JPH08192760A - 油圧パワーステアリング装置用制御弁およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 筒状の第１バルブ部材側２４の凹部の軸方向
に沿う縁と、その第１バルブ部材２４に挿入される第２
バルブ部材２５側の凹部Ｐ、Ｔの軸方向に沿う縁との間
が、両バルブ部材２４、２５の相対回転により開度が変
化する絞り部とされる。その絞り部の開度変化により操
舵補助力発生用油圧アクチュエータに作用する油圧が制
御される。その第２バルブ部材側凹部の一部は圧油排出
用凹部Ｔとされ、その圧油排出用凹部Ｔの少なくとも一
端から軸方向外方に延びる延長凹部３８を介し、圧油排
出用凹部Ｔに導入される油がタンクに還流される。その
圧油排出用凹部Ｔに導入された油を、延長凹部３８から
排出されるまでに絞る複数の絞り部δ１、δ２が設けら
れている。 【効果】 エネルギーロスを大きくすることなくキャビ
テーションに基づき発生する音を低減できる。

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
グ装置の操舵補助力発生用油圧アクチュエータに作用す
る油圧を制御するロータリー式の油圧制御弁とその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧パワーステアリング装置用制御弁と
して、筒状の第１バルブ部材と、この第１バルブ部材に
相対回転可能に挿入される第２バルブ部材とを備え、そ
の第１バルブ部材の内周と第２バルブ部材の外周とに軸
方向に沿う複数の凹部が周方向に間隔をおいて形成さ
れ、その第１バルブ部材側凹部の軸方向に沿う縁と第２
バルブ部材側凹部の軸方向に沿う縁との間が両バルブ部
材の相対回転により開度が変化する絞り部とされ、その
絞り部の開度変化により操舵補助力発生用油圧アクチュ
エータに作用する油圧を制御するものが用いられてい
る。

【０００３】そのような制御弁に流入した圧油は、アク
チュエータに供給するもの以外はタンクに還流させる必
要がある。そのため、図８に示すように、その第２バル
ブ部材１０１側の凹部の一部が圧油排出用凹部１０２と
され、その圧油排出用凹部１０２の両端から軸方向外方
に延びる延長凹部１０３、１０４が第２バルブ部材１０
１の外周に形成され、その圧油排出用凹部１０２に導入
された油を延長凹部１０３を介しタンクに還流する制御
弁が用いられている（特開昭５４‐６４３３４号公
報）。

【０００４】その圧油排出用凹部１０２と延長凹部１０
３、１０４とは、半径Ｒの回転カッター１０５を図中破
線矢印Ｅで示すように第２バルブ部材１０１の径方向と
軸方向とに移動させることで形成していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような制御弁に
おいては、第１バルブ部材１０６の端部内周と延長凹部
１０３との間の隙間が絞り部δとされ、圧油排出用凹部
１０２に導入された油はその絞り部δにおいて一度絞ら
れた後に延長凹部１０３から排出される。

【０００６】その絞り部δの上流側と下流側との間で油
の圧力差が大きいとキャビテーションに基づき発生する
音が大きくなり、その圧力差が小さいとエネルギーロス
が大きくなるという問題がある。

【０００７】また、圧油排出用凹部１０２と延長凹部１
０３、１０４とを回転カッター１０５の軸方向移動によ
り形成するのに時間を要するという問題があった。

【０００８】本発明は、上記課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制御弁とその製造方法
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、筒状の第１バ
ルブ部材と、この第１バルブ部材に相対回転可能に挿入
される第２バルブ部材とを備え、その第１バルブ部材の
内周と第２バルブ部材の外周とに軸方向に沿う複数の凹
部が周方向に間隔をおいて形成され、その第１バルブ部
材側凹部の軸方向に沿う縁と第２バルブ部材側凹部の軸
方向に沿う縁との間が両バルブ部材の相対回転により開
度が変化する絞り部とされ、その絞り部の開度変化によ
り操舵補助力発生用油圧アクチュエータに作用する油圧
が制御され、その第２バルブ部材側凹部の一部は圧油排
出用凹部とされ、その圧油排出用凹部の少なくとも一端
から軸方向外方に延びる延長凹部が第２バルブ部材の外
周に形成され、その圧油排出用凹部に導入される油が延
長凹部を介しタンクに還流される油圧パワーステアリン
グ装置用制御弁において、その圧油排出用凹部に導入さ
れた油を、延長凹部から排出されるまでに絞る複数の絞
り部が設けられていることを特徴とする。

【００１０】各圧油排出用凹部の底面と、その圧油排出
用凹部の少なくとも一端から軸方向外方に延びる延長凹
部の底面とは、幅と曲率とが等しく各曲率中心が第２バ
ルブ部材の軸方向に沿って並列する複数の円弧面により
構成され、相隣接する円弧面の境界と第１バルブ部材の
内周との間が前記絞り部の少なくとも一つとされている
のが好ましい。この際、その円弧面の曲率半径と同一半
径の回転カッターを第２バルブ部材の径方向に移動させ
ることで、前記各第２バルブ部材側凹部を形成するのが
好ましい。また、第１バルブ部材の端部内周と延長凹部
との間の隙間により構成される絞り部の開度を、第２バ
ルブ部材の軸方向位置を変化させることで調節するのが
好ましい。

【００１１】

【発明の作用および効果】本発明の構成によれば、圧油
排出用凹部に導入された油は延長凹部から排出されるま
でに複数の絞り部において絞られるので、単一の絞り部
において絞られる場合に比べ、トータルの圧力差を小さ
くすることなく各絞り部における上流側と下流側との圧
力差を小さくできる。これにより、エネルギーロスを大
きくすることなくキャビテーションに基づき発生する音
を低減できる。また、その絞り部の一つを第１バルブ部
材の端部内周と延長凹部との間の隙間により構成する場
合、第２バルブ部材の軸方向位置を変化させることで、
その絞り部の開度を調節でき、その開度を大きくするこ
とでキャビテーションに基づき発生する音を低減でき、
その開度を小さくすることでエネルギーロスを低減でき
る。

【００１２】その圧油排出用凹部の底面と延長凹部の底
面とを、幅と曲率とが等しく各曲率中心が第２バルブ部
材の軸方向に沿って並列する複数の円弧面により構成す
ることで、相隣接する円弧面は互いの境界に向かうに従
い第１バルブ部材の内周に向かう。これにより、その境
界と第１バルブ部材の内周との間を前記絞り部の少なく
とも一つとすることができる。しかも、その円弧面の曲
率半径と同一半径の回転カッターを第２バルブ部材の径
方向に移動させるだけで各第２バルブ部材側凹部を形成
することができ、回転カッターの径方向移動と軸方向移
動とにより形成する場合に比べ、切削加工量を少なくし
て切削加工の際のサイクルタイムを短くできる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。

【００１４】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、操舵用ハンドル（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３
を介し連結される出力軸４とを備える。そのトーション
バー３は入力軸２の内周孔２ａ内においてピン５を介し
入力軸２に連結され、また、セレーション６を介し出力
軸４に連結される。その出力軸４にピニオン７が形成さ
れ、このピニオン７に噛み合うラック８が操舵用車輪
（図示省略）に連結される。その入力軸２の外周はベア
リング９ａおよびブッシュ９ｂを介しバルブハウジング
１０ａに支持されている。その出力軸４はベアリング１
２、１３を介しラックハウジング１０ｂに支持されてい
る。その入力軸２の操舵による回転がトーションバー３
を介しピニオン７に伝達されてラック８が車両幅方向に
移動し、このラック８の移動により車輪が操舵される。
なお、その入力軸２の一端にハンドルシャフトとの連結
用自在継手（図示省略）が嵌合され、その自在継手に挿
通される図中破線で示す回り止めピンＰとの係合用凹部
２ｆが設けられている。その凹部２ｆの軸方向長さはピ
ンＰの径よりも大きくされている。また、その入出力軸
２、４とバルブハウジング１０ａとの間にオイルシール
１４、１５が設けられている。また、そのラック８を支
持するサポートヨーク１６が設けられ、このサポートヨ
ーク１６はバネ１７の弾性力によりラック８に押し付け
られている。

【００１５】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１８が設けられている。その油圧シ
リンダ１８は、ラックハウジング１０ｂにより構成され
るシリンダチューブ１９と、ラック８に一体に形成され
たピストン２０とを備え、そのピストン２０により仕切
られる一対の油室２１、２２が形成されている。各油室
２１、２２にロータリー式油圧制御弁２３が接続されて
いる。その制御弁２３は、筒状の第１バルブ部材２４
と、この第１バルブ部材２４に相対回転可能に挿入され
る第２バルブ部材２５とを備えている。その第１バルブ
部材２４は、筒状の本体部２４ａと、この本体部２４ａ
の内周両端に圧入されることで軸方向に関し離れる一対
の環状部２４ｂ、２４ｃとを有する。その本体部２４ａ
に形成されたピン挿通孔に挿入されるピン２６が出力軸
４に挿通されることで、第１バルブ部材２４は出力軸４
と同行回転する。その第２バルブ部材２５は入力軸２の
外周に一体に形成されることで入力軸２と同行回転す
る。

【００１６】両環状部２４ｂ、２４ｃの間において、図
２に示すように、第１バルブ部材２４の内周と第２バル
ブ部材２５の外周とに軸方向に沿う複数の凹部が周方向
等間隔に形成されている。その第１バルブ部材側凹部
は、互いに周方向等間隔に位置する３つの右操舵用凹部
Ｒと、互いに周方向等間隔に位置する３つの左操舵用凹
部Ｌとで構成される。その第２バルブ部材側凹部は、互
いに周方向等間隔に位置する３つの圧油供給用凹部Ｐ
と、互いに周方向等間隔に位置する３つの圧油排出用凹
部Ｔとで構成される。各右操舵用凹部Ｒと各左操舵用凹
部Ｌとは周方向に交互に配置され、各圧油供給用凹部Ｐ
と各圧油排出用凹部Ｔとは周方向に交互に配置される。

【００１７】図１、図２に示すように、各右操舵用凹部
Ｒは、第１バルブ部材２４に形成された流路３１からバ
ルブハウジング１０ａに形成された右操舵用ポート３２
を介し油圧シリンダ１８の一方の油室２１に通じる。各
左操舵用凹部Ｌは、第１バルブ部材２４に形成された流
路３３からバルブハウジング１０ａに形成された左操舵
用ポート３４を介し油圧シリンダ１８の他方の油室２２
に通じる。各圧油供給用凹部Ｐは、第１バルブ部材２４
に形成された流路３５からバルブハウジング１０ａに形
成された入口ポート３６を介しポンプ３７に通じる。各
圧油排出用凹部Ｔそれぞれは、第２バルブ部材２５の外
周に形成された延長凹部３８とバルブハウジング１０ａ
に形成された出口ポート４０を介しタンク４１に通じ
る。これにより、そのポンプ３７、タンク４１、及び油
圧シリンダ１８の各油室２１、２２が、第１バルブ部材
２４と第２バルブ部材２５の内外周間の弁間流路を介し
通じる。また、その弁間流路において、第１バルブ部材
側凹部の軸方向に沿う縁と第２バルブ部材側凹部の軸方
向に沿う縁との間は、両バルブ部材２４、２５の相対回
転により開度が変化する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとされ
る。その絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開度変化により油圧シ
リンダ１８に作用する油圧が制御される。

【００１８】図２は操舵していない状態での両バルブ部
材２４、２５の相対位置を示し、この状態においては各
圧油供給用凹部Ｐと各圧油排出用凹部Ｔとが全ての絞り
部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを介し連通するため、ポンプ３７から
供給される圧油は直接タンク４１へ還流し操舵補助力は
発生しない。その操舵補助力が発生しない状態から右方
へ操舵すると、車輪が路面から受ける操舵抵抗に応じト
ーションバー３は捩じれ、両バルブ部材２４、２５が相
対回転する。その結果、各右操舵用凹部Ｒと各圧油供給
用凹部Ｐとの間の絞り部Ａの開度および各左操舵用凹部
Ｌと各圧油排出用凹部Ｔとの間の絞り部Ｂの開度が大き
くなり、各右操舵用凹部Ｒと各圧油排出用凹部Ｔとの間
の絞り部Ｃの開度および各左操舵用凹部Ｌと各圧油供給
用凹部Ｐとの間の絞り部Ｄの開度が小さくなる。これに
より、ポンプ３７から油圧シリンダ１８の一方の油室２
１へ圧油が供給され、油圧シリンダ１８の他方の油室２
２よりタンク４１へ圧油が還流され、車両の右方への操
舵補助力が操舵抵抗に応じラック８に作用する。また、
操舵補助力が発生しない状態から左方へ操舵すると、各
絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開度は右方へ操舵した場合と逆
に変化するので、車両の左方への操舵補助力が操舵抵抗
に応じラック８に作用する。

【００１９】図１、図３、図４に示すように、前記各延
長凹部３８は、各圧油排出用凹部Ｔそれぞれの一端から
軸方向外方（図において上方）に延びる第１部分３８ａ
と、圧油排出用凹部Ｔの他端から軸方向外方（図におい
て下方）に延びる第２部分３８ｂとを有する。各第１部
分３８ａの端部は、第１バルブ部材２４の上方まで至る
ことで第１バルブ部材２４の上方空間５１に通じ、その
上方空間５１に通じる前記出口ポート４０を介しタンク
４１に接続される。各第２部分３８ｂの端部は、第２バ
ルブ部材２５の先端にまで至ることで第１バルブ部材２
４の下方の内部漏れ油の貯留空間５２に通じ、これによ
り、その空間５２はタンク４１に接続される。なお、第
２バルブ部材２５の先端よりも入力軸２の軸方向外方側
（図において下方側）において、入力軸２の外周に一対
の互いに平行な平坦面２ｄが形成され、各平坦面２ｄが
出力軸４の内周面４ｄに当接することで両バルブ部材２
４、２５の相対回転量が過大になるのが防止され、トー
ションバー３の破損が防止される。また、その平坦面２
ｄよりも入力軸２の軸方向外方側は小径部２ｅとされ、
この小径部２ｅに前記ブッシュ９ｂが嵌合される。

【００２０】図３、図４に示すように、各圧油排出用凹
部Ｔの底面と、その圧油排出用凹部Ｔの少なくとも一端
から軸方向外方に延びる延長凹部３８の底面とは、幅と
曲率とが等しく各曲率中心Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３が第２バル
ブ部材２５の軸方向に沿って等間隔に並列する３つの円
弧面６１、６２、６３により構成される。すなわち、各
圧油排出用凹部Ｔの中央部分の底面は第１円弧面６１に
より構成され、各圧油排出用凹部Ｔの図中上方側部分の
底面と各延長凹部３８の第１部分３８ａの底面とは第２
円弧面６２により構成され、各圧油排出用凹部Ｔの図中
下方側部分の底面と各延長凹部３８の第２部分３８ｂの
底面とは第３円弧面６３により構成される。その第１円
弧面６１と第２円弧面６２との境界６４と第１バルブ部
材２４の内周との間が、圧油排出用凹部Ｔに導入された
油を延長凹部３８から排出されるまでに絞る第１絞り部
δ１とされている。また、第１バルブ部材２４の端部内
周と延長凹部３８の第１部分３８ａとの間の隙間が第２
絞り部δ２とされている。これにより、圧油排出用凹部
Ｔに導入されて図３中破線矢印Ｇで示すように流れる油
は、延長凹部３８の第１部分３８ａから排出されるまで
に第１絞り部δ１と第２絞り部δ２とにおいて絞られ
る。なお、第１円弧面６１と第３円弧面６３との境界６
５と第１バルブ部材２４の内周との間は、第１バルブ部
材２４の下方の内部漏れ油の貯留空間５２に通じるた
め、タンク４１に還流される油が絞られることはない。

【００２１】各圧油供給用凹部Ｐの底面は第４円弧面６
６により構成される。その第４円弧面６６の幅と曲率と
は上記各円弧面６１、６２、６３に等しく、また、その
第４円弧面６６の曲率中心Ｏ４と第１円弧面６１の曲率
中心Ｏ１とは入力軸２の軸心を中心とする同一円上に位
置する。

【００２２】各圧油排出用凹部Ｔ、延長凹部３８および
圧油供給用凹部Ｐは、上記各円弧面６１、６２、６３、
６６の曲率半径Ｒと同一半径の回転カッター７０を、図
中破線矢印Ｆで示すように第２バルブ部材２５の径方向
に移動させることで形成される。

【００２３】上記構成によれば、圧油排出用凹部Ｔに導
入された油は延長凹部３８から排出されるまでに先ず第
１絞り部δ１において絞られ、しかる後に第２絞り部δ
２において絞られるので、単一の絞り部において絞られ
る場合に比べ、トータルの圧力差を小さくすることなく
各絞り部δ１、δ２における上流側と下流側との圧力差
を小さくできる。これにより、エネルギーロスを大きく
することなくキャビテーションに基づき発生する音を低
減できる。また、圧油排出用凹部Ｔの底面と延長凹部３
８の底面とを構成する相隣接する円弧面６１、６２は、
互いの境界６４に向かうに従い第１バルブ部材２４の内
周に向かうので、その境界６４と第１バルブ部材２４の
内周との間を絞り部δ１とすることができる。しかも、
その円弧面６１、６２の曲率半径Ｒと同一半径の回転カ
ッター７０を第２バルブ部材２５の径方向に移動させる
だけで各第２バルブ部材側凹部Ｐ、Ｔ、３８を形成する
ことができ、回転カッターの径方向移動と軸方向移動と
により形成する場合に比べ、切削加工量を少なくして切
削加工の際のサイクルタイムを短くできる。

【００２４】また、上記実施例の第２絞り部δ２は、第
１バルブ部材２４の端部内周と延長凹部３８の第１部分
３８ａとの間の隙間により構成され、その隙間は入力軸
２と一体の第２バルブ部材２５の軸方向位置に応じ変化
する。よって、ピン５を介し入力軸２とトーションバー
３とを連結するのに先立ち、入力軸２の軸方向位置を変
化させることで第２絞り部δ２の開度を調節できる。例
えば、キャビテーションに基づき発生する音が過大な場
合や静粛性が要求される高級車の場合は、図５に示すよ
うに第２絞り部δ２の開度を大きくして音を低減した
り、軽自動車のようにエネルギー効率の向上が要求され
る場合は、図１に示すように第２絞り部δ２の開度を小
さくしてエネルギーロスを低減することができる。な
お、その入力軸２の軸方向位置が変化しても、その入力
軸２の一端に連結されるハンドルシャフトとの連結用自
在継手の位置は変化しないので、前記係合用凹部２ｆの
軸方向長さは前記回り止めピンＰの径よりも大きくさ
れ、入力軸２の軸方向位置が変化した場合でも係合用凹
部２ｆと抜け止めピンＰとは係合可能とされている。

【００２５】図６、図７は変形例を示す。上記実施例と
の相違は、回り止めピンＰと係合用凹部２ｆとの係合に
代えて、入力軸２の一端にスプライン２″が形成され、
そのスプライン２″を介しハンドルシャフトとの連結用
自在継手が入力軸２に嵌合される点にある。これによ
り、上記実施例と同様に、図７に示すように第２絞り部
δ２の開度を大きくして音を低減したり、図６に示すよ
うに第２絞り部δ２の開度を小さくしてエネルギーロス
を低減することができる。

【００２６】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、本発明をボールスクリュー式油圧
パワーステアリング装置の制御弁に適用してもよい。

【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
の第２絞り部の開度を小さくした状態での縦断面図

【図２】その実施例の制御弁の横断面図

【図３】その実施例の第２バルブ部材の部分縦断面図

【図４】その実施例の第２バルブ部材の部分側面図

【図５】その実施例の油圧パワーステアリング装置の第
２絞り部の開度を大きくした状態での縦断面図

【図６】本発明の変形例の油圧パワーステアリング装置
の第２絞り部の開度を小さくした状態での縦断面図

【図７】その変形例の油圧パワーステアリング装置の第
２絞り部の開度を大きくした状態での縦断面図

【図８】従来の第２バルブ部材の部分縦断面図

【符号の説明】

１８ 油圧シリンダ ２４ 第１バルブ部材 ２５ 第２バルブ部材 ３８ 延長凹部 ６１ 第１円弧面 ６２ 第２円弧面 ６３ 第３円弧面 ７０ 回転カッター Ｒ 右操舵用凹部 Ｌ 左操舵用凹部 Ｐ 圧油供給用凹部 Ｔ 圧油排出用凹部 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 絞り部 δ１ 第１絞り部 δ２ 第２絞り部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状の第１バルブ部材と、この第１バル
   ブ部材に相対回転可能に挿入される第２バルブ部材とを
   備え、その第１バルブ部材の内周と第２バルブ部材の外
   周とに軸方向に沿う複数の凹部が周方向に間隔をおいて
   形成され、その第１バルブ部材側凹部の軸方向に沿う縁
   と第２バルブ部材側凹部の軸方向に沿う縁との間が両バ
   ルブ部材の相対回転により開度が変化する絞り部とさ
   れ、その絞り部の開度変化により操舵補助力発生用油圧
   アクチュエータに作用する油圧が制御され、その第２バ
   ルブ部材側凹部の一部は圧油排出用凹部とされ、その圧
   油排出用凹部の少なくとも一端から軸方向外方に延びる
   延長凹部が第２バルブ部材の外周に形成され、その圧油
   排出用凹部に導入される油が延長凹部を介しタンクに還
   流される油圧パワーステアリング装置用制御弁におい
   て、その圧油排出用凹部に導入された油を、延長凹部か
   ら排出されるまでに絞る複数の絞り部が設けられている
   油圧パワーステアリング装置用制御弁。
2. 【請求項２】 各圧油排出用凹部の底面と、その圧油排
   出用凹部の少なくとも一端から軸方向外方に延びる延長
   凹部の底面とは、幅と曲率とが等しく各曲率中心が第２
   バルブ部材の軸方向に沿って並列する複数の円弧面によ
   り構成され、相隣接する円弧面の境界と第１バルブ部材
   の内周との間が前記絞り部の少なくとも一つとされてい
   る請求項１に記載の油圧パワーステアリング装置用制御
   弁。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の油圧パワーステアリン
   グ装置用制御弁を製造するに際し、前記円弧面の曲率半
   径と同一半径の回転カッターを第２バルブ部材の径方向
   に移動させることで、前記各第２バルブ部材側凹部を形
   成することを特徴とする油圧パワーステアリング装置用
   制御弁の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の油圧パワーステアリン
   グ装置用制御弁を製造するに際し、第１バルブ部材の端
   部内周と延長凹部との間の隙間により構成される絞り部
   の開度を、第２バルブ部材の軸方向位置を変化させるこ
   とで調節することを特徴とする油圧パワーステアリング
   装置用制御弁の製造方法。