JPH0225835B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、車両に用いられ手動操舵力を圧力
流体で補助するパワーステアリング装置のパワー
ステアリングバルブ、特に流体音の消去を図つた
パワーステアリングバルブに関する。

パワーステアリング装置は、圧力流体発生源と
パワーステアリングバルブとパワーシリンダとを
備え、圧力流体発生源が発生する圧力流体をパワ
ーステアリングバルブでコントロールしてパワー
シリンダへ伝え、パワーシリンダの動力により操
向車輪を動かして手動操舵力を補助するものであ
る。このパワーステアリング装置のパワーステア
リングバルブには流路の狭い部分があるため、パ
ワーステアリング作動時、圧力流体がパワーステ
アリングバルブを通過する際に例えばシユーとい
う流体音を発生して車内の静粛性を害する。この
流体音を消去するため、従来よりパワーステアリ
ングバルブのドレン側の流路をパワーステアリン
グ作動時に絞つて背圧を高めることが行われてい
る。

従来のこの種のパワーステアリングバルブとし
ては、例えば第１図から第３図に示すようなもの
がある。１はバルブハウジング、２はバルブハウ
ジング１に突出して設けられたドレンポートであ
る。３はドレンポート２のプラグである。４はバ
ルブボデイ、５はトーシヨンバー、６はピニオン
ギアである。ドレンポート２には、スプリングで
第１図中左方に付勢される板７が配されており、
板７には小孔８，９が設けられている。板７とド
レンポート２の壁２ａとの間には隙間が設けられ
ている。１０はピストンであり、バルブシヤフト
１１と直角に配されており、バルブハウジング１
内の作動圧の上昇により第１図中右方に移動す
る。これら板７、ピストン１０およびスプリング
等が背圧制御弁１２を構成する。

この従来のパワーステアリングバルブは、図外
のステアリングホイールが操作されて内部の作動
圧が上昇すると、第２図に示すように、ピストン
１０が図中右方に移動して板７をプラグ３に当て
てドレンポート２を塞ぐ。この結果、ドレンポー
ト２は小孔８，９を通じてバルブハウジング１内
と連通し、バルブハウジング１内の背圧を上昇さ
せる。したがつて、圧力流体がパワーステアリン
グバルブを通過する際の流体音を消去することが
できる。

また、ステアリングホイールが操作されていな
い場合にあつては、第３図に示すように、板７が
スプリングの弾性力により付勢されて図中左方へ
移動している。この結果、圧力流体は図中矢印で
示すように比較的大きな流路面積を介して流動す
るため、ポンプに大きな負荷が加わることもな
い。

しかしながら、このような従来のパワーステア
リングバルブにあつては、その背圧制御弁１２
が、バルブハウジング１に形成された孔に板７と
連結したピストン１０を摺動自在に挿入し、板７
をスプリングで付勢するよう構成されている。こ
のため、この背圧制御弁１２の構造が複雑となる
とともに構成部品点数が多くなり、製作コストの
増大を招くとともに重量が増加し、その形状が大
きくなるという問題点があつた。

この発明は、このような従来の問題点に着目し
てなされたもので、背圧制御弁が、ドレン流路の
途中に画成されて該ドレン流路を上流側と下流側
に区分しつつ連通させる室と、該室へ前記コント
ロールバルブから流入するインレツト流路側の圧
力流体の圧力を導入する通路と、前記室を前記上
流側および下流側のドレン流路が開口する第１小
室と前記通路が開口する第２小室とに区画し、第
２小室に通路を通して圧力流体が導入されたとき
第２小室の容積を増大するよう弾性変形して前記
上流側および下流側のドレン流路の開口端を閉止
可能な弾性部材と、前記の外方でドレン流路より
小径に形成され、前記上流側のドレン流路と下流
側のドレン流路とを連通するバイパス通路と、を
備えて構成されるパワーステアリングバルブを提
供し、上記問題点を解決することを目的としてい
る。

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第４図から第６図は、この発明の一実施例を示
す図である。

まず、構成を説明すると、２１は全体としての
パワーステアリングバルブを示し、そのバルブハ
ウジング２２内にコントロールバルブ３６と背圧
制御弁３８とを収納している。バルブハウジング
２２は、略円筒型のハウジング本体２２ａと、ハ
ウジング本体２２ａに固着した部材２４とから成
り、ハウジング本体２２ａには図外の圧力流体供
給源に連結したインレツトポート（図示せず）と
図外のアクチユエータに連結したアウトレツトポ
ート（図示せず）とが設けられている。また、部
材２４にはプラグ３２が螺着して、このプラグ３
２に、圧力流体供給源側の図示しないリザーバへ
連結したドレンポート３７が設けられている。部
材２４は、ハウジング本体２２ａ側に凹部を有し
て、ハウジング本体２２ａとともに室２６を画成
する。この室２６には、部材２４に形成された第
１ドレン流路２５（下流側のドレン流路）と、部
材２４およびハウジング本体２２ａに形成された
第２ドレン流路２７（上流側のドレン流路）と、
が開口している。これらの室２６、第１ドレン流
路２５および第２ドレン流路２７は、ドレンポー
ト３７とコントロールバルブ３６側とを連通す
る。また、室２６には、ハウジング本体２２ａに
形成された孔２８（通路）が開口している。この
孔２８は、ハウジング本体２２ａを貫通してコン
トロールバルブ３６の上流側例えばインレツトポ
ートと室２６とを連通し、アクチユエータとして
のパワーシリンダへ供給する圧力流体の作動圧に
対応した圧力を室２６内に導入する。２９は例え
ばゴム等の弾性体から成る弾性部材としてのダイ
ヤフラムであり、このダイヤフラム２９は、その
周縁が部材２４とハウジング本体２２ａとの間に
挾着されて、室２６を２つの小室２６ａ，２６ｂ
に液密的に画成している。この一方の小室２６ａ
は、前記孔２８が開口してコントロールバルブ３
６の上流側の圧力を導入する第２小室であり、他
方の小室２６ｂは、前記第１ドレン流路２５およ
び第２ドレン流路２７が開口した第１小室であ
る。また、部材２４には、第１ドレン流路と第２
ドレン流路２７とを連通する両通路２５，２７よ
り小径のバイパス通路３０が形成され、第１ドレ
ン流路２５と第２ドレン流路２７との間の最小限
流路面積を確保している。これらの第１ドレン流
路２５と第２ドレン流路２７とがドレン流路２３
を構成する。なお、３１はダイヤフラム２９の小
室２６ｂ側に固着されたゴム等の材料から成る補
強部材であり、補強部材３１はダイヤフラム２９
が図中右方へ変形した場合に第１ドレン流路２５
と第２ドレン流路２７とを閉止する弁体としての
機能をも有する。これらの室２６、孔２８、ダイ
ヤフラム２９、バイパス通路３０および補強部材
３１が、背圧制御弁３８を構成する。

コントロールバルブ２２は、周知のように、ハ
ウジング本体２２ａ内に回転可能に収納された略
円筒型のバルブボデイ３３を有し、このバルブボ
デイ３３の中空部にバルブシヤフト３４がバルブ
ボデイ３３との同軸的な相対回転自在に挿入され
ている。バルブボデイ３３は、その外周上にハウ
ジング本体２２ａの内周壁面とともにアウトレツ
トポート、インレツトポートおよびドレンポート
に連通する溝を形成するとともに、これらの溝か
ら中空部へ貫通する孔が形成されている。バルブ
シヤフト３４は、バルブハウジング２２から突出
した端部（図中上端）が図外のステアリングホイ
ールに図示しないステアリングシヤフトを介して
連結し、中空部にトーシヨンバー３５が同軸的に
挿入されている。トーシヨンバー３５は、その拡
径された一端（図中上端）がバルブシヤフト３４
に非回転に結合されるとともに、他端（図中下
端）が例えば図外のパワーシリンダ（アクチユエ
ータ）のピストンに結合するラツクに噛合するピ
ニオンギア（ラツク・アンド・ピニオン式パワー
ステアリング）に非回転に連結し、さらに、その
縮径された中間部がバルブシヤフト３４の中空部
に遊挿されている。このコントロールバルブ３６
は、ステアリングホイールに所定値を超える操舵
力が加えられた場合、バルブボデイ３３とバルブ
シヤフト３４との間にこの操舵力に対応した相対
回動変位が生じて、アウトレツトポートとインレ
ツトポートを操舵力に対応したバルブ開度で連通
し、比較的高圧の圧力流体をパワーシリンダの一
方の室に供給する。このときパワーシリンダの他
方の室はドレンされる。また、これらバルブボデ
イ３３、バルブシヤフト３４およびトーシヨンバ
ー３５は、ステアリングホイールが操舵されない
場合、バルブボデイ３３とバルブシヤフト３４と
の間に相対回動変位が生じることもなく、インレ
ツトポートをアウトレツトポートから遮断してド
レンポートに連通する。なお、パワーシリンダ
は、周知のように、操向車輪に連結するラツクに
固定されたピストンがシリンダ内に２つの流体室
を画成するもので、ステアリングホイールの操舵
に応じてコントロールバルブ３６から圧力流体が
流入あるいは流出する流体室間の圧力差により操
舵補助力を生じる。

次に作用を説明する。

今、図外のステアリングホイールが操舵され
ず、図外のステアリングシヤフトからバルブシヤ
フト３４に操舵力が加わらない場合、バルブシヤ
フト３４とバルブボデイ３３との間に相対回動が
生じることは無い。したがつて、コントロールバ
ルブ３６は、前述のように、インレツトポートと
アウトレツトポートとを遮断するとともに、イン
レツトポートとドレンポートを連通する。このた
め、図外の圧力流体供給源からインレツトポート
に流入する圧力流体は、アウトレツトポートすな
わちパワーシリンダへ流入すること無く、第２ド
レン流路２７から背圧制御弁３８および第１ドレ
ン流路２５を経て、リザーバへ排出される。この
時、背圧制御弁３８においては、第４，６図に示
すように、ダイヤフラム２９が図中左方へ変形し
て第１ドレン流路２５と第２ドレン流路２７とが
小室２６ｂを介して連通し、第１ドレン流路２５
と第２ドレン流路２７との間は充分な流路面積を
有している。このため、第２ドレン流路２７から
流入する圧力流体は、小室２６ｂを経て第１ドレ
ン流路２５へ流動するとともに、バイパス通路３
０を経て第１ドレン流路２５へ流動し、圧力流体
供給源であるポンプ等の駆動機器に過大な負荷を
加えることもない。

次に、ステアリングホイールが操舵されて、ス
テアリングシヤフトからバルブシヤフト３４に操
舵力が加わつた場合、バルブシヤフト３４とバル
ブボデイ３３との間に相対回動変位が生じる。し
たがつて、コントロールバルブ３６は、前述のよ
うに、インレツトポートとアウトレツトポート、
およびインレツトポートとドレンポート３７との
間を操舵力に対応したバルブ開度で連通する。こ
のため、圧力流体供給源からインレツトポートに
流入する圧力流体は、コントロールバルブ３６の
各バルブ開度に対応して、アウトレツトポートす
なわちパワーシリンダへ流入するとともにドレン
ポート３７から排出され、パワーシリンダがステ
アリングホイールの操舵へ操舵補助を生じる。と
ころで、圧力流体供給源から供給された圧力流体
は、ステアリングホイールが操舵されるとコント
ロールバルブ３６の絞り作用により圧力が上昇す
る。このため、インレツトポートと孔２８を介し
て連通した小室２６ａ内の圧力が増大し、第５図
に示すように、ダイヤフラム２９が小室２６ａの
容積を増大するよう図中右方へ弾性変形して第１
ドレン流路２５の開口端と第２ドレン流路２７の
開口端を閉止する。したがつて、第２ドレン流路
２７内の圧力流体は、第２ドレン流路２７からバ
イパス通路３０を経て第１ドレン流路２５へ流
れ、この後リザーバへ排出される。この結果、こ
のようなステアリングホイールの操舵時におい
て、コントロールバルブ３６を圧力流体が通過す
る際に生じる圧力降下は低減されて、流体音が発
生することも無く、車室内の静粛性は保持され
る。このように、背圧制御弁３８は弾性体から成
るダイヤフラム２９を有して、このダイヤフラム
２９が、コントロールバルブ３６の作動圧の上昇
により第１、第２ドレン流路２５，２７間の流路
面積を減少させて、ステアリングホイールの操舵
時におけるコントロールバルブ３６の下流側圧力
を上昇する。したがつて、従来のパワーステアリ
ングバルブのように、ピストン１０、板７および
スプリング等を必要とすることも無くなり、製造
コストの低減が可能となり、さらに、その重量お
よび部品点数の削減を図ることが可能となる。

なお、弾性体から成るダイヤフラム２９は、第
７図または第８図に示すように成形してもよい。
第７図に示すダイヤフラム２９は、部材２４側の
面に突起２９ａを設けてある。この突起２９ａ
は、操舵時にダイヤフラム２９が変形した場合、
この変形の初期に部材２４と当接して第１ドレン
流路２５と第２ドレン流路２７との間に所定の流
路面積を確保し、この後、小室２６ａ内の圧力上
昇にともない突起２９ａが押圧変形されて、第１
ドレン流路２５と第２ドレン流路２７とを閉止す
る。したがつて、このダイヤフラム２９によれ
ば、操舵初期時における第１ドレン流路２５と第
２ドレン流路２７との間の流路面積すなわちドレ
ンポートの圧力の制御を所望の特性とすることが
可能となる。

また、第８図に示すダイヤフラム２９はその周
縁にシール用の突起２９ｂを形成している。この
突起２９ｂは圧力流体の漏れを防止するものであ
る。

以上説明してきたように、この発明によれば、
加圧された圧力流体を発生する圧力流体供給源へ
連結したインレツト流路とアクチユエータへ連結
したアウトレツト流路と圧力流体を排出するドレ
ン流路とが接続するコントロールバルブを、バル
ブハウジング内に収納して、前記コントロールバ
ルブがステアリングホイールの操舵に応じて圧力
流体の流動を制御するとともに、前記ドレン流路
に背圧制御弁を設けて、該背圧制御弁が前記コン
トロールバルブから流入するインレツト流路側の
圧力流体の圧力に応じて前記ドレン流路の流路面
積を変更するパワーステアリングバルブにおい
て、前記背圧制御弁は、前記ドレン流路の途上に
画成されて該ドレン流路を上流側と下流側に区分
しつつ連通させる室と、該室へ前記コントロール
バルブから流入するインレツト流路側の圧力流体
の圧力を導入する通路と、前記室を前記上流側お
よび下流側のドレン流路が開口する第１小室と前
記通路が開口する第２小室とに区画し、第２小室
に通路を通して圧力流体が導入されたとき第２小
室の容積を増大するよう弾性変形して前記上流側
および下流側のドレン流路の開口端を閉止可能な
弾性部材と、前記室の外方でドレン流路より小径
に形成され、前記上流側のドレン流路と下流側の
ドレン流路とを連通するバイパス通路と、を備え
て、操舵時の作動圧の上昇にともない弾性部材が
ドレン流路の流路面積を減少するよう構成したた
め、パワーステアリングバルブの製造コストの低
減が可能となるとともに、その重量および部品点
数の削減が可能となるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のパワーステアリングバルブを示
す断面図、第２図および第３図は第１図のパワー
ステアリングバルブの圧力流体の流動を示す要部
断面図、第４図はこの発明の一実施例にかかるパ
ワーステアリングバルブを示す断面図、第５図お
よび第６図は第４図のパワーステアリングバルブ
の圧力流体の流動を示す要部断面図、第７図およ
び第８図はこの発明にかかるパワーステアリング
バルブの弾性部材の他の態様をそれぞれ示す断面
図である。 ２１……パワーステアリングバルブ、２２……
バルブハウジング、２３……ドレン流路、２５…
…第１ドレン流路（下流側のドレン流路）、２６
……室、２６ａ……小室（第２小室）、２６ｂ…
…小室（第１小室）、２７……第２ドレン流路
（上流側のドレン流路）、２８……孔（通路）、２
９……ダイヤフラム（弾性部材）、３０……バイ
パス通路、３６……コントロールバルブ、３７…
…ドレンポート、３８……背圧制御弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 加圧された圧力流体を発生する圧力流体供給
   源へ連結したインレツト流路をアクチユエータへ
   連結したアウトレツト流路と圧力流体を排出する
   ドレン流路とに選択的に接続するコントロールバ
   ルブをバルブハウジング内に収納して、前記コン
   トロールバルブがステアリングホイールの操舵に
   応じて圧力流体の流動を制御するとともに、前記
   ドレン流路に背圧制御弁を設けて、該背圧制御弁
   が前記コントロールバルブから流入するインレツ
   ト流路側の圧力流体の圧力に応じて前記ドレン流
   路の流路面積を変更するパワーステアリングバル
   ブにおいて、前記背圧制御弁は前記ドレン流路の
   途上に画成されて該ドレン流路を上流側と下流側
   に区分しつつ連通させる室と、該室へ前記コント
   ロールバルブから流入するインレツト流路側の圧
   力流体の圧力を導入する通路と、前記室を前記上
   流側および下流側のドレン流路が開口する第１小
   室と前記通路が開口する第２小室とに区画し、第
   ２小室に通路を通して圧力流体が導入されたとき
   第２小室の容積を増大するよう弾性変形して前記
   上流側および下流側のドレン流路の開口端を閉止
   可能な弾性部材と、前記室の外方でドレン流路よ
   り小径に形成され、前記上流側のドレン流路と下
   流側のドレン流路とを連通するバイパス通路と、
   を備えたことを特徴とするパワーステアリングバ
   ルブ。