JP4185687B2

JP4185687B2 - Proportional flow control valve

Info

Publication number: JP4185687B2
Application number: JP2001387055A
Authority: JP
Inventors: 秀樹土屋; 能治宮
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2021-12-20
Also published as: JP2003185052A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のパワーステアリング装置や産業機械等に用いられる電磁比例流量制御弁の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パワーステアリング装置に用いられる電磁比例流量制御弁として、例えば特開２００１−１６３２３３号公報に開示されたものや、図６に示すものがある。
【０００３】
これについて説明すると、電磁比例流量制御弁は、ポンプボディ８に挿入して取り付けられる円筒状のベース１と、ベース１に摺動可能に挿入されるシャフト２を備える。ベース１にはポンプの吐出側に連通する上流室２１と、シャフト２との間で可変絞り部２２を画成するバルブ穴１６と、負荷側に連通する下流室２３が形成される。ポンプから吐出される作動流体は、図中矢印で示すように上流室２１、バルブ穴１６、下流室２３を通って負荷へと流れる。
【０００４】
円柱状のシャフト２はベース１とスリーブ１０に渡って一対の軸受３，９を介して摺動可能に介装される。シャフト２はその先端に円錐状の弁体部２ａが形成され、この弁体部２ａがバルブ穴１６に挿入される。シャフト２が図において右方向に変位するのに伴って、弁体部２ａとバルブ穴１６との間で画成される可変絞り部２２の開口面積Ａｖが次第に大きくなる。
【０００５】
シャフト２を開弁方向（図において右方向）に付勢するスプリング１３と、閉弁方向（図において左方向）に付勢するスプリング１４が設けられる。
【０００６】
シャフト２の途中にプランジャ（可動鉄心）６が固定され、スリーブ１０の外側にプランジャ６を駆動する電磁コイル１５が設けられる。プランジャ６は電磁コイル１５に生じるソレノイド推力Ｆｓｏｌによってシャフト２を閉弁方向（図において左方向）に駆動する。つまり、電磁コイル１５に流れる電流Ｉが増えるのにしたがって、シャフト２がスプリング１３，１４のバネ力に抗して図において左方向に変位する。
【０００７】
電磁比例流量制御弁は以上のように構成されて、シャフト２に対して電磁コイル１５のソレノイド推力Ｆが閉弁方向に働き、スプリング１３，１４のバネ力、可変絞り部２２の前後差圧ΔＰによる力、可変絞り部２２に発生する流体力が開弁方向に働き、これらの力がバランスする位置にシャフト２が移動し、これによって得られた可変絞り部２２の開口面積Ａｖおよび可変絞り部２２の前後差圧ΔＰに比例した制御流量Ｑｃが流れる。
【０００８】
ソレノイドバルブの吸引特性は、通常、入力電流を大きくすれば吸引力も大きくなり、吸着部からの距離（ストローク）によっても吸引力は変化する。しかしながら、ストロークによって吸引力が変化するのは好ましくないため、吸引部の形状を変化させることで吸引力がストロークに関係なく電流だけに比例するような特性とするのが一般的である。
【０００９】
この関係を示したのが図７である。図７はシャフト２のストロークＳに対する電磁コイル１５のソレノイド推力Ｆの関係を電流Ｉの変化に基づいて示したものである。この図からわかるように、シャフト２のストロークＳが変化してもソレノイド推力Ｆが一定に保たれ（水平吸引特性）、これにより、ソレノイド推力Ｆがシャフト２のストロークＳに関係なく電流Ｉにだけ比例する。したがって、電流Ｉに応じて可変絞り部２２を通過する流量を調節することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図７の如く、ストロークＳとソレノイド推力Ｆとの関係が全域においてフラット（水平吸引力特性）になるようにすると、電流Ｉとソレノイド推力Ｆの関係は図８に示すように、電磁コイル１５に流れる電流Ｉが増えるのにしたがってソレノイド推力Ｆは急激に立ち上がる特性となる。
【００１１】
このため、電磁コイル１５の電流Ｉと制御流量Ｑｃの関係においても、電磁コイル１５に流れる電流Ｉが増えるのにしたがって制御流量Ｑｃは急に減少する（図９）。
【００１２】
このことは、低流量域において、僅かな電流値変動で大きな流量変動が発生してしまうことになり、このため、きめ細かな流量制御が困難になるという問題点が生じていた。
【００１３】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、低流量側の作動領域にてきめ細かい流量制御を実現できる電磁比例流量制御弁を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、圧力源側と負荷側を連通するバルブ穴と、バルブ穴に対して軸方向に変位可能に支持されるシャフトと、シャフトを軸方向に付勢するスプリングと、ソレノイド推力によってスプリングに抗してシャフトに連結したプランジャを駆動する電磁コイルとを備え、シャフトの変位に伴ってバルブ穴との間で画成される可変絞り部の開口面積を可変とする電磁比例流量制御弁に適用する。
【００１５】
そして、シャフトのまわりに磁気回路を構成する部材の内周面にこの内周面より大きい内径を持って環状に窪む磁界調整凹部を形成し、この磁界調整凹部が部材のプランジャを収容する凹部に対してプランジャを吸着する部位に開口し、電磁コイルに流れる同一の電流Ｉに対してシャフトがバルブ穴に近づくのにしたがって電磁コイルのソレノイド推力Ｆが次第に小さくなる構成としたことを特徴とするものとした。
【００１７】
第２の発明は、第１の発明において、シャフトのまわりに磁気回路を構成する部材に環状の磁界調整テーパ部を形成したことを特徴とするものとした。
【００１８】
【発明の作用および効果】
第１の発明によると、ストロークＳに対してソレノイド推力Ｆを吸着側で落ち込ませるような特性、すなわち、シャフトがバルブ穴に近づくにしたがってソレノイド推力Ｆが次第に小さくなる構成としたため、電流Ｉとソレノイド推力Ｆとの関係で、電流値Ｉの増加に伴ってソレノイド推力Ｆの急激な立ち上がりを抑制できるとともに、電流値Ｉと制御流量Ｑｃの関係においても、電流増加に伴う制御流量Ｑｃの急な減少が抑止される。
【００１９】
これにより、低流量側の作動領域にて電流値Ｉに対する制御流量Ｑｃの変化が小さく抑えられ、微小流量の制御を正確に行うことが可能となる。この結果、例えばパワーステアリング装置の微小なアシスト力の制御が可能となり、ステアリングを中立に保つ適度なステアリングの剛性感が得られ、操舵フィーリングの向上がはかられる。
【００２０】
そして、磁界調整凹部の内径を変えることでストロークＳに対する吸着側のソレノイド推力Ｆを変化させることができるため、吸着側でソレノイド推力Ｆが小さくなるように磁界調整凹部の内径を調整すれば上記と同様の効果が得られる。
【００２１】
第２の発明によると、磁界調整テーパ部の傾斜角度を変えることでストロークＳに対する吸着側のソレノイド推力Ｆを変化させることができるため、吸着側でソレノイド推力Ｆが小さくなるように磁界調整テーパ部の傾斜角度を調整すれば上記第１の発明と同様の効果が得られる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は自動車のパワーステアリング装置の油圧回路図である。これについて説明すると、電磁比例流量制御弁３２はポンプ３１をパワーステアリングシステム３６に接続している。電磁比例流量制御弁３２の前後差圧ΔＰ（＝Ｐ₁−Ｐ₂）は圧力補償弁３３によって略一定に保たれる。電磁比例流量制御弁３２に電流Ｉが流れると、前後差圧ΔＰに応じた開度調整が行われ、その開度に応じた制御流量Ｑｃが流れる。リリーフ弁３５は回路の最高圧を決定するもので、安全弁として機能し、オリフィス３４は回路の応答性、安定性に寄与する。
【００２４】
このパワーステアリング装置では、非操舵時に、パワーステアリングシステム３６の負荷圧Ｐ₂が低くなっているので、電磁比例流量制御弁３２の上流側の圧力も低く、この電磁比例流量制御弁３２は最小開度を保っている。パワーステアリングシステム３６は、その最小開度で決められた最低流量のみが供給され、パワーステアリングシステム３６に供給される制御流量を少なくして、エネルギーロスを低減している。
【００２５】
これに対して、操舵時には、パワーステアリングシステム３６の負荷圧Ｐ₂が高くなるので、電磁比例流量制御弁３２がその開度を大きくする。パワーステアリングシステム３６は、電磁比例流量制御弁３２の開度に応じて制御された流量Ｑが供給され、必要とされるアシスト力を付与する。
【００２６】
ところで、この種のパワーステアリング装置にあっては、電磁比例流量制御弁３２の低流量側で電流値変動に対する制御流量Ｑｃの変動を小さくして、アシスト力をきめ細かに調節したいという要求がある。
【００２７】
図２は、上記パワーステアリング装置の電磁比例流量制御弁３２に本発明を適用したものである。以下、これについて説明するが、前記図６に示す従来例と同一構成部には同一符号を付してその説明を省略する。
【００２８】
電磁比例流量制御弁３２は、前記従来例と基本的に同様に構成され、バルブ穴１６が開口するベース１と、ベース１に対して軸受３，９を介して軸方向に変位可能に支持されるシャフト２と、電磁コイル１５のソレノイド推力Ｆｓｏｌによってシャフト２を駆動するプランジャ６とを備える。円筒状のベース１はポンプボディ８に挿入して取り付けられる。
【００２９】
シャフト２はその先端に略円錐状の弁体部２ａが形成され、この弁体部２ａがバルブ穴１６に挿入され、弁体部２ａとバルブ穴１６との間で画成される可変絞り部２２が形成される。シャフト２が軸方向に変位するのに伴って、可変絞り部２２の開口面積Ａｖが増減する。
【００３０】
図３はシャフト２のストロークＳに対する電磁コイル１５のソレノイド推力Ｆの関係を電流Ｉの変化に応じて示す特性図である。図３において実線で示す線が電流Ｉの電流値毎にソレノイド推力ＦがストロークＳに応じて変化する様子を示している。
【００３１】
そして本発明の要旨とするところであるが、上記図３に示すように、電磁コイル１５に流れる同一の電流Ｉに対して、シャフト２がバルブ穴１６（吸着部）に近づくのにしたがって電磁コイル１５のソレノイド推力Ｆが次第に小さくなる構成とする。すなわち、シャフト２がバルブ穴１６に近づいた吸着側の作動領域では、シャフト２がバルブ穴１６に近づくのにしたがってソレノイド推力Ｆが次第に低下し、弁体部２ａがバルブ穴１６に接する吸着部（ストロークＳ＝０）でソレノイド推力Ｆが最も小さくなる。
【００３２】
ただし、シャフト２がバルブ穴１６から離れた反吸着側の作動領域では、従来と同様に、シャフト２のストロークＳが変化してもソレノイド推力Ｆが一定に保たれる。
【００３３】
これにより、反吸着側のストローク領域では、ソレノイド推力ＦがストロークＳに関係なく電流Ｉにだけ比例するため、電流Ｉに応じて可変絞り部２２を通過する流量が調節される。
【００３４】
図４は電磁コイル１５の電流Ｉとソレノイド推力Ｆの関係を示す特性図である。図３に示す特性とすることによって、この図に見られるように電磁コイル１５に流れる電流Ｉの増加とともにソレノイド推力Ｆも一次的に比例して増加する。
【００３５】
具体的には、ベース１のシャフト２に対峙する内周面に環状に窪む磁界調整凹部１ａを形成し、この磁界調整凹部１ａの内径ｄが先端側（図中左側）の内周面の内径より大きくなる構成とした。
【００３６】
また、これとは別にベース１のスリーブ１０に対峙する環状の磁界調整テーパ部１ｂを形成し、その傾斜角度θを大きくするように任意に設定してもよい。
【００３７】
なお、上記磁界調整凹部１ａを形成するとともに、磁界調整テーパ部１ｂを形成してもよいのはもちろんである。
【００３８】
以上の如く、磁界調整凹部１ａの内径ｄや磁界調整テーパ部１ｂの傾斜角度θを任意に設定することで、図３に示すソレノイド推力Ｆの特性を得ることができる。
【００３９】
図５は電磁コイル１５の電流Ｉと制御流量Ｑｃの関係を示す特性図である。この図においても、図３、図４の特性に起因して、制御流量Ｑｃが電流Ｉに対して比例的に減少する。
【００４０】
この制御流量Ｑｃの特性が得られるように、シャフト２の弁体部２ａは円錐状に形成され、シャフト２が図２において右方向に変位するのに伴って、弁体部２ａとバルブ穴１６との間で画成される可変絞り部２２の開口面積Ａｖが一次的に比例して大きくなる。
【００４１】
以上のように電磁比例流量制御弁３２は構成されており、次に作用について説明する。
【００４２】
シャフト２に対して電磁コイル１５のソレノイド推力Ｆが閉弁方向に働き、スプリング１３，１４のバネ力、可変絞り部２２の前後差圧ΔＰによる力、可変絞り部２２に発生する流体力が開弁方向に働き、これらの力がバランスする位置にシャフト２が移動し、これによって得られた可変絞り部２２の開口面積Ａｖおよび可変絞り部２２の前後差圧ΔＰに比例した制御流量Ｑｃが流れる。
【００４３】
電磁コイル１５に流れる電流Ｉが増えると、ソレノイド推力Ｆが大きくなり、シャフト２がスプリング１３，１４のバネ力に抗して図２において左方向に変位する。これに伴って、可変絞り部２２の開口面積Ａｖが小さくなり、制御流量Ｑｃが減少し、パワーステアリング装置のアシスト力が減少する。
【００４４】
一方、電磁コイル１５に流れる電流Ｉが減ると、ソレノイド推力Ｆが小さくなり、シャフト２がスプリング１３，１４のバネ力によって図２において右方向に変位する。これに伴って、可変絞り部２２の開口面積Ａｖが大きくなり、制御流量Ｑｃが増加し、パワーステアリング装置のアシスト力が増す。
【００４５】
本発明は、図３に示すように、ストロークＳに対してソレノイド推力Ｆを吸着側で落ち込ませるような特性、すなわち、シャフト２がバルブ穴１６に近づくにしたがってソレノイド推力Ｆが次第に小さくなる構成としたため、電流Ｉとソレノイド推力Ｆとの関係で、電流値Ｉの増加に伴ってソレノイド推力Ｆの急激な立ち上がりを抑制できるとともに、電流値Ｉと制御流量Ｑｃの関係においても、電流増加に伴う制御流量Ｑｃの急な減少が抑止される。
【００４６】
そして、図５に示すように、電磁コイル１５に流れる電流Ｉが増えるのにしたがって可変絞り部２２を通過する流量を一次的に減少させ、低流量側の作動領域にて電流値Ｉに対する制御流量Ｑｃの変化が小さく抑えられることにより、微小流量の制御を正確に行うことが可能となる。
【００４７】
これにより、電磁コイル１５に流れる電流Ｉが増える低流量側の作動領域にて電流値Ｉの僅かな変動で大きな流量変動が生じることが回避され、微小流量の制御を正確に行うことが可能となる。この結果、パワーステアリング装置の微小なアシスト力の制御が可能となり、ステアリングを中立に保つ適度なステアリングの剛性感が得られ、操舵フィーリングの向上がはかられる。
【００４８】
なお、弁体部２ａの断面形状は、前記実施の形態のように略三角形のテーパ状限らず、略半円形にしたり、略楕円形としてもよい。
【００４９】
本発明は上記の実施の形態のようにパワーステアリング装置に用いられる電磁比例流量制御弁に限らず、産業機械等に用いられる電磁比例流量制御弁に適用しても良く、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すパワーステアリング装置の油圧回路図。
【図２】同じく電磁比例流量制御弁の断面図。
【図３】同じくシャフトのストロークＳとソレノイド推力Ｆの関係を示す特性図。
【図４】同じく電流Ｉとソレノイド推力Ｆの関係を示す特性図。
【図５】同じく電流Ｉと制御流量Ｑｃの関係を示す特性図。
【図６】従来例を示す電磁比例流量制御弁の断面図。
【図７】同じくシャフトのストロークＳとソレノイド推力Ｆの関係を示す特性図。
【図８】同じく電流Ｉとソレノイド推力Ｆの関係を示す特性図。
【図９】同じく電流Ｉと制御流量Ｑｃの関係を示す特性図。
【符号の説明】
１ベース
１ａ磁界調整凹部
１ｂ磁界調整テーパ部
２シャフト
２ａ弁体部
１０スリーブ
１３、１４スプリング
１５電磁コイル
１６バルブ穴
２２可変絞り部
３２電磁比例流量制御弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in an electromagnetic proportional flow control valve used for a power steering device of an automobile, an industrial machine or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an electromagnetic proportional flow control valve used in a power steering device, for example, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-163233 and one shown in FIG.
[0003]
This will be described. The electromagnetic proportional flow control valve includes a cylindrical base 1 that is inserted into and attached to the pump body 8 and a shaft 2 that is slidably inserted into the base 1. The base 1 is formed with an upstream chamber 21 communicating with the discharge side of the pump, a valve hole 16 defining a variable throttle 22 between the shaft 2 and a downstream chamber 23 communicating with the load side. The working fluid discharged from the pump flows to the load through the upstream chamber 21, the valve hole 16, and the downstream chamber 23 as indicated by arrows in the figure.
[0004]
The columnar shaft 2 is slidably interposed between the base 1 and the sleeve 10 via a pair of bearings 3 and 9. A conical valve body 2 a is formed at the tip of the shaft 2, and the valve body 2 a is inserted into the valve hole 16. As the shaft 2 is displaced in the right direction in the drawing, the opening area Av of the variable throttle portion 22 defined between the valve body portion 2a and the valve hole 16 gradually increases.
[0005]
A spring 13 that biases the shaft 2 in the valve opening direction (right direction in the figure) and a spring 14 that biases the shaft 2 in the valve closing direction (left direction in the figure) are provided.
[0006]
A plunger (movable iron core) 6 is fixed in the middle of the shaft 2, and an electromagnetic coil 15 that drives the plunger 6 is provided outside the sleeve 10. The plunger 6 drives the shaft 2 in the valve closing direction (left direction in the figure) by the solenoid thrust Fsol generated in the electromagnetic coil 15. That is, as the current I flowing through the electromagnetic coil 15 increases, the shaft 2 is displaced leftward in the drawing against the spring force of the springs 13 and 14.
[0007]
The electromagnetic proportional flow control valve is configured as described above, and the solenoid thrust F of the electromagnetic coil 15 acts on the shaft 2 in the valve closing direction, the spring force of the springs 13 and 14, and the differential pressure ΔP across the variable throttle 22. And the fluid force generated in the variable restrictor 22 acts in the valve opening direction, and the shaft 2 moves to a position where these forces are balanced. The opening area Av of the variable restrictor 22 and the variable restrictor thus obtained are obtained. A control flow rate Qc proportional to the front-rear differential pressure ΔP of 22 flows.
[0008]
As for the suction characteristics of the solenoid valve, normally, if the input current is increased, the suction force increases, and the suction force also changes depending on the distance (stroke) from the suction portion. However, since it is not preferable that the suction force is changed by the stroke, it is general to change the shape of the suction portion so that the suction force is proportional to only the current regardless of the stroke.
[0009]
FIG. 7 shows this relationship. FIG. 7 shows the relationship of the solenoid thrust F of the electromagnetic coil 15 with respect to the stroke S of the shaft 2 based on the change of the current I. As can be seen from this figure, even if the stroke S of the shaft 2 changes, the solenoid thrust F is kept constant (horizontal suction characteristic), so that the solenoid thrust F is only applied to the current I regardless of the stroke S of the shaft 2. Proportional. Therefore, the flow rate passing through the variable restrictor 22 can be adjusted according to the current I.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the relationship between the stroke S and the solenoid thrust F is flat throughout the entire area (horizontal attractive force characteristics) as shown in FIG. 7, the relationship between the current I and the solenoid thrust F is electromagnetic as shown in FIG. As the current I flowing through the coil 15 increases, the solenoid thrust F has a characteristic of rising rapidly.
[0011]
For this reason, also in the relationship between the current I of the electromagnetic coil 15 and the control flow rate Qc, the control flow rate Qc rapidly decreases as the current I flowing through the electromagnetic coil 15 increases (FIG. 9).
[0012]
This causes a large flow rate fluctuation due to a slight current value fluctuation in a low flow rate region, and this causes a problem that fine flow rate control becomes difficult.
[0013]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide an electromagnetic proportional flow control valve capable of realizing fine flow control in an operation region on a low flow side.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a valve hole communicating with a pressure source side and a load side, a shaft supported so as to be axially displaceable with respect to the valve hole, a spring for urging the shaft in the axial direction, and a solenoid thrust An electromagnetic proportional flow control valve having an electromagnetic coil that drives a plunger that is coupled to the shaft against a spring, and that can vary the opening area of a variable throttle portion that is defined between the valve hole and the displacement of the shaft Applies to
[0015]
Then, a magnetic field adjustment recess having an inner diameter larger than the inner peripheral surface and recessed in an annular shape is formed on the inner peripheral surface of the member constituting the magnetic circuit around the shaft, and the magnetic field adjustment recess accommodates the plunger of the member. plunger opening at a site for adsorbing against, characterized in that the solenoid thrust F of the electromagnetic coil was gradually decreases constructed in accordance with the shaft approaches the valve hole relative to the same current I flowing through the electromagnetic coil It was supposed to be.
[0017]
According to a second invention, in the first invention, an annular magnetic field adjustment taper portion is formed on a member constituting the magnetic circuit around the shaft.
[0018]
Operation and effect of the invention
According to the first aspect of the present invention, the solenoid thrust F drops on the suction side with respect to the stroke S, that is, the solenoid thrust F gradually decreases as the shaft approaches the valve hole. In relation to the thrust F, the sudden rise of the solenoid thrust F can be suppressed as the current value I increases, and also in the relation between the current value I and the control flow rate Qc, the control flow rate Qc rapidly decreases as the current increases. Is suppressed.
[0019]
Thereby, the change of the control flow rate Qc with respect to the current value I is suppressed to be small in the operating region on the low flow rate side, and it becomes possible to accurately control the minute flow rate. As a result, for example, it is possible to control a small assist force of the power steering apparatus, an appropriate steering rigidity feeling that keeps the steering neutral can be obtained, and the steering feeling can be improved.
[0020]
Then, I am possible to change the solenoid thrust F of the suction side with respect to the stroke S by changing the inside diameter of the magnetic field adjusting recess, and said by adjusting the inner diameter of the magnetic field adjusting recess as solenoid thrust F is reduced by the suction side Similar effects can be obtained.
[0021]
According to the second invention, since the solenoid thrust F on the suction side with respect to the stroke S can be changed by changing the inclination angle of the magnetic field adjustment taper portion, the magnetic field adjustment taper portion so that the solenoid thrust F is reduced on the suction side. If the inclination angle is adjusted, the same effect as in the first invention can be obtained.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0023]
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram of a power steering apparatus for an automobile. To explain this, the electromagnetic proportional flow control valve 32 connects the pump 31 to the power steering system 36. The differential pressure ΔP of the solenoid proportional flow control valve 32 (= P ₁ -P ₂₎ is kept substantially constant by the pressure compensating valve 33. When the current I flows through the electromagnetic proportional flow control valve 32, the opening degree is adjusted according to the front-rear differential pressure ΔP, and the control flow rate Qc according to the opening degree flows. The relief valve 35 determines the maximum pressure of the circuit and functions as a safety valve, and the orifice 34 contributes to the response and stability of the circuit.
[0024]
In this power steering apparatus, since the load pressure P ₂ of the power steering system 36 is low during non-steering, the pressure on the upstream side of the electromagnetic proportional flow control valve 32 is also low, and the electromagnetic proportional flow control valve 32 is minimally opened. Keeping the degree. In the power steering system 36, only the minimum flow rate determined by the minimum opening is supplied, and the control flow rate supplied to the power steering system 36 is reduced to reduce energy loss.
[0025]
In contrast, at the time of steering, the load pressure P ₂ of the power steering system 36 increases, the electromagnetic proportional flow control valve 32 to increase its opening degree. The power steering system 36 is supplied with a flow rate Q controlled according to the opening degree of the electromagnetic proportional flow rate control valve 32, and applies a required assist force.
[0026]
By the way, in this type of power steering device, there is a demand to finely adjust the assist force by reducing the fluctuation of the control flow Qc with respect to the fluctuation of the current value on the low flow side of the electromagnetic proportional flow control valve 32.
[0027]
FIG. 2 shows the application of the present invention to the electromagnetic proportional flow control valve 32 of the power steering device. This will be described below, but the same components as those in the conventional example shown in FIG.
[0028]
The electromagnetic proportional flow control valve 32 is configured basically in the same manner as the conventional example, and is supported so as to be displaceable in the axial direction via the bearings 3 and 9 with respect to the base 1 with the valve hole 16 open. And a plunger 6 that drives the shaft 2 by a solenoid thrust Fsol of the electromagnetic coil 15. The cylindrical base 1 is inserted and attached to the pump body 8.
[0029]
The shaft 2 has a substantially conical valve body portion 2a formed at the tip thereof, and the valve body portion 2a is inserted into the valve hole 16 so as to be defined between the valve body portion 2a and the valve hole 16. 22 is formed. As the shaft 2 is displaced in the axial direction, the opening area Av of the variable diaphragm 22 increases or decreases.
[0030]
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship of the solenoid thrust F of the electromagnetic coil 15 with respect to the stroke S of the shaft 2 according to the change of the current I. In FIG. 3, a solid line indicates how the solenoid thrust force F changes according to the stroke S for each current value of the current I.
[0031]
Then, as the gist of the present invention, as shown in FIG. 3, the electromagnetic coil 15 as the shaft 2 approaches the valve hole 16 (adsorption portion) for the same current I flowing through the electromagnetic coil 15. The solenoid thrust F is gradually reduced. In other words, in the operation region on the suction side where the shaft 2 approaches the valve hole 16, the solenoid thrust F gradually decreases as the shaft 2 approaches the valve hole 16, and the suction portion (the valve body portion 2 a contacts the valve hole 16 ( The solenoid thrust F becomes the smallest at the stroke S = 0).
[0032]
However, in the operating region on the anti-adsorption side where the shaft 2 is away from the valve hole 16, the solenoid thrust F is kept constant even if the stroke S of the shaft 2 changes, as in the conventional case.
[0033]
Thereby, in the stroke region on the anti-adsorption side, the solenoid thrust F is proportional only to the current I regardless of the stroke S, so that the flow rate passing through the variable restrictor 22 is adjusted according to the current I.
[0034]
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the current I of the electromagnetic coil 15 and the solenoid thrust F. With the characteristics shown in FIG. 3, as shown in this figure, the solenoid thrust F increases linearly in proportion to the increase in the current I flowing through the electromagnetic coil 15.
[0035]
Specifically, a magnetic field adjustment recess 1a that is recessed in an annular shape is formed on the inner peripheral surface facing the shaft 2 of the base 1, and the inner diameter d of the magnetic field adjustment recess 1a is that of the inner peripheral surface on the tip side (left side in the figure). The configuration is larger than the inner diameter.
[0036]
Alternatively, an annular magnetic field adjustment taper portion 1b facing the sleeve 10 of the base 1 may be formed and arbitrarily set so that the inclination angle θ is increased.
[0037]
Needless to say, the magnetic field adjustment concave portion 1a may be formed and the magnetic field adjustment taper portion 1b may be formed.
[0038]
As described above, the characteristics of the solenoid thrust F shown in FIG. 3 can be obtained by arbitrarily setting the inner diameter d of the magnetic field adjustment recess 1a and the inclination angle θ of the magnetic field adjustment taper portion 1b.
[0039]
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the current I of the electromagnetic coil 15 and the control flow rate Qc. Also in this figure, the control flow rate Qc decreases in proportion to the current I due to the characteristics of FIGS.
[0040]
The valve body portion 2a of the shaft 2 is formed in a conical shape so that the characteristic of the control flow rate Qc can be obtained. As the shaft 2 is displaced in the right direction in FIG. 2, the valve body portion 2a and the valve hole 16 are formed. The opening area Av of the variable aperture portion 22 defined between the two increases linearly in proportion.
[0041]
The electromagnetic proportional flow control valve 32 is configured as described above, and the operation will be described next.
[0042]
The solenoid thrust F of the electromagnetic coil 15 acts in the valve closing direction with respect to the shaft 2, and the spring force of the springs 13 and 14, the force due to the differential pressure ΔP across the variable restrictor 22, and the fluid force generated in the variable restrictor 22 are opened. The shaft 2 moves to a position where these forces are balanced in the valve direction, and a control flow rate Qc proportional to the opening area Av of the variable restrictor 22 and the front-rear differential pressure ΔP of the variable restrictor 22 obtained thereby flows. .
[0043]
When the current I flowing through the electromagnetic coil 15 increases, the solenoid thrust F increases and the shaft 2 is displaced in the left direction in FIG. 2 against the spring force of the springs 13 and 14. Along with this, the opening area Av of the variable restrictor 22 is reduced, the control flow rate Qc is reduced, and the assist force of the power steering device is reduced.
[0044]
On the other hand, when the current I flowing through the electromagnetic coil 15 decreases, the solenoid thrust F decreases, and the shaft 2 is displaced rightward in FIG. 2 by the spring force of the springs 13 and 14. Along with this, the opening area Av of the variable throttle portion 22 increases, the control flow rate Qc increases, and the assist force of the power steering device increases.
[0045]
As shown in FIG. 3, the present invention has such a characteristic that the solenoid thrust F drops on the suction side with respect to the stroke S, that is, the solenoid thrust F gradually decreases as the shaft 2 approaches the valve hole 16. Therefore, the relationship between the current I and the solenoid thrust F can suppress the sudden rise of the solenoid thrust F as the current value I increases, and the control associated with the current increase also in the relationship between the current value I and the control flow rate Qc. A sudden decrease in the flow rate Qc is suppressed.
[0046]
Then, as shown in FIG. 5, as the current I flowing through the electromagnetic coil 15 increases, the flow rate passing through the variable restrictor 22 is temporarily reduced, and the control flow rate with respect to the current value I in the operating region on the low flow rate side. By controlling the change in Qc to be small, it is possible to accurately control the minute flow rate.
[0047]
As a result, it is possible to avoid a large flow rate fluctuation due to a slight fluctuation of the current value I in the operating region on the low flow rate side where the current I flowing through the electromagnetic coil 15 increases, and it is possible to accurately control a minute flow rate. Become. As a result, it is possible to control a small assist force of the power steering device, and to obtain an appropriate steering rigidity feeling that keeps the steering neutral, thereby improving the steering feeling.
[0048]
The cross-sectional shape of the valve body 2a is not limited to a substantially triangular taper as in the above-described embodiment, but may be a substantially semicircular shape or a substantially elliptical shape.
[0049]
The present invention is not limited to the electromagnetic proportional flow control valve used in the power steering apparatus as in the above-described embodiment, but may be applied to an electromagnetic proportional flow control valve used in an industrial machine or the like. It is clear that various changes can be made within the scope.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram of a power steering apparatus showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of an electromagnetic proportional flow control valve.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the shaft stroke S and the solenoid thrust force F;
4 is a characteristic diagram showing the relationship between current I and solenoid thrust F. FIG.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between current I and control flow rate Qc.
FIG. 6 is a sectional view of an electromagnetic proportional flow control valve showing a conventional example.
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the shaft stroke S and the solenoid thrust force F;
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between current I and solenoid thrust F.
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between current I and control flow rate Qc.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base 1a Magnetic field adjustment recessed part 1b Magnetic field adjustment taper part 2 Shaft 2a Valve body part 10 Sleeve 13, 14 Spring 15 Electromagnetic coil 16 Valve hole 22 Variable throttle part 32 Electromagnetic proportional flow control valve

Claims

A valve hole communicating with the pressure source side and the load side, a shaft supported so as to be axially displaceable with respect to the valve hole, a spring that urges the shaft in the axial direction, and a solenoid thrust that resists the spring. And an electromagnetic coil for driving a plunger connected to the shaft, and an electromagnetic proportional flow rate control valve capable of varying an opening area of a variable throttle portion defined between the valve hole and a displacement of the shaft. A magnetic field adjustment recess that is annularly recessed with an inner diameter larger than the inner peripheral surface is formed on an inner peripheral surface of a member that constitutes a magnetic circuit around the shaft, and the magnetic field adjustment recess accommodates the plunger. It said plunger opening at the site of adsorbing, before according to the shaft with respect to the same current I flowing through the electromagnetic coil is approaching to the valve hole against Solenoid proportional flow control valve, wherein the solenoid thrust F of the electromagnetic coil was gradually reduced configuration.

2. The electromagnetic proportional flow control valve according to claim 1, wherein an annular magnetic field adjusting taper portion is formed on a member constituting a magnetic circuit around the shaft.