JP3028662B2 - 動力舵取装置用流量制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車用動力舵取装置に
作動油を供給する油圧ポンプ装置に用いられる流量制御
装置に関するものであり、特に当該流量制御装置のドル
ーピング機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車用動力舵取装置に用いられる油圧
ポンプ装置においては、低速走行時（一般にエンジン回
転速度が低い時）においても、十分な操舵力補助が行え
るようにポンプの吐出流量が設定されている。従って、
このような油圧ポンプ装置においては、エンジン回転速
度（エンジン回転数）の上昇に応じて、エンジン回転数
に比例した流量の作動油が吐出されることとなる。この
ことは、本来操舵力補助をほとんど必要としない高速走
行時（一般にエンジン回転数が高い時）において、作動
油の流量が過剰となる。このような現象に対処するた
め、ポンプから吐出される作動油（吐出油）のうちの一
部を、動力舵取装置のパワーアシスト部には送らず、油
圧ポンプ側へバイパス還流させる流量制御弁（フローコ
ントロールバルブ）方式が従来、広く採られている。

【０００３】しかしながら、この流量制御弁方式におい
ては、油圧ポンプから吐出された高圧の吐出油が、流量
制御弁に導かれ、そこからバイパス路へ放出されて、そ
の後吸入ポート側に還流されてくるものであるため、エ
ンジンの高速回転時においては、エンジン回転速度に応
じたエネルギー消費をしていることとなる。すなわち流
量制御弁によるバイパス還流方式では、高速走行時等に
おいて、操舵力補助をほとんど必要としない時に、バイ
パス還流によるエネルギーロス（損失）を行っているこ
ととなり、これに伴い車両燃費の悪化をまねくという問
題点がある。更に、上記高速走行時においては、動力舵
取装置における操舵力補助に関しては、ほとんど必要と
しないばかりか、むしろ操縦安定性の観点から、保舵力
を増加させるよう上記操舵力補助を減少させたい場合が
ある。このような操縦安定性の観点から、ポンプ回転速
度（回転数）が一定値を超えたところで（一般に高速走
行時）ポンプからの送出流量を制限するようにした、い
わゆるドルーピング機構が動力舵取装置の流量制御装置
には採用される場合がある。

【０００４】このようなドルーピング機構を設けた流量
制御装置としては、図７に示すようなものが挙げられ
る。このものは、既存のベーンポンプの圧力室から供給
路２１を介して吐出油（作動油）が供給され、余剰の作
動油をバイパス路２９にバイパス還流させるバイパス還
流機構を有する流量制御弁１’からなることを基本構成
とするものである。これらに加えて、上記圧力室に連な
る供給路２１は流量制御弁１’内のオイル導入室１３に
向かって設けられており、また、上記流量制御弁１’に
は、サブスプール５が設けられており、このサブスプー
ル５と上記オイル導入室１３との間には第１絞り３１と
オイル導入路３２’とが設けられている。上記第１絞り
３１は、スプール１１を作動させる方向に設けられてい
るのに対して、上記オイル導入路３２’はサブスプール
５の肩部５２に向かって設けられている。また、上記サ
ブスプール５の下流側には第２絞り７２’が設けられて
おり、この第２絞り７２’の下流側には作動油を動力舵
取装置のパワーアシスト部Ｃに送り出すための送出口９
が設けられている構成からなり、第２絞り７２’の前後
に生じる圧力がそれぞれスプール１１の前後に作用する
ようになっている。

【０００５】このような構成を採ることにより、ベーン
ポンプが稼働を開始すると、吐出油（作動油）が圧力室
を介して、供給路２１からオイル導入室１３へと導かれ
る。このオイル導入室１３に導かれた吐出油は、第１絞
り３１から流量制御弁１’へと放出され、サブスプール
５内の流通路５１、第２絞り７２’等を経て送出口９か
らパワーアシスト部Ｃへと送り出される。ここにおい
て、ポンプ回転数が上昇し、ポンプ吐出流量が増加する
と、第２絞り７２’前後に生じた圧力差でスプール１１
が摺動して、バイパス路２９との開口面積が制御され余
剰の吐出油はバイパス還流されることにより、一定の吐
出流量となる。さらにポンプ回転数が上昇すると第１絞
り３１により、上記オイル導入室１３内における油圧が
回転数に応じて上昇する。その結果、オイル導入路３
２’からサブスプール５の肩部５２に加わる圧力も上昇
し、それによって上記サブスプール５は、スプリング６
のバネ力に抗して右方に移動する。それによって、サブ
スプール５の先端部５３は第２絞り７２’の面と接触
し、この第２絞り７２’の開口部を一部塞いでしまうこ
ととなる。その結果、この第２絞り７２’を経て送出口
９からパワーアシスト部Ｃに送出される吐出油の流量は
減少をしつつ一定値に制限されることとなり、いわゆる
ドルーピング機能が発揮されることとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ドルーピング機構を有する流量制御装置においては、パ
ワーアシスト部への作動油の送出流量は図６に示す如
く、定流量制御及びドルーピング制御を受けて最適の状
態で制御されることとなる。しかしながら、その場合に
おけるポンプ装置全体の内圧の状態を見てみると、その
内容は図５に示すような状態となっている。すなわち、
ポンプ回転数（Ｎ）の上昇によりポンプからの吐出流量
（Ｑ）は増加しているため、ドルーピング機構の第２絞
り７２’における開口面積が減少するドルーピング時、
第１絞り３１ではこの増加する吐出油によって差圧は上
昇していることとなる。その結果、この固定絞りである
第１絞り３１の上流側に存在するオイル導入室１３内の
圧力も上昇することとなり、これに連なる供給路２１さ
らにはポンプ側の圧力室内の圧力も上昇することとな
る。従って、ポンプ装置自体としては、内部圧力が上昇
した状態で回転運動を進めることとなり、延いてはエネ
ルギー損失をまねくこととなる。このようなドルーピン
グ機能発揮時の内圧上昇を防止し、エネルギー損失の低
減化を図るものとしては、既に特開昭５７−４４７０号
公報記載の技術等が公表されているが、これらのもの
は、構造が複雑等の問題点があり十分ではない。そこで
本発明においては、構造が簡単で、かつ、ドルーピング
機構を有しないものとの間に、流量制御装置の主要部品
等において共用化ができるような省エネルギー型のドル
ーピング機構付きの流量制御装置を提供しようとするも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、ポンプより吐出された吐出油
（作動油）を、供給路より絞り通路を介して動力舵取装
置に送出する流量制御装置であって、上記絞り通路の前
後差圧に応じてバイパス路への開度を調節して余剰の作
動油をバイパス路にバイパス還流させるバイパス還流機
構と、このバイパス還流機構の上流側にあってポンプ回
転速度に応じて生ずる固定絞り前後の差圧で作動するサ
ブスプールの作用により、上記ポンプ回転速度の上昇時
に上記絞り通路を縮小して上記動力舵取装置への作動油
送出流量を減少させるドルーピング機構とを有する動力
舵取装置用の流量制御装置において、上記絞り通路が設
けられている可動絞り体を作動油の流動方向に摺動可能
に設置し、かつ、この可動絞り体を上記サブスプールが
作動する差圧よりも大きな差圧で摺動するようにするた
めのスプリングを設けるとともに、上記可動絞り体が移
動した場合、上記固定絞りの上流側にあって、かつ、上
記供給路に連なるオイル導入室と上記バイパス路とを連
通状態にするオイル導入路を設ける構成を採ることとし
た。

【０００８】

【作用】上記構成を採ることにより、ポンプが稼働を開
始すると、例えば図１において、吐出油（作動油）が供
給路２１からオイル導入室１３に導入される。このオイ
ル導入室１３に導かれた作動油は、固定絞り（第１絞
り）３１から流量制御弁１に放出され、サブスプール５
内の流通路５１、絞り通路７２等を経て、送出口９より
パワーアシスト部Ｃへと送出される。ここにおいてポン
プ回転数が上昇し、ポンプからの吐出流量が増加する
と、絞り通路７２の前後に生ずる圧力差の作用によりス
プール１１が作動して、バイパス路２９との開口部面積
が調整される。これにより余剰の作動油は上記バイパス
路２９へとバイパス還流されることとなり図６における
定流量制御が行われる。更に、ポンプ回転数が上昇する
と、上記固定絞り３１により、上記オイル導入室１３内
における油圧が回転数に応じて上昇する。その結果、オ
イル導入路３２からサブスプール５の肩部５２に加わる
圧力が上昇し、これによって上記サブスプール５は右方
に移動し、図２に示す如く、絞り通路７２の開口面積を
減少させるように作動する。そのため、当該絞り通路７
２、更には送出口９を経てパワーアシスト部Ｃに送出さ
れる作動油の送出流量は減少し、図６におけるドルーピ
ング制御が行われることとなる。

【０００９】このドルーピング制御が行われている場
合、従来のものにおいては、上記固定絞り３１によりポ
ンプ内圧が図５に示す如く、上昇することとなるが、本
発明のものにおいては、上記絞り通路７２が設けられて
いる可動絞り体７が作動油の流動方向に摺動可能になっ
ており、更に、上記固定絞り３１前後の差圧が大きくな
ってサブスプール５に加わる圧力が上昇すると、上記サ
ブスプール５と上記可動絞り体７とが一体となって作動
油の流動方向に摺動して、上記サブスプール５の後端部
５４と上記オイル導入路１３との間に開口部が生じ、上
記オイル導入室１３とユニオン圧力室９１とはオイル導
入路３２を介して連通するようになる。その結果、ポン
プ回転数の上昇に応じてオイル導入室１３に過剰に供給
された作動油は、このオイル導入路３２、ユニオン圧力
室９１を経て流量制御弁１のスプール１１側に流動し
て、そこからバイパス路２９へとバイパス還流されるこ
ととなる。従って、オイル導入室１３内の圧力は上昇せ
ず一定の値となり、これに伴い、ポンプ内圧も上昇しな
い。その結果、ポンプ内圧の上昇に基づくエネルギーロ
スの発生等を回避することができる。

【００１０】

【実施例】本実施例について、図１、図２、図３、図４
を基に説明する。本実施例の構成は、図１に示す如く、
絞り通路（第２絞り）７２の前後差圧で摺動して、バイ
パス路２９への開度を調整することにより一定の流量に
制御作用を行うスプール１１、スプリング１２等からな
る定流量制御機構と、第１絞り３１、サブスプール５、
第１スプリング６、第２絞り７２、第２スプリング８等
からなるドルーピング機構とを有する流量制御装置であ
ることを基本とするものである。このような基本構成に
おいて、上記第１絞り３１の上流側にはオイル導入室１
３が設けられており、このオイル導入室１３には、ポン
プ圧力室から吐出油（作動油）を導くための供給路２１
が設けられているとともに、上記サブスプール５の肩部
５２に作動油を導くためのオイル導入路３２が設けられ
ている構成となっている。また、上記第１絞り３１の下
流側には、作動油が流通するための流通路５１を内部に
有する円筒状のサブスプール５が設けられており、当該
サブスプール５の下流側には第２絞り７２を有する可動
絞り体７が設けられているとともに、当該可動絞り体７
と上記サブスプール５との間には、当該サブスプール５
の移動を規制するための第１スプリング６が設けられて
おり、更に、上記可動絞り体７の下流側には当該可動絞
り体７の移動を規制する第２スプリング８が設けられて
いる。そして、この第１スプリング６と第２スプリング
８とのバネ定数の関係は第２スプリング８の方が高めに
なるように設定されている。更に、上記第２絞り７２の
下流側にはパワーアシスト部Ｃに吐出油を送出するため
の送出口９が設けられている構成となっている。

【００１１】なお、これらに加えて、上記ドルーピング
機構部の詳細な構成としては、上記サブスプール５の上
記第２絞り７２と接触する側に先端部５３が設けられて
おり、当該先端部５３は、図２に示す如く、サブスプー
ル５が移動して第２絞り７２と接触した後は、図３に示
すように、第２絞り７２の開口部の一部を塞ぎ、第２絞
り７２の開口面積を減少させるようになっている。ま
た、上記サブスプール５の後端部５４は、上記サブスプ
ール５が上記可動絞り体７と一体となって作動油流動方
向に移動した場合に、例えば図４に示すように、当該後
端部５４と上記オイル導入路３２との間に隙間が生じ、
当該オイル導入路３２がユニオン圧力室９１に開口する
ように構成されている。

【００１２】上記構成を採る本実施例の作動状態につい
て説明する。ポンプが稼働を開始して吐出油（作動油）
が供給路２１からオイル導入室１３に導入されると、上
記作動油は、図１に示す如く、第１絞り３１から流量制
御弁１に放出され、ユニオン圧力室９１、サブスプール
５内の流通路５１、第２絞り７２を経て送出口９からパ
ワーアシスト部Ｃに送られる。ここにおいて、ポンプ回
転数が上昇して吐出流量が増加すると、まず、上記第２
絞り７２の前後差圧の作用を受けてスプール１１が作動
をし、余剰の作動油をバイパス路２９にバイパス還流さ
せることによって図６に示す定流量制御が行われる。そ
の後、更にポンプ回転数が上昇し、上記オイル導入室１
３に供給される作動油の流量が増加すると、図２に示す
如く、第１絞り３１の前側の圧力であるオイル導入路３
２からサブスプール５の肩部５２への導入圧力が上昇す
るため、サブスプール５は第１スプリング６のバネ力に
抗して右方に移動し、可動絞り体７に設けられた第２絞
り７２と接触する。このとき、上記サブスプール５の先
端部５３と上記第２絞り７２とによって形成される絞り
面積は、図３に示す如く縮小する。これによってドルー
ピング効果が発揮され、図６に示すようなドルーピング
制御が行われる。

【００１３】このようなドルーピング制御状態におい
て、更にポンプ回転数が上昇し、上記オイル導入室１３
への作動油の供給量が増加すると、上記サブスプール５
の肩部５２への導入圧力は更に上昇するので、上記サブ
スプール５は、上記第２絞り７２を有する可動絞り体７
と一体となって、上記第２スプリング８のバネ力に抗し
て更に右方に移動して、図４の状態になる。ここにおい
て、すでに述べた如く、上記サブスプール５の後端部５
４と上記オイル導入路３２との間には隙間が生じ、当該
オイル導入路３２は流量制御弁１のスプール１１側に連
なるユニオン圧力室９１に開口することとなる。その結
果、上記オイル導入室１３に導かれた作動油の大部分
は、上記オイル導入路３２、ユニオン圧力室９１、スプ
ール１１の先端部等を経由してバイパス路２９へとバイ
パス還流されることとなる。従って、ドルーピング機能
が発揮されることによって、従来はオイル導入室１３、
供給路２１等からポンプ側に伝播されることとなった第
１絞り３１の上流側に生じた圧力の上昇も、本実施例に
おいては回避することができることとなった。すなわ
ち、ドルーピング機能の発揮によるポンプ内圧の上昇を
防止することが可能となった。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、ポンプからの吐出油
（作動油）を絞り通路を介して流量制御する定流量機構
と、サブスプール、固定絞り、スプリング等からなるド
ルーピング機構とを有する流量制御装置において、絞り
通路が設けられている可動絞り体を、作動油の流動方向
に対して摺動可能な構成とし、更に、当該可動絞り体を
上記サブスプールが作動する差圧より大きい差圧で摺動
するようにするためのスプリングを設けたので、ポンプ
回転数の上昇により、ドルーピング機能が発揮される
と、上記サブスプールは上記可動絞り体と一体となって
作動油流動方向に摺動し、それによってサブスプール後
端部とサブスプールに吐出油を導くオイル導入路との間
に隙間が生じ、上記オイル導入路はユニオン圧力室に開
口することとなり、作動油はバイパス路へバイパス還流
されることとなるため、ドルーピング作用によるポンプ
内圧の上昇が防止されることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる流量制御装置の全体構成を示す
縦断面図である。

【図２】本発明にかかる流量制御装置がドルーピング作
用を開始した状態を示す図である。

【図３】本発明にかかるサブスプールと絞り通路との関
係を示すドルーピング機構部の横断面図である。

【図４】本発明にかかる流量制御装置がドルーピング作
用を行っている状態を示す図であって、特に可動絞り体
が作動している状態を示すものである。

【図５】ドルーピング作用を行っている際のポンプ内圧
の状態を示す図である。

【図６】ドルーピング機構を有する流量制御装置の流量
制御特性を示す図である。

【図７】従来のドルーピング機構付き流量制御装置を示
す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 流量制御弁 １１ スプール １２ スプリング １３ オイル導入室 ２１ 供給路 ２９ バイパス路 ３ ユニオン ３１ 固定絞り（第１絞り） ３２ オイル導入路 ５ サブスプール ５１ 流通路 ５２ 肩部 ５３ 先端部 ５４ 後端部 ６ 第１スプリング ７ 可動絞り体 ７２ 絞り通路（第２絞り） ８ 第２スプリング ９ 送出口 ９１ ユニオン圧力室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭61−150672（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 5/07 F16K 17/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプより吐出された吐出油（作動油）
   を、供給路より絞り通路を介して動力舵取装置に送出す
   る流量制御装置であって、上記絞り通路の前後差圧に応
   じてバイパス路への開度を調節して余剰の作動油をバイ
   パス路にバイパス還流させるバイパス還流機構と、この
   バイパス還流機構の上流側にあってポンプ回転速度に応
   じて生ずる固定絞り前後の差圧で作動するサブスプール
   の作用により、上記ポンプ回転速度の上昇時に上記絞り
   通路を縮小して上記動力舵取装置への作動油送出流量を
   減少させるドルーピング機構とを有する動力舵取装置用
   流量制御装置において、上記絞り通路が設けられている
   可動絞り体を作動油の流動方向に摺動可能に設置し、か
   つ、この可動絞り体を上記サブスプールが作動する差圧
   よりも大きな差圧で摺動するようにするためのスプリン
   グを設けるとともに、上記可動絞り体が移動した場合、
   上記固定絞りの上流側にあって、かつ、上記供給路に連
   なるオイル導入室と上記バイパス路とを連通状態にする
   オイル導入路を設けたことを特徴とする動力舵取装置用
   流量制御装置。