JP2002211424A - 可変絞り弁及び動力舵取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転駆動源の回転をスプールの軸長方向の摺
動に高効率に変換し、該スプールの滑らかな摺動及び正
確な位置決めにより、所望の絞り開度を高精度に実現す
る。 【解決手段】 ハウジング10の一側に固定されたステッ
ピングモータ12の出力端にねじ軸19を連結し、このねじ
軸19を、ハウジング10の内部にて摺動するスプール11に
挿通して、このスプール11に内嵌保持された送りベアリ
ングＲをねじ軸19の外周に形成されたねじ溝 19aに係合
させる。ステッピングモータ12からの伝動によるねじ軸
19の回動を、ねじ溝 19aの傾斜に沿った送りベアリング
Ｒの転動によりスプール11の軸長方向の摺動に変換し、
スプール11外周の絞り溝 11cとスプール室 10a内周の絞
り溝 10cとの間の絞り部の絞り開度を増減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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、前記回転駆動源の出
力端に連結され、前記スプールを軸長方向に貫通する貫
通孔に挿通されたねじ軸と、前記貫通孔の一部に内嵌保
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。

【００１４】また本発明の第２発明に係る可変絞り弁
は、第１発明における貫通孔が、前記スプールの軸心に
対して偏心した位置に形成してあることを特徴とする。

【００１５】この発明においては、スプールを軸長方向
に貫通し、ねじ軸が挿通される貫通孔を、前記スプール
の軸心に対して偏心した位置に形成して、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３発明に係る可変絞り弁
は、第１又は第２発明の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４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
間に介装された請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
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〜
第３発明の可変絞りを介装し、この可変絞りの絞り開度
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 1
1a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 1
0c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 1
0d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
に内嵌保持させた送りベアリングを、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】また第２発明に係る可変絞り弁において
は、ねじ軸を挿通させるための貫通孔をスプールの軸心
に対して偏心した位置に形成したから、ねじ軸の回動に
よるスプールの連れ回りを専用の手段を用いることなく
防止し、構成の簡素化を図ることができる。

【００５７】また第３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４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３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 (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、 前記回転駆動源の出力端に連結され、前記スプールを軸
   長方向に貫通する貫通孔に挿通されたねじ軸と、 前記貫通孔の一部に内嵌保持され、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。
2. 【請求項２】 前記貫通孔は、前記スプールの軸心に対
   して偏心した位置に形成してある請求項１記載の可変絞
   り弁。
3. 【請求項３】 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又は請求項２記載の可変
   絞り弁。
4. 【請求項４】 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乃至請求項４のいずれか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。