JPH032112B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車のパワーステアリング等に用い
て操作力軽減用のアシスト圧を発生するためのロ
ータリバルブに関するものである。

この種のロータリバルブはインナスリーブと、
該インナスリーブ上に嵌合したアウタスリーブと
を具え、これら両スリーブの相対回転により、該
スリーブの嵌合部に存在する作動流体路を絞つて
その絞り部上流側に上記アシスト圧を発生するよ
うに構成する。

ところで、かかるロータリバルブにあつては、
作動流体路を絞つた作動時、当該絞り部の上流側
及び下流側間に大きな圧力差を生じ、下流側に作
動流体の渦流を発生して流体音やキヤビテーシヨ
ンを生じ、問題である。

そこで、ロータリバルブの当該作動時、上記作
動流体路と通じるドレン路の流路抵抗を大きく
し、絞り部下流側の圧力を高めて上流側との圧力
差を小さくすることにより上述の問題を解決する
提案がなされてきた。

そのための技術としては、特開昭54−16239号
公報に示されている如きものがある。この技術
は、インナスリーブを絞り部上流側圧力の上昇に
応じ軸方向に変位させ、これによりドレン路の流
路抵抗を漸増するものである。しかし、この構成
では絞り部上流側圧力をインナスリーブの一端面
に導びく余分な通路が必要であり、しかもこの通
路が数個の部品に形成した孔の組合せでないと形
成できないため、部品の加工を困難にする。又、
インナスリーブが軸方向に変位するため、それ自
体を操作力入力部材として利用できず、該部材を
インナスリーブと別体に構成し、両者をピン及び
軸方向長孔によりインナスリーブが軸方向に変位
し得るよう駆動結合する必要があつて、構造が複
雑且つ高価になる。そしてこの際操作力入力部材
とインナスリーブとの間に回転方向にガタがある
と、正確なバルブ作動を得られないので、上記ピ
ンと軸方向長孔との係合は密でなくてはならず、
インナスリーブの上記軸方向変位が容易に生じ難
く、絞り部上流側圧力が未だ低い間もドレン路の
正確な流路抵抗制御が行なわれるというものでな
い。又、前述したようにインナスリーブ及びアウ
タスリーブの嵌合部には作動流体路が存在し、こ
れを構成するアウタスリーブ及びインナスリーブ
の内外周面の溝をインナスリーブの上記軸方向変
位量だけ長くする必要が生じ、その分ロータリバ
ルブの軸方向長さが長大化する。

ドレン路の流路抵抗を可変とする他の技術とし
ては、特公昭51−42820号公報に示されている如
きものがある。この技術は、前記作動流体路と通
じる作動流体供給路の入口ポート及び前記ドレン
路の出口ポート間に弁体を介挿し、この弁体を作
動流体路供給入口ポートの圧力上昇（前記絞り部
上流側圧力の上昇）に応動させてドレン路出口ポ
ート内に進出させ、これによりドレン路の流路抵
抗を漸増するものである。しかしこの構成でも、
上記弁体を挿通するための孔が上記入口ポート及
び出口ポートを横切つて別途必要であり、加工が
面倒であると共に、該孔の外部開口端を盲栓にて
塞ぐ必要があり、部品点数の増大を扱くだけでな
く、組立作業性も悪くなる。

本発明にかかる観点から、アウタスリーブを軸
方向へ作動流体路を形成する部分と残部とに２分
割して両アウタスリーブ分割部分間に作動流体路
に通じた作動流体供給路を設定すると共に、該作
動流体供給路内の圧力に応じ前記残部を他方のア
ウタスリーブ分割部分に対し軸方向に相対変化可
能とし、該残部の軸方向相対変位により流路抵抗
を変化される箇所に作動流体路と通ずるドレン路
を形成したロータリバルブを提供し、もつて上述
した従来技術の問題を悉く解決することを目的と
する。

以下、図示の実施例により本発明を詳細に説明
する。

第１図乃至第５図は本発明ロータリバルブをパ
ワーステアリングのコントロールバルブとして構
成した一実施例で、これら図中１はバルブボデー
を示す。このバルブボデー１内にアウタスリーブ
２及びインナスリーブ３を設け、インナスリーブ
３を軸受５によりバルブボデー１に回転自在に支
持する。アウタスリーブ２は第１図の如く軸方向
へ部分６，７に２分割し、インナスリーブ３は操
作力入力部材に兼用してステアリングホイールに
駆動結合する。両アウタスリーブ分割部分６，７
は夫々バルブボデー１の内周面及びインナスリー
ブ３の外周面に摺接状態を保つて嵌合し、アウタ
スリーブ分割部分６にはインナスリーブ３と摺接
する内周面に第２図及び第３図の如く奇数個（図
示例では３個）の縦溝６ａを好ましくは円周方向
等間隔に配して形成すると共に、これら縦溝６ａ
間に配して縦溝６ｂを形成する。縦溝６ａはアウ
タスリーブ分割部分７に近いアウタスリーブ分割
部分６の端面に第５図の如く開口させ、縦溝６ｂ
はアウタスリーブ分割部分６の反対端面に同じく
第５図の如く開口させる。アウタスリーブ分割部
分６には更にバルブボデー１の内周面と摺接する
外周面に条溝６ｃ，６ｄを形成し、これら条溝に
夫々開口させてバルブボデー１に連絡ポート８，
９を形成する。

インナスリーブ３にはアウタスリーブ分割部分
６と摺接する外周面に、相憐れる縦溝６ａ，６ｂ
間を連通する６個の縦溝３ａを第１図乃至第３図
の如く形成して６個のリブ３ｂを設定し、縦溝３
ａ，６ａ，６ｂで作動流体路を構成する。第２図
に示すように縦溝３ａのうち１つおきの３個の縦
溝を個々にアウタスリーブ分割部分６に設けた半
径方向孔６ｅにより条溝６ｃに通じさせ、第３図
に示すように残りの３個の縦溝３ａを個々にアウ
タスリーブ分割部分６の同様な半径方向孔６ｆに
より条溝６ｄに通じさせる。そしてインナスリー
ブ３には更に、その内周面と、縦溝６ｂに臨むリ
ブ３ｂの面との間に延在させて半径方向孔３ｃを
第３図の如くに形成する。

アウタスリーブ分割部分７のアウタスリーブ分
割部分６に近い外周隅角部を切除して第１図の如
く環状室１０を画成し、この室を各縦溝６ａの端
面開口に通じさせて作動流体供給路とし、これに
開口するようバルブボデー１に作動流体入口ポー
ト１１を形成する。

アウタスリーブ分割部分６は第１図中左端面に
植設したピン１２とステアリングギヤ入力要素
（リサーキユレーテイングボール型ステアリング
ギヤの場合ボールスクリユー、ラツクアンドピニ
オン型ステアリングギヤの場合ピニオン）１３の
端面切欠溝１３ａとの係合により該入力要素１３
に駆動結合し、入力要素１３を軸受４によりバル
ブボデー１に回転自在に支持する。入力要素１３
に更にインナスリーブ３に対し第１図及び第４図
に示すスプライン１４により両方向へ後述するコ
ントロールバルブの機能を妨げない角度だけ相対
回転し得るよう遊びを持たせて同軸に駆動結合す
る。又、入力要素１３とインナスリーブ３との間
はトーシヨンバー１５によつても駆動結合し、こ
の目的のためトーシヨンバー１５の両端は夫々ピ
ン１６，１７により入力要素１３及びインナスリ
ーブ３にかんぬき結合する。

インナスリーブ３及びトーシヨンバー１５間に
環状室１８を形成し、この室は第３図に示す前記
半径方向孔３ｃに通じさせる他、インナスリーブ
３に２個１組とし軸方向に位置ずれさせて設けた
別の半径方向孔３ｄ，３ｅを経てアウタスリーブ
分割部分７の第１図中右側に存在する室１９に通
じさせ、これらによりドレン路を構成する。室１
９内にはばね２０を設け、これによりアウタスリ
ーブ２の分割部分７を分割部分６に押付け、ばね
２０に抗して後述の如く行なわれる分割部分７の
移動をインナスリーブ３の外周に設けたスナツプ
リング２１により制限する。又、室１９に通ずる
ようバルブボデー１には第１図の如くドレンポー
ト２２を形成する。

上述の如くに構成した本発明ロータリバルブは
ポート１０をポンプに、又ポート２２を該ポンプ
のリザーバタンクに夫々接続すると共に、ポート
８，９を夫々パワーステアリング用パワーシリン
ダの左右シリンダ室に接続して実用するが、、以
下にその作用を説明する。

図面は本発明ロータリバルブの非作動状態を示
し、この状態では第２図及び第３図から明らかな
ように、インナスリーブ３の各リブ３ｂは対応す
る縦溝６ａ，６ｂの幅方向中央に位置し、回転方
向両側において等しく対応する縦溝６ａ，６ｂを
縦溝３ａに通じさせている。従つて、ポンプ１１
からの作動流体は室１０を経て各縦溝６ａに達し
た後、回転方向両側にある縦溝３ａ、縦溝６ｂ、
半径方向孔３ｃ、室１８、半径方向孔３ｄ，３
ｅ、室１９及びポート２２を経てポンプのリザー
バタンクに全て戻され、各縦溝３ａ内には、従つ
てこれらに半径方向孔６ｅ、条溝６ｃ及びポート
８を経て通ずる一方のパワーシリンダ室、並びに
半径方向孔６ｆ、条溝６ｄ及びポート９を経て通
ずる他方のパワーシリンダ室には夫々圧力を生ぜ
ず、当該圧力による操舵力は発生しない。

ここで、ステアリングホイールを操作して舵取
操作すると、操舵力がインナスリーブ３に入力さ
れた後、ピン１７、トーシヨンバー１５、ピン１
６及び入力要素１３を介しステアリングギヤに伝
達され、操舵車輪を舵取方向に転舵する。ところ
で、この時トーシヨンバー１５は操舵負荷に応じ
た角度だけ捩られ、これに起因してインナスリー
ブ３は入力要素１３、従つてこれにピン１２及び
切欠溝１３ａを介し結合されたアウタスリーブ分
割部分６に対し舵取方向進み側に相対回転する。
この相対回転が第２図及び第３図中時針方向に生
ずる右方向舵取操作時、各縦溝３ａは回転方向進
み側の縦溝６ａ又は６ｂとの連通度を大きくさ
れ、回転方向遅れ側の縦溝６ｂ又は６ａとの連通
度を小さくされる。これにより、縦溝６ａとの連
通度を大きくされ、縦溝６ｂとの連通度を小さく
された縦溝３ａ（孔６ｅに通ずる縦溝３ａ）内に
アシスト圧が生じ、縦溝６ｂとの連通度を大きく
され、縦溝６ａとの連通度を小さくされた縦溝３
ａ（孔６ｆに通ずる縦溝３ａ）内は無圧状態に保
たれる。上記アンスト圧は半径方向孔６ｅ、条溝
６ｃ及びポート８を経てこれに接続した左側のパ
ワーシリンダ室に供給され、右側のパワーシリン
ダ室はポート９、条溝６ｄ及び半径方向孔６ｆを
経てこれらに通じている上記無圧状態の縦溝３ａ
と連通して無圧状態を保たれるため、パワーシリ
ンダは右方向舵取操作をパワーアシストし、軽快
な動力操向を可能にする。

上記相対回転が逆に第２図及び第３図中反時針
方向に生ずる左方向舵取操作時も、上述したと同
様の作用により孔６ｆと通じた縦溝３ａ内にアシ
スト圧が発生すると共に、孔６ｅと通じた縦溝３
ａ内が無圧状態にされるため、パワーシリンダは
左方向舵取操作をパワーアシストするよう作動さ
れ、軽快な動力操向を可能にする。

なお、前述したようにロータリバルブに通流す
る作動流体はその一部が縦溝６ｂ内よりその第１
図及び第５図中左端における開口部を経てスプラ
イン１４に向いこれを潤滑する。このスプライン
１４はロータリバルブの故障等により前記アシス
ト圧が得られず、動力操向不能になつた時マニユ
アル操舵に移行し得るよう設けたもので、以下の
如くに機能する。即ち、この時トーシヨンバー１
５は上記パワーアシストが得られないため大きく
捩られ、インナスリーブ３とアウタスリーブ分割
部分６、従つて入力要素１３とは舵取方向へ大き
く相対回転する。これがため、インナスリーブ３
は当該相対回転中スプライン１４を介し入力要素
１３に機械的に駆動結合され、インナスリーブ３
に入力された操舵力をそのまま入力要素１３に伝
達し、得てマニユアル操舵が可能になる。

そして、前記動力操向中に生じたアシスト圧は
縦溝６ａを経て室１０にも達し、このアシスト圧
はその大きさに応じた量だけアウタスリーブ分割
部分７をばね２０に抗して第１図の位置からこの
図中右行させる。これによりアウタスリーブ分割
部分７はその移動量に応じ（上記アシスト圧に応
じ）半径方向孔３ｄを絞つて作動流体ドレン路の
流路抵抗を増大させる。かくて、リブ３ｂ及び縦
溝６ｂの側縁部で構成される絞り部の下流側（縦
溝６ｂ内）は上記流路抵抗増大分だけ圧力が発生
し、この箇所における圧力と上記アシスト圧との
圧力差が小さくなつてロータリバルブ内に作動流
体音が発生したり、キヤビテーシヨンが生ずるの
を防止することができる。

なお、この際アシスト圧が極端に大きくなる操
向条件のもとでは、アウタスリーブ分割部分７が
極端に大きく第１図中右行されようとするが、こ
れをスナツプリング２１により制限するため、ド
レン路は最低限半径方向孔３ｅ分だけ確保され、
パワーステアリングの配管が破損されるのを防止
することができる。

かくして本発明ロータリバルブは例えば上述し
た構成により、アウタスリーブ２を軸方向へ作動
流体路存在部分６と残部７とに２分割して両者間
に作動流体供給路１０を設定すると共に、作動流
体供給路１０内の圧力に応じ上記残部７を他方の
アウタスリーブ分割部分６に対し軸方向へ相対変
位可能として、該相対変位で残部７によりドレン
路３ｄが流路抵抗を変化されるように構成したか
ら、前記作用説明通り作動流体音及びキヤビテー
シヨンの発生を所定通り確実に防止できる上に、
以下の如き利点を有する。

即ち、ドレン路の流路抵抗を変化させるための
アウタスリーブ分割部分７を、ロータリバルブの
機能上不可欠な作動流体供給路１０内に及ぶアシ
スト圧に応動させるため、余分な通路が一切不要
で、しかも作動流体供給路１０を両アウタスリー
ブ分割部分６，７間に設定するため、その加工が
容易で、例えば分割部分６又は７の成形時同時に
作動流体供給路１０となる窪みを分割部分６又は
７に形成でき、後加工が不要でもある。又、バル
ブ機能上何の役目も持たないアウタスリーブ部分
７を軸方向に変位させてドレン路の流路抵抗を制
御するため、インナスリーブ３を軸方向に固定で
き、それ自体を操作力入力部材として構成可能
で、操作力入力部材とインナスリーブ３とを駆動
結合するための別部品が不要になることとも相俟
つて部品点数が少なく、構造も簡単且つ安価にな
る。更に、作動流体路を構成する縦溝３ａ，６
ａ，６ｂを形成したインナスリーブ３及びアウタ
スリーブ分割部分６が軸方向に固定されているた
め、縦溝３ａ，６ａ，６ｂ、従つてインナスリー
ブ３及びアウタスリーブ分割部分６を長くする必
要がなく、ドレン路の流路抵抗を制御する機構を
持つたロータリバルブと雖も本発明ロータリバル
ブは軸方向に長大化することがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ロータリバルブの半部縦断側面
図、第２図乃至第４図は夫々第１図の−，
−及び−断面図、第５図は第１図に示すロ
ータリバルブの作動流体路を形成した方のアウタ
スリーブ分割部分を示す縦断側面図である。 １……バルブボデー、２……アウタスリーブ、
３……インナスリーブ、３ａ……縦溝、３ｂ……
軸方向リブ、３ｃ……半径方向孔、３ｄ，３ｅ…
…半径方向孔（ドレン路）、４，５……軸受、６，
７……アウタスリーブ分割部分、６ａ……作動流
体流入縦溝、６ｂ……ドレン縦溝、６ｃ，６ｄ…
…条溝、６ｅ，６ｆ……半径方向孔、８，９……
連絡ポート、１０……環状室（作動流体供給路）、
１１……入口ポート、１２……結合ピン、１３…
…ステアリングギヤ入力要素、１４……スプライ
ン、１５……トーシヨンバー、１６，１７……連
結ピン、１８，１９……室、２０……ばね、２１
……スナツプリング（ストツパ）、２２……ドレ
ンポート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ インナスリーブと、該インナスリーブ上に嵌
   合したアウタスリーブとを具え、これら両スリー
   ブの相対回転により、該両スリーブの嵌合部に存
   在する作動流体路を絞つてその絞り部上流側に圧
   力を生ぜしめるようにしたロータリバルブにおい
   て、前記アウタスリーブを軸方向へ前記作動流体
   路を形成する部分と残部とに２分割して両アウタ
   スリーブ分割部分間に前記作動流体路に通じた作
   動流体供給路を設定すると共に、該作動流体供給
   路内の圧力に応じ前記残部を他方のアウタスリー
   ブ分割部分に対し軸方向に相対変位可能とし、該
   残部の軸方向変位により流路抵抗を変化される箇
   所に、前記作動流体路と通じるドレン路を形成し
   たことを特徴とするロータリバルブ。