JP3632771B2 - リリーフ圧力調整装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ポンプより吐出された圧力流体を、供給通路中の絞り通路を介して、車両のパワーステアリングの如きアクチエータに供給し、余剰圧力流体を、戻り通路の開度を調整するリリーフ弁内蔵型流量調整用スプール弁により、前記ポンプ吸入側に還流する流量制御装置において、前記流量調整用スプール弁に内蔵されたリリーフ弁のリリーフ圧力の変動を抑制するとともに、該リリーフ圧力を調整することができるリリーフ圧力調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来の流量制御装置は、図５ないし図６に図示されるように構成されていた。
図５ないし図６に図示の流量制御装置では、ベーンポンプ０１の吐出口０２は、流量調整用スプール弁収納孔０４に連通されるとともに、絞り０５を介して例えば図示されないパワーステアリングに通ずる供給通路０６に連通されている。
【０００３】
また前記流量調整用スプール弁収納孔０４に流量調整用スプール弁０７が摺動自在に嵌装され、該流量調整用スプール弁０７でもって前記流量調整用スプール弁収納孔０４は、ポンプ吐出口０２に通ずる弁室０８とパイロット圧力室０９とに仕切られ、該パイロット圧力室０９は絞り０１０ を介して供給通路０６に連通されている。
【０００４】
さらに前記パイロット圧力室０９に圧縮コイルスプリング０１１ が介装されており、弁室０８内の油圧力によるスプール押圧力が、パイロット圧力室０９内の油圧力によるスプール押圧力と圧縮コイルスプリング０１１ のスプリング力との和を越えた時に、戻りポート０１２ が開放され、弁室０８内の圧油がベーンポンプ０１の吸入口０３に還流するようになっている。
【０００５】
さらにまた流量調整用スプール弁０７には、リリーフ弁０１３ が内蔵され、該リリーフ弁０１３ は、流量調整用スプール弁０７のパイロット圧力室０９側の端部に螺着されたボールシート０１４ と、前記パイロット圧力室０９および流量調整用スプール弁０７内の空間０１５ を連通するように該ボールシート０１４ に設けられた連通孔０１６ の開口に当接して該連通孔０１６ を閉塞しうるボール０１７ と、該ボール０１７ を前記ボールシート０１４ とともに挟持するスプリングガイド０１８ と、該スプリングガイド０１８ を介してボール０１７ を連通孔０１６ の開口に押圧させるリリーフスプリング０１９ とよりなっており、パイロット圧力室０９内の油圧力により連通孔０１６ の開口を開放しようとするボール０１７ への押圧力が、リリーフスプリング０１９ のセット荷重を越えた時に、パイロット弁圧力室０９内の圧油は、連通孔０１６ 、空間０１５ および貫通孔０２０ を介してベーンポンプ０１の吸入口０３に還流し、該パイロット圧力室０９内の圧油の排出でもって流量調整用スプール弁０７が戻りポート０１２ を広げるように移動し、かくして、供給通路０６内の油圧力が所要のリリーフ圧力以下に保持されるようになっている。
【０００６】
【解決しようとする課題】
図５ないし図６に図示の流量制御装置において、供給通路０６内のリリーフ圧力を調整するには、リリーフスプリング０１９ のセット荷重を変えればよく、このために、流量調整用スプール弁０７とボールシート０１４ とに所要の厚さのシム０２０ を選択的に１枚または複数枚選択的に介装しなければならなかった。
【０００７】
従って、ベーンポンプ０１の本体に流量調整用スプール弁０７を一体的に組込んだ図５ないし図６に図示の流量制御装置では、ポンプ組立体として組上った時点で、リリーフ圧力を調整することが実質的に不可能となり、最終的にリリーフ圧力調整精度を向上させることが困難であった。
【０００８】
またリリーフ弁０１３ の開閉時における流量調整用スプール弁０７の振動を減衰させるための絞り０１０ の径および長さを調整することもできないので、流量調整用スプール弁０７の振動減衰特性を変更することができなかった。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用効果】
本発明は、このような難点を克服した流量制御装置の改良に係り、ポンプより吐出された圧力流体を供給通路中の絞り通路を介してアクチエータに供給し、余剰圧力流体を戻り通路の開度を調整するリリーフ弁内蔵型流量調整用スプール弁により前記ポンプの吸入側に還流する流量制御装置において、前記流量調整用スプール弁のパイロット圧力室と前記アクチエータ装置供給通路とを連通するリリーフ通路に絞りを介装し、該絞りを、流量制御装置ハウジング外から可変調整可能に構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明では、前記したように流量調整用スプール弁のパイロット圧力室と前記アクチエータ供給通路とを連通するリリーフ通路に絞りを介装し、該絞りを、流量制御ハウジング外から可変調整可能に構成したため、前記流量調整用スプール弁に内蔵されたリリーフ弁のリリーフスプリングセット荷重を変えることなく、リリーフ弁動作時のリリーフ通路の流路抵抗を調節して、リリーフ圧力を調整することができるとともに、該流量調整用スプール弁の振動減衰性を変更することができる。
【００１１】
また本発明においては、前記可変絞りを、前記流量制御装置ハウジングを貫通して先端部が前記リリーフ通路に出没自在に突出し該ハウジングに螺合される調整ロッドと、該調整ロッドを固定するロックナットとで構成したため、前記リリーフ圧力を微妙に調整できるとともに、該可変絞りを確固と一定に保持でき、しかも前記可変絞りを簡単な構造にしてコストダウンを図ることができる。
【００１２】
さらに本発明では、前記リリーフ通路を、前記調整ロッドの延長線に配置された主リリーフ通路と、調整ロッドの先端部近傍にて該調整ロッドの中心線に対し斜に傾斜して前記流量調整用スプール弁の制御圧力室に連通する傾斜リリーフ通路とで構成したため、前記リリーフ通路の構造も簡略化して、この面でのコストダウンを図ることもできる。
【００１３】
このように本発明においては、前記流量制御装置を分解することなく、リリーフ弁動作時のリリーフ通路の流路抵抗を調整して、リリーフ圧力を容易に調整することができるので、流量制御装置の組上げ後の調整作業を大巾に簡略化して、生産性を著しく向上できる。
【００１４】
また本発明によれば、リリーフ圧力を微妙に調整できるので、流量制御装置の調整精度を向上でき、均質な流量制御装置を容易に生産することができる。
【００１５】
【実 施 例】
以下図１ないし図２に図示された本発明をパワーステアリング用流量制御装置に適用した一実施例について説明する。
ポンプ回転数感応型パワーステアリング用流量制御装置１のハウジング２には、図示されないエンジンからベルト等によって駆動されるベーン油圧ポンプ３が一体に組込まれ、該油圧ポンプ３の吐出流量は、エンジンの回転数、すなわち油圧ポンプ３の回転数に比例して増減するようになっている。
【００１６】
またハウジング２においては、ベーン油圧ポンプ３の吐出通路４に連通する流量調整用スプール収納孔５が形成され、該流量調整用スプール収納孔５に流量調整用スプール６が摺動自在に嵌装され、該流量調整用スプール収納孔５は前記流量調整用スプール６によって、弁室７とパイロット圧力室８とに仕切られている。
【００１７】
さらに流量調整用スプール収納孔５の右方のパイロット圧力室８には、弁室７に向い流量調整用スプール６に押圧する圧縮コイルスプリング９が介装されるとともに、流量調整用スプール６には、パイロット圧力室８内の圧力がリリーフ圧力以上の圧力になった時に、パイロット圧力室８内の圧油をベーン油圧ポンプ３の吸入口に連通する戻り通路１１に排出させるリリーフ弁１０が内蔵されていて、パイロット圧力室８内の圧力を下げている。
【００１８】
しかして前記リリーフ弁１０は、流量調整用スプール６の右端に螺着されたボールシート１２と、前記パイロット圧力室８および流量調整用スプール６内の空間１３を連通するようにボールシート１２に設けられた連通孔１４の開口に当接して該連通孔１４を閉塞しうるボール１５と、該ボール１５をボールシート１２とともに挟持するスプリングガイド１６と、該スプリングガイド１６を介してボール１５を連通孔１４の開口に押圧させるリリーフスプリング１７とよりなっており、パイロット圧力室８内の油圧力により連通孔１４の開口を開放しようとするボール１５への押圧力が、リリーフスプリング１７のセット荷重を越えた時に、パイロット圧力室８内の圧油は、連通孔１４、空間１３および貫通孔１８を介してベーン油圧ポンプ３の戻り通路１１に排出され、パイロット圧力室８内の圧力を下げるようになっている。
【００１９】
またハウジング２には、図示されないパワーステアリング装置への圧油を供給するための円筒状の圧油供給孔１９が、流量調整用スプール収納孔５と平行に形成され、該圧油供給孔１９は図示されないコネクタやパイプを介してパワーステアリング装置に接続されている。
【００２０】
さらに流量調整用スプール収納孔５の弁室７と圧油供給孔１９とは、絞り通路２０とこれと並列の連通路２１とで接続され、該圧油供給孔１９には、右方の基端部が円筒状のアウタバレル２２が嵌合されている。
【００２１】
さらにまたアウタバレル２２の先端部上方は平面状に欠除され、該欠除部２３に開口したアウタバレル２２の中心線と平行な係止孔２４が形成され、該係止孔２４の右方延長線上に位置してハウジング２に主リリーフ通路２５が形成され、矩形状薄鋼板を円筒状に形成したスプリングピン２６が、係止孔２４と主リリーフ通路２５とに嵌着されており、該スプリングピン２６でもって、アウタバレル２２が圧油供給孔１９に固定されるようになっている。
【００２２】
しかもアウタバレル２２には、その左方から所定の深さにアウタバレル２２の外周円筒面の中心と同心状の中心孔２７が形成され、中心孔２７と連通路２１とを連通する連通孔２８が設けられるとともに、中心孔２７と欠除部２３とを連通する可変オリフィス２９が設けられている。
【００２３】
またアウタバレル２２の中心孔２７には制御スプール３０が摺動自在に嵌装され、キャップ３１で中心孔２７が塞がれ、アウタバレル２２の中心孔２７にてアウタバレル２２と制御スプール３０とに、圧縮コイルスプリング３２が介装されており、圧縮コイルスプリング３２のスプリング力により制御スプール３０は、キャップ３１に押付けられるようになっている。
【００２４】
さらに主リリーフ通路２５は右方に向って一旦縮径された後、順次段階的に拡径され、該主リリーフ通路２５の右端部に調整ロッド３３の先端部３４が遊嵌しうるように、調整ロッド３３がハウジング２に螺着され、調整ロッド３３は、該調整ロッド３３に螺合されているロックナット３５でもって固定されるようになっている。
【００２５】
さらにまた主リリーフ通路２５とパイロット圧力室８とを連通する傾斜リリーフ通路３６は、調整ロッド３３の先端部３４より右方に位置して主リリーフ通路２５に開口している。
【００２６】
しかも制御スプール３０とキャップ３１とに挟まれた制御圧力室３７は、制御スプール３０に設けられた図示されない油通路とアウタバレル２２に設けられた油通路３８とハウジング２に設けられた油通路３９とを介してベーン油圧ポンプ３の吐出口に連通されており、制御圧力室３７には中心孔２７内の圧油の圧力よりも高圧の圧油が導入されるようになっている。
【００２７】
図１ないし図２に図示の実施例は前記したように構成されているので、ベーン油圧ポンプ３が停止した状態では、流量調整用スプール６は圧縮コイルスプリング９のスプリング力により左方へ押されて、吐出通路４と戻り通路１１とは流量調整用スプール６でもって遮断され、また制御スプール３０は圧縮コイルスプリング３２のスプリング力により左方へ押されて、可変オリフィス２９は全開されている。
【００２８】
そしてベーン油圧ポンプ３が回転を始めて、所定の低速回転数に達する迄の区域では、吐出通路４と戻り通路１１とは遮断されたままとなり、ベーン油圧ポンプ３から吐出された全圧油は、弁室７から絞り通路２０を介して圧油供給孔１９内の欠除部２３に流入するとともに、弁室７から連通路２１、連通孔２８、中心孔２７および可変オリフィス２９を介して欠除部２３に流入する。
【００２９】
しかもこの所定の低速回転数に達する迄は、弁室７内の圧油圧力の上昇により圧縮コイルスプリング９のスプリング力に打勝って流量調整用スプール６は右方へ移動するが、吐出通路４と戻り通路１１とは遮断されたままとなるため、ベーン油圧ポンプ３の回転数に略比例したベーン油圧ポンプ３の全吐出圧油が、図示されないパワーステアリング装置へ供給される。
【００３０】
またベーン油圧ポンプ３の回転数が、この所定低速回転数を越えて所定の中速回転数に達する迄は、流量調整用スプール収納孔５の弁室７内の圧油の上昇で、流量調整用スプール６がさらに右方へ移動し、吐出通路４と戻り通路１１とは連通し、その連通開口面積は、ベーン油圧ポンプ３の流量増加に対応して増大するため、ベーン油圧ポンプ３の回転数の変動に無関係に略一定流量の圧油がパワーステアリング装置へ供給される。
【００３１】
さらにベーン油圧ポンプ３の回転数が所定の中速回転数を越えると、制御圧力室３７内の圧油圧力から中心孔２７内の圧油圧力を差引いた圧力差が拡大し、その圧力差による制御スプール３０の右方向の押圧力が圧縮コイルスプリング３２のスプリング力に打勝ち、制御スプール３０が右方へ移動し、可変オリフィス２９の開口面積が絞られ、弁室７から連通路２１、連通孔２８、中心孔２７および可変オリフィス２９を介して欠除部２３に流入する圧油流量が低下するので、ベーン油圧ポンプ３が所定中速回転数から所定の高速回転数に達する迄は、ベーン油圧ポンプ３の回転数増加に対応してパワーステアリング装置への供給油量は減少する。
【００３２】
さらにまたベーン油圧ポンプ３の回転数が所定高速回転数に達すると、制御圧力室３７の圧油圧力から中心孔２７内の圧油圧力を差引いた圧力差の増大で、制御スプール３０が右方へさらに移動して、可変オリフィス２９が完全に閉塞され、パワーステアリング装置へは絞り通路２０を通過した圧油のみが供給され、パイロット圧力室８には絞り通路２０、主リリーフ通路２５、傾斜リリーフ通路３６を介して弁室７内の圧油が導入され、このパイロット圧力室８へ導入された圧油の圧力は、絞り通路２０と、主リリーフ通路２５、先端部３４間の可変絞り４０とで２段に絞られて弁室７内の圧油圧力よりも低下するので、弁室７とパイロット圧力室８との圧力差で流量調整用スプール６がさらに右方へ移動し、戻り通路１１の還流流量が増加し、かくしてパワーステアリング装置への供給油量は、所定低速回転数から所定中速回転数の区域におけるパワーステアリング装置への一定供給油量よりも低い水準の一定油量に保持される。
【００３３】
そしてパワーステアリング装置への圧油圧力、換言すれば圧油供給孔１９の欠除部２３内の圧油圧力が最大値に到達した場合には、欠除部２３に主リリーフ通路２５、可変絞り４０および傾斜リリーフ通路３６を介して連通されたパイロット圧力室８内の圧油圧力もこれに対応して上昇し、リリーフ弁１０が開放してパイロット圧力室８内の圧油は連通孔１４、空間１３および貫通孔１８を介して戻り通路１１に排出されるので、流量調整用スプール６が右方へ移動し、ベーン油圧ポンプ３から吐出通路４を介して弁室７に流入した圧油は戻り通路１１に戻され、圧油供給孔１９の欠除部２３内の圧油は前記最大値を越えることがない。
【００３４】
また欠除部２３とパイロット圧力室８とは可変絞り４０を介して連通されているので、リリーフ弁１０の開放時においては、欠除部２３の圧油圧力に比べてパイロット圧力室８内の圧油圧力は低い圧力に保持されているが、ロックナット３５を緩めた後、調整ロッド３３を螺回させて、先端部３４を主リリーフ通路２５の奥深く進入または退出させることにより、欠除部２３からパイロット圧力室８迄の流路抵抗を増大または縮小させて、欠除部２３からパイロット圧力室８への圧油圧力の低下量を増加または減少させ、リリーフ弁１０のリリーフ圧力を或る範囲内で微妙に調整することができる。
【００３５】
実験によると、可変絞り４０の長さを０〜５ｍｍの範囲変化させた場合、リリーフ圧力を約１０％程度、変化させることができる。また可変絞り４０の厚さが０．２５ｍｍ相違すると、リリーフ圧力は、約１５％程度、変化する。
【００３６】
さらに可変絞り４０の長さを０〜５ｍｍの範囲変化させた場合には、リリーフ弁１０はチャタリングを発生せず、流量調整用スプール６は不安定な振動を避けることができた。
【００３７】
このように、ハウジング２を分解して流量調整用スプール６をハウジング２から取出さずに、リリーフ圧力を頗る容易にかつ微妙に調整することができる。
【００３８】
図１ないし図２に図示の実施例では、主リリーフ通路２５内の円筒面と、調整ロッド３３の先端部３４の円筒面とで可変絞り４０を構成したが、図３に図示するように、調整ロッド３３の先端部４１を円錐台面状に形成し、主リリーフ通路２５の円筒面と調整ロッド３３の先端部４１を円錐台面とで可変絞り４２を構成してもよく、図３に図示の実施例でも、図１ないし図２の実施例と同様な作用効果を奏することができる。
【００３９】
また図４に図示するように、調整ロッド３３の先端部４３の径を傾斜リリーフ通路３６と連通する部分の主リリーフ通路２５の径に一致させるように、先端部４３を形成し、先端部４３で傾斜リリーフ通路３６の開口部を可変絞り４４に構成してもよく、前記した実施例と同様な作用効果を奏することができる。
【００４０】
前記実施例では、流量制御装置は、ポンプ回転数の変化に対応して流量を変化させた可変流量型流量制御装置であったが、定流量型流量制御装置にも勿論適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明をパワーステアリング用流量制御装置に適用した一実施例の縦断側面である。
【図２】図１の要部拡大縦断側面図である。
【図３】本発明の他の実施例の要部拡大縦断側面図である。
【図４】本発明のさらに他の実施例の要部拡大縦断側面図である。
【図５】従来の流量制御装置の概略説明図である。
【図６】図５の要部拡大縦断側面図である。
【符号の説明】
１…ポンプ回転数感応型パワーステアリング用流量制御装置、２…ハウジング、３…ベーン油圧ポンプ、４…吐出通路、５…流量調整用スプール収納孔、６…流量調整用スプール、７…弁室、８…パイロット圧力室、９…圧縮コイルスプリング、１０…リリーフ弁、１１…戻り通路、１２…ボールシート、１３…空間、１４…連通孔、１５…ボール、１６…スプリングガイド、１７…リリーフスプリング、１８…貫通孔、１９…圧油供給孔、２０…絞り通路、２１…連通路、２２…アウタバレル、２３…欠除部、２４…係止孔、２５…主リリーフ通路、２６…スプリングピン、２７…中心孔、２８…連通孔、２９…可変オリフィス、３０…制御スプール、３１…キャップ、３２…圧縮コイルスプリング、３３…調整ロッド、３４…先端部、３５…ロックナット、３６…傾斜リリーフ通路、３７…制御圧力室、３８， ３９…油通路、４０…可変絞り、４１…先端部、４２…可変絞り、４３…先端部、４４…可変絞り。

Claims (3)

1. ポンプより吐出された圧力流体を供給通路中の絞り通路を介してアクチエータに供給し、余剰圧力流体を戻り通路の開度を調整するリリーフ弁内蔵型流量調整用スプール弁により前記ポンプの吸入側に還流する流量制御装置において、前記流量調整用スプール弁のパイロット圧力室と前記アクチエータ供給通路とを連通するリリーフ通路に絞りを介装し、該絞りを、流量制御装置ハウジング外から可変調整可能に構成したことを特徴とするリリーフ圧力調整装置。
2. 前記可変絞りは、前記流量制御装置ハウジングを貫通して先端部が前記リリーフ通路に出没自在に突出し該ハウジングに螺合される調整ロッドと、該調整ロッドを固定するロックナットとからなることを特徴とする請求項１記載のリリーフ圧力調整装置。
3. 前記リリーフ通路は、前記調整ロッドの延長線に配置された主リリーフ通路と、調整ロッドの先端部近傍にて該調整ロッドの中心線に対し斜に傾斜して前記流量調整用スプール弁の制御圧力室に連通する傾斜リリーフ通路とからなることを特徴とする請求項２記載のリリーフ圧力調整装置。

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