JPH0613985U - ロータリバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧力特性上のバラツキを低減することのでき
るロータリバルブを提供する。 【構成】 外周部に複数個の軸方向溝１２Ａ，１２Ｂを
有するロータ１２が、前記溝１２Ａ，１２Ｂに選択的に
連通する軸方向溝１４Ｌ，１４Ｒを有するスリーブ１４
に相対回転可能に配設されている。ロータ１２の軸方向
溝の外周角部にはその長さにほぼ等しい長さで半径方向
深さの浅い第１チャンファ２０Ａと、この第１チャンフ
ァ２０Ａよりも軸方向長さが短く半径方向深さが深い第
２チャンファ２０Ｂとが形成されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、圧力流体を分配制御するために用いられるロータリバルブ、特に自 動車等のパワーステアリング装置における切換制御弁として用いて好適なロータ リバルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種のパワーステアリング装置に用いられるロータリバルブとしては、例え ば、実開昭６０−１５５６７５号公報に記載されたものが知られている。

【０００３】 このものは、外周部に複数個の軸方向溝を有し軸線回りに回動自在なロータと 、該ロータの周囲に相対回転可能に配設され上記の軸方向溝に選択的に連通する 通路を有するスリーブとを備えている。そして、上記軸方向溝の角部に、その長 さ方向に亘りロータの横断面でみて複数の直線部から形成されるチャンファを設 けるようにしている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、かかる従来のロータリバルブにあっては、チャンファを複数の 直線部（実際には平面部）でもって形成するようにしているので、高精度を必要 とするチャンファを安定的に形成でき、安定した操舵フィーリングを得ることが できるという効果をある程度は奏し得るものの、そのチャンファの半径方向深さ の加工誤差に影響される流路面積の変化が大きいことから、今だに圧力特性にバ ラツキが生ずるという問題があった。

【０００５】 本考案の目的は、かかる従来の問題を解消し、圧力特性上のバラツキを低減す ることのできるロータリバルブを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するために、本考案は外周部に複数個の軸方向溝を有し軸線回 りに回動自在なロータと、該ロータの周囲に相対回転可能に配設され前記軸方向 溝に選択的に連通する軸方向溝を有するスリーブとを備えたロータリバルブにお いて、前記ロータの軸方向溝の外周角部に、該軸方向溝の長さにほぼ等しい長さ で半径方向深さの浅い第１チャンファと、該第１チャンファよりも軸方向長さが 短く、半径方向深さが深い第２チャンファとを形成したことを特徴とする。

【０００７】

【作用】

本考案によれば、ロータの回転により、ロータの軸方向溝とスリーブの軸方向 溝とが連通すると、第２チャンファは第１チャンファに比べ軸方向長さが短く半 径方向深さが深いのでその縦横比がより１に近く、流量係数が大きくなることか ら大半の流体はこの第２チャンファを流れることになる。従って、この第２チャ ンファがロータリバルブ圧力特性を決定することになるが、第２チャンファは半 径方向の深さ誤差に対して面積誤差が小さいので、例えば、半径方向の深さ誤差 が従来と同程度に生じたとしても、圧力特性のバラツキの発生を低く抑えること ができる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。

【０００９】 図１において、１０はパワーステアリング本体のハウジングによって形成され る空間部にその出力部となるパワーシリンダと共に配設される制御部としてのロ ータリバルブである。

【００１０】 ロータリバルブ１０を説明する前に、パワーステアリング装置の概要を説明す る。前記ハウジングの軸孔中にはスタブシャフトが貫通配置され、その一端はス テアリングホイールに連結されその操舵方向に回転される。スタブシャフトの他 端にはウォームシャフトが同軸的に配置されている。そして、トーションバーが このウォームシャフトおよびスタブシャフトの内部に同軸的に配設され、その一 端がスタブシャフトに、また他端がウォームシャフトにそれぞれ固定されている 。このトーションバーの働きにより、前記スタブシャフトとウォームシャフトと は所定角度範囲内において互いに独立して回転し、この角度を超えると一体に回 転する。

【００１１】 ロータリバルブ１０を構成するロータ１２およびこのロータ１２の周囲に配設 される円筒状スリーブ１４は、それぞれ前記スタブシャフトおよびウォームシャ フトに一体化され、ロータ１２とスリーブ１４とはそれぞれの回転に伴って相対 的に回転し液体路の切替え動作を行う。すなわち、前記ロータ１２の外周部には 、図１から明らかなように、軸方向に伸びた軸方向溝１２Ａおよび１２Ｂが交互 に合計６箇所に等配して形成され、これらの軸方向溝のうちの３箇所１２Ａはロ ータ１２の半径方向に穿設された通路１３によりロータ１２の内部通路１５と連 通している。なお、１６はこの内部通路１５内に配置された前述のトーションバ ーである。

【００１２】 また、前記スリーブ１４には前記軸方向溝１２Ａ，１２Ｂのいずれかに選択的 に連通する軸方向溝１４Ｌおよび１４Ｒがロータ１２と同様に交互に合計６箇所 に等配して形成され、このうち軸方向溝１４Ｌはピストンで隔成される前述のパ ワーシリンダの左側シリンダ室に、軸方向溝１４Ｒはその右側シリンダ室に連通 されている。このピストンは前記ウォームシャフトの一端側の周囲に配置されボ ールにより連結されている。そして、ウォームシャフトが回転しその回転がボー ルを介してピストンに伝達されると、該ピストンはステアリングハウジング内を 軸方向に移動する。また、ピストンの外周の一部にはラックが形成され、このラ ックに、車輪側のピットマンアームと連結されたセクタシャフトのセクタギヤが 噛合する。

【００１３】 また、スリーブ１４には前述のロータ１２における軸方向溝１２Ｂにロータリ バルブ１０の中立位置において対向する箇所に、半径方向通路１４Ｐが形成され 、オイルポンプからの圧油が供給される。

【００１４】 さらに、上述のロータ１２の軸方向溝１２Ａ，１２Ｂの外周角部には、図２お よび図３に詳細に示すように、第１チャンファ２０Ａおよび第２チャンファ２０ Ｂが形成されている。第１チャンファ２０Ａはロータ１２の軸方向溝１２Ａ，１ ２Ｂの長さのほぼ全長に亘る長さＬ_A で半径方向深さｄ_A が浅く形成されており 、閉じ切り点Ｐを有している。また、第２チャンファ２０Ｂは第１チャンファ２ ０Ａよりも軸方向長さＬ_B が短く半径方向深さｄ_B が深く形成されている。換言 すると、第２チャンファ２０Ｂは第１チャンファ２０Ａに比べ、その縦横比、す なわち深さｄ_B ／長さＬ_B が１に近い形状とされている。

【００１５】 しかして、このような構成において、ステアリングホイールが中立位置にある ときは、ロータリバルブ１０は図１に示す状態にあり、オイルポンプからの圧油 はスリーブ１４の半径方向通路１４Ｐ、ロータ１２の軸方向溝１２Ｂ、およびス リーブ１４の軸方向溝１４Ｌ，１４Ｒを通り、左，右シリンダ室への通路に流れ ると同時に、ロータ１２の軸方向溝１２Ａ，半径方向の通路１３を介してその内 部通路１５からタンクに戻る。このときには、両シリンダ室間に圧力差が生じな いため、ピストンは軸方向の作動力を受けず中立位置を保たれる。

【００１６】 次に、例えばステアリングホイールを右に廻した場合、スタブシャフトおよび これと一体のロータ１２はこれと同方向に回転するが、ウォームシャフトにはタ イヤの接地抵抗が負荷として作用しているためこれと一体のスリーブ１４は直に は回転せず停止しており、その結果両シャフトを連結するトーションバー１６の みが捩られ、図４に示す状態となる。

【００１７】 このようにロータ１２がスリーブ１４に対して相対的に回転すると、流路が切 替えられ、オイルポンプからの圧油はロータ１２の軸方向溝１２Ｂとスリーブ１ ４の軸方向溝１４Ｒとの連通により左シリンダ室に導かれ、また右シリンダ室内 の圧油はスリーブ１４の軸方向溝１４Ｌとロータ１２の軸方向溝１２Ａとの連通 によりロータ通路１３を介してタンクに戻される。その結果、両シリンダ室間に は圧力差が生じ、ピストンは右方向の作動力を受ける。また、スタブシャフトが 所定角度以上廻ったところでその回転がウォームシャフトにリジッドに伝達され るため、ウォームシャフトはその時点からスタブシャフトと一体に回転しピスト ンをさらに右方向に移動させ、これによりピストンのラックと噛合するセクタシ ャフトは回動せしめられる。そして、このときに前記圧油力による作動力がピス トンに対し同方向に付与されているので、軽い操作力で舵取りすることができる 。

【００１８】 この場合、ハンドルを廻し終ってスタブシャフトの回転が停止すると、ピスト ンのオイル圧力による作動力によってウォームシャフトの負荷は軽くなっている ので、捩られていたトーションバーは中立位置に戻り、その結果スリーブ１４も ロータ１２に対し中立位置に復帰し初期状態となり、両シリンダ室間の圧力差は なくなる。

【００１９】 ステアリングホイールを左に廻した場合には、前述したと逆にロータリバルブ １０が切替えられ、逆方向の作動力がピストンに付与される。

【００２０】 さて、上述したような流路の切替え動作に際して、中立位置においてロータ１ ２の軸方向溝１２Ａおよび半径方向の通路１３を介してタンクに戻されていた圧 油は、図４に示すようにロータ１２とスリーブ１４との相対的回転により、スリ ーブ１４の軸方向溝１４Ｒとロータ１２の軸方向溝１２Ｂとの連通面積が増大さ れる反面、スリーブ１４の軸方向溝１４Ｒとロータ１２の軸方向溝１２Ａとの連 通面積が減少される形態で、シリンダ室へ供給されることになる。すなわち、タ ンクへの戻し量が上述の相対的回転により減少する。

【００２１】 この様子を図３を用いて説明するに、ロータ１２が右回りに回転すると、スリ ーブ１４の軸方向溝１４Ｒとロータ１２の軸方向溝１２Ａとのそれぞれの側面１ ４Ｒ_S ，１２Ａ_S が接近していくことになるが、このときの戻し流量は大半が流 量係数の大きい第２チャンファ２０Ｂにより決定される。そして、相対的回転が さらに進み第２チャンファ２０Ｂと第１チャンファ２０Ａとが交叉する点Ｑを越 えた後は、第１チャンファ２０Ａにより戻し流量が制御されることになる。この 第１チャンファ２０Ａは軸方向軸１２Ａ，１２Ｂとほぼ同じ長さであり、従来か ら知られているように流体音の発生を抑制する。

【００２２】 ところで、この第２チャンファ２０Ｂで得られる流路面積（例えば２ｍｍ² ） に等しい流路面積を従来のように第１チャンファ２０Ａと同じ形態のチャンファ （例えば、軸方向長さが２０ｍｍ）で得ようとすると、その半径方向深さは０． １ｍｍでなければならない。この場合、仮にチャンファの加工誤差が±０．０５ ｍｍであるとすれば、その面積誤差は±１ｍｍ² となる。

【００２３】 これに対し、第２チャンファ２０Ｂの寸法を軸方向長さ５ｍｍ、半径方向深さ ０．４ｍｍであるとすれば、仮にその加工誤差が上述と同じく±０．０５ｍｍで あったとしてもその面積誤差は±０．２５ｍｍ² であり、従来の１／４となる。

【００２４】 このように本実施例においては、流路の切替えの初期における圧力特性に大き な影響を与える第２チャンファ２０Ｂを、縦横比を１に近づけることにより、加 工誤差があったとしても小さなバラツキ内に抑えることができるのである。

【００２５】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案によれば圧力特性上のバラツキを低減 すると共に流体音の発生を抑えるロータリバルブを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の横断面図であり、中立位置
を示す。

【図２】本考案の一実施例の軸方向溝部を示す縦断面図
である。

【図３】図１の一部拡大図である。

【図４】本考案の一実施例の横断面図であり、切替位置
を示す。

【符号の説明】

１０ ロータリバルブ １２ ロータ １２Ａ，１２Ｂ 軸方向溝 １３ 通路 １４ スリーブ １４Ｌ，１４Ｒ 軸方向溝 １４Ｐ 通路 １５ 内部通路 １６ トーションバー ２０Ａ 第１チャンファ ２０Ｂ 第２チャンファ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周部に複数個の軸方向溝を有し軸線回
   りに回動自在なロータと、該ロータの周囲に相対回転可
   能に配設され前記軸方向溝に選択的に連通する軸方向溝
   を有するスリーブとを備えたロータリバルブにおいて、 前記ロータの軸方向溝の外周角部に、該軸方向溝の長さ
   にほぼ等しい長さで半径方向深さの浅い第１チャンファ
   と、該第１チャンファよりも軸方向長さが短く、半径方
   向深さが深い第２チャンファとを形成したことを特徴と
   するロータリバルブ。