JPS5912645Y2 - 流量制御弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、流量の垂下特性（ドローピング、Ｄｒｏｏｐ
ｉｎｇ）、すなわちポンプ吐出流量の増加に伴って油圧
機器への供給流量が減少する特性を持った流量制御弁に
関するもので、特にポンプ吐出通路または還流路を流れ
る流体の動圧を、供給流路に設けた可変オリフイスバル
ブの可動弁体に直接及ぼして供給流量を制御するように
したことを特徴とする。

通常、エンジンにより駆動されるオイルポンプはエンジ
ン回転数の増加とともにその吐出油量を増大させ、この
給送油量を受ける油圧機器たとえば動力舵取装置に操舵
補助力を与えて軽快な操舵出力を得られるようにしてい
る。

しかし、車速が一定値以上に達すると、安定した操舵力
が得られるように給送油量の一部をポンプ吸込側へ還理
させ給送油量を一定値以下に、車速の増大とともに漸減
させるようにする必要があり、特に高速走行時には車両
の操向抵抗が減じるために動力舵取装置によって軽減さ
れるハンドル操作力が小さすぎてたとえばハンドルを切
りすぎてしまうなどの危険性を防止できるように、給送
油量は所定量まで減少させた後はほぼ一定値に保たれる
ようになされている。

ところで、上記特性を備えた流量制御弁と犯て、従来装
置は、一般的にポンプ吐出通路から還流路に至る還流量
の制御と、動力舵取装置に至る供給流路の絞り量の制御
とを、単一のスプールバルブで行なうようにしているた
め、動力舵取装置の操作による圧力変動によって供給流
路の絞り量が変化し、操舵時、すなわち圧力上昇時にそ
の上昇の程度に応じて供給流量が増加してしまうという
現象があった。

また上記のタイプとは別に、動力舵取装置に至る供給流
路中に紋り量を変化させるメータリングロツドを配設し
た弁装置も提案されているが、メータリングロツドによ
る絞り量の制御は、メータリングロツドの加工、メータ
リングロツドと絞り口との同芯加工等において高精度を
維持することが難しく、あるいは前述のタイプと同様に
圧力変動に伴う流量変化が生じる等の問題点があった。

本考案は、以上の点に鑑みてなされたもので、動力舵取
装置等の油圧機器に至る供給流路に可変オリフイスバル
ブを設けるとともに、このバルブの可動弁体の端部受圧
面をポンプ吐出通路または還流路内に臨ませ、これら流
路内の流体の動圧を弁体の受圧面に及ぼしてこの動圧の
大なるとき程可変オリフイスバルブの開口面積が小とな
るように構或し、もって流量の垂下特性が得られるよう
にしたものである。

以下図示実施例について本考案を説明すると、第１図に
おいて、１はポンプ吐出通路（圧力室）、２，３はそれ
ぞれこの通路１から分岐した還流路と供給流路で、還流
路２は図示しないオイルタンクに直接連通し、供給流路
３は動力舵取装置（Ｐ．Ｓ）を経てオイルタンクに連通
している。

４は還流路２に設けたスプール弁、５は供給流路３に設
けた可変オリフイスバルブであって、スプール弁４は通
路６によって可変オリフイスバルブ５前後の差圧を受け
るように構或されており、供給流路３を流れる流量が一
定値に達して上記差圧が戻しばね４ａの力に打ち勝つと
、スプール弁４が図において右行し、そのランド４ｂが
還流路２を開き始める。

可変オリフイスバルブ５は、供給流路３に交差させて形
或した弁孔７内に、ランド５ａを有するスプール状の可
動弁体５ｂを摺動可能に嵌合させ、供給流路３に対する
ランド５ａの位置によって流路の絞り量、つまり開口面
積を決定するようにしたものであって、戻しばね５Ｃは
この開口面積が大となる方向に可動弁体５ｂを付勢して
いる。

５ｄは可動弁体５ｂの図の右方への摺動端を規制して最
小開口面積を決定する流量決定用ピンであり、可動弁体
５ｂの図の左方への摺動端はランド５ａが規制している
。

また、この可変オリフイスバルブ５の可動弁体５ｂは、
その一端部、つまり図の左端部を還流路２内に臨ませて
端壁を受圧面８としており、この受圧面８は還流路２の
ノズル通路２ａに対向し、ノズル通路２ａを流れる流体
の動圧が可動弁体５ｂに及ぼされるようになっている。

上記構或に係る本流量制御弁によれば、供給流路３に流
れる流量（制御流量）を例えば第３図のような特性とす
ることができる。

すなわち車両エンジンによって駆動されるポンプの低速
回転域（低流量域）においては、スプール弁４は戻しば
ね４ａの力によりストツパ９に当接してそのランド４ｂ
が還流路２を閉じており、他方可変オリフイスバルブ５
は戻しばね５Ｃがランド５ａを弁孔７端壁に当接させて
最大の開口面積（絞り面積）を保持している。

したがってポンプ吐出流量のすべてが供給流路３に流れ
、第３図ａ領域のようにポンプ吐出流量と制御流量とが
比例する。

次にこの制御流量が一定値に達すると、可変オリフイス
バルブ５前後の差圧力によってスプール弁４が第１図に
おいて右行し始め、ランド４ｂが還流路２を開き、余剰
流量を還流路２に流す。

したがって第３図ｂ領域のように制御流量がほぼ一定に
なる。

なおこのときは還流路２に流体が流れるため、可変オリ
フイスバルブ５の可動弁体５ｂには、受圧面８から動圧
が及ぼされるが、このときの動圧では可動弁体５ｂが移
動しないように戻しばね５Ｃの弾撥力等の要素が定めら
れている。

さらにポンプ吐出流量が増加し、還流量が増加すると、
還流路２のノズル通路２ａを流れる流体の流速が増して
その運動エネルギが可動弁体５ｂの受圧面８に及ぼされ
、この動圧が可動弁体５ｂを押圧する戻しばね５Ｃの力
に打ち勝つため可動弁体５ｂが第１図において右行し、
ランド５ａが供給流路３をさらに絞り始める。

したがって供給流路３を流れる制御流量は減少すると共
に、可変オリフイスバルブ５前後の差圧が大きくなって
スプール弁４の開度が大となり、還流量が大となる。

そして還流量が大となると還流路２のノズル通路２ａを
流れる流体の流速も増すためさらに可動弁体５ｂの受圧
面８に及ぼされる動圧が大となり、したがって第３図Ｃ
領域のようにポンプ吐出流量の増加に伴い可動弁体５ｂ
のランド５ａがさらに流路を絞って制御流量を減少させ
る。

そして上記動作によって可動弁体５ｂが移動し、流量決
定用ピン５ｄが弁孔７端壁と当接すると、以後可変オリ
フイスバルブ５の開口面積は最小の一定値に保持され、
したがって制御流量はほぼ一定となる（第３図ｄ領域）
。

なお第３図に破線で示したグラフは実際のポンプ吐出流
量であり、これと制御流量との差に相当する流量は、上
記各領域においてスプール弁４から還流路２へ還流され
る。

上記の本流量制御弁においては、ノズル通路２ａの径ｄ
、ノズル通路２ａと可動弁体５ｂの受圧面８との初期離
隔量１等の要素を変更すれば、受圧面８に及ぼされる動
圧が変化するから、流量特性を種々変更できることは明
白である。

なお、第２図に示すように可動弁体５ｂの受圧面を凹陥
部８ａとし、この凹陥部８ａをノズル通路２ａに対向さ
せれば、可動弁体５ｂの応答性はより向上する。

さらに可動弁体５ｂの受圧面８は以上の説明から明らか
なようにポンプ吐出流量の増加に伴い動圧の増加する場
所に臨ませれば目的を達することができるから、供給通
路３の分岐点より上流のポンプ吐出通路１に臨ませても
よい。

また、第３図に示した流量特性は模式化した代表的な流
量特性を示すに過ぎないもので、他の要素の変更によっ
ても種々変更が可能である。

例えば同図における第一流量Ｑ１は、可動弁体５ｂのラ
ンド５ａの幅を変えて初期絞り量を変えることにより変
更でき、同様に第二流量Ｑ２は流量決定用ピン５ｄの長
さを変えて最終的な最小絞り量を変えることにより変更
できる。

また、可変オリフイスバルブ５の戻しばね５Ｃのばね定
数を変えれば、第４図ｐ， ｑ， ｒのように垂下
特性の傾斜を変更でき、戻しばね５Ｃのばね定数は一定
としてそのセットカを変えれば第５図ｓ， ｔ，
ｕのように変曲点の位置を変更できるのは明きらかであ
り、車両に応じた各種の適正な操舵性能を所望に選択し
得る利点がある。

以上の通り本考案に係る流量制御弁は、供給流路に設け
た可変オリフイスバルブの可動弁体の端部受圧面に直接
ポンプ吐出通路または還流路の動圧を作用させるように
したから、可変オリフイスバルブを作動させるためのオ
リフイス等を必要とせずに任意の流量垂下特性が得られ
、したがって圧力損失が少ないとともに部品点数の減少
が図れ、しかも構或が簡単であるから製造容易で作動が
確実という効果がある。

つまり、動圧により可変オリフイスバルブの可動弁体を
作動させるものであるから、従来の固定オリフイスを利
用して弁体を作動させるようにしたもののように制御弁
入口部における圧力上昇を伴うことがなく、したがって
ポンプの省エネルギ化に役立つとともに、流勢を利用で
きるので圧力を低くしても使用可能な利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係る流量制御弁の実施例を示す要部
断面図、第２図は、可動弁体の受圧面の他の実施例を示
す要部断面図、第３図、第４図、第５図は、それぞれ本
考案によって得られる流量特性を模式的に示すグラフで
ある。 １・・・・・・ポンプ吐出通路、２・・・・・・還流路
、３・・・・・・供給流路、４・・・・・・スプール弁
、５・・・・・・可変オリフイスバルブ、５ｂ・・・・
・・可動弁体、８・・・・・・受圧面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ポンプ吐出通路を油圧機器に連通ずる供給流路とオイル
   タンクに直接連通する還流路とに分岐させ、上記供給流
   路に可変オリフイスバルプを設けるとともに、上記還流
   路にこの可変オリフイスバルブの前後の油圧圧力差を受
   けて開弁しポンプ吐出流量の一部を還流させる制御弁を
   設けた流量制御弁において、上記バルブの可動弁体の端
   部受圧面を上記ポンプ吐出通路または還流路内に臨ませ
   、かつこの可変弁体の端部受圧面に流体の動圧を直接作
   用させてこの動圧の大なるとき程可変オリフイスバルブ
   の開口面積が小となるようにしたことを特徴とする流量
   制御弁。