JP3404685B2 - Flow control valve - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は、車両においてエンジ
ン等で駆動するポンプによりパワーステアリング装置等
アクチュエータに供給する作動油の流量を適正に制御す
る流量制御弁の内、所謂圧力不感応型流量制御弁の改良
に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、この種の流量制御弁には、特公平
３−５５０号公報に記載されたものがある。この流量制
御弁は圧力不感応型であり、ポンプ室より吐出された作
動油を絞り通路５１，５２を介して動力舵取装置（パワ
ーステアリング装置）に送出し、余剰流をバイパス通路
５３の開度を調整する流量調整用スプール弁５４（メイ
ンスプール）によりポンプの吸入側に還流するようにな
っており、ポンプより吐出された作動油の流路中にポン
プ回転数の上昇により吐出流量の増加に基づいて圧力差
を生起する固定絞り５５（固定オリフィス）を設け、前
記スプール弁５４を摺動可能に嵌挿する弁収納穴５６の
一端に前記動力舵取装置への作動油送出口５７（吐出
口）を形成したユニオン５８（コネクタ）を固着し、こ
の送出口５７と前記スプール弁５４との間に前記絞り通
路５１，５２およびこの絞り通路５１、５２の開口面積
を固定絞り５５前後の差圧に応動して可変制御する摺動
可能な制御スプール５９（サブスプール）を前記スプー
ル弁５４および送出口５７と同心上に配置したものであ
る。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の流量制御弁における制御スプール５９は、固定絞り
５５の前後の圧力差に応動して摺動制御されることか
ら、ポンプの吸入側から導入された作動油を絞ることと
なって、この絞りによって圧力損失が多くなり、この分
ポンプ側を駆動させるために多くのエネルギーが必要と
なり、消費馬力が上昇することとなる。 【０００４】また、上記固定絞り５５を形成するため
に、通常前記流量制御用スプール弁５４の先端にオリフ
ィスリングを設けて、このオリフィスリングをケーシン
グにピンを植設することによって係着する等が必要とな
る場合があり、このため部品点数や組み付け工数の増大
を招くこととなってしまう。 【０００５】そこで、本発明は、上記従来の固定オリフ
ィスを廃止して、しかも制御スプール（サブスプール）
を可変制御可能とした流量制御弁、特に圧力不感応型流
量制御弁を提供することを目的としている。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、一次圧力室にメインオリフィスの開口
面積を可変制御するサブスプールを配置すると共に、サ
ブスプールには、一次圧力室と吐出ポートとを連通する
連通孔を形成し、且つ該連通孔に前記メインオリフィス
を形成する一方、サブスプールの外周に、流入ポートと
連通孔との間で差圧を生じせしめず、且つ流入ポートか
ら導入された作動油がメインオリフィスに導出される前
に直接当たってサブスプールを可変制御する衝動羽根部
を流入ポートと連通孔との間に位置するように形成して
構成されている。 【０００７】 【作用】上記構成によれば、流入ポートに導入された作
動油は、サブスプールの連通孔に供給される前に、環状
の衝動羽根部に直接当たることとなり、この結果、作動
油の流速圧によって、サブスプールがあたかも流入ポー
トと連通孔との間に差圧が生じたが如く状態となって移
動し、メインオリフィスの開口面積を可変制御する。 【０００８】 【実施例】以下、この発明の実施例を図面により説明す
る。 【０００９】図１はこの発明の流量制御弁の一実施例を
示す縦断面図である。 【００１０】ケーシング１には収容孔２が形成され、収
容孔２にはメインスプール３が摺動可能に収容されて、
収容孔２内が一次圧力室４と二次圧力室５に画成されて
いる。６は戻しスプリングである。 【００１１】また、前記ケーシング１には、ポンプから
吐出された作動油を一次圧力室４に導入する流入ポート
７と、収容孔２の壁面に開口して、低圧側（ポンプの吸
入側）に連通し、メインスプール３の摺動量に応じて一
次圧力室４への開口量を変化させるドレーンポート８と
が形成されている。 【００１２】前記ケーシング１の一次圧力室４に臨む一
端にはコネクタ１０が螺合され、コネクタ１０には吐出
ポート１１及びメインオリフィス１２が形成されてい
る。吐出ポート１１は、一次圧力室４にメインオリフィ
ス１２を介して連通して系外のパワーステアリング装置
（アクチュエータ）側に作動油を供給するものであり、
二次圧力室５にフィードバック通路を介して連通してい
る。 【００１３】コネクタ１０内には、メインオリフィス１
２を可変制御するサブスプール１５が摺動自在に収容さ
れている。このサブスプール１５は、吐出ポート１１側
の端部がコネクタ１０の内壁に形成した小径部１３に支
持され、メインスプール１２側の端部がケーシング１の
収容孔２に嵌合したストッパー１４に支持されている。
また、サブスプール１５内には、一次圧力室４をメイン
オリフィス１１の上流側に連通させる連通孔１６が形成
されている。また、サブスプール１５の外周には、流入
ポート７から導入された作動油を直接衝突させ、その運
動エネルギーによって、前記サブスプール１５を軸方向
に移動させる衝動羽根部９が形成されている。また、前
記衝動羽根部９は、環状に形成されている。尚、前記衝
動羽根部９は必ずしも連続して形成する必要はなく、周
方向に部分的に切欠かれていてもよい。この衝動羽根部
９と前記ストッパー１４との間には、サブスプール用ス
プリング１７が縮設されていている。ストッパー１４に
は、流入ポート７と連通孔１６との間で差圧が生じない
程度の隙間を作成するために、開口１４ａが複数個穿設
されている。 【００１４】従って、衝動羽根部９は、連通孔１６より
導入された作動油が直接当たって、この作動油の流速圧
により、サブスプール１５をスプリング１７に抗してメ
インスプール１２側に後退させて、衝動羽根部９の上下
流側、即ち流入ポート７と連通孔１６との間にあたかも
差圧が生じてサブスプールを可変制御する従来の固定オ
リフィスとしての機能を果たすものである。 【００１５】上記のように構成する本発明実施例におい
て、ポンプの低回転時、流入ポート７を介して一次圧力
室４に流入するポンプ吐出量は少ないため、流入ポート
７から導入される作動油流量が少なく、従って、作動油
が衝動羽根部９に当たっても、スプリング１７の抗力に
打ち勝つことができないために、サブスプール１５は吐
出ポート１１側に付勢されて、メインオリフィス１２を
大きく開口させ、一次圧力室４に流入した作動油の全量
を吐出ポート１１からパワーステアリング装置側に供給
することとなり、その供給量はポンプ回転数に応じて増
加し、パワーステアリング装置のアシスト量を大きく
し、操舵力が軽くなる。 【００１６】また、ポンプの中速または高速回転時、ポ
ンプ吐出量が多くなった場合には、流入ポート７から導
入される作動油流量が多くなり、従って作動油が衝動羽
根部９に当たると、スプリング１７の抗力に打ち勝っ
て、サブスプール１５をメインスプール３側に移動させ
る。この時、ストッパー１４には、開口１４ａが穿設さ
れているために、流入ポート７と連通孔１６との間に差
圧が生じることはない。そしてサブスプール１５の移動
により、メインオリフィス１２の開口面積が減少調整さ
れることで、メインオリフィス１２の前後差圧が大きく
なり、この差圧に応じてメインスプール３が移動する。
このことから、ドレンポート８とメインスプール３の端
面との間に隙間が生じ、この隙間を介して一次圧力室４
からドレンポート８に余剰の作動油が排出される。この
ため、パワーステアリング装置に対する作動油の供給量
は所定のポンプ回転数で一定になった後、ポンプ回転数
に応じて漸次減少するように適性に制御される（ドロー
特性）。従って、パワーステアリング装置のアシスト力
が小さくなって操舵力が重くなる。 【００１７】 【００１８】 【発明の効果】以上の通り、この発明は、ケーシングに
形成された収容孔に摺動可能に収容されて該収容孔内を
一次圧力室と二次圧力室とに隔成するメインスプール
と、前記ケーシングに形成され、ポンプからの吐出作動
油を前記一次圧力室に導入する流入ポートと、前記一次
圧力室にメインオリフィスを介して連通して系外のアク
チュエータ側に作動油を供給する吐出ポートと、前記一
次圧力室に開口して前記メインスプールの摺動量に応じ
てその開口量を変化させて、低圧側への作動油の排出量
を制御するドレンポートとを備え、ポンプ吐出量の増大
に伴って前記メインオリフィス前後の差圧に応じてスプ
ールを駆動し、一次圧力室からドレンポートへの排出量
を増大させて吐出ポートへの作動油の供給量を制御する
流量制御弁において、前記一次圧力室に前記メインオリ
フィスの開口面積を可変制御するサブスプールを配置す
ると共に、前記サブスプールには、前記一次圧力室と前
記吐出ポートとを連通する連通孔を形成し、且つ該連通
孔に前記メインオリフィスを形成する一方、前記サブス
プールの外周に、前記流入ポートと連通孔との間で差圧
を生じせしめず、且つ前記流入ポートから導入された作
動油が前記メインオリフィスに導出される前に直接当た
って前記サブスプールを可変制御する衝動羽根部を前記
流入ポートと連通孔との間に位置するように形成する構
成としたため、流入ポートに導入された作動油は、サブ
スプールの連通孔に供給される前に、環状の衝動羽根部
に直接当たることとなり、この結果、作動油の流速圧に
よってサブスプールがあたかも流入ポートと連通孔との
間に差圧が生じた如き状態となって移動して、メインオ
リフィスの開口面積を可変制御することとなり、この結
果、流入ポートと連通孔との間に差圧が生じることがな
く、ポンプの吸入側から導入された作動油を絞ることに
よる圧力損失を減少させることとなり、この分ポンプ側
に負担をかけることがなく、消費馬力の上昇を抑制する
こととなる。 【００１９】また、上記衝動羽根部は、サブスプールの
外周に形成して構成する結果、従来のような固定絞りを
形成するためのオリフィスリングやこれをケーシングに
係着するためのピン等が不必要となり、このため部品点
数や組み付け工数の増大を押さえることができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flow control valve for appropriately controlling the flow rate of hydraulic oil supplied to an actuator such as a power steering device by a pump driven by an engine or the like in a vehicle. The present invention relates to an improvement in a so-called pressure-insensitive flow control valve. 2. Description of the Related Art A conventional flow control valve of this type is disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-550. This flow control valve is of a pressure-insensitive type, sends out the hydraulic oil discharged from the pump chamber to a power steering device (power steering device) through the throttle passages 51 and 52, and opens an excess flow in the bypass passage 53. The flow rate is controlled by the flow rate adjusting spool valve 54 (main spool) so that the oil flows back to the suction side of the pump. The flow rate of the hydraulic oil discharged from the pump increases in the flow path of the pump, thereby increasing the discharge flow rate. A fixed throttle 55 (fixed orifice) for generating a pressure difference is provided at one end of a valve housing hole 56 in which the spool valve 54 is slidably inserted. A union 58 (connector) having a discharge port formed therein is fixed, and the throttle passages 51 and 52 and the opening areas of the throttle passages 51 and 52 are fixed between the outlet 57 and the spool valve 54. 55 is obtained by placing a slidable control spool 59 that variably controlled in response to differential pressure across (sub spool) to the spool valve 54 and outlet port 57 and concentrically. However, the control spool 59 of the conventional flow control valve is slidably controlled in response to the pressure difference between the front and rear of the fixed throttle 55. The hydraulic oil introduced from the pump is throttled, and the pressure loss is increased by the throttle, so that much energy is required to drive the pump side, and the horsepower consumption is increased. In order to form the fixed throttle 55, an orifice ring is usually provided at the tip of the flow control spool valve 54, and this orifice ring is engaged by implanting a pin in a casing. In some cases, it is necessary to increase the number of components and the number of assembling steps. Therefore, the present invention eliminates the above-mentioned conventional fixed orifice, and furthermore, a control spool (sub spool).
It is an object of the present invention to provide a flow control valve, in particular, a pressure-insensitive flow control valve that can variably control the pressure. In order to achieve the above object, the present invention provides a primary pressure chamber in which a sub-spool for variably controlling an opening area of a main orifice is arranged, and a primary spool is provided with a primary spool. while forming a communication hole for communicating the pressure chamber discharge port, and forming the main orifice the communicating hole, the outer periphery of the sub-spool, the inlet port
The impulse vane that variably controls the sub-spool by directly contacting the hydraulic oil introduced from the inflow port before being led out to the main orifice does not generate a pressure difference between the communication port and the communication port, and the inflow port and the communication hole. It is formed so as to be located between them. According to the above construction, the hydraulic oil introduced into the inflow port directly hits the annular impeller before being supplied to the communication hole of the sub-spool, and as a result, the hydraulic oil The sub-spool moves as if a differential pressure was generated between the inflow port and the communication hole by the flow velocity pressure, and variably controls the opening area of the main orifice. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of the flow control valve of the present invention. An accommodation hole 2 is formed in the casing 1 and a main spool 3 is slidably accommodated in the accommodation hole 2.
The inside of the accommodation hole 2 is defined by a primary pressure chamber 4 and a secondary pressure chamber 5. 6 is a return spring. The casing 1 has an inflow port 7 for introducing the hydraulic oil discharged from the pump into the primary pressure chamber 4 and an opening on the wall surface of the housing hole 2 to be on the low pressure side (the suction side of the pump). A drain port 8 is formed which communicates and changes the opening amount to the primary pressure chamber 4 according to the sliding amount of the main spool 3. A connector 10 is screwed into one end facing the primary pressure chamber 4 of the casing 1, and a discharge port 11 and a main orifice 12 are formed in the connector 10. The discharge port 11 communicates with the primary pressure chamber 4 via the main orifice 12 and supplies hydraulic oil to a power steering device (actuator) outside the system.
It communicates with the secondary pressure chamber 5 via a feedback passage. A main orifice 1 is provided in the connector 10.
A sub-spool 15 for variably controlling 2 is slidably accommodated. The sub-spool 15 has an end on the discharge port 11 side supported by a small-diameter portion 13 formed on the inner wall of the connector 10, and an end on the main spool 12 side supported by a stopper 14 fitted in the housing hole 2 of the casing 1. Have been.
In the sub-spool 15, a communication hole 16 that connects the primary pressure chamber 4 to the upstream side of the main orifice 11 is formed. Further, on the outer periphery of the sub-spool 15, there is formed an impulse blade 9 for directly colliding the hydraulic oil introduced from the inflow port 7 and moving the sub-spool 15 in the axial direction by the kinetic energy. The impulse blade 9 is formed in an annular shape. The impulse blades 9 do not necessarily have to be formed continuously, but may be partially cut out in the circumferential direction. A sub-spool spring 17 is contracted between the impulse blade 9 and the stopper 14. The stopper 14 is provided with a plurality of openings 14 a in order to create a gap between the inflow port 7 and the communication hole 16 so as not to generate a pressure difference. Therefore, the impeller 9 is directly hit by the hydraulic oil introduced from the communication hole 16 and retreats the sub-spool 15 toward the main spool 12 against the spring 17 by the flow velocity pressure of the hydraulic oil. Thus, a differential pressure is generated between the upstream and downstream sides of the impulse blade section 9, that is, between the inflow port 7 and the communication hole 16, and the function as a conventional fixed orifice for variably controlling the sub spool is performed. In the embodiment of the present invention constructed as described above, when the pump is running at a low speed, the amount of pump discharge flowing into the primary pressure chamber 4 via the inflow port 7 is small. Even if the flow rate is small and the hydraulic oil hits the impeller 9, it cannot overcome the drag of the spring 17, so the sub-spool 15 is urged toward the discharge port 11 side to open the main orifice 12 greatly, The entire amount of the hydraulic oil flowing into the primary pressure chamber 4 is supplied from the discharge port 11 to the power steering device side, and the supply amount increases in accordance with the pump rotation speed, and the assist amount of the power steering device is increased. Power becomes lighter. In addition, when the pump discharge amount increases at medium or high speed rotation of the pump, the flow rate of hydraulic oil introduced from the inflow port 7 increases, and therefore, when hydraulic oil hits the impulse blade 9, The sub spool 15 is moved toward the main spool 3 by overcoming the drag of the spring 17. At this time, since the opening 14 a is formed in the stopper 14, no pressure difference occurs between the inflow port 7 and the communication hole 16. The opening area of the main orifice 12 is reduced and adjusted by the movement of the sub-spool 15, so that the differential pressure across the main orifice 12 increases, and the main spool 3 moves according to this differential pressure.
As a result, a gap is formed between the drain port 8 and the end surface of the main spool 3, and the primary pressure chamber 4
Excess hydraulic oil is discharged from the drain port 8 to the drain port 8. Therefore, after the supply amount of the hydraulic oil to the power steering device becomes constant at a predetermined pump speed, it is appropriately controlled so as to gradually decrease according to the pump speed (draw characteristic). Therefore, the assisting force of the power steering device is reduced and the steering force is increased. As described above, according to the present invention, the housing is slidably housed in the housing hole formed in the casing, and the inside of the housing hole is divided into the primary pressure chamber and the secondary pressure chamber. A main spool formed in the casing, an inflow port formed in the casing, and for introducing hydraulic oil discharged from a pump into the primary pressure chamber, and communicating with the primary pressure chamber via a main orifice to act on an actuator side outside the system. A discharge port that supplies oil, and a drain port that opens to the primary pressure chamber and changes the opening amount according to the sliding amount of the main spool to control the discharge amount of hydraulic oil to the low pressure side. The spool is driven in accordance with the differential pressure across the main orifice as the pump discharge increases, increasing the discharge from the primary pressure chamber to the drain port to reduce the supply of hydraulic oil to the discharge port. In the flow control valve, a sub-spool for variably controlling the opening area of the main orifice is arranged in the primary pressure chamber, and a communication hole for communicating the primary pressure chamber and the discharge port is provided in the sub-spool. formed, and while forming the main orifice the communicating hole, the substream
Differential pressure between the inflow port and the communication hole
The not allowed to occur, and the impulse blade portion for variably controlling the sub-spool against directly before the hydraulic oil introduced from the inflow port is guided to the main orifice the
Due to a configuration you formed to be located between the inlet port and the communication hole, the hydraulic fluid introduced into the inlet port, prior to being fed to the passage of the sub-spool, directly hits the urge the blade portion of the annular it and will, as a result, moves become 如-out state differential pressure occurs between the velocity pressure by the sub-spool as if the inflow port and the communication hole of the hydraulic fluid, variably controlling the opening area of the main orifice As a result, there is no pressure difference between the inflow port and the communication hole, and the pressure loss caused by restricting the hydraulic oil introduced from the suction side of the pump is reduced. Without increasing the power consumption. Further, since the impulse blade is formed on the outer periphery of the sub-spool, an orifice ring for forming a fixed throttle and a pin for engaging the orifice ring with a casing are not required. Therefore, the number of components and the number of assembling steps can be reduced.

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明の流量制御弁の一実施例を示す縦断面
図である。 【図２】従来の流量制御弁を示す縦断面図である。 【符号の説明】 １ ケーシング ２ 収容孔 ３ メインスプール ４ 一次圧力室 ５ 二次圧力室 ６ 戻しスプリング ７ 流入ポート ８ ドレンポート ９ 衝動羽根部 １１ 吐出ポート １２ メインオリフィス １５ サブスプール １６ 連通孔BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of a flow control valve of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a conventional flow control valve. [Description of Signs] 1 Casing 2 Housing hole 3 Main spool 4 Primary pressure chamber 5 Secondary pressure chamber 6 Return spring 7 Inflow port 8 Drain port 9 Impulse blade section 11 Discharge port 12 Main orifice 15 Subspool 16 Communication hole

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 17/30 B62D 5/07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. ⁷ , DB name) F16K 17/30 B62D 5/07

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ケーシングに形成された収容孔に摺動可
能に収容されて該収容孔内を一次圧力室と二次圧力室と
に隔成するメインスプールと、 前記ケーシングに形成され、ポンプからの吐出作動油を
前記一次圧力室に導入する流入ポートと、前記一次圧力
室にメインオリフィスを介して連通して系外のアクチュ
エータ側に作動油を供給する吐出ポートと、 前記一次圧力室に開口して前記メインスプールの摺動量
に応じてその開口量を変化させて、低圧側への作動油の
排出量を制御するドレンポートとを備え、 ポンプ吐出量の増大に伴って前記メインオリフィス前後
の差圧に応じてスプールを駆動し、一次圧力室からドレ
ンポートへの排出量を増大させて吐出ポートへの作動油
の供給量を制御する流量制御弁において、 前記一次圧力室に前記メインオリフィスの開口面積を可
変制御するサブスプールを配置すると共に、 前記サブスプールには、前記一次圧力室と前記吐出ポー
トとを連通する連通孔を形成し、且つ該連通孔に前記メ
インオリフィスを形成する一方、前記サブスプールの外周に、前記流入ポートと連通孔と
の間で差圧を生じせしめず、且つ 前記流入ポートから導
入された作動油が前記メインオリフィスに導出される前
に直接当たって前記サブスプールを可変制御する衝動羽
根部を前記流入ポートと連通孔との間に位置するように
形成したことを特徴とする流量制御弁。(57) [Claim 1] A main spool which is slidably housed in a housing hole formed in a casing and divides the inside of the housing hole into a primary pressure chamber and a secondary pressure chamber. An inflow port formed in the casing, for introducing hydraulic oil discharged from a pump into the primary pressure chamber, and a discharge for supplying hydraulic oil to an actuator side outside the system by communicating with the primary pressure chamber via a main orifice; A drain port that opens to the primary pressure chamber and changes the opening amount in accordance with the sliding amount of the main spool to control the discharge amount of hydraulic oil to the low pressure side. A flow control valve that drives a spool in accordance with the differential pressure across the main orifice with the increase, increases the discharge amount from the primary pressure chamber to the drain port, and controls the supply amount of hydraulic oil to the discharge port, A sub-spool for variably controlling an opening area of the main orifice is disposed in the primary pressure chamber, and a communication hole for communicating the primary pressure chamber and the discharge port is formed in the sub-spool, and the communication hole is formed. The inflow port and the communication hole are formed on the outer periphery of the sub spool while the main orifice is formed.
Between the inflow port and the inflow port through which the impulse blade portion that variably controls the sub-spool by directly hitting the hydraulic oil introduced from the inflow port before being led out to the main orifice does not generate a pressure difference between the inflow port and the inflow port. To be located between
A flow control valve characterized by being formed .