JPH05238400A - 一体の補助弁を備えた流体コントローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単一の弁アセンブリのみで主および補助装置
への加圧流体の流れを制御して、両装置の弁動作を行え
ること。 【構成】 流体コントローラ(15)は第１弁部材(53)と追
随弁部材(55)を有し、ステアリングシリンダ(19)に接続
される主流体通路(27,29) を形成し、補助流体モータ(2
1)に接続される補助流体ポート(31,33) を形成するハウ
ジング(41)を含む。スプールおよびスリーブの相対的な
回転に応答してステアリングシリンダへの流体の流れを
制御する主制御弁(35)と、スプールおよびハウジングに
対して、スリーブの軸方向運動に応答して補助モータへ
の流れを制御する補助制御弁(37)を設ける。スプールお
よびスリーブとで主および補助弁の動作を実行させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも１つの主負
荷回路（流体圧力作動装置）に加圧流体を供給するため
のオープンセンター装置に関し、とくに、主流体通路お
よび補助流体通路を形成する流体コントローラを含む装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多くの車両油圧装置において、２つの主
要負荷回路、または流体圧力作動装置がある。一方は油
圧ステアリングシリンダであり、そして他方はリフトシ
リンダまたはウインチモータ等のある種の補助装置であ
る。

【０００３】このような装置においては、油圧装置にか
かる費用を最小にするために両負荷回路に関して単一の
ポンプを有するのが普通である。加えて、装置はステア
リングシリンダへの流れを制御するために主ステアリン
グ制御ユニツト、および補助装置への流れを制御するた
めに補助弁を含んでいる。２つの別個の弁のコストに加
えて、かかる装置は弁間に或る種の制御またはインター
フェースを必要とするので、一般的に、ステアリング回
路は、安全のために、補助回路より優先されるなければ
ならない。

【０００４】それゆえ、補助装置が作動しており、かつ
車両オペレータがステアリングを開始した場合には、補
助回路への流れを遮断しなければならず、それによりス
テアリング回路に利用し得る十分な加圧流体が与えられ
る。かかるインターフェース制御装置を必要とするため
に上記型式の装置が高価なものなり、かつ複雑になる。

【０００５】

【発明が解決しょうとする課題】このような事情に鑑み
て、本発明の目的は、単一の弁アセンブリのみで主およ
び補助装置への加圧流体の流れを制御して、両装置の弁
動作を行えるオープンセンター型コントローラを提供す
ることにある。

【０００６】本発明はまた、主装置への弁が補助装置へ
の流れを制御する弁より自動的にかつ機械的に優先され
る装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】および

【作用】本発明の上記および他の目的は、加圧流体源か
ら主および補助流体圧力作動装置への流体の流れを制御
すべく作動する改良型コントローラを提供することによ
り達成される。

【０００８】このコントローラは、加圧源への接続のた
めの流体入口ポート、装置容器への接続のための戻りポ
ート、および主流体圧力作動装置へ接続のための第１，
第２の流体ポートを形成するハウジングと、第１回転可
能弁部材とこれに協働する相対的に回転可能な追随弁部
材とからなり、これらの両部材が、中立回転位置と、前
記第１弁部材が追随弁部材に対して中立回転位置から回
転自在に変位する回転作動位置を形成し、さらに前記追
随弁部材が中立軸方向位置を形成して、前記ハウジング
内に配置される弁手段とを含む形式からなる。

【０００９】前記第１弁部材は第１および第２流体通路
を形成し、前記追随弁部材が入口ポートと連続流体連通
にある第１流体ポートおよびこれと連続流体連通にある
第２流体ポートを形成し、第１および第２流体ポート
は、弁部材が中立回転位置にあるとき、それぞれ第１お
よび第２流体通路との流体連通から遮断される。前記第
１流体ポートは、第１可変流れ制御オリフイスを形成す
るために第１流体通路と流体連通しており、かつ第２流
体ポートは、弁部材が回転作動位置にあるとき、第２可
変流れ制御オリフイスを形成するために、前記第２流体
通路と流体連通している。ハウジング手段および弁手段
は協働して、弁部材が作動位置にあるとき、第１および
第２可変流れ制御オリフイス間の流体連通を与える主流
体通路を形成する。

【００１０】改良されたコントローラは、ハウジング手
段が前記第１および第２補助流体圧力作動装置を形成す
ることにより特徴付けられる。追随弁部材は第１軸方向
位置を形成し、かつコントローラが追随弁部材を中立軸
方向位置に向けて付勢すべく作動する手段、および追随
弁手段を第１位置に向けて移動させる手段を含む。ハウ
ジング手段および弁手段は協動して、入口ポートから第
１補助流体ポートへ、かつ弁部材が第１軸方向位置にあ
るとき第２補助流体ポートから戻りポートへ流体連通を
与える第１補助流体通路を形成する。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係るオープンセンタ型の流体コントロー
ラの油圧回路を示す概略図である。しかしながら、本発
明はオープンセンタ型の利用に限定されず、しかもまた
クローズドセンタ型および負荷感知利用にも関連して使
用できるということである。

【００１２】より詳細には、図１の概略図は、本発明に
したがつて作られた流体コントローラを含む、車両油圧
パワーステアリング装置を示す。この装置は、ここでは
定容量形ポンプとして示され、かつタンク（装置容器）
１３に接続される入口を有する流体ポンプ１１を含んで
いる。装置は流体コントローラ１５を含み、該流体コン
トローラはステアリングホイール１７によつて回転入力
を受け入れ、かつ（１）流体圧力作動の車両ステアリン
グシリンダ１９を含む主負荷回路と、（２）回転流体モ
ータ２１として概略示される補助負荷回路との間に流体
ポンプ１１からの流体の流れを割り当てる。

【００１３】さらに図１において、流体コントローラ１
５は入口ポート２３、戻りポート２５（図１の概略図で
は２つの位置で示される）、およびステアリングシリン
ダ１９の反対端に接続される１対の主（シリンダ）流体
ポート２７，２９を含んでいる。流体コントローラはさ
らに補助流体モータ２１の反対端に接続される１対の補
助流体ポート３１，３３を含んでいる。

【００１４】本発明の第１の特徴によれば、流体コント
ローラ１５は、２つの異なる機能、すなわち、主（ステ
アリング）制御弁３５、および補助制御弁３７を実行す
る弁動作を含んでいる。当該技術において良く知られて
いるように、ステアリング制御弁３５の機能は、ステア
リングホイール１７の回転に応答して、入口ポート２３
からステアリングシリンダ１９への流体の流れを制御す
ることにある。補助制御弁３７の機能は、電子コントロ
ーラ３９からの命令信号に応答して、かつステアリング
制御弁が作動しないとき、入口ポート２３から補助流体
モータ２１への流体の流れを制御することにある。

【００１５】図１を見て注目すべきことは、ここに示さ
れた流体コントローラ１５は許される形式で例示されて
おり、ステアリング制御弁３５と補助制御弁３７が概略
的に別個のものとして示されている。しかしながら、本
発明の１つの態様によれば、ステアリング制御弁３５お
よび補助制御弁３７の両方は以下でより詳細に説明され
るように同一の弁要素により達成される。

【００１６】次に、図２を参照して、かつ図１に関連し
て、流体コントローラ１５をより詳細に、構造的に、し
かも適当ならば、図１の概略図を参照して説明する。流
体コントローラ１５は、本発明の譲受人に譲渡されかつ
参考として本書に組み込まれる、アメリカ再発行特許第
２５，１２６号に例示されかつ記載された一般的な型か
らなつても良い。本発明の実施例は、より詳細には、ま
た本発明の譲受人に譲渡されかつ参考として本書に組み
込まれるアメリカ特許第５，０１６，６７２号に例示さ
れかつ記載された形式をより特定したものである。

【００１７】流体コントローラ１５は弁ハウジング部４
１、受け板４３、流体計４５（同様に図１に略示され
る）からなる部分、および端キヤツプ４７を含んでいる
幾つかの部分からなる。これらの部分は弁ハウジング部
４１とネジ嵌合している複数のボルト４９によつて密封
係合で共に保持される。弁ハウジング部４１は流体入口
ポート２３、戻りポート２５、主流体ポート２７，２
９、そして補助流体ポート３１，３３を形成する。

【００１８】弁ハウジング部４１には弁孔５１が形成さ
れており、この弁孔内に図１で示される弁装置が回転可
能に配置される。本実施例において、この弁装置は、第
１の回転可能な弁部材５３（同様に以下で「スプール」
と呼ばれる）と、協働して相対的に回転可能な追従形弁
部材５５（同様に以下で「スリーブ」と呼ばれる）から
構成される。

【００１９】スプール５３の前方端には、縮径部を有
し、かつスプール５３とステアリングホイール１７との
間に直接機械的に連結される１組の内側スプライン５７
を形成している。スプール５３およびスリーブ５５は以
下でより詳細に説明する。

【００２０】流量計４５は当該技術において良く知られ
た形式でも良く、本発明の実施例では、内歯付きリング
部材５９および外歯付き星形部材６１を備えている。星
形部材６１は、リング部材５９に対して周回運動および
回転運動のために、リング部材５９内に偏心的に配置さ
れる。星形部材６１は、１組の内方スプライン６３と、
これとスプライン係合しかつ主駆動軸６７の後方端に設
けられた１組の外方スプライン６５とを有する。主駆動
軸６７は、駆動ピン７１によつて、主駆動軸６７とスリ
ーブ５５との間の駆動連結を可能にする二又状の前方端
６９を有する。ピン７１の両端部は、スプール５３によ
り形成される１対の拡径したピン開口７３を貫通し、そ
してスリーブ５５におけるはめあい嵌合の開口内に受け
入れられる。

【００２１】当業者には良く知られているように、加圧
流体はスプール５３およびスリーブ５５により形成され
た種々の通路およびポートを通って流れ、次いで流量計
４５を通って流れ、リング部材５９内の星形部材６１の
周回および回転運動を生じる。星形部材６１のかかる運
動は駆動軸６７とピン７１によつてスリーブ５５の回転
追随運動を発生して、スプール５３とスリーブ５５との
間に特別な相対的変位（以下で「回転作動位置」と呼ば
れる）を維持する。特別な回転作動位置、すなわち、ス
プールとスリーブとの間の回転変位の量はステアリング
ホイール１７の回転率に概略比例する。

【００２２】さらに、図２を参照して、スプール５３お
よびスリーブ５５の前方端（図２の左方端）に隣接して
配置されるのは、中立心出しばね装置７５であり、この
ばね装置は、本発明の譲受人に譲渡されかつ参考として
本書に組み込まれる、「改良された流体コントローラお
よびそれとともに使用する論理制御装置」に関してドワ
イト・ビー・スティーブンソンおよびジエームズ・ジェ
イ・ハストライターの名義で、１９９１年５月２０日に
提出された、アメリカ特許出願番号第７０３，３１８号
により詳細に例示されかつ記載されている。

【００２３】一般的に、装置７５は、図３に関連して定
められるように、スプール５３に対して、スリーブ５５
を「回転中立」位置に向けて付勢する少なくとも１つの
螺旋、コイル圧縮ばね７７を含んでいる。加えて、スリ
ーブ５５の前方端（図２の左方端）には、ハウジング４
１およびスプール５３に対して図５に関連して定められ
るように、「中立軸方向位置」に向けてスリーブ５５を
付勢するように作動できる複数の比較的短いコイル圧縮
ばね７８がある。同様に、スリーブ５５の後方端には中
立軸方向位置に向けてスリーブ５５を付勢するように作
動する複数のばね７８がある。

【００２４】次に、図３に関連して図２を参照すると、
弁ハウジング部４１の弁孔５１はスリーブ５５を取り囲
む複数の環状流体室を形成しており、種々のポート２
３，３３とスリーブ５５の外面との流体連通を与える。
環状流体室２３ｃは入口ポート２３から加圧流体を受け
入れ、一方、環状流体室２５ｃ（図２のみに示される）
は戻り流体を戻りポート２５に連通させる。環状流体室
２７ｃは制御ポート２７へのまたはそれからの連通を与
え、一方、環状流体室２９ｃは制御ポート２９へまたは
それからの連通を与える。最後に、環状流体室３１ｃは
補助ポート３１へのまたはそれからの連通を与える一
方、環状流体室３３ｃは補助ポート３３へのまたはそれ
からの連通を与える。

【００２５】リング部材５９内の軌道を周回しかつ回転
する、星形部材６１の噛み合い相互作用は、複数の膨張
および収縮流体容積室７９を形成し、そしてこのような
室７９の各々に隣接して、受け板４３が流体ポート８１
を形成する。弁ハウジング部４１は複数の軸方向孔８３
（その１つのみが図２に示されるが、２つの部分に分け
て示される）を形成し、その各々が流体ポート８１の１
つと開放連通している。弁ハウジング部４１はさらに軸
方向孔８３と弁孔５１との間を連通する１対の半径方向
孔８５Ｌおよび８５Ｒ（図３参照）を形成し、その目的
については以下でより詳細に説明する。

【００２６】主制御弁３５の通常の回転作動は当業者に
は良く知られていると思われるので、ここではかかる弁
の作動は簡単に説明する。さらに、図４に関連して幾ら
か説明する。ステアリングホイール１７が、例えば車両
の右折を達成するために、時計回り方向に回転される
と、スプール５３はまた、車両オペレータにより見られ
るように、時計回り方向に回転され、スプール５３とス
リーブ５５との間の一連の可変流れ制御オリフイスを開
く。

【００２７】これらのオリフイスは環状室２３ｃから弁
３５を通って、次いで半径方向孔８５Ｒおよび軸方向孔
８３を通って流量計４５の膨張容積室７９への流体連通
を可能にする。流量計４５の収縮容積室から流れる流体
は他の軸方向孔８３を通って、次いで半径方向孔８５Ｌ
を通り、かつ弁３５を通って、それからシリンダポート
２７へ外方に流れる。ステアリングシリンダ１９から戻
る流体はシリンダポート２９に入り、次いで弁３５を通
って流れ、かつ次いで戻りポート２５へ外方に流れる。

【００２８】上述した流体通路、またはその幾つかの部
分は、代表的には「主流体通路」と呼ばれ、そして以下
で、かつ特許請求の範囲におけるその用語の使用は、ス
プール５３およびスリーブ５５が回転作動位置にあると
き、上記した流体通路、またはその部分を意味するもの
と理解されたい。

【００２９】本発明の重要な態様の１つは、スプール５
３およびスリーブ５５の相対的な回転運動、および弁ハ
ウジング４１およびスプール５３に対するスリーブ５５
の軸方向運動に応答して、コントローラ弁内に可変制御
オリフイスを形成できることである。

【００３０】ここで例示される本実施例は限定されるも
のではなく、かかる相対的な軸方向運動は、スリーブ５
５をスプール５３の隣接部分より軸方向に短くし、かつ
スリーブ５５を弁ハウジング４１に対して（かつスプー
ル５３に対して）軸方向に移動する手段を設けることに
より達成される。さらに、同様に本実施例において、ス
プール５３とスリーブ５５との間の中間面は、それらの
間の相対的な回転に応答して、主制御弁３５からなる可
変流れ制御オリフイスを形成する一方、スリーブ５５と
弁ハウジング４１との中間面は、それらの間の軸方向運
動に応答して、補助制御弁３７からなる可変流れ制御オ
リフイスを形成する。

【００３１】回転弁装置 弁装置の以下の説明に関連して、かつ特許請求の範囲に
おいて、種々の要素に用語「軸方向」が使用されてい
る。当業者に理解できることは、用語「軸方向」の使用
は、特定の要素の構造的特徴または特別な方向を定める
ものではなく、その代わりに、特定の要素がスリーブ５
５の軸方向作動に関連付けられるか、または補助制御弁
３７のオリフイス形成に関係していることが、当業者に
は理解できるであろう。

【００３２】次に、主として図３を参照して、スプール
５３およびスリーブ５５が、それらにより形成された種
々のポートおよび通路に関連して詳細に説明される。以
下の説明に関連して留意されるべきことは、多数のポー
トおよび通路が、環状室２３ｃに対して、対称的に、ま
たは略対称的に配置され、そしてかかる要素は該要素が
室２３ｃのそれぞれ左側または右側に配置されることを
示すためにＬまたはＲを付した参照符号により説明され
る。一方、他の幾つかの要素は室２３ｃに対して軸方向
に心出しされ、かつ参照符号の使用により単に言及され
る。

【００３３】理解されるべきことは、図３および図４の
ごとき種々のオーバーレイ図は主としてスプール５３
（点線）およびスリーブ５５（実線）との間の中間面を
例示するのに向けられる。スプール５３は、それぞれ半
径方向孔８５Ｌ，８５Ｒと軸方向に一直線にされる１対
の略環状の計量溝８７Ｌ，８７Ｒを形成する。計量溝８
７Ｌと連通して複数の圧力通路がありかつ計量溝８７Ｒ
と連通して複数の圧力通路８９Ｒがある。各圧力通路８
９Ｌに隣接してタンクポート９１Ｌがあり、そして各圧
力通路８９Ｒに隣接してタンクポート９１Ｒがある。図
３を図２と比較することにより見ることができるよう
に、ピン開口７３（図３に示されない）は計量溝８７Ｌ
の幾らか左に配置される。スプール５３の残りの構造的
特徴は図４ないし図７に関連して以下で説明する。

【００３４】スリーブ５５は、環状室２３ｃと連続流体
連通の状態に配置された、３つの圧力ポート９３を形成
する。図３にはスプールおよびスリーブの周部全体が示
されており、圧力ポート９３のごとき多数の要素がそれ
ぞれ３つあり、それらは１２０°離して配置される。ス
リーブ５５は環状室２９ｃと連続流体連通するように配
置された作動孔９５Ｌを形成し、各作動孔９５Ｌは圧力
室２９ｃに隣接して周辺に配置される。同様に、スリー
ブ５５は、環状室２７ｃと連続流体連通するように配置
された、複数の作動ポート９５Ｒを形成し、各作動ポー
ト９５Ｒは圧力通路８９Ｒに隣接して周辺に配置されて
いる。最後に、スリーブ５５は複数の計量ポート９７Ｌ
を形成し、その各々が計量溝８７Ｌと連続連通しかつ半
径方向孔８５Ｌに転流する。同様に、スリーブ５５は複
数の計量ポート９７Ｒを形成し、その各々が計量溝８７
Ｒと連続連通しかつ半径方向孔８５Ｒに転流する。

【００３５】回転作動位置 次に、主として図４を参照して、ステアリングホイール
１７およびスプール５３が時計回り方向に回転される
（すなわち、スプール５３が図４において「下方」に動
く）とき、加圧流体は環状室２３ｃから圧力ポート９３
を通ってかつ圧力通路８９Ｒに流れ、それらの間の重な
りは主可変流れ制御オリフイスＡ１を形成する（また図
１を参照）。この「計量されない」流体は、前述された
方法において、圧力通路８９Ｒから計量溝８７Ｒへ、次
いで計量ポート９７Ｒを通って、流量計４５の膨張容積
室７９へ流れる。「計量された」流体は、前述された方
法において、収縮容積室７９から、計量ポート９７Ｌ
へ、次いで計量溝８７Ｌを通って圧力通路８９Ｌへ流れ
る。圧力通路８９Ｌは今や作動ポート９５Ｌと連通して
おり、それらの間の累積的な重なりは可変流れ制御オリ
フイスＡ４を形成する。計量された流体はＡ４オリフイ
スから環状室２９ｃへ、次いで主流体ポート２９へ、さ
らにステアリングシリンダ１９へ流れる。ステアリング
シリンダの排出側から戻る流体は主流体ポート２７へ、
次いで環状室２７ｃへ、それから作動ポート９５Ｒおよ
びタンクポート９１Ｒの累積的な重なりにより形成され
る可変流れ制御オリフイスＡ５を通って流れ、Ａ５オリ
フイスは当業者には良く知られているので、ここでは説
明しない。低圧排出流体はＡ５オリフイスからスプール
５３の内部へ、次いで半径方向に外方にピン開口７３を
通って環状室２５ｃへ、当業者に良く知られる方法にお
いて流れる。

【００３６】上述した流路は前に言及した主流路の１部
を構成し、そしてスプール５３およびスリーブ５５が図
３の中立回転位置から図４の回転作動位置へ相対的に移
動されるとき、主制御弁３５によって形成される。注目
すべきことは、主制御弁３５は、スプール５３とスリー
ブ５５の中間面にあると説明されており、そこにＡ１、
Ａ４、およびＡ５の可変流れ制御オリフイスが形成され
ることである。しかしながら、慣習的でかつ当業者に良
く知られるように、流量計４５（主制御弁３５の１部か
らなる）の出入りを切換える連通は、スリーブ５５の回
転に応答して、それぞれスリーブ５５およびハウジング
４１の中間面で、すなわち計量ポート９７Ｌおよび９７
Ｒと半径方向孔８５Ｌおよび８５Ｒとの間に発生する。

【００３７】軸方向弁装置 図３および図４の双方において、注目すべきことは、ス
リーブ５５がその「中立軸方向位置」にあるとみなされ
るのは、スリーブ５５が圧縮ばね７８により付勢される
位置であるということである。車両オペレータが補助流
体モータ２１を作動したいとき、必要とされることは電
気コントローラ３９を作動することであり、該電気コン
トローラ３９は電気信号をパイロツト制御弁１０１に連
通し、そして本書では概略のみ示されるが、上述のアメ
リカ特許第５，０１６，６７２号により詳細に例示され
かつ説明されている。

【００３８】ここで簡単にかつ例示としてのパイロツト
制御弁１０１は、「調整された」タンク圧力、すなわち
戻りポート２５とタンクとの間の下流制限により１００
ｐｓｉ程度の所定圧力レベルに維持される戻りポートで
の圧力で作動するようになる。調整されたタンク圧力の
創出および使用は当業者には良く知られており、かつこ
こではさらに説明されない。

【００３９】再び図２を参照して、スリーブ５５の前方
端（図２の左端）には通路１０５によつてスプール５３
の内部で調整されたタンク圧力と連通している圧力室１
０３がある。同様に、スリーブ５５の後方端には、通路
１０９によつてスプール５３の内部で調整されたタンク
圧力と連通して、圧力室１０７がある。パイロツト制御
弁１０１が図１に示した心出しされた（中立）位置にあ
るとき、圧力室１０３および１０７の両方がタンク１３
に連通する。しかしながら、補助モータ２１の前進作動
に対応する位置「Ｆ」への電気信号による作動時、圧力
室１０７はまだタンクに連通しているが、圧力室１０３
からタンクへの連通は今や遮断され、かつパイロツト圧
力が圧力室１０３内に発生し、スリーブを図２において
右方へ付勢する。

【００４０】再び図３を参照すると、スプールおよびス
リーブが回転中立および軸方向中立位置において、スプ
ールおよびスリーブは、ポートおよび通路の略対称な
（すなわち環状室２３ｃに対して）領域を形成し、環状
室３１ｃおよび３３ｃに沿う、補助制御弁３７を構成す
る。また、スプールおよびスリーブの周辺には３つの回
転計量点があるので、同一の３つの領域が補助制御弁３
７を構成するポートおよび通路が設けられている。

【００４１】次に、図５ないし図７を参照して、補助制
御弁３７をより詳しく説明する。スプール５３は該スプ
ールの外面に配置される略Ｈ形状の凹所１１１を形成す
る。凹所１１１は対向して、周辺に延在する端部分１１
３Ｌおよび１１３Ｒ（図６参照）を含んでいる。凹所１
１１の端部に隣接して配置されるのは、スプール５３の
内部と連通する、１対の排出ポート１１５Ｌおよび１１
５Ｒである。

【００４２】スリーブ５５は軸方向に細長い圧力ポート
１１７を形成し、該圧力ポート１１７は、スリーブ５５
の回転または軸方向位置に関係なく、環状室２３ｃによ
つて入口ポート２３と連続流体連通している。圧力ポー
ト１１７の左端に隣接して配置されるのは１対のチェッ
ク通路１１９Ｌであり、そして圧力ポート１１７の右端
に隣接して配置されるのは１対のチェック通路１１９Ｒ
である。チェック通路の各々に配置されるのはチェック
ボール１２１であり、その機能は後述される。スリーブ
５５の内面に弓状にフライス加工された凹所１２３Ｌあ
り、チェック通路１１９Ｌの左方に配置されている。同
様に、スリーブの内部に弓状にフライス加工された凹所
１２３Ｒがあり、チェック通路１１９Ｒの右方に配置さ
れている。最後に、さらにスリーブ５５には、軸方向外
方に配置される、排出ポート１２５Ｌおよび１２５Ｒを
形成している。

【００４３】図３および図５に示された中立軸方向位置
にあるスプールおよびスリーブにより、圧力ポート１１
７は凹所１１１と連通し、かつ凹所１１１の端部分１１
３Ｌ，１１３Ｒはフライス加工された凹所１２３Ｌ，１
２３Ｒとそれぞれ連通している。順次、凹所１２３Ｌ，
１２３Ｒはそれぞれ排出ポート１１５Ｌ，１１５Ｒに開
放され、前述に記載の種々の凹所およびポートの累積的
な重なりが可変中立オリフイスＡＮからなる（図１参
照）。それゆえ、図３および図５に示した中立回転、中
立軸方向位置において、入口ポート２３からの加圧流体
はスプール５３の内部に流れ（図５の矢印参照）、かく
してコントローラ１５をオープンセンター装置にする。

【００４４】次に図４を参照して、スプールおよびスリ
ーブが回転作動位置に移動されるとき、凹所１１１は圧
力ポート１１７との流体連通からずれた位置に動かさ
れ、かくして前述されたオープンセンター通路を遮断
し、かつ図４に関連して前述された方法において主制御
弁３５を通る流体の流れを許容する。

【００４５】軸方向作動位置 次に、主として図６および図７において、スプールおよ
びスリーブの軸方向作動位置が示されており、この位
置、すなわち、電子コントローラ３９が作動するとき、
図２、図６および図７において右方にスプール５３を付
勢し、前述された方法でパイロット制御弁１０１を作動
させる。図６に見ることができるように、軸方向作動位
置（補助制御弁３７を作動するための）は、スプールお
よびスリーブが回転中立位置にあるとき、すなわち、主
制御弁３５が補助弁３７よりも優先されるときにのみ発
生する。スリーブ５５が図６および図７において右方に
移動するとき、入口ポート２３からの加圧流体は、前述
した方法で環状室２３ｃを通り、次いで圧力ポート１１
７を通って凹所１１１に流れる。

【００４６】しかしながら、図示のごとく移動したスリ
ーブにより、チェック通路１１９Ｒは、凹所１１１の端
部分１１３Ｒから環状室３１ｃに加圧流体を連通させる
位置にあり、そこから、加圧流体は補助流体ポート３１
に連通され、前進方向に補助モータ２１を駆動する。モ
ータ２１からの低圧排出流体は補助流体ポート３３へ、
次いでそれがスリーブにより形成された排出ポート１２
５Ｌを通って流れる環状室３３ｃへ、次いでスプールに
より形成される排出ポート１１５Ｌを通って、かつ結局
前述された方法において戻りポート２５へ戻る。

【００４７】チェック通路１１９Ｌおよび１１９Ｒはこ
こで示されるように形作られ、かつ「負荷保持」能力を
設けるためにチェックボール１２１を含んでいる。スリ
ーブ５５が図６および図７に示した位置にありかつ補助
モータ２１が負荷を許容するならば、結果は逆の流れ
（すなわち、図７に示した矢印と反対の流れ）になるか
も知れない。しかしながら、チェック通路１１９Ｒに包
含されたチェックボール１２１がどのような逆流も阻止
する結果、負荷のドロップアウトを防止する。

【００４８】図７を見て明らかなことは、オペレータが
補助モータ２１の作動方向を逆転したい場合に、電気信
号９９がモータ２１の逆の作動に対応する位置（Ｒ）に
パイロット制御弁１０１を位置決めするように変化す
る。その結果、室１０３内の流体圧力が排出される一
方、パイロット圧力が圧力室１０７に発生し、スリーブ
５５を図２、図３および図５に示した位置から左方に付
勢する。逆の位置では、加圧流体は環状室２３ｃから圧
力ポート１１７を通って凹所１１１に、次いで該凹所１
１１の端部分１１３Ｌを通り、かつチェック通路１１９
Ｌを通って環状室３３ｃへ流れる。同時に、低圧排出流
体はモータ２１からポート３１に流れ、環状室３１ｃか
ら排出ポート１２５Ｒ，１１５Ｒを通ってスプールの内
部に、さらに戻りポート１２５へ流れる。

【００４９】代替的な実施例 次に、主として図８および図９を参照して、本発明の代
替的な実施例を説明する。説明を容易にするために、図
３ないし図７の実施例におけると同一の構造および機能
を有する要素は同一の参照符号を付し、かつ図８および
図９の実施例において追加される要素はない。

【００５０】図８のハウジングの軸方向断面を図３の軸
方向断面と比較することにより、図８および図９の実施
例が補助流体ポート３１，３３を含まず、かつそれゆ
え、環状室３１ｃ，３３ｃを含まないことがわかる。

【００５１】代替的な実施例の目的は、主制御弁３５お
よび「補助」制御弁３７双方がステアリングシリンダ１
９への流れを与えるコントローラを提供することである
が、コントローラは、全体的に見て、オープンセンター
構造となっている。

【００５２】図８および図９に示すように、スリーブ５
５は中立軸方向位置にあり、かつスプールおよびスリー
ブが中立回転位置にあることにより、入口ポート２３か
らの流れは環状室２３ｃを通って、次いで圧力ポート１
１７を通って凹所１１１に流れる。加圧流体は、図５に
関連して説明したように、凹所１１１の端部分１１３
Ｌ，１１３Ｒからスリーブ５５により形成されたフライ
ス加工された凹所１２３Ｌ，１２３Ｒをそれぞれ通っ
て、次いで排出ポート１１５Ｌおよび１１５Ｒをそれぞ
れ通って流れる。かくして、代替的な実施例のオープン
センター機能は、代替的な実施例の凹所１１１が最初の
実施例における凹所に対して実質上軸方向に細長くした
ことが、図８を図３に比較することにより理解でき、前
の実施例のオープンセンター機能と実質上同一である。

【００５３】前の実施例との相違は、フライス加工され
た凹所１２３Ｌ，１２３Ｒがそれぞれ環状室３３ｃ，３
１ｃと軸方向に整列されるということである。代替的な
実施例において、フライス加工された凹所１２３Ｌ，１
２３Ｒは、以下で明らかになる理由のために、それぞれ
環状室２９ｃ，２７ｃと軸方向に整列される。

【００５４】さらに、図８および図９において、代替的
な実施例のスリーブ５５が図８および図９に示した中立
軸方向位置から軸方向作動位置へ移動する（すなわち、
スリーブ５５が図８および図９の位置から左方へ動かさ
れる）とき、結果は前の実施例におけるような「補助」
流体通路の定めることになるが、補助流体通路は補助流
体モータ２１に向けられず、その代わり、前述のアメリ
カ特許第５，０１６，６７２号におけると同一な一般的
方法におけるステアリングシリンダ１９に向けられる。

【００５５】スリーブ５５が図８および図９において左
方に動くと、加圧流体は、前に説明したように、圧力ポ
ート１１７を通って凹所１１１へ、次いで端部分１１３
Ｌへ、次いでチェック通路１１９Ｌを通って半径方向に
外方へ、さらに主流体ポート２９と連通しかつステアリ
ングシリンダ１９に接続される環状室２９ｃへ流れる。

【００５６】ステアリングシリンダ１９から戻る低圧排
出流体は主流体ポート２７に入り、次いで環状室２７ｃ
を通って、さらにスリーブ５５の排出ポート１２５Ｒを
通って、次いでスプール５３の排出ポート１１５Ｒを通
って流れる。排出ポート１１５Ｒから、排出流体はスプ
ール５３の内部を通ってかつ戻りポート２５へ流れる。

【００５７】

【発明の効果】本発明の流体コントローラは、ステアリ
ングシリンダに接続される主流体通路を形成し、補助流
体モータに接続される補助流体ポートを形成するハウジ
ングを含み、スプールおよびスリーブはハウジングと協
働してスプールおよびスリーブの相対的な回転に応答し
てステアリングシリンダへの流体の流れを制御する主制
御弁と、スプールおよびハウジングに対して、スリーブ
の軸方向運動に応答して補助モータへの流れを制御する
補助制御弁を備えるので、これらの両制御弁への加圧流
体の流れを制御して、両方の弁作用を実行でき、しかも
主制御弁を高価な、複雑な制御装置または２つの型の弁
の間のインターフェースを必要としないで、自動的に補
助制御弁より優先させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るオープンセンター流れ制御装置を
示す油圧概略図である。

【図２】図１の概略図に基づいて作られた流体コントロ
ーラを示す軸方向断面図である。

【図３】図１および図２に示した流体コントローラに使
用される弁を図２より拡大してかつハウジングの部分軸
方向断面を含んで、弁の回転中立位置において示すオー
バーレイ図である。

【図４】図３と同様であるが、回転作動位置に移動（右
回り）された弁を示す拡大部分オーバーレイ図である。

【図５】図３の線５−５に沿って、しかも拡大して示す
部分軸方向断面図である。

【図６】図３および図４と同様で、かつ軸方向作動位置
に移動された弁とともに示す拡大部分軸方向断面図であ
る。

【図７】図６の線７−７に沿いかつ図６と同一の尺度で
示す軸方向断面図である。

【図８】本発明の代替的な実施例を示す、図３および図
４と同様な、部分オーバーレイ図である。

【図９】図８の線９−９に沿うが、図８より幾分拡大し
て示す軸方向断面図である。

【符号の説明】

１１ 加圧源 １５ コントローラ １９ 主流体圧力作動装置（ステアリングシリンダ） ２１ 補助流体圧力作動装置（補助流体モータ） ２３ 流体入口ポート ２５ 戻りポート ２７ 第２主流体ポート（第２制御流体ポート） ２９ 第１主流体通路（第１制御流体ポート） ３１ 第１補助流体ポート ３３ 第２補助流体ポート ４１ ハウジング手段 ４５ 流体作動手段 ５３ 第１の回転可能な弁部材（スプール） ５５ 追随弁部材（スリーブ） ７８ 追随弁部材付勢手段 ８９Ｌ 第２流体通路 ８９Ｒ 第１流体通路 ９３ 第１流体ポート ９５Ｌ 第２流体ポート １０１ 追随弁部材移動手段（パイロット制御弁） １０７ 第２軸方向室（圧力室） １１１ 第１補助流体通路（軸方向流体ポート） １１３Ｒ 第１補助流体通路 １１５Ｒ 中立排出通路手段 １１７ 第１補助流体通路（軸方向延在入口ポート） １１９Ｒ 第１補助流体通路 １２３Ｒ 中立排出通路手段（弓形フライス加工凹所）

フロントページの続き (72)発明者 ケネス ガリー ラスムッセン アメリカ合衆国 ミネソタ 55311 メイ プル グローブ チェスシャイヤー レイ ン ノース 6838 (72)発明者 ヘルマン ピーター シュッテン アメリカ合衆国 ミネソタ 55344 アー デン プレーリー アンダーソン レイク ス パークウエイ ナンバー105 13945

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加圧流体源(11)から主流体圧力作動装置
   (19)および補助流体圧力作動装置(21)への流体の流れを
   制御すべく作動するコントローラ(15)であつて、該コン
   トローラが、 前記加圧源への接続のための流体入口ポート(23)、装置
   容器への接続のための戻りポート(25)、および前記主流
   体圧力作動装置へ接続のための第１，第２の流体ポート
   (29,27) を形成するハウジングと、 第１回転可能弁部材(53)とこれに協働する相対的に回転
   可能な追随弁部材(55)とからなり、これらの両部材が、
   中立回転位置（図３）と、前記第１弁部材が追随弁部材
   に対して中立回転位置から回転自在に変位する回転作動
   位置（図４）を形成し、さらに前記追随弁部材が中立軸
   方向位置（図５）を形成して、前記ハウジング内に配置
   される弁手段とを含む形式からなり、 前記第１弁部材が第１，第２の流体通路(89R,89L) を形
   成し、前記追随弁が前記入口ポートと連続流体連通にあ
   る第１流体ポート(93)、および前記第１主流体ポートと
   連続流体連通にある第２流体ポート(95L) を形成し、こ
   れらの両流体ポートは、前記弁部材が前記中立回転位置
   にあるとき、それぞれ前記第１，第２の流体通路との流
   体連通を遮断されており、 前記第１流体ポート(93)は、第１流体通路(89R) と流体
   連通して第１可変流れ制御オリフイス(A1)を形成し、か
   つ前記第２流体ポート(95L) は、前記弁部材が前記回転
   作動位置（図４）にあるとき、第２流体通路(89L) と流
   体連通して第２可変流れ制御オリフイス(A4)を形成して
   おり、 前記ハウジング手段および弁手段は協動して、弁部材が
   前記作動位置にあるとき前記第１，第２の可変流れ制御
   オリフイス間に流体連通を与える主流体通路を形成して
   おり、 （ａ）前記ハウジング手段(41)が補助流体圧力作動装置
   (21)に連結するための第１，第２の補助流体ポート(31,
   33) を形成し、 （ｂ）前記追随弁部材(55)が第１軸方向位置（図６）を
   形成し、 （ｃ）前記コントローラ(15)が、前記追随弁部材(55)を
   前記中立軸方向位置（図５）に向けて付勢する手段(78)
   と、前記追随弁手段を前記第１位置（図６）に向けて移
   動させる手段(101,103) を含み、 （ｄ）前記ハウジング手段(41)と弁手段(53,55) は協動
   して、前記入口ポート(23)から前記第１補助流体ポート
   (31)へ、かつ前記弁部材が前記第１軸方向位置にあると
   き前記第２補助流体ポート(33)から前記戻りポート(25)
   へ流体連通を与える第１補助流体通路(23c,117,111,113
   R,119R,31c, および33c,125L,115L)を形成することを特
   徴とするコントローラ。
2. 【請求項２】 前記弁部材(53,55) が回転作動位置（図
   ４）にあるとき、前記主流体通路を通って流体流れの容
   積に比例した追随運動を前記追随弁部材(55)に付与する
   流体作動手段(45)を備えることを特徴とする請求項１に
   記載のコントローラ。
3. 【請求項３】 前記第１および追随弁部材(53,55) がハ
   ウジング手段(41)と協働して、第１，第２の軸方向室(1
   03,107) を形成し、前記追随弁部材を第１軸方向位置
   （図６）に向けて移動するための手段が前記第１軸方向
   室(103) にパイロツト圧力を与えるべく作動する手段(1
   01,105) を含んでいることを特徴とする請求項１に記載
   のコントローラ。
4. 【請求項４】 前記追随弁部材(55)が第２軸方向位置を
   形成し、そして前記コントローラが前記追随弁部材を第
   ２軸方向位置に向けて移動すべく作動する手段(39,99,1
   01,107) を含むことを特徴とする請求項３に記載のコン
   トローラ。
5. 【請求項５】 前記ハウジング手段(41)と弁手段(53,5
   5) は協動して、前記入口ポート(23)から前記第２補助
   流体ポート(33)へ、かつ前記弁部材が第２軸方向位置に
   あるとき前記第１補助流体ポート(31)から前記戻りポー
   ト(25)へ流体連通を与える第２補助流体通路(23c,117,1
   11,119L,33c,および31c,125R,115R)を形成することを特
   徴とする請求項４に記載のコントローラ。
6. 【請求項６】 前記追随弁部材(55)を第２軸方向位置に
   向けて移動する手段が前記第２軸方向室(107) にパイロ
   ット圧力を与えるべく作動する手段(101) を含んでいる
   ことを特徴とする請求項５に記載のコントローラ。
7. 【請求項７】 前記ハウジング手段(41)が前記追随弁部
   材(55)を回転自在に配置する弁孔(51)を形成し、該弁孔
   が前記流体入口ポート(23)と連続流体連通する環状入口
   溝(23c) を形成し、かつさらに前記第１，第２補助流体
   ポート(31,33) と連続流体連通する第１，第２の環状補
   助溝(31c,33c) を形成し、前記第１，第２補助溝が前記
   環状入口溝(23c) のまわりに対向配置されることを特徴
   とする請求項１に記載のコントローラ。
8. 【請求項８】 前記追随弁部材(55)が前記環状入口溝(2
   3c) と連続流体連通となる軸方向に延在する入口ポート
   (117) を形成し、前記追随弁部材が中立軸方向位置（図
   ５）にあるとき、前記第１，第２の環状補助溝(31c,33
   c) との流体連通を遮断することを特徴とする請求項７
   に記載のコントローラ。
9. 【請求項９】 前記軸方向に延在する入口ポート(117)
   は、前記追随弁部材が第１軸方向位置（図６）にあると
   き、前記入口溝(23c) から前記第１補助溝(31c) への流
   体連通を与えるために配置されていることを特徴とする
   請求項８に記載のコントローラ。
10. 【請求項１０】 加圧流体源(11)から流体圧力作動装置
    (19)への流体の流れを制御すべく作動するコントローラ
    (15)であつて、 該コントローラが、 前記加圧源への接続のための流体入口ポート(23)、装置
    容器への接続のための戻りポート(25)、および前記主流
    体圧力作動装置へ接続のための第１，第２の流体ポート
    (29,27) を形成するハウジング手段(41)と、 第１回転可能弁部材(53)とこれに協働する相対的に回転
    可能な追随弁部材(55)とからなり、これらの両部材が、
    中立回転位置（図８）と、前記第１弁部材が追随弁部材
    に対して中立回転位置から回転自在に変位する回転作動
    位置を形成し、さらに前記追随弁部材が中立軸方向位置
    （図５）を形成して、前記ハウジング内に配置される弁
    手段とを含む形式からなり、 前記第１弁部材が第１，第２の流体通路(89R,89L) を形
    成し、前記追随弁が前記入口ポートと連続流体連通にあ
    る第１流体ポート(93)、および前記第１主流体ポートと
    連続流体連通にある第２流体ポート(95L) を形成し、こ
    れらの両流体ポートは、前記弁部材が前記中立回転位置
    にあるとき、それぞれ前記第１，第２の流体通路との流
    体連通を遮断されており、 前記第１流体ポート(93)は、第１流体通路(89R) と流体
    連通して第１可変流れ制御オリフイス(A1)を形成し、か
    つ前記第２流体ポート(95L) は、前記弁部材が前記回転
    作動位置（図４）にあるとき、第２流体通路(89L) と流
    体連通して第２可変流れ制御オリフイス(A4)を形成して
    おり、 前記ハウジング手段および弁手段は協動して、弁部材が
    前記作動位置にあるとき前記第１，第２の可変流れ制御
    オリフイス間に流体連通を与える主流体通路を形成して
    おり、 （ａ）前記追随弁部材(55)が第１軸方向作動位置を形成
    し、 （ｂ）前記コントローラ(15)が前記追随弁部材(55)を中
    立軸方向位置（図８）に向けて付勢する手段(78)、およ
    び前記追随弁手段を第１軸方向作動位置に向けて移動さ
    せる手段(101,107) を含み、 （ｃ）前記第１弁手段(55)が軸方向流体通路(111) を形
    成し、前記追随弁部材が、前記入口ポート(23)と連続流
    体連通する第１軸方向流体ポート(117) と、前記追随弁
    部材が前記第１軸方向作動位置にあるとき第１制御流体
    ポート(29)と流体連通する第２軸方向流体ポート(119L)
    とを形成しており、前記第１および第２軸方向流体ポー
    トは、前記追随弁部材が軸方向作動位置に、かつ中立回
    転位置にあるとき前記軸方向流体通路と流体連通してお
    り、 （ｄ）前記第１および追随弁部材(53,55) は協働して、
    前記追随弁部材が中立軸方向位置にあるとき前記軸方向
    流体通路(111) と前記戻りポート(25)との間の流体連通
    を与える中立排出通路手段(123R,115R) を形成すること
    を特徴とするオープンセンター型コントローラ。
11. 【請求項１１】 前記弁部材(53,55) が回転作動位置に
    あるとき、前記主流体通路を通って流体流れの容積に比
    例した追随運動を前記追随弁部材(55)に付与する流体作
    動手段(45)を備えることを特徴とする請求項10に記載の
    コントローラ。
12. 【請求項１２】 前記第１および追随弁部材(53,55) が
    ハウジング手段(41)と協働して、第１，第２の軸方向室
    (103,107) を形成し、前記追随弁部材を第１軸方向位置
    （図６）に向けて移動するための手段が、前記第２軸方
    向室(107) にパイロット圧力を与えるべく作動する手段
    (101,109) を含んでいることを特徴とする請求項10に記
    載のコントローラ。
13. 【請求項１３】 前記ハウジング手段(41)が前記追随弁
    部材(55)を回転自在に配置する弁孔(51)を形成し、該弁
    孔は、前記流体入口ポート(23)と連続流体連通する環状
    入口溝(23c) を形成するとともに、前記第１，第２制御
    流体ポート(29,27) と連続流体連通する第１，第２の環
    状溝(29c,27c) を形成し、前記第１，第２環状溝が前記
    環状入口溝(23c) のまわりに対向配置されることを特徴
    とする請求項10に記載のコントローラ。
14. 【請求項１４】 前記追随弁部材(55)が前記環状入口溝
    (23c) と連続流体連通となる軸方向に延在する入口ポー
    ト(117) を形成し、前記追随弁部材が中立軸方向位置
    （図８）にあるとき、前記第１，第２の環状溝(29c,27
    c) との流体連通を遮断することを特徴とする請求項13
    に記載のコントローラ。