JP2569367Y2 - 流量制御弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、例えばベーンポンプ
から自動車用パワーステアリング装置等に供給される作
動液の流量を適正に調整する流量制御弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用パワーステアリング装
置は、車両停止時及び低速走行時、即ちエンジンの低回
転時では操舵力を十分に助勢する必要があるが、高速走
行時、即ちエンジンの高回転時では操舵安定性を向上さ
せるために操舵力の助勢はさほど必要としないから、エ
ンジンの回転速度の上昇に応じて増大する液圧ポンプの
吐出流量をそのままパワーステアリング装置に供給する
ことは好ましくない。

【０００３】そこで、液体ポンプにはその吐出流量を制
御するために流量制御弁が設けられている。この種の流
量制御弁には例えば実公平１−３９６６１号公報に記載
されたものがある。この流量制御弁は、図２に示すよう
に、主流量制御弁Ａの他に、第２の流量制御弁Ｂを設け
ている。主流量制御弁Ａは図示しない液圧ポンプから吐
出された作動液のうち、パワーステアリング装置等のア
クチュエータに必要流量を導き、この必要流量に対する
余剰流量を前記液圧ポンプの吸込側に戻すようにしたも
ので、図示しないポンプボディと一体のハウジング２０
には、一端を閉塞し、他端を開口させた筒体状のスプー
ル収納孔２１が形成され、このスプール収納孔２１の開
口端には、前記アクチュエータに作動液を導く吐出ポー
ト２２が吐出オリフィス２３を介して形成され、吐出オ
リフィス２３を挟んで吐出ポート２２の反対側には、ポ
ンプ吐出圧を導入する流入ポート２４と、余剰流量を液
圧ポンプの吸込側に戻すドレーンポート２５とが形成さ
れている。前記スプール収納孔２１内には、スプリング
２６により吐出ポート２２側に付勢されたスプール弁２
７が摺動自在に嵌入されて、吐出オリフィス２３を介し
吐出ポート２２に連通する高圧室２８と、連通路２９を
介し前記吐出ポート２２に連通する背圧室３０とを区画
形成している。そして、高圧室２８内と背圧室３０内の
液圧差に基づく前記スプール弁２７の摺動でドレーンポ
ート２５からのドレン量を増減させて、アクチュエータ
に対する作動液の吐出量及び圧力を制御するようにして
いる。

【０００４】また、第２の流量制御弁Ｂは、吐出オリフ
ィス２３の上流側と下流側を連通させるバイパス通路３
１を設け、このバイパス通路３１により主流量制御弁Ａ
による前記必要流量（以下、メイン流量という）にバイ
パス流量を加えた一定の流量を前記アクチュエータに供
給し、高速走行時にはバイパス通路３１の開閉および開
度調整を行いバイパス流量を減少させてフローダウンを
行うもので、バイパス通路３１のスプール収納孔３１ａ
内にはスプール弁３２が摺動自在に嵌入されて、流入ポ
ート２４に連通する液室３３と、吐出ポート２２に連通
する液室３４とを区画形成している。前記スプール弁３
２には、前記２つの液室３３、３４を連通させる中央孔
３５が穿設され、この中央孔３５にはオリフィス３６が
設けられている。このスプール弁３２はスプリング３７
により液室３３側に付勢されている。前記吐出ポート２
２と液室３４とを連通させる連通路３８には、車速検出
器３９により検出された車速に応じてスピードメータケ
ーブル４０を介し駆動される液圧モータ４１が設けられ
ている。そして、車両停止時及び低速走行時には車速検
出器３９が動作せず、このため液圧モータ４１が停止し
た状態で、バイパス通路３１が最大に開放し、このバイ
パス通路３１を介して高圧室２８から吐出ポート２２に
流れるバイパス流量を、吐出オリフィス２３を介して高
圧室２８から吐出ポート２２に流れるメイン流量に加え
たものがアクチュエータに対する作動液の吐出量となる
が、高速走行時には車速検出器３９が車速を検出して液
圧モータ４１が駆動され、液室３４内の作動液が吐出ポ
ート２２側に排出され、これに伴い流入ポート２４側か
ら液室３４、スプール弁３２内のオリフィス３６及び中
央孔３５を経て液室３３への流れが生じて、オリフィス
３６の前後に差圧が生じ、この差圧によりスプール弁３
２が摺動し、このスプール弁３２でバイパス通路３１が
閉じられてバイパス流量が減少してゆき、最後にはバイ
パス通路３１が閉塞してアクチュエータに対する作動液
の吐出量をメイン流量だけとすることでフローダウンが
行われるようになっている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の流量制御弁では、主流量制御弁Ａの他に、車速に応
じてバイパス通路３１の開閉及び開度調整を行うことで
バイパス流量を減少させてフローダウンを行う第２の流
量制御弁Ｂを別個にハウジング２０に設けるものであ
り、スプール弁、スプール収納孔やスプリング等が二重
に必要となるから、全体の構成が複雑となり、かつ部品
点数が多くなることと相俟って高価となるばかりでな
く、第２の流量制御弁Ｂが必要になるだけハウジング２
０等が大型化してしまうという不都合がある。

【０００６】この考案は前記従来の課題を解決するため
になしたもので、所望のフローダウン機能を確保しなが
ら小型化、単純化及びコストの低減が図れる流量制御弁
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この考案は、スプール収納孔内にスプール弁を摺動
自在に収納し、ポンプ吐出圧が導入される高圧室と、吐
出ポートの圧力が導入される背圧室とを区画形成し、こ
れらの圧力室の圧力差に基づく前記スプール弁の摺動で
ドレン量を増減させて吐出ポートからアクチュエータへ
の吐出量及び圧力を制御する流量制御弁において、前記
背圧室内に摺動自在にスプリング受壁を配設して、該背
圧室からスプール収納孔の閉塞端側に第二高圧室を隔成
すると共に、スプリング受壁とスプール弁との間にメイ
ンスプリングを、スプリング受壁とスプール収納孔の閉
塞端との間にサブスプリングをそれぞれ介設し、前記第
二高圧室を、減圧オリフィスを有する入側連通路を介し
て前記高圧室に、出側連通路を介して前記吐出ポートに
それぞれ接続し、前記出側連通路に、車速に応じて駆動
されて第二高圧室から作動液を吐出する液圧モータを設
けたものである。

【０００８】

【作用】上記の構成によれば、高圧室と第二高圧室とに
ポンプ吐出圧が導入されており、その圧力バランスが崩
れない限り、スプリング受壁はメインスプリングのばね
力とサブスプリングのばね力とがバランスする位置に停
止するから、従来と同様の流量制御作用が得られる。つ
まり、エンジンの低回転時、ポンプ吐出量が所定量以下
の低回転域にあり、高圧室に導かれた吐出流量の全量が
吐出ポートに導かれる。ポンプ吐出量が増加して高圧室
内の圧力が高まると、スプール弁が移動してドレーン流
量を増加させ、ポンプ回転数が一定に達した時、ポンプ
の吐出圧、回転数に関係なく、吐出ポートに導かれる流
量は一定となる。

【０００９】車速が速くなると、エンジンの回転速度が
上昇してポンプ吐出流量が増大するが、同時に車速に応
じて液圧モータが駆動され、第二高圧室側から吐出ポー
トに作動液が吐出されて、僅かな流量であるが、入側連
通路を介し高圧室から第二高圧室へ流れ、かつ出側連通
路を介し第二高圧室から吐出ポートへ流れるから、入側
連通路に設けた減圧オリフィスの働きで第二高圧室内の
圧力は高圧室内の圧力より下がる。この差圧でスプリン
グ受壁は移動してドレーンポートを更に開口させ、ドレ
ーン流量を増加させるから、吐出ポートに導かれる流量
は減少する。このように、フローダウンが行われる。

【００１０】

【実施例】以下、この考案の一実施例を図１により説明
する。

【００１１】図１は流量制御弁を示す縦断面図である。

【００１２】図示しないポンプボディと一体のハウジン
グ１には、一端を閉塞し、他端を開口させた筒体状のス
プール収納孔２が形成され、このスプール収納孔２の開
口端２ａの内周には吐出オリフィス３が設けられてい
る。この吐出オリフィス３の一側には、図示しないパワ
ーステアリング装置等のアクチュエータに作動液を供給
する吐出ポート４が設けられ、他側には、図示しない液
圧ポンプからの作動油を流入させる流入ポート５と、余
剰流量をドレーン通路に排出するドレーンポート６とが
設けられている。

【００１３】前記スプール収納孔２内にはスプール弁７
が摺動自在に収納されて、ポンプ吐出圧が導入される高
圧室８と、吐出ポート４の圧力が導入される背圧室９と
を区画形成している。

【００１４】背圧室９内にはスプリング受壁１１が摺動
自在に配設されて、背圧室９からスプール収納孔２の閉
塞端２ｂ側に第二高圧室１３を隔成している。

【００１５】スプール弁７とスプリング受壁１１との間
にはメインスプリング１０が介設され、スプリング受壁
１１とスプール収納孔２の閉塞端２ｂとの間にはサブス
プリング１２が介設されている。前記スプリング受壁１
１の移動範囲は図示しない前側ストッパーと後側ストッ
パーとにより設定されている。前側ストッパーとして
は、スプール収納孔２の内面に設けたスナップリング等
が使用され、また後側ストッパーとしては、スプール収
納孔２の内面に設けたスナップリングやスプール収納孔
２の閉塞端２ｂ又はスプリング受壁１０の一方に他方側
に延在させて設けたロッド等が使用される。

【００１６】前記第二高圧室１３は、減圧オリフィス１
４を有する入側連通路１５を介して高圧室８に、出側連
通路１６を介して吐出ポート４にそれぞれ接続されてい
る。前記出側連通路１６には、車速検出器１７により検
出された車速に応じてスピードメータケーブル１８を介
して駆動されて第二高圧室１３から作動液を吐出する液
圧モータ１９が設けられている。

【００１７】以上の構成において、スプリング受壁１１
はスプール収納孔２内で摺動自在となっているが、高圧
室８と第二高圧室１３とはポンプ吐出圧が導入されてお
り、その圧力バランスが崩れない限り、スプリング受壁
１１には移動力が働かず、スプリング受壁１１はメイン
スプリング１０のばね力とサブスプリング１２のばね力
とがバランスする位置に停止する。

【００１８】このように、スプリング受壁１３がスプー
ル収納孔２内に固定されたのと同様な状態では、次のよ
うに従来と同様の流量制御作用が得られる。つまり、高
圧室８に導かれたポンプ吐出流量は吐出オリフィス３を
介して吐出ポート４に導かれ、その際に吐出オリフィス
３の前後に差圧が生じ、この差圧でスプール弁７を背圧
室９側に移動させる力が生じるが、ポンプ吐出量は所定
量以下の低回転域にある時は、スプール弁７の移動力は
小さく、ドレーンポート６を開口させるほどスプール弁
７が移動しないから、高圧室８に導かれた吐出流量の全
量が吐出ポート４に導かれる。ポンプ吐出量が増加して
高圧室８内の圧力が高まると、スプール弁７が移動して
ドレーン流量を増加させ、ポンプ回転数が一定に達した
時、ポンプの吐出圧、回転数に関係なく、吐出ポート４
に導かれる流量は一定（Ｑ )となる。

【００１９】車速が速くなると、エンジンの回転速度が
上昇してポンプ吐出流量が増大するが、同時に車速に応
じてスピードメータケーブル１８を介して液圧モータ１
９が駆動され、第二高圧室１３側から吐出ポート４に作
動液が吐出されて、僅かな流量（Ｑ₁ ）であるが、入側
連通路１５を介し高圧室８から第二高圧室１３へ流れる
から、入側連通路１５に設けた減圧オリフィス１４の働
きで第二高圧室１３内の圧力は高圧室８内の圧力より下
がる。この差圧ΔＰは、 ΔＰ＝ρ／２×（Ｑ₁ ／ＣＡ）² ここで、Ｃ：オリフィス係数、Ａ：オリフィス面積 となり、液圧モータ１９の回転数、つまり車速の二乗に
比例して大きくなり、スプリング受壁１１の前後の圧力
バランスが崩れ、結果としてスプリング受壁１１はスプ
ール収納孔２の閉塞端２ｂ側に移動してドレーンポート
６を更に開口させ、ドレーン流量を増加させるから、吐
出ポート４に導かれる流量は減少する。このように、フ
ローダウンが行われる。

【００２０】前記液圧モータ１９による流量Ｑ₁ は前記
流量Ｑに比べて非常に小さく、このため吐出ポート４に
吐出される流量はＱ＋Ｑ₁ となるが、吐出量への影響は
ほとんどない。また、液圧モータ１９は減圧作用が目的
で、吐出量は非常に小さく、かつ負荷も非常に小さいた
め、液圧モータ１９の駆動トルクはスピードメータケー
ブル１８の伝達トルク以下に抑えられる。

【００２１】

【考案の効果】以上の通りこの考案は、ドレーンポート
が閉じる方向にスプール弁を付勢するメインスプリング
のスプリング受壁をスプール収納孔内で摺動自在とし、
このスプリング受壁の前後に車速に応じた差圧を発生さ
せ、この差圧でスプリング受壁を移動させ前記メインス
プリングの反力を弱めてドレーン流量を増加させること
でフローダウンを行う簡単な構成であり、従来のように
第２の流量制御弁を設けずに済み、それでいて従来と同
様にフローダウン機能を確保することができる。従っ
て、従来の流量制御弁に比べて小型化、単純化及びコス
トの低減が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例である流量制御弁を概略的
に示す縦断面図である。

【図２】従来例である流量制御弁を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

２ スプール収納孔 ２ｂ 閉塞端 ４ 吐出ポート ７ スプール弁 ８ 高圧室 ９ 背圧室 １０ メインスプリング １１ スプリング受壁 １２ サブスプリング １３ 第二高圧室 １４ 減圧オリフィス １５ 入側連通路 １６ 出側連通路 １７ 車速検出器 １８ スピードメータケーブル １９ 液圧モータ

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 スプール収納孔内にスプール弁を摺動自
   在に収納し、ポンプ吐出圧が導入される高圧室と、吐出
   ポートの圧力が導入される背圧室とを区画形成し、これ
   らの圧力室の圧力差に基づく前記スプール弁の摺動でド
   レン量を増減させて吐出ポートからアクチュエータへの
   吐出量及び圧力を制御する流量制御弁において、前記背
   圧室内に摺動自在にスプリング受壁を配設して、該背圧
   室からスプール収納孔の閉塞端側に第二高圧室を隔成す
   ると共に、スプリング受壁とスプール弁との間にメイン
   スプリングを、スプリング受壁とスプール収納孔の閉塞
   端との間にサブスプリングをそれぞれ介設し、前記第二
   高圧室を、減圧オリフィスを有する入側連通路を介して
   前記高圧室に、出側連通路を介して前記吐出ポートにそ
   れぞれ接続し、前記出側連通路に、車速に応じて駆動さ
   れて第二高圧室から作動液を吐出する液圧モータを設け
   たことを特徴とする流量制御弁。