JPH06144254A - ロータリバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 技術的に難しい加工を必要としないで油圧特
性を多段階或いは連続的に変化させることができるロー
タリバルブを提供すること。 【構成】 内周面の円周方向に沿って軸方向に延びるラ
ンド部１１ａ，１１ｂと凹溝１１ｃ，１１ｄを交互に形
成したバルブボディ１１と、外周面の円周方向に沿って
軸方向に延びるランド部１２ａ，１２ｂと凹溝１２ｃ，
１２ｄを交互に形成したバルブシャフト１２を相対回転
可能に嵌合してなり、これらの相対回転により各ランド
部両側の角部の間に形成される可変流路の面積を変化さ
せて圧油を給排制御するロータリバルブにおいて、バル
ブボディの凹溝１１ｃ，１１ｄまたはバルブシャフトの
凹溝１２ｃ，１２ｄの何れか一方をストレート溝とする
とともに他方をリード溝とし、かつ前記可変流路を形成
する各ランド部両側の角部の面取り形状を軸方向にて多
段階或いは連続的に変化するように形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用パワーステア
リング装置のコントロールバルブ等に使用するロータリ
バルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のロータリバルブは、例えば特開
平３−１８２８７８号公報に示されていて、この公報に
は、内周面の円周方向に沿って軸方向に延びるランド部
と凹溝を交互に形成したバルブボディと、外周面の円周
方向に沿って軸方向に延びるランド部と凹溝を交互に形
成したバルブシャフトを相対回転可能に嵌合してなり、
これらバルブボディおよびバルブシャフトの相対回転に
より各ランド部両側の角部の間に形成される可変流路の
面積を変化させて圧油を給排制御するロータリバルブに
おいて、前記バルブボディの凹溝および前記バルブシャ
フトの凹溝を共にリード溝として、前記可変流路のぬれ
ぶち長さを増加するようにした技術が示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の技術で
は、可変流路のぬれぶち長さが増加するため、キャビテ
ーションの発生が抑えられて流体音（シュー音）の発生
を抑制することができるものの、それ自体の構成では油
圧特性を多段階或いは連続的に変化させることはできな
い。なお、上記した従来の技術において油圧特性を多段
階或いは連続的に変化させるためには、可変流路を形成
する各ランド部両側の角部の面取り形状を全長にわたっ
て多段面取り或いは連続面取りする必要があるが、かか
る面取り加工は技術的に難しく、２段面取りすること自
体も難しく３段以上の面取り或いは連続面取りすること
は大量生産する製品には実施できないものである。本発
明は、上記した問題に対処すべくなされたものであり、
技術的に難しい加工を必要としないで油圧特性を多段階
或いは連続的に変化させることができるロータリバルブ
を提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した目的
を達成するために、内周面の円周方向に沿って軸方向に
延びるランド部と凹溝を交互に形成したバルブボディ
と、外周面の円周方向に沿って軸方向に延びるランド部
と凹溝を交互に形成したバルブシャフトを相対回転可能
に嵌合してなり、これらバルブボディおよびバルブシャ
フトの相対回転により各ランド部両側の角部の間に形成
される可変流路の面積を変化させて圧油を給排制御する
ロータリバルブにおいて、前記バルブボディの凹溝また
は前記バルブシャフトの凹溝の何れか一方をストレート
溝とするとともに他方をリード溝とし、かつ前記可変流
路を形成する各ランド部両側の角部の面取り形状を軸方
向にて多段階或いは連続的に変化するように形成した。

【０００５】

【作用】本発明においては、バルブボディの凹溝または
バルブシャフトの凹溝の何れか一方をストレート溝とす
るとともに他方をリード溝としたため、バルブボディと
バルブシャフトの相対回転量に応じて可変流路（絞り）
として有効に機能する部位が軸方向に順次移動し、また
可変流路を形成する各ランド部両側の角部の面取り形状
を軸方向にて多段階或いは連続的に変化するように形成
したため、当該ロータリバルブにて得られる油圧特性が
多段階或いは連続的に変化する。

【０００６】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図１および図２は自動車用パワーステアリン
グ装置のコントロールバルブを示していて、このコント
ロールバルブはロータリバルブであり、周知のように出
力軸（操舵輪にステアリングリンクを介して連結された
ピニオン軸）にピン（共に図示省略）を介して一体回転
可能に連結されてハウジング（図示省略）に液密的かつ
回転可能に組付けられる筒状のバルブボディ１１と、ス
テアリングホイールに連結された入力軸（図示省略）の
一端に一体的に形成されてバルブボディ１１内に相対回
転可能に嵌合されるバルブシャフト１２によって構成さ
れている。なお、入力軸は周知のようにトーションバー
１３を介して出力軸と連結されていて、所定量相対回転
可能とされている。

【０００７】バルブボディ１１は、図１にて示したよう
に、内周面の円周方向に沿って軸方向に延びるランド部
１１ａ，１１ｂと凹溝１１ｃ，１１ｄを交互に４組形成
したものであり、ランド部１１ａに対応した部位には油
圧ポンプ（図示省略）からの圧油をバルブ内部に導入す
るプレッシャ油孔１１ｅが径方向に貫通形成され、凹溝
１１ｃに対応した部位にはパワーシリンダの一方の油室
（図示省略）に圧油を給排する一方の給排油孔１１ｆが
貫通形成され、凹溝１１ｄに対応した部位にはパワーシ
リンダの他方の油室（図示省略）に圧油を給排する他方
の給排油孔１１ｇが貫通形成されている。

【０００８】バルブシャフト１２は、図１にて示したよ
うに、外周面の円周方向に沿って軸方向に延びるランド
部１２ａ，１２ｂと凹溝１２ｃ，１２ｄを交互に４組形
成したものであり、凹溝１２ｄに対応した部位には圧油
をバルブシャフト１２の内周に導く連通油孔１２ｅが貫
通形成されている。また、バルブシャフト１２には図２
にて示したようにバルブボディ１１より上方の部位に圧
油をリザーバ（図示省略）に導く連通油孔１２ｆが貫通
形成されている。かかる構成によって、バルブボディ１
１とバルブシャフト１２の相対回転により両者の各ラン
ド部両側の角部の間に形成される可変流路の面積が変化
して、パワーシリンダへの圧油が給排制御される。

【０００９】ところで、本実施例においては、図３及び
図４にて示したように、バルブボディ１１の凹溝１１
ｃ，１１ｄがストレート溝とされるとともに、バルブシ
ャフト１２の凹溝１２ｃ，１２ｄがリード溝とされてい
る。図４の（ａ），（ｂ），（ｃ）はバルブ中立時（車
両直進時）における図２のＡ−Ａ断面，Ｃ−Ｃ断面，Ｅ
−Ｅ断面をそれぞれ示していて、バルブシャフト１２の
各凹溝１２ｃ，１２ｄが図２の上方に向かって下方から
みて時計方向に旋回形成されていることを示している。
なお、図２のＡ−Ａ断面およびＥ−Ｅ断面におけるバル
ブボディ１１とバルブシャフト１２の回転位相角βはそ
れぞれ＋Ｌｏ・θ／２と−Ｌｏ・θ／２であり、またバ
ルブボディ１１の各ランド部１１ａ，１１ｂとバルブシ
ャフト１２の各ランド部１２ａ，１２ｂの各オーバーラ
ップ量ＳはＤ・Ｌｏ・θ／２である。また、図２のＣ−
Ｃ断面におけるバルブボディ１１とバルブシャフト１２
の回転位相角βはゼロであり、またバルブボディ１１の
各ランド部１１ａ，１１ｂとバルブシャフト１２の各ラ
ンド部１２ａ，１２ｂの各オーバーラップ量ＳはＤ・Ｌ
ｏ・θ／４である。但し、Ｌｏはバルブボディ１１の凹
溝１１ｃ，１１ｄの軸方向全長であり、θはバルブシャ
フト１２の凹溝１２ｃ，１２ｄのリード角であり、Ｄは
バルブシャフト外径（バルブボディ内径）である。

【００１０】また、本実施例においては、前記可変流路
を形成するバルブシャフト１２の各ランド部１２ａ，１
２ｂ両側の角部の面取り形状が軸方向にて連続的に変化
するように形成されていて例えば図２のＡ−Ａ断面およ
びＥ−Ｅ断面における形状がランド部１２ａを例として
図５の（ｂ）にて示したように小さな勾配α１に形成さ
れまた図２のＢ−Ｂ断面およびＤ−Ｄ断面における形状
が図５の（ａ）にて示したように大きな勾配α２に形成
されている。

【００１１】上記のように構成した本実施例において
は、ステアリングホイールが操作されないときには、バ
ルブボディ１１とバルブシャフト１２が図４に示した位
置関係にあって、可変流路（絞り）として有効に機能す
る部位が図２のＡ−Ａ断面の部位とＥ−Ｅ断面の部位と
なり、図２のＡ−Ａ断面の部位では図４の（ａ）にて示
したようにプレッシャ油孔１１ｅと給排油孔１１ｇを連
通する可変流路が形成されるとともに給排油孔１１ｆと
連通油孔１２ｅを連通する可変流路が形成され、また図
２のＣ−Ｃ断面の部位では図４の（ｂ）にて示したよう
に全ての油孔間の連通が遮断され、また図２のＥ−Ｅ断
面の部位では図４の（ｃ）にて示したようにプレッシャ
油孔１１ｅと給排油孔１１ｆを連通する可変流路が形成
されるとともに給排油孔１１ｇと連通油孔１２ｅを連通
する可変流路が形成される。

【００１２】このため、この場合にはバルブボディの両
給排油孔１１ｆ，１１ｇにて図４の矢印にて示した各流
れが相殺されて、バルブボディのプレッシャ油孔１１ｅ
から流入した圧油はバルブシャフトの凹溝１２ｃにて分
流してバルブボディの両凹溝１１ｃ，１１ｄに流れ、ま
たバルブボディの各凹溝１１ｃ，１１ｄからバルブシャ
フトの各凹溝１２ｄに流れて連通油孔１２ｅに流れる。
したがって、油圧ポンプから供給される圧油は全てリザ
ーバに還流してパワーシリンダには供給されず、パワー
アシストは得られない。

【００１３】ところで、ステアリングホイールが回転操
作されてバルブボディ１１とバルブシャフト１２が相対
回転すると、可変流路（絞り）として有効に機能する部
位及び全ての油孔間の連通が遮断される部位が軸方向に
移動して、図４に示した油圧平衡状態がくずれ、油圧ポ
ンプから供給される圧油はパワーシリンダの何れか一方
の油室に供給されるようになって、パワーアシストが得
られるようになる。図６はバルブシャフト１２がバルブ
中立時より図６の時計方向へＬｏ・θ／４だけ相対回転
した場合を例示していて、この場合には可変流路（絞
り）として有効に機能する部位が図２のＢ−Ｂ断面の部
位だけとなり、図２のＡ−Ａ断面の部位では図６の
（ａ）にて示したようにプレッシャ油孔１１ｅと給排油
孔１１ｇを連通する流路が形成されるとともに給排油孔
１１ｆと連通油孔１２ｅを連通する流路が形成され、ま
た図２のＢ−Ｂ断面の部位では図６の（ｂ）にて示した
ようにプレッシャ油孔１１ｅと給排油孔１１ｇを連通す
る可変流路が形成されるとともに給排油孔１１ｆと連通
油孔１２ｅを連通する可変流路が形成され、また図２の
Ｄ−Ｄ断面の部位では図６の（ｃ）にて示したように全
ての油孔間の連通が遮断される。したがって、図６に示
した場合には主として図２のＢ−Ｂ断面の部位での面取
り勾配α２にて決定される油圧特性が得られる。

【００１４】上記実施例においては、バルブシャフト１
２の各ランド部１２ａ，１２ｂ両側の角部の面取り形状
が軸方向にて連続的に変化するように形成したが、面取
り形状が軸方向にて多段階に変化するように形成して本
発明を実施することも可能である。また、上記実施例に
おいては、バルブボディ１１の凹溝１１ｃ，１１ｄをス
トレート溝とするとともにバルブシャフト１２の凹溝１
２ｃ，１２ｄをリード溝として本発明を実施したが、バ
ルブボディ１１の凹溝１１ｃ，１１ｄをリード溝とする
とともにバルブシャフト１２の凹溝１２ｃ，１２ｄをス
トレート溝として本発明を実施することも可能である。

【００１５】

【発明の効果】以上要するに、本発明においては、バル
ブボディの凹溝またはバルブシャフトの凹溝の何れか一
方をストレート溝とするとともに他方をリード溝とし、
かつ可変流路を形成する各ランド部両側の角部の面取り
形状を軸方向にて多段階或いは連続的に変化するように
形成するといった加工技術としては比較的容易な手段に
より実施できるものであるため、当該ロータリバルブが
大量生産する製品である場合にも容易に実施することが
でき、油圧特性を多段階或いは連続的に変化させること
ができるロータリバルブを安価に製作することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるロータリバルブの一実施例を概
略的に示す横断平面図である。

【図２】 同縦断側面図である。

【図３】 バルブシャフト単体の部分斜視図である。

【図４】 本発明によるロータリバルブの中立時におけ
る図２のＡ−Ａ断面，Ｃ−Ｃ断面，Ｅ−Ｅ断面を示す図
である。

【図５】 バルブシャフトのランド部の角部に形成した
面取り形状を示す部分拡大断面図である。

【図６】 本発明によるロータリバルブの作動状態にお
ける図２のＡ−Ａ断面，Ｂ−Ｂ断面，Ｄ−Ｄ断面を示す
図である。

【符号の説明】

１１…バルブボディ、１１ａ，１１ｂ…ランド部、１１
ｃ，１１ｄ…凹溝、１２…バルブシャフト、１２ａ，１
２ｂ…ランド部、１２ｃ，１２ｄ…凹溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面の円周方向に沿って軸方向に延び
   るランド部と凹溝を交互に形成したバルブボディと、外
   周面の円周方向に沿って軸方向に延びるランド部と凹溝
   を交互に形成したバルブシャフトを相対回転可能に嵌合
   してなり、これらバルブボディおよびバルブシャフトの
   相対回転により各ランド部両側の角部の間に形成される
   可変流路の面積を変化させて圧油を給排制御するロータ
   リバルブにおいて、前記バルブボディの凹溝または前記
   バルブシャフトの凹溝の何れか一方をストレート溝とす
   るとともに他方をリード溝とし、かつ前記可変流路を形
   成する各ランド部両側の角部の面取り形状を軸方向にて
   多段階或いは連続的に変化するように形成したことを特
   徴とするロータリバルブ。