(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプと、この油圧ポンプから供給される作動油によって操舵補助力を出力する油圧シリンダと、前記油圧ポンプと油圧シリンダとの間に介在し、操舵に応じて前記油圧シリンダに対する作動油の給排をコントロールする油圧コントロールバルブとを備える動力舵取装置において、
前記油圧シリンダの油室に臨ませた緩衝室と、
通常時は前記油室と緩衝室とを作動油の漏れを許容した状態で遮断し、油室の油圧が所定圧を超えると油室と緩衝室とを連通させる逆止弁と
を備えており、
前記緩衝室を、油圧シリンダのシリンダ壁の内壁の凹部として形成しており、
前記逆止弁は、油室の油圧が所定圧を超えると緩衝室側に移動して当該油室と緩衝室とを連通させる可動弁と、この可動弁を内側に収納して前記シリンダ壁の内壁に取り付けられた弁ハウジングとを備えており、
前記逆止弁の可動弁は弁ハウジング内でのみ移動し、前記緩衝室は当該可動弁が移動する方向において逆止弁と空間的に重ならないように配置されていることを特徴とする動力舵取装置。
【請求項２】
前記逆止弁の可動弁に、油室と緩衝室とを遮断した状態で作動油の漏れを許容する小孔を設けている請求項１記載の動力舵取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用の動力舵取装置に関し、特に車輪が過剰振動するのを抑制する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、車両用の舵取装置として、油圧によって操舵力を補助する動力舵取装置が多用されている。この動力舵取装置は、油圧ポンプから吐出される作動油を油圧シリンダに供給することにより、操舵補助力を出力するものであり、前記油圧ポンプと油圧シリンダとの間には、操舵方向及び操舵抵抗に応じて油圧シリンダへの作動油の供給を制御する油圧コントロールバルブを介在している。
【０００３】
この種の動力舵取装置においては、操舵系の部品精度等に起因して走行中に操舵輪が過剰に振動し、この振動が例えば油圧シリンダのシリンダロッドを介してステアリングホイールに伝達されるいわゆるシミー現象が生じることがある。そこで、油圧コントロールバルブと油圧シリンダとを接続する油圧回路に、前記シミー現象が生じるのを防止するためのダンパーバルブを設けることが行われている。
【０００４】
前記ダンパーバルブは、図５に示すように、油圧コントロールバルブ１０１と油圧シリンダ１０２の左右の油室１０２ａ，１０２ｂとを個別に接続する油圧回路１０３，１０４に介在してあり、油圧コントロールバルブ１０１から油圧シリンダ１０２側への作動油の流れを許容するチェック弁１０５と、油圧シリンダ１０２から油圧コントロールバルブ１０１側への作動油の流れを、所定の抵抗を有して許容する絞りチェック弁１０６とを備えている。このダンパーバルブ１００によれば、操舵輪の過剰振動によって油圧シリンダのシリンダロッド１０２ｃが左右に急激に移動しようとすると、その移動量に応じた微量な作動油が前記チェック弁１０５及び絞りチェック弁１０６を通過するのが阻止されることによって、シミー現象を生じるのが防止される。
ところが、前記従来のダンパーバルブ１００は、チェック弁１０５と絞りチェック弁１０６とを備えるものであるので、部品点数が多く構造が複雑となって、製造コストが高く付くという問題があった。
【０００５】
一方、油圧ポンプ１０７の脈動、エンジンの振動及び車体フレーム系の振動等に油圧コントロールバルブ１０１が同調（共振）することにより、操舵時に油圧コントロールバルブ１０１から油圧シリンダ１０２に供給される作動油の油圧が変動し、油圧シリンダ１０２の油室１０２ａ，１０２ｂで油圧振動が生じて、操舵輪が過剰振動するという不都合が発生していた。
そこで、操舵系のマウント剛性や油圧コントロールバルブ特性等、関係部品をチューニングすることが行われているが、このようなチューニングによる対策は、操舵フィーリングとの関係でかなり制約を受けるために、操舵輪の過剰振動を効果的に抑制することができないという問題があった。
【０００６】
この発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、シミー現象が発生したり、油圧コントロールバルブの振動に起因して操舵輪が過剰振動したりするのを、簡素な構造で効果的に抑制することができる動力舵取装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するためのこの発明の動力舵取装置は、油圧ポンプと、この油圧ポンプから供給される作動油によって操舵補助力を出力する油圧シリンダと、前記油圧ポンプと油圧シリンダとの間に介在し、操舵に応じて前記油圧シリンダに対する作動油の給排をコントロールする油圧コントロールバルブとを備える動力舵取装置において、
前記油圧シリンダの油室に臨ませた緩衝室と、
通常時は前記油室と緩衝室とを作動油の漏れを許容した状態で遮断し、油室の油圧が所定圧を超えると油室と緩衝室とを連通させる逆止弁と
を備えており、
前記緩衝室を、油圧シリンダのシリンダ壁の内壁の凹部として形成しており、
前記逆止弁は、油室の油圧が所定圧を超えると緩衝室側に移動して当該油室と緩衝室とを連通させる可動弁と、この可動弁を内側に収納して前記シリンダ壁の内壁に取り付けられた弁ハウジングとを備えており、
前記逆止弁の可動弁は弁ハウジング内でのみ移動し、前記緩衝室は当該可動弁が移動する方向において逆止弁と空間的に重ならないように配置されていることを特徴としている（請求項１）。
【０００８】
前記の構成の動力舵取装置によれば、操舵輪の過剰振動や油圧コントロールバルブの振動によって油室に油圧振動が生じると、その急激な油圧変動によって逆止弁が油室と緩衝室との間の遮断と連通とを交互に繰り返して油圧振動を減衰させる。すなわち、油室の油圧振動によって油室の油圧が所定圧を超えた場合には、逆止弁が油室と緩衝室とを連通させ、油室の作動油の一部を緩衝室に流入させて油室の油圧上昇を緩和し、この状態から緩衝室の油圧よりも油室の油圧が低下すると、前記緩衝室に流入した作動油を前記緩衝室から油室に漏洩させて油室の油圧低下を緩和させ、この動作を繰り返すことにより油圧振動を減衰させる。
【０００９】
前記緩衝室は、油圧シリンダのシリンダ壁の内壁の凹部として形成しているので、緩衝室をシリンダ壁と別に形成する場合よりも構造を簡素にすることができる。
【００１０】
前記動力舵取装置は、前記逆止弁の可動弁に、油室と緩衝室とを遮断した状態で作動油の漏れを許容する小孔を設けていてもよい（請求項２）。
この場合には、前記逆止弁によって油室と緩衝室とを遮断した状態で、小孔によって緩衝室内の作動油を油室に容易且つ確実に還流することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
図１はこの発明の動力舵取装置の一実施形態を示す要部断面図である。この動力舵取装置は、ボールスクリュー式のものであり、車両のステアリングホイールに連結される入力軸１と、この入力軸１にトーションバー２を介して連結されるボールスクリュー３とを備えている。
【００１３】
前記トーションバー２はその上端部がピン４を介して入力軸１に連結されており、下端部がセレーション５を介してボールスクリュー３に一体回転可能に連結されている。前記入力軸１はダストシール６を挿通した状態でハウジング７に導入され、ローラーベアリング９を介してハウジング７に回転可能に嵌合されているとともに、ブッシュ１０を介してボールスクリュー３に相対回転可能に嵌合されている。このボールスクリュー３はボールベアリング１１を介してハウジング７に支持されている。
前記ボールスクリュー３には、多数のボール１２を介してボールナット１３が嵌合されている。このボールナット１３の外周部にはラック１５が形成されており、このラック１５には、出力軸１４に形成されたセクターギヤ１６が噛合されている。
前記出力軸１４には図示しないピットマンアームが取り付けられており、このピットマンアームは、リンクを介して車両の操舵輪に連結されている。
【００１４】
前記の構成において、ステアリングホイールの回転操作に伴って入力軸１が回転すると、この入力軸１の回転がトーションバー２を介してボールスクリュー３に伝達され、このボールスクリュー３の回転によりボールナット１３が軸方向に移動する。これにより、前記ラック１５及びセクターギヤ１６を介して出力軸１４が回転して操舵輪が操舵される。
この操舵輪の操舵力を補助するために、ハウジング７の内部には、油圧シリンダ２０と、この油圧シリンダ２０の駆動を制御する油圧コントロールバルブ３０とが設けられている。
前記油圧シリンダ２０は、ハウジング７の一部で構成されるシリンダ２１と、ボールナット１３で構成されるピストン２２とを備えており、前記シリンダ２１の内部には、ピストン２２により仕切られた一対の油室２３，２４が形成されている。
【００１５】
前記油圧コントロールバルブ３０は、操舵方向と操舵抵抗とに応じて油圧ポンプＰから各油室２３，２４に作動油を供給する公知のものである。この油圧コントロールバルブ３０は、ハウジング７と入力軸１との間に弁部材３１を介在しており、この弁部材３１はボールスクリュー３に一体回転可能に連結されている。また、油圧コントロールバルブ３０には、油圧ポンプＰに接続された入力ポート３２と、リザーブタンクＴに接続されたリターンポート３３と、一方の油室２３に連通された第１出力ポート３４と、他方の油室２４に連通された第２出力ポート３５とを備えている。
【００１６】
前記各ポート３２，３３，３４，３５は、入力軸１と弁部材３１との間の油路を介して互いに連通しており、この油路はトーションバー２のねじれに伴う入力軸１と弁部材３１との相対回転により開度が調整される。すなわち、直進状態では操舵抵抗がないので、トーシションバー２のねじれ角は零であり、入力ポート３２とリターンポート３３とが連通し、油圧ポンプＰから油圧コントロールバルブ３０に供治された作動油はリザーブタンクＴにそのまま還流される。このため、ピストン２２には油圧が作用しない。また、操舵に伴って操舵抵抗が大きくなると、この操舵抵抗に応じてトーションバー２がねじれ、ボールスクリュー３と一体の弁部材３１が入力軸１に対して相対回転する。これにより、入力ポート３２とリターンポート３３との間の油路の開度が小さくなり、入力ポート３２から油室２３、２４の何れか一方に操舵方向と操舵抵抗とに応じて作動油が供給され、他方の油室の作動油がリターンポート３３を通ってリザーブタンクＴに還流される。これにより、操舵方向と操舵抵抗に応じた操舵補助力がボールナット１３に作用する。
【００１７】
前記の構成の動力舵取装置において、前記シリンダ２１の一方の油室２３に臨む端部壁２１ａの中央部には、厚肉部２１ｂが形成されており、この厚肉部２１ｂの内部に、前記油室２３に臨ませた状態で緩衝室Ａが形成されている。この緩衝室Ａは断面円形の孔からなり、その内奥側は閉塞され、油室２３に臨む側が開口している。このように前記緩衝室Ａをシリンダ２１の端部壁２１ａの内部に形成することにより、当該緩衝室Ａをシリンダ２１と別体で構成する場合よりも構造を簡素にすることができる。
【００１８】
また、前記緩衝室Ａの開口側には、通常時は前記油室２３と緩衝室Ａとを遮断し、油室２３の油圧が所定圧を超えると油室２３と緩衝室Ａとを連通させる逆止弁４０が設けられている。
図２も参照して、前記逆止弁４０は、筒状の弁ハウジング４１と、この弁ハウジング４１の内部に軸方向への移動が許容された状態で挿入された可動弁４２と、弁ハウジング１の一端部に設けられた弁座４３と、前記可動弁４２を弁座４３側へ付勢するコイルばね４４と、弁ハウジング４１の他端部においてコイルばね４４の一端部を受け止めるばね受け部４５とを備えている。
【００１９】
前記弁ハウジング４１は、プレス成形された円筒状のものであり、その外周が緩衝室Ａの内周に圧入されている。
前記可動弁４２は、プレス成形されたキャップ形のものであり、油室２３に供給された作動油を受け止める受圧部４２ａと、この受圧部４２ａの周囲に設けられ、弁座４３に密着するほぼ円すい筒状のシール部４２ｂと、このシール部４２ｂからばね受け部４５側へ延びる周壁部４２ｃと、前記受圧部４２ａの中央部に形成された小孔４２ｄとを備えている。前記周壁部４２ｃと弁ハウジング４１の内周との間には、作動油の通過を許容する隙間が設けられている。また、前記小孔４２ｄは、シール部４２ｂが弁座４３に密着した状態で、緩衝室Ａに導入された作動油を油室２３に漏洩させるものであり、当該作動油の漏れを容易且つ確実に許容することができる。
【００２０】
弁座４３は、環状のものであり、その外周が弁ハウジング４１の内周溝に嵌合されている。この弁座３の内側面には、前記可動弁４２のシール部４２ｂが着座する円すい状の着座面が形成されている。
ばね受け部４５は弁ハウジング４１と一体のものであり、当該弁ハウジング４１の他端部から内方に向けて部分的に突出している。
コイルばね４４は、円すい形状に巻回されており、その大径側をばね受け部４５に突き当てて弾性収縮させた状態で、当該ばね受け板４５と可動弁４２との間に介在してある。このコイルばね４４の付勢力は、通常時は油室２３に供給された作動油の圧力に抗して可動弁４２を弁座４３に着座させ、油室２３に油圧振動が生じ、その油圧が急激に上昇して当該油圧が所定圧を超えると、可動弁４２が弁座４３から離反する値に設定されている。
【００２１】
以上の構成であれば、操舵輪の過剰振動や油圧コントロールバルブ３０の振動によって油室２３に油圧振動が生じると、その急激な油圧変動によって、逆止弁４０の可動弁４２が弁座４３から離反したり弁座４３に着座したりする動作を繰り返して、当該油圧振動を減衰させる。すなわち、油室２３の油圧振動によって当該油室２３の油圧が所定圧を超えると、逆止弁４０の可動弁４２がコイルばね４４の付勢力に抗して弁座４３から離反し、油室２３と緩衝室Ａとが連通されて、油室２３の作動油の一部が緩衝室Ａに流入され、油室２３の油圧上昇が緩和される。また、この状態で油室２３の油圧が緩衝室Ａの油圧よりも低下すると、前記緩衝室Ａに流入した作動油が、逆止弁４０の可動弁４２に形成された小孔４２ｄを通して油室２３に漏洩して、油室２３の油圧低下が緩和される。したがって、前記動作を繰り返すことにより油圧振動を減衰させることができる。このため、シミー現象が生じたり、車体系の振動に油圧コントロールバルブ３０が同調することに起因して操舵輪が過剰に振動したりするのを、簡素な構造にて効果的に防止することができる。
なお、前記の実施の形態においては、コイルばね４４によって可動弁４２を付勢しているが、このコイルばね４４に代えて皿ばねを用いてもよい。また、前記緩衝室及び逆止弁４０は、油圧コントロールバルブ３０側の油室２３に臨ませて設けてもよく、各油室２３，２４のそれぞれに臨ませて一対設けてもよい。
【００２２】
図３はこの発明の動力舵取装置の参考例を示す要部断面図である。この参考例においては、逆止弁４０の可動弁をボール４６で構成しているとともに、この逆止弁４０の内部に緩衝室Ａ設けている。この逆止弁４０において、筒状の弁ハウジング４１は、先端側がシリンダ２１の端部壁２１ａにねじ込まれており、その後部側はキャップ４７によって覆われている。このキャップ４７の内周は弁ハウジング４１の外周にねじ込まれており、その開口端はパッキン４８を介してシリンダ２１の端部壁２１ａに密着している。さらに、前記弁座４３の着座面には、これに着座したボール４６との間で部分的に隙間を構成できるように、周方向に沿った複数位置に凹溝４３ａが形成されており、弁座４３にボール４６が着座した状態で、前記凹溝４３ａを通して緩衝室Ａの作動油が油室２３に漏洩できるようになっている。なお、コイルばね４４の後端は前記キャップ４７の内底部で受け止められている。
この参考例についても、油室２３に油圧振動が生じた場合に、逆止弁４０のボール４６が弁座４３から離反したり弁座４３に着座したりする動作を繰り返すことにより、当該油圧振動を減衰させることができる。
【００２３】
図４は他の参考例を示す要部断面図である。この参考例においては、前記油圧シリンダ２０の油室２３に連通させてアキュムレータ５０が設けられている。
このアキュムレータ５０は、ゴム等の膨脹及び収縮可能な弾性材料からなるものであり、その内部に油室２３から作動油が流入している。このアキュムレータ５０は、油室２３に油圧振動が生じた場合に膨張したり収縮したりすることにより、当該油圧振動を減衰させることができる。すなわち、油室２３の油圧振動によって当該油室２３の油圧が所定圧を超えると、油室２３の作動油がアキュムレータ５０を膨張させながら当該アキュムレータ５０内にさらに流入されて、油室２３の油圧上昇が緩和される。また、この状態で油室２３の油圧がアキュムレータ５０内の油圧よりも低下すると、前記膨張したアキュムレータ５０が収縮しながら、当該アキュムレータ５０に流入した作動油が油室２３に還流されて、油室２３の油圧低下が緩和される。したがって、前記動作を繰り返すことにより油圧振動を減衰させることができる。
なお、前記アキュムレータ５０としては、ダイヤフラム式のものを用いてもよい。また、前記アキュムレータ５０は、油圧コントロールバルブ３０側の油室２３に連通させて設けてもよく、各油室２３，２４にそれぞれ連通させて一対設けてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の動力舵取装置によれば、油室に油圧振動が生じた場合に、逆止弁を繰り返し開閉させて、油室の作動油を緩衝室に供給したり、この供給した作動油を油室に還流させたりすることにより、当該油圧振動を減衰させることができる。このため、シミー現象が発生したり、コントロールバルブの振動に起因して操舵輪が過剰振動したりするのを、簡素な構造にて効果的に抑制することができる。
【００２５】
また、前記緩衝室を油圧シリンダのシリンダ壁の内壁の凹部として形成しているので、構造をさらに簡素にすることができる。
【００２６】
請求項２記載の動力舵取装置によれば、前記逆止弁の可動弁に、油室と緩衝室とを遮断した状態で作動油の漏れを許容する小孔を設けているので、前記逆止弁によって油室と緩衝室とを遮断した状態で、小孔によって作動油を油室に容易且つ確実に還流することができる。
【００２７】
参考例に係る動力舵取装置によれば、アキュムレータによって油室に生じる油圧振動を減衰させることができるので、シミー現象やコントロールバルブの振動に起因する操舵輪の過剰振動を、簡素な構造にて効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の動力舵取装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】  緩衝室部分の要部拡大断面図である。
【図３】  参考例を示す要部断面図である
【図４】  他の参考例を示す要部断面図である
【図５】  従来の動力舵取装置を示す概略図である。
【符号の説明】
２０    油圧シリンダ
２１    シリンダ
２１ａ  端部壁
３０    油圧コントロールバルブ
４０    逆止弁
４２    可動弁
４２ｄ  小孔
４３    弁座
５０    アキュムレータ
Ａ      緩衝室
Ｐ      油圧ポンプ
【図１】
0004194742.tif 000002
【図２】
0004194742.tif 000003
【図３】
0004194742.tif 000004
【図４】
0004194742.tif 000005
【図５】
0004194742.tif 000006