JP3659702B2 - パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フローコントロールバルブを備えたパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７〜図１１に示す従来例では、ポンプ１の吐出口１ａを、パワーステアリング回路ＰＳに接続している。そして、これらポンプ１とパワーステアリング回路ＰＳを接続する流路２の途中には、絞り弁３を設けている。
さらに、次に述べるフローコントロールバルブＦＶを設けている。
フローコントロールバルブＦＶは、ケーシングｃのスプール孔６にスプール７を摺動自在に組み込んで、このスプール孔６内を圧力室８ａとパイロット室８ｂとに区画している。そして、パイロット室８ｂには、パイロット通路２９を介して前記絞り弁３の下流側の圧力を導いている。また、このパイロット室８ｂにはスプリング９を設け、その弾性力をスプール７に作用させている。
【０００３】
上記圧力室８ａにはポンプポート４を介してポンプ１に接続しており、スプール７がノーマル位置にあるときは、この圧力室８ａとドレンポート５とを完全に遮断している。そして、スプール７がスプリング９に抗して移動すると、その移動量に応じた開度で、圧力室８ａをドレンポート５に連通することになる。
このようにしたフローコントロールバルブＦＶは、絞り弁３の前後の差圧に応じて余剰流量をタンクＴに還流する。したがって、絞り弁３の前後の差圧は一定に保たれることになる。
【０００４】
上記の回路図を具体的に示したのが図８〜図１０であり、ここでは、ポンプ１としてベーンポンプＶＰを用いている。
ベーンポンプＶＰは、ポンプボディ１０及びカバー１１からなるハウジングＨに、軸穴１２を形成するとともに、この軸穴１２内に設けた軸受１３によってシャフト１４を回転自在に支持している。シャフト１４は、ポンプボディ１０内に設けたロータ１５の回転軸となっており、このロータ１５には複数のベーン１６を放射状に組み込んでいる。
さらに、上記ロータ１５の周囲には、楕円形の内壁を有するカムリング１７を設けている。そして、シャフト１４が駆動すると、ロータ１５も回転するが、このときベーン１６がカムリング１７の内壁に沿って出たり入ったりする。つまり、各ベーン１６の先端がカムリング１７に密接したまま回転し、これら各ベーン１６間のそれぞれが独立した室を構成する。
【０００５】
そして、各室が収縮行程に入ったときに吐出口から流体を吐出する一方、各室が拡大行程に入ったときに流体を吸入することになる。
なお、ロータ１５及びカムリング１７の側面には、サイドプレート１８を設けている。そして、このサイドプレート１８の背面側には高圧室１９を形成し、ポンプ吐出圧を導いている。したがって、この高圧室１９内の流体圧により、サイドプレート１８がロータ１５側に押し付けられ、ローディングバランスを保つことができる。
このようにしたベーンポンプＶＰのハウジングＨには、フローコントロールバルブＦＶ及び絞り弁３を一体に設けている。
【０００６】
図１０に、フローコントロールバルブＦＶ、及び絞り弁３の断面図を示す。
フローコントロールバルブＦＶは、次のような構成となっている。つまり、ハウジングＨにスプール孔６を形成し、このスプール孔６に、ベーンポンプＶＰの吐出口に連通するポンプポート４と、タンクＴに連通するドレンポート５を連通させる。
スプール孔６内には、スプール７を摺動自在に組み込んでいる。このスプール７の一端側には、ポンプポート４に連通する圧力室８ａが形成されている。また、スプール孔６とスプール７とが相まって、スプール７の他端側にはパイロット室８ｂが形成される。そして、パイロット室８ｂにはスプリング９を設け、その弾性力をスプール７に作用させている。
そして、このスプール７がスプリング９に抗して移動すると、その移動量に応じて圧力室８ａがドレンポート５に連通することになる。
【０００７】
絞り弁３は、次のような構成となっている。つまり、スプール孔６の端部にコネクタ２０を挿入し、螺合している。そして、このコネクタ２０にアクチュエータポート２０ａを形成して、圧力室８ａをパワーステアリング回路に連通させる。さらに、圧力室８ａ側におけるコネクタ２０の端部に、絞り孔２１を有するサポート部材２２が設けられている。
また、圧力室８ａ側におけるスプール７の端部にはロッド部材２３を固定し、このロッド部材２３を上記絞り孔２１に貫通させている。さらに、このロッド部材２３の先端には、大径部２３ａを設けている。
そして、これらロッド部材２３と絞り孔２１とによって、絞り弁３のオリフィス機構３ａが構成される。
【０００８】
このオリフィス機構３ａの上流側の圧力は、圧力室８ａ側におけるスプール７の端部に作用することになる。
また、オリフィス機構３ａの下流側の圧力は、パイロット室８ｂ側におけるスプール７の端部に作用する。つまり、オリフィス機構３ａの下流側に位置するアクチュエータポート２０ａの流体が、圧力感知孔２４→環状溝２５→通路口２６→通路２７→小孔２８からなるパイロット通路２９を通って、パイロット室８ｂに導かれている。
したがって、オリフィス機構３ａの前後の差圧に応じてスプール７が移動し、その移動量に応じて、ポンプ吐出量のうち余剰流量をタンクＴに還流する。そして、オリフィス機構３ａの前後の差圧を、一定に保つことになる。
なお、パイロット室８ｂ側におけるスプール７の端部には、スプリング３１、ボールサポート３２、ボールポペット３３、及びシート部材３４からなるリリーフバルブを設けている。
【０００９】
次に、このパワーステアリング装置の作用を説明する。
ベーンポンプＶＰのシャフト１４は、図示していないエンジンに連結している。したがって、エンジン回転数Ｎが高くなれば、ロータ１５も高回転して、吐出量が多くなる。
この吐出流体は、圧力室８ａに導かれ、フローコントロールバルブＦＶ及び絞り弁３で制御される。そして、この制御流量Ｑが、アクチュエータポート２０ａを通ってパワーステアリング回路ＰＳに供給される。
エンジン回転数Ｎが低いときには、圧力室８ａに導かれる吐出流体は少なく、オリフィス機構３ａの前後で発生する差圧も小さくなっている。そして、この差圧がスプール７の両端部に作用しても、スプリング９が保持するイニシャル荷重のためスプール７は移動しない。したがって、圧力室８ａとドレンポート５とは遮断された状態を保ち、ポンプ吐出量のすべてがパワーステアリング回路ＰＳに供給される。
このように、エンジン回転数Ｎが低い範囲では、吐出流体のすべてがパワーステアリング回路ＰＳに供給され、エンジン回転数Ｎに比例して制御流量Ｑが増える。(図１１の特性線Ｘの区間ａ)。
【００１０】
エンジン回転数ＮがＮ1 に達すると、オリフィス機構３ａの前後で発生する差圧により、スプール７がスプリング９に抗して移動する。そして、その移動量に応じた開度で圧力室８ａをドレンポート５に連通し、余剰流量をタンクＴに戻す。したがって、オリフィス機構３ａの前後の差圧が一定に保たれることになる。
そして、この範囲では、スプール７が移動しても、絞り孔２１に貫通している部分におけるロッド２３の径は変わらないので、オリフィス機構３ａの開度が一定に保たれている。
このように、エンジン回転数ＮがＮ1 を越える範囲では、制御流量Ｑが最大流量Ｑ1 を保つことになる(図１１の特性線Ｘの区間ｂ)。
【００１１】
エンジン回転数Ｎがさらに高くなると、たくさんの吐出量が圧力室８ａに導かれるので、スプール７がスプリング９に抗して大きく移動する。このようにしてスプール７が移動すると、ロッド部材２３もスプール７とともに移動するので、大径部２３ａが絞り孔２２に近づいてくる。
そして、エンジン回転数ＮがＮ2を越えると、大径部２３ａが絞り孔２２内に臨むことになり、オリフィス機構３ａの開度がだんだんと小さくなる。したがって、制御流量Ｑが少なくなっていく(図１１の特性線Ｘの区間ｃ)。
さらに、エンジン回転数ＮがＮ3に達すると、大径部２３ａが絞り孔２２内に完全に臨んで、オリフィス機構３ａの開度が最小となる。したがって、制御流量Ｑが最低流量Ｑ0を保つことになる(図１１の特性線Ｘの区間ｄ)。
【００１２】
以上述べたパワーステアリング装置では、図１１の特性線Ｘに示すように、エンジン回転数Ｎに応じて制御流量Ｑが変化する。そして、エンジン回転数Ｎと車速とはほぼ比例するので、車速に応じたアシスト力を付与することができる。
車両の低速走行時には、最大流量Ｑ1がパワーステアリング回路ＰＳ側に供給されるので、ハンドルを切れば、大きなアシスト力を得ることができる。そして、車速が増せば、制御流量Ｑが少なくなるので、アシスト力を小さくしてハンドルを安定させることができる。
【００１３】
なお、パワーステアリング回路ＰＳへ供給される最高圧は、リリーフバルブによって決められている。つまり、パワーステアリング回路ＰＳの負荷圧が異常に上昇すると、パイロット室８ｂの圧力も大きくなり、この圧力がボールポペット３３に作用する。そして、この圧力がスプリング３１によって決められているリリーフ設定圧より大きくなると、ボールポペット３３を押し開いてパイロット室８ｂとドレンポート５を連通する。
上記のようにパイロット室８ｂとドレンポート５が連通すると、パイロット室８ｂ内の圧力が急激に低下するとともに、圧力感知孔２４に流れが生じる。このように圧力感知孔２４に流れが生じると、そこに圧力損失が発生するので、スプール７は図１０の左に移動してポンプポート４とドレンポート５の開度を大きくし供給圧を低くする。
そして、パワーステアリング回路ＰＳの回路圧がリリーフ設定圧より小さくなると、再びボールポペット３３がシート面３４ａに着座するので、パワーステアリング回路ＰＳの最高圧を一定に保つことができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、車両走行時にパワーステアリング装置を使用する頻度は、運転時間の約２０％程度である。そして、ハンドルの中立時あるいは微小操舵時などは、全運転時間の８０％を占めるといわれているが、これらの運転状況ではアシスト力を必要としない。
しかしながら、上記従来例のパワーステアリング装置では、操舵時・非操舵時のいずれの場合にも、吐出流体が、図１１に示すように制御されている。
つまり、運転時間の大部分を占めるアシスト力不要時にも、アシスト力に必要とされる流量がパワーステアリング回路ＰＳに供給されてしまう。そのため、無駄な圧力損失が、ポンプ１とパワーステアリング回路ＰＳを接続する流路２や、パワーステアリング回路ＰＳで発生することになる。
そして、これらの圧力損失が発生すると、その分だけ大きなポンプ駆動トルクが必要となり無駄なエネルギーを消費してしまう。また、圧力損失が生じる際に油温が上昇してしまうこともある。
この発明の目的は、非操舵時には制御流量を少なくすることで、パワーステアリング回路側で発生する圧力損失を小さくし、エネルギーを無駄に消費しないパワーステアリング装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、エンジン回転数に応じて吐出量が変化するポンプと、このポンプに接続したパワーステアリング回路と、これらポンプ及びパワーステアリング回路の接続途中に設けた絞り弁と、絞り弁の前後の差圧を一定に保つフローコントロールバルブとを備えたパワーステアリング装置を前提とする。
そして、第１の発明は、絞り弁は、ボディと、ボディに摺動自在に組み込んだプランジャと、プランジャに作用させたスプリングと、プランジャの移動に応じて開度を変えるオリフィス機構とを備え、しかも、プランジャはパワーステアリング回路側の受圧面積をポンプ側の受圧面積よりも大きくしてなり、プランジャがノーマル位置にあるとき、オリフィス機構の開度が最小に保たれ、また、パワーステアリング回路で負荷圧が発生したとき、受圧面積の差によりプランジャがスプリングに抗して移動し、オリフィス機構の開度を大きくする構成とし、しかも、上記オリフィス機構は、プランジャに設けた絞り孔と、この絞り孔を貫通し、プランジャ内に突出させたロッド部材と、ロッド部材の先端に設け、かつ、その外径を絞り孔の内径よりも小さくした大径部とからなり、プランジャがノーマル位置にあるとき、大径部が絞り孔内に位置し、また、パワーステアリング回路で負荷圧が発生したとき、受圧面積の差によりプランジャがスプリングに抗して移動し、大径部が絞り孔から抜ける構成にした点に特徴を有する。
【００１６】
上記のような構成にしたので、非操舵時には、オリフィス機構の開度が最小となっており、制御流量を最低流量に保つことができる。また、操舵時には、パワーステアリング回路で負荷圧が発生するので、受圧面積の差によりプランジャがスプリングに抗して移動し、オリフィス機構の開度を大きくする。したがって、アシスト力に必要とされる流量に制御することができる。
また、非操舵時には、大径部が絞り孔内に位置し、オリフィス機構の開度を最小に保つことができる。また、操舵時には、パワーステアリング回路で負荷圧が発生するので、受圧面積の差によりプランジャがスプリングに抗して移動し、大径部が絞り孔から抜ける。したがって、オリフィス機構の開度が大きくなり、アシスト力に必要とされる流量に制御することができる。
【００１７】
第２の発明は、第１の発明において、ロッド部材を、フローコントロールバルブに連動させた点に特徴を有する。
ここで、ロッド部材とフローコントロールバルブとを連動させるとは、例えば、フローコントロールバルブを、絞り弁の前後の差圧により移動し、その差圧を一定に保つスプールから構成するとともに、このスプールにロッド部材を連結させるような手段によって達成することができる。
このような構成にしたので、ロッド部材がフローコントロールバルブに連動する。そして、フローコントロールバルブは、エンジン回転数によりポンプ吐出量が変化すると、それに応じて作動するので、ロッド部材の位置もエンジン回転数に応じて変わることになる。つまり、エンジン回転数に応じてオリフィスの開度を変えることができる。
【００１８】
第３の発明は、エンジン回転数に応じて吐出量が変化するポンプと、このポンプに接続したパワーステアリング回路と、これらポンプ及びパワーステアリング回路の接続途中に設けた絞り弁と、絞り弁の前後の差圧を一定に保つフローコントロールバルブとを備えたパワーステアリング装置を前提とする。
そして、絞り弁は、ボディと、ボディに摺動自在に組み込んだプランジャと、プランジャに作用させたスプリングと、プランジャの移動に応じて開度を変えるオリフィス機構とを備え、しかも、プランジャはパワーステアリング回路側の受圧面積をポンプ側の受圧面積よりも大きくしてなり、プランジャがノーマル位置にあるとき、オリフィス機構の開度が最小に保たれ、また、パワーステアリング回路で負荷圧が発生したとき、受圧面積の差によりプランジャがスプリングに抗して移動し、オリフィス機構の開度を大きくする構成とし、しかも、オリフィス機構は、プランジャに設けた第１絞り孔と第２絞り孔とからなり、プランジャがノーマル位置にあるとき、一方の絞り孔のみが開き、他方の絞り孔が閉じ、また、パワーステアリング回路で負荷圧が発生したとき、受圧面積の差によりプランジャがスプリングに抗して移動し、両方の絞り孔が開く構成とした点に特徴を有する。
このような構成にしたので、非操舵時には、一方の絞り孔のみが開き、オリフィス機構の開度を最小に保つことができる。また、操舵時には、パワーステアリング回路で負荷圧が発生するので、受圧面積の差によりプランジャがスプリングに抗して移動し、両方の絞り孔が開く。したがって、オリフィス機構の開度が大きくなり、アシスト力に必要とされる流量に制御することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１〜図３に示すこの発明の第１実施例は、上記従来例において、絞り弁３の構成を変更したものである。したがって、以下では、この相違点を中心に説明する。また、従来例と同一の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
スプール孔６の端部には、絞り弁３のボディを兼ねるコネクタ２０を設けている。そして、そのアクチュエータポート２０ａを介して、圧力室８ａをパワーステアリング回路ＰＳ側に連通している。
圧力室８ａ側におけるコネクタ２０の端部には、ストッパ段部３６を形成している。そして、このコネクタ２０内には、摺動自在にプランジャ３７を組み込んでいる。
【００２０】
プランジャ３７には軸方向に通孔３８を形成している。したがって、この通孔３８の一方の開口端がパワーステアリング回路ＰＳ側に連通し、また、他方の開口端が圧力室８ａ側に連通することになる。そして、この通孔３８の圧力室８ａ側には絞り孔３９を設けている。
さらに、プランジャ３７のアクチュエータポート２０ａ側における外周面端部には、フランジ部４０を設けている。したがって、このフランジ部４０とコネクタ２０の内面との間にはスプリング室４１が形成され、このスプリング室４１を、孔４２を介して低圧通路４３に連通させている。そして、スプリング室４１にはスプリング４４を設け、その弾性力をフランジ部４０を介してプランジャ３７に作用させている。
また、コネクタ２０内にはアクチュエータポート２０ａ側に、スナップリング４５をはめ込んでいる。したがって、スプリング４４の弾性力により、プランジャ３７がこのスナップリング４５に当接することになる。
【００２１】
一方、圧力室８ａ側におけるスプール７の端部にはロッド部材２３を設け、このロッド部材２３を、上記絞り孔３９を貫通して通孔３８内に臨ませている。そして、ロッド部材２３の先端には大径部２３ａを設けている。この大径部２３ａは、その外径が絞り孔３９の内径よりも小さくなっており、また、テーパー部５２を有するものである。
このようにしたパワーステアリング装置では、ロッド部材２３と絞り孔３９とによって、オリフィス機構３ａが構成される。
そして、プランジャ３７がノーマル位置にあるときは、ロッド部材２３の大径部２３ａが絞り孔３９内に臨んでおり、オリフィス機構３ａの開度が最小となっている。
なお、この絞り弁３の下流側の圧力は、従来例と同様、パイロット通路２９を介してパイロット室８ｂに導かれている。
また、この第１実施例では、コネクタ２０の外周面に、軸方向に並べたＯリング４６、４７を設けている。このうちＯリング４６は、圧力室８ａの吐出圧と、スプリング室４１のタンク圧とを区画するものである。Ｏリング４７は、スプリング室４１のタンク圧と、パイロット通路２９の絞り弁３の下流側圧力とを区画している。
【００２２】
次に、この第１実施例のパワーステアリング装置の作用を説明する。
エンジンを始動すると、ベーンポンプＶＰが駆動して、圧力室８ａに吐出流体が導かれる。
非操舵時には、パワーステアリング回路ＰＳの負荷圧が低いので、この負荷圧がプランジャ３７の両端部に作用しても、プランジャ３７がノーマル位置を保つ。したがって、オリフィス機構３ａの開度が最小となっている。
また、スプール７は、オリフィス機構３ａの前後の差圧に応じて、余剰流量をタンクＴに還流するので、オリフィス機構３ａの前後の差圧は一定に保たれることになる。
このように、非操舵時には、オリフィス機構３ａの開度が最小に保たれ、しかも、その前後の差圧がフローコントロールバルブＦＶにより一定に保たれるので、制御流量Ｑを最低流量Ｑ0に保つことができる(図３の特性線Ｙ)。
【００２３】
なお、エンジン回転数Ｎが高くなり、圧力室８ａにたくさんの流量が導かれると、スプール７はスプリング９に抗して移動するので、ロッド部材２３も移動する。そして、ロッド部材２３が移動すると、その大径部２３ａが、図１の状態に比べ、さらに絞り孔３９内に臨むことになる。
しかし、このように大径部２３ａが絞り孔３９に大きく臨んでも、オリフィス機構３ａの開度が大径部２３ａと絞り孔３９とによって構成されていることに変わりなく、その開度が大きく変化することはない。したがって、オリフィス機構３ａの開度はほぼ同一に保たれると考えてもよい。
このように、非操舵時には、制御流量Ｑを、エンジン回転数Ｎにかかわらず常に最低流量Ｑ0に保つことができる。
【００２４】
操舵時には、パワーステアリング回路ＰＳ側に負荷圧が発生し、この負荷圧がプランジャ３７の両端部に作用する。
ここで、パワーステアリング回路ＰＳ側におけるプランジャ３７の受圧面積は、他方の受圧面積よりも大きくなっている。したがって、これら受圧面積に負荷圧が作用すると、その受圧面積差によって、プランジャ３７がスプリング４４に抗して移動する。そして、プランジャ３７が移動すれば、図２に示すように、絞り孔３９とロッド部材２３の大径部２３ａとが離れ、オリフィス機構の開度が大きくなる。
なお、図２に示す状態は、従来例で説明したパワーステアリング装置と実質的に同じである。つまり、エンジン回転数Ｎに応じてスプール７が移動し、オリフィス機構の開度が変化するものである。なお、この作用については、従来例で述べたので、その詳細な説明を省略する(図３の特性線Ｚ)。
ただし、この実施例では、ロッド部材２３にテーパー部５２を設けたので、最大流量Ｑ1をなだらかに最低流量Ｑ0に移行させることができる。つまり、大径部２３ａが絞り孔３９内に臨むときに、テーパー部５２を設けた分だけ、オリフィス機構３ａの開度をなだらかに変化させることができる。
【００２５】
この第１実施例のパワーステアリング装置によれば、非操舵時には、図３の特性線Ｙに示すように、制御流量Ｑを最低流量Ｑ0を保つことができる。
そして、最低流量Ｑ0のみをパワーシリンダＰＳ回路側に供給すれば、流路２あるいはパワーステアリング回路ＰＳで発生する圧力損失を抑えることができる。したがって、無駄なエネルギーを消費することがなく、また油温の上昇を抑えることができる。
また、操舵時には、従来例と同様、図３の特性線Ｚに示すように、エンジン回転数Ｎに応じて、アシスト力に必要な流量に制御することができる。
【００２６】
そして、エンジン回転数Ｎは車速にほぼ比例するので、車速に応じたアシスト力を付与することができる。例えば、車両の低速走行時には、最大制御流量Ｑ1がパワーステアリング回路ＰＳ側に供給されるので、大きなアシスト力を得ることができる。そして、車速が増すと、制御流量Ｑを少なくできるので、アシスト力を小さくして、ハンドル操舵を安定させることができる。
なお、この第１実施例では、ロッド部材２３をフローコントロールバルブＦＶに連動させているが、例えば、ロッド部材２３を固定しておいてもよい。ただし、この場合は、操舵時に、制御流量Ｑがエンジン回転数にかかわらず常にアシスト力に必要な流量Ｑ1を保つことになる。
【００２７】
図４、５に示す第２実施例では、プランジャ３７に通孔３８を形成するとともに、この通孔３８の圧力室８ａ側に、第１絞り孔４８を形成している。さらに、プランジャ３７の径方向には第２絞り孔４９を形成している。
一方、コネクタ２０の先端には径方向に連通孔５０を形成し、圧力室８ａとコネクタ２０内とを連通させている。
この第２実施例では、ロッド部材２３を設けないで、第１絞り孔４８と第２絞り孔４９とによって、オリフィス機構３ａを構成している。そして、その他の構成については、第１実施例と同じなので、その詳細な説明を省略する。
【００２８】
次に、この第２実施例のパワーステアリング装置の作用を説明する。
非操舵時には、パワーステアリング回路ＰＳの負荷圧が低いので、この負荷圧がプランジャ３７の両端部に作用しても、図４に示すように、プランジャ３７がノーマル位置を保つ。そして、この状態では、第２絞り孔４９が閉じているので、オリフィス機構３ａの開度が、第１絞り孔４８の開度のみからなり、最小となっている。
このように、非操舵時には、オリフィス機構３ａの開度が最小に保たれ、しかも、その前後の差圧がフローコントロールバルブＦＶにより一定に保たれるので、制御流量Ｑを最低流量Ｑ0に保つことができる(図６の特性線Ｖ)。
【００２９】
操舵時には、パワーステアリング回路ＰＳ側に負荷圧が発生し、この負荷圧がプランジャ３７の両端部に作用する。そして、この負荷圧がプランジャ３７の両端部に作用すると、受圧面積の差によって、プランジャ３７がスプリング４４に抗して移動し、図５に示すように、ストッパ段部３６に当接することになる。そして、図５に示す状態では、第２絞り孔４９が連通孔５０に重なるので、オリフィス機構３ａの開度が、第１絞り孔４８と第２絞り孔４９とから構成されることになる。
このように、操舵時には、第１絞り孔４８と第２絞り孔４９とによって、吐出流体がアシスト力に必要な流量Ｑ1に制御される(図６の特性線Ｗ)。
【００３０】
この第２実施例のパワーステアリング装置によれば、非操舵時には、特性線Ｖに示すように、制御流量Ｑを最低流量Ｑ0を保つことができる。
そして、最低流量Ｑ0のみをパワーシリンダＰＳ回路側に供給すれば、流路２やパワーステアリング回路ＰＳで発生する圧力損失を抑えることができる。したがって、無駄なエネルギーを消費することがなく、また油温の上昇を抑えることができる。
また、操舵時には、オリフィス機構３ａの開度が、第１絞り孔４８と第２絞り孔４９との開度からなので、特性線Ｗに示すように、アシスト力に必要な流量Ｑ1に制御することができる。
【００３１】
また、この第２実施例では、オリフィス機構３ａを構成するためにロッド部材が必要でなく、部品数を少なくできる。
さらに、アシスト力に必要な制御流量Ｑ1を保ちつつ、非操舵時における最低流量Ｑ0を自由に設定することができる。例えば、第１絞り孔４９の開度を小さく設定すれば、最低流量Ｑ0を小さく設定できる。そして、その分だけ第２絞り孔４８の開度を大きく設定しておけば、操舵時には、制御流量Ｑ1を得ることができ、アシスト力が不足してしまうこともない。
ただし、この第２実施例では、操舵時に、オリフィス機構３ａの開度はエンジン回転数Ｎに関係なく一定に保たれるので、制御流量Ｑはアシスト力に必要な流量Ｑ1に保たれる。したがって、第１実施例のように車速に応じたアシスト力制御をすることはできない。
【００３２】
【発明の効果】
第１の発明によれば、非操舵時には、制御流量を最低流量に保つことができる。したがって、パワーステアリング回路側に流れる流量を少なくでき、それだけ圧力損失を抑えることができる。そして、圧力損失を抑えることができれば、ポンプを駆動させるためのトルクを小さくすることができ、無駄なエネルギーを消費することがない。また、油温の上昇を抑えることもできる。
操舵時には、アシスト力に必要な流量に制御されるので、ハンドルを軽く切ることができる。
さらに、オリフィス機構が、ロッド部材と絞り孔とによって構成され、円筒形状となっている。したがって、プランジャに微小振動が発生しても、開度の変化を小さくでき、オリフィス特性を安定させることができる。
【００３３】
第２の発明によれば、エンジン回転数に応じて制御流量を変えることができる。そして、エンジン回転数は車速にほぼ比例するので、車速に応じて、操舵時のアシスト力を制御することができる。
例えば、エンジン回転数が低い範囲、つまり、車両の低速走行時に、オリフィス機構の開度を大きくすれば、大きなアシスト力を得ることができる。そして、エンジン回転数が高い範囲で、オリフィス機構の開度を小さくすれば、高速時にハンドルを安定させることができる。
【００３４】
第３の発明によれば、オリフィス機構を第１絞り孔と第２絞り孔とによって構成している。したがって、ロッド部材などを必要とせず、部品数を少なくできる。
また、二つの絞り孔の開度により、アシスト力に必要な流量制御をするので、アシスト力に必要とされる制御流量を保ちつつ、非操舵時における最低流量を自由に決めることができる。例えば、非操舵時に開いている絞り孔の開度を小さくすれば、最低流量を低く設定できる。そして、他方の絞り孔の開度をその分大きくしておけば、操舵時には、アシスト力に必要な制御流量を得ることができ、アシスト力が不足してしまうようなこともない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のパワーステアリング装置の一部断面図であり、非操舵時の状態を示す。
【図２】第１実施例のパワーステアリング装置の一部断面図であり、操舵時の状態を示す。
【図３】第１実施例のパワーステアリング装置における制御流量特性を示した図であり、Ｙが非操舵時の特性線で、Ｚが操舵時の特性線である。
【図４】第２実施例のパワーステアリング装置の一部断面図であり、非操舵時の状態を示す。
【図５】第２実施例のパワーステアリング装置の一部断面図であり、操舵時の状態を示す。
【図６】第２実施例のパワーステアリング装置における制御流量特性を示した図であり、Ｖが非操舵時の特性線で、Ｗが操舵時の特性線である。
【図７】従来例のパワーステアリング装置の回路図である。
【図８】ベーンポンプの断面図である。
【図９】図８のIX−IX線断面図である。
【図１０】フローコントロールバルブの断面図である。
【図１１】従来例のパワーステアリング装置の制御流量特性を示した図であり、Ｘは非操舵時および操舵時における特性線である。
【符号の説明】
１ ポンプ
２ 流路
３ 絞り弁
３ａ オリフィス機構
ＦＶ フローコントロールバルブ
ＰＳ パワーステアリング回路
７ スプール
８ａ 圧力室
８ｂ パイロット室
９ スプリング
３７ プランジャ
３８ 通孔
３９ 絞り孔
４４ スプリング
４８ 第１絞り孔
４９ 第２絞り孔
【発明の属する技術分野】
この発明は、フローコントロールバルブを備えたパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７〜図１１に示す従来例では、ポンプ１の吐出口１ａを、パワーステアリング回路ＰＳに接続している。そして、これらポンプ１とパワーステアリング回路ＰＳを接続する流路２の途中には、絞り弁３を設けている。
さらに、次に述べるフローコントロールバルブＦＶを設けている。
フローコントロールバルブＦＶは、ケーシングｃのスプール孔６にスプール７を摺動自在に組み込んで、このスプール孔６内を圧力室８ａとパイロット室８ｂとに区画している。そして、パイロット室８ｂには、パイロット通路２９を介して前記絞り弁３の下流側の圧力を導いている。また、このパイロット室８ｂにはスプリング９を設け、その弾性力をスプール７に作用させている。
【０００３】
上記圧力室８ａにはポンプポート４を介してポンプ１に接続しており、スプール７がノーマル位置にあるときは、この圧力室８ａとドレンポート５とを完全に遮断している。そして、スプール７がスプリング９に抗して移動すると、その移動量に応じた開度で、圧力室８ａをドレンポート５に連通することになる。
このようにしたフローコントロールバルブＦＶは、絞り弁３の前後の差圧に応じて余剰流量をタンクＴに還流する。したがって、絞り弁３の前後の差圧は一定に保たれることになる。
【０００４】
上記の回路図を具体的に示したのが図８〜図１０であり、ここでは、ポンプ１としてベーンポンプＶＰを用いている。
ベーンポンプＶＰは、ポンプボディ１０及びカバー１１からなるハウジングＨに、軸穴１２を形成するとともに、この軸穴１２内に設けた軸受１３によってシャフト１４を回転自在に支持している。シャフト１４は、ポンプボディ１０内に設けたロータ１５の回転軸となっており、このロータ１５には複数のベーン１６を放射状に組み込んでいる。
さらに、上記ロータ１５の周囲には、楕円形の内壁を有するカムリング１７を設けている。そして、シャフト１４が駆動すると、ロータ１５も回転するが、このときベーン１６がカムリング１７の内壁に沿って出たり入ったりする。つまり、各ベーン１６の先端がカムリング１７に密接したまま回転し、これら各ベーン１６間のそれぞれが独立した室を構成する。
【０００５】
そして、各室が収縮行程に入ったときに吐出口から流体を吐出する一方、各室が拡大行程に入ったときに流体を吸入することになる。
なお、ロータ１５及びカムリング１７の側面には、サイドプレート１８を設けている。そして、このサイドプレート１８の背面側には高圧室１９を形成し、ポンプ吐出圧を導いている。したがって、この高圧室１９内の流体圧により、サイドプレート１８がロータ１５側に押し付けられ、ローディングバランスを保つことができる。
このようにしたベーンポンプＶＰのハウジングＨには、フローコントロールバルブＦＶ及び絞り弁３を一体に設けている。
【０００６】
図１０に、フローコントロールバルブＦＶ、及び絞り弁３の断面図を示す。
フローコントロールバルブＦＶは、次のような構成となっている。つまり、ハウジングＨにスプール孔６を形成し、このスプール孔６に、ベーンポンプＶＰの吐出口に連通するポンプポート４と、タンクＴに連通するドレンポート５を連通させる。
スプール孔６内には、スプール７を摺動自在に組み込んでいる。このスプール７の一端側には、ポンプポート４に連通する圧力室８ａが形成されている。また、スプール孔６とスプール７とが相まって、スプール７の他端側にはパイロット室８ｂが形成される。そして、パイロット室８ｂにはスプリング９を設け、その弾性力をスプール７に作用させている。
そして、このスプール７がスプリング９に抗して移動すると、その移動量に応じて圧力室８ａがドレンポート５に連通することになる。
【０００７】
絞り弁３は、次のような構成となっている。つまり、スプール孔６の端部にコネクタ２０を挿入し、螺合している。そして、このコネクタ２０にアクチュエータポート２０ａを形成して、圧力室８ａをパワーステアリング回路に連通させる。さらに、圧力室８ａ側におけるコネクタ２０の端部に、絞り孔２１を有するサポート部材２２が設けられている。
また、圧力室８ａ側におけるスプール７の端部にはロッド部材２３を固定し、このロッド部材２３を上記絞り孔２１に貫通させている。さらに、このロッド部材２３の先端には、大径部２３ａを設けている。
そして、これらロッド部材２３と絞り孔２１とによって、絞り弁３のオリフィス機構３ａが構成される。
【０００８】
このオリフィス機構３ａの上流側の圧力は、圧力室８ａ側におけるスプール７の端部に作用することになる。
また、オリフィス機構３ａの下流側の圧力は、パイロット室８ｂ側におけるスプール７の端部に作用する。つまり、オリフィス機構３ａの下流側に位置するアクチュエータポート２０ａの流体が、圧力感知孔２４→環状溝２５→通路口２６→通路２７→小孔２８からなるパイロット通路２９を通って、パイロット室８ｂに導かれている。
したがって、オリフィス機構３ａの前後の差圧に応じてスプール７が移動し、その移動量に応じて、ポンプ吐出量のうち余剰流量をタンクＴに還流する。そして、オリフィス機構３ａの前後の差圧を、一定に保つことになる。
なお、パイロット室８ｂ側におけるスプール７の端部には、スプリング３１、ボールサポート３２、ボールポペット３３、及びシート部材３４からなるリリーフバルブを設けている。
【０００９】
次に、このパワーステアリング装置の作用を説明する。
ベーンポンプＶＰのシャフト１４は、図示していないエンジンに連結している。したがって、エンジン回転数Ｎが高くなれば、ロータ１５も高回転して、吐出量が多くなる。
この吐出流体は、圧力室８ａに導かれ、フローコントロールバルブＦＶ及び絞り弁３で制御される。そして、この制御流量Ｑが、アクチュエータポート２０ａを通ってパワーステアリング回路ＰＳに供給される。
エンジン回転数Ｎが低いときには、圧力室８ａに導かれる吐出流体は少なく、オリフィス機構３ａの前後で発生する差圧も小さくなっている。そして、この差圧がスプール７の両端部に作用しても、スプリング９が保持するイニシャル荷重のためスプール７は移動しない。したがって、圧力室８ａとドレンポート５とは遮断された状態を保ち、ポンプ吐出量のすべてがパワーステアリング回路ＰＳに供給される。
このように、エンジン回転数Ｎが低い範囲では、吐出流体のすべてがパワーステアリング回路ＰＳに供給され、エンジン回転数Ｎに比例して制御流量Ｑが増える。(図１１の特性線Ｘの区間ａ)。
【００１０】
エンジン回転数ＮがＮ1 に達すると、オリフィス機構３ａの前後で発生する差圧により、スプール７がスプリング９に抗して移動する。そして、その移動量に応じた開度で圧力室８ａをドレンポート５に連通し、余剰流量をタンクＴに戻す。したがって、オリフィス機構３ａの前後の差圧が一定に保たれることになる。
そして、この範囲では、スプール７が移動しても、絞り孔２１に貫通している部分におけるロッド２３の径は変わらないので、オリフィス機構３ａの開度が一定に保たれている。
このように、エンジン回転数ＮがＮ1 を越える範囲では、制御流量Ｑが最大流量Ｑ1 を保つことになる(図１１の特性線Ｘの区間ｂ)。
【００１１】
エンジン回転数Ｎがさらに高くなると、たくさんの吐出量が圧力室８ａに導かれるので、スプール７がスプリング９に抗して大きく移動する。このようにしてスプール７が移動すると、ロッド部材２３もスプール７とともに移動するので、大径部２３ａが絞り孔２２に近づいてくる。
そして、エンジン回転数ＮがＮ2を越えると、大径部２３ａが絞り孔２２内に臨むことになり、オリフィス機構３ａの開度がだんだんと小さくなる。したがって、制御流量Ｑが少なくなっていく(図１１の特性線Ｘの区間ｃ)。
さらに、エンジン回転数ＮがＮ3に達すると、大径部２３ａが絞り孔２２内に完全に臨んで、オリフィス機構３ａの開度が最小となる。したがって、制御流量Ｑが最低流量Ｑ0を保つことになる(図１１の特性線Ｘの区間ｄ)。
【００１２】
以上述べたパワーステアリング装置では、図１１の特性線Ｘに示すように、エンジン回転数Ｎに応じて制御流量Ｑが変化する。そして、エンジン回転数Ｎと車速とはほぼ比例するので、車速に応じたアシスト力を付与することができる。
車両の低速走行時には、最大流量Ｑ1がパワーステアリング回路ＰＳ側に供給されるので、ハンドルを切れば、大きなアシスト力を得ることができる。そして、車速が増せば、制御流量Ｑが少なくなるので、アシスト力を小さくしてハンドルを安定させることができる。
【００１３】
なお、パワーステアリング回路ＰＳへ供給される最高圧は、リリーフバルブによって決められている。つまり、パワーステアリング回路ＰＳの負荷圧が異常に上昇すると、パイロット室８ｂの圧力も大きくなり、この圧力がボールポペット３３に作用する。そして、この圧力がスプリング３１によって決められているリリーフ設定圧より大きくなると、ボールポペット３３を押し開いてパイロット室８ｂとドレンポート５を連通する。
上記のようにパイロット室８ｂとドレンポート５が連通すると、パイロット室８ｂ内の圧力が急激に低下するとともに、圧力感知孔２４に流れが生じる。このように圧力感知孔２４に流れが生じると、そこに圧力損失が発生するので、スプール７は図１０の左に移動してポンプポート４とドレンポート５の開度を大きくし供給圧を低くする。
そして、パワーステアリング回路ＰＳの回路圧がリリーフ設定圧より小さくなると、再びボールポペット３３がシート面３４ａに着座するので、パワーステアリング回路ＰＳの最高圧を一定に保つことができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、車両走行時にパワーステアリング装置を使用する頻度は、運転時間の約２０％程度である。そして、ハンドルの中立時あるいは微小操舵時などは、全運転時間の８０％を占めるといわれているが、これらの運転状況ではアシスト力を必要としない。
しかしながら、上記従来例のパワーステアリング装置では、操舵時・非操舵時のいずれの場合にも、吐出流体が、図１１に示すように制御されている。
つまり、運転時間の大部分を占めるアシスト力不要時にも、アシスト力に必要とされる流量がパワーステアリング回路ＰＳに供給されてしまう。そのため、無駄な圧力損失が、ポンプ１とパワーステアリング回路ＰＳを接続する流路２や、パワーステアリング回路ＰＳで発生することになる。
そして、これらの圧力損失が発生すると、その分だけ大きなポンプ駆動トルクが必要となり無駄なエネルギーを消費してしまう。また、圧力損失が生じる際に油温が上昇してしまうこともある。
この発明の目的は、非操舵時には制御流量を少なくすることで、パワーステアリング回路側で発生する圧力損失を小さくし、エネルギーを無駄に消費しないパワーステアリング装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、エンジン回転数に応じて吐出量が変化するポンプと、このポンプに接続したパワーステアリング回路と、これらポンプ及びパワーステアリング回路の接続途中に設けた絞り弁と、絞り弁の前後の差圧を一定に保つフローコントロールバルブとを備えたパワーステアリング装置を前提とする。
そして、第１の発明は、絞り弁は、ボディと、ボディに摺動自在に組み込んだプランジャと、プランジャに作用させたスプリングと、プランジャの移動に応じて開度を変えるオリフィス機構とを備え、しかも、プランジャはパワーステアリング回路側の受圧面積をポンプ側の受圧面積よりも大きくしてなり、プランジャがノーマル位置にあるとき、オリフィス機構の開度が最小に保たれ、また、パワーステアリング回路で負荷圧が発生したとき、受圧面積の差によりプランジャがスプリングに抗して移動し、オリフィス機構の開度を大きくする構成とし、しかも、上記オリフィス機構は、プランジャに設けた絞り孔と、この絞り孔を貫通し、プランジャ内に突出させたロッド部材と、ロッド部材の先端に設け、かつ、その外径を絞り孔の内径よりも小さくした大径部とからなり、プランジャがノーマル位置にあるとき、大径部が絞り孔内に位置し、また、パワーステアリング回路で負荷圧が発生したとき、受圧面積の差によりプランジャがスプリングに抗して移動し、大径部が絞り孔から抜ける構成にした点に特徴を有する。
【００１６】
上記のような構成にしたので、非操舵時には、オリフィス機構の開度が最小となっており、制御流量を最低流量に保つことができる。また、操舵時には、パワーステアリング回路で負荷圧が発生するので、受圧面積の差によりプランジャがスプリングに抗して移動し、オリフィス機構の開度を大きくする。したがって、アシスト力に必要とされる流量に制御することができる。
また、非操舵時には、大径部が絞り孔内に位置し、オリフィス機構の開度を最小に保つことができる。また、操舵時には、パワーステアリング回路で負荷圧が発生するので、受圧面積の差によりプランジャがスプリングに抗して移動し、大径部が絞り孔から抜ける。したがって、オリフィス機構の開度が大きくなり、アシスト力に必要とされる流量に制御することができる。
【００１７】
第２の発明は、第１の発明において、ロッド部材を、フローコントロールバルブに連動させた点に特徴を有する。
ここで、ロッド部材とフローコントロールバルブとを連動させるとは、例えば、フローコントロールバルブを、絞り弁の前後の差圧により移動し、その差圧を一定に保つスプールから構成するとともに、このスプールにロッド部材を連結させるような手段によって達成することができる。
このような構成にしたので、ロッド部材がフローコントロールバルブに連動する。そして、フローコントロールバルブは、エンジン回転数によりポンプ吐出量が変化すると、それに応じて作動するので、ロッド部材の位置もエンジン回転数に応じて変わることになる。つまり、エンジン回転数に応じてオリフィスの開度を変えることができる。
【００１８】
第３の発明は、エンジン回転数に応じて吐出量が変化するポンプと、このポンプに接続したパワーステアリング回路と、これらポンプ及びパワーステアリング回路の接続途中に設けた絞り弁と、絞り弁の前後の差圧を一定に保つフローコントロールバルブとを備えたパワーステアリング装置を前提とする。
そして、絞り弁は、ボディと、ボディに摺動自在に組み込んだプランジャと、プランジャに作用させたスプリングと、プランジャの移動に応じて開度を変えるオリフィス機構とを備え、しかも、プランジャはパワーステアリング回路側の受圧面積をポンプ側の受圧面積よりも大きくしてなり、プランジャがノーマル位置にあるとき、オリフィス機構の開度が最小に保たれ、また、パワーステアリング回路で負荷圧が発生したとき、受圧面積の差によりプランジャがスプリングに抗して移動し、オリフィス機構の開度を大きくする構成とし、しかも、オリフィス機構は、プランジャに設けた第１絞り孔と第２絞り孔とからなり、プランジャがノーマル位置にあるとき、一方の絞り孔のみが開き、他方の絞り孔が閉じ、また、パワーステアリング回路で負荷圧が発生したとき、受圧面積の差によりプランジャがスプリングに抗して移動し、両方の絞り孔が開く構成とした点に特徴を有する。
このような構成にしたので、非操舵時には、一方の絞り孔のみが開き、オリフィス機構の開度を最小に保つことができる。また、操舵時には、パワーステアリング回路で負荷圧が発生するので、受圧面積の差によりプランジャがスプリングに抗して移動し、両方の絞り孔が開く。したがって、オリフィス機構の開度が大きくなり、アシスト力に必要とされる流量に制御することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１〜図３に示すこの発明の第１実施例は、上記従来例において、絞り弁３の構成を変更したものである。したがって、以下では、この相違点を中心に説明する。また、従来例と同一の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
スプール孔６の端部には、絞り弁３のボディを兼ねるコネクタ２０を設けている。そして、そのアクチュエータポート２０ａを介して、圧力室８ａをパワーステアリング回路ＰＳ側に連通している。
圧力室８ａ側におけるコネクタ２０の端部には、ストッパ段部３６を形成している。そして、このコネクタ２０内には、摺動自在にプランジャ３７を組み込んでいる。
【００２０】
プランジャ３７には軸方向に通孔３８を形成している。したがって、この通孔３８の一方の開口端がパワーステアリング回路ＰＳ側に連通し、また、他方の開口端が圧力室８ａ側に連通することになる。そして、この通孔３８の圧力室８ａ側には絞り孔３９を設けている。
さらに、プランジャ３７のアクチュエータポート２０ａ側における外周面端部には、フランジ部４０を設けている。したがって、このフランジ部４０とコネクタ２０の内面との間にはスプリング室４１が形成され、このスプリング室４１を、孔４２を介して低圧通路４３に連通させている。そして、スプリング室４１にはスプリング４４を設け、その弾性力をフランジ部４０を介してプランジャ３７に作用させている。
また、コネクタ２０内にはアクチュエータポート２０ａ側に、スナップリング４５をはめ込んでいる。したがって、スプリング４４の弾性力により、プランジャ３７がこのスナップリング４５に当接することになる。
【００２１】
一方、圧力室８ａ側におけるスプール７の端部にはロッド部材２３を設け、このロッド部材２３を、上記絞り孔３９を貫通して通孔３８内に臨ませている。そして、ロッド部材２３の先端には大径部２３ａを設けている。この大径部２３ａは、その外径が絞り孔３９の内径よりも小さくなっており、また、テーパー部５２を有するものである。
このようにしたパワーステアリング装置では、ロッド部材２３と絞り孔３９とによって、オリフィス機構３ａが構成される。
そして、プランジャ３７がノーマル位置にあるときは、ロッド部材２３の大径部２３ａが絞り孔３９内に臨んでおり、オリフィス機構３ａの開度が最小となっている。
なお、この絞り弁３の下流側の圧力は、従来例と同様、パイロット通路２９を介してパイロット室８ｂに導かれている。
また、この第１実施例では、コネクタ２０の外周面に、軸方向に並べたＯリング４６、４７を設けている。このうちＯリング４６は、圧力室８ａの吐出圧と、スプリング室４１のタンク圧とを区画するものである。Ｏリング４７は、スプリング室４１のタンク圧と、パイロット通路２９の絞り弁３の下流側圧力とを区画している。
【００２２】
次に、この第１実施例のパワーステアリング装置の作用を説明する。
エンジンを始動すると、ベーンポンプＶＰが駆動して、圧力室８ａに吐出流体が導かれる。
非操舵時には、パワーステアリング回路ＰＳの負荷圧が低いので、この負荷圧がプランジャ３７の両端部に作用しても、プランジャ３７がノーマル位置を保つ。したがって、オリフィス機構３ａの開度が最小となっている。
また、スプール７は、オリフィス機構３ａの前後の差圧に応じて、余剰流量をタンクＴに還流するので、オリフィス機構３ａの前後の差圧は一定に保たれることになる。
このように、非操舵時には、オリフィス機構３ａの開度が最小に保たれ、しかも、その前後の差圧がフローコントロールバルブＦＶにより一定に保たれるので、制御流量Ｑを最低流量Ｑ0に保つことができる(図３の特性線Ｙ)。
【００２３】
なお、エンジン回転数Ｎが高くなり、圧力室８ａにたくさんの流量が導かれると、スプール７はスプリング９に抗して移動するので、ロッド部材２３も移動する。そして、ロッド部材２３が移動すると、その大径部２３ａが、図１の状態に比べ、さらに絞り孔３９内に臨むことになる。
しかし、このように大径部２３ａが絞り孔３９に大きく臨んでも、オリフィス機構３ａの開度が大径部２３ａと絞り孔３９とによって構成されていることに変わりなく、その開度が大きく変化することはない。したがって、オリフィス機構３ａの開度はほぼ同一に保たれると考えてもよい。
このように、非操舵時には、制御流量Ｑを、エンジン回転数Ｎにかかわらず常に最低流量Ｑ0に保つことができる。
【００２４】
操舵時には、パワーステアリング回路ＰＳ側に負荷圧が発生し、この負荷圧がプランジャ３７の両端部に作用する。
ここで、パワーステアリング回路ＰＳ側におけるプランジャ３７の受圧面積は、他方の受圧面積よりも大きくなっている。したがって、これら受圧面積に負荷圧が作用すると、その受圧面積差によって、プランジャ３７がスプリング４４に抗して移動する。そして、プランジャ３７が移動すれば、図２に示すように、絞り孔３９とロッド部材２３の大径部２３ａとが離れ、オリフィス機構の開度が大きくなる。
なお、図２に示す状態は、従来例で説明したパワーステアリング装置と実質的に同じである。つまり、エンジン回転数Ｎに応じてスプール７が移動し、オリフィス機構の開度が変化するものである。なお、この作用については、従来例で述べたので、その詳細な説明を省略する(図３の特性線Ｚ)。
ただし、この実施例では、ロッド部材２３にテーパー部５２を設けたので、最大流量Ｑ1をなだらかに最低流量Ｑ0に移行させることができる。つまり、大径部２３ａが絞り孔３９内に臨むときに、テーパー部５２を設けた分だけ、オリフィス機構３ａの開度をなだらかに変化させることができる。
【００２５】
この第１実施例のパワーステアリング装置によれば、非操舵時には、図３の特性線Ｙに示すように、制御流量Ｑを最低流量Ｑ0を保つことができる。
そして、最低流量Ｑ0のみをパワーシリンダＰＳ回路側に供給すれば、流路２あるいはパワーステアリング回路ＰＳで発生する圧力損失を抑えることができる。したがって、無駄なエネルギーを消費することがなく、また油温の上昇を抑えることができる。
また、操舵時には、従来例と同様、図３の特性線Ｚに示すように、エンジン回転数Ｎに応じて、アシスト力に必要な流量に制御することができる。
【００２６】
そして、エンジン回転数Ｎは車速にほぼ比例するので、車速に応じたアシスト力を付与することができる。例えば、車両の低速走行時には、最大制御流量Ｑ1がパワーステアリング回路ＰＳ側に供給されるので、大きなアシスト力を得ることができる。そして、車速が増すと、制御流量Ｑを少なくできるので、アシスト力を小さくして、ハンドル操舵を安定させることができる。
なお、この第１実施例では、ロッド部材２３をフローコントロールバルブＦＶに連動させているが、例えば、ロッド部材２３を固定しておいてもよい。ただし、この場合は、操舵時に、制御流量Ｑがエンジン回転数にかかわらず常にアシスト力に必要な流量Ｑ1を保つことになる。
【００２７】
図４、５に示す第２実施例では、プランジャ３７に通孔３８を形成するとともに、この通孔３８の圧力室８ａ側に、第１絞り孔４８を形成している。さらに、プランジャ３７の径方向には第２絞り孔４９を形成している。
一方、コネクタ２０の先端には径方向に連通孔５０を形成し、圧力室８ａとコネクタ２０内とを連通させている。
この第２実施例では、ロッド部材２３を設けないで、第１絞り孔４８と第２絞り孔４９とによって、オリフィス機構３ａを構成している。そして、その他の構成については、第１実施例と同じなので、その詳細な説明を省略する。
【００２８】
次に、この第２実施例のパワーステアリング装置の作用を説明する。
非操舵時には、パワーステアリング回路ＰＳの負荷圧が低いので、この負荷圧がプランジャ３７の両端部に作用しても、図４に示すように、プランジャ３７がノーマル位置を保つ。そして、この状態では、第２絞り孔４９が閉じているので、オリフィス機構３ａの開度が、第１絞り孔４８の開度のみからなり、最小となっている。
このように、非操舵時には、オリフィス機構３ａの開度が最小に保たれ、しかも、その前後の差圧がフローコントロールバルブＦＶにより一定に保たれるので、制御流量Ｑを最低流量Ｑ0に保つことができる(図６の特性線Ｖ)。
【００２９】
操舵時には、パワーステアリング回路ＰＳ側に負荷圧が発生し、この負荷圧がプランジャ３７の両端部に作用する。そして、この負荷圧がプランジャ３７の両端部に作用すると、受圧面積の差によって、プランジャ３７がスプリング４４に抗して移動し、図５に示すように、ストッパ段部３６に当接することになる。そして、図５に示す状態では、第２絞り孔４９が連通孔５０に重なるので、オリフィス機構３ａの開度が、第１絞り孔４８と第２絞り孔４９とから構成されることになる。
このように、操舵時には、第１絞り孔４８と第２絞り孔４９とによって、吐出流体がアシスト力に必要な流量Ｑ1に制御される(図６の特性線Ｗ)。
【００３０】
この第２実施例のパワーステアリング装置によれば、非操舵時には、特性線Ｖに示すように、制御流量Ｑを最低流量Ｑ0を保つことができる。
そして、最低流量Ｑ0のみをパワーシリンダＰＳ回路側に供給すれば、流路２やパワーステアリング回路ＰＳで発生する圧力損失を抑えることができる。したがって、無駄なエネルギーを消費することがなく、また油温の上昇を抑えることができる。
また、操舵時には、オリフィス機構３ａの開度が、第１絞り孔４８と第２絞り孔４９との開度からなので、特性線Ｗに示すように、アシスト力に必要な流量Ｑ1に制御することができる。
【００３１】
また、この第２実施例では、オリフィス機構３ａを構成するためにロッド部材が必要でなく、部品数を少なくできる。
さらに、アシスト力に必要な制御流量Ｑ1を保ちつつ、非操舵時における最低流量Ｑ0を自由に設定することができる。例えば、第１絞り孔４９の開度を小さく設定すれば、最低流量Ｑ0を小さく設定できる。そして、その分だけ第２絞り孔４８の開度を大きく設定しておけば、操舵時には、制御流量Ｑ1を得ることができ、アシスト力が不足してしまうこともない。
ただし、この第２実施例では、操舵時に、オリフィス機構３ａの開度はエンジン回転数Ｎに関係なく一定に保たれるので、制御流量Ｑはアシスト力に必要な流量Ｑ1に保たれる。したがって、第１実施例のように車速に応じたアシスト力制御をすることはできない。
【００３２】
【発明の効果】
第１の発明によれば、非操舵時には、制御流量を最低流量に保つことができる。したがって、パワーステアリング回路側に流れる流量を少なくでき、それだけ圧力損失を抑えることができる。そして、圧力損失を抑えることができれば、ポンプを駆動させるためのトルクを小さくすることができ、無駄なエネルギーを消費することがない。また、油温の上昇を抑えることもできる。
操舵時には、アシスト力に必要な流量に制御されるので、ハンドルを軽く切ることができる。
さらに、オリフィス機構が、ロッド部材と絞り孔とによって構成され、円筒形状となっている。したがって、プランジャに微小振動が発生しても、開度の変化を小さくでき、オリフィス特性を安定させることができる。
【００３３】
第２の発明によれば、エンジン回転数に応じて制御流量を変えることができる。そして、エンジン回転数は車速にほぼ比例するので、車速に応じて、操舵時のアシスト力を制御することができる。
例えば、エンジン回転数が低い範囲、つまり、車両の低速走行時に、オリフィス機構の開度を大きくすれば、大きなアシスト力を得ることができる。そして、エンジン回転数が高い範囲で、オリフィス機構の開度を小さくすれば、高速時にハンドルを安定させることができる。
【００３４】
第３の発明によれば、オリフィス機構を第１絞り孔と第２絞り孔とによって構成している。したがって、ロッド部材などを必要とせず、部品数を少なくできる。
また、二つの絞り孔の開度により、アシスト力に必要な流量制御をするので、アシスト力に必要とされる制御流量を保ちつつ、非操舵時における最低流量を自由に決めることができる。例えば、非操舵時に開いている絞り孔の開度を小さくすれば、最低流量を低く設定できる。そして、他方の絞り孔の開度をその分大きくしておけば、操舵時には、アシスト力に必要な制御流量を得ることができ、アシスト力が不足してしまうようなこともない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のパワーステアリング装置の一部断面図であり、非操舵時の状態を示す。
【図２】第１実施例のパワーステアリング装置の一部断面図であり、操舵時の状態を示す。
【図３】第１実施例のパワーステアリング装置における制御流量特性を示した図であり、Ｙが非操舵時の特性線で、Ｚが操舵時の特性線である。
【図４】第２実施例のパワーステアリング装置の一部断面図であり、非操舵時の状態を示す。
【図５】第２実施例のパワーステアリング装置の一部断面図であり、操舵時の状態を示す。
【図６】第２実施例のパワーステアリング装置における制御流量特性を示した図であり、Ｖが非操舵時の特性線で、Ｗが操舵時の特性線である。
【図７】従来例のパワーステアリング装置の回路図である。
【図８】ベーンポンプの断面図である。
【図９】図８のIX−IX線断面図である。
【図１０】フローコントロールバルブの断面図である。
【図１１】従来例のパワーステアリング装置の制御流量特性を示した図であり、Ｘは非操舵時および操舵時における特性線である。
【符号の説明】
１ ポンプ
２ 流路
３ 絞り弁
３ａ オリフィス機構
ＦＶ フローコントロールバルブ
ＰＳ パワーステアリング回路
７ スプール
８ａ 圧力室
８ｂ パイロット室
９ スプリング
３７ プランジャ
３８ 通孔
３９ 絞り孔
４４ スプリング
４８ 第１絞り孔
４９ 第２絞り孔
Claims (3)
- エンジン回転数に応じて吐出量が変化するポンプと、このポンプに接続したパワーステアリング回路と、これらポンプ及びパワーステアリング回路の接続途中に設けた絞り弁と、絞り弁の前後の差圧を一定に保つフローコントロールバルブとを備えたパワーステアリング装置において、絞り弁は、ボディと、ボディに摺動自在に組み込んだプランジャと、プランジャに作用させたスプリングと、プランジャの移動に応じて開度を変えるオリフィス機構とを備え、しかも、プランジャはパワーステアリング回路側の受圧面積をポンプ側の受圧面積よりも大きくしてなり、プランジャがノーマル位置にあるとき、オリフィス機構の開度が最小に保たれ、また、パワーステアリング回路で負荷圧が発生したとき、受圧面積の差によりプランジャがスプリングに抗して移動し、オリフィス機構の開度を大きくする構成とし、しかも、上記オリフィス機構は、プランジャに設けた絞り孔と、この絞り孔を貫通し、プランジャ内に突出させたロッド部材と、ロッド部材の先端に設け、かつ、その外径を絞り孔の内径よりも小さくした大径部とからなり、プランジャがノーマル位置にあるとき、大径部が絞り孔内に位置し、また、パワーステアリング回路で負荷圧が発生したとき、受圧面積の差によりプランジャがスプリングに抗して移動し、大径部が絞り孔から抜ける構成にしたことを特徴とするパワーステアリング装置。
- ロッド部材を、フローコントロールバルブに連動させたことを特徴とする請求項１記載のパワーステアリング装置。
- エンジン回転数に応じて吐出量が変化するポンプと、このポンプに接続したパワーステアリング回路と、これらポンプ及びパワーステアリング回路の接続途中に設けた絞り弁と、絞り弁の前後の差圧を一定に保つフローコントロールバルブとを備えたパワーステアリング装置において、絞り弁は、ボディと、ボディに摺動自在に組み込んだプランジャと、プランジャに作用させたスプリングと、プランジャの移動に応じて開度を変えるオリフィス機構とを備え、しかも、プランジャはパワーステアリング回路側の受圧面積をポンプ側の受圧面積よりも大きくしてなり、プランジャがノーマル位置にあるとき、オリフィス機構の開度が最小に保たれ、また、パワーステアリング回路で負荷圧が発生したとき、受圧面積の差によりプランジャがスプリングに抗して移動し、オリフィス機構の開度を大きくする構成とし、しかも、オリフィス機構は、プランジャに設けた第１絞り孔と第２絞り孔とからなり、プランジャがノーマル位置にあるとき、一方の絞り孔のみが開き、他方の絞り孔が閉じ、また、パワーステアリング回路で負荷圧が発生したとき、受圧面積の差によりプランジャがスプリングに抗して移動し、両方の絞り孔が開く構成としたことを特徴とするパワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
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| JP21124095A JP3659702B2 (ja) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP21124095A JP3659702B2 (ja) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | パワーステアリング装置 |
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| JPH0939811A JPH0939811A (ja) | 1997-02-10 |
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-
1995
- 1995-07-27 JP JP21124095A patent/JP3659702B2/ja not_active Expired - Fee Related
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