JPS5984669A - パワ−ステアリングバルブ - 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、車両に用いられ手動操舵力を圧力流体で補
助するパワーステアリング装置のパワーステアリングバ
ルブ、特に流体音の消去を図ったパワーステアリングバ
ルブに関する。

パワーステアリング装置は、圧力流体発生源とパワース
テアリングバルブとパワーシリンダとを備え、圧力流体
発生源が発生する圧カ流体ヲパワーステアリングバルブ
でコントロールしてパワーシリンダへ伝え、パワーシリ
ンダの動力により操向車輪を動がして手動操舵力を補助
するものである。このパワーステアリング装置のパワー
ステアリングバルブには流路の狭い部分があるため、パ
ワーステアリング作動時、圧力流体がパワーステアリン
グバルブを通過する際に例えばシューという流体音を発
生して車内の静粛性を害する。この流体音を消去するた
め、従来よりパワーステアリングバルブのドレン側の流
路をパワーステアリング作動時に絞って背圧力流体を高
めることが行なわれている。

従来のこの種のパワーステアリングバルブとしては、例
えば第１図から第３図に示すようなものがある。１はバ
ルブハウジング、２はバルブバウシング１に突出して設
けられたドレンボートである。３はドレンボート２のプ
ラグである。４はバルブボディ、５はトーションバー、
６はピニオンギアである。ドレンボート２には、スプリ
ングで第１図中左方に付勢される板７が配されており、
板７には小孔８．９が設けられている。板７とドレンボ
ート２の’７２ａとの間には隙間が設けられている。１
０はピストンであり、バルブシャフト１１と直角に配さ
れており、バルブハウジング１内の作動圧の上昇により
第１図中右方に移動する。これら板７、ピストン１０お
よびスプリンタ等が背圧制御弁１２を構成する。

この従来のパワーステアリングバルブは、図外のステア
リングホイールが操作されて内部の作動圧が上昇すると
、第２図に示すように、ピストン１０が図中右方に移動
して板７をプラグ３に当ててトレンボート２を寒く。こ
の結果、ドレンボート２は小孔８．９を通じてバルブハ
ウジング１内と連通し、バルブバウシング１内の背圧を
上昇させる。したがって、ＬＬ力流体がパワーステアリ
ングバルブを通過する際の流体音を消去することができ
る。

また、ステアリングホイールが操作されていない場合に
あっては、第３図に示すように、板７がスプリングの弾
性力により付勢されて図中左方へ移動している。この結
果、圧力流体は図中矢印で示すように比較的大きな流路
面積を介して流動するため、ポンプに大きな負荷が加わ
るごともない。

しかしながら、このような従来のパワーステアリングバ
ルブにあっては、その背圧制御弁１２が、バルブハウジ
ング１に形成された孔に板７と連結したピストン１０を
摺動自在に挿入し、板７をスプリングで付勢するよう構
成されている。このように、この背圧制御弁１２の構造
が複雑となるとともに構成部品点数が多くなるので、パ
ワーステアリングバルブの形状が大きくなり、さらに、
製作コストの増大を招き、その上、重量が増加するとい
う問題点があった。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、背圧制御弁が、ドレン流路の途中に画成され
て該ドレン流路を開口させる室と、該室へ前記コントロ
ールバルブから流入するインレット流路側の圧力流体の
圧力を導入する通路と、前記室を前記ドレン流路が開口
する小室と前記通路が開口する小室とに画成し前記ドレ
ン流路側側面に一個または複数個の突起を有し、前記ド
レン流路の開口端を閉止可能な弾性部材と、前記室より
上流側のドレン流路と下流側のトレン流路とを連通ずる
バイパス通路と、を備えて構成されるパワーステアリン
グバルブを提供し、上記問題点を解決することを目的と
している。

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第４．５図は、この発明の一実施例を示す図である。

まず、構成を説明すると、２１は全体としてのパワース
テアリングバルブを示し、そのバルブバウシング２２内
にコントロールバルブ３６と背圧制御弁３８とを収納し
ている。バルブバウシング２２は、略円筒型のハウジン
グ本体２２ａと、ハウジング本体２２ａに固着した部材
２４とから成り、ハウジング本体２２ａには図外の圧力
流体供給源に連結したインレットボート（図示せず）と
図外のアクチュエータに連結したアウトレットボート（
図示せず）とが設けられている。また、部材Ｕにはプラ
グ３２が螺着し、このプラグ３２には圧力流体供給源側
の図示しないリザーバへ連結したドレンボート３７が設
けられている。部材２４は、ハウジング本体２２．ｌ側
に凹部を有して、ハウジング本体２２ａとともに室２６
を画成する。

この室２６には、部材２４に形成された第１ドレン流路
２５と、部材２４およびハウジング本体２２ａに形成さ
れた第２ドレン流路２７と、が開口している。これらの
室２６、第１Ｆレン流路２５および第２ドレン流路２７
は、ドレンボート３７とコントロールバルブ３６側とを
連通ずる。また、室２６には、ハウジング本体２２ａに
形成された孔２８（通路）が開口している。この孔２８
は、ハウジング本体２２ａを貫通してコントロールバル
ブ３６の上流側、例えばインレットボートと室２６とを
連通し、アクチュエータとしてのパワーシリンダへ供給
する圧力流体の作動圧に対応した圧力を室２６内に導入
する。２９は例えばゴム等の弾性体から成るダイヤフラ
ムであり、このダイヤフラム２９は、その周縁部が部材
２４とハウジング本体２２ａとの間に挟着されて、室２
６を２つの小室２６ａ、２６ｂに液密的に画成している
。この一方の小室２６ａには、前記孔２８が開口してコ
ントロールバルブ３６の上流側の圧力が導入され、他方
の小室２６ｂには、第１ドレン流路２５および第２ドレ
ン流路２７が開口している。また、部材２４には、第１
ドレン流路２５と第２ドレン流路２７とを連通ずる比較
的小径のバイパス通路３０が形成され、第１ドレン流路
２５と第２トレン流路２７との間の最小限流路面積を確
保している。これらの第１ドレン流路２５と第２ドレン
流路２７とがドレン流路２３を構成する。ダイヤフラム
２９の中心部には硬質ゴム等の材料からなる補強材３１
が埋設され、この補強材３１は、ダイヤフラム２９が図
中右方へ変位した場合に、ダイヤフラム２９のトレン流
路２３側側面に第１ドレン流路２５と第２ドレン流路２
７とを確実に閉止させる。前記周縁部と中心部との間の
ダイヤフラム２９のドレン流路２３側側面には、複数個
例えば３個の環状の突起２９ａが形成されている。これ
らの室２６、孔２８、ダイヤフラム２９、バイパス通路
３０および補強材３１が背圧制御弁３８を構成する。

コントロールバルブ３６は、周知のように、ハウジング
本体２２ａ内に回転可能に収納された略円筒型のバルブ
ボディ３３を有し、このバルブボディ３３の中空部にバ
ルブシャフト３４がバルブボディ３３との同軸的な相対
回転自在に挿入されている。バルブボディ３３は、その
外周上にハウジング本体２２ａの内周壁面とともにアウ
トレットポート、インレットボートおよびドレンボート
に連通ずる溝を形成するとともに、これらの溝から中空
部へ貫通ずる孔が形成されている。

バルブハウジング２２から突出したバルブシャフト３４
の端部（図中上端）は図外のステアリングホイールに図
示しないステアリングシャフトを介して連結し、バルブ
シャフト３４の中空部にはトーションバー３５が同軸的
に挿入されている。

トーションバー３５は、その拡径された一端（図中上端
）がバルブシャフト３４に非回転に結合されるとともに
、他端（図中下端）が例えば図外のパワーシリンダ（ア
クチュエータ）のピストンに結合するラックに噛合する
ビニオンギア（ランク・アント・ビニオン式パワーステ
アリング〉に非回転に連結し、さらに、その縮径された
中間部がバルブシャフト３４の中空部に遊挿されている
。このコントロールバルブ３６は、ステアリングホイー
ルに所定値を超える操舵力が加えられた場合、バルブボ
ディ３３とバルブシャフト３４との間にこの操舵力に対
応した相対回動変位が生じて、アウトレットポートとイ
ンレットボートを操舵力に対応したバルブ開度で連通し
、比較的高圧の圧力流体をパワーシリンダの一方の室に
供給する。このときパワーシリンダの他方の室はドレン
される。また、これらバルブボディ３３、バルブシャフ
ト３４およびトーションバー３５は、ステアリングホイ
ールが操舵されない場合、バルブボディ３３とバルブシ
ャフト３４との間に相対回動変位が体しることも無く、
インレットボートをアウトレットポートから遮断してド
レンボートに連通ずる。なお、パワーシリンダは、周知
のように、操向車輪に連結するランクに固定されたピス
トンがシリンダ内に２つの流体室を画成するもので２．
ステアリングホイールの操舵に応じてコントロールバル
ブ３６から圧力流体が流入あるいは流出する流体室間の
圧力差により操舵補助力を生じる。

次に作用を説明する。

今、図外のステアリングホイールが操舵されず、図外の
ステアリングシャフトからバルブシャフト３４に操舵力
が加わらない場合、バルブシャフト３４とバルブボディ
３３．との間に相対回動が生じることはない。したがっ
て、コントロールバルブ３６は、前述のように、インレ
ットボートとアウトレットボートとを遮断するとともに
、インレットボート このため、図外の圧力流体供給源からインレットボート
トに流入する圧力流体は、アウトレットボートすなわち
パワーシリンダへ流入すること無く、第２ドレン流路２
７から背圧制御弁３８および第１ドレン流路２５を経て
、リザーバへ排出される。この時、背圧制御弁３８にお
いては、第４図に示すように、ダイヤフラム２９が図中
左方へ変位して第１ルン流路２５と第２ドレン流路２７
とが小室２６　ｂを介して連通し、第１ドレン流路２５
と第２トレン流路２７との間は充分な流路面積を有して
いる。このため、第２ドレン流路２７から流入する圧力
流体は、小室２６　ｂを経て第１トレン流路２５へ流動
するとともに、バイパス通路３０を経て第１ドレン流路
四へ流動し、圧力流体供給源であるポンプ等の駆動機器
に過大な負荷を加えることもない。

次に、ステアリングホイールが操舵されて、ステアリン
グシャフトからバルブシャフト３４に操舵力が加わった
場合、バルブシャフト３４とバルブボディ３３との間に
相対回動変位が生じる。

したがって、コントロールバルブ３６は、前述のように
、インレットボートとアウトレットボート、およびイン
レットボートとドレンボート３７との間を操舵力に対応
したバルブ開度で連通する。このため、圧力流体供給源
からインレットボートに流入する圧力流体は、コントロ
ールバルブ３６の各バルブ開度に対応して、アウトレッ
トポートすなわちパワーシリンダへ流入するとともにド
レンボート３７から排出され、パワーシリンダが、ステ
アリングホイールの操舵へ操舵補助を、与える。ところ
で、圧力流体供給源から供給された圧力流体は、ステア
リングホイールが操舵されるとコントロールバルブ３６
の絞り作用により圧力が上昇する。このため、インレッ
トボートと孔２８を介して連通した小室２６ａ内の圧力
が増大し、第５図に示すように、ダイヤフラム２９が図
中右方へ変位し突起２９ａが押しつぶされた後第１ドレ
ン流路２５と第２ドレン流路２７を閉止する。したがっ
て、第２ドレン流路２７から流出した圧力流体は、第２
Ｆレン流路２７からバイパス通路３０を経て第１ドレン
流路２５へ流れ、この後リザーバへ排出される。この結
果、このようなステアリングホイールの操舵時において
、コントロールバルブ３６を圧力流体が通過する際に生
じる圧力降下は低減されて、流体音が発生することも無
く、車室内の静粛性は保持される。このように、背圧制
御弁３８は弾性体から成るダイヤフラム２９を有して、
このダイヤフラム２９が、コントロールバルブ３６の作
動圧の上昇により第１、第２トルン流路２５、２７間の
流路面積を減少させて、ステアリングホイールの１榮舵
時におけるコントロールバルブ３６の下流側圧力を上昇
する。したがって、従来のパワーステアリングバルブの
ように、ピストン１０、板７およびスプリング等を必要
とすることも無く背圧制御弁の構造が簡単となり８１５
品点数も少なくてすむので、パワーステアリングバルブ
が小型となり、さらに、製作コストが低廉になり、その
上、重量が軽くなる。しかも、前記周縁部および中心部
の間のダ・ｆセフラム２９は、突起２９ａが押しつぶさ
れることによって発生ずる弾性力によって、小室２６ｂ
側への過度な変位が極力防止されている。したがって、
弾性体に発生する内部応力を低く抑えることが可能とな
り、この結果、ダイヤフラム２９の疲労寿命が延長する
。

次に、再びステアリングホイールが元の状態に戻された
場合、圧力流体供給源からインレントポートに流入する
圧力流体は、アウトレットボートへ流入することなく、
ドレンボート３７から排出される。そして、小室２６ａ
内の圧力は減少する。したがって、ダイヤフラム２９は
、前記周縁部および中心部の間の弾性体の弾性復元力に
よって、図中左方へ変位し元の状態に復元する。このと
き、ダイヤフラム２９には突起２９ａの弾性復元力によ
る小室２６ａ側への反力も作用するので、ダイヤフラム
２９の復元は確実となる。

しかも、この突起２９ａによる剛性向上により前述のダ
イヤフラム２９の過大変位を防ぐこととあいまって、そ
の疲労寿命の延長が可能となり、パワーステアリングバ
ルブの耐久性が向上する。

第６図は、ダイヤフラム２９が画成するドレン流路側小
室の他の実施例を示している。この実施例における小室
４０の底面は、前記一実施例における小室２６ａの底面
に比べ、突起２９ａに接近している。しかも、その底面
には、先端面に前記第１、第２ドレゾ流路５．２７が開
口する突起４０ａが形成されている。この実施例の場合
、ダイヤフラム２９の図中右方への変位が少なくてすむ
ので、ダイヤフラム２９の疲労寿命がさらに延長する。

以上説明してきたように、この発明によれば、加圧され
た圧力流体を発生ずる圧力流体供給源へ連結したインレ
ット流路をアクチュエータへ連結したアウトレット流路
と圧力流体を排出するドレン流路とに選択的に接続する
コントロールバルブを、バルブハウジング内に収納して
、前記コントロールバルブがステアリングホイールの操
舵に応して圧力流体の流動を制御するとともに、前記ド
レン流路に背圧制御弁を設けて、該背圧制御弁が前記コ
ントロールバルブから流入するインレット流路側の圧力
流体の圧力に応じて前記ドレン流路の流路面積を変更す
るパワーステアリングバルブにおいて、前記背圧制御弁
が、前記ドレン流路の途上に画成されて該ドレン流路を
開口させる室と、該室へ前記コントロールバルブから流
入するインレット流路側の圧力流体の圧力を導入する通
路と、前記室を前記ドレン流路が開口する小室と前記通
路が開口する小室とに画威し前記ドレン流路側側面に一
個または複数個の突起を有し前記ドレン流路の開口端を
閉止可能な弾性部材と、前記室より上流側のドレン流路
と下流側のドレン流路とを連通ずるバイパス通路と、を
備えて、操舵時の作動圧の上昇にともない弾性部材がド
レン流路の流路面積を減少するよう構成したため、パワ
ーステアリングバルブが小型となり、さらに、パワース
テアリングバルブの製作コストが低源になり、重量が軽
くなり、耐久性が向上するという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のパワーステアリングバルブを示す断面図
、第２図および第３図は第１図のパワーステアリングバ
ルブの圧力流体の流動を示す要部Ｖｌ’ｒ面図、第４図
はこの発明の一実施例にかかるパワーステアリングバル
ブを示す断面図、第５図は第４のパワーステアリングバ
ルブの圧力流体の流動を示す要部断面図、第６図ばこの
発明にかかるパワーステアリングバルブの室の他の態様
を示す断面図である。 ２１−−−−　パワーステアリングバルブ、２２−−−
−−バルブバウシング、 ２３−−一ドレン流路、 ２５−−−−−一第１ドレン流路、 ２６−−・−室、 ２６ａ、２６ｂ、４０−−−一小室、 ２７−−−−第２ドレン流路、 ２８−−一一−一孔（通路）、 ２９−一−ダイヤフラム（弾性部材）、２９２−−一〜
−−突起、 ３０−−−−バイパス通路、 ３６−−−−−−コントロールハルブ、３７−−−−−
−　トレンボート、 ３８−−−一昔圧制御弁。 特許出願人　　　　　　日産自動車株式会社代理人弁理
士　有我軍一部 第２図 １ 第３図 第５図 第６図 、／２１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加圧された圧力流体を発生する圧力流体供給源へ連結し
   たインレット流路をアクチュエータへ連結したアウトレ
   ット流路と圧力流体を排出するドレン流路とに選択的に
   接続するコントロールバルブを、バルブハウジング内に
   収納して、前記コントロールバルブがステアリングホイ
   ールの操舵に応じて圧力流体の流動を制御すると喫もに
   、前記ドレン流路に背圧制御弁を設けて、該背圧制御弁
   が前記コントロールバルブから流入するインレット流路
   側の圧力流体の圧力に応じて前記ドレン流路の流路面積
   を変更するパワーステアリングバルブにおいて、前記背
   圧制御弁が、前記ドレン流路の途上に画成されて該ドレ
   ン流路を開口させる室と、咳室へ前記コントロールバル
   ブから流入するインレット流路側の圧力流体の圧力を導
   入する通路と、前記室を前記ドレン流路が開口する小室
   と前記通路が開口する小室とに画成し前記トレン流路側
   側面に一個又は複数ＩＩＩの突起を有し前記ドレン流路
   の開口端を閉止可能な弾性部材と、前記室より上流側の
   ドレン流路と下流側のドレン流路とを連通ずるバイパス
   通路と、を備えたことを特徴とするパワーステアリング
   バルブ。