JPH05246336A - 軸方向調節式流体コントローラ - Google Patents
軸方向調節式流体コントローラInfo
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- JPH05246336A JPH05246336A JP5018092A JP1809293A JPH05246336A JP H05246336 A JPH05246336 A JP H05246336A JP 5018092 A JP5018092 A JP 5018092A JP 1809293 A JP1809293 A JP 1809293A JP H05246336 A JPH05246336 A JP H05246336A
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- JP
- Japan
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- fluid
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- port
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- Pending
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
- B62D5/09—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by means for actuating valves
- B62D5/093—Telemotor driven by steering wheel movement
- B62D5/097—Telemotor driven by steering wheel movement gerotor type
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/8593—Systems
- Y10T137/86493—Multi-way valve unit
- Y10T137/86574—Supply and exhaust
- Y10T137/86638—Rotary valve
- Y10T137/86646—Plug type
- Y10T137/86662—Axial and radial flow
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 スプールの構造を簡略にするための可変軸方
向流量制御オリフィスを形成し、スリーブに最適な圧力
バランスを維持すること、 【構成】 ハウジング(13)、流体メータ(17)、主（スプ
ール）弁(35)、及び追従（スリーブ）弁(37)を含む流体
コントローラ(11)で、入口ポート(23)が一連の流体ポー
ト(85)と連通し、作動ポート (91Ｌ, 91Ｒ）がシリンダ
ポート(27,29) と連通している。スリーブに対するスプ
ールの回転によって、駆動ピン(53)がはまっているピン
開口(55)の形状からスリーブが軸方向に変位する。スリ
ーブの一定量の軸方向移動の後、様々なポート(85、91L,
91R)がそれぞれ１対のメータ溝 (67Ｒ, 67Ｌ) 及びタン
ク溝 (71Ｒ) と連通し始めて、可変軸方向流量制御オリ
フィス（A1a,A4a,A5a ）を形成する。
向流量制御オリフィスを形成し、スリーブに最適な圧力
バランスを維持すること、 【構成】 ハウジング(13)、流体メータ(17)、主（スプ
ール）弁(35)、及び追従（スリーブ）弁(37)を含む流体
コントローラ(11)で、入口ポート(23)が一連の流体ポー
ト(85)と連通し、作動ポート (91Ｌ, 91Ｒ）がシリンダ
ポート(27,29) と連通している。スリーブに対するスプ
ールの回転によって、駆動ピン(53)がはまっているピン
開口(55)の形状からスリーブが軸方向に変位する。スリ
ーブの一定量の軸方向移動の後、様々なポート(85、91L,
91R)がそれぞれ１対のメータ溝 (67Ｒ, 67Ｌ) 及びタン
ク溝 (71Ｒ) と連通し始めて、可変軸方向流量制御オリ
フィス（A1a,A4a,A5a ）を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加圧流体源から車両の
ステアリングシリンダ等の流体圧作動装置への流体の流
れを制御するために使用される形式の流体コントローラ
に関するものである。
ステアリングシリンダ等の流体圧作動装置への流体の流
れを制御するために使用される形式の流体コントローラ
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】本発明が関連する形式の典型的な流体コ
ントローラには、様々な流体ポートが形成されているハ
ウジングと、流体メータと、主弁部材と、追従弁部材
と、流体メータを通る流体の流量に従って追従弁部材に
追従移動を与える構造体とが設けられている。コントロ
ーラの弁手段を通る流量は、主可変流量制御オリフィス
の面積に正比例しており、この流量制御オリフィスの面
積は主及び追従弁部材間の相対変位に比例している。
ントローラには、様々な流体ポートが形成されているハ
ウジングと、流体メータと、主弁部材と、追従弁部材
と、流体メータを通る流体の流量に従って追従弁部材に
追従移動を与える構造体とが設けられている。コントロ
ーラの弁手段を通る流量は、主可変流量制御オリフィス
の面積に正比例しており、この流量制御オリフィスの面
積は主及び追従弁部材間の相対変位に比例している。
【０００３】上記形式の従来形流体コントローラでは、
主弁部材が回転可能で、また追従弁部材が相対的に回転
可能であり、主弁部材が追従弁部材に対して回転する
時、様々な流量制御オリフィスがそれぞれ主及び追従弁
部材に形成されている通路及びポートの重なり合い部分
によって形成されるようになっていた。
主弁部材が回転可能で、また追従弁部材が相対的に回転
可能であり、主弁部材が追従弁部材に対して回転する
時、様々な流量制御オリフィスがそれぞれ主及び追従弁
部材に形成されている通路及びポートの重なり合い部分
によって形成されるようになっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記形式の流体コント
ローラの作動は満足できるものであり、商品として非常
に成功してはいるが、その形式の流体コントローラに付
随する欠点がある。スプール及びスリーブの相対回転に
応答して可変流量制御オリフィスを形成する典型的なス
プール−スリーブ流体コントローラでは、スプールの表
面にかなりの数の軸方向に延在したフライス加工スロッ
トまたは通路を設ける必要があり、従ってコストがかさ
むと共に、製造工程が複雑になる。また、そのようなコ
ントローラでは、スリーブが加圧流体で包囲されている
領域、例えばハウジングに形成された環状室においてス
リーブがスプールの外表面上に固着しないようにするた
め、スリーブの適当な圧力バランスをとることがさらに
困難である。
ローラの作動は満足できるものであり、商品として非常
に成功してはいるが、その形式の流体コントローラに付
随する欠点がある。スプール及びスリーブの相対回転に
応答して可変流量制御オリフィスを形成する典型的なス
プール−スリーブ流体コントローラでは、スプールの表
面にかなりの数の軸方向に延在したフライス加工スロッ
トまたは通路を設ける必要があり、従ってコストがかさ
むと共に、製造工程が複雑になる。また、そのようなコ
ントローラでは、スリーブが加圧流体で包囲されている
領域、例えばハウジングに形成された環状室においてス
リーブがスプールの外表面上に固着しないようにするた
め、スリーブの適当な圧力バランスをとることがさらに
困難である。
【０００５】従って、本発明の目的は、可変軸方向流量
制御オリフィスを形成して、スプールの構造を簡略に
し、スリーブの適当な圧力バランスをとることを容易に
した流体コントローラを提供することである。
制御オリフィスを形成して、スプールの構造を簡略に
し、スリーブの適当な圧力バランスをとることを容易に
した流体コントローラを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的を達成
するため、本発明の流体コントローラは加圧流体源から
流体圧作動装置へ流れる流体の流量を制御するため、加
圧流体源に連結される入口ポート、タンクに連結される
戻りポート及び流体圧作動装置に連結される第１及び第
２制御流体ポートを形成したハウジング手段を含み、弁
手段がハウジング手段内に配置されており、主回転弁部
材及びそれと協働する相対回転可能な追従弁部材を有
し、主及び追従弁部材は、中立位置と、主弁部材が追従
弁部材に対して中立位置から第１方向へ回転変位してい
る第１作動位置とを備えている。主弁部材には第１及び
第２流体通路が設けられ、追従弁部材にはそれぞれ入口
ポート及び第１制御流体ポートと連続流体連通している
第１及び第２流体ポートが設けられている。弁部材が中
立位置にある時、第１及び第２流体ポートはそれぞれ第
１及び第２流体通路との流体連通が遮断され、また弁部
材が第１作動位置にある時、第１及び第２流体ポートは
それぞれ第１及び第２流体通路と流体連通している。弁
部材が第１作動位置にある時、ハウジング手段及び弁部
材の協働によって、入口ポートから第１制御流体ポート
まで、及び第２制御流体ポートから戻りポートまでを流
体連通させる第１主流体路が形成されるようになってい
る。
するため、本発明の流体コントローラは加圧流体源から
流体圧作動装置へ流れる流体の流量を制御するため、加
圧流体源に連結される入口ポート、タンクに連結される
戻りポート及び流体圧作動装置に連結される第１及び第
２制御流体ポートを形成したハウジング手段を含み、弁
手段がハウジング手段内に配置されており、主回転弁部
材及びそれと協働する相対回転可能な追従弁部材を有
し、主及び追従弁部材は、中立位置と、主弁部材が追従
弁部材に対して中立位置から第１方向へ回転変位してい
る第１作動位置とを備えている。主弁部材には第１及び
第２流体通路が設けられ、追従弁部材にはそれぞれ入口
ポート及び第１制御流体ポートと連続流体連通している
第１及び第２流体ポートが設けられている。弁部材が中
立位置にある時、第１及び第２流体ポートはそれぞれ第
１及び第２流体通路との流体連通が遮断され、また弁部
材が第１作動位置にある時、第１及び第２流体ポートは
それぞれ第１及び第２流体通路と流体連通している。弁
部材が第１作動位置にある時、ハウジング手段及び弁部
材の協働によって、入口ポートから第１制御流体ポート
まで、及び第２制御流体ポートから戻りポートまでを流
体連通させる第１主流体路が形成されるようになってい
る。
【０００７】この流体コントローラは、主及び追従弁部
材の相対回転変位に応答して作動して、追従弁部材を第
１軸方向に第１作動位置へ移動させる手段を有している
ことを特徴としている。追従弁部材が第１作動位置へ軸
方向変位した時、第１及び第２流体ポートがそれぞれ第
１及び第２流体通路と協働して、第１及び第２可変軸方
向流量制御オリフィスを形成する。第１主流体路は第１
及び第２可変軸方向流量制御オリフィスを含んでいる。
材の相対回転変位に応答して作動して、追従弁部材を第
１軸方向に第１作動位置へ移動させる手段を有している
ことを特徴としている。追従弁部材が第１作動位置へ軸
方向変位した時、第１及び第２流体ポートがそれぞれ第
１及び第２流体通路と協働して、第１及び第２可変軸方
向流量制御オリフィスを形成する。第１主流体路は第１
及び第２可変軸方向流量制御オリフィスを含んでいる。
【０００８】
【作用】本発明の流体コントローラにおいては、入口ポ
ート(23)が一連の流体ポート(85)と連通し、作動ポート
(91Ｌ, 91Ｒ) がシリンダポート(27, 29)と連通してお
り、スリーブに対するスプールの回転によって、駆動ピ
ン(53)がはまっているピン開口(55)の形状からスリーブ
が軸方向に変位する。スリーブの一定量の軸方向移動の
後、様々なポート(85,91L,91R)がそれぞれ１対のメータ
溝(67 Ｒ, 67Ｌ)及びタンク溝 (71Ｒ) と連通し始め
て、可変軸方向流量制御オリフィス(A1a,A4a,A5a) が形
成される。
ート(23)が一連の流体ポート(85)と連通し、作動ポート
(91Ｌ, 91Ｒ) がシリンダポート(27, 29)と連通してお
り、スリーブに対するスプールの回転によって、駆動ピ
ン(53)がはまっているピン開口(55)の形状からスリーブ
が軸方向に変位する。スリーブの一定量の軸方向移動の
後、様々なポート(85,91L,91R)がそれぞれ１対のメータ
溝(67 Ｒ, 67Ｌ)及びタンク溝 (71Ｒ) と連通し始め
て、可変軸方向流量制御オリフィス(A1a,A4a,A5a) が形
成される。
【０００９】これにより、スプールの表面にかなりの数
の軸方向に延在したフライス加工スロットまたは通路を
設ける必要がなくなり、また、環状室内の圧力に対抗し
てスリーブに有効な圧力バランスをとることにより、ス
リーブがスプールの外表面上に固着しないようにするこ
とができる。
の軸方向に延在したフライス加工スロットまたは通路を
設ける必要がなくなり、また、環状室内の圧力に対抗し
てスリーブに有効な圧力バランスをとることにより、ス
リーブがスプールの外表面上に固着しないようにするこ
とができる。
【００１０】
【実施例】次に、添付の図面を参照しながら説明する
が、これらは本発明を制限するものではなく、図１は、
本発明を用いることができる形式の流体コントローラの
軸方向断面図であるが、以下に特記する点を除いて流体
コントローラの特定の形状を制限するものではない。
が、これらは本発明を制限するものではなく、図１は、
本発明を用いることができる形式の流体コントローラの
軸方向断面図であるが、以下に特記する点を除いて流体
コントローラの特定の形状を制限するものではない。
【００１１】流体コントローラ11は、本発明の譲受人に
譲渡されている、引用文献として本説明に含まれる米国
再発行特許第25,126号に記載されている形式のものでよ
い。さらに詳しく言えば本実施例は、本発明の譲受人に
譲渡されている、引用文献として本説明に含まれる米国
特許第5,016,672 号に記載されている形式のものであ
る。しかし、本発明は以下に詳細に説明するように、主
に図２〜図６のコントローラ弁機構の説明で上記引用の
特許とは相当に異なっている。
譲渡されている、引用文献として本説明に含まれる米国
再発行特許第25,126号に記載されている形式のものでよ
い。さらに詳しく言えば本実施例は、本発明の譲受人に
譲渡されている、引用文献として本説明に含まれる米国
特許第5,016,672 号に記載されている形式のものであ
る。しかし、本発明は以下に詳細に説明するように、主
に図２〜図６のコントローラ弁機構の説明で上記引用の
特許とは相当に異なっている。
【００１２】流体コントローラ11には、弁ハウジング部
分13、受け板15、流体メータ17を設けた部分及び端部キ
ャップ19を含めた幾つかの部分が設けられている。これ
らの部分は、複数のボルト21を弁ハウジング部分13に螺
着することによって密封状に連結保持されている。弁ハ
ウジング部分には、入口ポート23（図１には点線で示さ
れているだけである）、流体戻りポート25、１対の制御
（シリンダ）流体ポート27及び29、及び負荷感知ポート
31が形成されている。
分13、受け板15、流体メータ17を設けた部分及び端部キ
ャップ19を含めた幾つかの部分が設けられている。これ
らの部分は、複数のボルト21を弁ハウジング部分13に螺
着することによって密封状に連結保持されている。弁ハ
ウジング部分には、入口ポート23（図１には点線で示さ
れているだけである）、流体戻りポート25、１対の制御
（シリンダ）流体ポート27及び29、及び負荷感知ポート
31が形成されている。
【００１３】弁ハウジング部分13には弁孔33も形成され
ており、この中に回転可能な主弁部材35（以下の説明で
は「スプール」とも呼ぶ）及びそれと協働する相対回転
可能な追従弁部材37（以下の説明では「スリーブ」とも
呼ぶ）を有しているコントローラ弁機構が回転可能に配
置されている。スプール35の前端部に１組の内側スプラ
イン39が形成されており、これによってスプール35と車
両のステアリングホィール（図示せず）との間が機械的
に直結されている。スプール35及びスリーブ37について
は以下に詳細に説明する。
ており、この中に回転可能な主弁部材35（以下の説明で
は「スプール」とも呼ぶ）及びそれと協働する相対回転
可能な追従弁部材37（以下の説明では「スリーブ」とも
呼ぶ）を有しているコントローラ弁機構が回転可能に配
置されている。スプール35の前端部に１組の内側スプラ
イン39が形成されており、これによってスプール35と車
両のステアリングホィール（図示せず）との間が機械的
に直結されている。スプール35及びスリーブ37について
は以下に詳細に説明する。
【００１４】流体メータ17は公知の形式のものでよく、
本実施例では内側歯付きのリング部材41と外側歯付き星
形部材43とで構成されている。星形部材43はリング部材
41内にそれに対して軌道回転移動可能に配置されてい
る。星形部材43には１組の内側スプライン45が形成され
ており、これは主駆動軸49の後端部に形成された１組の
外側スプライン47とスプライン係合しており、また駆動
軸49には二股状の前端部51が設けられている。前端部51
によって、駆動ピン53を介して駆動軸49とスリーブ37と
が駆動連結されている。ピン53の端部は、スプール35に
形成された１対のピン開口55（図１には示されていない
が、図２に示されている）に挿通されて、スリーブ37の
開口に比較的締まりばめ状態ではめ込まれている。
本実施例では内側歯付きのリング部材41と外側歯付き星
形部材43とで構成されている。星形部材43はリング部材
41内にそれに対して軌道回転移動可能に配置されてい
る。星形部材43には１組の内側スプライン45が形成され
ており、これは主駆動軸49の後端部に形成された１組の
外側スプライン47とスプライン係合しており、また駆動
軸49には二股状の前端部51が設けられている。前端部51
によって、駆動ピン53を介して駆動軸49とスリーブ37と
が駆動連結されている。ピン53の端部は、スプール35に
形成された１対のピン開口55（図１には示されていない
が、図２に示されている）に挿通されて、スリーブ37の
開口に比較的締まりばめ状態ではめ込まれている。
【００１５】当業者には公知のように、加圧流体がスプ
ール35及びスリーブ37に形成された様々な通路及びポー
トを流れ、次に流体メータ17を流れることによって、星
形部材43がリング41内で軌道回転移動する。星形部材43
のそのような移動が駆動軸49及び駆動ピン51を介してス
リーブ37を回転追従移動させることによって、スプール
35とスリーブ37との間に特定の相対回転変位が維持され
るようになっている。特定の相対回転変位（以下の説明
では「作動位置」と呼ぶ）は、一般的にステアリングホ
ィールの回転率、すなわちスプール35の回転率に比例し
ている。
ール35及びスリーブ37に形成された様々な通路及びポー
トを流れ、次に流体メータ17を流れることによって、星
形部材43がリング41内で軌道回転移動する。星形部材43
のそのような移動が駆動軸49及び駆動ピン51を介してス
リーブ37を回転追従移動させることによって、スプール
35とスリーブ37との間に特定の相対回転変位が維持され
るようになっている。特定の相対回転変位（以下の説明
では「作動位置」と呼ぶ）は、一般的にステアリングホ
ィールの回転率、すなわちスプール35の回転率に比例し
ている。
【００１６】図１に示されているように、スプール35及
びスリーブ37の前端部（図１の左端部）付近に中立セン
タリングばね装置が配置されており、これは圧縮コイル
ばね57の一部として図１に示されている。ばね装置は、
本発明の譲受人に譲渡されており、引用文献として本説
明に含まれている、ドワイト ビー．スティーブンソン
が1991年11月15日付けで出願した「回転／軸方向弁機構
を備えた流体コントローラ及びそのためのばね装置」と
題する同時係属中の米国特許出願番号第793,061 号に詳
細に記載されている形式のものでよい。一般的に、ばね
装置には、スリーブ37をスプール35に対して「中立」位
置（この言葉は図２に関連した説明で定義する）に向け
て付勢する機能を持った１、２または３個のコイルばね
57が設けられている。
びスリーブ37の前端部（図１の左端部）付近に中立セン
タリングばね装置が配置されており、これは圧縮コイル
ばね57の一部として図１に示されている。ばね装置は、
本発明の譲受人に譲渡されており、引用文献として本説
明に含まれている、ドワイト ビー．スティーブンソン
が1991年11月15日付けで出願した「回転／軸方向弁機構
を備えた流体コントローラ及びそのためのばね装置」と
題する同時係属中の米国特許出願番号第793,061 号に詳
細に記載されている形式のものでよい。一般的に、ばね
装置には、スリーブ37をスプール35に対して「中立」位
置（この言葉は図２に関連した説明で定義する）に向け
て付勢する機能を持った１、２または３個のコイルばね
57が設けられている。
【００１７】弁ハウジング部分13の弁孔33には、スリー
ブ37を取り囲む複数の環状流体室が形成されており、様
々なポート23〜31とスリーブ37の外表面との間を流体連
通させている。環状室23c は入口ポート23から加圧流体
を受け取る一方、環状室25cは戻り流体を戻りポート25
へ送る。また、環状室27c,29c は、それぞれ制御ポート
27, 29と流体連通している。さらに、１対の環状室 31c
L,31cRは、負荷信号を負荷感知流体ポート31へ送る。
ブ37を取り囲む複数の環状流体室が形成されており、様
々なポート23〜31とスリーブ37の外表面との間を流体連
通させている。環状室23c は入口ポート23から加圧流体
を受け取る一方、環状室25cは戻り流体を戻りポート25
へ送る。また、環状室27c,29c は、それぞれ制御ポート
27, 29と流体連通している。さらに、１対の環状室 31c
L,31cRは、負荷信号を負荷感知流体ポート31へ送る。
【００１８】リング41内を軌道回転する星形部材43の噛
合相互作用によって複数の膨張及び収縮流体容積室59が
形成され、そのような容積室59の各々に隣接する位置に
おいて受け板15に流体ポート61が形成されている。弁ハ
ウジング部分13には複数の軸方向の孔63（図１には１つ
だけ示されている）が形成されており、それらの各々は
流体ポート61の１つと開放連通している。弁ハウジング
部分13にはさらに１対の半径方向の孔65Ｌ及び65Ｒ（図
１には示されていないが、図３に示されている）が設け
られて、各軸方向孔63と弁孔33との間を連通させてお
り、これの目的は当業者には公知であり、また詳細に後
述する。
合相互作用によって複数の膨張及び収縮流体容積室59が
形成され、そのような容積室59の各々に隣接する位置に
おいて受け板15に流体ポート61が形成されている。弁ハ
ウジング部分13には複数の軸方向の孔63（図１には１つ
だけ示されている）が形成されており、それらの各々は
流体ポート61の１つと開放連通している。弁ハウジング
部分13にはさらに１対の半径方向の孔65Ｌ及び65Ｒ（図
１には示されていないが、図３に示されている）が設け
られて、各軸方向孔63と弁孔33との間を連通させてお
り、これの目的は当業者には公知であり、また詳細に後
述する。
【００１９】流体コントローラ11の全般的な作動は当業
者には公知であると考えられる。ステアリングホィール
を例えば反時計回り方向へ回転させて車両を左旋回させ
ようとすると、スプール35も、車両の運転者から見て反
時計回りに回転して、スプール35及びスリーブ37間の一
連の可変流量制御オリフィスを開放する。これらのオリ
フィスによって、流体が環状室23c から弁機構を通っ
て、さらに半径方向の孔65Ｒ及び軸方向の孔63を通って
流体メータ17の膨張容積室59へ流れることができるよう
になる。流体メータ17の収縮容積室から流出した流体
（計量流体）は、他方の軸方向孔63を通り、さらに半径
方向の孔65Ｌを通ってから弁機構を通り、続いて環状室
27c を通ってシリンダポート27へ流れる。ステアリング
シリンダから戻った流体は、シリンダポート29へ流入し
てから環状室29c を流れ、弁機構を通り、続いて環状室
25c を通って戻りポート25へ流れる。上記の流体路また
はその一部は一般的に「主流体路」と呼ぶものであり、
以下の説明及び請求項ではこの用語は、スプール35及び
スリーブ37がいずれかの作動位置にある時の上記流体路
またはその一部を意味するために使用されていると理解
されたい。
者には公知であると考えられる。ステアリングホィール
を例えば反時計回り方向へ回転させて車両を左旋回させ
ようとすると、スプール35も、車両の運転者から見て反
時計回りに回転して、スプール35及びスリーブ37間の一
連の可変流量制御オリフィスを開放する。これらのオリ
フィスによって、流体が環状室23c から弁機構を通っ
て、さらに半径方向の孔65Ｒ及び軸方向の孔63を通って
流体メータ17の膨張容積室59へ流れることができるよう
になる。流体メータ17の収縮容積室から流出した流体
（計量流体）は、他方の軸方向孔63を通り、さらに半径
方向の孔65Ｌを通ってから弁機構を通り、続いて環状室
27c を通ってシリンダポート27へ流れる。ステアリング
シリンダから戻った流体は、シリンダポート29へ流入し
てから環状室29c を流れ、弁機構を通り、続いて環状室
25c を通って戻りポート25へ流れる。上記の流体路また
はその一部は一般的に「主流体路」と呼ぶものであり、
以下の説明及び請求項ではこの用語は、スプール35及び
スリーブ37がいずれかの作動位置にある時の上記流体路
またはその一部を意味するために使用されていると理解
されたい。
【００２０】主にスプール35に対するスリーブ37の軸方
向移動に応答して、コントローラ弁機構内の可変流量制
御オリフィスを定めることができることが、本発明の１
つの重要な特徴であるが、本実施例では、スリーブ37に
対するスプール35の回転移動に応答して定められる可変
流量制御オリフィスも設けられている。図１及び図２に
示されているように、スプール35に対するスリーブ37の
軸方向移動を容易にするため、スリーブをスプールの隣
接部分よりも軸方向に短くなっている。
向移動に応答して、コントローラ弁機構内の可変流量制
御オリフィスを定めることができることが、本発明の１
つの重要な特徴であるが、本実施例では、スリーブ37に
対するスプール35の回転移動に応答して定められる可変
流量制御オリフィスも設けられている。図１及び図２に
示されているように、スプール35に対するスリーブ37の
軸方向移動を容易にするため、スリーブをスプールの隣
接部分よりも軸方向に短くなっている。
【００２１】弁機構 次に、図２及び図３を参照しながら、スプール35及びス
リーブ37をそれらに形成された様々なポート及び通路に
関して詳細に説明する。以下の説明において、多くのポ
ート及び通路は、環状室23c に対して対称的またはほぼ
対称的に配置されており、それらの部材は、環状室23c
の左側または右側に位置していることを示すため、参照
番号の後にそれぞれＬまたはＲを付けて示されている。
それに対して、その他の部材のあるものは、環状室23c
に中心が位置しているか、中心が位置していない場合も
環状室23c の反対側に対応の部材を備えておらず、それ
らは参照番号だけで示されている。
リーブ37をそれらに形成された様々なポート及び通路に
関して詳細に説明する。以下の説明において、多くのポ
ート及び通路は、環状室23c に対して対称的またはほぼ
対称的に配置されており、それらの部材は、環状室23c
の左側または右側に位置していることを示すため、参照
番号の後にそれぞれＬまたはＲを付けて示されている。
それに対して、その他の部材のあるものは、環状室23c
に中心が位置しているか、中心が位置していない場合も
環状室23c の反対側に対応の部材を備えておらず、それ
らは参照番号だけで示されている。
【００２２】図２、４及び６の重合図は、主にスプール
35（主に点線）とスリーブ37（実線）との間の接合面を
示すためのものであることを理解されたい。スプール35
には１対のほぼ環状のメータ溝67Ｌ及び67Ｒが形成され
ており、これらの協働によってその間にスプールランド
69が形成されている。図２及び３の左端部側において、
スプール35にほぼ環状のタンク溝71Ｌが形成されてお
り、また右端部側において、スプール35にほぼ環状のタ
ンク溝71Ｒが形成されている。スプールの溝67Ｌ及び71
Ｌ間にスプールランド73Ｌが形成されており、同様に溝
67Ｒ及び71Ｒの協働によってスプールランド73Ｒが形成
されている。
35（主に点線）とスリーブ37（実線）との間の接合面を
示すためのものであることを理解されたい。スプール35
には１対のほぼ環状のメータ溝67Ｌ及び67Ｒが形成され
ており、これらの協働によってその間にスプールランド
69が形成されている。図２及び３の左端部側において、
スプール35にほぼ環状のタンク溝71Ｌが形成されてお
り、また右端部側において、スプール35にほぼ環状のタ
ンク溝71Ｒが形成されている。スプールの溝67Ｌ及び71
Ｌ間にスプールランド73Ｌが形成されており、同様に溝
67Ｒ及び71Ｒの協働によってスプールランド73Ｒが形成
されている。
【００２３】図３にわかりやすく示されているように、
スプール及びスリーブが図２及び３に示されている中立
位置にある時、スプールランド69は環状室23c と軸方向
に整合しているのに対して、スプールランド73Ｌ及び73
Ｒはそれぞれ環状室27c 及び29c と軸方向に整合してい
る。
スプール及びスリーブが図２及び３に示されている中立
位置にある時、スプールランド69は環状室23c と軸方向
に整合しているのに対して、スプールランド73Ｌ及び73
Ｒはそれぞれ環状室27c 及び29c と軸方向に整合してい
る。
【００２４】さらに主に図２を参照しながら説明する
と、タンク溝71Ｌを形成しているスプール35の部分に
は、図１に関連して説明した１対のピン開口55も設けら
れている。開口55の構造及び機能については詳細に後述
する。しかし、それらの開口は溝71Ｌからスプール35の
内部まで貫設されていることに注意されたい。スプール
ランド69には、円周方向に延在したノッチ75Ｌと円周方
向に延在したノッチ75Ｒとが設けられており、これらの
ノッチ75Ｌ及び75Ｒはそれぞれメータ溝67Ｌ及び67Ｒと
開放連通している。スプール35にはスプールランド73Ｒ
の右側に複数のタンクポート77が設けられ、スプールの
内部まで貫設されている。
と、タンク溝71Ｌを形成しているスプール35の部分に
は、図１に関連して説明した１対のピン開口55も設けら
れている。開口55の構造及び機能については詳細に後述
する。しかし、それらの開口は溝71Ｌからスプール35の
内部まで貫設されていることに注意されたい。スプール
ランド69には、円周方向に延在したノッチ75Ｌと円周方
向に延在したノッチ75Ｒとが設けられており、これらの
ノッチ75Ｌ及び75Ｒはそれぞれメータ溝67Ｌ及び67Ｒと
開放連通している。スプール35にはスプールランド73Ｒ
の右側に複数のタンクポート77が設けられ、スプールの
内部まで貫設されている。
【００２５】スプールランド73Ｌ及び73Ｒにはそれぞれ
円周方向に延在したノッチ79Ｌ及び79Ｒが設けられてお
り、それぞれメータ溝67Ｌ及び67Ｒと連通している。ス
プールランド73Ｌ及び73Ｒにはさらに、それぞれタンク
溝71Ｌ及び71Ｒと流体連通している円周方向に延在した
ノッチ81Ｌ及び81Ｒが設けられている。最後に、スプー
ルランド73Ｌ及び73Ｒにはそれぞれ圧力バランス溝83Ｌ
及び83Ｒが設けられており、これらの機能については後
述する。
円周方向に延在したノッチ79Ｌ及び79Ｒが設けられてお
り、それぞれメータ溝67Ｌ及び67Ｒと連通している。ス
プールランド73Ｌ及び73Ｒにはさらに、それぞれタンク
溝71Ｌ及び71Ｒと流体連通している円周方向に延在した
ノッチ81Ｌ及び81Ｒが設けられている。最後に、スプー
ルランド73Ｌ及び73Ｒにはそれぞれ圧力バランス溝83Ｌ
及び83Ｒが設けられており、これらの機能については後
述する。
【００２６】スリーブ37には複数の圧力ポート85が設け
られている。図２だけに示されているが、すべての圧力
ポート85が同一の大きさというわけではない。図２の５
ー５線のすぐ上方にあるポート85は図２においてそれの
上方にあるポートよりも幾分小さいが、図２の下部に半
分が示され、図２の上部に半分が示されているポート85
も小さい。スプール35にはこれらの小ポート間に負荷感
知ドレインポート86（わかりやすくするために図２では
実線で示されているが、それはスプールに形成されてい
る）が設けられており、これについては図５を参照しな
がらさらに詳しく説明する。負荷感知ドレインポート86
のすぐ上方及び下方のポート85は、以下に説明するよう
にスプール及びスリーブが相対変位した時にドレインポ
ート86と連通しないようにするため、小さく形成されて
いる。スリーブのポート85から軸方向外側に２組の補助
ポート87Ｌ及び87Ｒが形成されており、それらの機能に
ついては後述する。スリーブのポート85からさらに軸方
向外側に２組のメータポート89Ｌ及び89Ｒが形成されて
おり、さらに外側には２組の作動ポート91Ｌ及び91Ｒが
設けられている。最後に、図２の駆動ピン53の左側に１
対のドレイン穴92が設けられており、その各々は小径穴
と大径穴とを互いに偏心配置して形成されている。
られている。図２だけに示されているが、すべての圧力
ポート85が同一の大きさというわけではない。図２の５
ー５線のすぐ上方にあるポート85は図２においてそれの
上方にあるポートよりも幾分小さいが、図２の下部に半
分が示され、図２の上部に半分が示されているポート85
も小さい。スプール35にはこれらの小ポート間に負荷感
知ドレインポート86（わかりやすくするために図２では
実線で示されているが、それはスプールに形成されてい
る）が設けられており、これについては図５を参照しな
がらさらに詳しく説明する。負荷感知ドレインポート86
のすぐ上方及び下方のポート85は、以下に説明するよう
にスプール及びスリーブが相対変位した時にドレインポ
ート86と連通しないようにするため、小さく形成されて
いる。スリーブのポート85から軸方向外側に２組の補助
ポート87Ｌ及び87Ｒが形成されており、それらの機能に
ついては後述する。スリーブのポート85からさらに軸方
向外側に２組のメータポート89Ｌ及び89Ｒが形成されて
おり、さらに外側には２組の作動ポート91Ｌ及び91Ｒが
設けられている。最後に、図２の駆動ピン53の左側に１
対のドレイン穴92が設けられており、その各々は小径穴
と大径穴とを互いに偏心配置して形成されている。
【００２７】図２及び３にはスプール35及びスリーブ37
が中立位置に示されており、ばね57によって、駆動ピン
53の端部がピン開口55の（円周方向の）中心に位置する
位置へスプール及びスリーブが押し付けられている。ま
た、一部のポートが隣接のノッチに対して（円周方向
に）中立位置にある。例えば、図２のポート85の１つが
ノッチ75Ｒの「上」端部付近に位置しているため、ポー
ト85からノッチ75Ｒへ連通させるためにはスプール及び
スリーブの相対回転が必要であろう。
が中立位置に示されており、ばね57によって、駆動ピン
53の端部がピン開口55の（円周方向の）中心に位置する
位置へスプール及びスリーブが押し付けられている。ま
た、一部のポートが隣接のノッチに対して（円周方向
に）中立位置にある。例えば、図２のポート85の１つが
ノッチ75Ｒの「上」端部付近に位置しているため、ポー
ト85からノッチ75Ｒへ連通させるためにはスプール及び
スリーブの相対回転が必要であろう。
【００２８】同時に、多数のポートが様々なスプール通
路に対して（軸方向に）中立位置にある。例えば、中立
位置では、ポート85を通る流れがスプールランド69によ
って遮断され、各ポートはメータ溝67Ｌ及び67Ｒから軸
方向に等距離の位置にある。同様に、作動ポート91Ｌ及
び91Ｒを通る流れはそれぞれスプールランド73Ｌ及び73
Ｒによって遮断され、各ポート91Ｌ及び91Ｒはそれぞれ
隣接の溝71Ｌ及び67Ｌ、及び67Ｒ及び71Ｒから軸方向に
等距離の位置にある。従って、上記説明では円周方向中
立及び軸方向中立について述べたが、駆動ピン53が開口
55内に拘束されているため、円周（回転）方向の相対中
立位置によって軸方向の中立が確保されることは、当業
者には明らかであり、以下の説明では単に「中立」位置
と呼ぶだけとする。
路に対して（軸方向に）中立位置にある。例えば、中立
位置では、ポート85を通る流れがスプールランド69によ
って遮断され、各ポートはメータ溝67Ｌ及び67Ｒから軸
方向に等距離の位置にある。同様に、作動ポート91Ｌ及
び91Ｒを通る流れはそれぞれスプールランド73Ｌ及び73
Ｒによって遮断され、各ポート91Ｌ及び91Ｒはそれぞれ
隣接の溝71Ｌ及び67Ｌ、及び67Ｒ及び71Ｒから軸方向に
等距離の位置にある。従って、上記説明では円周方向中
立及び軸方向中立について述べたが、駆動ピン53が開口
55内に拘束されているため、円周（回転）方向の相対中
立位置によって軸方向の中立が確保されることは、当業
者には明らかであり、以下の説明では単に「中立」位置
と呼ぶだけとする。
【００２９】初期作動位置 次に主に図４を参照しながら、車両運転者がステアリン
グホィール（及び従ってスプール35）を反時計回り（左
旋回）方向へ回転させて、スプールがスリーブに対して
図４において「上方」へ移動した時に生じる作動位置に
ついて説明する。スプールがスリーブに対して回転する
と、スリーブは図２の中立位置から図４の右側へ軸方向
に移動し始める。
グホィール（及び従ってスプール35）を反時計回り（左
旋回）方向へ回転させて、スプールがスリーブに対して
図４において「上方」へ移動した時に生じる作動位置に
ついて説明する。スプールがスリーブに対して回転する
と、スリーブは図２の中立位置から図４の右側へ軸方向
に移動し始める。
【００３０】本実施例では、スプール及びスリーブが約
４〜６度相対回転すると、ポート85の１つがノッチ75Ｒ
と連通し始め、その間の重合部分が主可変流量制御オリ
フィス A1rを形成し、［ｒ］は、スプール及びスリーブ
の相対回転移動に応答して形成された流量制御オリフィ
スであることを示している。加圧流体が特定のポート85
を通り、次にノッチ75Ｒを通ってメータ溝67Ｒに流入し
てから、メータポート89Ｒを通り、さらに前述したよう
にメータ17を流る。計量流体は、メータポート89Ｌを通
り、メータ溝67Ｌへ流れ、さらにノッチ79Ｌ及び作動ポ
ート91Ｌの１つを通るが、その間の重合部分が可変流量
制御オリフィス A4rを形成している。この計量流体は、
次に環状室27c （図３を参照）へ流れ、さらにそこから
前述のようにステアリングシリンダへ流れる。ステアリ
ングシリンダから戻る流体は、環状室29c へ流入し、ノ
ッチ81Ｒと連通している作動ポート91Ｒの１つを通る
が、その間の重合部分が可変流量制御オリフィス A5rを
形成している。この戻り流体は、次にタンク溝71Ｒを流
れてタンクポート77を通り、スプール35の内部を通った
後、ピン開口55及びドレイン穴92を通って環状室25c へ
流れ、続いて戻りポートへ流れる。
４〜６度相対回転すると、ポート85の１つがノッチ75Ｒ
と連通し始め、その間の重合部分が主可変流量制御オリ
フィス A1rを形成し、［ｒ］は、スプール及びスリーブ
の相対回転移動に応答して形成された流量制御オリフィ
スであることを示している。加圧流体が特定のポート85
を通り、次にノッチ75Ｒを通ってメータ溝67Ｒに流入し
てから、メータポート89Ｒを通り、さらに前述したよう
にメータ17を流る。計量流体は、メータポート89Ｌを通
り、メータ溝67Ｌへ流れ、さらにノッチ79Ｌ及び作動ポ
ート91Ｌの１つを通るが、その間の重合部分が可変流量
制御オリフィス A4rを形成している。この計量流体は、
次に環状室27c （図３を参照）へ流れ、さらにそこから
前述のようにステアリングシリンダへ流れる。ステアリ
ングシリンダから戻る流体は、環状室29c へ流入し、ノ
ッチ81Ｒと連通している作動ポート91Ｒの１つを通る
が、その間の重合部分が可変流量制御オリフィス A5rを
形成している。この戻り流体は、次にタンク溝71Ｒを流
れてタンクポート77を通り、スプール35の内部を通った
後、ピン開口55及びドレイン穴92を通って環状室25c へ
流れ、続いて戻りポートへ流れる。
【００３１】スプール及びスリーブの相対回転に応答し
て流量制御オリフィスが形成される上記流体路は、主流
体路の一部を構成していることを理解されたい。しか
し、そのような回転オリフィスの形成は本発明の本質的
特徴ではないが、主に車両運転者がステアリングホィー
ルを回転した時にステアリング流れを非常に正確に予定
通りに開始できるようにするために設けられていること
も理解されたい。
て流量制御オリフィスが形成される上記流体路は、主流
体路の一部を構成していることを理解されたい。しか
し、そのような回転オリフィスの形成は本発明の本質的
特徴ではないが、主に車両運転者がステアリングホィー
ルを回転した時にステアリング流れを非常に正確に予定
通りに開始できるようにするために設けられていること
も理解されたい。
【００３２】図４に示されているように、ピン開口55は
円周方向の線に対して角度Ａの向きに設けられている。
その結果、スリーブに形成された各ポートは、図２の中
立位置から角度Ａに対応した経路に沿ってわずかに右方
向へ「下向き」に（スプールに対して）移動すると考え
られる。また、図４に示されているように、ノッチ75Ｒ
（及び他の各ノッチも同様に）は角度Ｂを付けて設けら
れている。角度Ｂが角度Ａと同じであれば、ポート85及
びノッチ75Ｒが図４に示されている位置から相対移動を
続けても、A1r,A4r またはA5r オリフィスの面積が増加
しない。しかし、ステアリング制御装置では、ステアリ
ングホィールを高速で、または大きいトルクで回転させ
るほど流れ面積が漸増するようにすることが望ましいと
通常考えられている。従って、本実施例では、角度Ｂを
角度Ａより小さくして、スプール及びスリーブ間の変位
量の増加に伴って、流量制御オリフィスA1r の面積が増
加するようにしている。ノッチ79Ｌ及び81Ｒにも角度Ｂ
が付けられているとすると、スプール及びスリーブ間の
変位量の増加に伴って、流量制御オリフィスA4r 及びA5
r の面積も増加する。
円周方向の線に対して角度Ａの向きに設けられている。
その結果、スリーブに形成された各ポートは、図２の中
立位置から角度Ａに対応した経路に沿ってわずかに右方
向へ「下向き」に（スプールに対して）移動すると考え
られる。また、図４に示されているように、ノッチ75Ｒ
（及び他の各ノッチも同様に）は角度Ｂを付けて設けら
れている。角度Ｂが角度Ａと同じであれば、ポート85及
びノッチ75Ｒが図４に示されている位置から相対移動を
続けても、A1r,A4r またはA5r オリフィスの面積が増加
しない。しかし、ステアリング制御装置では、ステアリ
ングホィールを高速で、または大きいトルクで回転させ
るほど流れ面積が漸増するようにすることが望ましいと
通常考えられている。従って、本実施例では、角度Ｂを
角度Ａより小さくして、スプール及びスリーブ間の変位
量の増加に伴って、流量制御オリフィスA1r の面積が増
加するようにしている。ノッチ79Ｌ及び81Ｒにも角度Ｂ
が付けられているとすると、スプール及びスリーブ間の
変位量の増加に伴って、流量制御オリフィスA4r 及びA5
r の面積も増加する。
【００３３】図４において左旋回状態の時、メータ溝67
Ｒと常に開放連通している補助ポート87Ｒが、環状室31
cRとも連通し始める。図５（スリーブ37が中立位置にあ
る）にわかりやすく示されているように、環状室31cL及
び31cRがそれぞれ通路93Ｌ及び93Ｒによって負荷感知流
体ポートと連通している。従って、スリーブ37が図４の
作動位置にあると、ポート87Ｒは負荷圧力をA1r オリフ
ィスの下流の溝67Ｒから環状室31cR及び通路93Ｒを通
り、負荷感知ポート31へ送る。同時に、補助ポート87Ｌ
が環状室23c と連通し始めるため、入口ポート23から加
圧流体を受け取る。加圧流体は、主流体路と平行にポー
ト87Ｌを流れて流体メータ17を迂回した後、A4r オリフ
ィスの上流のメータ溝67Ｌで主流体路に再び合流する。
その結果、ステアリングシリンダへ流れる合計流量が流
体メータ17の容量以上になるが、ステアリングシリンダ
へ流れる流量はスプール及びスリーブ間の相対変位量に
対して所定の関係に維持されている。平行増幅またはバ
イパス流れの概念は、ドナルド エム．ハールスタッド
の名前で発行され、本発明の譲受人に譲渡されている
「流量増幅式ステアリング制御装置」と題する米国特許
第4,759,182 号にわかりやすく記載されており、この特
許は引用文献として本説明に含まれる。
Ｒと常に開放連通している補助ポート87Ｒが、環状室31
cRとも連通し始める。図５（スリーブ37が中立位置にあ
る）にわかりやすく示されているように、環状室31cL及
び31cRがそれぞれ通路93Ｌ及び93Ｒによって負荷感知流
体ポートと連通している。従って、スリーブ37が図４の
作動位置にあると、ポート87Ｒは負荷圧力をA1r オリフ
ィスの下流の溝67Ｒから環状室31cR及び通路93Ｒを通
り、負荷感知ポート31へ送る。同時に、補助ポート87Ｌ
が環状室23c と連通し始めるため、入口ポート23から加
圧流体を受け取る。加圧流体は、主流体路と平行にポー
ト87Ｌを流れて流体メータ17を迂回した後、A4r オリフ
ィスの上流のメータ溝67Ｌで主流体路に再び合流する。
その結果、ステアリングシリンダへ流れる合計流量が流
体メータ17の容量以上になるが、ステアリングシリンダ
へ流れる流量はスプール及びスリーブ間の相対変位量に
対して所定の関係に維持されている。平行増幅またはバ
イパス流れの概念は、ドナルド エム．ハールスタッド
の名前で発行され、本発明の譲受人に譲渡されている
「流量増幅式ステアリング制御装置」と題する米国特許
第4,759,182 号にわかりやすく記載されており、この特
許は引用文献として本説明に含まれる。
【００３４】次に、主に図５を参照しながら説明する
と、ステアリング作動が完了した後、スリーブ37は図２
及び３に示されている中立位置へ戻る。スリーブが中立
位置に近づく時、ステアリング負荷圧力がまだポート3
1、通路93Ｒ及び環状室31cR（ポート31に連結されてい
る負荷感知回路の他のものと共に）内に存在している。
スリーブが再び中立位置になった時、スリーブ35に角度
を付けてドリル加工されたドレイン通路95が、負荷圧力
を環状室31cR及び負荷感知回路の他のものからスプール
35にドリル加工された負荷感知ドレインポート86へ逃が
すため、負荷感知ドレイン回路全体が戻りポート25の内
部及び装置タンクを介して連通する。当業者には公知の
ように、両環状室31cL及び31cRがそれぞれ通路93Ｌ及び
93Ｒによって負荷感知ポート31に連結しているため、ス
リーブを中立位置からいずれの方向に変位させるにして
も、負荷信号回路全体のドレインとして単一のドレイン
通路95を設けるだけでよい。
と、ステアリング作動が完了した後、スリーブ37は図２
及び３に示されている中立位置へ戻る。スリーブが中立
位置に近づく時、ステアリング負荷圧力がまだポート3
1、通路93Ｒ及び環状室31cR（ポート31に連結されてい
る負荷感知回路の他のものと共に）内に存在している。
スリーブが再び中立位置になった時、スリーブ35に角度
を付けてドリル加工されたドレイン通路95が、負荷圧力
を環状室31cR及び負荷感知回路の他のものからスプール
35にドリル加工された負荷感知ドレインポート86へ逃が
すため、負荷感知ドレイン回路全体が戻りポート25の内
部及び装置タンクを介して連通する。当業者には公知の
ように、両環状室31cL及び31cRがそれぞれ通路93Ｌ及び
93Ｒによって負荷感知ポート31に連結しているため、ス
リーブを中立位置からいずれの方向に変位させるにして
も、負荷信号回路全体のドレインとして単一のドレイン
通路95を設けるだけでよい。
【００３５】最大変位 次に、図６を参照しながら説明すると、車両運転者がス
テアリングホィールを回転し続けると、スプールがスリ
ーブに対して、図４に示されている位置から前述の角度
Ａに対応した経路に沿って図６に示されている位置まで
ほぼ左上向きに移動し続ける。図６は、ピン53が開口55
の底部に達した時に生じる最大変位位置そのものではな
いが、スリーブ37がその最大変位位置に近づいているこ
とがわかるであろう。
テアリングホィールを回転し続けると、スプールがスリ
ーブに対して、図４に示されている位置から前述の角度
Ａに対応した経路に沿って図６に示されている位置まで
ほぼ左上向きに移動し続ける。図６は、ピン53が開口55
の底部に達した時に生じる最大変位位置そのものではな
いが、スリーブ37がその最大変位位置に近づいているこ
とがわかるであろう。
【００３６】スプール35に対するスリーブ37の変位が、
図４に示されている位置から図６に示されている位置に
向かって継続する時、ポート85、91Ｌ及び91Ｒがそれぞ
れノッチ75Ｒ、79Ｌ及び81Ｒの端部に達するまで、可変
流量制御オリフィスA1r 、A4r 及びA5r が増加し続け
る。次に、A1r,A4r 及びA5r が減少し始める時、別の弁
機構モードが開放し始める（図９を参照）。
図４に示されている位置から図６に示されている位置に
向かって継続する時、ポート85、91Ｌ及び91Ｒがそれぞ
れノッチ75Ｒ、79Ｌ及び81Ｒの端部に達するまで、可変
流量制御オリフィスA1r 、A4r 及びA5r が増加し続け
る。次に、A1r,A4r 及びA5r が減少し始める時、別の弁
機構モードが開放し始める（図９を参照）。
【００３７】スプール及びスリーブの相対変位の大部分
において流量制御オリフィスがスプール及びスリーブの
相対軸方向位置（及び変位）に対応して形成されること
が、本発明の重要な特徴である。図６と合わせて図７を
参照しながら説明すると、スリーブがスプールに対して
図４に示されている位置から図６に示されている位置ま
で軸方向の右向きに変位する時、「軸方向」オリフィス
が形成され始める。スプール−スリーブ変位が約15度か
ら約25度の間で回転オリフィスから軸方向オリフィスへ
遷移する時を示している図９も参照されたい。
において流量制御オリフィスがスプール及びスリーブの
相対軸方向位置（及び変位）に対応して形成されること
が、本発明の重要な特徴である。図６と合わせて図７を
参照しながら説明すると、スリーブがスプールに対して
図４に示されている位置から図６に示されている位置ま
で軸方向の右向きに変位する時、「軸方向」オリフィス
が形成され始める。スプール−スリーブ変位が約15度か
ら約25度の間で回転オリフィスから軸方向オリフィスへ
遷移する時を示している図９も参照されたい。
【００３８】図９では、わかりやすくするために「Ａ１
合計」曲線がそれぞれのＡ１曲線のわずかに上方に描が
かれているが、ほとんどの変位範囲ではＡ１合計がA1r
またはA1a に等しい。ピン53が開口55内を移動すること
によってスリーブが図６の右方向へ押し付けられる時、
ポート85がメータ溝67Ｒと連通し始めて、その間の合計
重合部分によって主可変流量制御オリフィスA1a が形成
される。主流体路は図４に関連して説明したものと同じ
であることは、当業者には理解されるであろう。
合計」曲線がそれぞれのＡ１曲線のわずかに上方に描が
かれているが、ほとんどの変位範囲ではＡ１合計がA1r
またはA1a に等しい。ピン53が開口55内を移動すること
によってスリーブが図６の右方向へ押し付けられる時、
ポート85がメータ溝67Ｒと連通し始めて、その間の合計
重合部分によって主可変流量制御オリフィスA1a が形成
される。主流体路は図４に関連して説明したものと同じ
であることは、当業者には理解されるであろう。
【００３９】従って、A1a オリフィスを流れる流れは溝
67Ｒを通ってからメータポート89Ｒを流れて流体メータ
17に達し、計量された流体はメータポート89Ｌを通って
メータ溝67Ｌへ戻る。この加圧計量流体は、次に作動ポ
ート91Ｌ及びメータ溝67Ｌの合計重合部分で形成された
可変流量制御オリフィスA4a を流れる。この流体は、次
に前述したようにステアリングシリンダへ送られて、ス
テアリングシリンダから作動ポート91Ｒへ戻り、この時
に作動ポート91Ｒがタンク溝71Ｒに重合しており、その
間の合計重合部分で可変流量制御オリフィスA5a が形成
されている。A5a を流れる戻り流体は、タンクポート77
を通ってから、前述したようにして戻りポート25へ流れ
る。
67Ｒを通ってからメータポート89Ｒを流れて流体メータ
17に達し、計量された流体はメータポート89Ｌを通って
メータ溝67Ｌへ戻る。この加圧計量流体は、次に作動ポ
ート91Ｌ及びメータ溝67Ｌの合計重合部分で形成された
可変流量制御オリフィスA4a を流れる。この流体は、次
に前述したようにステアリングシリンダへ送られて、ス
テアリングシリンダから作動ポート91Ｒへ戻り、この時
に作動ポート91Ｒがタンク溝71Ｒに重合しており、その
間の合計重合部分で可変流量制御オリフィスA5a が形成
されている。A5a を流れる戻り流体は、タンクポート77
を通ってから、前述したようにして戻りポート25へ流れ
る。
【００４０】図９のグラフからわかるように、A1r 、A4
r 及びA5r の流量制御オリフィスを通る流量は、A1a 、
A4a 及びA5a の流量制御オリフィスを通る流量よりも相
当に少ない。図６の各ポート及びそれぞれの対応の溝の
重合面積は特に大きくないが、「回転」オリフィスは単
一のポート及び単一のノッチだけで形成されるのに対し
て、軸方向オリフィスは少なくとも５つのポート（図２
を参照）及びそれらのそれぞれの対応溝によって各変位
方向に対して形成されることに注意する必要がある。こ
のため、「軸方向」オリフィスの合計流れ面積は「回
転」オリフィスよりも相当に大きい。以下の説明及び請
求項に用いられる「作動位置」とは、A1a、A4a 及びA5a
オリフィスが開放し始めた後のスプール及びスリーブ
の位置であることがわかるであろう。最も通常のステア
リング動作が生じるのは、スプール及びスリーブがこの
位置にある時である。
r 及びA5r の流量制御オリフィスを通る流量は、A1a 、
A4a 及びA5a の流量制御オリフィスを通る流量よりも相
当に少ない。図６の各ポート及びそれぞれの対応の溝の
重合面積は特に大きくないが、「回転」オリフィスは単
一のポート及び単一のノッチだけで形成されるのに対し
て、軸方向オリフィスは少なくとも５つのポート（図２
を参照）及びそれらのそれぞれの対応溝によって各変位
方向に対して形成されることに注意する必要がある。こ
のため、「軸方向」オリフィスの合計流れ面積は「回
転」オリフィスよりも相当に大きい。以下の説明及び請
求項に用いられる「作動位置」とは、A1a、A4a 及びA5a
オリフィスが開放し始めた後のスプール及びスリーブ
の位置であることがわかるであろう。最も通常のステア
リング動作が生じるのは、スプール及びスリーブがこの
位置にある時である。
【００４１】本発明の１つの重要な特徴は、大きいたわ
み（広角）作動を容易にすることであり、これについて
は本発明の譲受人に譲渡されており、引用文献として本
説明に含まれる親出願である米国出願番号第 602,829号
に詳細に説明されている。図２の図面は、スプール及び
スリーブの 360゜の円周表面を示している。好ましく
は、ピン開口またはスロット55は、スリーブに対するス
プール35の少なくとも約30゜の回転移動に応答してスリ
ーブ37をそれの中立位置からそれの最大変位位置へ変位
させる形状であることが好ましい。最大軸方向変位を達
成するための相対回転移動が約45゜であることがさらに
好ましく、本実施例ではスリーブの最大軸方向変位を達
成するためのスプール及びスリーブ間の相対回転が約60
゜である。スプール及びスリーブの最大軸方向変位（従
ってその間の最大流れ面積）を達成するための回転変位
がそのように大きいことによって、従来形ステアリング
制御装置の多くで、特に大型の農業用車両に用いられた
時に発生しやすいステアリング「ジャーク（ガタガタ揺
れること）」の恐れが相当に減少する。
み（広角）作動を容易にすることであり、これについて
は本発明の譲受人に譲渡されており、引用文献として本
説明に含まれる親出願である米国出願番号第 602,829号
に詳細に説明されている。図２の図面は、スプール及び
スリーブの 360゜の円周表面を示している。好ましく
は、ピン開口またはスロット55は、スリーブに対するス
プール35の少なくとも約30゜の回転移動に応答してスリ
ーブ37をそれの中立位置からそれの最大変位位置へ変位
させる形状であることが好ましい。最大軸方向変位を達
成するための相対回転移動が約45゜であることがさらに
好ましく、本実施例ではスリーブの最大軸方向変位を達
成するためのスプール及びスリーブ間の相対回転が約60
゜である。スプール及びスリーブの最大軸方向変位（従
ってその間の最大流れ面積）を達成するための回転変位
がそのように大きいことによって、従来形ステアリング
制御装置の多くで、特に大型の農業用車両に用いられた
時に発生しやすいステアリング「ジャーク（ガタガタ揺
れること）」の恐れが相当に減少する。
【００４２】本発明の重要な特徴及び利点は、圧力バラ
ンスに関するものである。相対的に変位可能なスプール
及びスリーブを備えた形式の流体コントローラに一般的
に見られる問題の１つとして、スリーブの一部の領域が
比較的高圧（例えば3000ｐｓｉ）を受けるため、スリー
ブがスプールの周囲に「固着」しがちである。このよう
な固着は、ステアリング作動が完了した後に最も発生し
やすいが、捕獲負荷（従って環状室27c 内に高圧）が存
在し、スプール及びスリーブが中立位置へ戻り、スプー
ル及びスリーブ内の圧力が比較的低い。環状室27c 内の
圧力の力に対抗できるように、スリーブ37に対して何ら
かの形式の圧力バランスをとれるようにすることが望ま
しい。従来形スプール及びスリーブ流体コントローラの
多くでは、主流体経路を妨害しないで有効な圧力バラン
ス領域を設けることは非常に困難であった。しかし、本
発明のスプール35の形状では、圧力バランスを非常に容
易にとることができる。
ンスに関するものである。相対的に変位可能なスプール
及びスリーブを備えた形式の流体コントローラに一般的
に見られる問題の１つとして、スリーブの一部の領域が
比較的高圧（例えば3000ｐｓｉ）を受けるため、スリー
ブがスプールの周囲に「固着」しがちである。このよう
な固着は、ステアリング作動が完了した後に最も発生し
やすいが、捕獲負荷（従って環状室27c 内に高圧）が存
在し、スプール及びスリーブが中立位置へ戻り、スプー
ル及びスリーブ内の圧力が比較的低い。環状室27c 内の
圧力の力に対抗できるように、スリーブ37に対して何ら
かの形式の圧力バランスをとれるようにすることが望ま
しい。従来形スプール及びスリーブ流体コントローラの
多くでは、主流体経路を妨害しないで有効な圧力バラン
ス領域を設けることは非常に困難であった。しかし、本
発明のスプール35の形状では、圧力バランスを非常に容
易にとることができる。
【００４３】次に、図６及び８を参照しながら説明する
と、圧力バランス溝83Ｌがスプールランド73Ｌの円周全
体に設けられている。同様に、圧力バランス溝83Ｒがス
プールランド73Ｒの円周全体に設けられている。スリー
ブ37が図４及び６に示されている左旋回状態にある時、
加圧流体が環状室27c 内に含まれ、また圧力バランス溝
83Ｌ全体にも入っており、スリーブに対して環状室27c
内の圧力で加えられる力とは反対の半径方向外向きの付
勢力を加える。図２（中立位置）を図６及び８と比較す
ることによってわかるように、スリーブ37がスプール35
に対していずれの位置にある時でも、環状室27c 内の圧
力はすべて、作動ポート91Ｌによって圧力バランス溝83
Ｌ内にも存在している。同様に、環状室29c 内の圧力は
すべて、作動ポート91Ｒによって圧力バランス溝83Ｒ内
にも存在している。
と、圧力バランス溝83Ｌがスプールランド73Ｌの円周全
体に設けられている。同様に、圧力バランス溝83Ｒがス
プールランド73Ｒの円周全体に設けられている。スリー
ブ37が図４及び６に示されている左旋回状態にある時、
加圧流体が環状室27c 内に含まれ、また圧力バランス溝
83Ｌ全体にも入っており、スリーブに対して環状室27c
内の圧力で加えられる力とは反対の半径方向外向きの付
勢力を加える。図２（中立位置）を図６及び８と比較す
ることによってわかるように、スリーブ37がスプール35
に対していずれの位置にある時でも、環状室27c 内の圧
力はすべて、作動ポート91Ｌによって圧力バランス溝83
Ｌ内にも存在している。同様に、環状室29c 内の圧力は
すべて、作動ポート91Ｒによって圧力バランス溝83Ｒ内
にも存在している。
【００４４】次に主に図６及び７を参照しながら説明す
ると、スリーブ37が「回転」オリフィスを形成する図４
の位置から「軸方向」オリフィスを形成する図６の位置
まで変位する時、前述したようにして補助ポート87Ｒ
は、ステアリング負荷圧力を（A1r オリフィスの下流で
はなく）A1a オリフィスの下流のメータ溝67Ｒから負荷
感知ポート31へ送り続ける。同時に、前述したようにし
て補助ポート87Ｌは環状室23c から（A4r オリフィスの
上流ではなく）A4a オリフィスの上流のメータ溝67Ｌに
増幅流れを送り続ける。
ると、スリーブ37が「回転」オリフィスを形成する図４
の位置から「軸方向」オリフィスを形成する図６の位置
まで変位する時、前述したようにして補助ポート87Ｒ
は、ステアリング負荷圧力を（A1r オリフィスの下流で
はなく）A1a オリフィスの下流のメータ溝67Ｒから負荷
感知ポート31へ送り続ける。同時に、前述したようにし
て補助ポート87Ｌは環状室23c から（A4r オリフィスの
上流ではなく）A4a オリフィスの上流のメータ溝67Ｌに
増幅流れを送り続ける。
【００４５】右旋回状態 再び図２を参照しながら説明すると、車両運転者がステ
アリングホィールを、従ってスプール35を時計回り方向
へ回転させると、主流体路が「逆転」し、ステアリング
シリンダが反対方向へ変位して車両が右旋回する。
アリングホィールを、従ってスプール35を時計回り方向
へ回転させると、主流体路が「逆転」し、ステアリング
シリンダが反対方向へ変位して車両が右旋回する。
【００４６】スリーブがスプールに対して図２に示され
た位置から左上方へ移動すると、ポート85の１つが最初
にノッチ75Ｌと連通して、その間にA1r 流量制御オリフ
ィスを形成する。加圧流体がA1r オリフィスを通ってメ
ータ溝67Ｌに流入し、さらにメータポート89Ｌを通り、
流体メータ17を通り、次にメータポート89Ｒを取ってメ
ータ溝67Ｒに流入する。この計量流体は、次にノッチ79
Ｒを通り、A4r 流量制御オリフィスを形成している作動
ポート91Ｒの１つを通り、そこからステアリングシリン
ダへ流れる。ステアリングシリンダから出た流体は、作
動ポート91Ｌの１つを通り、A5r オリフィスを形成して
いるノッチ81Ｌを通り、そこからタンク溝71Ｌ及びドレ
イン穴92を通って戻りポート25へ流れる。
た位置から左上方へ移動すると、ポート85の１つが最初
にノッチ75Ｌと連通して、その間にA1r 流量制御オリフ
ィスを形成する。加圧流体がA1r オリフィスを通ってメ
ータ溝67Ｌに流入し、さらにメータポート89Ｌを通り、
流体メータ17を通り、次にメータポート89Ｒを取ってメ
ータ溝67Ｒに流入する。この計量流体は、次にノッチ79
Ｒを通り、A4r 流量制御オリフィスを形成している作動
ポート91Ｒの１つを通り、そこからステアリングシリン
ダへ流れる。ステアリングシリンダから出た流体は、作
動ポート91Ｌの１つを通り、A5r オリフィスを形成して
いるノッチ81Ｌを通り、そこからタンク溝71Ｌ及びドレ
イン穴92を通って戻りポート25へ流れる。
【００４７】スリーブがさらに変位すると、ポート85が
メータ溝67Ｌと連通し始めてA1a 流量制御オリフィスを
形成し、作動ポート91Ｒがメータ溝67Ｒと連通し始めて
A4a流量制御オリフィスを形成し、作動ポート91Ｌがタ
ンク溝71Ｌと連通し始めてA5a 流量制御オリフィスを形
成する。スプール及びスリーブが右旋回方向へ相対変位
した時、補助ポート87Ｌが負荷感知ポートとなって、ス
テアリング負荷圧力をA1r 及びA1a オリフィスの下流の
メータ溝67Ｌから環状室31cLへ送り、さらにそこから通
路93Ｌを通って負荷感知ポート31へ送る。同時に、補助
ポート87Ｒは環状室23ｃに連通して、前述したようにし
て増幅流れを入口ポート23からポート87Ｒを通ってメー
タ溝67Ｒへ送り込む。
メータ溝67Ｌと連通し始めてA1a 流量制御オリフィスを
形成し、作動ポート91Ｒがメータ溝67Ｒと連通し始めて
A4a流量制御オリフィスを形成し、作動ポート91Ｌがタ
ンク溝71Ｌと連通し始めてA5a 流量制御オリフィスを形
成する。スプール及びスリーブが右旋回方向へ相対変位
した時、補助ポート87Ｌが負荷感知ポートとなって、ス
テアリング負荷圧力をA1r 及びA1a オリフィスの下流の
メータ溝67Ｌから環状室31cLへ送り、さらにそこから通
路93Ｌを通って負荷感知ポート31へ送る。同時に、補助
ポート87Ｒは環状室23ｃに連通して、前述したようにし
て増幅流れを入口ポート23からポート87Ｒを通ってメー
タ溝67Ｒへ送り込む。
【００４８】変更実施例 図10及び図11は、前述の弁機構形状ではなく、スプール
35の相対回転に応答してスリーブ37を軸方向へ変位させ
る機構に関する本発明の変更実施例を示している。
35の相対回転に応答してスリーブ37を軸方向へ変位させ
る機構に関する本発明の変更実施例を示している。
【００４９】本発明では、ピン開口55が、スリーブ37を
一方または他方の軸方向へ付勢できる十分な力で駆動ピ
ン53と係合しており、一種のカム表面のようにして作動
している。その結果、駆動ぴんとピン開口との間に起こ
り得る摩耗について考える必要があり、そのような摩耗
はスプールの回転変位とスリーブの軸方向変位との間の
関係を変化させることによって、ステアリング動作に悪
影響を与える可能性がある。また、ピンと開口との間の
摩擦係合によって、ばね57の中立再センタリングに望ま
しくないヒステリシスが導入される。
一方または他方の軸方向へ付勢できる十分な力で駆動ピ
ン53と係合しており、一種のカム表面のようにして作動
している。その結果、駆動ぴんとピン開口との間に起こ
り得る摩耗について考える必要があり、そのような摩耗
はスプールの回転変位とスリーブの軸方向変位との間の
関係を変化させることによって、ステアリング動作に悪
影響を与える可能性がある。また、ピンと開口との間の
摩擦係合によって、ばね57の中立再センタリングに望ま
しくないヒステリシスが導入される。
【００５０】図10及び11の変更実施例では、駆動ピン53
の代わりに変更形駆動ピン53’が用いられ、これはその
長さ方向の大部分が幾分大径になっており、大径のピン
開口55’内に収容されている。駆動ピン53’の各端部付
近に小径部分101 が設けられており、その部分101 の周
囲に小さい転がり軸受セット103 が配置されて、駆動ピ
ン53’に形成された肩部105 に当接している。各部分10
1 に軸受セット103 を取り付けた後、シリンダキャップ
107 が部分101 の周囲に取り付けられて、軸受セット10
3 を適切に位置決めできるようにしている。キャップ10
7 はスリーブ37の開口よりもわずかに小さいことが好ま
しい。転がり軸受セット103 を用いることによって、駆
動ピン53とピン開口55との間の擦り係合がなくなり、代
わりに軸受セット103 の外レースとピン開口55’との間
が転がり係合する。
の代わりに変更形駆動ピン53’が用いられ、これはその
長さ方向の大部分が幾分大径になっており、大径のピン
開口55’内に収容されている。駆動ピン53’の各端部付
近に小径部分101 が設けられており、その部分101 の周
囲に小さい転がり軸受セット103 が配置されて、駆動ピ
ン53’に形成された肩部105 に当接している。各部分10
1 に軸受セット103 を取り付けた後、シリンダキャップ
107 が部分101 の周囲に取り付けられて、軸受セット10
3 を適切に位置決めできるようにしている。キャップ10
7 はスリーブ37の開口よりもわずかに小さいことが好ま
しい。転がり軸受セット103 を用いることによって、駆
動ピン53とピン開口55との間の擦り係合がなくなり、代
わりに軸受セット103 の外レースとピン開口55’との間
が転がり係合する。
【００５１】以上に本発明を詳細に説明してきたが、以
上の説明を読んで理解すれば、当業者であれば様々な変
化及び変更を考えることができるであろう。そのような
変化及び変更はすべて、請求項の範囲内であれば本発明
に含まれる。
上の説明を読んで理解すれば、当業者であれば様々な変
化及び変更を考えることができるであろう。そのような
変化及び変更はすべて、請求項の範囲内であれば本発明
に含まれる。
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば、スリーブに対するスプ
ールの回転によって、駆動ピンがはまっているピン開口
の形状からスリーブが軸方向に変位し、スリーブの一定
量の軸方向移動の後、様々なポートがそれぞれ１対のメ
ータ溝およびタンク溝と連通し始めて、可変軸方向流量
制御オリフィスを形成するので、スプールの表面にかな
りの数の軸方向に延在したフライス加工スロットまたは
通路を設ける必要がなくなり、装置を容易に構成するこ
とができ、また、主流体経路を妨害しないでスリーブに
有効な圧力バランスをとることも容易にできる。
ールの回転によって、駆動ピンがはまっているピン開口
の形状からスリーブが軸方向に変位し、スリーブの一定
量の軸方向移動の後、様々なポートがそれぞれ１対のメ
ータ溝およびタンク溝と連通し始めて、可変軸方向流量
制御オリフィスを形成するので、スプールの表面にかな
りの数の軸方向に延在したフライス加工スロットまたは
通路を設ける必要がなくなり、装置を容易に構成するこ
とができ、また、主流体経路を妨害しないでスリーブに
有効な圧力バランスをとることも容易にできる。
【図１】本発明による流体コントローラの軸方向断面図
である。
である。
【図２】弁機構が中立位置にある、図１の流体コントロ
ーラの弁機構における拡大部分重合図である。
ーラの弁機構における拡大部分重合図である。
【図３】図２の３−３線に沿った図１と同様な拡大部分
軸方向断面図である。
軸方向断面図である。
【図４】弁機構が第１作動位置（左旋回）へ変位してい
る、図２と同様な拡大部分重合図である。
る、図２と同様な拡大部分重合図である。
【図５】図２の５−５線に沿った拡大部分軸方向断面図
である。
である。
【図６】弁機構が最大変位位置（やはり左旋回）の方へ
変位している、図３と同様な拡大部分重合図である。
変位している、図３と同様な拡大部分重合図である。
【図７】図６の７−７線に沿った拡大部分軸方向断面図
である。
である。
【図８】図６の８−８線に沿った拡大部分軸方向断面図
である。
である。
【図９】回転オリフィス（A1r 、点線）、軸方向オリフ
ィス（A1a 、一点鎖線）及び２つのオリフィスの合計
（Ａ１合計、実線）を示している、主可変流量制御オリ
フィスにおけるオリフィスの流れ面積対弁変位量のグラ
フである。
ィス（A1a 、一点鎖線）及び２つのオリフィスの合計
（Ａ１合計、実線）を示している、主可変流量制御オリ
フィスにおけるオリフィスの流れ面積対弁変位量のグラ
フである。
【図１０】本発明の変更実施例を示す図３と同様な拡大
部分軸方向断面図である。
部分軸方向断面図である。
【図１１】図10の11−11線に沿った図10と同一縮尺の軸
方向断面図である。
方向断面図である。
11 流体コントローラ 13 ハウジング手段 23 入口ポート 25 戻りポート 27、29 制御流体ポート 35 スプール 37 スリーブ 53 駆動ピン 55 ピン開口 67Ｒ、67Ｌ 流体通路 85 圧力ポート 91Ｌ 作動ポート A1a 、A4a 可変軸方向流量制御オリフィス
Claims (20)
- 【請求項１】 加圧流体源から流体圧作動装置への流体
の流量を制御するコントローラ(11)であって、加圧流体
源に連結される入口ポート(23)、タンクに連結される戻
りポート(25)及び流体圧作動装置に連結される第１(27)
及び第２(29)制御流体ポートを形成したハウジング手段
(13)を含み、 主回転弁部材(35)及びそれと協働する相対回転可能な追
従弁部材(37)を有する弁手段が前記ハウジング手段内に
配置され、前記主及び追従弁部材は、中立位置（図２）
と、前記主弁部材が追従弁部材に対して前記中立位置か
ら第１方向へ回転変位している第１作動位置とを備えて
おり、前記主弁部材(35)には第１(67R)及び第２(67L)
流体通路が設けられ、前記追従弁部材(37)にはそれぞれ
前記入口ポート(23)及び前記第１制御流体ポート(27)と
連続流体連通している第１(85)及び第２(91L) 流体ポー
トが設けられており、前記弁部材が前記中立位置（図
２）にある時、前記第１及び第２流体ポートはそれぞれ
前記第１及び第２流体通路との流体連通が遮断され、ま
た前記弁部材が前記第１作動位置にある時、前記第１及
び第２流体ポートはそれぞれ前記第１及び第２流体通路
と流体連通しており、前記弁部材が前記第１作動位置に
ある時、前記ハウジング手段(13)及び前記弁部材の協働
によって前記入口ポート(23)から前記第１制御流体ポー
ト(27)まで、及び前記第２制御流体ポート(29)から前記
戻りポート(25)までを流体連通させる第１主流体路(23
c,85,67R,89R,17,89L,91L,27c,29c,91R,71R,77,25c)が
形成されるようになっており、 （ａ）前記主及び追従弁部材の相対回転変位に応答して
作動して、前記追従弁部材を第１軸方向に前記第１作動
位置へ移動させる手段(55、53) を有し、 （ｂ）前記追従弁部材が前記第１作動位置へ軸方向変位
した時、前記第１(85)及び第２(91L) 流体ポートがそれ
ぞれ前記第１(67R) 及び第２(67L) 流体通路と協働して
第１(A1a) 及び第２(A4a) 可変軸方向流量制御オリフィ
スを形成し、 （ｃ）前記第１主流体路は前記第１(A1a) 及び第２(A4
a) 可変軸方向流量制御オリフィスを含んでいることを
特徴とする流体コントローラ。 - 【請求項２】 前記弁部材が第１作動位置にある時、第
１(A1a) 及び第２(A4a) 可変軸方向流量制御オリフィス
を通る流体の流れは、第１主流体路を通る流体流の大部
分であることを特徴とする請求項１の流体コントロー
ラ。 - 【請求項３】 前記主(35)及び追従(37)弁部材が協働し
て最大変位位置（図６）を形成し、前記弁部材が最大変
位位置にある時、第１(A1a) 及び第２(A4a)可変軸方向
流量制御オリフィスを通る流体の流れは、第１主流体路
を通る流体流のほぼすべてであることを特徴とする請求
項１の流体コントローラ。 - 【請求項４】 前記弁部材が第１作動位置にある時、第
１主流体路を流れる流体の容積に比例した追従移動を前
記追従弁部材(37)に与える流体作動手段(17)が設けられ
ていることを特徴とする請求項１の流体コントローラ。 - 【請求項５】 前記流体作動手段(17)には、第１主流体
路を流れる流体流に応答して回転するメータ部材(43)
と、該メータ部材と共転して追従移動を前記追従弁部材
(37)に与える軸部材(49)とが設けられていることを特徴
とする請求項４の流体コントローラ。 - 【請求項６】 前記軸部材(49)には、主弁部材(35)に形
成された少なくとも１つの駆動開口(55)に半径方向に挿
通されて追従弁部材(37)と係合している駆動部材(53)が
設けられており、追従移動を前記追従弁部材に与える手
段(55、53) には、前記駆動部材及びそれと前記追従弁部
材との係合が含まれることを特徴とする請求項５の流体
コントローラ。 - 【請求項７】 前記駆動開口は、円周方向及び軸方向に
延出した細長いスロット(55)を有しており、これによっ
て前記主弁部材(35)が追従弁部材(37)に対して回転移動
することによって、前記追従弁部材が第１軸方向へ移動
するようにしたことを特徴とする請求項６の流体コント
ローラ。 - 【請求項８】 前記細長いスロット(55)の軸方向及び円
周方向の広がりは、前記主弁部材(35)が追従弁部材(37)
に対して少なくとも約30゜回転移動するのに応答して、
前記弁部材を中立位置（図２）から最大変位位置（図
６）へ移動させるように選択されていることを特徴とす
る請求項７の流体コントローラ。 - 【請求項９】 中立位置（図２）から最大変位位置（図
６）への主(35)及び追従(37)弁部材の移動は、前記主弁
部材が追従弁部材に対して少なくとも約45゜回転移動す
るのに応答して発生することを特徴とする請求項８の流
体コントローラ。 - 【請求項１０】 前記ハウジング手段(13)は、入口ポー
ト(23)と連続流体連通している環状圧力溝(23c) を形成
しており、追従弁部材(37)に形成された第１流体ポート
(85)は、前記追従弁部材が中立位置（図２）及び最大変
位位置（図６）間を軸方向移動する時に、環状圧力溝と
連続流体連通する位置に配置されていることを特徴とす
る請求項１の流体コントローラ。 - 【請求項１１】 前記主弁部材(35)に形成された第１及
び第２流体通路は、環状圧力溝(23c) の軸方向の両側に
配置されている第１(67R) 及び第２(67L) のほぼ環状の
溝を有していることを特徴とする請求項10の流体コント
ローラ。 - 【請求項１２】 前記ハウジング手段(13)は、負荷感知
ポート(31)と、環状圧力溝(23c) に隣接配置された環状
負荷感知溝(31cR)とを形成しており、前記追従弁部材(3
7)は、弁部材が第１作動位置にある時に、前記主弁部材
(35)に形成された第１環状溝(67R) と環状負荷感知溝(3
1cR)とを連続流体連通させる負荷感知ポート(87R) を形
成していることを特徴とする請求項11の流体コントロー
ラ。 - 【請求項１３】 第１主流体路を流れる流体の容積に比
例した追従移動を追従弁部材(37)に与える流体作動手段
(17)が設けられており、前記追従弁部材(37)は、前記弁
部材が第１作動位置にある時、環状圧力溝(23c) と第２
環状溝(67L)とを連続流体連通させる流量増幅ポート(87
L) を形成していることを特徴とする請求項12の流体コ
ントローラ。 - 【請求項１４】 前記主弁部材(35)は、第２流体通路(6
7L) に隣接して軸方向に配置された第１スプールランド
(73L) を形成しており、該第１スプールランド(73L)
は、前記弁部材が中立位置（図２）にある時に前記第２
流体通路から追従弁部材(37)に形成された第２流体ポー
ト(91L) を通る流体連通を遮断するように配置されてい
ることを特徴とする請求項１の流体コントローラ。 - 【請求項１５】 第１スプールランド(73L) は、前記弁
部材が中立位置（図２）から第１作動位置へ変位した時
に、追従弁部材(37)に形成された第２流体ポート(91L)
と連続流体連通するように配置された第１環状圧力バラ
ンス溝(83L)を形成していることを特徴とする請求項14
の流体コントローラ。 - 【請求項１６】 前記追従弁部材(37)は、第２制御流体
ポート(29)と連続流体連通している第３流体ポート(91
R) を形成しており、該第３流体ポートは、前記弁部材
が中立位置（図２）にある時に、戻りポート(25)との流
体連通を遮断し、かつ前記弁部材が第１作動位置にある
時に、前記戻りポートと流体連通することを特徴とする
請求項15の流体コントローラ。 - 【請求項１７】 前記主弁部材(35)は、第１流体通路(6
7R) に隣接して軸方向に配置された第２スプールランド
(73R) を形成しており、 該第２スプールランド(73R) は、前記弁部材が中立位置
（図２）にある時に、第１流体通路から第３流体ポート
(91R) を通る流体連通を遮断するように配置されるとと
もに、前記弁部材が中立位置から第１作動位置へ変位し
た時には、追従弁部材に形成された前記第３流体ポート
と連続流体連通するように第２環状圧力バランス溝(83
R) が設けられていることを特徴とする請求項16の流体
コントローラ。 - 【請求項１８】 前記主弁部材(35)は、第１流体通路(6
7R) と開放流体連通している軸方向に延在する回転流体
通路(75R) を形成しており、 第１流体ポート(85)は、前記弁部材が中立位置（図２）
にある時に、前記回転流体通路との流体連通が遮断され
るとともに、前記弁部材が中立位置から追従弁部材に対
して第１方向へ回転変位する時には、前記回転流体通路
と流体連通して可変回転流量制御オリフィス(A1r) を形
成して、前記可変回転流量制御オリフィス(A1r) を通過
する流体流は、前記第１主流体路の一部を構成している
ことを特徴とする請求項１の流体コントローラ。 - 【請求項１９】 可変回転流量制御オリフィス(A1r)
は、前記弁部材が中立位置（図２）から第１作動位置の
方へ変位する時、第１可変軸方向流量制御オリフィス(A
1a) が開放し始める前に、開放し始めることを特徴とす
る請求項18の流体コントローラ。 - 【請求項２０】 可変回転流量制御オリフィス(A1r) を
通る流体の流量は、前記弁部材が第１作動位置にある
時、第１可変軸方向流量制御オリフィス(A1a)を通る流
量よりも相当に少ないことを特徴とする請求項18の流体
コントローラ。
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| US819715 | 1992-01-13 | ||
| US07/819,715 US5186212A (en) | 1990-10-24 | 1992-01-13 | Fluid controller having axial modulation |
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| EP (1) | EP0551623B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05246336A (ja) |
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