KR950015025B1 - 유량제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

유량제어장치

본 발명은 자동차의 파워스티어링장치 등에 사용되고, 파워소오스로부터 이 파워스티어링장치 등에 공급되는 작동유체의 유량을 소정유량으로 조정하는 유량제어장치에 관한 것이다.

(종래의 기술)

유체를 작동매체로하여 수동조타토오크를 보조하는 파워스티어링 장치에 작동유체를 공급하는 파워소오스로서의 오일펌프는 통상 차량에 탑재한 내연기관에 의하여 회전구동되며, 그 회전수의 증가에 의하여 토출(吐出) 유량이 증가한다.

그런데, 파워스티어링 조작에 필요한 유량은 그 조작이 차량의 정차시 또는 저속주행시에 충분히 가능하면 되므로, 기관의 비교적 저속력에 있어서 확보되는 것을 요하나, 고속시에는 그다지 필요로 하지 않는다.

따라서, 고속회전으로 생기는 잉여유량은 유량제어장치에 의하여 바이패스시켜 리저버탱크 등에 되돌리는 것이 보통이다.

여기에 이러한 종류의 유량제어장치로서 본건 출원인은, 제4도에 도시한 바와같이, 펌프(1)로부터의 토출유를 도입하는 도입통로(2)에 연통하는 메인오리피스(3)를 이것에 직렬로 배치한 가변조리개의 서브오리피스(4)를 통하여 파워스티어링장치(5)에 연통하고, 감음오리피스(6) 및 통로(7)를 통하여 메인오리피스(3)의 전후의 압력을 각각 서브스풀(8)에 작용시킴으로써, 서브스풀(8)을 메인오리피스(3)의 전후에 생기는 차압에 응동(應動)시켜 서브오리피스(4)를 제어하는 한편, 서브오리피스(4)의 전후에 생기는 차압에 응동하는 메인스풀(9)을 리저버탱크(도시생략)에 통하는 드레인통로(10)와 적합시킨 유량제어장치를 제안하고 있다.

이 유량제어장치의 토출유량특성은 제5b도에 도시한 바와같고, 펌프(1)로부터 토출된 작동유는 메인오리피스(3) 및 서브오리피스(4)를 통과하는 한편, 서브오리피스(4)에 유입하는 작용유의 증대에 따르는 서브오리피스(4) 통과전후의 차압의 증대에 의하여 메인스풀(9)을 이것의 균형스프링(11)의 스프링력에 대항하여 오른쪽으로 움직여, 드레인 통로(10)를 개구시켜 그 일부가 드레인통로(10)로 빠진다. 그리하여 파워스티어링(5)에 송출되는 작동유를 메인오리피스(3) 및 서브오리피스(4)에 의한 제어하에 일정유량(Q2)으로 유지한다. 펌프토출량이 다시 증대하면 이에 따라 메인스풀(9)이 다시 오른쪽을 움직임과 동시에, 메인오리피스(3) 전후에 생기는 차압의 증대에 의하여 서브스풀(8)을 이것의 균형스프링(12)의 스프링력에 대항하여 왼쪽으로 움직여 서브오리피스(4)를 조른다.

이러한 일련의 동작으로 파워스티어링장치(5)에 송출되는 유량은 일정유량(Q2)으로부터 점차 감소하며 주로 서브오리피스(4)를 통과하여 흐르는 유량(Q1)으로 제어되어, 이른바 플로우다운 제어된다.

그런데, 상기의 종래예에 있어서는, 메인스풀(9)의 이동시에 펌프토출유가 고정조리개의 메인오리피스(3)를 통과하여 드레인통로로 빠지는 구성이기 때문에, 메인오리피스(3)에 의하여 생기는 저항분(抵抗分) 도입통로(2)내의 압력이 상승하여, 펌프(1)가 불필요한 일을 하게 된다. 즉, 펌프부하가 증대하여 에너지의 로스가 발생함과 동시에 발열에 의하여 펌프토출유의 유온이 상승하여 토출유의 열화가 빨라진다는 문제점이 있었다.

또한, 유온이 상승하면 펌프(1)나 파워스티어링장치(5)에는 고무제 부품이 다수 사용되고 있기 때문에, 이들 고무제 부품의 열화가 촉진될 뿐만 아니라, 캐비테이션이 발생하기 쉬워져서, 펌프(1)나 파워스티어링장치(5)의 고장이 증대한다는 문제점도 있었다.

(문제점을 해결하기 위한 수단)

본 발명은 상기한 문제점에 착안하여 이루어진 것으로서, 하우징에 형성된 수용구멍에 메이스풀을 미끄럼이동자재로 끼워삽입하고, 그 메인스풀의 한쪽에 1차압력실을, 그 메인스풀의 다른 한쪽에 2차압력실을 구성하는 한편, 상기 하우징에, 상기 수용구멍에 각각 개구하도록 제1오리피스를 통하여 상기 1차압력실로 연통하는 도입통로와, 상기 메이스풀의 미끄럼이동에 따라 개구면적이 증감되는 드레인통로와, 제2오리피스를 통하여 상기 1차압력실로 연통하는 토출통로와를 형성함과 동시에, 상기 메인스풀을 상기 1차 압력실과 2차압력실과의 차압에 따라 상기 수용구멍내에서 미끄럼이동되도록 상기 토출 통로를 상기 2차압력실로 연통시켜, 상기 드레인통로를 통하여 상기 1차압력실에서 배출되는 유체를 유량을 제어하는 것에 의해 상기 도입통로에 의한 상기 1차압력실로의 듀입유량의 변동에 대하여 상기 토출통로내에 의한 상기 1차압력실에서의 토출유량을 소정의 유량특성으로 제어하는 유량제어장치에 있어서, 상기 도입통로의 상기 수용구멍으로의 개구부에 설치되어, 상기 제1오리피스의 전후의 차압에 따라 변위하여, 그 제1오리피스 자체의 개구면적을 변화시키는 제이스풀을 설치함으로써 상기 문제점을 해결하는 것이다.

제1a, b 내지 제3a, b, c도는 본 발명의 유량제어장치의 1실시예를 도시한 도면.

제1a, b도는 각각 다른 작동상태를 도시한 정면단면도.

제2도는 제1a도의 A-A화살표 부분의 단면도.

제3a도는 제2도의 B-B화살표 부분의 단면도.

제3b도는 제2도의 C-C화살표 부분의 단면도.

제3c도는 제2도의 D-D화살표 부분의 단면도.

제4도는 종래의 유량제어장치를 도시한 정면단면도.

제5a도는 도입통로로 유입하는 유체의 유량과 압력과의 관계를 도시한 도면.

제5b도는 유량특성을 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

23 : 밸브하우징 23a : 도입통로

23b : 드레인통로 23c : 토출통로

31 : 제어스풀 34 : 제1오리피스

35 : 제한통로 40 : 서브스풀

45 : 제2오리피스 47 : 메인스풀

52 : 드레인 오리피스

본 발명의 유량제어장치에 의하면, 도입통로에 유입하는 유체의 저유량역에 있어서는, 제1오리피스가 비교적 작은 개구면적을 가지고 도입통로의 토출통로를 연통하고, 또 도입통로에 유입하는 유체의 고유량역에 있어서는, 제1오리피스를 통과하는 유체의 유량이 증가함에 따라 제어스풀이 제1오리피스의 전후의 유체 압력차에 따라 움직여 제1오리피스의 개구면적을 증대시킨다. 이 때문에 이 유량제어장치에 의한 유체회로의 압력손실이 저감되어, 펌프부하가 경감됨과 동시에 유체압력의 상승에 기인한 유체온도의 상승이 저지되는 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.

제1a, b도 제2도 및 제3a, b, c도는 본 발명의 1실시예를 차량의 파워스티어링장치에 적용한것을 도시한 것이다.

먼저 구성을 설명하면, 제1a, b도에 있어서, 21은 도면중 죄우방향으로 뻗어있고, 좌단을 개구한 수용구멍(21a)이 형성된 케이싱, 22는 구멍(22a)이 형성된 중공상(中空狀)의 코넥터이고, 코넥터(22)는 케이싱(21)의 수용구멍(21a)의 개구단에 나사식으로 부착되며, 케이싱(21)과 함께 밸브하우징(23)으로서 기능한다.

케이싱(21)에는 수용구멍(21a)에 개구한 도입통로(23a) 및 드레인통로(23b)가 형성되고, 도입통로(23a)가 펌프(24)의 토출포오트에 접속되며, 드레인통로(23b)가 펌프(24)의 흡입포오트에 접속되어 있다.

펌프(24)는 도시한지 않은 차에 설치된 엔진에 의하여 구동되어 리저버(도시생략) 내의 유체를 가압하여 토출하는 것이고, 그 회전축의 1회전당 일정량의 유량을 토출한다. 코넥터(22)의 구멍(22a)은 도면중 좌단에 토출통로(23c)가 설치되며, 이 토출통로(23c)가 도시하지 않은 파워스티어링장치의 콘트롤밸브(4방 절환밸브)에 접속되어 있다.

또, 코넥터(22)의 구멍(22a)은 토출통로(23c)의 오른쪽 옆에서 차례로 소경부(25) 및 제1, 제2, 제3의 대경부(26,27,28)를 가지고 있으며, 제3대경부(28)에는 구멍(22a)과 도입통로(23a)를 연통하는 관통구멍(29)이 형성되어 있다. 31은 제3대경부(28)에 축방향으로 미끄러져 움직일 수 있게 끼워넣어진 중공의 제어스풀이다.

이 제어스풀(31)은 제1a도에 도시한 바와같이, 제3대경부(28)의 동도면중의 우단부에 근접하는 플랜지부(33)를 갖고, 제3대경부(28)내의 축구멍(31a)과 관통구멍(29)을 연통하는 관통구멍(32)을 형성하고 있다. 또, 제어스풀(31)은 플랜지부(33)가 제3대경부(28)에서 빠져나오는 방향(제1a의 우측)으로 변위가능하게 되어 있고, 이 제어스풀(31)의 변위에 의해, 제어스풀(31)의 플랜지부(33)와 제3대경부(28)와의 사이에 도입 경로(23a)와 수용구멍(21a)을 연통하는 간극통로가 형성되도록 되어 있다.

35는 제어스풀(31)의 축구멍(31a)과 연통구멍(32)을 연통시키도록 제어스풀(31)의 축구멍(31a)의 벽면부에 따라 형성된 초기 차압발생용의 제한통로이다.

이 제한통로(35)는 코넥터(22)의 관통구멍(32)과 함께 제1오리피스(34)를 구성하고 있다.

또, 37은 제3대경부(28)에 직경방향으로 가설된 평판상의 횡단지지부재(38)와 제어스풀(31)의 축구멍(31a)의 어깨부와의 사이에 축소 설치되고, 제어스풀(31)을 그 플랜지부(33)가 코넥터(22)의 구멍(22a)의 제3대경부(28)내에 위치하는 방향(도면중 왼쪽방향)으로 항상 밀려져 있는 코일스프링이다.

그리고, 제어스풀(31)에는 미끄러져 움직일 때에 횡단지지부재(38)와 간섭하지 않도록 횡단지지부재(38)를 끼워넣기 위한 노치부(31b)가 형성되어 있다.

상기 제1오리피스(34)는 그 상세가 아래에 설명되어 있지만 도입통로(23a)와 토출통로(23c)와의 사이에 위치하여, 제어스풀(31)의 변위에 따라 개구면적이 변화한다.

구체적으로는 제어스풀(31)에 작용하는 유체압력(코일스프링(37)을 압축하는 힘)보다 코일스프링(37)의 가압력이 크고, 제어스풀(31)의 플랜지부(33)가 제3대경부(28)내에 위치할 때에는 제1오리피스(34)는 관통구멍(32) 및 제한통로(23a)중 어느 것인가에 의해 결정된 개구면적을 갖는다.

한편, 도입통로(23a)로 유입하는 유량이 증가하여 제어스풀(31)에 작용하는 유체압력이 코일스프링(37)의 가압력보다 크게 될 때에는 제1b도에 도시한 바와같이 제어스풀(31)이 코일스프링(37)을 압축하여 동도면의 우측으로 변위하고, 제어스풀(31)의 플랜지부(33)와 코넥터(22)의 제3대경부(28)와의 사이에 환상의 간극통로가 형성된다.

즉, 소정의 고유량역에 있어서 제한통로와는 별도의 통로가 형성되는 것에 의해, 제1오리피스(34)의 개구면적이 증대된다.

40은 코넥터(22)의 구멍(22a) 및 제어스풀(31)의 축구멍(31a)내에 축방향으로 미끄러져 움직일 수 있게 끼워넣어진 대략 원통상의 서브스풀이고, 39는 제2대경부(27)의 일단면과 서브스풀(40)의 대경부와의 사이에 축소설치되고, 서브스풀(40)을 제어스풀(31)의 방향(도면의 오른쪽 방향)으로 상시가압되어 있는 코일스프링이다.

서브스풀(40)은 일단부(도면의 좌단부)에 메인오리피스(41)가 설치된 연통구멍(42) 및 메인오리피스(41)의 근방에서 연통구멍(42)과 직교하고, 구멍(22a)의 제1대경부(26)에 개구하는 구멍(43)을 가지고 있다.

따라서, 구멍(43) 및 제1대경부(26)와 서브스풀(40)의 외주면과의 간격을 통하여 메인오리피스(41)의 상류쪽과 하류쪽이 연통하고 있다. 그리고, 서브스풀(40)의 토출통로(23c)쪽의 단부의 외주면은 구멍(22a)의 소경부(25)와 제1대경부(26)사이의 어깨부와 함께 서브오리피스(44)를 구성하고 있으며, 이 서브오리피스(44)는 서브스풀(40)의 도면중 왼쪽방향으로의 변위에 따라 닫혀서 서브스풀(40)의 축방향 변위에 의해 그 개구면적이 변화한다. 즉, 서브오리피스(44)는 코넥터(22)와 서브스풀(40)과의 상대위치에 대응하는 개구면적을 가지고 있다. 이 서브오리피스(44)와 메인오리피스(41)는 연통구멍(42)과 토출통로(23c)와의 사이에 나란히 위치하여 제2오리피스(45)를 구성하고 있다. 그리고, 제2오리피스(45)는 서브오리피스(44)의 개구면적의 변화에 따라 그 개구면적이 변화한다.

한편, 케이싱(21)의 수용구멍(21a)의 도면중 오른쪽에는 메이스풀(47)이 자유롭게 미끄러져 움직일 수 있게 끼워넣어져, 그 양단에 1차압력실(48)과 2차압력실(49)을 구획하고 있다. 1차압력실(48)은 제어스풀(31)의 축구멍(31a), 제어통로(35), 관통구멍(32) 및 관통구멍(29)을 통하여 도입통로(23a)에 연동함과 동시에, 축구멍(31a), 연통구멍(42) 및 제2오리피스(45)를 통하여 토출통로(23c)에 연통하고 있다.

즉, 1차압력실(48)은 제2오리피스(45)의 상류쪽에 위치하고, 제2오리피스(45)를 제1오리피스(34)를 통하여 도입통로(23a)에 연통시키고 있다.

또, 2차압력실(49)은 메인스풀(47)의 (후술하는)랜드에 형성된 가는 구멍(50), 케이싱(21)에 형성된 유도구멍(21b) 및 코넥터(22)에 형성된 유도구멍(22c)을 통하여 제2오리피스(45)의 하류의 구멍(22a)과 연통하고 있다.

51은 2차압력실(49)내에 압축설치되어 메이스풀(47)을 도면중 왼쪽방향으로 밀어주는 코일스프링이다.

메이스풀(47)의 외주면에는 드레인통로(23b)에 개구한 도랑(47a) 및 케이싱(21)의 유도구멍(21b)에 개구한 원주상홈(47b)이 형성되고, 3개의 랜드(47c, 47d, 47e)가 형성되어 있다.

도면중 왼쪽의 랜드(47c)는 드레인통로(23b)의 수용구멍(21a)에 있어서의 개구가장자리와의 사이에 드레인 오리피스(52)를 구성하고 있다.

이 드레인 오리피스(52)는 1차압력실(48)과 드레인통로(23b)와의 사이에 위치하고, 메인스풀(47)의 변위에 따라 개구면적을 변경한다. 즉, 이 드레인 오리피스(52)는 메인스풀(47)의 개구면적을 증대하고 1차압력실(48)을 통하여 도입통로(23a)와 드레인통로(23b)를 메인스풀(47)의 변위에 따른 개구면적으로 연통한다.

또, 도면중 오른쪽의 랜드(47e)에는 원주상홈(47b)과 2차압력실(49)을 연통하는 상기의 가는 구멍(50)이 형성되어 있다. 이 가는구멍(50)은 상기와 같이 코넥터(22)의 유도구멍(22c), 케이싱(21)의 유도구멍(21b) 및 원주상홈(47b)과 함께 2차압력실(49)을 제2오리피스(45)의 하류의 구멍(22a)내에 연통하고 있다.

메인스풀(47)에 형성된 축구멍(53)내에는 볼밸브 본체(54)를 그 가압로드(55)와 함께 체크스프링(56)으로 일방으로 밀어서 축구멍(53)의 개구단에 고착한 중공체(57)의 밸브시트에 처리한 릴리프밸브(58)가 설치되어 있다.

이 릴리프밸브(58)는 상기 유도구멍(22c, 21b), 원주상홈(47b), 가는구멍(50)을 통하여 2차압력실(49)내에 도입되는 토출통로(23c)의 압력초과를 드레이통로(23b)로 빼기위한 것이다.

다음에 작용을 설명한다.

이 유량제어장치는 메인스풀(47)이 제2오리피스(45)의 전후의 유체압력차(1차압력실(48)과 2차압력실(49)과의 유체압력차)를 일정하게 하도록 변위하고, 드레인 오리피스(52)의 개구면적 즉, 드레인통로(23b)의 개구면적을 변경하여 도입통로(23e)에 유입하는 유체의 일부를 드레인통로(23b)로부터 배출하고, 또한 서브스풀(40)이, 제2오리피스(45)의 전후의 유체압력차(차압)에 따라 움직임으로써, 상세하게는 1차압력으로서 1차압력실(48)측에서 제1오리피스(34)의 제한통로(35)의 전후의 압력을 수압함과 동시에 토출통로(23c)내의 유체압을 2차압력으로서 수압함으로써, 토출통로(23c)로부터 파워스티어링장치에 공급하는 유체를 제5b도에 도시한 유량특성으로 유지하도록 되어 있다.

즉, 차에 설치된 엔진에 의하여 구동되는 펌프(24)는 그 토출량이 엔진의 회전수에 대략 비례적인 관계를 갖기 때문에, 유량제어장치는 도입통로(23a)로부터 유입되는 유체의 일부를 드레인통로(23b)로부터 펌프(24)에 환류하여, 토출통로(23c)로부터 파워스티어링장치에 공급하는 유체를 소정의 유량특성(제5b도)에 유지하는 것이다.

이하, 제5a, b도를 참조하여, 이 유량제어장치의 작동을 설명한다.

그리고, 이하의 설명에 있어서는 도입통로(23a)로부터 제1오리피스(34)까지의 유체압력, 제1오리피스(34)로부터 제2오리피스(45)까지의 유체압력 및 제2오리피스(45)로부터 토출통로(23c)까지의 유체압력을 각각 부호 P₁, P₂, P₃로 표시한다.

먼저, 통로(23a)에 유입하는 유체유량(N)이 소정값(N₁)에 도달하지 않는 경우, 메인스풀(47)은 스프링(51)에 의하여 밀려져서 도면중 왼쪽에 위치하고, 서브스풀(40)도 스프링(39)에 의하여 밀려져 도면중 오른쪽에 위치한다.

또한, 제어스풀(31)도 제1a도 및 제2도에 도시한 바와같이 스프링(37)에 의하여 밀려져 도면중 왼쪽, 즉, 그 플랜지부(33)가 구멍(22a)의 제3대경부(28)내에 끼워넣어져 있는 위치에 있다.

이 때문에 제1오리피스(34)는 관통구멍(32) 및 제한통로(35)중 어느 것인가에 의하여 결정되는 개구면적을 가지며, 제2오리피스(45)는 메인오리피스(41) 및 서브오리피스(44)의 개구면적의 총합에 의하여 결정된 개구면적을 가지며, 또 드레인 오리피스(52)는 메인스풀(47)의 랜드(47c)가 드레인통로(23b)를 닫고 있기 때문에 닫혀진 상태에 있다.

따라서, 도입통로(23a)에 유입한 유체는 제1오리피스(34), 1차압력실(48)을 거쳐 연통구멍(42)내에 유입하고, 다시 메인오리피스(41) 및 서브오리피스(44)를 거쳐 전량이 토출통로(23c)로부터 파워스티어링장치에 공급된다.

다음에 도입통로(23a)에 유입하는 유체유량(N)이 소정량(N₁) 이상으로 증대하면(N₁≤N<N₂), 제2오리피스(45)의 전후의 유체압력차(ΔP₂)(Δ₂=P₂-P₃)가 증대하고, 메인스풀(47)은 제2오리피스(45)의 전후 압력차(ΔPO₂), 즉 1차압력실(48)과 2차압력실(49)과의 유체압력차에 따라 움직여 드레인통로(23b)를 연다.

즉, 메인스풀(47)은 스프링(51)의 탄성력에 대항하여 제2오리피스(45)의 전후의 유체압력차(ΔP₂)를 일정하게 하도록 오른쪽으로 움직여 드레인 오리피스(52)를 연다.

이 때문에 도입통로(23a)에 유입한 유체는 일부가 제1오리피스(34)를 거쳐 1차압력실(48)에 유입한 후, 드레인통로(23b)로부터 배출되고 토출통로(23c)로부터 파워스티어링장치에 공급되는 유체유량(Q)이 일정량(Q2)이 된다. 그리고, 이때 도입통로(23a)와 토출통로(23c)와의 사이는 제1오리피스(34)와, 메인오리피스(41) 및 이것과 나란히 서브오리피스(44)를 통하여 연통하고 있기 때문에, 유체유량을 큰 Q₂에 제어하는 것이 가능하다.

즉, 메인오리피스(41)와 나란히 설치된 서브오리피스(44)가 연통구멍(42)과 토출통로(23c)와의 사이에 연통하고 있어서, 제2오리피스(45)의 면적이 커지기 때문이다.

또, 도입통로(23a)에 유입하는 유체유량(N)이 소정량(N₂) 이상으로 증대하면(N₃≤N<N₃), 도입통로(23a)에 유입한 유체의 전유량이 통과하는 제1오리피스(34)의 전후의 유체압력차(ΔP₁)(ΔP₁=P₂-P₁)가 증대하고, 또 제2오리피스(45)의 전후의 유체압력차(ΔP₂)도 증대한다.

이 때문에 서브스풀(40)은 스프링(39)의 탄성력에 대항하여 왼쪽으로 움직여 서브오리피스(344)를 닫기 때문에, 서브오리피스(44)는 서브스풀(40)의 변위에 따라 개구면적이 된다(개구면적이 감소한다).

따라서, 토출통로(23c)로부터 파워스티어링장치에 공급되는 유체유량(Q)이 감소한다. 이에 의하여 파워스티어링장치는 파워실린더에 의하여 발생되는 조타 보조력이 감소하여, 고속주행시에 있어서의 주행안정성이 도모될 수 있는 것이다.

다음에, 도입통로(23a)에 유입하는 유체유량(N)이 상기의 소정량(N₃) 이상으로 증대하며(N₃≤N<N₄) 서브스풀(40)이 다시 도면중 변위하여, 서브오리피스(44)가 완전히 닫힌다.

따라서, 도입통로(23a)와 토출통로(23c)의 사이는 제1오리피스(34) 및 메인오리피스(41)를 직렬로 통해서만 연통하고, 메인스풀(47)이 메인오리피스(41)의 전후의 유체압력차(P₂)를 일정하게 하도록 변위한다. 이 때문에 제5b도에 도시한 바와같이, 토출통로(23c)로부터 파워스티어링장치에 공급되는 유체유량(Q)은 거의 일정량(Q₁)이 된다. 그리고 상기의 경우에 있어서는, 제어스풀(31)은 코일스프링(37)의 가압력에 의하여 서브스풀(40)측의 단부가 제2대경부(27)와 제3대경부(28)의 사이의 단차에 맞닿는 좌단위치에 있고, 그 플랜지부(33)는 구멍(22a)의 제3대경부(28)내에 끼워넣은 상태에 있기 때문에, 제1오리피스(34)의 개구면적이 변화하는 일은 없다.

그후, 다시 도입통로(23a)에 유입하는 유체유량(N)이 증대하면(N≥N₄), 제어스풀(31)이 제1오리피스(34) 전후의 유체압력차(P₁)의 증대에 의하여 제1b도에 도시한 바와같이 오른쪽으로 변위하고, 제1오리피스(34)의 개구면적이 증대한다.

즉, 제어스풀(31)이 코일스프링(37)의 가압력에 대항하여 제1b도에 도시한 바와같이 도면에서 오른쪽으로 변위하고, 플랜지부(33)와 제3대경부(28)의 사이에 제한통로(35)와는 별도로 도입통로(23a)에서의 유체를 통하는 환상의 간격통로가 형성된다. 이 때문에, 제1오리피스(34)는 제한통로(35)는 그 관통구멍(32)의 환상의 간격통로에 의하여 결정되는 큰 개구면적을 가지는 것으로 된다. 그리고 도입통로(23a)에 유입하는 유체유량(N)의 증가에 따라, 제어스풀(31)이 다시 오른쪽으로 변위하면, 제1오리피스(34)의 개구면적이 다시 증대한다.

따라서, 도입통로(23a)의 유체압력(P₁)은 제5a도에 실선으로 표시한 바와같이, 유량(N)이 증대하여도 그 상승률은 극히 완만하게 되어, 펌프(24)의 부하를 경감함과 동시에 유체압력(P₁)의 상승에 기인한 유체온도의 상승을 저지한다.

그런데, 예를들면 토출통로(23c)로부터 파워스티어링장치에 공급되는 유체유량(Q₁)이 소정값으로 유지되어 있는 경우(통상, 차량의 고속주행시동에 있어서 도입통로(23a)에 유입하는 유체유량(N)이 소정값(N₃)이상인 경우), 파워스티어링장치가 작동하면, 토출통로(23c)의 유체압력(P₃)이 증대하기 때문에(증대압력분을 ΔP로 한다), 서브스풀(40)이 도면중 오른쪽으로 밀린다.

그러나, 유량제어장치는 토출유량(Q₁)을 일정하게 유지하기 위하여 제1오리피스(45)의 전후차압을 일정하게 유지하도록 작용한다.

즉, 토출압의 증대분(

P)이 2차압력실(49)에 작용하여 메이스풀(47)을 왼쪽으로 움직여 드레인 오리피스(52)의 개구면적을 좁게하여 1차압력실(48)의 압력을 ΔP만큼 상승시킨다.

이 때문에, 서브스풀(40)의 전후면압은 각각 ΔP 상승하게 되고, 따라서 서브오리피스(44)가 개구하는 일도 없고, 제5b도에 도시한 유량특성은 불변적으로 유지된다.

그리고, 토출통로(23c)의 유체압력(P₃)이 이상적으로 높아진 경우에는 릴리프밸브(58)에 의하여 그 압력초과를 드레인통로(23b)로 뺄 수 있다.

이상 설명한 바와같이, 본 발명의 유량제어장치에 의하면, 도입통로에 유입하는 유체유량의 저유량역에 있어서는 도입통로와 토출통로와의 사이에서 제2오리피스의 개구면적이 증대하고, 또 고유량역에 있어서는 제어스풀의 작용에 의하여 제1오리피스의 개구면적이 증대하기 때문에, 전체로서의 저항이 감소하여, 펌프가 불필요한 일을 하게 되는 일이 없어진다.

즉, 펌프의 부하가 감소하기 때문에 에너지의 로스나 발열이 없어지고, 유체(작동유)의 온도도 저하하므로, 유체나 고무제 부품의 열화를 방지할 수 있고, 또 캐비테이션의 발생도 억제할 수 있다. 그 결과, 펌프나 파워스티어링장치의 고장이 감소한다.

Claims (1)

1. 하우징에 형성된 수용구멍에 메인스풀을 미끄럼 이동자재로 끼워삽입하고 그 메인스풀의 한쪽에 1차압력실을, 그 메인스풀의 다른 한쪽에 2차압력실을 구성하는 한편, 상기 하우징에, 상기 수용구멍에 각각 개구하도록, 제1오리피스를 통하여 상기 1차 압력실로 연통하는 도입통로와, 상기 메인스풀의 미끄럼이동에 따라 개구면적이 증감되는 드레인통로와, 제2오리피스를 통하여 상기 1차압력실로 연통하는 토출통로와를 형성함과 동시에, 상기 메이스풀을 상기 1차압력실과 2차압력실과의 차압에 따라 상기 수용구멍내에서 미끄럼이동되도록 상기 토출통로를 상기 2차압력실로 연통시켜, 상기 드레인통로를 통하여 상기 1차압력실에서 배출되는 유체의 유량을 제어하는 것에 의해, 상기 도입통로에 의한 상기 1차압력실로의 도입유량의 변동에 대하여 상기 토출통로에 의한 상기 1차압력실에서의 토출유량을 소정의 유량특성으로 제어하는 유량제어장치에 있어서, 상기 도입통로의 상기 수용구멍으로의 개구부에 설치되고, 상기 제1오리피스의 전후의 차압에 따라, 그 제1오리피스 자체의 개구면적을 변화시키는 제어스풀을 설치한 것을 특징으로 하는 유량제어장치.

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