JPH1149004A - 逆止弁及びこれを用いた動力舵取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機能の信頼性、生産性、品質安定性のいずれ
にも優れた逆止弁及びこれを用いて同様な利点を有する
動力舵取装置を提供する。 【解決手段】 逆止弁２０の閉弁時に、弁座としての側
板２３に密着する可動栓２２のテーパ部２２ｂに、密着
面に沿って溝２２ｄ１からなるリーク通路２２ｄを形成
する。この逆止弁を、動力舵取装置の油圧ポンプから油
圧コントロールバルブの入力ポートに至る圧油経路上に
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の操舵に使用
される動力舵取装置及びそれに用いられる逆止弁に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両用の舵取装置として、油
圧によって操舵力を補助する動力舵取装置が多用されて
いる。この動力舵取装置は、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により、操舵補助
力を出力する。上記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。上記のような動力舵取装置において、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場合には、
車輪に加わる衝撃により、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が、逆止弁がこれ
を阻止する。こうして、圧油の逆流によりハンドルを取
られるいわゆるキックバック現象の発生を防止してい
る。

【０００３】図４は、上記逆止弁の構造を示す断面図で
ある。矢印Ａは油圧ポンプからの圧油の供給方向、矢印
Ｂは油圧コントロールバルブへの圧油の吐出方向を示
す。図において、逆止弁５０は、軸方向の両端が開口し
た筒体５１と、この筒体５１の内部に軸方向へ移動可能
に挿入された可動栓５２と、筒体５１の一端部に嵌合さ
れた側板５３と、上記可動栓５２を側板５３側へ付勢す
るコイルばね５４とによって構成されている。上記可動
栓５２は、側板５３に密着可能な略椀形の部材であり、
その外周と筒体５１の内周との間には、圧油の流通を許
容する空間が形成されている。また、可動栓５２の椀底
中央部にはオリフィス（孔）５２ａが形成されている。
上記側板５３には、油圧ポンプから圧油の供給を受ける
供給口５３ａが形成されている。コイルばね５４に付勢
された可動栓５２が側板５３に密着した状態では、可動
栓５２の受圧部５２ｂにより、開口部５３ａが実質的に
閉鎖されている。

【０００４】油圧ポンプから矢印Ａの方向に圧油が供給
されると、上記受圧部５２ｂに油圧が印加されて、可動
栓５２はコイルばね５４に抗して図の左方に移動する。
これにより可動栓５２と側板５３との間に隙間ができ
る。圧油はこの隙間を通って筒体５１から矢印Ｂ方向に
吐出される。逆に、車輪に加わる衝撃により、油圧シリ
ンダから油圧コントロールバルブを介して油圧が矢印Ｃ
に示す方向に印加された場合は、可動栓５２が図の右側
に移動して前記隙間が消滅する。従って、圧油は逆流せ
ず、キックバック現象は起こらない。但し、完全に逆流
を阻止するかというとそうではなく、オリフィス５２ａ
から少量の圧油が油圧ポンプ側にリークする。このリー
クにより、油圧シリンダの内圧が過度に上昇するのを防
止して、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の悪影響を未然に防いでいる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の動力舵取装置に用いられている逆止弁にお
いては、オリフィス５２ａを形成することに伴う以下の
ような問題点があった。第１の問題点は、オリフィス５
２ａの形成により可動栓５２の機械的強度が低下するた
め、高い油圧の印加により可動栓５２が変形することで
ある。この結果、リーク量が増加し、逆止弁としての本
来の機能が損なわれるため、キックバック現象の防止効
果が低下する。第２の問題点は、可動栓５２全体として
のプレス成形後、パンチによる孔あけを行ってオリフィ
ス５２ａが形成されるため、孔あけ工程が別途必要とな
って生産性が悪いことである。第３の問題点は、上記の
孔あけにより、オリフィス５２ａの縁辺部にバリや返り
が残ることがあり、これが原因となって車の操舵時にキ
ャビテーションや異音が発生するということである。

【０００６】すなわち、オリフィスを形成した可動栓を
含む従来の逆止弁及びこれを用いた動力舵取装置では、
機能の信頼性が十分でなく、生産性の悪さを排除でき
ず、しかも製造上の品質安定性が良くない、という問題
点があった。上記のような従来の問題点に鑑み、本発明
は、機能の信頼性、生産性、品質安定性のいずれにも優
れた逆止弁及びこれを用いて同様な利点を有する動力舵
取装置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】本発明の逆止弁は、流体
の供給口と吐出口とを有する弁ハウジングと、この弁ハ
ウジングに設けられた弁座と、この弁座に接離可能な可
動栓と、この可動栓を付勢して前記弁座に密着させる弾
性部材とを備え、前記可動栓を前記弁座に密着させた状
態で前記吐出口側から前記供給口側への流体の逆流を阻
止する逆止弁であって、前記弁座と前記可動栓との密着
面に沿って、前記弁座及び前記可動栓の少なくとも一方
に、逆流方向への流体のリークを許容するリーク通路を
形成したことを特徴とするものである（請求項１）。こ
のように構成された逆止弁は、閉弁時の弁座と可動栓と
の密着面に沿ってリーク通路が形成されているので、可
動栓にはオリフィスを設ける必要がない。従って孔あけ
工程を要しないことのみならず、孔あけを行うことによ
る機械的強度の低下及びバリや返りの発生を排除するこ
とができる。

【０００８】上記逆止弁（請求項１）において、リーク
通路は、密着面に対して所定の深さで形成された複数の
溝であってもよい（請求項２）。この場合、溝の深さと
溝の数によってほぼリーク流量が決まり、これらの要素
（深さと数）は管理しやすい。従って、一定のリーク流
量という点において品質の安定した逆止弁を提供でき
る。

【０００９】上記逆止弁（請求項２）において、リーク
通路は、可動栓の成形時に同時に形成されるものであっ
てもよい（請求項３）。この場合、リーク通路を形成す
るための工程を別途設ける必要がない。

【００１０】また、本発明は、油圧ポンプと、この油圧
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、操舵に応じて前記油圧
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逆止
弁とを備える動力舵取装置において、前記逆止弁が、油
圧の供給口と吐出口とを有する弁ハウジングと、この弁
ハウジングに設けられた弁座と、この弁座に接離可能な
可動栓と、この可動栓を付勢して前記弁座に密着させる
弾性部材とを備え、前記弁座と前記可動栓との密着面に
沿って、前記弁座及び前記可動栓の少なくとも一方に、
逆流方向への流体のリークを許容するリーク通路が形成
されていることを特徴とするものである（請求項４）。
このように構成された動力舵取装置においては、逆止弁
によってキックバック現象の発生を防止するとともに、
油圧アクチュエータの内圧が大きくなった場合にはリー
ク通路によってその圧力を逃がすことができるので、ボ
ールジョイント等の損傷を防ぐことができる。リーク通
路は、閉弁時の逆止弁の弁座と可動栓との密着面に沿っ
て形成されているので、可動栓にはオリフィスを設ける
必要がない。従って可動栓に孔あけ工程を要しないこと
のみならず、孔あけを行うことによる機械的強度の低下
及びバリや返りの発生を排除することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１及び図２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３
は、この逆止弁を内蔵した動力舵取装置の一実施形態を
示す概略図である。まず、動力舵取装置の全体構成から
説明する。図３において、動力舵取装置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。

【００１２】上記ラック４の両端部は、ハウジング５の
両端の開口部５ａ及び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及び１１が一体化されてい
る。各ボールジョイント１０及び１１には、それぞれタ
イロッド１２及び１３が取り付けられており、このタイ
ロッド１２及び１３を介してラック４の両端部が操舵輪
に連結されている。従って、上記操作ハンドルの回転操
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。

【００１３】上記油圧シリンダ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１油室６ｄ及び第２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、ロータリバルブによって構成されており、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１出力ポート８ｄ及び第２出力ポート８ｅが
それぞれ突出形成されている。上記入力ポート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１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１油室６ｄに接続さ
れており、第２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、各油室６ｄ及び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。

【００１４】次に、上記入力ポート８ｂに内蔵されてい
る逆止弁について詳細に説明する。図１の（ａ）は、当
該逆止弁２０の断面図である。図において、矢印Ａは油
圧ポンプ７（図３）からの圧油の供給方向、矢印Ｂは油
圧コントロールバルブ８（図３）への圧油の吐出方向を
示す。図において、逆止弁２０は、軸方向の両端が開口
した筒体２１と、この筒体２１の内部に軸方向（図の左
右方向）へ移動可能に挿入された可動栓２２と、筒体２
１の一端部に嵌合された側板２３と、可動栓２２を側板
２３側へ付勢するコイルばね２４とによって構成されて
いる。上記側板２３の中心部には、油圧ポンプ７（図
３）側から圧油の供給を受けるための供給口２３ａが形
成されている。また、前記筒体２１の左端側開口は、圧
油を吐出する吐出口２１ａとなっている。なお、上記筒
体２１と側板２３とによって弁ハウジングが構成されて
いる。また、側板２３は、可動栓２２に対する弁座であ
る。

【００１５】上記可動栓２２は、円筒状の側面部２２ａ
と、側面部２２ａの軸方向端部から側板２３の形状に合
わせて傾斜させた円錐面状のテーパ部２２ｂと、円形平
板状の受圧部２２ｃとからなる全体として略椀形の部材
である。側面部２２ａの外周と筒体２１の内周との間に
は、圧油の流通を許容する空間Ｓが形成されている。可
動栓２２のテーパ部２２ｂは、弁座としての側板２３に
密着可能である。また、コイルばね２４に付勢された可
動栓２２が側板２３に密着した状態では、受圧部２２ｃ
により、供給口２３ａが閉塞される。

【００１６】図１の（ｂ）は単体としての可動栓２２を
示す斜視図であり、受圧部２２ｃを上に向けた載置状態
で示している。また、図２の（ａ）は図１の（ｂ）に示
す可動栓２２を受圧部２２ｃ側から見た平面図、図２の
（ｂ）は、同（ａ）のＸ−Ｘ線断面を局部的に示した図
である。図１の（ｂ）及び図２の（ａ）に示すように、
テーパ部２２ｂの円錐面母線方向の全長にわたって、か
つ、周方向に所定の間隔（例えば９０度間隔）で、複数
箇所（例えば４箇所）にリーク通路２２ｄが設けられて
いる。図２の（ｂ）において、テーパ部２２ｂに形成さ
れているリーク通路２２ｄ（１箇所分）の実体は、テー
パ部２２ｂの表面（すなわち側板２３と密着する密着
面）から所定の深さｄで形成されている複数（本例では
２個）の溝２２ｄ１である。

【００１７】上記可動栓２２は、例えば油圧プレス加工
により成形される。このとき、溝２２ｄ１も同時に形成
される。従って、可動栓２２を１工程で製造することも
できる。可動栓２２には、従来のようなオリフィスを設
ける必要がないので、孔あけ工程が別途必要とされるこ
ともない。従って、孔あけに伴うバリや返りの発生もな
い。この結果、キャビテーションや異音の発生をもたら
す原因が除去される。また、オリフィスを設けた場合の
ように、可動栓２２全体としての機械的強度が低下する
という事態も生じない。むしろ、溝２２ｄ１の形成によ
り、テーパ部２２ｂの耐荷重性が高まり、機械的強度が
増す。

【００１８】上記のように構成された逆止弁２０におい
て、油圧ポンプ７（図３）から矢印Ａ（図１）の方向に
圧油が供給されると、受圧部２２ｃに油圧が印加され
て、可動栓２２はコイルばね２４に抗して図の左方に移
動する。これにより可動栓２２のテーパ部２２ｂと側板
２３との間に隙間ができる。圧油はこの隙間及び前記空
間Ｓを通って筒体２１から矢印Ｂ方向に吐出される。逆
に、車輪に加わる衝撃により、油圧シリンダ６（図３）
から油圧コントロールバルブ８（図３）を介して油圧が
矢印Ｃに示す方向に印加された場合は、可動栓２２が図
の右方に移動して前記隙間が消滅する。従って、圧油は
逆流せず、キックバック現象は起こらない。但し、完全
に逆流を阻止するかというとそうではなく、リーク通路
２２ｄを通じて少量の圧油が吐出口２１ａ側から供給口
２３ａ側にリークする。このリークにより、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１
０及び１１等への悪影響を未然に防ぐ。

【００１９】上記リーク時のリーク流量はリーク通路２
２ｄの数と、リーク通路１個当たりの流通量により決ま
る。当該流通量は溝２２ｄ１の個数と形状（特に深さ
ｄ）とにより決まる。従って、溝２２ｄ１の総数と、溝
の深さｄとを管理することにより、一定のリーク流量を
有する逆止弁２０を製造することができる。溝２２ｄ１
の総数と溝の深さｄとを管理することは容易であるの
で、一定のリーク流量という点に関して品質を安定させ
ることができる。

【００２０】なお、上記実施形態においては、リーク通
路２２ｄを可動栓２２のテーパ部２２ｂに形成したが、
リーク通路２２ｄを設ける場所は当該箇所に限られな
い。例えば、テーパ部２２ｂにはリーク通路を設けず
に、テーパ部２２ｂと密着する側板２３にリーク通路を
形成することによっても同様の効果を得ることができ
る。また、テーパ部２２ｂと側板２３の双方に設けるこ
ともできる。要するに、閉弁時の可動栓２２とその相手
方の弁座（側板２３）との密着面に沿ってリーク通路を
形成すればよい。また、上記実施形態においては円錐面
状のテーパ部２２ｂの母線方向に直線状のリーク通路２
２ｄを設けたが、リーク通路の形状や配置は種々の変更
が可能である。例えば、非直線状のリーク通路や、母線
と交差するリーク通路を設けてもよいし、さらには螺旋
状のリーク通路を設けることも可能である。

【００２１】また、上記実施形態においては、２本の溝
２２ｄ１からなるリーク通路２２ｄをテーパ部２２ｂの
周方向に９０度間隔で配置した例を示したが、必要とす
るリーク量に応じて適宜溝の本数や配置を変えることが
できる。但し、どのような場合でも、安定したリーク流
量を得るためには、全体としてバランスのとれた配置に
することが必要である。

【００２２】また、上記実施形態においては、逆止弁２
０を油圧コントロールバルブ８の入力ポート８ｂに内蔵
するものとしたが、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、油圧コントロールバルブ８
の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
装置に新たに逆止弁を設けることが容易になる利点があ
る。

【００２３】また、逆止弁２０内のコイルばね５４は、
他のばねや他の弾性部材であってもよいことはいうまで
もない。

【００２４】

【発明の効果】以上のように構成された本発明は以下の
効果を奏する。請求項１の逆止弁によれば、閉弁時の弁
座と可動栓との密着面に沿ってリーク通路が形成されて
いるので、可動栓にはオリフィスを設ける必要がない。
従って孔あけ工程を要しないことにより生産性が良くな
り、コストダウンにも寄与する。また、孔あけを行うこ
とによる機械的強度の低下及びバリや返りの発生を排除
することができるので、機能の信頼性が向上し、品質も
安定する。

【００２５】請求項２の逆止弁によれば、溝の深さと溝
の数によってほぼリーク流量が決まり、これらの要素
（深さと数）は管理しやすいので、一定のリーク流量と
いう点において品質の安定した逆止弁を提供できる。ま
た、溝を形成することにより耐荷重性が向上し、機械的
強度が増す。

【００２６】請求項３の逆止弁によれば、リーク通路を
形成する工程を別途設ける必要がないので、生産性に優
れる。

【００２７】請求項４の動力舵取装置によれば、逆止弁
によってキックバック現象の発生を防止するとともに、
油圧アクチュエータの内圧が大きくなった場合にはリー
ク通路によってその圧力を逃がすことができるので、ボ
ールジョイントの部分における損傷等を防ぐことができ
る。リーク通路は、閉弁時の逆止弁の弁座と可動栓との
密着面に沿って形成されているので、可動栓にはオリフ
ィスを設ける必要がない。従って孔あけ工程を要しない
ことにより生産性が良くなる。また、孔あけを行うこと
による機械的強度の低下及びバリや返りの発生を排除す
ることができるので、機能の信頼性が向上し、品質も安
定する。かかる逆止弁の生産性向上、信頼性向上及び品
質の安定は、そのまま動力舵取装置の生産性向上、信頼
性向上及び品質の安定につながる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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、（ａ）は逆止弁の断面図、（ｂ）
は可動栓の斜視図である。

【図２】（ａ）は上記可動栓の平面図、（ｂ）は（ａ）
におけるＸ−Ｘ線断面を局部的に示す図である。

【図３】動力舵取装置の構成を示す概略図である。

【図４】従来の逆止弁の断面図である。

【符号の説明】

１ 動力舵取装置 ６ 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 筒体 ２１ａ 吐出口 ２２ 可動栓 ２２ｄ リーク通路 ２２ｄ１ 溝 ２３ 側板 ２３ａ 供給口 ２４ コイルばね

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体の供給口と吐出口とを有する弁ハウジ
   ングと、この弁ハウジングに設けられた弁座と、この弁
   座に接離可能な可動栓と、この可動栓を付勢して前記弁
   座に密着させる弾性部材とを備え、前記可動栓を前記弁
   座に密着させた状態で前記吐出口側から前記供給口側へ
   の流体の逆流を阻止する逆止弁であって、 前記弁座と前記可動栓との密着面に沿って、前記弁座及
   び前記可動栓の少なくとも一方に、逆流方向への流体の
   リークを許容するリーク通路を形成したことを特徴とす
   る逆止弁。
2. 【請求項２】前記リーク通路は、前記密着面に対して所
   定の深さで形成された複数の溝であることを特徴とする
   請求項１記載の逆止弁。
3. 【請求項３】前記リーク通路は、前記可動栓の成形時に
   同時に形成されることを特徴とする請求項２記載の逆止
   弁。
4. 【請求項４】油圧ポンプと、この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、操舵に応じて前記油圧アクチュエータに
   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逆止弁とを備える動力
   舵取装置において、前記逆止弁は、 油圧の供給口と吐出口とを有する弁ハウジングと、この
   弁ハウジングに設けられた弁座と、この弁座に接離可能
   な可動栓と、この可動栓を付勢して前記弁座に密着させ
   る弾性部材とを備え、 前記弁座と前記可動栓との密着面に沿って、前記弁座及
   び前記可動栓の少なくとも一方に、逆流方向への流体の
   リークを許容するリーク通路が形成されていることを特
   徴とする動力舵取装置。