JPH11157457A - 可変絞り弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】動作が確実で、油圧パワーステアリング装置の
制御に適した可変絞り弁を提供する。 【解決手段】ハウジング７′に形成された挿入孔６６に
軸中心に回転可能に挿入されるスプール６２をモータ８
０により回転駆動し、そのスプール６２の回転によって
絞り部の開度を変化させる。そのスプール６２を、軸方
向に離れた２位置において軸受９１、９２により支持す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スプールの軸方向
変位に伴い開度が変化する絞り部を備える可変絞り弁に
関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】油圧パワ
ーステアリング装置においては、車速等の運転条件に応
じて開度が変化する絞り部を有する可変絞り弁を用い、
運転条件に応じて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している。

【０００３】例えば、ハウジングに軸方向移動可能に挿
入されるスプールにねじ合わされるネジ部材をモータに
より回転駆動し、そのネジ部材の回転によるスプールの
軸方向移動によって開度が変化する絞り部を備える可変
絞り弁が用いられている。

【０００４】その絞り部の開度制御を精密に行なうた
め、スプールのハウジングに対する相対回転を阻止する
必要がある。その相対回転を阻止するため、回り止め部
材を設けたり、スプールとハウジングとに相対回転しな
いように互いに接する部分を形成したり、スプールの軸
心とネジ部材の軸心とを偏心させることが行われてい
る。

【０００５】しかし、その相対回転阻止のために回り止
め部材を設けたり、スプールとハウジングとに互いに接
する部分を形成すると、コストおよび加工、組み立て工
数を増大させる。スプールの軸心とネジ部材の軸心とを
偏心させると、ねじ部材の回転によりスプールの外周を
挿入孔の内周に押し付ける力が作用する。その押し付け
力に基づく摩擦によりスプールの変位が阻害されるとい
う問題がある。

【０００６】また、ハウジングに形成された挿入孔内に
おけるスプールの回転により、その挿入孔の内周とスプ
ールの外周との間の絞り部の開度を変更可能な可変絞り
弁が用いられている。そのような回転スプールを用いる
場合、ネジ部材やスプールのネジ加工が不要になる。

【０００７】しかし、従来の回転スプールはモータの回
転シャフトにより一点で支持されるか、若しくはシール
リングを介して挿入孔の内面により支持されている。そ
のように一点で支持されるスプールは振れ回り易く、挿
入孔の内面との間の摩擦により回転が阻害されるという
問題がある。また、シールリングを介して挿入孔の内面
により支持さるスプールは、シールリングの締め付け力
により回転が阻害されたり、シールリングが変形して振
れ回りが生じて挿入孔の内面との間の摩擦により回転が
阻害されるという問題がある。

【０００８】その回転スプールとして貫通孔を有するも
のを用いる場合、その挿入孔の内周に圧油導入用の凹部
を形成し、スプールの外周に圧油排出用の凹部を形成
し、その圧油排出用凹部と貫通孔とを通孔を介して連絡
し、その圧油導入用凹部と圧油排出用凹部との間を絞り
部としている。この場合、圧油は、その貫通孔からスプ
ールの軸方向外方に導かれるため、圧油の排出路をスプ
ールの軸方向外方に形成する必要がある。そのため、可
変絞り弁の軸方向寸法が大きくなるという問題がある。

【０００９】その回転スプールとして中実のものを用い
る場合、その挿入孔の内周に圧油導入用の凹部と、圧油
排出用の凹部とを形成し、その圧油導入用凹部と圧油排
出用凹部との中間においてスプールの外周に凹部を形成
し、その圧油導入用凹部と圧油排出用凹部との間を絞り
部としている。この場合、絞り部の数に対して必要とさ
れる挿入孔の内周とスプールの外周とに形成される凹部
の数が多くなるため、可変絞り弁の周方向寸法が大きく
なるという問題がある。また、その周方向寸法を小さく
するために絞り部の数を少なくすると、各絞り部におけ
る圧油流量が多くなり、キャビテーション気泡発生に起
因する流動音が大きくなるという問題がある。

【００１０】その回転スプールを用いる場合、絞り部の
開度制御を精密に行うためには、スプールの基準位置を
精密に設定する必要がある。しかし、スプールの回転に
より絞り部の開度を変更可能な従来の可変絞り弁におい
ては、スプールの基準位置を調節する手段は開示されて
いない。

【００１１】本発明は、上記問題を解決することのでき
る可変絞り弁を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の可変絞り弁は、
ハウジングと、このハウジングに形成された挿入孔に軸
中心に回転可能に挿入されるスプールと、そのスプール
を回転駆動するモータと、そのスプールの回転によって
開度が変化する絞り部と、そのスプールを、軸方向に離
れた２位置において支持する軸受とを備えることを特徴
とする。本発明の構成によれば、スプールを回転させる
ことで絞り部の開度を変化させるので、モータの出力軸
の回転運動を直線運動に変換するためのネジ部材やスプ
ールのネジ加工を必要としない。そのスプールは軸方向
に離れた２位置において軸受により支持されるので、振
れ回りが抑制される。これにより、スプールの外周が挿
入孔の内周に押し付けられることにより発生する摩擦を
抑制し、スプールの作動不良やロックを防止できる。

【００１３】そのスプールの内部に圧油室が形成され、
そのスプールの外周に、その圧油室に通じる開口が形成
され、その挿入孔の内周に、そのスプールの外周に対向
する圧油排出用の凹部が形成され、その圧油排出用凹部
と前記開口との間が前記絞り部とされ、そのハウジング
に、その開口に通じる圧油導入路と、その圧油排出用凹
部に通じる圧油排出路とが形成されているのが好まし
い。この構成によれば、スプールの両端間において圧油
の導入と排出とを行えるので、可変絞り弁の軸方向寸法
を小さくすることができる。

【００１４】そのスプールの外周の開口と挿入孔の内周
の圧油排出用凹部は、前記スプールの周方向に間隔をお
いた複数位置に形成されているのが好ましい。この構成
によれば、絞り部の数に対して必要とされる開口と圧油
排出用凹部の数を可及的に少なくできるので、可変絞り
弁の周方向寸法を小さくでき、しかも、絞り部の数を多
くすることで、各絞り部における圧油流量を少なくし、
キャビテーション気泡発生に起因する流動音を低減でき
る。

【００１５】そのハウジングにねじ合わされる基準位置
設定部材を備え、その基準位置設定部材と前記スプール
との接触位置を基準位置として、そのスプールの回転角
度に応じて前記絞り部の開度が制御可能とされ、その基
準位置設定部材のハウジングに対するねじ込み量を変化
させることで、その基準位置は変更可能とされているの
が好ましい。この構成によれば、基準位置設定部材とス
プールとの接触位置を基準として、絞り部の開度制御を
行うことができる。その基準位置は、基準位置設定部材
のハウジングに対するねじ込み量を変化させることで調
節できる。これにより、その絞り部の開度を精密に制御
できる。

【００１６】その絞り部の開度は車両の運転条件に応じ
て変化可能とされ、その絞り部の開度変化により、その
車両の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可能であるの
が好ましい。これにより、車速等の運転条件に応じてス
プールを回転させ、絞り部の開度を変化させることで、
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
制御し、所望の操舵特性を得ることができる油圧パワー
ステアリング装置を構成できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。

【００１８】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、ステアリングホイール（図示省
略）に連結される入力シャフト２と、この入力シャフト
２にトーションバー６を介し連結される出力シャフト３
とを備えている。そのトーションバー６は、ピン４によ
り入力シャフト２に連結され、セレーション５により出
力シャフト３に連結されている。その入力シャフト２
は、ベアリング８を介しバルブハウジング７により支持
され、また、ブッシュ１２を介して出力シャフト３によ
り支持されている。その出力シャフト３はベアリング１
０、１１を介しラックハウジング９により支持されてい
る。その出力シャフト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に車輪（図示省
略）が連結される。これにより、操舵による入力シャフ
ト２の回転は、トーションバー６を介してピニオン１５
に伝達される。そのピニオン１５の回転により、ラック
１６は車両幅方向に移動する。このラック１６の移動に
より車両の操舵がなされる。なお、入出力シャフト２、
３とバルブハウジング７との間にはオイルシール４２、
４３が介在する。また、ラック１６を支持するサポート
ヨーク４０が、バネ４１の弾力によりラック１６に押し
付けられている。

【００１９】操舵補助力発生用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
とを備えている。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とに応じて圧油を
供給するため、ロータリー式油圧制御弁３０が設けられ
ている。

【００２０】その制御弁３０は、バルブハウジング７に
相対回転可能に挿入されている筒状の第１バルブ部材３
１と、この第１バルブ部材３１に同軸中心に相対回転可
能に挿入されている第２バルブ部材３２とを備えてい
る。その第１バルブ部材３１は出力シャフト３に、ピン
２９により同行回転するよう連結されている。その第２
バルブ部材３２は、入力シャフト２と一体的に成形され
ている。すなわち、入力シャフト２の外周部により第２
バルブ部材３２が構成され、第２バルブ部材３２は入力
シャフト２と同行回転する。よって、第１バルブ部材３
１と第２バルブ部材３２とは、操舵抵抗に応じ前記トー
ションバー６がねじれることで、同軸中心に相対回転す
る。

【００２１】そのバルブハウジング７に、ポンプ７０に
接続される入口ポート３４と、前記油圧シリンダ２０の
一方の油室２２に接続される第１ポート３７と、他方の
油室２３に接続される第２ポート３８と、直接にタンク
７１に接続される第１出口ポート３６と、後述の可変絞
り弁６０を介しタンク７１に接続される第２出口ポート
６１とが設けられている。

【００２２】上記各接続ポート３４、３６、３７、３
８、６１は、その第１バルブ部材３１と第２バルブ部材
３２との内外周間の弁間流路を介し互いに接続される。
すなわち、図３、図４に示すように、第１バルブ部材３
１の内周に８ケの凹部５０ａ、５０ｂ、５０ｃが周方向
に関し互いに等間隔に形成され、第２バルブ部材３２の
外周に８ケの凹部５１ａ、５１ｂ、５１ｃが周方向に関
し互いに等間隔に形成されている。図４は実線により第
２バルブ部材３２の展開図を示し、鎖線により第１バル
ブ部材３１に形成された凹部５０ａ、５０ｂ、５０ｃを
示す。第１バルブ部材３１に形成された凹部５０ａ、５
０ｂ、５０ｃの間に第２バルブ部材３２に形成された凹
部５１ａ、５１ｂ、５１ｃが位置する。

【００２３】その第１バルブ部材３１に形成された凹部
は、２ケの右操舵用凹部５０ａと、２ケの左操舵用凹部
５０ｂと、４ケの連絡用凹部５０ｃとを構成する。その
２ケの右操舵用凹部５０ａは、第１バルブ部材３１に形
成された流路５３と前記第１ポート３７とを介し油圧シ
リンダ２０の右操舵補助力発生用油室２２に接続され、
互いに周方向に１８０°離れて配置される。その２ケの
左操舵用凹部５０ｂは、第１バルブ部材３１に形成され
た流路５４と前記第２ポート３８とを介し油圧シリンダ
２０の左操舵補助力発生用油室２３に接続され、互いに
周方向に１８０°離れて配置される。

【００２４】その第２バルブ部材３２に形成された凹部
は、４ケの圧油供給用凹部５１ａと、２ケの第１圧油排
出用凹部５１ｂと、２ケの第２圧油排出用凹部５１ｃと
を構成する。その４ケの圧油供給用凹部５１ａは、第１
バルブ部材３１に形成された圧油供給路５５と前記入口
ポート３４とを介しポンプ７０に接続され、互いに周方
向に９０°離れて配置される。その２ケの第１圧油排出
用凹部５１ｂは、入力シャフト２に形成された流路５２
ａから入力シャフト２とトーションバー６との間を通
り、入力シャフト２に形成された流路５２ｂ（図１参
照）と第１出口ポート３６とを介しタンク７１に接続さ
れ、互いに周方向に１８０°離れて配置される。その２
ケの第２圧油排出用凹部５１ｃは、第１バルブ部材３１
に形成された流路５９と第２出口ポート６１とを介し可
変絞り弁６０に接続され、互いに周方向に１８０°離れ
て配置されている。なお、第１バルブ部材３１に形成さ
れた圧油供給路５５と流路５９は、径方向外方側におい
て周溝状とされている。

【００２５】各第１圧油排出用凹部５１ｂは右操舵用凹
部５０ａと左操舵用凹部５０ｂとの間に配置され、各第
２圧油排出用凹部５１ｃは連絡用凹部５０ｃの間に配置
され、右操舵用凹部５０ａと連絡用凹部５０ｃとの間お
よび左操舵用凹部５０ｂと連絡用凹部５０ｃとの間に圧
油供給用凹部５１ａは配置される。

【００２６】その第１バルブ部材３１に形成された凹部
５０ａ、５０ｂ、５０ｃの軸方向に沿う縁と第２バルブ
部材３２に形成された凹部５１ａ、５１ｂ、５１ｃの軸
方向に沿う縁との間が絞り部Ａ、Ａ′、Ｂ、Ｂ′、Ｃ、
Ｃ′、Ｄ、Ｄ′を構成する。これにより、各絞り部Ａ、
Ａ′、Ｂ、Ｂ′、Ｃ、Ｃ′、Ｄ、Ｄ′はポンプ７０とタ
ンク７１と油圧シリンダ２０とを接続する弁間流路２７
に配置されている。

【００２７】図５に示すように、その第２バルブ部材３
２に形成された凹部５１ａ、５１ｂ、５１ｃの軸方向に
沿う縁は面取り部とされている。その連絡用凹部５０ｃ
と第２圧油排出用凹部５１ｃとの間の絞り部Ｂ′、Ｄ′
における第２圧油排出用凹部５１ｃの軸方向に沿う縁
（図３において△で囲む）の面取り部の幅をＷ、圧油供
給用凹部５１ａと連絡用凹部５０ｃとの間の絞り部
Ａ′、Ｃ′における圧油供給用凹部５１ａの軸方向に沿
う縁（図３において□で囲む）の面取り部の幅をＷ′、
その他の第２バルブ部材３２に形成された凹部の軸方向
に沿う縁（図３において○で囲む）の面取り部の幅を
Ｗ″として、図４、図５に示すように、Ｗ＞Ｗ′＞Ｗ″
とされている。操舵抵抗のない状態（図４、図５の状
態）にある各絞り部Ａ、Ａ′、Ｂ、Ｂ′、Ｃ、Ｃ′、
Ｄ、Ｄ′を全閉するのに要する両バルブ部材３１、３２
の相対回転角度（以下、「閉鎖角度」という）を互いに
比較すると、連絡用凹部５０ｃと第２圧油排出用凹部５
１ｃとの間の絞り部Ｂ′、Ｄ′の閉鎖角度θｒは、圧油
供給用凹部５１ａと連絡用凹部５０ｃとの間の絞り部
Ａ′、Ｃ′の閉鎖角度θｓよりも大きく、両閉鎖角度θ
ｒ、θｓは、他の各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの閉鎖角度θ
ｔよりも大きい。これにより、第１バルブ部材３１と第
２バルブ部材３２との間の各絞り部は、複数の絞り部
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄからなる第１の組と、第１の組に属する
各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄよりも閉鎖角度の大きな複数の
絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′からなる第２の組とに組
分けされる。また、第２の組に属する絞り部は、圧油供
給用凹部５１ａと連絡用凹部５０ｃとの間の絞り部
Ａ′、Ｃ′と、この絞り部Ａ′、Ｃ′よりも閉鎖角度の
大きな連絡用凹部５０ｃと第２圧油排出用凹部５１ｃと
の間の絞り部Ｂ′、Ｄ′の２種類とされる。

【００２８】その入力シャフト２と出力シャフト３は、
路面から車輪を介し伝達される抵抗によるトーションバ
ー６のねじれによって相対回転する。その相対回転によ
り第１バルブ部材３１と第２バルブ部材３２とが相対回
転することで、各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａ′、Ｂ′、
Ｃ′、Ｄ′の開度が変化し、油圧シリンダ２０が操舵方
向と操舵抵抗に応じた操舵補助力を発生する。第１の組
に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、第２の組に属する絞
り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′よりも、閉鎖角度が小さい
ので、その操舵抵抗の変化に対する油圧変化割合は大き
くなる。

【００２９】図４は操舵が行なわれていない状態を示
す。この状態では両バルブ部材３１、３２の間の絞り部
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′は全て開か
れ、入口ポート３４と各出口ポート３６、６１とは弁間
流路２７を介し連通するので、ポンプ７０から制御弁３
０に流入する油はタンク７１に還流し、操舵補助力は発
生しない。

【００３０】この状態から右方へ操舵することによって
生じる操舵抵抗により両バルブ部材３１、３２が相対回
転すると、図３に示すように、圧油供給用凹部５１ａと
右操舵用凹部５０ａとの間の絞り部Ａおよび左操舵用凹
部５０ｂに隣接する圧油供給用凹部５１ａと連絡用凹部
５０ｃとの間の絞り部Ａ′の開度が大きくなり、右操舵
用凹部５０ａと第１圧油排出用凹部５１ｂとの間の絞り
部Ｂおよび左操舵用凹部５０ｂに隣接する圧油供給用凹
部５１ａに隣接する連絡用凹部５０ｃと第２圧油排出用
凹部５１ｃとの間の絞り部Ｂ′の開度が小さくなり、圧
油供給用凹部５１ａと左操舵用凹部５０ｂとの間の絞り
部Ｃおよび右操舵用凹部５０ａに隣接する圧油供給用凹
部５１ａと連絡用凹部５０ｃとの間の絞り部Ｃ′の開度
が小さくなり、左操舵用凹部５０ｂと第１圧油排出用凹
部５１ｂとの間の絞り部Ｄおよび右操舵用凹部５０ａに
隣接する圧油供給用凹部５１ａに隣接する連絡用凹部５
０ｃと第２圧油排出用凹部５１ｃとの間の絞り部Ｄ′の
開度が大きくなる。これにより、図中矢印で示す圧油の
流れにより油圧シリンダ２０の右操舵補助力発生用油室
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、左操舵補助力発生用油室２３からタンク７１
に油が還流し、車両の右方への操舵補助力が油圧シリン
ダ２０からラック１６に作用する。

【００３１】左方へ操舵すると、第１バルブ部材３１と
第２バルブ部材３２とは、右方に操舵した場合と逆方向
に相対回転し、絞り部Ａ、Ａ′の開度が小さくなり、絞
り部Ｂ、Ｂ′の開度が大きくなり、絞り部Ｃ、Ｃ′の開
度が大きくなり、絞り部Ｄ、Ｄ′の開度が小さくなる。
よって、車両の左方への操舵補助力が油圧シリンダ２０
からラック１６に作用する。

【００３２】図１、図８に示すように、上記第２出口ポ
ート６１に連通する可変絞り弁６０は、バルブハウジン
グ７に着脱可能な第２バルブハウジング７′と、この第
２バルブハウジング７′に形成された挿入孔６６に軸中
心に回転可能に挿入される円柱状スプール６２とを備え
る。

【００３３】その挿入孔６６の一端にプラグ６８がシー
ルリング６９を介してねじ合わされる。そのプラグ６８
には工具挿入用六角孔６８ａが形成され、その外周にロ
ックナット７９がねじ合わされる。その挿入孔６６の他
端はカバー９０により閉鎖されている。そのカバー９０
にステッピングモータ８０が取り付けられられ、そのス
テッピングモータ８０の出力軸８０ａにスプール６２の
一端が連結されている。そのステッピングモータ８０に
コントローラ（図示省略）が接続される。そのコントロ
ーラは車速センサ（図示省略）に接続され、そのステッ
ピングモータ８０を車速に応じ制御する。これにより、
スプール６２は、車速零の状態で待機位置に位置するも
のとされ、高速になる程に待機位置から一方向への回転
角度が大きくなるように回転駆動される。なお、ステッ
ピングモータ８０として減速機構を内蔵するものを用い
たり、ステッピングモータ８０とスプール６２との間に
減速機構を介在させてもよい。

【００３４】図８、図９に示すように、そのスプール６
２の内部に圧油室６２ａが形成される。この圧油室６２
ａは、スプール６２の一端側と多端側とにおいて閉鎖さ
れる。そのスプール６２の外周に、その圧油室６２ａに
通じる開口６２ｂが、そのスプール６２の周方向に等間
隔をおいた４位置に形成されている。

【００３５】その挿入孔６６の内周に、そのスプール６
２の外周に対向する圧油排出用の凹部６６ａが、そのス
プール６２の周方向に等間隔をおいた４位置に形成され
ている。

【００３６】その開口６２ｂにおけるスプール６２の軸
方向に沿う一縁と、圧油排出用凹部６６ａにおけるスプ
ール６２の軸方向に沿う一縁との間が、スプール６２の
回転によって開度が変化する絞り部６７とされている。
なお、その絞り部６７を構成する各開口６２ｂの一縁
は、スプール６２の軸方向に沿った面取り部６２ｃとさ
れている。上記のように、そのスプール６２は車両の運
転条件である車速に応じて回転駆動されることから、そ
の絞り部６７の開度は車速に応じて変化する。本実施形
態では、その絞り部６７の開度は、高速になってスプー
ル６２が図９において矢印Ｐ方向に回転すると大きくな
り、低速になってスプール６２が矢印Ｑ方向に回転する
と小さくなる。図９に示す状態は、絞り部６７の開度が
最小の状態を示し、本実施形態ではスプール６２の外周
と挿入孔６６の内周との間の隙間に対応する開度とさ
れ、実質的に流路面積は零とされる。

【００３７】その４つの開口６２ｂの中の一つに通じる
圧油導入路５８が第２バルブハウジング７′に形成され
ている。その圧油導入路５８は、上記第２出口ポート６
１に接続される。

【００３８】図８、図１０に示すように、各圧油排出用
凹部６６ａに通じると共にスプール６２の外周に対向す
る周溝６６ｂが、挿入孔６６の内周に形成されている。
その周溝６６を介して各圧油排出用凹部６６ａに通じる
圧油排出路７６が、バルブハウジング７と第２バルブハ
ウジング７′に亘り形成されている。その圧油排出路７
６は上記第１出口ポート３６に通じる。これにより、ポ
ンプ７０から供給される圧油は、上記制御弁３０の第２
出口ポート６１から圧油導入路５８を介して開口６２ｂ
に至り、この開口６２ｂから圧油室６２ａを介して絞り
部６７に至り、この絞り部６７から圧油排出用凹部６６
ａ、周溝６６ｂ、圧油排出路７６および第１出口ポート
３６を介してタンク７１に至る。

【００３９】図８に示すように、そのスプール６２は、
軸方向に離れた２位置においてボールベアリング９１、
９２により支持されている。なお、ボールベアリング９
１、９２以外の転がり軸受や、ブッシュのような滑り軸
受を用いて支持してもよい。一方のボールベアリング９
１の内輪９１ａはスプール６２の外周に嵌め合わされ、
外輪９１ｂは挿入孔６６の内周の段差６６ｃと止め輪９
３とにより軸方向移動が阻止されている。他方のボール
ベアリング９２の内輪９２ａはスプール６２の外周の小
径部６２ｄに嵌め合わされ、外輪９２ｂは挿入孔６６に
シールリング９５を介して嵌め合わされた環状ブロック
９４に嵌め合わされている。その環状ブロック９４とモ
ータ８０の出力軸８０ａとの間にオイルシール９６が設
けられている。

【００４０】前記プラグ６８は基準位置設定部材を兼用
する。すなわち、図１１の（１）、（２）に示すよう
に、そのプラグ６８の一端に形成された突出部６８ｂ
に、一対の互いに平行な平坦な受け面６８ｃ、６８ｄ
が、挿入孔６６の軸方向に平行に形成されている。ま
た、図１２の（１）、（２）に示すように、スプール６
２の一端に、そのプラグ６８の突出部６８ｂが挿入され
る二股部６２ｄが形成されている。その二股部６２ｄの
一方の内面は、挿入孔６６の軸方向に平行な第１、第２
平坦面６２ｅ、６２ｆから構成され、その二股部６２ｄ
の他方の内面は、第１平坦面６２ｅに平行な第３平坦面
６２ｇと第２平坦面６２ｆに平行な第４平坦面６２ｈと
から構成される。その第１平坦面６２ｅと第３平坦面６
２ｇとの距離（ａ＋α）および第２平坦面６２ｆと第４
平坦面６２ｈとの距離（ａ＋α）は、互いに等しく、両
受け面６８ｃ、６８ｄの間隔ａよりも大きくされる。そ
の第１平坦面６２ｅと第４平坦面６２ｈとのなす各θお
よび第２平坦面６２ｆと第３平坦面６２ｇとのなす各θ
は、互いに等しく、突出部６８ｂに対するスプール６２
の相対回転を所定角度だけ許容するように定められる。
その突出部６８ｂに対するスプール６２の相対回転角度
は、その相対回転により上記絞り部６７の開度を少なく
とも必要とされる最小開度から最大開度の範囲で変化さ
せることができるように定められる。そのプラグ６８の
両受け面６８ｃ、６８ｄの一方と、第１〜第４平坦面６
２ｅ、６２ｆ、６２ｇ、６２ｈの中の一つとの接触位置
を基準位置として、そのスプール６２の回転角度に応じ
て上記絞り部６７の開度が制御される。そのプラグ６８
の第２バルブハウジング７′に対するねじ込み量を変化
させることで、その基準位置は変更可能とされている。

【００４１】その絞り部６７の開度の変化により、上記
油圧シリンダ２０に作用する油圧が制御される。すなわ
ち、その絞り部６７の開度の最大値は、第２の組に属す
る絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の合計開度の最大値
（両バルブ部材３１、３２の相対回転角が大きくなる程
に開度が小さくなる特性における最大値である。すなわ
ち、右操舵時は絞り部Ｂ′、Ｃ′の合計開度の最大値を
いい、左操舵時は絞り部Ａ′、Ｄ′の合計開度の最大値
をいう。以下「合計開度の最大値」という場合は同旨）
以上、若しくは絞り機能を奏さなくなるまで大きくされ
ている。その絞り部６７の開度の最小値は、第２の組に
属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の合計開度の最小
値（両バルブ部材３１、３２の相対回転角が大きくなる
程に開度が小さくなる特性における最小値である。すな
わち、右操舵時は絞り部Ｂ′、Ｃ′の合計開度の最小値
をいい、左操舵時は絞り部Ａ′、Ｄ′の合計開度の最小
値をいい、全閉状態を含む。以下「合計開度の最小値」
という場合は同旨）以下とされる。

【００４２】これにより、図２に示す油圧回路が構成さ
れ、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′と
タンク７１との間の油路の開度が、車速に応じた可変絞
り弁６０の作動により変化する。すなわち、第１の組に
属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにより制御される圧油流量
の、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′に
より制御される圧油流量に対する割合が、可変絞り弁６
０の作動により変化する。

【００４３】図７において、実線Ｘは、両バルブ部材３
１、３２の相対回転角に対する第１の組に属する絞り部
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開度の変化特性を示す。１点鎖線Ｕ
は、その相対回転角に対する第２の組に属する連絡用凹
部５０ｃと第２圧油排出用凹部５１ｃとの間の絞り部
Ｂ′、Ｄ′の開度の変化特性を示す。１点鎖線Ｖは、そ
の相対回転角に対する第２の組に属する圧油供給用凹部
５１ａと連絡用凹部５０ｃとの間の絞り部Ａ′、Ｃ′の
開度の変化特性を示す。実線Ｙは、その相対回転角に対
する第２の組に属する全ての絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、
Ｄ′の開度の合成した変化特性を示す。なお、図７にお
ける各開度の変化特性は、その相対回転角が大きくなる
程に小さくなることから明らかなように、右操舵時は絞
り部Ｂ、Ｂ′、Ｃ、Ｃ′の変化特性を示し、左操舵時は
絞り部Ａ、Ａ′、Ｄ、Ｄ′の変化特性を示している。破
線Ｒは、可変絞り弁６０により設定される可変絞り弁自
身の絞り部６７の中速走行時における開度を示す。な
お、図７において開度は流路面積として示す。

【００４４】低速走行時においては、スプール６２の回
転により可変絞り弁６０の絞り部６７の開度が最小にな
る。よって、油圧シリンダ２０に作用する油圧は、第１
の組の絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開度の変化特性線Ｘに応
じ制御される。この場合、図６において一点鎖線で示す
ように、操舵入力トルクが小さく、両バルブ部材３１、
３２の相対回転角が小さくても、第１の組に属する絞り
部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開度を小さくし、操舵補助力を発生
させる油圧の増加割合を大きくし、低速走行時における
操舵の高応答性を満足させることができる。

【００４５】高速走行時においては、スプール６２の回
転により可変絞り弁６０の絞り部６７の開度は、第２の
組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の合計開度の
最大値以上になる。よって、油圧シリンダ２０に作用す
る油圧は、第２の組の絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の
開度の変化特性線Ｙ及び第１の組の絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄの開度の変化特性線Ｘの合成特性に応じ制御される。
この場合、図６において実線で示すように、操舵入力ト
ルクを大きくし、両バルブ部材３１、３２の相対回転角
を大きくしない限り、第２の組に属する絞り部Ａ′、
Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の開度は小さくなることなく大きく保
持され、操舵補助力を発生させる油圧の増加割合は小さ
いので、高速走行時における操舵の安定性を満足させる
ことができる。

【００４６】中速走行時においては、スプール６２の変
位により可変絞り弁６０の絞り部６７の開度は、第２の
組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の合計開度の
最小値よりも大きく最大値よりも小さくなる。これによ
り、図７に示すように、第１の組に属する絞り部Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄの合計開度が最小値になるまでの間（図７に
おいて両バルブ部材の相対回転角がθａになるまでの
間）は、その第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの
合計開度の変化特性線Ｘに絞り部６７の開度の特性線Ｒ
を合成した特性に応じた操舵補助力が付与される。第１
の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが全閉状態になった
時点から、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、
Ｄ′の合計開度が可変絞り弁６０の絞り部６７の開度よ
りも小さくなるまでの間（図７において両バルブ部材の
相対回転角がθａとθｂとの間）では、操舵補助力は絞
り部６７の開度により定まる一定値になる。しかる後
に、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の
合計開度が可変絞り弁６０の絞り部６７の開度よりも小
さくなると、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、
Ｃ′、Ｄ′の合計開度の変化特性線Ｙに応じた操舵補助
力が付与される。

【００４７】その第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄが全閉状態になった後に、第２の組に属する絞り部
Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の合計開度が可変絞り弁６０の
絞り部６７の開度よりも小さくなるまでの間（θａ〜θ
ｂの間）は、その第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、
Ｃ′、Ｄ′が全閉状態になる点と、第１の組に属する絞
り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが全閉状態になる点との差（θｃ−
θａ）を小さくすることなく、小さくされている。すな
わち、仮に、第２の組に属する圧油供給用凹部５１ａと
連絡用凹部５０ｃとの間の絞り部Ａ′、Ｃ′が、連絡用
凹部５０ｃと第２圧油排出用凹部５１ｃとの間の絞り部
Ｂ′、Ｄ′と同様に図中１点鎖線Ｕで示す相対回転角に
対する開度変化特性を有すると仮定すると、相対回転角
に対する第２の組に属する全ての絞り部Ａ′、Ｂ′、
Ｃ′、Ｄ′の合計開度の合成変化特性は、図７において
２点鎖線Ｍで示すものになる。そうすると、第２の組に
属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の開度が、可変絞
り弁６０の自身の絞り部６７の開度よりも小さくなるま
での間（両バルブ部材の相対回転角がθａとθｄとの
間）は大きくなるので、図６において２点鎖線で示すよ
うに、操舵補助力を操舵抵抗に応じ制御できない領域Ｌ
が大きくなる。これに対し、上記実施形態では、第２の
組に属する圧油供給用凹部５１ａと連絡用凹部５０ｃと
の間の絞り部Ａ′、Ｃ′の閉鎖角度θｓは、連絡用凹部
５０ｃと第２圧油排出用凹部５１ｃとの間の絞り部
Ｂ′、Ｄ′の閉鎖角度θｒよりも小さいので、中速走行
時において操舵補助力を操舵抵抗に応じ制御できない領
域を小さくできる。しかも、圧油供給用凹部５１ａと連
絡用凹部５０ｃとの間の絞り部Ａ′、Ｃ′が全閉状態に
なる点（図７において両バルブ部材の相対回転角がθｅ
の点）では、連絡用凹部５０ｃと第２圧油排出用凹部５
１ｃとの間の絞り部Ｂ′、Ｄ′は未だ閉じていないの
で、操舵補助力を操舵抵抗に応じ制御できる領域は小さ
くなることはない。

【００４８】上記構成の可変絞り弁６０によれば、スプ
ール６２を回転させることで絞り部６７の開度を変化さ
せるので、モータ８０の出力軸８０ａの回転運動を直線
運動に変換するためのネジ部材やスプール６２のネジ加
工を必要としない。そのスプール６２は軸方向に離れた
２位置においてボールベアリング９１、９２より支持さ
れるので、振れ回りが抑制される。これにより、スプー
ル６２の外周が挿入孔６６の内周に押し付けられること
により発生する摩擦を抑制し、スプール６２の作動不良
やロックを防止できる。また、そのスプール６２の両端
間において圧油導入路５８と圧油排出路７６とを介して
圧油の導入と排出とを行えるので、可変絞り弁６０の軸
方向寸法を小さくすることができる。また、絞り部６７
の数に対して必要とされる開口６２ｂと圧油排出用凹部
６６ａの数を可及的に少なくできるので、可変絞り弁６
０の周方向寸法を小さくでき、しかも、絞り部６７の数
を多くすることで、各絞り部６７における圧油流量を少
なくし、キャビテーション気泡発生に起因する流動音を
低減できる。さらに、プラグ６８とスプール６２との接
触位置を基準として絞り部６７の開度制御を行うことが
でき、その基準位置は、プラグ６８の第２バルブハウジ
ング７′に対するねじ込み量を変化させることで調節で
きる。これにより、その絞り部６７の開度を精密に制御
できる。これにより、車速等の運転条件に応じてスプー
ル６２を回転させ、絞り部６７の開度を変化させること
で、操舵補助力発生用油圧シリンダ２０に作用する油圧
を制御し、所望の操舵特性を得ることができる油圧パワ
ーステアリング装置１を構成できる。

【００４９】なお、本発明は上記実施形態に限定されな
い。例えば、上記実施形態ではスプールを車速に応じて
回転させたが、舵角等の他の運転条件に応じて回転させ
てもよい。本発明の可変絞り弁を油圧パワーステアリン
グ装置以外の油圧機器の油圧回路において使用してもよ
い。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、動作が確実で、コンパ
クトで、圧油の流動に伴う音の発生を低減でき、絞り部
の開度を精密に制御でき、油圧パワーステアリング装置
の制御に適した可変絞り弁を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装
置の縦断面図

【図２】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装
置の油圧回路を示す図

【図３】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装
置における制御弁の横断面構造の説明図

【図４】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装
置における制御弁の展開図

【図５】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装
置の制御弁の要部の拡大図

【図６】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装
置における入力トルクと油圧との関係及び両バルブ部材
の相対回転角と油圧との関係を示す図

【図７】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装
置における制御弁の絞り部の開度とバルブ部材の相対回
転角との関係を示す図

【図８】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装
置の可変絞り弁の縦断面図

【図９】図８のＩＸ‐ＩＸ線断面図

【図１０】図８のＸ‐Ｘ線断面図

【図１１】本発明の実施形態のプラグの（１）は断面
図、（２）は底面図

【図１２】本発明の実施形態のスプールの（１）は平面
図、（２）は部分側面図

【符号の説明】

１ 油圧パワーステアリング装置 ７′ 第２バルブハウジング ２０ 油圧シリンダ ５８ 圧油導入路 ６０ 可変絞り弁 ６２ スプール ６２ａ 圧油室 ６２ｂ 開口 ６６ 挿入孔 ６６ａ 圧油排出用凹部 ６７ 絞り部 ６８ プラグ（基準位置設定部材） ７６ 圧油排出路 ８０ モータ ９１、９２ ボールベアリング

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、 このハウジングに形成された挿入孔に軸中心に回転可能
   に挿入されるスプールと、 そのスプールを回転駆動するモータと、 そのスプールの回転によって開度が変化する絞り部と、 そのスプールを、軸方向に離れた２位置において支持す
   る軸受とを備える可変絞り弁。
2. 【請求項２】 そのスプールの内部に圧油室が形成さ
   れ、 そのスプールの外周に、その圧油室に通じる開口が形成
   され、 その挿入孔の内周に、そのスプールの外周に対向する圧
   油排出用の凹部が形成され、 その圧油排出用凹部と前記開口との間が前記絞り部とさ
   れ、 そのハウジングに、その開口に通じる圧油導入路と、そ
   の圧油排出用凹部に通じる圧油排出路とが形成されてい
   る請求項１に記載の可変絞り弁。
3. 【請求項３】 前記スプールの外周の開口と挿入孔の内
   周の圧油排出用凹部は、前記スプールの周方向に間隔を
   おいた複数位置に形成されている請求項２に記載の可変
   絞り弁。
4. 【請求項４】 そのハウジングにねじ合わされる基準位
   置設定部材を備え、その基準位置設定部材と前記スプー
   ルとの接触位置を基準位置として、そのスプールの回転
   角度に応じて前記絞り部の開度が制御可能とされ、その
   基準位置設定部材のハウジングに対するねじ込み量を変
   化させることで、その基準位置は変更可能とされている
   請求項１〜３の何れかに記載の可変絞り弁。
5. 【請求項５】 その絞り部の開度は車両の運転条件に応
   じて変化可能とされ、その絞り部の開度変化により、そ
   の車両の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可能な請求
   項１〜４の何れかに記載の可変絞り弁。