JPS643706B2

JPS643706B2 -

Info

Publication number: JPS643706B2
Application number: JP55153588A
Authority: JP
Inventors: Fujio Momyama
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 1980-10-31
Filing date: 1980-10-31
Publication date: 1989-01-23
Also published as: JPS5777258A

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、この種のパワー・ステアリングは、手
動のステアリング機構に備えられたサーボ機構と
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、従つて、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す
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。

しかし、そのような流量調整弁によつてコント
ロールされる圧油の流量は、予め、所定の流量に
設定されているため、運転者の好みに応じてステ
アリングの回転に要求される操作力、いわゆるス
テアリングの重さを、調節することが困難であ
り、そのようなステアリングの重さを運転者によ
つて人為的に調整し得るように構成されれば、ス
テアリングの操作感覚の異なるそれぞれの運転者
が、疲労度の少ない適正な状態で、そのステアリ
ングを操作することができ、特に、トラツクの場
合には、積載量や走行路面の状態に応じてそのス
テアリングの重さを調節し、疲労度が少なく、か
つ、安全な走行が可能になる。

この発明の目的は、内燃機関の高速回転による
運転において、ステアリングの重さを運転者の好
みに応じて調節することができ、運転者のステア
リング操作による疲労を軽減するパワー・ステア
リングに使用される流量調整弁の提供にある。

上述を課題として、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・
ステアリング装置のリアクシヨン・コントロー
ル・バルブ側に接続される出口側ポート、および
そのオイル・ポンプの吸込み側に接続されるバイ
パス・ポートを備えたバルブ・ケーシングと、そ
の入口側ポートをそのバイパス・ポートに連絡さ
せてそのバルブ・ケーシングに形成されたバル
ブ・チヤンバと、そのバルブ・チヤンバの上流に
なるその入口側ポートの油路をその出口側ポート
に連絡させてそのバルブ・ケーシングに形成され
たプランジヤ・ボアと、そのバルブ・チヤンバに
往復摺動可能に配置されてその入口側ポートとそ
のバイパス・ポートとの連絡を調整するオイル・
リターン・コントロール・スプールと、そのバル
ブ・チヤンバの上流になるその入口側ポートの油
路に開口されたメータリング・オリフイスおよび
そのメータリング・オリフイスをその出口側ポー
トに連絡させる連通路を備えてそのプランジヤ・
ボアに配置され、そして、そのプランジヤ・ボア
に摺動されてそのバルブ・チヤンバの上流になる
その入口側ポートの油路を絞り調整するメータリ
ング・プランジヤと、そのオイル・リターン・コ
ントロール・スプールに協働されて、そのバル
ブ・チヤンバ内に形成された背圧室にそのパワ
ー・ステアリング装置のリアクシヨン・コントロ
ール・バルブ側圧油を供給するパイロツト連通路
と、その背圧室に配置されたリターン・スプリン
グとを含んで構成されるところにある。

以下、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、この発明のパワー・ステアリングに使用
される流量調整弁の具体例10を示している。

そのパワー・ステアリングに使用される流量調
整弁１０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
れる入口側ポート１２、パワー・ステアリング装
置（図示せず）のリアクシヨン・コントロール・
バルブ（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
続されるバイパス・ポート１４を備えたバルブ・
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に連絡させてそのバルブ・
ケーシング１１に形成されたバルブ・チヤンバ１
５と、そのバルブ・チヤンバ１５の上流になるそ
の入口側ポート１２の油路をその出口側ポート１
３に連絡させてそのバルブ・ケーシング１１に形
成されたプランジヤ・ボア１６と、そのバルブ・
チヤンバ１５に往復摺動可能に配置されてその入
口側ポート１２とそのバイパス・ポート１４との
連絡を調整するオイル・リターン・コントロー
ル・スプール１７と、そのバルブ・チヤンバ１５
の上流になるその入口側ポート１２の油路に開口
されたメータリング・オリフイス２７およびその
メータリング・オリフイス２７をその出口側ポー
ト１３に連絡させる連通路２８を備えてそのプラ
ンジヤ・ボア１６に配置され、そして、そのプラ
ンジヤ・ボア１６に摺動されてそのバルブ・チヤ
ンバ１５の上流になるその入口側ポート１２の油
路を絞り調整するメータリング・プランジヤ２６
と、そのオイル・リターン・コントロール・スプ
ール１７に協働されて、そのバルブ・チヤンバ１
５内に形成された背圧室３１にそのパワー・ステ
アリング装置のリアクシヨン・コントロール・バ
ルブ側圧油を供給するパイロツト連通路３２と、
その背圧室３１に配置されたリターン・スプリン
グ３３との構成を含んで製作された。

勿論、図に示されている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１０
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、そのバルブ・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、ほ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（図示せず）のリアクシヨン・コントロー
ル・バルブ（図示せず）側に接続され、その入口
側ポート１２から横方向に適宜の間隔を置いて離
し、ほぼ垂直方向に下方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けて伸長されたバイパス・ポ
ート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、そのパワー・ステアリング装
置のリアクシヨン・コントロール・バルブ側に接
続される。

そのバルブ・ケーシング１１には、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、バルブ・チヤンバ１５が横方向に形成
されている。

勿論、そのバルブ・チヤンバ１５は、一端側に
おいて、その入口側ポート１２をそのバイパス・
ポート１４に連絡し得るように、そのバルブ・ケ
ーシング１１の一方の側面から横方向に穴明け加
工を施し、開口端側はプラグ（図示せず）によつ
て閉塞される。

また、そのバルブ・ケーシング１１には、その
バルブ・チヤンバ１５よりも上方の位置で、その
入口側ポート１２をその出口側ポート１３に連絡
するように、プランジヤ・ボア１６が横方向に形
成されている。

すなわち、そのプランジヤ・ボア１６は、その
バルブ・チヤンバ１５よりも上方に相当する位置
で、その入口側ポート１２をその出口側ポート１
３に連絡し得るように、そのバルブ・ケーシング
１１の他方の側面から横方向に穴明け加工を施す
ことによつて形成される。

さらに、そのバルブ・ケーシング１１には、そ
のプランジヤ・ボア１６の内側寄りの部分と、上
述したバルブ・チヤンバ１５の外側寄りの部分と
を連絡するパイロツト連通路３２が形成されてい
る。

そのように構成されるバルブ・ケーシング１１
のバルブ・チヤンバ１５には、その入口側ポート
１２とそのバイパス・ポート１４との連絡を制御
するオイル・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。

そのオイル・リターン・コントロール・スプー
ル１７は、内側にリリーフ・バルブ・チヤンバ１
９を備えて略円筒状に形成され、後端、および、
上方の外周面にそのリリーフ・バルブ・チヤンバ
１９と連絡される圧油入口２０および圧油出口２
１がそれぞれ形成され、かつ、先端にストツパ２
５が一体的に形成されたスプール本体１８と、そ
のリリーフ・バルブ・チヤンバ１９内で、その圧
油入口２０を開閉するボール・ポペツト２２と、
そのボール・ポペツト２２をその圧油入口２０に
押し付けるように、そのリリーフ・バルブ・チヤ
ンバ１９内に配置されたバルブ・シート２３およ
びリターン・スプリング２４とより構成されてい
る。

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、そのバルブ・ケーシ
ング１１のバルブ・チヤンバ１５内に配置されれ
ば、そのオイル・リターン・コントロール・スプ
ール１７に協働されて、そのバルブ・チヤンバ１
５の外側寄りの部分には背圧室３１が形成され
る。

勿論、その背圧室３１は、上述したパイロツト
連通路３２を介して、プランジヤ・ボア１６の内
側寄りの部分と連絡されている。

また、その背圧室３１には、そのオイル・リタ
ーン・コントロール・スプール１７を内側に押し
付けるリターン・スプリング３３が配置されてい
る。

従つて、そのオイル・リターン・コントロー
ル・スプール１７は、常態で、そのリターン・ス
プリング３３によつて内側に押し付けられ、スプ
ール本体１８先端のストツパ２５がバルブ・チヤ
ンバ１５の内側端面に接触した状態に置かれる。

勿論、そのような状態では、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。

さらに、上述したバルブ・ケーシング１１のプ
ランジヤ・ボア１６には、メータリング・プラン
ジヤ２６が往復摺動可能に配置されている。

そのメータリング・プランジヤ２６は、先端に
球状面を備える略円筒状に形成されたもので、そ
の先端にはメータリング・オリフイス２７を形成
し、また、内側には、そのメータリング・プラン
ジヤ２６がそのプランジヤ・ボア１６に往復摺動
可能に配置されるとき、そのメータリング・オリ
フイス２７を出口側ポート１３およびパイロツト
連通路３２のそれぞれに連絡する連通路２８を形
成している。

すなわち、その連通路２８は、そのメータリン
グ・プランジヤ２６内をそのメータリング・オリ
フイス２７と連絡するように空洞状に形成し、そ
の空洞状部分の先端側および後端に下向きの通路
２９および３０を形成することにより、そのメー
タリング・オリフイス２７をその出口側ポート１
３およびパイロツト連通路３２のそれぞれに連絡
し得るように構成されている。

勿論、その出口側ポート１３およびパイロツト
連通路３２のそれぞれの上端には、そのメータリ
ング・プランジヤ２６がそのプランジヤ・ボア１
６内に往復摺動されるときに、常に、そのメータ
リング・オリフイス２７をその出口側ポート１３
およびパイロツト連通路３２のそれぞれに連絡し
得るように、その摺動方向に沿つた長溝３４およ
び３５がそれぞれ形成されている。

また、そのように、そのプランジヤ・ボア１６
内に配置され、そして、そのプランジヤ・ボア１
６に摺動されてそのバルブ・チヤンバ１５の上流
になるその入口側ポート１２の油路を絞り調整す
るところのそのメータリング・プランジヤ２６
は、バルブ・ケーシング１１内に組み込まれたロ
ツク・ボール３９およびコンプレツシヨン・スプ
リング４０により、摺動位置が規制される。

従つて、そのメータリング・プランジヤ２６の
上方における外周面には、そのロツク・ボール３
９が落し込まれるボール溝３６，３７，３８が適
宜の間隔を置いて形成されている。

勿論、そのメータリング・プランジヤ２６は、
自動車のキヤブ内における操作によつてそのプラ
ンジヤ・ボア１６内を往復摺動し得るように構成
されるもので、例えば、リンクおよびケーブル
や、油圧または空気圧作動型のアクチユエータ
（図示せず）、電磁弁（図示せず）などを介して駆
動される。

次に、上述した流量調整弁１０の動作について
説明するに、そのメータリング・プランジヤ２６
が、図に示されるような通常の状態、すなわち、
ロツク・ボール３９がボール溝３７に落し込ま
れ、メータリング・オリフイス２７が入口側ポー
ト１２内に僅かに突出された状態で、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圧油が入口側ポー
ト１２に送られ、そのメータリング・オリフイス
２７付近を通過する。

その圧油がそのメータリング・オリフイス２７
付近を通過すると、そのメータリング・オリフイ
ス２７付近の流速が増して静圧が低下し、オイ
ル・リターン・コントロール・スプール１７の先
端側に送られる圧油と、そのメータリング・オリ
フイス２７を通過し、そのメータリング・プラン
ジヤ２６内の連通路２８に送られる圧油との間に
圧力差が生じる。

従つて、流量が減少され、かつ、静圧が低下さ
れた状態でその連通路２８内に送られる圧油の一
部は、パイロツト連通路３２を介してバルブ・チ
ヤンバ１５の背圧室３１内に送られ、そのオイ
ル・リターン・コントロール・スプール１７の先
端側における圧油と、その背圧室３１の圧油との
間に圧力差が生じることから、そのオイル・リタ
ーン・コントロール・スプール１７がリターン・
スプリング３３に抗して外側に（図において、右
方向に）摺動され、入口側ポート１２とバイパ
ス・ポート１４とが連絡される。

そのようにして、入口側ポート１２とそのバイ
パス・ポート１４とが連絡されると、そのオイ
ル・リターン・コントロール・スプール１７の先
端側における圧油はオイル・ポンプの吸込み側に
戻される。

また、上述したメータリング・プランジヤ２６
の連通路２８内に流量が減少された状態で送られ
た圧油は、出口側ポート１３を通過し、パワー・
ステアリング装置のリアクシヨン・コントロー
ル・バルブ側に送られ、所定の操作力をもつてス
テアリングが回転され得る状態に置かれる。

キヤブ内の操作により、そのメータリング・プ
ランジヤ２６を入口側ポート１２側に摺動させ、
ロツク・ボール３９をボール溝３８に落し込み、
メータリング・オリフイス２７をさらにその入口
側ポート１２側に突出させると、そのメータリン
グ・オリフイス２７付近の流速が増して静圧がさ
らに低下し、オイル・リターン・コントロール・
スプール１７の先端側に送られる圧油と、そのメ
ータリング・オリフイス２７を通過し、そのメー
タリング・プランジヤ２６内の連通路２８に送ら
れる圧油との間にさらに大きな圧力差が生じる。

従つて、流量がさらに減小され、かつ、静圧が
さらに低下された状態でその連通路２８内に送ら
れる圧油の一部は、パイロツト連通路３２を介し
てバルブ・チヤンバ１５の背圧室３１内に送ら
れ、そのオイル・リターン・コントロール・スプ
ール１７の先端側における圧油とその背圧室３１
内の圧油との間にさらに大きな圧力差が生じるこ
とから、そのオイル・リターン・コントロール・
スプール１７がリターン・スプリング３３に抗し
てさらに外側に（図において、右方向に）摺動さ
れ、そのオイル・リターン・コントロール・スプ
ール１７の先端側における圧油がオイル・ポンプ
の吸込み側に戻り易くなる。

すなわち、上述したメータリング・プランジヤ
２６の連通路２８内に流量がさらに減少された状
態で送られた圧油は、出口側ポート１３を通過
し、パワー・ステアリング装置のリアクシヨン・
コントロール・バルブ側に送られ、上述した所定
の操作力よりも大きな操作力をもつてステアリン
グが回転され得る状態、いわゆるステアリングが
重い状態に置かれる。

また、キヤブ内の操作により、そのメータリン
グ・プランジヤ２６を外側に（図において、左方
向に）摺動させ、ロツク・ボール３９をボール溝
３６に落し込み、メータリング・オリフイス２７
をプランジヤ・ボア１６内に引つ込めると、その
メータリング・オリフイス２７付近の流速がほと
んど変化することなく、オイル・リターン・コン
トロール・スプール１７の先端側に送られる圧油
と、そのメータリング・オリフイス２７を通過
し、そのメータリング・プランジヤ２６内の連通
路２８に送られる圧油との圧力がほぼ等しくな
る。

従つて、そのオイル・リターン・コントロー
ル・スプール１７の先端側における圧油と、パイ
ロツト連通路３２を介してバルブ・チヤンバ１５
の背圧室３１内に送られる圧油との間に圧力差が
ほとんど生じないことから、そのオイル・リター
ン・コントロール・スプール１７がリターン・ス
プリング３３により内側に（図において、左方向
に）摺動され、入口側ポート１２とバイパス・ポ
ート１４との連絡が絶たれる。

そのように入口側ポート１２とバイパス・ポー
ト１４との連絡が絶たれると、その入口側ポート
１２における圧油がメータリング・オリフイス２
７を通過して、連通路２８内に送られ、流量が減
少されない状態で、出口側ポート１３を通過し、
パワー・ステアリング装置のリアクシヨン・コン
トロール・バルブ側に送られ、上述した所定の操
作力よりも小さな操作力をもつてステアリングが
回転され得る状態、いわゆる、ステアリングが軽
い状態に置かれる。

上述した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10において、パ
イロツト連通路３２は、バルブ・ケーシング１１
のプランジヤ・ボア１６の内側寄りの部分とバル
ブ・チヤンバ１５の背圧室３１とを連絡するよう
に構成されるものとして説明したが、出口側ポー
ト１３とそのバルブ・チヤンバ１５の背圧室３１
とを連絡するように構成するものでも良い。

如上の構成になるこの発明によれば、内燃機関
の高速回転による運転において、ステアリングの
重さを運転者の好みに応じて調節することがで
き、運転者のステアリング操作による疲労を軽減
するパワー・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縦断面図であ
る。１０……パワー・ステアリングに使用される流
量調整弁、１１……バルブ・ケーシング、１２…
…入口側ポート、１３……出口側ポート、１４…
…バイパス・ポート、１５……バルブ・チヤン
バ、１６……プランジヤ・ボア、１７……オイ
ル・リターン・コントロール・スプール、２６…
…メータリング・プランジヤ、２７……メータリ
ング・オリフイス、２８……連通路、３１……背
圧室、３２……パイロツト連通路、３３……リタ
ーン・スプリング。

Claims

【特許請求の範囲】１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・ステアリング装置のリアクシヨ
ン・コントロール・バルブ側に接続される出口側
ポート、およびそのオイル・ポンプの吸込み側に
接続されるバイパス・ポートを備えたバルブ・ケ
ーシングと、その入口側ポートをそのバイパス・ポートに連
絡させてそのバルブ・ケーシングに形成されたバ
ルブ・チヤンバと、そのバルブ・チヤンバの上流になるその入口側
ポートの油路をその出口側ポートに連絡させてそ
のバルブ・ケーシングに形成されたプランジヤ・
ボアと、そのバルブ・チヤンバに往復摺動可能に配置さ
れてその入口側ポートとそのバイパス・ポートと
の連絡を調整するオイル・リターン・コントロー
ル・スプールと、そのバルブ・チヤンバの上流になるその入口側
ポートの油路に開口されたメータリング・オリフ
イスおよびそのメータリング・オリフイスをその
出口側ポートに連絡させる連通路を備えてそのプ
ランジヤ・ボアに配置され、そして、そのプラン
ジヤ・ボアに摺動されてそのバルブ・チヤンバの
上流になるその入口側ポートの油路を絞り調整す
るメータリング・プランジヤと、そのオイル・リターン・コントロール・スプー
ルに協働されて、そのバルブ・チヤンバ内に形成
された背圧室にそのパワー・ステアリング装置の
リアクシヨン・コントロール・バルブ側圧油を供
給するパイロツト連通路と、その背圧室に配置されたリターン・スプリング
とを含むパワー・ステアリングに使用される流量
調整弁。