JPH0249110Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、パワーステアリングバルブに関し、
特に、その作動性能を向上させたパワーステアリ
ングバルブに関する。

車輌のパワーステアリング機構は、車体側から
のステアリング操作によつてパワーシリンダを伸
縮させ、車輪の方向を変更しあるいはこれを維持
し得るように形成されているものである。そし
て、このパワーステアリング機構には、ステアリ
ング操作時にパワーシリンダに油を供給しあるい
はパワーシリンダから油を排出させるように形成
されたバルブたるパワーステアリングバルブが装
備されているものであるが、このパワーステアリ
ングバルブは同時にステアリング休止時には油を
アンロードさせるようにも形成されているもので
ある。従つて、このパワーステアリングバルブ
は、ステアリング操作時には油の挿通を可とする
とともにステアリング休止時には油のアンロード
をそれぞれ速やかに行なうように形成されている
ことが必要となる。

そして、このような必要性に応じるものとし
て、例えば、第１図に示すようなパワーステアリ
ングバルブの提案がある。

すなわち、このパワーステアリングバルブは、
適宜ハウジング１内に摺動自在に配設されたスブ
ール２を有している。そして、このスプール２
は、ステアリングシヤフト（図示せず）と連動す
るスプールボルト３に介装されたホルダ４，４間
に挾圧保持されているもので、スプールボルト３
の移動によつて同時に上記ハウジング１内を摺動
するようになつている。そして、このスプール２
内には、その両端が上記スプールボルト３に摺動
自在に介装されたプランジヤ５，５に当接された
スプリング６を有している。なお、プランジヤ
５，５は、ホルダ４，４の透孔４′，４′を挿通す
るストツパ７，７に背面側から当接されており、
当該ストツパ７，７は、上記ハウジング１に嵌装
されているキヤツプ８，８に突設されている。

従つて、ステアリング操作するとステアリング
シヤフトと連動するスプールボルト３が、例え
ば、図中右行することとなり、ポンプＰからの油
はハウジング１の環状溝１ａ、スプール２の環状
溝２ａ、および一方の油路C₁を介してパワーシ
リンダ（図示せず）の一方室に油が供給されると
ともにパワーシリンダの他方室からの油が他方の
油路C₂、スプール２の環状溝２ｂおよびハウジ
ング１の環状溝１ｂを介してタンクＴに排出され
ることとなつて、パワーシリンダが伸長あるいは
収縮し、車輪（図示せず）を所望の方向に旋回す
ることが可能となる。一方、車輪の旋回が所望状
態に達してステアリング操作が休止されると、こ
のときスプール２はスプリング６の反発力によつ
てハウジング１内で中立位置に戻されることとな
り、ポンプＰからの油をタンクＴにアンロードさ
せることとなつて、所望の車輪の旋回状態が維持
される。

しかしながら、上記のパワーステアリングバル
ブはポンプＰからの圧油がハウジング１とスプー
ル２との間の隙間を介してスプール２の両外面と
各プランジヤ５，５の外側面に作用するが、スプ
ールボルト３の基端側はハウジング１内に挿入さ
れ、スプールボルト３の先端側端面はプランジヤ
５の外部に突出している為、スプールボルト３の
断面積分の受圧面差があり、第１図に於て、スプ
ール２とスプールボルト３は常時矢印Ａ方向へ油
圧による背圧力で付勢されている。この為、ステ
アリング操作でスプールボルト３を介してスプー
ル２を左右に切換える場合、左右のステアリング
操作力に差が生じ操作性に不具合が生じる。

そこで、本考案の目的は、スプールボルトによ
る断面積差に起因してスプールの背圧推力に左右
の差が生じている場合に於て、この差をキヤンセ
ルさせ、ステアリング操作力に左右の差を生じさ
せなくし、よつて操作性を向上させるパワーステ
アリングバルブを提供することである。

上記の目的を達成するため、本考案の構成は、
ハウジング内にキヤツプを設け、ハウジング内に
中空スプールが摺動自在に挿入され、スプール内
の両側にプランジヤを介装し、ステアリングシヤ
フトと連動するスプールボルトの基端を前記キヤ
ツプ内に摺動自在に挿入させ且つ当該スプールボ
ルトの先端部を前記プランジヤ内に移動自在に挿
入させ、更にスプールボルトの先端部両側に設け
たホルダをスプールの両端面と各プランジヤの外
端面に当接させ、スプールボルトの移動時に前記
プランジヤの一方を移動させながらスプールを切
換えさせ、スプールボルトは先端部端面に作用す
る油圧で常時基端側方向に付勢されているパワー
ステアリングバルブにおいて、スプールボルトを
基端側に付勢する反発力の小さいスプリングとス
プールボルトを先端側に付勢する反発力の大きい
スプリングとをスプール内に介在させたことを特
徴とするものである。

以下本考案の一実施例を第２図にもとづいて説
明する。

本考案に係るパワーステアリングバルブの基本
構造は第１図の従来例と同じであり、本考案では
第１図のスプリング６に代えて、二つのスプリン
グたる反発力の異なるコイルバネ６ａ，６ｂを設
けたことである。

即ち、ハウジング１内の両側にキヤツプ８，８
を設け、ハウジング１内に中空スプール２が摺動
自在に挿入され、スプール２内の両側に二つのプ
ランジヤ５，５を摺動自在に介装させ、ステアリ
ングシヤフトと連動するスプールボルト３を一方
のキヤツプ８と前記二つのプランジヤ５，５内に
移動自在に挿入させ、更にスプールボルト３の先
端部両側に設けたホルダ４，４をスプール２の両
端面と各プランジヤ５，５の外端に当接させ、ス
プールボルト３の移動時に前記プランジヤ５，５
の一方を移動させながらスプール２を切換えさ
せ、スプールボルト３はスプールボルト３の断面
積差に起因して、その先端部に作用する油圧で常
時矢印Ａ方向たる基端側に付勢されている。

上記ハウジング１は、パワーシリンダ（図示せ
ず）と一体に構成されているもので、パワーシリ
ンダの一方室（図示せず）と連通する油路C₁お
よびパワーシリンダの他方室（図示せず）と連通
する油路C₂を有しているとともに、外部のポン
プＰと連通する油路C₃および外部のＴと連通す
る油路C₄を有している。そして、上記ハウジン
グ１の内周面には、上記油路C₃が開口する環状
溝１ａと、上記油路C₄が開口する環状溝１ｂ，
１ｃとを有している。

上記スプール２は、中央にランド２′を形成す
るようにその外周に環状溝溝２ａ，２ｂを有して
いる。そして、当該スプール２のランド２′は、
上記ハウジング１の環状溝１ａに対向しているも
ので、スプール２が中立位置にあるときは、ポン
プＰからの油は油路３₃、ハウジング１の環状溝
１ａ、スプール２の環状溝２ａ，２ｃ、ハウジン
グ１の環状１ｂ，１ｃおよび油路４を介してタン
クＴにアンロードされるようになつている。

一方、上記スプール２は、車輌のステアリング
シヤフト（図示せず）と連動するスプールボルト
３に保持されている。すなわち、スプールボルト
３にはホルダ４，４が介装されており、このホル
ダ４，４間にスプール２を挾圧保持しているもの
である。なお、本実施例にあつては、ホルダ４，
４間へのスプール２の挾圧保持はスプールボルト
３の先端に螺装されたナツト３ａによつて行なう
こととされている。

上記ホルダ４，４間に挾圧保持されたスプール
２の内部には、スプールボルト３に摺動自在に介
装されたプランジヤ５，５を摺動自在に有してい
る。そして、当該プランジヤ５，５間には、反発
力の異なる二つのコイルバネ６ａ，６ｂを有して
いる。

すなわち、大きい反発力を有する一方のコイル
バネ６ａは、一端を一方のプランジヤ５に当接す
るとともに他端をスプール２の内周面に突設した
フランジ２０に当接させ、小さい反発力を有する
他方のコイルバネ６ｂは、一端を上記フランジ２
０に当接するとともに他端を他方のプランジヤ５
に当接させて、直列に二つのコイルバネ６ａ，６
ｂが配置されるようにしているものである。

一方また、上記プランジヤ５，５はその背面側
にストツパ７，７が当接されている。このストツ
パ７，７は、上記ホルダ４，４の透孔４′，４′を
介して上記プランジヤ５，５に当接されるもの
で、本実施例にあつては、このストツパ７，７は
ハウジング１に嵌装されたキヤツプ８，８に突設
されてなるものである。

次に、以上のように構成された本考案に係るパ
ワーステアリングバルブの作動について説明す
る。

先ず、ステアリングが操作されないとき、すな
わち、ステアリング休止時には、油路C₃を介し
てポンプＰからハウジング１内に供給される油
は、スプール２が中立位置に維持されたままであ
るから、ハウジング１の環状溝１ａ、スプール２
の環状溝２ａ，２ｂ、ハウジング１の環状溝１
ｂ，１ｃおよび油路C₄を介してタンクＴにアン
ロードされる。

次に、ステアリング操作時は、ステアリングシ
ヤフトと連動するスプールボルト３が、例えば、
図中右行し、これによつてスプール２も右行す
る。これによつて、ハウジング１の環状溝１ａと
スプール２の環状溝２ａとの連通およびハウジン
グ１の環状溝１ｂとスプールの環状溝２ｂとの連
通が確保される反面、ハウジング１の環状溝１ａ
とスプール２の環状溝２ｂとの連通の遮断、ハウ
ジング１の環状溝１ｃとスプール２の環状溝２ａ
との連通の遮断がそれぞれ図られることとなり、
油路C₃を介してのポンプＰからの油は油路C₁を
介してパワーシリンダの一方室に供給されるとと
もに、油路C₂を介してのパワーシリンダの他方
室からの油は油路C₄を介してタンクＴに排出さ
れることとなる。これによつて、パワーシリンダ
は例えば伸長して、車輪を一方向に旋回させるこ
ととなる。

なお、上記したところと逆にスプールボルト３
が図中左行することとなる場合には、スプール２
のランド２′の移動によつて、油路C₃を介しての
ポンプＰからの油は油路C₂を介してパワーシリ
ンダの他方室に供給されるとともに、油路C₁を
介してのパワーシリンダの一方室からの油は油路
C₄を介してタンクＴに排出されることとなり、
パワーシリンダは収縮されこれによつて車輪は他
方向へ旋回されることとなるものである。

そして、上記のステアリング操作が休止された
とき、すなわち、車輪ぎ所定の方向に旋回して車
輛が所望の旋回をするようになつたステアリング
休止時には、スプールボルト３はコイルバネ６ａ
あるいは６ｂの反発力によつてスプール２を中立
位置に位置決めるように戻されることとなる。

すなわち、スプールボルト３には、スプール２
とプランジヤ５，５の外側面側にはポンプＰから
の圧油がハウジング１とスプール２２との隙間を
介して供給されているが、スプールボルト３の基
端側が一方のキヤツプ８内に挿入され、先端部が
プランジヤ５の外部に突出しているから、このス
プールボルト３の断面差による受圧面に差が生
じ、圧力差に起因してスプール２には常時図中矢
印Ａで示す方向に背圧力が作用しているが、この
背圧力に打ち勝つようにしてスプールボルト３を
図中右行させた場合のスプール２の戻り方向への
反発力は、背圧力Ａがスプールボルト３に作用し
ているので小さい反発力で足りることとなる。一
方、スプールボルト３を図中左行させた場合のス
プール２の戻り方向への反発力は、背圧力Ａに打
ち勝つてなお、スプール２を右行させる程に大き
い反発力が要することとなる。

以上の要請を満足するものとして、本考案で
は、反発力の異なる二つのコイルバネ６ａ，６ｂ
をスプール２内に収装しているものであり、これ
が本考案の特徴とするところでもある。

なお、この二つのコイルバネ６ａ，６ｂ間での
反発力の設定は、次式を成立することを条件とす
る。

すなわち、コイルバネ６ａの装着長をl₁、コイ
ルバネ６ｂの装着長l₂とし、スプールボルト３の
太径部の直径をｄとすると、コイルバネ６ａのイ
ニシヤル荷重〔K₁×Δl₁〕＋〔π／４dt²×背圧力〕＝
コ イルバネ６ｂのイニシヤル荷重〔K₂×Δl₂〕−
〔π／４d²×背圧力〕が成立するとき、スプール２の 中立位置が得られることとなるものである。

上記スプールボルト３の右行のとき、図中左方
のプランジヤ５はスプールボルト３とともに右行
することとなるが、図中右方のプランジヤ５はス
トツパ７によつてその移動が阻止されることとな
り、当該プランジヤ５とフランジ２０との間に配
設されているコイルバネ６ｂのみが収縮され、反
発力を保有することとなる。また、上記スプール
ボルト３が左行するとき、図中右方のプランジヤ
５はスプールボルト３とともに左行することとな
るが、図中左方のプランジヤ５はストツパ７によ
つてその移動が阻止されることとなり、当該プラ
ンジヤ５と、ハウジング２０との間に配設されて
いるコイルバネ６ａのみが収縮し、その反発力が
保有されることとなる。

第３図は、背圧力の方向が逆転されている場合
に適する本考案の他の実施例に係るパワーステア
リングバルブを示すものであるが、本実施例にあ
つては、反発力の異なる二つのコイルバネ６ａ，
６ｂをスプール２内に配設してなる点で、前記第
２図に示す実施例と異なるものである。

そして、一方のコイルバネ６ａは、スプール２
内に摺動自在に配設され、スプールボルト３に摺
動自在に介装されたプランジヤ５，５間に配設さ
れるとともに、他方のコイルバネ６ｂは、一端は
一方のプランジヤ５に当接されるが他端はスプー
ルボルト３の外周に突設されたスプリング３０に
当接されているものである。

従つて、ステアリング休止時には、ポンプＰか
らの油をタンクＴにアンロードさせる点および、
ステアリング操作時にはスプール２を右行あるい
は左行させパワーシリンダに油を供給しあるいは
パワーシリンダから油を排出させることを可とす
る点で、前記第２図に示す実施例と異なるところ
がない。

なお、スプール２がハウジング１内を右行する
とき、図中右方のプランジヤ５はストツパ７にそ
の移動が阻止されるが図中左方のプランジヤ５は
移動するので、一方のコイルバネ６ａが収縮され
てその小さい反発力が保有されるとともに、逆
に、スプール２が左行するときは、図中左方のプ
ランジヤ５の移動はストツパ７によつて阻止され
ているが、スプリングシート３０がスプールボル
ト３と共に移動するので、他方のコイルバネ６ｂ
のみが収縮されその大きい反発力が保有されるこ
ととなるものである。

本考案によれば、スプール２内に反発力の異な
る二つのスプリングを介在させたから、スプール
が、スプールボルトの両側における受圧面積差に
起因する圧力差でスプールの背圧推力に左右の差
が生じていても、上記スプリングがこの差をキヤ
ンセルさせる。この為ステアリング操作力に左右
の差を生じさせなくし、操作性を著しく向上させ
るという効果を有する。

【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図は本考案に係るパワーステアリ
ングバルブを第１図と同様に示す断面図、第３図
は他の実施例を示す部分断面図である。 １……ハウジング、２……スプール、３……ス
プールボルト、４……ホルダ、５……プランジ
ヤ、６……スプリング、６ａ，６ｂ……コイルバ
ネ、７……ストツパ、８……キヤツプ、２０……
フランジ、３０……スプリングシート、Ａ……背
圧力、C₁，C₂，C₃，C₄……油路、Ｐ……ポンプ、
Ｔ……タンク。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ハウジング内にキヤツプを設け、ハウジング
   内に中空スプールが摺動自在に挿入され、スプ
   ール内の両側にプランジヤを介装し、ステアリ
   ングシヤフトと連動するスプールボルトの基端
   を前記キヤツプ内に摺動自在に挿入させ且つ当
   該スプールボルトの先端部を前記プランジヤ内
   に移動自在に挿入させ、更にスプールボルトの
   先端部両側に設けたホルダをスプールの両端面
   と各プランジヤの外端面に当接させ、スプール
   ボルトの移動時に前記プランジヤの一方を移動
   させながらスプールを切換えさせ、スプールボ
   ルトは先端部端面に作用する油圧で常時基端側
   方向に付勢されているパワーステアリングバル
   ブにおいて、スプールボルトを基端側に付勢す
   る反発力の小さいスプリングとスプールボルト
   を先端側に付勢する反発力の大きいスプリング
   とをスプール内に介在させたことを特徴とする
   パワーステアリングバルブ。 (2) スプールの内周面にフランジを突設させ、こ
   のフランジと各プランジヤとの間にそれぞれ反
   発力の異なるコイルバネを介在させた実用新案
   登録請求の範囲第１項記載のパワーステアリン
   グバルブ。 (3) スプールボルトの外周面にスプリングシート
   を突設させ、反発力の小さいコイルバネを二つ
   のプランジヤ間に介在させ、反発力の大きい他
   方のコイルバネを一方のプランジヤとスプリン
   グシート間に介在させた実用新案登録請求の範
   囲第１項記載のパワーステアリングバルブ。