JPH079732Y2 - 流量制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （考案の目的） 本考案は油圧装置に用いられる流量制御装置に関する。

（従来の技術） 油圧装置として，例えば第４図に示すような油圧式の後
輪操舵装置が開発されている。

この装置について説明すると，ステアリングホイール３
が中立位置で保持される車両の直進走行時にはパワース
テアリング装置４のパワーシリンダ６内のピストン８が
中立位置で保持され，左室9aと右室9bは等圧状態となっ
ている。そのため，この場合には制御バルブ33のパイロ
ット信号圧力導入室36aと36bとの間が等圧状態で保持さ
れ，スプール35も中立位置で保持されるので，油圧アク
チュエータ24へ油圧は作用せず，後輪2,2も第４図中に
実線で示すように直進状態で保持される。

また，高速走行状態の車両を左方向に旋回させる場合に
はステアリングホイール３の操舵にともないパワーシリ
ンダ６内のピストン８が中立位置から右方向に移動され
る。そのため、このピストン８の動作に連動して前輪1,
1が第４図中に点線で示すように左方向に操舵される。
さらに，パワーシリンダ６内のピストン８の中立位置か
ら右方向への移動時には左室9a内の油圧が右室9bよりも
高くなっている。そのため，制御バルブ33の左側のパイ
ロット信号圧力導入室36a内の油圧が右側のパイロット
信号圧力導入室36b内の油圧よりも高くなるので，制御
バルブ33のスプール35が右方向に移動し、スプール35の
ランド35a,35bによってスリーブ34の第1,第３のポート4
0a,40cがそれぞれ絞られ，スプール35の第１のバルブ室
39aとスリーブ34の第2,第５のポート40b,40eとの間，お
よびスプール35の第２のバルブ室39bとスリーブ34の第
4,第６のポート40d,40fとの間がそれぞれ連通された状
態に切換え操作されるようになっており、ディファレン
シャル装置25内の歯車により駆動されるオイルポンプ26
から吐出された作動油は油圧回路32の油導入通路41およ
び第２の油通路43bを順次介して油圧シリンダ27の右室2
9b内に導入されるので，油圧シリンダ27の右室29b内が
高圧状態になるとともに，油圧シリンダ27の左室29a内
は第１の油通路43aおよび油戻し通路42を介してリザー
バタンク13に連通されて低圧状態になる。その結果，油
圧シリンダ27のピストン28が左方向に移動し，このピス
トン28の動作に連動してピストンロッド30および操作ロ
ッド31,31を介してトレーリングアーム19,19の後部アー
ム21b,21bの前端部が左方向に押圧され，後輪2,2が左方
向に操舵されるようになっており，前輪１と同相側に後
輪２が操舵されて高速走行状態の車両の旋回時における
走行安定性の向上を図るようになっている。

また、低速走行状態の車両を左方向に旋回させる場合に
は，パワーシリンダ６内のピストン８が中立位置から右
方向に移動されてパワーシリンダ６内の左室9a内の油圧
が右室9bよりも高くなり，制御バルブ33の左側のパイロ
ット信号圧力導入室36a内の油圧が右側のパイロット信
号圧力導入室36b内の油圧よりも高くなるので，スプー
ル35が右方向に移動するが，低速走行時にはディファレ
ンシャル装置25により駆動され車速に応じて回転するオ
イルポンプ26の吐出流量は小さく発生油圧も小さいの
で，後輪2,2は操舵されず，直進状態で保持される。

なお，右方向の旋回に対しては上記の逆の作動が発生す
るものとなっている。

ところで，上記の後輪操舵装置にあってはオイルポンプ
からの吐出油量は車速に応じて上昇するものとなってい
るため，ある程度以上の車速領域では発生油圧が高くな
り過ぎて必要以上の舵角が発生してしまうと共に油圧回
路の耐久性に問題を生じる。このような問題を解決する
手段としてオイルポンプからの吐出油量が所定値を越え
ると戻し通路を開いて作動油の一部を戻す流量制御バル
ブを用いることが容易に考えられる。

ところで、上記のような油圧式後輪操舵装置に限らず，
油圧装置にあっては油圧回路中を流れる作動油は温度に
よって粘性が変化する問題がある。すなわち油温が低い
時には作動油の粘性は高く，油温が高い時には作動油の
粘性は低くなる。このため，上記のような構成では同一
車速の場合（オイルポンプ26から吐出される作動油の流
量が同じ場合）、作動油の温度が低温の場合には作動油
の粘性が高く、油圧回路中を流れる作動油の流通抵抗が
増大し、制御バルブ33の入力側の圧力が高くなる。した
がって、作動油の温度が低温状態にある場合には作動油
の温度が高温状態にある場合に比べて制御バルブの出力
側での発生油圧（出力油圧）が大幅に増大する問題があ
り、これにより油圧アクチュエータ24への作用油圧に応
じて決まる後輪の舵角が油温によって変わってしまい，
作動油の温度により後輪の操舵特性が変化する不都合が
あった。

このような不都合を解決する手段として，本願出願人は
前記の流量制御バルブに改良を加えた提案を実願昭62-7
5639号により行なっている。これは流量制御バルブのリ
ターンポートを開閉するバルブ体の作動を，流入ポート
と流出ポートとの間に設けたスパイラルチョークの上流
側と下流側とに発生する差圧により制御するようにした
ものである。すなわち，粘性の影響を受け易い長い絞り
により構成されるスパイラルチョークを使用することに
より，流量制御バルブの最大流量に温度依存性を持たせ
ることができ，作動油の低温時には最大流量が小さくな
り高温時には最大流量が大きくなって，流量制御バルブ
に第５図に示すような特性を持たせることが可能になる
ものであった。そして上記出願はこのような特性を利用
して油温の変化に基く粘性の変化により発生する発生油
圧の変化を上記の流量変化によって発生油圧の変化を上
記の流量変化によって補償しようとするものであった。

（考案が解決しようとする問題点） ところで，油温の変化に基く粘性の変化により発生する
発生油圧の変化を流量変化によって完全に補償するため
には，第６図に示すような特性を得ることが望ましい。

しかしながら，上記出願のものは流量制御バルブのリタ
ーンポートが開く流入流量が温度により変化させること
により最大流量を制御するものにすぎないものであった
ため（第５図参照），第６図に示した理想特性のように
流入流量に対する流出流量の変化に温度依存性を発揮さ
せることができず，温度依存性が発揮される領域（リタ
ーンポートが開く領域）では流入流量の変化に対応した
流出流量特性を発揮させることができな欠点があった。
すなわち，油温の変化による発生油圧の変化を補償でき
る領域では，流入流量に応じて発生油圧を変化させるこ
とができなくなる不都合があった。

〔考案の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の点に鑑みて創案されたもので，作動油が
流入する流入ポートと，流入した作動油を流出する流出
ポートと，流入した作動油の一部を戻すリターンポート
と，上記流入ポートと上記流出ポートとの間に螺線状に
伸びて設けられたスパイラルチョークと，同スパイラル
チョークの中間部と上記スパイラルチョークの下流側と
を連通して設けられるバイパス通路と，上記スパイラル
チョークの上流側と下流側の差圧により変位して上記リ
ターンポートと上記バイパス通路の開閉を制御し上記差
圧の上昇に応じて上記リターンポートを開くと同時に上
記バイパス通路を開くよう設けられたバルブ体とを備え
たことを特徴とする流量制御装置を要旨とするものであ
る。

（作用） 作動油が螺線状のスパイラルチョーク（通常の絞りに対
して長い）を通る際の作動油の流通抵抗は作動油の温度
の変化（粘性の変化）に応じて大きく変化するため，一
定流量に対してスパイラルチョークの上流側と下流側と
の間に発生する差圧は油温の上昇に応じて小さくなる。
このため，前記差圧に応じて変位するバルブ体がリター
ンポートを開くために必要な作動油の流量は油温の上昇
にともなって増大する。すなわち，リターンポートが開
く際の流入流量は低温時に減少し，高温時は増大するこ
とになり，低温時に比べて高温時の流出流量が増大す
る。

そして，リターンポートが開く時には，同時にスパイラ
ルチョークの中間部とスパイラスチョークの下流側とを
連通するバイパス通路が開くため，スパイラルチョーク
の実効長さが短縮されることになり，上記の差圧は減少
する。するとバルブ体はリターンポート及びバイパス通
路を塞ごうとするため，前記出願のものに比べてリター
ンポートから戻る作動油の量は減少することになる。す
なわち，バルブ体の開動後にバルブ体を閉動させようと
する力はバイパス通路の上流開口部とスパイラルチョー
クの上流側との間の差圧の増大に伴ない減少するものと
なるため，流入流量の増大と共にリターンポートの実質
的開度が増大してゆくことになる。このため，リターン
ポートが開く領域においても流入流量の変化に対応した
流出流量特性が発揮されるものである。

（実施例） 以下，この考案の一実施例を第１図乃至第３図を参照し
て説明する。すなわち，この実施例は第４図に示すよう
な油圧式後輪操舵装置のオイルポンプ26側と制御バルブ
33側との間を連結する油圧回路32の油導入通路41内に第
１図に示す流量制御バルブ51を介設したものである。こ
の流量制御バルブ51には流入ポート52,流出ポート53お
よびリターンポート54がそれぞれ形成されている。この
場合，流入ポート52およびリターンポート54は流量制御
バルブ51の円筒状のシリンダ55の周壁面に形成されてい
る。また，流出ポート53は流量制御バルブ51の一端部側
に形成されている。さらに，流入ポート52は流出ポート
53よりリターンポート54に近い位置に配置されている。
そして，流量制御バルブ51の流入ポート52はオイルポン
プ26側に，流出ポート53は制御バルブ33側に，リターン
ポート54はリザーバタンクに13側にそれぞれ送油配管を
介して連結されている。また、この流量制御バルブ51の
シリンダ55の内部にはリターンポート54を開閉操作する
バルブ体（スプール）56およびこのバルブ体56をリター
ンポート54の閉塞位置方向に付勢する流量制御スプリン
グ57がそれぞれ配設されている。この場合，シリンダ55
の内部はバルブ体56によって第１の圧力室58と第２の圧
力室（流量制御スプリング収納室）59とに区画されてお
り，第１の圧力室58側に流入ポート52が連通されてい
る。さらに，流量制御スプリング57は圧縮コイルばねに
よって形成されており，シリンダ55の第２の圧力室59内
に配設されている。また，流量制御バルブ51の第１の圧
力室58と流出ポート53との間には流路面積を絞る螺線状
の長い絞り通路となるスパイラルチョーク60が配設され
ている。このスパイラルチョーク60は，シリンダ55の上
部に嵌入される円筒体61内周部とこの円筒体61内に嵌着
された円筒体62の外周に設けられた螺旋溝63とによって
形成されている。

さらに，流量制御バルブ51の流出ポート53側には連絡通
路64の一端が連結されている。この連結通路64の他端は
流量制御バルブ51の第２の圧力室59に連結されている。

また円筒体62の中心部には流出ポート側に開口したバイ
パス通路70が形成されており，バイパス通路70とスパイ
ラルチョークの中間部とは図中上下方向に複数個設けら
れたバイパス開口71（図示は２箇所）により連通されて
いる。

一方，バルブ体56の上部にはバイパス通路70内に挿通さ
れたロッド部73が延設されている。このロッド部73はバ
ルブ体56がリターンポート54を閉塞する位置で全てのバ
イパス開口71を閉塞し，バルブ体56がリターンポート54
の開度を拡げるに従い，バイパス開口71を順次開くよう
形成されている。

次に，上記構成の作用について説明する。車両走行中，
オイルポンプ26から吐出された作動油は油圧回路32の油
導入通路41から流量制御バルブ51の第１の圧力室58およ
びスパイラルチョーク60を順次介して制御バルブ33内に
導入される。さらに，流量制御バルブ51のスパイラルチ
ョーク60から流出ポート53側に流出された作動油の一部
は連絡通路64を介して第２の圧力室59内に導入される。

そして，オイルポンプ26の低速回転時のようにオイルポ
ンプ26からの吐出流量が少ない場合には第１の圧力室58
と第２の圧力室59との間に作用する差圧が小さいため流
量制御スプリング57のばね力K_stによって流量制御バル
ブ51のバルブ体56がリターンポート54の閉塞位置方向に
付勢された状態で保持されるので，オイルポンプ26から
吐出された作動油の大部分は油圧回路32の油導入通路41
から流量制御バルブ51の第１の圧力室58およびスパイラ
ルチョーク60を経て制御バルブ33内に導入される。さら
に，オイルポンプ26の回転速度の上昇にともないオイル
ポンプ26からの吐出流量が増大する。そし，オイルポン
プ26からの吐出流量の増大にともない第１の圧力室と第
２の圧力室59との間に作用する差圧（バルブ本体を下方
へ移動させようとする力）が上昇しこの差圧が流量制御
スプリング57のばねK_stよりも大きくなると流量制御バ
ルブ51のバルブ体56が第１図中で下方向に押圧され，流
量制御バルブ51の第１の圧力室58内とリターンポート54
との間が連通する。そのため，この場合には流量制御バ
ルブ51の第１の圧力室58内に導入された作動油の一部が
リターンポート54からリザーバタンク13側に戻される。
しかしながら，バルブ体56の変位によりリターンポート
54が開くと同時にバルブ体56のロッド部73によりバイパ
ス開口71が開放されスパイラルチョーク60を流れる作動
油の一部がバイパス開口71からバイパス通路70に流入し
流出ポート53側に流出することになる。このため，スパ
イラルチョーク60の実効長さが減少してスパイラルチョ
ーク60の上流側と下流側とに作用する差圧が減少する。
すると，バルブ体56が上方に移動しリターンポートが閉
じられると共にバイパス開口71が閉じられて再び上記の
差圧が上昇する。このようにオイルポンプからの流入流
量がある程度上昇すると，バルブ体56はリターンポート
54及びバイパス通路70の開閉を繰り返す。

そして流入流量が更に上昇するとスパイラルチョーク60
の上流側と下流側との間に作用する差圧が一層大きくな
ってバルブ体56はリターンポート54を更に大きく開口さ
せようとするが，バルブ体56が大きく下方に移動すると
バイパス開口71の開放される数が増加しスパイラルチョ
ークの上流側と下流側との間に作用する差圧が大きく減
少してバルブ体は上昇する。このため，前記の場合と同
様にバルブ体56はリターンポート54及びバイパス通路70
の開閉を繰り返す。

このため，リターンポートが開く領域では流入流量に対
して略一定割合の作動油がリターンポート54からリザー
バ側へ戻され，流入流量の増加に応じて流出流量も増加
することになる。

また，流量制御バルブ51の第１の圧力室58内に導入され
た作動油はスパイラルチョーク60によって減圧させた状
態で制御バルブ33側に導くようにしているので，作動油
の温度に応じた作動油の粘性の変化が，スパイラルチョ
ーク60を通る際の作動油の流通抵抗に大きく影響する。
すなわち，油温上昇時には流通抵抗が小さくなり，油温
低下時には流通抵抗が大きくなる。このため，スパイラ
ルチョーク60の上流側（第１の圧力室58側）と下流側
（第２の圧力室59側）との間に発生する差圧は，油温の
上昇時には低くなり，油温の低下時には高くなる。その
ためリターンポート54を開き始める差圧を発生する流入
流量は温度の上昇と共に増大する。また，上記の差圧は
温度の低下と共に高くなるため，リターンポート54が開
く領域に於いて流入流量に対するリターンポート54から
リザーバ側へ戻される作動油量の割合は温度の低下と共
に多くなる。換言すれば，流入流量の増加に対する流出
流量の増加割合は，油温の上昇と共に増加することにな
る。

すなわち，上記の如くスパイラルチョーク60により作動
油の流通抵抗を油温に応じて大きく変化させることがで
きるので，第２図に示すようにオイルポンプ26側から制
御バルブ33側へ供給される作動油の制御流量を，油温の
上昇及び流入流量の増加に応じて増大させることがで
き，第６図に示した理想特性に近づけることができる。

したがって，作動油の温度が低温状態にある場合であっ
ても粘性の影響による発生油圧の増大を、制御バルブ33
側へ供給される油量の減少により相殺することができ、
油温に対する後輪2,2の操舵特性の変化を低減すること
ができる。また，制御流量に温度依存性を発揮させると
同時に流入流量特性に対応した流出流量特性を発揮させ
ることができるため，第４図の４輪操舵装置において
は，後輪舵角の車速に応じた特性を油温にかかわりなく
ほぼ一定に得られるものとなる。

なお，本考案は上記実施例に何ら限定されるものではな
く，たとえば，バイパス開口71の高さを調整することに
より（開口71の位置とロッド部73のストローク量の関係
により）第３図に示したような流量制御特性を得ること
も可能である。このほか，本考案の要旨を変えない範囲
内で種々の変形実施が可能となることは言うまでもな
い。

〔考案の効果〕

以上，実施例と共に具体的に説明したように本考案によ
れば，流入流量の増加と共に流出流量が増加すると同時
に，油温の上昇に伴ない制御流量が増大させるので制御
流量の特性を理想特性に近づけることができ，油温の変
化に伴なう粘性の変化の影響を受けて発生する油圧の変
化が制御流量の変化により補償され，油温の変化に対し
て油圧装置の特性が安定化する効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はこの考案の一実施例を示すもので，
第１図は流量制御バルブの概略構成図，第2,3図は流量
制御バルブの作動油の流量特性を示す特性図，第４図は
本考案が適用される油圧装置の一例を示す後輪操舵装置
全体の概略構成図，第５図は従来例の流量特性を示す特
性図，第６図は理想的な流量特性を示す特性図，であ
る。 51……流量制御バルブ,52……流入ポート,53……流出ポ
ート,54……リターンポート,56……バルブ体,60……ス
パイラルチョーク,64……連絡通路,70……バイパス通
路,71……バイパス開口

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−10497（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−60073（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−213568（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−220456（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−183260（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−213567（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−146472（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−24373（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−110772（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−46269（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−106875（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−22978（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−8969（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】作動油が流入する流入ポートと，流入した
   作動油を流出する流出ポートと，流入した作動油の一部
   を戻すリターンポートと，上記流入ポートと上記流出ポ
   ートとの間の螺線状に伸びて設けられたスパイラルチョ
   ークと，同スパイラルチョークの中間部と上記スパイラ
   ルチョークの下流側とを連通して設けられるバイパス通
   路と、上記スパイラルチョークの上流側と下流側の差圧
   により変位して上記リターンポートと上記バイパス通路
   の開閉を制御し上記差圧の上昇に応じて上記リターンポ
   ートを開くと同時に上記バイパス通路を開くよう設けら
   れたバルブ体とを備えたことを特徴とする流量制御装置