JPS58221770A - パワ−ステアリングの流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパワーステアリングにおける作動流体の流量制
御装置に関する。

車両のハンドル操作を油圧アシストして、運転者の負担
を軽減するパワーステアリングにあっては、高速走行域
では車輪の換向抵抗が著しく減少する関係で、油圧アシ
スト力を高速域で減じて操安性の向上をはかるようにし
ているものが多い。

油圧源となるポンプはエンジン回転に同期して駆動され
るので、高回転域では吐出流量も増え、パワーステアリ
ングの油圧アクチュエータに多量の作動油が供給される
ことになるが、これを防ぐまためにフローコントロール
バルブを設け、しがも回転数の増加に応じて供給流量を
減じるドルーピングビン方式の流量制御装置を構成して
いる。

ところが、この場合、パワーステアリングの負荷が増大
すると、この負荷圧力に対応してフローコントロールバ
ルブのスプールが変位し、ドルーピングビンの位置が変
わってしまうため、供給流量が負荷圧力によって一部す
ることがあった。

このような問題に対処するため、特開昭５６−１０４１
８６号にて、ドルーピングビンの役目をする制御スプー
ルを、フローコントロールバルブのスプールと切り離し
、フローコント０−ルバルブの作動が制御スプールによ
る可変Ａリフイスの開度に影智を与えないようにしたも
のが提案されている。

しかし、この場合、制御スプールに前侵圧力差を与える
制限通路が、制御スプールとは別に設けられていて、こ
の差圧を導くための構造が複雑になるのと、フローコン
トロールバルブのスプールに制限通路の下流圧力が作用
夏るのでポンプポートの流量変動に対するスプールの応
答性が低く、バイパス流量の制御、換言づると供給流量
のフィードバック制御特性が悪化するという問題があっ
た。

本発明は、このような問題を解決するために提案された
もので、高回転域での操舵負荷による流量の変動を防ぐ
ことのできる、構造が簡単、かつ制御精度の高いパワー
ステアリングの流量制御装置を提供することを目的とす
る。

以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。

第１図の実施例において、制御装置のボディ１には、後
出の油圧ポンプ吐出側につながるポンプポート２と、パ
ワーステアリングの油圧アクチュエータ側に図示しない
切換バルブを介して接続される供給ポート３と、余剰流
量をリザーバ側へ戻づバイパスポート４とが形成され、
これらはボディ１のスプール孔５にそれぞれ開口する。

スプール孔５には、フローコントロールバルブとして余
剰油の逃がし鰺を制御するスプール７と、供給ポート３
への流路を可変にするピストン体８とが、それぞれ摺動
自在に設けられる。

スプール７は可変絞りの後圧が導かれる後圧室９のスプ
リング１０により、ストッパ１４ど係合するまで押圧さ
れ、バイパスポート４を閉じているが、スプール左端に
かかる絞りの前圧が大きくなると、スプール７が押し戻
されてバイパスポート４を開き、作動油の一部をリザー
バ側へと逃がすｄ 一方、ピストン体８は、スプール孔５に嵌めた供給ポー
ト３のプラグ１３に形成したスリーブ１２に摺動自在に
挿入される。

ピストン体８は、隔壁８Ａと筒状部８Ｂより形成され、
これら両者とスリーブ１２との間には環状室Ａが画成さ
れる。一方、隔壁８△の中央部に通孔２０が設けられる
とともに、スリーブ１２に止め輪１６により係止された
ストッパ１４との間には、スプリング１５が介装され、
このスプリング１５により筒状部８Ｂの端面がスリーブ
内部室１９の端面と当接するまで押、圧される。

そして、ストッパ１４には先端がテーパを介して小径の
頭部１７Ａとなったドルーピングビン１７が一体的に突
設してあり、このドルーピングビン１７がポンプポート
３とスリーブ内部室１９とを連通する通孔２０に出入り
して、そのオリフィス開度を変化させる可変オリフィス
（可変絞り）２１を構成している。

ストッパ１４はスリーブ１２に上記のように固定される
とともに、絞りとならない通路２３が形成され、また、
その反対面にバイパス流量を制御づるスプール７が当接
する。なお、通路２２は可変オリフィス２１の下流圧を
スプール７の後圧室９へと導くものである。

一方、前述のピストン体８とスリーブ１２とで画成され
た環状室Ａは、スリーブ１２とボディ１とにそれぞれ設
けられた通路２４．２５を介して、後出のベーンポンプ
の環状溝（圧力溝）３５に連通する二 そのベーンポンプを第２図および第３図について説明す
ると、ポンプハウジング２６には、ポンプ軸２７が回転
自在に支持されており、そのポンプハウジング２６と図
示しないカバープレートに挾み込まれて、ポンプ軸２７
によって回転駆動させられるロータ２８と、その周囲の
カムリング２９とが配設される。

ポンプハウジング２６には、円弧状管体の高圧室３０．
３０と高圧室３０．３０に通じる吐出ポート３１．３１
とが形成される。吐出ポート３１゜３１が開口するポン
プハウジング２６の摺動面３２には、吸入ポート３３．
３３がへこみとして形成される。また、残りの摺接−３
２には、複数のきり孔３４を通して高圧室３ｏの圧油が
導かれる環状溝３５が設けられる。この環状溝３５には
複数箇所（図面では４か所）の絞り３５Ａが設けられる
とともに、通路３９を介して前記の環状室Ａに連通され
る。

次に、ロータ２８には放射状に多数のベーン３６が配設
され、これらベーン３６はロータ２８のガイド溝に摺動
自在に収められるとともに、その根元の油溜溝３７は前
記環状溝３５に連通して圧油が導かれ、その圧力により
ベーン３６は、カムリング２９のカム面３８に対する接
触追従性のための圧力を受け、ロータ２８の回転遠心力
作用とともにカム面３８に密接するまで伸び出すように
形成されている。

そして、環状溝（圧力溝〉３５内には、高圧室３０から
の圧油の導入と、ロータ２８の回転に伴うベーン３６の
上下動によるポンプ作用で圧力が発生するが、これはベ
ーン３６の底面の押し込み分の排出油量が環状溝３５の
絞り３５Ａで絞られているため、ポンプｉ転数に依存し
ており、ポンプ吐出圧とは、はとんど無関係である。つ
まり、環状溝３５から通路３９に伝達される圧ツノはポ
ンプ回転数に略比例して上昇する特性をもつ。

次に作用について説明（る。

水ンプボート２に送り込まれる流量が少ないときは、作
動油は通孔２０がら内部室１９を経て供給ポート３へと
全量が流れる。

そして、ポンプポート２の供給流量が増え、通ＩＬ２０
で発生する差圧が一定値以上に大きくなると、スプール
７がスプリング１ｏに抗して侵退してバイパスポート４
を開き始める。

このため、ポンプポート２の作動油の一部は、リザーバ
側へとバイパスされ、通孔２ｏの前後圧力は、はぼ一定
に保たれるようになる。

したがって、供給ボート３への流量は、ポンプ回転数が
変化しても、通孔２ｏの開度に応じたほぼ一定流量とな
る。

ところで、この時点ではピストン体８は、通孔２０によ
る前後圧力差とスプリング１５のセット力の和によって
スリーブ内部室１９端面に押圧されて動かず、通孔２０
の開度は変化しない。

そして、ポンプ回転数がさらに上昇して流量が増えてく
ると、バイパス流量が増加するにもかかわらず、スプー
ル７のスプリング１ｏのたわみ力に比例して供給ボート
３への流量がわずかづつ増加するため、ピストン体８に
かがる通孔２ｏの前後圧力差もこれに応じて高まるが、
このとき、ベーンポンプの環状溝３５内の圧力も回転数
に比例するベーン３６のポンピング作用にもとづいて高
まり、これが通路３９を介して環状室Ａに作用し、ピス
トン体８を押圧するため、エンジン高回転域ではスプリ
ング１５をたわませながらピストン体８が変位し、ドル
ーピングピン１７のテーパ部が通孔２０に挿入される。

これにより、可変オリフィス２１の開度が急激に減少し
て、供給ボート３へ流れる流量が減る。

この状態でも、可変オリフィス前後差圧をほぼ一定に保
つように、スプール７はその前後圧力差に応じて変位し
、バイパス流量をさらに増加する。

以後、ピストン体８の変位量に応じて通孔２゜の有効面
積は減少するのであるが、実際にはスプール７による差
圧一定制御一は、スプリング１０のたわみ量によりスプ
リング荷重が変化するので、仮に可変オリフィス開度が
一定でも供給流量は漸増り”るため、このようにして可
変オリフィス２１を較り込んでいっても（勿論その絞り
方にもよるが）供給流量はほぼ一定の最小流量となるの
である。

ところで、ピストン体８は可変オリフィス２１の前後圧
力とスプリング１５の作用力の和と、ベーンポンプの環
状溝３５の圧力とがバランスする位置へと移動する。

一方、供給ポート３側の負荷変動により、可変オリフィ
ス２１の下流の圧力が上昇したとすると、これに伴う後
圧室９の圧力上昇によりスプール７が戻され、バイパス
ポート４の開度を減らし、ポンプポート２の圧力を負荷
に対応して上昇させる。

このときピストン体８は上述のように、ベーンポンプの
環状溝３５の圧力と可変オリフィス２１の前後圧力およ
びスプリング１５の作用力の和と□ のバランスで位置決めされるのであるが、オリフィス前
後圧力差がこのようにして同一に保持されるため、可変
オリフィス２１の開度は同一に保たれ、供給流量が従来
のドルーピングビン方式のように、増加するのを防止で
きる。

つまり、本発明では、差圧一定制御用のスプール７と可
変オリフィス２１が分離されているので、バイパス流量
のいがんにががゎらず、可変Ａリフイス２１を独立して
ベーンポンプの環状溝３５内の圧力で制御できるためで
ある。

ところで、差圧制御用のスプール７に対しては、ポンプ
ボート圧力（前圧）が直接的に作用するとともに、可変
オリフィスはベーンポンプの圧力溝の圧力により単独に
制御されるので、応答性は極めて良好である。

第４図に示す第２実施例は、ドルーピングビン１７のピ
ストン部１７Ｂをスリーブ１２に摺動自在に収めてスリ
ーブ１２との間に環状室Ａを画成する一方、スリーブ１
２のポンプボート２側に止め輪１６で係止されるストッ
パー４を設番プ、スト・・）。

ツバ１４に通孔２０を設けてドルーピングビン１７を挿
入して可変オリフィス２１を形成し、ストッパー４とド
ルーピングビン１７の間にスプリング１５を介装し、こ
のスプリング１５によりドル−ピングビン１７端面が環
状室Ａの端面と当接するまで抑圧するようにしたもので
ある。

この場合はドルーピングビン１７がポンプ回転数の上昇
に応じて移動して可変オリフィス２１を絞り込む。ただ
し、ドルーピングビン１７は制御スプール７とは独立し
て移動するので、負荷変動によりドルーピングビン１７
が復帰するのは上記実施例と同様に防止できる。

以上のように、本発明によれば、ポンプ回転数のみの関
数となる圧力に応じてピストン体もしくはドルーピング
ビンを移動させ、可変オリフィスを高回転域で絞り込む
ようにしたため、パワーステアリングの負荷変動にかか
わらず、ポンプ高回転域での供給流量を減じ、操安性を
向上させる一方、バイパス流量をコントロールするスプ
ールには、ポンプポートの圧力を直接作用させるととも
に、可変オリフィスはベーンポンプの圧力溝の圧力に応
じて独立的に制御するので、応答性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の第１実施例を示すもので、第
１図は断面図、第２図はベーンポンプのポンプハウジン
グ摺接面の正面図、第３図はカムリングとロータの正面
図、第４図は本発明の第２実施例を示づ断面図である。 。 １・・・ボディ、２・・・ポンプポート、３・・・供給
ボート、４・・・バイパスポート、７・・・スプール、
８・・・ピストン体、１０．１５・・・スプリング、１
２・・・スリーブ、１４、・・・ストッパ、１７・・・
ドルーピングビン、２゜・・・通孔、２１・・・可変オ
リフィス、２４．２５．３９・・・通路、２６・・・ポ
ンプハウジング、２８・・・ロータ、２９・・・カムリ
ング、３１・・・吐出ポート、３４・・・きり孔、３５
・・・環状溝、３５Ａ・・・絞り、３６・・・ベーン、
３７・・・油溜溝。 特許出願人　　　萱場工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロータに放射状に配置したベーンの基端にポンプ吐
   出圧を導く圧力溝を形成したベーンポンプからの吐出油
   を、ポンプポートから絞り部分を介して油圧アクチュエ
   ータに連通ずる供給ポートへ送り出し、余剰流量を上記
   絞りの前後圧力に応動してバイパスポートｉ開閉するス
   プールを介してリターンさせるようにしたパワーステア
   リングの流量制御装置において、ポンプポートと供給ポ
   ートの間に、ドルーピングビンとこれを受は入れる通孔
   をもつ＃ｉ壁を備え、かついずれか一方を前記ベーンポ
   ンプの圧力溝から導かれた油圧に応じて摺動させ、ポン
   プ回転数の上昇に応じて開度が減少する可変オリフィス
   を形成したことを特徴とするパワーステアリングの流量
   制御装置。 ２、可変Ａす）イスは、ポンプポートと供給ポートの間
   に摺動自在に介装されたピストン体と、このピストン体
   に設けた通孔に挿入された固定ドルーピングビンを備え
   るとともに、ピストン体がベーンポンプの圧力溝がら導
   がれた油圧により変位するように構成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のパワーステアリ
   ングの流量制御装置。 ３、可変オリフィスは、ポンプポートと供給ポートの間
   に摺動自在に介装された可動ドルービングピンと、これ
   を受は入れる固定隔壁に設けた通孔を備えるとともに、
   可動ドルーピングビンがベーンポンプの圧力溝から導か
   れた油圧により変位するように構成されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のパワーステアリン
   グの流量制御装置。　　　　　　　　　　　　　−