(57)【要約】【課題】  作動流体流量の制御精度を高められるパワーステアリング装置を提供する。【解決手段】  ポンプ１から吐出される作動流体をパワーステアリング出力部８に導く供給通路２と、この供給通路２の途中に介装される供給ポート３４と、ポンプ吸込み側に連通する戻り通路２３と、この供給ポート３４の前後差圧に応じて供給通路２の作動流体を戻り通路２３に戻すスプール１１と、供給ポート３４に挿入されて可変絞り弁３を構成するテーパロッド１２とを備え、このスプール１１にテーパロッド１２を連結したパワーステアリング装置において、スプール１１のストロークに対する供給通路２と戻り通路２３を連通する流路面積の増加率が略一定になる設定とし、供給通路２から戻り通路２３へと戻される作動流体の流量をスプール１１のストロークに対して比例的に調節する構成とした。【選択図】    図１
2005162039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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と、この供給通路の途中に介装される供給ポートと、ポンプ吸込み側に連通する戻り通路と、この供給ポートの前後差圧に応じて供給通路を戻り通路に連通させるスプールと、供給ポートに挿入されて可変絞り弁を構成するテーパロッドとを備え、このテーパロッドをスプールに連結したパワーステアリング装置において、
前記スプールのストロークに対する前記供給通路と前記戻り通路を連通する流路面積の増加率を略一定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】
前記スプールを摺動可能に収めるスプール孔を備え、このスプール孔の内周面に周方向に沿う円環状の環状溝を形成し、この環状溝内に前記戻り通路を連通させ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体圧によって車輪の操舵力をアシストするパワーステアリング装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のパワーステアリング装置の流体圧源として、図２に示すものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
パワーステアリング出力部８は、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（図示せず）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（図示せず）等によって構成されている。
【０００４】
フローコントロールバルブ９はそのバルブボディ２１の内部に流量調整弁４と可変絞り弁３とが収められる。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して供給通路を構成するポンプポート２２、ポンプ吸込み側に連通する戻り通路２３、可変絞り弁３を構成する供給ポート３４、供給通路を構成する上流側室２０および下流側室３２等が形成される。
【０００５】
流量調整弁４は、スプリング１３に付勢されるスプール１１を備え、このスプール１１の外周にスプール孔２６に摺接するランド部１０が形成される。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ランド部１０の先端が戻り通路２３に面し、ポンプポート２２と戻り通路２３を連通し、スプール１１の摺動位置に応じてポンプポート２２から戻り通路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の一端には可変絞り弁３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は通孔１４を介して可変絞り弁３の下流側に連通している。こうして流量調整弁４は、スプール１１の両端に可変絞り弁３の前後差圧が導かれ、スプール１１は可変絞り弁３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。
【０００６】
可変絞り弁３はスプール１１の一端から突出するテーパロッド１２と、このテーパロッド１２が挿入される供給ポート３４とを備え、テーパロッド１２がスプール１１とともに移動するのに伴って所定のストローク域にて供給ポート３４の開口面積が次第に減少する。こうして流量調整弁４と可変絞り弁３は連携し、流量調整弁４の開度が増えるのにしたがって可変絞り弁３の開度が減るようになっている。
【０００７】
フローコントロールバルブ９は以上のように構成され、上流側室２０に導かれるポンプの吐出圧によってスプール１１がシート面３８から離れると、まず可変絞り弁３が開弁する。可変絞り弁３が開弁すると、ポンプから吐出される作動流体が、ポンプポート２２→上流側室２０→可変絞り弁３→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。
【０００８】
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可変絞り弁３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。
【０００９】
ポンプが低速域で回転している状態では、流量調整弁４が閉弁しており、ポンプ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。
【００１０】
ポンプの回転数が中速域に達すると、流量調整弁４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の回転数増大に応じて戻り通路２３に還流されるため、可変絞り弁３を介して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は略一定に保たれる。
【００１１】
さらにポンプの回転数が増大すると、可変絞り弁３はテーパロッド１２がスプール１１とともに移動して供給ポート３４の開口面積が次第に減少し、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は次第に減少する。
【特許文献１】特開平１０−２３０８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、このような従来のフローコントロールバルブ９にあっては、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ランド部１０の先端が戻り通路２３に面し、ポンプポート２２と戻り通路２３が連通する構造のため、スプール１１の摺動位置に応じて戻り通路２３の開口面積の増加率が大きく変化し、ポンプポート２２から戻り通路２３へと戻される作動流体の流量を比例的に調節することが難しい。
【００１３】
また、上流側室２０から戻り通路２３へと向かう作動流体の流れがスプール１１のまわりで不均一になるため、スプール１１およびテーパロッド１２がわずかに偏心し、供給ポート３４を通ってパワーステアリング出力部８に導かれる作動流体の流量が変動する可能性がある。
【００１４】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、作動流体流量の制御精度を高められ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。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
第１の発明は、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と、この供給通路の途中に介装される供給ポートと、ポンプ吸込み側に連通する戻り通路と、この供給ポートの前後差圧に応じて供給通路を戻り通路に連通させるスプールと、供給ポートに挿入されて可変絞り弁を構成するテーパロッドとを備え、このテーパロッドをスプールに連結したパワーステアリング装置に適用する。
【００１６】
そして、スプールのストロークに対する供給通路と戻り通路を連通する流路面積の増加率を略一定に設定したことを特徴とするものとした。
【００１７】
第２の発明は、第１の発明において、スプールを摺動可能に収めるスプール孔を備え、このスプール孔の内周面に周方向に沿う円環状の環状溝を形成し、この環状溝内に戻り通路を連通させたことを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【００１８】
第１の発明によると、スプールのストロークに対するこの環状流路の流路面積の増加率を略一定とし、供給通路から戻り通路へと戻される作動流体の流量をスプールのストロークに対して比例的に調節することにより、ポンプの回転数の増加に対するパワーステアリング出力部に導かれる作動流体の流量特性を一次的な特性に設定することが可能となり、パワーステアリング出力部に所望の操舵アシスト力が得られる。
【００１９】
第２の発明によると、スプールが移動してそのランド部が環状溝に面すると、ランド部の先端と環状溝の開口端の間に環状流路が画成される。これにより、スプールのストロークに対するこの環状流路の流路面積の増加率を略一定とし、供給通路から戻り通路へと戻される作動流体の流量をスプールのストロークに対して比例的に調節することができる。
【００２０】
また、供給通路から戻り通路へと向かう作動流体の流れが、スプールのまわりで均一になるため、スプールおよびテーパロッドがスプール孔および供給ポートに対して偏心することが抑えられ、供給通路を通ってパワーステアリング出力部に導かれる作動流体の流量変動を小さくし、パワーステアリング出力部に安定した操舵アシスト力が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
【００２２】
図１に示すように、パワーステアリング装置に設けられるフローコントロールバルブ９は、ポンプ１から吐出される作動流体をパワーステアリング出力部８に導く供給通路２と、この供給通路２の途中に介装される可変絞り弁３と、この可変絞り弁３の前後差圧に応じて供給通路２の作動流体をポンプ吸込み側に戻す流量調整弁４と、可変絞り弁３より下流側に連通するリリーフバルブ７とを備える。
【００２３】
フローコントロールバルブ９はそのケーシングとしてバルブボディ２１とキャップ３１とを備え、この内部に流量調整弁４と可変絞り弁３とが収められる。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１の吐出側に連通して供給通路を構成するポンプポート２２、ポンプ吸込み側に連通する戻り通路２３が形成される。キャップ３１には、可変絞り弁３を構成する供給ポート３４、供給通路２を構成する下流側室３２等が形成される。
【００２４】
流量調整弁４は、スプリング１３に付勢されるスプール１１を備え、このスプール１１の外周にスプール孔２６の内周面に摺接するランド部１０が形成される。スプール１１の外周面には周方向に沿う円環状の環状溝１９が形成され、この環状溝１９によってランド部１０が仕切られる。
【００２５】
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、ランド部１０の先端が戻り通路２３に面してポンプポート２２と戻り通路２３を連通し、スプール１１の摺動位置に応じてポンプポート２２から戻り通路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。
【００２６】
スプール１１とスプール孔２６の底面の間にはスプリング１３が圧縮して介装される。スプール１はこのスプリング１３の弾性復元力によって流量制御弁４が閉弁方向に付勢されている。
【００２７】
スプール１１の一端には可変絞り弁３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は通孔２８を介して可変絞り弁３の下流側に連通している。こうして流量調整弁４は、スプール１１の両端に可変絞り弁３の前後差圧が導かれ、スプール１１は可変絞り弁３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。
【００２８】
可変絞り弁３は供給通路２の途中に介装される供給ポート３４と、この供給ポート３４の開口面積を変えるテーパロッド１２とを備える。
【００２９】
このテーパロッド１２はスプール１１に連結される。テーパロッド１２はスプール１１の一端から同軸上に突出し、スプール１１と一体形成される。
【００３０】
テーパロッド１２がスプール１１とともに移動するのに伴って所定のストローク域にて供給ポート３４の開口面積が次第に減少する。こうして流量調整弁４と可変絞り弁３は連携し、流量調整弁４の開度が増えるのにしたがって可変絞り弁３の開度が減るようになっている。
【００３１】
そして本発明の要旨とするところであるが、フローコントロールバルブ９は、スプール１１のストローク（摺動位置）に対する上流側室２０すなわち供給通路２と戻り通路２３を連通する流路面積の増加率を略一定とし、供給通路２から戻り通路２３へと戻される作動流体の流量をスプール１１のストロークに対して比例的に調節する構成とした。
【００３２】
具体的に、フローコントロールバルブ９は、スプール孔２６の内周面に周方向に沿う円環状の環状溝２９を形成し、この環状溝２９内に戻り通路２３の一端を開口させる。環状溝２９はリセス加工によって形成され、スプール孔２６の軸方向について一定の開口幅を有する。
【００３３】
フローコントロールバルブ９は以上のように構成される。次に作用について説明する。
【００３４】
エンジンの停止時にポンプ１も停止し、スプリング１３の付勢力によってスプール１１がキャップ３１のシート面３８に着座し、流量調整弁４が全閉しているとともに、可変絞り弁３が全閉している。
【００３５】
エンジンの運転時にポンプ１が駆動され、上流側室２０に導かれるポンプ１の吐出圧によってスプール１１がキャップ３１のシート面３８から離れると、可変絞り弁３が開弁して、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→可変絞り弁３→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。
【００３６】
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１の回転数が上昇してポンプ１の吐出流量が増えるのに伴って可変絞り弁３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。
【００３７】
ポンプ１が低速域で回転している状態では、スプール１１によって戻り通路２３が閉じており、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。
【００３８】
ポンプ１の回転数が中速域に達すると、スプール１１によって戻り通路２３が開かれ、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通路２３に還流されるため、可変絞り弁３を介して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は略一定に保たれる。
【００３９】
さらにポンプ１の回転数が増大すると、可変絞り弁３はテーパロッド１２がスプール１１とともに移動して供給ポート３４の開口面積が次第に減少し、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は次第に減少する。
【００４０】
このフローコントロールバルブ９の作動時、スプール１１がスプリング１３に抗して図面左方向に移動してランド部１０が環状溝２９に面すると、ランド部１０の先端と環状溝２９の開口端の間に環状流路が画成される。これにより、フローコントロールバルブ９はスプール１１のストロークに対するこの環状流路の流路面積の増加率を略一定とし、供給通路２から戻り通路２３へと戻される作動流体の流量をスプール１１のストロークに対して比例的に調節することができる。このため、ポンプ１の回転数の増加に対するパワーステアリング出力部８に導かれる作動流体の流量特性を一次的な特性に設定することが可能となり、パワーステアリング出力部８に所望の操舵アシスト力が得られる。
【００４１】
フローコントロールバルブ９は、ランド部１０の先端と環状溝２９の開口端の間に環状流路が画成されることにより、供給通路２から戻り通路２３へと向かう作動流体の流れが、スプール１１のまわりで均一になるため、スプール１１およびテーパロッド１２がスプール孔２６および供給ポート３４に対して偏心することが抑えられ、供給通路２を通ってパワーステアリング出力部８に導かれる作動流体の流量変動を小さくし、パワーステアリング出力部８に安定した操舵アシスト力が得られる。
【００４２】
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】
【００４３】
本発明のパワーステアリング装置は、流体圧によって車輪の操舵力をアシストするパワーステアリング装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態を示すフローコントロールバルブの断面図。
【図２】従来例を示すフローコントロールバルブの断面図。
【符号の説明】
【００４５】
１  ポンプ
２  供給通路
３  可変絞り弁
４  流量調整弁
８  パワーステアリング出力部
９  フローコントロールバルブ
１０  ランド部
１１  スプール
１２  テーパロッド
２３  戻り通路
２６  スプール孔
２９  環状溝
３４  供給ポート
【図１】
2005162039.tif 000003
【図２】
2005162039.tif 000004