JP2685177B2 - 車両用油圧システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両用油圧システムに関し、１台の油圧ポ
ンプからの吐出オイルにより、例えばパワーステアリン
グ用シリンダと、ラジエータファンの駆動用モータとを
作動するシステムに用いて有効である。 〔従来の技術及びその問題点〕 従来より、車両のパワーステアリング用のパワーシリ
ンダは、専用の油圧ポンプからの油圧を受けて作動して
いた。また、このパワーシリンダ駆動用の油圧ポンプか
らの油圧を受け、パワーシリンダからの他の補機、例え
ばエンジンラジエータ冷却ファン駆動用の油圧モータを
駆動する旨も提案されていた。 ここで、パワーステアリング駆動用のパワーシリンダ
は、車両の保安上極めて重要な補機であり、油圧ポンプ
のみでなく、パワーシリンダや油圧回路も保安が確保で
きる位置に配設されている。しかしながら、この油圧ポ
ンプからのオイルにより、同時にラジエータファンを駆
動させようとした場合には、油圧ポンプからのオイルを
オイル通路を介しラジエータの搭載位置まで延長しなけ
ればならない。そして、ラジエータは自動車の最前方に
搭載されるのが普通であるため、上述のパワーシリンダ
等に比べ、保安上の問題がある。さらに、油圧モータ
は、例えばファンが何らかの外力を受けて回転不良とな
った場合、作動不能となる恐れもある。ここで、ラジエ
ータファン、もしくは油圧モータ等が破損した場合に
は、オイル通路より作動オイルが一時に多量に流出する
恐れもある。このように、作動オイルが多量に流出した
のでは、パワーステアリング起動用のパワーシリンダの
作動が円滑には行われなくなるという恐れがあり、その
ことは車両の保安上問題となる。 〔発明が解決しようとする課題〕 本発明は上記点に鑑みて案出されたもので、１台の共
用油圧ポンプにより、２以上の補機を駆動する車両用油
圧システムにおいて、副となる補機において故障等を生
じた場合には、主となる補機には確実に作動オイルが供
給されるようにすることを目的とする。 〔構成及び作動〕 上記目的を達成するため、本発明の車両用油圧システ
ムでは、主補機と副補機との間に制御弁を配設し、この
制御弁は副補機側での急激な作動流体の洩出に基づいて
オイル通路の切り換えを行なうようにする。すなわち、
制御弁前後の圧力差が、所定値以上に増大した場合に
は、油圧ポンプからのオイルは主補機側へのみ流れるよ
うにする。換言すれば、副補機側に一定以下のオイルが
循環すべく保持されているときのみ、油圧ポンプからの
オイルを副補機側へ流すように制御する。 〔発明の効果〕 上述の構成の採用により、本発明のシステムでは、車
両用として保安上重要な補機と、そうでない補機とを、
同時に１つの油圧ポンプによって駆動することが可能と
なる。そのため、補機が多数搭載される車両において
は、その搭載上の制約が緩和されるという優れた効果を
有する。 〔実施例〕 第１図中100は油圧ポンプで、図示しない自動車走行
用エンジンの回転駆動力を受けて作動する。この油圧ポ
ンプ100は、オイル溜101内の作動オイルを吸入通路102
を介し吸入する。そして吐出通路103側に吐出するもの
である。油圧ポンプ100の出口側にはリリーフ弁104が配
設されており、このリリーフ弁により、油圧ポンプ100
より吐出されるオイルの吐出圧が常に一定圧以下に制御
される。すなわち、油圧ポンプ100は自動車走行用エン
ジンの回転駆動力を受けて作動するものであるため、エ
ンジン回転数に応じ、油圧ポンプ100の吐出量も大きく
変動することになる。この吐出量の変動に伴う吐出圧の
変化をリリーフ弁104によって抑えるようにしたもので
ある。 吐出通路103は制御弁200を介してファン駆動モータ30
0用の油圧回路301と連通する。 油圧モータ300は、エンジンラジエータ301へ冷却風を
導くファン302を駆動するものである。なお、ファン302
とラジエータ301との間には、ファンシュラウド303が配
設されており、ファン302により生ずる冷却風の整流を
行なう。油圧モータ300は作動オイルの圧力を受けてシ
ャフト304を回転させるものである。 また、モータ300は出口側油圧回路305に連通し、この
出口側油圧回路305は、制御弁200を介してパワーステア
リングを駆動するパワーシリンダ400の入口側油圧回路4
01に連通する。 なお、本例では油圧モータ300が副補機となり、パワ
ーシリンダ400が主補機となる。 また、油圧モータ300の油圧回路301,305には、油圧モ
ータをバイパスして流量制御通路310とパワーステアリ
ング優先通路320とが形成される。流量制御通路310途中
には、流量制御弁311が配設されており、この流量制御
弁311により、流量制御通路311内を通る作動オイルの流
量が制御される。 ここで、流量制御通路310に多量の作動オイルが流れ
るようでは、油圧モータ300に供給される作動オイルの
量は小さなものとなる。逆に、流量制御通路310側に大
きな流通抵抗が設けられ、流通制御回路310を流れる作
動オイルの流量が小さくなれば、油圧モータ300に多量
の作動オイルが供給されることになる。油圧モータ300
に多量の作動オイルが供給されれば、油圧モータは高速
回転する。逆に、油圧モータ300に供給される作動オイ
ルの流量が小さくなれば、油圧モータ300の回転数は小
さくなる。従って、この流量制御弁311により、流量制
御通路310内を流れる作動オイルの流量を制御すること
により、モータ300の回転数を制御することが可能であ
る。従って、流動制御弁311はラジエータ301側から要求
される冷却能力に応じて流量制御通路310からの通路開
口断面積を可変制御するものである。 また、パワーステアリング優先通路320も、上述の流
量制御通路310と同様、油圧モータ300をバイパスして配
設されている。このパワーステアリング優先通路320途
中には、パワーステアリング優先弁321が配設される。
このパワーステアリング優先弁は、通常は通路320を閉
じている。しかし、パワーステアリング用のパワーシリ
ンダ400が作動を開始する状態では、その状態を背圧上
昇により受け、通路320を開く。 ラジエータ301冷却用の油圧モータ300は使用頻度が高
いのに対し、パワーステアリング用のパワーシリンダ40
0は、乗員が低速でステアリング作動をしたときのみ作
用する必要がある。すなわち、パワーシリンダ400の使
用頻度は少ない。しかし、乗員がステアリング作動をす
るときには、確実にパワーシリンダに作動オイルが供給
される必要がある。すなわち、パワーシリンダが作動す
るときには、油圧ポンプ100からのオイルは、パワーシ
リンダに優先的に供給されるようにする必要がある。そ
こで、そのような状態においては、パワーステアリング
優先弁321が通路320を開く。通路320を開くことによ
り、入口側油圧回路301内の作動オイルは、モータ300を
バイパスして出口側油圧回路305へ流れる。すなわち、
モータ300で作動オイルの駆動力を消耗することなく、
パワーシリンダ400側に供給されることになる。 なお、パワーシリンダの入口側油圧回路401には、定
流量弁410が配設されている。この定流量弁410は、パワ
ーシリンダ400への流入流量を一定に保つものである。
すなわち、入口側油圧回路401内の流量は、油圧モータ3
00の容量等により、パワーシリンダ400の規定の流量を
上回ることがある。ここで、油圧回路401内の流量が規
定流量に対し大きく差がある時には、パワーシリンダの
制御状態が一定とならず、乗員が良好なステアリング操
作を行えないことになる。そのため、パワーシリンダ40
0の入口側には、定流量弁410が配設され、作動が円滑に
行われるようになっている。また、パワーシリンダ400
の出口側油圧回路402が配設され、この油圧回路400には
オイル溜101に連通する。 次に制御弁200の構造を説明する。第２図および第３
図に示すように、この制御弁は吐出通路103をモータ300
側の入口側油圧回路301、もしくはパワーシリンダ400側
の入口側回路401のいずれかと連通切換するものであ
る。なお、図中吐出通路103側の入口をＡで示し、モー
タ300側の入口側油圧回路301に連通する開口部をＢで示
し、出口側油圧回路305に連通する開口をＣで示し、ま
た、パワーシリンダ400側の入口側油圧回路401に連通す
る開口をＤで示す。第２図は吐出通路103からの作動オ
イルが油圧モータ300側へ流れる状態を示し、第３図は
油圧モータ300側へは作動オイルを供給しない状態を示
す。 すなわちこの制御弁200は、第４図に示すように、開
口A,B,C,Dと、開口部ＣとＤとをつなぐ連通通路207と、
連通通路を制御弁200のハウジング202内に形成する。ま
た、この制御弁ハウジング202内には、円筒状のバルブ
空間203が形成されており、このバルブ空間内に切換弁
体204が摺動自在に配設される。なお、切換弁体は、段
付円筒状をしており、その大径205,206,207,208は、バ
ルブ空間203内と摺接し、バルブ空間203との間で油密が
保たれる。また、切換弁体204の小径部209,210,211はそ
れぞれ、切換通路を形成する。第２小径部210により形
成される通路室212と、第１大径部205と、バルブ空間20
3とにより形成される圧力室213とは、導圧通路214によ
り連通されている。また、第２大径部206側面と、第４
大径部208およびバルブ空間203によって形成される圧力
室215とは導圧通路216によって連通されている。また、
圧力室215内にはスプリング217が配設されており、この
スプリング217により切換弁体204は圧力室213側へ付勢
される。さらに、圧力室215内には、ストッパ218が配設
されており、このストッパ218により切換弁体204の圧力
室215側への変位が規制される。 また、通路室212と開口部Ｂとの間には切換弁体204と
制御弁ハウジング202とで形成される絞り機構が存在す
る。切り換え状態（第３図）においても同様に通路室21
2と開口部Ｄとの間には切換弁体204と制御ハウジング20
2とで形成される絞り機構が存在する。 本例の制御弁200は、切換弁体204内に形成された導圧
通路214,216により、制御弁200の置かれた圧力状態に応
じて自動的に切り換わることになる。 次に上記油圧システムの作動を説明する。 自動車走行用エンジンの回転駆動力を受け、油圧ポン
プ100は、作動オイルを吐出する。この作動オイルの吐
出圧力はリリーフ弁104により一定値に保持される。自
動車の定常運転状態においては、作動オイルあ制御弁20
0を介し、入口側油圧回路301側に流れる。この状態で
は、入口側油圧回路301内の油圧により、モータ300が回
転駆動されることになる。前記定常状態においては、吐
出通路103と入口側通路301間に形成された絞りを通過す
る流量も規定値以下で、従って絞り前後の差圧も規定値
以下となる。 第４図に示すように、吐出通路103側の圧力は、通路
室212より導圧通路214を介し、第１圧力室213に導かれ
る。また、入口側油圧回路301内の圧力は、導圧通路216
を介し、第２圧力室215内に導かれることになる。その
ため、切換弁体204は、その両端の圧力差が規定値以下
であり、スプリング217による付勢力に導圧通路214によ
り導かれた第１圧力室213の圧力が打ち勝てない状態と
なる。従って、スプリング217の付勢力を受けて、切換
弁体204は第１圧力室213側に変位する。この変位に応じ
て、通路室212は吐出通路103と入口側油圧回路301とを
連通させることになる。また、連通通路207を介して油
圧モータ300の出口側油圧回路300と、パワーシリンダ40
0の入口側油圧回路401とを連通させることになる。 従って、この状態では、油圧ポンプ100からの作動オ
イルが、モータ300に良好に供給され、モータ300はファ
ン302の回転駆動を行なう。この状態において、ファン3
02の回転力が流量制御弁311によって制御されることは
上述の通りである。 また、このような状態において、パワーステアリング
を操作する必要が生じたときには、パワーステアリング
優先弁321が通路320を開く。通路320の流通抵抗は、油
圧モータ300に比べて極めて小さいので、入口側油圧回
路301内の作動オイルはほとんどモータ300をバイパスし
て、出口側油圧回路305へ流れる。このことにより、モ
ータ300の回転を止めるとともに、パワーシリンダ400へ
充分な作動オイルを供給するようにする。 ところで、ラジエータ301は自動車の最前方に位置し
ているため、自動車が万一衝突等を起こした場合には、
ラジエータ301および油圧モータ300が破損する恐れもあ
る。また、ファン302や油圧モータ300に異物が噛み込
み、油圧モータ300の作動不良をきたす恐れがある。こ
のような場合、入口側油圧回路301もしくは出口側油圧
回路305の破損につながれば、油圧回路301,305内の圧力
はたとえ走行中においても急激に低下してしまうことに
なる。しかしながら、このような状態であっても、車両
の保安上は、ステアリング操作用パワーシリンダ400に
は充分な作動オイルが供給されることが必要とされる。
そこでこのような場合には、制御弁200が油圧モータ300
側の油圧回路301,305を閉じるように作動する。 上述したように、この異常状態油圧モータ300側の入
口側油圧回路301の圧力が急激に低下し、急激に流量が
増大する。流量増大により前記通路室212と開口部Ｂと
の間に形成された絞り部前後で発生する圧力差は大きく
なり、吐出通路側の高圧力は導圧通路216を介して第１
圧力室に伝達される。一方、入口側油圧回路301の低圧
力は、導圧通路216を介して第２圧力室125へ伝達され
る。そのため、第１圧力室213と第２圧力室214との間に
差圧が発生し、この差圧に基づき、切換弁体204はスト
ッパ218に当接するまで、第２圧力室215側に変位する。
この変位後の状態は第３図に示す通りであり、吐出通路
103はパワーシリンダ400側の入口側油圧回路401に連通
する。油圧モータ300側の入口側油圧回路301は、第２大
径部206によって閉じられる。同様に、油圧モータ300側
の出口側油圧回路305も、第１大径部205によって閉じら
れる。そのため、油圧モータ300側の破損は、パワーシ
リンダ400には何ら悪影響を及ぼさないことになる。特
に第３図に示すように、切換弁体204が変位した後で
は、第３大径部207と開口Ｂとの間に流体の絞りが形成
されることになる。この絞りの作用により、切換弁体が
再度自動復帰しないようになっている。 なお、上述した例は本発明の望ましい対応であるが、
本発明は他に種々の対応がある。第５図は制御弁200の
他の形状を示したものである。この第５図図示制御弁
は、切換弁体200に、パイロット弁250を収納しものであ
る。パイロット弁250はスプリング251から所定の付勢力
を受け、導圧通路214を通常閉じている。従って、第１
通路253を介して受ける吐出通路103側の圧力と、第２通
路254を介して受ける入口側油圧回路301の圧力との差圧
が、スプリング251の付勢力より小さい場合は、パイロ
ット弁250は第１通路253,254を閉じている。従って、連
通通路212内の圧力は、第１圧力室213に伝達されない。
そのため、スプリング217の付勢力を受け、切換弁体204
は第１圧力室213側に変位している。 しかし、油圧モータ300の入口側油圧回路301内の圧力
が急激に低下した場合には、その圧力変動を受け、パイ
ロット弁250が導圧通路214を開き、第２通路254を閉じ
る。その結果、通路室212内の圧力が第１通路253から導
圧通路214を介し圧力室213に供給される。この高圧によ
り、切換弁体204は第２圧力室215側に変位する。この変
位により、第３図に示すように制御弁の切換が行われ
る。 また、上述の例では、主補機としてパワーステアリン
グ駆動用のパワーシリンダを用い、また、副補機として
油圧モータ300を用いたが、本発明は自動車に搭載され
る他の補機にも使用できることはもちろんである。例え
ば、第６図に示すように、主補機としてブレーキシリン
ダ500を用い、副補機として油圧モータ300により自動車
のオルタネータ、もしくは自動車空調装置の冷媒コンプ
レッサ501を駆動するようにしてもよい。 さらに第７図に示すように、補機を３台直列に並べる
ようにしてもよい。この場合には第１制御弁200の他に
第２制御弁280を配置するようにする。すなわち補機の
保安上の重要度に応じて、第１制御弁200および第２制
御弁280の順で直列配置する。保安上最も重要な補機、
例えばブレーキシリンダ500を油圧ポンプ100の最も近く
に配設し、ついでパワーステアリング400を配置し、さ
らにその他の補機、例えばラジエータファン302駆動用
の油圧モータ300を配置する。 さらに、第８図に示すように、乗員に油圧モータ300
等の異常状態を知らせるようにしてもよい。この第８図
図示例では、切換弁体204の変位を位置スイッチ600によ
って検出する。そして、位置スイッチ600からの信号に
基づき、非常灯601を点灯させたり、または非常ブザー
を鳴らしたりする。なお602は車載バッテリである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明油圧システムの一例を示す回路図、第２
図および第３図は第１図図示制御弁200の作動状態を示
す断面図、第４図は第１図図示制御弁の内部構造を示す
断面図、第５図は本発明に関わる他の例を示す断面図、
第６図および第７図は本発明に関わる他の油圧回路を示
す回路図、第８図は本発明に関わる他の例を示す断面図
である。 100……油圧ポンプ,103……吐出通路,200……制御弁,30
0……油圧モータ,301……入口側油圧回路,305……出口
側油圧回路,400……パワーシリンダ,401……入口側油圧
回路,402……出口側油圧回路。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．作動オイルの吸入吐出を行なう油圧ポンプと、 この油圧ポンプから吐出される作動オイルの圧力を受け
   て作用する主補機と、 この主補機と直列配置され、前記油圧ポンプからの作動
   オイルの油圧を受けて作動する少なくとも１つの副補機
   と、 この副補機と前記主補機との間に配設され、前記油圧ポ
   ンプからのオイルの前記副補機への供給を制御する制御
   弁とを備え、 前記制御弁は本体内に絞り機構を有し、前記副補機側の
   圧力と前記油圧ポンプ側からの圧力との圧力差が所定圧
   差以上に増大した場合には、その圧力差によって前記油
   圧ポンプからのオイルを前記主補機側へのみ流すよう切
   換わり、前記圧力差が所定圧差以下のときには、前記油
   圧ポンプからのオイルを前記副補機へも流すよう切換わ
   ることを特徴とする車両用油圧ポンプシステム。 ２．前記油圧ポンプは定リリーフ弁機構を備えるもので
   あり、前記油圧ポンプより吐出されるオイルの圧力は一
   定値以下に保たれていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の車両用油圧システム。 ３．前記主補機は、自動車のパワーステアリング駆動用
   パワーシリンダであることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項又は第２項記載の車両用油圧システム。 ４．前記副補機は、ファンを駆動する油圧モータである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項い
   ずれか記載の車両用油圧システム。