JPH032711B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、手動操舵力を圧力流体で補助する
車両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、特に、操舵時における流体音の消去
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、パワーシリンダのアシス
ト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圧力
降下を生じ、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図ないし第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図中左方に附勢される板７が配されてお
り、板７には小孔８と切欠１１，１２とが設けら
れている。板７とドレンポート２の壁２ａとの間
は切欠１１，１２により連通している。１０は板
７に一体連結されたピストンであり、バルブシヤ
フト１３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図ないし第３図
中右方に移動する。

このパワーステアリングバルブは、操作されて
内部の作動圧が上昇するとピストン１０が第２図
中右方に移動して板７を第３図に示すようにプラ
グ３に当ててドレンポート２を塞ぐ。この結果、
第２図中矢印Ｘのように流出していた油は第３図
中矢印Ｙに示すように切欠１１，１２および小孔
８を通じてバルブハウジング１外に流出し、流路
断面積の減少によりバルブハウジング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。

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、バルブハウジング１に
ピストン１０や板７を収納したドレンポート２を
突出して設ける必要があり、したがつて機械加工
が増えコスト高となり、さらには、バルブハウジ
ング１が大きくなることにより重量増加や部品点
数の増加による複雑化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、バルブハウジング内に、バル
ブボデイとバルブシヤフトとの間の相対回転によ
りバルブシヤフトの軸方向へ移動される移動部材
と、移動部材を前記移動方向と反対方向に付勢す
るスプリングとを設けて、移動部材によりバルブ
ハウジング内のドレイン流路の流路断面積を小さ
くして背圧を高め、流体音を消去することによ
り、前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いて説明する。

第４図ないし第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。２１はロ
ータリバルブ式のパワーステアリングバルブであ
り、バルブハウジング２２を有する。バルブハウ
ジング２２には、図外の圧力流体発生源から圧力
流体が供給されるインレツトポート２３と、図外
のパワーシリンダの２つの流体室に連絡する２つ
のアウトレツトポート２４，２５と、図外のリザ
ーバへ圧力流体を排出するドレンポート２６とが
設けられている。２７は円筒形のバルブシヤフト
であり、バルブハウジング２２内にベアリング２
８でもつて回転自在に支持されている。バルブシ
ヤフト２７のバルブハウジング２２から突出した
一端（第４図中上端）にはセレーシヨン２９が設
けられて図外のステアリリングホイールに連結し
た図外のステアリングシヤフトが連結する。バル
ブシヤフト２７には、外周面３０から内部の中空
部３１に連結する孔３２，３３が設けられてお
り、さらに外周面３０には４つの凹部７０（第４
図においては１つのみ図示）が等角度間隔に設け
られている。

３４は円柱形のトーシヨンバーであり、バルブ
シヤフト２７の中空部３１内に同軸的に配されて
おり、図示しない拡径した一端（第４図中上端）
が図外のピンによりバルブシヤフト２７に非回転
に結合され、縮径した中間部がバルブシヤフト２
７の中空部３１に遊挿され、拡径した他端（第４
図中下端）がバルブシヤフト２７の他端（第４図
中下端）から突出している。３６はピニオンギア
であり、バルブハウジング２２にベアリング３７
で回転自在に支持され、図外の操向車輪に連結し
たラツク３８に噛合している。ラツク３８の図示
しない部分には、図外のパワーシリンダの一部を
構成するピストンが取付けられており、このピス
トンの両側は図外のパワーシリンダの２つの流体
室になつている。ピニオンギア３６の一端（第４
図中上端）には穴３９が設けられており、トーシ
ヨンバー３４の他端（第４図中下端）が圧入され
非回転に結合されている。また、ビニオンギア３
６の一端（第４図中上端）の端面側には穴３９の
内径より拡い内径を有する穴４１が設けられてお
り、バルブシヤフト２７の他端（第４図中下端）
が挿入されている。ピニオンギア３６の穴４１の
内周面には軸方向に延びた複数の突起４２が設け
られており、バルブシヤフト２７の外周面にも軸
方向に延びた複数の突起４３が設けられており、
これらの突起４２，４３によりバルブシヤフト２
７とピニオンギア３６とは互いに相対的に一定角
度回転した場合に係合するようになつており、図
外の圧力流体発生源が故障した際等において手動
操舵を可能としている。１４は円筒形のバルブボ
デイであり、バルブハウジング２２内に回転可能
に収納されており、バルブシヤフト２７の外径よ
り僅かに大きい内径を持つ中空部にバルブシヤフ
ト２７が同軸かつ相対的に回動可能に挿入されて
いる。バルブボデイ４４の外周面４６には３つの
環状溝が設けられており、バルブハウジング２２
の内周面とともにインレツトポート２３に連絡す
るインレツト流路４７、それぞれのアウトレツト
ポート２４，２５に連絡するアウトレツト流路４
８，４９を構成している。５１，５２，５３，５
４はそれぞれシールであり、バルブボデイ４４の
外周面４６とバルブハウジング２２の内周面との
間の液密性を確保している。インレツト流路４７
およびアウトレツト流路４８，４９は、それぞれ
バルブボデイ４４に設けられる孔４０によりバル
ブボデイ４４の内周面５５側にに連絡している。
バルブボデイ４４は、その第４図中下端がピン５
６によりピニオンギア３６の第４図中上端に非回
転に連結されている。バルブボデイ４４の内周面
５５には等角度間隔に４つの凹部７１が設けら
れ、第４図には１つの凹部７１のみが示されてい
る。これらバルブボデイ４４とバルブシヤフト２
７はともにサーブ弁を構成する。バルブシヤフト
２７の孔３２、中空部３１、孔３３、ドレンポー
ト２６はドレイン流路７３を構成する。トーシヨ
ンバー３４に捩りがなくて、バルブボデイ４４と
バルブシヤフト２７との相対回転角が零である場
合、バルブボデイ４４の内周面５５とバルブシヤ
フト２７の外周面３０との間に形成される流路
は、インレツト流路４７側と２つのアウトレツト
流路４８，４９側とを等しい流路断面積で連絡す
るようになつており、このため、インレツト流路
４７からバルブボデイ４４に設けられた孔４０を
経てバルブボデイ４４の内周面５５とバルブシヤ
フト２７の外周面３０との間に形成される流路に
供給された圧力流体は、いずれのアウトレツト流
路４８，４９に流れず、孔３２を経て中空部３１
に流れドレンポート２６から流出するようになつ
ている。一方、トーシヨンバー３４に捩りがあつ
て、バルブシヤフト２７とバルブボデイ４４とが
相対的に回転している場合、バルブボデイ４４の
内周面５５に設けられた凹部７１とバルブシヤフ
ト２７の外周面３０に設けられた凹部７０とが合
い、インレツト流路４７側と一方のアウトレツト
流路例えば４８側とを大きな流路断面積で連絡す
るとともに、孔３２側と他方のアウトレツト流路
４９側とを大きな流路断面積で連絡する。このた
め、インレツト流路４７からバルブボデイ４４に
設けられた孔４０を経てバルブボデイ４４の内周
面５５とバルブシヤフト２７の外周面３０との間
に供給された圧力流体は、バルブボデイ４４に設
けられた図外の孔を経て一方のアウトレツト流路
４８に流出するとともに、他方のアウトレツト流
路４９から圧力流体がバルブボデイ４４に設けら
れた図外の孔およびバルブボデイ４４の内周面５
５とバルブシヤフト２７の外周面３０とに設けら
れた凹部および孔３２を経て中空部３１に流れド
レンポート２６から流出するようになつている。

バルブシヤフト２７の第４図中下方、孔３３の
附近の外周面上には、第５図および第６図に詳示
するような環状の移動部材６０が、回転かつ軸方
向移動可能に支持されている。移動部材６０は、
内径がほぼバルブシヤフト２７の外径に等しく、
第５図中上方の端面には、Ｖ字状溝６１が形成さ
れている。このＶ字状溝６１には、バルブシヤフ
ト２７の外周面に径方向に突出して植設された突
起としての円柱状のピン６２が係合している。移
動部材６０の第５図中下方の端の外周側は、一部
下方へ突出し、軸方向に延びた２つの溝６３が形
成されている。この溝６３の中には、ピニオンギ
ア３６の外周面に径方向に突出して植設されたピ
ン３５，５６が挿入されており、移動部材６０は
ピニオンギア３６と非回転に結合されるけれど
も、軸方向移動可能になつている。移動部材６０
の第５図中下方に突出した端面と、ピニオンギア
３６のフランジ部６４の端面との間にはスプリン
グ６５が介挿されている。移動部材６０は、バル
ブシヤフト２７と、バルブボデイ４４に非回転に
連結されたピニオンギア３６との間の相対回転角
が零である時は、第６図に示すように、バルブシ
ヤフト２７の孔３３の開口部から離れた位置にあ
り、孔３３を経て、バルブシヤフト２７の中空部
３１とバルブハウジング２２のドレンポート２６
とが比較的大きい流路断面積で連絡されるように
なつている。５８，５９はシールであり、バルブ
ハウジング２２の内部の液密性を保つている。

次に、作用を説明する。

図外のステアリングホイールが操作されず、図
外のステアリングシヤフトからバルブシヤフト２
７に手動操舵力が加わらない場合は、バルブシヤ
フト２７は回転されず、トーシヨンバー３４も捩
られない。したがつて、バルブシヤフト２７はバ
ルブボデイ４４に対して相対回転せず、両者の相
対回転角は零である。このため、図外の圧力流体
発生源から第４図中矢印ａに示すようにインレツ
トポート２３を経てインレツト流路４７に供給さ
れる圧力流体は、バルブボデイ４４に設けられた
孔４０を経てバルブボデイ４４の内周面５５とバ
ルブシヤフト２７の外周面３０との間に供給され
るがそれぞれのアウトレツト流路４８，４９に至
る流路断面積が等しく流路抵抗が同じであるた
め、いずれのアウトレツト流路４８，４９にも流
出せず、したがつて、図外のパワーシリンダのい
ずれの流体室にも流れ込むことなく、第４図中矢
印ｃに示すように孔３２から中空部３１に流出
し、孔３３、ドレンポート２６のドレイン流路７
３を経て図外のリザーバへ還流される。この際、
圧力流体はバルブハウジング２２内を大きな流路
抵抗を受けることなく流れて図外のリザーバに還
流される。移動部材６０はバルブシヤフト２７と
バルブボデイ４４との間の相対回転角が零である
ため、移動せず、第６図に示すように孔３３の開
口部を塞ぐことなく、ドレイン流路７３の流路断
面積を大きくしている。この場合、圧力流体がバ
ルブハウジング２２内を大きな流路抵抗を受ける
ことなく流れて圧力降下をあまり生じないため、
バルブハウジング２２内で流体音は発生しない。

次に、図外の図外のステアリングホイールが操
作されて、図外の図外のステアリングシヤフトか
らバルブシヤフト２７に手動操舵力、例えば第４
図の矢印Ａ回りにバルブシヤフト２７を回転させ
る方向の手動操舵力、が加わるとする。この手動
操舵力は、バルブシヤフト２７およびバルブシヤ
フト２７にトーシヨンバー３４を介して連結され
たピニオンギア３６をともに矢印Ａ方向に回転し
ようとするが、ピニオンギア３６は図外の操向車
輪と連結したラツク３８と噛合していて負荷が大
きいためトーシヨンバー３４が捩れるだけで回転
せず、バルブシヤフト２７のみが回転する。この
トーシヨンバー２７の捩れによる捩り反力は、運
転車に操舵反力として伝わる。バルブボデイ４４
は、ピニオンギア３６に連結しているため回転し
ない。したがつて、バルブシヤフト２７はバルブ
ボデイ４４に対して相対的に回転し、バルブボデ
イ４４の内周面５５に設けられた凹部７１とバル
ブシヤフト２７の外周面３０に設けられた凹部７
０とが合い、インレツト流路４７側と一方のアウ
トレツト流路４８側とを大きな流路断面積で連結
するとともに、孔３２側と他方のアウトレツト流
路４９側とを大きな流路断面積で連絡する。この
ため、図外の圧力流体発生源から第４図中矢印ａ
に示すようにインレツトポート２３を経てインレ
ツト流路４７に供給される圧力流体は、バルブボ
デイ４４に設けられた孔４０を経てバルブボデイ
４４の内周面５５とバルブシヤフト２７の外周面
３０との間に供給され、バルブボデイ４４に設け
られた図外の孔を経てアウトレツト流路４８に流
出して第４図中矢印ｂに示すように一方のアウト
レツトポート２４から図外のパワーシリンダの一
方の流体室に供給される。この圧力流体は、図外
のピストンに作用し、ラツク３８を移動させる。
このラツク３８の移動により図外の操向車輪が操
舵される。また、ラツク３８の移動により図外の
パワーシリンダの他方の流体室内の圧力流体が図
外のピストンに押されて排出され、他方のアウト
レツトポート２５から第４図中矢印ｄに示すよう
に他方のアウトレツト流路４９に流入する。この
アウトレツト流路４９に流入した圧力流体は、バ
ルブボデイ４４に設けられた図外の孔を経てバル
ブボデイ４４の内周面５５とバルブシヤフト２７
の外周面３０との間に流入し、第４図中矢印ｃに
示すように孔３２から中空部３１に流出し、孔３
３、ドレンポート２６のドレン流路７３を経て図
外のリザーバに還流される。この際、図外の圧力
流体発生源からインレツト流路４７に供給された
圧力流体は、負荷を有する図外のパワーシリンダ
へ流入するため、インレツト流路４７内の圧力、
すなわち作動圧が上昇する。このように、インレ
ツト流路４７内の圧力が上昇すると、バルブハウ
ジング２２内の流路の狭い部分で圧力流体が圧力
降下を生じて流体音を発生しようとする。しかし
ながら、この実施例のパワーステアリングバルブ
２１にあつては、バルブシヤフト２７のバルブボ
デイ４４に対する相対回転により、移動部材６０
がバルブシヤフト２７に植設されたピン６２とＶ
字状溝６１の斜面との係合により、スプリング６
５に抗して第６図中下方に移動され、ドレイン流
路７３を構成する孔３３の開口部の一部を塞ぐた
め、ドレイン流路７３の流路断面積が減少され
る。この結果、バルブハウジング２２内の背圧が
高まる。したがつて圧力流体がバルブハウジング
２２内の流路の狭い所を流れる際の圧力降下を防
ぎ、流体音の発生を防止することができる。な
お、移動部材６０の第６図中下方への移動量は、
孔３３の開口部の一部のみを塞ぐだけの量であ
る。そして、前述のように、ラツク３８が移動す
ると、ピニオンギア３６が、第４図矢印Ａ方向に
回転し、トーシヨンバー３４の捩れをなくすとと
もに、バルブボデイ４４を同様に矢印Ａに示すよ
うに回転する。このため、バルブボデイ４４と、
バルブシヤフト２７との相対回転角が零となり、
第４図中矢印ａに示すようにインレツト流路４７
に供給された圧力流体は各アウトレツト流路４
８，４９に流入することなく第４図中矢印ｃに示
すようにドレンポート２６から図外のリザーバに
還流されることになる。このように、インレツト
流路４７の圧力流体がドレン流路５９に流れて負
荷がなくなると、インレツト流路４７内の作動圧
が下がり、圧力降下もなくなる。そして、バルブ
シヤフト２７とバルブボデイ４４との相対回転角
が零になると、移動部材６０がスプリング６５に
より第６図中上方に押され、孔３３の開口部から
離れる。この結果、ドレイン流路７３の流路断面
積が広くなり、圧力流体の通流抵抗を減少する。

以上説明してきたように、この発明によれば、
バルブシヤフトとバルブボデイとのうちの一方に
設けられた突起と、この突起に係合するＶ字状溝
を有し、バルブシヤフトとバルブボデイとのうち
の他方に非回転に取付けられ、バルブボデイとバ
ルブシヤフトの間の相対回転により軸方向へ移動
してドレイン流路の流路断面積を狭くする移動部
材と、この移動部材を前記移動方向の反対方向へ
附勢するスプリングと、を設けるとしたため、ス
テアリングホイールが操作され、バルブハウジン
グ内の作動圧が上昇し、圧力流体がバルブハウジ
ング内の狭い所を通過する際の圧力降下により流
体音を発生しようとする場合、ドレイン流路の流
路断面積を小さくしてバルブハウジング内の背圧
を高めて圧力降下を防ぎ、流体音の発生を防止で
きるという効果がある。また、この発明によれ
ば、移動部材がバルブハウジング内をバルブシヤ
フトの軸方向へ移動するようになつているため、
バルブハウジングを大きくする必要がなく、パワ
ーステアリングバルブを小型、軽量かつ簡素にす
ることができ、製造コストの低下を図ることがで
きるという効果がある。さらに、この発明によれ
ば、ステアリングホイール操作時にのみドレイン
流路の流路断面積を減少させるようになつている
ため、常時ドレイン流路の流路断面積を小さくし
ているものに較べて圧力流体発生源のエネルギー
消費量が小さくてすむという効果がある。

【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の断
面図、第２図および第３図は従来のパワーステア
リングバルブの部分拡大断面図、第４図はこの発
明の一実施例によるパワーステアリングバルブの
断面図、第５図はこの実施例によるパワーステア
リングバルブの要部展開斜視図、第６図はこの実
施例によるパワーステアリングバルブの要部平面
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、２７…バルブシヤフト、３１…中
空部、３２，３３…孔、３４…トーシヨンバー、
３５…ピン、３６…ピニオンギア、３８…ラツ
ク、４４…バルブボデイ、４７…インレツト流
路、４８，４９…アウトレツト流路、６０…移動
部材、６１…Ｖ字状溝、６２…ピン、６５…スプ
リング、７３…ドレイン流路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧力流体が供給されるインレツト流路、圧力
   流体が排出されるドレイン流路、パワーシリンダ
   内の２つの流体室をインレツト流路またはドレイ
   ン流路へ選択的に接続する２つのアウトレツト流
   路を有するバルブハウジングと、このバルブハウ
   ジング内に収納され互いに同軸的に配され、か
   つ、弾性連結されたバルブシヤフトおよびバルブ
   ボデイと、を有し、これらバルブシヤフトとバル
   ブボデイとの間の相対回転によりアウトレツト流
   路、インレツト流路、ドレイン流路間の圧力流体
   の流れを制御するパワーステアリングバルブにお
   いて、前記バルブハウジング内に、前記バルブボ
   デイと前記バルブシヤフトとのうちの一方に設け
   られた突起と、この突起に係合するＶ字状溝を有
   し、バルブボデイとバルブシヤフトとのうちの他
   方に非回転に取付けられ、バルブボデイとバルブ
   シヤフトとの間の相対回転により前記バルブシヤ
   フトの軸方向へ移動されて前記ドレイン流路の流
   路断面積を小さくする移動部材と、この移動部材
   を前記移動方向の反対方向へ附勢するスプリング
   と、を設けたことと特徴とするパワーステアリン
   グバルブ。