JPS643705B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は車輌用の動力舵取装置、殊に省エネ
ルギー化及び装置のコンパクト化を推進するため
の車輌用動力舵取装置に関する。

近時、前輪荷重の増大を伴なう前輪駆動車の増
加、女性ドライバーの増加等に起因して動力舵取
装置の需要が増加している。しかし石油価格の高
騰、省資源、省エネルギー化の波の中で、動力舵
取装置もその見直しが迫られており、システムの
小型軽量化、消費エネルギーの節減等が強く望ま
れている。

第１図は従来の動力舵取装置を示すシステム図
であつて、液圧シリンダ１とパワーコントロール
バルプ２とにより図示しないステアリングギヤ装
置の動力補助機構を構成する。３はポンプであつ
て、エンジン４によりプーリ５を介してエンジン
の起動と同時にその回転中常時駆動され、リザー
バータンク６内の作動油を動力補助機構に供給
し、そして前記タンク６に環流させる。

ポンプ３からパワーコントロールバルブ２への
油路には、絞り９と、パワーコントロールバルブ
２内の液圧が過剰になると前記油路をリザーバー
タンク６に短絡させるリリーフ弁７、及びポンプ
３の吐出量が過剰となつたときに、及び油路の液
圧が過大になつたときに前記油路をリザーバータ
ンク６に短絡させる流量制御弁８とからなるフエ
イルセーフ機構を設けて、回路内の急激な圧力上
昇を防止している。

ところで第１図に示すような従来技術には下記
の欠点がある。

ポンプ３はエンジン４に直結されているため
に、ステアリングギヤ装置に対する動力補助が
必要であると否とにかゝわらず、エンジンが回
転している間は常時回転して圧力流体を動力補
助機構に供給しており、その分だけエンジンの
負荷が増大する結果、エンジンを駆動するため
の消費エネルギーの損失が大きい。

従来から使用されているポンプは定容量型ポ
ンプであつて、回転数の増大に伴ない、吐出流
量、消費エネルギーが直線的に増加する。一
方、自動車の走行においては、加速時、高速走
行時にエンジン回転数が高くなる。そして加速
時、高速走行時のいずれの場合においてもハン
ドル操作における操向抵抗は小さく、パワーア
シストを殆んど必要としない。すなわち自動車
の加速時、高速走行時にエンジン回転数が高く
なるとポンプの回転も高速化して吐出流量を増
すが、この間におけるポンプの作動は、自動車
の操向操作に何ら役に立つておらず、このため
に消費されるエネルギーの損失が大きい。

以上のような消費エネルギーの損失を軽減す
るため、フローコントロールバルブやドルービ
ングバルブを組込んだポンプがあるが、ポンプ
自体の吐出流量が変らないこと、およびポンプ
内部の撹拌抵抗が回転数に対し第２図に示す如
く２次関数的に増加することから、消費エネル
ギーの損失を大きく軽減することができない。
第２図はポンプ内部の撹拌抵抗を含むフアクタ
ーとしてタテ軸に駆動馬力PSを、ヨコ軸に回
転数Ｎをとつてある。

この発明は以上のような従来技術の持つ欠点
を解消し、殊に自動車の加速時、高中速走行時
等、ステアリングギヤ装置が動力補助を殆ど必
要としない間における動力舵取装置の駆動動力
を大巾に軽減し、消費エネルギーを大巾に低減
する動力舵取装置を提供することを目的とする
ものである。

以下に本発明を実施例にもとづき詳述する。

第３図及び第４図は本発明の動力舵取装置にお
けるポンプ手段を示すもので、ベーン３１ａ、ロ
ーター３１ｂよりなる小容量のベーン形ポンプ３
１、ベーン３２ａ、ローター３１ｂよりなる大容
量のベーン形ポンプ３２、および電磁クラツチ１
０がハウジング１３内に一体に組込まれて一つの
ユニツトを構成している。

１２は大容量ポンプ３２を駆動する円筒体の駆
動軸であつて、一端を大容量ポンプ３２のロータ
ー３２ｂにセレーシヨン結合により固着し、他端
を電磁クラツチ１０の被動板１０２に一体結合し
た状態で小容量ポンプを駆動する駆動軸１１に回
転可能に外嵌されており、大容量ポンプ３２を電
磁クラツチ１０と小容量ポンプ３１との間に配置
するようにしている。

１０１は駆動軸１１の端部に内周部をキー結合
等により固着した電磁クラツチ１０の駆動板であ
つて、外周部にプーリー５が固着結合されてい
る。

１０３はハウジング１３に内嵌し固着された断
面ユ形のケーシング１０４内に装着された励磁コ
イルである。

１８はその外周をハウジング１３の端部に固着
したサイドカバー、３３，３４及び３６はポンプ
３１，３２の押えプレートであつてケーシング１
０４と押えプレート３３との間、及び押えプレー
ト３６とサイドカバー１８との間にはそれぞれバ
ネ３５，３７が介装され、前記押えプレート３
３，３４及び３６をポンプ３１，３２に押付けて
いる。

１４は駆動軸１１及び１２をそれぞれ回転可能
に支持する軸受、１６はポンプ３１，３２内の油
の洩れを防止するシールである。

３１１及び３２１は後述するリザーバータンク
６よりの作動油の吸入口、３１２及び３２２は後
述する油路２３，２２を通じてパワーコントロー
ルバーブ２へ作動油を供給する吐出口である。

次に本発明における動力舵取装置の作動システ
ムを第５図に従い説明する。

小容量ポンプ３１が駆動軸１１により駆動され
ると、リザーバータンク６内の作動油を油路２３
を通つてパワーコントロールバルブ２へ供給す
る。小容量ポンプ３１には前記コントロールバル
ブ２への供給油量を車速変化に応答して制御する
既知の可変絞り弁２１及び流量制御弁８、リリー
フ弁７が内蔵され、また油路２３にはチエツク弁
２４が設けられている。

一方、大容量ポンプ３２は駆動軸１２により駆
動され、リザーバータンク６内の作動油を油路２
２を通つてパワーコントロールバルブ２へ供給す
る。

大容量ポンプ３２には、前記小容量ポンプ３１
と同様可変絞り弁２０、流量制御弁８１、リリー
フ弁７１が内蔵され、油路２２にはチエツク弁２
５が設けられている。

電磁クラツチ１０は、バツテリー２９を電源と
し車速に対応した電気信号を発生する車速センサ
ー２６、回路圧に対応した電気信号を発生する圧
力センサー２７等より得られる電気信号に応動す
るよう制御装置２８によりその断接を制御され、
大容量ポンプ３２の駆動を制御している。

今、車輌が据切り或いは極低速の状態の時、制
御装置２８の信号により励磁コイル１０３が励磁
され電磁クラツチ１０の駆動板１０２とが連結さ
れる。すなわちエンジンの回転はプーリー５を介
して駆動軸１１及び１２に伝達され小容量ポンプ
３１及び大容量ポンプ３２は共に駆動される。

この時、大容量ポンプ３２の吐出油はチエツク
弁２５の働きにより小容量ポンプ３１側の油路へ
は侵入しないようにしており、また小容量ポンプ
３１の吐出油は、リリーフ弁７の設定圧を低く
し、リリーフ弁７よりリザーバータンク６へ環流
するようにしてパワーコントロールバルブ２へは
供給しないようにしている。

次に車速が増大すると、車速センサー２６或い
は圧力センサー２７の電気信号により電磁クラツ
チ１０の励磁コイル１０３に流れる電流が切ら
れ、電磁クラツチ１０は切り離される。この結
果、大容量ポンプ３２の駆動は停止し、小容量ポ
ンプ３１のみが駆動され、小容量ポンプ３１の吐
出油のみがパワーコントロールバルブ２へ供給さ
れる。

さらに車速が増大すると小容量ポンプ３１の吐
出油量は車速に比例し増大するが、可変絞り弁２
１及び流量制御弁８を作動させることにより過剰
油量をリザーバータンクへバイパスし、パワーコ
ントロールバルブ２への供給油量を一定に保ち安
定した操舵感覚が得られるようにしている。

この時、小容量ポンプ３１の吐出油はチエツク
弁２５により大容量ポンプ３２へは浸入しないよ
うにしている。

大容量ポンプ３２からパワーコントロールバル
ブ２への供給油量は、第６図ａのように車速の増
大に伴い可変絞り弁２０の作用により減少させ、
電磁クラツチが切り離される直前には０になるよ
うに設定しておき、また小容量ポンプ３１の供給
油量を第６図ｂのように車輌の中高速時に必要な
最低量に設定しておく。第６図は縦軸にポンプ供
給油量Ｓ、横軸に車速Ｖをとつた図である。

こうすることにより車輌の据切り或いは極低速
時のみ大容量ポンプ３２及び小容量ポンプ３１の
二つのポンプを共に駆動し、中高速時には電磁ク
ラツチ１０を切り離し大容量ポンプ３２の駆動を
停止して小容量ポンプ３１のみを駆動することに
なるので、その供給流量は第６図ｃのようにな
り、動力舵取装置の駆動馬力は第７図に示すよう
に従来の動力舵取装置に比べ大巾な低減となる。

第７図は縦軸に動力舵取装置の駆動馬力PS、
横軸に車速Ｖをとつており、実線が本発明の動力
舵取装置における駆動馬力、破線が従来の動力舵
取装置における駆動馬力を示している。

以上の如く本発明における車輌用舵取装置によ
れば動力舵取装置の駆動馬力を大巾に軽減し、消
費エネルギーを大巾に低減することができると共
に、小容量ポンプと大容量ポンプを併用し、かつ
車速応答する可変絞り弁を設けたことにより電磁
クラツチの断接時の急激な流量の変動をなくし、
車輌の走行状態に応じて適正な流量を供給するこ
とができる。

さらに、大容量ポンプの駆動軸を円筒形にし、
小容量ポンプの駆動軸に回転可能に外嵌するよう
にして、電磁クラツチと共に一つのハウジング内
に装着したのでポンプの軸方向長さを短かくで
き、装置全体をコンパクトにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の車輌用動力舵取装置を示すシス
テム図、第２図はポンプの回転数とその駆動馬力
との関係を示す図、第３図は本発明の第一の実施
例におけるポンプの構成を示す概略図、第４図は
その具体構造を示す縦断面図、第５図はその全体
のシステムを示すシステム図、第６図は車速とポ
ンプの供給油量との関係を示す図、第７図は車速
と駆動馬力との関係を示す図である。 １……液圧シリンダ、２……パワーコントロー
ルバルブ、４……エンジン、５……プーリー、６
……リザーバータンク、７，７１……リリーフ
弁、８，８１……流量制御弁、１０……電磁クラ
ツチ、１１，１２……駆動軸、１３……ハウジン
グ、２０，２１……可変絞り弁、２２，２３……
油路、２４，２５……チエツク弁、２６……車速
センサー、２７……圧力センサー、２８……制御
装置、２９……バツテリー、３１……小容量ポン
プ、３２……大容量ポンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 動力補助機構を備えたステアリングギヤ装置
   に圧力流体を供給し、該圧力流体をリザーバータ
   ンクに環流させるポンプ手段を備えて操舵力の補
   助を行う車輌用動力舵取装置において、前記ポン
   プ手段を、エンジンの回転力により直接駆動され
   る第一の小容量のポンプと、前記第一のポンプに
   クラツチ手段を介して連結された第二の大容量の
   ポンプとにより構成し、前記第一のポンプから前
   記ステアリングギヤ装置への油圧回路と、前記第
   二のポンプから前記ステアリングギヤ装置への油
   圧回路のそれぞれに、圧力流体の逆流を阻止する
   チエツク弁を設け、前記クラツチ手段と前記第二
   のポンプとの作動を車輌の操作状況変化を検出し
   て制御する制御装置を設け、前記第一のポンプと
   第二のポンプ及びクラツチ手段を一つのハウジン
   グ内に装着して一つのユニツトに構成したことを
   特徴とする車輌用動力舵取装置。 ２ 前記クラツチ手段を電磁クラツチをもつて構
   成し、前記第一のポンプの駆動軸の一端側に前記
   電磁クラツチを介して第二のポンプの駆動軸を連
   結すると共に、前記制御装置を電気的制御装置と
   し、車輌の操作状況を車速センサー、エンジン回
   転数センサー、回路圧センサー、操舵トルクセン
   サーあるいは流量センサー等のセンサーのいずれ
   か一つ以上の電気信号により検出して、前記電磁
   クラツチの作動を制御するようにしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の車輌用動力舵
   取装置。 ３ 前記第一のポンプからステアリングギヤ装置
   の動力補助機構及び第二のポンプからステアリン
   グギヤ装置への油圧回路にエンジン回転数や車速
   の変化に応じて圧力流体の流量を制御する可変絞
   り弁をそれぞれ設けたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項及び第２項記載の車輌用動力舵取装
   置。 ４ 前記第二のポンプの駆動軸を円筒体に形成し
   て第一のポンプの駆動軸に回転可能に外嵌し、第
   二のポンプを第一のポンプと電磁クラツチとの間
   に配置したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項乃至第３項記載の車輌用動力舵取装置。