JP3180141B2 - トラベルリミットスリップ低減用コントローラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は加圧流体源から例えばス
テアリングシリンダのような流体圧で操作される装置へ
の流体の流れを制御するために使用される型式の流体コ
ントローラに関する。

【０００２】

【従来技術】本発明に関する典型的な流体コントローラ
は、種々の流体ポートを形成するハウジングを有し、こ
のハウジングはさらに、例えば、自動車のハンドルの回
転のような入力に応答して作動する流量計と弁装置を有
する。典型的なコントローラはまた、流量計への流体の
流れに応答して弁装置へ従動動きを伝える手段も有す
る。コントローラの弁装置を通って流れる流体の流れは
ハンドルの回転比に比例する。

【０００３】本発明に関する形式の流体コントローラは
米国特許No.Re 25,126と3,801,239 にも図示かつ説明さ
れており、この両特許は本発明の譲受人に譲渡されてい
て、本明細書に参考として包含する。米国特許No.3,80
1,239のコントローラは、「移動制限スリップ」と呼ば
れていた問題に応答して開発されたものであった。自動
車の操縦輪に取り付けられるステアリングシリンダがそ
の行程の終わりに達する時、その操縦輪もその移動の終
わりに達している。しかしながら、コントローラの流量
計から洩れが生じるために、オペレータがハンドルに回
転力をかけ続けると、操縦輪は一段と低率ではあるが連
続して回転する。この位置（「ストップ」へ向う）での
操縦輪の回転比は「トラベルリミットスリップ比」（Ｔ
ＬＳＲ）として知られており、これは操縦輪の毎分回転
数として計算される。

【０００４】米国特許No.3,801,239は流量計の静止部材
に対して流量計の可動部材の動きにブレーキをかけるた
め油圧ブレーキ（また「プラグスター」とも言う）をか
ける考えを開示した。このトラベルリミットスリップに
対して油圧ブレーキで解決するやり方は、特に、流体コ
ントローラに油圧ブレーキを使用すると、「フィードス
ルー」として知られている問題が生じるので、広く市場
で使用されるにはいたっていない。従来の流体コントロ
ーラはジローターギアセットで成る流量計を使用してい
る。このジローターギアセットはＮ＋１個の内歯を有す
る内歯ギア（リング）と、Ｎ個の外歯を有する外歯ギア
（スター）とを有し、スターはリング内で軌道を描き回
転する。内歯と外歯のかみ合いによって流体容積室が形
成され、流体コントローラの場合、この流体室は測量さ
れた流体か、又は未測量流体を含む。「フィードスル
ー」が生じるとき、測量された流体がスターの歯をこえ
て未測定流体を含む室へ流入するので、例えば操縦がス
トップへ向う時のように、過度の圧力差がスターをこえ
て存在する。流体コントローラから流れる流体の量が流
量計によって実際に送り出された量をこえると、これは
「フィードスルー」を構成し、その結果、ステアリング
シリンダは自動車のオペレータによるハンドルの動きか
ら生じる動きではない動きを生じる。そのような望まし
くない流れは「ワンダー」として知られている現象を生
じさせる、即ち、ハンドルを回転しない時でさえ、自動
車が左右へ迷動する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、流量計のための油圧ブレーキを有し、トラベルリミ
ットスリップが事実上生じることがなく、しかもステア
リングシステムへ実質的な量の「フィードスルー」を取
り込むことがないようにした流体コントローラを提供す
ることである。

【０００６】本発明のさらにもうひとつの目的は、ブレ
ーキを作動させたい時にブレーキが加圧されるが、トラ
ベルリミットスリップが問題とならない時、即ち、通常
の操縦操作期間中はブレーキが加圧されないようにした
流量計用ブレーキを有する改良式流体コントローラを提
供することである。

【０００７】本発明の前述の目的及びその他の目的は、
加圧流体源から流体圧で操作される装置への流体の流れ
を制御する改良型コントローラを提供することによって
達成される。

【０００８】

【課題を解決するための手段】および

【作用】本発明のコントローラは、加圧流体源に接続す
る入口ポートと、リザーバに接続する戻りポートと、流
体圧で操作される装置に接続する第１及び第２の制御流
体ポートとを有するハウジング手段を含む型のものであ
る。弁装置はハウジング手段内に配置され、中立位置
と、第１操作位置と、最大変位位置とを定める。ハウジ
ング手段と弁装置はともに共働して主流体流路を形成
し、この流路は入口ポートと第１制御流体ポートとの間
を連通し、さらに、弁装置が第１操作位置にある時、第
２制御流体ポートと戻りポートとの間を連通する。流体
で駆動される装置は、その装置を通って流れる流体の流
動量に比例して弁装置へ従動動きを伝える。この流体で
駆動される装置は主流体流路内で連続的な流動関係に配
置される。この流体で駆動される装置は主流体流路を通
って流れる流体の流量を測るように作動する静止部材と
可動部材とで成り、さらに、静止部材にブレーキをかけ
ることによって静止部材に対する可動部材の動きを制動
するブレーキ手段を有する。ハウジング手段とブレーキ
手段はともに共働して流体室を形成し、ブレーキ手段は
流体室の加圧流体の圧力によってブレーキ力をかけるよ
うになっている。

【０００９】この改良式コントローラは、ハウジング手
段と流体作動手段とが共働して流体室と弁装置との間を
連絡する流路を形成することを特徴とする。この弁装置
とハウジング手段はともに共働してドレーン流路手段を
形成し、この流路手段は、弁装置が第１操作位置にある
時に流路手段と戻りポートとの間に比較的制限されない
流体による連通を生じさせ、その弁装置が最大変位位置
へ近づく時、流路手段と戻りポートとの間の流体による
連通を実質的に制限する。

【００１０】本発明のもっと限定された構成によれば、
改良型コントローラは、さらに、弁装置とハウジング手
段が共働して加圧流路手段を形成し、その加圧流路手段
は、弁装置が最大変位位置にある時、主流路と流体流路
手段との間に流体による連通を生じさせ、前記ブレーキ
手段により流体室に制限した加圧流体を供給することを
特徴とする。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は完全な流体接続式パワーステアリングシステムと
も呼ばれる自動車の流体静力学的パワーステアリングシ
ステムに使用される型式の流体コントローラの油圧回路
の概略図である。このシステムは当業者にとって周知の
方法でシステム貯槽（図示せず）に接続する入口を有す
る単に流体ポンプ11として図１に示される加圧流体源を
有する。

【００１２】さらに図１を参照すれば、ステアリングシ
ステムは、ステアリングシリンダ17への流体の流れを制
御する流体コントローラ15を有する。図２に関連しても
っと詳しく説明するが、流体コントローラ15は、米国特
許No.Re25,126 に図示かつ説明された一般的型のもので
構成することができるが、この実施例では、米国特許N
o.4,109,679に図示かつ説明した型のもので構成され、
その両特許とも本発明の譲受人に譲渡され、本文に参考
として記載される。流体コントローラ15の内部には、全
体を19で示す弁装置が配置され、その弁装置は図１に示
す中立位置から右回転位置Ｒ又は左回転位置Ｌへ移動す
ることができる。この実施例において、弁装置19の右回
転位置Ｒと左回転位置Ｌは２つの別個の弁位置で成るも
のとして示され、各位置において、中立位置の近くの位
置は通常の操作（ステアリング）位置に対応し中立位置
からさらに回転した位置は弁装置19の最大変位位置を表
す。

【００１３】弁装置19が右回転位置Ｒか左回転位置Ｌの
いずれかにあって、さらに通常の操作位置から最大変位
位置にある時、ポンプ11からの加圧流体は弁装置19を通
って流れ、それから流量計21を通る。その流量計の働き
は、ステアリングシリンダ17へ連絡する流体の適切な量
を計ることである。当業者によく知られているように、
流量計21のその他の機能は、弁装置に従動した動きをす
ることであるので、この弁装置は、所望量の流体がステ
アリングシリンダ17へ流れた後、その中立位置（図１に
示すように）へ戻される。この従動運動は図２の詳細な
説明に関連して説明する手段によって行われる。

【００１４】図１に概略図で示すように、弁装置19は、
その弁装置19が中立位置から操作位置のいずれか（通常
位置、或いは最大の変位）へ移動する時に、複数の可変
オリフィスを形成する。これらの可変オリフィスについ
ては、図３〜５の説明に関連してあとで詳述する。

【００１５】流体コントローラ15 ここで図２を参照すれば、流体コントローラ15の構造が
もっと詳細に示されている。この流体コントローラ15
は、ハウジング部分23と、ポートプレート25と、流量計
21で成る部分と、端板27とを含むいくつかの部分で成
る。これらの部分はハウジング部分23とねじ係合する複
数のボルト29によって密封状態に保持される。ハウジン
グ部分23は入口ポート31と、戻りポート33（その両方と
も図１にのみ示す）と、一対の制御流体ポート35、37を
有する。

【００１６】ハウジング部分23はさらに、弁穴39を有
し、その中には、図１に概略的に示す弁装置19が回転自
在に配置される。弁装置19は第１回転弁部材41（スプー
ル）と、それと共働し、相対的に回転する従動弁部材43
（スリーブ）とで成る。当業者にとって周知のように、
スプール41の前端（図２でみて左端）は小径部分を有
し、これはスプール41とハンドル（図示せず）との間で
直接に機械的接続を行う一組の内側スプライン45を有す
る。スプール41とスリーブ43については、図３〜５に関
して詳しく後述する。

【００１７】流量計21はこの技術分野でよく知られたも
のであって、内歯を有する固定リング47と外歯を有する
可動スター49とを有する。このスター49は一組の内側ス
プライン51を有し、これとスプライン結合するのは、駆
動軸55の後端に形成された一組の外側スプライン53であ
る。駆動軸55は二股に分岐した前端57を有し、この前端
はスプール41に形成された一対のピン開口61（図３も参
照）を貫通するピン59によって駆動軸55とスリーブ43と
の間の駆動接続を可能にする。かくして、スプール41の
回転に応答して弁装置19を通って流れる加圧流体は流量
計21を通って流れるので、リング47内でスター49が軌道
を描いて回転運動を生じる。スター49がそのように移動
すると、駆動軸55及びピン59により、スリーブ43の従動
運動が生じ、スプール41とスリーブ43との間に特定の相
対的な転移が保持され、それはハンドルの回転率に比例
する。スプール41の開口を通って複数の板ばね63が伸長
し、スリーブ43はスプールに対して中立位置へ向って押
圧される。

【００１８】リング47内で軌道を描き回転するスター49
が歯で相互に作用すると、複数の膨張収縮流体の容積室
65が形成され、各容積室65に隣接して、ポートプレート
25は流体ポート67を形成する。ハウジング部分23は複数
の軸穴69（図２にはその１つだけしか示していない）を
形成し、その各軸穴69は流体ポート67の１つに連通す
る。ハウジング部分23はさらに、複数の放射方向の穴7l
L 、71R を有し、それによって以下に示す理由のため
に、各軸穴69と弁穴39との間が連通する。

【００１９】弁装置19 ここで特に図３を参照すれば、スプール41とスリーブ43
が詳細に示されている。次の説明に関連して、ポート及
び流路の多くが中心基準面ＲＰに対して対称的に配置さ
れ、そのようなエレメントはＬかＲのを付加した符号で
表すことによって、そのエレメントが中心基準面ＲＰの
左側か右側に位置することを示す。他方、エレメントの
或るものは中心基準面ＲＰのまわりに対向して配置され
た対応エレメントを有しないものがあり、それは符号そ
れだけで示される。図３〜５の上から見た図はスプール
41とスリーブ43との間の界面を主に示すために意図した
ものであり、その結果、その図はスリーブ43の外面に形
成される種々の特徴の全てを示すものではない。

【００２０】スプール41は一対の周囲方向のメーター溝
73L 、73R を有し、これらの溝は中心基準面ＲＰのまわ
りにほぼ等しく対向して配置される。メーター溝73L と
流体で連絡しているのは一対の加圧流路75L であり、メ
ーター溝73R に流体で連絡しているのは一対の加圧流路
75R である。また、メーター溝73L と流体で連絡してい
るのは一対の操作流路77L であり、メーター溝73R と流
体で連絡しているのは一対の操作流路77R である。スプ
ール41の外面に形成される前述の溝や流路の他に、スプ
ールは複数のタンクポート79L と一対のタンクポート79
R を形成する。タンクポート79L 、79R はスプール41の
内部と流体で連絡するので、低圧の戻り流体はスプール
41の内部を通り、戻りポート33と連絡した戻り開口61を
通って放射方向で外方へ流れる。最後に、スプール41は
一対の軸方向のスロット80を有し、その働きについては
次に説明する。

【００２１】スリーブ43は複数の加圧ポート81を有し、
これらのポートはスリーブによって形成される環状溝83
によって入口ポート31と連続的に流体で連絡するように
配置される。加圧ポート81の右側には一対の中立ポート
85が配置され、これらのポート85はスリーブにより形成
される環状溝89によって、高圧繰り越しポート87（図１
参照）と連続的に流体で連絡するように配置される。本
発明のこの実施例は、高圧繰り越し（パワーをこえて）
能力を備えたクローズドセンター型弁装置を有するけれ
ども、本発明は、オープンセンター型、または負荷感知
弁装置を有するコントローラにも同様に適用されること
は当業者によって明らかである。また、本発明は１つの
特定の型の弁構造に関連して図示かつ説明しているけれ
ども、どんな型の構造にも適用できると考える。

【００２２】中心基準面のまわりに等しく対向して配置
されているのは複数のメーターポート91L と複数のメー
ターポート91R であり、そのメーターポート91L はメー
ター溝73L と連続的に流体で連通しており、メーターポ
ート91R はメーター溝73R と連続して流体と連絡する。
同時に、メーターポート91L は放射方向の孔71L との流
体による連通を切りかえるために配置され、メーターポ
ート91R はこの技術に熟達した人にとってよく知られた
方法で放射方向の孔71R との流体による連通を切りかえ
るために配置される。中心基準面ＲＰのまわりに等しく
対向して配置されているのは一対の操作ポート93L と、
一対の操作ポート93R である。弁装置19が図１、３に示
す中立位置にある時、各操作ポート93L は、操作流路77
L とタンクポート79L との間にほぼ均等に配置される。
同様に、各操作ポート93R は操作流路77R とタンクポー
ト79R との間にほぼ等間隔をおいて配置される。

【００２３】弁装置の操作 このように説明してきた流体コントローラ15と弁装置19
の基本的操作は、上記特許の内容に関して容易に明らか
になると考えられる。しかしながら、コントローラ及び
弁装置の操作は図２〜５に示す構造体を図１の概略図に
一部関連させながら、簡単に説明する。

【００２４】さらに図３を参照すれば、弁装置19が中立
位置（ハンドルは回転しない）にある時、加圧流体は入
口ポート31から環状溝83へ連通し、それから軸方向へス
ロット80と開放して連通した２個の加圧ポート81を通っ
て流れる。加圧流体はスロット80を通って流れ、それか
ら中立ポート85を通って環状溝89へ流れ、そこから変圧
繰り越しポート87へ流れる。加圧ポート81と中立ポート
85と軸方向のスロット80との累積重なりは可変中立オリ
フィスＡＮで成る。弁装置19が図３の中立位置にある
時、他方の加圧ポート81を通る流れはスプール41の外面
によって遮断され、そこには、弁装置19の残り部分、即
ち流量計21を通る流体は見られない。

【００２５】ハンドルを特定の回転速度で回転させる
時、スプール41は特定の回転移動量だけスリーブ43に対
して移動する。その後、ハンドルが連続回転すると、流
量計21を通って流れる流体はスリーブ43の従動運動を生
じさせ、特定の回転移動位置を維持する。

【００２６】ここで図４を参照すれば、図３に関連して
スプール41はスリーブ43に対して移動し、左回転位置Ｌ
を選択する。スプール41が図４に示すように移動する
と、図１に概略的に示される通常の操作位置に対応し
て、加圧流体は加圧ポート81の２個のポートからそれぞ
れの加圧流路75R へ流れることができ、それらの間の重
なり部分は累積的に、主可変流量制御オリフィスＡ１で
成る。加圧流体は各加圧流路75R からメーター溝73R へ
流れ、それからメーターポート91R を通って放射方向で
外方へ流れる。この未測量の加圧流体は、それから軸方
向の穴69の或るものを通って流量計21に連絡し、それか
ら測量された加圧流体として流量計21から軸方向の穴69
の他方へ戻る。測量された流体はそれから、メーターポ
ート91L （図３参照）を通ってメーター溝73L へ流れ、
そこから、測量済流体は操作流路77L へ流れ、それか
ら、それぞれの操作ポート93L を通って流れる。流路77
L とポート93L との間の重なりは累積的に、可変流量制
御オリフィスＡ４で成る。

【００２７】操作ポート93L を通って流れる流体はそれ
から、制御流体のポート37へ流れ、そしてステアリング
シリンダ17へ流れる。シリンダ17から流出する流体は制
御流体のポート35を通って操作ポート93R に連通し、そ
れからタンクポート79R を通って流れ、それらの間の重
なり部分は可変流量制御オリフィスＡ５で成る。Ａ５オ
リフィスを通って流れる戻り流体はそれから前述の戻り
ポート33へ流れる。前述の流路は主流路と呼ばれ、図
１、３からわかるように、スプールがスリーブに対して
反対方向へ移動する場合、弁装置19は右回転位置Ｒにあ
り、その弁装置を通る流れは反対方向となり、制御流体
ポート35へ流れ、それからステアリングシリンダ17へ流
れ、制御流体ポート37へ戻る。

【００２８】ここまで説明した構造と機能は一般に当業
者にはよく知られている。特に再度、図３を参照すれ
ば、本発明の改良実施例が詳細に説明されている。この
実施例において、操作流路77R の片方は他方よりさらに
軸方向へ伸長し、スプール41のほどんど端部まで伸長す
る。スプール41もまた、放射方向のドレーン穴95を形成
し、このドレーン穴95はタンクポート79L 、79R と同じ
方法で、同じ一般目的でスプール41の内部と連絡する。
スプールとスリーブが図３の中立位置か、図４の通常の
操作位置にある時、スリーブ43は環状溝97と、その環状
溝97とドレーン穴95との間を連通するドレーンポート99
とを形成する。スリーブ43はまた、一対の加圧穴101 を
有し、これらの加圧穴はスプールとスリーブが図３の中
立位置にある時、軸方向へ一段と長い操作流路77R のま
わりで等間隔をおいて位置する。

【００２９】ここで特に図６を参照すれば、本発明に関
連した構造がさらにもうひとつ示されている。スター49
は窪部103 を有し、その中に環状プラグ部材105 が配置
され、これは環状シール部材107 を有する。プラグ部材
105 の後面（図６で右）と端板27の隣接面は共働して流
体室109 を形成し、その機能については後述する。端板
27はさらに軸方向の短流体111 と放射方向へ伸長する流
路113 を有する。この流路113 はプラグボール115 によ
りその外端近くを閉栓される。

【００３０】放射方向の流路113 は軸方向へ伸長する大
径ボルト穴117 と交差し、その穴をボルト29が伸長す
る。この実施例では、ボルト29の１本だけが大径ボルト
穴117 をそなえており、この機能については、後述す
る。残りのボルト29は全部、当業者によってよく知られ
ているように、通常の静合ボルト穴をそなえている。こ
の大径ボルト穴117 は、端板27を通り、リング47を通
り、ポートプレート25を通ってハウジング部分へわずか
だけ伸長する。ボルト穴117 の前端（図６で左）部で、
ハウジング部分23は角流路119 を形成し、この角流路11
9 はボルト穴117 （即ち、ボルト29を包囲する室）とス
リーブ43によって形成された環状溝97との間を連続的に
流体連通する。

【００３１】さらに図６を参照すれば、過度にしばるこ
となしにリング47に対してスター49の軌道を描く回転運
動を許すようにスター49が軸方向へリング47より短くな
るように構成した流量計21で成る型のジローターギアセ
ットが示されている。ポートプレート25はスター49に隣
接する例に端部壁121 を有し、端板27はスター49に隣接
して端部壁123 を有する。スター49は一対の端面125 、
127 を有し、これらはそれぞれ、端部壁121 、123 に隣
接して配置される。この技術に熟達した人々が周知のよ
うに、流量計の操作中、或る量の加圧流体が、隣接室12
1 と125 との間で容積室65の或るものからコントローラ
の内部へ、即ち、ケースドレーン部分へ洩れることがあ
る。前述のように、コントローラの内部は戻りポート33
と比較的制限されないで流体で連絡している。同様に、
加圧流体は容積室65の或るものから洩れ、隣接面123 と
127 との間を流れる。スター49の前端で生じる流体の洩
れとはちがって、端部壁123 と端面127 との間の流体の
洩れは、それが流体室109 へ流入するまで放射方向で内
方へ流れる。そこで、その流れがプラグ部材105 に押圧
力をかける。この洩れ流路が図１に概略的に示されてい
て、符号123 で示されている。なぜなら、その洩れ流路
はスター49の端部壁123 に沿っているからである。流体
室109 の流体が加圧されると、プラグ部材105 とスター
49に押圧力がかかり、そのためにスターは前方へ（図６
で左へ）押圧される。この実施例では、スター49にかか
る正味の押圧力はプラグ105 の面積に流体室109 の圧力
を乗じたものにほぼ等しい。かくして、スター49にかか
る押圧力、即ちブレーキ力には限度があり、本発明の場
合でさえ、ハンドルに十分なトルクがかかる場合、トラ
ベルリミットスリップを生じることがある。

【００３２】さらにもうひとつの結果は、スター49が前
方へ押圧される時、前述の米国特許No.3,801,239に示さ
れるように、端面125 が端部壁121 と摩擦ブレーキ接触
するように押圧されることである。本発明は、プラグ部
材105 を含むものとして示されているけれども、プラグ
とスターを一体化させることもでき、また、流体室109
を形成する手段が他にあれば、プラグを省略することも
できる。

【００３３】従来技術の説明のところで述べたように、
そのようなブレーキ装置はまた市場でそんなに多く使用
されていない。なぜなら、スター49とポートプレート25
との間の摩擦接触がフィードスルーをよく生じさせ、こ
れが或る条件のもとでは、迷動を生じさせることがわか
ったからである。そこで、本発明の重要な側面は、トラ
ベルリミットスリップ率を事実上減らし、同時に、従来
のフィードスルー問題を克服したブレーキ装置を提供す
ることである。

【００３４】ここで図３、４、６を参照すれば、弁装置
19がその通常の操作位置にあるような通常のステアリン
グの間、トラベルリミットスリップは重要ではなくて、
ジロータースターを制動する必要もない。従って、通常
のステアリング操作の間、スリーブ43のドレーンポート
99は開いていて、スプール41によって形成されたドレー
ン穴95と比較的制限されないで連通している。その結
果、角流路119 、ボルト穴117 、流路113 、111 、及び
流体室109 にもリザーバ圧（ほぼ０psi)が存在する。流
体室109 に実質的な圧力がない場合、スター49は隣接端
部壁121 と123 との間でその通常の中心位置へ自由に移
動する。前述の操作状態が中心中立位置で図１に概略的
に示されており、かつまた、隣接する右回転及び左回転
の通常操作位置で示され、その場合、流路113 は弁装置
のドレーンポート99によってシステムリザーバへ排出し
た状態で示されている。

【００３５】ここで図１、５、６を参照すれば、弁装置
19が左回転位置にあるようなその最大変位位置へ近づく
時、一本の長い操作流路77R は隣接する加圧穴101 の１
つと連通し始めるので、Ａ１オリフィスの下流にある測
量、加圧された流体は加圧穴101 と連通し、環状溝97へ
流れる。同時に、ドレーンポート99とドレーン穴95との
間の制限なしの連通が終わり、それによって環状溝97に
圧力が生じる。環状溝97のこの圧力はそれから大径ボル
ト穴117 を通り、そして流路113 、111 を通って流体室
109 へ連通する。従って、弁装置の動きが次第に大きく
なると、流体室109 の圧力は、弁装置がその最大変位位
置へ接近する時に事実上上昇し、かくして、前述のよう
にプラグ部材105が加圧される。この操作状態が図１に
概略的に示されており、この状態で、加圧穴101 は左回
転位置Ｌに対して最大変位位置でＡ１オリフィスの下流
から流路113 まで流体が連通して示されている。

【００３６】また図３を参照すれば、ハンドルが右回転
位置Ｒへ回転するとき、スプール41によって形成される
種々の溝や流路は図３でみて上方へ移動するので、加圧
ポート81は加圧流路75L と連通し始め、それから順次、
操作流路77L に連通する。右回転位置Ｒへ最大限移動す
ると、長い操作流路77R はここで他方の加圧穴101 と連
通し、左回転の場合に前述したのと同じ方法で、加圧穴
101 を通り、結局、流体室109 へと未測量の加圧流体に
連通する。右回転操作の主な差は、加圧ポート101 が、
左回転の場合と同様に、Ａ１オリフィスの下流位置では
なくて、Ａ４オリフィスの下流位置で主流体流路と連通
する点だけである。

【００３７】図７には、弁装置１９の移動関数として流
体室109 の圧力を示すグラフが示されており、これは、
弁装置の移動が約１０°（図４に示す位置）となるまで
圧力は事実上０であることを示し、この時点でドレーン
穴95とドレーン穴99との間に形成されるオリフィスは閉
鎖し始める。弁移動が約１２°の時、１個の加圧穴101
はその操作流路77R と連通し始める。弁装置がその最大
変位位置へ接近する時（図５に示すように、１５°）流
体室109 の圧力は急に上昇し、システム圧（即ち主流路
の圧力）に近づく。

【００３８】流体室109 からドレーンさせることのでき
ることが本発明の基本的特徴である。最大変位時、流体
室109 を加圧する能力が望ましいが、この能力は不可欠
のものではない、特に、流量計21からの洩れ流体がドレ
ーンの閉鎖直後にスター49を十分に押圧する場合、或い
は、主流路から流体室109 まで圧力で連通するのに必要
な付加ポートを形成する余裕が弁装置に十分にない場合
には、前記能力は必須のものではない。

【００３９】この実施例において、流体室109 のドレー
ン作用と加圧作用を制御する弁装置はスプール41とスリ
ーブ43とに一体的に形成されるが、主コントローラ弁装
置とは別個の弁手段により流体室109 の圧力を制御する
ことも本発明の範囲内にある。しかしながら、別個の弁
装置を使用する場合、少なくともタイミングに関して、
それをコントローラ弁装置と関連して機能させることは
望ましいことである。

【００４０】本発明について、これまで前述の明細書に
詳述してきたが、本発明の特許請求の範囲に記載した構
成は、その範囲において種々の変形や修正が可能であ
る。

【００４１】

【発明の効果】本発明は、コントローラの弁装置を通る
流量を測る流量計の可動部材へブレーキ力をかけるため
にプラグ部材が作動し、ハウジングと共働して流体室を
形成し、かつ流体室とコントローラの弁装置との間に流
体用流路を形成する。そして、ハウジング内のコントロ
ーラの弁装置は、その弁装置が第１操作位置にある時、
流体室からドレーンするドレーン流路を形成し、弁装置
がその最大変位位置に接近する時、流体室の圧力を上昇
させることから、流体コントローラに流量計用油圧ブレ
ーキを備えることができ、トラベルリミットスリップを
減らしフィールドスルーを解決できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる流体コントローラの油圧回路の
概略図である。

【図２】本発明にかかる流体コントローラの軸方向の横
断面図である。

【図３】弁装置を中立位置で示した図１、２の流体コン
トローラの弁装置を上から見た拡大平面図である。

【図４】弁装置をその操作位置で示した図３に類似した
もう１つの拡大部平面図である。

【図５】弁装置をその最大変位位置で示した図４に類似
した拡大部分平面図である。

【図６】本発明の１つの側面を示す図２に類似した拡大
軸方向横断面図である。

【図７】ブレーキ室圧（Psi 単位）と弁移動（度単位）
との関係を示すグラフである。

【符号の説明】 １１ 加圧流体源 １５ コントローラ １７ 流体圧で操作される装置 １９ 弁装置 ２１ 流量計 ２３ ハウジング ２５ ポートプレート ２７ 端板 ３１ 入口ポート ３３ 戻りポート ３５ 第１制御流体ポート ３７ 第２制御流体ポート ４１ スプール ４３ スリーブ ４７ リング ４９ スター ９５，９７，９９ ドレーン流路 １０５ プラグ部材 １０９ 流体室 １１１，１１３，１１７，１１９ 流路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅ ｌａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ. Ａ. (72)発明者 バーナード ジュリアン ラーソン アメリカ合衆国 ミネソタ 55423 ノ ース ニュー ホープ ザイロン アベ ニュー 6064 (56)参考文献 特開 昭61−98673（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−207272（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−106870（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−227513（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−91466（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭48−36017（ＪＰ，Ｂ１) 米国特許4109679（ＵＳ，Ａ) 米国特許4344283（ＵＳ，Ａ) 米国特許3801239（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 5/09 ＥＰＡＴ（ＱＵＥＳＴＥＬ) ＰＣＩ（ＤＩＡＬＯＧ)

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加圧流体源（11）から流体圧で操作され
   る装置（17）への流体の流れを制限するコントローラ
   （15）であって、加圧流体源へ接続するため入口ポート
   （31）、リザーバへ接続する戻りポート（33）、流体圧
   で操作される装置に接続する第１（35）および第２（3
   7）制御流体ポートを形成するハウジング手段（23、25、2
   7）と、前記ハウジング手段（23）に配置され、中立位
   置（図３）、第１操作位置（図４）、および最大変位位
   置（図５）を定める弁装置（19）とを備え、前記ハウジ
   ング手段と弁装置はともに共働して主流体流路を形成
   し、この流路は前記入口ポート（31）と第１制御流体ポ
   ート（35）との間を連通し、また、前記弁装置が第１操
   作位置にある時、前記第２制御流体ポート（37）と前記
   戻りポート（33）との間を連通しており、さらに、流体
   の流れる流動量に比例して前記弁装置へ追従動作を分与
   する流体作動手段（21）であって、前記主流体流路に直
   列接続され、該主流体流路を通って流れる流量を測るた
   めに作動する静止部材（47）と可動部材（49）とを有
   し、かつ前記可動部材（49）にブレーキ力をかけるプラ
   グ部材（105 ）を有して、前記静止部材に対して可動部
   材の動きにブレーキをかけ、前記ハウジング手段（23、2
   5、27）とプラグ部材（105 ）が共働して流体室（109 ）
   を形成し、前記プラグ部材が流体室（109 ）の加圧流体
   の存在によってブレーキ力を加えるようになっているも
   のとを備える型式のものにおいて、（ａ）前記ハウジン
   グ手段（23、25、27）と流体作動手段（21）とはともに共
   働して、前記流体室（109 ）と弁装置（19）との間を連
   通する流路手段（111、113、117、119 ）を形成し、（ｂ）
   前記弁装置（19）とハウジング手段（23）とは共働して
   ドレーン流路手段を形成し、このドレーン流路手段は、
   前記弁装置（19）が第１操作位置（図３）にある時に
   は、前記流路手段（111、113、117、119 ）と戻りポート
   （33）との間に比較的制限されない流体による連通を生
   じさせ、前記弁装置が最大変位位置（図５）へ近づく時
   には、前記流路手段と戻りポートとの間で前記流体の連
   通を事実上制限する、ことを特徴とするコントローラ。
2. 【請求項２】 前記弁装置（19）とハウジング手段（2
   3）とは共働して加圧流路手段（77R、101、97）を形成
   し、この流路手段は、前記弁装置が最大変位位置（図
   ５）にある時、前記主流体流路と流体流路手段（111、11
   3、117、119 ）との間を流体で連通することを特徴とす
   る、請求項１に記載のコントローラ。
3. 【請求項３】 前記弁装置（19）は、主回転弁部材（4
   1）とそれと共働する相対的に回転可能な従動弁部材（4
   3）とで成り、前記主弁部材と従動弁部材は互いに対し
   前記中立位置（図３）、第１操作位置（図４）、および
   最大変位位置（図５）を定めることを特徴とする、請求
   項１に記載のコントローラ。
4. 【請求項４】 前記従動弁部材（43）とハウジング手段
   （23）は共働して環状ドレーン溝（97）を形成し、この
   ドレーン溝は流路手段（111、113、117、119 ）と流体連通
   しており、前記主弁部材（41）と従動弁部材（43）は共
   働して可変ドレーンオリフィス（95、99 ）を形成し、こ
   のオリフィスは前記環状ドレーン溝と戻りポート（33）
   との間で連続した流路関係に配置され、前記ドレーン溝
   と可変ドレーンオリフィスは前記ドレーン流路手段で成
   ることを特徴とする、請求項３に記載のコントローラ。
5. 【請求項５】 前記可変ドレーンオリフィス（95、99 ）
   は、前記弁装置（19）が前記中立位置（図３）にある
   時、最大流動面積を有し、前記弁装置が第１操作位置
   （図４）から最大変位位置（図５）へ向って移動する
   時、流動面積が減少することを特徴とする、請求項４に
   記載のコントローラ。
6. 【請求項６】 前記可変ドレーンオリフィス（95、99 ）
   は、前記弁装置（19）が最大変位位置（図５）にある
   時、流動面積が事実上ゼロであることを特徴とする、請
   求項５に記載のコントローラ。
7. 【請求項７】 前記従動弁部材（43）は、前記入口ポー
   ト（31）と連続して流体で連通する複数の加圧ポート
   （81）を有し、さらに、前記第１制御流体ポート（37）
   と連続的に流体で連通する複数の操作ポート（93L ）を
   有し、前記主弁部材（41）は前記弁装置が第１操作位置
   にある時、前記加圧ポート（81）と操作ポート（93L ）
   との間を流体で連通させることを特徴とする、請求項６
   に記載のコントローラ。
8. 【請求項８】 前記主弁部材（41）と従動弁部材（43）
   は共働して可変圧オリフィス（77R 、101 ）を形成し、
   このオリフィスは前記スロット手段（75R、77L ）と環状
   ドレーン溝（97）との間を連続するように配置され、前
   記可変圧オリフィスは前記弁装置（19）が中立位置（図
   ３）にある時、流動面積が事実上ゼロとなり、前記弁装
   置が最大変位位置（図５）へ近づく時、流動面積が増大
   することを特徴とする、請求項７に記載のコントロー
   ラ。
9. 【請求項９】 前記可動部材は事実上平行な端面（125、
   127 ）を有する外歯部材（49）で成り、前記静止部材は
   内歯部材（47）で成り、前記ハウジング手段（25、27 ）
   は平行端面（121、123 ）を有し、前記外歯部材は相対的
   な軌道回転運動を生じるように前記内歯部材内に偏心的
   に配置され、前記両部材の歯は前記相対的な軌道回転運
   動の間、ともに噛み合って流体容積室（65) を膨張収縮
   させることを特徴とする、請求項１に記載のコントロー
   ラ。
10. 【請求項10】 前記プラグ部材（105 ）は外歯部材（4
    9）の端面（127 ）と接触状態におかれ、前記流体室（1
    09 ）の加圧流体の圧力に応答して前記外歯部材を前記
    ハウジング手段（25）の前記平行端面の１つ（121 ）と
    摩擦接触するように押圧することを特徴とする、請求項
    ９に記載のコントローラ。
11. 【請求項11】 加圧流体源（11）から流体圧で操作され
    る装置（17）への流体の流れを制限するコントローラ
    （15）であって、加圧流体源へ接続するため入口ポート
    （31）、リザーバへ接続する戻りポート（33）、流体圧
    で操作される装置に接続する第１（35）および第２（3
    7）制御流体ポートを形成するハウジング手段（23、25、2
    7）と、前記ハウジング手段（23、25、27）に配置され、
    中立位置（図３）、第１操作位置（図４）、および最大
    変位位置（図５）を定める弁装置（19）とを備え、前記
    ハウジング手段と弁装置はともに共働して主流体流路を
    形成し、この流路は前記入口ポート（31）と第１制御流
    体ポート（35）との間を連通し、また、前記弁装置が第
    １操作位置にある時、前記第２制御流体ポート（37）と
    前記戻りポート（33）との間を連通しており、さらに、
    流体の流れる流動量に比例して前記弁装置へ追従動作を
    分与する流体作動手段（21）であって、前記主流体流路
    に直列接続され、内歯部材（47）と、前記内歯部材内に
    偏心的に配置された外歯部材（49）とを有し、かつ前記
    内歯部材及び外歯部材の少なくとも片方にブレーキ力を
    かけるプラグ部材（105 ）を有して前記静止部材に対し
    て可動部材の動きにブレーキをかけ、前記ハウジング手
    段（27）とプラグ部材（105 ）が共働して流体室（109
    ）を形成し、前記プラグ部材が流体室（109 ）の加圧
    流体の存在によってブレーキ力を加えるようになってい
    るものとを備える型式のものにおいて、（ａ）前記ハウ
    ジング手段（23、25、27）と流体作動手段（21）は共働し
    て、前記流体室（109 ）と連通する流路手段（111、113、
    117、119 ）を形成し、（ｂ）前記ハウジング手段（23）
    に接続し、それと共働するブレーキ弁手段（41、43 ）を
    備え、前記コントローラ弁装置（19）が第１操作位置
    （図４）にある時には、前記流路手段（111、113、117、11
    9 ）と戻りポート（33）との間に比較的制限されない流
    体による連通を生じさせ、前記コントローラ弁装置が最
    大変位位置（図５）へ近づく時には、前記流路手段と戻
    りポートとの間で前記流体の連通を事実上制限するよう
    に作動するドレーン流路手段（95、99、97）を形成する、
    ことを特徴とするコントローラ。
12. 【請求項12】 前記ブレーキ弁装置（41、43 ）は前記コ
    ントローラの弁装置（19）と一体化することを特徴とす
    る、請求項11に記載のコントローラ。
13. 【請求項13】 前記ブレーキ弁装置（41、43 ）と前記ハ
    ウジング手段（23）とは共働して加圧流路手段（77R、10
    1、97）を形成し、この加圧流路手段は前記コントローラ
    弁装置が最大変位位置（図５）にある時、前記主流体流
    路と流体流路手段（111、113、117、119 ）との間に流体の
    連通を生じさせ、前記加圧流路手段は、前記コントロー
    ラ弁装置（１９）が第１操作位置（図４）にある時、流
    動面積が事実上ゼロであるような可変加圧オリフィス
    （77R、101 ）を形成することを特徴とする、請求項11に
    記載のコントローラ。