JPS639111B2 - - Google Patents

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
置に関する。

たとえば自動車に搭載されて運転者の舵取操作
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。したがつて、このようなポンプには、エンジ
ンの低回転域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
障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、ポンプの容量をこのように設定する
と、エンジンの高回転域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、上述した動力舵取装置用のポ
ンプ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、従来から、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
れている。そして、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
流体機器の動作上の信頼性を保障することがで
き、また各ポンプの吐出量が大きくなつたときに
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など
の利点がある。

しかしながら、このような従来の装置では、２
台のポンプと流体機器間の流路切換動作を、ポン
プ供給量を一定に制御する流量制御弁を用いて行
なわせる構成が一般的であり、このために、弁構
造が複雑で、その加工が面倒であるばかりでな
く、弁作動時において流体の供給に悪影響を及ぼ
し易い等の問題があつた。

すなわち、この種の流量制御弁は一般にスプー
ルバルブで構成され、これに流量制御機能および
流路切換機能をもたせるためにはそのバルブ長さ
が長く、しかも多数の通路やこれに対応するスプ
ール外周の環状溝等が必要となり、加工性の点で
好ましくない。また、作動時には吐出流量の乱れ
や不連続等が生じ易く、不安定なもので、動作上
の信頼性に欠け、さらに長いスプールに異なつた
方向の圧力が加わるための摺動不良などが生じ、
耐久性の面からも好ましくない。

また、この種の装置は一般にポンプハウジング
内に組込まれることが多く、上述したバルブ長さ
などの構造上の問題はポンプ設計上大きく影響
し、製造上からも、コストの面からも問題であ
る。特に、近年では、小型で、軽量かつ低コスト
であるポンプが要求されており、上述した点を解
消することが望まれている。

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に
選択的に供給するための流路切換弁と、その供給
量を一定に維持する流量制御弁とを別個に設け、
各部の構成を簡略化してその加工性を向上させる
ばかりか、それぞれの弁作動性能を保障し、円滑
でかつ安定した流体の供給特性を得ることがで
き、これにより流体機器には何ら影響することな
く省エネルギ効果をより一層発揮させることがで
きる安価な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一実
施例を示すものであり、本実施列では自動車用動
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
の作動油を流量制御部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、これらのポ
ンプ１，２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。

この場合、第１のポンプ１の容量はエンジンの
高回転域における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
きるもので、これは後述する流量制御部４の働き
から明らかであろう。

また、図中１ａ，２ａは各ポンプ１，２の吸込
側管路、１ｂ，２ｂは同じく吐出側管路、３ａは
前記管路１ａ，２ａに接続されるタンク側管路、
さらに５ａは前記流量制御部４と動力舵取装置５
間の圧油供給用管路、５ｂはタンク３への戻り管
路である。

さて、本発明によれば、上述した第１および第
２のポンプ１，２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量制御部４が
次のように構成されている。

すなわち、図中符号１０は前記第１のポンプ１
からの圧油を動力舵取装置５に供給するようにケ
ーシング４ａ内に形成されたメイン通路、１１は
このメイン通路１０の途中に接続され前記第２の
ポンプ２からの圧油を合流させるサブ通路で、こ
のサブ通路１１の途中にはメイン通路１０側から
の圧油の逆流を防止する逆止弁１２が設けられて
いる。

また、前記メイン通路１０のサブ通路接続部よ
りも上流側、すなわち第１のポンプ１とサブ通路
接続部間にはこの部分を流れる第１のポンプ１の
吐出流量を検出する第１のオリフイス１３が設け
られ、さらにこの第１のオリフイス１３の前後に
生じる圧油の圧力差によつて作動され所定量以上
の圧油をタンク３側に還流させる流量制御弁１４
が配設されている。

すなわち、この流量制御弁１４はケーシング４
ａに形成されたバルブ孔１４ａ内で摺動自在に支
持されたスプール１５を有し、このスプール１５
の左端に形成される高圧室１６にはケーシング４
ａに設けられた通路１７、スプール外周の環状溝
１５ａおよびその内部に設けられた通路１５ｂを
介して前記第１オリフイス１３の上流側の圧油が
導びかれ、またスプール１５の右端側の低圧室１
８にはスプール１５の発振防止用オリフイス１９
ａを有する通路１９を介して第１のオリフイス１
３の下流側の圧油が導びかれている。そして、ス
プール１５は低圧室１８内に配設されたスプリン
グ２０により常時は高圧室１６側（図中左側）に
位置し、そのランド１５ｃによりバルブ孔１４ａ
に開口するドレン通路２１と前記通路１７との間
を閉塞している。また、第１のオリフイス１３を
通過する流量が増加し、所定量以上となると、オ
リフイス１３前後の圧力差によりスプール１５は
低圧室１８側（図中右側）に移動して前記通路１
７、ドレン通路２１間を環状溝１５ａを介して接
続し、これにより所定量以上の圧油がタンク３側
に還流される。なお、図中２１ａはタンク３への
戻り管路で、また２２はスプール１５内に付設さ
れたリリーフ弁である。

一方、前記メイン通路１０のサブ通路接続部よ
りも下流側、すなわちこのサブ通路接続部と動力
舵取装置５間にはこの部分を流れる第１のポンプ
１からの圧油、あるいは第１および第２のポンプ
１，２からの合流した圧油の流量を検出する第１
のオリフイス１３よりも小径な第２のオリフイス
２３が設けられ、さらにこの第２のオリフイス２
３の前後に生じる圧油の圧力差によつて作動され
前記サブ通路１１をタンク３側に接続する流路切
換弁２４が配設されている。

すなわち、この流路切換弁２４は前記第１のポ
ンプ１の回転数が小さく、吐出量も小さいとき
に、前記第２のポンプ２からの圧油をメイン通路
１０中に送り込み、動力舵取装置５への供給量を
保証するためのもので、前記逆止弁１２よりも下
流側で分岐されたサブ通路１１の分岐通路２５と
タンク３に戻り管路２６ａを介して連通するドレ
ン通路２６間に介在されている。そして、ケーシ
ング４ａに形成されたバルブ孔２４ａ内のスプー
ル２７は常時はそのランド部２７ａによつて両通
路２５，２６間を切断し、また作動時には外周の
環状溝２７ｂを介して両通路２５，２６間をその
移動量に応じて接続する。すなわち、スプール２
７の左端に形成される高圧室２８には通路２９を
介して前記第２のオリフイス２３の下流側の圧油
が、右端の低圧室３０には通路３１を介して第２
のオリフイス２３上流側の圧油がそれぞれ導びか
れ、前記スプール２７は第２のオリフイス２３の
通過流量が所定量以上になつたときに低圧室３０
側のスプリング３２の付勢力に抗して図中右側に
順次移動する。

なお、この流路切換弁２４側のスプリング３２
は前記流量制御弁１４側のスプリング２０よりも
付勢力の弱いものが用いられる。これは流路切換
弁２４が作動して第２のポンプ２をメイン通路１
０から切離した後、第１のポンプ１からの吐出量
を流量制御弁１４で制御するためである。また、
前述した第１および第２のオリフイス１３，２３
を大小とした理由はこれと同様であるが、スプリ
ング２０，３２によつてその制御が充分であれば
必ずしも必要ではない。

次に上述した構成の流量制御部４の作動を説明
すると、まず、ポンプ回転数が小さく、各ポンプ
１，２からの吐出量も小さいときには、各弁１
４，２４は第１図に示すような非作動状態にあ
り、これにより第１のポンプ１と第２のポンプ２
からの圧油はメイン通路１０内で合流して動力舵
取装置５に供給され、その動作に支障ない供給量
が保証される。これは、サブ通路１１が流路切換
弁２４によりドレン通路２６から切離されてお
り、これにより第２のポンプ２からの圧油により
逆止弁１２が開放されるためである。そして、こ
のときの流量特性は第２図中実線ａで示され、ポ
ンプ回転数の増加により供給量が迅速に増加す
る。なお、同図中P₁は第１のポンプ１の吐出量、
P₂は第２のポンプ２の吐出量を示している。

そして、ポンプ回転数がさらに大きくなり、こ
れにより両ポンプ１，２からの合成吐出量が所定
量以上になると（図中折点Ｘで示される）、前記
第２のオリフイス２３によりこれが検出され、そ
の検出値に応じて前記流路切換弁２４が順次作動
する。すなわち、前記スプール２７が第１図中右
方向に移動し、これにより通路２５，２６間が流
量に応じて開放される。そして、ザブ通路１１内
の第２のポンプ２からの圧油の一部がタンク３側
に戻され、メイン通路１０中に合流される流量が
第１のポンプ１からの吐出量の増加に応じて徐々
に減少し（第２図中P₂′で示す）、これにより供給
量は一定とされる（同図中実線ｂ参照）。

さらに、ポンプ回転数が大きくなり、第１のポ
ンプ１からの吐出量が所定量以上となると（図中
折点Ｙで示す）、前記流路切換弁２４により通路
２５，２６間が完全に連通され、これにより第２
のポンプ２からの圧油はサブ通路１１、通路２
５，２６を介してタンク３側に環流し、逆止弁１
２は閉状態となる。

そして、この状態において、前記流量制御弁１
４が作動し、第１のオリフイス１３の通過流量に
応じて第１のポンプ１からの圧油の一部をタンク
３側に戻し、供給量を第２図中実線ｃで示すよう
に一定量に制御する。

したがつて、上述した装置では、流路切換弁２
４の働きにより第１のポンプ１からの吐出量が供
給以上になつたときには、第２のポンプ２をタン
ク３側に接続し、これを無負荷状態としてポンプ
消費馬力を減少させ、省エネルギ効果を発揮でき
る。しかも各ポンプ１，２の吐出量が小さいとき
にはこれらを合流させて迅速な供給量の増大化を
図ることができ、さらに流路切換弁２４の流量調
整機能と、流量制御弁１４の働きにより動力舵取
装置５への供給量を一定としてその動作上の信頼
性を保証できる。

なお、上述した実施例では、流路切換弁２４の
作動時においてサブ通路１１をメイン通路１０か
ら切離す逆止弁１２を、流路切換弁２４とは別に
設けた場合について説明したが、本発明はこれに
限定されず、たとえばサブ通路を流路切換弁を通
してメイン通路側に接続し、逆止弁を一体的に組
込むように構成してもよいことは勿論である。

また、上述した実施例では、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
サブポンプとして並列して適宜メイン通路に接続
する構成としてもよい。

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、複数のポンプからの圧力流体の
供給量を所定値以下に保つ流量制御弁と、各ポン
プからの流路を選択的に切換える流路切換弁とを
それぞれ別個に設け、かつ独立して作動できるよ
うにしたので、従来のように同一の弁装置で流量
制御機能と流路切換機構とを行なわせる場合に比
べてそれぞれの動作上の信頼性が向上し、円滑で
かつ安定した圧力流体の供給を行なえ、その流量
特性に優れ、また全体の構成が簡略化でき、加工
性が向上するばかりでなく、全体をコンパクト化
してポンプハウジング等への組込みを容易にし、
しかもその設計上の自由度も大きい等、その効果
は大である。

【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である。 １……第１のポンプ、２……第２のポンプ、３
……タンク、４……流量制御部、５……動力舵取
装置、１０……メイン通路、１１……サブ通路、
１２……逆止弁、１３……第１のオリフイス、１
４……流量制御弁、２１……ドレン通路、２３…
…第２のオリフイス、２４……流路切換弁、２６
……ドレン通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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のポンプから吐出さ
   れた圧力流体を流体機器に供給するメイン通路
   と、このメイン通路の途中に接続され前記第２の
   ポンプから吐出される圧力流体を逆止弁を介して
   合流させるサブ通路と、このサブ通路接続部と前
   記第１のポンプとの間に配設された第１のオリフ
   イスと、この第１のオリフイスの前後に生じる圧
   力流体の圧力差に応じて作動され所定量以上の圧
   力流体をタンク側に還流させる流量制御弁と、前
   記サブ通路接続部と前記流体機器との間に配設さ
   れた第２のオリフイスと、この第２のオリフイス
   の前後に生じる圧力流体の圧力差に応じて作動さ
   れ前記サブ通路をタンク側に接続する流路切換弁
   とを備えたことを特徴とする圧力流体供給装置。