JPH0241470B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパワーステアリング弁組立品に関す
る。

本発明前では、パワーステアリング装置は圧力
源とかじ取り車輪の油圧式かじ取りを果たすため
の、アクチユエータ間の流体の流れを制御するた
め、車のハンドルに連結され且つそれにより作動
される中空の回転式油圧弁を使用されていた。こ
のような回転式制御弁は一般に、入力スプール軸
に効果的に取り付けトーシヨンバにより互いに結
合された同心の弁スプールと本体要素を包含し、
そして、該スプールと弁本体要素が入力が終了す
るまで油圧を右、又は左旋回の油圧―補助かじ取
り室に流体的に接続するよう車の運転者により相
対的に廻転し得るようになつている。このような
入力が終了すると、該弁要素は油圧式カジ取りを
終了するために変形されたトーシヨンバにより真
中に合わせられる。

このような従来の油圧式カジ取り装置並びに弁
ユニツトは長い稼動寿命を有する高品質のカジ取
を提供してきたが、しかしそれ等は一般に構造並
びに油の配送の点で複雑であり且つ製造するのに
高価であり、且つ複雑である。

例えば本出願人による米国特許第3022772号
（ツアイグラー他）の開示により例示された１つ
の従来の構造において、その中のトーシヨンバ用
の軸方向の通路への流体の出入を行なわせるた
め、バルブはスプール軸上のパワーステアリング
弁スプールに半径方向に穴をあけられた帰還油通
路を有しその結果曲りくねつた帰還路が弁を通る
油の循環のために設けられている。この帰還路は
製造するのに高価且つ複雑で、そして弁を通して
油を戻すための直接のルートを設けなかつた。

本発明により油圧入力からの圧力油を第一と第
二の油圧出力に選択的に供給するためのパワース
テアリング弁組立体が提供され、そしてこの組立
体は、ハウジング、該ハウジング内に伸びている
回転入力要素、該ハウジング内に配置され且つそ
れとの回転運動のために該入力要素に効果的に結
合された回転弁要素、該回転弁要素の外表面に形
成された複数の円周方向に一定の間隔を保つた油
移動スロツト、該ハウジング内に配置され且つ該
回転弁要素上に効果的に取り付けられた該回転弁
要素に対し限定された回転運動のための弁本体、
該弁本体の内部に形成され且つ油圧入力と流体が
通じている複数の円周方向に一定の距離を保つた
油圧スロツト、該ハウジング内に配置され且つ油
帰還孔と流体が通じている排出室、並びに該油圧
スロツト間に連続的に挿入され且つ該排出室と流
体が通じている複数の油帰還スロツトを含み、該
弁要素と弁本体の相対的に中心が合つた位置では
該入力が油移動スロツトを経由して油帰還スロツ
トに接続され以つて油圧出力をバイパスし、且つ
該弁要素と弁本体の相対的にずれた位置では該排
出室が、各油帰還スロツトの端部において該排出
室との流体を直通させる軸方向に広がり、第一の
出力と流体とが通じており、一方該入力が第二の
出力と流体が通じているように構成される。

それにより、現存する弁構造体に最小の変更を
加えて、容易に且つ経済的に製造され得る弁内に
進んだ油配送を得ることは可能である。本発明の
使用により、該制御弁は最小の維持管理で長い運
転寿命を提供するため、構造並びに作用の点で改
良され且つ単純化される。

図面において、第１図は主ハウジング１２とそ
れに結合される油圧シリンダー１３とを有する一
体のラツクとピニオン操縦装置を示す。主ハウジ
ング１２は、図示されていない車の操縦車輪の油
圧―補助操縦を果たすように車の運転者により動
作されるためそこに取り付けられた回転式パワー
ステアリング弁組立体を有する。バルブ組み立て
体１４は旋回運動のために主ハウジング１２内に
軸受け組み立て体１８により取り付けられた細長
い円筒形スプール軸１６を含む。該スプール軸
は、従来の操縦軸により一般のハンドル（示され
ていない）に結合するために、ハウジングの上端
を密閉する環状の流体シール１９を通して突出す
る。スプール軸１６の内側端部は機械的駆動の前
に通常で所定の円周上のクリアランスをもつて、
スリーブ軸受２３及びピニオン２２の伸びている
柄の部分２６を収容するボールベアリング組立体
により、該ハウジング内で回転し得るように取り
付けられたピニオン２２に場所２０においてスプ
ライン結合される。軸受２４の外側の柄の部分２
６の端部にねじで締め付けられたナツト２８は該
ピニオンをハウジング１２内に固定されている。
カツプ状のカバー３０は該回転バルブに対し、取
り外し得る出入口カバーを提供するために該回転
バルブの下端においてハウジング１２の端部に取
り付けられる。

第２図に示す如く、ピニオン２２の歯は直線の
すべり運動のためにパワーステアリング装置のハ
ウジング１２並びにそれに結合される油圧シリン
ダーハウジング３７内に取り付けられた細長いラ
ツク３６の歯の部分３４とかみ合う。該ラツクの
向い合う端部は一般のボール接手並びにタイロツ
ドにより車の操縦車輪に有効に結合される。この
ような装置により、該ラツクの直線運動は車のか
じ取り目的のために車の操縦車輪を旋回する。該
ピニオンの歯とラツク間の密接なかみ合せはラツ
ク接触シユー３８と調節プラグ４２の間に有効に
挿入されたコイルばね４０により一方に寄せられ
ているラツク接触シユー３８により達成される。

プラグ４２は該ハウジング内にねじこまれ且つ
ばね４０の出力を変え、それにより遊び調節のた
めの該ラツクとピニオンギヤ間の歯の係合力を変
えるためにレンチの使用により送られ又は引込め
ることが出来る。調整用プラグの止めナツト４３
は該プラグを選定された位置に保持するためにプ
ラグ４２にねじで締め付けられる。

パワーステアリング弁組み立て体１４のスプー
ル軸１６は、円筒形弁スプール４４に機械加工さ
れた複数の縦に伸びている油移動スロツト４６
Ｌ、４６Ｒを有してその上に一体に形成された円
筒形弁スプール４４を有する。之等の油移動スロ
ツトは弁スプール４４の周辺で等しく弧状に（円
周上に）一定の距離を保ち、且つ油圧―補助の旋
回のために加圧油を弁本体４８の右又は左旋回の
出力孔に効果的に接続し、又は油圧―補助の旋回
が要求されないときは加圧油を該弁本体の排出ス
ロツトに効果的に接続する油圧通路を提供する。

弁本体４８はスプール軸の弁スプール４４の上
に回転し得るように取り付けられた円筒形の要素
である。弁本体の内側の端部はピニオン２２の端
部をおおつて伸びており、且つ半径方向のピン５
０により伝動するようにそこに結合される。細長
いトーシヨンバ５１は、弁スプール４４と弁本体
４８間の中心に合はせる弾性的相互結合
（Centering spring interconnection）を備える
ためにスプール軸１６の穴４９を通つて同軸に伸
びる。ピン５２はトーシヨンバの外側の端部を対
応するスプール軸の端部に結合し、且つトーシヨ
ンバの内側の端部は５３においてピニオン２２に
スプライン結合される。軸受スリーブ５４は該ス
プール軸の内側の端部をトーシヨンバの内筒部分
上に支持する。このねじり弾性的相互結合によ
り、弁スプール４４は、本出願人の米国特許第
3022772号で説明されるように該弁が油圧―補助
操縦のための圧力油を配送し、且つ更に、回転入
力が終了すると該弁本体とスプールが油圧―補助
操縦を終了するためトーシヨンバにより真中に合
わせられるように、弁本体４８に関して旋回され
ることが出来る。

弁本体４８はそこにブローチ加工された内面の
縦方向に伸びている圧力並びに帰還スロツト５６
並びに５８も有する。第４及び５図で最も良く判
るように、帰還スロツト５８は、パワーステアリ
ングのギヤポンプ７５に戻るために主ハウジング
１２の上端にある排出室６０に導く通路を備える
ために、圧力スロツト５６よりもより深く且つよ
り長い。弁本体４８の内側は、エンドリング６
８，７０のシートを備えるために参照数字６４及
び６６で示される如く圧力スロツト５６の向い合
つた端部において段をつけられる。所定の場所に
置かれたエンドリング６８及び７０により、該圧
力スロツト５６はその端部で閉塞されるであろ
う。しかるにより深い帰還スロツト５８は該エン
ドリングを越えて伸びる。エンドリング７０を越
えて伸びている帰還スロツト５８の該部分はハウ
ジング１２内の端部の排出室６０に導かれる第２
及び第３図に参照数字７２で示さる軸方向の排出
路の円形配列を備える。排出室６０は該パワース
テアリングのギヤポンプ７５のための貯蔵器７４
に導かれる帰還ライン７３を受け入れる該主ハウ
ジングの帰還孔７１に開口する。該ピニオンの外
側の円筒形表面部分に接触する環状のシール７７
により確立される、弁本体４８の下端の室７６
は、エンドリング６８を越えて伸び且つ帰還スロ
ツト５８の一部を構成する軸方向の通路７８を経
由して帰還スロツト５８に通ずる。

弁本体４８の外径は３つの円周の溝、即ち中央
の入口圧力溝８０、右旋回圧力溝８２、並びに左
旋回圧力溝８４を有して形成される。４つの外面
の環状シール８６は、主ハウジング１２の円筒形
内壁とシールするように係合するために、溝８
０，８２及び８４の間並びに弁本体４８の端部に
隣接する弁本体の環状の凹所に挿入され、且つ該
溝を互いに水力学的にシールする。弁本体の溝４
８は、そこにきりで孔をあけられた４つの軸方向
の穴（きり穴）８８を有し、之等の穴８８は平面
部８７及び８９により４つの排出スロツト５８か
ら隔離された内面の圧力スロツト５６と通ずる。
傾斜した孔９０は右旋回溝８２から平面部８７の
面に導かれ、且つ半径方向の孔９２は左旋回溝８
４から平面部８９の面に導かれる。ハウジング１
２は、パワーステアリングポンプ７５が車のエン
ジンにより運転されるときにそれからの圧力油を
受け入れるように、該ハウジングに形成され、入
力圧力溝８０と連合し、且つライン１００により
該ポンプ７５に接続された圧力孔９８を有する。

右旋回溝８２は右旋回孔１０１並びにライン１
０２により、第１図に示す如き油圧シリンダー内
に形成される右旋回圧力室１０４に接続され、且
つ左旋回圧力溝８４は左旋回孔１０５並びにライ
ン１０６により油圧シリンダー１３内の左旋回圧
力室１０８に接続される。右及び左旋回圧力室
は、該ラツクの歯の内方にあるラツク３６の中間
の位置に固定され且つ横方向に伸びる油圧シリン
ダー３７内のすべり運動のために取り付けられた
ピストン１１２により確立される。油圧シリンダ
ーのハウジング３７は主ハウジング１２の横方向
に突出する伸張１１６の段付きの部分に据え付け
られ且つねじのある留め金具１１８によりそこに
維持される一端を有する。該主ハウジングの円筒
形に伸びている部分１１６の端末において油圧シ
リンダーハウジング３７に取り付けられた環状の
シール１２０は室１０８を確立するためにラツク
３６の平滑な円筒形表面とシールするように係合
する。該ラツクのより遠くの端部も又室１０４を
シールするために油圧シリンダーハウジング３７
の外端において同様のシール（示されていない）
を通して突出している。

第２及び３図は中立の、直進の位置（ぴつたり
合つた位置）にある本発明の回転式パワーステア
リング弁組立体を示す。油はパワーステアリング
ポンプ７５からライン１００を通つて圧力孔９８
に流れ、次いで該弁本体の外周辺にある環状の圧
力溝８０に流れる。該溝８０から圧力油は内部に
向つて該中空弁本体を通つて短い圧力スロツト５
６内に流入する。中立位置では弁本体４８は弁ス
プール４４に関して真中に置かれている。該弁本
体の圧力及び帰還スロツト５６，５８に関して真
中に置かれ、且つ油圧に対し隙間のある弁スプー
ルの油移動スロツト４６Ｌ，４６Ｒにより、圧力
油は第３図の流れの矢印Ａにより指示されるよう
に、円周方向に弁本体の圧力スロツト５６から帰
還スロツト５８に流入する。次いで帰還スロツト
５８内の油は、第２図にて流れの矢印Ｂにより示
される如く、軸方向に軸方向の帰還通路７２を通
つて排出室６０に流入する。排出室６０から該油
は帰還孔７１並びに帰還ライン７３を通つて貯蔵
器７４に流帰する。上従のエンドリング７０をバ
イパスして通路７２を通るかくの如き軸方向の油
の流れは、従来の技術によるスプール軸の弁スプ
ール部分に使用される如き、軸方向の通路４９に
導く第一の一組の油を戻す軸方向の帰還孔並びに
エンドリング７０のようなエンドリングを迂回す
るために軸方向の通路４９から排出室６０に導く
第二の一組の孔に対する要求をなくする。従つ
て、従来技術の弁本体の設計に示される既存のス
ロツトを、油帰還の目的のためにより長く且つよ
り深く更に機械加工することにより得られる新し
い油の経路は更に直接且つ効果的な排出通路を提
供する。更に又、かくの如き機械加工はスプール
軸に複数の孔を半径方向にドリルであけることよ
りも更に経済的且つそれ程複雑でない製造作業で
ある。１つのパワーステアリング装置において、
本発明は、４つの通常要求されるスロツトをより
大きい深さ並びに伸ばされた長さに簡単に機械加
工（詳しくは、ブローチ加工）することにより、
スプール軸の１０の軸方向にドリルであけられた
孔に対する要求を除去した。本発明により、中立
の直進条件においては、車を油圧―かじ取りする
ための油圧シリンダーの室１０４及び１０８のい
づれの側への流れもなく、且つピストン１１２の
両側の油圧は等しい。この油は道路の衝撃がハン
ドルに伝達されないように道路の衝撃を吸収する
クツシヨンとして働き、かくしてクツシヨンを備
え且つより快適な運転を与える。加えて、弁組立
品のすべての通路は直進位置では開口しており、
且つハンドルに適用されるかじ取りの作動力が、
後述の如く油圧による右及び左の旋回を果すため
に、該弁組立品を通つて特定の圧力降下又は圧力
差を生ずるようにスプール軸を旋回し、同時にト
ーシヨンバーを回している場合を除き、該弁は常
時この位置にとどまる。

該回転弁の中空の設計により前進位置における
油の流量を最小に制限しポンプの損失を最小限に
減少させる。旋回に際し、前輪と路床間の抵抗に
より、該弁本体と該弁スプール間にはトーシヨン
バーの歪を伴なう相対的回転運動がある。この相
対的回転運動は該弁スプールのスロツトと該弁本
体のスロツト間の関係を変える円周方向にづれた
条件を作りだす。右旋回に対しては、該弁スプー
ル上の右旋回スロツト４６Ｒは該弁本体の帰還ス
ロツト５８から隔離され、更に該弁本体の圧力ス
ロツト５６に開口される。同時に、該スプールの
左旋回スロツト４６Ｌは該弁本体の圧力スロツト
５６から隔離され、更に帰還スロツト５８に開口
される。之は油を右旋回室１０４に流入させ、且
つ第１図に見られる如く該ピストンを右方に押し
やる。該ラツクが動くに従つて、それは車を右方
にカーブを切るために、操縦車輪の組立体に旋回
作動力を加える。左旋回室１０８内の油は同時に
該弁を通して押し出され、且つ該ポンプの貯蔵器
に戻る。

道路表面と車のかじ取り車輪間の旋回抵抗が高
ければ高い程、該弁スプールの位置は該弁本体に
関してより多く変更され、且つ該ピストンにかゝ
る油圧はより高くなる。右旋回室に向う油圧力の
量は旋回抵抗に従つているので、車の運転者は常
時適当な量の円滑な油圧補助を保証される。

運転者がハンドルを離すと直ちに、該弁本体は
該ピニオンにより該弁スプールに関して直進位置
まで回転され、且つトーシヨンバーはその歪のな
い状態に戻される。この状態が生ずるときは、油
圧は再び該ピストンの両側で等しく、且つ車のか
じ取りの幾何学的配列により車輪は直進位置に復
帰させられる。

右旋回孔１０１が該スプール軸の適当な旋回に
より該システムの帰還側に開くにつれ、ライン１
０６に導かれている左旋回孔１０５が該弁を通る
圧力油に開口するように、左旋回作用は右旋回作
用の逆である。左旋回作用と中心への復帰に関す
る更に詳細な説明は既に与えられた右旋回の作用
の詳細な説明に留意して、不必要である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従つてパワーステアリング弁
組立品を包含する一体になつたパワーステアリン
グ装置の部分の、一部断面を有する立面図；第２
図は本発明に従つて、第１図のライン２―２上
の、矢印の方向におけるパワーステアリング弁組
立品の１実施例の、立面図の部分を有する縦方向
の断面図であり、且つ又外部の油圧回路の構成部
分を図解説明図；第３図は第２図のライン３―３
上の、矢印の方向におけるパワーステアリング弁
組立品の回転式弁のスプールと本体を示す、一部
断面を有する横断面図；第４図は第３図に示す弁
本体の縦方向の断面図及び第５図は第３図に示す
スプール軸と弁本体の露出した等測投影図であ
る。 〔主要部分の符号の説明〕、油帰還スロツト…
…５８、排出室……６０、スロツト……４６Ｌ，
４６Ｒ、円筒形弁スプール部……４４、スプール
軸……１６、弁本体……４８、トーシヨンバー…
…５１、油圧スロツト……５６、弁本体の端部…
…６４，６６、終端リング……６８，７０、帰還
スロツトの端部……７２，７８、流体圧力源……
７５、ハウジング……１２、油圧入力孔……９
８、油圧出力孔……７１、流体貯蔵器……７４、
油圧で動かす手段……１３。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 油圧入力から圧力油を第１および第２の油圧
   出力へ選択的に供給するためのパワーステアリン
   グ弁組立体であつて： ハウジング； 該ハウジング内に延在する回転入力部材； 該ハウジング内に設けられ、該回転入力部材と
   の間の回転運動のために該入力部材に作用可能に
   連絡された弁スプール部材； 該弁スプール部材の外側表面内に形成され、円
   周方向に間隔をおいて設けられた複数の油移動ス
   ロツト； 該ハウジング内に設けられ、該弁スプール部材
   との制限された相対的な回転運動のために該弁ス
   プール部材上に設けられた弁本体； 該弁本体の内部に形成され、該油圧入力と液体
   連通している円周方向に間隔をおいて設けられた
   複数の圧力スロツト； 該ハウジング内に設けられ、油帰還孔と液体連
   通している排出室； 該圧力スロツト間に継続的に設けられ、該排出
   室と液体連通した複数の油帰還スロツト； とを有し、該弁部材と弁本体とが相対的に中立位
   置にある場合において、該油圧入力は該油移動ス
   ロツトを経油して、該油帰還スロツトに連絡して
   おり、これにより、該油圧出力をバイパスし、そ
   して、該弁部材と弁本体とが相対的に中立位置に
   ない場合において、該排出室は、該油圧入力が該
   第２の油圧出力に液体連通している間、該排出室
   は該第１の油圧出力と液体連通する弁組立体にお
   いて、 該弁部材は、円筒状部材であり、該圧力スロツ
   トと該油帰還スロツトは該弁部材の両端で開いて
   おり、該油帰還スロツトは、半径方向において該
   圧力スロツトよりも深く、かつ軸線方向において
   該圧力スロツトよりも長く、そして、該弁本体
   は、該弁本体上の一対のエンドリングにより該弁
   部材上に回転可能に支持されており、該エンドリ
   ングは該圧力スロツトの半径方向の深さを越え、
   該油帰還スロツトの半径方向の深さよりも浅いも
   のであり、該圧力スロツトの端部は、該エンドリ
   ングにより閉塞され、該油帰還スロツトは、少な
   くとも該エンドリングの１つの外側の周囲におい
   て、該排出室へ開くことを特徴とするパワーステ
   アリング弁組立体。