JPS63195065A - パワ−ステアリング装置のコントロ−ルバルブ - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えばラックアンドビニオン式のパワーステ
アリング装置に装備されるコントロールバルブに関する
ものである。

［従来の技術］ 一般に、自動車のパワーステアリング装置においては、
オイル源からパワーシリンダへのオイルの給排を制御す
るコントロールバルブがステアリングホイールのシャフ
トに設けられている。

従来、この種のコントロールバルブとして例えば第７図
に示すように構成したものが知られている。これによれ
ば、ステアリングホイールを回転すると、ロータＡが回
転して該ロータ、Ａの流体通路ＢがバルブスリーブＣの
流体通路りと連通し、該流体通路りに接続されたオイル
タンク（図示せず）からオイルをバルブスリーブＣとロ
ータＡの流体通路Ｂを通してパワーシリンダに供給する
ようになっており、これにより操舵出力を倍力する。

なお、第７図中、Ｅは入力軸（トーションバー）で、そ
の一端はビニオンＦに接続され、またその他端はロータ
Ａに接続されており、ステアリングホイールを回転した
とき、一端側がビニオンＦとラック棒Ｇとの噛合を介し
て接地抵抗を受けていることから、他端側かねじられ、
これにより上述の如くロータが回転する。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記コントロールバルブでは、要求される操舵フィーリ
ングを与えるように入力圧力特性（バルブカーブ）を設
定するには、主にインプットシャフトのバルブ開閉部分
（ロータとバルブスリーブの流体通路の開口部分）を面
取り等して行っていたが、加工が微妙で難しい上に、バ
ルブカーブの・設定もある程度の限界があり、このため
要求される操舵フィーリングを充分に満足させることが
できない問題があった。

また、トーションバーＥを使用しているため、バルブカ
ーブに不感性領域を設けても、センターフィーリングは
トーションバーのバネ定数に依存するため剛性感に欠け
る問題もあった。

本発明の目的は、要求される操舵フィーリングを与える
バルブカーブの設定が比較的容易に行えると共にその設
定範囲も拡大される上に、センターフィーリングにおい
て剛性感をもたせて中・高速直進時におけるセンターの
遊びを無くすことができるパワーステアリング装置のコ
ントロールバルブを提供することにある。

かかる目的を達成するため本発明では、ロータと一体あ
るいは別体の入力軸に、軸線方向に移動可能で周方向に
回り止めされたカム部材を設け、またバルブスリーブか
該入力軸と別体のロータのいずれか一方に、該カム部材
のカム部に係合する突出部を設け、かつ該入力軸にカム
部材を突出部に押圧する押圧部材を設けて、押圧部材の
押圧力に抗して突出部をカム部から外す回転力が作用し
た時、バルブスリーブとロータのいずれか一方が他方に
対して回転するように構成したことにある。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明のコントロールバルブの第一実施例を示
している。この第一実施例によれば、ハウジングｌＯに
設けた孔１０ａ内に入力軸１１が装備されている。この
入力軸１１の一端部（第１図下方部）には、ラック棒に
設けたラック（図示せず）に噛合するビニオン１２が設
けられている。なお、ラック棒の両端には図示しないリ
ンク機構を介して車輪（図示せず）が連結され、またこ
のラック棒は図示しないパワーシリンダによってパワー
アシ、ストされる。

また、孔１０ａ内にはバルブスリーブ１４が軸受１３を
介して回転可能に装備されている。このバルブスリーブ
１４の一端部にはハウジング１０より突出する軸部１４
ａが設けられており、該軸部Ｌ４ａには図示しないステ
アリングホイールのシャフトが連結される（第３図ａ参
照）。また、バルブスリーブ１４内には、入力軸１１の
他端部（第１図上方部）に設けたロータ１５が回転可能
に挿入されている。

バルブスリーブ１４には複数の流体通路１６が設けられ
、またロータ１５には該流体通路１６と連通する複数の
流体通路１７が設けられている。これら流体通路１６．
１７は、バルブスリーブ１４とロータ１５の相対回転に
よって互いに協働し命ってオイルを流したり、この流れ
を止めたりする。すなわち、ステアリングホイールを回
転することにより、バルブスリーブ１４とロータ１５が
相対的に回転して、オイルタンクからオイルをバルブス
リーブ１４の流体通路１６とロータ１５の流体通路１７
を通してパワーシリンダに供給したり、あるいはオイル
タンクに戻したりする。この作動については周知である
ので、その詳細な説明は省略する。

次に本発明の特徴部分について説明すると、入力軸１１
の中間部分にはカム部材としてのカムリング１８が軸線
方向に移動可能に取付けられており、またバルブスリー
ブ１４の他端面には該カムリング１８のほぼＶ字状に窪
んだカム部１８ａに係合する突起部１９が一体に形成さ
れている（第３図ａ、ｂ参照）。この入力軸１１の中間
部分には、第２図ａ。

ｂに示すように、例えば周面の一部をカットして回り止
め用の平、項部２０が形成されており、該平坦部２０に
よりカムリング１８を回り止めしている。また、入力・
軸１１の中間部のビニオン１２寄り側にはフランジ部２
１が一体に形成されていて、該フランジ部２１とカムリ
ング１８との間には該カムリング１８′を突起部１９側
に押圧するスプリング２２が介在されている。

第１図に示す状態では、スプリング２２はプレロードが
かけられた状態、すなわちカムリング１８とフランジ部
２１とにより押され、それによって生じた反力としての
弾撥力がカムリング１８に作用してカム部１８ａを突起
部１９に押圧した状態にある。

したがって、ステアリングホイールは、バルブスリーブ
１４から突起部１９とカム部１８ａとの係合を介してロ
ータ１５と入力軸１１とピニオン１２に回転方向に連結
された状態にある。いま、ステアリングホイールをその
中立位置から回転しようとすると、カムリング１８と突
起部１９とスプリング２２とからなる機構が従来技術の
トーションバーと同じ働きをする。すなわち、ピニオン
１２とラックとの噛合により入力軸１１には接地抵抗が
あることから、入力軸１１は容易には回転せず、突起部
１９がカムリング１８を押し下げてカム部１８ａの最下
端部から移動したときバルブスリーブ１４が回転する。

すなわち、従来技術においてトーションバーが捩じれた
場合と同様に（第り　図参照）、バルブスリーブ１４が
ロータ１５に対して回転してバルブスリーブ１４の流体
通路１６とロータ１５の流体通路１７が連通し、オイル
がオイルタンクからパワーシリンダに供給される。これ
により、ラック棒がパワーシリンダからパワーアシスト
されて入力軸１１が容易に回転するようになり、ステア
リングホイールの操舵に伴い、人力軸１１（ロータ１５
）がバルブスリーブ１４と相対変位を保ちながら回転し
てラック棒を移動させる。

しかし、スプリング２２やカムリング１８は、−室以上
の操舵力でなければバルブスリーブ１４がロータ１５に
対して相対回転しないように固定する。即ち、ステアリ
ングホイールとピニオンが相対的に回転方向の位相ズレ
を起させない働きをすることから、トーションバーの場
合と異なり、バルブカーブの不感性領域を作る働きをす
る。したがって、カム部１８ａの形状やスプリング２２
のバネ定数を変えることにより、バルブカーブを自由に
設定することができ、従来技術のようにバルブ開閉部（
流体通路１５．１７の開口部分）の而取り等で行うよう
な面倒なことをしなくてもすみ、バルブ開閉部は一種類
用いるだけでよく、カム部１８ａの形状やスプリング２
２のバネ定数により種々のバルブをつくることが可能と
なる。

また、スプリング２２の弾撥力によりカム部１８ａと突
起部１９との係合状態に保持して、ステアリングホイー
ルをその中立位置において遊びのない状態で固定する働
きをすることから、センターフィーリングにおいて剛性
感を生み出す働きをする。したがって、中・高速直進時
において操舵フィーリングが安定する。

第６図ａ乃至Ｃは本発明のコントローバルブのバルブカ
ーブの設定例を示している。同図ａは角度−トルク特性
を示している。すなわちバネ定数である、この例では、
カム形状により、ステアリングホイールのピニオンに対
する相対角度０〜θ　、θ　〜θ２において、各々違っ
たバネ定数をもって変化している。ここで、カム部１８
ａの形状や、スプリング２２のバネ定数を変えることに
より、何段階にもバネ定数をかえることや、バネ定数を
二次曲線的に変化させることも可能である。

これは従来のトーションバーでは不可能なことである。

また、同図すは、角度−圧力特性を示している。

ステアリングホイールのピニオンに対する相対角度０〜
θ３の間では、従来のバルブと同様、パワーシリンダの
圧力がコンスタントに上昇し、操舵力を軽減する。すな
わち、ステアリングしていくに従って操舵力が軽くなる
。また同図Ｃはバルブカーブを示している。これは同図
ａと同図すの特性により必然的に決まってくるものであ
る。トルク０→１０のフラット部分は、マニュアルステ
アリングと殆ど変わらない一体感が得られる。

従来技術のトーションバ一方式では、トルク０→１０の
フラット部分を「マニュアル領域」と称しているものの
、実際はトーションバー剛性を介しての鈍い感じのもの
であったが、本発明ではこの点の問題も解決することが
出来る。この例では、同図ａで示した様にバネ定数を２
段階に変化させることにより、同図Ｃのバルブカーブに
おいてトルク１０−１１、つまり中速域では、比較的重
めの操舵感を提供し、トルクｔ１４ｔ２つまり極低速、
及び据切り領域では、軽い操舵感を提供している。この
様にバルブカーブの“味付け”において、従来方式に比
べ、かなり範囲を拡大することが可能である。

第４図は本発明の第二実施例を示している。この第二実
施例では、入力軸１１のロータ１５が第一実施例と異な
り別体となっており、ロータ１５の一端部がステアリン
グホイールに連結され、そしてこのロータ１５の他端部
とビニオン１２を有する入力軸１１との間に、カム部材
としてのカムブロック２３（第５図ａ、ｂ参照）と、該
カムブロック２３のほぼＶ字状に窪んだカム部２３ａと
係合する突起部２４と、該カム部２３ａを突起部２４側
に押圧して両者の係合状態を保持するスプリング２５と
からなる機構が介在されている。すなわち、ロータ１５
の他端部には突起部２４が一体に設けられ、また人力軸
１１の他端部に設けた凹部２６内にはカムブロック２３
が回り止めされた状態で軸線方向に移動可能に嵌合され
ていると共に、該カムブロック２３と四部２６底面との
間にスプリング２５が圧縮された状態で介在されている
。

したがって、前記第一実施例と同様に、カムブロック２
３と突起部２４とスプリング２５とからなる機構はトー
ションバーと同じ働きをする他に、スプリング２５やカ
ムブロック２３は一定以上の操舵力でなければステアリ
ングホイールを回転しないように固定する働きをするこ
とから、バルブカーブの不感性領域を作る働きをし、さ
らにスプリング２５の弾撥力によりカム部２３ａと突起
部２４との係合状態に保持してステアリングホイールを
その中立位置において遊びのない状態で固定する働きを
することから、センターフィーリングにおいて剛性感を
生み出す働きをする。

この第二実施例では、前記第一実施例に比してバルブス
ティックが起こり難い利点がある。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、ロータと一体ある
いは別体の入力軸に、軸線方向に移動可能で周方向に回
り止めされたカム部材を設け、またバルブスリーブか該
入力軸と別体のロータのいずれか一方に、該カム部材の
カム部に係合する突出部を設け、かつ該入力軸にカム部
材を突出部に押圧する押圧部材を設けて、押圧部材の押
圧力に抗して突出部をカム部から外す回転力が作用した
時、バルブスリーブとロータのいずれか一方が他方に対
して回転するように構成してなるので、要求される操舵
フィーリングを与えるバルブカーブの設定を、カム部材
の形状や押圧部材の押圧力を変えることにより比較的容
易に行える。

また、押圧部材の押圧力によりカム部材と突起部との係
合状態に保持してステアリングホイールをその中立位置
において遊びのない状態で固定することから、センター
フィーリングにおいて剛性感をもたせて中・高速直進時
におけるセンターの遊びを無くすことができる。

さらに、トーションバーを省略できるので、バルブバラ
ンスが不要になる上に、トーションバー〇リングからの
オイル漏れのおそれもなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図ａ、ｂは本発明の第一実施例を示すも
ので、第１図は全体の断面図、第２図ａは入力軸の平面
図、同図すは同正面図であり、また第４図及び第５図ａ
、　　ｂは本発明の第二実施例を示すもので、第４図は
全体の断面図、第５図ａはカム部材（カムブロック）の
平面図、同図すは同正面図であり、また第６図ａ乃至Ｃ
はバルブカーブの設定例を示すグラフであり、また第７
図は従来技術を示す断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の流体通路を有したバルブスリーブ内に、該流体通
   路に連通する複数の流体通路を有するロータを回転可能
   に挿入し、該バルブスリーブと該ロータの相対回転時に
   、バルブスリーブの流体通路とロータの流体通路との協
   働によって流体を流したり、流体を止めたりするように
   したパワーステアリング装置のコントロールバルブにお
   いて、前記ロータと一体あるいは別体の入力軸に、軸線
   方向に移動可能で周方向に回り止めされたカム部材を設
   け、また前記バルブスリーブか該入力軸と別体のロータ
   のいずれか一方に、該カム部材のカム部に係合する突出
   部を設け、かつ該入力軸にカム部材を突出部に押圧する
   押圧部材を設けて、押圧部材の押圧力に抗して突出部を
   カム部から外す回転力が作用した時、バルブスリーブと
   ロータのいずれか一方が他方に対して回転するように構
   成してなることを特徴とするパワーステアリング装置の
   コントロールバルブ。