JPH0729268Y2 - 流量制御弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は自動車のエンジン等によって駆動される液体ポ
ンプに付属する流量制御弁に関する。

従来の技術 自動車のパワーステアリング装置へ作動油を供給する液
体ポンプには、第５図に示すように、その吐出側に流量
制御弁40を配設してある。この流量制御弁40は、ポンプ
の吐出量が所定量以下の場合、ポンプの吐出側流路41か
らスプール室42に流入した作動油の全量を供給ポート43
を介して図外のパワーステアリングへ供給している。そ
して、この流量制御弁40は、ポンプの吐出量が所定量よ
りも多くなると、スプール44が図中Ａ位置からＡ′位置
まで移動してドレン流路45を開き、余剰油をドレン流路
45を介して再びポンプ室および貯油タンクへ戻し、所定
量の作動油のみをパワーステアリング装置へ供給するよ
うになっている（例えば、実開昭59-21173号公報参
照）。

考案が解決しようとする課題 しかしながら、従来の流量制御弁は、ドレン流路45の断
面形状を略円形に形成してある。また、スプール室42か
らドレン流路45に流出する油の流れは、その方向を急激
に曲げられることとなる。そのため、ドレン流路45のス
プール室側開口部近傍の油の流れは、開口部から流れが
衝突するドレン流路45内壁までの流線の長さが、開口端
の中心部と周縁部とでは著しく異なってドレン流路45内
壁に衝突することになる。このため、ドレン流路45内で
は２次元流れを伴った複雑な流れとなる。そのため、ド
レン流路45内においてキャビテーションが発生し、異音
の発生やドレン流路の侵食等の不具合を生じることがあ
る。

そこで、本考案はこの従来例の不具合を解消することを
目的とするものである。

課題を解決するための手段 即ち本考案は、スプール室の周壁に、ポンプ吐出側流路
とドレン流路とを両者を軸方向にずらして開口形成し、
前記ドレン流路の開口面積をスプール室内に収容したス
プールによって調整して、ポンプ吐出側流路からスプー
ル室内に導入された流体のうちの余剰分をドレン流路に
流出させるようにした流量制御弁において、前記ドレン
流路の少なくともスプール室側の開口部からその近傍部
分までの、ドレン流路の長手方向と直交する方向の断面
形状を、初期開口部分における内壁の曲率半径が、これ
と対象位置における内壁の曲率半径よりも小さくなるよ
うに形成したことを特徴としている。

作用 本考案は上記特徴的構成を備える結果、ドレン流路のス
プール室側開口部近傍における流路断面上の流速分布が
均一化され、流れが整流されるため、キャビテーション
の発生が抑制される。

実施例 以下本考案の実施例を図面に基づき詳述する。

第１図は本考案の流量制御弁を併用した液体ポンプの断
面図である。図において１はケーシングであり、このケ
ーシング１にはポンプ室２を形成するカムリング３を収
容してある。このカムリング３内には複数のベーンを備
えたロータ４を回動可能に収容し、その開口部を蓋体５
で閉塞してある。６はロータ４に係合した回転軸であ
る。この回転軸６は、その一端を軸受７を介して蓋体５
に回動可能に支持し、他端を軸受８を介してケーシング
１に回動可能に支持してある。そして、回転軸６と軸受
８との軸方向の位置決めは、回転軸６に嵌着したＣ形止
め輪９で行っている。これによって、オイルシール10が
摺接する軸部分6aと軸受８を係合する軸部分6bとを同径
にすることができ、回転軸６の研磨加工を容易にすると
共に、オイルシール10の組付時におけるシールリップ10
aの損傷を防止できるように配慮してある。尚、回転軸
６は、その軸端にプーリ11を固定してあり、図外のエン
ジンに巻掛け伝導機構を介して連繋してある。従って、
回転軸６は、エンジンの駆動力によってロータ４を回転
させる。その結果、吸入流路12からポンプ室２に導入さ
れた作動油は、ポンプ室２内で加圧された後、吐出側流
路13へ吐出される。そして、吐出側流路13に配設した流
量制御弁14により、図外のパワーステアリングに供給す
る油量を調整するようにしてある。

第２図は流量制御弁14の断面図である。

この流量制御弁14は、吐出側流路13と連通するスプール
室15内に往復動可能にスプール16を収容してある。この
スプール16はスプール室15内を前部室15aと後部室15bと
に画成している。このうち前部室15aには、図外のポン
プ室から吐出された油を吐出側流路13を介して導入する
ようになっている。一方、背部室15bには図外のパワー
ステアリング装置等のアクチュエータ側の油圧をスプー
ル16に形成した感圧オリフィス17を介して導入するよう
になっている。そして、前部室15aは、その開口端に嵌
着したプラグ18の供給ポート19を介して図外のパワース
テアリング装置に連通してある。一方、背部室15bは、
その内部圧が高くなると、スプール16に内蔵したリリー
フ弁20及びスプール16に形成したリリーフ流路21を介し
てドレン流路22に連通するように構成してある。尚、ド
レン流路22は、第１図に示すように、吸入流路12を介し
てポンプ室２に連通している。

このように構成した流量制御弁14は、ポンプの回転数
（エンジンの回転数）が増加すると共に、前部室15a側
と背部室15b側の圧力差が増大し、スプール16はバルブ
スプリング23を押し縮めて図中右側方向へ移動する。こ
こで、ポンプの回転数が所定回転数以下（低速回転）の
場合には、ドレン流路22と前部室15aとがスプール16で
遮断され、ポンプからの吐出油の全量が供給ポート19を
介してパワーステアリング装置へ供給される。一方、ポ
ンプの回転数が所定回転数以上（高速回転）の場合に
は、スプール16はドレン流路22と前部室15aとを連通
し、吐出油の一部を供給ポート19を介して図外のパワー
ステアリング装置へ供給する一方で、余剰吐出油をドレ
ン流路22を介してポンプ室２へ戻し、パワーステアリン
グ装置への供給量を制御するようになっている。

第３図はドレン流路22の流路断面形状を示すものであ
る。

一般にドレン流路22は、吐出側通路13のスプール室側開
口部13aに対して軸方向にずらして開口形成する。従っ
て、余剰吐出油は、前部室15aからドレン流路22に流出
する際に、その流れを急激に曲げられるため、曲率が小
さな外側の流れの速度の方が曲率の大きな内側の流れの
速度よりも大きくなる。しかし、ドレン流路22は、その
開口部から開口部近傍部分までの、ドレン流路の長手方
向と直交する方向の断面形状を、初期開口部分における
内壁46の曲率半径がこれと対象位置における内壁47の曲
率半径よりも小さくなるように形成してある。この実施
例の場合、対象位置における内壁47の曲率半径をほぼ無
限大に設定してある。その結果、ドレン流路22のスプー
ル室側開口部近傍の油の流速分布は流路断面上で均一化
され、整流される。そのため、ドレン流路22内でのキャ
ビテーションを防止し、キャビテーションに起因して生
じる異音やドレン流路22の壁面の侵食を防止できる。加
えて、ドレン流路22の壁面の侵食によって生じる金属粉
で、ポンプの各摺動部が異常摩耗を生じることがない。

第４図はスプール16に内蔵したリリーフ弁20の詳細図で
ある。

この図に示すリリーフ弁20は、弁座部24,弁体部25及び
リリーフスプリング26とからなっている。弁座部24は、
プラグ27に弁孔28及び弁座面29を形成してあり、弁孔28
の背部室側端部にフィルタ30を取り付け、弁孔28の目づ
まり等の不具合の発生を防止してある。フィルタ30は、
その外周にゴムや樹脂等の非金属性弾性部材からなる環
状部分31を形成してあり、この環状部分31をプラグ27に
形成した取付溝32に嵌合して取り付けている。従って、
フィルタ30をプラグ27に取り付ける際に、フィルタ30と
プラグ27とをかしめ固定する必要がない。又、プラグ27
は、スプール16の中空孔33に圧入して取り付けるもので
あるが、その外周に鍔部等の大径段部を備えていないた
め、圧入量を任意に調整することができ、これによって
リリーフスプリング26の初期セット荷重（リリーフ圧）
を調整することができる。なお、プラグ27は中空孔33内
に螺合固定するようにしてもよい。

このような構成のリリーフ弁20は、背部室15b内の圧力
が所定圧以上になると、球体25a及びリテーナ25bからな
る弁体部25がリリーフスプリング26のばね力に抗して図
中左側へ移動して開弁する。従って、背部室15b内の油
は中空孔33及びリリーフ流路21を介してドレン流路22へ
流出する。

考案の効果 以上述べたように本考案は、ドレン流路の少なくともス
プール室側の開口部からその近傍部分までの、ドレン流
路の長手方向と直交する方向の断面形状を、初期開口部
分における内壁の曲率半径が、これと対象位置における
内壁の曲率半径よりも小さくなるような断面形状にし
て、ドレン流路のスプール室側開口部近傍における流路
断面上の流速分布を均一化し、流れを整流する。その結
果、ドレン流路内におけるキャビテーションの発生を防
止でき、静粛で耐久性に優れた液体ポンプを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の流量制御弁を施用した液体ポンプの断
面図、第２図は本考案の実施例を示す流量制御弁の断面
図、第３図は第２図のII-II線に沿う断面図、第４図は
リリーフ弁の拡大断面図、第５図は従来の流量制御弁の
要部断面図である。 ２……ポンプ室、13……吐出側通路、14……流量制御
弁、15……スプール室、16……スプール室、22……ドレ
ン流路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】スプール室の周壁に、ポンプ吐出側流路と
   ドレン流路とを両者を軸方向にずらして開口形成し、前
   記ドレン流路の開口面積をスプール室内に収容したスプ
   ールによって調整して、ポンプ吐出側流路からスプール
   室内に導入された流体のうちの余剰分をドレン流路に流
   出させるようにした流量制御弁において、前記ドレン流
   路の少なくともスプール室側の開口部からその近傍部分
   までの、ドレン流路の長手方向と直交する方向の断面形
   状を、初期開口部分における内壁の曲率半径が、これと
   対象位置における内壁の曲率半径よりも小さくなるよう
   に形成したことを特徴とする流量制御弁。