JPH02128963A - コントロールバルブ - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、パイロット圧の微分値によって発生圧力を
制御するコントロールバルブに関する。

（従来の技術） 四輪操舵では、前輪と後輪の操舵角を制御すれば、旋回
時の運動特性が高められることがわかっている。

すなわち、操舵開始時に一瞬後輪を逆相側に、また前輪
の舵角を増やして、ヨーレートと横加速度とをバランス
させる。これにより、車両の回転運動の立上がりが良く
なる。そして、次の瞬間定常の四輪同相操舵に戻し、横
すべり角を零のまま狙った軌跡どうりに旋回ができるよ
うにしている。

こうした四輪操舵を信頼性の高い油圧制御を使って行な
うことが考えられている。これを実現するためには、油
圧をコントロールバルブで制御して、この油圧前輪の操
舵機構や後輪の操舵機構に入力することが考えられる。

このためには、操舵角の微分項であるハンドル操舵角速
度、あるいはそれと同等であるパワーステ圧などの時間
変化率と、車速（同じハンドル角でも操舵角速度９時間
変化率の絶対値が異なるため）との二つの状態に応じた
油圧を発生させることが必要となる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、こうした複雑な特性の油圧を出力するよ
うなコントロールバルブは従来にはなく、実現のネック
となっている。

この発明はこのような事情に着目してなされたもので、
その目的とするところは、入力された圧力を、一方のパ
イロット圧の微分値、およびもう一方のパイロット圧で
制御することができるコントロールバルブを提供するこ
とにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明のコントロールバ
ルブは、弁本体と、この弁本体内にスライド自在に設け
たスプールと、このスプールの外周にスライド自在に設
けたスリーブと、このスリーブの端面側に該スリーブ端
を臨ませて設けられ内部が流体で満たされた一対の受圧
室と、前記弁本体に設けられ前記スプール端に第１のパ
イロット圧を入力するための第１のパイロット入力ポー
トと、前記受圧室間に接続され前記第１のパイロット入
力ポートから入力されるパイロット圧の圧力に応じて前
記スプールとスリーブを相対変位させるための流路と、
前記弁本体に設けた第２のパイロット圧を入力するため
の第２のパイロット入力ポートと、前記流路に介装され
前記第２のパイロット入力ポートから入力される第２の
パイロット圧を受け、当該圧力に応じて前記スプールと
スリーブの相対変位量を可変させる絞り量が可変可能な
絞り装置と、前記弁本体に設けた流体入口ポートと、前
記スプールおよびスリーブに設けられ前記スプールとス
リーブの相対変位量に応じ前記流体入口ポートから入力
された流体の圧力を可変する開閉通路と、前記弁本体に
設けられこの圧力を可変した流体を出力する流体出口ポ
ートとを設ける。

（作用） この発明のコントロールバルブ（こよると、第１のパイ
ロット入力ポートから第１のパイロット圧を加えると、
該第１のパイロット圧の圧力に比例した量、スプールが
スライドしていく。そして、この際、第２のパイロット
圧に応じ可変する絞り装置の両側に発生する差圧に応じ
てスリーブはスプールに対し相対ずれを起こしていく。

そして、この相対ずれに応じて開閉通路の開度が定めら
れていく。これにより、流体入口ポートから入力された
流体の圧力は第１のパイロット圧の微分値および第２の
パイロット圧の二つの入力に応じた圧力に制御され、こ
れが流体出力ポートから外部に出力されていく。

（実施例） 以下、この発明を第１図ないし第１９図に示す一実施例
にもとづいて説明する。第１５図はこの発明を適用した
車両の四輪操舵装置を示し、１ａおよび１ｂは左右の前
輪である。前輪１ａ１ｂは、車体（図示しない）に対し
て水平方向に揺動可能に支持されたナックル２ａ、２ｂ
に回転自在に支持されている。またナックル２ａ、２ｂ
は、タイロッド３ａ、３ｂを介して例えばラック４およ
びビニオン５を組合わせてなる車速感応型のパワーステ
アリング６に連結されている。すなわち、パワーステア
リング６は、ラック４．ピニオン５．ロークリバルブ７
、トーションバー８を有してなるステアリングギヤアッ
センブリ９に、ロータリバルブ７につながるステアリン
グ用のパワーシリンダ装置１０（パワーシリンダ１１内
にラック４につながるピストン１２を設けてなるもの）
と、ロータリバルブ７に油圧を供給するエンジン駆動の
オイルポンプ１３（パワーステ用）とが組合わせられて
いる。そして、パワーシリンダ装置１０のピストン１２
の両側のピストンロッド１２ａ、１２ｂが、上記タイロ
ッド３ａ、３ｂに連結されている。

またステアリングギアアッセンブリ９の入力部となる、
ピニオン５につながるロータリバルブ７のバルブインプ
ットシャフト７ａおよびトーションバー８には、後述す
る進相機構１４．中間ジヨイント１５．　　コラムシャ
フト１６を介してステアリングホイール１７が連結され
ている。これにより、ステアリングホイール１７を操作
すれば、ラック４をステアリングホイール１７と同方向
に駆動する。そして、それと同時にピストン１２の両側
に構成された左室１８．右室１９にロータリバルブ７を
通じてオイルポンプ１３で発生したパワーステ圧が供給
され、ステアリングホイール１７の操舵力をアシストで
きるようにしている。なお、オイルポンプ１３にはエン
ジン２０の回転数が、ある領域から上昇するにしたがっ
て吐出流量が低下する特性のポンプが用いられている。

ここで、上記進相機構１４について説明すれば、進相機
構１４は第１７図ないし第１９図に詳図するよ、うにス
テアリングギヤアッセンブリ９に、二組の遊星歯車機構
２１．２２およびコントロールバルブ２３を設けて構成
されている。

詳しくは、３７はステアリングギヤアッセンブリ９のケ
ース９ａの上端部に設置されたケース、３７ａはそのケ
ース３７の上部開口を閉塞するねじ式のキャップである
。これらケース３７およびキャップ３７ａは、それらを
貫通するボルト３５およびボルト端と螺合するナツト３
６でケース９ａに固定されていて、進相機構１４のボデ
ィを構成している。そして、このケース３７内の上方側
には、インプットシャフト２４がバルブインプットシャ
フト７ａと同軸をなして回転自在に設けられている。な
お、２４ａはインプットシャフト２４を回転自在に支持
する軸受である。インプットシャフト２４の下部外周に
は、サンギア２５が一体に設けられている。このサンギ
ア２５の周囲には、ケース３７側に支持されたリングギ
ヤ２６が設けられている。そして、このリングギヤ２６
とサンギヤ２５との間に、双方のギヤと噛合う四組のプ
ラネタリギヤ２７が設けられ、−段目の遊星歯車機構２
１を構成している。このキャップ３７ａから突出したイ
ンプットシャフト２４の上部に、上記中間ジヨイント１
５が連結される。

またバルブインプットシャフト２４の端部はケース９ａ
の上端開口から上方に突出している。そして、このケー
ス３７内に入るバルブインプットシャフト２４の端部外
周には、−段目の遊星歯車２１と同じ諸元のサンギア２
８が一体に設けられている。またこのサンギア２８の周
囲となるケース３７内には、−段目と同じ諸元のリング
ギヤ２９が設けられている。そして、このリングギヤ２
９とサンギヤ２８との間に、シャフト３ｏを介して一段
目のプラネタリギヤ２７と同軸につながる回転自在な四
組のプラネタリギヤ３１が設けられ、二段目の遊星歯車
機構２２を構成している。

なお、プラネタリギヤ２７とプラネタリギヤ３１は、シ
ャフト３０を保持するホルダー３２．シャフト端に設け
たギヤ規制用のホルダー３３により、バルブインプット
シャフト２４の軸心を中心として周方向に移動できるよ
うに支持されているものである。

そして、キャップ３７ａには軸受２４ａの上下方向の動
きを規制するアジャスタ３８が設けられ、遊星歯車機構
２１．２２を所定にステアリングギアアッセンブリ９に
組付けている。なお、３９はシール部材、４０はアジャ
スタ３８の緩み止めのナツト、４１はリングギヤ２６，
２９の上下方向の動きを規制するためのスペーサである
。

またバルブインプットシャフト７ａの先端部は、インプ
ットシャフト２４の軸端に設けた四部４３に挿入されて
いる。そして、このバルブインプットシャフト７ａの挿
入端に上記トーションバー８の端部がビン４４で結合さ
れ、リングギア２６゜２９を固定した状態でステアリン
グホイール１７を操舵すると、そのステアリングホイー
ル１７の操舵角を一段目および二段目の遊星歯車機構２
１゜２２を通じ、同じ比でロータリバルブ７およびトー
ションバー８に伝達できるようにしている。但し、バル
ブインプットシャフト７ａの挿入端と凹部４３との間に
は、周方向のガタ付きを防ぐためのメタルブツシュ４５
が介装しである。

なお、−段目の遊星歯車機構２１にはステアリングホイ
ール１７から必要以上のトルクが入らないようにした安
全装置４６が設けられている。具体的には、安全装置４
６はリングギア２６の外周面に凹部４７を設ける。また
ケース３７側に、上記凹部４７と凹凸嵌合するビン部品
４８．該ビン部品４８を嵌合方向に付勢するスプリング
４９およびアダプタ部品５０で構成されたセットスクリ
ューを設ける。そして、これにてリングギア２６の回転
方向の動きを凹凸嵌合で規制する構造にして、ステアリ
ングホイール１７からプリロードを越える過剰な操舵力
がリングギア２９に入ると、凹凸嵌合の解除からリング
ギア２６を回転できるようにして、遊星歯車機構２１．
２２を過剰なトルクから守るようにしている。なお、図
示はしていないが嵌挿状態となるインプットシャフト端
とバルブインプットシャフト端とには、段付部の嵌合で
構成されるストッパ部が設けられていて、上記リングギ
ア２６が有る量回転すると、両者が当接してステアリン
グホイール１７からの操舵力をインプットシャフト２４
からバルブインプットシャフト１６に直接伝達するよう
にしている。

こうした遊星歯車機構２１．２２を組付けたケース３７
に上記進相用のコントロールバルブ２３が組付けられて
いる。

すなわち、コントロールバルブ２３について説明すれば
、５１はリングギア２９と隣接したケース部分に、遊星
歯車機構２２の中心とは直角な方向に沿って一体に設け
られた細長の弁本体である。

弁本体５１内には、リングギア２９の軸心とは直角な方
向に沿って略筒状の弁室５２が形成されている。そして
、弁室５２内にスプール５３が配設されている。スプー
ル５３は、一端が弁室５２の端部に装着したプラグ５４
でスライド自在に支持され、他端が弁室５２のもう一方
の端部にアダプタ５５を介して装着したプラグ５６でス
ライド自在に支持されている。そして、スプール５３の
各軸端面をプラグ５４．５６の孔部５４ａ、５６ａに臨
ませている。またアダプタ５５の内部には、ばね室５５
ａが形成されている。そして、このばね室５５ａ内に、
スプール５３の端部外周の小径部５３ａに摺動自在に嵌
挿したワッシャー５６ａと小径部５３ａの端部に固定し
たスナップリング５７との間に掛は渡したスプリング５
８が収容され、スプリング５８でスプール５３を位置決
めるようにしている。なお、５つはプラグ５４．５６お
よびアダプタ５６の緩み止めのナツトである。

またスプール５３の外周には、該スプール５３の軸部を
移動自在に貫通して板状のレバー６０が設けられている
。レバー６０は、リングギア２９の軸線と直角に交差す
る線上に配置されている。

そして、レバー６０のリングギヤ２９側の端に形成され
た円弧部が、弁本体部分ならびにケース部分に形成され
た通孔６１を通ってリングギア２９の外周面に形成され
た溝部６２に係合されている。

またレバー６０の残る狭幅側の端に形成された円弧部は
、当該端部を覆うように弁室５２に装着されたアダプタ
６３の内底面に設けたプレート６４の溝部６５に回動可
能に係合されていて、レバー全体をプレート６４側の端
を支点としてスプール５３の軸線沿いに回動できるよう
にしている。なお、６６はアダプタ６３の緩み止めナツ
ト、６７はプレート６４とアダプタ６３の内底面との間
に介装された波形のワッシャーである。

このレバー６０を挟んで、プラグ５４側のスプール部分
の外周にカラー６８が摺動自在に嵌挿され、またプラグ
５６側のスプール部分の外周にスリーブ６９が摺動自在
に嵌挿されている。カラー６８およびスリーブ６９は、
それら外側の端部とプラグ５４．アダプタ５５との間に
設けたスプリング７０ａ、７０ｂの弾性力（プリロード
）によって、レバー６０の両側に押し付けられ、スプー
ル５３上にレバー６０を含めた三つの部品を位置決める
ようにしている。そして、このスリーブ６９で覆われた
スプール５３の外周面に、埋伏の溝部で構成される二つ
の流入側の室７１．７２が並設されている。またこれに
対してスリーブ６９の内周面には、室７１．７２の境界
部分に一位置して、溝部で構成される三つの流出側の室
７３〜７５が設けられている。そして、室７１は、スプ
ール５３の内部に設けた通路７６を介して、カラー６８
とプラグ５４との間に形成されたばね室を兼ねる受圧室
７７に連通している。さらに室７２は、同様にスプール
５３の内部に設けた通路７８を介して、スリーブ６つと
アダプタ５５との間に形成された、ばね室を兼ねる受圧
室７９に連通している。そして、流出側のうち中央の室
７４は、弁本体５１に設けたポート８０を介して上記オ
イルポンプ１３の吐出部に接続される。また残る室７３
．７５は、弁本体５１に設けたポート８１を介して上記
ステアリングギヤアッセンブリ９のロータリバルブ７の
入口ポート（図示しない）に接続され、オイルポンプ１
３で発生する油圧を利用してリングギヤ２９を所定の位
置に保持させたり、入力された操舵角を切り増しさせた
りすることができる追従型サーボ弁（スプールバルブ）
を構成している。すなわち、受圧室７７．７９には通路
７６．７８を通じてオイルポンプ１３の油が流入する構
造なので、二段目のリングギア２９からの操舵反力によ
りスリーブ６９が変位すると、室７１．７２と室７３〜
７５との開閉から、変位した受圧室側に多くの油が流入
すると同時に、残る受圧室側から油が多く流出して、リ
ングギア２９を元の状態に復帰させるべ（、変位したス
リーブ６９を元の位置へ戻すようにしている。またプラ
グ５４およびプラグ５６からスプール５３を変位させる
力が加わると、先程のスリーブ６９はスプール５３の変
位に追従して動き、レバー６０を回動させてリングギヤ
２９を切り増し側に回転させるようになっている（ステ
アリングギヤ比可変）。

一方、８２ａ、８２ｂは左右の後輪である。後輪８２ａ
、８２ｂは、トーコントロール機構付きダブルウィツシ
ュボーン式の後輪サスペンションに支持されている。す
なわち、後輪サスペンションは、クロスメンバ８３に、
アッパーアーム８４およびロアアーム８５で構成される
上下一対のラテラルアームを設けるとともに、トーコン
トロールアーム８６とトレーリングアーム８７とを中間
関節８８で連結してなるアームを連結する。そして、ア
ーム端に、図示しない車輪支持体を介して、後輪８２ａ
、８２ｂを支持させた構造となっている。中間関節８８
は、回転軸線を略鉛直方向に定めたピンなどの枢支軸８
９から構成されていて、中間関節点の変位にしたがって
後輪８２ａ。

８２ｂの操舵が可能な構造になっている。

そして、クロスメンバ８３に、この後輪サスペンション
の左右の枢支軸８９．８９を結ぶように二連式のリアパ
ワーシリンダ９０が設けられている。すなわち、リアパ
ワーシリンダ９０は、中央に大径なシリンダ室９１を形
成し、両側に一対の小径なシリンダ室９２ａ、９２ｂを
形成したシリンダ９４内に、中央にシリンダ室９１に応
じた径のピストン部９５ａを有し、両側にシリンダ室９
２ａ、９２ｂに応じた径のピストン部９５ｂを有してな
るピストン９５を摺動自在に設ける。またそれぞれ両側
のピストン端にピストンロッド９６ａ、９６ｂを連結し
て構成される。そして、ピストン部９５ａで区画される
シリンダ室９１の断面積が大な部分に、同相用の出力を
受ける左室９７ａ、右室９７ｂを構成している。また室
９７ａ、９７ｂと並ぶシリンダ室９２ａ、９２ｂの断面
積が小な空間にて位相用の出力を受けるようにしている
。このシリンダ９４が、軸心方向を左右方向に定めてク
ロスメンバ８３に固定されている。そして、左側のピス
トンロッド９６ａが左側の中間関節３８の枢支軸３９に
連結され、また右側のピストンロッド９６ｂが右側の中
間関節３８の枢支軸３９に連結され、ピストン９５の移
動から後輪８２ａ、８２ｂを操舵できるようにしている
。

そして、このリアパワーシリンダ９０の左室９７ａ、右
室９７ｂが同相用゛のコントロールバルブ９８に油流路
９９を介して接続され、リアパワーシリンダ９０のシリ
ンダ室９２ａ、９２ｂがこの発明の要部である位相用の
コントロールバルブ１００に油流路１０１ａ、１０１ｂ
を介して接続されている。

同相用のコントロールバルブ９８には、−第１６図に示
すようなスプールバルブが用いられている。

具体的には、スプールバルブは、シリンダ状のケース１
０２内に、両端が一対のスプリング２２０で付勢された
スプール２２１を設ける。このスプール２２１の外周に
は、環状の溝部２２２゜２２３が二つ並設されている。

また溝部２２２゜２２３の空間に臨むケース１０２の周
壁両側には、溝部間の白部分を中心として対称にそれぞ
れリザーブ側ポー）２２４ａ、２２４ｂ、ポンプ側ポー
ト２２５ａ、２２５ｂが設けられ、さらに溝部２２２．
２２３の空間に臨むケース１０２の周壁中央には、それ
ぞれアクチエータ側ポート２２６゜２２７が設けられて
いる。そして、ケース１０２の両端にはスプール端に制
御圧を与えるためのパイロットポート２２８．２２９が
設けられた構造となっている。そして、アクチエータ側
ポート２２６．２２７が油流路９９に接続される。

この同相用のコントロールバルブ９８のパイロットポー
ト２２８，２２９に、それぞれ上記パワーステアリング
６の各左室１８．右室１９が油流路１０３を介し接続さ
れ、パワステ−圧が発生すると、中立状態のスプール２
２１が変位してリザーブ側ポート２２４ａ、２２４ｂと
ポンプ側ポート２２５ａ、２２５ｂとの切換えを行なう
ようにしている。そして、コントロールバルブ１００の
各ポンプ側ポート２２５ａ、２２５ｂには、デファレン
シャルギヤ１０４で駆動され車速に応じた油圧を（車速
大：油圧増）発生するオイルポンプ１０５が接続されて
いる。これにより、車速とスプール２２１の移動量に応
じた油圧をリアパワーシリンダ９０の操舵方向の左室９
７ａあるいは右室９７ｂに供給できるようにしている。

つまり、前輪１ａ、ｌｂの操舵状態に応じて該前輪１ａ
。

１ｂと同方向に後輪８２ａ、８２ｂを操舵できるように
なっている。なお、各リザーブ側ポート２２４ａ、２２
４ｂはパワーステアリング６のリターンを受けているリ
ザーブタンク１０６に接続される。

またこの発明の要部となる位相用のコントロールバルブ
１００には、スプールバルブ式の四ポート絞り切換弁が
用いられている。そして、この絞り切換弁の概略的な構
造が第１図ないし第１１図に示されている。

切換弁について説明すれば、３００は細長の弁本体であ
る。弁本体３００内には軸心方向に沿って弁室３０１が
形成されている。そして、弁室３０１内に細長のスプー
ル３０２が配設されている。スプール３０２は、両端が
それぞれ弁室３０１の端部に装着したアダプタ３０３の
軸受部３０４でスライドに支持され、スプール全体を弁
本体３００の軸心方向に沿ってスライドできるようにし
ている。またそれぞれアダプタ３０３の端部には、スプ
ール端に臨む孔部３０５をもつプラグ３０６（第１のパ
イロット入力ポートに相当）が装着され、弁本体３０１
と共にコントロールバルブ１００のボディを構成してい
る。さらにプラグ３０６とアダプタ３０３との間に形成
したそれぞれのばね室３０７（油圧室を兼ねる）には、
スプール３０２を中央側に付勢する一対のスプリング３
０８．３０８が配設サレ、スブー／ｌ、　３０２を位置
決めている。そして、各プラグ３０６，３０６が、分岐
路３１２を介して上記油流路１０Ｂの中途部に接続され
、第１のパイロット圧となるパワーステ圧をスプール端
に与えるようにしている。

なお、３０９はスプール３０２の端部に設けたスプリン
グ座形成用のワッシャー　３１０はアダプタ３０３の軸
受部３０４を調整するためのエアブリーダ、３１１はア
ダプタ３０３およびプラグ３０６の緩み止めのナツトで
ある。

またスプール３０２の中央の外周にはスリーブ３１３が
摺動自在に外挿されている。スリーブ３１３の両軸端に
は、スプリング３１４を収容した凹部３１５が設けられ
ている。そして、一対のスプリング３１４，３１４の残
る端部は、スプール３０２の端部外周に設けたリング状
部３１６に係止され、スリーブ３１３をスプリング３１
４゜３１４で両側から付勢している。つまり、スリーブ
全体をスプール３０２上において位置決めるようにして
いる。なお、３１７はスプリング端とリング状部３１６
との間に介在されたワッシャー３１８はそのワッシャー
３１７の動きを規制する凹部３１５の開口側の内周部分
に固定したスナップリングである。そして、各リング状
部３１６の周囲のアダプタ先端面および弁室部分で囲ま
れた空間に、スリーブ端に臨む一対の受圧室３１９゜３
２０を構成している。なお、ワッシャー３１７およびス
ナップリング３１８はスリーブ端に相当する。

スリーブ３１３で覆われたスプール３０２の外周面には
、環状の溝部で構成された二つの室３２１．３２２が並
設されている。またスリーブ３１３の内周面には、室３
２１，３２２’の三つの境界部分に位置して、環状の溝
部で構成される三つの室３２３〜３２５が設けられてい
る。なお、３２６は室３２３〜３２５間の境界部分に形
成されたガイド用の凹部である。そして、そのうちの室
３２１，３２２は、それぞれスリーブ３１３のガイド用
の凹部部分および弁室内周面に形成された通路空間３２
７，３２８を介して弁本体３００の上面に穿設したアク
チエータ用のポート３２９゜３３０（流体出口ポートに
相当）に連通している。そして、このポート３２９，３
３０が油流路１０１ａ、１０１ｂに接続される。また室
３２４は、スリーブ部分および弁室内周面に形成された
通路空間３３１を介し、て弁本体３００の上面に設けた
油供給用のポート３３２（流体入口ポートに相当）に連
通している。そして、このポート３３２は、油供給路３
３３を介して、上記オイルポンプ１３と共にエンジン２
０で駆動される定流量型（回転数にかかわらずに一定の
流量を吐出させるもの）のオイルポンプ３３４の吐出部
に接続されていて、ポート３３２に一定流量の浦を供給
できるようにしている。

また残る室３２３，３２５は、それぞれスリーブ部分お
よび弁室内周面に形成された通路空間３３５．３３６、
さらには弁本体３００に形成した双方の通路空間３３５
，３３６間を並列に連通する連通路３３７を介して、弁
本体３００の上面に穿設したリザーバ用のポート３３８
に連通している。そして、このポート３３８が流路３３
８ａを介して上記リザーバタンク１０６に接続される。

また並列な連通路３３７には、通路３３９゜３３９を介
して、それぞれ上記スリーブ両側の受圧室３１９．　３
２０が並列に接続され、オイルポンプ３３４からの油を
受圧室３１９，３２０に流入できるようにしている。ま
た各通路３３９゜３３９には、それぞれリザーバタンク
１０６側に対する流れを規制するための逆止弁３４ｏ（
スプリング３４１で付勢される弁棒３４２でボール３４
３を弁座３４４に押圧してなる構造）が組込まれている
。

さらにまた受圧室３１９，３２０の相互は、弁本体３０
０に設けた連通路３４５（流路に相当）を介して連通し
ている。そして、連通路３４５（流路）の途中に可変オ
リフィス３４６（あるいは可変チョークで、絞り装置に
相当）が介装されている。この可変オリフィス３４６の
詳細な構造が第８図ないし第１０図に示されている。

可変オリフィス３４６について説明すれば、３４７は連
通路３４５の途中に該連通路３４５と直角な方向に沿っ
て形成された貫通路、３４８はその貫通路３４７の一部
に圧入されたシリンダ（パイプよりなる）　３４９はそ
のシリンダ３４８内に摺動自在に配設されたピストンで
ある。

シリンダ３４８の周壁およびピストン３４９の軸部には
、長孔３５０，３５１がそれぞれ穿設されている。また
シリンダ３４８の長孔端間にはピン３５２ａが圧入され
ている。このビン３５２ａが、ピストン３４９の長孔３
５１に摺動自在に挿通され、ピストン３４９の周方向の
位置を位置決めている。そして、これによりピストン３
４９の軸方向に動きに連動して、シリンダ３４８の長孔
３５０とピストン３４９の長孔３５１とで形成される連
通（流通）面積、つまり絞り面積を可変できるようにし
ている。むろん、この長孔３５０゜３５１の組合わせで
構成される絞り部は、連通路３４５と連通ずる部分に配
置される。またビストン３４９は、貫通路３４７の下部
の端部からアダプタ３５０ａと共に挿入されたスプリン
グ３５１ａによって上方側に付勢されていて、ピストン
３４９を挾んで上方側を高圧側に、もう−刃側を低圧側
にしている。そして、貫通路３４７の上部側が弁本体３
００の上面に穿設された高圧側の車速パイロット圧ポー
ト３５２（ＪＲ２のパイロット入力ポートに相当）に連
通している。またシリンダ３４８の低圧側の周壁部分に
は透孔３５３が穿設されている。そして、この透孔３５
３は弁本体３００に設けた流路３５４を介して弁本体３
００の右側面に穿設した低圧側の車速パイロットポート
３５５（第２のパイロット入力ポートに相当）に連通し
ている。

そして、可変オリフィス３４６の高低圧側の車速パイロ
ット３５２，３５５は、上記デフ駆動のオイルポンプ１
０５に内蔵した車速感応圧力発生器３５６に接続され、
この車速感応圧力発生器３５６から発生する、車速が増
大するにしたがって圧力が増える油圧（第２のパイロッ
ト圧）で、可変オリフィス３４６の絞り量を車速に感応
して可変できるようにしている。詳しくは、車速感応圧
力発生器３５６は車速に比例して回転するオイルポンプ
１０５の吐出部内に固定オリフィス（図示しない）を設
け、この固定オリフィス前後の差圧をパイロット圧とし
て、これを流路３５７を介して上記可変オリフィス３４
６に伝える構造にしている。

これにより、コントロールバルブ１００は、スプール端
に加わるパイロット圧ならびに可変オリフィス３４６に
加わるパイロット圧で生じる、スプール３０２の変位、
そのスプール３０２に対するスリーブ３１３の相対変位
から、ステアリングホイール１７を切り込んでいくと、
パワーステ圧の時間変化率（時間微分値で、ハンドル操
舵角速度に相当）と車速とに応じた位相用の油圧を発生
できるようになっている。すなわち、位相用の油圧を前
輪１ａ、ｌｂと逆方向に後輪８２ａ。

８２ｂを操舵する出力として、リアパワーシリンダ９０
のシリンダ室９２ａあるいはシリンダ室９２ｂに供給で
きるようにしている。

そして、この位相用のコントロールバルブ１００につな
がる油流路１０１ａ、１０１ｂが、分岐路３５８，３５
８を介して上記進相機構１４のプラグ５４．５６に接続
され、−瞬の後輪８２ａ、８２ｂの位相と同時に、前輪
１ａ、ｌｂを切り増し側に進めることができるようにし
ている。但し、図面において、通路開口端には盲栓３６
０が設けられている。

なお、第１１図はこうしたコントロールバルブ１００の
概略的な構造を示している。

つぎに、このように構成された四輪操舵装置の作用につ
いて説明する。

車両の直進走行時は、ステアリングホイール１７は中立
の状態となるため、前輪１ａ、ｌｂおよび後輪８２ａ、
８２ｂは直進方向に向いている。

そして、こうした直進状態から旋回すべく（ターンイン
）、ステアリングホイール１７を例えば右旋回側に切り
込んでいくと（中高速時）、その切り込んだ舵角に対し
て、操舵角速度および車速に応じ一瞬後輪８２ａ、８２
ｂは逆相に、また−瞬前輪１ａ、ｌｂは入力した操舵舵
角より舵角が増大していく。

詳しくは、ステアリングホイール１７を操作すると、こ
の回転がコラムシャフト１６．中１間ジヨイント１５．
インプットシャフト２４を介して一段目の遊星歯車機構
２１のサンギヤ２５に伝達されていく。ここで、リング
ギヤ２６は操舵力を受けるが、リングギヤ２６はセット
スクリュでケース３７に固定されているから、さらにそ
の回転はプラネタリギヤ２７を介して二段目の遊星歯車
機構２２のプラネタリギヤ３１に伝達されていく。

また二段目の遊星歯車機構２２のリングギヤ３１も操舵
力を受けて回転しようとするが、リングギア３１にはコ
ントロールバルブ２３で発生したリングギヤ３１を常に
元の位置に戻そうとする復元力（オイルポンプ１３で発
生した油圧で、スプール５３に対してスリーブ６９の相
対変位を常に零にしようとする力）が操舵反力として働
いているから、プラネタリギヤ３１の回転はそのままサ
ンギヤ２８から、バルブインプットシャフト７ａおよび
トーションバー８に伝達されていく。これにより、トー
ションバー８に伝達された回転がピニオン５に伝達され
、前輪１ａ、ｌｂをステアリングホイール１７を切った
方向に操舵していく。そして、同時にバルブインプット
シャフト７ａに伝達された回転でロータリバルブ７が操
作され、オイルポンプ１３で発生した油圧をパワーシリ
ンダ１１の右室１９に供給して、ステアリングホイール
１７の操作をアシストしていく。

一方、同相用のコントロールバルブ９８のスプールは上
記パワーステアリング６のパワステ−圧に応じてストロ
ークされる。そして、このスプールのストロークで、オ
イルポンプ１０５から吐出されるオイルを制御すること
になる。つまり、車速（後輪回転数）とパワステ−圧に
応じた油圧がコントロールバルブ９８から発生される。

そして、この油圧が同相側に操舵するリアパワーシリン
ダ９０の左室９７ａに流入していく。

他方、位相用のコントロールバルブ１００は、右側のプ
ラグ３０６の孔部３０５から上記パワステ−圧がパイロ
ット圧として加わると、この圧力に比例した量だけスプ
ール３０２は左側へ変位（ｘｌ）する。

この変位量の関係を見ると、スプール３０２の端面の面
積とパイロット圧のとの積が、右側のスプリング３１４
の弾性力と釣合うので、変位量には下記の関係式が成り
立つ。

ａｌ　ｏＦｌ−Ｋｌ　　＠）（ｔ　＋ｆ１つまり、 ＸＩ　−ａｔ　　”　Ｆｌ　　　ｆ１／Ｋｌで表わされ
る。なお、ａｌはスプール端面の面積に１は左側のスプ
リング３１４のばね定数＋　　”１は同スプリングのプ
リロード値＋　　Ｆｌはパイロット圧である。但し、ス
プール３０２のフリクシジンは無視。

このとき、スプール３０２の変位によって、スリーブ３
１３も同じ方向へ動こうとする。これには受圧室３１９
の油が連通路３４５を通じて受圧室３２０に移動する必
要がある。しかし、連通路３４５には可変オリフィス３
４６が組込まれているので、この際、可変オリフィス３
４６の前後に差圧ΔＰが発生する。ここで、ΔＰは下記
のように表わされる。

ΔＰ−δ・Ｑｂ２　／２・Ｃｄ−ｄ２ 但し、δは流体密度、Ｑｂは絞り部を流れる流ｆｆｉ、
　　ｄは絞り部の断面積、Ｃｄは流量係数。

なお、チョーク構造であれば Δ　Ｐ−８φ　π　参　μ　拳　」ン　　・　Ｑｂ／ｄ
２となる。但し、ｇは絞り部の長さ、μは油の粘性係数
である。

そして、この差圧ΔＰによってスリーブ３１３はスプー
ル３０２に対して右側に相対ずれを起こしていく。この
ときの相対変位ｙは ｙ−ΔＰ−ｂ２−ｆ２／に２ で表わされる。なお、ｂ２はスリーブの端面の面積＋に
２は右側のスプリング３１４のばね定数。

ｆ２は同スプリングのプリロード値である。但し、スリ
ーブ３１３の摺動抵抗は無視。

ン山供給用のポート３３２からは、オイルポンプ３３４
で発生した一定流量の油が供給されているから、アクチ
エータ用のポート３２９，３３０からは相対変位ｙに比
例した差圧が発生していく。

すなわち、相対変位ｙは、 ｙｏｃΔｐ　ｏｃＱｌ）ｏｃｐ　−１／ｄ２の関数であ
るから、 Ｑｂ＝ｂｚ　　　（ｘ＋−ｙ）／ｌ　　但し、ｔは時間
が成り立ち （ＸＩ　−Ｙ）　ｃｃプラグ３０６のパイロット圧とな
る。

このことはコントロールバルブ１００は、一方のパイロ
ット圧の微分値、ならびにもう一方のパイロット圧で、
油圧を制御できることがわかる。

それ故、第１３図および第１４図に示す線図のようにア
クチエータ用のポート３２９，３３０からは、車速に応
じて出力油圧が減少し、かつパワーステ圧の時間変化率
に比例して制御した油圧を出力することができることに
なる（二つのパイロット圧に応じてアクチエ−タ用のポ
ート３２９３３０の差圧を制御）。

そして、この油圧（差圧）が、リアパワーシリンダ９０
のシリンダ室９２ｂには後輪８２ａ。

８２’ｂを位相させる出力として供給され、進相機構１
４のプラグ５４には前輪１ａ、ｌｂの操舵角を増す出力
として供給されていく。

つまり、後輪８２ａ、８２ｂは、該後輪８２ａ。

８２ｂを前輪とは逆の方向に操舵しようとするシリンダ
室９２ｂの出力と、後輪８２ａ、８２ｂを後輪と同方向
に操舵しようとする左室９７ａの出力との出力合成で得
られる逆相側の舵角にしたがって操舵されていく。

また前輪１ａ、ｌｂは進相機構１４の左側のプラグ５４
に加わる制御圧で、前輪１ａ、ｌｂを切り増し側に制御
されていく。すなわち、進相機構１４は、プラグ５４に
制御圧が加わると、その油圧に比例してスプール５３が
右方向に摺動してい（。すると、オイルポンプ１３の油
圧で行なわれる復元機能により、スリーブ６９．カラー
６８がスプール５３に追従して、該スプール５３と相対
位置が零となる位置まで移動していく。これにより、レ
バー６０はプレート６４側を支点として回動し、リング
ギヤ２９を時計方向に回転させていく。ここで、プラネ
タリギヤ２７，３１は、運転者で保Ｆ９されるステアリ
ングホイール１７にて固定されるから、バルブインプッ
トシャフト７ａおよびトーションバー８を舵角切り増し
側に回していく。

そして、つぎの瞬間、ステアリングホイール１７の変化
速度がな（なるに応じて、車速に応じた同相のコントロ
ールバルブ９８からの出力だけとなって、元の定常状態
の四輪同相操舵（通常の同相口ＷＳ）に入って、車の動
きを安定させていく。

かくして、信頼性の高い油圧制御を使って位相反転式の
四輪操舵や四輪アクティブステアを実現することができ
る。むろん、純機械式のバルブ構造なので、ノイズ、電
波障害などに対する信頼性は高い。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、液体入口ポート
から入力された流体の圧力を、第１のパイロット圧の微
分値および第２のパイロット圧の二つの入力に応じた圧
力に制御することができる。

それ故、操舵角の微分項であるハンドル操舵角速度、あ
るいはそれと同等のパワーステ圧の時間変化率と車速と
の二つの状態に応じた油圧など、油圧制御に要求される
複雑なファクタの圧力を発生させることができ、四輪操
舵を信頼性の高い油圧制御で制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１９図はこの発明の一実施例を示し、第
１図は要部となる位相用のコントロールバルブの正断面
図、第２図は同コントロールバルブの平面図、第３図は
第１図中Ｂ−Ｂに沿うコントロールバルブの断面図、第
４図は同コントロールバルブの側面図、第５図は同コン
トロールバルブの一部断面した下面図、第６図は第５図
中Ｃ−ｃＨに沿うコントロールバルブの断面図、第７図
は第１図中Ａ−Ａ線に沿う絞り装置廻りの構造を示す断
面図、第８図はその絞り装置を示す断面図、第９図は第
８図中Ｄ−Ｄ線に沿う絞り装置の断面図、第１０図は絞
り装置の絞り部を拡大して示す正面図、第１１図は位相
用のコントロールバルブの概略構成図、第１２図は同コ
ントロールバルブの働きを示す図、第１３図は位相用の
コントロールバルブのパイロット圧に対する出力特性を
示す線図、第１４図は同コントロールバルブのもう一方
のパイロット圧（車速）に対する出力比特性を示す線図
、第１５図はこの発明を適用した四輪操舵装置を示す構
成図、第１６図は同相用のコントロールバルブを示す断
面図、第１７図は進相機構の一部断面した斜視図、第１
８図は同進相機構の遊星歯車機構廻りを示す断面図、第
１９図は進相機構のコントロールバルブ廻りの構造を示
す断面図である。 １００・・・コントロールバルブ、３００・・・弁本体
、３０２・・・スプール、３０６・・・プラグ（第１の
パイロット入力ポート）　　３１３・・・スリーブ、３
１９．３２０・・・受圧室、３２１〜３２５・・・室（
開閉通路）、３２９，３３０・・・アクチエータ用のポ
ート（流体出口ポート）、３３２・・・油供給用のポー
ト（流体入口ポート）　３４５・・・連通路（流路）、
３４６・・・可変オリフィス（絞り装置）、３５２．３
５５・・・車速パイロットポート（第２のパイロット入
力ポート）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 弁本体と、この弁本体内にスライド自在に設けたスプー
   ルと、このスプールの外周にスライド自在に設けたスリ
   ーブと、このスリーブの端面側に該スリーブ端を臨ませ
   て設けられ内部が流体で満たされた一対の受圧室と、前
   記弁本体に設けられ前記スプール端に第１のパイロット
   圧を入力する第１のパイロット入力ポートと、前記受圧
   室間に接続され前記第１のパイロット入力ポートから入
   力されるパイロット圧の圧力に応じて前記スプールとス
   リーブを相対変位させる流路と、前記弁本体に設けた第
   ２のパイロット圧を入力する第２のパイロット入力ポー
   トと、前記流路に介装され前記第２のパイロット入力ポ
   ートから入力される第２のパイロット圧を受け、当該圧
   力に応じて前記スプールとスリーブの相対変位量を可変
   させる絞り量が可変可能な絞り装置と、前記弁本体に設
   けた流体入口ポートと、前記スプールおよびスリーブに
   設けられ前記スプールとスリーブの相対変位量に応じ前
   記流体入口ポートから入力された流体の圧力を可変する
   開閉通路と、前記弁本体に設けられこの圧力を可変した
   流体を出力する流体出口ポートとを具備したことを特徴
   とするコントロールバルブ。