JPS5857571A - 圧力補償形流量調整弁 - 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の操舵力制御装置等圧用い
られる圧力補償形光ｔｌｌｌ整弁の改良に関するもので
ある。

パワーステアリング及びその操舵力制御装置は漿ね第１
図の如くに構成され、エンジン駆動される定流量ポンプ
ｌと、パワーステアリング作動弁コと、パワーシリンダ
３と、作動流体供給路亭及び作動流体戻し路５間を短絡
するノくイノくス路１に挿入した圧力補償部７及び可変
絞り部ｔよりなる圧力補償形流量調整弁デとを具える。

上記要素ｌ〜ｊでパワーステアリングを構成し、ポンプ
ｌからの定流量告の吐出流体は通路ダより弁コを通流後
退路！を経てポンプ／に一体のリザーノ（タンク１０に
戻されている。ここで、ステアリングホイールにより舵
取操作すると、弁コが操舵負荷に応動し、その−上流側
、即ち通路夢中に圧力Ｐ１を生ぜしめ、この圧力をパワ
ーシリンダ３の対応する一方の室内に導入して該パワー
シリンダを作動せしめ、操舵力伝達系を舵取方向にパワ
ーアシストし、軽快な動力横向が可能で）る。ところで
、Ｆ記要素４〜デで構成される操舵力制御装置１ｔは、
可変絞り部ｔがサーボモータを介して車速に応じた開＃
にされることから、これを軽てポンプ吐出流体を車速に
応じたｉｔＱだけ抜敗り、残余量％””ｒ−Ｑの流体を
弁コに向かわせ、操舵力を車速に応じた適切な値に制御
することができ、５゜Ｐ、の差ΔＰ　；Ｐ２−　Ｐ３を
一定値に保つために存在し、これにより可変絞り部ｔを
通る作動油抜取量Ｑを圧力Ｐによる変化時も変らず、可
変絞り部１の開度に応じた値に保つよう機能して操舵力
を高精度に制御しようとするものである。

例えばこのような用途に供される圧力補償形光量調整弁
デはその圧力補償部りを従来例えば第一図の如くに構成
していた。即ち、弁本体ｌｌ内にスプールｌ−を摺動自
在に嵌合し、スプール／−の一端拡大部／コａにばね１
３のばね力及び可変絞り部ｌの下流圧Ｐ、を図中右向き
に作用させ、スプール１２の他端ランド部ｌコｂ及び拡
大端部ｌコａに可変絞り部Ｉの上流圧Ｐ　を図中左向き
に作用させる。そして、弁本体／／のスプールランドガ
イド孔ｉｉａ　Ｋ環状溝／／ｂを形成して肩部／／ｃを
設定し、該肩部とスプールランドｌ−ｂの角部ｌコＣと
の間に存在する環状の減圧通路／１１に、定流量ポンプ
／からの吐出流体の一部を矢２で示すように通流させて
圧力ＰからＰ２へと減圧し、その後可変絞り部ｔを紅て
その開度により決まる流量Ｑでリザーバタンク／θ′に
抜取り、このようにして流量調整された残余流体を回路
／ｊを経て流体作動機器（第１図の場合弁コ）に供給す
ることができる。

かかる構成において、スプールｌ−に作用する力の定常
的な釣合式を考えると、 で表わされ、上式中左辺はばね／Ｊによるばね力、右辺
第１項は流体力、第一項は流体圧Ｐ２．Ｐ、による力を
表わす。この式より可変絞り部ｔの前後差圧ΔＰは Δｐ＝ｐ　−ｐ ３ となり、上式中右辺第７項は定数項である。しかして、
上式中右辺第コ項及び第３項は夫々変数項であり、 てほぼ一定に保たれ、従来の圧力補償形波量調整弁は可
変絞り部ｔに流れる流体抜取量をポンプ吐出圧ＰＫ影響
されることなく　ＩＪｆ変絞り部ｔの開度により一義的
に決定される値に保って前記所定の流量調整機能を遂行
することができる。

しかし、それ以外の作動条件下では上記変数項が上述し
たように無視できる程に小さく保たれ得す、大きな値と
なってしまい、これら変数項の影響を受けて差圧ΔＰが
一定値に保たれ得なくなる。

このことは差圧ΔＰの質化分だけ可変絞り部ｌによる流
体抜取量Ｑが同じ可変絞り部開度でも誤差を生ずること
を意味し、正確な流ｆ調整機能を得難かった、 この誤差が、圧力補償形波量調整弁を用いた装置にどの
ような不具合を及ぼすかを、第１図のパワーステアリン
グの例につき次に説明する。先ず、第３１ｙ１け可変絞
り部ｌの開口面積変化に対する流体抜取量Ｑ及び補償圧
力（差圧）ΔＰの変化特性を示す、この特性図から明ら
かなように、可変絞り部ｔの開口面積が増加するにつれ
当然のことながら流体抜取量ＱはＱｌ、　Ｑ２で示すよ
うに増大するが、これにともなう上記誤差によって差圧
ΔＰはΔＰ　、ΔＰ　で示ずよ５に−９に保たれ得す、
町１　　　　　　２ 変絞り部ｔが開口面積を増大するにつれ低下してしまう
。この低下丁合は圧力Ｐ１が低い場合ΔＰ１の如き程度
であるものの、圧力Ｐの増加につれΔＰ２の如くに大き
くなってゆき、かかる差圧ΔＰの低下は流体抜取量Ｑを
可変絞り部ｔの開口面積に正確に対応させ得なくし、特
に可変絞り部ｌの開［１面積が大きくなる領域でＱｌ、
　Ｑ２の如く流体抜取ｆＱが可変絞り部ｊの開口面積に
対応したリニヤ特性から下方（対応した値以下）に大き
くずれる又、この傾向は圧力Ｐ１が低い場合（Ｑ、で示
す）より圧力Ｐ１が高い場合（Ｑ２で示す）の方が顕著
となる。

このように誤差のため流体抜取ｆＱが可変絞り部ｔの開
口面積に対応し得す、これに対応した値より少なくなる
と、可変絞り部ｒを構成するスプール等の変位量と流体
抜取量Ｑとの関係がリニヤでなくなり、これを補正する
ため当該スプール等を駆動して可変絞り部「の開口面積
を決定するサーボモータの制御回路が複雑になってしま
う。又、上述のように流体抜取量が圧力Ｐｉ（よっても
誤差を生ずると、可変絞り部ｌの開口面積を成る車速に
対応した一定値に保っていても、舵取操作中前述したよ
うに圧力Ｐが遂−変化した場合、これによって同じ操舵
力に保たれなければならない同一車速での走行中である
にもかかわらず、流体抜取量Ｑが圧力Ｐの変化により遂
−変化してしまい、結果として弁コに向う流体％が変化
して操舵力が変化し、高精度な操舵力制御が不可能にな
る。

ここで、上記誤差について考察するに、この誤差の原因
となる前記（２）式中右辺第２項、第３項のＸ　、　Ｖ
ｌは、減圧１通路／４１に流れる流体にベルヌーイの式
を適用して求まる次式 から、 ぃ。ム（ｐ　−ｐ　）　　　　　　−−−−−−−−−
、＝　（４）ｌ　　　　ρ　　１２ で表わされ、これら式を（２）式に代入してが求まる。

この（５）式中の変数項（−差項）、即ち右辺第２項及
び第３項についてその影４１度を検討するに、Ｑ及び（
Ｐｌ−Ｐ２）が大きくなると誤差項の和値が大きくなっ
て差圧ΔＰに大きな誤差な生じ、しかもこの場合第３項
による誤差が支配的に大きくなることが上記（５）式か
ら判る。このことから差圧ΔＰの誤差を小さくして圧力
補償形波量調整弁の流量調整精度を高めるには第３項に
対する対策が有効であること明らかで、この目的のため
には■面積大を大きくすること、■前記（２）式中ρＱ
ｖＣＯ＠φ及ヒ（５）式中ＱＣＯ８φｆ■ｒ叩１ｒで表
わされる流体力を小さくすることの一点が必要である。

しかし、■の対策では、面積大を大きくする仕舞が全体
的に大型となり、従って弁を大型にせずに流量調整精度
を高めるには■の対策が最も有効である。

一方、差圧ΔＰを高目に設定すれば、前記誤差項による
影響が少ないが、圧力補償形波量調整弁を第１図に示す
ように操舵力制御装［Ｋ用いる場合、それも以下の理由
からままならない　即ち、可変絞り部ｊによる流体抜を
量Ｑが零の時、弁コでの圧力損失は一般的にコル亭捗−
稈度であるが、流体抜取量Ｑを大きくすればする程圧力
損失は小さくなるため、この時にも圧力補償部りが前記
所定の圧力補償を行ない得るようにするためには、差圧
ΔＰを小さく設定せざるを得ない。従来の圧力補償形波
量調整弁はこのような用途に供する場合、−上述の如く
設定差圧ΔＰが小さいこともありて益々流量調整精度が
悪くなり、このことは、パワーステアリング油圧系の圧
力Ｐがかなり広範囲に変化し、その全領域に亘り圧力補
償機能を要求されることから、一層顕著になっていた。

。 本発明は上述の観点から、圧力補償部のスゾールにかか
る流体力を軽減してこれが流量調整精度に与える影響を
少なくし、全体的に大型にしたり、補償圧力を高くしな
くても高精度な流量ｗ４整機能を果たし得るよう改良し
た圧力補償形流量調整弁を提供しようとするものである
。

以下、図示の実施例により本発明を詳細Ｋ　１ｉｆ２８
Ａする。

械３図は本発明−実施の態様で、図中第一図におけると
同様の部分を同一符号にて示す。

本発明においては、スプール／コから第一図におけるラ
ンドノコｂ及びランド角ｆｆｔｉ　／コＣを排除し、ス
プールノコを拡大端部／、２ａ以外滑らかに構成して、
弁本体／／に設けた孔／／ａにより長手方向に案内する
。そして、スプール１２を一端が閉塞された中空にし、
その開口他端にピストン部材を嵌着してこれをスプール
拡大端部ｌコａｌｃすると共に、スプールノコ内に中空
室１６を画成する。

中空室／２の周壁にこれを直角方向に貫通する少なくと
も７列（図示例では一列）の透孔／Ａａを穿ち、各列の
透孔をスプール／コの長手方向に配列する。なお、透孔
／４ａはこれを十分大きくする場合、列にして設ける必
要はなく、１個のみでもよいし、この場合透孔ｌ口をス
プール１２の長手方向に細長いスリット型式の透孔にし
てもよい。

該透孔／４１はスグール／コの長手方向移動中肩部／／
Ｃに連なるスプール嵌合孔／／ａの内周面により開口面
積を変化されるよう配置し、これらで第一図における減
圧通路／ゲと同様に機能する減圧通路を構成する。

中空室１６０周壁には別に透孔／基すを形成し、これら
透孔を、スプール嵌合孔／／ａの内周面に形成した環状
溝／／ｄを経て可変絞り部ざに連通させる。又、環状溝
／／ｄの幅はこれを十分大きくして、スプールノコの作
動ストローク中常時透孔１６ｂが該環状１ＩＩｌｌｄＫ
通じているよ５にする。

かかる本発明の圧力補償形流量調整弁は定ｆＬ′ｇＩｋ
ポンプ／からの流体を可変絞り部ｌの開口面積に応じた
所定量だけ透孔／Ａｍ、中空室／Ａ、透孔／４ｂＫ通過
後、可変絞り部ｔを経てリザーバタンク１０Ｋ抜取り、
又透孔／Ａｍの合計開口面積がスプールノコの長手方向
移動により減圧通路／＋１　（第一図参照）と同様に加
減されることで、可変絞り部ｌの前後差圧を設定値に保
って流体抜取量を可変絞り部ｔの開口面積により決定す
る流量調整機能な従来と同様に果たし得る。ところで本
例においては、透孔／４ａを矢ａの如く通過する流体が
スプールノコに対し直角方向の指向性を持っていること
から、前記（２）式中のφを９０度（ｃｏＳｄ＝０　）
となし祷・°Ｃ１とができ、結果として可変絞り部ｌの
前後差圧を設定値に保つ圧力補償機能を高精度に果たし
得てこれにより精度を左右される流量調整作用を高精度
に遂行可能である。

なお、上述した例では透孔／４ｍを中空室／６の周壁に
直角方向に貫通させて形成したが、該周壁に対しＣＯＢ
φ〈Ｏとなるよう傾斜させれば、前記（２）することも
可能で、一層嵩精度な流量調整作用を期待できる。

かくして本発明圧力補償形光ｔｖＩ４整弁は一上述の如
く、スプールｌ−内に中空室１４を形成し、該中空室の
周壁にこれを貫通するよう設けた透孔／６ａを経てポン
プ／からの吐出流体を中空室１６に流入させた後可変絞
り部ｌに向かわせる構成としたから、上記作用説明の通
り透孔／１ａの角度設定次第で前記哄差項を小さくした
り零にすることができ、流量調整作用の誤差をほとんど
な（せ、全体として大型化したり、可変絞り部ｔの前後
差圧を大きくすることなしに流量調整機能を高精度に行
なわせることができる。

なお、上述した例ではポンプｌからの流体を単一ボート
を経て環状溝１１ｂ内に流入させ、その後透孔／４ｍに
向かわせる構成としたが、第ダ図偵）及び域参図伽）に
示す如く環状溝／／ｂの底部に開口する複数個（図示例
では一個）のポー）　／７　、　／ｌを円周方向等間隔
に配して設け、これらボートを経てポンプｌからの流体
を環状＃４Ｉｌｂ内に流入させるようにすれば、この流
入流体がスプール／ユの径方向に及ぼす力が全周に亘り
均等となり、スゲ−ルア、２をこじることがなく、これ
と弁本体／ｌとの間の摩擦力を減じ得てスプール１２の
移動時に生ずるヒステリシスを減らすことができ、流量
調整精度を更に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧力補償形光量藺整弁の応用例ｋ　ｙＮすす操
舵力制御装置付パワーステアリングのシステム図、第一
図は従来の圧力補償形波量調整弁を下す縦断側面図、第
３図は本発明の圧力補償形波量調整弁を示す縦断側面図
、第ダ図（ａ）は本発明流量−整弁の他の例を示す第３
図と同様の縦断側面図。 第ダ図（ｂ）は第ダ図（ａ）のＩ−Ｉ断面図、第５図は
第一図に示す従来の流量調整弁の作用特性図である。 ｌ・・・定流量ポンプ、り・・・圧力補償部、ｔ・・・
可賛絞り部、ＩＯ・・・リザーバタンク、ｉｉ・・・弁
本体、／／ａ・・・スプール嵌合孔、／／ｂ、ｌｌｄ・
・・環状溝、／／ｃ・・・肩部、／２・・・スプール、
／２ａ・・・拡大端部、／３・・・ばね、／Ｓ・・・流
体作動機器接続回路、／６・・・中空室、／Ａａ　、　
／６ｂ・・・透孔、／７　、　／ｌ・・・流体流入ボー
ト。 特許出願人　日産自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｔ　弁本体と、これに摺動自在に嵌合したスプールとを
   具え、該スプールの長手方向移動により開度変化する減
   圧通路に定流量ポンプからの吐出流体を通流後、可変絞
   り部を紅てその開口面積により決まる所定量抜取って残
   余吐出流体を前記減圧通路の上流側より流体作動機器に
   供給すると共に、前記可変絞り部の前後差圧を一定に保
   つよう前記スプールを移動させて前記減圧通路の開度を
   加減し得るようにした圧力補償形流量調整弁において、
   前記スプール内に前記可変絞り部に連通ずる中空室を形
   成し、該中空室の周壁にこれを頁通ずる透孔を穿ち、該
   透孔がスプールの長手方向移動中前記弁本体のスプール
   ′嵌合孔内筒面により開口面積を変化されるようにして
   、これらで前記減圧通路を構成したことを特徴とする圧
   力補償形流量調整弁。