JPS63247166A - ロ−タリ形サ−ボバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車の動力舵取装置等に使用するロータリ
形サーボバルブに関する。

（従来技術） 自動車の動力舵取装置に使用するこの種のロータリ形サ
ーボバルブとしては、例えば特開昭６０−１５２６５号
公報に示す技術がある。この技術においては、相対回動
可能に嵌合するロータ弁部材とスリーブ弁部材の嵌合部
に、一方の弁部材に設けられて相対回動の中立位置にお
いて他方の弁部材のランド部とオーバーラツプしない制
御ランド部を有する圧力制御用ランド対部分と、一方の
弁部材に設けられて中立位置において他方の弁部材のラ
ンド部とオーバラップする調整ランド部を有する圧力特
性調整用ランド対部分とを交互に配置して、各ランド対
部分により形成される可変絞り部が、ロータリ形サーボ
バルブの供給ポートと排出ポートの間に並列に接続され
るようにしている。しかして、圧力制御用ランド対部分
により形成される可変絞り部の開口面積と、圧力特性調
整用ランド対部分により形成される可変絞り部の開口面
積は、それぞれ第７図（Ａ）の特性ａ及びｂに示す如く
変化し、従って供給ポートと排出ポートの間の開口面積
は第７図（Ａ）の特性ｆに示す如く変化するようになっ
ている。これにより、操舵ハンドルを回動していった場
合、ハンドルトルクの増大に応じて両弁部材が相対回動
するにつれて供給ポートには第７図（Ｂ）の実線ｇの特
性に示す如く２段折れで上昇する圧力を生ぜしぬ、この
圧力を操舵ハンドルの回動方向に応じてパワーシリンダ
の一方の作動室に印加して動力操舵装置のアシスト力が
２段折れで増大するようになっている。・ 〔発明が解決しようとする問題点〕 このような従来技術においては、相対回動の中立位置に
おける供給ポートと排出ポートの間の開口面積は必ずし
も充分大とはならないので、第７図（Ｂ）の実線ｇの特
性に示す如く、中立位置付近すなわち圧力不感帯領域α
においても供給ポートには背圧Ｐ１が作用する。この背
圧Ｐ１はロータリ形サーボバルブの各部に設けたシール
部材（第５図に示すシール部材３９．４９等）を一方向
に押し付けて両弁部材が回動する際の摩擦抵抗を増大さ
せるので、ロータリ形す′−ボバルブの追随性を低下さ
せる。このため、この種のロータリ形サーボバルブを動
力舵取装置に使用した場合、ハンドルトルクが小さい操
舵中立位置付近におけるロータリ形サーボバルブの追随
性が低下するので、その付近において操舵摩擦感や操舵
ハンドルの戻り不良が生じるという問題がある。中立位
置付近におけるロータリ形サーボバルブへの入力トルク
は一般的に減少するので、動力舵取装置以外の場合にも
、このような中立位置付近における追随性の低下に伴う
問題は存在する。これを解決するために中立位置におけ
る開口面積を増大させれば、ロータリ形サーボバルブ全
体の作動特性が変化し、またこれも解決しようとすれば
ロータリ形サーボバルブ全体の寸法を増大させなければ
ならないという問題が生じる。本発明は、このような問
題を解決しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

このために、本発明によるロータリ形サーボバルブは、
第１図〜第６図に例示する如く、相対回動可能に互いに
嵌合するロータ弁部材３０とスリーブ弁部材４０よりな
り、前記ロータ弁部材３０外周の嵌合面３０ａの中間部
には軸線方向に延びる複数の凹溝３２を円周方向に間を
隔てて設けてそれらの間にランド部３１を形成し、前記
スリーブ弁部材４０内周の嵌合面４０ａの中間部には前
記ロータ弁部材３０の各ランド部３１に対応する複数の
凹溝４２を設けてそれらの間にランド部４１を形成し、
前記相対回動の中立位置において一方の前記弁部材のラ
ンド部の少なくとも一部のも一δ− のは他方の前記弁部材のランド部とオーバラップしない
よう構成し、前記各凹溝３２．４２により前記両弁部材
３０，４０の間に供給ポート５１に連通される供給室Ｒ
Ｏ，Ｒ７と排出ポート５２に連通される排出室Ｒ３，Ｒ
４と此等両室の間に位置する制御室Ｒ１，Ｒ２を形成し
てなるロータリ形サーボバルブにおいて、前記両弁部材
３０，４０の嵌合面３０ａ、４０ａの何れか一方には前
記供給室ＲＯ，Ｒ７と連通する第１背圧調整溝３４を形
成し、前記嵌合面３０ａ、４０ａの他方には前記第１背
圧調整満３４に対応すると共に前記排出ポート５２と連
通する第２背圧調整溝４６を形成し、この両背圧調整溝
３４．４６は前記相対回動の中立位置付近においてのみ
互いに重合して前記供給室ＲＯ，Ｒ７を前記排出ポート
５２に連通するよう配置したことを特徴とするものであ
る。

〔作用〕

相対回動の中立位置付近においては、両背圧調整満３４
．４６は互いに重合しているので、供給ポート５１と排
出ポート５２は両弁部材３０，４０の各ランド部３１，
４１，４１１の間に形成される可変絞り部のみならず、
両背圧調整満３４゜４６を介して連通される。すなわち
、両背圧調整溝３４，４６の開口面積の分だけ両ポート
５１゜５２間の開口面積が増大して流通抵抗が減少する
ので、供給ポート５１に生じる背圧は従来よりも減少す
る。従って、この背圧の減少の分だけ、ロータリ形サー
ボバルブの各部のシール部材に加わる圧力が減少するの
で、各弁部材３０，４０が回動する際のシール部材によ
る摩擦抵抗も減少する。

また、両弁部材３０．４０が中立位置付近から相対回動
じて両背圧調整満３４．４６が連通しなくなれば、ロー
タリ形サーボバルブの作動特性は、両背圧調整溝３４．
４６を有しないものの作動特性は同一となる。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明によれば、両背圧調整溝が重合する
相対回動の中立位置付近においては、摩擦による各弁部
材の回動抵抗が従来よりも減少するので、一般的に入力
トルクが小となる中立位置付近におけるロータリ形す−
ボバ、ルブの追随性を向上させることができる。また、
中立位置付近以外におけるロータリ形サーボバルブの作
動特性は従来と同一に保つことができる。

（実施例） 第１図〜第６図は、動力舵取装置における本発明の実施
例を示す。

先ず本実施例による動力舵取装置の本体の全体構造を説
明する。第５図に示す如く、互いに固定されたギヤハウ
ジング１０と弁ハウジングｌｌ内に軸受を介して回動自
在に支持きれた出力軸１２のビニオン１２ａは、これと
交差する方向に摺動可能に支持されたラック軸１５のラ
ック歯１５ａと噛合し、ラック軸１５にはパワーシリン
ダ１６のピストン１７が固定される（第４図参照）と共
に凹路のリンク機構を介して操向車輪が連結されている
。両ハウジング１０．１１内には、また、ハンドル軸を
介して操舵ハンドルに連結される入力軸１３が、出力軸
１２と同軸的に軸受を介して支持され、この両軸１２，
１３はトーションバー１４により弾性的に相対回動可能
に互いに連結されている。この両軸１２．１３の間には
本発明によるロータリ形サーボバルブ２０が設けられ、
このロータリ形サーボバルブ２０は入力軸１３に形成さ
れたロータ弁部材３０と、その外周の嵌合面３０ａ及び
弁ハウジング１１内周の嵌合面１１ａに回動自在に嵌合
されて結合ピン２５により出力軸１２に連結されたスリ
ーブ弁部材４０よりなり、供給ポート５１．排出ポート
５２及び一対の給排ポート５３，５４を有するロータリ
型の４ポート絞り切換弁を形成している。ロータ弁部材
３０とスリーブ弁部材４０の間の嵌合部にはゴム等の弾
性材料よりなるシール部材３９が介装され、またスリー
ブ弁部材４０と弁ハウジング１１の間の嵌合部には同様
のシール部材４９が介装されている。

第１図〜第４図に示す如く、ロータ弁部材３０外周の嵌
合面３０ａには軸線方向に延びる８個の凹溝３２が円周
方向に等間隔に形成され、此等各凹溝３２の間にはラン
ド部３１が形成されている。

また嵌合面３０ａと嵌合するスリーブ弁部材４０内周の
嵌合面４０ａには、ロータ弁部材３０の各ランド部３１
に対応する８個の凹溝４２が形成され、此等各凹溝４２
の間にはランド部４１（４１１，４１２）が形成されて
いる。スリーブ弁部材４０のランド部４１　（４１１，
４１２）には、ひとつおきに供給孔４３が開口され、各
供給孔４３は供給ポンプ５０からの一定流量の作動流体
が供給される供給ポート５１に連通されている。此等供
給孔４３が開口されたランド部４１のうち直径方向に対
向する一対のものく以下これを調整ランド部４１２とい
う）は幅広に形成され、図示の中立状態においては、ロ
ータ弁部材３０の２つのランド部３１．３１に跨ってオ
ーバラップしている。

また供給孔４３が開口された残りの一対のランド部４１
（以下これを制御ランド部４１１という）及び他のラン
ド部４１は、図示の中立状態においては、ロータ弁部材
３０の２つのランド部３１゜３１の間に位置して何れも
オーバラップしていない。第１図に示す如く、ロータ弁
部材３０の凹満３２のうち供給孔４３が連通される４個
は供給室ＲＯ及びＲ７を形成し、それ以外の４個は排出
室Ｒ３及びＲ４を形成し、各排出室Ｒ３，Ｒ４はそれぞ
れに対応する凹溝３２に間口された排出孔３３、入力軸
１３とトーションバー１４の間の通路５５及び人力軸１
３に設けられた貫通孔５６を経てリザーバ５６に通じる
排出ポート５２に連通されている。スリーブ弁部材４０
の凹溝４２のうち制御ランド部４１１０両側に位置する
２対のものは制御室Ｒ１及びＲ２を形成し、各制御室Ｒ
１゜Ｒ２に開口された２対の分配孔４４．４５はパワー
シリンダ１６の両室１６ａ、１６ｂにそれぞれ連通する
一対の給排ボー）５３．５４に連通されている。また、
スリーブ弁部材４０の凹溝４２のうち調整ランド部４１
２の両側に位置する２対のものは調整室Ｒ５，Ｒｅを形
成している。

このように、本実施例の両弁部材３０，４０の間には、
第１図に示す如く、中立状態においては両横に対峙する
ランド部３１とオーバラップしない制御ランド部４１１
を中心とする２組の圧力制御用ランド対部分Ｚ１と、中
立位置においては両横に対峙するランド３１とオーバラ
ップする調整ランド部４】２を中心とする２組の圧力特
性調整用ランド対部分Ｚ２が交互に配置され、この両う
ンド対部分Ｚｌ、Ｚ２により各複数の供給室ＲＯ，Ｒ７
、排出室Ｒ３，Ｒ４、制御室Ｒ１，Ｒ２及び調整室Ｒ５
，Ｒ６が形成され、圧力制御用ランド対部分Ｚ１には第
１面取り３６が形成され、圧力特性調整用ランド対部分
Ｚ２には第２及び第３面取り３７．３８が形成されてい
る。

次に、本発明の要部をなす第１及び第２背圧調整溝３４
．４６につき説明する。主として第２図及び第４図に示
す如く、ロータ弁部材３０外周の嵌合面３０ａの端部付
近には、供給室ＲＯ，Ｒ７を形成する４個の凹溝３２に
対応して４個の第１背圧調整溝３４が形成され、各第１
背圧調整溝３４は、その一端が各供給室ＲＯ，Ｒ７に連
通すると共に軸線方向に延びて他端は嵌合面３０ａの途
中で終わフている、また、主として第３図及び第４図に
示す如く、スリーブ弁部材４０内周の嵌合面４０ａには
、第１調整溝３４と対応する位置に４個の第２背圧調整
溝４６が形成され、各第２背圧調整溝４６は、その一端
が嵌合面４０ａの途中から始まって軸線方向に延びてス
リーブ弁部材４０の端面に達している。第１図、第４図
及び第５図に示す如く、両弁部材３０．４０の相対回動
の中立位置においては、両背圧調整満３４．４６は互い
に同位相となって第１背圧調整溝３４の終了側と第２背
圧調整溝の開始側は互いに重合し、これにより供給室Ｒ
Ｏ，Ｒ７は両背圧調整溝３４゜４６を介して直接排出ポ
ート５２に連通され、両弁部材３０．４０が所定角度以
上相対回動すればこの連通が断たれるようになっている
。

上記構成の本実施例においては、供給ポート５１と排出
ポート５２の間には圧力制御用ランド対部分Ｚ１により
形成される可変絞り部と、圧力特性調整用ランド対部分
Ｚ２により形成される可変絞り部と、第１及び第２背圧
調整溝３４．３６により形成される可変絞り部が設けら
れ、此等３つの可変絞り部は互いに並列に接続されてい
る。次に、ロータ弁部材３０とスリーブ弁部材４０が中
立位置ｘＯから相対回動した場合における各可変絞り部
の開口面積の変化状態につき説明する。

圧力制御用ランド対部分Ｚ１により形成される可変絞り
部は直径方向に対向する２対の制御室Ｒ１、Ｒ２を通る
４つの経路に形成され、各経路に形成される可変絞り部
の開口面積は全く同様に変化する。すなわち、各開口面
積は、相対回動の中立位置において最大であり、両弁部
材３０．４０の相対回動につれてロータ弁部材３０のラ
ンド部３１がスリーブ弁部材４０のう°ンド部４１，４
１１とオーバラップを開始する位置ｘ１までは急激に減
少するが、それ以後は第１面取り３６の作用によりゆる
やかに減少し、位置ｘ３まで回動すればこの開口面積は
０となり、回路のストッパに当接して相対回動は停止す
る。すなわち、圧力制御用ランド対部分Ｚ１により形成
される可変絞り部の開口面積は、両弁部材３０．４０が
相対回動するにつれて、第６図（Ａ）の特性ａに示す如
く一段折れで減少する。

圧力特性調整用ランド対部分Ｒ２により形成される可変
絞り部は直径方向に対向する２対の調整室Ｒ５，Ｒ６を
通る４つの経路に形成される。ａ−タ弁部材３０がスリ
ーブ弁部材４０に対して時計回転方向に相対回動じた場
合には、前記位置Ｘ１までは４つの経路の可変絞り部の
開口面積はＯであるが、位置ｘ１を越えれば第２面取り
３７の作用により調整室Ｒ５を通る方の経路の可変絞り
部の開口面積が次第に増大し、調整室Ｒ５を形成する凹
溝４２がこれに対応するランド部３１と丁度一致する位
置Ｘ２を越えれば第３面取り３８の作用によりこの開口
面積は次第に減少し、前記位置ｘ３まで回動すればこの
開口面積は０となる。

ロータ弁部材３０が反時計方向に相対回動した場合には
、調整室Ｒ６を通る方の経路の可変絞り部材の開口面積
が同様に変化する。すなわち、圧力特性調整用ランド対
部分Ｚ２により形成される可変絞り部の開口面積は、両
弁部材３０，４０が相対回動するつれて、第６図（Ａ）
の特性すに示す如く増減する。

また、各第１及び第２背圧調整溝３４．４６により形成
される可変絞り部の開口面積は、何れも中立位置におい
て最大であり、両弁部材３０，４０の相対回動につれて
減少して前記位置ｘ１においてＯとなる。すなわち、４
組の第１及び第２背圧調整溝３４．３６により形成され
る可変絞り部の開口面積は、両弁部材３０．４０が相対
回動するにつれて、第６図（Ａ）の特性Ｃに示す如く減
少する。

しかして、圧力制御用ランド対部分Ｚ１と圧力特性調整
用ランド対部分Ｚ２と第１及び第２調整溝３４．４Ｅ３
により形成される各可変絞り部は互いに並列に接続され
ているので、供給ポート５１と排出ポート５２の間の開
口面積は此等各可変絞り部の開口面積の和となり、両弁
部材３０，４０が相対回動するにつれて、第６図（Ａ）
の特性ｄに示す如く変化するものとなる。従って、供給
ポンプ５０より一定流量の作動流体が供給される供給ポ
ート５１に生じる背圧は、第６図（Ｂ）の特性ｅに示す
如く、両弁部材３０．４０の相対回動に応じて２段折れ
で上昇するものとなる。しかして、中立位置における背
圧ＰＯは、第７図（Ｂ）の特性ｇの中立位置における背
圧Ｐ１に比して、第１及び第２背圧調整満３４．４６に
よる開口面積増加の分だけ減少する。

本実施例の動力舵取装置においては、両弁部材３０．４
０は操舵ハンドルに加えられるハンドルトルクに応じて
相対回動するので、供給ポート５１にはハンドルトルク
の増大に応じて２段折れ特性で上昇する圧力が生じる。

この圧力はロータ弁部材３０が反時計回転方向に相対回
動じた場合には分配孔４４及び給排ポート５３を経てパ
ワーシリンダ１６の一方の作動室ｌｅａに印加され、ロ
ータ弁部材３０が時計回転方向に相対回動した場合には
分配孔４５及び給排ポート５４を経て他方の作動室１６
ｂされてアシスト力を生じる。このような本実施例によ
れば、操舵中立位置付近においてはアシスト力が小さい
ので操舵ハンドルの復元力を保ち、操舵ハンドルを大き
く回動した場合にはその回動角に応じてアシスト力が急
激に増大するのでハンドルトルクの増大を防ぐことがで
きる。

また前述の如く、操舵中立位置付近においては、第１及
び第２背圧調整溝３４．４６による開口面積の分だけ、
供給ポート５１に生じる背圧ＰＯは従来の背圧Ｐ１より
も減少するので、この背圧の減少の分だけ、ロータリ形
サーボバルブ２０のシール部材３９．４９に加わる圧力
が減少する。従って、このシール部材３９．４９の摩擦
によるロータリ形サーボバルブの回動抵抗も減少し、操
舵中立位置付近における操舵摩擦感や操舵ハンドルの戻
り不良を軽減することができる。また、実質的にアシス
ト力が生じる操舵中立位置付近以外においては、第１及
び第２背圧調整溝３４．４６は連通しなくなるので、操
舵特性は従来と実質的に同一となる。

上記実施例においては、圧力特性調整のために中立位置
においてオーバラップするランド部４１２を一部に使用
しており、このような実施例においてはこのランド部４
】２の分だけ中立位置における供給ポートと排出ポート
の間の開口面積が減少して供給ポートの背圧が上昇する
ので、本発明は特に効果的である。しかしながら、本発
明はこのような実施例に限られるものではなく、種々の
ロータリ形サーボバルブに適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明によるロータリ形サーボバルブ
の一実施例を示し、第１図は全体の横断面図、第２図は
ロータ弁部材の斜視図、第３図はスリーブ弁部材の一部
の斜視図、第４図は嵌合面の一部の展開図、第５図はロ
ータリ形す−ボバルブ備えた動力舵取装置の縦断面図、
第６図は相対回動角に対する断面積及び圧力の特性図、
第７ｒ！ｊＪは従来技術の第６図相当図である。 符号の説明 ３０・・・ロータ弁部材、３０ａ・・・嵌合面、３１・
・・ランド部、３２・・・凹溝、３４・・・第１背圧調
整溝、４０・・・スリーブ弁部材、４０ａ・◆・嵌合面
、４１・・・ランド部、４２・・・凹溝、４６・・・第
２背圧調整溝、５】・φφ供給ポート、５２φ・・排出
ポート、ＲＯ。 Ｒ７・φ・供給室、Ｒ１，Ｒ２・Φ・制御室、Ｒ３、Ｒ
４・・・排出室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 相対回動可能に互いに嵌合するロータ弁部材とスリーブ
   弁部材よりなり、前記ロータ弁部材外周の嵌合面の中間
   部には軸線方向に延びる複数の凹溝を円周方向に間を隔
   てて設けてそれらの間にランド部を形成し、前記スリー
   ブ弁部材内周の嵌合面の中間部には前記ロータ弁部材の
   各ランド部材に対応する複数の凹溝を設けてそれらの間
   にランド部を形成し、前記相対回動の中立位置において
   一方の前記弁部材のランド部の少なくとも一部のものは
   他方の前記弁部材のランド部とオーバラップしないよう
   構成し、前記各凹溝により前記両弁部材の間に供給ポー
   トに連通される供給室と排出ポートに連通される排出室
   と此等両室の間に位置する制御室を形成してなるロータ
   リ形サーボバルブにおいて、前記両弁部材の嵌合面の何
   れか一方には前記供給室と連通する第１背圧調整溝を形
   成し、前記嵌合面の他方には前記第１背圧調整溝に対応
   すると共に前記排出ポートと連通する第２背圧調整溝を
   形成し、この両背圧調整溝は前記相対回動の中立位置付
   近においてのみ互いに重合して前記供給室を前記排出ポ
   ートに連通するよう配置したことを特徴とするロータリ
   形サーボバルブ。