JPH0138708B2 - - Google Patents
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- JPH0138708B2 JPH0138708B2 JP56109923A JP10992381A JPH0138708B2 JP H0138708 B2 JPH0138708 B2 JP H0138708B2 JP 56109923 A JP56109923 A JP 56109923A JP 10992381 A JP10992381 A JP 10992381A JP H0138708 B2 JPH0138708 B2 JP H0138708B2
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- passage
- inlet
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- pump
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C14/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
- F04C14/24—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
- F04C14/26—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves using bypass channels
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は油圧による動力伝達装置に関し、特
に、可変速度で運転される原動機によつて駆動さ
れる定吐出量ポンプを利用したパワーステアリン
グ装置のような油圧装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a hydraulic power transmission system, and more particularly to a power steering system using a constant displacement pump driven by a prime mover operated at a variable speed. The present invention relates to hydraulic equipment such as the above.
自動車のパワーステアリング装置などに利用さ
れている、速度可変原動機により駆動される定吐
出量ポンプを用いた油圧システムは、流量制御弁
により制御された予め定められた一定の流量にお
いて運転されている。流量制御弁はまた、ポンプ
が高速で運転される場合にポンプの流入口へと流
体の一部をバイパスして、負荷であるパワーステ
アリングのブースターへと送られる流体を補充す
るという、流体力学的な機構をも提供している。
しかしかかる油圧システムが低速で運転される場
合、ブースターから戻る流体により流量を補充す
るための通路の寸法が限定されていることから、
流体が高い粘度を有する場合には、特に制御され
る流量が大きく低温の時に、流入口に過度の真空
が生じ、キヤビテーシヨンによりポンプに損傷が
生じうる。このような典型的なシステムの例は、
米国特許第2880674号及び第3207077号明細書に示
されている。
2. Description of the Related Art Hydraulic systems, which are used in automobile power steering systems and the like, and which use a constant discharge pump driven by a variable speed prime mover, are operated at a predetermined constant flow rate controlled by a flow control valve. The flow control valve also has a hydrodynamic function that bypasses a portion of the fluid to the pump inlet when the pump is operated at high speeds, replenishing the fluid sent to the load, the power steering booster. It also provides a mechanism.
However, when such hydraulic systems are operated at low speeds, the dimensions of the passageway for replenishing the flow rate with fluid returning from the booster are limited.
If the fluid has a high viscosity, especially when the controlled flow rate is high and at low temperatures, excessive vacuum may be created at the inlet and damage to the pump may occur due to cavitation. An example of such a typical system is
As shown in US Pat. No. 2,880,674 and US Pat. No. 3,207,077.
ここで従来技術の問題点についてさらに考察す
ると、図面に示した如き油圧装置であつて、本発
明による通路26及び管路27を欠くものは従来
から存在している。ここにおける課題は、低速に
おいてポンプに対する流量をどのようにして増大
させるかということであつた。通路16の寸法を
拡大するか、或いは流入口17へとタンク14か
ら別の通路を設ければ簡単であるが、しかし既存
のポンプの仕様におけるスペース的及び位置的な
限界からして、これは不可能である。即ち通路1
6を拡げれば、通路と弁の高圧チヤンバとの間の
壁が弱くなつてしまう。また流量制御弁の高速運
転条件により、スプールのランドとの関係におい
て、流入口17における通路16の開口の位置に
は限定がある。即ち高速運転時におけるポンプへ
の流体の補充を助けるため、通路16が開口する
領域において流入口17に低圧領域を生成するよ
う、通路16の開口はスプールのランドから一定
の距離を置いて配置される。低圧領域は、スプー
ルのランドの高圧側と流入口17の端部との間の
絞りのため流入口17を通る高圧流体の速度が増
大することにより(流速の速い部分の周囲に)生
成される。通路16の開口の位置を何れかの方向
に動かせば、開口が流入口17における低圧領域
からずれてしまうことは明らかである。通路16
の周囲に別の通路を設けても、やはり高速運転の
ための低圧領域は損なわれてしまう。このような
ことから、通路16の拡大又は他の通路を設ける
ことで低速に対処しようとすることには無理があ
る。
To further consider the problems of the prior art, hydraulic systems such as the one shown in the drawings have existed in the past that lack the passage 26 and conduit 27 according to the present invention. The problem here was how to increase the flow rate to the pump at low speeds. It would be easy to enlarge the dimensions of the passage 16 or provide a separate passage from the tank 14 to the inlet 17, but this is not possible due to the space and positional limitations of the existing pump specifications. It's impossible. That is, passage 1
6 would weaken the wall between the passageway and the high pressure chamber of the valve. Furthermore, due to the high-speed operating conditions of the flow control valve, there is a limit to the position of the opening of the passage 16 at the inlet 17 in relation to the land of the spool. That is, to assist in replenishing the pump with fluid during high speed operation, the opening of the passageway 16 is placed at a distance from the land of the spool so as to create an area of low pressure at the inlet 17 in the area where the passageway 16 opens. Ru. The low pressure area is created by the increased velocity of the high pressure fluid through the inlet 17 due to the restriction between the high pressure side of the land of the spool and the end of the inlet 17 (around the high velocity section). . It is clear that moving the opening of the passageway 16 in either direction will shift the opening from the low pressure region at the inlet 17. aisle 16
Even if another passage is provided around the area, the low pressure area for high speed operation will still be compromised. For this reason, it is unreasonable to try to cope with the low speed by enlarging the passage 16 or providing another passage.
そこで本発明は、油圧装置であつて、流量制御
弁が流体のバイパス流動を行わせる前に低速にお
いても十分な圧力流体を提供し、かくして制御吐
出量の範囲を増大でき、ポンプの運転による騒音
レベルを低くでき、キヤビテーシヨンによる摩耗
を減少でき、真空を生ずる傾向を小さくしてシヤ
フトシールを有効に利用でき、且つ流量制御弁に
よる通常の補充により流入口の圧力を増大するこ
とのできる装置を提供することを課題としてい
る。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention provides a hydraulic system in which a flow control valve provides sufficient pressure fluid even at low speeds before performing bypass flow of fluid, thus increasing the range of controlled discharge volume and reducing noise caused by pump operation. To provide a device that can lower the level, reduce wear due to cavitation, reduce the tendency to create a vacuum and make effective use of the shaft seal, and increase the pressure at the inlet by regular replenishment with a flow control valve. The challenge is to do so.
本発明は検討の結果、低速運転の際にポンプへ
とより多くの流体を得るために、スプールの孔の
低圧側チヤンバへと並列に、別のタンク管路及び
補助的な通路を設けるという解決手段を見出し
た。スプールの孔の低圧側に並列にタンク管路を
位置せしめるということにより、後述する実施例
の記載からも明らかなように、高速運転時におけ
る流れの増大という結果が得られる。図面に関連
して後に説明するように、スプールのランドの幅
はスプールの孔から流入口への開口の幅よりも小
さく、高速運転時には、流入口はスプールの孔の
高圧側及び低圧側の両方のチヤンバと連通する。
またランドの高圧側から流入口へと流れる速度の
速い高圧流体は、スプールのランドの低圧側に隣
接して流入口に二次的な低圧領域を生成し、タン
クから低圧側領域を介して流入口への流体の流れ
を助け、この流れがタンクから流入口への通常の
流れを補充して、かくしてポンプの寸法を増大さ
せることなしに、ポンプの能力を増すことができ
る。即ち本発明によれば、タンクから取り出され
る通常のシステム用流体より上流側において、タ
ンクから延びる補助的な通路が、流量制御弁に設
けた開口によつてポンプの流入口と連通してい
る。この通路は通常の低速運転時には流量制御弁
によつてバイパス流から隔離され、流入口へと補
助流をもたらすようになつている。
The present invention has been developed to provide a separate tank line and auxiliary passage in parallel to the low pressure chamber of the spool hole in order to obtain more fluid to the pump during low speed operation. I found a way. By locating the tank line parallel to the low-pressure side of the spool hole, the result is an increase in flow during high-speed operation, as will be clear from the description of the embodiments below. As will be explained later in connection with the drawings, the width of the spool land is less than the width of the opening from the spool hole to the inlet, and during high speed operation the inlet is located on both the high and low pressure sides of the spool hole. It communicates with Chiyamba.
In addition, high-pressure fluid flowing at a high velocity from the high-pressure side of the land to the inlet creates a secondary low-pressure region at the inlet adjacent to the low-pressure side of the land of the spool, and flows from the tank through the low-pressure side region. It assists the flow of fluid into the inlet, which supplements the normal flow from the tank to the inlet, thus increasing the capacity of the pump without increasing its size. Thus, in accordance with the present invention, an auxiliary passageway extending from the tank, upstream of the normal system fluid withdrawn from the tank, communicates with the inlet of the pump by an opening in the flow control valve. This passageway is isolated from the bypass flow by a flow control valve during normal low speed operation to provide supplemental flow to the inlet.
図面に示す本発明の実施例によれば、装置は自
動車のエンジンの如き原動機により駆動される定
吐出量ポンプ10を有する。ポンプ10はオリフ
イス11を介してステアリング用のブースター1
2、例えば線型又は回転流体圧モーターへと流体
を供給する。通常の装置においては、管路13を
通る戻り流体はタンク14へと流れる。タンクか
らの流体は普通、タンク管路15及び通路16を
介してポンプの流入口17へと流れる。流量制御
弁18は隔置されたランド20,21を備えたス
プール19からなると共に、孔22内に配置さ
れ、且つ流量が所定の値を越える場合に流体をバ
イパス流動させることができる。管路23がポン
プの吐出口から延びると共に、スプールのスプリ
ング端へのオリフイス24を備えている。流量が
所定の値を越えると、ランド21は破線で示す位
置へと移動して、流体の一部が戻し管路25を流
動されて、ランド21と流入口17の端部との間
から流出する。これにより流出した高圧流体の流
れの周囲には低圧領域が形成され、通路16はこ
れによつて圧力流体の流れをさらに吸引でき、か
くして高速運転されているポンプに流体を補充す
る。前述のようにこのような例は、米国特許第
2880674号及び第3207077号明細書に示されてい
る。
According to the embodiment of the invention shown in the drawings, the device includes a constant displacement pump 10 driven by a prime mover, such as an automobile engine. The pump 10 is connected to a steering booster 1 via an orifice 11.
2. Supplying fluid to, for example, a linear or rotary hydraulic motor. In a typical arrangement, return fluid through line 13 flows to tank 14. Fluid from the tank typically flows via tank line 15 and passage 16 to pump inlet 17. Flow control valve 18 consists of a spool 19 with spaced apart lands 20, 21 and is disposed within bore 22 to permit bypass flow of fluid if the flow rate exceeds a predetermined value. A conduit 23 extends from the pump outlet and includes an orifice 24 to the spring end of the spool. When the flow rate exceeds a predetermined value, the land 21 moves to the position shown by the broken line, and a portion of the fluid is flowed through the return pipe 25 and flows out from between the land 21 and the end of the inlet 17. do. This creates a low pressure region around the exiting high pressure fluid stream, allowing the passageway 16 to draw in additional pressure fluid flow, thus replenishing the pump when it is running at high speed. Such an example, as mentioned above, is provided by U.S. Patent No.
No. 2880674 and No. 3207077.
本発明によれば、補助的な通路26が設けられ
ると共に、タンク管路27によつて概略的に示す
ようにしてタンク14を連通している。通路26
は補助的な圧力流体を低速で流入口17へと供給
する機能を有する。通路26は通路16よりも上
流側に配置され、流量制御弁が閉位置にある場合
には、バイパス流体から隔離される。こうしてス
プールの孔22の低圧側にタンク管路15と並列
にタンク管路27を位置せしめることにより、高
速運転時における流れの増大という結果が得られ
る。即ちスプール19のランド21の幅は孔22
から流入口17への開口よりも小さく、高速運転
時には、流入口17はスプールの孔22の高圧側
及び低圧側の両方のチヤンバと連通できる。ラン
ド21の高圧側から流入口17へと流れる速度の
速い高圧流体は、前述の如く低圧領域を形成して
通路16から流体の吸引を可能ならしめるが、本
発明においてはそれと同時に、スプールのランド
21の低圧側に隣接して流入口17に二次的な低
圧領域が生成され、タンク14からタンク管路2
7、通路26及びこの低圧側領域を介して流入口
17への流体の流れを助ける。この流れはタンク
14から流入口17への通常の流れを補充し、か
くしてポンプの寸法を増大させることなしに、ポ
ンプの能力を増すことができるようになる。 According to the invention, an auxiliary passage 26 is provided and communicates with the tank 14 as schematically shown by a tank line 27. aisle 26
has the function of supplying auxiliary pressure fluid to the inlet 17 at low speed. Passage 26 is located upstream of passage 16 and is isolated from the bypass fluid when the flow control valve is in the closed position. By locating the tank line 27 in parallel with the tank line 15 on the low pressure side of the spool hole 22, the result is increased flow during high speed operation. That is, the width of the land 21 of the spool 19 is equal to the width of the hole 22.
The opening from the spool to the inlet 17 is smaller and, during high speed operation, the inlet 17 can communicate with both the high and low pressure side chambers of the spool bore 22. The high-pressure fluid flowing at a high speed from the high-pressure side of the land 21 to the inlet 17 forms a low-pressure region as described above, making it possible to suck fluid from the passage 16. A secondary low pressure region is created at the inlet 17 adjacent to the low pressure side of the tank 14 and the tank line 2
7. Facilitates fluid flow to inlet 17 via passageway 26 and this low pressure side region. This flow supplements the normal flow from tank 14 to inlet 17, thus making it possible to increase the capacity of the pump without increasing its size.
以上のように本発明によれば、流量制御弁がバ
イパス流動を行う前の低速運転時にも、通路16
に加えて、常にタンク管路27及び通路26を介
して流体が流入口17へと供給されており、従つ
て低速時の流入口における流体の補充状態が改善
され、音響レベルも減少され、真空及びキヤビテ
ーシヨン損傷による摩耗及び保守の必要性も減少
される。また高速運転時には通路26からも流体
が吸引されるので、流入口17における圧力は増
大され、従来の流量制御弁によりもたらされる過
給量を補充することができる。
As described above, according to the present invention, even during low-speed operation before the flow control valve performs bypass flow, the passage 16
In addition, fluid is always supplied to the inlet 17 via the tank line 27 and the passage 26, thus improving the fluid replenishment at the inlet at low speeds, reducing the sound level and reducing the vacuum Wear and maintenance requirements due to cavitation damage and cavitation damage are also reduced. Also, during high-speed operation, fluid is also drawn from passage 26, so that the pressure at inlet 17 is increased and can replenish the supercharging amount provided by conventional flow control valves.
図面は本発明の動力伝達装置の概略的な部分断
面図である。
10……ポンプ、12……負荷(ブースター)、
14……タンク、15……タンク管路、16……
通路、17……流入口、18……流量制御弁、1
9……スプール、20,21……ランド、22…
…孔、25……戻し管路、26……通路、27…
…タンク管路。
The drawing is a schematic partial sectional view of the power transmission device of the present invention. 10...Pump, 12...Load (booster),
14...tank, 15...tank pipe, 16...
Passage, 17...Inflow port, 18...Flow rate control valve, 1
9... Spool, 20, 21... Land, 22...
...hole, 25...return conduit, 26...passage, 27...
...Tank line.
Claims (1)
原動機により駆動され、負荷12に対して予め定
められた流量を有する定吐出量ポンプ10と;該
ポンプ10が流入口17及び吐出口を有すること
と;該流入口17への第一の通路16を少なくと
も有する第一のタンク管路15と;第一のランド
20及び第二のランド21を有するスプール19
並びに孔22を含む流量制御弁であつて、ポンプ
10の吐出口からの油圧流体の一部を戻し管路2
5を介して前記ポンプ領域の流入口17へと戻す
よう第二のランド21が移動可能であり、且つポ
ンプ10が高速で運転される場合に前記戻し管路
25を介する戻り流が前記第二のランド21の移
動により流入口17へと流出され前記第一の通路
16から油圧流体を吸入するようになつている流
量制御弁18とからなり:前記第一のタンク管路
15の上流側に第二のタンク管路27が設けら
れ、該第二のタンク管路が前記二つのランド2
0,21の間で流量制御弁を通つて延びて前記流
入口17と常時連通している補助的な第二の通路
26を有することを特徴とする、動力伝達装置。 2 前記流量制御弁18、戻し管路25、第一の
通路16及び第二の通路26がポンプ10と同じ
ハウジング内に配置されていることを特徴とす
る、特許請求の範囲第1項に記載の動力伝達装
置。 3 前記第一のタンク管路15の上流側において
は前記戻し管路25及び第二の通路26のみが同
じ流れの方向において前記孔22と交差してお
り、前記第二のランド21が戻り流を流出せしめ
る位置にある場合に前記流入口17において前記
第一の通路と結合することを特徴とする、特許請
求の範囲第1項又は第2項に記載の動力伝達装
置。[Scope of Claims] 1. A constant discharge pump 10 driven by a prime mover capable of operating at variable speed in a hydraulic system and having a predetermined flow rate for a load 12; a first tank line 15 having at least a first passage 16 to the inlet 17; a spool 19 having a first land 20 and a second land 21;
and a flow control valve including a hole 22 for returning part of the hydraulic fluid from the discharge port of the pump 10 to the conduit 2.
5 and return flow through the return line 25 is movable back to the inlet 17 of the pump region through the a flow rate control valve 18 configured to draw hydraulic fluid from the first passage 16 into the inlet port 17 by movement of the land 21; A second tank line 27 is provided, and the second tank line is connected to the two lands 2.
A power transmission device characterized in that it has an auxiliary second passage 26 extending through the flow control valve between 0 and 21 and in constant communication with said inlet 17. 2. According to claim 1, the flow control valve 18, the return line 25, the first passage 16 and the second passage 26 are arranged in the same housing as the pump 10. power transmission device. 3 On the upstream side of the first tank pipe line 15, only the return pipe line 25 and the second passage 26 intersect with the hole 22 in the same flow direction, and the second land 21 is connected to the return flow. The power transmission device according to claim 1 or 2, characterized in that the power transmission device is connected to the first passage at the inlet port 17 when the power transmission device is in a position to cause the flow to flow out.
Applications Claiming Priority (1)
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