JPH0638778Y2 - 車両用動力舵取装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、車両用動力舵取装置、特に、ハンドル操作力
に応じて作動して油圧ポンプから吐出される圧油をパワ
ーシリンダに給排する制御弁と、反力油室とこれに付与
される油圧によって押圧されてハンドル側に反力を伝え
る押圧子を有する油圧反力機構を備えてなる車両用動力
舵取装置に関する。

〔従来技術〕

上記形式の車両用動力舵取装置において、前記反力油室
を常時所定量の作動油を供給する供給装置に接続すると
ともにリザーバに接続し、また前記油圧ポンプと前記制
御弁の流入口を接続する供給油路を固定オリフィスを介
装してなる分岐油路を通して前記反力油室に接続し、前
記反力油室と前記リザーバを接続する排出油路には車速
の上昇に応じて当該油路を絞る可変絞り弁を設けてなる
ものの一つが実開昭61-44365号公報にて提案されてい
る。

かかる車両用動力舵取装置においては、可変絞り弁と固
定オリフィスの各作用により車速の上昇と操舵負荷の増
大に応じた油圧が反力油室に導かれ、これが運転者に反
力として伝わる。したがって、車速の上昇と操舵負荷の
増大に応じてハンドルを重くすることができ、中立剛性
も車速の上昇に応じて高めることができて、中・高速時
の直進走行安定性も向上させることができる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、上記した車両用動力舵取装置においては、前
記固定オリフィスが単一である場合、制御弁が作動され
て油圧が上昇し固定オリフィス前後の差圧が大きくなる
と、同固定オリフィスを作動油が通過する際にシューと
いう音（以下、シュー音という）が発生する。かかるシ
ュー音は、固定オリフィスの入口に微細な面取を設けた
り固定オリフィスの面粗度を向上させることにより、減
少させることは可能であるものの、これらの手段ではそ
の消音効果が十分でなくしかも大巾なコストアップとな
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は上記した問題を解決すべくなされたもので、上
記した車両用動力蛇取装置において、前記固定オリフィ
スを、流路の中央に小孔を有する固定オリフィスと流路
の中央以外の径方向に変位させた位置に複数の小孔を有
する固定オリフィスを交互に配置してなる多段の固定オ
リフィスとした。

〔考案の作用・効果〕

このため、本考案においては、流路の中央に小孔を有す
る固定オリフィスと、流路の中央以外の径方向に変位さ
せた位置に複数の小孔を有する固定オリフィスが交互に
配置される構成であるため、各固定オリフィスで絞られ
て高圧となった作動油は各オリフィス間に形成された油
圧室において降圧されるが、その際の油圧室における油
圧状態が前段の固定オリフィスの出口付近の圧力は低
く、次の固定オリフィスの入口付近の圧力は高くなると
いったような圧力の不均一状態を回避して油圧室全体の
圧力を略均一状態とすることができるので、油圧室内に
おける圧力差を低減することができてキャビテーション
の発生を抑制しながら所定の減圧を行うことができ、当
該多段の固定オリフィスでシュー音を大巾に減ずること
ができる。

〔実施例〕

以下に本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はラックピニオン式の車両用動力蛇取装置に本考
案を実施した例を示していて、同装置は制御弁Ａと油圧
反力機構Ｂを備えている。

制御弁Ａは、ハウジング11に互いに同軸的かつ回転可能
に軸支されトーションバー12によって連結されたインプ
ットシャフト13とピニオンシャフト14の相対回転変位、
すなわちステアリングハンドル10に加わる操作力に応じ
て作動して、油圧ポンプＰから吐出される圧油をパワー
シリンダＣに給排する公知のもので、油圧ポンプＰの吐
出口に供給油路21を通して接続される流入口A1と、リザ
ーバＲに油路22を通して接続される流出口A2と、パワー
シリンダＣの各油室C1,C2に油路23,24を通してそれぞれ
接続されるポートA3,A4を備えるとともに、インプット
シャフト13に一体的に形成したバルブロータ13aと、こ
れの外周に配設されてピニオンシャフト14に一体回転可
能に連結されたバルブスリーブ15を備えている。なお、
ピニオンシャフト14はパワーシリンダＣのロッドを構成
するラックバー16に連結されている。また油圧ポンプＰ
は車両のエンジンによって駆動されて大流量の作動油を
定常的に吐出する。

この制御弁Ａにおいては、バルブロータ13aが中立位置
にある（バルブスリーブ15に対して相対回転していな
い）とき油圧ポンプＰから油路21を通して供給された作
動油を油路22を通してリザーバＲへ還流させる。また、
両シャフト13,14間に相対回転が生じると、供給された
作動油をいずれか一方の油路23又は24を通してパワーシ
リンダＣの左側油室C1又は右側油室C2に供給し、同時に
右側油室C2又は左側油室C1の作動油をいずれか他方の油
路24又は23及び油路22を通してリザーバＲへ還流させ
る。これにより、ステアリングハンドル10の左切り又は
右切り時の操作力が助勢される。

一方、油圧反力機構Ｂは、インプットシャフト13の回転
を抑制してハンドル側に反力を伝えるものであり、ピニ
オンシャフト14とハウジング11間に形成された反力油室
B1と、第１図及び第２図にて示したように、ピニオンシ
ャフト14に設けた一対の取付孔14a,14a内にそれぞれ軸
方向へ摺動可能に組付けられて各内側球状部にてインプ
ットシャフト13に設けた腕部13b,13bをそれぞれ挾持し
外端にて反力油室B1内の油圧を受ける二対（４個）のピ
ストン17〜17を備えている。反力油室B1は油路25を通し
て流量調整弁Ｄに接続されるとともに可変絞り弁Ｅを介
装してなる排出油路26を通して油路22に接続されていて
リザーバＲに接続されており、油路25には固定オリフィ
スＯを介装してなる分岐油路27（供給油路21から分岐さ
れている）が接続されている。

流量調整弁Ｄは、油圧ポンプＰと制御弁Ａの流入口A1を
接続する供給油路21中に設けた所謂バイパス形の流量調
整弁（プライオリティバルブともいう）であって、第１
図及び第３図にて示したように、油圧ポンプＰに接続さ
れる流入口D1と反力油室B1及びリザーバＲに接続される
第１流出口D2と制御弁Ａの流入口A1に接続される第２流
出口D3を有するとともに、固定オリフィス18aを備える
スプール18とこれを図示上方に付勢するスプリング19を
有していて、流入口D1に供給された流量のうち少量の一
定流量を第１流出口D2に流し残量を第２流出口D3に流
す。

可変絞り弁Ｅは、車速に応じて当該油路26を絞る弁であ
ってそれ自体公知の電磁可変絞り弁であり、車速センサ
Ｆに応答して作動するコントローラＧによって制御され
ており、車速の上昇に伴って絞り量が増大する。固定オ
リフィスＯは、第４図にて示したように、第１固定オリ
フィスO1,第２固定オリフィスO2及び第３固定オリフィ
スO3からなる多段の固定オリフィスであり、第１固定オ
リフィスO1と第３固定オリフィスO3には流路の中央に位
置する小孔O11,O13がそれぞれ設けられ、第２固定オリ
フィスO2には流路の中央以外の径方向に変位させた位置
に複数の小孔O12が設けられている。

このように構成した動力舵取装置においては、流量調整
弁Ｄの第１流出口D2から両油路25,26に少量の一定流量
の作動油が流れ、また制御弁Ａの作動によって供給油路
21に発生する操舵負荷に応じた油圧が固定オリフィスＯ
を介装してなる分岐通路27を通して油路25内の油圧に影
響を与え、油路26を通してリザーバＲに向けて流れる作
動油が可変絞り弁Ｅによって制御される。したがって、
固定オリフィスＯを介してなる分岐油路27を通して付与
される油圧（操舵負荷に応じた油圧）の影響を受けかつ
可変絞り弁Ｅによって設定される油圧が反力油室B1に付
与され、同油圧に応じた油圧反力がハンドル側、すなわ
ち運転者に伝わる。かかる場合のハンドル操作力とパワ
ーシリンダＣに付与される油圧の関係は第５図に示した
ようになり、車速がゼロであるときには特性線Ｉにて示
したように変化し、また中速であるときには特性線IIに
て示したように変化し、更に高速であるときには特性線
IIIにて示したように変化する。

第５図から明らかなように、本実施例においては、制御
弁Ａの中立時においても、固定オリフィスＯ及び可変絞
り弁Ｅによって設定される車速に応じた油圧、すなわ
ち、車速ゼロ時においてはT1の油圧反力を生じさせる油
圧、中速時においてはT2の油圧反力を生じさせる油圧、
高速時においてはT3の油圧反力を生じさせる油圧が反力
油室B1に付与されるため、車速に応じてハンドルの中立
剛性を高めることができて直進走行安定性を向上させる
ことができる。なお、第５図において、Pmは油圧ポンプ
Ｐに設けた図示しないリリーフ弁（油圧ポンプＰ等を保
護するためのもの）の設定圧であり、T4はトーションバ
ー12の剛性によって生じる反力である。また、第５図に
おいて、一点鎖線にて示した各特性線は、固定オリフィ
スＯを介装してなる分岐油路27を無くした場合のもの
（操舵負荷の増大によって、トーションバー12の捩れに
よる反力の増大が得られるものの、油圧反力の増大が得
られないもの）であり、二点鎖線にて示した特性線は、
トーションバー12の捩れによる反力のみが得られて油圧
反力が全く得られない場合のものである。

ところで、本実施例においては、分岐油路27に介装され
る固定オリフィスとして、第１〜第３の固定オリフィス
O1,O2,O3からなる多段の固定オリフィスＯが採用されて
いて、流路の中央に小孔O11,O13を有する固定オリフィ
スO1,O3と、流路の中央以外の径方向に変位させた位置
に複数の小孔O12を有する固定オリフィスO2が交互に配
置される構成であるため、各固定オリフィスO1,O2,O3で
絞られて高圧となった作動油は各オリフィス間に形成さ
れた油圧室において降圧されるが、その際の油圧室にお
ける圧力の不均一状態を回避して油圧室全体の圧力を略
均一状態とすることができるので、油圧室内における圧
力差を低減することができてキャビテーションの発生を
抑制しながら所定の減圧を行うことができ、固定オリフ
ィスＯでのシュー音を大巾に減ずることができる。第６
図は、固定オリフィスで発生するシュー音の測定値を比
較した図であって、は本実施例の固定オリフィスＯに
よるものであり、は本実施例の固定オリフィスＯと同
等の絞り作用が得られる単一の固定オリフィスによるも
のである。

第７図は本考案の他の実施例を示していて、同実施例に
おいては、常時所定量（少量）の作動油を供給する供給
装置として、上記実施例の流量調整弁Ｄに代えて第２の
油圧ポンプP2が採用されている。第２の油圧ポンプP2
は、油圧ポンプＰと同軸的に配置されていて、同一軸に
て油圧ポンプＰと一体的に駆動されるもの（同一軸で駆
動されなくても実施可能である）であり、少流量の作動
油を定常的に吐出する小型のポンプである。その他の構
成及び作用・効果は上記実施例と実質的に同じであるた
め、その説明は省略する。なお、この実施例において
は、ポンプ駆動に要する消費馬力が上記実施例に比して
少ないという利点がある。これは、上記実施例の場合、
制御弁Ａの中立時において反力油室B1の油圧（車速に応
じて増大する）を保持するためにはその油圧に相当する
吐出圧にて大流量を吐出する大型の油圧ポンプＰを駆動
させなければならないのに対して、この実施例の場合、
制御弁Ａの中立時（大型の油圧ポンプＰは無負荷駆動さ
れその消費馬力は略ゼロである）において反力油室B1の
油圧を保持するためにはその油圧に相当する吐出圧にて
少流量を吐出する小型の油圧ポンプP2を駆動させればよ
いからである。

〔変形例〕

上記実施例においては、ラックピニオン式の車両用動力
舵取装置に本考案を実施したが、本考案は他の形式、例
えばリサーキュレーティングボール式の車両用動力舵取
装置にも同様に実施できるものである。更に、上記実施
例においては、ロータリバルブ式の制御弁Ａを備えた車
両用動力舵取装置に本考案を実施したが、本考案はスプ
ールバルブ式の制御弁を備えた車両用動力舵取装置にも
同様に実施できるものである。また、上記実施例におい
ては、インプットシャフト13やピニオンシャフト14と協
働する油圧反力機構Ｂを備えた車両用動力舵取装置に本
考案を実施したが、本考案は反力油室とこれに付与され
る油圧によって押圧されてハンドル側に反力を伝える押
圧子を有する他の油圧反力機構（例えば特公昭54-9368
号公報に開示されているボールを用いた油圧反力機構）
を備えた車両用動力舵取装置にも同様に実施できるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す車両用動力舵取装置の
全体構成図、第２図は第１図の2-2線に沿う断面図、第
３図は第１図に示した流量調整弁の拡大断面図、第４図
は第１図に示した固定オリフィスの拡大断面図、第５図
は第１図に示した装置によって得られる特性線図、第６
図は固定オリフィスで発生するシュー音の測定値を比較
した図、第７図は本考案の他の実施例を示す車両用動力
舵取装置の概略構成図である。 符号の説明 Ａ……制御弁、A1……制御弁の流入口、Ｂ……油圧反力
機構、B1……反力油室、Ｃ……パワーシリンダ、Ｄ……
流量調整弁（供給装置）、Ｅ……可変絞り弁、O,O1,O2,
O3……固定オリフィス、Ｐ……油圧ポンプ、P2……第２
の油圧ポンプ（供給装置）、Ｒ……リザーバ、10……ス
テアリングハンドル、17……ピストン（押圧子）、21…
…供給油路、26……排出油路、27……分岐油路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ハンドル操作力に応じて作動して油圧ポン
   プから吐出される圧油をパワーシリンダに給排する制御
   弁と、反力油室とこれに付与される油圧によって押圧さ
   れてハンドル側に反力を伝える押圧子を有する油圧反力
   機構を備えてなり、前記反力油室を常時所定量の作動油
   を供給する供給装置に接続するとともにリザーバに接続
   し、また前記油圧ポンプと前記制御弁の流入口を接続す
   る供給油路を固定オリフィスを介装してなる分岐油路を
   通して前記反力油室に接続し、前記反力油室と前記リザ
   ーバを接続する排出油路には車速の上昇に応じて当該油
   路を絞る可変絞り弁を設けてなる車両用動力舵取装置に
   おいて、前記固定オリフィスを、流路の中央に小孔を有
   する固定オリフィスと流路の中央以外の径方向に変位さ
   せた位置に複数の小孔を有する固定オリフィスを交互に
   配置してなる多段の固定オリフィスとしたことを特徴と
   する車両用動力舵取装置。