JPS6335473B2

JPS6335473B2 -

Info

Publication number: JPS6335473B2
Application number: JP55111162A
Authority: JP
Inventors: Eriku Tomusen Suen; Kurisutensen Torukiru
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1979-08-14
Filing date: 1980-08-14
Publication date: 1988-07-14
Also published as: DE2932847A1; GB2057373B; DK149933B; IT1128961B; DK149933C; US4535678A; JPS5628051A; DK344780A; IT8068178A0; US4364302A; FR2463304A1; GB2057373A; DE2932847C2; FR2463304B1

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、２つの制御導管を有していてかつか
じ取り方向に関連して働く流量調節装置と制御弁
とを直列に有している制御回路並びに、圧力制御
装置と作業弁とを直列に有している作業回路を備
えたサーボモータ用油圧制御装置、特に自動車か
じ取装置のためのサーボモータ用油圧制御装置で
あつて、前記圧力制御装置が、該圧力制御装置と
前記作業弁との間の圧力（作業圧）を前記流量調
節装置と前記制御弁との間の圧力（制御圧）に調
整し、前記制御回路と前記作業回路との入口が、
サーボモータにおける負荷に関連して作動する弁
を介してポンプに接続されており、前記制御回路
と前記作業回路との出口が、合流してサーボモー
タに圧力媒体を供給すべく連通されている形式の
ものに関する。

従来の技術このような形式の従来の制御装置においては、
ポンプによつて圧力媒体が供給される可変絞りを
有する流量調節装置は、前記可変絞りの下流に接
続されているメータリングモータとともに用いら
れている（ドイツ連邦共和国特許出願公開第
2738463号明細書）。この可変絞りは、調節機構に
よつて作動される第１の部分によつて開けられ、
かつメータリングモータによつて追従される第２
の部分によつて閉じられる。可変絞りの上流に接
続されていてサーボモータにおける負荷に関連し
て作動する（荷重検出）弁は、可変絞りにおける
圧力降下に関連して移動調節される。この場合そ
の都度サーボモータ用における負荷に関連して、
かじ取りのために必要な圧力液体がサーボモータ
に優先的に供給され、残りの圧力液体は別の消費
機のために利用される。流量調節装置から延びた
２つの制御導管のなかにはそれぞれ制御弁が配置
されている。それぞれの制御弁には作業回路にお
いて作業弁が配属されている。作業回路の２つの
分岐導管に、かじ取り方向に関連して圧力液体を
供給する圧力調節弁は、圧力制御装置として働い
ている。このような従来の構成においては、圧力
制御装置と制御弁と作業弁とのために全部で５つ
のスプールが必要であり、このことは運動可能な
構造体において著しく高い製作費を必要とするだ
けでなく、連通導管並びに制御圧導管においても
著しい製作費を必要とする。

また、制御弁と作業弁とが１つにまとめられて
いる形式のものも公知である（アメリカ合衆国特
許第3561488号明細書）。この場合、作業弁制御開
口と制御弁制御開口とは共通の周面上に設けられ
ており、これらの制御開口は環状溝と共働し、か
つその都度比例する流過横断面積を開放する。ポ
ンプと作業弁との間には、一定の圧力降下を行う
リリーフ弁が接続されている。ポンプと制御弁と
の間には調節スプール弁が接続されており、入力
信号に関連する絞り横断面積はこの調節スプール
弁によつて調節される。共通のスプールは、片方
においてはリリーフ弁下流の一定な圧力によつて
負荷され、他方においては制御圧によつて負荷さ
れる。このような構成においては、特に、調量さ
れた制御流量を放出することは調節スプール弁に
よつて達成され得ないので、流量比例的な制御は
不可能である。

制御弁と作業弁と圧力制御装置のために必要な
機構を一度だけ設ければよいように、サーボモー
タに方向弁を配属させることは、増圧器を備えた
油圧制御装置において既に公知である（ドイツ連
邦共和国特許第1271553号明細書）。この公知の装
置においては、流量調節のために制御ポンプが働
いている。２つに別れてはいるが一緒に作動され
るスプール弁は、制御弁と作業弁とを形成してい
る。圧力制御装置は、調整スプール弁とバイパス
弁とによつて構成される。この装置の場合もま
た、スプール弁並びに連通導管においては著しい
製作費が必要である。

発明の課題ゆえに本発明の課題は、制御流量の調節によつ
てサーボ力を比例的に増大させることのできる冒
頭に述べた形式の油圧制御装置を改良して、圧力
制御装置と作業弁と制御弁とのための製作費を、
必要とされる連通導管並びに制御圧導管の製作費
と共に安くすることができる油圧制御装置を提供
することである。

この課題を解決するために本発明の構成では、
圧力制御装置と作業弁と制御弁とが１つのスプー
ル弁構造ユニツトにまとめられており、該スプー
ル弁構造ユニツトにおいて、スプールの片方の端
面が制御圧を受け、かつ他方の端面が作業圧を受
けており、作業回路内に位置している第１の環状
溝が、前記スプールに設けられた複数の圧力制御
装置制御開口と共働し、かつ前記作業回路と制御
回路とに共通の第２の環状溝が、前記スプールの
共通の周面に設けられた複数の作業弁制御開口及
び複数の制御弁制御開口と共働しており、前記作
業弁制御開口が前記圧力制御装置制御開口と連通
されており、かつ前記作業弁制御開口が全体とし
てその都度前記制御弁制御開口に比例する流過横
断面積を開放するようにした。

作用本発明のように構成された油圧制御装置におい
ては、例えばステアリングホイールの回転によつ
ていずれか一方の制御導管に圧力が形成される
と、この圧力つまり制御圧はスプール弁構造ユニ
ツトにおけるスプールの片方の端面を負荷し、ス
プールをシフトさせる。これによつて圧力制御装
置制御開口と作業弁制御開口と制御弁制御開口と
がすべて開く。この際に流量調節装置の可変絞り
における圧力降下によつて、サーボモータにおけ
る負荷に関連して作動する弁が規定の位置にシフ
トされ、この結果作業導管における圧力が上昇
し、これによつて、スプール弁構造ユニツトのス
プールの片方の端面を負荷する制御圧と、他方の
端面を負荷する作業圧とが著しくなつたところ
で、スプールはバランスする。この場合作業回路
と制御回路とにおいて必要な総圧力つまり、サー
ボモータにおける負荷に関連して作動する弁の出
口（作業回路と制御回路との入口）における圧力
は、該弁によつて、サーボモータにおける負荷圧
よりも常に所定の値だけ高い圧力が生じるように
調節される（この弁の働きは例えば米国特許第
3455210号明細書に基づいて公知である）。従つて
圧力液体はこのように調節された弁から圧力制御
装置制御開口・作業弁制御開口と制御弁制御開口
とを介して共有の出口を通つてサーボモータに供
給される。このようにしてサーボモータに供給さ
れる圧力液体は、流量調節装置によつて規定され
た制御流量と、作業回路を介して供給される比例
的な作業流量とから成つており、この場合の流量
比は作業弁制御開口の横断面寸法と制御弁制御開
口の横断面寸法とによつて規定され、かつ作業弁
と制御弁とは共通の出口を有しているので、所望
のサーボ力増大が達成され得る。また圧力制御装
置における圧力降下と作業弁における圧力降下と
の間には、それぞれ所属の制御開口の横断面寸法
を適当に選択することにより一定の圧力比が存在
する。

実施態様本発明の有利な実施態様においては、スプール
弁構造ユニツトが、作業弁制御開口及び制御弁制
御開口の両側にそれぞれ作業弁分配溝と制御弁分
配溝とを有しており、作業弁分配溝が斜孔を介し
て、作業弁制御開口に通じている半径方向管路と
連通されており、かつ制御弁分配溝が斜孔を介し
て、制御弁制御開口に通じている半径方向管路と
連通されており、端面側にまで達している軸方向
孔が設けられており、該軸方向孔から、圧力制御
装置制御開口に通じている半径方向管路と、作業
弁分配溝に通じている半径方向管路とが出てい
る。このように構成すると、軸方向孔は、一方に
おいて圧力制御装置と作業弁とを極めて容易に連
通せしめ、他方においてはスプールの、作業圧に
よつて負荷される端面を極めて容易に連通せしめ
る。

また作業弁制御開口が全体として、圧力制御装
置制御開口よりも大きな流過横断面積を開放する
と有利である。このように構成すると、圧力制御
装置制御開口を極めて大きくする必要なく、大き
な増圧を得るために比較的大きな作業弁制御開口
を用いることが可能である。個々の制御開口の大
きさが同じ場合には、例えば、同数の圧力制御装
置制御開口と制御弁制御開口とを用い、かつ倍の
数の作業弁制御開口を用いることによつて、所望
の効果を達成することができる。

サーボモータに方向弁が配属されており、該方
向弁の圧力側の入口が作業回路及び制御回路の共
有の出口と連通されており、方向弁の流出側の出
口がタンクと連通されており、方向弁の作動圧室
がそれぞれ制御導管と連通されており、作業弁と
制御弁とが、作業回路又は制御回路の、かじ取り
方向とは無関係に貫流される部分に配置されてい
ると特に有利である。方向弁を使用することによ
つて、制御装置全体のために１つのスプール弁構
造ユニツトだけで充分である。さらに上記のよう
に構成すると、逆流する圧力液体に対して特別な
処理を施す必要がない。上述のことは、制御装置
の構造をさらに簡単化する。

また本発明の別の実施態様によれば、制御弁が
流量調節装置の下流に配置されており、かつ作業
弁が圧力制御装置の下流に配置されており、その
都度より高い圧力を導く制御導管が、切換え装置
を介して制御弁と連通される。流量調節装置を制
御弁の上流に配置することは、切換え装置を設け
ることによつて達成され、その結果流量調節装置
内には比較的低い圧力が生じる。

さらに別の実施態様によれば、切換え装置を別
体として設ける必要はなく、むしろ切換え装置は
方向弁によつて構成されているとよい。このこと
に関連して、その都度より低い圧力を導く制御導
管が、方向弁によつて遮断されるようになつてい
ると有利である。方向弁のスプールが片方の終端
位置にブロツクされ、流量調節装置が反対側の方
向で作動されると、これによつて方向弁に付属
の、前記終端位置側の作動圧室内の圧力が高ま
り、この結果ブロツクされていたスプールが解除
される。さらにこの間においては、制御弁に制御
媒体が供給されることは回避されており、この結
果、サーボモータが全力でさらに移動調節される
ことはなく、自動車が誤つた操舵方向に進むこと
は回避される。

実施例次に図面につき本発明の実施例を詳説する。

第１図には自動車かじ取装置のための油圧制御
装置１が示されている。ステアリングホイール２
を調節することによつて、サーボモータ４のピス
トン３は操作すべき車輪を調節する方向に作動さ
れる。また、この油圧制御装置１には導管５を介
してさらに別の消費機が接続されることも可能で
ある。ポンプ６は、タンク７から圧力媒体を吸い
込み、圧力媒体をサーボモータの負荷に関連して
作動する弁８に供給する。この弁８は、圧力媒体
をサーボモータ４に供給するための出口９と、付
加的な消費機に供給するための出口１０とを有し
ている。弁８のスプール１１は、一方の端部にお
いては制御圧導管１２を介して、流量調節装置１
４に配置されている可変絞り１３上流の圧力によ
つて負荷されており、また、他方においては制御
圧導管１５を介して、可変絞り１３下流の圧力並
びにばね１６によつて負荷されている。また、圧
力媒体としての圧力液体は流量調節装置１４の必
要量に関連して出口９を介して放出される一方、
残りの圧力液体は出口１０を介して付加的な消費
機に達する。

油圧制御装置１は、作業回路１７と制御回路１
８とを有している。作業回路１７には、逆止弁１
９と圧力制御装置２０と作業弁２１とが直列に設
けられている。制御回路１８においては流量調節
装置１４に可変絞り１３とメータリングモータ２
２とが設けられている。ステアリングホイール２
の回転方向に応じて制御導管２３又は２４のどち
らか一方に流量調節装置１４を介して圧力液体が
供給される。この圧力液体は方向弁２７の作動圧
室２５又は２６に達し、さらに切換え装置２８に
達する。この切換え装置２８は、方向弁２７のス
プール３１における制御縁３０と共働する環状溝
２９、並びに制御縁３３と共働する環状溝３２か
ら成つている。これによつて、制御回路１８の連
通地点３４はその都度、より高い圧力が生じてい
る制御導管２３又は２４のどちらか一方と連通さ
れている。次に制御弁３５が続いている。制御回
路１８と作業回路１７とは共通の出口３６を有し
ており、この出口３６は方向弁２７の２つの入口
３７と３８に連通している。方向弁２７はさらに
出口３９を有しており、この出口３９は戻し導管
４０を介してタンク７に通じている。方向弁２７
には２つのサーボモータ導管４１，４１′が接続
しており、この場合、一方のサーボモータ導管を
介してサーボモータ４に圧力液体が供給されてい
る時には、他方のサーボモータ導管はタンクと連
通されている。さらに、２つの補給弁４２，４３
と２つの安全弁４４，４５とが図示されている。
補給弁４２，４３はサーボモータ導管４１又は４
１′を戻し導管４０と連通させる。安全弁４４，
４５は、サーボモータ４が外部から衝撃を受けた
場合に、サーボモータ４内に生じる過圧を下げる
ために働いている。また、作動圧室２５，２６に
はそれぞれ、スプール３１を中立位置にもたらす
ための中立位置ばね４６，４７が配置されてい
る。

圧力制御装置２０と作業弁２１と制御弁３５と
は１つのスプール弁構造ユニツト４８にまとめら
れている。このスプール弁構造ユニツト４８は、
作業導管５１と連通している第１の環状溝５０
と、出口３６と連通している第２の環状溝５２と
を備えた孔４９を有している。スプール５３は、
第１の環状溝５０と共働する複数の圧力制御装置
制御開口５４及び、共通の周面上において、第２
の環状溝５２と共働する複数の作業弁制御開口５
５並びに複数の制御弁制御開口５６を有してい
る。制御弁制御開口５６の両側には、制御弁分配
溝５７と作業弁分配溝５８とが設けられている。
制御弁分配溝５７は斜孔５９と半径方向管路６１
とを介して制御弁制御開口５６と連通しており、
作業弁分配溝５８は斜孔６０と半径方向管路６２
を介して作業弁制御開口５５と連通している。制
御弁分配溝５７は導管６９を介して共有の連通地
点３４と連通している。制御圧導管６３は、スプ
ール５３の一方の端部側に位置している作動圧室
６４に通じている。軸方向孔６５は、半径方向管
路６６を介して作業弁分配溝５８と連通してお
り、半径方向管路６７を介して圧力制御装置制御
開口５４と連通している。また、軸方向孔６５は
スプール５３の他方の端部側においては作動圧室
６８と連通している。

制御導管２３に圧力が生じるようにステアリン
グホイール２を運転中に回転せしめると、方向弁
２７のスプール３１は、第１図で見て右側の終端
位置に押される。同時に作動圧室６４内の制御圧
がスプール５３に作用し、このスプール５３は左
にシフトされる。これによつて圧力制御装置制御
開口５４と作業弁制御開口５５と制御弁制御開口
５６とは全部開く。さらに、ステアリングホイー
ル２の中立位置においてはいかなる通流をも遮断
している流量調節装置１４の可変絞り１３におけ
る圧力降下は、弁８を規定の位置にもたらす。こ
の結果、作業回路１７並びに制御回路１８におい
て規定の圧力降下が生ぜしめられる。スプール５
３が平衡状態にある場合、作動圧室６８内の作業
圧、つまり圧力制御装置２０と作業弁２１との間
の圧力は、制御圧と等しい。圧力制御装置制御開
口５４と作業弁制御開口５５と制御弁制御開口５
６とが前記のように全部開くと、圧力液体は共有
の出口３６及び方向弁２７を介してサーボモータ
４の左側に供給される。サーボモータ４に供給さ
れるこの圧力液体は、流量調節装置１４によつて
規定された制御流量と、作業回路１７を介して供
給される比例的な作業流量とから成る。この流量
比は、作業弁制御開口５５と制御弁制御開口５６
との横断面寸法によつて規定される。圧力制御装
置２０における圧力降下と作業弁２１における圧
力降下との比は、圧力制御装置制御開口５４と作
業弁制御開口５５との相応な横断面寸法によつて
選択することができる。

第２図の実施例は第１図の実施例に極めて似て
いる。ゆえに、同一部分は同一符号で示されてい
る。この実施例が第１図の実施例と異なつている
点は、制御導管１２３，１２４の切換えが別体の
切換え弁としての切換え装置８０によつて達成さ
れており、かつ方向弁２７の作動圧室２５と２６
とに制御圧導管７０と７１とがそれぞれ通じてい
ることである。

第３図の実施例においても、第１図及び第２図
と同一の部分には同一符号が用いられている。こ
の第３図の実施例が他２つの実施例と異なつてい
るのは、２つの制御導管２２３と２２４とがそれ
ぞれ逆止弁７２と７３とを介して作業導管２４１
と２４１′とに直接開口している点及び、スプー
ル弁構造ユニツト２４８が流れ方向で見て制御回
路２１８における流量調節装置２１４の上流並び
に作業回路２１７における逆止弁２１９の上流に
配置されている点である。さらに、作業弁２２１
もまた圧力制御装置２２０の上流に位置してい
る。また制御弁２３５も流量調節装置２１４の上
流に配置されている。この実施例における作業形
式は第１図及び際２図における作業形式と似てい
るが、ただこの実施例の場合流量調節装置２１４
における圧力はより高いレベルに達する。

この第３図の実施例においてはまた、絞りの片
側の部分７４はステアリングホイール２によつて
調節され、かつ絞りの他方の部分７５はメータリ
ングモータ２２によつて追従される。さらに、流
量調節装置２１４は逆止弁７６を介して接続され
ており、この逆止弁７６によつて場合によつては
圧力側での後吸込みが行われる。

以上の３つの実施例のすべてにおいてスプール
５３が用いられているが、このスプール５３にお
いては圧力制御装置制御開口５４と作業弁制御開
口５５と制御弁制御開口５６とが、半径方向管路
の開口として構成されている。これら３つの制御
開口はすべて等しい横断面を有している。上述の
どの実施例においてもそれぞれ、２つの圧力制御
装置制御開口５４と４つの作業弁制御開口５５と
２つの制御弁制御開口５６とが設けられている。
この場合丸い制御開口のかわりに、恣意な別の横
断面形状を有する凹部がスプール５３の周面に形
成されていてもよい。

発明の効果以上述べたことから明らかなように本発明によ
る油圧制御装置では、従来全部で５つのスプール
弁を必要とした圧力制御装置と作業弁と制御弁と
の機能を、その機能を損うことなしにたつた１つ
のスプール弁だけで果すことが可能であり、従つ
て製作費を全体として著しく安価にすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の３つの実施例を示したもので、
第１図は第１実施例を示す概略図、第２図は第２
実施例を示す概略図、第３図は第３実施例を示す
概略図である。１……油圧制御装置、２……ステアリングホイ
ール、３……ピストン、４……サーボモータ、５
……導管、６……ポンプ、７……タンク、８……
主弁、９，１０……出口、１１……スプール、１
２……制御圧導管、１３……可変絞り、１４……
流量調節装置、１５……制御圧導管、１６……ば
ね、１７……作業回路、１８……制御回路、１９
……逆止弁、２０……圧力制御装置、２１……作
業弁、２２……メータリングモータ、２３，２４
……制御導管、２５，２６……作動圧室、２７…
…方向弁、２８……切換装置、２９……環状溝、
３０……制御縁、３１……スプール、３２……環
状溝、３３……制御縁、３４……連通地点、３５
……制御弁、３６……出口、３７，３８……入
口、３９……出口、４０……戻し導管、４１，４
１′……サーボモータ導管、４２，４３……補給
弁、４４，４５……安全弁、４６，４７……中立
位置ばね、４８……スプール弁構造ユニツト、４
９……孔、５０……環状溝、５１……作業導管、
５２……環状溝、５３……スプール、５４……圧
力制御装置制御開口、５５……作業弁制御開口、
５６……制御弁制御開口、５７……制御弁分配
溝、５８……作業弁分配溝、５９，６０……斜
孔、６１，６２……半径方向管路、６３……制御
圧導管、６４……作動圧室、６５……軸方向孔、
６６，６７……半径方向管路、６８……作動圧
室、６９……導管、７０，７１……制御圧導管、
７２，７３……逆止弁、７４，７５……部分、８
０……切換え装置、１２３，１２４……制御導
管、２１４……流動調節装置、２１７……作業回
路、２１８……制御回路、２１９……逆止弁、２
２０……圧力制御装置、２２１……作業弁、２２
３，２２４……制御導管、２３５……制御弁、２
４１，２４１′……作業導管、２４８……スプー
ル弁構造ユニツト。

Claims

【特許請求の範囲】１２つの制御導管を有していてかつかじ取り方
向に関連して働く流量調節装置と制御弁とを直列
に有している制御回路並びに、圧力制御装置と作
業弁とを直列に有している作業回路を備えたサー
ボモータ用油圧制御装置であつて、前記圧力制御
装置が、該圧力制御装置と前記作業弁との間の圧
力を前記流量調節装置と前記制御弁との間の圧力
に調整し、前記制御回路と前記作業回路との入口
が、サーボモータにおける負荷に関連して作動す
る弁を介してポンプに接続されており、前記制御
回路と前記作業回路との出口が、合流してサーボ
モータに圧力媒体を供給すべく連通されている形
式のものにおいて、前記圧力制御装置２０，２２
０と作業弁２１，２２１と制御弁３５，２３５と
が１つのスプール弁構造ユニツト４８，２４８に
まとめられており、該スプール弁構造ユニツトに
おいて、スプール５３の片方の端面が制御圧を受
け、かつ他方の端面が作業圧を受けており、前記
作業回路１７，２１７内に位置している第１の環
状溝５０が、前記スプール５３に設けられた複数
の圧力制御装置制御開口５４と共働し、かつ前記
作業回路１７，２１７と前記制御回路１８，２１
８とに共通の第２の環状溝５２が、前記スプール
５３の共通の周面に設けられた複数の作業弁制御
開口５５及び複数の制御弁制御開口５６と共働し
ており、前記作業弁制御開口５５が前記圧力制御
装置制御開口５４と連通されており、かつ前記作
業弁制御開口５５が全体としてその都度前記制御
弁制御開口５６に比例する流過横断面積を開放す
ることを特徴とするサーボモータ用油圧制御装
置。２スプール弁構造ユニツト４８のスプール５３
が、作業弁制御開口５５及び制御弁制御開口５６
の両側にそれぞれ作業弁分配溝５８と制御弁分配
溝５７とを有しており、作業弁分配溝５８が斜孔
６０を介して、作業弁制御開口５５に通じている
半径方向管路６２と連通されており、かつ制御弁
分配溝５７が斜孔５９を介して、制御弁制御開口
５６に通じている半径方向管路６１と連通されて
おり、端面側にまで達している軸方向孔６５が設
けられており、該軸方向孔から、圧力制御装置制
御開口５４に通じている半径方向管路６７と、作
業弁分配溝５８に通じている半径方向管路６６と
が出ている特許請求の範囲第１項記載の制御装
置。３作業弁制御開口５５が全体として、圧力制御
装置制御開口５４よりも大きな流過横断面積を開
放する特許請求の範囲第１項記載の制御装置。４サーボモータ４に方向弁２７が配属されてお
り、該方向弁の圧力側の入口３７，３８が作業回
路１７，２１７及び制御回路１８，２１８の共有
の出口３６と連通されており、方向弁２７の流出
側の出口３９がタンク７と連通されており、方向
弁２７の作動圧室２５，２６がそれぞれ制御導管
２３，２４；２２３，２２４と連通されており、
作業弁２１，２２１と制御弁３５，２３５とが、
作業回路１７，２１７又は制御回路１８，２１８
の、かじ取り方向とは無関係に貫流される部分に
配置されている特許請求の範囲第１項記載の制御
装置。５制御弁３５が流量調節装置１４の下流に配置
されており、かつ作業弁２１が圧力制御装置２０
の下流に配置されており、その都度より高い圧力
を導く制御導管２３，２４が、切換え装置２８，
８０を介して制御弁３５と連通される特許請求の
範囲第４項記載の制御装置。６切換え装置２８が方向弁２７によつて構成さ
れている特許請求の範囲第５項記載の制御装置。７その都度より低い圧力を導く制御導管２３，
２４が、方向弁２７によつて遮断される特許請求
の範囲第６項記載の制御装置。