(57)【要約】【課題】可動栓の変形に伴う逆止弁としての本来的機能の低下を防止できるとともに、逆流防止時のリーク圧を簡単に変更することができる逆止弁を提供する。【解決手段】流体の供給口２１と吐出口２２とを有する筒状の弁ハウジング２３と、この弁ハウジング２３に設けられた弁座２４と、この弁座２４に対して接離自在となるように弁ハウジング２３内における当該弁座２４の吐出口２２側に収納された可動栓２５と、この可動栓２５を供給口２１側に付勢して弁座２４に密着させる弾性部材２６と、を備えている逆止弁において、前記弁座２４を、弁ハウジング２３と同軸心状でかつ軸心方向に移動自在となるように当該弁ハウジング２３内に収納された可動リングより構成する。その上で、可動リングの外周縁部が当接することで当該可動リングの吐出口２２側への移動限界を規定する当接部３９と、可動リングを吐出口２２側に付勢して同リングの外周縁部を当接部３９に密着させる第二の弾性部材４１を弁ハウジング２３内に設ける。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の供給口と吐出口とを有する筒状の弁ハウジングと、この弁ハウジングに設けられた弁座と、この弁座に対して接離自在となるように前記弁ハウジング内における当該弁座の吐出口側に収納された可動栓と、この可動栓を供給口側に付勢して前記弁座に密着させる弾性部材と、を備えている逆止弁において、
前記弁座は前記弁ハウジングと同軸心状でかつ軸心方向に移動自在となるように当該弁ハウジング内に収納された可動リングよりなり、
この可動リングの外周縁部が当接することで当該可動リングの吐出口側への移動限界を規定する当接部と、前記可動リングを吐出口側に付勢して同リングの外周縁部を前記当接部に密着させる第二の弾性部材が前記弁ハウジング内に設けられていることを特徴とする逆止弁。
【請求項２】
弁ハウジングの吐出口側の圧力が当該逆止弁を使用する装置の構成要素を破損させる圧力となる少し手前で第二の弾性部材が弾性変形し始めるように、その第二の弾性部材の弾性定数が設定されている請求項１に記載の逆止弁。
【請求項３】
第二の弾性部材が弾性変形して可動リングが供給口側へ移動し始めると、その可動リングの外周縁部と当接部の間を通過する流体の流れを促進する逃げ溝が当該可動リングに形成されている請求項１又は２に記載の逆止弁。
【請求項４】
可動栓全体が当接部よりも供給口側へ移動しないように可動リングの供給口側への移動限界を規定するストッパー部が弁ハウジング内に設けられている請求項１〜３のいずれかに記載の逆止弁。
【請求項５】
油圧ポンプから供給される圧油によって操舵補助力を出力する油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとの間に設けられかつ操舵に応じて同アクチュエータに対する圧油の給排をコントロールする油圧コントロールバルブと、前記油圧アクチュエータから前記油圧ポンプ側へ圧油が逆流するのを阻止する逆止弁と、を備えている動力舵取り装置において、
前記逆止弁は請求項１〜４のいずれかに記載の逆止弁からなることを特徴とする動力舵取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、逆止弁と、この逆止弁を用いた車両の操舵に使用される動力舵取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両用の舵取り装置（ステアリング）として、油圧によって操舵力を補助する動力舵取り装置（パワーステアリング）が使用されている。この動力舵取り装置は、油圧ポンプから吐出される圧油を油圧シリンダ等に供給することで操舵補助力を出力する。油圧ポンプと油圧シリンダとの間には、操舵方向及び操舵抵抗に応じて油圧シリンダへの圧油の供給を制御する油圧コントロールバルブが設けられている。油圧ポンプから油圧コントロールバルブへの入力ポート部分には逆止弁が内蔵されており、油圧コントロールバルブから油圧ポンプへの逆流が防止されている。
【０００３】
上記のような動力舵取り装置において、車が悪路を走行している場合や、縁石に車輪が乗り上げたような場合には、車輪に加わる衝撃によって油圧シリンダに供給された圧油が油圧ポンプ側に逆流しようとする。しかし、油圧コントロールバルブの入力ポート部に設けた上記逆止弁がその逆流を阻止するので、圧油の逆流によってハンドルを取られるいわゆるキックバック現象の発生が防止される。
【０００４】
もっとも、上記逆止弁で圧油の逆流を完全に阻止してしまうと、油圧シリンダの内圧が過度に上昇し、油圧シリンダと車輪との間に設けられているボールジョイント等へ過大な負荷がかかって悪影響を及ぼすことが懸念される。そこで、従来では、上記可動栓の中央部に丸孔状のオリフィスを形成したり（特許文献１の図４参照）、同可動栓のシール面に複数のリーク溝を放射状に形成することにより（特許文献１の図１及び図２参照）、逆止弁で圧油の逆流を阻止する場合においても、少量の圧油を油圧ポンプ側にリークさせるようにしている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−４９００４号公報（請求項１〜４、図１〜４）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の動力舵取り装置に用いられている逆止弁では、可動栓に直接形成したオリフィスやリーク溝から圧油を逃がすことのみによって、油圧シリンダ内の過度の昇圧を回避するようにしているので、高い油圧の負荷が繰り返されると可動栓そのものが徐々に変形してしまい、逆止弁としての本来の機能が損なわれてキックバック現象の防止効果が低下するという恐れがある。
また、従来のように、可動栓にオリフィスやリーク溝を形成する手段では、動力舵取り装置の機種変更等に対応して逆流防止時のリーク圧を変化させるためには、オリフィスの外径を少しだけ変化させたり、リーク溝の本数や溝幅等を微妙に変化させる必要があり、この点でリーク圧の変更作業が非常に煩雑であるという欠点もある。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑み、可動栓の変形に伴う逆止弁としての本来的機能の低下を防止できるとともに、逆流防止時のリーク圧を簡単に変更することができる逆止弁とこれを用いた動力舵取り装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明は次の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明は、弁ハウジング、弁座、可動栓及び弾性部材を備えている逆止弁において、前記弁座は前記弁ハウジングと同軸心状でかつ軸心方向に移動自在となるように当該弁ハウジング内に収納された可動リングよりなり、この可動リングの外周縁部が当接することで当該可動リングの吐出口側への移動限界を規定する当接部と、前記可動リングを吐出口側に付勢して同リングの外周縁部を前記当接部に密着させる第二の弾性部材が前記弁ハウジング内に設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
この場合、供給口側から吐出口側へ向かって順方向に流体を流すと、この順方向の流体圧によって可動栓が第一の弾性部材に抗して吐出口側に移動する。これにより、可動栓と弁座（可動リング）の間に隙間ができ、この隙間を通って順方向の流体が吐出口から吐出する。逆に、吐出口側から供給口側へ向かって逆方向に流体を流そうとしても、この逆方向の流体圧は可動栓を弁座に押し付ける方向に作用するので、可動栓によって流体の供給口側への逆流が阻止される。
【００１０】
一方、上記逆方向の流体圧が所定以上に大きくなると、可動栓と可動リングよりなる弁座とが第二の弾性部材に抗して吐出口側に移動する。これにより、可動リングの外周縁部と弁ハウジングの当接部の間に隙間ができ、この隙間を通って逆方向の流体が供給口側へリークされる。
このように、本発明によれば、逆方向の流体の流体圧によって第二の弾性部材を弾性変形させ、これによって弁座を動かして逆方向の流体を供給口側へリークするようにしているので、高い流体圧の負荷が繰り返されても可動栓が変形することがなく、その変形によって逆止弁としての本来的機能が低下するのが未然に防止される。
【００１１】
また、本発明のように、弁座を吐出口側に付勢する第二の弾性部材を弾性変形させて逆方向の流体を供給口側へリークする構成を採用すると、弾性定数が相違する別の弾性部材に入れ換えるだけで逆流防止時のリーク圧を変化させることができる。このため、従来のように可動栓の形状を微妙に変化させる必要がないので、リーク圧の変更作業が非常に簡単になる。
本発明に係る逆止弁は、例えば、車両用の動力舵取り装置（パワーステアリング）に使用することができ、かかる舵取り装置は、油圧ポンプから供給される圧油によって操舵補助力を出力する油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとの間に設けられかつ操舵に応じて同アクチュエータに対する圧油の給排をコントロールする油圧コントロールバルブと、前記油圧アクチュエータから前記油圧ポンプ側へ圧油が逆流するのを阻止する本発明に係る逆止弁と、から構成することができる。
【００１２】
そして、本発明に係る逆止弁を有する舵取り装置において、弁ハウジングの吐出口側の圧力が当該逆止弁を使用する装置の構成要素（例えば、動力舵取り装置の場合にはボールジョイントやタイロッド）を破損させる圧力となる少し手前で第二の弾性部材が弾性変形し始めるように、その第二の弾性部材の弾性定数を設定しておけば、圧油の逆流を阻止してキックバック現象を防止した場合に、油圧シリンダ内の過度の昇圧によって構成要素が破損してしまうのを未然に防止することができる。
【００１３】
また、本発明に係る逆止弁において、第二の弾性部材が弾性変形して可動リングが供給口側へ移動し始めると、その可動リングの外周縁部と当接部の間を通過する流体の流れを促進する逃げ溝を当該可動リングに形成することが好ましい。その理由は、いったん逆方向の流体圧が過大になって第二の弾性部材が弾性変形した以上は、その変形が生じた当初にできるだけ素早くその流体圧を解除した方が、動力舵取り装置等の構成要素の破損を確実に抑えられるからである。
【００１４】
一方、本発明において、可動栓と弁座（可動リング）を供給口側に移動させて逆方向の流体を供給口側にリークする場合に、その移動の抵抗力を第二の弾性部材のみで受け持つこととした場合、可動栓が弁ハウジングの当接部を通り過ぎて弁ハウジングの内周面から離脱した時点で、当該可動栓が弁座に対して転動して弁ハウジング内において捩れてしまい、逆止弁が機能不良を起こす恐れがある。
そこで、本発明の逆止弁において、可動栓全体が当接部よりも供給口側へ移動しないように可動リングの供給口側への移動限界を規定するストッパー部を弁ハウジング内に設けることが推奨される。このようにすれば、可動栓と弁座（可動リング）が供給口側へ移動しても、可動栓全体が当接部を通り過ぎて弁ハウジングの内周面から離脱することがなく、上記した可動栓の捩れに伴う機能不良を未然に防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図３は本発明の一実施形態による逆止弁及びその構成要素を示す図であり、図４はこの逆止弁を内蔵した動力舵取り装置の一実施形態を示す概略図である。まず、動力舵取り装置の全体構成から説明する。
【００１６】
図４において、本実施形態の動力舵取り装置１は、図示しない操舵ハンドルに連結される入力軸２と、この入力軸２の回転に伴って回転するピニオン３と、このピニオン３に噛み合うラック４と、このラック４を覆うハウジング５と、このハウジング５の内部に設けられた油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ６と、この油圧シリンダ６に圧油を供給する油圧ポンプ７と、上記操舵ハンドルに連動して油圧シリンダ６に対する圧油の給排を制御する油圧コントロールバルブ８とを備えている。
【００１７】
ラック４の両端部は、ハウジング５の両端の開口部５ａ，５ｂから突出しており、その突出端にはボールジョイント１０，１１が一体化されている。各ボールジョイント１０，１１には、それぞれタイロッド１２，１３が取り付けられており、このタイロッド１２，１３を介してラック４の両端部が車輪に連結されている。従って、上記操舵ハンドルの回転操作により、入力軸２を介してピニオン３を回転させ、ラック４を軸方向（車幅方向）へ移動させて車両の操舵を行うことができる。
【００１８】
前記油圧シリンダ６は、ハウジング５によって構成されたシリンダチューブ６ａと、ラック４と一体化されたピストンロッド６ｂと、ピストンロッド６ｂに一体化されたピストン６ｃとからなり、このピストン６ｃで仕切られる両側空間が第一油室６ｄ及び第二油室６ｅとして構成されている。油圧コントロールバルブ８はロータリバルブよりなり、そのバルブハウジング８ａには、入力ポート８ｂ、リターンポート８ｃ、第一出力ポート８ｄ及び第二出力ポート８ｅがそれぞれ突出形成されている。
【００１９】
このうち、入力ポート８ｂは、油圧ポンプ７の出力ポート７ａに接続されており、当該入力ポート８ｂ内には後述する逆止弁２０が内蔵されている。一方、リターンポート８ｃは、リザーブタンクＴに接続されている。また、第一出力ポート８ｄは、油圧配管Ｐ１を介して油圧シリンダ６の第一油室６ｄに接続され、第二出力ポート８ｅは、油圧配管Ｐ２を介して油圧シリンダ６の第２油室６ｅに接続されている。この油圧コントロールバルブ８は、操舵方向と操舵抵抗とに応じて、油室６ｄ，６ｅのいずれか一方に操舵力補助用の圧油を供給すると同時に、他方の油室から作動油をリザーブタンクＴに環流させる。
【００２０】
次に、図１〜図３を参照して、上記入力ポート８ｂに内蔵されている逆止弁２０について説明する。なお、図１において、矢印Ａは油圧ポンプ７から油圧コントロールバルブへの圧油の供給方向（順方向）を示し、矢印Ｂはその圧油の戻り方向（逆方向）を示している。
図１に示すように、本実施形態の逆止弁２０は、圧油（流体）の供給口２１と吐出口２２とを有する筒状の弁ハウジング２３と、この弁ハウジング２３に設けられた弁座２４と、この弁座２４に対して接離自在となるように弁ハウジング２３内における当該弁座２４の吐出口２２側に収納された可動栓２５と、この可動栓２５を供給口２１側に付勢して弁座２４に密着させる第一弾性部材２６と、を備えている。
【００２１】
上記弁ハウジング２３は、テーパー状の段差部分を介して繋がった大径部分２７と小径部分２８を一体に有する断面円形かつ中空の段付き筒体よりなり、大径部分２７の開口部が前記供給口２１とされ、かつ、小径部分２８の開口部が前記吐出口２２とされている。小径部分２８の開口部（吐出口２２）の内周側には、径内方向に延びる第一フランジ部２９が屈曲形成されており、大径部分２７の開口部（供給口２１）の内周側には、径内方向に延びる第二フランジ部３０が屈曲形成されている。
【００２２】
可動栓２５は、短円筒状の側面ガイド部３２と、この側面ガイド部３２の軸方向端に一体に連結された湾曲盆状のシール板部３３と、このシール板部３３の中央部に形成された円板状の受圧部３４とからなる、全体として略椀形の部材に形成されている。この可動栓２５のシール板部３３はリング状の前記弁座２４の内周縁部に対して密着可能となる形状に形成され、このさい、可動栓の受圧部３４によって弁座２４が閉塞されるようになっている。
【００２３】
可動栓２５の側面ガイド部３２の最外径は小径部分２８の内径よりも若干小さくなっており、これにより、圧油の流通を許容する小隙間を確保した状態で、弁ハウジング２３の小径部分２８の内部に可動栓２５が軸方向に移動自在に収納されている。また、図１及び図２に示すように、可動栓２５の側面ガイド部３２には、当該ガイド部３２と小径部分２８の間を通過する圧油の流れを促進する逃げ溝３５が周方向三箇所に等間隔おきに形成されている。
【００２４】
本実施形態の弁座２４は、弁ハウジング２３の軸方向に固定ではなく同方向に可動となっており、弁ハウジング２３と同軸心状でかつ軸心方向に移動自在となるように当該弁ハウジング２３内に収納された可動リングよりなる。この可動リングは、可動栓２５のシール板部３３が当接する受け板部３６と、この受け板部３６の外周から弁ハウジング２３の軸方向に延設した外周フランジ部３７とから一体に形成されている。
【００２５】
弁座（可動リング）２４の外周フランジ部３７の最外径は大径部分２７の内径よりも若干小さくなっており、これにより、圧油の流通を許容する小隙間を確保した状態で、弁ハウジング２３の大径部分２７の内部に弁座２４が軸方向に移動自在に収納されている。また、図１及び図３に示すように、弁座２４の外周フランジ部３７には、当該フランジ部３７と後述する当接部３９の間を通過する圧油の流れを促進する逃げ溝３８が周方向四箇所に等間隔おきに形成されている。
【００２６】
前記弁ハウジング２３のテーパー状の段差部分は、可動リングよりなる弁座２４の吐出口２２側への移動限界を規定する当接部３９を構成している。また、弁ハウジング２３の大径部分２７の軸方向中央部には、当該大径部分２７の壁部を径内側に突出させてなるストッパー部４０が形成され、このストッパー部４０は、前記可動栓２５が当接部３９よりも供給口２１側へ移動しないように可動リングよりなる弁座２４の供給口２１側への移動限界を規定している。
本実施形態の逆止弁２０は、可動栓２５を供給口２１側に付勢して弁座２４に密着させる前記第一弾性部材２６を備えているとともに、可動リングよりなる弁座２４を吐出口２２側に付勢して同リングの外周縁部を当接部３９に密着させる第二弾性部材４１を備えている。
【００２７】
このうち、第一弾性部材２６は、一端が第一フランジ部２９に当接しかつ他端が可動栓２５の受圧部３４内面に当接するように両部材間に圧縮状態で介装されたコイルばねよりなり、そのばね復元力によって可動栓２５を供給口２１側に付勢している。他方、第二弾性部材４１は、一端が受け板部３６の外周縁に当接しかつ他端が第二フランジ部３０に当接するように両部材間に圧縮状態で介装されたコイルばねよりなり、そのばね復元力によって可動リングよりなる弁座２４を吐出口２２側に付勢している。
【００２８】
なお、上記第二弾性部材４１の弾性定数は、弁ハウジング２３の吐出口２２側の圧力が動力舵取り装置１の構成要素である前記ボールジョイント１０，１１やタイロッド１２，１３を破損させる圧力となる少し手前で、当該第二弾性部材４１が弾性変形し始める程度の値に設定されている。
上記構成に係る逆止弁２０を入力ポート８ｂに内蔵した動力舵取り装置１において、油圧ポンプ７から圧油が供給されると、図１の矢印Ａ方向（順方向）に向かって可動栓２５の受圧部３４に油圧が印加され、第一コイルばね２６に抗して可動栓２５が吐出口２２側（図１の左側）に移動する。これにより、可動栓２５のシール板部３３と弁座２４の間に隙間ができ、この隙間及び前記逃げ溝３５を通って順方向の流体が吐出口２２から吐出される。
【００２９】
逆に、車輪に加わる衝撃により、油圧シリンダ６から油圧コントロールバルブ８を介して油圧が戻り方向に発生し、図１の矢印Ｂ方向（逆方向）に油圧が印加された場合には、可動栓２５が弁座２４に押し付けられて圧油が供給口２１側へは逆流せず、キックバック現象は起こらない。
もっとも、本実施形態の逆止弁２０は、圧油の逆流を完全に阻止するのではなく、弁座２４の動きに連動したリークにより、油圧シリンダ６の内圧が過度に上昇するのを防止して、油圧シリンダ６と車輪との間に設けられているボールジョイント１０，１１等への悪影響を未然に防いでいる。
【００３０】
すなわち、図１の矢印Ｂ方向の油圧が所定以上に大きくなると、可動栓２５と可動リングよりなる弁座２４とが第二コイルばね４１に抗して吐出口２２側に移動する。これにより、可動リング２４の受け板部３６と弁ハウジング２３の当接部３９の間に隙間ができ、この隙間を通って逆方向の圧油が供給口２１側へリークされる。
【００３１】
このように、本実施形態の逆止弁２０によれば、図１の矢印Ｂで示す方向に流れようとする逆方向の圧油によって第二コイルばね４１を弾性変形させ、これによって可動の弁座２４を動かして逆方向の圧油を供給口２１側へリークするようにしているので、高い油圧の負荷が繰り返されても可動栓２５が変形することがなく、その変形によって逆止弁２０としての本来的機能が低下するのが未然に防止される。また、弁座２４を吐出口２２側に付勢する第二コイルばね４１を弾性変形させて逆方向の圧油を供給口２１側へリークする構成を採用したことから、弾性定数が相違する別のコイルばねに入れ換えるだけで逆流防止時のリーク圧を変化させることができ、リーク圧の変更作業が非常に簡単であるという利点もある。
【００３２】
更に、本実施形態の逆止弁２０では、可動リング２４の外周縁部と当接部３９の間を通過する圧油の流れを促進する逃げ溝３８を当該可動リング２４に形成しているので、いったん逆方向（図１の矢印Ｂ方向）の油圧が過大になって第二コイルばね４１が弾性変形すると、その変形が発生した当初からできるだけ素早くその過大な油圧が開放されることになり、これにより、動力舵取り装置１の構成部材の破損をより確実に抑えることができる。
【００３３】
一方、本発明において、可動栓２５の側面ガイド部３２は小径部分２８でガイドされているため、可動栓２５全体が弁ハウジング２３の当接部３９を通り過ぎて大径部分２７の領域に至ると、当該可動栓２５が弁座２４に対して転動して弁ハウジング２３内において捩れ、逆止弁２０が機能不良を起こす恐れがあるが、本実施形態の逆止弁２０では、可動栓２５が当接部３９よりも供給口２１へ移動するのを規制する前記ストッパー部４０を備えているので、そのような可動栓２５の捩れに伴う機能不良を未然に防止することができる
【００３４】
なお、上記した実施形態はすべて例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって規定され、そこに記載された構成と均等の範囲内のすべての変更も本発明に含まれる。
例えば、上記実施形態では、逆止弁２０をコントロールバルブ８の入力ポート８ｂに内蔵しているが、油圧ポンプ７と入力ポート８ｂとを接続する油圧配管の途中に管継手を設け、その中に内蔵させてもよい。この場合は、バルブハウジングが逆止弁２０の内蔵によって大型化する不都合を回避できるとともに、既存車両の動力舵取り装置に新たに逆止弁２０を設けることが容易になるという利点がある。
【００３５】
また、逆止弁２０に使用する第一及び第二のコイルばね２６，４１はコイル形状以外のばね構造やその他の弾性要素であってもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、弁座を吐出口側に付勢する第二の弾性部材を弾性変形させて逆方向の流体を供給口側へリークするようにしたので、高い流体圧の負荷が繰り返されても可動栓が変形することがなく、可動栓の変形に伴う逆止弁としての本来的機能の低下を防止できるとともに、弾性定数が相違する別の弾性部材に入れ換えるだけで逆流防止時のリーク圧を変化させることができ、そのリーク圧の変更を非常に簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る逆止弁の縦断面図である。
【図２】可動栓を吐出口側（図１の左側）から見た正面図である。
【図３】弁座を吐出口側（図１の左側）から見た正面図である。
【図４】動力舵取装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１      動力舵取り装置
６      油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）
７      油圧ポンプ
８      油圧コントロールバルブ
２０      逆止弁
２１      供給口
２２      吐出口
２３      弁ハウジング
２４      弁座（可動リング）
２５      可動栓
２６      第一弾性部材（第一の弾性部材、コイルばね）
３８      逃げ溝
３９      当接部
４０      ストッパー部
４１      第二弾性部材（第二の弾性部材、コイルばね）
【図１】
2004251384.tif 000003
【図２】
2004251384.tif 000004
【図３】
2004251384.tif 000005
【図４】
2004251384.tif 000006