(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、この供給ポート３４の前後差圧に応じて供給通路２の作動流体をポンプ吸込み側に戻すスプール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、供給通路２に対して供給ポート３４の上流側と下流側を結ぶバイパス絞り通路５１を備え、このバイパス絞り通路５１を流れる作動流体が供給ポート３４を迂回してパワーステアリング出力部８へと向かう構成とした。【選択図】    図１
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【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、この供給ポート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、このスプールにテーパロッドを連結したパワーステアリング装置において、
前記供給通路に対して前記供給ポートの上流側と下流側を結ぶバイパス絞り通路を備え、このバイパス絞り通路を流れる作動流体が前記供給ポートを迂回して前記パワーステアリング出力部へと向かう構成と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】
前記フローコントロールバルブは前記供給ポートが開口するキャップを備え、このキャップに前記バイパス絞り通路を形成し、前記バイパス絞り通路によって前記供給ポートの上流側と下流側を連通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、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。
【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、可変絞り弁３の供給ポート３４とテーパロッド１２の間を作動流体が高速で流れると、テーパロッド１２が受ける流体圧力によってテーパロッド１２とスプール１１がその軸方向に動き、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が変動する可能性がある。
【００１３】
また、ポンプの停止時に、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が全閉する構造のため、スプール１１がバルブボディ２１に固着するバルブスティックが起きると、ポンプが作動しても作動流体がパワーステアリング出力部８に全く供給されず、操舵アシスト力が得られないばかりか、ポンプの負荷が過大になってしまうという問題点があった。
【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、この供給ポート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、このスプールにテーパロッドを連結したパワーステアリング装置に適用する。
【００１６】
そして、供給通路に対して供給ポートの上流側と下流側を結ぶバイパス絞り通路を備え、このバイパス絞り通路を流れる作動流体が供給ポートを迂回してパワーステアリング出力部へと向かう構成と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、フローコントロールバルブは供給ポートが開口するキャップを備え、このキャップにバイパス絞り通路を形成し、バイパス絞り通路によって供給ポートの上流側と下流側を連通し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、パワーステアリング装置は、供給通路に対して可変絞り弁の上流側と下流側を結ぶバイパス絞り通路を備えているため、バイパス絞り通路を通過した作動流体と、可変絞り弁を通過した作動流体が合流してパワーステアリング出力部に供給され、可変絞り弁が調節する作動流体の流量はバイパス絞り通路を通過する作動流体の流量だけ減少する。こうすることで可変絞り弁の供給ポートとテーパロッドの間を流れる作動流体の流速を低くできるため、テーパロッドが受ける流体圧力によってテーパロッドとスプールがその軸方向に動くことが抑えられる。これにより、作動流体流量の制御精度を高められ、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を的確に調節することができる。
【００１９】
また、ポンプの停止時にスプールがケーシング側に固着するバルブスティックが起きた場合にも、ポンプが作動するとポンプから吐出する作動流体がバイパス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。
【００２０】
第２の発明によると、バイパス絞り通路を供給ポートとともにキャップに形成することにより、部品数を増やすことなくバイパス絞り通路を形成することができ、構造の複雑化が避けられる。
【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に面してポンプポート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。
【００２５】
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１１はこのスプリング１３の弾性復元力によって閉弁方向に付勢されている。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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の一端から突出し、スプール１１と一体形成される。
【００２９】
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。
【００３０】
しかし、可変絞り弁３の供給ポート３４とテーパロッド１２の間を作動流体が高速で流れると、テーパロッド１２が受ける流体圧力によってテーパロッド１２とスプール１１がその軸方向に動き、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が変動する可能性がある。
【００３１】
また、ポンプ１の停止時に、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のシート面３８に着座する。これにより、スプール１１のランド部１０によって戻りポート２３が閉塞され、流量調整弁４が全閉するとともに、スプール１１がキャップ３１のシート面３８に着座して供給ポート３４が閉塞され、可変絞り弁３が全閉する。
【００３２】
このため、フローコントロールバルブ９は、ポンプ１の停止時に、流量調整弁４と可変絞り弁３がそれぞれ全閉するため、この状態でスプール１１がバルブボディ２１やキャップ３１に固着するバルブスティックが起きた場合、ポンプ１が作動しても作動流体がパワーステアリング出力部８に全く供給されず、操舵アシスト力が得られないばかりか、ポンプ１の負荷が過大になってしまう可能性がある。
【００３３】
なお、リリーフバルブ７は下流側室３２の作動流体圧が所定値を超えて上昇すると開弁し、作動流体が下流側室３２→通孔２８→スプリング室２７→リリーフバルブ７→戻りポート２３の順に流れる構成のため、上記した状態でスプール１１がバルブボディ２１やキャップ３１に固着するバルブスティックが起きた場合、ポンプ１から吐出される作動流体を逃がすことはできない。
【００３４】
本発明はこれに対処してなされたものであり、フローコントロールバルブ９は供給通路２に対して可変絞り弁３の上流側と下流側を結ぶバイパス絞り通路５１を備え、このバイパス絞り通路５１を流れる作動流体が可変絞り弁３を迂回してパワーステアリング出力部８へと向かう構成とする。
【００３５】
本実施の形態では、バイパス絞り通路５１は供給通路２に対して可変絞り弁３と並列に介装される。バイパス絞り通路５１はキャップ３１に上流側室２０と下流側室３２を連通する通孔として形成される。
【００３６】
バイパス絞り通路５１の開口面積は任意に設定され、ポンプ１の作動時にバイパス絞り通路５１を通過する作動流体の流量と可変絞り弁３を通過する作動流体の流量の和がパワーステアリング出力部８に必要な所定値になるようにする。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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の一部がポンプポート２２→上流側室２０→バイパス絞り通路５１→下流側室３２→パワーステアリング出力部８の順に流れるとともに、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の残りが、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は上記したこれらの流体圧によって車輪の操舵力をアシストする。
【００４０】
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ことで可変絞り弁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。
【００４１】
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の全てがバイパス通路５１と可変絞り弁３を介してパワーステアリング出力部８に供給される。
【００４２】
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、バイパス絞り通路５１と可変絞り弁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。
【００４３】
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とともに移動することで供給ポート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。
【００４４】
このフローコントロールバルブ９の作動時、バイパス絞り通路５１を通過した作動流体と、可変絞り弁３を通過した作動流体が合流してパワーステアリング出力部８に供給されるため、可変絞り弁３が調節する作動流体の流量はバイパス絞り通路５１を通過する作動流体の流量だけ減少する。このように可変絞り弁３を通過する流量が減少することで可変絞り弁３の供給ポート３４とテーパロッド１２の間を流れる作動流体の流速を低くすることができる。テーパロッド１２が受ける流体圧力によってテーパロッド１２とスプール１１がその軸方向に動くことが抑えられる。これにより、フローコントロールバルブ９によって調節される作動流体流量の制御精度を高められ、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を的確に調節することができる。
【００４５】
また、供給通路２に対して可変絞り弁３の上流側と下流側を結ぶバイパス絞り通路５１を備えているため、ポンプ１の停止時にスプール１１がバルブボディ２１やキャップ３１に固着する状態におけるバルブスティックが起きた場合にも、ポンプ１が作動するとこのポンプ１から吐出する作動流体がバイパス絞り通路５１を通っ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は確実に操舵アシスト力が得られるとともに、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。
【００４６】
また、バイパス絞り通路５１を供給ポート３４とともにキャップ３１に形成することにより、部品数を増やすことなくバイパス絞り通路５１を形成することができ、構造を複雑化することなく、上記機能が実現できる。
【００４７】
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】
【００４８】
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】
【００４９】
【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】
【００５０】
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
１１  スプール
１２  テーパロッド
２０  上流側室
３１  キャップ
３２  下流側室
３４  供給ポート
５１  バイパス絞り通路
【図１】
2005162037.tif 000003
【図２】
2005162037.tif 000004