JP3776271B2 - 位置決め機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステッピングモータにより駆動されるネジ部材の回転により直線的に移動する部材の位置決め機構に関し、例えば、油圧パワーステアリング装置における可変絞り弁のスプールの位置決めに用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
油圧パワーステアリング装置において用いられる可変絞り弁として、ハウジングに軸方向に沿って直線的に移動可能に挿入されるスプールと、そのスプールにねじ合わされるネジ部材と、そのネジ部材に回転伝達可能に連結される駆動シャフトを回転駆動するステッピングモータと、そのネジ部材の回転時における移動部材の連れ回り防止手段と、そのネジ部材の回転によるスプールの一方向への移動を阻止可能なストッパーと、そのスプールの移動によって開度が変化する可変絞り部とを備えるものが用いられている。
【０００３】
その絞り部の開度をモータの回転ステップに応じて正確に制御するため、そのモータの一方向への回転時におけるスプールの移動をストッパーにより阻止することで原点出しを行い、その原点出し後におけるモータの他方向への回転ステップに応じてスプールを位置決めし、この位置決めにより可変絞り部の開度を決定している。
【０００４】
従来、上記駆動シャフトからネジ部材に回転を伝達するため、その駆動シャフトとネジ部材の中の一方に軸直交方向断面が非円形の挿入部を設け、その挿入部を他方に設けられた受け部に回転伝達可能に嵌め合わせていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の構成では、上記原点出しに際して打撃音が発生するという問題があった。すなわち、従来の構成では、駆動シャフトの軸心とネジ部材の軸心との同心精度の誤差を吸収するため、その挿入部は受け部に径方向の隙間を介して嵌め合わされている。また、原点出しに際しては、スプールがストッパーに接する位置まで確実に移動するように、モータに送られる駆動パルス数は、スプールの移動がストッパーにより阻止された後も幾分かはモータに送られるように設定される。そうすると、スプールの移動がストッパーにより阻止された後にモータに送られるパルスにより、その挿入部と受け部との間の径方向の隙間分だけモータが回転しようとするため、駆動シャフトとネジ部材とが衝突して打撃音が発生していた。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決することのできる位置決め機構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】
本発明は、直線的に移動可能な移動部材と、その移動部材にねじ合わされるネジ部材と、そのネジ部材に回転伝達可能に連結される駆動シャフトを回転駆動するステッピングモータと、そのネジ部材の回転時における移動部材の連れ回り防止手段と、そのネジ部材の回転による前記移動部材の一方向への直線的移動を阻止可能なストッパーとを備え、そのモータを一方向に回転駆動することによる前記移動部材の移動を前記ストッパーにより阻止することで原点出しが行われ、この原点出し後におけるモータの他方向への回転ステップに応じて前記移動部材が位置決めされる位置決め機構であって、前記駆動シャフトとネジ部材が弾性体を介して回転伝達可能に嵌め合わされることを特徴とする。
その原点出しに際しては、移動部材がストッパーに接する位置まで確実に移動するように、ステッピングモータに送られる駆動パルス数は、移動部材の移動がストッパーにより阻止された後も幾分かはモータに送られるように設定される。この際、移動部材の移動がストッパーにより阻止された後にモータに送られるパルスにより、モータが回転しようとしても、そのモータにより駆動される駆動シャフトとネジ部材との間に弾性体が介在するので、駆動シャフトとネジ部材との衝突による打撃音の発生を防止できる。
その弾性体を介する駆動シャフトとネジ部材との嵌め合わせは、圧入であってもよいし径方向の隙間を介するものでもよい。圧入する場合でも、その弾性体の弾性変形により駆動シャフトの軸心とネジ部材の軸心との同心精度の誤差を吸収できる。その弾性体は駆動シャフトおよびネジ部材とは別体であってもよいし、駆動シャフトおよびネジ部材の中の一方あるいは双方に一体化されてもよい。その弾性体としては、バネ、ゴム、樹脂等を用いることができる。
なお、その駆動シャフトとネジ部材との嵌め合わせは、例えば、その駆動シャフトとネジ部材の中の一方に軸直交方向断面が非円形の挿入部を設け、その挿入部を他方に形成された受け部に弾性体を介して回転伝達可能に嵌め合わせる。
【０００８】
その移動部材は可変絞り弁のハウジングに挿入されるスプールを構成し、そのスプールの軸方向に沿う直線的移動によって開度が変化する可変絞り部が設けられ、前記原点出し後におけるモータの他方向への回転ステップに応じた前記スプールの位置決めにより、その可変絞り部の開度が決定されるのが好ましい。
この構成により、本発明の位置決め機構を可変絞り弁に適用し、可変絞り部の開度決定のための原点出し時における打撃音の発生を防止できる。
【０００９】
操舵抵抗に応じて開度が変化する複数の絞り部を有する油圧制御弁を備え、その絞り部の開度変化に応じて操舵補助力発生用油圧アクチュエータに作用する油圧が変更され、その油圧制御弁における複数の絞り部は互いに並列とされた第１の組に属するものと第２の組に属するものとに組分けされ、第２の組に属する絞り部を閉鎖するのに要する操舵抵抗は第１の組に属する絞り部を閉鎖するのに要する操舵抵抗よりも大きくされ、第１の組に属する絞り部により制御される圧油流量の第２の組に属する絞り部により制御される圧油流量に対する割合を変化させることができるように、その第２の組に属する絞り部と直列に請求項２に記載の可変絞り弁が接続され、車両の運転条件に応じた数のパルスが前記制御装置からモータに送られるのが好ましい。
この構成によれば、車両の運転条件に応じて、第１の組に属する絞り部により制御される圧油流量の第２の組に属する絞り部により制御される圧油流量に対する割合が変化する。第２の組に属する絞り部により制御される圧油流量の割合が増加すると、操舵抵抗に抗して絞り部を閉鎖するのに要する操舵トルクが大きくなり、走行安定性を向上できる。第１の組に属する絞り部により制御される圧油流量の割合が増加すると、操舵抵抗に抗して絞り部を閉鎖するのに要する操舵トルクが小さくなり、旋回性能を向上できる。この操舵特性を、本発明の位置決め機構が適用された可変絞り弁を用いることで奏することができる。よって、その可変絞り部の開度決定のための原点出し時における打撃音の発生を防止でき、ドライバーに不安心理が生じるのを防止できる。
【００１０】
その駆動シャフトは、円柱状の本体と、軸直交方向断面が非円形で中心に孔を有する金属製挿入部とから構成され、その本体は、その挿入部の中心孔に圧入され、そのネジ部材は、軸方向に沿って二股状に延びる受け部を有し、その受け部の相対向する内面の間に上記挿入部が配置され、前記弾性体として、その挿入部の外面における少なくとも受け部の内面に接する部分を被覆するゴム製コーティング材が設けられているのが好ましい。これにより、金属製の挿入部によりトルクを受けると共に、ゴム製のコーティング材により打撃音の発生を防止できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に示す本発明の実施形態の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、ブッシュ１２を介して出力軸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を介してラックハウジング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の弾力によりラック１６に押し付けられている。
【００１２】
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弁３０が設けられている。
【００１３】
その制御弁３０は、バルブハウジング７に相対回転可能に挿入される筒状の第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る第２バルブ部材３２とを備える。その第１バルブ部材３１は出力軸３にピン２９を介して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の外周部と一体的に成形され、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、操舵抵抗に応じて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。
【００１４】
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を介してタンク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との内外周間の流路を介して互いに接続されている。
【００１５】
すなわち、図３、図４に示すように、第１バルブ部材３１の内周に溝５０ａ、５０ｂ、５０ｃが、周方向に等間隔をおいた１２箇所に形成されている。また、第２バルブ部材３２の外周に溝５１ａ、５１ｂ、５１ｃが、周方向に等間隔をおいた１２箇所に形成されている。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に形成された溝５０ａ、５０ｂ、５０ｃを示す。第１バルブ部材３１に形成された溝５０ａ、５０ｂ、５０ｃの間に第２バルブ部材３２に形成された溝５１ａ、５１ｂ、５１ｃが位置する。
【００１６】
その第１バルブ部材３１に、３つの右操舵用溝５０ａと、３つの左操舵用溝５０ｂと、６つの連絡用溝５０ｃとが形成されている。その右操舵用溝５０ａは、第１バルブ部材３１に形成された流路５３と第１ポート３７とを介し油圧シリンダ２０の右操舵補助力発生用油室２２に接続され、互いに周方向に１２０°離れて配置される。その左操舵用溝５０ｂは、第１バルブ部材３１に形成された流路５４と第２ポート３８とを介し油圧シリンダ２０の左操舵補助力発生用油室２３に接続され、互いに周方向に１２０°離れて配置される。
【００１７】
その第２バルブ部材３２に、６つの圧油供給用溝５１ａと、３つの第１圧油排出用溝５１ｂと、３つの第２圧油排出用溝５１ｃとが形成されている。その圧油供給用溝５１ａは、第１バルブ部材３１に形成された圧油供給路５５と入口ポート３４とを介しポンプ７０に接続され、互いに周方向に６０°離れて配置される。その第１圧油排出用溝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、互いに周方向に１２０°離れて配置される。その第２圧油排出用溝５１ｃは、第１バルブ部材３１に形成された流路５９と第２出口ポート６１とを介し可変絞り弁６０に接続され、互いに周方向に１２０°離れて配置される。
【００１８】
各第１圧油排出用溝５１ｂは右操舵用溝５０ａと左操舵用溝５０ｂの間に配置され、各第２圧油排出用溝５１ｃは連絡用溝５０ｃの間に配置され、右操舵用溝５０ａと連絡用溝５０ｃとの間および左操舵用溝５０ｂと連絡用溝５０ｃとの間に圧油供給用溝５１ａは配置される。
【００１９】
その第１バルブ部材３１に形成された溝５０ａ、５０ｂ、５０ｃの軸方向に沿う縁と第２バルブ部材３２に形成された溝５１ａ、５１ｂ、５１ｃの軸方向に沿う縁との間が絞り部Ａ、Ａ′、Ｂ、Ｂ′、Ｃ、Ｃ′、Ｄ、Ｄ′を構成する。これにより、各絞り部Ａ、Ａ′、Ｂ、Ｂ′、Ｃ、Ｃ′、Ｄ、Ｄ′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。
【００２０】
図５に示すように、その第２バルブ部材３２に形成された溝５１ａ、５１ｂ、５１ｃの軸方向に沿う縁は面取り部とされている。その圧油供給用溝５１ａと連絡用溝５０ｃとの間の絞り部Ａ′、Ｃ′における圧油供給用溝５１ａの軸方向に沿う縁（図３において□で囲む）の面取り部の幅をＷ、連絡用溝５０ｃと第２圧油排出用溝５１ｃとの間の絞り部Ｂ′、Ｄ′における第２圧油排出用溝５１ｃの軸方向に沿う縁（図３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に形成された溝の軸方向に沿う縁（図３において○で囲む）の面取り部の幅をＷ″として、図４、図５に示すように、Ｗ＞Ｗ′＞Ｗ″とされている。操舵抵抗のない状態（図４、図５の状態）から各絞り部Ａ、Ａ′、Ｂ、Ｂ′、Ｃ、Ｃ′、Ｄ、Ｄ′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、絞り部Ａ′、Ｃ′の閉鎖角度θｒは絞り部Ｂ′、Ｄ′の閉鎖角度θｓよりも大きく、両閉鎖角度θｒ、θｓは、他の各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ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からなる第１の組と、第１の組に属する各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄよりも閉鎖角度の大きな複数の絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′からなる第２の組とに組分けされ、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′を閉鎖するのに要する操舵抵抗は第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを閉鎖するのに要する操舵抵抗よりも大きくされる。また、第２の組に属する絞り部は、絞り部Ｂ′、Ｄ′と、この絞り部Ｂ′、Ｄ′よりも閉鎖角度の大きな絞り部Ａ′、Ｃ′の２種類とされる。
【００２１】
その入力軸２と出力軸３は、路面から車輪を介して伝達される操舵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、Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面積すなわち開度が変化する。すなわち、操舵抵抗に応じて複数の絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の開度が変化する。その開度変化に応じて油圧シリンダ２０に作用する油圧が変更されることで、操舵抵抗に応じた操舵補助力が発生する。
【００２２】
図４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の間の絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′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。
【００２３】
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、図３に示すように、絞り部Ａ、Ａ′の開度が大きくなり、絞り部Ｂ、Ｂ′の開度が小さくなり、絞り部Ｃ、Ｃ′の開度が小さくなり、絞り部Ｄ、Ｄ′の開度が大きくなる。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、車両の右方への操向補助力が油圧シリンダ２０からラック１６に作用する。
【００２４】
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Ａ、Ａ′の開度が小さくなり、絞り部Ｂ、Ｂ′の開度が大きくなり、絞り部Ｃ、Ｃ′の開度が大きくなり、絞り部Ｄ、Ｄ′の開度が小さくなるので、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。
【００２５】
図１、図６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に接続される第２バルブハウジング７′と、この第２バルブハウジング７′に形成された挿入孔６６に軸方向（図１、図６において上下方向）に沿って直線的に移動可能に挿入されたスプール（移動部材）６２と、そのスプール６２にねじ合わされるネジ部材６４と、そのネジ部材６４に回転伝達可能に連結される駆動シャフト８０ａを回転駆動するステッピングモータ８０とを有する。そのステッピングモータ８０は、車両に搭載されるコンピュータにより構成される制御装置（図示省略）から送られるパルスの数に応じて回転駆動される。
【００２６】
そのネジ部材６４の軸心はスプール６２の軸心と平行とされることで両軸心は互いに対して偏心され、これによりネジ部材６４の回転時におけるスプール６２の連れ回りが防止される。なお、両軸心を互いに一致させてもよく、この場合、例えばスプール６２の外周に形成する軸方向溝に軸方向相対移動可能に嵌め合わされる突起を第２バルブハウジング７′に設ける等してその連れ回りを防止すればよく、要は連れ回り防止手段が設けられていればよい。
【００２７】
そのステッピングモータ８０に接続される制御装置は、車両の運転条件として車速を検出するセンサ（図示省略）に接続され、検出した車速に応じた数のパルスをモータ８０に送る。これにより、車速に応じたステップだけモータ８０は回転駆動され、高速になるとネジ部材６４を一方向に回転させてスプール６２を図中上方に変位させ、低速になるとネジ部材６４を他方向に回転させてスプール６２を図中下方に変位させる。
【００２８】
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の間が可変絞り部６７とされている。その可変絞り部６７の開度は、そのスプール６２の軸方向に沿う直線的移動によって変化する。すなわち、その開度は高速になってスプール６２が図中上方に変位すると大きくなり、低速になってスプール６２が下方に変位すると小さくなる。
【００２９】
その挿入孔６６の内周の周溝６６ａと第２出口ポート６１とを連通する連絡流路５８が、第２バルブハウジング７′に形成されている。そのスプール６２の外周の周溝６２ａとスプール６２の通孔６２ｄとを連通する径方向孔６２ｃがスプール６２に形成されている。そのスプール６２の通孔６２ｄは、その挿入孔６６におけるスプール６２の下方空間に連絡する。そのスプール６２の下方空間と第１出口ポート３６とを連通する連絡流路７６が、スプール６２の径方向外方においてバルブハウジング７と第２バルブハウジング７′とに亘り形成されている。その連絡流路７６のバルブハウジング７に形成されている部分が、前記第２出口ポート６１と共に、そのバルブハウジング７への可変絞り弁６０の接続ポートを構成する。なお、スプール６２には通孔６２ｄと平行にドレン流路６２ｈが形成され、スプール６２の上方空間と下方空間とを接続する。
【００３０】
これにより、ポンプ７０から供給される圧油は、前記弁間流路２７および第２出口ポート６１から連絡流路５８に導かれ、この連絡流路５８から可変絞り部６７に至り、この可変絞り部６７から連絡流路７６、第１出口ポート３６を介しタンク７１に至る。よって、図２に示す油圧回路が構成される。すなわち、上記油圧制御弁３０における第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄと第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′とは互いに並列とされる。その第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′とタンク７１との間の油路に可変絞り弁６０の可変絞り部６７が配置される。その第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにより制御される圧油流量の第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′により制御される圧油流量に対する割合を変化させることができるように、その第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′と直列に可変絞り弁６０が接続される。
【００３１】
上記挿入孔６６の一端は、第２バルブハウジング７′にねじ込まれるストッパー６８により閉鎖される。その挿入孔６６の他端はカバー９６により閉鎖される。上記可変絞り部６７の開度を小さくするための軸方向一方へのスプール６２の直線的移動が、そのストッパー６８により阻止される。そのストッパー６８の第２バルブハウジング７′へのネジ込み量は変更可能とされ、これにより、このストッパー６８によるスプール６２の移動阻止位置は変更調節可能とされている。そのスプール６２とストッパー６８との間に、スプール６２のがたつき防止のために圧縮コイルバネ９０が配置されている。
【００３２】
図７の（１）、（２）に示すように、その駆動シャフト８０ａとネジ部材６４は弾性体を介して回転伝達可能に嵌め合わされている。本実施形態では、その嵌め合わは圧入とされている。
【００３３】
すなわち、その駆動シャフト８０ａは、円柱状の本体８０ａ′と、軸直交方向断面が非円形の挿入部８０ａ″とを有する。その本体８０ａ′は、本実施形態ではステッピングモータ８０の出力軸を構成する。その挿入部８０ａ″は中心孔を有する直方体状のブロックにより構成され、その中心孔に本体８０ａ′が圧入される。
【００３４】
そのネジ部材６４は、円柱状の本体６４′と、この本体６４′の一端に一体化されて軸直交方向断面が非円形の受け部６４″とを有し、その本体６４′の他端に形成される雄ねじ部を介してスプール６２にねじ合わされる。その受け部６４″は、本体６４′の一端に軸方向に沿って二股状に延びるように一体成形されている。この受け部６４″の相対向する内面Ｕ１、Ｕ２は互いに平行とされる。その二股状の受け部６４″の間に上記挿入部８０ａ″が配置され、その受け部６４″の内面Ｕ１、Ｕ２に、挿入部８０ａ″における互いに平行な外面Ｓ１、Ｓ２が互いに間隔をおいて対向する。
【００３５】
本実施形態では、その弾性体は板バネ８２とされ、一対の波板部８２ａ、８２ｂと、両波板部８２ａ、８２ｂを連結する連結部８２ｃとを有する。各波板部８２ａ、８２ｂは、受け部６４″の内面Ｕ１、Ｕ２と挿入部８０ａ″の外面Ｓ１、Ｓ２とにより挟まれることで弾性変形している。その連結部８２ｃは、ネジ部材６４の本体６４′の端面と挿入部８０ａ″の端面との間に配置される。なお、駆動シャフト８０ａの本体８０ａ′の先端は、ネジ部材６４の本体６４′の端面において開口する穴６４ａに径方向の隙間を介して挿入される。そのため、その板バネ８１の連結部８２ｃに、駆動シャフト８０ａの本体８０ａ′の挿通穴８２ｃ′が形成されている。なお、その隙間の寸法は、駆動シャフト８０ａの軸心とネジ部材６４の軸心との同心精度の公差以上とされている。
【００３６】
上記構成において、車両のエンジン始動当初においては、そのモータ８０を一方向に一定ステップだけ回転駆動することによるスプール６２の移動を、上記ストッパー６８により阻止することで原点出しが行われる。すなわち、上記制御装置からの一定パルス数に応じてモータ８０を一方向に一定ステップだけ回転駆動し、これによるスプール６２の移動をストッパー６８により阻止した位置を原点とする。この原点出し後におけるモータ８０の他方向への回転ステップに応じてスプール６２が位置決めされる。このスプール６２の位置決めにより、上記可変絞り部６７の開度が決定される。そのストッパー６８によるスプール６２の移動阻止位置、すなわち原点位置を変更調節できるので、その可変絞り部６７の開度をモータ８０の回転ステップに対応させた所望値に調節できる。
【００３７】
その可変絞り部６７の開度決定のための原点出しに際してモータ８０を一方向に回転させるための一定パルス数は、スプール６２を確実に原点に位置させるため、スプール６２の移動がストッパー６８により阻止された原点出し後も幾分かはモータ８０に送られるように設定される。この際、スプール６２の移動がストッパー６８により阻止された後にモータ８０に送られるパルスにより、モータ８０が回転しようとしても、そのモータ８０により駆動される駆動シャフト８０ａとネジ部材６４との間に板バネ８２が介在するので、駆動シャフト８０ａとネジ部材６４との衝突による打撃音の発生を防止できる。これにより、ドライバーに不安心理が生じるのを防止できる。その板バネ８２を介する駆動シャフト８０ａとネジ部材６４との嵌め合わせは圧入とされ、その板バネ８２の弾性変形により駆動シャフト８０ａの軸心とネジ部材６４の軸心との同心精度の誤差が吸収される。
【００３８】
その可変絞り部６７の流路面積の最大値は、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面積の最大値（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特性における最大値である。すなわち、右操舵時は絞り部Ｂ′、Ｃ′の合計流路面積の最大値をいい、左操舵時は絞り部Ａ′、Ｄ′の合計流路面積の最大値をいう。以下「流路面積の最大値」という場合は同旨）以上、若しくは絞り機能を奏さなくなるまで大きくされている。その可変絞り部６７の流路面積の最小値は、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面積の最小値（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特性における最小値である。すなわち、右操舵時は絞り部Ｂ′、Ｃ′の合計流路面積の最小値をいい、左操舵時は絞り部Ａ′、Ｄ′の合計流路面積の最小値をいい、全閉状態を含む。以下「流路面積の最小値」という場合は同旨）以下とされる。
【００３９】
図８において、実線Ｘは両バルブ部材３１、３２の相対回転角に対する第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの流路面積の変化特性（その相対回転角が大きくなる程に流路面積が小さくなる特性である。この場合、右操舵時は絞り部Ｂ、Ｃの合計流路面積の変化特性をいい、左操舵時は絞り部Ａ、Ｄの合計流路面積の変化特性をいう。以下「流路面積の変化特性」という場合は同旨）を示す。１点鎖線Ｕは、その相対回転角に対する第２の組に属する圧油供給用溝５１ａと連絡用溝５０ｃとの間の絞り部Ａ′、Ｃ′の流路面積の変化特性を示す。１点鎖線Ｖは、その相対回転角に対する第２の組に属する連絡用溝５０ｃと第２圧油排出用溝５１ｃとの間の絞り部Ｂ′、Ｄ′の流路面積の変化特性を示す。実線Ｙは、その絞り部Ａ′、Ｃ′の流路面積の変化特性と絞り部Ｂ′、Ｄ′の流路面積の変化特性を合成した特性を示す。破線Ｒは可変絞り部６７の中速走行時における流路面積を示す。
【００４０】
低速走行時においては、スプール６２は図１、図６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の流路面積の変化特性線Ｘに応じ制御される。この場合、図９において一点鎖線αで示すように、操舵抵抗に対応する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の開度は小さいので、操舵入力トルクの変化に対して油圧が殆ど変化することのない不感帯域を小さくし、操舵の高応答性を満足させて旋回性能を向上できる。
【００４１】
高速走行時においては、スプール６２は図１、図６において上方に変位し、このスプール６２の変位によって可変絞り部６７の流路面積は、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の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Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面積の変化特性線Ｙ及び第１の組の絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの流路面積の変化特性線Ｘの合成特性に応じ制御される。この場合、図９において実線βで示すように、操舵入力トルクが大きく、両バルブ部材３１、３２の相対回転角が大きくても、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の開度は大きいので、不感帯域は大きく、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】
中速走行時においては、スプール６２の変位により可変絞り部６７の流路面積は、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面積の最小値よりも大きく最大値よりも小さくなる。これにより、図８に示すように、第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの流路面積が最小値（本実施形態では全閉状態）になるまでの間（図８において両バルブ部材の相対回転角がθａになるまでの間）は、その第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの流路面積の変化特性線Ｘに可変絞り部６７の流路面積の特性線Ｒを合成した特性に応じた操舵補助力が付与される。第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが全閉状態になった時点から、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面積が可変絞り部６７の流路面積よりも小さくなるまでの間（図８において両バルブ部材の相対回転角がθａとθｂとの間）では、操舵補助力は可変絞り部６７の流路面積により定まる一定値になる。しかる後に、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面積が可変絞り部６７の流路面積よりも小さくなると、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面積の変化特性線Ｙに応じた操舵補助力が付与される。
【００４３】
その第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが全閉状態になった後に、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面積が可変絞り部６７の流路面積よりも小さくなるまでの間（θａ〜θｂの間）は、その第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′が全閉状態になる点と、第１の組に属する絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが全閉状態になる点との差（θｃ−θａ）を小さくすることなく、小さくされている。すなわち、絞り部Ｂ′、Ｄ′が絞り部Ａ′、Ｃ′と同様に図中１点鎖線Ｕで示す相対回転角に対する流路面積変化特性を有すると仮定すると、相対回転角に対する第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面積の変化特性は、図８において２点鎖線Ｍで示すものになる。そうすると、第２の組に属する絞り部Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′の流路面積が可変絞り部６７の流路面積よりも小さくなるまでの間（両バルブ部材の相対回転角がθａとθｄとの間）は大きくなるので、図９において２点鎖線で示すように、操舵補助力を操舵抵抗に応じ制御できない領域Ｌが大きくなる。これに対し、上記実施形態では、絞り部Ｂ′、Ｄ′の閉鎖角度θｓは絞り部Ａ′、Ｃ′の閉鎖角度θｒよりも小さいので、中速走行時において操舵補助力を操舵抵抗に応じ制御できない領域を小さくできる。しかも、絞り部Ｂ′、Ｄ′が全閉状態になる点（図８において両バルブ部材の相対回転角がθｅの点）では、絞り部Ａ′、Ｃ′は未だ閉じていないので、操舵補助力を操舵抵抗に応じ制御できる領域は小さくなることはない。
【００４４】
図１０の（１）、（２）は上記実施形態の第１変形例を示す。上記実施形態との相違は、弾性体として板バネ８２に代えて、弾性を有する合成樹脂製コーティング材８３により挿入部８０ａ″を被覆し、そのコーティング材８３を介する駆動シャフト８０ａとネジ部材６４の嵌め合わせは隙間を介してなされる点にある。そのコーティング材８３としては、例えばＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）を用い、その被覆厚さは１００μｍ以上とするのが好ましく、その被覆は例えばディップコーティングにより行う。なお、挿入部８０ａ″と共に、あるいは挿入部８０ａ″に代えて、受け部６４″を弾性を有する合成樹脂により被覆してもよい。他は上記実施形態と同様で、同一部分は同一符号で示す。
【００４５】
図１１の（１）、（２）は上記実施形態の第２変形例を示す。上記実施形態との相違は、弾性体として板バネ８２に代えて、挿入部８０ａ″に嵌め合わされる弾性を有する合成樹脂製の防振シート８４を用いた点にあり、その防振シート８４を介する駆動シャフト８０ａとネジ部材６４の嵌め合わせは圧入でもよく、隙間を介してなされてもよい点にある。その防振シート８４は、挿入部８０ａ″の外周と端面とを覆う。その防振シート８４の材質は例えばＰＴＦＥとされ、厚さは例えば０．２ｍｍ程度とされる。他は上記実施形態と同様で、同一部分は同一符号で示す。
【００４６】
図１２の（１）、（２）は上記実施形態の第３変形例を示す。上記実施形態との相違は、弾性体として板バネ８２に代えて、弾性を有するゴム製コーティング材８５により挿入部８０ａ″を被覆し、そのコーティング材８５を介する駆動シャフト８０ａとネジ部材６４の嵌め合わせは隙間を介してなされる点にある。そのコーティング材８５の被覆厚さは１００μｍ以上とするのが好ましく、その被覆は例えば焼け付けにより行う。また、挿入部８０ａ″における軸方向に沿う各縁は面取り部Ｃとされ、その縁に沿う領域でコーティング材８５の被覆厚さを大きくし、摩耗に対処されている。なお、挿入部８０ａ″と共に、あるいは挿入部８０ａ″に代えて、受け部６４″をゴム製コーティング材８５により被覆してもよい。また、そのゴム製コーティング材８５を介する駆動シャフト８０ａとネジ部材６４の嵌め合わせは圧入でもよい。また、ゴム製コーティング材８５は、その挿入部８０ａ″の外面における少なくとも受け部１２の内面Ｕ１、Ｕ２に接する部分を被覆すればよい。他は上記実施形態と同様で、同一部分は同一符号で示す。
【００４７】
図１３の（１）、（２）、図１４の（１）〜（３）は上記実施形態の第４変形例を示す。上記実施形態との相違は、弾性体として板バネ８２に代えて、弾性を有するゴム製コーティング材８６により金属製の挿入部８０ａ″を被覆し、そのコーティング材８６を介する駆動シャフト８０ａとネジ部材６４の嵌め合わせは隙間を介してなされる点にある。そのコーティング材８６の被覆厚さは１００μｍ以上とするのが好ましく、その被覆は例えば焼け付けにより行う。その挿入部８０ａ″の中心孔αは、両端側が中央側よりも大径とされ、その両端側の開口縁は正面視で八角形となる面取部Ｃ１とされている。また、その挿入部８０ａ″の外周は両端においては正面視で八角形とされ、その八角形の相対向する２辺から外方に向かう突出部βが両端間に形成されている。そのコーティング材８６は、駆動シャフト８０ａの軸直交断面の外周が長方形状とされ、これにより、受け部６４″の内面Ｕ１、Ｕ２に接する部分では摩耗に対処するために被覆厚さが大きくされている。なお、そのゴム製コーティング材８６を介する駆動シャフト８０ａとネジ部材６４の嵌め合わせは圧入でもよい。また、ゴム製コーティング材８６は、その挿入部８０ａ″の外面における少なくとも受け部６４″の内面Ｕ１、Ｕ２に接する部分を被覆すればよい。他は上記実施形態と同様で、同一部分は同一符号で示す。
【００４８】
本発明は上記実施形態や変形例に限定されない。例えば、車両の運転条件として車速以外の、例えば舵角に応じた数のパルスを制御装置からステッピングモータに送るようにしてもよい。駆動シャフトはステッピングモータの出力シャフトを構成するものに限定されず、例えばステッピングモータによりギア機構を介して回転駆動されるものであってもよい。また、本発明の位置決め機構を備えた可変絞り弁を油圧パワーステアリング装置以外の油圧回路において使用してもよい。さらに、本発明の用位置決め機構を可変絞り弁のスプール以外の移動部材の位置決めに用いてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、ステッピングモータによりネジ部材を介して直線的に駆動される移動部材の位置決め機構において、その移動部材の原点出しに際しての打撃音の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置の縦断面図
【図２】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置の油圧回路を示す図
【図３】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置における制御弁の横断面構造の説明図
【図４】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置における制御弁の展開図
【図５】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置における制御弁の部分拡大図
【図６】本発明の実施形態の可変絞り弁の縦断面図
【図７】本発明の実施形態の可変絞り弁における要部の（１）は半部断面図、（２）は平断面図
【図８】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置における制御弁の絞り部の開度とバルブ部材の相対回転角との関係を示す図
【図９】本発明の実施形態の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
【図１０】本発明の実施形態の第１変形例の可変絞り弁における要部の（１）は半部断面図、（２）は平断面図
【図１１】本発明の実施形態の第２変形例の可変絞り弁における要部の（１）は半部断面図、（２）は平断面図
【図１２】本発明の実施形態の第３変形例の可変絞り弁における要部の（１）は半部断面図、（２）は平断面図
【図１３】本発明の実施形態の第４変形例の可変絞り弁における要部の（１）は半部断面図、（２）は平断面図
【図１４】本発明の実施形態の第４変形例の可変絞り弁における挿入部とコーティング材の（１）は正面図、（２）は（１）のＰ−Ｐ線断面図、（３）は（１）のＱ−Ｑ線断面図
【符号の説明】
７′ 第２バルブハウジング
２０ 油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
３０ 制御弁
６０ 可変絞り弁
６２ スプール（移動部材）
６４ ネジ部材
６４″ 受け部
６７ 可変絞り部
６８ ストッパー
６９ 捩じりコイルバネ
７０ ポンプ
７１ タンク
８０ ステッピングモータ
８０ａ 駆動シャフト
８０ａ″ 挿入部
８２ 板バネ（弾性体）
８３ 合成樹脂製コーティング材（弾性体）
８４ 防振シート（弾性体）
８５ ゴム製コーティング材（弾性体）
８６ ゴム製コーティング材（弾性体）
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 第１の組に属する絞り部
Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′ 第２の組に属する絞り部

Claims (4)

1. 直線的に移動可能な移動部材と、
   その移動部材にねじ合わされるネジ部材と、
   そのネジ部材に回転伝達可能に連結される駆動シャフトを回転駆動するステッピングモータと、
   そのネジ部材の回転時における移動部材の連れ回り防止手段と、
   そのネジ部材の回転による前記移動部材の一方向への直線的移動を阻止可能なストッパーとを備え、
   そのモータを一方向に回転駆動することによる前記移動部材の移動を前記ストッパーにより阻止することで原点出しが行われ、この原点出し後におけるモータの他方向への回転ステップに応じて前記移動部材が位置決めされる位置決め機構であって、
   前記原点出しに際して前記モータを一方向に回転させるためのパルス数は、前記スプールの移動が前記ストッパーにより阻止された原点出し後も前記モータに送られるように設定され、
   前記駆動シャフトとネジ部材が弾性体を介して回転伝達可能に嵌め合わされることを特徴とする位置決め機構。
2. その移動部材は可変絞り弁のハウジングに挿入されるスプールを構成し、
   そのスプールの軸方向に沿う直線的移動によって開度が変化する可変絞り部が設けられ、前記原点出し後におけるモータの他方向への回転ステップに応じた前記スプールの位置決めにより、その可変絞り部の開度が決定される請求項１に記載の位置決め機構。
3. 操舵抵抗に応じて開度が変化する複数の絞り部を有する油圧制御弁を備え、その絞り部の開度変化に応じて操舵補助力発生用油圧アクチュエータに作用する油圧が変更され、その油圧制御弁における複数の絞り部は互いに並列とされた第１の組に属するものと第２の組に属するものとに組分けされ、第２の組に属する絞り部を閉鎖するのに要する操舵抵抗は第１の組に属する絞り部を閉鎖するのに要する操舵抵抗よりも大きくされ、第１の組に属する絞り部により制御される圧油流量の第２の組に属する絞り部により制御される圧油流量に対する割合を変化させることができるように、その第２の組に属する絞り部と直列に請求項２に記載の可変絞り弁が接続され、車両の運転条件に応じた数のパルスが前記制御装置からモータに送られる油圧パワーステアリング装置における位置決め機構。
4. 直線的に移動可能な移動部材と、
   その移動部材にねじ合わされるネジ部材と、
   そのネジ部材に回転伝達可能に連結される駆動シャフトを回転駆動するステッピングモータと、
   そのネジ部材の回転時における移動部材の連れ回り防止手段と、
   そのネジ部材の回転による前記移動部材の一方向への直線的移動を阻止可能なストッパーとを備え、
   そのモータを一方向に回転駆動することによる前記移動部材の移動を前記ストッパーにより阻止することで原点出しが行われ、この原点出し後におけるモータの他方向への回転ステップに応じて前記移動部材が位置決めされる位置決め機構であって、
   前記駆動シャフトとネジ部材が弾性体を介して回転伝達可能に嵌め合わされ、
   その駆動シャフトは、円柱状の本体と、軸直交方向断面が非円形で中心に孔を有する金属製挿入部とから構成され、
   その本体は、その挿入部の中心孔に圧入され、
   そのネジ部材は、軸方向に沿って二股状に延びる受け部を有し、
   その受け部の相対向する内面の間に上記挿入部が配置され、
   前記弾性体として、その挿入部の外面における少なくとも受け部の内面に接する部分を被覆するゴム製コーティング材が設けられていることを特徴とする位置決め機構。

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