JPH01190582A - 動力舵取装置 - 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〕 本発明は油圧シリンダを操舵補助力の発生源とする油圧
式の動力舵取装置に関し、更に詳述すれば、前記油圧シ
リンダへの圧油の送給方向を切換える方向切換弁の切換
動作を車速に応じて拘束する拘束装置を備えた動力舵取
装置に関する。

〔従来技術〕

舵取機構中に配設した油圧シリンダにより操舵補助力を
発生せしめ、舵輪操作に要する力の軽減を図る油圧式の
動力舵取装置は、前記油圧シリンダの両油室への圧油の
送給方向を、これと油圧発生源との間の油圧回路の中途
の設けた方向切換弁により、舵輪の操作方向に応じて切
換える構成としたものである。

この方向切換弁は、舵輪と連動回転する入力軸と、舵取
機構の動作に連動して回転する出力軸とをトーションバ
ーを介して同軸上に連結し、入力軸の連結端部近傍の外
周面に軸長方向に延びる複数本の長溝を形成して弁体と
なす一方、該長溝と同本数の軸長方向に延びる長溝をそ
の内周面に形成しである円筒状のケーシングを、出力軸
の連結側端部に同軸をなして固着し、該ケーシングに前
記弁体を回動自在に内嵌せしめ、両者の長溝が千鳥配置
されるように位置決めすると共に、ケーシングの長溝を
油圧シリンダの両油室に交互に連通させ、また弁体の長
溝を油圧発生源と油タンクとに交互に連通させて構成さ
れたものであり、舵輪操作に伴い前記トーションバーに
生じる涙れに応じて、弁体とケーシングとの間に相対角
変位が生じた場合、油圧発生源に連通ずる弁体の長溝と
、これの両側に相隣するケーシングの長溝との間の間隙
面積が、一方は増大し他方は減少する結果、前記ケーシ
ングの面長溝間、及びこれらに夫々連通する油圧シリン
ダの両袖室間に圧力差が生じ、この圧力差により油圧シ
リンダが動作して、舵輪の操作方向に対応する方向に操
舵補助力を発生するようになっている。

さて、手動により舵取りを行う場合に舵輪操作に要する
力は、車輪に作用する路面からの抵抗力に対応し、低速
走行時及び停止時には大きい操作力が必要である一方、
高速走行時には小さい操作力にて舵輪操作を行い得る。

従って、動力舵取装置においては、低速走行時及び停止
時には、舵輪操作に要する力を低減せしめるべく可及的
に大きい操舵補助力を発生する特性が要求される一方、
高速走行時には、舵輪に適度の剛性を付与し、直進安定
性を向上せしめるべく操舵補助力を殆ど発生しない特性
が要求される。ところが、前述の構成の動力舵取装置に
おいては、舵輪に加わる操作力と、油圧シリンダが発生
する操舵補助力との対応関係は、舵輪に加わる操作力と
、これにより前記トーションバーに生じる模れ角度との
間の対応関係に応じて定まり、トーションバーの捩れ特
性を低速走行時及び停止時における前記特性を実現すべ
く選定した場合、高速走行時に舵輪に加わるわずかな操
作力により舵取りがなされ、直進安定性が悪化し、一方
、前記捩れ特性を高速走行時の前記特性を実現すべく決
定した場合、低速走行時及び停止時に十分な操舵補助力
が得られないという難点がある。

そこでこの難点を解消するため、低速時及び停・正時に
十分な操舵補助力が得られるような涙れ特性を有するト
ーションバーを用いると共に、例えば特開昭６１−２０
００６３号公報に開示されているように、方向切換弁の
弁体とケーシングとの間に車速に対応する大きさの拘束
力を加える拘束装置（油圧反力装置）を設け、該装置に
より前記相対角変位を拘束し、高速走行時に方向切換弁
の切換動作が生じ難くすることにより、前述の相反する
両特性を実現する動力舵取装置が提案されている。

この拘束装置は、ケーシングの端部を延長して形成され
た円筒状の部分に、複数個のプランジャを、先端部を内
側に向は半径方向に摺動自在に装着すると共に、該プラ
ンジャの基端部側に導入される油圧によりプランジャの
先端を弁体の外周面に押付け、前記拘束力を加える構成
としたものであり、該拘束装置においては、車速センサ
により検出される車速の大小に応じてその絞り開度を大
小に調節される可変絞りと、所定の絞り開度を有する固
定絞りとをこの順に経て、油圧源から油タンクに連なる
油圧回路において、可変絞りと固定絞りとの間の車速の
大小に応じて高低となる油圧が導入されており、車速に
応じた拘束力が得られるようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところがこのような構成の拘束装置を備えた従来の動力
舵取装置においては、車速センサからの出力信号に基づ
いて、可変絞りの絞り開度を調節する制御部が、電磁波
等の外部からの外乱信号に反応して誤動作し、誤った制
御信号を発する虞があり、該信号に応じて調節される可
変絞りの絞り開度、即ち拘束装置により加えられる拘束
力が車速に対応せず、舵輪の剛性が急変し、操舵感覚が
悪化するだけでなく、高速走行中に急に舵輪が軽くなっ
た場合においては、これに起因して思わぬ事故を招来す
る虞さえあった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、拘束
装置により加えられる拘束力と、車速との不対応を確実
に防止でき、操舵感覚の急変が生じることのない動力舵
取装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る動力舵取装置は、舵輪操作に伴って相対回
転するケーシングと弁体とを有し、操舵補助力を発生す
る油圧シリンダへの圧油の送給方向を前記相対回転に応
じて切換える方向切換弁と、圧油により動作し、その油
圧に応じた拘束力を前記ケーシングと弁体との間に加え
、前記相対回転を拘束する拘束装置を備えてなる自動車
用の動力舵取装置において、車速に比例する速度にて回
転駆動され、回転速度に応じた油圧を発生する車速セン
サポンプと、前記方向切換弁及び拘束装置に夫々連通す
る連通口を設けてある筒状のケーシングに、前記拘束装
置への送給油圧に応じて軸長方向に摺動する円筒状の主
スプールを内嵌し、該主スプールに、前記センサポンプ
の発生油圧に応じて軸長方向に摺動する副スプールを内
嵌し、両スプール間に前記再連通口へ夫々連なる可変絞
りを形成してなり、該可変絞りの開口面積を、両スプー
ル間の相対変位に応じて、一方が大となる場合に他方が
小となるように変更し、前記方向切換弁及び拘束装置へ
の送給油圧を制御する油圧制御弁とを具備することを特
徴とする。

〔作用〕

本発明に係る動力舵取装置においては、前記油圧制御弁
の副スプールが、車速センサポンプが発生する車速に応
じて移動し、拘束装置に連なる可変絞りの開口面積が変
更されて、該拘束装置へ、車速の高低に応じて大小とな
る油圧が導入され、該油圧に応じて拘束装置が発生する
拘束力により、方向切換弁の弁体とケーシングとの相対
回転が拘束される。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。第１図は本発明に係る動力舵取装置の油圧系統図であ
る。

図において１はエンジン、２は８亥エンジンｌに図示し
ないクラッチを介して連結された変速機である。また３
は、エンジン１によりベルト駆動され、油タンク４内の
油を吸込み、エンジン１の回転数に対応する所定の圧力
にまで昇圧して、動力舵取装置の作動油を吐出する油圧
ポンプであり、５は、変速機２の出力軸に連動回転すべ
く配設され、油タンク４内の油を吸込み、前記出力軸の
回転数、即ち車速に対応する圧力にまで昇圧する車速セ
ンサポンプである。油圧ポンプ３の吐出油は、本発明の
特徴たる油圧制御弁６を経て、舵輪ｌＯの回動に応じて
圧油の送給方向を切換える方向切換弁８に送給されてい
る。方向切換弁８の切換動作は、舵輪１０に操作力が加
えられ、これが回動した場合、油圧ポンプ３から送給さ
れる圧油を、舵取機構中に配設された油圧シリンダ９の
両油室の内、前記操作力の方向に対応する側の一方の油
室に送給する一方、他方の油室内の油を油タンク５に還
流させ、該シリンダ９に舵輪１０の操作方向に対応する
方向の操舵補助力を発生せしめるべく行われ、また、舵
輪１０に操作力が加えられておらず、これが直進状態に
維持されている場合、油圧ポンプ３から送給される圧油
を、油圧シリンダ９のいずれの油室にも送給することな
く、油タンク４に還流させ、油圧シリンダ９に操舵補助
力を発生させないように行われる。また、後述する如く
、方向切換弁８と同軸上に構成される拘束装置７は、油
圧ポンプ３から油圧制御弁６を介してこれに導入される
油圧に応じた拘束力を発生し、方向切換弁８の前述の切
換動作を拘束するものであり、該拘束装置７に導入され
る油圧は、油圧制御弁６の後述する動作により調節され
るようになっている。

第２図は、前記車速センサポンプ５の一例を示す縦断面
図であり、本願出願人による実公昭６０−３８２１９号
公報に開示されているものである。

図示の車速センサポンプ５は、筒状のハウジング５０の
一側大径部に、外周に対して所定量偏心した内周を有す
る短寸筒状をなし、内周面に所定の歯形状の歯面が形成
しであるアウタロータ５１を、軸心回りに回動自在に内
嵌せしめる一方、該アウタロータ５１に、前記歯面と整
合する歯形状と１枚少ない歯数とを有する歯面が、その
外周面に形成しであるインナロータ５２を、互いの歯面
の一部を噛合させた状態で内嵌せしめ、該インナロータ
５２を、ハウジング５０に軸心回りに回動自在に支承し
である回転軸５３の一端部近傍に同軸的に固着し、更に
ハウジング５０の前記大径端部に、吸込管５４及び吐出
管５５を固着しである吸込、吐出プレート５６を固着し
てなるトロコイドポンプであり、回転軸５３の回転に伴
うインナロータ５２の回転に応じて、前記歯面の噛合に
より、アウタロータ５１をハウジング５０の軸心回りに
回転させ、吸込口５４から導入される油を、アウタロー
タ５１の内周面とインナロータ５２の外周面との間に封
止した状態で昇圧し、ハウジング５０の一部に形成され
た固定絞り５７及びチエツク弁５８を通過させた後、吐
出口５５から前記油タンク４に吐出するようになってい
る。このように構成された車速センサポンプ５は、変速
機２の外壁２０に、第２図に示す如く固着され、ヘリカ
ル形状の歯を備え、回転軸５３の他側端部に同軸的に嵌
着された従動ギヤ５９を、変速機２の内部において、同
じくヘリカル形状の歯を備え、変速機２の出力軸２１に
同軸的に嵌着された駆動ギヤ２２に噛合させてあり、駆
動ギヤ２２及び従動ギヤ５９を介して、前記出力軸２１
の回転速度に対応する回転速度にて回転駆動されるよう
になっている。さて前記油圧制御弁６へは、固定オリフ
ィス５７の上流側の油圧が導入されており、この油圧は
、トロコイドポンプを用いてなる車速センサポンプ５の
特性上、インナロータ５２０回転速度に対応する一方、
この回転速度は前述した如く車速に対応するから、油圧
制御弁６に車速センサポンプ５から導入される油圧は、
車速に対応することになる。なお、車速センサポンプ５
としては、トロコイドポンプに限らず、ベーンポンプ、
ギヤポンプ、ねじポンプ等、その回転速度に対応する油
圧を発生するあらゆる種類のポンプが使用可能である。

第３図は、本発明に係る動力舵取装置の要部の縦断面図
であり、前記方向切換弁８、拘束装置７及び油圧制御弁
６の縦断面図を含んでいる。

方向切換弁８は、筒状をなすハウジング１１内に共に回
動自在に支承され、トーションバー１２を介して同軸上
に連結された入力軸１３と出力軸１４との連結部に構成
されている。入力軸１３は、ハウジング１１からの突出
端部を、図示しない連結部材を介して舵輪１０に連結さ
れ、舵輪１０の回動に伴ってその軸心回りに回動する中
空軸であり、また出力軸１４は、その一端部近傍の外周
面に形成されたヘリカル形状の歯を有するピニオン１４
ａを、舵取機構中のラック軸１５の外周に形成されたヘ
リカル形状のラック歯に噛合させ、該ラック軸１５の軸
長方向への移動に伴ってその軸心回りに回動する中実軸
である。出力軸１４の入力軸１３との連結側端部は円筒
状に成形されており、人力軸１３の先端部は、この円筒
部内に挿入され、針状ころ軸受にて支承されている。そ
して、方向切換弁８は、入力軸１３の中途部外周面に、
軸長方向に延びる複数本の長溝８０ａ　、　８０ａ・・
・を、周方向に等配をなして形成してなる弁体８０と、
前記長溝８０ａ　、　８０ａ・・・と同本数の軸長方向
に延びる長溝８１ａ、８１ａ・・・を、その内周面に周
方向に等配をなして形成しであると共に、３本の環状溝
８１ｂ、８１ｂ、８１ｂを、その外周面に形成しである
円筒状をなす部材であり、ハウジング１１に回動自在に
内嵌され、ピン８１ｃにより出力軸１４の円筒状端部に
係合されて、出力軸１４の回動に伴ってハウジング１１
内においてその軸心回りに回動するようになしであるケ
ーシング８１とからなり、前記長溝８０ａ　、　８０ａ
・・・と前記長溝８１ａ、　８１ａ・・・とが周方向に
交互に位置し、各長溝８０ａが、これの両側に相隣する
長溝８１ａ、８１ａと、周方向に等しい幅の微小な間隙
を介して連通ずるように、前記弁体８０にケーシング８
１を外嵌せしめて構成されている。

このように構成された方向切換弁８において、弁体８０
の長溝８０ａ　、　８０ａ・・・とケーシング８１の内
周面との間には、これらに囲繞された複数の空間が夫々
形成され、またケーシング８１の長溝８１ａ、８１ａ・
・・と弁体８０の外周面との間にも同様の空間が形成さ
れる。前者の空間は、１つ置きに位置するこれらの半数
が、ケーシング８１を半径方向に貫通する連通路を介し
て、該ケーシング８゛１外周の中央の環状ａ８１ｂに連
通させてあり、また残りの半数が、弁体８０を半径方向
に貫通する連通路を介して、入力軸１３の中空部に連通
させである。一方、後者の空間は、ケーシング８１を半
径方向に貫通する連通路を介して、該ケーシング８１外
周の３本の前記環状溝８１ｂ、　８１ｂ、８１ｂの内、
軸長方向両側に位置する環状溝８１ｂ、　８１ｂに交互
に連通させである。中央の環状溝８１ｂには、ハウジン
グ１１に形成された油導入路１６を介して、該ハウジン
グ１１の外側に後述する如く構成される油圧制御弁６か
ら圧油が導入されるようになしてあり、また両側の環状
溝８１ｂ、８１ｂは、ハウジング１１に、外側に開口部
を有して形成された油導出孔１７ａ、１７ｂを介して、
前記油圧シリンダ９の両油室に夫々接続させである。ハ
ウジング１１には、前記油タンク４に接続された油排出
孔１８も、外側に開口部を有して形成されており、該油
排出孔１８は、ハウジング１１内部において入力軸１３
の前記中空部に連通させである。

而して、油圧制御弁６から前記油導入路１６及び中央に
環状溝８１ｂを通過して導入される圧油は、弁体８０の
長溝８０ａ内に導入され、更に該長溝８０ａの両側の前
記間隙を通過し、これに相隣するケーシング８１の長溝
８１ａ、８１ａ・・・内に導入される。舵輪１０に操作
力が加えられておらず、舵輪１０に連動する入力軸１３
と、舵取機構中のラック軸１５の移動に連動して回動す
る出力軸１４との間、即ち弁体８０とケーシング８１と
の間に相対角変位が生じていない場合、長溝８０ａ両側
の間隙面積は等しく、前記長−溝８１ａ、８１ａ内には
同量の圧油が導入され、これらの間に圧力差が生じない
から、これらに、夫々連通ずる油圧シリンダ９の両地室
間にも圧力差が発生せず、該シリンダ９は操舵補助力を
発生しない。

これは直進走行状態であり、長溝８１ａ、８１ａ内の圧
油は、これらに前記長溝８０ａの反対側に夫々相隣する
長溝８０ａ、　８０ａ内に流入し、入力軸１３の中空部
及び油排出孔１８を通過して油タンク４に還流する。

また、舵取りを行わしめるべく舵輪１０が操作された場
合、これに伴って入力軸１３は回動する一方、出力軸１
４はこれに噛合するラック軸１５により回動を拘束され
ているから、両者を連結するトーションバー１２に舵輪
１０に加えられた操舵トルクに相当する捩れが生じ、弁
体８０とケーシング８１との間に相対角変位が生じる。

この相対角変位に伴い、弁体８０の前記長溝８０ａの両
側の間隙面積は、一方が増加し他方が減少して、面積が
増加した側に該長溝８０ａに相隣する長溝８１ａ内の圧
力が、他側に相隣する長溝８１ａ内の圧力よりも高くな
り、油圧シリンダ９の両地室間に、前記相対角変位の方
向、換言すれば舵輪１０の操作方向に対応する方向の圧
力差が生じ、該油圧シリンダ９が操舵補助力を発生する
のである。

また拘束装置７は、第３図及びこれのＩＶ−ＩＶ線によ
る拡大横断面図である第４図に示す如く、出力軸１４の
前記円筒部の周方向に等配をなす位置に、これを半径方
向に貫通する態様にて形成された４個の案内孔７０．７
０・・・の夫々に、半球形の先端部を有する短寸円筒状
のプランジャ７１．７１・・・を、前記先端部を内側に
向け、軸長方向に摺動自在に嵌装する一方、該プランジ
ャ７１．７１・・・の装着位置と軸長方向に略一致する
入力軸１３の外周面の周方向に等配をなす４個所に、前
記半球形部に略整合する半円形の軸断面形状を有する４
個所の凹部７２．７２・・・を形成し、また、出力軸１
４の円筒部の外周に、前記案内孔７０．７０・・・を相
互に連通ずる環状油室７３を形成してなるものである。

このように構成された拘束装置７にあっては、前記油圧
制御弁６から、ハウジング１１に形成された油路１９を
介して、環状油室７３に油圧が導入されており、該油圧
が各プランジャ７１．７１・・・の外側端面に作用して
、これらが各別の案内孔７０．７０・・・に沿って摺動
し、５夫々の半球状先端部を入力軸１３外周の前記凹部
７２，７２・・・に夫々係合させる結果、入力軸１３と
出力軸１４との間の相対角変位が前記油圧に相当する力
にて拘束されることになる。

さて、本発明に係る動力舵取装置の特徴である油圧制御
弁６は、入力軸１３及び出力軸１４のノ＼ウジング１１
の外側Ｇご、これと略平行をなして形成された筒状のケ
ーシング６０、該ケーシング６０に軸長方向への摺動自
在に内嵌してあり、円筒状をなす主スプール６１、及び
咳主スプール６１に軸長方向への摺動自在に内嵌してあ
り、同じく円筒状をなす副スプール６２等から構成され
ている。ケーシング６０の一側開口部には、短寸の有底
円筒状をなす蓋部材６３が螺着してあり、他側の開口部
には、前記副スプール６２を駆動する駆動部９０の円筒
状をなすケーシング９１が、これと同軸をなして螺着し
である。

駆動部９０は、前記ケーシング９１に、円筒状をなし、
その内部にリリーフ弁９３を組み込んでなる受圧ピスト
ン９２を、軸長方向への摺動自在に内嵌すると共に、ケ
ーシング９１の油圧制御弁６のケーシング６０との連結
側と反対側の開口部に、油導入管９５をその軸心位置に
固着しである短寸円筒状の蓋部材９４を螺着せしめてな
り、受圧ピストン９２は、これとケーシング９１との間
に介装された押しばね９６により、前記蓋部材９４の端
部に押付けられる方向（第３図における右向き）の付勢
力を加えられており、また前記油導入管９５からケーシ
ング９０内に導入され、蓋部材９４側の端面に作用する
油圧により、第３図における左向きに押圧力を加えられ
ている。油導入管９４は、前記車速センサポンプ５の吐
出側に連結されており、受圧ピストン９２は、前記端面
に作用する車速センサポンプ５の吐出圧と、前記押しば
ね９６による押圧力との差に応じて、ケーシング９１内
を軸長方向に両者が釣り合った位置にて停止する。

受圧ピストン９２の蓋部材９４と反対側の端部には、こ
れと同心をなす態様にて、連結管９７の一側端部が圧入
固定しである。該連結管９７の他側は、油圧制御弁６の
ケーシング６０内に延長され、前記副スプール６２内に
挿通させてあり、副スプール６２の端部から適長突出す
る連結管９７の端部外周に螺合する止めナンド６６によ
り、副スプール６２と連結管９７とは一体的に固定され
ている。従って、前記副スプール６２は、油圧制御弁６
の内部において、駆動部９０内における受圧ピストン９
２の移動に伴ってその軸長方向に移動する。受圧ピスト
ン９２と連結管９７とは、単一の部品として一体的に構
成することも可能であるが、連結管９７は、図示の如く
細径。

長寸の部材であり、これと受圧ピストン９２とを単一の
部品とした場合、これの加工が困難となる上、受圧ピス
トン９２に相当する部分を熱処理する際に連結管９７に
相当する部分に歪みを生じる虞があるため、前述の如く
夫々別部品として構成し、圧入により一体化させるのが
望ましい。

第５図は、油圧制御弁６の拡大断面図であり、本図に示
す如り１．主スプール６１には、その一端部寄りの外周
面に、所定の軸長方向幅を有する環状溝６１ａが形成し
てあり、また、中央部の外周面に、同じく所定の軸長方
向幅を有する環状溝６１ｂが形成してあり、更に、他端
部の外周には、軸長方向に所定の長さ範囲に亘って、他
部より小さい外径を有する小径部６１ｃが形成しである
。また、主スプール６１の内周面には、軸長方向に所定
長離隔する２個所に、前記環状溝６１ａ、６１ｂと夫々
連通し、所定の軸長方向寸法を有する環状溝６１ｄ、６
１ｅが夫々形成しである。この主スカール６１は、ケー
シング６０内において、その小径部６１ｃ側の端面が、
ケーシング６０内に突出する駆動部９０のケーシング９
１の端面に当接する位置から、他側の端面が、ケーシン
グ６０内に突出する蓋部材６３の端面に当接する位置ま
での範囲内での摺動移動が可能であり、前記環状溝６１
ａは、主スプール６１がこの移動範囲内のいかなる位置
にある場合においても、前記油導入路１６のケーシング
６０の内側における開口部をその形成範囲内に含むよう
に、形成位置及び幅寸法が設定しである。従って、主ス
プール６１の移動位置の如何に拘わらず、該環状溝６１
ａ内の圧油が、前記油導入路１６を介して、方向切換弁
８に送給されることになる。また、前記環状溝６１ｂは
、同じく主スプール６１が前記移動範囲内のいかなる位
置にある場合においても、ケーシング６０にこれを半径
方向に貫通する態様にて形成しである油導入孔６４のケ
ーシング６０の内側における開口部をその形成範囲内に
含むように形成位置及び幅寸法が設定しである。この油
導入孔６４は、前記油圧ポンプ３の吐出側に接続してあ
り、油圧ポンプ３が吐出する動力舵取装置の作動油は、
主スプール６１の移動位置の如何に拘わらず、油導入孔
６４を介して・前記環状溝６１ｂ内に導入され、更に該
環状溝６１ｂに連通ずる前記環状溝６１ｅ内に導入され
ることになる。また、前記小径部６１ｃは、主スプール
６１が前記移動範囲内のいかなる位置にある場合におい
ても、前記油路１９のケーシング６０内部における開口
部を、これとケーシング６０の外周面との間に形成され
る環状空間の形成範囲内に含むように軸長方向の形成範
囲を設定してあり、また、小径部６１ｃは、他部との境
界近傍に主スプール６１を半径方向に貫通する態様にて
形成された連通油路６１ｆを介して、主スプール６１の
内側と連通させである。従って、前記連通油路６１ｆを
介して前記環状空間内に導入される油圧が、前記油路１
９を介して、拘束装置７へ導入されることになる。

以上の如く構成された主スプール６１は、ケーシング６
０内において、これと蓋部材６３との間に介装された押
しばね６５により、第３図及び第５図における右向きの
押圧力を加えられている一方、主スプール６１と蓋部材
６３との間に形成される空間は、ハウジング１１を半径
方向に貫通する態様にて形成された連通路１８ａを介し
て、該ハウジング１１内において、出力軸１３の前記中
空部と連通させてあり、該中空部と油排出孔１８を介し
て連通ずる前記油タンク４内の圧力と略等しい低圧状態
に保たれ、主スプール６１の蓋部材６３側の端面には、
この低い圧力が作用している。また主スプール６１の前
記小径部６１ｃと他部との間に形成される環状肩部には
、前述した如く、拘束装置７へ導入される圧油の圧力が
第３図及び第５図における左向きに作用している。従っ
て、主スプール６１は、前記環状肩部に作用する圧力と
、前記押しばね６５による押圧力との差に応じて軸長方
向に摺動移動し、両者が釣り合った位置にて停止する。

即ち主スプール６１は、拘束装置７への導入油圧が低い
場合には、第３図及び第５図に示す如（、小径部６１ｃ
側の端面を駆動部９０のケーシング９１の端面に当接さ
せた状態にあり、拘束装置７への導入油圧が高くなるに
従って左方向に移動するようになっている。

一方副スプール６２は、その外周面の軸長方向に所定長
離隔する２個所に、所定の軸長方向幅を存する環状溝６
２ａ　、　６２ｂが夫々形成しである円筒状の部材であ
り、前述した如く、駆動部９０内における受圧ピストン
９２の移動に応じて、主スプール６１の内周面に摺接し
つつ軸長方向に移動するようになっている。副スプール
６２の移動範囲は、受圧ピストン９２の一端面がケーシ
ング９１内における蓋部材９４の端面に当接する位置か
ら、受圧ピストン９２の他端面が蓋部材９４固着端と逆
側におけるケーシング９１の内壁面に当接する位置まで
となるが、一方の環状溝６２ａは、副スプール６２の移
動位置が前記移動範囲内のいかなる位置にある場合にお
いても、主スプール６１内側の前記環状溝６１ｄと連通
ずるようにその形成位置及び幅寸法が設定してあり、ま
た他方の環状溝６２ｂは、同じく、主スプール６１に形
成された前記連通油路６１ｆをその形成範囲内に含むよ
うに形成位置及び幅寸法が設定しである。

またこれらの環状溝６２ａ、６２ｂ間に副スプール６２
の外周面によって形成される凸部６２ｃは、その軸長方
向寸法が主スプール６１内側の前記環状溝６１ｅの幅よ
りもやや小さくなるようにしてあり、この凸部６１ｃの
両側において主スプール６１と副スプール６２との間に
形成される間隙を介して、前記環状溝６２ａ及び環状溝
６２ｂが、前記環状溝６１ｅに夫々連通されるようにな
っている。これらの間隙における連通面積は、主スプー
ル６１と副スプール６２との間の相対的な位置関係に応
じて変化し、例えば、第３図に示す如く主スプール６１
及び副スプール６２が夫々の移動範囲における最も右側
に共に位置している場合、環状溝６２ａ側には大きい連
通面積が生じているのに対し、環状溝６２ｂ側の間隙は
Ｏであり、該環状溝６２ｂと前記環状溝６１ｅとは、主
スプール６１の内周面と副スプール６２の外周面間のわ
ずかな隙間を介して連通ずるのみである一方、第５図に
示す如く主スプール６１が最も右側に位置し、副スプー
ル６２が最も左側に位置している場合、環状溝６２ｂ側
には大きい連通面積が生じているのに対し、環状溝６２
ａ側の連通面積は殆ど０となっている。即ち、環状溝６
２ａ側の前記連通面積は、主スプール６１の左方向への
移動及び副スプール６２の右方向への移動に伴って増大
し、逆に環状溝６２ｂ側の前記連通面積は、主スプール
６１の右方向への移動及び副スプール６２の左方向への
移動に伴って増大する。前述した如く、環状溝６１ｅは
、主スプール６１外側の環状溝６１ｂ及び前記油導入孔
６４を介して油圧ポンプ３の吐出側に常時連通せしめて
あり、また環状溝６２ａ及び環状溝６２ｂは、これらに
常時連通ずる環状溝６１ｄ及び連通油路６１ｆ、環状溝
６１ａ及び小径部６１ｃ、並びに油導入路１６及び油路
１９を介して、方向切換弁８及び拘束装置７に夫々連通
せしめであるから、凸部６２ｃ両側の前記間隙は、油圧
ポンプ３と、方向切換弁８及び拘束装置７との間に夫々
介装された可変絞りとして作用し、方向切換弁８への送
給油の圧力は、前記環状溝６２ａ側の間隙における連通
面積の増大に応じて、換言すれば、副スプール６２の主
スプール６１に対す不右方向への相対移動量の増大に応
じて増大し、また拘束装置７への導入油の圧力は、環状
溝６２ｂ側の間隙における連通面積の増大に応じて、換
言すれば、副スプール６２の主スプール６１に対する左
方向への移動量の増大に応じて増大することになる。

さて、本発明に係る動力舵取装置においては、以上の如
く構成された油圧制御弁６の主スプール６１及び副スプ
ール６２の移動に応じて、両スプール間に形成され、可
変絞りとして作用する前記間隙の面積が車速に応じて変
更され、方向切換弁８を介して油圧シリンダ９へ送給さ
れる油圧及び拘束装置７へ送給される油圧が自動的に制
御される。

次にこの動作について、前記主スプール６１及び副スプ
ール６２の移動態様に従って説明する。

油圧制御弁６の主スプール６１は、前述した如く、これ
の外周の小径部６１ｃと他部との境界に形成された環状
肩部に作用する油圧に応じて移動するが、この油圧は、
連通油路６１ｆを介して小径部６１ｃに連通する副スプ
ール６２外周の一方の環状溝６２ｂ内の油圧に略等しく
、該環状溝６２ｂ内の油圧は、油圧ポンプ３から油導入
孔６４及び主スプール６１外周の環状溝６１ｂを介して
主スプール６１内周の環状溝６１ｅ内に導入される油圧
が、該環状溝６１ｅと前記環状溝６２ｂとの間における
間隙（以下第１の絞り部という）を通流する際に減圧さ
れたものであり、この第１の絞り部における通流抵抗の
減少に応じて増大する一方、第１の絞り部の開口面積が
一定である場合には、環状溝６１ｅ内における油圧の高
低に対応する。また、前述した如く、環状溝６１ｅは、
前記間隙と逆側の間隙（以下第２の絞り部という）を介
して副スプール６２外周の他方の環状溝６２ａと連通し
ており、該環状溝６２ａは、油導入路１６を介して方向
切換弁８に連通しているから、環状溝６１ｅ内の油圧の
高低は、第２の絞り部の面積が一定である場合には、方
向切換弁８内における通流抵抗の大小に対応することに
なる。方向切換弁８内における通流抵抗は、前述した如
く、舵輪１０に操舵トルクが加えられ、これに応じてト
ーションバー１２の捩れが生じた場合に、弁体８０とケ
ーシング８１との間に生じる相対角変位の増大に応じて
増大する。従って、主スプール６１は、舵輪１０に操舵
トルクが加えられていない場合、即ち直進走行状態にあ
る場合には、第３図及び第５図に示す如く、前記移動範
囲内の最も右側に位置しており、舵輪１０に所定量以上
の操舵トルクが作用し、これに応じて変化する前記小径
部６１ｃにおける油圧が、押しばね６５による押圧力に
抗する大きさに達した後、前記操舵トルクの大きさに応
じて左方向に移動することになる。

一方、油圧制御弁６の副スプール６１は、前述した如く
駆動部９０内の受圧ピストン９２の移動に伴って移動し
、受圧ピストン９２は、駆動部９０のケーシング９１内
に導入される車速センサポンプ５の吐出圧と、押しばね
９６によりこれに加えられる押圧力との差に応じて、第
３図における左方向に移動する。従って副スプール６２
は、低速走行中又は停止中のように、車速センサポンプ
５の回転速度が低く、これの吐出圧が押しばね９６の押
圧力に抗するだけの大きさに達しない場合には、第３図
に示す如く、前記移動範囲内の最も右寄りの位置に停止
しており、車速が増大し、これに応じて増大する車速セ
ンサポンプ５の吐出圧が、押しばね９６の押圧力に抗す
るだけの大きさに達した後は、車速の増大に応じて左方
向に移動することになる。

以上の如く、油圧制御弁６の主スプール６１及び副スプ
ール６２は移動するから、低速直進走行中においては、
主スプール６１と副スプール６２との相対的な位置関係
は第３図に示す状態にあり、第１の絞り部は閉じており
、環状溝６１ｅと環状溝６２ｂとは、主スプール６１の
内周面と副スプール６２の外周面との間のわずかな隙間
を介して連通しているのみであるのに対し、前記第２の
絞り部は十分な開口面積を有しているから、油圧ポンプ
３から油導入孔６４及び環状溝６１ｂを介して前記環状
溝６１ｅ内に導入される圧油は、その大部分が、第２の
絞り部を通過して環状溝６２ａに流入し、更に主スプー
ル６１の環状溝６１ｄ及び環状溝６１ａ１並びに油導入
路１６を介して方向切換弁８に送給されることになる。

この時、前記環状溝６１ｂ及びこれに連通油路６１ｆを
介して連通ずる小径部６１ｃにおける油圧は、環状溝６
１ｅ内における油圧が、第２の絞り部において大きく減
圧されたち、のであるから、前記小径部６１ｃに油路１
９を介して連通させである拘束装置７への導入油圧は低
く、拘束装置７のプランジャ７１．７１・・・は、入力
軸１３の外周に小さい力にて押し付けられているのみで
あり、入力軸１３と出力軸１４とは、容易に相対角変位
を生じ得る状態にある。

従って、この状態で舵輪１０に操舵トルクが加えられた
場合、方向切換弁８の前述の動作により、油圧ポンプ３
からの圧油が、操舵補助用の油圧シリンダ９の対応する
油室に送給される結果、該油圧シリンダ９が発生する力
により舵取りがなされ、運転者は、トーションバー１２
に捩れを生せしめるのに要する力を舵輪１０に加えるだ
けで舵取りがなされ、舵輪操作に要する力が大幅に軽減
される。

この場合、前述した如く、舵輪１０の操作に応じて環状
溝６１ｅ内の油圧は高くなるが、第１の絞り部が閉じた
状態にあるから、環状溝６２ｂ内の油圧は殆ど変化せず
、小径部６１ｃにおける環状肩部に作用する油圧が、押
しばね６５による押圧力を超えることはなく、拘束装置
７が拘束力を発生するには至らない。

一方、高速直進走行中においては、主スプール６１と副
スプール６２との相対的な位置関係は第５図に示す状態
にあり、前記第２の絞り部は殆ど閉じた状態にあるのに
対し、前記第１の絞り部は十分な開口面積を有している
力ぐら、油圧ポンプ３がら油導入孔６４及び環状溝６１
ｂをこの順に介して環状溝６１ｅ内に導入される油圧は
、環状溝６２ｂ及び連通油路６１ｆを介して、小径部６
１ｃとケーシング６゜の内周面との間の空間に導入され
、更に、該空間に油路１９を介して連通している拘束装
置７に導入される結果、この油圧によりプランジャ７１
．７１・・・が進出動作して、入力軸１３の外周に形成
された凹部７２，７２・・・に係合し、該入力軸１３の
出力軸１４に対する相対角変位が拘束された状態にある
。従って、この状態で舵輪１０に操舵トルクが加えられ
た場合、該トルクによりトーションバー１２に捩れが生
ずることはなく、方向切換弁８による圧油の送給方向の
切換動作は行われず、前記トルクにより、拘束装置７を
介して出力軸１４が直接的に回転せしめられることにな
り、手動による舵取りの場合と同等の剛性が舵輪１０に
付与せしめられ、直進走行時における走行安定性が向上
する。

また、この場合においても、方向切換弁８への圧油の送
給は、前記第２の絞り部におけるわずかな間隙を介して
なされているから、舵輪１０に拘束装置７が発生してい
る拘束力を上回る操舵トルクが加えられ、方向切換弁８
の弁体８０とケーシング８１との間に相対角変位が生じ
たときには、方向切換弁８内における圧油の通流抵抗の
増大に伴い、油圧制御弁６の環状溝６１ｅ内の油圧が増
大する結果、小径部６１ｃにおける油圧も増大し、拘束
装置７は更に大きい拘束力を発生して、方向切換弁８に
おける圧油の送給方向の切換え動作を拘束する。

しかしながら、小径部６１ｃにおける油圧が所定値を超
え、前記環状肩部に作用するこの油圧が、押しばね６５
の押圧力よりも大きくなった場合、これに応じて主スプ
ール６１が左方向に移動し、第１の絞り部の開口面積が
減少するから、拘束装置７が発生する拘束力は、所定の
大きさを超えることはなく、以後は、油圧シリンダ９が
操舵補助力を発生する結果、舵輪１０が必要以上に重く
なることはない。この所定の油圧の大きさは、直進状態
における前記第１の絞り部の開口面積の大小に応じて高
低に変化し、前記開口面積は、車速センサポンプ５の吐
出圧に応じて移動する副スプール６２の移動位置に応じ
て変化し、車速の高低に応じて大小となるから、本発明
に係る動力舵取装置においては、車速に応じた適度の剛
性が舵輪１０に付与され、車速か大になるに従って舵輪
１ｏの重さが増し、快適な操舵感覚が得られる。

第６図は、本発明に係る動力舵取装置において、舵輪１
０に加えられる操舵トルクと、これに応じて油圧シリン
ダ９の再抽室間に生じる圧力差との関係を、種々の車速
のもとで測定した結果を示すグラフであり、本図からも
前述した如き特性が得られることが明らかである。

〔効果〕

以上詳述した如く、本発明に係る動力舵取装置において
は、油圧制御弁の副スプールが、車速センサポンプが発
生する車速に対応した油圧に応じて移動し、この移動に
よる副スプールと主スプールとの相対的な位置関係の変
化により可変絞りの開口面積が変化し、拘束装置への導
入油圧が調整される結果、拘束装置が車速の高低に応じ
て大小となる拘束力を発生するから、電磁波等の外乱信
号に起因する前記拘束力の急変が生じる虞がなく、車速
に確実に対応する拘束力が得られ、操舵感覚の急変によ
る事故を未然に防止できる等、本発明は優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は本
発明に係る動力舵取装置の油圧系統図、第２図は車速セ
ンサポンプの一例を示す縦断面図、第３図は本発明に係
る動力舵取装置の要部を示す縦断面図、第４図は第３図
のＩＶ−ＩＶ線による拘束装置の横断面図、第５図は本
発明の特徴たる油圧制御弁の拡大断面図、第６図は本発
明に係る動力舵取装置において舵輪に加えられた操舵ト
ルクと操舵補助用の油圧シリンダに生じる圧力差との関
係を示すグラフである。 １・・・エンジン　　２・・・変速機　　３・・・油圧
ポンプ　　５・・・車速センサポンプ　　６・・・油圧
制御弁７・・・拘束装置　　８・・・方向切換弁　　９
・・・油圧シリンダ１０・・・舵輪　　１２・・・トー
ションバー１３・・・入力軸　　１４・・・出力軸　　
６１・・・主スプール６２・・・副スプール　　６５・
・・押しばね　　７１・・・プランジャ　　９０・・・
駆動部　　９２・・・受圧ピストン９６・・・押しばね 特　許　出願人　　光洋精工株式会社 代理人　弁理士　　河　野　　登　夫 ソ 第１図 １日 第　　４　　図 左　　　　　　撞舵トルク（ｋｇ　−ｃｍ　）　　　　
　　右第　　６　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、舵輪操作に伴って相対回転するケーシングと弁体と
   を有し、操舵補助力を発生する油圧シリンダへの圧油の
   送給方向を前記相対回転に応じて切換える方向切換弁と
   、圧油により動作し、その油圧に応じた拘束力を前記ケ
   ーシングと弁体との間に加え、前記相対回転を拘束する
   拘束装置を備えてなる自動車用の動力舵取装置において
   、 車速に比例する速度にて回転駆動され、回転速度に応じ
   た油圧を発生する車速センサポンプと、 前記方向切換弁及び拘束装置に夫々連通する連通口を設
   けてある筒状のケーシングに、前記拘束装置への送給油
   圧に応じて軸長方向に摺動する円筒状の主スプールを内
   嵌し、該主スプールに、前記センサポンプの発生油圧に
   応じて軸長方向に摺動する副スプールを内嵌し、両スプ
   ール間に前記両連通口へ夫々連なる可変絞りを形成して
   なり、該可変絞りの開口面積を、両スプール間の相対変
   位に応じて、一方が大となる場合に他方が小となるよう
   に変更し、前記方向切換弁及び拘束装置への送給油圧を
   制御する油圧制御弁と を具備することを特徴とする動力舵取装置。