特許 7242239 パワーステアリングバルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-10

(45)【発行日】2023-03-20

(54)【発明の名称】パワーステアリングバルブ

(51)【国際特許分類】

   B62D 5/097 20060101AFI20230313BHJP

   B62D 5/09 20060101ALI20230313BHJP

【ＦＩ】

B62D5/097

B62D5/09 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018190670

(22)【出願日】2018-10-09

(65)【公開番号】P2020059343

(43)【公開日】2020-04-16

【審査請求日】2021-07-30

(73)【特許権者】

【識別番号】390017352

【氏名又は名称】仁科工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001726

【氏名又は名称】弁理士法人綿貫国際特許・商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】武田 幸徳

(72)【発明者】

【氏名】中島 滋人

【審査官】森本 康正

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５０－００４７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０１９６２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０９２３８４７９（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開昭５１－１４７８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５５－０５５０６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭４９－０７６２３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ５／００－ ５／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

油圧源から作動油が流入する供給流路と、貯留タンクへ前記作動油が流出するタンク流路と、操舵シリンダへ前記作動油が流出し、前記操舵シリンダから前記作動油が流入する複数の制御流路と、を有するハウジングと、
円筒状であって、前記作動油が流入、流出する複数の開口が周壁に貫通形成されており、前記ハウジング内に周方向に回動可能に保持されるスリーブと、
円筒状であって、前記スリーブの所定の前記開口から流入する前記作動油が通流する複数の軸方向溝が周面に穿設されており、前記スリーブ内に周方向に所定範囲内で回動可能に保持されると共に、第２端部にステアリングの入力軸が連結されるスプールと、
前記ハウジングの第１端部に固定され、前記スリーブの所定の前記開口から流出する前記作動油で駆動されるジロータと、
第１端部が前記ジロータのインナーロータに噛合され、第２端部がピンを用いて前記スリーブに揺動可能に軸支されるドライブシャフトと、を備え、
前記ジロータから流入する前記作動油が、前記ステアリングの回動に伴って設定される前記スプールの所定の前記軸方向溝と前記スリーブの所定の前記開口との重なり量に応じて通流し、前記制御流路を介して前記操舵シリンダへ流出するパワーステアリングバルブであって、
前記ドライブシャフトは、全長Ｌｄが、前記スリーブの全長Ｌｓに対して、
（１／４）・Ｌｓ≦Ｌｄ≦（１／２）・Ｌｓ
となる寸法に形成されており、且つ、前記ピンは、前記スリーブにおいて、中央位置よりも軸方向における前記ジロータ寄りの位置に配設されており、
前記ピンは、前記スリーブにおいて、前記開口のうち前記供給流路に連通する開口が配設される位置よりも軸方向における前記ジロータ寄りの位置に配設されていること
を特徴とするパワーステアリングバルブ。

【請求項2】

油圧源から作動油が流入する供給流路と、貯留タンクへ前記作動油が流出するタンク流路と、操舵シリンダへ前記作動油が流出し、前記操舵シリンダから前記作動油が流入する複数の制御流路と、を有するハウジングと、
円筒状であって、前記作動油が流入、流出する複数の開口が周壁に貫通形成されており、前記ハウジング内に周方向に回動可能に保持されるスリーブと、
円筒状であって、前記スリーブの所定の前記開口から流入する前記作動油が通流する複数の軸方向溝が周面に穿設されており、前記スリーブ内に周方向に所定範囲内で回動可能に保持されると共に、第２端部にステアリングの入力軸が連結されるスプールと、
前記ハウジングの第１端部に固定され、前記スリーブの所定の前記開口から流出する前記作動油で駆動されるジロータと、
第１端部が前記ジロータのインナーロータに噛合され、第２端部がピンを用いて前記スリーブに揺動可能に軸支されるドライブシャフトと、を備え、
前記ジロータから流入する前記作動油が、前記ステアリングの回動に伴って設定される前記スプールの所定の前記軸方向溝と前記スリーブの所定の前記開口との重なり量に応じて通流し、前記制御流路を介して前記操舵シリンダへ流出するパワーステアリングバルブであって、
前記ドライブシャフトは、全長Ｌｄが、前記スリーブの全長Ｌｓに対して、
（１／４）・Ｌｓ≦Ｌｄ≦（１／２）・Ｌｓ
となる寸法に形成されており、且つ、前記ピンは、前記スリーブにおいて、中央位置よりも軸方向における前記ジロータ寄りの位置に配設されており、
前記ハウジングは、前記供給流路から前記スリーブへ流入する前記作動油の流入圧を調整する圧力調整部と、前記圧力調整部に連通するＬＳ流路と、を有し、
前記スリーブは、第１端部の外周面に、前記ジロータから流入する前記作動油の一部を、前記ＬＳ流路へ流出するＬＳ部を有し、
前記ピンは、前記スリーブにおいて、前記開口のうち前記供給流路に連通する開口が配設される位置と前記ＬＳ部が配設される位置との間の位置に配設されていること
を特徴とするパワーステアリングバルブ。

【請求項3】

前記スリーブは、前記開口として、前記ＬＳ部に配設されるＬＳ用開口、中立用開口と、前記供給流路に連通して前記作動油が流入する供給開口と、前記ジロータへ前記作動油を流出、流入する入出力開口と、第１および第２の２つ設けられる前記制御流路にそれぞれ連通して前記作動油を流出、流入する第１制御開口、第２制御開口と、をそれぞれ１または複数有し、
前記スプールは、前記軸方向溝として、前記ＬＳ用開口から前記供給開口を経て前記入出力開口に至る長さに形成された第１溝と、前記供給開口から前記入出力開口に至る長さに形成された第２溝と、前記入出力開口から前記第１制御開口を経て前記第２制御開口に至る長さに形成された第３溝と、前記第１制御開口から前記第２制御開口を経て前記スプールの外周面に環状に設けられて前記タンク流路に連通する周面流路に至る長さに形成された第４溝と、前記中立用開口から前記スプールの第１端部に設けられて前記スプールの内筒部に連通する貫通流路に至る長さに形成された第５溝と、をそれぞれ１または複数有し、さらに、外周面において、全ての前記第１溝および全ての前記第２溝に連通するように環状に設けられる第１環状溝と、全ての前記第３溝に連通するように環状に設けられる第２環状溝と、を有すること
を特徴とする請求項２記載のパワーステアリングバルブ。

【請求項4】

前記スプールは、前記第３溝の周方向幅Ｄｘおよび前記第４溝の周方向幅Ｄｙが、
Ｄｘ＝Ｄｙ
であって、且つ、前記スリーブの前記入出力開口の直径Ｄｓに対して、
（１／２）・Ｄｓ＜Ｄｘ＜Ｄｓ
（１／２）・Ｄｓ＜Ｄｙ＜Ｄｓ
となる寸法に形成されていること
を特徴とする請求項３記載のパワーステアリングバルブ。

【請求項5】

前記スリーブは、前記ＬＳ用開口として、周方向に複数並設された相対的に大径の孔を有し、前記中立用開口として、軸方向に複数並設された相対的に小径の孔を有すること
を特徴とする請求項３または請求項４記載のパワーステアリングバルブ。

【請求項6】

前記ジロータは、前記インナーロータが、アウターロータに設けられる収納空間に収納されると共に、前記収納空間の内周に設けられる凹部に、前記インナーロータの外周に設けられる凸部が係合され、摺動しながら回転する内接型ポンプであって、前記凹部の数が６、前記凸部の数が５として設定されていること
を特徴とする請求項１～５のいずれか一項記載のパワーステアリングバルブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パワーステアリングバルブに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、図９に示すように、フォークリフト等の車両（以下、単に「車両」と称する場合がある）において、運転者によるステアリングの回動操作に応じて、回動力を補助しつつ、タイヤの方向を変える操舵シリンダへ作動油を供給するパワーステアリングバルブが知られている（特許文献１：米国特許第９２３８４７９号明細書参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】米国特許第９２３８４７９号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、上記車両としてフォークリフトを例に挙げれば、定格荷重によって車体寸法が異なるため、装備されるタイヤも径および幅が様々なサイズとなる。したがって、タイヤの方向を変える操舵シリンダに関しても、タイヤのサイズに応じた作動力が求められることとなり、作動力を満たす最適なシリンダ径およびストロークのものが装備される。そのため、操舵シリンダを作動させる作動油を供給するパワーステアリングバルブに対しても、シリンダ径およびストロークに応じた作動油の油量を吐出できる性能が求められる。

【0005】

本来であれば、操舵シリンダの種類毎に、そのシリンダ径およびストロークに応じた最適なパワーステアリングバルブを専用で設計することが理想的である。しかし、実際の製造工程においては、多品種少量生産は高コストとなり採用が困難であることから、要求されるパワーステアリングバルブの性能を満たすために、ハウジング等からなる本体部を共通部品化し、本体部に連結されて作動油を吐出するジロータの厚みを変更する手法によって、想定される操舵シリンダに見合った性能（特に、作動油の吐出量）を備えるパワーステアリングバルブの製造を行っていた。したがって、本体部の体格はおのずと大容量の操舵シリンダへも適用が可能なように大型の形状で統一されていた。すなわち、小容量の操舵シリンダへ適用する場合には、本体部の体格がオーバースペックとなってしまうため、本来必要な体格と比較して、大型であることによる材料費等の原価の増加および装置重量の増加という課題が生じていた。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、単純に小型化することが困難な従来のパワーステアリングバルブに対し、小型化が可能なパワーステアリングバルブを提供することを目的とする。

【0007】

一実施形態として、以下に開示するような解決手段により、前記課題を解決する。

【0008】

開示のパワーステアリングバルブは、油圧源から作動油が流入する供給流路と、貯留タンクへ前記作動油が流出するタンク流路と、操舵シリンダへ前記作動油が流出し、前記操舵シリンダから前記作動油が流入する複数の制御流路と、を有するハウジングと、円筒状であって、前記作動油が流入、流出する複数の開口が周壁に貫通形成されており、前記ハウジング内に周方向に回動可能に保持されるスリーブと、円筒状であって、前記スリーブの所定の前記開口から流入する前記作動油が通流する複数の軸方向溝が周面に穿設されており、前記スリーブ内に周方向に所定範囲内で回動可能に保持されると共に、第２端部にステアリングの入力軸が連結されるスプールと、前記ハウジングの第１端部に固定され、前記スリーブの所定の前記開口から流出する前記作動油で駆動されるジロータと、第１端部が前記ジロータのインナーロータに噛合され、第２端部がピンを用いて前記スリーブに揺動可能に軸支されるドライブシャフトと、を備え、前記ジロータから流入する前記作動油が、前記ステアリングの回動に伴って設定される前記スプールの所定の前記軸方向溝と前記スリーブの所定の前記開口との重なり量に応じて通流し、前記制御流路を介して前記操舵シリンダへ流出するパワーステアリングバルブであって、前記ドライブシャフトは、全長Ｌｄが、前記スリーブの全長Ｌｓに対して、
（１／４）・Ｌｓ≦Ｌｄ≦（１／２）・Ｌｓ
となる寸法に形成されており、且つ、前記ピンは、前記スリーブにおいて、中央位置よりも軸方向における前記ジロータ寄りの位置に配設されており、前記ピンは、前記スリーブにおいて、前記開口のうち前記供給流路に連通する開口が配設される位置よりも軸方向における前記ジロータ寄りの位置に配設されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、単純に小型化することが困難な従来のパワーステアリングバルブに対して、小型化、特に径小化を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態に係るパワーステアリングバルブの例を示す概略図（斜視図）である。

【図2】図１に示すパワーステアリングバルブを用いたシステム構成例を示す概略図である。

【図3】図１に示すパワーステアリングバルブの例を示す概略図（側面断面図）である。

【図4】図１に示すパワーステアリングバルブのスリーブの例を示す概略図（側面図）である。

【図5】図１に示すパワーステアリングバルブのスプールの例を示す概略図（側面図）である。

【図6】図１に示すパワーステアリングバルブのジロータの例を示す概略図（正面断面図）である。

【図7】図１に示すパワーステアリングバルブの構成および動作を説明するための説明図である。

【図8】本発明の実施形態に係るパワーステアリングバルブの変形例を示す概略図である。

【図9】従来の実施形態に係るパワーステアリングバルブの例を示す概略図（側面断面図）である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。図１は、本実施形態に係るパワーステアリングバルブ１の例を示す斜視図（概略図）である。また、図２は、パワーステアリングバルブ１およびこれを用いたシステムの構成を示す概略図である。また、図３は、パワーステアリングバルブ１の側面断面図（概略図）である。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

【0012】

本実施形態に係るパワーステアリングバルブ１は、フォークリフト等の車両において、運転者によるステアリングの回動操作に応じて、回動力を補助しつつ、タイヤの方向を変える操舵シリンダへ作動油を供給する装置である。

【0013】

先ず、従来のパワーステアリングバルブ１００は、図９に例示される構成を有しており、製造工程における効率化やコスト低減等の要求から、ハウジング１１０等からなる本体部１０２を共通部品化し、本体部１０２に連結されて作動油を吐出するジロータ１３０の厚みを変更する手法によって、想定される操舵シリンダに見合った性能（特に、作動油の吐出量）を備える製品として提供されることが一般的であった。そのため、前述した課題、すなわち、小容量の操舵シリンダへ適用する場合には、本体部１０２の体格がオーバースペックとなり、材料費等の原価の増加および装置重量の増加を招いていた。

【0014】

そこで、本願発明者らは、小容量の操舵シリンダへ適用する場合に好適となるパワーステアリングバルブについて鋭意研究を行った。相対的に小容量の操舵シリンダ用となるパワーステアリングバルブは、ジロータにおける作動油の吐出量が相対的に小容量で足りる。すなわち、ジロータを径小化すれば、これに伴って、ハウジング等からなる本体部も径小化が可能と考えられる。したがって、通常の設計思想に基づけば、従来のパワーステアリングバルブ１００を、全体的に同一比率で小型化（径方向、軸方向共に縮小化）すれば、求める構成が実現可能なようにも考えられる。

【0015】

しかしながら、上記の構成例を検討したところ、理論上（設計上）は可能であっても、製造に供する工作機械の加工精度の面で困難性を有するという課題が生じることが判明した。具体的には、従来のパワーステアリングバルブ１００に用いられるジロータ１３０は、最適な吐出量確保の観点からアウターロータ１３１の内周に設けられる凹部の数が７、インナーロータ１３２の外周に設けられる凸部の数が６である構成が一般的であったところ、単純にジロータ１３０を径小化すると、アウターロータ１３１およびインナーロータ１３２（特にアウターロータ１３１の凹部）を加工する工作機械のエンドミルとして、より小径のものを用いなければならず、強度が低いため、求める加工精度を得ることができないという課題である。

【0016】

以上のように、本願発明者らは、従来のパワーステアリングバルブ１００を単純に小型化した構成は実現することが困難であることを究明した。さらに、研究成果を踏まえて、以下に示すような従来とは相違する新たな構成を案出することによって、相対的に小型化、特に径小化を可能とするパワーステアリングバルブの実現を可能とした。

【0017】

本発明に係るパワーステアリングバルブ１は、一実施形態として、作動油が流入・流出する複数の流路を有するハウジング１０が配設される本体部２と、ハウジング１０内に周方向に回動可能に保持される円筒状のスリーブ４０と、スリーブ４０内に周方向に所定範囲内で回動可能に保持されると共に、第２端部６０ｂにステアリングＳの入力軸Ｕが連結される円筒状のスプール６０と、ハウジング１０の第１端部１０ａに固定され、スリーブ４０の所定の開口から流出する作動油で駆動されるジロータ３０と、第１端部８０ａがジロータ３０のインナーロータ３２の内周歯車３６に噛合され、第２端部８０ｂがピン８１を用いてスリーブ４０に揺動可能に軸支されるドライブシャフト８０と、を備えて構成されている。なお、スプール６０は、スリーブ４０との間に介在させて設けられる板バネ８２によって、スリーブ４０に対して所定の中立位置となるように付勢された状態で当該スリーブ４０に保持されている。

【0018】

上記の構成により、ステアリングＳの回動に伴って設定されるスプール６０の所定の軸方向溝とスリーブ４０の所定の開口との重なり量に応じて通流が制御されながら、作動油がハウジング１０の所定の流路からスリーブ４０へ供給される。当該作動油は、スリーブ４０の所定の開口から流出してジロータ３０へ流入し、インナーロータ３２を回動させる。これによって、インナーロータ３２にドライブシャフト８０およびピン８１を介して連結されているスリーブ４０が回動される作用が得られると共に、ジロータ３０から流出してスリーブ４０へ流入する作動油が、スリーブ４０の所定の開口から流出して操舵シリンダＣへ流入することにより、ピストンＣｐを動作させて操舵する作用が得られる。すなわち、運転者によるステアリングＳの回動操作に応じて、回動力を補助しつつ、タイヤの方向を変える操舵シリンダＣへ作動油を供給するという、パワーステアリングバルブに求められる基本作用が得られる。

【0019】

ここで、本実施形態に係るジロータ３０は、図６の断面図に示すように、インナーロータ３２が、アウターロータ３１の中央に設けられる収納空間３３に収納されると共に、収納空間３３の内周に設けられるインナーギア（所定の凹部３４ａおよび凸部３４ｂが交互に配設されたギア）３４に、インナーロータ３２の外周に設けられるアウターギア（所定の凹部３５ａおよび凸部３５ｂが交互に配設されたギア）３５が係合され、摺動しながら回転する内接型ポンプである。したがって、「ジロータ３０の駆動」とは、ハウジング１０に固定されたアウターロータ３１に対してインナーロータ３２が作動油により回動される動作をいう。本実施形態に特徴的な構成として、インナーギア３４の凹部３４ａの数が６（すなわち凹部３４ａに隣接する凸部３４ｂの数も同数）に設定されると共に、アウターギア３５の凸部３５ｂの数が５（すなわち凸部３５ｂに隣接する凹部３５ａの数も同数）に設定されている。

【0020】

これによれば、アウターロータ３１およびインナーロータ３２（特にアウターロータ３１の凹部３４ａ）を加工する工作機械のエンドミルとして、相対的に大径であって強度が高いものを用いることができるため、所望の高い加工精度を得ることができる。したがって、ジロータ３０の径小化を実現することができる。その一方で、ジロータ３０の径小化は、作動油の吐出量を減少させる原因となる。この問題に対して、本願発明者らは、ジロータ３０の厚みを厚くして吐出量を増加させる構成は装置の大型化（軸方向の長大化）を招くため採用せずに、ジロータ３０の径小化を図ると共に、アウターロータ３１に対するインナーロータ３２の偏心量を大きく設定することによって、ジロータ３０からの作動油の吐出量を増加させる構成を試みた。しかしながら、従来のパワーステアリングバルブ１００に例示される構成を踏襲すると、相対的に偏心量が大きいジロータ３０を駆動することが不可能となる課題に直面した。これは、従来のドライブシャフト１８０（図９参照）と同様の構成では、偏心量の大きいジロータ３０（ここでは、インナーロータ３２）に追従（係合）できないことが主要因であった。

【0021】

当該課題に対して、本願発明者らは以下の構成を案出することによって、その解決を図ることを可能としている。より具体的には、ドライブシャフト８０は、全長Ｌｄが、スリーブ４０の全長Ｌｓに対して、
（１／４）・Ｌｓ≦Ｌｄ≦（１／２）・Ｌｓ ・・・式（１）
となる寸法に形成されており、且つ、ドライブシャフト８０をスリーブ４０に軸支して固定するピン８１が、当該スリーブ４０において、中央位置（両端部から等距離の位置を指す）よりも軸方向におけるジロータ３０寄り（第１端部４０ａ寄り）の位置に配設されている構成である。この構成によれば、相対的に径小化され、且つ相対的に偏心量が大きく設定されたジロータ３０であっても、ドライブシャフト８０により駆動することが可能となる。ちなみに、ドライブシャフト８０の最大触れ角θは、θ＝１０［度］程度（従来比３倍以上）まで達成可能である。

【0022】

上記の構成を実現するために、本実施形態に係るハウジング１０、スリーブ４０、スプール６０は、以下の特徴的な構成を備えている。

【0023】

先ず、ハウジング１０は、油圧源（例えば、油圧ポンプ、油圧シリンダ等）Ｐから作動油が流入する供給流路１１と、貯留タンクＴへ作動油が流出するタンク流路１２と、操舵シリンダＣへ作動油が流出し、当該操舵シリンダＣから作動油が流入する複数の制御流路（第１制御流路１３、第２制御流路１４）と、を有している（図２、３参照）。なお、図１においては、供給流路１１の外部接続口（ポート）１１ａ、タンク流路１２の外部接続口（ポート）１２ａ、第１制御流路１３の外部接続口（ポート）１３ａ、第２制御流路１４の外部接続口（ポート）１４ａが示されている。さらに、ハウジング１０は、供給流路１１からスリーブ４０へ流入する作動油の流入圧を調整する圧力調整部１５と、圧力調整部１５に連通するＬＳ流路１６と、を有している（図２参照）。

【0024】

次に、スリーブ４０は、図４の側面図に示すように、全体が円筒状（軸方向位置によって外径が異なる部分を有する複合円筒状）であって、その周壁には、ハウジング１０の所定の流路から作動油が流入する開口や、ハウジング１０の所定の流路へ作動油が流出する開口が、複数、貫通形成されている。さらに、第１端部４０ａ寄りの外周面に、ジロータ３０から流入する作動油の一部を、ＬＳ流路１６へ流出するＬＳ部４１が形成されている。一例として、ＬＳ部は、スリーブ４０の外周面に形成される環状溝（本実施形態では、全周に渡る環状溝としている）を備えて構成されている。あるいは変形例として、スリーブ４０外周面に環状溝を備える構成に代えて（もしくは当該環状溝を備える構成と並設して）、対応する同位置のハウジング１０の内周面に環状溝を備える構成としてもよい（不図示）。なお、図中の符号４８は、スリーブ４０に対して、ドライブシャフト８０を揺動可能に軸支して固定するピン８１が嵌合される貫通孔である。

【0025】

ここで、上記スリーブ４０の開口についてより詳しく説明する。当該開口として、ＬＳ部（本実施形態においては、スリーブ４０外周面の環状溝を備えて構成される）４１の底部に配設されるＬＳ用開口４２、中立用開口４３と、供給流路１１に連通して作動油が流入する供給開口４４と、ジロータ３０へ作動油を流出、流入する入出力開口４５と、第１制御流路１３、第２制御流路１４にそれぞれ連通して作動油を流出、流入する第１制御開口４６、第２制御開口４７と、がそれぞれ１または複数（本実施形態においては複数）設けられている。なお、入出力開口４５とジロータ３０とを連通する流路は、ハウジング１０の所定位置に設けられている（不図示）。

【0026】

次に、スプール６０は、図５の側面図に示すように、全体が円筒状（軸方向位置によって外径が異なる部分を有する複合円筒状）であって、その周面には、スリーブ４０の所定の開口から流入する作動油が通流し、所定部位（スリーブ４０の所定の開口等）へ流出する軸方向溝（長手方向が軸方向に平行であって周方向に所定幅を有する溝）が、複数、穿設されている。なお、図中の符号７０は、スリーブ４０にドライブシャフト８０を固定するピン８１が挿通され、当該ピン８１の周方向への相対移動を許容する長孔形状の貫通孔である。この貫通孔７０の構成によって、ステアリングＳの入力軸Ｕに連結されるスプール６０を、スリーブ４０に対して周方向に所定の角度差が生じる範囲内で回動させることが可能となる。また、前述の通り、スリーブ４０とスプール６０とは板バネ８２を介して連結されており、回動により相互に角度差が生じた際には、板バネ８２によって角度差が無い中立状態に戻る方向に付勢される。

【0027】

ここで、上記スプール６０の軸方向溝についてより詳しく説明する。当該軸方向溝として、ＬＳ用開口４２から供給開口４４を経て入出力開口４５に至る長さに形成された第１溝６１と、供給開口４４から入出力開口４５に至る長さに形成された第２溝６２と、入出力開口４５から第１制御開口４６を経て第２制御開口４７に至る長さに形成された第３溝６３と、第１制御開口４６から第２制御開口４７を経てスプール６０の外周面に環状に設けられてタンク流路１２に連通する周面流路６６に至る長さに形成された第４溝６４と、中立用開口４３からスプール６０の第１端部６０ａに設けられてスプール６０の内筒部に連通するように周壁を貫通する貫通流路６７に至る長さに形成された第５溝６５と、がそれぞれ１または複数（本実施形態においては複数）設けられている。

【0028】

上記の軸方向溝について、さらに詳しく説明すると、第１溝６１は、スプール６０が所定の回動位置（スリーブ４０に対して所定の角度差が生じた位置であって、以下、同様）において、ＬＳ用開口４２、供給開口４４、および入出力開口４５との重なりが可能な軸方向寸法および幅寸法を有するように形成されている。また、第２溝６２は、スプール６０が所定の回動位置において、供給開口４４、および入出力開口４５との重なりが可能な軸方向寸法および幅寸法を有するように形成さている。また、第３溝６３は、スプール６０が所定の回動位置において、入出力開口４５、第１制御開口４６、および第２制御開口４７との重なりが可能な軸方向寸法および幅寸法を有するように形成さている。また、第４溝６４は、スプール６０が所定の回動位置において、第１制御開口４６、第２制御開口４７、および周面流路６６との重なりが可能な軸方向寸法および幅寸法を有するように形成さている。また、第５溝６５は、スプール６０が中立位置（スリーブ４０に対して中立となった位置）において、中立用開口４３、および貫通流路６７との重なりが可能な軸方向寸法および幅寸法を有するように形成されている。

【0029】

さらに、スプール６０の周面には、複数の第１溝６１および複数の第２溝６２の全てに対して連通するように環状に形成された第１環状溝６８が配設されている。また、複数の第３溝の全てに連通するように環状に形成された第２環状溝６９が配設されている。

【0030】

上記の構成によれば、パワーステアリングバルブ１に求められる基本作用、すなわち、運転者のステアリング操作に応じて、油圧源から供給される作動油でジロータ３０を駆動してステアリングＳ（入力軸Ｕ）の回動を補助しつつ、ジロータ３０から還流する作動油を操舵シリンダＣへ流出することによりタイヤの操舵を行う作用を得ることができる。そのうえで、相対的に径小化され、且つ相対的に偏心量が大きく設定されたジロータ３０の駆動を可能とするための構成、すなわち、ドライブシャフト８０が前記式（１）を充足する寸法であって、且つ、ドライブシャフト８０をスリーブ４０に軸支して固定するピン８１を、スリーブ４０の軸方向において、中央位置（両端部から等距離の位置を指す）よりもジロータ３０寄り（第１端部４０ａ寄り）の位置に配設する構成を実現することができる。

【0031】

本実施形態においては、上記のパワーステアリングバルブの基本作用を得るために必要となるスリーブ４０の所定開口を設けることができ、且つ、スリーブ４０が長尺化しない構造を検討した結果、以下の構成を案出した。具体的には、スリーブ４０の軸方向において、供給流路１１に連通する供給開口４４が配設される位置（第１端部４０ａから所定距離の位置を指す）よりも軸方向におけるジロータ３０寄り（第１端部４０ａ寄り）の位置に貫通孔４８が形成されてピン８１が嵌合される構成とすることが好適である。さらに、スリーブ４０の軸方向において、供給流路１１に連通する供給開口４４が配設される位置（第１端部４０ａから所定距離（ＬＳ部４１よりも相対的に遠距離）の位置を指す）とＬＳ部４１が配設される位置（第１端部４０ａから所定距離（供給開口４４よりも相対的に近距離）の位置を指す）との間の位置に貫通孔４８が形成されてピン８１が嵌合される構成とすることがより一層好適である。

【0032】

上記構成によれば、ジロータ３０の径小化が可能となることによって、連結される本体部２の径小化も可能となる。しかしながら、本体部２の径小化に伴って径小化が図られるスリーブ４０およびスプール６０に関しては、新たな二つの課題が生じ得る。

【0033】

先ず一つは、径小化されたスリーブ４０において、ＬＳ用開口、中立用開口を如何に適切に形成するかという課題である。この課題に対して、本実施形態に係るスリーブ４０においては、ＬＳ用開口４２として、周方向に複数並設された相対的に大径の貫通孔が形成され、中立用開口４３として、軸方向に複数並設された相対的に小径の貫通孔が形成された構成としている。

【0034】

もう一つは、共に径小化されたスリーブ４０およびスプール６０において、油圧源の圧力によって作動油が通流する際の圧力損失を如何に低減するかという課題である。通常の設計思想に基づけば、スリーブ４０の各開口やスプール６０の各軸方向溝の幅寸法等を大きくする解決方法が考えられる。しかしながら、径小化されたスリーブ４０においては、各開口の内径を大きくすることに限界があり、また、径小化されたスプール６０においては、各軸方向溝の幅寸法および深さ寸法を大きくすることに限界がある。

【0035】

そのため、当該課題に対して、本実施形態に係るスリーブ４０およびスプール６０においては、以下の構成を案出することによって、その解決を図ることを可能としている。より具体的には、スプール６０に設けられる第３溝６３の周方向幅Ｄｘおよび第４溝６４の周方向幅Ｄｙが、
Ｄｘ＝Ｄｙ ・・・式（２）
であって、且つ、スリーブ４０に設けられる入出力開口４５の直径Ｄｓ（一例として、４［ｍｍ］程度）に対して、
（１／２）・Ｄｓ＜Ｄｘ＜Ｄｓ ・・・式（３）
（１／２）・Ｄｓ＜Ｄｙ＜Ｄｓ ・・・式（４）
となる寸法に形成されて構成である。この構成によれば、共に径小化されたスリーブ４０およびスプール６０において、作動油の圧力損失を低減することが可能となる。特に、Ｄｘ＝Ｄｙ＝（３／４）・Ｄｓ程度に構成することが好適である。なお、本実施形態においては、第１制御開口４６および第２制御開口４７の直径に関して、入出力開口４５の直径Ｄｓと同じ寸法に設定している。

【0036】

続いて、本実施形態に係るパワーステアリングバルブ１の作用について、図２のシステム構成図や、図７の説明図等を参照しながら説明する。ここで、図７は、ハウジング１０（一点鎖線で図示）と、スリーブ４０（実線で図示）と、スプール６０（破線で図示）とを組付けた状態で、ハウジング１０の各流路と、スリーブ４０の各開口と、スプール６０の各軸方向溝との位置関係が把握できるように示した図である。なお、円筒状に形成されるスリーブ４０には周壁に所定の厚みがあることに起因して、図７には視覚的な錯覚が生じ得る。すなわち、中央付近の位置（例えば、貫通孔７０、ピン８１の位置）では、スリーブ４０の開口とスプール６０の軸方向溝との視覚的なズレは無いが、中央から離れた位置（例えば、第２制御開口４７、第４溝６４の位置）では、スリーブ４０の開口とスプール６０の軸方向溝との視覚的なズレが生じる。具体的な例を挙げると、第２制御開口４７と第４溝６４とは連通しているように見えるが、これは、第２制御開口４７における外壁側の輪郭線が第４溝６４と重なっているためであり、実際にこの状態では、第２制御開口４７における内壁側の輪郭線から明らかなように、第２制御開口４７と第４溝６４とは連通していない。

【0037】

図７の状態は、ステアリングＳが中立位置となっている場合である。この状態においては、スプール６０がスリーブ４０に対して角度差の無い中立位置となっている。また、スリーブ４０のＬＳ部４１に設けられた中立用開口４３と、スプール６０に設けられた第５溝６５とが連通している。なお、ＬＳ部４１とスリーブ４０の供給開口４４とは連通していない。したがって、ＬＳ流路１６に連通するＬＳ部４１と、タンク流路１２に連通する第５溝６５とが連通した状態となるため、ＬＳ部４１における作動油の圧力をタンク流路１２内の圧力と同じにする作用が得られる。これは、ＬＳ流路１６は圧力調整部１５に連通し、ステアリング操作を検知してＬＳ部４１に圧力をフィードバックする機構であるため、中立位置のステアリング操作を検知するためである。ちなみに、第５溝６５は、貫通流路６７、スプール６０の内筒部、スプール６０の第２端部６０ｂ寄りの開口部（板バネ８２の配設部に設けられる）、およびスリーブ４０の第２端部４０ｂ寄りの開口部（板バネ８２の配設部に設けられる）を介して、タンク流路１２と連通する構成となっている。なお、本実施形態においては、第５溝６５を貫通孔状に形成することにより貫通流路６７を兼用する構成としている。

【0038】

次に、図７の状態から、運転者がステアリングＳを左方向（反時計回り）に回動操作を行うと、ステアリングＳの入力軸Ｕが連結されたスプール６０が同方向に回動し、板バネ８２の付勢力に抗してスプールがスリーブ４０に対して角度差が生じた状態となる。これによれば、スリーブ４０の供給開口４４と、スプール６０の第２溝６２との重なりが生じる。また、第２溝６２と、入出力開口４５（この場合４５ａ）との重なりが生じる。また、入出力開口４５（この場合４５ｂ）と、第３溝６３との重なりが生じる。また、第３溝６３と、第２制御開口４７との重なりが生じる。また、第１制御開口４６と、第４溝６４との重なりが生じる。したがって、供給開口４４から流入した作動油が、第２溝６２（および環状溝６８）を経て入出力開口４５（この場合４５ａ）からジロータ３０へ流出してジロータ３０を駆動した後、入出力開口４５（この場合４５ｂ）へ流入する。なお、本実施形態においては、入出力開口４５ａと、入出力開口４５ｂとが、周方向において交互に設けられている。

【0039】

一方、ジロータ３０を駆動した後、入出力開口４５（この場合４５ｂ）へ流入した作動油は、第３溝６３（および環状溝６９）を経て第２制御開口４７から第２制御流路１４へ流出する。したがって、第２制御流路１４から流出した作動油が操舵シリンダＣの第１室Ｃ１へ流入してピストンＣｐを左方向へ移動させる。ここで、ピストンＣｐの移動によって押動された第２室Ｃ２の作動油は、第１制御流路１３から第１制御開口４６へ流入し、第４溝６４を経て、タンク流路１２へ通流する。

【0040】

また、スリーブ４０の供給開口４４と、ＬＳ用開口４２とが、スプール６０の第２溝６２、環状溝６８、および第１溝６１を介して連通する構成となる。これにより、ＬＳ部４１と連通するように設けられるＬＳ流路１６を経て、作動油が圧力調整部１５へと通流する。

【0041】

以上のような作用により、ジロータ３０が駆動、すなわち固定されたアウターロータ３１に対してインナーロータ３２が回動されると、インナーロータ３２の内周歯車３６に噛合されたドライブシャフト８０が同方向に回動される。これによって、ドライブシャフト８０に対してピン８１で連結されたスリーブ４０が同方向に回動される。このように、ステアリングＳを回動させてスプール６０とスリーブ４０との間で角度差を生じさせることによって、ジロータ３０（具体的には、インナーロータ３２）が作動油で駆動（回動）されて、インナーロータ３２に連結されているスリーブ４０を回動させる（スプール６０に対し上記角度差を保って追従させる）作用と、操舵シリンダＣに作動油を通流させてピストンＣｐを動作させて操舵する作用とを得ることができる。

【0042】

なお、ステアリングＳの回動を継続すると、角度差が生じたままとなるため、上記作用が継続することとなる。このとき、回動速度が速い場合は角度差が大きくなり、上記作用が高速で生じ、回動速度が低い場合は角度差が小さくなり、上記作用が低速で生じることとなる。

【0043】

一方、ステアリングＳの回動を停止すると、板バネ８２の付勢力により角度差が解消した状態（スプール６０がスリーブ４０に対して角度差の無い中立位置となっている状態）となるため、上記作用が停止する。

【0044】

次に、図７の状態から、運転者がステアリングＳを右方向（時計回り）に回動操作を行うと、ステアリングＳの入力軸Ｕが連結されたスプール６０が同方向に回動し、板バネ８２の付勢力に抗してスプール６０がスリーブ４０に対して角度差が生じた状態となる。これによれば、スリーブ４０の供給開口４４と、スプール６０の第１溝６１との重なりが生じる。また、第１溝６１と、入出力開口４５（この場合４５ｂ）との重なりが生じる。また、入出力開口４５（この場合４５ａ）と、第３溝６３との重なりが生じる。また、第３溝６３と、第１制御開口４６との重なりが生じる。また、第２制御開口４７と、第４溝６４との重なりが生じる。したがって、供給開口４４から流入した作動油が、第１溝６１（および環状溝６８）を経て入出力開口４５（この場合４５ｂ）からジロータ３０へ流出してジロータ３０を駆動した後、入出力開口４５（この場合４５ａ）へ流入する。

【0045】

一方、ジロータ３０を駆動した後、入出力開口４５（この場合４５ａ）へ流入した作動油は、第３溝６３（および環状溝６９）を経て第１制御開口４６から第１制御流路１３へ流出する。したがって、第１制御流路１３から流出した作動油が操舵シリンダＣの第２室Ｃ２へ流入してピストンＣｐを右方向へ移動させる。ここで、ピストンＣｐの移動によって押動された第１室Ｃ１の作動油は、第２制御流路１４から第２制御開口４７へ流入し、第４溝６４を経て、タンク流路１２へ通流する。

【0046】

また、スリーブ４０の供給開口４４と、ＬＳ用開口４２とが、スプール６０の第１溝６１を介して連通する構成となる。これにより、ＬＳ部４１と連通するように設けられるＬＳ流路１６を経て、作動油が圧力調整部１５へと通流し、前述の圧力調整作用が得られる。

【0047】

この回動操作の場合（ステアリングＳを右方向（時計回り）に回動した場合）において、ジロータ３０の駆動によって得られるスリーブ４０の回動作用、および操舵シリンダＣの操舵作用は、前述の回動操作の場合（ステアリングＳを左方向（反時計回り）に回動した場合）と向きのみが逆で同様の作用を得ることができる。

【0048】

続いて、本実施形態に係るパワーステアリングバルブ１の変形例を図８に示す。ここで、図８は図７と同様に図示した説明図である。この図に示すように、ドライブシャフト８０を固定するピン８１の位置（すなわち、スリーブ４０の貫通孔４８およびスプール６０の貫通孔７０の位置）が、スリーブ４０においてＬＳ部４１が配設される位置よりも、さらにジロータ寄りの位置に配設される構成とすることが考えられる。このような構成によっても前述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

【0049】

以上、説明した通り、本発明に係るパワーステアリングバルブによれば、単純に小型化することが困難であった従来のパワーステアリングバルブに対して、新たな構成を案出することによって、相対的に小型化、特に径小化を実現することが可能となる。これにより、小容量の操舵シリンダへ適用する場合等において、従来はオーバースペックの本体部を用いざるを得なかった課題を解決することが可能となり、材料費等の原価の低減および装置重量の低減を図ることが可能となる。

【0050】

なお、本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。

【符号の説明】

【0051】

１ パワーステアリングバルブ
２ 本体部
１０ ハウジング
１１ 供給流路
１２ タンク流路
１３ 第１制御流路
１４ 第２制御流路
１５ 圧力調整部
１６ ＬＳ流路
３０ ジロータ
３１ アウターロータ
３２ インナーロータ
４０ スリーブ
４１ ＬＳ部
４２ ＬＳ用開口
４３ 中立用開口
４４ 供給開口
４５、４５ａ、４５ｂ 入出力開口
４６ 第１制御開口
４７ 第２制御開口
４８ 貫通孔
６０ スプール
６１ 第１溝
６２ 第２溝
６３ 第３溝
６４ 第４溝
６５ 第５溝
６６ 周面流路
６７ 貫通流路
６８ 第１環状溝
６９ 第２環状溝
７０ 貫通孔
８０ ドライブシャフト
８１ ピン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】