JPH08198126A - 動力舵取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ロータリバルブ３８内部での乱流の発生を抑制
して流体音を低減する。 【構成】舵取ハンドルによって回転されるスタブシャフ
ト２６と、このスタブシャフト２６にトーションバー２
８を介して連結されたウオームシャフト２２と、スタブ
シャフト２６に嵌合されて一体的に回転するバルブロー
タ３６およびウオームシャフト２２に形成されたバルブ
スリーブ３２から成るロータリバルブ３８と、上記バル
ブロータ３６に近接した位置に配置されてスタブシャフ
ト２６を回転自在に支持するベアリング３０とを備えて
いる。上記バルブロータ３６のベアリング３０寄りの端
部の、バルブ溝３６ｃ，３６ｄ以外の部分に、バルブロ
ータ３６の内外を連通する貫通穴（逃がし通路）３６ｆ
が設けられている。 【効果】逃がし通路がバルブ溝３６ｃ，３６ｄ内にない
ので、乱流が発生せず、流体音が低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スタブシャフト（入力
軸）の外周に嵌合されて一体的に回転するバルブロータ
と、ウオームシャフト（出力軸）の端部に形成されて上
記バルブロータの外周に嵌合されたバルブスリーブとか
ら成るロータリバルブを備えた動力舵取装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来のインテグラル型動力舵取装
置の一例を示すもので、ギアハウジング２のシリンダ部
４内に摺動自在に嵌合されてこのシリンダ部４内を２つ
の圧力室１０（図の左方に位置する圧力室は図示を省
略）に区画するピストン６と、このピストン６の側面に
形成されたラック１２に噛合うセクタギア１４と、ピス
トン６の軸芯に形成された孔内に、多数のボールが循環
するボールねじを介して螺合されているウオームシャフ
ト（出力軸）２２と、このウオームシャフト２２と同一
軸線上に配置され、トーションバー２８によって連結さ
れて所定角度の相対回転が可能なスタブシャフト（入力
軸）２６と、上記ウオームシャフト２２の端部に設けら
れている大径筒部の内周面に形成されたバルブスリーブ
（アウターバルブ）３２およびスタブシャフト２６の外
周面に嵌合され、連結ピン３４を介して回転方向に連結
されたバルブロータ（インナーバルブ）３６とから成る
ロータリタイプのコントロールバルブ３８とを備えてい
る。

【０００３】上記ウオームシャフト２２のスタブシャフ
ト２６側端部には、ボールベアリング２５が設けられて
このウオームシャフト２２を回転自在に支持し、また、
スタブシャフト２６の外周の、上記バルブロータ３６の
右側端面３６ｅに隣接した位置には、ボールベアリング
３０が配置されてこのスタブシャフト２６を回転自在に
支持している。

【０００４】上記構成のインテグラル型動力舵取装置で
は、図示しない舵取ハンドルの操作によりスタブシャフ
ト２６とウオームシャフト２２（すなわちそれらと一体
的に回転するバルブロータ３６とバルブスリーブ３２）
とを相対回転させると、図示しないオイルポンプから吐
出された圧油が、バルブハウジング２４に形成されたポ
ンプポートを通って上記ロータリバルブ３８内に入り、
分配制御されてシリンダ４の一方の圧力室内に導入され
るとともに、他方の圧力室内の作動油がロータリバルブ
３８を通り、バルブスリーブ３２に形成された半径方向
の戻り穴５０を介してスタブシャフト２６の外周面とバ
ルブハウジング２４の内周面との間の環状の空間４０内
に流出した後、バルブハウジング２４のタンクポート４
２からオイルタンクへ還流するようになっており、シリ
ンダ４の両圧力室間に生じる圧力差によって上記ピスト
ン６を作動させて操舵補助力を発生させるようになって
いる。

【０００５】上記構成に係る動力舵取装置では、ロータ
リバルブ３８の作動によりその内部のバルブ溝内が高圧
になると、圧油が、バルブスリーブ３２の内面（ウオー
ムシャフト２２の大径筒部の内面）とバルブロータ３６
の外面との間の隙間から、バルブロータ３６をスタブシ
ャフト２６に連結しているピン３４の周囲の空間に漏洩
する。また、シリンダ部４内の右方の圧力室１０側が高
圧になった場合には、この圧力室１０内の圧油が上記ピ
ストン６の内面とウオームシャフト２２の外面との間を
通って流出し、ウオームシャフト２２の内周面とトーシ
ョンバー２８の外周面との間に洩れ出し、ウオームシャ
フト２２の大径筒部の内面とスタブシャフト２６の外面
との間の隙間および上記ピン３４の周囲の空間に浸入し
てバルブロータ３６の左側端面に作用する。

【０００６】上記のようにウオームシャフト２２の大径
筒部の内面とスタブシャフト２６の外面との間の隙間お
よび上記ピン３４の周囲の空間に洩れ出した作動油は、
バルブロータ３６の内面とスタブシャフト２６の外面と
の間の隙間を通って、バルブロータ３６の右側端面とス
タブシャフト２６を回転自在に支持しているボールベア
リング３０との間の間隙に流出し、さらに、ウオームシ
ャフト２２の外周のボールベアリング２５の内部および
上記環状の空間４０等を介してタンクポートから図示し
ないタンクへドレンされるようになっている。

【０００７】しかしながら、上記バルブロータ３６の右
側端面は上述のようにタンクに連通して低圧になってい
るため、上記内部漏れのオイルが流入するバルブロータ
３６の左側端面との間に圧力差が生じ、バルブロータ３
６が右側に押されてボールベアリング３０に押付けら
れ、タンクへのドレン通路（バルブロータ３６の右側端
面とボールベアリング３０との間の間隙）が閉じられて
しまうおそれがあった。そこで従来は、バルブロータ３
６の外周面に形成されている軸方向に延びる６本のバル
ブ溝３６ｃ，３６ｄのうちのタンクに連通されている低
圧側の３本の溝３６ｄの１つの底面に、バルブロータ３
６の内周側へ貫通するドレン穴６０を形成し、上述した
内部漏れのオイルをタンクへドレンさせるようにしてい
た（図８，９参照）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の動力舵取装
置の構成では、バルブロータ３６のタンクに連通してい
る低圧側バルブ溝３６ｄ内にドレン穴６０を設けたこと
により、内部漏れのオイルをタンク側へ逃がすことがで
きるようになっているが、このようなドレン穴６０をバ
ルブロータ３６の低圧側バルブ溝３６ｄ内に設けたこと
により、図１０に示すように、バルブスリーブ３２のバ
ルブ溝３２ａからバルブロータ３６の低圧側バルブ溝３
６ｄ内に流入し、バルブスリーブ３２の戻り穴５０等を
通ってタンクへ還流する作動油の流れが乱れ、その結
果、流体音が発生するという問題があった。

【０００９】本発明は上記欠点を除くためになされたも
ので、従来バルブロータの低圧側バルブ溝内に形成され
ていたドレン穴をなくすことにより流体音を低減させる
とともに、内部漏れのオイルを低圧側に逃がすための通
路を確保することができる動力舵取装置を提供すること
を目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る動力舵取装
置は、舵取ハンドルの操作によって回転する入力軸と、
この入力軸と同一軸線上に配置され、トーションバーに
よって相対回転可能に連結された出力軸と、上記入力軸
の外周に嵌合され、ピンによって連結されて一体的に回
転するバルブロータおよび出力軸の内面に形成されたバ
ルブスリーブから成るロータリバルブと、上記入力軸の
外周の、バルブロータに近接した位置に配置されてこの
入力軸を回転自在に支持するベアリング等を備えてお
り、特に、上記バルブロータのベアリング寄りで、か
つ、そのバルブ溝以外の部分に、バルブロータの内外を
連通する逃がし通路を形成したものである。

【００１１】

【作用】上記構成に係る動力舵取装置では、バルブロー
タが入力軸に対して回転方向には連結されているが、軸
方向には相対移動可能になっており、ロータリバルブの
作動時に内部漏れした作動油がバルブロータの上記ベア
リングと逆側の端面に作用すると、このバルブロータを
ベアリング側に押し付けようとするが、この内部漏れの
作動油は、バルブロータの内面と入力軸の外面との間の
隙間を通り、さらに、上記ベアリング寄りに設けられて
いる逃がし通路からバルブロータの外面側に流出しタン
クへとドレンされる。

【００１２】

【実施例】以下、図示実施例により本発明を説明する。
図１は本発明の一実施例に係るインテグラル型動力舵取
装置の縦断面図、図２はこの動力舵取装置に用いられて
いるバルブロータを拡大して示す平面図である。ギアハ
ウジング２のシリンダ部４内にピストン６が摺動自在に
嵌合され、このシリンダ部４内を２つの圧力室８，１０
に区画している。ピストン６の一側面（図１の下面側）
にはラック１２が形成されており、このラック１２に、
図示しない操向車輪にリンク機構を介して連結されたセ
クタシャフトに一体的に設けられているセクタギア１４
が噛合わされ、ピストン６の往復動に伴ってこのセクタ
ギア１４が正逆回動するようになっている。

【００１３】上記ピストン６の軸芯部の孔１６にはボー
ルねじ溝１８が螺設され、このボールねじ溝１８内に収
容された多数のボール２０を介してウオームシャフト
（出力軸）２２が螺合されている。ウオームシャフト２
２の一端部（図１の右側）は大径の筒状になっており、
この大径筒部の外周面が、上記ギアハウジング２の端部
に固定されたバルブハウジング２４の内面に摺動自在に
嵌合している。ウオームシャフト２２の大径筒部の先端
には、ボールベアリング２５のインナーレース２５ａが
設けられており、上記バルブハウジング２４の内部の段
部と、このバルブハウジング２４に螺合されたプラグ２
７との間に固定されたアウターレース２５ｂとの間に、
ケージベアリング２５ｃに保持された多数のボール２５
ｄが挾持されて、このウオームシャフト２２を回転自在
に支持している。ウオームシャフト２２の大径筒部内に
は、図示しない舵取ハンドルによって回転操作されるス
タブシャフト（入力軸）２６の端部が嵌合され、ウオー
ムシャフト２２の内部に配置されたニードルベアリング
２９およびプラグ２７内のボールベアリング３０によっ
て回転自在に支持されている。これらウオームシャフト
２２とスタブシャフト２６は、それぞれの軸芯の孔内に
挿通されたトーションバー２８によって連結され、所定
角度の相対回転が許容されるようになっている。

【００１４】ウオームシャフト２２の大径筒部の内周面
にはバルブスリーブ（アウターバルブ）３２が形成され
ている。一方、スタブシャフト２６の外周面にはバルブ
ロータ（インナーバルブ）３６が嵌合されピン３４によ
って連結されて一体的に回転するようになっている。バ
ルブロータ３６には、図２に示すように、一方の端面
（図１の左方に位置する端面）３６ａに、上記連結ピン
３４の直径とほぼ一致する円周方向の幅を有する連結溝
３６ｂが形成されており、上記スタブシャフト２６に設
けられた孔内に固定されている半径方向の連結ピン３４
の先端がこの連結溝３６ｂ内に係合することにより、上
記スタブシャフト２６とバルブスリーブ３６とが回転方
向に一体的に連結されている。

【００１５】上記バルブスリーブ３２とバルブロータ３
６とにより構成されているロータリタイプのコントロー
ルバルブ３８について簡単に説明する。バルブスリーブ
３２の内周面には、円周方向等間隔で複数本（この実施
例では６本）の軸線方向に延びるバルブ溝３２ａが形成
され、バルブロータ３６の外周面には、バルブスリーブ
３２と同様に円周方向等間隔で複数本（バルブスリーブ
３２と同数の６本）の軸線方向に延びるバルブ溝３６
ｃ，３６ｄが形成されており、このロータリバルブ３８
の中立状態では、バルブスリーブ３２のバルブ溝３２ａ
とバルブロータ３６のバルブ溝３６ｃ，３６ｄとが交互
に位置するように上記ウオームシャフト２２とスタブシ
ャフト２６とが連結されている。なお、この実施例で
は、バルブスリーブ３２およびバルブロータ３６に形成
されたバルブ溝３２ａ，３６ｃ，３６ｄの数がそれぞれ
６本であるが、６本に限るものではなく８本等の偶数で
あり、かつ、同数であれば良い。

【００１６】バルブスリーブ３２に形成されたバルブ溝
３２ａは、交互に、バルブスリーブ３２の内部を通る通
路３２ｃおよびバルブハウジング２４内部の通路２４ａ
等を介して上記シリンダ４の左方の圧力室８に、そし
て、バルブスリーブ３２の内部を通る通路３２ｄを介し
てシリンダ４の右方の圧力室１０に接続されている。一
方、バルブロータ３６に形成された１つおきのバルブ溝
３６ｃは、向かい合うバルブスリーブ３２のランドに形
成された半径方向通路３２ｂおよびバルブハウジング２
４に形成されたポンプポートを介して図示しないオイル
ポンプに接続されている。また、バルブロータ３６のオ
イルポンプに接続された３本のバルブ溝３６ｃの中間に
位置する各バルブ溝３６ｄは、そのバルブ溝３６ｄに向
かい合うバルブスリーブ３２のランドに形成された半径
方向の戻り穴５０と、バルブスリーブ３２の外周面とバ
ルブハウジング２４の内周面との間の環状の空間４０お
よびバルブハウジング２４に設けられたタンクポート４
２等を介して図示しないオイルタンクに接続されてい
る。

【００１７】さらに本実施例に係る動力舵取装置のバル
ブロータ３６には、上記連結溝３６ｂが形成されている
側の端面３６ａと逆側の端面３６ｅ（図１および図２の
右側に位置する端面）の近くに、バルブロータ３６の内
外を貫通する小径の貫通穴３６ｆが形成されている。こ
の貫通穴３６ｆが後に説明するように内部漏れした圧油
の逃がし通路となる。なお、この実施例では、貫通穴３
６ｆが１個設けられているが、必ずしも１個に限らず２
個以上であっても良い。また、円周方向の位置も、連結
溝３６ｂと同じくポンプ側バルブ溝３６ｃの中心線上に
配置する必要はなく、任意の位置に設けることができ
る。この貫通穴３６ｆは、各バルブ溝３６ｃ，３６ｄ以
外の部分であり、しかも、これらのバルブ溝３６ｃ，３
６ｄが設けられている位置よりもスタブシャフト２６を
支持しているボールベアリング３０寄りの部分に設けて
あれば良い。

【００１８】上記ロータリバルブ３８の中立位置では、
オイルポンプから吐出された圧油は、バルブハウジング
２４のポンプポート、バルブスリーブ３２に形成された
半径方向通路３２ｂ等を介してバルブロータ３６のポン
プ側バルブ溝３６ｃに入り、そのポンプ側バルブ溝３６
ｃの両側に位置するバルブスリーブ３２のバルブ溝３２
ａを通ってバルブロータ３６のタンク側のバルブ溝３６
ｄに入り、さらに、このタンク側のバルブ溝３６ｄに向
かい合ってバルブスリーブ３２に形成された戻り穴５０
から上記環状の空間４０に流出し、タンクポート４２等
を通ってオイルタンクに還流する。

【００１９】また、舵取ハンドルの操作によってスタブ
シャフト２６がいずれかの方向へ回転してバルブロータ
３６とバルブスリーブ３２とが相対的に回転すると、オ
イルポンプから吐出された圧油は、バルブロータ３６に
形成されたポンプ側バルブ溝３６ｃに入った後、そのポ
ンプ側バルブ溝３６ｃの両側に向かい合うバルブスリー
ブ３２の溝３２ａのうちの一方のバルブ溝３２ａを経て
シリンダ４の一方の圧力室８または１０に導入され、他
方の圧力室１０または８内の作動油は、バルブスリーブ
３２の他方のバルブ溝３２ａからバルブロータ３６のタ
ンク側バルブ溝３６ｄに入り、さらに、向かい合うバル
ブスリーブ３２の戻り穴５０を通ってオイルタンクへ還
流する。

【００２０】上述のような動力舵取装置の作動時には、
バルブロータ３６とバルブスリーブ３２とが相対回転し
て、バルブロータ３６のポンプ側バルブ溝３６ｃとバル
ブスリーブ３２の一方のバルブ溝３２ａとの間の流路が
絞られて内部が高圧になるため、バルブロータ３６の外
周面とバルブスリーブ３２の内周面との間の隙間を通っ
て圧油が上記連結用のピン３４側の空間内に漏洩する。
また、バルブスリーブ３２のバルブ溝３２ａから、その
内部を通る通路３２ｄを通って図１の右側の圧力室１０
内に高圧油が導入されている場合には、この圧力室１０
内の圧油が、ピストン６の内面（軸芯部の孔１６）とウ
オームシャフト２２の外面との間の間隙を通って流出
し、さらに、ウオームシャフト２２の内面とトーション
バー２８の外面との間の空間内に浸入して、バルブロー
タ３６の連結ピン３４側の端面３６ａに作用する。

【００２１】上記ロータリバルブ３８の内部から直接漏
洩した圧油および、右側の圧力室１０からウオームシャ
フト２２の内部側に洩れた圧油は、バルブロータ３６の
内面とスタブシャフト２６の外面との間の隙間を通り、
バルブロータ３６の図示右方に形成されている貫通穴３
６ｆからバルブロータ３６の外面側に流出する。このバ
ルブロータ３６の右端部の外面側の空間、すなわち、ス
タブシャフト２６を回転自在に支持しているボールベア
リング３０とウオームシャフト２２を回転自在に支持し
ているボールベアリング２５との間の空間は、このウオ
ームシャフト支持用ボールベアリング２５の内部を通っ
て、タンク側へ連通しており、上記のように内部漏れし
た圧油は、タンクへドレンされる。

【００２２】以上のように本実施例に係る動力舵取装置
では、内部漏れをした圧油を、バルブロータ３６のボー
ルベアリング３０側端部に形成した貫通穴３６ｆを介し
てタンク側にドレンさせるようにしたので、上記内部漏
れの圧油がバルブロータ３６の連結ピン３４側の端面３
６ａに作用して、このバルブロータ３６を上記ボールベ
アリング３０に押付けてしまうおそれがない。しかも、
内部漏れの圧油をタンク側へドレンさせる逃がし通路
が、従来のようにバルブロータ３６のタンク側バルブ溝
３６ｃ内に設けられていないので、ロータリバルブ３８
内を通る作動油の流れが乱されることがなく、流体音の
発生を抑えることができる。

【００２３】次に、図３および図４により第２の実施例
について説明する。図３は第２の実施例に係る動力舵取
装置の要部の縦断面図、図４はこの動力舵取装置のロー
タリバルブを構成するバルブロータ１３６を拡大して示
す平面図であり、このバルブロータ１３６を除き第１実
施例と同一の構成であるので、同一の部分には同一の符
号を付してその説明を省略する。このバルブロータ１３
６は、上記第１実施例の貫通穴３６ｆに代えて、ボール
ベアリング３０側の端面１３６ｅに逃がし通路としての
切欠き溝１３６ｇが形成されており、この切欠き溝１３
６ｇを介して内部漏れのオイルをタンク側にドレンさせ
る。この実施例でも上記実施例と同様の効果を奏するこ
とができる。なお、バルブロータ１３６に設けられてい
る切欠き溝１３６ｇも、上記実施例の貫通穴３６ｆと同
様に、バルブ溝１３６ｃ，１３６ｄの設けられている部
分よりもボールベアリング３０寄りの部分に形成したも
のであれば良い。また、数は１個に限らず２個以上でも
良く、円周方向の位置も任意に選択することができる。

【００２４】図５および図６は第３の実施例を示すもの
で、バルブロータ２３６を除き第１実施例と同一の構成
であるので、同一の部分には同一の符号を付してその説
明を省略する。この実施例のバルブロータ２３６には、
上記各実施例の貫通穴３６ｆおよび切欠き溝１３６ｇに
代えて、ボールベアリング３０側の端面２３６ｅに突起
２３６ｈが形成されている。このように突起２３６ｈを
形成したことにより、内部漏れの圧油がバルブロータ２
３６の左側端面２３６ａに作用して、バルブロータ２３
６をボールベアリング３０側に押付けようとした場合に
も、この突起２３６ｈがボールベアリング３０に当るこ
とにより、バルブロータ２３６の端面２３６ｅとボール
ベアリング３０との間に逃がし通路としての間隙が確保
される。この実施例でも上記各実施例と同様の効果を奏
することができる。なお、バルブロータ２３６に設けら
れている突起２３６ｈも、ボールベアリング３０側の端
面２３６ｅに設けてあれば２個以上でも良く、円周方向
の位置も任意に選択することができる。また、この実施
例では、突起２３６ｈをバルブロータ２３６の端面２３
６ａ自体に一体的に設けたが、このような構成に限ら
ず、ピン等をバルブロータ２３６の端面２３６ａに埋め
込むことにより突起を形成するようにしても良い。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、舵取
ハンドルの操作によって回転する入力軸と、この入力軸
と同一軸線上に配置され相対回転可能な出力軸と、上記
入力軸の外周に嵌合されて一体的に回転するバルブロー
タおよび出力軸の内面に形成されたバルブスリーブから
成るロータリバルブと、上記入力軸の外周の、バルブロ
ータに近接した位置に配置されてこの入力軸を回転自在
に支持するベアリングとを備えた動力舵取装置におい
て、上記バルブロータのベアリング寄りの部分であり、
しかも、このバルブロータの外面に形成されているバル
ブ溝以外の部分に、バルブロータの内外を連通する逃が
し通路を形成したことにより、ロータリバルブ内から、
あるいはシリンダ内の圧力室から内部洩れした作動油
が、バルブロータのベアリングと逆側の端面に作用して
このバルブロータをベアリングに押付けようとした場合
に、その内部漏れした作動油が逃がし通路からバルブロ
ータの外面側に流出してタンクへドレンされるので、逃
がし通路が閉塞されてしまうおそれがない。しかも、ロ
ータリバルブ内を流れる作動油の流れを乱すことがな
く、流体音が低減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る動力舵取装置の縦断面
図である。

【図２】上記動力舵取装置のロータリバルブを構成する
バルブロータを拡大して示す平面図である。

【図３】第２の実施例に係る動力舵取装置の要部の縦断
面図である。

【図４】第２の実施例に係る動力舵取装置のロータリバ
ルブを構成するバルブロータを拡大して示す平面図であ
る。

【図５】第３の実施例に係る動力舵取装置の要部の縦断
面図である。

【図６】第３の実施例に係る動力舵取装置のロータリバ
ルブを構成するバルブロータを拡大して示す平面図であ
る。

【図７】従来の動力舵取装置の要部の縦断面図である。

【図８】従来の動力舵取装置のロータリバルブを構成す
るバルブロータを拡大して示す平面図である。

【図９】上記バルブロータの横断面図である。

【図１０】従来の動力舵取装置のロータリバルブ内で発
生する流体音の発生メカニズムを説明する図であり、ロ
ータリバルブの要部の横断面図である。

【符号の説明】

２２ 出力軸（ウオームシャフト） ２６ 入力軸（スタブシャフト） ３０ ベアリング ３２ バルブスリーブ ３６ バルブロータ ３６ｆ 逃がし通路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 舵取ハンドルの操作によって回転する入
   力軸と、この入力軸と同一軸線上に配置され相対回転可
   能な出力軸と、上記入力軸の外周に嵌合されて一体的に
   回転するバルブロータおよび出力軸の内面に形成された
   バルブスリーブから成るロータリバルブと、上記入力軸
   の外周の、バルブロータに近接した位置に配置されてこ
   の入力軸を回転自在に支持するベアリングとを備えた動
   力舵取装置において、バルブロータの上記ベアリング寄
   りで、かつ、バルブ溝以外の部分に、このバルブロータ
   の内外を連通する逃がし通路を形成したことを特徴とす
   る動力舵取装置。
2. 【請求項２】 上記逃がし通路は、バルブロータの内外
   を貫通する穴であることを特徴とする請求項１に記載の
   動力舵取装置。
3. 【請求項３】 上記逃がし通路は、バルブロータの端面
   に形成されて内外を貫通する切欠き溝であることを特徴
   とする請求項１に記載の動力舵取装置。
4. 【請求項４】 上記逃がし通路は、ロータの端面に設け
   られた突起によって、この端面と上記ベアリングの側面
   との間に確保される空間であることを特徴とする請求項
   １に記載の動力舵取装置。