JPH0117002B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流量の垂下特性（ドローピング、
Drooping）、すなわちポンプ吐出量がある量以上
に増加した場合、油圧機器への供給流量を一定量
以下に減少させる特性を持つた流量制御弁に関す
る。

〔従来の技術〕

このような垂下特性を備えた流量制御弁は、例
えば特公昭45−7125号公報、特公昭50−40246号
公報等に提案されているように、一般に車両の動
力舵取装置用に使用され、高速走行時の車両安定
性、適当な操舵感覚の付与に役立つている従来装
置は、一般的にポンプ吐出通路から環流路に至る
環流量の制御と、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
る圧力変動によつ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
つた。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絞り量を変化させる調整ロツ
ドを配設した弁装置も提案されているが、調整ロ
ツドによる絞り量の制御は、調整ロツドの加工、
調整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ずる等の
問題点があつた。

この圧力変動に伴う流量変化を、第６図ないし
第１０図に示す従来装置（特公昭45−7125号）に
ついて説明する。

第６図に示すように、この流量制御弁において
は、図示しないポンプから吐出された油流は進入
開口３０ｃから弁装置３２ｃ内に導入される。こ
の弁装置３２ｃ内には、大径部３７ｃ，３８ｃお
よび小径部３９ｃを備えたスプールバルブがばね
３４ｃにより図示右方に付勢されて嵌装されてお
り、このバルブの高圧側作用面４０ｃには調整ロ
ツド７２が一体的に取付けられ、かつバルブの左
方は感圧オリフイス４８ｃを介して一次流量オリ
フイス４２ｃの下流側圧力が導かれている。また
上記バルブの弁孔３１ｃには側路開口（オーバー
フローボート）４７ｃが設けられバルブの左行に
伴いポンプからの油流の一部をタンクへ環流でき
るようにしている。

したがつて、ポンプからの吐出流は進入開口３
０ｃから導入されて一次流量オリフイス４２ｃを
通過し、高圧部２３から動力舵取装置（以下P.S
という）へ給送されるが、ポンプ回転数が増加し
その吐出油量が増大すると、一次流量オリフイス
４２ｃを通過する流量も増してこのオリフイス前
後の圧力差が大きくなる。前述のように、上記オ
リフイスの上流側の圧力はバルブの右側、つまり
作用面４０ｃに加わり、一方オリフイス下流側の
圧力は感圧オリフイス４８ｃを介してバルブの左
側に作用するために、一次流量オリフイス４２ｃ
前後の差圧力が所定値に達すると、バルブはばね
３４ｃの付勢に抗して左行し、バルブの大径部３
８ｃが側路開口４７ｃを開口させ、ポンプ吐出流
量の一部はタンクへ環流され、Ｐ・Ｓへ送られる
流量は一定に保たれる。この状態が第７図に示す
最大流量に相当する。ポンプ回転数が更に増加す
ると、バルブの左行が続行され、これとともに該
バルブと一体の調整ロツド７２も左行し、やがて
調整ロツド７２の大径部が一次流量オリフイス４
２ｃの開口面積の一部を塞ぐこととなり、一次流
量オリフイス４２ｃ前後の差圧を増大させ、バル
ブの左行量を増加させる。したがつて側路開口４
７ｃの開口面積が増大し、その結果、P.Sへの供
給量は減少するに至る。この状態が第７図におけ
るエネルギー節約毎分回転数範囲に相当する。

このような作動をする従来の流量制御弁におい
ては、負荷側の圧力変動時、すなわちP.S作動時
には、第８図、第９図、および第１０図に示すよ
うな弁作動がなされる。

すなわち、第８図は上記従来制御弁の非操舵時
におけるエンジン回転数Ｎの状態を示している。

このとき、エンジンで駆動されるポンプは流量
Qpの油流を吐出し、その一部の流量Q1がP.Sへ
給送され、残りの流量QRは側路開口４７ｃから
タンクへ環流している。ここで、バルブの位置を
決定する最も重要な要素は上記側路開口４７ｃの
開度であり、一次流量オリフイス上流側の圧力
P1と、ほぼ大気圧のタンク側圧力P0との間に、
流量QRを発生させるような開度を確保する位置
にバルブが保持される。

次に、上記回転数のもとで操舵したとき、すな
わち圧力上昇時にはバルブは第９図に示すような
状態となる。P.S側の圧力、つまり、一次流量オ
リフイス後方の圧力P2が上昇してP′2になると、
当然オリフイス前方の圧力P1もP′1に上昇するら
から、側路開口における圧力差（P1−P0）は
（P′1−P0）に増大し、開口面積が同一であれば
側路開口への流量QRはQR′へと増大する。この
ため、P.Sへの流量、つまり一次流量オリフイス
の流量は減少し、このオリフイスにおける差圧
（P1−P2）が減少するから、バルブはばねの付勢
力により右方へ戻り、第９図の状態で安定する。
この状態では、バルブと一体の調整ロツドがバル
ブとともに右行し、その結果第一流量オリフイス
の流路面積は増加しP.Sへの供給流量も増大する
こととなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、従来の流量制御弁においては、高
回転領域でP.Sへ給送される流量が負荷の増加に
伴つて増大してしまうという現象がみられた。こ
のことは、車両搭載時には、同じエンジン回転
数、すなわち同一車速でも、ハンドルを切れば切
るほど流量が増加して操舵力が軽くなるという特
性をもたらし、特に路上の障害物を緊急回避する
ような場合に、急速度でハンドルを切ると、初め
に重く急に軽くなることとなつて恰も最初ハンド
ルが引掛かりその後急にそれが脱れるような不具
合を生じ、時にはハンドルの切り過ぎによる危険
さえ伴うものであつた。このように、従来の流量
制御弁はバルブの圧力上昇時にその垂下特性が失
われるという欠点を有していた。このことは、前
示した他の従来例（特公昭50−40246号公報）に
も同様に当て嵌ることである。したがつて、本発
明は、油圧機器側の圧力変動が供給流量に殆ど影
響を与えない流量制御弁を得ることを目的とする
ものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明においては、ポンプ吐出通路を油圧機器
に連通する供給流路とオイルタンクに直接連通す
る環流路とに分岐させ、この環流路に、上記供給
流路に形成された可変オリフイス前後の圧力差に
応じて開弁し、ポンプからの吐出流体の一部を環
流させる制御弁を設けた流量制御弁において、上
記ポンプ吐出通路に固定オリフイスを設け、上記
供給流路の可変オリフイスを、上記固定オリフイ
ス前後の差圧を受けてこの差圧の大なるとき程開
口面積を小とする可変オリフイスバルブとして構
成するとともに、この可変オリフイスバブルには
上記開口面積の最小値を規制するストツパ手段を
設けたことによつて、負荷の変動によつて変化す
ることのない流量の垂下特性が得られるようにし
たことを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明によれば、例えば舵取操作によつてP.S
が作動しこれへの供給流路内の圧力が上昇して
も、ポンプ吐出通路の固定オリフイス部分の流量
に変化が生じないので、この固定オリフイス前後
の差圧を受ける可変オリフイスバルブの制御位置
に変動を与えることなく、また該可変オリフイス
バルブはそのストツパ手段により最小制御流量が
規制される。

〔実施例〕

以下図示実施例について本発明を説明すると、
第１図において、１はポンプ吐出通路、２，３は
それぞれこの通路１から分岐した環流路と供給流
路で、環流路２は図示しないオイルタンクに直接
連通し、供給路３はP.Sを経てオイルタンクに連
通している。４はポンプ吐出通路１と環流路２と
の間の連通面積を変化させる制御弁、すなわちス
プール弁、５は供給流路３に設けた可変オリフイ
スバルブであつて、スプール弁４は通路６によつ
て可変オリフイスバルブ５前後、すなわち供給流
路３，３′間の差圧を受けるように構成されてお
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が吐
出通路１と環流路２との遮閉を解いて流通路を連
通させ始める。

可変オリフイスバルブ５は、第２図に明らかな
ように、供給流路３，３′に交差させて形成した
弁孔７内に、ランド５ａを有するスプール５ｂを
摺動可能に嵌合させ、供給流路３に対するランド
５ａの位置によつて流路の絞り量、つまり可変オ
リフイス開口面積を決定するようにしたものであ
つて、戻しばね５ｃはこの開口面積が大となる方
向にスプール５ｂを付勢している。５ｄ，５ｅは
スプール５ｂの両端に突出させた第一、第二の流
量決定用ピンであり、スプール５ｂの両方向の摺
動端を規制して開口面積の最大と最小を決定す
る。そしてこのスプール５ｂを嵌合させた弁孔７
の室８はポンプ吐出通路１に形成したオリフイス
９の上流と通路１０を介して連通しており、この
室８と供給流路３との圧力差、すなわちオリフイ
ス９前後の差圧が、上記戻しばね５ｃの力に抗し
てスプール５ｂを左行させランド５ａによつて供
給流路３′の開口面積を縮小させる。

上記構成に係る本流量制御弁によれば、供給流
路３，３′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
車両エンジンによつて駆動させるポンプの低速回
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１１に当接してそ
のランド４ｂが吐出通路１と環流路２とを遮断し
ており、他方可変オリフイスバルブ５は戻しばね
５ｃが第一流量決定用ピン５ｄ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。したがつてポンプ吐出流量のすべてが供給
流路３，３′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前後の差圧力によつてスプール
弁４が第１図において右行し始め、ランド４ｂが
吐出通路１と環流路２とを連通させ、余剰流量を
環流路２に流す。したがつて第３図ｂ領域のよう
な制御流量がほぼ一定値となる。なお、このとき
は可変オリフイスバルブ５のスプール５ｂは移動
しない。

さらにポンプ吐出流量が増加すると、今度はオ
リフイス９前後の差圧力が可変オリフイスバルブ
５のスプール５ｂを押圧する戻しばね５ｃの力に
打ち勝つてスプール５ｂを第２図において左行さ
せ、ランド５ａが供給流路３′をさらに絞り始め
る。このため供給流路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
が大きくなつてスプール弁４の開度が大となり、
環流量が大となる。そしてオリフイス９前後の差
圧はポンプ吐出流量が大となる程大となるので、
第３図ｃ領域のように、ポンプ吐出流量の増加に
伴いスプール５ｂがさらに流路を絞つて制御流量
を減少させる。

そして上記動作によつてスプール５ｂが移動
し、第二流量決定用ピ量５ｅがボルト栓１２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、したがつて制御流
量は略一定となる（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から環流路
２へ環流される。

上記の本流量制御弁では、舵取操作によつてP.
Sが作動し供給流路３，３′内の圧力が上昇した
としても、吐出通路１のオリフイス９部分の流量
に変化が生じないので、可変オリフイスバルブ５
のスプール５ｂが位置を変えることはない。オリ
フイス９を流れる流量はP.Sの負荷によつて変る
ことなくポンプ回転数によつてのみ支配され、し
たがつて供給流路３内の圧力変動によつて制御流
量が変化することは理論上、なく、P.Sの安定し
た出力を得ることができる。

なお、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、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、可変オリフイスバルブ５の第一流量決定
用ピン５ｄの長さ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２流量Q2は第二流
量決定用ピン５ｅ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
としてそのセツト力を変えれば第５図ｓ，ｔ，ｕ
のように変曲点の位置を変更できることは明白で
ある。

〔発明の効果〕

以上の通り本発明に係る流量制御弁は、製造が
容易な可変オリフイスバルブとこれを制御するオ
リフイスとによつて負荷が変動しても流量変化の
ない所望の流量垂下特性が得られ、このように圧
力変動によつても流量が変化しないという点は本
発明の特異な効果と言うことができる。

また、本発明においては、固定オリフイスをポ
ンプ吐出通路に設けているから、例えばこれを環
流路側に設けた場合のように、環流路の開口度を
制御するスプール弁が開弁した後でなければ可変
オリフイスバルブに差圧を作用させ得ず、第３図
ｂ領域のように制御流量が略一定値となる領域が
必ず必要となつて特性の自由度を失うといつた惧
れがない。すなわち、本発明においては、ポンプ
吐出通路の固定オリフイスによりポンプ吐出直後
にも該オリフイス前後に差圧を生じさせることが
できるので、第３図のｂ領域を経ず直ちにポンプ
回転数の低い時点から制御流量を減少させ得るよ
うな自由な流量特性を選ぶことができ、したがつ
て極低速時のみ制御流量を多くして操舵を軽く
し、走行中は充分な操舵力を確保し得るという省
エネルギ化安全性の向上および操舵フイーリング
の改善に役立ち且つ操舵の信頼性の高い舵取特性
を得られる効果がある。

さらに、本発明においては可変オリフイスバル
ブに、その開口面積の最小値を規制するストツパ
手段を設けているから、可変オリフイスバルブの
開口度が限りなく零に近づくといつた惧れがな
く、これを調整して高速度における適正な最小制
御流量を選定し得る利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る流量制御弁の実施例を
示す要部断面図、第２図は、第１図の部拡大
図、第３図、第４図、第５図は、それぞれ本発明
によつて得られる流量特性を模式的に示すグラ
フ、第６図、第７図は従来の流量制御弁を示す断
面図およびその特性線図、第８図、第９図、およ
び第１０図は第６図に示す従来例の作動態様を説
明するための説明図およびその特性線図である。 １…ポンプ吐出通路、２…環流路、３…供給流
路、４…スプール弁、５…可変オリフイスバル
ブ、９…オリフイス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポンプ吐出通路を油圧機器に連通する供給流
   路とオイルタンクに直接連通する環流路とに分岐
   させ、この環流路に、上記供給流路に形成された
   可変オリフイス前後の圧力差に応じて開弁し、ポ
   ンプからの吐出流体の一部を環流させる制御弁を
   設けた流量制御弁において、上記ポンプ吐出通路
   に固定オリフイスを設け、上記供給流路の可変オ
   リフイスを、上記固定オリフイス前後の差圧を受
   けてこの差圧の大なるとき程開口面積を小とする
   可変オリフイスバルブとして構成するとともに、
   この可変オリフイスバルブには上記開口面積の最
   小値を規制するストツパ手段を設けたことを特徴
   とする流量制御弁。