JPS63106183A - 車両に使用されるパワ−・ステアリング - Google Patents

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、車両に使用されるパワー・ステアリング、
殊に、応答性が改善されたパワー・ステアリングに関す
る。

背景技術 一般に、自動車には、パワー・ステアリングが普及され
、そのパワー・ステアリングでは、マニュアル・ステア
リングに比較して操舵力が軽くできる反面、ハンドルの
戻りが遅くなる傾向にあった。

発明の目的・課題 この発明の目的・課題は、ハンドルの戻りを早くし、直
進性を一層向上させ、操舵特性を改善するところの車両
に使用されるパワー・ステアリングの提供にある。

目的・課題に係る構成上の発明の概要：請求する発明の
内容 上述の目的・課題に関連して、この発明の車両に使用さ
れるパワー・ステアリングは、オイル・リザーバ、オイ
ル・ポンプ、コントロール・バルブ、およびピストンで
シリンダ内に区画された一対のシリンダ室を有するパワ
ー・シリンダを油圧回路に構成して操舵するものにして
、早戻し通路がその一対のシリンダ室を互いに連絡し、
短絡弁が、その早戻し通路に配置され、そして、コント
ローラが、車速センサおよび操舵量センサからの信号に
応じて、ステアリング・ホイールが戻されつつあるとき
、その短絡弁を開き、その一対のシリンダ室を互いに短
絡されるところの構成を備え、そのコントローラによっ
て、その車速センサおよび操舵量センサからの信号に応
じてその短絡弁を開閉し、ハンドル切込み時には、パワ
ー・ステアリングとして動作して操舵力を軽減し、また
、ハンドル戻し時には、マニュアル・ステアリングとし
て動作してハンドルの戻りを早くするものである。

具体例の説明 以下、この発明に係る車両に使用されるパワー・ステア
リングの望ましい具体例について、図面を参照して説明
する。

図は、トラックに適用されたこの発明の車両に使用され
るパワー・ステアリングの具体例１０を概説的に示して
いる。

このパワー・ステアリング１０は、オイル・リザーバ１
１、オイル・ポンプ１２、フロー・コントロール・バル
ブ１３、コントロール・バルブ１４、パワー・シリンダ
１５が、供給側および戻り側油圧配管２１，２２、およ
び連通路２３．２４．２５で油圧回路に接続され、さら
に、早戻し通路１６が、そのパワー・シリンダ１５の一
対のシリンダ室５７．５８を互いに連絡し、短絡弁１７
が、その早戻し通路１６に配置され、そして、コントロ
ーラ１８が、車速センサ１９および操舵量センサ２０か
らの信号に応じて、その短絡弁エフを開閉し、すなわち
、ハンドル切込み時には、その短絡弁１７を閉じ、パワ
ー・ステアリングとして動作し、また、ハンドル戻し時
、すなわち、ステアリング・ホイール（図示せず）が戻
されつつあるとき、その短絡弁１７を開き、そのパワー
・シリンダ１５の一対のシリンダ室５７．５８を互いに
連絡し、マニュアル・ステアリングとして動作し、その
トランクの前車軸（図示せず）の両端に揺動可能に連結
された一対の前車輪軸（図示せず）を操舵し、その前車
輪軸に回転可能に支持された前車輪（図示せず）を操舵
可能にしている。

勿論、そのハンドル戻し時は、そのステアリング・ホイ
ールが戻されつつあるときであって、具体的には、その
ステアリング・ホイールが積極的に戻される状態にある
ときや、そのステアリング・ホイールが手放し状態に置
かれているときである。

そのオイル・ポンプ１２は、そのトラックに搭載された
ディーゼル・エンジン（図示せず）で駆動され、そのパ
ワー・シリンダ１５に圧油を供給するために、そのコン
トロール・バルブ１４のポンプ・ボート３６にそのオイ
ル・リザーバ１１を接続するその油圧回路の供給側油圧
配管２１に配置され、そのオイル・リザーバ１１内の油
を吸い上げ、加圧し、そのディーゼル・エンジンの回転
数にほぼ比例した圧油の吐出量が得られるようにしてい
る。勿論、そのオイル・ポンプ１２は、既存のパワー・
ステアリングに使用されるオイル・ポンプと同様な構成
に製作されているので、その説明については、省略する
。

そのフロー・コントロール・バルブ１３は、その油圧回
路において、そのオイル・ポンプ１２およびオイル・リ
ザーバ１１にそのコントロール・バルブ１４を接続する
供給側油圧配管２１に配置され、また、コントロール・
バルブ・バイパス３０でその戻り側油圧配管２２に接続
されている。

そのフロー・コントロール・バルブ１３は、そのオイル
・ポンプ１２の吐出側に接続される入口２７、そのコン
トロール・バルブ１４のポンプ・ボート３６に接続され
る出口２８、およびその戻り側油圧配管２２に接続され
る戻し口２９を備えたバルブ・ケーシング２６と、その
バルブ・ケーシング２６内に往復摺動可能に配置された
オイル・リターン・コントロール・スプール（図示せず
）とを含む構成で、その人口２７に送られる圧油の流量
を調整して、所定の流量をその出口２８に送り、また、
その圧油の余剰流量をその戻し口２９からそのオイル・
リザーバ１１にコントロール・バルブ・バイパス３０を
経て戻す。

勿論、そのフロー・コントロール・バルブ１３は、既存
のパワー・ステアリングに使用されるフロー・コントロ
ール・バルブと同様な構造に製作されたもので、その構
造の詳細な説明は省略する。

そのコントロール・バルブ１４は、油圧反力型のスプー
ル・バルブに構成されて、そのパワー・シリンダ１５の
シリンダ・ボディ５４に組み込まれ、ステアリング・シ
ャフト（図示せず）に連結された入力軸（図示せず）に
固定されたスプール・シャフト６３にスプール３３を結
合し、そのステアリング・シャフトに固定されたステア
リング・ホイール（図示せず）でバルブ切換え操作され
、また、その油圧回路においては、そのパワー・シリン
ダ１５にそのオイル・ポンプ１２およびオイル・リザー
バ１１を接続する供給側油圧配管２１、戻り油圧配管２
２、および連通路２３．２４．２５に配置され、そのオ
イル・ポンプ１２から吐き出され、そのフロー・コント
ロール・バルブ１３で流量制御された圧油を方向制御し
、そのパワー・シリンダ１５に供給し、また、そのパワ
ー・シリンダ１５で作業した圧油を方向制御し、そのオ
イル・ポンプ１２の吸込み側であるそのオイル・リザー
バ１１にその圧油を戻す。

そのコントロール・バルブ１４は、バルブ・ボア３２を
備えたバルブ・ボディ３１と、そのバルブ・ボア３２に
往復摺動可能に配置され、そのバルブ・ボア３２の両端
に一対のリアクション・チャンバ３４．３５を形成する
スプール３３とより構成されている。

そのバルブ・ボディ３１は、そのパワー・シリンダ１５
のシリンダ・ボディ５４に組み込まれ、そして、所定の
位置において、そのバルブ・ボア３２に開口されたポン
プ・ボート３６、シリンダ・ボート３７，３８．３９お
よびタンク・ボート４０を備えている。

そのポンプ・ボート３６およびタンク・ボート４０は、
そのバルブ・ボア３２の内周面における開口をリング溝
４１．４２にそれぞれ形成している。

そのスプール３３は、両端面に開口されたボア４３．４
４をそれぞれ形成し、そのリアクション・チャンバ３４
．３５の容積を大きくしている。

また、そのスプール３３は、中立位置に置かれた状態で
、そのリング溝４１．４２よりも外側に位置された両端
外周面にランド４５．４６をそれぞれ形成し、そのラン
ド４５．４６間には、そのリング溝４１．４２に向い合
うようにして、ランド４７．４８を外周面に形成してい
る。

勿論、そのスプール３３が中立位置に置かれた状態で、
そのシリンダ・ボート３７，３８．３９に位置されるよ
うに、それらランド４５．４６゜４７．４８間で、その
スプール３３の外周面にスプール溝４９，５０．５１が
形成され、それらスプール溝４９．５０．５１は、その
スプール３３がそのバルブ・ボア３２内に往復摺動され
るに伴って、そのポンプ・ボート３６をそのシリンダ・
ボート３７．３９に、また、そのシリンダ・ボー）３８
．３９をそのタンク・ボート４０に切り変え接続可能に
している。

また、そのスプール３３は、対応するボア４３゜４４と
スプール溝５０．５１と連絡させる連通ポート５２．５
３を備えている。

その連通ボート５２．５３は、そのスプール３３がその
バルブ・ボア３２内に往復摺動されるに伴って、そのリ
アクシ日ン・チャンバ３４．３５をそのポンプ・ボート
３６およびタンク・ボート４０に切り換え接続する。

さらに、このコントロール・バルブ１４では、そのオイ
ル・ポンプ１２から吐き出され、そのフロー・コントロ
ール・バルブ１３で流量調整された圧油をそのパワー・
シリンダ１５のシリンダ室５７．５８に供給するために
、そのポンプ・ボート３６は、その供給側油圧配管２１
で、そのフロー・コントロール・バルブ１３の出口２８
に、そのシリンダ・ボート３７．３８．３９は、その連
通路２３．２４．２５で、そのパワー・シリンダ１５の
オイル・ボート５９．６０に、そして、タンク・ボート
４０はその戻り側油圧配管２２でそのオイル・リザーバ
１１にそれぞれ接続されている。

そのパワー・シリンダ１５は、そのコントロール・バル
ブ１４を操作し、マニュアル・ステアリングを可能にす
るステアリング・ギア・ボックス（図示せず）を含んだ
インテグラル型に構成され、そのトラックのシャシ・フ
レーム（図示セス）の前方に配置された前車軸の両端に
ナックル（図示せず）およびキング・ビン（図示せず）
を介して揺動可能に連結され、そして、その前車輪を回
転可能に支持したその前車輪軸にピットマン・アーム（
図示せず）、ドラッグ・リンク（図示せず）、およびナ
ックル・アーム（図示せず）を介して連結されている。

勿論、その前車輪軸は、タイ・ロッド（図示せず）およ
び一対のタイ・ロッド・アーム（図示せず）で互いに連
結されている。

そのパワー・シリンダ１５は、ピストン５６でシリンダ
内に区画された一対のシリンダ室５７゜５８を有する構
造に製作されたもので、さらに詳述するならば、そのコ
ントロール・バルブ１４を組み込み、そのコントロール
・バルブ１４のシリンダ・ボート３７，３８．３９に接
続されるオイル・ボート５９．６０に連通したシリンダ
・ポア５５を形成したシリンダ・ボディ５４と、そのシ
リンダ・ボア５５内に往復摺動可能に嵌め合わせられ、
そのオイル・ボート５９．６０に対応して接続された一
対のシリンダ室５７．５８をそのシリンダ・ボア５５内
に形成するピストン５６と、そのピストン５６に噛み合
わせられて、そのピストン５６の力および動きをそのピ
ットマン・アームに伝達するセクタ・シャフト６１とよ
り構成されている。

また、このパワー・シリンダ１５は、そのシリンダ室５
７のオイル・ボート５９とそのコントロール・バルブ１
４のシリンダ・ボー）３７．３８とを連絡する連通路２
３．２４および、そのシリンダ室５８のオイル・ボート
６０とそのコントロール・バルブ１４のシリンダ・ボー
ト３９とを連絡する連通路２５を備えている。勿論、そ
の連通路２３．２４および２５は、そのコントロール・
バルブ１４によって、その供給側および戻り側油圧配管
２１．２２に切り換え接続され、また、そのパワー・シ
リンダ１５、コントロール・バルブ１４、オイル・ポン
プ１２、フロー・コントロール・バルブ１３、およびオ
イル・リザーバ１１を油圧回路に接続するところのその
供給側および戻り側油圧配管２１．２２の一部をなして
いる。

そのように構成されたパワー・シリンダ１５では、その
ピストン５６の力および動きがそのセクタ・シャフト６
１、ピットマン・アーム、ドラッグ・リンクおよびナッ
クル・アームを経て前車輪に伝達され、そのようにして
、そのパワー・シリンダ１５はその前車輪を操舵する。

その早戻し通路１６は、その連通路２３．２５間に接続
され、そのパワー・シリンダ１５の一対のシリンダ室５
７．５８を互いに連絡している。

勿論、この早戻し通路１６は、その連通路２３゜２４が
、そのパワー・シリンダ１５のシリンダ・ボディ５４に
形成されているので、所定の長さに切断された配管であ
って、その短絡弁１７を容易に接続可能にしている。

その短絡弁１７は、常閉型２方向電磁弁からなり、その
早戻し通路１６に配置され、電磁コイル６２をそのコン
トローラ１８の出力側に電気的に接続している。特に、
この短絡弁１７では、そのトラックが高速走行される際
のハンドル戻し時に開かれるように、その電磁コイル６
２に流れる電流がそのコントローラ１８で制御されてい
る。

そのコントローラ１日は、その車速センサエ９および操
舵量センサ２０に入力側を電気的に接続し、また、その
短絡弁１７の電磁コイル６２に出力側を電気的に接続し
、その車速センサ１９および操舵量センサ２０からの信
号に応じて、その電磁コイル６２に流れる電流を制御し
、その短絡弁１７を開閉させるもので、主として、入力
および出力回路、記憶回路、演算回路、制御回路および
電源回路より構成され、その電源回路は、そのトラック
のバッテリ７０を共用している。

特に、このコントローラ１８は、その車速センサ１９か
ら与えられる信号に応じて、そのトラックが低速走行で
あるか、若しくは、高速走行であるか判断し、同時的に
、その操舵量センサ２０から与えられる信号に応じて、
ハンドル、すなわち、ステアリング・ホイールが、切込
み時にあるのか、若しくは戻し時にあるのか判断し、そ
のトラックが高速で走行され、そして、そのステアリン
グ・ホイールが戻される際に、その短絡弁１７の電磁コ
イル６２に通電し、その短絡弁１７を開き、また、その
トラックが低速で走行される際には、そのステアリング
・ホイールが戻される場合にも、その短絡弁１７の電磁
コイル６２に電流を流さず、その短絡弁１７を閉じた状
態に置く。

そのようにして、このコントローラ１８は、そのトラッ
クが高速で走行される際、ハンドル切込み時にその短絡
弁１７を閉じて、通常のように、パワー・ステアリング
としてそのパワー・ステアリング１０を動作させて操舵
力を軽減し、また、ハンドル戻し時にその短絡弁１７を
開いて、マニュアル・ステアリングとしてそのパワー・
ステアリング１０を動作させ、ハンドルの戻りを早くし
、また、そのトランクが低速で走行される際には、ハン
ドル切込み時およびハンドル戻し時にかかわらず、その
短絡弁１７を閉じ、通常のパワー・ステアリングとして
そのパワー・ステアリングｌＯを動作させる。

その車速センサ１９は、そのトラックの走行速度を検出
するもので、そのトラックに搭載されたトランスミッシ
ジン（図示せず）の出力軸に配置されている。

その操舵量センサ２０は、そのステアリング・シャフト
の回転速度、回転方向、回転角度を検出する回転センサ
であって、そのステアリング・シャフトの所定の位置に
おいて、そのステアリング・シャフトのまわりに配置さ
れている。

次に上述されたパワー・ステアリング１０の動作をその
トラックの走行状態に関連して述べるに、そのディーゼ
ル・エンジンが運転されているので、そのオイル・ポン
プ１２が駆動され、そのオイル・ポンプ１２から吐き出
された圧油は、そのフロー・コントロール・バルブ１３
で流量調整され、所定の圧油の流量がその供給側油圧配
管２１を流れて、そのコントロール・バルブ１４のポン
プ・ボート３６に送られる。

そして、そのポンプ・ボート３６に送られた圧油は、図
示されたように、そのスプール３３が中立位置に置かれ
ているならば、その戻り側油圧配管２２を経て、そのタ
ンク・ボート４０からそのオイル・リザーバ１１に戻さ
れる。

また、同時に、そのコントローラ１８は、その車速セン
サ１９および操舵量センサ２０から信号を入力し、その
短絡弁１７の電磁コイル６２に流れる電流を制御し、そ
の短絡弁１７を開閉する態勢にある。

今、そのトラックが、高速で走行され、そのコントロー
ル・バルブ１４のスプール３計がステアリング操作によ
って、何れか一方に摺動されるならば、そのスプール３
３の摺動方向に応じて、その圧油が、そのパワー・シリ
ンダ１５のシリンダ室５７．５８の何れか一方、および
、そのコントロール・バルブ１４のリアクション・チャ
ンバ３４．３５の何れか一方に送られる。

例えば、そのスプール３３が図において、右側に摺動さ
れるならば、そのポンプ・ボート３６が、そのスプール
３３のスプール溝５０を介してそのシリンダ・ボート３
９に、そして、そのタンク・ボート４０が、そのスプー
ル３３のスプール溝５１を介してそのシリンダ・ボート
３８にそれぞれ連絡され、そのオイル・ポンプ１２から
吐き出された圧油は、その連通路２５を経てそのパワー
・シリンダ１５のシリンダ室５８に送られ、そのピスト
ン５６が図において、右側に摺動され、そのパワー・シ
リンダ１５のシリンダ室５７内の圧油は連通路２３．２
４および戻り側油圧配管２２を経てそのオイル・リザー
バ１１に戻すレる。

そのように、圧油が供給きれる際には、その圧油の一部
は、その連通ポート５２およびボア４３を経てそのリア
クション・チャンバ３４に送られる。その結果、この操
舵の際の反力は、そのリアクション・チャンバ３４内の
油圧によって与えられる。

また、この場合、すなわち、そのステアリング・ホイー
ルが右廻りに切込まれている間、電流は、そのコントロ
ーラ１８によってその電磁コイル６２に流されないので
、その短絡弁１７は閉じられてあり、そのパワー・シリ
ンダ１５の一対のシリンダ室５７．５８は、そのピスト
ン５６で互いに区画された状態に置かれ、そのパワー・
ステアリング１０は、通常のようにパワー・ステアリン
グとして動作する。

次には、そのステアリング・ホイールがニュートラル位
置側に戻され始めると、換言するならば、そのステアリ
ング・ホイールが右廻りに切込まれた位置から左廻りに
戻され始めると、その車速センサ１９および操舵量セン
サ２０から与えられる信号に応じて、そのコントローラ
１８はその電磁コイル６２に通電し、その短絡弁１７を
開き、そのパワー・シリンダ１５の一対のシリンダ室５
７゜５８を互いに連絡する。その結果、そのパワー・ス
テアリング１０はマニュアル・ステアリングとして動作
され、しかも、その状態は、そのステアリング・ホイー
ルがニュートラル位置に戻されるまで維持され、そのス
テアリング・ホイールはニュートラル位置に早く戻され
る。

また、そのトラックが低速で走行される場合には、その
車速センサ１９から与えられる信号によって、そのコン
トローラ１８はその電磁コイル６２に通電しないので、
その短絡弁１７は閉じた状態に維持され、そのパワー・
シリンダ１５の一対のシリンダ室５７．５８は、そのピ
ストン５６で互いに区画され、そのパワー・ステアリン
グ１０は、通常のパワー・ステアリングとして動作し、
操舵力を軽減する。

発明の利便・利益 上述よりして、既に提案され、使用されてきているとこ
ろの車両に使用されるパワー・ステアリングに比較して
いえば、この発明の車両に使用されるパワー・ステアリ
ングは、オイル・リザーバ、オイル・ポンプ、コントロ
ール・バルブ、およびピストンでシリンダ内に区画され
た一対のシリンダ室を有するパワー・シリンダが油圧回
路に構成され、また、早戻し通路がその一対のシリンダ
室を互いに連絡し、短絡弁がその早戻し通路に配置され
、コントローラが車速センサおよび操舵量センサから与
えられる信号に応じて、ステアリング・ホイールが戻さ
れつつあるとき、その短絡弁を開き、その一対のシリン
ダ室を互いに短絡させる構成を備えるので、この発明の
車両に使用されるパワー・ステアリングでは、そのコン
トローラによって、その車速センサおよび操舵量センサ
から与えられる信号に応じて、その短絡弁が開閉され、
ハンドル切込み時には、パワー・ステアリングとして動
作され、操舵力が軽減され、また、ハンドル戻し時には
、マニュアル・ステアリングとして動作され、ハンドル
の戻りが早められ、直進性が一層向上され、そのように
して、操舵特性が改善され、自動車にとって非常に有用
になり、実用的になる。

発明と具体例との関係 先のように、図面を参照しながら説明されたこの発明の
具体例からして、この発明の属する技術の分野における
通常の知識を有する者にとって、種々の設計的修正や変
更は容易に行われることであり、さらには、この発明の
内容が、その発明の課題を遂行ならしめる発明の成立に
必須であり、その発明の性質であるその発明の技術的本
質に由来し、そして、それを内在させると客観的に認め
られる態様に容易に置き換えられる。

【図面の簡単な説明】

図は、トランクに適用されたこの発明の車両に使用され
るパワー・ステアリングの具体例を示す概説図である。 １１・・・オイル・リザーバ、１２・・・オイル・ポン
プ、１３・・・フロー・コントロール・バルブ、１４・
・・コントロール・バルブ、１５・・・パワー・シリン
ダ、１６・・・早戻し通路、１７・・・短絡弁、１８・
・・コントローラ、１９・・・車速センサ、２０・・・
操舵量センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 オイル・リザーバ、オイル・ポンプ、コントロール・バ
   ルブ、およびピストンでシリンダ内に区画された一対の
   シリンダ室を有するパワー・シリンダを油圧回路に構成
   して操舵するものにおいて、早戻し通路がその一対のシ
   リンダ室を互いに連絡し、 短絡弁がその早戻し通路に配置され、そして、コントロ
   ーラが車速センサおよび操舵量センサからの信号に応じ
   て、ステアリング・ホイールが戻されつつあるとき、そ
   の短絡弁を開き、その一対のシリンダ室を互いに短絡さ
   せる ことを特徴とする車両に使用されるパワー・ステアリン
   グ。