JPH0699825A - 油圧制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バルブスプール外周の油溝の形成に要する加
工工数を低減し、また歩留りの向上を図って、製品コス
トを削減する。 【構成】 薄肉の外筒16に矩形をなす複数の窓孔 16a,1
6a…を、周方向に等配をなして形成する。この外筒16を
本体軸15の外側に圧入し、外筒16の一端に突設された係
止爪 16bを曲げ、本体軸15の外周に形成された凹部 15b
に係合させて、外筒16を周方向及び軸長方向に位置決め
し、本体軸15と一体化させてバルブスプール11を構成す
る。このバルブスプール11の外周には、窓孔 16aにより
周囲を画定され、本体軸15の外周面を底面とする矩形の
油溝Ａ，Ａ…が、周方向に等配をなして並設される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バルブボディーとバル
ブスプールとの同軸上での相対角変位により油圧の制御
動作をなす回転式の油圧制御弁に関し、特に、油圧式の
動力舵取装置において、操舵補助用のパワーシリンダへ
の送給油圧を舵輪操作に応じて制御すべく用いられる油
圧制御弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧式の動力舵取装置は、舵取機構中に
配した複動式の油圧シリンダ（パワーシリンダ）が発生
する油圧力により舵取り動作を補助し、舵輪（ステアリ
ングホィール）の操作に要する労力負担を軽減して、快
適な操舵感覚を得ようとするものであり、前記パワーシ
リンダの両シリンダ室と、エンジンにて駆動される油圧
ポンプ及び作動油を収納する油タンクとの間に、舵輪に
加わる操舵トルクの方向及び大きさに応じて油圧の給排
制御を行う油圧制御弁を介装してなる。

【０００３】前記油圧制御弁としては、舵輪の回転を直
接的に利用する回転式の油圧制御弁が一般的に用いられ
ている。これは、舵輪に連なる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的に連結し、
一方の連結端に係合された筒形のバルブボディーの内側
に、他方の連結端に一体的に形成したバルブスプールを
同軸上での相対回転自在に嵌め合わせ、舵輪に操舵トル
クが加えられたとき、前記トーションバーの捩れに伴っ
てバルブボディーとバルブスプールとの間に相対角変位
を生ぜしめる構成となっている。

【０００４】バルブボディーとバルブスプールとは、軸
長方向に延設され、周方向に等配をなす各複数の油溝
を、夫々との嵌合周上に有しており、これらは、周方向
に千鳥配置され、両側に相隣するものと等面積の連通部
を介して連通するように位置決めしてあり、前記油圧源
及び排油先に夫々接続された給油室及び排油室と、給油
室の両側にて排油室との間に夫々位置し、送油先となる
前記パワーシリンダの両シリンダ室に各別に接続された
一対の送油室とを構成している。

【０００５】前記連通部は、バルブボディーとバルブス
プールとの間の相対角変位に応じて面積を増減する絞り
部として機能する。即ち、前記相対角変位が生じていな
い場合、油圧源から給油室に供給される油圧は、該給油
室両側の等面積の絞り部を経て両側の送油室に均等に振
り分けられ、パワーシリンダに送給されることなく各送
油室の他側の絞り部を経て排油室に導入され、該排油室
に接続された油タンクに還流する。このとき前記パワー
シリンダは何らの力も発生しない。

【０００６】これに対し、舵輪に操舵トルクが加わり、
バルブボディーとバルブスプールとの間に相対角変位が
生じている場合には、給油室両側の絞り部の内、一方の
絞り面積が増加し他方の絞り面積が減少する結果、給油
室への供給油圧は、一側（絞り面積が増した側）の絞り
部を経て一方の送油室に主として導入され、該送油室と
他方の送油室との間、及びこれら夫々に接続されたパワ
ーシリンダの両シリンダ室間に圧力差が生じ、該パワー
シリンダはこの圧力差に相当する油圧力（操舵補助力）
を発生する。なお、この動作に伴って他方のシリンダ室
から押出される油は、油圧制御弁の他方の送油室に還流
し、該送油室の一側にて絞り面積を増した絞り部を経て
相隣する排油室に導入され、該排油室に接続された油タ
ンクに排出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】さて、以上の如き動作
をなす油圧制御弁は、軸長方向に延びる複数の油溝を内
周面に形成してなるバルブボディーと、同種の油溝を外
周面に形成してなるバルブスプールとからなる。前述の
如く、舵輪に連なる入力軸又は舵取機構に連なる出力軸
とは別体に構成されるバルブボディー内周の油溝は、例
えば、各油溝に相当する形状を有する複数の歯を備えた
ブローチの挿通により一括的に形成し得るのに対し、前
記入力軸又は前記出力軸の一部を利用して構成されるバ
ルブスプール外周の油溝は、各油溝の形状に対応する研
削面を有する砥石を用いた研削加工により各別に形成せ
ざるを得ず、この加工に多大の工数を要する上、各油溝
の形状不良、周方向の位置ずれ等の加工不良の発生時
に、入力軸または出力軸全体が不良品となり、歩留りの
低下を招来する難点がある。

【０００８】このような難点を解消すべく実開昭60−11
5777号公報には、バルブスプール外周の複数の油溝をホ
ブ加工により一括的に形成してなる油圧制御弁が開示さ
れている。このように形成された油溝は、前記公報中に
も示されている如く、幅方向の両側縁が長手方向中央に
おいて外側に張り出し、平面視において樽形の形状をな
す。

【０００９】前記油溝の側縁は、バルブボディー側の油
溝の側縁との間に前記絞り部を構成し、バルブ特性を決
定する重要な部位であり、バルブスプール側に樽形をな
す油溝を設けた場合、この油溝と整合させるべくバルブ
ボディー側には、幅方向の両側縁が長手方向中央におい
て内側に張り出したつづみ形の油溝を設ける必要があ
る。ところが、直線的な側縁を有する一般的な油溝と比
較した場合、樽形及びつづみ形をなす油溝の形成におい
ては、両者の側縁同士を正確に整合させることは困難で
あり、高い加工精度が要求される難点があり、本来の目
的とは逆に、加工工数及び製品コストの増加を招来する
虞がある。

【００１０】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、バルブスプール側における直線状の側縁を有す
る油溝の形成に要する加工工数を低減でき、歩留りの向
上及び製品コストの削減が可能な油圧制御弁を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る油圧制御弁
は、筒形をなすバルブボディーの内側に同軸上での相対
角変位可能にバルブスプールを嵌め合わせ、両者の嵌合
周上に並ぶ各複数の油溝を千鳥配置して、周方向に相隣
する油溝間に前記相対角変位に応じて絞り面積を変える
絞り部を構成してなる油圧制御弁において、前記バルブ
スプールは、回転可能に支持された本体軸と、軸長方向
に延びる矩形の窓孔を周方向に複数個並設され、前記本
体軸に外嵌固定された外筒とを備え、本体軸の外周面と
外筒の窓孔とにより前記油溝を形成してあることを特徴
とする。

【００１２】

【作用】本発明においては、複数の窓孔を有する外筒を
本体軸に外嵌固定してバルブスプールを構成し、このバ
ルブスプールを筒形のバルブボディーの内側に嵌め合わ
せて油圧制御弁を構成する。バルブスプールの嵌合周上
に並ぶ油溝は、本体軸の外周面を底面とし、外筒の窓孔
により周囲を画定されて、直線状の側縁を有して形成さ
れ、前記窓孔は、例えば、管材の打ち抜きによる一括的
な形成が可能であり、所望の油溝を備えたバルブスプー
ルを高能率にて構成できる。

【００１３】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て詳述する。図１は、本発明に係る油圧制御弁を備えた
動力舵取装置の要部の構成を示す縦断面図である。なお
この図は、図示しない舵輪（ステアリングホィール）と
連動回転するピニオン６を車体の左右方向に延設された
ラック軸７に噛合させ、舵輪の回転をラック軸７の軸長
方向の摺動に変換して、該ラック軸７の両端に連結した
図示しない車輪を操向するようになしたラック・ピニオ
ン式の舵取機構における構成例であり、以下の説明はこ
の構成例について行うが、ボールねじ式等、他の形式の
舵取機構においても本発明の適用は可能である。

【００１４】図中２は入力軸、３は出力軸である。これ
らは、入力軸２の中空部に内挿されたトーションバー４
を介して同軸的に連結され、共通のハウジング５内に回
動自在に支承されている。ハウジング５から突出する入
力軸２の上端は、図示しない舵輪に連動連結してある。
また出力軸３の下半部外周にはピニオン６が形成してあ
り、このピニオン６は、出力軸３と交叉する態様にてハ
ウジング５の下部に支持されたラック軸７に噛合させて
ある。

【００１５】而して舵輪操作がなされた場合、入力軸２
が軸心回りに回動し、この回動がトーションバー４、出
力軸３及びピニオン６を介してラック軸７に伝達され、
該ラック軸７が軸長方向に摺動して舵取りがなされる
が、このとき、入力軸２と出力軸３との間には、両者を
連結するトーションバー４の捩れを伴って相対角変位が
生じる。入力軸２と出力軸３との連結部には、操舵補助
力を発生するパワーシリンダＳへの送給油圧を前記相対
角変位に応じて制御すべく、本発明に係る油圧制御弁１
が構成されている。

【００１６】油圧制御弁１は、ハウジング５に内嵌され
た円筒形のバルブボディー10と、該バルブボディー10の
内側に嵌合するバルブスプール11とを備えてなる。バル
ブボディー10は、出力軸３に打設されたダウエルピン12
に下端を係合させ、ハウジング５の軸心上にて出力軸３
と一体的に回動するようになしてあり、またバルブスプ
ール11は、バルブボディー10の内側に嵌合する入力軸２
の下半部に一体的に構成されている。従って両者間に
は、入力軸２と出力軸３との間の相対角変位、即ち、舵
輪に加わる操舵トルクの方向及び大きさに応じた相対角
変位が生じる。

【００１７】このように構成された油圧制御弁１は、前
記パワーシリンダＳと、油圧源となる油圧ポンプＰ、及
び排油先となる油タンクＴとの間に介装されている。パ
ワーシリンダＳは、図１中に模式的に示す如く、前記ラ
ック軸７の外側を囲繞する筒形のラックハウジングの一
部を液密に封止してシリンダ室70を形成し、該シリンダ
室70にラック軸７の中途に固設したピストン板71を摺動
自在に嵌着してなり、ピストン板71両側の油室間に生じ
る圧力差によりラック軸７に軸長方向の油圧力を加え、
該ラック軸７の摺動により行われる舵取り動作を直接的
に補助する構成となっている。

【００１８】図２は、油圧制御弁１の配設位置近傍の拡
大図である。図示の如くバルブボディー10は、ハウジン
グ５に内嵌された本体筒13の内側に薄肉の内筒14を圧入
してなり、バルブスプール11は同様に、出力軸２の一部
をなす本体軸15の外側に薄肉の外筒16を圧入してなる。

【００１９】図３はバルブスプール11の組立て状態を示
す斜視図である。図３（ａ）に示す如く、バルブスプー
ル11の外筒16は、周壁を内外に貫通する複数の窓孔 16
a,16a…を備えている。これらの窓孔 16a,16a…は、所
定の幅を有して軸長方向に延びる矩形の長孔であり、外
筒16の周方向に等配をなして形成されている。また外筒
16の一側端縁には、所定の幅を有する係止爪 16bが軸長
方向外向きに突設してあり、この外筒16が圧入される本
体軸15の先端側外周の所定位置には、係止爪 16bと略同
幅を有する凹部 15bが形成してある。

【００２０】バルブスプール11は、以上の如き外筒16
を、前記係止爪 16bの非突設側を先に向けて本体軸15の
外側に圧入し、係止爪 16bと凹部 15bとの整合により、
両者を周方向及び軸長方向に位置決めした後、係止爪 1
6bを半径方向内向きに折り曲げ、凹部 15bに係入せしめ
て構成される。このように得られたバルブスプール11の
外側には、図３（ｂ）に示す如く、前記窓孔 16a,16a…
夫々の四辺により周囲を画定され、本体軸15の外周面を
底面とする矩形の油溝Ａ，Ａ…が、周方向に等配をなし
て並設される。

【００２１】外筒16の窓孔 16a,16a…は、ニードルベア
リングの保持器の製造の場合と同様に、薄肉の管材の周
囲からの打ち抜きにより一括して形成でき、また、平板
状素材の連続的な打ち抜きにより所定の間隔を隔てて窓
孔 16a,16a…を形成し、この素材を円筒状に屈曲させ端
縁同士を接合して外筒16を構成してもよい。なお、窓孔
16a,16a…の形成に際し前者の方法を採用する場合、加
工時における位置決め用の基準として前記係止爪 16bを
利用することにより、バルブスプール11の組立て後にお
ける各窓孔 16a,16a…の周方向位置、即ち、各油溝Ａ，
Ａ…の周方向位置を高精度にて確定できる。

【００２２】そして、前記２方法のいずれによった場合
でも、図３（ａ）に示す如き外筒16は、少ない工数にて
能率的に作製でき、また、この外筒16を本体軸15に圧入
して得られる油溝Ａ，Ａ…は、窓孔 16a,16a…により画
定された直線状の側縁を有するから、直線状の側縁を有
する油溝Ａ，Ａ…を備えたバルブスプール11が、従来に
比して大幅に少ない工数により構成し得るようになる。
また前記油溝Ａ，Ａ…の形状不良、周方向の位置ずれ等
の加工不良の発生時には、外筒16のみを廃棄すればよ
く、歩留りの向上が図れる。

【００２３】図４はバルブボディー10の組立て状態を示
す斜視図である。図４（ａ）に示す如く、バルブボディ
ー10の内筒14は、バルブスプール11の外筒16と同様、矩
形をなし、周壁を内外に貫通する複数の窓孔 14a,14a…
を、周方向に等配をなして備えている。また内筒14の一
側端縁の外側には、フランジ 14bが周設され、該フラン
ジ 14bは、周方向の所定位置に半径方向外向きに突出す
る係止爪 14cを備えている。

【００２４】この内筒14が圧入される本体筒13の端面に
は、フランジ 14bの形状に対応する環状をなす凹部 13b
が周設されており、この凹部 13bは、周方向の所定位置
に前記係止爪 14cに整合する係止部 13cを有している。
バルブボディー10は、フランジ 14bの非形成面を先に向
けた内筒14を、前記凹部 13bの形成側から本体筒13の内
側に圧入して構成され、このとき内筒14は、凹部 13bの
底面へのフランジ 14bの突き当てにより軸長方向に位置
決めされ、また係止部 13cへの係止爪 14cの係合により
周方向に位置決めされる。このように得られたバルブボ
ディー10の内側には、図４（ｂ）に示す如く、前記窓孔
14a,14a…夫々の四辺により周囲を画定され、本体筒13
の内周面を底面とする矩形の油溝Ｂ，Ｂ…が、周方向に
等配をなして並設される。なお、図中の 12aは、ダウエ
ルピン12の係合溝である。

【００２５】内筒14の窓孔 14a,14a…は、バルブスプー
ル11の外筒16における窓孔 16a,16a…と同様の方法によ
り形成でき、またこのとき、加工時における位置決め用
の基準として係止爪 14cを利用することにより、バルブ
ボディー10の組立て後における各窓孔 14a,14a…の周方
向位置、即ち、各油溝Ｂ，Ｂ…の周方向位置を高精度に
て確定できる。

【００２６】図５は、油圧制御弁１の動作説明のための
模式的な横断面図である。前述の如くバルブボディー10
及びバルブスプール11の周面に夫々並設された各複数
（図においては各８つ）の油溝Ｂ，Ｂ…及び油溝Ａ，Ａ
…は、両者の嵌合周上において図示の如く千鳥配置さ
れ、夫々の両側の等面積の連通部を介して相隣するもの
と連通しており、これらの連通部の夫々は、バルブボデ
ィー10とバルブスプール11との間に前述の如く生じる相
対角変位に応じて面積変化をなす絞り部として機能す
る。

【００２７】図２及び図４に示す如く、バルブボディー
10の本体筒13の外周には、軸長方向に適宜の間隔を隔て
て３本の環状溝17，18，19が並設してある。図１に示す
如く中央の環状溝18は、ハウジング５に形成されたポン
プポート20を介して油圧ポンプＰに、また両側の環状溝
17，19は、各別のシリンダポート21，22を介してパワー
シリンダＳの両油室に夫々接続されている。またバルブ
ボディー10の上部のハウジング５の内部には、入力軸２
の中空部を介してバルブスプール11の内側に連通する還
流室24が形成され、この還流室24は、ハウジング５に形
成されたタンクポート23を介して油タンクＴに接続され
ている。

【００２８】図５に示す如くバルブボディー10の嵌合周
上に並ぶ８つの油溝Ｂ，Ｂ…の内、周方向に等配をなす
４つは、バルブボディー10の本体筒13を半径方向に貫通
する各別の送油孔27，27…を介してパワーシリンダＳの
一方の油室に、また残りの４つの油室Ｂ，Ｂ…は、バル
ブボディー10の本体筒13を半径方向に貫通する各別の送
油孔29，29…を介してパワーシリンダＳの他方の油室に
接続されている。なおこの接続は、図２に示す如く、本
体筒13の外周において送油孔27，27…を相互に連通する
一側の環状溝17及びシリンダポート21、並びに、送油孔
29，29…を相互に連通する他側の環状溝19及びシリンダ
ポート22を介して行われている。

【００２９】一方、バルブスプール11の嵌合周上に並ぶ
８つの油溝Ａ，Ａ…の内の周方向に等配をなす４つは、
バルブボディー10の本体筒13及び内筒14を半径方向に貫
通する各別の給油孔28，28…を介して油圧ポンプＰに接
続されている。なおこの接続は、図２に示す如く、本体
筒13の外側において給油孔28，28…を相互に連通する中
央の環状溝18及びポンプポート20を介して行われてい
る。また残りの４つの油溝Ａ，Ａ…は、バルブスプール
11の本体軸15を半径方向に貫通する各別の排油孔25，25
…により本体軸15の内側中空部に接続され、更に、前記
還流室24及びタンクポート23を介して油タンクＴに接続
されている。

【００３０】以上の構成により油圧ポンプＰからの供給
油は、ポンプポート20、環状溝18、及び給油孔28，28…
を経て、バルブスプール11側の４つの油溝Ａ，Ａ…に導
入される。これらの油溝Ａ，Ａ…と夫々の両側に相隣す
るバルブボディー10側の油溝Ｂ，Ｂ…との間の絞り部
は、舵輪に加わる操舵トルクに応じてバルブボディー10
とバルブスプール11との間に生じる相対角変位に伴って
絞り面積を変え、図５に明らかな如く、一方の絞り面積
が増大するとき他方の絞り面積が減少するから、各油溝
Ａ，Ａ…への供給油は、面積を増した側の絞り部を経て
夫々の同側に相隣する油溝Ｂ，Ｂ…に主として導入さ
れ、これらに開口する送油孔27，27…（又は送油孔29，
29…）、環状溝17（又は環状溝19）、及びシリンダポー
ト21（又はシリンダポート22）を経て、パワーシリンダ
Ｓの一側の油室に送給されることになり、他側の油室と
の間に圧力差が生じる結果、パワーシリンダＳは、舵輪
に加えられた操舵トルクの方向及び大きさに応じた油圧
力を発生し、この油圧力によりラック軸７の摺動、即ち
舵取り動作が補助される。

【００３１】なおこの動作により、パワーシリンダＳの
他側の油室内部の封入油は押し出され、シリンダポート
22（又はシリンダポート21）、環状溝19（又は環状溝1
7）及び送油孔27，27…（又は送油孔29，29…）を経て
バルブボディー10側の残りの４つの油溝Ｂ，Ｂ…内に還
流し、次いで、これらの同側において絞り面積を増した
絞り部を経て排油孔25，25…が開口する油溝Ａ，Ａ…に
導入され、更に、本体軸15（入力軸２）の内側中空部、
還流室24及びタンクポート23を経て油タンクＴに還流す
る。

【００３２】なお本発明に係る油圧制御弁１の適用範囲
は、実施例中に示す油圧式の動力舵取装置に限らず、同
軸上にて相対角変位するバルブボディーとバルブスプー
ルとを備え、両者の嵌合周上に並ぶ油溝間の絞り面積の
変化により油圧の制御動作をなす回転式の油圧制御弁全
般に適用できることは言うまでもない。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述した如く油圧制御弁において
は、複数の窓孔を備えた外筒を本体軸に外嵌固定してな
るバルブスプールを筒形のバルブボディーの内側に嵌め
合わせて構成したから、本体軸の外周面を底面とし各窓
孔の周縁により周囲を画定された矩形の油溝を、バルブ
スプールの嵌合周上に容易に並設でき、バルブスプール
側での加工工数の低減及び歩留りの向上が達成され、こ
れらに伴って製品コストの削減に寄与できる等、本発明
は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る油圧制御弁を備えた動力舵取装置
の要部の構成を示す縦断面図である。

【図２】本発明に係る油圧制御弁の拡大断面図である。

【図３】バルブスプールの組立て状態を示す斜視図であ
る。

【図４】バルブボディーの組立て状態を示す斜視図であ
る。

【図５】本発明に係る油圧制御弁の動作説明のための模
式的な横断面図である。

【符号の説明】

１ 油圧制御弁 ２ 入力軸 ３ 出力軸 ４ トーションバー 10 バルブボディー 11 バルブスプール 13 本体筒 14 内筒 14a 窓孔 15 本体軸 16 外筒 16a 窓孔 Ａ 油溝 Ｂ 油溝 Ｐ 油圧ポンプ Ｓ パワーシリンダ Ｔ 油タンク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒形をなすバルブボディーの内側に同軸
   上での相対角変位可能にバルブスプールを嵌め合わせ、
   両者の嵌合周上に並ぶ各複数の油溝を千鳥配置して、周
   方向に相隣する油溝間に前記相対角変位に応じて絞り面
   積を変える絞り部を構成してなる油圧制御弁において、
   前記バルブスプールは、回転可能に支持された本体軸
   と、軸長方向に延びる矩形の窓孔を周方向に複数個並設
   され、前記本体軸に外嵌固定された外筒とを備え、本体
   軸の外周面と外筒の窓孔とにより前記油溝を形成してあ
   ることを特徴とする油圧制御弁。