JPH02133284A - 回転式方向制御弁 - 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］ 本発明は回転式方向制御弁に係わり、より詳しくは、自
動車のパワーステアリング用のシリンダの二つの室への
圧油の給排を切り替える際に用い［従来の技術］ 第６図から第８図には、インナーバルブ形成体としての
入力軸１０１と７ウタ一バルブ形成体１０２とをトーシ
ョンリングとしてのＣ形状バネ体１０３で弾性的に連結
し、アウターバルブ形成体１０２に対する入力＠１０１
のＡ、Ｂ方向の回転に応じて入力軸１０１のインナーバ
ルブ部１０４とアウターバルブ形成体１０２のアウター
バルブ部との間に形成される可変オリフィスによって油
の流れ方向及び圧力を変えるタイプの従来の一般的な回
転式方向制御弁１０５が示されている（例えば特開昭５
７−５５２５６号公報）。入力軸１０１の出力側端８１
１１０６側の径小周壁１０７には突起１０８が、出力軸
１０９の入力側端部の径小周壁１１０には突起１１１が
形成されている。

Ｃ形状バネ１０３はアウターバルブ形成体１０２の外周
に嵌装され、しかもＣ形状バネ１０３の切欠部１１２に
突起１０８，１１１が嵌め合わされている。尚、出力軸
１０９とアウターバルブ１０２とは、出力軸１０９の突
起１１１をアウターバルブ１０２の係合溝１１３に係合
させることによって相互に固定されている。

この弁１０５の場合、このＣ形状バネ１０３によりオフ
セットトルク（センタリングトルク）Ｆが与えられ、ア
ウターバルブ本体１０２に対して入力軸１０１をＡ、Ｂ
方向に回転させる場合、オフセットトルクＦを越えるト
ルクの大きさにほぼ比例して、Ｃ形状バネ１０３の弾性
力に抗してＣ形状バネ１０３の切欠部１１２を開くこと
になり、後述の第１１図と同様な人力軸回転角り対トル
クＥの特性になり、この特性は、実際上、Ｃ形状バネ１
０３によって決定される。

一方、第９図から第１２図に示すように、Ｃ形状バネ１
０３の角度り対トルクＥ特性を変更するようにした回転
式方向制御弁１２１も提案されている（実開昭６２−１
３７７７０号公報）。尚、第９図中、第６図から第８図
の弁１０５の部材乃至要素と同様なものには同一の符号
が何されている。

この回転式制御弁１２１では、入力軸１０１に付設され
たビン１０８及び出力軸１０９に付設されたビン１１１
がトーションリングとしてのＣ形状バネ１０３の切欠部
１１２に挟み込まれている。

尚、出力軸１０９とアウターバルブ形成体１０２とはビ
ン１２２で結合されている。

この回転式制御弁１２１の場合、Ｃ形状バネ１０３は、
出力軸１０９に嵌着されたゴム袋１２３上に嵌装されて
いる。このゴム袋１２３内の室１２４には通路１２５を
介して加圧流体が供給源１２６から供給され１ｎる。

尚、１２７は出力＠１ｏ９と一体的なビニオン、１２８
はビニオンと噛合されるラック歯を有するラックバ−で
ある。また、１２９は、出力側端部１３０が入力軸１０
９に固定され、入力側端部１３１が入力＠１０１に固定
されたトーションバーである。

この弁１２１では、車両が低速の場合、供給源１２６か
らゴム袋１２３内に力旧王流体を供給してゴム袋１２３
を膨らませ、Ｃ形状バネ１０３によるセンタリングトル
クＦを実質的に働かゼないようにする制御が行われてい
た。すなわち、低速の場合、出力軸１０９に対する入力
軸１０１の角度Ｉ）と入力トルクＥとの関係はトーショ
ンバー１２９にのみ起因して第１０図に示すようになっ
ており、角度Ｄ＝０においてトルクＥ＝Ｏであった。

そして、車速か高くなると、ゴム袋１２３中の加圧流体
を扱いてＣ形状バネ１０３をセンタリングトルクＦが働
く開状態に戻し、第１１図で示すごときトーションリン
グ１０３の特性が出るようにしていた。その結果、高車
速状態では、全体として第１２図に示すような角度り対
トルクＥの特性になっていた。すなわら、低車速状態か
ら高車速状態に移行する場合、センタリングトルクＦが
ない状態からある状態に移行した。従って、ハンドルの
操舵感で見た場合、舵角が小さい範囲では、低速時は剛
性感がなく、高速時には剛性感があることになる。

一方、操舵抵抗は、一般に、車速が０のときは極めて大
きいが、低速ではあっても走行が開始されると大幅に低
下し、車速が高くなってもそれ程大きくは変動しない。

従って、弁１２１を用いた場合の操舵感は、操舵の際通
常型する力と異なることになり、操舵の際違和感が生じ
ることになる。

［発明が解決しにうとする課題］ 本発明は前記諸点に鑑み成されたものであり、その目的
とするところは、所望のオフヒツトトルク１：を与え得
ると共に角度りに対する入力トルクＥの特性を制御し得
る回転式方向制御弁を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、前記した目的は、インナーバルブ形成
体とアウターバルブ形成体とをＣ形状バネ体で弾性的に
連結し、アウターバルブ形成体に対するインナーバルブ
形成体の回転に応じてインナーバルブ部とアウターバル
ブ部との間に形成ざれる可変オリフィスによって油の流
れ方向及び圧力を変える回転式方向制御弁であって、Ｃ
形状バネ体の拡径を抑制するようにＣ形状バネ体の外周
の所定の部位を押圧する押圧手段を有する回転式方向制
御弁によって達成される。

［作用及び効果］ 本発明の回転式方向制御弁では、Ｃ形状バネ体の拡径を
抑制するようにＣ形状バネ体の外周を押圧する押圧手段
が設けられている故に、抑圧手段による押圧力又は押圧
位置を調整することによって所望のオフセットトルクを
与え得るのみならず、押圧手段がＣ形状リングの外周の
所定の部位を押圧するように構成されている故に、Ｃ形
状バネの実効バネ定数をトルク範囲に応じて変え得る。

すなわち、抑圧手段によって押圧する部位乃至押圧する
力を調整することによって、Ｃ形状リングの角度りに対
ケるトルクＥの関係を所望に応じて調整し得る。

［実施例］ 次に、本発明による好ましい一実施例の回転式方向制御
弁を第１図から第５図に基づいて説明する。

この−実施例の回転式方向制御弁１の場合、インナーバ
ルブ形成体としての人力＠２の出力側端部には径方向フ
ランジ部３及び該フランジ部３から軸方向に突出する突
起乃至ビン４が設けられている。５は入力＠２に形成さ
れたインナーバルブ部である。出力軸６の入力側端部７
には、入力軸２の出力側径小端部８が嵌入される凹部９
と、径方向に突出したビン１ｏとが形成されている。イ
ンナーバルブ部５と協働して、ステアリング用シリンダ
装置（図示せず）への圧油の流れ方向及び圧力を可変オ
リフィス（図示せず）を形成するアウターバルブ部とし
てのランド室部１１を内周面に有するア・フタ−バルブ
形成体１２の出力軸６側端部には、出力軸６のビン１ｏ
に係合される切欠部１３が形成されている。

１４は出力軸６に対してＡ、Ｂ方向に回転自在に嵌装さ
れた１〜−ジョンリングとしてのＣ形状バネ体であり、
このＣ形状バネ１４の切欠乃至スリ割１５には、人力＠
２のビン４が第１図の上側から挟みこまれている。出力
軸６には更に軸方向突起１６を有するリング１７が嵌装
されており、リング１７の突起１６は、Ｃ形状バネ１４
の切欠１５に第１図及び第２図のＦ側から挟みこまれて
いる。２０は弁１のケーシングである。

尚、リング１７の最初の組み付は時には、入力軸２、Ｃ
形状バネ１４及びリング１７は、アウターバルブ本体１
２及び出力軸６に対してＡ、Ｂ方向に回転自在である。

従って、アウターバルブ本体１２のランド室部１１と入
力軸２のインナーバルブ部５とが中立位置になり、左右
対称のステアリング特性が得られるように、Ａ、Ｂ方向
の相対角度位置を調整した後、リング１７の薄肉筒状部
１８を出力軸６に固定することによって、永久的に相対
位置を確定する。

２１はケーシング２０の凹部２２に嵌着されたスリーブ
であり、スリーブ２１はＣ形状バネ１４のＧ、Ｈ方向の
拡径を許容する間隙２３がＣ形状バネ１４の周りに形成
されるように該リング１４に対して遊嵌されている。ス
リーブ２１には、リング１４の直径方向に添って径Ｊの
孔２５．２５が形成され、且つ夫々の孔２５．２５から
反苅方向に角度にだけズしたところに径りの孔２６．２
６が形成されている。スリーブ２１は、名花２５゜２５
及び２６．２６がリング１４の切欠１５とその中心とを
結ぶ仮想線Ｍに関して対称になるように配置されている
。スリー１２１の孔２５．２６の夫々には、孔２５．２
６と同径のボール２７゜２８が液密に嵌合されている。

尚、ケーシング２０には、孔２５．２６のボール２７．
２８の前掛に油圧源（図示せず）から油圧Ｎ、Ｐを与え
るボート２９が形成されている。典型的には、Ｎ＝Ｐで
あるが、いずれか一方のほうが大ぎくてもよい。

ここで、抑圧手段は、ボール２７．２８及び油圧Ｎ、Ｐ
かうなる。

以上の如く構成された回転式方向制御弁１では、油圧Ｎ
＝Ｐ＝Ｏの場合には、Ｃ形状バネ１４に加えるトルクＥ
と入力軸・出力軸間の相対角度りとの関係は、Ｃ形状バ
ネ１４にのみ依存し、第４図にオフセット値がＦの線３
０で示すようになる。

これに対して、ボール２７がＣ形状バネ１４の拡径を抑
制する力をＰ２、ボール２８がＣ形状バネ１４の拡径を
抑制する力をＰｌとすると、Ｐ２゜Ｐｌはボール２７．
２８のサイズ、及びボール２７．２８に対する背後から
の圧力Ｎ、Ｐ、並びにボール２７．２８の配置された孔
２５．２６の角位置により決まる。また、荷重点Ｓにお
いてＣ形状リング１４に加えられるトルクＴに対応する
荷重（力の大きさ）をｔとし、Ｐ　がＰｌよりも十分大
きいと覆る。尚、第２図の機構は左右対称であるから、
左半分（Ｇ方向）の向重ｔの影響に付いてのみ説明する
。

ｔ≦Ｐ１＋ｆの場合、Ｃ形状リング１４のうち、ボール
２８による荷重点Ｓ１と荷重点Ｓとの間の長さＱ３の部
分１４ａが撓むことになる。ここで、ｆは荷重点Ｓでの
トルクＴ＝Ｆに対応する荷重である。しかしながら、こ
の例の場合長さＱ３は極めて小さく、腕１４ａの剛性が
極めて高いので、ｔ≦ｐ、＋ｆなる範囲の小さい荷Ｉｔ
では、Ｉ！ｌｉ！１１態に保たれる。

次に、荷ｉｔが大ぎくなって、ｔ≧ｐ、＋ｆになった場
合について説明する。

尚、Ｃ形状リング１４のうち、ボール２７による荷重点
Ｓ２と荷重点Ｓとの間の部分１４ｂの実効長さをＱ２、
Ｃ形状リング１４のうち、仮想線Ｍの延長とリング１４
の内周との交点Ｕと荷重点Ｓとの間の部分１４Ｇの実効
長さをＱｌとして、説明の簡明化のために、Ｑ１＝２０
２とする。

Ｑ３が極めて小さいことを考慮するとＰ２に対してＰ　
は無視し得るから、Ｐ２の影響のみを考えす ると、ｔ≦Ｐ　　　（Ｑ　　−Ｑ　　）／Ｑ　　＝Ｐ２
／２では、ボール２７は変位されない。従って、ｐ　　
十ｆ≦ｔ≦Ｐ２／２では、荷重を乃至トルク■によって
Ｃ形状リング１４のうち実効長さＱ２のｖ１１４ｂが撓
むことになる。腕１４ｂの実効長さＱ２は長さＱｌより
も小さいので、腕１４ｂのバネ定数はリング１４の全体
が撓むときのバネ定数よりも大きく、この撓みの特性は
、第５図中線３１で示すように傾きの比較的大きなもの
になる。

荷重ｔが更に大きくなって、ｔ≧Ｐ２／２と成った場合
、ボール２７も変位されるようになるから、Ｃ形状リン
グ１４は、実効長さＱｌの腕１４ｃの全体が撓むように
なり、第５図中線３１で示すように線３０とほぼ同様な
傾きの特性になる。

尚、ボール２８に加えられる油圧のためにボール２８か
らＣ形状リング１４に加えられる力によってＣ形状リン
グ１４が第２図でみて上方へ動かされてＣ形状リング１
４に加えられる力のバランスが変化するのを避けるべく
、線Ｍの延長とＣ形状リング１４の外周との交点ＶでＣ
形状リング１４を支持するように、第２図に想像線で示
すような係止用突起３４又は別の油圧支持されたボール
を設けてもよい。また、Ｃ形状リング１４の部位Ｖを直
接支持する代わりに、ボール２７の配設位置を第２図の
場合よりも若干上にして、ボール２８からＣ形状リング
に加えられる上向きの力をキャンセルさせるようにして
もよい。

尚、以上の特性３１．３２は一つの例で、弁１の特性は
、ボールの数及び大きさ、並びにボールにかける圧力値
を適当に選ぶことによって、変更し得、センタリングリ
ング剛性を変え得る。例えば、目的（例えば車速変化、
横Ｇ等）に応じて、ボールに欠ける圧力の大きさを変え
るようにしてもよく、場合によっては、一部のボールに
は圧力を欠けなくてもよい。また、ボールの配置は、第
２図において左右対称でなくてもよい。更に、ボールの
代わりにプランジャ等の他の押圧機構を用いてもよい。

尚、この明ｍｌにおいて゛、Ｃ形状バネとは、符号１５
で示す如き切欠部を有し、該切欠部に少なくとも二つの
突起乃至ビン状部が挟み込まれ、該二つの突起乃至ビン
状部のＡ、Ｂ方向の相対回転に対して弾性的に抗し得る
ものを指し、切欠部の大きさが軸方向に一定でなくても
よく、リング状４゜ 部は円形の代わりに楕円など他の形状でもよく、またリ
ング状部の開面形状等が一定でなくてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による好ましい一実施例の回転式方向制
御弁の断面説明図、第２図は第１図の弁の■−■線断面
説明図、第３図は第１図の弁の展開斜視説明図、第４図
は第１図の弁のリングのみによる角泣り対トルクＥの特
性を示すグラフ、第５図は第１図の弁のボールの背後に
油圧をかけた場合の角度り対トルクＥの特性の一例を示
すグラフ、第６図はＣ形状バネを有する従来の一般的回
転式方向制御弁の断面説明図、第７図は第６図の弁の展
開斜視説明図、第８図は第６図の弁の断面説明図、第９
図はＣ形状バネに加えてばねの内側にゴム袋を有する従
来の回転式方向制御弁の断面説明図、第１０図から第１
２図は第９図の弁の特性を説明するためのグラフである
。 ２・・・・・・入力軸、 ５・・・・・・インナーバルブ部、 ６・・・・・・出力軸、 １１・・・・・・ランド室、 １２・・・・・・アウターバルブ、 １４・・・・・・Ｃ形状バネ、 ２１・・・・・・スリーブ、 ２７．２８・・・・・・ボール Ｎ、Ｐ　　・・・　・・・　ｌ二に　カ　。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）インナーバルブ形成体とアウターバルブ形成体と
   をＣ形状バネ体で弾性的に連結し、アウターバルブ形成
   体に対するインナーバルブ形成体の回転に応じてインナ
   ーバルブ部とアウターバルブ部との間に形成される可変
   オリフィスによつて油の流れ方向及び圧力を変える回転
   式方向制御弁であつて、Ｃ形状バネ体の拡径を抑制する
   ようにＣ形状バネ体の外周の所定の部位を押圧する押圧
   手段を有する回転式方向制御弁。