(57)【要約】【課題】  急転舵によってチェック弁における単位時間当たり流量が増大した場合、チェック弁における作動油の流れが乱れて異音が発生する、という課題を解決する。【解決手段】  第１一方向弁に流れる作動油の単位時間当たり流量が最大のとき、この第１一方向弁におけるレイノルズ数は２３００以下であり、第２一方向弁に流れる作動油の単位時間当たり流量が最大のとき、この第２一方向弁におけるレイノルズ数は２３００以下であることとした。【選択図】        図７
2009119901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転舵輪に連結された操舵機構の操舵力を補助するパワーシリンダと、
前記パワーシリンダの両圧力室に対し選択的に油圧を供給し、一対の吐出口を有する可逆式ポンプと、
前記パワーシリンダの両圧力室と前記可逆式ポンプの一対の吐出口とをそれぞれ接続する第１油路および第２油路と、
前記可逆式ポンプを駆動する電動機と、
前記転舵輪に与える操舵アシスト力に応じて、前記電動機に駆動信号を出力する電動機制御手段と、
作動油を貯留するリザーバタンクと、
前記リザーバタンクに接続され、前記可逆式ポンプを介して前記第２油路へ作動油を供給する第１補給油路と、
前記第１補給油路に設けられ、前記リザーバタンク側から前記第２油路側への作動油の流れのみを許容する第１一方向弁と、
前記リザーバタンクに接続され、前記可逆式ポンプを介して前記第１油路へ作動油を供給する第２補給油路と、
前記第２補給油路に設けられ、前記リザーバタンク側から前記第１油路側への作動油の流れのみを許容する第２一方向弁と
を備えたパワーステアリング装置において、
前記第１一方向弁に流れる作動油の単位時間当たり流量が最大のとき、この第１一方向弁におけるレイノルズ数は２３００以下であり、
前記第２一方向弁に流れる作動油の単位時間当たり流量が最大のとき、この第２一方向弁におけるレイノルズ数は２３００以下であること
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油路は少なくとも一部が合成樹脂製の配管で構成され、
前記第２油路は少なくとも一部が合成樹脂製の配管で構成されること
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に記載のパワーステアリング装置において、
前記第１一方向弁および前記第２一方向弁における流路の最小面積は、この第１一方向弁および第２一方向弁の上流側流路断面積とほぼ同じまたはそれ以上であること
を特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
前記可逆式ポンプは、
外歯を有するインナロータと、
このインナロータに噛合い、内歯を有するアウタロータと、
これらインナロータとアウタロータとの間に形成される複数のポンプ室のうち、最小容積を有する噛合い部と最大容積を有する閉込み部とを結ぶ仮想線の一方側に開口し、前記第１油路と連通する第１ポートと、
前記仮想線の他方側に開口し、前記第２油路と連通する第２ポートと
から構成され、
前記第１一方向弁は前記第１ポートに直接連通し、
前記第２一方向弁は前記第２ポートに直接連通すること
を特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項１に記載のパワーステアリング装置は、
前記第１油路または前記第２油路から前記リザーバタンクへ余剰作動油を排出する排出手段をさらに有すること
を特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項６】
請求項５に記載のパワーステアリング装置において、
前記排出手段は、前記第１油路または前記第２油路内の圧力が所定値以上のとき、前記余剰作動油を前記リザーバタンクへ排出する背圧弁であること
を特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項７】
請求項１に記載のパワーステアリング装置は、
前記リザーバタンクから前記可逆式ポンプを介して前記第２油路へ作動油を供給する第３一方向弁と、
前記リザーバタンクから前記可逆式ポンプを介して前記第１油路へ作動油を供給する第４一方向弁をさらに有すること
を特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項８】
転舵輪に連結された操舵機構の操舵力を補助するパワーシリンダと、
前記パワーシリンダの両圧力室に対し選択的に油圧を供給し、一対の吐出口を有する可逆式ポンプと、
前記パワーシリンダの両圧力室と前記可逆式ポンプの一対の吐出口とをそれぞれ接続する第１油路および第２油路と、
前記可逆式ポンプを駆動する電動機と、
前記転舵輪に与える操舵アシスト力に応じて、前記電動機に駆動信号を出力する電動機制御手段と、
作動油を貯留するリザーバタンクと、
前記リザーバタンクに接続され、前記可逆式ポンプを介して前記第２油路へ作動油を供給する第１補給油路と、
前記第１補給油路に設けられ、前記リザーバタンク側から前記第２油路側への作動油の流れのみを許容する第１一方向弁と、
前記リザーバタンクに接続され、前記可逆式ポンプを介して前記第１油路へ作動油を供給する第２補給油路と、
前記第２補給油路に設けられ、前記リザーバタンク側から前記第１油路側への作動油の流れのみを許容する第２一方向弁と
を備えたパワーステアリング装置において、
前記可逆式ポンプに流れる作動油の単位時間当たりの流量が最大のとき、前記第１一方向弁および前記第２一方向弁における作動油の流れが層流であること
を特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項９】
請求項８に記載のパワーステアリング装置において、
前記可逆式ポンプに流れる作動油の単位時間当たりの流量は、この可逆式ポンプの固有吐出量と前記電動機の単位時間当たりの回転数との積であること
を特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項１０】
請求項８に記載のパワーステアリング装置において、
前記第１油路は少なくとも一部が合成樹脂製の配管で構成され、
前記第２油路は少なくとも一部が合成樹脂製の配管で構成されること
を特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項１１】
請求項８に記載のパワーステアリング装置において、
前記第１一方向弁および前記第２一方向弁における流路の最小面積は、この第１一方向弁および第２一方向弁の上流側流路断面積とほぼ同じまたはそれ以上であること
を特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項１２】
請求項８に記載のパワーステアリング装置において、
前記可逆式ポンプは、
外歯を有するインナロータと、
このインナロータに噛合い、内歯を有するアウタロータと、
これらインナロータとアウタロータとの間に形成される複数のポンプ室のうち、最小容積を有する噛合い部と最大容積を有する閉込み部とを結ぶ仮想線の一方側に開口し、前記第１油路と連通する第１ポートと、
前記仮想線の他方側に開口し、前記第２油路と連通する第２ポートと
から構成され、
前記第１一方向弁は前記第１ポートに直接連通し、
前記第２一方向弁は前記第２ポートに直接連通すること
を特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項１３】
請求項８に記載のパワーステアリング装置は、
前記第１油路または前記第２油路から前記リザーバタンクへ余剰作動油を排出する排出手段をさらに有すること
を特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のパワーステアリング装置において、
前記排出手段は、前記第１油路または前記第２油路内の圧力が所定値以上のとき、前記余剰作動油を前記リザーバタンクへ排出する背圧弁であること
を特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項１５】
請求項８に記載のパワーステアリング装置は、
前記リザーバタンクから前記可逆式ポンプを介して前記第２油路へ作動油を供給する第３一方向弁と、
前記リザーバタンクから前記可逆式ポンプを介して前記第１油路へ作動油を供給する第４一方向弁をさらに有すること
を特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項１６】
転舵輪に連結された操舵機構の操舵力を補助するパワーシリンダと、
前記パワーシリンダの両圧力室に対し選択的に油圧を供給し、一対の吐出口を有する可逆式ポンプと、
前記パワーシリンダの両圧力室と前記可逆式ポンプの一対の吐出口とをそれぞれ接続する第１油路および第２油路と、
前記可逆式ポンプを駆動する電動機と、
前記転舵輪に与える操舵アシスト力に応じて、前記電動機に駆動信号を出力する電動機制御手段と、
作動油を貯留するリザーバタンクと、
前記リザーバタンクに接続され、前記可逆式ポンプを介して前記第２油路へ作動油を供給する第１補給油路と、
前記第１補給油路に設けられ、前記リザーバタンク側から前記第２油路側への作動油の流れのみを許容する第１一方向弁と、
前記リザーバタンクに接続され、前記可逆式ポンプを介して前記第１油路へ作動油を供給する第２補給油路と、
前記第２補給油路に設けられ、前記リザーバタンク側から前記第１油路側への作動油の流れのみを許容する第２一方向弁と
を備えたパワーステアリング装置において、
前記リザーバタンクは、このリザーバタンク内の油温が低減するように設けられていること
を特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載のパワーステアリング装置において、
前記リザーバタンクは、前記電動機とは別の位置に設けられること
を特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項１８】
請求項１６に記載のパワーステアリング装置において、
前記第１油路は少なくとも一部が合成樹脂製の配管で構成され、
前記第２油路は少なくとも一部が合成樹脂製の配管で構成されること
を特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項１９】
請求項１６に記載のパワーステアリング装置は、
前記第１油路または前記第２油路から前記リザーバタンクへ余剰作動油を排出する排出手段をさらに有すること
を特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２０】
請求項１６に記載のパワーステアリング装置は、
前記リザーバタンクから前記可逆式ポンプを介して前記第２油路へ作動油を供給する第３一方向弁と、
前記リザーバタンクから前記可逆式ポンプを介して前記第１油路へ作動油を供給する第４一方向弁をさらに有すること
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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧式のパワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に開示されるパワーステアリング装置にあっては、電動モータで駆動される可逆式ポンプからの液圧をパワーシリンダの左右のパワーシリンダにそれぞれ選択的に供給することにより操舵アシスト力を得ている。また、油圧回路内の油量が不足した場合にリザーバタンクから油圧回路へ作動油を供給するための油路およびチェック弁が設けられている。
【特許文献１】特開２００５−４７２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記従来技術にあっては、急転舵時のようにパワーシリンダ内の単位時間当たりピストン移動量が大きい場合、上記油路を介して油圧回路へ供給されるリザーバタンクからの油量が一時的に増大する。すなわち、チェック弁における単位時間当たりの流量が増大する。なぜなら、配管抵抗により可逆式ポンプからの吐出量に対して非加圧側パワーシリンダから作動油の送給が追従できず、その不足分をリザーバタンクから補給するためである。
【０００４】
このとき、急転舵によってチェック弁における単位時間当たり流量が増大した場合、チェック弁における作動油の流れが乱れて異音が発生する、という今まで着目されていなかった問題があることがわかった。本発明は、上記の問題に初めて着目し、解決を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため本発明では、転舵輪に連結された操舵機構の操舵力を補助するパワーシリンダと、前記パワーシリンダの両圧力室に対し選択的に油圧を供給し、一対の吐出口を有する可逆式ポンプと、前記パワーシリンダの両圧力室と前記可逆式ポンプの一対の吐出口とをそれぞれ接続する第１油路および第２油路と、前記可逆式ポンプを駆動する電動機と、前記転舵輪に与える操舵アシスト力に応じて、前記電動機に駆動信号を出力する電動機制御手段と、作動油を貯留するリザーバタンクと、前記リザーバタンクに接続され、前記可逆式ポンプを介して前記第２油路へ作動油を供給する第１補給油路と、前記第１補給油路に設けられ、前記リザーバタンク側から前記第２油路側への作動油の流れのみを許容する第１一方向弁と、前記リザーバタンクに接続され、前記可逆式ポンプを介して前記第１油路へ作動油を供給する第２補給油路と、前記第２補給油路に設けられ、前記リザーバタンク側から前記第１油路側への作動油の流れのみを許容する第２一方向弁とを備えたパワーステアリング装置において、前記第１一方向弁に流れる作動油の単位時間当たり流量が最大のとき、この第１一方向弁におけるレイノルズ数は２３００以下であり、前記第２一方向弁に流れる作動油の単位時間当たり流量が最大のとき、この第２一方向弁におけるレイノルズ数は２３００以下であることとした。
【０００６】
よって、急転舵時における異音を回避したパワーステアリング装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明のパワーステアリング装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
［パワーステアリング装置のシステム構成］
実施例１につき説明する。図１は本願パワーステアリング装置のシステム構成図である。なお、ラック軸５の軸方向をｘ軸とし、パワーシリンダ８における第２シリンダ室８ｂ側を正方向とする。
【０００９】
運転者がステアリングホイールＳＷ（操舵輪）を操舵するとシャフト２を介してピニオン４が駆動され、所謂ラック＆ピニオン機構（操舵機構）によりラック軸５が軸方向に移動し、前輪６ａ，６ｂを操舵する。シャフト２には運転者の操舵トルクを検出するトルクセンサＴＳが設けられ、コントロールユニット７（電動機制御手段）に対しトルク信号を出力する。
【００１０】
ラック軸５には、運転者の操舵トルクに応じてラック軸５の移動をアシストするパワーステアリング機構が設けられている。このパワーステアリング機構は、モータＭ（電動機）により駆動する可逆式のポンプ３と、ラック軸５を左右に移動させるパワーシリンダ８が設けられている。ポンプ３、各油路、および油圧回路における各バルブは液圧ユニットＨＵ内に設けられている。
【００１１】
このポンプ３には第１ポート３１および第２ポート３２（一対の吐出口）が設けられ、パワーシリンダ８の内部には軸方向移動可能なピストン８ｃが設けられ、このピストン８ｃにより第１シリンダ室８ａおよび第２シリンダ室８ｂ（一対の圧力室）が画成される。
【００１２】
第１シリンダ室８ａは第１油路２１と接続し、第１油路２１とポンプ３とは第３油路２３を介して接続されている。また、第２シリンダ室８ｂは第２油路２２と接続し、第２油路２２とポンプ３は第４油路２４を介して接続されている。第３、第４油路２３、２４にはそれぞれ第１、第２補給油路６１，６２が設けられ、それぞれリザーバタンク９と接続する。
【００１３】
第１、第２補給油路６１，６２にはそれぞれ第１、第２吸入チェック弁１００，２００（第１、第２一方向弁）が設けられてリザーバタンク９への作動油の逆流を防止するとともに、第１、第２油路２１，２２における作動油が不足した場合にはリザーバタンク９から作動油を補給可能な構成となっている。
【００１４】
また、第１、第２油路２１，２２はそれぞれ第１、第２連通路２５，２６と接続し、第１、第２連通路２５，２６は接続部２７において互いに接続する。また、第１、第２連通路２５，２６にはそれぞれ接続部２７側への流れのみを許容するチェック弁４１，４２が設けられている。さらに、接続部２７は電磁切換弁４０が設けられたドレン油路２８を介してリザーバタンク９と接続し、電磁切換弁４０によりリザーバタンク９と連通／遮断される。
【００１５】
第１、第２油路２１，２２であってポンプ３とパワーシリンダ８との間にはバイパスバルブ１が設けられている。このバイパスバルブ１は第１油路２１と接続する第１バルブ１ａ、第２油路２２と接続する第２バルブ１ｂ、およびこの第１、第２バルブ１ａ，１ｂの間に設けられた第３バルブ１ｃから形成される。
【００１６】
この第１バルブ１ａは第１油路２１のポンプ側油路２１ａとパワーシリンダ側油路２１ｂと接続し、第１油路２１とリザーバタンク９の連通／遮断を行う。同様に、第２バルブ１ｂは第２油路２２のポンプ側、パワーシリンダ側油路２２ａ，２２ｂと接続して第２油路２２とリザーバタンク９の連通／遮断を行う。
【００１７】
第１、第２バルブ１ａ，１ｂはそれぞれ第１、第２油路２１，２２内の油圧によってｘ軸方向にストロークする。ノーマル時において第１バルブ１ａはスプリングによってｘ軸正方向に付勢され、第１油路２１とリザーバタンク９とを遮断する。なお、ノーマル時とはアシストトルク＝ゼロの状態である。
【００１８】
第１バルブ１ａがスプリングの付勢力に抗してｘ軸負方向にストロークすると、第１油路２１とリザーバタンク９が連通状態となる。第２バルブ１ｂは第１バルブ１ａと対称形状であってスプリングによりｘ軸負方向に付勢され、ｘ軸正方向にストロークすると第２油路２２とリザーバタンク９とが連通される。
【００１９】
第１、第２バルブ１ａ，１ｂの間には、第３バルブ１ｃがｘ軸方向にストローク可能に設けられている。この第３バルブ１ｃは第１、第２油路２１，２２の差圧によってストロークし、第１、第２バルブ１ａ，１ｂの一方を移動させるものである。
【００２０】
第１油路２１が高圧であれば第１バルブ１ａがｘ軸正方向に移動して第２バルブ１ｂがｘ軸正方向に押圧されて移動し、第２油路２２とリザーバタンク９とが連通される。同様に、第２油路２２が高圧であれば第２バルブ１ｂがｘ軸負方向に移動して第１バルブ１ａがｘ軸負方向に押圧されて移動し、第１油路２１とリザーバタンク９とが連通される。
【００２１】
（第１油路が第２油路よりも高圧の場合）
第１油路２１が第２油路２２よりも高圧の場合、第３バルブ１ｃが第２バルブ１ｂをｘ軸正方向に押圧し、第２バルブ１ｂがｘ軸正方向にストロークする。これにより第２バルブ１ｂが開弁されて第２油路２２とリザーバタンク９が連通状態となる。第１バルブ１ａはノーマル状態となって第１油路２１とリザーバタンク９とは遮断される。
【００２２】
（第２油路が第１油路よりも高圧の場合）
第２油路２２が第１油路２１よりも高圧の場合、第３バルブ１ｃが第１バルブ１ａをｘ軸負方向に移動させる。第２バルブ１ｂはノーマル状態となって第２油路２２とリザーバタンク９とが遮断され、第１バルブ１ａが開弁されて第１油路２１とリザーバタンク９とが連通される。
【００２３】
第１、第２バルブ１ａ，１ｂはそれぞれ背圧弁４３を介してリザーバタンク９と接続する。この背圧弁４３は第１、第２バルブ１ａ，１ｂからリザーバタンク９への流れのみを許容し、リザーバタンク９からの逆流を防止している。この背圧弁４３を設けることにより液量収支を合わせるとともに、バイパスバルブ１側に築圧されることを防止して耐久性を向上させる。
【００２４】
コントロールユニット７には、トルクセンサＴＳからのトルク信号、および変速機信号に加え、イグニッションスイッチからのスイッチ信号、エンジン回転数センサからのエンジン回転数信号、車速センサからの車速信号等が入力され、これら各種信号に基づいて操舵アシスト力を決定し、モータＭおよび電磁切換弁４０に対し指令信号を出力する。
【００２５】
常開の電磁切換弁４０は通常時においては遮断され、フェイル時に開弁されてマニュアルステアを確保する構成となっている。なお、マニュアルステアとはシステム失陥時に運転者の操舵力によって転舵を行う状態であり、電磁切換弁４０を解して第１、第２シリンダ室８ａ，８ｂ間を作動油が移動することで達成される。
【００２６】
また、第１、第２油路２１，２２のパワーシリンダ側油路２１ｂ、２２ｂであって連通路２５，２６よりもパワーシリンダ８側の配管の一部は合成樹脂で形成された樹脂配管７１，７２により形成されている。配管の一部を合成樹脂で形成することで、配管レイアウト性の向上と油圧脈動の低減による制御性の安定化を図っている。
【００２７】
［ポンプの詳細］
図２は第２ハウジング１２を取り去ったポンプ３の上面図、図３は第１ハウジング１１の上面図である。なお、図２、３においては図面の法線方向をｚ軸とする。また、図２、３では第１ハウジング１１のみ図示するが、第１ハウジング１１を取り去ったポンプ３の下面図にあっても図２と同様であり、カムリング３５等を収装する部分の形態は第１、第２ハウジング１１，１２で同一であるため、第２ハウジング１２についての説明は省略する。
【００２８】
ポンプ３はいわゆる双方向ポンプであり、第１、第２ハウジング１１，１２、アウタロータ３３、インナロータ３４、カムリング３５、および駆動軸３６を有する。内周側から順にインナロータ３４、アウタロータ３３、カムリング３５の順に配置され、軸方向から第１、第２ハウジング１１，１２により挟持されて収装される。
【００２９】
アウタロータ３３は内周に内歯歯車３３１を有し、外周面３３２においてカムリング３５に回転自在に収装される。また、アウタロータ３３の内周には外歯歯車３４１を備えたインナロータ３４が収装される。この内歯歯車３３１と外歯歯車３４１は同ピッチで設けられ、また内歯歯車３３１の歯数は外歯歯車３４１の歯数よりも１つ多く設けられている。
【００３０】
図３に示すように、第１ハウジング１１のｚ軸正方向面１１ａであってＩ−Ｉ直線よりもｘ軸負方向の領域には第１吸入ポート３１ａが設けられ、ｘ軸正方向の領域には第１吐出ポート３１ｂが設けられている。この第１吸入ポート３１ａおよび第１吐出ポート３１ｂは、アウタロータ３３に設けられた内歯歯車３３１と、インナロータ３４に設けられた外歯歯車３４１に対応する位置にそれぞれ三日月状に開口して設けられ、Ｉ−Ｉ直線近傍において開口を閉塞し、かつＩ−Ｉ直線に対し対称に設けられている（図３、図４参照）。
【００３１】
なお、第２ハウジング１２にも内歯歯車３３１と外歯歯車３４１に対応する位置に三日月状の第２吸入ポート３２ａおよび第２吐出ポート３２ｂが設けられ、Ｉ−Ｉ直線近傍において開口を閉塞する。
【００３２】
収装時には内歯歯車３３１と外歯歯車３４１が噛合うよう収装されるが、内歯歯車３３１の歯数は外歯歯車３４１の歯数よりも１つ多いため、内歯歯車３３１と外歯歯車３４１が噛合う際互いに偏心して噛合うこととなる。偏心により内歯歯車３３１と外歯歯車３４１により隔成されたポンプ室３６０が形成される。
【００３３】
アウタロータ３３とインナロータ３４の偏心により、内歯歯車３３１と外歯歯車３４１はそれぞれｙ軸正方向へ向かうほど密に噛合い、ｙ軸正方向端部である噛合い部Ａにおいて完全に噛合ってポンプ室３６０は最小容積となる。また、ｙ軸負方向へ向かうほど噛合を解かれ、ｙ軸負方向端部である閉込み部Ｂにおいて完全に噛合を解かれて最大ポンプ容積となる。なお、閉込み部Ｂにおける内歯歯車３３１と外歯歯車３４１のクリアランスは、接触を回避しつつ略ゼロとなるよう設けられている。
【００３４】
すなわち、インナロータ３４およびアウタロータ３３が反時計回りに回転されると、ポンプ室３６０におけるＩ−Ｉ直線（噛合い部Ａと閉込み部Ｂを結ぶ仮想線）に対しｘ軸負方向側領域（第１、第２吸入ポート３１ａ，３１ｂに対応）では回転に伴って容積が増加する吸入領域３６１となり、ｘ軸正方向側領域（第１、第２吐出ポート３１ｂ，３２ｂに対応）では回転に伴って容積が減少する吐出領域３６２となる。
【００３５】
ｚ軸と平行に設けられた駆動軸３６は、図１に示すモータＭに接続されてインナロータ３４を駆動する。インナロータ３４とアウタロータ３３の噛み合いにより、駆動軸３６の回転に伴ってインナロータ３４およびアウタロータ３３は回転駆動される。この駆動軸３６が正逆回転を行うことでポンプ３は双方向ポンプとして機能する。
【００３６】
なお、ポンプ３に流れる作動油の単位時間当たりの流量ｑは、このポンプ３の固有吐出量ＶｔｈとモータＭの単位時間当たりの回転数Ｎｔｈとの積であることとする。
【００３７】
図４はＡ−Ａ直線（図５参照）におけるポンプ装置の軸方向断面図、図５はリザーバタンク９を取り去った第２ハウジング１２のｚ軸正方向正面図、図６は図２のＩＩ−ＩＩ断面図である。第１ハウジング１１はｚ軸負方向から、第２ハウジング１２はｚ軸正方向からアウタロータ３３、インナロータ３４及びカムリング３５を挟持する。
【００３８】
また、上述のように第１ハウジング１１のｚ軸正方向面１１ａ及び第２ハウジング１２のｚ軸負方向面１２ａであって、Ｉ−Ｉ直線に対しｘ軸負方向にはそれぞれ第１、第２吸入ポート３１ａ，３１ｂが設けられ、ｘ軸正方向にはそれぞれ第１、第２吐出ポート３１２，３２ｂが設けられている。
【００３９】
第１ハウジング１１内部には油路２１ａ，２２ａが設けられ、パワーステアリング装置の油圧回路と第１吸入、吐出ポート３１ａ，３２ａとを接続し、油圧回路に作動油を供給する。また、第１ハウジング１１のｚ軸負方向側にはモータＭが設けられ、駆動軸３６と接続する。
【００４０】
第２ハウジング１２のｚ軸正方向側にはリザーバタンク９が設けられている。また、第２ハウジング１２内には第１、第２補給油路６１，６２が設けられ、リザーバタンク９と第２供給、吐出ポート３２ａ，３２ｂを接続する。
【００４１】
第１、第２吸入チェック弁１００，２００は第２ハウジング１２のｚ軸正方向側面に開口し、リザーバタンク９からポンプ３への流れのみを許容するよう設けられている。また、この第１、第２吸入チェック弁１００，２００はそれぞれ第１、第２ポート３１、３２に直接連通するよう設けられている。
【００４２】
ラック軸５をｘ軸正方向側に移動させる場合、第１シリンダ室８ａを加圧して第２シリンダ室８ｂを減圧するが、その際ポンプ３は第２ポート３２から吸込みを行って第１ポート３１から吐出を行う。
【００４３】
ここで、第２ポート３２−第２シリンダ室８ｂ間は距離が長く、第２ポート３２−第２シリンダ室８ｂ間の管路抵抗は、第２ポート３２から第２吸入チェック弁２００を介してリザーバタンク９に至るまでの管路抵抗よりも大きい。
【００４４】
このため駆動直後は吸込み口である第２ポート３２に近い第２吸込みチェック弁２００を介してポンプ３はリザーバタンク９から作動油を吸込み、第２シリンダ室８ｂから作動油の吸込みをほとんど行わない。このとき、バイパスバルブ１の作用により第２油路２２とリザーバタンク９が連通されていることから、第２シリンダ室８ｂの作動油は第２連通路２６を介してリザーバタンク９に排出される。
【００４５】
ラック軸５をｘ軸負方向側に移動させるため第１ポート３１から吸込みを行う場合も、同様に第１吸入チェック弁１００を介して吸込みが行われ、第１シリンダ室８ａの作動油は第１連通路２５を介してリザーバタンク９へ排出される。
【００４６】
したがってポンプ３の第１、第２ポート３１，３２と第１、第２吸入チェック弁１００，２００を連通させることで、吸入時の吸込み抵抗が低減されてポンプ負荷が抑制される。なお、実施例１では吸入チェック弁は１００，２００の計２個とするが、第１、第２油路２１，２２に独立して設けられていれば２個でなくともよい。
【００４７】
図５は、図２及び図３に示すＩ−Ｉ断面図である。第１ハウジング１１内のバルブ挿入孔１１ｂにはバイパスバルブ１が設けられ、ｙ軸負方向側には電磁切換弁４０が設けられている。また、第２ハウジング１２内において互いに連通する第１、第２バイパス油路５１，５２によりバイパス油路５０が形成され、このバイパス油路５０はリザーバタンク９に開口する。
【００４８】
［吸入チェック弁の詳細］
図７は第１、第２吸入チェック弁１００，２００の軸方向断面図である。本願では、単位時間当たりの流量最大時において
レイノルズ数Ｒｅ≦２３００・・・（ア）
となるよう作動油の粘性や流速、および吸入チェック弁１００，２００の各諸元が設定されている。
【００４９】
レイノルズ数を２３００以下とすることにより、吸入チェック弁１００，２００における乱流の発生を抑制し、異音を防止する。なお、第１、第２吸入チェック弁１００，２００は同一形状であるため、以下吸入チェック弁１００と称する。
【００５０】
吸入チェック弁１００は弁体１１０、弁座１２０、上流側流路１３０、下流側流路１４０、およびばね１５０を有する。弁体１１０はばね１５０によってｚ軸正方向側に付勢され、テーパ状に設けられた弁座１２０に当接することにより閉弁状態となり、上流側流路１３０と下流側流路１４０が遮断される。上流側流路１３０の圧力がばね１５０の付勢力よりも大きくなると、弁体１１０はｚ軸負方向側に移動して開弁状態となり、上流側、下流側流路１３０，１４０が連通される。
【００５１】
この吸入チェック弁１００における最小流路は開弁時における弁体１１０−弁座１２０間のクリアランスＬにおける流路であり、その面積をＳｍｉｎとする。ここで、上流側流路１３０における流路面積をＳｕｐとした場合、本願では
最小流路面積Ｓｍｉｎ≧上流側流路面積Ｓｕｐ・・・（イ）
とする。この関係を規定することにより、最小流路通過時と上流側流路通過時における圧力降下量をほぼ同じ値とし、吸入チェック弁１００におけるレイノルズ数Ｒｅを低減して乱流の発生を抑制する。
【００５２】
なお、この吸入チェック弁１００における最大流量Ｑは
Ｑｍａｘ＝９．５Ｌ／ｍｉｎ
であり、吸入チェック弁１００の諸元は
弁体直径＝８ｍｍ
上流側流路径＝６．５ｍｍ
下流側流路径＝１１ｍｍ
弁体１１０と弁座１２０との当接位置径Ｄ＝６．８７５ｍｍ
弁座１２０のテーパ角α（ｚ軸に対する傾き）＝３０°
ばね１５０のばね定数＝０．０５Ｎ／ｍｍ
とするが、最大流量Ｑｍａｘ＝９．５Ｌ／ｍｉｎの際に上記（ア）、（イ）式を満たせば他の値でもよい。
【００５３】
［吸入チェック弁における流量−レイノルズ数の関係］
図８は吸入チェック弁１００における流量Ｑ−レイノルズ数Ｒｅの関係を示す図である。本願のように（ア）、（イ）式を規定しない比較例の場合、作動油粘度の高い５０℃では流量５Ｌ／ｍｉｎ以下であってもレイノルズ数Ｒｅ≧１５００となり、吸入チェック弁において乱流が発生し、異音を効果的に抑制できない。
【００５４】
本願では上記（ア）、（イ）式を満たすように吸入チェック弁１００の諸元を設定しているため、流量Ｑ＝９．５Ｌ／ｍｉｎ（最大流量）では作動油温が５０℃、８０℃のいずれにおいてもレイノルズ数Ｒｅ≦１５００となり、乱流発生が抑制される。
【００５５】
［実施例１の効果］
（１）転舵輪６ａ，６ｂに連結された操舵機構の操舵力を補助するパワーシリンダ８と、パワーシリンダ８の両シリンダ室８ａ，８ｂに対し選択的に油圧を供給し、一対の吐出口を有するポンプ３と、パワーシリンダ８の両シリンダ室８ａ，８ｂとポンプ３の一対の吐出口とをそれぞれ接続する第１油路２１および第２油路２２と、ポンプ３を駆動するモータＭと、転舵輪６ａ，６ｂに与える操舵アシスト力に応じて、モータＭに駆動信号を出力するコントロールユニット７と、作動油を貯留するリザーバタンク９と、リザーバタンク９に接続され、ポンプ３を介して第２油路２２へ作動油を供給する第１補給油路６１と、第１補給油路６１に設けられ、リザーバタンク９側から第２油路２２側への作動油の流れのみを許容する第１吸入チェック弁１００と、リザーバタンク９に接続され、ポンプ３を介して第１油路２１へ作動油を供給する第２補給油路６２と、第２補給油路６２に設けられ、リザーバタンク９側から第１油路２１側への作動油の流れのみを許容する第２吸入チェック弁２００とを備えたパワーステアリング装置において、
第１吸入チェック弁１００に流れる作動油の単位時間当たり流量が最大のとき、この第１吸入チェック弁１００におけるレイノルズ数Ｒｅは２３００以下であり、第２吸入チェック弁２００に流れる作動油の単位時間当たり流量Ｑが最大（Ｑ＝９．５Ｌ／ｍｉｎ）のとき、この第２吸入チェック弁２００におけるレイノルズ数Ｒｅは２３００以下であることとした。
【００５６】
これにより、吸入チェック弁１００，２００における乱流の発生を抑制し、異音を防止することができる。
【００５７】
（２）（１０）第１油路２１は少なくとも一部が合成樹脂製の配管７１で構成され、第２油路２２は少なくとも一部が合成樹脂製の配管７２で構成されることとした。これにより、配管レイアウト性の向上と油圧脈動の低減による制御性の安定化を図ることができる。
【００５８】
（３）（１１）第１吸入チェック弁１００および第２吸入チェック弁２００における流路の最小面積Ｓｍｉｎは、この第１吸入チェック弁１００および第２吸入チェック弁２００の上流側流路断面積Ｓｕｐとほぼ同じまたはそれ以上であることとした。
【００５９】
これにより、最小流路通過時と上流側流路通過時における圧力降下量をほぼ同じ値とし、吸入チェック弁１００におけるレイノルズ数Ｒｅを低減して乱流の発生を抑制することができる。
【００６０】
（４）（１２）ポンプ３は、外歯を有するインナロータ３４と、このインナロータ３４に噛合い、内歯を有するアウタロータ３３と、これらインナロータ３４とアウタロータ３３との間に形成される複数のポンプ室３６０のうち、最小容積を有する噛合い部Ａと最大容積を有する閉込み部Ｂとを結ぶＩ−Ｉ線（仮想線）の一方側（ｘ軸負方向側）に開口し、第１油路２１と連通する第１ポート３１と、Ｉ−Ｉ線の他方側（ｘ軸正方向側）に開口し、第２油路２２と連通する第２ポート３２とから構成され、
第１吸入チェック弁１００は第１ポート３１に直接連通し、第２吸入チェック弁２００は第２ポート３２に直接連通することとした。
【００６１】
第１、第２吸入チェック弁１００，２００を直接ポンプ３と連通させることで、吸入時の吸込み抵抗が低減されてポンプ負荷を抑制することができる。
【００６２】
（５）（１３）第１油路２１または第２油路２２からリザーバタンク９へ余剰作動油を排出する排出手段をさらに有することとした。これにより、液量収支を合わせるとともにバイパスバルブ１側に築圧されることを防止して耐久性を向上させる。
【００６３】
（６）（１４）排出手段は、第１油路２１または第２油路２２内の圧力が所定値以上のとき、余剰作動油をリザーバタンク９へ排出する背圧弁４３であることとした。これにより、簡単に排出手段を構成することができる。
【００６４】
（８）ポンプ３に流れる作動油の単位時間当たりの流量Ｑが最大のとき（Ｑ＝９．５Ｌ／ｍｉｎ）、第１吸入チェック弁１００および第２吸入チェック弁２００における作動油の流れが層流であることとした。これにより、上記（１）と同様の作用効果を得ることができる。
【００６５】
（９）ポンプ３に流れる作動油の単位時間当たりの流量ｑは、このポンプ３の固有吐出量ＶｔｈとモータＭの単位時間当たりの回転数Ｎｔｈとの積であることとした。
【実施例２】
【００６６】
実施例２につき図９に基づき説明する。基本構成は実施例１と同様である。実施例１では第１、第２油路２１，２２の一部を合成樹脂製の配管７１，７２で形成したが、実施例２では配管７１，７２を設けず全て鋼管とする点で異なる。全て鋼管とすることにより、配管膨張を低減して液圧制御性を向上させることができる。
【実施例３】
【００６７】
実施例３につき図１０に基づき説明する。図１０は実施例３における第２ハウジング１２のｚ軸正方向正面図である（実施例１：図５に対応）。実施例１では吸入チェック弁は第１、第２吸入チェック弁１００，２００の計２つのみであってが、実施例３では第３、第４吸入チェック弁３００，４００を加えて計４つとする点で異なる。
【００６８】
［実施例３の効果］
（７）（１５）リザーバタンク９からポンプ３を介して第２油路２２へ作動油を供給する第３一方向弁と、リザーバタンク９からポンプ３を介して第１油路２１へ作動油を供給する第４一方向弁をさらに有することとした。これにより、吸入経路を増加させてポンプ３の吸入効率を向上させることができる。
【実施例４】
【００６９】
実施例４につき図１１に基づき説明する。基本構成は実施例１と同様である。実施例１では第１、第２吸入チェック弁１００，２００をｚ軸正方向側から第２ハウジング１２に設けたが、実施例４ではｘ軸両側から第１ハウジング１１に設ける点で異なる。実施例４においても、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【実施例５】
【００７０】
実施例５につき図１２に基づき説明する。基本構成は実施例１と同様である。実施例１では第２ハウジング１２のｚ軸正方向側にリザーバタンク９を直接接続したが、実施例５ではリザーバタンク９を第１、第２ハウジング１１，１２およびモータＭに対し離間して設ける点で異なる。
【００７１】
［実施例５の効果］
（１６）リザーバタンク９は、このリザーバタンク９内の油温が低減するように設けられていることとした。これにより油温上昇による粘性増大を低減して第１、第２吸入チェック弁１００，２００における異音を低減することができる。
（１７）リザーバタンク９は、モータＭとは別の位置に設けられることとした。これにより、効果的に油温を低減することができる。
（１８）上記（２）と同様の作用効果を得ることができる。
（１９）上記（５）と同様の作用効果を得ることができる。
（２０）上記（７）と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本願パワーステアリング装置のシステム構成図である。
【図２】第２ハウジングを取り去ったポンプ装置の上面図である。
【図３】第１ハウジングの上面図である。
【図４】Ａ−Ａ直線（図５参照）におけるポンプ装置の軸方向断面図である。
【図５】リザーバタンク９を取り去った第２ハウジング１２のｚ軸正方向正面図である。
【図６】図２のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図７】第１、第２吸入チェック弁１００，２００の軸方向断面図である。
【図８】吸入チェック弁１００における流量Ｑ−レイノルズ数Ｒｅの関係を示す図である。
【図９】実施例２におけるシステム構成図である。
【図１０】実施例３における第２ハウジング１２のｚ軸正方向正面図である（実施例１：図５に対応）。
【図１１】実施例４における第１、第２ハウジング１１，１２のｚ軸方向断面図である。
【図１２】実施例５における第１、第２ハウジング１１，１２とリザーバタンク９の位置関係を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１    バイパスバルブ
１ａ，１ｂ    第１、第２バルブ
１ｃ    第３バルブ
２    シャフト
３    ポンプ
４    ピニオン
５    ラック軸
６ａ，６ｂ    転舵輪
７    コントロールユニット
８    パワーシリンダ
８ａ，８ｂ    第１、第２シリンダ室
８ｃ    ピストン
９    リザーバタンク
１１，１２    第１、第２ハウジング
２１，２２    第１、第２油路
２３，２４    第３、第４油路
２５，２６    第１、第２連通路
２７    接続部
２８    ドレン油路
３１，３２    第１、第２ポート
３１ａ，３１ｂ    吸入ポート
３１ｂ，３２ｂ    吐出ポート
３３    アウタロータ
３４    インナロータ
３５    カムリング
３６    駆動軸
４０    電磁切換弁
４１，４２    チェック弁
４３    背圧弁
５０    バイパス油路
５１，５２    バイパス油路
６１，６２    補給油路
７１，７２    樹脂配管
１００，２００    第１、第２吸入チェック弁
１１０    弁体
１２０    弁座
１３０    上流側流路
１４０    下流側流路
３３１    内歯歯車
３３２    外周面
３４１    外歯歯車
３６０    ポンプ室
３６１    吸入領域
３６２    吐出領域
Ａ    噛合い部
Ｂ    閉込み部
Ｍ    モータ
【図１】
2009119901.tif 000003
【図２】
2009119901.tif 000004
【図３】
2009119901.tif 000005
【図４】
2009119901.tif 000006
【図５】
2009119901.tif 000007
【図６】
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【図７】
2009119901.tif 000009
【図８】
2009119901.tif 000010
【図９】
2009119901.tif 000011
【図１０】
2009119901.tif 000012
【図１１】
2009119901.tif 000013
【図１２】
2009119901.tif 000014