JP3218853B2 - 可変容量ポンプを用いた動力舵取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非操舵時のように前記
ギヤボックスに作用している負荷圧が低い時には前記可
変容量ポンプの吐出流量を減少させ、操舵が行われ前記
ギヤボックスに作用している負荷圧が高くなると前記可
変容量ポンプの吐出流量を上昇させる吐出流量制御機構
を備えている動力舵取装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の動力舵取装置（特開昭５３−１３
０５０４）は、図８に示すように可変容量ポンプＰの吐
出油路Ｏに設けたオリフィスＴ前後の差圧を利用してカ
ムリングＲの位置を制御してロータＲＴとの偏心量の制
御を行うことにより、図９に示すように前記ロータＲＴ
の回転数が増加しても吐出流量をほぼ一定に保ち省エネ
効果を得るようにしたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の動力舵取装置
は、図９に示すように前記ロータＲＴの回転数が増加し
ても吐出流量を操舵時を考慮したほぼ一定値に保つもの
であるため、非操舵時等の負荷圧が低圧の時においても
操舵時と同一の流量を吐出するものであるため、アイド
リング時の様な低回転領域においては省エネ効果が得ら
れず、例えば渋滞路等では燃費低減を図ることが出来な
いという問題が有った。

【０００４】そこで本発明者らは、非操舵時のように前
記ギヤボックスに作用している負荷圧が低い時には前記
可変容量ポンプの吐出流量を減少させ、操舵が行われ前
記ギヤボックスに作用している負荷圧が高くなると前記
可変容量ポンプの吐出流量を上昇させるという本発明の
技術的思想に着眼し、更に研究開発を重ねた結果非操舵
時においては操舵時に比べ可変容量ポンプの吐出流量を
下げることにより、省エネ効果を実現し、燃費低減を図
るという目的を達成する本発明に到達した。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）の可変容量ポンプを用いた動力舵取装置
は、ギヤボックスへの流路に設けた第１のオリフィスの
前後の圧力差に応じてカムリングの偏心量を制御するよ
うにした可変容量ポンプを用いた動力舵取装置におい
て、非操舵時のように前記ギヤボックスに作用している
負荷圧が低い時には前記第１のオリフィスの下流側をタ
ンクに連通させて第１のオリフィスの下流側の圧力を減
圧することによりカムリングの偏心量を減少させて吐出
流量を減少させ、操舵が行われ前記ギヤボックスに作用
している負荷圧が高くなると前記第１のオリフィスの下
流側とタンクとの連通を遮断して吐出流量を上昇させる
負荷圧感応弁を備えているものである。

【０００６】本発明（請求項２に記載の第２発明）の可
変容量ポンプを用いた動力舵取装置は、第１発明におい
て、前記負荷圧感応弁が、一端に導入された前記ギアボ
ックスに作用している負荷圧が他端と第１のスプールと
の間に介挿された第１のバネの付勢力より小さい時は開
となり、前記可変容量ポンプの吐出流量を制御する容量
制御弁のバネ室の圧油をタンクへリークすることを可能
にする第１の絞りを備えたものである。

【０００７】本発明（請求項３に記載の第３発明）の可
変容量ポンプを用いた動力舵取装置は、第２発明に対し
て、一端に導入された前記ギアボックスに作用している
負荷圧と前記負荷圧感応弁の前記第１の絞りを介して他
端に導入された圧油の圧力および前記他端と第２のスプ
ールとの間に介挿された第２のバネの付勢力との釣合い
によって決定される開度を形成する第２の絞りを備えた
バイパスコントロールバルブが付加されたものである。

【０００８】

【作用】上記構成より成る第１発明の動力舵取装置は、
前記負荷圧感応弁によって非操舵時のように前記ギヤボ
ックスに作用している負荷圧が低い時には前記第１のオ
リフィスの下流側をタンクに連通させて第１のオリフィ
スの下流側の圧力を減圧 することによりカムリングの偏
心量を減少させて吐出流量を減少させ、操舵が行われ前
記ギヤボックスに作用している負荷圧が高くなると前記
第１のオリフィスの下流側とタンクとの連通を遮断して
吐出流量を上昇させるものである。

【０００９】上記構成より成る第２発明の動力舵取装置
は、前記負荷圧感応弁において、前記一端に導入された
前記ギアボックスに作用している負荷圧が前記他端と前
記第１のスプールとの間に介挿された前記第１のバネの
付勢力より小さい時は前記第１の絞りが開となり、前記
可変容量ポンプの吐出流量を制御する前記容量制御弁の
前記バネ室の圧油を前記タンクへリークすることによ
り、前記容量制御弁の前記バネ室の圧力を下げることに
よって前記可変容量ポンプの偏心量を減少させて吐出流
量を減少させるものである。

【００１０】上記構成より成る第３発明の動力舵取装置
は、前記バイパスコントロールバルブにおいて、前記一
端に導入された前記ギアボックスに作用している負荷圧
と前記負荷圧感応弁の前記第１の絞りを介して前記他端
に導入された圧油の圧力および前記他端と前記第２のス
プールとの間に介挿された前記第２のバネの付勢力との
釣合いによって第２の絞りの開度が決定されるので、前
記第２の絞りを介する前記タンクへの圧油のリーク量
が、前記負荷圧感応弁の前記第１の絞りの開度で決定さ
れた圧油の圧力に基づき制御されるものである。

【００１１】

【発明の効果】上記作用を奏する第１発明の動力舵取装
置は、非操舵時のように前記ギヤボックスに作用してい
る負荷圧が低い時には、前記負荷圧感応弁によって前記
可変容量ポンプの吐出流量を減少させるので、一層の省
エネ効果を実現し、燃費低減を図るという効果を奏する
とともに、前記ギヤボックスに作用している負荷圧に応
じて前記負荷圧感応弁が前記可変容量ポンプの偏心量制
御部に作用する圧力を制御して偏心量を減少させること
により、前記負荷圧に応じて一定にする吐出流量のレベ
ルを変えることが出来るという効果を奏する。

【００１２】上記作用を奏する第２発明の動力舵取装置
は、前記第１発明と同様の効果を奏するとともに、前記
負荷圧に基づき前記第１の絞りが開き前記可変容量ポン
プの吐出流量を制御する前記容量制御弁のバネ室を前記
タンクに連通させるので、前記負荷圧が前記バネの付勢
力を下回ったら前記容量制御弁の前記バネ室の圧力を低
いレベルに下げることによって、前記可変容量ポンプの
偏心量を操舵時のレベルに比べて低いレベルに下げるこ
とを可能にするという効果を奏する。

【００１３】上記作用を奏する第３発明の動力舵取装置
は、前記第１および第２発明と同様の効果を奏するとと
もに、前記バイパスコントロールバルブが、前記第２の
スプールに作用する負荷圧と前記負荷圧感応弁の第１の
絞りを介して供給された圧油の圧力および前記バネの付
勢力との釣合いによって前記第２の絞りの開度を決定
し、この第２の絞りを介する前記タンクへの圧油のリー
ク量を、前記負荷圧感応弁の前記第１の絞りの開度で決
定された圧油の圧力に基づき制御するので、圧力補償を
可能にするという効果を奏する。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例につき、図面を用いて説
明する。

【００１５】（第１実施例） 第１実施例の可変容量ポンプを用いた動力舵取装置は、
図１ないし図３に示すように、容量制御弁１５によって
カムリング１１の偏心量が制御される可変容量ポンプ１
と、前記可変容量ポンプ１の吐出ポート１２とギアボッ
クス（図示せず）との間の油路に配設された第１のオリ
フィス２と、前記ギアボックスに作用している負荷圧に
基づき前記容量制御弁１５のバネ室１５１の圧力を制御
する第１の絞り３１を備えた負荷圧感応弁３と、前記ギ
アボックスに作用している負荷圧と前記負荷圧感応弁３
の第１の絞り３１を通過した圧油の圧力に基づき前記負
荷圧感応弁３からタンク１９へリークする流量を制御す
る第２の絞り４１を備えたバイパスコントロールバルブ
４と、前記容量制御弁１５のバネ室１５１に連絡してお
りバネ室１５１の圧力が設定圧より高くなった時に圧油
を前記タンク１９に逃がすレリーフ弁５とから成るもの
である。

【００１６】前記可変容量ポンプ１は、図１および図３
に示すようにポンプケース１０内に介挿され一点を中心
にして揺動するカムリング１１と、カムリング１１内に
介挿され複数のベーン１３が半径方向に介挿され例えば
車載されたエンジン（図示せず）によって回転駆動され
るロータ１４と、リザーバ１７より圧油を吸入する吸入
ポート１６と、圧油を吐出する吐出ポート１２と、前記
カムリング１１を揺動させる容量制御弁１５とから成
る。

【００１７】前記容量制御弁１５は、前記可変容量ポン
プ１のポンプケース１０に形成されたシリンダ１５０
と、前記シリンダ１５０内に介挿されたピストン１５５
と、ピストン１５５に配設したピン１５２に係止され前
記カムリング１１に固着されたレバー１５３と、第２の
オリフィス１５４を介して前記第１のオリフィス２に連
絡するとともに前記可変容量ポンプ１の前記吸入ポート
１６に連絡しており前記ピストン１５５の図中左端に作
用する所定のバネ定数のバネが介挿されたバネ室１５１
と、前記可変容量ポンプ１の前記吐出ポート１２に連絡
しており前記シリンダ１５０の図中右端に形成された高
圧室１５６とから成る。

【００１８】前記負荷圧感応弁３は、図１に示すように
弁本体３０の左端に前記ギヤボックスに作用している負
荷圧が導かれている第１の負荷圧作用ポート３２が形成
され、右端には前記タンクに連絡している連絡ポート３
３が形成され、上端には前記第１のオリフィス２に第２
のオリフィス１５４を介して連絡するとともに、前記可
変容量ポンプ１の吐出流量を制御する前記容量制御弁１
５の前記バネ室１５１に連絡した第１の導入ポート３４
が形成され、下端には前記タンク１９に連絡する前記バ
イパスコントロールバルブ４に連絡する第１の排出ポー
ト３５が夫々形成されている。

【００１９】前記負荷圧感応弁３は、図１に示すように
前記弁本体３０内に介挿され前記負荷圧が作用している
コの字状の縦断面の第１のスプール３６と、前記弁本体
３０の右端と前記第１のスプール３３との間に介挿され
前記第１のスプール３６を操舵時の負荷圧よりは小さく
非操舵時の負荷圧よりは大きな付勢力で左方に付勢する
第１のバネ３７と、前記第１のスプール３６の前記第１
の導入ポート３４に対向する部位に形成され、前記第１
の負荷圧作用ポート３２に作用する負荷圧が前記第１の
バネ３７の付勢力より低い時は開き高い時は閉じる第１
の絞り３１とからなり、この第１の絞り３１によって前
記バネ室１５１に連絡している前記第１の導入ポート３
４と前記バイパスコントロールバルブ４に連絡している
前記第１の排出ポート３５とを連通関係にしている。

【００２０】前記バイパスコントロールバルブ４は、図
１に示すように弁本体４０の左端に前記ギヤボックスに
作用している負荷圧が導かれている第２の負荷圧作用ポ
ート４２が形成され、上端には前記負荷圧感応弁３の前
記排出ポート３５に連絡する第２の導入ポート４３が形
成され、下端には前記タンク１９に連絡する第２の排出
ポート４４が夫々形成されている。

【００２１】前記バイパスコントロールバルブ４は、図
１に示すように前記弁本体４０内に介挿され前記負荷圧
が作用しているコの字状の縦断面の第２のスプール４５
と、前記弁本体４０と前記第２のスプール４５との間に
介挿され所定の付勢力で左方に付勢する第２のバネ４６
と、前記第２のスプール４５の前記第２の排出ポート４
４に対向する図１中右端に形成され、前記第１の負荷圧
作用ポート３２に作用する負荷圧と第１の排出ポート３
５より供給される圧油の圧力および前記第２のバネ４６
の付勢力とのバランスによって決まる開度に応じたリー
ク量の圧油を前記タンク１９に供給し得る第２の絞り４
１とから成る。すなわちバイパスコントロールバルブ４
は、負荷圧の変化に拘らず前記タンク１９へのリーク量
を、前記負荷圧感応弁３の第１の絞り３８の絞り開度で
設定された値に保つ圧力補償弁を構成するものである。

【００２２】上記構成より成る第１実施例の動力舵取装
置は、エンジンによって駆動される前記可変容量ポンプ
１の前記ロータ１４の回転に伴い前記吐出ポート１２か
ら吐出された圧力Ｐ０の圧油を第１のオリフィス２によ
って圧力Ｐ１の圧油として前記ギアボックスに供給す
る。

【００２３】前記エンジンの回転上昇に伴い前記可変容
量ポンプ１の吐出流量が直線的に増加するが、前記第１
のオリフィス２の前後の差圧が大きくなるため、前記容
量制御弁１５のバネ室１５１のバネを撓ませてピストン
１５５を図１中左方に移動させレバー１５３を介してカ
ムリング１１の偏心量を減少させることにより図４に示
すような回転数−流量特性を実現するものである。

【００２４】ここでハンドルが操舵されている操舵状態
においては、前記ギアボックスに作用している負荷圧Ｐ
１が高いため、前記負荷圧感応弁３の第１の負荷圧作用
ポート３２に作用する圧力が前記第１のバネ３７の付勢
力より大きくなり、図２に示すように前記第１のスプー
ル３６が右方に移動して、前記第１の絞り３１が閉じら
れるので、前記容量制御弁１５のバネ室１５１の圧油の
圧力は前記負荷圧と前記第２のオリフィス１５４によっ
て決定される圧力Ｐ２に維持される。

【００２５】従って前記可変容量ポンプ１の前記バネ室
１５１の圧力Ｐ２とバネの付勢力より前記高圧室１５６
に導入されている吐出圧が高くなった時にピストン１５
５が図１中左方へ移動して、前記カムリング１１の偏心
量を減らし図４の実線で示すような可変容量ポンプの通
常の流量特性を実現する。

【００２６】またハンドルが操舵されていない非操舵状
態においては、前記ギアボックスに作用している負荷圧
Ｐ１が低いため、前記負荷圧感応弁３の第１の負荷圧作
用ポート３２に作用する圧力が低いため前記第１のバネ
３７の付勢力の方が大きいため図１に示すように前記第
１のスプール３６が左端に位置するため、前記第１の絞
り３８が開いているので、前記容量制御弁１５のバネ室
１５１の圧油がこの第１の絞り３１を介して前記第１の
排出ポート３５から前記バイパスコントロールバルブ４
を介してタンク１９にリークされる。

【００２７】従って前記可変容量ポンプ１の前記バネ室
１５１の圧力Ｐ２が下がるので、前記ピストン１５５が
図１中左方へ移動して、前記カムリング１１の偏心量を
減らすので図４の破線で示すような特性を実現する。

【００２８】ところで、負荷圧感応弁３の第１の絞り３
１が開いている状態において、操舵により負荷圧が上昇
した場合には、バイパスコントロールバルブ４の第２の
負荷圧作用ポート４２に供給される負荷圧により、第２
のスプール４５が右方に変位して第２の絞り４１が負荷
圧に応じて縮小されるため、負荷圧の上昇に拘らず、負
荷圧感応弁３を介してタンク１９にリークされる流量は
第１の絞り３１の面積のみによって決定される所定量に
維持される。

【００２９】上記作用を奏する本第１実施例の動力舵取
装置は、前記ギヤボックスに作用している負荷圧が非操
舵時のように一定値を下回った時には、前記負荷圧に基
づき前記負荷圧感応弁３が操舵時に比べて早いタイミン
グ（低い回転数）で前記可変容量ポンプ１の偏心量を減
少させることにより吐出流量を減少させて一定にするの
で、省エネ効果を実現し、燃費低減を図るという効果を
奏する。すなわち本第１実施例の動力舵取装置は、アイ
ドリング時の様な低回転領域における省エネ効果を実現
し、例えば渋滞路等での燃費低減を図るという効果を奏
する。

【００３０】また本第１実施例の動力舵取装置は、前記
バイパスコントロールバルブ４が、前記第２のスプール
４５に作用する負荷圧と前記負荷圧感応弁３の第１の絞
り３１から供給された圧油の圧力Ｐ２および前記第２の
バネ４６の付勢力との釣合いによって前記第２の絞り４
１の開度を決定し、この第２の絞り４１を介する前記タ
ンク１９への圧油のリーク量を、前記負荷圧感応弁３の
前記第１の絞り３１の開度で決定された圧油の圧力Ｐ２
に基づき制御するので、圧力補償を可能にするという効
果を奏する。

【００３１】（第２実施例） 第２実施例の可変容量ポンプを用いた動力舵取装置は、
差圧応動式の負荷圧感応弁を採用することにより、前記
第１実施例のバイパスコントロールバルブ４を省略する
もので、図５および図６に基づき第１実施例との相違点
を中心に説明する。

【００３２】第２実施例の差圧応動式の負荷圧感応弁６
は、負荷圧に基づき前記容量制御弁１５のバネ室１５１
の圧力を制御する負荷圧感応部６１と前記タンク１９へ
のリーク量を制御するバイパスコントロール部６２とか
ら成る。

【００３３】負荷圧感応部６１は、弁本体６０の左端に
形成された負荷圧作用ポート６３１と、上端に形成され
前記容量制御弁１５のバネ室１５１に連絡した導入ポー
ト６３２と、スプール６４の左端部の前記導入ポート６
３２に対応する部位に形成された所定の開口面積を有す
る第１の絞り６５とから成り、負荷圧が低いときは前記
第１の絞り６５を開いた状態にして前記バネ室１５１の
圧油のリークを可能にし得る構成より成る。

【００３４】バイパスコントロール部６２は、前記スプ
ール６４と前記弁本体との間に介挿され前記スプール６
５を図中左方に付勢するバネ６６と、バネ６６を収容し
た部屋６６１と前記第１の絞り６５とを連通させる連通
穴６７と、下端に形成され前記タンク１９に連絡した排
出ポート６３３と、前記スプール６４の右端部の前記排
出ポート６３３に対応する部位に形成され前記第１の絞
り６５の開口面積より小さな開口面積を有する第２の絞
り６８とから成り、前記排出ポート６３３から前記タン
ク１９へのリーク量を前記第１の絞り６５の開度で設定
された値に維持し得る構成より成る。

【００３５】上記構成より成る本第２実施例の動力舵取
装置は、差圧応動式の負荷圧感応弁６によって前記第１
実施例と同様に前記ギヤボックスに作用している負荷圧
が非操舵時のように一定値を下回った時には、前記負荷
圧に基づき前記負荷圧感応弁６が操舵時に比べて早いタ
イミング（低い回転数）で前記可変容量ポンプ１の偏心
量を減少させることにより吐出流量を減少させて一定に
するので、省エネ効果を実現し、燃費低減を図るという
効果を奏する。

【００３６】また本第２実施例の動力舵取装置は、前記
第１実施例のバイパスコントロールバルブ４の機能を前
記差圧応動式の負荷圧感応弁６に持たせたので、構成要
素を減らし、コストを低減し、保守を容易にするという
効果を奏する。

【００３７】（第３実施例） 第３実施例の可変容量ポンプを用いた動力舵取装置は、
図７に示すように前記第１実施例のバイパスコントロー
ルバルブ４を省略して、前記負荷圧感応弁３のみによっ
て負荷圧に基づき前記バネ室１５１の圧力を制御するこ
とにより可変容量ポンプ１の偏心量を制御して省エネお
よび燃費低減を実現するもので、上述の実施例に比べ一
層構成をシンプルにして、コストを低減し、保守を容易
にするという効果を奏する。

【００３８】上述の実施例は、説明のために例示したも
ので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲の記載から当業者が認識することが
できる本発明の技術思想に反しない限り変更および付加
が可能である。

【００３９】例えば上述の実施例においては、一例とし
て可変容量ポンプの偏心量を容量制御弁によって制御す
る例について述べたが、本発明としてはそれらに限定す
るものでは無く、カムリング自体に吐出圧および負荷圧
感応弁によって制御された圧力を夫々作用させる複数の
受圧部を備えたタイプの可変容量ポンプにおいては前記
容量制御弁は不要である。

【００４０】上述の実施例においては、一例として負荷
圧感応弁が非操舵時のように負荷圧が低い場合について
はスプールが一端に位置して可変容量ポンプの吐出流量
を操舵時より低い一定レベルに制御する例について述べ
たが、本発明としてはそれらに限定するものでは無く、
負荷圧と容量制御弁のバネ室の圧力を考慮してスプール
を付勢するバネの付勢力を調整し、非操舵時に限らず常
に負荷圧に比例してリーク量を制御することにより、可
変容量ポンプの偏心量を制御して吐出流量を負荷圧に応
じて制御する態様も採用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における第１実施例装置の低圧時の油圧
系統図である。

【図２】本第１実施例装置の高圧時の油圧系統図であ
る。

【図３】第１実施例装置の可変容量ポンプを示す断面図
である。

【図４】第１実施例装置の可変容量ポンプの回転数−流
量特性を示す線図である。

【図５】第２実施例装置の低圧時の油圧系統図である。

【図６】第２実施例装置の高圧時の油圧系統図である。

【図７】第３実施例装置の低圧時の油圧系統図である。

【図８】従来装置を示す断面図である。

【図９】従来装置の可変容量ポンプの回転数−流量特性
を示す線図である。

【符号の説明】

１ 可変容量ポンプ ２ 第１のオリフィス ３ 負荷圧感応弁 ４ バイパスコントロールバルブ ５ レリーフ弁 １１ カムリング １２ 吐出ポート １５ 容量制御弁 １５１ バネ室 １９ タンク ３１ 第１の絞り ４１ 第２の絞り

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ギヤボックスへの流路に設けた第１のオ
   リフィスの前後の圧力差に応じてカムリングの偏心量を
   制御するようにした可変容量ポンプを用いた動力舵取装
   置において、 非操舵時のように前記ギヤボックスに作用している負荷
   圧が低い時には前記第１のオリフィスの下流側をタンク
   に連通させて第１のオリフィスの下流側の圧力を減圧す
   ることによりカムリングの偏心量を減少させて吐出流量
   を減少させ、操舵が行われ前記ギヤボックスに作用して
   いる負荷圧が高くなると前記第１のオリフィスの下流側
   とタンクとの連通を遮断して吐出流量を上昇させる負荷
   圧感応弁を備えていることを特徴とする可変容量ポンプ
   を用いた動力舵取装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記負荷圧感応弁が、一端に導入された前記ギアボック
   スに作用している負荷圧が他端と第１のスプールとの間
   に介挿された第１のバネの付勢力より小さい時は開とな
   り、前記可変容量ポンプの吐出流量を制御する容量制御
   弁のバネ室の圧油をタンクへリークすることを可能にす
   る第１の絞りを備えたことを特徴とする可変容量ポンプ
   を用いた動力舵取装置。
3. 【請求項３】 請求項２に対して、 一端に導入された前記ギアボックスに作用している負荷
   圧と前記負荷圧感応弁の前記第１の絞りを介して他端に
   導入された圧油の圧力および前記他端と第２のスプール
   との間に介挿された第２のバネの付勢力との釣合いによ
   って決定される開度を形成する第２の絞りを備えたバイ
   パスコントロールバルブが付加されたことを特徴とする
   可変容量ポンプを用いた動力舵取装置。