JPH01311955A - ロータリーバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、動力舵取装置に用いるロータリーバルブに関
するものである。

〈従来の技術〉 動力舵取装置に用いられるロータリーバルブには、圧力
特性として第６図に示すような２段折れ特性が要求され
る。これはハンドルを操舵していった場合、ハンドルト
ルクＴＭの小さいうちは油圧アシストが働かない領域が
あり、ハンドルトルクＴＭがある値（ａ点）以上になる
とゆるやかにアシストがかかり、さらにハンドルトルク
ＴＭが大きくなる（ｂ点）とアシストが増大するように
なっているもので、油圧アシストが２段階に変化するも
のである。

このような圧力特性を得るため、例えば特開昭６０−１
５２６５号に開示されているように、スリーブ弁部材と
ロータ弁部材の嵌合部に、中立時にアンダラップする圧
力制御用ランド部分と、中立時にオーバラップする圧力
特性調整用ランド部分とを形成し、圧力制御用ランド部
分には、両弁部材の相対回転に伴って供給通路と排出通
路との連通面積を漸次縮小するように絞り制御する第１
の面取りを形成し、また圧力特性調整用ランド部分には
、両弁部材の相対回転に伴って供給通路と排出通路との
連通面積を漸次増大するように絞り制御する第２の面取
りと、この第２の面取りの作用に引き続いて供給通路と
排出通路との連通面積を漸次縮小するように絞り制御す
る第３の面取りとを形成し、これら第２および第３の面
取りと前記第１の面取りとの組み合わせにより圧力特性
を２段階に変化させている。

〈発明が解決しようとする課題〉 前記の圧力特性を得るため、ロータ弁部材の外周に形成
された凹溝は同一の溝幅中心間の角度および同一の溝幅
からなり、スリーブ弁部材の内周に形成された凹溝は３
種類の溝幅中心間の角度と２種類の溝幅とからなってい
る。

圧力特性を要求に応じ様々に変更する試作時には、スリ
ーブ弁部材の内周に形成された凹溝の溝幅中心の間の角
度と溝幅をいろいろ組み合わせて製作し対応するが、こ
のスリーブ弁部材の内周に形成された凹溝の加工は通常
の工作機械ではできないため、試作時は例えばＮＣ式ワ
イヤ放電加工機で加工を行なっている。そのため、加工
誤差が大きく、加工時間もかかるという問題がある。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は上述した課題を解決するためになされたもので
、ロータリーバルブにおいて、スリーブ弁部材の内周に
形成された凹溝は同一の溝幅中心間の角度および同一の
溝幅から成り、またロータ弁部材の外周に形成された凹
溝は２種類の溝幅中心間の角度と３種類の溝幅とから成
るようにしたものである。

〈作用〉 上記の構成により、両弁部材の中立状態においては、供
給された圧力流体は圧力制御用ランド部に開口された供
給孔よりほとんど抵抗なくに排出され、圧力上昇はしな
い。ハンドル操舵によりロータ弁部材がスリーブ弁部材
に対して相対回転されると、第１の面取り部分における
絞り開口面積は、スリーブ弁部材がロータ弁部材に対し
てアンダラップする区間では急激に減少し、その後面取
りの作用により減少割合が小さくなる。一方、第２の面
取り部分においては、スリーブ弁部材がロータ弁部材に
対しである角度まで相対回転する区間では、オーバラッ
プによって閉止されているが、その角度をすぎると面取
りの作用により開口し始めで絞り開口面積は漸次増大し
、さらにその面取りをすぎると急激に増大する。また第
３の面取り部分においては、スリーブ弁部材がロータ弁
部材に対して前記第２の面取りがすぎるアンダラップの
区間では絞り開口面積が象、激に減少し、その後面取り
の作用により減少割合が小さくなる。以上により回転角
に対するロータリーバルブ全体としての絞り面積の変化
は、まず第９の面取りにより急激に減少し、つぎに第１
の面取りと第２の面取りとの合成によりゆるやかに減少
し、さらに第１の面取りと第３の面取りとの合成により
急激に減少する。このようにロータリーバルブの圧力特
性を２段折れ特性にできる。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明のロータリーバルブをランクピニオン
形の動力舵取装置に適用した例を示し、図中１０は動力
舵取装置の本体をなすギヤハウジングを示し、このギヤ
ハウジングｌＯにはピニオン軸１１が両端をそれぞれ軸
受１２．１３によって回転可能に軸承され、これと交差
する方向に摺動可能なラック軸１４のラック歯１５と噛
合している。このラック軸１４の両端は、所要の操縦リ
ンク機構を介して操向車輪に連結され、またラック軸１
４にはパワーシリンダ１６のピストン１７　（第２図参
照）が作動的に連結されている。

前記ギヤハウジング１０には弁ハウジング１８が固定さ
れ、この弁ハウジング１８の弁孔１９に本発明のロータ
リーバルブ２０が収納されている。

このロータリーバルブ２０は前記ピニオン軸１１の軸線
を中心として相対回転可能なスリーブ弁部材２１および
ロータ弁部材２２より構成され、このスリーブ弁部材２
１は連結ビン２３によって前記ピニオン軸１１に連結さ
れ、またロータ弁部材２２には操向ハンドルに連結され
る操舵軸２４が一体的に形成され、この操舵軸２４は前
記ピニオン軸１１にトーションバー２５を介して可撓的
に連結されている。

前記ロータ弁部材２２の外周には第２図に示すように、
複数（実施例においては８個）の凹溝３６が形成され、
これら凹溝３６の各間にランド部３５が形成されている
。また前記スリーブ弁部材２１の内周には、ロータ弁部
材２２の各凹溝３６にそれぞれ対応する複数のランド部
２８が形成され、これらランド部２８の各間に凹溝２７
が形成されている。これら凹溝２７は、同一の溝幅中心
間の角度および同一の溝幅から成り立っている。

スリーブ弁部材２１の直径方向に対向する一対のランド
部２８（以下これを調整ランド部２８１と称す）には、
供給孔２９が開口され、他の直径方向に対向する一対の
ランド部２８（以下これを制御ランド部２８２と称す）
にも、供給孔２９が開口されていて、これら供給孔２９
は供給ポンプに通じる供給ポート３０に連通されている
。そしてこれら一対の制御ランド部２８２の両横に連設
された凹溝２７には一対の分配孔３１．３２が開口され
、これら一対の分配孔３１．３２は前記パワーシリンダ
１６の左右室１６ａ、１６ｂに通じる給排ポート３３．
３４　（第１図）にそれぞれ連通されている。

ロータ弁部材２２の外周には前記スリーブ弁部材２１の
供給孔２９が開口された直径方向に対向する一対の調整
ランド部２８１の両側にオーバーラツプす子２つの第１
ランド部３５１と、前記供給孔２９が開口された他の直
径方向に対向する一対の制御ランド部２８にアンダーラ
ップする２つの第２ランド部３５２が円周上交互に配設
されている。これら第１ランド部３５１と第２ランド３
５２の各間に形成される凹溝３６には排出孔３７が開口
され、これら排出孔３７はロータ弁部材２２とトーショ
ンバー２５との間に形成された通路３８、貫通孔３９（
第１図）および排出ポート４０（第１図）を介してリザ
ーバに連通されている。

幅狭に、第１ランド部３５１と第２ランド部３５２の間
の凹溝３６は最も幅広に、第２ランド部３５２の間の凹
溝３６は前者２つの中間の幅に形成されている。

次に前記両弁部材２１．２２の各ランド部２８゜３５の
位置関係およびランド部３５に形成される面取りにつき
、第３図および第４図に基づいて説明する。なお以下の
説明においては、両弁部材２１．２２の中立状態におけ
る位置関係を述べることとし、バルブ最大回転角をθ１
で示す。

前記制御ランド部２８２の両横に位置するロータ弁部材
２２の２つの第２ランド部３５２は、第４図（Ａ）に示
すように制御ランド部２８２およびその両側のランド部
２日に角度θ２を存してアンダラップされており、それ
ら第２ランド部３５２の両端エツジにはゆるやかに傾斜
した第１の面取り４１が角度範囲θ３（θ３＝θ１−θ
２）にわたって形成されている。また前記調整ランド部
２８１の両横に位置するロータ弁部材２２の２つの第１
ランド部３５１の各一端は、第４図（Ｂ）に示すように
調整ランド部２８１に角度θ４（θ４〉θ２）だけオー
バラップされており、そのエツジにはゆるやかに傾斜し
た第２の面取り４２が角度範囲θ５（θ５〉θ４−θ２
）にわたって形成されている。さらに第２の面取り４２
が形成された第１ランド部３５１の各他端は、第４図（
Ｃ）に示すようにランド部２８に前記角度θ４を存して
アンダラップされており、そのエツジにはゆるやかに傾
斜した第３の面取り４３が角度範囲θ６（θ６＝θ３−
θ５）に亘って形成されている。

すなわち、前記第２および第３の面取り４２，４３が形
成された第１ランド部３５１の角度幅は、凹溝２７の角
度幅と等しくなっており、第１ランド部３５１が凹溝２
７に完全に一致したとき、第１ランド部３５１の両端に
おける第２および第３の面取り４２．４３による開口面
積はほぼ等しくなるように定められている。

このようにロータリーバルブ２０は、第３図に示すよう
に形状の異なる圧力制御用ランド部分Ｚ１と、圧力特性
調整用ランド部分Ｚ２とが、円周上交互に配列された構
成となっている。

上記した構成により、両弁部材２１．２２の中立状態に
おいては、供給ポート３０に供給された圧力流体は制御
ランド部２８２に開口された供給孔２９より排出孔３７
を介してほとんど抵抗なく排出ポート４０に排出され、
圧力上昇はしない。

ハンドル操舵によりロータ弁部材２２がスリーブ弁部材
２１に対して相対回転されると、第１の面取り４１部分
における絞り開口面積は、スリーブ弁部材２１がロータ
弁部材２２に対してＸＯからｘ２まで相対回転するアン
ダラップの区間（θ２）では急激に減少し、Ｘ２からＸ
３およびＸｉまでの区間（θ３）では、面取り４１の作
用により減少割合が小さくなり、この結果、回転角θに
対する第１の面取り４１部分における絞り開口面積の変
化は第５図の実線ＡＩで示すようになる。一方、第２の
面取り４２部分においては、スリーブ弁部材２１がロー
タ弁部材２２に対してＸＯからＸｌまで相対回転する区
間では、オーバラップによって閉止されているが、Ｘｉ
をすぎると面取り４２０作用により開口しはじめ、その
絞り開口面積はＸ３までの区間（θ５）においては漸次
増大し、Ｘ３をすぎると急激に増大する。この結果、回
転角θに対する第２の面取り４２部分における絞り開口
面積の変化は第５図の破線Ａ２で示すようになる。ここ
で第２の面取り４２の開口位置をＸｌにすることにより
、第１の面取り４１がオーバラップをしはじめるＸ２位
置に達するまでの圧力不惑帯域での圧力上昇を減少させ
る。さらに第３の面取り４３部分においては、スリーブ
弁部材２１がロータ弁部材２２に対してｘＯからＸ３ま
で相対回転するアンダラップの区間（θ４）では絞り開
口面積が急激に減少し、Ｘ３からＸｉまでの区間（θ６
）では、面取り４３の作用により減少割合が小さくなり
、この結果、回転角θに対する第３の面取り４３部分に
おける絞り開口面積の変化は第５図の破線Ａ３で示すよ
うになる。

以上により回転角θに対するロータリーバルブ全体とし
ての絞り面積Ａの変化は第５図の一点鎖線Ａ４で示すよ
うに、ＸｌからＸ２までの区間では第２の面取り４２に
よる面積となり、またχ２からｘ３までの区間では第１
の面取り４１と第２の面取り４２とが合成された面積と
なり、これは第１の面取り４１だけの場合に比べてゆる
やかな変化となる。さらにｘ３からＸｉまでの区間では
第１の面取り４１と第３の面取り４３とが合成された面
積となり、これは第１の面取り４１だけの場合に比べて
象、激な変化となる。またその変化度合は、第２の面取
り４２および第３の面取り４３の傾斜角を選択すること
により自由に変化できる。

これによってハンドルトルクＴＭ　　（回転角θ）の小
さい中立位置近辺では油圧アシストが働かず、ハンドル
トルクＴＭがある値以上に°なると油圧アシストがゆる
やかに作用し、さらにハンドルトルクＴＭが大きくなる
と油圧アシストが急増する、動力舵取装置のロータリー
バルブとして好適な２段折れの圧力特性（第６図参照）
とすることができる。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明においては、ロータリーバルブ
として好適な２段折れの圧力特性を得ながら、スリーブ
弁部材２１の内周に形成された凹溝２７を同一の溝幅中
心間の角度と同一の溝幅にし、またロータ弁部材２２の
外周に形成された凹溝３６を２種類の溝幅中心間の角度
と３種類の溝幅にすることにより、ロータリーバルブ全
体としては加工誤差が小さく、加工時間も短くすること
ができる。すなわち、スリーブ弁部材２工の内周に形成
された凹溝２７の加工は通常の工作機械、例えばブロー
チ盤で行えることができる様になり、従来のＮＣ式ワイ
ヤ放電加工機での加工に比べ加工誤差が小さく、加工時
間も短くなる。またロータ弁部材２２の外周に形成され
た凹溝３６の溝幅中心の間の角度と溝幅は試作時いろい
ろと変更して対応するが、この凹溝３６の加工は従来と
同じＮＣ式１作機械で対応できるので、加工誤差は変わ
らず、加工時間もほとんど変わらないからである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は本発明の
ロータリーバルブを備えた動力舵取装置の断面図、第２
図は第１図の■−■線矢視断面図、第３図は第２図の展
開図、第４図は第３図の一部を拡大した詳細断面図、第
５図はパルプ回転角に対する絞り開口面積の関係線図、
第６図はハンドルトルクに対する操舵圧力の関係線図で
ある。 ２１・・・スリーブ弁部材、２２・・・ロータ弁部材、
２７・・・凹溝、２８・・・ランド部、２９・・・供給
孔、３１．３２・・・分配孔、３５・・・ランド部、３
６・・・凹溝、３７・・・排出孔、４１，４２．４３・
・・面取り。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに相対回転可能に嵌合するスリーブ弁部材お
   よびロータ弁部材よりなり、これら両弁部材の嵌合部に
   は、中立時にアンダラップする圧力制御用ランド部分と
   、中立時にオーバラップする圧力特性調整用ランド部分
   とを形成し、前記圧力制御用ランド部分には、前記両弁
   部材の相対回転に伴って供給通路と排出通路との連通面
   積を漸次縮小するように絞り制御する第１の面取りを形
   成し、前記圧力特性調整用ランド部分には、前記両弁部
   材の相対回転に伴って供給通路と排出通路との連通面積
   を漸次増大するように絞り制御する第２の面取りと、こ
   の第２の面取りの作用に引き続いて供給通路と排出通路
   との連通面積を漸次縮小するように絞り制御する第３の
   面取りとを形成してなるロータリーバルブにおいて、前
   記スリーブ弁部材の内周に形成された凹溝は同一の溝幅
   中心間の角度および同一の溝幅から成り、また前記ロー
   タ弁部材の外周に形成された凹溝は２種類の溝幅中心間
   の角度と３種類の溝幅とから成るようにしたことを特徴
   とするロータリーバルブ。