JPH0624302Y2 - 動力舵取装置の操舵力制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、車速等に応じた反力油圧を供給し、ハンドル
トルクを車速等に応じて変化させる反力機構を備えた動
力舵取装置の操舵力制御装置に関するものである。

〈従来の技術〉 車速等に比例した反力油圧を反力機構に導入し、動力舵
取装置の操舵力を車速等に応じて制御するものは公知で
ある。

かかる従来装置においては、反力機構に加える油圧力の
制御を操舵圧とは関係なく車速等の信号に基づいて電磁
絞り弁にて制御している。これによるマニアルトルク−
ギヤ発生圧力特性は第３図に示すよう高速走行時の特性
口が据切り低速走行時イの特性に対して平行移動するの
みであり、高速走行時の特性の傾きが自由に変えられな
い。そのため、反力油圧が高い状態でハンドルを切り込
んでいっても操舵力の変化に乏しい問題がある。

かかる問題に対処するため、サーボ弁側通路と反力機構
側通路との間を連絡通路を介して連通し、この連絡通路
上の固定絞りを介して圧力流体の一部を流出させること
により車速とギヤ発生圧力とに応じて反力油圧を制御
し、第３図ハに示すように高速走行時にはその特性の傾
きを小さくし、切り込んで行くに従って重めとなるよう
にした操舵力制御装置が提案されている。

〈考案が解決しようとする問題点〉 しかしながら、かかる操舵力制御装置によると、操舵特
性上は満足する結果が得られるが、前記固定絞りを流体
が通過する際に急激に圧力降下されることによって絞り
音が発生する問題がある。

〈問題点を解決するための手段〉 本考案は、かかる問題点を解決するためになされたもの
で、サーボ弁側通路と反力機構側通路とを連通する連絡
通路中に固定絞りを介挿し、この固定絞りを凹部の底部
にそれぞれ径の異なる絞り穴を開設した複数の絞り体と
これら絞り体を前記連絡通路内に挿入した後に位置決め
固定する固定部材から構成し、この複数の絞り体のうち
小さな絞り穴の絞り体を上流側に位置させかつ大きな絞
り穴の絞り体を下流側に位置させて順次挿入配置した動
力舵取装置の操舵力制御装置に関する。

〈作用〉 本考案は、上記構成を備えているため、圧力流体が各絞
り穴を通過するのに際し、後段側の絞り穴によって背圧
を発生させることにより徐々に圧力降下させることがで
き、これによりキャビテーションの発生を防止し、さら
にはそれに伴う絞り音の発生を防止できる。

〈実施例〉 以下本考案の実施例を図面に基づいて説明する。第１図
において、１１は動力舵取装置の本体をなすハウジング
本体、１２はハウジング本体１１に固着されている弁ハ
ウジングである。このハウジング本体１１及び弁ハウジ
ング１２内には一対の軸受１３，１４を介してピニオン
軸（出力軸）２１が回転自在に軸承されており、このピ
ニオン軸２１にはこれと交差する方向に摺動可能なラッ
ク軸２２のラック歯２２ａが噛合している。このラック
軸２２は、図示しないパワーシリンダのピストンと連結
され、その両端は所要の操縦リンク機構を介して操向車
輪に連結されている。

弁ハウジング１２の穴内には、制御弁機構３０が収納さ
れている。制御弁機構（サーボ弁）３０は、操舵軸とし
ての入力軸２３と一体的に形成したロータリ弁部材３１
と、このロータリ弁部材３１の外周に同心的かつ相対的
回転可能に嵌合したスリーブ弁部材３２を主要構成部材
としている。ロータリ弁部材３１は、これと一体の入力
軸２３に一端を連結したトーションバー２４を介してピ
ニオン軸２１に可撓的に連結されている。また、ロータ
リ弁部材３１の外周には、図示しないが、その軸方向に
伸びる複数のランド部と溝部とが等間隔にて形成されて
おり、これの溝底部より内周部に連通する連通路３７が
穿設されている。入力軸２３に前記内周部と弁ハウジン
グ１２内の低圧室３８とを連通する通路３９が設けられ
ている。一方スリーブ弁部材３２の内周にも、その軸方
向に延びる複数のランド部と溝部が等間隔にて形成さ
れ、各溝部よりスリーブ弁部材３２の外周に開口する分
配穴４０，４１が設けられている。供給ポート３５より
供給される圧力流体は、制御弁が中立状態であればラン
ド部両側の溝部に均等に流れ、連通路３７及び通路３９
を経て低圧室３８より排出ポート３６に流出する。この
場合、両分配ポート３３，３４は低圧で等しい圧力とな
っているためパワーシリンダは作動されてい。制御弁が
中立状態から偏位すれば、一方の分配穴４０又は４１に
は供給ポート３５より圧油が供給され、他方の分配穴４
１又は４０にパワーシリンダから排出された流体が流入
し、連通路３７，通路３９，低圧室３８を経て排出ポー
ト３６に放出されるようになっている。

反力機構は次の通りである。ロータリ弁部材３１のピニ
オン軸２１側の端部に半径方向に両側に突起した突起部
５０が形成されており、この突起部５０と対応するピニ
オン軸２１には突起部５０を入力軸２３の軸線回りに数
角度旋回可能に遊嵌する嵌合溝５１が形成されている。
挿通穴５３にプランジャ５４が半径方向に摺動可能に挿
入され、プランジャ５４の後部へ作動油を導くべく環状
溝５５が形成されている。この挿通穴５３と環状溝５５
とで反力室５６が構成されている。５８は車速等に応じ
て制御されたポンプからの圧力流体を導入するポート、
５７は前記ポート５８と環状溝５５を連通する通路であ
る。

上記構成の反力機構は、いわゆるラジアル方式であるが
軸線方向に反力を作用させる構成のスラスト方式でもよ
い。

６０は自動車エンジンによって駆動される供給ポンプを
示し、６１は前記供給ポンプ６０から吐出される圧油を
一定流量Ｑに制御する流量制御弁である。この流量制御
弁６１は、メータリングオリフィス６２と、このメータ
リングオリフィス６２の前後圧に応じて作動され、この
前後圧を常に一定に保持するように低圧側に通じたバイ
パス通路６３を開口制御するバイパス弁６４によって構
成されている。尚、供給ポンプ６０が定速モータ駆動式
の一定流量を吐出するものである場合には前記流量制御
弁６１は不要である。

８０は前記流量制御弁６１の高圧側と接続する分流制御
弁（フローデバイダ）である。この分流制御弁８０は、
前記流量Ｑを制御絞り７０の前後差圧ならびにスプリン
グによって制御スプール６７を摺動させ、サーボ弁側通
路４４へ流量ＱＧを分流し、また反力室側通路４５へ流
量ＱＲを分流する。

さらに前記サーボ弁側通路４４と反力室側通路４５間に
連絡通路４７を設け、この連絡通路４７に固定絞り７１
を介挿する。この固定絞り７１は第２図に示すように連
絡通路４７内に介挿された複数の絞り体７３ａ，７３
ｂ，７３ｃをその小さな絞り穴７４ａの絞り体７３ａを
上流側に位置させ、中程度の絞り穴７４ｂの絞り体７３
ｂを中間に位置させ、さらに大きな絞り穴７４ｃの絞り
体７３ｃを下流側に位置させて前記連絡通路４７内に挿
入配置している。（ｄ_１＜ｄ_２＜ｄ_３） 次に上記構成の動作について説明する。供給ポンプより
吐出された圧油の流量Ｑ_０を流量制御弁６１にて一定流
量Ｑに制御する。この一定流量Ｑに制御された圧油は分
流制御弁６５によってサーボ弁側通路４４と反力室側通
路４５とに分流される。

車速が低い状態では電磁絞り弁９０はソレノイドに印加
される印加電流によって全開状態となっている。従って
流量ＱＲは全量リザーバにドレーンされ、反力油圧ＰＲ
は零に保持されるため、ハンドル操作により入力軸２３
が回転されると、プランジャ５４は容易に押し上げら
れ、これによりスリーブ弁部材３２とロータリ弁部材３
１とが相対回転され、マニアルトルクに対するギヤ発生
圧力ＰＧの変化は第３図の低速、据切りの曲線（イ）で
示す特性となり、軽快なハンドル操作ができる。

また、車速が所定値を越えると、電磁絞り弁９０はソレ
ノイドに印加される印加電流に応じてその開度が制限さ
れ、その結果リザーバへのドレーンが制限され、反力油
圧ＰＲが上昇する。

この車速の上昇に応じた反力油圧ＰＲの上昇によりプラ
ンジャ５４は係合溝５２に押付けられ、その結果スリー
ブ弁部材３２とロータリ弁部材３１との相対回転は拘束
され、ハンドル操作は重くなる。

一方かかる高速走行時において、ハンドルを切り込んだ
場合には、サーボ弁３０側のギヤ発生圧力ＰＧの上昇に
応じて連絡通路４７の固定絞り７１の前後におけるギヤ
発生圧力ＰＧと反力油圧ＰＲとの差圧が上昇し、電磁絞
り弁９０には流量ＱＲと固定絞り７１を通る流量ｇとの
流量が通過し、電磁絞り弁９０の絞り作用によりギヤ発
生圧力ＰＧに応じて反力油圧ＰＲを上昇させる。その結
果、第３図（ハ）の高速の曲線のように、ギヤ発生圧力
ＰＧに応じてマニアルトルク特性の傾きを従来の特性よ
りも大きく変え、高速時にハンドルを切り込んだときに
手ごたえ感を明確にするものである。

かかる制御動作において、本考案は前記連絡通路４７中
に介挿された固定絞り７１の構造に改良を加えること
で、この固定絞り７１における絞り音の発生が抑制され
ている。すなわち、第４図Ａは小径の絞り穴を有する１
個の絞り体を用いた従来装置の絞り音の発生状態を示す
もので、１つの絞り穴で大きく圧力降下されるため、絞
り音が発生しやすく、しかもこの絞り音の発生傾向とし
ては高速走行時には電磁絞り弁９０の開度が小さく設定
されるため、サーボ弁側通路４４と反力室側通路４５と
の圧力差は小さく、従ってその絞り音は比較的小さめで
あるが、据切りあるいは低速走行時には電磁絞り弁９０
の開度が大きく設定さるため、サーボ弁側通路４４と反
力室側通路４５との圧力差が大きくなり、その結果大き
な絞り音が発生する傾向となる。

また、同一径の絞り穴を有する絞り体を積層した場合に
は、各絞り体の絞り穴の径を大きくでき、また順次圧力
降下されるため、第４図Ｂに示すように全体に低レベル
に抑制することができるが、車として多く活用される据
切り、低速での絞り音の抑制が未だ十分になされていな
い。

これに対して第２図に示すように前記絞り体をその上流
側に小さな絞り穴７４ａの絞り体７３ａを位置させ、中
間に中程度の絞り穴７４ｂの絞り体７３ｂを位置させ、
さらに下流側に大きな絞り穴７４ｃの絞り体７３ｃを位
置するように積層配置した場合には、第４図Ｃに示すよ
うに全体での絞り音の低下はもちろんのこと据切、低速
走行中における絞り音をより低レベルに抑制することが
できる。

それは、据切、低速走行中は電磁絞り弁９０の開度が大
きく反力室側通路４５の圧力は低い状態であり、この反
力室側通路４５の圧力が下流側の絞り体７３ｃの絞り穴
７４ｃの背圧として作用する。背圧が最も低い絞り穴７
４ｃでの絞り音が最も発生しやすいが、この絞り穴７４
ｃが最も大きく形成されているため、絞り穴７４ｃでは
据切、低速走行中の反力室側通路４５の圧力が低い時で
も、絞り音を発生しにくくすることができる。そのた
め、据切、低速走行中では、固定絞り７１での絞り音
を、より低レベルに抑制することができる。

また、固定絞り７１は、それぞれ径の異なる絞り穴７４
ａ，７４ｂ、７４ｃを凹部の底部に開設した複数の絞り
体７３ａ，７３ｂ，７３ｃを、連絡通路４７内に挿入し
た後に、固定部材をねじ込み等で固定して位置決めした
構成からなるので、絞り穴７４ａ，７４ｂ，７４ｃを流
れ方向に対して直角に所定間隔毎に配置することが容易
にでき、また絞り体７３ａ，７３ｂ，７３ｃを交換する
ときは固定部材を外すだけで容易に行うことができる。

〈考案の効果〉 上記詳述したように本考案は、サーボ弁側通路と反力機
構側通路とを連通する連絡通路中に固定絞りを介挿し、
この固定絞りを凹部の底部にそれぞれ径の異なる絞り穴
を開設した複数の絞り体とこれら絞り体を前記連絡通路
内に挿入した後に位置決め固定する固定部材から構成
し、この複数の絞り体のうち小さな絞り穴の絞り体を上
流側に位置させかつ大きな絞り穴の絞り体を下流側に位
置させて順次挿入配置した構成であるため、圧力流体が
各絞り穴を通過するのに際し、後段側の絞り穴によって
背圧を発生させることにより徐々に圧力降下させること
ができ、これによりキャビテーションの発生さらにはそ
れに伴う絞り音の発生を防止できる利点を有する。

また、固定絞りの絞り穴を流れ方向に対して直角に所定
間隔毎に配置することが容易にでき、また絞り体の交換
を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す動力舵取装置の断面図
に油圧系統図を併図した図、第２図は固定絞りの断面
図、第３図は操舵特性の曲線図、第４図は固定絞りにお
いて発生する音圧特性を示す図である。 ２１……ピニオン軸、２３……入力軸、４７……バイパ
ス通路、５６……反力室、７０……制御絞り、７１……
固定絞り、７３ａ，７３ｂ，７３ｃ……絞り体、７４
ａ，７４ｂ，７４ｃ……絞り穴、８０……分流制御弁、
９０……電磁絞り弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】入力軸と出力軸との相対回転に基づいて作
   動されパワーシリンダへの圧油の給排を制御するサーボ
   弁と、車速に応じてハンドルトルクを変化させる反力機
   構と、供給ポンプより吐出された一定流量の圧油を前記
   サーボ弁側通路と反力機構側通路へ流量制御して分流す
   るとともに前記反力機構に分流された圧油を制御して反
   力油圧を制御する弁装置とを備えた動力舵取装置の操舵
   力制御装置において、前記サーボ弁側通路と反力機構側
   通路とを連通する連絡通路中に固定絞りを介挿し、この
   固定絞りを凹部の底部にそれぞれ径の異なる絞り穴を開
   設した複数の絞り体とこれら絞り体を前記連絡通路内に
   挿入した後に位置決め固定する固定部材から構成し、こ
   の複数の絞り体のうち小さな絞り穴の絞り体を上流側に
   位置させかつ大きな絞り穴の絞り体を下流側に位置させ
   て順次挿入配置したことを特徴とする動力舵取装置の操
   舵力制御装置。