JPH0241469B2

JPH0241469B2 -

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Publication number: JPH0241469B2
Application number: JP59236473A
Authority: JP
Priority date: 1984-11-09
Filing date: 1984-11-09
Publication date: 1990-09-18
Also published as: JPS60215470A

Description

【発明の詳細な説明】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
し、製造容易かつ作動が確実で、特に油圧機器側
の圧力変動が供給流量に殆ど影響を与えない流量
制御弁を提案するものである。

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
フローポート）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４２
ｃ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４７
ｃ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、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Q_R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の間に、流量Q_R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Q_RはQ′_R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。

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
齎し、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。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、
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
けるとともに、この制御弁をリリーフ時にはパイ
ロツト弁により圧力が規定され主弁により油流の
放出制御がなされる圧力制御弁として構成してな
る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油圧機
器側の負荷変動に拘りなく常時受けてこの差圧の
大なるとき程開口面積を小とする可変オリフイス
バルブとして構成し、この可変オリフイスバルブ
は、上記供給流路と交差する弁孔に嵌合したスプ
ール弁の両側油室に上記固定オリフイス前後の油
流を導くとともに、このスプール弁を上記後流側
油室内の戻しばねにより付勢して該スプール弁の
環状溝で隔てられたランド部により該環状溝に通
じる上記流路の開口面積を規制することを特徴と
するものである。

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
プール弁で、図示のようにパイロツト弁により圧
力が規定され主弁により油流の放出制御がなされ
る圧力制御弁として構成されている。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
リフイスの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と供給通路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
量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、第二流量決定用ピン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。

以上の通り本発明に係る流量制御弁は、油圧機
器側の負荷変動に拘りなく固定オリフイス前後の
差圧を常時受けるようにした製造容易な可変オリ
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
果ということができる。

そして、本発明における上記可変オリフイスバ
ルブは、上記供給流路と交差する弁孔に嵌合した
スプール弁の両側油室に上記固定オリフイス前後
の油流を導くとともに、このスプール弁を上記後
流側油室内の戻しばねにより付勢して該スプール
弁の環状溝で隔てられたランド部により該環状溝
に通じる上記流路の開口面積を規制するようにし
ているため、この可変オリフイスバルブでは上記
供給流路に対するランド部の位置により流路の絞
り量が定まり、上記環状溝を流通するこの流路部
分には、例えば戻しばね等の流通阻害部材が存し
ないため、固定オリフイス前後の差圧に基づく正
確で安定したバルブの絞り作動を期待することが
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、環流路に設けられ
る制御弁を、リリーフ時にはパイロツト弁により
圧力が規定され主弁により油流の放出制御がなさ
れる圧力制御弁として構成しているため、圧力を
増したとき弁が開き始めるクラツキング圧力とリ
リーフセツト圧力との差に相当する圧力オーバラ
イド特性においていわゆる直動形リリーフ弁に比
べて著しく性能が優れており、作動が正確で応答
性が良く、チヤタリング現象も殆ど生じない利点
が得られる。

【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

【特許請求の範囲】

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
設けるとともに、この制御弁をリリーフ時にはパ
イロツト弁により圧力が規定され主弁により油流
の放出制御がなされる圧力制御弁として構成して
なる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油圧
機器側の負荷変動に拘りなく常時受けてこの差圧
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し、この可変オリフイスバル
ブは、上記供給流路と交差する弁孔に嵌合したス
プール弁の両側油室に上記固定オリフイス前後の
油流を導くとともに、このスプール弁を上記後流
側油室内の戻しばねにより付勢して該スプール弁
の環状溝で隔てられたランド部により該環状溝に
通じる上記流路の開口面積を規制するようにした
ことを特徴とする流量制御弁。