JP2007125962A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧液の第１及び第２の液溝内での流れをスムーズにでき、圧液の流動音を低減することができるパワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】内側に複数の第１の液溝４ａを有するバルブボディ４と、第１の液溝４ａに対応する第２の液溝５ａを周面に有し、操舵手段の操舵により前記バルブボディ４に相対角変位を可能に嵌合されたバルブスプール５とを備え、第１及び第２の液溝４ａ，５ａの幅方向両側の溝縁で構成される絞り部４ｂ，５ｂの絞り量に基づいて昇圧する圧液により操舵補助するように構成されており、前記第１及び第２の液溝４ａ，５ａの両方を断面略Ｖ字形とし、圧液の液溝４ａ，５ａでの流れをスムーズにした。
【選択図】図２

Description

本発明はバルブボディとバルブスプールとの相対角変位を利用して液圧の制御動作をなす回転式の液圧制御弁を備えるパワーステアリング装置に関する。

液圧制御弁を備える車両用のパワーステアリング装置は、操舵輪に繋がって回転することが可能な入力軸と、該入力軸にトーションバーにより同軸的に連結された出力軸と、車両の舵取機構中に配置された操舵補助用の液圧シリンダ及び液圧ポンプに連なり、且つ操舵輪の操舵に応じて圧液の給排動作をなす液圧制御弁とを備えており、前記出力軸がラックアンドピニオン式の舵取装置に繋がり、前記液圧シリンダの作動によって舵取機構の舵取軸を車両の左右方向へ移動させることにより操舵補助するように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、液圧制御弁は、内側に複数の第１の液溝を有する円筒形のバルブボディと、第１の液溝に対応する第２の液溝を周面に有するバルブスプールとを備える。第１及び第２の液溝は、トーションバーに捩れが生じていない中立状態において、周方向に千鳥配置され、第１の液溝の夫々は第２の液溝間のランドに対向し、第２の液溝の夫々は第１の液溝間のランドに対向して、バルブボディとバルブスプールとの嵌合周上には、液圧ポンプＰの吐出側に連通する給液室と、液圧シリンダの一方のシリンダ室に連通する第１の送液室と、液圧シリンダの他方のシリンダ室に連通する第２の送液室と、液タンクに連通する排液室とが並んだ状態となり、第１及び第２の液溝の幅方向両側の溝縁で構成される絞り部の絞り量に基づいて昇圧する圧液により前記液圧シリンダを動作させるように構成されている。

このように構成されたパワーステアリング装置において、操舵輪が操舵中立位置に停止しているとき、液圧ポンプは回転しており、液圧ポンプから液圧制御弁の給液室へ送給された圧液は排液室を経てタンクへ排出され、液圧シリンダによる操舵補助はなされない。

前記操舵輪が操舵中立位置から左又は右方向へ操舵されることにより、前記液圧制御弁のバルブボディ及びバルブスプールが相対角変位をなし、液圧ポンプから液圧制御弁の給液室へ送給された圧液は、第１又は第２の送液室を経て液圧シリンダの一方の液室へ送給され、他方の液室はタンクに連通する。これにより液圧シリンダは、他方の液室との間に生じる圧力差に応じた液圧力を発生し、この液圧力が操舵補助力として舵取機構の舵取軸に加えられることとなる。
特開２０００−１４２４３８号公報

しかしながら、特許文献１に示された液圧制御弁の第１及び第２の液溝は、溝底の幅方向両縁から放射線と平行に形成されており、断面凹形をなしているため、操舵輪の操舵に応じて第１及び第２の液溝内で圧液の給排動作をなすとき、圧液の流れが乱れることになり、圧液の流動音が高くなる傾向にあり、改善策が要望されていた。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は圧液の第１及び第２の液溝内での流れをスムーズにでき、圧液の流動音を低減することができるパワーステアリング装置を提供することにある。

第１発明に係るパワーステアリング装置は、内側に複数の第１の液溝を有するバルブボディと、第１の液溝に対応する第２の液溝を周面に有し、操舵手段の操舵により前記バルブボディに相対角変位を可能に嵌合されたバルブスプールとを備え、第１及び第２の液溝の幅方向両側の溝縁で構成される絞り部の絞り量に基づいて昇圧する圧液により操舵補助するパワーステアリング装置において、第１及び第２の液溝の少なくとも一方は断面略Ｖ字形であることを特徴とする。

第２発明に係るパワーステアリング装置は、前記バルブボディは筒形をなし、少なくとも一方の液溝は、溝縁から溝底にかけて液溝中央上の放射線に対し傾斜していることを特徴とする。

第１発明にあっては、第１及び第２の液溝の少なくとも一方の内面は液溝中央上の放射線に対し周方向に傾斜し、第１及び第２の液溝間で圧液が流れ易くなっているため、圧液の液溝内での流れをスムーズにでき、流動音を低減することができる。また、第１及び第２の液溝が断面略Ｖ字形である構成にあっては、圧液の液溝内での流れをより一層スムーズにでき、圧液の流動音をより一層低減することができる。

第２発明にあっては、少なくとも一方の液溝の内面は、溝縁から溝底にかけて液溝中央上の放射線に対し周方向に傾斜し、第１及び第２の液溝間で圧液が流れ易くなっているため、圧液の液溝内での流れをスムーズにでき、圧液の流動音を低減することができる。

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は本発明に係るパワーステアリング装置の一部の構成を示す断面図、図２は要部の構成を示す模式的縦断平面図、図３はバルブボディとバルブスプールとの間に相対角変位が生じている状態を示す模式的縦断平面図、図４はバルブボディとバルブスプールとの嵌合周上に並ぶ給油室、送油室及び排油室を直線展開して示した動作説明図であり、(a) はバルブボディとバルブスプールとの間に相対角変位が生じていない状態（中立状態）を示しており、(b) はバルブボディとバルブスプールとの間に相対角変位が生じている状態を示している。図５はパワーステアリング装置の全体の構成を示す模式図である。

パワーステアリング装置は、操舵手段としての操舵輪Ａに繋がって回転することが可能な入力軸１と、該入力軸１にトーションバー２により同軸的に連結された出力軸３と、入力軸１に連結された筒形のバルブボディ４と、該バルブボディ４に相対角変位が可能に嵌合され、入力軸１に連結されたバルブスプール５と、バルブボディ４が回転を可能に内嵌される圧液室６ａを有するバルブハウジング６とを備えている。

入力軸１はトーションバー２を連結する側に筒部１ａを有しており、該筒部１ａの先端に円筒形をなすバルブスプール５が一体的に設けられている。このバルブスプール５及び筒部１ａ内にはトーションバー２が挿入され、該トーションバー２の一端が筒部１ａの基端にダウエルピン７により連結されている。また、筒部１ａの先端はすべり軸受８により出力軸３の一端部に回転自在に支持されている。

出力軸３は一端部に嵌合孔３ａを有し、他端部に後記するラック軸のラック歯に噛合するピニオン９を有しており、嵌合孔３ａにトーションバー２の他端及びすべり軸受８が夫々内嵌されている。トーションバー２はスプライン嵌合により連結されている。

バルブボディ４は、出力軸３の一端に連結ピン１０により一体的に連結された円筒形をなしており、トーションバー２の捩れの範囲内でバルブスプール５と相対角変位が可能になっている。この相対角変位の量は最大で約５°であり、最大相対角変位量以上、換言すればトーションバー２の捩れの範囲以上ではバルブボディ４及びバルブスプール５が一体に回転する。

バルブボディ４の内側には、夫々等しい幅を有する複数個の第１の液溝４ａが周方向に等配をなして並設されており、バルブスプール５の外周部には、同様に、夫々等しい幅を有する複数個の第２の液溝５ａが周方向に等配をなして並設されている。

第１及び第２の液溝４ａ，５ａは、トーションバー２に捩れが生じていない中立状態において、図２に示すように周方向に千鳥配置され、第１の液溝４ａの夫々は第２の液溝５ａ，５ａ間のランドに対向し、第２の液溝５ａの夫々は第１の液溝４ａ，４ａ間のランドに対向して、バルブボディ４とバルブスプール５との嵌合周上には、第１の液溝４ａの内側の第１の液室と、第２の液溝５ａの外側の第２の液室とが交互に並んだ状態となり、第１及び第２の液室間の連通部、即ち、第１及び第２の液溝４ａ，５ａの幅方向両側の溝縁間は、前記相対角変位に応じて夫々の連通面積（絞り面積）を増減する絞り部４ｂ，５ｂとして作用する。

第１及び第２の液溝４ａ，５ａは、幅方向両側の溝縁から溝底の中央にかけて液溝中央上の放射線に対し周方向に傾斜し、断面略Ｖ字形をなしている。第１の液溝４ａはバルブボディ４を形成する形成用型により断面略Ｖ字形に成形されるのであり、成形後にバルブボディ４の内周部が切削される。

第２の液溝５ａは、フライス盤によって切削加工された後、円板形をなし外周部を断面略Ｖ字形に尖らせた砥石をその回転中心が液溝５ａの幅方向となるように配置し、該砥石を回転させつつ断面略Ｖ字形に研削する。

また、バルブボディ４は、一つおきのランドを径方向に貫通し液圧源たる液圧ポンプＰの吐出側に連通する給液孔４ｃと、該給液孔４ｃを有するランドの一側に配された第１の液溝４ａから径方向に貫通し液圧シリンダＳの一方のシリンダ室に連通する第１の送液孔４ｄと、給液孔４ｃを有するランドの他側に配された第１の液溝４ａから径方向に貫通し液圧シリンダＳの他方のシリンダ室に連通する第２の送液孔４ｅとを有する。また、バルブスプール５は、第１及び第２の送液孔４ｄ，４ｅ間に配されたランドに臨む第２の液溝５ａを径方向に貫通し排液先となる液タンクＴに連通する排液孔５ｃを有する。

給液孔４ｃに臨む第２の液溝５ａは給液室４０を構成し、第１及び第２の送液孔４ｄ，４ｅに臨む第１の液室４ａ，４ａは第１及び第２の送液室４１，４２を構成し、排液孔５ｃに臨む第２の液溝５ａは排液室４３を構成し、給液室４０の両側には、第１の送液室４１又は第２の送液室４２を経て排液室４３に至る液路が夫々形成され、給液室４０と送液室４１，４２とが絞り部４ｂを介して連通し、また送液室４１，４２と排液室４３とが絞り部５ｂを介して連通される。

バルブハウジング６は図１に示すように給液孔４ｃと、第１及び第２の送液孔４ｄ，４ｅと、排液孔５ｃとに対応する位置で圧液室６ａに開口するポート６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅが夫々設けられており、夫々のポート６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅと液圧ポンプＰ、液圧シリンダＳ、液圧タンクＴとが液管１１〜１４により接続されている。

以上のように構成されたパワーステアリング装置は、操舵手段としての操舵輪Ａが操舵中立位置から操作されることにより、入力軸１を介してトーションバー２に捩れが発生するとともに、バルブボディ４及びバルブスプール５に相対角変位が発生し、液圧ポンプＰから液管１１、ポート６ｂ及び給液孔４ｃを経て給液室４０に供給された圧液が絞り部４ｂにより流量制御され、一方の送液室４１又は４２に開口する送液孔４ｄ又は４ｅから液圧シリンダＳの一方のシリンダ室に圧液が供給され、液圧シリンダＳのピストンの一端に連結されたラック軸Ｒが軸長方向へ移動し、該ラック軸Ｒ及びピストンの他端に連結された一対の車輪が転向され、操舵補助が行われる。

この操舵補助が行われる場合、給液室４０、第１及び第２の送液室４１，４２、排液室４３を構成する第１及び第２の液溝４ａ，５ａは、断面略Ｖ字形をなし幅方向両側の溝縁から溝底の中央にかけて液溝中央上の放射線に対し周方向に傾斜しているため、圧液の給液室４０から第１又は第２の送液室４１，４２への流れをスムーズにできるとともに、圧液の第１又は第２の送液室４１，４２から排液室４３への流れをスムーズにできる。従って、圧液を給排するときの圧液の流動音を低減できる。

尚、以上説明した実施の形態では第１及び第２の液溝４ａ，５ａが断面略Ｖ字形をなす構成としたが、その他、第１及び第２の液溝４ａ，５ａの一方は、溝底の幅方向両縁から放射線と平行に形成された断面凹形をなし、他方は断面略Ｖ字形をなす構成としてもよい。また、第１の液溝４ａ及び／又は第２の液溝５ａは長手方向の全長にかけて断面略Ｖ字形である他、長手方向の中央側を断面略Ｖ字形とし、長手方向両端部を断面非Ｖ字形としてもよい。また、第１及び第２の液溝４ａ，５ａは幅方向両側の溝縁から溝底の中央にかけて液溝中央上の放射線に対し周方向に傾斜する傾斜面を有する構成とする他、幅方向両側の溝縁から溝底の中央部近傍にかけて傾斜する傾斜面を有する構成としてもよい。

本発明に係るパワーステアリング装置の一部の構成を示す断面図である。 本発明に係るパワーステアリング装置の要部の構成を示す模式的縦断平面図である。 本発明に係るパワーステアリング装置のバルブボディとバルブスプールとの間に相対角変位が生じている状態を示す模式的縦断平面図である。 本発明に係るパワーステアリング装置のバルブボディとバルブスプールとの嵌合周上に並ぶ給油室、送油室及び排油室を直線展開して示した動作説明図である。 本発明に係るパワーステアリング装置の全体の構成を示す模式図である。

符号の説明

４ バルブボディ
４ａ 第１の液溝
４ｂ 絞り部
５ バルブスプール
５ａ 第２の液溝
５ｂ 絞り部
Ａ 操舵輪（操舵手段）

Claims (2)

1. 内側に複数の第１の液溝を有するバルブボディと、第１の液溝に対応する第２の液溝を周面に有し、操舵手段の操舵により前記バルブボディに相対角変位を可能に嵌合されたバルブスプールとを備え、第１及び第２の液溝の幅方向両側の溝縁で構成される絞り部の絞り量に基づいて昇圧する圧液により操舵補助するパワーステアリング装置において、第１及び第２の液溝の少なくとも一方は断面略Ｖ字形であることを特徴とするパワーステアリング装置。
2. 前記バルブボディは筒形をなし、少なくとも一方の液溝は、溝縁から溝底にかけて液溝中央上の放射線に対し傾斜している請求項１記載のパワーステアリング装置。
   

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