(57)【要約】【課題】車両のパワーステアリング機構において、急激な操舵操作により油圧系統にサージ圧が発生することを防止する。【解決手段】パワーシリンダ７のピストン１２は転舵輪とラック１５，１６を介して連節する。運転者が通常よりも速い操舵操作を行うことによりパワーシリンダ７内の一方の液室９内の作動油が一気に排出され、低圧配管１０および１３にサージ圧が発生する懸念がある場合には、コントロールバルブ４２ｂ内のフリーコントロールバルブ４５が管路１３へのポート４２ｅを遮断すると共にサージ圧吸収管４３ｂへのポート４２ｓを開放するため、作動油はサージ圧吸収管４３ｂを経由して他方の液室８に流入する。このため作動油がパワーシリンダ７から低圧配管１０および１３へ一気に流入することはなく、低圧配管１０および１３にサージ圧が発生するのを防止することができる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転舵輪と連結するピストンを有するパワーシリンダと、前記ピストンによって区分される前記パワーシリンダ内の第１の液室及び第２の液室と、前記第１及び第２の液室にそれぞれ連通する流路を含み該流路を介して転舵操作に応じた液圧を供給する液圧系統とを具え、操舵入力に応じて前記液圧系統から供給される液圧が前記ピストンのストロークを助勢することにより前記転舵輪を転舵するパワーステアリング装置において、
前記第１の液室と前記液圧系統とに連通する流路中に、前記第１の液室と前記液圧系統との間で液圧を両方向に伝えることが可能で、且つ、前記第１の液室と前記液圧系統との前記流路を遮断し前記第１の液室から前記第２の液室の方向に液圧を伝えることが可能な第１の切替弁と、
前記第１の切替弁を介して前記第１の液室と前記第２の液室とを連通する第１のバイパス流路と、
前記第２の液室と前記液圧系統とに連通する流路中に、前記第２の液室と前記液圧系統との間で液圧を両方向に伝えることが可能で、且つ、前記第２の液室と前記液庄系統との流路を遮断し前記第２の液室から前記第１の液室の方向に液圧を伝えることが可能な第２の切替弁と、
前記第２の切替弁を介して前記第２の液室と前記第１の液室とを連通する第２のバイパス流路とを有し、
前記ピストンが所定の速度以下でストロークする場合に、前記第１の切替弁は前記第１の液室と前記液圧系統を連通させると共に前記第１のバイパス流路を遮断し、前記第２の切替弁は前記第２の液室と前記液圧系統を連通させると共に前記第２のバイパス流路を遮断し、
前記ピストンが所定の速度よりも速くストロークする場合に、前記第１又は第２の液室のうち該ストロークにより前記液室の容積が小さくなる一方の液室と前記液圧系統とに連通する流路に設けられた前記一方の切替弁は、前記一方の液室と前記他方の液室とを前記一方のバイパス流路を介して連通させると共に、前記一方の液室と前記液圧系統との流路を遮断するように構成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】
請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
前記第１のバイパス流路に、前記第２の液室から前記第１の液室へ作動液が流入することを防止するための第１の逆流防止弁と、前記第２のバイパス流路に、前記第１の液室から前記第２の液室へ作動液が流入することを防止するための第２の逆流防止弁を設けたことを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のパワーステアリング装置において、
前記ピストンはステアリングシャフトと噛合するラックと連節したことを特徴とするパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のパワーステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パワーステアリング装置において、悪路走行中に操舵操作を行うと、路面から操舵輪を経て液圧系統のバルブへ意図しない大きな力が入力されるが、この外乱入力によりバルブが瞬間的に全閉状態となると、上記バルブに連通する低圧配管が負圧になり、再びバルブが開くと上記低圧配管にはサージ圧が発生する。このサージ圧は異音の発生などの原因となる。そこでこのサージ圧の発生を防止するパワーステアリング装置としては従来、例えば特許文献１に記載の如きものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２３２６５７号公報
【０００４】
特許文献１に記載のラックピニオンタイプのパワーステアリング装置は、ピニオンギアとストッパーとの間に上下方向に移動可能なマスを新たに設け、悪路走行中に上下方向の加速度が作用した場合には、上記マスが上記ストッパーのクリアランスに進入し、バルブユニットが全閉になるのを防止する。
また特許文献１に記載のパワーステアリング装置は、高圧配管と低圧配管とを連通可能とし、外乱入力時には、上記高圧配管から上記低圧配管へ油を供給することにより、上記低圧配管が負圧になることを防止する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のようなパワーステアリング装置にあっては、以下に説明するような問題を生ずる。つまり、運転者が急激な切戻し操舵を行うことにより液圧系統にサージ圧が発生する場合があり、このような場合には、上記従来のパワーステアリング機構では液圧系統にサージ圧が発生を防止するのを防止することはできなかった。
【０００６】
本発明は、急激な切戻し操舵が行われた場合であっても、液圧系統にサージ圧が発生するのを防ぐことができるパワーステアリング装置を提案することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的のため本発明によるパワーステアリング機構の油圧緩衝装置は、請求項１に記載のごとく、
転舵輪と連結するピストンを有するパワーシリンダと、前記ピストンによって区分される前記パワーシリンダ内の第１の液室及び第２の液室と、前記第１及び第２の液室にそれぞれ連通する流路を含み該流路を介して転舵操作に応じた液圧を供給する液圧系統とを具え、操舵入力に応じて前記液圧系統から供給される液圧が前記ピストンのストロークを助勢することにより前記転舵輪を転舵するパワーステアリング装置において、
前記第１の液室と前記液圧系統とに連通する流路中に、前記第１の液室と前記液圧系統との間で液圧を両方向に伝えることが可能で、且つ、前記第１の液室と前記液圧系統との前記流路を遮断し前記第１の液室から前記第２の液室の方向に液圧を伝えることが可能な第１の切替弁と、
前記第１の切替弁を介して前記第１の液室と前記第２の液室とを連通する第１のバイパス流路と、
前記第２の液室と前記液圧系統とに連通する流路中に、前記第２の液室と前記液圧系統との間で液圧を両方向に伝えることが可能で、且つ、前記第２の液室と前記液庄系統との流路を遮断し前記第２の液室から前記第１の液室の方向に液圧を伝えることが可能な第２の切替弁と、
前記第２の切替弁を介して前記第２の液室と前記第１の液室とを連通する第２のバイパス流路とを有し、
前記ピストンが所定の速度以下でストロークする場合に、前記第１の切替弁は前記第１の液室と前記液圧系統を連通させると共に前記第１のバイパス流路を遮断し、前記第２の切替弁は前記第２の液室と前記液圧系統を連通させると共に前記第２のバイパス流路を遮断し、
前記ピストンが所定の速度よりも速くストロークする場合に、前記第１又は第２の液室のうち該ストロークにより前記液室の容積が小さくなる一方の液室と前記液圧系統とに連通する流路に設けられた前記一方の切替弁は、前記一方の液室と前記他方の液室とを前記一方のバイパス流路を介して連通させると共に、前記一方の液室と前記液圧系統との流路を遮断するように構成したことを特徴としたものである。
【０００８】
【発明の効果】
かかる本発明の構成によれば、運転者が急激な切戻し操舵を行うことにより、パワーシリンダの一方の液室から作動液が一気に排出される場合であっても該作動液が液圧系統に流入せず、他方の液室へ流入するため、液圧系統にサージ圧が発生することを防止できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の一実施の形態になる油圧緩衝装置を具えたパワーステアリング装置の全体を模式的に示す全体構成図である。図示せざるステアリンクホイールと連結するバルブユニット１は中空円筒形状のバルブチャンバ２と、バルブチャンバ２内壁が画成する円と同じ大きさの断面形状を有し、操舵入力に応動してバルブチャンバ２内を相対回動可能とするバルブシャフト３を具える。
【００１０】
まず液圧系統である油圧系統から説明するに、バルブユニット１は高圧配管４、オイルポンプ５および低圧配管１０を介して、パワーステアリングタンク（リザーバ）６と連通する。高圧配管４がバルブチャンバ２と接続するポート２４に向かい合うようバルブシャフト３外周には凹部３１を設ける。凹部３１の両側には対称に２箇所の凹部２２，２３をバルブチャンバ２内壁に設ける。凹部３１と凹部２２（または２３）は完全に離れているわけではなく、図１に示すようにポート２４と凹部３１が互いに向き合った状態で、凹部同士がわずかに重なって隙間２２ｎ，２３ｎができるように凹部２２，２３を設け、凹部３１および凹部２２（または２３）は相互に連通する。凹部２２，２３はそれぞれパワーシリンダ７の左右の液室８，９と連通している。さらにバルブシャフト３外周には対称に２箇所の凹部３２，３３を設ける。凹部２２と凹部３２（または２３と３３）は完全に離れているわけではなく、図１に示すようにポート２４と凹部３１が互いに向き合った状態で、凹部同士がわずかに重なって隙間３２ｎ，３３ｎができるように凹部３２，３３を設け、凹部２２および３２（または２３および３３）は相互に連通する。凹部３２，３３からバルブシャフト３中心へ作動油が還流するためのリターン配管３４，３５を配設する。リターン配管３４，３５はバルブシャフト３中心で１本にまとまり低圧配管１０の一端と接続する。低圧配管１０の他端はパワーステアリングタンク６と接続する。
【００１１】
車両が直進走行する場合には、図１に示すように、作動油がパワーステアリングタンク６からオイルポンプ５により汲出され、高圧配管４を経由してバルブユニット１へ流入する。高圧配管４からバルブユニット１に流入した作動油は、バルブシャフト２外周に設けた凹部３１に流入する。
【００１２】
作動油は凹部３１から隙間２２ｎ，２３ｎを通過し左右の凹部２２，２３へ流入する。このとき左右の凹部２２，２３内の油圧は等しく、パワーシリンダ７の左右の液室８，９いずれか一方へ多くの作動油が流出することはない。作動油は凹部２２から隙間３２ｎを通過し隣接する凹部３２へ流入する。また作動油は凹部２３から隙間３３ｎを通過し隣接する凹部３３へ流入する。作動油はリターン配管３４，３５および低圧配管１０を経由してパワーステアリングタンク６へ戻る。
【００１３】
また運転者が図示せざるステアリングホイールを操舵することにより車両が旋回走行する場合には、例えば図２に示すようにバルブシャフト３が右回転する。バブルシャフト２の回動のため図１に示した隙間２２ｎおよび３３ｎは遮断される。作動油は凹部３１から隙間２３ｎを通過し右の凹部２３へ流入する。次に作動油は凹部３３へは流入不可であり、配管１３を経由してパワーシリンダ７の右の液室９へ流入する。このため左右の液室８，９を隔てるピストン１２は左方向へストロークすると共に左の液室８の容積は小さくなり、室内の作動油は配管１１へ押し出される。押し出された作動油はバルブユニット１内の凹部２２へ流入し、隙間３２ｎを通過し隣接する凹部３２へ流入する。そしてリターン配管３４および低圧配管１０を経由してパワーステアリングタンク６へ戻る。
【００１４】
ピストン１２は左右の転舵輪（図には１つだけ示す）１４とラック１６、リンク１７，１９、アクスル部材１８と連節し、上記ストロークに伴い操舵輪１４を転舵する。なお図示せざるステアリングホイールと連動して回転する入力シャフト２０の先端はピニオン２１を具え、ラック１６と噛合する。これより万一、油圧系統が失陥し、パワーステアリング機構が正常に作動しなくなった場合であっても、運転者は操舵操作を行うことができる。
【００１５】
図３は本発明の一実施の形態になるパワーステアリング装置のパワーシリンダを拡大して示す縦断面図である。パワーシリンダ７外面の左右端には、切替弁であるコントロールバルブ４２ａ、４２２ｂをそれぞれ設ける。配管１１はコントロールバルブ４２ａを介して左の液室８とを連通し、配管１３はコントロールバルブ４２ｂを介して右の液室９と連通する。また、コントロールバルブ４２ａは作動油のバイパス流路であるサージ圧吸収管４３ａ及び逆流防止弁４４ｂを介して右の液室９と連通する。コントロールバルブ４２ｂは作動油のバイパス流路であるサージ圧吸収管４３ｂ及び逆流防止弁４４ａを介して左の液室８と連通する。
【００１６】
図４はコントロールバルブ４２を拡大して示す縦断面図である。パワーシリンダ７の両端でピストン１２のストローク方向と直角方向に立設されたコントロールバルブ４２の基端部はポート４２ｓでサージ圧吸収管４３と連通し、先端部はポート４２ｅで配管１１または１３と連通する。またコントロールバルブ４２内はシリンダー形状４２ｃになっており、シリンダー４２ｃ内にはポート４２ｓとポート４２ｅの間でストローク可能なピストン形状のフリーコントロールバルブ４５を設置する。フリーコントロールバルブ４５はポート４２ｅ側となるシリンダー４２ｃ先端から緩衝ばね４６により弾支される。
【００１７】
フリーコントロールバルブ４５には基端側の面と先端側の面を結ぶ経路５０を設け、シリンダ４２ｃの両端は経路５０を介して相互に連通可能とする。この経路５０の構造を説明すると、経路５０の基端側の内径は先端側の内径よりも太い径とする。前記内径が変化する部分である絞り４８にはボール４７が嵌合可能となるように、基端側からスプリング４９でボール４７を弾支する。通路５０は作動油が配管１１または１３からパワーシリンダ７へ流入可能とする一方、パワーシリンダ７から配管１１または１３への流量が一定量を超えるとボール４７が絞り４８に嵌合することにより経路５０を遮断し、パワーシリンダ７から配管１１または１３への流入を停止させる。
【００１８】
サージ圧吸収管４３とパワーシリンダ７の接続部には図３に示すように、逆流防止弁４４を設け、作動油がサージ圧吸収管４３からパワーシリンダ７へ流入可能とし、その逆方向に流出すること防止する。図５は逆流防止弁４４を拡大して示す縦断面図であり、逆流防止弁４４はシリンダ７とサージ圧吸収管４３を連通しシリンダ７側で内径が太くサージ圧吸収管４３側で内径が細い１本の経路５１と、該内径の変化する部分である絞り４４ｐと、経路５１内にあって絞り４４ｐと嵌合可能なボール４４ｃと、ボール４４ｃをパワーシリンダ７側から弾支する緩衝ばね４４ｓを具える。通常の状態ではボール４４ｃが絞り４４ｐと嵌合するよう弾支され、経路５１を遮断している。液室８または９内の油圧が高くなると、油圧がボール４４ｃに作用してボール４４ｃを絞り４４ｐへ押し付けるため、作動油がパワーシリンダ７からサージ圧吸収管４３へ逆流することはない。一方サージ圧吸収管４３側の油圧が液室８，９内の油圧よりも高くなると、作動油が緩衝ばね４４ｓの弾発力に抗してボール４４ｃを絞り４４ｐから離間させ、パワーシリンダ７へ流入する。
【００１９】
運転者が図示せざるステアリングホイールを通常の操舵速度（所定の速度以下）で切り増しする、あるいは切り戻す場合には図２に示したようにパワーステアリング装置が作動しバルブユニット１からパワーシリンダ７へ作動油を供給する。この場合、作動油が配管１１（または１３）から一方のコントロールバルブ４２へ流入する。通常の状態では図４に示すように緩衝ばね４６がフリーコントロールバルブ４５をポート４２ｓ近傍の位置で弾支することによりポート４２ｓを遮断するため、作動油は経路５０を通過してパワーシリンダ７へ流入する。
【００２０】
そして、ピストン１２は左または右へ移動するため、パワーシリンダ７の液室８または９から押し出される作動油が通常の速度で他方のコントロールバルブ４２に流入する。通常の速度にあっては、図４に示すようにボール４７が緩衝ばねであるスプリング４９により開放状態に保持されると共に、緩衝ばね４６はフリーコントロールバルブ４５をポート４２ｓ近傍の位置で支持し、フリーコントロールバルブ４５はポート４２ｓを遮断している。これより作動油は経路５０を通過して配管１３（または１１）から排出される。
【００２１】
図示せざるステアリングホイールを通常よりも速い操舵速度（所定の速度より速い速度）で、切り戻すことでパワーシリンダ７から排出される作動油量が急激に増大し、低圧側の配管１０および１３（または１１）にサージ圧が発生する懸念がある場合には、パワーシリンダ７から排出される作動油が通常よりも速い速度でコントロールバルブ４２に流入する。このため図６に示すように、ボール４７は遮断状態になっていると共に、油圧差により作動油が緩衝ばね４６の弾発力に抗してフリーコントロールバルブ４５をポート４２ｅの位置へ押し上げ、ポート４２ｅを遮断すると共にポート４２ｓを開放する。これより作動油はサージ圧吸収管４３から排出され他方の液室へ至る。
【００２２】
運転者が上記した通常よりも速い操舵操作を停止したり、転舵輪から外力が入力するなどによりパワーシリンダ７から排出される作動油量が減少すると、図４に示すようにボール４７は開放状態に復帰し、フリーコントロールバルブ４５はポート４２ｅの位置からポート４２ｓの位置へ復帰して、ポート４２ｓを再び遮断する。これより作動油が一方の液室からサージ圧吸収管４３を経由して他方の液室へ移動することはなく、パワーステアリング装置が上記通常の作動を行う。
【００２３】
ところで本実施の形態においては通常よりも速い操舵操作によってパワーシリンダ７から排出される作動油量が急激に増大し、低圧側の配管１０および１３（または１１）にサージ圧が発生する懸念がある場合には、パワーシリンダ７の一方の液室から排出される作動油がサージ圧吸収管４３を経由してパワーシリンダ７の他方の液室に移動するため、配管１１，１３および低圧配管１０へサージ圧が及ぶことはなく、異音の発生などを抑制することができる。
【００２４】
また、本実施の形態においては通常の状態でフリーコントロールバルブ４５がサージ圧吸収管４３のポート４２ｓを遮断することに加え、サージ圧吸収管４３とパワーシリンダ７の接続部に逆流防止弁４４を設けたため、通常の操舵時に作動油がサージ圧吸収管４３を逆流するのを防止することができる。また、緩衝ばね４４ｓ、４６により、サージ圧が低減されるので、サージ圧による異音の発生などをより防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態になる油圧緩衝装置を具えたパワーステアリング機構の全体を模式的に示す全体構成図である。
【図２】同実施の形態になるパワーステアリング機構が作動する状態を模式的に示す全体構成図である。
【図３】同実施の形態になる油圧緩衝装置を具えたパワーシリンダを拡大して示す要部縦断面図である。
【図４】同実施の形態になる油圧緩衝装置の一部をなすコントロールバルブの通常時の状態を示す縦断面図である。
【図５】同実施の形態になる油圧緩衝装置の一部をなす逆流防止弁の通常時の状態を示す縦断面図である。
【図６】図４に示したコントロールバルブのサージ圧発生防止時の動作状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  バルブユニット
４  高圧配管
５  オイルポンプ
６  パワーステアリングタンク（リザーバ）
７  パワーシリンダ
９  リザーバ
１０  低圧配管
１４  転舵輪
１５，１６  ラック
１８  アクスル部材
２０  入力シャフト
４２  コントロールバブル
４３  サージ圧吸収管
４４  逆流防止弁
【図１】
2005001463.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005001463.tif 000006
【図５】
2005001463.tif 000007
【図６】
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