JPH09175421A

JPH09175421A - 流体コントローラ

Info

Publication number: JPH09175421A
Application number: JP31042296A
Authority: JP
Inventors: Donald M Haarstad; メルビンハースタッドドナルド; Timothy A Hjelsand; アレンヘルサンドティモシー; Bernard J Larson; ジェー．ラーソンバーナード
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1995-11-22
Filing date: 1996-11-21
Publication date: 1997-07-08
Also published as: DE69615634D1; US5638864A; EP0775623A1; DE69615634T2; EP0775623B1

Abstract

(57)【要約】【課題】片ロッド型シリンダを含む油圧式ステアリン
グ装置において、ステアリングホィールの左右のロック
トゥロック回転数を等しくする。【解決手段】流体コントローラ15の入口ポート17、戻
りポート19および制御流体ポート21，23に、それぞれ流
体ポンプ11、リザーバ13および片ロッド型シリンダ25を
接続する。ステアリングホィールの回転によってバルブ
構造27を作動させて、主流体通路を形成し、シリンダ25
のロッドエンドＡ側へは、流体メータ29を介して加圧流
体を供給し、流体メータ29の計測流量に応じてバルブ構
造27を制御して加圧流体の供給量を一定に調整する。ヘ
ッドエンドＢ側へは、主流体通路と並列に流体メータ29
をバイパスする増幅流体通路を形成して、加圧流体の供
給量を増幅することにより、ロッドエンドＡとヘッドエ
ンドＢとの受圧面積差を補償して、ステアリングホィー
ルの左右のロックトゥロック回転数を等しくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両ステアリング
装置に適用される流体コントローラ、特に、片ロッド
（不等面積）型ステアリングシリンダとともに使用され
る流体コントローラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、本発明に関連する形式の流体コン
トローラを含む全流体連動ステアリング装置を利用する
多くの車両があり、片ロッド型ステアリングシリンダを
利用することが望ましいと考えられている。片ロッド型
シリンダは、シリンダから単一のロッドのみが延出して
おり、流体圧を受けるための断面積（「受圧面積」）を
有する「ロッドエンド」と、それより大きな断面積
（「受圧面積」）を有する「ヘッドエンド」）とを備え
ている。多くの車両への適用において、片ロッド型シリ
ンダを利用することは、両ロッド型シリンダの場合に対
して、リンク構造および装置全体が単純化され、また、
低コストであることから、片ロッド型シリンダを利用す
ることが望まれている。

【０００３】本発明に関連する形式の一般的な流体コン
トローラにおいては、当業者によく知られている理由か
ら、ステアリングホィールの等しい回転に対して、コン
トローラから出力される流体流量は、それぞれの方向に
おいて等しくなる。あいにく、この流体コントローラの
特徴が、片ロッド型シリンダとの組合せの有用性を制限
してきた。従来技術の流体コントローラが片ロッド型シ
リンダと共に用いられた場合、その結果として、運転者
は、回転方向によって異なるロックトゥロック回転数を
経験することになる。大多数の運転者がステアリングホ
ィールがその中央位置にあるとき、車両が直線上を走行
することを欲し、また、ロックトゥロック回転数が異な
ることが操舵車輪とステアリングホィールと間に要求さ
れる整合を消失させるため、このような構造は、一般
に、車両製造業者には受入れられないと考えられてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、ステアリングホィールのロックトゥロック回転
数を同じにすることができる片ロッド型シリンダと共に
用いるための改良された流体コントローラを提供するこ
とことである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の上記および他の
目的は、加圧流体源から、ロッドエンド面積に対するヘ
ッドエンド面積の比がＸの片ロッド型のピストン−シリ
ンダ流体圧装置への流体の流量を制御するように作動可
能なコントローラを提供することによって達成される。
このコントローラは、加圧流体源に接続する入口ポート
と、リザーバに接続する戻りポートと、流体圧装置のロ
ッドエンド面積側およびヘッドエンド面積側にそれぞれ
接続するための第１および第２制御流体ポートとを形成
するハウジング手段を含む形式のものである。このハウ
ジング手段には、中立位置および中立位置をはさんで両
側に配置される第１、第２作動位置を形成するバルブ手
段が配置されている。ハウジング手段とバルブ手段とが
協働して、バルブ手段が第１作動位置にあるとき、入口
ポートと第１制御流体ポートとを連通する第１主流体通
路を形成し、バルブ手段が第２作動位置にあるとき、入
口ポートと第２制御流体ポートとを連通する第２主流体
通路を形成する。それを流れる流体の体積に比例してバ
ルブ手段を追従移動させる流体駆動手段が設けられてお
り、流体駆動手段は、バルブ手段が第１作動位置にある
とき、第１主流体通路と直列の流通関係に配置され、バ
ルブ手段が第２作動位置にあるとき、第２主流体通路と
直列の流通関係に配置される。第１および第２主流体通
路は、それぞれ可変流量制御オリフィスを含んでおり、
この可変流量制御オリフィスは、バルブ手段が中立位置
にあるとき、それぞれ流路面積が最小となり、バルブ手
段が第１および第２作動位置へ向かって変位したとき、
それぞれ流路面積が増大する。ハウジング手段とバルブ
手段とが協働して、第１および第２主流体通路とそれぞ
れ並列に第１および第２増幅流体通路を形成し、第１お
よび第２増幅流体通路は、流体駆動手段をバイパスし、
また、それぞれ第１および第２可変増幅オリフィスを含
んでいる。第１および第２主流体通路の可変流量制御オ
リフィスは、バルブ手段が第１および第２作動位置にあ
るとき、それぞれ互いに等しい流路面積Ｃを有する。

【０００６】本発明の改良された流体コントローラは、
バルブ手段が第１作動位置にあるとき、第１可変増幅オ
リフィスが流路面積Ｄを有することを特徴とする。バル
ブ手段が第２作動位置にあるとき、第２可変増幅オリフ
ィスは、流路面積Ｅを有する。但し、流路面積（Ｃ＋
Ｄ）に対する流路面積（Ｃ＋Ｅ）の比（（Ｃ＋Ｅ）／
（Ｃ＋Ｄ））は、流体圧装置のロッドエンド面積に対す
るヘッドエンド面積の比Ｘに等しい。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明するが、これらは、本発明を限定するもの
ではない。図１は、本発明の教えに従って製造された流
体コントローラを含む車両油圧式ステアリング装置の概
略油圧回路図である。この装置は、ここでは簡単のため
に定吐出量型ポンプとして示された流体ポンプ11（加圧
流体源）を含んでおり、ポンプ11の入口は、システムリ
ザーバ13に接続されている。ポンプ11の出口は、油圧式
ステアリング装置へ、より詳細には、流体コントローラ
15へ向かっている。

【０００８】図１を参照すると、流体コントローラ15
は、入口ポート17、戻りポート19および一対の制御（シ
リンダ）流体ポート21，23（第１および第２制御流体ポ
ート）を含んでおり、制御流体ポート21，23は、ステア
リングシリンダ25（流体圧装置）の両端部に接続されて
いる。本発明の一つの特徴に従って、ステアリングシリ
ンダ25は、片ロッド（不等面積）型シリンダ、すなわ
ち、断面積（受圧面積）Ａを有する「ロッドエンド」お
よび断面積（受圧面積）Ｂを有する「ヘッドエンド」を
備えたシリンダである。

【０００９】図２と関連してより詳細に述べられる流体
コントローラ15は、本発明の譲受人に譲渡された米国再
発行特許第25,126号に記述されている一般的な形式のも
のであり、この米国再発行特許の内容は参考として本説
明に含まれる。より具体的には、コントローラ15は、符
号27で概略的に示されるバルブ構造（バルブ手段）を含
んでおり、バルブ構造27は、図１に概略的に示される中
立位置から左回転位置位置Ｌ（第１作動位置）および右
回転位置Ｒ（第２回転位置）へ移動可能である。バルブ
構造27がいずれかの回転位置にあるとき、バルブ構造27
を通る加圧流体の流れは、流体メータ29（流体駆動手
段）を通って流れ、この流体メータ29の一つの機能は、
メータであり、該当する制御流体ポート21または23へ流
通される流体の適当量を計測することである。当業者に
は良く知られているように、流体メータ29の他の機能
は、バルブ構造27を追従移動させることであり、これに
よって、所望量の流体がステアリングシリンダ25へ流通
された後、バルブ構造がその中立位置へ復帰される。図
１において、この追従移動は、符号31で概略的に示され
る機械的な追従連結によって達成される。

【００１０】図１に概略的に示されるように、バルブ構
造27は、バルブ構造がその中立位置から、その右回転位
置Ｒまたは左回転位置Ｌのいずれかの作動位置へ移動し
たとき、複数の可変オリフィスを形成する。これらの可
変オリフィスについては、図３ないし図６の詳細な記述
に関連して、より詳細に後述される。

【００１１】流体コントローラ15 図２を参照すると、流体コントローラ15の構造が、いく
らか詳細に記載されている。コントローラ15は、ハウジ
ング部分33（ハウジング手段）、ポートプレート35、流
体メータ29を備えた部分およびエンドプレート37を含む
いくつかの部分から構成されている。これらの部分は、
ハウジング部分33に螺着された複数のボルト39によっ
て、緊密にシールされて結合され、一体に保持されてい
る。ハウジング部分33は、入口ポート17、戻りポート19
および制御流体ポート21，23を形成している。

【００１２】ハウジング部分33に形成されたバルブボア
41内に、バルブ構造27が回転可能に配置されている。バ
ルブ構造27は、回転可能な主バルブ部材43（以下、「ス
プール43」ともいう）と、これと協働する相対回転可能
な追従バルブ部材45（以下、「スリーブ45」ともいう）
とを備えている。スプール43の前端部（図中左端部）
は、縮径されて１組の内側スプライン47を形成する部分
となっており、このスプライン47はスプール43とステア
リングホィール（図示せず）とを機械的に連結させるた
めのものである。スプール43およびスリーブ45について
は、より詳細に後述する。

【００１３】流体メータ29は、従来技術において公知の
ものでよく、内歯付リング49および外歯付星形部材51を
含んでいる。星形部材51は、１組の内側スプライン53が
形成され、これによって、駆動軸57の後端部（図中右端
部）に形成された１組の外側スプライン55にスプライン
結合されている。駆動軸57は、二又に分かれた前端部を
有しており、この前端部は、スプール43のピン開口61に
挿通されたピン59によって駆動軸57とスリーブ45とを駆
動連結できるようにしている。このようにして、ステア
リングホィールおよびスプール43の回転に応答してバル
ブ構造27を通って流れる加圧流体は、流体メータ29を通
って流れ、リング49内で星形部材51を軌道回転運動させ
る。このような星形部材51の運動は、（図１の追従連結
31を構成する）駆動軸57およびピン59によって、スリー
ブ45を追従移動させる。この追従移動は、スプール43と
スリーブ45との特定の相対変位を維持し、ステアリング
ホィールの回転に一定の比率を与える。複数の板ばね63
がスリーブ45の開口を通して延ばされて、スリーブ45を
スプール43に対するその中立位置へ付勢している。

【００１４】図２において、ハウジング部分33は、スリ
ーブ45の周りを囲む４つの環状室17c ，19c ，21c ，23
c を形成しており、スリーブ45の外側表面と種々のポー
ト17，19，21および23との間を流体連通させていること
がわかる。種々の環状室は、対応するポートの参照符号
に文字ｃを付して示されている。

【００１５】リング49内の星形部材51の軌道回転、噛み
合い相互作用は、複数の拡張および収縮流体容積室を形
成し、また、各室に隣接するポートプレート35は、当業
者には良く知られているように、流体ポート（図２には
示さない）を形成している。ハウジング部分33には、複
数の軸方向ボア（図２には示さない）が設けられてお
り、各軸方向ボアは、一端部において、ポートプレート
35の流体ポートの１つに開放連通し、他端部において、
バルブボア41に開放連通している。

【００１６】バルブ構造27 主に図４を参照すると、スプール43およびスリーブ45が
より詳細に示されている。図５がスリーブ45の外側表面
を示しているのに対して、図４はスプール43の外側表面
を示していることに注目すべきである。スプール43は、
環状溝65を形成し、また、それに連通する複数の軸方向
溝67を形成する。各軸方向溝67から円周方向にずらされ
て配置されているのが、より長い軸方向溝69で、各軸方
向溝67と円周上で整合するように配置されているのが、
よりいっそう長い軸方向溝71であり、これらの機能は後
述する。スプール43は、環状溝65の右側へ複数の軸方向
のオープン−センタ溝73を形成し、これらのそれぞれ
は、溝75に隣接しており、溝75は、その右側端部でスプ
ール43の内部に開放連通している。公知であるが本発明
と関係のないスプール43の他の構造上の詳細は、説明し
ない。

【００１７】図５を参照すると、スリーブ45は、環状室
17c に連通する複数の圧力ポート77を形成している。圧
力ポート77の左側に、バルブ構造27と流体メータ29の拡
張および収縮容積室とを接続する複数のメータポート79
が配置されている。本実施形態における単なる一例とし
て、星形部材51は、６（Ｎ）個の外歯を有し、また、リ
ング49は、７（Ｎ＋１）個の内歯を有しており、そし
て、12（２Ｎ）個のメータポート79が設けられている。
メータポート79の左側に、環状室23c に連通する複数の
シリンダポート81が配置され、また、さらに左側に、環
状室21c に連通する複数のシリンダポート83が配置され
ている。

【００１８】バルブ構造27の作動流体コントローラ15およびバルブ構造27の基本的な作動
は、上記参照した特許の趣旨に沿えば、容易に明らかに
なると考えられる。しかしながら、コントローラ15およ
びバルブ構造27の作動は、構造を示す図２、図４および
図５、並びに、概略図である図１および図３と部分的に
関連して簡単に説明される。バルブ構造27の作動は、ス
プール43（破線参照）とスリーブ45（実線参照）とを重
ね合わせて（図４および図５に対して）拡大した部分図
である図６ないし図８（但し、スリーブ45の内側表面上
におけるスプールおよびスリーブの特徴のみを示す）に
関連して説明する。

【００１９】主に図６を参照すると、バルブ構造27が中
立位置にある（ステアリングホィールが回転していな
い）とき、入口側の流体は、入口ポート17から環状室17
c へ流通されるが、図６の中立位置では、圧力ポート77
は、スプール43によって形成されるすべての溝との接続
から遮断されるので、圧力ポート77を通って流れること
はない。その代わりに、入口側の流体は、環状室17c か
らオープンセンタ溝73を通り、オープンセンタ孔85を通
り、また、溝75を通って、従来技術において公知の方法
によって、結局はシステムリザーバ13へ到達する。

【００２０】図３ないし図５と関連して図７を参照する
と、ステアリングホィールが反時計方向に回転されたと
き（左旋回状態）、スプール43は、スリーブ45に対し
て、その中立位置から移動され、それぞれの圧力ポート
77が軸方向溝67の１つに連通し始め、これによって、圧
力ポート77が１つおきのメータポート79の１つに連通す
る。圧力ポート77のそれぞれと、それに対応する軸方向
溝67との連通は、可変オリフィスを形成し、それらの独
立した可変オリフィスを合成したものが主可変流量制御
オリフィス86（A1オリフィスとしても参照される）を構
成する。同時に、軸方向溝67のそれぞれがメータポート
79の１つに連通して、これらの間の重なりの面積が可変
オリフィスを形成し、そして、これらを合成したものが
可変流量制御オリフィス87（A2オリフィス）を構成す
る。１つおきのメータポート79が軸方向溝67に連通し、
残りのメータポート79がより長い軸方向溝69に連通す
る。これらのメータポート79とそれぞれの軸方向溝69と
の間の重なりの面積が可変オリフィスを形成し、これら
を合成したものが可変流量制御オリフィス89（A3オリフ
ィス）を構成する。

【００２１】図７に示す位置にあるスプール43およびス
リーブ45に関して、図４および図５を参照すると、それ
ぞれの軸方向溝69が隣接するシリンダポート83の１つに
連通して、これらの間の重なりが可変オリフィスを形成
し、これらの独立したオリフィスを合成したものが可変
流量制御オリフィス91（A4オリフィス）を構成する。従
来技術において公知のように、シリンダポート83は、環
状室21c によって、制御流体ポート21に接続し、そし
て、シリンダ25のロッドエンドＡ側に接続する。シリン
ダ25のヘッドエンドＢ側から戻る流体は、シリンダポー
ト23に流入し、そして、環状室23c を通り、その後、軸
方向溝71に流体連通されているシリンダポート81を通
る。シリンダポート81と軸方向溝71との間の重なりの面
積は、可変オリフィスを形成し、これらの独立したオリ
フィスを合成したものが可変流量制御オリフィス93（A5
オリフィス）を構成する。したがって、上述した可変流
量制御オリフィス86，87，89および91を通る流通路が
「主流体通路」（第１主流体通路）を構成する。

【００２２】主に図８を参照すると、ステアリングホィ
ールが時計方向に回転されたとき（右旋回状態）、スプ
ール43は、スリーブ45に対して、中立位置から図７に示
すのと反対方向に移動する。上記左旋回の詳細な説明を
考慮して、当業者は、右旋回に関する動作（ポートおよ
び溝の接続等）の順序を容易に理解できると考えるの
で、右旋回状態については、簡単に述べる。図８におい
て、右旋回状態では、スプール43は、スリーブ45に対し
て、図中「下方」へ移動している（図７では、反対に図
中「上方」へ移動している）。よって、圧力ポート77
は、軸方向溝67を介して、左旋回状態とは異なるよう
に、軸方向溝69およびシリンダポート81に連通されてい
るメータポート79に接続する。右旋回において、流体メ
ータ29によって計測された流体は、シリンダポート81、
そして、環状室23c を通って、シリンダポート23へ流
れ、そこから、シリンダ25のヘッドエンドＢへ流れる。
シリンダ25のロッドエンドＢから戻る流体は、制御流体
ポート21、環状室21c 、そして、シリンダポート83を通
って、軸方向溝71へ流入する。上述した右旋回状態は、
図３に概略的に示す状態、すなわち、「主流体通路」
（第２主流体通路）は、可変流量制御オリフィス86、8
7、89および91を通過して、制御ポート23に接続するの
に対して、制御流体ポート21は、可変流量制御オリフィ
ス93を介して出口ポート19およびシステムリザーバ13に
接続することに注目すべきである。

【００２３】流量増幅本説明のこの点に至るまで、主流体通路を通る流量が、
ステアリングホィールの所定の変位に対して、図７の左
旋回状態と図８の右旋回状態とで同じであることは、当
業者にとって明白なことである。しかしながら、ロッド
エンド面積Ａとヘッドエンド面積Ｂとの違いを考慮する
と、そのように流量が等しいことが望まれないことは明
らかである。「従来技術」の欄に記載したように、片ロ
ッド（不等面積）型シリンダと共に従来の流体コントロ
ーラが用いられたとき、１つの結果として、同じステア
リング入力に応答して、ロックトゥロック回転数に、明
らかに違いがある。

【００２４】本発明によれば、上記の問題は、本発明の
譲受人に譲渡され、その内容が参考として本説明に含ま
れる米国特許第 4,759,182号および第 4,958,493号にお
いて明らかにされた形式の「流量増幅」技術の利用によ
って処理される。現在、本発明の譲受人は、そのような
流量増幅技術を利用した流体コントローラを登録商標
「Ｑ−Ａｍｐ」の下で商業的に販売している。

【００２５】主に図４を参照すると、軸方向溝69のそれ
ぞれの右端部に隣接して、軸方向溝69に開放流体連通す
る軸方向小溝95が設けられている。図５を参照すると、
いくつかの圧力ポート77に隣接して流量増幅ポート97が
設けられており、本実施形態では、２つの流量増幅ポー
ト97が、円周方向に互いに 180°離して配置されてい
る。

【００２６】図６を参照すると、スプール43およびスリ
ーブ45の中立位置においては、流量増幅ポート97は、軸
方向小溝95との連通を遮断されていることがわかる。ス
プール43が図７の左旋回状態へ回転されたとき、流量増
幅ポート97は、軸方向小溝95から離れて配置され、上述
のように、ロッドエンド面積Ａに対応して、主流体通路
を通る流れのみがステアリングシリンダ25への流れとな
る。

【００２７】スプール43が図８に示す右旋回状態へ向か
って回転されたとき、流量増幅ポート97は、軸方向小溝
95との連通を開始して、これらの間の重なりが可変オリ
フィスを形成し、これらの２つの独立したオリフィスを
合成したものが可変増幅オリフィス99（図３参照）を構
成する。よって、当業者にはよくわかるように、入口ポ
ート17に流入する流れの一定量は、A1オリフィス（オリ
フィス86）の上流で主流体通路から分岐する増幅流体通
路101 （図３参照）を平行して流れ、その後、A3オリフ
ィス（オリフィス89）とA4オリフィス（オリフィス91）
との間で主流体通路に再び合流する。このため、A4オリ
フィス（オリフィス91）は、全流量（すなわち、主流体
通路と増幅流体通路との合計流量）に適合する寸法とす
る必要があるのに対して、A1、A2およびA3オリフィス
（オリフィス86、87および89）は、主流体通路のみを扱
う寸法とされる。

【００２８】流量増幅技術を利用することは、本発明の
重要な特徴であるが、そのようにすることが、ある意味
では、片ロッド型シリンダのロッドエンド面積Ａとヘッ
ドエンド面積Ｂとの違いを補償することを可能とするこ
とになる。このことは、本実施形態では、流体メータ29
によって計測された流体がシリンダ25のロッドエンドＡ
側へ流通するとき、流量増幅を行わないのに対して、流
体メータ29によって計測された流体がシリンダ25のヘッ
ドエンドＢ側へ流通するとき、流量増幅を行うことによ
って達成される。

【００２９】本実施形態では、ロッドエンド面積Ａに対
するヘッドエンド面積Ｂの比（Ｂ／Ａ）がＸで、主流体
通路を流通する流量がＣに等しく、かつ、増幅流体通路
101を流通する流量がＤであるとして、次式が成り立
つ。Ｂ／Ａ＝Ｘ＝（Ｃ＋Ｄ）／Ｃ言い換えれば、増幅ポート97は、増幅流体通路101 を流
通する総流量Ｄが上式を満たすような寸法とされる必要
があり、その結果、それぞれの旋回状態のロックトゥロ
ック回転数が等しくなる。

【００３０】本発明の譲受人によって販売される商業的
に入手可能な流量増幅ステアリングコントロールユニッ
トにおいては、先ず、A1オリフィス（オリフィス86）が
開き始め、その後、流量増幅オリフィス99が開き始める
のが一般的な実施例となる。例えば、A1オリフィス（オ
リフィス86）は、スプール43とスリーブ45との相対変位
が３°のとき開き始めるようにするのに対して、流量増
幅オリフィス99は、相対変位が４°のとき開き始めるよ
うにしてもよい。

【００３１】しかしながら、片ロッド型シリンダを補償
するために、左右の旋回状態で流量増幅比が異なるよう
にした本発明の実施例において、「瞬時作動(instant o
n)」として言及される形式の流量増幅構造を利用するこ
とが好ましいと考えられる。言い換えれば、流量増幅オ
リフィス99は、A1オリフィス（オリフィス86）と正確に
同時に開き始め、そして、スプール43とスリーブ45との
その後のさらなる変位に対して、ほぼ一定の増幅比を維
持する。

【００３２】他の実施形態主に図９および図10を参照すると、そこには、左右両方
向の旋回状態で増幅流体通路を利用するようにした本発
明の他の実施形態が示されており、増幅流体通路は、左
右の旋回状態で増幅比が異なる可変増幅オリフィスを含
んでいる。図９および図10の実施形態では、３つの流量
増幅ポート97が設けられており、一例にすぎないが、こ
の３つの流量増幅ポート97は、すべて同寸法である。図
９に示す左旋回状態では、流量増幅ポート97の１つが軸
方向小溝95に連通して、これらの重なりが可変増幅オリ
フィス103 （第１可変増幅オリフィス）を形成し、これ
によって、特定の流量増幅比、例えば1.4:１を得る。図
10に示す右旋回状態では、２つの流量増幅ポート97が軸
方向小溝95に連通して、これらの重なりがより大きな可
変増幅オリフィス105 （第２可変増幅オリフィス）を形
成し、右旋回における流量増幅比を1.8:１とする。

【００３３】本実施形態においては、ロッドエンド面積
Ａに対するヘッドエンド面積Ｂの比（Ｂ／Ａ）がＸで、
主流体通路を流通する流量がＣに等しく、左旋回時に増
幅流体通路（第１増幅流体通路）を流通する流量がＤ
で、かつ、右旋回時に増幅流体通路（第２増幅流体通
路）を流通する流量がＥ（本実施形態の例では、Ｅ＝２
Ｄ）であるとして、次式が成り立つ。Ｂ／Ａ＝Ｘ＝（Ｃ＋Ｅ）／（Ｃ＋Ｄ）

【００３４】特定の車両においては、上記２つの実施形
態を結合して単一の流体コントローラとすることが望ま
れる。例えば、スプールとスリーブとの数度の小さな相
対変位において、図７および図８の「一方向増幅」構造
を始動して、所定の相対変位に達するまで継続すること
が望まれる。所定の相対変位を越えたとき、図９および
図10の「両方向不等増幅」が利用される。しかしなが
ら、いずれの増幅形式の作動中であっても、本発明の主
目的を達成するため、すなわち、いずれのステアリング
方向でも等しいロックトゥロック回転を得るため、ロッ
ドエンドＡ側への流量に対するヘッドエンドＢ側への流
量の比（Ｂ／Ａ）がＸでなければならない。

【００３５】なお、上記実施形態において、第１および
第２主流体通路の可変流量制御オリフィス86は、スプー
ル43とスリーブ45とが中立位置から左右両方向に所定変
位Ｙだけ相対回転したとき、開き始めるようにすること
もでき、さらに、第１および第２増幅流体通路の第１お
よび第２可変増幅オリフィス 103， 105は、スプール43
とスリーブ45とが中立位置から左右両方向に所定変位Ｙ
だけ相対回転したとき、上記可変流量制御オリフィス86
と同時に、開き始めるようにすることもできる。

【００３６】以上の説明に、本発明の詳細が記述されて
おり、当業者には、本説明を読んで理解することによ
り、本発明の様々な変形例および修正例が明らかになる
であろう。このような全ての変形例および修正例は、特
許請求の範囲の技術的思想に含まれる限りにおいて、本
発明に含まれるものとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】片ロッド型ステアリングシリンダを含む油圧式
パワーステアリング装置の概略油圧回路図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る形式の流体コントロ
ーラの軸方向断面図である。

【図３】図１に示す装置の流体コントローラの右旋回状
態における一方向の流れを示す油圧回路図である。

【図４】図２の流体コントローラのスプールを拡大して
示す部分平面図である。

【図５】図２の流体コントローラのスリーブを拡大して
示す部分平面図である。

【図６】図４および図５に示すスプールおよびスリーブ
の中立位置における拡大部分重合図である。

【図７】図４および図５に示すスプールおよびスリーブ
の左旋回状態における拡大部分重合図である。

【図８】図４および図５に示すスプールおよびスリーブ
の右旋回状態における拡大部分重合図である。

【図９】本発明の他の実施形態に係る流体コントローラ
のスプールおよびスリーブの左旋回状態における拡大部
分重合図である。

【図１０】図９のスプールおよびスリーブの右旋回状態
における拡大部分重合図である。

【符号の説明】

11 流体ポンプ 13 リザーバ 15 流体コントローラ 17 入口ポート 19 戻りポート 21,23 制御流体ポート 25 ステアリングシリンダ 27 バルブ構造 29 流体メータ 33 ハウジング部分 43 スプール 45 スリーブ 86 可変流量制御オリフィス 99 可変増幅オリフィス 103,105 可変増幅オリフィスＡロッドエンド面積Ｂヘッドエンド面積

フロントページの続き (71)出願人 390033020 ＥａｔｏｎＣｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者バーナードジェー．ラーソンアメリカ合衆国，ミネソタ 55428，ニューホープ，ザイロンアベニュノース 6064

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加圧流体源(11)から、ロッドエンド面積
（Ａ）に対するヘッドエンド面積（Ｂ）の比（Ｂ／Ａ）
がＸである片ロッド型ピストンシリンダ流体圧装置(25)
への流体の流量を制御するための流体コントローラ(15)
であって、前記加圧流体源(11)へ接続する入口ポート(17)と、リザ
ーバ(13)へ接続する戻りポート(19)と、前記流体圧装置
のロッドエンド面積（Ａ）側およびヘッドエンド面積
（Ｂ）側へそれぞれ接続する第１および第２制御流体ポ
ート(21,23) とを形成するハウジング手段(33)と、該ハウジング手段に配置され、中立位置および該中立位
置をはさんで両側に配置される第１および第２作動位置
を形成し、前記ハウジング手段(33)と協働して、前記第
１作動位置にあるとき、前記入口ポート(17)と前記第１
制御流体ポート(21)とを連通する第１主流体通路を形成
し、前記第２作動位置にあるとき、前記入口ポート(17)
と前記第２制御流体ポート(23)とを連通する第２主流体
通路を形成するバルブ手段(27)と、該バルブ手段が前記第１作動位置にあるとき、前記第１
主流体通路と直列の流通関係に配置され、前記バルブ手
段が前記第２作動位置にあるとき、前記第２主流体通路
と直列の流通関係に配置され、通過する流体の体積に比
例して前記バルブ手段を追従移動させる流体駆動手段(2
9)とを備え、前記第１および第２主流体通路は、それぞれ可変流量制
御オリフィス(86)を含み、該可変流量制御オリフィス
は、前記バルブ手段が前記中立位置にあるとき、それぞ
れ流路面積が最小となり、前記バルブ手段が前記第１お
よび第２作動位置へ向かって変位したとき、それぞれ流
路面積が増大し、前記ハウジング手段(33)と前記バルブ手段(27)とが協働
して、前記第１および第２主流体通路とそれぞれ並列に
第１および第２増幅流体通路を形成し、該第１および第
２増幅流体通路は、前記流体駆動手段(29)をバイパス
し、また、それぞれ第１および第２可変増幅オリフィス
(103,105) を含み、前記第１および第２主流体通路の前記可変流量制御オリ
フィス(86)は、前記バルブ手段が前記第１および第２作
動位置にあるとき、それぞれ互いに等しい流路面積Ｃを
有し、さらに、(a) 前記第１可変増幅オリフィス(103)
は、前記バルブ手段(27)が前記第１作動位置にあると
き、流路面積Ｄを有し、(b) 前記第２可変増幅オリフィ
ス(105) は、前記バルブ手段(27)が前記第２作動位置に
あるとき、流路面積Ｅを有し、前記流路面積（Ｃ＋Ｄ）に対する前記流路面積（Ｃ＋
Ｅ）の比（（Ｃ＋Ｅ）／（Ｃ＋Ｄ））が、前記流体圧装
置のロッドエンド面積に対するヘッドエンド面積の比Ｘ
に等しいことを特徴とする流体コントローラ。
【請求項２】第１および第２主流体通路の可変流量制
御オリフィス(86)は、それぞれ、バルブ手段(27)が中立
位置から第１および第２作動位置の方向へ所定変位Ｙだ
け移動したとき、開き始めることを特徴とする請求項１
に記載の流体コントローラ。
【請求項３】第１および第２可変増幅オリフィス(10
3,105) は、それぞれ、バルブ手段(27)が中立位置から
第１および第２作動位置の方向へ所定変位Ｙだけ移動し
たとき、開き始めることを特徴とする請求項２に記載の
流体コントローラ。
【請求項４】バルブ手段(27)は、回転可能な主バルブ
部材(43)と、これと協働する相対回転可能な追従バルブ
部材(45)とを備え、前記主および追従バルブ部材が相互
に関係して中立位置を形成することを特徴とする請求項
１に記載の流体コントローラ。
【請求項５】加圧流体源(11)から、ロッドエンド面積
（Ａ）に対するヘッドエンド面積（Ｂ）の比（Ｂ／Ａ）
がＸである片ロッド型ピストンシリンダ流体圧装置(25)
への流体の流量を制御するための流体コントローラ(15)
であって、前記加圧流体源(11)へ接続する入口ポート(17)と、リザ
ーバ(13)へ接続する戻りポート(19)と、前記流体圧装置
のロッドエンド面積（Ａ）側およびヘッドエンド面積
（Ｂ）側へそれぞれ接続する第１および第２制御流体ポ
ート(21,23) とを形成するハウジング手段(33)と、該ハウジング手段に配置され、中立位置および該中立位
置をはさんで両側に配置される第１および第２作動位置
を形成し、前記ハウジング手段(33)と協働して、前記第
１作動位置にあるとき、前記入口ポート(17)と前記第１
制御流体ポート(21)とを連通する第１主流体通路を形成
し、前記第２作動位置にあるとき、前記入口ポート(17)
と前記第２制御流体ポート(23)とを連通する第２主流体
通路を形成するバルブ手段(27)と、該バルブ手段が前記第１作動位置にあるとき、前記第１
主流体通路と直列の流通関係に配置され、前記バルブ手
段が前記第２作動位置にあるとき、前記第２主流体通路
と直列の流通関係に配置され、通過する流体の体積に比
例して前記バルブ手段を追従移動させる流体駆動手段(2
9)とを備え、前記第１および第２主流体通路は、それぞれ可変流量制
御オリフィス(86)を含み、該可変流量制御オリフィス
は、前記バルブ手段が前記中立位置にあるとき、ぞれぞ
れ流路面積が最小となり、前記バルブ手段が前記第１お
よび第２作動位置へ向かって変位したとき、それぞれ流
路面積が増大し、前記第１および第２主流体通路の前記可変流量制御オリ
フィス(86)は、前記バルブ手段が前記第１および第２作
動位置にあるとき、それぞれ互いに等しい流路面積Ｃを
有し、さらに、(a) 前記ハウジング手段(33)および前記
バルブ手段(27)とが協働して、前記第２主流体通路のみ
と並列に増幅流体通路(101) を形成し、該増幅流体通路
は、前記流体駆動手段(29)をバイパスし、また、前記バ
ルブ手段が前記第２作動位置にあるとき流路面積Ｄを有
する可変増幅オリフィス(99)を含み、(b) 前記流路面積
Ｃに対する前記流路面積（Ｃ＋Ｄ）の比（（Ｃ＋Ｄ）／
Ｃ）が、前記流体圧装置のロッドエンド面積に対するヘ
ッドエンド面積の比Ｘ（＝Ｂ／Ａ）に等しいことを特徴
とする流体コントローラ。