(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドルと一体に回転するスタブシャフトと、操舵機構に連係する出力シャフトと、これら両シャフトを連結するトーションバーと、スタブシャフトに設けたロータリースプールと、出力シャフトに設けたスリーブとを備え、ロータリースプールとスリーブとを相対回転自在に嵌合してロータリーバルブを構成してなるパワーステアリング装置において、ロータリーバルブには、ハンドルを一方の方向に切ると絞り効果を発揮し、パワーシリンダの第１室に供給する流量を制御する可変絞りＡと、ハンドルを他方の方向に切ると絞り効果を発揮し、パワーシリンダの第２室に供給する流量を制御する可変絞りＢと、ハンドルを一方の方向に切ると絞り効果を発揮し、パワーシリンダの第２室の排出流量を制御する可変絞りＣと、ハンドルを他方の方向に切ると絞り効果を発揮し、パワーシリンダの第１室の排出流量を制御する可変絞りＤを設け、これら可変絞りＡ〜Ｄの開度は、ロータリーバルブが作動すると小さくなり、その作動角が角度θ1に達してからは緩やかに小さくなる構成とする一方、パワーシリンダの第１室と第２室とをバイパスする一対のバイパス通路を設けるとともに、ロータリーバルブには、いずれか一方のバイパス通路上で、ハンドルを一方の方向に切ると可変絞りＡ〜Ｄよりも遅れて絞り効果を発揮する可変絞りＩと、いずれか一方のバイパス通路上で、ハンドルを一方の方向に切ると開度が大きくなる可変絞りＪと、いずれか他方のバイパス通路上で、ハンドルを他方の方向に切ると可変絞りＡ〜Ｄよりも遅れて絞り効果を発揮する可変絞りＫと、いずれか他方のバイパス通路上で、ハンドルを他方の方向に切ると開度が大きくなる可変絞りＬとを設け、可変絞りＩ、Ｋの開度は、ロータリーバルブが作動すると可変絞りＡ〜Ｄよりも遅れてから小さくなり、その作動角が上記θ1よりも大きな角度θ2に達してからは緩やかに小さくなる構成とし、可変絞りＪ、Ｌの開度は、ロータリーバルブが作動すると緩やかに大きくなり、その作動角が、上記θ2以上で、かつ、そのときの開度が可変絞りＩ、Ｋの開度以上に大きくなる角度θ3に達してからは、急激に開放される構成にしたことを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
ロータリースプールには、その径方向に対向させた一対の供給凹部と、これら供給凹部の両側に配置した戻り凹部とを形成し、また、スリーブには、その径方向に対向させるとともに、パワーシリンダの第１室に第１シリンダ通路を介して連通させた一対の第１シリンダ溝と、その径方向に対向させるとともに、パワーシリンダの第２室に第２シリンダ通路を介して連通させた一対の第２シリンダ溝とを形成し、上記供給凹部と戻り凹部との間には制御凸部が形成され、その供給凹部側におけるエッジ部と第１シリンダ溝の端部とが相まって可変絞りＡを構成し、その供給凹部側におけるエッジ部と第２シリンダ溝の端部とが相まって可変絞りＢを構成し、その戻り凹部側におけるエッジ部と第２シリンダ溝の端部とが相まって可変絞りＣを構成し、その戻り凹部側におけるエッジ部と第１シリンダ溝の端部とが相まって可変絞りＤを構成する一方、ロータリースプールには、その径方向に対向させるとともに、上記一対の供給凹部とほぼ９０度位相をずらして連絡凹部を形成し、また、スリーブには、その径方向に対向させるとともに、第１シリンダ通路に連通し、かつ、戻り凹部からは遮断された一対の第１バイパス溝と、その径方向に対向させるとともに、第２シリンダ通路に連通し、かつ、戻り凹部からは遮断された一対の第２バイパス溝とを形成し、戻り凹部と連絡凹部との間には制御凸部が形成され、そのうちの一対の供給凹部を通る線を基準として一方の側の制御凸部のエッジ部と、第１、２バイパス溝の端部とが相まって可変絞りＩ、Ｊを構成し、他方の側の制御凸部のエッジ部と、第１、２バイパス溝の端部とが相まって可変絞りＫ、Ｌを構成したことを特徴とする請求項１記載のパワーステアリング装置。
【請求項３】
ロータリースプールには、その径方向に対向させた一対の戻り凹部と、これら戻り凹部の両側に配置した供給凹部とを形成し、また、スリーブには、その径方向に対向させるとともに、パワーシリンダの第１室に第１シリンダ通路を介して連通させた一対の第１シリンダ溝と、その径方向に対向させるとともに、パワーシリンダの第２室に第２シリンダ通路を介して連通させた一対の第２シリンダ溝とを形成し、上記戻り凹部と供給凹部との間には制御凸部が形成され、その供給凹部側におけるエッジ部と第１シリンダ溝の端部とが相まって可変絞りＡを構成し、その供給凹部側におけるエッジ部と第２シリンダ溝の端部とが相まって可変絞りＢを構成し、その戻り凹部側におけるエッジ部と第２シリンダ溝の端部とが相まって可変絞りＣを構成し、その戻り凹部側におけるエッジ部と第１シリンダ溝の端部とが相まって可変絞りＤを構成する一方、ロータリースプールには、その径方向に対向させるとともに、上記一対の戻り凹部とほぼ９０度位相をずらして連絡凹部を形成し、また、スリーブには、その径方向に対向させるとともに、第１シリンダ通路に連通し、かつ、供給凹部からは遮断された一対の第１バイパス溝と、その径方向に対向させるとともに、第２シリンダ通路に連通し、かつ、供給凹部からは遮断された一対の第２バイパス溝とを形成し、戻り凹部と連絡凹部との間には制御凸部が形成され、そのうちの一対の戻り凹部を通る線を基準として一方の側の制御凸部のエッジ部と、第１、２バイパス溝の端部とが相まって可変絞りＩ、Ｊを構成し、他方の側の制御凸部のエッジ部と、第１、２バイパス溝の端部とが相まって可変絞りＫ、Ｌを構成したことを特徴とする請求項１記載のパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロータリーバルブを備えたパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来例のパワーステアリング装置としては、例えば、図１０〜１３に示すようなものがある。
図１０に示すように、ケーシング１に出力シャフト２とスタブシャフト３とを同軸上に挿入し、これらシャフト２、３をトーションバー４で連結している。
そして、出力シャフト２にピニオン５を形成するとともに、このピニオン５を、操舵ロッド６に形成したラック７にかみ合わせている。
したがって、図示しないハンドルを切って出力シャフト２が回転すると、ピニオン５→ラック７を介して操舵ロッド６が軸方向に移動し、その両端の車輪を転舵することになる。
【０００３】
上記スタブシャフト３の外周面には、ロータリースプール８を一体的に設けている。そして、このロターリースプール８には、スリーブ９を相対回転自在に嵌合するとともに、このスリーブ９をピン１０によって出力シャフト２に固定している。
このように相対回転自在に嵌合したロータリースプール８とスリーブ９とが相まって、ロータリーバルブＶを構成している。
いま、図示しないハンドルを切ると、それに連係するスタブシャフト３が回転し、その回転力がトーションバー４を介して出力シャフト２に伝えれられる。しかし、出力シャフト２は、車輪側の負荷によってその回転が妨げられるので、その分トーションバー４がねじれる。したがって、このねじれ角度分だけスタブシャフト３が出力シャフト２よりも余分に回転し、ロータリースプール８とスリーブ９とが相対回転して、ロータリーバルブＶが切換わることになる。
【０００４】
このロータリーバルブＶには、図１１の回路図に示す４つの可変絞り部Ａ〜Ｄを構成している。
可変絞りＡは、図示しないハンドルを一方の方向に切ると絞り効果を発揮し、パワーシリンダ１１の第１室１１ａに供給する流量を制御する。可変絞りＢは、図示しないハンドルを他方の方向に切ると絞り効果を発揮し、パワーシリンダ１１の第２室１１ｂに供給する流量を制御する。
可変絞りＣは、図示しないハンドルを一方の方向に切ると絞り効果を発揮し、パワーシリンダ１１の第２室１１ｂの排出流量を制御する。可変絞りＤは、図示しないハンドルを他方の方向に切ると絞り効果を発揮し、パワーシリンダ１１の第１室１１ａの排出流量を制御する。
【０００５】
これら可変絞りＡ〜Ｄの開度は、図１２の開口特性線ＹA〜Dに示すように、ロータリーバルブＶが作動すると小さくなり、その作動角θが角度θ1に達してからは緩やかに小さくなる。そして、ロータリーバルブＶの作動角θが角度θ4になると、これら可変絞りＡ〜Ｄの開度がゼロになる。
また、このロータリーバルブＶには、図１１の回路図に示す４つの可変絞りＥ〜Ｈを構成している。
可変絞りＥは、ハンドルを一方の方向に切ると、上記可変絞りＡ〜Ｄよりも遅れて絞り効果を発揮する。可変絞りＦは、ハンドルを他方の方向に切ると、上記可変絞りＡ〜Ｄよりも遅れて絞り効果を発揮する。
可変絞りＧは、可変絞りＦの下流側に配置され、ハンドルを一方の方向に切ると、上記可変絞りＡ〜Ｄよりも遅れて絞り効果を発揮する。可変絞りＨは、可変絞りＥの下流側に配置され、ハンドルを他方の方向に切ると、上記可変絞りＡ〜Ｄよりも遅れて絞り効果を発揮する。
【０００６】
これら可変絞りＥ〜Ｈの開度は、図１２の開口特性線ＹE〜Hに示すように、ロータリーバルブＶが作動すると、可変絞りＡ〜Ｄよりも遅れてから小さくなり、その作動角θが上記θ1よりも大きな角度θ2に達してからは緩やかに小さくなる。そして、ロータリーバルブＶの作動角θが角度θ4になると、これら可変絞りＥ〜Ｈの開度がゼロになる。
さらに、このパワーステアリング装置では、図１１に示すように、可変絞りＥ〜Ｈの下流側に、固定絞り１２を設けている。
この固定絞り１２の開度は、図１２の開口特性線Ｙ12に示すように、ロータリーバルブＶの作動角θにかかわらず一定となっている。
【０００７】
このようにしたパワーステアリング装置では、その可変絞りＡ〜Ｄ、Ｅ〜Ｈ、及び固定絞り１２の合成開度が、次のようにして変化する。
つまり、可変絞りＥ〜Ｈの開度が、固定絞り１２の開度よりも大きく保たれる角度θｘまでの範囲で、合成開度は、可変絞りＡ〜Ｄの開度と固定絞り１２の開度とをあわせたものになる。
それに対して、可変絞りＥ〜Ｈの開度が、固定絞り１２の開度よりも小さくなる角度θｘを超えた範囲では、合成開度が、可変絞りＡ〜Ｄの開度と可変絞りＥ〜Ｈの開度とをあわせたものになる。
したがって、可変絞りＡ〜Ｄ、Ｅ〜Ｈ、及び固定絞り１２の合成開度は、図１２の開口特性線Ｙに示すように二段折れの特性を有することになる。
【０００８】
以上述べた従来例のパワーステアリング装置では、ロータリーバルブＶの作動角θとパワーシリンダ１１の圧力ｐとが、図１３に示す特性線Ｓ(一点鎖線)のように変化する。
ロータリーバルブＶの作動角θが角度θ1に達するまでの範囲では、ポンプ供給流量のほとんどが、絞り効果を発揮していない可変絞りＡ〜Ｄを通過してタンクＴに戻され、パワーシリンダ１１の圧力はほとんど上昇しない。
作動角θが角度θ1〜θｘの範囲では、合成開口特性線Ｙの傾きが緩やかなので、パワーシリンダ１１の圧力ｐもロータリーバルブＶの作動角θに対して緩やかに上昇する。したがって、ハンドルを大きく切ることのない中・高速走行域で、安定した走行を可能にすることができる。
【０００９】
それに対して、ロータリーバルブＶの作動角θが角度θｘを超えた範囲では、合成開口特性線Ｙの傾きが急になるので、パワーシリンダ１１の圧力ｐもロータリーバルブＶの作動角θに対して急上昇する。したがって、車輪側の負荷が大きく、また、ハンドルを大きく切ることの多い据え切り・低速走行域で、十分なアシスト力を得ることができ、ハンドリングを快適なものにすることができる。
なお、この種のパワーステアリング装置のロータリーバルブＶとしては、例えば、本出願人が特開平７−１２０,５１２号として出願したものなどがある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例のパワーステアリング装置では、理想的なアシスト力特性を得るため、可変絞りＥ〜Ｈの下流側に固定絞り１２を設け、中・高速走行域である角度θ1〜θｘの範囲で、合成開口特性線Ｙの傾きを緩やかにしている。
しかし、この範囲での合成開口特性線Ｙの傾きは、固定絞り１２の開度と可変絞りＡ〜Ｄの開度とによって決められる。そして、固定絞り１２の開度は一定なので、結局、この範囲での合成開口特性線Ｙの傾きは、図１２からも分かるように、開口特性線ＹA〜Dの傾きだけによって決められることになる。
そのため、合成開口特性線Ｙを緩やかにしようとしても限界があり、より理想的なアシスト力特性を得ることができないことがあった。
また、固定絞り１２を設けるためには、図１０に示すように通路を加工したり、あるいは通路にオリフィス部材を設けたりしなければならず、部品数や加工工数が多くなって、コストがかかってしまう。
この発明は、ロータリーバルブだけで、より理想的なアシスト力特性を得ることができ、コストダウンを可能としたパワーステアリング装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ハンドルと一体に回転するスタブシャフトと、操舵機構に連係する出力シャフトと、これら両シャフトを連結するトーションバーと、スタブシャフトに設けたロータリースプールと、出力シャフトに設けたスリーブとを備え、ロータリースプールとスリーブとを相対回転自在に嵌合してロータリーバルブを構成してなるパワーステアリング装置を前提とする。
そして、第１の発明は、ロータリーバルブには、ハンドルを一方の方向に切ると絞り効果を発揮し、パワーシリンダの第１室に供給する流量を制御する可変絞りＡと、ハンドルを他方の方向に切ると絞り効果を発揮し、パワーシリンダの第２室に供給する流量を制御する可変絞りＢと、ハンドルを一方の方向に切ると絞り効果を発揮し、パワーシリンダの第２室の排出流量を制御する可変絞りＣと、ハンドルを他方の方向に切ると絞り効果を発揮し、パワーシリンダの第１室の排出流量を制御する可変絞りＤを設け、これら可変絞りＡ〜Ｄの開度は、ロータリーバルブが作動すると小さくなり、その作動角が角度θ1に達してからは緩やかに小さくなる構成とする一方、パワーシリンダの第１室と第２室とをバイパスする一対のバイパス通路を設けるとともに、ロータリーバルブには、いずれか一方のバイパス通路上で、ハンドルを一方の方向に切ると可変絞りＡ〜Ｄよりも遅れて絞り効果を発揮する可変絞りＩと、いずれか一方のバイパス通路上で、ハンドルを一方の方向に切ると開度が大きくなる可変絞りＪと、いずれか他方のバイパス通路上で、ハンドルを他方の方向に切ると可変絞りＡ〜Ｄよりも遅れて絞り効果を発揮する可変絞りＫと、いずれか他方のバイパス通路上で、ハンドルを他方の方向に切ると開度が大きくなる可変絞りＬとを設け、可変絞りＩ、Ｋの開度は、ロータリーバルブが作動すると可変絞りＡ〜Ｄよりも遅れてから小さくなり、その作動角が上記θ1よりも大きな角度θ2に達してからは緩やかに小さくなる構成とし、可変絞りＪ、Ｌの開度は、ロータリーバルブが作動すると緩やかに大きくなり、その作動角が、上記θ2以上で、かつ、そのときの開度が可変絞りＩ、Ｋの開度以上に大きくなる角度θ3に達してからは、急激に開放される構成にした点に特徴を有する。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、ロータリースプールには、その径方向に対向させた一対の供給凹部と、これら供給凹部の両側に配置した戻り凹部とを形成し、また、スリーブには、その径方向に対向させるとともに、パワーシリンダの第１室に第１シリンダ通路を介して連通させた一対の第１シリンダ溝と、その径方向に対向させるとともに、パワーシリンダの第２室に第２シリンダ通路を介して連通させた一対の第２シリンダ溝とを形成し、上記供給凹部と戻り凹部との間には制御凸部が形成され、その供給凹部側におけるエッジ部と第１シリンダ溝の端部とが相まって可変絞りＡを構成し、その供給凹部側におけるエッジ部と第２シリンダ溝の端部とが相まって可変絞りＢを構成し、その戻り凹部側におけるエッジ部と第２シリンダ溝の端部とが相まって可変絞りＣを構成し、その戻り凹部側におけるエッジ部と第１シリンダ溝の端部とが相まって可変絞りＤを構成する一方、ロータリースプールには、その径方向に対向させるとともに、上記一対の供給凹部とほぼ９０度位相をずらして連絡凹部を形成し、また、スリーブには、その径方向に対向させるとともに、第１シリンダ通路に連通し、かつ、戻り凹部からは遮断された一対の第１バイパス溝と、その径方向に対向させるとともに、第２シリンダ通路に連通し、かつ、戻り凹部からは遮断された一対の第２バイパス溝とを形成し、戻り凹部と連絡凹部との間には制御凸部が形成され、そのうちの一対の供給凹部を通る線を基準として一方の側の制御凸部のエッジ部と、第１、２バイパス溝の端部とが相まって可変絞りＩ、Ｊを構成し、他方の側の制御凸部のエッジ部と、第１、２バイパス溝の端部とが相まって可変絞りＫ、Ｌを構成した点に特徴を有する。
【００１３】
第３の発明は、第１の発明において、ロータリースプールには、その径方向に対向させた一対の戻り凹部と、これら戻り凹部の両側に配置した供給凹部とを形成し、また、スリーブには、その径方向に対向させるとともに、パワーシリンダの第１室に第１シリンダ通路を介して連通させた一対の第１シリンダ溝と、その径方向に対向させるとともに、パワーシリンダの第２室に第２シリンダ通路を介して連通させた一対の第２シリンダ溝とを形成し、上記戻り凹部と供給凹部との間には制御凸部が形成され、その供給凹部側におけるエッジ部と第１シリンダ溝の端部とが相まって可変絞りＡを構成し、その供給凹部側におけるエッジ部と第２シリンダ溝の端部とが相まって可変絞りＢを構成し、その戻り凹部側におけるエッジ部と第２シリンダ溝の端部とが相まって可変絞りＣを構成し、その戻り凹部側におけるエッジ部と第１シリンダ溝の端部とが相まって可変絞りＤを構成する一方、ロータリースプールには、その径方向に対向させるとともに、上記一対の戻り凹部とほぼ９０度位相をずらして連絡凹部を形成し、また、スリーブには、その径方向に対向させるとともに、第１シリンダ通路に連通し、かつ、供給凹部からは遮断された一対の第１バイパス溝と、その径方向に対向させるとともに、第２シリンダ通路に連通し、かつ、供給凹部からは遮断された一対の第２バイパス溝とを形成し、戻り凹部と連絡凹部との間には制御凸部が形成され、そのうちの一対の戻り凹部を通る線を基準として一方の側の制御凸部のエッジ部と、第１、２バイパス溝の端部とが相まって可変絞りＩ、Ｊを構成し、他方の側の制御凸部のエッジ部と、第１、２バイパス溝の端部とが相まって可変絞りＫ、Ｌを構成した点に特徴を有する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１〜４に示す第１実施例のパワーステアリング装置では、可変絞りＥ〜Ｈと固定絞り１２とをなくし、可変絞りＩ〜Ｌを設けている。以下では、その相違点を中心に説明するともに、上記従来例のパワーステアリング装置と同一の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
ロータリーバルブＶには、図１の回路図に示すように、パワーシリンダ１１への流体の供給方向を制御する可変絞りＡ〜Ｄを構成している。ただし、これら可変絞りＡ〜Ｄに機能については、上記従来例の可変絞りＡ〜Ｄとまったく同じでなので、その詳細な説明を省略する。
パワーシリンダ１１の第１室１１ａと第２室１１ｂとをバイパスする一対のバイパス通路１２、１３を設けている。
【００１５】
そして、ロータリーバルブＶには、バイパス通路１２上で、図示しないハンドルを一方の方向に切ると可変絞りＡ〜Ｄよりも遅れて絞り効果を発揮する可変絞りＩと、バイパス通路１２上で、図示しないハンドルを一方の方向に切ると開度が大きくなる可変絞りＪとを構成している。
同じくロータリーバルブＶには、バイパス通路１３上で、図示しないハンドルを他方の方向に切ると可変絞りＡ〜Ｄよりも遅れて絞り効果を発揮する可変絞りＫと、バイパス通路１３上で、図示しないハンドルを他方の方向に切ると開度が大きくなる可変絞りＬとを構成している。
【００１６】
これら可変絞りＩ〜Ｌのうち、可変絞りＩ、Ｋの開度は、図２の開口特性線ＹIKに示すように、ロータリーバルブＶが作動すると可変絞りＡ〜Ｄよりも遅れてから小さくなり、その作動角θが上記θ1よりも大きな角度θ2に達してからは緩やかに小さくなる。そして、ロータリーバルブＶの作動角θが角度θ4になると、これら可変絞りＩ、Ｋの開度がゼロになる。
それに対して、可変絞りＪ、Ｌの開度は、図２の開口特性線ＹJLに示すように、ロータリーバルブＶが作動すると緩やかに大きくなり、その作動角θが、上記θ2以上の角度θ3に達すると急激に開放される。
ただし、角度θ3は、そのときの可変絞りＪ、Ｌの開度ＹJL(θ3)が、可変絞りＩ、Ｋの開度ＹIK(θ3)よりも大きくなるように設定している。
【００１７】
この第１実施例のロータリーバルブＶを、図３、４に具体的に示す。
ロータリースプール８には、その径方向に対向させた一対の供給凹部１４と、これら供給凹部１４の両側に配置した４つの戻り凹部１５とを形成している。そして、供給凹部１４を、スリーブ９に形成したポンプポート１６を介してポンプＰに接続し、また、戻り凹部１５を、ロータリースプール８に形成したタンクポート１７を介して図示しないタンクに接続している。
スリーブ９には、その径方向に対向させた一対の第１シリンダ溝１８と、その径方向に対向させた一対の第２シリンダ溝１９とを形成し、ポンプポート１６を挟んで両側に配置している。そして、第１シリンダ溝１８を、第１シリンダ通路２０を介してパワーシリンダ１１の第１室１１ａに、また、第２シリンダ溝１９を、第２シリンダ通路２１を介してパワーシリンダ１１の第２室１１ｂに、それぞれ接続している。
【００１８】
上記供給凹部１４と戻り凹部１５との間には、それぞれ一対の制御凸部２２ａ、２２ｂが形成されるが、そのうち制御凸部２２ａの供給凹部１４側におけるエッジ部と、第１シリンダ溝１８の端部とが相まって可変絞りａを構成し、制御凸部２２ｂの供給凹部１４側におけるエッジ部と、第２シリンダ溝１９の端部とが相まって可変絞りｂを構成している。
さらに、制御凸部２２ｂの戻り凹部１５側におけるエッジ部と、第２シリンダ溝１９の端部とが相まって可変絞りｃを構成し、制御凸部２２ａの戻り凹部１５側におけるエッジ部と、第１シリンダ溝１８の端部とが相まって可変絞りｄを構成している。
【００１９】
これら可変絞りａ〜ｄでは、図４(ａ)に示すように、制御凸部２２ａ、２２ｂの各エッジ部に面取り部２３を形成するとともに、その長さをそれぞれＬ1としている。そして、ロータリーバルブＶが中立位置にあるとき、これら面取り部２３からシリンダ溝１８、１９の端部までの距離、すなわちアンダラップ量をＵ1としている。
なお、これら一対の可変絞りａ〜ｄがそれぞれ相まって、可変絞りＡ〜Ｄを構成しているものとする。
【００２０】
ロータリースプール８には、その径方向に対向させ、かつ、上記供給凹部１４とほぼ９０度位相をずらして配置した一対の連絡凹部２４を形成している。
スリーブ９には、上記第２シリンダ溝１９の隣に配置するとともに、第１シリンダ通路２０に連通させた一対の第１バイパス溝２５と、上記第１シリンダ溝１８の隣に配置するとともに、第２シリンダ通路２１に連通させた一対の第２バイパス溝２６とを形成している。ただし、これらバイパス溝２５、２６は、ブロック部２７によって、それぞれ戻り凹部１５から遮断されている。
【００２１】
第１シリンダ溝１８側の戻り凹部１５と連絡凹部２４との間には、一対の制御凸部２８ａが形成される。そして、図３の左側の制御凸部２８ａの連絡凹部２４側におけるエッジ部と、第２バイパス溝２６の端部とが相まって可変絞りＪを構成し、図３の右側の制御凸部２８ａの連絡凹部２４側におけるエッジ部と、第２バイパス溝２６の端部とが相まって可変絞りＫを構成している。
また、上記第２シリンダ溝１９側の戻り凹部１５と連絡凹部２４との間には、一対の制御凸部２８ｂが形成される。そして、図３の左側の制御凸部２８ｂの連絡凹部２４側におけるエッジ部と、第１バイパス溝２５の端部とが相まって可変絞りＩを構成し、図３の右側の制御凸部２８ａの連絡凹部２４側におけるエッジ部と、第１バイパス溝２５の端部とが相まって可変絞りＬを構成している。
【００２２】
これら可変絞りＩ〜Ｌのうち、可変絞りＩ、Ｋでは、図４(ｂ)に示すように、制御凸部２８ａ、２８ｂのエッジ部に面取り部２９を形成するとともに、その長さをそれぞれＬ2としている。そして、ロータリーバルブＶが中立位置にあるとき、これら面取り部２９から連絡凹部２４の端部までの距離、すなわちアンダラップ量をＵ2としている。ただし、面取り部の長さＬ2を上記長さＬ1よりも短くするとともに、アンダラップ量Ｕ2を上記アンダラップ量Ｕ1よりも大きくしている。
可変絞りＪ、Ｌでは、図４(ｃ)に示すように、ロータリーバルブＶが中立位置にあるとき、制御凸部２８ａ、２８ｂのエッジ部をオーバラップさせるとともに、そのオーバラップ量をＯ3としている。また、これら制御凸部２８ａ、２８ｂのエッジ部には面取り部３０を形成し、その長さをそれぞれＬ3としている。ただし、オーバラップ量Ｏ3を上記アンダーラップ量Ｕ2よりも大きくしている。
なお、このロータリーバルブＶでは、バイパス溝２５、２６に連通する第１、２シリンダ通路２０、２１が相まって、図１に示すバイパス通路１２、１３を構成しているものとする。
【００２３】
いま、例えば、図示しないハンドルを一方の方向に切って、ロータリーバルブＶが図３の矢印ｔ方向に作動したとする。
ロータリーバルブＶの作動角θが角度θ1に達するまでの範囲では、ポンプ供給流量のほとんどが、アンダラップ量Ｕ1によってまだ絞り効果を発揮していない可変絞りＡ〜Ｄを通過してタンクＴに戻される。
ロータリーバルブＶの作動角θが角度θ1を超えると、可変絞りＡ、Ｃでアンダラップ量がゼロとなって絞り効果を発揮しはじめる。したがって、ポンプ吐出流体がパワーシリンダ１１の第２室１１ｂに導かれ、また、第１室１１ａの流体がタンクＴに排出される。
このとき、可変絞りＩはまだアンダーラップ状態にあり、絞り効果を発揮せず、また、可変絞りＪでは、その開度が緩やかに大きくなる。したがって、ポンプＰから第２室１１ｂに導かれた流体の一部は、第２シリンダ通路２１→可変絞りＪ→可変絞りＩ→第１シリンダ通路２０を通って、第１室１１ａにバイパスされ、タンクＴに戻されることになる。
【００２４】
それに対して、ロータリーバルブＶの作動角θが角度θ2に達すると、可変絞りＩでもアンダラップ量がゼロとなって絞り効果を発揮しはじめる。そして、作動角θが角度θＸを超えたときに、可変絞りＩの開度が可変絞りＪの開度よりも小さくなるので、この可変絞りＩが機能しはじめる。したがって、第２室１１ｂと第１室１１ａとのバイパスが遮断されていき、ポンプＰの吐出流体のほとんどがパワーシリンダ１１の第２室１１ｂに導かれることになる。
なお、ハンドルを一方の方向に切っているときは、可変絞りＬが閉じままなので、図１でいうバイパス通路１３はバイパス機能を果たさないことになる。
また、図示しないハンドルを他方の方向に切ったときも同様で、このときは可変絞りＪ、Ｌが作用するとともに、図１でいうバイパス通路１２がバイパス機能を果たさないことになる。
【００２５】
このようにしたパワーステアリング装置では、可変絞りＡ〜Ｄ、Ｉ〜Ｌの合成開度が、図２の合成開口特性線Ｙのように変化する。
つまり、可変絞りＩ、Ｋの開度が、可変絞りＪ、Ｌの開度よりも大きく保たれる角度θＸまでの範囲で、合成開度は、可変絞りＡ〜Ｄの開度と可変絞りＪ、Ｌの開度とをあわせたものになる。
それに対して、可変絞りＩ、Ｋの開度が、可変絞りＪ、Ｌの開度よりも小さくなる角度θＸを超えた範囲で、合成開度は、可変絞りＡ〜Ｄの開度と可変絞りＩ、Ｋの開度とをあわせたものになる。
したがって、これら可変絞りＡ〜Ｄ、Ｉ〜Ｌの合成開度は、図２の合成開口特性線Ｙに示すように二段折れの特性を有することになる。
【００２６】
以上述べたパワーステアリング装置によれば、中・高速域となる角度θ1〜θＸの範囲で、合成開口特性線Ｙの傾きを、可変絞りＡ〜Ｄの開口特性と可変絞りＪ、Ｌの開口特性とによって決めることができる。したがって、この範囲における合成開口特性線Ｙの傾きを、可変絞りＡ〜Ｄの開口特性線ＹA〜Dの傾きのみで決まっていた従来例に比べて、自由に設定でき、より緩やかに変化させることができる。
そして、角度θ1〜θＸの範囲で合成開口特性線を緩やかに変化させることができれば、図１３の特性線Ｔ(実線)に示すように、この範囲におけるパワーシリンダの圧力上昇も緩やかにすることができる。したがって、特に中・高速時の安定した走行を可能とし、より理想的なアシスト力特性を得ることができる。
しかも、ロータリーバルブＶに構成した可変絞りＡ〜Ｄ、Ｉ〜Ｌだけでこの理想的なアシスト力特性を得ることができるので、固定絞り１２を必要とせず、部品数や加工工数を低減して、コストダウンが可能となる。
【００２７】
図５に示す第２実施例のパワーステアリング装置では、そのロータリーバルブＶに形成した溝１８、１９、２５、２６や凹部１４、１５、２４の構成については第１実施例と全く同じであるが、可変絞りＩ、Ｊをロータリーバルブの図の右側に配置し、可変絞りＫ、Ｌをロータリーバルブの図の左側に配置するように変更している。
つまり、図５の右側の制御凸部２８ａの連絡凹部２４側におけるエッジ部と、第２バイパス溝２５の端部とが相まって可変絞りＪを構成し、図５の左側の制御凸部２８ａの連絡凹部２４側におけるエッジ部と、第２バイパス溝２５の端部とが相まって可変絞りＫを構成している。
【００２８】
また、図５の右側の制御凸部２８ｂの連絡凹部２４側におけるエッジ部と、第１バイパス溝２６の端部とが相まって可変絞りＩを構成し、図５の左側の制御凸部２８ａの連絡凹部２４側におけるエッジ部と、第１バイパス溝２６の端部とが相まって可変絞りＬを構成している。
そして、第１実施例と同様に、可変絞りＩ、Ｋでは、図４(ｂ)に示す関係を持たせ、また、可変絞りＪ、Ｌでは、図４(ｃ)に示す関係を持たせている。
なお、その他の構成、及び作用・効果については上記第１実施例のパワーステアリング装置と同じなので、ここではその詳細な説明を省略する。
【００２９】
図６に示す第３実施例のパワーステアリング装置では、そのロータリーバルブＶに形成した第１バイパス溝２５と第２バイパス溝２６との位置を、第１実施例とは変更している。
つまり、第１シリンダ通路２０に連通する一対の第１バイパス溝２５を、第１シリンダ溝１８の隣に配置し、また、第２シリンダ通路２１に連通する一対の第２バイパス溝２６を、第２シリンダ溝１９の隣に配置している。
そして、図６の左側の制御凸部２８ａの連絡凹部２４側におけるエッジ部と、第１バイパス溝２５の端部とが相まって可変絞りＪを構成し、図６の右側の制御凸部２８ａの連絡凹部２４側におけるエッジ部と、第１バイパス溝２５の端部とが相まって可変絞りＫを構成している。
【００３０】
また、図６の左側の制御凸部２８ｂの連絡凹部２４側におけるエッジ部と、第２バイパス溝２６の端部とが相まって可変絞りＩを構成し、図６の右側の制御凸部２８ａの連絡凹部２４側におけるエッジ部と、第２バイパス溝２６の端部とが相まって可変絞りＬを構成している。
ただし、その他の構成、及び作用・効果については上記第１実施例のパワーステアリング装置と同じなので、ここではその詳細な説明を省略する。
この場合、回路でみれば、図１の可変絞りＩの位置と可変絞りＪの位置とを、また、可変絞りＫの位置と可変絞りＬの位置とをそれぞれ変更したことになるが、機能的にはなんら変わることはない。
なお、図示しないが、この第３実施例でも、第２実施例のように、可変絞りＩ、Ｊをロータリーバルブの図の右側に配置し、可変絞りＫ、Ｌをロータリーバルブの図の左側に配置するように変更してもかまわない。
【００３１】
図７、８に示す第４実施例パワーステアリング装置では、その可変絞りＡ〜Ｄの構成を第１〜３実施例とは変更している。
この第４実施例のロータリーバルブを、図８に具体的に示す。
ロータリースプール８には、その径方向に対向させた一対の戻り凹部１５と、これら戻り凹部１５の両側に配置した４つの供給凹部１４とを形成している。そして、戻り凹部１５を、ロータリースプール８に形成したタンクポート１７を介して図示しないタンクに接続し、また、供給凹部１４を、スリーブ９に形成したポンプポート１６を介してポンプＰに接続している。
スリーブ９には、その径方向に対向させた一対の第１シリンダ溝１８と、その径方向に対向させた一対の第２シリンダ溝１９とを、ポンプポート１６に挟まれるようにして形成している。そして、第１シリンダ溝１８を、第１シリンダ通路２０を介してパワーシリンダ１１の第１室１１ａに、また、第２シリンダ溝１９を、第２シリンダ通路２１を介してパワーシリンダ１１の第２室１１ｂに、それぞれ接続している。
【００３２】
上記供給凹部１４と戻り凹部１５との間には、それぞれ一対の制御凸部２２ａ、２２ｂが形成されるが、そのうち制御凸部２２ａの供給凹部１４側におけるエッジ部と、第１シリンダ溝１８の端部とが相まって可変絞りａを構成し、制御凸部２２ｂの供給凹部１４側におけるエッジ部と、第２シリンダ溝１９の端部とが相まって可変絞りｂを構成している。
さらに、制御凸部２２ｂの戻り凹部１５側におけるエッジ部と、第２シリンダ溝１９の端部とが相まって可変絞りｃを構成し、制御凸部２２ａの戻り凹部１５側におけるエッジ部と、第１シリンダ溝１８の端部とが相まって可変絞りｄを構成している。
なお、これら可変絞りａ〜ｄでは図４(ａ)に示す関係を持たせるとともに、一対の可変絞りａ〜ｄがそれぞれ相まって可変絞りＡ〜Ｄを構成することは、第１実施例と同じである。
【００３３】
ロータリースプール８には、その径方向に対向させ、かつ、上記戻り凹部１５とほぼ９０度位相をずらして配置した一対の連絡凹部２４を形成している。
スリーブ９には、ポンプポート１６の上記第１シリンダ溝１８とは反対側に配置するとともに、第１シリンダ通路２０に連通させた一対の第１バイパス溝２５と、ポンプポート１６の上記第２シリンダ溝１９とは反対側に配置するとともに、第２シリンダ通路２１に連通させた一対の第２バイパス溝２６とを形成している。ただし、これらバイパス溝２５、２６は、ブロック部２７によって、それぞれ供給凹部１４から遮断されている。
第１シリンダ溝１８側の供給凹部１４と連絡凹部２４との間には、一対の制御凸部２８ａが形成される。そして、図８の左側の制御凸部２８ａの連絡凹部２４側におけるエッジ部と、第１バイパス溝２５の端部とが相まって可変絞りＩを構成し、図８の右側の制御凸部２８ａの連絡凹部２４側におけるエッジ部と、第１バイパス溝２５の端部とが相まって可変絞りＬを構成している。
【００３４】
また、第２シリンダ溝１９側の供給凹部１４と連絡凹部２４との間には、一対の制御凸部２８ｂが形成される。そして、図８の左側の制御凸部２８ｂの連絡凹部２４側におけるエッジ部と、第２バイパス溝２６の端部とが相まって可変絞りＪを構成し、図８の右側の制御凸部２８ｂの連絡凹部２４側におけるエッジ部と、第２バイパス溝２６の端部とが相まって可変絞りＫを構成している。
なお、可変絞りＩ、Ｋでは、図４(ｂ)に示す関係を持たせ、また、可変絞りＪ、Ｌでは、図４(ｃ)に示す関係を持たせることは、第１実施例と同じである。
このようにしたパワーステアリング装置でも、中・高速域となる角度θ1〜θＸの範囲で、合成開口特性線Ｙの傾きを、可変絞りＡ〜Ｄの開口特性と可変絞りＪ、Ｌの開口特性とによって決めることができる。したがって、この範囲における合成開口特性線Ｙの傾きを、可変絞りＡ〜Ｄの開口特性線ＹA〜Dの傾きのみで決まっていた従来例に比べ自由に設定でき、より緩やかに変化させることができる。
【００３５】
そして、角度θ1〜θＸの範囲で合成開口特性線を緩やかに変化させることができれば、図の特性線Ｔ(実線)に示すように、この範囲におけるパワーシリンダの圧力上昇も緩やかにすることができる。したがって、特に中・高速時の安定した走行を可能とし、より理想的なアシスト力特性を得ることができる。
しかも、ロータリーバルブＶに構成した可変絞りＡ〜Ｄ、Ｉ〜Ｌだけでこの理想的なアシスト力特性を得ることができるので、固定絞り１２を必要とせず、部品数や加工工数を低減して、コストダウンが可能となる。
【００３６】
なお、この第４実施例でも、第１〜３実施例で説明したように、可変絞りＩ、ＪをロータリーバルブＶの図の右側に配置し、かつ、可変絞りＫ、ＬをロータリーバルブＶの図の左側に配置するように変更したり、あるいは、第１バイパス溝２５と第２バイパス溝２６との位置を変更したりしてもかまわない。
以上述べた第１〜４実施例では、可変絞りＪ、Ｌで、制御凸部２８ａ、２８ｂのエッジ部に図４(ｃ)に示す面取り加工を施しているが、その他にも、図９に示すように、オーバーラップ部すべてに面取り加工して、いわゆるセミオープンタイプのものにしてもかまわない。
【００３７】
【発明の効果】
第１の発明によれば、中・高速域における合成開口特性線の傾きを、可変絞りＡ〜Ｄの開口特性と可変絞りＪ、Ｌの開口特性とによって自由に決められ、中・高速域における合成開口特性線の傾きを緩やかに変化させることができる。
したがって、この範囲におけるパワーシリンダの圧力上昇も緩やかにすることができ、より理想的なアシスト力特性を得ることができる。
しかも、ロータリーバルブに構成した可変絞りＡ〜Ｄ、Ｉ〜Ｌだけで、この理想的なアシスト力特性を得ることができるので、固定絞りを必要とせず、部品数や加工工数を低減して、コストダウンが可能となる。
第２、３の発明によれば、第１の発明において、ロータリースプール及びスリーブに、それぞれ８つの凹部及び溝を形成するだけで、可変絞りＡ〜Ｄ、Ｉ〜Ｌを構成することができる。
そして、第２の発明では、ポンプに接続する供給凹部を一対だけ形成すればよい。また、第３の発明では、タンクに接続する戻り凹部を一対だけ形成すればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のパワーステアリング装置の回路図である。
【図２】可変絞りＡ〜Ｄ、Ｉ〜Ｌの開口特性を示した図である。
【図３】第１実施例におけるロータリーバルブＶを示した図である。
【図４】制御凸部のエッジ部を示した図であり、(ａ)は可変絞りａ〜ｄ、(ｂ)は可変絞りＩ、Ｋ、(ｃ)は可変絞りＪ、Ｌを示している。
【図５】第２実施例におけるロータリーバルブを示した図である。
【図６】第３実施例におけるロータリーバルブを示した図である。
【図７】第４実施例のパワーステアリング装置の回路図である。
【図８】第４実施例におけるロータリーバルブを示した図である。
【図９】可変絞りＪ、Ｌを構成する制御凸部のエッジ部を示した図であり、セミオープンタイプにした例である。
【図１０】従来例のパワーステアリング装置の断面図である。
【図１１】従来例のパワーステアリング装置の回路図である。
【図１２】可変絞りＡ〜Ｄ、Ｅ〜Ｈ、固定絞り１２の開口特性を示した図である。
【図１３】パワーシリンダ１１の圧力とロータリーバルブＶの作動角θとの特性を示した図で、特性線Ｓが従来例のパワーステアリング装置における関係を示し、特性線Ｔがこの発明のパワーステアリング装置における関係を示している。
【符号の説明】
２          出力シャフト
３          スタブシャフト
４          トーションバー
５          ピニオン
６          操舵ロッド
７          ラック
８          ロータリースプール
９          スリーブ
１１        パワーシリンダ
１２、１３  バイパス通路
１４        供給凹部
１５        戻り凹部
１８        第１シリンダ溝
１９        第２シリンダ溝
２０        第１シリンダ通路
２１        第２シリンダ通路
２４        連絡凹部
２５        第１バイパス溝
２６        第２バイパス溝
【図１】
0003697318.tif 000002
【図２】
0003697318.tif 000003
【図３】
0003697318.tif 000004
【図４】
0003697318.tif 000005
【図７】
0003697318.tif 000006
【図５】
0003697318.tif 000007
【図６】
0003697318.tif 000008
【図８】
0003697318.tif 000009
【図９】
0003697318.tif 000010
【図１３】
0003697318.tif 000011
【図１０】
0003697318.tif 000012
【図１１】
0003697318.tif 000013
【図１２】
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