JPS63544Y2

JPS63544Y2 -

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Publication number: JPS63544Y2
Application number: JP1980085300U
Authority: JP
Priority date: 1980-06-18
Filing date: 1980-06-18
Publication date: 1988-01-07
Also published as: JPS579672U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、ハウジング内に同軸的に軸支した第
１軸および第２軸と、これら両軸間の回転変位を
軸方向変位に変換する変換機構と、前記両軸の一
方の外周に軸方向へ変位可能に配設されて前記変
換機構との連係により軸方向へ変位して圧力油の
供給流路を切換えるスプールバルブを備えた動力
舵取装置の制御弁におけるスプールバルブ変位変
換機構に関する。

従来のこの種制御弁においては、例えば、変換
機構の一構成部材であるボールがボールリテーナ
リングにより転動可能に保持されて、前記両軸の
いずれかに設けた断面Ｖ字形状の螺旋溝に係合し
ている。ところで、この種の制御弁においては、
ボールの中心からボールとボールリテーナリング
との点接触部Ａまでの距離がボールの中心からボ
ールと螺旋溝の両壁面との点接触部Ｂまでの距離
より大きいため、ボールが滑るとボールリテーナ
リングとの点接触部Ａに大きな滑り摩擦力が生じ
て、両壁面との点接触部Ｂにはこの摩擦力より大
きなスプールバルブの変位規制力が作用する。こ
の結果、次のような種々の不具合が生じる。すな
わち、 (1) スプールバルブの変位が規制されて制御弁の
円滑な作動性が損なわれ、また螺旋溝の両壁面
やボール等に摩耗が生じる。

(2) 両壁面、ボール等の摩耗により螺旋溝、ボー
ル、ボールリテーナリングの３者間にガタが生
じてスプールバルブを設定された中立位置に保
持しえず、制御弁の作動特性に大きな変化をき
たして制御弁の機能を損う。

本考案は、このような不具合に対処しようとす
るもので、以下本考案を図面に基づいて説明する
に、第１図には本考案の一例に係るスプールバル
ブ変位変換機構を採用した制御弁が示されてい
る。この制御弁１０は、ラツク・ピニオン式パワ
ーステアリング装置に用いられるもので、制御弁
１０のバルブハウジング１１はギヤボツクス１０
０のギヤハウジング１１０に液密的に固着されて
いて、このバルブハウジング１１内には、入力軸
２０と出力軸３０が液密的に挿入され、かつニー
ドルベアリング１２およびボールベアリング１３
を介して同軸的に軸支されている。また、バルブ
ハウジング１１内には、入力軸２０と同心的に円
筒状のスプールバルブ４０とバルブケース５０と
が配置されている。

入力軸２０は、その下端にてニードルベアリン
グ１４を介して出力軸３０の上端に軸支されてい
て、その軸心に挿通したトーシヨンバー２１によ
り出力軸３０に連結されている。このトーシヨン
バー２１は、その上端をピン２２により入力軸２
０の上端に結合しかつその下端をピン２３により
出力軸３０の上端に結合することにより組付けら
れている。また、入力軸２０の下部外周には第１
図〜第３図に示すように、断面Ｖ字形状の一対の
螺旋溝２４，２４と一対の切欠部２５，２５が設
けられている。

出力軸３０は、その上端に入力軸２０の各切欠
部２５内に突出する一対の突出片３１，３１を有
し、これら各突出片３１には案内ピン３２がそれ
ぞれ半径方向に固着されている。各案内ピン３２
は、スプールバルブ４０の下端に互に対向して設
けた軸方向の一対の案内溝４１，４１内にそれぞ
れ嵌合されて、スプールバルブ４０の軸方向への
動きを案内する。また、出力軸３０の各突出片３
１は入力軸２０の各切欠部２５内にて周方向に所
定の間隙をもつて配置され、これにより、入力軸
２０と出力軸３０とが互に相対回転可能になつて
いる。なお、出力軸３０の下端部にはピニオン３
３が設けられていて、このピニオン３３がギヤハ
ウジング１１０内に臨んでギヤハウジング１１０
内に組付けたステアリングラツク１２０のラツク
と噛合している。

スプールバルブ４０は、第１図、第２図および
第４図に示すようにその下端部に一対の貫通穴４
２，４２が設けられていて、バルブケース５０内
に軸方向へ移動可能に嵌合されている。また、ス
プールバルブ４０の外周面には、上部環状溝４３
ａ、中央環状溝４４ａおよび下部環状溝４５ａが
設けられている。なお、上下両環状溝４３ａ，４
５ａは通孔４３ｂ，４５ｂを介してスプールバル
ブ４０内に連通している。

バルブケース５０は、その外周面にバルブハウ
ジング１１の流入ポート１１Ａに常時連通する中
央環状溝５１ａと、バルブハウジング１１の第１
ポート１１Ｂに常時連通する上部環状溝５２ａ
と、バルブハウジング１１の第２ポート１１Ｃに
常時連通する下部環状溝５３ａが設けられてい
る。また、その内周面には、スプールバルブ４０
の上部および中央環状溝４３ａ，４４ａに選択的
に連通する上部環状溝５２ｂと、中央および下部
環状溝４３ａ，４５ａに選択的に連通する下部環
状溝５３ｂが設けられていて、上部環状溝５２
ａ，５２ｂは通孔５２ｃを介して連通し、かつ下
部環状溝５３ａ，５３ｂは通孔５３ｃを介して連
通している。このバルブケース５０は、出力軸３
０の上端に相対回転可能に嵌合した支持部材３４
との係合により所定の位置に固定されていて、中
央環状溝５１ａは通孔５１ｃを介してスプールバ
ルブ４０の中央環状溝４４ａに常時連通してい
る。また、スプールバルブ４０が中立状態に位置
しているとき（第１図参照）、スプールバルブ４
０の中央環状溝４４ａはバルブケース５０の上下
環状溝５２ａ，５３ａを介してスプールバルブ４
０の上下環状溝４３ａ，４５ａに連通している。
これにより、流入ポート１１Ａからの圧力油はス
プールバルブ４０内を通り、バルブハウジング１
１のドレンポート１１Ｄを経てリザーバに還流す
る。なお、スプールバルブ４０が上方へ変位する
と、流入ポート１１Ａからの圧力油は通孔５２
ｃ、第１ポート１１Ｂを経てパワーシリンダの一
方の油室に供給され、同時に他方の油室の圧力油
が第２ポート１１Ｃ、通孔５３ｃおよびドレンポ
ート１１Ｄを経てリザーバに還流される。また、
スプールバルブ４０が下方へ変位すると、流入ポ
ート１１Ａからの圧力油は通孔５３ｃ、第２ポー
ト１１Ｃを経てパワーシリンダの他方の油室に供
給され、同時に一方の油室の圧力油が第１ポート
１１Ｂ、通孔５２ｃおよびドレンポート１１Ｄを
経てリザーバに還流される。

しかして、スプールバルブ４０の各貫通穴４２
は、特に第４図に明瞭に示すように、各螺旋溝２
４に対向する円形穴部４２ａと、円形穴部４２ａ
から螺旋溝２４に直交して延びる一対のスリツト
穴部４２ｂとからなるもので、これら各貫通穴４
２内には第５図および第６図に示す転動部材６０
が収容されている。この転動部材６０は、ローラ
シヤフト６０ａと、ローラシヤフト６０ａ上に回
転可能に支持されたローラ６０ｂとからなるもの
で、各貫通穴４２内に第７図に示す状態に嵌合さ
れて、リテーナリング６１により第１図、第２図
および第８図に示す状態に固定されている。リテ
ーナリング６１は、スプールバルブ４０の各貫通
穴４２の円形穴部４２ａに対向しかつこれより若
干小径の円形穴６１ａを有するもので、スプール
バルブ４０の各環状取付溝に嵌合した一対のサー
クリツプ６２，６２により取付けられている。こ
れにより、転動部材６０のローラシヤフト６０ａ
はスプールバルブ４０の貫通穴４２内にて支持固
定されており、またローラ６０ｂが入力軸２０の
螺旋溝２４とリテーナリング６１の円形穴６１ａ
内に臨んで転動可能に保持されている。

このように構成した当該制御弁１０において
は、図示しないステアリングホイールを舵取操作
すると、入力軸２０がトーシヨンバー２１を捩り
ながら出力軸３０に対して相対回転して、転動部
材６０のローラ６０ｂを螺旋溝２４内にて転動さ
せ、スプールバルブ４０をその中立位置から上方
または下方へ変位させる。このため、流入ポート
１１Ａから流入する圧力油が第１ポート１１Ｂま
たは第２ポート１１Ｃを経て図示しないパワーシ
リンダの右側または左側油室に供給され、同時に
左側または右側油室の圧力油が第２ポート１１Ｃ
または第１ポート１１Ｂ、ドレンポート１１Ｄを
経て図示しないリザーバに還流される。この結
果、ステアリングホイールの舵取操作力が著しく
軽減される。なお、ステアリングホイールの舵取
操作において、中立位置から変位したスプールバ
ルブ４０は、ステアリングラツク１２０を介して
なされる出力軸３０の入力軸２０に対する相対回
転により中立位置に復帰する。

ところで、当該制御弁１０においては、転動部
材６０を、ローラシヤフト６０ａとローラシヤフ
ト６０ａ上に回転可能に支持したローラ６０ｂと
により構成し、かつリテーナリング６１によりロ
ーラ６０ｂの転動を規制することなくスプールバ
ルブ４０の貫通穴４２内に固定している。このた
め、ローラ６０ｂはリテーナリング６１の影響を
全く受けることなく、従来のボール方式に比し極
めて円滑に転動する。この結果、スプールバルブ
４０の変位変換効率が向上して制御弁１０の作動
性がよく、かつ螺旋溝２４の両壁面の摩耗が抑制
される。また、両壁面の摩耗が抑制されるため、
ステアリングホイールの舵取操作に摩擦感がなく
操作フイーリングが向上するとともに、螺旋溝２
４とローラ６０ｂ間のガタの発生が抑制される。
さらに、ガタの発生が抑制されるため、スプール
バルブ４０を設定された中立位置に保持すること
ができて、入力軸２０のトルクに対する油圧特性
のヒステリシスが増加せずステアリングホイール
のもどりが良好で、また左右の舵取操作時の油圧
特性の差がなくドライバーに異和感を与えない
等、従来のボール方式に比し作動特性上種々の効
果を有する。

第９図には、リテーナリング６１の変形例が示
されている。このリテーナリング６１は、前記第
１実施例におけるリテーナリング６１の円形穴６
１ａに換えて、その内壁略中央部に環状凹所６１
ｂを形成したものである。この環状凹所６１ｂ
は、ローラ６０ｂの外周部を部分的に収容するも
ので、このリテーナリング６１においては環状凹
所６１ｂの存在により、ローラ６０ｂの転動を規
制することなくローラシヤフト６０ａが支持され
る。

また、第１０図には、スプールバルブ４０の変
形例が示されている。このスプールバルブ４０
は、バルブ本体４０ａと転動部材６０の収容部４
０ｂとにより構成されている。収容部４０ｂは、
第１０図〜第１２図に示すように、筒部外周に転
動部材６０を収容する一対の貫通穴４２，４２を
備えるとともに筒部内周に出力軸３０の各案内ピ
ン３２が嵌合する軸方向の一対の案内溝４１，４
１を備え、かつ筒部先端に一対の係止片４６，４
６を備えている。この収容部４０ｂは、各係止片
４６をバルブ本体４０ａの下端に設けた環状凹所
４７に係止することにより、バルブ本体４０ａの
下端に脱着可能に取付けられる。また、収容部４
０ｂの各貫通穴４２内には、第１実施例における
と同様に転動部材６０が収容されて、リテーナプ
レート６３により支持固定されている。なお、リ
テーナプレート６３には、転動部材６０のローラ
６０ｂの一部外周が遊嵌する角状穴６３ａが設け
られていて、リテーナプレート６３はローラ６０
ｂの転動を規制することなくローラシヤフト６０
ａを支持する。なお、当該スプールバルブ４０を
使用した制御弁は、第１実施例に示した制御弁１
０と同様に作動し、かつ同様の効果を有する。

また、第１３図には、スプールバルブ４０の他
の変形例が示されている。このスプールバルブ４
０は、バルブ本体４０ａと転動部材６０の収容部
４０ｃとにより構成されている。収容部４０ｃ
は、第１３図〜第１５図に示すように、筒部外周
にその一部を切欠いて形成された一対の突出部４
８，４８を備えていて、各突出部４８に転動部材
６０を収容する貫通穴４２が形成されている。ま
た、筒部内周には、出力軸３０の各案内ピン３２
が嵌合する軸方向の一対の案内溝４１，４１が形
成されており、かつ筒部先端には一対の係止片４
６，４６が形成されている。この収容部４０ｃ
は、各係止片４６をバルブ本体４０ａの下端に設
けた環状凹所４７に係止することにより、バルブ
本体４０ａの下端に脱着可能に取付けられる。ま
た、収容部４０ｃの各貫通穴４２は筒状に形成さ
れていて、転動部材６０のローラ６０ｂは、貫通
穴４２に挿入してその一端を螺旋溝２４内に嵌合
させた状態にてローラシヤフト６０ａを突出部４
８の側部から圧入することにより、貫通穴４２内
に転動可能に保持される。なお、当該スプールバ
ルブ４０を使用した制御弁においても、第１実施
例に示した制御弁１０と同様に作動し、かつ同様
の効果を有する。

なお、本考案においては、ハウジング内に同軸
的に軸支した第１軸および第２軸と、これら両軸
間の回転変位を軸方向変位に変換する変換機構
と、前記両軸の一方の外周に軸方向へ変位可能に
配設されて前記変換機構との連係により軸方向へ
変位して圧力油の供給流路を切換えるスプールバ
ルブを備えた動力舵取装置の各種の制御弁に適用
されるものである。

以上説明したように、本考案は前記した動力舵
取機構の各種制御弁において、前記変速機構を、
前記両軸の一方の外周に設けた螺旋溝と、前記ス
プールバルブに組付けられたローラシヤフト上に
回転可能に支持されて前記螺旋溝に転動可能に係
合するローラとを備える構成としたことにその構
成上の特徴がある。従つて、本考案によれば、前
記ローラを螺旋溝内にて保持手段の影響を受ける
ことなく極めて円滑に転動させることができ、こ
れにより、スプールバルブの変位変換効率が向上
して制御弁の作動性が良好になるとともに、螺旋
溝の両壁面の摩耗が抑制されて制御弁の作動特性
が良好に維持される。この結果、車両においては
スムーズな操舵感覚を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を実施した制御弁の一例を示す
第２図の−線に沿う縦断面図、第２図は第１
図の−線に沿う横断面図、第３図は入力軸の
下端部を示す側面図、第４図はスプールバルブの
下端部を示す側面図、第５図は転動部材の正面
図、第６図はその側面図、第７図は転動部材を収
容したスプールバルブの下端部を示す側面図、第
８図は転動部材を支持した状態におけるスプール
バルブの下端部を示す側面図、第９図はリテーナ
リングの変形例を示す縦断面図、第１０図はスプ
ールバルブの変形例を示す下端部の側面図、第１
１図はスプールバルブを構成する収容部の側面
図、第１２図はその斜視図、第１３図はスプール
バルブの他の変形例を示す下端部側面図、第１４
図は第１３図の−線に沿う横断面図、第
１５図はスプールバルブを構成する収容部の斜視
図である。符号の説明、１０……制御弁、２０……入力
軸、２１……トーシヨンバー、２４……螺旋溝、
３０……出力軸、４０……スプールバルブ、５０
……バルブケース、６０……転動部材、６０ａ…
…ローラシヤフト、６０ｂ……ローラ、６１……
リテーナリング、６３……リテーナプレート。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

ハウジング内に同軸的に軸支した第１軸および
第２軸と、これら両軸間の回転変位を軸方向変位
に変換する変換機構と、前記両軸の一方の外周に
軸方向へ変位可能に配設されて前記変換機構との
連係により軸方向へ変位して圧力油の供給流路を
切換えるスプールバルブを備えた動力舵取装置の
制御弁において、前記変速機構を、前記両軸の一
方の外周に設けた螺旋溝と、前記スプールバルブ
に組付けられたローラシヤフト上に回転可能に支
持されて前記螺旋溝に転動可能に係合するローラ
とを備える構成としたことを特徴とするスプール
バルブ変位変換機構。