JP3563157B2 - 油圧パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、操舵抵抗ならびに車速や操舵角等の運転条件に応じて操舵補助力を付与することのできる油圧パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータに作用する油圧を操舵抵抗に応じ制御する油圧制御バルブとを備え、操舵抵抗が大きくなると油圧アクチュエータに供給される油圧を大きくして操舵補助力を付与する油圧パワーステアリング装置が従来より用いられている。
【０００３】
そのような油圧制御バルブとして、筒状の第１バルブ部材と、この第１バルブ部材に操舵抵抗に応じ相対回転可能に挿入される第２バルブ部材とを有し、その第１バルブ部材の内周と第２バルブ部材の外周との間に、両バルブ部材の相対回転角度に応じて流路面積が変化する複数の絞り部が設けられ、各絞り部は、操舵方向と操舵抵抗に応じた操舵補助力を付与できるように、ポンプとタンクと操舵補助力発生用油圧アクチュエータとを接続する油路に配置されたロータリー式油圧制御バルブが用いられている。
【０００４】
そのような制御バルブを備えた油圧パワーステアリング装置において、低速走行時において操舵の高応答性を満足させ、高速走行時において操舵の安定性を満足させるため、前記両バルブ部材の間の各絞り部を第１の組と第２の組とに組分けし、第２の組に属する絞り部とタンクとの間の油路に、車速等の運転条件に応じて自身の絞り部の流路面積を変化させる可変絞り弁を設けることが提案されている。
【０００５】
図８は、従来の油圧パワーステアリング装置の構成を示し、操舵補助力発生用油圧アクチュエータ２０と油圧制御バルブとを備える。その制御バルブは、筒状の第１バルブ部材３１と、この第１バルブ部材３１に操舵抵抗に応じ相対回転可能に挿入される第２バルブ部材３２とを有する。その第１バルブ部材３１の内周と第２バルブ部材３２の外周との間に、両バルブ部材３１、３２の相対回転角度に応じて流路面積が変化する複数の絞り部Ａ、Ａ′、Ｂ、Ｂ′、Ｃ、Ｃ′、Ｄ、Ｄ′が設けられている。各絞り部Ａ、Ａ′、Ｂ、Ｂ′、Ｃ、Ｃ′、Ｄ、Ｄ′は、操舵方向と操舵抵抗に応じた操舵補助力を付与できるように、ポンプ７０とタンク７１と油圧アクチュエータ２０とを接続する油路２７に配置される。
【０００６】
その第１バルブ部材３１の内周に８ケの凹部が互いに周方向の間隔をおいて形成され、その第２バルブ部材３２の外周に８ケの凹部が互いに周方向の間隔をおいて形成され、その第１バルブ部材３１に形成された凹部の軸方向に沿う縁と第２バルブ部材３２に形成された凹部の軸方向に沿う縁（図において○および△で囲む部分）との間が前記絞り部Ａ、Ａ′、Ｂ、Ｂ′、Ｃ、Ｃ′、Ｄ、Ｄ′を構成する。
【０００７】
それら凹部は、ポンプ７０に接続される４ケの圧油供給用凹部５１ａと、タンク７１に接続される２ケの第１圧油排出用凹部５１ｂと、運転条件に応じ自身の絞り部の流路面積を変化させる可変絞り弁６０を介してタンク７１に接続される２ケの第２圧油排出用凹部５１ｃと、油圧アクチュエータ２０の右操舵補助力発生用油室に接続される２ケの右操舵用凹部５０ａと、油圧アクチュエータ２０の左操舵補助力発生用油室に接続される２ケの左操舵用凹部５０ｂと、４ケの連絡用凹部とを構成する。
【０００８】
その第１圧油排出用凹部５１ｂは右操舵用凹部５０ａと左操舵用凹部５０ｂとの間に配置され、第２圧油排出用凹部５１ｃは連絡用凹部５０ｃの間に配置され、右操舵用凹部５０ａと連絡用凹部５０ｃとの間および左操舵用凹部５０ｂと連絡用凹部５０ｃとの間に圧油供給用凹部５１ａは配置される。
【０００９】
その左右操舵用凹部５０ａ、５０ｂと第１圧油排出用凹部５１ｂとの間の絞り部Ｂ、Ｄおよび左右操舵用凹部５０ａ、５０ｂと圧油供給用凹部５１ａとの間の絞り部Ａ、Ｃは第１の組に属し、その連絡用凹部５０ｃと第２圧油排出用凹部５１ｃとの間の絞り部Ｂ′、Ｄ′および連絡用凹部５０ｃと圧油供給用凹部５１ａとの間の絞り部Ａ′、Ｃ′は第２の組に属する。その第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の中の連絡用凹部５０ｃと第２圧油排出用凹部５１ｃとの間の絞り部Ｂ′、Ｄ′（図において△により囲まれた縁により構成される）の閉鎖角度は、第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの閉鎖角度よりも大きくされている。
【００１０】
なお、本件明細書において「閉鎖角度」とは、操舵抵抗のない状態にある絞り部を全閉するのに要する両バルブ部材の相対回転角度をいう。なお実際の絞り部は、最も絞った状態において全閉となる必要はなく、機能上差し支えのない範囲で流路面積を有していてもよい。
【００１１】
図８は、右方へ操舵することによって生じる操舵抵抗により両バルブ部材３１、３２が相対回転した状態を示し、その相対回転により上記絞り部Ａ、Ａ′の流路面積が大きくなり、絞り部Ｂ、Ｂ′の流路面積が小さくなり、絞り部Ｃ、Ｃ′の流路面積が小さくなり、絞り部Ｄ、Ｄ′の流路面積が大きくなる。これにより、図中矢印で示す圧油の流れにより油圧シリンダ２０の右操舵補助力発生用油室２２に操舵方向と操舵抵抗に応じた圧力の圧油が供給され、また、左操舵補助力発生用油室２３からタンク７１に油が還流し、車両の右方への操舵補助力が油圧シリンダ２０からラック１６に作用する。左方へ操舵した場合、絞り部Ａ、Ａ′、Ｂ、Ｂ′、Ｃ、Ｃ′、Ｄ、Ｄ′の開度は右方へ操舵した場合と逆になり、車両の左方への操舵補助力が油圧シリンダ２０からラック１６に作用する。
【００１２】
上記従来例の構成によれば、図９に示す油圧回路が構成される。その可変絞り弁６０の自身の絞り部の開度は、高速になると大きくなり、低速になると小さくなるものとされている。これにより、低速走行時や据え切り時にあっては可変絞り弁６０の絞り部の流路面積は全閉とされ、第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの流路面積変化のみに応じて油圧アクチュエータ２０に作用する油圧を制御するので、図１０において一点鎖線で示すように、操舵入力トルクが小さく両バルブ部材の相対回転角度が小さくても、絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの流路面積が小さくなる。よって、操舵補助力を発生させるための油圧の増加割合が大きくなり、操舵の高応答性を満足させることができる。一方、高速走行時にあっては、可変絞り弁６０の絞り部の流路面積は最大とされ、第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの流路面積変化と第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面積変化の両方に応じて油圧アクチュエータ２０に作用する油圧を制御するので、操舵入力トルクを大きくして両バルブ部材の相対回転角を大きくしない限り、絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面積は小さくなることはない。よって、操舵補助力を発生させる油圧の増加割合は小さく、操舵の安定性を満足させることができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の構成では、可変絞り弁６０の絞り部の流路面積が全閉となる低速走行時や据え切り時において、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′で圧油の流動はなく、第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄでの圧油の流動によってのみ操舵補助力が制御される。そのため、例えば図８に示す右方への操舵状態においては、第１の組に属する絞り部Ａを構成する圧油供給用凹部５１ａと右操舵用凹部５０ａとにおける油圧が、第２の組に属する絞り部Ａ′を構成する圧油供給用凹部５１ａと連絡用凹部５０ｃとにおける油圧よりも大きくなり、両バルブ部材３１、３２に油圧が対向２位置のみから作用することになる。そのため、両バルブ部材３１、３２の横断面が楕円形状に変形し、第１バルブ部材３１の内周面と第２バルブ部材３２の外周面との間の摩擦力が大きくなり、作動不良を生じるという問題がある。さらに、低速走行時や据え切り時においては、第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにおいてのみ圧油が流動するため、その絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを通過する圧油流量が多くなり、大きな流動音が発生するという問題がある。
【００１４】
そこで、絞り部Ａ、Ａ′、Ｂ、Ｂ′、Ｃ、Ｃ′、Ｄ、Ｄ′の数を増加させ、両バルブ部材３１、３２に対する油圧の作用位置を増加させることが考えられる。しかし、上記従来の両バルブ部材３１、３２における凹部の配置では、低速走行時や据え切り時に油圧の作用位置を３位置とするには、各バルブ部材３１、３２それぞれに形成する凹部の数を１２ケとする必要があり、４位置とするには１６ケの凹部を形成する必要がある。すなわち、油圧の作用位置の数に比例して凹部の数を増加させる必要がある。そのため、加工コストが増大し、また、バルブ部材の径を大きくする必要があるため装置が大型化するという問題がある。
【００１５】
本発明は、上記課題を解決することのできる油圧パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、操舵補助力発生用油圧アクチュエータと、油圧制御バルブとを備え、その油圧制御バルブは、筒状の第１バルブ部材と、この第１バルブ部材に操舵抵抗に応じ相対回転可能に挿入される第２バルブ部材とを有し、両バルブ部材の間は、その操舵補助力発生用油圧アクチュエータをポンプとタンクとに接続する油路とされ、その第１バルブ部材の内周に複数の凹部が互いに周方向の間隔をおいて形成され、その第２バルブ部材の外周に複数の凹部が互いに周方向の間隔をおいて形成され、その第１バルブ部材に形成された凹部の間に第２バルブ部材に形成された凹部が位置し、それら凹部は、ポンプに接続される複数の圧油供給用凹部と、タンクに接続される複数の第１圧油排出用凹部と、運転条件に応じ自身の絞り部の流路面積を変化させる可変絞り弁を介してタンクに接続される複数の第２圧油排出用凹部と、油圧アクチュエータの右操舵補助力発生用油室に接続される複数の右操舵用凹部と、油圧アクチュエータの左操舵補助力発生用油室に接続される複数の左操舵用凹部と、複数の連絡用凹部とを構成し、その第１バルブ部材に形成された凹部の軸方向に沿う縁と第２バルブ部材に形成された凹部の軸方向に沿う縁との間が絞り部を構成し、各絞り部は、操舵方向と操舵抵抗に応じた両バルブ部材の相対回転により操舵補助力を付与できるように前記油路に配置される油圧パワーステアリング装置に適用される。
【００１７】
本件発明は、その油圧パワーステアリング装置において、各第２圧油排出用凹部の両隣に連絡用凹部が配置され、各第２圧油排出用凹部の両隣の連絡用凹部の一方は第１圧油排出用凹部に隣接すると共に他方は圧油供給用凹部に隣接し、圧油供給用凹部と連絡用凹部との間の絞り部と、圧油供給用凹部に隣接する連絡用凹部と第２圧油排出用凹部との間の絞り部とは第２の組に属し、他の絞り部は第１の組に属し、第２の組に属する絞り部の閉鎖角度は第１の組に属する絞り部の閉鎖角度よりも大きくされていることを特徴とする。
【００１８】
本件発明の油圧パワーステアリング装置において、その第１バルブ部材の内周に形成される凹部は１０ケとされ、その第２バルブ部材の外周に形成される凹部は１０ケとされ、それら凹部は、ポンプに接続される４ケの圧油供給用凹部と、タンクに接続される４ケの第１圧油排出用凹部と、運転条件に応じ自身の絞り部の流路面積を変化させる可変絞り弁を介してタンクに接続される２ケの第２圧油排出用凹部と、油圧アクチュエータの右操舵補助力発生用油室に接続される３ケの右操舵用凹部と、油圧アクチュエータの左操舵補助力発生用油室に接続される３ケの左操舵用凹部と、４ケの連絡用凹部とを構成し、各第２圧油排出用凹部の両隣に連絡用凹部が配置され、各第２圧油排出用凹部の両隣の連絡用凹部の一方は第１圧油排出用凹部に隣接すると共に他方は圧油供給用凹部に隣接し、一方の第２圧油排出用凹部の両隣の各連絡用凹部に隣接する第１圧油排出用凹部と圧油供給用凹部とは右操舵用凹部に隣接し、他方の第２圧油排出用凹部の両隣の各連絡用凹部に隣接する第１圧油排出用凹部と圧油供給用凹部とは左操舵用凹部に隣接し、その各第１圧油排出用凹部に隣接する左右操舵用凹部は圧油供給用凹部の両隣に配置され、その圧油供給用凹部に隣接する右操舵用凹部は左操舵用凹部に隣接する第１圧油排出用凹部に隣接し、その圧油供給用凹部に隣接する左操舵用凹部は右操舵用凹部に隣接する第１圧油排出用凹部に隣接するのが好ましい。
【００１９】
また、本発明の油圧パワーステアリング装置において、その第１バルブ部材の内周に形成される凹部は１２ケとされ、その第２バルブ部材の外周に形成される凹部は１２ケとされ、それら凹部は、ポンプに接続される４ケの圧油供給用凹部と、タンクに接続される４ケの第１圧油排出用凹部と、運転条件に応じ自身の絞り部の流路面積を変化させる可変絞り弁を介してタンクに接続される４ケの第２圧油排出用凹部と、油圧アクチュエータの右操舵補助力発生用油室に接続される２ケの右操舵用凹部と、油圧アクチュエータの左操舵補助力発生用油室に接続される２ケの左操舵用凹部と、８ケの連絡用凹部とを構成し、各第２圧油排出用凹部の両隣に連絡用凹部が配置され、各第２圧油排出用凹部の両隣の連絡用凹部の一方は第１圧油排出用凹部に隣接すると共に他方は圧油供給用凹部に隣接し、各連絡用凹部に隣接する圧油供給用凹部は第１圧油排出用凹部の両隣の左右圧油供給用凹部に隣接するのが好ましい。
【００２０】
【作用】
本発明の油圧パワーステアリング装置によれば、第２の組に属する絞り部は、圧油供給用凹部と連絡用凹部との間、および、圧油供給用凹部に隣接する連絡用凹部と第２圧油排出用凹部との間に位置し、各第２圧油排出用凹部の両隣に連絡用凹部が配置され、各第２圧油排出用凹部の両隣の連絡用凹部の一方は第１圧油排出用凹部に隣接すると共に他方は圧油供給用凹部に隣接する。よって、低速走行時や据え切り時に可変絞り弁の自身の絞り部を全閉としても、第２の組に属する絞り部において圧油を流動させることができる。しかも、その可変絞り弁の自身の絞り部を全閉とした場合、第２の組に属する絞り部において流動する圧油は、第２圧油排出用凹部と一方の連絡用凹部との間の第１の組に属する絞り部、および、その一方の連絡用凹部と第１圧油排出用凹部との間の第１の組に属する絞り部を介して第１圧油排出用凹部に至るので、第１の組に属する絞り部の流路面積変化のみに応じて油圧シリンダ２０に作用する油圧を制御できる。これにより、低速走行時や据え切り時における各バルブ部材に対する油圧の作用位置を増加させるために、各バルブ部材に形成する凹部の数を、従来よりも少なくすることができる。例えば、その低速走行時や据え切り時における油圧の作用位置を４位置とするのに、従来であれば各バルブ部材それぞれに形成する凹部の数を１６ケとする必要があったのに対し、請求項２に記載の構成によれば１０ケでよく、請求項３に記載の構成によれば１２ケでよい。
【００２１】
【第１実施例】
以下、図１〜図５を参照して第１実施例を説明する。
【００２２】
図１に示すラックピニオン式油圧パワーステアリング装置１は、車両のハンドル（図示省略）に連結される入力軸２と、この入力軸２にトーションバー６を介し連結される出力軸３を備えている。そのトーションバー６は、ピン４により入力軸２に連結され、セレーション５により出力軸３に連結されている。その入力軸２は、ベアリング８を介しバルブハウジング７により支持され、また、ベアリング１２を介し出力軸３により支持されている。その出力軸３はベアリング１０、１１を介しラックハウジング９により支持されている。その出力軸３にピニオン１５が形成され、このピニオン１５に噛み合うラック１６に操舵用車輪（図示省略）が連結される。これにより、操舵による入力軸２の回転は、トーションバー６を介してピニオン１５に伝達され、このピニオン１５の回転によりラック１６は車両幅方向に移動し、このラック１６の移動により車両の操舵がなされる。なお、入出力軸２、３とハウジング７との間にはオイルシール４２、４３が介在する。また、ラック１６を支持するサポートヨーク４０がバネ４１の弾性力によりラック１６に押し付けられている。
【００２３】
操舵補助力発生用油圧アクチュエータとして油圧シリンダ２０が設けられている。この油圧シリンダ２０は、ラックハウジング９により構成されるシリンダチューブと、ラック１６に一体化されるピストン２１を備えている。そのピストン２１により仕切られる油室２２、２３に操舵方向と操舵抵抗に応じて圧油を供給するため、ロータリー式油圧制御バルブ３０が設けられている。
【００２４】
その制御バルブ３０は、バルブハウジング７に相対回転可能に挿入されている筒状の第１バルブ部材３１と、この第１バルブ部材３１に同軸中心に相対回転可能に挿入されている第２バルブ部材３２とを備えている。その第１バルブ部材３１は出力軸３にピン２９により同行回転するよう連結されている。その第２バルブ部材３２は入力軸２と一体的に成形され、すなわち入力軸２の外周部により第２バルブ部材３２が構成され、第２バルブ部材３２は入力軸２と同行回転する。よって、第１バルブ部材３１と第２バルブ部材３２は、操舵抵抗に応じ前記トーションバー６がねじれることで同軸中心に相対回転する。
【００２５】
そのバルブハウジング７に、ポンプ７０に接続される入口ポート３４と、前記油圧シリンダ２０の一方の油室２２に接続される第１ポート３７と、他方の油室２３に接続される第２ポート３８と、直接にタンク７１に接続される第１出口ポート３６と、後述の可変絞り弁６０を介しタンク７１に接続される第２出口ポート６１とが設けられている。各ポート３４、３６、３７、３８、６１は、その第１バルブ部材３１と第２バルブ部材３２との内外周間の弁間流路２７を介し互いに接続されている。
【００２６】
すなわち、図２、図３に示すように、第１バルブ部材３１の内周に１０ケの凹部５０ａ、５０ｂ、５０ｃが周方向に関し互いに等間隔に形成され、第２バルブ部材３２の外周に１０ケの凹部５１ａ、５１ｂ、５１ｃが周方向に関し互いに等間隔に形成されている。図４は実線により第２バルブ部材３２の展開図を示し、鎖線により第１バルブ部材３１に形成された凹部５０ａ、５０ｂ、５０ｃを示す。第１バルブ部材３１に形成された凹部５０ａ、５０ｂ、５０ｃの間に第２バルブ部材３２に形成された凹部５１ａ、５１ｂ、５１ｃが位置する。
【００２７】
その第１バルブ部材３１に形成された凹部は、３ケの右操舵用凹部５０ａと、３ケの左操舵用凹部５０ｂと、４ケの連絡用凹部５０ｃとを構成する。各右操舵用凹部５０ａは、前記第１ポート３７を介して油圧シリンダ２０の右操舵補助力発生用油室２２に接続される。各左操舵用凹部５０ｂは前記第２ポート３８を介して油圧シリンダ２０の左操舵補助力発生用油室２３に接続される。
【００２８】
その第２バルブ部材３２に形成された凹部は、４ケの圧油供給用凹部５１ａと、４ケの第１圧油排出用凹部５１ｂと、２ケの第２圧油排出用凹部５１ｃとを構成する。各圧油供給用凹部５１ａは、前記入口ポート３４を介してポンプ７０に接続される。各第１圧油排出用凹部５１ｂは、入力軸２に形成された流路５２ａから入力軸２とトーションバー６との間を通り、入力軸２に形成された流路５２ｂ（図１参照）と第１出口ポート３６とを介しタンク７１に接続される。各第２圧油排出用凹部５１ｃは、前記第２出口ポート６１を介して可変絞り弁６０に接続される。
【００２９】
各第２圧油排出用凹部５１ｃの両隣に連絡用凹部５０ｃが配置され、各第２圧油排出用凹部５１ｃの両隣の連絡用凹部５０ｃの一方は第１圧油排出用凹部５１ｂに隣接すると共に他方は圧油供給用凹部５１ａに隣接し、一方の第２圧油排出用凹部５１ｃの両隣の各連絡用凹部５０ｃに隣接する第１圧油排出用凹部５１ｂと圧油供給用凹部５１ａとは右操舵用凹部５０ａに隣接し、他方の第２圧油排出用凹部５１ｃの両隣の各連絡用凹部５０ｃに隣接する第１圧油排出用凹部５１ｂと圧油供給用凹部５１ａとは左操舵用凹部５０ｂに隣接し、その各第１圧油排出用凹部５１ｂに隣接する左右操舵用凹部５０ａ、５０ｂは圧油供給用凹部５１ａの両隣に配置され、その圧油供給用凹部５１ａに隣接する右操舵用凹部５０ａは左操舵用凹部５０ｂに隣接する第１圧油排出用凹部５１ｂに隣接し、その圧油供給用凹部５１ａに隣接する左操舵用凹部５０ｂは右操舵用凹部５０ａに隣接する第１圧油排出用凹部５１ｂに隣接する。
【００３０】
その第１バルブ部材３１に形成された凹部５０ａ、５０ｂ、５０ｃの軸方向に沿う縁と第２バルブ部材３２に形成された凹部５１ａ、５１ｂ、５１ｃの軸方向に沿う縁との間が絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｅ′、Ｆ′、Ｇ′、Ｈ′を構成する。これにより、各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｅ′、Ｆ′、Ｇ′、Ｈ′はポンプ７０とタンク７１と油圧シリンダ２０とを接続する油路２７に配置されている。
【００３１】
図４に示すように、その第２バルブ部材３２に形成された凹部５１ａ、５１ｂ、５１ｃの軸方向に沿う縁は面取り部とされている。その圧油供給用凹部５１ａと連絡用凹部５０ｃとの間の絞り部Ｅ、Ｅ′における圧油供給用凹部５１ａの軸方向に沿う縁と、圧油供給用凹部５１ａに隣接する連絡用凹部５０ｃと第２圧油排出用凹部５１ｃとの間の絞り部Ｆ、Ｆ′における第２圧油排出用凹部５１ｃの軸方向に沿う縁（図２において△で囲む）の面取り部の幅をＷ、その他の第２バルブ部材３２に形成された凹部の軸方向に沿う縁（図２において○で囲む）の面取り部の幅をＷ′として、図３、図４に示すように、Ｗ＞Ｗ′とされている。
【００３２】
操舵抵抗のない状態（図２〜図４の状態）にある各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｅ′、Ｆ′、Ｇ′、Ｈ′を全閉するのに要する両バルブ部材３１、３２の相対回転角度（すなわち閉鎖角度）を互いに比較すると、図４に示すように、圧油供給用凹部５１ａと連絡用凹部５０ｃとの間の絞り部Ｅ、Ｅ′および圧油供給用凹部５１ａに隣接する連絡用凹部５０ｃと第２圧油排出用凹部５１ｃとの間の絞り部Ｆ、Ｆ′の閉鎖角度θｒは、他の絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｈ、Ｇ′、Ｈ′の閉鎖角度θｔよりも大きい。これにより、第１バルブ部材３１と第２バルブ部材３２との間の各絞り部は、複数の絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｈ、Ｇ′、Ｈ′からなる第１の組と、この第１の組に属する各絞り部よりも閉鎖角度の大きな複数の絞り部Ｅ、Ｅ′、Ｆ、Ｆ′からなる第２の組とに組分けされる。
【００３３】
その入力軸２と出力軸３は、路面から操舵用車輪を介し伝達される抵抗によるトーションバー６のねじれによって相対回転する。その相対回転により第１バルブ部材３１と第２バルブ部材３２とが相対回転することで、各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｅ′、Ｆ′、Ｇ′、Ｈ′の流路面積が変化し、油圧シリンダ２０が操舵方向と操舵抵抗に応じた操舵補助力を発生する。
【００３４】
すなわち、図２、図３は操舵が行なわれていない状態を示し、両バルブ部材３１、３２の間の各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｅ′、Ｆ′、Ｇ′、Ｈ′は全て開かれ、入口ポート３４と各出口ポート３６、６１とは弁間流路２７を介し連通し、ポンプ７０から制御バルブ３０に流入する油はタンク７１に還流し、操舵補助力は発生しない。
【００３５】
この状態から右方へ操舵することによって生じる操舵抵抗により両バルブ部材３１、３２が相対回転すると、圧油供給用凹部５１ａと右操舵用凹部５０ａとの間の絞り部Ａ、左操舵用凹部５０ｂと第１圧油排出用凹部５１ｂとの間の絞り部Ｄ、右操舵用凹部５０ａに隣接する圧油供給用凹部５１ａに隣接する連絡用凹部５０ｃと第２圧油排出用凹部５１ｃとの間の絞り部Ｆ、右操舵用凹部５０ａに隣接する第１圧油排出用凹部５１ｂと連絡用凹部５０ｃとの間の絞り部Ｈ、左操舵用凹部５０ｂに隣接する圧油供給用凹部５１ａと連絡用凹部５０ｃとの間の絞り部Ｅ′、および左操舵用凹部５０ｂに隣接する第１圧油排出用凹部５１ｂに隣接する連絡用凹部５０ｃと第２圧油排出用凹部５１ｃとの間の絞り部Ｇ′の流路面積が大きくなり、他の絞り部Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｇ、Ｆ′Ｈ′の流路面積が小さくなる。これにより、油圧シリンダ２０の右操舵補助力発生用油室２２に操舵方向と操舵抵抗に応じた圧力の圧油が供給され、また、左操舵補助力発生用油室２３からタンク７１に油が還流し、車両の右方への操舵補助力が油圧シリンダ２０からラック１６に作用する。
【００３６】
左方へ操舵すると第１バルブ部材３１と第２バルブ部材３２とが右方に操舵した場合と逆方向に相対回転し、絞り部Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｇ、Ｆ′Ｈ′の流路面積が大きくなり、他の絞り部Ａ、Ｄ、Ｆ、Ｈ、Ｅ′、Ｇ′の流路面積が小さくなるので、車両の左方への操舵補助力が油圧シリンダ２０からラック１６に作用する。
【００３７】
図１に示すように、その第２出口ポート６１に連通する可変絞り弁６０は、バルブハウジング７に形成された挿入孔６６に図中上下方向に変位可能に挿入されたスプール６２を有する。その挿入孔６６の各端はプラグ６８ａ、６８ｂにより閉鎖され、一方のプラグ６８ａにねじ込まれたバネ圧調節ネジ７９とスプール６２の上端との間に圧縮コイルバネ６９が挿入されている。そのスプール６２に電磁力を作用させるソレノイド６４と、このソレノイド６４の電磁力を車速に応じ制御する車速センサを有するコントローラ６３が設けられている。これにより、高速になるとスプール６２に作用する電磁力が小さくなりスプール６２は図中下方に変位し、低速になるとスプール６２に作用する電磁力が大きくなりスプール６２は図中上方に変位する。
【００３８】
そのスプール６２の外周に周溝６２ａが形成され、その挿入孔６６の内周に周溝６６ａが形成され、両周溝６２ａ、６６ａの間が可変絞り弁６０の自身の絞り部６７とされている。この絞り部６７の流路面積は、高速になってスプール６２が図中下方に変位すると大きくなり、低速になってスプール６２が上方に変位すると小さくなる。その絞り部６７の流路面積の最大値は、第２の組に属する絞り部Ｅ、Ｅ′、Ｆ、Ｆ′の全流路面積の最大値以上、若しくは絞り機能を奏さなくなるまで大きくされ、その絞り部６７の流路面積の最小値は、第２の組に属する絞り部Ｅ、Ｅ′、Ｆ、Ｆ′の全流路面積の最小値以下とされる。なお、各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｅ′、Ｆ′、Ｇ′、Ｈ′の流路面積は、操舵方向に応じて、両バルブ部材３１、３２の相対回転角度が大きくなる程に大きくなる場合と小さくなる場合とがある。その流路面積が、両バルブ部材３１、３２の相対回転角度が零の時の流路面積よりも大きくなると、各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｅ′、Ｆ′、Ｇ′、Ｈ′は実質的に絞り機能を奏することはない。よって、本明細書において「全流路面積」とは、その相対回転角度が大きくなる程に流路面積が小さくなる絞り部における流路面積の合計をいう。従って、第２の組に属する絞り部Ｅ、Ｅ′、Ｆ、Ｆ′の全流路面積の最大値とは、両バルブ部材３１、３２の相対回転角が大きくなる程に流路面積が小さくなる絞り部における最大値であり、右操舵時は絞り部Ｅ、Ｆ′の全流路面積の最大値をいい、左操舵時は絞り部Ｆ、Ｅ′の全流路面積の最大値をいう。また、第２の組に属する絞り部Ｅ、Ｅ′、Ｆ、Ｆ′の全流路面積の最小値とは、両バルブ部材３１、３２の相対回転角が大きくなる程に流路面積が小さくなる絞り部における最小値であり、右操舵時は絞り部Ｅ、Ｆ′の全流路面積の最小値をいい、左操舵時は絞り部Ｆ、Ｅ′の全流路面積の最小値をいい、全閉状態を含む。
【００３９】
その可変絞り弁６０の自身の絞り部６７と第２出口ポート６１とを連通する流路５８がバルブハウジング７に形成され、その絞り部６７とスプール６２の上方空間とを連通する通孔７５がスプール６６に形成され、そのスプール６２の上方空間と第１出口ポート３６とを連通する流路７６がバルブハウジング７に形成されている。これにより、図５に示す油圧回路が構成され、第２の組に属する絞り部Ｅ、Ｅ′、Ｆ、Ｆ′とタンク７１との間の油路の流路面積が、車速に応じた可変絞り弁６０の作動により変化する。なお、スプール６２の下方空間と上方空間とを連通するドレン通路７８が、そのスプール６２に形成されている。
【００４０】
上記構成によれば、低速走行時や据え切り時においては、スプール６２は図１において上方に変位し、このスプール６２の変位により可変絞り弁６０の自身の絞り部６７は全閉状態になる。よって、油圧シリンダ２０に作用する油圧は、第１の組の絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｈ、Ｇ′、Ｈ′の流路面積の変化に応じ制御され、図１０において一点鎖線で示すように、操舵入力トルクが小さく両バルブ部材３１、３２の相対回転角が小さくても、第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｈ、Ｇ′、Ｈ′の流路面積を小さくし、操舵補助力を発生させる油圧の増加割合を大きくし、低速走行時における操舵の高応答性を満足させることができる。
【００４１】
高速走行時においては、スプール６２は図１において下方に変位し、このスプール６２の変位により可変絞り弁６０の自身の絞り部６７の流路面積は、第２の組に属する絞り部Ｅ、Ｅ′、Ｆ、Ｆ′の全流路面積の最大値以上になる。よって、油圧シリンダ２０に作用する油圧は、第２の組の絞り部Ｅ、Ｅ′、Ｆ、Ｆ′の流路面積の変化と、第１の組の絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｈ、Ｇ′、Ｈ′の流路面積の変化との合成特性に応じ制御される。これにより、図１０において実線で示すように、操舵入力トルクを大きくして両バルブ部材３１、３２の相対回転角を大きくしない限り、第２の組に属する絞り部Ｅ、Ｅ′、Ｆ、Ｆ′の流路面積は小さくなることなく大きく保持され、操舵補助力を発生させる油圧の増加割合は小さいので、高速走行時における操舵の安定性を満足させることができる。
【００４２】
また、中速走行時においては、車速に応じて可変絞り弁６０の絞り部６７の開度が変化するので、操舵の高応答性と安定性とを満足させることができる。
【００４３】
【第２実施例】
以下、図６、図７を参照して第２実施例を説明する。なお、第２実施例においては、第１実施例と同様の構成は図面において第１実施例と同一符号を付して重複説明を省略し、相違点を説明する。
【００４４】
図６に示すように、第１バルブ部材３１の内周に１２ケの凹部５０ａ、５０ｂ、５０ｃが周方向に関し互いに等間隔に形成され、第２バルブ部材３２の外周に１２ケの凹部５１ａ、５１ｂ、５１ｃが周方向に関し互いに等間隔に形成されている。
【００４５】
その第１バルブ部材３１に形成された凹部は、２ケの右操舵用凹部５０ａと、２ケの左操舵用凹部５０ｂと、８ケの連絡用凹部５０ｃとを構成する。
【００４６】
その第２バルブ部材３２に形成された凹部は、４ケの圧油供給用凹部５１ａと、４ケの第１圧油排出用凹部５１ｂと、４ケの第２圧油排出用凹部５１ｃとを構成する。
【００４７】
各第２圧油排出用凹部５１ｃの両隣に連絡用凹部５０ｃが配置され、各第２圧油排出用凹部５１ｃの両隣の連絡用凹部５０ｃの一方は第１圧油排出用凹部５１ｂに隣接すると共に他方は圧油供給用凹部５１ａに隣接し、各連絡用凹部５０ｃに隣接する圧油供給用凹部５１ａは第１圧油排出用凹部５１ｂの両隣の左右操舵用凹部５０ａ、５０ｂに隣接する。
【００４８】
図６は操舵が行なわれていない状態を示し、この状態から右方へ操舵することによって生じる操舵抵抗により両バルブ部材３１、３２が相対回転すると、圧油供給用凹部５１ａと右操舵用凹部５０ａとの間の絞り部Ａ、左操舵用凹部５０ｂと第１圧油排出用凹部５１ｂとの間の絞り部Ｄ、右操舵用凹部５０ａに隣接する圧油供給用凹部５１ａに隣接する連絡用凹部５０ｃと第２圧油排出用凹部５１ｃとの間の絞り部Ｆ、右操舵用凹部５０ａに隣接する圧油供給用凹部５１ａに隣接する連絡用凹部５０ｃに隣接する第２圧油排出用凹部５１ｃに隣接する連絡用凹部５０ｃと第１圧油排出用凹部５１ｂとの間の絞り部Ｈ、左操舵用凹部５０ｂに隣接する圧油供給用凹部５１ａと連絡用凹部５０ｃとの間の絞り部Ｅ′、および左操舵用凹部５０ｂに隣接する圧油供給用凹部５１ａに隣接する連絡用凹部５０ｃに隣接する第２圧油排出用凹部５１ｃと連絡用凹部５０ｃとの間の絞り部Ｇ′の流路面積が大きくなり、他の絞り部Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｇ、Ｆ′Ｈ′の流路面積が小さくなる。これにより、油圧シリンダ２０の右操舵補助力発生用油室２２に操舵方向と操舵抵抗に応じた圧力の圧油が供給され、また、左操舵補助力発生用油室２３からタンク７１に油が還流し、車両の右方への操舵補助力が油圧シリンダ２０からラック１６に作用する。
【００４９】
左方へ操舵すると第１バルブ部材３１と第２バルブ部材３２とが右方に操舵した場合と逆方向に相対回転し、絞り部Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｇ、Ｆ′Ｈ′の流路面積が大きくなり、他の絞り部Ａ、Ｄ、Ｆ、Ｈ、Ｅ′、Ｇ′の流路面積が小さくなるので、車両の左方への操舵補助力が油圧シリンダ２０からラック１６に作用する。
【００５０】
他は第１実施例と同様の構成で、図７に示す油圧回路が構成され、第２の組に属する絞り部Ｅ、Ｅ′、Ｆ、Ｆ′とタンク７１との間の油路の流路面積が、車速に応じた可変絞り弁６０の作動により変化することで、第１実施例と同様の作用効果を奏する。
【００５１】
上記各実施例の構成によれば、第２の組に属する絞り部Ｅ、Ｅ′、Ｆ、Ｆ′は、圧油供給用凹部５１ａと連絡用凹部５０ｃとの間、および、圧油供給用凹部５１ａに隣接する連絡用凹部５０ｃと第２圧油排出用凹部５１ｃとの間に位置し、各第２圧油排出用凹部５１ｃの両隣に連絡用凹部５０ｃが配置され、各第２圧油排出用凹部５１ｃの両隣の連絡用凹部５０ｃの一方は第１圧油排出用凹部５１ｂに隣接すると共に他方は圧油供給用凹部５１ａに隣接する。よって、低速走行時や据え切り時に可変絞り弁６０の絞り部６７を全閉としても、第２の組に属する絞り部Ｅ、Ｅ′、Ｆ、Ｆ′において圧油を流動させることができる。しかも、その可変絞り弁６０の絞り部６７を全閉とした場合、第２の組に属する絞り部Ｅ、Ｅ′、Ｆ、Ｆ′において流動する圧油は、第２圧油排出用凹部５１ｃと一方の連絡用凹部５０ｃとの間の第１の組に属する絞り部Ｇ、Ｇ′、および、その一方の連絡用凹部５０ｃと第１圧油排出用凹部５１ｂとの間の第１の組に属する絞り部Ｈ、Ｈ′を介して第１圧油排出用凹部５１ｂに至るので、第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｈ、Ｇ′、Ｈ′の流路面積変化のみに応じて油圧シリンダ２０に作用する油圧を制御できる。これにより、低速走行時や据え切り時における各バルブ部材に対する油圧の作用位置を増加させるために、各バルブ部材３１、３２に形成する凹部の数を、従来よりも少なくすることができる。すなわち、その低速走行時や据え切り時における油圧の作用位置を４位置とするのに、従来であれば各バルブ部材それぞれに形成する凹部の数を１６ケとする必要があったのに対し、第１実施例によれば１０ケでよく、第２実施例によれば１２ケでよい。これにより、加工コストの増大や装置の大型化を招くことなく、バルブ部材３１、３２の変形による作動不良と流動音の発生とを防止できる。
【００５２】
なお、本発明は上記各実施例に限定されるものではない。例えば、上記実施例では本発明をラックピニオン式油圧パワーステアリング装置に適用したが、例えばボールスクリュー式油圧パワーステアリング装置にも適用することができる。また、上記実施例では可変絞り弁の流路面積を車速に応じ変化させたが、例えば操舵角のような他の運転条件に応じ変化させてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の油圧パワーステアリング装置によれば、加工コストの増大や装置の大型化を招くことなく、バルブ部材の変形による作動不良と流動音の発生とを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の油圧パワーステアリング装置の縦断面図
【図２】第１実施例の制御バルブの横断面構造の説明図
【図３】第１実施例の制御バルブの展開図
【図４】第１実施例の制御バルブの要部の拡大図
【図５】第１実施例の油圧パワーステアリング装置の油圧回路を示す図
【図６】第２実施例の制御バルブの横断面構造の説明図
【図７】第２実施例の油圧パワーステアリング装置の油圧回路を示す図
【図８】従来例の制御バルブの横断面構造の説明図
【図９】従来例の油圧パワーステアリング装置の油圧回路を示す図
【図１０】油圧パワーステアリング装置における入力トルクと油圧との関係及び両バルブ部材の相対回転角と油圧との関係を示す図
【符号の説明】
２０ 油圧シリンダ
３０ 油圧制御バルブ
３１ 第１バルブ部材
３２ 第２バルブ部材
５０ａ 右操舵用凹部
５０ｂ 左操舵用凹部
５０ｃ 連絡用凹部
５１ａ 圧油供給用凹部
５１ｂ 第１圧油排出用凹部
５１ｃ 第２圧油排出用凹部
６０ 可変絞り弁
７０ ポンプ
７１ タンク
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｅ′、Ｆ′、Ｇ′、Ｈ′ 絞り部

Claims (3)

1. 操舵補助力発生用油圧アクチュエータと、
   油圧制御バルブとを備え、
   その油圧制御バルブは、筒状の第１バルブ部材と、この第１バルブ部材に操舵抵抗に応じ相対回転可能に挿入される第２バルブ部材とを有し、
   両バルブ部材の間は、その操舵補助力発生用油圧アクチュエータをポンプとタンクとに接続する油路とされ、
   その第１バルブ部材の内周に複数の凹部が互いに周方向の間隔をおいて形成され、その第２バルブ部材の外周に複数の凹部が互いに周方向の間隔をおいて形成され、その第１バルブ部材に形成された凹部の間に第２バルブ部材に形成された凹部が位置し、
   それら凹部は、ポンプに接続される複数の圧油供給用凹部と、タンクに接続される複数の第１圧油排出用凹部と、運転条件に応じ自身の絞り部の流路面積を変化させる可変絞り弁を介してタンクに接続される複数の第２圧油排出用凹部と、油圧アクチュエータの右操舵補助力発生用油室に接続される複数の右操舵用凹部と、油圧アクチュエータの左操舵補助力発生用油室に接続される複数の左操舵用凹部と、複数の連絡用凹部とを構成し、
   その第１バルブ部材に形成された凹部の軸方向に沿う縁と第２バルブ部材に形成された凹部の軸方向に沿う縁との間が絞り部を構成し、各絞り部は、操舵方向と操舵抵抗に応じた両バルブ部材の相対回転により操舵補助力を付与できるように前記油路に配置される油圧パワーステアリング装置において、
   各第２圧油排出用凹部の両隣に連絡用凹部が配置され、各第２圧油排出用凹部の両隣の連絡用凹部の一方は第１圧油排出用凹部に隣接すると共に他方は圧油供給用凹部に隣接し、
   圧油供給用凹部と連絡用凹部との間の絞り部と、圧油供給用凹部に隣接する連絡用凹部と第２圧油排出用凹部との間の絞り部とは第２の組に属し、他の絞り部は第１の組に属し、第２の組に属する絞り部の閉鎖角度は第１の組に属する絞り部の閉鎖角度よりも大きくされている油圧パワーステアリング装置。
2. その第１バルブ部材の内周に形成される凹部は１０ケとされ、その第２バルブ部材の外周に形成される凹部は１０ケとされ、
   それら凹部は、ポンプに接続される４ケの圧油供給用凹部と、タンクに接続される４ケの第１圧油排出用凹部と、運転条件に応じ自身の絞り部の流路面積を変化させる可変絞り弁を介してタンクに接続される２ケの第２圧油排出用凹部と、油圧アクチュエータの右操舵補助力発生用油室に接続される３ケの右操舵用凹部と、油圧アクチュエータの左操舵補助力発生用油室に接続される３ケの左操舵用凹部と、４ケの連絡用凹部とを構成し、
   各第２圧油排出用凹部の両隣に連絡用凹部が配置され、各第２圧油排出用凹部の両隣の連絡用凹部の一方は第１圧油排出用凹部に隣接すると共に他方は圧油供給用凹部に隣接し、一方の第２圧油排出用凹部の両隣の各連絡用凹部に隣接する第１圧油排出用凹部と圧油供給用凹部とは右操舵用凹部に隣接し、他方の第２圧油排出用凹部の両隣の各連絡用凹部に隣接する第１圧油排出用凹部と圧油供給用凹部とは左操舵用凹部に隣接し、その各第１圧油排出用凹部に隣接する左右操舵用凹部は圧油供給用凹部の両隣に配置され、その圧油供給用凹部に隣接する右操舵用凹部は左操舵用凹部に隣接する第１圧油排出用凹部に隣接し、その圧油供給用凹部に隣接する左操舵用凹部は右操舵用凹部に隣接する第１圧油排出用凹部に隣接する請求項１に記載の油圧パワーステアリング装置。
3. その第１バルブ部材の内周に形成される凹部は１２ケとされ、その第２バルブ部材の外周に形成される凹部は１２ケとされ、
   それら凹部は、ポンプに接続される４ケの圧油供給用凹部と、タンクに接続される４ケの第１圧油排出用凹部と、運転条件に応じ自身の絞り部の流路面積を変化させる可変絞り弁を介してタンクに接続される４ケの第２圧油排出用凹部と、油圧アクチュエータの右操舵補助力発生用油室に接続される２ケの右操舵用凹部と、油圧アクチュエータの左操舵補助力発生用油室に接続される２ケの左操舵用凹部と、８ケの連絡用凹部とを構成し、
   各第２圧油排出用凹部の両隣に連絡用凹部が配置され、各第２圧油排出用凹部の両隣の連絡用凹部の一方は第１圧油排出用凹部に隣接すると共に他方は圧油供給用凹部に隣接し、各連絡用凹部に隣接する圧油供給用凹部は第１圧油排出用凹部の両隣の左右圧油供給用凹部に隣接する請求項１に記載の油圧パワーステアリング装置。

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