JPH032110B2 - - 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力流体を高めることが行な
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図左方に付勢される板７が配されており、板
７には孔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５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に形成されてた孔に板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に構成されている。こ
のように、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るので、パワー
ステアリングバルブの形状が大きくなり、さら
に、製作コストの増大を招き、その上、重量が増
加す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開口させる室
と、該室へ前記コントロールバルブから流入する
インレツト流路の圧力流体の圧力を導入する通路
と、前記室を前記ドレン流路が開口する小室と前
記通路が開口する小室とに画成し前記ドレン流路
側側面に一個または複数個の突起を有し、前記ド
レン流路の開口端を閉止可能な弾性部材と、前記
室より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流路と、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４，５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、このプラグ３２
には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２
４とハウジング本体２２ａとの間に挟着されて、
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には、前記孔
２８が開口してコントロールバルブ３６の上流側
の圧力が導入され、他方の小室２６ｂには、第１
ドレン流路２５および第２ドレン流路２７が開口
している。また、部材２４には、第１ドレン流路
２５と第２ドレン流路２７とを連通する比較的小
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との間に最小限流路
面積を確保している。これらの第１ドレン流路２
５と第２ドレン流路２７とがドレン流路２３を構
成する。ダイヤフラム２９の中心部には硬質ゴム
等の材料からなる補強材３１が埋設され、この補
強材３１は、ダイヤフラム２９が図中右方へ変位
した場合に、ダイヤフラム２９のドレン流路２３
側側面に第１ドレン流路２５と第２ドレン流路２
７とを確保に閉止させる。前記周縁部と中心部と
の間のダイヤフラム２９のドレン流路２３側側面
には、複数個例えば３個の環状の突起２９ａが形
成されている。これらの室２６、孔２８、ダイヤ
フラム２９、バイパス通路３０および補強材３１
が背圧制御弁３８を構成する。

コントロールバルブ３６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
ハウジング２２から突出したバルブシヤフト３４
の端部（図中上端）は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、バルブシヤフト３４の中空部にはトーシヨ
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
連通し、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
とも無く、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
生じることはない。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図に示すよ
うに、ダイヤフラム２９が図中左方へ変位して第
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３０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、与える。
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が図中右方へ
変位し突起２９ａが押しつぶされた後第１ドレン
流路２５と第２ドレン流路２７を閉止する。した
がつて、第２ドレン流路２７から流出した圧力流
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
することも無く背圧制御弁の構造が簡単となり部
品点数も少なくてすむので、パワーステアリング
バルブが小型となり、さらに、製作コストが低廉
になり、その上、重量が軽くなる。しかも、前記
周縁部および中心部の間のダイヤフラム２９は、
突起２９ａが押しつぶされることによつて発生す
る弾性力によつて、小室２６ｂ側への過度な変位
が極力防止されている。したがつて、弾性体に発
生する内部応力を低く抑えることが可能となり、
この結果、ダイヤフラム２９の疲労寿命が延長す
る。

次に、再びステアリングホイールが元の状態に
戻された場合、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
へ流入することなく、ドレンポート３７から排出
される。そして、小室２６ａの圧力は減少する。
したがつて、ダイヤフラム２９は、前記周縁部お
よび中心部の間の弾性体の弾性復元力によつて、
図中左方へ変位し元の状態に復元する。このと
き、ダイヤフラム２９には突起２９ａの弾性復元
力による小室２６ａ側への反力も作用するので、
ダイヤフラム２９の復元は確実となる。しかも、
この突起２９ａによる剛性向上により前述のダイ
ヤフラム２９の過大変位を防ぐこととあいまつ
て、その疲労寿命の延長が可能となり、パワース
テアリングバルブの耐久性が向上する。

第６図は、ダイヤフラム２９が画成するドレン
流路側小室の他の実施例を示している。この実施
例における小室４０の底面は、前記一実施例にお
ける小室２６ａの底面に比べ、突起２９ａに接近
している。しかも、その底面には、先端面に前記
第１、第２ドレン流路２５，２７が開口する突起
４０ａが形成されている。この実施例の場合、ダ
イヤフラム２９の図中右方への変位が少なくてす
むので、ダイヤフラム２９の疲労寿模命がさらに
延長する。

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
を背圧制御弁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、前記背圧制御弁が、前記ドレン流路
の途上に画成されて該ドレン流路を開口させる室
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、前記室を前記ドレン流路が開口する小室と
前記通路が開口する小室とに画成し前記ドレン流
路側側面に一個または複数個の突起を有し前記ド
レン流路の開口を閉止可能な弾性部材と、前記室
より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
テアリングバルブが小型となり、さらにパワース
テアリングバルブの製作コストが低廉になり、重
量が軽くなり、耐久性が向上するという効果が得
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図は
第４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６図はこの発明にかかる
パワーステアリングバルブの室の他の態様を示す
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、２６……室、２６ａ，２６
ｂ，４０……小室、２７……第２ドレン流路、２
８……孔（通路）、２９……ダイヤフラム（弾性
部材）、２９ａ……突起、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、前記背圧制御弁が、前記ドレン流
   路の途上に画成されて該ドレン流路を開口させる
   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、前記室を前記ドレン流路が開口する小室
   と前記通路が開口する小室とに画成し前記ドレン
   流路側側面に一個又は複数個の突起を有し前記ド
   レン流路の開口端を閉止可能な弾性部材と、前記
   室より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。