JPH02293261A

JPH02293261A - 高背圧パワーステアリング装置

Info

Publication number: JPH02293261A
Application number: JP2104385A
Authority: JP
Inventors: Keith R Carlson; キース　ロバート　カールソン; Dwight B Stephenson; ドウェイト　ブルース　ステフェンソン; Timothy A Hjelsand; ティモシー　アレン　ジェルサンド
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1989-04-24
Filing date: 1990-04-19
Publication date: 1990-12-04
Anticipated expiration: 2014-02-24
Also published as: KR960010223B1; DE69015680D1; EP0394820A2; EP0394820B1; JP2860498B2; US5042250A; DK0394820T3; DE69015680T2; KR900016627A; EP0394820A3

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、流体制御装置やトルク発生装置などの油圧パ
ワーステアリング装置、４３Ｋ他の流体王作動装置と共
に油圧回路内で使用されるパワーステアリング装置に関
するものである。

（従来の技術）典型的な油圧パワーステアリング装ｆＶ？：．は、入口
ポートおよび戻シポートを形成したハウジングと、ジエ
ロータギャセットなどの何らかの流体圧押しのけ機構と
、ステアリングホイールの回転に対応して入口ポートか
らジェロータを通過して戻りポートへ送られる流体の流
れを制御する弁手段とが設けられている。典型的な従来
装置では、装置内の漏れ流体（例えばジエロータから漏
れた流体）は、装置の内部すなわちケースドレン域に集
まってから、弁手段全通って装置の戻りポートへ送られ
、そこから油圧系統のりザーバへ戻るようになってｈる
。そのような装置には、ハウジングと弁手段との間に軸
受およびシールが配置されて一るのが一般的であり、軸
受およびシールはケースドレン内の流体圧を受ける。

（発明が解決しようとする課題）油圧パワーステアリング装置を含む多くの車両用油圧回
路では、必要なポンプが１つで済むように同回路内にさ
らに流体圧作動式装置（例えば園芸機具やウインチ）を
、但しステアリング装置が常に優先するようにステアリ
ング装置の下流側Ｋなるように、設けることが望ましい
。

そのような下流側の補助装置をステアリング装置の戻り
ポートに接続することが最も望ましく、それによってス
テアリング装置と共に回路プラミングを大幅に簡略化す
ることができる。しかしながら、補助装置が１０００ポ
ンド／平方インチかそれ以上の圧力差で作動する場合、
従来形ステアリング装置では、ステアリング装置の戻り
ポートＶＣ１０００ボンド／平方インチの背圧が存在し
、これは許容できるものであるが、ケースドレン内も１
０００ポンド／平方インチになり、主として軸受および
シールがその圧力を受けることから、これは許容できな
いという問題がある。

従って、本発明の目的は、下流側流体圧作動装置と直列
の流通関係に連結できる一方、ケースドレン域と軸受お
よびシールとを比較的高い背圧から隔離できる改良形油
圧ステアリング装置を提供することである。

本発明のさらなる目的は、装置の弁手段内において主流
体路全ケースドレン域から隔離して、ケースドレン域に
流体連通した別のケースドレンポートを設けることによ
って、上記の目的を達成する改良形油圧パワーステアリ
ング装置を提供することである。

（課題を解決するための手段および作用）本発明の上記
目的およびその他の目的は、流体源に連結する流体入口
ポートおよび戻りポートを形成したハウジング手段を含
む形式であって、流体源からの流体の流れを制御するこ
とができる改良形油圧パワーステアリング装置を提供す
ることによって達成されるものである。弁手段はハウジ
ング手段内に配置されており、中立位置と第１作動位置
とを有している。弁手段が第１作動位置にある時、ハウ
ジング手段および弁手段が協働して、入口ポートと戻り
ポートとの間に王流体通路を形成する。流体作動手段を
通る流体の流れに対応して弁手段に追従移動全与える流
体作動手段が、入口ポートと戻りポ一トとの間に形成さ
れた主流体通路と直列の流通関係で設けられている。弁
手段は、内部空間を設けたほぼ円筒形で回転可能な主弁
部材と、相対的に回転可能な追従弁部材とを有している
。

流体作動手段の作動により、追従弁部材を主弁部材に対
して中立位置へ戻すことができる。流体作動手段には、
その追従移動を弁手段に伝達する追従手段が設けられて
おり、その追従手段には、主弁部材の開口を半径方向に
貫通して追従弁部材と係合している部材が設けられてい
る。

主弁部材および追従弁部材が協働して、王流体通路の一
部をなす戻り流通領域を形成している。

改良型油圧パワーステアリング装置は、戻り流通領域が
主弁部材の開口および主弁部材の内部空間から隔離され
ていることを特徴としている。

本パワーステアリング装置には、主弁部材の内部空間と
流体連通したケースドレンポートが形成されている。

（実施例〕次に、図面を参照しながら本発明を説明するが、図面は
本発明を制限する念めのものではな《、第１図は、本発
明を利用できる形式のステアリング制御弁１５を示して
いる。ステアリング制御弁１５（制御装置）は、車両の
ステアリングホイール（図示せず）を適当な方向へ回転
させるのに対応して、加圧流体をパワーステアリングシ
リンダ（図示せず）の右端部または左端部へ送るように
なっている。

制御装ｌｔ１５は、本発明の譲受人に譲渡されている、
参考として本説明に含めた米国特許第４８１９ｊ０７号
に詳細に記載されており、それを参照すればその作用が
十分に理解されるであろう。制御装置１５は、弁ハヮジ
ング１９、ポートプＶ−ト２１、流体メータ２５および
エンドプレート２５を含む幾つかの部品全有している。

これらの部品は、ハヮジング１９に複数のボルト２７を
螺合することによって、密封状に一体化されている。

ハウジング１９には、流体入口ポート２９、流体戻ジポ
ート３１およびステアリングシリンダの対向端部に連結
される一対の制御流体ポート３２および３４が形成され
ている。ハウジング１９にはさらに４つの環状溝２９ｇ
．３１ｇ，３２ｇおよび３４ｇが形成されており、これ
らはそれぞれ流体ボー｝　２９．３１．３２および６４
と比較的抵抗なく流体連通している。

ハウジング１９に形成された弁孔Ｓ６内に回転可能に配
置ざれた弁手段３６は、回転可能な主弁部材３５（スプ
ール）と、協働する相対回転可能な追従弁部材５７（ス
リーブ）と全有している。スブール３５の前端部に小径
部分が設けられ、それに形成された一組の内側スプライ
ン３９Ｋよクて、スプール３５とステアリングホイール
との間が直接的に機械連結されている。

スプール３５およびスリーブ５７については以下に詳細
に説明する。

本実施例では、流体作動手段である流体メータ２５には
、内側に歯を付けたステータ４１の内部に外側に歯を付
けたロータ４３を偏心配置して、ロータ４３がステータ
４１内を軌道回転運動することによって複数の膨脹およ
び収縮流体体積室４４を形成できるようにするジエロー
タギャセットが設けられている。ロータ４３には一組の
内側スプライン４５が付けられており、それとスプライ
ン結合するように、駆動軸４９の後端部に一組の外側ス
プライン４７が形成されている。駆動＠４９の前端部が
二また状になっており、スプール６５に形成された一対
の円形ビン開口５３にビン５１を貫通させることによっ
て駆動帥４９とスリーブ３７との間を駆動連結できるよ
うになっている。このため、流体が膨脹および収縮流体
体積室４４を流れることによってロータ４３（計量部材
）が軌道回転運動するようになっているので、スプール
３５の回転に対応して弁手段を通過する加圧流体が流体
メータ２３へ流れることにより、ロータ４３（計量部材
）がステータ４１Ｐ３ｉ軌道回転運動する＠ロータ４３
がそのように運動することにより、駆動軸４９およびビ
ン５１を介してスリーブ３７が追従移動して、ステアリ
ングホイールのある特定の回転率に対してスプール３５
およびスリーブ６７間を適当な相対変位状態に維持でき
るーようになっている。

伏畝の板ぱね３５がスプール３５のばね開口に嵌め込ま
れており、スリーブ３７をスプール３５に対して中立位
置へ押し付けている。スリーブ３７の前端部付近におい
℃スプール３５の小径部分とハウジング１９との半径方
向の間にスラストｔｎ受組５７が配置されており、スプ
ールおよびスリーブに加えられる軸方向の刀を受ける。

軸受組５７の前方にリテーナ部材５８が設けられ、３つ
のシール５９を支持している。

次に、第２図を参照しながら弁手段３６について詳細に
説明するが、第２図は重ね合せ図であるため、参照番号
３５および５７は入っておらず、スプール側の各部分は
破線で示され、スリーブ側の各部分は実線で示されてい
る。第２図では、スブール３５およびスリーブ３７が適
当な相対軸方向位置に示されている。すなわち両者の右
端部表面が同一平面上にあることに注意されたい。また
、スブール３５およびスリーブ３７は、中立状態になる
適当な相対回転位置に示されている。

スリーブ５７には直径方向に向き合った一対の開口６５
（第２図には１つのみ示す）が形成されており、これか
ら板ぱね３５が半径方向外向きに延出している。スリー
ブ５７には、環状溝２９ｇと継続的に流体連通できる軸
方向位置に環状溝６５（第１図のみに示す）が形成され
ている。溝６５と流体連通する位置に、複数のポート６
７が形成されている。環状溝６５の左側に形成された複
数のメータポート６９が、ノ〜クジング１９１／（形成
された複数の軸方向穴７１（・第３図のみに示す）を介
して弁手段と流体メータ２３の膨脹および収縮流体体積
室との間を連通している。第２図においてメータポート
の左側には、複数のシリンダポート７５と複数のシリン
ダポート７５とが設けられ、ポート７５が計量流体をス
テアリングシリンダの一端部へ送る時、ポート７５がシ
リンダの反対端部から戻り流体を受け取るように配置さ
れている。ポート６７の右側では、スリーブ３７に複数
対の半径方向オープンセンタ穴７７が形成されており、
その作用については以下に詳細に説明する。

第２図に示すように、スプール３５に環状溝８１が形成
され、それと連通ずるように複数の軸方向スロット８３
が形成されている。第２図に示されている弁手段は、各
ポート６７が環状溝８１と継続的に開放連通しているこ
とから、また以下に詳細に説明するように弁手段が第２
図に示されている中立位置にある時、弁手段が戻りポー
ト３１への開放流・路を形成することから、「オープン
センタ」形と呼ばれるものである。各軸方向スロット８
３Ｆｉ．メータポート６９０１つと連通して、その間に
可変オリアイスを形成しており、これらの個々の可変オ
リフィスが集まって、一般Ｋ：Ａ２オリフィスと呼ばれ
る可変流れ制御オリフィスを形成している。当業者には
公知のように、オープンセンタ形制御装置には、真のＡ
１オリフィスは存在しない。流体メータ２３から戻る計
量流体は、１つ置きのメータポート６９を流れて隣接の
軸方向スロット８５Ｋ：入る。１つ置きのメータポート
６９と各軸方向スロット８５との間の連通によクて可変
オリ７イスが形成され、これらの個々の可変オリフィス
が集まって、一般にＡ５オリスイスと呼ばれる可変流れ
制御オリフィスを形成している。軸方向スロット８５は
、当業者には公知のように、ステアリングホイールの回
転方向に応じて、隣接のシリンダポート７５か、隣接の
シリンダポート７５かのいずれかに連通する。

各軸方向スロット８５が隣接のシリンダポート（７３ま
たは７５）と連通ずることにより、その間に可変オリス
イスが形放され、これらの個々の可変オリフィスが集ま
って、一般にＡ４オリフィスと呼ばれる可変流れ制御オ
リフィスを形成する。

ステアリングホイールの回転方向がいずれの方向であっ
ても、シリンダからシリンダポート７３または７５のい
ずれかを通って戻る流体は、それぞれの軸方向スロット
８７を流れる。例えば、右旋回の場合、各シリンダポー
ト７５が隣接の軸方向スロット８７と連通して、その間
に可変オリフィスを形成し、これらの個々の可変オリフ
ィスが集まって、一般にＡ５オリフィスと呼ばれる可変
流れ制御オリフィスを形底する＠先行技術による従来の
制御装置では、戻り流体が軸方向スロ，ト８７を通って
スリーブ３７に形収されているタンクポートヘ入り、ま
た軸方向スロ，ト８７の１つがスプール３５に形成され
ている各ピン開口５３内まで軸方向に延在しているのが
一般的である。戻り流体はタンクポートから環状溝３１
ｇを通って流体戻りポート３１へ流れる。そこから、油
圧系統のりザーバへ戻る。上記の流路は、一般的に制御
装置の主流体通路と呼ばれるものである。

また、従来技術によれば、制御装置の内部（スプール３
５の内＠）の漏れ流体は、ピン開口５３およびばね開口
６３を通って半径方向外向きに流れて、軸方向スロット
８７内の戻ク流体と合流して、前述したように戻りポー
ト３１へ流れる。戻りポート５１は、制御装置の内部（
ケース）と開放連通していることから、軸受５７および
シールが戻り流体の圧力を受ける。

この九め、従来の制御装置では、戻りポート６１全制＃
！！！置に対して下流側に直列状態にある別の流体圧装
置の入口に連結することは、下流側装置を作動させるた
めに必要な比較的高め流体圧によって軸受およびシール
が破損する恐れがあるため、不可能であった。

本発明の１つの重要な特徴は、主流体通路の戻り流体流
を、一般的に制御装置の内部に存在しているケースドレ
ン（または漏れ）流体から隔離することである。第２図
から明らかなように、本実施例ではいずれの軸方向スロ
ット８７もビン開口５６に連通していない。代わりに、
各軸方向スロット８７は、スリーブに対するスプールの
回転方向に応じてスリーブ３７に形成されているタンク
ポート８９と連通する位置にある。ｇ　Ｉ　Ａ図からわ
かるように、タンクポート８９は、各タンクポート８９
と戻クポート３１Ｋ連通している環状溝３１ｇとを比較
的抵抗なく連通させることができる軸方向位置に配置さ
れている。このため、軸方向スロット８７とビン開口５
３との間が連通していないことから、主流体通路の戻り
流体流は制御装置ケースから隔離される。

Ｍ２図に示すように、弁手段の右端部側において、スプ
ールＳ５に複数の軸方向スロット９１が形成されて、環
状溝８１と開放連通している。

本実施例では、軸方向スロット９１に幅の狭いものと、
広ｈものとがあるが、その理由は本発明に関係がない。

スプール３５がスリーブ５７に対して中立位置にある時
、各軸方向スロット９１はそれぞれの対のオーブンセン
タ孔７７と円周方向に整合している。当業者には公知の
ように、「オープンセンタ」形の制御装置では、弁手段
が中立位置にある時、入口ポート２９と戻りポート３１
との間を連通する比較的抵抗のない流路全設ける必要が
ある。各軸方向スロット９１とそれぞれの対のオープン
センタ孔７７とが連通ずることによって可変オリアイス
が形成され、これらの個々のオリ７イスが集まって、一
般にＡＮオリフィスと呼ばれる可変中豆流れ制御オリ７
イスを形成する。弁手段が中立位置から変位すると、オ
ーブンセンタ流体通路（およびＡＮオリフィス〕が順次
制限され、主流体通路が順次開放する。

オープンセンタ形の従来の制御装置では、オーブンセン
タ流が入口ポートからスリーブを通り、さらにスプール
の整合開口を通って、内部（ケース）に入り、そこから
オープンセンタ流は、前述したように、戻りポートへ流
れるようになってＡる。

本発明の重要な特徴は、オープンセンタ流がケース内を
流れず、それから隔離されていることである。代わりに
、第３図に示すように、弁ハウジング１９には環状溝２
９ｇの右側に環状溝９３が形成されている。環状溝９３
は傾斜孔９５によって細長いドリル加工通路９７に連結
しており、この通路９７は環状溝３１ｇに開放流体連通
して、戻り流体ポート６１と連通してＡる。

本実施例では、弁ハウジング１９に複数のねじ部分が、
ボルト２７を収容できる位置に設けられてｂる。第５図
に示すように、ねじ部分の１つが延出して通路９７を形
成しており、ボルト２７は省略されているか、短縮され
ている。従って、弁手段が中立位置にあれば、流体は環
状溝８１から各軸方向スロット９１を通り、さらに対に
なったオープンセンタ孔７７を通って、弁ハウジング１
９に形成されている環状溝９３に入る。次に、このオー
プンセンタ流は傾斜孔９５を通り、さらに通路９７を通
って環状溝３１ｇに入ってから、戻ク流体ポート６１へ
流れる・戻りボー｝３１が下流側の流体圧装置に連結し
ている場合、結果的に生じる「背圧」は、王流体通路が
制御装置の入口ポート２９から上記のオーブンセンタ流
体路を通り、さらに戻りポート３１を通って下流側装置
へ連通するので、軸受５７ｆＣもシール５９にもそのよ
うな背圧は加わらない。

第１図に示すように、本発明の別の特徴として、戻り流
体およびオープンセンタ流体ヲケースドレン流体から隔
離するため、外部ケースドレン管に連結するケースドレ
ンポートを設けて、これ全油圧系統のリザーパと比較的
抵抗な《流体連通するようにしている。その結果、制御
装置のケースは比較的低圧に維持され、軸受５７および
シール５９にはそのような比較的低いケース圧力が加わ
るだけである。例えば、本実施例では、エンドプレート
２５にケースドレンポート９９が形成されておク、これ
が制御装置のケースドレン域全体と比較的抵抗なく流体
連通している。当業者には公知のように、制御装置の内
部に入っているケースドレン流体は、王に漏れ流体であ
り、すなわちロータ４５の端面に沿って漏れたか、スプ
ール３５とスリーブ３７の間やそれらの端部とポートプ
レート２１の間から漏れ念流体である。

以上に本発明をオープンセンタ形制御装置について説明
してき九が、本発明はクローズドセンタ形および負荷感
知形の制御装置にも同様に適用できることを理解され念
い。しかし、クローズドセンタ形または負荷感知形の制
御装置のいずれの場合においても、軸方向スロット９１
訃よびオーブンセンタ孔７７を環状溝９３、傾斜通路９
５および通路９７と共に省略する。負荷感知形制御装置
の場合、上記部品の代わりに、弁手段５６がら負荷信号
ポートへ負荷信号を送る一般的な公知の構造を用いる。

公知のように、弁手段３６が中立位置にある時に負荷信
号全発生する手段を設ける必要がある。本発明を適用し
た負荷感知形制御装置においては弁手段が中立位置の場
合、負荷信号を第３図に示されている構造を介して戻り
ポート５１へ送るか、従来通りにスブールの内部へ負荷
信号を送ることによってケースドレンポート９９へ送る
ことができるようにする。

次に、第４図ないし第６図を参照しながら説明すると、
第４図は本発明の別の実施例のトルク発生ステアリング
装置１１１を示しており、以下省略して「トルク発生装
置」と呼ぶ。トルク発生装置１１１には、入口ポート１
１３と、油圧系統のリザーパに連結している出口ポート
１１５とが設けられている。入口ポート１１５は一般的
【油圧ポンプの出口ポートと流体連通している。

トルク発生装置１１１には、人力軸１２７および出力軸
１２９が設けられている。入力軸１２７にはステアリン
グホイール（図示せず）が作動連結されており、これに
よって比較的低いトルク入力がトルク発生装置１１１に
伝達されるようになっている。当業者には公知のように
、トルク発生装置１１１の主たる機能は、比較的低いト
ルク入力を受け取って、その入力を比較的高いトルクの
ステアリング出力に変換してから、出力軸１２９によっ
て適当な装置、例えばラグクアンドピニオンステアリン
グ装置（図示せず）のビニオンへ伝達することである。

第４図に示すように、トルク発生装置１１１は、複数の
部品を複数本のボルト１３５によって密封状に一体化し
て構成されており、第４図には１本のボルトだけが示さ
れている。トルク発生装置の弁ハウジング部１３５に複
数のボルト１５７によって前エンドキャ，プ１３９が取
り付けられており、これを入力軸１２７が貫通している
。入力軸１２７とエンドキャップ１３９との間にシール
部材１４０が配置されており、それの機能は流体がトル
ク発生装置１１１の内部から入力軸１２７に沿って外部
へ漏れないようにすることである。シール部材１４０に
隣接した位置にスラスト軸受１４２が設けられている。

トルク発生装置１１１の後端部（第４図の右端部）に軸
支持ケーシング１４１が設けられており、これを出力軸
１２９が貫通している。出力軸１２９とケーシング１４
１との間に別のシール部材１４０が配置されて訃り、こ
れに隣接し九位置に別のスラスト軸受１４２が設けられ
ている。弁ハウジング部１３５と軸支持ケーシング１４
１との間には、内側に歯を付けたリング部材１４５と外
側に歯を付けた星形部材１４７とを有するジエロータ押
しのけ機構１４５が配置されている。当業者には公知の
ように、例えばリング部材１４５にはＮ＋１個の門歯が
設けられ、星形部材１４７はリング部材１４５内に偏心
配置されており、Ｎ個の外歯が設けられている。星形部
材１４７はリング部材１４５内を軌道回転運動し、この
相対的な軌道回転運動により、膨脹および収縮流体体積
室１４９が形成される。本爽施例では、Ｎが６であるた
め、リング部材１４５には７個の内歯が設けられ、星形
部材１４７には６個の外歯が設けられており、星形部材
がリング部材内を６回軌道移動することによって星形部
材が１回転するようになっている＠第４図から明らかなように、弁ハウジング部１３５に入
口ポート１１５が出口ポート１１５と共に設けられてい
る。ハウジング部１３５には円筒形の弁孔１５１が形成
され、さらに環状溝１５３も形成されて、これは通路１
３５ヲ介して入口ポート１１５に流体連通している。同
様に、ハウジング部１６５に形成され念環状溝１５７は
、第４図に破線で示されているだけである通路１５９を
介して出口ポート１１５に開放流体連通している。さら
に、ハウジング部１３５　Ｋは複数のメータ通路１６１
が、それぞれ体積室１４９の１つと流体連通する位置に
形成されている。

ジェロータ１４３と弁ハウジング部１３５との間にポー
トプレート１６３が設けられ、ジエロータ１４５と軸支
持ケーシング１４１との間に別のポートプレート１６５
が設けられている。ポートブレ−｝１６５には複数のポ
ート１６７が、その各々によって体積室１４９の１つと
それに対応したメータ通路１６１との間が流体連通でき
るようにする位置に形成されている。本実施例では、星
形部材１４７の軸方向圧力の均衡を得るため、ポートプ
レート１６５にポート１６７とほぼ一致した複数のリセ
ス１６９が形成されているが、これは当業者には公知で
ある。

弁孔１５１内ｉｃｆ′ｉ、回転可能な主弁部材１７３（
スプール）と、相対的に回転可能な追従弁部材１７５（
スリーブ）とを有している弁手段１７１が配置されてい
る。好ましくは、スブール弁１７５は入力軸１２７と一
体状に形成して、それと共に回転するようにする。スプ
ール１７３の壁を貫通してスリーブ１７５と係合するよ
うに複数のばね部材１７７が設けられており、その機能
は、スリーブ１７５ヲスプール１７３に対して中立位置
の方へ付勢することであり、「中立」については＠５図
を参照しながら詳細に説明する。

ジエロータ押しのけ機構１４６は、トルク発生装ｆ１１
１において２つの主たる機能全持ってｂる。第１の機能
は、それを流れる加圧流体の流れに対応した流体メータ
として作用して、スリーブ１７５に追従運動を与えるこ
とである。この追従機能を達氏するため、星形部材１４
７に一組の内側スプライン１７９が設けられて、これと
係合するように、一組の冠状の外側スプライン１８１が
駆動軸１８５の後端部の周囲に形成されており、この駆
動軸１８３の前端部は二また状になって、ビン部材１８
５と係合している。ビン部材１８５は、公知のようにし
てスプール１７５の大径のピン開口１８６に挿通されて
、スリーブ１７５の開口に収容されているため、星形部
材１４７の軌道回転運動がスリーブ１７５の追従運動と
して伝達されるようＫ々っている。

ジエロータ機構１４３の他の機能は、高トルク出力を出
力軸１２９に伝達することである。この機能を達成する
ため、内側スプライン１７９と係合するように、一組の
冠状の外側スプライン１８７が主駆動軸１日９の一端部
の周囲に形成されており、その主駆動軸１８９の後端部
には別の一組の冠状の外側スプライン１９１が形底され
ている。このスプライン１９１は、出力軸１２９内に形
成された一組の直線状の内側スプライン１９３と係合し
ている。従って、ジェロータ１４３を加圧流体が流れる
のに対応して星形部材１４７が軌道回転運動することに
より、出力軸１２９が比較的高いトルクで回転する。

第５図に示すように、スリーブ１７５に複数の圧力ポー
ト１９５が形成されており、これらはハウジング１３５
の環状溝１５３と、従って入口ポート１１３と継続的に
流体連通する軸方向位置に配置されている。スリーブ弁
１７５にはさらに、環状溝１５７と、従って出口ポート
１１５と継続的Ｋ流体連通している複数の戻りポート１
９７が形成されている。さらに、スリーブ弁１７５に複
数のメータポート１９９が形皮されており、その各々は
メータ通路１６１の各々の開口と流体金整流状態に連通
して弁孔１５１に臨むように配置されている。本実施例
では、７個（Ｎ＋１）の体積室１４９があり、従って７
個のメータ通路１６１があるので、１２イ固（Ｎｘ２）
のメータポート１９９がある● 第５図に示すように、スプール１７３に環状溝２０１が
形成されており、これに開放連通するように複数の軸方
向スロット２０３が形成されている。スグール１７５の
前端部（第５図の左端部〕側に別の環状溝２０５が形成
されており、これに開放連通するように複数の軸方向ス
ロット２０７が形底されている。

以上に説明し友構造は、トルク発生装置の分野では一般
的に知られていることである。

次（、第５図を参照しながら、本発明のトルク発生装置
１１１の作用を説明する。車両の運転者がステアリング
ホイールを時計回りに回転させると、スプール１７６が
スリーブ１７５に対して時計回りに、第５図に示されて
いる中立位置から作動位置へ回転して、作動位置にある
時ては、弁ハウジング部１３５、スリーブ１乃およびス
プール１７３が協働して、入口ポート１１３からジエロ
ータ１４３を通り、出口ポート１１５まで続いた流体通
路を形底する● 圧力ポート１９５が軸方向スロット２０５に連通した状
態で、入力軸１２７に比較的低いトルク入力が加えられ
るのに対応してスプール１７５が作動位置へ回転すると
、軸方向スロット２０３内の加圧流体が隣接のメータポ
ート１９９へ流入し、これらのメータポート１９９と軸
方向スロット２０５との重なり合った重複部分が可変流
れ制御オリフイスを形成する。この流れ制御オリフイス
金流れる流体は、連続したメータ通路１６１を通って、
ジエロータ１４３の膨脹体積室１４９へ送られる。この
ように加圧流体が膨脹体積室へ流れることにより、星形
部材１４７の軌道回転運動が発生し、これが主駆動軸１
８９によって出力軸１２９の比較的高いトルクのステア
リング出力として伝達される。

ジエロータ１４３の収縮体積室１４９から排出された流
体は、連続したメータ通路１６１を通って、釉方向スロ
ット２０７に連通しているメータポート１９９へ送り戻
される。これらの特定のメータポート１９９および軸方
向スロット２０７の重複部分が第２可変流れ制御オリフ
イスを形成している。第２可変流れ制御オリスイスを流
れた後、低圧の排出流体は軸方向スロット　２０７　ｉ
通って環状溝２０５へ流入してから、戻りボー｝１９７
Ｑ通過する。当業者には公知のように、比較的一定の速
度およびトルクでステアリングホイールを回転させるこ
とにより、スリーブ１７５に対するスプール１７５の一
定の変位を得ることができ、ジエロータ１４３ヲ通過す
る流れおよびそれに伴って駆動軸１８６およびピン１８
５によってスリーブ１７５に伝達される追従運動が、ス
プールおよびスリーブの相対変位を維持する。

本発明によれば、戻り流体を収容している環状溝２０５
が、トルク発生装置１１１のケースドレン域から隔離さ
れている。これには、主として、軸方向スロット８７を
ビン開口５３と流体連通しないようにした第１図ないし
第６図の笑施例の場合と同様に、ピン開口１８６と環状
溝２０５とが流体連通しないようにすればよい。

第４図ないし第５図と共に第６図を参照しながら、本発
明の別の特徴について説明する。スプール１７３の第６
図において右端部側に環状溝２１１が設けられている。

スプール１７３には少な《とも１つの半径方向孔２１３
も設けられて、ケース（スプール１７３の内部）と環状
溝２１１との間を連通している。スリーブ１乃には、好
まし《は環状溝２１１と軸方向に整合させた環状溝２１
５が設けられている。スリーブ１乃にはさらに、環状溝
２１１と環状溝２１５との間を連通させる少なくとも１
つの半径方向孔２１７が設けられている。

弁ハウジング１３５にケースドレンポート２１９が形放
されており、本実施例ではこれが入口ポート１１３と同
じポート面で開口している。弁ノ１ウジング１３５には
さらに、環状溝２１５とケースドレンポート２１９との
間を比較的抵抗なく連通させる傾斜通路２２１が設けら
れている。従って、トルク発生装置１１１内のケースド
レン圧力が増加すると、流体がケースドレンから半径方
向孔２１５ヲ通って環状溝２１１に入り、さらに半径方
向孔２１７ヲ通って環状溝２１５へ、さらに傾斜通路２
２１ヲ通クてケースドレンポート２１９に流入すること
により、圧力が逃げるＯ第１図の実施例に関連して述べたように、以上の説明で
はオープンセンタ形のものについて記載しているが、本
発明はクローズトセンタ形または負荷感知形のトルク発
生装置にも用いることができる。本発明を負荷感知形の
トルク発生装置に用いる場合、負荷信号ポートとして、
第６図に示されているポート２１９のようなポートを用
いる必要があり、第６図に示されている他の構造を利用
して負荷信号を負荷信号ポートに伝達することができる
。その場合、ケースドレンポートヲトルク発生装置内の
他の位置に設けることが必要になる。例えば、ケースド
レンポートは軸支持ケーシング１４１内に設けて、ケー
シング１４１内の適当な溝および通路と出力軸１２９の
左側環状部分とによってトルク発生装置のケースドレン
域と継続的に流体連通させることができるようにする。

本発明の第１図の実施例および第４図の実施例の両方に
おいて、加圧流体が戻りポートから、ピン５１または１
８５を通ってケースドレンに戻る幾らかの漏れがあるこ
とは、当業者には明らかであろう。しかし、通常はピン
５１または１８５とスリーブ３７または１７５との間が
それぞれ比較的密封状に嵌め合わされているので、ピン
を通ってケースドレン域へ漏れる量は非常にわずかであ
る。そのような漏れは、下流側流体圧装置をそれぞれ戻
りポート３１または１１５に連結すると同時に、シール
および軸受に問題が発生しないようにケースドレンを十
分に低い圧力（リザーバ圧力よりわずかに高い圧力）に
維持する回路に使用される制御装置１５またはトルク発
生装置１１１の能力を低減でせるものではない。

以上に、当業者であれば製造および便用が可能な程度に
本発明金詳細に説明してきた。上記明細書を読んで理解
すれば、当業者であれば本発明の様々な変更および変化
金思いつくであろうが、それらが添付の請求範囲に入っ
ていれば、そのような変更および変化はすべて本発明の
一部である。

（発明の効果）本発明のパワーステアリング装置は以上詳述したように
、王流通路を弁手段の内部空間から隔離したことにより
主流通路の戻りポートの圧力が弁手段の内部空間に伝わ
らないので、背圧が高圧となってもケースドレン内の圧
力は低圧に維持される。その結果、背圧が高圧の場合に
おいてもハウジング手段と弁手段との間および軸受部に
設けられたシール手段にかかる圧力は低圧に維持されシ
ール手段の損傷が防止されるので、パワーステアリング
装置の下流側に高い作動圧力を要する流体圧作動装置′
ｆｃ直列に接続することができるという優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

Ｍ１図は、本発明を利用できる形式の流体制御装［置の
軸方向断面図である。第１Ａ図は、第１図と同様であるが別の平面における拡
大部分図であり、本発明の１つの特徴を説明してｂる。第２図は、第１図に示されている流体制御装置に使用さ
れている弁手段が中立位置にある時の重ね合せ状態を示
す拡大部分図である。第３図は、第１図と同じ縮尺の第１図と同様な軸方向断
面図であるが、第１図の場合とは異なる平面における断
面で制御装置のハウジングのみ金示している。第４図は、本発明を利用できる形式のトルク発生装置の
軸方向断面図である。第５図は、第４図のトルク発生装置の弁手段の重ね合せ
状態を示す拡大部分図である。第６図は、ｗｃ４図とは異なる平面における第４図と同
様な部分図である。１５・・・ステアリング制御弁１９・・・弁ハウジング
２３・・・流体メータ　　　２９・・・入口ポート２９
ｇ，３１ｇ・・・環状溝　　５１・・・戻りポート３２
．５４・・・制御流体ポート５３・・・弁孔３５−＝主
弁部材（スプール）３６・・・弁手段６７・・・追従弁
部材（スリーブ）４３・・・ロータ　　　　　４４・・・流体体積室４９
・・・駆動軸　　　　５１−・ピン３５・・・円形ビン
開口　　５７・・・スラスト軸受組５９・・・シール　
　　　　６７−・ポート６９・・・メータポート　　　
７１・・・軸方向孔７３，７５・・・シリンダポート　
７７・・・オープンセンタ孔８１・・・環状溝ＢＳ，　８５，　８７．　９１・・・軸方向スロット８
９・・・タンクポート　　９３・−・環状溝９５・・・
傾倒孔　　　　９７・・・通路９９・・・ケースドレン
ポート１１１・・・トルク発生装置１１３・・・入口ポ
ート　　　１１５・・・出口ポート１３５・・・弁ハウ
ジング　　１４０・・・シール部材１４２・・・スラス
ト軸受１４５−・ジェロータ押しのけ機構　１４７・・・星形
部材１４９・・・体積室　　　　１５１．．．弁孔１５
３．　１５７・・・環状溝　　１６１・・・メータ通路
１７１・−・弁手段　　　　　１７３・・・主弁部材（
スプール）１７５・・・追従弁部材（スリーブ冫１８５・・・駆動軸　　　　１８５・・・ピン部材１８
６・・・ピン開口　　　１９５・一圧カポート１９７・
・・戻りポート　　　１９９・・・メータポート２０１
、２０３・・・環状溝　　　２０５．　２０７・・・軸
方向スロット２１９・・・ケースドレンポート呑許出願人　　イートンコーポレーション（ほか２名）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）流体源からの流体の流れを制御する油圧パワース
テアリング装置（１５、１１１）であって、流体源に連
結する流体入口ポート（２９、１１３）および戻りポー
ト（３１、１１５）を備えたハウジング手段（１９、１
３５）と、前記ハウジング手段内に設けられて、中立位
置および第１作動位置を有する弁手段（３６、１７１）
とを具備し、前記弁手段が前記第１作動位置にある時、
前記ハウジング手段および前記弁手段が協働して前記入
口ポートおよび前記戻りポート間を連通する主流体通路
を形成するようになっており、通過する流体流に対応し
て前記弁手段に追従運動を与える流体作動手段（２３、
１４３）が前記主流体通路の前記入口ポートと前記戻り
ポートとの間に直列の流通関係に配置されており、前記
弁手段が、内部空間を備えたほぼ円筒形の回転可能な主
弁部材（３５、１７３）と、相対回転可能な追従弁部材
（３７、１７５）とを有しており、前記流体作動手段の
作動によって前記追従弁部材が前記主弁部材に対して追
従運動して前記中立位置へ戻るようになっており、前記
流体作動手段には前記追従運動を前記弁手段に伝達する
追従手段（４９、５１；１８３、１８５）が設けられて
おり、前記追従手段には前記主弁部材の開口（５３、１
８６）を半径方向に貫通して前記追従弁部材と係合して
いる部材（５１、１８５）が設けられており、前記主お
よび追従弁部材が協働して、前記主流体通路の一部を構
成する戻り流通領域（８７、８９、３１ｇ；２０５、１
９７、１５７）を形成しており、（ａ）前記戻り流通領
域が前記主弁部材の前記開口（５３、１８６）から、ま
た前記主弁部材の前記内部空間から隔離されており、（ｂ）前記主弁部材の前記内部空間と流体連通したケー
スドレンポート（９９、２１９）が形成されていること
を特徴とする高背圧パワーステアリング装置。
（２）シール手段（５９、１４０）が前記ハウジング手
段と前記主弁部材との間に設けられており、前記シール
手段が前記主弁部材の前記内部空間の流体圧を受けるよ
うにしたことを特徴とする請求項１に記載の油圧パワー
ステアリング装置。
（３）さらに、軸受手段（５７、１４２）が前記ハウジ
ング手段と前記弁手段との間に設けられており、前記軸
受手段が前記主弁部材の前記内部空間の流体圧を受ける
ようにしたことを特徴とする請求項２に記載の油圧パワ
ーステアリング装置。
（４）前記追従弁部材（３７、１７５）が、前記主弁部
材（３５、１７３）と前記ハウジング手段（１９、１３
５）との半径方向の間に配置されたほぼ円筒形の弁部材
を有していることを特徴とする請求項１に記載の油圧パ
ワーステアリング装置。
（５）前記ハウジング手段に、前記弁手段と前記流体作
動手段との間を流体連通させる複数のメータ通路（７１
、１６１）が形成されており、前記ハウジング手段に、
前記追従弁部材を収容するほぼ円筒形の弁孔（３３、１
５１）が形成されており、前記複数のメータ通路が円周
上の複数の位置にあって前記弁孔に開放連通しているこ
とを特徴とする請求項４に記載の油圧パワーステアリン
グ装置。
（６）前記追従弁部材（３７、１７５）には複数のメー
タポート（６９、１９９）が形成されており、これらの
ポートが前記追従弁部材の回転に対応して前記複数のメ
ータ通路（７１、１６１）と、流体を整流状態に連通す
る位置に配置されていることを特徴とする請求項５に記
載の油圧パワーステアリング装置。
（７）前記流体作動手段（２３、１４３）が、回転部材
（４３、１４７）を含む流体押しのけ手段を有しており
、前記追従手段（４９、５１；１８３、１８５）が前記
回転部材の回転運動を前記追従弁部材（３７、１７５）に伝達するようにしたことを特徴とす
る請求項５に記載の油圧パワーステアリング装置。
（８）前記流体押しのけ手段が軌道運動をする部材（４
３、１４７）を含み、前記流体押しのけ手段は前記軌道
回転運動に対応して膨脹および収縮流体体積室（４４、
１４９）を形成し、前記複数のメータ通路（７１、１６
１）の各々が前記流体体積室の１つに流体連通するよう
にしたことを特徴とする請求項７に記載の油圧パワース
テアリング装置。
（９）前記主弁部材（３５、１７３）および追従弁部材
（３７、１７５）が協働して入口流通領域（２９ｇ、６
７、８１；１５３、１９５、２０１）を形成しており、
前記主弁部材には、前記弁手段が前記第１作動位置にあ
る時に前記入口流通領域から前記メータポート（６９、
１９９）までを流体連通させることができる位置に第１
の複数の軸方向スロット（８３、２０３）が形成されて
いることを特徴とする請求項６に記載の油圧パワーステ
アリング装置。
（１０）前記主弁部材（１７３）には、前記弁手段が前
記第１作動位置にある時に前記メータポート（１９９）
から前記戻り流通領域（２０５、１９７、１５７）まで
を流体連通させることができる位置に第２の複数の軸方
向スロット（２０７）が形成されており、前記第２の複
数の軸方向スロットが前記主弁部材の前記開口（１８６
）と実質的に流体連通しないようにしたことを特徴とす
る請求項９に記載の油圧パワーステアリング装置。
（１１）前記ハウジング手段には、流体圧作動装置に連
結する第１（３２）および第２（３４）の制御流体ポー
トが形成されており、前記追従弁部材（３７）には、前
記第１制御流体ポート（３２）と流体連通した第１の複
数のシリンダポート（７３）と、前記第２制御流体ポー
ト（Ｓ４）と流体連通した第２の複数のシリンダポート
（７５）とが形成されていることを特徴とする請求項９
に記載の油圧パワーステアリング装置。
（１２）前記主弁部材（３５）にはさらに、前記弁手段
が前記第１作動位置にある時に、前記メータポート（６
９）から前記第１の複数のシリンダポート（７３）まで
を流体連通させることができる位置に第２の複数の軸方
向スロット（８５）と、前記第２の複数のシリンダポー
ト（７５）から前記戻り流通領域（８７、８９、３１ｇ
）までを流体連通させることができる位置に第３の複数
の軸方向スロット（８７）とが形成されており、前記第
３の複数の軸方向スロットが前記主弁部材の前記開口（
５３）と実質的に流体連通しないようにしたことを特徴
とする請求項１１に記載の油圧パワーステアリング装置
。
（１３）前記主弁部材（３５）および前記追従弁部材（
３７）とが協働して、前記入口流通領域（２９ｇ、６７
、８１）と継続的に流体連通したオープンセンタ流体通
路（９１、７７）を形成しており、前記弁手段が前記中
立位置にある時に流路面積が最大になり、前記弁手段が
前記第１作動位置の方へ変位するのに伴って流路面積が
減少する可変中立オリフィスが前記オープンセンタ流体
通路に設けられていることを特徴とする請求項９に記載
の油圧パワーステアリング装置。
（１４）前記ハウジング手段（１９）に、前記オープン
センタ流体通路（９１、７７）と前記戻り流通領域（８
７、８９、３１ｇ）との間を流体連通させる通路手段（
９３、９５、９７）を形成して、前記通路手段が前記主
弁部材（３５）の前記内部空間と流体連通しないように
したことを特徴とする請求項１３に記載の油圧パワース
テアリング装置。