JPH0148191B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、車両のパワー・ステアリングに使
用されるフロー・コントロール・バルブの改良に
関する。

一般に、パワー・ステアリングは、車両の操舵
力の軽減を目的として使用され、その車両の停車
時、低速走行時に、極めて小さい操作力をもつて
据切り、幅寄せ、切返しなどを容易にし、高速走
行時に比較的大きな操作力をもつて操舵を可能に
し、走行安定性を向上するように構成されてきて
いる。

そのようなパワー・ステアリングにおいて、フ
ロー・コントロール・バルブは、オイル・ポンプ
からコントロール・バルブおよびパワー・シリン
ダ側に送られる圧油の供給量、およびオイル・ポ
ンプの吸込み側に戻される圧油の戻り量を調整し
て、据切りや低速大舵角時に、倍力効果を高め、
また、高速走行時に操作力が軽くなり過ぎること
を防止している。

従つて、そのオイル・ポンプの回転数が高速回
転域で上昇し続けると、コントロール・バルブお
よびパワー・シリンダ側に送られる圧油の流量
は、そのフロー・コントロール・バルブによつ
て、そのオイル・ポンプの回転数に比例すること
なく、所定の流量に減少されるものの、そのオイ
ル・ポンプの回転数は上昇し続けるため、そのオ
イル・ポンプの駆動系、すなわち、その車両に搭
載された内燃機関の負担が依然として増加する傾
向にあつた。

また、その車両の据切り、幅寄せ、切返しなど
に要求される操作力は、そのオイル・ポンプが低
速回転されている場合におけるそのパワー・ステ
アリングの出力によつて決定され、パワー・シリ
ンダにおけるパワー・ピストンの受圧面積を大き
くすれば、その出力が高められるが、そのような
場合にも、そのオイル・ポンプの駆動系としての
内燃機関の負担が大きくなる傾向にあつた。

勿論、そのフロー・コントロール・バルブにお
けるリリーフ圧を、そのオイル・ポンプが高速回
転される場合に低く、また、低速回転される場合
に高くするように構成すれば、内燃機関の負担が
軽減され、そのオイル・ポンプの低速回転時に、
据切り、幅寄せ、切返しなどに要求される十分な
出力が得られるが、既存のフロー・コントロー
ル・バルブにおけるリリーフ・バルブの開閉条
件、すなわち、リリーフ圧は、リリーフ・スプリ
ングによつて所定の圧力に設定されているため、
上述のように、それぞれの条件に応じて、そのリ
リーフ圧を変えるように構成することは困難であ
つた。この発明の目的は、車速、機関回転数、お
よび負荷に応じてリリーフ圧を変え、車両の走行
条件に従つて最も適した圧力に油圧を制御し、オ
イル・ポンプの駆動系における負担を軽減すると
ころのパワー・ステアリングに使用されるフロ
ー・コントロール・バルブの提供にある。

それらを課題として、この発明のパワー・ステ
アリングに使用されるフロー・コントロール・バ
ルブは、バルブ・チヤンバ、そのバルブ・チヤン
バをオイル・ポンプに接続するポンプ・ポートお
よびサクシヨン・ポート、そのバルブ・チヤンバ
に接続されたコントロール・バルブ・ポート、お
よび、そのポンプ・ポートとそのコントロール・
バルブ・ポートとの間において、そのバルブ・チ
ヤンバに配置された絞りを備えるバルブ・ケーシ
ングと、そのコントロール・バルブ・ポートから
吐出される圧油の吐出量およびそのサクシヨン・
ポートに戻される圧油の戻り量を調整するよう
に、そのバルブ・チヤンバ内に往復摺動可能に配
置されたオイル・リターン・コントロール・スプ
ールと、その絞りの下流側を、そのオイル・リタ
ーン・コントロール・スプールの端面に協働され
てそのバルブ・チヤンバ内に形成された背圧室に
連絡するパイロツト連通路と、その背圧室に配置
された設定スプリングと、その背圧室内の圧油を
そのサクシヨン・ポート側に戻し得るように、そ
のオイル・リターン・コントロール・スプール内
に形成され、かつ、背圧室側ポートおよび連通孔
をそれぞれ備えるリリーフ・チヤンバと、その背
圧室側ポートを開閉するように、そのリリーフ・
チヤンバ内に配置され、かつ、その背圧室側で、
そのオイル・リターン・コントロールスプールお
よびバルブ・ケーシングを貫通したプツシユ・ロ
ツドを備えるリリーフ・バルブと、そのリリー
フ・バルブをその背圧室側ポートの弁座に押し付
けるように、そのリリーフ・チヤンバ内に配置さ
れたリリーフ・スプリングと、車速、機関回転
数、および、負荷に応じて、そのリリーフ・バル
ブを開閉するように、そのプツシユ・ロツド端に
配置されたアクチユエータとを含んで構成してい
る。

以下、この発明に係るパワー・ステアリングに
使用されるフロー・コントロール・バルブの望ま
しい具体例について、図面を参照して説明する。

図は、トラツクに適用されたこの発明のパワ
ー・ステアリングに使用されるフロー・コントロ
ール・バルブの具体例10を示している。

そのフロー・コントロール・バルブ１０は、バ
ルブ・チヤンバ１２、そのバルブ・チヤンバ１２
をオイル・ポンプ（図示せず）に接続するポン
プ・ポート１３およびサクシヨン・ポート１４、
そのバルブ・チヤンバに連絡されたコントロー
ル・バルブ・ポート１５、および、そのポンプ・
ポート１３とそのコントロール・バルブ・ポート
１５との間において、そのバルブ・チヤンバ１２
に配置された絞り１７を備えるバルブ・ケーシン
グ１１と、そのコントロール・バルブ・ポート１
５から吐出される圧油の吐出量およびそのサクシ
ヨン・ポート１４に戻される圧油の戻り量を調整
するように、そのバルブ・チヤンバ１２内に往復
摺動可能に配置されたオイル・リターン・コント
ロール・スプール１８と、その絞り１７の下流側
を、そのオイル・リターン・コントロール・スプ
ール１８の端面に協働されてそのバルブ・チヤン
バ１２内に形成された背圧室２６に連絡するパイ
ロツト連通路２７と、その背圧室２６に配置され
た設定スプリング２８と、その背圧室２６内の圧
油をそのサクシヨン・ポート１４側に戻し得るよ
うに、そのオイル・リターン・コントロール・ス
プール１８内に形成され、かつ、背圧室側ポート
２４および連通孔２５をそれぞれ備えるリリー
フ・チヤンバ２０と、その背圧室側ポート２４を
開閉するように、そのリリーフ・チヤンバ２０内
に配置され、かつ、その背圧室２６側で、そのオ
イル・リターン・コントロール・スプール１８お
よびバルブ・ケーシング１１を貫通したプツシ
ユ・ロツド３０を備えるリリーフ・バルブ２９
と、そのリリーフ・バルブ２９をその背圧室側ポ
ート２４の弁座に押し付けるように、そのリリー
フ・チヤンバ２０内に配置されたリリーフ・スプ
リング３１と、そのリリーフ・バルブ２９を開閉
するように、そのプツシユ・ロツド３０端に配置
されたアクチユエータ３２と、車速センサ３４、
機関回転数センサ３５、および負荷センサ３６か
らの信号を入力し、そのアクチユエータ３２に出
力信号を送るコントローラ３３とより構成されて
いる。

バルブ・ケーシング１１は、パワー・ステアリ
ングを構成するオイル・ポンプ（図示せず）とコ
ントロール・バルブ（図示せず）との間に独立し
て設けられたり、または、そのオイル・ポンプや
コントロール・バルブのケーシングに一体的に形
成されるもので、内側に円柱状のバルブ・チヤン
バ１２を備えている。

ポンプ・ポート１３およびサクシヨン・ポート
１４は、そのバルブ・チヤンバ１２に直交状に連
絡されるようにして、そのバルブ・ケーシング１
１に所定の間隔を置いてそれぞれ形成されてい
る。

そのポンプ・ポート１３およびサクシヨン・ポ
ート１４は、油圧配管（図示せず）を介してオイ
ル・ポンプの吐出側および吸込み側にそれぞれ接
続される。

コントロール・バルブ・ポート１５は、そのバ
ルブ・チヤンバ１２の一端側において、そのポン
プ・ポート１３とほぼ平行になるように形成さ
れ、そのコントロール・バルブ・ポート１５とそ
のバルブ・チヤンバ１２との間には、固定絞り１
７が形成されている。従つて、そのコントロー
ル・バルブ・ポート１５は、その絞り１７を介し
てそのバルブ・チヤンバ１２に連絡されている。

勿論、上述のバルブ・チヤンバ１２は、バル
ブ・ケーシング１１の一端を開口するように穴あ
け加工を施し、その開口された一端にプラグ１６
をねじ込むことによつて形成され、従つて、その
絞り１７は、そのプラグ１６の先端に形成されて
いる。

そのコントロール・バルブ・ポート１５は、油
圧配管（図示せず）を介して、コントロール・バ
ルブの圧力ポート（図示せず）に接続される。

オイル・リターン・コントロール・スプール１
８は、そのコントロール・バルブ・ポート１５か
ら吐出される圧油の吐出量、および、そのサクシ
ヨン・ポート１４に戻される圧油の戻り量を調整
するように、そのバルブ・チヤンバ１２内に往復
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１８は、そのバルブ・チヤンバ１２内で往復摺
動され、所定の位置に置かれるとき、そのサクシ
ヨン・ポート１４に連絡されるスプール溝２２を
外周に備え、さらに、そのオイル・リターン・コ
ントロール・スプール１８の一方の端面１９に
は、ストツパ２３が突出され、そのストツパ２３
は、そのオイル・リターン・コントロール・スプ
ール１８が一方に摺動されるとき、そのバルブ・
チヤンバ１２の一方の側壁、すなわち、プラグ１
６の先端に接触し、そのオイル・リターン・コン
トロール・スプール１８の摺動位置を規制してい
る。

そのようにしてオイル・リターン・コントロー
ル・スプール１８がそのバルブ・チヤンバ１２内
に配置されるならば、そのバルブ・チヤンバ１２
には、そのオイル・リターン・コントロール・ス
プール１８の他方の端面に協働されて、背圧室２
６が形成される。

パイロツト連通路２７は、そのコントロール・
バルブ・ポート１５における絞り１７の下流側を
その背圧室２６に連絡するように、そのバルブ・
ケーシング１１に形成されている。

設定スプリング２８は、その背圧室２６に配置
され、そのオイル・リターン・コントロール・ス
プール１８を一方の側に押し付けている。勿論、
そのポンプ・ポート１３における圧力が零の場
合、そのオイル・リターン・コントロール・スプ
ール１８は、その設定スプリング２８により、一
方の側に押し付けられ、ストツパ２３の先端がプ
ラグ１６の先端に接触する。

リリーフ・チヤンバ２０は、そのオイル・リタ
ーン・コトロール・スプール１８の内側に形成さ
れ、背圧室側ポート２４および連通孔２５をそれ
ぞれ備えている。

すなわち、そのリリーフ・チヤンバ２０は、そ
のストツパ２３の反対側を開口するように、その
オイル・リターン・コントロール・スプール１８
に穴あけ加工を施し、その開口端にプラグ２１を
ねじ込むことによつて形成されたもので、そのプ
ラグ２１に背圧室側ポート２４を形成して、その
背圧室２６をそのリリーフ・チヤンバ２０に連絡
し、さらに、そのオイル・リターン・コントロー
ル・スプール１８のスプール溝２２側に連通孔２
５を形成して、そのリリーフ・チヤンバ２０をそ
のスプール溝２２に連絡している。

リリーフ・バルブ２９は、その背圧室側ポート
２４を開閉するように、そのリリーフ・チヤンバ
２０内に配置され、しかも、その背圧室２６側
で、そのオイル・リターン・コントロール・スプ
ール１８の端面およびバルブ・ケーシング１１の
端面をそれぞれ貫通したプツシユ・ロツド３０を
備えている。

すなわち、そのリリーフ・バルブ２９は、その
プラグ２１の内側の縁に着座され得るように、そ
のリリーフ・チヤンバ２０内に配置され、さら
に、そのプツシユ・ロツド３０は、そのプラグ２
１およびそのバルブ・ケーシング１１の端面を貫
通するように、そのリリーフ・バルブ２９に突出
されている。

勿論、そのプツシユ・ロツド３０端は、そのバ
ルブ・ケーシング１１の端面から外側に突出さ
れ、そのプツシユ・ロツド３０端における操作、
すなわち、後述するアクチユエータ３２による操
作で、そのリリーフ・バルブ２９がそのリリー
フ・チヤンバ２０内を移動し、その背圧室側ポー
ト２４を開閉するように構成されている。

リリーフ・スプリング３１は、そのリリーフ・
チヤンバ２０内に配置され、そのリリーフ・バル
ブ２９をその背圧室側ポート２４の弁座、すなわ
ち、そのプラグ２１の内側の縁に押し付け、その
背圧室側ポート２４を閉塞状態に維持している。

アクチユエータ３２は、電磁コイルで、そのリ
リーフ・バルブ２９のプツシユ・ロツド３０端を
被うようにして、そのバルブ・ケーシング１１の
端面に取り付けられている。

勿論、そのプツシユ・ロツド３０端は、その電
磁コイルに接触することなく、換言するならば、
そのアクチユエータ３２は、非接触型に構成さ
れ、そのコイルが励磁されていないときに、その
プツシユ・ロツド３０の動きに干渉せず、そのオ
イル・リターン・コントロール・スプール１８に
伴なつたそのプツシユ・ロツド３０の往復動を自
由にし、また、そのコイルが励磁されていると
き、そのプツシユ・ロツド３０を押し込み、その
リリーフ・バルブ２９を開放するようになされて
いる。

さらに、そのアクチユエータ３２は、車速、機
関回転数、および、負荷に応じて、そのリリー
フ・バルブ２９を開閉するように構成されてい
る。

すなわち、そのアクチユエータ３２は、コント
ローラ３３に接続され、しかも、車速、機関回転
数、および、負荷をそれぞれ検出し、出力信号を
送る手段として車速センサ３４、機関回転数セン
サ３５、および、負荷センサ３６がそれぞれ使用
されている。

その車速センサ３４、機関回転数センサ３５、
および、負荷センサ３６は、既存の車両に使用さ
れる車速センサ、機関回転数センサ、および、負
荷センサと同様に構成されるため、それらの構成
の説明を省略する。

そのコントローラ３３は、それらのセンサ３
４，３５，３６からの信号を入力し、そのアクチ
ユエータ３２に出力信号を送るもので、主として
入力および出力回路、演算回路、記憶回路、およ
び、制御回路より構成されている。

従つて、それらのセンサ３４，３５，３６は、
そのコントローラ３３の入力回路にそれぞれ接続
され、また、そのアクチユエータ３２は、そのコ
ントローラ３３の出力回路に接続されている。

次に、上述のフロー・コントロール・バルブ１
０の動作について述べるに、オイル・ポンプが低
速回転されている場合、ポンプ・ポート１３にお
ける圧力が比較的低いため、オイル・リターン・
コントロール・スプール１８は、設定スプリング
２８により、プラグ１６側に押し付けられ、サク
シヨン・ポート１４はそのオイル・リターン・コ
ントロール・スプール１８によつて閉じられてい
る。

勿論、そのような状態において、コントローラ
３３は、車速センサ３４、機関回転数センサ３
５、および、負荷センサ３６からのそれぞれの信
号を入力しているが、そのオイル・ポンプの回転
数はそのトラツクに搭載され、かつ、そのオイ
ル・ポンプを駆動する内燃機関の回転数に実質的
に比例し、上述のようなオイル・ポンプの低速回
転時は、車速、および回転数が低く、負荷が小さ
いことから、アクチユエータ３２としての電磁コ
イルは励磁されていない。

すなわち、上述のような状態で、そのアクチユ
エータ３２は、リリーフ・バルブ２９の開閉に影
響を及ぼすことなく、そのリリーフ・バルブ２９
はリリーフ・スプリング３１により、閉塞状態に
維持されている。

従つて、コントロール・バルブ・ポート１５に
おいて十分な吐出量が得られ、据切り、幅寄せ、
切返しなどが容易になされる。

また、そのオイル・ポンプの回転数が上昇する
と、そのオイル・リターン・コントロール・スプ
ール１８は設定スプリング２８に抗して次第に摺
動される。

そのような状態で、車速および機関回転数が上
昇し、負荷が大きくなると、コントローラ３３か
らの出力信号によつてアクチユエータ３２、すな
わち、電磁コイルが励磁され、プツシユ・ロツド
３０がリリーフ・スプリング３１に抗して押し込
まれる。すなわち、リリーフ・バルブ２９が開放
され、背圧室２６が背圧室側ポート２４を介して
リリーフ・チヤンバ２０に連絡される。

そのリリーフ・チヤンバ２０は、連通孔２５を
介してスプール溝２２に連絡され、さらに、その
スプール溝２２はサクシヨン・ポート１４に連絡
されているため、その背圧室２６内の圧油はその
サクシヨン・ポート１４側に逃がされる。

すなわち、その背圧室２６内の圧力が低下する
ため、そのオイル・リターン・コントロール・ス
プール１８が設定スプリング２８に抗して図にお
いて右側に摺動し、サクシヨン・ポート１４が開
放される。

従つて、フロー・コントロール・バルブ１０に
おけるリリーフ圧がリリーフ・スプリング３１の
ばね定数および背圧室２６内の圧力のみによつて
決定されることなく、車速、機関回転数、およ
び、負荷に応じてリリーフ・バルブ２９が開放さ
れ換言するならば、リリーフ圧の調整がなされて
いるため、そのリリーフ・バルブ２９の開放動作
が適正に、かつ、確実になされ、殊に、オイル・
ポンプの高速回転時、そのオイル・ポンプの駆動
系としての内燃機関の負担が軽減されしかも、そ
のリリーフ・バルブ２９の開放に従つて、ポン
プ・ポート１３からの余剰流量をサクシヨン・ポ
ート１４側に戻す動作が円滑になされるため、操
舵力が軽くなり過ぎることが防止され、走行安定
性が向上される。

如上のこの発明によれば、バルブ・チヤンバ、
そのバルブ・チヤンバをオイル・ポンプに接続す
るポンプ・ポートおよびサクシヨン・ポート、そ
のバルブ・チヤンバに接続されたコントロール・
バルブ・ポート、および、そのポンプ・ポートと
そのコントロール・バルブ・ポートとの間におい
て、そのバルブ・チヤンバに配置された絞りを備
えるバルブ・ケーシングと、そのコントロール・
バルブ・ポートからの圧油の吐出量およびそのサ
クシヨン・ポートへの圧油の戻り量を調整するよ
うに、そのバルブ・チヤンバ内に配置されたオイ
ル・リターン・コントロール・スプールと、その
絞りの下流側をそのオイル・リターン・コントロ
ール・スプールの端面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連絡するパイロ
ツト連通路と、その背圧室に配置された設定スプ
リングと、その背圧室内の圧油をそのサクシヨ
ン・ポート側に戻し得るように、そのオイル・リ
ターン・コントロール・スプール内に形成され、
かつ、背圧室側ポートおよび連通孔をそれぞれ備
えるリリーフ・チヤンバと、その背圧室側ポート
を開閉するように、そのリリーフ・チヤンバ内に
配置されたリリーフ・バルブと、そのリリーフ・
バルブをその背圧室側ポートの弁座に押し付ける
ように、そのリリーフ・チヤンバ内に配置された
リリーフ・スプリングと、アクチユエータとを含
み、そのリリーフ・バルブがその背圧室側で、そ
のオイル・リターン・コントロール・スプールお
よびバルブ・ケーシングを貫通したプツシユ・ロ
ツドを備え、しかも、そのアクチユエータが、車
速、機関回転数、および、負荷に応じてそのリリ
ーフ・バルブを開閉するようにそのプツシユ・ロ
ツド端に配置されているため、車速、機関回転
数、および、負荷に応じてリリーフ圧が変えら
れ、車両の走行条件に従つて最も適した圧力に油
圧が制御され、オイル・ポンプの駆動系における
負担が軽減され、極めて実用的になる。

【図面の簡単な説明】

図はトラツクに適用されたこの発明のパワー・
ステアリングに使用されるフロー・コントロー
ル・バルブの具体例を示す概説図である。 １０……パワー・ステアリングに使用されるフ
ロー・コントロール・バルブ、１１……バルブ・
ケーシング、１２……バルブ・チヤンバ、１３…
…ポンプ・ポート、１４……サクシヨン・ポー
ト、１５……コントロール・バルブ・ポート、１
７……絞り、１８……オイル・リターン・コント
ロール・スプール、２０……リリーフ・チヤン
バ、２４……背圧室側ポート、２５……連通孔、
２６……背圧室、２７……パイロツト連通路、２
８……設定スプリング、２９……リリーフ・バル
ブ、３０……プツシユ・ロツド、３１……リリー
フ・スプリング、３２……アクチユエータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ バルブ・チヤンバ、そのバルブ・チヤンバを
   オイル・ポンプに接続するポンプ・ポートおよび
   サクシヨン・ポート、そのバルブ・チヤンバに接
   続されたコントロール・バルブ・ポート、およ
   び、そのポンプ・ポートとそのコントロール・バ
   ルブ・ポートとの間において、そのバルブ・チヤ
   ンバに配置された絞りを備えるバルブ・ケーシン
   グと、 そのコントロール・バルブ・ポートから吐出さ
   れる圧油の吐出量およびそのサクシヨン・ポート
   に戻される圧油の戻り量を調整するように、その
   バルブ・チヤンバ内に往復摺動可能に配置された
   オイル・リターン・コントロール・スプールと、 その絞りの下流側を、そのオイル・リターン・
   コントロール・スプールの端面に協働されてその
   バルブ・チヤンバ内に形成された背圧室に連絡す
   るパイロツト連通路と、 その背圧室に配置された設定スプリングと、 その背圧室内の圧油をそのサクシヨン・ポート
   側に戻し得るように、そのオイル・リターン・コ
   ントロール・スプール内に形成され、かつ、背圧
   室側ポートおよび連通孔をそれぞれ備えるリリー
   フ・チヤンバと、 その背圧室側ポートを開閉するように、そのリ
   リーフ・チヤンバ内に配置され、かつ、その背圧
   室側で、そのオイル・リターン・コントロール・
   スプールおよびバルブ・ケーシングを貫通したプ
   ツシユ・ロツドを備えるリリーフ・バルブと、 そのリリーフ・バルブをその背圧室側ポートの
   弁座に押し付けるように、そのリリーフ・チヤン
   バ内に配置されたリリーフ・スプリングと、 車速、機関回転数、および、負荷に応じて、そ
   のリリーフ・バルブを開閉するように、そのプツ
   シユ・ロツド端に配置されたアクチユエータ とを含むパワー・ステアリングに使用されるフロ
   ー・コントロールバルブ。