JP4039265B2

JP4039265B2 - Check valve and power steering device using the same

Info

Publication number: JP4039265B2
Application number: JP2003042785A
Authority: JP
Inventors: 伸也佐竹
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2003-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2023-02-20
Also published as: JP2004251384A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、逆止弁と、この逆止弁を用いた車両の操舵に使用される動力舵取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両用の舵取り装置（ステアリング）として、油圧によって操舵力を補助する動力舵取り装置（パワーステアリング）が使用されている。この動力舵取り装置は、油圧ポンプから吐出される圧油を油圧シリンダ等に供給することで操舵補助力を出力する。油圧ポンプと油圧シリンダとの間には、操舵方向及び操舵抵抗に応じて油圧シリンダへの圧油の供給を制御する油圧コントロールバルブが設けられている。油圧ポンプから油圧コントロールバルブへの入力ポート部分には逆止弁が内蔵されており、油圧コントロールバルブから油圧ポンプへの逆流が防止されている。
【０００３】
上記のような動力舵取り装置において、車が悪路を走行している場合や、縁石に車輪が乗り上げたような場合には、車輪に加わる衝撃によって油圧シリンダに供給された圧油が油圧ポンプ側に逆流しようとする。しかし、油圧コントロールバルブの入力ポート部に設けた上記逆止弁がその逆流を阻止するので、圧油の逆流によってハンドルを取られるいわゆるキックバック現象の発生が防止される。
【０００４】
もっとも、上記逆止弁で圧油の逆流を完全に阻止してしまうと、油圧シリンダの内圧が過度に上昇し、油圧シリンダと車輪との間に設けられているボールジョイント等へ過大な負荷がかかって悪影響を及ぼすことが懸念される。そこで、従来では、上記可動栓の中央部に丸孔状のオリフィスを形成したり（特許文献１の図４参照）、同可動栓のシール面に複数のリーク溝を放射状に形成することにより（特許文献１の図１及び図２参照）、逆止弁で圧油の逆流を阻止する場合においても、少量の圧油を油圧ポンプ側にリークさせるようにしている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−４９００４号公報（請求項１〜４、図１〜４）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の動力舵取り装置に用いられている逆止弁では、可動栓に直接形成したオリフィスやリーク溝から圧油を逃がすことのみによって、油圧シリンダ内の過度の昇圧を回避するようにしているので、高い油圧の負荷が繰り返されると可動栓そのものが徐々に変形してしまい、逆止弁としての本来の機能が損なわれてキックバック現象の防止効果が低下するという恐れがある。
また、従来のように、可動栓にオリフィスやリーク溝を形成する手段では、動力舵取り装置の機種変更等に対応して逆流防止時のリーク圧を変化させるためには、オリフィスの外径を少しだけ変化させたり、リーク溝の本数や溝幅等を微妙に変化させる必要があり、この点でリーク圧の変更作業が非常に煩雑であるという欠点もある。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑み、可動栓の変形に伴う逆止弁としての本来的機能の低下を防止できるとともに、逆流防止時のリーク圧を簡単に変更することができる逆止弁とこれを用いた動力舵取り装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明は次の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明の逆止弁は、流体の供給口と吐出口とを有する筒状の弁ハウジングと、この弁ハウジングに設けられた弁座と、この弁座に対して接離自在となるように前記弁ハウジング内における当該弁座の吐出口側に収納された可動栓と、一端が前記弁ハウジングに当接し他端が前記可動栓に当接して、この可動栓を供給口側に付勢して前記弁座に密着させる第一の弾性部材と、を備え、且つ、前記弁座は前記弁ハウジングと同軸心状でかつ軸心方向に移動自在となるように当該弁ハウジング内に収納された可動リングよりなり、この可動リングの外周縁部が当接することで当該可動リングの吐出口側への移動限界を規定する当接部と、一端が前記弁ハウジングに当接し他端が前記弁座に当接し、前記可動リングを吐出口側に付勢して同リングの外周縁部を前記当接部に密着させる第二の弾性部材と、が前記弁ハウジング内に設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
この場合、供給口側から吐出口側へ向かって順方向に流体を流すと、この順方向の流体圧によって可動栓が第一の弾性部材に抗して吐出口側に移動する。これにより、可動栓と弁座（可動リング）の間に隙間ができ、この隙間を通って順方向の流体が吐出口から吐出する。逆に、吐出口側から供給口側へ向かって逆方向に流体を流そうとしても、この逆方向の流体圧は可動栓を弁座に押し付ける方向に作用するので、可動栓によって流体の供給口側への逆流が阻止される。
【００１０】
一方、上記逆方向の流体圧が所定以上に大きくなると、可動栓と可動リングよりなる弁座とが第二の弾性部材に抗して吐出口側に移動する。これにより、可動リングの外周縁部と弁ハウジングの当接部の間に隙間ができ、この隙間を通って逆方向の流体が供給口側へリークされる。
このように、本発明によれば、逆方向の流体の流体圧によって第二の弾性部材を弾性変形させ、これによって弁座を動かして逆方向の流体を供給口側へリークするようにしているので、高い流体圧の負荷が繰り返されても可動栓が変形することがなく、その変形によって逆止弁としての本来的機能が低下するのが未然に防止される。
【００１１】
また、本発明のように、弁座を吐出口側に付勢する第二の弾性部材を弾性変形させて逆方向の流体を供給口側へリークする構成を採用すると、弾性定数が相違する別の弾性部材に入れ換えるだけで逆流防止時のリーク圧を変化させることができる。このため、従来のように可動栓の形状を微妙に変化させる必要がないので、リーク圧の変更作業が非常に簡単になる。
本発明に係る逆止弁は、例えば、車両用の動力舵取り装置（パワーステアリング）に使用することができ、かかる舵取り装置は、油圧ポンプから供給される圧油によって操舵補助力を出力する油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとの間に設けられかつ操舵に応じて同アクチュエータに対する圧油の給排をコントロールする油圧コントロールバルブと、前記油圧アクチュエータから前記油圧ポンプ側へ圧油が逆流するのを阻止する本発明に係る逆止弁と、から構成することができる。
【００１２】
そして、本発明に係る逆止弁を有する舵取り装置において、弁ハウジングの吐出口側の圧力が当該逆止弁を使用する装置の構成要素（例えば、動力舵取り装置の場合にはボールジョイントやタイロッド）を破損させる圧力となる少し手前で第二の弾性部材が弾性変形し始めるように、その第二の弾性部材の弾性定数を設定しておけば、圧油の逆流を阻止してキックバック現象を防止した場合に、油圧シリンダ内の過度の昇圧によって構成要素が破損してしまうのを未然に防止することができる。
【００１３】
また、本発明に係る逆止弁において、第二の弾性部材が弾性変形して可動リングが供給口側へ移動し始めると、その可動リングの外周縁部と当接部の間を通過する流体の流れを促進する逃げ溝を当該可動リングに形成することが好ましい。その理由は、いったん逆方向の流体圧が過大になって第二の弾性部材が弾性変形した以上は、その変形が生じた当初にできるだけ素早くその流体圧を解除した方が、動力舵取り装置等の構成要素の破損を確実に抑えられるからである。
【００１４】
一方、本発明において、可動栓と弁座（可動リング）を供給口側に移動させて逆方向の流体を供給口側にリークする場合に、その移動の抵抗力を第二の弾性部材のみで受け持つこととした場合、可動栓が弁ハウジングの当接部を通り過ぎて弁ハウジングの内周面から離脱した時点で、当該可動栓が弁座に対して転動して弁ハウジング内において捩れてしまい、逆止弁が機能不良を起こす恐れがある。
そこで、本発明の逆止弁において、可動栓全体が当接部よりも供給口側へ移動しないように可動リングの供給口側への移動限界を規定するストッパー部を弁ハウジング内に設けることが推奨される。このようにすれば、可動栓と弁座（可動リング）が供給口側へ移動しても、可動栓全体が当接部を通り過ぎて弁ハウジングの内周面から離脱することがなく、上記した可動栓の捩れに伴う機能不良を未然に防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図３は本発明の一実施形態による逆止弁及びその構成要素を示す図であり、図４はこの逆止弁を内蔵した動力舵取り装置の一実施形態を示す概略図である。まず、動力舵取り装置の全体構成から説明する。
【００１６】
図４において、本実施形態の動力舵取り装置１は、図示しない操舵ハンドルに連結される入力軸２と、この入力軸２の回転に伴って回転するピニオン３と、このピニオン３に噛み合うラック４と、このラック４を覆うハウジング５と、このハウジング５の内部に設けられた油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ６と、この油圧シリンダ６に圧油を供給する油圧ポンプ７と、上記操舵ハンドルに連動して油圧シリンダ６に対する圧油の給排を制御する油圧コントロールバルブ８とを備えている。
【００１７】
ラック４の両端部は、ハウジング５の両端の開口部５ａ，５ｂから突出しており、その突出端にはボールジョイント１０，１１が一体化されている。各ボールジョイント１０，１１には、それぞれタイロッド１２，１３が取り付けられており、このタイロッド１２，１３を介してラック４の両端部が車輪に連結されている。従って、上記操舵ハンドルの回転操作により、入力軸２を介してピニオン３を回転させ、ラック４を軸方向（車幅方向）へ移動させて車両の操舵を行うことができる。
【００１８】
前記油圧シリンダ６は、ハウジング５によって構成されたシリンダチューブ６ａと、ラック４と一体化されたピストンロッド６ｂと、ピストンロッド６ｂに一体化されたピストン６ｃとからなり、このピストン６ｃで仕切られる両側空間が第一油室６ｄ及び第二油室６ｅとして構成されている。油圧コントロールバルブ８はロータリバルブよりなり、そのバルブハウジング８ａには、入力ポート８ｂ、リターンポート８ｃ、第一出力ポート８ｄ及び第二出力ポート８ｅがそれぞれ突出形成されている。
【００１９】
このうち、入力ポート８ｂは、油圧ポンプ７の出力ポート７ａに接続されており、当該入力ポート８ｂ内には後述する逆止弁２０が内蔵されている。一方、リターンポート８ｃは、リザーブタンクＴに接続されている。また、第一出力ポート８ｄは、油圧配管Ｐ１を介して油圧シリンダ６の第一油室６ｄに接続され、第二出力ポート８ｅは、油圧配管Ｐ２を介して油圧シリンダ６の第２油室６ｅに接続されている。この油圧コントロールバルブ８は、操舵方向と操舵抵抗とに応じて、油室６ｄ，６ｅのいずれか一方に操舵力補助用の圧油を供給すると同時に、他方の油室から作動油をリザーブタンクＴに環流させる。
【００２０】
次に、図１〜図３を参照して、上記入力ポート８ｂに内蔵されている逆止弁２０について説明する。なお、図１において、矢印Ａは油圧ポンプ７から油圧コントロールバルブへの圧油の供給方向（順方向）を示し、矢印Ｂはその圧油の戻り方向（逆方向）を示している。
図１に示すように、本実施形態の逆止弁２０は、圧油（流体）の供給口２１と吐出口２２とを有する筒状の弁ハウジング２３と、この弁ハウジング２３に設けられた弁座２４と、この弁座２４に対して接離自在となるように弁ハウジング２３内における当該弁座２４の吐出口２２側に収納された可動栓２５と、この可動栓２５を供給口２１側に付勢して弁座２４に密着させる第一弾性部材２６と、を備えている。
【００２１】
上記弁ハウジング２３は、テーパー状の段差部分を介して繋がった大径部分２７と小径部分２８を一体に有する断面円形かつ中空の段付き筒体よりなり、大径部分２７の開口部が前記供給口２１とされ、かつ、小径部分２８の開口部が前記吐出口２２とされている。小径部分２８の開口部（吐出口２２）の内周側には、径内方向に延びる第一フランジ部２９が屈曲形成されており、大径部分２７の開口部（供給口２１）の内周側には、径内方向に延びる第二フランジ部３０が屈曲形成されている。
【００２２】
可動栓２５は、短円筒状の側面ガイド部３２と、この側面ガイド部３２の軸方向端に一体に連結された湾曲盆状のシール板部３３と、このシール板部３３の中央部に形成された円板状の受圧部３４とからなる、全体として略椀形の部材に形成されている。この可動栓２５のシール板部３３はリング状の前記弁座２４の内周縁部に対して密着可能となる形状に形成され、このさい、可動栓の受圧部３４によって弁座２４が閉塞されるようになっている。
【００２３】
可動栓２５の側面ガイド部３２の最外径は小径部分２８の内径よりも若干小さくなっており、これにより、圧油の流通を許容する小隙間を確保した状態で、弁ハウジング２３の小径部分２８の内部に可動栓２５が軸方向に移動自在に収納されている。また、図１及び図２に示すように、可動栓２５の側面ガイド部３２には、当該ガイド部３２と小径部分２８の間を通過する圧油の流れを促進する逃げ溝３５が周方向三箇所に等間隔おきに形成されている。
【００２４】
本実施形態の弁座２４は、弁ハウジング２３の軸方向に固定ではなく同方向に可動となっており、弁ハウジング２３と同軸心状でかつ軸心方向に移動自在となるように当該弁ハウジング２３内に収納された可動リングよりなる。この可動リングは、可動栓２５のシール板部３３が当接する受け板部３６と、この受け板部３６の外周から弁ハウジング２３の軸方向に延設した外周フランジ部３７とから一体に形成されている。
【００２５】
弁座（可動リング）２４の外周フランジ部３７の最外径は大径部分２７の内径よりも若干小さくなっており、これにより、圧油の流通を許容する小隙間を確保した状態で、弁ハウジング２３の大径部分２７の内部に弁座２４が軸方向に移動自在に収納されている。また、図１及び図３に示すように、弁座２４の外周フランジ部３７には、当該フランジ部３７と後述する当接部３９の間を通過する圧油の流れを促進する逃げ溝３８が周方向四箇所に等間隔おきに形成されている。
【００２６】
前記弁ハウジング２３のテーパー状の段差部分は、可動リングよりなる弁座２４の吐出口２２側への移動限界を規定する当接部３９を構成している。また、弁ハウジング２３の大径部分２７の軸方向中央部には、当該大径部分２７の壁部を径内側に突出させてなるストッパー部４０が形成され、このストッパー部４０は、前記可動栓２５が当接部３９よりも供給口２１側へ移動しないように可動リングよりなる弁座２４の供給口２１側への移動限界を規定している。
本実施形態の逆止弁２０は、可動栓２５を供給口２１側に付勢して弁座２４に密着させる前記第一弾性部材２６を備えているとともに、可動リングよりなる弁座２４を吐出口２２側に付勢して同リングの外周縁部を当接部３９に密着させる第二弾性部材４１を備えている。
【００２７】
このうち、第一弾性部材２６は、一端が第一フランジ部２９に当接しかつ他端が可動栓２５の受圧部３４内面に当接するように両部材間に圧縮状態で介装されたコイルばねよりなり、そのばね復元力によって可動栓２５を供給口２１側に付勢している。他方、第二弾性部材４１は、一端が受け板部３６の外周縁に当接しかつ他端が第二フランジ部３０に当接するように両部材間に圧縮状態で介装されたコイルばねよりなり、そのばね復元力によって可動リングよりなる弁座２４を吐出口２２側に付勢している。
【００２８】
なお、上記第二弾性部材４１の弾性定数は、弁ハウジング２３の吐出口２２側の圧力が動力舵取り装置１の構成要素である前記ボールジョイント１０，１１やタイロッド１２，１３を破損させる圧力となる少し手前で、当該第二弾性部材４１が弾性変形し始める程度の値に設定されている。
上記構成に係る逆止弁２０を入力ポート８ｂに内蔵した動力舵取り装置１において、油圧ポンプ７から圧油が供給されると、図１の矢印Ａ方向（順方向）に向かって可動栓２５の受圧部３４に油圧が印加され、第一コイルばね２６に抗して可動栓２５が吐出口２２側（図１の左側）に移動する。これにより、可動栓２５のシール板部３３と弁座２４の間に隙間ができ、この隙間及び前記逃げ溝３５を通って順方向の流体が吐出口２２から吐出される。
【００２９】
逆に、車輪に加わる衝撃により、油圧シリンダ６から油圧コントロールバルブ８を介して油圧が戻り方向に発生し、図１の矢印Ｂ方向（逆方向）に油圧が印加された場合には、可動栓２５が弁座２４に押し付けられて圧油が供給口２１側へは逆流せず、キックバック現象は起こらない。
もっとも、本実施形態の逆止弁２０は、圧油の逆流を完全に阻止するのではなく、弁座２４の動きに連動したリークにより、油圧シリンダ６の内圧が過度に上昇するのを防止して、油圧シリンダ６と車輪との間に設けられているボールジョイント１０，１１等への悪影響を未然に防いでいる。
【００３０】
すなわち、図１の矢印Ｂ方向の油圧が所定以上に大きくなると、可動栓２５と可動リングよりなる弁座２４とが第二コイルばね４１に抗して吐出口２２側に移動する。これにより、可動リング２４の受け板部３６と弁ハウジング２３の当接部３９の間に隙間ができ、この隙間を通って逆方向の圧油が供給口２１側へリークされる。
【００３１】
このように、本実施形態の逆止弁２０によれば、図１の矢印Ｂで示す方向に流れようとする逆方向の圧油によって第二コイルばね４１を弾性変形させ、これによって可動の弁座２４を動かして逆方向の圧油を供給口２１側へリークするようにしているので、高い油圧の負荷が繰り返されても可動栓２５が変形することがなく、その変形によって逆止弁２０としての本来的機能が低下するのが未然に防止される。また、弁座２４を吐出口２２側に付勢する第二コイルばね４１を弾性変形させて逆方向の圧油を供給口２１側へリークする構成を採用したことから、弾性定数が相違する別のコイルばねに入れ換えるだけで逆流防止時のリーク圧を変化させることができ、リーク圧の変更作業が非常に簡単であるという利点もある。
【００３２】
更に、本実施形態の逆止弁２０では、可動リング２４の外周縁部と当接部３９の間を通過する圧油の流れを促進する逃げ溝３８を当該可動リング２４に形成しているので、いったん逆方向（図１の矢印Ｂ方向）の油圧が過大になって第二コイルばね４１が弾性変形すると、その変形が発生した当初からできるだけ素早くその過大な油圧が開放されることになり、これにより、動力舵取り装置１の構成部材の破損をより確実に抑えることができる。
【００３３】
一方、本発明において、可動栓２５の側面ガイド部３２は小径部分２８でガイドされているため、可動栓２５全体が弁ハウジング２３の当接部３９を通り過ぎて大径部分２７の領域に至ると、当該可動栓２５が弁座２４に対して転動して弁ハウジング２３内において捩れ、逆止弁２０が機能不良を起こす恐れがあるが、本実施形態の逆止弁２０では、可動栓２５が当接部３９よりも供給口２１へ移動するのを規制する前記ストッパー部４０を備えているので、そのような可動栓２５の捩れに伴う機能不良を未然に防止することができる
【００３４】
なお、上記した実施形態はすべて例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって規定され、そこに記載された構成と均等の範囲内のすべての変更も本発明に含まれる。
例えば、上記実施形態では、逆止弁２０をコントロールバルブ８の入力ポート８ｂに内蔵しているが、油圧ポンプ７と入力ポート８ｂとを接続する油圧配管の途中に管継手を設け、その中に内蔵させてもよい。この場合は、バルブハウジングが逆止弁２０の内蔵によって大型化する不都合を回避できるとともに、既存車両の動力舵取り装置に新たに逆止弁２０を設けることが容易になるという利点がある。
【００３５】
また、逆止弁２０に使用する第一及び第二のコイルばね２６，４１はコイル形状以外のばね構造やその他の弾性要素であってもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、弁座を吐出口側に付勢する第二の弾性部材を弾性変形させて逆方向の流体を供給口側へリークするようにしたので、高い流体圧の負荷が繰り返されても可動栓が変形することがなく、可動栓の変形に伴う逆止弁としての本来的機能の低下を防止できるとともに、弾性定数が相違する別の弾性部材に入れ換えるだけで逆流防止時のリーク圧を変化させることができ、そのリーク圧の変更を非常に簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る逆止弁の縦断面図である。
【図２】可動栓を吐出口側（図１の左側）から見た正面図である。
【図３】弁座を吐出口側（図１の左側）から見た正面図である。
【図４】動力舵取装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１動力舵取り装置
６油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）
７油圧ポンプ
８油圧コントロールバルブ
２０逆止弁
２１供給口
２２吐出口
２３弁ハウジング
２４弁座（可動リング）
２５可動栓
２６第一弾性部材（第一の弾性部材、コイルばね）
３８逃げ溝
３９当接部
４０ストッパー部
４１第二弾性部材（第二の弾性部材、コイルばね）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a check valve and a power steering apparatus used for steering a vehicle using the check valve.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a power steering device (power steering) that assists a steering force with hydraulic pressure has been used as a vehicle steering device (steering). This power steering apparatus outputs a steering assist force by supplying pressure oil discharged from a hydraulic pump to a hydraulic cylinder or the like. A hydraulic control valve is provided between the hydraulic pump and the hydraulic cylinder to control the supply of pressure oil to the hydraulic cylinder in accordance with the steering direction and the steering resistance. A check valve is built in the input port portion from the hydraulic pump to the hydraulic control valve to prevent backflow from the hydraulic control valve to the hydraulic pump.
[0003]
In the power steering apparatus as described above, when the vehicle is traveling on a rough road or when a wheel rides on the curb, the pressure oil supplied to the hydraulic cylinder by the impact applied to the wheel is on the hydraulic pump side. Try to backflow. However, since the check valve provided at the input port portion of the hydraulic control valve prevents the backflow, the so-called kickback phenomenon in which the handle is removed by the backflow of pressure oil is prevented.
[0004]
However, if the check valve completely prevents the backflow of pressure oil, the internal pressure of the hydraulic cylinder will rise excessively and an excessive load will be applied to the ball joint etc. provided between the hydraulic cylinder and the wheel. Therefore, there is concern that it will have an adverse effect. Therefore, conventionally, a round hole-shaped orifice is formed in the central portion of the movable stopper (see FIG. 4 of Patent Document 1), or a plurality of leak grooves are formed radially on the sealing surface of the movable stopper ( 1 and FIG. 2 of Patent Document 1), even when the check valve prevents the backflow of pressure oil, a small amount of pressure oil is leaked to the hydraulic pump side (see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-49004 (Claims 1 to 4 and FIGS. 1 to 4)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the check valve used in the conventional power steering apparatus described above, excessive pressure increase in the hydraulic cylinder is avoided only by letting the pressure oil escape from the orifice or leak groove formed directly on the movable stopper. Therefore, when a high hydraulic load is repeated, the movable stopper itself is gradually deformed, and the original function as a check valve is impaired, and the prevention effect of the kickback phenomenon may be reduced.
In addition, with the conventional means for forming an orifice or leak groove in the movable stopper, the outer diameter of the orifice is slightly reduced in order to change the leak pressure at the time of backflow prevention in response to the model change of the power steering device. There is also a drawback that it is necessary to change only the number of leak grooves, or to slightly change the number of leak grooves, the groove width, etc., and in this respect, the work of changing the leak pressure is very complicated.
[0007]
In view of such a situation, the present invention can prevent deterioration of the original function as a check valve accompanying deformation of the movable stopper, and can easily change the leak pressure at the time of preventing backflow. It aims at providing the power steering device using this.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention takes the following technical means.
That is, the check valve according to the present invention is configured so that it can be freely contacted to and separated from a cylindrical valve housing having a fluid supply port and a discharge port, a valve seat provided in the valve housing, and the valve seat. A movable stopper housed on the valve seat discharge port side in the valve housing , one end abutting the valve housing and the other end abutting the movable stopper, and biasing the movable stopper toward the supply port side and e Bei and a first elastic member is brought into close contact with the valve seat in and, the valve seat is accommodated in the valve housing coaxially heart shape in and in the valve housing so as to be movable in the axial direction The movable ring, and the outer peripheral edge of the movable ring abuts to define a movement limit of the movable ring toward the discharge port, one end abuts the valve housing, and the other end in contact with the valve seat, the biases said movable ring on the discharge port side A second elastic member is brought into close contact with the outer peripheral edge of ring to the abutment portion, in which is characterized in that provided within the valve housing.
[0009]
In this case, when a fluid flows in the forward direction from the supply port side toward the discharge port side, the movable plug moves to the discharge port side against the first elastic member by the fluid pressure in the forward direction. As a result, a gap is formed between the movable stopper and the valve seat (movable ring), and forward fluid is discharged from the discharge port through this gap. On the other hand, even if an attempt is made to flow a fluid in the reverse direction from the discharge port side to the supply port side, the fluid pressure in the reverse direction acts in a direction to press the movable plug against the valve seat. Backflow to the side is prevented.
[0010]
On the other hand, when the fluid pressure in the reverse direction becomes larger than a predetermined value, the movable stopper and the valve seat made of the movable ring move to the discharge port side against the second elastic member. As a result, a gap is formed between the outer peripheral edge of the movable ring and the contact portion of the valve housing, and the fluid in the reverse direction leaks to the supply port side through this gap.
Thus, according to the present invention, the second elastic member is elastically deformed by the fluid pressure of the fluid in the reverse direction, thereby moving the valve seat to leak the fluid in the reverse direction to the supply port side. Therefore, even if a high fluid pressure load is repeated, the movable stopper is not deformed, and the original function as a check valve is prevented from being deteriorated by the deformation.
[0011]
In addition, when a configuration is adopted in which the second elastic member that urges the valve seat toward the discharge port side is elastically deformed to leak the fluid in the reverse direction to the supply port side as in the present invention, the elastic constant is different. It is possible to change the leak pressure at the time of preventing backflow by simply replacing the elastic member. For this reason, since it is not necessary to change the shape of the movable stopper as in the prior art, the operation of changing the leak pressure becomes very simple.
The check valve according to the present invention can be used for, for example, a power steering device (power steering) for a vehicle, and the steering device outputs a steering assist force by pressure oil supplied from a hydraulic pump. A hydraulic control valve that is provided between the hydraulic pump and the hydraulic actuator and controls the supply and discharge of the pressure oil to and from the actuator according to steering, and the pressure oil flows back from the hydraulic actuator to the hydraulic pump side. And a check valve according to the present invention.
[0012]
In the steering apparatus having the check valve according to the present invention, the pressure on the discharge port side of the valve housing is a component of the apparatus using the check valve (for example, a ball joint or a tie rod in the case of a power steering apparatus). If the elastic constant of the second elastic member is set so that the second elastic member begins to deform slightly before the pressure that breaks the pressure, the back flow of pressure oil is prevented and the kickback phenomenon is prevented. In this case, it is possible to prevent the components from being damaged by excessive pressure increase in the hydraulic cylinder.
[0013]
Further, in the check valve according to the present invention, when the second elastic member is elastically deformed and the movable ring starts to move toward the supply port side, the fluid that passes between the outer peripheral edge of the movable ring and the contact portion It is preferable to form a relief groove in the movable ring that promotes the flow of air. The reason is that once the fluid pressure in the reverse direction becomes excessive and the second elastic member is elastically deformed, it is better to release the fluid pressure as soon as possible at the beginning of the deformation, such as a power steering device. This is because damage to the components can be reliably suppressed.
[0014]
On the other hand, in the present invention, when the movable stopper and the valve seat (movable ring) are moved to the supply port side and the fluid in the reverse direction leaks to the supply port side, the resistance of the movement is limited only by the second elastic member. When the movable stopper passes through the contact portion of the valve housing and is detached from the inner peripheral surface of the valve housing, the movable stopper rolls with respect to the valve seat and twists in the valve housing. Otherwise, the check valve may malfunction.
Therefore, in the check valve of the present invention, a stopper portion that defines the movement limit of the movable ring to the supply port side may be provided in the valve housing so that the entire movable stopper does not move to the supply port side from the contact portion. Recommended. In this way, even if the movable stopper and the valve seat (movable ring) move to the supply port side, the entire movable stopper does not pass through the contact portion and is not detached from the inner peripheral surface of the valve housing. It is possible to prevent malfunction due to twisting of the movable stopper.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 are views showing a check valve and its components according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic view showing an embodiment of a power steering apparatus incorporating the check valve. First, the overall configuration of the power steering apparatus will be described.
[0016]
In FIG. 4, the power steering apparatus 1 of the present embodiment includes an input shaft 2 connected to a steering handle (not shown), a pinion 3 that rotates as the input shaft 2 rotates, and a rack 4 that meshes with the pinion 3. A housing 5 that covers the rack 4, a hydraulic cylinder 6 as a hydraulic actuator provided inside the housing 5, a hydraulic pump 7 that supplies pressure oil to the hydraulic cylinder 6, and the steering handle are interlocked with each other. A hydraulic control valve 8 that controls supply and discharge of pressure oil to and from the hydraulic cylinder 6 is provided.
[0017]
Both ends of the rack 4 protrude from openings 5a and 5b at both ends of the housing 5, and ball joints 10 and 11 are integrated with the protruding ends. Tie rods 12 and 13 are attached to the respective ball joints 10 and 11, and both ends of the rack 4 are connected to wheels via the tie rods 12 and 13. Therefore, by rotating the steering handle, the pinion 3 can be rotated via the input shaft 2, and the rack 4 can be moved in the axial direction (vehicle width direction) to steer the vehicle.
[0018]
The hydraulic cylinder 6 includes a cylinder tube 6a formed by the housing 5, a piston rod 6b integrated with the rack 4, and a piston 6c integrated with the piston rod 6b, and both sides partitioned by the piston 6c. The space is configured as a first oil chamber 6d and a second oil chamber 6e. The hydraulic control valve 8 is a rotary valve, and an input port 8b, a return port 8c, a first output port 8d, and a second output port 8e are formed in the valve housing 8a so as to protrude.
[0019]
Among these, the input port 8b is connected to the output port 7a of the hydraulic pump 7, and a check valve 20 to be described later is built in the input port 8b. On the other hand, the return port 8c is connected to the reserve tank T. The first output port 8d is connected to the first oil chamber 6d of the hydraulic cylinder 6 via the hydraulic pipe P1, and the second output port 8e is connected to the second oil chamber 6e of the hydraulic cylinder 6 via the hydraulic pipe P2. It is connected to the. The hydraulic control valve 8 supplies pressure oil for assisting the steering force to either one of the oil chambers 6d and 6e according to the steering direction and the steering resistance, and at the same time, reserves hydraulic oil from the other oil chamber to the reserve tank T. To recirculate.
[0020]
Next, the check valve 20 built in the input port 8b will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, an arrow A indicates the supply direction (forward direction) of pressure oil from the hydraulic pump 7 to the hydraulic control valve, and an arrow B indicates the return direction (reverse direction) of the pressure oil.
As shown in FIG. 1, the check valve 20 of the present embodiment includes a cylindrical valve housing 23 having a pressure oil (fluid) supply port 21 and a discharge port 22, and a valve provided in the valve housing 23. A seat 24, a movable plug 25 accommodated in the valve housing 23 on the outlet 22 side of the valve seat 24 so as to be movable toward and away from the valve seat 24, and the movable plug 25 on the supply port 21 side And a first elastic member 26 that is urged to adhere to the valve seat 24.
[0021]
The valve housing 23 is formed of a stepped cylindrical body having a circular cross section and a hollow shape integrally including a large diameter portion 27 and a small diameter portion 28 connected via a tapered step portion, and an opening of the large diameter portion 27 is provided by the supply portion. The opening 21 and the opening of the small diameter portion 28 serve as the discharge port 22. A first flange portion 29 extending in the radial direction is formed on the inner peripheral side of the opening portion (discharge port 22) of the small diameter portion 28, and the inner periphery of the opening portion (supply port 21) of the large diameter portion 27. On the side, a second flange portion 30 extending in the radial direction is bent.
[0022]
The movable stopper 25 is formed in a short cylindrical side guide portion 32, a curved tray-shaped seal plate portion 33 integrally connected to the axial end of the side guide portion 32, and a central portion of the seal plate portion 33. The disc-shaped pressure receiving portion 34 is formed into a substantially bowl-shaped member as a whole. The seal plate portion 33 of the movable plug 25 is formed in a shape that can be in close contact with the inner peripheral edge of the ring-shaped valve seat 24, and at this time, the valve seat 24 is closed by the pressure receiving portion 34 of the movable plug. It is like that.
[0023]
The outermost diameter of the side guide portion 32 of the movable plug 25 is slightly smaller than the inner diameter of the small diameter portion 28, thereby ensuring a small gap that allows the flow of pressure oil, and thereby reducing the small diameter portion of the valve housing 23. The movable stopper 25 is accommodated in the inside of 28 so that an axial movement is possible. Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the side guide portion 32 of the movable stopper 25 is provided with a relief groove 35 that promotes the flow of pressure oil passing between the guide portion 32 and the small diameter portion 28 in the circumferential direction. It is formed at regular intervals at locations.
[0024]
The valve seat 24 of the present embodiment is not fixed in the axial direction of the valve housing 23 but is movable in the same direction, and is coaxial with the valve housing 23 so as to be movable in the axial direction. It consists of a movable ring housed in 23. The movable ring is integrally formed from a receiving plate portion 36 with which the seal plate portion 33 of the movable stopper 25 abuts and an outer peripheral flange portion 37 extending from the outer periphery of the receiving plate portion 36 in the axial direction of the valve housing 23. ing.
[0025]
The outermost outer diameter of the outer peripheral flange portion 37 of the valve seat (movable ring) 24 is slightly smaller than the inner diameter of the large-diameter portion 27, so that a valve with a small clearance allowing the flow of pressure oil is secured. A valve seat 24 is accommodated in the large-diameter portion 27 of the housing 23 so as to be movable in the axial direction. Further, as shown in FIGS. 1 and 3, the outer peripheral flange portion 37 of the valve seat 24 has an escape groove 38 that promotes the flow of pressure oil passing between the flange portion 37 and a contact portion 39 described later. It is formed at equal intervals at four locations in the circumferential direction.
[0026]
The tapered step portion of the valve housing 23 constitutes an abutting portion 39 that defines a limit of movement of the valve seat 24 made of a movable ring toward the discharge port 22. Further, a stopper portion 40 is formed at the central portion in the axial direction of the large-diameter portion 27 of the valve housing 23 by projecting the wall portion of the large-diameter portion 27 inwardly. The movement limit to the supply port 21 side of the valve seat 24 made of a movable ring is defined so that 25 does not move to the supply port 21 side than the contact portion 39.
The check valve 20 of the present embodiment includes the first elastic member 26 that urges the movable stopper 25 toward the supply port 21 to closely contact the valve seat 24 and discharges the valve seat 24 formed of a movable ring. A second elastic member 41 is provided that urges the outer peripheral edge of the ring in close contact with the contact portion 39 by urging the outlet 22 side.
[0027]
Of these, the first elastic member 26 is a coil spring that is interposed between both members in a compressed state so that one end abuts against the first flange portion 29 and the other end abuts against the inner surface of the pressure receiving portion 34 of the movable plug 25. The movable stopper 25 is biased toward the supply port 21 by the spring restoring force. On the other hand, the second elastic member 41 is formed of a coil spring interposed in a compressed state between both members so that one end contacts the outer peripheral edge of the receiving plate portion 36 and the other end contacts the second flange portion 30. The valve seat 24 made of a movable ring is urged toward the discharge port 22 by the spring restoring force.
[0028]
The elastic constant of the second elastic member 41 is a pressure at which the pressure on the discharge port 22 side of the valve housing 23 damages the ball joints 10 and 11 and the tie rods 12 and 13 that are components of the power steering apparatus 1. The value is set so that the second elastic member 41 starts to be elastically deformed slightly before.
In the power steering apparatus 1 in which the check valve 20 according to the above configuration is built in the input port 8b, when pressure oil is supplied from the hydraulic pump 7, the movable plug 25 is moved in the direction of arrow A (forward direction) in FIG. Hydraulic pressure is applied to the pressure receiving portion 34, and the movable stopper 25 moves to the discharge port 22 side (left side in FIG. 1) against the first coil spring 26. Accordingly, a gap is formed between the seal plate portion 33 of the movable stopper 25 and the valve seat 24, and forward fluid is discharged from the discharge port 22 through the gap and the escape groove 35.
[0029]
On the contrary, when the hydraulic pressure is generated in the return direction from the hydraulic cylinder 6 via the hydraulic control valve 8 due to the impact applied to the wheel, and the hydraulic pressure is applied in the direction of arrow B (reverse direction) in FIG. 25 is pressed against the valve seat 24 so that the pressure oil does not flow back to the supply port 21 side, and the kickback phenomenon does not occur.
However, the check valve 20 of this embodiment does not completely block the backflow of pressure oil, but prevents the internal pressure of the hydraulic cylinder 6 from excessively rising due to a leak linked to the movement of the valve seat 24. Thus, adverse effects on the ball joints 10 and 11 provided between the hydraulic cylinder 6 and the wheels are prevented in advance.
[0030]
That is, when the hydraulic pressure in the direction of arrow B in FIG. 1 becomes larger than a predetermined value, the movable stopper 25 and the valve seat 24 made of the movable ring move toward the discharge port 22 against the second coil spring 41. As a result, a gap is formed between the receiving plate portion 36 of the movable ring 24 and the contact portion 39 of the valve housing 23, and pressure oil in the reverse direction leaks to the supply port 21 side through this gap.
[0031]
Thus, according to the check valve 20 of the present embodiment, the second coil spring 41 is elastically deformed by the pressure oil in the reverse direction that tends to flow in the direction indicated by the arrow B in FIG. Since the seat 24 is moved so that the pressure oil in the reverse direction leaks to the supply port 21 side, the movable stopper 25 is not deformed even when a high hydraulic load is repeated. As a result, it is possible to prevent the original function from being deteriorated. In addition, since the second coil spring 41 that urges the valve seat 24 toward the discharge port 22 is elastically deformed and pressure oil in the reverse direction is leaked to the supply port 21 side, another elastic constant is different. It is possible to change the leak pressure at the time of preventing the backflow by simply replacing the coil spring, and there is also an advantage that the work for changing the leak pressure is very simple.
[0032]
Further, in the check valve 20 according to the present embodiment, the movable ring 24 is formed with a relief groove 38 that promotes the flow of pressure oil that passes between the outer peripheral edge of the movable ring 24 and the contact portion 39. Once the hydraulic pressure in the reverse direction (arrow B direction in FIG. 1) becomes excessive and the second coil spring 41 is elastically deformed, the excessive hydraulic pressure is released as quickly as possible from the beginning of the deformation, Thereby, the damage of the structural member of the power steering device 1 can be suppressed more reliably.
[0033]
On the other hand, in the present invention, since the side guide portion 32 of the movable stopper 25 is guided by the small diameter portion 28, the entire movable stopper 25 passes through the contact portion 39 of the valve housing 23 and reaches the region of the large diameter portion 27. The movable stopper 25 rolls relative to the valve seat 24 and twists in the valve housing 23, and the check valve 20 may malfunction. However, in the check valve 20 of this embodiment, the movable stopper 25 Since the stopper portion 40 that restricts the movement of the movable stopper 25 from the contact portion 39 to the supply port 21 is provided, it is possible to prevent such a malfunction due to the twisting of the movable stopper 25 in advance.
The above-described embodiments are all illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the claims, and all modifications within the scope equivalent to the configurations described therein are also included in the present invention.
For example, in the above embodiment, the check valve 20 is built in the input port 8b of the control valve 8, but a pipe joint is provided in the middle of the hydraulic pipe connecting the hydraulic pump 7 and the input port 8b. It may be built in. In this case, there is an advantage that it is possible to avoid the disadvantage that the valve housing is enlarged due to the built-in check valve 20, and it is easy to newly provide the check valve 20 in the power steering device of the existing vehicle.
[0035]
Further, the first and second coil springs 26 and 41 used in the check valve 20 may be a spring structure other than the coil shape or other elastic elements.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the second elastic member that urges the valve seat to the discharge port side is elastically deformed to leak the fluid in the reverse direction to the supply port side. Even if the pressure load is repeated, the movable stopper will not be deformed, it is possible to prevent the deterioration of the original function as a check valve accompanying the deformation of the movable stopper, and only to be replaced with another elastic member having a different elastic constant. Thus, the leak pressure at the time of backflow prevention can be changed, and the leak pressure can be changed very easily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a check valve according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the movable stopper as viewed from the discharge port side (left side in FIG. 1).
FIG. 3 is a front view of the valve seat as seen from the discharge port side (left side in FIG. 1).
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the power steering apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Power steering device 6 Hydraulic actuator (hydraulic cylinder)
7 Hydraulic pump 8 Hydraulic control valve 20 Check valve 21 Supply port 22 Discharge port 23 Valve housing 24 Valve seat (movable ring)
25 Movable stopper 26 First elastic member (first elastic member, coil spring)
38 Escape groove 39 Abutting part 40 Stopper part 41 Second elastic member (second elastic member, coil spring)

Claims

A cylindrical valve housing having a fluid supply port and a discharge port, a valve seat provided in the valve housing, and the valve seat in the valve housing so as to be able to contact with and separate from the valve seat. a movable plug which is accommodated in the discharge port side, one end in contact with the abutting other end the movable plug in the valve housing, the first to be in close contact with the valve seat to urge the movable plug to the supply port side for example Bei and the elastic member, the,
The valve seat is composed of a movable ring that is coaxial with the valve housing and accommodated in the valve housing so as to be movable in the axial direction.
The abutting portion that defines the movement limit of the movable ring to the discharge port side by abutting the outer peripheral edge of the movable ring, one end abutting the valve housing and the other end abutting the valve seat, a check valve, characterized in that the second elastic member is brought into close contact to bias the movable ring on the discharge port side outer peripheral edge portion of the ring to the abutment, are provided within the valve housing .

The elasticity of the second elastic member so that the second elastic member begins to be elastically deformed slightly before the pressure on the discharge port side of the valve housing becomes a pressure that damages the components of the device using the check valve. The check valve according to claim 1, wherein a constant is set.

When the second elastic member is elastically deformed and the movable ring starts to move toward the supply port side, the escape groove that promotes the flow of fluid passing between the outer peripheral edge portion and the abutting portion of the movable ring has the movable ring. The check valve according to claim 1 or 2, wherein the check valve is formed as described above.

The stopper part which prescribes | regulates the movement limit to the supply port side of a movable ring is provided in the valve housing so that the whole movable stopper may not move to the supply port side rather than a contact part. The check valve described.

A hydraulic actuator that outputs a steering assist force by pressure oil supplied from a hydraulic pump, and a hydraulic control that is provided between the hydraulic pump and the hydraulic actuator and controls supply and discharge of pressure oil to the actuator according to steering A power steering apparatus comprising: a valve; and a check valve that prevents backflow of pressure oil from the hydraulic actuator to the hydraulic pump side;
The said check valve consists of a check valve in any one of Claims 1-4, The power steering device characterized by the above-mentioned.