JPH068841A - 油圧パワーステアリング装置用ロータリー式制御バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 入力軸２と出力軸３の一方と同行回転する筒
状の第１バルブ３１に、入力軸２と出力軸３の他方と同
行回転する第２バルブ３２が挿入され、その第１バルブ
３１の外周がハウジング７に覆われる。その第１バルブ
３１と第２バルブ３２との間の弁間流路２７の絞り度
が、入力軸２と出力軸３の相対回転および第１バルブ３
１と第２バルブ３２の軸方向相対移動により変化する。
そのハウジング７に筒部材２６が弾性を有するシール部
材２５を介し径方向変位可能に挿入され、その筒部材２
６に第１バルブ３１が軸方向移動可能に挿入される。 【効果】 加工コストを増大させることなく速度に応じ
た最適な操舵特性を得ることができ、また、操舵抵抗に
応じた適正な操舵補助力を長期に亘り付与できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧パワーステアリン
グ装置において操舵補助力を制御するために用いられる
ロータリー式制御バルブに関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】図６に示
す従来の油圧パワーステアリング装置用ロータリー式制
御バルブ１００（特開昭６１‐４６７６２号、特開昭６
４‐６３４７３号参照）は、ハンドルに連動する入力軸
１０１と、この入力軸にトーションバー１０２を介し連
結されると共に操舵用車輪に連動する出力軸１０３と、
その出力軸１０３と同行回転する筒状の第１バルブ１０
４と、その入力軸１０１と同行回転すると共に第１バル
ブ１０４に挿入される第２バルブ１０５と、その第１バ
ルブ１０４の外周を覆うハウジング１０６とを備えてい
る。その第２バルブ１０５は入力軸１０１と一体成形さ
れている。そのハウジング１０６には、ポンプポート１
０８、タンクポート１０９および操舵補助力付与用の油
圧アクチュエータとの接続ポート１１０、１１１が形成
され、各ポートは第１バルブ１０４と第２バルブ１０５
との間の弁間流路１１２を介し連通する。その入力軸１
０１と出力軸１０３は、路面から操舵用車輪を介し伝達
される抵抗によるトーションバー１０２の捩れによって
相対回転する。その相対回転により弁間流路１１２の絞
り度が変化し、操舵補助力を付与する油圧アクチュエー
タに操舵方向と操舵抵抗に応じて圧油が供給される。ま
た、低速走行時にあっては操舵の高応答性が満足され、
高速走行時にあっては操舵の安定性が満足される。すな
わち、タンクポート１０９に通じる油の流路に絞り部材
１１５が配置され、この絞り部材１１５は車速に応じ制
御されるソレノイド１１６により作動され、高速になる
に従い図中左方に移動する。これにより、第１バルブ１
０４の下面に作用する油圧は、高速になるに従い小さく
なる。また、第１バルブ１０４は軸方向移動可能とさ
れ、ハウジング１０６に内蔵されたバネ１１７の弾性力
と、通孔１１８を介し作用するタンクポート１０９にお
ける油圧とが、その上面に作用する。これにより、第１
バルブ１０４は高速走行時にあっては図示のように最下
方に位置し、車速の減少に伴い図示の状態よりも上方に
移動し、この第１バルブ１０４と第２バルブ１０５との
軸方向相対移動により両バルブ間の弁間流路１１２の絞
り度が変化する。すなわち、高速走行時にあっては操舵
入力トルクを大きくしない限り操舵補助力の増加割合は
小さいことから操舵の安定性が満足され、低速走行時や
停車時にあっては操舵入力トルクが小さくても操舵補助
力の増加割合は大きくなることから操舵の高応答性が満
足される。

【０００３】しかし、入出力軸１０１、１０３の軸心と
回転中心とは加工誤差や組立誤差により多少は偏心して
いる。そのため、ハウジング１０６に第１バルブ１０４
を直接挿入すると、入出力軸１０１、１０３の振れ回り
により第１バルブ１０４の外周面がハウジング１０６の
内周面に押し付けられ、第１バルブ１０４の動きが阻害
され、第１バルブ１０４やハウジング１０６が早期に磨
耗してしまう。そこで、第１バルブ１０４をハウジング
１０６に弾性を有するシール部材１１９を介し径方向変
位可能に挿入することで、入出力軸１０１、１０３の振
れを吸収している。ところが、そのようなシール部材１
１９が第１バルブ１０４とハウジング１０６との間に介
在すると、第１バルブ１０４の軸方向移動の抵抗にな
り、速度に応じた最適な操舵特性を得ることができな
い。また、操舵補助力を発生させる油圧の作用によって
シール部材１１９がハウジング１０６と第１バルブ１０
４とに押し付けられると、第１バルブ１０４の軸方向移
動の抵抗がさらに大きくなるという問題がある。

【０００４】また、上記従来例では第１バルブ１０４を
軸方向移動させると共に第２バルブ１０５を入力軸１０
１と一体成形することで弁間流路１１２の絞り度を変化
させたが、第２バルブを軸方向移動させることで弁間流
路の絞り度を変化させるロータリー式制御バルブも開示
されている（特開昭６０‐１９９７６６号公報参照）。
この場合、第２バルブは入力軸にスプライン嵌合される
ことで、入力軸と同行回転可能かつ入力軸に対し軸方向
移動可能とされている。

【０００５】しかし、第２バルブを軸方向移動させるに
は、入力軸の外周と第２バルブの内周にスプラインを形
成する必要があるため加工コストが増大し、また、長期
使用によるスプラインの摩耗により入力軸と第２バルブ
との間にがたつきが生じ、操舵抵抗に応じた適正な操舵
補助力を付与できなくなってしまうという問題がある。

【０００６】本発明は、上記従来技術の問題を解決する
ことのできる油圧パワーステアリング装置用ロータリー
式制御バルブを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、入力軸と、この入力軸にトーションバーを介し連
結される出力軸と、その入力軸と出力軸の一方と同行回
転する筒状の第１バルブと、その入力軸と出力軸の他方
と同行回転すると共に第１バルブに挿入される第２バル
ブと、その第１バルブの外周を覆うハウジングとを備
え、その第１バルブと第２バルブとの間の弁間流路の絞
り度が、その入力軸と出力軸の相対回転および第１バル
ブと第２バルブの軸方向相対移動により変更可能な油圧
パワーステアリング装置用ロータリー式制御バルブにお
いて、前記ハウジングに筒部材が弾性を有するシール部
材を介し径方向変位可能に挿入され、その筒部材に前記
第１バルブが軸方向移動可能に挿入されている点にあ
る。

【０００８】

【作用】本発明の構成によれば、入出力軸の振れ回り
は、ハウジングに弾性を有するシール部材を介し挿入さ
れた筒部材の径方向変位により吸収される。その筒部材
に第１バルブが軸方向移動可能に挿入されるので、車速
に応じた第１バルブの軸方向移動がシール部材に阻害さ
れることはない。また、第２バルブを軸方向移動させる
必要がないので、スプラインのような長期使用によりが
たつきが生じる部分は必要とされない。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１０】図１に示すラックピニオン式油圧パワース
テアリング装置１は、車両のハンドル（図示省略）に連
結される入力軸２と、この入力軸２にトーションバー６
を介し連結される出力軸３を備えている。そのトーショ
ンバー６は、ピン４を介し入力軸２に連結され、ピン５
を介して出力軸３に連結されている。その入力軸２は、
バルブハウジング７によりベアリング８を介して回転可
能に支持されている。その出力軸３は、ラックハウジン
グ９によりベアリング１０、１１を介して回転可能に支
持されている。その出力軸３にピニオン１５が形成さ
れ、このピニオン１５に噛み合うラック１６に操舵用車
輪（図示省略）が連結される。これにより、操舵による
入力軸２の回転は、トーションバー６を介してピニオン
１５に伝達され、このピニオン１５の回転によりラック
１６は車両幅方向に移動し、このラック１６の移動によ
り車両の操舵がなされる。なお、入出力軸２、３とハウ
ジング７との間にはオイルシール４２、４３が介在す
る。また、ラックハウジング９に形成された挿入孔９ａ
にラック１６を支持するサポートヨーク４０が挿入さ
れ、そのサポートヨーク４０はバネ４１の弾性力により
ラック１６に押し付けられ、ラック１６とピニオン１５
の噛み合いの円滑化が図られている。

【００１１】操舵補助力を付与する油圧アクチュエータ
として油圧シリンダ２０が設けられている。この油圧シ
リンダ２０は、ラックハウジング９により構成されるシ
リンダチューブと、ラック１６に一体化されるピストン
２１を備えている。そのピストン２１により仕切られる
油室２２、２３に操舵方向と操舵抵抗に応じて圧油を供
給するため、ロータリー式制御バルブ３０が設けられて
いる。

【００１２】その制御バルブ３０は、バルブハウジング
７にＯリング等の弾性を有するシール部材２５を介し径
方向変位可能に挿入されている筒部材２６と、この筒部
材２６に軸方向移動可能かつ軸中心に相対回転可能に挿
入されている筒状の第１バルブ３１と、この第１バルブ
３１に軸方向相対移動可能かつ軸中心に相対回転可能に
挿入されている第２バルブ３２とを備えている。そのバ
ルブハウジング７の内周面と筒部材２６の外周面との間
の隙間は、入出力軸２、３の振れ回りを吸収できるよう
に設定する。その筒部材２６の内周面と第１バルブ３１
の外周面との間の隙間は、筒部材２６の軸方向移動を許
容できる範囲で可及的に小さくし、油の洩れを防止でき
るように設定する。その第１バルブ３１は出力軸３にピ
ン２９を介して同行回転するよう連結されている。その
第２バルブ３２は入力軸２と一体的に成形され、入力軸
２の外周部が第２バルブ３２とされ、これにより第２バ
ルブ３２は入力軸２と同行回転する。

【００１３】そのバルブハウジング７に、ポンプ（図示
省略）に接続される入口ポート３４と、タンク（図示省
略）に接続される出口ポート３６と、前記油圧シリンダ
２０の一方の油室２２に接続される第一ポート３７と、
他方の油室２３に接続される第二ポート３８とが設けら
れている。各ポート３４、３６、３７、３８は、その第
１バルブ３１と第２バルブ３２との間に形成された弁間
流路２７を介し互いに連通する。その弁間流路２７の絞
り度は、入力軸２と出力軸３との相対回転により変化す
る。

【００１４】すなわち、図２に示すように、第１バルブ
３１の内周に軸方向に沿う第１凹部５０が周方向等間隔
に８ケ所形成され、第２バルブ３２の外周に第２凹部５
１が周方向等間隔に８ケ所形成されている。図３の
（１）は実線により第２バルブ３２の展開図を示し、鎖
線により第１凹部５０を示すもので、第１凹部５０の周
方向間に第２凹部５１が位置する。また、本実施例で
は、第２凹部５１の軸方向に沿う周縁は面取部５１ａと
され、この面取部５１ａの幅は図中下方に向かうに従い
大きくされている。その第１凹部５０は、筒部材２６と
第１バルブ３１に形成された流路５３を介して前記第１
ポート３７に連通するものと、筒部材２６と第１バルブ
３１に形成された流路５４を介して第２ポート３８に連
通するものとが周方向に交互に並列する。その第２凹部
５１は、筒部材２６と第１バルブ３１に形成された流路
５５を介して前記入口ポート３４に通じる部分と、前記
出口ポート３６に通じる部分とが周方向に交互に並列す
る。その第２凹部５１と出口ポート３６とは、図１に示
すように、入力軸２に形成された流路５２ａ、５２ｂ、
トーションバー６と入力軸２との内外周間の空間、第１
バルブ３１の下方空間、筒部材２６に形成された流路２
６ａおよびバルブハウジング７に形成された流路５７を
介し連通する。

【００１５】図２は操舵が行なわれていない状態を示
し、入口ポート３４と出口ポート３６とが弁間流路２７
を介し連通し、ポンプ（図示省略）から制御バルブ３０
に流入する油はタンク（図示省略）に還流し、操舵補助
力は発生しない。この状態から左右一方へ操舵すること
によって生じる操舵抵抗によりトーションバー６がねじ
れ、入力軸２と出力軸３とが相対回転すると、第１凹部
５０と第２凹部５１との周方向相対位置が変化し、これ
により第１バルブ３１と第２バルブ３２の弁間流路２７
の絞り度が変化する。すなわち、トーションバー６のね
じれにより入口ポート３４と第１ポート３７との間Ａに
おいて絞り度が小さくなり、第１ポート３７と出口ポー
ト３６との間Ｂにおいて絞り度が大きくなり、入口ポー
ト３４と第２ポート３８との間Ｃにおいて絞り度は大き
くなり、第２ポート３８と出口ポート３６との間Ｄにお
いて絞り度は小さくなる。これにより、油圧シリンダ２
０の一方の油室２２に操舵方向と操舵抵抗に応じた圧力
の圧油が供給され、また、他方の油室２３からタンク３
５に油が還流し、車両の左右一方への操向補助力が油圧
シリンダ２０からラック１６に作用する。また、左右他
方へ操舵すると入力軸２と出力軸３とが逆方向に相対回
転し、入口ポート３４と第１ポート３７との間Ａにおい
て絞り度は大きくなり、第１ポート３７と出口ポート３
６との間Ｂにおいて絞り度は小さくなり、入口ポート３
４と第２ポート３８との間Ｃにおいて絞り度は小さくな
り、第２ポート３８と出口ポート３６との間Ｄにおいて
絞り度は大きくなる。これにより、車両の左右他方への
操向補助力が油圧シリンダ２０からラック１６に作用す
る。

【００１６】また、その第１バルブ３１と第２バルブ３
２の弁間流路２７の絞り度は、第１バルブ３１と第２バ
ルブ３２との軸方向相対移動により変化する。

【００１７】すなわち、タンクポート３６に通じる油の
流路５７に絞り部材６０が配置され、この絞り部材６０
はソレノイド６１により作動される。そのソレノイド６
１の電磁力は車速に応じ制御され、高速になるに従い絞
り部材６０は図中右方に移動する。これにより、高速に
なるに従い第１バルブ３１の下面に作用する油圧が小さ
くなる。また、第１バルブ３１の上面に、バルブハウジ
ング７に内蔵されたバネ６２の弾性力と、バルブハウジ
ング７に形成された通孔６３を介し作用するタンクポー
ト３６における油圧とが作用する。これにより、第１バ
ルブ３１は第１凹部５０と共に高速走行時にあっては図
１、図３の（１）に示すように最下方に位置し、弁間流
路２７の絞り度が小さくなり、車速の減少に伴って第１
凹部５０と共に図３の（２）に示すように上方に移動
し、弁間流路２７の絞り度が大きくなる。この弁間流路
２７の絞り度の変化により、図４に示すように、高速走
行時にあっては操舵入力トルクを大きくしない限り操舵
補助力を発生させる油圧の増加割合は小さいことから操
舵の安定性が満足され、低速走行時や停車時にあっては
操舵入力トルクが小さくても操舵補助力を発生させる油
圧の増加割合は大きくなることから操舵の高応答性が満
足される。

【００１８】上記構成によれば、入出力軸２、３の振れ
回りは、ハウジング７に弾性を有するシール部材２５を
介し挿入された筒部材２６の径方向変位により吸収され
る。その筒部材２６に第１バルブ３１が軸方向移動可能
に挿入されるので、車速に応じた第１バルブ３１の軸方
向移動がシール部材２５に阻害されることはなく、車速
に応じた最適な操舵特性を得ることができる。また、第
２バルブ３２を軸方向移動させる必要がないので、スプ
ラインのような長期使用によりがたつきが生じる部分は
必要とされず、操舵抵抗に応じ適正な操舵補助力を付与
できる。

【００１９】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば、上記実施例では第２凹部５１の面
取部５１ａの幅を図中下方に向かうに従い大きくした
が、図５に示すように均一にしてもよい。また、上記実
施例では本発明をラックピニオン式油圧パワーステアリ
ング装置に適用したが、ボールスクリュー式油圧パワー
ステアリング装置にも適用することができる。また、第
１バルブが入力軸と同行回転し、第１バルブに挿入され
る第２バルブが出力軸と同行回転するようにしてもよ
い。

【００２０】

【発明の効果】本発明のパワーステアリング装置用ロー
タリー式制御バルブによれば、加工コストを増大させる
ことなく速度に応じた最適な操舵特性を得ることがで
き、また、操舵抵抗に応じた適正な操舵補助力を長期に
亘り付与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の油圧パワーステアリング装置
の断面図

【図２】本発明の実施例のロータリー式制御バルブの平
断面図

【図３】本発明の実施例のロータリー式制御バルブの作
用説明図

【図４】入力トルクと油圧との関係を示す図

【図５】本発明の異なった実施例の作用説明図

【図６】従来例の油圧パワーステアリング装置の断面図

【符号の説明】

２ 入力軸 ３ 出力軸 ６ トーションバー ７ ハウジング ２５ シール部材 ２６ 筒部材 ２７ 弁間流路 ３０ 油圧制御バルブ ３１ 第１バルブ ３２ 第２バルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力軸と、この入力軸にトーションバー
   を介し連結される出力軸と、その入力軸と出力軸の一方
   と同行回転する筒状の第１バルブと、その入力軸と出力
   軸の他方と同行回転すると共に第１バルブに挿入される
   第２バルブと、その第１バルブの外周を覆うハウジング
   とを備え、その第１バルブと第２バルブとの間の弁間流
   路の絞り度が、その入力軸と出力軸の相対回転および第
   １バルブと第２バルブの軸方向相対移動により変更可能
   な油圧パワーステアリング装置用ロータリー式制御バル
   ブにおいて、前記ハウジングに筒部材が弾性を有するシ
   ール部材を介し径方向変位可能に挿入され、その筒部材
   に前記第１バルブが軸方向移動可能に挿入されているこ
   とを特徴とする油圧パワーステアリング装置用ロータリ
   ー式制御バルブ。