JP2000159130A - 油圧制御弁及びこれを用いた動力舵取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ６等配以上の既存の油圧制御弁を用いて、最
少制御流量を可及的に少なくしたときの最少制御流量域
での油圧特性を安定させることができ、油圧特性の不連
続をなくすることができるようにする。 【解決手段】 給油室１０及び送油室１２，１３間の絞
り部６ａにのみ面取り部７を設けるか、又は、排油室１
１及び送油室１２，１３間の絞り部６ｂにのみ面取り部
７を設けることにより、油溝４，５を６等配以上にした
既存の油圧制御弁を用いて、最少制御流量を可及的に少
なくしたときの一つの流量制御個所当りの分配量を既存
のものに比較して倍増することができ、最少制御流量域
での油圧特性の不連続をなくすることができるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同軸上に相対回転
を可能として嵌合されたバルブボディとバルブスプール
との相対角変位を利用して油圧の制御動作をなす回転式
の油圧制御弁及びこれを用いて操舵補助用の油圧シリン
ダへの送給油圧を操舵に基づいて制御すべくなした油圧
式の動力舵取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】舵取機構中に配した複動式の油圧シリン
ダ（パワーシリンダ）が発生する油圧力によって舵取り
を補助し、舵輪（ステアリングホイール）の操作に要す
る労力負担を軽減する油圧式の動力舵取装置は、電動モ
ータにて駆動される油圧ポンプ及び作動油を収納する油
タンクと前記油圧シリンダとの間に、舵輪に加わる操舵
トルクの方向及び大きさに応じて油圧の給排制御を行う
油圧制御弁を配し、該油圧制御弁の動作により、前記油
圧ポンプが発生する圧油を前記油圧シリンダの対応する
側のシリンダ室に送給する構成となっている。

【０００３】前記油圧制御弁としては、舵輪の回転を直
接的に利用する回転式の油圧制御弁が用いられている。
これは、舵輪に繋がる入力軸と舵取機構に繋がる出力軸
とをトーションバーを介して同軸的に連結し、一方の連
結端に係合された筒形のバルブボディの内側に、他方の
連結端に一体的に形成したバルブスプールを同軸上での
相対回転を可能に嵌合させてなり、舵輪に操舵トルクが
加えられたとき、前記トーションバーの捩れに伴ってバ
ルブボディとバルブスプールとの間に相対角変位を生ぜ
しめる構成となっている。

【０００４】図７、図９は特開平９−３９８１４号公報
に記載された油圧制御弁の模式的横断面図である。バル
ブボディ１の内周面には長手方向へ延びる複数の第１の
油溝４が等配されており、バルブスプール２の外周面に
は前記第１の油溝４に対して千鳥配置となる複数の第２
の油溝５が設けられており、周方向に隣合う前記第１及
び第２の油溝４，５の幅方向両側の溝縁間に絞り部６
ａ，６ｂを設け、第１及び第２の油溝４，５の一方が１
つおきに給油室１０及び排油室１１となり、第１及び第
２の油溝４，５の他方が前記給油室１０と排油室１１と
の間で送油室１２，１３となる。尚、給油室１０は油圧
源としての前記油圧ポンプＰの吐出側に連通されてお
り、排油室１１は排油先としての前記油タンクＴに連通
されており、送油室１２，１３は送油先となる油圧シリ
ンダＳの両シリンダ室ＳR ，ＳL に交互に連通されてい
る。

【０００５】図７は、バルブボディ１の内周面に並ぶ第
１の油溝４が送油室１２，１３を構成し、バルブボディ
１に穿設された送油孔を介して油圧シリンダＳの両シリ
ンダ室ＳR ，ＳL に交互に接続されており、また、バル
ブスプール２の外周面に並ぶ第２の油溝５が、バルブボ
ディ１に穿設された導油孔を介して油圧ポンプＰの吐出
側に連通する給油室１０と、バルブスプール２に穿設さ
れた排油孔を介して油タンクＴに接続された排油室１１
とを交互に構成している。

【０００６】また、図９は、バルブスプール２の内周面
に並ぶ第２の油溝５が送油室１２，１３を構成し、バル
ブボディ１に穿設された送油孔を介して油圧シリンダＳ
の両シリンダ室ＳR ，ＳL に交互に接続されており、ま
た、バルブボディ１の外周面に並ぶ第１の油溝４が、バ
ルブボディ１に穿設された導油孔を介して油圧ポンプＰ
の吐出側に連通する給油室１０と、バルブスプール２に
穿設された排油孔を介して油タンクＴに接続された排油
室１１とを交互に構成している。

【０００７】第１の油溝４・・・と、第２の油溝５・・
・とは、夫々の幅方向両側の溝縁間にて等しい面積を有
して連通しており、これらの連通部が前記相対角変位に
応じて絞り面積を変える絞り部６ａ，６ｂとして作用
し、この絞り部６ａ，６ｂの絞り面積の変化により、前
記送油室１２，１３を経てシリンダ室ＳR ，ＳL に送給
される油圧が制御される。

【０００８】図８は、バルブボディとバルブスプールと
の嵌合周上に並ぶ給油室、送油室及び排油室を直線展開
して示した動作説明図であり、(a) は、バルブボディと
バルブスプールとの間に相対角変位が生じていない状態
を示している。このとき、油圧ポンプＰから給油室１０
に供給される圧油は、該給油室１０の両側の等面積の絞
り部６ａ・・・を経て相隣する送油室１２，１３に均等
に振り分けられて流入し、これらの送油室１２，１３の
他側の等面積の絞り部６ｂ・・・を経て排油室１１，１
１に導かれ、これらに連なる油タンクＴに還流する経路
を辿ることになり、給油室１０への供給油圧は、前記シ
リンダ室ＳR ，ＳL のいずれにも送給されず、油圧シリ
ンダＳは何らの力も発生しない。

【０００９】図８（ｂ）は、舵輪に操舵トルクが加わ
り、バルブボディとバルブスプールとの間に相対角変位
が生じた状態を示している。このとき、給油室１０の両
側の絞り部６ａ・・・の内、一方（送油室１２側）の絞
り面積が増大し、他方（送油室１３側）の絞り面積が減
少する結果、前記給油室１０に供給された圧油は、絞り
面積を増した絞り部６ａを経て主として第１の送油室１
２に導入されるようになり、該送油室１２と第２の送油
室１３との間、及びこれら夫々に連なるシリンダ室ＳR
，ＳL 間に圧力差が生じ、油圧シリンダＳは、この圧
力差に相当する油圧力（操舵補助力）を発生する。

【００１０】この際に生じる圧力差は、他方（送油室１
３側）の絞り部６ａでの絞り面積の減少程度に依存し、
この減少程度は前記相対角変位の大きさ、即ち、舵輪に
加わる操舵トルクの大きさに対応する。従って、前記油
圧シリンダＳの発生力は、舵輪に加わる操舵トルクに対
応する向きと大きさとを有することになり、舵取りを補
助することができる。このとき、油圧シリンダＳの動作
により押し出される他方のシリンダ室ＳL 内部の油は、
第２の送油室１３に還流し、該送油室１３の一側にて絞
り面積を増した絞り部６ｂを経て排油室１１に導入さ
れ、該排油室１１に接続された油タンクＴに排出され
る。

【００１１】動力舵取装置における操舵補助力の望まし
い増加特性は、舵輪に加わる操舵トルクに対して比例的
に増加する特性ではなく、前記操舵トルクが小さい範囲
では漸増し、所定の限界を超えると共に急増する特性で
ある。このような特性を得るべく、各絞り部６ａ，６ｂ
に面したバルブスプール２の全ての第２の油溝５の溝縁
には、該バルブスプール２の周面に対して所定の傾斜角
度を有し、周方向に所定の幅を有した面取り部（チャン
ファ）７・・・を形成し、バルブボディ１とバルブスプ
ール２との相対角変位に対する各絞り部６ａ，６ｂの絞
り面積の変化が緩やかに生ずるようにしてある。

【００１２】さて、以上の如き動作をなす油圧制御弁
は、第１及び第２の油溝４，５が４等配、６等配、８等
配又はそれ以上に等配されており、第１及び第２の油溝
４，５の一方であり、その等配数の半分の油溝を給油室
１０とし、残り半分の油溝を排油室１１として構成され
ている。

【００１３】４等配の油圧制御弁は給油室及び排油室が
２個であるため、給油室へ導油される圧油の一個所当り
の分配流量を比較的多くすることができるのであるが、
その反面、油圧シリンダを制御するための高油圧となる
給油室が１８０度の位相差で２個所に配置されることに
なるため、バルブボディに作用する圧力分布のバランス
が悪く、バルブボディが楕円形に変形し、バルブスプー
ルとの間の１０ミクロン程度の嵌合隙間が変化し、バル
ブスプールとの間にくいつき現象が生ずることになると
いうおそれがある。

【００１４】６等配の油圧制御弁は給油室及び排油室が
３個であり、また、８等配の油圧制御弁は給油室及び排
油室が４個であるため、給油室へ導油される圧油の一個
所当りの分配流量は４等配のものに比較して少なくなる
が、その反面、高油圧となる給油室が６等配では１２０
度の位相差で３個所に配置され、８等配では９０度の位
相差で４個所に配置されることになるため、バルブボデ
ィに作用する圧力分布のバランスを良好にでき、バルブ
ボディが変形することを抑制でき、バルブスプールとの
間の嵌合隙間を良好に保持することができる。従って、
油圧制御弁は、最小限６等配以上の構成とするのが好ま
しいのである。

【００１５】出願人は以上の如く構成された従来の動力
舵取装置を用いて油圧ポンプをスタンバイ制御（低回転
又は零回転）し、アイドリング時など舵輪に操舵トルク
が加わっていないときは１〜２L/min 程度又は零流量の
圧油を油圧制御弁の給油室に導油するとともに舵輪の操
舵角を検出し、舵輪の操舵角速度に基づいて油圧ポンプ
の流量を過渡的に増加させ、油圧制御弁の制御流量を、
従来の低流量よりも可及的に少ない低流量又は零流量か
ら高流量へ急激に変化させることができるようにした動
力舵取装置を開発中である。

【００１６】図１０は舵輪の操舵角速度とポンプ流量と
の関係を示す流量特性図、図１１は舵輪に加えられる入
力トルクと油圧制御弁によって制御される油圧力との関
係を示す油圧特性図である。図１０にあっては、舵輪の
操舵角速度の増速に伴い油圧ポンプ用の電動モータの回
転数が増加し、油圧ポンプの流量が過渡的に増加する。
図１１は油圧制御弁によって制御される油圧力の増加に
伴って入力トルクの増加が小さくなる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、以上の如く
構成された従来の油圧制御弁は、スタンバイ制御時にお
ける流量（最少制御流量）が１〜２L/min 程度の低流量
又は零流量となるように設計、加工されているため、こ
の従来の油圧制御弁を前記開発中の油圧制御弁に転用し
た場合、従来の低流量よりもさらに少ない流量の最少制
御流量域の油圧特性が非常に不安定であり、操舵し始め
で油圧が過渡的に立上がるとき、油圧特性が急に不連続
となり、入力トルクに不連続感が生ずることになるとい
う問題がある。

【００１８】図１２は油圧制御弁の油圧特性が不連続に
なった状態の説明図である。低流量域の油圧特性のバラ
ツキが大きい従来の６等配又は８等配の油圧制御弁をそ
のまゝ開発中のものに転用した場合、絞り部一個所当り
の分配流量が８等配のものにおいては0.125L/min以下へ
と可及的に少なくなり、この低流量が、油圧特性に大き
なバラツキがあり、油圧特性が不安定である前記面取り
部で制御されることになるため、操舵し始め時の油圧特
性の立上りが不安定であり、操舵し始め時、図１２に示
す如く油圧特性に飛びが生じて該油圧特性が不連続とな
り、入力トルクに不連続感を感じることになるという不
具合がある。

【００１９】また、従来の４等配の油圧制御弁をそのま
ゝ開発中のものに転用した場合、絞り部一個所当りの分
配量が６等配以上の油圧制御弁を転用した場合に比較し
て多くなるが、前記した如くバルブボディに作用する圧
力分布のバランスが悪く、バルブスプールとの間にくい
つき現象が生ずることになるため、４等配の油圧制御弁
を転用することは好ましくない。

【００２０】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、給油室及び送油室間の絞り部にのみ前記面取り
部を設けるか、又は、排油室及び送油室間の絞り部にの
み前記面取り部を設けることにより、６等配以上の既存
の油圧制御弁を用いて、最少制御流量を可及的に少なく
したときの最少制御流量域での油圧特性を安定させるこ
とができ、油圧特性の不連続をなくすることができる油
圧制御弁を提供することを目的とし、また、前記面取り
部を第２の油溝から第１の油溝へ向かって流れが生ずる
絞り部に設けることにより、バルブボディとバルブスプ
ールとの相対角変位が大きいときの作動油の流動音を低
減させることができる油圧制御弁を提供することを目的
とする。また、油圧ポンプを、スタンバイ制御するとき
低流量又は零流量となり、操舵するとき操舵角速度に応
じて高流量となる制御が行われるように構成することに
より、アイドリング時など舵輪が操舵されていないとき
のエネルギー消費を少なくすることができる動力舵取装
置を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る油圧制御
弁は、内周面に長手方向へ延びる複数の第１の油溝が等
配されているバルブボディの内部に、外周面に前記第１
の油溝に対して千鳥配置となる複数の第２の油溝が設け
られているバルブスプールを相対角変位を可能として嵌
合し、周方向に隣合う前記第１及び第２の油溝の幅方向
両側の溝縁間に絞り部を設け、前記第１及び第２の油溝
の一方が１つおきに給油室及び排油室となり、第１及び
第２の油溝の他方が前記給油室と排油室との間で送油室
となる油圧制御弁において、前記給油室及び送油室間の
絞り部、又は、前記排油室及び送油室間の絞り部を構成
する第１の油溝の溝縁及び第２の油溝の溝縁の一方に絞
り面積調整用の面取り部を設けてあることを特徴とす
る。

【００２２】第１発明にあっては、給油室及び送油室間
の絞り部、又は、排油室及び送油室間の絞り部にのみ面
取り部を設け、面取り部によって流量を制御する流量制
御個所を既存のものに比較して半減してあるため、６等
配以上の既存の油圧制御弁を用いて、最少制御流量を可
及的に少なくしたときの一つの流量制御個所当りの分配
量を既存のものに比較して倍増することができ、最少制
御流量域での油圧特性を安定させることができ、油圧特
性の不連続をなくすることができる。従って、舵輪の操
舵角速度に基づいて油圧ポンプの流量を増加させ、油圧
制御弁の制御流量を、従来の最少制御流量よりも可及的
に少ない低流量又は零流量から高流量へ急激に変化させ
ることができるとともに、最少制御流量域での油圧特性
の不連続をなくすることができ、入力トルクに不連続感
を感じることがない油圧制御弁を６等配以上の既存の油
圧制御弁を用いて安価に構成することができる。

【００２３】第２発明に係る油圧制御弁は、前記面取り
部が、第２の油溝から第１の油溝へ向かって流れが生ず
る絞り部に設けてあることを特徴とする。

【００２４】第２発明にあっては、給油室へ導油された
作動油を面取り部に沿って第２の油溝から第１の油溝へ
向かって徐々に直線的に減圧させながら流通させること
ができるため、バルブボディとバルブスプールとの相対
角変位が大きいときの作動油の流動音を低減させること
ができる。即ち、図１に示す如くバルブボディの第１の
油溝を送油室とし、バルブスプールの第２の油溝を給油
室及び排油室として構成された油圧制御弁においては、
給油室の両側の絞り部に第２の油溝から第１の油溝へ向
かう流れが発生し、排油室の両側の絞り部に第１の油溝
から第２の油溝へ向かう流れが発生することになり、ま
た、図３に示す如くバルブスプールの第２の油溝を送油
室とし、バルブボディの第１の油溝を給油室及び排油室
として構成された油圧制御弁においては、給油室の両側
の絞り部に第１の油溝から第２の油溝へ向かう流れが発
生し、排油室の両側の絞り部に第２の油溝から第１の油
溝へ向かう流れが発生することになるが、第２の油溝か
ら第１の油溝へ向かって流通するときは、高圧油が面取
り部に沿って徐々に直線的に減圧されるため、キャビテ
ーションの発生がなく、音鳴りはないのである。尚、図
１に示す油圧制御弁において、排油室の両側の絞り部に
面取り部を設けた場合及び図３に示す油圧制御弁におい
て、給油室の両側の絞り部に面取り部を設けた場合は、
高圧油が面取り部に流通した途端に急激に減圧されるた
め、キャビテーションが発生し、音鳴りが発生すること
になる。

【００２５】第３発明に係る動力舵取装置は、電動モー
タによって駆動され、操舵補助用の油圧シリンダに油圧
を供給する油圧ポンプと、操舵に基づいて前記油圧ポン
プからの圧油を切替えて前記油圧シリンダへ供給する油
圧制御弁とを備えてなる動力舵取装置において、第１発
明に係る油圧制御弁又は第２発明に係る油圧制御弁を備
えていることを特徴とする。

【００２６】第３発明にあっては、油圧制御弁が第１発
明に係るものである場合、舵輪の操舵角速度に基づいて
油圧ポンプの流量を増加させ、油圧制御弁の制御流量
を、従来の最少制御流量よりも可及的に少ない低流量又
は零流量から高流量へ急激に変化させることができると
ともに、最少制御流量域での油圧特性の不連続をなくす
ることができ、入力トルクに不連続感を感じることがな
い油圧制御弁を６等配以上の既存の油圧制御弁を用いて
安価に構成することができ、また、油圧制御弁が第２発
明に係るものである場合、バルブボディとバルブスプー
ルとの相対角変位が大きいときの作動油の流動音を低減
させることができる。

【００２７】第４発明に係る動力舵取装置は、電動モー
タによって駆動され、操舵補助用の油圧シリンダに圧油
を供給する油圧ポンプと、内周面に長手方向へ延びる複
数の第１の油溝が等配されているバルブボディの内部
に、外周面に前記第１の油溝に対して千鳥配置となる複
数の第２の油溝が設けられているバルブスプールを相対
角変位を可能として嵌合し、周方向に隣合う前記第１及
び第２の油溝の幅方向両側の溝縁間に絞り部を設け、前
記第１及び第２の油溝の一方が１つおきに給油室及び排
油室となり、第１及び第２の油溝の他方が前記給油室と
排油室との間で送油室となる油圧制御弁とを備え、操舵
に基づいて前記油圧ポンプからの圧油を前記油圧制御弁
が切替えて前記油圧シリンダへ供給する如くなしてある
動力舵取装置において、前記油圧制御弁は、前記給油室
及び送油室間の絞り部、又は、前記排油室及び送油室間
の絞り部を構成する第１の油溝の溝縁及び第２の油溝の
溝縁の一方に絞り面積調整用の面取り部を設けてあり、
前記油圧ポンプは、スタンバイ制御するとき低流量又は
零流量となり、操舵するとき操舵角速度に応じて高流量
となる制御が行われることを特徴とする。

【００２８】第４発明にあっては、舵輪の操舵角速度に
基づいて油圧ポンプの流量を増加させ、油圧制御弁の制
御流量を、従来の最少制御流量よりも可及的に少ない極
低流量から高流量へ急激に変化させることができるとと
もに、最少制御流量域での油圧特性の不連続をなくする
ことができ、入力トルクに不連続感を感じることがない
油圧制御弁を６等配以上の既存の油圧制御弁を用いて安
価に構成することができ、しかも、アイドリング時など
舵輪が操舵されていないときは電動モータの駆動を停
止、又は、極低速で駆動させることができるため、舵輪
が操舵されていないときのエネルギー消費を少なくする
ことができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下本発明をその実施例を示す図
面に基づいて詳述する。図１は、動力舵取装置の油圧回
路と共に示す本発明に係る油圧制御弁の模式的横断面図
である。 実施の形態１ 図中１はバルブボディ、２はバルブスプールであり、こ
れらバルブボディ１及びバルブスプール２の基本的な構
成は既存のものと同じである。円筒形をなすバルブボデ
ィ１の内周面には、夫々等しい幅を有する８個の第１の
油溝４が周方向に等配をなして並設され、また、バルブ
ボディ１の内径と略等しい外径を有する厚肉円筒形のバ
ルブスプール２の外周面には、同様に、夫々等しい幅を
有する８個の第２の油溝５が周方向に等配をなして並設
されている。

【００３０】バルブスプール２はバルブボディ１の内側
に同軸上での相対回転を可能として嵌合し、これら両者
を、バルブスプール２の内側に挿通されたトーションバ
ー３により相互に連結して構成されている。第１の油溝
４と第２の油溝５とは、前記トーションバー３に捩れが
生じていない中立状態において、図示の如く周方向に千
鳥配置され、夫々の両側に相隣するものと連通するよう
に位置決めされている。

【００３１】以上の構成により、バルブボディ１の第１
の油溝４の夫々は、バルブスプール２の第２の油溝５間
のランドに対向し、また、バルブスプール２の第２の油
溝５の夫々は、バルブボディ１の第１の油溝４間のラン
ドに対向して、バルブボディ１とバルブスプール２との
嵌合周上には、第１の油溝４の内側（幅方向両側の溝縁
間）の８つの油室と、第２の油溝５の外側（幅方向両側
の溝縁間）の８つの油室とが、夫々の間に連通部を有し
て交互に並んだ状態となる。

【００３２】バルブボディ１とバルブスプール２とは、
これらを連結するトーションバー３の捩れの範囲内での
相対角変位が可能であり、前記各油室間の連通部、即
ち、油溝４，５の幅方向両側の溝縁間は、前記相対角変
位に応じて夫々の連通面積（絞り面積）を増減する絞り
部６ａ，６ｂとして作用する。

【００３３】バルブスプール２の第２の油溝５により形
成された８つの油室の内、１つおきに位置する４つは、
バルブボディ１の周壁を貫通し、夫々の油溝５の外側に
開口を有する各別の導油孔を介して油圧源たる油圧ポン
プＰの吐出側に接続され、該油圧ポンプＰから圧油の供
給がなされる給油室１０・・・を構成している。これに
対し、残りの４つの油室は、バルブスプール２を半径方
向に貫通し、夫々の油溝５の底部に開口を有する各別の
排油孔及びバルブスプール２内側の中空部を介して排油
先となる油タンクＴに接続され、該油タンクＴへの排出
油の通路となる排油室１１・・・を構成している。

【００３４】一方、第１の油溝４の内側に形成された８
つの油室の内、前記給油室１０・・・に周方向の同側に
て相隣する４つの油室は、バルブボディ１の周壁を貫通
し、夫々の油溝４の底部に開口を有する各別の導油孔を
介して油圧の送給先である油圧シリンダＳの一方のシリ
ンダ室ＳR に接続され、このシリンダ室ＳR への第１の
送油室１２・・・を構成しており、残りの４つは、同様
の導圧孔を介して前記油圧シリンダＳの他方のシリンダ
室ＳL に接続され、該シリンダ室ＳL への第２の送油室
１３・・・を構成している。従って、給油室１０の両側
には、第１の送油室１２又は第２の送油室１３を経て排
油室１１に至る油路が夫々形成され、給油室１０と送油
室１２，１３とが絞り部６ａを介して連通し、また送油
室１２，１３と排油室１１とが絞り部６ｂを介して連通
される。

【００３５】以上の如く構成された油圧制御弁は既存の
基本的な構成であり、本発明は前記給油室１０及び送油
室１２，１３間の絞り部６ａを構成する第２の油溝５の
溝縁に、絞り面積調整用の面取り部７を設け、前記排油
室１１及び送油室１２，１３間の絞り部６ｂを構成する
第２の油溝５の溝縁には絞り面積調整用の面取り部を設
けない構成とし、面取り部７を設けた４つの絞り部６ａ
によって流量を制御することができるようにしている。

【００３６】面取り部７は、絞り部６ａをバルブスプー
ル２の周面に対して所定の傾斜角度を有し、周方向に所
定の幅を有するように切欠いて形成してある。

【００３７】本発明の油圧制御弁は、舵輪の操舵角速度
に基づいて前記油圧ポンプＰを駆動するための電動モー
タＭの回転数及び油圧ポンプＰの流量を増加させ、油圧
制御弁Ｖの制御流量を、従来の最少制御流量よりも可及
的に少ない低流量又は零流量から高流量へ急激に変化さ
せることができるようにした動力舵取装置に使用され
る。

【００３８】図２は、バルブボディとバルブスプールと
の嵌合周上に並ぶ給油室、送油室及び排油室を直線展開
して示した動作説明図であり、(a) は、バルブボディと
バルブスプールとの間に相対角変位が生じていない状態
（中立状態）を示している。

【００３９】アイドリング時など舵輪が操舵されていな
いスタンバイ制御時は、電動モータＭの駆動を停止、又
は、極低速で駆動させるのであり、油圧ポンプＰから給
油室１０に導油される流量は１L/min 未満の低流量であ
り、この１L/min 未満の圧油が４等配されることにな
り、一つの給油室１０に0.25L/min 程度の流量が分配さ
れる。４個所の給油室１０に分配された圧油は、４個所
の給油室１０の両側の油路に均等に配分され、第１の送
油室１２又は第２の送油室１３を経て排油室１１に達
し、これら夫々に開口する排油孔を経てバルブスプール
２内側の中空部に流れ込み、該中空部内にて合流して油
タンクＴに還流する。従って、前記送油室１２，１３間
及びこれら夫々に接続された油圧シリンダＳの両シリン
ダ室ＳR ，ＳL 間に圧力差は発生せず、該油圧シリンダ
Ｓはなんらの力も発生しない。

【００４０】図２(b) は、舵輪が操舵され、バルブボデ
ィとバルブスプールとの間に相対角変位が生じた状態を
示している。これに対し、図示しない舵輪が操舵される
に伴ってバルブボディ１とバルブスプール２との間に相
対角変位が生じた場合、給油室１０と送油室１２，１３
との間の絞り部６ａ・・・及び送油室１２，１３と排油
室１１との間の絞り部６ｂ・・・の絞り面積が変化す
る。

【００４１】この変化は、送油室１２，１３の両側にお
いて互いに逆向きに生じる。例えば、バルブボディ１に
対するバルブスプール２の相対回転が図１における時計
回りに生じた場合、バルブスプール２は、図２(b) 中に
白抜矢符にて示す向きに相対移動し、第１の送油室１２
の両側においては、給油室１０側の絞り部６ａの絞り面
積が増大し、排油室１１側の絞り部６ｂの絞り面積が面
取り部によって制御されることなく減少するのに対し、
第２の送油室１３の両側においては、逆に、給油室１０
側の絞り部６ａの絞り面積が面取り部７によって制御さ
れながら減少し、排油室１１側の絞り部６ｂの絞り面積
が増大する。

【００４２】従って、操舵し始めにおいては給油室１０
及び第２の送油室１３間の絞り部６ａに設けられた面取
り部７によって0.25L/min 程度の流量が制御され、従来
例のように排油室１１及び第１の送油室１２間の絞り部
６ｂでは流量制御がされないため、油溝４，５を８等配
した構成において流量制御個所を半分の４個所にするこ
とができる。このように８等配の構成でありながら、給
油室１０に導油された圧油が流量制御個所に分配される
個所は４個所であり、残りの４個所には従来例のように
分配されないため、一つの流量制御個所当りの分配量を
従来例の８等配の構成のものに比較して倍増することが
できる。このため、従来例の８等配の構成にあっては一
つの流量制御個所での流量が少なくなり過ぎて油圧特性
を安定させることができなかったのであるが、本発明に
あっては従来例に比較して倍増した流量を一つの流量制
御個所で制御することができるから、低流量又は零流量
での油圧特性を安定させることができ、油圧特性の不連
続をなくすることができる。

【００４３】また、以上の如く給油室１０及び第２の送
油室１３間の絞り部６ａに設けられた面取り部７によっ
て流量制御され、従来例のように排油室１１及び第１の
送油室１２間の絞り部６ｂでは流量制御がされないた
め、操舵角速度の増速にともなって給油室１０に導油さ
れた圧油の殆ど全ては絞り面積を増した絞り部６ａを経
て第１の送油室１２に導入され、該送油室１２に連通す
るシリンダ室ＳR に送給されるため、油圧は図１１の如
く急激に高くなる。

【００４４】以上の如き圧油の流れが生じた場合、第１
の送油室１２の内圧は給油室１０と略等圧に保たれるの
に対し、第２の送油室１３の内圧は、給油室１０との間
にて絞り面積を減じた絞り部６ａの通流に伴う減圧分だ
け低下することになり、送油室１２，１３間及びこれら
夫々に連通されたシリンダ室ＳR ，ＳL 間に圧力差が生
じ、油圧シリンダＳはシリンダ室ＳR からＳL に向かう
油圧力（操舵補助力）を発生する。

【００４５】また、このような油圧シリンダＳの動作に
伴って、シリンダ室ＳL の内部の作動油は押し出され、
該シリンダ室ＳL に接続された第２の送油室１３に還流
し、給油室１０からの作動油と合流して、該送油室１３
の他側において絞り面積を増した絞り部６ｂを経て排油
室１１に導入され、バルブスプール２の中空部を経て油
タンクＴに排出される。

【００４６】以上の動作により油圧シリンダＳが発生す
る操舵補助力は、給油室１０と第２の送油室１３との間
の絞り部６ａ及び排油室１１と第１の送油室１２との間
の絞り部６ｂにおける絞り面積の減少程度に依存する。
ここで、絞り部６ａ，６ｂの絞り面積の減少程度は、バ
ルブボディ１とバルブスプール２との間の相対角変位に
対応し、この相対角変位は、操舵角の大きさに対応す
る。従って前記油圧シリンダＳは、舵輪の操舵角の大き
さに対応する操舵補助力を発生することとなる。

【００４７】図２(b) に示す動作状態において、給油室
１０と第２の送油室１３との間にて絞り面積を減じた絞
り部６ａには、両側の圧力差の作用により圧油が高速度
にて流れることになるが、この絞り部６ａに設ける面取
り部７は、給油室１０をなす４つの油溝５に臨む一対の
絞り部６ａに設けて給油室１０の圧油を面取り部７に沿
って第２の油溝５から第１の油溝４へ向かって流通させ
るようにしてあるため、絞り部６ａを流通する圧油の油
圧力を面取り部に沿って徐々に直線的に減圧させること
ができ、キャビテーションの発生をなくすることができ
る。

【００４８】また一方、バルブボディ１に対するバルブ
スプール２の相対回転が図１における反時計回りに生じ
た場合、前述の場合と逆に、第２の送油室１３の両側に
おいては、給油室１０側の絞り部６ａの絞り面積が増大
し、排油室１１側の絞り部６ｂの絞り面積が面取り部に
よって制御されることなく減少するのに対し、第１の送
油室１２の両側においては、逆に、給油室１０側の絞り
部６ａの絞り面積が面取り部７によって制御されながら
減少し、排油室１１側の絞り部６ｂの絞り面積が増大す
ることになり、給油室１０に供給された圧油の殆ど全て
は、絞り面積を増した絞り部を経て主として第２の送油
室１３に導入され、該送油室１３に連通するシリンダ室
ＳL に送給されて、パワーシリンダＳは、シリンダ室Ｓ
L からＳR に向かう油圧力（操舵補助力）を発生する。

【００４９】実施の形態２ 図３は動力舵取装置の油圧回路と共に示す本発明に係る
油圧制御弁の模式的横断面図である。この実施の形態２
の油圧制御弁は、バルブスプール２の第２の油溝５が第
１及び第２の送油室１２，１３を構成し、バルブボディ
１の第１の油溝４が、給油室１０及び排油室１１を交互
に構成している構成において、前記排油室１１及び送油
室１２，１３間の絞り部６ｂを構成する第２の油溝５の
溝縁には絞り面積調整用の面取り部７を設け、前記給油
室１０及び送油室１２，１３間の絞り部６ａを構成する
第２の油溝５の溝縁には面積調整用の面取り部７を設け
ない構成とし、面取り部７を設けた４つの絞り部６ｂ・
・・によって流量を制御することができるようにしたも
のであり、その他の構成及び作用は図１、図２に示した
実施の形態１と同じであるため、共通部品については同
じ符号を付し、その詳細な説明及び構造、作用、効果を
省略する。

【００５０】図４は、バルブボディとバルブスプールと
の嵌合周上に並ぶ給油室、送油室及び排油室を直線展開
して示した動作説明図であり、(a) は、バルブボディと
バルブスプールとの間に相対角変位が生じていない状態
（中立状態）を示している。また、(b) は、舵輪が操舵
され、バルブボディとバルブスプールとの間に相対角変
位が生じた状態を示している。

【００５１】実施の形態２において、例えば、バルブボ
ディ１に対するバルブスプール２の相対回転が図３にお
ける時計回りに生じた場合、バルブスプール２は、図４
(b)中に白抜矢符にて示す向きに相対移動し、第２の送
油室１３の両側においては、給油室１０側の絞り部６ａ
の絞り面積が増大し、排油室１１側の絞り部６ｂの絞り
面積が面取り部７によって制御されながら減少するのに
対し、第１の送油室１２の両側においては、逆に、給油
室１０側の絞り部６ａの絞り面積が面取り部によって制
御されることなく減少し、排油室１１側の絞り部６の絞
り面積が増大する。

【００５２】従って、操舵し始めにおいては排油室１１
及び第２の送油室１３間の絞り部６ｂに設けられた面取
り部７によって流量制御され、従来例のように給油室１
０及び第１の送油室１２間の絞り部６ａでは流量制御が
されないため、実施の形態１と同様、油溝４，５を８等
配した構成において流量制御個所を半分の４個所にする
ことができる。

【００５３】また、絞り部６ｂ・・・に設ける面取り部
７は、排油室１１をなす４つの油溝４に臨む一対の絞り
部６ｂ，６ｂに設けて給油室１０及び第２の送油室１３
の圧油を面取り部７に沿って第２の油溝５から第１の油
溝４へ向かって流通させるようにしてあるため、実施の
形態１と同様、絞り部を流通する圧油の油圧力を面取り
部７に沿って徐々に直線的に減圧させることができ、キ
ャビテーションの発生をなくすることができる。

【００５４】実施の形態３ 図５は、バルブボディとバルブスプールとの嵌合周上に
並ぶ給油室、送油室及び排油室を直線展開して示した動
作説明図であり、(a) は、バルブボディとバルブスプー
ルとの間に相対角変位が生じていない状態（中立状態）
を示している。また、(b) は、舵輪が操舵され、バルブ
ボディとバルブスプールとの間に相対角変位が生じた状
態を示している。

【００５５】この実施の形態３の油圧制御弁は、バルブ
ボディ１の第１の油溝４が、第１及び第２の送油室１
２，１３を構成し、バルブスプール２の第２の油溝５が
給油室１０及び排油室１１を交互に構成している構成に
おいて、前記給油室１０及び送油室１２，１３間の絞り
部６ａを構成する第１の油溝４の溝縁に、絞り面積調整
用の面取り部７を設け、前記排油室１１及び送油室１
２，１３間の絞り部６ｂを構成する第１の油溝４の溝縁
には絞り面積調整用の面取り部を設けない構成とし、面
取り部７を設けた４つの絞り部６ａ・・・によって流量
を制御することができるようにしたものであり、その他
の構成及び作用は図１、図２に示した実施の形態１と同
じであるため、共通部品については同じ符号を付し、そ
の詳細な説明及び構造、作用、効果を省略する。

【００５６】実施の形態４ 図６は、バルブボディとバルブスプールとの嵌合周上に
並ぶ給油室、送油室及び排油室を直線展開して示した動
作説明図であり、(a) は、バルブボディとバルブスプー
ルとの間に相対角変位が生じていない状態（中立状態）
を示している。また、(b) は、舵輪が操舵され、バルブ
ボディとバルブスプールとの間に相対角変位が生じた状
態を示している。

【００５７】この実施の形態４の油圧制御弁は、バルブ
スプール２の第２の油溝５が第１及び第２の送油室１
２，１３を構成し、バルブボディ１の第１の油溝４が給
油室１０及び排油室１１を交互に構成している構成にお
いて、前記排油室１１及び送油室１２，１３間の絞り部
６ｂを構成する第１の油溝４の溝縁には絞り面積調整用
の面取り部７を設け、前記給油室１０及び送油室１２，
１３間の絞り部６ａを構成する第１の油溝４の溝縁には
面積調整用の面取り部７を設けない構成とし、面取り部
７を設けた４つの絞り部６ｂ・・・によって流量を制御
することができるようにしたものであり、その他の構成
及び作用は図１〜図４に示した実施の形態１，２と同じ
であるため、共通部品については同じ符号を付し、その
詳細な説明及び構造、作用、効果を省略する。

【００５８】なお以上の実施の形態においては、動力舵
取装置の油圧シリンダＳへの送給油圧を制御する油圧制
御弁としての使用例について述べたが、本発明の適用範
囲はこれに限らず、バルブボディ１とバルブスプール２
との嵌合周上に、両者の相対角変位に応じて絞り面積を
変化する複数の絞り部を備えた回転式の油圧制御弁全般
への適用が可能であることは言うまでもない。

【００５９】

【発明の効果】以上詳述した如く第１発明によれば、給
油室及び送油室間の絞り部にのみ面取り部を設けるか、
又は、排油室及び送油室間の絞り部にのみ面取り部を設
け、面取り部によって流量を制御する流量制御個所を既
存のものに比較して半減してあるため、６等配以上の既
存の油圧制御弁を用いて、最少制御流量を可及的に少な
くしたときの一つの流量制御個所当りの分配量を既存の
ものに比較して倍増することができ、最少制御流量域で
の油圧特性を安定させることができ、油圧特性の不連続
をなくすることができる。従って、舵輪の操舵角速度に
基づいて油圧ポンプの流量を増加させ、油圧制御弁の制
御流量を、従来の最少制御流量よりも可及的に少ない低
流量又は零流量から高流量へ急激に変化させることがで
きるとともに、最少制御流量域での油圧特性の不連続を
なくすることができ、入力トルクに不連続感を感じるこ
とがない油圧制御弁を６等配以上の既存の油圧制御弁を
用いて安価に構成することができる。

【００６０】第２発明によれば、給油室へ導油された作
動油を面取り部に沿って第２の油溝から第１の油溝へ向
かって徐々に直線的に減圧させながら流通させることが
できるため、バルブボディとバルブスプールとの相対角
変位が大きいときの作動油の流動音を低減させることが
できる。

【００６１】第３発明によれば、油圧制御弁が第１発明
に係るものである場合、舵輪の操舵角速度に基づいて油
圧ポンプの流量を増加させ、油圧制御弁の制御流量を、
従来の最少制御流量よりも可及的に少ない低流量又は零
流量から高流量へ急激に変化させることができるととも
に、最少制御流量域での油圧特性の不連続をなくするこ
とができ、入力トルクに不連続感を感じることがない油
圧制御弁を６等配以上の既存の油圧制御弁を用いて安価
に構成することができ、また、油圧制御弁が第２発明に
係るものである場合、バルブボディとバルブスプールと
の相対角変位が大きいときの作動油の流動音を低減させ
ることができる。

【００６２】第４発明によれば、舵輪の操舵角速度に基
づいて油圧ポンプの流量を増加させ、油圧制御弁の制御
流量を、従来の最少制御流量よりも可及的に少ない極低
流量から高流量へ急激に変化させることができるととも
に、最少制御流量域での油圧特性の不連続をなくするこ
とができ、入力トルクに不連続感を感じることがない油
圧制御弁を６等配以上の既存の油圧制御弁を用いて安価
に構成することができ、しかも、アイドリング時など舵
輪が操舵されていないときは電動モータの駆動を停止、
又は、極低速で駆動させることができるため、舵輪が操
舵されていないときのエネルギー消費を少なくすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る油圧制御弁の実施の形態１を示す
模式的横断面図である。

【図２】本発明に係る油圧制御弁の動作説明図である。

【図３】本発明に係る油圧制御弁の実施の形態２を示す
模式的横断面図である。

【図４】本発明に係る油圧制御弁の動作説明図である。

【図５】本発明に係る油圧制御弁の実施の形態３を示す
動作説明図である。

【図６】本発明に係る油圧制御弁の実施の形態４を示す
動作説明図である。

【図７】従来例に係る油圧制御弁の模式的横断面図であ
る。

【図８】従来例に係る油圧制御弁の動作説明図である。

【図９】従来例に係る油圧制御弁の模式的横断面図であ
る。

【図１０】舵輪の操舵角速度とポンプ流量との関係を示
す流量特性図である。

【図１１】舵輪に加えられる入力トルクと油圧制御弁に
よって制御される油圧力との関係を示す油圧特性図であ
る。

【図１２】油圧制御弁の油圧特性が不連続になった状態
の説明図である。

【符号の説明】

１ バルブボディ ２ バルブスプール ４ 第１の油溝 ５ 第２の油溝 6a，6b 絞り部 ７ 面取り部 10 給油室 11 排油室 12 第１の送油室 13 第２の送油室 Ｐ 油圧ポンプ Ｓ 油圧シリンダ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面に長手方向へ延びる複数の第１の
   油溝が等配されているバルブボディの内部に、外周面に
   前記第１の油溝に対して千鳥配置となる複数の第２の油
   溝が設けられているバルブスプールを相対角変位を可能
   として嵌合し、周方向に隣合う前記第１及び第２の油溝
   の幅方向両側の溝縁間に絞り部を設け、前記第１及び第
   ２の油溝の一方が１つおきに給油室及び排油室となり、
   第１及び第２の油溝の他方が前記給油室と排油室との間
   で送油室となる油圧制御弁において、前記給油室及び送
   油室間の絞り部、又は、前記排油室及び送油室間の絞り
   部を構成する第１の油溝の溝縁及び第２の油溝の溝縁の
   一方に絞り面積調整用の面取り部を設けてあることを特
   徴とする油圧制御弁。
2. 【請求項２】 前記面取り部は、第２の油溝から第１の
   油溝へ向かって流れが生ずる絞り部に設けてある請求項
   １記載の油圧制御弁。
3. 【請求項３】 電動モータによって駆動され、操舵補助
   用の油圧シリンダに油圧を供給する油圧ポンプと、操舵
   に基づいて前記油圧ポンプからの圧油を切替えて前記油
   圧シリンダへ供給する油圧制御弁とを備えてなる動力舵
   取装置において、請求項１又は請求項２記載の油圧制御
   弁を備えていることを特徴とする動力舵取装置。
4. 【請求項４】 電動モータによって駆動され、操舵補助
   用の油圧シリンダに圧油を供給する油圧ポンプと、内周
   面に長手方向へ延びる複数の第１の油溝が等配されてい
   るバルブボディの内部に、外周面に前記第１の油溝に対
   して千鳥配置となる複数の第２の油溝が設けられている
   バルブスプールを相対角変位を可能として嵌合し、周方
   向に隣合う前記第１及び第２の油溝の幅方向両側の溝縁
   間に絞り部を設け、前記第１及び第２の油溝の一方が１
   つおきに給油室及び排油室となり、第１及び第２の油溝
   の他方が前記給油室と排油室との間で送油室となる油圧
   制御弁とを備え、操舵に基づいて前記油圧ポンプからの
   圧油を前記油圧制御弁が切替えて前記油圧シリンダへ供
   給する如くなしてある動力舵取装置において、前記油圧
   制御弁は、前記給油室及び送油室間の絞り部、又は、前
   記排油室及び送油室間の絞り部を構成する第１の油溝の
   溝縁及び第２の油溝の溝縁の一方に絞り面積調整用の面
   取り部を設けてあり、前記油圧ポンプは、スタンバイ制
   御するとき低流量又は零流量となり、操舵するとき操舵
   角速度に応じて高流量となる制御が行われることを特徴
   とする動力舵取装置。