JPH0814428A - 流量制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流量復帰量をポンプの吐出能力のいかんにか
かわらず少なくする。 【構成】 スプール３を、収容孔２内に摺接する有底筒
状で底部に貫通孔１９が形成された外筒体１２と、外筒
体１２内に摺動可能に嵌挿され、端部に突設された小径
部１３ａが貫通孔１９に摺接し外筒体１２の底部との間
に制御圧室１７を隔成する内筒体１３とから構成し、小
径部１３ａの端面に一端が開口して他端が外周面に開口
するバイパス通路２１を内筒体１３に形成し、外筒体１
２の外周面に環状溝２２を形成してドレンポート９に臨
ませ、環状溝２２の底部から外筒体１２の内周面に貫通
する連通孔２３を形成し、内筒体１３の摺動に応じ連通
孔２３をバイパス通路２１に連通するように構成し、外
筒体１２の底部に制御圧室１７と一次圧力室４を連通さ
せる導圧孔２０を形成し、制御圧室１７内に内筒体１３
を外筒体１２の底部から離間する方向に付勢する弾性部
材１８を配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両においてエンジ
ン等で駆動するポンプによりパワーステアリング装置等
アクチュエータに供給する作動油の流量を適正に制御す
る流量制御弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の流量制御弁には、特開昭
６２−２８３２６７号公報に記載されたものがある。こ
の流量制御弁は圧力感応型であり、ポンプハウジング
（ケーシング）に形成された弁収納穴（収容孔）に摺動
自在に収容されて該弁収納穴を第１弁室（一次圧力室）
と第２弁室（二次圧力室）とに隔成するスプール弁（ス
プール）と、前記ポンプハウジングに形成され、ポンプ
から吐出された圧力流体（作動油）を前記第１弁室に導
入する供給通路（流入ポート）と、前記第１弁室に固定
絞り（吐出オリフィス）を介して連通して系外の動力舵
取装置（アクチュエータ）側に圧力流体を供給する共
に、前記第２弁室に連通する送出口（吐出ポート）と、
前記スプール弁の摺動量に応じて前記第１弁室への開口
量が変化して、低圧側への圧力流体の排出量が制御され
るバイパス通路（ドレンポート）とを備え、ポンプ吐出
量の増大に伴う第１弁室の増圧に応じてスプール弁を駆
動し、第１弁室からバイパス通路への排出量を増大させ
て固定絞りから送出口への圧力流体の供給量を制御する
ようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の流量制御弁にあっては、ポンプの吐出流量が多くな
ったとき、第１弁室の増圧により第１弁室と第２弁室と
の差圧（＝固定絞りの前後の差圧）が大きくなり、この
差圧に応じてスプール弁が移動して、バイパス通路と該
バイパス通路側のスプール弁の端面との間に間隙が発生
し、該間隙を介して高圧の第１弁室から低圧側のバイパ
ス通路に圧力流体が排出されることから、前記間隙を通
過する圧力流体の排出流は高速となり、これによりスプ
ール弁の端面の前の圧力が低下して、スプール弁の前後
の圧力バランスが崩れ、スプール弁には間隙を縮小する
方向、つまりバイパス通路を閉じる方向に移動させよう
とする流体力が働き、この流体力によりスプールが移動
されて間隙が縮小する結果、バイパス通路からの排出流
量が減少して固定絞り、送出口からの送出流量が増大す
ることとなり、動力舵取装置に対する圧力流体の供給流
量が一定の状態から再び増加する流量復帰現象が発生す
る。また、ポンプの吐出能力によって第１弁室に圧力流
体を押し込む力には差があり、この押込み力が大きいほ
ど上記圧力流体の排出流速は速くなり、これに伴い前記
流体力も増加することとなる。従って、ポンプの吐出能
力が高いほど流量復帰量は多くなり、この点から、吐出
能力５Ｋｇ／ｍｍ² のポンプの場合と吐出能力４０Ｋｇ
／ｍｍ² のポンプの場合とを比較してみると、図２
（２）に示すように、動力舵取装置に対する圧力流体の
供給流量に差が生じる。この差は、ポンプの吐出能力が
高くかつ吐出流量も多い大容量ポンプの場合には更に大
きくなる。

【０００４】なお、前記圧力感応型流量制御弁とは別
に、ポンプ吐出圧力に左右されないで動力舵取装置に対
する圧力流体の供給流量を適正に制御することができる
流量制御弁として、特公昭６３−３７７４９号公報に記
載されたものがあるが、バイパス通路による流量制御の
構成は前記圧力感応型流量制御弁と同じであるので、同
様に流量復帰現象が生じる。

【０００５】この発明は上記課題を解決するためになし
たもので、その目的は、流量復帰量をポンプの吐出能力
のいかんにかかわらず少なくすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、ケーシングに形成された収容孔に摺動
可能に収容されて該収容孔内を一次圧力室と二次圧力室
とに隔成するスプールと、前記ケーシングに形成され、
ポンプからの吐出作動油を前記一次圧力室に導入する流
入ポートと、前記一次圧力室に吐出オリフィスを介して
連通して系外のアクチュエータ側に作動油を供給すると
共に、前記二次圧力室に連通する吐出ポートと、前記ス
プールの摺動量に応じて前記一次圧力室への開口量が変
化して、低圧側への作動油の排出量が制御されるドレン
ポートとを備え、ポンプ吐出量の増大に伴う一次圧力室
の増圧に応じてスプールを駆動し、一次圧力室からドレ
ンポートへの排出量を増大させて吐出オリフィスから吐
出ポートへの作動油の供給量を制御する流量制御弁にお
いて、前記スプールを、前記収容孔内に摺接する有底筒
状で底部に貫通孔が形成された外筒体と、該外筒体内に
摺動可能に嵌挿され、端部に突設された小径部が前記貫
通孔に摺接して前記外筒体の底部との間に制御圧室を隔
成する内筒体とから構成し、前記小径部の端面に一端が
開口して他端が外周面に開口するバイパス通路を前記内
筒体に形成し、外筒体の外周面には周方向の環状溝を形
成して前記ドレンポートに臨ませると共に、前記環状溝
の底部から前記外筒体の内周面に貫通する連通孔を形成
して、前記内筒体の摺動に応じて前記連通孔を前記バイ
パス通路に連通するように構成する一方、前記外筒体の
底部には前記制御圧室と前記一次圧力室とを連通させる
導圧孔を形成し、かつ前記制御圧室内に、前記内筒体を
前記外筒体の底部から離間する方向に付勢する弾性部材
を配置したものである。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、ポンプの吐出流量が多くな
ってスプールが移動し、ドレンポートとスプールの端面
との間に間隙が発生したとき、該間隙を介して高圧の一
次圧力室から低圧側のドレンポートに作動油が高速で排
出される。このドレン流によりスプールの端面の前の圧
力が低下し、スプールの前後の圧力バランスが崩れて、
スプールには間隙を縮小する方向に移動させようとする
流体力が働き、この結果、スプールがドレンポートを閉
じる方向に移動する。一方、前記ドレン流により導圧孔
内に負圧が発生することで制御圧室の圧力が低下して、
内筒体の前後の圧力バランスが崩れ、内筒体が弾性部材
の力に打ち勝って外筒体の端部に向けて摺動し、この結
果、内筒体に設けたバイパス通路は外筒体に設けた連通
孔に連通して、外筒体の外周に設けた環状溝を介してド
レンポートに連通することから、一次圧力室の作動油の
一部がバイパス通路を介してドレンポートに排出され
る。このため、前記間隙からのドレン流量が少なくな
り、これに伴いスプールに働く流体力が小さくなって上
記スプールの移動が抑制される。この結果、流量復帰量
が減少する。

【０００８】また、ポンプの吐出能力が低いときは、ド
レン流速が遅く、制御圧室の圧力低下も小さいことか
ら、内筒体の移動量は小さく、連通孔へのバイパス通路
の開口面積も小さい。このため、流量復帰量が減少する
割合は小さいこととなる。また、ポンプの吐出能力が高
いときには、ドレン流速が速くなり、制御圧室の圧力低
下が大きいことから、内筒体の移動量が大きくなり、連
通孔へのバイパス通路の開口面積も大きくなる。このた
め、流量復帰量が減少する割合は大きいこととなる。従
って、ポンプの吐出能力に違いがあってもアクチュエー
タに対する作動油の供給流量に差が生じなくなる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面により説明す
る。

【００１０】図１はこの発明の一実施例になる圧力感応
型流量制御弁を示す縦断面図である。

【００１１】ケーシング１には収容孔２が形成され、該
収容孔２にはスプール３が摺動可能に収容されて、収容
孔２内が一次圧力室４と二次圧力室５に隔成されてい
る。

【００１２】前記ケーシング１の一次圧力室４に臨む一
端にはコネクタが螺合され、該コネクタには吐出ポート
６及び吐出オリフィス７が形成されている。吐出ポート
６は、前記一次圧力室４に吐出オリフィス７を介して連
通して系外のパワーステアリング装置（アクチュエー
タ）側に作動油を供給するものであり、前記二次圧力室
５にフィードバック通路８を介して連通している。

【００１３】また、前記ケーシング１には、ポンプ１０
（ポンプ圧力室のみを図示）から吐出された作動油を前
記一次圧力室４に導入する流入ポート１１と、前記スプ
ール３の摺動量に応じて前記一次圧力室４への開口量が
変化するドレンポート９とが形成されている。このドレ
ンポート９は低圧側（ポンプ１０の吸入側）に連通して
いる。

【００１４】このような流量制御弁において、前記スプ
ール３は、前記収容孔２内に摺接する前記一次圧力室４
側が有底筒状に形成された外筒体１２と、該外筒体１２
内に摺動可能に嵌挿された内筒体１３とから構成されて
いる。尚、１４は外筒体１２用の戻しスプリング、１５
は内筒体１３用の戻しスプリング、１６はリリーフバル
ブである。

【００１５】前記外筒体１２の底部１２ａには貫通孔１
９が形成されると共に、前記外筒体１２の底部１２ａに
対向する前記内筒体１３の端部には前記貫通孔１９に挿
入されて摺接する小径部１３ａが突設されている。

【００１６】そして、前記外筒体１２の底部１２ａと内
筒体１３の端部との間には制御圧室１７が隔成されてい
て、該制御圧室１７には、内筒体１３を外筒体１２の底
部１２ａから離間する方向に付勢するコイルスプリング
１８（弾性部材）が配置されている。前記小径部１３ａ
の先端は前記外筒体１２の底部１２ａの外面に合致して
前記一次圧力室４に臨まされている。

【００１７】前記内筒体１３には、前記小径部１３ａの
端面に一端が開口して他端が外周面に開口するバイパス
通路２１が形成されている。一方、外筒体１２の外周面
には周方向の環状溝２２が形成されて前記ドレンポート
９に臨まされると共に、前記環状溝２２の底部から前記
外筒体１２の内周面に貫通する連通孔２３が形成されて
いる。そして、前記コイルスプリング１８の力に打ち勝
って前記内筒体１３が摺動したとき、該内筒体１３の摺
動量に応じて前記連通孔２３が前記環状溝２２を介して
前記バイパス通路２１に連通するように構成されてい
る。

【００１８】また、前記外筒体１２の底部１２ａには前
記制御圧室１７と前記一次圧力室４とを連通させる複数
の導圧孔２０が形成されている。

【００１９】上記構成において、ポンプ１０の吐出流量
が多くなって吐出オリフィス７の前後の差圧が大きくな
ると、この差圧に応じてスプール３が移動し、ドレンポ
ート９とスプール３の端面（外筒体１２の底部１２ａの
前面）との間に間隙２４が発生し、該間隙２４を介して
高圧の一次圧力室４から低圧側のドレンポート９に作動
油が高速で排出される。このとき、前記内筒体１３の端
部に設けた小径部１３ａの先端は前記外筒体１２の底部
１２ａの外面に合致していて、一次圧力室４内を前記間
隙２４に向かって流れる作動油の流れを乱すことがな
い。このことと相俟って、前記ドレン流によりスプール
３の端面の前の圧力が確実に低下し、スプール３の前後
の圧力バランスが崩れて、スプール３には間隙２４を縮
小する方向に移動させようとする流体力が働き、この結
果、スプール３がドレンポート９を閉じる方向に移動す
る。しかし、前記ドレン流により導圧孔２０内に負圧が
発生することで制御圧室１７の圧力が低下して、内筒体
１３の前後の圧力バランスが崩れ、内筒体１３がスプリ
ング１８の力に打ち勝って外筒体１２の底部１２ａに向
けて摺動し、この結果、内筒体１３に設けたバイパス通
路２１は外筒体１２に設けた連通孔２３に連通して、外
筒体１２の外周に設けた環状溝２２を介してドレンポー
ト９に連通することから、一次圧力室４の作動油の一部
がドレンポート９に排出される。このため、前記間隙２
４からのドレン流量が少なくなり、これに伴いスプール
３に働く流体力が小さくなって上記スプール３の移動が
抑制される。従って、流量復帰量が減少する。

【００２０】また、ポンプ１０の吐出能力が低いとき
は、ドレン流速が遅く、制御圧室１７の圧力低下も小さ
いことから、内筒体１３の移動量は小さく、連通孔２３
へのバイパス通路２１の開口面積も小さい。このため、
流量復帰量が減少する割合は小さいこととなる。また、
ポンプ１０の吐出能力が高いときには、ドレン流速が速
くなり、制御圧室１７の圧力低下が大きいことから、内
筒体１３の移動量が大きくなり、連通孔２３へのバイパ
ス通路２１の開口面積も大きくなる。このため、流量復
帰量が減少する割合は大きいこととなる。従って、吐出
能力５Ｋｇ／ｍｍ² のポンプの場合と吐出能力４０Ｋｇ
／ｍｍ² のポンプの場合とを比較してみると、図２
（１）に示すように、ポンプ１０の吐出能力に違いがあ
ってもパワーステアリング装置に対する作動油の供給流
量に差が生じなくなる。

【００２１】尚、上記実施例では、制御圧室１８内に収
容する弾性部材としてコイルスプリング１８を使用した
が、皿ばね等を使用しても良い。

【００２２】また、上記実施例は圧力感応型流量制御弁
について説明したが、図３に示す圧力不感応型流量制御
弁についても同様である。この圧力不感応型流量制御弁
が圧力感応型流量制御弁と異なる点は、一次圧力室４と
吐出ポート６との間に開口面積が可変であるメインオリ
フィス２５（吐出オリフィス）を設け、かつ流入ポート
１１と一次圧力室４との間に開口面積が固定であるサブ
オリフィス２６を設けると共に、該サブオリフィス２６
の前後の差圧に応動して前記メインオリフィス２５を可
変制御するサブスプール２７をメインスプール２８（ス
プール３に相当）とは別に設けたことにある。

【００２３】前記圧力不感応型流量制御弁は上記点を除
いて圧力感応型流量制御弁と同一の構成を有しているこ
とから、ポンプ１０の吐出流量が多くなり、メインスプ
ール２８の移動によりドレンポートとメインスプール２
８の端面との間に間隙が発生し、該間隙を介して一次圧
力室４から前記ドレンポートに作動油が高速で排出され
るときには、圧力感応型流量制御弁と同様に、メインス
プール２８が間隙を縮小する方向に移動すると共に、バ
イパス通路２１が開いて、一次圧力室４の作動油の一部
がドレンポートに排出されることとなる。従って、前記
間隙からのドレン流量が少なくなり、これに伴いメイン
スプール２８に働く流体力も小さくなって上記メインス
プール２８の移動が抑制されることとなり、この結果、
流量復帰量は減少する。また、ポンプ１０の吐出能力の
大きさが大きければ、それだけバイパス通路２１の開口
面積が増加調整される。このため、ポンプ１０の吐出能
力が大きい場合には流量復帰量も大きく減少することか
ら、吐出能力５Ｋｇ／ｍｍ² のポンプの場合と吐出能力
４０Ｋｇ／ｍｍ² のポンプの場合とを比較してみると、
図３（１）に示すように、ポンプ１０の吐出能力に違い
があってもパワーステアリング装置に対する作動油の供
給流量に差が生じなくなる。

【００２４】

【発明の効果】以上の通り、この発明は、ケーシングに
形成された収容孔に摺動可能に収容されて該収容孔内を
一次圧力室と二次圧力室とに隔成するスプールと、前記
ケーシングに形成され、ポンプからの吐出作動油を前記
一次圧力室に導入する流入ポートと、前記一次圧力室に
吐出オリフィスを介して連通して系外のアクチュエータ
側に作動油を供給すると共に、前記二次圧力室に連通す
る吐出ポートと、前記スプールの摺動量に応じて前記一
次圧力室への開口量が変化して、低圧側への作動油の排
出量が制御されるドレンポートとを備え、ポンプ吐出量
の増大に伴う一次圧力室の増圧に応じてスプールを駆動
し、一次圧力室からドレンポートへの排出量を増大させ
て吐出オリフィスから吐出ポートへの作動油の供給量を
制御する流量制御弁において、前記スプールを、前記収
容孔内に摺接する有底筒状で底部に貫通孔が形成された
外筒体と、該外筒体内に摺動可能に嵌挿され、端部に突
設された小径部が前記貫通孔に摺接して前記外筒体の底
部との間に制御圧室を隔成する内筒体とから構成し、前
記小径部の端面に一端が開口して他端が外周面に開口す
るバイパス通路を前記内筒体に形成し、外筒体の外周面
には周方向の環状溝を形成して前記ドレンポートに臨ま
せると共に、前記環状溝の底部から前記外筒体の内周面
に貫通する連通孔を形成して、前記内筒体の摺動に応じ
て前記連通孔を前記バイパス通路に連通するように構成
する一方、前記外筒体の底部には前記制御圧室と前記一
次圧力室とを連通させる導圧孔を形成し、かつ前記制御
圧室内に、前記内筒体を前記外筒体の底部から離間する
方向に付勢する弾性部材を配置したため、ドレンポート
とスプールの端面との間に間隙が発生したとき、該間隙
を介して一次圧力室からドレンポートに作動油が排出さ
れる高速のドレン流を有効に利用して、一次圧力室の作
動油の一部をスプールに設けたバイパス通路を介してド
レンポートに流し、前記間隙からのドレン流量を少なく
して、これに伴いスプールに働く流体力を小さくし、こ
の流体力によるスプールの移動を抑制することができ、
この結果、流量復帰量を少くすることができる。また、
ポンプの吐出能力が高いほど前記バイパス通路の開口面
積を増加調整して、ポンプの吐出能力に応じて流量復帰
量を調整することができる。従って、流量復帰量をポン
プの吐出能力のいかんにかかわらず従来より少くするこ
とができ、これによりアクチュエータに対する作動油の
供給流量特性の安定化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例になる圧力感応型流量制御
弁を示す縦断面図である。

【図２】（１） 図１に示す流量制御弁における流量特
性図である。 （２） 比較例としての従来例の流量制御弁における流
量特性図である。

【図３】この発明の他の実施例になる圧力不感応型流量
制御弁を示す縦断面図である。

【図４】（１） 図３に示す流量制御弁における流量特
性図である。 （２） 比較例としての従来例の流量制御弁における流
量特性図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 収容孔 ３ スプール ４ 一次圧力室 ５ 二次圧力室 ６ 吐出ポート ７ 吐出オリフィス ９ ドレンポート １０ ポンプ １１ 流入ポート １２ 外筒体 １２ａ 底部 １３ 内筒体 １３ａ 小径部 １７ 制御圧室 １８ コイルスプリング（弾性部材） １９ 貫通孔 ２０ 導圧孔 ２１ バイパス通路 ２２ 環状溝 ２３ 連通孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングに形成された収容孔に摺動可
   能に収容されて該収容孔内を一次圧力室と二次圧力室と
   に隔成するスプールと、前記ケーシングに形成され、ポ
   ンプからの吐出作動油を前記一次圧力室に導入する流入
   ポートと、前記一次圧力室に吐出オリフィスを介して連
   通して系外のアクチュエータ側に作動油を供給すると共
   に、前記二次圧力室に連通する吐出ポートと、前記スプ
   ールの摺動量に応じて前記一次圧力室への開口量が変化
   して、低圧側への作動油の排出量が制御されるドレンポ
   ートとを備え、ポンプ吐出量の増大に伴う一次圧力室の
   増圧に応じてスプールを駆動し、一次圧力室からドレン
   ポートへの排出量を増大させて吐出オリフィスから吐出
   ポートへの作動油の供給量を制御する流量制御弁におい
   て、前記スプールを、前記収容孔内に摺接する有底筒状
   で底部に貫通孔が形成された外筒体と、該外筒体内に摺
   動可能に嵌挿され、端部に突設された小径部が前記貫通
   孔に摺接して前記外筒体の底部との間に制御圧室を隔成
   する内筒体とから構成し、前記小径部の端面に一端が開
   口して他端が外周面に開口するバイパス通路を前記内筒
   体に形成し、外筒体の外周面には周方向の環状溝を形成
   して前記ドレンポートに臨ませると共に、前記環状溝の
   底部から前記外筒体の内周面に貫通する連通孔を形成し
   て、前記内筒体の摺動に応じて前記連通孔を前記バイパ
   ス通路に連通するように構成する一方、前記外筒体の底
   部には前記制御圧室と前記一次圧力室とを連通させる導
   圧孔を形成し、かつ前記制御圧室内に、前記内筒体を前
   記外筒体の底部から離間する方向に付勢する弾性部材を
   配置したことを特徴とする流量制御弁。