JPH07285452A - パワーステアリング用流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ポンプ回転数増加に対応してポンプ吐出流量
が増加するポンプより吐出された圧力流体を、制御スプ
ール弁を介して車両のパワーステアリング装置に供給
し、余剰圧力流体を戻り通路の開度を調整する流量調整
用スプール弁により、ポンプの吸入側に還流するパワー
ステアリング用流量制御装置を提供する。 【構成】 パワーステアリング用流量制御装置１のハウ
ジング２に形成されたスプール収納孔５にポンプ吐出通
路６と還流通路７とを形成し、流量調整用スプール４の
中空先端部８の中心に中空孔９を形成するとともにバイ
パスポート10と、環状圧油通過用凹部11を形成し、該環
状圧油通過用凹部11と中空孔９とを相互に連通する絞り
通路12を設け、スプール収納孔５に筒状部材14を嵌装
し、筒状部材14には、２個の絞り通路15, 16を配設し、
筒状部材14の基端部には絞り通路17を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポンプ回転数増加に対
応してポンプ吐出流量が増加するポンプより吐出された
圧力流体を、供給通路中の制御スプール弁を介して車両
のパワーステアリング装置に供給し、余剰圧力流体を戻
り通路の開度を調整する流量調整用スプール弁により、
前記ポンプの吸入側に還流するパワーステアリング用流
量制御装置に係り、特にポンプ回転数の低速回転域で
は、ポンプ回転数の増加に対応してパワーステアリング
装置への供給流量が増加し、ポンプ回転数の中速回転域
では、ポンプ回転数の増加と無関係にパワーステアリン
グ装置への供給流量が略一定に保持され、ポンプ回転数
の高速回転域では、ポンプ回転数の増加に対応してパワ
ーステアリング装置への供給流量が漸次低下してから前
記中速域での供給流量より低い略一定流量に保持され、
しかもポンプ回転数の高速回転域にて、ポンプ回転数の
増加に影響されることなくポンプ吐出圧力の増大が緩や
かになってポンプ駆動トルクの増大が抑制されるポンプ
回転数感応型流量制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来のポンプ回転数感応型すなわちエンジ
ン回転数感応型流量制御装置として、特公昭63-37749号
公報に記載されたものがあった（図10参照）。図10に図
示された流量制御装置のケーシング01には、流量調整用
スプール02を摺動自在に嵌装するスプール収納孔03が形
成され、該スプール収納孔03に開口する軸方向へ所定距
離離れて供給通路04と戻り通路05が形成され、前記スプ
ール収納孔03の右端に図示されないパワーステアリング
装置に圧力流体を供給するためのユニオン06が一体に嵌
着され、該ユニオン06には、流量調整用スプール02の中
心軸線上に位置するように制御スプール07が摺動自在に
嵌装されるとともに、パワーステアリング装置への圧力
流体供給口08と制御スプール07との間に絞り通路09、01
0 が形成されている。

【０００３】またスプール収納孔03は流量調整スプール
02により第１弁室011 と第２弁室012 とに仕切られ、第
２弁室012 には流量調整用スプール02をユニオン06に向
けて付勢するスプリング013 が介装され、ユニオン06の
内端にはスプール収納孔03の周面に突起014 によって供
給通路04と第１弁室011 とに絞り通路015 が形成されて
おり、該絞り通路015 により第１弁室011 内の圧力は供
給通路04内の圧力に比べて低い圧力に低下するようにな
っている。

【０００４】さらに制御スプール07には第１弁室011 と
絞り通路09、010 とを連通する流体通路016 が形成さ
れ、該絞り通路09、010 を備えた絞り部材017 と制御ス
プール07とにスプリング018 が介装され、該制御スプー
ル07の段部およびユニオン06の段部の接合空間019 と供
給通路04とを連通する圧力導入孔020 がユニオン06に形
成されている。

【０００５】そして図示されないポンプが低速域で回転
している状態では、ポンプから吐出した圧力流体は供給
通路04から絞り通路015 を介して第１弁室011 に流入
し、その流入圧力流体の圧力により流量調整用スプール
02は、供給通路04と戻り通路05との連通を遮断する範囲
内で左方へ移動し、第１弁室011 内の圧力流体は流体通
路016 から絞り通路09、010 を介して圧力流体供給口08
に流入するので、ポンプの回転数に比例した流量の圧力
流体が図示されないパワーステアリング装置に供給され
る。

【０００６】ポンプが中速域に達すると、流量調整用ス
プール02がさらに左方へ移動して供給通路04と戻り通路
05とが連通され、供給通路04内の圧力流体の一部がポン
プの回転数増大に対応し戻り通路05に還流するため、供
給通路04から絞り通路015 、第１弁室の011 、流体通路
016 および絞り通路09、010 を介して圧力流体供給口08
に流入する圧力流体の流量は略一定に保持される。

【０００７】さらにポンプが高速域に達すると、供給通
路04の圧力と第１弁室011 の圧力すなわち絞り通路09、
010 より上流側の圧力との圧力差が増大し、その圧力差
でもって制御スプール07がスプリング018 のバネ力に打
勝ち右方に移動して、絞り通路09が制御スプール07の先
端の接近により少しずつ絞られるため、ポンプの回転数
の増加に対応して、圧力流体供給口08に流入する圧力流
体の流量は漸次減少し、絞り通路09が完全に寒がれた後
は、圧力流体供給口08の流量は中速域より低い略一定流
量に保持される。

【０００８】また特開昭62−220786号公報に記載された
図11のエンジン回転数感応型流量制御ハウジング021 に
は、流量調整用スプール022 を摺動自在に嵌装する流量
調整用スプール収納孔023 が形成されるとともに、該流
量調整スプール収納孔023 の軸線上でポンプ024 の吐出
通路025 寄りにて制御スプール026 を摺動自在に遊嵌す
る制御スプール収納孔027 が形成され、該制御スプール
026 の中心孔内面を摺動自在に嵌合するユニオン028 が
該制御スプール収納孔027 の中心線に同心状に位置して
ハウジング021 に嵌着され、該ユニオン028 の先端鍔部
029 と制御スプール026 とに圧縮コイルスプリング030
が介装されている。

【０００９】また前記ユニオン028 の基端部には中空通
路031 が形成され、該中空通路031の先端部は固定オリ
フィス032 および通路033 を介して制御スプール収納孔
027の室041 に開口されかつ通路033 の外周壁に連通路0
34 が形成されるとともに中空通路031 の外周壁に可変
オリフィス035, 036が形成されている。

【００１０】さらに流量調整用スプール収納孔023 に
は、制御スプール収納孔027 より所定距離だけ離れた個
所にタンク037 へ通ずる戻り通路038 が形成され、該流
量調整用スプール収納孔023 の底部と流量調整用スプー
ル022 とに流量調整用スプール022 をユニオン028 に付
勢する圧縮コイルスプリング039 が介装されている。

【００１１】

【解決しようとする課題】図10に図示された従来のエン
ジン回転数感応型流量制御装置では、圧力流体供給口08
へ供給される供給圧力流体および戻り通路05をを介して
タンクに還流する還流圧力流体は全て絞り通路015 を通
過するため、該絞り通路015 を通過する大きな流路抵抗
によって、ポンプの駆動損失が大きく、また圧力流体の
温度が上昇することが避けられなかった。

【００１２】特にポンプ回転数が増加してポンプ吐出流
量の大きな高速回転域において、ポンプ駆動損失と圧力
流体の温度上昇が著しかった。

【００１３】また図11に図示の流量制御装置において
も、パワーステアリング装置に通ずる中空通路031 へ供
給される供給圧力流体および戻り通路038 を介してタン
ク037に還流する還流圧力流体は、絞り通路040 をやは
り通過するため、たとえ高速回転域で制御スプール026
が左方へ移動して絞り通路040 が広がっても、該絞り通
路040 による流路抵抗が存在し、その結果、ポンプ024
の駆動損失と圧力流体の温度上昇は避けられなかった。

【００１４】

【課題を解決するための手段および作用効果】本発明
は、このような難点を克服したパワーステアリング用流
量制御装置の改良に係り、ポンプ回転数増加に対応して
ポンプ吐出流量が増加するポンプより吐出された圧力流
体を、供給通路中の制御スプール弁を介して車両のパワ
ーステアリング装置に供給し、余剰圧力流体を戻り通路
の開度を調整する流量調整用スプール弁により、前記ポ
ンプの吸入側に還流するパワーステアリング用流量制御
装置において、該流量調整用スプール弁のポンプ吸入側
還流ポートより上流側に位置した前記流量調整用スプー
ル弁中空先端部にその長手方向へ沿って摺動可能に嵌合
しうる筒状部材が、流量制御装置本体に一体に設けら
れ、該筒状部材のパワーステアリング装置圧油供給側端
部に固定絞り通路が設けられ、前記制御スプール弁は、
前記流量調整用スプール弁中空先端部および前記筒状部
材に設けられた可変絞り通路とバイパスポートとで構成
され、該可変絞り通路は、前記ポンプの吐出圧力の増大
に伴なって絞り面積が減少するとともに、前記バイパス
ポートは前記ポンプの吐出圧力が一定の高圧力値を越え
た状態で開口し、前記可変絞り通路およびバイパスポー
トは相互に並列関係でかつ前記固定絞り通路に対して直
列関係で接続されたことを特徴とするものである。

【００１５】本発明は前記したように構成されているた
め、ポンプ回転数が低速回転域の場合には、流量調整用
スプール弁が閉じており、ポンプ吐出圧力流体はポンプ
の吸入側に還流することなく、その全流量が車両のパワ
ーステアリング装置に供給され、その供給流量はポンプ
回転数の増加に対応して増大する。

【００１６】そしてポンプ回転数の中速回転域に達する
と、前記流量調整用スプール弁が開き、ポンプ吐出量の
増加分に対応した圧力流体が、該流量調整用スプール弁
を通過してポンプ吸入側に還流するため、パワーステア
リング装置への供給流量は、ポンプ回転数の増加と無関
係に一定に保持される。

【００１７】またポンプ回転数がさらに増加してポンプ
吐出流量が増加してその吐出圧力が増大すると、前記制
御スプール弁の可変絞り通路が減少し、パワーステアリ
ング装置への供給流量がポンプ回転数の増加に対応して
減少する。

【００１８】さらにポンプ回転数が或る回転数以上とな
って、前記ポンプの吐出圧力が一定の高圧力値を越える
と、前記流量調整用スプール弁の開度が増大して還流流
量が増加し、パワーステアリング装置への供給流量は一
定に保持される。そしてこの状態では、前記バイパスポ
ートが開放するため、前記流量調整用スプール弁の先端
部の端面にポンプ吐出圧力が減圧されずに、作用するた
め、該バイパスポートのないものに比べて前記流量調整
用スプール弁の開度が大きくなり、ポンプ吐出圧力の上
昇が抑制され、ポンプ駆動損失と圧力流体の温度上昇の
度合が軽減される。

【００１９】

【実 施 例】以下、図１ないし図４に図示された本発
明の一実施例について説明する。ポンプ回転数感応型パ
ワーステアリング用流量制御装置１のハウジング２に
は、図示されないエンジンからベルト等によって駆動さ
れる油圧ポンプ３が一体に組込まれ、油圧ポンプ３の吐
出流量は、エンジンの回転数、すなわち油圧ポンプ３の
回転数に比例して増減するようになっている。

【００２０】またハウジング２には、流量調整用スプー
ル４を摺動自在に嵌挿することができるスプール収納孔
５が形成され、該スプール収納孔５には、軸方向へ所定
距離だけ離れて開口するポンプ吐出通路６と還流通路７
とが形成され、該ポンプ吐出通路６は油圧ポンプ３の吐
出口３ａに連通されるとともに、該還流通路７は油圧ポ
ンプ３の吸入口３ｂに連通されている。

【００２１】さらに流量調整用スプール４は、その先端
に中空先端部８を備え、該中空先端部８の中心に中空孔
９が形成されるとともに、該中空孔９と中空先端部８の
外周部とを連通するバイパスポート10が設けられ、該バ
イパスポート10より先端側の中空先端部８の外周面に環
状圧油通過用凹部11が形成され、該環状圧油通過用凹部
11と中空孔９とを相互に連通する絞り通路12が設けられ
ている。

【００２２】さらにまたスプール収納孔５の外端側（図
示では右側）に大径孔13が形成され、該大径孔13は図示
されないコネクタおよびパイプを介してパワーステアリ
ング装置に接続され、該大径孔13よりスプール収納孔５
に筒状部材14が嵌装され、該筒状部材14は、サークリッ
プ18でもって軸方向へ移動不能に固定され、該筒状部材
14には筒状部材14の内外側空間を連通する２個の絞り通
路15, 16がその長手方向に沿い位置を変えて配設され、
筒状部材14の基端部には大径孔13に開口する絞り通路17
が形成されている。

【００２３】またスプール収納孔５は流量調整用スプー
ル４でもって第１弁室19と第２弁室20とに仕切られ、該
第１弁室19はポンプ吐出通路６に連通するとともに、第
２弁室20は連通路21を介して大径孔13に連通され、該第
２弁室20には流量調整用スプール４を筒状部材14に押付
ける圧縮コイルスプリング22が嵌装されており、該圧縮
コイルスプリング22のバネ力により流量調整用スプール
４の中空先端部８が筒状部材14に当接した状態では、ポ
ンプ吐出通路６と還流通路７とは第１弁室19内において
流量調整用スプール４により遮断されるようになってい
る。

【００２４】さらに流量調整用スプール４の基端部（図
面で左端）には、リリーフ弁23が設けられており、大径
孔13内の圧力が所定圧力以上に上昇した場合に、大径孔
13内の圧油の圧力が連通路21を介して第２弁室20に導か
れて、リリーフ弁23が開放され、第２弁室20内の圧油が
リリーフ弁23を介して還流通路７に排出されることによ
り、流量調整用スプール４が左方へ移動し、ポンプ吐出
通路６と還流通路７とが連通されて、油圧ポンプ３から
吐出された圧油は油圧ポンプ３の吸入口３ｂに戻される
ようになっている。

【００２５】図１ないし図４に図示された実施例は前記
したように構成されているので、油圧ポンプ３が停止し
て圧油を発生しない状態では、流量調整用スプール４は
圧縮コイルスプリング22のバネ力により図１に図示され
た位置に置かれ、ポンプ吐出通路６と還流通路７とは遮
断され、また第１弁室19は、絞り通路15, 16、環状圧油
通過用凹部11、絞り通路12、中空孔９および絞り通路17
を介して大径孔13に連通されている。

【００２６】この図１に図示された状態において、油圧
ポンプ３が所定の回転数Ｎａ以下で回転した場合は、油
圧ポンプ３で発生した圧油は、ポンプ吐出通路６を介し
てスプール収納孔５の第１弁室19内に流入し、第１弁室
19内の圧油は、絞り通路15,16、環状圧油通過用凹部1
1、絞り通路12、中空孔９および絞り通路17を介して大
径孔13に流入し、該大径孔13より図示されないパワース
テアリング装置に供給され、従って図９のａに示される
ように、油圧ポンプ３の回転数に略比例した油量の圧油
がパワーステアリング装置に供給される。そして第１弁
室19内の圧油圧力Ｐ_1aは、環状圧油通過用凹部11では２
個の並列の絞り通路15, 16によりＰ_2aに低下し、さらに
中空孔９内で絞り通路12によりＰ_3aに低下し、大径孔13
では絞り通路17によりＰ_4aに低下する。

【００２７】また油圧ポンプ３が、所定の回転数Ｎａを
越え、これより大きな所定の回転数Ｎｂに達する迄の中
速回転域で回転した場合は、図２に図示されるように、
スプール収納孔５の第１弁室19内の圧油圧力Ｐ_1bの上昇
で、流量調整用スプール４がさらに左方へ移動し、ポン
プ吐出通路６と還流通路７とが連通し、その連通開口面
積は油圧ポンプ３の流量増加に対応して増大するため、
図９のｂに図示されるように、略一定流量の圧油がパワ
ーステアリング装置に供給される。この場合での環状圧
油通過用凹部11、中空孔９、大径孔13の圧力低下の状態
は、絞り通路15, 16は共に連通状態であるので、図１と
同様である。

【００２８】さらに油圧ポンプ３が所定の中速回転数Ｎ
ｂを越えると、図３に図示されるように、筒状部材14の
絞り通路15が中空先端部８で閉塞されて、絞り通路16の
みが連通状態となり、第１弁室19より環状圧油通過用凹
部11へ流入する圧油流量が低下するので、ひいては環状
圧油通過用凹部11より中空孔９、絞り通路17および大径
孔13を介してパワーステアリング装置への供給油量は、
図８のｃに示されるように、油圧ポンプ３の回転数増加
に対応して減少する。そして第１弁室19から環状圧油通
過用凹部11への圧油の圧力低下量Ｐ_1c−Ｐ_2cは、油圧ポ
ンプ３の回転数がＮａからＮｂ迄の場合の圧力低下量Ｐ
_1b−Ｐ_2bに比べて幾分大きくなる。

【００２９】さらにまた油圧ポンプ３が所定の高速回転
数Ｎｃに達すると、図４に図示されるように、筒状部材
14で閉塞されていたバイパスポート10が開口し、中空孔
９内の圧力Ｐ_3dは第１弁室19内の圧力Ｐ_1dに略等しく、
図１ないし図３に図示される場合のような圧力低下現象
がなくなり、油圧ポンプ３の吐出圧力Ｐ_1dが流量調整用
スプール４の大径段部端面のみならず中空先端部８の小
径端面に働いて、圧縮コイルスプリング22のバネ力に打
勝って流量調整用スプール４は左方へ大きく移動できる
ので、ポンプ吐出通路６から還流通路７への還流流量が
再び増加し、かくして図９のｄに示されるように、パワ
ーステアリング装置への供給油量が低水準の一定油量に
保持される。

【００３０】そしてこの状態では、流量調整用スプール
４の全横断面積に中空孔９内の圧力Ｐ_1dを乗じた積に相
当する左方向の力が流量調整用スプール４に作用するた
め、バイパスポート10が開口されていない図１ないし図
３に図示の場合に比べると、流量調整用スプール４の移
動量が大きくなって、ポンプ吐出通路６から還流通路７
への還流流量の増加でもって、油圧ポンプ３の吐出圧力
Ｐ_1dが低下するため、高速回転状態での油圧ポンプ３の
駆動損失が抑制されるとともに、油温上昇が避けられ
る。

【００３１】図１ないし図４に図示の実施例では、中空
先端部８の外周に筒状部材14を嵌合したが、図５ないし
図８に図示するように、筒状部材14の筒部を小径化し、
中空先端部８を大径化して、中空先端部８の中空孔９を
筒状部材14の筒部外周に嵌合させ、また中空孔９と中空
先端部８外部とを連通するバイパスポート10を中空先端
部８に設ける代りに、筒状部材14の内外部を連通するよ
うに、筒状部材14にバイパスポート10を設け、さらに中
空先端部８の外周面に環状圧油通過用凹部11を形成する
代りに中空先端部８の内周面に環状圧油通過用凹部11を
形成してもよい。

【００３２】図５ないし図８に図示の実施例も図１ない
し図４に図示の実施例と同様な作用効果を奏することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るパワーステアリング用流量制御装
置の一実施例を図示したポンプ回転数がＮａ以下の低速
回転状態の縦断側面図である。

【図２】図１の実施例で、ポンプ回転数がＮａからＮｂ
迄の中速回転状態の縦断側面図である。

【図３】図１の実施例で、ポンプ回転数がＮｂからＮｃ
迄の高速回転状態の縦断側面図である。

【図４】図１の実施例で、ポンプ回転数がＮｃを越えた
高速回転状態の縦断側面図である。

【図５】本発明の他の実施例で、ポンプ回転数がＮａ以
下の低速回転状態の縦断側面図である。

【図６】図５の実施例で、ポンプ回転数がＮａからＮｂ
迄の中速回転状態の縦断側面図である。

【図７】図５の実施例で、ポンプ回転数がＮｂからＮｃ
迄の高速回転状態の縦断側面図である。

【図８】図５の実施例で、ポンプ回転数がＮｃを越えた
高速回転状態の縦断側面図である。

【図９】図１に図示の実施例の特性図である。

【図１０】従来のパワーステアリング用流量制御装置の
縦断側面図である。

【図１１】従来の他のパワーステアリング用流量制御装
置の縦断側面図である。

【符号の説明】

１…ポンプ回転数感応型パワーステアリング用流量制御
装置、２…ハウジング、３…油圧ポンプ、４…流量調整
用スプール、５…スプール収納孔、６…ポンプ吐出通
路、７…還流通路、８…中空先端部、９…中空孔、10…
バイパスポート、11…環状圧油通過用凹部、12…絞り通
路、13…大径孔、14…筒状部材、15, 16,17…絞り通
路、18…サークリップ、19…第１弁室、20…第２弁室、
21…連通路、22…圧縮コイルスプリング、23…リリーフ
弁。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプ回転数増加に対応してポンプ吐出
   流量が増加するポンプより吐出された圧力流体を、供給
   通路中の制御スプール弁を介して車両のパワーステアリ
   ング装置に供給し、余剰圧力流体を戻り通路の開度を調
   整する流量調整用スプール弁により、前記ポンプの吸入
   側に還流するパワーステアリング用流量制御装置におい
   て、該流量調整用スプール弁のポンプ吸入側還流ポート
   より上流側に位置した前記流量調整用スプール弁中空先
   端部にその長手方向へ沿って摺動可能に嵌合しうる筒状
   部材が、流量制御装置本体に一体に設けられ、該筒状部
   材のパワーステアリング装置圧油供給側端部に固定絞り
   通路が設けられ、前記制御スプール弁は、前記流量調整
   用スプール弁中空先端部および前記筒状部材に設けられ
   た可変絞り通路とバイパスポートとで構成され、該可変
   絞り通路は、前記ポンプの吐出圧力の増大に伴なって絞
   り面積が減少するとともに、前記バイパスポートは前記
   ポンプの吐出圧力が一定の高圧力値を越えた状態で開口
   し、前記可変絞り通路およびバイパスポートは相互に並
   列関係でかつ前記固定絞り通路に対して直列関係で接続
   されたことを特徴とするパワーステアリング用流量制御
   装置。
2. 【請求項２】 前記流量調整用スプール弁中空先端部
   は、前記筒状部材内に摺動自在に嵌合され、該流量調整
   用スプール弁中空先端部の外周面に圧油通過用凹部が形
   成され、前記可変絞り通路は、前記筒状部材の長手方向
   に沿い位置を変え配設されて該筒状部材の内外側空間を
   連通する複数個の絞り通路と、前記流量調整用スプール
   弁中空先端部の外側圧油通過用凹部および該スプール弁
   中空先端部の内側空間を相互に連通する１個の絞り通路
   とで構成され、前記バイパスポートは、前記流量調整用
   スプール弁中空先端部の内外側空間を相互に連通するよ
   うに、該スプール弁中空先端部に設けられたことを特徴
   とする請求項１記載のパワーステアリング用流量制御装
   置。
3. 【請求項３】 前記流量調整用スプール弁中空先端部
   は、前記筒状部材外に摺動自在に嵌合され、該流量調整
   用スプール弁中空先端部の内周面に圧油通過凹部が形成
   され、前記可変絞り通路は、前記筒状部材の長手方向に
   沿い位置を変えて配設されて該筒状部材の内外側空間を
   連通する複数個の絞り通路と、前記流量調整用スプール
   弁中空先端部の内側圧油通過用凹部および該スプール弁
   中空先端部の外側空間を相互に連通する１個の絞り通路
   とで構成され、前記バイパスポートは、前記筒状部材の
   内外側空間を相互に連通するように該筒状部材に設けら
   れたことを特徴とする請求項１記載のパワーステアリン
   グ用流量制御装置。