JPS6358143B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、自動車のパワー・ステアリングに
関する。

一般にこの種のパワー・ステアリングには、内
燃機関の回転数に応じて、オイル・ポンプから供
給される圧油の流量を制御する流量調整弁、いわ
ゆる、機関回転数感応型流量調整弁が多く適用さ
れてきている。

すなわち、その機関回転数感応型流量調整弁
は、その内燃機関が低速運転されているときに、
そのオイル・ポンプからパワー・ステアリング装
置に供給される圧油の所定の流量を確保し、ま
た、その内燃機関が高速運転されているときに、
そのオイル・ポンプから供給される圧油の余剰流
量をそのオイル・ポンプの吸込み側に戻し、その
パワー・ステアリング装置に供給される圧油の流
量をほぼ一定に維持し得るように構成されてい
る。

また、そのような機関回転数感応型流量調整弁
に組み合わせて使用されるパワー・ステアリング
装置には、油圧反力型または油圧・ばね反力型の
ものが多く適用され、その油圧反力型または油
圧・ばね反力型パワー・ステアリング装置は、オ
イル・ポンプ側から供給される圧油の流量に応じ
た反力が得られるように構成されている。

従つて、その機関回転数感応型流量調整弁とそ
の油圧反力型または油圧・ばね反力型パワー・ス
テアリング装置が組み合わせて使用されれば、そ
の機関回転数感応型流量調整弁によつて、オイ
ル・ポンプから供給される圧流の流量がほぼ一定
に制御されるため、その油圧反力型または油圧・
ばね反力型パワー・ステアリング装置によつて与
えられる反力は一定に維持され、換言するなら
ば、ステアリングの回転に要求される操作力は、
ほぼ一定に維持される。

したし、自動車の走行中、特に高速走行の場合
には、ハンドルの重さを低速走行の場合よりも重
目にし、操縦安定性を向上させることが望まし
く、また、上述したパワー・ステアリング装置に
さらに、自動車の速度や操舵角を検出して反力を
調節する反力制御機構、例えば、車速センサを組
み合わせて適用し、高速走行時の操縦安定性を向
上させることも可能であるが、そのような場合に
は、パワー・ステアリング全体の構造が複雑にな
り、生産コストが高くなる傾向にあつた。

この発明の目的は、自動車の走行中、特に、高
速走行の場合に、機関回転数感応型流量調整弁か
らオイル・ポンプの吸込み側へ戻される余剰流量
を利用することにより、その高速走行の場合のハ
ンドルの重さを、低速走行の場合よりも重目にし
て、操縦安定性を向上し、しかも、構造が簡単
で、かつ、低廉なパワー・ステアリングの提供に
ある。

そのために、この発明のパワー・ステアリング
は、オイル・リターン・コントロール・スプール
の往復摺動によつて圧油の流量を制御し、かつ、
余剰流量をバイパス・ポートからオイル・ポンプ
の吸込み側に戻す流量調整弁と、リアクシヨン・
コントロール・バルブのスプール・ランド側とパ
ワー・シリンダの両側とを連絡する一対の圧油供
給通路、および、そのリアクシヨン・コントロー
ル・バルブの両側におけるリアクシヨン・チヤン
バとそのパワー・シリンダの両側とを連絡する一
対の反力制御通路を有するパワー・ステアリング
装置とを備えるパワー・ステアリンにグにして、
ベンチユリー管が、その流量調整弁のバイパス・
ポート側に接続され、かつ、絞り弁が、そのパワ
ー・ステアリング装置の反力制御通路にそれぞれ
設けられ、しかも、そのベンチユリー管の差圧に
応じて駆動される構成にしている。

以下、この発明に係るパワー・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、この発明のパワー・ステアリングの具体
例10を概説的に示している。

そのパワー・ステアリング１０は、オイル・リ
ターン・コントロール・スプール２２の往復摺動
によつて圧油の流量を制御し、かつ、余剰流量を
バイパス・ポート１５からオイル・ポンプ３３の
吸込み側に戻す流量調整弁１１と、リアクシヨ
ン・コントロール・バルブ５５のスプール・ラン
ド５６，５７，５８，５９側とパワー・シリンダ
４３の両側とを連絡する一対の圧油供給通路５
１，５２および、そのリアクシヨン・コントロー
ル・バルブ５５の両側におけるリアクシヨン・チ
ヤンバ４７，４８とそのパワー・シリンダ４３の
両側とを連絡する一対の反力制御通路５３，５４
を有するパワー・ステアリング装置４０とを備
え、ベンチユリー管３４が、その流量調整弁１１
のバイパス・ポート１５側に接続され、かつ、そ
のベンチユリー管３４の差圧に応じて駆動され得
るように構成された絞り弁６４，６５が、そのパ
ワー・ステアリング装置４０の反力制御通路５
３，５４にそれぞれ設けられている。

その流量調整弁１１は、オイル・ポンプ３３の
下流側における油圧配管に独立して設けられた
り、または、そのオイル・ポンプ３３又は、パワ
ー・ステアリング装置４０に一体的に組み込まれ
るもので、そのオイル・ポンプ３３の吐出側に接
続される入口側ポート１３、そのパワー・ステア
リング装置４０のリアクシヨン・コントロール・
バルブ５５側に接続される出口側ポート１４、そ
のオイル・ポンプ３３の吸込み側に接続されるバ
イパス・ポート１５、その入口側ポート１３とそ
のバイパス・ポート１５とを連絡するバルブ・チ
ヤンバ１９、その出口側ポート１４とそのバル
ブ・チヤンバ１９とを区画する仕切り壁１６に形
成された固定オリフイス１７，１８、その出口側
ポート１４におけるベンチユリー２０に形成され
たメータリング・オリフイス２１、および、その
メータリング・オリフイス２１とそのバルブ・チ
ヤンバ１９の外側寄り部分とを連絡するパイロツ
ト連通路３２を備えるバルブ・ケーシング１２
と、その入口側ポート１３とそのバイパス・ポー
ト１５との連絡を制御するように、そのバルブ・
チヤンバ１９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２２とよ
り構成されている。

すなわち、そのバルブ・ケーシング１２は、そ
のオイル・ポンプ３３のケーシングにおける下方
部分に相当するもので、そのバルブ・ケーシング
１２には、そのオイル・ポンプ３３の吐出側に接
続され、ほぼ垂直方向に上方に向けて伸長された
入口側ポート１３と、その入口側ポート１３の下
方部分から横方向に外側に伸長された出口側ポー
ト１４と、そのオイル・ポンプ３３の吸込み側に
接続され、その入口側ポート１３と並んでほぼ垂
直方向に上方に向けて伸長されたバイパス・ポー
ト１５とがそれぞれ形成されている。

また、そのバルブ・ケーシング１２には、その
入口側ポート１３をそのバイパス・ポート１５に
連絡するようにして、バルブ・チヤンバ１９が横
方向に形成されている。

そのようなバルブ・チヤンバ１９とその出口側
ポート１４との間には仕切り壁１６が一体的に形
成され、その仕切り壁１６には固定オリフイス１
７，１８がそれぞれ形成されている。

さらに、その出口側ポート１４にはベンチユリ
ー２０が形成されそのベンチユリー２０のスロー
ト部分にはメータリング・オリフイス２１が形成
されている。

そのメータリング・オリフイス２１は、パイロ
ツト連通路３２を介してそのバルブ・チヤンバ１
９の外側寄りの部分に連絡されている。

そのようにして構成されたバルブ・ケーシング
１２のバルブ・チヤンバ１９には、その入口側ポ
ート１３とそのバイパス・ポート１５との連絡を
制御するオイル・リターン・コントロール・スプ
ール２２が往復摺動可能に配置されている。

そのオイル・リターン・コントロール・スプー
ル２２は、内側にリリーフ・バルブ・チヤンバ２
４を備えて略円筒状に形成され、後端および上方
の外周面にそのリリーフ・バルブ・チヤンバ２４
と連絡される圧油入口２５および圧油出口２６が
それぞれ形成され、かつ、先端にストツパ２９が
固定されたスプール本体２３と、そのリリーフ・
バルブ・チヤンバ２４内で、その圧油入口２５を
開閉するボール・ポペツト２７と、そのボール・
ポペツト２７をその圧油入口２５に押し付けるよ
うにそのリリーフ・バルブ・チヤンバ２４内に配
置されたリターン・スプリング２８とより構成さ
れている。

そのように構成されるオイル・リターン・コン
トロール・スプール２２が、そのバルブ・ケーシ
ング１２のバルブ・チヤンバ１９内に配置されれ
ば、そのオイル・リターン・コントロール・スプ
ール２２に協働されて、そのバルブ・チヤンバ１
９の外側寄りの部分には背圧室３１が形成され
る。

勿論、その背圧室３１は、上述したパイロツト
連通路３２を介して、メータリング・オリフイス
２０に連絡されている。

また、その背圧室３１には、そのオイル・リタ
ーン・コントロール・スプール２２を内側に押し
付けるリターン・スプリング３０が配置されてい
る。

従つて、そのオイル・リターン・コントロー
ル・スプール２２は、常態で、そのリターン・ス
プリング３０により内側に押し付けられ、スプー
ル本体２３先端のストツパ２９が、仕切り壁１６
に接触した状態に置かれる。

そのように構成された流量調整弁１１のバイパ
ス・ポート１５には、ベンチユリー管３４が接続
されている。

そのベンチユリー管３４は、スロート部分３５
よりも上流側の位置に形成された高圧側圧力取出
し口３６、および、そのスロート部分３５に形成
された低圧側圧力取出し口３７を備えている。

勿論、そのようにして流量調整弁１１のバイパ
ス・ポート１５に接続されたベンチユリー管３４
の下流側は、オイル・ポンプ３３の吸込み側に接
続される。

また、パワー・ステアリング装置４０は、油圧
反力型のもので、スプール・チヤンバ４２、パワ
ー・シリンダ４３、そのスプール・チヤンバ４２
のほぼ中央の位置に形成された給油ポート４４、
その給油ポート４４の両側に適宜の間隔を置いて
それぞれ形成された排油ポート４５，４６、その
スプール・チヤンバ４２内で、その給油ポート４
４とその排油ポート４５，４６とのそれぞれの間
に形成されたスプール溝４９，５０、そのスプー
ル溝４９，５０とそのパワー・シリンダ４３の両
側とを連絡する一対の圧油供給通路５１，５２お
よび、そのスプール・チヤンバ４２の両側とその
パワー・シリンダ４３の両側とをそれぞれ連絡す
る一対の反力制御通路５３，５４を備えるケーシ
ング４１と、ステアリング・シヤフト（図示せ
ず）側に連絡された操作ロツド６０を介して、そ
のスプール・チヤンバ４２内に往復摺動可能に配
置されたスプール型のリアクシヨン・コントロー
ル・バルブ５５と、シヤシ・フレーム７２側に取
り付けられたプツシユ・ロツド６２を介して、そ
のパワー・シリンダ４３内に往復摺動可能に配置
されたパワー・ピストン６１と、その反力制御通
路５３，５４にそれぞれ設けられた絞り弁６４，
６５とより構成されている。

すなわち、そのケーシング４１は、スプール・
チヤンバ４２およびパワー・シリンダ４３を備え
るもので、そのスプール・チヤンバ４２のほぼ中
央の位置には、上述した流量調整弁１１の出口側
ポート１４に接続される給油ポート４４が形成さ
れ、また、その給油ポート４４の両側には、オイ
ル・ポンプ３３の吸込み側に接続される排油ポー
ト４５，４６が、その給油ポート４４から適宜の
間隔を置くようにして、それぞれ形成されてい
る。

また、そのスプール・チヤンバ４２内におい
て、その給油ポート４４とその排油ポート４５お
よび４６とのそれぞれの間には、スプール溝４９
および５０が形成されている。

そのスプール溝４９および５０は、圧油供給通
路５１および５２を介してパワー・シリンダ４３
の両側にそれぞれ連絡されている。

さらに、そのスプール・チヤンバ４２の両側
は、反力制御通路５３および５４を介して、その
パワー・シリンダ４３の両側にそれぞれ連絡され
ている。

そのようにして形成されたケーシング４１のス
プール・チヤンバ４２には、ステアリング・シヤ
フト側に連結された操作ロツド６０を介して、ス
プール型のリアクシヨン・コントロール・バルブ
５５が往復摺動可能に配置されている。

勿論、そのリアクシヨン・コントロール・バル
ブ５５は、給油ポート４４から送られる圧油の流
れを制御するためのスプール・ランド５６，５
７，５８，５９を備えている。

そのリアクシヨン・コントロール・バルブ５５
がそのようにしてスプール・チヤンバ４２内に往
復摺動可能に配置されればそのスプール・チヤン
バ４２の両側には、そのリアクシヨン・コントロ
ール・バルブ５５の両端に協働されて、リアクシ
ヨン・チヤンバ４７，４８がそれぞれ形成され
る。

従つて、そのリアクシヨン・チヤンバ４７，４
８は、上述した反力制御通路５３，５４を介し
て、パワー・シリンダ４３の両側にそれぞれ連絡
されている。

また、そのケーシング４１のパワー・シリンダ
４３には、パワー・ピストン６１が往復摺動可能
に配置されている。

勿論、そのパワー・ピストン６１に固定され、
かつ、そのパワー・シリンダ４３の外側に突出さ
れたプツシユ・ロツド６２の先端は、自動車のシ
ヤシ・フレーム７４側に取り付けられ、また、そ
のプツシユ・ロツド６２の反対側において、その
ケーシング４１に固定されたロツド６３の先端
は、ナツクル・アーム（図示せず）を駆動するド
ラツグ・リング（図示せず）側に取り付けられ
る。

さらに、そのようにして構成されたパワー・ス
テアリング装置４０の反力制御通路５３，５４に
は、絞り弁６４，６５がそれぞれ設けられてい
る。

その絞り弁６４，６５は、上述したベンチユリ
ー管３４内を通過する余剰流量の差圧に応じて駆
動され、その反力制御通路５３，５４のそれぞれ
の通路断面積を変え得るように構成されたもの
で、例えば、そのベンチユリー管３４の高圧側圧
力取出し口３６に接続されるポート７０，７１お
よび低圧側圧力取出し口３７に接続されるポート
７２，７３をそれぞれ備える操作シリンダと、そ
の操作シリンダのポート７０と７２および７１と
７３の間で、その操作シリンダ内に往復摺動可能
に配置されたピストン６８および６９と、そのピ
ストン６８および６９に固定された操作ロツドに
それぞれ取り付けられ、先端をその反力制御通路
５３および５４内に突出させて、その反力制御通
路５３および５４のそれぞれの通路断面積を変え
得るように、そのパワー・ステアリング装置４０
のケーシング４１に往復摺動可能に組み込まれた
プランジヤ６６および６７とより構成される。

勿論、そのベンチユリー管３４の高圧側圧力取
出し口３６と低圧側圧力取出し口３７との間にお
いて圧力差がほとんど生じない場合には、そのプ
ランジヤ６６，６７は引つ込められ、その反力制
御通路５３，５４は開放状態に置かれる。

上述のようにして構成された流量調整弁１１と
パワー・ステアリング装置４０は、複数の配管に
よつてそれぞれ接続される。

すなわち、その流量調整弁１１の出口側ポート
１４は、給油配管９１を介してそのパワー・ステ
アリング装置４０の給油ポート４４に接続され、
そのパワー・ステアリング装置４０の排油ポート
４５，４６は、排油配管８１を介してオイル・ポ
ンプ３３の吸込み側に接続される。

また、その流量調整弁のバイパス・ポート１５
に接続されたベンチユリー管３４の高圧側圧力取
出し口３６は、高圧側配管８２を介してそのパワ
ー・ステアリング装置４０に備えられた絞り弁６
４，６５のポート７０，７１にそれぞれ接続さ
れ、そのベンチユリー管３４の低圧側圧力取出し
口３７は、低圧側配管８３を介してその絞り弁６
４，６５のポート７２，７３にそれぞれ接続され
る。

次に、この発明に係るパワー・ステアリング１
０の動作について説明する。

先ず、自動車の内燃機関が運転され、オイル・
ポンプ３３が駆動されると、そのオイル・ポンプ
３３の回転に応じた圧油が流量調整弁１１の入口
側ポート１３に送られる。

そのオイル・ポンプ３３から供給される圧油の
流量が少ないとき、すなわち、その内燃機関が低
速運転されているときには、その流量調整弁１１
のオイル・リターン・コントロール・スプール２
２は、リターン・スプリング３０によつて内側
（図において左側）に位置され、また、その圧油
の流量に応じて僅かに外側に移動しても、その入
口側ポート１３とバイパス・ポート１５との連絡
が絶たれていることから、その圧油は流量が減少
されない状態で、仕切り壁１６の固定オリフイス
１７，１８を通過し、出口側ポート１４からパワ
ー・ステアリング装置４０の給油ポート４４に送
られる。

そのような状態において、そのパワー・ステア
リング装置４０のリアクシヨン・コントロール・
バルブ５５が中立位置に置かれているときには、
その給油ポート４４に送られた圧油は、排油ポー
ト４５，４６からオイル・ポンプ３３の吸込み側
に戻されるが、ステアリング操作によつて、その
リアクシヨン・コントロール・バルブ５５が左右
何れか一方に摺動されれば、その圧油は摺動方向
に応じてパワー・シリンダ４３の何れか一方に送
られ、同時にリアクシヨン・チヤンバ４７，４８
の何れか一方に送られる。

従つて、そのような状態でのステアリングの反
力は、そのリアクシヨン・チヤンバ４７，４８の
何れか一方に送られた圧油によつて与えられ、所
定の操作力をもつてステアリングが回転され得
る。

また、そのオイル・ポンプ３３から供給される
圧油の流量が多いとき、すなわち、内燃機関が高
速運転されているときには、その流量調整弁１１
のオイル・リターン・コントロール・スプール２
２は、リターン・スプリング３０に抗して外側
（図において右側）に移動し、その入口側ポート
１３とバイパス・ポートとが連絡されるため、そ
の入口側ポート１３に送られた圧油の一部は、仕
切り壁１６の固定オリフイス１７，１８を通過
し、流量が減少された状態で出口側ポート１４か
らパワー・ステアリング装置４０の給油ポート４
４に送られ、同時に、余剰流量はバイパス・ポー
ト１５側に送られる。

そのようにして、オイル・ポンプ３３から供給
される圧油は、そのオイル・リターン・コントロ
ール・スプール２２によつて制御され、その出口
側ポート１４からそのパワー・ステアリング装置
４０の給油ポート４４に送られる圧油の流量が減
少され、かつ、余剰流量がバイパス・ポート１５
側に送られるが、その余剰流量は、内燃機関の高
速運転時におけるそのオイル・ポンプ３３の回転
数に比例して増加する。

さらに、そのバイパス・ポート１５における余
剰流量は、ベンチユリー管３４に送られ、高圧側
圧力取出し口３６付近の圧油と低圧側圧力取出し
口３７付近の圧油との間に圧力差が生じる。

すなわち、その低圧側圧力取出し口３７付近の
圧油は、スロート部分３５によつて絞られること
から、流速が増し、その高圧側圧力取出し口３６
付近の圧力よりも低くなる。

従つて、パワー・ステアリング装置４０に備え
られた絞り弁６４，６５のポート７０，７１側に
作用する圧力は、ポート７２，７３側に作用する
圧力よりも高くなるため、ピストン６８，６９
は、内側に移動し、プランジヤ６６，６７によつ
て反力制御通路５３，５４の通路断面積が小さく
される。

そのようにして、その絞り弁６４，６５によつ
てその反力制御通路５３，５４が絞られれば、リ
アクシヨン・チヤンバ４７，４８内における圧油
が、絞り量に応じて移動しにくくなり、換言する
ならば、そのリアクシヨン・チヤンバ４７，４８
内における圧油は、リアクシヨン・コントロー
ル・バルブ５５の摺動に抵抗するように作用し、
従つて、ステアリングの重さが重くなる。

勿論、その絞り弁６４，６５の絞り量は、ベン
チユリー管３４内に送られる余剰流量にほぼ比例
して、大きくなるため、ステアリングの重さは、
高速運転時における内燃機関の回転数にほぼ比例
して重くなる。

また、そのベンチユリー管３４を通過した余剰
流量は、勿論オイル・ポンプ３３の吸込み側に戻
される。

如上の構成になるこの発明によれば、自動車の
走行中、特に、高速走行の場合に、機関回転数感
応型流量調整弁からオイル・ポンプの吸込み側へ
戻される余剰流量を利用することにより、その高
速走行の場合のハンドルの重さを、低速走行の場
合よりも重目にして、操縦安定性を向上し、しか
も、構造が簡単で、かつ、低廉なパワー・ステア
リングが得られる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明に係るパワー・ステアリングの具
体例を示す概説図である。 １０……パワー・ステアリング、１１……流量
調整弁、１５……バイパス・ポート、２２……オ
イル・リターン・コントロール・スプール、３３
……オイル・ポンプ、３４……ベンチユリー管、
４０……パワー・ステアリング装置、４３……パ
ワー・シリンダ、４７，４８……リアクシヨン・
チヤンバ、５１，５２……圧油供給通路、５３，
５４……反力制御通路、５５……リアクシヨン・
コントロール・バルブ、５６，５７，５８，５９
……スプール・ランド、６４，６５……絞り弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ オイル・リターン・コントロール・スプール
   の往復摺動によつて圧油の流量を制御し、かつ、
   余剰流量をバイパス・ポートからオイル・ポンプ
   の吸込み側に戻す流量調整弁と、リアクシヨン・
   コントロール・バルブのスプール・ランド側とパ
   ワー・シリンダの両側とを連絡する一対の圧油供
   給通路および、そのリアクシヨン・コントロー
   ル・バルブの両側におけるリアクシヨン・チヤン
   バとそのパワー・シリンダの両側とを連絡する一
   対の反力制御通路を有するパワー・ステアリング
   装置とを備えるパワー・ステアリングにおいて、 ベンチユリー管が、その流量調整弁のバイパ
   ス・ポート側に接続され、かつ、 絞り弁が、そのパワー・ステアリング装置の反
   力制御通路にそれぞれ設けられ、しかも、そのベ
   ンチユリー管の差圧に応じて駆動される ことを特徴とするパワー・ステアリング。