JPH10129513A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アクチュエータに供給する作動油量を制御す
る制御装置のばねを小形化し、制御動作が所定のヒステ
リシス幅をもって迅速な装置を提供する。 【解決手段】 固定容量ポンプ４から作動油をアクチュ
エータ１に導く作動油圧通路７の途中にチェック弁８を
設け、チェック弁８よりも下流側にアキュームレータ９
を設ける。チェック弁８よりも上流側で、作動油のドレ
ン通路１２への流入量を制御する制御装置１０を設け
る。制御装置１０に、チェック弁１０よりも上流側の作
動油が導かれる第１圧力室１３と、これよりも大きな受
圧面積を有し、チェック弁８よりも下流側の作動油が導
かれる第２圧力室１４と、作動油のドレン通路１２への
流入量が減少するように作用する制御ばね１５とを設
け、第１圧力室１３内の油圧力に制御ばね１５のばね力
を加えた力と第２圧力室１４内の油圧力との釣合いによ
ってドレン流量を制御するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等に施用し
て良好なパワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等には、操舵操作を軽快ならしめ
るために、操舵機構に設けたアクチュエータに作動油を
給排して操舵助勢力を得るパワーステアリング装置が用
いられており、各種の改良されたパワーステアリング装
置が提案されている。

【０００３】例えば、特開昭６１−８５２７２号公報に
は、電動モータで駆動される油圧ポンプとアクチュエー
タとの間の油圧回路の圧力を圧力センサで検知し、電動
モータの駆動・停止を制御して、アクチュエータに供給
される作動油を制御するようにしたパワーステアリング
装置が開示してある。

【０００４】しかしながら、前記従来例にあっては、電
動モータによって作動油のためのポンプを回転駆動する
ため、内燃機関を搭載した自動車等にあっては、機関の
駆動エネルギが、電動モータの作動効率のみならず、オ
ルタネータの発電効率によっても減じられることにな
り、エネルギ損失が大きくなる虞がある。また、油圧回
路内の圧力を電気的に検出して電動モータを制御するた
め、圧力センサ、コントローラ等を必要とするから、装
置全体が高価となる虞がある。

【０００５】そこで、本件出願人は、先に、構造が簡単
な固定容量ポンプを用いてアクチュエータに供給する作
動油量を変化させることができ、また、アクチュエータ
の非作動時、固定容量ポンプから吐出される作動油を、
アクチュエータを通過させることなく直ちにドレン通路
に還流させることにより、作動油の温度上昇を抑制する
ことができ、耐久性に優れたパワーステアリング装置を
提案している。

【０００６】即ち、前記改良されたパワーステアリング
装置は、図３に示すように、駆動手段ａによって常時回
転駆動される固定容量ポンプｂと、この固定容量ポンプ
ｂから吐出される作動油をアクチュエータｃに導く作動
油圧通路ｄと、この作動油圧通路ｄの途中に設けられた
チェック弁ｅと、このチェック弁ｅよりも下流側の作動
油圧通路ｄに接続されたアキュームレータｆと、前記作
動油圧通路ｄ内の圧力が所定圧力に達したとき、前記チ
ェック弁ｅよりも上流側で、作動油圧通路ｄに吐出され
た作動油のドレン通路ｇへの流入量を制御する制御装置
ｈと、この制御装置に、チェック弁ｅよりも下流側の作
動油圧通路ｄの作動油を導く制御油圧通路ｉとを備えて
いる。

【０００７】前記パワーステアリング装置は、固定容量
ポンプｂから吐出される作動油がアクチュエータｃに導
かれ、操舵助勢力を発揮する。前記アクチュエータｃが
非作動状態に移行すると、アクチュエータｃで消費され
る作動油量が少なくなり、固定容量ポンプｂから吐出さ
れる作動油の多くは、アキュームレータｆに供給され、
このアキュームレータｆに蓄圧される。

【０００８】前記アキュームレータｆへの畜圧され、チ
ェック弁ｅよりも下流側の作動油圧通路ｄ内の作動油圧
が増大することによって、制御装置ｈは固定容量ポンプ
ｂから吐出された作動油のドレン流量を漸増させ、作動
油圧通路ｄの最大圧力で固定容量ポンプｂの吐出量の全
量をドレン通路ｇに還流させる。これにより、前記固定
容量ポンプｂからアクチュエータｃへ吐出される作動油
量が実質的に減じることになる。

【０００９】したがって、前記制御装置ｈが作動油圧通
路ｄに吐出された作動油の全量をドレン通路ｇへ還流さ
せている状態では、固定容量ポンプｂは継続して回転駆
動されているけれども、吐出油は、チェック弁ｅよりも
上流側、即ち固定容量ポンプｂから吐出された直後に、
実質的に通路抵抗等を受けない状態で直ちにドレン通路
ｇに還流されることになるから、固定容量ポンプｂの消
費エネルギは最小限に抑制され、動力損失が有利に回避
される。また、作動油が固定容量ポンプｂの内部に滞留
することがなく、吸入通路ｊからドレン通路ｇに循環す
ることになり、作動油の温度上昇が有利に防止されるの
である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例にあっては、作動油圧通路ｄに吐出された作動油の
ドレン通路ｇへの流入量を制御する制御装置ｈが、制御
油圧通路ｉの油圧力と制御ばねｋのばね力との釣合い
（詳しくは、制御ばねｋのばね力にドレン通路ｇの油圧
力を加えた力との釣合い）によって作動するようにして
ある。

【００１１】このため、前記アキュームレータｆに畜圧
された圧力が高い場合に、制御ばねｋのばね力として大
きいばね力を必要とすることになり、制御ばねｋの寸法
が大型化すして、重量が増加する虞がある。

【００１２】また、前記制御装置ｈによる作動油のドレ
ン通路ｇへの流入量の制御動作が比較的緩速度で行われ
ることになるから、効率が悪くなる虞がある。

【００１３】また、前記制御装置ｈによる作動油のドレ
ン通路ｇへの流入量の制御動作、即ち流入量を減少また
は増加させる動作には、この制御装置ｈの摩擦によって
生じる機械的なヒステリシスを除いて、ヒステリシスを
設けることが困難で、このため、発振現象を生ずる虞が
ある。

【００１４】本発明は斯かる従来の実情に鑑みて案出さ
れたもので、構造の簡単な固定容量ポンプを用いてアク
チュエータに供給する作動油量を変化させることができ
ると共に、固定容量ポンプから吐出された吐出油をドレ
ン通路へ還流させる制御装置の制御ばねが小形化でき、
かつ、制御装置の制御動作を所定のヒステリシス幅をも
って迅速に行うことができるパワーステアリング装置を
提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、操舵機
構のアクチュエータに作動油を給排して操舵助勢力を得
るパワーステアリング装置において、駆動手段によって
常時回転駆動される固定容量ポンプと、この固定容量ポ
ンプから吐出される作動油をアクチュエータに導く作動
油圧通路と、この作動油圧通路の途中に設けられ、前記
固定容量ポンプからアクチュエータへの作動油の流通を
許容し、逆方向の流通を阻止するチェック弁と、このチ
ェック弁よりも下流側の作動油圧通路に接続され、この
作動油圧通路内の圧力を所定圧力に保持可能なアキュー
ムレータと、前記作動油圧通路内の圧力が所定圧力に達
したとき、前記チェック弁よりも上流側で、作動油圧通
路に吐出された作動油のドレン通路への流入量を制御す
る制御装置とを備え、前記制御装置が、チェック弁より
も上流側の作動油圧通路の作動油が導かれる第１圧力室
と、この第１圧力室よりも大きな受圧面積を有し、チェ
ック弁よりも下流側の作動油圧通路の作動油が導かれる
第２圧力室と、作動油のドレン通路への流入量を減少さ
せるようにばね力が作用する制御ばねとを備えてなり、
第１圧力室内の油圧力に制御ばねのばね力を加えた力と
第２圧力室内の油圧力との釣合いによって制御されるよ
うにしてある。

【００１６】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明の構成のうち、前記制御装置を、ハウジング
と、このハウジングに形成され、チェック弁よりも上流
側の作動油圧通路に連通する通路及びドレン通路が開口
するスプール弁収容穴と、このスプール弁収容穴内に摺
動自在に収容され、スプール弁収容穴内を第１室とドレ
ン通路が開口する第２室とに区画するスプール弁と、前
記第１室内に収容されてスプール弁を第２室側に付勢
し、このスプール弁の胴部でチェック弁よりも上流側の
作動油圧通路に連通する通路を閉塞可能な制御ばねと、
前記スプール弁に軸方向に形成され、前記第１室内に開
口すると共に、チェック弁よりも上流側の作動油圧通路
の油圧が導かれる第１圧力室と、この第１圧力室内に摺
動自在に収容され、第１圧力室内の油圧反力を受ける第
１反力ピンと、前記ハウジングに軸方向に形成され、前
記第２室内に開口すると共に、チェック弁よりも下流側
の作動油圧通路の油圧が導かれる第２圧力室と、この第
２圧力室内に摺動自在に収容され、第２圧力室内の油圧
力でスプール弁を第１室側に付勢する第２反力ピンとを
備え、前記第２反力ピンの有効受圧面積が第１反力ピン
の有効受圧面積よりも大きく形成された構成にしてあ
る。

【００１７】斯かる構成において、前記固定容量ポンプ
は、内燃機関等の駆動手段によって常時回転駆動されて
おり、この固定容量ポンプから吐出される作動油は、作
動油圧通路及びチェック弁を介してアクチュエータに導
かれる。前記アクチュエータに導かれる作動油は、操舵
助勢力を必要とするアクチュエータの作動時、適宜操舵
助勢力を発揮するために消費される。

【００１８】前記固定容量ポンプから作動油が吐出され
ている状態において、操舵助勢力が不要となり、アクチ
ュエータが作動状態から非作動状態に移行すると、アク
チュエータで消費される作動油量は漸減して遂には零と
なり、固定容量ポンプから吐出される作動油の多くは、
チェック弁及びこのチェック弁よりも下流側の作動油圧
通路を介してアキュームレータに供給され、このアキュ
ームレータに蓄圧される。したがって、前記アキューム
レータはアクチュエータの非作動時に、チェック弁より
も下流側の作動油圧通路内の圧力を所定圧力に保持す
る。尚、前記アキュームレータによって保持される所定
圧力は、制御装置の制御ばねのばね力によって決定可能
である。

【００１９】前記チェック弁よりも下流側の作動油圧通
路内の作動油は、制御装置の第２圧力室内に導かれてお
り、この作動油の油圧の増大によって、制御装置は固定
容量ポンプから吐出された作動油のチェック弁よりも上
流側からのドレン通路への還流量を漸増させる。つま
り、前記制御装置は、チェック弁よりも下流側の作動油
圧通路内の作動油の圧力が増加するにしたがってドレン
流量を漸増させ、作動油圧通路の最大圧力で固定容量ポ
ンプの吐出量の全量をチェック弁よりも上流側からドレ
ン通路に還流させる。

【００２０】ここで、前記制御装置は、第１圧力室内の
油圧力に制御ばねのばね力を加えた力と第２圧力室内の
油圧力との釣合いによって、作動油のドレン通路への流
入量を制御する。したがって、前記アクチュエータが非
作動状態に移行し、チェック弁よりも下流側の作動油圧
通路内の作動油圧が増大することによって、制御装置が
固定容量ポンプから吐出された作動油をチェック弁より
も上流側でドレン通路に還流し始めると、第１圧力室内
の油圧力が急激に減少することになるから、油圧力の釣
合いが崩れることになる。このため、前記制御装置はド
レン通路への還流量を急激に増大させ、作動油圧通路の
最大圧力で固定容量ポンプの吐出量の全量を速やかにド
レン通路に還流させる。

【００２１】これにより、前記固定容量ポンプから吐出
された作動油の一部または全部が、チェック弁よりも上
流側の作動油圧通路から直ちにドレン通路に還流され、
固定容量ポンプからアクチュエータへ吐出される作動油
量が実質的に減じられることになる。

【００２２】前記制御装置の第２圧力室内に導かれる作
動油圧通路の圧力が所定の最大圧力に達し、制御装置
が、チェック弁よりも上流側で、作動油圧通路に吐出さ
れた作動油の全量をドレン通路へ還流させている状態で
は、固定容量ポンプは駆動手段によって継続して回転駆
動されているけれども、吐出油はチェック弁よりも上流
側、即ち固定容量ポンプから吐出された直後に、実質的
に通路抵抗等を受けない状態で直ちにドレン通路に還流
されることになる。このため、前記固定容量ポンプの消
費エネルギは最小限に抑制され、動力損失が有利に回避
される。また、作動油が前記固定容量ポンプの内部に滞
留することがなく、吸入通路からドレン通路に循環する
ことになり、作動油の温度上昇が有利に防止される。

【００２３】前記固定容量ポンプから吐出された作動油
が制御装置を介してドレン通路に還流している状態で
は、この固定容量ポンプから吐出される作動油はチェッ
ク弁よりも下流側の作動油圧通路には供給されないけれ
ども、このチェック弁よりも下流側の作動油圧通路は、
チェック弁によって上流側との連通が遮断されており、
前記の如くアキュームレータによる加圧力が与えられて
所定圧力に保持されている。これによって、急操舵時等
においては、前記チェック弁よりも下流側の作動油圧通
路及びアキュームレータに蓄圧された作動油がアクチュ
エータに速やかに供給され、円滑な操舵助勢動作が成就
される。

【００２４】前記アクチュエータの作動によってアキュ
ームレータに蓄圧されたエネルギが消費され、チェック
弁よりも下流側の作動油圧通路の圧力が低下すると、こ
の作動油圧通路内の作動油が導かれる制御装置の第２圧
力室内の圧力が減じられることになる。前記制御装置の
第２圧力室内の圧力が減じられることによって、制御装
置は作動油圧通路に吐出された作動油のドレン通路への
流入を漸減させ、遂には流入を阻止する。

【００２５】ここで、前記チェック弁よりも下流側の作
動油圧通路内の作動油圧が低下することにより、制御装
置が制御ばねのばね力でドレン通路への還流量を制限し
始めると、固定容量ポンプの吐出圧が第１圧力室に作用
することになり、この第１圧力室内の油圧力が急激に上
昇することになる。このため、前記制御装置はドレン通
路への還流量を急激に減少させて、速やかに零にする。

【００２６】前記固定容量ポンプから吐出された作動油
はアクチュエータ及びアキュームレータに供給され、適
宜操舵助勢動作を司る。

【００２７】これによって、構造が簡単な固定容量ポン
プを使用して、アクチュエータに供給する作動油量を変
化させることができることにより、低廉なパワーステア
リング装置が得られる。

【００２８】また、アクチュエータの非作動時、固定容
量ポンプから吐出される作動油が、アクチュエータを通
過することなく、チェック弁よりも上流側の作動油圧通
路から制御弁を介して直ちにドレン通路に還流すること
により、作動油の循環が生じるから、作動油の温度上昇
を抑制することができ、耐久性に優れたパワーステアリ
ング装置が得られる。

【００２９】ここで、前記制御装置は、第１圧力室内の
油圧力に制御ばねのばね力を加えた力と第２圧力室内の
油圧力との釣合いによって、作動油のドレン通路への流
入量を制御する。このため、前記制御装置は、第１圧力
室の圧力が制御ばねのばね力に加算されるように作用す
るから、アキュームレータの畜圧圧力が高い場合にあっ
ても、制御ばねのばね力として大きいばね力を必要とせ
ず、制御ばねの寸法が大型化することがない。

【００３０】また、前記制御装置が固定容量ポンプから
吐出された作動油をドレン通路に還流し始めると、第１
圧力室内の油圧力が急激に減少することになるから、制
御装置はドレン通路への還流量を急激に増大させる。一
方、前記制御装置がドレン通路への還流量を制限し始め
ると、固定容量ポンプの吐出圧が第１圧力室に作用し、
この第１圧力室内の油圧力が急激に上昇することになる
から、制御装置はドレン通路への還流量を急激に減少さ
せる。つまり、前記制御装置による作動油のドレン通路
への流入量の制御動作が速やかに行われるから、固定容
量ポンプが効率良く作動されることになる。

【００３１】また、前記制御装置による作動油のドレン
通路への流入量を増加させる動作は、チェック弁よりも
下流側の作動油圧通路の油圧力が作用する第２圧力室内
の油圧力によって開始される一方、ドレン通路への流入
量を減少させる動作は制御ばねのばね力によって開始さ
れるから、制御動作に大きなヒステリシスが設定される
ことになる。

【００３２】したがって、構造の簡単な固定容量ポンプ
を用いてアクチュエータに供給する作動油量を変化させ
ることができると共に、固定容量ポンプから吐出された
吐出油をドレン通路へ還流させる制御装置の制御ばねが
小形化でき、かつ、制御装置の制御動作を所定のヒステ
リシス幅をもって迅速に行うことができるパワーステア
リング装置が得られる。

【００３３】また、前記制御装置は、請求項２記載の発
明によれば、第１圧力室内の油圧力を第１反力ピンで受
け、第２圧力室内の油圧力を第２反力ピンで受けるよう
にしたことにより、制御圧力に影響を与えることなくス
プール弁の直径寸法を大きくすることができるから、加
工が容易になると共に、スプール弁収容穴に開口する通
路の開口面積を大きく形成することができるから、作動
油をドレン通路に還流させる際の圧力損失を小さくする
ことができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳述する。

【００３５】図１は本発明の実施の形態を示すパワース
テアリング装置の説明図である。図において、１はパワ
ーステアリング装置のアクチュエータで、このアクチュ
エータ１は、センタークローズド型の制御バルブ２とパ
ワーシリンダ３とを備えている。前記制御バルブ２は、
後述する作動油圧通路側に設けられる常閉バルブ２ａ及
びドレン通路側に設けられる常開バルブ２ｂを備えてい
る。

【００３６】４は固定容量ポンプで、この固定容量ポン
プ４は、駆動手段としての内燃機関６によって常時回転
駆動されることが可能である。

【００３７】７は前記固定容量ポンプ４から吐出される
作動油をアクチュエータ１に導く作動油圧通路で、この
作動油圧通路７の途中には、固定容量ポンプ４からアク
チュエータ１への作動油の流通を許容し、逆方向の流通
を阻止するチェック弁８が設けてある。

【００３８】９は前記チェック弁８よりも下流側の作動
油圧通路７に接続されたアキュームレータで、このアキ
ュームレータ９は作動油圧通路７内の圧力を所定圧力に
保持可能である。

【００３９】１０は制御装置で、この制御装置１０はチ
ェック弁８よりも上流側で作動油圧通路７から分岐した
還流通路１１に設けられ、制御油圧通路７内の圧力が所
定圧力に達したとき、チェック弁８よりも上流側で、作
動油圧通路７内に吐出された作動油のドレン通路１２へ
の流入量、即ち還流量（ドレン流量）を制御する。

【００４０】前記制御装置１０は、チェック弁８よりも
上流側の作動油圧通路７の作動油が分岐通路７ａを介し
て導かれる第１圧力室１３と、この第１圧力室１２より
も大きな受圧面積を有し、チェック弁８よりも下流側の
作動油圧通路７の作動油が分岐通路７ｂを介して導かれ
る第２圧力室１４と、制御ばね１５とを備えている。前
記制御ばね１５は、そのばね力が作動油のドレン通路へ
の流入量を減少させる方向に作用するように配置され、
第１圧力室１３内の油圧力によって得られる力に加算さ
れるようにしてある。これによって、前記制御装置１０
は、第１圧力室１３内の油圧力に制御ばね１５のばね力
を加えた力と第２圧力室１４内の油圧力との釣合いによ
って、ドレン通路１２への還流量を制御可能である。

【００４１】尚、１６は前記固定容量ポンプ４の吸入通
路、１７はこの吸入通路が開口する作動油の貯油タンク
である。

【００４２】斯かる構成において、前記固定容量ポンプ
４は、内燃機関（駆動手段）６によって常時回転駆動さ
れており、この固定容量ポンプ４は貯油タンク１７から
吸入通路１６を介して作動油を吸入し、作動油圧通路７
に吐出する。前記作動油圧通路７に吐出される作動油
は、チェック弁８を介してアクチュエータ１に導かれ
る。前記アクチュエータ１に導かれる作動油は、操舵助
勢力を必要とするアクチュエータ１の作動時、適宜操舵
助勢力を発揮するために消費される。

【００４３】即ち、前記アクチュエータ１の制御バルブ
２は、上流側（作動油圧通路７側）に常閉バルブ２ａが
配置され、下流側（ドレン通路１２側）に常開バルブ２
ｂが配置されており、この制御バルブ２が図外のコント
ローラによって選択的に開閉制御されることにより、パ
ワーシリンダ３が選択的に駆動され、アクチュエータ１
が作動することになる。これによって、前記アクチュエ
ータ１に導かれる作動油が、適宜操舵助勢力を発揮する
ために消費される。

【００４４】前記固定容量ポンプ４から作動油が吐出さ
れている状態において、操舵助勢力が不要となり、アク
チュエータ１が作動状態から非作動状態に移行すると、
アクチュエータ１で消費される作動油量は漸減して遂に
は零となり、固定容量ポンプ４から吐出される作動油の
多くは、チェック弁８及びこのチェック弁８よりも下流
側の作動油圧通路７からアキュームレータ９に供給さ
れ、このアキュームレータ９に蓄圧される。したがっ
て、前記アキュームレータ９は、アクチュエータ１の非
作動時にチェック弁８よりも下流側の作動油圧通路７内
の圧力を所定圧力に保持する。

【００４５】前記アキュームレータ９によって保持され
る所定圧力は、制御装置１０の制御ばね１５のばね力に
よって決定可能である。

【００４６】前記チェック弁８よりも下流側の作動油圧
通路７内の作動油は、分岐通路７ｂを介して制御装置１
０の第２圧力室１４内に導かれており、この作動油の油
圧の増大によって、制御装置１０は固定容量ポンプ４か
ら吐出された作動油のチェック弁８よりも上流側からの
ドレン通路１２への還流量を漸増させる。つまり、前記
制御装置１０は、チェック弁８よりも下流側の作動油圧
通路７内の作動油の圧力が増加するにしたがってドレン
流量を漸増させ、作動油圧通路７の最大圧力で固定容量
ポンプ４の吐出量の全量をチェック弁８よりも上流側か
らドレン通路１２に還流させる。

【００４７】ここで、前記制御装置１０は、第１圧力室
１３内の油圧力に制御ばね１５のばね力を加えた力と第
２圧力室１４内の油圧力との釣合いによって、作動油の
ドレン通路１２への流入量を制御する。したがって、前
記アクチュエータ１が非作動状態に移行し、チェック弁
８よりも下流側の作動油圧通路７内の作動油圧が増大す
ることによって、制御装置１０が固定容量ポンプ４から
吐出された作動油をチェック弁８よりも上流側でドレン
通路１２に還流し始めると、第１圧力室１３内の油圧力
が急激に減少することになるから、油圧力の釣合いが崩
れることになる。このため、前記制御装置１０はドレン
通路１２への還流量を急激に増大させ、作動油圧通路７
の最大圧力で固定容量ポンプ４の吐出量の全量を速やか
にドレン通路１２に還流させる。

【００４８】これにより、前記固定容量ポンプ４から吐
出された作動油の一部または全部が、チェック弁８より
も上流側の作動油圧通路７から分岐通路２０を介して直
ちにドレン通路１２に還流され、固定容量ポンプ４から
アクチュエータ１へ吐出される作動油量が実質的に減じ
られることになる。

【００４９】前記制御装置１０の第２圧力室１４内に導
かれる作動油圧通路７の圧力が所定の最大圧力に達し、
制御装置１０が、チェック弁８よりも上流側で、作動油
圧通路７に吐出された作動油の全量をドレン通路１２へ
還流させている状態では、固定容量ポンプ４は内燃機関
６によって継続して回転駆動されているけれども、吐出
油はチェック弁８よりも上流側、即ち固定容量ポンプ４
から吐出された直後に、実質的に通路抵抗等を受けない
状態で直ちにドレン通路１２に還流されることになる。
このため、前記固定容量ポンプ４の消費エネルギは最小
限に抑制され、動力損失が有利に回避される。また、作
動油が前記固定容量ポンプ４の内部に滞留することがな
く、吸入通路１６からドレン通路１２に循環することに
なり、作動油の温度上昇が有利に防止される。

【００５０】前記固定容量ポンプ４から吐出された作動
油の全量が還流通路１１から制御装置１０を介してドレ
ン通路１２に還流されている状態では、この固定容量ポ
ンプ４から吐出される作動油はチェック弁８よりも下流
側の作動油圧通路７内には供給されないけれども、チェ
ック弁８よりも下流側の作動油圧通路７は、チェック弁
８によって上流側との連通が遮断されており、アキュー
ムレータ９による加圧力が与えられて所定圧力に保持さ
れている。これによって、急操舵時等においては、前記
チェック弁８よりも下流側の作動油圧通路７及びアキュ
ームレータ９に蓄圧された作動油がアクチュエータ１に
速やかに供給され、円滑な操舵助勢動作が成就される。

【００５１】前記アクチュエータ１の作動によってアキ
ュームレータ９に蓄圧されたエネルギが消費され、チェ
ック弁８よりも下流側の作動油圧通路７内の圧力が低下
すると、この作動油圧通路７内の作動油が分岐通路７ｂ
を介して導かれる制御装置１０の第２圧力室１４の圧力
が減じられることになる。前記制御装置１０第２圧力室
１４内の圧力が減じられることによって、制御装置１０
は作動油圧通路７に吐出された作動油のドレン通路１２
への流入量を漸減させ、遂には零とする。

【００５２】ここで、前記チェック弁８よりも下流側の
作動油圧通路７内の作動油圧が低下することにより、制
御装置１０が制御ばね１５のばね力でドレン通路１２へ
の還流量を制限し始めると、固定容量ポンプ４の吐出圧
が第１圧力室１３に作用することになり、この第１圧力
室１３内の油圧力が急激に上昇することになる。このた
め、前記制御装置１０はドレン通路１２への還流量を急
激に減少させて、速やかに零にする。

【００５３】これによって、構造が簡単な固定容量ポン
プ４を使用して、アクチュエータ１に供給する作動油量
を変化させることができることにより、低廉なパワース
テアリング装置が得られる。

【００５４】また、アクチュエータ１の非作動時、固定
容量ポンプ４から吐出される作動油が、アクチュエータ
１を通過することなく、チェック弁８よりも上流側の作
動油圧通路７から制御弁１０を介して直ちにドレン通路
１２に還流することにより、作動油の循環が生じるか
ら、作動油の温度上昇を抑制することができ、耐久性に
優れたパワーステアリング装置が得られる。

【００５５】ここで、前記制御装置１０は、第１圧力室
１３内の油圧力に制御ばね１５のばね力を加えた力と第
２圧力室１４内の油圧力との釣合いによって、作動油の
ドレン通路１２への流入量を制御する。このため、前記
制御装置１０は、第１圧力室１３の圧力が制御ばね１５
のばね力に加算されるように作用するから、アキューム
レータ９の畜圧圧力が高い場合にあっても、制御ばね１
５のばね力として大きいばね力を必要とせず、制御ばね
１５の寸法が大型化することがない。

【００５６】また、前記制御装置１０が固定容量ポンプ
４から吐出された作動油をドレン通路１２に還流し始め
ると、第１圧力室１３内の油圧力が急激に減少すること
になるから、制御装置１０はドレン通路１２への還流量
を急激に増大させる。一方、前記制御装置１０がドレン
通路１２への還流量を制限し始めると、固定容量ポンプ
４の吐出圧が第１圧力室１３に作用し、この第１圧力室
１３内の油圧力が急激に上昇することになるから、制御
装置１０はドレン通路１２への還流量を急激に減少させ
る。つまり、前記制御装置１０による作動油のドレン通
路１２への流入量の制御動作が速やかに行われるから、
固定容量ポンプ４が効率良く作動されることになる。

【００５７】また、前記制御装置１０による作動油のド
レン通路１２への流入量を増加させる動作は、チェック
弁８よりも下流側の作動油圧通路７の油圧力が作用する
第２圧力室１４内の油圧力によって開始される一方、ド
レン通路１２への流入量を減少させる動作は制御ばね１
５のばね力によって開始されるから、制御動作に大きな
ヒステリシスが設定されることになる。

【００５８】したがって、構造の簡単な固定容量ポンプ
４を用いてアクチュエータ１に供給する作動油量を変化
させることができると共に、固定容量ポンプ４から吐出
された吐出油をドレン通路１２へ還流させる制御装置１
０の制御ばね１５が小形化でき、かつ、制御装置１０の
制御動作を所定のヒステリシス幅をもって迅速に行うこ
とができるパワーステアリング装置が得られる。

【００５９】図２は前記制御装置１０の具体的実施の形
態を示す断面図である。即ち、図２において２１はハウ
ジング、２２はこのハウジング２１に一端が封止された
状態で形成されたスプール弁収容穴である。前記スプー
ル弁収容穴２２の開口端にはシールリング２３による封
止の下にプラグ２４がねじ込み固定してある。

【００６０】前記スプール弁収容穴２２内にはチェック
弁８よりも上流側の作動油圧通路７に連通する還流通路
１１及びドレン通路１２が開口している。また、前記前
記スプール弁収容穴２２の内周には、還流通路１１の開
口端に臨んで周溝２２ａが形成されており、この周溝２
２ａによって、後述するスプール弁２５によって開閉さ
れる還流通路１１の開口面積が実質的に大きなるように
してある。

【００６１】前記スプール弁収容穴２２内にはスプール
弁２５が摺動自在に収容されており、これによって、こ
のスプール弁収容穴２２の内部を第１室２６とドレン通
路１２が開口する第２室２７に区画している。

【００６２】２８は前記第１室２６内に収容された制御
ばねである。前記制御ばね２８は、一端がプラグ２４に
接し、他端がスプール弁２５に接して、このスプール弁
２５を第２室２７側に付勢しており、これによって、こ
のスプール弁２５の胴部（ランド部）２９でチェック弁
８よりも上流側の作動油圧通路７に連通する還流通路１
１を閉塞するようになっている。尚、前記第１室２６内
はドレン通路１２に連通している。

【００６３】前記スプール弁２５には、一端が第１室２
６内に開口する盲穴状の第１圧力室３０が軸方向に形成
されている。前記第１圧力室３０は直径方の貫通孔３１
を介して周溝３２の底部に連通している。前記周溝３２
は分岐通路７ａに臨んで、この分岐通路７ａに連通可能
に形成されており、これによって、第１圧力室３０内に
はチェック弁８よりも上流側の作動油圧通路７内の油圧
が導かれるようになっている。

【００６４】また、前記スプール弁２５には、第２室２
７に臨んで、周溝３３と、この周溝３３の底部に開口す
る直径方向の貫通孔３４と、この貫通孔３４に連通して
スプール弁２５の第２室２７側端面に開口する軸方向の
連通孔３５が形成してある。尚、前記連通孔３５はスプ
ール弁２５の軸中心位置からやや半径方向外側に偏倚し
た位置に形成してある。

【００６５】３６は前記第１圧力室３０内に摺動自在に
収容された第１反力ピンである。前記第１反力ピン３６
は第１圧力室３０内の油圧力を受け、突出端がプラグ２
４の端面に接することが可能である。

【００６６】３７は前記ハウジング２１に軸方向に形成
されて第２室２７内に開口する第２圧力室で、この第２
圧力室３７内には分岐通路７ｂが開口し、チェック弁８
よりも下流側の作動油圧通路７内の油圧が導かれるよう
にしてある。

【００６７】３８は前記第２圧力室３７内に摺動自在に
収容された第２反力ピンである。前記第２反力ピン３８
は、第２圧力室３７内の油圧力を受け、突出端がスプー
ル弁２５の第２室２７側端面に接し、スプール弁２５を
第１室２６側に付勢することが可能である。また、前記
第２反力ピン３８は、前記第１圧力室３０内に収容され
た第１反力ピン３６よりも大きな受圧面積をもって形成
されている。尚、前記連通孔３５はスプール弁２５の軸
中心位置からやや半径方向外側に偏倚した位置に形成し
てあることにより、第２反力ピン３８がスプール弁２５
の第２室２７側端面に接したとき、この第２反力ピン３
８によって連通孔３５が閉塞されないようになってい
る。

【００６８】尚、３９は前記プラグ２４を固定するナッ
トである。

【００６９】斯かる構成にあっては、前記固定容量ポン
プ４から吐出された作動油の全量がアクチュエータ１に
よって消費されている状態では、スプール弁２５は制御
ばね２８によって付勢されて第２室２７の側面に接し、
その胴部（ランド部）２９で還流通路１１を閉塞してい
る。

【００７０】ここで、前記スプール弁２５に作用する力
の釣合いは、チェック弁８よりも上流側の作動油圧通路
７内の油圧力をＰp 、チェック弁８よりも下流側の作動
油圧通路７内の油圧力をＰa 、制御ばね２８のセット荷
重をＦ、制御ばね２８のばね定数をｋ、スプール弁２５
の変位をｘ、第１反力ピン３６の受圧面積をＡ1 、第２
反力ピン３８の受圧面積をＡ2 としたとき、次の式
（１）で表される。

【００７１】Ｐa Ａ2 ＝Ｐp Ａ1 ＋ｋｘ＋Ｆ （１） したがって、前記スプール弁２５が制御ばね２８によっ
て付勢されて第２室２７の側面に接している状態では、
ｘ＝０、Ｐa ＝Ｐp であるから、次の式（２）及び式
（３）で表される状態となっている。

【００７２】Ｐa Ａ2 ≦Ｐp Ａ1 ＋Ｆ （２） Ｐa （Ａ2 −Ａ1 ）≦Ｆ （３） この状態から前記アクチュエータ１が非作動状態に移行
すると、アクチュエータ１で消費される作動油量は漸減
し、アキュームレータ９に畜圧され始めることになる。
この過程で、前記スプール弁２５は前記式（３）の左辺
と右辺が等しい状態で釣合っているのであるが、アキュ
ームレータ９の圧力が僅かに上昇することで釣合いが崩
れ、次の式（４）で表されるようになる。

【００７３】Ｐa （Ａ2 −Ａ1 ）≧Ｆ （４） そうすると、前記スプール弁２５は制御ばね２８のばね
力に抗して、チェック弁８よりも下流側の作動油圧通路
７内の油圧力Ｐa によって第１室２６側に僅かに移動し
て還流通路１１を徐々に開き、この還流通路１１とドレ
ン通路１２とが第２室２７を介して連通し始める。この
場合の前記スプール弁２５に作用する力の釣合いは次の
式（５）で表される。

【００７４】Ｐa Ａ2 ≧Ｐp Ａ1 ＋ｋｘ＋Ｆ （５） 前記還流通路１１とドレン通路１２とが連通し始めるこ
とによって、チェック弁８よりも上流側の作動油圧通路
７内の作動油圧Ｐp は急激に低下し、スプール弁２５は
急激に第１室２６側に更に移動して、還流通路１１を更
に開く。前記還流通路１１がドレン通路１２と連通して
Ｐp ＝０となり、式（６）で示される状態でスプール弁
２５は移動を停止することになる。

【００７５】Ｐa Ａ2 ＝ｋｘ＋Ｆ （６） 次に、前記アキュームレータ９に畜圧されたエネルギが
消費され、チェック弁８よりも下流側の作動油圧通路７
内の油圧力Ｐa が低下すると、式（６）で表される関係
が崩れ、次の式（７）で示されるようになる。

【００７６】Ｐa Ａ2 ≦ｋｘ＋Ｆ （７） そうすると、前記スプール弁２５は制御ばね２８のばね
力によって第２室２７側に移動し、還流通路１１を閉じ
始め、この還流通路１１とドレン通路１２との連通を阻
止し始める。この場合の前記スプール弁２５に作用する
力の釣合いは次の式（８）で表される。

【００７７】Ｐa Ａ2 ≦Ｐp Ａ1 ＋ｋｘ＋Ｆ （８） 前記還流通路１１とドレン通路１２との連通が阻止し始
めることによって、チェック弁８よりも上流側の作動油
圧通路７内の作動油圧Ｐp は急激に上昇し、スプール弁
２５は急激に第２室２７側に更に移動して、還流通路１
１を更に閉じる。前記還流通路１１が閉じられてＰa ＝
Ｐp となり、式（２）で示される状態でスプール弁２５
は移動を停止することになる。

【００７８】斯かる構成によれば、第１圧力室３０内の
油圧力を第１反力ピン３６で受け、第２圧力室３７内の
油圧力を第２反力ピン３８で受けるようにしたことによ
り、制御圧力に影響を与えることなくスプール弁２５の
直径寸法を大きくすることができるから、加工が容易に
なると共に、スプール弁収容穴２２に開口する還流通路
１１及びドレン通路１２の開口面積を大きくすることが
できるから、チェック弁８よりも上流側の作動油圧通路
７内の作動油をドレン通路１２に還流させる際の圧力損
失を小さくすることができる。

【００７９】以上、本発明の実施の形態を図面に基づい
て説明したが、具体的構成はこの実施の形態に限られる
ものではなく、発明に要旨を逸脱しない範囲で変更可能
である。例えば、前記チェック弁８よりも下流側の作動
油圧通路７内の作動油を第２圧力室１４（３７）に導く
分岐通路７ｂに、所定絞りのオリフィスを設けることが
可能で、この場合には、このオリフィスが分岐通路７ｂ
を介して導かれる作動油の圧力変動を減衰させる。

【００８０】また、前記制御装置１０の具体的実施の形
態として、第１反力ピン３６及び第２反力ピン３８に変
えて、小径部と大径部を備えたスプール弁を用いて受圧
面積の異なる第１圧力室及び第２圧力室を形成する構成
としてもよい。

【００８１】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、構造の簡単な固定容量ポンプを用いてアクチュエ
ータに供給する作動油量を変化させることができると共
に、固定容量ポンプから吐出された吐出油をドレン通路
へ還流させる制御装置の制御ばねが小形化でき、かつ、
制御装置の制御動作を所定のヒステリシス幅をもって迅
速に行うことができるパワーステアリング装置が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すパワーステアリング
装置の説明図である。

【図２】図１に示す制御装置の具体的実施の形態を示す
断面図である。

【図３】従来のパワーステアリング装置の説明図であ
る。

【符号の説明】 １ アクチュエータ ４ 固定容量ポンプ ６ 内燃機関（駆動手段） ７ 作動油圧通路 ８ チェック弁 ９ アキュームレータ １０ 制御装置 １３ 第１圧力室 １４ 第２圧力室 １５ 制御ばね

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上本 誠 神奈川県厚木市恩名1370番地 株式会社ユ ニシアジェックス内 (72)発明者 相原 俊徳 神奈川県厚木市恩名1370番地 株式会社ユ ニシアジェックス内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵機構のアクチュエータに作動油を給
   排して操舵助勢力を得るパワーステアリング装置におい
   て、駆動手段によって常時回転駆動される固定容量ポン
   プと、この固定容量ポンプから吐出される作動油をアク
   チュエータに導く作動油圧通路と、この作動油圧通路の
   途中に設けられ、前記固定容量ポンプからアクチュエー
   タへの作動油の流通を許容し、逆方向の流通を阻止する
   チェック弁と、このチェック弁よりも下流側の作動油圧
   通路に接続され、この作動油圧通路内の圧力を所定圧力
   に保持可能なアキュームレータと、前記作動油圧通路内
   の圧力が所定圧力に達したとき、前記チェック弁よりも
   上流側で、作動油圧通路に吐出された作動油のドレン通
   路への流入量を制御する制御装置とを備え、前記制御装
   置が、チェック弁よりも上流側の作動油圧通路の作動油
   が導かれる第１圧力室と、この第１圧力室よりも大きな
   受圧面積を有し、チェック弁よりも下流側の作動油圧通
   路の作動油が導かれる第２圧力室と、作動油のドレン通
   路への流入量を減少させるようにばね力が作用する制御
   ばねとを備えてなり、第１圧力室内の油圧力に制御ばね
   のばね力を加えた力と第２圧力室内の油圧力との釣合い
   によって制御されることを特徴とするパワーステアリン
   グ装置。
2. 【請求項２】 前記制御装置は、ハウジングと、このハ
   ウジングに形成され、チェック弁よりも上流側の作動油
   圧通路に連通する通路及びドレン通路が開口するスプー
   ル弁収容穴と、このスプール弁収容穴内に摺動自在に収
   容され、スプール弁収容穴内を第１室とドレン通路が開
   口する第２室とに区画するスプール弁と、前記第１室内
   に収容されてスプール弁を第２室側に付勢し、このスプ
   ール弁の胴部でチェック弁よりも上流側の作動油圧通路
   に連通する通路を閉塞可能な制御ばねと、前記スプール
   弁に軸方向に形成され、前記第１室内に開口すると共
   に、チェック弁よりも上流側の作動油圧通路の油圧が導
   かれる第１圧力室と、この第１圧力室内に摺動自在に収
   容され、第１圧力室内の油圧反力を受ける第１反力ピン
   と、前記ハウジングに軸方向に形成され、前記第２室内
   に開口すると共に、チェック弁よりも下流側の作動油圧
   通路の油圧が導かれる第２圧力室と、この第２圧力室内
   に摺動自在に収容され、第２圧力室内の油圧力でスプー
   ル弁を第１室側に付勢する第２反力ピンとを備え、前記
   第２反力ピンの有効受圧面積が第１反力ピンの有効受圧
   面積よりも大きく形成されてなることを特徴とする、請
   求項１記載のパワーステアリング装置。