JP3681829B2 - 油圧パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータリー式の油圧制御弁により操舵補助力発生用油圧アクチュエータに作用する油圧を制御する油圧パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
筒状の第１バルブ部材と、この第１バルブ部材に操舵抵抗に応じて相対回転可能に挿入される第２バルブ部材とを備え、その第１バルブ部材の内周と第２バルブ部材の外周との間に、圧油供給用ポンプ、操舵補助力発生用油圧アクチュエータ、及びタンクに通じると共に、両バルブ部材の相対回転に応じて開度が変化する絞り部が形成され、その絞り部の開度変化により操舵補助力発生用油圧アクチュエータに作用する油圧を制御可能な油圧パワーステアリング装置が従来から用いられている。
【０００３】
そのような油圧パワーステアリング装置において、ポンプから吐出される圧油の脈動等により第１バルブ部材と第２バルブ部材とが相対振動し、異常音が発生するという問題があった。
【０００４】
そこで、その第２バルブ部材の外周に形成した周溝にリング状弾性部材を挿入し、その弾性部材を介して両バルブ部材を嵌め合わせ、その周溝を上記絞り部よりもポンプ側に連絡する油溝を第２バルブ部材に形成することで、そのリング状弾性部材をポンプから供給される圧油により径方向外方に張って第１バルブ部材の内周面に押し付け、両バルブ部材の相対振動を規制している（実公平１‐４３９７７公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の油圧制御弁では、リング状弾性部材を挿入する周溝や、その周溝をポンプ側に連絡する油溝が必要なため、加工工数が増大し、さらに、リング状弾性部材が必要なために組み立て工数や部品点数が増大するという問題がある。
【０００６】
また、高速走行時や小舵角時等においては、操舵補助力発生用油圧アクチュエータに作用する油圧が小さいため、そのリング状弾性部材に作用する油圧も小さくなる。そのため、運転条件によっては両バルブ部材の相対振動を充分に低減できないという問題がある。
【０００７】
本発明は上記課題を解決することのできる油圧パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、筒状の第１バルブ部材と、その第１バルブ部材に操舵抵抗に応じて相対回転可能に挿入される第２バルブ部材とを備え、その第１バルブ部材の内周と第２バルブ部材の外周との間に、圧油供給用ポンプ、操舵補助力発生用油圧アクチュエータ、及びタンクに通じると共に、両バルブ部材の相対回転に応じて開度が変化する絞り部が形成され、その絞り部の開度変化により操舵補助力発生用油圧アクチュエータに作用する油圧を制御可能な油圧パワーステアリング装置において、その第１バルブ部材を第２バルブ部材に油圧によって軸方向から押し付ける手段が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
その第１バルブ部材を第２バルブ部材に油圧によって軸方向から押し付けることで、その軸方向に直交する面における両バルブ部材の相対変位を規制する摩擦抵抗が発生するので、両バルブ部材の相対振動を規制できる。
その第１バルブ部材の第２バルブ部材への押し付け方向は軸方向であるので、第１バルブ部材の内周と第２バルブ部材の外周とが互いにこじれることはなく、両バルブ部材の円滑な相対回転が阻害されることはない。
【００１０】
その絞り部とタンクとの間の圧油戻り流路に固定絞り部が、この固定絞り部の上流側と下流側との圧力差によって第１バルブ部材が第２バルブ部材に軸方向から押し付けられるように設けられているのが好ましい。
これにより、その第１バルブ部材の第２バルブ部材への押し付け力を、操舵補助力発生用油圧アクチュエータに作用する油圧の大きさに拘らず、その固定絞り部の上下流側の圧力差に対応する適当な値とすることができる。
【００１１】
本発明において、その第２バルブ部材に、その第１バルブ部材の軸方向一方への移動を阻止可能な受け部が設けられ、その受け部を介して第１バルブ部材は第２バルブ部材に軸方向から押し付けられ、その受け部と第１バルブ部材との間に、両バルブ部材の相対変位を規制する摩擦抵抗を増大させる手段が設けられているのが好ましい。
両バルブ部材の相対変位を規制する摩擦抵抗を増大させることで、両バルブ部材の相対振動をより確実に規制できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３を参照して本発明の第１実施形態を説明する。
【００１３】
図１に示すラックピニオン式パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール（図示省略）に連結される入力軸２と、この入力軸２にトーションバー３を介し連結される出力軸４とを備えている。そのトーションバー３はピン５を介し入力軸２に連結され、また、セレーション６を介し出力軸４に連結されている。その出力軸４にピニオン７が形成され、このピニオン７に噛み合うラック８が操舵用車輪（図示省略）に連結されている。その入力軸２はベアリング９を介しバルブハウジング１０ａに支持され、また、ブッシュ１１を介し出力軸４に支持されている。その出力軸４はベアリング１２、１３を介しラックハウジング１０ｂに支持されている。これにより、操舵による入力軸２の回転がトーションバー３を介しピニオン７に伝達されてラック８が車両幅方向に移動し、このラック８の移動により車輪が操舵される。なお、その入出力軸２、４とバルブハウジング１０ａとの間にオイルシール１４、１５が設けられている。また、そのラック８を支持するサポートヨーク１６が設けられ、このサポートヨーク１６はバネ１７の弾性力によりラック８に押し付けられている。
【００１４】
操舵補助力を付与する油圧アクチュエータとして油圧シリンダ１８が設けられている。その油圧シリンダ１８はラックハウジング１０ｂにより構成されるシリンダチューブと、ラック８に一体に形成されたピストン２０とを備え、そのピストン２０により仕切られる一対の油室２１、２２が形成されている。各油室２１、２２にロータリー式油圧制御弁２３が接続されている。その制御弁２３は、筒状の第１バルブ部材２４と、この第１バルブ部材２４に相対回転可能に挿入される第２バルブ部材２５とを備えている。その第１バルブ部材２４は出力軸４にピン２６を介し同行回転可能に取り付けられている。その第２バルブ部材２５は入力軸２の外周に一体に形成されている。これにより、操舵抵抗に応じて上記トーションバー３が弾性的に捩じれることで、両バルブ部材２４、２５は操舵抵抗に応じて弾性的に相対回転する。
【００１５】
図２、図３に示すように、第１バルブ部材２４の内周と第２バルブ部材２５の外周とに軸方向に沿う複数の凹部が周方向等間隔に形成されている。
その第１バルブ部材側凹部は、互いに周方向等間隔に位置する４つの右操舵用凹部２７と、互いに周方向等間隔に位置する４つの左操舵用凹部２８とで構成される。
その第２バルブ部材側凹部は、互いに周方向等間隔に位置する４つの圧油供給用凹部２９と、互いに周方向等間隔に位置する４つの圧油排出用凹部３０とで構成される。
各右操舵用凹部２７と各左操舵用凹部２８とは周方向に交互に配置され、各圧油供給用凹部２９と各圧油排出用凹部３０とは周方向に交互に配置される。
各右操舵用凹部２７は、第１バルブ部材２４に形成された第１流路３１およびバルブハウジング１０ａに形成された第１ポート３２を介し、図１に示すように油圧シリンダ１８の一方の油室２１に通じ、各左操舵用凹部２８は、第１バルブ部材２４に形成された第２流路３３およびバルブハウジング１０ａに形成された第２ポート３４を介し油圧シリンダ１８の他方の油室２２に通じる。
各圧油供給用凹部２９は、第１バルブ部材２４に形成された第３流路３５およびバルブハウジング１０ａに形成された入口ポート３６を介し、図１に示すようにポンプ３７に通じる。
各圧油排出用凹部３０は第２バルブ部材２５に形成された第１排出路３８、入力軸２とトーションバー３の内外周間の通路４７、入力軸２に形成された第２排出路３９、及びバルブハウジング１０ａに形成された排出ポート４０により構成される圧油戻り流路を介しタンク４１に通じる。
これにより、そのポンプ３７、タンク４１、及び油圧シリンダ１８の各油室２１、２２が第１バルブ部材２４と第２バルブ部材２５の内外周間の弁間流路４２を介して通じる。
その第１バルブ部材２４の内周と第２バルブ部材２５の外周との間の弁間流路４２において、第１バルブ部材側凹部と第２バルブ部材側凹部の間は、両バルブ部材２４、２５の相対回転により開度が変化する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとされている。各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、そのポンプ３７、タンク４１、及び油圧シリンダ１８の各油室２１、２２に通じ、各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開度変化により油圧シリンダ１８に作用する油圧が制御される。
【００１６】
図２は、直進状態での両バルブ部材２４、２５の相対位置を示しており、この状態においては各圧油供給用凹部２９と各圧油排出用凹部３０とが全絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを介して通じるため、ポンプ３７から供給された圧油は直接タンク４１へ還流し操舵補助力は発生しない。
直進状態から右方へ操舵すると、操舵トルクに応じトーションバー３は捩じれ、両バルブ部材２４、２５は相対回転する。その結果、各右操舵用凹部２７と各圧油供給用凹部２９との間の絞り部Ａの開度および各左操舵用凹部２８と各圧油排出用凹部３０との間の絞り部Ｂの開度が大きくなり、各左操舵用凹部２８と各圧油供給用凹部２９との間の絞り部Ｃの開度および各右操舵用凹部２７と各圧油排出用凹部３０との間の絞り部Ｄの開度が小さくなる。これにより、ポンプ３７から油圧シリンダ１８の一方の油室２１へ圧油が供給され、油圧シリンダ１８の他方の油室２２よりタンク４１へ圧油が還流され、車両の右方への操舵補助力がラック８に作用する。
直進状態から左方へ操舵すると、各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開度は右方へ操舵した場合と逆に変化するので、車両の左方への操舵補助力がラック８に作用する。
【００１７】
その第１バルブ部材２４を第２バルブ部材２５に油圧によって軸方向から押し付ける手段が設けられている。
すなわち、図３に示すように、第２バルブ部材２５の外周に止め輪６１が嵌め合わされ、この止め輪６１の一端面は、第１バルブ部材２４の一端面に接することで、その第１バルブ部材２４の軸方向一方（図３において上方）への移動を阻止可能な受け部６１ａとされている。
上記圧油戻り流路における第２排出路３９の下流側は、小径の筒状部材が挿入されることで固定絞り部３９ａとされている。その固定絞り部３９ａによりタンク４１に還流する圧油が絞られることで、その固定絞り部３９ａの上流側圧力は下流側圧力よりも高くなる。
その固定絞り部３９ａの上流側は、入力軸２とトーションバー３の内外周間の通路４７、および上記ブッシュ１１と入力軸２または出力軸４との間の隙間を介して、第１バルブ部材２４の他端側（図３において下方側）の上流側空間５２に通じる。その固定絞り部３９ａの下流側は、第１バルブ部材２４の一端側（図３において上方側）の下流側空間５１に通じる。これにより、その固定絞り部３９ａの上流側と下流側との圧力差によって、第１バルブ部材２４は第２バルブ部材２５に上記受け部６１ａを介して軸方向から押し付けられ、その軸方向に直交する面における両バルブ部材２４、２５の相対変位を規制する摩擦抵抗を発生させることができる。
例えば、その固定絞り部３９ａの上下流での圧力差をオイルのシール機能に支障がないように２ｋｇｆ／ｃｍ² とし、その上流側空間５２における第１バルブ部材２４の受圧面積を６．２ｃｍ² 、その受け部６１ａと第１バルブ部材２４との間の摩擦係数を０．２、その受け部６１ａの外径と内径とを平均した直径を２．６ｃｍとした場合、２×６．２×０．２×１．３＝３．２２４ｋｇｆ．ｃｍのトルクを、両バルブ部材２４、２５の相対変位を規制する負荷トルクとして発生させることができる。
【００１８】
本実施形態では、両バルブ部材２４、２５の相対変位を規制する摩擦抵抗を増大させることができるように、その受け部６１ａと第１バルブ部材２４との間において、その受け部６１ａにローレットが形成されている。
【００１９】
上記構成によれば、第１バルブ部材２４を第２バルブ部材２５に油圧によって軸方向から押し付けることで、両バルブ部材２４、２５の相対変位を規制する摩擦抵抗を発生することができるので、両バルブ部材２４、２５の相対振動を規制して異常音の発生を防止できる。また、その第１バルブ部材２４の第２バルブ部材２５への押し付け方向は軸方向であるので、第１バルブ部材２４の内周と第２バルブ部材２５の外周とが互いにこじれることはなく、両バルブ部材２４、２５の円滑な相対回転が阻害されることはないので、操舵フィーリングが低下することはない。また、その第１バルブ部材２４の第２バルブ部材２５への押し付け力を、操舵補助力発生用油圧シリンダ１８に作用する油圧の大きさに拘らず、固定絞り部３９ａの上下流側の圧力差に対応する適当な値とすることができる。さらに、その第１バルブ部材２４と受け部６１ａとの間にローレットを設けて両バルブ部材２４、２５の相対変位を規制する摩擦抵抗を増大させることで、両バルブ部材２４、２５の相対振動をより確実に規制できる。
【００２０】
図４は本発明の第２実施形態を示す。上記実施形態との相違は、第２排出路３９の下流側を固定絞り部３９ａとするのに代えて、その第２排出路３９の上流においてトーションバー３の一部を大径部３ａとすることで、入力軸２とトーションバー３の内外周間の通路４７の一部を固定絞り部３９ａ′とした点にある。他は第１実施形態と同様の構成で、同一の作用効果を奏することができる。
【００２１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、受け部と第１バルブ部材との間にゴムリング等の摩擦係数の大きな部材を介在させることで、両バルブ部材の相対変位を規制する摩擦抵抗を増大させてもよい。また、上記のような圧油戻り流路に代えて、各圧油排出用凹部３０を下流側空間５１と上流側空間５２とに連絡する延長凹部を第２バルブ部材２５に設け、その延長凹部を圧油戻り流路の一部とし、その下流側空間５１との連絡用の延長凹部に固定絞り部を設けてもよい。また、本発明をボールスクリュー式油圧パワーステアリング装置に適用してもよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の油圧パワーステアリング装置によれば、部品の加工工数、組み立て工数、部品点数を増大させることなく、操舵フィーリングを低下させることなく、さらに、運転条件に拘らず、異常音の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の油圧パワーステアリング装置の断面図
【図２】図１のＩＩ‐ＩＩ線断面図
【図３】本発明の第１実施形態の油圧パワーステアリング装置の要部の断面図
【図４】本発明の第２実施形態の油圧パワーステアリング装置の要部の断面図
【符号の説明】
１８ 油圧シリンダ
２４ 第１バルブ部材
２５ 第２バルブ部材
３７ ポンプ
３９ａ 固定絞り部
４１ タンク
６１ａ 受け部
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 絞り部

Claims (3)

1. 筒状の第１バルブ部材と、
   その第１バルブ部材に操舵抵抗に応じて相対回転可能に挿入される第２バルブ部材とを備え、
   その第１バルブ部材の内周と第２バルブ部材の外周との間に、圧油供給用ポンプ、操舵補助力発生用油圧アクチュエータ、及びタンクに通じると共に、両バルブ部材の相対回転に応じて開度が変化する絞り部が形成され、
   その絞り部の開度変化により操舵補助力発生用油圧アクチュエータに作用する油圧を制御可能な油圧パワーステアリング装置において、
   その第１バルブ部材を第２バルブ部材に油圧によって軸方向から押し付ける手段が設けられ、
   前記絞り部とタンクとの間の圧油戻り流路に固定絞り部が、この固定絞り部の上流側と下流側との圧力差によって第１バルブ部材が第２バルブ部材に軸方向から押し付けられるように設けられていることを特徴とする油圧パワーステアリング装置。
2. その第２バルブ部材に、その第１バルブ部材の軸方向一方への移動を阻止可能な受け部が設けられ、
   その受け部を介して第１バルブ部材は第２バルブ部材に押し付けられ、
   その受け部と第１バルブ部材との間に、両バルブ部材の相対変位を規制する摩擦抵抗を増大させる手段が設けられている請求項１に記載の油圧パワーステアリング装置。
3. 筒状の第１バルブ部材と、
   その第１バルブ部材に操舵抵抗に応じて相対回転可能に挿入される第２バルブ部材とを備え、
   その第１バルブ部材の内周と第２バルブ部材の外周との間に、圧油供給用ポンプ、操舵補助力発生用油圧アクチュエータ、及びタンクに通じると共に、両バルブ部材の相対回転に応じて開度が変化する絞り部が形成され、
   その絞り部の開度変化により操舵補助力発生用油圧アクチュエータに作用する油圧を制御可能な油圧パワーステアリング装置において、
   その第１バルブ部材を第２バルブ部材に油圧によって軸方向から押し付ける手段が設けられ、
   その第２バルブ部材に、その第１バルブ部材の軸方向一方への移動を阻止可能な受け部が設けられ、
   その受け部を介して第１バルブ部材は第２バルブ部材に押し付けられ、
   その受け部と第１バルブ部材との間に、両バルブ部材の相対変位を規制する摩擦抵抗を増大させる手段が設けられていることを特徴とする油圧パワーステアリング装置。

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