(57)【要約】【課題】  フローコントロールバルブの流量特性のバラツキを抑え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とを備え、パワーステアリング出力部８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おいて、可変絞り弁３は供給通路２の途中に設けられる供給ポート５０と、供給通路２に導かれるポンプ吐出量に応じて供給ポート５０を絞る無復帰バルブ４２とを備えた。【選択図】    図１
2005162043.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可変絞り弁と、この可変絞り弁の前後差圧に応じて供給通路の作動流体をポンプ吸込み側に戻す流量調整弁とを備え、パワーステアリング出力部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おいて、前記可変絞り弁は前記供給通路の途中に設けられる供給ポートと、前記供給通路に導かれるポンプ吐出量に応じてこの供給ポートを絞る無復帰バルブとを備え、前記供給通路に対して前記可変絞り弁と並列に接続されるバイパス通路と、このバイパス通路を開閉するソレノイドバルブとを備えたことを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
前記ソレノイドバルブは作動流体が流れるバルブ穴と、このバルブ穴を絞るシャフトとを有し、このバルブ穴とシャフトとの間に前記供給通路に対して前記可変絞り弁の上流側と下流側を結ぶ絞り通路を画成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。
【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４、図５に示すものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
図４において、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】
パワーステアリング装置の流体圧源は、図示しないエンジンによって駆動されるポンプ１と、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に供給する供給通路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作動流体の一部をポンプ吸込み側に戻す流量調整弁４と、可変絞り弁３を迂回して作動流体を導くバイパス通路５と、このバイパス通路５を開閉するソレノイドバルブ６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。
【０００５】
図５に示すように、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、およびバイパス通路を構成するバイパスポート２４，２５等が形成される。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、およびバイパス通路を構成するバイパスポート３３等が形成される。
【０００６】
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の先端が戻りポート２３に面し、ポンプポート２２と戻りポート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のバネ力とが釣り合う位置へと移動する。
【０００７】
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。
【０００８】
以上のように構成され、エンジンの停止時にポンプ１も停止し、フローコントロールバルブ９はスプリング１３の付勢力によってスプール１１がキャップ３１の端面３８に着座し、流量調整弁４が全閉するとともに、可変絞り弁３が全閉している。
【０００９】
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の端面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。
【００１０】
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。
【００１１】
ポンプ１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。
【００１２】
ポンプ１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、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。
【００１３】
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。
【００１４】
ソレノイドバルブ６が開弁すると、ポンプ１から吐出する作動流体の一部が、上流側室２０→バイパスポート２４→ソレノイドバルブ６→バイパスポート２５→下流側室３２→パワーステアリング出力部８の順に流れる。このようにソレノイドバルブ６を開閉することにより、パワーステアリング出力部８に供給される流量が増減され、操舵アシスト力を調節できる。
【特許文献１】ＰＣＴ  ＷＯ  ０３／０２３２２７  Ａ１
【特許文献２】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】
【００１５】
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、可変絞り弁３がスプール１１に一体形成されたテーパロッド１２と供給ポート３４の間に環状の断面を持つように画成される構造のため、各部材の加工誤差等によってテーパロッド１２に対して供給ポート３４が偏心すると、可変絞り弁３を流れる作動流体の流量が大幅に変わり、流量調整弁４の流量特性にバラツキが生じやすいという問題点があった。このため、テーパロッド１２と供給ポート３４等に関連して高い加工精度が要求され、製品のコストアップを招く。
【００１６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、フローコントロールバルブの流量特性のバラツキを抑え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】
【００１７】
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可変絞り弁と、この可変絞り弁の前後差圧に応じて供給通路の作動流体をポンプ吸込み側に戻す流量調整弁とを備え、パワーステアリング出力部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適用する。
【００１８】
そして、可変絞り弁は供給通路の途中に設けられる供給ポートと、供給通路に導かれるポンプ吐出量に応じて供給ポートを絞る無復帰バルブとを備え、供給通路に対して可変絞り弁と並列に接続されるバイパス通路と、このバイパス通路を開閉するソレノイドバルブとを備えたことを特徴とするものとした。
【００１９】
第２の発明は、第１の発明において、ソレノイドバルブは作動流体が流れるバルブ穴と、このバルブ穴を絞るシャフトとを有し、このバルブ穴とシャフトとの間に供給通路に対して可変絞り弁の上流側と下流側を結ぶ絞り通路を画成したことを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【００２０】
第１の発明によると、可変絞り弁の前後差圧に応じてスプールが変位して流量調整弁の開度を調節するとともに、供給通路に導かれるポンプ吐出量に応じて無復帰バルブが供給ポートを絞り、パワーステアリング出力部に供給される流量を制御する。
【００２１】
無復帰バルブが供給ポートを絞っている運転状態において、パワーステアリング出力部の負荷圧が上昇しても、無復帰バルブは供給ポートの開度を変えず、パワーステアリング出力部に供給される作動流体の流量が維持され、操舵アシスト力が変動することを抑えられる。
【００２２】
可変絞り弁の開度を調節する無復帰バルブが流量調整弁のスプールと分離して設けられる構造のため、各部材の加工誤差等によってスリーブとスプールとが偏心したとしても、可変絞り弁を流れる作動流体の流量が変わることがなく、流量調整弁の流量特性にバラツキが生じることを抑えられる。この結果、従来のテーパロッドと供給ポート等に関連して要求される加工精度を低減し、製品のコストダウンがはかれる。
【００２３】
さらに上記した作動流体のパワーステアリング出力部への供給経路と並列配置したソレノイドバルブの開度を電気的に制御することにより、必要に応じて適宜パワーステアリング出力部に供給される流量が増減され、自由度の高い操舵アシスト力の調節が実現できる。
【００２４】
第２の発明によると、例えばスプールが固着して作動流体が第一、第二供給ポートを通過できなくなった場合でも、ポンプから吐出する作動流体がソレノイドバルブのバルブ穴とシャフトとの間に画成される絞り通路を通ってパワーステアリング出力部に供給される。この結果、パワーステアリング出力部に操舵アシスト力が得られるとともに、ポンプの負荷が過大になることを回避し、フェイルセーフ機能を果たすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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。
【００２６】
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を迂回して作動流体を導くバイパス通路５と、このバイパス通路５を開閉するソレノイドバルブ６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。
【００２７】
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、およびバイパス通路５を構成するバイパスポート２４，２５等が形成される。キャップ３１には、可変絞り弁３を構成する供給ポート５０、供給通路２を構成する下流側室３２、およびバイパス通路５を構成するバイパスポート３３等が形成される。
【００２８】
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の先端が戻りポート２３に面し、ポンプポート２２と戻りポート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のバネ力とが釣り合う位置へと移動する。
【００２９】
図２にも示すように、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５０と、この供給ポート５０の開口面積を変える無復帰バルブ４２と、無復帰バルブ４２を供給ポート５０の開き方向に付勢するスプリング４１と、供給通路２のポンプポート２２に連通する第一圧力室４５等を備え、無復帰バルブ４２がポンプポート２２から第一圧力室４５に導かれるポンプ吐出量に応じて供給ポート５０を絞る構成とする。つまり、可変絞り弁３の絞りを可変とする無復帰バルブ４２は流量調整弁４のスプール１１と分離して設けられている。
【００３０】
無復帰バルブ４２は、弁体として円筒状のスリーブ４３と、このスリーブ４３に固着されるポペット４４とを備える。
【００３１】
キャップ３１には無復帰バルブ４２が摺動可能に挿入されるスリーブ孔３５が形成される。キャップ３１内には円盤状のプレート３６が固着される。プレート３６と無復帰バルブ４２の間にはスプリング４１が圧縮して介装される。
【００３２】
プレート３６に供給ポート５０として第一、第二供給ポート５１，５２が形成される。第一供給ポート５１は無復帰バルブ４２と同軸上に開口し、図３に示すように無復帰バルブ４２のポペット４４がプレート３６に着座することによって閉塞される。複数の第二供給ポート５２は第一供給ポート５１のまわりに開口し、無復帰バルブ４２のポペット４４によって開閉されない。
【００３３】
キャップ３１のスリーブ孔３５には無復帰バルブ４２とプレート３６の間に第二圧力室４６が画成される。この第二圧力室４６は無復帰バルブ４２のスリーブ４３に形成された複数の通孔４７によって無復帰バルブ４２より下流側の供給通路２に連通している。第二圧力室４６はキャップ３１に形成された複数の通孔３９等によってバルブボディ２１に形成されたバイパスポート２４と連通し、バイパス通路５を構成する。
【００３４】
第一圧力室４５はキャップ３１のスリーブ孔３５と無復帰バルブ４２のスリーブ４３の間に画成される。この第一圧力室４５はキャップ３１に形成された通孔３０によって供給通路２のポンプポート２２に連通している。
【００３５】
無復帰バルブ４２がスプリング４１の付勢力によって図２に示す開位置にあるとき、スリーブ４３の円筒状の基端部４８は、キャップ３１の端面３８から軸方向に突出している。
【００３６】
スプール１１の端面には凹部１８が形成される。この凹部１８とスリーブ４３の基端部４８の間に環状流路が画成され、供給通路２を流れる作動流体の全量がこの環状流路を通るようになっている。
【００３７】
ソノイドバルブ６は、バルブボディ２１に挿入して取り付けられる円筒状のハウジング６１と、ハウジング６１に摺動可能に挿入されるシャフト６２とを備える。ハウジング６１にはポンプ１の吐出側に連通する上流室６４と、シャフト６２との間で可変絞り部を画成するバルブ穴６６と、パワーステアリング出力部８に連通する下流室６７が形成される。ポンプ１から吐出される作動流体は、上流室６４、バルブ穴６６、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。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１において上方向）に駆動される。
【００３８】
円柱状のシャフト６２はその先端に円錐状の弁体部６３が形成され、この弁体部６３がバルブ穴６６に挿入される。シャフト６２が図１において上方向に変位するのに伴って、弁体部６３とバルブ穴６６との間で画成される可変絞り部の開口面積が次第に大きくなる。
【００３９】
ソレノイドバルブ６はコア７７がハウジング６１の段部７８に着座した状態で、弁体部６３がバルブ穴６６からわずかに離れてバイパス通路５を全閉しない構造とする。換言すると、フローコントロールバルブ９はこのバルブ穴６６と弁体部６３との間に絞り通路６０を備え、この絞り通路６０が供給通路２に対して可変絞り弁３の上流側と下流側を常時連通する。
【００４０】
以上のように構成され、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の端面３８から離れると、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→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。
【００４１】
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い、可変絞り弁３の前後差圧が高まり、スプール１１はスプリング１３に抗して次第に移動する。
【００４２】
ポンプ１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。
【００４３】
ポンプ１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、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。
【００４４】
さらにポンプ１の回転数が増大すると、図３に示すように、無復帰バルブ４２はスプリング４１に抗して第一供給ポート５１を閉じて供給ポート５０を絞る。これにより、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減少する。
【００４５】
これについて詳述すると、無復帰バルブ４２は第一圧力室４５に導かれるポンプ１の吐出圧と第二圧力室４６の圧力差が所定値を超えて上昇すると、スプリング４１に抗して第一供給ポート５１を閉じる。こうして無復帰バルブ４２が供給ポート５０を絞る運転状態において、パワーステアリング出力部８の負荷圧が上昇しても、無復帰バルブ４２は第一供給ポート５１を開かず、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維持され、操舵アシスト力が変動することを抑えられる。
【００４６】
ポンプ１から吐出する作動流体の一部は、上流側室２０→バイパスポート２４→ソレノイドバルブ６→バイパスポート２５→下流側室３２→パワーステアリング出力部８の順に流れる。そしてソレノイドバルブ６の可変絞り部の開度を電気的に制御することにより、必要に応じて適宜パワーステアリング出力部８に供給される流量が増減され、自由度の高い操舵アシスト力の調節が実現できる。
【００４７】
フローコントロールバルブ９は、可変絞り弁３の絞りを可変とする無復帰バルブ４２が流量調整弁４のスプール１１と分離して設けられる構造のため、各部材の加工誤差等によって無復帰バルブ４２とスプール１１とが偏心したとしても、可変絞り弁３を流れる作動流体の流量が変わることがなく、流量調整弁４の流量特性にバラツキが生じない。このため、従来のテーパロッド１２と供給ポート３４等に関連して要求される加工精度を低減し、製品のコストダウンがはかれる。
【００４８】
上記した実施例では、絞り通路６０によってバルブ穴６６が全閉しない構造のソレノイドバブル６を使用していることで、可変絞り弁３の上流側と下流側とが常時連通し、これによりスプール１１がバルブボディ２１等に固着して第一、第二供給ポート５１，５２を通過する作動流体の移動ができなくなった場合でも、バブル穴６６を通過する作動流体が第一、第二供給ポート５１，５２を迂回してパワーステアリング出力部８に供給される。この結果、パワーステアリング出力部８への操舵アシスト力が保障されるとともに、ポンプ１の負荷が過大になることを回避し、フェイルセーフ機能を果たすことができる。
【００４９】
しかし、上記した固着現象が起こり得ない構造を有しているのであれば、上記ソレノイドバルブ６は全閉しないものに限らず、従来例でも示している開閉タイプのソレノイドバルブであっても良い。
【００５０】
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】
【００５１】
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】
【００５２】
【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】同じくフローコントロールバルブの断面図。
【図３】同じくフローコントロールバルブの動作を示す断面図。
【図４】従来例を示すパワーステアリング装置の構成図。
【図５】同じく図フローコントロールバルブの断面。
【符号の説明】
【００５３】
１  ポンプ
２  供給通路
３  可変絞り弁
４  流量調整弁
５  バイパス通路
６  ソレノイドバルブ
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
２０  上流室
３２  下流室
４１  スプリング
４２  無復帰バルブ
５０  供給ポート
５１  第一供給ポート
５２  第二供給ポート
【図１】
2005162043.tif 000003
【図２】
2005162043.tif 000004
【図３】
2005162043.tif 000005
【図４】
2005162043.tif 000006
【図５】
2005162043.tif 000007