(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプとパワーシリンダの両油室とリザーバとにそれぞれ接続する流路に可変絞りをそれぞれ設けた制御弁と、前記ポンプの吐出通路中に設けられたメータリングオリフィスの前後差圧に応じてバイパス通路を開閉し前記制御弁に供給する流量を所定流量に制御する流量調整用のバイパスバルブとを備えた動力舵取装置において、前記バイパスバルブに、両端に受圧面積差をもつ負荷圧感応弁を摺動可能に貫通させ、この負荷圧感応弁の後端に、負荷圧感応弁およびバイパスバルブをバイパス通路が閉止される方向に付勢する流量調整用ばねを作用させるとともに、低負荷時には、負荷圧感応弁の先端がバイパスバルブから突出する突出量が最大となる位置に負荷圧感応弁が保持され、ステアリング操作により負荷圧が上昇すると、前記突出量が減少する方向に負荷圧感応弁が変位されるようにしてなる動力舵取装置における流量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車等に使用される動力舵取装置における流量制御装置に関するもので、特に、低負荷時にポンプから制御弁に供給される流量を低減して省エネルギ化を図った動力舵取装置における流量制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハンドルを操作していない低負荷時にポンプから制御弁に供給される流量を低減して省エネルギ化を図った動力舵取装置における流量制御装置は、例えば特開平６−８８４０号公報に記載されているように公知である。かかる流量制御装置においては、流量調整弁のばね室と低圧側との間に、負荷圧に応じて絞り開度が変化される負荷圧感応弁を設け、低負荷時においては、負荷圧感応弁を介して流量調整弁のばね室を低圧側に開放して制御弁に供給される流量を低減させ、省エネルギ化を達成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種の流量制御装置においては、ポンプのハウジングに、制御弁に供給する流量を制御する流量調整弁を収納するための収納穴と、低負荷時にその流量を低減する負荷圧感応弁を収納するための収納穴とを設けなければならず、省エネルギ化のためのポンプハウジングを別個に設計、製造しなければならず、従来一般のポンプハウジングとの互換性がない問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたもので、ポンプとパワーシリンダの両油室とリザーバとにそれぞれ接続する流路に可変絞りをそれぞれ設けた制御弁と、前記ポンプの吐出通路中に設けられたメータリングオリフィスの前後差圧に応じてバイパス通路を開閉し前記制御弁に供給する流量を所定流量に制御する流量調整用のバイパスバルブとを備えた動力舵取装置において、前記バイパスバルブに、両端に受圧面積差をもつ負荷圧感応弁を摺動可能に貫通させ、この負荷圧感応弁の後端に、負荷圧感応弁およびバイパスバルブをバイパス通路が閉止される方向に付勢する流量調整用ばねを作用させるとともに、低負荷時には、負荷圧感応弁の先端がバイパスバルブから突出する突出量が最大となる位置に負荷圧感応弁が保持され、ステアリング操作により負荷圧が上昇すると、前記突出量が減少する方向に負荷圧感応弁が変位されるようにしたものである。
【０００５】
【作用】
上記の構成により、操舵の中立状態においては、負荷圧が低いので、負荷圧感応弁の両端に作用する油圧推力差は小さく、従って負荷圧感応弁は流量調整用ばねのばね力によって摺動端に保持されて負荷圧感応弁の先端がバイパスバルブから最大量突出しており、この状態においては流量調整用ばねのばね力は小さいので、メータリングオリフィス前後の差圧は小さく、小さな差圧でバイパス通路が開口制御される。従って、制御弁に供給される作動油の供給流量が減少され、エネルギー損失を低減できる。
【０００６】
その状態でステアリング操作により負荷圧が上昇すると、負荷圧感応弁の左右受圧面積差により、負荷圧感応弁の両端に作用する油圧推力差が増大し、しかしてその油圧推力差が流量調整用ばねのばね力に打ち勝つと、負荷圧感応弁は、その先端のバイパスバルブからの突出量が減少する方向に流量調整用ばねを圧縮しながら変位する。これにより流量調整用ばねのばね力が増大される。その結果、メータリングオリフィス前後の差圧が高くなるので、バイパス通路は大きな差圧でしか開口せず、制御弁に供給される作動油の供給流量が最大供給流量まで増大され、アシスト作用に寄与する。
【０００７】
【実施例】
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は油圧式の動力舵取装置の全体構成を示し、この動力舵取装置は、主として、自動車エンジンによって駆動されるポンプ１０と、リザーバ１１と、ステアリング操作をパワーアシストするパワーシリンダ１２と、ステアリングホイール１３の回転により作動して前記ポンプ１０からパワーシリンダ１２に供給される作動油を絞り制御するロータリ式の制御弁１４とによって構成されている。
【０００８】
前記ポンプ１０のポンプハウジング１５には、図２に示すように弁収納穴１６が形成され、この弁収納孔１６の一端にはユニオン１７が液密的に螺着され、他端はキャップ１８によって閉塞されている。弁収納孔１６にはポンプ１０の吐出ポートに連通する供給通路１９とポンプ１０の吸入ポートに連通するバイパス通路２０が弁収納孔１６の軸線方向に離間して開口されている。
【０００９】
前記ユニオン１７には前記制御弁１４の入口ポートに通ずる送出口２１が開口されているとともに、メータリングオリフィス２２が形成され、このメータリングオリフィス２２を介して送出口２１が前記供給通路１９に連通されている。また、前記弁収納穴１６には流量調整用のバイパスバルブ２３が摺動可能に嵌挿され、このバイパスバルブ２３の一端に前記供給通路１９に連通する供給室２４が形成され、他端にばね室２５が形成されている。バイパスバルブ２３には負荷圧感応弁３０が一定量ΔＬだけ相対摺動可能に貫通され、この負荷圧感応弁３０はバイパスバルブ２３との間に介挿した位置保持用ばね３１のばね力により通常供給室２４側に先端が最大量突出した位置に保持されている。また前記ばね室２５側に突出する負荷圧感応弁３０の突出端（後端）と前記キャップ１８との間には流量調整用ばね３２が介挿され、この流量調整用ばね３２のばね力により前記負荷圧感応弁３０およびバイパスバルブ２３を通常バイパス通路２０を閉止する方向に付勢している。
【００１０】
前記ばね室２５はポンプハウジング１５に形成した連通路３３を介して前記メータリングオリフィス２２の下流側に連通されている。これによりバイパスバルブ２３の両端にはメータリングオリフィス２２の前後差圧が導入され、バイパスバルブ２３はこの前後差圧を一定に維持するようにバイパス通路２０の開度を調整するようになっている。上記したメータリングオリフィス２２、バイパスバルブ２３および流量調整用ばね３２により、流量調整弁３５を構成している。
【００１１】
前記負荷圧感応弁３０の供給室２４側に突出する受圧面積Ａ１（直径Ｄ１）と、ばね室２５側に突出する受圧面積Ａ２（直径Ｄ１）とは差をもたせてあり、供給室２４側受圧面積のほうがばね室２５側受圧面積より大きく設定（Ａ１＞Ａ２）されている。しかして供給室２４側受圧面積にはメータリングオリフィス２２を通過する前の圧力Ｐ１が作用し、またばね室２５側受圧面積にはメータリングオリフィス２２を通過した後の圧力Ｐ２が作用する。これにより負荷圧感応弁３０をばね室２５側（図２の右方向）に押圧する推力Ｆ１は、Ｆ１＝Ｐ１×Ａ１となり、供給室２４側（図２の左方向）に押圧する推力Ｆ２は、Ｆ２＝Ｐ２×Ａ２＋Ｆｓとなる。ここでＦｓは流量調整用ばね３２のばね力を示す。
【００１２】
かかる負荷圧感応弁３０は、負荷圧（ポンプ圧）が低いときは、前記推力Ｆ１、Ｆ２の関係がＦ１＜Ｆ２となっているが、負荷圧が高くなると、前記受圧面積差によりその関係が逆転してＦ１＞Ｆ２となり、負荷圧感応弁３０が、その先端のバイパスバルブ２３からの突出量が減少する方向に流量調整用ばね３２に抗して前記一定量ΔＬだけ変位される。前記負荷圧感応弁３０に作用する前記流量調整用ばね３２は、負荷圧感応弁３０の変位に応じてばね力Ｆｓが図３のＡに示すように比例的に変化する。これにより無負荷時においては、ばね力Ｆｓは図３のＡ１に示すようになり、負荷圧感応弁３０が一定量だけ変位した負荷時においては、同図のＡ２に示すようになる。従って無負荷時においてはばね力Ｆｓ１は比較的低いが、負荷時においてはばね力Ｆｓ２が高くなる。なお、同図において、変位量Ｌ０は流量調整用ばね３２の初期セット位置、Ｌ１はバイパスバルブ２３によるバイパス通路開口開始位置を示す。
【００１３】
これによって負荷圧感応弁３０に作用する推力は、供給室２４内の圧力が低い無負荷時においては、前記左右推力の関係はＦ１＜Ｆ２となり、負荷圧感応弁３０は前記流量調整用ばね３２のばね力により供給室２４側に先端が最大量突出した位置に保持されている。しかるに、供給室２４内の圧力が高くなる負荷時においては、左右推力の関係はＦ１＞Ｆ２となり、負荷圧感応弁３０が、その先端のバイパスバルブ２３からの突出量が減少する方向に流量調整用ばね３２のばね力に抗して変位され、流量調整用ばね３２が圧縮されてばね力が高められる。
【００１４】
前記制御弁１４は、図１に簡略図示するように、ポンプ１０とパワーシリンダ１２の両油室とリザーバ１１とにそれぞれ接続する４つの流路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４にセンタオープン形の可変絞りＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を設けた構成からなっている。なお、図１中４０は、前記負荷圧感応弁３０内に組み込まれたレリーフ弁で、このレリーフ弁４０は前記バイパスバルブ２３のばね室２５の圧力が設定圧以上になったときに作動して、圧力を負荷圧感応弁３０およびバイパスバルブ２３に形成されたレリーフ通路４１を介してバイパス通路２０に逃がすようになっている。
【００１５】
次に上述した構成に基づいて作動を説明する。自動車エンジンによりポンプ１０が駆動されると、作動油がポンプ１０の吐出ポートから供給通路１９に吐出される。供給通路１９に吐出された作動油はメータリングオリフィス２２を経て送出口２１から制御弁１４に供給される。また、作動油はメータリングオリフィス２２を通過した後、ばね室２５に導入される。従ってバイパスバルブ２３および負荷圧感応弁３０には、メータリングオリフィス２２前後の差圧が作用する。
【００１６】
操舵の中立状態においては、制御弁１４に供給された作動油は可変絞りＶ１、Ｖ２より可変絞りＶ３、Ｖ４を介してリザーバ１１に等分的に排出され、パワーシリンダ１２の両油室は均等な低圧状態に保持される。この状態においては負荷圧が低いので、負荷圧感応弁３０の両端に作用する油圧推力差は小さく、流量調整用ばね３２のばね力の作用によりＦ１（Ｐ１×Ａ１）＜Ｆ２（Ｐ２×Ａ２＋Ｆｓ）の関係が成り立つ。従って、負荷圧感応弁３０は供給室２４側に先端が最大量突出した位置に保持され、この状態においては流量調整用ばね３２のばね力は比較的小さなＦｓ１となっている。
【００１７】
従ってバイパスバルブ２３はメータリングオリフィス２２前後の差圧が比較的低い状態でバイパス通路２０を開口制御し、その結果、メータリングオリフィス２２を介して送出口２１から制御弁１４に供給される作動油の供給流量は、図４のＡに示す流量Ｑ１に減少される。これにより、ポンプ動力のエネルギー損失を低減できる。
【００１８】
なお、この際、バイパスバルブ２３によるバイパス通路２０の開口面積の拡大により流量調整用ばね３２が圧縮され、流量調整用ばね３２のばね力が増大されるが、この際の増加分は上記した負荷圧の変化による負荷圧感応弁３０の一定量の変位によるばね力の変化に比べれば僅かであり、流量調整機能には殆ど影響を及ぼさないものである。
【００１９】
この状態より、ステアリングホイール１３が回転操作されると、ステアリングホイール１３の回転方向に応じて、可変絞りＶ１、Ｖ３と可変絞りＶ２、Ｖ４のいずれか一方が拡大され、他方が縮小されるため、負荷圧が上昇してパワーシリンダ１２の両油室に差圧が発生する。この負荷圧がある圧力まで上昇すると、負荷圧感応弁３０の受圧面積差により、負荷圧感応弁３０の両端に作用する油圧推力差が増大し、しかしてその油圧推力差が流量調整用ばね３２のばね力Ｆｓに打ち勝つと、つまり、Ｆ１（Ｐ１×Ａ１）＞Ｆ１（Ｐ２×Ａ２＋Ｆｓ）になると、負荷圧感応弁３０は、その先端のバイパスバルブ２３からの突出量が減少する方向にばね３４に抗してバイパスバルブ２３に対し一定量ΔＬ相対変位され、流量調整用ばね３２を圧縮する。これにより流量調整用ばね３２のばね力ＦｓはΔＦｓ増大されてＦｓ１からＦｓ２に変化する。
【００２０】
従ってバイパスバルブ２３はメータリングオリフィス２２前後の差圧が高くならないとバイパス通路２０が開口制御されず、この差圧の増大により、メータリングオリフィス２２を介して送出口２１から制御弁１４に供給される作動油の供給流量は、図４のＢに示す流量Ｑ２まで増加され、アシスト作用に寄与する。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明は、流量調整用のバイパスバルブに、両端に受圧面積差をもつ負荷圧感応弁を摺動可能に貫通させ、この負荷圧感応弁の後端に、負荷圧感応弁およびバイパスバルブをバイパス通路が閉止される方向に付勢する流量調整用ばねを作用させるとともに、低負荷時には、負荷圧感応弁の先端がバイパスバルブから突出する突出量が最大となる位置に負荷圧感応弁が保持され、ステアリング操作により負荷圧が上昇すると、前記突出量が減少する方向に負荷圧感応弁が変位されるようにした構成であるので、低負荷時に制御弁に供給する作動油の流量を低減する省エネルギ化をポンプハウジングを何ら変更することなく行い得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す動力舵取装置における流量制御装置の全体構成図である。
【図２】流量制御装置の詳細を示す図１のＢ部の詳細断面図である。
【図３】流量調整用ばねの変位に対するばね力の変化を示すグラフである。
【図４】回転数に対する制御流量特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  ポンプ
１１  リザーバ
１２  パワーシリンダ
１５  ポンプハウジング
１９  供給通路
２０  バイパス通路
２２  メータリングオリフィス
２３  バイパスバルブ
３０  負荷圧感応弁
３２  流量調整用ばね
Ｖ１〜Ｖ４  可変絞り
【図１】
0003596431.tif 000002
【図２】
0003596431.tif 000003
【図３】
0003596431.tif 000004
【図４】
0003596431.tif 000005