JPH1159452A - パワーステアリング用流量制御装置におけるポンプ戻り通路のフレッティング防止構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ポンプ回転数感応型パワーステアリング用流
量制御装置において、ポンプへの戻り通路にフレッティ
ングが発生するのを防止する。 【解決手段】 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14より吐出された圧力流体を、供
給通路４中の複数の絞り通路９、10を介してパワーステ
アリング装置に供給し、余剰圧力流体を戻り通路５の開
度を調整する流量調整用スプール弁によりポンプ14の吸
込側に還流するパワーステアリング用流量制御装置にお
けるポンプ14戻り通路５のフレッティング防止構造にお
いて、流量調整用スプール弁のスプール収納孔３の内壁
面であって、戻り通路５に略対向して位置する部分の内
壁面に、リリーフ室24が凹設され、該リリーフ室24は、
流量調整用スプール弁のスプール２が圧力流体に押され
て移動したとき、戻り通路５に先行して該圧力流体が噴
出し得る形状に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願の発明は、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、供給通路中の複数の絞り通路を介
して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
前記ポンプの吸込側に還流するパワーステアリング用流
量制御装置に関し、さらに詳しくは、ポンプへの戻り通
路に、フレッティング防止対策を施したパワーステアリ
ング用流量制御装置におけるポンプ戻り通路のフレッテ
ィング防止構造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
ン回転数感応型パワーステアリング用流量制御装置（実
公平７−１００７１号公報参照）においては、図７およ
び図８に図示されるように、ポンプ014 の回転数が所定
の低速回転数Ｎａから所定の中速回転数Ｎｂに到るまで
の中速域に達して以降、油圧ポンプ014 から吐出され、
供給通路04を介して第１弁室011 に入った圧力流体の一
部は、図示されないパワーステアリング装置の油圧シリ
ンダを迂回して、流量調整用スプール02により開閉制御
される戻り通路05に還流され、該戻り通路05を介して油
圧ポンプ014 の吸込側に直接戻される。なお、圧力流体
の残部は、第１弁室011 から複数の絞り通路を通って、
圧力流体供給口016 に入り、そこからホースを介してパ
ワーステアリング装置に供給される。

【０００３】

【解決しようとする課題】しかしながら、圧力流体の一
部が戻り通路05に還流されるとき、流量調整用スプール
02のランド部023 が戻り通路05の開口05a を開いた隙間
から、前記圧力流体の一部が戻り通路05内に高速で噴出
して、強い噴流となって、該戻り通路05の内壁面に繰り
返し衝突する（図８参照）。そして、この衝突の衝撃に
より、該衝突部に、図８の塗り潰し部Ａのようなフレッ
ティングが発生していた。

【０００４】このフレッティングは、圧力流体の圧力が
１２０kgf/cm² というような高圧を越え、しかも、圧力
流体が低粘度である場合に発生し易い。このようなフレ
ッティングが進行すると、パワーステアリング用流量制
御装置の耐久性が損なわれることになる。なお、01はパ
ワーステアリング用流量制御装置のケーシング、03はス
プール収納孔、012 は第２弁室、015 はポンプ014 のイ
ンレットである。

【０００５】

【課題を解決するための手段および効果】本願の発明
は、前記のような問題を解決したパワーステアリング用
流量制御装置におけるポンプ戻り通路のフレッティング
防止構造に係り、その請求項１に記載された発明は、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、供給通路中の複数の絞
り通路を介して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込側に還流するパワーステア
リング用流量制御装置におけるポンプ戻り通路のフレッ
ティング防止構造において、前記流量調整用スプール弁
のスプール収納孔の内壁面であって、前記戻り通路に略
対向して位置する部分の内壁面に、リリーフ室が凹設さ
れ、前記リリーフ室は、前記流量調整用スプール弁のス
プールが前記圧力流体に押されて移動したとき、前記戻
り通路に先行して前記圧力流体が噴出し得る形状に形成
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
装置におけるポンプ戻り通路のフレッティング防止構造
である。

【０００６】請求項１に記載された発明は、前記のよう
に構成されているので、ポンプ回転数が所定の低速回転
数Ｎａから所定の中速回転数Ｎｂに到るまでの中速域に
達して以降、圧力流体の一部がポンプへの戻り通路に還
流されるようになっても、該戻り通路に還流される圧力
流体は、該戻り通路に還流されるに先立って、該戻り通
路に略対向して位置する部分のスプール収納孔内壁面に
凹設されたリリーフ室に高速で噴出し、そこから戻り通
路に流入するようにされ、次いで、やや遅れて、該戻り
通路にも直接噴出するようにされているため、圧力流体
の戻り通路への還流は、２分され、しかも、時間差をお
いて行なわれるようになるので、圧力流体の戻り通路へ
の噴出の衝撃が緩和され、リリーフ室の内壁面をも含め
て、戻り通路の内壁面にフレッティングは生じない。こ
れにより、パワーステアリング用流量制御装置の耐久性
が向上する。

【０００７】また、請求項２記載のように請求項１記載
の発明を構成することにより、リリーフ室の形成が容易
になるとともに、圧力流体の一部がポンプ吸込側への戻
り通路に還流されるようになって、最初の強い噴流がリ
リーフ室の内壁面に衝突したとしても、該リリーフ室の
内壁面は、その大部分が、ケーシングの材料より硬い材
料からなるブッシュに形成された半球形状内壁面により
形成されているので、該リリーフ室の内壁面にフレッテ
ィングはさらに生じない。これにより、パワーステアリ
ング用流量制御装置の耐久性がさらに向上する。

【０００８】また、ブッシュに形成された半球形状内壁
面により、リリーフ室内に噴出した圧力流体を円滑に戻
り通路に指向させて還流させることができる。

【０００９】さらに、請求項３記載のように請求項２記
載の発明を構成することにより、ケーシングの材料およ
びケーシングの材料より硬い材料からなるスリーブの材
料を、安価に、容易に得ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図１ないし図６に図示され
る本願の請求項１ないし請求項３に記載された発明の一
実施形態について説明する。図１および図２において、
本実施形態におけるパワーステアリング用流量制御装置
のケーシング１には、流量調整用スプール２を摺動自在
に嵌装するスプール収納孔３が形成され、該スプール収
納孔３に開口するように、油圧ポンプ14の吐出口に連通
する供給通路４と、該油圧ポンプ14の吸込側に連通する
戻り通路５とが、それぞれ軸方向に所定距離離間して形
成されている。流量制御装置のケーシング１は、油圧ポ
ンプ14のケーシングと一体のものとして、アルミ材によ
り製造されている。

【００１１】流量調整用スプール２、スプール収納孔
３、供給通路４のスプール収納孔３側開口部、戻り通路
５のスプール収納孔３側開口部の組合せからなる弁装置
は、パワーステアリング用流量制御装置における流量調
整用スプール弁部分を構成しており、したがって、該流
量調整用スプール弁部分のケーシングは、パワーステア
リング用流量制御装置のケーシング１の一部をなしてい
る。そして、該流量調整用スプール弁により、油圧ポン
プ14から吐出された圧力流体が油圧ポンプ14の吸込側に
還流する量が調節されるようになっている。

【００１２】スプール収納孔３の図において右端には、
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６が、ケーシング１に一体に嵌着さ
れており、該ユニオン６の図において左方の先端部６a
には、後述する絞り通路９、10を形成するための円筒状
の筒状部材６b が、スプール収納孔３と同心に一体に嵌
着されている。ユニオン６の図において右方の後端部６
c は、先端部６a より拡径されていて、圧力流体供給口
16を有し、該圧力流体供給口16に、パワーステアリング
装置に通ずるホースが接続される。

【００１３】流量調整用スプール２の圧力流体供給口16
側端部には、ピン部材（ニードルピン）８が突設されて
おり、該ピン部材８は、前記筒状部材６b の内周面によ
り形成された連通路７を貫通するようになっている。な
お、このピン部材８は、流量調整用スプール２と一体に
製造されているが、これと別体に製造されて、これに溶
着されても、また、ねじ結合により螺着されてもよい。

【００１４】ピン部材８は、図２に詳細に図示されるよ
うに、基端の小径部８a と、先端の大径部８b と、これ
らの間をつなぐ中間のテーパ部８c の３つの部分から構
成されており、基端の小径部８a の外周面もしくは先端
の大径部８b の外周面と連通路７の内周面との間の微小
間隙により、大小２種の固定絞り通路９が形成され、ま
た、中間のテーパ部８c と連通路７の圧力流体供給口16
側開口７ａとにより、可変絞り通路10が、それぞれ形成
されるようになっている。

【００１５】該可変絞り通路10は、ピン部材８が流量調
整用スプール２と一体に左右に移動することにより、テ
ーパ部８ｃと連通路７の開口７ａとの接離長さが変更さ
れて、その絞りの量が調節される。

【００１６】スプール収納孔３は、流量調整用スプール
２により、第１弁室11と第２弁室12とに仕切られ、第２
弁室12には、流量調整用スプール２をユニオン６側に向
けて付勢するスプリング13が介装されている。

【００１７】そして、第２弁室12と圧力流体供給口16と
は、ケーシング１に形成された固定絞り通路20、背圧油
路19、ユニオン６に形成された連通溝18、連通孔17によ
り連通されており、圧力流体供給口16内の油圧が最大と
なった場合には、該油圧がこれらの通路を通って第２弁
室12内に導かれ、流量調整用スプール２内に収容された
図示されないリリーフ案内弁が開き、流量調整用スプー
ル２が左方に移動して、戻り通路５が開き、油圧ポンプ
14から吐出された圧油の全量が、該油圧ポンプ14の吸込
側に戻されるようになっている。15は油圧ポンプ14のイ
ンレット、21は背圧油路19を塞ぐ盲栓である。

【００１８】また、流量調整用スプール弁のスプール収
納孔３の内壁面であって、戻り通路５に略対向して位置
する部分の内壁面には、流量調整用スプール弁のスプー
ル２が圧力流体に押されて左動したとき、戻り通路５に
先行して圧力流体が噴出し得る形状に形成されたリリー
フ室24が凹設されている。

【００１９】該リリーフ室24は、図３に図示されるよう
に、流量調整用スプール弁のケーシング１に形成された
孔１b に嵌着されたブッシュ23により閉塞されて形成さ
れており、該ブッシュ23は、リリーフ室24に臨む半球形
状の内壁面23a を有し、かつ、ケーシング１の材料（ア
ルミ）より硬い鉄材料から製造されている。該鉄材料
は、耐蝕性をも備えたものであることが望ましい。

【００２０】さらに、該リリーフ室24は、スプール収納
孔３に臨む開口１a を有しており、該開口１a は、ケー
シング１に形成された孔１b より縮径されて、該孔１b
と同様にケーシング１に形成されている。したがって、
開口１a と孔１b とは、ケーシング１に形成された段付
き孔の構造を呈しており、かつ、開口１a の壁面とブッ
シュ23の半球形状内壁面23a とは、面一に連続した壁面
をなしている。

【００２１】ここで、開口１a をケーシング１に形成す
る代わりに、ブッシュ23をスプール収納孔３に達する位
置まで貫通させ、該ブッシュ23に形成するようにしても
よいが、開口１a をケーシング１に形成する方が、流量
調整用スプール２の円滑な摺動面を確保し、かつ、ブッ
シュ23を位置決めする上で、都合がよい。

【００２２】この半球形状内壁面23a の図において右方
の端部（開口１a の図において右方の端部）は、戻り通
路５の開口５a の図において右方の端部よりわずかな距
離ｌだけ右方に位置するようにされており、これによ
り、流量調整用スプール２が左方に移動した時、そのラ
ンド部22は、先ず、リリーフ室24を開き、その隙間か
ら、圧力流体がリリーフ室24内に噴出されるようになっ
ている（図３参照）。

【００２３】このリリーフ室24内に噴出された圧力流体
は、次いで、半球形状内壁面23a に沿って方向を反転さ
せて、スプール収納孔３を横切り、戻り通路５に流入す
る。なお、半球形状内壁面23a の図において左方の端部
（開口１a の図において左方の端部）は、戻り通路５の
開口５a の図において左方の端部と同じ位置に位置する
ようにされている。

【００２４】流量調整用スプール２がさらに左方に移動
すると、そのランド部22は、戻り通路５の開口５a をも
開くので、この時点において、圧力流体は、戻り通路５
内にも直接噴出されるようになり、リリーフ室24内への
噴出とともに、２方向に分かれて噴出されるので、その
噴出による衝撃力は緩和される（図４参照）。

【００２５】次に、本実施形態の作動について説明す
る。先ず、図１に図示される状態で、ポンプ14が所定の
低速回転数Ｎａ以下の低速域で回転し始めると、ポンプ
14から吐出された圧力流体は、供給通路４から第１弁室
11に流入し、流量調整用スプール２を、供給通路４と戻
り通路５との連通を遮断する範囲内で、図において左方
に移動させて、固定絞り通路９を開放するので、該固定
絞り通路９を介してポンプ回転数に比例した流量の圧力
流体が圧力流体供給口16に流出し、さらに、そこから図
示されないパワーステアリング装置に供給される（図４
ａ参照）。

【００２６】次に、ポンプ14の回転数が所定の低速回転
数Ｎａから所定の中速回転数Ｎｂに到るまでの中速域に
達すると、流量調整用スプール２がさらに左方に移動し
て、そのランド部23がリリーフ室24の開口１a および戻
り通路５の開口５a を相次いで開くと（図３、図４参
照）、供給通路４と戻り通路５とが連通され、第１弁室
11内の圧力流体の一部が、ポンプ14の回転数増大に対応
して、戻り通路５に還流されるので、供給通路４から第
１弁室11、固定絞り通路９を介して圧力流体供給口16に
流出する圧力流体の流量は、略一定に保持される（図４
ｂ参照）。以上のようにして、車両の低速、中速域にお
ける操舵の軽快感が得られるようになっている。

【００２７】さらに、ポンプ14が所定の中速回転数Ｎｂ
を越えて高速域に達すると、供給通路４から第１弁室11
に流入した圧力流体は、流量調整用スプール２をさらに
左方に移動させ、それと同時にピン部材８のテーパ部８
ｃを徐々に連通路７内に進入させるため、可変絞り通路
10が徐々に絞られ、これら固定絞り通路９と可変絞り通
路10とを介して圧力流体供給口16に流出する圧力流体の
流量は、ポンプ14の回転数の増加に比例して漸次減少す
る（図４ｃ参照）。

【００２８】ポンプ14の回転数がさらに増大して、所定
の高速回転数Ｎｃに達すると、ピン部材８がさらに左方
に移動して、その先端の大径部８b が連通路７内に進入
し、可変絞り通路10は、所定の最大量に絞られる。この
結果、圧力流体供給口16に流出する圧力流体の流量は、
中速域より低い略一定流量に保持される（図４ｄ参
照）。以上のようにして、車両の高速域における操舵の
安定感が得られるようになっている。

【００２９】本実施形態は、前記のように構成され、前
記のように作動するので、次のような効果を奏すること
ができる。ポンプ14の回転数が所定の低速回転数Ｎａか
ら所定の中速回転数Ｎｂに到るまでの中速域に達して以
降は、前記のとおり、供給通路４と戻り通路５とが連通
して、圧力流体の一部が、パワーステアリング装置を迂
回して、ポンプ14の吸込側への戻り通路５に還流され
る。

【００３０】戻り通路５に還流されるこの圧力流体は、
該戻り通路５に還流されるに先立って、該戻り通路５に
略対向して位置する部分のスプール収納孔３内壁面に凹
設されたリリーフ室24内に、流量調整用スプール２のラ
ンド部22がリリーフ室24の開口１a をわずかにｌだけ開
けた隙間から高速で噴出し、次いで、やや遅れて、該戻
り通路５に直接噴出するようになるため、圧力流体の戻
り通路５への還流は、２分され、しかも、時間差をおい
て行なわれるようになるので、圧力流体の戻り通路５へ
の噴出の衝撃が緩和され、リリーフ室24の内壁面を含
め、戻り通路５の内壁面にフレッティングが生ずること
はない。これにより、パワーステアリング用流量制御装
置の耐久性が向上する。

【００３１】また、最初の強い噴流がリリーフ室24の内
壁面に衝突したとしても、該リリーフ室24の内壁面は、
その大部分が、ケーシング１の材料（アルミ）より硬い
鉄材料からなるブッシュ23に形成された半球形状内壁面
23a により形成されているので、該リリーフ室24の内壁
面にフレッティングはさらに生じない。これにより、パ
ワーステアリング用流量制御装置の耐久性がさらに向上
する。

【００３２】なお、以上のような効果は、耐久試験にお
いても裏付けられた。この耐久試験において、改善前
（鉄ブッシュなし）と、改善後（鉄ブッシュあり）とで
は、大きな差が認められた。改善後では、戻り通路５の
内壁面に若干の曇りはあるものの、フレッティングの発
生を防止することができた。

【００３３】また、リリーフ室24は、流量調整用スプー
ル弁のケーシング１に形成された孔１b に嵌着され、か
つ、半球形状内壁面23a を有するブッシュ23により閉塞
されて形成されるので、リリーフ室24の形成が容易であ
る。

【００３４】さらに、ブッシュ23の半球形状内壁面23a
により、リリーフ室24内に噴出した圧力流体を円滑に戻
り通路５に指向させて還流させることができる。

【００３５】また、ケーシング１の材料としては、アル
ミ材が使用され、ブッシュ23用のケーシング１の材料よ
り硬い材料としては、鉄材が使用されているので、安価
で、入手が容易である。

【００３６】本願の発明におけるリリーフ室は、スプー
ル弁の出口開口に、本願の発明における戻り通路と同様
の比較的長い出口通路が接続され、かつ、比較的高圧の
流体の流れを制御する型式のスプール弁に、広く適用す
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願の請求項１ないし請求項３に記載された発
明の一実施形態におけるポンプ戻り通路のフレッティン
グ防止構造が適用された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２】図１の部分拡大図である。

【図３】図１の部分拡大図であって、圧力流体の一部が
還流している状態を示した図である。

【図４】図１の部分拡大図であって、圧力流体の一部が
還流している他の状態を示した図である。

【図５】図１の実施形態において、鉄ブッシュの斜視図
である。

【図６】図１の実施形態において、パワーステアリング
用流量制御装置の特性線図である。

【図７】従来例を示す図である。

【図８】図７の部分拡大図であって、圧力流体の一部が
還流している状態を示した図である。

【符号の説明】

１…ケーシング、１a …開口、１b …孔、２…流量調整
用スプール、３…スプール収納孔、４…供給通路（ポン
プ吐出通路）、５…戻り通路、５a …開口、６…ユニオ
ン、６a …先端部、６b …筒状部材、６c …後端部、７
…連通路、７a…開口、８…ピン部材、８a …小径部、
８b …大径部、８c …テーパ部、９…固定絞り通路、10
…可変絞り通路、11…第１弁室、12…第２弁室、13…ス
プリング、14…油圧ポンプ、15…インレット、16…圧力
流体供給口、17…連通孔、18…連通溝、19…背圧油路、
20…固定絞り通路、21…盲栓、22…ランド部、23…鉄ブ
ッシュ、23a …半球形状内壁面、24…リリーフ室。

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
   通路中の複数の絞り通路を介して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込側に還流
   するパワーステアリング用流量制御装置におけるポンプ
   戻り通路のフレッティング防止構造において、 前記流量調整用スプール弁のスプール収納孔の内壁面で
   あって、前記戻り通路に略対向して位置する部分の内壁
   面に、リリーフ室が凹設され、 前記リリーフ室は、前記流量調整用スプール弁のスプー
   ルが前記圧力流体に押されて移動したとき、前記戻り通
   路に先行して前記圧力流体が噴出し得る形状に形成され
   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
   におけるポンプ戻り通路のフレッティング防止構造。
2. 【請求項２】 前記リリーフ室は、前記流量調整用スプ
   ール弁のケーシングに形成された孔に嵌着されたブッシ
   ュにより閉塞されて形成され、 前記ブッシュは、前記リリーフ室に臨む半球形状の内壁
   面を有し、かつ、前記ケーシングの材料より硬い材料か
   ら製造さ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におけるポンプ戻り通路のフ
   レッティング防止構造。
3. 【請求項３】 前記ケーシングの材料は、アルミ材であ
   り、前記ケーシングの材料より硬い材料は、鉄材である
   ことを特徴とする請求項２記載のパワーステアリング用
   流量制御装置におけるポンプ戻り通路のフレッティング
   防止構造。