JPH0594057U - 回転型流路切換弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧油の戻り側通路系での構成上から生じる圧
力差によってスリーブに作用する軸線方向への力を防
ぎ、バルブ作動を安定化させ、異音発生を防ぐ。 【構成】 ロータ１１外周部に相対的に回転変位可能に
保持され流路切換えを行なうスリーブ１２を有する。こ
のスリーブの一端側には、ロータとの通路切換えに伴っ
て圧力流体をタンクＴに還流させる戻り側通路２６が形
成されている。また、このスリーブの他端側には、洩れ
流体を溜めてタンク側に還流させる環状空間室２８が形
成されている。この環状空間室を、前記スリーブ一端側
での戻り側通路よりも下流側にバイパス接続するバイパ
ス路５０を設けている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、たとえば自動車のハンドル操作力を軽減するための油圧式等による 動力舵取装置に用いて好適な回転型流路切換弁装置に関し、特にロータおよびス リーブの相対的な回転変位により流体圧を分配制御する回転型流路切換弁装置に 関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種の回転型流路切換弁装置は、動力舵取装置などにおいて可動部であるパ ワーシリンダをハンドル操作に応じて動作させ、舵取操作時の操舵補助力を生じ させるための流路切換弁等として用いられるものであって、従来から特開昭57− 178971号公報、実公昭63-30613号公報等を始めとして種々提案されている。

【０００３】 すなわち、この回転型流路切換弁装置は、舵取ハンドル側の入力軸（スタブ軸 ）に一体的に設けられるロータと、操舵輪側の出力軸（ピニオン軸）に一体的に 設けられるスリーブとを、トーションバーにより相対的に回転変位し得る状態で 組合わせてバルブハウジング内に内設するとともに、これらロータ外周部および スリーブ内周部において周方向に形成された複数の通路溝を、流体圧発生源であ るオイルポンプ、オイルタンクおよびパワーシリンダを構成する左、右シリンダ 室に連通する通路を接続することによって、流体圧回路（油圧回路）の流路切換 えを簡単かつ適切に行なえ、しかも構成が簡単である等の利点をもつものであっ た。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述した回転型流路切換弁装置を、動力舵取装置等に用いるにあた って問題とされることの一つに、ポンプから流路切換弁内の圧油通路を経て左、 右シリンダ室やタンクに至る油圧回路において、スリーブの一端側でタンク側に 接続される圧油の戻り側通路と、スリーブの他端側でロータとスリーブとの摺接 面間から洩れた圧油を溜めてタンク側に排出する圧油の戻り側室との間に、戻り 通路系の構成上から圧力差を生じ、この圧力差がスリーブを軸線方向に移動させ る作用力となり、その結果としてスリーブを、ロータ外周部に相対的に回転変位 可能な状態で保持させておくことが難しくなり、ロータとスリーブとによる流路 切換えのためのバルブ動作が不安定となったり、異音を生じたりするという問題 を招く虞れがあることがある。

【０００５】 すなわち、上述したような動力舵取装置における回転型流路切換弁装置にあっ ては、スリーブを、操舵輪側の出力軸端部に回転方向において連結して設けてお り、ロータに対しスリーブを所定のクリアランスをもって相対的に回転変位可能 なフローティング状態で保持することが、通常行われているが、上述したスリー ブ両端側での圧油戻り通路系の圧力差が生じると（一般にスリーブ他端側での圧 油の戻り側室の方の圧力が背圧となってわずかに高くなる）、スリーブを、出力 軸側に押し付ける力が作用し、スリーブあるいは出力軸側の端面等の精度によっ て、スリーブが斜めに傾いて拘束されたりすることもあり、スリーブのフローテ ィング状態が崩れ、ロータとの間、ロータ側の通路溝との間のクリアランスがア ンバランスとなり、局部的に異常なフリクションを生じたり、バルブ作動に伴な う特性が変化したり、無用な流体音等といった異音を生じたりする等の問題を生 じてしまう。

【０００６】 本出願人は、このような回転型流路切換弁装置における作動状態の不安定さを 解決すうために、種々検討、研究を行なった結果、上述した不具合は次のような 構造上から生じるとの結論に至った。

【０００７】 これを説明するにあたって、回転型流路切換弁を用いてなる従来の動力舵取装 置におけるパワーステアリング本体部の概略構成を、図３および図４を用いて以 下に簡単に説明する。すなわち、図中符号１は図示しない舵取りハンドル側に連 結される入力軸としてのスタブ軸、２はこのスタブ軸１の内方端（左端）側にト ーションバー３を介して連結されるとともに図示しない舵取りリンク機構を構成 するラック４上のラック歯４ａと噛合するピニオン２ａを有する出力軸であるピ ニオン軸で、これら両軸１，２間にはトーションバー３のねじれにより所定角度 範囲内での相対的な回動変位を許容するフェイルセーフ機構として突部および溝 部からなるセーフティスプライン部５が介在して設けられる。

【０００８】 なお、トーションバー３は、内方端がピニオン軸２側に圧入固定されるととも に、外方端はスタブ軸１内を貫通し軸１外方端（右端）側にまで延設されてこの スタブ軸１の舵取りハンドル側とのカップリング用セレーション部１ａ部分でト ーションバー３と共合わせで穿設されるピン挿通孔に打込まれる連結ピン３ａに よって連結されている。

【０００９】 また、パワーステアリング本体部を構成するボディ（ハウジング）６内で上述 した両軸１，２の内方端側には、前述した回転型流路切換弁１０を構成するロー タ１１およびスリーブ１２がそれぞれ一体的に設けられ、相対的な回転変位で図 示しないオイルポンプＰ、オイルタンクＴとパワーシリンダ左、右室ＣL ，ＣR との間の流路切換えを行なうように構成されている。 ここで、前記ロータ１１はスタブ軸１側に一体に形成され、スリーブ１２はピ ニオン軸２側とピン結合により一体的に連結され、トーションバー３により相対 的に回転変位可能な状態で組合わされてボディ６のバルブハウジング部分に内設 されている。

【００１０】 また、この回転型流路切換弁１０を構成するロータ１１およびスリーブ１２、 さらにはバルブハウジング（ボディ６）における油圧回路構成は周知の通りであ り、互いに対向して摺接するロータ１１の外周面とスリーブ１２の内周面には、 それぞれ周方向に所定間隔おいて複数の通路溝１１ａ，１１ｂ；１２ａ，１２ｂ が凹設して形成されるとともに、複数の通路孔（流体供給孔１３および流体排出 孔１４）が適宜の個所に穿設して形成され、これら通路溝１１ａ，１１ｂ；１２ ａ，１２ｂ等の選択的な連通、遮断により油圧回路が必要に応じて切換え制御さ れる。

【００１１】 ここで、図中１５，１６はオイルポンプＰからの圧油が流入する入りポ−トお よびオイルタンクＴに圧油を還流させる戻りポート、１７Ａ，１７Ｂは前記パワ ーシリンダの左、右シリンダ室ＣL ，ＣR に接続される左、右出力ポートである 。

【００１２】 さらに、前記スリーブ１２の外周部には、前記各ポートに連通される供給側環 状溝２０、還流側環状溝２１および左、右出力側環状溝２２，２３が軸線方向に ずれた位置に適宜形成され、これら各環状溝２０，２１；２２，２３は入りポー ト１５を構成するポート孔１５ａ、戻りポート１６を構成するポート孔１６ａお よび各出力側のポート孔に接続されている。

【００１３】 そして、前記入りポート１５からの圧油は供給側環状溝２０を通り、スリーブ １２に穿設された流体供給孔１３を介してスリーブ１２側の入りポート側通路溝 １２ａに開口される。

【００１４】 また、この通路溝１２ａからロータ１１側の左、右出力側の通路溝１１ａ，１ １ｂを介して周方向に連通する戻りポート側通路溝１２ｂに至る圧油は、ロータ １１に形成された流体排出孔１４、ロータ１１内の低圧側空間１１ｃを介して、 このロータ１１の軸線方向にずれたスリーブ１２の図中左側端部に対応する位置 に穿設されている流体排出孔２４、ロータ１１およびスリーブ１２間の環状空間 ２５およびスリーブ１２に穿設されている流体排出孔２６を経て前記還流側環状 溝２１に導かれ、前記戻りポート１６からタンクＴ側に還流されている。

【００１５】 さらに、ロータ１１とスリーブ１２との相対位置がいずれかに回転変位したと きには、上述した還流路が遮断され、左、右出力側通路溝から通路孔２２ａ（一 方のみを図示している）から出力側環状溝２２，２３、出力ポート１７Ａ，１７ Ｂを経てパワーシリンダ左、右室の一方に圧油が供給されるとともに、他方の通 路系が還流路側に接続されるような構成となっている。

【００１６】 以上のような構成による動力舵取装置における回転型流路切換弁１０において 、スリーブ１２の図中右側端部には、軸受２７ａを介してオイルシール２７によ りシールされている環状空間室２８が形成されており、この環状空間室２８は、 ロータ１１とスリーブ１２との間やハウジング６との間の隙間から漏れる圧油が 溜められる圧油の戻り側室となり、この圧油の戻り側室である環状空間室２８は 、ロータ１１の一部に穿設された通路孔２９を介して、前述したようにタンクＴ 側に連通されるロータ１１内の低圧側空間１１ｃに連通され、環状空間室２８内 に溜められる圧油を、ロータ内の低圧側空間１１ｃで前記流体排出孔１４からの 戻り側の圧油を合流され、流体排出孔２４、環状空間２５からスリーブ１２の左 側端部の流体排出孔２６を経てタンクＴ側に還流させるような構成であった。

【００１７】 ここで、上述したロータ１１側の流体排出孔１４からタンクＴに至る戻り側の 圧油の流れを図４中実線矢印で示し、前記環状空間室２８から通路孔２９を介し てロータ１１内の低圧側空間１１ｃに至る流れを図４中破線矢印で示す。

【００１８】 しかしながら、上述した構成による従来の回転型流路切換弁１０によれば、圧 油の戻り側通路系の構成上から、戻り側圧油の流れに上流側と下流側とが生じ、 特に主戻り側通路となる図中実線矢印での流れに対し、スリーブ１２右端側の環 状空間室２８からの図中破線矢印で示す流れが上流側となるために、この環状空 間室２８側が、スリーブ１２の左端側の流体排出孔２６部分よりもわずかに圧力 （背圧）が高くなり、図４中矢印で示したように、スリーブ１２を軸線方向にお いて左側に移動させる作用力を生じてしまうものであった。

【００１９】 そして、このようなスリーブ１２に軸線方向への作用力が働くと、前述した通 り、スリーブ１２をピニオン軸２側に押し付け、スリーブ１２やピニオン軸２側 の端面等の精度によって、スリーブ１２が斜めに傾いて拘束されたりし、スリー ブ１２のフローティング状態が崩れ、ロータ１２の摺接面や通路溝との間でのク リアランスがアンバランスとなり、局部的に異常なフリクションを生じたり、バ ルブ作動に伴なう特性が変化したり、無用な流体音等といった異音を生じたりす るもので、このような問題を生じることのない何らかの対策を講じることが望ま れている。

【００２０】

【課題を解決するための手段】

このような要請に応えるために本考案に係る回転型流路切換弁装置は、ロータ 外周部に相対的に回転変位可能に保持されかつ一端側にロータとの通路切換えに 伴って生じる圧力流体をタンクに還流させる戻り側通路が形成されるとともに他 端側に洩れ流体を溜めてタンク側に還流させる環状空間室が形成されているスリ ーブにおいて、このスリーブ他端側の環状空間室を、前記スリーブの一端側での 戻り側通路よりも下流側にバイパス接続するバイパス路を、ボディまたはスリー ブ等に設けたものである。

【００２１】

【作用】

本考案によれば、バイパス路の存在によって、タンクへの戻り側通路系におい てスリーブの両端側に生じていた圧力差を解消し、スリーブに対しての軸線方向 での作用力をなくし、ロータとスリーブとの相対的な回転変位を、所望の状態に 保ち、安定したバルブ作動を可能とする。

【００２２】

【実施例】

図１は本考案に係る回転型流路切換弁装置の一実施例を示す要部構成のみを拡 大した要部拡大断面図であり、同図において前述した図３および図４と同一また は相当する部分には同一番号を付して詳細な説明は省略する。

【００２３】 さて、本考案によれば、ロータ１１外周部に相対的に回転変位可能に保持され かつ一端側にロータ１１との通路切換えに伴って生じる戻り側の圧油をタンクＴ に還流させる戻り側通路である圧油排出孔２６が形成されるとともに他端側にロ ータ１１、スリーブ１２間から洩れた圧油を溜めてタンクＴ側に還流させる環状 空間室２８が形成されている回転型流路切換弁１０を構成するスリーブ１２にお いて、このスリーブ１２他端側の環状空間室２８を、前記スリーブ１２の一端側 での圧油排出孔２６よりも下流側にバイパス接続するバイパス路５０を、スリー ブ１２を内設するボディ６のバルブハウジング部分の一部に形成したところに特 徴を有している。

【００２４】 ここで、この実施例では、前記環状空間室２８を、タンクＴ側に還流させるた めに、従来ロータ１１に形成されていた通路孔２９を廃止し、バイパス路５０の みでタンクＴ側と接続した場合を示している。

【００２５】 なお、図１ではバイパス路５０を、ボディ６に穿設した複数の孔を組み合わせ ることにより、タンクＴへの戻りポート１６の一部に、絞り部５０ａを介して接 続した場合を示している。

【００２６】 そして、このような構成によれば、バイパス路５０の存在によって、タンクＴ への戻り側通路系においてスリーブ１２の両端側に従来生じていた圧力差を解消 し、スリーブ１２に対しての軸線方向での作用力をなくし、ロータ１１とスリー ブ１２との相対的な回転変位を、所望の状態に保ち、安定したバルブ作動を可能 とし得るものである。

【００２７】 すなわち、上述した構成では、ロータ１１、スリーブ１２間から洩れた戻り側 の圧油が溜められる環状空間室２８は、ロータ１１内の低圧側空間１１ｃ、ロー タ１１の圧油排出孔２４（２５も含む）から、スリーブ１２の圧油排出孔２６を 経て戻りポート１６に至る主戻り側通路系とはほとんど流れの影響のない状態と することが可能で、従来のような背圧は生ぜず、その結果スリーブ１２の両端側 での圧力差をなくし、軸線方向での作用力の発生を防止し得るものである。 特に、上述した環状空間室２８からの圧油の流れは極少量で、ほとんどないも のであり、実用上での問題はない。

【００２８】 図２は本考案の別の実施例を示し、この実施例では、上述したバイパス路５０ を、スリーブ１２において両端部を接続するように軸線方向に向って穿設した通 路孔を利用して構成している場合を示している。 そして、このような構成を採用しても、上述した実施例と同様に、スリーブ１ ２の両端側での圧力差の発生を防ぎ、軸線方向での作用力をなくせることは容易 に理解されよう。

【００２９】 なお、本考案は上述した実施例構造には限定されず、回転型流路切換弁１０各 部の形状、構造等を適宜変形、変更し得ることは言うまでもない。

【００３０】 たとえば上述した実施例では、スリーブ１２の図中右端側に形成される環状空 間室２８を、バイパス路５０のみでタンクＴへの戻りポート１６側に接続した場 合を説明したが、これに並設して従来設けていたロータ１１内の低圧側空間１１ ｃと連通する通路孔２９を設けておいても、前述した作用効果を得られるもので ある。特に、この環状空間室２８からのタンクＴ側への戻りはほとんどないこと から、実用面でも問題は生じない。要は、スリーブ１２の両端側において圧力差 を生じないような構成とすればよいものである。 そして、このような構成を採用すれば、従来の量産品に対し、バイパス路５０ を付加するだけでよく、汎用性を向上させ得るという利点もある。

【００３１】 また、上述した実施例では、本考案を動力舵取装置における回転型流路切換弁 １０として用いた場合を説明したが、本考案はこれに限定されず、種々の分野に おける回転型流路切換弁装置として用いてよいことも容易に理解されよう。

【００３２】

【考案の効果】

以上説明したように本考案に係る回転型流路切換弁装置によれば、ロータ外周 部に相対的に回転変位可能に保持されかつ一端側にロータとの通路切換えに伴っ て生じる圧力流体をタンクに還流させる戻り側通路が形成されるとともに他端側 に洩れ流体を溜めてタンク側に還流させる環状空間室が形成されているスリーブ において、このスリーブ他端側の環状空間室を、前記スリーブの一端側での戻り 側通路よりも下流側にバイパス接続するバイパス路を、ボディまたはスリーブ等 に設けるようにしたので、簡単な構造にもかかわらず、バイパス路の存在によっ て、従来タンクへの戻り側通路系においてスリーブの両端側に生じていた圧力差 を解消し、スリーブに対しての軸線方向での作用力をなくし、ロータとスリーブ との相対的な回転変位を、所望の状態に保ち、スリーブのフローティング状態を 維持し、安定したバルブ作動を確保し、特性変動や異音の発生を防止し得るとい う実用上種々優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る回転型流路切換弁装置の一実施例
を示し、要部のみを拡大して示す断面図である。

【図２】本考案に係る回転型流路切換弁装置の別の実施
例を示す要部拡大断面図である。

【図３】従来の回転型流路切換弁装置を適用した動力舵
取装置におけるパワーステアリング本体部全体を示す概
略断面図である。

【図４】図３における回転型流路切換弁装置を拡大した
要部拡大断面図である。

【符号の説明】 １ スタブ軸（入力軸） ２ ピニオン軸（出力軸） ３ トーションバー １０ 回転型流路切換弁（回転型流路切換弁装置） １１ ロータ １２ スリーブ １１ａ 通路溝 １１ｂ 通路溝 １１ｃ 低圧側空間 １２ａ 通路溝 １２ｂ 通路溝 １３ 流体供給孔 １４ 流体排出孔 １５ 入りポート １６ 戻りポート ２０ 供給側環状溝 ２１ 還流側環状溝 ２４ 流体排出孔 ２６ 流体排出孔 ２７ オイルシール ２８ 洩れ流体の環状空間室 ２９ 通路孔 ５０ バイパス路 Ｐ オイルポンプ Ｔ オイルタンク

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 入りポートおよび戻りポートに連通する
   二種類の通路溝が周方向に形成されているロータと、こ
   のロータに嵌装して相対的に回転変位可能に配置され前
   記ロータの通路溝に選択的に連通して圧力流体を左、右
   出力ポートに導く通路溝が周方向に形成されているスリ
   ーブを備えてなり、このスリーブの一端側にロータとの
   通路切換えに伴って生じる圧力流体をタンクに還流させ
   る戻り側通路が形成されるとともに、他端側に洩れ流体
   を溜めてタンク側に還流させる環状空間室が形成されて
   いる回転型流路切換弁装置において、 前記スリーブ他端側の環状空間室を、前記スリーブの一
   端側での戻り側通路よりも下流側にバイパス接続するバ
   イパス路を設けたことを特徴とする回転型流路切換弁装
   置。