JP2529607Y2 - 動力舵取装置のロータリバルブ式制御弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この考案は、ポンプから圧送された作動油の油圧を制
御してパワーシリンダに導く動力舵取装置のロータリバ
ルブ式制御弁に関する。

〈従来の技術〉 近年、ほとんどの自動車において、ステアリングを操
作する力を油圧によって補助する動力舵取装置（パワー
ステアリング）が、装着されるようになってきている。

この動力舵取装置には、ステアリングが操作される
と、ポンプから吐出した作動油を、パワーシリンダの一
方の油室に選択的に送出すると共に、パワーシリンダの
他方の油室からの作動油をポンプの吸入側へ戻す制御弁
が設けられている。

この制御弁においては、その作動時に、作動油の流動
音いわゆるシュー音が発生した。このシュー音は、ステ
アリングの据切り時等において、作動油の供給側油圧が
オイルポンプのリリーフ圧近くにまで昇圧し、作動油の
還流側油圧との間に大きな差圧を生じた状態で、制御弁
を切り換えて高圧の作動油を低圧側へ急激に流動させた
ときに発生するものである。

一方、燃費向上のためにポンプの負荷を軽減するべ
く、制御弁の中立状態におけるポンプの吐出圧を低く抑
えることが行われているが、これにより、上記差圧が一
層大きくなって、大きなシュー音が発生していた。

これに対し、近年、自動車の静粛性への要求が高まっ
てきており、上記シュー音の低減が望まれていた。

そこで、ロータリバルブ式制御弁にあって、シュー音
発生の原因となる上記差圧を低減するために、ステアリ
ング操作時に、還流側油圧（背圧）を高める、いわゆる
背圧上昇方式のものが提供されている（例えば、実開昭
59-126773号公報参照）。

この制御弁では、第６図に示すように、ステアリング
操作に伴って、トーションバー93の外周の突起94が、入
力軸91を貫通したリターンポート92に臨まされ、当該突
起94によって、リターンポート92が絞られる。

〈考案が解決しようとする課題〉 ところが、この制御弁においては、パワーシリンダの
油室側Ｐからポンプ吸入側Ｒへ還流する還流経路の途中
の、上記リターンポート92を絞ることにより、環状油室
Ａ内の、リターンポート92よりも上流側の部分Ｂが高圧
となり、この高圧となった部分Ｂの作動油を密封してい
るオイルシール95に対する負荷が増大し、当該オイルシ
ール95の耐久性が低下するという問題があった。

また、第７図に示すように、入力軸91を貫通したリタ
ーンポート92と、バルブボディ96に端部を突出して内嵌
されたバルブスリーブ97を貫通したポート98との連通
が、入力軸91とバルブボディ96との相対回転によって制
限される形式のものにおいても、同様の問題が生ずる。

この考案は、上記問題に鑑みてなされたものであり、
オイルシールの耐久性を劣化させることなくシュー音の
発生を防止することのできる動力舵取装置のロータリバ
ルブ式制御弁を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 上記問題を解決するためのこの考案の動力舵取装置の
ロータリバルブ式制御弁は、中空の第１の軸と、この第
１の軸を貫通したトーションバーによって、第１の軸に
相対回転可能に連結された第２の軸と、トーションバー
の外周と第１の軸の内周との間に形成された環状油室と
を具備し、ポンプ吐出側から圧送された作動油を、その
油圧を調節した状態で、パワーシリンダの一対の油室の
うちの一方に選択的に導き、且つパワーシリンダの他方
の油室からの作動油を、第１軸を貫通した通液ポートを
介して環状油室に導き、この通液ポートよりも下流で第
１の軸を貫通したリターンポートを介してポンプ吸入側
に還流させる動力舵取装置のロータリバルブ式制御弁に
おいて、上記トーションバーの外周に、上記相対回転に
伴って上記通液ポートに臨まされて当該通液ポートを絞
る突起部が、設けられていることを特徴とするものであ
る。

〈作用〉 上記構成の動力舵取装置のロータリバルブ式制御弁に
よれば、第１軸と第２軸の相対回転の量が増加すると、
パワーシリンダの一方の油室に供給される供給側の油圧
が増大するが、上記相対回転に伴って、トーションバー
の突起が、第１の軸の通液ポートを絞るので、ポンプ吸
入側への流出が抑制され、これにより、還流側の油圧を
高めて、供給側と還流側の差圧を縮小し、従来、上記差
圧の大きさに起因して制御弁の切換作動により発生して
いたシュー音を防止することができる。

しかも、パワーシリンダの油室から、通液ポート、環
状油室及びリターンポートを順次に介して、ポンプ吸入
側へ還流される還流経路において、リターンポートより
も上流側にある通液ポートを絞るので、この絞りによる
圧力降下でこの絞りよりも下流側の油圧を減少させるこ
とができる。したがって、通液ポートの絞り部よりも下
流側において、作動油を密封しているオイルシールの負
荷を軽減することができる。

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面に基づいて説明する。

第１図は、この考案の一実施例としての動力舵取装置
のロータリバルブ式制御弁の内部構成を示している。同
図を参照して、このロータリバルブ式制御弁は、ラック
アンドピニオン式の動力舵取装置の制御弁であり、ハウ
ジング10内に回転可能に支持され、ステアリング側と連
動回転する第１の軸としての中空の入力軸20と、ギアハ
ウジング51内に回転自在に支持され、ラック60に噛合さ
れた第２の軸としてのピニオンシャフト40と、入力軸20
とピニオンシャフト40とを相対回転自在に連結したトー
ションバー53とを有している。トーションバー53の外周
と入力軸20の内周との間には、環状油室Ａが、形成され
ている。

ハウジング10内には、ピン54によってピニオンシャフ
ト40と一体回転可能に連結されたバルブボディ30が、配
設されている。55,56は、バルブボディ30の内孔の上下
両端部に液密的に内嵌されたバルブスリーブであり、入
力軸20に対して相対回転自在である。

ハウジング10には、ポンプ吐出側に連通した供給ポー
ト12、ポンプ吸入側、例えばリザーバタンクに連通した
還流ポート14、パワーシリンダ（図示せず）の右側油室
に連通した第１のポート11、及びパワーシリンダの左側
油室に連通した第２のポート13が、設けられている。

入力軸20には、環状油室Ａとハウジング10の還流ポー
ト14とを連通する複数のリターンポート20eが、当該入
力軸20の径方向に、貫通されている。

また、入力軸20は、第１図及び第２図に示すように、
外周均等に８か所形成されて軸方向に延びる円弧溝21a,
21bと、両円弧溝21a,21b間の４個の外周部21cから径方
向に延びて環状油室Ａに連通する通液ポート23とを備え
ている。第１図ないし第４図を参照して、トーションバ
ー53の外周には、複数の突起53aが、各突起53a間に縦溝
53bを形成した状態で膨出形成されており、これらの突
起53aは、入力軸20とバルブボディ30との相対回転に応
じて通液ポート23に臨まされ、当該通液ポート23を絞
る。これは、入力軸20の捩じれ角と、トーションバー53
の捩じれ角とが相違することを利用したものである。

バルブボディ30の内孔は、入力軸20の外周よりも僅か
に大径に形成されていて、その内周には、軸方向に延び
る８条の縦溝31a,31bを備えている。また、バルブボデ
ィ30の外周には、上部環状溝32a,中央環状溝32b及び下
部環状溝32cが設けられている。上部環状溝32aは、上部
通液ポート33aを通して各円弧溝21aに連通し、中央環状
溝32bは、中央通液ポート33bを通して各縦溝31aに連通
し、下部環状溝32cは、下部通液ポート33cを通して各円
弧溝21bに連通している。

上部環状溝32aは、ハウジング10の第１のポート11を
介して、パワーシリンダの右側油室に連通されており、
下部環状溝32cは、ハウジング10第２のポート13を介し
てパワーシリンダの左側油室に連通されている。また、
中央環状溝32bは、ハウジング10の供給ポート12を介し
て、ポンプ吐出側に連通されている。

バルブボディ30の外周とハウジング10の内周との間
の、上部環状溝32aの上下には、シールリング71及びシ
ールリング72が、配され、下部環状溝32cの上下には、
シールリング73、シールリング74が、配されている。

第１図及び第５図を参照して、入力軸20の下端部20a
は、ニードルベアリング52を介してピニオンシャフト40
の上端部に回転可能に支持されている。この入力軸20の
下端部20aの上方部20bは、ピニオンシャフト40の上端部
に形成した経方向に延びる凹所41に、所定量の相対回転
が許容された状態で挿入されている。ハウジング10とピ
ニオンシャフト40との間は、オイルシール70によってシ
ールされている。

この実施例によれば、入力軸20とバルブボディ30と
が、第２図に示すように中立状態にある場合には、ポン
プ吐出側から圧送される作動油は、供給ポート12からバ
ルブボディ30の中央環状溝32bに流入すると共に、中央
通液ポート33bから縦溝31a、各縦溝21a,21b、縦溝31b、
及び通液ポート23を経て、環状油室Ａに流入する。ま
た、入力軸20のリターンポート20eを経て還流ポート14
からポンプ吸入側へ還流する。このとき、通液ポート23
は、突起53a間の縦溝53bに対向しており、絞られていな
い。

一方、ステアリング操作により入力軸20が回転して、
バルブボディ30との間に相対回転を生じると、例えば第
２図矢印Ｒ方向へ相対回転した場合には、バルブボディ
30の縦溝31aと入力軸20の円弧溝21bとの間、及び縦溝31
bと円弧溝21aとの間が、それぞれ絞られる。このため、
供給側の作動油が昇圧し、円弧溝21aから上部通液ポー
ト33a、上部環状溝32a及び第１のポート11を経て、パワ
ーシリンダの右側油室に供給される。同時に、パワーシ
リンダの他方の油室の作動油は、第２のポート13、バル
ブボディ30の下部環状溝32c、下部通液ポート33cを経
て、入力軸20の円弧溝21b、縦溝31b、通液ポート23及び
環状油室Ａを通り、入力軸20のリターンポート20e及び
還流ポート14を介して、ポンプ吸入側へ還流する。この
結果、右切り時のステアリング操作が助成される。

そして、ステアリングの据切り時等、入力軸20とバル
ブボディ30との相対回転が増大すると、縦溝31aと円弧
溝21bとの間等が大きく絞られ、供給側の油圧が、最大
設定圧近くまで昇圧する。このとき、入力軸20とトーシ
ョンバー53の捩じれ角の相違によって、トーションバー
53が、入力軸20に対して、第４図において矢符Ｌ方向に
相対回転される。したがって、トーションバー53に設け
た突起53aが、入力軸20の通液ポート23に臨まされて、
当該突起53aによって通液ポート23が絞られ、環状油室
Ａ内の油圧が昇圧されるので、還流側油圧と供給側油圧
の差圧を低減することができ、この差圧の大きさに起因
して制御弁の切換作動により発生していたシュー音を、
確実に防止することができる。

しかも、パワーシリンダの油室から、通液ポート23、
環状油室Ａ及びリターンポート20eを順次に介して、ポ
ンプ吸入側へ還流される還流経路において、リターンポ
ート20eよりも上流側にある通液ポート23を絞るので、
この絞りによる圧力降下でこの絞りよりも下流側の油圧
を減少させることができる。これにより、通液ポート23
よりも下流側において、作動油を密封しているオイルシ
ール70の負荷を軽減して、当該オイルシール70の耐久性
の劣化を抑制することができ、したがって、オイルシー
ル70の劣化を招くことなくシュー音の低減を図ることが
できる。

また、スペース上の要請からバルブボディ30は、その
円周上の一箇所がピン54によって固定されているが、環
状油室Ａ内の油圧と、リターンポート20e及び環流ポー
ト14の油圧との間の差圧が大きい場合、バルブボディ30
を上昇させる力が増大するので、当該バルブボディ30
が、こじられて傾斜される。これにより、入力軸20とバ
ルブボディ30との間の隙間が増減されることから、増大
中の入力トルクに対する発生油圧と、減少中の入力トル
クに対する発生油圧との間に、差異が生じ、すなわち、
入力トルク−発生油圧特性においてヒステリシスが大き
くなり、ステアリング操作に対する操作力補助の応答性
が悪くなるという虞がある。これに対して、本実施例で
は、環状油室Ａよりも上流側の通液ポート23を絞るの
で、環状油室Ａの油圧と、リターンポート20e及び還流
ポート14の油圧とが略等しく、したがって、バルブボデ
ィ30のこじれに起因した発生油圧のヒステリシスの増大
や、これによって生ずる操作力補助の応答性の悪化等を
防止することができる。

また、入力軸20が第２図のＬ方向に相対回転した場合
には、第２のポート13を経てパワーシリンダの左側油室
に供給される一方、相対回転の増大によって、上記と同
様にして、通液ポート23が絞られるので、環状油室Ａ内
の油圧を高めて、上記と同様の効果が得られる。

なお、上記実施例においては、リターンポート20e
を、入力軸20の下部側に設けたが、入力軸20の他の部位
に設けることもでき、その他、この考案の要旨を変更し
ない範囲で種々の設計変更を施すことができる。

〈考案の効果〉 この考案によれば、第１軸と第２軸の相対回転に伴っ
て、トーションバーの突起が、第１の軸の通液ポートを
絞るので、ポンプ吸入側への流出が抑制され、これによ
り、還流側の油圧を高めて、供給側と還流側の差圧を縮
小し、従来、上記差圧の大きさに起因して制御弁の切換
作動により発生していたシュー音を防止することができ
る。しかも、パワーシリンダの油室から、通液ポート、
環状油室及びリターンポートを順次に介して、ポンプ吸
入側へ還流される還流径路において、リターンポートよ
りも上流側にある通液ポートを絞るので、この絞りによ
る圧力降下によって通液ポートよりも下流側の油圧を減
少させることができ、したがって、通液ポートよりも下
流側で作動油を密封しているオイルシールの劣化を招く
ことなく、上記シュー音の低減を実現することができる
という特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の動力舵取装置のロータリバルブ式制
御弁を示す縦断面図、 第２図は第１図のII-II断面図、 第３図はトーションバーの突起部分を示す概略斜視図、 第４図は突起による絞りを示す要部断面図、 第５図は第１図のＶ−Ｖ断面図、 第６図及び第７図は従来のロータリバルブ式制御弁の還
流部の絞り機構を示す縦断面図である。 20……入力軸（第１の軸）、20e……リターンポート、2
3……通液ポート、40……ピニオンシャフト（第２の
軸）、53……トーションバー、53a……突起、Ａ……環
状油室。

フロントページの続き (72)考案者 斉藤 善之 大阪府大阪市中央区南船場３丁目５番８ 号 光洋精工株式会社内 (56)参考文献 実開 昭59−126773（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】中空の第１の軸と、この第１の軸を貫通し
   たトーションバーによって、第１の軸に相対回転可能に
   連結された第２の軸と、トーションバーの外周と第１の
   軸の内周との間に形成された環状油室とを具備し、ポン
   プ吐出側から圧送された作動油を、その油圧を調節した
   状態で、パワーシリンダの一対の油室のうちの一方に選
   択的に導き、且つパワーシリンダの他方の油室からの作
   動油を、第１軸を貫通した通液ポートを介して環状油室
   に導き、この通液ポートよりも下流で第１の軸を貫通し
   たリターンポートを介してポンプ吸入側に還流させる動
   力舵取装置のロータリバルブ式制御弁において、 上記トーションバーの外周に、上記相対回転に伴って上
   記通液ポートに臨まされて当該通液ポートを絞る突起部
   が、設けられていることを特徴とする動力舵取装置のロ
   ータリバルブ式制御弁。