JP3238797B2 - 流量制御弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、車両のパワー
ステアリング装置に使用される流量制御弁の改良に係
り、特に、油圧ポンプの駆動トルクロスの低減及び制御
性能の向上を図ったものに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両のパワーステアリング装置に使用さ
れる流量制御弁は、例えば、図５に示すような構成にな
っている。これは、実開昭５７−７９０６９号公報に示
されているものであり、まず、ハウジング１０１があ
り、このハウジング１０１には図示しない油圧ポンプに
接続されるポンプポートＰ、図示しないタンクに接続さ
れるタンクポートＴが形成されている。上記ハウジング
１０１の図中左側にはスリーブ１０３がねじ込まれてい
る。又、ハウジング１０１内であって上記スリーブ１０
３の図中右側にはスプール１０５が図中左右方向に移動
可能に収容されている。このスプール１０５の図中右側
には端栓１０７が装着されていて、スプール１０５とこ
の端栓１０７との間にはコイルスプリング１０９が装着
されている。スプール１０５がこのコイルスプリング１
０９によって図中左側に付勢されている。

【０００３】上記スリーブ１０３内にはプランジャ１１
１が図中左右方向に移動可能に収容されている。上記ス
リーブ１０３内であって上記プランジャ１１１の図中左
側には、部材１１３が配置されていて、さらにその左側
には端栓１１５がねじ込まれている。プランジャ１１１
と部材１１３との間にはコイルスプリング１１７が装着
されていて、プランジャ１１１はこのコイルスプリング
１１７によって図中右側に付勢されている。スリーブ１
０３にはポンプポートＰ側とプランジャ１１１側とを連
通する通路１０３ａが形成されている。又、スリーブ１
０３の図中右端の外縁部とハウジング１０１との間は固
定オリフィス１１８となっている。又、上記部材１１３
には制御用オリフィス１１３ａが形成されているととも
に、端栓１１５にも孔１１５ａが形成されている。

【０００４】上記構成において、油圧ポンプより吐出さ
れる圧油は、ポンプポートＰ、固定オリフィス１１８、
プランジャ１１１、部材１１３の制御用オリフィス１１
３ａ、端栓１１５の孔１１５ａを介して、図示しないパ
ワーステアリング装置に供給される。その際、油圧ポン
プの吐出量の増大に比例して固定オリフィス１１８の前
後の差圧が増大していく。一方、固定オリフィス１１８
の一時側の圧力（ポンプポートＰ側の圧力）が通路１０
３ａを介して、プランジャ１１１とスリーブ１０３との
間の圧力室１１９に作用する。該圧力の作用によって、
プランジャ１１１がコイルスプリング１１７のスプリン
グ力に抗して図中左側に移動していく。このプランジャ
１１１の移動によって制御用オリフィス１１３ａが徐々
に端面閉塞状態に絞られていき、その結果、制御流量
（パワーステアリング装置への供給流量）が制御される
ことになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成による
と次のような問題があった。まず、プランジャ１１１を
作動させるために固定オリフィス１１８が必要であり、
このような固定オリフィス１１８を設けた場合には、そ
こで圧力損失が生じてしまい、油圧ポンプの駆動トルク
ロスが発生してしまうという問題があった。又、通路１
０３ａを介して作用する圧力は圧力室１１９に作用する
だけであり、それによって得られるプランジャ１１１に
対する推力は比較的小さなものである。そのため、摩擦
等の影響を受けやすく、プランジャ１１１の移動性能ひ
いては制御性能が低下してしまうといった問題があっ
た。さらに、制御用オリフィス１１３ａに対する可動プ
ランジャ１１１の端面が閉塞する際に、僅かなプランジ
ャ１１１の動きによっても制御される端面すき間が大き
く変化して、オリフィス特性の変化が大きくなってしま
い不安定な制御となってしまう。

【０００６】本発明はこのような点に基づいてなされた
ものでその目的とするところは、圧力損失が発生するよ
うな箇所を少なくすることにより、油圧ポンプの駆動ト
ルクロスを軽減させ、又、プランジャの移動性能ひいて
は制御性能を向上させることが可能な流量制御弁を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本願発明による流量制御弁は、ハウジングと、このハウ
ジング内に内装されたスリーブと、上記スリーブ内に摺
動自在に収容され、かつ、軸線に沿って貫通した油通路
を形成してなるプランジャと、上記ハウジングに形成さ
れて、上記油通路の一端に直接連通するポンプポート
と、この油通路の一端とは反対端に設けられて、プラン
ジャを付勢しているスプリングと、上記プランジャとス
リーブとの間に形成されて、ポンプポートの圧力を導入
する圧力室と、ハウジング側に固定され、かつ、大径部
と小径部を持つロッドとを備え、このロッドの小径部側
先端をプランジャの油通路内に臨ませることで、その挿
入部分に可変オリフィスが形成され、この可変オリフィ
ス前の油圧による前記圧力室とプランジャ端面への作用
力の合力と、スプリングのバネ力および可変オリフィス
後の油圧の作用力の合力との差に応じて、プランジャが
移動し、可変オリフィスの開口面積が変化する構成にし
た点に特徴を有する。

【０００８】

【作用】すなわち、本発明の場合には、従来プランジャ
の外側に設けられていた固定オリフィスをなくし、その
代わり、プランジャとロッドとによって可変オリフィス
を構成したものである。そして、この可変オリフィスの
前後の差圧及び通路を介して圧力室に作用する圧力の両
方がプランジャに対する推力として作用するものであ
る。

【０００９】

【実施例】以下、図１を参照して本発明の第１実施例を
説明する。まず、ハウジング１があり、このハウジング
１には図示しない油圧ポンプに接続されるポンプポート
Ｐが形成されている。上記ハウジング１内にはスリーブ
３が内装されているとともに、このスリーブ３の図中左
側には端栓６がねじ込まれている。上記スリーブ３内に
はプランジャ５が図中左右方向に移動可能に収容されて
いる。このプランジャ５は図中その左側に配置されたコ
イルスプリング７によって図中右側に付勢されている。
又、上記コイルスプリング７の内側には、端栓６に固定
されたロッド９が設置されていて、このロッド９の右端
はプランジャ５内に挿入された状態にある。そして、ロ
ッド９とプランジャ５との間には可変オリフィス１１が
形成されている。なお、この実施例の装置においてハウ
ジングとは、ハウジング１と端栓６からなるものとす
る。

【００１０】又、プランジャ５とスリーブ３との間には
圧力室１３が形成されているとともに、スリーブ３には
上記圧力室１３とポンプポートＰ側とを連通する通路と
してのダンピングオリフィス１５が設けられている。
又、上記ロッド９は小径部９ａと大径部９ｂとを備えて
いる。プランジャ５の図中右側には、スプール１６を組
み込むとともに、スプリング室１８に臨ませる。このス
プリング室１８には、スプリング１７を収容する一方、
このスプリング１７によってスプール１６は図中左方向
に付勢されている。また、スプリング室１８には、油通
路２２により、可変オリフィス１１下流側の圧油が導か
れる。このように、スプール１６両端の差圧は、可変オ
リフィス１１前後の差圧と等しくなる。このスプール１
６内には、リリーフ弁が備えられている。つまり、スプ
リング室１８内の圧油は、フィルター１９を通ってボー
ル２０を押すとともに、そのときの圧力が、スプリング
２１により設定した圧力よりも大きくなるとボール２０
を押し開き、圧油をタンクポートＴから図示していない
タンクに戻す。

【００１１】以上の構成を基にその作用を説明する。油
圧ポンプより供給される圧油はポンプポートＰを介して
プランジャ５内に流入し、可変オリフィス１１を介して
端栓６の孔６ａ内に流入し、そこから図示しないパワー
ステアリング装置側に供給される。その際、可変オリフ
ィス１１の前後に差圧が発生し、該差圧がプランジャ５
をコイルスプリング７のスプリング力に抗して図中左側
に移動させる推力として作用する。尚、プランジャ５を
同方向に移動させるための推力としては、上記差圧以外
に、ダンピングオリフィス１５を介して圧力室１３内に
作用する圧力がある。

【００１２】プランジャ５が図中左側に移動すると、プ
ランジャ５はロッド９の大径部に移動することになり、
それによって、可変オリフィス１１の開口面積が縮小さ
れて、パワーステアリング装置側に供給される圧油の流
量が制御されることになる。なお、上記可変オリフィス
１１前後の差圧は、スプール１６の開度により決定され
る。ポンプ回転数が低い時は、油の流量は少なく、よっ
て可変オリフィス１１前後の差圧は小さい。また，ポン
プ回転数が上昇するにつれて、油の流量は多くなり、よ
って可変オリフィス１１前後の差圧は大きくなる。上記
のように、スプール１６両端の差圧は、可変オリフィス
１１前後の差圧に等しいので、差圧が大きくなると、ス
プール１６がスプリング１７のバネ力に抗して図中右方
向に移動する。このように、スプール１６が規定のスト
ローク移動すると、ポンプポートＰはタンクポートＴと
連通し、油はタンクへ戻される。そして、ポンプポート
Ｐ側の圧力とスプールの受圧面積の積が、スプリング１
７のバネ力と、スプリング室１８内の圧力とスプールの
受圧面積の積の合力に等しくなる位置で、スプール１６
はバランスする。上記のように、スプール１６の移動量
に応じて、つまりポンプ回転数に応じて、可変オリフィ
ス１１前後の差圧が変化するとともに、図示していない
パワーステアリング装置へ必要な圧油を供給している。

【００１３】以上本実施例によると次のような効果を奏
することができる。まず、従来の構成に比べて圧力損失
が低減され、それによって、油圧ポンプの駆動トルクロ
スを軽減させることができる。これは、従来、圧力損失
を生じさせる原因となっていたプランジャの外側に配置
されていた固定オリフィスをなくしたからである。尚、
従来の固定オリフィスの機能は可変オリフィス１１が発
揮することになる。又、プランジャ５に対する推力とし
ては、上記差圧の他に、ダンピングオリフィス１５を介
して圧力室１３内に作用する圧力があり、それだけ従来
よりも推力が大きなものとなる。よって、従来のように
摩擦の影響を受けてプランジャ５の移動性能が損なわれ
ることがなく、ひいては円筒状可変オリフィスの為、プ
ランジャ５の軸方向変位によるオリフィス効果の変化を
安定させることができ、制御性能の向上が可能である。

【００１４】次に、図２を参照して第２実施例を説明す
る。この実施例の場合には、前記第１実施例におけるロ
ッド９の小径部９ａと大径部９ｂとの間にテーパ部９ｃ
を設けたものである。このようなテーパ部９ｃを設ける
ことにより、より細かな流量制御が可能になるものであ
る。

【００１５】次に、図３及び図４を参照して第３実施例
を説明する。可変オリフィス１５を構成するプランジャ
５側の端部にＶ型ノッチ部２１を設けたものであり、こ
の場合にも、前記第２実施例の場合と同様に、より細か
な流量制御が可能になるものである。

【００１６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明による流量制
御弁によると、従来プランジャの外側に設けられていた
固定オリフィスをなくし、その代わり、プランジャとロ
ッドとによって可変オリフィスを構成し、この可変オリ
フィスの前後の差圧及び通路を介して圧力室に作用する
圧力の両方がプランジャに対する推力として作用するよ
うにしたので、圧力損失が軽減されて油圧ポンプの駆動
トルクロスを低減させることができる。又、プランジャ
に対する推力が大きくなったことにより、摩擦の影響を
受けにくくなり、さらに、円筒可変オリフィスの為、プ
ランジャの微小振動によっても、オリフィス変化が小さ
いので、従来の端面閉塞型に比べて、オリフィス特性を
安定に保持でき、制御性能の向上を図ることが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す図で流量制御弁の断
面図である。

【図２】本発明の第２実施例を示す図で流量制御弁の一
部断面図である。

【図３】本発明の第３実施例を示す図で流量制御弁の一
部断面図である。

【図４】本発明の第３実施例を示す図で図３の一部を拡
大して示す図である。

【図５】従来例を示す図で流量制御弁の断面図である。

【符号の説明】

１ ハウジング ３ スリーブ ５ プランジャ ７ コイルスプリング（弾性部材） ９ ロッド １１ 可変オリフィス １３ 圧力室 １５ ダンピングオリフィス（通路）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、このハウジング内に内装
   されたスリーブと、上記スリーブ内に摺動自在に収容さ
   れ、かつ、軸線に沿って貫通した油通路を形成してなる
   プランジャと、上記ハウジングに形成されて、上記油通
   路の一端に直接連通するポンプポートと、この油通路の
   一端とは反対端に設けられて、プランジャを付勢してい
   るスプリングと、上記プランジャとスリーブとの間に形
   成されて、ポンプポートの圧力を導入する圧力室と、ハ
   ウジング側に固定され、かつ、大径部と小径部を持つロ
   ッドとを備え、このロッドの小径部側先端をプランジャ
   の油通路内に臨ませることで、その挿入部分に可変オリ
   フィスが形成され、この可変オリフィス前の油圧による
   前記圧力室とプランジャ端面への作用力の合力と、スプ
   リングのバネ力および可変オリフィス後の油圧の作用力
   の合力との差に応じて、プランジャが移動し、可変オリ
   フィスの開口面積が変化する構成にした流量制御弁。