(57)【要約】【課題】絞りの加工を容易化、高精度化すると共に出力特性にバラツキのないパワーステアリングの油圧制御弁を提供する。【解決手段】ランドの角隅部を平面研削加工によって面取り加工して開口面積特性の異なる複数の絞り１Ｒ〜３Ｒを形成し、開口面積特性の異なる絞り２Ｒ、３Ｒをパワーシリンダポート１４Ｒの下流側に直列に配設する。このうち、操舵トルクが作用したとき、先に絞られる絞り３Ｒはゆっくり絞られるようにして走行領域でのアシスト力を操舵トルクとリニアになるようにする。一方、後で絞られる絞り２Ｒは速やかに絞られるようにして据切り時のアシスト力が急増するようにする。これらの絞りに対し、パワーシリンダポート１４Ｒを挟んだ反対側には、先に絞られる絞り３Ｒと同等に絞られる絞り１Ｒを配設してポート出力圧が確保されるようにする。【選択図】  図２
2005041390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
突状のランドの角隅部を面取り加工して形成され且つ操舵トルクに対する開口面積特性の異なる複数の絞りを、パワーシリンダ接続点の下流側及び上流側の少なくとも何れか一方に直列に配設したことを特徴とするパワーステアリング装置の油圧制御弁。
【請求項２】
前記操舵トルクに対する開口面積特性を、操舵トルクの増大に対する開口面積の減少率の大小で表したとき、操舵トルクが所定の操舵トルクより小さいときに作動する絞りの開口面積減少率を、操舵トルクが前記所定の操舵トルクより大きいときに作動する絞りの開口面積減少率より小さくしたことを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置の油圧制御弁。
【請求項３】
前記操舵トルクに対する開口面積特性の異なる複数の絞りが配設された側と、前記パワーシリンダ接続点を挟んだ反対側には、前記操舵トルクが小さいときに作動する絞りと同等か又はそれよりも操舵トルクの小さいときに作動する絞りを配設したことを特徴とする請求項２に記載のパワーステアリング装置の油圧制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に用いられるパワーステアリング装置の油圧制御弁に関し、特にステアリングシャフトにトーションバーを介して連結された油圧制御弁として好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
このような油圧制御弁としては、据切り等のように操舵トルクが大きいときには大きな油圧による大きなアシスト力を発生し、走行時等のように操舵トルクが小さいときには操舵トルクに応じたリニアな油圧によるリニアなアシスト力が発生することが望ましく、そのような油圧特性を得るために、バルブシャフト又はバルブボディの絞り部の中央部に凸状の段付部を形成するものがある（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】実開平６−１８１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の油圧制御弁では、絞りの中央部に凸状の段付部を形成する必要があるため、絞りの加工が困難であり、プレス加工等の特殊な加工方法を採用する必要があると共に、プレス加工で発生するスプリングバック等の製造バラツキによって油圧特性にバラツキが生じるという問題がある。
本発明はこれらの諸問題を解決するために開発されたものであり、絞りの加工が容易で、油圧特性も安定なパワーステアリング装置の油圧制御弁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】
【０００４】
上記諸問題を解決するため、本発明のパワーステアリング装置の油圧制御弁は、突状のランドの角隅部を面取り加工して形成され且つ操舵トルクに対する開口面積特性の異なる複数の絞りを、パワーシリンダ接続点の下流側及び上流側の少なくとも何れか一方に直列に配設したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
而して、本発明のパワーステアリング装置の油圧制御弁によれば、ランドの角隅部を面取り加工して形成され且つ操舵トルクに対する開口面積特性の異なる複数の絞りを、パワーシリンダ接続点の下流側及び上流側の少なくとも何れか一方に直列に配設したことにより、それらの絞りの開口面積特性の組合せによって所望する油圧特性を得ることが可能となるので、特殊な絞りの加工方法が必要でなく、絞りの加工が容易で、且つ絞りの製造バラツキをなくして油圧特性を安定なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本発明のパワーステアリング装置の油圧制御弁の一実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本実施形態の油圧制御弁の一実施形態を示す一部断面斜視図である。この油圧制御弁は、所謂フローコントロールバルブと呼ばれるロータリバルブであり、操舵トルクによってトーションバー１１に捩じれが発生すると、外側のバルブボディ１２と内側のバルブシャフト１３とが相対的に回転して油路が切換わり、ステアリングギヤ装置に連結されたパワーシリンダに作動油を供給する。
【０００７】
図２に、図１の油圧制御弁の油路断面を示す。図は、ステアリングホイールが右切りされ、その結果、油圧ポンプに連結されたポンプポート１５Ｐと、右側パワーシリンダに連結された右側パワーシリンダポート１４Ｒとが連通された状態を示している。ちなみに、図中の符号１４Ｌは左側パワーシリンダに連結された左側パワーシリンダポートであり、ステアリングホイールが左切りされた場合には前記ポンプポート１５Ｐと左側パワーシリンダポート１４Ｌとが連通されて左側パワーシリンダに作動油が供給される。
【０００８】
前記ポンプポート１５Ｐと右側パワーシリンダポート１４Ｒとが連通されているときに、当該右側パワーシリンダポート１４Ｒから右側パワーシリンダに供給される作動油圧には、ポンプポート１５Ｐと右側パワーシリンダポート１４Ｒ下流のドレンポート１６Ｄとの間の第２絞り２Ｒ、第３絞り３Ｒと、ポンプポート１５Ｐと左側パワーシリンダポート１４Ｌ下流のドレンポート１６Ｄとの間の第１絞り１Ｒとが関与する。つまり、前記第２絞り２Ｒと第３絞り３Ｒとは右側パワーシリンダポート１４Ｒの下流側に直列に配設され、第１絞り１Ｒは、これらの直列の絞りと、右側パワーシリンダポート１４Ｒを挟んだ反対側に配設されていることになる。ちなみに、ポンプポート１５Ｐと左側パワーシリンダポート１４Ｌ下流のドレンポート１６Ｄとの間の第１絞り１Ｒは、右側パワーシリンダポート１４Ｒへの作動油圧を確保するために作用する。
【０００９】
このパワーステアリング装置の油圧回路を図３に示す。図中の符号１７Ｒは右側パワーシリンダ、１７Ｌは左側パワーシリンダであるが、実際には一つのパワーシリンダ１７内に二つのパワーシリンダ機能が併設されている。前述した右側パワーシリンダポート１４Ｒに三つの絞り１Ｒ、２Ｒ、３Ｒが関与するのと同様に、左側パワーシリンダポート１４Ｌにも三つの絞り１Ｌ、２Ｌ、３Ｌが関与するので、それらをまとめて表示すると図３のように表れる。このうち、各パワーシリンダポートの出力圧を直接的に制御する第２絞り２Ｒ及び第３絞り３Ｒ或いは第２絞り２Ｌ及び第３絞り３Ｌは各パワーシリンダポートの下流側に直列に配設され、前記パワーシリンダポートへの作動油圧を確保するために作動する第１絞り１Ｒ、１Ｌは、前記直列に配設された第２及び第３絞り２Ｒ、３Ｒ又は２Ｌ、３Ｌに対し、対応するパワーシリンダポート１４Ｒ、１４Ｌを挟んだ反対側に配設される。なお、夫々、前記第３絞り３Ｒ、３Ｌの方が操舵トルクの小さいときに作動し、第２絞り２Ｒ、２Ｌの方が操舵トルクの大きいときに作動する。また、前記第１絞り１Ｒ、１Ｌは、前記第３絞り３Ｒ、３Ｌと同等か、又はそれよりも操舵トルクの小さいときに作動するように設定されている。
【００１０】
前記各絞りのうち、前記右側パワーシリンダポート１４Ｒの出力圧に関与する第１絞り１Ｒ、第２絞り２Ｒを図４ａに、第３絞り３Ｒを図４ｂに示す。これらは何れも、前記バルブシャフト１３側の突状のランドの角隅部を面取り加工したものであり、例えば平面研削加工などにより比較的容易に且つ高精度に加工することが可能である。また、加工が容易で且つ高精度に加工できるので、例えば製品のバラツキを小さくすることも可能である。このうち、第１絞り１Ｒ及び第２絞り２Ｒは、バルブシャフト１３のランド面に対する面取り角度が大きく、第３絞り３Ｒは、バルブシャフト１３のランド面に対する面取り角度が小さい。即ち、これらの絞りが右切り時、つまり図示の矢印方向に移動するときに作動するものであることから、第１絞り１Ｒ及び第２絞り２Ｒは、操舵トルクが大きくなるときの開口面積の減少率が大きく、第３絞り３Ｒは、操舵トルクが大きくなるときの開口面積の減少率が小さいことになる。従って、この操舵トルクに対する開口面積の減少率を開口面積特性としたときに、前記右側パワーシリンダポート１４Ｒの下流側に直列に配設された第２絞り２Ｒ、第３絞り３Ｒは互いに開口面積特性が異なり、操舵トルクが小さいときに作動する第３絞り３Ｒの操舵トルクの増大に対する開口面積減少率は、操舵トルクが大きいときに作動する第２絞り２Ｒの操舵トルクの増大に対する開口面積減少率より小さい。つまり、右切りの操舵トルクの増大に伴って、まず第１絞り１Ｒが最も早いタイミングで速く絞られ、次いで第３絞り３Ｒがゆっくり絞られ、最後に第２絞り２Ｒが速く絞られることになる。
【００１１】
前記第１絞り１Ｒの開口面積特性を図５ａに、第２絞り２Ｒの開口面積特性を図５ｂに、第３絞り３Ｒの開口面積特性を図５ｃに示した。図から明らかなように、右切り操舵トルクの増大に伴って、まず第１絞り１Ｒが最も早いタイミングで速やかに絞られ、次いで第３絞り３Ｒがゆっくり絞られ、最後に第２絞り２Ｒが速やかに絞られる。右側パワーシリンダポート１４Ｒの出力圧Ｐは、三つの絞り１Ｒ〜３Ｒの合成絞り開口面積Ｓに対し、下記１式で与えられる。
【００１２】
【数１】
2005041390.tif 000003
【００１３】
但し、ρは作動油の比重、Ｑは作動油流量、Ｃは流量係数である。
また、前記第２絞り２Ｒ及び第３絞り３Ｒが直列、第１絞り１Ｒと第２絞り２Ｒ及び第３絞り３Ｒとが並列であることから、各絞り１Ｒ〜３Ｒの開口面積を、夫々、Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 としたとき、合成絞り開口面積は下記２式で与えられる。
【００１４】
【数２】
2005041390.tif 000004
【００１５】
この結果、前記第１絞り１Ｒ、第２絞り２Ｒ、第３絞り３Ｒの操舵トルクに対する合成絞り開口面積は図６ａに示すようになり、右側パワーシリンダポート１４Ｒの出力圧は図６ｂに示すようになる。このうち、操舵トルクが“０”近傍、所謂中立付近の所謂微舵領域ではアシスト力は不要であり、ここでは主として前記第１絞り１Ｒの絞り開口面積特性によってパワーシリンダポート出力圧も殆ど発生していない。これに対し、操舵トルクが小さい、通常の走行領域ではアシスト力は操舵トルクに対してリニアに増大されるべきであり、ここでは主として前記第３絞り３Ｒの絞り開口面積特性によってパワーシリンダポート出力圧が操舵トルクに対してリニアに増大されている。更に、操舵トルクが大きい、据切り領域では急速に大きなアシスト力が得られるべきであり、ここでは主として前記第２絞り２Ｒの絞り開口面積特性によってパワーシリンダポート出力圧が急速に増大されている。
【００１６】
このパワーシリンダポート出力圧は、速やかに絞られる絞りとゆっくり絞られる絞りとの組合せでパワーシリンダポートの出力圧を制御させるようにしているので、それらの絞り開口面積特性を個別に調整することで、車両毎の操舵特性の微調整が可能となる。具体的には二つの方法があり、例えば前記第１絞り１Ｒ及び第３絞り３Ｒの開口面積を固定し、第２絞り２Ｒの開口面積を図７ａのように変化させると、合成絞り開口面積は図７ｂのように表れ、その結果、パワーシリンダポート出力圧は図７ｃのように変化する。これにより、特に前記据切り領域でのパワーシリンダポート出力圧、即ちアシスト力を調整することが可能となる。また、例えば前記第２絞り２Ｒの開口面積を固定し、第１絞り１Ｒ及び第３絞り３Ｒの開口面積を図８ａのように変化させると、合成絞り開口面積は図８ｂのように表れ、その結果、パワーシリンダポート出力圧は図８ｃのように変化する。これにより、特に前記走行領域でのパワーシリンダポート出力圧、即ちアシスト力を調整することが可能となる。
【００１７】
このように本実施形態の油圧制御弁によれば、面取り加工で形成された絞り開口面積特性の異なる絞りをパワーシリンダポートの下流側に直列に配設したことにより、各絞りの開口面積特性の組合せによって複雑なポート出力圧特性を得ることができ、その一方で、各絞りは、平面研削加工等の標準的な加工方法で高精度に得ることができるので、製造バラツキも低減することができる。
【００１８】
また、操舵トルクが所定の操舵トルクより小さいときに絞られる絞りの開口面積減少率を、操舵トルクが前記所定の操舵トルクより大きいときに絞られる絞りの開口面積減少率よりも小さくしたことにより、走行領域におけるアシスト力を操舵トルクに対してリニアなものとすることが可能となると共に、据切り領域におけるアシスト力を速やかに大きくすることが可能となる。なお、前記所定の操舵トルクは、絞りの開口面積減少率の変化を生じさせる操舵トルクとする。
【００１９】
また、操舵トルクが小さいときに絞られる絞りと、パワーシリンダポートを挟んだ反対側に、同等かもっと早く絞られる絞りを配設したことにより、パワーシリンダポートへの作動油を確実に確保することができる。
なお、本実施形態では、先にゆっくり絞られる絞り（第３絞り３Ｒ）が、後で速やかに絞られる絞り（第２絞り２Ｒ）の下流側にある。このようにレイアウトすることにより、特にゆっくり絞られる絞りの背圧が高くなるので、当該速やかに絞られる絞りの流体音を低減することが可能となる。
【００２０】
また、前記実施形態では、パワーシリンダポートの下流側に開口面積特性の異なる絞りを直列に配設したが、これはパワーシリンダポートの上流側に直列に配設しても同様の効果が得られるのはいうまでもない。
また、前記第１絞り１Ｒは、右側パワーシリンダポート１４Ｒの作動油圧を確保するためであり、前記第２絞り２Ｒは操舵トルクが大きいときに作動油圧を急速に大きくするためのものであることから、夫々の絞りが閉じきる（完全に閉じてしまうわけではない）際の特性は、例えば前記図５ａ、図５ｂに示すように鋭敏である必要はなく、例えば同図に破線で示すようなややゆっくりとしたものであっても差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のパワーステアリング装置の油圧制御弁の一実施形態を示すフローコントロールバルブの一部断面斜視図である。
【図２】図１のフローコントロールバルブの横断面図である。
【図３】図２のフローコントロールバルブの油圧回路図である。
【図４】図２のフローコントロールバルブに形成された絞りの説明図である。
【図５】図４の絞りの開口面積特性の説明図である。
【図６】図２のフローコントロールバルブの絞りの合成特性の説明図であり、（ａ）は合成絞り開口面積特性の説明図、（ｂ）はパワーシリンダポート出力圧の説明図である。
【図７】図２のフローコントロールバルブの調整方法の説明図である。
【図８】図２のフローコントロールバルブの調整方法の説明図である。
【符号の説明】
【００２２】
１Ｒ、１Ｌは第１絞り
２Ｒ、２Ｌは第２絞り
３Ｒ、３Ｌは第３絞り
１１はトーションバー
１２はバルブボディ
１３はバルブシャフト
１４Ｒ、１４Ｌはパワーシリンダポート
１５Ｐはポンプポート
１６Ｄはドレンポート
１７はパワーシリンダ
【図１】
2005041390.tif 000005
【図２】
2005041390.tif 000006
【図３】
2005041390.tif 000007
【図４】
2005041390.tif 000008
【図５】
2005041390.tif 000009
【図６】
2005041390.tif 000010
【図７】
2005041390.tif 000011
【図８】
2005041390.tif 000012