JPS6050070A - 車両に使用されるステアリング系統 - 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】 この発明は、車両に使用されるステアリング系統に関す
る。

車両、例えば、トランクや乗用車の前車輪軸を操舵する
ステアリング系統には、運転者からの操舵入力に応じて
、すなわち、ステアリング・ホイールの操作に応じて、
その前車輪軸を確実かつ容易に操舵し、その車両の旋回
性能を損うことなく、安全な旋回を可能にすることが要
求されてきている。

さらに、近年、交通の錯綜や駐車問題はもとより、車両
の使用者層の拡大、および、操舵性能に対するその使用
者側の要望などから、そのステアリング系統には、軽く
、かつ、迅速な操舵を可能にすることが要求され、その
ために、各種の動力かじ取装置、すなわち、パワー・ス
テアリングが提案されてきている。

しかし、この種のパワー・ステアリングにおいて、操舵
に要求される力は、そのパワー・ステアリングの油圧供
給源としてのオイル・ポンプの供給能力、その・やワー
・ステアリングの出力機構としてのパワー・ピストンの
受圧面積などによって決定されるので、必然的に操舵力
の変化の範囲が限られ、殊に撫切能力が制限され、その
結果、車両の停車時の据切り、および、微速度走行時の
操舵を極めて小さな操作力で行ない、そのような場合の
操舵による疲労を十分に軽減することは困難であった。

また、そのオイル・ポンプの供給能力を大きくし、さら
に、そのパワー・ピストンの受圧面積を大きくするよう
に、それらオイル・ポンプおよびパワー・ピストンを大
型化すれば、上述のような撫切能力は高められるが、そ
のように構成すると、そのオイル・ボンｆを駆動するエ
ンジンの負荷が極めて大きくなり、そのオイル・ポンプ
による大きな供給能力を必要としない高速走行時にも、
そのエンジンに大きな負荷が加わり、燃料消費率が著し
く低下する傾向にあった。

この発明の目的は、少なくとも、車両の停車時の据切り
、および、微速度走行時の操舵を極めて小さな操作力で
行ない、そのような操舵による疲労を十分に軽減し、し
かも、オイル・Ｉン７’　ｆａ−大型化したり、・ぐワ
ー・ピストンの受圧面積を特別に大きくしたシすること
なく、そのような操舵を可能にし、さらに、そのオイル
・ポンプを駆動するエンノンの負荷を極力小さくシ、そ
のエンジンの燃料消費率を向上させるところの車両に使
用されるステアリング系統の提供にある。

それらを課題として、この発明の車両に使用されるステ
アリング系統は、油圧ポンプと、最前車軸の両端に揺動
可能に連結された一対の最前車輪軸を操舵する主ノやワ
ーーシリンダと、その主パワー・シリンダの操舵力を補
うように、その前後車軸の両端に揺動可能に連結された
一対の前後車輪軸およびその最前車輪軸の一方に連結さ
れた補助・ぞワー・シリンダと、操舵入力に応じて、ス
テアリング・ギヤ・ボックスで制御され、その油圧ポン
プからその主および補助パワー・シリンダに供給される
圧油の流量を変えるコントロール・パルプと、その補助
・やワー　シリンダをその主パワー・シリンダに連動さ
せる状態およびその補助パワー・シリンダをフリーにさ
せる状態の何れかにするように、そのコントロール・パ
ルプからその補助パワー・シリンダに流れる圧油を切シ
換える切換えパルプとを含んで構成される。

以下、この発明に係る車両に使用されるステアリング系
統の望ましい具体例について、図面を参照して説明する
。

第１ないし４図は、前二軸型トラック８６に適用された
この発明の車両に使用されるステアリング系統の具体例
１０を示している。

そのステアリング系統ＩＯは、その前二軸型トラック８
６・において、最前車軸の両端に揺動可能に連結された
最前車輪軸１８および前後車軸の両端に揺動可能に連結
され、その最前車輪軸１８に連動される前後車輪軸１９
菟操舵するもの、すなわち、それら最前車輪軸１８およ
び前後車輪軸１９の舵角を変えるもので、油圧ポンプ１
１と、その最前車輪軸１８を操舵する主・ぐワー・シリ
ンダ１２と、その主・やワーーシリンダの操舵力を補う
ように、その前後車輪軸１９側に連結された補助パワー
・シリンダ１３と、操舵入力に応じて、ステアリング・
ギヤ・ボックス４８に制御され、その油圧ポンプ１１か
らその主および補助パワー７リング１２．１３に供給さ
れる圧油の流量を変エルコントロール・バルブ１４と、
そのコントロール・バルブ１４とその補助パワー・シリ
ンダ１３とを接続する左折および右折油圧配管７９゜８
ｏに設けられ、かつ、車速に応じて開閉される切換えバ
ルブ１５とよりなシ、そのトラック８６の停車時および
微速度走行時に、その補助パワー・シリンダ１３をその
主パワー・シリンダ１２に連動させ、また、そのトラッ
ク８６が上述以外の条件下で走行するとき、その補助・
ぞワー・シリンダ１３のシリンダ室９１．９２の圧油を
オイル・リザーバ８５側に逃し、その補助パワー・シリ
ンダ１３をフリーにさせるように構成されている。

油圧ポンプ１１は、そのトラック８６に搭載されるエン
ジン（図示せず）にょ９駆動され、後述する主および補
助パワー・シリンダ１２，１３１．ｆ駆動するだめの油
圧を発生するように構成されている。その油圧ポンプ１
１は、その主および補助ノｅワー・シリンダ１２．１３
のための油圧を発生するが、既存のオイル・ポンプの供
給能力がパワー・シリンダの出力に基づいて設定される
ように、その油圧ポンプ１１の供給能力はその主パワー
・シリンダ１２のみの出力に基づいて設定されている。

勿論、その油圧ポンプ１１は、既存の油圧ポンプと実質
的に同一に構成されるので、その構成の説明を省略する
。

主パワー・シリンダ１２は、油圧シリンダで、シリンダ
２０と、そのシリンダ２０内に往復摺動可能に嵌め合わ
せられたピストン２１と、一端側をそのシリンダ２０の
一端から出し入れ可能にして他端をそのピストン２１に
連結した操作ロッド２２とより構成されている・ その主パワー・シリンダ１２は、そのシリンダ２０の他
端を最前車輪軸１８側のアイドル・アーム３０に、その
操作ロッド２２端をそのトラック８６のシャシ９３側に
それぞれ回転げ能に連結している。

そのアイドル・アーム３０は、そのシャシ９３に回転可
能に連結された上端を支点として、その主パワー・シリ
ンダ１２の駆動によシ、そのシャシ９３の前後方向に回
転され、最前車輪軸１８に取り付けられた車輪８７の舵
角を変える。

すなわち、その最前車輪軸１８を備えるナックル１６は
、既存の前二軸型トラックにおけるナックルと同様に、
ナックル・アーム３４およヒタイーロツド・アーム３５
をそれぞれ備えて略り字状に構成され、そのように構成
されたナックル１６は、最前車軸側ビーム（図示せず）
の両端にキング・ピン３８を介してそれぞれ回転可能に
配置され、さらに、そのシャシ９３に回転可能に連結さ
れたそのアイドル・アーム３０の下端をドラッグリンク
３２を介してそのナックル・アーム３４端に連結してい
る。

勿論、その一対のナックル１６のタイ・ロッド・７−、
Ａ３５端は、タイ・ロッド４ｎｔ介して互いに連結され
ている。

従って、その主ノｅワー・シリンダ１２が駆動され、そ
のアイドル・アーム３０がそのシャシ９３の前後方向に
回転されるならば、それら一対のナックル１６がキング
・ピン３８のまわりを回転し、その最前車輪軸１８が操
舵される。

補助パワー・シリンダ１３は、その主パワーシリンダ１
２による操舵力を補うように、前後車輪軸１９側に連結
され、後述するコントロール・バルブ１４を経由してそ
の油圧ポンプ０１１から送られる圧油によりその主ノや
ワー・・シリンダ１２に連動するように構成されている
。

すなわち、その補助パワー・シリンダ１３は、その主パ
ワー・シリンダ１２と同様の油圧シリンダで、シリンダ
２５と、そのシリンダ２５内に往復摺動可能に嵌め合わ
せられたピストン２６と、一端側をそのシリンダ２５の
一端から出し入れ可能にして他端をそのピストン２６に
連結した操作ロッド２７とより構成され、そのシリンダ
２５の他端をその前後車輪軸１９側のアイドル・アーム
３１に、その操作ロッド２フ端をそのシャシ９３側にそ
れぞれ回転可能に連結している。

そのアイドル・アーム３１は、上述の最前車輪ｉ１１＋
　１８側のアイドル・アーム３０とほぼ同様に、そのシ
ャシ９３一回転可能に連結された上端を支点として、そ
の補助・ぐワー・シリンダ１３の駆動により、そのシャ
ツ９３の前後方向に回転され、前後車輪軸１９に取シ付
けられた車輪８８の舵角を変える。

その前後車輪軸１９を備えるナックル１７は、上述の最
前車輪軸１８を備えるナックル１６と同様に、ナックル
・アーム３６およびタイ−ロッドアーム３７をそれぞれ
備えて略し字状に構成され、そのように構成されたナッ
クル１７は、前後車軸側ビーム（図示せず）の両端にキ
ング・ピン３９を介してそれぞれ回転可能に配置され、
さらに、そのシャシ９３に回転可能に連結されたそのア
イドル・アーム３１の下端をドラッグ−リンク３３を介
してそのナックル・アーム３６端に連結している。

勿論、その一対のナックル１７のタイ・ロッド・アーム
３７端はタイ−ロッド４２を介して互いに連結され、さ
らに、そのアイドル・アーム３１は、その最前車輪軸１
８側のアイドル・アーム３０はリレー・ロッド４０を介
して連結されている。

従って、その補助ノｅ’７−・シリンダ１３が駆動され
、そのアイドル・アーム３１がそのシャシ９３の前後方
向に回転されるならば、それら一対のナックル１７がキ
ング−ピン３９の壕わりを回転し、その前後車輪軸１９
が操舵されることは勿論のこと、そのような補助ノ々ワ
ー・シリンジ゛１３の力は、そのリレー・ロッド４θを
介してその最前車輪軸１８側のアイドル−アーム３０に
伝達され、その結果、その主ノ９ワー・シリンダ１２に
よる操舵力を補う。

コントロール・バルブ１４１４、ポンプ・ポート４３、
それら主および補助パワー・シリンダ１２゜１３を左折
側に駆動させるだめの左折圧力ポート４４、それら主お
よび補助ノ々ワー・シリンダ１２゜１３ｆ：右折側に駆
動誉せるだめの右折圧力、ｌｅ　−１４５、および、リ
ザーノ４・ポート４６をそれぞれ偏見、カつ、そのポン
プ０・ポート４３をその左折圧力ポート４４、右折圧力
ポート４５、および、リザーバ・ポート４６に選択的に
切換え接続するスプール（図示せず）を内蔵した４方向
制御弁で、コントロール・レバー４７の駆動ニヨシ、ソ
ノスプールが往拶摺動されるように構成されている。

そのコントロール・レバー４７は、そのトラック８６の
ステアリング・ホイール４９の操作に応じて駆動される
。すなわち、そのコントロール・レバー４７は、そのト
ラック８６におけるステアリング・ギア・ボックス４８
のピットマン・アーム５０に連結ロッド５１を介して連
結されている。

上述のように構成されたコントロール・バルブ１４の；
！？ポンプポート４３は油圧供給配管７６を介してその
油圧ポンプ１１の吐出ポートに、その左折圧力ポート４
４は左折油圧配管７７．８０を介してその主および補助
ｉ４ワー・シリンダ１２゜１３の左折ポート２３．２８
に、その右折圧力ポ−１−４５は右折油圧配管７８．７
９を介してその主および補助／ｆクワ−シリンダ１２．
１３の右折ポート２４．２９に、また、そのリザーバ・
ポート４６Ｕ後述するコントロール・バルブ１５の一対
のリザーバ・＝ｔ？−１−６５．６６を経由してオイル
・リザーバ８５に、それぞれ接続されている。

切換エハルブ１５ば、そのコントロール・バルブ１４と
その補助・ぞワー・シリンダ１３とを接続する左折およ
び右折油圧配管７９．８０に設けられ、そのトラック８
６の車速に応じて開閉されるように構成されている。

その切換えバルブ１５は、スプール・ボア５３および複
数のポート５４，５５，５６，５７゜６０．６１，６５
．６６を備えるバルブ・ケーシング５２、そのスプール
・ボア５３に往復摺動可能に配置されたスプール６７、
そのスフ０−ル６７を往復摺動させる可動鉄芯７３およ
び電磁コイル７４を基本的な構成にしている。

すなわち、その切換えバルブ１５は、スプール・ボア５
３を備えるバルブ・ケーシング５２と、そのスプール・
ボア５３に連絡されるようにそのバルブ・ケーシング５
２に所定の間隔を保って形成すれた一対のコントロール
・バルブ・ポート５４．５５と、（−のコントロール・
バルブ・ポート５４．５５の反対側でそのスプール・ボ
ア５３に連絡されるようにそのバルブ−ケーシング５２
に所定の間隔を保って形成され、かつ、そのコントロー
ル・バルブ・ポート５４．５５から僅かにずらされた下
方の位置にリング溝５８．５９をそれぞれ備える一対の
補助パワー・シリンダ・ポー）５６，５７と、そのコン
トロール・バルブ・ポート５４よシも上方の位置でその
スプール・ボア５３に連絡されるようにそのバルブ・ケ
ーシング５２に所定の間隔を保って形成され、がっ、リ
ング溝６２．６３をそれぞれ備える補助パワー・シリン
ダ戻９ポー）６０．６１と、その戻シボートロ０よりも
上方の位置でそのスプール・ボア５３に連絡されるよう
に互いに向い合って形成された一対のリザーバ・ポート
６５．６６と、（−のスツール・ボア５３内に往復摺動
可能に配置され、がっ、下端に可動鉄芯７３を備えるス
ツール６７と、そのコントロール・バルブ・ポート５４
．５５に対応するようにそのスツール６７に形成された
スプール溝６８，６．９と、その補助パワー・シリンダ
戻’り１ｅ−）ｓｏ、ａｉに対応するようにそのスツー
ル６７に形成された戻しスプール溝７０゜７１と、その
戻しスプール溝７０．７１をそのスプール６７の上端の
オイル溜シロ４に連絡するように、すなわち、その一対
のりザーパーポート６５．６６に連絡するようにそのス
プール６７に形成された戻し連通路７２と、そのスプー
ル６７を往復摺動させるように、その可動鉄芯７３の１
わシに配置された電磁コイル７４と、その電磁コイル７
４が励磁されていないとき、そのスツール６７をリフト
された状態に置くように、そのスツール・ボア５３内に
配置されたリターン・スノリング（図示せず）とよ多構
成されている。

その電磁コイル７４は、車速センサ（図示せず）からの
信号を増幅するアンブリファイヤ（図示せず）に電気的
に接続され、そのトラック８６が停車しているとき、お
よび、微速度走行しているとき励磁されるように構成さ
れている。

そのように構成された切換えバルブ１５の一対のコント
ロール・バルブ・ポート５４．５５は左折および右折油
圧配管７９．８０を介してそのコントロール・バルブ１
４の左折および右折圧力ポ−）４４．４５に接続され、
その一対の補助ノｅワー・シリンダ・ポー）５６．５７
は左折および右折油圧配管７９．８０を介してその補助
パワー・シリンダ１３に接続され、また、その補助ノぐ
ワ−シリンダ戻シボートロ０．６１は油圧戻し配管８３
．８４を介してその補助ｉｅクワ−シリンダ・ポー）５
６，５７よシも下流側のその左折および右折油圧配管７
９．８０に接続され、さらに、そのリザー・ぐ・ポート
６５は油圧戻し配管８１を介してそのコントロール・バ
ルブ１４のリザーバ・ポート４６に、他のリザーバ・ポ
ルトロ６は油圧戻し配管８２を介してオイル・リザーバ
８５にそれぞれ接続されている。

次に、上述のステアリング系統１０を備える前二軸型ト
ラック８６の走行について述べるに、そのトラック８６
の停車時、切換えバルブ１５の電磁コイル７４は車速セ
ンサがらの信号にょシ励磁され、第４図に示されるよう
にスツール６７が下方に引き寄せられ、一対のコントロ
ール・バルブ・、ｆ−１−５４，５５は一対の補助７４
ｒ）−・シリンダ・ポート５６．５７に連絡され、また
、補助パワー・シリンダ戻シボ−１−６０、６１はその
スプール６７によって閉じられている。

そのような状態で、そのトラック８６に搭載されたエン
ジンの運転にょ見消圧ボンｆ１１が駆動され、かつ、ス
テアリンダ−ホイール４９の操作力がステアリング・ギ
ア・ボックス４８を経由シテコントローノ匹パルプ１４
（７）コントロール・レバー４７に伝達さ、ｈ、そｔｖ
コントロール・バルブ１４のスプールが何れが一方に摺
動されるならば、そのコントロール・バルブ１４のポン
プ・ポート４３が左折および右折圧力ポ−）４４　、４
５の何れか一方に連絡され、その結果、その油圧ポンプ
１１からの圧油が主ノ切−・シリンダ１２の何れか一方
のシリンダ室はもとよシ、補助パワー・シリンダ１３の
何れか一方のシリンダ室に送られる。

従って、そのトラック８６の停車時、その油圧ポンプ０
１１からの圧油でその主および補助パワー・シリンダ１
２．１３が駆動され、最前および前後車輪軸１８．１９
が操舵され、据切シが極めて小さな操作力でなされる。

勿論、そのトランク８６が微速度走行しているときも、
上述と同様に、その油圧ポンプ１１からの圧油でその主
および補助パワー・シリンダ１２゜１３が駆動され、微
速度走行時の操舵が極めて小さな操作力でなされる。

また、そのような停車時および微速度走行時には、一般
的に急激な操舵は要求されず、その油圧チン７’ｌｌか
らの圧油の吐出量が比較的少なくても、その主および補
助パワー・シリンダ１２．１３が十分に駆動され、従っ
て、その油圧ポンプ１１を大型化することなく、その主
および補助／ｌフリーシリンダ１２．１３による操舵が
可能になシ、その油圧ポンプ１１を駆動するエンノンの
負荷を極力小さくでき、そのエンジンの燃料消費率が向
上される。

さらに、そのトラック８６の走行速度が上昇し、通常の
走行をすると、その切換えバルブ１５の電磁コイル７４
は車速センサからの信号に基づいて励磁されなくなり、
第３図に示されるようにスプール６７がリターン・スプ
リング（図示せず）によってリフトされ、そのコントロ
ール・バルブ・ポート５４．５５および補助パワー・シ
リンダ・ポー）５６．５７はそれぞれ閉じられ、補助パ
ワー・シリンダ戻りポート６０．６１はリザーバ・ポー
ト６６に連絡される。

すなわち、その油圧ポンプ１１からの圧油がその主・や
ワー・シリンダ１２のみに送られ、その補助パワー・シ
リンダ１３はフリー状態になる。

従って、そのような走行時の操舵はその主パワー・シリ
ンダ１２のみによってなされ、その補助ノｅワー・シリ
ンダ１３はその主パワー・シリンダ１２による操舵に実
質的に抵抗することなく、その操舵に自由に追従する。

勿論、上述のような操舵において、ステアリング・ホイ
ールが中立位置に置かれているとき、そのコントロール
・バルブ１４のポンプ・ホー）４３はリザーバーポート
４６に連絡され、その油圧ボンｆ１１からの圧油はその
切換えバルブ１５のリザーバ・ポート６５．６６を経由
してオイルリザーバ８５に戻される。

前述のステアリング系統１０において、主ノ４ワーシリ
ンダ１２およびコントロール・バルク１４を一体的に構
成することも可能で、その場合、ステアリング系統１０
は、小型化され、車両にょシ容易に適用可能になる。ま
た、同様に、コントロール・バルブ１４とステアリング
・ギヤ・ボックス４８とを一体的に構成するか、また、
主パワー・シリンダ１２とコントロール・バルブ１４と
ステアリング・ギヤ・ボックス４８とを一体的に構成す
るか、さらに、補助ノぐワー・シリンダ１３と切換えバ
ルブ１５とを一体的に構成することによってもステアリ
ング系統１０は小型化され、車両への適用性を向上する
。

如上のこの発明によれば、主パワー・シリンダが前二軸
型車両において、最前車軸の両端に揺動可能に連結され
た一対の最前車輪軸を操舵し、補助ノ４ワー・シリンダ
がその前後車軸の両端に揺動可能に連結された一対の前
後車輪軸およびその最前車輪軸の一方に連結され、その
主ノ４ワー・シリンダの操舵力を補ない、また、コント
ロール・／−、”Ｊルプが操舵入力に応じて、ステアリ
ング・ギヤ・ボックスで制御されて、その油圧ポンプか
らその主および補助ノＲワー・シリンダに供給される圧
油の流量を変え、さらに、切換えバルブがその補助パワ
ー・シリンダをその主パワー・シリンダに連動させる状
態およびその補助・ぐワー・シリンダをフリーにさせる
状態の何れかになすべく、そのコントロール・バルブか
らその補助ｉｅフリーシリンダに流れる圧油を切９換え
ているので、その車両の停車時の据切シ、および、微速
度走行時の操舵が極めて小さな操作力でなされ、そのよ
うな操舵による疲労が十分に軽減され、しかも、そのオ
イル・ポンプを大型化したり、ノヤワー・シリンダにお
けるパワー・ビス・トンの受圧面積を特別に大きくした
りすることなく、そのような操舵が可能になシ、さらに
、そのオイル・ポンプを駆動するエンジンの負荷を極力
小さくすることができ、そのエンノンの燃料消費率が向
上され、極めて実用的になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は前二軸型トラックに適用されたこの発明の車両
に使用されるステアリング系統の具体例を示す概説図、
第２図は第１図に示されたステアリング系統における最
前および前後車輪軸まわりの構造を示す概説図、第３図
は第１図に示されたステアリング系統におけるコントロ
ール・バルブの電磁コイルが励磁されてい々い状態を示
す縦断面図、および、第４図は第１図に示されたステア
リング系統におけるコントロール・バルブの電磁コイル
が励磁されている状態を示す縦断面図である。 １０・・−車両に使用されるステアリング系統、１１・
油圧ポンプ、１２・・主パワー・シリンダ、１３・・・
Ｗ＋助ノｅワー・シリンダ、１４・・・コントロール・
バルブ、１５・・切換えバルブ、１８・・・最前車輪軸
、１９・・前後車輪軸。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）油圧ポンプと、 最前車軸の両端に揺動可能に連結された一対の最前車輪
   軸を操舵する主パワー・シリンダと、その主パワー・シ
   リンダの操舵力を補うように、その前後車軸の両端に揺
   動可能に連結された一対の前後車輪軸およびその最前車
   輪軸の一方に連結された補助パワー・シリンダと、 操舵入力に応じて、ステアリング・ギヤ・ボックスで制
   御され、その油圧ポンプからその主およヒ補助パワー・
   シリンダに供給される圧油の流量ｅ変えるコンドロール
   ドバルブと、 その補助パワー・シリンダをその主パワー・シリンダに
   連動させる状態およびその補助・ぐワー・シリンダをフ
   リーにさせる状態の何れかにするように、そのコントロ
   ール・バルブからその補助パワー−シリンダに流れる圧
   油金切り換える切換えノぐルブ と金含む車両に使用されるステアリング系統。
2. （２）　その主パワー・シリンダおよびコントロール・
   バルブが一体的に構成されているところの特許請求の範
   囲第１項記載の車両に使用されるステアリング系統。
3. （３）　ソのコントロール・バルブおよびステアリング
   ・ギヤ・ボックスが一体的に構成されているところの特
   許請求の範囲第１項記載の車両に使用されるステアリン
   グ系統。
4. （４）ソの主パワー・シリンダ、コントロール・バルブ
   、およびステアリング・ギヤ・ボックスが一体的に構成
   されているところの特許請求の範囲第１項記載の車両に
   使用されるステアリング系統。
5. （５）その補助パワー・シリンダおよび切換えバルブが
   一体的に構成されているところの特許請求の範囲第１項
   記載の車両に使用されるステアリング系統。