JPS6134928Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、車両用舵取装置における操舵力制
御装置、詳しくは、動力舵取装置、或は通常の舵
取装置を備えた車両において、特に高速走行時に
おける操舵の安定性を向上する操舵力制御装置に
関する。

この種の操舵力制御装置として、動力舵取装置
の制御弁に供給する圧力流体の流量を車速に対応
して制御し、車速の増大に伴ない操舵力（ハンド
ル操作力）を大きくするものが知られている。し
かしこのような動力舵取装置においては、高速走
行時における車線変更などのハンドル操作量（回
転量）が比較的大きいときには重く安定した操舵
感覚が得られるが、一般に高速での直進走行状態
では、ハンドルの操作量が小さくても走行方向が
大きく変化するため、車線変更等の他にはハンド
ル操作量が大きくなることがなく、動力舵取装置
の使用頻度の高いハンドルの微小操作角範囲での
操縦性に不満がある。

また従来の舵取装置は、高速走行時のハンドル
のふらつきや、切り過ぎ等が生じ易く、このため
にギヤレシオを小さくして復元性を向上させる等
の手段が採用されているが、ギヤレシオを小さく
して復元性を鋭敏にすると、ハンドルを解放した
ときに慣性により逆方向に変向され、車両がふら
つく現象を生じて非常に危険である。そしてギヤ
レシオが小さいと、低速走行時の操舵抵抗が大き
いために、ハンドル操作力が大きくなる等の相反
する問題が発生し、従つて車両の性能、使用目的
等を勘案して適当な点で妥協た構成をとるように
なつている。

このような従来の不都合を解消するために、例
えば実公昭45−19527号公報、特開昭49−12534号
公報等に示されるように、舵取装置の操舵力を、
車速およびハンドル操作角の関連において制御す
るものが提案されているが、これらは、 ａ ハンドルの全操作範囲において操舵力を制御
するために、ハンドル操作角を減速する歯車機
構を設け、減速された軸にカムを取付けて操舵
抵抗を付与しているので、機構が複雑になり、
装置が大きくなる。またカムがハンドル軸とは
別に設けられているので、操舵抵抗の効率が劣
る。

ｂ 操舵力制御部への油圧及び流量制御を、舵取
装置の操舵角の変化に直接的に応動させていな
いので、システム機構が複雑になり高価であ
る。

等の欠点がある。

この考案は、以上のような従来技術の欠点を解
消し、 直進位置よりある操舵角範囲内のみにおい
て、車速に比例した流体圧を作用させてハンド
ルの中央位置（直進位置）保持力を強め、高速
走行時の操縦性、安定性を向上せしめ、低速走
行時には前記保持力を解消し、もしくは殆んど
解消してハンドル操作の容易化を計り、さらに
高速走行時においてもハンドルの操作角がある
範囲を超えると一般に舵取装置と同様な操舵特
性を与える。

操舵力制御装置の構造を簡単化すると共にそ
の小型化を達成し、またコストを低減する。

ことを目的とするものである。

以下実施例についてこの考案を詳述する。第１
図はこの考案の基本システム図、第２図、第３図
は要部の具体例を示す図である。図において、１
はエンジン、２はトランスミツシヨン、３は動力
舵取装置の流体圧シリンダ部及びその制御弁であ
つて、４はその油ポンプ、５は油タンクである。
６は操舵ハンドル、７はハンドル軸である。

以上は通常に用いられる動力舵取装置であつ
て、この考案はこのような動力舵取装置、または
それ以外の手動操作型舵取装置等において、例え
ばトランスミツシヨン２の出力軸等により駆動さ
れて車速に対応して吐出流量が変化する車速セン
サーポンプ８を設け、該ポンプ８が吐出する圧力
流体を圧力流体制御装置９を経て操舵力制御装部
１０に供給する。

圧力流体制御装置９は、例えば動力舵取装置の
出力軸たるクロスシヤフト１１に固設したカム１
２と、シリンダ１３に、カム１２のカム面に対し
て進退可能に内装され、ばね１４でカム１２に向
つて付勢されたスプール１５とからなり、シリン
ダ１３に、車速センサーポンプ８からの圧油配管
を接続される入口ポート１６、操舵力制御装置１
０の入口ポート２６に圧油配管を介して接続され
る出口ポート１７及び油タンク５に戻流配管を介
して接続される戻流ポート１８を設ける。入口ポ
ート１６は、シリンダ１３の内径に形成した凹溝
部１９に開口し、出口ポート１７、戻流ポート１
８は、シリンダ１３内に、凹溝部１９を挾んで開
口させる。

スプール１５は、シリンダ１３の内径面に摺接
する頭部２０を設けて、該スプール１５が後述の
作動でシリンダ１３内を摺動することにより、入
口ポート１６に対し、出口ポート１７、戻流ポー
ト１８を選択的に切り換えて連通させる。

カム１２は、操向車輪の直進状態でスプール１
５をそのばね１４に抗して押動し、入口ポート１
６と出口ポート１７とを連通させる一方で、戻流
ポート１８を遮断させる高位部１２ａと、操向車
輪の右及び左へのある操舵角の範囲で、スプール
１５がばね１４の付勢によりカム１２に追従動作
を行い、そして入口ポート１６と戻流ポート１８
とを連通させ、出口ポート１７を遮断させる低位
部１２ｂとを形成する。

また前記スプール１５の移動の過程で、出口ポ
ート１７から操舵力制御装置１０に供給する圧力
流体の流量を操舵角の増大につれて次第に減少す
るように前記カム１２の形状を定めてもよい。さ
らに本スポールを電気的に作動させる電磁弁と
し、クロスシヤフト回転角を検出し、一定角以上
で電磁弁をON，OFFさせるようにしてもよい。

操舵力制御装置１０は、ハンドル軸７の適所に
固設したカム１２と、シリンダ２２に内装され
て、前記圧力流体制御装置９を経て入口ポート２
６供給された圧力流体によりカム２１に向つてハ
ンドル軸７の放射方向より付勢されるピストン２
３とからなり、カム２１はそのカム周面をほゞハ
ート形に形成し、操向ハンドル６の中央位置、す
なわち自動車の直進位置で、中心からカム周面ま
での距離（接触長さ）が最小で、ハンドル６を右
及び左に回動して操作角が増大するにつれ、接触
長さが増大し、該カム周面に接する部材の接触角
が変化するように構成してあり、ピストン２３
は、その先端にピン２４をもつてカム周面に転接
するローラ２５を枢着している。

シリンダ２２は、前記圧力流体制御装置９の出
口ポート１７と圧油配管をもつて接続される入口
ポート２６及び絞り２７，２８を設け、絞り２
７，２８を出口ポート２９に連通させて、該ポー
ト２９に油タンク５への戻流配管を接続する。

絞り２７，２８は、シリンダ２２に供給された
圧力流体の流体圧制御するものであつて、絞り２
８を省いて２７のみとした固定絞り形式、あるい
はピストン２３の進退により開閉される絞り２８
を加えて可変絞り形式とすることができる。

ピストン２３には、シリンダ２２内の流体圧が
ある。一定値以下に減少すると、ピストン２３を
カム２１から解離させる向きに付勢しているばね
３０を働かせる。なおこのばね３０は場合によつ
ては省略してもよい。またシリンダ２２は、動力
舵取装置の舵取ボツクス（第１図の符号３の部
分）に一体に設けると、操舵力制御装置の小型化
に役立つ。

つぎにこの考案の作動を説明する。

車両が停車してると、車速センサーポンプ８の
吐出流量はゼロであり、操舵力制御装置１０のシ
リンダ２２内に流体圧が発生せず、前記ばね３０
がピストン２３をカム２１のカム周面から引き離
している。従つてハンドル軸７には該制御装置か
ら何らの抵抗も付与されていないので、従来の舵
取装置と同様の操舵特性を得る。

車両が低速で走行すると、車速センサーポンプ
８から車速に対応する流量の圧力流体が吐出され
流体圧制御装置９を経て操舵力制御装置１０のシ
リンダ２２に供給され、ばね３０のばね力に抗し
てピストン２３をカム２１に押しつける。しかし
その流体圧は低い。

ハンドル６を中央位置から右または左に切り始
めると、その操作角の変化に伴ないカム２１が回
転してピストン２３に取付けたローラ２５を、流
体圧に抗して押動する。ピストン２３、ローラ２
５を介してカム２１に働く前記流体圧は、前記の
如く低いのでハンドル６に大きな操舵抵抗を与え
ることはなく、ハンドル操作が重くなることはな
い。ハンドルの操作角が大きくなり、操向車輪の
操舵角がある範囲を超えるとカム１２の回転角も
大きくなり、圧力流体制御装置９のスプール１
５、そのばね１４の作用でカム１２の高位部１２
ａから低位部１２ｂに移行し、入口ポート１６と
戻流ポート１８を連通し、出口ポート１７を遮断
する。従つて操舵力制御部１０のシリンダ２２へ
の圧力流体の供給を停止するから、ピストン２３
に作用する流体圧が低下し、ばね３０のばね力が
前記流体圧よりも大きくなり、ピストン２３のロ
ーラ２５が、ばね３０によりカム周面から強制的
に解離させられる。従つてハンドル６に対し、操
舵力制御装置１０からの抵抗が解消する。すなわ
ちハンドル６の回転操作角がある範囲の間では、
操舵力制御装置１０からの小さな操舵抵抗が付与
されるが、それより大きな操舵角では前記操舵抵
抗がなくなる。

車両の走行速度が高速になると、車速センサー
ポンプ８の吐出流量が増大し、操舵力制御装置１
０のシリンダ２２に高い流体圧が発生する。従つ
て直進状態では、ハンドル軸９に該制御部９から
付与される操舵抵抗力が大きく、直進状態におけ
るハンドルの保持力を大きくして、そのふらつき
を解消する。ハンドル６を僅かに右又は左に切つ
たときも、操向車輪の操舵角が小さいから、スプ
ール１５は、圧力流体制御装置９の入口ポート１
６と出口ポート１７を連通し、戻流ポート１８を
遮断しており、操舵力制御部１０のピストン２３
に対する流体圧は依然として大きく、従つて重く
安定した操舵感覚でハンドル操作を行うことがで
きる。

ハンドル６の操作角がさらに大きくなり、操向
車輪の操舵角がある範囲を超えると、圧力流体制
御装置９のスプール１５が、カム１２の高位部１
２ａから低位部１２ｂに移行し、操舵力制御装置
１０への圧力流体の供給を停止する。従つてシリ
ンダ２２内の流体圧が低下し、ばね３０の付勢力
より小さくなり、ピストン２３のローラ２５がカ
ム２１のカム周面から解離し、ハンドル軸７に対
する操舵抵抗を解消する。従つてハンドル６のそ
れ以上の操作角では、通常の舵取装置と同様の操
舵特性が得られる。なお、絞り２７，２８は、シ
リンダ２２への圧力流体の供給が停止されたと
き、シリンダ２２内の流体圧が急激に低下しハン
ドル操作が急激に軽くなることを防止するために
ピストン２３がばね３０に引張られて移動する際
のシリンダ２２内から戻流ポート２９へ排出され
る圧力流体に排出抵抗を与えるものであつて、こ
れが固定絞り、或は可変絞りのいずれでもよいこ
とは、前記の説明から明らかである。またスプー
ル１５を操作するカム１２の高位部１２ａと低位
部１２ｂとの高低差をなめらかに変化させ、スプ
ールによる圧力流体の遮断動作を比較的遅らせる
ことによつて、前記ハンドル操作力の急変を防止
する補助手段とすることができる。

またカム１２，２１のカムの形状を任意に変更
することによつて、種々の操舵特性が得られる。

第４図は、前記操舵特性の一例を示す図であつ
て、タテ軸にこの考案により発生する操舵力Ｐ
を、ヨコ軸にハンドルの操作角θを示している。
０位置が中央位置であつて、V₀が停車時、V₁が
低速走行時、V₂が中速走行時、V₃が高速走行時
を示す曲線であるが、この走行速度は段階的に変
化するものではないから、前記各特性曲線は、便
宜上、停車、低速、中速、高速に分けて示したも
のに過ぎない。

以上のように、ハンドルの操作角が小さい範囲
で、操舵力が大きいということは、ハンドルをあ
る操作角位置から解放したときのハンドルの復帰
作動に起因する慣性により、逆方向に変向する危
険性も解消されていることが判るであろう。

なおこの考案の圧力流体制御装置９は、第５図
に示すように、舵取装置のクロスシヤフト１１の
セクタギヤーに噛合して、軸方向に摺動する部材
１２′（ボールナツト又は動力舵取装置の流体圧
シリンダ内のピストン）をカム１２に代えて利用
し、或は第６図示の如くクロスシヤフト１１のセ
クタギヤー部１２″をカム１２に代用してもよ
く、さらに第７図ａ，ｂに示す如くクロスシヤフ
ト１１の端部に直接カムとスプールとを兼用する
部分１２を設けてもよい。第５図と第６図にお
いては、操向車輪の操舵角の増大による部材１
２′，１２″の作動で、スプール１５が押し上げら
れて入口ポート１６と出口ポート１７とを遮断
し、第７図ではクロスシヤフトの回転角がある一
定範囲を超えると同様に入口ポート１６と出口ポ
ート１７とを遮断する。なお戻流ポートは図示を
省略した。

この考案は以上のように、高速走行時における
ハンドルの中央位置でのハンドル軸に対する操舵
角抵抗が大で、該位置での保持力が大きく、使用
頻度の高い微小操作角範囲では、操舵力が大き
く、直進の安定性、安全性及び操縦性を向上し、
操作角が大きくなると前記抵抗力を解消して通常
の舵取装置と同様の操舵特性を付与することがで
き、構造が簡単で小型化が可能であるので、従来
の舵取装置に対し、この考案の操舵力制御装置を
付加するとか、一体構成に設けるとか、その実施
がきわめて容易でコストも低廉であるという効果
を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の基本システム図、第２図、
第３図は実施例要部の断面図、第４図は特性曲線
図、第５図、第６図はそれぞれ他の実施例要部の
断面図、第７図ａ，ｂはさらに他の実施例要部の
横断面図と縦断面図である。 ２……トランスミツシヨン、７……ハンドル
軸、８……車速センサーポンプ、９……圧力流体
制御装置、１０……操舵力制御装置、１１……ク
ロスシヤフト、１２……カム、１３……シリン
ダ、１４……ばね、１５……スプール、１６……
入口ポート、１７……出口ポート、１８……戻流
ポート、２１……カム、２２……シリンダ、２３
……ピストン、２５……ローラ、２６……入口ポ
ート、２７，２８……絞り、２９……戻流ポー
ト、３０……ばね。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ハンドル軸と共に回転し、ハンドル操作にお
   ける操作角が、その中央位置から右及び左に増
   大するにつれて、中心からカム周面までの距離
   が増大しカム周面に接する部材との接触角が変
   化するカムを前記ハンドル軸上に固設して、該
   カムに、ハンドル軸に対し放射方向に進退する
   ピストンを対設し、車速に対応して変化する流
   体圧で前記ピストンを前記カムに押しつける向
   きに付勢する操舵力制御部と、車両の直進状態
   から操舵角が右及び左に、一定角以上変化する
   ことにより前記ピストンに作用する圧力流体の
   供給を遮断する圧力流体制御装置を設けた車両
   用舵取装置における操舵力制御装置。 (2) 前記圧力流体を、車速の増減に比例的に吐出
   流量が増減する車速センサーポンプより発生さ
   せ、該ポンプの吐出流体を前記圧力流体制御装
   置を介して前記ピストンに作用させた実用新案
   登録請求の範囲(1)記載の車両用舵取装置におけ
   る操舵力制御装置。 (3) 前記ピストンを、舵取装置ボツクスの適所に
   一体的に装着したシリンダに摺動可能に収納
   し、前記ピストン及びシリンダを含む油圧装置
   に、該ピストンを付勢する流体圧を制御する絞
   りを設かた実用新案登録請求の範囲(1)又は(2)の
   いずれかに記載の車両用舵取装置における操舵
   力制御装置。 (4) 前記絞りを、ピストンの進退作動により変化
   する可変絞りとした実用新案登録請求の範囲(3)
   記載の車両用舵取装置における操舵力制御装
   置。 (5) 前記絞りを、固定絞りとした実用新案登録請
   求の範囲(3)記載の車両用舵取装置における操舵
   力制御装置。 (6) 前記舵取装置の操舵角が一定角以上に変化し
   た時、前記圧力流体の流路を遮断して圧力流体
   の供給を解消させるようになつた実用新案登録
   請求の範囲(1)から(5)までのいずれかに記載の車
   両用舵取装置における操舵力制御装置。 (7) 前記圧力流体制御装置が、舵取装置の適所に
   設けられて操向車輪の操舵角の変化に対応して
   回動するカムと、該カムに接触して進退するス
   プールとを含み、該スプールを前記ピストンを
   付勢する圧力流体の流路に配設し、前記車輪の
   操舵角が右及び左に一定角以上変化したとき、
   前記圧力流体の流路を遮断して前記ピストンに
   働く圧力流体の供給を解消させるようになつた
   実用新案登録請求の範囲(6)記載の車両用舵取装
   置における操舵力制御装置。 (8) 前記圧力流体制御装置が、前記操向車輪の直
   進状態から操舵角の右及び左への一定角の変化
   までの間に、前記ピストンに作用させる圧力流
   体の流量を次第に減少する如くカム形状を設定
   してなる実用新案登録請求の範囲(7)記載の車両
   用舵取装置における操舵力制御装置。 (9) ハンドルの操作角が一定値を超えると、該ハ
   ンドル軸上のカムに接触する向きに圧力流体で
   付勢されているピストンの該付勢力を解放し、
   前記カムとの接触を解離させる解離手段を設け
   た実用新案登録請求の範囲(1)から(8)までのいず
   れかに記載の車両用舵取装置における操舵力制
   御装置。 (10) 前記解離手段が、前記ピストンを圧力流体の
   付勢とは逆の向きに付勢するばねと、前記圧力
   流体制御装置とからなる実用新案登録請求の範
   囲(9)記載の車両用舵取装置における操舵力制御
   装置。