JP3274967B2 - 流量制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】この発明は自動車のパワー
ステアリング装置等に使用され、パワーソースからこの
パワーステアリング装置のアクチュエータに供給される
圧力作動流体の流量を、所定流量に制御する流量制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】流体を作動媒体として、手動操舵トルク
を助勢するパワーステアリング装置にあっては、このパ
ワーステアリング装置に作動流体を供給するパワーソー
スとして、車両に搭載した内燃機関によって駆動される
ポンプを施用することが多い。しかし、一般にパワース
テアリング装置は車両の低速走行時または停車時、換言
すれば内燃機関の低回転駆動時に十分な操舵助勢力が獲
得できることが望まれ、低速走行中よりも接地抵抗の小
さい、つまり高回転駆動時には操舵安定性の見地から、
然程操舵助勢力を必要としない。したがって、ポンプ出
力が内燃機関の回転速度に比例して増加するパワーソー
スは、そのままでは適用できない。

【０００３】そこで、通常、パワーステアリング装置に
は、このパワーステアリング装置に供給される作動流体
（作動油）の流量を、内燃機関のアイドリング乃至は低
回転域では十分なパワーステアリング操作が可能なよう
にポンプ吐出油の全量とし、内燃機関の回転速度がある
程度高くなった場合にはオリフィスによって限局された
流量に制御し、余剰油を貯油タンクに還流させるように
した流量制御装置が施用される。

【０００４】また、近年、操舵助勢力を必要としないス
テアリング操作の中立位置で、余剰油流量を増加させ、
パワーステアリング装置への供給油量を減じることによ
ってポンプでの仕事量を減じ、省エネルギを実現させる
流量制御装置が提案されている。

【０００５】この種の流量制御装置として、例えば特開
平６−８８４０号公報には、スプール弁収容穴内にスプ
ール弁を摺動自在に収容して、該スプール弁収容穴内を
第１圧力室と第２圧力室に画成し、第１圧力室内には、
制御オリフィスを介して吐出通路と連通する導入通路及
び低圧側へ連通するドレン通路を開口し、第２圧力室内
には、吐出通路の圧力を導くと共に前記スプール弁を第
１圧力室側に偏倚する制御スプリングを収装して、前記
導入通路から制御オリフィスを介して吐出通路に作動油
の必要流量を導く一方、該必要流量に対する余剰油を前
記スプール弁の移動によって開閉制御されるドレン通路
に還流させる流量制御装置であって、吐出通路の圧力に
応動するバイパス弁を設けて、このバイパス弁によって
ステアリング操作の中立位置（パワーステアリング装置
の非作動状態）で吐出通路側の圧力が低下したとき、前
記第２圧力室内を低圧側と連通して、前記スプール弁に
よるドレン通路の開口面積を増大させ、パワーステアリ
ング装置への供給油量を減じるようにした流量制御装置
が開示してある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】斯かる従来例にあって
は、バイパス弁によって第２圧力室内を低圧側と連通し
て、これによって流量制御を司るスプール弁を移動さ
せ、吐出通路の油量を低下させるようにしてある。

【０００７】ところで、前記第２圧力室内には前述のご
とく吐出通路の圧力を導いている。つまり、制御オリフ
ィスを通過した後の圧力を導いているから、第２圧力室
を低圧側と連通した場合には、制御オリフィスを通過し
た後の作動油が低圧側にドレンすることになる。したが
って、パワーステアリング装置（アクチュエータ）が非
作動状態にあっても作動油の一部が流通抵抗を有する制
御オリフィスを通過することになる。このために、ポン
プは作動油が制御オリフィスを通過するために所定の吐
出圧力を維持する必要があるから、その分、無駄な仕事
をすることになり、省エネルギを十分に達成することが
できない虞がある。

【０００８】本発明は斯かる従来の実情に鑑みて案出さ
れたもので、アクチュエータが非作動状態であって必要
とする作動油圧力が低いとき、ポンプの無駄なエネルギ
の消費を抑制して、省エネルギを十分に達成することが
できる流量制御装置を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで、請求項１記載の
発明は、スプール弁収容穴内にスプール弁を摺動自在に
収容して、該スプール弁収容穴内を第１圧力室と第２圧
力室に画成し、第１圧力室内には、制御オリフィスを介
して吐出通路と連通する導入通路及びドレン通路を開口
し、第２圧力室内には、吐出通路の圧力を導くと共に前
記スプール弁を第１圧力室側に偏倚する制御スプリング
を収装して、前記導入通路から制御オリフィスを介して
吐出通路に作動油の必要流量を導く一方、該必要流量に
対する余剰油を前記スプール弁の移動によって開閉制御
されるドレン通路に還流させる流量制御装置において、
前記スプール弁を、底部に貫通孔を有する有底筒状の外
側スプールと、この外側スプールの円筒部内周に嵌挿さ
れる大径部と貫通孔内に嵌挿される小径部を有する内側
スプールとから構成し、前記外側スプールの底部を第２
圧力室に臨ませると共に、この外側スプールの円筒部内
周と内側スプールの小径部外周との間に低圧室を形成す
る一方、前記内側スプールに前記制御スプリングを作用
させ、更に、これら内側スプールと外側スプールとの間
に、これら内側スプールと外側スプールとの相対移動に
よって段階的に変化するばね力をもって内側スプールを
第１圧力室側に付勢し、かつ外側スプールを第２圧力室
側に付勢するばね部材を付属させた構成にしてある。

【００１０】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載に発明の構成のうち、前記ばね部材を前記低圧室内に
収装した構成にしてある。

【００１１】また、請求項３記載の発明は、請求項１記
載に発明の構成のうち、前記ばね部材を内外二重の入れ
子型ばね部材とした構成にしてある。

【００１２】また、請求項４記載の発明は、請求項１記
載の発明の構成のうち、前記低圧室を、ダンパオリフィ
スを介してドレン通路と連通した構成にしてある。

【００１３】斯かる構成にあっては、ポンプから吐出さ
れる作動油が導入通路を介して第１圧力室内に導かれる
ことが可能である。前記第１圧力室内に導かれる作動油
は、制御オリフィスを通過する制限流動と、この制御オ
リフィスの前後差圧に基づくスプール弁の移動によるド
レン通路の解放の際にのみ生じるのであるが、第１圧力
室内からドレン通路を通ってポンプ吸入室及び貯油タン
クに逃げる余剰油流動とに分流される。これにより、前
記制御オリフィスによる制限の下に必要な流量の作動油
が吐出通路からアクチュエータに導かれ、例えば、パワ
ーステアリング装置にあっては必要な操舵助勢力を得
る。

【００１４】ここで、本発明にあっては、前記スプール
弁が内側スプールと外側スプールとから構成され、これ
ら内側スプールと外側スプールとの間に、段階的なばね
力をもって内側スプールを第１圧力室に付勢し、かつ外
側スプールを第２圧力室側に付勢するばね部材を付属さ
せてあり、制御スプリングは内側スプールに作用してい
る。したがって、前記スプール弁は、第１圧力室及び第
２圧力室の圧力に応じて外側スプールが内側スプールに
対して相対移動し、所定位置で所定の軸方向寸法を持つ
ことになる。このため、前記スプール弁は、所定の寸法
状態で、制御スプリングのばね力と第２圧力室内の圧力
とを加えた力と、第１圧力室内の圧力との釣合いによっ
て移動し、流量制御を司ることになる。

【００１５】前記内側スプールと外側スプールとの間に
付属するばね部材は、これら内側スプールと外側スプー
ルとの軸方向の相対移動によって段階的なばね力を得る
ばね部材であって、内外二重の入れ子型ばね部材を用い
ることにより２段階のばね力を得ることが可能であるほ
か、複数のばね部材を組合わせて多段階のばね力を得る
ことが可能である。この場合のばね部材は、各種材料か
らなるコイルばねのほか、ゴムばね等各種ばね部材が採
用可能である。そこで、２段階のばね力を得るばね部材
を用いた場合の作用について説明すると、次の如くであ
る。

【００１６】即ち、前記第１圧力室内の圧力が低いとき
即ちポンプ内圧力が低いときは、第２圧力室内の圧力も
低く、内側スプール及び外側スプールがこれらに付属す
るばね部材のばね力によって相対移動して、その状態で
軸方向寸法が最も長くなったスプール弁を構成する。ま
た、前記第１圧力室内の圧力が低いから、制御スプリン
グはスプール弁を第１圧力室側に最も近付けて、制御ス
プリングの取付け長さが長くなり、この制御スプリング
のばね力（セット荷重）は弱くなる。したがって、前記
スプール弁はこのセット荷重が小さい制御スプリングの
ばね力及び制御オリフィスの前後差圧に基づいて移動
し、制御オリフィスを通過する流量は図７のＡ−Ｂで示
す流量となる。

【００１７】このとき、前記内側スプールと外側スプー
ルとの相対移動によって段階的に変化するばね力を発揮
するばね部材は、最も小さいばね力で内側スプール及び
外側スプールをそれぞれ付勢している。

【００１８】次に、前記第１圧力室内の圧力が上昇する
と制御オリフィスを通過する流量も増加し、吐出通路の
圧力も増加する。したがって、前記吐出通路内の圧力が
導かれる第２圧力室内の圧力も増加することになる。前
記第２圧力室内の圧力が増加してばね部材のばね力に勝
ると、このばね部材のばね力が第２圧力室内の圧力に釣
り合う位置まで外側スプールは第１圧力室側に移動し、
スプール弁の軸方向寸法が徐々に短縮されると共に、ス
プール弁はドレン通路の開口面積を徐々に小さくする。
前記ドレン通路の開口面積が小さくなると、その分、制
御オリフィスの前後差圧が大きくなるから、スプール弁
はこの差圧を一定に保つために制御スプリングのばね力
に抗して第２圧力室側に移動し、制御オリフィスの前後
差圧と、ばね部材及び制御スプリングのばね力とが釣り
合う位置で流量制御をすることになる。これにより、前
記制御オリフィスを通過する流量は図７のＢ−Ｃで示す
流量となる。

【００１９】このとき、前記内側スプールを第１圧力室
側に付勢し、かつ外側スプールを第２圧力室側に付勢す
るばね部材は、第１段階のばね力を発揮することにな
る。

【００２０】前記第１圧力室内及び第２圧力室内の圧力
が所定圧力に達し、ばね部材が第１段階以降のばね力を
発揮するまでの間は、前記内側スプール及び外側スプー
ルは、第１圧力室及び第２圧力室の圧力とばね部材の第
１段階のばね力との釣合い位置で、軸方向に所定の寸法
をもって一体となったスプール弁を構成しており、この
スプール弁はその釣合い位置で制御スプリングのセット
荷重を所定値になす。したがって、前記スプール弁は制
御スプリングの所定のばね力と制御オリフィスの前後差
圧に基づいて流量制御を司り、制御オリフィスを通過す
る流量は図７のＣ−Ｄで示す流量となる。

【００２１】このとき、前記内側スプールを第１圧力室
側に付勢し、かつ外側スプールを第２圧力室側に付勢す
るばね部材は、第１段階での最も大きいばね力を発揮す
ることになる。

【００２２】前記第１圧力室内及び第２圧力室内の圧力
が更に上昇し、内側スプール及び外側スプールに作用す
る油圧力が増加して、ばね部材の第１段階での最大ばね
力を越えると、外側スプールはばね部材の次段階のばね
力に抗して第１圧力室側に移動すると共に、内側スプー
ルは第２圧力室側に移動する。したがって、これら内側
スプール及び外側スプールで構成されるスプール弁は、
軸方向寸法が徐々に短縮されつつ、全体として第２圧力
室側に更に移動することになる。これによって、制御ス
プリングを徐々に押し縮め、セット荷重を徐々に強くす
る。したがって、前記スプール弁は徐々に高くなった制
御スプリングのばね力と制御オリフィスの前後差圧に基
づいて移動制御され、制御オリフィスを通過する流量は
図７のＤ−Ｅで示す流量に制御される。

【００２３】このとき、前記内側スプールを第１圧力室
側に付勢し、かつ外側スプールを第２圧力室側に付勢す
るばね部材は、第１段階以降のばね力（ばね力の最大値
には至らない）を発揮することになる。

【００２４】前記第１圧力室内及び第２圧力室内の圧力
が所定圧力に達すると、外側スプールはばね部材を最も
押し縮めて第１圧力室側に移動すると共に、内側スプー
ルは第２圧力室側に移動して、これら内側スプール及び
外側スプールで構成されるスプール弁は、その軸方向寸
法が最も短くなると共に、全体として第２圧力室に最も
近付き、制御スプリングを押し縮める。この状態で、ス
プール弁は制御スプリング及び制御オリフィスの前後差
圧に応動して流量制御を司り、制御オリフィスを通過す
る流量は図７においてＥ−Ｆで示す流量に制御される。
この流量がアクチュエータに供給される最大流量であ
る。

【００２５】このとき、前記内側スプールを第１圧力室
側に付勢し、かつ外側スプールを第２圧力室側に付勢す
るばね部材は、段階的に作用するばね力の最大のばね力
を発揮することになる。

【００２６】一方、アクチュエータの非作動状態（例え
ば、パワーステアリング装置の中立位置）では、前記吐
出通路の作動圧力が低下するから第２圧力室の圧力も低
下する。したがって、前記スプール弁は制御オリフィス
の前後差圧を一定に保つために第２圧力室内の制御スプ
リングのばね力に抗して第２圧力室側に移動し、ドレン
通路の開口面積を増大させる。これにより、前記導入通
路から第１圧力室内に導入された作動油の多くがドレン
通路に流入することになり、ポンプ内圧力（吐出圧力）
が低下し、ポンプの仕事量が減じられる。

【００２７】これと同時に、アクチュエータが非作動状
態で前記吐出通路内の圧力が低下し、第２圧力室内の圧
力が低下すると、この第２圧力室内の圧力を受ける外側
スプールは、この外側スプールに付属するばね部材のば
ね力によって第２圧力室側に移動する。

【００２８】したがって、内外二重のスプールから構成
されるスプール弁が、制御オリフィスの前後差圧即ち第
１圧力室内の圧力と第２圧力室内の圧力に制御スプリン
グのばね力を加えた力とが釣り合う位置にある場合、外
側スプールが第２圧力室側に移動した分、スプール弁よ
って開口されるドレン通路の開口面積が更に増大するこ
とになる。

【００２９】これによって、前記第１圧力室に供給され
た作動油は、アクチュエータが作動油を必要としない非
作動状態において、開口面積が増大したドレン通路を介
してポンプ吸入側及び貯油タンク側に還流されることに
より、導入通路を介して第１圧力室に作動油を吐出する
ポンプは、その吐出圧力が減じられて仕事量が減じら
れ、省エネルギが有利に達成される。

【００３０】この場合に、前記外側スプールは、この外
側スプールに付属するばね部材と第２圧力室内の圧力と
の釣り合いによって移動し、ドレン通路の開口面積を変
化させる。したがって、この外側スプールを移動させる
ために、ポンプ吐出油の一部が制御オリフィスを通過す
ることがないから、ポンプ吐出圧力を所定圧力に維持す
る必要がなく、ポンプの無駄なエネルギの消費を抑制し
て、省エネルギを達成することができる。

【００３１】また、請求項４記載の発明によれば、第１
圧力室と第２圧力室との圧力によって外側スプールが内
側スプールに対して相対移動する際に、作動油が低圧室
内とドレン通路との間をダンパオリフィスを介して流通
することにより、外側スプールの移動運動に対して流通
抵抗による減衰力が与えられる。したがって、導入通路
や吐出通路に急激な圧力変動が生じた場合であっても、
この圧力変動に伴ってスプール弁の共振現象が生ずるこ
とを有利に防止できる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を、
パワーステアリング装置の流量制御弁に適用した態様と
して、図面に基づいて詳述する。

【００３３】図１はこの発明の実施の形態を示す、ベー
ンポンプに一体化した流量制御装置の断面図である。図
において１はポンプボディ２と一体に形成されたハウジ
ングである。３はポンプで、このポンプ３はこの実施の
形態において、複数のベーン４を略放射方向に取付けた
ロータ５をカムリング６内に回転自在に収容し、このカ
ムリング６をサイドプレート７，８で両側から挟んだ構
造のベーンポンプが示されており、このポンプ３は全体
として椀状のポンプカバー９によって覆われている。

【００３４】前記ポンプ（ベーンポンプ）３は、前記複
数のベーン４の隣合うベーン間にポンプ室１０が形成さ
れており、このポンプ室１０はロータ５の回転によって
その容積が増加する部分に吸入区間が形成され、その容
積が減少する部分に吐出区間が形成されている。１１は
前記ポンプボディ２に形成された吸入通路で、この吸入
通路１１は前記サイドプレート８に形成した図外の吸入
ポートを介して前記ポンプ室１０の吸入区間に連通して
いる。１２は前記ポンプカバー９の内周側に略環状に形
成された吐出室で、この吐出室１２は前記サイドプレー
ト７，８に形成した吐出ポート１３を介して前記ポンプ
室１０の吐出区間に連通しており、ポンプ３の吐出油が
導かれるようにしてある。１４は図外のパワーステアリ
ング装置即ちアクチュエータに連通する吐出通路で、こ
の吐出通路１４はポンプボディ２に形成してある。ま
た、この吐出通路１４には、サイドプレート８に形成し
た制御オリフィス１５を介してポンプ３の吐出油が導か
れる。

【００３５】１６は前記ポンプボディ２に形成したスプ
ール弁収容穴で、このスプール弁収容穴１６内には、内
側スプール１７と外側スプール１８とからなるスプール
弁１９が摺動自在に嵌挿されており、このスプール弁１
９によって、スプール弁収容穴１６内部は第１圧力室２
０と第２圧力室２１とに画成されている。前記第１圧力
室２０内には、吐出室１２からポンプ３の吐出油を導く
導入通路２２及びドレン通路２３が開口しており、前記
第２圧力室２１内には吐出通路１４の圧力を導く通路２
４が開口している。また、前記第２圧力室２１内にはス
プール弁１９を付勢する制御スプリング２５が収装して
あり、この制御スプリング２５によってスプール弁１９
は常時第１圧力室２０側に偏倚され、常態にあってその
ランド部２６（詳しくは外側スプール１８のランド部）
で図外の貯油タンクに連通するドレン通路２３を閉止し
ている。また、図１において明らかなように、前記吐出
室１２から第１圧力室２０に吐出油を導く導入通路２２
は、制御オリフィス１５を介して吐出通路１４と連通し
ていることになる。

【００３６】前記スプール弁１９は前述のごとく内側ス
プール１７と外側スプール１８とから構成してある。こ
こに、前記外側スプール１８は、全体として有底筒状で
その底部１８ｂに貫通孔２７を有し、また、前記内側ス
プール１７は、外側スプール１８の円筒部１８ａ内周に
嵌挿される大径部１７ａと、同じく貫通孔２７内に嵌挿
される小径部１７ｂを有しており、これら内側スプール
１７及び外側スプール１８は軸方向に相対移動可能に組
立てられる。また、前記内側スプール１７と外側スプー
ル１８とによって構成されるスプール弁１９は、外側ス
プール１８の円筒部１８ａが第１圧力室２０に臨み、底
部１８ｂが第２圧力室２１に臨むように配置してある
（図２参照）。

【００３７】また、前記外側スプール１８には、前記ド
レン通路２３に連通する周溝２８とこの周溝２８の底部
に開口する直径方向のダンパオリフィス２９が形成して
あり、この外側スプール１８の円筒部１８ａ内周と前記
内側スプール１７の小径部１７ｂの外周との間に、前記
ダンパオリフィス２９を介してドレン通路２３に連通す
る低圧室３０を形成してある。

【００３８】３１は前記内側スプール１７の小径部１７
ａ端部に取付けられ、前記制御スプリング２５を支持す
るばね受け部材である。このばね受け部材３１は前記外
側スプール１８の第２圧力室２１側への最大移動位置を
規制する停止部材を兼ねている。なお、３２は前記ばね
受け部材３１を取付けるビスである。

【００３９】３３は前記内側スプール１７の小径部１７
ａと外側スプール１８の底部１８ｂに形成した貫通孔２
７との間に配置された筒状のスリーブである。このスリ
ーブ３３は、一端が前記ばね受け部材３１に連繋され、
他端が前記低圧室３０内に延びており、後述する可動ス
トッパを支持可能である。

【００４０】３４は前記内側スプール１７と外側スプー
ル１８との間に配置されたばね部材で、このばね部材３
４は、大径ばね３５と小径ばね３６とからなる内外二重
の入れ子型ばね部材で、前記低圧室３０内に収容され、
内側スプール１７を第１圧力室２０側に付勢し、かつ外
側スプール１８を第２圧力室２１側に付勢している。前
記大径ばね３５は内側スプール１７の大径部１７ａの低
圧室３０側端面１７ｃと外側スプール１８の底部１８ｂ
の低圧室３０側端面１８ｃとの間に所定のセット荷重を
もって縮設してある。また、小径ばね３６は、内側スプ
ール１７の小径部１７ｂ外周に、軸方向に一定長さだけ
移動可能に取付けられた可動ストッパ３７と内側スプー
ル１７の大径部１７ａの端面１７ｃとの間に所定のセッ
ト荷重をもって縮設してある。

【００４１】即ち、前記可動ストッパ３７は、内側スプ
ール１７の小径部１７ｂの外周に軸方向に移動可能に取
付けられており、図１に示すように、内側スプール１７
が第２圧力室２１から最も離れてカムリング６に当接し
ているとき、前記スリーブ３３の他端に接して、外側ス
リーブ１８の端面１８ｃに接しない位置で停止してい
る。したがって、前記可動ストッパ３７が図１に示す位
置にあるとき、ばね部材３４の大径ばね３５は外側スプ
ール１８に第２圧力室２１側への偏倚力を与えるが、小
径ばね３６のばね力は外側スプール１８の移動のために
何等寄与することがない。

【００４２】前記ばね部材３４の小径ばね３６が外側ス
プール１８に有効な偏倚力を与えるのは、後に詳述する
ように、第１圧力室２０内の圧力によって内側スプール
１７が第２圧力室２１側に移動すると共に、第２圧力室
２１内の圧力によって外側スプール１８が第１圧力室２
０側に移動して、可動ストッパ３７が外側スプール１８
の端面１８ｃに接した以降である。したがって、前記ば
ね部材３４は、可動ストッパ３７が外側スプール１８の
端面１８ｃに接する前後において、段階的なばね力を発
揮することになる。

【００４３】３８は前記ロータ５に連結され、このロー
タ５を回転駆動する駆動軸、３９，４０は駆動軸３８の
軸受け、４１は駆動軸とハウジング１との間の封止を司
るシール部材である。

【００４４】斯かる構成によれば、図外の内燃機関等に
よって、駆動軸３８を介してロータ５が回転駆動される
ことにより、ポンプ３が回転駆動されることになる。前
記ポンプ３が回転駆動されることにより、作動油が、図
外の貯油タンクから吸入通路１１を介して吸入区間のポ
ンプ室１０に吸入された後、吐出区間のポンプ室１０か
ら吐出ポート１３を介して吐出室１２に吐出される。

【００４５】吐出室１２内に吐出されたポンプ３の吐出
油は、制御オリフィス１５を介して吐出通路１４に導か
れ、この吐出通路１４から図外のパワーステアリング装
置に導かれる。

【００４６】このとき、常態にあっては、前記内外二重
のスプールから構成されるスプール弁１９は、外側スプ
ール１８がばね部材３４によって付勢されてその底部１
８ｂが停止部材を兼ねるばね受け部材３１に当接した状
態で、制御スプリング２５によって前記第１圧力室２０
側に付勢され、そのランド部２６でドレン通路２３を閉
塞している。したがって、前記吐出室１２内に吐出され
た作動油は第１圧力室２０内に導かれることが可能であ
るけれども、その全量が制御オリフィス１５を介して図
外のパワーステアリング装置に導かれる。一方、前記ポ
ンプ３の回転速度が増加してポンプ３の吐出油量が増加
し、第１圧力室２０内に導入されるポンプ３の吐出油量
が増加すると、制御オリフィス１５による制限流動の下
に第１圧力室２０内の作動油が吐出通路１４に導かれる
一方で、この制御オリフィス１４の前後差圧に基づいて
スプール弁１９が図２に示す如く右方向に移動して制御
スプリング２５を所定の長さになるまで押し縮め、ドレ
ン通路２３を開き、このドレン通路２３から余剰油をポ
ンプ３の吸入通路１１及び図外の貯油タンクに還流させ
る。

【００４７】ここで、本発明にあっては、前記スプール
弁１９が内側スプール１７と外側スプール１８とから構
成され、これら内側スプール１７と外側スプール１８と
の間に、段階的なばね力をもって内側スプール１７を第
１圧力室２０側に付勢し、外側スプール１８を第２圧力
室２１側に付勢するばね部材３４を付属させてあり、制
御スプリング２５は内側スプール１７に作用している。
したがって、前記スプール弁１９は、第１圧力室２０及
び第２圧力室２１の圧力に応じた所定位置で所定の軸方
向寸法を持つことになり、この状態で、制御スプリング
２５（取付け長がＬ１からＬ２の範囲となる）のばね力
と第２圧力室２１内の圧力を加えた力と、第１圧力室２
０内の圧力との釣合いによって移動し、流量制御を司
る。

【００４８】詳しくは、前記第１圧力室２０内及び第２
圧力室２１内の圧力が低いときは、外側スプール１８が
ばね部材３４によって第２圧力室２１側に付勢され、そ
の底部１８ｂが停止部材を兼ねるばね受け部材３１で停
止した位置に在り、この状態で内側スプール弁１７と一
体になってスプール弁１９を構成している（図２参
照）。この状態で、前記スプール弁１９は、制御スプリ
ング２５を所定長さ（Ｌ１）まで押し縮めて、この制御
スプリング２５の弱いばね力と制御オリフィス１５の前
後差圧に基づいて移動し、制御オリフィス１５を通過す
る流量を図７のＡ−Ｂで示す流量に制御する。この流量
は、吐出通路１４を介して作動油が導かれるパワーステ
アリング装置が操舵量を必要としないとき、或いは操舵
操作しないときの流量である。

【００４９】このとき、前記内側スプール１７と外側ス
プール１８との間に付属させたばね部材３４の大径ばね
３５は、一端が内側スプール１７の端面１７ｃに接し、
他端が外側スプール１８の端面１８ｃに接して、これら
内側スプール１７と外側スプール１８とに付勢力を与え
ているけれども、小径ばね３６は、一端が内側スプール
１７の端面１７ｃに接し、他端が可動ストッパ３７に接
しているから、内側スプール１７と外側スプール１８と
を相対移動させるためのばね力を発揮していない（図２
参照）。したがって、前記内側スプール１７と外側スプ
ール１８との相対移動によって段階的に変化するばね力
を発揮するばね部材３４は、最も小さいばね力で内側ス
プール１７及び外側スプール１８をそれぞれ付勢してい
る。

【００５０】図外のパワーステアリング装置が操舵操作
され始めることによって、前記第１圧力室２０内の圧力
が上昇して制御オリフィス１５を通過する流量が増加す
ると共に、吐出通路１４内の圧力が増加し、この吐出通
路１４内の圧力が導かれる第２圧力室２１内の圧力も上
昇することになる。前記第２圧力室２１内の圧力が増加
してばね部材３４のばね力に勝ると、このばね部材３４
のばね力が第２圧力室２１内の圧力に釣り合う位置まで
外側スプール１８は第１圧力室２０側に移動し、スプー
ル弁１９の軸方向寸法が徐々に短縮されると共に、スプ
ール弁１９はドレン通路２３の開口面積を徐々に小さく
する。前記ドレン通路２３の開口面積が小さくなると、
その分、制御オリフィス１５の前後差圧が大きくなるか
ら、スプール弁１９はこの差圧を一定に保つために制御
スプリング２５のばね力に抗して第２圧力室２１側に移
動し、制御オリフィス１５の前後差圧と、ばね部材３４
及び制御スプリング２５のばね力とが釣り合う位置で流
量制御をすることになる（図３参照）。これにより、前
記制御オリフィス１５を通過する流量は図７のＢ−Ｃで
示す流量となる。

【００５１】このとき、前記内側スプール１７を第１圧
力室２０側に付勢し、かつ外側スプール１８を第２圧力
室２１側に付勢するばね部材３４は、一端が内側スプー
ル１７の端面１７ｃに接し、他端が外側スプール１８の
端面１８ｃに接している大径ばね３５のみがばね作用を
発揮し、第１段階のばね力を発揮することになる（図３
参照）。

【００５２】前記第１圧力室２０内及び第２圧力室２１
内の圧力が所定圧力に達し、ばね部材３４が第１段階以
降のばね力を発揮するまでの間、即ち可動ストッパ３７
が外側スプール１８の端面１８ｃに接して小径ばね３６
がばね力を発揮するまでの間は、内側スプール１７及び
外側スプール１８は、第１圧力室２０及び第２圧力室２
１の圧力とばね部材３４の第１段階のばね力（大径ばね
３５のばね力）との釣合い位置で、軸方向に所定の寸法
をもって一体となったスプール弁１９を構成している
（図４参照）。このスプール弁１９はその釣合い位置で
制御スプリング２５のセット荷重を所定値になす。した
がって、前記スプール弁１９は制御スプリング２５の所
定のばね力と制御オリフィス１５の前後差圧に基づいて
流量制御を司り、制御オリフィス１５を通過する流量は
図７のＣ−Ｄで示す流量となる。この流量は、車両の高
速走行時、操舵操作された場合に吐出通路１４から図外
のパワーステアリング装置に供給される流量である。

【００５３】このとき、前記内側スプール１７を第１圧
力室２０側に付勢し、かつ外側スプール１８を第２圧力
室２１側に付勢するばね部材３４は、大径ばね３５が、
可変ストッパ３７が外側スプール１８の端面１８ｃに接
するまで押し縮められて第１段階での最も大きいばね力
を発揮することになる（図４参照）。

【００５４】前記第１圧力室２０内及び第２圧力室２１
内の圧力が更に上昇し、内側スプール１７及び外側スプ
ール１８に作用する油圧力が増加して、ばね部材３４の
第１段階での最大ばね力を越えると、外側スプール１８
はばね部材３４の次段階のばね力に抗して第１圧力室２
０側に移動すると共に、内側スプール１７は第２圧力室
２１側に移動する。したがって、これら内側スプール１
７及び外側スプール１８で構成されるスプール１９弁
は、軸方向寸法が徐々に短縮されつつ、全体として第２
圧力室２１側に更に移動することになる（図５参照）。
これによって、前記制御スプリング２５を徐々に押し縮
め、セット荷重を徐々に強くする。したがって、前記ス
プール弁１９は徐々に高くなった制御スプリング２５の
ばね力と制御オリフィス１５の前後差圧に基づいて移動
制御され、制御オリフィス１５を通過する流量は図７の
Ｄ−Ｅで示す流量に制御される。

【００５５】このとき、前記内側スプール１７を第１圧
力室側２０に付勢し、かつ外側スプール１８を第２圧力
室２１側に付勢するばね部材３４は、大径ばね３５のば
ね力と共に、小径ばね３６の端部が接する可動ストッパ
３７が外側スプール１８の端面１８ｃに接して、この小
径ばね３６が押し縮められてばね力を発揮することによ
り、第２段階のばね力を発揮することになる（図５参
照）。

【００５６】前記第１圧力室２０内及び第２圧力室２１
内の圧力が所定圧力に達すると、外側スプール１８はば
ね部材３４を最も押し縮めて第１圧力室２０側に移動す
ると共に、内側スプール１７は第２圧力室２１側に移動
して、外側スプール１８の円筒部１８ａの先端が内側ス
プール１７のフランジ１７ｄに接することにより、その
相対移動を停止する（図６参照）。これにより、これら
内側スプール１７及び外側スプール１８で構成されるス
プール１９弁は、その軸方向寸法が最も短くなると共
に、全体として第２圧力室２１に最も近付き、制御スプ
リング２５を更に押し縮める（寸法Ｌ２）。この状態
で、前記スプール弁１９は制御スプリング２５及び制御
オリフィス１５の前後差圧に応動して流量制御を司り、
制御オリフィス１５を通過する流量は図７においてＥ−
Ｆで示す流量に制御される。この流量がアクチュエータ
に供給される最大流量であって、車両の低速走行時、操
舵操作された場合に吐出通路１４から図外のパワーステ
アリング装置に供給される流量である。

【００５７】このとき、前記内側スプール１７を第１圧
力室２０側に付勢し、かつ外側スプール１８を第２圧力
室２１側に付勢するばね部材３４は、大径ばね３５及び
小径ばね３６が最も押し縮められて、段階的に作用する
ばね力の最大のばね力を発揮することになる（図６参
照）。

【００５８】一方、アクチュエータの非作動状態、つま
りパワーステアリング装置の中立位置では、吐出通路１
４の作動圧力が低下するから、制御オリフィス１５の前
後差圧を一定に保つために、スプール弁１９は第２圧力
室内２１の制御スプリング２５のばね力に抗して第２圧
力室２１側に移動し、ドレン通路２３の開口面積を増大
させる。これにより、前記導入通路２２から第１圧力室
２０内に導入された作動油の多くがドレン通路２３に流
入することになり、ポンプ３の内圧力が低下し、ポンプ
３の仕事量が減じられることになる。

【００５９】これと同時に、アクチュエータが非作動状
態で前記吐出通路１４内の圧力が低下すると、第２圧力
室２１内の圧力も低下することになる。これにより、前
記第２圧力室２１内の圧力を受ける外側スプール１８
は、この外側スプール１８に付属するばね部材３４のば
ね力によって第２圧力室２１側に移動し、外側スプール
１８の底部１８ａが停止部材を兼ねるばね受け部材３１
に当接した位置で停止する。

【００６０】したがって、前記スプール弁１９が、制御
オリフィス１５の前後差圧即ち第１圧力室２０内の圧力
と第２圧力室２１内の圧力に制御スプリング２５のばね
力を加えた力と釣り合う位置にある場合、外側スプール
１８が第２圧力室２１側に移動した分、ドレン通路２３
の開口面積が更に増大することになる。

【００６１】これによって、前記第１圧力室２０内に供
給された作動油は、アクチュエータが作動油を必要とし
ない非作動状態において、外側スプール１８の移動によ
って開口面積が増大したドレン通路２３を介してポンプ
３の吸入通路１１及び図外の貯油タンク側に還流され
る。したがって、前記導入通路２２を介して第１圧力室
２０に作動油を吐出するポンプ３は、その吐出圧力が低
下して仕事量が減じられ、省エネルギが有利に達成され
る。

【００６２】また、第１圧力室２０と第２圧力室２１と
の圧力によって外側スプール１８が内側スプール１７に
対して相対移動する際に、作動油が低圧室３０内とドレ
ン通路２３との間をダンパオリフィス２９を介して流通
することにより、外側スプール１８の移動運動に対して
流通抵抗による減衰力が与えられる。したがって、導入
通路２２や吐出通路１４に急激な圧力変動が生じた場合
であっても、この圧力変動に伴ってスプール弁１９の共
振現象が生ずることを有利に防止できる。

【００６３】また、前記スプール弁１９は内側スプール
１７と外側スプール１８との内外二重構造をもって構成
したことにより、流量制御装置が格別長大化することが
なく、小形化が有利に達成できる。

【００６４】以上、実施の形態を図面に基づいて説明し
たが、具体的構成はこの実施の形態に限られるものでは
なく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、ばね部材３４を低圧室３０内に配置した構造に
ついてのべたが、このばね部材３４は内側スプール１７
と外側スプール１８との間に配置され、これら内外スプ
ール１７，１８を相互に逆向きに付勢するものであるか
ら、外側スプール１８の円筒部１７ａ外周側に配置する
ことも可能である。

【００６５】また、ベーン型ポンプ３を用いた実施の形
態について述べたが、これに限ることなく、各種のポン
プが適用可能である。

【００６６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、アクチュエータが非作動状態であって、必要とする
作動油圧力が低いとき、ポンプの無駄なエネルギの消費
を抑制することができる。したがって、省エネルギを十
分に達成することができる流量制御装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す流量制御装置の断面
図である。

【図２】第１圧力室内及び第２圧力室内の圧力が高く、
スプール弁が第１圧力室側に若干移動した状態を示す、
要部の拡大断面図である。

【図３】同じく、ばね部材が押し縮められて、スプール
弁の軸方向長がやや短縮した状態を示す、要部の拡大断
面図である。

【図４】同じく、ばね部材が更に押し縮められて、可動
ストッパが外側スプールの端面に接した状態を示す、要
部の拡大断面図である。

【図５】同じく、ばね部材が更に押し縮められて、ばね
部材の大径ばね及び小径ばねがばね作用を発揮している
状態を示す、要部の拡大断面図である。

【図６】同じく、ばね部材が更に押し縮められて、外側
スプールの円筒部の先端が内側スプールのフランジに接
して停止した状態を示す、要部の拡大断面図である。

【図７】流量制御特性を示す線図である。

【符号の説明】

１４ 吐出通路 １５ 制御オリフィス １６ スプール弁収容穴 １７ 内側スプール １７ａ 大径部 １７ｂ 小径部 １８ 外側スプール １８ａ 円筒部 １８ｂ 底部 １９ スプール弁 ２０ 第１圧力室 ２１ 第２圧力室 ２２ 導入通路 ２３ ドレン通路 ２５ 制御スプリング ２７ 貫通孔 ３０ 低圧室 ３４ ばね部材

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−315242（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−8840（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−14428（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−282512（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−24848（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−71256（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−50587（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−42384（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 5/06 - 5/32

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スプール弁収容穴内にスプール弁を摺動
   自在に収容して、該スプール弁収容穴内を第１圧力室と
   第２圧力室に画成し、第１圧力室内には、制御オリフィ
   スを介して吐出通路と連通する導入通路及びドレン通路
   を開口し、第２圧力室内には、吐出通路の圧力を導くと
   共に前記スプール弁を第１圧力室側に偏倚する制御スプ
   リングを収装して、前記導入通路から制御オリフィスを
   介して吐出通路に作動油の必要流量を導く一方、該必要
   流量に対する余剰油を前記スプール弁の移動によって開
   閉制御されるドレン通路に還流させる流量制御装置にお
   いて、前記スプール弁を、底部に貫通孔を有する有底筒
   状の外側スプールと、この外側スプールの円筒部内周に
   嵌挿される大径部と貫通孔内に嵌挿される小径部を有す
   る内側スプールとから構成し、前記外側スプールの底部
   を第２圧力室に臨ませると共に、この外側スプールの円
   筒部内周と内側スプールの小径部外周との間に低圧室を
   形成する一方、前記内側スプールに前記制御スプリング
   を作用させ、更に、これら内側スプールと外側スプール
   との間に、これら内側スプールと外側スプールとの相対
   移動によって段階的に変化するばね力をもって内側スプ
   ールを第１圧力室側に付勢し、かつ外側スプールを第２
   圧力室側に付勢するばね部材を付属させたことを特徴と
   する流量制御装置。
2. 【請求項２】 前記ばね部材は前記低圧室内に収装され
   てなる、請求項１記載の流量制御装置。
3. 【請求項３】 前記ばね部材は内外二重の入れ子型ばね
   部材から構成されてなる、請求項１記載の流量制御装
   置。
4. 【請求項４】 前記低圧室はダンパオリフィスを介して
   ドレン通路と連通してなる、請求項１記載の流量制御装
   置。