(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプとリザーバとにそれぞれ接続する流路に設けた可変絞りによってハンドル操舵に応じてポンプより供給された作動油を絞り制御する第１の制御弁部と、前記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設けた可変絞りによってハンドル操舵に応じてポンプよりパワーシリンダに供給される作動油を絞り制御する第２の制御弁部とを並列に設けた制御弁を備え、前記第１の制御弁部を構成する各可変絞りを中立時にアンダラップとなるアンダラップバルブにて構成し、前記第２の制御弁部を構成する各可変絞りのうちポンプ側およびリザーバ側のいずれか一方の可変絞りを中立時にオーバラップとなるオーバラップバルブにて構成するとともに、他方の可変絞りを中立時にアンダラップとなるアンダラップバルブにて構成し、かつ操舵角の増大に応じて第２の制御弁部を流れる作動油の流量を急激に増加させるように前記第１の制御弁部のアンダラップバルブの面取深さを前記第２の制御弁部のアンダラップバルブの面取深さより浅くしたことを特徴とする動力舵取装置。
【請求項２】
ポンプとリザーバとにそれぞれ接続する流路に設けた可変絞りによってハンドル操舵に応じてポンプより供給された作動油を絞り制御する第１の制御弁部と、前記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設けた可変絞りによってハンドル操舵に応じてポンプよりパワーシリンダに供給される作動油を絞り制御する第２の制御弁部とを並列に設けた制御弁を備え、前記第１の制御弁部を構成する各可変絞りを中立時にアンダラップとなるアンダラップバルブにて構成し、前記第２の制御弁部を構成する各可変絞りのうちポンプ側およびリザーバ側のいずれか一方の可変絞りを中立時にオーバラップとなるオーバラップバルブにて構成するとともに、他方の可変絞りを中立時にアンダラップとなるアンダラップバルブにて構成し、かつ操舵角の増大に応じて第２の制御弁部を流れる作動油の流量を急激に増加させるように前記第１の制御弁部のアンダラップバルブの面取幅を前記第２の制御弁部のアンダラップバルブの面取幅より小さくしたことを特徴とする動力舵取装置。
【請求項３】
バルブの中立時における前記第１の制御弁部のアンダラップバルブのアンダラップ角θ１と前記第２の制御弁部のアンダラップバルブのアンダラップ角θ１を等しくしてなる請求項１もしくは請求項２に記載の動力舵取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車等に用いられる油圧式の動力舵取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、中立付近におけるパワーシリンダの差圧の上昇を防止して、中立剛性感を高めることを目的とした動力舵取装置として、特開平６−１２７４０１号公報に記載のものがある。かかる公報に記載のものは、制御弁に互いに並列に接続された２つの制御弁部を備え、一方の制御弁部を全てセンタオープン形可変絞りによって構成し、他方の制御弁部をセンタクローズド形可変絞りとセンタオープン形可変絞りによって構成し、この他方の制御弁部にパワーシリンダを接続している。
【０００３】
従って操舵の中立付近においては、センタクローズド形可変絞りによってパワーシリンダの両油室に差圧が発生せず、センタクローズド形可変絞りが開口し始めるまで操舵されると、パワーシリンダの両油室に差圧が発生されるようになっている。
この種の動力舵取装置においては、他方の制御弁部のセンタクローズド形可変絞りが開口し始めるまでは、ポンプから供給された作動油を一方の制御弁部のセンタオープン形可変絞りのみを介してリザーバに排出し、センタクローズド形可変絞りが開口し始めた後は、ポンプから供給された作動油を２つの制御弁部に分流し、センタオープン形可変絞りの絞り開度によりパワーシリンダの両油室の差圧を上昇させるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の動力舵取装置においては、ハンドルを急操舵したような場合には、パワーシリンダの圧力上昇に多少の応答遅れが生ずることがある。これは前述したようにポンプから供給された作動油が２つの制御弁部に分流されるために、パワーシリンダに供給される作動油の流量が半減され、従って急操舵による圧力上昇がパワーシリンダの高圧側油室への圧油の供給作用により流量が消費されたり、供給ラインのホースの膨張作用によって流量が消費されたりすることにより生ずるものと考えられる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述した問題点を解決するためにされたもので、請求項１に記載の動力舵取装置は、ポンプとリザーバとにそれぞれ接続する流路に設けた可変絞りによってハンドル操舵に応じてポンプより供給された作動油を絞り制御する第１の制御弁部と、前記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設けた可変絞りによってハンドル操舵に応じてポンプよりパワーシリンダに供給される作動油を絞り制御する第２の制御弁部とを並列に設けた制御弁を備え、前記第１の制御弁部を構成する各可変絞りを中立時にアンダラップとなるアンダラップバルブにて構成し、前記第２の制御弁部を構成する各可変絞りのうちポンプ側およびリザーバ側のいずれか一方の可変絞りを中立時にオーバラップとなるオーバラップバルブにて構成するとともに、他方の可変絞りを中立時にアンダラップとなるアンダラップバルブにて構成し、かつ操舵角の増大に応じて第２の制御弁部を流れる作動油の流量を急激に増加させるように前記第１の制御弁部のアンダラップバルブの面取深さを前記第２の制御弁部のアンダラップバルブの面取深さより浅くしたものである。
【０００６】
また、請求項２に記載の動力舵取装置は、ポンプとリザーバとにそれぞれ接続する流路に設けた可変絞りによってハンドル操舵に応じてポンプより供給された作動油を絞り制御する第１の制御弁部と、前記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設けた可変絞りによってハンドル操舵に応じてポンプよりパワーシリンダに供給される作動油を絞り制御する第２の制御弁部とを並列に設けた制御弁を備え、前記第１の制御弁部を構成する各可変絞りを中立時にアンダラップとなるアンダラップバルブにて構成し、前記第２の制御弁部を構成する各可変絞りのうちポンプ側およびリザーバ側のいずれか一方の可変絞りを中立時にオーバラップとなるオーバラップバルブにて構成するとともに、他方の可変絞りを中立時にアンダラップとなるアンダラップバルブにて構成し、かつ操舵角の増大に応じて第２の制御弁部を流れる作動油の流量を急激に増加させるように前記第１の制御弁部のアンダラップバルブの面取幅を前記第２の制御弁部のアンダラップバルブの面取幅より小さくしたものである。
【０００７】
【実施の形態】
以下本発明の実施の形態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、図略の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、図略のハンドルの回転に応じて作動して前記ポンプからパワーシリンダ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の吐出通路１６中には計量オリフィス１７が設けられ、この計量オリフィス１７の前後差圧に応動するバイパス弁１８が設けられている。このバイパス弁１８は、計量オリフィス１７の前後差圧を一定に維持するようにリザーバ１１に通ずるバイパス通路１９を開閉し、制御弁１４に供給する流量を一定に制御するようになっている。なお、バイパス弁１８はスプリング２０によって前記バイパス通路１９を閉止する方向に付勢されている。
【０００９】
前記制御弁１４は、図２に展開図として示すように、ハンドル１３に連結されて一体的に回転するバルブシャフト２１と、このバルブシャフト２１の外周に同軸的に配設されてパワーシリンダ１２によってパワーアシストされるステアリングリンケージに連結されるバルブボディ２２と、このバルブボディ２２とバルブシャフト２１とを相対回転可能に連結する図略のトーションバーと、これらを収納する図略のバルブハウジング等によって構成されている。
【００１０】
前記バルブシャフト２１とバルブボディ２２との間には、作動油を絞り制御する２種類の制御弁部２３、２４が周方向にそれぞれ９０度の間隔で交互に形成されている。
第１の制御弁部２３は、ポンプ１０とリザーバ１１とにそれぞれ接続する流路に可変絞りＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を設けた第１のブリッジ回路にて構成されている。これら可変絞りＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４をなすバルブ制御部は、図３のＡに示すように、中立時におけるアンダラップ角がθ１に設定されたアンダラップバルブとして構成されている。
【００１１】
第２の制御弁部２４は、前記第１の制御弁部２３に並列接続され、ポンプ１０とパワーシリンダ１２の両油室１２Ａ、１２Ｂとリザーバ１１とにそれぞれ接続する流路に可変絞りＶ５、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８を設けた第２のブリッジ回路にて構成されている。これら可変絞りのうち、ポンプ１０側に接続する可変絞りＶ５、Ｖ６をなすバルブ制御部は、図３のＢに示すように、中立時におけるオーバラップ角が前記と同量のθ１に設定されたオーバラップバルブとして構成されている。また、リザーバ１１側に接続する可変絞りＶ７、Ｖ８をなすバルブ制御部は、図３のＣに示すように、中立時におけるアンダラップ角が前記と同量のθ１に設定されたアンダラップバルブとして構成されている。
【００１２】
上記した第１の制御弁部２３のアンダラップバルブならびに第２の制御弁部２４のオーバラップバルブおよびアンダラップバルブのバルブシャフト２１側の各エッジ部には、それぞれ図３に示すように面取２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃが形成されている。これにより図４に示すように、アンダラップバルブといえどもアンダラップ角を越えてもバルブが閉止されるわけではなく、また同様にオーバラップバルブといえども中立時にバルブが完全に閉止されているわけではなく、面取２１Ｃによる僅かな絞り開度を保持している。
【００１３】
前記可変絞りＶ１〜Ｖ４、Ｖ７、Ｖ８を構成する第１および第２の制御弁部２３、２４のアンダラップバルブの各エッジ部に形成された面取２１Ａ、２１Ｃの回転方向の面取幅は同一のＬ０に設定されているが、半径方向の深さＤ１、Ｄ２は第２の制御弁部２４のほうが大きくなるように互いに差をもたせてある。すなわち、前記第１の制御弁部２３のアンダラップバルブの面取深さＤ１は小さく、第２の制御弁部２４のアンダラップバルブの面取深さＤ２は大きく設定してあり、図４に示すように可変絞りＶ１〜Ｖ４の絞り面積が深さの小さな面取２１Ａによって相当制限された状態においても、可変絞りＶ７、Ｖ８は深さの大きな面取２１Ｃによって未だ十分に大きな絞り面積が確保された状態にある。
【００１４】
上記のように構成した実施の形態において、ポンプ１０より吐出された作動油は、計量オリフィス１７とバイパス弁１８によって一定の流量に制御され、第１および第２の制御弁部２３、２４に供給される。
操舵の中立状態においては、第２の制御弁部２４のオーバラップバルブ側の可変絞りＶ５、Ｖ６の絞り面積が制限されているため、ポンプ１０より吐出された作動油のほとんどが第１の制御弁部２３の可変絞りＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を通ってリザーバ１１に排出される。
【００１５】
また、ハンドルが回転操作され、バルブシャフト２１がバルブボディ２２に対して例えば図２の右方向にわずかに相対回転すると、第１制御弁部２３の一方の可変絞りＶ２、Ｖ３の開口面積が拡大され、他方の可変絞りＶ１、Ｖ４の開口面積が縮小される。これにより、ポンプ１０の圧力が僅かに上昇するが、第２の制御弁部２４の可変絞りＶ５、Ｖ６の絞り面積は、リザーバ１１側に開口するＶ７、Ｖ８の絞り面積に対して十分に小さいため、パワーシリンダの両油室の差圧は実質的に０に保持される。
【００１６】
従って、バルブ回転角がθ１以下の中立付近においては、第１および第２の制御弁部２３、２４のアンダラップバルブの可変絞りＶ１〜Ｖ４、Ｖ７、Ｖ８の絞り面積の変化に拘らず、パワーシリンダ１２の両油室１２Ａ、１２Ｂはほぼ同圧に保たれ、中立剛性が高められる。
バルブ回転角がθ１を越えると、第２の制御弁部２４のポンプ１０側の一方の可変絞りＶ６が開口し始め、この際リザーバ側の一方の可変絞りＶ８が縮小状態にあるため、パワーシリンダ１２の一方の油室１２Ｂの圧力が上昇し、他方の油室１２Ａは拡大状態にある可変絞りＶ５を介してリザーバ１１に開放されるため、パワーシリンダ１２の両油室１２Ａ、１２Ｂに差圧が生じ、ハンドル操舵をアシストする。従ってマニアルトルク（ＴＭ）に対するパワーシリンダ１２の差圧（Ｐ）の関係を示すＴＭ−Ｐ特性は図５に示すようになる。
【００１７】
ところでバルブ回転角がθ１に達すると、面取深さの小さな第１の制御弁部２３のアンダラップバルブにて形成される可変絞りＶ１〜Ｖ４の絞り面積はきわめて小さくなるのに対し、面取深さの大きな第２の制御弁部２４のアンダラップバルブにて形成される可変絞りＶ７、Ｖ８の絞り面積は未だ十分に確保されており、これらの絞り面積の比率は可変絞りＶ１〜Ｖ４、Ｖ７、Ｖ８が完全に閉止されるまで持続される。
【００１８】
従って第１の制御弁部２３を流れる作動油の流量は、図６のＡに示すようにオーバラップバルブが開口し始めるバルブ回転角θ１までは、ポンプ１０から供給された作動油のほぼ全量となる。しかしながら、バルブ回転角がθ１を越えると、第１の制御弁部２３を流れる作動油の流量は面取深さの小さな面取２１Ａの開口に応じて急激に減少する。これに対して第２の制御弁部２４を流れる作動油の流量は、面取深さの大きな面取２１Ｃの作用により、同図のＢに示すように前記第１の制御弁部２３を流れる作動油の流量と逆比例して増加するようになる。
【００１９】
従ってハンドル操舵により、パワーシリンダ１２に接続する第２の制御弁部２４に多くの作動油が分配されるため、ハンドルが急操舵されたような場合にも、パワーシリンダ１２の油室への作動油の供給能力が向上し、アシスト低下を生ずることを防止できる。
さらに図７は本発明の別の実施の形態を示すもので、第１および第２の制御弁部２３、２４のアンダラップバルブの各バルブエッジ部に形成する面取２１Ａ１、２１Ｃ１の面取深さを同じ（Ｄ０）にする代わりに、面取幅Ｌ１とＬ２を第２の制御弁部２４のほうが大きくなるように異ならせたもので、この実施の形態においても、ハンドルが操舵されると第１の制御弁部２３の可変絞りが制限され、第２の制御弁部２４に多くの作動油が流れるため、先に述べた実施の形態と同様な作用が期待できる。
【００２０】
また、第１および第２の制御弁部２３、２４のアンダラップバルブの各バルブエッジ部に形成する面取を、深さと幅の両方を異ならせることもできる。
図８は本発明のさらに別の実施の形態を示すもので、第２の制御弁部２４の可変絞りＶ５〜Ｖ８のうち、ポンプ１０側に接続する可変絞りＶ５、Ｖ６をなすバルブ制御部をアンダラップバルブで構成し、リザーバ１１側に接続する可変絞りＶ７、Ｖ８をなすバルブ制御部をオーバラップバルブで構成したものである。
【００２１】
かかる実施の形態においても、先に述べた実施の形態と同様な作用が期待できるとともに、それとは別にハンドル戻りも向上できるようになる。
すなわち、ハンドル戻り時、バルブシャフト２１とバルブボディ２２とは中立位置に復帰するため、可変絞りＶ７、Ｖ８によってリザーバ１１との連通が遮断され、パワーシリンダ１２の一方の油室１２Ｂには可変絞りＶ５、Ｖ６を介して他方の油室１２Ａから作動油がスムーズに供給されるようになり、先に述べた実施の形態に比べてハンドル戻り性が良くなる。
【００２２】
上記した実施の形態においては、オーバラップバルブによって中立付近における中立剛性感を高めるようにしたが、オーバラップバルブは中立時に可変絞りを完全に閉止するセンタクローズドバルブに変更してもよく、オーバラップバルブは実施の形態に示したもののみに限定されることなく、そのようなセンタクローズドバルブを含むものとして理解すべきである。
【００２３】
また上記実施の形態においては、第１の制御弁部２３のアンダラップバルブの面取深さを小さく第２の制御弁部２４のアンダラップバルブの面取深さと差をもたせるようにしたが、第１の制御弁部２３のアンダラップバルブの面取をなくして第２の制御弁部２４のアンダラップバルブの面取深さと差をもたせるようにしてもよい。この場合にはバルブ回転角が第１の制御弁部２３のセンタオープンバルブのアンダラップ量に達すると、第１の制御弁部２３のセンタオープンバルブが閉止され、その後は第２の制御弁部２４にのみポンプ１０からの作動油が供給されるようになる。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べたように本発明は、第１の制御弁部のセンタオープンバルブの面取深さを第２の制御弁部のセンタオープンバルブの面取深さより浅くしたり、第１の制御弁部のセンタオープンバルブの面取幅を第２の制御弁部のセンタオープンバルブの面取幅より小さくしたことにより、ハンドル操舵によるバルブ作動によってパワーシリンダに接続する第２の制御弁部に多くの作動油が分配されるようになり、従ってハンドルが急操舵されたような場合でも、パワーシリンダの油室への作動油の供給能力が向上し、パワーシリンダの圧力上昇に応答遅れが生ずることを防止できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す動力舵取装置の全体構成図である。
【図２】制御弁の半周部分を展開した展開図である。
【図３】図２のＡ部、Ｂ部、Ｃ部の詳細図である。
【図４】図３の作動状態を示す図である。
【図５】マニアルトルクに対するパワーシリンダの差圧の関係を示す特性線図である。
【図６】バルブ回転角に対する第１および第２の制御弁部への流量配分を示すグラフである。
【図７】本発明の別の実施の形態を示す図３に相応する詳細図である。
【図８】本発明のさらに別の実施の形態を示す図２に相応する詳細図である。
【符号の説明】
１０  ポンプ
１１  リザーバ
１２  パワーシリンダ
１４  制御弁
２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ  面取
２３  第１の制御弁部
２４  第２の制御弁部
Ｖ１〜Ｖ８  可変絞り
【図１】
0003541520.tif 000002
【図２】
0003541520.tif 000003
【図３】
0003541520.tif 000004
【図４】
0003541520.tif 000005
【図５】
0003541520.tif 000006
【図６】
0003541520.tif 000007
【図７】
0003541520.tif 000008
【図８】
0003541520.tif 000009