JP3963600B2 - 油圧式パワーステアリング装置のダンパーバルブ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に用いられる油圧式パワーステアリング装置のダンパーバルブに関し、特にダンピング性能を改善して、操舵の快適感を向上させた油圧式パワーステアリング装置のダンパーバルブに関する。
【０００２】
【従来技術】
従来の車両に用いられる油圧式パワーステアリング装置のダンパーバルブとして、図７に図示されるようなものがある（特願平１０−１５９６６５号参照）。このものにおいては、ダンパーバルブ030 が、図示されない油路切換弁を収容するギヤボックスのケーシング02c と一体に設けられており、バルブケーシング031 内を２室に仕切る仕切板部材050 と、該仕切板部材050 の中央部を貫通して延びる軸部材051 とを備えている。
【０００３】
仕切板部材050 には、パワーシリンダの左右油室のいずれかから油路切換弁に還流される作動油の流れのみを許容する第１の弁機構052 が設けられ、軸部材051 には、油路切換弁からパワーシリンダの左右油室のいずれかに向かう流れのみを許容する第２の弁機構053 とが設けられている。
【０００４】
そして、第１の弁機構052 は、仕切板部材050 に形成された複数の連通孔054 と、該複数の連通孔054 を開閉する弁板バネ055 とから構成され、第２の弁機構053 は、ボール056 とワンウェイクリップ057 とを備えるボール式逆止弁から構成されている。
【０００５】
従来のものは、前記のように構成されているので、油路切換弁からパワーシリンダの左右油室のいずれかに向かう流れが、ボール式逆止弁を押し開いて、第２の弁機構053 を通って流れるとき、該ボール式逆止弁から抵抗を受けて、作動油の運動エネルギの幾分かが消失される。
【０００６】
また、パワーシリンダの左右油室のいずれかから油路切換弁に向かう流れが、弁板バネ055 を押し開いて、第１の弁機構052 を通って流れるとき、該弁板バネ055 から抵抗を受けて、作動油の運動エネルギの幾分かが消失される。
【０００７】
このような第１の弁機構052 と第２の弁機構053 とのダンピング作用により、車両の走行中、図示されない車輪側からタイロッドおよびラックシャフトを介してパワーシリンダに振動が伝えられた場合には、該振動は減衰されて、油路切換弁を介してステアリングホイールに伝達されない。また、中立時において手応え感もあるので、操舵の快適感が損なわれるようなことがない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の油圧式パワーステアリング装置のダンパーバルブにおいては、そのダンピング特性は、第１の弁機構052 の弁板バネ055 の変形による油路開口面積の変化のみによって決まってしまっていた。
【０００９】
このため、そのダンピング特性は、図８に図示されるように、低速走行時、パワーシリンダの左右油室間の作動油圧差が大きくなることに基づいてラックシャフトの摺動速度（ラック摺動速度）が速くなるにつれて、この摺動に抵抗しようとする路面側からの力、すなわち、逆転摺動荷重が高くなってしまい、低速走行時の操舵感として、渋り感、粘り感が残ることがあった。
【００１０】
本発明は、前記従来の油圧式パワーステアリング装置のダンパーバルブが有する前記のような問題点を解決して、特に低速走行時における操舵の渋り感、粘り感を解消し、高速走行時における中立時の手応え感もあり、操舵の快適感を向上させることができる油圧式パワーステアリング装置のダンパーバルブを提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段および効果】
本発明は、前記のような課題を解決した油圧式パワーステアリング装置のダンパーバルブに係り、その請求項１に記載された発明は、ギヤボックス内の油路切換弁とパワーシリンダの左右油室とをつなぐ作動油回路に配設される油圧式パワーステアリング装置のダンパーバルブであって、前記パワーシリンダの左右油室のいずれかから前記油路切換弁に還流される作動油の通流により開弁するピストン弁と、前記ピストン弁の弁体内に設けられ、前記油路切換弁から前記パワーシリンダの左右油室のいずれかに供給される作動油のみを通流させる逆止弁とを備え、前記ピストン弁の弁体内に前記還流される作動油の油路が形成され、前記ピストン弁は、一定油圧力以下の前記還流される作動油の通流により絞り油路を開口形成し、一定油圧力以上の前記還流される作動油の通流により全開油路を開口形成するようにされ、前記ダンパーバルブは、ケーシング本体部分と、該ケーシング本体部分の内部に嵌め込まれた蓋部分とを有し、前記蓋部分は、前記パワーシリンダの左右油室に連通する圧力管に接続されるとともに、該圧力管に連通する弁室を内部に備え、該弁室の内部に、前記ピストン弁の弁体が摺動自在に収容されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項１に記載された発明は、前記のように構成されているので、ダンパーバルブは、パワーシリンダの左右油室のいずれかから油路切換弁に還流される作動油の通流により開弁するピストン弁と、該ピストン弁の弁体内に設けられ、油路切換弁からパワーシリンダの左右油室のいずれかに供給される作動油のみを通流させる逆止弁とを備え、ピストン弁は、一定油圧力以下の還流される作動油の通流により絞り油路を開口形成し、一定油圧力以上の還流される作動油の通流により全開油路を開口形成するようにされる。
【００１３】
この結果、ピストン弁は、パワーシリンダの左右油室のいずれかから油路切換弁に還流される一定油圧力以下の作動油の通流により絞り油路を開口形成するので、この絞り油路により、ダンパー効果が発揮され、逆転摺動荷重は高めに維持されて、左右油室間の作動油圧差が低く（したがって、還流作動油の圧力も低い。）ラック摺動速度が比較的遅い高速走行時に、車輪側からタイロッド、ラックシャフト等を介してパワーシリンダに伝えられる振動が減衰され、油路切換弁を介してステアリングホイールに伝達されることがなく、また、高速走行時の中立時において手応え感もあり、操舵の安定感が保持される。
【００１４】
また、ピストン弁は、パワーシリンダの左右油室のいずれかから油路切換弁に還流される一定油圧力以上の作動油の通流により全開油路を開口形成するので、この全開油路により、ダンパー効果は減殺され、逆転摺動荷重は低減されて、左右油室間の作動油圧差が高く（したがって、還流作動油の圧力も高い。）ラック摺動速度が比較的速い低速走行時に、操舵の渋り感、粘り感は解消される。これにより、操舵の軽快感が損なわれることがない。そして、これらにより、操舵の快適感が向上される。
【００１５】
なお、このとき、車輪側からタイロッド、ラックシャフト等を介してパワーシリンダに伝えられる振動は減衰されずに、油路切換弁を介してステアリングホイールにわずかに伝達されるが、車両が低速走行しているので、何ら問題は生じない。
【００１６】
また、従来の弁板バネを用いたダンパーバルブ構造を廃止し、これに代えて、ピストン弁を採用し、しかも、このピストン弁と逆止弁とを一体構造化したことにより、部品点数を削減することができるとともに、ダンパーバルブの構造を簡単化することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の油圧式パワーステアリング装置のダンパーバルブにおいて、前記弁室は底面を有し、前記ピストン弁の弁体の端面が、前記底面に接離可能に前記ピストン弁の弁体が摺動することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図１ないし図６に示される本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態におけるダンパーバルブが適用される油圧式パワーステアリング装置の全体構成図、図２は、図１の油圧式パワーステアリング装置の概略構成図であって、一部を切断して示す図、図３は、図１のダンパーバルブの縦断面図、図４は、図３のダンパーバルブの一作動状態を示す図、図５は、同他の作動状態を示す図、図６は、図１のダンパーバルブの特性線図である。
【００１９】
図１ないし図３において、本実施形態におけるダンパーバルブ30が適用される油圧式パワーステアリング装置１は、ラックアンドピニオン式パワーステアリング装置であって、図示されない車両のステアリングホイールに連結された入力軸３が、ギヤボックス２の油路切換弁収容部分２a 内において、図示されない出力軸（ピニオン軸）とトーションバー５を介して連結されており、該出力軸に形成されたピニオンと噛み合うラックを有するラックシャフト８が、ギヤボックス２のラックシャフト・パワーシリンダ収容部分２b 内に、図１において左右摺動自在に収容されている。
【００２０】
ラックシャフト８の両端には、左右一対のタイロッド９、９がそれぞれ連結され、その中間部には、ラックシャフト・パワーシリンダ収容部分２b 内に収容されたパワーシリンダ10のパワーピストン11が連結されている。したがって、ラックシャフト８は、パワーピストン11のロッドを兼ねている。
【００２１】
ギヤボックス２の油路切換弁収容部分２a 内には、油路切換弁（ロータリーバルブ）６が収容されており、該油路切換弁６は、その回転弁体７がトーションバー５の歪み量、すなわち、入力軸３と出力軸との相対的な回転量差に応じて回動して、油圧ポンプ15により圧送されて作動油供給路18、給油ポート16を経て流入してきた作動油を、該油路切換弁６内の供給路および圧力管12もしくは圧力管13を介してパワーシリンダ10の左右油室の一方に供給し、該パワーシリンダ10の左右油室の他方から、圧力管13もしくは圧力管12、油路切換弁６内の還流路、排油ポート17および作動油還流路19を介して、リザーバタンク14に還流させるようになっている。
【００２２】
油圧ポンプ15は、図示されてはいないが、伝動機構を介して内燃機関のクランクシャフトに連結されており、該内燃機関の回転数と同じ回転数で回転する。そして、図２に概略図示されているように、流量制御弁20、リリーフバルブ21および固定オリフィス22を備えていて、これらの協働作用により、その回転数に応じて、所定の中速回転数に達するまでは、漸次増加して一定の高水準の量の作動油を吐出し、該中速回転数を越えると、漸次減少して一定の低水準の量の作動油を吐出するように作動する。
【００２３】
したがって、出力軸に形成されたピニオンがラックシャフト８のラックと噛み合って、ラックシャフト８が左右動したときには、該左右動に従って、タイロッド９、９が一体に左右動して、左右車輪の転舵が行なわれるとともに、作動油圧によるパワーシリンダ10のピストン11の左右動に従って、同様にタイロッド９、９が一体に左右動して、操舵補助力に基づく左右車輪の重畳的転舵が行なわれる。これにより、ステアリングホイールの操舵労力が軽減される。
【００２４】
ここで、ギヤボックス２の切換弁収容部分２a のケーシングには、図１に図示されるように、２個のダンパバルブ30、30が取り付けられている。
これらのダンパーバルブ30、30は、図２により良く図示されているように、油路切換弁６とパワーシリンダ10とをつなぐ作動油回路（圧力管12、圧力管13を含む）上にあって、車両の走行中、車輪からの振動がパワーシリンダ10に伝わったとき、該振動が、圧力管12、圧力管13および油路切換弁６を介して、ステアリングホイールに伝達するのを防止する。また、高速走行時の中立時において、手応え感も得られる。
【００２５】
ダンパーバルブ30は、次のように構成されている。
図３において、ダンパーバルブ30のケーシング31は、本体部分31a と、蓋部分31b とからなっており、本体部分31a は、ギヤボックス２の切換弁収容部分２a のケーシング２c と一体に鋳造により形成されている。
【００２６】
蓋部分31b は、油路切換弁６とパワーシリンダ10との間で作動油の回路を形成する圧力管12もしくは圧力管13を接続するソケットを兼ねており、該蓋部分31b に形成された油通路32内に、これら圧力管12もしくは圧力管13の先端が押し潰された状態で挿入され、この押し潰された部分が、該油通路32に形成されたねじ孔33のねじと螺合し合う中空ボルト34により、該油通路32の縮径段部に押し付けられて固定されている。
【００２７】
蓋部分31b に油通路32の縮径段部に引き続いて形成された弁室35内には、ピストン弁46を構成する弁ブロック体（ピストン弁46の弁体）36が、図３において上下摺動自在に収容されている。
【００２８】
この弁ブロック体36は、圧縮コイルスプリング38により、その油通路32側端面36b が弁室35の底面35a に当接するように常時押圧されている。圧縮コイルスプリング38は、油通路32と反対側の油路切換弁６に面する側に開口するようにして弁ブロック体36に形成された環状深溝36a の溝底と、弁室35の開口部の内壁面に形成された環状溝内に嵌着された環状板体（ストッパリング）37の内壁面とにそれぞれ着座させられて、環状深溝36a 内に収容されている。
【００２９】
弁ブロック体36の油通路32側端面36b は、油通路32の縮径部32a より大きい内径と、弁ブロック体36の外径より小さい外径とにより挟まれた環状面であって、該端面36b と弁室35の底面35a とが接離することにより、後述するように、油通路32と油路切換弁６との間に絞り油路44が形成され、もしくは該絞り油路44が閉塞される。
【００３０】
弁ブロック体36の端面36b より外方の環状傾斜面36c と環状深溝36a の溝底との間には、弁室35の底部と弁室35の開口部とを連通させるように、複数の通孔39が円周方向に等間隔に貫通形成されている。これら複数の通孔39は、環状傾斜面36c に略直交するようにして形成されている。
【００３１】
弁ブロック体36の中央部には、その軸方向に貫通するように、油通路41が形成されている。したがって、油通路41と油通路32とは、同軸上に連なっている。
【００３２】
油通路41の油通路32と反対側（油路切換弁６側）の開口部は、縮径されていて、この縮径段部に、油通路41の内部からボール（鋼球）42が着座させられている。さらに、この油通路41の油通路32と同じ側（パワーシリンダ10側）の開口部には、そこの内周面に形成された環状の係止溝部に、ワンウェイクリップ43が係合されて固定されている。
【００３３】
したがって、油路切換弁６側からの作動油は、ボール42を押し、油通路41の縮径段部の口を開いて、油通路41を油通路32方向に流れることができるが、油通路32側（パワーシリンダ10側）からの還流作動油は、ボール42を反対方向に押し、油通路41の縮径段部の口を閉じるので、油通路41を流れることができない。
【００３４】
このようにして、弁ブロック体36の中央部に形成された油通路41、その内部に挿入されたボール42、その一方開口部に装着されたワンウェイクリップ43とにより、逆止弁40が構成されている。
【００３５】
油通路32側からの還流作動油が、ボール42を反対方向（油路切換弁６方向、図３において下方向）に押し、油通路41の縮径段部の口を閉じさせたとき、逆止弁40部分に作用する作動油の全押圧力は、圧縮コイルスプリング38の付勢力に抗して、弁ブロック体36全体を同方向に移動させるように作用する。
【００３６】
そうして、この還流作動油の圧力が所定圧力以下のとき（パワーシリンダ10の左右油室間の作動油圧差が小さい高速走行時）、弁ブロック体36は、弁室35内をわずかに摺動移動して、弁ブロック体36の端面36b と弁室35の底面35a とをわずかに離反させる。このようにして、端面36b と底面35a との間に狭い間隙からなる絞り油路44が形成される（図４参照）。
【００３７】
絞り油路44が形成されると、パワーシリンダ10の左右油室のいずれかから油路切換弁６に還流される作動油は、該絞り油路44により絞られるので、ダンパー効果が発揮され、逆転摺動荷重は高めに維持されて（図６参照）、車両の走行中、図示されない車輪側からタイロッド、ラックシャフト等を介してパワーシリンダ10に振動が伝えられたとしても、該振動は減衰されて、油路切換弁６を介してステアリングホイールに伝達されることがなく、また、高速走行時の中立時において手応え感もあり、操舵の安定感が保持される。
【００３８】
これに対して、この還流作動油の圧力が所定圧力以上のとき（パワーシリンダ10の左右油室間の作動油圧差が大きい低速走行時）、弁ブロック体36は、弁室35内を大きく摺動移動して、図５に示すように、弁ブロック体36の端面36b と弁室35の底面35a とを完全に離反させる。
【００３９】
このとき、弁ブロック体36の端面36b と反対側（油路切換弁６側）の端面は、環状板体37の内壁面に当接して、弁ブロック体36を停止させる。このようにして、端面36b と底面35a との間に、全面開口された油路45が形成される（図５参照）。
【００４０】
全面開口された油路（全開油路）45が形成されると、ピストン弁46はリリーフ弁のように作用して、パワーシリンダ10の左右油室のいずれかから油路切換弁６に還流される作動油は、該油路45を自由に流れるので、ダンパー効果は減殺され、逆転摺動荷重はダンパーバルブがない場合とほとんど同じレベルにまで低減されて（図６参照）、操舵の渋り感、粘り感が解消され、操舵の軽快感が損なわれることがない。
【００４１】
なお、車両の走行中、図示されない車輪側からタイロッド、ラックシャフト等を介してパワーシリンダ10に振動が伝えられた場合、該振動は、油路切換弁６を介してステアリングホイールにわずかに伝達されるが、車両が低速走行しているので、何ら問題は生じない。
【００４２】
図２には、ダンパーバルブ30を構成するピストン弁46と逆止弁40とが記号化されて表示されている。ピストン弁46は、絞り通路44を形成して絞り弁として機能する部分と、全開油路45を形成してリリーフ弁のように機能する部分とに分解されて、表示されている。
【００４３】
本実施形態は、前記のように構成されているので、次のような効果を奏することができる。
ダンパーバルブ30は、パワーシリンダ10の左右油室のいずれかから油路切換弁６に還流される作動油の通流により開弁するピストン弁46と、該ピストン弁46の弁体をなす弁ブロック体36内に設けられ、油路切換弁６からパワーシリンダ10の左右油室のいずれかに供給される作動油のみを通流させる逆止弁40とを備え、ピストン弁46は、一定油圧力以下の還流される作動油の通流により、その弁ブロック体36が押圧されて、絞り油路44を開口形成し、一定油圧力以上の還流される作動油の通流により、その弁ブロック体36が強く押圧されて、全開油路45を開口形成するようにされている。
【００４４】
この結果、ピストン弁46は、パワーシリンダ10の左右油室のいずれかから油路切換弁６に還流される一定油圧力以下の作動油の通流により絞り油路44を開口形成するので、この絞り油路44により、ダンパー効果が発揮され、逆転摺動荷重は高めに維持されて、左右油室間の作動油圧差が低く（したがって、還流作動油の圧力も低い。）ラック摺動速度が比較的遅い高速走行時に、車輪側からタイロッド、ラックシャフト等を介してパワーシリンダ10に伝えられる振動は減衰され、油路切換弁６を介してステアリングホイールに伝達されることがなく、また、高速走行時の中立時において手応え感もあり、操舵の安定感が保持される。
【００４５】
また、ピストン弁46は、パワーシリンダ10の左右油室のいずれかから油路切換弁６に還流される一定油圧力以上の作動油の通流により全開油路45を開口形成するので、この全開油路45により、ダンパー効果は減殺され、逆転摺動荷重は低減されて、左右油室間の作動油圧差が高く（したがって、還流作動油の圧力も高い。）ラック摺動速度が比較的速い低速走行時に、操舵の渋り感、粘り感は解消される。これにより、操舵の軽快感が損なわれることがない。
【００４６】
以上のように、高速走行時において、操舵の安定感が保持され、低速走行時において、操舵の軽快感が損なわれることがないので、操舵の快適感が向上する。
【００４７】
また、従来の弁板バネを用いたダンパーバルブ構造を廃止し、これに代えて、ピストン弁46を採用し、しかも、このピストン弁46と逆止弁40とを一体構造化したことにより、弁板バネを用いた場合の弁室の仕切板部材や弁板バネの押さえ部材等が不要になり、部品点数を削減することができるとともに、ダンパーバルブ30の構造を簡単化することができる。
【００４８】
さらに、ピストン弁46は、その弁体をなす弁ブロック体36内に、還流される作動油の油路（環状深溝36a 、通孔39）が形成されているので、ピストン弁46の構造を簡単化することができ、この面からも、ダンパーバルブ30の構造を簡単化することができる。
【００４９】
本実施形態において、ダンパバルブ30は、ギヤボックス２の油路切換弁収容部分２a のケーシング２c に取り付けられたが、これに限定されず、油路切換弁６とパワーシリンダ10とをつなぐ作動油の回路上のいずれかに取り付けられればよく、例えば、ギヤボックス２のラックシャフト・パワーシリンダ収容部分２b のパワーシリンダ10側ケーシングに取り付けられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態におけるダンパーバルブが適用される油圧式パワーステアリング装置の全体構成図である。
【図２】図１の油圧式パワーステアリング装置の概略構成図である。
【図３】図１のダンパーバルブの縦断面図である。
【図４】図３のダンパーバルブの一作動状態を示す図である。
【図５】同他の作動状態を示す図である。
【図６】図１のダンパーバルブの特性線図である。
【図７】従来のダンパーバルブを示す図である。
【図８】図７のダンパーバルブの特性線図である。
【符号の説明】
１…油圧式パワーステアリング装置、２…ギヤボックス、２a …油路切換弁収容部分、２b …ラックシャフト・パワーシリンダ収容部分、２c …ケーシング、３…入力軸、５…トーションバー、６…油路切換弁（ロータリーバルブ）、７…回転弁体、８…ラックシャフト、９…タイロッド、10…パワーシリンダ、11…パワーピストン、12、13…圧力管、14…リザーバタンク、15…油圧ポンプ、16…給油ポート、17…排油ポート、18…作動油供給路、19…作動油還流路、20…流量制御弁、21…リリーフバルブ、22…固定オリフィス、30…ダンパーバルブ、31…バルブケーシング、31a …本体部分、31b …蓋部分、32…油通路、32a …縮径部、33…ねじ孔、34…中空ボルト、35…弁室、35a …底面、36…弁ブロック体（ピストン弁弁体）、36a …環状深溝、36b …端面、36c …環状傾斜面、37…環状板体（ストッパリング）、38…圧縮コイルスプリング、39…通孔、40…逆止弁、41…油通路、42…ボール（鋼球）、43…ワンウェイクリップ、44…絞り油路、45…全開油路、46…ピストン弁。
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に用いられる油圧式パワーステアリング装置のダンパーバルブに関し、特にダンピング性能を改善して、操舵の快適感を向上させた油圧式パワーステアリング装置のダンパーバルブに関する。
【０００２】
【従来技術】
従来の車両に用いられる油圧式パワーステアリング装置のダンパーバルブとして、図７に図示されるようなものがある（特願平１０−１５９６６５号参照）。このものにおいては、ダンパーバルブ030 が、図示されない油路切換弁を収容するギヤボックスのケーシング02c と一体に設けられており、バルブケーシング031 内を２室に仕切る仕切板部材050 と、該仕切板部材050 の中央部を貫通して延びる軸部材051 とを備えている。
【０００３】
仕切板部材050 には、パワーシリンダの左右油室のいずれかから油路切換弁に還流される作動油の流れのみを許容する第１の弁機構052 が設けられ、軸部材051 には、油路切換弁からパワーシリンダの左右油室のいずれかに向かう流れのみを許容する第２の弁機構053 とが設けられている。
【０００４】
そして、第１の弁機構052 は、仕切板部材050 に形成された複数の連通孔054 と、該複数の連通孔054 を開閉する弁板バネ055 とから構成され、第２の弁機構053 は、ボール056 とワンウェイクリップ057 とを備えるボール式逆止弁から構成されている。
【０００５】
従来のものは、前記のように構成されているので、油路切換弁からパワーシリンダの左右油室のいずれかに向かう流れが、ボール式逆止弁を押し開いて、第２の弁機構053 を通って流れるとき、該ボール式逆止弁から抵抗を受けて、作動油の運動エネルギの幾分かが消失される。
【０００６】
また、パワーシリンダの左右油室のいずれかから油路切換弁に向かう流れが、弁板バネ055 を押し開いて、第１の弁機構052 を通って流れるとき、該弁板バネ055 から抵抗を受けて、作動油の運動エネルギの幾分かが消失される。
【０００７】
このような第１の弁機構052 と第２の弁機構053 とのダンピング作用により、車両の走行中、図示されない車輪側からタイロッドおよびラックシャフトを介してパワーシリンダに振動が伝えられた場合には、該振動は減衰されて、油路切換弁を介してステアリングホイールに伝達されない。また、中立時において手応え感もあるので、操舵の快適感が損なわれるようなことがない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の油圧式パワーステアリング装置のダンパーバルブにおいては、そのダンピング特性は、第１の弁機構052 の弁板バネ055 の変形による油路開口面積の変化のみによって決まってしまっていた。
【０００９】
このため、そのダンピング特性は、図８に図示されるように、低速走行時、パワーシリンダの左右油室間の作動油圧差が大きくなることに基づいてラックシャフトの摺動速度（ラック摺動速度）が速くなるにつれて、この摺動に抵抗しようとする路面側からの力、すなわち、逆転摺動荷重が高くなってしまい、低速走行時の操舵感として、渋り感、粘り感が残ることがあった。
【００１０】
本発明は、前記従来の油圧式パワーステアリング装置のダンパーバルブが有する前記のような問題点を解決して、特に低速走行時における操舵の渋り感、粘り感を解消し、高速走行時における中立時の手応え感もあり、操舵の快適感を向上させることができる油圧式パワーステアリング装置のダンパーバルブを提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段および効果】
本発明は、前記のような課題を解決した油圧式パワーステアリング装置のダンパーバルブに係り、その請求項１に記載された発明は、ギヤボックス内の油路切換弁とパワーシリンダの左右油室とをつなぐ作動油回路に配設される油圧式パワーステアリング装置のダンパーバルブであって、前記パワーシリンダの左右油室のいずれかから前記油路切換弁に還流される作動油の通流により開弁するピストン弁と、前記ピストン弁の弁体内に設けられ、前記油路切換弁から前記パワーシリンダの左右油室のいずれかに供給される作動油のみを通流させる逆止弁とを備え、前記ピストン弁の弁体内に前記還流される作動油の油路が形成され、前記ピストン弁は、一定油圧力以下の前記還流される作動油の通流により絞り油路を開口形成し、一定油圧力以上の前記還流される作動油の通流により全開油路を開口形成するようにされ、前記ダンパーバルブは、ケーシング本体部分と、該ケーシング本体部分の内部に嵌め込まれた蓋部分とを有し、前記蓋部分は、前記パワーシリンダの左右油室に連通する圧力管に接続されるとともに、該圧力管に連通する弁室を内部に備え、該弁室の内部に、前記ピストン弁の弁体が摺動自在に収容されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項１に記載された発明は、前記のように構成されているので、ダンパーバルブは、パワーシリンダの左右油室のいずれかから油路切換弁に還流される作動油の通流により開弁するピストン弁と、該ピストン弁の弁体内に設けられ、油路切換弁からパワーシリンダの左右油室のいずれかに供給される作動油のみを通流させる逆止弁とを備え、ピストン弁は、一定油圧力以下の還流される作動油の通流により絞り油路を開口形成し、一定油圧力以上の還流される作動油の通流により全開油路を開口形成するようにされる。
【００１３】
この結果、ピストン弁は、パワーシリンダの左右油室のいずれかから油路切換弁に還流される一定油圧力以下の作動油の通流により絞り油路を開口形成するので、この絞り油路により、ダンパー効果が発揮され、逆転摺動荷重は高めに維持されて、左右油室間の作動油圧差が低く（したがって、還流作動油の圧力も低い。）ラック摺動速度が比較的遅い高速走行時に、車輪側からタイロッド、ラックシャフト等を介してパワーシリンダに伝えられる振動が減衰され、油路切換弁を介してステアリングホイールに伝達されることがなく、また、高速走行時の中立時において手応え感もあり、操舵の安定感が保持される。
【００１４】
また、ピストン弁は、パワーシリンダの左右油室のいずれかから油路切換弁に還流される一定油圧力以上の作動油の通流により全開油路を開口形成するので、この全開油路により、ダンパー効果は減殺され、逆転摺動荷重は低減されて、左右油室間の作動油圧差が高く（したがって、還流作動油の圧力も高い。）ラック摺動速度が比較的速い低速走行時に、操舵の渋り感、粘り感は解消される。これにより、操舵の軽快感が損なわれることがない。そして、これらにより、操舵の快適感が向上される。
【００１５】
なお、このとき、車輪側からタイロッド、ラックシャフト等を介してパワーシリンダに伝えられる振動は減衰されずに、油路切換弁を介してステアリングホイールにわずかに伝達されるが、車両が低速走行しているので、何ら問題は生じない。
【００１６】
また、従来の弁板バネを用いたダンパーバルブ構造を廃止し、これに代えて、ピストン弁を採用し、しかも、このピストン弁と逆止弁とを一体構造化したことにより、部品点数を削減することができるとともに、ダンパーバルブの構造を簡単化することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の油圧式パワーステアリング装置のダンパーバルブにおいて、前記弁室は底面を有し、前記ピストン弁の弁体の端面が、前記底面に接離可能に前記ピストン弁の弁体が摺動することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図１ないし図６に示される本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態におけるダンパーバルブが適用される油圧式パワーステアリング装置の全体構成図、図２は、図１の油圧式パワーステアリング装置の概略構成図であって、一部を切断して示す図、図３は、図１のダンパーバルブの縦断面図、図４は、図３のダンパーバルブの一作動状態を示す図、図５は、同他の作動状態を示す図、図６は、図１のダンパーバルブの特性線図である。
【００１９】
図１ないし図３において、本実施形態におけるダンパーバルブ30が適用される油圧式パワーステアリング装置１は、ラックアンドピニオン式パワーステアリング装置であって、図示されない車両のステアリングホイールに連結された入力軸３が、ギヤボックス２の油路切換弁収容部分２a 内において、図示されない出力軸（ピニオン軸）とトーションバー５を介して連結されており、該出力軸に形成されたピニオンと噛み合うラックを有するラックシャフト８が、ギヤボックス２のラックシャフト・パワーシリンダ収容部分２b 内に、図１において左右摺動自在に収容されている。
【００２０】
ラックシャフト８の両端には、左右一対のタイロッド９、９がそれぞれ連結され、その中間部には、ラックシャフト・パワーシリンダ収容部分２b 内に収容されたパワーシリンダ10のパワーピストン11が連結されている。したがって、ラックシャフト８は、パワーピストン11のロッドを兼ねている。
【００２１】
ギヤボックス２の油路切換弁収容部分２a 内には、油路切換弁（ロータリーバルブ）６が収容されており、該油路切換弁６は、その回転弁体７がトーションバー５の歪み量、すなわち、入力軸３と出力軸との相対的な回転量差に応じて回動して、油圧ポンプ15により圧送されて作動油供給路18、給油ポート16を経て流入してきた作動油を、該油路切換弁６内の供給路および圧力管12もしくは圧力管13を介してパワーシリンダ10の左右油室の一方に供給し、該パワーシリンダ10の左右油室の他方から、圧力管13もしくは圧力管12、油路切換弁６内の還流路、排油ポート17および作動油還流路19を介して、リザーバタンク14に還流させるようになっている。
【００２２】
油圧ポンプ15は、図示されてはいないが、伝動機構を介して内燃機関のクランクシャフトに連結されており、該内燃機関の回転数と同じ回転数で回転する。そして、図２に概略図示されているように、流量制御弁20、リリーフバルブ21および固定オリフィス22を備えていて、これらの協働作用により、その回転数に応じて、所定の中速回転数に達するまでは、漸次増加して一定の高水準の量の作動油を吐出し、該中速回転数を越えると、漸次減少して一定の低水準の量の作動油を吐出するように作動する。
【００２３】
したがって、出力軸に形成されたピニオンがラックシャフト８のラックと噛み合って、ラックシャフト８が左右動したときには、該左右動に従って、タイロッド９、９が一体に左右動して、左右車輪の転舵が行なわれるとともに、作動油圧によるパワーシリンダ10のピストン11の左右動に従って、同様にタイロッド９、９が一体に左右動して、操舵補助力に基づく左右車輪の重畳的転舵が行なわれる。これにより、ステアリングホイールの操舵労力が軽減される。
【００２４】
ここで、ギヤボックス２の切換弁収容部分２a のケーシングには、図１に図示されるように、２個のダンパバルブ30、30が取り付けられている。
これらのダンパーバルブ30、30は、図２により良く図示されているように、油路切換弁６とパワーシリンダ10とをつなぐ作動油回路（圧力管12、圧力管13を含む）上にあって、車両の走行中、車輪からの振動がパワーシリンダ10に伝わったとき、該振動が、圧力管12、圧力管13および油路切換弁６を介して、ステアリングホイールに伝達するのを防止する。また、高速走行時の中立時において、手応え感も得られる。
【００２５】
ダンパーバルブ30は、次のように構成されている。
図３において、ダンパーバルブ30のケーシング31は、本体部分31a と、蓋部分31b とからなっており、本体部分31a は、ギヤボックス２の切換弁収容部分２a のケーシング２c と一体に鋳造により形成されている。
【００２６】
蓋部分31b は、油路切換弁６とパワーシリンダ10との間で作動油の回路を形成する圧力管12もしくは圧力管13を接続するソケットを兼ねており、該蓋部分31b に形成された油通路32内に、これら圧力管12もしくは圧力管13の先端が押し潰された状態で挿入され、この押し潰された部分が、該油通路32に形成されたねじ孔33のねじと螺合し合う中空ボルト34により、該油通路32の縮径段部に押し付けられて固定されている。
【００２７】
蓋部分31b に油通路32の縮径段部に引き続いて形成された弁室35内には、ピストン弁46を構成する弁ブロック体（ピストン弁46の弁体）36が、図３において上下摺動自在に収容されている。
【００２８】
この弁ブロック体36は、圧縮コイルスプリング38により、その油通路32側端面36b が弁室35の底面35a に当接するように常時押圧されている。圧縮コイルスプリング38は、油通路32と反対側の油路切換弁６に面する側に開口するようにして弁ブロック体36に形成された環状深溝36a の溝底と、弁室35の開口部の内壁面に形成された環状溝内に嵌着された環状板体（ストッパリング）37の内壁面とにそれぞれ着座させられて、環状深溝36a 内に収容されている。
【００２９】
弁ブロック体36の油通路32側端面36b は、油通路32の縮径部32a より大きい内径と、弁ブロック体36の外径より小さい外径とにより挟まれた環状面であって、該端面36b と弁室35の底面35a とが接離することにより、後述するように、油通路32と油路切換弁６との間に絞り油路44が形成され、もしくは該絞り油路44が閉塞される。
【００３０】
弁ブロック体36の端面36b より外方の環状傾斜面36c と環状深溝36a の溝底との間には、弁室35の底部と弁室35の開口部とを連通させるように、複数の通孔39が円周方向に等間隔に貫通形成されている。これら複数の通孔39は、環状傾斜面36c に略直交するようにして形成されている。
【００３１】
弁ブロック体36の中央部には、その軸方向に貫通するように、油通路41が形成されている。したがって、油通路41と油通路32とは、同軸上に連なっている。
【００３２】
油通路41の油通路32と反対側（油路切換弁６側）の開口部は、縮径されていて、この縮径段部に、油通路41の内部からボール（鋼球）42が着座させられている。さらに、この油通路41の油通路32と同じ側（パワーシリンダ10側）の開口部には、そこの内周面に形成された環状の係止溝部に、ワンウェイクリップ43が係合されて固定されている。
【００３３】
したがって、油路切換弁６側からの作動油は、ボール42を押し、油通路41の縮径段部の口を開いて、油通路41を油通路32方向に流れることができるが、油通路32側（パワーシリンダ10側）からの還流作動油は、ボール42を反対方向に押し、油通路41の縮径段部の口を閉じるので、油通路41を流れることができない。
【００３４】
このようにして、弁ブロック体36の中央部に形成された油通路41、その内部に挿入されたボール42、その一方開口部に装着されたワンウェイクリップ43とにより、逆止弁40が構成されている。
【００３５】
油通路32側からの還流作動油が、ボール42を反対方向（油路切換弁６方向、図３において下方向）に押し、油通路41の縮径段部の口を閉じさせたとき、逆止弁40部分に作用する作動油の全押圧力は、圧縮コイルスプリング38の付勢力に抗して、弁ブロック体36全体を同方向に移動させるように作用する。
【００３６】
そうして、この還流作動油の圧力が所定圧力以下のとき（パワーシリンダ10の左右油室間の作動油圧差が小さい高速走行時）、弁ブロック体36は、弁室35内をわずかに摺動移動して、弁ブロック体36の端面36b と弁室35の底面35a とをわずかに離反させる。このようにして、端面36b と底面35a との間に狭い間隙からなる絞り油路44が形成される（図４参照）。
【００３７】
絞り油路44が形成されると、パワーシリンダ10の左右油室のいずれかから油路切換弁６に還流される作動油は、該絞り油路44により絞られるので、ダンパー効果が発揮され、逆転摺動荷重は高めに維持されて（図６参照）、車両の走行中、図示されない車輪側からタイロッド、ラックシャフト等を介してパワーシリンダ10に振動が伝えられたとしても、該振動は減衰されて、油路切換弁６を介してステアリングホイールに伝達されることがなく、また、高速走行時の中立時において手応え感もあり、操舵の安定感が保持される。
【００３８】
これに対して、この還流作動油の圧力が所定圧力以上のとき（パワーシリンダ10の左右油室間の作動油圧差が大きい低速走行時）、弁ブロック体36は、弁室35内を大きく摺動移動して、図５に示すように、弁ブロック体36の端面36b と弁室35の底面35a とを完全に離反させる。
【００３９】
このとき、弁ブロック体36の端面36b と反対側（油路切換弁６側）の端面は、環状板体37の内壁面に当接して、弁ブロック体36を停止させる。このようにして、端面36b と底面35a との間に、全面開口された油路45が形成される（図５参照）。
【００４０】
全面開口された油路（全開油路）45が形成されると、ピストン弁46はリリーフ弁のように作用して、パワーシリンダ10の左右油室のいずれかから油路切換弁６に還流される作動油は、該油路45を自由に流れるので、ダンパー効果は減殺され、逆転摺動荷重はダンパーバルブがない場合とほとんど同じレベルにまで低減されて（図６参照）、操舵の渋り感、粘り感が解消され、操舵の軽快感が損なわれることがない。
【００４１】
なお、車両の走行中、図示されない車輪側からタイロッド、ラックシャフト等を介してパワーシリンダ10に振動が伝えられた場合、該振動は、油路切換弁６を介してステアリングホイールにわずかに伝達されるが、車両が低速走行しているので、何ら問題は生じない。
【００４２】
図２には、ダンパーバルブ30を構成するピストン弁46と逆止弁40とが記号化されて表示されている。ピストン弁46は、絞り通路44を形成して絞り弁として機能する部分と、全開油路45を形成してリリーフ弁のように機能する部分とに分解されて、表示されている。
【００４３】
本実施形態は、前記のように構成されているので、次のような効果を奏することができる。
ダンパーバルブ30は、パワーシリンダ10の左右油室のいずれかから油路切換弁６に還流される作動油の通流により開弁するピストン弁46と、該ピストン弁46の弁体をなす弁ブロック体36内に設けられ、油路切換弁６からパワーシリンダ10の左右油室のいずれかに供給される作動油のみを通流させる逆止弁40とを備え、ピストン弁46は、一定油圧力以下の還流される作動油の通流により、その弁ブロック体36が押圧されて、絞り油路44を開口形成し、一定油圧力以上の還流される作動油の通流により、その弁ブロック体36が強く押圧されて、全開油路45を開口形成するようにされている。
【００４４】
この結果、ピストン弁46は、パワーシリンダ10の左右油室のいずれかから油路切換弁６に還流される一定油圧力以下の作動油の通流により絞り油路44を開口形成するので、この絞り油路44により、ダンパー効果が発揮され、逆転摺動荷重は高めに維持されて、左右油室間の作動油圧差が低く（したがって、還流作動油の圧力も低い。）ラック摺動速度が比較的遅い高速走行時に、車輪側からタイロッド、ラックシャフト等を介してパワーシリンダ10に伝えられる振動は減衰され、油路切換弁６を介してステアリングホイールに伝達されることがなく、また、高速走行時の中立時において手応え感もあり、操舵の安定感が保持される。
【００４５】
また、ピストン弁46は、パワーシリンダ10の左右油室のいずれかから油路切換弁６に還流される一定油圧力以上の作動油の通流により全開油路45を開口形成するので、この全開油路45により、ダンパー効果は減殺され、逆転摺動荷重は低減されて、左右油室間の作動油圧差が高く（したがって、還流作動油の圧力も高い。）ラック摺動速度が比較的速い低速走行時に、操舵の渋り感、粘り感は解消される。これにより、操舵の軽快感が損なわれることがない。
【００４６】
以上のように、高速走行時において、操舵の安定感が保持され、低速走行時において、操舵の軽快感が損なわれることがないので、操舵の快適感が向上する。
【００４７】
また、従来の弁板バネを用いたダンパーバルブ構造を廃止し、これに代えて、ピストン弁46を採用し、しかも、このピストン弁46と逆止弁40とを一体構造化したことにより、弁板バネを用いた場合の弁室の仕切板部材や弁板バネの押さえ部材等が不要になり、部品点数を削減することができるとともに、ダンパーバルブ30の構造を簡単化することができる。
【００４８】
さらに、ピストン弁46は、その弁体をなす弁ブロック体36内に、還流される作動油の油路（環状深溝36a 、通孔39）が形成されているので、ピストン弁46の構造を簡単化することができ、この面からも、ダンパーバルブ30の構造を簡単化することができる。
【００４９】
本実施形態において、ダンパバルブ30は、ギヤボックス２の油路切換弁収容部分２a のケーシング２c に取り付けられたが、これに限定されず、油路切換弁６とパワーシリンダ10とをつなぐ作動油の回路上のいずれかに取り付けられればよく、例えば、ギヤボックス２のラックシャフト・パワーシリンダ収容部分２b のパワーシリンダ10側ケーシングに取り付けられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態におけるダンパーバルブが適用される油圧式パワーステアリング装置の全体構成図である。
【図２】図１の油圧式パワーステアリング装置の概略構成図である。
【図３】図１のダンパーバルブの縦断面図である。
【図４】図３のダンパーバルブの一作動状態を示す図である。
【図５】同他の作動状態を示す図である。
【図６】図１のダンパーバルブの特性線図である。
【図７】従来のダンパーバルブを示す図である。
【図８】図７のダンパーバルブの特性線図である。
【符号の説明】
１…油圧式パワーステアリング装置、２…ギヤボックス、２a …油路切換弁収容部分、２b …ラックシャフト・パワーシリンダ収容部分、２c …ケーシング、３…入力軸、５…トーションバー、６…油路切換弁（ロータリーバルブ）、７…回転弁体、８…ラックシャフト、９…タイロッド、10…パワーシリンダ、11…パワーピストン、12、13…圧力管、14…リザーバタンク、15…油圧ポンプ、16…給油ポート、17…排油ポート、18…作動油供給路、19…作動油還流路、20…流量制御弁、21…リリーフバルブ、22…固定オリフィス、30…ダンパーバルブ、31…バルブケーシング、31a …本体部分、31b …蓋部分、32…油通路、32a …縮径部、33…ねじ孔、34…中空ボルト、35…弁室、35a …底面、36…弁ブロック体（ピストン弁弁体）、36a …環状深溝、36b …端面、36c …環状傾斜面、37…環状板体（ストッパリング）、38…圧縮コイルスプリング、39…通孔、40…逆止弁、41…油通路、42…ボール（鋼球）、43…ワンウェイクリップ、44…絞り油路、45…全開油路、46…ピストン弁。
Claims (2)
- ギヤボックス内の油路切換弁とパワーシリンダの左右油室とをつなぐ作動油回路に配設される油圧式パワーステアリング装置のダンパーバルブであって、
前記パワーシリンダの左右油室のいずれかから前記油路切換弁に還流される作動油の通流により開弁するピストン弁と、
前記ピストン弁の弁体内に設けられ、前記油路切換弁から前記パワーシリンダの左右油室のいずれかに供給される作動油のみを通流させる逆止弁と、
を備え、
前記ピストン弁の弁体内に前記還流される作動油の油路が形成され、
前記ピストン弁は、
一定油圧力以下の前記還流される作動油の通流により絞り油路を開口形成し、一定油圧力以上の前記還流される作動油の通流により全開油路を開口形成するようにされ、
前記ダンパーバルブは、ケーシング本体部分と、該ケーシング本体部分の内部に嵌め込まれた蓋部分とを有し、前記蓋部分は、前記パワーシリンダの左右油室に連通する圧力管に接続されるとともに、該圧力管に連通する弁室を内部に備え、該弁室の内部に、前記ピストン弁の弁体が摺動自在に収容されたことを特徴とする油圧式パワーステアリング装置のダンパーバルブ。 - 前記弁室は底面を有し、前記ピストン弁の弁体の端面が、前記底面に接離可能に前記ピストン弁の弁体が摺動することを特徴とする請求項１記載の油圧式パワーステアリング装置のダンパーバルブ。
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