JPH085098Y2 - 流量制御弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本考案は、自動車のパワーステアリング装置等の油圧
回路に装備される油圧ポンプからパワーステアリング・
アクチュエータ等に送給される高圧油の吐出量を調整す
る流量制御弁に関する。

《従来の技術》 自動車用パワーステアリング装置は、その油圧回路中
に油圧ポンプを装備し、その吐出油をパワーステアリン
グ・アクチュエータに送給し、操舵力を助勢している。
この油圧回路内には流量制御弁が設けられ、これによっ
て油圧ポンプからの高圧油の吐出量が制御される。すな
わち、パワーステアリング装置における操舵助勢力を、
低速時に大、高速時に小とし、低速時の操舵力を軽く、
高速時の操舵力を適度に重くして高速時の操舵安定性を
確保するため、流量制御弁によって作動油の流量を調整
している。

このように油圧ポンプの作動油流量を制御する流量制
御弁が、特開昭59−220457号公報及び特開昭61−218479
号公報等に開示されており、ここでは第５図にこのよう
な従来の流量制御弁の一例を概略的に示す。

第５図の流量制御弁は、第１弁室１にスプール弁２を
摺動可能に嵌装し、第１弁室１の開口端にコネクタ３を
螺着し、コネクタ３の内孔内にオリフィス形成部材４及
び制御スプール５と、これら両者を離間させるように働
くばね６とを嵌装して構成されている。

オリフィス形成部材４には感圧通路７が形成され、こ
の感圧通路７及び連通孔８を介して第２弁室９とオリフ
ィス形成部材４に設けた後述のオリフィスの後流側とが
連通している。これにより、オリフィス通過前後の作動
油の圧力差がスプール弁２に作用し、その差圧に応じて
スプール弁２が軸方向に移動し、バイパス通路10の開度
が調整される。

図示しない油圧ポンプユニットからの高圧作動油は、
供給通路11から制御絞り12を通って第１弁室１に流入
し、その後流通孔5a、可変ストッパ13、オリフィス形成
部材４を通じて図示しないパワーステアリング・アクチ
ュエータ側に流れ、余剰油がバイパス通路10から油圧ポ
ンプユニットの吸入側に戻される。

オリフィス形成部材４には、可変ストッパ13によって
開閉される第１オリフィス14と常開の第２オリフィス15
とが形成されている。可変ストッパ13は、第１オリフィ
ス14を作動油の低温時に閉じ常温時に開口するように変
形するバイメタルで形成されている。また、この可変ス
トッパ13及び制御スプール５は、圧力導入路16を通じて
供給通路11の油圧を受けて第１オリフィス14を開閉制御
するように構成されている。

このように構成された流量制御弁は、油圧ポンプの吐
出量が少ない時は第１、第２オリフィス14,15の前後で
差圧が小さく、スプール弁２はバイパス通路10を開か
ず、作動油の全量をパワーステアリング・アクチュエー
タ側に供給する。油圧ポンプの回転が増し、吐出量が多
くなった時には、第1,第２オリフィス14,15の前後の差
圧が大きくなり、スプール弁２がバイパス通路10を開
き、第１弁室１内に流入した作動油のうち余剰分がバイ
パス通路10に導かれ、パワーステアリング・アクチュエ
ータ側への作動油の吐出量が制御されることとなる。

《考案が解決しようとする課題》 しかし、第５図に示した流量制御弁は、コネクタ３内
に制御スプール５を嵌装し、その先端の可変ストッパ13
を介して第１オリフィス14の開口量の制御を行なうもの
であり、構造がきわめて複雑であるためコスト高を招
き、また各構成材料間の寸法のばらつき（精度不良）等
によりスティックを発生し作動不良を起こす場合があっ
た。

このような従来の流量制御弁の欠点に鑑み、本考案
は、簡素な構造を有し、円滑な作動を行なうことができ
る流量制御弁を提供することを目的とする。

《課題を解決するための手段》 上記の目的を達成するため、本考案の流量制御弁は、
スプール穴の開口側に設けられたコネクタのスプール弁
側先端部に、一端が圧力室に開口し他端がアクチュエー
タに連通する吐出通路に開口するオリフィスを設け、前
記コネクタのスプール弁側外周に、吐出作動油を受ける
導入部に開口する流入孔を有するパイプを設け、パイプ
とコネクタとの間に前記スプール穴の導入部から圧力室
に向う作動油に流通抵抗を与える制限通路を設けた構成
にしてある。

《作用》 以上のように構成された本考案の流量制御弁において
は、ポンプユニットから導入される作動油は先ずパイプ
の外周に接してその流れが安定し、パイプの流入孔を通
過してその流量を制限され、さらに制限通路に導かれて
その流速の変化によってオリフィスを通過する流量が変
化し、アクチュエータに送給される作動油の流量が制御
される。

《実施例》 以下、第１図乃至第４図に示した一実施例に基づき、
本考案の流量制御弁の構成をさらに詳細に説明する。

第１図は本考案の流量制御弁の一実施例を示す断面図
である。

この流量制御弁は、油圧ポンプのハウジング20内に装
備される。ハウジング20にはスプール弁21が嵌装される
スプール穴22が形成され、このスプール穴22の開口端に
はコネクタ23が螺着されている。コネクタ23には中央穴
24が形成され、この中央穴24が図示しなパワーステアリ
ング装置等のアクチュエータに連通する吐出通路25の一
部を構成している。

スプール穴22内のコネクタ23とスプール弁21との間に
は圧力室26が形成され、また、スプール穴22の内壁面に
は油圧ポンプユニットの吸入側に連通するバイパス通路
27が開口しており、このバイパス通路27は、スプール弁
21の摺動移動によって圧力室26への開口量が増減され
る。

スプール穴22の圧力室26よりも開口端側（コネクタ23
外周）には作動油の導入部31が形成されており、この導
入部31に油圧ポンプユニットからの吐出作動油が供給通
路32を介して導かれる。

スプール弁21は、一端が圧力室26と対向し他端が背圧
室28と対向しており、背圧室28内に設けたばね29によっ
て圧力室26方向に付勢されている。なお、背圧室28と吐
出通路25とは、図示しない連通路と感圧通路34によって
接続されている。

コネクタ23の圧力室26側の先端部外周側には、スプー
ル穴22の斜面段部22aとの間で制限通路33を形成する斜
面23aが形成されている。また、このコネクタ23の先端
部外周には、円筒状のパイプ36が圧入、固着されてい
る。このパイプ36には、円周上複数箇所に導入部31に開
口する流入孔36aが穿たれており、この流入孔36aの開口
面積は制限通路33の断面積よりも大きく設定されてい
る。

37はスプール弁21内に装備されたリリーフ弁で、吐出
通路25内の油圧が所定値以上に上昇した場合に、感圧通
路34から前記図示しない連通路を通じて背圧室28に加え
られる油圧により開弁動作し、リーク通路38を経てバイ
パス通路27に高圧を逃がす。

このように構成された流量制御弁において、油圧ポン
プが低回転域にあり、吐出量が所定量以下のときは、導
入部31に導かれた吐出油はパイプ36の外周に接して整流
され、流入穴36aから制限通路33を経て、その全量がオ
リフィス35から吐出通路25を通じてアクチュエータに送
られる。この場合はオリフィス35前後の圧力差は比較的
小さく、この差圧によるスプール弁21への押圧力がばね
29の付勢力を上回っている間はスプール弁21が摺動せ
ず、バイパス通路27は開口しない。すなわち、第２図に
Ａ域として示す低回転域では、吐出通路25への作動油の
供給量がポンプ回転数に応じて増加し、この結果、パワ
ーステアリング・アクチュエータの作動によって操舵力
の軽減が達成される。

次にポンプ回転数が上昇して制限通路33の油流が急増
すると、その動圧の増加に反して静圧が徐々に小さくな
り、オリフィス35を通過する油量は暫時低下する。しか
も、オリフィス35前後の差圧によるスプール弁21への押
圧力がばね29の付勢力を上回るようになり、スプール弁
21がバイパス通路27の開口量を増加させ、導入部31から
圧力室26に導かれた作動油の一部をバイパス通路27を介
してポンプユニット吸入側に導く。このため、吐出通路
25側への油量は第２図にＢ域として示すように漸減す
る。

このＢ域を過ぎて回転数が増加すると、オリフィス35
前後の差圧はさらに大きくなる。これと同時に油の流れ
が乱流となり、制限通路33での流体のエネルギー損失を
伴うために吐出通路25側への流量が押えられ、吐出油量
は第２図にＣ域として示すように一定となる。

第３図及び第４図は、以上に説明したような流量制御
弁が組み込まれた油圧ポンプ（ベーンポンプ）を例示し
た軸方向縦断面図である。このベーンポンプ41は、ケー
シング42とリヤカバー43とで形成された機体内に、ポン
プユニット44を収納したもので、ポンプユニット44のロ
ータ53が回転軸45に固着されており、回転軸45の駆動に
よりロータ53が回転し、ロータ53の周面に植設されたベ
ーン54の出入作動によって吸入した作動油を圧縮し、先
に第１図及び第５図で説明した流量制御弁40によって流
量を制御し、油圧使用機器（例えば、パワーステアリン
グ・アクチュエータ）に送給するものである。

流量制御弁40は、ケーシング42内部にその軸心を回転
軸45に垂直な水平方向（図面の紙面に垂直の方向）にし
て装備されている。第１図のハウジング20は第3,4図の
ケーシング42に相当する。

ポンプユニット44の軸方向側面にはサイドプレート46
が介装されており、ケーシング42側面に設けられた凹部
とサイドプレート46との間に高圧室47が形成されてい
る。ポンプユニット44で圧縮された作動油はサイドプレ
ート46の孔を通って高圧室47に吐出され、流量制御弁40
に送られる。

高圧室47内の高圧作動油の漏出を封止するため、ケー
シング42内面とサイドプレート46の間にシール手段が設
けられる。第３図は従来行なわれていたシール構造を示
したもので、サイドプレート46の外周及び内周にそれぞ
れＯリング48及び49を介装し、さらにスプリング50でサ
イドプレート46を押圧している。ところが、この構造で
はＯリング２本とスプリング50の多数の部品を必要とす
る上、サイドプレート46外周とケーシング42内周の寸法
精度が重要であり、焼結成形の精度では不充分で焼結後
の加工が必要であった。

第４図の構造はこれを改良し、Ｏリングはサイドプレ
ート46の内周側面とケーシング42の間に介装する一本
（51）のみとし、Ｏリング51の弾性によってスプリング
の作用を兼ねさせるようにしたものである。この場合
は、Ｏリング51と、ケーシング42とリヤカバー43の間に
本来介装されているＯリング52との間が高圧室となる。
この改良構造により、部品数が減少し機械加工工数が低
減してコストダウンを実現し得るとともに、機長をコン
パクト化でき、さらに高圧室が大きくなるので、ポンプ
ユニットから吐出される作動油の脈圧を整定させる効果
もある。

《考案の効果》 以上の説明から明らかなように、本考案の流量制御弁
は、スプール穴の開口側に設けられたコネクタのスプー
ル弁側先端部に、一端が圧力室に開口し他端がアクチュ
エータに連通する吐出通路に開口するオリフィスを設
け、前記コネクタのスプール弁側外周に、吐出作動油を
設ける導入部に開口する流入孔を有するパイプを設け、
パイプとコネクタとの間に前記スプール穴の導入部から
圧力室に向う作動油に流通抵抗を与える制限通路を設け
た構成としたことにより、油圧ポンプの低回転域ではポ
ンプ吐出量の全量をアクチュエータに導き、所定回転数
以上ではアクチュエータへの供給油量を制限する流量特
性を得られる。さらに、コネクタのスプリング弁側外周
に、導入部に開口する流入孔を有するパイプを嵌装した
ことにより、制限通路部を流れる作動油の流れが安定
し、安定した流量制御特性が得られる。また、パイプを
設けたことによりスプール弁とオリフィス間の距離が大
きくなるので、スプール弁側からバイパス側に流れる油
の流体エネルギー影響をオリフィスが受けることが少な
く、特性がより安定化する。

従って、本考案を自動車のパワーステアリング装置に
適用した場合、車両の低速走行時には充分な操舵助勢力
が得られ、車両の高速走行時つまりポンプの高回転時に
は操舵安定性を有利に確保でき、しかもこれらについて
安定した特性が得られる。また、制御スプール（補助ス
プール）等を用いない簡単な構成であるから、部品点数
が少なくコストの低廉化と故障の減少を実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の流量制御弁の一実施例を示す断面図、
第２図はポンプ回転数と吐出油量との関係を示す線図、
第３図及び第４図は本考案の流量制御弁を組み込んだベ
ーンポンプを例示する断面図、第５図は従来の流量制御
弁の一例を示す断面図である。 22…スプール穴、23…コネクタ、31…導入部、33…制限
通路、35…オリフィス、36…パイプ、36a…流入孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】スプール穴の開口側に設けられたコネクタ
   のスプール弁側先端部に、一端が圧力室に開口し他端が
   アクチュエータに連通する吐出通路に開口するオリフィ
   スを設け、前記コネクタのスプール弁側外周に、吐出作
   動油を受ける導入部に開口する流入孔を有するパイプを
   設け、パイプとコネクタとの間に前記スプール穴の導入
   部から圧力室に向う作動油に流通抵抗を与える制限通路
   を設けたことを特徴とする流量制御弁。