JPS5836766A - パワ−・ステアリングに使用される流量調整弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、自動車のパワー・ステアリングに使用され
る流量調整弁に関する。

一般に、この種の７４ワー・ステアリングは、手動のス
テアリング轡構に備えられたフーカ機構としての形態を
とるものが多く、手動によるステアリングの変位が入力
信号としてそのサーボ機構に与えられ、出力機構がその
ステアリングの変位に追従して動作し得るように構成さ
れている。

しかも、その出力機構の動力源としては、油圧型のもの
が大半を占め、従って、その出力機構の動力源には、通
常、オイル・ポンプが適用されている。

上述した流量調整弁は、そのようなオイル・ポンプ・か
ら供給される圧油の流量をコントロールスるもので、供
給される圧油の流量に起因するそのオイル・ポンプの回
転数が、内燃機関の回転数に比例することから、アイド
リング状態においては、所定の流量を確保し、また、そ
の内燃機関の高速回転時においては、不必要な余剰流量
をそのオイル・ポンプの吸込み側へ戻し、ステアリング
の回転に要求される操作力を一定に維持し得るように構
成されている。

また、近年では、自動車の高速走行の場合において、そ
のステアリングを安定させるために、その流量調整弁に
よって、いわゆるステアリングの重さを僅かに重くする
ように構成される傾向にある。

しかし、そのような流量調整弁によってコントロールさ
れる圧油の流量は、内燃機関の回転数に応じて、所定の
流量が得られるように設定されているため、自動車が下
シ坂をエンジン・ブレーキを併用しながら、あるいは、
上シ坂をエンジンを吹かしながら低速ギアで走行する場
合には、内燃機関が高速回転されていることから、その
ステアリング操作が重くなり、特に、軽く、かつ、速い
ステアリング操作が要求されるカーブの多い坂道におい
て満足できるようなステアリング操作が困難であった。

この発明の目的は、通常の走行においては、ステアリン
グ操作が軽く、かつ、高速走行時には、ステアリングの
重さを僅かに重くシソ、そのステアリングを安定させ、
しかも、下り坂をエンジン・ブレーキを併用しながら、
あるいは、上り坂をエンノンを吹かしながら低速ギアを
使用して走行する場合には、そのステアリングの重さが
軽くなり、そのステアリングの操作性を向上し、安全な
走行を可能にするノ４ワー・ステアリングに使用される
流量調整弁の提供にある。

そのために、この発明のパワー・ステアリングに使用さ
れる流量調整弁は、オイル・ポンプの吐出側に接続され
る入口側ポート、パワー・ステアリンク装置のリアクシ
ョン拳コントロール・パルプ側に接続される出口側ポー
ト、および、オイル・ポンプの吸込み側に接続されるバ
イｉ４ス・ポートを備えるパルプ・ケーシングと、その
入口側ポートをそのパイ／ＩＰス・ポートに連絡するよ
うに、そのパルプ・ケーシングに形成されたパルプ・チ
ャンバと、その出口側ポートとそのパルプ・チャンバと
の間に形成された絞りと、その入口側テートとそのバイ
パス・テートとの連絡を制御するように、そのパルプ・
チャンバに往復摺動可能に配置サレタオイル・リターン
・コントロール・スプールと、その出口側ポート付近の
その絞シの下流側と、そのパルプ・チャンバの外側寄り
の部分とを連絡するノ２イロット連通路と、そのパルプ
・ケーシング内で、その絞りよりも上流側に設けられ、
その絞りよシも上流側のオイルの圧力が所定の圧力以上
になると、その絞りの上流側と下流側とを連絡するショ
ート・サーキット・パルプとを含ンでいる。

以下、この発明に係る／４’ワー・ステアリングに使用
される流量調整弁の望ましい具体例について、図面を参
照して説明する。

図は、この発明の／ＩＰワー・ステアリングに使用され
る流量調整弁の具体例１Ｏを概説的に示している。

そのノ４ワー・ステアリングに使用される流量調整弁１
０は、オイル・ポンプ（図示せず）の下流側における油
圧配管に独立して設けられたり、または、そのオイル・
ポンプに一体的に組み込まれるもので、そのオイル・ポ
ンプの吐出側に接続される入口＠’　　）　１２　、／
ｌパワーステアリング装置（図示せず）のリアクション
・コントロール・パルプ（図示せず）側に接続される出
口側ポート１３、および、そのオイル・ポンプの吸込み
側に接続すれるバイノやス・ポー）１４を備えたバＩ・
ケーシング１１と、その入口側ポート１２をそのバイパ
ス・ポート１４に連絡するように、そのパルプ・ケーシ
ング１１に形成されたパルプ・テヤンバ１５と、その出
口側ポート１３とそのパルプ・チャンバ１５との間に形
成された絞ルとしてのオリアイス１６と、その入口側ポ
ート１２とそのパイ・ぐス・ポート１４との連絡を制御
するように、そのパルプ・チャンバ１５に往復摺動可能
に配置され、かつ、そのオリフィス１６の開口面積を変
えるスロットル・ロッド２４を備えるオイルφリターン
・コントロール・スプール１７と、その出口側ポー）１
３付近のそのオリフィス１６の下流側とそのパルプ・チ
ャンバ１５の外側寄りの部分とを連絡するノ’？イロッ
ト連通路２７と、そのノ々ルプ・ケーシング１１内で、
そのオリフィス１６よりも上流側に設けられ、そのオリ
フィス１６よシも上流側のオイルの圧力が所定の圧力以
上になると、そのオリフィス阜６の上流側と下流側とを
、そのパイロット連通路２７を介して連絡するシ日−ト
・サーキット・パルプ３１とより構成されている。

勿論、図に示されているこの発明に係るノソワー・ステ
アリングに使用される流量調整弁ｌＯは、オイル・ポン
プの適宜の位置、例えば、下方部分に一体的に組み込ま
れている◎ すなわち、そのパルプ・ケーシング１１は、そのオイル
・ポンプのケーシングにおける下方部分に相当するもの
で、そのオイル・ポンプの吐出側に接続され、はぼ垂直
方向に上方に向けて伸長された入口側ポート１２と、パ
ワー・ステアリング装置のリアクシ、ン・コントロール
・バルブ側に接続され、その入口側／−ト１２から連続
して横方向に向けて伸長された出口側ポート１３と、そ
のオイル・ポンプの吸込み側に接続され、その入口側ポ
ート１２と並んでほぼ垂直方向に上方に向ケチ伸長され
たパイノヤス・ポー）１４とを備えている。

勿論、その出口側ポート１３は、油圧配管（図示せず）
を介して、その・ぐワー・ステアリング装置のリアクシ
ョン・コントロール・パルプ側ニ接続される。

そのパルプ・ケーシング１１には、その入口側ポー）１
２をそのバイパス・、Ｉｆ−）１４に連絡するように、
パルプ・チャンバ１５が横方向に形成されている。

勿論、そのパルプ・チャンバ１５は、一端方において、
その入口側／−）１２をそのバイパスφポート１４に連
絡し得るように、そのパルプ・←ラング１１の一方の側
面から横方向に穴明は加工を施し、開口端側はプラグ（
図示せず）によって閉塞される。

また、そのパルプ・ケーシング１１において、その出口
側ポート１３とそのパルプ・チャンバ１５との間には、
オリフィス１６が形成されているＯ サラに、そのパルプ・ケーシング１１には、その出口側
＄−）１３付近のそのオリフィス１６の下流側とそのパ
ルプ・チャンバ１５の外側寄シの部分とを連絡するパイ
ロット連通路２７が形成されている。

そのように構成されるパルプ・ケーシング１１のパルプ
・チャンバ１５には、その入口側ポート１２とそのパイ
／ｅス・ポート１４との連絡を制御し、かつ、その入口
側ポート１．２からその出口側ポー）１３へのオイルの
供給量を調節するように、そのオリアイス１６の開口面
積を変えるオイル−リターン・コントロール・スプール
１７が往復摺動可能に配置されている。

すなワチ、そのオイル・リターン・コントロール−スク
ール１７ｉｊ内側にリリーフ・パルプ・チャンバ１９を
備えて略円筒状に形成され、後端、および、上方の外周
に、そのリリーフ・パルプ・チャンバ１９と連絡される
圧油入口２０および圧油出口２１がそれぞれ形成された
スプール本体１８と、そのスプール本体１８の先端に取
り付けられ、かつ、そのオリフィス１６内に通されてそ
のオリフィス１６の開口面積を変えるスロットル・ロッ
ド２４と、そのリリーフ・パルプ・チャンバ１９内で、
その圧油入口２０を開閉するボール・ポペット２２と、
そのゴール・ポペット２２をその圧油入口２０に押し付
けるように、そのリリーフ−パルプ・チャンバ１９内に
配置されたリターン−スゲリング２３とより構成されて
いる〇そのように構成されるオイル・リターン・コント
ロール・スプール１７が、ソのパルプ・ケーシング１１
のパルプ・チャンバ１５内に配置されれば、ソノオイル
・リターンｅコントロール０スグール１７に協働されて
、そのパルプ・チャンバ１５の外側寄りの部分には背圧
室２６が形成される。

勿論、その背圧室２６は、上述したパイロット連通路２
７を介して、オリフィス１６の下流側の出口側ポート１
３に連絡されている。

また、その背圧室２６には、そのオイル・リターン・コ
ントロールφスゾール１７を内側に押し付ケるリターン
・スプリング２５が配置されている。

従って、ソのオイルφリターン亀コントロール争スゾー
ル１７は、常態で、そのリターン・スプリング２５によ
り、内側に押し付けられ、その入口側ポート１２とバイ
パス・ポート１４との連絡は絶たれている。勿論、その
ような状態において、そのオイル・リターン・コントロ
ール・スプール１７におけるスロットル・ロッド２４の
先端は、そのオリフィス１６から離れて出口側ポー）１
３寄ルに位置されているため、そのオリフィス１６の開
口面積は最大になされている。

さらに、そのパルプ・ケーシングｌｌ内において、その
オリフィス１６よりも上流ｇＡ＋１で、かつ、そのパル
プ・チャンバ１５の内側寄シの位置付近には、そのオリ
フィス１６よりも上流側のオイルの圧力、すなわち、オ
イル・ポンプから供給されるオイルの圧力が所定の圧力
以上になると、そのオリフィス１６の下流側１と下流側
とを、パイロット連通路２７を介して連絡するショート
・サーキ、ト・パルプ３１が設けられている。

すなわち、そのパルプ・ケーシング１１において、その
パルプ・チャンバ１５の内側寄りの位置には、下方に伸
長され、かつ、そのパイロット連通路２丁と直交するシ
ョート・サーキット・パルプ・チャンバ２８が形成され
、そのパルプ・チャンバ２８内に、そのショート・サー
キット・パルプ３１が往復摺動可能に配置されている。

そのショート・サーキット・パルプ３１は、円筒形状に
形成されたパルプ本体３２と、そのパルプ本体３２１ｐ
上方側の側面周囲に形成されたリング溝３３と、そのリ
ング溝３３とそのパルプ本体３２の上端とを連絡する連
通路３４と、そのショート・サーキット・パルプ・チャ
ヒバ２８内で、そのパルプ本体３２を上方に押し上げる
ためのリターン・スプリング３５とより構成されている
。

従って、そのパルプ本体３２は、そのショート・サーキ
ット・パルプ・チャンバ２８内に往復摺動可能に配置さ
れ、さらに、そのパルプ本体３２の下方には、そのリタ
ーン・スプリング３５が配置され、そのような状態にお
いて、そのショート・サーキット・パルプ・チャンバ２
８の下方には、プラグ３６が嵌め込まれている。

勿論、そのパルプ本体３２は、常態において、そのリタ
ーン・スプリング３５によって上方に押し上げられてい
ることから、そのパルプ本体３２のリング溝３３とその
・ぐイロット連通路２７との連絡は絶たれているが、そ
のような状態において、そのショート・サーキット・パ
ルプ３１を中心にして、両側のノやイロット連通路２７
を連絡するために、そのショート−サーキット・パルプ
・チャンバ２８の内周は埋中夫の位置には、その両（Ｉ
ｌ＋のパイロ、ト違通路２７を連絡するリング溝２９が
形成されている。

換言するならば、そのパルプ本体３２が、そのリターン
・スプリング３５によって上方に押し上げられている場
合にも、上述したオリフィス１６の下流側の出口側ポー
）１３と、上述したオイル・リターン・コントロール争
スゾール１７後端（１１１の背圧室２６とは、その）母
イロット達通路２７およびリング溝２９によって連絡さ
れている。

勿論、そのショート・サーキッ）−パルプ３１は、オイ
ル・ポンプから入口側ポー）１２に供給されるオイルの
圧力が所定の圧力以上になると、そのリターン・スプリ
ング３５に抗して下方に押し込められ、そのリング溝３
３とそのパイロット連通路２７、換言するならば、その
オリフィス１６の上流側と下流側とが連絡されるように
構成されるが、上述した所定の圧力は、そのリターン・
スプリング３５のばね定数によって決定される。

従って、そのリターン・スプリング３５のハネ定数は、
自動車が下り坂をエンジン・ブレーキを併用しながら、
あるいは、上り坂をエンジンを吹かしながら低速ギアを
使用して走行する場合など、機関回転数が極端に上昇し
、オイル・ポンプから入口側ポート１２に供給されるオ
イルの圧力が高い場合に、そのショート・サーキット拳
パルプ３１が下方に押し込められ、そのオリフィス１６
の上流側と下流側とを連絡し得るように、所定のばね定
数に設定される。

勿論、通常の高速走行の場合には、高速ギアが使用され
ていることから、その場合の機関回転数は上述したよう
な場合の機関回転数よりも低く、従って、そのショート
・サーキット・パルプ３１は、そのリターンやスゲリン
グ３５によって上方に押し上げられた状態に維持される
。

次に、この発明に係るＡ’ワー・ステアリングに使用さ
れる流量調整弁ｌＯの動作について説明する。

先ず、内燃機関が運転され、オイル・ポンプが駆動され
ると、そのオイル・ポンプの回転に応じたオイルが入口
側ポー）１２に送られるが、低速運転されている場合に
は、その入口側ポー）１２に送られるオイルの量が比較
的少なく、オリフィス１６での圧力降下が小さいためオ
イル・リターン・コントロール・スプール１７は、オリ
スイス１６側（図において左１１！ｌ）に位置されてい
ることから、その入口側ポー）１２とパイｉ４ス・、ｊ
？−）１４との連絡が絶たれ、そのオイルは、そのオリ
フィス１６を通過して、出口側ポート１３から、ノ９ワ
ー・ステアリング装置のリアクション・コントロール・
パルプ側に送られる。

従って、そのオイル・ポンプから供給されるオイルがそ
のバイパス・／−ト１４を介して、そのオイル・ポンプ
の吸込み側に戻されることなく、そのリアクション・コ
ントロール・パルプ側ニ送られ、所定の操作力、すなわ
ち、軽い操作力をもってステアリングが回転され得る状
態に置かれる。

また、高速運転時には、その入口側ポートに送られるオ
イルの量が多く、オリアイス１６での圧力降下が大きい
ためそのオイル・リターン・コントロール・スツール１
７が、リターン・スフリング２５に抗して外侮（図にお
いて右側）に摺動され、その入口側ポー）１２とバイパ
ス・ポート１４とが連絡されて、そのオイルの一部がオ
イル・ポンプの吸込み側に戻され、しかも、そのような
オイル参リターン・コントロール・スツール１７の摺動
に伴い、スロットル・ロッド２４によって、そのオリフ
ィス１６が絞られることから更に圧力降下が増しそのた
めオイル・リターン・コントロール・スプール１７が更
に右側に摺動されバイパス・ポート１４の開きが大とな
るためオイル・ポンプの吸込み側に戻されるオイルの量
が増し、出力側、ｊ？　−ト１３から、ノヤワー・ステ
アリング装置のリアクション・コントロール・パルプ側
に送うれるオイルの量が減少される。

従って、上述した所定の操作力よシも大きな操作力をも
ってステアリングが回転され得る状態、いわゆる、ステ
アリングが重く、安定した状態に置かれる。

さらに、下シ坂をエンジン・ブレーキを併用しながら、
あるいは、上シ坂をエンジンを吹かしながら低速ギアを
使用して走行する場合には、機関回転数が前記高速運転
の場合と同様高いため、出力側／−）１３から、パワー
ステアリング装置のリアクシ、ン・コントロール・パル
プ側に送うれるオイルの量が減少するが、カーブにおい
て、大きく舵を切る時は、オイルの圧力が高くなるため
上述したショート・サーキット・パルプ３１がリターン
・スプリング３５に抗して下方に押し込められ、パルプ
、本体３２のリング溝３３と、ショート・サーキット・
パルプ・チャンバ２８のリング溝２１９とが合わされ、
そのオリフィス１６の上流側と下流側とが、パイロット
達通路２７を介して連絡される。

従って、オリフィス１６の上流側と下流側との圧力差が
減少するためオイル・リターン・コントロール・パルプ
が左側に戻シパイパス・、１？−ト１４が閉じられるた
めパワー・ステアリング装置のリアクション・コントロ
ール・パルプ側に送られるオイル量は多くなることから
、上述し六ようにオイル・ポンプが高速回転されている
場合でも、そのリアクション・コントロール・パルプｌ
１ｌＫ送られるオイルの流量は多く、軽い操作力をもっ
てステアリングが回転され得る状態に置かれる。

如上の構成になるこの発明によれば、通常の走行におい
ては、ステアリング操作が軽く、かつ、高速走行時には
、ステアリングの重さが僅かに重くなシ、そのステアリ
ングが安定し、しかも、カーブのある下り坂をエンジン
・ブレーキを併用しながら、あるいは、カーブのある上
り坂をエンジンを吹かしながら低速ギアを使用して走行
する場合には、そのステアリングの重さが軽くなり、そ
のステアリングの操作性が向上し、安全な走行が可能に
なるパワー・ステアリングに使用される流量調整弁が得
られる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明に係るパワー・ステアリングに使用される
流量調整弁の具体例を示す概説図である。 １０・・・パワー・ステアリングに使用される流量調整
弁、ｌｌ・・・パルプ・ケーシング、１２・・・入口側
ポート、１３・・・出口側ｙｔ？−）、１ト・・ノ４イ
ノ’？ス・ポート、ｌｌ・・パルプ・チャンバ、１６・
・・オリフィス、１７・・・オイル・リターン・コント
ロール−スプール、２４・・・スロットル・口、）’、
２７・・・ノぞイロット連通路、３１・・・ショート・
サーキット。 パルプ０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 オイル・ポンプの吐出側に接続される入口側ポート、ノ
   クワー・ステアリング装置のリアクション・コントロー
   ル・パルプ側に接続される出口側ポート、および、オイ
   ル・ポンプの吸込み側に接続されるバイパス・ポートを
   備えるパルプ・ケーシングと、 その入口側ポートをそのバイパス・、Ｎ−）に連絡する
   ように、そのパルプ・ケーシングに形成されたパルプ・
   チャンバと、 その出口ＩＩ＋ポートとそのパルプ・チャンバとの間に
   形成された絞りと、 その入口側ポートとそのパイｔｅス・ポートとの連絡を
   制御するように、そのパルプ・チャンバに往復摺動可能
   に配置されたオイル・リターン・コントロールもスプー
   ルと、 その出口側ポート付近のその絞シの下流側とそのパルプ
   ・チャンバの外側寄シの部分とを連絡するパイロット達
   通路と、 そのパルプ・ケーシング内で、その絞りよシも上流側に
   設けられ、その絞りよシも上流側のオイルの圧力が所定
   の圧力以上になると、その絞りの上流側と下ｆＭ＠とを
   連絡するショート・サーキットΦノｆルプ とｔ含むノｅワー・ステアリングに使用される流量調整
   弁。