JPH053751U - 流量制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドレンポート側と凹部側との間で流体圧によ
るサイドフォースの不均衡を減少させてスプール弁の片
当たり現象を防止できる流量制御弁を提供する。 【構成】 ドレンポート５に対向するスプール室２の壁
面に凹部１１を形成し、この凹部１１の開孔面積を、前
記ドレンポート５の開孔面積より、スプール室２の高圧
室７側に大とした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、流量制御弁に関し、特に自動車用パワーステアリング装置等のア クチュエータに供給する作動油の流量を適正に調整して操舵性を向上できるよう にした流量制御弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、自動車用パワーステアリング装置では、車両の停止時及び低速走行時 には十分な操舵力を助勢する必要があるが、高速走行時には、あまり必要ない。 従って、エンジンの回転速度に比例して増大するポンプ出力により、作動油をそ のままパワーステアリング装置に操舵力として供給することは好ましくない。

【０００３】 そこで、従来、自動車用パワーステアリング装置の油圧回路に供給する作動油 の流量をエンジン回転数に応じて制御するために種々の流量制御弁が使用されて いる。

【０００４】 図２に従来公知の流量制御弁の一例を示す。図２に示す流量制御弁では、図示 しない油圧ポンプのハウジング１内に筒体状のスプール室２が形成されており、 一端２ａは図示しないパワーステアリング装置に接続されて吐出ポートを構成し 、他端２ｂは閉塞されている。このスプール室２にも、油圧ポンプから送られて くる高圧流体である作動油を内部に供給する流入ポート３と、前記作動油を必要 流量だけ吐出ポート２ａ側に導くために、作動油の一部を外部に排出するドレン ポート５とが接続されている。また流入ポート３より吐出ポート２ａ側のスプー ル室２の内周にはオリフィス４が設けられており、ドレンポート５は流入ポート ３に対してオリフィス４の反対側に開口している。

【０００５】 一方、スプール室２内にはその壁面に摺接して軸方向に移動可能な弁体である スプール弁６が設けられており、スプール弁６の軸方向の移動によりその外周が ドレンポート５の入口を閉塞する面積を調整するようになっている。また、スプ ール弁６とスプール室２の閉塞端２ｂとの間にはスプール弁６のリターンスプリ ング７が張架されている。さらに、スプール弁６と閉塞端２ｂとの間のスプール 室２に形成される背圧室８と、オリフィス４の下流側の吐出ポート２ａとは連通 路９で連通されている。そしてオリフィス４とスプール弁６との間のスプール室 ２に形成される高圧室７内の流体圧と、背圧室８内の流体圧とが釣り合うように 、スプール弁６によりドレンポート５の入口の開孔面積を調整するようになって いる。

【０００６】 また、スプール室２の壁面のドレンポート５に対向する位置には、ドレンポー ト５と同形状の凹部１１が設けられており、高圧室７からドレンポート５へ高圧 流体が流れるときに発生する流体音を減少させるようになっている。そして、高 圧流体は凹部１１を通ってもドレンポート５内に流入する。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記のように構成された従来の流量制御弁にあっては、高圧室 ７から直接ドレンポート５内に高圧流体が流入するときの流路抵抗と、高圧室７ から凹部１１を経由してドレンポート５内に流入するときの流路抵抗を比較する と、後者の方が大きい。この結果、スプール弁６の外周面に加わる流体圧はドレ ンポート５側と凹部１１側との間に差が生じ、スプール弁６は矢印Ａで示すよう にドレンポート５側に押される。このためスプール弁６の中心軸がスプール室２ の中心軸に対して変位し、スプール弁６の外周がスプール室２の壁面に対して押 圧され、スプール室２及びスプール弁６が偏摩耗するという問題があった。

【０００８】 本考案は、上記の点に鑑みてなされたものであり、流体圧の差によるスプール 弁の偏心の発生を防止し、スプール室及びスプール弁の摺動による摩耗を低減す ることのできる流量制御弁を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するために、本考案は、作動油の流入ポートと、アクチュエー タの油圧回路への作動油の吐出ポートと、余剰の作動油を還流させるドレンポー トとを備えたスプール室内に、スプール弁を配設し、該スプール弁により前記ド レンポートからのドレン流量を増減させ、吐出流量を制御するようにした流量制 御弁において、前記ドレンポートに対向するスプール室の壁面に凹部を形成し、 該凹部の開孔面積を前記ドレンポートの開孔面積より前記スプール室の高圧室側 に大としたことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】

ドレンポートの開孔面積より凹部の開孔面積の方が大きくなるから、作動油が 凹部を経由してドレンポートに流入し易くなり、ドレンポートに直接流入する側 と、凹部を経由して流入する側との流路抵抗を略等しくすることができ、スプー ル弁の偏心の発生を防いで、スプール室及びスプール弁の偏摩耗を低減する。

【００１１】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を図１により説明する。

【００１２】 図１は流量制御弁の概略的な構成を示す縦断面図である。

【００１３】 尚、この図において、図２に示した従来例と対応する部分には同一符号を付し て、その説明を省略する。

【００１４】 この考案では、前記凹部１１をドレーンポート５より高圧室７側に図示Ｌだけ 偏位させると共に、前記ドレンポート５をスプール室２に対して９０°の位置か ら当該スプール室２との接続点を中心として高圧室７側とは反対側に所定角度傾 けている。

【００１５】 これによって、凹部１１の開孔面積の方がドレンポート５の開孔面積より高圧 室７側に大きくなる。もっとも、ドレンポート５を傾けたが、後述するように傾 けた方が好ましいということであって傾けなくても良い。

【００１６】 次にこの実施例の作用を説明する。エンジンの回転数に比例して回転するポン プにより供給される高圧流体である作動油は、流入ポート３を介してスプール室 ２の高圧室７内に供給される。高圧室７に供給された作動油の一部はオリフィス ４を通って吐出ポート２ａ側に送られ、吐出ポート２ａに接続された図示しない パワーステアリング装置に供給される。また作動油の他の一部はスプール弁６の 外周端６ａと、ドレンポート５のスプール室２との接続部における内周５ａとの 間の間隙１４及び凹部１１を通って、ドレンポート５内に排出される。

【００１７】 このときスプール室２のオリフィス４に対して下流側の吐出ポート２ａ内と、 上流側である高圧室７内とでは、オリフィス４により差圧が発生しており、吐出 ポート２と連通路９を介して連通している背圧室８内の圧力は高圧室７内の圧力 より低くなっている。従ってスプール弁６は背圧室８側に押されるが、背圧室８ 内に装着されているリターンスプリング１０の付勢力によってスプール弁６が高 圧室７側に押し返される。そして、高圧室７内の作動油をドレンポート５内に流 入する間隙１４および凹部１１の実質開孔面積は、スプール弁６を両方向から押 し、力が平衡となった位置によって決まる。このようにして吐出ポート２ａから 外部へ供給される作動油の流量が調整される。すなわち、ポンプの回転が速くな り、流入ポート３から供給される作動油が多くなって高圧室７内の圧力が上昇す ると、スプール弁６が背圧室８側に移動し、間隙１４および凹部１１の実質開孔 面積が大きくなる。この結果、ドレンポート５から排出される作動油の量が多く なり、吐出ポート２ａから外部へ供給される作動油の量は減少する。

【００１８】 ところで、スプール室２の凹部１１を経由してドレンポート５に流入しドレン される流量Ｑ₂ は

【数１】 で表され、また隙間１４からドレンポート５に直接流入しドレンされる流量Ｑ₁ は

【数２】 で表される。なお、上記数１および数２において、 Ａ₁ ：ドレンポート５の開孔面積 Ａ₂ ：凹部１１の開孔面積 Ｃ₁ ：ドレンポート５の流量係数 Ｃ₂ ：凹部１１の流量係数 ρ：作動油の密度 ΔＰ：圧力差 を示すものとする。

【００１９】 ここで、流量Ｑ₁ はドレンポート５に直接流入するのに対して、流量Ｑ₂ は凹 部１１に流入した後、第１ランド１２と第２ランド１３との間を経由してドレン ポート５に流入するため、前者の流量係数Ｃ₁ より後者の流量係数Ｃ₂ の方が小 さくなるが、凹部１１がドレンポート５の開孔面積Ａ₁ より凹部１１の開孔面積 Ａ₂ の方が高圧室７側に大きくなっているから、前記偏位量Ｌを適切に設定すれ ば、ほぼＱ₂ ＝Ｑ₁ とすることも可能となる。尚、ドレンポート５をスプール室 ２との接続点を中心としてオリフィス４側とは反対側に所定角度傾けておけば、 ドレンポート５側の流量係数Ｃ₁ を小さくできるから、よりＱ₂ ＝Ｑ₁ に近づけ る上で好適である。

【００２０】 従って、ドレンポート５側と凹部１１側との間で流体圧によるサイドフォース の差が減少する。

【００２１】 また、凹部１１がドレンポート５より高圧室７側に図示Ｌだけ偏位しているた め、エンジン回転数が低い時、スプール弁６がドレンポート５よりオリフィス４ 側に位置してドレインポート５への直接流入はないものの、凹部１１がスプール 弁６よりオリフィス４側に位置して開いている場合が考えられるが、ドレン流量 は十分に小さいから、いわゆる片当たり現象を生じても、凹部１１付近の弁摺動 壁面が偏摩耗する程ではなく、問題とならない。

【００２２】

【考案の効果】

以上の通り、この考案は、スプール室の凹部の開孔面積をドレンポートの開孔 面積より高圧室側に大としたため、作動油が凹部を経由してドレンポートに流入 し易くなり、ドレンポートに直接流入する側の流量と、凹部を経由して流入する 側の流量とをほぼ等しくすることが可能となる。このため、ドレンポート側と凹 部側との間で流体圧によるサイドフォースの不均衡が減少するから、スプール弁 の片当たり現象をなくしドレンポート付近の弁摺動壁面が偏摩耗するのを確実に 防止できる。

【数１】Ｑ₂ ＝Ｃ₂ ×Ａ₂ ×（２×ΔＰ／ρ）^1/2

【数２】Ｑ₁ ＝Ｃ₁ ×Ａ₁ ×（２×ΔＰ／ρ）^１／２

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例を示す縦断面図である。

【図２】従来例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

２ スプール室 ２ａ 吐出ポート ３ 流入ポート ４ オリフィス ５ ドレンポート ６ スプール弁 ７ 高圧室 １１ 凹部

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 作動油の流入ポートと、アクチュエータ
   の油圧回路への作動油の吐出ポートと、余剰の作動油を
   還流させるドレンポートとを備えたスプール室内に、ス
   プール弁を配設し、該スプール弁により前記ドレンポー
   トからのドレン流量を増減させ、吐出流量を制御するよ
   うにした流量制御弁において、前記ドレンポートに対向
   するスプール室の壁面に凹部を形成し、該凹部の開孔面
   積を前記ドレンポートの開孔面積より前記スプール室の
   高圧室側に大としたことを特徴とする流量制御弁。