JP2001018814A - 動力舵取装置における流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】低負荷時に制御弁に供給する作動油の流量を低
減する負荷圧感応弁を、ポンプハウジングに新たな加工
を施すことなく設置できるようにする。 【解決手段】ポンプハウジング１５の弁収納孔１６内に
摺動自在に収容された流量調整用のバイパスバルブ２３
に、両端に受圧面積差をもつ負荷圧感応弁３０を摺動可
能に貫通させ、この負荷圧感応弁３０を負荷圧に応じて
バイパスバルブ２３に対して変位させるようにし流量調
整用ばね３２の荷重を変更するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等に使用される
動力舵取装置における流量制御装置に関するもので、特
に、低負荷時にポンプから制御弁に供給される流量を低
減して省エネルギ化を図った動力舵取装置における流量
制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ハンドルを操作していない低負荷時にポ
ンプから制御弁に供給される流量を低減して省エネルギ
化を図った動力舵取装置における流量制御装置は、例え
ば特開平６−８８４０号公報に記載されているように公
知である。かかる流量制御装置においては、流量調整弁
のばね室と低圧側との間に、負荷圧に応じて絞り開度が
変化される負荷圧感応弁を設け、低負荷時においては、
負荷圧感応弁を介して流量調整弁のばね室を低圧側に開
放して制御弁に供給される流量を低減させ、省エネルギ
化を達成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の流量制御装置においては、ポンプのハウジングに、制
御弁に供給する流量を制御する流量調整弁を収納するた
めの収納穴と、低負荷時にその流量を低減する負荷圧感
応弁を収納するための収納穴とを設けなければならず、
省エネルギ化のためのポンプハウジングを別個に設計、
製造しなければならず、従来一般のポンプハウジングと
の互換性がない問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した問題
を解決するためになされたもので、ポンプとパワーシリ
ンダの両油室とリザーバとにそれぞれ接続する流路に可
変絞りをそれぞれ設けた制御弁と、前記ポンプの吐出通
路中に設けられたメータリングオリフィスの前後差圧に
応じてバイパス通路を開閉し前記制御弁に供給する流量
を所定流量に制御する流量調整用のバイパスバルブとを
備えた動力舵取装置において、前記バイパスバルブに、
両端に受圧面積差をもつ負荷圧感応弁を摺動可能に貫通
させ、この負荷圧感応弁を負荷圧に応じてバイパスバル
ブに対し変位させるようにしたものである。

【０００５】

【作用】上記の構成により、操舵の中立状態において
は、負荷圧が低いので、負荷圧感応弁の両端に作用する
油圧推力差は小さく、従って負荷圧感応弁は流量調整用
ばねのばね力によって摺動端に保持され、この状態にお
いては流量調整用ばねのばね力は小さいので、メータリ
ングオリフィス前後の差圧は小さく、小さな差圧でバイ
パス通路が開口制御される。従って、制御弁に供給され
る作動油の供給流量が減少され、エネルギー損失を低減
できる。

【０００６】その状態でステアリング操作により負荷圧
が上昇すると、負荷圧感応弁の左右受圧面積差により、
負荷圧感応弁の両端に作用する油圧推力差が増大し、し
かしてその油圧推力差が流量調整用ばねのばね力に打ち
勝つと、負荷圧感応弁は流量調整用ばねを圧縮しながら
変位する。これにより流量調整用ばねのばね力が増大さ
れる。その結果、メータリングオリフィス前後の差圧が
高くなるので、バイパス通路は大きな差圧でしか開口せ
ず、制御弁に供給される作動油の供給流量が最大供給流
量まで増大され、アシスト作用に寄与する。

【０００７】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は油圧式の動力舵取装置の全体構成を示し、こ
の動力舵取装置は、主として、自動車エンジンによって
駆動されるポンプ１０と、リザーバ１１と、ステアリン
グ操作をパワーアシストするパワーシリンダ１２と、ス
テアリングホイール１３の回転により作動して前記ポン
プ１０からパワーシリンダ１２に供給される作動油を絞
り制御するロータリ式の制御弁１４とによって構成され
ている。

【０００８】前記ポンプ１０のポンプハウジング１５に
は、図２に示すように弁収納穴１６が形成され、この弁
収納孔１６の一端にはユニオン１７が液密的に螺着さ
れ、他端はキャップ１８によって閉塞されている。弁収
納孔１６にはポンプ１０の吐出ポートに連通する供給通
路１９とポンプ１０の吸入ポートに連通するバイパス通
路２０が弁収納孔１６の軸線方向に離間して開口されて
いる。

【０００９】前記ユニオン１７には前記制御弁１４の入
口ポートに通ずる送出口２１が開口されているととも
に、メータリングオリフィス２２が形成され、このメー
タリングオリフィス２２を介して送出口２１が前記供給
通路１９に連通されている。また、前記弁収納穴１６に
は流量調整用のバイパスバルブ２３が摺動可能に嵌挿さ
れ、このバイパスバルブ２３の一端に前記供給通路１９
に連通する供給室２４が形成され、他端にばね室２５が
形成されている。バイパスバルブ２３には負荷圧感応弁
３０が一定量ΔＬだけ相対摺動可能に貫通され、この負
荷圧感応弁３０はバイパスバルブ２３との間に介挿した
位置保持用ばね３１のばね力により通常供給室２４側に
最大量突出した位置に保持されている。また前記ばね室
２５側に突出する負荷圧感応弁３０の突出端と前記キャ
ップ１８との間には流量調整用ばね３２が介挿され、こ
の流量調整用ばね３２のばね力により前記負荷圧感応弁
３０およびバイパスバルブ２３を通常バイパス通路２０
を閉止する方向に付勢している。

【００１０】前記ばね室２５はポンプハウジング１５に
形成した連通路３３を介して前記メータリングオリフィ
ス２２の下流側に連通されている。これによりバイパス
バルブ２３の両端にはメータリングオリフィス２２の前
後差圧が導入され、バイパスバルブ２３はこの前後差圧
を一定に維持するようにバイパス通路２０の開度を調整
するようになっている。上記したメータリングオリフィ
ス２２、バイパスバルブ２３および流量調整用ばね３２
により、流量調整弁３５を構成している。

【００１１】前記負荷圧感応弁３０の供給室２４側に突
出する受圧面積Ａ１（直径Ｄ１）と、ばね室２５側に突
出する受圧面積Ａ２（直径Ｄ１）とは差をもたせてあ
り、供給室２４側受圧面積のほうがばね室２５側受圧面
積より大きく設定（Ａ１＞Ａ２）されている。しかして
供給室２４側受圧面積にはメータリングオリフィス２２
を通過する前の圧力Ｐ１が作用し、またばね室２５側受
圧面積にはメータリングオリフィス２２を通過した後の
圧力Ｐ２が作用する。これにより負荷圧感応弁３０をば
ね室２５側（図２の右方向）に押圧する推力Ｆ１は、Ｆ
１＝Ｐ１×Ａ１となり、供給室２４側（図２の左方向）
に押圧する推力Ｆ２は、Ｆ２＝Ｐ２×Ａ２＋Ｆｓとな
る。ここでＦｓは流量調整用ばね３２のばね力を示す。

【００１２】かかる負荷圧感応弁３０は、負荷圧（ポン
プ圧）が低いときは、前記推力Ｆ１、Ｆ２の関係がＦ１
＜Ｆ２となっているが、負荷圧が高くなると、前記受圧
面積差によりその関係が逆転してＦ１＞Ｆ２となり、負
荷圧感応弁３０が流量調整用ばね３２に抗して前記一定
量ΔＬだけ変位される。前記負荷圧感応弁３０に作用す
る前記流量調整用ばね３２は、負荷圧感応弁３０の変位
に応じてばね力Ｆｓが図３のＡに示すように比例的に変
化する。これにより無負荷時においては、ばね力Ｆｓは
図３のＡ１に示すようになり、負荷圧感応弁３０が一定
量だけ変位した負荷時においては、同図のＡ２に示すよ
うになる。従って無負荷時においてはばね力Ｆｓ１は比
較的低いが、負荷時においてはばね力Ｆｓ２が高くな
る。なお、同図において、変位量Ｌ０は流量調整用ばね
３２の初期セット位置、Ｌ１はバイパスバルブ２３によ
るバイパス通路開口開始位置を示す。

【００１３】これによって負荷圧感応弁３０に作用する
推力は、供給室２４内の圧力が低い無負荷時において
は、前記左右推力の関係はＦ１＜Ｆ２となり、負荷圧感
応弁３０は前記流量調整用ばね３２のばね力により供給
室２４側に最大量突出した位置に保持されている。しか
るに、供給室２４内の圧力が高くなる負荷時において
は、左右推力の関係はＦ１＞Ｆ２となり、負荷圧感応弁
３０が流量調整用ばね３２のばね力に抗して変位され、
流量調整用ばね３２が圧縮されてばね力が高められる。

【００１４】前記制御弁１４は、図１に簡略図示するよ
うに、ポンプ１０とパワーシリンダ１２の両油室とリザ
ーバ１１とにそれぞれ接続する４つの流路Ｌ１、Ｌ２、
Ｌ３、Ｌ４にセンタオープン形の可変絞りＶ１、Ｖ２、
Ｖ３、Ｖ４を設けた構成からなっている。なお、図１中
４０は、前記負荷圧感応弁３０内に組み込まれたレリー
フ弁で、このレリーフ弁４０は前記バイパスバルブ２３
のばね室２５の圧力が設定圧以上になったときに作動し
て、圧力を負荷圧感応弁３０およびバイパスバルブ２３
に形成されたレリーフ通路４１を介してバイパス通路２
０に逃がすようになっている。

【００１５】次に上述した構成に基づいて作動を説明す
る。自動車エンジンによりポンプ１０が駆動されると、
作動油がポンプ１０の吐出ポートから供給通路１９に吐
出される。供給通路１９に吐出された作動油はメータリ
ングオリフィス２２を経て送出口２１から制御弁１４に
供給される。また、作動油はメータリングオリフィス２
２を通過した後、ばね室２５に導入される。従ってバイ
パスバルブ２３および負荷圧感応弁３０には、メータリ
ングオリフィス２２前後の差圧が作用する。

【００１６】操舵の中立状態においては、制御弁１４に
供給された作動油は可変絞りＶ１、Ｖ２より可変絞りＶ
３、Ｖ４を介してリザーバ１１に等分的に排出され、パ
ワーシリンダ１２の両油室は均等な低圧状態に保持され
る。この状態においては負荷圧が低いので、負荷圧感応
弁３０の両端に作用する油圧推力差は小さく、流量調整
用ばね３２のばね力の作用によりＦ１（Ｐ１×Ａ１）＜
Ｆ２（Ｐ２×Ａ２＋Ｆｓ）の関係が成り立つ。従って、
負荷圧感応弁３０は供給室２４側に最大量突出した位置
に保持され、この状態においては流量調整用ばね３２の
ばね力は比較的小さなＦｓ１となっている。

【００１７】従ってバイパスバルブ２３はメータリング
オリフィス２２前後の差圧が比較的低い状態でバイパス
通路２０を開口制御し、その結果、メータリングオリフ
ィス２２を介して送出口２１から制御弁１４に供給され
る作動油の供給流量は、図４のＡに示す流量Ｑ１に減少
される。これにより、ポンプ動力のエネルギー損失を低
減できる。

【００１８】なお、この際、バイパスバルブ２３による
バイパス通路２０の開口面積の拡大により流量調整用ば
ね３２が圧縮され、流量調整用ばね３２のばね力が増大
されるが、この際の増加分は上記した負荷圧の変化によ
る負荷圧感応弁３０の一定量の変位によるばね力の変化
に比べれば僅かであり、流量調整機能には殆ど影響を及
ぼさないものである。

【００１９】この状態より、ステアリングホイール１３
が回転操作されると、ステアリングホイール１３の回転
方向に応じて、可変絞りＶ１、Ｖ３と可変絞りＶ２、Ｖ
４のいずれか一方が拡大され、他方が縮小されるため、
負荷圧が上昇してパワーシリンダ１２の両油室に差圧が
発生する。この負荷圧がある圧力まで上昇すると、負荷
圧感応弁３０の受圧面積差により、負荷圧感応弁３０の
両端に作用する油圧推力差が増大し、しかしてその油圧
推力差が流量調整用ばね３２のばね力Ｆｓに打ち勝つ
と、つまり、Ｆ１（Ｐ１×Ａ１）＞Ｆ１（Ｐ２×Ａ２＋
Ｆｓ）になると、負荷圧感応弁３０はばね３４に抗して
バイパスバルブ２３に対し一定量ΔＬ相対変位され、流
量調整用ばね３２を圧縮する。これにより流量調整用ば
ね３２のばね力ＦｓはΔＦｓ増大されてＦｓ１からＦｓ
２に変化する。

【００２０】従ってバイパスバルブ２３はメータリング
オリフィス２２前後の差圧が高くならないとバイパス通
路２０が開口制御されず、この差圧の増大により、メー
タリングオリフィス２２を介して送出口２１から制御弁
１４に供給される作動油の供給流量は、図４のＢに示す
流量Ｑ２まで増加され、アシスト作用に寄与する。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、流量調整用
のバイパスバルブに、両端に受圧面積差をもつ負荷圧感
応弁を摺動可能に貫通させ、この負荷圧感応弁を負荷圧
に応じてバイパスバルブに対し変位させるようにした構
成であるので、低負荷時に制御弁に供給する作動油の流
量を低減する省エネルギ化をポンプハウジングを何ら変
更することなく行い得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す動力舵取装置における流
量制御装置の全体構成図である。

【図２】流量制御装置の詳細を示す図１のＢ部の詳細断
面図である。

【図３】流量調整用ばねの変位に対するばね力の変化を
示すグラフである。

【図4】回転数に対する制御流量特性を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１０ ポンプ １１ リザーバ １２ パワーシリンダ １５ ポンプハウジング １９ 供給通路 ２０ バイパス通路 ２２ メータリングオリフィス ２３ バイパスバルブ ３０ 負荷圧感応弁 ３２ 流量調整用ばね Ｖ１〜Ｖ４ 可変絞り

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプとパワーシリンダの両油室とリザ
   ーバとにそれぞれ接続する流路に可変絞りをそれぞれ設
   けた制御弁と、前記ポンプの吐出通路中に設けられたメ
   ータリングオリフィスの前後差圧に応じてバイパス通路
   を開閉し前記制御弁に供給する流量を所定流量に制御す
   る流量調整用のバイパスバルブとを備えた動力舵取装置
   において、前記バイパスバルブに、両端に受圧面積差を
   もつ負荷圧感応弁を摺動可能に貫通させ、この負荷圧感
   応弁を負荷圧に応じてバイパスバルブに対し変位させる
   ようにしてなる動力舵取装置における流量制御装置。