JP3596299B2 - 動力舵取装置における流量制御装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低負荷時にポンプから制御弁に供給される流量を低減して省エネルギ化した自動車等の動力舵取装置における流量制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ステアリングを操作をしていない低負荷時にポンプから制御弁に供給される流量を低減して省エネルギ化を図った動力舵取装置における流量制御装置は、例えば特開平9−142319号公報に記載されているように公知である。この流量制御装置は、流量調整弁に負荷感応弁を同軸線上で組み込み、負荷圧が設定圧以上になったときに圧力を低圧側に逃すためのレリーフ弁を前記流量調整弁のスプールに内蔵した構造である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
流量調整弁は制御する流量が負荷感応弁に比べて大きく、従って、スプールのストロークを大きくとる必要がある。このような流量調整弁にレリーフ弁を組み込むと、流量調整弁の軸長寸法が長くなり、その結果、流量調整弁を設置するポンプが大型化してしまう問題がある。
【0004】
本発明の目的は、省エネルギ化を図った自動車等の動力舵取装置における流量制御装置を部品点数の削減とコンパクト化し、ポンプの小型化を可能にしたことである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の要旨は、ポンプから吐出された圧油を供給通路に設けられた制御オリフィスを介して動力舵取装置の制御弁に送出し、前記制御オリフィスの差圧に応動してバイパス通路の開度を制御し、余剰流をポンプの吸入側に還流して前記制御弁への供給流量を制御する流量調整弁と、負荷圧に応動し、低負荷圧時に前記流量調整弁のばね室を可変絞りを介して低圧側に連通し、ステアリング操作による高負荷圧時に前記可変絞りを閉止して前記ばね室と低圧側との連通を遮断する負荷感応弁を備え、前記負荷感応弁は、負荷圧がレリーフ圧となる摺動位置に達すると前記ばね室を逃し通路を介して低圧側に連通して前記ばね室の圧力を低圧側に逃すレリーフ機能を有することを特徴とするものである。
【0006】
前記流量調整弁は前記ばね室側の一端が開口され、スプリングを収納する筒形状としたことを特徴とするものである。
【0007】
前記負荷感応弁に受圧面積差をもたせたことを特徴とするものである。
【0008】
前記負荷感応弁には負荷圧とレリーフ圧のそれぞれに応動作用するスプリングを備えたことを特徴とするものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明による動力舵取装置の全体構成であり、低負荷時の状態を示す。この動力舵取装置は、主として、自動車エンジンによって駆動されるポンプ10と、リザーバ11と、ハンドル操作をパワーアシストするパワーシリンダ12と、ステアリング操作により作動して前記ポンプ10からパワーシリンダ12に供給される圧油を絞り制御する制御弁13とによって構成されている。
【0010】
前記ポンプ10から制御弁13に圧油を供給する供給通路14には制御オリフィス15が設けられ、この制御オリフィス15による差圧によって作動される流量調整弁16により制御弁13への供給流量が制御されるようになっている。また、ステアリング操作による負荷圧に応じて作動されるを負荷感応弁24によって前記制御弁13に供給される流量を低減させ、省エネルギ化を達成するようになっている。
【0011】
前記流量調整弁16は図略のポンプハウジングに形成された第1弁収納穴17に摺動可能に収納されており、前記第1弁収納穴17に形成されている第1ばね室18に収納されたスプリング19によって前記制御オリフィス15の通過前の圧油を導入する供給ポート20の方向に押圧されている。前記第1弁収納穴17には前記流量調整弁16によって開度が制御されるバイパス通路36と、前記制御オリフィス15の通過後の圧油をパイロットオリフィス23を介して前記第1ばね室18に導入する導入ポート21と、第1ばね室18から圧力を後述する負荷感応弁24に送出する圧力送出ポート22とを備え、前記バイパス通路36はリザーバ11への還流路37に連通されている。
【0012】
一方、前記負荷感応弁24は前記第1弁収納穴17と平行若しくは直角にポンプハウジングに形成された第2収納穴25に摺動可能に収納されており、前記第2収納穴25に形成されている第2ばね室39に収納された負荷圧感応用スプリング31によって第1負荷圧導入ポート26の方向に前進押圧されている。前記第2収納穴25には前記第1収納穴17の第1ばね室18に設けられている圧力送出ポート22と連通し、第1ばね室18の圧力を前記第2ばね室39に導入する第2負荷圧導入ポート30と、第2ばね室39に導入された圧力を前記低圧側の還流路37に流すドレンポート29とを備えている。負荷圧感応弁24は、その軸内に一端が前記第2ばね室39に開口している通路穴40が軸線方向に設けられており、この通路穴40にレリーフ通路34と、前記第2ばね室39と負荷感応弁24の動きによって開閉する可変絞り28と連通した連通路41とが開口れている。そして負荷感応弁24の前進位置(図1の状態)においては、前記連通路41が可変絞り28を介してドレンポート29に連通され、かつ前記レリーフ通路34がヂレンポート29の連通を遮断されているが、負荷圧の上昇に伴う負荷圧感応弁24の変位により、まず連通路41とドレンポート29との連通が遮断され、さらに負荷感応弁24が変位するとレリーフ通路34がドレンポーと29に連通されるようになっている。また、前記第2ばね室39には前記負荷圧感応用スプリング31とはばね定数を異にするレリーフ圧設定スプリング35が収納されている。
【0013】
また、前記負荷感応弁24は、前記負荷圧導入ポート26側の受圧面積D1を大きく、第2ばね室39側の受圧面積D2を小さくしたD1>D2の受圧面積の差をもたせている。
【0014】
本発明は上記通りの構造であるから、自動車エンジンによりポンプ10が駆動されると、圧油がポンプ10の吐出ポートから供給通路14に吐出される。この供給通路14に吐出された圧油は制御オリフィス15を通過して制御弁13に供給される。また、制御オリフィス15を通過した圧油はパイロットオリフィス23を介して導入ポート21より流量調整弁16の第1ばね室18に導入されると共に、制御オリフィス15通過前の圧油が流量調整弁16の供給ポート20より導入される。これにより、流量調整弁16は制御オリフィス15前後の差圧が作用し、この差圧を一定に維持するようバイパス通路36の開度を制御して余剰流をポンプ10の吸入側に還流し、図3で示すように、ポンプ10の回転数が上昇しても制御弁13に供給する流量を一定に制御する。
【0015】
操舵の中立状態では負荷圧が低いので、負荷感応弁24は負荷圧感応用スプリング31によって図1で示すように第1負荷圧導入ポート26の方向に前進押圧され、可変絞り28は開口状態となっており、レリーフ通路34はドレンポート29とは遮断された状態となっているので、流量調整弁16の第1ばね室18の圧力は、圧力送出ポート22と連通している第2負荷圧導入ポート30から第2ばね室39に導入され、第2ばね室39から連通路41、可変絞り28を通りドレンポート29を介して低圧側の還流路37にリークする。これにより、第1ばね室18の圧力を低下させ、前記流量調整弁16を作動させてバイパス通路36を通常より開口して制御弁13への供給流量を図4に示すようにQ1まで低減する。
【0016】
一方、ステアリング操作により負荷圧が上昇してP1以上の高負荷になると、負荷感応弁24は受圧面積差による油圧推力の増大により図2で示すように、負荷圧感応用スプリング31を圧縮して後退移動する。これにより、可変絞り28は閉じられ、流量調整弁16の第1ばね室18の圧力送出ポート22から負荷感応弁24の第2ばね室39に導入される第1ばね室18の圧力を還流路37へ還流するリーク通路が遮断される。これにより制御弁13への供給流量はパワーアシストに必要なQ2まで増大される。
【0017】
一方、負荷圧がさらに上昇すると、負荷感応弁24は負荷圧感応用スプリング31をさらに圧縮しレリーフ圧設定スプリング35が効き始め、このレリーフ圧設定スプリング35の力に打ち勝って第2ばね室39側へ後退移動刷る。そして負荷圧がレリーフ設定圧に達すると、レリーフ通路34はドレンポート29と連通し、第2ばね室39に導入される流量調整弁16の第1ばね室18の圧力を通路穴40からレリーフ通路34を介してドレンポート29より低圧側の還流路37にリークする。
【0018】
このようにして、図4で示すように、負荷圧P1では制御弁13に供給される圧油の供給流量は流量Q1まで減少され、ポンプ10の動力のエネルギ損失を低減し、負荷圧が上昇した負荷圧P2では、流量調整弁16がバイパス通路36を絞る方向に変位され、制御弁13に供給される圧油の供給流量を図4で示す流量Q2まで増加し、アシスト作用に寄与する。
【0019】
尚、上記の実施形態では、負荷感応弁24の第2ばね室39に負荷圧感応用スプリング31とレリーフ圧設定スプリング35の2つのスプリングで負荷圧感応とレリーフ圧設定を別々に行っているが、非線型スプリングを用いれば1つで2つのスプリングと同等の特性を得ることができるため、上記の実施形態のような負荷圧感応用スプリング31とレリーフ圧設定スプリング35の2つのスプリングに限定するものではない。
【0020】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によると、流量調整弁に比べてストロークが小さい負荷感応弁に負荷圧が設定圧を超えると低圧側に圧力を逃すレリーフ機能をもたせたことにより、流量調整弁の軸方向の寸法を短くできると共に、レリーフ弁が廃止されコストダウンが図られる。また、流量調整弁をスプリングを収納する筒形状とすることにより、流量調整弁の軸方向の寸法を一層短くすることができ、流量調整弁の弁収納穴と負荷感応弁の弁収納穴をポンプの回転軸心線を挟んで平行に設置することによってポンプの小型化を可能にすることができる。
さらに、負荷感応弁の受圧面積に差をもたせたことにより、負荷圧の上昇に伴って負荷圧感応弁をスプリングのバラツキに拘らず安定して作動できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す動力舵取装置における流量制御装置の低負荷時の全体構成図。
【図2】本発明の実施形態を示す動力舵取装置における流量制御装置の高負荷時の要部構成図。
【図3】本発明の実施形態を示す動力舵取装置における流量制御装置のレリーフ時の要部構成図。
【図4】ポンプ回転数に対する供給流量特性を示すグラフ。
【図5】負荷圧力に対する供給流量特性を示すグラフ。
【符号の説明】
10 ポンプ
11 リザーバ
12 パワーシリンダ
13 制御弁
14 供給通路
15 制御オリフィス
16 流量調整弁
18 第1ばね室
19 スプリング
23 パイロットオリフィス
24 負荷感応弁
28 可変絞り
29 ドレンポート
31 負荷感応用スプリング
34 レリーフ通路
35 レリーフ圧設定スプリング
36 バイパス通路
37 還流路
39 第2ばね室
40 通路穴
41 連通路

Claims (4)

  1. ポンプから吐出された圧油を供給通路に設けられた制御オリフィスを介して動力舵取装置の制御弁に送出し、前記制御オリフィスの差圧に応動してバイパス通路の開度を制御し、余剰流をポンプの吸入側に還流して前記制御弁への供給流量を制御する流量調整弁と、負荷圧に応動し、低負荷圧時に前記流量調整弁のばね室を可変絞りを介して低圧側に連通し、ステアリング操作による高負荷圧時に前記可変絞りを閉止して前記ばね室と低圧側との連通を遮断する負荷感応弁を備え、前記負荷感応弁は、負荷圧がレリーフ圧となる摺動位置に達すると前記ばね室を逃し通路を介して低圧側に連通して前記ばね室の圧力を低圧側に逃すレリーフ機能を有することを特徴とする動力舵取装置における流量制御装置。
  2. 前記流量調整弁は前記ばね室側の一端が開口され、スプリングを収納する筒形状としたことを特徴とする請求項1に記載の動力舵取装置における流量制御装置。
  3. 前記負荷感応弁に受圧面積差をもたせたことを特徴とする請求項1に記載の動力舵取装置における流量制御装置。
  4. 前記負荷感応弁には負荷圧とレリーフ圧のそれぞれに応動作用するスプリングを備えたことを特徴とする請求項1に記載の動力舵取装置における流量制御装置。
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