(57)【要約】      （修正有）【課題】パワーステアリング装置のキックバック等を防止するため、チェックバルブの機能を持つソレノイドバルブを提供する。【解決手段】ポンプ（圧力源側）とパワステアリング出力部（負荷側）を連通する供給ポート６５と、この供給ポート６５に対して軸方向に変位可能に支持されるシャフト６２と、電磁力によってシャフト６２を軸方向に駆動するコイル６９とを備え、シャフト６２の変位に伴って供給ポート６５に画成される流路面積を可変とするソレノイドバルブ６において、供給ポート６５に対峙するポペット７１をシャフト６２と別体で形成し、このポペット７１をシャフト６２に対して軸方向に変位可能に支持し、ポペット７１が供給ポート６５を逆流する作動流体の流れを抑制するチェックバルブ７０を構成する。【選択図】図２
2005214384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力源側と負荷側を連通する供給ポートと、この供給ポートに対して軸方向に変位可能に支持されるシャフトと、電磁力によってこのシャフトを軸方向に駆動するコイルとを備え、前記シャフトの変位に伴って前記供給ポートに画成される流路面積を可変とするソレノイドバルブにおいて、
前記供給ポートに対峙するポペットを前記シャフトと別体で形成し、このポペットを前記シャフトに対して軸方向に変位可能に支持し、前記ポペットが前記供給ポートを逆流する作動流体の流れを抑制するチェックバルブを構成したことを特徴とするソレノイドバルブ。
【請求項２】
前記供給ポートが開口するハウジングを備え、このハウジングに前記ポペットを着座させる弁座部を形成し、前記ポペットがこの弁座部に着座することにより前記供給ポートを閉塞する構成としたことを特徴とする請求項１に記載のソレノイドバルブ。
【請求項３】
前記ポペットの外径を前記供給ポートの開口径より小さく形成し、前記シャフトに対する前記ポペットの変位を規制する手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のソレノイドバルブ。
【請求項４】
ポンプから吐出される作動流体をパワーステアリング出力部に導く供給通路を備えるパワーステアリング装置に適用し、キックバック発生時に前記チェックバルブがこのパワーステアリング出力部からポンプ側へと逆流する作動流体の流れを抑制する構成としたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のソレノイドバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のパワーステアリング装置等に用いられるソレノイドバルブの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両のパワーステアリング装置において、作動流体量を調節するのにソレノイドバルブを用いるものがある。
【０００３】
従来、この種のソレノイドバルブとして、図６に示すものがある（特許文献１参照）。これについて説明すると、ソレノイドバルブ１１５のコイル１１０は非磁性材である樹脂よりなるボビン１１１に巻回され、導線１２２により通電されるようになっている。ボビン１１１の中心の一端側には磁性材よりなるコア１１２が、他端側には磁性材よりなるプランジャ１１３が配設され、両者はスプリング１１４によって互いに離れる方向に常時付勢されている。
【０００４】
ハウジング１２０は、軸方向端面に開口する第１通路１１９ａと、外周に開口する第２通路１１９ｂとが形成されている。ハウジング１２０の内部には、第１、第２通路１１９ａ，１１９ｂとの連通及び遮断を切り換えるためのバルブを構成するボール弁体１２３が配設されて、このボール弁体１２３とハウジング１２０の弁座部１２０ａとが当接することにより第１通路１１９ａと第２通路１１９ｂとが遮断される構成となっている。
【０００５】
コイル１１０に電流を流すと、コア１１２、Ｏリング１１６、磁路部材１２１、Ｏリング１１８、プランジャ１１３に磁路が形成され、コア１１２とプランジャ１１３との間に吸引力が生じる。この吸引力がスプリング１１４の付勢力に勝ると、プランジャ１１３がコア１１２側に移動してボール弁体１２３とハウジング１２０の弁座部１２０ａとが離れ、第１通路１１９ａと第２通路１１９ｂとが連通させられる。
【０００６】
コイル１１０への通電が絶たれると、コア１１２とプランジャ１１３との間の吸引力が消滅し、スプリング１１４の付勢によってプランジャ１１３がコア１１２から離れる方向に移動して、ボール弁体１２３とハウジング１２０の弁座部１２０ａとが当接し第１通路１１９ａと第２通路１１９ｂとが遮断される。
【特許文献１】特開平７−２４８０６９号公報
【特許文献２】特開平７−３０１３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、後述するように例えば車両のパワーステアリング装置において、作動流体が逆流するキックバックの発生を抑制するために、ソレノイドバルブに作動流体の逆流を止めるチェックバルブの機能を持たせたいという要求がある。
【０００８】
なお、前記従来のソレノイドバルブ１１５のボール弁体１２３にチェックバルブの機能を持たせることも考えられるが、ボール弁体１２３が閉弁する際に弁座部１２０ａへ向かう方向以外の無駄な運動を伴いながら変位する可能性があり、閉弁する応答性を高められないという問題点があった。
【０００９】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、パワーステアリング装置のキックバック等を防止するため、チェックバルブの機能を持つソレノイドバルブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、圧力源側と負荷側を連通する供給ポートと、この供給ポートに対して軸方向に変位可能に支持されるシャフトと、電磁力によってこのシャフトを軸方向に駆動するコイルとを備え、シャフトの変位に伴って供給ポートに画成される流路面積を可変とするソレノイドバルブに適用する。
【００１１】
そして、供給ポートに対峙するポペットをシャフトと別体で形成し、このポペットをシャフトに対して軸方向に変位可能に支持し、ポペットが供給ポートを逆流する作動流体の流れを抑制するチェックバルブを構成することを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、ソレノイドバルブは、コイルの電磁力によってシャフトを軸方向に変位させてこのポペットが供給ポートに画成する流路断面積を調節するとき、ポペットはその前後差圧によってシャフトの先端面に押し付けられている。
【００１３】
しかし、車両のキックバック発生時等に、作動流体が負荷側から圧力源側へと逆流すると、ポペットが流体力によって閉弁方向に移動し、供給ポートを逆流する作動流体の流れを抑制するチェックバルブの機能を果たす。
【００１４】
チェックバルブが閉方向に作動するとき、ポペットはシャフトに対して軸方向に変位可能に支持されているため、ポペットは遊び運動を行なうことなく速やかに移動し、チェックバルブの応答性を高められる。
【００１５】
チェックバルブがソレノイドバルブ内に収められることにより、パワーステアリング装置等の部品点数が増加せず、構造の複雑化を招くことなくキックバックの発生を抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
まず、図１に本発明が適用可能なパワーステアリング装置の一例を示す。
【００１８】
パワーステアリング装置は、ポンプ１から吐出される作動流体が供給通路２を介してパワーステアリング出力部８に導かれる。パワーステアリング出力部８は、操舵ハンドルや車両からの各種信号に応じて流体圧および流体の流れ方向を制御するパワーステアリングコントロールバルブ１９と、この制御された流体圧で作動し操舵力をアシストするパワーシリンダ１８等によって構成され、車輪の操舵力をアシストする。
【００１９】
供給通路２の途中にはフローコントロールバルブ９とソレノイドバルブ６が介装される。フローコントロールバルブ９はソレノイドバルブ６の前後差圧力に応じて供給通路２の作動流体をポンプ吸込み側に戻す。
【００２０】
フローコントロールバルブ９のバルブボディ２１には、スプール１１が摺動可能に挿入されるスプール孔２６、ポンプの吐出側に連通するポンプポート２２、ポンプ吸込み側に連通する戻りポート２３、ソレノイドバルブ６に連通する供給ポート３４等が形成される。
【００２１】
フローコントロールバルブ９は、スプール１１を付勢するスプリング１３を備え、スプール１１がスプリング１３に抗して図面左方向に移動すると、ポンプポート２２と戻りポート２３とが連通し、スプール１１の摺動位置に応じてポンプポート２２から戻りポート２３へと戻される作動流体の流量を調節するようになっている。スプール１１の一端にはソレノイドバルブ６の上流側に連通する上流側室２０が画成される。スプール１１の他端にはスプリング１３が介装されたスプリング室２７が画成され、このスプリング室２７は通路２８を介してソレノイドバルブ６の下流側室３２に連通している。こうしてフローコントロールバルブ９は、スプール１１の両端にソレノイドバルブ６の前後差圧が導かれ、スプール１１がソレノイドバルブ６の前後差圧とスプリング１３のバネ力が釣り合う位置へと移動する。
【００２２】
フローコントロールバルブ９は以上のように構成され、ソレノイドバルブ６が開弁すると、ポンプ１から吐出される作動流体が、ポンプポート２２→上流側室２０→供給ポート３４→ソレノイドバルブ６→下流側室３２→パワーステアリング出力部８の順に流れる。パワーステアリング出力部８はこの流体圧によって車輪の操舵力をアシストする。
【００２３】
パワーステアリング出力部８の負荷圧が下流側室３２からスプリング室２７に導かれているため、ポンプの回転数が上昇してポンプの吐出流量が増えるのに伴ってソレノイドバルブ６の前後差圧が高まるのに伴い、スプール１１はスプリング１３に抗して次第に移動する。
【００２４】
ポンプ１が低速域で回転している状態では、フローコントロールバルブ９が閉弁しており、ポンプ１の回転数に比例した流量の作動流体がパワーステアリング出力部８に供給される。
【００２５】
ポンプ１の回転数が中速域に達すると、フローコントロールバルブ９が開弁し、上流側室２０に流入する作動流体の一部がポンプ１の回転数増大に応じて戻りポート２３に還流されるため、パワーステアリング出力部８に供給される作動流体の流量がソレノイドバルブ６の開度に応じた値に保たれる。
【００２６】
ソレノイドバルブ６はコントローラ１５によって駆動装置１４を介してその開度が制御される。コントローラ１５は、操舵角センサ１６からの操舵角検出信号と車速センサ１７からの車速検出信号とを入力し、操舵角、操舵角速度および車速に応じてソレノイドバルブ６の励磁電流指令値を制御する。ソレノイドバルブ６の開度に応じて供給通路２からパワーステアリング出力部８に供給される作動流体流量が適宜増減されることにより、操舵アシスト力が調節される。
【００２７】
供給通路２にはリリーフバルブ７が接続される。リリーフバルブ７はソレノイドバルブ６の下流側圧力が所定値を超えて上昇すると開弁し、供給通路２の作動流体をポンプ吸込み側に戻す。
【００２８】
ところで、一般的に車両では、キックバックが生じることが知られている。このキックバックとは車両が段差路や凹凸路等の不整路を走行する際に、路面から操舵輪に付与される逆入力に起因して、作動流体がパワーシリンダ１８側からポンプ１側へ向けて逆流することによりステアリングホイールに衝撃力が伝達される現象である。
【００２９】
従来のパワーステアリング装置には、キックバックの発生を抑制するため、ポンプとパワーステアリングコントロールバルブとを接続する供給通路の途中にチェックバルブを介装し、パワーステアリングコントロールバルブからポンプへ向かう作動流体の流れを阻止するチェックバルブを供給通路の途中に介装したものがある。
【００３０】
しかしながら、供給通路の途中にチェックバルブを独立して介装すると、部品点数が増加し、構造の複雑化を招くという問題点があった。
【００３１】
また、チェックバルブが供給通路を流れる作動流体に抵抗を与えるため、ポンプの負荷が増えるという問題点があった。
【００３２】
これに対処して本発明は、ソレノイドバルブに、作動流体が逆流することを抑えるチェックバルブの機能を持たせることを要旨とする。以下、前記した図１に示すパワーステアリング装置等に用いられるソレノイドバルブ６の例について本発明を適用した第一の実施形態を図２、図３に基づいて説明する。
【００３３】
ソレノイドバルブ６は、供給ポート６５が開口するハウジング６１と、このハウジング６１に対して軸受５８，５９を介して軸方向に変位可能に支持されるシャフト６２と、プランジャ５７に働く電磁力によってこのシャフト６２を軸方向に駆動するコイル６９とを備える。
【００３４】
供給ポート６５に対峙するポペット７１がシャフト６２と別体で形成される。ポペット７１はシャフト６２に対して軸方向に変位可能に支持され、供給ポート６５を逆流する作動流体の流れを抑制するチェックバルブ７０を構成する。
【００３５】
シャフト６２には軸孔７２が同心上に形成される。ポペット７１はこの軸孔７２に摺動可能に挿入される軸部７３と、この軸部７３の先端に供給ポート６５内に向かって円錐状に突出する弁体部７４が形成される。
【００３６】
シャフト６２にはその先端面に開口する軸孔７２と、この軸孔７２と下流側室６７を連通する圧力逃がし孔７５が形成される。ポペット７１の軸部７３が軸孔７２に対して摺動するとき、軸孔７２内の作動流体が下流側室６７に出入りし、ポペット７１の摺動を妨げないようになっている。
【００３７】
ポペット７１の弁体部７４の外径を供給ポート６５の開口径より大きく形成し、ポペット７１が供給ポート６５を閉塞できる構造とする。
【００３８】
図３にも示すように、ハウジング６１にはポペット７１の弁体部７４を着座させる弁座部６３が形成される。ポペット７１の弁体部７４がこの弁座部６３に着座することにより、供給ポート６５が閉塞される。
【００３９】
本実施形態は以上のように構成される。次に作用について説明する。
【００４０】
エンジンの運転時にポンプ１が駆動され、ポンプ（圧力源側）１から吐出される作動流体が、図２に矢印で示すように、ソレノイドバルブ６の上流室６４→供給ポート６５→下流室６７を通ってパワーステアリング出力部（負荷側）８へと流れる。
【００４１】
このとき、チェックバルブ７０はポペット７１がその前後差圧によってシャフト６２の先端面に押し付けられている。これにより、ソレノイドバルブ６は、コイル６９の電磁力によってシャフト６２を軸方向に変位させてこのポペット７１が供給ポート６５に画成する流路断面積を調節する。シャフト６２はコイル６９に生じる電磁力によりスプリング６８に抗して開弁方向（図２において右方向）に駆動される。シャフト６２が図２において右方向に変位するのに伴って、ポペット７１と供給ポート６５との間で画成される流路断面積が次第に大きくなり、パワーステアリング出力部８に導かれる流体流量が高まる。
【００４２】
車両が段差路や不整路等を走行する際のキックバック発生時、パワーステアリング出力部８からポンプ１側へと逆流する作動流体が、図３に矢印で示すように、ソレノイドバルブ６の下流室６７→供給ポート６５→上流室６４を通ってポンプ１側へと流れようとする。
【００４３】
このとき、チェックバルブ７０がポペット７１は流体力によって閉弁方向（図３において左方向）に移動し、弁座部６３に着座し、供給ポート６５を閉塞する。
【００４４】
こうして、路面から操舵輪に付与される逆入力に起因して、パワーステアリング出力部８からポンプ１側へ向かう作動流体の流れがチェックバルブ７０によって阻止されることで、パワーシリンダ１８内の作動流体の流出が阻止され、ステアリングホイールに伝達される衝撃力が緩和される。
【００４５】
チェックバルブ７０が閉弁作動するとき、ポペット７１はその軸部７３がシャフト６２の軸孔７２を摺動することにより、シャフト６２と同軸を保ったまま移動する。したがって、チェックバルブ７０が閉弁する際、ポペット７１は遊び運動を行なうことなく速やかに弁座部６３に向けて移動し、チェックバルブ７０の応答性が向上され、キックバックの発生が効果的に抑制される。
【００４６】
チェックバルブ７０はポペット７１の弁体部７４がこの弁座部６３に着座することにより供給ポート６５が閉塞され、供給ポート６５を逆流する作動流体の流れを完全に止めることができる。
【００４７】
チェックバルブ７０がソレノイドバルブ６内に収められることにより、パワーステアリング装置の部品点数が増加せず、構造の複雑化を招くことなくキックバックの発生を抑えられる。
【００４８】
次に図４、図５に示す他の実施形態を説明する。なお、前記実施形態と同一構成部には同一符号を付す。
【００４９】
ポペット７１の弁体部７４の外径を供給ポート６５の開口径より小さく形成し、ポペット７１が供給ポート６５を閉塞しない構造とする。
【００５０】
チェックバルブ７０はシャフト６２に対するポペット７１の変位を規制する手段として、弁軸部７３の途中に段部７８が形成される一方、シャフト６２に凸部７９が形成される。図５に示すように、凸部７９が段部７８に当接することにより、ポペット７１がそれ以上変位することが係止され、弁軸部７３がシャフト６２から抜けることが防止される。
【００５１】
本実施形態は以上のように構成される。次に作用について説明する。
【００５２】
エンジンの運転時にポンプ１が駆動され、ポンプ１から吐出される作動流体が、図４に矢印で示すように、ソレノイドバルブ６の上流室６４→供給ポート６５→下流室６７を通ってパワーステアリング出力部８へと流れる。
【００５３】
このとき、チェックバルブ７０はポペット７１がその前後差圧によってシャフト６２の先端面に押し付けられている。これにより、ソレノイドバルブ６は、コイル６９の電磁力によってシャフト６２を軸方向に変位させてこのポペット７１が供給ポート６５に画成する流路断面積を調節する。
【００５４】
キックバック発生時、パワーステアリング出力部８からポンプ１側へと逆流する作動流体が、図５に矢印で示すように、ソレノイドバルブ６の下流室６７→供給ポート６５→上流室６４を通ってポンプ１側へと流れようとする。
【００５５】
このとき、チェックバルブ７０はポペット７１が流体力によって閉弁方向（図５において左方向）に移動し、供給ポート６５の流路面積を小さくする。こうしてパワーステアリング出力部８からポンプ１側へ向かう作動流体の流れがチェックバルブ７０によって絞られることで、パワーシリンダ１８内の作動流体流出が大幅に低減し、ステアリングホイールに伝達される衝撃力が緩和される。
【００５６】
チェックバルブ７０が閉じ側に作動するとき、ポペット７１はその軸部７３がシャフト６２の軸孔７２を摺動することにより、シャフト６２と同軸を保ったまま移動する。したがって、チェックバルブ７０が最小開度に切換わる際、ポペット７１は遊び運動を行なうことなく速やかに弁座部６３に向けて移動し、チェックバルブ７０の応答性が向上され、キックバックの発生が効果的に抑制される。
【００５７】
ソレノイドバルブ６は、ポペット７１が供給ポート６５に対峙して供給通路２を閉塞しない構造としたため、ソレノイド電流指令値がゼロだったとしても、一定の作動流体流量を確保する。これにより、ポペット７１がハウジング６１に固着するバルブスティックが万一発生したとしても、パワーステアリング出力部８へ操舵アシスト力の付与が確実に維持される。
【００５８】
チェックバルブ７０はポペット７１の段部７８がシャフト６２の凸部７９に当接することにより、ポペット７１がそれ以上変位することが係止され、シャフト６２から抜けることが防止される。
【００５９】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明のソレノイドバルブは、車両のパワーステアリング装置に用いられるが、これに限らず他の油圧装置や空気圧装置等にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明が適用可能なパワーステアリング装置のシステム図。
【図２】本発明の実施の形態を示すソレノイドバルブの断面図。
【図３】同じくチェックバルブの閉弁時を示すソレノイドバルブの断面図。
【図４】他の実施の形態を示すソレノイドバルブの断面図。
【図５】同じくチェックバルブの閉弁時を示すソレノイドバルブの断面図。
【図６】従来例を示すソレノイドバルブの断面図。
【符号の説明】
【００６２】
１  ポンプ（圧力源側）
２  供給通路
６  ソレノイドバルブ
８  パワステアリング出力部（負荷側）
９  フローコントロールバルブ
６２  シャフト
６３  弁座部
６５  供給ポート
６９  コイル
７０  チェックバルブ
７１  ポペット
７２  軸孔
７３  弁軸部
７４  弁体部
７８  段部
７９  凸部
【図１】
2005214384.tif 000003
【図２】
2005214384.tif 000004
【図３】
2005214384.tif 000005
【図４】
2005214384.tif 000006
【図５】
2005214384.tif 000007
【図６】
2005214384.tif 000008