JPH07502709A - 騒音を抑制した直線ブースト特性の液圧パワーステアリング用回転弁 - 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】 騒音を抑制した直線ブースト特性の液圧パワーステアリング用回転弁技術分野 本発明は車輌用液圧パワーステアリング装置に使用する回転弁、また特にほぼ直 線のブースト特性を有し騒音が少ない回転弁に関するものである。

背景技術 このような回転弁は、ランドによって分離され、端部を閉じ、軸線方向に延びる 複数個の溝を外周縁に有する入力軸を有する。軸線方向に延び端部を閉じた一連 の溝孔をスリーブ孔に有するスリーブを入力軸に支承する。これ等溝孔は入力軸 の溝に整合するが互いにはみ出した関係にあり、スリーブの溝孔の幅は入力軸の ランドの幅より広く、それにより軸線方向に延びるオリフィスを形成しており、 入力軸とスリーブとが中心位置から相対回転した時、これ等オリフィスが開閉す る。以後、この相対回転の大きさを「弁作動角」と称する。特定のオリフィスの 形態になるよう、入力軸の溝の端縁を特殊な輪郭にし、この輪郭を「計量端縁の 輪郭」と称する。これ等のオリフィスは液圧ホイートストンブリッジの組を形成 するようネットワークとして開口している。入力軸の溝とスリーブの溝孔との間 、従ってステアリング装置に組み込んだ左右の液圧補助シリンダ室と機関に駆動 される油ポンプとの間に油を並列に連通ずるようこの液圧ホイートストンブリッ ジは作用する。

通常、入力軸とスリーブとを捩じり棒ばねによって中心位置に向は押圧する。

従って、操向ハンドルに、即ち入力軸に僅かな入力トルクが加えられた時、入力 軸とスリーブとの間に僅かな量の相対回転を生じ、このような僅かな弁作動角に 対しても弁により動力が援助するように作用する。一層大きな入力トルクが操向 ハンドルに加えられると、これに比例して一層大きな弁作動角が生じ、動力の援 助作用か一層大きくなる。入力トルクの関数として弁に生ずる動力の援助作用の 種々のレベル間の関係は弁のブースト特性として知られており、計量端縁の輪郭 によって大部分決定される。

ブースト特性の３個の帯域を制御するものとしてこれ等の計量端縁の輪郭を考え るのが便利である。その３個の帯域とは、パーキング帯域に関連する高圧輪郭と 、コーナリング帯域に関連する中間輪郭と、通常最低のブーストが望ましい直進 運転に関連する中心輪郭とである。臨界的なコーナリング帯域では、運転者によ って加えられた入力トルクと動力の援助レベルとの間に真の直線的関係、即ち直 線ブースト特性が存在すべきであると言うことが多くの車輌について受け入れら れつつある。

今日、防火構造の壁に取り付けたラックピニオン式ステアリング装置に回転弁は 一様に組み込まれており、このような状態で、回転弁から生ずる「シュー」とい う騒音は運転者にとって耳障りである。計量端縁の輪郭とスリーブの溝孔の隣接 端縁とによって画成したオリフィス内に液圧部が流れる際に、この液圧部のキャ ビテーションによって「ンユー」という騒音を発生する。特に、通常、圧力が８ ＭＰａ　（メガパスカル）にも達し得るパーキング中のように弁の高圧作動時に 、この騒音か発生する。パワーステアリング弁の技術分野では、計量端縁の輪郭 の幅対深さの比であるアスペクト比が大きいと、油を抑制して計量端縁の輪郭に 沿ってすべての油を一定深さの薄いシートとして流し、オリフィスによってキャ ビテーションを生ずる傾向が少なくなることが知られており、また並列に作用す るように開口した数個の計量端縁に浦の流れを均一に分割すれば、オリフィスに 流れる油の流れを有効に減らし、キャビテーションが発生する傾向が少なくなる ことも知られている。また、入ノＪ軸の外径に交差する部分の計量端縁の輪郭を 入力軸に対しほぼ接線方向にし、即ち５度と８度との間の角度に傾いた浅い面取 り部を構成することによって、キャビテーションの発生が少なくなることも知ら れている。この高圧輪郭は大きな弁作動角で作動し、入力軸の軸線に約１度の角 度を張っており、次に一層急な面取り部の形状で、又は好適には湾曲した面取り 部、又は半径か減少するスクロールの形状で中間輪郭として入力軸の溝の端縁に 向は延びている。このようなスクロールの概念はヨーロッパ特許第１９６１７２ 号に早くから教示されており、騒音か少ない弁についてコーナリング帯域内で直 線ブースト関係を達成する手段を提供している。ある場合には、米国特許第４４ ６００１６号（ｌｌａｇａ）に教示されているように、傾斜を増大させる一連の 平坦面取り部によってこのスクロールに類似した形状が得られる。

数個の製造業者は特殊な面取り用の研削機で入力軸を研削することによって希望 する精度の面取りの精度を達成している。その場合、入力軸の中心を支持して連 続的に回転し、面取り部の軸線方向長さに等しい幅を有する大きな直径の研削砥 石に対し接近、及び離間するよう入力軸をマスターカムの作用により動かす。

直径が大きい研削砥石を使用するから、計量端縁の輪郭の一部を溝の中心線に向 は研削することは不可能である。これは深さか増大すると同じ溝の反対端縁に砥 石が干渉するからである。入力軸計量端縁の急に傾斜する比較的深い部分がブー スト特性の中心帯域を決定する。しかし、この適切な輪郭によりオリフィスの区 域と隣接するコーナリング帯域の面取り部とが平滑に連結腰これ等の帯域間の遷 移部におけるブースト特性の不連続性を解消することができる。

入力軸の溝を形成するためのフライス加工、又はホブ加工を使用することによっ て遷移部を含む中心Ｈｆ域の正しい計量端縁の輪郭にほぼ類似する輪郭が得られ る。米国特許第４（ｉ５１５５１号（Ｂｉｓｌ＋ｏｐ）に記載されているロール 抑圧法を使用して一層良好な解決策が得られ、これにより溝の３元の側部を形成 するのに広い融通性か得られる。

しかし、コーナリング帯域の面取り部とパーキング帯域の面取り部との間の遷移 部に別の問題が生ずる。こごで、鋭い端縁を有するオリフィスについてベルヌー イの流量の式を使用して一般にパワーステアリング弁のオリフィスに通る油の流 れを計算することかできる。このベルヌーイの流量の式とは、所定の流量につい てオリフィスを横切る圧力降下は、オリフィスの面積の２乗の逆数に、近似値の オリフィス係数「Ｋ」を乗したものである。面取り部を上述の研削で製造したオ リフィスか一定軸線長さで深さ「ｄ」か可変である場合には、圧力降下ｒＰＪは に／ｄ　”に等しい。

コーナリング帯域では、成る限界弁作動角の後、直線ブースト特性が望ましく、 即ちＰ＝ｆαであり、ここにｆは常数、αはこの限界値を越えて増加する弁作動 角である。従って、ｆα−に／ｄ２となり、ｄは１／（α）１″に比例する。

従ってコーナリング帯域の面取り部は理論的にスクロールの形状を採り、入力軸 の外径に対するこの面取り部上の任意の点でのスクロールの深さは上述の限界弁 作動角からのこの点の回転量の平方根の逆数として変化する。

しかし、実際上、ｒｃｂは２０μに向は減少し、シート状に流れる形態となるか ら、オリフィスの両側に作用する油の粘性引張り作用により流れを著しく制限し 、そのため直線ブースト関係が止む。

成る車輌の操向の用途に対しては、ブースト特性の直線性か離れても容認できる か、その他の用途では、パーキング帯域の開始まで直線性を維持することが望ま しい。このような特性はその他に広く使用されている型式のパワーステアリング 弁、即ち液圧作用弁の代表的な特性である。しかし、このような弁は、この明細 書中に説明する捩じり棒を中心に設けた回転弁よりも製作費が著しく高い。

本発明の真髄はコーナリング帯域の面取り部に付加的なオリフィス区域を設ける ことによる液圧作用弁型のブースト特性のシミュレーションであり、これにより パーキング帯域の面取り部まで立ち上がる計量端縁の輪郭の有効半径方向深さを 増大している。この輪郭は入力軸の外径にほぼ平行な底面を有する樋状部を有す る。軸線方向に延びパーキング帯域の面取り部に達する急な絶壁部においてこの 樋状輪郭を円周方向の一側で終わらせ、他側ではコーナリング帯域の面取り部に 連結するか、隣接する入力軸の溝に開口させる。従ってパーキング帯域の面取り 部の騒音抑制特性は樋状部の存在によって解決されていない。

樋状のオリフィスを横切る池の流れの圧力降下は鋭利な端縁を有するオリフィス に生ずる圧力降下と全く異なっている。従って、油の流れの方向の長さ「Ｌ」が その深さｒｄＪの数倍の樋状オリフィスはに／Ｌｄ”に比例する圧力降下「ＰＪ を有する。ここにｒｋ」は油の動粘性である。この式によって定まる流れの抑制 はオリフィスの深さの３乗の逆数として変化し、鋭利な端縁を有するオリフィス の式のように２乗の逆数として変化しない。流れの抑制はその長さ「Ｌ」によっ て定まり、ここに使用するオリフィスの形態においてこの長さ「Ｌ」は弁の作動 角に比例するから、樋状部の構成は直線ブースト特性を達成することに貢献する 。

樋状計量端縁の形状は成る種の従来のステアリング装置の弁の設計に採用されて いるが、これはコーナリング帯域で直線ブースト特性を得ることと、両帯域間て 嘱激な遷移点を得ることとの他にパーキング帯域において騒音の少ない作動を達 成しようとするものである。例えば、−構成として米国特許第４９２４９１０号 （Ｔａｂａｔａ等）は弁の全角度にわたり、更に８１鳳端縁の軸線方向全長にわ たり円周方向に延びる切欠を具えた計量端縁の輪郭を使用することを示している 。弁の全角度の一部にわたり疑似円筒形態をすべて有する切欠の種々の形状が示 されている。隣接する入力軸の表面、又はスリーブの表面に沿って流れるよう油 の流れを配置し、渦流を防止するよう切欠への浦の入口を設けることによって騒 音の抑制を達成している。この米国特許第４９２４９１０号の第１１図には、油 の導入口におけるスリーブの溝孔の端縁に切欠を形成するこの方法を示しており 、恐らく油の復帰口における人力軸の溝の端縁にも類似の切欠を形成しているも のと思われる（図示せず）。しかし、この設計は製作が非常に困難である欠点が あり、これはスリーブと入力軸との両方の若干の端縁に形成する深い切欠に非常 に高い精度が必要になるためである。本発明の場合のようにパーキング帯域の計 量端縁の輪郭を面取り部として研削する時よりもこの構造では騒音が防止されに くいと考えられる。

米国特許第４９２４９１０号（Ｔａｂａｔａ等）に示された代わりの構造では、 スリーブの溝孔の若干の端縁に（この米国特許の第５図参照）、又は入力軸の溝 の若干の端縁に（この米国特許の第８図参照）に形成した切欠付き計量端縁を使 用して左シリンダボートと右シリンダボートとの間に液圧油を「クロスブリード （ｃｒａｓｓ−ｂｌｅｅｄ）Ｊさせるシステムから成る。これ等の切欠付き計量 端縁の急激な閉塞によって直線ブーストコーナリング帯域とパーキング帯域との 間に上述の鋭い遷移部を生ずる。これ等の切欠は騒音の発生源と考えられている が、正常に隣接する復帰ボートを除去し、弁の残りの計量端縁に通る流れを使用 しこれ等切欠けき計量端縁の区域の背圧を上昇させることによってこの騒音を抑 制することができる。しかし、これ等の切欠付き計量端縁を含めることと、隣接 する復帰ボートを除去することとにより弁のこの形式の通常４個のホイートスト ンブリッジを唯だ２個に有効に減らす。このホイートストンブリッジの減少に対 応して利用できる上述のアスペクト比を減らすことができ、これはこの弁の計量 端縁の半分が「クロスブリート１機能のために使用されるからである。従ってこ のホイートストンブリッジの減少は騒音の抑制と弁の応答性とに悪い作用を有す る。

また、スリーブの溝孔の端縁に切欠を採用する場合、これ等切欠は必ずブローチ 法で形成され、従って切欠はこれ等端縁の全長にわたって延在する。このように すれば、スリーブの全溝孔より短くなるようにこれ等切欠を短くする可能性がな くなる。このように短くすれば直線ブーストコーナリング帯域とパーキング帯域 との間の上述の遷移部の鋭利さを修正（即ち変更）することができる。

発明の開示 本発明液圧パワーステアリング装置用回転弁は、ランドによって分離され軸線方 向に延びる複数個の溝を外周縁に有する入力軸と、この入力軸の前記溝に整合す るが相互にはみ出した関係にある軸線方向に延びる一連の溝孔をスリーブ孔内に 有し前記入力軸に支承されるスリーブとを具え、前記入力軸と前記スリーブとが 中心位置から相対回転した時開閉して回転弁内の流体の流れを制御する軸線方向 に延びる１組のオリフィスを画成するよう前記スリーブの前記溝孔を前記入力軸 の前記ランドより幅広に構成し、前記入力軸と前記スリーブとを中心位置に押圧 するばね手段を設け、前記溝の少なくとも２個の端縁に計量端縁の輪郭を設け、 前記入力軸の前記軸線に平行に配列されこの入力軸の外径からそれぞれの前記溝 に向は内方に傾斜した浅い面取り部を少なくとも２個の前記計量端縁の輪郭に設 けた液圧パワーステアリング装置用回転弁において、それぞれ底面を有し軸線方 向に延びる樋状部を少なくとも２個の前記面取り部に設け、前記面取り部に交差 し軸線方向に延びる絶壁部において各前記樋状部を円周方向の一方向で終わらせ 、前記溝、又は前記面取り部において各前記樋状部を円周方向の反対方向で終わ らせたことを特徴とする。

本発明の第１実施例では、樋状部を浅い面取り部よりも軸線方向に短くし、面取 り部の残りの軸線方向長さを入力軸の溝の隣接する端縁まで円周方向に延在する 。しかし、面取り部のこの延長部の横断面が溝の端縁に向は深さを増大する連続 するスクロールの形状であるのが好適である。成る用途では、この連続するスク ロールの代わりに、上述の浅い面取り部より一層急に内方に傾いた第２の平坦面 取り部を使用することができる。代案として、入力軸の溝に向く方向に徐々に一 層２に傾斜した一連の平坦な面取り部を採用してもよい。

このような樋状部はその絶壁部の底部に小さい半径の凹形の横断面を有する。

従って、最初に説明した面取り部研削法によって製造することができな０゜この 第１実施例の樋状部は計量端縁の面取り部より軸線方向に一層短いだけでなく、 計量端縁の輪郭の（すべてではなく）若干のものに設けられている。これ等の因 子は比較的深い樋状部を使用することを可能とするからロール抑圧法によって入 力軸か製造される。

しかし、このような軸線方向に短い樋状部を使用することは、弁が／ぐ−キング 帯域で作動している時、すべての面取り部の全長に沿って浦を正確に均一に分散 させることができないことを意味する。これは樋状部が存在していない軸線方向 位置の場合よりも樋状部が存在している軸線方向位置について非常に高し）圧力 でこれ等の面取り部のそれぞれの出発点に油が到達するからである。それにより キャビテーションを発生する可能性が増大する。それにも拘らず、少ない流量の 浦を使用する弁の設計の場合には、この方法はなお許容できる低（１騒音レベル を達成する有効な手段を提供する。比較的流量か多い流れ、又は非常に低−Ｎ騒 音レベル、又はその両方を必要とする他の設計に対しては、すべての計量端縁の 輪郭の殆ど全長に沿って樋状部を延在するのか好適である。この場合、樋状部は ２０μ〜３０μのように浅くする必要かある。また、入力軸を焼入れし、その外 径を仕上げ研削する以前に、ロール押圧法を実施するか呟このようなロール押圧 法で形成した樋状部は必ず不規則に深さが変化してしまう。その理由は樋状部が 比較的深ければ構成部材に歪みを生しても許されるが、樋状部の深さが２０μ〜 ３０μでは構成部材の歪みは許されないからである。このような場合には、樋状 部をロール押圧法で形成せず、入力軸を焼入れし、その外径を仕上げ研削した後 に、研削により樋状部を形成するのか好適である。この目的のため適する樋状部 用研削機は係属中のオーストラリア暫定特許出願第ＰＬ５４６８号に開示されて おり、入力軸の軸線に直角な軸線を有する研削スピンドルを具え、このスピンド ルを側方に移動できるよう構成している。この研削機の研削砥石は樋状部の形状 に対応する輪郭の周縁を有し、樋状部の研削中、必要な深さまで半径方向に送ら れ、次に入力軸に沿って軸線方向に送られる。従って生した樋状部は角柱状であ るが、「傾斜終端部」を有し、生じた回転弁は本発明の第２実施例による回転弁 である。

本明細書中に使用する「傾斜終端部」の語は、上記面取り部と上記樋状部の絶壁 部との交差によって生ずる第１交差線と、上記樋状部の上記底面と上記面取り部 との交差、又は上記溝の端縁との交差によって生ずる第２交差線との収斂によっ て構成された樋状部の軸線方向終端部を意味し、これによりこの軸線方向終端部 の区域の上記樋状部の円周方向幅と半径方向深さとを徐々に減少させる。

先に説明したように、本発明の第１実施例による樋状部の幾何学的形状は、面取 り部の長さを横切る油の流れを本来不均一に分散させる。しかし、この第２実施 例では、樋状部の傾斜終端部によって浦の流速の急激な変化を少なくする。これ により浦の中に粘性によって生ずる剪断力を減らし、従ってこのような端部が鋭 利になっている状態に比較しキャビテーションを減少させる。直重が約３０ｍｍ 〜４０ｍｍの研削砥石によって入力軸の外周縁に対し約５度〜８度の軸線方向の 傾斜終端部（又は「ランアウト）を生じ、予め（又は次に）形成した面取り部と 入力軸の外径との間の円周方向に生ずる角度であって上述したように流れの分離 を防止するために使用した角度に類似する角度を生ずる。

本発明の第２実施例による樋状部は平均して面取り部より広い幅を有するが、は ぼ一定の深さを有し、又は樋状部の絶壁部に向は増大する深さを有し、一方、面 取り部は徐々に浅くなる。また、樋状部の研削作業によって与えられる精度の故 に、本発明の第１実施例の場合の樋状部よりも軸線方向に一層長く樋状部を延在 させることができ、好適には計量端縁の輪郭の全長に接近する長さにする。従っ て油の流れは、面取り部、樋状部、及び傾斜終端部を含む計量端縁の輪郭のほぼ 全長にわたり薄いソートの形状になる。

ここで、広いか比較的浅いこのようなオリフィスにおいては、浦の流れは層状に なり、オリフィスを区画している表面の粗さによって流れに対する抵抗は著しく 影響を受ける。例えば研削砥石によって表面仕上げを行った場合のように表面仕 上げの不規則性の方向が流れの方向と同一方向である時よりも流れの方向に直角 方向である時に、このような表面の粗さの影響は一層大きくなる。

前に説明した面取り部を研削する研削機によって形成された面取り部の計量端縁 の輪郭の場合には、研削砥石による仕上げ面はもともと流れの方向と同一方向に 指向しているが、本発明の第２実施例による樋状部の場合には研削による仕上げ 面は流れの方向に対し直角にＩ旨向することは避けられない。このことから本発 明の第２実施例による幾何学的形状の樋状部の研削仕上げ面を制御するに当たり 、特に研削砥石を維持するため採用する砥石のトレ・ノシング技術が重要である ことが強調される。このような技術は係属中のオーストラリア暫定特許出願第Ｐ Ｌ５４６８号に開示されている。

図面の簡単な説明 本発明を一層よく理解するため添付図面を参照して本発明の種々の実施例を例と して説明する。

図面中、第１図はパワーステアリング装置の弁ハウジングに組み込んだ回転弁の 縦断面図である。

第２図は第１図の回転弁の構成部材である入力軸とそれを包囲するスリーブとを 示す第１図のＡ−入線上の横断面図である。

第３図は係属中のオーストラリア暫定特許出願第ＰＫ３７８７号の実施例により 入力軸計量端縁の輪郭と隣接するスリーブの溝孔端縁との間に形成されたオリフ ィスの詳細を示す第２図の区域Ｂの非常に大きく拡大した図である。

第４図は本発明の第１実施例による樋状部を組み込んだ面取り部を示す拡大した 横断面図である。

第５図は第３図の計量端縁の輪郭部による弁のブースト特性をプロ・ノドした図 である。

第６図は第４図の計量端縁の輪郭部による弁のブースト特性をプロ・ノドした図 である。

第７図は本発明の第１実施例による第４図に示す計量端縁の輪郭を半径方向に見 た図である。

第８図は本発明の第２実施例による研削した樋状部を設けた計量端縁の輪郭の斜 視図である。

第９図は第８図に示す計量端縁の輪郭の好適な形状を示すため入力軸の軸線に垂 直な平面上の横断面図である。

第１Ｏ図〜第１４図は本発明による人力軸の計量端縁の輪郭の考えられる他の実 施例を示す図である。

発明実施の最良の形態 第１図において、弁ハウジング１にポンプ導入連結部２とポンプ復帰連結部３と をそれぞれ設け、更に右シリンダ連結部４と左シリンダ連結部５とを設ける。

ステアリング装置ハウジング６にこの弁ハウジングｌを取り付け、例えば玉軸受 ８に支承しシール９を設けたピニオン７のような機械的ステアリング素子をこの ステアリング装置ハウジング６内に収容する。３個の主要な弁素子は、入力軸１ ０と、この入力軸ＩＯに支承したスリーブ１１と、捩じり棒１２とから成る。捩 じり捧１２の一端をピン１３によって人力軸１０に取り付け、他端をピン１４に よってピニオン７に取り付ける。ブツシュ１５によって入力軸のための軸受はジ ャーナルを構成する。スリーブ１１の環状突出部に溝孔１６を設け、ピニオン７ から半径方向に突出するピン１７にこの溝孔１６を掛合させる。

また第２図において、入力軸ＩＯの外周縁に、軸線方向に延び、両端が閉じた６ 個の溝１８ａ、１８ｂを設ける。入力軸ＩＯの外径に整合するスリーブ１１の内 径に、軸線方向に延び、両端が閉した６個の対応する溝孔１９を設け、この溝孔 １９に対し互いにはみ出した関係に溝１８ａ、１８ｂを配置する。スリーブｌｌ の外周縁に、軸線方向に離間した一連の円周溝２０ａ、２０ｂ、２０ｃを設け、 シールによってこれ等円周溝を分離する。入力軸ＩＯに設けた半径方向孔２１に よって、交互の溝１８ｂを入力軸ＩＯの中心孔２２に連結する。従って復帰油を ポンプ復帰連結部３に流すことができる。

スリーブ１１の半径方向孔２３によって、入力軸１０の残りの交互の溝１８ａを 中心円周ａ２０１Ｊに連結し、従ってポンプ導入連結部２に連結する。半径方向 孔２４によって交互のスリーブ溝孔１９を対応する円周溝２０ａ、２０ｃに連結 し、従ってシリンダ連結部４．５に連結する。

第２図から明らかなように、この弁は中心位置に図示されており、６個の＃１ｌ ｌ１８ａ、１８ｂと、６個の溝孔１９との重複からはみ出した部分によって１２ 個の軸線方向に延びるオリフィス２５を形成している。そのオリフィスの面積は 弁の作動角の関数として、即ち入力軸１０とスリーブ１１とのそれぞれの中心位 置からの相対回転の関数として変化する。従って、この除虫ずるブースト特性は 、入力軸ＩＯの溝１８ａ、１８ｂの端縁に形成された計量端縁輪郭の幾何学的形 態によって定まる。

第３図は現在係属中のオーストラリア暫定特許出願第ＰＫ３７８７号の実施例に よる第２図の区域Ｂの著しく拡大した図で、面取り部２６と溝の端１３１とから それぞれ成る！１量端縁の輪郭を示している。このようにしてこれ等計量端縁の 輪郭と、これに相互に作用して隣接するスリーブ１１の溝孔１９の端縁２７との 間にオリフィス２５が形成される。この回転弁においては、すべての１２個の面 取り部２６、即ち導入口側の溝１８ａ側の６個の面取り部と、復帰口側の溝１８ ｂ側の６個の面取り部とは同一の幾何学的形状である。但し、交互の面取り部の 形状は鏡面対称である。ここに図面に示す状態では、面取り部２６をこの弁が中 心位置にある時の端縁２７に対する方向で示している。入力軸ｌＯとスリーブＩ ｌとの間に相対回転を生ずると、端縁２７は順次位１１２７ａ、２７ｂに移動す る。中心位置からのこれ等の回転はそれぞれ弁作動角２８ａ、２８１〕に対応す る。

面取り部２６は入力軸１０の外径２９との連結点、即ち点３０から、深く傾斜す る溝の端縁３１との連結点、即ち点３２．３３まで延在する。

面取り部２６は、パーキング帯域での騒音を抑制するため、点３０と点３４との 間に基本的に平坦な面取り部３９を有し、その後、点３３に接近するにつれて凸 状を徐々に増大している。そしてこの面取り部は溝１８の中心線３５に垂直にな り、従ってここに示した尺度で周縁か殆と直線３６として示されている大きな直 径の研削砥石ではこの部分をこれ以上研削することができない。面取り部２６は 点３４と点３３との間に上述の平方根の逆数の関係にある幾何学的形状を有し、 これにより、ブースト特性のコーナリング帯域においてこのような弁にとって必 要とする直線圧力特性を得るのを助ける。

溝の端縁３１は溝１８の側部の湾曲した性質を表している２個の線として示され ており、この部分はこの分野で既知の、フライス加工、ホブ加工、又はロール押 圧法によって形成する。面取り部２６を研削する前には、入力軸の外径２９の円 筒表面上で軸線方向に延びる湾曲線に沿ってこの入力軸の外径の表面に点３７と 点３８との間で交差するよう溝の端縁３１は延長されている。もちろん、他の実 施例では溝の端縁３１を直線にすることもできる。このことは点３２及び点３３ が（従って点３７及び点３８も）重なることを意味する。

スリーブの溝孔の端縁２７か点２７ａにおいて点３２に最も接近する状態である 弁作動角２８ａまでのオリフィス２５による圧力上昇は溝の端縁３１によって制 御されることは明らかである。一方、弁作動角２８ａ〜２８ｂの範囲にわたるオ リフィス２５により生ずる圧力上昇は面取り部２６の形状によって制御される。

スリーブの端縁の位置２７ｂに相当する点では、この位１１２７ｂと平坦な面取 り部３９との間の距離は通常０．０１２ｍｍであり、車輌のパーキングのための 十分な圧力を発生する。

第３図は係属中のオーストラリア暫定特許出願第１’に３７８７号の実施例によ る溝の端縁３１と面取り部２６とを示す。第５図に示すこれに対応するブースト 特性は、中心帯域４０に隣接して短い直線ブースト区域４１が存在することを示 している。面取り部２６がスクロール状であるにも拘らず、直線ブースト区域４ １を越える、即ち点４２を越えるブースト特性は放物線状に非直線状に上昇し、 コーナリング帯域とパーキング帯域との間に明確な区別が存在しない。成る車輌 については、点４３まで直線状のブースト特性で、その後迅速にパーキング帯域 に湾曲する点線で示すブースト特性を有することが望ましい。点４２を越えると 付加的に圧力が上昇するのは、オリフィスの深さが減少すると入力軸とスリーブ との表面上の油の粘性引張り作用が急激に増大することに起因する。

第４図は本発明による計量端縁の輪郭の第１実施例を示し、第３図に例示した湾 曲形状とほぼ同一の溝の端縁３１を有する。面取り部２６も第３図に示したもの と同様であるが、面取り部２６の軸線方向長さの一部に沿い延びる凹形部、又は 樋状部４４の付加的構成を設けている。この樋状部の底面４４ａは入力軸の外径 ２９にほぼ平行に配置されている。低圧端では、底面４４ａは丸くした輪郭部４ ５において溝の端縁３１に隣接しており、高圧端では、底面４４ａは軸線方向に 延びる絶壁状に険しい絶壁部４６として上昇し、点４７で面取り部２６の平坦面 取り部３９に連結する。

第４図に示す計量端縁の輪郭の幾何学形状から生ずる対応するブースト特性を第 ６図に示す。溝の端縁３１によって弁のブースト特性の中心帯域４８を生ずる。

点３３と点４７との間にある面取り部２６の他の部分と組み合わせて樋状部４４ の底面４４ａは弁のブースト特性の直線ブーストコーナリング帯域４９を生ずる 。面取り部２６の平坦面取り部３９は弁の圧力特性のパーキング帯域５０を生ず る。帯域４９と５０との間で点５１のように弁ブースト特性の急激な「ターンア ラウンド（方向転換）」の形状はスリーブの溝孔の端縁２７か樋状部４４の軸線 方向に延びる絶壁部４Ｇを横切る際にオリフィスの面積か急激に減少するためで ある。

第７図は第４図に示すＪ１量端縁の半径方向に見た図である。前にも述べたよう に、面取り部２６に一層良好に連結させるため溝１８の側部をフライス加工、又 はホブ加工で形成するのか好適であり、更に、例えば５５に示すような特殊な縦 方向の輪郭にロール押圧法を採用する。面取り部２６を研削する前に、入力軸の 樋状部４４を形成するのにロール抑圧法を採用してもよい。図面から明らかなよ うに、面取り部２６の平坦面取り部３９を計ｌ端縁の輪郭の軸線方向の全長さ５ ２に沿い延在すると共に、樋状部４４を短い軸線方向の長さ５３のみに設ける。

この半径方向に見た時、この樋状部４４を点線５４で示ず輪郭にしてもよい。前 に説明したように、樋状部４４の軸線方向の長さか短いことは、同一の圧力特性 について樋状部の深さが一層深いことを意味する。このことは、樋状部４４にロ ール押圧法を加えている間、即ち樋状部を製造中に、樋状部の製造深さか変化し ても、圧力特性かあまり影響を受けないで済むことになる。しがし、軸線方向に 長く、相対的に浅く、アスペクト比か大きい面取り部３９は、パーキングに関連 して高圧で弁が作動中、弁の騒音を減少させるのを助ける。

第８図、及び第９図は本発明の第２実施例による入力軸針置端縁の輪郭の一般的 な外観を示す。この例では、入力軸の溝１８をフライス加工、又はホブ加工で造 り、溝の端縁３１の間隔の精度を向上させるためのロール抑圧法による修正加工 は採用してもよいし、採用しなくともよい。

この面取り部２Ｇは第１実施例の面取り部とほぼ同一であり、この面取り部を放 物面スクロールの形状に溝の端縁３１に向は延在するのが好適である。ここでも 樋状部４４は底面４４ａと絶壁部４６とから成る。この構成の特定の要旨は、樋 状部４４を面取り部２６に縦方向に連結することに関する。第８図に明示するよ うに、２個の交差線、即ち上の線８３と下の線８４とを収斂させて樋状部４４の 傾斜する終端部を形成する。この上の線８３は絶壁部４６が面取り部２６に交差 することによって生じ、下の線８４は底面４４ａか面取り部２６に交差すること によって生ずる。前に説明したように、樋状部４４のこのような傾斜する終端部 は、樋状部の終端部が鋭利な形状の時に通常発生する油の中の剪断力を減らし、 従って論が隣接する弁室内に排出する際、発生する渦流の形成の可能性を減らす ことができる。このことは、入力軸の溝から隣接するスリーブの溝への外方への 流れをこれ等計量端縁の輪郭が受ける場合に特に著しい。

前に説明したように、また係属中のオーストラリア暫定特許出願第ＰＬ５４６８ 号に一層詳細に記載されているように、入力軸１０の軸線に垂直に回転軸線を配 置した研削砥石によって樋状部４４を形成する。第８図において、面取り部を研 削する砥石により生ずる面取り部２６の軸線方向の長さを符号９１で示し、樋状 部を研削する砥石の軸線方向移動距離の長さを符号９２によって示すが、これ等 の長さは代表的な値としてそれぞれ１５ｍｍ、及び１０ｍｍである。ここで例と して、３０μの深さの樋状部４４の満足な傾斜する終端部は３０〜４０ｍｍの直 径の研削砥石を使用して得ることができる。このようにして面取り部２６に研削 して形成した樋状部の［ウオッシアウト部（切除部）」の長さ９３を生じ、従っ て各端部に樋状部４４の約１ｍｍの傾斜した終端部を生ずる。それ故、樋状部４ ４の全長９４は１２ｍｍであり、樋状部の研削作業によって生じた傾斜する終端 部があるため、この全長９４は既に説明したように騒音を抑制する付加的利点を 有する−また、樋状部４４が一層浅いため、第１実施例の場合に比較し、入力軸 の円筒面２９に対し絶壁部４６が一層浅く傾斜していることに注意されたい。

第９図に示す本発明の第２実施例の好適な形状では、溝の両端縁の計量端縁の輪 郭を容易に形成できること、及びその対称性が改良される理由から、底面４４ａ と絶壁部４６とは点９６．９７に中心を有する等しい半１９５の円弧を有する。

これ等の半径は中心１００に示す中心軸線を有する入力軸の円筒周縁の半径９８ と必ずしも同一でない。絶壁部４６の表面が凸状になっているため、線形ブース トコーナリング帯域とパーキング帯域との間の上述の遷移部の鋭利さを変更（即 ち修正）することになる。成る用途では、ブースト特性のこの遷移部はできるだ け鋭利にすべきである。しかし他の用途では一層ゆるやかにすることができる中 心９Ｇと中心１００とを合致させてもよく、その場合には、樋状部４４の底面４ ４ａは相手スリーブの孔９９に対し均一な半径で向き合うことになり、ここに図 面に示す通りである。代案として、中心９６を（図示のような）中心１００の左 にずらすか、上方に位置させるか、或いは左上方に位置させてもよく、この場合 、樋状部４４は絶壁部４６に向けその深さを増大する。

第１０図〜第１４図は本発明の原理を具体化するために使用し得る計量端縁の輪 郭の数個の変形を示す。

例えば第１Ｏ図及び第１１図では、樋状部４４を復帰側の溝１８ｂの端縁のみに 設け、導入側の溝１８ａの端縁には設けない。或いはこの逆にしてもよい（第２ 図参照）。しかし、通常、樋状部４４は円周方向に隣接する少なくとも２個の計 量端縁の輪郭に設け、左回転と右回転との間の弁のブースト特性の対称性を保持 する。

導入口のボートの端縁と復帰側のボートの端縁とで面取り部２６を同一形状にし てもよく、異なる形状にしてもよい。樋状部４４を面取り部２６に関し軸線に沿 い対称に配置してもよいし、第１１図に点線で示すように軸線方向にずらしても よい。

第１２図は底面４４ａと溝の端縁３１との接合部に丸くした輪郭４５によって示 すように面取り部２６の残りの部分を研削する前に、第１実施例で説明したロー ル押圧法によりすべて形成した軸線方向に延びる絶壁部４Ｇを含む樋状部４４と 溝の端縁３１とを示す。

第１３図は樋状部４４を円周方向に溝の端縁３１の手前で止めており、面取り部 ２６の一部を溝の端縁３Ｉに隣接してストリップ２６として残留している状態を 示している。この構成は、樋状部４４を加えることによって面取り部２６のオリ フィス係数の修正か円周長さの一部にわたり必要なだけで済むので好適である。

軸線方向に延びる絶壁部４６は図示のようにゆるやかに傾斜しており、これによ り第６図の点５Ｊにおけるようなブースト曲線の［ターンアラウンドＪを修正す ることかできる。

第１４図は、第１３図の場合のように樋状部４４を端縁の手前で止めているが、 凹形にし、第１３図に示すようにオリフィスの浅い性質に起因する粘性効果を更 に減らすようにしている。ストリップ２６ａを面取り部２６の一部として研削す るか呟樋状部４４を形成する際に深さに対する精度の要求が低くて済む。

本発明によるパワーステアリング用回転弁の１１量端縁の輪郭に種々の変更を加 え得ることはこの分野の当業者には明らかである。

国際調査報告　１ｎｌａ＋ｎａｗ＋＋ｗｌａ□ＮＯ国際調査報告　盲ｍｅ面−１ 柳−Ｎｏ−□ Ｆｏｒ＋ｎ　Ｐｅｒｎ５　Ａｌ１１０　＋ｃｏ＋ｗａ＋＋ｕａ＋ａｏａ　６１　 ａａｅｏｎｄ　ｌｈ＋１１１×Ｉｕｌｙ　１Ｗ２１国際調査報告　１．ｂａ＋＋ ｍ１ｉｐｐｌｉｅｓＬｉｏ。Ｈ６Ｆｏｒｍ　Ｋテ１Ｓ人＋２＋１Ｘｐａｌｉｍ　 −ｙ　ａａｎｃｘＸＩｕｌｙ　１９９２１フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、　ＰＴ、　Ｓ Ｅ）、　ＡＵ、　ＢＲ，ＣＡ、ＪＰ、　ＫＲ，ＲＵ、　ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ランドによって分離され軸線方向に延びる複数個の濃を外周縁に有する入力 軸と、この入力軸の前記溝に整合するが相互にはみ出した関係にある軸線方向に 延びる一連の溝孔をスリーブ孔内に有し前記入力軸に支承されるスリーブとを具 え、前記入力軸と前記スリーブとが中心位置から相対回転した時開閉して回転弁 内の流体の流れを制御する軸線方向に延びる１組のオリフィスを画成するよう前 記スリーブの前記溝孔を前記入力軸の前記ランドより幅広に構成し、前記入力軸 と前記スリーブとを前記中心位置に抑圧するばね手段を設け、前記溝の少なくと も２個の端縁に計量端縁の輪郭を設け、前記入力軸の前記軸線に平行に配列され この入力軸の外径からそれぞれの前記溝に向け内方に傾斜した浅い面取り部を少 なくとも２個の前記計量端縁の輪郭に設けた液圧パワーステアリング装置用回転 弁において、それぞれ底面を有し軸線方向に延びる樋状部を少なくとも２個の前 記面取り部に設け、前記面取り部に交差し軸線方向に延びる絶壁部において各前 記樋状部を円周方向の一方向で終わらせ、前記溝、又は前記面取り部において各 前記樋状部を円周方向の反対方向で終わらせたことを特徴とする液圧パワーステ アリング装置用回転弁。 ２．前記底面が前記外径にほぼ平行で同心である請求の範囲１に記載の回転弁。 ３．前記底面が弓形である請求の範囲１、又は２に記載の回転弁。 ４前記樋状部の深さが前記絶壁部に向け増大している前記請求の範囲のいずれか １項に記載の回転弁。 ５．前記円周方向の反対方向の終端区域で前記底面を前記面取り部に対し傾斜さ せ凹形にした前記請求の範囲のいずれか１項に記載の回転弁。 ６．前記樋状部を前記浅い面取り部より軸線方向に短くした請求の範囲１〜５の いずれか１項に記載の回転弁。 ７．前記樋状部を前記浅い面取り部と軸線方向にほぼ同一長さに延在させた請求 の範囲１〜５のいずれか１項に記載の回転弁。 ８．各前記面取り部に前記樋状部を投げた前記請求の範囲のいずれか１項に記載 の回転弁。 ９．前記樋状部の軸線方向の各端部を傾斜終端部にし、前記面取り部と前記樋状 部の前記絶壁部との交差によって生じた第１交差線と、前記樋状部の前記底面と 前記面取り部との交差、又は前記溝の前記端縁との交差によって生じた第２交差 線との収斂によって前記傾斜終端部を構成し、これにより前記軸線方向終端部の 区域の前記樋状部の円周方向幅と半径方向深さとを徐々に減少させた前記請求の 範囲のいずれか１項に記載の回転弁。 １０．前記樋状部を前記面取り部に関し軸線方向に対称に位置させた前記請求の 範囲のいずれか１項に記載の回転弁。 １１．前記樋状部の軸線中心線を前記面取り部の柚線中心線に対し軸線方向にず らした請求の範囲１〜９のいずれか１項に記載の回転弁。