JP2999929B2 - 油圧パワーステアリング装置用制御弁およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧パワーステアリン
グ装置の操舵補助力発生用油圧アクチュエータに作用す
る油圧を制御するロータリー式の油圧制御弁とその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧パワーステアリング装置用制御弁と
して、筒状の第１バルブ部材と、この第１バルブ部材に
相対回転可能に挿入される第２バルブ部材とを備え、そ
の第１バルブ部材の内周と第２バルブ部材の外周とに軸
方向に沿う複数の凹部が周方向に間隔をおいて形成さ
れ、その第１バルブ部材側凹部の軸方向に沿う縁と第２
バルブ部材側凹部の軸方向に沿う縁との間が両バルブ部
材の相対回転により開度が変化する絞り部とされ、その
絞り部の開度変化により操舵補助力発生用油圧アクチュ
エータに作用する油圧が制御されるものが用いられてい
る。

【０００３】そのような制御弁に流入した圧油の中で、
アクチュエータに供給されるもの以外はタンクに還流さ
せる必要がある。そのため、その第２バルブ部材側凹部
の一部が圧油排出用凹部とされ、その圧油排出用凹部の
両端から軸方向外方に延びる延長凹部が第２バルブ部材
の外周に形成され、その延長凹部を介し圧油排出用凹部
に導入される油がタンクに還流される制御弁が用いられ
ている（特開昭５４‐６４３３４号公報）。

【０００４】従来、その延長凹部は、カッターにより圧
油排出用凹部を成形する際に、そのカッターを圧油排出
用凹部の端部からオーバーランさせることで成形されて
いた。そのため、その延長凹部の軸方向に沿う各縁は、
圧油排出用凹部の軸方向に沿う各縁と同一直線上にあっ
て互いに連なるものであった。また、その圧油排出用凹
部の軸方向に沿う縁は、絞り部の開度変化による油圧制
御によって所望の操舵特性を得られるように、研磨加工
されて一定形状のエッジ状に仕上げられる。そのため、
その圧油供給用凹部の縁に連なる延長凹部の縁も、その
圧油供給用凹部の縁と同様にエッジ状に仕上げられてい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、そのように延
長凹部の軸方向に沿う縁がエッジ状であると、その筒状
の第１バルブ部材に第２バルブ部材を挿入する際に、そ
の縁の先端側により第１バルブ部材の内周面が傷付けら
れ、両バルブ部材の円滑な相対回転や圧油の円滑な流れ
が阻害されるという問題がある。

【０００６】そこで、延長凹部の縁を面取り加工して曲
面にしたり圧油供給用凹部の縁よりもエッジ尖端幅を大
きくすることが考えられるが、延長凹部の縁と圧油供給
用凹部の縁とは同一直線上において互いに連なるため、
互いに異なる形状に成形するのは困難なものであった。

【０００７】また、圧油排出用凹部を成形する際にカッ
ターを軸方向にオーバーランさせて延長凹部も併せて成
形する場合、カッターの軸方向移動距離が長くなるた
め、圧油排出用凹部の軸方向に沿う縁の第２バルブ部材
の軸方向に対する平行精度が低下し、絞り部の開度変化
による油圧制御精度が低下するという問題がある。な
お、カッターの径を大きくすることでカッターの軸方向
移動距離が長くなるのを防止できるが、他の凹部を形成
するカッターと異なるカッターが必要になり、設備コス
トが増大する。

【０００８】本発明は、上記課題を解決することのでき
る油圧パワーステアリング装置用制御弁を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、筒状の第１バ
ルブ部材と、この第１バルブ部材に相対回転可能に挿入
される第２バルブ部材とを備え、その第１バルブ部材の
内周と第２バルブ部材の外周とに軸方向に沿う複数の凹
部が周方向に間隔をおいて形成され、その第１バルブ部
材側凹部の軸方向に沿う縁と第２バルブ部材側凹部の軸
方向に沿う縁との間が両バルブ部材の相対回転により開
度が変化する絞り部とされ、その絞り部の開度変化によ
り操舵補助力発生用油圧アクチュエータに作用する油圧
が制御され、その第２バルブ部材側凹部の一部は圧油排
出用凹部とされ、その圧油排出用凹部の少なくとも一端
から軸方向外方に延びる延長凹部が第２バルブ部材の外
周に形成され、その延長凹部を介し圧油排出用凹部に導
入される油がタンクに還流される油圧パワーステアリン
グ装置用制御弁において、その延長凹部の軸方向に沿う
両方の縁は、圧油排出用凹部の軸方向に沿う両方の縁の
周方向間に配置されていることを特徴とする。

【００１０】本発明の油圧パワーステアリング装置用制
御弁を製造するに際し、その延長凹部を成形した後に第
２バルブ部材側凹部を成形するのが好ましい。

【００１１】

【発明の作用および効果】本発明の構成によれば、延長
凹部の軸方向に沿う両方の縁は、圧油排出用凹部の軸方
向に沿う両方の縁の周方向間に配置されるので、その圧
油排出用凹部の軸方向に沿う縁と異なる形状に容易に面
取り加工し、曲面としたり圧油供給用凹部の縁よりもエ
ッジ尖端幅を大きくすることができる。これにより、第
１バルブ部材に第２バルブ部材を挿入する際に、第１バ
ルブ部材の内周面が延長凹部の軸方向に沿う縁の先端側
により傷付けられるのを防止でき、両バルブ部材の円滑
な相対回転や圧油の円滑な流れが阻害されるのを防止で
きる。

【００１２】その延長凹部の寸法精度は圧油排出用凹部
ほどに高くする必要はないので、その延長凹部を鍛造等
により比較的に低い寸法精度で成形した後に、圧油排出
用凹部を機械加工等により高い寸法精度で成形すること
ができる。これにより、その延長凹部の加工コストを低
減できる。また、圧油排出用凹部を成形する際のカッタ
ーの軸方向移動距離を、そのカッターを圧油排出用凹部
の端部からオーバーランさせて延長凹部を併せて成形す
る場合に比べ短くできるので、圧油排出用凹部の軸方向
に沿う縁の第２バルブ部材の軸方向に対する平行精度を
向上し、絞り部の開度変化による油圧制御精度が低下す
るのを防止できる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。

【００１４】図１に示すラックピニオン式油圧パワース
テアリング装置１は、操舵用ハンドル（図示省略）に連
結される入力軸２と、この入力軸２にトーションバー３
を介し連結される出力軸４とを備える。そのトーション
バー３は入力軸２の内周孔２ａ内においてピン５を介し
入力軸２に連結され、また、セレーション６を介し出力
軸４に連結される。その出力軸４にピニオン７が形成さ
れ、このピニオン７に噛み合うラック８が操舵用車輪
（図示省略）に連結される。その入力軸２の外周はベア
リング９を介しバルブハウジング１０ａに支持され、そ
の出力軸４はベアリング１２、１３を介しラックハウジ
ング１０ｂに支持されている。その入力軸２の内径とト
ーションバー３の外径との差は僅かなものとされ、これ
により、入力軸２とトーションバー３と出力軸４との芯
ずれが防止されている。その入力軸２の外周にバルブハ
ウジング１０ａの内部において環状突部２ｂが形成さ
れ、その環状突部２ｂの外径は入力軸２を支持するベア
リング９の内径よりも大きくされ、これにより、トーシ
ョンバー３が折れた場合でも入力軸２がベアリング９か
ら抜けるのが防止される。その入力軸２の操舵による回
転がトーションバー３を介しピニオン７に伝達されてラ
ック８が車両幅方向に移動し、このラック８の移動によ
り車輪が操舵される。なお、その入出力軸２、４とバル
ブハウジング１０ａとの間にオイルシール１４、１５が
設けられている。また、そのラック８を支持するサポー
トヨーク１６が設けられ、このサポートヨーク１６はバ
ネ１７の弾性力によりラック８に押し付けられている。

【００１５】操舵補助力を付与する油圧アクチュエータ
として油圧シリンダ１８が設けられている。その油圧シ
リンダ１８はラックハウジング１０ｂにより構成される
シリンダチューブ１９と、ラック８に一体に形成された
ピストン２０とを備え、そのピストン２０により仕切ら
れる一対の油室２１、２２が形成されている。各油室２
１、２２にロータリー式油圧制御弁２３が接続されてい
る。その制御弁２３は、筒状の第１バルブ部材２４と、
この第１バルブ部材２４に相対回転可能に挿入される第
２バルブ部材２５とを備えている。その第１バルブ部材
２４は、筒状の本体部２４ａと、この本体部２４ａの内
周両端に圧入されることで軸方向に関し離れる一対の環
状部２４ｂ、２４ｃとを有し、その本体部２４ａに形成
されたピン挿通孔に挿入されるピン２６が出力軸４に挿
通されることで出力軸４と同行回転する。その第２バル
ブ部材２５は入力軸２の外周に一体に形成されることで
入力軸２と同行回転する。

【００１６】図２に示すように、両環状部２４ｂ、２４
ｃの間において、第１バルブ部材２４の内周と第２バル
ブ部材２５の外周とに軸方向に沿う複数の凹部が周方向
等間隔に形成されている。その第１バルブ部材側凹部
は、互いに周方向等間隔に位置する３つの右操舵用凹部
Ｒと、互いに周方向等間隔に位置する３つの左操舵用凹
部Ｌとで構成され、その第２バルブ部材側凹部は、互い
に周方向等間隔に位置する３つの圧油供給用凹部Ｐと、
互いに周方向等間隔に位置する３つの圧油排出用凹部Ｔ
とで構成される。各右操舵用凹部Ｒと各左操舵用凹部Ｌ
とは周方向に交互に配置され、各圧油供給用凹部Ｐと各
圧油排出用凹部Ｔとは周方向に交互に配置される。

【００１７】各右操舵用凹部Ｒは、第１バルブ部材２４
に形成された流路３１からバルブハウジング１０ａに形
成された右操舵用ポート３２を介し油圧シリンダ１８の
一方の油室２１に通じる。各左操舵用凹部Ｌは、第１バ
ルブ部材２４に形成された流路３３からバルブハウジン
グ１０ａに形成された左操舵用ポート３４を介し油圧シ
リンダ１８の他方の油室２２に通じる。各圧油供給用凹
部Ｐは、第１バルブ部材２４に形成された流路３５から
バルブハウジング１０ａに形成された入口ポート３６を
介しポンプ３７に通じる。各圧油排出用凹部Ｔそれぞれ
は、第２バルブ部材２５の外周に形成された延長凹部３
８とバルブハウジング１０ａに形成された出口ポート４
０を介しタンク４１に通じる。これにより、そのポンプ
３７、タンク４１、及び油圧シリンダ１８の各油室２
１、２２が第１バルブ部材２４と第２バルブ部材２５の
内外周間の弁間流路を通じ連通する。また、その弁間流
路において第１バルブ部材側凹部と第２バルブ部材側凹
部の間は両バルブ部材２４、２５の相対回転により開度
が変化する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとされ、その絞り部
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開度変化により油圧シリンダ１８に作
用する油圧が制御される。

【００１８】図２は操舵していない状態での両バルブ部
材２４、２５の相対位置を示し、この状態においては各
圧油供給用凹部Ｐと各圧油排出用凹部Ｔとが全ての絞り
部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを介し連通するため、ポンプ３７から
供給される圧油は直接タンク４１へ還流し操舵補助力は
発生しない。その操舵補助力が発生しない状態から右方
へ操舵すると、車輪が路面から受ける操舵抵抗に応じト
ーションバー３は捩じれ、両バルブ部材２４、２５が相
対回転する。その結果、各右操舵用凹部Ｒと各圧油供給
用凹部Ｐとの間の絞り部Ａの開度および各左操舵用凹部
Ｌと各圧油排出用凹部Ｔとの間の絞り部Ｂの開度が大き
くなり、各右操舵用凹部Ｒと各圧油排出用凹部Ｔとの間
の絞り部Ｃの開度および各左操舵用凹部Ｌと各圧油供給
用凹部Ｐとの間の絞り部Ｄの開度が小さくなる。これに
より、ポンプ３７から油圧シリンダ１８の一方の油室２
１へ圧油が供給され、油圧シリンダ１８の他方の油室２
２よりタンク４１へ圧油が還流され、車両の右方への操
舵補助力が操舵抵抗に応じラック８に作用する。また、
操舵補助力が発生しない状態から左方へ操舵すると、各
絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開度は右方へ操舵した場合と逆
に変化するので、車両の左方への操舵補助力が操舵抵抗
に応じラック８に作用する。

【００１９】図３の（１）、（２）、図４にも示すよう
に、前記各延長凹部３８は、各圧油排出用凹部Ｔそれぞ
れの一端から軸方向外方（図１、図３の（１）、図４に
おいて上方）に延びる第１部分３８ａと、圧油排出用凹
部Ｔの他端から軸方向外方（図１、図３の（１）、図４
において下方）に延びる第２部分３８ｂとを有する。各
第１部分３８ａの端部は第１バルブ部材２４の上方まで
至ることで第１バルブ部材２４の上方空間５１に通じ、
その上方空間５１に通じる前記出口ポート４０を介しタ
ンク４１に接続される。各第２部分３８ｂの端部は、第
２バルブ部材２５の先端外周縁の面取り部２５ｃまで至
ることで第１バルブ部材２４の下方空間５２に通じ、こ
れにより、その下方空間５２はタンク４１に接続され
る。なお、入力軸２は、その第２バルブ部材２５の先端
面から軸方向外方に延びるストッパー部２５ｄを有し、
そのストッパー部２５ｄの外周一部は互いに平行な平坦
面２５ｄ′とされ、各平坦面２５ｄ′が出力軸４の内周
面４ｄに当接することで両バルブ部材２４、２５の相対
回転量が過大になるのが防止され、トーションバー３の
破損が防止される。

【００２０】各圧油排出用凹部Ｔそれぞれの両端から軸
方向外方に延びる延長凹部３８それぞれの軸方向に沿う
両方の縁３８′は、その圧油排出用凹部Ｔの軸方向に沿
う両方の縁Ｔ′の周方向間に配置され、これにより、各
延長凹部３８の周方向幅は圧油排出用凹部Ｔの周方向幅
よりも小さくされている。また、各延長凹部３８の深さ
は各圧油排出用凹部Ｔの深さよりも深くされている。図
５に示すように、各延長凹部３８それぞれの軸方向に沿
う各縁３８′は円弧に沿って面取りされて曲面とされて
いる。各延長凹部３８は冷間鍛造により成形され、その
成形により軸方向に沿う各縁３８′が面取りされて曲面
とされ、その冷間鍛造後に第２バルブ部材側凹部である
圧油供給用凹部Ｐおよび圧油排出用凹部Ｔが機械加工さ
れ、しかる後に圧油供給用凹部Ｐおよび圧油排出用凹部
Ｔの各軸方向に沿う縁Ｐ′、Ｔ′が研磨加工されて所定
のエッジ状とされる。

【００２１】上記構成によれば、各延長凹部３８の軸方
向に沿う両方の縁３８′は、圧油排出用凹部Ｔの軸方向
に沿う両方の縁Ｔ′の周方向間に配置されるので、その
圧油排出用凹部Ｔの軸方向に沿う縁Ｔ′と異なる形状に
容易に面取り加工し、曲面とすることができる。これに
より、第１バルブ部材２４に第２バルブ部材２５を面取
り部２５ｃの形成側から挿入する際に、第１バルブ部材
２４の内周面がその面取り部２５ｃにまで至る延長凹部
３８の軸方向に沿う縁３８′の先端側により傷付けられ
るのを防止でき、両バルブ部材２４、２５の円滑な相対
回転や圧油の円滑な流れが阻害されるのを防止できる。
また、その延長凹部３８の寸法精度は圧油排出用凹部Ｔ
ほどに高くする必要はないので、その延長凹部３８を冷
間鍛造により比較的に低い寸法精度で成形した後に、圧
油排出用凹部Ｔを機械加工により高い寸法精度で成形
し、その延長凹部３８の加工コストを低減できる。ま
た、圧油排出用凹部Ｔを成形する際のカッターの軸方向
移動距離を、従来のようにカッターを圧油排出用凹部の
端部からオーバーランさせて延長凹部を併せて成形する
場合に比べ短くできるので、圧油排出用凹部Ｔの軸方向
に沿う縁Ｔ′の第２バルブ部材２５の軸方向に対する平
行精度を向上し、絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開度変化によ
る油圧制御精度が低下するのを防止できる。

【００２２】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば、図６に示すように、延長凹部３８
の軸方向に沿う各縁３８″を、平坦面に沿って面取りす
ることで圧油供給用凹部の縁よりもエッジ尖端幅Ｗが大
きくなるようにしてもよい。また、延長凹部が圧油排出
用凹部の一端からのみ軸方向外方に延びるものであって
もよい。さらに、本発明をボールスクリュー式油圧パワ
ーステアリング装置の制御弁に適用してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の油圧パワーステアリング装置
の縦断面図

【図２】その実施例の制御弁の横断面図

【図３】その実施例の第２バルブ部材の（１）は部分側
面図、（２）は正面図

【図４】図３の（２）のＩＶ‐ＩＶ線の断面図

【図５】図３の（１）のＶ‐Ｖ線の断面図

【図６】本発明の変形例の第２バルブ部材の横断面図

【符号の説明】

１８ 油圧シリンダ ２４ 第１バルブ部材 ２５ 第２バルブ部材 ３８ 延長凹部 ３８′ 縁 ４１ タンク Ｐ 圧油供給用凹部 Ｔ 圧油排出用凹部 Ｔ′ 縁 Ｌ 左操舵用凹部 Ｒ 右操舵用凹部 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 絞り部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状の第１バルブ部材と、この第１バル
   ブ部材に相対回転可能に挿入される第２バルブ部材とを
   備え、その第１バルブ部材の内周と第２バルブ部材の外
   周とに軸方向に沿う複数の凹部が周方向に間隔をおいて
   形成され、その第１バルブ部材側凹部の軸方向に沿う縁
   と第２バルブ部材側凹部の軸方向に沿う縁との間が両バ
   ルブ部材の相対回転により開度が変化する絞り部とさ
   れ、その絞り部の開度変化により操舵補助力発生用油圧
   アクチュエータに作用する油圧が制御され、その第２バ
   ルブ部材側凹部の一部は圧油排出用凹部とされ、その圧
   油排出用凹部の少なくとも一端から軸方向外方に延びる
   延長凹部が第２バルブ部材の外周に形成され、その延長
   凹部を介し圧油排出用凹部に導入される油がタンクに還
   流される油圧パワーステアリング装置用制御弁におい
   て、その延長凹部の軸方向に沿う両方の縁は、圧油排出
   用凹部の軸方向に沿う両方の縁の周方向間に配置されて
   いる油圧パワーステアリング装置用制御弁。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の油圧パワーステアリン
   グ装置用制御弁を製造するに際し、その延長凹部を成形
   した後に第２バルブ部材側凹部を成形することを特徴と
   する油圧パワーステアリング装置用制御弁の製造方法。