JP3318201B2 - 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】また、吐出通路側の圧力、即ちアクチュエ
ータの負荷圧力によって流量を制御するようにしてある
から、負荷圧力が小さい場合にアクチュエータに供給さ
れる作動油の流量が制御オリフィスによって制限され
る。このため、車輪と路面との接地抵抗が小さい（負荷
圧力が小さい）状態で大きく転舵操作される場合に、ア
クチュエータ側での作動油の流量が不足する虞がある。
これを対策するためにはポンプの吐出圧力を上昇させ
て、負荷圧力が低いときの最低流量を所定流量まで増加
させておくことになるが、そうすると、ポンプの吐出圧
力を増加させることによって省エネルギの効果がなくな
る。

【０００９】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。

【００１０】また、アクチュエータの作動油圧力（負荷
圧力）が低いときにも、十分な流量の作動油をアクチュ
エータに供給できる流量制御装置を提供することを別の
目的とする。

【００１１】

【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、
前記制御オリフィスを、メインオリフィスと、該メイン
オリフィスに対して並列配置され、前記導入通路に導か
れる作動油の圧力に応じてその開口面積が制御されるサ
ブオリフィスとから構成する一方、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、前記内
側スプールと外側スプールとの間に、内側スプールを第
１圧力室側に付勢し、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。

【００１２】また、請求項２記載の発明は、請求項１に
記載の構成のサブオリフィスを、前記導入通路の圧力と
ドレン通路の圧力との差圧に応動するサブスプール弁に
よってその開口面積が制御されるようにした構成にして
ある。

【００１３】また、請求項３記載の発明は、請求項１乃
至請求項２に記載の構成の前記ばね部材を、低圧室内に
収装した構成にしてある。

【００１４】斯かる構成にあっては、前記第１圧力室内
に、ポンプから吐出される作動油が導入通路を介して導
かれる。前記第１圧力室内に導かれた作動油は、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。

【００１５】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、内側スプール
を第１圧力室に付勢し、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、前記第１圧
力室内及び第２圧力室内の圧力が低いときは、外側スプ
ールがこれに付属するばね部材によって第２圧力室側に
付勢された位置に在り、スプール弁は制御オリフィスの
前後差圧と制御スプリングのばね力によって流量制御す
る。一方、前記第１圧力室内及び第２圧力室内の圧力が
高いときは、外側スプールが第１圧力室内の圧力によっ
てばね部材のばね力に抗して第２圧力室側に移動して所
定位置に至り、その位置でスプール弁は流量制御を司
る。

【００１６】まず、前記第１圧力室内の圧力が低いと
き、つまりポンプ内圧力が低いときは、外側スプールが
ばね部材によって第２圧力室側に付勢された位置に在
り、この状態で内側スプールと一体となってスプール弁
を構成している。

【００１７】このとき、前記制御オリフィスの開口面積
は、図３のａ−ｂで示すようにその開口面積が大きくな
っている。即ち、前記制御オリフィスを構成するサブオ
リフィスの開口面積が、導入通路に導かれるポンプ吐出
油の圧力（ポンプ内圧力）、詳しくは導入通路の圧力と
ドレン通路の圧力との差圧によって制御されており、導
入通路の圧力が低いときにはその開口面積を大きくして
いる。このため、前記メインオリフィスとサブオリフィ
スとからなる制御オリフィスの実質的な開口面積は大き
くなっている。

【００１８】したがって、前記スプール弁は制御スプリ
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、メインオリフィスとサブオリフィスとからなる
制御オリフィスを通過する流量は図４のＡ−Ｂで示す流
量に制御される。

【００１９】この流量は、前記吐出通路側及び導入通路
側の圧力は低いけれども、制御オリフィスの開口面積が
実質的に大きくなっているから、この制御オリフィスで
の流量制限が緩和されており、比較的多い流量に制御さ
れるのである。

【００２０】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
側の圧力も増加する。したがって、前記吐出通路内の圧
力が導かれる第２圧力室内の圧力が増加することにな
る。この第２圧力室内の圧力が増加して、内側スプール
と外側スプールとの間に設けた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、ド
レン通路の開口面積を小さくしようとする。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。

【００２１】また、前記吐出通路側の圧力上昇に関連し
て、導入通路に導かれるポンプ吐出油の圧力が上昇する
ことになるから、制御オリフィスを構成するサブオリフ
ィスは、この導入通路の圧力上昇に伴って、その開口面
積が漸減することになる。つまり、サブオリフィスは吐
出通路側の圧力、即ち負荷圧力の増加に応じて開口面積
を減じることになる。このため、前記メインオリフィス
とサブオリフィスとからなる制御オリフィスの開口面積
は、図３のｂ−ｃで示すように減じられる。

【００２２】これにより、前記スプール弁は、やや高く
なった制御スプリングのばね力と実質的な開口面積がや
や減じられた制御オリフィスの前後差圧に基づいて移動
制御され、実質的な開口面積がやや減じられた制御オリ
フィスを通過する流量は図４のＢ−Ｃで示す流量に制御
される。

【００２３】その後、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圧力室側に最も近付き、この状
態でスプール弁を構成する。

【００２４】このとき、前記制御オリフィスを構成する
サブオリフィスは、第１圧力室内の圧力、即ち導入通路
に導かれるポンプ吐出油の圧力が所定圧力に達すること
により、その開口面積を閉じることになる。このため、
メインオリフィスとサブオリフィスとからなる制御オリ
フィスの開口面積は、図３のｃ−ｄで示すように最も小
さな面積となる。

【００２５】したがって、前記スプール弁はばね部材を
最も押し縮めた状態で、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、実質的に開
口面積が最小となった制御オリフィスを通過する流量は
図３においてＣ−Ｄ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、通常この流
量に制御されることになる。

【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、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、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
される前記スプール弁が、前記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、前記外側スプールが第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、前記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のである。

【００３１】また、前記制御オリフィスをメインオリフ
ィスと可変絞りのサブオリフィスとから構成し、サブオ
リフィスは、導入通路に導かれる作動油の圧力（吐出通
路側の圧力に関連した圧力となる）の減少に応じて開口
面積を増加させるようにしてある。このため、前記吐出
通路側の圧力が低いときには、制御オリフィスの開口面
積が実質的に大きくなっているから、この制御オリフィ
スでの流量制限が緩和され、アクチュエータに充分な流
量の作動油を供給できるのである。

【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装置に適用した態様
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、このハウジング１に
は一端が封止されたスプール弁収容穴５が形成され、こ
のスプール弁収容穴５の開口端はシールリング６による
封止の下に捩じ込み固定されるコネクタ７によって閉止
されている。

【００３４】前記コネクタ７によって開口端が閉止され
たスプール弁収容穴５内には、内側スプールと５１と外
側スプール５２とからなるスプール弁５０が摺動自在に
嵌挿されており、このスプール弁５０は、前記スプール
弁収容穴５内部を第１圧力室１５と第２圧力室１６とに
画成すると共に、第２圧力室１６内に収装した制御スプ
リング１７のばね力をもって常時第１圧力室１５側に偏
倚され、常態にあってそのランド部１８（詳しくは外側
スプール５２のランド部）で図外の貯油タンクに連通す
るドレン通路１９を閉止している。また、前記スプール
弁５０によって画成された第１圧力室１５には、ポンプ
吐出油を導く導入通路２０が開口している。

【００３５】前記コネクタ７には、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８及
びこの吐出通路８とスプール弁収容穴５内部とを連通す
る段付き孔３５を設け、この段付き孔３５内には、中空
状の段付きサブスプール弁３６が摺動自在に収容してあ
る。前記サブスプール弁３６は、このサブスプール弁３
６の胴部外周と段付き孔３５の内周との間に形成される
低圧室３７内に収容されたばね３８によって第１圧力室
１５側に付勢されると共に、第１圧力室１５側への抜脱
がコネクタ７に植設した停止ピン３９によって防止され
ている。

【００３６】また、前記コネクタ７には、周溝１１と、
この周溝１１の底部に開口して前記吐出通路８に連通す
る斜め方向の貫通孔１２が形成してあると共に、第１圧
力室１６側端部には後述する導入通路２０に臨んで切欠
き４７が形成してある。

【００３７】前記コネクタ７とサブスプール弁３６との
間に形成された低圧室３７は、コネクタ７に形成した直
径方向の貫通孔６４を介してコネクタ７の周溝６５内に
連通しており、更に、ハウジング１に形成した斜孔６
６、感圧オリフィス６７及び通路６９を介してドレン通
路１９に連通している。なお、前記通路６８の開口端は
栓６９によって閉塞してある。

【００３８】前記サブスプール弁３６の中空内部は第１
圧力室１５に連通する通路４０となっており、この通路
４０は、直径方向の貫通孔４２を介して、前記コネクタ
７の段付き孔３５の内周面に形成した周溝４３内に連通
している。また、前記サブスプール弁３６の吐出通路８
側端部には、前記中空内部の通路４０と連通する軸方向
のメインオリフィス４４が形成してあると共に、前記吐
出通路８側に向かって収斂するテーパ面４５が形成して
あり、このテーパ面４５は前記周溝４３の角部との間に
サブオリフィス４６を形成している。したがって、前記
サブオリフィス４６は前記メインオリフィス４４に対し
て並列に形成されており、これらメインオリフィス４４
及びサブオリフィス４６が吐出通路８への吐出流量を制
限する制御オリフィス９を構成している。

【００３９】２１は前記ハウジング１に形成した通路
で、この通路２１は、前記スプール弁収容穴５と略平行
に盲穴状に穿設され、その開口端は栓２２によって閉塞
されており、一端が感圧オリフィス２３及び斜孔２４を
介して前記コネクタ７の周溝１１に連通し、他端が通路
２５を介して第２圧力室内１６に連通している。また、
前記通路２５は第２圧力室１６を半径方向に横切って穿
設され、その開口端を栓２６で閉塞してある。

【００４０】前記スプール弁５０は、前述のごとく内側
スプール５１と外側スプール５２とからなり、この外側
スプール５２は、全体として有底筒状でその底部５２ｂ
に貫通孔５３を有している。また、内側スプール５１
は、外側スプール５２の円筒部５２ａ内周に嵌挿される
大径部５１ａと、同じく貫通孔５３内に嵌挿される小径
部５１ｂを有しており、前記外側スプール５２の円筒部
５２ａが第１圧力室１５に臨み、底部５２ｂが第２圧力
室１６に臨むように配置してある。

【００４１】前記外側スプール５２には、前記ドレン通
路１９に連通する周溝５４とこの周溝５４の底部に開口
する直径方向の貫通孔５５が形成してある。また、この
外側スプール５２の円筒部５２ａの内周と前記内側スプ
ール５１の小径部５１ｂの外周との間に、前記貫通孔５
５を介してドレン通路１９に連通する低圧室５６を形成
してある。

【００４２】前記内側スプール５１には、前記低圧室５
６に連通する直径方向の貫通孔５７及びこの貫通孔５７
に連通する軸方向の段付き貫通孔５８を設けて、第１圧
力室１５側開口端をプラグ５９で閉塞してあると共に、
この段付き貫通孔５８内に、球弁２８をその押子２９と
共にチェックスプリング３０で偏倚して段付き孔５８の
段部に形成した弁座３１に適合させたリリーフ弁３２が
設けてある。このリリーフ弁３２のリリーフ動作で、感
圧オリフィス２３を介して第２圧力室１６内に導かれる
吐出通路８における圧力超過を回避する。なお、３３は
前記段付き貫通孔５８の第２圧力室１６側端部に設けた
フィルタである。

【００４３】６０は前記内側スプール５１の外周に取付
けられ、制御スプリング１７を支持するばね受け部材で
ある。このばね受け部材６０は前記外側スプール５２の
第２圧力室１６側への最大移動位置を規制する停止部材
を兼ねている。

【００４４】６１は前記内側スプール５１と外側スプー
ル５２との間に配置されたばね部材である。このばね部
材６１は、前記低圧室５６内に収容され、内側スプール
５１を第１圧力室側に付勢し、かつ外側スプール５２を
第２圧力室１６側に付勢している。

【００４５】斯かる構成によれば、前記導入通路２０か
ら第１圧力室１５内に導かれたポンプ吐出油が、コネク
タ７に形成した切欠き４７から、サブスプール弁３６の
通路４０、メインオリフィス４４及びサブオリフィス４
６からなる制御オリフィス９を介してそれぞれ吐出通路
８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５０は、外側スプ
ール５２がばね部材６１によって付勢されてその底部５
２ｂが停止部材を兼ねるばね受け６０に当接した状態
で、制御スプリング１７によって前記第１圧力室１５側
に付勢され、その胴部（ランド部）１８でドレン通路１
９を閉塞しており、前記第１圧力室１５内に導入された
ポンプ吐出油は、その全量が制御オリフィス９を介して
図外のアクチュエータに導かれる。一方、ポンプの回転
速度が増加してポンプ吐出油量が増加し、前記第１圧力
室１５内に導入されるポンプ吐出油量が増加すると、制
御オリフィス９による制限流動の下に第１圧力室１５内
の作動油が吐出通路８に導かれる一方で、この制御オリ
フィス９の前後差圧に基づいてスプール弁５０が図１に
示す如く右方向に移動して制御スプリング１７を所定の
長さになるまで押し縮める。これによって、前記スプー
ル弁５０がドレン通路１９を開き、このドレン通路１９
から余剰油を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５０が内側スプール５１と外側スプール５２とから構
成され、これら内側スプール５１と外側スプール５２と
の間に、内側スプール５１を第１圧力室１５側に付勢
し、外側スプール５２を第２圧力室１６側に付勢するば
ね部材６１を付属させてあり、また、前記制御スプリン
グ１７は内側スプール５１に作用している。これによ
り、前記第１圧力室１５内及び第２圧力室１６内の圧力
が低いときは、外側スプール５２がばね部材６１によっ
て第２圧力室１６側に付勢され、その底部５２ｂが停止
部材６０で停止した位置に在り、スプール弁５０は、制
御スプリング１７を所定長さ（Ｌ１）まで押し縮めて、
この制御スプリング１７のばね力と制御オリフィス９の
前後差圧に基づいて移動し、流量を制御する（図１参
照）。一方、前記第１圧力室１５内及び第２圧力室１６
内の圧力が高いときは、外側スプール５２が第２圧力室
１６内の圧力によってばね部材６１のばね力に抗して第
１圧力室１５側に移動して円筒部５２ａの端部がプラグ
５９のフランジ部５９ａに当接した位置に至る（図２参
照）。したがって、前記外側スプール５２が移動してス
プール弁５０とドレン通路１９との相対位置が変化する
ことになるから、前記スプール弁５０は制御スプリング
１７を更に押し縮めて（寸法Ｌ２）、この制御スプリン
グ１７のばね力に第２圧力室１６内の圧力による力を加
えた力と、第１圧力室１５内の圧力による力にばね部材
６１のばね力を加えた力との釣り合いによって移動し、
流量制御を司ることになる。

【００４８】まず、前記第１圧力室１５内の圧力が低い
とき、つまりポンプ内圧力が低いときは、外側スプール
５２がばね部材６１によって第２圧力室１６側に付勢さ
れてその底部５２ｂが停止部材６０で停止した位置に在
り、この状態で内側スプール５１と一体となってスプー
ル弁５０を構成している。

【００４９】このとき、前記制御オリフィス９の開口面
積は、図３のａ−ｂで示すようにその開口面積が大きく
なっている。即ち、前記制御オリフィス９を構成するサ
ブオリフィス４６の開口面積が、導入通路２０に導かれ
るポンプ吐出油の圧力（ポンプ内圧力）、詳しくは導入
通路２０の圧力とドレン通路１９の圧力との差圧によっ
て制御されており、導入通路２０の圧力が低いときには
その開口面積を大きくしている。このため、前記メイン
オリフィス４４とサブオリフィス４６とからなる制御オ
リフィス９の実質的な開口面積は大きくなっている。

【００５０】したがって、前記スプール弁５０は制御ス
プリング１７のばね力及び制御オリフィス９の前後差圧
に基づいて移動し、メインオリフィス４４とサブオリフ
ィス４６とからなる制御オリフィス９を通過する流量は
図４のＡ−Ｂで示す流量に制御される。

【００５１】この流量は、前記吐出通路８側の圧力が低
く、ポンプの吐出圧力も低いけれども、制御オリフィス
９の開口面積が実質的に大きくなっているから、この制
御オリフィス９での流量制限が緩和されており、吐出通
路８に吐出される流量は比較的多い流量に制御されるの
である。

【００５２】次に、前記第１圧力室１５内の圧力が上昇
すると、制御オリフィス９を通過する流量も増加し、吐
出通路８の圧力も増加する。したがって、前記吐出通路
８内の圧力が導かれる第２圧力室１６内の圧力が増加す
ることになる。この第２圧力室１６内の圧力が増加して
ばね部材６１のばね力に勝ると、このばね部材６１のば
ね力が第２圧力室１６内の圧力に釣り合う位置まで外側
スプール５２は第１圧力室１５側に移動し、ドレン通路
１９の開口面積を小さくしようとする。前記ドレン通路
１９の開口面積が小さくなると、その分、制御オリフィ
ス９の前後差圧が大きくなるから、スプール弁５０はこ
の差圧を一定に保つために制御スプリング１７のばね力
に抗して第２圧力室１６側に移動し、制御オリフィス９
の前後差圧と、ばね部材６１及び制御スプリング１７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。

【００５３】また、前記吐出通路８側の圧力上昇に関連
して、導入通路２０に導かれるポンプ吐出油の圧力（ポ
ンプ内圧力）が上昇することになるから、制御オリフィ
ス９を構成するサブオリフィス４６は、この導入通路２
０の圧力上昇に伴って、その開口面積が漸減する。つま
り、サブオリフィス４６は吐出通路８側の圧力、即ち負
荷圧力の増加に応じて開口面積を減じることになる。こ
のため、メインオリフィス４４とサブオリフィス４６と
からなる制御オリフィス９の開口面積は、図３のｂ−ｃ
で示すように減じられる。詳しくは、前記導入通路２０
の圧力上昇によって第１圧力室１５内の圧力が上昇し、
この圧力がサブスプール弁３６に作用して、このサブス
プール弁３６をばね３８のばね力に抗して左動させ、こ
のサブスプール弁３６のテーパ面４５と周溝４３の角部
との間に形成されたサブオリフィス４６を絞る。このサ
ブオリフィス４６の開口面積が減少することによって、
制御オリフィス９の実質的な開口面積が減じられる。

【００５４】これにより、前記スプール弁５０は、やや
高くなった制御スプリング１７のばね力と実質的な開口
面積がやや減じられた制御オリフィス９の前後差圧に基
づいて移動制御され、実質的な開口面積がやや減じられ
た制御オリフィス９を通過する流量は図４のＢ−Ｃで示
す流量に制御される。

【００５５】その後、前記第１圧力室１５内及び第２圧
力室１６内の圧力が所定圧力に達すると、外側スプール
５２はばね部材６１を最も押し縮めて第１圧力室１５側
に最も近付き、円筒部５２ａの端部がプラグ５９のフラ
ンジ部５９ａに当接した位置に至る（図２参照）。この
状態で前記内側スプール５１及び外側スプール５２はス
プール弁５０を構成することになる。

【００５６】このとき、前記制御オリフィス９を構成す
るサブオリフィス４６は、第１圧力室１５内の圧力、即
ち導入通路２０に導かれるポンプ吐出油の圧力が所定圧
力に達することにより、その開口面積を閉じることにな
る。このため、メインオリフィス４４とサブオリフィス
４６とからなる制御オリフィス９の開口面積は、図３の
ｃ−ｄで示すように最も小さな面積となる。つまり、前
記導入通路２０の圧力上昇によって第１圧力室１５内の
圧力が所定圧力まで上昇し、この圧力がサブスプール弁
３６に作用して、このサブスプール弁３６をばね３８の
ばね力に抗して左動させ、このサブスプール弁３６のテ
ーパ面４５と周溝４３の角部との間に形成されたサブオ
リフィス４６を閉じる。これによって、制御オリフィス
９はメインオリフィス４４のみとなって、制御オリフィ
ス９の実質的な開口面積が減じられることになる。

【００５７】したがって、前記外側スプール５２と内側
スプール５１はばね部材６１を最も押し縮めた状態でス
プール弁５０を構成し、このスプール弁５０は、制御ス
プリング１７及び制御オリフィス９の前後差圧に応動し
て流量制御を司り、実質的に開口面積が最小となった制
御オリフィス９を通過する流量は図３においてＣ−Ｄで
示す流量に制御される。なお、この流量がアクチュエー
タに供給される最大流量で、通常この流量に制御される
ことになる。

【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、前記吐出通
路８の作動圧力が低下するから、制御オリフィス９の前
後差圧を一定に保つために、スプール弁５０は第２圧力
室内１６の制御スプリング１７のばね力に抗して、前記
吐出通路８の圧力が導かれる第２圧力室１６側に移動
し、ドレン通路１９の開口面積を増大させる。これによ
り、前記導入通路２０から第１圧力室１５内に導入され
た作動油の多くがドレン通路１９に流入することにな
り、ポンプ内圧力が低下し、ポンプ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８内の圧力が低下すると、前記第２圧
力室１６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１６内の圧力を受ける外側スプール５２
は、この外側スプール５２に付属するばね部材６１のば
ね力によって第２圧力室１６側に移動し、外側スプール
５２の底部５２ａが停止部材を兼ねるばね受け部材６０
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５０が、制御
オリフィス９の前後差圧即ち第１圧力室１５内の圧力と
第２圧力室１６内の圧力に制御スプリング１７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５
２が第２圧力室１６側に移動した分、ドレン通路１９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１５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５２の移動によ
って開口面積が増大したドレン通路１９を介して図外の
ポンプ吸入側及び貯油タンク側に還流される。したがっ
て、前記導入通路２０を介して第１圧力室１５に作動油
を吐出するポンプは、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】この場合に、前記外側スプール５２は、こ
の外側スプール５２に付属するばね部材６１と第２圧力
室１７内の圧力との釣り合いによって移動し、ドレン通
路１９の開口面積を変化させる。したがって、この外側
スプール５２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９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
ことができるのである。

【００６３】また、前記制御オリフィス９をメインオリ
フィス４４と可変絞りのサブオリフィス４６とから構成
し、サブオリフィス４６は、導入通路２０に導かれる作
動油の圧力（吐出通路８側の圧力に関連した圧力とな
る）の減少に応じて開口面積を増加させるようにしてあ
る。このため、前記吐出通路８側の圧力が低いときに
は、制御オリフィス９の開口面積が実質的に大きくなっ
ているから、この制御オリフィス９での流量制限が緩和
され、アクチュエータに充分な流量の作動油を供給でき
るのである。

【００６４】また、前記外側スプール５２は内側スプー
ル５１と内外二重構造をもってスプール弁５０を構成す
ることにより、流量制御装置全体が格別長大化すること
がない。

【００６５】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６１を低圧室５６内に配置した構造に
ついてのべたが、このばね部材は内側スプール５１と外
側スプール５２との間に配置され、これら内外スプール
５１，５２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５２の円筒部５２ａ端面とプラグ５９のフ
ランジ部５９ａとの間に配置することも可能である。

【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。

【００６７】また、アクチュエータの作動油圧力（負荷
圧力）が低いときにも、十分な流量の作動油をアクチュ
エータに供給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、
外側スプールが第１圧力室側に移動した状態を示す断面
図である。

【図３】制御オリフィスの開口面積の変化を示す線図で
ある。

【図４】流量制御特性を示す線図である。

【符号の説明】

５ スプール弁収容穴 ８ 吐出通路 ９ 制御オリフィス １５ 第１圧力室 １６ 第２圧力室 １７ 制御スプリング １９ ドレン通路 ２０ 導入通路 ４４ メインオリフィス ４６ サブオリフィス ５０ スプール弁 ５１ 内側スプール ５１ａ 大径部 ５１ｂ 小径部 ５２ 外側スプール ５２ａ 円筒部 ５２ｂ 底部 ５３ 貫通孔 ５６ 低圧室 ６１ ばね部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−282512（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−8840（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−24848（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−71256（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 5/06 - 5/32 B62D 6/00 - 6/06

Claims (3)

(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、前記制御オリフィスを、メインオリフィスと、該
   メインオリフィスに対して並列配置され、前記導入通路
   に導かれる作動油の圧力に応じてその開口面積が制御さ
   れるサブオリフィスとから構成する一方、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、前記内側スプールと外側スプールとの間に、内側ス
   プールを第１圧力室側に付勢し、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】 前記サブオリフィスは、前記導入通路の
   圧力とドレン通路の圧力との差圧に応動するサブスプー
   ル弁によってその開口面積が制御されるようにしたこと
   を特徴とする、請求項１記載の流量制御装置。
3. 【請求項３】 前記ばね部材は前記低圧室内に収装され
   てなることを特徴とする、請求項１乃至請求項２記載の
   流量制御装置。