JP2909606B2

JP2909606B2 - 流量制御装置

Info

Publication number: JP2909606B2
Application number: JP3076854A
Authority: JP
Inventors: 善明浜崎
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1991-03-15
Filing date: 1991-03-15
Publication date: 1999-06-23
Anticipated expiration: 2014-06-23
Also published as: JPH04287770A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポンプのハウジングに
穿設された弁孔内に構成され、該ポンプの吐出流体の一
部を吸込側に還流させて、送出先への送出流量を制御す
る流量制御装置に関し、特に、自動車用の動力舵取装置
へ作動油を送出する油圧ポンプにおいて、該ポンプを駆
動するエンジン回転数の上昇時、即ち高速走行時に、動
力舵取装置への送出油量を逆に減じるべく動作する流量
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多くの流体送出回路においては、送出先
への送出流量を該送出先での要求に応じて制御すること
が必要となり、この場合、送出流体の発生源となるポン
プには、これの吐出流体の一部を吸込側に還流させて送
出流量を制御する流量制御装置が付設される。

【０００３】例えば、舵取機構中に配された油圧アクチ
ュエータへ舵輪（ステアリング）操作に応じて作動油を
送給し、該油圧アクチュエータの発生力にて操舵補助力
を得る構成とした油圧式の動力舵取装置においては、作
動油の発生源たる油圧ポンプは一般的にエンジンにて駆
動されており、該油圧ポンプの吐出油量は車速の増大に
伴って増大する一方、舵取りに際し車輪に加わる路面反
力は、停止時及び低速走行時には大きく高速走行時には
小さいため、車速の遅速に応じて大小となる操舵補助力
の発生が要求される。従って前記油圧ポンプには、吐出
油量の如何に拘わらず動力舵取装置への送出油量を略一
定に維持すること、更に望ましくは、高速走行時におけ
る吐出油量が大なる範囲において、動力舵取装置への送
出油量を減じることが要求され、このような送出油量の
自動調節を可能とするための流量制御装置が用いられて
いる。

【０００４】この流量制御装置は、油圧ポンプのハウジ
ングに穿設した弁室内に、油圧ポンプの吐出油が供給さ
れる供給室と送出先に連なる送出室とを形成し、これら
の間に適宜の絞り面積を有する絞り部を構成する一方、
前記送出室に連通する圧力室と前記供給室とにその両側
を対面させ、両室間の圧力差、即ち、前記絞り部前後の
圧力差に応動する流量調節スプールを設けてなり、該流
量調節スプールの動作により前記供給室への供給油の一
部を油圧ポンプの吸込側に還流せしめる構成となってい
る。

【０００５】即ちこの構成により、供給室への供給油
は、流量調節スプールの動作位置に応じて前記送出室と
還流油路とに振り分けられるが、流量調節スプールの動
作位置を決定する前記絞り部前後の圧力差は、該絞り部
を通流する油量、即ち送出先への送出油量に対応するか
ら、流量調節スプールの前述した動作により、送出油量
の増大に応じて還流油量を増大せしめることができ、送
出油量を略一定に保つことが可能となる。

【０００６】更に、供給室への供給油の全量が通流する
固定絞りを前記絞り部の前に設け、該絞り部を前記固定
絞り前後の圧力差に応じてその絞り開度を変化する可変
絞りとした流量制御装置が実用化されており、この構成
においては、前記絞り部の抵抗が供給油量の増加に伴っ
て増すことから、供給油量、即ちポンプの吐出油量の増
大に応じて送出油量を逆に減じることができ、動力舵取
装置における前述した要求に応え得るものとして広く用
いられている。

【０００７】この種の流量制御装置の代表的な構成とし
て、特公昭63-37749号公報及び特公平１-27308号公報に
開示されたものがある。これは、前記弁孔の開口端に螺
合固定され送出先へ連なる送出ユニオンを該弁孔内に開
口する吐出油路の開口端を閉塞する位置にまで延設し、
この閉塞部位の周面に小径の孔を形成して前記固定絞り
となす一方、前記送出ユニオンの内側空洞部に内嵌固定
した絞り板と、同じく軸長方向への摺動自在に内嵌した
絞りスプールとにより前記可変絞りを構成し、この絞り
スプールを前記固定絞り前後、即ち、送出ユニオン内外
の圧力差により摺動させる構成となっている。

【０００８】また他の構成として、本願出願人による特
開昭59-209965 号公報に開示されたものがある。これ
は、前記弁孔の内側に筒体を螺合固定し、該筒体の内奥
側端部外周と弁孔の内周との間に環状をなして前記固定
絞りを形成する一方、前記筒体の他端に圧入固定した絞
り板と該筒体内部に摺動自在に嵌挿した絞りスプールと
により前記可変絞りを形成して、前記固定絞りと前記可
変絞りとを、本来送出先への連結部材である前記送出ユ
ニオンとは別個にユニット化したものであり、例えば、
組立て終了後において絞りスプールに動作不良が発生し
た時、送出ユニオンの交換を強いられることがなく、ま
た部品点数を削減し得る等の効果が得られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところがこの構成にお
いては、前記筒体の他端に圧入固定された絞り板が絞り
スプールを付勢するばねの押え板を兼用しており、この
ばねのばね力に抗すべく前記筒体に強固に圧入固定する
必要があり、組立て性が悪い上、組立て終了後における
各部品の分解及び再組立てが困難であり、前述した如き
交換に際し、動作不良の要因となっている絞りスプール
又は筒体のみの取換えではなく、ユニット全体の取換え
を強いられるという難点があった。

【００１０】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、組立てが容易であると共に組立て後の分解及び
再組立てが可能であり、動作不良の発生時に各部品毎の
取換えをなし得る流量制御装置を提供することを目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る流量制装置
は、ポンプのハウジングに穿設され、該ポンプの吐出側
に連なる吐出路及び吸込側への還流路をその中途に適長
離隔して備える一方、その開口端に螺合固定した送出ユ
ニオンを介して適宜の送出先に連結された弁孔内に構成
してあり、該弁孔内に固定されて前記吐出路の開口端直
後に固定絞りを形成する絞り筒と、前記吐出路からの導
入流体の通流により前記固定絞りの前後に生じる圧力差
を受圧して前記絞り筒内にて摺動し、該絞り筒との間に
形成した可変絞りの絞り開度を変更する絞りスプール
と、前記送出先への送出流体の通流により前記可変絞り
の前後に生じる圧力差を受圧して前記弁孔内にて摺動
し、前記還流路を開閉して前記送出先への送出流量を加
減する流量調節スプールとを備えた流量制御装置におい
て、前記絞り筒は、前記絞りスプールを摺動自在に保持
するスプールハウジングと、該スプールハウジングにそ
の一部を嵌挿されて、前記弁孔との間に前記固定絞り
を、前記絞りスプールとの間に前記可変絞りを夫々形成
する絞り部材とを備え、前記弁孔の内周に形成された段
部と前記送出ユニオンの内奥側端面との間に弾性体を介
して挾持固定してあることを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明においては、内部に絞りスプールを摺動
自在に保持するスプールハウジングに絞り部材を嵌挿
し、これらを弁孔に内嵌せしめ、該弁孔の内周に形成し
た段部と同じく開口端に螺合固定される送出ユニオンと
の間に、板ばね等の弾性体を介して挾持固定して絞り筒
を構成する。このとき、絞りスプールの付勢ばねのばね
力が絞り筒の挾持端にて負担されるため、絞り部材とス
プールハウジングとの間の嵌合は緩くてよく、前記送出
ユニオンを取外した場合、前記弁孔からスプールハウジ
ング、絞りスプール及び絞り部材をこの順に各別に抜き
出して分解でき、これらの単独での取換え及び取換え後
の再組立てを容易に行い得る。

【００１３】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て詳述する。図１及び図２は本発明に係る流量制御装置
（以下本発明装置という）の縦断面図であり、図１には
非動作時の状態が、図２には動作時の状態が夫々示され
ている。

【００１４】図中１は、円形断面をなす弁孔である。弁
孔１の中途には、図示しない油圧ポンプの吐出側へ連な
る吐出油路10と、同じく吸込側へ連なる還流油路11と
が、軸長方向に適長離隔して開口させてあり、また弁孔
１の開口端部近傍と底部近傍とは、該弁孔１に並設され
た連通路12にて相互に連通させてある。本発明装置は、
弁孔１の内奥部に軸長方向への摺動自在に嵌入された流
量調節スプール２と、弁孔１の開口端にねじ込み固定さ
れた送出ユニオン３との間に絞りユニット４を配し、該
絞りユニット４と流量調節スプール２の一側端面との間
に、吐出油路１に連なる供給室５を、また送出ユニオン
３の内側に図示しない送出先に連なる送出室６を、更に
流量調節スプール２の他側端面と弁孔１の底面との間
に、前記連通路12を介して送出室６に連通された圧力室
７を夫々形成してなる。

【００１５】図３は本発明装置の特徴部分である絞りユ
ニット４近傍の拡大断面図である。本図に示す如く絞り
ユニット４は、短寸円筒形をなす外筒とこれよりもやや
長寸の有底円筒形をなす内筒とを夫々の軸長方向一側を
揃えて図示の如く同軸的に結合してなる絞り部材40と、
薄肉円筒形の絞りスプール42をその内部に摺動自在に保
持する円筒形のスプールハウジング41とを備え、該スプ
ールハウジング41の一端に前記絞り部材40の外筒を適長
嵌入せしめて両者を一体化させ、スプールハウジング41
内に保持された絞りスプール42と絞り部材40との間にコ
イルばね43を介装し、これらを前記弁孔１内部に挿入し
て、絞り部材40の内奥側端面を弁孔１内に形成した段部
13に突き当て、この後に弁孔１の開口端に螺合固定され
る前記送出ユニオン３をスプールハウジング41の端面に
皿ばね14を介して突き当てて、弁孔１内周の前記段部13
と送出ユニオン３の内奥側端面との間に絞り部材40及び
スプールハウジング41を挾持固定して構成されている。
このとき前記皿ばね14は、送出ユニオン３の内側端面と
前記段部13との間の長さと、絞り部材40及びスプールハ
ウジング41の挾持部分の長さの差異を吸収し、前述した
挾持固定をガタなく行わしめる作用をなすものであり、
この皿ばね14に換えて、ウエーブワッシャ等の他の弾性
体を用いてもよい。

【００１６】絞り部材40の内奥側には絞り環44が連設し
てあり、絞りユニット４が前述した如く固定されたと
き、この絞り環44は、弁孔１中への前記吐出油路10の開
口部よりも内奥側に達し、この開口部に臨ませて、弁孔
１の内周面との間に環状をなす固定絞り８を形成するよ
うになしてある。而して吐出油路10からの導入油は、こ
の固定絞り８及び絞り環44の周面に形成した複数箇所の
切欠きを経て供給室５に供給され、該供給室５内に開口
する前記絞り部材40の内筒中に導入される。

【００１７】絞り部材40の内筒には、これの底面を貫通
する第１の導油孔45と、周壁を貫通する第２の導油孔46
とが形成してあり、前記供給室５からこの内筒中に導入
される油の一部は、第１の導油孔45を経て前記送出室６
に送出され、また残部は、第２の導油孔46を経て絞り部
材40の内，外筒間の環状空間に導入され、この環状空間
に面する前記絞りスプール42の内周側エッジと前記内筒
の外周面との間に環状をなして形成された可変絞り９を
経て前記送出室６に送出される。

【００１８】絞りユニット４が前述した如く固定された
とき、スプールハウジング41中の絞りスプール42は、絞
り部材40との間に介装された前記コイルばね43の付勢力
にて押圧されて、図１に示す如く、送出ユニオン３の内
奥端に押し付けられた状態にあり、このとき最大となる
前記可変絞り９の絞り面積は、コイルばね43の付勢に抗
して絞りスプール42が絞り部材40に向けて摺動するに従
って減少する。

【００１９】絞りスプール42とスプールハウジング41と
の間には、前者の外周と後者の内周とに夫々形成された
段部にて両側を囲繞されたシリンダ室47が形成されてお
り、このシリンダ室47は、スプールハウジング41の周壁
を貫通する導圧孔48を経て前記吐出油路10の弁孔１中へ
の開口部に連通されている。

【００２０】一方、弁孔１の内奥側に挿入された前記流
量調節スプール２は、前述の如く固定された絞り部材40
の絞り環44の端面にて押圧され、前記圧力室７の底面と
の間に介装された押しばね70の所定長の縮短を伴って図
１に示す如き初期位置に位置決めされており、供給室５
の内圧と圧力室７の内圧とをその両面に受圧して、押し
ばね70の付勢力に抗して図の右向きに摺動するようにな
してある。圧力室７の内圧は、前記連通路12を介して連
通された送出室６の内圧と略等しく保たれており、流量
調節スプール２の摺動は、供給室５と送出室６との間の
圧力差に応じて生じ、この圧力差は、吐出油路10から固
定絞り８を経て供給室５に導入された油が、前述した流
れ経路を経て送出室６へ達するまでの間に生じる圧力差
に等しい。そしてこの摺動により、図２及び図３に示す
如く、前記還流油路11が供給室５内に開口し、その後
は、摺動量の増大に応じて開口面積を増すから、供給室
５への供給油の内、流量調節スプール２の摺動量に対応
する量の圧油が、送出室６へ導入されることなく還流油
路11を経て油圧ポンプの吸込側に還流される。

【００２１】以上の如く構成された本発明装置の動作に
つき次に説明する。油圧ポンプの吐出油は、吐出油路10
から固定絞り８を経て供給室５内に供給され、流量調節
スプール２の摺動位置に応じて送出室６と還流油路11と
に振り分けられ、前者は送出ユニオン３を経て図示しな
い送出先に送出され、後者は油圧ポンプの吸込側に還流
する。送出室６へ向かう油の流れは、前述の如く、絞り
部材40の内筒中にまず導入され、一部は第１の導油孔45
を経て送出室６に直接的に達し、残部は第２の導油孔46
を経て内，外筒間の環状空間内に導入され、可変絞り９
を経て送出室６に達する。

【００２２】図３に示す如く、吐出油路10の内圧がＰ₀
である場合、供給室５の内圧は固定絞り８の通流に伴う
圧力降下により前記Ｐ₀より低いＰ₁となり、また送出
室６の内圧は、導油孔 45,46及び可変絞り９の通流に伴
う圧力降下により前記Ｐ₁よりも低いＰ₂となる。この
とき流量調節スプール２は、供給室５と送出室６との間
の圧力差（Ｐ₁−Ｐ₂）の増大に伴ってその初期位置か
らの摺動量を増し、この圧力差（Ｐ₁−Ｐ₂）は、送出
室６を経て送出される圧油が前記導油孔 45,46及び可変
絞り９を通流することによって生じている。

【００２３】このとき、可変絞り９の絞り面積を決定す
る絞りスプール42は、絞り部材40の内，外筒間の環状室
の内圧及び前記シリンダ室47の内圧をその両側に受圧し
て摺動するが、前記環状室の内圧は供給室５の内圧Ｐ₁
に等しく、導圧孔48を介して吐出油路10に連通するシリ
ンダ室47の内圧は、吐出油路10の内圧Ｐ₀である。即ち
絞りスプール42は、供給室５への供給油の全量が固定絞
り８を通流することによって生じる圧力差（Ｐ₀−
Ｐ₁）の増大に伴ってその初期位置からの摺動量を増
し、この増加に伴って可変絞り９の絞り面積が減少す
る。なお絞りスプール42のこの摺動は、流量調節スプー
ル２の摺動に伴う還流油路11の開口が生じた後に生じる
ようになしてあり、この間、可変絞り９の絞り面積は一
定に保たれる。

【００２４】従って、油圧ポンプの吐出油量が少なく、
流量調節スプール２の摺動により還流油路11の開口が生
じるまでの間においては、供給室５への供給油の全量が
送出室６へ導入される結果、該送出室６からの送出油量
は、吐出油路10の上流側に配された油圧ポンプの回転速
度の増大に伴って比例的に増大する。そして還流油路11
の開口が生じた後、絞りスプール42の摺動が始まるまで
の間には、可変絞り９の絞り面積が一定に保たれている
ために、流量調節スプール２の摺動量は送出室６からの
送出油量の増大に伴って比例的に増大するが、この摺動
量の増大に伴って還流油路11の開口面積が増すから、供
給室５への供給油量の如何に拘わらず送出室６からの送
出油量は略一定に保たれる。

【００２５】更に供給室５への供給油量が増し、絞りス
プール42が摺動を開始した後は、この摺動により可変絞
り９の絞り面積が減じられる結果、送出室６への送出油
量の増大に対する前記圧力差（Ｐ₁−Ｐ₂）の増加率
が、固定絞り８の前後に生じる圧力差（Ｐ₀−Ｐ₁）の
増大、即ち、供給室５への供給油量の増大に伴って大き
くなり、前記圧力差（Ｐ₁−Ｐ₂）に応動する流量調節
スプール２の摺動量の増加率が供給室５への供給油量の
増加率を上回るようになり、送出室６を経て送出される
油量は、供給室５への供給油量の増大、即ち油圧ポンプ
の回転速度の増大に応じて逆に減少することになる。

【００２６】以上の如き本発明装置の動作により、送出
先への送出油量は、油圧ポンプの回転速度が小さい範囲
においては、該回転速度の増大に対し比例的に増加し、
中程度の回転速度範囲においては、該回転速度の増大に
拘わらず略一定に維持され、更に大なる回転速度範囲に
おいては、該回転速度の増大に対して比例的に減少する
ことになり、図４に示す如き送出油量の特性が得られ
る。このような特性が動力舵取装置への作動油送出系に
おいて望ましいものであることは前述した如くである。
またこのとき、送出室６からの送出油量を決定する流量
調節スプール２の摺動位置の変化態様は、供給室５への
供給油の通流により固定絞り８の前後に発生する圧力差
（Ｐ₀−Ｐ₁）に応動する絞りスプール42の摺動位置に
のみ支配されるから、舵輪操作の有無等、送出先の状態
変化により送出室６の内圧Ｐ₂が変化した場合において
も、図４に示す特性が変動することはない。

【００２７】そして本発明装置においては、このような
特性を得るために必要な前記固定絞り８及び可変絞り９
を形成する絞りユニット４が、油圧ポンプのハウジング
に穿設された弁孔１中に、これの開口端に螺合固定され
た送出ユニオン３と弁孔１内の段部13との間に弾性体た
る皿ばね14を介して挾持固定されており、絞りユニット
４を構成する絞り部材40とスプールハウジング41との間
に相互間での固定機能を持たせることは不要であり、送
出ユニオン３を取外した弁孔１の開口端から取り出した
絞りユニット４の分解及び再組立てを容易に行い得る。
また前記皿ばね14は、送出ユニオン３のねじ込み不足等
に起因して生じる絞りユニット４のガタ付きを解消して
確実な固定状態を実現する。

【００２８】なお本実施例においては、動力舵取装置の
作動油圧の発生源となる油圧ポンプへの本発明装置の適
用例について説明したが、本発明装置の適用範囲はこれ
に限るものではなく、あらゆる種類の流体送出回路に適
用可能であることは言うまでもない。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明装置において
は、ポンプのハウジングに穿設した弁孔内に吐出路から
の導入流体が通流する固定絞りを形成し、この固定絞り
前後の圧力差に応動する絞りスプールをその内部に摺動
自在に保持する絞り筒が、絞りスプールのハウジング
と、これに嵌挿されて絞りスプールの移動により開度変
化する可変絞り及び前記固定絞りを形成する絞り部材と
を備え、これらを弁孔に内嵌して、該弁孔内側の段部と
開口端に螺合固定される送出ユニオンとの間に、板ばね
等の弾性体を介して挾持固定して構成されており、絞り
スプールの付勢ばねのばね力が絞り筒の挾持端にて負担
されるから、絞り部材とスプールハウジングとの間の嵌
合は緩くてよく、送出ユニオンを取外した弁孔の開口端
からこれらを抜き出し、容易に分解及び再組立てするこ
とができ、各部品の単独での取換え及び取換え後の再組
立てを容易に行い得て、絞りスプールの動作不良の発生
時に各部品毎の取換えが可能となる等、本発明は優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の非動作状態を示す縦断面図であ
る。

【図２】本発明装置の動作状態を示す縦断面図である。

【図３】本発明装置の特徴部分の拡大断面図である。

【図４】本発明装置の動作により得られる送出油量の特
性を示すグラフである。

【符号の説明】

１弁孔２流量調節スプール３送出ユニオン４絞りユニット５供給室６送出室８固定絞り９可変絞り 10 吐出油路 11 還流油路 13 段部 14 皿ばね 40 絞り部材 41 スプールハウジング 42 絞りスプール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−64583（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−160668（ＪＰ，Ａ) 特開平１−197170（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−220787（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−57067（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−34567（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−196177（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−166869（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B62D 5/07

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ポンプのハウジングに穿設され、該ポン
プの吐出側に連なる吐出路及び吸込側への還流路をその
中途に適長離隔して備える一方、その開口端に螺合固定
した送出ユニオンを介して適宜の送出先に連結された弁
孔内に構成してあり、該弁孔内に固定されて前記吐出路
の開口端直後に固定絞りを形成する絞り筒と、前記吐出
路からの導入流体の通流により前記固定絞りの前後に生
じる圧力差を受圧して前記絞り筒内にて摺動し、該絞り
筒との間に形成した可変絞りの絞り開度を変更する絞り
スプールと、前記送出先への送出流体の通流により前記
可変絞りの前後に生じる圧力差を受圧して前記弁孔内に
て摺動し、前記還流路を開閉して前記送出先への送出流
量を加減する流量調節スプールとを備えた流量制御装置
において、前記絞り筒は、前記絞りスプールを摺動自在
に保持するスプールハウジングと、該スプールハウジン
グにその一部を嵌挿されて、前記弁孔との間に前記固定
絞りを、前記絞りスプールとの間に前記可変絞りを夫々
形成する絞り部材とを備え、前記弁孔の内周に形成され
た段部と前記送出ユニオンの内奥側端面との間に弾性体
を介して挾持固定してあることを特徴とする流量制御装
置。