JPH0126541Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、スプール型流量制御バルブに係り、
特に自動車等の車輌のパワーステアリング装置に
於ける制御バルブとして使用されるスプール型流
量制御バルブに係る。

自動車等の車輌のパワーステアリング装置に用
いられる流量制御バルブとして、中空部を有し、
該中空部を郭定する内周壁に環状溝型バルブポー
トを備えたバルブボデーと、前記中空部内に嵌挿
され外周壁に環状溝型バルブポートを備えたスプ
ールバルブとを有し、前記バルブボデーと前記ス
プールバルブとの相対的な軸線方向の移動により
前記両バルブポートの重合度合を変化せしめて該
両バルブポート間を流れる流体の流量を制御する
よう構成されたスプール型流量制御バルブが従来
より知られている。

パワーステアリング装置に於ては、オイルポン
プより上述の如き流量制御バルブを経てパワース
テアリング用復動型シリンダ装置の一方のシリン
ダ室に流入する作動油の流量が増大するに従つて
ステアリング装置に作用するアシストカが増大
し、これによつて運転者が要するステアリング操
作力を軽減するようになつており、前記流量制御
バルブは運転者によるステアリング操作に応動
し、ステアリングが中立（直進）状態にあるとき
には前記シリンダ室に流入する作動油の流量を零
として前記シリンダ装置がアシスト力を発生しな
いようにし、ステアリングが中立位置より右又は
左旋回状態に変化した際には前記シリンダ室に作
動油を供給して前記シリンダ装置がアシスト力を
発生するように制御している。

ところで、上述の如き流量制御バルブに於て
は、バルブボデーとスプールバルブの各々に設け
られた環状溝型バルブポートの側壁がいずれも切
立つていてこれがバルブボデー或いはスプールバ
ルブの一般外周面にまで延在していると、両バル
ブポートが互いに少しでも重なり合つた瞬間にこ
のバルブポート間を流れる作動油の流量が急激に
増大し、これによりステアリングが中立状態より
右又は左旋回状態に変化した途端に過大なアシス
ト力が発生し、適当なステアリングフイーリング
を得ることができない。このためスプールバルブ
の環状溝型バルブポートの側縁に沿う周縁部をテ
ーパ状に形成し、バルブ開閉の始端及び終端に於
けるバルブ開度を微細に制御し、ステアリングが
中立状態より右又は左旋回状態に変化した途端に
過大なアシスト力が発生することを回避すること
が従来より行なわれている。またステアリングの
旋回度が比較的小さな領域に於てはその旋回度の
増大に応じて或る所定の比率にてアシスト力が発
生し、旋回度が比較的大きい領域に於てはその旋
回度の増大に応じて旋回度が比較的小さい領域に
於ける時より大きい比率にてアシスト力が増大す
る、所謂二段折れ特性を得るために、スプールバ
ルブの環状溝型バルブポートの側縁に沿う周縁部
に比較的浅い環状溝を設け、更に該環状溝の側縁
に沿う周縁をテーパ状に形成することが従来より
考えられている。

上述の如き環状溝型バルブポートの側縁部分の
形状修正は適当なステアリングフイーリングを得
るうえで有効なものではあるが、その形状修正が
スプールバルブの全周に亙つて行なわれるため、
その形状修正寸法が流量制御特性に与える影響度
が非常に大きく、このため所要の流量制御特性を
有する流量制御バルブを得るためには前記形状修
正寸法が厳格に管理されなければならず、実際の
大量生産に於ては、その要求を満す加工精度を得
ることがむずかしい。

環状溝型バルブポートの側縁部分の周方向の一
部分にのみ傾斜底面を有する切欠き溝を設けてこ
れによりバルブ開閉の始端及び終端に於けるバル
ブ開度を微細に制御することが考えられている。
これにあつては上述の如き形状修正がスプールバ
ルブの全周に亙つて行なわれている場合に比して
その形状修正寸法が流量制御特性に与える影響度
が小さいので、その加工精度がさほど厳格に管理
されなくとも所要の流量制御特性を得ることが可
能であるが、しかし特にバルブ開度が小さいとき
に、一般にキヤビテーシヨンノイズと云われてい
る作動油の流動音が非常に大きくなる不具合が生
じる。

本考案は、環状溝型バルブポートの側縁部分の
形状修正の加工精度がさほど高くなくとも所要の
流量制御特性を得ることができ、しかも大きい作
動油流動音を発生することがない改良されたスプ
ール型流量制御バルブを提供することを目的とし
ている。

かかる目的は、本考案によれば、上述の如きス
プール型流量制御バルブに於て、前記バルブボデ
ー及び前記スプールバルブのいずれか一方は前記
環状溝型バルブポートの側縁に沿う周縁部をテー
パ状に形成され、該テーパ状周縁部に前記環状溝
型バルブポートに連続した切欠き部を該テーパ状
周縁部の周方向に部分的に形成されているスプー
ル型流量制御バルブによつて達成される。

かかる構成によれば、作動油流動音が発生する
小バルブ領域に於ては、テーパ状周縁部によつて
油路が形成されるため、大きい作動油流動音が発
生することがなく、又そのテーパ状周縁部と切欠
き部とによつて上述の如き二段折れ特性が得られ
る。切欠き部はバルブボデー或いはスプールバル
ブの全周に亙つて設けられているものではないか
ら、これがそれらの全周に亙つて設けられている
場合に比して加工精度に余裕が生じ、許容誤差が
拡大され、生産性が向上する。

以下に添付の図を参照して本考案を実施例につ
いて詳細に説明する。

第１図は本考案によるスプール型流量制御バル
ブの一つの実施例を示す縦断面図、第２図は第１
図の線−に沿う断面図である。図に於て、１
はパワーステアリング用制御バルブのバルブボデ
ーを、２はステアリングギア装置のギヤケーシン
グを各々示している。

バルブボデー１は軸受３によつてその筒状中空
部４内にメインシヤフト５を回転自在に支持して
いる。メインシヤフト５はその一端部に形成され
たスプライン６にて図には示されていないステア
リングメインシヤフトに連結され、ステアリング
ホイールによつて回転駆動されるようになつてい
る。メインシヤフト５は筒状になつており、その
内部にトーシヨンバー７を挿入されている。メイ
ンシヤフト５とトーシヨンバー７とは各々の一端
部にてノツクピン８によつて互に結合されてい
る。

ギヤケーシング２は軸受９及び１０によつてピ
ニオン１１をメインシヤフト５と同一軸線上に於
て回転自在に支持しており、該ピニオン１１はそ
の一端には前記トーシヨンバー７の他端にノツク
ピン１２によつて結合されている。またギヤケー
シング２はラツクバー１３をその軸線方向に移動
可能に支持しており、ラツクバー１３はそのラツ
ク１４にてピニオン１１と噛合し、ピニオン１１
が回転されるようになつている。ラツクバー１３
はこれが軸線方向に移動したとき図には示されて
いないそれ自身周知のステアリングパワーシリン
ダより軸線方向の駆動力（アシスト力）を補助的
に与えられるようになつている。

ラツクバー１３のラツク１４と反対の側にはギ
ヤケーシング２に支持されたピストン状のラツク
ガイド要素１５が摺動可能に係合しており、この
ラツクガイド要素１５はこれとねじキヤツプ１６
との間に設けられた圧縮コイルばね１７のばね力
によつてラツクバー１３に向けて付勢されてい
る。

バルブボデー１は筒状中空部４内に筒状のスプ
ールバルブ１８を軸線方向に移動可能に支持して
いる。スプールバルブ１８はその外周面にてバル
ブボデー１の内周面に密に接触しており、その外
周壁に環状溝型バルブポート１９，２０，２１，
を互いに軸線方向に隔置して有している。環状溝
型バルブポート１９はバルブケーシング１に形成
された油圧ポート２２に接続され、該油圧ポート
より油圧を供給されるようになつている。油圧ポ
ート２２は図には示されていないポンプに接続さ
れ、これより所定の油圧を供給されるようになつ
ている。環状溝型バルブポート２０及び２１は
各々環状溝型バルブポート１９の軸線方向の両側
方に互に等しい位置だけ離れた位置に設けられて
おり、スプールバルブ１８に穿設された孔２３，
２４、スプールバルブ１８の中空部及び孔２５を
経てバルブボデー１に形成されたドレーンポート
２６に接続されている。また、バルブボデー１の
内周壁には環状溝型バルブポート２７，２８が形
成されている。この環状溝型バルブポート２７，
２８は油圧ポート２２の軸線方向の両側方に互に
等しい距離だけ離れた位置にあり、スプールバル
ブ１８が中立位置にあるときには各々一方の縁部
にて環状溝型バルブポート１９に連通し、その間
に絞りＡ，Ｂを郭定し、また他方の縁部にて各々
環状溝型バルブポート２０，２１に連通し、その
間に絞りA′，B′を郭定している。環状溝型バル
ブポート２７はバルブボデーに形成された油圧取
出ポート２９を経て図には示されていないステア
リングパワーシリンダの一方の側のシリンダ室に
接続されている。また環状溝型バルブポート２８
はバルブボデー１に形成された図示されていない
油圧取出ポートを経て前記ステアリングパワーシ
リンダの他方の側のシリンダ室に接続されてい
る。

スプールバルブ１８は一端部にその軸線方向に
延在する切欠き１８′を有しており、この切欠き
１８′にピニオン１１に取付けられた係合ピン３
１が係合している。切欠き１８′と係合ピン３１
との係合によりスプールバルブ１８はピニオン１
１に対して軸線方向にのみ移動し得るよう連結さ
れている。スプールバルブ１８は孔３２を有して
おり、この孔３２にはボール３３が係合してい
る。ボール３３は保持リング３４によつて孔３２
内に自由に回転できる態様にて拘束されており、
メインシヤフト５の他端近傍に形成されたねじれ
溝３５に係合している。ステアリング力がメイン
シヤフト５よりトーシヨンバー７を経てピニオン
１１へ伝達されることによりトーシヨンバー７が
ねじれ、メインシヤフト５とピニオン１１との間
に相対的な回転変位が生じたとき、ボール３３と
ねじれ溝３５との作用によりスプールバルブ１８
はピニオン１１に対し、換言すればバルブボデー
１に対し軸線方向に変位する。この場合、例えば
前記相対的ねじり変位が右ねじ方向のねじれであ
れば、スプールバルブ１８は上昇変位し、これに
対し前記相対的ねじり変位が左ねじ方向のねじり
変位であれば、スプールバルブ１８は降下変位す
る。また、ピニオン１１の一端にはストツパ片３
６が形成されており、このストツパ片３６はメイ
ンシヤフト５のストツパ面３７，３８と共働して
メインシヤフト５とトーシヨンバー７の間の相対
的ねじり変位量を制限している。即ち、スプール
バルブ１８の軸線方向変位量が上述のストツパ機
構によつて制限されている。

スプールバルブ１８が上昇変位したときには絞
りＡとB′の絞り度が減少し、絞りＢとA′の絞り
度が増大し、油圧ポート２２に与えられている油
圧は環状溝型バルブポート１９、絞りＡ、環状溝
型バルブポート２７を経て油圧取出ポート２９よ
りステアリングパワーシリンダの一方の側のシリ
ンダ室へ供給され始め、そしてスプールバルブ１
８が所定値以上上昇した段階で絞りＢとA′は実
質的に閉じられるようになる。スプールバルブ１
８が降下変位したときには絞りＢとA′の絞り度
が減少し、絞りＡとB′の絞り度が増大し、油圧
ポート２２に与えられている油圧は環状溝型バル
ブポート１９、絞りＢ、環状溝型バルブポート２
８を経て油圧取出ポート３０より前記ステアリン
グパワーシリンダの他方の側のシリンダ室へ供給
され始め、そしてスプールバルブ１８が所定値以
上降下した段階で前記絞りＡとB′は実質的に閉
じられるようになる。

第３図及び第４図は本考案によるスプール型流
量制御バルブの環状溝型バルブポート部分を拡大
して示している。スプールバルブ１８は環状溝型
バルブポート１９の両側縁部に沿う周縁部をテー
パ状に形成され、そのテーパ状周縁部３９の周方
向の一部に切欠き部４０を有している。この切欠
き部４０は環状溝型バルブポート１９の側縁壁よ
りテーパ状周縁部３９の中間部まで設けられてお
り、この実施例に於てはその切欠き部の底壁がス
プールバルブ１８の軸線に平行な軸線を含む平面
になつている。

上述の如く環状溝型バルブポート１９の側縁部
分にテーパ状周縁部３９と周方向に部分的な切欠
き部４０が設けられていることにより、それらの
テーパ度や大きさが適宜に定められることによつ
て所要の二段折り特性を容易に得ることができ
る。

上述の如く環状溝型バルブポートの側縁形状が
修正されていることにより、作動油流動音が発生
する小バルブ領域に於ては、テーパ状周縁部３９
によつて油路が形成されるため、大きい作動油流
動音が発生することがない。切欠き部４０はスプ
ールバルブ１８の周方向の一部分にのみ設けられ
ているから、これがその全周に亙つて設けられて
いる場合に比してその形状寸法が流量制御特性に
与える影響度が小さく、これに従い加工精度に余
裕が生じ、生産性が向上する。

尚、上述した実施例に於ては、環状溝型バルブ
ポートの側縁部の形状修正はスプールバルブ１８
に設けられている環状溝型バルブポートに対し行
われたが、この形状修正はバルブボデーに設けら
れている環状溝型バルブポートに対し行われても
良い。

以上に於ては、本考案を特定の実施例について
詳細に説明したが、本考案はこれに限定されるも
のではなく、本考案の範囲内にて種々の実施例が
可能であることは当業者にとつて明らかであろ
う。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるスプール型流量制御バル
ブの一つの実施例を示す縦断面図、第２図は第１
図の−に沿う断面図、第３図は本考案による
スプール型流量制御バルブの環状溝型バルブポー
ト部分を拡大して示す断片的な断面図、第４図は
本考案によるスプール型流量制御バルブのスプー
ルバルブを取出して示す部分的な斜視図である。 １……バルブボデー、２……ギヤケース、３…
…軸受、４……筒状中空部、５……メインシヤフ
ト、６……スプライン、７……トーシヨンバー、
８……ノツクピン、９，１０……軸受、１１……
ピニオン、１２……ノツクピン、１３……ラツク
バー、１４……ラツク、１５……ラツクガイド要
素、１６……ねじキヤツプ、１７……圧縮コイル
ばね、１８……スプールバルブ、１９〜２１……
環状溝型バルブポート、２２……油圧ポート、２
３〜２５……孔、２６……ドレンポート、２７，
２８……環状溝型バルブポート、２９，３０……
油圧取出ポート、３１……係合ピン、３２……
孔、３３……ボール、３４……保持リング、３５
……溝、３６……ストツパ片、３７，３８……ス
トツパ面、３９……テーパ状周縁部、４０……切
欠き部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 中空部を有し該中空部を郭定する内周壁に少な
   くとも一つの環状溝型バルブポートを備えたバル
   ブボデーと、前記中空部内に嵌挿され外周壁に少
   なくとも一つの環状溝型バルブポートを備えたス
   プールバルブとを有し、前記バルブボデーと前記
   スプールバルブとの相対的な軸線方向の移動によ
   り前記両バルブポートの重合度合を変化せしめて
   該両バルブポート間を流れる流体の流量を制御す
   るスプール型流量制御バルブに於て、前記バルブ
   ボデー及び前記スプールバルブのいずれか一方は
   前記環状溝型バルブポートの側縁に沿う周縁部を
   テーパ状に形成され、該テーパ状周縁部に前記環
   状溝型バルブポートに連続した切欠き部を該テー
   パ状周縁部の周方向に部分的に形成されているス
   プール型流量制御バルブ。