JP3820273B2 - 油圧ポンプの流量制御弁 - Google Patents
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Description
技術分野
この発明は、車両のパワーステアリング装置の油圧源として最適な油圧ポンプの流量制御弁に関する。
背景技術
従来、この種の油圧ポンプの流量制御弁を備えたパワーステアリング装置として、本出願人は特願平７−１１５０５２号を出願している。
図７（Ａ）は、当該出願に係る流量制御弁ＦＶが一体に組み付けられた油圧ポンプを示す。ここでは、油圧ポンプとしてベーンポンプＶＰを用いている。
ベーンポンプＶＰは、ポンプボディ１０及びカバー１１からなるハウジングＨに、軸孔１２を形成するとともに、軸孔１２内に設けた軸受１３によってシャフト１４を回転自在に支持している。シャフト１４は、ポンプボディ１０内に設けたロータ１５の駆動軸となる一方、このロータ１５には複数のベーン１６を放射状に組み込んでいる。
さらに、上記ロータ１５の周囲には、図７（Ａ）のＸ−Ｘ矢視図である図７（Ｂ）に示すように楕円形の内壁を有するカムリング１７を設けている。そして、シャフト１４が駆動されると、ロータ１５も回転するが、このときベーン１６がカムリング１７の内壁に沿って出たり入ったりする。つまり、各ベーン１６の先端がカムリング１７に密接したまま回転するとともに、これら各ベーン１６間のそれぞれが、独立した室を構成する。
そして、各室が収縮行程に入ったとき、吐出口から作動油を吐出する一方、各室が拡大行程に入ったとき、作動油を吸入する。
なお、ロータ１５及びカムリング１７の側面にはサイドプレート１８を設けている。このサイドプレート１８の背面側には高圧室１９を形成するとともに、この高圧室１９にポンプ吐出圧を導いている。そして、この高圧室１９内の作動油の圧力により、サイドプレート１８をロータ１５側に押しつけ、ローディングバランスを保つ。
さらにボディ１０には、後述する流量制御弁ＦＶを一体に設けている。つまり、流量制御弁ＦＶのボディをベーンポンプＶＰのボディ１０と共用している。
ベーンポンプＶＰのシャフト１４が図示していないエンジンに連結されており、エンジンを始動するとシャフト１４に連結するロータ１５が回転する。したがって、エンジン回転数が上昇すればするほど、ベーンポンプＶＰの吐出量が多くなる。
そして、この吐出作動油は、図４〜６に示すように、ポンプポート４を介して流量制御弁ＦＶの圧力室８ａに導かれるとともに、アクチュエータポート２０ａからパワーステアリング回路ＰＳに供給される。
このとき、吐出作動油の流れに伴い、その供給途中に配置した可変絞り３前後には圧力差が発生する。そして、その上流側の圧力は圧力室８ａ側のスプール７の左端面に作用する一方、下流側の圧力がパイロット通路２９を介して、パイロット室８ｂ側のスプールの右端面に作用する。
しかし、可変絞り３前後の差圧にスプール７の受圧面積を乗じた推力がスプリング９のイニシャル荷重を超えるまで、つまり一定のポンプ吐出量に達するまでは、スプール７は右方に移動することができず、ポンプポート４とドレンポート５を遮断した状態を保つ。したがって、ポンプ吐出量のすべてがパワーステアリング回路ＰＳに供給される（図４（Ｂ）の特性線Ｋの区間ａ）。
エンジン回転数が高くなり、ポンプ吐出量が多くなって、可変絞り３前後の差圧がある大きさ以上になると、スプール７はスプリング９に抗して右方に移動する。そして、スプール７に作用する前記推力とスプリング９のバネ力とがつりあう位置でスプール７は停止するとともに、この位置に応じた開度でポンプポート４とドレンポート５を連通する。したがって、その開度に応じてポンプ吐出量の一部がドレンポート５から還流させられ、パワーステアリング回路ＰＳ側にはほぼ一定に保たれた最大供給量Ｑ1が供給される。
この最大供給量Ｑ1は、必要とされる最大のパワーアシスト力を基準に設定しておけばよい。
エンジン回転数が更に高くなれば、パワーステアリング回路ＰＳへの供給量Ｑは少なくなる特性を有するが、それは次の理由からである。すなわち、ポンプ吐出量が多くなると、可変絞り３前後の差圧が大きくなるので、スプール７は更に右方へ移動する。スプール７がこのように移動すれば、絞り部材２３の大径部２３ａが絞り孔２２ｂに突入するので、その可変絞り３の開度が小さくなる。しかも、大径部２３ａの一部が絞り孔２２ｂ内に入ったときと、その全部が絞り孔２２ｂ内に入ったときとでは、その絞り効果が異なるため、大径部２３ａが絞り孔２２ｂ内に入れば入るほど、その前後の差圧が大きくなり、スプール７がより大きく動いて、ポンプポート４とドレンポート５を連通する開度を大きくする。
このようにして図４（Ｂ）の特性線Ｋの区間ｂで示すように、エンジン回転数Ｎが所定の値に達するまでは、パワーステアリング回路ＰＳ側にはほぼ一定に保たれた最大供給量Ｑ1が供給されるが、所定の値よりも高くなると、パワーステアリング回路ＰＳに供給される流量が減少し、そのパワーアシスト力を小さくする。
そして、エンジン回転数Ｎは、車速にほぼ比例するので、結局、車速に応じたパワーアシスト力を付与することができる。
なお、パワーステアリング回路ＰＳへ供給される最高圧は、リリーフバルブによって決められている。つまり、パワーステアリング回路ＰＳの負荷圧が異常に上昇すると、第１パイロット室８ｂの圧力も大きくなるとともに、この圧力がボールポペット３３に作用する。そして、この圧力がスプリング３２によって決められているリリーフ設定圧より大きくなると、ボールポペット３３を押し開いて第１パイロット室８ｂとドレンポート５とを連通する。
このようにパイロット室８ｂとドレンポート５が連通すると、圧力感知孔２４に流れが生じ、そこに圧力損失が発生する。そのためにパイロット室８ｂ内の圧力が急激に低下するとともに、スプール７は図５に示すように右方に移動してポンプポート４とドレンポート５の開度を大きくし、ポンプ供給圧を低くする。
そして、パワーステアリング回路ＰＳの回路圧がリリーフ設定圧より小さくなると、再びボールポペット３３がシート面３４に着座するので、パワーステアリング回路ＰＳの最高圧を一定に保つことができる。
以上述べた流量制御弁ＦＶでは、図４〜６に示すように、スプール７と対向してピストン３５を設けるとともに、このピストン３５に切換スプール３６を組み込んだ点に特徴がある。
この流量制御弁ＦＶでは、パイロット通路２９を介して可変絞り３の下流側に接続した第１パイロット室８ｂ内において、スプール７とピストン３５とを対向させ、両者の間にスプリング９を介在させている。したがって、このピストン３５は、第１パイロット室に臨んで、スプリング９に当接することになる。
上記ピストン３５には、その中央部分に鍔部３７を形成し、この鍔部３７で、シリンダ孔５０を第２パイロット室３８とドレン室３９とに区画している。そして、ドレン室３９には停止段部３９ａを形成し、鍔部３７がこの停止段部３９ａに接した状態で、それ以上移動できないようにしている。
第２パイロット室３８は、ピストン３５を挟んで第１パイロット室８ｂと反対側に設けている。また、ドレン室３９は、図示を省略したタンク通路に連通させるとともに、第１パイロット室８ｂとの連通は遮断されている。そして、第１パイロット室８ｂ側に面したピストン３５の一方の受圧面３５ａに対して、第２パイロット室３８に面した他方の受圧面３５ｂ（鍔部３７の受圧面も含む）の受圧面積を大きくしている。
上記ピストン３５には、その軸線上にスプール孔４０を形成しているが、第１パイロット室８ｂ側にはスプール孔４０の左端が開放され、右端は塞がれている。このようにしたスプール孔４０に切換スプール３６を摺動自在に組み込んでいる。したがって、この切換スプール３６の左端面には、第１パイロット室８ｂの圧力が作用することになる。
さらに、このピストン３５のスプール孔４０には、環状溝４１を形成し、この環状溝４１と第２パイロット室３８とを、通孔４２を介して連通させている。
上記切換スプール３６には、図５（Ｂ）に示すような２つのランド部４３、４４を形成するとともに、これらランド部４３、４４間を環状凹部４５としている。そしてこの切換スプール３６の右方のランド部４４側には、スプリング４６のバネ力を作用させている。
なお、上記環状凹部４５は、その移動位置に関係なく、通路４７を介して常にドレン室３９に連通する。また、切換スプール３６には連通孔４８を形成し、スプリング４９を収容した室を環状凹部４５を介してドレン室３９に連通させている。上記のようにした切換スプール３６は、図５（Ａ）に示すノーマル位置において、そのランド部４３で、第１パイロット室８ｂと環状溝４１との連通を遮断する一方、第２パイロット室３８を、環状凹部４５及び通路４７を介してドレン室３９に連通させる。
ポンプ１を駆動すると、前述したように、その吐出作動油がポンプポート４を介して圧力室８ａに導かれるとともに、可変絞り３を介してパワーステアリング回路ＰＳにも導かれる。
非操舵時であればパワーステアリング回路ＰＳが中立状態となるので、圧力油はタンクに還流され、パワーステアリング回路ＰＳの負荷圧、言い換えれば、可変絞り３の下流側の圧力は低い。そのため、その圧力がスプリング４６で定めた設定圧力を超えることはなく、ピストン３５が図５（Ａ）のノーマル位置を維持し、第１パイロット室８ｂ内のスプリング９のイニシャル荷重を比較的小さく保っている。
したがって、圧力室８ａと第１パイロット室８ｂの差圧にスプール７の受圧面積を乗じた推力が、第１パイロット室８ｂ内のスプリング９のバネ力に打ち勝ち、スプール７がスプリング９の荷重とバランスするまで右方に移動する。スプール７が移動すれば、ポンプポート４がドレンポート５に連通するので、その分パワーステアリング回路ＰＳへの供給流量も少なくなる。
そして、この非操舵時の最大供給流量Ｑ2を、図４（Ｂ）の特性線Ｌに示すように、前述した最大供給流量Ｑ1よりも小さくすれば、アシスト力が必要とされない非操舵時におけるエネルギー損失を少なくすることができる。
操舵状態においては、第１パイロット室８ｂの圧力がスプリング４６で定めた設定圧力を超えると、切換スプール３６がスプリング４６に抗して右方に移動し、第１パイロット室８ｂと環状溝４１とを連通させる。この環状溝４１は通孔４２を介して第２パイロット室３８にも連通しているので、結局、第１パイロット室８ｂと第２パイロット室３８とが連通することになる。したがって、第１パイロット室８ｂ及び第２パイロット室３８のそれぞれに、可変絞り３の下流側の圧力が導かれる。両パイロット室８ｂ、３８に可変絞り３の下流側の圧力が導かれると、ピストン３５の受圧面３５ａと３５ｂとの受圧面積差により、図６（Ａ）に示すように、ピストン３５がスプリング９に抗して左方に移動することになる。このときのピストン３５の最大移動量は、それが停止段部３９ａに接触する迄である。
このようにピストン３５が移動すれば、スプリング９を押し縮めて、その荷重が比較的大きくなる。荷重が大きくなれば、圧力室８ａと第１パイロット室８ｂの圧力差に基づく推力が、スプリング９の過重とバランスするまでのスプール７の移動量も相対的に小さくなり、圧力室８ａからドレンポート５への流出量が少なくなる。この結果、パワーステアリング回路ＰＳへの供給流量が最大供給流量Ｑ1まで増え、操舵時には図４（Ｂ）に示す特性線Ｋの流量特性となる。
上記のことから明らかなように、操舵時には、最大供給流量Ｑ1を確保して、パワーステアリング回路ＰＳ側がパワー不足にならないようにする一方、アシスト力が必要とされない非操舵時には、ポンプ１の最大供給流量Ｑ2を操舵時の最大供給流量Ｑ1よりも少なくして、エネルギー損失を少なくすることができる。
上記従来例では、非操舵状態から操舵状態に切換わるとき、第１パイロット室８ｂの圧力が高くなって、切換スプール３６がスプリング４６に抗して右方に移動し、第１パイロット室８ｂと第２パイロット室３８を連通させる。
しかし、このときに切換スプール３６の左端面が環状溝４１に直接開口するので、その通路面積が急激に拡大する。そのため、この切換ピストン３５が急激に左方に移動し、パワーステアリング回路ＰＳへの供給圧、言い換えればパワーアシスト力が急激に変化してしまい、ドライバーに違和感を与えるという問題があった。
逆に、操舵状態から非操舵状態に切換わるときにも、第２パイロット室３８と第１パイロット室８ｂとの通路が急激に閉塞された後、第２パイロット室３８がドレン室３９に開口するため、上記と同様な問題が生じる。
また、上記従来例では、ピストン３５を、ボディ１０に形成したシリンダ孔５０に直接組み込んでから、このシリンダ孔５０をプラグ５１で閉塞している。そのため、この流量制御弁の組み付け工程でピストン３５を一つ一つ組み付けなければならず面倒であり、生産コストがかかってしまう。しかも、例えば、ピストン３５を組み付けた後に、ピストン３５を設けないタイプの流量制御弁に変更したいような場合、プラグ５１を外してから更にピストン３５を取り外さなければならず、その変更に手間がかかってしまう。
さらに、上記従来例では、ボディ１０に圧入されたスリーブ４９及びこのスリーブ４９に案内されるスプール７を、圧力室８ａ側からボディ１０に挿入する構成となっている。そして、そのスペースを確保するためには、絞り孔２２ｂが形成された絞り板２２を別部材としなければならない。つまり、上記スリーブ４９及びスプール７をボディ１０に組み込んでから、この絞り板２２をプラグ２０で間接的に螺止させている。
しかし、絞り板２２を別部材とすると、スプール７に設けた絞り部材２３と絞り孔２２ｂとがずれてしまうことがあり、その同軸度は必ずしも十分であるとはいえない。そして、絞り孔２２ｂと絞り部材２３とを組み合わせて構成する可変絞り３の絞り効果が、その同軸度に影響を受けるので、安定しにくいといった問題もあった。
この発明は、以上のような実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、パワーステアリング装置に使用した場合にパワーアシスト力の急激な変化を防止して違和感を解消することと、ピストンをカートリッジ化して簡単に組み付けられるようにすることと、可変絞りの絞り効果の安定化を図ることである。
発明の開示
本発明は、油圧ポンプの作動油供給途中に配置した可変絞りと、ボディと、ボディに摺動自在に組み込んだスプールと、スプールの一端を臨ませた圧力室と、タンクに連通するドレンポートと、スプールの他端を臨ませた第１パイロット室と、第１パイロット室に臨ませたスプールの端部にイニシャル荷重を作用させたスプリングとからなり、上記可変絞りの上流側の圧力を圧力室に導き、また、下流側の圧力を第１パイロット室に導き、可変絞り前後の差圧が所定圧以上になったとき、圧力室の圧力がスプリングのバネ力及び第１パイロット室の圧力作用に打ち勝ってスプールを移動させ、そのスプールの位置に応じた開度で圧力室をドレンポートに開口させる構成にし、さらに、スプールの他端に対向させながら第１パイロット室に臨ませ、上記スプリングに当接させたピストンと、このピストンを挟んで第１パイロット室の反対側に設けた第２パイロット室と、このピストンに摺動自在に組み込み、第１パイロット室の圧力を作用させた切換スプールとを備え、この切換スプールは、そのノーマル位置で第２パイロット室をドレンさせる一方、第１パイロット室の圧力が設定圧以上になったとき移動して、第２パイロット室を第１パイロット室に連通させる構成にし、しかも、第１パイロット室に臨ませたピストンの受圧面積に対して、第２パイロット室に臨ませたピストンの受圧面積を大きく設定してなる油圧ポンプの流量制御弁を前提とする。
そして、第１の発明は、第２パイロット室をドレンさせる連通過程と、第２パイロット室を第１パイロット室に連通させる連通過程とのそれぞれに、絞りを介在させた点に特徴を有する。
第２の発明は、上記の油圧ポンプの流量制御弁を前提として、圧力室とは反対側におけるボディの端部に形成し、スプールの他端を臨ませた装着口と、切換スプールを組み込んだピストン及び第２パイロット室を予め設けたピストンケースとを備え、このピストンケースをスプリングとともに上記装着口に組み付けると、スプール及びピストンを臨ませた第１パイロット室が形成されるとともに、これらスプール及びピストン間にスプリングが介在する構成とし、しかも、このピストンケースは装着口から取り外し自在となっている点に特徴を有する。
第３の発明は、第１、２の発明において、可変絞りは、圧力室に臨ませたスプールの端部に設けたロッド状の絞り部材と、この絞り部材を挿入させた絞り孔とからなり、これら絞り部材と絞り孔との相対位置に応じて開度が変化する構成とし、しかも、上記絞り孔を形成した絞り板を、ボディに一体的に形成した点に特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の油圧ポンプの流量制御弁の非操舵状態を示す断面図である。
第２図は、本発明の油圧ポンプの流量制御弁の操舵状態を示す断面図である。
第３図は、図１、２に示した流量制御弁において、ピストンケース１０１をプラグ１０７に変更した状態を示す断面図である。
第４図は（Ａ）は従来技術に係るパワーステアリング装置の回路図であり、（Ｂ）は、パワーステアリング装置の供給流量特性を示したグラフである。
第５図は、（Ａ）は従来技術に係る流量制御弁のポンプ停止時における状態を示す断面図であり、（Ｂ）はそのピストン部分の拡大図である。
第６図は、（Ａ）は従来技術に係る流量制御弁の操舵状態を示す断面図であり、（Ｂ）はそのピストン部分の拡大図である。
第７図は、（Ａ）はベーンポンプの断面図であり、（Ｂ）はこのベーンポンプのＸ−Ｘ線端面図である。
発明を実施するための最良の形態
図１〜３に、この発明の一実施例を示す。ただし、基本的な構成は上記従来例と同じなので、以下では従来例で説明した流量制御弁との相違点を中心に述べ、同一の構成要素については、その詳細な説明を省略する。
この実施例の流量制御弁の特徴は、切換スプール１０６に、絞り１０６Ａ、１０６Ｂを設けたことである。
非操舵状態では、従来例でも述べたように、パワーステアリング回路ＰＳの負荷圧、言い換えれば可変絞り３の下流側の圧力は、スプリング１０５で定めた設定圧力を超えることはない。したがって、ピストン１０２が図１に示すノーマル位置を保つが、このノーマル位置では、第２パイロット室１０１Ｂが、切換スプール１０６に形成した連通孔１０２Ｃ→環状溝１０２Ｂ→通孔１１１Ｂ→スプリング室１１２→通路１０２Ａを介して、ドレン室１０１Ｃに連通している。そして、この連通過程に絞り１０６Ｂを設けるが、ここでは、切換スプール１０６の軸心に直角にドリル等によって絞り１０６Ｂを形成している。
このようにしてピストン１０２がノーマル位置にあれば、スプリング９のイニシャル荷重を比較的小さく保つので、従来例で述べたように、最大供給流量Ｑ2を最大供給流量Ｑ1よりも小さくして、アシスト力が必要とされない非操舵時におけるエネルギー損失を少なくすることができる。
この状態から操舵状態に切換わると、従来例でも述べたように、パワーステアリング回路ＰＳの負荷圧の上昇に伴い第１パイロット室１０１Ａの圧力が高くなって、切換スプール１０６がスプリング１０５に抗して移動する。したがって、図２に示すように、第２パイロット室１０１Ｂが、連通孔１０２Ｃ→環状溝１０２Ｂ→通孔１１１Ａを介して第１パイロット室１０１Ａに連通するので、ピストン１０２は、その受圧面１０２Ｄ、１０２Ｅの面積差によってスプリング９を縮める方向に移動する。そして、この連通過程に絞り１０６Ａを設けるが、ここでは、切換スプール１０６の軸心に直角にドリル等によって絞り１０６Ａを形成している。
このようにしてピストン１０２がスプリング９を縮める方向に移動すれば、スプリング９のイニシャル荷重を比較的大きくするので、アシスト力に必要とされる最大供給流用Ｑ1を確保でき、パワー不足になることがない。
以上述べた動作の中で、上記絞り１０６Ａは、非操舵状態から操舵状態に切換わる際に、第１パイロット室１０１Ａと第２パイロット室１０１Ｂとが連通する過程の通路面積を制限している。したがって、非操舵状態から操舵状態に切換わる際にピストン１０２が緩やかに移動することになり、パワーステアリング回路ＰＳへの供給圧、言い換えればパワーアシスト力が急激に変化するの防止でき、ドライバーに違和感を与えることがない。
また、第１パイロット室１０１Ａの圧力が脈動したとしても、その脈動が絞り１０６Ａによって緩衝され、第２パイロット室１０１Ｂにそのまま伝わることがない。したがって、脈動によってピストン１０２が振動したりするのを防止することができる。
同様に、絞り１０６Ｂは、操舵状態から非操舵状態に切換わる際に、第２パイロット室１０１Ｂをドレン室１０１Ｃに連通する過程の通路面積を制限することにより、パワーアシスト力の急激な変化を防止している。
なお、これら絞り１０６Ａ、１０６Ｂを、切換スプール１０６の軸心に直角にドリル等によって穿孔しているので、その作業が容易であり、低いコストで上記の効果を得ることができる。
また、この実施例では、ピストン１０２をボディ１０に直接組み込むのではなく、ピストンケース１０１に組み込んでいる。
つまり、ピストンケース１０１には、軸方向に貫通孔１１３を形成するとともに、この貫通孔１１３にピストン１０２を摺動自在に組み込んでいる。そして、このピストン１０２の鍔部１１４で、貫通孔１１３内を第２パイロット室１０１Ｂとドレン室１０１Ｃとを区画している。このとき、ドレン室１０１Ｃには停止段部１０１Ｄを形成し、ピストン１０２がこの停止段部１０１Ｄに当接した後は、それ以上に移動できないようにしている。
そして、貫通孔１１３の端部にシールを装着したストッパ１０３を挿入し、Ｃピン１０４で抜け止めしている。このとき、これらストッパ１０３と鍔部１１４との間に、第２パイロット室１０１Ｂが形成されることになる。
また、ドレン室１０１Ｃは、第１パイロット室１０１Ａからシール１０９によって遮断されている。そして、このドレン室１０１Ｃは、連通路１０１Ｆを介して、ピストンケース１０１の外周面側に開放させられている。
このようにしたピストンケース１０１を、ボディ１０の端部に形成した装着口１１５にネジ式に組み込んでいる。このとき、ドレン室１０１Ｃに連通する上記連通路１０１Ｆは、ボディ１０とピストンケース１０１とが相まって形成する容室１００Ｇを介して、図示を省略したタンク通路に連通することになる。また、ピストンケース１０１の先端では、スプリング９を設けた貫通孔１１３内に、スプール７を臨ませた第１パイロット室１０１Ａが形成されることになる。
以上述べたように、ピストン１０２をピストンケース１０１に予め組み込んでカートリッジ化しておけば、ピストン１０２の組み付けが簡単で、生産コストを低減させることができる。
そして、ピストンケース１０１とは別に、図３に示すように、装着口１１５にネジ式に組み付けられるプラグ１１７を準備しておけば、これらピストンケース１０１とプラグ１１７とのいずれかを選択的に組み付けることができる。したがって、ピストン１０２を設けたタイプの流量制御弁と、ピストン１０２を設けないタイプの流量制御弁とに自由に変更することが可能となる。
さらに、この実施例では、可変絞り３を構成する絞り孔２２ｂを、別部材とした絞り板に形成するのではなく、ボディ１０に一体に形成した絞り板１１６に形成している。
つまり、ボディ１０には、スプール７の径よりも大きくした装着口１１５を形成して、スプール７等をこの装着口１１５側からボディ１０内に挿入するようにしている。したがって、圧力室８ａ側にはスプール７等を挿入するスペースを確保しなくてもよく、絞り板１１６を別部材にする必要がなくなる。
そして、スプール７を摺動自在に案内するスプール孔１００Ｅと絞り孔２２ｂとは、ともにボディ１０に直接加工されるので、ワンチャックによる同軸加工が容易となり、高い同軸度を得ることができる。したがって、スプール７に設けた絞り部材２３と、絞り板１１６に形成した絞り孔２２ｂとの同軸度も必然的に高くなり、両者を組み合わせて構成される可変絞り３の絞り効果を安定化させることができる。
なお、この実施例では、スプール７を摺動自在に案内するスリーブを設けていないが、もしスリーブをボディ１０内に挿入するような場合でも、そのスリーブを装着口１１５側から挿入できるようにしておけばよい。
産業上の利用可能性
第１の発明によれば、ピストンによってスプリングのイニシャル荷重を変化させることができるので、例えば、パワーステアリング装置に使用した場合、操舵時には、パワーステアリング回路側がパワー不足にならないようにする一方、アシスト力を必要としない非操舵時には、ポンプの最大供給流量を少なくしてエネルギー損失を少なくすることができる。
特に、絞りを設けたので、第１パイロット室と第２パイロット室とが連通状態となる際に、あるいは、第１パイロット室と第２パイロット室とが非連通状態となる際に、ピストンを緩やかに移動させることができる。したがって、パワーステアリング装置に使用した場合には、パワーステアリング回路への供給圧、言い換えればパワーアシスト力が急激に変化するの防止でき、ドライバーに違和感を与えることがない。
また、第２パイロット室が第１パイロット室に連通しているとき、第１パイロット室の圧力が脈動したとしても、その脈動が絞りによって緩衝され、第２パイロット室にそのまま伝わることがない。したがって、脈動によってピストンが振動したりするのを防止することもできる。
第２の発明によれば、ピストンをピストンケースに予め組み込んでカートリッジ化しているので、そのボディへの組み付けが簡単で、生産コストを低減させることができる。
そして、このピストンケースとは別に、装着口に取り外し自在に組み付けられるプラグを準備しておけば、これらピストンケースとプラグとのいずれかを選択して、ピストンを設けたタイプの流量制御弁と、ピストンを設けないタイプの流量制御弁とに自由に変更することが可能となる。
第３の発明によれば、第１、２の発明において、絞り孔を形成した絞り板をボディに一体に形成したので、この絞り孔をスプール孔と同軸加工をすることができる。したがって、この絞り孔と、スプール孔に案内されるスプールに設けた絞り部材との同軸度も必然的に高くなり、両者を組み合わせて構成される可変絞りの絞り効果を安定化させることができる。
この発明は、車両のパワーステアリング装置の油圧源として最適な油圧ポンプの流量制御弁に関する。
背景技術
従来、この種の油圧ポンプの流量制御弁を備えたパワーステアリング装置として、本出願人は特願平７−１１５０５２号を出願している。
図７（Ａ）は、当該出願に係る流量制御弁ＦＶが一体に組み付けられた油圧ポンプを示す。ここでは、油圧ポンプとしてベーンポンプＶＰを用いている。
ベーンポンプＶＰは、ポンプボディ１０及びカバー１１からなるハウジングＨに、軸孔１２を形成するとともに、軸孔１２内に設けた軸受１３によってシャフト１４を回転自在に支持している。シャフト１４は、ポンプボディ１０内に設けたロータ１５の駆動軸となる一方、このロータ１５には複数のベーン１６を放射状に組み込んでいる。
さらに、上記ロータ１５の周囲には、図７（Ａ）のＸ−Ｘ矢視図である図７（Ｂ）に示すように楕円形の内壁を有するカムリング１７を設けている。そして、シャフト１４が駆動されると、ロータ１５も回転するが、このときベーン１６がカムリング１７の内壁に沿って出たり入ったりする。つまり、各ベーン１６の先端がカムリング１７に密接したまま回転するとともに、これら各ベーン１６間のそれぞれが、独立した室を構成する。
そして、各室が収縮行程に入ったとき、吐出口から作動油を吐出する一方、各室が拡大行程に入ったとき、作動油を吸入する。
なお、ロータ１５及びカムリング１７の側面にはサイドプレート１８を設けている。このサイドプレート１８の背面側には高圧室１９を形成するとともに、この高圧室１９にポンプ吐出圧を導いている。そして、この高圧室１９内の作動油の圧力により、サイドプレート１８をロータ１５側に押しつけ、ローディングバランスを保つ。
さらにボディ１０には、後述する流量制御弁ＦＶを一体に設けている。つまり、流量制御弁ＦＶのボディをベーンポンプＶＰのボディ１０と共用している。
ベーンポンプＶＰのシャフト１４が図示していないエンジンに連結されており、エンジンを始動するとシャフト１４に連結するロータ１５が回転する。したがって、エンジン回転数が上昇すればするほど、ベーンポンプＶＰの吐出量が多くなる。
そして、この吐出作動油は、図４〜６に示すように、ポンプポート４を介して流量制御弁ＦＶの圧力室８ａに導かれるとともに、アクチュエータポート２０ａからパワーステアリング回路ＰＳに供給される。
このとき、吐出作動油の流れに伴い、その供給途中に配置した可変絞り３前後には圧力差が発生する。そして、その上流側の圧力は圧力室８ａ側のスプール７の左端面に作用する一方、下流側の圧力がパイロット通路２９を介して、パイロット室８ｂ側のスプールの右端面に作用する。
しかし、可変絞り３前後の差圧にスプール７の受圧面積を乗じた推力がスプリング９のイニシャル荷重を超えるまで、つまり一定のポンプ吐出量に達するまでは、スプール７は右方に移動することができず、ポンプポート４とドレンポート５を遮断した状態を保つ。したがって、ポンプ吐出量のすべてがパワーステアリング回路ＰＳに供給される（図４（Ｂ）の特性線Ｋの区間ａ）。
エンジン回転数が高くなり、ポンプ吐出量が多くなって、可変絞り３前後の差圧がある大きさ以上になると、スプール７はスプリング９に抗して右方に移動する。そして、スプール７に作用する前記推力とスプリング９のバネ力とがつりあう位置でスプール７は停止するとともに、この位置に応じた開度でポンプポート４とドレンポート５を連通する。したがって、その開度に応じてポンプ吐出量の一部がドレンポート５から還流させられ、パワーステアリング回路ＰＳ側にはほぼ一定に保たれた最大供給量Ｑ1が供給される。
この最大供給量Ｑ1は、必要とされる最大のパワーアシスト力を基準に設定しておけばよい。
エンジン回転数が更に高くなれば、パワーステアリング回路ＰＳへの供給量Ｑは少なくなる特性を有するが、それは次の理由からである。すなわち、ポンプ吐出量が多くなると、可変絞り３前後の差圧が大きくなるので、スプール７は更に右方へ移動する。スプール７がこのように移動すれば、絞り部材２３の大径部２３ａが絞り孔２２ｂに突入するので、その可変絞り３の開度が小さくなる。しかも、大径部２３ａの一部が絞り孔２２ｂ内に入ったときと、その全部が絞り孔２２ｂ内に入ったときとでは、その絞り効果が異なるため、大径部２３ａが絞り孔２２ｂ内に入れば入るほど、その前後の差圧が大きくなり、スプール７がより大きく動いて、ポンプポート４とドレンポート５を連通する開度を大きくする。
このようにして図４（Ｂ）の特性線Ｋの区間ｂで示すように、エンジン回転数Ｎが所定の値に達するまでは、パワーステアリング回路ＰＳ側にはほぼ一定に保たれた最大供給量Ｑ1が供給されるが、所定の値よりも高くなると、パワーステアリング回路ＰＳに供給される流量が減少し、そのパワーアシスト力を小さくする。
そして、エンジン回転数Ｎは、車速にほぼ比例するので、結局、車速に応じたパワーアシスト力を付与することができる。
なお、パワーステアリング回路ＰＳへ供給される最高圧は、リリーフバルブによって決められている。つまり、パワーステアリング回路ＰＳの負荷圧が異常に上昇すると、第１パイロット室８ｂの圧力も大きくなるとともに、この圧力がボールポペット３３に作用する。そして、この圧力がスプリング３２によって決められているリリーフ設定圧より大きくなると、ボールポペット３３を押し開いて第１パイロット室８ｂとドレンポート５とを連通する。
このようにパイロット室８ｂとドレンポート５が連通すると、圧力感知孔２４に流れが生じ、そこに圧力損失が発生する。そのためにパイロット室８ｂ内の圧力が急激に低下するとともに、スプール７は図５に示すように右方に移動してポンプポート４とドレンポート５の開度を大きくし、ポンプ供給圧を低くする。
そして、パワーステアリング回路ＰＳの回路圧がリリーフ設定圧より小さくなると、再びボールポペット３３がシート面３４に着座するので、パワーステアリング回路ＰＳの最高圧を一定に保つことができる。
以上述べた流量制御弁ＦＶでは、図４〜６に示すように、スプール７と対向してピストン３５を設けるとともに、このピストン３５に切換スプール３６を組み込んだ点に特徴がある。
この流量制御弁ＦＶでは、パイロット通路２９を介して可変絞り３の下流側に接続した第１パイロット室８ｂ内において、スプール７とピストン３５とを対向させ、両者の間にスプリング９を介在させている。したがって、このピストン３５は、第１パイロット室に臨んで、スプリング９に当接することになる。
上記ピストン３５には、その中央部分に鍔部３７を形成し、この鍔部３７で、シリンダ孔５０を第２パイロット室３８とドレン室３９とに区画している。そして、ドレン室３９には停止段部３９ａを形成し、鍔部３７がこの停止段部３９ａに接した状態で、それ以上移動できないようにしている。
第２パイロット室３８は、ピストン３５を挟んで第１パイロット室８ｂと反対側に設けている。また、ドレン室３９は、図示を省略したタンク通路に連通させるとともに、第１パイロット室８ｂとの連通は遮断されている。そして、第１パイロット室８ｂ側に面したピストン３５の一方の受圧面３５ａに対して、第２パイロット室３８に面した他方の受圧面３５ｂ（鍔部３７の受圧面も含む）の受圧面積を大きくしている。
上記ピストン３５には、その軸線上にスプール孔４０を形成しているが、第１パイロット室８ｂ側にはスプール孔４０の左端が開放され、右端は塞がれている。このようにしたスプール孔４０に切換スプール３６を摺動自在に組み込んでいる。したがって、この切換スプール３６の左端面には、第１パイロット室８ｂの圧力が作用することになる。
さらに、このピストン３５のスプール孔４０には、環状溝４１を形成し、この環状溝４１と第２パイロット室３８とを、通孔４２を介して連通させている。
上記切換スプール３６には、図５（Ｂ）に示すような２つのランド部４３、４４を形成するとともに、これらランド部４３、４４間を環状凹部４５としている。そしてこの切換スプール３６の右方のランド部４４側には、スプリング４６のバネ力を作用させている。
なお、上記環状凹部４５は、その移動位置に関係なく、通路４７を介して常にドレン室３９に連通する。また、切換スプール３６には連通孔４８を形成し、スプリング４９を収容した室を環状凹部４５を介してドレン室３９に連通させている。上記のようにした切換スプール３６は、図５（Ａ）に示すノーマル位置において、そのランド部４３で、第１パイロット室８ｂと環状溝４１との連通を遮断する一方、第２パイロット室３８を、環状凹部４５及び通路４７を介してドレン室３９に連通させる。
ポンプ１を駆動すると、前述したように、その吐出作動油がポンプポート４を介して圧力室８ａに導かれるとともに、可変絞り３を介してパワーステアリング回路ＰＳにも導かれる。
非操舵時であればパワーステアリング回路ＰＳが中立状態となるので、圧力油はタンクに還流され、パワーステアリング回路ＰＳの負荷圧、言い換えれば、可変絞り３の下流側の圧力は低い。そのため、その圧力がスプリング４６で定めた設定圧力を超えることはなく、ピストン３５が図５（Ａ）のノーマル位置を維持し、第１パイロット室８ｂ内のスプリング９のイニシャル荷重を比較的小さく保っている。
したがって、圧力室８ａと第１パイロット室８ｂの差圧にスプール７の受圧面積を乗じた推力が、第１パイロット室８ｂ内のスプリング９のバネ力に打ち勝ち、スプール７がスプリング９の荷重とバランスするまで右方に移動する。スプール７が移動すれば、ポンプポート４がドレンポート５に連通するので、その分パワーステアリング回路ＰＳへの供給流量も少なくなる。
そして、この非操舵時の最大供給流量Ｑ2を、図４（Ｂ）の特性線Ｌに示すように、前述した最大供給流量Ｑ1よりも小さくすれば、アシスト力が必要とされない非操舵時におけるエネルギー損失を少なくすることができる。
操舵状態においては、第１パイロット室８ｂの圧力がスプリング４６で定めた設定圧力を超えると、切換スプール３６がスプリング４６に抗して右方に移動し、第１パイロット室８ｂと環状溝４１とを連通させる。この環状溝４１は通孔４２を介して第２パイロット室３８にも連通しているので、結局、第１パイロット室８ｂと第２パイロット室３８とが連通することになる。したがって、第１パイロット室８ｂ及び第２パイロット室３８のそれぞれに、可変絞り３の下流側の圧力が導かれる。両パイロット室８ｂ、３８に可変絞り３の下流側の圧力が導かれると、ピストン３５の受圧面３５ａと３５ｂとの受圧面積差により、図６（Ａ）に示すように、ピストン３５がスプリング９に抗して左方に移動することになる。このときのピストン３５の最大移動量は、それが停止段部３９ａに接触する迄である。
このようにピストン３５が移動すれば、スプリング９を押し縮めて、その荷重が比較的大きくなる。荷重が大きくなれば、圧力室８ａと第１パイロット室８ｂの圧力差に基づく推力が、スプリング９の過重とバランスするまでのスプール７の移動量も相対的に小さくなり、圧力室８ａからドレンポート５への流出量が少なくなる。この結果、パワーステアリング回路ＰＳへの供給流量が最大供給流量Ｑ1まで増え、操舵時には図４（Ｂ）に示す特性線Ｋの流量特性となる。
上記のことから明らかなように、操舵時には、最大供給流量Ｑ1を確保して、パワーステアリング回路ＰＳ側がパワー不足にならないようにする一方、アシスト力が必要とされない非操舵時には、ポンプ１の最大供給流量Ｑ2を操舵時の最大供給流量Ｑ1よりも少なくして、エネルギー損失を少なくすることができる。
上記従来例では、非操舵状態から操舵状態に切換わるとき、第１パイロット室８ｂの圧力が高くなって、切換スプール３６がスプリング４６に抗して右方に移動し、第１パイロット室８ｂと第２パイロット室３８を連通させる。
しかし、このときに切換スプール３６の左端面が環状溝４１に直接開口するので、その通路面積が急激に拡大する。そのため、この切換ピストン３５が急激に左方に移動し、パワーステアリング回路ＰＳへの供給圧、言い換えればパワーアシスト力が急激に変化してしまい、ドライバーに違和感を与えるという問題があった。
逆に、操舵状態から非操舵状態に切換わるときにも、第２パイロット室３８と第１パイロット室８ｂとの通路が急激に閉塞された後、第２パイロット室３８がドレン室３９に開口するため、上記と同様な問題が生じる。
また、上記従来例では、ピストン３５を、ボディ１０に形成したシリンダ孔５０に直接組み込んでから、このシリンダ孔５０をプラグ５１で閉塞している。そのため、この流量制御弁の組み付け工程でピストン３５を一つ一つ組み付けなければならず面倒であり、生産コストがかかってしまう。しかも、例えば、ピストン３５を組み付けた後に、ピストン３５を設けないタイプの流量制御弁に変更したいような場合、プラグ５１を外してから更にピストン３５を取り外さなければならず、その変更に手間がかかってしまう。
さらに、上記従来例では、ボディ１０に圧入されたスリーブ４９及びこのスリーブ４９に案内されるスプール７を、圧力室８ａ側からボディ１０に挿入する構成となっている。そして、そのスペースを確保するためには、絞り孔２２ｂが形成された絞り板２２を別部材としなければならない。つまり、上記スリーブ４９及びスプール７をボディ１０に組み込んでから、この絞り板２２をプラグ２０で間接的に螺止させている。
しかし、絞り板２２を別部材とすると、スプール７に設けた絞り部材２３と絞り孔２２ｂとがずれてしまうことがあり、その同軸度は必ずしも十分であるとはいえない。そして、絞り孔２２ｂと絞り部材２３とを組み合わせて構成する可変絞り３の絞り効果が、その同軸度に影響を受けるので、安定しにくいといった問題もあった。
この発明は、以上のような実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、パワーステアリング装置に使用した場合にパワーアシスト力の急激な変化を防止して違和感を解消することと、ピストンをカートリッジ化して簡単に組み付けられるようにすることと、可変絞りの絞り効果の安定化を図ることである。
発明の開示
本発明は、油圧ポンプの作動油供給途中に配置した可変絞りと、ボディと、ボディに摺動自在に組み込んだスプールと、スプールの一端を臨ませた圧力室と、タンクに連通するドレンポートと、スプールの他端を臨ませた第１パイロット室と、第１パイロット室に臨ませたスプールの端部にイニシャル荷重を作用させたスプリングとからなり、上記可変絞りの上流側の圧力を圧力室に導き、また、下流側の圧力を第１パイロット室に導き、可変絞り前後の差圧が所定圧以上になったとき、圧力室の圧力がスプリングのバネ力及び第１パイロット室の圧力作用に打ち勝ってスプールを移動させ、そのスプールの位置に応じた開度で圧力室をドレンポートに開口させる構成にし、さらに、スプールの他端に対向させながら第１パイロット室に臨ませ、上記スプリングに当接させたピストンと、このピストンを挟んで第１パイロット室の反対側に設けた第２パイロット室と、このピストンに摺動自在に組み込み、第１パイロット室の圧力を作用させた切換スプールとを備え、この切換スプールは、そのノーマル位置で第２パイロット室をドレンさせる一方、第１パイロット室の圧力が設定圧以上になったとき移動して、第２パイロット室を第１パイロット室に連通させる構成にし、しかも、第１パイロット室に臨ませたピストンの受圧面積に対して、第２パイロット室に臨ませたピストンの受圧面積を大きく設定してなる油圧ポンプの流量制御弁を前提とする。
そして、第１の発明は、第２パイロット室をドレンさせる連通過程と、第２パイロット室を第１パイロット室に連通させる連通過程とのそれぞれに、絞りを介在させた点に特徴を有する。
第２の発明は、上記の油圧ポンプの流量制御弁を前提として、圧力室とは反対側におけるボディの端部に形成し、スプールの他端を臨ませた装着口と、切換スプールを組み込んだピストン及び第２パイロット室を予め設けたピストンケースとを備え、このピストンケースをスプリングとともに上記装着口に組み付けると、スプール及びピストンを臨ませた第１パイロット室が形成されるとともに、これらスプール及びピストン間にスプリングが介在する構成とし、しかも、このピストンケースは装着口から取り外し自在となっている点に特徴を有する。
第３の発明は、第１、２の発明において、可変絞りは、圧力室に臨ませたスプールの端部に設けたロッド状の絞り部材と、この絞り部材を挿入させた絞り孔とからなり、これら絞り部材と絞り孔との相対位置に応じて開度が変化する構成とし、しかも、上記絞り孔を形成した絞り板を、ボディに一体的に形成した点に特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の油圧ポンプの流量制御弁の非操舵状態を示す断面図である。
第２図は、本発明の油圧ポンプの流量制御弁の操舵状態を示す断面図である。
第３図は、図１、２に示した流量制御弁において、ピストンケース１０１をプラグ１０７に変更した状態を示す断面図である。
第４図は（Ａ）は従来技術に係るパワーステアリング装置の回路図であり、（Ｂ）は、パワーステアリング装置の供給流量特性を示したグラフである。
第５図は、（Ａ）は従来技術に係る流量制御弁のポンプ停止時における状態を示す断面図であり、（Ｂ）はそのピストン部分の拡大図である。
第６図は、（Ａ）は従来技術に係る流量制御弁の操舵状態を示す断面図であり、（Ｂ）はそのピストン部分の拡大図である。
第７図は、（Ａ）はベーンポンプの断面図であり、（Ｂ）はこのベーンポンプのＸ−Ｘ線端面図である。
発明を実施するための最良の形態
図１〜３に、この発明の一実施例を示す。ただし、基本的な構成は上記従来例と同じなので、以下では従来例で説明した流量制御弁との相違点を中心に述べ、同一の構成要素については、その詳細な説明を省略する。
この実施例の流量制御弁の特徴は、切換スプール１０６に、絞り１０６Ａ、１０６Ｂを設けたことである。
非操舵状態では、従来例でも述べたように、パワーステアリング回路ＰＳの負荷圧、言い換えれば可変絞り３の下流側の圧力は、スプリング１０５で定めた設定圧力を超えることはない。したがって、ピストン１０２が図１に示すノーマル位置を保つが、このノーマル位置では、第２パイロット室１０１Ｂが、切換スプール１０６に形成した連通孔１０２Ｃ→環状溝１０２Ｂ→通孔１１１Ｂ→スプリング室１１２→通路１０２Ａを介して、ドレン室１０１Ｃに連通している。そして、この連通過程に絞り１０６Ｂを設けるが、ここでは、切換スプール１０６の軸心に直角にドリル等によって絞り１０６Ｂを形成している。
このようにしてピストン１０２がノーマル位置にあれば、スプリング９のイニシャル荷重を比較的小さく保つので、従来例で述べたように、最大供給流量Ｑ2を最大供給流量Ｑ1よりも小さくして、アシスト力が必要とされない非操舵時におけるエネルギー損失を少なくすることができる。
この状態から操舵状態に切換わると、従来例でも述べたように、パワーステアリング回路ＰＳの負荷圧の上昇に伴い第１パイロット室１０１Ａの圧力が高くなって、切換スプール１０６がスプリング１０５に抗して移動する。したがって、図２に示すように、第２パイロット室１０１Ｂが、連通孔１０２Ｃ→環状溝１０２Ｂ→通孔１１１Ａを介して第１パイロット室１０１Ａに連通するので、ピストン１０２は、その受圧面１０２Ｄ、１０２Ｅの面積差によってスプリング９を縮める方向に移動する。そして、この連通過程に絞り１０６Ａを設けるが、ここでは、切換スプール１０６の軸心に直角にドリル等によって絞り１０６Ａを形成している。
このようにしてピストン１０２がスプリング９を縮める方向に移動すれば、スプリング９のイニシャル荷重を比較的大きくするので、アシスト力に必要とされる最大供給流用Ｑ1を確保でき、パワー不足になることがない。
以上述べた動作の中で、上記絞り１０６Ａは、非操舵状態から操舵状態に切換わる際に、第１パイロット室１０１Ａと第２パイロット室１０１Ｂとが連通する過程の通路面積を制限している。したがって、非操舵状態から操舵状態に切換わる際にピストン１０２が緩やかに移動することになり、パワーステアリング回路ＰＳへの供給圧、言い換えればパワーアシスト力が急激に変化するの防止でき、ドライバーに違和感を与えることがない。
また、第１パイロット室１０１Ａの圧力が脈動したとしても、その脈動が絞り１０６Ａによって緩衝され、第２パイロット室１０１Ｂにそのまま伝わることがない。したがって、脈動によってピストン１０２が振動したりするのを防止することができる。
同様に、絞り１０６Ｂは、操舵状態から非操舵状態に切換わる際に、第２パイロット室１０１Ｂをドレン室１０１Ｃに連通する過程の通路面積を制限することにより、パワーアシスト力の急激な変化を防止している。
なお、これら絞り１０６Ａ、１０６Ｂを、切換スプール１０６の軸心に直角にドリル等によって穿孔しているので、その作業が容易であり、低いコストで上記の効果を得ることができる。
また、この実施例では、ピストン１０２をボディ１０に直接組み込むのではなく、ピストンケース１０１に組み込んでいる。
つまり、ピストンケース１０１には、軸方向に貫通孔１１３を形成するとともに、この貫通孔１１３にピストン１０２を摺動自在に組み込んでいる。そして、このピストン１０２の鍔部１１４で、貫通孔１１３内を第２パイロット室１０１Ｂとドレン室１０１Ｃとを区画している。このとき、ドレン室１０１Ｃには停止段部１０１Ｄを形成し、ピストン１０２がこの停止段部１０１Ｄに当接した後は、それ以上に移動できないようにしている。
そして、貫通孔１１３の端部にシールを装着したストッパ１０３を挿入し、Ｃピン１０４で抜け止めしている。このとき、これらストッパ１０３と鍔部１１４との間に、第２パイロット室１０１Ｂが形成されることになる。
また、ドレン室１０１Ｃは、第１パイロット室１０１Ａからシール１０９によって遮断されている。そして、このドレン室１０１Ｃは、連通路１０１Ｆを介して、ピストンケース１０１の外周面側に開放させられている。
このようにしたピストンケース１０１を、ボディ１０の端部に形成した装着口１１５にネジ式に組み込んでいる。このとき、ドレン室１０１Ｃに連通する上記連通路１０１Ｆは、ボディ１０とピストンケース１０１とが相まって形成する容室１００Ｇを介して、図示を省略したタンク通路に連通することになる。また、ピストンケース１０１の先端では、スプリング９を設けた貫通孔１１３内に、スプール７を臨ませた第１パイロット室１０１Ａが形成されることになる。
以上述べたように、ピストン１０２をピストンケース１０１に予め組み込んでカートリッジ化しておけば、ピストン１０２の組み付けが簡単で、生産コストを低減させることができる。
そして、ピストンケース１０１とは別に、図３に示すように、装着口１１５にネジ式に組み付けられるプラグ１１７を準備しておけば、これらピストンケース１０１とプラグ１１７とのいずれかを選択的に組み付けることができる。したがって、ピストン１０２を設けたタイプの流量制御弁と、ピストン１０２を設けないタイプの流量制御弁とに自由に変更することが可能となる。
さらに、この実施例では、可変絞り３を構成する絞り孔２２ｂを、別部材とした絞り板に形成するのではなく、ボディ１０に一体に形成した絞り板１１６に形成している。
つまり、ボディ１０には、スプール７の径よりも大きくした装着口１１５を形成して、スプール７等をこの装着口１１５側からボディ１０内に挿入するようにしている。したがって、圧力室８ａ側にはスプール７等を挿入するスペースを確保しなくてもよく、絞り板１１６を別部材にする必要がなくなる。
そして、スプール７を摺動自在に案内するスプール孔１００Ｅと絞り孔２２ｂとは、ともにボディ１０に直接加工されるので、ワンチャックによる同軸加工が容易となり、高い同軸度を得ることができる。したがって、スプール７に設けた絞り部材２３と、絞り板１１６に形成した絞り孔２２ｂとの同軸度も必然的に高くなり、両者を組み合わせて構成される可変絞り３の絞り効果を安定化させることができる。
なお、この実施例では、スプール７を摺動自在に案内するスリーブを設けていないが、もしスリーブをボディ１０内に挿入するような場合でも、そのスリーブを装着口１１５側から挿入できるようにしておけばよい。
産業上の利用可能性
第１の発明によれば、ピストンによってスプリングのイニシャル荷重を変化させることができるので、例えば、パワーステアリング装置に使用した場合、操舵時には、パワーステアリング回路側がパワー不足にならないようにする一方、アシスト力を必要としない非操舵時には、ポンプの最大供給流量を少なくしてエネルギー損失を少なくすることができる。
特に、絞りを設けたので、第１パイロット室と第２パイロット室とが連通状態となる際に、あるいは、第１パイロット室と第２パイロット室とが非連通状態となる際に、ピストンを緩やかに移動させることができる。したがって、パワーステアリング装置に使用した場合には、パワーステアリング回路への供給圧、言い換えればパワーアシスト力が急激に変化するの防止でき、ドライバーに違和感を与えることがない。
また、第２パイロット室が第１パイロット室に連通しているとき、第１パイロット室の圧力が脈動したとしても、その脈動が絞りによって緩衝され、第２パイロット室にそのまま伝わることがない。したがって、脈動によってピストンが振動したりするのを防止することもできる。
第２の発明によれば、ピストンをピストンケースに予め組み込んでカートリッジ化しているので、そのボディへの組み付けが簡単で、生産コストを低減させることができる。
そして、このピストンケースとは別に、装着口に取り外し自在に組み付けられるプラグを準備しておけば、これらピストンケースとプラグとのいずれかを選択して、ピストンを設けたタイプの流量制御弁と、ピストンを設けないタイプの流量制御弁とに自由に変更することが可能となる。
第３の発明によれば、第１、２の発明において、絞り孔を形成した絞り板をボディに一体に形成したので、この絞り孔をスプール孔と同軸加工をすることができる。したがって、この絞り孔と、スプール孔に案内されるスプールに設けた絞り部材との同軸度も必然的に高くなり、両者を組み合わせて構成される可変絞りの絞り効果を安定化させることができる。
Claims (3)
- 油圧ポンプ(ＶＰ)の作動油供給途中に配置した可変絞り(３)と、ボディ(１０)と、ボディ(１０)に摺動自在に組み込んだスプール(７)と、スプール(７)の一端を臨ませた圧力室(８ａ)と、タンクに連通するドレンポート(５)と、スプール(７)の他端を臨ませた第１パイロット室(１０１Ａ)と、第１パイロット室(１０１Ａ)に臨ませたスプール(７)の端部にイニシャル荷重を作用させたスプリング(９)とからなり、上記可変絞り(３)の上流側の圧力を圧力室(８ａ)に導き、また、下流側の圧力を第１パイロット室(１０１Ａ)に導き、可変絞り(３)前後の差圧が所定圧以上になったとき、圧力室(８ａ)の圧力がスプリング(９)のバネ力及び第１パイロット室(１０１Ａ)の圧力作用に打ち勝ってスプール(７)を移動させ、そのスプール(７)の位置に応じた開度で圧力室(８ａ)をドレンポート(５)に開口させる構成にし、さらに、スプール(７)の他端に対向させながら第１パイロット室(１０１Ａ)に臨ませ、上記スプリング(９)に当接させたピストン(１０２)と、このピストン(１０２)を挟んで第１パイロット室(１０１Ａ)の反対側に設けた第２パイロット室(１０１Ｂ)と、このピストン(１０２)に摺動自在に組み込み、第１パイロット室(１０１Ａ)の圧力を作用させた切換スプール(１０６)とを備え、この切換スプール(１０６)は、そのノーマル位置で第２パイロット室(１０１Ｂ)をドレンさせる一方、第１パイロット室(１０１Ａ)の圧力が設定圧以上になったとき移動して、第２パイロット室(１０１Ｂ)を第１パイロット室(１０１Ａ)に連通させる構成にし、しかも、第１パイロット室(１０１Ａ)に臨ませたピストン(１０２)の受圧面積に対して、第２パイロット室(１０１Ｂ)に臨ませたピストン(１０２)の受圧面積を大きく設定してなる油圧ポンプの流量制御弁において、第２パイロット室(１０１Ｂ)をドレンさせる連通過程と、第２パイロット室(１０１Ｂ)を第１パイロット室(１０１Ａ)に連通させる連通過程とのそれぞれに、絞り(１０６Ａ)、(１０６Ｂ)を介在させたことを特徴とする油圧ポンプの流量制御弁。
- 油圧ポンプ(ＶＰ)の作動油供給途中に配置した可変絞り(３)と、ボディ(１０)と、ボディ(１０)に摺動自在に組み込んだスプール(７)と、スプール(７)の一端を臨ませた圧力室(８ａ)と、タンクに連通するドレンポート(５)と、スプール(７)の他端を臨ませた第１パイロット室(１０１Ａ)と、第１パイロット室(１０１Ａ)に臨ませたスプール(７)の端部にイニシャル荷重を作用させたスプリング(９)とからなり、上記可変絞り(３)の上流側の圧力を圧力室(８ａ)に導き、また、下流側の圧力を第１パイロット室(１０１Ａ)に導き、可変絞り(３)前後の差圧が所定圧以上になったとき、圧力室(８ａ)の圧力がスプリング(９)のバネ力及び第１パイロット室(１０１Ａ)の圧力作用に打ち勝ってスプール(７)を移動させ、そのスプール(７)の位置に応じた開度で圧力室(８ａ)をドレンポート(５)に開口させる構成にし、さらに、スプール(７)の他端に対向させながら第１パイロット室(１０１Ａ)に臨ませ、上記スプリング(９)に当接させたピストン(１０２)と、このピストン(１０２)を挟んで第１パイロット室(１０１Ａ)の反対側に設けた第２パイロット室(１０１Ｂ)と、このピストン(１０２)に摺動自在に組み込み、第１パイロット室(１０１Ａ)の圧力を作用させた切換スプール(１０６)とを備え、この切換スプール(１０６)は、そのノーマル位置で第２パイロット室(１０１Ｂ)をドレンさせる一方、第１パイロット室(１０１Ａ)の圧力が設定圧以上になったとき移動して、第２パイロット室(１０１Ｂ)を第１パイロット室(１０１Ａ)に連通させる構成にし、しかも、第１パイロット室(１０１Ａ)に臨ませたピストン(１０２)の受圧面積に対して、第２パイロット室(１０１Ｂ)に臨ませたピストン(１０２)の受圧面積を大きく設定してなる油圧ポンプの流量制御弁において、圧力室(８ａ)とは反対側におけるボディ(１０)の端部に形成し、スプール(７)の他端を臨ませた装着口(１１５)と、切換スプール(１０６)を組み込んだピストン(１０２)及び第２パイロット室(１０１Ｂ)を予め設けたピストンケース(１０１)とを備え、このピストンケース(１０１)をスプリング(９)とともに上記装着口(１１５)に組み付けると、スプール(７)及びピストン(１０２)を臨ませた第１パイロット室(１０１Ａ)が形成されるとともに、これらスプール(７)及びピストン(１０２)間にスプリング(９)が介在する構成とし、しかも、このピストンケース(１０１)は装着口(１１５)から取り外し自在となっていることを特徴とする油圧ポンプの流量制御弁。
- 可変絞り(３)は、圧力室(８ａ)に臨ませたスプール(７)の端部に設けたロッド状の絞り部材(２３)と、この絞り部材(２３)を挿入させた絞り孔(２２ｂ)とからなり、これら絞り部材(２３)と絞り孔(２２ｂ)との相対位置に応じて開度が変化する構成とし、しかも、上記絞り孔(２２ｂ)を形成した絞り板(１１６)を、ボディ(１０)に一体的に形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の油圧ポンプの流量制御弁。
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