JPH0664491B2 - Flow controller - Google Patents

Flow controller

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JPH0664491B2
JPH0664491B2 JP60262185A JP26218585A JPH0664491B2 JP H0664491 B2 JPH0664491 B2 JP H0664491B2 JP 60262185 A JP60262185 A JP 60262185A JP 26218585 A JP26218585 A JP 26218585A JP H0664491 B2 JPH0664491 B2 JP H0664491B2
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JP
Japan
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orifice
flow rate
spool
pressure chamber
passage
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JP60262185A
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Japanese (ja)
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JPS62120516A (en
Inventor
瑞生 大滝
Original Assignee
株式会社ユニシアジェックス
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は自動車のパワーステアリング装置等に施用さ
れ、パワーソースからこのパワーステアリング装置等に
供給される作動流体の流量を所定流量に調整する流量制
御装置に関する。
The present invention is applied to a power steering device of an automobile and the like, and adjusts a flow rate of a working fluid supplied from a power source to the power steering device to a predetermined flow rate. Regarding the control device.

(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作動流体を供給するパワーソースと
してのオイルポンプは通常車両に搭載した内燃機関によ
って回転駆動され、その回転数の増加によって吐出流量
が増加する。
(Prior Art) An oil pump as a power source for supplying a working fluid to a power steering device for assisting a manual steering torque by using a fluid as a working medium is usually rotationally driven by an internal combustion engine mounted on a vehicle, and an oil pump increases its rotational speed. The discharge flow rate increases.

しかるに、パワーステアリング操作に必要な流量は、そ
の操作が車両の停車時あるいは低速走行時に十分に機能
すればよいものであるから、機関の比較的低速域におい
て確保されることを要するが、高速時は差程必要としな
い。従って、高速回転で生じる余剰流量は流量制御装置
によってバイパスさせリザーバタンク等に戻すのが普通
である。
However, the flow rate required for power steering operation needs to be ensured in a relatively low speed region of the engine because the operation is sufficient if the operation is sufficient when the vehicle is stopped or running at low speed. Does not need much. Therefore, it is usual to bypass the excess flow rate generated by high-speed rotation by the flow rate control device and return it to the reservoir tank or the like.

ここにこの種の流量制御装置として本件出願人は第4図
に示すように、ポンプ1からの吐出油を導く導入通路2
に連通するメインオリフィス3を、これに直列配置した
可変絞りのサブオリフィス4を介してパワーステアリン
グ装置5に連通し、感応オリフィス6及び通路7を介し
てメインオリフィス3の前後の圧力をそれぞれサブスプ
ール8に作用させることにより、サブスプール8をメイ
ンオリフィス3の前後に生ずる差圧に応動させてサブオ
リフィス4を制御する一方、サブオリフィス4の前後に
生ずる差圧に応動するメインスプール9を、リザーバタ
ンク(図示略)に通じるドレン通路10と適合させた流量
制御装置を提案している。
As a flow rate control device of this kind, the applicant of the present application, as shown in FIG. 4, introduces a discharge passage 2 for introducing oil from the pump 1.
To the power steering device 5 via a variable orifice sub-orifice 4 arranged in series with the main orifice 3, which communicates with the main orifice 3. The pressure before and after the main orifice 3 is sub-spooled via the sensitive orifice 6 and the passage 7. 8 to control the sub-orifice 4 by reacting the sub-spool 8 with the differential pressure generated before and after the main orifice 3, while the main spool 9 that responds to the differential pressure generated before and after the sub-orifice 4 is connected to the reservoir. A flow control device adapted to a drain passage 10 leading to a tank (not shown) is proposed.

この流量制御装置の吐出流量特性は第5図(b)に示す
如くであって、ポンプ1から吐出された作動油は、メイ
ンオリフィス3及びサブオリフィス4を通過する一方
で、サブオリフィス4に流入する作動油の増大に伴うサ
ブオリフィス4通過前後の差圧の増大によってメインス
プール9をこれのつり合いばね11のばね力に抗して右動
させてドレン通路10を開口させ、その一部がドレン通路
10に逃げる。斯くして、パワーステアリング装置5に送
出される作動油を、メインオリフィス3及びサブオリフ
ィス4による制御のもとに一定流量Q2に維持する。ポン
プ吐出量が更に増大すると、これに伴うメインスプール
9の更なる右動と共に、メインオリフィス3前後に生ず
る差圧の増大によってサブスプール8をこれのつり合い
ばね12のばね力に抗して左動させ、サブオリフィス4を
絞る。この一連の動作で、パワーステアリング装置5に
送出される流量は、一定流量Q2から漸減して、主にサブ
オリフィス4を通過することでもたらされる流量Q1に制
御され、所謂フローダウン制御される。
The discharge flow rate characteristic of this flow control device is as shown in FIG. 5 (b). The hydraulic oil discharged from the pump 1 passes through the main orifice 3 and the sub-orifice 4 while flowing into the sub-orifice 4. Due to the increase in the differential pressure before and after passing through the sub-orifice 4 due to the increase in the operating oil, the main spool 9 is moved to the right against the spring force of the balance spring 11 to open the drain passage 10, and a part of it is drained. aisle
Escape to 10. Thus, the hydraulic oil delivered to the power steering device 5 is maintained at a constant flow rate Q2 under the control of the main orifice 3 and the sub-orifice 4. When the pump discharge amount further increases, the sub spool 8 moves leftward against the spring force of the balance spring 12 due to an increase in the differential pressure generated before and after the main orifice 3 along with the further right movement of the main spool 9 associated therewith. Then, the sub-orifice 4 is narrowed. In this series of operations, the flow rate sent to the power steering device 5 is gradually reduced from the constant flow rate Q2, and is controlled to the flow rate Q1 mainly caused by passing through the sub-orifice 4, which is so-called flow down control.

(発明が解決しようとする問題点) ところで、前記従来例にあっては、メインスプール9の
移動時にポンプ吐出油が固定絞りのメインオリフィス3
を通過してドレン通路に逃げる構成であるため、メイン
オリフィス3によって生ずる抵抗分導入通路2内の圧力
が上昇し、ポンプ1が無用の仕事を強いられる。即ち、
ポンプ負荷が増大しエネルギのロスが発生する上に、発
熱によりポンプ吐出油の油温が上昇し吐出油の劣化が早
まるという問題点があった。更に、油温が上昇すると、
ポンプ1やパワーステアリング装置5にはゴム製部品が
多数使用されているため、これらゴム製部品の劣化が促
進される上に、キャビテーションが発生し易くなってポ
ンプ1やパワーステアリング装置5の故障が増大すると
いう問題点もあった。
(Problems to be Solved by the Invention) By the way, in the above-mentioned conventional example, when the main spool 9 is moved, the pump discharge oil is a main orifice 3 of a fixed throttle.
Since it is configured to pass through and escape to the drain passage, the pressure in the introduction passage 2 due to the resistance generated by the main orifice 3 rises, and the pump 1 is forced to perform unnecessary work. That is,
There is a problem that the pump load increases and energy loss occurs, and the heat generation causes the oil temperature of the pump discharge oil to rise, which accelerates the deterioration of the discharge oil. Furthermore, if the oil temperature rises,
Since many rubber parts are used for the pump 1 and the power steering device 5, deterioration of these rubber parts is promoted, and cavitation is likely to occur, so that the pump 1 and the power steering device 5 are not damaged. There was also the problem that it would increase.

(問題点を解決するための手段) この発明は、上述した問題点に着目してなされたもの
で、ハウジングに形成された収容孔にメインスプールを
摺動自在に嵌挿して該メインスプールの一側に一次圧力
室を、他側に2次圧力室を画成する一方、前記収容孔に
は、第1オリフィスを介して前記1次圧力室に連通する
導入通路と、前記メインスプールの摺動に応じて開口面
積が増減されるドレン通路と、前記1次圧力室から第2
オリフィスを介して連通する吐出通路とを開口形成する
と共に、該吐出通路を前記2次圧力室に連通させて、前
記メインスプールを前記1次圧力室と2次圧力室との差
圧に応じて摺動させて、前記ドレン通路からのドレン流
量を制御することによって前記導入通路からの導入流量
の変動に対して前記吐出通路からの吐出量を所定の流量
特性に制御する流量制御装置において、前記導入通路の
前記収容孔への開口部に設けられて、前記第1オリフィ
ス前後の差圧に応じて変位して該第1オリフィス自体の
開口面積を変化させる制御スプールを設けて構成した。
(Means for Solving Problems) The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and a main spool is slidably inserted into a housing hole formed in a housing and the main spool is A primary pressure chamber is defined on one side and a secondary pressure chamber is defined on the other side, while an accommodation passage communicating with the primary pressure chamber via a first orifice and a sliding movement of the main spool in the accommodation hole. From the primary pressure chamber to the drain passage whose opening area is increased or decreased according to
A discharge passage communicating with an orifice is formed, and the discharge passage is communicated with the secondary pressure chamber, so that the main spool is responsive to a pressure difference between the primary pressure chamber and the secondary pressure chamber. In a flow rate control device for controlling the discharge amount from the discharge passage to a predetermined flow rate characteristic in response to fluctuations in the introduction flow amount from the introduction passage by slidingly controlling the drain flow rate from the drain passage, A control spool is provided at the opening of the introduction passage to the accommodation hole, and is displaced according to the pressure difference across the first orifice to change the opening area of the first orifice itself.

(作 用) この発明に係る流量制御装置によれば、導入通路に流入
する流体の低流量域においては、第1オリフィスが比較
的小さな開口面積をもって導入通路と吐出通路とを連通
し、また、導入通路に流入する流体の高流量域において
は、第1オリフィスを通過する流体の流量が増加する伴
い制御スプールが第1オリフィスの前後の流体圧力差に
応動して第1オリフィスの開口面積を増大させる。この
ため、この流量制御装置による流体回路の圧力損失が低
減されて、ポンプ負荷が軽減されるとともに流体圧力の
上昇に起因した流体温度の上昇が阻止されるものであ
る。
(Operation) According to the flow rate control device of the present invention, in the low flow rate region of the fluid flowing into the introduction passage, the first orifice communicates the introduction passage and the discharge passage with a relatively small opening area, and In the high flow rate range of the fluid flowing into the introduction passage, the control spool responds to the fluid pressure difference before and after the first orifice and increases the opening area of the first orifice as the flow rate of the fluid passing through the first orifice increases. Let Therefore, the pressure loss of the fluid circuit due to the flow rate control device is reduced, the pump load is reduced, and the rise of the fluid temperature due to the rise of the fluid pressure is prevented.

(実施例) 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図(a),(b)、第2図および第3図(a)、
(b)、(c)は、この発明の一実施例を車両のパワー
ステアリング装置に適用したものを示している。
1 (a), (b), 2 and 3 (a),
(B) and (c) show an embodiment of the present invention applied to a vehicle power steering apparatus.

まず構成を説明すると、第1図(a),(b)におい
て、21は図中左右方向に延在し左端を開口した収容孔21
aが形成されたケーシング、22は孔22aが形成された中空
状のコネクタであり、コネクタ22はケーシング21の収容
孔21aの開口端に螺着され、ケーシング21とともにバル
ブハウジング23として機能する。ケーシング21には、収
容孔21aに開口する導入通路23aおよびドレン通路23bが
形成され、導入通路23aがポンプ24の吐出ポートに接続
され、ドレン通路23bがポンプ24の吸込ポートに接続さ
れている。ポンプ24は、図示しない車載エンジンにより
駆動されリザーバ(図示省略)内の流体を加圧して吐出
するもので、その回転軸の1回転当り一定量の流体を吐
出する。コネクタ22の孔22aは図中左端に吐出通路23cが
設けられ、この吐出通路23cが図示しないパワーステア
リング装置のコントロールバルブ(四方切換弁)に接続
されている。また、コネクタ22の孔22aは吐出通路23cの
右隣から順に小径部25および第1、第2、第3の大径部
26、27、28を有しており、第3大径部28には孔22aと導
入通路23aとを連通する通孔29が形成されている。31は
第3大径部28に軸方向摺動可能に嵌入された中空の制御
スプールである。この制御スプール31は、その軸孔31a
と通孔29とを連通する通孔32と、制御スプール31の摺動
に伴って第3大径部28から抜け出し、第3大径部28の内
周面の端部との間に導入通路23aと収容孔21aとを連通す
る間隙を形成するフランジ部33と、を有している。この
フランジ部33はコネクタ22の通孔29および制御スプール
31の通孔32とともに第1オリフィス34を構成している。
35は制御スプール31の軸孔31aの壁面に軸方向に形成さ
れた初期差圧発生用の制限通路である。また、37は第3
大径部28に直径方向に架設された平板状の座金38と制御
スプール31の軸孔31aの肩部との間に縮設され、制御ス
プール31をそのフランジ部33がコネクタ22の孔22aの第
3大径部28内に位置する方向(図中左方向)に常時付勢
しているコイルスプリングである。なお、制御スプール
31には摺動する際に座金38と干渉しないように座金38を
嵌入するための切欠部31bが形成されている。前記第1
オリフィス34は導入通路23aと吐出通路23cとの間に位置
して、制御スプール31の変位に応じて開口面積が変化
し、制御スプール31のフランジ部33が第3大径部28内に
位置するときは、通孔29、32により決定された開口面積
を有し、また、制御スプール31のフランジ部33が第3大
径部28から抜け出すと、制御スプール31のフランジ部33
と第3大径部28の内周面の端部との間に形成される間隙
および通孔29、32により決定される開口面積を有する。
40はコネクタ22の孔22aおよび制御スプール31の軸孔31a
内に軸方向摺動可能に嵌入された略円筒状のサブスプー
ルであり、39は第2大径部27の一端面とサブスプール40
の大径部との間に縮設され、サブスプール40を制御スプ
ール31の方向(図の右方向)へ常時付勢しているコイル
スプリングである。サブスプール40は、一端部(図の左
端部)にメインオリフィス41が設けられた連通孔42、お
よびメインオリフィス41の近傍で連通孔42と直交し孔22
aの第1大径部26に開口する孔43を有している。したが
って、孔43、および第1大径部26とサブスプール40の外
周面との間隙を介してメインオリフィス41の上流側と下
流側とが連通している。そして、サブスプール40の吐出
通路23c側の端部の外周面は、孔22aの小径部25と第1大
径部26の間の肩部とともにサブオリフィス44を構成して
おり、このサブオリフィス44は、サブスプール40の図中
左方向への変位に伴って閉止され開口面積が変化する。
すなわち、サブオリフィス44はコネクタ22とサブスプー
ル40との相対位置に応じた開口面積を有している。この
サブオリフィス44とメインオリフィス41は連通孔42と吐
出通路23cとの間に並列的に位置して第2オリフィス45
を構成している。そして、第2オリフィス45はサブオリ
フィス44の開口面積の変化に応じてその開口面積が変化
する。一方、ケーシング21の収容孔21aの図中右方に
は、メインスプール47が摺動自在に嵌挿されて、その両
端に一次圧力室48と二次圧力室49とを画成している。一
次圧力室48は、制御スプール31の軸孔31aおよび通孔3
2、29を介して導入通路23aに連通するとともに、第2オ
リフィス45を介して吐出通路23cに連通している。すな
わち、一次圧力室48は第2オリフィス45の上流側に位置
し、第2オリフィス45を第1オリフィス34を介して導入
通路23aに連通させている。また、二次圧力室49は、メ
インスプール47の(後述する)ランドに形成された細孔
50、ケーシング21に形成された導孔21bおよびコネクタ2
2に形成された導孔22cを介して第2オリフィス45の下流
の孔22aと連通している。51は二次圧力室49内に縮設さ
れメインスプール47を図中左方向へ付勢しているコイル
スプリングである。メインスプール47の外周面には、ド
レン通路23bに開口した条溝47aおよびケーシング21の導
孔21bに開口した条溝47bが形成され、3つのランド47
c、47d、47eが形成されている。図中左方のランド47c
は、ドレン通路23bの収容孔21aにおける開口縁との間に
ドレンオリフィス52を構成している。このドレンオリフ
ィス52は、一次圧力室48とドレン通路23bとの間に位置
し、メインスプール47の変位にともない開口面積を変更
する。すなわち、このドレンオリフィス52は、メインス
プール47の図中右動にともないドレン通路23bの開口面
積を増大し、一次圧力室48を介して導入通路23aとドレ
ン通路23bとをメインスプール47の変位に応じた開口面
積で連通する。また、図中右方のランド47eには、条溝4
7bと二次圧力室49とを連通する前述の細孔50が形成され
ている。この細孔50は、前述のように、コネクタ22の導
孔22c、ケーシング21の導孔21bおよび条溝47bとともに
二次圧力室49を第2オリフィス45の下流の孔22a内に連
通している。メインスプール47に形成された軸穴53内に
は、ボール弁体54をその押圧ロッド55とともにチェック
スプリング56で偏倚して軸穴53の開口端に固着した中空
尾栓57の弁座に着座させたリリーフ弁58が設けられてい
る。このリリーフ弁58は前記導孔22c、導孔21b、条溝47
b、細孔50を介して二次圧力室49内に導入される吐出通
路23cの圧力超過をドレン通路23bへ逃がすためのもので
ある。
First, the structure will be described. In FIGS. 1A and 1B, reference numeral 21 denotes a housing hole 21 extending in the left-right direction in the drawing and having a left end opened.
A casing in which a is formed, 22 is a hollow connector in which a hole 22a is formed, and the connector 22 is screwed to the open end of the accommodation hole 21a of the casing 21, and functions as the valve housing 23 together with the casing 21. The casing 21 is formed with an introduction passage 23a and a drain passage 23b which open to the accommodation hole 21a, the introduction passage 23a is connected to a discharge port of the pump 24, and the drain passage 23b is connected to a suction port of the pump 24. The pump 24 is driven by an in-vehicle engine (not shown) to pressurize and discharge a fluid in a reservoir (not shown), and discharges a fixed amount of fluid per one revolution of its rotating shaft. A discharge passage 23c is provided at the left end in the drawing of the hole 22a of the connector 22, and the discharge passage 23c is connected to a control valve (four-way switching valve) of a power steering device (not shown). Further, the hole 22a of the connector 22 has a small diameter portion 25 and first, second, and third large diameter portions in order from the right adjacent to the discharge passage 23c.
The third large diameter portion 28 has a through hole 29 that connects the hole 22a and the introduction passage 23a. Reference numeral 31 is a hollow control spool fitted in the third large diameter portion 28 so as to be slidable in the axial direction. This control spool 31 has its shaft hole 31a.
And the through hole 29 that communicates with the through hole 29, and the control spool 31 slides out of the third large diameter portion 28 so as to come out of the third large diameter portion 28, and an introduction passage between the end of the inner peripheral surface of the third large diameter portion 28. 23a and a flange portion 33 that forms a gap that communicates the accommodation hole 21a. The flange portion 33 is formed through the through hole 29 of the connector 22 and the control spool.
The first orifice 34 is configured with the through hole 32 of 31.
Reference numeral 35 denotes a limiting passage for axially forming an initial differential pressure formed on the wall surface of the shaft hole 31a of the control spool 31 in the axial direction. Also, 37 is the third
It is contracted between the flat washer 38 diametrically installed on the large diameter portion 28 and the shoulder portion of the shaft hole 31a of the control spool 31, and the flange portion 33 of the control spool 31 is connected to the hole 22a of the connector 22. It is a coil spring that is constantly urged in a direction (leftward in the drawing) located in the third large diameter portion 28. The control spool
A notch 31b for inserting the washer 38 is formed in the 31 so as not to interfere with the washer 38 when sliding. The first
The orifice 34 is located between the introduction passage 23a and the discharge passage 23c, the opening area changes according to the displacement of the control spool 31, and the flange portion 33 of the control spool 31 is located inside the third large diameter portion 28. At this time, the opening area is determined by the through holes 29, 32. Further, when the flange portion 33 of the control spool 31 comes out of the third large diameter portion 28, the flange portion 33 of the control spool 31.
And an opening area determined by the gaps and the through holes 29 and 32 formed between the inner peripheral surface of the third large diameter portion 28 and the end portion.
40 is a hole 22a of the connector 22 and a shaft hole 31a of the control spool 31.
Numeral 39 is a substantially cylindrical sub-spool that is slidably fitted in the inside thereof, and 39 is one end surface of the second large diameter portion 27 and the sub-spool 40.
Is a coil spring that is compressed between the large-diameter portion and the sub-spool 40 and constantly biases the sub-spool 40 in the direction of the control spool 31 (to the right in the drawing). The sub spool 40 has a communication hole 42 having a main orifice 41 at one end (the left end in the figure), and a hole 22 that is orthogonal to the communication hole 42 near the main orifice 41.
It has a hole 43 opening to the first large diameter portion 26 of a. Therefore, the upstream side and the downstream side of the main orifice 41 communicate with each other through the hole 43 and the gap between the first large diameter portion 26 and the outer peripheral surface of the sub spool 40. The outer peripheral surface of the end of the sub spool 40 on the discharge passage 23c side constitutes a sub orifice 44 together with the shoulder portion between the small diameter portion 25 and the first large diameter portion 26 of the hole 22a. Is closed and the opening area changes with the displacement of the sub spool 40 to the left in the figure.
That is, the sub-orifice 44 has an opening area corresponding to the relative position between the connector 22 and the sub-spool 40. The sub-orifice 44 and the main orifice 41 are located in parallel between the communication hole 42 and the discharge passage 23c, and are located in the second orifice 45.
Are configured. Then, the opening area of the second orifice 45 changes according to the change of the opening area of the sub-orifice 44. On the other hand, a main spool 47 is slidably fitted to the right side of the accommodation hole 21a of the casing 21 in the figure, and a primary pressure chamber 48 and a secondary pressure chamber 49 are defined at both ends thereof. The primary pressure chamber 48 includes the shaft hole 31a of the control spool 31 and the through hole 3
It communicates with the introduction passage 23a via 2 and 29, and also communicates with the discharge passage 23c via the second orifice 45. That is, the primary pressure chamber 48 is located on the upstream side of the second orifice 45, and the second orifice 45 communicates with the introduction passage 23a via the first orifice 34. In addition, the secondary pressure chamber 49 is a fine hole formed in a land (described later) of the main spool 47.
50, guide hole 21b formed in casing 21 and connector 2
It communicates with the hole 22a on the downstream side of the second orifice 45 through the guide hole 22c formed in the second hole. Reference numeral 51 is a coil spring that is contracted in the secondary pressure chamber 49 and biases the main spool 47 to the left in the drawing. On the outer peripheral surface of the main spool 47, a groove 47a opened to the drain passage 23b and a groove 47b opened to the guide hole 21b of the casing 21 are formed.
c, 47d, 47e are formed. Land 47c on the left side of the figure
Forms a drain orifice 52 between the drain passage 23b and the opening edge of the accommodation hole 21a. The drain orifice 52 is located between the primary pressure chamber 48 and the drain passage 23b, and changes the opening area according to the displacement of the main spool 47. That is, the drain orifice 52 increases the opening area of the drain passage 23b with the right movement of the main spool 47 in the figure, and the introduction passage 23a and the drain passage 23b are displaced via the primary pressure chamber 48 into the displacement of the main spool 47. Communication is performed with the appropriate opening area. Also, on the land 47e on the right side of the figure, the groove 4
The aforementioned pores 50 that connect 7b and the secondary pressure chamber 49 are formed. As described above, the small hole 50 communicates the secondary pressure chamber 49 with the guide hole 22c of the connector 22, the guide hole 21b of the casing 21, and the groove 47b into the hole 22a downstream of the second orifice 45. . Inside the shaft hole 53 formed in the main spool 47, the ball valve body 54 together with the pressing rod 55 is biased by the check spring 56 and seated on the valve seat of the hollow tail plug 57 fixed to the opening end of the shaft hole 53. A relief valve 58 is provided. The relief valve 58 includes the guide hole 22c, the guide hole 21b, and the groove 47.
b) The pressure excess of the discharge passage 23c introduced into the secondary pressure chamber 49 through the fine hole 50 is released to the drain passage 23b.

次に、作用を説明する。Next, the operation will be described.

この流量制御装置は、メインスプール47が第2オリフィ
ス45の前後の流体圧力差(一次圧力室48と二次圧力室49
との流体圧力差)を一定とするように変位し、ドレンオ
リフィス52の開口面積すなわちドレン通路23bの開口面
積を変更して導入通路23aに流入する流体の一部をドレ
ン通路23bから排出し、更に、サブスプール40が第2オ
リフィス45の前後の差圧で応動して、詳しくはサブスプ
ール40の一側から吐出通路23c内の2次圧力を、他側
(1次圧力室48側)から第1オリフィス34前の圧力(導
入圧力)と後の圧力である1次圧力とを夫々受圧するこ
とによって、両側からの力がバランスする位置まで移動
することで吐出通路23cからパワーステアリング装置へ
供給する流体を第5図(b)に示す流量特性に維持す
る。すなわち、車載エンジンにより駆動されるポンプ24
は、その吐出量がエンジンの回転数に略比例的な関係を
有するため、流量制御装置は、導入通路23aから流入す
る流体の一部をドレン通路23bからポンプ24へ還流し
て、吐出通路23cからパワーステアリング装置へ供給す
る流体を所定の流量特性(第5図(b))に維持するの
である。
In this flow rate control device, the main spool 47 has a fluid pressure difference (a primary pressure chamber 48 and a secondary pressure chamber 49) before and after the second orifice 45.
The fluid pressure difference between the discharge passage 23a and the drain passage 23b is changed so that the opening area of the drain orifice 52, that is, the opening area of the drain passage 23b is changed, and a part of the fluid flowing into the introduction passage 23a is discharged from the drain passage 23b. Further, the sub spool 40 responds to the differential pressure before and after the second orifice 45, and more specifically, the secondary pressure in the discharge passage 23c from one side of the sub spool 40 from the other side (the primary pressure chamber 48 side). By supplying the pressure before the first orifice 34 (introduction pressure) and the primary pressure which is the rear pressure, the pressure is supplied from the discharge passage 23c to the power steering device by moving to a position where the forces from both sides are balanced. The fluid to be maintained is maintained at the flow rate characteristic shown in FIG. 5 (b). That is, the pump 24 driven by the vehicle-mounted engine
Since the discharge amount thereof has a substantially proportional relationship with the engine speed, the flow rate control device recirculates a part of the fluid flowing from the introduction passage 23a from the drain passage 23b to the pump 24, and the discharge passage 23c. The fluid supplied from the power steering device to the power steering device is maintained at a predetermined flow rate characteristic (Fig. 5 (b)).

以下、第5図(a)、(b)を参照して、この流量制御
装置の作動を説明する。なお、以下の説明においては、
導入通路23aから第1オリフィス34までの流体圧力、第
1オリフィス34から第2オリフィス45までの流体圧力お
よび第2オリフィス45から吐出通路23cまでの流体圧力
をそれぞれ符号P1、P2、P3で表示する。
The operation of the flow rate control device will be described below with reference to FIGS. 5 (a) and 5 (b). In the following explanation,
The fluid pressure from the introduction passage 23a to the first orifice 34, the fluid pressure from the first orifice 34 to the second orifice 45, and the fluid pressure from the second orifice 45 to the discharge passage 23c are denoted by symbols P 1 , P 2 , and P 3 , respectively. Display with.

まず、導入通路23aに流入する流体流量Nが所定値N1に
満たない場合、メインスプール47はスプリング51により
付勢されて図中左方に位置し、サブスプール40もスプリ
ング39により付勢されて図中右方に位置する。更に、制
御スプール31も第1図(a)および第2図に示す如くス
プリング37により付勢されて図中左方、すなわちそのフ
ランジ部33が孔22aの第3大径部28内に嵌入している位
置にある。このため、第1オリフィス34は、通孔29およ
び32により決定される開口面積を有し、第2オリフィス
45は、メインオリフィス41およびサブオリフィス44の開
口面積の総和により決定された開口面積を有し、また、
ドレンオリフィス52は、メインスプール47のランド47c
がドレン通路23bを閉止しているため閉じられた状態に
ある。したがって、導入通路23aに流入した流体は、第
1オリフィス34、一次圧力室48を経て連通孔42内へ流入
し、更にメインオリフィス41およびサブオリフィス44を
経て全量が吐出通路23cからパワーステアリング装置へ
供給される。
First, when the flow rate N of the fluid flowing into the introduction passage 23a is less than the predetermined value N1, the main spool 47 is urged by the spring 51 to be located on the left side in the figure, and the sub spool 40 is also urged by the spring 39. It is located on the right side of the figure. Further, the control spool 31 is also urged by a spring 37 as shown in FIGS. 1 (a) and 2 so that the flange portion 33 is fitted into the third large diameter portion 28 of the hole 22a. It is in the position. Therefore, the first orifice 34 has an opening area determined by the through holes 29 and 32, and
45 has an opening area determined by the sum of the opening areas of the main orifice 41 and the sub-orifice 44, and
The drain orifice 52 is a land 47c of the main spool 47.
Is closed because the drain passage 23b is closed. Therefore, the fluid that has flowed into the introduction passage 23a flows into the communication hole 42 via the first orifice 34 and the primary pressure chamber 48, and further passes through the main orifice 41 and the sub-orifice 44, and the entire amount from the discharge passage 23c to the power steering device. Supplied.

次に、導入通路23aに流入する流体流量Nが所定量N1
上に増大すると(N1≦N<N2)、第2オリフィス45の前
後の流体圧力差(ΔP2)(ΔP2=P2−P3)が増大し、メ
インスプール47は第2オリフィス45の前後の圧力差ΔP2
すなわち一次圧力室48と二次圧力室49との流体圧力差に
応動してドレン通路23bを開口する。すなわち、メイン
スプール47は、スプリング51の弾性力に抗して第2オリ
フィス45の前後の流体圧力差ΔP2を一定にするよう右動
してドレンオリフィス52を開く。このため、導入通路23
aに流入した流体は、一部が第1オリフィス34を経て一
次圧力室48に流入した後ドレン通路23bから排出され、
吐出通路23cからパワーステアリング装置へ供給される
流体流量Qが一定量Q2になる。なお、この時、導入通路
23aと吐出通路23cとの間は、第1オリフィス34と、メイ
ンオリフィス41およびこれと並列なサブオリフィス44を
介して連通しているため、流体流量を大きめQ2に制御す
ることが可能である。すなわち、メインオリフィス41と
並列に設けられたサブオリフィス44が、連通孔42と吐出
通路23cとの間を連通しているため、第2オリフィス45
の面積が大きくなっているためである。
Next, when the fluid flow rate N flowing into the introduction passage 23a increases to a predetermined amount N 1 or more (N 1 ≦ N <N 2 ), the fluid pressure difference (ΔP 2 ) before and after the second orifice 45 (ΔP 2 = P 2− P 3 ), the main spool 47 has a pressure difference ΔP 2 before and after the second orifice 45.
That is, the drain passage 23b is opened in response to the fluid pressure difference between the primary pressure chamber 48 and the secondary pressure chamber 49. That is, the main spool 47 moves rightward to open the drain orifice 52 against the elastic force of the spring 51 so that the fluid pressure difference ΔP 2 before and after the second orifice 45 becomes constant. Therefore, the introduction passage 23
A part of the fluid that has flown into a flows into the primary pressure chamber 48 through the first orifice 34, and then is discharged from the drain passage 23b.
The flow rate Q of the fluid supplied from the discharge passage 23c to the power steering device becomes a constant amount Q 2 . At this time, the introduction passage
Since the first orifice 34, the main orifice 41 and the sub-orifice 44 in parallel with the first orifice 34 communicate with each other between the discharge passage 23c and the discharge passage 23a, it is possible to control the fluid flow rate to a large Q 2. . That is, since the sub-orifice 44 provided in parallel with the main orifice 41 communicates between the communication hole 42 and the discharge passage 23c, the second orifice 45 is formed.
This is because the area of is larger.

また、導入通路23aに流入する流体流量Nが所定量N2
上に増大すると(N2≦N<N3)、導入通路23aに流入し
た流体の全流量が通過する第1オリフィス34の前後の流
体圧力差(ΔP1)(ΔP1=P2−P1)が増大し、また、第
2オリフィス45の前後の流体圧力差ΔP2も増大する。こ
のため、サブスプール40は、スプリング39の弾性力に抗
して左動し、サブオリフィス44を閉止するため、サブオ
リフィス44はサブスプール40の変位に応じた開口面積と
なる(開口面積が減少する)。したがって、吐出通路23
cからパワーステアリング装置へ供給される流体流量Q
が減少する。これにより、パワーステアリング装置は、
パワーシリンダにより発生される操舵補助力が減少し、
高速走行時における走行安定性が図れるものである。
When the flow rate N of the fluid flowing into the introduction passage 23a increases to a predetermined amount N 2 or more (N 2 ≦ N <N 3 ), the total flow rate of the fluid flowing into the introduction passage 23a is before and after the first orifice 34. The fluid pressure difference (ΔP 1 ) (ΔP 1 = P 2 −P 1 ) increases, and the fluid pressure difference ΔP 2 before and after the second orifice 45 also increases. Therefore, the sub-spool 40 moves left against the elastic force of the spring 39 and closes the sub-orifice 44, so that the sub-orifice 44 has an opening area corresponding to the displacement of the sub-spool 40 (the opening area decreases. To). Therefore, the discharge passage 23
Flow rate Q of fluid supplied from c to the power steering device
Is reduced. As a result, the power steering system
The steering assist force generated by the power cylinder is reduced,
The running stability can be achieved during high-speed running.

次に、導入通路23aに流入する流体流量Nが前述の所定
量N3以上に増大すると(N3≦N<N4)、サブスプール40
がさらに図中左方へ変位して、サブオリフィス44が完全
に閉止される。したがって、導入通路23aと吐出通路23c
との間は、第1オリフィス34およびメインオリフィス41
を直列に介してのみ連通し、メインスプール47がメイン
オリフィス41の前後の流体圧力差ΔP2を一定にするよう
に変位する。このため、第5図(b)に示すように、吐
出通路23cからパワーステアリング装置へ供給される流
体流量Qはほぼ一定量Q1となる。なお、上述の場合にあ
っては、制御スプール31はコイルスプリング37の付勢力
によって左端位置にあり、そのフランジ部33は孔22aの
第3大径部28内に嵌入した状態にあるため、第1オリフ
ィス34の開口面積が変化することは無い。
Next, when the flow rate N of the fluid flowing into the introduction passage 23a increases above the predetermined amount N 3 (N 3 ≦ N <N 4 ), the sub spool 40
Is further displaced to the left in the figure, and the sub-orifice 44 is completely closed. Therefore, the introduction passage 23a and the discharge passage 23c
Between the first orifice 34 and the main orifice 41.
The main spool 47 is displaced so that the fluid pressure difference ΔP 2 before and after the main orifice 41 becomes constant. Therefore, as shown in FIG. 5B, the flow rate Q of the fluid supplied from the discharge passage 23c to the power steering device becomes a substantially constant amount Q1. In the above case, the control spool 31 is at the left end position due to the urging force of the coil spring 37, and the flange portion 33 of the control spool 31 is fitted in the third large diameter portion 28 of the hole 22a. The opening area of the one orifice 34 does not change.

この後、さらに導入通路23aに流入する流体流量Nが増
大すると(N≧N4)、制御スプール31が第1オリフィス
34前後の流体圧力差ΔP1の増大により第1図(b)に示
すように右方へ変位し、第1オリフィス34の開口面積が
増大する。すなわち、制御スプール31が右方へ変位する
と、制御スプール31のフランジ部33が孔22aの第3大径
部28から右方に突出し、制御スプール31のフランジ部33
と第3大径部28の内周面端部との間に環状の間隙が形成
される。このため、第1オリフィス34は、通孔32および
前記間隙により決定された開口面積を有し、その開口面
積が導入通路23aへ流入する流体流量Nの増加にともな
う制御スプール31の右動に対応して増大する。したがっ
て、導入通路23aの流体圧力P1は、第5図(a)の実線
に示すように、流量Nが増大してもその上昇率は極めて
緩やかとなって、ポンプ24の負荷を軽減するとともに、
流体圧力P1の上昇に起因した流体温度の上昇を阻止す
る。
After that, when the flow rate N of the fluid flowing into the introduction passage 23a further increases (N ≧ N 4 ), the control spool 31 causes the first orifice to move.
As the fluid pressure difference ΔP 1 before and after 34 increases, the fluid is displaced to the right as shown in FIG. 1B, and the opening area of the first orifice 34 increases. That is, when the control spool 31 is displaced to the right, the flange portion 33 of the control spool 31 projects rightward from the third large diameter portion 28 of the hole 22a, and the flange portion 33 of the control spool 31.
An annular gap is formed between the inner peripheral surface of the third large diameter portion 28 and the end portion of the third large diameter portion 28. Therefore, the first orifice 34 has an opening area determined by the through hole 32 and the gap, and the opening area corresponds to the right movement of the control spool 31 as the flow rate N of the fluid flowing into the introduction passage 23a increases. And increase. Therefore, as shown by the solid line in FIG. 5 (a), the fluid pressure P 1 in the introduction passage 23a becomes extremely gentle even if the flow rate N increases, and the load on the pump 24 is reduced. ,
Prevents an increase in fluid temperature due to an increase in fluid pressure P 1 .

ところで、例えば、吐出通路23cからパワーステアリン
グ装置へ供給される流体流量Q1が所定値に保持されてい
る場合(通常、車両の高速走行時等で導入通路23aへ流
入する流体流量Nが所定値N3以上の場合)、パワーステ
アリング装置が作動すると、吐出通路23cの流体圧力P3
が増大するため(増大圧力分をΔPとする)、サブスプ
ール40が図中右方へ押圧される。しかしながら、流量制
御装置は、吐出流量Q1を一定に維持するために第2オリ
フィス45の前後差圧を一定に保つように働く。
By the way, for example, when the fluid flow rate Q 1 supplied to the power steering device from the discharge passage 23c is maintained at a predetermined value (normally, the fluid flow rate N flowing into the introduction passage 23a when the vehicle is traveling at high speed is a predetermined value). N 3 or more), when the power steering device operates, the fluid pressure P 3 in the discharge passage 23c
Is increased (the increased pressure is ΔP), the sub spool 40 is pressed rightward in the drawing. However, the flow rate control device works to keep the differential pressure across the second orifice 45 constant in order to keep the discharge flow rate Q 1 constant.

すなわち、吐出圧の増大分ΔPが二次圧力室49に作用し
メインスプール47を左方へ動かしてドレンオリフィス52
の開口面積を狭くし一次圧力室48の圧をΔPだけ上昇さ
せる。
That is, the increased amount ΔP of the discharge pressure acts on the secondary pressure chamber 49 to move the main spool 47 to the left, and the drain orifice 52.
The opening area of is reduced and the pressure in the primary pressure chamber 48 is increased by ΔP.

このため、サブスプール40の前後面圧はそれぞれΔP上
昇することになり、したがって、サブオリフィス44が開
口することも無く、第5図(b)に示す流量特性は不変
的に維持される。
Therefore, the front-rear surface pressure of the sub spool 40 is increased by ΔP, and therefore the sub orifice 44 is not opened, and the flow rate characteristic shown in FIG. 5 (b) is maintained unchanged.

なお、吐出通路23cの流体圧力P3が異常に高くなった場
合は、リリーフ弁58によってその圧力超過をドレン通路
23bへ逃がすことができる。
When the fluid pressure P 3 in the discharge passage 23c becomes abnormally high, the relief valve 58 is used to prevent the excess pressure.
You can escape to 23b.

(発明の効果) 以上説明してきたように、この発明に係る流量制御装置
によれば、導入通路へ流入する流体流量の低流量域にお
いては導入通路と吐出通路との間で第2オリフィスの開
口面積が増大し、また、高流量域においては制御スプー
ルの作用によって第1オリフィスの開口面積が増大する
ため、全体としての抵抗が減少し、ポンプが無用の仕事
を強いられることがなくなる。すなわち、ポンプの負荷
が減少するためエネルギのロスや発熱がなくなり、流体
(作動油)の温度も低下するため流体やゴム製部品の劣
化を防止することができ、また、キャビテーションの発
生も抑制できる。その結果、ポンプやパワーステアリン
グ装置の故障が減少する。
(Effects of the Invention) As described above, according to the flow rate control device of the present invention, the opening of the second orifice is provided between the introduction passage and the discharge passage in the low flow rate range of the fluid flow rate flowing into the introduction passage. The area increases, and in the high flow rate region, the opening area of the first orifice increases due to the action of the control spool, so that the overall resistance decreases and the pump is not forced to do unnecessary work. That is, since the load of the pump is reduced, energy loss and heat generation are eliminated, and the temperature of the fluid (working oil) is also reduced, so that deterioration of the fluid and rubber parts can be prevented, and the occurrence of cavitation can also be suppressed. . As a result, pump and power steering device failures are reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図(a),(b)乃至第3図(a)、(b)、
(c)はこの発明に係る流量制御装置の一実施例を示す
図であり、第1図(a),(b)はそれぞれ異なる作動
状態を示すその正面断面図、第2図は第1図(a)のA
−A矢視断面図、第3図(a)は第2図のB−B矢視断
面図、第3図(b)は第2図のC−C矢視断面図、第3
図(c)は第2図のD−D矢視断面図、第4図は従来の
流量制御装置を示す正面断面図、第5図(a)は導入通
路へ流入する流体の流量と圧力との関係を示す図、第5
図(b)は流量特性を示す図である。 23……バルブハウジング、 23a……導入通路、 23b……ドレン通路、 23c……吐出通路、 31……制御スプール、 34……第1オリフィス、 40……サブスプール、 45……第2オリフィス、 47……メインスプール、 52……ドレンオリフィス。
1 (a), (b) to 3 (a), (b),
FIG. 1 (c) is a diagram showing an embodiment of a flow rate control device according to the present invention, and FIGS. 1 (a) and 1 (b) are front sectional views showing different operating states, and FIG. 2 is FIG. (A) A
-A arrow sectional view, FIG. 3 (a) is a BB arrow sectional view of FIG. 2, FIG. 3 (b) is a CC sectional view of FIG.
2 (c) is a sectional view taken along the line DD in FIG. 2, FIG. 4 is a front sectional view showing a conventional flow rate control device, and FIG. 5 (a) is a flow rate and pressure of a fluid flowing into an introduction passage. Figure showing the relationship between
FIG. 6B is a diagram showing the flow rate characteristic. 23 …… Valve housing, 23a …… Introduction passage, 23b …… Drain passage, 23c …… Discharge passage, 31 …… Control spool, 34 …… First orifice, 40 …… Sub spool, 45 …… Second orifice, 47 …… Main spool, 52 …… Drain orifice.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ハウジングに形成された収容孔にメインス
プールを摺動自在に嵌挿して該メインスプールの一側に
一次圧力室を、他側に2次圧力室を画成する一方、前記
収容孔には、第1オリフィスを介して前記1次圧力室に
連通する導入通路と、前記メインスプールの摺動に応じ
て開口面積が増減されるドレン通路と、前記1次圧力室
から第2オリフィスを介して連通する吐出通路とを開口
形成すると共に、該吐出通路を前記2次圧力室に連通さ
せて、前記メインスプールを前記1次圧力室と2次圧力
室との差圧に応じて摺動させ、前記ドレン通路からのド
レン流量を制御することによって前記導入通路からの導
入流量の変動に対して前記吐出通路からの吐出量を所定
の流量特性に制御する流量制御装置において、前記導入
通路の前記収容孔への開口部に設けられて、前記第1オ
リフィス前後の差圧に応じて変位して該第1オリフィス
自体の開口面積を変化させる制御スプールを設けたこと
を特徴とする流量制御装置。
1. A main spool is slidably fitted in a housing hole formed in a housing to define a primary pressure chamber on one side of the main spool and a secondary pressure chamber on the other side of the main spool. The hole has an introduction passage communicating with the primary pressure chamber via a first orifice, a drain passage having an opening area increased or decreased according to sliding of the main spool, and a secondary orifice from the primary pressure chamber. And a discharge passage communicating with the secondary pressure chamber, and the main spool is slid in accordance with a pressure difference between the primary pressure chamber and the secondary pressure chamber. In the flow rate control device, the flow rate controller controls the discharge amount from the discharge passage to have a predetermined flow rate characteristic in response to the fluctuation of the flow rate introduced from the introduction passage by controlling the flow rate of the drain from the drain passage. The accommodation hole of The provided openings, the flow control device, characterized in that a control spool to vary the opening area of the first orifice itself displaced in response to differential pressure across said first orifice.
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