(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵入力手段から出力された操舵力にアシスト力を付与する油圧アクチュエータと、
該油圧アクチュエータに作動油を供給するオイルポンプと、
該オイルポンプのポンプハウジング内に設けられて、オイルポンプの吐出通路中に有するオリフィスの前後差圧に応じて吐出流量を制御する流量制御弁と、
前記操舵入力手段の操舵高負荷圧に応じて前記オイルポンプから油圧アクチュエータへの供給油量を増加させる負荷圧感応弁とを備えたパワーステアリングの油圧制御装置であって、
前記流量制御弁と負荷圧感応弁とを別体に形成すると共に、該両者をポンプハウジングの内部一端側に互いに近接して配置し、
前記オリフィスの下流側と前記流量制御弁の背圧室とを連通する信号通路を設けると共に、該信号通路に前記負荷圧感応弁の吐出口を交差させたことを特徴とするパワーステアリングの油圧制御装置。
【請求項２】
前記流量制御弁の作動油吐出口と負荷圧感応弁の作動油吐出口とを連通させる連通路を設け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の油圧制御装置。
【請求項３】
前記負荷圧感応弁を、前記オイルポンプのポンプ軸とほぼ平行に配設したことを特徴とする請求項１または２に記載のパワーステアリングの油圧制御装置。
【請求項４】
操舵入力手段からの負荷圧を受ける前記負荷圧感応弁の受圧面と反対側に有する低圧室を、該低圧室と最も近傍のポンプハウジング内の所定の低圧部に連通させたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のパワーステアリングの油圧制御装置。
【請求項５】
前記ポンプハウジング内の低圧部を、該ポンプハウジングとポンプ軸との間をシールするシール部材を収容するシール室としたことを特徴とする請求項４に記載のパワーステアリングの油圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のステアリングホィールの操舵力をアシストする油圧アクチュエータに対して油圧を給排制御する油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来のパワーステアリングの油圧制御装置としては、例えば特開平８−３０１１３２号公報に記載されているものが知られている。
【０００３】
この油圧制御装置は、オイルポンプから吐出された油圧を、油圧シリンダの両油圧室に相対的に給排してステアリングホィールの操舵力に応じたアシスト力を付与するもので、前記オイルポンプと油圧シリンダの両油圧室とリザーバとにそれぞれ接続された流路に設けられて、可変オリフィスを有する制御弁と、前記オイルポンプの吐出通路中に設けられたメータリングオリフィスの前後差圧に応じてバイパス通路を開閉し、前記制御弁に供給される流量を所定流量に制御する流量制御弁とを備えている。
【０００４】
また、前記ポンプハウジングの内部に、流量制御弁とは別体の負荷圧感応弁が設けられており、この負荷圧感応弁は、ステアリングホィールの操舵負荷が高い場合は、この負荷上昇圧（圧力上昇）を感知して流量制御弁のばね室と低圧側との連通を遮断する一方、負荷上昇圧が低い場合は、これを感知して前記流量制御弁のばね室を低圧側に開放して省エネルギー化を図るようになっている。
【０００５】
また、他の従来の油圧制御装置としては、前記公報中の発明として、前記負荷圧感応弁を流量制御弁の内部に一体的に設けてポンプハウジング内のスペース効率を向上させるようにしたものも提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記前者の油圧制御装置にあっては、流量制御弁と負荷圧感応弁が、ポンプハウジング内において別体に設けらかつ、両者の配設位置が離れた状態になっているため、両者を連通させるための油通路や、負荷圧感応弁にステアリングホィールの操舵時の負荷圧を供給するための高圧導入路及び負荷圧感応弁の低圧室を大気圧に連通させる低圧導入路などの比較的長い各通路をポンプハウジング内に形成しなければならない。
【０００７】
この結果、かかる各通路の形成作業が煩雑になり、製造作業能率の低下を招いているばかりか、ポンプハウジング内のスペース効率が悪化するといった技術的課題を招いている。
【０００８】
一方、後者の油圧制御装置にあっては、負荷圧感応弁が流量制御弁の内部に一体的に設けられているため、両者を連通させるなどの各通路をポンプハウジング内に形成する必要性がなくなると共に、ポンプハウジング内のスペース効率が良好になる反面、両弁全体の構造が複雑になると共に、弁孔などの各構成部の高い加工精度が要求される。
【０００９】
このため、各弁の組立作業が煩雑になると共に、製造コストの高騰を招いている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記各従来技術の課題に鑑みて案出されたもので、請求項１記載の発明は、操舵入力手段から出力された操舵力にアシスト力を付与する油圧アクチュエータと、該油圧アクチュエータに作動油を供給するオイルポンプと、該オイルポンプのポンプハウジング内に設けられて、オイルポンプの吐出通路中に有するオリフィスの前後差圧に応じて吐出流量を制御する流量制御弁と、前記操舵入力手段の操舵高負荷圧に応じて前記オイルポンプから油圧アクチュエータへの供給油量を増加させる負荷圧感応弁とを備えたパワーステアリングの油圧制御装置であって、前記流量制御弁と負荷圧感応弁とを別体に形成すると共に、該両者をポンプハウジングの内部一端側に互いに近接して配置し、前記オリフィスの下流側と前記流量制御弁の背圧室とを連通する信号通路を設けると共に、該信号通路に前記負荷圧感応弁の吐出口を交差させたことを特徴としている。
【００１１】
したがって、この発明によれば、それぞれ別体に設けられた流量制御弁と負荷圧感応弁とを、ポンプハウジング内の適当な個所に振り分けて配置するのではなく、該ポンプハウジング内の一端部に互いに近接した位置にまとめて設けたため、両者間に配設される各通路を十分に短尺化できると共に、別体形成により各弁の各構成部の高い加工精度が要求されない。
【００１２】
しかも、信号通路の途中に負荷圧感応弁の吐出口が横切るように開口形成し、オリフィスの下流側と負荷圧感応弁とを連通させるのに信号通路を利用できることから、特別な通路が不要になる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記流量制御弁の作動油吐出口と負荷圧感応弁の作動油吐出口とを連通させる連通路を設けたことを特徴としている。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記負荷圧感応弁を、前記オイルポンプのポンプ軸とほぼ平行に配設したことを特徴としている。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、操舵入力手段からの負荷圧を受ける前記負荷圧感応弁の受圧面と反対側に有する低圧室を、該低圧室と最も近傍のポンプハウジング内の所定の低圧部に連通させたことを特徴としている。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、前記ポンプハウジング内の低圧部を、該ポンプハウジングとポンプ軸との間をシールするシール部材を収容するシール収容室としたことを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は、本発明の第１の実施形態を示し、まず、図３に基づいてこの実施形態における油圧制御装置全体の概略を説明する。
【００１８】
すなわち、この油圧制御装置は、操舵入力手段であるステアリングホィール１の操舵回転トルクに応じて操舵アシスト力を付与する油圧アクチュエータ２と、該油圧アクチュエータ２に油圧を給排する油圧回路３とから構成されている。
【００１９】
前記油圧アクチュエータ２は、車体幅方向に延設された筒状シリンダ部４内に、両端部が両前輪に連繋したピストンロッド５が摺動自在に貫通配置されていると共に、該ピストンロッド５に筒状シリンダ部４内を摺動するピストン６が固定されている。また、シリンダ部４内には、ピストン６によって左右の第１油圧室７と第２油圧室８が隔成されている。
【００２０】
前記油圧回路３は、前記各油圧室７、８に供給通路９を介して作動油圧を相対的に供給するオイルポンプ１０と、該オイルポンプ１０から各油圧室７、８に供給される作動油の流量を制御するロータリ式の制御弁１１と、前記供給通路９の途中に設けられたメータリングオリフィス１２と、前記供給通路９の上流から分岐したバイパス通路１３に設けられて、前記メータリングオリフィス１２の前後差圧によってオイルポンプ１０から各油圧室７、８への作動油の流量を制御する流量制御弁１４と、前記ステアリングホィール１の操舵負荷圧（オイルポンプ１０に掛る負荷圧）に応じて各油圧室７、８への供給を制御する負荷圧感応弁１５と、オイルポンプ１０からの余剰作動油をリザーバ１７に戻すリリーフ弁１６とを備えている。なお、前記リザーバ１７は、オイルポンプ１０の吸入側に連通している。
【００２１】
前記オイルポンプ１０は、図１及び図２に示すようにベーンタイプであって、一端開口がカバー１９によって閉塞されたポンプハウジング１８の内部に、ポンプ軸２１が回転自在に設けられており、このポンプ軸２１には、カバー１９側の後端部にベーンロータ２０が固定されている。
【００２２】
前記ポンプハウジング１８は、内部後端側に前記ベーンロータ２０を回転自在に収容するポンプ室１８ａが形成されていると共に、該ポンプ室１８ａの前端側には吐出された高圧な作動油を一旦貯留する高圧室１８ｂが形成されている。また、ポンプハウジング１８の上端部には、リザーバ１７に接続された吸入通路用のコネクタ部２２が連結されている。さらに、前記カバー１９は、内部に前記コネクタ部２２内の吸入通路２３と連通する吸入ポート２３ａや図外の吐出ポートが形成されている。
【００２３】
また、前記ポンプハウジング１８のポンプ軸挿通孔の前端側内周面には、大気圧（低圧）状態の円環状の低圧部であるシール室２４が形成されており、このシール室２４の内部には、前記ポンプ軸２１の前端部２１ａ側の外周面との間をシールするシール部材２５が設けられている。
【００２４】
前記ポンプ軸２１は、前端部２１ａにエンジンのクランクシャフトから回転力がタイミングベルトを介して伝達される従動プーリ２６が固定されていると共に、後端部２１ｂがカバー１９の内部中央に有するベアリング２７によって軸受けされている。また、前記ベーンロータ２０は、外周部に放射状に形成された複数のスロット孔にベーン２８が出没自在に設けられている。
【００２５】
そして、前記流量制御弁１４と負荷圧感応弁１５は、図１及び図２に示すように前記ポンプハウジング１８内のポンプ軸２１から図中上端部側にまとめて設けられている。
【００２６】
具体的に説明すれば、前記流量制御弁１４は、図２に示すようにポンプハウジング１８内の上端部内にポンプ軸２１と直交する方向に沿って形成されたほぼ円柱状の弁穴２９と、該弁穴２９の内部に摺動自在に設けられて、先端部にオリフィス可変用軸３０が固定されたほぼ円筒状の摺動体３１と、弁穴２９の図中右端部に固定されて、内部に前記メータリングオリフィス１２下流の供給通路９に連通する連通路３２を有するボルト状の通路構成部３３と、該通路構成部３３の先端部に設けられて、前記オリフィス可変用軸３０の外周面との間で前記メータリングオリフィス１２を形成する円筒状のオリフィス構成部３４とから主として構成されている。
【００２７】
前記弁穴２９は、摺動体３１の後端側に信号通路３５からの信号油圧を導入する背圧室３６が形成されていると共に、摺動体３１の前端側に前記供給通路９の途中端部９ａと連通してメータリングオリフィス１２の上流側に位置する油圧導入室３７が形成されている。
【００２８】
前記信号通路３５は、ポンプハウジング１８内の弁穴２９の下部とほぼ平行に形成されて、一端部３５ａがメータリングオリフィス１２下流側の連通路３２に開口している一方、他端部３５ｂが前記背圧室３６に開口して、前記メータリングオリフィス１２下流側の圧力を背圧室３６に導入するようになっている。
【００２９】
前記摺動体３１は、背圧室３６内に弾装されたコイルスプリング３８のばね力によって右方向、つまりオリフィス可変用軸３０によりメータリングオリフィス１２の開口面積を最大にする方向に付勢されていると共に、前記油圧導入室３７内の油圧によって左方向つまりオリフィス可変用軸３０によってメータリングオリフィス１２の開口面積を小さく制御する方向に移動するようになっている。
【００３０】
また、前記摺動体３１の内部には、前記リリーフ弁１６が設けられている。このリリーフ弁１６は、摺動体３１の後端部内の摺動穴の開口端に固定されて内部に通孔３９ａが穿設された構成部３９と、前記摺動穴内に摺動自在に設けられて、所定の高圧が作用することによって通孔３９ａと吸入通路２３の開口２３ａを連通するボール弁体４０とから主として構成されている。このボール弁体４０は、スプリングリテーナ４０aを介して設けられたリターンスプリング４０ｂのばね力で通孔３９ａを閉塞する方向に付勢されている。
【００３１】
前記負荷圧感応弁１５は、図１に示すようにポンプハウジング１８内の流量制御弁１４の下部に近接して配置形成された保持穴４１と、該保持穴４１の内部に固定されたほぼ円筒状の保持体４２と、該保持体４２の弁孔４２ａ内を摺動自在に設けられた小径円柱状の弁体４３とを備えている。
【００３２】
前記保持穴４１は、ポンプ軸２１のほぼ直上位置に近接しかつ該ポンプ軸２１と平行に形成され、前端部が開口孔４４を介して前記高圧室１８ｂに臨んでいると共に、後端部には低圧室であるばね室４５が形成されている。また、このばね室４５は、後端に形成された開放孔４６を介して低圧状態にある前記シール室２４に直接的に連通している。さらに、保持穴４１のほぼ中央位置には、前記信号通路３５が下部を横切るように連通している。
【００３３】
また、前記保持体４２は、図４にも示すように前端部に前記開口孔４４と弁孔４２ａとを連通する大径孔４２ｂが形成されていると共に、外周に前記信号通路３５と連通する円環状のグルーブ溝４７が形成されていると共に、該グルーブ溝４７が形成された周壁には弁孔４２ａと連通する２つの通孔４８、４８が互いに軸方向へオフセット状態に形成されている。
【００３４】
前記弁体４３は、外周面のほぼ中央位置に円環状のスプリングリテーナ４９が固定されていると共に、該スプリングリテーナ４９とばね室４５の底壁との間に弾装されたリターンスプリング５０のばね力によって前記信号通路３５を閉塞する方向に付勢されている。また、前記高圧室１８ｂが所定の高圧なった場合、つまりステアリングホィール１の操舵負荷が掛った際に、リターンスプリング５０のばね力に抗して後退して信号通路３５を開成するようになっている。
【００３５】
以下、この実施形態の作用について説明する。エンジンによってオイルポンプ１０が駆動されると、該オイルポンプ１０の高圧室１８ｂから供給通路９に吐出された作動油は、図２に示すように油圧導入室３７からメタリングオリフィス１２を通って制御弁１１に流入し、ここで作動油圧が制御されながら各油圧室７、８に相対的に供給され、これによって基本的にステアリングホィール１の操舵アシスト力として作用する。
【００３６】
そして、前記供給通路９から油圧導入室３７内に流入した油圧（メータリングオリフィス１２の上流側の油圧）が摺動体３１の前端面に有する受圧面３１ａに作用する一方、このメータリングオリフィス１２を通過した油圧が信号通路３５を通って背圧室３６に導入されて摺動体３１の後端部に作用する。したがって、エンジンが低回転域の場合は、オイルポンプ１０の吐出圧も低いため、前記メータリングオリフィス１２の前後に作用する差圧、つまり、摺動体３１の前後に作用する差圧が小さい。
【００３７】
このため、摺動体３１は、コイルスプリング３８のばね力によって、図示のように右方向に付勢されて、オリフィス可変用軸３０が進出位置に保持されて、メータリングオリフィス１２の開口面積を最大にする。したがって、各油圧室７、８に供給される流量を十分に確保する。
【００３８】
一方、エンジンの回転上昇に伴いオイルポンプ１０の吐出量が上昇すると、油圧導入室３７内の油圧とメータリングオリフィス１２下流側の油圧との差圧が大きくなるため、摺動体３１がコイルスプリング３８のばね力に抗して後退動してオリフィス可変用軸３０の大径部のテーパ面３０ａでメータリングオリフィス１２の開口面積を小さく制御する。これによって、油圧室７、８への油圧の供給量が制御されて、大きなアシスト力の発生を抑制できる。
【００３９】
また、車両の低速時などにステアリングホィール１を左右のいずれかの方向へ大きく旋回操舵してすえ切り状態とした場合は、一方の油圧室７、８内の圧力が上昇して、供給通路９を介してオイルポンプ１０の高圧室１８ｂに作用する。このため、かかる高圧室１８ｂの高圧化によって負荷圧感応弁１５の弁体４３がリターンスプリング５０のばね力に抗して後退動して信号通路３５の途中を開成する。したがって、高圧室１８ｂ内の作動油は、開口孔４４から大径孔４２ｂを通り、さらにグルーブ溝４７から信号通路３５を通ってこの一端部３５ａからメータリングオリフィス１２下流の連通路３２に流入して、高圧になったいずれか一方の油圧室７、８に供給されて、操舵負荷応じたアシスト力をさらに付与することが可能になり、運転者の操舵負荷を軽減することができる。
【００４０】
また、この時点では、高圧室１８ｂから信号通路３５に流入した作動油圧は背圧室３６にも供給されるため、メータリングオリフィス１２前後の差圧が小さくなり、摺動体３１が進出動してメータリングオリフィス１２の開口面積を最大にする。これにより、供給通路９からの油圧と信号通路３５の油圧が連通路３２内で合流して、いずれか一方の油圧室７、８への供給油圧が最大に増加する。この結果、操舵負荷を十分に軽減させることが可能になる。
【００４１】
さらに、前記信号通路３５から背圧室３６に流入した油圧が過大になった場合は、リリーフ弁１６のボール弁体４０がリテーナ４０ａを介してリターンスプリング４０ｂのばね力に抗して後退動し、背圧室３６と吸入ポート２３ａとを連通させる。このため、背圧室３６の作動油は、低圧な吸入ポート２３ａ内に還流する。
【００４２】
そして、この実施形態では、前述のように流量制御弁１４と負荷圧感応弁１５が別個独立に形成され、かつ両弁１４、１５をポンプハウジング１８の上端部側に互いに近接配置し、さらに負荷圧感応弁１５の前端開口４２ａを高圧室１８ｂに直接臨設したため、各弁１４、１５間の油通路や高圧室１８ａから負荷圧感応弁１５までの通路などを十分に短くかつほぼ直線状に単純に形成することができる。したがって、各通路の形成作業が簡単になり、製造作業能率の向上が図れると共に、ポンプハウジング１８内のスペース効率が向上する。
【００４３】
しかも、両弁１４、１５を別体に設けたため、一体に設けた従来の場合に比較して各構成部品の加工精度をそれほど高くする必要がなくなるため、各構成部品の組み立て作業能率と製造コストの高騰が抑制できる。
【００４４】
また、前述のように、負荷圧感応弁１５の配置を特異な構成としたことにより、前記信号通路３５の途中を負荷圧感応弁１５の保持孔４１が横切るように開口形成し、両者１５、３５を連通させるのに信号通路３５を利用できることから、特別な通路が不要になる。この結果、製造作業が一層容易になると共に、負荷圧感応弁１５のレイアウトの自由度を向上させることができる。
【００４５】
さらに、前記負荷圧感応弁１５の特異な構成からして、ばね室４５を低圧なシール室２５に直接的に連通させることができることから、この点でも、特別な通路が不要になり、製造作業が容易になる。
【００４６】
また、負荷圧感応弁１５をポンプ軸２１の近傍に平行に配置したことにより、かかるポンプ軸２１近傍のデットスペースを有効利用することができると共に、ポンプハウジング１８を軸方向及び径方向に大きくする必要がなく、従来のものをそのまま利用可能になる。
【００４７】
図５は前記負荷圧感応弁１５の保持体４２に形成された通孔４８の他例を示し、この通孔４８は、単一に形成され、その形状を高圧室１８ｂ側の端部４８ａからばね室４５に向かって開口面積が漸次狭くなるようなほぼ三角形状に形成されている。したがって、弁体４３の後退動に伴って通孔４８が開成されると、作動油は最初に最大流量になり、その後漸次流量が絞られるようになるため、負荷圧変化に対してアシスト力を速やかに付与することが可能になる。
【００４８】
図６は通孔４８のさらに異なる例を示し、高圧室１８ｂ側の端部４８ａが矩形状に形成されて，ここからばね室４５に向かって開口面積が漸次狭くなるような三角形状に形成されている。したがって、この場合も図５に示す通孔４８と同様な作用効果が得られる。
【００４９】
本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えばオイルポンプ１０をトロコイドタイプのものなどに適用することが可能であり、また流量制御弁１４や負荷圧開成５の配置もオイルポンプの仕様や大きさによって適宜変更することも可能である。さらに、ポンプハウジングの低圧部は、シール室２４に限定されるものではない。また、可変型のメータリングオリフィス１２を、固定型のオリフィスで形成してもよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、流量制御弁と負荷圧感応弁を別個独立に形成し、かつ両弁をポンプハウジングの一端側に互いに近接配置したため、各弁間の油通路や高圧室から負荷圧感応弁までの通路などを十分に短く形成することができる。したがって、各通路の形成作業が簡単になり、製造作業能率の向上が図れると共に、ポンプハウジング内のスペース効率が向上する。
【００５１】
しかも、前記両弁を別体に設けたため、一体に設けた従来の場合に比較して各構成部品の加工精度をそれほど高くする必要がなくなるため、各構成部品の組み立て作業能率と製造コストの高騰が抑制できる。
【００５２】
さらに、負荷圧感応弁の配置を特異な構成としたことにより、信号通路の途中に負荷圧感応弁の吐出口が横切るように開口形成し、オリフィスの下流側と負荷圧感応弁とを連通させるのに信号通路を利用できることから、特別な通路が不要になる。この結果、製造作業が一層容易になると共に、負荷圧感応弁のレイアウトの自由度を向上させることができる。
【００５３】
請求項２に記載の発明によれば、流量制御弁と負荷圧感応弁のと各吐出口を連通する通路を別に設けたため、各弁のレイアウトの自由度が向上する。
【００５４】
請求項３に記載の発明によれば、負荷圧感応弁をポンプ軸に平行に配置したことにより、かかるポンプ軸近傍のデットスペースを有効利用することができると共に、ポンプハウジングを軸方向及び径方向に大きくする必要がなくなると共に、構造も大きく変更せずに従来のものをそのまま利用することができる。この結果、コストの高騰を抑制できる。
【００５５】
請求項４、５に記載の発明によれば、前記負荷圧感応弁の特異な構成からして、低圧室をこれに最も近傍のポンプハウジング内の低圧部である例えばなシール室に直接的に連通させることができることから、この点でも、特別な通路が不要になり、製造作業が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すオイルポンプの縦断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】同実施形態の全体を示す油圧回路ブロック図。
【図４】本実施形態に供される保持体の正面図。
【図５】保持体の他例を示す正面図。
【図６】保持体のさらに異なる例を示す正面図。
【符号の説明】
１…ステアリングホィール
２…油圧アクチュエータ
３…油圧回路
９…供給通路
１０…オイルポンプ
１２…メータリングオリフィス
１４…流量制御弁
１５…負荷圧感応弁
１７…リザーバ
１８…ポンプハウジング
２１…ポンプ軸
２４…シール室
２５…シール部材
３５…信号通路
４５…ばね室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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