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JPH0710650U - 全油圧式ステアリングシステムの方向制御弁 - Google Patents

全油圧式ステアリングシステムの方向制御弁

Info

Publication number
JPH0710650U
JPH0710650U JP040622U JP4062293U JPH0710650U JP H0710650 U JPH0710650 U JP H0710650U JP 040622 U JP040622 U JP 040622U JP 4062293 U JP4062293 U JP 4062293U JP H0710650 U JPH0710650 U JP H0710650U
Authority
JP
Japan
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pressure oil
spool
steering
tank
oil
Prior art date
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Pending
Application number
JP040622U
Other languages
English (en)
Inventor
信樹 長谷川
幸夫 菅野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP040622U priority Critical patent/JPH0710650U/ja
Priority to AU72379/94A priority patent/AU683675B2/en
Priority to EP94921812A priority patent/EP0710789A4/en
Priority to PCT/JP1994/001223 priority patent/WO1995003505A1/ja
Priority to US08/583,054 priority patent/US5682744A/en
Publication of JPH0710650U publication Critical patent/JPH0710650U/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステアリングシリンダの圧油が方向制御弁よ
りタンクに急激に流出しないようにする。 【構成】 ステアリングシリンダの圧油をタンクに流出
する方向制御弁３のスプール２２に小径部４０と第１・
第２切欠溝４１，４２を形成し、その第１切欠溝４１の
開口面積がスプールストロークに比例して順次大きくな
り、第２切欠溝４２の開口面積がスプール中間ストロー
クまでは増大しそれ以降は減少するようにしてステアリ
ングシリンダの圧油がタンクに急激に流出しないように
する。

Description

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本考案は、全油圧式ステアリングシステムにおける油圧ポンプの吐出圧油をス テアリングシリンダに供給する方向制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
全油圧式ステアリングシステムとしては図１に示すものが知られている。 つまり、油圧ポンプ１の吐出圧油をステアリングシリンダ２の油室２ａ、油室 ２ｂに供給する方向制御弁３と、前記油圧ポンプ１の吐出圧油を方向制御弁３の 第１・第２受圧部４，５に供給して切換えるステアリングバルブ６と、このステ アリングバルブ６を切換えるハンドル７と、油圧ポンプ１の吐出圧油とステアリ ングバルブ６より供給された圧油を合流して方向制御弁３に供給する合流弁８と 、開閉弁９を備えた全油圧式ステアリングシステムが知られている。
【０００３】 前述の全油圧式ステアリングシステムにおいては、ハンドル７を操作すること でステアリングバルブ６の第１又は第２ポート１１，１２に油圧ポンプ１の吐出 圧油が供給され、その圧油は方向制御弁３の第１又は第２受圧部４，５に供給さ れて方向制御弁３を中立位置Ａから第１位置Ｂ又は第２位置Ｃに切換え、これに より合流弁８が遮断位置Ｄから連通位置Ｅとなり、さらに開閉弁９が閉位置Ｆか ら開位置Ｇとなって、前記油圧ポンプ１の吐出圧油は合流弁８、開閉弁９を経て 再び合流弁８に流れてステアリングバルブ６より供給された圧油と合流して方向 制御弁３よりステアリングシリンダ２の油室２ａ又は油室２ｂに供給され、油室 ２ｂ、油室２ａ内の圧油は方向制御弁３よりドレーン路１３を経てタンクに流出 してステアリングシリンダ２を縮み又は伸ばして図示しない操舵輪を左又は右に 操舵し、ハンドル７を任意の位置で停止するとステアリングバルブ６は圧油を出 力しなくなって方向制御弁３はスプリング１４で中立位置Ａに復帰してステアリ ングシリンダ２に圧油が流れなくなりステアリングシリンダ２の油室２ａ又は油 室２ｂ内の圧力が保持される。
【０００４】 このようであるから、ステアリングシリンダ２はハンドル７の操作量に比例し たストロークだけ伸縮して操舵角が決定されると共に、ステアリングバルブ６よ り供給される流量よりも大流量をステアリングシリンダ２に供給できる。つまり 、ステアリングバルブ６はオービットロール（商品名）と呼ばれ、ハンドル７の 操作量に見合うだけの流量を出力するメータリング機能を有するバルブであり、 そのステアリングバルブ６は構造上大流量を出力できないので、そのステアリン グバルブ６の出力圧油をパイロット圧として方向制御弁３を切換えてステアリン グバルブ６の出力圧油の一定倍率分の大流量をステアリングシリンダ２に供給で きるようにしてあり、方向制御弁３と合流弁８と開閉弁９で流量増大バルブとな る。
【０００５】 図１において油圧ポンプ１の吐出路１ａに設けたバルブ１５はステアリング操 作しない時に油圧ポンプ１の吐出圧油を他の回路１４に供給するものである。
【０００６】
【考案が解決しようとする課題】
前述のようにしてステアリングシリンダ２を伸縮して左又は右に操舵している 状態ではステアリングシリンダ２の油室２ａ又は油室２ｂに圧力が生じており、 この状態よりハンドル７を反対方向に操作（このことを以下切り返しという）す ると方向制御弁３は第１又は第２位置Ｂ、Ｃに切換ってステアリングシリンダ２ の圧力が生じている油室２ａ又は油室２ｂをドレーン路１３に連通してその圧力 が急激に降下するとともに振動し操舵輪自身の反力と相俟って方向制御弁３自身 も振動し、操舵輪がスムーズに動かないためオペレータにショックとして感じら れる。 この現象は、車両が停止している状態で操舵輪を大きく操舵した場合、より顕 著に現われる。
【０００７】 つまり、方向制御弁３は図２に示すように弁本体２０のスプール孔２１にスプ ール２２を嵌挿し、そのスプール孔２１に主入口ポート２３、第１・第２アクチ ュエータポート２４，２５、第１・第２タンクポート２６，２７、第１・第２パ イロット圧検出ポート２８，２９、第１・第２パイロット圧導入ポート３０，３ １を形成し、主入口ポート２３が合流弁８を経て油圧ポンプ１に連通し、第１・ 第２アクチュエータポート２４，２５がステアリングシリンダ２の油室２ａ、油 室２ｂに連通し、第１・第２タンクポート２６，２７がドレーン路１３に連通し 、第１・第２パイロット圧検出ポート２８，２９が合流弁８に連通し、第１・第 ２パイロット圧導入ポート３０，３１が第１・第２受圧部４，５に連通し、かつ ステアリングバルブ６の第１・第２ポート１１，１２に連通している。
【０００８】 そして、スプール２２は左右のスプリング１４で各ポートを遮断する中立位置 に保持され、第１又は第２パイロット圧導入ポート３０，３１にパイロット圧が 供給されるとスプール２２が左右に揺動して第１位置又は第２位置となり、第１ アクチュエータポート２４と第１タンクポート２６はスプール２２の切欠３２と 小径部３３で連通・遮断されると共に、第２アクチュエータポート２５と第２タ ンクポート２７もスプール２２の切欠３２と小径部３３で連通・遮断される。
【０００９】 このようであるから、第１・第２アクチュエータポート２４，２５と第１・第 ２タンクポート２６，２７の開口面積はスプール２２のストローク初期には切欠 ３２によって決定され、さらにストロークすると小径部３３によって決定される から、図３における実線Ａで示すようにスプールストロークに対する開口面積が 決定される。
【００１０】 したがって、スプール２２をストロークすることで、第１又は第２アクチュエ ータポート２４，２５と第１又は第２タンクポート２６，２７の開口面積は急激 に増加するので、操舵輪自身の反力と相俟って、ステアリングシリンダ２内の圧 力き急激に降下するとともにスプリング１４によってスプール２２も振動するた め、第１又は第２アクチュエータポート２４，２５と第１又は第２タンクポート ２６，２７の開口面積は急激に増減をくり返しステアリングシリンダ２内の圧力 変動が大きくなってしまう。
【００１１】 そこで、本考案は前述の課題を解決できるようにした全油圧式ステアリングシ ステムの方向制御弁を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
油圧ポンプ１の吐出圧油をハンドル７の操作量に比例して出力するステアリン グバルブ６と、このステアリングバルブ６の出力圧油をパイロット圧として切換 えられて油圧ポンプ１の吐出圧油をステアリングシリンダ２に供給する方向制御 弁３とを備えた全油圧式ステアリングシステムにおいて、 前記方向制御弁３を弁本体２０のスプール孔２１にスプール２２を嵌挿し、そ のスプール２２を中立位置より油圧ポンプ１の吐出圧油をステアリングシリンダ ２の油室２ａに供給し、油室２ｂ内の圧油をタンクに流出する第１位置と、油圧 ポンプ１の吐出圧油をステアリングシリンダ２の油室２ｂに供給し油室２ａ内の 圧油をタンクに流出する第２位置に移動自在とし、 前記スプール２２にステアリングシリンダ２からタンクに流出するための小径 部４０と切欠溝を形成し、その切欠溝を中立位置から第１又は第２位置に向けて 中間ストローク移動すると開口面積が増大し、それ以降は減少するようにした全 油圧式ステアリングシステムの方向制御弁。
【００１３】
【作 用】
スプール２２を中立位置より第１位置又は第２位置に向けて移動した時にステ アリングシリンダの圧油は切欠溝小径部４０を経てタンクに流出するが、その切 欠溝の開口面積はスプールが中間までストロークすると増大しそれ以降は減少す るから、ステアリングシリンダ２の圧力は大きく変動することがなくオペレータ のショックが低減する。
【００１４】
【実 施 例】
図４ないし図７を参照して本考案の実施例を説明する。なお、従来と同一部材 は符号を同一とする。 スプール２２における第１アクチュエータポート２４と第１タンクポート２６ を連通・遮断する部分に、常時第１タンクポート２６に開口した小径部４０と、 この小径部４０に開口した第１切欠溝４１と、この小径部４０に開口しない第２ 切欠溝４２を形成する。
【００１５】 前記第１切欠溝４１は図６に示すように小径部側４１ａが幅広で、小径部反対 側４１ｂ順次幅狭となり、スプール２２が中立位置の時には第１切欠溝４１は第 １アクチュエータポート２４に開口せずに第１タンクポート２６に開口し、前記 第２切欠溝４２は図７に示すように長手方向に連続した幅広形状となり、スプー ル２２が中立位置の時には第２切欠溝４２は第１アクチュエータポート２４には 開口せずに第１タンクポート２６に開口している。
【００１６】 このようであるから、中立位置の時には図４のように第１アクチュエータポー ト２４と第１タンクポート２６は遮断され、この状態より図８のようにスプール ２２を右方にＬ1 だけストロークすると第１・第２切欠溝４１，４２が第１アク チュエータポート２４に開口開始し、さらにスプール２２を図９ないし図１２に 示すように右方にストロークすると第１・第２切欠溝４１，４２と第１アクチュ エータポート２４の開口面積が順次増大する。
【００１７】 第１切欠溝４１は小径部４０に開口しているから第１タンクポート２６と第１ 切欠溝４１の開口面積（最小値）は図５で示された第１切欠溝４１の断面積で決 定し、これはスプールのストロークによらず一定となり、また第１アクチュエー タ２４と第１切欠溝４１の開口面積より大きいため、第１アクチュエータポート ２４と第１タンクポート２６の開口面積（最小値）は、第１アクチュエータポー ト２４と第１切欠溝４１の開口面積で決定され、これは図１３の実線Ｂで示すよ うにスプールストロークに比例して順次大きくなる。
【００１８】 第２切欠溝４２は小径部４０に開口していないので、図８のように開口が始ま ると、第１アクチュエータポート２４と第１タンクポート２６の開口面積（最小 値）は当初、第１アクチュエータポート２４と第２切欠溝４２の開口面積で決定 し、図１３の実線Ｃで示すようにストロークするにつれて増加してゆき、ストロ ークするにつれて減少してきた第１タンクポート２６と第２切欠溝４２の開口面 積と等しくなり、それ以降は第１アクチュエータポート２４と第１タンクポート ２６の開口面積は、第１タンクポート２６と第１切欠溝４２の開口面積で決定し ストロークにつれて順次減少し最大ストロークより若干手前でゼロとなる。
【００１９】 第１切欠溝４１と第２切欠溝４２による第１アクチュエータポート２４と第１ タンクポート２６との開口面積は図１３の実線ＢとＣをたしあわせた実線Ｄに示 すように中間ストロークまでは順次増大し、それ以後は減少し最大ストロークよ り若干手前以降は第１切欠溝４１の開口面積のみとなり、従来の方向制御弁の開 口面積と比較すると図３における実線Ｅ（図１３の実線Ｄに相当）となる。
【００２０】 図１４と図１５は第２実施例を示し、スプール２２における小径部４０を境と した一側部と他側部に小径部４０に開口した一側切欠溝５０と他側切欠溝５１を 形成し、その一側切欠溝５０は平面形状がほぼＶ字状で浅く短かくなり、他側切 欠溝５１は平面長方形状で深く長くなっている。
【００２１】 スプール２１が中立位置の時には図１６に示すように第１アクチュエータポー ト２４と第１タンクポート２６が遮断され、この状態より図１７に示すようにス プール２１を右方にＬ1 だけストロークすると一側切欠溝５０が第１アクチュエ ータポート２４に開口し、第１アクチュエータポート２４の圧油が一側切欠溝５ ０より第１タンクポート２６に流れ、さらにスプール２１を図１８，図１９に示 すように右方にストロークすると一側切欠溝５０による開口面積が順次増大して 第１アクチュエータポート２４より第１タンクポート２６に流れる流量が順次増 大する。
【００２２】 ここで、他側切欠溝５１はスプール２１が右方にストロークするにつれて第１ タンクポート２６との開口面積が減少するが、この他側切欠部５１は深く長いか ら、その断面積が一側切欠部５０の断面積よりも大きく、一側切欠溝５０による 開口面積よりも他側切欠溝５１による開口面積が大きいからスプール２１を右方 にストロークして一側切欠溝５０の開口面積を大きくすることで順次大流量が第 １タンクポート２６に流れる。
【００２３】 さらにスプール２１を図２０に示すように右方にストロークすると小径部４０ が第１アクチュエータポート２４に開口するから更に大流量が第１タンクポート ２６に流れる。
【００２４】 前述の状態よりスプール２１を図２１，図２２に示すように更に右方に移動す ると他側切欠溝５１の第１タンクポート２６への開口面積が順次減少するから第 １アクチュエータポート２４から第１タンクポート２６に流れる流量が順次減少 する。 これにより、第１アクチュエータ２４と第１タンクポート２６の開口面積は図 ３のＦに示すようになる。
【００２５】
【考案の効果】
スプール２２を中立位置より第１位置又は第２位置に向けて移動した時にステ アリングシリンダの圧油は切欠溝と小径部４０を経てタンクに流出するが、その 切欠溝の開口面積はスプールが中間までストロークすると増大しそれ以降は減少 するから、ステアリングシリンダ２の圧力は大きく変動することがなくオペレー タのショックが低減する。 スプール２２を中立位置より第１位置又は第２位置に向けて移動した時にステ アリングシリンダの圧油は切欠溝４４、小径部４０を通ってタンクに流出するが 、その切欠溝４４は幅狭であるからステアリングシリンダ２の圧油はタンクに急 激に流出することがなくオペレータのショックが低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】全油圧式ステアリングシステムの説明図であ
る。
【図２】従来の方向制御弁の断面図である。
【図３】方向制御弁のスプールストロークと開口面積の
関係を示す図表である。
【図４】本考案の第１実施例を示す方向制御弁の一部断
面図である。
【図５】図４の−断面図である。
【図６】第１切欠溝の平面図である。
【図７】第２切欠溝の平面図である。
【図８】動作説明図である。
【図９】動作説明図である。
【図１０】動作説明図である。
【図１１】動作説明図である。
【図１２】動作説明図である。
【図１３】第１・第２切欠溝の開口面積とスプールスト
ロークの関係を示す図表である。
【図１４】本考案の第２実施例を示す方向制御弁の一部
断面図である。
【図１５】図１４の−断面図である。
【図１６】動作説明図である。
【図１７】動作説明図である。
【図１８】動作説明図である。
【図１９】動作説明図である。
【図２０】動作説明図である。
【図２１】動作説明図である。
【図２２】動作説明図である。
【符号の説明】
１…油圧ポンプ、２…ステアリングシリンダ、２ａ…油
室、２ｂ…油室、３…方向制御弁、６…ステアリングバ
ルブ、７…ハンドル、２０…弁本体、２１…スプール
孔、２２…スプール、４０…小径部、４１…第１切欠
溝、４２…第２切欠溝。

Claims (4)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】 油圧ポンプ１の吐出圧油をハンドル７の
    操作量に比例して出力するステアリングバルブ６と、こ
    のステアリングバルブ６の出力圧油をパイロット圧とし
    て切換えられて油圧ポンプ１の吐出圧油をステアリング
    シリンダ２に供給する方向制御弁３とを備えた全油圧式
    ステアリングシステムにおいて、 前記方向制御弁３を弁本体２０のスプール孔２１にスプ
    ール２２を嵌挿し、そのスプール２２を中立位置より油
    圧ポンプ１の吐出圧油をステアリングシリンダ２の油室
    ２ａに供給し、油室２ｂ内の圧油をタンクに流出する第
    １位置と、油圧ポンプ１の吐出圧油をステアリングシリ
    ンダ２の油室２ｂに供給し油室２ａ内の圧油をタンクに
    流出する第２位置に移動自在とし、 前記スプール２２にステアリングシリンダ２からタンク
    に流出するための小径部４０と切欠溝を形成し、この切
    欠溝の形状を中立位置から第１位置又は第２位置に向け
    て移動すると開口面積が中間ストロークまでは増大し、
    それ以降は減少するようにしたことを特徴とする全油圧
    式ステアリングシステムの方向制御弁。
  2. 【請求項２】 油圧ポンプ１の吐出圧油をハンドル７の
    操作量に比例して出力するステアリングバルブ６と、こ
    のステアリングバルブ６の出力圧油をパイロット圧とし
    て切換えられて油圧ポンプ１の吐出圧油をステアリング
    シリンダ２に供給する方向制御弁３とを備えた全油圧式
    ステアリングシステムにおいて、 前記方向制御弁３を弁本体２０のスプール孔２１にスプ
    ール２２を嵌挿し、そのスプール２２を中立位置より油
    圧ポンプ１の吐出圧油をステアリングシリンダ２の油室
    ２ａに供給し、油室２ｂ内の圧油をタンクに流出する第
    １位置と、油圧ポンプ１の吐出圧油をステアリングシリ
    ンダ２の油室２ｂに供給し油室２ａ内の圧油をタンクに
    流出する第２位置に移動自在とし、 前記スプール２２にステアリングシリンダ２からタンク
    に流出するための小径部４０とその小径部４０に開口し
    た第１切欠溝４１と小径部４０に開口しない第２切欠溝
    ４２を形成したことを特徴とする全油圧式ステアリング
    システムの方向制御弁。
  3. 【請求項３】 弁本体２０にステアリングシリンダ２の
    油室２ａ、油室２ｂに連通したアクチュエータポートと
    タンクに連通したタンクポートを形成し、スプール２２
    にはタンクポートに常時開口しアクチュエータポートに
    は開口しない小径部４０と、この小径部４０に開口し、
    かつアクチュエータポートに開閉される第１切欠溝４１
    と、小径部４０に開口せずにアクチュエータポートとタ
    ンクポートに開閉される第２切欠溝４２を形成した請求
    項２記載の全油圧式ステアリングシステムの方向制御
    弁。
  4. 【請求項４】 油圧ポンプ１の吐出圧油をハンドル７の
    操作量に比例して出力するステアリングバルブ６と、こ
    のステアリングバルブ６の出力圧油をパイロット圧とし
    て切換えられて油圧ポンプ１の吐出圧油をステアリング
    シリンダ２に供給する方向制御弁３とを備えた全油圧式
    ステアリングシステムにおいて、 前記方向制御弁３を弁本体２０のスプール孔２１にスプ
    ール２２を嵌挿し、そのスプール２２を中立位置より油
    圧ポンプ１の吐出圧油をステアリングシリンダ２の油室
    ２ａに供給し油室２ｂ内の圧油をタンクに流出する第１
    位置と、油圧ポンプ１の吐出圧油をステアリングシリン
    ダ２の油室２ｂに供給し油室２ａ内の圧油をタンクに流
    出する第２位置に移動自在とし、 前記スプール２２にステアリングシリンダ２からタンク
    に流出するための小径部４０とその小径部４０に開口し
    た浅く短かい一側切欠溝５０と深く長い他側切欠溝５１
    を形成したことを特徴とする全油圧式ステアリングシス
    テムの方向制御弁。
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