JPS6047142B2 - スプールのリニア制動機能があるステアリングバルブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流体制御器の改良、特にベアリングプレートの
平衡シリンダ入の流れを制御する複動流体圧装置の改良
に関するもので、ベアリングプレートの流体制御器にダ
シユポツトを設け、制御器のスプールの動きを制動して
スプールの行き過ぎ（オーバーシュート）を阻止し、パ
ワーステアリングを採用している車輛が蛇行して不安定
に動くのを防止する様にしたのである。

車輛のパワーステアリング用の液圧装置は数多くあり、
代表的なものとしては例えば、１９７１年ＴＲＷ社発行
のＲＨＧＡＨｙｄｒＯｓｔａｔｉｃＳｔｅｅｒｉｎｇＳ
ｙＳｔｅＩＴｌ．．Ｈｙｄｒａｇｕｉｄｅ（ＴＲＷ社の
商標）ＲＯＳＳＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＳｅｒｖ
ｉｃｅＭａｎｕａｌョのマニュアルＮＯ．ＨＧＡ−２０
０や、米国特許第３２８８０３４号、同第３３８５０５
７号、同第３４５２５４３号などに記載されてい．る。

これらによると、その流体圧装置は、本質的にはＧｅｒ
ＯｔＯｒ型であつて、この装置はパワーステアリングに
もなるし、主ポンプが流体を供給しない不作動状態では
マニュアルステアリングとして使える便利さがあるため
多くの車輛に採用されて５いる。このＧｅｒＯｔＯｒ型
装置の問題点はスプールバルブのオーバーシュートによ
つて操向の際に不安定な蛇行が起ることであり、この問
題は、建設分野で使用されている様な流量が特に大きな
システム、４例えば通常は道路に走行せず、主に現場を
走行するオフ・ロード車輛その他の特に重量がある重量
装置等において顕著である。

と言うのは、この様なシステムは大流量で作動するので
、これに使用されている静圧パワーステアリング装置に
も大流量が作用して装置の不安定性により車輛は進路が
定まらなくなつたり、連続行を起す。より小型の車輛に
おいては、流量が少く、パワーステアリング装置の制御
器に作用する流量も少ないので、不安定性はあるけれど
も、これに起因する蛇行も少ない。本発明の発明者等は
スプールバルブを摩擦的に制動してこの問題の解決を図
ることを試みたが、フそうするとハンドルを回すのにこ
れまで以上に力が要つたり、摩擦によつて動作温度が上
つたり、スプールバルブを中央位置に戻せなくなると言
うことを見出した。

前述したパワーステアリングに有益なＧｅｒＯｔＯｒ７
型の装置を直接かつ安価に改良してオフ・ロード車輛等
の如き頑丈な装置に使用し、不安定な動きを阻止してス
ムーズに作業でき、騒音も少なく且つ安価な装置を提供
することは斯界に貢献することは大である。

本発明はこの様な改良装置を提供せんとするものであつ
て、これを慨説すると、この発明の制御器はポンプの吐
出側に連通する流入口と、同じく吸込側に連通する流出
口と、パワーステアリングシステムの平衡シリンダの如
き複動型流体圧装置への加圧流体の流れを制御する上記
装置の各端部に連通している一対のボートとを有するハ
ウジングを含む。

又、この制御器はギヤセット、特に回転できる揺動軸を
有し、且つ流体ポンプの動作に基いて流体計量装置ない
し手動操作ポンプとして作用するＧｅｒＯｔＯｒ型ギヤ
セットと、流入口、ギヤセット、複動シリンダへのボー
ト、流出口の流量を制御するために軸方向にシフトされ
るスプールバルブを含む。動軸はギヤセットとスプール
バルブ間にあるベアリングプレートの中央開口を通つて
貫通する。制御軸を操向ハンドルの動きに応じて回転で
きるようにハウジングに設けると共に、これをスプール
バルブに結合して制御軸の回転に応じスプールバルブを
軸方向にシフトする様にする。本発明制御器はベアリン
グプレートのスプールバルブ側に流体が満たされた円筒
形のグシユポツトキヤビテイを備えさせ、このキャビテ
ィにベアリングプレートとの隣接部から延びるスプール
バルブ側の部材を受けさせるようにすると共に、このキ
ャビティにスプールバルブの軸方向の動きに応じて加圧
され、制御軸の回転に応動するスプールバルブのオーバ
ーシュートを阻止する様に作用する流量絞り手段を含ま
せる。このスプールバルブのオーバーシュートを阻止す
ると、前記パワーステアリングシステムの不安定性が防
止され、！且つこのステアリングシステムを採用してい
る、比較的に大流量で使用されるオフ・ロードその他の
車輛の進路の不定を防止することができる。以下図示の
実施例によつて本発明を説明する。第１図において１０
は従来の流体制御器１０を１示し、この流体制御器はハ
ウジング１２を含み、このハウジングにはポンプの排出
側に連通する流入口１４と、主ポンプの吸込側に連通す
る流出口１６が設けてある。流体制御器１０には、さら
にパワーステアリングシステムの平衡シリンダの如、き
複動流体圧装置の各端部に夫々連通した一対のボート１
８，２０があり、装置へ供給する加圧流体流の流れを制
御する。制御器１０は全体として２２で示すギヤセット
を含み、このギヤセットは図示の例では一方が２４、他
方が２６で示された４一対の内サイクロイドギアで構成
されている。ギヤセット２２は流量計または手動ポンプ
として作動して、その作動は主ポンプの動作に依存する
。流体制御器はさらにスプールバルブ２８を含み、これ
を軸方向にシフトさせることができるようにして、流入
口１牡ギヤセット２２、シリンダボート１８と２０、流
出口１６からの流れの制御を行なう。制御軸３をハウジ
ング内に回転可能な状態で設けてスプールバルブ２８と
結合させ、制御軸３０回転に応答してスプールバルブ２
８を軸方向にシフトさせるように構成する。大体、円筒
形をしている揺動軸３２が、スプールバルブ２８の内面
３４によつて形成されたキャビティからスプールバルブ
２８の第１端部を通り抜けてギヤセット２２へと延びて
いる。このスプールバルブ２８とギヤセット２２との間
にはハウジング１２に取付けてベアリングプレート３８
が設けてあり、前記揺動軸はプレートの中央にある円形
開口４０を潜り抜けている。ステアリングハンドル４２
を回すと制御軸３０が回り、これによつてスプールバル
ブの内面３４の所定位置に保持され、且つ制御軸３０の
外周の螺旋状の通路４６と係合したボール４４がスプー
ルバルブ２８を図面において左方向或いは右方向に動か
す。ハウジング１２内でのバルブ２８のこの動きにより
バルブ２８の外周に形成されている切欠４８のいくつか
が適当に配列されて流体制御器１０から流体を流す状態
となる。この流体制御器は全パワーステアリング装置５
０の一部分を形成するものである。上述した装置は周知
のもので、例えば米国特許第３４５２５４３号に詳細に
記載されている。次に第２図ないし第４図に付いて説明
する。

第２図は従来装置である第１図の■−■線で囲われた部
分の拡大図であり第３図及び第４図は第２図と同じ状態
で示した本発明に含まれる二つの実施例の要部拡大図で
ある。第２図において、スプールバルブ２８の第１端部
３６はハンドル４２を回すのに応じて出入方向に移動す
る。

このスプールバルブ２８の第１端部３６の移動は螺旋状
通路４６のピッチで定まり、従つて、この第１端部３６
にベアリングプレート３８の肩部５２と接触するまで移
動することはできない。つまり、スプールバルブ２８の
内面３４で劃定され且つ揺動軸３２、ギヤセット２２を
取囲む空間には普通の方法で作動油を充満させるので、
スプールバルブ２８の第１端部３６の平らな端面５４は
空間５６に満ちている流体中を移動することになり、ス
プールバルブ２８の動きはわずかに制動されることとな
る。例えば、比較的軽車輛において使用されるような比
較的低流量のシステムにおいては、ハンドル４２を回し
、流入口１４からの流れをボート２０を通じてステアリ
ングシリンダの一方の端部或いはボート１８を通り他ノ
方の端部に変える場合には、この様な制動でも十分であ
るが、それでもその低流量システムにおいてさえ不安定
な状態が発生する傾向がある。又、オフ・ロードトラッ
ク、その他の土工車輛の如き重量がある重車輛において
は、パワーステアリン５グ装置５０のハンドル４２の動
きに応答する流体制御器１０によつて扱われる流量は著
しく大である。それは、車輛が重いので著しく大流量に
よつて十分な圧力をステアリングシリンダに供給する必
要があるからである。この場合、スプールバルθブ２８
の端面５４による制動は不安定性を十分に補償すること
はできない。従つて、ハンドル４２をある位置からそれ
以外の所望位置へ動かすとき重車輛のスプールバルブ２
８はその所望位置を越えてしまい、このため行き過ぎ分
だけ、急いで戻すことが必要になり、車輛は急激に蛇行
する。しかもこの蛇行状態は、ハンドルを反対に戻し直
すのを繰返すごとに起り、車輛は連続的に激しく蛇行す
る。本発明は、重車輛に第１図に示すような装置を使用
したとき、これら車輛に生ずる不安定性、蛇行を効果的
に解決する方法を提供するもので、摩擦によつてハンド
ルを回すのに余計なりを要したり、作動油の温度を上げ
たりすることなしに、流体制御器１０のハンドル１２内
のスプールバルブ２８の連動を適切に制動して行うよう
に改良したものである。

第３図の実施例に付き説明すると、スプールバルブ２８
の一端部３６の内周を拡大し、この拡大内周部を囲む部
分をカラー５８とし、このカラー５８内にはピストン６
０をピツタリと嵌合してカラー５８、ピストン６０でス
プールバルブ２８から突出する手段を構成する。

尚、ピストン６０のカラー５８に嵌合する部分の肉厚は
バルブの一端部をカラー５８にするために内周を拡大し
た厚さに大体等しくし、これによりピストンの内径をス
プールバルブ２８の内径とほぼ同じにして揺動軸３２が
通れるようにする。そして、ピストン６０の外周面６４
には外周に張り出すフランジ６２を設け、ベアリングプ
レート３８の円筒形のキャビティ６６に嵌めてフランジ
６２の外周面６８を円筒形のキャビティ６６の内周面に
摺動可能に嵌合する。キャビティ６６には作動油を満た
してこれによりダシユポツトを構成し、フランジ６２の
動きをキャビティ６６中の作動油で抵抗させてスプ．ー
ルバルブ２８の動きを制動させる。従つて、スプールバ
ルブ２８は、作動油がフランジ６２のギヤセット側７０
からスプールバルブ側７２或いはその逆にフランジの外
周面６８上を流れる速さでしか動くことができない。こ
のため、スプールバｊルブ２８がベアリングプレート３
８に近付いたり、或いはこれから遠去かるどちらの動き
も等しく制動される。楊合に応じてフランジ６２には少
なくとも１個必要ならば等間隔に複数個のオリフィス７
４を設４け、ギヤセット側７０とスプールバルブ側７２
を連通させてもよい。

又第３図ではピストン６０とスプールバルブ２８が別体
のものであるとして示されているが、勿論、一体に形成
してもよいのであり、一体にした場合はスプールバルブ
２８の第１端部３６の隣接部を、ピストン６０を受ける
ように加工することが不要になる。更に、場合によつて
はバルブ本体１２の内周をスプールバルブ２８の第１端
部３６の近くで部分的に拡大し、ピストン６０の様なピ
ストンをスプールバルブ２８の第１端部付近の外周部分
７６上にしつかりと嵌合させてもよい。こうして、オフ
◆ロードトラック等の重車輛では大流量の流体を流入口
１牡流出つ口１６によつてボート１８，２０を通じステ
アリングシリンダに供給するものであるが、上述のダシ
ユポツト構造７８によつてハンドル４２を手動操作する
際に車輛が蛇行する原因の不安定性を解消することがで
きる。また、何等摩擦抵抗が誘起７されないので、ハン
ドルの操作に従来以上の余分なりを加える必要がないと
ともに、４動作温度を増大させることもない。第４図は
本発明の他の一実施例を示すもので、円筒形のキャビテ
ィ６６は前記実施例と同様にべｌアリングプレート３８
に形成してあるが、このベアリングプレート３８にはス
プールバルブ２８から延びている部材、この実施例では
カラー５８の内面８２に摺動可能に嵌合するリング部８
０を突設してある。

このスプールバルブから延びる部材の内面８２は、リン
グ部分８０の外面８４と同様に滑らかに仕上げてあるの
で、嵌合状態では殆ど摩擦することなく滑らかに摺動す
る。この実施例においては、スプールバルブ２８の第１
端部３６の平らな端面５４はハンドル４２を回すのにつ
れて円筒形キャビティ６６内を出入方向に摺動する。こ
のキャビティ６６にも、制御器１０の内部と同様に作動
軸を満たしてある。そして、必要ならば、キャビティ６
６とギヤセット２２に向いたベアリングプレート３８の
側部８８との間にオリフィス８６を設ける。これにより
スプールバルブ２８の動きはオリフィス８６を経て流れ
る流体の流量によつて制動される。つまりスプールバル
ブ２８の端面５４がベアリングプレート３８に近付く方
向に動くと流体はオリフィス８６を通過しなければなら
ないし、また、逆にベアリングプレート３８から遠去か
る方向に動くと、キャビティ６６内に生起する真空状態
を解くために流体はオリイス８６を逆流し、かくしてス
プールバルブ２８の動きに対する制動が効果的に行われ
、ハンドル４２の操作に応動してオーバーシュートする
のが防止できる。従つて、オフ・ロードトラック等の様
に大流量が使用される重車輛であつても、ハンドルを回
すのに特に余分なりを加えなくても、又動作温度も上け
すに操向による進路不安定を防止することができる。本
発明は上述した実施例のみ限定されるものではなく、本
発明の技術思想に則つて幾多の変形および変更を行つて
種々実施てきると共に、本発明は種々な分野に適用でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はハンドルと連結されてパワーステアリングを行
う従来の流体制御器を示す縦断面図、第２図は第１図の
Ｉ−■線で囲まれた部分の拡大図、第３図は本発明の一
実施例を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流体ポンプの排出側に連通する流入口と、流体ポン
   プの吸込側に連通する流出口と、パワーステアリングシ
   ステムの平衡シリンダなどの複動型流体圧装置の各端側
   に連通し、上記装置への加圧流体を制御する一対のポー
   トとを有するハウジング、前記流体ポンプの作動に依存
   して流体計量器ないし手動ポンプとして作動するギヤセ
   ット軸方向にシフトされて流入口、ギヤセット、シリン
   ダへのポート、流出口を経て流れる流体を制御するスプ
   ールバルブ、ハンドルの動きに応答して回転できる様に
   ハウジングに設けられ、且つスプールバルブに結合され
   て回転量に応じスプールバルブを軸方向にシフトする制
   御軸、スプールバルブの内部からギヤセットに向つて延
   びる揺動軸、ギヤセットとスプールバルブとの間に設け
   られた上記揺動軸を貫通させるベアリングプレートを含
   むパワーステアリングシステムの流体制御器において、
   ベアリングプレートに近接したスプールバルブの端部か
   ら延びる部材、ベアリングプレートのスプールバルブ側
   に、上記部材を受けるように設けられた流体が充満した
   円筒状のダシユポツトキヤビテイ、スプールバルブの軸
   方向の動きに応じ加圧されて通る上記流体を絞り、これ
   により制御軸の回転に応動するスプールバルブのオーバ
   ーシュートを防止し、ひいてはパワーステアリングシス
   テムによる不安定なふらつきを阻止する流れ制御手段を
   備えていることを特徴とする流体制御器。 ２ 特許請求の範囲１に記載の流体制御器において、前
   記部材は、スプールバルブのギヤセットに近接した端部
   からキャビティに向かつて延び、内径はスプールバルブ
   と少なくとも等しく、外周にはキャビティの内面に摺動
   できる様に嵌合する外向きに張り出した環状フランジを
   有するピストンを含むことを特徴とする流体制御器。 ３ 特許請求の範囲２に記載の流体制御器において、前
   記流れ制御手段は前記フランジを経て長手方向に通じる
   オリフィスを含むことを特徴とする流体制御器。 ４ 特許請求の範囲２に記載の流体制御器において、前
   記スプールバルブの前記端部には他の部分の内径よりも
   内径が大きなカラーを形成し、前記ピストンには前記カ
   ラーの内径とほぼ等しい外径を有し、これと嵌合する部
   分を設けたことを特徴とする流体制御器。 ５ 特許請求の範囲１に記載の流体制御器において、前
   記ダシユポツトキヤビテイはスプールバルブの前記端部
   を受けるような位置に配置され、前記流れ制限手段は前
   記キャビティから前記ベアリングプレートを経てギヤセ
   ットの近くまで通じているオリフィスを含むことを特徴
   とする流体制御器。 ６ 特許請求の範囲１に記載の流体制御器において、ス
   プールバルブの前記端部には他の部分の内径よりも内径
   が大きなカラーを形成し、前記ベアリングプレートにス
   プールバルブに向つて突出するリングを含み、該リング
   の内径は前記スプールバルブの前記端部以外の部分の内
   径にほぼ等しくすると共にその外径は前記カラーの内径
   とほぼ等しくし、又リングと前記カラーの長さはほぼ等
   しくし、且つ前記カラーを前記制御軸の回転に応答して
   前記リング上を前記キャビティの内外へ摺動できるよう
   に構成したことを特徴とする流体制御器。