JP2009119901A - パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 第1一方向弁に流れる作動油の単位時間当たり流量が最大のとき、この第1一方向弁におけるレイノルズ数は2300以下であり、第2一方向弁に流れる作動油の単位時間当たり流量が最大のとき、この第2一方向弁におけるレイノルズ数は2300以下であることとした。
【選択図】 図7
Description
実施例1につき説明する。図1は本願パワーステアリング装置のシステム構成図である。なお、ラック軸5の軸方向をx軸とし、パワーシリンダ8における第2シリンダ室8b側を正方向とする。
第1油路21が第2油路22よりも高圧の場合、第3バルブ1cが第2バルブ1bをx軸正方向に押圧し、第2バルブ1bがx軸正方向にストロークする。これにより第2バルブ1bが開弁されて第2油路22とリザーバタンク9が連通状態となる。第1バルブ1aはノーマル状態となって第1油路21とリザーバタンク9とは遮断される。
第2油路22が第1油路21よりも高圧の場合、第3バルブ1cが第1バルブ1aをx軸負方向に移動させる。第2バルブ1bはノーマル状態となって第2油路22とリザーバタンク9とが遮断され、第1バルブ1aが開弁されて第1油路21とリザーバタンク9とが連通される。
図2は第2ハウジング12を取り去ったポンプ3の上面図、図3は第1ハウジング11の上面図である。なお、図2、3においては図面の法線方向をz軸とする。また、図2、3では第1ハウジング11のみ図示するが、第1ハウジング11を取り去ったポンプ3の下面図にあっても図2と同様であり、カムリング35等を収装する部分の形態は第1、第2ハウジング11,12で同一であるため、第2ハウジング12についての説明は省略する。
図7は第1、第2吸入チェック弁100,200の軸方向断面図である。本願では、単位時間当たりの流量最大時において
レイノルズ数Re≦2300・・・(ア)
となるよう作動油の粘性や流速、および吸入チェック弁100,200の各諸元が設定されている。
最小流路面積Smin≧上流側流路面積Sup・・・(イ)
とする。この関係を規定することにより、最小流路通過時と上流側流路通過時における圧力降下量をほぼ同じ値とし、吸入チェック弁100におけるレイノルズ数Reを低減して乱流の発生を抑制する。
Qmax=9.5L/min
であり、吸入チェック弁100の諸元は
弁体直径=8mm
上流側流路径=6.5mm
下流側流路径=11mm
弁体110と弁座120との当接位置径D=6.875mm
弁座120のテーパ角α(z軸に対する傾き)=30°
ばね150のばね定数=0.05N/mm
とするが、最大流量Qmax=9.5L/minの際に上記(ア)、(イ)式を満たせば他の値でもよい。
図8は吸入チェック弁100における流量Q−レイノルズ数Reの関係を示す図である。本願のように(ア)、(イ)式を規定しない比較例の場合、作動油粘度の高い50℃では流量5L/min以下であってもレイノルズ数Re≧1500となり、吸入チェック弁において乱流が発生し、異音を効果的に抑制できない。
(1)転舵輪6a,6bに連結された操舵機構の操舵力を補助するパワーシリンダ8と、パワーシリンダ8の両シリンダ室8a,8bに対し選択的に油圧を供給し、一対の吐出口を有するポンプ3と、パワーシリンダ8の両シリンダ室8a,8bとポンプ3の一対の吐出口とをそれぞれ接続する第1油路21および第2油路22と、ポンプ3を駆動するモータMと、転舵輪6a,6bに与える操舵アシスト力に応じて、モータMに駆動信号を出力するコントロールユニット7と、作動油を貯留するリザーバタンク9と、リザーバタンク9に接続され、ポンプ3を介して第2油路22へ作動油を供給する第1補給油路61と、第1補給油路61に設けられ、リザーバタンク9側から第2油路22側への作動油の流れのみを許容する第1吸入チェック弁100と、リザーバタンク9に接続され、ポンプ3を介して第1油路21へ作動油を供給する第2補給油路62と、第2補給油路62に設けられ、リザーバタンク9側から第1油路21側への作動油の流れのみを許容する第2吸入チェック弁200とを備えたパワーステアリング装置において、
第1吸入チェック弁100に流れる作動油の単位時間当たり流量が最大のとき、この第1吸入チェック弁100におけるレイノルズ数Reは2300以下であり、第2吸入チェック弁200に流れる作動油の単位時間当たり流量Qが最大(Q=9.5L/min)のとき、この第2吸入チェック弁200におけるレイノルズ数Reは2300以下であることとした。
第1吸入チェック弁100は第1ポート31に直接連通し、第2吸入チェック弁200は第2ポート32に直接連通することとした。
(7)(15)リザーバタンク9からポンプ3を介して第2油路22へ作動油を供給する第3一方向弁と、リザーバタンク9からポンプ3を介して第1油路21へ作動油を供給する第4一方向弁をさらに有することとした。これにより、吸入経路を増加させてポンプ3の吸入効率を向上させることができる。
(16)リザーバタンク9は、このリザーバタンク9内の油温が低減するように設けられていることとした。これにより油温上昇による粘性増大を低減して第1、第2吸入チェック弁100,200における異音を低減することができる。
(17)リザーバタンク9は、モータMとは別の位置に設けられることとした。これにより、効果的に油温を低減することができる。
(18)上記(2)と同様の作用効果を得ることができる。
(19)上記(5)と同様の作用効果を得ることができる。
(20)上記(7)と同様の作用効果を得ることができる。
1a,1b 第1、第2バルブ
1c 第3バルブ
2 シャフト
3 ポンプ
4 ピニオン
5 ラック軸
6a,6b 転舵輪
7 コントロールユニット
8 パワーシリンダ
8a,8b 第1、第2シリンダ室
8c ピストン
9 リザーバタンク
11,12 第1、第2ハウジング
21,22 第1、第2油路
23,24 第3、第4油路
25,26 第1、第2連通路
27 接続部
28 ドレン油路
31,32 第1、第2ポート
31a,31b 吸入ポート
31b,32b 吐出ポート
33 アウタロータ
34 インナロータ
35 カムリング
36 駆動軸
40 電磁切換弁
41,42 チェック弁
43 背圧弁
50 バイパス油路
51,52 バイパス油路
61,62 補給油路
71,72 樹脂配管
100,200 第1、第2吸入チェック弁
110 弁体
120 弁座
130 上流側流路
140 下流側流路
331 内歯歯車
332 外周面
341 外歯歯車
360 ポンプ室
361 吸入領域
362 吐出領域
A 噛合い部
B 閉込み部
M モータ
Claims (20)
- 転舵輪に連結された操舵機構の操舵力を補助するパワーシリンダと、
前記パワーシリンダの両圧力室に対し選択的に油圧を供給し、一対の吐出口を有する可逆式ポンプと、
前記パワーシリンダの両圧力室と前記可逆式ポンプの一対の吐出口とをそれぞれ接続する第1油路および第2油路と、
前記可逆式ポンプを駆動する電動機と、
前記転舵輪に与える操舵アシスト力に応じて、前記電動機に駆動信号を出力する電動機制御手段と、
作動油を貯留するリザーバタンクと、
前記リザーバタンクに接続され、前記可逆式ポンプを介して前記第2油路へ作動油を供給する第1補給油路と、
前記第1補給油路に設けられ、前記リザーバタンク側から前記第2油路側への作動油の流れのみを許容する第1一方向弁と、
前記リザーバタンクに接続され、前記可逆式ポンプを介して前記第1油路へ作動油を供給する第2補給油路と、
前記第2補給油路に設けられ、前記リザーバタンク側から前記第1油路側への作動油の流れのみを許容する第2一方向弁と
を備えたパワーステアリング装置において、
前記第1一方向弁に流れる作動油の単位時間当たり流量が最大のとき、この第1一方向弁におけるレイノルズ数は2300以下であり、
前記第2一方向弁に流れる作動油の単位時間当たり流量が最大のとき、この第2一方向弁におけるレイノルズ数は2300以下であること
を特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項1に記載のパワーステアリング装置において、
前記第1油路は少なくとも一部が合成樹脂製の配管で構成され、
前記第2油路は少なくとも一部が合成樹脂製の配管で構成されること
を特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項1に記載のパワーステアリング装置において、
前記第1一方向弁および前記第2一方向弁における流路の最小面積は、この第1一方向弁および第2一方向弁の上流側流路断面積とほぼ同じまたはそれ以上であること
を特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項1に記載のパワーステアリング装置において、
前記可逆式ポンプは、
外歯を有するインナロータと、
このインナロータに噛合い、内歯を有するアウタロータと、
これらインナロータとアウタロータとの間に形成される複数のポンプ室のうち、最小容積を有する噛合い部と最大容積を有する閉込み部とを結ぶ仮想線の一方側に開口し、前記第1油路と連通する第1ポートと、
前記仮想線の他方側に開口し、前記第2油路と連通する第2ポートと
から構成され、
前記第1一方向弁は前記第1ポートに直接連通し、
前記第2一方向弁は前記第2ポートに直接連通すること
を特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項1に記載のパワーステアリング装置は、
前記第1油路または前記第2油路から前記リザーバタンクへ余剰作動油を排出する排出手段をさらに有すること
を特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項5に記載のパワーステアリング装置において、
前記排出手段は、前記第1油路または前記第2油路内の圧力が所定値以上のとき、前記余剰作動油を前記リザーバタンクへ排出する背圧弁であること
を特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項1に記載のパワーステアリング装置は、
前記リザーバタンクから前記可逆式ポンプを介して前記第2油路へ作動油を供給する第3一方向弁と、
前記リザーバタンクから前記可逆式ポンプを介して前記第1油路へ作動油を供給する第4一方向弁をさらに有すること
を特徴とするパワーステアリング装置。 - 転舵輪に連結された操舵機構の操舵力を補助するパワーシリンダと、
前記パワーシリンダの両圧力室に対し選択的に油圧を供給し、一対の吐出口を有する可逆式ポンプと、
前記パワーシリンダの両圧力室と前記可逆式ポンプの一対の吐出口とをそれぞれ接続する第1油路および第2油路と、
前記可逆式ポンプを駆動する電動機と、
前記転舵輪に与える操舵アシスト力に応じて、前記電動機に駆動信号を出力する電動機制御手段と、
作動油を貯留するリザーバタンクと、
前記リザーバタンクに接続され、前記可逆式ポンプを介して前記第2油路へ作動油を供給する第1補給油路と、
前記第1補給油路に設けられ、前記リザーバタンク側から前記第2油路側への作動油の流れのみを許容する第1一方向弁と、
前記リザーバタンクに接続され、前記可逆式ポンプを介して前記第1油路へ作動油を供給する第2補給油路と、
前記第2補給油路に設けられ、前記リザーバタンク側から前記第1油路側への作動油の流れのみを許容する第2一方向弁と
を備えたパワーステアリング装置において、
前記可逆式ポンプに流れる作動油の単位時間当たりの流量が最大のとき、前記第1一方向弁および前記第2一方向弁における作動油の流れが層流であること
を特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項8に記載のパワーステアリング装置において、
前記可逆式ポンプに流れる作動油の単位時間当たりの流量は、この可逆式ポンプの固有吐出量と前記電動機の単位時間当たりの回転数との積であること
を特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項8に記載のパワーステアリング装置において、
前記第1油路は少なくとも一部が合成樹脂製の配管で構成され、
前記第2油路は少なくとも一部が合成樹脂製の配管で構成されること
を特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項8に記載のパワーステアリング装置において、
前記第1一方向弁および前記第2一方向弁における流路の最小面積は、この第1一方向弁および第2一方向弁の上流側流路断面積とほぼ同じまたはそれ以上であること
を特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項8に記載のパワーステアリング装置において、
前記可逆式ポンプは、
外歯を有するインナロータと、
このインナロータに噛合い、内歯を有するアウタロータと、
これらインナロータとアウタロータとの間に形成される複数のポンプ室のうち、最小容積を有する噛合い部と最大容積を有する閉込み部とを結ぶ仮想線の一方側に開口し、前記第1油路と連通する第1ポートと、
前記仮想線の他方側に開口し、前記第2油路と連通する第2ポートと
から構成され、
前記第1一方向弁は前記第1ポートに直接連通し、
前記第2一方向弁は前記第2ポートに直接連通すること
を特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項8に記載のパワーステアリング装置は、
前記第1油路または前記第2油路から前記リザーバタンクへ余剰作動油を排出する排出手段をさらに有すること
を特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項13に記載のパワーステアリング装置において、
前記排出手段は、前記第1油路または前記第2油路内の圧力が所定値以上のとき、前記余剰作動油を前記リザーバタンクへ排出する背圧弁であること
を特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項8に記載のパワーステアリング装置は、
前記リザーバタンクから前記可逆式ポンプを介して前記第2油路へ作動油を供給する第3一方向弁と、
前記リザーバタンクから前記可逆式ポンプを介して前記第1油路へ作動油を供給する第4一方向弁をさらに有すること
を特徴とするパワーステアリング装置。 - 転舵輪に連結された操舵機構の操舵力を補助するパワーシリンダと、
前記パワーシリンダの両圧力室に対し選択的に油圧を供給し、一対の吐出口を有する可逆式ポンプと、
前記パワーシリンダの両圧力室と前記可逆式ポンプの一対の吐出口とをそれぞれ接続する第1油路および第2油路と、
前記可逆式ポンプを駆動する電動機と、
前記転舵輪に与える操舵アシスト力に応じて、前記電動機に駆動信号を出力する電動機制御手段と、
作動油を貯留するリザーバタンクと、
前記リザーバタンクに接続され、前記可逆式ポンプを介して前記第2油路へ作動油を供給する第1補給油路と、
前記第1補給油路に設けられ、前記リザーバタンク側から前記第2油路側への作動油の流れのみを許容する第1一方向弁と、
前記リザーバタンクに接続され、前記可逆式ポンプを介して前記第1油路へ作動油を供給する第2補給油路と、
前記第2補給油路に設けられ、前記リザーバタンク側から前記第1油路側への作動油の流れのみを許容する第2一方向弁と
を備えたパワーステアリング装置において、
前記リザーバタンクは、このリザーバタンク内の油温が低減するように設けられていること
を特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項16に記載のパワーステアリング装置において、
前記リザーバタンクは、前記電動機とは別の位置に設けられること
を特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項16に記載のパワーステアリング装置において、
前記第1油路は少なくとも一部が合成樹脂製の配管で構成され、
前記第2油路は少なくとも一部が合成樹脂製の配管で構成されること
を特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項16に記載のパワーステアリング装置は、
前記第1油路または前記第2油路から前記リザーバタンクへ余剰作動油を排出する排出手段をさらに有すること
を特徴とするパワーステアリング装置。 - 請求項16に記載のパワーステアリング装置は、
前記リザーバタンクから前記可逆式ポンプを介して前記第2油路へ作動油を供給する第3一方向弁と、
前記リザーバタンクから前記可逆式ポンプを介して前記第1油路へ作動油を供給する第4一方向弁をさらに有すること
を特徴とするパワーステアリング装置。
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