検知部材から
の信号によってコントローラが第１、第２補助開閉弁の
開口、閉鎖を行ってその過不足を補正することにより、
ハンドルの中立位置に対するシリンダの中立位置の一致
を短時間で正確に実現することができ、また、ステアリ
ング中常にシリンダに油を送るものであるためハンドル
の空転を生じないという効果をもつのに加えて、ステア
リング操作時に油圧源の油吐出が停止した緊急時におい
ても、操作ハンドルの回転トルクに応じた油吐出が継続
され、ステアリング操作を継続することができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例の中立時における油圧回路
図、第２図は、同上のステアリングユニットの代表例の
縦断正面図、第３図は、第２図の線３に囲まれた部分の
拡大図、第４図は、第２図のもののスリーブの表面展開
図、第５図は、第２図のもののスプールの表面展開図、
第６図は、前記実施例の正常ステアリング時の油圧回路
図、第７図は、同上のハンドルの回転量に対して、シリ
ンダのストロークが不足している場合の油圧回路図、第
８図は、同上のハンドルの回転量に対して、シリンダの
ストロークがオーバしている場合の油圧回路図、第９図
（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は第６図、第７図、及び第８図にお
けるハンドル回転量とシリンダストロークとの目標設定
値に対する関係を示すグラフである。１・・・ハンドル２・・・ステアリングユニット３．４・・・第１油圧ライン５・・・ステアリングシリンダ６・・・ポンプ　　　　　７・・・切換弁８・・・第２
油圧ライン１８・・・パイロット油圧ライン３１・・・ハウジング　　　３３・・・増幅部３４・・
・入口ボート　　　３５・・・出口ポート３８・・・第
１補助入ロポート３９・・・第２補助入ロポート４０・・・パイロットポート１００・・・コントローラ　１０１・・・第１検知部材
１０２・・・第２検知部材　１０３・・・第３油圧ライ
ン１０４・・・第４油圧ライン１０５・・・第１補助開閉弁１０６・・・第２補助開閉弁１０８・・・圧力検知部材

Claims

【特許請求の範囲】

１、ハンドルにより操作される切換弁を有するステアリ
ングユニットと、このステアリングユニットと１対の左
右ラインからなる第１油圧ラインで連結し、かつ操舵輪
を操向させるステアリングシリンダと、ステアリングユ
ニット及び第１油圧ラインを介してステアリングシリン
ダに油圧を供給する油圧源と、油圧源とステアリングユ
ニットとを連結する第２油圧ラインと、この第２油圧ラ
インとステアリングユニットとを連通し、かつ、それぞ
れ第１、第２補助開閉弁を有する第３、第４油圧ライン
と、ハンドル及びステアリングシリンダの中立位置から
の変位に応じて信号を出力する第１、第２検知部材と、
これらの検知部材からの信号を入力して前記各補助開閉
弁の開閉を行うコントローラとを具えている全油圧式パ
ワーステアリング装置において、前記油圧源の吐出口に
圧力検知部材を設け、この検知部材は油圧源が油吐出を
停止した際信号を出力し、前記コントローラはこの信号
を入力すると、前記各補助開閉弁を閉じるようになって
いることを特徴とする全油圧式パワーステアリング装置
。