JPS6020591B2

JPS6020591B2 - 圧力流体供給装置

Info

Publication number: JPS6020591B2
Application number: JP55154471A
Authority: JP
Inventors: 武大江; 秀紀前田
Original assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Current assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Priority date: 1980-10-31
Filing date: 1980-10-31
Publication date: 1985-05-22
Also published as: JPS5779281A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、複数のポンプから吐出される圧力流体を流体
機器に選択的に供給する圧力流体供給装魔に関する。

たとえば自動車に搭載され運転車の舵取操作力を軽減す
る動力舵取装置において、その油圧発生源となるポンプ
は、通常、自動車のエンジンで回転駆動される。

そして、このポンプからの作動油の吐出量はエンジンの
回転数に比例して増減する。したがって、このようなポ
ンプには、エンジンの低回転城すなわちポンプ吐出量が
少ないときでも前記動力舵取装置などの流体機器の動作
に支陣ない充分な流量を供給できる容量を有することが
要求される。しかし、ポンプ容量をこのように設定する
と、エンジンの高回転城では不必要に大きな流量を動力
舵取装置に供給することになり、無駄が多く、またこの
ポンプ駆動のためのエンジンの消費馬力も大きくなり、
省エネルギ対策上好ましくない。

特に、近年では、自動車用エンジンの燃費向上が叫ばれ
ており、上述した動力舵敬装置用のポンプ０消費馬力を
必要最小限にすることが望まれている。このため、従釆
から、容量の小さい２台のポンプと、これらのポンプ吐
出量に応じて作動する流路切換機構とを備えた圧力流体
供給装置が提案さ夕れており、この装置では、各ポンプ
の吐出量が小さいときにはこれらを合流させて供給して
流量機器作動を保障し、また各ポンプの吐出量が大きく
なったときには一方のポンプのみを油圧供給用として用
い、他方はタンク側に接続して無負荷状態０とし、これ
によりポンプを駆動するのに要する馬力を極力小さくし
て消費馬力の低減化を図ることができる。

しかしながら、上述した装置は、エンジンの回転数に応
じた各ポンプ吐出量を基準として流路の夕切換えを行な
う構成であり、自動車の高速走行時すなわちエンジンの
高回転城では一方のポンプのみを駆動するためその消費
馬力の低減化をある程度図るこせができるが、一方、エ
ンジンの低回転城ではそのェネルギロスが避けられない
ものである。

すなわち、上述した動力舵取装置において、圧油の供給
量が問題となるのはこれに高負荷が加わり高出力が要求
されるとき、つまり舵取操作時であり、それ以外のとき
、たとえば停車中や直進走行時にあってはたとえエンジ
ンが低回転域にある場合でも圧油の供給量は少なくてよ
い。

特に、自動車では、たとえば１０モード走行パターンで
表わされる市街地走行を行なう場合が最も多く、このよ
うな抵途走行時における消費馬力の低減化を図る必要が
ある。一方、上述した動力舵取装置に用いる圧力流体供
給装置では、エンジンの高回転城における圧油供給量が
問題となっている。

すなわち、ポンプ回転数が大きくなり、これに伴なつて
ポンプ吐出量も増えると、必要以上の圧油が動力舵取装
置側に送られることとなり、無駄であるばかりでなく、
過大流量による作動不良を起す。このために、従来から
流量制御弁を付設して高回転域においては一定の供給量
を保ち、それ以外はタンク側に戻すように横成している
が、この場合に問題となることは走行安定性の点である
。すなわち、自動車が高速走行している際には、ハンド
ルが軽るすぎると運転者にとって不安感を生じるもので
、これを取り除くために圧油供給量をある程度減少させ
る、いわゆるドローピング機構を付設することが必要で
ある。そして、この種のドローピング機構は高速時に動
力舵取装置への圧油の供給量を減らすことによる配管及
び動力舵取装置での圧力損失３を少なくしてェネルギロ
スを小さくすることにも効果があり、このような点をも
考慮した簡易な構成を有する装置の出現が望まれている
。本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、複
数のポンプからの圧力流体を流体機器側の３負荷の大小
に応じて選択的に供給する流路切換弁と、ポンプ吐出量
が所定値以上になったときに一部をタンク側に戻して一
定の供給量を維持し、さらにこれを減少させ得るドロー
ピング機構が付設された流量制御弁とを巧みに組合わせ
るという簡；単な構成によって、ポンプ消費馬力の無駄
を省き、省エネルギ効果をより一層向上させることが可
能となるばかりか、流体機器側の動作性能を大幅に向上
させることができる圧力流体供給装置を提供するもので
ある。

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳細に説明
する。

第１図は本発明に係る圧力流体供給装置の−実タ施例を
示すものであり、本実施例では自動車用動力舵取装置に
適用した場合について説明する。

図において、符号１，２は圧油をそれぞれ別個に吐出す
る第１および第２のポンプで、共に図示しないエンジン
により回転駆動され、タンク３内０の作動油を流路切換
機構４を介して動力舵取装置５に循環供給する役割を果
たす。なお、これらのボンプー，２は必ずしも別体に構
成されている必要はなく、ケーシングおよびポンプ駆動
軸を共通として一体に構成されたものでもよい。この場
タ合、第１のポンプ１の容量はエンジンの低速回転で動
力舵取装置５が操作されていない時に吐出量が供給量と
して充分であればよく、第２のポンプ２の容量よりも小
さくした方が省エネルギ効果をより大きくすることがで
きる。また、図中、１０ａ，２ａは各ポンプー，２の吸
込側管路、ｌｂ，２ｂは同じ〈吐出側管路、３ａは前記
管路ｌａ，２ａに接続されるタンク側管路、さらに５ａ
は前記流路切換機構４と動力舵取装置５間の圧池供給用
管路、５ｂはタンクへの戻り管路である。夕さて、本
発明によれば、上述した第１および第２のポンプー，２
から吐出される圧油を動力舵取装置５に選択的に供給す
るための流路切手臭機構４を次のように構成している。
すなわち、図中符号１川ま前記第１のポンプ１０からの
圧油を動力舵取装置５に供給するメイン通路、１１は前
記第２のポンプ２からの圧油が導びかれるサブ通路で、
これらのメイン通路１０およびサブ通路１１間には前記
動力舵取装置５の負荷の大小に応じたメイン通路１０中
の圧油の圧力変タ化を感知して作動する稀路切換弁１２
が配設されている。

この流路切換弁１２は、前記メイン通路１０側に一端が
閉口するようにケーシング４ａに設けられたバルブ孔１
２ａ内に酒勤自在に支持されたス０プール１３を有し、
このスプール１３は常時はスプリング１４により付勢さ
れてバルブ孔１２ａのメイン通路１０側に位置している
。

そして、この状態において、バルブ孔１２ａの鼠方向中
央に開□した前記サブ通路１１はスプール１３により〆
ィン通路１０から切離され、かつスプール１３の夕・ト
髄に設けられた環状溝１３ａを介してサブ通路１１に並
設されたドレン通路１５｛こ接続され、さらにこのドレ
ン通路１５に連続するドレン管路１５ａを経てタンク３
に運通している。したがって、この流路切換弁１２の非
作動時にあっては、動力舵取装置５にはメイン通路１０
を介して第１のポンプーからの吐出量のみが供給され（
第２図中実線ａ参照）、第２のポンプ２からの圧油はタ
ンク３との間で循環し、その結果第２Ｚのポンプ２は
無負荷状態に保たれ、その駆動のための消費馬力が必要
なくなり、省エネルギ効果を従来に比べて充分に発揮さ
せることが可能であり、これはポンプ吐出量が小さく、
しかも動力舵取装置５が無負荷状態である低速、低圧時
に特にＺ大きい。

また、この流路切換弁１２は、そのスプール１３のメイ
ン通路１０側の端部に逆止弁１６を有し、この逆止弁１
６はスプール１３が図中右側に移動したときに貫通孔１
３ｂおよびその外周の環２状溝１３ｃを介して前記サブ
通路１１に接続される。勿論、この作動時においてはス
プール１３によりサブ通路１１、ドレン通路１５間は切
離される。そして、この逆止弁１６は第２のポンプ２か
らの圧油により開放されこれをメイン通路１０中２に導
びし、て第１のポンプ１からの圧油と合流させる役割を
果す（第２図中実線ｂ参照）。なお、前記スプリング１
４を配設したスプール１３右側の低圧室１７には小孔１
３ｄを介してタンク３側の油圧が導びかれ、また反対側
の高圧室１８には〆３ィン通路１０側の油圧が通路１９
を介して導入されている。したがって、前記スプール１
３はメイン通路１０側の流体圧が動力舵取装置５の負荷
の増加により上昇したときにのみこれを感知して図中右
側に移動し流路の切換えを行なう。３また、前
記メイン通路１０の途中には、この通路１０内を流れる
流量が所定値以上になったときにこれを感知して作動す
る流量制御弁２０が配設されている。すなわち、この流
量制御弁２０はメイン通路１０を横断するようにケーシ
ング４ａ内４に形成されたバルブ孔２０ａを有し、この
バルフ孔２０ａ内で沼勤するスプール２１の軸方向中央
に形成された環状溝２１ａが非作動時においてメイン通
路１０の一部を構成する。そして、このメィン通路１０
のバルブ孔２０ａに閉口した下流側開□部付近にはオリ
フィス２２が形成され、このオリフィス２２よりも下流
側がスプール２１の発振防止用オリフィス２３ａを有す
る通路２３を介してスプール２１右側の低圧室２４に、
また上流側が通路２５を介してスプール２１左側の高圧
室２６にそれぞれ接続されている。また、前記バルブ孔
２０ａの高圧室２６に近接した位置にはタンク３に管路
２７ａを介して接続されたドレン通路２７が開口してお
り、通常は低圧室２４側のスプールリング２８により付
勢されたスプール２１により閉塞され、このスプール２
１が動作したときにメイン通路１川こ連続して所定量以
上の圧油をタンク３側に戻す役割を果たし「これによ
り供給量は第２図中実線ｃで示すように一定となる。な
お、図中２９はスプール２１内に付設されたりリーフ弁
である。さて「上述した構成の流量制御弁２０‘こおい
て、注目すべき点は、スプール２１の中央部外周に設け
られた環状溝２１ａに近接して高圧室２６側に小屋部３
０が形成され、この小軽部３０がスプール２１の動作に
伴なつて前記メイン通路１０の開□部を覆い、この閉口
部との間で可変オリフィスを形成することである。

すなわち、動力舵取装置５には、エンジンが高速回転城
にあるとき、つまり自動車が高速走行しているとき、ハ
ンドルにある程度剛性を与え、走行安定性を向上させる
ことが要求される。これを満足するためには、ポンプか
らの圧油供給量をある程度減少させる（一般に、ドロー
ピング作用と称される）必要がある。上述した可変オリ
フィスはこのような要請に答えたもので、ポンプ回転数
が高速となりスプ−ル２１が低圧室２４側に順次移動す
ると、これに伴なつてメイン通路１０を絞り、これによ
り第２図中実線ｄで示すように流量を制御することがで
きる。なお、本実施例では、上述したドローピング作用
を行なう可変オリフィスを、．メイン通路１０中のオリ
フィス２２とスプール２１の小軽部３０とで形成し、そ
の効果がより有効に働くように構成している。

したがって、上述した構成装直によれば「動力舵取装置
５が動作し、高負荷が加わらない限り、流路切換弁１２
は作動せず、第２のポンプ２は〆ィン通路１０から切離
されて無負荷状態とされているため、従来動力舵取装置
の非作動時において無駄とされていた消費馬力を省くこ
とができ「省エネルギ効果を高めることができる。

そして、動力舵取装置５の作動時においては、たとえば
ポンプ回転数が低速で吐出量が小さい場合であっても、
流路切換弁１２が働いて第２のポンプ２からの庄油が第
１のポンプ１からの圧油に合流されて供給され、動力舵
取装置５の動作には何ら悪影響を及ぼさない。また、ポ
ンプ回転数の増加により吐出量が所定値以上になると、
流量制御弁２０が作動して一定の供聯合量を保ち、さら
に回転数が上がると、ド。

ーピング作用が働いて供給量を減少させ、動力舵取装置
５の作動を保証し、自動車の高速での走行安定性を向上
させることができ、しかもこのような流量制御弁２０の
働き、特にドローピング作用による供給量の減少によっ
てポンプ側に加わる背圧を減少させ、また配管による圧
力損失を減してより一層省エネルギ効果を大きくするこ
とが可能となる。従って、本発明装置によれば、流路切
換弁１２とドローピング作用を行なう流量制御弁２０と
の働きにより、ポンプ回転数が高くしかも動力舵取装置
５が非作動状態にある時に、より有効に省エネルギ効果
を発揮できる。

第３図は本発明の他の実施例を示すものであり、第１図
と同一部分あるいは相当する部分には同一番号を付して
その説明は省略する。

本実施例によれば、ケーシング４ａ内に形成された１個
のバルブ孔４０内に、流路功換弁１２および流量制御弁
２０を構成するそれぞれのスプ〜ル１３，２１を配設し
、その構成の簡略化を図っている。

この場合、流路切換弁１２のスプール１３は単にサブ通
路１１とドレン通路１５間を開閉する機能のみを有し、
その作動時にメイン通路１０とサブ通路１１とを接続す
る逆止弁１６は別個に設けられている。また、メイン通
路１０は流量制御弁２０のスプール２１内の鰍方向に形
成された内部通路４１および環状溝２１ａに開口する貫
通孔４２をその一部とし、オリフィス２２を介して動力
舵取装置５側への流路を形成し、さらにこのメイン通路
１０は各スプール１３，２１の高圧室を兼ねている。ま
た、リリーフ弁２９は流量制御弁２０の低圧室２４とド
レン通路２７間に設けられている。なお、図中Ｐ，は第
１のポンプ１，Ｐ２は第２のポンプ２、Ｔはタンク３，
Ｐ・Ｓは動力舵取装置５をそれぞれ示している。

また、本実施例装置は、上述した点において相異するが
、実質的には前述した実施例と略同一であり、同様な作
用効果が得られることは容易に理解されよう。

なお、前述した２つの実施例では、圧油供給源として２
台のポンプ１，２を用いた場合を説明したが、本発明は
これに限定されず、複数のポンプを用い、そのうちの１
台をメインポンプとし、残りをサブポンプとして適宜圧
力変化に応じて順次功換弁を作動させ、メイン通路に接
続して合流させるように構成してもよいことは言うまで
もない。

以上説明したように、本発明に係る圧力流体供給装置に
よれば、流体機器の負荷の大小に応じて作動する流路切
換弁を用いて複数のポンプからの圧力流体を選択的に流
体機器側へ供給するとともに、その供給量をドローピン
グ機構を付設した流量制御弁で一定に保ち、さらに減少
できるように構成されているため、簡単な構成であるに
もかかわらず、従来に比して供給量の制御が合理的とな
り、ポンプ消費馬力を必要最４・限に低減して省エネル
ギ効果をより一層向上させ、しかも流体機器には何らの
悪影響を与えず、良好な作動状態を得ることができる等
の優れた効果がある。

特に、本発明装置によれば、動力舵取装置に用いた場合
に、自動車の走行安定性をより一層安全なものとするこ
とができるばかりか「燃費向上に大きく貢献できるとい
う利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る圧力流体供給装置を動力舵取装置
に適用した一実施例を示す系統図、第２図はその流量特
性を示す特性線図、第３図は本発明の他の実施例を示す
系統図である。１…第１のポンプ、２…第２のポンプ、３…タンク、４
・・・流路切予剣機構、５・・・動力舵取装置、１０・
・・メイン通路、１１・・・サブ通路、１２・・・流路
切換弁、１５・・・ドレン通路、１６・・・逆止弁、２
０・・・流量制御弁、２１・・・スブール、２２・・・
オリフィス、３０・・・小径部。第１図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

１圧力流体をそれぞれ別個に吐出する第１および第２
のポンプと、前記第１のポンプからの圧力流体を流体機
器に供給するメイン通路と、常時は前記第２のポンプと
タンクとを接続しかつ前記流体機器側の負荷増加により
作動して前記第２ポンプ、タンク間を切離し第２のポン
プを前記メイン通路に接続する流路切換弁と、前記メイ
ン通路の途中に配設され圧力流体の流量が所定値以上に
なつたときに作動してメイン通路中の圧力流体の一部を
タンクに逃がすスプールを有する流量制御弁とを備え、
この流量制御弁のスプールにはその作動時に前記メイン
通路の開口部を覆う小径部が形成され、この小径部と前
記開口部とによつてドローピング作用を行なう可変オリ
フイスが形成されていることを特徴とする圧力流体供給
装置。