JP3893870B2 - ステアリングダンパ - Google Patents
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Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、舵取りハンドルの舵取り操作に伴い流路切換弁を切換え制御することにより、パワーシリンダを作動させてパワーアシスト力(操舵補助力)を得るパワーステアリング装置において、キックバック等のように操舵輪側から逆入力があったときの衝撃を減衰、緩和させるために用いるステアリングダンパに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に油圧式のパワーステアリング装置では、舵取りハンドルの舵取り操作に伴ってポンプとタンクとをパワーシリンダの左右室に選択的に接続する流路切換弁を備えている。この流路切換弁により、舵取り操作に応じてパワーシリンダのいずれか一方の室に圧油を給送して、操舵輪を転舵させるためのパワーアシスト力を付与している。
【0003】
このようなパワーステアリング装置を搭載した自動車において、パワーステアリング装置にステアリングダンパを付設したものがすでに知られている。このステアリングダンパは、自動車の走行時において、例えば走行路面の凹凸や障害物等に起因して操舵輪側から作用する逆入力(いわゆるキックバック)による衝撃を減衰、緩和し、舵取りハンドルにその衝撃が伝わらないようにするためのものである。
【0004】
従来のステアリングダンパは、一般に、パワーステアリング装置における流路切換弁とパワーシリンダの左右室との間の左右のシリンダ通路に、前述したキックバック等の逆入力が作用したときに、ピストンの動きに伴ってパワーシリンダの戻り側の室から排出される圧油の流れに抵抗を与えるための絞りまたは可変絞りを設けている。しかし、このような絞りまたは可変絞りは、舵取りハンドルの舵取り操作に伴う正入力時において、ポンプからパワーシリンダの一方の室への圧油の流れ、さらにパワーシリンダの他方の室からタンクへの戻り側の流れに対しても流路抵抗になるため、パワーシリンダの作動にあたっての応答性を低下させてしまう。
【0005】
このため、左右のシリンダ通路において、前述の絞りを可変絞り弁で構成するとともに、これらの可変絞り弁と並列にそれぞれチェック弁を設け、舵取り操作による正入力時に、対応するシリンダ通路のチェック弁を開くことにより、流路切換弁を介してポンプからシリンダ室への圧油の給送を充分に行えるようにしたものが、すでに提案されている(実公平2−49109号公報)。
【0006】
前記公報には、「ステアリングダンパ本体(パワーシリンダ)と切換バルブとを連結する回路中に、切換バルブ側からステアリングダンパ本体の油室側へのみ油の流れを許容するチェック弁および、初期荷重を有し、油室側から切換バルブ側へのみ油の流れを許容する絞りチェック弁」を備えたステアリングダンパが記載されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のパワーステアリング装置に設けられたステアリングダンパは、パワーシリンダ側からの小流量の流れに対しては、可変絞り弁が開かないため、流路切換弁側へ戻すための流路がないので、舵取りハンドルの戻り、特に中立位置付近での戻りが悪いという問題があった。また、パワーシリンダからの小流量の流体を戻すための流路を設けておくと、舵取り操作に応じて流路切換弁から給送される流体が前記チェック弁を開く前に流出するため、プリセット力を与えることができず、高速走行時の直進安定性(手応え感)が良くないという問題が発生する。
【0008】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、キックバック等のような操舵輪側からの逆入力時における衝撃を減衰、緩和することができ、しかも、舵取りハンドルの戻り、特に中立位置付近での戻りを向上させるとともに、高速時の直進安定性と両立させることができるパワーステアリング装置のステアリングダンパを提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明に係るステアリングダンパは、ポンプおよびタンクとパワーシリンダの左右室との間を舵取りハンドルの舵取り操作に応じて選択的に切換え接続する流路切換弁と、この流路切換弁を前記パワーシリンダの左右室に接続する左右一対のシリンダ通路を備えたパワーステアリング装置のステアリングダンパであって、前記各シリンダ通路の途中に設けられて前記パワーシリンダから流路切換弁への流入を制限する可変絞り弁と、この可変絞り弁と並列に接続され前記流路切換弁からパワーシリンダへの流入を許容するチェック弁とを備えた一対のダンパ部からなるものであって、さらに、前記各ダンパ部に、流路切換弁からの流れにより閉弁するとともに、パワーシリンダからの小流量の流れにより開弁する第3のバルブと、この第3のバルブの開弁時にパワーシリンダから流路切換弁への流入を許容する固定絞りとを設け、この固定絞りの前後の圧力差により前記可変絞り弁を開弁しその開度を可変制御するようにしたものである。
【0010】
また、請求項2に記載のステアリングダンパは、前記固定絞りがチェック弁の弁体内に形成され、第3のバルブの弁体は、前記固定絞りの流路切換弁側開口部にシートすることを特徴とするものである。
【0011】
さらに、請求項3に記載のステアリングダンパは、前記第3のバルブが、チェック弁の弁体に形成された貫通孔を摺動自在に貫通する有底筒状の弁体を備え、この筒状の弁体には、パワーシリンダからの流体の流れにより移動したときに、パワーシリンダと流路切換弁とを接続する連通路が設けられており、この開弁時の連通路が前記固定絞りを構成することを特徴とするものである。
【0012】
また、請求項4に記載のステアリングダンパは、ハウジングの内面に形成されて前記可変絞り弁の弁座を構成する段部と、この段部に当接することにより可変絞り弁を閉弁する筒状の弁体と、この筒状弁体を前記弁座方向に付勢する付勢手段と、前記筒状弁体の開口部に当接して前記チェック弁を閉弁する有底円筒状の弁体と、この有底円筒状弁体を、前記付勢手段の逆方向から付勢する付勢手段とを備えており、とくに、前記第3のバルブが、このチェック弁の有底円筒状弁体の先端部に設けられていることを特徴とするものである。
【0013】
また、請求項5に記載のステアリングダンパは、前記ハウジングがパイプ部材であり、その両端に、流路切換弁側接続配管とパワーシリンダ側接続配管がそれぞれ接続されていることを特徴とするものである。
【0014】
また、請求項6に記載のステアリングダンパは、前記ハウジングが、流路切換弁のバルブボディまたはパワーシリンダのハウジングであることを特徴とするものである。
【0015】
また、請求項7に記載のステアリングダンパは、ハウジングの内面に形成されて前記可変絞り弁の弁座を構成する段部と、この弁座にシートすることにより可変絞り弁を閉弁する円環状のディスク弁と、この円環状のディスク弁を前記弁座方向に付勢する付勢手段と、前記円環状のディスク弁に当接して前記チェック弁を閉弁する円板状のディスク弁と、この円板状のディスク弁を、前記付勢手段の逆方向から円環状ディスク弁に向けて付勢する付勢手段とを備えており、特に、前記第3のバルブが、このチェック弁の弁体に設けられていることを特徴とするものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図1および図2は本発明の一実施の形態に係るステアリングダンパの構成および作動状態を説明する縦断面図、図3(a)、(b)はこの実施の形態に係るステアリングダンパに備えられたチェック弁の弁体と、この弁体に組み込まれた第3のバルブを拡大して示す図、図4は本発明に係るステアリングダンパを備えたパワーステアリング装置の油圧回路を説明する図である。
【0017】
先ず、図4によりパワーステアリング装置(全体として符号1で示す)の油圧回路の概要を説明する。この油圧回路は、油圧源であるポンプPから供給通路2を介して供給される圧油を、図示しない舵取りハンドルによる舵取り操作によって切換え制御される流路切換弁(コントロールバルブ)CVを介して、装置アクチュエータであるパワーシリンダP/Cの左右室CL、CRの一方に給送するとともに、他方のシリンダ室内の作動油をタンクTに還流させるように構成されている。
【0018】
図4中の3,4は、流路切換弁CVからパワーシリンダP/Cの左右室CL、CRへのシリンダ通路、5は流路切換弁CVからタンクTに至る戻り通路である。なお、この実施の形態では、流路切換弁CVとして、ロータ15およびスリーブ16からなる回転型流路切換弁を用いている。
【0019】
前記パワーステアリング装置1では、流路切換弁CVが、舵取りハンドル(図示せず)の舵取り操作状態(例えば、操舵方向、操舵角度、操作速度等)に応じてパワーシリンダP/Cの左右室CL、CRへのシリンダ通路3,4を切換え制御する。この切換えにより、ポンプPから吐出された圧油が、パワーシリンダP/Cのいずれか一方の室CLまたはCRに給送され、他方の室がタンクTに接続されることにより、パワーシリンダP/Cによって操作力を補助するパワーアシスト力が得られる。
【0020】
前記パワーステアリング装置1の左右シリンダ通路3,4の途中には、ステアリングダンパ10を構成する左右一対のダンパ部10A、10Bを設けている。これら左右一対のダンパ部10A、10Bに可変絞り弁6、7をそれぞれ設けている。これらの可変絞り弁6,7は、キックバック等のような操舵輪側からの逆入力時に、パワーシリンダP/Cのいずれかの室CL、CRから流路切換弁CVを介してタンクTに至る戻り側の通過流量に依存して開口面積が変化するように構成されている。
【0021】
前記可変絞り弁6,7は、操舵輪側からの逆入力時の衝撃によって生じるパワーシリンダP/Cの戻り側の室CLまたはCRからの圧油の流れを通すことによる流路抵抗によって、前記衝撃を減衰、緩和することができ、ダンパとしての機能を果たすことができる。また、可変絞り弁6,7は、シリンダ室CL、CRから流路切換弁CVに至る戻り側の流れを許容するとともに、その通過流量に依存し、シリンダ室CL、CRからの流量が大きいと絞り開口が大きく、流量が小さいと絞り開口が小さくなるようになっている。
【0022】
パワーステアリング装置1の左右シリンダ通路3,4には、前記パワーシリンダP/Cの各室CL、CRから前記流路切換弁CVを介してタンクTに接続される戻り側の流れを阻止するチェック弁8,9が、前記可変絞り弁6,7と並列に接続されている。
【0023】
さらに、この実施の形態のステアリングダンパ10を構成する各ダンパ部10A、10Bには、従来から知られた可変絞り弁6,7およびチェック弁8,9に加えて、パワーシリンダP/Cの各室CL、CR側からの流量が少ないときでも開弁して、前記可変絞り弁6,7の一部として作用する第3のバルブ(チェックバルブ)11,12をそれぞれ設けている。これら第3のバルブ11,12は、パワーシリンダP/Cからの小流量の流れによって開弁するとともに、流路切換弁CVからの流れは阻止するようになっている。
【0024】
また、第3のバルブ11,12と直列に、これら第3のバルブ11,12の開放によって、前記パワーシリンダP/Cの左右室CL、CRと流路切換弁CVとを連通する固定絞り13,14がそれぞれ設けられている。これらの固定絞り13,14は、流路切換弁CVからの流れに対しては前記第3のバルブ11,12が閉弁することにより流路が閉じられ、パワーシリンダP/Cからの流れに対しては、小流量で第3のバルブ11,12が開弁することにより流路切換弁CVへの流れを許容するようになっている。そして、これらの固定絞り13,14は、パワーシリンダP/C側から流路切換弁CVへ戻る通過流量の増加に応じて前後の圧力差が増大し、この圧力差に応じて前記可変絞り弁6,7を開弁するとともに、この可変絞り弁6,7の開度を制御するようになっている。
【0025】
図1ないし図3は前記ステアリングダンパ10を油圧式パワーステアリング装置1に適用した場合の具体的構造の一例を示すもので、複数の段部を有するパイプ部材20の内部に、ステアリングダンパ10の一方のダンパ部10A、10Bを構成する可変絞り弁6,7、チェック弁8,9、第3のバルブ11,12および固定絞り13,14が収容されている。各シリンダ通路3,4にそれぞれ設けた両ダンパ部10A、10Bは同一の構成を有しているので、その一方10Aについてだけ説明する。
【0026】
パイプ部材20は、図1の左端のパワーシリンダP/Cへの接続部20aと、右端の流路切換弁CVへの接続部20dとの間に、小径部20bおよび大径部20cが形成されている。図の右側の大径部20c内には、可変絞り弁6の筒状弁体61(以下第1の弁体と呼ぶ)が収容されている。この第1の弁体61は、先端(図1の左端)にフランジ61aが形成されており、このフランジ61aが、パイプ部材20の小径部20bと大径部20cとの間の段部に形成された弁座20eにシートすることにより、可変絞り弁6が閉弁する。
【0027】
パイプ部材20の、流路切換弁CVへの接続部20d内にプラグ22が挿入され、端部20fをかしめ、さらにロウ付け等により固定されている。このプラグ22内に流路切換弁側接続配管24(前記シリンダ通路3の一部を構成している)が挿入されロウ付け等により固定されている。このプラグ22の内部側端面に形成された凹部22aと、前記第1の弁体61のフランジ61aの背面との間に、付勢手段としてのコイルスプリング62が配置され、第1の弁体61を前記弁座20e方向に常時付勢している。
【0028】
前記第1の弁体61の内部が第1の流路26を構成し、第1の弁体61の外周とパイプ部材20との間が第2の流路28を構成している。第1の弁体61の筒状の周壁には、内外を貫通する通路孔61bが形成されており、可変絞り弁6の開弁時には、パワーシリンダP/Cからの流体が第2の流路28からこの通路孔61bを通って第1の流路26に入り、流路切換弁CVに還流する(図1中に破線で示す矢印参照)。
【0029】
一方、前記パイプ部材20の小径部20b内には、チェック弁8の有底円筒状弁体81(以下第2の弁体と呼ぶ)が収容されている。この第2の弁体81は、パイプ部材20の小径部20bとパワーシリンダ側接続部20aとの間の段部20gと、弁体81の外周面に形成された環状凸部81aとの間に配置されたコイルスプリング(付勢手段)82によって、前記第1の弁体61方向に付勢されている。第2の弁体81の先端面81bはテーパ状になっており、この先端面81bが、前記第1の弁体61のフランジ61a側開口部の内周面に形成された弁座61cにシートしてチェック弁8が閉じられる。なお、このチェック弁8の弁体81を付勢するスプリング82の付勢力は、前記可変絞り弁6の弁体61を付勢するスプリング62の付勢力よりも小さいことはいうまでもない。
【0030】
有底円筒状をしている第2の弁体81(チェック弁8の弁体)の先端部81cは肉厚になっており、この先端部81c内に、前記第3のバルブ11および固定絞り13が形成されている。
【0031】
第2の弁体81の先端部81cの中心には、固定絞り13を構成する小径部と、ボール弁30を収容する大径部とからなる貫通穴81dが形成されている。この貫通穴81dの大径部内に収納されたボール弁30は、図3(a)、(b)に示すように外部側の開口部をかしめることにより(かしめ部を符号81eで示す)抜け止めが行われている。このボール弁30と前記固定絞り13の開口部(弁座)によって第3のバルブ(チェックバルブ)11が構成されている。ボール弁30は、図1の右側の流路切換弁CVからの油の流れによって固定絞り13の開口の弁座にシートして第3のバルブ13を閉じ、図の左側のパワーシリンダP/Cからの油の流れによって固定絞り13の開口(弁座)から離隔し、この固定絞り13を開放する。
【0032】
第2の弁体81の周壁にも、内外を貫通する通路孔81fが形成されており、パワーシリンダP/Cからの流体が前記可変絞り弁6を開くときには、第2の弁体81の内部からこの通路孔81fを通って外部側に出て、開放した可変絞り弁6から第2の流路28に流出する。なお、パイプ部材20のパワーシリンダ接続側端部20a(図1の左端)には、パワーシリンダP/Cへの接続配管32(前記シリンダ通路3の一部を構成している)が挿入され、ロウ付け等により固定されている。
【0033】
以上の構成に係るステアリングダンパの作動について、図1ないし図4により説明する。自動車の走行中に、路面の凹凸や障害物等に起因して、操舵輪側からのキックバック等の逆入力が作用したときには、パワーシリンダP/Cの一方の室CLまたはCRからの油の流れが、一方のシリンダ通路3または4(図1中ではパワーシリンダ側接続配管32)からチェック弁8、9の弁体81内に入り、ボール弁30を押し上げて第3のバルブ11、12を開放する(図2参照)。この第3のバルブ11、12は、パワーシリンダP/Cからの流れが小流量の時でも開放し、固定絞り13、14から流路切換弁CVを介してタンクTに還流させる。このように第3のバルブ11、12は、パワーシリンダP/C側からの小流量の流れによっても開放するので、ハンドルの戻り、特に中立位置付近のハンドルの戻りが向上する。
【0034】
前記キックバック等の逆入力が大きく、パワーシリンダP/Cからの流量が大きい場合には、固定絞り13または14を通過する流量によりその上流側の圧力が上昇する。この固定絞り13、14の前後の圧力差が大きくなると、可変絞り弁6または7の弁体61が図1の右方へ移動して可変絞り弁6または7が開放する。パワーシリンダP/Cからの戻り方向の流れは、固定絞り13、14の前後の圧力差に応じて可変絞り弁6,7を所定の開度で開放し、流路切換弁CVを介してタンクT側に還流する。このときの流路抵抗によって衝撃が減衰、緩和されることによるダンパ効果で、逆入力の舵取りハンドルへの伝達を阻止することができる。
【0035】
また、舵取りハンドル(図示せず)の舵取り操作に伴う正入力時には、ポンプPから供給通路2を介して給送される圧油が、流路切換弁CVから一方の供給通路3または4(流路切換弁側接続配管24)を通って、第1の弁体61内の第1流路26に入り、チェックバルブ8,9の弁体(第2の弁体81)に作用する。この流路切換弁CVからの流れがチェック弁8または9を押し開き、パワーシリンダP/Cの一方のシリンダ室CLまたはCRに送られる。流路切換弁CVから送られた圧油によってチェック弁8または9が開くまでは、この圧油の流れによって前記第3のバルブ11または12の弁体(ボール弁30)が固定絞り13または14の開口(弁座)に着座してこの固定絞り13または14を閉じているので、プリセット力が与えられる。
【0036】
前記正入力時には、パワーシリンダP/Cの一方の室CL、CRに、流路切換弁CVからの圧油がチェックバルブ8,9を開いて供給されるが、他方のシリンダ室CL、CRからの戻り油は、前記可変絞り弁6,7の一部として機能する第3のバルブ11,12、および可変絞り弁6,7を通過して流路切換弁CVからタンクTに還流する。
【0037】
前述のように操舵輪側からの逆入力時には、パワーシリンダP/C側からの流量が少ない場合でも第3のバルブ11,12が開放して、パワーシリンダP/C側から流路切換弁CV側へと油を還流させるが、正入力時には、流路切換弁CVからの圧油によってチェック弁8,9が開くまでは、この圧油の流れによって前記第3のバルブ11,12の弁体30が固定絞り13,14を閉じているので、プリセットが与えられ しっかりとした高速直進安定性が得られる。このように、本実施の形態の構成では、キックバック等のような操舵輪側からの逆入力時における衝撃を減衰、緩和することができるとともに、ハンドルの戻り、特に中立位置付近での戻りを向上させることと、高速走行時の直進安定性(手応え感)とを両立させることができる。
【0038】
図5ないし図7は第2の実施の形態に係るステアリングダンパ10の一方のダンパ部10Aを示すものである。この実施の形態の構成は、前記第1の実施の形態の変形例に相当するもので、チェック弁8の弁体(第2の弁体81)に設けられた第3のバルブおよび固定絞りの構成を除いて、前記第1の実施の形態と同様であり、同一の部分には、同一の符号を付してその説明は省略する。。
【0039】
この実施の形態では、第2の弁体81の先端面の中央部に円形の貫通孔81gが形成され、この貫通孔81g内に第3のバルブ11を構成する弁体40が摺動自在に嵌合している。この弁体40は、基本的には円筒状をしており、その円筒部の一方の端面(各図の右側端面)にフランジ状に外方へ拡大された底面40aを有している。
【0040】
また、筒状の部分には、長手方向に延びる切欠き40bが、円周方向等間隔で3カ所形成されている。この弁体40の底面40aと逆の端部には、外方へ突出した係合爪40cが設けられており、これらの係合爪40cを内方へ圧縮して前記第2の弁体81の貫通孔81g内に挿入し、嵌着している。前記フランジ状に拡大した底面40aと係合爪40cとの間の距離が、前記第2の弁体81の底面の厚さよりも大きく、この距離と厚さとの差だけ、第3のバルブ11の弁体40が第2の弁体81の貫通孔81g内で進退動することができる。
【0041】
この実施の形態では、正入力時に、ポンプPから吐出された圧油が、舵取りハンドルの舵取り操作に応じて切換え制御される流路切換弁CVから、一方のシリンダ通路3、4(流路切換弁側接続配管24)を通って、チェック弁8、9に送られ、この流路切換弁CVからの流れは、前記第1の実施の形態と同様に、第3のバルブ11を閉じ、次いで、第2の弁体81を押し開いてチェック弁8、9を開放し、パワーシリンダP/Cの一方のシリンダ室CL、CRに供給される。この実施の形態でも、流路切換弁CVからの圧油の流れにより第3のバルブ11が閉じているので、チェック弁8、9が開放するまでは、プリセット力が与えられ、優れた高速直進安定性を得ることができる。
【0042】
また、操舵輪側からの逆入力により、パワーシリンダP/Cのシリンダ室CL、CRから流路切換弁CV方向への流れが生じると、図6に示すように、第3のバルブ11の弁体40が図の右方へ移動する。この弁体40が移動すると、前記切欠き40bによって形成されている通路が開放し、パワーシリンダP/Cから流路切換弁CV側へ流体が流れる。切欠き40bによって形成された通路の開放される部分(この部分が固定絞り13、14を構成する)は僅かであり、流路面積は小さいが、可変制御弁6、7が開放しなくとも、パワーシリンダP/C側から流路切換弁CV側へ流体を流すことができるので、ハンドルの戻りを向上させることができる。
【0043】
キックバック等の逆入力が大きく、パワーシリンダP/Cの一方のシリンダ室CL、CRからの流量が大きい場合には、前記第3のバルブ11の弁体40の開放した通路(固定絞り13、14)では流しきれず、その上流側の圧力が上昇する。この固定絞り13、14の前後の圧力差によって、第1弁体61がスプリング62に抗して図の右方へ移動し、可変絞り弁6、7が開弁する。この構成でも、前記実施の形態と同様にパワーシリンダP/Cのシリンダ室CL、CRからの流体を流路切換弁CVを介してタンク側へ還流させるとともに、その流路抵抗によって逆入力の衝撃を減衰、緩和することができる。
【0044】
前記各実施の形態に係るステアリングダンパは、いわゆるインライン方式であるが、本発明の特徴とする構成は、インライン方式に限らず、流路切換弁CVのバルブボディやパワーシリンダのシリンダハウジング等に装着することも可能である。図8(a)、(b)は、第3の実施の形態に係るステアリングダンパの一方のダンパ部10Aを示すもので、流路切換弁CVのバルブボディ等に装着したエルボタイプの一例を示すものである。なお、この実施の形態では、パワーシリンダP/Cのシリンダハウジング51に装着した場合を示す。
【0045】
バルブハウジング50内に、段付きのバルブ孔52が形成されている。このバルブ孔52は、図の左方の開口部52aが流路切換弁側接続配管24の接続部になっており、その内部側に可変絞り弁6およびチェック弁8をそれぞれ収容する大径部52bと小径部52cが形成されている。その大径部52b内に前記各実施の形態と同様の可変絞り弁6の弁体(第1の弁体61)が収容されている。この第1の弁体61は、バルブ孔52の小径部52c側の端部にフランジ61aが形成され、バルブ孔52の大径部52bと小径部52cとの間の段部によって形成された弁座52eに、このフランジ61aが当接することにより可変絞り弁6が閉じられる。
【0046】
前記第1の弁体61は、前記バルブ孔52の流路切換弁CV側開口部52a内にOリング54を介して挿入されたプラグ56、と前記フランジ61aとの間に配置されたスプリング62によって常時付勢されており、非作動時には前記弁座52eにシートしている。前記プラグ56の外部側には、流路切換弁側接続配管24が挿入され、ロウ付け等により固定されている。このプラグ56は、前記バルブ孔52の開口部52a内面に嵌着したリテーナ58によって抜け止めが行われている。また、円筒状の第1の弁体61の周壁には、内外を貫通する通路孔61bが形成されている。
【0047】
バルブ孔52の小径部52c内には、チェック弁8の弁体(第2の弁体81)が収容されている。この第2の弁体82は、基本的には前記第2の実施の形態の第2の弁体81の構成と同一であるが、パワーシリンダP/Cのシリンダ室CL、CRへの接続通路53がバルブ孔小径部52cの側面に開口し、小径部52cの内部端は閉止されているので、径方向の圧力バランスをとるため後部側外周面にラビリンス溝81gが形成されている。
【0048】
チェック弁8の弁体(第2の弁体81)は、バルブ孔52の底面52fと弁体81内部の段部との間に配置されたコイルスプリング82によって常時可変絞り弁6の弁体(第1の弁体61)方向に付勢されており、非作動時には、前記第1の弁体61の先端の弁座61cに着座している。またこの第2の弁体81には、円筒部の周壁に内外を貫通する通路孔81fが形成されている。
【0049】
さらに、前記チェック弁8の弁体(第2の弁体81)の先端面には、貫通穴81dが形成され、前記第2の実施の形態の第3のバルブ11と同様の構成を有する弁体40が嵌着されている。この弁体40は、流路切換弁CV側からの流体の流れによって閉じるとともに、パワーシリンダP/Cのシリンダ室CL、CR側からの流れによっては、小流量でも開放し、流路切換弁CVを介してタンクT側へ還流させることができるようになっている。この第3のバルブ11が開放した状態では、弁体40に形成された前記切欠き40bの開放した部分が固定絞り13を構成する。
【0050】
この実施の形態でも前記各実施の形態と同様の作動を行い、同様の効果を奏することができる。すなわち、キックバック等の操舵輪側からの逆入力時における衝撃を減衰し、緩和することができる。また、流量が少ないときに可変絞り弁6、7の一部として機能する第3のバルブ11、12をチェック弁8、9の弁体81に内蔵する構成としたので、シリンダ通路3、4内の流量が少ないときでも流路を確保することができ、舵取りハンドルの戻り、特に中立位置付近での戻りを向上させるとともに高速直進安定性(手応え感)との両立を図ることができる。
【0051】
図9は第4の実施の形態に係るステアリングダンパの一方のダンパ部10Aを示すもので、この実施の形態では、第3の実施の形態で用いられた筒状の第1および第2の弁体(可変絞り弁6の弁体61とチェック弁8の弁体81)に変えて、ディスク弁161、181を使用している。その他の部分は、第3のバルブ11を含めて前記第3の実施の形態の構成と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。なお、図中の符号151は、前記第3の実施の形態と同様に、パワーシリンダP/Cのシリンダハウジングを示しているが、流路切換弁CVのバルブボディに装着することも可能である。
【0052】
可変絞り弁6の弁体(第1の弁体161)は、中央に円孔を有する円環状のディスクであり、スプリング162に付勢されてバルブ孔内の段部(弁座52e)にシートするようになっている。一方、チェック弁8の弁体(第2の弁体181)は、第1の弁体161よりも小径の円板状デスクであり、スプリング182によって付勢されて、第1の弁体161の内周部の弁座161cにシートするようになっている。そして、この第2の弁体181(円板状ディスク)の中央部に、前記第2の実施の形態および第3の実施の形態と同様の構成を有し、同様の機能を果たす第3のバルブ11が設けられている。
【0053】
この第4に実施の形態でも、前記各実施の形態と同様に作動し、同様の作用効果を奏することができる。しかも、ディスク弁161、181を使用しているので、弁体の作動方向の長さを短縮することができ、コンパクト化することが出来る。
【0054】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ポンプおよびタンクとパワーシリンダの左右室との間を舵取りハンドルの舵取り操作に応じて選択的に切換え接続する流路切換弁と、この流路切換弁を前記パワーシリンダの左右室に接続する左右一対のシリンダ通路を備えたパワーステアリング装置のステアリングダンパであって、前記各シリンダ通路の途中に設けられて前記パワーシリンダから流路切換弁への流入を制限する可変絞り弁と、この可変絞り弁と並列に接続され前記流路切換弁からパワーシリンダへの流入を許容するチェック弁とを備えた一対のダンパ部からなるステアリングダンパにおいて、前記各ダンパ部に、流路切換弁からの流れにより閉弁するとともに、パワーシリンダからの小流量の流れにより開弁する第3のバルブと、この第3のバルブの開弁時にパワーシリンダから流路切換弁への流入を許容する固定絞りとを設け、この固定絞りの前後の圧力差により前記可変絞り弁を開弁しその開度を可変制御するようにしたので、キックバック等のような操舵輪側からの逆入力時における衝撃を減衰、緩和することができるとともに、ハンドルの戻り、特に中立位置付近での戻りを向上させることと、高速走行時の直進安定性(手応え感)との両立を達成することができる。また、本発明の構成では、インライン方式の他に、流路切換弁のバルブボディやパワーシリンダのシリンダハウジング等にも装着することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係るステアリングダンパの一方のダンパ部を示す縦断面図である。
【図2】前記ステアリングダンパの図1と異なる作動状態を示す縦断面図である。
【図3】前記ステアリングダンパのチェック弁の弁体および第3のバルブを拡大して示す図であり、図(a)は縦断面図、図(b)は図(a)の右側面図である。
【図4】本発明に係るステアリングダンパを備えた油圧パワーステアリング装置の油圧回路を説明する図である。
【図5】第2の実施の形態に係るステアリングダンパの一方のダンパ部を示す縦断面図である。
【図6】前記ステアリングダンパの図5と異なる作動状態を示す縦断面図である。
【図7】前記ステアリングダンパの第3のバルブの弁体を拡大して示す図であり、図(a)は縦断面図、図(b)は図(a)の左側面図である。
【図8】図(a)は、第3の実施の形態に係るステアリングダンパの一方のダンパ部を示す縦断面図、図(b)は図(a)の右側面図である。
【図9】図(a)は、第4の実施の形態に係るステアリングダンパの一方のダンパ部を示す縦断面図、図(b)は図(a)の右側面図である。
【符号の説明】
P ポンプ
T タンク
CV 流路切換弁
P/C パワーシリンダ
CL、CR 左右シリンダ室
3、4 シリンダ通路
6、7 可変絞り弁
8、9 チェック弁
10 ステアリングダンパ
10A、10B ダンパ部
11、12 第3のバルブ
13、14 固定絞り
【発明が属する技術分野】
本発明は、舵取りハンドルの舵取り操作に伴い流路切換弁を切換え制御することにより、パワーシリンダを作動させてパワーアシスト力(操舵補助力)を得るパワーステアリング装置において、キックバック等のように操舵輪側から逆入力があったときの衝撃を減衰、緩和させるために用いるステアリングダンパに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に油圧式のパワーステアリング装置では、舵取りハンドルの舵取り操作に伴ってポンプとタンクとをパワーシリンダの左右室に選択的に接続する流路切換弁を備えている。この流路切換弁により、舵取り操作に応じてパワーシリンダのいずれか一方の室に圧油を給送して、操舵輪を転舵させるためのパワーアシスト力を付与している。
【0003】
このようなパワーステアリング装置を搭載した自動車において、パワーステアリング装置にステアリングダンパを付設したものがすでに知られている。このステアリングダンパは、自動車の走行時において、例えば走行路面の凹凸や障害物等に起因して操舵輪側から作用する逆入力(いわゆるキックバック)による衝撃を減衰、緩和し、舵取りハンドルにその衝撃が伝わらないようにするためのものである。
【0004】
従来のステアリングダンパは、一般に、パワーステアリング装置における流路切換弁とパワーシリンダの左右室との間の左右のシリンダ通路に、前述したキックバック等の逆入力が作用したときに、ピストンの動きに伴ってパワーシリンダの戻り側の室から排出される圧油の流れに抵抗を与えるための絞りまたは可変絞りを設けている。しかし、このような絞りまたは可変絞りは、舵取りハンドルの舵取り操作に伴う正入力時において、ポンプからパワーシリンダの一方の室への圧油の流れ、さらにパワーシリンダの他方の室からタンクへの戻り側の流れに対しても流路抵抗になるため、パワーシリンダの作動にあたっての応答性を低下させてしまう。
【0005】
このため、左右のシリンダ通路において、前述の絞りを可変絞り弁で構成するとともに、これらの可変絞り弁と並列にそれぞれチェック弁を設け、舵取り操作による正入力時に、対応するシリンダ通路のチェック弁を開くことにより、流路切換弁を介してポンプからシリンダ室への圧油の給送を充分に行えるようにしたものが、すでに提案されている(実公平2−49109号公報)。
【0006】
前記公報には、「ステアリングダンパ本体(パワーシリンダ)と切換バルブとを連結する回路中に、切換バルブ側からステアリングダンパ本体の油室側へのみ油の流れを許容するチェック弁および、初期荷重を有し、油室側から切換バルブ側へのみ油の流れを許容する絞りチェック弁」を備えたステアリングダンパが記載されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のパワーステアリング装置に設けられたステアリングダンパは、パワーシリンダ側からの小流量の流れに対しては、可変絞り弁が開かないため、流路切換弁側へ戻すための流路がないので、舵取りハンドルの戻り、特に中立位置付近での戻りが悪いという問題があった。また、パワーシリンダからの小流量の流体を戻すための流路を設けておくと、舵取り操作に応じて流路切換弁から給送される流体が前記チェック弁を開く前に流出するため、プリセット力を与えることができず、高速走行時の直進安定性(手応え感)が良くないという問題が発生する。
【0008】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、キックバック等のような操舵輪側からの逆入力時における衝撃を減衰、緩和することができ、しかも、舵取りハンドルの戻り、特に中立位置付近での戻りを向上させるとともに、高速時の直進安定性と両立させることができるパワーステアリング装置のステアリングダンパを提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明に係るステアリングダンパは、ポンプおよびタンクとパワーシリンダの左右室との間を舵取りハンドルの舵取り操作に応じて選択的に切換え接続する流路切換弁と、この流路切換弁を前記パワーシリンダの左右室に接続する左右一対のシリンダ通路を備えたパワーステアリング装置のステアリングダンパであって、前記各シリンダ通路の途中に設けられて前記パワーシリンダから流路切換弁への流入を制限する可変絞り弁と、この可変絞り弁と並列に接続され前記流路切換弁からパワーシリンダへの流入を許容するチェック弁とを備えた一対のダンパ部からなるものであって、さらに、前記各ダンパ部に、流路切換弁からの流れにより閉弁するとともに、パワーシリンダからの小流量の流れにより開弁する第3のバルブと、この第3のバルブの開弁時にパワーシリンダから流路切換弁への流入を許容する固定絞りとを設け、この固定絞りの前後の圧力差により前記可変絞り弁を開弁しその開度を可変制御するようにしたものである。
【0010】
また、請求項2に記載のステアリングダンパは、前記固定絞りがチェック弁の弁体内に形成され、第3のバルブの弁体は、前記固定絞りの流路切換弁側開口部にシートすることを特徴とするものである。
【0011】
さらに、請求項3に記載のステアリングダンパは、前記第3のバルブが、チェック弁の弁体に形成された貫通孔を摺動自在に貫通する有底筒状の弁体を備え、この筒状の弁体には、パワーシリンダからの流体の流れにより移動したときに、パワーシリンダと流路切換弁とを接続する連通路が設けられており、この開弁時の連通路が前記固定絞りを構成することを特徴とするものである。
【0012】
また、請求項4に記載のステアリングダンパは、ハウジングの内面に形成されて前記可変絞り弁の弁座を構成する段部と、この段部に当接することにより可変絞り弁を閉弁する筒状の弁体と、この筒状弁体を前記弁座方向に付勢する付勢手段と、前記筒状弁体の開口部に当接して前記チェック弁を閉弁する有底円筒状の弁体と、この有底円筒状弁体を、前記付勢手段の逆方向から付勢する付勢手段とを備えており、とくに、前記第3のバルブが、このチェック弁の有底円筒状弁体の先端部に設けられていることを特徴とするものである。
【0013】
また、請求項5に記載のステアリングダンパは、前記ハウジングがパイプ部材であり、その両端に、流路切換弁側接続配管とパワーシリンダ側接続配管がそれぞれ接続されていることを特徴とするものである。
【0014】
また、請求項6に記載のステアリングダンパは、前記ハウジングが、流路切換弁のバルブボディまたはパワーシリンダのハウジングであることを特徴とするものである。
【0015】
また、請求項7に記載のステアリングダンパは、ハウジングの内面に形成されて前記可変絞り弁の弁座を構成する段部と、この弁座にシートすることにより可変絞り弁を閉弁する円環状のディスク弁と、この円環状のディスク弁を前記弁座方向に付勢する付勢手段と、前記円環状のディスク弁に当接して前記チェック弁を閉弁する円板状のディスク弁と、この円板状のディスク弁を、前記付勢手段の逆方向から円環状ディスク弁に向けて付勢する付勢手段とを備えており、特に、前記第3のバルブが、このチェック弁の弁体に設けられていることを特徴とするものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図1および図2は本発明の一実施の形態に係るステアリングダンパの構成および作動状態を説明する縦断面図、図3(a)、(b)はこの実施の形態に係るステアリングダンパに備えられたチェック弁の弁体と、この弁体に組み込まれた第3のバルブを拡大して示す図、図4は本発明に係るステアリングダンパを備えたパワーステアリング装置の油圧回路を説明する図である。
【0017】
先ず、図4によりパワーステアリング装置(全体として符号1で示す)の油圧回路の概要を説明する。この油圧回路は、油圧源であるポンプPから供給通路2を介して供給される圧油を、図示しない舵取りハンドルによる舵取り操作によって切換え制御される流路切換弁(コントロールバルブ)CVを介して、装置アクチュエータであるパワーシリンダP/Cの左右室CL、CRの一方に給送するとともに、他方のシリンダ室内の作動油をタンクTに還流させるように構成されている。
【0018】
図4中の3,4は、流路切換弁CVからパワーシリンダP/Cの左右室CL、CRへのシリンダ通路、5は流路切換弁CVからタンクTに至る戻り通路である。なお、この実施の形態では、流路切換弁CVとして、ロータ15およびスリーブ16からなる回転型流路切換弁を用いている。
【0019】
前記パワーステアリング装置1では、流路切換弁CVが、舵取りハンドル(図示せず)の舵取り操作状態(例えば、操舵方向、操舵角度、操作速度等)に応じてパワーシリンダP/Cの左右室CL、CRへのシリンダ通路3,4を切換え制御する。この切換えにより、ポンプPから吐出された圧油が、パワーシリンダP/Cのいずれか一方の室CLまたはCRに給送され、他方の室がタンクTに接続されることにより、パワーシリンダP/Cによって操作力を補助するパワーアシスト力が得られる。
【0020】
前記パワーステアリング装置1の左右シリンダ通路3,4の途中には、ステアリングダンパ10を構成する左右一対のダンパ部10A、10Bを設けている。これら左右一対のダンパ部10A、10Bに可変絞り弁6、7をそれぞれ設けている。これらの可変絞り弁6,7は、キックバック等のような操舵輪側からの逆入力時に、パワーシリンダP/Cのいずれかの室CL、CRから流路切換弁CVを介してタンクTに至る戻り側の通過流量に依存して開口面積が変化するように構成されている。
【0021】
前記可変絞り弁6,7は、操舵輪側からの逆入力時の衝撃によって生じるパワーシリンダP/Cの戻り側の室CLまたはCRからの圧油の流れを通すことによる流路抵抗によって、前記衝撃を減衰、緩和することができ、ダンパとしての機能を果たすことができる。また、可変絞り弁6,7は、シリンダ室CL、CRから流路切換弁CVに至る戻り側の流れを許容するとともに、その通過流量に依存し、シリンダ室CL、CRからの流量が大きいと絞り開口が大きく、流量が小さいと絞り開口が小さくなるようになっている。
【0022】
パワーステアリング装置1の左右シリンダ通路3,4には、前記パワーシリンダP/Cの各室CL、CRから前記流路切換弁CVを介してタンクTに接続される戻り側の流れを阻止するチェック弁8,9が、前記可変絞り弁6,7と並列に接続されている。
【0023】
さらに、この実施の形態のステアリングダンパ10を構成する各ダンパ部10A、10Bには、従来から知られた可変絞り弁6,7およびチェック弁8,9に加えて、パワーシリンダP/Cの各室CL、CR側からの流量が少ないときでも開弁して、前記可変絞り弁6,7の一部として作用する第3のバルブ(チェックバルブ)11,12をそれぞれ設けている。これら第3のバルブ11,12は、パワーシリンダP/Cからの小流量の流れによって開弁するとともに、流路切換弁CVからの流れは阻止するようになっている。
【0024】
また、第3のバルブ11,12と直列に、これら第3のバルブ11,12の開放によって、前記パワーシリンダP/Cの左右室CL、CRと流路切換弁CVとを連通する固定絞り13,14がそれぞれ設けられている。これらの固定絞り13,14は、流路切換弁CVからの流れに対しては前記第3のバルブ11,12が閉弁することにより流路が閉じられ、パワーシリンダP/Cからの流れに対しては、小流量で第3のバルブ11,12が開弁することにより流路切換弁CVへの流れを許容するようになっている。そして、これらの固定絞り13,14は、パワーシリンダP/C側から流路切換弁CVへ戻る通過流量の増加に応じて前後の圧力差が増大し、この圧力差に応じて前記可変絞り弁6,7を開弁するとともに、この可変絞り弁6,7の開度を制御するようになっている。
【0025】
図1ないし図3は前記ステアリングダンパ10を油圧式パワーステアリング装置1に適用した場合の具体的構造の一例を示すもので、複数の段部を有するパイプ部材20の内部に、ステアリングダンパ10の一方のダンパ部10A、10Bを構成する可変絞り弁6,7、チェック弁8,9、第3のバルブ11,12および固定絞り13,14が収容されている。各シリンダ通路3,4にそれぞれ設けた両ダンパ部10A、10Bは同一の構成を有しているので、その一方10Aについてだけ説明する。
【0026】
パイプ部材20は、図1の左端のパワーシリンダP/Cへの接続部20aと、右端の流路切換弁CVへの接続部20dとの間に、小径部20bおよび大径部20cが形成されている。図の右側の大径部20c内には、可変絞り弁6の筒状弁体61(以下第1の弁体と呼ぶ)が収容されている。この第1の弁体61は、先端(図1の左端)にフランジ61aが形成されており、このフランジ61aが、パイプ部材20の小径部20bと大径部20cとの間の段部に形成された弁座20eにシートすることにより、可変絞り弁6が閉弁する。
【0027】
パイプ部材20の、流路切換弁CVへの接続部20d内にプラグ22が挿入され、端部20fをかしめ、さらにロウ付け等により固定されている。このプラグ22内に流路切換弁側接続配管24(前記シリンダ通路3の一部を構成している)が挿入されロウ付け等により固定されている。このプラグ22の内部側端面に形成された凹部22aと、前記第1の弁体61のフランジ61aの背面との間に、付勢手段としてのコイルスプリング62が配置され、第1の弁体61を前記弁座20e方向に常時付勢している。
【0028】
前記第1の弁体61の内部が第1の流路26を構成し、第1の弁体61の外周とパイプ部材20との間が第2の流路28を構成している。第1の弁体61の筒状の周壁には、内外を貫通する通路孔61bが形成されており、可変絞り弁6の開弁時には、パワーシリンダP/Cからの流体が第2の流路28からこの通路孔61bを通って第1の流路26に入り、流路切換弁CVに還流する(図1中に破線で示す矢印参照)。
【0029】
一方、前記パイプ部材20の小径部20b内には、チェック弁8の有底円筒状弁体81(以下第2の弁体と呼ぶ)が収容されている。この第2の弁体81は、パイプ部材20の小径部20bとパワーシリンダ側接続部20aとの間の段部20gと、弁体81の外周面に形成された環状凸部81aとの間に配置されたコイルスプリング(付勢手段)82によって、前記第1の弁体61方向に付勢されている。第2の弁体81の先端面81bはテーパ状になっており、この先端面81bが、前記第1の弁体61のフランジ61a側開口部の内周面に形成された弁座61cにシートしてチェック弁8が閉じられる。なお、このチェック弁8の弁体81を付勢するスプリング82の付勢力は、前記可変絞り弁6の弁体61を付勢するスプリング62の付勢力よりも小さいことはいうまでもない。
【0030】
有底円筒状をしている第2の弁体81(チェック弁8の弁体)の先端部81cは肉厚になっており、この先端部81c内に、前記第3のバルブ11および固定絞り13が形成されている。
【0031】
第2の弁体81の先端部81cの中心には、固定絞り13を構成する小径部と、ボール弁30を収容する大径部とからなる貫通穴81dが形成されている。この貫通穴81dの大径部内に収納されたボール弁30は、図3(a)、(b)に示すように外部側の開口部をかしめることにより(かしめ部を符号81eで示す)抜け止めが行われている。このボール弁30と前記固定絞り13の開口部(弁座)によって第3のバルブ(チェックバルブ)11が構成されている。ボール弁30は、図1の右側の流路切換弁CVからの油の流れによって固定絞り13の開口の弁座にシートして第3のバルブ13を閉じ、図の左側のパワーシリンダP/Cからの油の流れによって固定絞り13の開口(弁座)から離隔し、この固定絞り13を開放する。
【0032】
第2の弁体81の周壁にも、内外を貫通する通路孔81fが形成されており、パワーシリンダP/Cからの流体が前記可変絞り弁6を開くときには、第2の弁体81の内部からこの通路孔81fを通って外部側に出て、開放した可変絞り弁6から第2の流路28に流出する。なお、パイプ部材20のパワーシリンダ接続側端部20a(図1の左端)には、パワーシリンダP/Cへの接続配管32(前記シリンダ通路3の一部を構成している)が挿入され、ロウ付け等により固定されている。
【0033】
以上の構成に係るステアリングダンパの作動について、図1ないし図4により説明する。自動車の走行中に、路面の凹凸や障害物等に起因して、操舵輪側からのキックバック等の逆入力が作用したときには、パワーシリンダP/Cの一方の室CLまたはCRからの油の流れが、一方のシリンダ通路3または4(図1中ではパワーシリンダ側接続配管32)からチェック弁8、9の弁体81内に入り、ボール弁30を押し上げて第3のバルブ11、12を開放する(図2参照)。この第3のバルブ11、12は、パワーシリンダP/Cからの流れが小流量の時でも開放し、固定絞り13、14から流路切換弁CVを介してタンクTに還流させる。このように第3のバルブ11、12は、パワーシリンダP/C側からの小流量の流れによっても開放するので、ハンドルの戻り、特に中立位置付近のハンドルの戻りが向上する。
【0034】
前記キックバック等の逆入力が大きく、パワーシリンダP/Cからの流量が大きい場合には、固定絞り13または14を通過する流量によりその上流側の圧力が上昇する。この固定絞り13、14の前後の圧力差が大きくなると、可変絞り弁6または7の弁体61が図1の右方へ移動して可変絞り弁6または7が開放する。パワーシリンダP/Cからの戻り方向の流れは、固定絞り13、14の前後の圧力差に応じて可変絞り弁6,7を所定の開度で開放し、流路切換弁CVを介してタンクT側に還流する。このときの流路抵抗によって衝撃が減衰、緩和されることによるダンパ効果で、逆入力の舵取りハンドルへの伝達を阻止することができる。
【0035】
また、舵取りハンドル(図示せず)の舵取り操作に伴う正入力時には、ポンプPから供給通路2を介して給送される圧油が、流路切換弁CVから一方の供給通路3または4(流路切換弁側接続配管24)を通って、第1の弁体61内の第1流路26に入り、チェックバルブ8,9の弁体(第2の弁体81)に作用する。この流路切換弁CVからの流れがチェック弁8または9を押し開き、パワーシリンダP/Cの一方のシリンダ室CLまたはCRに送られる。流路切換弁CVから送られた圧油によってチェック弁8または9が開くまでは、この圧油の流れによって前記第3のバルブ11または12の弁体(ボール弁30)が固定絞り13または14の開口(弁座)に着座してこの固定絞り13または14を閉じているので、プリセット力が与えられる。
【0036】
前記正入力時には、パワーシリンダP/Cの一方の室CL、CRに、流路切換弁CVからの圧油がチェックバルブ8,9を開いて供給されるが、他方のシリンダ室CL、CRからの戻り油は、前記可変絞り弁6,7の一部として機能する第3のバルブ11,12、および可変絞り弁6,7を通過して流路切換弁CVからタンクTに還流する。
【0037】
前述のように操舵輪側からの逆入力時には、パワーシリンダP/C側からの流量が少ない場合でも第3のバルブ11,12が開放して、パワーシリンダP/C側から流路切換弁CV側へと油を還流させるが、正入力時には、流路切換弁CVからの圧油によってチェック弁8,9が開くまでは、この圧油の流れによって前記第3のバルブ11,12の弁体30が固定絞り13,14を閉じているので、プリセットが与えられ しっかりとした高速直進安定性が得られる。このように、本実施の形態の構成では、キックバック等のような操舵輪側からの逆入力時における衝撃を減衰、緩和することができるとともに、ハンドルの戻り、特に中立位置付近での戻りを向上させることと、高速走行時の直進安定性(手応え感)とを両立させることができる。
【0038】
図5ないし図7は第2の実施の形態に係るステアリングダンパ10の一方のダンパ部10Aを示すものである。この実施の形態の構成は、前記第1の実施の形態の変形例に相当するもので、チェック弁8の弁体(第2の弁体81)に設けられた第3のバルブおよび固定絞りの構成を除いて、前記第1の実施の形態と同様であり、同一の部分には、同一の符号を付してその説明は省略する。。
【0039】
この実施の形態では、第2の弁体81の先端面の中央部に円形の貫通孔81gが形成され、この貫通孔81g内に第3のバルブ11を構成する弁体40が摺動自在に嵌合している。この弁体40は、基本的には円筒状をしており、その円筒部の一方の端面(各図の右側端面)にフランジ状に外方へ拡大された底面40aを有している。
【0040】
また、筒状の部分には、長手方向に延びる切欠き40bが、円周方向等間隔で3カ所形成されている。この弁体40の底面40aと逆の端部には、外方へ突出した係合爪40cが設けられており、これらの係合爪40cを内方へ圧縮して前記第2の弁体81の貫通孔81g内に挿入し、嵌着している。前記フランジ状に拡大した底面40aと係合爪40cとの間の距離が、前記第2の弁体81の底面の厚さよりも大きく、この距離と厚さとの差だけ、第3のバルブ11の弁体40が第2の弁体81の貫通孔81g内で進退動することができる。
【0041】
この実施の形態では、正入力時に、ポンプPから吐出された圧油が、舵取りハンドルの舵取り操作に応じて切換え制御される流路切換弁CVから、一方のシリンダ通路3、4(流路切換弁側接続配管24)を通って、チェック弁8、9に送られ、この流路切換弁CVからの流れは、前記第1の実施の形態と同様に、第3のバルブ11を閉じ、次いで、第2の弁体81を押し開いてチェック弁8、9を開放し、パワーシリンダP/Cの一方のシリンダ室CL、CRに供給される。この実施の形態でも、流路切換弁CVからの圧油の流れにより第3のバルブ11が閉じているので、チェック弁8、9が開放するまでは、プリセット力が与えられ、優れた高速直進安定性を得ることができる。
【0042】
また、操舵輪側からの逆入力により、パワーシリンダP/Cのシリンダ室CL、CRから流路切換弁CV方向への流れが生じると、図6に示すように、第3のバルブ11の弁体40が図の右方へ移動する。この弁体40が移動すると、前記切欠き40bによって形成されている通路が開放し、パワーシリンダP/Cから流路切換弁CV側へ流体が流れる。切欠き40bによって形成された通路の開放される部分(この部分が固定絞り13、14を構成する)は僅かであり、流路面積は小さいが、可変制御弁6、7が開放しなくとも、パワーシリンダP/C側から流路切換弁CV側へ流体を流すことができるので、ハンドルの戻りを向上させることができる。
【0043】
キックバック等の逆入力が大きく、パワーシリンダP/Cの一方のシリンダ室CL、CRからの流量が大きい場合には、前記第3のバルブ11の弁体40の開放した通路(固定絞り13、14)では流しきれず、その上流側の圧力が上昇する。この固定絞り13、14の前後の圧力差によって、第1弁体61がスプリング62に抗して図の右方へ移動し、可変絞り弁6、7が開弁する。この構成でも、前記実施の形態と同様にパワーシリンダP/Cのシリンダ室CL、CRからの流体を流路切換弁CVを介してタンク側へ還流させるとともに、その流路抵抗によって逆入力の衝撃を減衰、緩和することができる。
【0044】
前記各実施の形態に係るステアリングダンパは、いわゆるインライン方式であるが、本発明の特徴とする構成は、インライン方式に限らず、流路切換弁CVのバルブボディやパワーシリンダのシリンダハウジング等に装着することも可能である。図8(a)、(b)は、第3の実施の形態に係るステアリングダンパの一方のダンパ部10Aを示すもので、流路切換弁CVのバルブボディ等に装着したエルボタイプの一例を示すものである。なお、この実施の形態では、パワーシリンダP/Cのシリンダハウジング51に装着した場合を示す。
【0045】
バルブハウジング50内に、段付きのバルブ孔52が形成されている。このバルブ孔52は、図の左方の開口部52aが流路切換弁側接続配管24の接続部になっており、その内部側に可変絞り弁6およびチェック弁8をそれぞれ収容する大径部52bと小径部52cが形成されている。その大径部52b内に前記各実施の形態と同様の可変絞り弁6の弁体(第1の弁体61)が収容されている。この第1の弁体61は、バルブ孔52の小径部52c側の端部にフランジ61aが形成され、バルブ孔52の大径部52bと小径部52cとの間の段部によって形成された弁座52eに、このフランジ61aが当接することにより可変絞り弁6が閉じられる。
【0046】
前記第1の弁体61は、前記バルブ孔52の流路切換弁CV側開口部52a内にOリング54を介して挿入されたプラグ56、と前記フランジ61aとの間に配置されたスプリング62によって常時付勢されており、非作動時には前記弁座52eにシートしている。前記プラグ56の外部側には、流路切換弁側接続配管24が挿入され、ロウ付け等により固定されている。このプラグ56は、前記バルブ孔52の開口部52a内面に嵌着したリテーナ58によって抜け止めが行われている。また、円筒状の第1の弁体61の周壁には、内外を貫通する通路孔61bが形成されている。
【0047】
バルブ孔52の小径部52c内には、チェック弁8の弁体(第2の弁体81)が収容されている。この第2の弁体82は、基本的には前記第2の実施の形態の第2の弁体81の構成と同一であるが、パワーシリンダP/Cのシリンダ室CL、CRへの接続通路53がバルブ孔小径部52cの側面に開口し、小径部52cの内部端は閉止されているので、径方向の圧力バランスをとるため後部側外周面にラビリンス溝81gが形成されている。
【0048】
チェック弁8の弁体(第2の弁体81)は、バルブ孔52の底面52fと弁体81内部の段部との間に配置されたコイルスプリング82によって常時可変絞り弁6の弁体(第1の弁体61)方向に付勢されており、非作動時には、前記第1の弁体61の先端の弁座61cに着座している。またこの第2の弁体81には、円筒部の周壁に内外を貫通する通路孔81fが形成されている。
【0049】
さらに、前記チェック弁8の弁体(第2の弁体81)の先端面には、貫通穴81dが形成され、前記第2の実施の形態の第3のバルブ11と同様の構成を有する弁体40が嵌着されている。この弁体40は、流路切換弁CV側からの流体の流れによって閉じるとともに、パワーシリンダP/Cのシリンダ室CL、CR側からの流れによっては、小流量でも開放し、流路切換弁CVを介してタンクT側へ還流させることができるようになっている。この第3のバルブ11が開放した状態では、弁体40に形成された前記切欠き40bの開放した部分が固定絞り13を構成する。
【0050】
この実施の形態でも前記各実施の形態と同様の作動を行い、同様の効果を奏することができる。すなわち、キックバック等の操舵輪側からの逆入力時における衝撃を減衰し、緩和することができる。また、流量が少ないときに可変絞り弁6、7の一部として機能する第3のバルブ11、12をチェック弁8、9の弁体81に内蔵する構成としたので、シリンダ通路3、4内の流量が少ないときでも流路を確保することができ、舵取りハンドルの戻り、特に中立位置付近での戻りを向上させるとともに高速直進安定性(手応え感)との両立を図ることができる。
【0051】
図9は第4の実施の形態に係るステアリングダンパの一方のダンパ部10Aを示すもので、この実施の形態では、第3の実施の形態で用いられた筒状の第1および第2の弁体(可変絞り弁6の弁体61とチェック弁8の弁体81)に変えて、ディスク弁161、181を使用している。その他の部分は、第3のバルブ11を含めて前記第3の実施の形態の構成と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。なお、図中の符号151は、前記第3の実施の形態と同様に、パワーシリンダP/Cのシリンダハウジングを示しているが、流路切換弁CVのバルブボディに装着することも可能である。
【0052】
可変絞り弁6の弁体(第1の弁体161)は、中央に円孔を有する円環状のディスクであり、スプリング162に付勢されてバルブ孔内の段部(弁座52e)にシートするようになっている。一方、チェック弁8の弁体(第2の弁体181)は、第1の弁体161よりも小径の円板状デスクであり、スプリング182によって付勢されて、第1の弁体161の内周部の弁座161cにシートするようになっている。そして、この第2の弁体181(円板状ディスク)の中央部に、前記第2の実施の形態および第3の実施の形態と同様の構成を有し、同様の機能を果たす第3のバルブ11が設けられている。
【0053】
この第4に実施の形態でも、前記各実施の形態と同様に作動し、同様の作用効果を奏することができる。しかも、ディスク弁161、181を使用しているので、弁体の作動方向の長さを短縮することができ、コンパクト化することが出来る。
【0054】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ポンプおよびタンクとパワーシリンダの左右室との間を舵取りハンドルの舵取り操作に応じて選択的に切換え接続する流路切換弁と、この流路切換弁を前記パワーシリンダの左右室に接続する左右一対のシリンダ通路を備えたパワーステアリング装置のステアリングダンパであって、前記各シリンダ通路の途中に設けられて前記パワーシリンダから流路切換弁への流入を制限する可変絞り弁と、この可変絞り弁と並列に接続され前記流路切換弁からパワーシリンダへの流入を許容するチェック弁とを備えた一対のダンパ部からなるステアリングダンパにおいて、前記各ダンパ部に、流路切換弁からの流れにより閉弁するとともに、パワーシリンダからの小流量の流れにより開弁する第3のバルブと、この第3のバルブの開弁時にパワーシリンダから流路切換弁への流入を許容する固定絞りとを設け、この固定絞りの前後の圧力差により前記可変絞り弁を開弁しその開度を可変制御するようにしたので、キックバック等のような操舵輪側からの逆入力時における衝撃を減衰、緩和することができるとともに、ハンドルの戻り、特に中立位置付近での戻りを向上させることと、高速走行時の直進安定性(手応え感)との両立を達成することができる。また、本発明の構成では、インライン方式の他に、流路切換弁のバルブボディやパワーシリンダのシリンダハウジング等にも装着することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係るステアリングダンパの一方のダンパ部を示す縦断面図である。
【図2】前記ステアリングダンパの図1と異なる作動状態を示す縦断面図である。
【図3】前記ステアリングダンパのチェック弁の弁体および第3のバルブを拡大して示す図であり、図(a)は縦断面図、図(b)は図(a)の右側面図である。
【図4】本発明に係るステアリングダンパを備えた油圧パワーステアリング装置の油圧回路を説明する図である。
【図5】第2の実施の形態に係るステアリングダンパの一方のダンパ部を示す縦断面図である。
【図6】前記ステアリングダンパの図5と異なる作動状態を示す縦断面図である。
【図7】前記ステアリングダンパの第3のバルブの弁体を拡大して示す図であり、図(a)は縦断面図、図(b)は図(a)の左側面図である。
【図8】図(a)は、第3の実施の形態に係るステアリングダンパの一方のダンパ部を示す縦断面図、図(b)は図(a)の右側面図である。
【図9】図(a)は、第4の実施の形態に係るステアリングダンパの一方のダンパ部を示す縦断面図、図(b)は図(a)の右側面図である。
【符号の説明】
P ポンプ
T タンク
CV 流路切換弁
P/C パワーシリンダ
CL、CR 左右シリンダ室
3、4 シリンダ通路
6、7 可変絞り弁
8、9 チェック弁
10 ステアリングダンパ
10A、10B ダンパ部
11、12 第3のバルブ
13、14 固定絞り
Claims (7)
- ポンプおよびタンクとパワーシリンダの左右室との間を舵取りハンドルの舵取り操作に応じて選択的に切換え接続する流路切換弁と、この流路切換弁を前記パワーシリンダの左右室に接続する左右一対のシリンダ通路を備えたパワーステアリング装置のステアリングダンパであって、前記各シリンダ通路の途中に設けられて前記パワーシリンダから流路切換弁への流入を制限する可変絞り弁と、この可変絞り弁と並列に接続され前記流路切換弁からパワーシリンダへの流入を許容するチェック弁とを備えた一対のダンパ部からなるステアリングダンパにおいて、
前記各ダンパ部に、流路切換弁からの流れにより閉弁するとともに、パワーシリンダからの小流量の流れにより開弁する第3のバルブと、この第3のバルブの開弁時にパワーシリンダから流路切換弁への流入を許容する固定絞りとを設け、この固定絞りの前後の圧力差により前記可変絞り弁を開弁しその開度を可変制御することを特徴とするステアリングダンパ。 - 請求項1に記載のステアリングダンパにおいて、
前記固定絞りがチェック弁の弁体内に形成され、第3のバルブの弁体は、前記固定絞りの流路切換弁側開口部にシートすることを特徴とするステアリングダンパ。 - 請求項1に記載のステアリングダンパにおいて、
前記第3のバルブは、チェック弁の弁体に形成された貫通孔を摺動自在に貫通する有底筒状の弁体を備え、この筒状の弁体には、パワーシリンダからの流体の流れにより移動したときに、パワーシリンダと流路切換弁とを接続する連通路が設けられており、この開弁時の連通路が前記固定絞りを構成することを特徴とするステアリングダンパ。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のステアリングダンパにおいて、
ハウジングの内面に形成されて前記可変絞り弁の弁座を構成する段部と、この段部に当接することにより可変絞り弁を閉弁する筒状の弁体と、この筒状弁体を前記弁座方向に付勢する付勢手段と、前記筒状弁体の開口部に当接して前記チェック弁を閉弁する有底円筒状の弁体と、この有底円筒状弁体を、前記付勢手段の逆方向から付勢する付勢手段とを備え、
前記第3のバルブが、このチェック弁の有底円筒状弁体の先端部に設けられていることを特徴とするステアリングダンパ。 - 請求項4に記載のステアリングダンパにおいて、
前記ハウジングがパイプ部材であり、その両端に、流路切換弁側接続配管とパワーシリンダ側接続配管がそれぞれ接続されていることを特徴とするステアリングダンパ。 - 請求項4に記載のステアリングダンパにおいて、
前記ハウジングが、流路切換弁のバルブボディまたはパワーシリンダのハウジングであることを特徴とするステアリングダンパ。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のステアリングダンパにおいて、
ハウジングの内面に形成されて前記可変絞り弁の弁座を構成する段部と、この弁座にシートすることにより可変絞り弁を閉弁する円環状のディスク弁と、この円環状のディスク弁を前記弁座方向に付勢する付勢手段と、前記円環状のディスク弁に当接して前記チェック弁を閉弁する円板状のディスク弁と、この円板状のディスク弁を、前記付勢手段の逆方向から円環状ディスク弁に向けて付勢する付勢手段とを備え、
前記第3のバルブが、このチェック弁の弁体に設けられていることを特徴とするステアリングダンパ。
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