JP3952694B2

JP3952694B2 - 可変絞り弁及び動力舵取装置

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Publication number: JP3952694B2
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステッピングモータ等の回転駆動源からの伝動により軸長方向に摺動する円筒形のスプールをハウジングの内部に備え、該ハウジングと前記スプールとの嵌合周上に形成された絞り部の絞り面積を増減する構成とした可変絞り弁に関し、またこの可変絞り弁を用いてなる動力舵取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種の液圧（主として油圧）作動装置に送給される作動用の液圧を得ることを目的として、液圧回路中に介装されて絞り抵抗を付与する可変絞り弁が広く用いられている。この種の可変絞り弁の多くは、ハウジングの内部に軸長方向への摺動自在に保持された筒形のスプールを備え、該スプールと前記ハウジングとの嵌合周上に形成された絞り部の絞り開度を前記スプールの摺動により増減する構成となっており、前記絞り開度に応じた絞り抵抗を液圧回路の中途に付与し、自身の上流側又は下流側に所望の液圧及び液量を得るべく用いられている。
【０００３】
このような可変絞りの一用途として、車両の舵取りを油圧力により補助する油圧式の動力舵取装置（パワーステアリング装置）がある。油圧式の動力舵取装置は、車両の舵取機構中に配されて操舵補助力を発生する油圧アクチュエータと、舵取りのために舵輪（ステアリングホイール）に加えられる操舵トルクに応じて圧油の給排動作をなす油圧制御弁とを備えて構成されており、油圧源としての油圧ポンプから供給される作動用の圧油を前記油圧制御弁を経て前記油圧アクチュエータに送給し、この送給に応じて該油圧アクチュエータが発する油圧力（操舵補助力）を舵取機構に加えることにより、舵取りに要する運転者の労力負担を軽減する動作を行う。
【０００４】
このような動力舵取装置において、舵輪に加えられる操舵トルクと、これに応じて得られる操舵補助力との対応関係（補助力特性）は、前記油圧制御弁の動作特性により一義的に決定され、操舵トルクの増加に応じて操舵補助力が比例的に増加する補助力特性が得られるが、この補助力特性は、車両の実際の舵取りにおいて好ましい特性ではない。
【０００５】
車両の舵取りは、操向用の車輪（一般的には前輪）に作用する路面反力に抗して行われ、この路面反力は、車速の高低、操舵角度の大小等、走行状態に応じて大小に変化する。従って、前記油圧制御弁の動作特性が、停止時又は低速走行時に大なる舵取りがなされるとき、即ち、路面反力が大であるときを想定して選定された場合、高速走行中に舵輪に加わるわずかな力により舵取りがなされ、直進安定性が損なわれる不具合が生じる一方、前記動作特性が、高速走行中に小なる舵取りが行われるとき、即ち、路面反力が小さいときを想定して選定された場合、多大の力を要する停止中の舵取り、所謂、据え切りに際して十分な操舵補助力が得られないという不具合が生じる。
【０００６】
このような不具合を解消し、車速の遅速、操舵角度の大小等、走行状態の如何に拘わらず良好な操舵感覚を得るための構成が、従来から種々提案されており、そのうちの一つに、前述した可変絞りを用いてなる動力舵取装置がある。この動力舵取装置は、油圧源としての油圧ポンプから、前記油圧制御弁及び油圧アクチュエータを経て排油先となる油タンクに戻る油圧回路の中途に、前述した可変絞り弁を介装してなり、該可変絞り弁の絞り開度を、車速、操舵角度等の走行状態の検出結果に基づいて増減制御し、前記油圧制御弁の出側又は入側の油圧及び油量を変化せしめることにより、走行状態に適合した望ましい補助力特性が得られるようにしたものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
さて、以上の如く油圧式の動力舵取装置において用いられる可変絞り弁においては、所望の補助力特性を高精度に実現するため、絞り開度の増減のための前記スプールの摺動位置の調整を精度良く行うことが要求されており、この要求に応えるべく米国特許４７３０６８７号等には、前記スプールの摺動のための駆動源として、高精度での回転位置の制御が可能なステッピングモータ等の回転駆動源を用いてなる可変絞り弁が用いられている。
【０００８】
ところが、この可変絞り弁は、ステッピングモータの出力端にねじ軸を連結する一方、前記スプールの軸心部にねじ孔を形成し、該ねじ孔に前記ねじ軸を螺合せしめ、前記ステッピングモータからの伝動によるねじ軸の回動を、これに螺合するねじ孔の螺進を利用してスプールの摺動に変換する構成となっており、この変換に伴う動力損失が大きく、駆動源として用いるステッピングモータが大形化するという問題がある。
【０００９】
また、前記スプールを滑らかに摺動させるためには、前記ねじ軸と前記ねじ孔との間に適宜の螺合隙間を確保する必要があるが、この場合、ステッピングモータの回転制御が高精度に実現されたとしても、スプールの摺動位置に前記隙間に起因する誤差が発生し、所望の位置精度が得られないという問題があり、この問題を解消すべく前記螺合隙間を零とした場合、螺合部における摩擦抵抗の増大により動力損失が大きくなり、駆動源としてのステッピングモータの更なる大型化を招来する。
【００１０】
特に、前述した如く油圧式の動力舵取装置に用いられる可変絞り弁は、油圧制御弁との間の連結配管を不要とし、また配設位置の確保を容易化すべく、前記油圧制御弁のハウジングの外側に一体に並設するのが望ましいが、前述の如く大型のステッピングモータを駆動手段として備える可変絞り弁は、前記油圧制御弁と並設することが難しいという問題があった。
【００１１】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、回転駆動源の回転をスプールの軸長方向の摺動に高精度に変換する高効率の運動変換機構を採用することにより、スプールの滑らかな摺動及び正確な位置決めと、ステッピングモータ等の回転駆動源の小型化とを併せて達成し、各種の液圧回路に介装して用いることにより所望の液圧を精度良く実現することができる可変絞り弁を提供し、更にこの可変絞り弁を圧油の給排のための油圧制御弁に並設することにより、走行状態に適応した補助力特性を実現し得る動力舵取装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１発明に係る可変絞り弁は、ハウジングの内部に嵌合保持された円筒形のスプールを回転駆動源からの伝動により軸長方向に摺動させ、両者の嵌合周上に形成された絞り部の絞り開度を増減する可変絞り弁において、前記スプールは、該スプールの軸心に対して偏心した位置に貫通形成された挿通孔と、該挿通孔の一側を拡径して、前記スプールと略同軸をなして連設された保持室とを有しており、前記回転駆動源の出力端に連結され、前記挿通孔に挿通されたねじ軸と、前記保持室に内嵌保持され、その内周面に周設された係合突起を前記ねじ軸外面のねじ溝に周方向の一か所にて係合させてある送りベアリングとを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、ステッピングモータ等の回転駆動源からの伝動によりねじ軸が回動すると、その内周面に周設された係合突起を前記ねじ軸外周のねじ溝に係合させた送りベアリングが転動し、この転動に伴ってねじ溝の傾斜に沿って加わる作用力の軸方向分力により前記送りベアリングを内嵌保持するスプールが押圧され、該スプールがハウジングの内部において軸方向に摺動し、該ハウジングとの間に形成された絞り部の絞り開度が増減される。このとき、ステッピングモータの回転からスプールの摺動への運動変換は、送りベアリングの転がり抵抗下にて、滑らかに、しかも高効率にてなされる。送りベアリングを保持する保持室をスプールと同軸に形成し、この保持室の一側に偏心して設けた挿通孔にねじ軸を挿通させ、スプールの滑らかな摺動を維持しながら、ねじ軸の回動に伴うスプールの連れ回りを専用の手段を設けることなく防止する。
【００１６】
また本発明の第２発明に係る可変絞り弁は、第１発明におけるスプールに軸長方向の一側から付勢力を加え、前記ねじ溝と送りベアリングとの係合を強化する付勢手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
この発明においては、スプールの軸長方向の一側に弾接するばね等の付勢手段により他側に向かう付勢力を加え、該スプールに内嵌保持された送りベアリングをねじ軸外周のねじ溝に押し付けて両者の係合部に予圧を付与し、前述した運動変換を高精度に行わせる。
【００１８】
更に本発明の第３発明に係る動力舵取装置は、車両の舵取機構に操舵補助力を加える油圧アクチュエータと、該油圧アクチュエータの作動用の圧油を舵取り操作に応じて給排する油圧制御弁とを備える動力舵取装置において、前記油圧制御弁と油圧源又は排油先との間に介装された第１又は第２発明に係る可変絞り弁と、該可変絞り弁の絞り開度を前記車両の走行状態に応じて増減する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１９】
この発明においては、操舵補助用の油圧アクチュエータに対して舵取り操作に応じて圧油の給排動作をなす油圧制御弁と油圧源又は排油先との間に第１又は第２発明の可変絞り弁を介装し、この可変絞り弁の絞り開度を車両の走行状態に応じて増減制御し、前記油圧制御弁の動作特性を変更して、走行状態に適応した補助力特性を実現する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１及び図２は、本発明に係る可変絞り弁の構成を示す縦断面図である。
【００２１】
これらの図に示す如く本発明に係る可変絞り弁１は、軸心部に円形断面のスプール室 10aが貫通形成されたハウジング10と、前記スプール室 10aの内部に軸長方向への摺動自在に嵌合保持された円筒形のスプール11と、該スプール11の駆動源となるステッピングモータ12とを備えてなる。
【００２２】
前記スプール室 10aの一側の開口部は、これにねじ込み固定されたストッパプラグ13により封止してあり、該スプール室 10aの内部に保持された前記スプール11は、前記ストッパプラグ13の内側端面との間に介装された押しばね14により他側に向けて付勢されている。
【００２３】
一方スプール室 10aの他側には、その内径を適長に亘って拡径してなる拡径部15が、径方向の一側に適長偏心して連設されており、該拡径部15には、短寸円筒形をなすシール筒16が嵌着されている。また拡径部15の他側には、その内径を更に拡径してなる円形断面のモータ室17が、前記拡径部15と同心をなして連設されており、このモータ室17の内部には、これの開口部を覆うようにねじ止め固定された蓋板18を支持部材として前記ステッピングモータ12が収納されている。
【００２４】
このように収納されたステッピングモータ12の出力軸は、前記拡径部15の内側においてねじ軸19の一端部に同軸的に連結されている。このねじ軸19は、中途部外周をシール筒16に内嵌保持されたＸリングにより封止し、前記スプール室 10aの内部に延長されて、該スプール室 10a内に保持された前記スプール11に挿通されており、前記ステッピングモータ12からの伝動により、スプール室 10aの軸心に対して偏心した軸回りに回動するようになしてある。
【００２５】
図３は、スプール11の内部へのねじ軸19の挿通部分の拡大断面図である。本図に示す如くスプール11には、径方向に適長偏心した位置を軸長方向に貫通形成された挿通孔 11aを備えており、前記ねじ軸19の挿通は、この挿通孔 11aに対してなされている。該挿通孔 11aの一側には、その内径を適長に亘って拡径してなる保持室 11bが、スプール11と略同軸をなして連設されており、該保持室 11bの内部には送りベアリングＲが内嵌固定されている。
【００２６】
図示の如く送りベアリングＲは、内輪と外輪との間に多数のボールを介在させてなる玉軸受であり、内輪の内周面には、半円形断面を有する係合突起が周設されている。また前記ねじ軸19の外周面には、半円形断面を有するねじ溝 19aが、スプール室 10a内への延長部の略全長に亘って形成されており、このねじ溝 19aには、前記送りベアリングＲの内周に周設された係合突起が、周方向の一か所、具体的には、挿通孔 11aに対する保持室 11bの偏心によりねじ軸19に近づいた周方向位置において係合させてある。
【００２７】
図４は、送りベアリングＲの動作説明図であり、図３と直交する方向の断面が示されている。前述した如く送りベアリングＲは、これの内側に挿通されたねじ軸19外周のねじ溝 19aと、内周面に周設された係合突起を介して係合している。この状態において、前記ステッピングモータ12からの伝動によってねじ軸19が回動すると、送りベアリングＲは、図中にＡとして示す係合点でのねじ溝 19aとの係合状態を保って転動し、この係合点Ａにねじ溝 19aの傾斜に沿った力Ｆが作用することとなり、該送りベアリングＲを保持するスプール11には、前記作用力Ｆの軸方向分Ｆ₁及び周方向分力Ｆ₂が作用する
【００２８】
ここで、前記ねじ軸19が挿通された挿通孔 11aは、前述の如く、スプール11及びこれを保持するスプール室 10aの軸心に対して偏心しているため、前記スプール11は、前記周方向分力Ｆ₂の作用によりスプール室 10aの内部で連れ回りすることなく保持され、前記軸方向分力Ｆ₁の作用により押され、前記ねじ溝 19aの傾斜に沿った係合点Ａの位置変化に応じて、図３及び図４中に白抜矢符にて示す如く軸長方向に摺動する。この摺動の向き及び量は、ねじ軸19の回動方向及び回動量に対応するから、該ねじ軸19の駆動源となるステッピングモータ12の回転制御によりスプール11の摺動位置を自在に変更することができる。
【００２９】
前述の如くスプール11は、スプール室 10aの一側を封止するストッパプラグ13との間に介装された押しばね14により、他側、即ち、ステッピングモータ12の取付け側に向けて付勢されており、この付勢力は、前記スプール11に保持された送りベアリングＲと前記ねじ軸19外周のねじ溝 19aとの係合部に予圧を付与し、両者の係合を強化する作用をなす。これにより、ねじ軸19の回転に伴うスプール11の摺動は、前記予圧の作用下にて位置ずれなく生じ、該スプール11は、高精度での回転制御をなし得るステッピングモータ12の回転に応じて高精度に位置決めされる。
【００３０】
一方、ねじ軸19の回動からスプール11の摺動への運動変換は、前記送りベアリングＲの転がり抵抗下にて滑らかになされるから、前記予圧が付与された状態においても高い変換効率が得られ、駆動源としてのステッピングモータ12の小型化を図ることができる。
【００３１】
このように摺動するスプール11の外周面には、環状の絞り溝 11cが周設されており、該絞り溝 11cは、スプール11の周壁を貫通する連通路により、内側の挿通孔 11aに連通させてある。またスプール11を嵌合保持する前記スプール室 10aの中途部内周面には、環状の絞り溝 10cが周設されハウジング10の周壁を貫通する導入孔 10bを介して外部に連通されており、この絞り溝 10cと、スプール11外周の絞り溝 11cとにより、該スプール11の摺動変位に応じて連通面積（絞り面積）を変える絞り部が構成されている。
【００３２】
図１は、スプール11がストッパプラグ13から離反した状態を示しており、このときスプール11外周の絞り溝 11cは、スプール室 10a内周の絞り溝 10cと広幅に亘ってオーバラップし、両者間の絞り面積は大となる。また図２は、スプール11がストッパプラグ13に接近し、該ストッパプラグ13の内側端に当接した状態を示しており、このときスプール11外周の絞り溝 11cは、スプール室 10a内周の絞り溝 10cとわずかにオーバラップし、両者間の絞り面積は最小となる。
【００３３】
前述の如くストッパプラグ13は、スプール室 10aの一側の開口端にねじ込み固定してあり、前記スプール11に当接するストッパプラグ13の内側端の位置は、ねじ込み長さの変更により自在に設定可能である。即ち、ストッパプラグ13は、前記絞り部の絞り面積を最小とするスプール11の摺動位置をハウジング10の外部から設定するための手段として利用することができる。
【００３４】
前記ハウジング10の周壁には、前記ストッパプラグ13の内側端近傍に連通する導出孔 10dが貫通形成されている。スプール11の同側端部には、この導出孔 10dと対応する周方向位置に切欠き部 11dが設けてあり、該切欠き部 11dとの整合により前記導出孔 10dは、スプール11の摺動位置の如何に拘らずスプール室 10aの内部に常時連通された状態にある。
【００３５】
以上の如く構成された可変絞り弁１は、前記導入孔 10bのハウジング10外への開口端を給油源に接続し、該給油源からの給油を導入する一方、前記導出孔 10dのハウジング外への開口端を圧油の排油先に接続し、該排油先への排油を導出するように、適宜の油圧回路（液圧回路）に介装して用いられる。この使用状態において前記導入孔 10bへの導入油は、該導入孔 10bに連通する絞り溝 10cと、スプール11外周の絞り溝 11cとの間の絞り部を通過し、該絞り溝 11cに連通するスプール11内側の挿通孔 11aを経てスプール室 10a内に流入し、該スプール室 10aの内部に開口する前記導出孔 10dを経て排油先に導出される。
【００３６】
このように流れる圧油には、前記絞り部の通過に際し、該絞り部の絞り開度に応じて大小に変化する絞り抵抗が加わる。この絞り抵抗は、図１に示すように絞り開度が大なるときに小さく、図２に示すように絞り開度が小なるときに大きくなり、これらの間でのスプール11の摺動変位に応じて連続的に変化する。従って前記導入孔 10bの上流側には、前記シール筒16の側から前記ストッパプラグ13に向かうスプール11の摺動変位に応じて高くなる油圧を得ることができ、また前記導出孔 10dの下流側には、同向きの摺動変位に応じて逆に低くなる油圧を得ることができる。
【００３７】
ここで、本発明に係る可変絞り弁１においては、スプール室 10a内部でのスプール11の摺動が、高精度での位置制御が可能なステッピングモータ12の回転を、前記押しばね14による予圧の付与下にて前記ねじ軸19外周のねじ溝 19aに沿って生じる送りベアリングＲの転動により変換せしめて行われるから、この摺動に応じて前述の如く得られる油圧を精度良く実現することができ、各種の用途に好便に用いることができる。
【００３８】
図５は、本発明に係る可変絞り弁１を備えるラックピニオン式の動力舵取装置の全体構成を示す模式図である。ラックピニオン式の舵取装置は、舵輪（ステアリングホイール）20の下側に同軸的に連設された舵輪軸２の下端にピニオン21を固設し、該ピニオン21を車体の前部に左右方向に延設されたラック軸22の中途部に噛合せしめてなり、舵取りのための舵輪20の回転をラック軸22の軸方向の摺動に変換し、該ラック軸22の両端に各別のナックルアームを介して連結された左右一対の操向車輪（一般的には前輪）23，23の向きを変えて舵取りを行わせる公知の構成を備えている。
【００３９】
このような舵取動作を油圧により補助する動力舵取装置は、油圧源となる油圧ポンプＰと作動油を収納する油タンクＴとを循環する油圧回路の中途に、前記舵輪軸２の下部に構成された油圧制御弁３と、前記ラック軸22の中途部に構成された操舵補助用のパワーシリンダＳとを配し、油圧ポンプＰから供給される作動用の圧油を、舵輪20の操作に応じた油圧制御弁３の後述する動作によりパワーシリンダＳに送給し、この送給に応じて該パワーシリンダＳが発する油圧力（操舵補助力）により前記ラック軸22を軸長方向に押圧せしめ、該ラック軸22の摺動により前述の如く行われる舵取りを補助する構成となっており、本発明に係る可変絞り弁１は、前記油圧制御弁３の下流側に並設されている。
【００４０】
図６は、前記油圧制御弁３の構成部分近傍の縦断面図である。図中2aは、中空の入力軸、同じく2bは、ピニオン軸であり、これらは、筒形をなすバルブハウジングＨ₁の内部に同軸上での回動自在に支承され、前記舵輪軸２の下部を構成している。入力軸2aの下端部は、ピニオン軸2bの上端部に適長内嵌されて相対回転自在に支持されており、これら両軸2a，2bは、入力軸2aの中空部に挿通されたトーションバー４を介して同軸的に連結されている。
【００４１】
前記入力軸2aの上部は、バルブハウジングＨ₁の上部に適長突出され前記舵輪20に連結されている。またピニオン軸2bの下半部には、前記ピニオン21が形成してあり、該ピニオン21は、バルブハウジングＨ₁の下部に交叉するように配された前記ラック軸22に噛合させてある。
【００４２】
而して、舵輪20が回動操作された場合、これに伴う舵輪軸２の回転が入力軸2a及びトーションバー４を介してピニオン軸2bに伝達され、これの下半部のピニオン21と噛合するラック軸22の軸長方向の摺動に変換されて舵取りが行われるが、このとき、入力軸2aとピニオン軸2bとの間には、トーションバー４の捩れを伴って舵輪20に加わる操舵トルクに応じた相対角変位が生じる。
【００４３】
前記油圧制御弁３は、このように生じる相対角変位を利用して前記パワーシリンダＳに送給される圧油を給排制御する動作をなすものであり、前記バルブハウジングＨ₁の内部に同軸回動自在に内嵌された円筒形のバルブボディー30と、これの内側に嵌合するバルブスプール31とを備えて構成されている。
【００４４】
バルブボディー30は、その一側をピニオン軸2bの上端部外周に打設されたダウエルピン2cに係合させ、該ピニオン軸2bと共に回転するようになしてある。またバルブスプール31は、バルブボディー30の内側に嵌合する入力軸2aの中途部外周に一体的に構成されている。これにより、油圧制御弁３のバルブボディー30とバルブスプール31との間には、舵輪20の操作に伴って入力軸2aとピニオン軸2bとの間に生じる相対角変位、即ち、舵輪20に加わる操舵トルクの方向及び大きさに応じた相対角変位が生じる。バルブボディー30とバルブスプール31との嵌合周上には、前記相対角変位に応じて絞り面積を変える絞り部が並設されている。
【００４５】
このような油圧制御弁３には、前記油圧ポンプＰから供給される圧油が、バルブハウジングＨ₁の外側に開口するポンプポート32を経て導入されており、この圧油は、バルブボディー30とバルブスプール31との嵌合周上並ぶ前記絞り部の面積変化に応じてにより振り分けられて、バルブハウジングＨ₁に形成された一対のシリンダポート（図示せず）のいずれか一方に送出され、これらに接続されたパワーシリンダＳの一方の油室Ｓ_R（又はＳ_L）（図７参照）に送給される。この圧油の送給に伴いパワーシリンダＳは、他側の油室Ｓ_L（又はＳ_R）との間に生じる圧力差に応じた油圧力を発生し、前述した如く、この油圧力が操舵補助力としてラック軸22に加えられる。
【００４６】
またバルブハウジングＨ₁の内側には、バルブボディー30の上部に位置し、タンクポート33を経て前記油タンクＴに接続された還流室34が形成してあり、パワーシリンダＳの前述した動作に伴って他側の油室Ｓ_L（又はＳ_R）から押し出される作動油は、対応するシリンダポートを経て油圧制御弁３に還流した後、前記還流室34及びタンクポート33を経て油タンクＴに還流せしめられるようになしてある。
【００４７】
本発明に係る可変絞り弁１は、前記還流室34の形成位置に対応するようにバルブハウジングＨ₁の外側に設けた取付け座35に前記ハウジング10を固定し、この取付け座35に互いに交叉するように設けた各別の連通孔36，37により、前記導入孔 10bを油圧制御弁３の外側に、前記導出口 10dを還流室34に夫々連通させて取付けられており、前述の如く油圧制御弁３に還流する作動油を導入孔 10bを経て受け入れ、内部の絞り部を通過せしめた後、導出孔 10dを経て還流室34に導出するように用いられている。なお図６においては、図面の煩雑化を避けるべく、可変絞り弁１における参照符号を主たる構成部品（ハウジング10、スプール11、ステッピングモータ12、ストッパプラグ13及び押しばね14）に限り、細部の参照符号を省略している。
【００４８】
このような可変絞り弁１の駆動源となるステッピングモータ12には、特性制御のための制御部５からの動作指令が与えられている。該制御部５には、車両の走行速度を検出する車速センサ50、操向車輪23，23の操向角度を検出する舵角センサ51等、車両の走行状態を検出する各種のセンサの検出結果が与えられており、前記ステッピングモータ12は、これらの検出結果に基づき前記制御部５が発する動作指令に応じて駆動され、スプール11を摺動させて前記絞り部の絞り開度を増減するようになしてある。
【００４９】
図７は、以上の如く構成された動力舵取装置の油圧回路図である。本図において油圧制御弁３は、油圧源たる油圧ポンプＰと前記パワーシリンダＳの一対の油室Ｓ_L，Ｓ_Rとの間、及びこれらの油室Ｓ_L，Ｓ_Rと排油先となる油タンクＴとの間に介装され、前記舵輪20に加わる操舵トルクに応じて相異なる向きに面積変化する各２個の絞り部Ｓ₁，Ｓ₂として表され、前述の如く取付けられた可変絞り弁１は、前記油圧制御弁３と油タンクＴとの間に介装され、走行状態に応じて面積変化する絞り部Ｓ₃として表される。
【００５０】
以上の如く構成された油圧回路において、舵輪20の操作に応じて油圧制御弁３の一方の絞り部Ｓ₁の絞り面積が減少し、他方の絞り部Ｓ₂の絞り面積が増大した場合、前述の如く、油圧ポンプＰから供給される圧油は、図中に矢符により示す如く前記絞り部Ｓ₂の側に連通するパワーシリンダＳの油室Ｓ_Rに送給され、該パワーシリンダＳは、油室Ｓ_Rから油室Ｓ_Lに向かう操舵補助力を発生する。
【００５１】
一方、このようなパワーシリンダＳの動作により他方の油室Ｓ_Lから押し出される作動油は、図中に矢符により示す如く油圧制御弁３に還流し、この還流部の一側にて絞り面積を増した絞り部Ｓ₂を経て同側に連通する油タンクＴに還流する。この還流油は、前述の如く用いられた可変絞り弁１の絞り部Ｓ₃を通過することになり、該絞り部Ｓ₃の絞り抵抗が付与される結果、前記絞り部Ｓ₂の下流側の油圧、即ち、油圧制御弁３の背圧が前記絞り抵抗に応じて増大する。これにより、前記パワーシリンダＳにおいては、前記油室Ｓ_Lの内圧が高くなり、この内圧と他方の油室Ｓ_Rへの送給油圧との差圧により発せられる操舵補助力が制限される。
【００５２】
従って、前記制御部５からの動作指令に応じた可変絞り弁１の絞り開度の増減を、車速センサ50により検出される車速の遅速に応じて大小となるように行わせれば、高速走行中には可変絞り弁１による絞り抵抗が大となり、パワーシリンダＳが発生する操舵補助力が小となる結果、高速走行中に舵輪に加わるわずかな力により舵取りがなされて直進安定性が損なわれる不具合が解消され、逆に、低速走行中又は停止中には、可変絞り弁１による絞り抵抗が小となり、パワーシリンダＳ発生する操舵補助力が大となる結果、据え切りに際して操舵補助力が不足するという不具合が解消されて望ましい補助力特性を実現することができる。
【００５３】
また可変絞り弁１の絞り開度の増減を、舵角センサ51により検出される舵角の大小を含む走行状態の検出結果に応じて行わせれば、車両の走行状態に細かく対応した一層望ましい補助力特性を実現することができる。また、本発明に係る可変絞り弁１は、前記油圧制御弁３の上流側に介装してもよく、これによっても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００５４】
また本発明に係る可変絞り弁１は、本願出願人による特開平8-159323号公報に開示されているように、バルブボディー30とバルブスプール31との嵌合周上に２組の絞り部を備えた特殊な油圧制御弁を備えた動力舵取装置において、一方の組の絞り部の下流側又は上流側に介装して用いることも可能であり、更に、以上の実施の形態に示すラックピニオン式の動力舵取装置に限らず、ボールねじ式等、他の形式の動力舵取装置においても、所望の補助力特性を得るべく全く同様に用いることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明の第１発明に係る可変絞り弁においては、軸長方向に摺動するスプールに略同軸をなして設けた保持室に送りベアリングを内嵌保持させ、この送りベアリングを、回転駆動源からの伝動により回動するねじ軸外周のねじ溝に周方向の一か所にて係合させた構成としたから、前記ねじ軸の回動から前記スプールの摺動への運動変換を、前記ねじ溝に沿って転動する送りベアリングの転がり抵抗下にて滑らかに、しかも高効率に行わせることができ、高精度での絞り開度の増減と回転駆動源の小型化とを併せて実現することが可能となる。
【００５６】
また、スプールの軸心に対して偏心した位置に形成した挿通孔にねじ軸を挿通保持させたから、ねじ軸の回動によるスプールの滑らかな摺動を維持しながら、該スプールの連れ回りを専用の手段を用いることなく防止することが可能であり、構成の簡素化を図ることができる。
【００５７】
また第２発明に係る可変絞り弁においては、スプールに軸長方向の一側から付勢力を加える付勢手段を備えたから、スプールに保持された送りベアリングとねじ軸外周のねじ溝との係合部に予圧を付与し、前述した運動変換を高精度に行わせることが可能となる。
【００５８】
更に第３発明に係る動力舵取装置においては、操舵補助用の油圧アクチュエータに圧油を給排する油圧制御弁の下流側又は上流側に第１〜第２発明の可変絞り弁を並設し、この可変絞り弁の絞り開度を車両の走行状態に応じて増減する構成としたから、該可変絞り弁の絞り開度の増減により前記油圧制御弁の動作特性を補完して走行状態に適応した補助力特性を簡易に実現することが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る可変絞り弁の構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明に係る可変絞り弁の構成を示す縦断面図である。
【図３】スプールの内部へのねじ軸の挿通部分の拡大断面図である。
【図４】送りベアリングの動作説明図であり、
【図５】本発明に係る可変絞り弁を備えるラックピニオン式の動力舵取装置の全体構成を示す模式図である。
【図６】図５に示す動力舵取装置の油圧制御弁の構成部分近傍の縦断面図である。
【図７】図５に示す動力舵取装置の油圧回路図である。
【符号の説明】
１可変絞り弁
２舵輪軸
３油圧制御弁
４トーションバー
５制御部
10 ハウジング
10c 絞り溝
11 スプール
11c 絞り溝
12 ステッピングモータ
13 ストッパプラグ
14 押しばね
19 ねじ軸
19a ねじ溝
20 舵輪
21 ピニオン
22 ラック軸
30 バルブボディー
31 バルブスプール
Ｐ油圧ポンプ
Ｓパワーシリンダ
Ｔ油タンク

Claims

ハウジングの内部に嵌合保持された円筒形のスプールを回転駆動源からの伝動により軸長方向に摺動させ、両者の嵌合周上に形成された絞り部の絞り開度を増減する可変絞り弁において、
前記スプールは、該スプールの軸心に対して偏心した位置に貫通形成された挿通孔と、該挿通孔の一側を拡径して、前記スプールと略同軸をなして連設された保持室とを有しており、
前記回転駆動源の出力端に連結され、前記挿通孔に挿通されたねじ軸と、
前記保持室に内嵌保持され、その内周面に周設された係合突起を前記ねじ軸外面のねじ溝に周方向の一か所にて係合させてある送りベアリングと
を備えることを特徴とする可変絞り弁。
前記スプールに軸長方向の一側から付勢力を加え、前記ねじ溝と送りベアリングとの係合を強化する付勢手段を備える請求項１記載の可変絞り弁。
車両の舵取機構に操舵補助力を加える油圧アクチュエータと、該油圧アクチュエータの作動用の圧油を舵取り操作に応じて給排する油圧制御弁とを備える動力舵取装置において、
前記油圧制御弁と油圧源又は排油先との間に介装された請求項１又は請求項２に記載の可変絞り弁と、
該可変絞り弁の絞り開度を前記車両の走行状態に応じて増減制御する制御手段と
を備えることを特徴とする動力舵取装置。