JP3406474B2 - パワーステアリング装置用可変絞り弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パワーステアリン
グ装置において操舵応答性を制御するために用いられる
可変絞り弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、電子制御パワーステアリング装
置に用いられている従来の可変絞り弁装置の断面図であ
る。図において、ステッピングモータ１０１の出力軸は
駆動軸１０２と連結され、駆動軸１０２のねじ部１０２
ａがスプール１０３と螺合している。スプール１０３
は、バルブハウジング１０４に形成された円筒内面形状
の孔１０４ａにおいて軸方向（図の上下方向）に摺動自
在に保持され、上端部がバネ１０６に抗して取り付けら
れている。スプール１０３の外周面に設けられた凹部１
０３ａによって形成される空間（油室空間を意味する。
以下同様。）Ａは、軸方向に直交する方向にスプール１
０３を貫通して形成された孔１０３ｂと連通している。
また、スプール１０３の内空間Ｂはバルブハウジング１
０４に形成された流路１０４ｂに連通している。

【０００３】バルブハウジング１０４の内周面には凹部
１０４ｃが穿設され、この凹部１０４ｃによって形成さ
れる空間Ｃは、バルブハウジング１０４に形成された出
口ポート１０４ｄに連通されている。当該空間Ｃと前述
の空間Ａとの境界には、スプール１０３の移動によって
開閉される絞り部Ｄが形成される。スプール１０３の上
部空間と下部空間とは、スプール１０３を軸方向に貫通
して形成された孔１０３ｃを介して互いに連通してい
る。駆動軸１０２は、バルブハウジング１０４内に嵌挿
されたシールハウジング１０７のブッシュ部１０７ａに
挿通されている。シールハウジング１０７の内周部分と
駆動軸１０２との間には油漏れを防止するためのオイル
シール１０８及びこれを保持するためのスリーブ１０９
が設けられている。

【０００４】上記のように構成された可変絞り弁装置に
おいては、車速に応じてステッピングモータ１０１が駆
動されると、駆動軸１０２が回転し、これによってスプ
ール１０３が軸方向に移動する。車速が低速の場合は、
スプール１０３が上昇する方向にステッピングモータ１
０１が駆動され、これによって絞り部Ｄが閉鎖される。
この結果、隣接して設けられた油圧制御構造（図示せ
ず。）に基づいて、操舵補助力を発生させる油圧の増加
割合が大きくなり、操舵応答性が高められる。一方、車
速が高速の場合は、スプール１０３が下降する方向にス
テッピングモータ１０１が駆動され、これによって絞り
部Ｄが開く。この結果、上記油圧制御機構に基づいて、
操舵補助力を発生させる油圧の増加割合が小さくなり、
操舵応答性が低下する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の可
変絞り弁装置においては、ブッシュ部１０７ａの内径
と、その部分における駆動軸１０２の外径との間には、
駆動軸１０２の円滑な回転を妨げないために、所定のク
リアランスが設定されている。従って、ブッシュ部１０
７ａは駆動軸１０２の支持部材としては機能せず、スプ
ール１０３の摺動により生じる軸方向荷重は直接ステッ
ピングモータ１０１内部の軸受（図示せず。）に負荷さ
れる。この結果、ステッピングモータ１０１の出力軸が
ロックして、可変絞り弁装置が正常に動作しないことが
あった。

【０００６】上記のような従来の問題点に鑑み、本発明
は、ステッピングモータの出力軸がロックすることのな
い可変絞り弁装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のパワーステアリ
ング装置用可変絞り弁装置は、ハウジング（４）と、前
記ハウジングに取り付けられ、回転駆動出力を生じるア
クチュエータ（１）と、前記ハウジング内に設けられ、
前記アクチュエータの出力軸に一体回転可能に接続され
た駆動軸（２）と、前記ハウジング内に前記駆動軸の軸
方向に移動可能に保持され、前記駆動軸の先端側の一部
と螺合したスプール（３）と、前記ハウジングに装着さ
れ、前記一部より根元側において前記駆動軸と前記ハウ
ジングとの空隙を封鎖するシール構造部材とを備え、前
記シール構造部材は、駆動軸に外挿されたシールハウジ
ング（７）と、このシールハウジングの内周面と前記駆
動軸の外周面との間に装着されたオイルシール（８）
と、このオイルシールより前記駆動軸の根元側に設けら
れ、前記シールハウジングの内周面と前記駆動軸の外周
面との間に装着され、前記駆動軸を回転自在に支持する
転がり軸受（１０）と、前記オイルシールと前記転がり
軸受との間において前記駆動軸に外挿され、前記転がり
軸受の内輪に対向する内周部が外周部より軸方向のオイ
ルシール側に突起した形状で前記オイルシールの抜脱を
防止する段付き座金（１５）とによって構成されるもの
である（請求項１）。なお、括弧内は、後述する発明の
実施の形態の場合の、対応する各部の符号を示している
（以下同様。）。

【０００８】このように構成されたパワーステアリング
装置用可変絞り弁装置においては、スプールを駆動する
ことにより生じる軸方向の荷重が転がり軸受によって負
担される。従って、アクチュエータ内部の軸受に軸方向
の荷重が負荷されることを防止して、出力軸のロックを
防止することができる。また、段付き座金の内周部が軸
方向に突起していることにより、オイルシールの抜脱を
防止するとともに、内周部それ自体及びオイルシールを
転がり軸受の内輪から離隔させて相互の干渉を防止す
る。

【０００９】また、上記パワーステアリング装置用可変
絞り弁装置において、アクチュエータと駆動軸との間に
減速機構（１３，１４）を介在させてもよい（請求項
２）。 この場合は、減速機構を用いることによってアク
チュエータのトルクを増大させることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実
施形態による可変絞り弁装置の断面図である。図におい
て、ステッピングモータ１の出力軸１ａは駆動軸２と連
結され、駆動軸２の先端側に形成された雄ねじ部２ａ
が、スプール３の内周側の一部に形成された雌ねじ部３
ｄと螺合している。スプール３は、バルブハウジング４
の内部に形成された円筒内面形状の孔４ａにおいて軸方
向（図の上下方向）に摺動自在に保持され、上端部がバ
ネ６に抗して取り付けられている。バネ６は軸方向に移
動調節可能なプラグ５によって上端側から押さえ込まれ
ている。スプール３の外周面には凹部３ａが設けられ、
この凹部３ａによって形成される空間（油室空間を意味
する。以下同様。）Ａは、軸方向に直交する方向にスプ
ール３を貫通して形成された孔３ｂと連通している。ま
た、スプール３の内空間Ｂはバルブハウジング４に形成
された流路４ｂに連通している。

【００１１】上記バルブハウジング４の内周面には凹部
４ｃが穿設され、この凹部４ｃによって形成される空間
Ｃは、バルブハウジング４に形成された出口ポート４ｄ
に連通している。当該空間Ｃと前述の空間Ａとの境界に
は、スプール３の移動によって開閉される絞り部Ｄが形
成される。スプール３の上部空間Ｅと下部空間Ｆとはス
プール３を軸方向に貫通して形成された孔３ｃを介して
互いに連通している。スプール３が上昇して絞り部Ｄが
閉じたときは、空間ＡとＣとは隔離され、流路４ｂと出
口ポート４ｄとは連通しない。スプール３が下降して絞
り部Ｄが開くと、空間ＡとＣとは連通し、流路４ｂが出
口ポート４ｄと連通する。このとき、絞り部Ｄの開度に
応じた油量が流通する。

【００１２】上記駆動軸２は、その根元側の一箇所にお
いて、シールハウジング７の内部に装着されたベアリン
グ（ボールベアリング）１０により回転自在に支持され
ている。また、ベアリング１０より駆動軸２の先端側に
おいて、シールハウジング７の内側部分と駆動軸２の外
周面との間に油漏れ防止のためのオイルシール８及びこ
れを所定位置に保持するためのスリーブ９が設けられて
いる。上記シールハウジング７は、外形が円柱状で中心
軸部分が貫通孔となった部材であり、外周部にＯリング
１１を装着してバルブハウジング４に緊密に内挿される
ことにより、駆動軸２とハウジング４との間の空隙を封
鎖して、上記オイルシール８とともに、上記下部空間Ｆ
から上の領域に存在する圧油に対してのシールを行って
いる。ステッピングモータ１はハウジング４のカバー部
２１に固定され、カバー部２１は防水シール用のパッキ
ン１２を介してハウジング４に固定されている。

【００１３】上記のように構成された可変絞り弁装置に
おいては、車速に応じてステッピングモータ１が駆動さ
れると、駆動軸２が回転し、これによってスプール３が
軸方向に移動する。車速が低速の場合は、スプール３が
上昇する方向にステッピングモータ１が駆動され、これ
によって絞り部Ｄが閉鎖される。この結果、当該可変絞
り弁装置に隣接して設けられている油圧制御構造（図示
せず。）に基づいて、操舵補助力を発生させる油圧の増
加割合が大きくなり、操舵応答性が高められる。一方、
車速が高速の場合は、スプール３が下降する方向にステ
ッピングモータ１が駆動され、これによって絞り部Ｄが
開く。この結果、上記油圧制御機構に基づいて、操舵補
助力を発生させる油圧の増加割合が小さくなり、操舵応
答性が低下する。

【００１４】スプール３を軸方向に移動する際の摺動抵
抗により、軸方向の荷重が駆動軸２に負荷されるが、こ
の荷重はベアリング１０によって負担され、ステッピン
グモータ１の出力軸１ａには及ばない。従って、ステッ
ピングモータ１の出力軸のロックを防止することができ
るとともに、駆動軸２の支持剛性が向上する。また、ベ
アリング１０による支持のため、耐久性にも優れてい
る。

【００１５】図２は第２の実施形態による可変絞り弁装
置を示す断面図である。第１の実施形態との違いは、駆
動軸２の端部及びステッピングモータ１の出力軸１ａに
それぞれギア１３及び、ギヤ１３より歯数の少ないギヤ
１４を設け、これらを互いに歯合させて減速機構を構成
している点である。また、その結果、ステッピングモー
タ１の取付位置が第１の実施形態とは異なる位置になる
ので、ハウジング４の形状をそれに適合させたものであ
る。それ以外の構成については第１の実施形態と同一で
あるので、同一符号を付して説明を省略する。上記のよ
うに減速機構を設けたことで、駆動軸２には軸振れを起
こさせる力がかかるが、ベアリング１０によって駆動軸
２を支持していることにより、かかる軸振れは生じな
い。また、減速機構を設けたことによって、ステッピン
グモータ１の回転トルクを増大させて駆動軸２に与える
ことができる。従って、より確実にスプール３を動作さ
せることができる。

【００１６】なお、上記第２の実施形態においてはギヤ
１３及び１４を用いた減速機構を示したが、これに限ら
ず、他の減速機構を用いることもできる。

【００１７】図３は、第３の実施形態による可変絞り弁
装置の主要部を示す断面図である。図示以外の部分は第
２の実施形態と同様である。第２の実施形態との違い
は、第２の実施形態におけるスリーブ９（図２）に代え
て、段付き座金１５を用いたことにある。この段付き座
金１５とは、図３に示すように、ベアリング１０の内輪
に対向する内周部１５ａが外周部１５ｂより突起した形
状の座金であり、内周部１５ａをオイルシール８側に突
出させた状態で外周部１５ｂをシールハウジング７とベ
アリング１０との間に挟持させて取り付けられている。
このように取り付けられた段付き座金１５は、内周部１
５ａがベアリング１０の内輪（可動輪）に接触しないた
め、内輪との干渉を避けることができる。また、内周部
１５ａがオイルシール８の抜脱を防止し、油漏れを防止
するとともに、オイルシール８がベアリング１０に接近
して噛み込まれることをも防止する。上記段付き座金１
５は、軸方向における厚みが第２の実施形態におけるス
リーブ９（図２）に比べて薄いので、ベアリング１０の
取付スペースを圧迫することがない。従って、シールハ
ウジング７内にベアリング１０を装着した構成において
は好適である。

【００１８】なお、上記各実施形態においてはステッピ
ングモータ１を用いているが、これに限らず、回転駆動
出力を生じる他のアクチュエータを用いてもよい。ま
た、ベアリング１０はボールベアリングである例を図示
しているが、他の転がり軸受であってもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上のように構成された本発明は以下の
効果を奏する。請求項１の可変絞り弁装置によれば、ス
プールを駆動することにより生じる軸方向の荷重が転が
り軸受によって負担されるので、アクチュエータ内部の
軸受に軸方向の荷重が負荷されることを防止して、出力
軸のロックを防止することができる。従って、動作の安
定性、確実性を向上させることができる。

【００２０】また、段付き座金の内周部が軸方向に突起
していることにより、オイルシールの抜脱を防止すると
ともに、内周部それ自体及びオイルシールを転がり軸受
の内輪から離隔させて相互の干渉を防止するので、長期
の使用における信頼性をさらに向上させることができ
る。

【００２１】請求項２のパワーステアリング装置用可変
絞り弁装置によれば、減速機構を用いることによってア
クチュエータのトルクを増大させることができるので、
動作の確実性をさらに向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による可変絞り弁装置
を示す断面図である。

【図２】本発明の第２の実施形態による可変絞り弁装置
を示す断面図である。

【図３】本発明の第３の実施形態による可変絞り弁装置
の要部を示す断面図である。

【図４】従来の可変絞り弁装置の断面図である。

【符号の説明】

１ ステッピングモータ １ａ 出力軸 ２ 駆動軸 ２ａ 雄ねじ部 ３ スプール ３ｄ 雌ねじ部 ４ ハウジング ７ シールハウジング ８ オイルシール ９ スリーブ １０ ベアリング １３，１４ ギア １５ 段付き座金 １５ａ 内周部 １５ｂ 外周部 ２１ カバー部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 31/00 - 31/05 B62D 5/07 F16C 33/72 - 33/82

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングと、 前記ハウジングに取り付けられ、回転駆動出力を生じる
   アクチュエータと、 前記ハウジング内に設けられ、前記アクチュエータの出
   力軸に一体回転可能に接続された駆動軸と、 前記ハウジング内に前記駆動軸の軸方向に移動可能に保
   持され、前記駆動軸の先端側の一部と螺合したスプール
   と、 前記ハウジングに装着され、前記一部より根元側におい
   て前記駆動軸と前記ハウジングとの空隙を封鎖するシー
   ル構造部材とを備え、 前記シール構造部材は、前記駆動軸に外挿されたシール
   ハウジングと、このシールハウジングの内周面と前記駆
   動軸の外周面との間に装着されたオイルシールと、この
   オイルシールより前記駆動軸の根元側に設けられ、前記
   シールハウジングの内周面と前記駆動軸の外周面との間
   に装着され、前記駆動軸を回転自在に支持する転がり軸
   受と、前記オイルシールと前記転がり軸受との間におい
   て前記駆動軸に外挿され、前記転がり軸受の内輪に対向
   する内周部が外周部より軸方向のオイルシール側に突起
   した形状で前記オイルシールの抜脱を防止する段付き座
   金とによって構成されている ことを特徴とするパワース
   テアリング装置用可変絞り弁装置。
2. 【請求項２】前記アクチュエータと駆動軸との間に減速
   機構を介在させたことを特徴とする請求項１記載のパワ
   ーステアリング装置用可変絞り弁装置。