(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに相対回転可能に嵌合するスリーブ弁部材およびロータ弁部材よりなり、この両弁部材を相対回転させることにより、パワーシリンダへの供給圧を制御しかつパワーシリンダからのリターン流体を複数の凹溝ならびにこの凹溝にそれぞれ連通する４つの排出孔を介して排出させるようにしたサーボバルブにおいて、前記４つの排出孔の内、互いに隣合う２つの排出孔を他の２つの排出孔に対し開口面積を相違させたことを特徴とするサーボバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力舵取装置に用いるロータリバルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、動力舵取装置に用いるロータリバルブは、例えば、図５に示すように互いに相対回転可能に嵌合するロータ弁部材Ｖ１とスリーブ弁部材Ｖ２とより構成され、この両弁部材Ｖ１、Ｖ２を相対回転させることにより、この両弁部材間に形成されたオリフィスＦを制御してパワーシリンダＰへの供給圧を制御し、かつパワーシリンダＰからのリターン流体を複数の排出孔Ｒを介して排出させるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
第６図は上記従来のサーボバルブのアシスト特性を示す。この図において分かるように、マニュアルトルクを加えることによってアシスト力は、徐々に上昇するが、実際には動力舵取装置を構成するベアリング、オイルシールの摺動抵抗によって基準特性Ｌに若干のヒステリシスをもった特性となり、例えばハンドル切り込み時は外方向に若干シフトした特性Ｌａのように変化し、ハンドル戻し時には、内方向に若干シフトした特性Ｌｂのように変化する。
しかしながら、従来のサーボバルブよると、ハンドル切り込み時およびハンドル戻し時のいずれの操舵時もほぼ同じような特性であり、そのヒステリシスＨの幅は小さい。かかる従来のアシスト特性では、ハンドル戻しの瞬間、パワーアシスト力が大きく減少するため、これに追従して車が早く操舵されてしまい、運転者の操舵感覚として、操舵安定感が充分でなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、互いに相対回転可能に嵌合するスリーブ弁部材およびロータ弁部材よりなり、この両弁部材を相対回転させることにより、パワーシリンダへの供給圧を制御しかつパワーシリンダからのリターン流体を複数の凹溝ならびにこの凹溝にそれぞれ連通する４つの排出孔を介して排出させるようにしたサーボバルブにおいて、前記４つの排出孔の内、互いに隣合う２つの排出孔を他の２つの排出孔に対し開口面積を相違させたことを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の参考例に係るロータリバルブをラックピニオン形動力舵取装置に適応した例を示すもので、１０は動力舵取装置の本体をなすギアハウジングを示し、このギアハウジング１０にはピニオン軸１１が両端をそれぞれ軸受１２、１３によって回転可能に軸承され、これと交差する方向に摺動可能なラック軸１４のラック歯１５と噛合している。ラック軸１４にはハンドルトルクをアシストするパワーシリンダ１６のピストン１７（図２参照）が作動的に連結されている。
【０００７】
前記ギアハウジング１０には弁ハウジング１８が固定され、この弁ハウジング１８の弁孔に本発明のロータリバルブ２０が収納されている。このロータリバルブ２０は、前記ピニオン軸１１の軸線を中心として互いに相対回転可能なスリーブ弁部材２１およびロータ弁部材２２より構成され、このスリーブ弁部材２１は連結ピン２３によって前記ピニオン軸１１に連結され、またロータ弁部材２２ステアリングホイールに連結されるコントロールシャフト２４に形成され、コントロールシャフト２４はピニオン軸１１にトーションバー２５を介して可撓的に連結されている。
【０００８】
前記スリーブ弁部材２１の内周には、図２に示すように、複数（実施例においては８個）の凹溝２７が形成され、これら凹溝２７の各間にランド部２８が形成されている。またロータ弁部材２２の外周には、スリーブ弁部材２１の各凹溝２７にそれぞれ対応する複数のランド部３５が形成され、これらランド部３５の各間に凹溝３６が形成されている。
【０００９】
スリーブ弁部材２１のランド部２８の一つ飛びには供給孔２９が開口され、これら供給孔２９は供給ポンプに通じる供給ポート３０に連通されている。前記ランド部２８の両横に連設された凹溝２７、２７には一対の分配孔３１、３２が開口され、これら一対の分配孔３１、３２は前記パワーシリンダ１６の左右室１６ａ、１６ｂに通じる給排ポート３３、３４に連通されている。
【００１０】
またロータ弁部材２２の凹溝３６のうち、一つ飛びの凹溝３６には排出孔３７a、３７b、３７ｃ、３７ｄが開口され、これら排出孔３７a、３７b、３７ｃ、３７ｄはロータ弁部材２２とトーションバー２５との間に形成された通路３８、貫通孔３９および排出ポート４０を介してリザーバに連通されている。
【００１１】
かかる構成のサーボバルブにおいて、本発明の参考例では、前記凹溝３６にそれぞれ開口する複数の排出孔３７a、３７b、３７ｃ、３７ｄのうち、排出孔３７ｃについては、少なくとも径方向に対向する他の排出孔３７a、３７b、３７ｄよりも開口面積が小さく形成してある。従って小径の排出孔３７ｃに通じる凹溝３６と、大径の排出孔３７aに通じる凹溝３６とでは、その凹溝３６内に異なる大きさ流体圧（背圧）が発生し、その結果前記ロータ弁部材２２を径方向に押圧するようになっている。
【００１２】
次に、上記構成におけるサーボバルブの作用を、図１，２，４に基づいて説明する。両弁部材２１、２２の中立状態においては、供給ポート３０に供給された圧力流体は、ランド部２８に開口された供給孔２９より排出孔３７a、３７b、３７ｄを介して殆ど抵抗なく排出ポート４０に排出され、パワーシリンダ１６の左右室１６ａ、１６ｂには圧力差が発生しない。
【００１３】
しかるにハンドルの切込み操作によって、ロータ弁部材２２がスリーブ弁部材２１に対して時計回りに回転されると、各弁部材間に形成されたオリフィスが絞られ、その結果ポンプより供給ポート３０、供給孔２９を介して凹溝３６に供給される圧力流体の流体圧が上昇し、この圧力上昇した流体圧が、凹溝２７、分配口３２を介してパワーシリンダ１６の右室１６ｂに導入され、またパワーシリンダ１６の左室１６ａの圧力流体は、分配口３１、凹溝３６、排出孔３７a、３７b、３７ｃ、３７ｄ、通路３８、貫通孔３９および排出ポート４０を介してリザーバに排出される。
【００１４】
この状態からハンドルの戻し操作によって、ロータ弁部材２２がスリーブ弁部材２１に対して反時計回りに回転されると、各弁部材間に形成されたオリフィスが絞られ、その結果ポンプより供給ポート３０、供給孔２９を介して凹溝３６に供給される圧力流体の流体圧が上昇し、この圧力上昇した流体圧が、凹溝２７、分配口３１を介してパワーシリンダ１６の左室１６ａに導入され、またパワーシリンダ１６の右室１６ｂの圧力流体は、分配口３２、凹溝３６、排出孔３７a、３７b、３７ｃ、３７ｄ、通路３８、貫通孔３９および排出ポート４０を介してリザーバに排出される。
【００１５】
かかる操舵に際し、本発明の参考例のサーボバルブにおいて、図４に示すようにハンドル切込み時には、基準特性Ｌに対して外方向にシフトした特性Ｌａのように変化し、またハンドル戻し時には、基準特性Ｌに対して内方向にシフトした特性Ｌｂのように変化する。
【００１６】
しかるに、本発明の参考例のサーボバルブにおいては、前記複数の排出孔３７a、３７b、３７ｃ、３７ｄの内の１つの排出孔３７ｃを、少なくとも径方向に対向する他の排出孔３７aに対し開口面積を相違させてあるため、この開口面積の大きな排出孔３７aと通じる凹溝３６と、開口面積の小さな排出孔３７ｃに通じる凹溝３６ではその発生圧にアンバランスが生じ、その発生圧の差によってロータ弁部材２２が径方向に押し付けられ、スリーブ弁部材２１との間で摩擦力が発生する。
【００１７】
本発明の参考例では、この摩擦力の作用により、図４の内外両方向へのシフト量すなわちヒステリシスＨの幅がより大きくなり、これによりハンドル戻しの瞬間において操舵力に対するパワーアシスト力が緩やかに減少するようになり、その結果、車が緩やかに戻し操舵され、運転者は安定感のある操舵感が得られる。
【００１８】
図３は、本発明の実施例である。この実施例では、前記複数の排出孔３７a、３７b、３７ｃ、３７ｄのうち、互いに隣合う２つの排出孔３７ｃ、３７ｄの開口面積を、他の排出孔３７a、３７bの開口面積より小さくするようにしているため、排出孔３７ｃ、３７ｄが開口する２つの凹溝３６においてこれと径方向に対向する他の凹溝３６よりも大きな流体圧が発生し、ロータ部材２２に対してより大きな径方向押付力を作用させることができる。これによりハンドル切込み時と、ハンドル戻し時のアシスト特性のヒステリシスＨの幅がさらに増大し、その結果ハンドル戻しの瞬間において操舵力に対するパワーアシスト力が緩やかに減少するようになり、車がより緩やかに戻し操舵され、運転者はより安定感のある操舵感が得られる。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように、複数の排出孔を、径方向に対向する他の排出孔に対し開口面積を相違させたので、互いに対向する凹溝間に、排出孔の口径差に応じた差圧が発生し、この差圧がスプール弁部材に対して押付力として作用し、その結果スリーブ弁部材は径方向に押し付けられ、スリーブ弁部材との間で摩擦力が発生する。この摩擦力の働きによって、ハンドル切込み時とハンドル戻し時の特性のヒステリシスの幅をより大きくすることが可能となり、その結果ハンドル戻しの瞬間において操舵力に対するパワーアシスト力が緩やかに減少するようになり、車がより緩やかに戻し操舵され、運転者はより安定感のある操舵感が得られる利点を有する。
【００２０】
しかも本発明では、排出孔の開口面積を相違させることで、ロータ弁部材に径方向の押付力を作用させるようにしているため、排出孔の開口面積差をもたせる以外に特別な装置も必要なく、簡単な構成で必要なアシスト特性が得られ、またその開口面積を対象車両によって使い分けることで、対象車両にマッチしたアシスト特性に簡単にチューニングができる利点がある。
【００２１】
さらに、４個の排出孔の内、互いに隣合う２つの排出孔を、他の２つの排出孔に対し開口面積を相違させることにより、ロータ弁部材に対してより大きな径方向の流体圧を作用させることができ、ハンドル切込み時とハンドル戻し時でのアシスト特性のヒステリシスがより大きくなり、その結果ハンドル戻しの瞬間において操舵力に対するパワーアシスト力が緩やかに減少するようになり、車がより緩やかに戻し操舵され、運転者はより安定感のある操舵感が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例に係るサーボバルブをそなえた動力舵取装置の断面図である。
【図２】本発明の参考例に係るサーボバルブの断面図である。
【図４】本発明の参考例に係る操舵トルクとアシスト力との関係を示す特性図である。
【図３】本発明の実施例を示す図である。
【図５】従来例を示す図２に相応する断面図である。
【図６】従来の操舵トルクとアシスト力との関係を示す特性図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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