JP4122473B2

JP4122473B2 - スリップを低減したステアリングシステムに用いる流体制御器

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Publication number: JP4122473B2
Application number: JP2002155851A
Authority: JP
Inventors: ジョンノバチェクウイリアム
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2022-05-29
Also published as: DE60207927T2; EP1262393A3; US20030037827A1; EP1262393A2; US6769249B2; EP1262393B1; DE60207927D1; JP2003026015A; US20020179161A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の油圧（流圧）式パワーステアリングシステムに用いる流体制御器（フルイドコントローラ）に関する。より具体的には、本発明は、アクチュエータの入口ポートから出口ポートまでに漏出が見受けられる、油圧式ステアリングアクチュエータに使用する流体制御器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明は、リニアシリンダ（単式または複式のロッドエンドの双方の場合において）をステアリングアクチュエータとして用いる油圧式パワーステアリングシステムに使用可能である。しかしながら、本発明は、ロータリーモータをステアリングアクチュエータとして用いる油圧式パワーステアリングシステムに使用するとき、より大きな長所を有する。このため、以下、後者に使用する場合を想定して説明する。尚、ステアリングアクチュエータに使用可能なロータリーモータとして、例えばギアモータ、ベーンモータ、または固定軸形式のジェローターモータを挙げることができるが、当業者であれば、これらモータをステアリングアクチュエータに用いる際に、本発明は特に好適であることを理解するであろう。ただし、この詳細については後述する。
【０００３】
典型的な油圧式パワーステアリングシステムでは、ステアリングアクチュエータに設ける入口と出口は夫々流体制御器の制御ポートと連通している。尚、流体制御器は一般的にステアリング制御器（steering control unit: SCU）としても呼ばれている。ステアリングアクチュエータはこの入口で、計測、加圧された流体をＳＣＵから受け取り、そしてこの流体を流出させることで、操向車輪を適切に操向している。
【０００４】
ステアリングアクチュエータとしてロータリーモータを使用する場合には、潜在的に、入口と出口の間で、内部で回転する部材を効率的にバイパスする漏流が認められる場合がある。ただし、通常のステアリング操作中に生じるこの漏出量は、ステアリングシステム全体の性能に大きな問題を及ぼすものではない。
【０００５】
しかしながら、車両の操向車輪のうちの一つが例えば縁石等の障害物に接触したとき、または他の同様の理由が発生したときに、システムが係る障害物に対して有効にステアリング操作を行う場合、ステアリングシステム全体の性能に影響を与える問題が発生することがあることが知られている。このような障害物によって妨害される状態が発生するとき、モータの回転する部材から回転出力が得られず、モータの入口に流れる流量がモータ内部で漏流し、回転する部材をバイパスして、出力ポートに流れ込む状態が発生する。
【０００６】
ステアリングアクチュエータ内部でこのような漏流が発生する結果、ＳＣＵは計測、加圧された流体をアクチュエータの入口に流通させ続ける状態が生ずる。この結果、操向車輪にはさらに転舵させようとする動作が伝達されないにも拘らず、運転者は依然、ステアリングホイールを回転させることができる。このように、操向車輪の位置にはいかなる変化も生じないにも拘らず、ステアリングホイールを継続して、一方的に回転できる状態が発生すると、車両の運転者はステアリングホイールに「スリップ」が生じたものと認識する。この状態は、ステアリングシステムにとって、非常に不快なものとして知られている。このため、通常、車両を製造する上で、所定の時間間隔を超えるステアリングホイールの最大回転数を定めることによって、ステアリングホイールスリップの最大許容量を特定するようにしている。具体例を挙げると、通常、約２〜約５ＲＰＭの範囲内に、このホイールスリップを特定するようにしている。
【０００７】
流体制御器の技術に関する当業者には公知なように、流体制御器は典型的に何らかの制御弁を備えて、ニュートラル位置（ステアリング入力の不在な状態）と、通常の操作位置（通常のステアリングが行われる状態）と、最大変位位置、つまり弁の開口（流量領域）が最大になる位置を定めている。そして、ステアリングシステムが上記障害物によって妨害される状態にあるときは、一般的に制御弁は最大変位位置にある。また、ほとんどの流体制御器は弁をニュートラル位置に戻すように作用させるために、通常、ニュートラルに戻すように付勢するスプリングを備えているが、しかし弁が最大変位位置にある、スプリングが最大に偏向した状態は除かれている。
【０００８】
本発明の実施の形態に用いることのできる種類の流体制御器は、典型的に、何らかの流体アクチュエータを備えて、弁を通常の操作位置からニュートラル位置に戻すように作用させるために、制御弁に追従移動（follow-up movement）を伝達している。例えば、本発明の譲り受け人によって生産、販売されている流体制御器として、ジェロータギアセットを備える流体メータから流体アクチュエータを構成するものがある。ただし、ジェロータギアセットの内部には内歯付リング部材と外歯付スター部材を備え、リング部材内にスター部材を偏向して配置している。この場合、上述したスリップ問題を解決する一つの方法として、例えば、ジェロータギアセットの歯の先端部のクリアランスを増大させて、流体が流体メータから制御ポートに流れるようにして、アクチュエータ内部の漏流を補正することが思料される。しかしながら、この場合、ジェロータギアセットの歯の先端部にクリアランスを増大させることは、望ましくない場合においても流体メータに流体を流す、「フィードスルー（feed-through）」として知られる状態を生じさせるため、上記問題に対する解決手段としては十分でない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、上述した（例えば、障害物によって妨害される）状態において、流体制御器のホイールスリップの問題を克服する、油圧式パワーステアリングシステムを上述した種類のなかから提供することを目的とする。
【００１０】
より具体的には、本発明は、上記油圧式パワーステアリングシステムに用いられて、ステアリングアクチュエータ内に生じる漏流を効率的に補正する流体制御器を提供することを目的とする。
【００１１】
【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の手段として、流体制御器を提供することにより、加圧流体源から、入口と出口を備えるとともにこれらの間に漏流路（fluid leakage path）を設ける、流圧によって作動する装置に流れる流体流を制御する。この際、流体制御器はハウジングを備え、かつ、加圧流体源と流通する入口ポートと、システムリザーバと流通する戻りポートと、そして上記流圧によって作動する装置の入口と流通する制御ポートをこのハウジングに備える。制御器はハウジング内に弁を備え、ニュートラル位置と、通常の操作位置と、最大変位位置とを定める。弁が通常の操作位置にあるとき、入口ポートと制御ポートとの間に流体流を流通させるため、ハウジングと弁は協働してメイン流路を定める。また、制御器は流体アクチュエータ手段を備えて、弁に追従移動を伝達させて、弁を通常の操作位置からニュートラル位置に戻すように作用させる。ただし、この追従移動はメイン流路内を流れる流量と線形の関係にある。さらに、メイン流路に第一可変オリフィスを備えるとともに、弁がニュートラル位置にあるときはこの可変オリフィスの流通領域を最小にし、かつ弁が通常の操作位置から最大変位位置に向って移動するに従い、可変オリフィスの流通領域を増大させるようにする。
【００１２】
本発明に係る流体制御器はブリード路（fluid bleed passage）を弁に設けることを特徴とするが、この際、ブリード路は第一可変オリフィスの上流側でメイン流路と流通する上流部と、流体アクチュエータ手段の下流側でメイン流路と流通する下流部を有する。さらに、流体ブリード路に可変ブリードオリフィスを備えるが、弁がニュートラル位置と、通常の操作位置にあるときにはこの可変ブリードオリフィスの流通領域をほぼゼロにする。そして、弁が最大変位位置に近づくにつれ、可変ブリードオリフィスを開口（流通）するようにする。
【００１３】
従って、本発明は、ステアリングシステムが障害物によって妨害される状態に置かれるとき、つまり、弁が最大変位位置に移動するとき、流体制御器に設ける流体ブリード路を通じて少なからずの流量を流通させて、ステアリングアクチュエータに生じると予想される漏出量を補正する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１５】
添付した図１は、本発明の実施の形態に係る流体制御器（フルイドコントローラ）を備える、車両の油圧（流圧）式のパワーステアリングシステムの油圧（流圧）経路を示す略図である。このシステムには、符号１１に示す加圧流体源を備えるが、この流体源１１は、好適な実施の形態では、流体ポンプ（またはオイルポンプ）１３と負荷検出を行うプライオリティ型の流量制御弁１５を備える。ただし、これらは具体例の一つに過ぎない。添付した図では、理解の容易化を図るため、流体ポンプ１３を固定変位型ポンプ（fixed displacement pump）として示しており、この入口をシステムリザーバ（またはリザーバタンク）１７に接続している。
【００１６】
当業者には公知なように、プライオリティ弁１５を取り付ける場合には、流体源１１にはプライオリティ出口１９と超過流出口２１の対の出口を備える。そして、（構造を）簡単にするため、超過流出口２１は、可変オリフィス２３として示す補助用の負荷回路（ロードサーキット）に接続される。一方、プライオリティ出口１９は導管２５によって符号２７に示す流体制御器に接続される。以下、参照番号「２７」は本明細書を通じて流体制御器を指すが、しかし、添付した図１及び図３は本発明の実施の形態を厳密に示すものではないことを理解されたい。
【００１７】
図１を参照すると、流体制御器２７はハウジング２９（図３参照）を備え、入口ポート３１を導管２５に接続するように設ける。また、ハウジング２９には戻りポート（リターンポート）３３を設け、導管を介してシステムリザーバ１７に接続する。さらに、ハウジング２９は負荷信号ポート３７（図１にのみ記載）を備えて、当業者には公知な方法によって、負荷信号３９をプライオリティ弁１５に送信する。
【００１８】
また、流体制御器２７のハウジング２９に対の（モータ）流量を制御するポート４１、４３（以下、制御ポートと記載する）を設けて、夫々ステアリングアクチュエータ４５の反対側のポートに接続する。添付した図では、ステアリングアクチュエータは回転する流圧によって作動するモータ４５から構成している。ここで右方向に転舵する場合を想定すると、制御ポート４１はモータ入口４７に接続され、同時にモータ出口４９は他の制御ポート４３に接続される。図１に概略的に示すように、ロータリーモータ４５の出力はシャフト５１を介してトルク（ステアリング出力）を符号５３に示すギアトレイン（パワートランスミッション）に伝達する。この動力伝達は、シャフト５１の回転を、操向車輪を支持する部材５５を高トルクで回転するように行われる。この支持部材５５には操向車輪５７が回転自在に取り付けられて、操向される。典型的に、二つの操向車輪５７を操向する場合には、図１に示した操向車輪５７を操向する構造は二つ車両に備えられる。さらに四つの車輪を操向する場合には、この実施の形態に従う、図１に示した構造を車両に四つ備えることを理解されたい。
【００１９】
次に、図１を参考にしながら図２を参照すると、流体制御器２７には符号６１に示す制御弁を備える。この弁６１は主要な機能として、入口ポート３１から制御ポート４１（右方向に転舵する場合を想定）まで流れる流量と、同時に、反対側の制御ポート４３から戻りポート３３まで戻る流量を制御する。流体制御器２７内のこのような流量制御は、図１及び図２に入力６３として概略的に示すように、車両の運転者がステアリングホイールを転舵（回転）する操作に従って行われる。
【００２０】
本発明の実施の形態に係る流体制御器２７は、米国特許第５,６３８,８６４号の開示例に示されているものでもよい。ただし、この米国特許は本発明の譲り受け人に譲渡されており、参照上、その内容は本説明に抱合される。また、本発明の実施の形態に係る流体制御器２７は、その特徴として流体制御器２７に、ニュートラル位置（図２の符号Ｎ参照）から右方向への転舵位置（図２の符号Ｒ参照）または左方向への転舵位置（図２の符号Ｌ参照）のいずれかに移動自在の制御弁６１を備える。当業者であれば、制御弁６１の通常の操作位置は、図２の符号Ｎに示すニュートラル位置のいずれかの側（ＲまたはＬ）に置かれることを理解するであろう。また、弁６１が左右いずれかの転舵方向（ＲまたはＬ）に位置すると、弁６１を流れる加圧流体はまた流体メータ（フルイドメータ）６５内を流れる。流体メータ６５はこの機能の一つとして、制御ポート４１または４３に流動する適切な流量を計測（測定）する。また、当業者には公知なように、流体メータ６５は他の機能として、弁６１の追従移動（follow-up movement）を可能にする。つまり、所望の流量がステアリングアクチュエータに流れた後、弁をニュートラル位置Ｎに戻すように機能する。図１及び図２に示すように、このような追従移動は流体メータ６５を弁６１に機械的に追従させるように接続することによって行われる。この機械的に追従させる接続部（コネクション）は符号６７として概略的に示している。
【００２１】
また、図１及び図２に概略的に示すように、弁がニュートラル位置Ｎから通常の操作位置ＲまたはＬのいずれかに移動するとき、制御弁６１に複数の可変オリフィスを形成する。ただし、これら可変オリフィスの詳細については、より具体的な図６〜８を参照して後述する。また、図１には示していないが、図２に概略的に示すように、弁６１には二つのさらなる位置があり、これら位置は本発明の実施の形態に係る特徴の一つを示している。つまり、右方向へ転舵する通常の操作位置Ｒに隣接して、右方向へ転舵する最大変位位置（「Ｒ―Ｍ」）を設け、同様に左方向へ転舵する通常の操作位置Ｌに隣接して、左方向へ転舵する最大変位位置（「Ｌ―Ｍ」）を設ける。これら位置の詳細については、図８を参照して後述する。
【００２２】
流体制御器２７
次に、主に図３を参照して、本発明の実施の形態に係る流体制御器２７の詳細について説明する。図示するように、制御器はハウジング部２９と、ポートプレート６９と、そして流体メータ６５とエンドキャップ７１を含む区間の、複数の区間に分かれる。これら区間は固く取り付けられるが、具体的には複数のボルト７３を用いて密着係合する。尚、添付した図３はボルト７３を一つのみ示し、またこのボルト７３はハウジング２９に対して螺合されることを示している。上述したように、ハウジング２９には入口ポート３１、戻りポート３３、そして制御ポート４１、４３が設けられる。さらに、ハウジング２９には負荷信号ポート３７（図１参照）が備えられるが、添付した図３には示していない。
【００２３】
図示するように、ハウジング２９に形成するバルブボア７５に、弁６１を回転自在に備える。本発明に係る好適な実施の形態では、回転自在の第一弁部材７７（以下、「スプール」として参照）と、この部材７７と協働して、相対して回転する従属弁部材（第二弁部材）７９（以下、「スリーブ」として参照）から弁６１を構成する。ただし、これらは具体例の一つに過ぎない。また、スプール７７の前方端部は縮径されて、インターナルスプライン８１のセットを備え、スプール７７とステアリングホイール６３を直接結合する。これらスプール７７とスリーブ７９の詳細については後述する。
【００２４】
流体メータ６５は従来の技術において公知の種類のものでもよいが、本発明に係る好適な実施の形態では、内歯付きリング部材８３と、外歯付きスター部材８５から流体メータ６５を構成する。ただし、これは具体例の一つに過ぎない。この場合、スター部材８５はインターナルスプライン８７のセットを備え、そしてメインドライブシャフト９１の後方端部に備えるエキスターナルスプライン８９のセットとスプライン嵌合（結合）する。また、シャフト９１にふたつにわかれる前方端部（bifurcated forward end）を備えて、シャフト９１とスリーブ７７とを駆動自在に結合するが、この結合はスプール７７内のピン用の開口部（ピンオープニング）９５の対にピン９３を挿入することによって行う。故に、ステアリングホイール６３とスプール７７の回転に従って弁６１内に流れる加圧流体は流体メータ６５内を流れて、リング部材８３内でスター部材８５を軌道及び回転移動させる。スター部材８５をこのように移動させることで、ドライブシャフト９１とピン９３により（これらドライブシャフト９１とピン９３はともに図１及び図２に示した上記接続部６７を構成する）、スリーブ７９を追従させて移動させる。スター部材８５のこの移動は、スプール７７とスリーブ７９との間に特定の相対変位（相対位置）を保持し、ステアリングホイールを一定の比率で回転させることを可能にする。また、複数のリーフスプリング（重ね板ばね）９７をスリーブ７９の開口部内に延設させて、当該分野において公知な方法で、スリーブ７９をスプール７７に対してこのニュートラル位置に付勢させる。
【００２５】
図３に示すように、ハウジング２９はスリーブ７９の周囲に４つの環状のチャンバ（室）を定め、スリーブ７９の外面と上述したポート３１、３３、４１及び４３との間で流体を流通させる。添付した図では、これら環状のチャンバを、対応するポート３１、３３、４１及び４３の参照番号に符号「ｃ」を付加した参照番号３１ｃ、３３ｃ、４１ｃ及び４３ｃによって示している。当業者であれば、これら環状のチャンバ３１ｃ、３３ｃ、４１ｃ及び４３ｃと弁６１との相互作用について理解するであろう。
【００２６】
リング部材８３の内側で軌道及び回転移動するスター部材の歯が相互作用することによって、複数の膨張、縮小するチャンバ（室）が形成される。そして、各々のチャンバに隣接してポートプレート６９に流量（フルイド）ポート（図３には図示せず）を設け、そしてここに隣接してハウジング２９に複数の軸方向に延びるボア（図３には図示せず）を設ける。各々のボアは一方の端部でポートプレート６９の流量ポートと流通し、この他方の端部でバルブボア７５と流通する。
【００２７】
弁６１
ここで図４及び図５を参照して、スプール７７とスリーブ７９についてより詳細に説明する。尚、図４はスプール７７の外面を示し、図５はスリーブ７９の外面と、スプール７７の外面と弁を構成する関係にあるスリーブ７９の内面の特徴について示している。当業者であれば、スプール７７とスリーブ７９の双方とも従来公知の多くの特徴ないしは要素を備えることを理解するであろう。しかしながら、これら部位は本発明の実施の形態では第一義的な要素ではないため、図４及び図５にはこれら部位に関し、参照番号を付けて示しておらず、また本明細書においても以下、説明していないことを理解されたい。
【００２８】
図４に示すように、スプール７７は環状の溝１０１を設け、この溝１０１と流通するように複数の軸方向にのびるスロット（第一軸方向スロット）１０３を備える。各々のスロット１０３の間には、より軸方向に長く延びるスロット（第二軸方向スロット）１０５が備えられ、そして各々のスロット１０３と整合して、さらに軸方向に長くのびるスロット１０７が備えられる。尚、これらスロットの機能については後述する。環状の溝１０１の右側では、複数の軸方向にのびる、オープンセンタースロット１０９がスプール７７に設けられるが、これらスロットの各々は隣接して、右側の端部でスプール７７の内面と流通するスロット１１１を有する。
【００２９】
図５に示すように、スリーブ７９は複数の圧力ポート（プレッシャーポート）１１３を設けて環状のチャンバ３１ｃと流通する。つまり、圧力ポート１１３には流体源１１から、加圧されているが、しかし計測されていない流体が流れる。ポート１１３の左側には複数のメータポート（meter port）１１５が設けられ、これらポート１１５は当業者には公知な方法で、弁６１と流体メータ６５の膨張、縮小する流体チャンバの間で、ハウジング２９に形成する軸方向のボアを介して流通する。本発明に係る実施の形態では、スター部材には６つの歯を外側に、リング部材８３には７つの歯を内側に設け、故に１２のメータポート１１５を設ける。ただし、これは具体例の一つに過ぎない。また、メータポート１１５の左側には環状のチャンバ４１ｃと流通する複数のシリンダポート１１７が設けられ、さらにこの左側には環状のチャンバ４３ｃと流通する複数のシリンダポート１１９が設けられる。
【００３０】
弁６１の操作
以上説明した制御器２７と弁６１の基本操作は当業者には公知なものであって、本発明の属する技術範囲内で自明なものであると思料する。しかしながら、弁６１の操作については、図１及び図２の概略図とともに、図３〜図８に示した構造を一部参照して、簡潔に説明する。尚、図６〜図８を参照して弁６１の操作について説明する際、スプール７７（スリーブ７９の開口部から見える部分を除く）とスリーブ７９（スリーブの内面の特徴のみを示す）を（図４及び図５と対比して）要部拡大して示す。
【００３１】
図６を参照すると、弁６１はニュートラル位置Ｎにあり（ステアリングホイールは転舵されていない）、流入する流体は入口ポート３１から環状の溝３１ｃ（図３参照）に流れる。圧力ポート１１３は環状のチャンバ３１ｃに対して開口するが、しかし圧力ポート１１３から流体は流れ込まない。つまり、図６に示したニュートラル位置では、ポート１１３はスプール７７によって全てのスロットまたは溝との流通が防がれている。換言すると、ポート１１３はスプール７７の略円筒形状の外面によってその流通を遮断されている。
【００３２】
図７を参照すると、運転者がステアリングホイールを時計方向に（右方向へ）転舵（回転）すると、スプール７７はスリーブ７９に関してそのニュートラル位置から変位（移動）する。この際、圧力ポート１１３の対の一方は軸方向のスロット１０３のうちの一方に接近しはじめて、このスロット１０３と重ね合わさりはじめ、圧力ポート１１３の対の他方は対応する他方の軸方向のスロット１０３から離れるように移動する。圧力ポート１１３と軸方向のスロット１０３の重ね合う領域は、流量制御する可変オリフィス（variable flow control orifice）を形成し、これら個々の可変オリフィスの集合は流量制御するメイン可変オリフィスＡ１（図２参照）を構成する。同時に、軸方向のスロット１０３の各々はメータポート１１５の一方と流通しはじめて、重ね合う領域が可変オリフィスを形成し、これら個々の可変オリフィスの集合は流量制御する可変オリフィスＡ２を構成する。ただし、この点については当業者には公知であるため、図１及び図２の概略図には示していない。そして、メータポート１１５の一方は軸方向のスロット１０３の一方と流通し、同時にメータポート１１５の他方はより長い軸方向のスロット１０５と流通する。この一つ置きのメータポート１１５とより長い軸方向のスロット１０５との重ね合う領域は可変オリフィスを形成し、これら個々の可変オリフィスの集合は流量制御する可変オリフィスＡ３を構成するが、この点については当業者であれば公知であるため、同様に図１及び図２の概略図には示していない。尚、当業者には公知なように、Ａ２オリフィスと、ここから流体メータ６５の膨張チャンバに流れる流体は加圧されるが、計測されず、一方、流体メータ６５の縮小チャンバからＡ３オリフィスに流れる流体は加圧、計測される。
【００３３】
図７に示す位置、つまり通常の操作位置Ｒにスプール７７とスリーブ７９を移動すると、軸方向に長くのびるスロット１０５の各々は隣接するシリンダポート１１７の一方と流通し、重ね合う領域が可変オリフィスを形成し、これら個々の可変オリフィスの集合は流量制御する可変オリフィスＡ４を構成する。当業者には公知なように、シリンダポート１１７は環状のチャンバ４１ｃを介して制御ポート４１と流通し、そして右方向に転舵する場合には、ロータリーモータ４５の入口４７と流通する。そして、図１及び図２を参照して示したように、ロータリーモータ４５の出口４９から戻る流体は、制御ポート４３に流入し、そして環状のチャンバ４３ｃ内を流れ、さらに軸方向スロット１０７と流通するシリンダポート１１９内を流れる。このシリンダポート１１９と軸方向スロット１０７との重ね合う領域は可変オリフィスを形成し、これら個々の可変オリフィスの集合は流量制御する可変オリフィスＡ５を構成する。故に、流体流は可変オリフィスＡ１、可変オリフィスＡ２、流体メータ６５、可変オリフィスＡ３、可変オリフィスＡ４、流体モータ４５、そして可変オリフィスＡ５を上述したように流れて、右方向に転舵する場合における「メイン流路」を構成する。尚、流体制御器の弁を構成する上で、実施の形態によっては、可変オリフィスＡ２とＡ３（例えば、これらは流体メータ６５の入口と出口の対応する側に設ける）を必要としない場合があることに注意されたい。さらに、実施の形態によっては、制御器を構成する上で、オリフィスＡ２、Ａ３を可変ではなく、固定されたオリフィスとして構成する場合がある。従って、本発明の実施の形態を構成する上で要求される最小の条件は、入口ポート３１と流体メータ６５の間に流体制御するオリフィス（例えば、Ａ１オリフィス）を一つ設け、そしてさらに流体メータ６５と制御ポート４１または４３との間に流体制御するオリフィス（例えば、Ａ４オリフィス）を一つ設けることである。
【００３４】
図４を参考にしながら図８を参照すると、６つの軸方向にのびるスロット１０５のうち少なくともいずれか一つに対して軸方向にのびる溝部１２１を備える。本発明に係る好適な実施の形態では、３つの溝部１２１を備えるが、ただしこれは具体例の一つに過ぎない。また、本発明に係る好適な実施の形態では、具体例の一つでは、弁６１の最大変位（偏向）は約１０°である。この場合、弁６１が最大変位（図２の符号Ｒ−Ｍ参照）に近づくにつれ、つまり、スプールとスリーブの相対変位が約９度になると（図８に示す位置参照）、可変オリフィスＡ１〜Ａ５の流量領域はその最大領域に達するか、ほぼ近づく。図解と説明を容易にするために、符号１１３−Ｒ、１１３−Ｌを用いて説明すると、右方向に転舵する場合、その最大変位では、圧力ポート１１３−Ｒは軸方向のスロット１０３と重なり合ってＡ１オリフィスを構成する。一方、左方向に転舵する場合、その最大変位では、圧力ポート１１３−Ｌは（図８に示した）対応する軸方向スロット１０３から離れるように移動して、（この反対側の）対応する軸方向スロット１０３と重なり合って（左方向に転舵する場合における）Ａ１オリフィスを構成する（図示せず）。
【００３５】
さらに、図８に示すように、スプール７７とスリーブ７９との相対位置（相対変位）が最大変位位置（図２の符号Ｒ−Ｍ参照）に近づくと、圧力ポート１１３−Ｌは対応する軸方向にのびる溝１２１と重なり合い、この重なり合う領域が可変オリフィスを形成する。添付した実施の形態では、これら重なり合った領域は３つある（つまり、溝部１２１は３つある）。そして、これら重なり合った領域はブリード用（小流量用）の可変ブリードオリフィスＡ_Bを構成する。故に、スプール７７の３箇所で軸方向にのびるスロット１０５に軸方向にのびる溝部１２１を備える場合、圧力ポート１１３を介して、加圧されているが、計測されていない流体が溝部１２１内を流れて、軸方向スロット１０５内に流れるように、ブリード流が形成される。これら３箇所におけるブリード流は、合わせてブリード路を構成する。図２の概略図に最適に示すように、可変ブリードオリフィスＡ_Bを含むブリード路は、第一可変オリフィスＡ１の上流側の位置でメイン流路と流通する上流部と、流体メータ（流体アクチュエート手段）６５の下流側でメイン流路と流通する下流部を有する。ただし、可変オリフィスＡ４の（好適には）上流部を除く。尚、図２では、Ｒ−Ｍ及びＬ−Ｍ位置で、オリフィスＡ４を固定オリフィスとして概略的に示しているが、しかしこれは理解を容易にするために略して示しているに過ぎない。
【００３６】
当業者には公知なように、ステアリング操作のほとんどは、弁６１が通常の操作位置にある場合に行われる、つまり、図７に示すように、スプール７７がスリーブ７９に対して２°〜８．５°または９°の範囲内で変位する場合にほとんどのステアリング操作が行われる。一方、弁が最大変位にある場合、つまり図８に示した最大可能変位１０°に対して、弁が少なくとも８．５°または９°変位する場合には、ステアリング操作はほとんど行われない。しかしながら、従来の技術で説明したように、操向車輪５７が縁石、窪みあるいは他の障害物と接触する場合には、操向車輪のさらなる移動は妨害され、即ちステアリングが障害物に妨害される状態が生じて、ロータリーモータ４５による操向車輪の伝達するトルクによって、流体制御器２７の弁６１が図８に示す最大変位状態（Ｒ−Ｍ）に移動する。また、従来の技術で説明したように、ステアリングシステムが上述した状態にある場合には、典型的にロータリーモータ４５の入口と出口との間に内部に漏流路が生じるのが顕著になる。しかしながら、本発明に係る実施の形態では、ブリード路を介して十分な量の流体を流通させ、可変ブリードオリフィスＡ_Bに流体を流し、そして流体制御器２７のメイン流路を流れる流体を合流させて、このメイン流路とブリード路との合流を制御ポート４３に流し、そしてここからロータリーモータ４５の入口に流入させる。従って、本発明の実施の形態は、ステアリングアクチュエータ内に生じる漏流を効率的に補正する流体制御器を提供する。
【００３７】
本発明は、以上記載した特定された実施の形態と関連して説明したが、しかしながら本明細書を理解することによって、当業者であれば、様々な変形及び修正を行うことが可能であると思料する。ただし、これら変形及び修正は、添付した請求の範囲内に含まれる限り、全て本発明に抱合されることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に利用可能な流体制御器を含む油圧式のパワーステアリングシステムの油圧経路を示す略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る油圧経路を示す拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る流体制御器の軸方向断面図である。
【図４】図２に概略的に示した流体制御器に備えるスプールバルブを示す平面図である。
【図５】図２に概略的に示した流体制御器に備えるスリーブバルブを示す平面図である。
【図６】弁がニュートラル位置にあるときの、図４及び図５に示した弁を重ね合わせて部分的に示す拡大図である。
【図７】図６と同様に弁を重ね合わせて示す図であるが、しかし右方向に転舵する場合の、弁が通常の操作位置にあるときの図である。
【図８】図６と同様に弁を重ね合わせて示す図であるが、しかし右方向に転舵する場合の、弁が最大変位位置にあるときの図である。
【符号の説明】
１１加圧流体源
２７流体制御器（フルイドコントローラ）
２９ハウジング
３１入口ポート
３３戻りポート
４１、４３制御ポート
４５装置（ロータリーモータ）
４７入口
４９出口
６１弁
６５流体アクチュエート手段（流体メータ）
７７第一弁部材（スプール）
７９従属弁部材（スリーブ）
９７弾性部材（スプリング）
１０３第一軸方向スロット
１０５第二軸方向スロット

Claims

加圧流体源（１１）から流圧によって作動する装置（４５）まで流れる流体流を制御する流体制御器（２７）であって、前記装置（４５）は入口（４７）と出口（４９）を備えるとともにこれらの間に漏流路を設け、前記流体制御器（２７）はハウジング（２９）を有し、該ハウジング（２９）に加圧流体源（１１）と流通する入口ポート（３１）と、システムリザーバ（１７）と流通する戻りポート（３３）と、そして前記流圧によって作動する装置（４５）の前記入口（４７）と流通する制御ポート（４１）を設け、さらに前記ハウジング（２９）内に弁（６１）を配置して、ニュートラル位置（Ｎ）と、通常の操作位置（Ｒ）と、最大変位位置（Ｒ−Ｍ）を定め、さらに、前記弁（６１）が通常の操作位置（Ｒ）にある場合、前記ハウジング（２９）と前記弁（６１）は協働してメイン流路（３１、Ａ１、６５、Ａ４、４１）を定めて、前記入口ポート（３１）と前記制御ポート（４１）を流通させ、さらに、流体アクチュエート手段（６５）を備えて、前記弁（６１）に追従移動を伝達させて、前記弁を前記通常の操作位置（Ｒ）から前記ニュートラル位置（Ｎ）まで戻すようにさせ、この際、前記追従移動は前記メイン流路内を流れる流量に比例し、さらに前記メイン流路に第一可変オリフィス（Ａ１）を備えて、この流通領域を前記弁が前記ニュートラル位置（Ｎ）にあるときに最小にし、かつ、前記弁が前記通常の操作位置（Ｒ）から前記最大変位位置（Ｒ−Ｍ）に向って移動するときに流通領域を増大させるようにし、さらに、
（ａ）前記第一可変オリフィス（Ａ１）の上流側の位置で前記メイン流路と流通する上流部と、前記流体アクチュエート手段（６５）の下流側で前記メイン流路と流通する下流部を有するように前記弁（６１）にブリード路を定め、かつ、
（ｂ）前記ブリード路に可変ブリードオリフィス（Ａ_B）を設けて、この流通領域を前記弁が前記ニュートラル位置（Ｎ）と前記通常の操作位置（Ｒ）にあるときにほぼゼロにし、かつ前記弁（６１）が前記最大変位位置（Ｒ−Ｍ）に近づくにつれ、開口しはじめるようにして、前記漏流路の漏出量を補正させ、
（ｃ）前記弁（６１）が前記通常の操作位置（Ｒ）にあるとき、従属弁部材（７９）は第一圧力ポート（１１３−Ｒ）と第二圧力ポート（１１３−Ｌ）を設けて、双方のポートを前記入口ポート（３１）と流通させ、さらに、第一弁部材（７７）は第一軸方向スロット（１０３）を設け、前記第一圧力ポート（１１３−Ｒ）と前記第一軸方向スロット（１０３）を流通させて、前記第一可変オリフィス（Ａ１）を構成することを特徴とする流体制御器。
前記弁（６１）に第一の回転自在の弁部材（７７）と、該部材（７７）と協働して相対的に回転自在の従属弁部材（７９）を備え、前記第一弁部材と前記従属弁部材は相対変位に従って前記ニュートラル位置を定め、さらに、前記流体制御器に弾性部材（９７）を備えて、前記第一弁部材（７７）と前記従属弁部材（７９）を互いに前記ニュートラル位置に向って付勢させることを特徴とする請求項１に記載の流体制御器。
前記第一弁部材（７７）と前記従属弁部材（７９）は前記弾性部材（９７）の付勢力に抗して互いに前記ニュートラル位置（Ｎ）から前記通常の操作位置（Ｒ）まで変位自在であることを特徴とする請求項２に記載の流体制御器。
前記第一弁部材（７７）と前記従属弁部材（７９）は互いに前記ニュートラル位置（Ｎ）から前記通常の操作位置（Ｒ）を超えて前記最大変位位置（Ｒ−Ｍ）まで変位自在であり、かつ、前記最大変位位置は前記第一弁部材（７７）と前記従属弁部材（７９）の相対変位の最大可能量に相当することを特徴とする請求項３に記載の流体制御器。
前記第一弁部材（７７）に第二軸方向スロット（１０５）を設けて、前記第一可変オリフィス（Ａ１）の下流の、前記メイン流路の一部を構成させ、前記弁が前記通常の操作位置（Ｒ）にあるとき、前記第二圧力ポート（１１３−Ｌ）と前記第二軸方向スロット（１０５）との流通を防止し、かつ、前記弁（６１）が前記最大変位位置（Ｒ−Ｍ）に近づくにつれ、前記第二圧力ポート（１１３−Ｌ）と前記第二軸方向スロット（１０５）との流通を行わせることを特徴とする請求項１に記載の流体制御器。