JPH062859Y2 - 動力操向装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、スプール弁式の弁作動機構を有する動力操
向装置に関する。

従来の技術 動力操向装置としては、構造の簡素化及び価格の低減化
を図る見地から、ピストンロッドがシリンダの一方にの
み突出する構造のいわゆる不平衡シリンダ装置を備えた
動力操向装置が知られているが、この種の不平衡シリン
ダ装置を用いた動力操向装置によると、不平衡シリンダ
装置を構成するシリンダの内部がピストンによって隔成
された二つの作動室内の有効受圧面積は、互いに異なる
ため、両作動室に等油圧を作用させた場合、これら二つ
の有効受圧面積差に応じて、ピストンがシリンダ内を摺
動してしまう欠点がある。そこで、このような問題点を
解消するための方策の一つとして、第３，４図に示すよ
うな動力操向装置が知られている。

この動力操向装置は、不平衡シリンダ装置１と油圧制御
装置２とから構成されている。前者の不平衡シリンダ装
置１は、両端が封止されたシリンダ３と、このシリンダ
３内を、有効受圧面積の小さいロッド側の作動室４と有
効受圧面積の大きい作動室５との二室に隔成すべく、該
シリンダ３内に摺動可能に嵌挿されたピストン６と、一
端がこのピストン６に固着され、他端がシリンダ３の一
端部に形成された側壁３ａを貫通して外部に突出する操
舵部材たるピストンロッド７とから構成されている。こ
のピスイトンロッド７は、車輪を操舵操作する操舵リン
ク８に連結されている。一方、後者の油圧制御装置２
は、ポンプ30からの作動油の吐出油路９及びタンク33へ
の還流油路10を有するハウジング11と、このハウジング
11内に配置され、上記ピストンロッド７に図外のステア
リングホイールの動力を伝達する出力部材たるピニオン
シャフト12に形成されたバルブハウジング12aと、前記
各作動室４，５に作動油を選択的に給排すべく、前記バ
ルブハウジング12aに形成された両端開口形状の一対の
弁収容孔13,14内に、摺動可能に嵌挿された一対のスプ
ール弁15,16とから構成されている。各スプール弁15,16
の外周面には環状溝15a,15b,15cおよび16a,16b,16cを形
成し、これによって環状の段部15d,15e,15f,15gおよび1
6d,16e,16f,16gを残設している。このうち段部15e,15g
および16e,16gをそれぞれ弁収容孔13,14の内周に常時摺
接させてガイド部としており、前記段部15d,16dにはそ
れぞれ導入制御部15h,16hを、他の段部15f,16fには排出
制御部15i,16iをチャンファを施すことによって形成し
ている。また、前記不平衡シリンダ装置１の受圧面積の
小さい作動室４と受圧面積の大きい作動室５のそれぞれ
に作動油を供給する供給油路20a,21aが前記環状溝15a,1
6aに開口し、各作動室４，５から作動油を排出する排出
油路21b,20bが前記環状溝16c,15cに開口しており、さら
に環状溝15b,16bにはそれぞれタンク33への還流油路10
が開口している。

そして各スプール弁15,16には、入力部材たるスタブシ
ャフト18に直径方向に対向して植設された一対のスタブ
シャフトピン19,19が係合している。また、スブシャフ
ト18とピニオンシャフト12とはトーションバー17の各端
部と連結ピン17a,17bにて結合されて各シャフト12,18が
一体的に接続している。

従って、図外のステアリングホイールを回動操作する
と、路面と操舵車輪との摩擦抵抗等のためにトーション
バー17が捩れて、スタブシャフト18とピニオンシャフト
12との間に相対的な回動変位が生じて前記一対のスプー
ル弁15,16は各弁収容孔13,14内を互いに逆方向に摺動す
る。

今、スプール弁15が右に、スプール弁16が左に摺動する
と、導入制御部15hの通路と排出制御部15iの通路とが広
くなるとともに、導入制御部16hの通路と排出制御部16i
の通路とが狭くなる。このために、ポンプ30から吐出さ
れて吐出油路９からハウジング11内に流入した作動油
は、流通抵抗の小さい導入制御部15hの通路から環状溝1
5a内に流入し、ここから供給油路20aを経て不平衡シリ
ンダ装置１の受圧面積の小さい作動室４に導入されピス
トン６を左方に付勢する。一方、作動室５の作動油は、
排出制御部15iの流通抵抗が小さいために、排出油路20b
を通って環状溝15cに流入し、ここから排出制御部15iの
通路を経て環状溝15bに流入し、ここに開口している還
流油路10によってポンプ30の吸入側に相当するタンク33
へと還流する。次は、逆にスプール弁15が左に、スプー
ル弁16が右に摺動すると、高圧の作動油は導入制御部16
hの通路から環状溝16aに流入し、ここから供給油路21a
によって受圧面積の大きい作動室５に送給され、ピスト
ン６を右方へ付勢する。一方、作動室４の作動油は排出
通路21bから環状溝16c、排出制御部16iの通路、環状溝1
6b、環状流油路10を経てタンク33へと還流する。

このようにして高圧の作動油を不平衡シリンダ装置１の
作動室４または作動室５のいずれか一方に送給し、他方
から排出して、ピストン６を操舵方向に付勢することに
よって操舵助勢力を得るようになっている。そして、作
動室４，５間の受圧面積の相異にもとずく操舵助勢力の
差異を解消するには、受圧面積の小さい作動室４に導入
する圧力を受圧面積の大きい作動室５に導入する圧力よ
りも高くすればよく、そのために、各スプール弁15,16
の導入制御部15h,16hと排出制御部15i,16iのチャンファ
の大きさをそれぞれ異ならせて形成している。即ち、第
５図(a)，(b)に示すように、チャンファ加工によって形
成された各スプール弁15,16の導入制御部15h,16hの寸法
Ｄ_１，Ｄ_２では寸法Ｄ_１が小さい。

また、第５図(c)，(d)に示すように、チャンファ加工に
よって形成された各スプール弁15,16の排出制御部15i,1
6iの寸法Ｄ_３，Ｄ_４では寸法Ｄ_３が小さい。かくして、
スプール弁15が左行したときの導入制御部15hの通路と
排出制御部15iの通路の広さは、スプール弁16が左行し
たときの導入制御部16hの通路と排出制御部16iの通路の
広さよりも大きくなり、スプール弁16が左行したとき
に、受圧面積の小さい作動室４に導入される圧力の方が
スプール弁15が左行したときに、受圧面積の大きい作動
室５に導入される圧力より高くなって、左右の操舵力を
平衡させている。

考案が解決しようとする問題点 しかしながら、このような従来の動力操向装置にあって
は、チャンファ形状を異にして寸法がそれぞれ異なる導
入制御部15h,16hと排出制御部15i,16iを有する２種類の
スプール弁15,16を用意しなければならないため、上記
各制御部をチャンファ加工するための各２種類の砥石が
必要となり、かつ、その加工に熟練を要するため、加工
コストが高くなる不利点がある。また、上記チャンファ
形状の違いが目視では判別し難いにもかかわらず、上記
各スプール弁15,16を、バルブハウジング12aに形成され
た互いに同孔径の弁収容孔13,14内に組付けるようにな
っているため、スプール弁15を弁収容孔14に、スプール
弁16を弁収容孔13にそれぞれ誤って組付け易い不具合が
ある。その結果、ピストン６が異常にセルフステアリン
グを行なうこととなる問題点がある。このような組み違
いを防止するためには、各スプール弁15,16に刻印等を
施すことによってそれらを明確に識別する必要がある
が、このような方法で各スプール弁15,16を識別するの
は、管理上煩雑となる問題点がある。

そこで、この考案は、シリンダ内の受圧面積の小さい作
動室と受圧面積の大きい作動室とに積極的に圧力差を生
じさせて操舵助勢力を一定に保つことができ、しかも、
２種類のスプール弁の相互を各スプール弁収容孔内に組
み違えることなく正確に組付けることができる動力操向
装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 一対のスプール弁を収容する弁収容孔のうち、不平衡シ
リンダの受圧面積の小さい作動室に作動油を供給する供
給油路が開口する側の弁収容孔を、中立位置にある一対
のスタブシャフトピン間の距離を直径とする円周上の前
記一対のスタブシャフトピンのうちの一方のスタブシャ
フトピンの中心を通る接線方向に対して傾斜するように
バルブハウジングに形成すると共に、前記一対の弁収容
孔のうち、不平衡シリンダ装置の受圧面積の大きい作動
室に作動油を供給する供給油路が開口する側の弁収容孔
を、前記円周上の前記一対のスタブシャフトピンのうち
の他方のスタブシャフトピンの中心を通る接線方向に対
して平行になるようにバルブハウジングに形成した。

作用 操舵操作に伴なって入力部材と出力部材との間に相対回
動が生じ、これによって各スプール弁が各弁収容孔内を
互いに逆方向に摺動する。このとき、不平衡シリンダの
受圧面積の大きい作動室への供給油路が開口する側の弁
収容孔に収容されたスプール弁は従来通り摺動するのに
対し、受圧面積の小さい作動室への供給油路が開口する
側の弁収容孔は、中立位置にある一対のスタブシャフト
ピン間の距離を直径とする円周上の前記一対のスタブシ
ャフトピンのうちの一方のスタブシャフトピンの中心を
通る接線方向に対して傾斜させてバルブハウジングに形
成されているために、この弁収容孔を摺動するスプール
弁の摺動長さは、従来のスプール弁の摺動長さに傾斜角
の余弦を乗じた値となり小さくなる。従って、この弁の
移動に伴なう導入制御部および排出制御部の各通路の開
口面積の変化は小さく、他方の弁の導入制御部から受圧
面積の大きい作動室に供給する作動油の一部は十分に閉
塞されない排出制御部から排出され、該作動室への供給
油圧が小さくなり、受圧面積の差によって生じる左右の
操舵力の不平衡を相殺するように作用する。

実施例 以下、この考案の実施例を図面と共に前記従来の構成と
同一部分に同一符号を付して詳述する。

尚、第３図は援用する。

第１，３図において、動力操向装置は、不平衡シリンダ
装置１と油圧制御装置２とから構成されており、不平衡
シリンダ装置１が、シリンダ３内を摺動可能に嵌挿され
たピストン６等から構成されている点、および油圧制御
装置２が、作動油の吐出油路９、還流油路10を有するハ
ウジング11内に配置され、ピストンロッド７に図外のス
テアリングホイールの動力を伝達する出力部材たるピニ
オンシャフト12に一体に形成されたバルブハウジング12
aと、このバルブハウジング12aに形成された両端開口形
状の一対の弁収容孔内に摺動可能に嵌挿された一対のス
プール弁15,16等から構成されている点等の基本的構造
は従来と同様である。

ここで、第２図に示すように、前記バルブハウジング１
２ａに、受圧面積の小さい作動室４への供給油路２０ａ
が開口する側のスプール弁収容孔２２は、中立位置にあ
る一対のスタブシャフトピン１９，１９の取付半径をＲ
としたときに該取付半径Ｒで描かれる円周上の一方のス
タブシャフトピン１９の中心を通る接線Ｈ_１方向に対し
て傾斜角αをもって形成されていると共に、受圧面積の
大きい作動室５への供給油路２１ａが開口する側のスプ
ール弁収容孔１４は、前記取付半径Ｒで描かれる円周上
の他方のスタブシャフトピン１９の中心を通る接線Ｈ_２
方向に対して平行に形成されている。

そして、前記スプール弁収容孔２２にはガイド部１５
ｅ，１５ｇに案内されたスプール弁１５が嵌挿されてお
り、略中心部には、このスプール弁１５に対して回転可
能に前記一対のスタブシャフトピン１９，１９のうちの
一方のスタブシャフトピン１９が係合していると共に、
スプール弁収容孔１４にはガイド部１６ｅ，１６ｇに案
内されたスプール弁１６が嵌挿されており、略中心部に
は、このスプール弁１６に対して回転可能に前記一対の
スタブシャフトピン１９，１９のうちの他方のスタブシ
ャフトピン１９が係合している。

このような構成になる実施例の作用について説明する。

まず、操舵操作に伴なってスタブシャフト18とピニオン
シャフト12との間に相対回動が生じると、バルブハウジ
ング12aとスタブシャフトピン19,19とが相対的に回動
し、これらスタブシャフトピン19,19に係合するスプー
ル弁15,16が弁収容孔22,14内を摺動する。このとき、ス
タブシャフト18とピニオンシャフト12との図の相対回動
角θは小さいので、スタブシャフトピンの取付半径をＲ
としたときに、スタブシャフトピン19,19の移動長さは
略Ｒ^θ（＝Ｓ_２）となり、これが弁収容孔14内でのスプ
ール弁16の長さとなるのに対し、傾斜角αをもって形成
された弁収容孔22内でのスプール弁15の移動長さはＳ_２
ｃｏｓ α（＝Ｓ_１）となり、Ｓ_１＜Ｓ_２、即ち、弁収
容孔22内でのスプール弁15の移動長さは弁収容孔14内で
のスプール弁16の移動長さより小さくなる。

従って、スプール弁15に形成されている導入制御部15
h、および排出制御部15iの各通路の開口面積の変化は小
さくなるので、スプール弁15が左方へ移動したときに排
出制御部15iは十分に閉塞しておらず、供給油路21aから
受圧面積の大きい作動室５へ流入する作動油の一部は排
出油路20bおよび排出制御部15iを通って排出される。

かくして、ピストン６が右方へ移動するときの受圧面積
の大きい作動室５と受圧面積の小さい作動室４との圧力
差は小さくなり、受圧面積の差に基づく左右の操舵助勢
力の差を相殺するように作用する。

このように、受圧面積の小さい作動室４への供給油路20
aが開口する側の弁収容孔22を傾斜角αをもって形成す
るだけで、左右の操舵助勢力が平衡する動力操作装置が
得られるので、一対のスプール弁は全く同じ形状に形成
することができる。これによって、排出制御部15i,16i
および導入制御部15h,16hを成形加工する砥石は、各１
種類でよくなり、また、各スプール弁15,16を各弁収容
孔22,14に組付ける際に組付間違いをすることはなくな
り、組立の管理が非常に容易になる。

考案の効果 一対のスプール弁を収容する一対の弁収容孔のうち、不
平衡シリンダの受圧面積の小さい作動室に作動油を供給
する供給油路が開口する側の弁収容孔を、中立位置にあ
る一対のスタブシャフトピン間の距離を直径とする円周
上の前記一対のスタブシャフトピンのうちの一方のスタ
ブシャフトピンの中心を通る接線方向に対して傾斜する
ようにバルブハウジングに形成すると共に、前記一対の
弁収容孔のうち、不平衡シリンダ装置の受圧面積の大き
い作動室に作動油を供給する供給油路が開口する側の弁
収容孔を、前記円周上の前記一対のスタブシャフトピン
のうちの他方のスタブシャフトピンの中心を通る接線方
向に対して平行になるようにバルブハウジングに形成し
たので、 操舵操作に伴なって入力部材と出力部材との間に相対回
動が生じ、これによって各スプール弁が各弁収容孔内を
互いに逆方向に摺動する。このとき、不平衡シリンダの
受圧面積の大きい作動室への供給油路が開口する側の弁
収容孔に収容されたスプール弁は従来通り摺動するのに
対し、受圧面積の小さい作動室への供給油路が開口する
側の弁収容孔は傾斜しているために、この弁収容孔を摺
動するスプール弁の摺動長さは、従来のスプール弁の摺
動長さに傾斜角の余弦を乗じた値となり小さくなる。従
って、この弁の移動に伴う導入制御部および排出制御部
の各通路の開口面積の変化は小さく、他方の弁の導入制
御部から受圧面積の大きい作動室に供給する作動油の一
部は十分に閉塞されない排出制御部から排出され、該作
動室への供給油圧が小さくなり、受圧面積の差によって
生じる左右の操舵力の不平衡を相殺するように作用す
る。このような作用が、不平衡シリンダの受圧面積の小
さい作動室が開口する側の弁収容孔を傾斜して形成する
だけで得られるので、一対のスプール弁は全く同形状に
形成することができ、これらスプール弁の導入制御部、
排出制御部を形成するための砥石の種類を減らすことが
できるとともに、各スプール弁を各弁収容孔に組付ける
際に組付け間違いを侵すことはなくなり、このため組立
作業の管理が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る動力操向装置の要部を示す実施例
の回路説明図、第２図は同作用説明図、第３図は一般の
動力装向装置の要部断面図、第４図は従来の動力装向装
置の要部を示す回路説明図、第５図(a)，(b)，(c)，(d)
はその導入制御部、排出制御部の拡大図である。 １……不平衡シリンダ装置、２……油圧制御装置、３…
…シリンダ、４……（受圧面積の小さい）作動室、５…
…（受圧面積の大きい）作動室、６……ピストン、７…
…ピストンロッド（操舵部材）、10……還流油路、12…
…ピニオンシャフト（出力部材）、12a……バルブハウ
ジング、13,14,22……弁収容孔、15，16……スプール
弁、15ａ，15ｂ，15ｃ，16ａ，16ｂ，16ｃ……環状溝、
15ｄ，15ｆ，16ｄ，16ｆ……段部、15ｅ，15ｇ，16ｅ，
16ｇ……ガイド部、15ｈ，16ｈ……導入制御部、15ｉ，
16ｉ……排出制御部、18……スタブシャフト（入力部
材）、20ａ，21ａ……供給油路、20ｂ，21ｂ……排出油
路、30……ポンプ、33……タンク、Ｈ_１，Ｈ_２……接
線。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】操舵車輪を駆動する操舵部材が一端に固設
   されたピストンによってシリンダ内が受圧面積の異なる
   作動室に隔成された不平衡シリンダ装置と、操舵操作に
   伴なう入力部材と出力部材との間の相対回動によって摺
   動する一対のスプール弁を前記出力部材に一体形成され
   たバルブハウジングの一対の弁収容孔に前記入力部材に
   設けられた一対のスタブシャフトピンを介して収容して
   構成された油圧制御装置とを備えており、前記一対のス
   プール弁にはそれぞれ３つの環状溝を形成することによ
   って４つの環状の段部を残設し、このうち２つの段部を
   常時弁収容孔内に摺接するガイド部としてこれらガイド
   部の間の段部に排出制御部を他の段部に導入制御部をそ
   れぞれチャンファを施すことによって形成し、この導入
   制御部を備えた段部と一方のガイド部との間の環状溝に
   は、ポンプから吐出されて前記導入制御部を介して流入
   した作動油を前記不平衡シリンダ装置の各作動室に供給
   する供給油路を開口させ、前記排出制御部を備えた段部
   と他のガイド部との間の環状溝には、前記不平衡シリン
   ダ装置の各作動室から作動油を排出する排出油路を開口
   させるとともに、この排出された作動油を前記排出制御
   部を通過した後にタンクへ還流する還流油路を設けてな
   る動力操向装置において、前記バルブハウジングに、前
   記一対の弁収容孔のうちの不平衡リンダ装置の受圧面積
   の小さい作動室に作動油を供給する供給油路が開口する
   側の弁収容孔を、中立位置にある前記一対のスタブシャ
   フトピン間の距離を直径とする円周上の前記一対のスタ
   ブシャフトピンのうちの一方のスタブシャフトピンの中
   心を通る接線方向に対して傾斜させて形成すると共に、
   前記一対の弁収容孔のうちの不平衡シリンダ装置の受圧
   面積の大きい作動室に作動油を供給する供給油路が開口
   する側の弁収容孔を、前記円周上の前記一対のスタブシ
   ャフトピンのうちの他方のスタブシャフトピンの中心を
   通る接線方向に対して平行に形成したことを特徴とする
   動力操向装置。