JPH0392474A - 油圧制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回転式の油圧制御弁に関し、特に油圧式の動力
舵取装置（パワーステアリング）に適用するのに好適な
油圧制御弁に関する。

〔従来の技術〕

油圧式の動力舵取装置は、舵輪操作に要する力を、舵取
機構中に配設した油圧シリンダが発生する油圧力により
補助するものであり、舵輪に連結された入力軸と、舵取
機構に連なる出力軸とを、トーションバーを介して同軸
上に連結し、舵輸に操舵トルクが加えられた場合に、前
記入力軸と出力軸との間に、トーションバーの捩れに伴
う相対角変位を生せしめる一方、両輪の連結部分に回転
式の油圧制御弁を構威し、該油圧制御弁の動作により、
前記相対角変位の方向、即ち舵輪に加えられる操舵トル
クの方向に応じて、前記油圧シリンダへの圧油の送給方
向を切換え、該油圧シリンダに操舵補助力を発生させる
ものである。

このよう．な動力舵取装置においては、通常直進走行時
における走行安定性の向上のため舵輪に適度の剛性を与
えることが要求され、逆に停止時及び低速走行時におい
ては、舵輪操作に要する力を可及的に低減するため大き
い操舵補助力の発生が要求される。第７図は望ましい操
舵補助力の特性の一例を示す特性図あり、横軸に操舵ト
ルクを、また縦軸に操舵補助力をとって示してあり、こ
のグラフから明らかな如く操舵補助力は操舵トルクの増
加に応じて一様な増加態様を示す特性ではなく、操舵ト
ルクが小さい場合には略零に保たれ、所定量を超える操
舵トルクに対してはこれの増加に応じて漸増し、更に大
きい操舵トルクに対してはこれの増加に応じて急増する
ような特性となっている。

そして操舵トルクの増加に対する操舵補助力の増加態様
は、油圧制御弁における弁体とケーシングとの間の相対
角変位の増大に対する圧油連通部面積の変化ＦＩＬ’１
様に対応する。

第８図は従来の油圧制御弁の部分断面図、第９図は弁体
の側面図であり、図中３６はケーシング、３７は弁体を
示している。ケーシング３６は円筒形であって、周方向
の４等配の位置に夫々軸長方向に延在する凹溝３６ａ，
３６ｂ．３６ｃ．３６ｄが形成され、凹溝３６ａ　．　
３６ｃは連通孔３６ｅを介して油圧リシンダ４の一方の
油圧室Ａに、また凹溝３６ｂ．３６ｄは連通溝３６ｆを
介して油圧シリンダ４の他方の油圧室Ｂに夫々連接せし
められている。またケーシング３６には前記凹溝３６ａ
　，　３６ｂ間及び３６ｃ．　３６ｄ間に夫々内外に貫
通する連通孔３６ｇ，３６ｈが開口せしめられており、
両連通孔３６ｇ，　３６ｈは油圧ポンブＰに連通せしめ
られている。

一方弁体３７は厚肉円筒体の外周面に、その周方向にお
ける４等配の位置に夫々相互の間に周方向に所定長の円
弧面３７ａを残した状態で凹所３７ｂを形成して構威さ
れ、ケーシング３６内にこれと同軸回転可能に収容され
ており、この状態では弁体３７の各円弧面３７ａとケー
シング３６の各凹溝３６ａ，　３６ｂ，３６ｃ，　３６
ｄはそれぞれ対向し、弁体３７の各凹所３７ｂとケーシ
ング３６の内周壁との間にはこれらによって囲われた油
室が形成されるようになっている。

弁体３７における各凹所３７ｂは第９図に示す如く点Ｏ
を曲率中心とする半径Ｒの円弧状に形成されており、側
面視では弁体３７の周方向における両辺が夫々外側に向
かう凸曲線となった略矩形状となっている。

而してこのような油圧制御弁にあっては、圧油ボンブＰ
から連通孔３６ｇ．３６ｈを通じて油室内に油圧が供給
された状態に維持され、舵輪，入力軸，トーションバー
ｌ５を通じて弁体３７がケーシング３６に対して相対回
転せしめられると、これによって油室とケーシング３６
における凹溝３６ａ〜３６ｄとの連通面積が変化し、油
室内の圧油は連通面積に応じて凹溝３６ａ．３６ｃ又は
３６ｂ，３６ｄに選択的に流入し、この流入量に応じて
、油圧シリング４を作動し、左又は右方向への操向補助
力を発生せしめることとなる。

この過程における油室と凹溝３６ａ〜３６ｄと間の連通
面積の変化についてみると、第９図に破線で示す例えば
凹溝３６ａの幅方向の一側縁が、ケーシング３６と弁体
３７との相対回転によって矢符で示す如くに移動するも
のとすると、弁体３７における凹所３７ｂの側縁が外側
に向かう凸曲線となっているため、連通面積は急激に零
となるのではなく、所定の比率で減少することとなり、
第７図に示す如く操舵トルクＨ以上で操舵補助力が急上
昇する所望の特性が得られることとなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところでこのような従来の油圧制御弁にあっては弁体３
７の外周面に対する加工に高い精度が要求され、その製
作工数も増大し、加工が容易でなく、また凹所３７ｂか
ら凹溝３６ａ〜３６ｄ側に流出する圧油は操舵トルクが
大きくなると第９図に白抜矢符で示す如くに直角に近い
方向転換が生じ、この流れの転向に起因する耳障りな流
動音が発生し、快適性が阻害される外、流動音が運転者
に異常音と誤認されることがある等の問題があった。

本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは連通部における圧油の流れに急激な
転向が生じることがなく、圧油の流動に伴う音の発生を
低減し、また弁体自体の加工を容易にした油圧制御弁を
提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る油圧制御弁は、軸長方向に延びる長溝を内
周面の周方向に４個等配してなる筒状のケーシングと、
該ケーシングにこれと同軸回・動可能に内嵌され、周方
向の４等配の位置に相互の間に円弧面を介在させて凹所
を形成した弁体とを有し、前記ケーシングの各長溝と前
記弁体の各円弧面をそれぞれ対向配置すると共に、前記
凹所を経て前記長溝に通流する圧油量を前記弁体の回動
により制御する油圧制御弁において、前記弁体の周方向
における前記凹所の端縁部は弁体の軸心線と平行であり
、且つこの端緑部に沿って前記弁体の回転中心を通り前
記円弧面を２等分する線に対し、６５゜〜７５゜の角度
をなす切欠面を形成したことを特徴とする。

〔作用〕

本発明にあっては凹所と溝とが相互に対向する状態から
相互の対向面積が減少する過程で凹所から溝内への圧油
の流れの急激な方向の転向が緩和されることとなる。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて具体的に
説明する。

第１図は本発明に係る油圧制御弁を動力舵取装置に適用
した構或を示す部分破砕側面図、第２図は第１図のｎ−
ｎｖＡによる拡大断面図、第３図は第２図のｍ−ｍＮｓ
による拡大断面図であり、図中１は本発明に係る油圧制
御弁、２は舵輪、３はラック軸、４は油圧シリンダを示
している。

油圧制御弁１はランク軸３のランク部３ａと共に全体と
してハウジング５内に収容されており、その入力軸１ｌ
は舵輪２に連繋せしめられ、また出力軸ｌ２はここに設
けたピニオン１３を介して第２図に示す如くラック軸３
のラック３ａに噛合せしめてある。ラック軸３はその両
端部が夫々図示しない操向輪に連繋せしめられ、また前
記ラック部３ａを形或した位置と反対側の端部寄りには
ラック軸３をピストンロッドとする油圧シリンダ４が形
成されている． 油圧シリンダ４はランク軸３にピストン４ａを設けると
共に、その外周に前記ハウジング５と一体のシリンダ４
ｂを同軸的に配設して構或してあり、ピストン４８両側
の油圧室Ａ，Ｂには夫々前記ハウジング５の周壁に開口
させた油圧制御弁１のボー｝　１ａ．　ｌｂと連通せし
められ、油圧室Ａ内への圧油の供給によって左側に対す
る、また油圧室Ｂ内への圧油の供給によって右側に対す
る各操向補助力を発生するようになっている。

なおハウジング５の周壁に開口する他のボートｌｃ，ｌ
ｄのうち、ボートｌｃは油圧ボンプＰに、またボート１
ｄは油タンクＴに連通せしめられている。

入力軸１１、出力軸１２は第２図に明らかな如く、筒形
をなす共通のハウジング５の内部に各別に支承され、同
軸上にて回動可能となっている．入力軸１１は図示の如
く中空軸であり、一方出力軸１２はその上部に円筒形を
なす部分を有し、この円筒部内に入力軸１１の下端が適
長挿入され、該円筒部に内嵌固定された軸受プッシュに
て支承されると共に、両端を人，出力軸１１．１２夫々
にピン接合されたトーションバ−１５を介して相互に連
結されている。

従って舵輪２に加えられた操舵トルクは入力軸ｌ１，ト
ーションバ−１５を介して出力軸１２に伝達され、この
ときトーシッンバ−１５に生じる捩れに伴い、入力軸１
１と出力軸ｌ２との間に前記操舵トルクに対応する相対
角変位が生じることとなる。

油圧制御弁ｌはハウジング５に凹動自在に内嵌された円
筒状のケーシングｌ６と、入力軸１１の中間部にこれと
一体的に構威され、ケーシング１６の内側に、これと軸
長方向に整合するように嵌入せしめられた弁体１７とを
備えている。ケーシング１６はハウジング５内部におい
て、ピン１２ａより出力軸１２に連動して軸心回りに回
動するようにしてあり、また前記弁体１７は入力軸１１
に連動してその軸心回りに回動するから、ケーシング１
６と弁体１７との間には、人，出力軸１１．１２間の相
対角変位に相当する相対角変位が生じることとなる。

ケーシング１６の外周面には、軸長方向に適宜の間隔を
隔て：ｃ３本の環状溝１６ａ，　１６ｂ，　１６ｃが形
成されており、中央の環状溝１６ｂはハウジング５を内
外に貫通するポー｝１ｃを経て油圧発生源たる油圧ボン
ブＰに接続され、ここに油圧ボンブＰの発生油圧が導入
されるようになっている． また両側の環状溝１６ａ，　１６ｃにはハウジング５を
内外に貫通する各別のボートｌａ，　ｌｂを通じ、操舵
補助用の油圧シリンダ４の各油圧室Ａ，Ｂに夫々接続さ
れている。ハウジング５内部にはケーシング１６の上側
に還流室１８が形成されており、該還流室１８はハウジ
ング５を内外に貫通するポー｝１ｄにより油タンクＴに
接続されている。

一方ケーシング１６の内周面には第３図に明らかな如く
ハウジング５の各ボー｝　１ａ，　ｌｂと対応する位置
を含む周方向の４等配の位置に夫々連通路を介して前記
環状＃１６ａ，１６ｃと連通ずる凹溝１６ｄ〜１６ｇが
軸長方向に所定の長さ（２０ｎ程度）にわたって形成さ
れ、また凹溝１６ｄ．　１６ｅ及び１６ｆ，１６ｇ間で
あって、周方向に１８０°隔てた２箇所にはケーシング
１６を内，外に貫通する連通孔１６ｈ，１６ｉが穿設さ
れ、夫々油圧ポンプＰに接続されている。

第４図は弁体の側面図であり、弁体１７は厚肉円筒体を
なす入力軸１１の外周面に、その周方向の４等配の位置
に夫々相互の間に所要長の円弧面１７ａを残した状態で
凹所１７ｂを形成し、また相対応する一組の凹所１７ｂ
には第３図に示す如く内，外に貫通する連通孔１７ｄ．
　１７ｄを形成して構威し、ケーシング１６内に同軸回
転可能に収容されており、この状態では各円弧面１７ａ
とケーシング１６の各凹溝１６ｄ，　１６ｅ．　１６ｆ
　．　１６ｇはそれぞれ対向し、さらに弁体３７の凹所
１７ｂとケーシングｌ６の内周壁との間には油室が形成
されるようになっている。

各凹所１７ｂは弁体１７を構或する厚肉円筒体の外周面
を夫々軸長方向に所定の長さＬ　（２０ｎ程度）にわた
って平坦に切削することによって形成され、側面視で軸
長方向の２辺は弁体ｌ７の軸心線と直交し、また弁体１
７の周方向における２辺は弁体１７の軸心線と平行な向
きの夫々略長方形状をなす平坦面となっており、弁体１
７の回転中心に対して相対応する凹所１７ｂの平坦面は
相互に平行に、また相隣する凹所１７ｂの平坦面は相互
に直交する向きとなっている。

そして各凹所１７ｂの長方形をなす平坦面とその周方向
の両端に連なる円弧面１７ａとの境界部分には平坦面に
おける周方向の２辺夫々の全長にわたって第４，５図に
示す如き所定の傾斜角θをもつ切欠面１７ｃを形成して
ある。

第５図は弁体１７における切欠面の説明図であり、切欠
面１７ｃは弁体１７の回転中心を通り、円弧面１７ａを
２等分する線Ｍに対する角度θが６５°〜７５″の傾斜
面、即ち平坦面側から円弧面１７ａ側に向かうに従って
、漸次ケーシング１６の内周面に接近する向きの傾斜面
に形戒されている。１Ｍに対する切欠面１７ｃの角度θ
が６５＠〜７５°となるようにしてあるのはθがこの範
囲を越えると圧油の転向に伴う異音が大きくなることに
よる。

而してこのような本発明品にあっては舵輪２の操作に伴
う操舵トルクがトーシｑンバ−１５を通じて弁体１７に
伝達され、弁体１７がケーシング１６内で回転せしめら
れると、油圧ボンブＰからポー｝１ｃ、連通路１６ｈを
経てケーシング１６と弁体１７の凹所１７ｂとの間に形
成される油室内に導入された油圧は、ここから凹溝１６
ｄ．　１６ｆ，　１６ｅ．１６ｇと各凹所１７ｂとの対
向部分に形成される連通路を通じてボー｝　１ａ，ｔｂ
に流出するが、圧油の流出量は各凹所１７ｂと凹溝１６
ｄ−１６ｇとの対向面積に応じて変化し、油圧シリンダ
４が左又は右に作動され、周方向への操舵補助力が発生
せしめられることとなる。

この過程における凹溝１６ｄ〜１６ｇと、弁体１７の各
凹所１７ｂとの相対回転に伴う面積の変化は、いま凹溝
１６ｄの一辺を第４図の如く破線で示すものとすると、
この破線はケーシング１６と弁体１７との相対回転に伴
って矢符方向に移動してゆくが、切欠面１７ｃと対向す
る位置では切欠面１７ｃの傾斜角θに応じて圧油流人量
が減少してゆくこととなり、操舵トルクＨ以上において
第７図に示した如き所定の特性が損なわれることがない
ことは勿論、この過程では油室内の圧油は凹所１７ｂの
軸長方向の全長において白抜矢符で示す如くに凹溝１６
ｄ側に向けて直線的に流動するから圧油の急激な転向が
なく異音の発生が大幅に低減されることとなる。

第６図は本発明品と従来品とにおける圧油の流動に伴っ
て生ずる音量の比較試験結果を示すグラフであり、横軸
に油圧圧力（ｋｇｆ／ｃ＋ｓ”）を、また縦軸に音量（
ｄＢＡ）をとって示してある．グラフ中実線は本発明品
の、また破線は従来品の結果を示している． なお本発明品では切欠面１７ｃの傾斜角θを６５゜７０
゜，７５゜に夫々異ならせたものを用いた．このグラフ
から明らかな如く、本発明品はθ＝６５＠〜７５°の範
囲内でいずれも従来品に比較して音量が大幅に低減され
ていることが解る． なお上述の実施例では切欠面１７ｃを平坦面に形成した
場合について説明したが、何らこれに限らず、適宜の曲
面に形成してもよいことは勿論である． また実施例では切欠面１７ｃを凹所１７ｂの弁体周方向
における２辺夫々の軸長方向の全長にわたって形成した
場合について説明したが、これよりも若干短い領域につ
いてのみ形或することとしてもよいことは言うまでもな
い。

〔効果〕

以上の如く本発明品にあっては弁体の周方向における凹
所の側縁に円弧面の２等分線に対して６５゜〜７５″の
角度をなす切欠面を形成したから、相対変位が所定の大
きさに達した後は凹所と溝との対向面積が急激に変化す
ることとなり、所期の操舵補助力特性を損なうことがな
く、しかも油室と溝とのすれ違い時における圧油の急激
な転向による異音の発生が大幅に低減出来るなど本発明
は優れた効果を奏するものである．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る油圧制御弁を動力舵取装置に適用
した構戒を示す部分破砕側面図、第２図は第ｌ図のｎ−
ｎ線による拡大断面図、第３図は第２図のｍ−ｍ線によ
る拡大断面図、第４図は弁体の側面図、第５図は切欠面
の傾斜角の説明図、第６図は本発明品と従来品との比較
試験結果を示すグラフ、第７図は操舵補助力の特性図、
第８図は従来品の模式的断面図、第９図は従来品の弁体
の側面図である。 １・・・油圧制御弁　　　　１ａ．　ｌｂ，　ｌｃ・・
・ポート２・・・舵輪　　　　　　　　　３・・・ラン
ク軸４・・・油圧シリンダ １１・・・入力軸 １３・・・ピニオン １６・・・ケーシング １６ｄ，１６ｅ，１６ｆ．１６ｇ　”・凹溝１７・・・
弁体 １７ｂ・・・凹所 １７ｄ・・・連通孔 ５・・・ハウジング １２・・・出力軸 １５・・・トーションバー １６ａ，１６ｂ．１６ｃ　・・・環状溝１６ｈ．　１６
ｉ・・・連通孔 １７ａ・・・円弧面 １７ｃ・・・切欠面 特　許　出願人　光洋精工株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軸長方向に延びる長溝を内周面の周方向に４等配し
   てなる筒状のケーシングと、該ケーシングにこれと同軸
   回動可能に内嵌され、周方向の４等配の位置に相互の間
   に円弧面を介在させて凹所を形成した弁体とを有し、前
   記ケーシングの各長溝と前記弁体の各円弧面をそれぞれ
   対向配置すると共に、前記凹所を経て前記長溝に通流す
   る圧油量を前記弁体の回動により制御する油圧制御弁に
   おいて、 前記弁体の周方向における前記凹所の端縁 部は弁体の軸心線と平行であり、且つこの端縁部に沿っ
   て前記弁体の回転中心を通り前記円弧面を２等分する線
   に対し、６５゜〜７５゜の角度をなす切欠面を形成した
   ことを特徴とする油圧制御弁。