JP4347267B2 - パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、操舵力をアシストするパワーステアリング装置に関する。

従来、特許文献１に開示されるようなパワーステアリング装置においては、パワーシリンダ室と、このパワーシリンダ室に接続された可逆式ポンプと、この可逆式ポンプを正・逆回転駆動するモータを備え、パワーシリンダ室の左右の圧力室に選択的に油圧を供給することにより、操舵アシスト力を得ている。

このようなパワーステアリング装置において、真空引き装置のない整備工場等で作動油の充填作業を行う場合、まずステアリングホイールを左右に回転させ、パワーシリンダ室のピストンを左右に移動させる。すると容積の増大する側のシリンダ室が負圧となり、リザーバタンク内の作動油がこのシリンダ室へ供給される。この作業を左右で繰り返すことにより、左右のシリンダ室及びその他の油圧回路へ作動油を充填させることができる。
特開２００４−３０６７２１号公報

しかしながら上記従来技術にあっては、容積の増大する側のシリンダ室へは作動油と同時に可逆式ポンプを介して容積の減少する側のシリンダ室内に存在する空気も供給されてしまう。よって、ステアリングホイールの回転作業を左右で繰り返しても、装置内に含まれる空気が左右のシリンダ室内を交互に行き来し、効率よく作動油の充填作業を行うことができない、という問題があった。

本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、作動油の充填作業を効率よく行うことが可能なパワーステアリング装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明では、操舵輪に連結された操舵機構の操舵力を補助する油圧パワーシリンダと、前記油圧パワーシリンダの両圧力室に対し第１、第２通路を介して油圧を供給する一対の吐出口を備えた可逆式ポンプと、前記可逆式ポンプを正・逆回転させるモータと、前記転舵輪を転舵制御するステアリングホイールの操舵負荷を検出または推定する操舵負荷検出手段と、作動油を貯留するリザーバタンクと、前記第１通路に設けられ、前記リザーバタンク側からこの第１通路側への作動油の流れのみを許容する第１一方向弁と、前記第２通路に設けられ、前記リザーバタンク側からこの第２通路側への作動油の流れのみを許容する第２一方向弁と、前記第１通路に設けられ、この第１通路側から前記リザーバタンク側への作動油の流れのみを許容する第３一方向弁と、前記第２通路に設けられ、この第２通路側から前記リザーバタンク側への作動油の流れのみを許容する第４一方向弁と、作動油の充填作業を行う際、前記可逆式ポンプを停止または容積が減少する側の圧力室へ作動油を供給する方向へ回転駆動するポンプ制御手段を備えることとした。

よって、空気の混入を回避して作動油の充填作業を効率よく行うことが可能なパワーステアリング装置を提供することができる。

以下、本発明のパワーステアリング装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。

［パワーステアリング装置のシステム構成］
実施例１につき図１ないし図５に基づき説明する。図１は、本願パワーステアリング装置のシステム構成図である。運転者がステアリングホイール２を操舵すると、シャフト３を介してピニオン４が駆動され、所謂ラック&ピニオン機構によりラック軸５が軸方向に移動し、前輪を操舵する。シャフト３には、運転者の操舵トルクを検出するトルクセンサ６が設けられ、コントロールユニット７に対しトルク信号を出力する。

ラック軸５には、運転者の操舵トルクに応じてラック軸５の移動をアシストするパワーステアリング機構が設けられている。このパワーステアリング機構は、モータＭにより駆動する可逆式のポンプ１と、ラック軸５を左右に移動させるシリンダ室８が設けられている。このシリンダ室８の内部には軸方向移動可能なピストン８３が設けられ、このピストン８３により第１シリンダ室８１及び第２シリンダ室８２が画成される。

第１シリンダ室８１は第１通路２１と接続し、第１通路２１はポンプ１と接続されている。また、第２シリンダ室８２は第２通路２２と接続し、第２通路２２はポンプ１と接続されている。

第１、第２通路２１，２２にはそれぞれ第１、第２チェックバルブ３１，３２が設けられてリザーバタンク９への作動油の逆流を防止するとともに、第１、第２通路２１，２２における作動油が不足した場合にはリザーバタンク９から作動油を補給可能な構成となっている。

また、第１、第２通路２１，２２は接続部２７において互いに接続し、この接続部２７は電磁切換弁４０を介してリザーバタンク９と接続する。これにより接続部２７は電磁切換弁４０によりリザーバタンク９と連通／遮断される。さらに、第１、第２通路２１，２２にはそれぞれ電磁切換弁４０への流れのみを許容する第３、第４チェックバルブ３３，３４が設けられている。

第１、第２通路２１，２２はそれぞれスプールバルブ５０と連通し、スプールバルブ５０は戻し通路６０を介してリザーバタンク９と接続する。このスプールバルブ５０により、第１通路２１と戻し通路６０とが連通されているときは第２通路２２と戻し通路６０とは遮断され、第２通路２２と戻し通路６０とが連通されているとき第１通路２１と戻し通路６０とは遮断される構成となっている。

この戻し通路６０には、スプールバルブ５０からリザーバタンク９への流れのみを許容する戻し通路チェックバルブ３５が設けられ、リザーバタンク９からの逆流を防止している。また、第１、第２通路２１，２２の間には常開の電磁切換弁４０が設けられて連通／遮断を行う。

コントロールユニット７には、トルクセンサ６からのトルク信号に加え、イグニッションスイッチからのスイッチ信号、エンジン回転数センサからのエンジン回転数信号、車速センサからの車速信号等が入力され、これら各種信号に基づいて操舵アシスト力を決定し、モータＭ及び電磁切換弁４０に対し指令信号を出力する。また、作動油充填時においては、モータＭの回転が拘束されるよう電気信号により指令を出力する（ポンプ制御手段）。

常開の電磁切換弁４０は通常時においては閉弁され、フェイル時に開弁されてマニュアルステアを確保する構成となっている。

［作動油の充填］
図２は、作動油充填時における油圧回路の模式図である。太線は作動油の流れ、一点鎖線は空気の流れを示す。作動油充填時、モータＭはコントロールユニット７の指令により回転を拘束される。

なお、モータＭの回転拘束はコントロールユニット７からの指令により行うこととしてもよいし、充填作業時に他の制御装置をモータＭに接続して行うこととしてもよく特に限定しない。

また、スプールバルブ５０は作動油充填時に限って第１、第２通路２１，２２のうち低圧側をリザーバタンク９と連通し、高圧側とリザーバタンク９とを遮断するものとする。

ラック軸５を図中左方向に移動させると、第１シリンダ室８１が正圧、第２シリンダ室８２が負圧となる。なお、作動油充填時には電磁切換弁４０は開弁されるものとする。

これに伴い、第１シリンダ室８１の空気は第１通路２１に押し出される。ここで、モータＭは回転を拘束されているためポンプ１も回転せず、第１通路２１内の空気はポンプ１を介して第２通路２２に移動することはない。また、ポンプ１内でリークした空気は戻し通路チェックバルブ３５に導入され、リザーバタンク９へ排出される。

また、第１通路２１に押し出された空気は第１チェックバルブ３１及び第３チェックバルブ３３にも作用する。第１通路２１からリザーバタンク９側への流れは第１チェックバルブ３１により遮断され、第３チェックバルブ３３により許容されるため、空気は第３チェックバルブ３３を介してリザーバタンク９へ排出される。

さらに、スプールバルブ５０は高圧側とリザーバタンク９とを遮断するため、第１通路２１とリザーバタンク９が遮断されて空気はスプールバルブ５０を介してリザーバタンク９へ排出されることはない。

一方、第２シリンダ室８２は容積が増大してが負圧となり、第２シリンダ室８２と連通する第２通路２２も負圧となる。上述のように、モータＭは回転を拘束されているため、第２通路２２が負圧となっても第１通路２１内の空気はポンプ１を介して第２通路２２に移動することはない。

また、リザーバタンク９から第２通路２２への流れは第２チェックバルブ３２により許容され、第４チェックバルブ３４により遮断されるため、大気解放されているリザーバタンク９に対し第２通路２２が負圧となった場合、リザーバタンク９内の作動油は第２チェックバルブ３２を介してのみ第２通路２２に導入され、第４チェックバルブ３４からは作動油の供給は行われない。

さらに、スプールバルブ５０は高圧側とリザーバタンク９とを遮断するため、第２通路２２とリザーバタンク９は連通される。したがって、第２通路２２に対しては、第２チェックバルブ３２に加えてスプールバルブ５０からも作動油が供給される。

このように、作動油充填時においてはモータＭは回転を拘束され、スプールバルブ５０は高圧側とリザーバタンク９とを遮断し、さらに第３、第４チェックバルブ３３，３４が設けられているため、第１、第２通路２１，２２は直接連通せず、第１シリンダ室８１から排出された空気と第２シリンダ室８２へ供給される作動油とが混ざり合うことはない。

したがって、ラック軸５を図中左方向に移動させることにより、第１シリンダ室８１内の空気をリザーバタンク９へ排出し、リザーバタンク９から第２シリンダ室８２内に空気を混入させることなく作動油を供給することができる。逆に、ラック軸５を図中右方向に移動させれば、作動油と空気が混ざり合うことなく第１シリンダ室８１に作動油を供給し、第２シリンダ室８２内の空気を排出することができる。

このように、ラック軸５を左右交互に移動させることにより、第１、第２シリンダ室８１，８２からの空気排出と作動油供給を交互に行う。各シリンダ室８１，８２に作動油が完全に充填されないうちは各シリンダ室に空気と作動油が混在し、ピストン８３の移動による容積減少に伴い空気が混在した作動油が排出されるが、上述のように第１、第２通路２１，２２の連通は完全に遮断されているため、作動油を供給する側（容積増大側）のシリンダ室にはリザーバタンク９からの作動油のみが供給される。これを繰り返すことで、シリンダ室８内の空気を全て排出し、作動油を効率よく充填する。

［従来例と本願実施例１における作用効果の対比］
図３は、従来技術における作動油充填を示す模式図である。従来のパワーステアリング装置にあっては、真空引き装置のない整備工場等で作動油の充填作業を行う場合、パワーシリンダ室のピストンを左右に移動させ、容積の増大する側のシリンダ室を負圧とし、作動油を負圧側のシリンダ室へ供給している。

しかしながら上記従来技術にあっては、容積増大側のシリンダ室に対して作動油を供給する際、同時に可逆式ポンプを介して容積減少側のシリンダ室内の空気も供給されてしまう。したがって、ピストンを左右に移動させても、装置内に含まれる空気が左右のシリンダ室内を交互に行き来し、効率よく作動油の充填作業を行うことができない、という問題があった。

これに対し本願実施例１では、第１、第２通路２１，２２に、リザーバタンク９からの流れのみを許容する第１、第２チェックバルブ３１，３２を設け、さらに第３、第４チェックバルブ３３，３４により各通路２１，２２からリザーバタンク９への流れのみを許容することとした。

また、第１、第２チェックバルブ３１，３２の間にはモータＭにより駆動される双方向ポンプ１が設けられ、モータＭは作動油充填時において回転を拘束されることとした。さらに、本願における油圧回路においては、第３、第４チェックバルブ３３，３４の間においてリザーバタンク９と接続することとした。

これにより、作動油充填時において第１、第２通路２１，２２を直接連通させず、作動油充填時において高圧側シリンダ室から排出された空気と低圧側シリンダ室へ供給される作動油とが混ざり合うことを回避することが可能となり、作動油の充填を効率よく行うことができる。

また、作動油充填中は電磁切換弁４０を開弁することで、空気を多く含んだ作動油を配管内からリザーバタンク９へ排出し、通常アシスト時においては電磁切換弁４０を閉弁してポンプ圧がリザーバタンク９へリークすることを回避できる。さらに、フェイル時に開弁して第１、第２通路２１，２２を連通するマニュアルステアを確保するための切換弁として兼用可能であり、装置の簡略化を図ることができる。

加えて、作動油充填時にはコントロールユニット７からの電気信号指令によりモータＭの回転拘束を行うため、機械的構成を追加、変更することなく、モータＭの回転を制御することができる。

実施例２につき図４、図５に基づき説明する。基本的な構成は実施例１と同様であるため異なる点についてのみ説明する。実施例１ではモータＭの回転を拘束するのみであったが、実施例２ではモータＭを積極的に回転させ、第１、第２シリンダ室８１，８２のうち容積が減少する側のシリンダ室へ作動油を供給する方向にポンプ１を駆動する点で実施例１と異なる。

図４は、第１シリンダ室８１の容積が減少する場合における作動油及び空気の流れを示す模式図である。実施例１と同様、作動油を太線、空気を一点鎖線で示す。

ステアリングホイール２を回転させてピストン８３を図中左方向に移動させ、第１シリンダ室８１を正圧、第２シリンダ室８２を負圧とする。同時に、モータＭを回転させて第２シリンダ室８２へ作動油を供給する方向にポンプ１を駆動する。

第１、第２シリンダ室８１，８２はそれぞれ正圧、負圧となるため、実施例１と同様に第１、第２通路２１，２２もそれぞれ正圧、負圧となり、第１通路２１には第１シリンダ室８１から空気が導入されて第３チェックバルブ３３からリザーバタンク９へ排出され、第２通路２２にはリザーバタンク９から作動油が供給される。

このとき、リザーバタンク９から第２チェックバルブ３２を介して供給された作動油は、ポンプ１の駆動により第１通路２１側へも供給される。したがって、第１シリンダ室８１から第１通路２１へ排出された空気がポンプ１を介して第２通路２２側へ進入することがなく、空気が混合していない作動油を確実に第２通路２２及び第２シリンダ室８２へ供給することが可能となる。

第１シリンダ室８１へ作動油を供給する場合は、図５に示すようにピストン８３を図中右方向へ移動させ、第１シリンダ室８１へ作動油を供給する方向にポンプ１を駆動する。これにより、空気を混入させることなく第１シリンダ室８１へ作動油を供給することができる。
ピストン８３を左右交互に移動させ、これに合わせてポンプ１の駆動方向も左右交互に変更することにより、両シリンダ室８１，８２に空気を混入させることなく作動油を供給し、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

また、第１、第２シリンダ室８１，８２のうち容積が減少する側のシリンダ室へ作動油を供給する方向にポンプ１を駆動するため、容積減少側のシリンダ室から排出された空気がポンプ１を介して容積増大側シリンダ室へ侵入することを確実に回避することが可能となり、実施例１に比べ空気の混入をより抑制できる。

実施例３につき図６ないし図１０に基づき説明する。実施例３では、圧力制御手段としてプレッシャーリリーフバルブ２００を設けた点で実施例１と異なる。

ここで、双方向ポンプの吸入・吐出ポートと連通する油路それぞれに一対のリリーフバルブを設ける場合、リリーフバルブが２つ必要となって装置のコストが増大する。

したがって、実施例３ではポンプ１の吸入・吐出ポート双方側に１つのプレッシャーリリーフバルブ２００を接続し、このプレッシャーリリーフバルブ２００により吸入・吐出ポートと連通する油路の過大圧力を回避することとする。装置内の液圧が所定値以上となった場合には、プレッシャーリリーフバルブ２００によって減圧することができるため、装置の故障を回避することが可能である。

図６は、ポンプ１非作動時における本願パワーステアリング装置の油圧回路図である。プレッシャーリリーフバルブ２００は切換弁１００とリザーバタンク９とを接続する第４通路２４に設けられており、切換弁１００は第１、第２通路２１，２２とを接続する第３通路１１０上に設けられている。この切換弁１００は第１、第１通路２１，２２のうち高圧側を選択してプレッシャーリリーフバルブ２００と連通させる。

ポンプ非作動時はポンプ圧が発生していないため、双方向のポンプ１に接続する第１、第２通路２１，２２の圧力差は発生しない。したがって切換弁１００は中立となり、第１、第２通路２１，２２双方ともリザーバタンク９と遮断されることとなる。

図７は、第２シリンダ室８２加圧時における油圧回路図である。ポンプ１により第１シリンダ室８１から作動油が汲み出され、第２通路２２及び第２シリンダ室８２に供給される。したがって第２通路２２の油圧は第１、第３通路３１，３３の油圧よりも高圧となり、第２シリンダ室８２の油圧は切換弁１００によって選択されてプレッシャーリリーフバルブ２００に作用する。

その際、第２シリンダ室８２における油圧が過大となるとプレッシャーリリーフバルブ２００が開弁し、第２シリンダ室８２とリザーバタンク９とが連通されて過大油圧が排出される。過大油圧が解消し、適正圧となるとプレッシャーリリーフバルブ２００は閉弁し、第２シリンダ室８２の油圧は適正に保たれる。

図８は、第１シリンダ室８１加圧時における油圧回路図である。図７と同様、ポンプ１により加圧される第１シリンダ室８１の油圧は切換弁１００によりプレッシャーリリーフバルブ２００へ作用し、過大油圧となるとプレッシャーリリーフバルブ２００が開弁して第１シリンダ室８１を適正圧に保つ。

［切換弁の詳細］
図９は切換弁１００の断面図である。切換弁１００は、ハウジング１０１、弁体１２０、弁座１３０、スプリング１４０を有する。ハウジング１０１内部には第３通路１１０が設けられ、この第３通路１１０は弁体収容部１１１及び弁体収容部１１１の両端側に設けられた弁座収容部１１２から形成される。

弁体１２０はこの弁体収容部１１１に軸方向移動可能に収容され、一対のスプリング１４０により弁体収容部１１１の中央方向に付勢される。第３通路１１０をドリル加工により簡単に形成できるよう、第３通路１１０及び弁体１２０は円形断面とされている。

弁座１３０は弁体１２０を挟んで２つ設けられ、弁座収容部１１２に軸方向移動を規制されて嵌合される。この弁座収容部１１２は、弁体収容部１１１よりも大径に設けられている。

したがって、弁体収容部１１１と弁座収容部１１２との境界の段差が形成され、第１、第２シール材１１３，１１４が係止される第１、第２係止部１１５，１１６となる。シール材１１３，１１４を弁座１３０と第１、第２係止部１１５，１１６とに挟み込むことで、シール性を向上させる。

また、弁体１２０が軸方向移動した際にこのシール材１１３，１１４と当接し、衝突音が抑制される。したがってシール材１１３，１１４は弁体１２０の緩衝材としても機能する。

弁座１３０は略カップ形状であり、開口部１３１からスプリング１４０が挿入される。また、開口部１３１は底部１３２とともに弁体収容部１１１と嵌合し、開口部１３１と底部１３２との間の外周円筒部１３３は、開口部１３１及び底部１３２よりも小径に設けられている。

したがって外周円筒部１３３においては、弁座１３０と弁座収容部１１２とは当接しない。また、弁座収容部１１２において外周円筒部１３３に相当する位置には第１、第１通路２１，２２（図６〜図８参照）が開口し、外周円筒部１３３と弁座収容部１１２との間隙は第１、第２通路２１，２２の油圧が作用する第１、第２油室１５０，１６０となる。

また、外周円筒部１３３には径方向貫通孔１３４が設けられ、略カップ形状の弁座１３０における内周部１３５を介して弁体１２０と弁座１３０との間の第３、第４油室１７０，１８０と連通する。これにより、第１、第２通路２１，２２は第３、第４油室１７０，１８０と連通し、第１、第２シリンダ室８１，８２の油圧は第３、第４油室１７０，１８０にも導入されて弁体１２０の第１受圧面１２１に作用する。

ポンプ１により第１シリンダ室８２に作動油を供給する場合、第３油室１７０が第４油室１８０よりも高圧となり、差圧がスプリング１４０の付勢力を超過すれば弁体１２０は図中右方向へ移動して第３油室１７０と第４通路２４（図６〜図８参照）が連通され、第１、第３油室１５０，１７０を介して第１シリンダ室８１の油圧がプレッシャーリリーフバルブ２００へ作用する。

逆に、第２シリンダ室８２に作動油を供給する場合、弁体１２０は第２受圧面１２２において付勢される。このため弁体１２０は図中左方向へ移動し、第２、第４油室１６０，１８０を介して第２シリンダ室８２の油圧がプレッシャーリリーフバルブ２００へ作用する。これにより、１つのプレッシャーリリーフバルブ２００により、第１、第２シリンダ室８１，８２の過大圧力を開放することが可能となる。

また、第１、第２通路２１，２２の液圧差が発生していない場合、一対のスプリング１４０が互いに弁体１２０を付勢することにより、弁体１２０の軸方向位置が中立位置に維持され、第１、第２通路２１，２２はともに第４通路と連通しない。よって、弁体１２０に液圧がかからない状態においては第１通路２１と第２通路２２との圧力バランスは保たれる。

さらに、切換弁１００の軸方向一方側が高圧のとき、他方側を低圧側と連通することにより、弁体１２０の作動性を向上させることができる。加えて、弁体１２０の移動により押し出された作動油をリザーバタンク９に排出することができる。

［従来例と本願実施例３における作用効果の対比］
従来、パワーステアリング装置の油圧回路にあっては、プレッシャーリリーフバルブを２つ設けてそれぞれ左右のシリンダ室に連通し、回路内が過大圧力となることを回避している。しかしながらこの技術にあっては、プレッシャーリリーフバルブが２つ必要となるため、部品点数の増加と装置の複雑化を伴いコストアップを招いていた。

また、図１０に示すように切換弁１００‘からプレッシャーリリーフバルブ２００に至る２つの通路２４ａ，２４ｂを設け、プレッシャーリリーフバルブ２００を１つのみとすることも可能であるが、加工工数の点で好ましくない。

これに対し本願実施例３では、第１通路２１と第２通路２２とを接続する第３通路１１０と、第３通路１１０から分岐された第４通路２４と、第４通路２４内に接続されたプレッシャーリリーフバルブ２００と、第３通路１１０内に移動可能に設けられ、軸方向両端部に第１通路２１からの液圧と第２通路２２からの液圧とをそれぞれ受ける第１受圧面１２１及び第２受圧面１２２とを備え、この第１受圧面１２１と第２受圧面１２２とにかかる圧力差により移動し、第１通路２１と第４通路２４との連通、遮断及び第２通路２２と第４通路２４との連通、遮断を切り替える切換弁１００と、を備えることを備えることとした。

これにより、第１通路２１と第２通路２２のそれぞれにプレッシャーリリーフバルブ２００（圧力制御手段）を設ける必要がないため、装置のコスト削減を図ることができる。また、第３通路１１０とプレッシャーリリーフバルブ２００とを連通する連通路が第４通路２４のみであるため、油圧回路の簡素化を図ることができる。

実施例４につき図１１ないし図１３に基づき説明する。基本構成は実施例３と同様である。実施例３では圧力制御手段としてプレッシャーリリーフバルブ２００を用いたが、実施例４ではアキュムレータ３００を用いる点で異なる。

図１１は、ポンプ１非作動時における油圧回路図である。実施例３の図６と同様、ポンプ圧が発生していないため、双方向のポンプ１に接続する第１、第２通路２１，２２の圧力差は発生しない。したがって切換弁１００は中立となり、第１、第２通路２１，２２双方ともリザーバタンク９と遮断されるため、アキュムレータ３００に第１、第２通路２１，２２の油圧は作用しない。

図１２は、第２シリンダ室８２加圧時における油圧回路図である。第２通路２２の油圧は第１、第３通路３１，３３の油圧よりも高圧となり、第２シリンダ室８２の油圧は切換弁１００によって選択されてアキュムレータ３００に作用する。第２シリンダ室８２が過大油圧となった際には過大油圧はアキュムレータ３００に蓄圧され、第２シリンダ室８２の油圧は適正に保たれる。

図１３は、第１シリンダ室８１加圧時における油圧回路図である。図１２と同様、第１シリンダ室８１の油圧は切換弁１００によりアキュムレータ３００へ作用し、過大油圧となると蓄圧されて第１シリンダ室８１を適正圧に保つ。

このように、切換弁１００に接続する圧力制御手段としてアキュムレータ３００を用いることで、第１通路２１と第２通路２２のそれぞれにアキュムレータ３００を設ける必要がなく、実施例３と同様の作用効果を得ることができる。また、加圧側油路はポンプの吐出圧の脈動が発生するため、加圧側油路とアキュムレータ３００とを連通するように切換弁１００を制御することにより、ポンプ１による脈動を低減することができる。
（他の実施例）

以上、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。

更に、上記各実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。

（イ）請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
前記第３一方向弁のリザーバタンク側と前記第４一方向弁のリザーバタンク側とが接続され、この接続よりもリザーバタンク側に切換弁をさらに有し、
前記切換弁は、作動油の充填作業を行う際、開弁状態とし、パワーステアリング装置のアシスト状態においては閉弁状態とすることを特徴とするパワーステアリング装置。

充填作業中は切換弁を開弁することにより、空気を多く含んだ作動油を配管内からリザーバタンク側へ排出することができる。また、アシスト状態においては閉弁とすることにより、アシスト圧がリザーバタンクへ漏洩することを防止することができる。

（ロ）上記（イ）に記載のパワーステアリング装置において、
前記切換弁は、パワーステアリング装置に以上が生じた場合には開弁することを特徴とするパワーステアリング装置。

装置の異常時には第１通路と第２通路とを連通する切換弁と兼用することにより、装置の簡素化を図ることができる。

（ハ）請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
前記ポンプ制御手段は、前記可逆式ポンプに接続されたモータを制御する電気信号指令であることを特徴とするパワーステアリング装置。

機械的構成を追加、変更することなく、可逆式ポンプの回転を制御することができる。

（ニ）操舵輪に連結された操舵機構の操舵力を補助する油圧パワーシリンダと、
前記油圧パワーシリンダの両圧力室に対し第１、第２通路を介して油圧を供給する一対の吐出口を備えた可逆式ポンプと、
前記可逆式ポンプを正・逆回転させる電動機と、
前記操舵輪に与えるべき操舵アシスト力を検出する操舵アシスト力検出手段と、
前記操舵アシスト力検出手段によって検出された操舵アシスト力に基づき、前記電動機に所望の油圧を発生させるために前記電動機に対して駆動信号を出力する電動機制御手段と、
前記第１通路と第２通路とを接続する第３通路と、
前記第３通路から分岐された第４通路と、
前記第４通路内に接続された圧力制御手段と、
前記第３通路内に移動可能に設けられ、軸方向両端部に前記第１通路からの液圧と第２通路からの液圧とをそれぞれ受ける第１受圧面及び第２受圧面とを備え、この第１受圧面と第２受圧面とにかかる圧力差により移動し、前記第１通路と第４通路との連通、遮断及び前記第２通路と第４通路との連通、遮断を切り替える切換弁と、を備えることを特徴とするパワーステアリング装置。

第１通路と第２通路のそれぞれに圧力制御手段を設ける必要がないため、装置のコスト削減を図ることができる。また、第３通路と圧力制御手段とを連通する連通路が第４通路のみであるため、油圧回路の簡素化を図ることができる。

（ホ）上記（ニ）に記載のパワーステアリング装置において、
前記圧力制御手段は、プレッシャーリリーフバルブであることを特徴とするパワーステアリング装置。

装置内の液圧が所定値以上となった場合には、プレッシャーリリーフバルブによって減圧することができるため、装置の故障を回避することができる。

（ヘ）上記（ニ）に記載のパワーステアリング装置において、
前記圧力制御手段は、アキュムレータであることを特徴とするパワーステアリング装置。

装置内の液圧の変動をアキュムレータによって吸収することができる。特に、加圧側油路はポンプの吐出圧の脈動が発生するため、加圧側油路とアキュムレータとを連通するように切換弁を制御することにより、ポンプによる脈動を低減することができる。

（ト）上記（ニ）に記載のパワーステアリング装置において、
前記切換弁は、弁体の両端部に一対の付勢手段を備えることを特徴とするパワーステアリング装置。

一対の付勢手段が互いに弁体を付勢することにより、弁体の軸方向位置が中立位置に維持される。よって、弁体に液圧がかからない状態においては第１通路と第２通路との圧力バランスを保つことができる。

（チ）上記（ニ）に記載のパワーステアリング装置において、
前記第３通路であって、前記切換弁の軸方向両側に設けられた第１係止部及び第２係止部と、前記切換弁とこの第１係止部との間に設けられた第１シール部材と、切換弁とこの第２係止部との間に設けられた第２シール部材と、をさらに備えることを特徴とするパワーステアリング装置。

切換弁と第１係止部（または第２係止部）との間に第１（第２）シール部材を設けたことにより、切換弁と係止部とがシール部材を挟み込み、遮断側の通路のシール性を向上させることができる。

（リ）上記（ニ）に記載のパワーステアリング装置において、
前記第３通路及び前記切換弁は円形断面であることを特徴とするパワーステアリング装置。

第３通路をドリル加工により形成することができる。

（ヌ）上記（ニ）に記載のパワーステアリング装置において、
前記第３通路であって、前記切換弁の軸方向両側に設けられた第１緩衝材及び第２緩衝材をさらに備えることを特徴とするパワーステアリング装置。

第１通路または第２通路からの液圧により切換弁が移動したとき、緩衝部材に当接することにより、切換弁の衝突音を抑制することができる。

（ル）上記（ニ）に記載のパワーステアリング装置において、
前記第１通路と第４通路とが連通するとき、前記第２通路は低圧側と連通し、前記第２通路と第４通路とが連通するとき、前記第１通路は低圧側と連通することを特徴とするパワーステアリング装置。

切換弁の軸方向一方側が高圧のとき、他方側を低圧側と連通することにより、切換弁の作動性を向上させることができる。

（ヲ）上記（ル）に記載のパワーステアリング装置において、
前記低圧側はリザーバタンクであることを特徴とするパワーステアリング装置。

切換弁の移動により押し出された作動油をリザーバタンクに排出することができる。

本願パワーステアリング装置を適用したパワーステアリング装置のシステム構成図である。 実施例１における作動油充填時の油圧回路図である。 従来技術における作動油充填時の油圧回路図である。 第１シリンダ室の容積が減少する際の作動油及び空気の流れを示す模式図である。 第２シリンダ室の容積が減少する際の作動油及び空気の流れを示す模式図である。 実施例３におけるポンプ非作動時の油圧回路図である。 実施例３における第２シリンダ室加圧時の油圧回路図である。 実施例３における第１シリンダ室加圧時の油圧回路図である。 実施例３における切換弁の断面図である。 切換弁とプレッシャーリリーフバルブとを２つの通路で接続する場合の切換弁断面図である。 実施例４におけるポンプ非作動時の油圧回路図である。 実施例４における第２シリンダ室加圧時の油圧回路図である。 実施例４における第１シリンダ室加圧時の油圧回路図である。

符号の説明

１ ポンプ
２ ステアリングホイール
３ シャフト
４ ピニオン
５ ラック軸
６ トルクセンサ
７ コントロールユニット
８ シリンダ室
９ リザーバタンク
２１，２２ 第１、第２通路
２４ 第４通路
２７ 接続部
３１〜３４ 第１〜第４チェックバルブ
３５ 戻し通路チェックバルブ
４０ 電磁切換弁
５０ スプールバルブ
６０ 戻し通路
８１，８２ 第１、第２シリンダ室
８３ ピストン
１００ 切換弁
１０１ ハウジング
１１０ 第３通路
１１１ 弁体収容部
１１２ 弁座収容部
１２０ 弁体
１２１，１２２ 第１、第２受圧面
１３０ 弁座
１３１ 開口部
１３２ 底部
１３３ 外周円筒部
１３４ 径方向貫通孔
１３５ 内周部
１４０ スプリング
１５０〜１８０ 第１〜第４油室
２００ プレッシャーリリーフバルブ
３００ アキュムレータ
Ｍ モータ

Claims (2)

1. 操舵輪に連結された操舵機構の操舵力を補助する油圧パワーシリンダと、
   前記油圧パワーシリンダの両圧力室に対し第１、第２通路を介して油圧を供給する一対の吐出口を備えた可逆式ポンプと、
   前記可逆式ポンプを正・逆回転させるモータと、
   前記転舵輪を転舵制御するステアリングホイールの操舵負荷を検出または推定する操舵負荷検出手段と、
   作動油を貯留するリザーバタンクと、
   前記第１通路に設けられ、前記リザーバタンク側からこの第１通路側への作動油の流れのみを許容する第１一方向弁と、
   前記第２通路に設けられ、前記リザーバタンク側からこの第２通路側への作動油の流れのみを許容する第２一方向弁と、
   前記第１通路に設けられ、この第１通路側から前記リザーバタンク側への作動油の流れのみを許容する第３一方向弁と、
   前記第２通路に設けられ、この第２通路側から前記リザーバタンク側への作動油の流れのみを許容する第４一方向弁と、
   作動油の充填作業を行う際、前記可逆式ポンプを停止または容積が減少する側の圧力室へ作動油を供給する方向へ回転駆動するポンプ制御手段と
   を備えることを特徴とするパワーステアリング装置。
2. 請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
   前記油圧パワーシリンダは、ピストンによって左右２つのシリンダ室に隔成され、
   前記ピストンを左に移動させることにより、左シリンダ室の容積を減少させ、かつ前記右シリンダ室の容積を増大させる第１工程と、前記ピストンを右に移動させることにより、右シリンダ室の容積を減少させ、かつ前記左シリンダ室の容積を増大させる第２工程と、を交互に繰り返すことにより、作動油の充填を行うこと
   を特徴とするパワーステアリング装置。

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