JP2562489Y2 - 流量制御弁 - Google Patents

流量制御弁

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JP2562489Y2
JP2562489Y2 JP1991059277U JP5927791U JP2562489Y2 JP 2562489 Y2 JP2562489 Y2 JP 2562489Y2 JP 1991059277 U JP1991059277 U JP 1991059277U JP 5927791 U JP5927791 U JP 5927791U JP 2562489 Y2 JP2562489 Y2 JP 2562489Y2
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繁二 國本
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00Control of flow
    • G05D7/01Control of flow without auxiliary power
    • G05D7/0126Control of flow without auxiliary power the sensing element being a piston or plunger associated with one or more springs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/062Details, component parts
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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    • Y10T137/00Fluid handling
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    • Y10T137/2559Self-controlled branched flow systems
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この考案は、流量制御弁に関し、
特に自動車用パワーステアリング装置等のアクチュエー
タに供給する作動油の流量を適正に調整して操舵性を向
上できるようにした流量制御弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、自動車用パワーステアリング装
置では、車両の停止時及び低速走行時には十分な操舵力
を助勢する必要があるが、高速走行時には、あまり必要
ない。従って、エンジンの回転速度に比例して増大する
ポンプ出力により、作動油をそのままパワーステアリン
グ装置に操舵力として供給することは好ましくない。
【0003】そこで、従来、自動車用パワーステアリン
グ装置の油圧回路に供給する作動油の流量をエンジン回
転数に応じて制御するために種々の流量制御弁が使用さ
れている。
【0004】図2に従来公知の流量制御弁の一例を示
す。図2に示す流量制御弁では、図示しない油圧ポンプ
のハウジング1内に筒体状のスプール室2が形成されて
おり、一端2aは図示しないパワーステアリング装置に
接続されて吐出ポートを構成し、他端2bは閉塞されて
いる。このスプール室2にも、油圧ポンプから送られて
くる高圧流体である作動油を内部に供給する流入ポート
3と、前記作動油を必要流量だけ吐出ポート2a側に導
くために、作動油の一部を外部に排出するドレンポート
5とが接続されている。また流入ポート3より吐出ポー
ト2a側のスプール室2の内周にはオリフィス4が設け
られており、ドレンポート5は流入ポート3に対してオ
リフィス4の反対側に開口している。
【0005】一方、スプール室2内にはその壁面に摺接
して軸方向に移動可能な弁体であるスプール弁6が設け
られており、スプール弁6の軸方向の移動によりその外
周がドレンポート5の入口を閉塞する面積を調整するよ
うになっている。また、スプール弁6とスプール室2の
閉塞端2bとの間にはスプール弁6のリターンスプリン
グ7が張架されている。さらに、スプール弁6と閉塞端
2bとの間のスプール室2に形成される背圧室8と、オ
リフィス4の下流側の吐出ポート2aとは連通路9で連
通されている。そしてオリフィス4とスプール弁6との
間のスプール室2に形成される高圧室7内の流体圧と、
背圧室8内の流体圧とが釣り合うように、スプール弁6
によりドレンポート5の入口の開孔面積を調整するよう
になっている。
【0006】また、スプール室2の壁面のドレンポート
5に対向する位置には、ドレンポート5と同形状の凹部
11が設けられており、高圧室7からドレンポート5へ
高圧流体が流れるときに発生する流体音を減少させるよ
うになっている。そして、高圧流体は凹部11を通って
もドレンポート5内に流入する。
【0007】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成された従来の流量制御弁にあっては、高圧室
7から直接ドレンポート5内に高圧流体が流入するとき
の流路抵抗と、高圧室7から凹部11を経由してドレン
ポート5内に流入するときの流路抵抗を比較すると、後
者の方が大きい。この結果、スプール弁6の外周面に加
わる流体圧はドレンポート5側と凹部11側との間に差
が生じ、スプール弁6は矢印Aで示すようにドレンポー
ト5側に押される。このためスプール弁6の中心軸がス
プール室2の中心軸に対して変位し、スプール弁6の外
周がスプール室2の壁面に対して押圧され、スプール室
2及びスプール弁6が偏摩耗するという問題があった。
【0008】本考案は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、流体圧の差によるスプール弁の偏心の発生を防
止し、スプール室及びスプール弁の摺動による摩耗を低
減することのできる流量制御弁を提供することを目的と
する。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本考案は、作動油の流入ポートと、アクチュエータ
の油圧回路への作動油の吐出ポートと、余剰の作動油を
還流させるドレンポートとを備えたスプール室内に、ス
プール弁を配設し、該スプール弁により前記ドレンポー
トからのドレン流量を増減させ、吐出流量を制御するよ
うにした流量制御弁において、前記ドレンポートに対向
するスプール室の壁面に凹部を形成し、該凹部の開孔面
積を前記ドレンポートの開孔面積より前記スプール室の
高圧室側に大としたことを特徴とするものである。
【0010】
【作用】ドレンポートの開孔面積より凹部の開孔面積の
方が大きくなるから、作動油が凹部を経由してドレンポ
ートに流入し易くなり、ドレンポートに直接流入する側
と、凹部を経由して流入する側との流路抵抗を略等しく
することができ、スプール弁の偏心の発生を防いで、ス
プール室及びスプール弁の偏摩耗を低減する。
【0011】
【実施例】以下、この考案の一実施例を図1により説明
する。
【0012】図1は流量制御弁の概略的な構成を示す縦
断面図である。
【0013】尚、この図において、図2に示した従来例
と対応する部分には同一符号を付して、その説明を省略
する。
【0014】この考案では、前記凹部11をドレーンポ
ート5より高圧室7側に図示Lだけ偏位させると共に、
前記ドレンポート5をスプール室2に対して90°の位
置から当該スプール室2との接続点を中心として高圧室
7側とは反対側に所定角度傾けている。
【0015】これによって、凹部11の開孔面積の方が
ドレンポート5の開孔面積より高圧室7側に大きくな
る。もっとも、ドレンポート5を傾けたが、後述するよ
うに傾けた方が好ましいということであって傾けなくて
も良い。
【0016】次にこの実施例の作用を説明する。エンジ
ンの回転数に比例して回転するポンプにより供給される
高圧流体である作動油は、流入ポート3を介してスプー
ル室2の高圧室7内に供給される。高圧室7に供給され
た作動油の一部はオリフィス4を通って吐出ポート2a
側に送られ、吐出ポート2aに接続された図示しないパ
ワーステアリング装置に供給される。また作動油の他の
一部はスプール弁6の外周端6aと、ドレンポート5の
スプール室2との接続部における内周5aとの間の間隙
14及び凹部11を通って、ドレンポート5内に排出さ
れる。
【0017】このときスプール室2のオリフィス4に対
して下流側の吐出ポート2a内と、上流側である高圧室
7内とでは、オリフィス4により差圧が発生しており、
吐出ポート2と連通路9を介して連通している背圧室8
内の圧力は高圧室7内の圧力より低くなっている。従っ
てスプール弁6は背圧室8側に押されるが、背圧室8内
に装着されているリターンスプリング10の付勢力によ
ってスプール弁6が高圧室7側に押し返される。そし
て、高圧室7内の作動油をドレンポート5内に流入する
間隙14および凹部11の実質開孔面積は、スプール弁
6を両方向から押し、力が平衡となった位置によって決
まる。このようにして吐出ポート2aから外部へ供給さ
れる作動油の流量が調整される。すなわち、ポンプの回
転が速くなり、流入ポート3から供給される作動油が多
くなって高圧室7内の圧力が上昇すると、スプール弁6
が背圧室8側に移動し、間隙14および凹部11の実質
開孔面積が大きくなる。この結果、ドレンポート5から
排出される作動油の量が多くなり、吐出ポート2aから
外部へ供給される作動油の量は減少する。
【0018】ところで、スプール室2の凹部11を経由
してドレンポート5に流入しドレンされる流量Q2
【数1】で表され、また隙間14からドレンポート5に
直接流入しドレンされる流量Q1
【数2】で表される。なお、上記数1および数2におい
て、 A1 :ドレンポート5の開孔面積 A2 :凹部11の開孔面積 C1 :ドレンポート5の流量係数 C2 :凹部11の流量係数 ρ:作動油の密度 ΔP:圧力差 を示すものとする。
【0019】ここで、流量Q1 はドレンポート5に直接
流入するのに対して、流量Q2 は凹部11に流入した
後、第1ランド12と第2ランド13との間を経由して
ドレンポート5に流入するため、前者の流量係数C1
り後者の流量係数C2 の方が小さくなるが、凹部11が
ドレンポート5の開孔面積A1 より凹部11の開孔面積
2 の方が高圧室7側に大きくなっているから、前記偏
位量Lを適切に設定すれば、ほぼQ2 =Q1 とすること
も可能となる。尚、ドレンポート5をスプール室2との
接続点を中心としてオリフィス4側とは反対側に所定角
度傾けておけば、ドレンポート5側の流量係数C1 を小
さくできるから、よりQ2 =Q1 に近づける上で好適で
ある。
【0020】従って、ドレンポート5側と凹部11側と
の間で流体圧によるサイドフォースの差が減少する。
【0021】また、凹部11がドレンポート5より高圧
室7側に図示Lだけ偏位しているため、エンジン回転数
が低い時、スプール弁6がドレンポート5よりオリフィ
ス4側に位置してドレインポート5への直接流入はない
ものの、凹部11がスプール弁6よりオリフィス4側に
位置して開いている場合が考えられるが、ドレン流量は
十分に小さいから、いわゆる片当たり現象を生じても、
凹部11付近の弁摺動壁面が偏摩耗する程ではなく、問
題とならない。
【0022】
【考案の効果】以上の通り、この考案は、スプール室の
凹部の開孔面積をドレンポートの開孔面積より高圧室側
に大としたため、作動油が凹部を経由してドレンポート
に流入し易くなり、ドレンポートに直接流入する側の流
量と、凹部を経由して流入する側の流量とをほぼ等しく
することが可能となる。このため、ドレンポート側と凹
部側との間で流体圧によるサイドフォースの不均衡が減
少するから、スプール弁の片当たり現象をなくしドレン
ポート付近の弁摺動壁面が偏摩耗するのを確実に防止で
きる。
【数1】Q2 =C2 ×A2 ×(2×ΔP/ρ)1/2
【数2】Q1 =C1 ×A1 ×(2×ΔP/ρ)1/2
【図面の簡単な説明】
【図1】この考案の一実施例を示す縦断面図である。
【図2】従来例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
2 スプール室 2a 吐出ポート 3 流入ポート 4 オリフィス 5 ドレンポート 6 スプール弁 7 高圧室 11 凹部

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 作動油の流入ポートと、アクチュエータ
    の油圧回路への作動油の吐出ポートと、余剰の作動油を
    還流させるドレンポートとを備えたスプール室内に、ス
    プール弁を配設し、該スプール弁により前記ドレンポー
    トからのドレン流量を増減させ、吐出流量を制御するよ
    うにした流量制御弁において、前記ドレンポートに対向
    するスプール室の壁面に凹部を形成し、該凹部の開孔面
    積を前記ドレンポートの開孔面積より前記スプール室の
    高圧室側に大としたことを特徴とする流量制御弁。
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US07/906,700 US5218989A (en) 1991-07-03 1992-06-30 Flow control valve
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