(57)【要約】【課題】ポンプリリーフ弁と外部リリーフ弁をうまく併用することにより、耐焼付き性の向上を保持しつつ、異音の発生を抑制できるパワーステアリング装置を提供する。【解決手段】互いに異なるクラッキング圧に設定された２つのリリーフ弁を備え、これら２つのリリーフ弁のうち、一方はポンプの内部に設けられたポンプリリーフ弁３０からなり、他方はポンプの外部に設けられた外部リリーフ弁５０からなり、クラッキング圧が低い側のリリーフ弁のオーバライド特性を、クラッキング圧が高い側のリリーフ弁のオーバライド特性より緩やかに設定した。【選択図】図１
2008302873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油を吐出するポンプと、リザーバと、ステアリング操作をパワーアシストするアシストシリンダと、ハンドル操作により作動されてポンプからアシストシリンダに供給される作動油を制御するサーボバルブとを備え、前記ポンプより吐出された吐出油を供給通路を介して前記サーボバルブに供給し、前記サーボバルブより排出通路に排出された排出油をポンプの吸入側に還流するようにしたパワーステアリング装置において、
互いに異なるクラッキング圧に設定された２つのリリーフ弁を備え、これら２つのリリーフ弁のうち、一方は前記ポンプの内部に設けられたポンプリリーフ弁からなり、他方は前記ポンプの外部に設けられた外部リリーフ弁からなり、前記クラッキング圧が低い側のリリーフ弁のオーバライド特性を、前記クラッキング圧が高い側のリリーフ弁のオーバライド特性より緩やかに設定したことを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１において、前記クラッキング圧が低い側のリリーフ弁を、直動形リリーフ弁によって構成したことを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記外部リリーフ弁のクラッキング圧を、前記ポンプリリーフ弁のクラッキング圧よりも低く設定したことを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記外部リリーフ弁を、前記供給通路と前記排出通路との間に、前記サーボバルブと並列的に配設して、前記アシストシリンダおよび前記サーボバルブを備えたステアリングギヤに取付けられた弁ハウジングに内蔵したことを特徴とするパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに異なるクラッキング圧に設定された２つのリリーフ弁を備えたパワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用パワーステアリング装置には、エンジンによって駆動されるポンプが備えられ、このポンプより吐出された吐出油は、運転者のハンドル操舵によって作動されるステアリングギヤのサーボバルブに供給される。そして、サーボバルブが作動されると、ステアリングギヤのシリンダ室にアシスト圧が発生され、操舵をアシストするようになっている。
【０００３】
この種のパワーステアリング装置においては、ステアリングギヤのサーボバルブが閉じられた状態が長く続くと、ポンプ圧が上昇するため、特許文献１に記載されているように、ポンプ圧を予め定められた上限圧力に保持するリリーフ機構がポンプ内に備えられている。特許文献１に記載のリリーフ機構（１）は、ポンプの吐出流量を制御する流量制御用のスプール（２）に内蔵されているため、図６に示すように、ポンプ１の圧力の上昇によって流量制御用スプール２に内蔵されたリリーフ弁３が作動され、ポンプ吐出油がポンプ１の吸入側にリリーフされると、これに伴って、流量制御用スプール２が作動され、ポンプ吐出油がバイパス通路４（特許文献１のバイパス路（８））を介してポンプの吸入ポート５に還流されることにより、ポンプ圧を規定圧力以下に保持するようになっている。
【０００４】
このように、従来のパワーステアリング装置においては、運転者によるハンドル操舵の結果、システム圧力が上昇するとポンプリリーフ弁が作動し規定圧力（上限圧力）に制御する。この状態では、ポンプから吐出された油が、ステアリングギヤ６よりクーラ配管７およびリザーバ８を介してポンプ１に還流されることがなく、全流量がポンプ内部へ還流されるようになるため、ポンプ内部のみで吐出油が循環することになり、油温が急速に上昇して耐焼付き性の低下が課題となる。
【特許文献１】特開平１１−７８９２７（段落０００７、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような課題に対しては、ポンプの内部（流量調整用スプール弁）に配設されていたリリーフ弁を、ポンプの外部に配設する、いわゆる外部リリーフ弁方式を採用することが有効となることを確認した。外部リリーフ弁を設定したシステムでは、ポンプ内部で油を循環させないため、リリーフ弁作動時には、ポンプから吐出された油の全流量を外部リリーフ弁を通してパワーステアリング装置のシステム内へ循環させることになる。そのために、油温の低減効果により耐焼付き性を向上することはできるようになったが、外部リリーフ弁を必要とするようなパワーステアリング装置では吐出流量が多くなるため、リリーフ弁からの流動音（異音）の低減が新たな課題となる。
【０００６】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、ポンプリリーフ弁と外部リリーフ弁をうまく併用することにより、耐焼付き性の向上を保持しつつ、流動音の発生を抑制できるパワーステアリング装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、作動油を吐出するポンプと、リザーバと、ステアリング操作をパワーアシストするアシストシリンダと、ハンドル操作により作動されてポンプからアシストシリンダに供給される作動油を制御するサーボバルブとを備え、前記ポンプより吐出された吐出油を供給通路を介して前記サーボバルブに供給し、前記サーボバルブより排出通路に排出された排出油をポンプの吸入側に還流するようにしたパワーステアリング装置において、互いに異なるクラッキング圧に設定された２つのリリーフ弁を備え、これら２つのリリーフ弁のうち、一方は前記ポンプの内部に設けられたポンプリリーフ弁からなり、他方は前記ポンプの外部に設けられた外部リリーフ弁からなり、前記クラッキング圧が低い側のリリーフ弁のオーバライド特性を、前記クラッキング圧が高い側のリリーフ弁のオーバライド特性より緩やかに設定したことである。
【０００８】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記クラッキング圧が低い側のリリーフ弁を、直動形リリーフ弁によって構成したことである。
【０００９】
請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２において、前記外部リリーフ弁のクラッキング圧を、前記ポンプリリーフ弁のクラッキング圧よりも低く設定したことである。
【００１０】
請求項４に係る発明の特徴は、請求項１ないし請求項３いずれか１項において、前記外部リリーフ弁を、前記供給通路と前記排出通路との間に、前記サーボバルブと並列的に配設して、前記アシストシリンダおよび前記サーボバルブを備えたステアリングギヤに取付けられた弁ハウジングに内蔵したことである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、互いに異なるクラッキング圧に設定された２つのリリーフ弁を備え、これら２つのリリーフ弁のうち、一方はポンプの内部に設けられたポンプリリーフ弁からなり、他方はポンプの外部に設けられた外部リリーフ弁からなり、クラッキング圧が低い側のリリーフ弁のオーバライド特性を、クラッキング圧が高い側のリリーフ弁のオーバライド特性より緩やかに設定したので、オーバライドが緩やかな特性を利用することにより、クラッキング圧の異なる２つのリリーフ弁を順次作動させることができ、リリーフ弁作動時には、作動油をポンプリリーフ弁と外部リリーフ弁の２系統で循環させることができる。これにより、外部リリーフ弁の通過流量の低減が可能となって、流動音の発生を抑制することができ、かつ油温の低減によるポンプの耐焼付き性を向上することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、クラッキング圧が低い側のリリーフ弁を、直動形リリーフ弁によって構成したので、オーバライド特性が緩やかなリリーフ弁を容易に具現化することができる。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、外部リリーフ弁のクラッキング圧を、ポンプリリーフ弁のクラッキング圧よりも低く設定したので、まず、クラッキング圧の低い外部リリーフ弁を作動させ、次いで、クラッキング圧の高いポンプリリーフ弁を作動させることができ、請求項１と同様に、外部リリーフ弁の通過流量の低減による流動音の発生の抑制と、油温の低減によるポンプの耐焼付き性の向上を図ることができる。
【００１４】
請求項４に係る発明によれば、外部リリーフ弁を、供給通路と排出通路との間に、サーボバルブと並列的に配設して、アシストシリンダおよびサーボバルブを備えたステアリングギヤに取付けられた弁ハウジングに内蔵したので、外部リリーフ弁を備えたパワーステアリング装置をコンパクトに構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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、パワーステアリング装置の全体を示す油圧系統図で、パワーステアリング装置は、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アシストシリンダ１２と、ハンドル操作により作動されてポンプ１０からアシストシリンダ１２に供給される作動油を絞り制御するサーボバルブ１３とによって構成されている。アシストシリンダ１２とサーボバルブ１３は、自動車のサスペンションメンバに取付けられるステアリングギヤ１５内に設けられている。
【００１６】
ポンプ１０は、吐出ポート１７と吸入ポート１８とを有しており、吐出ポート１７には、サーボバルブ１３の供給ポート１９が供給通路２０を介して接続され、また、吸入ポート１８には、リザーバ１１の流出ポート２１が吸入通路２２を介して接続されている。
【００１７】
供給通路２０中には、メータリングオリフィス２３が設けられ、このメータリングオリフィス２３の上流側と下流側に、弁収納孔２４の両端室が接続されている。弁収納孔２４にはメータリングオリフィス２３の前後の差圧を一定に維持するようにバイパスポート２５を開閉制御する流量制御用スプール２６が収納され、流量制御用スプール２６はスプリング２７によってバイパスポート２５を閉止する方向に付勢されている。メータリングオリフィス２３の下流側に接続され、スプリング２７が設けられた弁収納孔２４の一方室と吸入通路２２との間には、ポンプリリーフ弁３０が配設されている。ポンプリリーフ弁３０は、周知（例えば、特開平７−７１４２１号公報参照）のものであり、流量制御用スプール２６に内蔵されている。
【００１８】
すなわち、図２に詳細に示すように、流量制御用スプール２６には、リリーフ弁収納穴３１およびこのリリーフ弁収納穴３１に直交するリリーフ穴３２が形成されている。リリーフ弁収納穴３１には、スプリング３３によって付勢されたリリーフ弁体３４が収納されている。リリーフ弁収納穴３１の開口端には、スプリング２７が設けられた弁収納孔２４の一方室に開口する圧力導入路を形成した係止部材３５が嵌合固定されている。係止部材３５とリリーフ弁体３４との間には弁球３７が介挿され、弁球３７はスプリング３３の付勢力によってリリーフ弁体３４を介して係止部材３５側に押圧され、通常は係止部材３５に形成された圧力導入路を閉止している。
【００１９】
上記したスプリング３３、リリーフ弁体３４、係止部材３５および弁球３７とによってポンプリリーフ弁３０が構成され、所定以上の圧力が弁球３７に作用すると、スプリング３３の付勢力に抗して弁球３７およびリリーフ弁体３４が移動される。これにより、スプリング２７が設けられた弁収納孔２４の一方室の圧油を、リリーフ弁収納穴３１およびリリーフ穴３２を介してバイパスポート２５に逃がすようになっている。これらポンプ１０、流量制御用スプール２６およびポンプリリーフ弁３０等は、ポンプハウジング３８内に組み込まれ、ポンプ装置４０を構成している。
【００２０】
サーボバルブ１３の排出ポート４３は、排出通路４４を介してオイル冷却用のクーラ配管４５の一端に接続され、クーラ配管４５の他端は、サクション通路４６を介してリザーバ１１の流入ポート４７に接続されている。
【００２１】
供給通路２０と排出通路４４は、サーボバルブ１３の供給ポート１９と排出ポート３４との間を短絡するように設けられたリリーフ通路４８によって互いに接続され、リリーフ通路４８中に、入口側が供給通路２０に接続され、出口側が排出通路４４に接続された、直動形リリーフ弁からなる外部リリーフ弁５０がサーボバルブ１３と並列的に配設されている。外部リリーフ弁５０は、図３に詳細に示すように、ステアリングギヤ１５に固定される弁ハウジング５１を備えている。弁ハウジング５１には、弁孔５２と、この弁孔５２の一端に開口された入口ポート５３と、弁孔５２の他端に開口された出口ポート５４が形成され、入口ポート５３は供給通路２０に接続され、出口ポート５４は排出通路４４に接続されている。弁孔５２にはポペット弁５５が嵌装され、ポペット弁５５は通常スプリング５６の付勢力によって弁座５７に当接され、入口ポート５３と出口ポート５４の連通を遮断している。
【００２２】
外部リリーフ弁５０は、図４の圧力特性図に示すように、クラッキング圧力をＰ１に設定され、図４の線図Ａに示すように勾配がなだらかな圧力オーバライド特性を有している。一方、上記したポンプリリーフ弁３０は、クラッキング圧力を外部リリーフ弁５０のクラッキング圧力Ｐ１よりも大きなＰ２に設定され、図４の線図Ｂに示すように勾配が急峻な圧力オーバライド特性を有している。なお、図４中ＰＳは、外部リリーフ弁５０のリリーフ設定圧を示している。
【００２３】
これにより、運転者によるハンドル操舵の結果、システム圧力が上昇すると、圧力Ｐ１で、外部リリーフ弁５０が作動し、さらにシステム圧力が上昇すると、圧力Ｐ２で、ポンプリリーフ弁３０が作動されるようになる。
【００２４】
次に、上記した実施の形態における動作について説明する。ポンプ１０の吐出ポート１７より吐出された吐出油は、サーボバルブ１３の供給ポート１９に供給され、サーボバルブ１３の排出ポート４３より排出された排出油は、クーラ配管４５を通ってリザーバ１１に戻される。運転者のハンドル操舵によってサーボバルブ１３が作動されると、アシストシリンダ１２の一方のシリンダ室がポンプ１０側に連通され、他方のシリンダ室がリザーバ１１側に連通されて差圧が発生し、この差圧によるアシストシリンダ１２の油圧推力によってハンドル操舵がアシストされる。
【００２５】
運転者がハンドルをいっぱいに切った据切り時などにおいては、システム圧（ポンプ圧）が上昇し、そのシステム圧が、外部リリーフ弁５０のクラッキング圧Ｐ１を超えると、外部リリーフ弁５０のポペット弁５５がスプリング５６の付勢力に抗して作動され、弁座５７より離間される。これにより、供給通路２０に供給された作動油が、入口ポート５３より弁孔５２および出口ポート５４を介して排出通路４４に排出される。
【００２６】
この際、外部リリーフ弁５０が直動形レリーフ弁で構成されているため、供給通路２０から排出通路４４に排出される流量は、外部リリーフ弁５０の圧力オーバライド特性（図４の線図Ａ）に従って緩やかに増加し、それに伴ってシステム圧が漸次低下する。そして、システム圧がポンプリリーフ弁３０のクラッキング圧Ｐ２よりも大きくなると、ポンプリリーフ弁３０の弁球３７がスプリング３３の付勢力に抗して移動され、圧力がリリーフ穴３２よりバイパスポート２５を介してポンプ１０の吸入側に逃がされる。
【００２７】
これにより、スプリング２７が設けられた弁収納孔２４の一方室の圧力が低下するため、流量制御用スプール２６の前後差圧が大きくなり、流量制御用スプール２６がバイパスポート２５の開度をより大きくするように作動する。これにより、図４の線図Ｂに示すように、システム圧が急速に低下される。
【００２８】
このように、上記した実施の形態によれば、リリーフ時においては、まず、直動形の外部リリーフ弁５０が作動されて、ポンプ１０の吐出油が図５の破線で示すように、クーラ配管４５およびリザーバ１１を介してポンプ１０の吸入側に循環され、次いで、ポンプリリーフ弁３０が作動されて、ポンプ１０の吐出油が図５の２点鎖線で示すように、ポンプ装置４０の内部で還流される。このように、リリーフ時においては、ポンプ１０の吐出油を外部リリーフ弁５０とポンプリリーフ弁３０とに２分させることにより、ポンプ内部の急激な油温上昇を抑制できるとともに、外部リリーフ弁５０を通して全流量をパワーステアリング装置のシステム内へ循環させる場合に生じる流動音を低減することが可能となる。
【００２９】
従って、ポンプ内部の急激な油温上昇を抑制できることにより、ポンプ１０のカムリングおよびロータとサイドプレートとの間のサイドクリアランスを小さくしなくても、圧油のリークの発生を防止できるので、ポンプ１０の焼付きに対して有効となる。
【００３０】
これにより、本実施の形態におけるポンプリリーフ弁３０および外部リリーフ弁５０を、高圧高流量型ポンプを備えたパワーステアリング装置に適用することにより、リリーフ時におけるバイパス噴流が多くなっても、流動音（異音）を効果的に低減できるようになる。
【００３１】
上記した実施の形態においては、外部リリーフ弁５０を直動形リリーフ弁にて構成した例で説明したが、必ずしも直動形リリーフ弁に限定されるものではなく、オーバライド特性を緩やかに設定できるものであれば、パイロット形リリーフ弁であってもよい。
【００３２】
また、上記した実施の形態においては、ポンプリリーフ弁３０のクラッキング圧を外部リリーフ弁５０のクラッキング圧よりも高く設定し、外部リリーフ弁５０を作動させた後、ポンプリリーフ弁３０を作動させるようにしたが、これとは逆に、まず、ポンプリリーフ弁３０を作動させ、その後、外部リリーフ弁５０を作動させるようにしてもよい。
【００３３】
斯様に、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の形態を採り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態を示すパワーステアリング装置の油圧系統図である。
【図２】ポンプリリーフ弁の詳細を示す図である。
【図３】外部リリーフ弁の詳細を示す図である。
【図４】リリーフ弁の圧力特性を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるリリーフ時の作動油の流れを示すパワーステアリング装置の油圧系統図である。
【図６】従来のパワーステアリング装置を示す油圧系統図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０、…ポンプ、１１…リザーバ、１２…アシストシリンダ、１３…サーボバルブ、１５…ステアリングギヤ、２０…供給通路、２２…吸入通路、２３…メータリングオリフィス、２６…流量制御用スプール、３０…ポンプリリーフ弁、４４…排出通路、４５…クーラ配管、４８…リリーフ通路、５０…外部リリーフ弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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