JPH0662089B2 - 優先弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は優先弁に関し、更に詳細にのべると、ポンプか
ら補助装置およびステアリングコントローラへの流体の
流れを制御する新規で改良された優先弁の改良に関す
る。

従来、この種の優先弁は米国特許第４，６６５，６９５
号に開示されている。この優先弁はステアリングコント
ローラによる流体要求の変化およびステアリング負荷の
変化に応答する。そしてこの優先弁は優先流制御オリフ
ィスを有し、このオリフィスを通してステアリングコン
トローラへの流体流がその要求の変化の関数として又ス
テアリング負荷の変化の関数として変化される。この優
先弁は、又、流量面積が可変な単一のオリフィスを有
し、このオリフィスを通してステアリングのために必要
とされない流体を補助装置に指向させる。流体流の要求
を満足させるために優先弁は安定状態になることを要求
され、この状態において一定の圧力差がステアリングコ
ントローラに配置された可変オリフィスを横切って維持
される。

上記米国特許に開示された優先弁は弁スプールを備え、
この弁スプールは流体の主流をステアリングコントロー
ラに向ける位置に流体のパイロット流から生ずる圧力に
よって付勢される。更に詳細にのべると、流体のパイロ
ット流は液圧ステアリングコントローラを通して設定さ
れる。このパイロット流はステアリング操作が開始され
たときに制限される。この流量制限は背圧をパイロット
ラインで増強せしめ、この背圧は優先弁スプールに作用
してこのスプールを一つの位置に移動して流体流をステ
アリングコントローラに向ける。この優先弁はその作動
モードが満足するものであり、且つパワーステアリング
システムによる流体の要求の変化に迅速に応答するもの
に有効である。しかし、ポンプ又は他の流体源から弁へ
の流体流が広範囲にもかかわらず要求されたステアリン
グ流体を一層円滑に且つ正確に供給できるように弁を改
良することが望ましい。

このように改良される弁はステアリングコントローラの
可変オリフィスを横切って一定の安定状態の圧力差を形
成し且つこの圧力差をステアリングおよび補助流量条件
の変化とポンプからの流量および圧力に迅速に応答した
後に再び迅速に得ることができるようにしなければなら
ない。又、改良される弁はその入口からその補助口への
弁を横切る圧力降下を最小に保持しなければならない。

優先弁がステアリング流体の要求を広範囲に変化せしめ
且つこの弁を横切るバイパス圧力降下を最小に維持する
ことができる２つの良好に認められた方法がある。一つ
の方法は比較的大きい直径のランドを弁スプールに設け
ることである。従って、不変弁面に対するこのランドの
比較的小さい軸方向移動がランドとこの弁面との間の環
状のオリフィスを開き、このオリフィスは比較的大きい
最大横断面積を有する。スプールが比較的小さい流体流
で制御されなければならないときには流量を計量し、且
つステアリングコントローラの可変オリフィスを横切っ
て所望の圧力差を維持するのに必要な小さい距離に亘っ
て弁スプールを正確に移動するのが困難となる。更に、
大きい直径のランドを備える弁スプールは重く且つ高慣
性力を有する。スプールに作用する付勢ばねは高い予負
荷を及ぼさなければならず、これは高いばね率を必要と
する。この高いばね率は所望の圧力差を維持するのをよ
り困難にさせる。大きな優先弁は、又、弁が上記米国特
許に示されたシステムに用いられたとき流体の大きなパ
イロット流を必要とする。従って、大きい直径のランド
を備えた弁スプールを設けると、流量が適当な割合の圧
力降下で補助装置にバイパスすることができるけれども
所望の圧力差を維持することはできない。

優先弁の流量キャパシティを増大する他の周知の方法は
弁スプールを大きな距離に亘って軸方向に移動すること
である。弁スプールをそのランドの直径を増大すること
よりも大きな軸方向距離を通して移動すると、弁が正確
に比較的小さい流体流で制御することができる。しか
し、同時に、スプールの大きな軸方向移動が弁を高流体
流で過剰応答させてしまう。その上、弁スプールが比較
的大きい距離を通して移動されるときスプールを付勢す
るばねの圧縮と伸びによって生じるばね比の変化が増大
する。このばね比の変化は所望の圧力差の変化を広範囲
にしてしまう傾向がある。従って、弁スプールを長い軸
方向距離に亘って移動することは、又、所望の圧力差を
維持することができなくなる。

弁を大小の流体流で操作する公知の方法では作動状態の
変化に対する弁の応答は鈍いか又は過敏である。この弁
は、この弁が流れを制御する流体回路により必要な流体
量の早い増減に対し迅速に且つ円滑に応答することがで
きない。その所望の一定の圧力差を制御する弁の能力は
この弁を横切って補助ポートへの低圧降下を得るために
減退される。

本発明の目的は上述の従来技術の欠点を改善するもので
あって、ステアリングコントローラによる流体要求の変
化の関数としてステアリングコントローラおよび補助装
置への流体流を制御する新規で改良された優先弁を提供
することにある。この優先弁は補助装置への流体流を制
御する一対の流量面積が可変なオリフィスとステアリン
グコントローラへの流体流を制御するオリフィスとを有
する。ステアリングコントローラによる流体要求に基づ
いて補助装置への流れを制御するオリフィスの両方が開
かれる。もし、多量の流体がステアリングコントローラ
によって必要とされるなら一つのオリフィスが閉じられ
他のオリフィスが補助装置への流体の流れを制御する。

優先弁のオリフィスが弁部材のランドと弁ハウジングの
面との間の協働によって形成される。弁部材の一端はス
テアリングコントローラに設けられた流量面積が可変な
負荷検出オリフィスの上流側の流体圧力にさらされる。
弁部材の他端はその負荷検出オリフィスの下流側の流体
圧力にさらされる。従って、弁は補助装置への比較的大
きい範囲の流体を有効に処理することができると共に比
較的一定の負荷検出制御差圧を維持せしめることができ
る。

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図を参照すると、流体源、例えば単一のエンジン駆
動ポンプ１２からパワーステアリング装置１４と補助装
置１６とに流体を指向させる装置１０が概略的に示され
ている。この装置１０は本発明に係る改良された優先弁
アセンブリ、簡単に言えば優先弁２０を備え、この優先
弁は流量面積が可変な優先流制御オリフィス２２を有す
る。これについては後述する。パワーステアリング装置
１４は優先弁に接続されたパイロット流制御手段とステ
アリングコントローラ２４とパワーシリンダ２８とを備
えている。パイロット制御手段はパイロットポート即ち
パイロットオリフィス７６を有する。これについては後
述する。優先流制御オリフィス２２はステアリングコン
トローラ２４に導管２６によって連通されている。この
ステアリングコントローラ２４は車輪３０，３２に接続
されたパワーシリンダ２８に流体を向けるようにステア
リングホイール２７の回転によって起動される。尚、ス
テアリングコントローラ２４はステアリングホイール２
７の回転によって作動する公知のステアリング制御弁を
有する。

パワーステアリング装置１４が第１図の如く不作動状態
にあるとき、ステアリングコントローラ２４の流量面積
が可変な負荷センサ即ち主流量制御オリフィス３４が閉
じられてステアリングコントローラ２４を通る流体の流
れが遮断される。

ステアリング作動を開始するためにステアリングホイー
ル２７を回転すると、オリフィス３４が開放されて高圧
流体が調量ユニット３５に向けられる。流体のある流れ
がこの調量ユニットから導管３６又は導管３８のいずれ
かを通してパワーシリンダ２８に向けられる。二つの導
管３６，３８の他端はステアリングコントローラ２４と
導管４４とを介して流体のリザーバ４２に接続されてい
る。パワーシリンダ２８の作動は周知の態様で車輪３
０，３２の旋回即ち操舵運動を行う。

本発明の特徴によれば、パワーステアリング装置１４の
起動に必要とされない流体は、流量面積が可変な第一の
補助流量制御オリフィス４８か又はこのオリフィスおよ
び流量面積が可変な第二の補助流量制御オリフィス５０
の両方か又はいずれかを通して補助装置１６に向けられ
る。オリフィス５０はオリフィス４８と並列に接続され
ている。従って、オリフィス５０を通る流れはオリフィ
ス４８を通る流れに対して並列である。流体が比較的少
ない流量で補助装置１６に供給されるときには第一の補
助流量制御オリフィス４８が開放されるが第二の補助流
量制御オリフィス５０は閉じられる（第４図）。流体が
比較的多量で補助装置１６に供給されるときには第一の
補助流量制御オリフィス４８および第二の補助流量制御
オリフィス５０の両方が開放される（第５図）。第一の
補助流量制御オリフィス４８を通る流れを第二の可変オ
リフィスの流れとし、第二の補助流量制御オリフィス５
０を通る流れを第三の可変オリフィスの流れとする。

オリフィス２２，４８，５０の流路面積は、車輪３０，
３２が操舵されている間にパワーステアリング装置１４
が要求する流量に応じて開くオリフィス３４の動作に応
じて流体の要求の変化の関数として変化される。

次にパワーステアリング装置のステアリングコントロー
ラ２４における供給流体圧の変化の関数として変化する
優先弁制御信号を形成するために導管５４がオリフィス
３４の上流側から優先弁２０の一端における可変容積室
６０に加圧流体を伝える。導管６６がオリフィス３４の
下流側から定量即ち不変のオリフィス７０を通って可変
容積室６０とは反対側の優先弁の他端における可変容積
室７４に加圧流体を伝達する。尚、可変容積室７４内の
流体圧を第一の流体圧力とし、可変容積室６０内の流体
圧を第二の流体圧力とする。第一の流体圧力はパワース
テアリング装置１４による流体要求の関数として変化
し、第二の流体圧力はパワーステアリング装置における
供給流体圧に応じて変化する。従って、優先弁２０は圧
力差を受け、この圧力差はオリフィス３４を横切る差圧
の変化の関数として変化する。

例えば、車輪３０，３２の迅速な回転中にステアリング
コントローラ２４によって比較的大きい流体要求がある
と、オリフィス３４は完全に開く。オリフィス３４の流
量面積を増大することはオリフィスを横切る圧力差を減
少する。この圧力差の変化は可変容積室６０，７４に伝
達されて優先弁２０に補助装置への流量を制御せしめて
ステアリングコントローラ２４への流量を増大する。ス
テアリングコントローラへ供給される増大した流量は流
体の要求を満足させ且つオリフィス３４を横切る圧力差
を増大する傾向にある。安定状態が達成され流体流量の
要求が満足されつつあるときオリフィスを横切る圧力差
は一定になり、優先弁２０はステアリングコントローラ
２４と補助装置１６との間の分配流量を一定に維持す
る。同様に、オリフィス３４の流量面積を減少するステ
アリングホイール２７の回転はオリフィスを横切る圧力
差を増大する。この圧力差の変化は優先弁２０に伝達さ
れてこの優先弁がステアリングコントローラ２４への流
れを制限して補助装置への流れを増大する。ステアリン
グコントローラ２４への流量が減少すると、オリフィス
３４を横切る圧力差を減少する傾向にあって安定状態を
達成せしめ流体流量の要求がまさに満足される。この安
定状態において、オリフィス３４を横切る圧力差は一定
になり且つステアリングコントローラ２４と補助装置１
６との間の流量分配を一定にする。

パワーステアリング装置１４による流体の通常の要求に
応答するに加えて、優先弁２０は流体の緊急要求に応答
する。優先弁２０をステアリング流体の要求に適合させ
ることができるように、可変オリフィス６４がステアリ
ングコントローラ２４に設けられている。パワーステア
リング装置１４が不作動のときオリフィス６４は開きこ
のオリフィスを通して流体のパイロット流が生ずる。導
管６６はオリフィス６４を流量面積が一定即ち不変のオ
リフィス７０を介して優先弁２０の一端で可変容積室７
４に接続する。この可変容積室７４にはパイロットオリ
フィス７６およびパイロット流導管６８を通して流体が
導管２６から供給される。

パワーステアリング装置が不作動のときオリフィス６４
の流量面積は比較的大きくパイロット流圧力は比較的低
い。ステアリング作動を開始すると、オリフィス６４は
流路面積を減少する。このように減少すると、導管６６
および可変容積室７４内の圧力を迅速に上昇させる。可
変容積室７４内の圧力の上昇は優先弁２０が受ける圧力
差を有効に減少させる。この圧力差の変化により優先弁
２０がステアリングコントローラ２４の負荷検出オリフ
ィス３４への流体流をオリフィス２２の流路面積即ち流
量面積を増大することによって増大せしめるようにす
る。オリフィス３４が開く際、ステアリングコントロー
ラへの流体は所定のステアリング要求に適合するように
既に増大している。次のステアリング作動中、流体のパ
イロット流はオリフィス３４の下流側で導管２６からの
流体と合流してステアリングコントローラ２４の調量ユ
ニット３５を通してシリンダ２８に向けられる。オリフ
ィス６４の流量面積がステアリング作動の開始を信号す
るため減少される態様は上記米国特許に開示されたもの
と同じである。

補助装置１６への流量が優先弁２０の起動範囲の関数と
して変化する態様が第２図にグラフ８４のカーブ８２に
よって示されている。図ではオリフィス３４を横切る圧
力差は一定にされている。優先弁２０が比較的小さい範
囲に起動されている間、第２図にブラケット８６で示し
たように補助装置への流量は優先弁２０の起動が増大す
るにつれて比較的低い一定の割合で増大する。補助装置
１６への流量が弁起動と共に低い流量で増大する割合は
カーブ８２の部分８８によって指示されている。低い流
量で少ない増量を通して優先弁２０が起動すると補助装
置１６への流量の変化を比較的小さくする。

優先弁２０が比較的大きく、即ち、第２図のブラケット
９４によって指示された範囲で起動されたとき補助装置
１６への流体の割合はカーブ８２の部分９６によって指
示された態様で変化する。カーブ８２の部分９６の傾斜
はカーブの部分８８の傾斜より大きい。従って、優先弁
２０がかなりの程度起動されたとき優先弁の起動範囲の
小さな変化が補助装置１６への流体の体積を比較的大き
く変化させる。

カーブ８２の部分８８，９６の異なる傾斜は、第２図に
符号１００で示した点における第二の補助流量制御オリ
フィス５０の開口のためである。従って、第２図に符号
１００で示された点の前で補助装置１６への流体の体積
は主補助流量制御オリフィス４８の流量面積を変えるこ
とによって変化される。オリフィス４８，５０の両方が
開放された後、優先弁２０の起動範囲の変化はオリフィ
ス４８，５０の両方の流量面積を変化させる。これは、
流体を優先弁２０の起動範囲の各増大変化につれて補助
装置１６へ流すことができる流路面積即ち流量面積を比
較的大きく変化させることになる。従って、オリフィス
４８，５０の開放した流路面積即ち流量面積はカーブ８
２の各部分のために補助装置への流量のレベルに比例す
る。

優先弁２０はポンプ１２からステアリングコントローラ
２４および補助装置１６へ流体を向ける装置である。こ
の優先弁は、ポンプ１２から受けた流体の流量を導管１
０６（第１図）を通してステアリングコントローラ２４
および補助装置１６に夫々接続された導管２６，８０に
分配する。

この優先弁２０はステアリングコントローラ２４による
流体の要求の変化に迅速に応答する。更に、この優先弁
は、比較的広範囲の流量を導管８０を通して補助装置に
向けるのに有効である。これは、たとえばポンプ１２か
らの出力がポンプを駆動する速度の変化に従って比較的
大きな作動範囲に変化したとしても装置１０を円滑に機
能せしめることができる。

この優先弁２０は孔１１２を有するハウジング１１０を
備え、その孔には軸方向に移動可能な弁部材１１４が配
置されている。この弁部材は複数の円筒状のランド即ち
第一のランド１１６、第二のランド１１８、第三のラン
ド１２０を有し、これらランドはハウジング１１０の円
筒状の弁面即ち第一の弁面１２２、第二の弁面１２４、
第三の弁面１２６と協働して流量面積が可変な第一の可
変オリフィス２２、第二の可変オリフィス４８、第三の
可変オリフィス５０を形成する。弁部材１１４の両側の
軸方向端部１２８，１３０はハウジング１１０と協働し
て弁部材の両端に可変容積室６０，７４を形成してい
る。ポンプによって供給された流体は導管１０６を通し
てハウジング１１０に入る。導管１０６からの流量はラ
ンド１２２，１２４間で孔１１２を横切ってハウジング
に設けられた入口ポート１３４（第３図）に入る。この
入口ポートを通った流量はオリフィス２２，４８に向け
られる。弁部材１１４が第３図に示された開始即ち優先
状態にあるとき導管１０６からハウジング１１０に入る
全ての流体は、優先流制御オリフィス即ち第一の可変オ
リフィス２２を通してパイロット流導管６８、優先ポー
ト２０４およびステアリングコントローラ２４に導く導
管２６へ流れる。弁部材１１４の第二のランド１１８は
ハウジングの第二の弁面１２４に係合して第一の補助流
制御オリフィス即ち第二の可変オリフィス４８を通る流
体流を遮断する。

導管１０６から優先流制御オリフィス２２および第一の
補助流制御オリフィス４８へ導かれるに加えて流体はハ
ウジング通路１３８を通って第二の補助流制御オリフィ
ス５０へ向けられる。弁部材１１４が第３図に示された
開始即ち優先状態にあるとき第二の補助流制御オリフィ
ス５０即ち第三の可変オリフィスは閉じられる。従っ
て、第三のランド１２０は第三の弁面１２６と密接係合
して第三の可変オリフィス５０を通る流体を遮断する。
入口ポート１３４とハウジング通路１３８とは並列に配
置され、従って、これらは２つの並列な通路を構成す
る。

弁部材１１４の左端部１２８（第３図で見て）はハウジ
ングのランド又は弁面１４２と協働して可変容積室６０
の一端部分を形成する。可変容積室６０の残りの部分は
ハウジング１１０および取付具１４６によって構成され
ている。可変容積室６０にはパワーステアリング装置に
接続された導管５４を通して流体が供給され、この導管
は取付具１１４，１４６によってハウジング１１０に接
続されている。この導管５４は、又、導管２６に接続さ
れている（第１図参照）。流量面積が一定なオリフィス
１５２は導管５４と可変容積室６０との間に設けられて
可変容積室６０への又はこの室からの流体の流量を調節
する。理解すべきは、導管５４とオリフィス１５２が外
部の接続装置を介することなく優先弁２０内に配置され
得ることである。

弁部材１１４の右端（第３図で見て）は円筒状のランド
１５６を有し、このランドはハウジング１１０の円筒壁
１５８に係合して可変容積室７４の一端を形成する。こ
の室の残りはハウジング１１０と取付具１６４とによっ
て形成される。

可変容積室７４は一対の取付具１６２，１６４を介して
導管６６に接続されている。可変容積室７４は通路６８
を通して優先流制御オリフィス２２の下流側と接続さ
れ、その通路はハウジング１１０とパイロットオリフィ
ス７６とに設けられており、そのパイロットオリフィス
は又ハウジングに配置されている。オリフィス７０は取
付具１６４に設けられて可変容積室７４に流れる流体の
流量を制御する。ばね１６８が弁部材と同心関係に取付
具１６４と弁部材の端部１３０との間に配置されてい
る。このばねは弁部材を第３図に示された開始即ち優先
状態に押圧する。

このばねにより第３図に示された優先状態に押圧される
に加えて、弁部材１１４は可溶容積室７４内の流体の圧
力によって開始状態に押圧される。この可変容積室には
パイロット流導管６８を通して流体圧が供給され、この
導管はステアリングコントローラ２４の可変オリフィス
６４と接続されている（第１図参照）。従って、弁部材
の端部１３０が加えられる可変容積室７４の流体圧は車
輪３０，３２に加えられる負荷の変化の関数として変化
する。

以上の説明から、弁部材１１４の一方端には前記パイロ
ット流導管６８を通して、パワーステアリング装置によ
る流体要求の関数として変化する第一の流体圧力が作用
すると共に、弁部材の他方端にはステアリング装置に接
続する導管５４を通してパワーステアリング装置の供給
流体圧の関数として変化する第二の流体圧力から作用す
ることになる。

バイパス弁１７２がばね１６８と同心に弁部材１１４内
に設けられている。このバイパス弁１７２は弁部材１７
６を備え、この弁部材はばね１８０によって弁座１７８
に係合する閉位置に付勢される。もし、可変容積室７４
内の流体圧が過大になるとき弁部材１７６はばね１８０
の押圧力に抗して左方（第３図で見て）に向かって軸方
向に移動され、これによって弁部材１１４に形成され且
つ弁ハウジング通路１８６と連通状態に接続されている
半径方向に延びる通路１８４に流体を導入する。この弁
ハウジング通路１８６はリザーバ４４に接続する導管１
８８に連結されている。

ポンプ１２を駆動するエンジンのスタート前に、優先弁
２０は第３図に示された開始即ち優先状態にある。この
とき２つの可変容積室６０，７４内には流体圧が殆ど又
は全くない。従って、弁部材１１４はばね１６８によっ
て第３図に示された開始状態に押圧される。

エンジンのスタートおよびポンプ１２の作動時、流体は
ポンプから導管１０６を通して完全に開かれた優先流制
御オリフィス即ち第一の可変オリフィス２２へ導かれ
る。この流体は開放されたオリフィス２２を通って導管
２６へ流れ、この導管はステアリングコントローラ２４
のステアリング制御弁に接続されている。このステアリ
ングコントローラ２４は第１図に示された中立即ち不作
動状態にあるが負荷検出オリフィス３４（第１図）は閉
じられている。従って、導管２６からパワーシリンダ２
８への流体は遮断される。これは導管２６と導管６６と
の間に所定の制御差圧に等しい流体圧力差を生じさせ
る。

この導管２６の圧力差は導管５４を通して弁部材１１４
の左端（第３図で見て）で可変容積室６０へ伝達され
る。同様に、流体圧は導管２６から導管６８を通してパ
イロットオリフィス７６（第１図）および弁部材１１４
の右端（第３図で見て）で可変容積室７４へ伝達され
る。オリフィス７６を通る流体の小さなパイロット流に
よって圧力降下が生じるので可変容積室７４に伝達され
た流体圧力は可変容積室６０に伝達された流体圧力より
も小さい。この流体のパイロット流は可変容積室７４か
らリリーフオリフィス７０、導管６６、可変オリフィス
６４および導管４４を通してリザーバ４２へ向けられ
る。

エンジン駆動ポンプ１２がパイロット流の必要な流れを
超えるエンジンアイドル状態のためにある出力を有する
と仮定すると、可変容積室６０における流体圧力からパ
イロットオリフィス７６を通して可変容積室７４に伝達
される流体圧力を減じた差圧が増大する。可変容積室６
０の流体圧力は弁部材１１４をばね１６８および可変容
積室７４内の流体圧力に抗して第３図で見て右方に向か
って押圧する。これは、弁部材１１４が第３図に示され
た初期即ち優先状態から右方向に向かって第４図に示さ
れた中間の状態に移動し得ることになる。

弁部材１１４が第４図に示された中間状態にあるときポ
ンプ１２からの流体流は優先弁２０によって補助装置１
６とステアリングコントローラ２４との間に分配され
る。オリフィス２２の流量面積は第３図に示された全開
放面積から絞られてパワーステアリング装置１４への流
量を制限する。その上、オリフィス４８が開放されてこ
のオリフィスを通して流体を導管８０（第３図）と接続
するようにハウジングに設けられた通路２００へ流すこ
とができる。従って、入口ポート１３４に収容された流
体は補助装置の導管８０へ導く通路２００とパワーステ
アリング装置の供給導管２６へ導く通路２０４との間に
分配される。通路２００と通路２０４とは並列であり、
通路２００の開口は補助ポートを形成し、通路２０４の
開口は優先ポートを形成する。

優先弁２０が第４図に示された中間状態にあるとき、補
助装置への流量は曲線８２（第２図）の部分８８によっ
て示された態様で弁部材１１４の移動と共に変化する。
このため弁部材１１４を第４図で見て左右のいずれかに
僅かな距離移動すると、補助装置１６およびパワーステ
アリング装置１４への流量に僅かな変化が起こる。

もし、パワーステアリング装置１４がこの時点で車輪３
０，３２をゆっくり操舵回転するように起動されると、
弁部材１１４は第４図に示された位置から左方に向かっ
て小距離移動してオリフィス２２の流量面積を増大し、
オリフィス４８の流量面積を減少させる。これはパワー
ステアリング装置１４へ向けられた流体の流れ即ち流体
量を僅かに増大し、これに相応して補助装置１６へ流れ
る流体量を減少させることになる。車輪３０，３２を比
較的ゆっくり操舵回転した後、弁部材１１４は右方に向
かって小距離移動してオリフィス２２の流量面積を僅か
に減少しオリフィス４８の流量面積を増大する。これは
補助装置１６に利用される流体の流れ、即ち流体量を僅
かに増大させることになる。

注目すべきは、ステアリングコントローラが第１図に概
略的に示された中立即ち不作動状態にあるときステアリ
ングコントローラ２４の可変オリフィス６４と２つの不
変オリフィス７６，７０とを通って流体の連続パイロッ
ト流が生ずることである。この連続パイロット流は可変
容積室７４の流体圧力をパワーステアリング装置１４の
起動又はポンプ１２からの流体の変化に応じて迅速に変
化させることができる。

ポンプの駆動速度がポンプ１２からの流体を実質的に増
大するように増大され、パワーステアリング装置１４が
第１図に示された不作動状態にあるとすると、導管２６
の流体圧は増大する。この圧力は導管６８，６６，４４
を通ってリザーバ４２へ流れる連続パイロット流にもか
かわらず増大する。これはオリフィス７６，７０，６４
がパイロット流を制限しているからである。導管２６内
の増大した流体圧力は可変容積室６０に伝達され、この
ため弁部材が第４図に示された位置から第５図に示され
た位置に向かって移動されてオリフィス５０を開放す
る。

オリフィス５０を開放すると、流体流をオリフィス４
８，５０の両方を通して補助装置へ導くことができる。
弁部材１１４を左方又は右方（第５図で見て）へ向かっ
て移動して行くにつれてオリフィス４８，５０の両方の
流量面積が変化する。従って、弁部材をいずれかの方向
に移動していくと、優先弁２０を通して補助装置１６へ
流れる流体を利用し得る領域に比較的大きな変化をもた
らすことができる。弁部材９４は、今、第２図に符号９
４で示されたグラフの部分によって指示された移動の範
囲にある。流量が弁部材の各方向の移動に伴って変化す
る態様は第２図に領域９６で示されたカーブ８２の部分
によって指示される。

弁部材が第５図に示された位置にあるとき弁部材１１４
の各移動の増大に伴って補助装置１６へ流れる流体の体
積の比較的大きな変化はオリフィス４８，５０の両方の
流量面積の変化から生ずる。従って、オリフィス４８を
通る流量は第２図に破線２０８によって示された態様で
変化する。この流れにはオリフィス５０を通って流れる
流体が加えられる。この合流した流れ（流量）はカーブ
８２の部分９６によって指示される。

優先弁２０が比較的小さい流れのためにポンプ１２から
補助装置１６へ流体を向けるのに単一のオリフィス４８
のみを用い且つ比較的大きい流れのためにポンプから補
助装置へ流体を向けるのにオリフィス４８，５０の両方
を用いているので、この優先弁は大小の流量比を円滑に
且つ有効に処理することができる。

もし、オリフィス４８がポンプ１２からの全流量を処理
するのに用いられたとすると、弁部材１１４はポンプか
らの最大流を処理するために長い距離に亘って移動しな
ければならないか又はランド１１８がポンプから最大流
を処理し得る流量面積を有するオリフィスを設けるため
に実質的に大きな直径を有することが必要である。２つ
のオリフィス４８，５０間でポンプから流れを分配する
ことによって比較的大きな流量を効率良く処理すること
ができる。

ポンプからの流れがオリフィス５０を閉じるように減少
したとき補助装置１６に導かれた全流体はオリフィス４
８を通る。このため弁部材１４が僅かに移動すると、補
助装置１６への流体の体積を比較的少なく変化させる。
従って、優先弁への応答性、この弁による流れの円滑な
調整又はステアリングコントローラ２４の負荷検出オリ
フィス３４における実質上一定の制御圧力差の維持につ
いての制御が少ない補助流に不利益を与えることなく有
効に達成される。

弁部材１１４が第５図に示された完全開放状態にあると
き、オリフィス２２は僅かに開放したままであり且つ僅
かな流量がオリフィス２２を通って導かれる。もし、弁
部材１１４がオリフィス２２を閉じるようにある距離右
方へ移動したとすると、導管２６への流量は遮断され
る。導管への流量がなくなると、可変容積室６０と可変
容積室７４との両方の流体圧力を減少させる。これら２
つの可変容積室が常時リザーバ４２に接続されているの
でこれら室の流体はドレインされて圧力が迅速に減少す
る。このとき付勢ばね１６８は、オリフィス２２を開放
するのに有効であって導管２６への流体の流れおよび可
変容積室６０，７４内の圧力を再設定するようにする。

ステアリング（操舵）作動中、可変容積室７４内の流体
圧力はパワーステアリング装置１４によって要求される
流体の関数として変化する。もしステアリング作動が弁
部材１１４を第５図に示された位置に移動してオリフィ
ス４８，５０を通して補助装置へ流体を向けると、可変
容積室６０内の流体圧力（第３図）は減少し、弁部材１
１４に作用する圧力差もまた減少する。次いで、可変容
積室７４内の圧力とばね１６８とが弁部材１１４を左方
（第５図で見て）へ向かって移動して開放されたオリフ
ィス４８，５０を通る流量を減少する。

パワーステアリング装置１４によって要求される流体に
基づいて弁部材１１４は第４図に示された位置へ戻り、
この位置でオリフィス５０が閉じられてかなりの体積の
流体がオリフィス２２を通ってパワーステアリング装置
１４へ向けられる。オリフィス４８，５０を通る流体が
減少すると、オリフィス２２を通る流体、従ってオリフ
ィス３４を通る流体が増大する。この増大した流量がパ
ワーステアリング装置１４の要求流体に合致すると、導
管２６，５４の圧力が増大する。可変容積室６０内の圧
力も又、増大し、同様に可変容積室６０と可変容積７４
との差圧も増大する。この流体の圧力差が所定の制御差
圧に等しくなったとき、弁部材の移動が停止して安定状
態になる。

先ず、ステアリングコントローラ２４が起動されたと
き、オリフィス６４の流量面積は減少し、導管６６から
のパイロット流体は調量ユニット３５の入口に向けられ
る。この調量ユニットには又オリフィス３４を通る導管
２６からの流体が供給される。この調量ユニット３５か
らの流体はパワーシリンダ２８の拡大室に向けられる。
このパワーシリンダの縮小室からの流体はリザーバに向
けられる。可変オリフィス６４が閉じている間、可変容
積室７４を通るパイロット流はこのオリフィスで遮断さ
れる。これは可変容積室７４内の圧力を増大しこの圧力
はオリフィス７６を通る圧力減少に相応する量だけパワ
ーシリンダの入口圧とは異なる。この増大したパイロッ
ト流の流体圧力は弁部材１１４を第５図に示された位置
から第３図および第４図に示された位置に向かって移動
する際にばね１６８を補助する。

もしも、オリフィス４８および／又はオリフィス５０が
開いている時に補助装置の負荷が急激に増大するという
ことが起こったならば、この流体圧力の増大は、オリフ
ィス２２を通して導管２６に伝達される。この導管内の
増大した流体圧は可変容積室６０に伝達されて弁部材１
１４を第３図で見て右方へ押圧する。このように弁部材
が移動すると、パイロット流とステアリング流体流とを
減少して補助装置がこれに加えられた急激な負荷の増大
に打ち勝つことができるようにする。しかし、補助装置
１６に伝達された流体圧の増加が比較的短時間である
と、可変容積室６０内の流体圧力は、まもなく、ばね１
６８がオリフィス２２の流量面積を増加するように弁部
材１１４を左方に向かって移動して導管２６を通る所望
の流量を維持するレベル迄減少する。

第１図および第３図に示された実施例では優先弁は単一
の第一の可変オリフィス２２を有し、このオリフィスを
通してパワーステアリング装置１４へ流体が向けられ
る。しかし、このパワーステアリング装置への大きな範
囲の流量を円滑に且つ効率良く処理するためにパワース
テアリング装置１４へ流体を向ける一対の可変オリフィ
スを用いることが好ましい。従って、第６図に示された
優先弁の実施例では第一の一対の可変オリフィスがパワ
ーステアリング装置１４への流体流を制御するのに用い
られ、又第二の一対の可変オリフィスが補助装置への流
体流を制御するのに用いられている。第６図に示された
優先弁の実施例は第３図に示された優先弁と類似してい
るので同一部品には同一の符号が付してあり、区別のた
めに第６図の実施例に“ａ”が付してある。

第６図の優先弁２０ａは２つの可変オリフィス４８ａ，
５０ａを備え、これらオリフィスは第３図に示された優
先弁２０の実施例について述べられた同じ態様で補助装
置１６へ流体流を向ける。第６図に示された優先弁の実
施例の特徴によれば、２つの流量制御オリフィス２２
０，２２２はステアリングコントローラ２４への流体流
を制御するため用いられる。このオリフィス２２２は、
前記第１図の実施例における第一の可変オリフィスに相
応し、即ち主優先流制御オリフィスであって比較的大き
い体積又は小さい体積のいずれかの流体流がステアリン
グ流体供給導管２６ａに向けられたとき開放される。
又、オリフィス２２０は補助優先流制御オリフィスであ
って第四の可変オリフィスであり、比較的大きい体積の
流体流が導管２６ａに導かれるときのみ開放される。

優先弁２０ａは端部分１２８ａを有する弁部材１１４ａ
を備えており、その端部分はハウジング１１０ａと協働
して可変容積室６０ａを形成する。この容積室は取付具
１４４ａ，１４６ａを介してパワーステアリング流体供
給導管２６ａに連通状態で接続されている。このため可
変容積室６０ａ内の流体圧力はステアリングコントロー
ラ２４の要求流体の関数として変化する。

このステアリングコントローラ２４への流体に増加が望
まれるとき導管２６ａと可変容積室６０ａとの流体圧力
が減少する。これは、弁部材１１４ａを第６図で見て左
方へ移動してオリフィス２２０，２２２の有効流量面積
を増加し、これによってパワーステアリング装置が要求
する流体を満足させる。同時に、オリフィス４８ａ，５
０ａの有効流量面積は減少して補助装置への流体流を減
少させる。逆に、もしパワーステアリング装置１４への
必要な流体に減少が望まれるとき導管２６ａ内の圧力が
増加する。この結果可変容積室６０ａ内の流体圧力が増
大する。これは弁部材１１４ａを第６図で見て右方に向
かって移動して流量制御オリフィス２２０，２２２の流
量面積を減少し、可変オリフィス４８ａ，５０ａの流量
面積を増加する。流量制御オリフィス２２２を通る流れ
を第一の可変オリフィスを通る流れとし、流量制御オリ
フィス２２０を通る流れを第四の可変オリフィスの流れ
とする。オリフィス２２２はオリフィス２２０に並列に
接続され、従って、オリフィス２２２を通る流れはオリ
フィス２２０を通る流れに並列である。

弁部材１１ａの右端部１３０ａ（第６図で見て）が可変
容積室７４ａのパイロット流体圧の作用を受ける。可変
容積室７４ａはパイロット流体圧の源と連通状態に接続
され、この流体圧はステアリング作動の開始およびステ
アリングコントローラ２４の緊急の流体要求に信号を与
えるように増大する。これが達成される態様は、第３図
に示された本発明の実施例について先に述べられたもの
と同じである。ばね１６８ａが可変容積室７４ａに設け
られ、可変容積室７４ａにおけるパイロット流体圧力と
協働して弁部材を第６図に示した位置に向けて左方に付
勢する。

本発明によれば、パワーステアリングの作動を確実に行
う応答性の良好な優先弁が提供できるという実益があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は単一のポンプから改良された優先弁を通してス
テアリングコントローラおよび補助装置流体流を指向す
るシステムの概略図、第２図は補助装置への流体流と優
先弁の軌道範囲との間の関係を示すグラフ、第３図は優
先弁の断面図、第４図は第３図の優先弁の一部の拡大断
面図、第５図は主補助流制御オリフィスと補助流制御オ
リフィスとの両方を通して補助装置へ大容量の流体流を
指向させている状態で示す優先弁の第４図と同様の一部
拡大断面図、第６図は優先弁の他の実施例を示す断面図
である。 １２……ポンプ、１４……パワーステアリング装置 １６……補助装置、２０……優先弁 ２２……優先流制御オリフィス、２４……ステアリング
コントローラ ２６……導管、３４……主流量制御オリフィス ３５……調量ユニット、４２……液体リザーバ ４８……第一の補助流量制御オリフィス ５０……第二の補助流量制御オリフィス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−131126（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−384（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−106529（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−39310（ＪＰ，Ａ)

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体源からパワーステアリング装置および
   補助装置への流体の流れを制御する優先弁であって、流
   体源に接続される入口ポートと前記パワーステアリング
   装置に接続される優先ポートと補助装置に接続される補
   助ポートと前記パワーステアリング装置のパイロット流
   制御手段に接続されるパイロットポートと前記入口ポー
   トに連通する流体室と該流体室に形成された複数の弁面
   とを有するハウジングと、前記パイロットポートと連通
   してパイロット流を指向するパイロット流導管と、前記
   流体室内に移動可能に配置されて前記入口ポートと優先
   ポートおよび補助ポートとの間の流体流を制御する弁部
   材とを備え、該弁部材の一方端には前記パイロット流導
   管を通して前記パワーステアリング装置による流体要求
   の関数として変化する第一の流体圧力が作用すると共に
   前記弁部材の他方端には前記パワーステアリング装置と
   接続する導管を通して前記パワーステアリング装置の供
   給流体圧の関数として変化する第二の流体圧力が作用
   し、前記弁部材は複数の可変のオリフィスを形成するよ
   うに前記複数の弁面と協働する複数の軸方向に延びるラ
   ンドを備え、該複数のランドは、前記弁面のうち第一の
   弁面と協働して入口ポートおよび優先ポートと連通する
   第一の可変オリフィスを形成する第一のランドと第二の
   弁面と協働して入口ポートおよび補助ポートと連通する
   第二の可変オリフィスを形成する第二のランドと第三の
   弁面と協働して入口ポートおよび補助ポートに連通する
   第３の可変オリフィスを形成し且つ前記第二の可変オリ
   フィスを通る流体に並列な流れを形成する第三のランド
   とから成り、前記第二および第三のランドはこれら第二
   および第三のランド間で前記弁部材内に設けられ前記第
   三の可変オリフィスを補助ポートに連通させる軸方向に
   延びる円周溝を形成し、前記弁部材は、前記第一の可変
   オリフィスの流体が通る面積を減少し且つ第二の可変オ
   リフィスを開くように第一および第二の流体圧力間の差
   圧の変化によって第一の方向に移動し、これにより前記
   優先ポートへの流体の流量を減少する補助ポートへの流
   体の流量を増大し、又、前記弁部材は、前記第一の可変
   オリフィスの流体が通る面積を更に減少し且つ第二の可
   変オリフィスの流体が通る面積を増大し、又第三の可変
   オリフィスを開くために前記第一および第二の流体圧力
   の差圧の更なる変化によって前記第一の方向に更に移動
   可能であり、これにより優先ポートへの流量を減少する
   と共に補助ポートへの流体の流量を増大することを特徴
   とする優先弁。
2. 【請求項２】前記ハウジングが前記入口ポートを前記第
   一および第三の可変オリフィスに夫々連通する２つの並
   列な通路を形成している特許請求の範囲第１項の優先
   弁。
3. 【請求項３】前記複数の軸方向に延びるランドが第四の
   弁面と協働して入口ポートおよび優先ポートと連通し且
   つ第一の可変オリフィスを通る流体流に並列な流体流を
   形成する第四の可変オリフィスを形成する第四のランド
   を備えている特許請求の範囲第２項記載の優先弁。
4. 【請求項４】前記ハウジングが前記入口ポートを第四の
   可変オリフィスに連通させる前記２つの並列な通路に並
   列な第三の通路を形成している特許請求の範囲第３項記
   載の優先弁。
5. 【請求項５】前記補助装置に向かう第二の可変オリフィ
   スの一側に作用する流体圧の増大が第一の可変オリフィ
   スを通して伝達されると共に第二の可変オリフィスの流
   体が通る面積を増大させるように、弁部材の他方端に作
   用する流体圧が増大される特許請求の範囲第１項記載の
   優先弁。
6. 【請求項６】前記弁部材の一方端に付勢力を加えるばね
   を備えている特許請求の範囲第１項記載の優先弁。