JPS643707B2 - - Google Patents

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。

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
の流量調整弁によつて、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つてコント
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の場
合に、そのステアリング操作に支障を来たす虞れ
があつた。

この発明の目的は、自動車の走行状態や走行路
面に応じて、ステアリングの重さを調節すること
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出口側ポートおよびバイパ
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
側ポートの油路に形成されたベンチユリーと、そ
のベンチユリーのスロート部分に形成されたメー
タリング・オリフイスと、そのバルブ・チヤンバ
の下流になるその出口側ポートの油路にそのメー
タリング・オリフイスを接続するメータリング・
バイパスと、そのバルブ・チヤンバの下流になる
その出口側ポートの油路とそのメータリング・バ
イパスとの接続箇所に配置されてその油路の上流
およびメータリング・バイパスをその油路の下流
に切り替え接続する切替えバルブと、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
室にそのメータリング・バイパス側圧油を供給す
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
その出口側ポート１３およびバイパス・ポート１
４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１５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の油路に形成
されたベンチユリー２６と、そのベンチユリー２
６のスロート部分２７に形成されたメータリン
グ・オリフイス２８と、そのバルブ・チヤンバ１
５の下流になるその出口側ポート１３の油路にそ
のメータリング・オリフイス２８を接続するメー
タリング・バイパス３２と、そのバルブ・チヤン
バ１５の下流になるその出口側ポート１３の油路
とそのメータリング・バイパス３２との接続箇所
に配置されてその油路の上流およびメータリン
グ・バイパス３２をその油路の下流に切り替え接
続する切替えバルブ２９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１５内に形成された背圧室
３４にそのメータリング・バイパス３２側圧油を
供給するパイロツト連通路３３と、その背圧室に
配置されたリターン・スプリング３５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
装置のリアクシヨン・コントロール・バルブ側に
接続され、その入口側ポート１２から連続して下
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、一端方に
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における入
口側ポート１２の下方の位置には、ベンチユリー
２６が形成されている。

そのようにして形成されたベンチユリー２６の
スロート部分２７には、メータリング・オリフイ
ス２８が形成されている。

さらに、そのバルブ・ケーシング１１には、そ
のメータリング・オリフイス２８を上述した出口
側ポート１３に接続するメータリング・バイパス
３２が形成されている。

また、そのバルブ・ケーシング１１には、その
メータリング・バイパス３２において、そのメー
タリング・オリフイス２８付近の部分と、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３３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３４が形成され
る。

勿論、その背圧室３４は、上述したパイロツト
連通路３３を介して、メータリング・バイパス３
２に連絡されている。

また、その背圧室３４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３５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３５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の内側端面に接続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にお
いて、そのバルブ・チヤンバ１５の下流になるそ
の出口側ポート１３の油路とそのメータリング・
バイパス３２との接続箇所、所謂、接続部分に
は、その切替えバルブ２９が配置され、その油路
の上流およびメータリング・バイパス３２をその
油路の下流に切り替え接続する。すなわち、その
切替えバルブ２９は、その油路の上流側と下流側
との連結、およびそのメータリング・バイパス３
２とその油路の下流側との連絡を選択的に行な
う。

その切替えバルブ２９は、そのバルブ・ケーシ
ング１１において、その出口側ポート１３とメー
タリング・バイパス３２との接続部分に回転可能
に配置された切替えコツク型のもので、略Ｔ字状
の連通孔、すなわち、その出口側ポート１３にお
いて、その切替えバルブ２９の上流側と下流側と
を連絡するための連通孔３０と、その連通孔３０
と協働して、そのメータリング・バイパス３２と
その切替えバルブ２９の下流側とを連絡するため
の連通孔３１とを備えている。

勿論、その切替えバルブ２９は、その出口側ポ
ート１３において、その切替えバルブ２９の上流
側と下流側との連絡、および、そのメータリン
グ・バイパス３２とその切替えバルブ２９の下流
側との連絡を選択的に行い得るものであれば、そ
の形態は任意であり、例えば、スプール型のもの
を適用することも可能である。

従つて、その切替えバルブ２９が図に示された
ような状態、すなわち、その出口側ポート１３に
おいて、その切替えバルブ２９の上流側と下流側
とが連絡されている状態で、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１
２に送られ、ベンチユリー２６を通過する。

勿論、そのようにして送られる圧油は、メータ
リング・バイパス３２の一端が、上述した切替え
バルブ２９によつて閉塞されているため、そのベ
ンチユリー２６のスロート部分２７におけるメー
タリング・オリフイス２８にはほとんど入ること
なく、オイル・リターン・コントロール・スプー
ル１７のストツパ２５付近を通過し、出口側ポー
ト１３および切替えバルブ２９を通過して、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。

また、そのようにして送られる圧油の圧力が高
いとき、すなわち、内燃機関が高速運転されると
きには、その圧力によりそのオイル・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３５に抗して外側に摺動され、入口側ポート
１２とバイパス・ポート１４とが連絡され、その
圧油の一部がオイル・ポンプの吸込み側に戻され
るため、その出口側ポート１３からパワー・ステ
アリング装置のリアクシヨン・コントロール・バ
ルブ側に送られる圧油の流量は減少される。

従つて、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なる。

また、上述した切替えバルブ２９をほぼ90゜右
に回転させると、メータリング・バイパス３２
と、出口側ポート１３においてその切替えバルブ
２９の下流側とが連絡され、その出口側ポート１
３においてその切替えバルブ２９の上流側の部分
が遮断される。

そのような状態で内燃機関が高速運転され、オ
イル・ポンプから供給される圧油がその入口側ポ
ート１２に送られると、ベンチユリー２６のスロ
ート部分２７におけるメータリング・オリフイス
２８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２８を通過し、メータリング・バイパス３２内
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
れた状態でそのメータリング・バイパス３２内に
送られた圧油の一部は、パイロツト連通路３３を
介してバルブ・チヤンバ１５の背圧室３４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
３４内の圧油との間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３５に抗して
外側に摺動され、入口側ポート１２とバイパス・
ポート１４とが連絡され、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、そのバイパス・ポート１４を介してオ
イル・ポンプの吸込み側に戻される。

また、そのメータリング・バイパス３２内にお
いて、流量が減少された状態に置かれた圧油は、
切替えバルブ２９を経由して、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
側に送られる。

すなわち、そのリアクシヨン・コントロール・
バルブ側に送られる圧油は、オイル・リターン・
コントロール・スプール１７の先端側を迂回し、
メータリング・オリフイス２８によつて流量が著
しく減少された状態に置かれているため、ステア
リングの回転にはさらに大きな操作力が要求さ
れ、いわゆる、ステアリング操作がさらに重くな
る。

上述したように、切替えバルブ２９の回転操作
によつて、ステアリングの重さ、すなわち、操作
感覚を変えることが可能になる。

勿論、運転者の好みに応じて、ステアリングの
重を変える場合にはキヤブ内での操作によつて、
その切替えバルブ２９が回転し得るように構成さ
れ、例えば、その切替えバルブ２９を回転させる
サーボ・モータ（図示せず）を取り付け、そのキ
ヤブ内には、そのサーボ・モータに接続された切
替えスイツチ（図示せず）を配置する。

また、その切替えバルブ２９は、トランスミツ
シヨン（図示せず）のチエンジ・レバー（図示せ
ず）の動きに応動して回転し得るように構成する
ことも可能である。

すなわち、そのような場合には、トランスミツ
シヨンにおける低速ギアを使用するときに、その
切替えバルブ２９が、図に示されるように、出口
側ポート１３においてその切替えバルブ２９の上
流側と下流側とを連絡し、また、高速ギアを使用
するときに、その切替えバルブ２９がメータリン
グ・バイパス３２と、その出口側ポート１３にお
ける切替えバルブ２９の下流側とを連絡するよう
に構成されるもので、例えば、トランスミツシヨ
ン・コントロール装置に、チエンジ・レバーが、
高速ギアを使用するためにセレクトおよびシフト
されるときに付勢されるスイツチを取り付け、そ
のスイツチはその切替えバルブ２９を回転させる
サーボ・モータに接続される。

勿論、その切替えバルブ２９は、そのスイツチ
が消勢されているとき、すなわち、そのチエン
ジ・レバーが低速ギア側にセレクトおよびシフト
されているとき、または、中立位置に置かれてい
るときには、常にその出口側ポート１３において
その切替えバルブ２９の上流側と下流側とを連絡
するように、その切替えバルブ２９を回転させる
ためのリターン・スプリング（図示せず）を備え
ることが望ましい。

そのように構成すれば通常の高速走行の場合に
は、その切替えバルブ２９が回転されてメータリ
ング・バイパス３２と、出口側ポート１３におけ
る切替えバルブ２９の下流側とが連絡され、パワ
ー・ステアリング装置のリアクシヨン・コントロ
ール・バルブ側に送られる圧油の流量が極端に減
少されるため、ステアリング操作が重くなる。

また、低速走行の場合には、その切替えバルブ
２９が図示されるような状態に戻されて、出口側
ポート１３における切替えバルブ２９の上流側と
下流側とが連絡され、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
れる圧油の流量が極端に減少されることなく、ス
テアリング操作が通常の場合と同様に軽くなる。

従つて、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で走行する場合に、内燃機関
が高速回転されていても、ステアリング操作が軽
くなり、特にカーブの多い坂道の場合には、その
ステアリング操作が容易になる。

如上の構成になるこの発明によれば、自動車の
走行状態や走行路面に応じて、ステアリングの重
さを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、
１７……オイル・リターン・コントロール・スプ
ール、２６……ベンチユリー、２７……スロート
部分、２８……メータリング・オリフイス、２９
……切替えバルブ、３２……メータリング・バイ
パス、３３……パイロツト連通路、３４……背圧
室、３５……リターン・スプリング。

Claims (1)

1. 【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出口側ポートおよびバ
   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
   ポートの油路に形成されたベンチユリーと、 そのベンチユリーのスロート部分に形成された
   メータリング・オリフイスと、 そのバルブ・チヤンバの下流になるその出口側
   ポートの油路にそのメータリング・オリフイスを
   接続するメータリング・バイパスと、 ル・スプールと、 そのバルブ・チヤンバの下流になるその出口側
   ポートの油路とそのメータリング・バイパスとの
   接続箇所に配置されてその油路の上流およびメー
   タリング・バイパスをその油路の下流に切り替え
   接続する切替えバルブと、 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メータリング・バイパス側圧
   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。