JP3598831B2

JP3598831B2 - Flow control device for working fluid for power steering

Info

Publication number: JP3598831B2
Application number: JP19881598A
Authority: JP
Inventors: 孝今西; 雅彦鈴木
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1998-07-14
Filing date: 1998-07-14
Publication date: 2004-12-08
Anticipated expiration: 2018-07-14
Also published as: JP2000025625A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絞り通路の通過前後の差圧に応じて流量調整用スプール弁を駆動させてバイパス通路の開度を調整することにより、動力舵取装置に送出する作動流体の流量を制御する動力舵取用作動流体の流量制御装置に係るものである。より詳しくは、本発明は、ポンプ等から供給された作動流体の余剰流をバイパス通路に還流させるようにした流量制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の高速走行時においては、運転者に感覚される操舵反力を増大させることが望ましく、ポンプ回転数の上昇に応じて、動力舵取装置への制御流量を少させる、いわゆる回転数感応形の流量制御装置が開発されている。
【０００３】
かかる機能を有する流量制御装置として、ポンプ回転数の上昇による吐出流量の増加に基づいて固定絞りの前後に圧力差を発生させ、この圧力差によって制御スプールを絞り通路を形成した絞り部材と制御スプール間に介装されたスプリングに打ち勝って絞り部材側に変位させて絞り通路の開口面積を可変制御し、ポンプ回転数が一定の回転数になると、制御流量Ｑを図１３に示すように降下させるようにしたものがある。なお、図１３は、ポンプ回転数Ｎに対する制御流量Ｑの要求流量特性を表している。
【０００４】
図１１は上記の要求流量特性に対応させた流量制御装置を示している。
この流量制御装置は、既存のベーンポンプの圧力室から供給路４１を介して吐出油（作動油）が供給され、余剰の作動油をバイパス通路４２にバイパス還流させるバイパス還流機構を有する流量制御弁４０からなることを基本構成とするものである。これらに加えて、上記圧力室に連なる供給路４１は流量制御弁４０内のオイル導入室４３に向かって設けられている。又、上記流量制御弁４０には、制御スプールとしてサブスプール４４が設けられており、このサブスプール４４と上記オイル導入室４３との間には固定絞り４５とオイル導入路４６とが設けられている。
【０００５】
上記固定絞り４５は、スプール４７を作動させる方向に設けられているのに対して、上記オイル導入路４６はサブスプール４４の肩部４８に向かって設けられている。又、上記サブスプール４４の下流側には絞り部材３９が設けられ、同絞り部材３９には絞り通路４９が設けられている。前記絞り通路４９は図１２に示すようにサブスプール４４の流体通路５１の中心軸線Ｏを中心として半径方向に離間して一対形成されている。
【０００６】
この絞り通路４９の下流側には作動油を動力舵取装置のパワーアシスト部Ｃに送り出すための送出口５０が設けられている。そして、絞り通路４９の前後に生じる圧力がそれぞれスプール４７の前後に作用するようにされている。
【０００７】
このような構成によって、ポンプが稼動を開始すると、圧力室を介して、供給路４１からオイル導入室４３に導かれた吐出油（作動油）は、固定絞り４５から流量制御弁４０へと放出され、サブスプール４４内の流体通路５１、絞り通路４９等を経て送出口５０からパワーアシスト部Ｃへと送り出される。ここにおいて、ポンプ吐出量が増加すると、絞り通路４９前後に生じた圧力差でスプール４７が摺動して、バイパス通路４２との開口面積が制御され、余剰の吐出油はバイパス還流されることにより、一定の吐出流量となる（図１３における定流量制御参照）。
【０００８】
さらにポンプ回転数が上昇すると、固定絞り４５により、上記オイル導入室４３内における油圧がポンプ回転数に応じて上昇する。その結果、オイル導入路４６からサブスプール４４の肩部４８に加わる力も上昇し、その結果、上記サブスプール４４は、スプリング５２のバネ力に抗して右方に移動する。それによって、サブスプール４４の筒状の先端部５３は絞り通路４９の面と接触し、この絞り通路４９の開口部の一部を塞いでしまうこととなる（図１２参照）。なお、図１２において、ハッチング領域は絞り通路４９において、先端部５３にて絞られた部分の開口である。その結果、この絞り通路４９を経て送出口５０からパワーアシスト部Ｃに送出される吐出油の流量は減少をしつつ一定値に制限されることとなり、いわゆるドルーピング制御機能が発揮されることとなる（図１３のドルーピング制御参照）。
【０００９】
なお、図１１及び図１２において、５４は絞り部材３９において、サブスプール側端面に設けられた切欠溝である。同切欠溝５４は、サブスプール４４が絞り部材３９に接近するときに、サブスプール４４の筒状の先端部に対して作用する作動油の圧力が変化しないようにするためのものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記の絞り部材３９の場合、例えば定流量制御中の制御流量Ｑを所定値Ａとし、ドルーピング制御中の制御流量Ｂとしたとき、所定値ＡとＢとの差（流量差）が大きい場合は、実際の流量特性は図１４に示すように要求流量特性にほぼ沿ったものが得られる。
【００１１】
そこで、定流量制御時の制御流量Ａとドルーピング制御時の制御流量Ｂとの差（流量差）を小さくした要求流量特性の場合、すなわち、定流量制御時の制御流量は同じで、ドルーピング制御時の流量を大きくしたい場合には、各絞り通路４９の開口面積（全開面積）は同じとし、上記絞り部材３９に設ける絞り通路４９のピッチ間を狭くすることが考えられる。図１５は図１２よりも絞り通路４９のピッチを狭くした場合を示している。同図に示すようにサブスプール４４の先端部５３にて覆われていない部分のハッチング領域は図１２よりも広くされている。
【００１２】
これにより、図１５のものの流量特性は、サブスプール４４が移動しない定流量制御時には図１２のものと同じ流量となり、サブスプール４４が絞り通路４９の面と接触するドルーピング制御時には、図１２のものより大きな流量となる。
【００１３】
ところが、図１５の絞り部材３９を使用して、その流量特性を実際に測定すると、図１６に示すように定流量制御が行なわれるべきポンプ回転数範囲、及び定流量制御とドルーピング制御間の移行が行なわれるべきポンプ回転数範囲においては、流量が膨らんでしまうことが分かった。すなわち、リニアな流量特性が得られない問題があった。
【００１４】
なお、図１６において、制御流量Ｃはドルーピング制御時に流れる制御流量であり、図１４の制御流量Ｂよりも大とされている。又、図１６において、点線は、定流量制御時の要求流量特性を示している。
【００１５】
この事象を検討した結果、絞り通路４９は流れの効率が良好な流体通路５１の中心軸線Ｏにより近くに配置されたため、サブスプール４４が絞り通路４９を絞っていない、全開時においては作動油が流れやすくなり、流量が増加してしまうものと推定される。
【００１６】
これは、絞り通路に作動油を通す場合、トータルの絞り通路の開口面積が同じであるならば、流れの効率を考慮すると、流体通路５１の中心軸線Ｏ側に大きな絞り通路を１つ設ければ良くなるのと同じ理由からである。
【００１７】
上記の定流量制御と中の制御流量が図１６に示すように膨らんでしまい、リニアな流量特性が得られないと、特に、定流量制御とドルーピング制御間の移行時においては、違和感が大きくなる問題がある。
【００１８】
本発明の目的は、定流量制御時の制御流量とドルーピング制御時の制御流量の流量差が少ない場合、制御流量が変化するポンプ回転数範囲においても、リニアな流量特性を得ることができる動力舵取用作動流体の流量制御装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ポンプより動力舵取装置に通じる流体通路内に絞り部材を設け、この絞り部材に流体通路の中心から半径方向に離間した円周上に絞り通路を形成し、この絞り通路の上流に固定絞りを設け、前記絞り通路前後の作動流体の差圧によって摺動し余剰流をポンプの流入側に還流させるバイパス通路の開度を調整する流量調整用スプールを設け、前記固定絞り通過前後の作動流体の差圧によって摺動する制御スプールを設け、制御スプールの絞り通路側に絞り通路の一部を塞ぐような形で絞る筒状部を形成し、前記筒状部の前記絞り部材側端面に絞り通路と対応しない位置で、又は、前記絞り部材の制御スプール側端面に絞り通路を除く筒状部と対応する位置で切欠を形成し、前記切欠に対応して絞り部材には、前記筒状部の内径から半径方向に離間した位置に対応して、前記筒状部によっては開口面積が可変しない補助絞り通路を設けたことを特徴とする動力舵取用作動流体の流量制御装置を要旨とするものである。
【００２０】
請求項２の発明は、請求項１において、前記補助絞り通路は、制御スプールが絞り通路一部を塞いでいない場合、絞り通路を経て流れる作動流体通過量よりも少なくする流量抑制手段にて作動流体通過量が抑制されている動力舵取用作動流体の流量制御装置を要旨とするものである。
【００２１】
請求項３の発明は、請求項２において、流量抑制手段は、前記補助絞り通路の開口面積を、絞り通路の開口面積よりも小さくしたことにより構成されていることを要旨とするものである。
【００２２】
請求項４の発明は、請求項２又は請求項３において、流量抑制手段は、前記補助絞り通路の設置位置を流体通路の中心から前記絞り通路よりも半径方向に離間した位置に設定することにより構成されていることを要旨とするものである。
【００２３】
請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項において、前記補助絞り通路は、複数個設けたことを要旨とするものである。
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、ポンプが稼動を開始すると、作動流体は固定絞りから絞り通路を介して動力舵取装置に送出される。
【００２４】
ポンプ回転数が上昇し、ポンプからの吐出流量が増加すると、絞り通路の前後に生ずる圧力差の作用により、流量調整用スプール弁が作動して、バイパス通路との開口面積が調整される。この結果、余剰の作動油はバイパス通路へとバイパス還流されることになり、定流量制御が行われる。
【００２５】
さらに、ポンプ回転数が上昇すると、前記固定絞りによって、前記固定絞り通過前の作動流体圧が回転数に応じて上昇する。この結果、制御スプールの筒状部が同絞り通路の開口面積を減少させるように作動する。
【００２６】
又、切欠に対応して設けられた補助絞り通路には、筒状部が絞り通路の開口面積を絞るべく絞り通路側に移動する際や、絞りが完了した後、切欠を通して、作動流体が流れる。
【００２７】
このため、絞り通路を経て動力舵取装置に送出される作動流体の送出流量は減少し、ドルーピング制御が行われる。又、筒状部が絞り通路の開口面積を絞るために移動する際にも、切欠、補助絞り通路を介して、作動流体が流れるため、定流量制御からドルーピング制御に移行する際においてもリニアな流量特性が得られる。
【００２８】
請求項２に記載の発明によると、請求項１の作用に加えて、補助絞り通路は、制御スプールが絞り通路の一部を塞いでいない場合、流量抑制手段にて絞り通路を経て流れる作動流体通過量よりも少なくされて、作動流体通過量が抑制される。請求項３に記載の発明によると、請求項１又は請求項２の作用に加えて、補助絞り通路の開口面積が絞り通路の開口面積よりも小さくするという流量抑制手段により、制御スプールが絞り通路の一部を塞いでいない場合、絞り通路を経て流れる作動流体通過量よりも少なくされ、作動流体通過量が抑制される。
【００２９】
請求項４に記載の発明によると、請求項１乃至請求項３のうちいずれかに記載の作用に加えて、補助絞り通路の設置位置を流体通路の中心から絞り通路よりも半径方向に離間した位置に設定するという流量抑制手段により、制御スプールが絞り通路の一部を塞いでいない場合、流体通路の中心に寄った絞り通路の方が通過し易いため、大部分の作動流体が絞り通路に流れ、補助絞り通路を通過する作動流体流量は抑制される。
【００３０】
請求項５に記載の発明によれば、補助絞り通路を、複数個設けることにより、筒状部が絞り通路の開口面積を絞るべく絞り通路側に移動する際や、絞りが完了した後、切欠を通して、流れる作動流体の流量を多くすることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を自動車の動力舵取装置に使用される流量制御装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
【００３２】
図１は流量制御装置１の断面を示す。流量制御装置１は、絞り通路１６の前後差圧で摺動し、バイパス通路５への開度を調整することにより一定の流量に制御作用（定流量制御）を行なうスプール弁９、バネ１３等からなるバイパス還流機構、及び固定絞り１０、サブスプール弁１５、バネ１９等からなるドルーピング機構とを備えている。
【００３３】
流量制御装置１は、エンジンによって駆動される油圧ポンプのポンプハウジング２内に設けられている。ポンプハウジング２には、一端が閉塞された弁収納孔３が形成されている。弁収納孔３の内部においては、オイル導入室３ａが形成され、同オイル導入室３ａに対して、油圧ポンプの吐出ポートに連通する供給通路４が開口している。供給通路４と離間した弁収納孔３の内部には、前記油圧ポンプの吸入ポートに連通するバイパス通路５が開口している。
【００３４】
前記弁収納孔３の開口端にはユニオン６が螺着されている。ユニオン６には軸線方向に貫通する貫通孔７が形成されている。前記貫通孔７において、内端はユニオン圧力室としての小径部７ａとされ、外端側は大径部７ｂとされている。その貫通孔７の大径部７ｂ側には送出口部材８が嵌合されている。送出口部材８は筒状に形成され、同送出口部材８から作動流体としての作動油を図示しない動力舵取装置に送出する。又、ユニオン６の内端において、径方向に連通路７ｃが形成され、小径部７ａと後記する第１弁室１１とが連通されている。
【００３５】
又、前記弁収納孔３には流量調整用スプール弁（以下、スプール弁という）９が摺動可能に嵌挿されている。このスプール弁９は、供給通路４とバイパス通路５との連通路を閉止しかつ同連通路の開度を調整するためのものである。そして、このスプール弁９によって、同スプール弁９と前記ユニオン６との間に第１弁室１１が形成されている。
【００３６】
又、スプール弁９と弁収納孔３の閉塞部間には第２弁室１２が形成されている。前記第２弁室１２内には、前記第１弁室１１に向けてスプール弁９を押圧するバネ１３が配設されている。このバネ１３の弾性力は、スプール弁９を前記ユニオン６の一端に当接する位置に保持するように常時作用している。その結果、第１弁室１１に開口する前記供給通路４とバイパス通路５との連通は、通常状態において遮断されるようになっている。
【００３７】
前記ユニオン６の貫通孔７には、絞り部材てとしてのオリフィス形成部材１４が嵌入されている。オリフィス形成部材１４は有底筒状に形成され、前記送出口部材８の内端に係合され一体に連結されている。
【００３８】
又、前記ユニオン６の貫通孔７内には、サブスプール弁１５がユニオンの６の軸心方向に沿って摺動可能に配置されている。サブスプール弁１５は図１に示すように前記貫通孔７の小径部７ａに対して摺接する小径の筒部１５ａと、貫通孔７の大径部７ｂに対して摺接する大径の膨出部１５ｂ、及び膨出部１５ｂからオリフィス形成部材１４に向かって突出された小径の筒状部１５ｃとから構成されている。前記筒状部１５ｃは径方向に所定の厚みを備えている。サブスプール弁１５の各部には流通孔１５ｄが中心軸心Ｏに沿って形成されている。流通孔１５ｄは本発明の流体通路を構成する。
【００３９】
又、サブスプール弁１５の膨出部１５ｂとオリフィス形成部材１４との間にはバネ１９が配置され、サブスプール弁１５の移動を規制する。そして、常時は、同バネ１９にてサブスプール弁１５を図１において、左方向（作動油が流れる方向とは反対方向）に押圧し、膨出部１５ｂの肩部１５ｅを大径部７ｂの係止段部に当接係止するようにされている。又、サブスプール弁１５はその筒状部１５ｃの端面がオリフィス形成部材１４の端面と当接係止可能とされている。
【００４０】
又、前記サブスプール弁１５とオリフィス形成部材１４との間には、流体室２１が形成されている。
前記オリフィス形成部材１４の内底面には、絞り通路１６が形成されている。絞り通路１６はサブスプール弁１５の中心軸線Ｏを中心とする円周上で筒状部１５ｃと対応する位置に２個設けられている。すなわち、図３（ｂ）に示すように各絞り通路１６は互いに中心軸線Ｏを挟んで１８０度反対位置に位置するように配置されている。この絞り通路１６は、サブスプール弁１５の筒状部１５ｃがオリフィス形成部材１４の端面に当接したときに、一部が筒状部１５ｃにて塞がれることによって絞り通路１６が絞られる。すなわち、絞り通路１６の開口面積は、筒状部１５ｃによって小さくされる。この絞り後の開口面積は筒状部１５ｃの半径方向の肉厚によって決定されている。
【００４１】
前記オリフィス形成部材１４の端面のサブスプール弁１５側には一対の溝１７が形成されている。両溝１７は図３（ｂ）に示すように前記絞り通路１６の近傍を除いて筒状部１５ｃと対応するように配置されている。又、サブスプール弁１５の筒状部１５ｃがオリフィス形成部材１４の端面に当接したとき、溝１７に囲まれた空間と、筒状部１５ｃの流通孔１５ｄとが互いに連通するように、溝１７の幅（図３（ｂ）において、左右方向の幅）と筒状部１５ｃの肉厚との関係が設定されている。溝１７は本発明の切欠に相当する。
【００４２】
この溝１７と対応する筒状部１５ｃにはサブスプール弁１５のオリフィス形成部材１４への接近に伴う作動油の圧力の変化がなく、サブスプール弁１５はオリフィス形成部材１４に接近するにつれて移動速度が速くなることはない。又、サブスプール弁１５がオリフィス形成部材１４に当接した状態において、溝１７と対応する筒状部１５ｃにも固定絞り１０後の作動油の圧力を作用させることができるため、固定絞り１０後の圧力上昇によりサブスプール弁１５をスプール弁９側へ移動させようとする力が大きく働く。
【００４３】
一方の溝１７には、１個の補助絞り通路１８が形成され、同補助絞り通路１８により溝１７と送出口部材８の送出口とが連通されている。同補助絞り通路１８は筒状部１５ｃにて絞られていない場合の絞り通路１６の開口面積よりも小さな開口面積を備えている。同補助絞り通路１８は図３（ｂ）に示すように、サブスプール弁１５の中心軸線Ｏから（すなわち、流通孔１５ｃの中心）から半径方向に離間した位置に配置されている。補助絞り通路１８の開口面積を絞り通路１６の開口面積よりも小さくする構成、及び、サブスプール弁１５の中心軸線Ｏから（すなわち、流通孔１５ｃの中心）から半径方向に離間した位置に配置する構成は、それぞれ本発明の流量抑制手段を構成する。
【００４４】
従って、前記第１弁室１１と送出口部材８の送出口とは、前記流通孔１５ｄ、絞り通路１６及び補助絞り通路１８を介して連通される。
オリフィス形成部材１４において、絞り通路１６と送出口部材８との間の領域には、連通孔１４ａが形成され、オリフィス形成部材１４の外周に設けた周溝１４ｂに連通されている。
【００４５】
又、ユニオン６において、前記周溝１４ａに対応する領域には、連通路２０が形成されている。この連通路２０は、前記ポンプハウジング２に形成された連通路２１を介して前記第２弁室１２に連通されている。
【００４６】
従って、作動流体としての作動油の一部のうち、大部分は、絞り通路１６を介して、残りの一部は、補助絞り通路１８を通過した後、第２弁室１２に導入される。従って、スプール弁９の両側には、主に絞り通路１６を通過する前の作動油の圧力と、絞り通路１６を通過した後の作動油の圧力とが作用することになる。その結果、絞り通路１６における圧力降下に応じてスプール弁９が軸線方向に移動して、絞り通路１６における圧力降下を一定に保つべく、すなわち、絞り通路１６の前後の差圧を一定にすべくバイパス通路５の開度が調整される。
【００４７】
前記第１弁室１１内において、オイル導入室３ａとバイパス通路５との間に位置するようにユニオン６の外周部には固定絞り１０が形成されている。同固定絞り１０は、前記スプール弁９を作動させる方向に設けられている。又、ユニオン６の外周部には、オイル導入室３ａに連通する貫通路６ａが形成されている。前記貫通路６ａは大径部７ｂの係止段部に開口されている。
【００４８】
ポンプ回転数が低いとき、サブスプール弁１５は、バネ１９にて付勢され、膨出部１５ｂの肩部が大径部７ｂの係止段部に当接係止し、筒状部１５ｃが絞り通路１６と軸心方向において離間した状態となる。このとき、絞り通路１６の流路の断面積（即ち、絞り通路１６の開口面積）は大きなものとなる。
【００４９】
ポンプ回転数が上昇した場合は、サブスプール弁１５は、バネ１９に抗して図１の状態から右方へ移動して、筒状部１５ｃが絞り通路１６の一部を塞ぐようにオリフィス形成部材１４に当接する。従って、筒状部１５ｃによって絞り通路１６の開口面積が小さくなる。
【００５０】
前記スプール弁９には、圧力レリーフ弁２４が設けられ、前記第２弁室１２内の圧力が予め設定した設定圧以上になった時、そのレリーフ弁２４は第２弁室１２の圧力をスプール弁９に形成した逃がし通路２５を介してバイパス通路５に逃がすようにしている。
【００５１】
次に、上記のように構成した流量制御装置１の動作について説明する。
車両エンジンにより、ポンプが稼動を開始し、作動流体としての吐出油（作動油）が供給通路４からオイル導入室３ａに導入されると、作動油は固定絞り１０から流量制御弁１に放出され、貫通孔７の小径部７ａ、サブスプール弁１５内の流通路１５ｄ、絞り通路１６及び補助絞り通路１８を経て送出口部材８から図示しない動力舵取装置に送出される。
【００５２】
ところで、ポンプ回転数が低いときは、作動油の吐出流量が少ないため、スプール弁９は第１図に示すようにバイパス通路５を閉鎖して、作動油の全量の大部分を絞り通路１６及び補助絞り通路１８を経て動力舵取装置に送出する。
【００５３】
なお、このとき、筒状部１５ｃとオリフィス形成部材１４とは互いに離間してはいるものの、図３（ｂ）に示すように補助絞り通路１８は流通路１５ｄの中心軸線Ｏから離間した位置にあって筒状部１５ｃの流通孔１５ｄの延長線上になく、しかも、補助絞り通路１８の開口面積は、絞り通路１６の開口面積よりも小さい結果、通路抵抗が絞り通路１６よりも大きいため、作動油の多くは、流通孔１５ｄの延長上に位置する絞り通路１６を通過し、補助絞り通路１８を通過する作動流体の量は限定され抑制されたものになっている。
【００５４】
次に、ポンプ回転数が上昇して吐出流量が増加すると、主に絞り通路１６の前後の差圧の作用を受けて、スプール弁９がバネ１３に抗して左方に移動をする（図４参照）。この移動時において、バイパス通路５が開放されていないため、吐出流量は図８のＯ点からＡ点に示すように増加する。そして、スプール弁９が図１の状態からバネ１３に抗して左方に移動し、バイパス通路５を開放する（図５参照）と、余剰の作動油は第１弁室１１からバイパス通路５に流れて還流され、図８に示す流量Ｑ１に維持された定流量制御が行われる。図８のＢ点は図５の状態である。
【００５５】
その後、さらにポンプ回転数が上昇し、上記オイル導入室３ａに供給される作動油の流量が増加すると、固定絞り１０の前側（上流側）の圧力である貫通路６ａからサブスプール弁１５の膨出部１５ｂの肩部１５ｆへの導入圧力が上昇する。このため、サブスプール弁１５はバネ１９の弾性力に抗して右方に移動する。このとき、サブスプール弁１５の筒状部１５ｃによって絞り通路１６の開口面積が絞られ小さくなる（図２、図３（ｂ）、図６参照）。この結果、ドルーピング効果が発揮され、図８に示す流量Ｑ２に維持されたドルーピング制御が行われる。図６は図８のＣ点での状態を示している。
【００５６】
このとき、溝１７と対応する筒状部１５ｃにはサブスプール弁１５のオリフィス形成部材１４への接近に伴う作動油の圧力の変化がなく、サブスプール弁１５はオリフィス形成部材１４に接近するにつれて移動速度が速くなることはない。
【００５７】
又、筒状部１５ｃがオリフィス形成部材１４に当接した後は、作動油の一部（すなわち、還流されなかった作動油）は開口面積が小さくされた絞り通路１６を介して送出口部材８側へ流れるが、残りは、溝１７を介して補助絞り通路１８を通過した後、送出口部材８側へ流れる。
【００５８】
従って、スプール弁９の両側には、主に絞り通路１６を通過する前の作動油の圧力と、絞り通路１６を通過した後の作動油の圧力とが作用することになる。その結果、絞り通路１６における圧力降下に応じてスプール弁９が軸線方向に移動して、絞り通路１６における圧力降下を一定に保つべく、すなわち、絞り通路１６の前後の差圧を一定にすべくバイパス通路５の開度が調整される。
【００５９】
このドルーピング制御が行われている状態において、さらに、ポンプ回転数が上昇すると、上記のことから、絞り通路１６における圧力降下に応じてスプール弁９が軸線方向に移動して、絞り通路１６における圧力降下を一定に保つべく、さらにバイパス通路５の開度が大きくなり還流流量が多くなるように調整される（図７参照）。図７の状態は図８のＤ点での状態を示している。
【００６０】
次に、上記のように構成した流量制御装置１の特徴を以下に記載する。
（１）本実施形態では、サブスプール弁１５に筒状部１５ｃを設け、オリフィス形成部材１４に対して溝１７内に補助絞り通路１８を設け、筒状部１５ｃが絞り通路１６の開口面積を塞いで小さくした後は、補助絞り通路１８を介して一部の作動油を送出するようにした。
【００６１】
このため、筒状部１５ｃが絞り通路１６の開口面積を絞るために移動する際にも、溝１７、補助絞り通路１８を介して、作動油が流れるため、定流量制御からドルーピング制御に移行する際においてもリニアな流量特性を得ることができる。
【００６２】
又、補助絞り通路１８からの作動油を送出できるため、定流量制御時の流量Ｑ１を同じとし、ドルーピング制御時の流量Ｑ２を増加させたい特性流量の流量制御装置としたい場合においても、増加させたい流量の全部又は一部を補助絞り通路１８に担わせることにより、一対の絞り通路１６のピッチ間を狭くする必要が無い。
【００６３】
従来は、ドルーピング制御時の流量Ｑ２を得ようとすると、両絞り通路１６のピッチを狭くする必要があったが、この場合には、図８の線αに示すように、定量制御と、ドルーピング制御の間を移行する際に流量が膨らむ。このα線の特性であると、急激に流量が減少してドルーピング制御に移行するため、操作時の違和感が大きくなる。
【００６４】
しかし、本実施形態ではβ線のようになり、従来よりもリニアな流量特性を得ることができる。なお、図８においてγ線は、要求流量特性線であり、δ線は補助絞り通路を設けない、ドルーピング制御時の流量を小さく設定した場合の流量特性線である。
【００６５】
なお、前記補助絞り通路に代えて、両絞り通路１６の間に、例えば中心軸線Ｏを含むように通路を設けることが考えられる。この場合には、定流量制御時において、絞り通路と、該通路を介して作動油が流れるが、中心軸線Ｏを含む通路は、作動油が流れる中心領域となり、絞り通路よりも流路抵抗が少ないため、すなわち、効率が良いため、反って、定流量制御時には流量が膨らんでしまう問題があり、本実施形態と同等の効果を得ることはできない。
【００６６】
（２）本実施形態では、補助絞り通路１８の開口面積を絞り通路１６の開口面積よりも小さくした。この結果、サブスプール弁１５の筒状部１５ｃが絞り通路１６の一部を塞いでいない場合、絞り通路１６を経て流れる作動油の流量よりも少なくされ、作動油の流量を抑制できる。従って、定流量制御時において、流量が膨らむことがなく、一定の流量にて送出することができる。
【００６７】
（３）本実施形態では、補助絞り通路１８の設置位置を流通孔１５ｄの中心軸線Ｏから半径方向に離間した位置に設定した。この結果、サブスプール弁１５の筒状部１５ｃが絞り通路１６の一部を塞いでいない場合、絞り通路１６を経て流れる作動油の流量よりも少なくされ、作動油の流量を抑制できる。従って、定流量制御時において、流量が膨らむことがなく、一定の流量にて送出することができる。
【００６８】
なお、本発明は上記の実施形態のみに限定されるものではなく、以下のように実施されてもよい。
（１）前記実施形態では、補助絞り通路１８を１個設けたが、図９に示すように両溝１７にそれぞれ１個ずつ設けてもよい。このようにすると、作動油の流れが同図の上下方向、及び左右方向で均等なものとなり、油圧力がバランスされてサブスプール弁１５の作動がより円滑になる。
【００６９】
（２）補助絞り通路１８の個数１８は、３個以上の複数であってもよい。ただし、絞り通路１６の開口面積よりも小さい開口面積とする。
（３）上記各実施形態においては、開口面積の大小関係で、絞り通路１６と補助絞り通路１８との関係を説明したが、開口面積の大小は、作動油の流路抵抗を決める一パラメータに過ぎない。流路抵抗を決定する他の因子としては、例えば、通路長があり、その通路長によっても流路抵抗は変る。従って、本発明において、絞り通路と補助絞り通路との関係は、通路抵抗において、補助絞り通路を絞り通路よりも小さくすることがよく、そのため、通路長等の他のパラメータによって上記の通路抵抗を設定してもよい。
【００７０】
（４）前記実施形態では、溝１７をオリフィス形成部材１４に設けたが、溝１７を省略する代わりに図１０に示すように、筒状部１５ｃの端面に切欠としての切欠溝１５ｇを形成して、その切欠溝１５ｇに対応して、オリフィス形成部材１４に補助絞り通路１８を形成してもよい。この場合、切欠溝１５ｇは、流通孔１５ｄに連通するとともに、非絞り部材１８の開口を塞がない幅に形成するものとする。
【００７１】
又、この切欠溝１５ｇは、溝１７と同様に、筒状部１５ｃにはサブスプール弁１５のオリフィス形成部材１４への接近に伴う作動油の圧力の変化がなく、サブスプール弁１５はオリフィス形成部材１４に接近するにつれて移動速度が速くなることはない作用を実現する。
【００７２】
又、サブスプール弁１５がオリフィス形成部材１４に当接した状態において、切欠溝１５ｆを介して筒状部１５ｃにも固定絞り１０後の作動油の圧力を作用させることができるため、固定絞り１０後の圧力上昇によりサブスプール弁１５をスプール弁９側へ移動させようとする力が大きく働く作用を実現する。
【００７３】
（５）前記実施形態では、補助絞り通路１８の開口面積を絞り通路１６の開口面積よりも小さくし、かつ、補助絞り通路１８の設置位置を流通孔１５ｄの中心軸線Ｏから半径方向に離間した位置に設定したが、いずれか、一方のみを実現してもよい。
【００７４】
ここで、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想をその効果とともに以下に挙げる。
（１）請求項１において、切欠は、制御スプールに設けた切欠溝である動力舵取用作動流体の流量制御装置。こうすることにより、切欠溝は、筒状部には制御スプールの絞り部材への接近に伴う作動油の圧力の変化がなく、制御スプールは絞り部材に接近するにつれて移動速度が速くなることはない効果がある。
【００７５】
又、制御スプールが絞り部材に当接した状態において、切欠溝を介して筒状部にも固定絞り後の作動油の圧力を作用させることができるため、固定絞り後の圧力上昇により制御スプールを流量調整用スプール側へ移動させようとする力が大きく働かせることができる。
【００７６】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１乃至請求項５に記載の発明によれば、定流量制御時の制御流量とドルーピング制御時の制御流量の流量差が少ない場合、制御流量が変化するポンプ回転数範囲においても、リニアな流量特性を得ることができる。又、補助絞り通路を設けるため、ドルーピング制御時おいて、作動流体通過量を多くした場合にも絞り通路の開口面積を大きくする必要が無い。
【００７７】
請求項２乃至請求項４に記載の発明によれば、補助絞り通路は、制御スプールが絞り通路の一部を塞いでいない場合、流量抑制手段にて絞り通路を経て流れる作動流体通過量よりも少なくされて、作動流体通過量を抑制でき、定流量制御時において、所定の流量に維持することができる。
【００７８】
請求項５の発明によれば、補助絞り通路を、複数個設けることにより、筒状部が絞り通路の開口面積を絞るべく絞り通路側に移動する際や、絞りが完了した後、切欠を通して、流れる作動流体の流量を多くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す動力舵取用作動流体の流量制御装置の断面図。
【図２】同じく動力舵取用作動流体の流量制御装置の要部断面図。
【図３】（ａ）は（ｂ）のａ−ａ線における要部断面図、（ｂ）はオリフィス形成部材の正面図、（ｃ）は同じ（ｂ）のｃ−ｃ線における要部断面図。
【図４】同じく実施形態の流量制御装置の作用を示す断面図。
【図５】同じく実施形態の流量制御装置の作用を示す断面図。
【図６】同じく実施形態の流量制御装置の作用を示す断面図。
【図７】同じく実施形態の流量制御装置の作用を示す断面図。
【図８】実施形態の流量制御装置の流量特性図。
【図９】他の実施形態のオリフィス形成部材の正面図。
【図１０】他の実施形態の流量制御装置の要部断面図。
【図１１】従来の流量制御装置の作用を示す断面図。
【図１２】従来のオリフィス形成部材の正面図。
【図１３】流量制御装置の要求流量特性図。
【図１４】流量制御装置の実際の流量特性図。
【図１５】従来のオリフィス形成部材の正面図。
【図１６】同じく流量制御装置の実際の流量特性図。
【符号の説明】
１…流量制御装置、２…ポンプハウジング、３…弁収納孔、
４…供給通路、５…バイパス通路、６…ユニオン、６ａ…貫通路、
９…流量調整用スプール弁（流量調整用スプールを構成する。）、
１０…固定絞り、１１…第１弁室、１２…第２弁室、１３…バネ、
１４…オリフィス形成部材（絞り部材を構成する。）、
１５…サブスプール弁（制御スプールを構成する。）、
１５ｃ…筒状部、１５ｄ…流通孔（流体通路を構成する。）、
１５ｇ…切欠溝（切欠を構成する。）、１６…絞り通路、
１７…溝（切欠を構成する。）１８…補助絞り通路、１９…バネ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a motive power for controlling a flow rate of a working fluid to be sent to a power steering device by driving a flow rate adjusting spool valve in accordance with a differential pressure before and after passing through a throttle passage to adjust an opening degree of a bypass passage. The present invention relates to a flow control device for a steering working fluid. More specifically, the present invention relates to a flow control device configured to return an excess flow of a working fluid supplied from a pump or the like to a bypass passage.
[0002]
[Prior art]
When the vehicle is running at high speed, it is desirable to increase the steering reaction force perceived by the driver, and to reduce the control flow rate to the power steering device in accordance with the increase in the pump speed, a so-called speed-responsive type. Has been developed.
[0003]
As a flow control device having such a function, a pressure difference is generated before and after a fixed throttle based on an increase in a discharge flow rate due to an increase in a pump rotation speed, and the control spool forms a throttle passage by the pressure difference and a control spool. The opening area of the throttle passage is variably controlled by overcoming the spring interposed and displaced toward the throttle member, and when the pump rotation speed reaches a constant rotation speed, the control flow rate Q is lowered as shown in FIG. There is something like that. FIG. 13 shows a required flow rate characteristic of the control flow rate Q with respect to the pump rotation speed N.
[0004]
FIG. 11 shows a flow control device corresponding to the required flow characteristics.
In this flow control device, a discharge oil (hydraulic oil) is supplied from a pressure chamber of an existing vane pump via a supply path 41, and a flow control valve 40 having a bypass recirculation mechanism for recirculating excess hydraulic oil to a bypass passage 42. Is a basic configuration. In addition to these, the supply path 41 connected to the pressure chamber is provided toward the oil introduction chamber 43 in the flow control valve 40. The flow control valve 40 is provided with a sub-spool 44 as a control spool. A fixed throttle 45 and an oil introduction passage 46 are provided between the sub-spool 44 and the oil introduction chamber 43. I have.
[0005]
The fixed throttle 45 is provided in a direction in which the spool 47 is operated, whereas the oil introduction passage 46 is provided toward a shoulder 48 of the sub-spool 44. A throttle member 39 is provided downstream of the sub-spool 44, and a throttle passage 49 is provided in the throttle member 39. As shown in FIG. 12, a pair of the throttle passages 49 are formed apart from each other in the radial direction about the center axis O of the fluid passage 51 of the sub spool 44.
[0006]
Downstream of the throttle passage 49, a delivery port 50 for delivering hydraulic oil to the power assist unit C of the power steering device is provided. The pressure generated before and after the throttle passage 49 acts before and after the spool 47, respectively.
[0007]
With such a configuration, when the pump starts operating, the discharge oil (operating oil) guided from the supply path 41 to the oil introduction chamber 43 via the pressure chamber is discharged from the fixed throttle 45 to the flow control valve 40. Then, the air is sent from the outlet 50 to the power assist unit C via the fluid passage 51 and the throttle passage 49 in the sub-spool 44. Here, when the pump discharge amount increases, the spool 47 slides due to the pressure difference generated before and after the throttle passage 49, and the opening area with the bypass passage 42 is controlled. , A constant discharge flow rate (see constant flow rate control in FIG. 13).
[0008]
When the pump rotation speed further increases, the hydraulic pressure in the oil introduction chamber 43 increases by the fixed throttle 45 according to the pump rotation speed. As a result, the force applied to the shoulder 48 of the sub-spool 44 from the oil introduction path 46 also increases, and as a result, the sub-spool 44 moves rightward against the spring force of the spring 52. As a result, the cylindrical distal end 53 of the sub-spool 44 comes into contact with the surface of the throttle passage 49 and closes a part of the opening of the throttle passage 49 (see FIG. 12). In FIG. 12, a hatched area is an opening of a portion narrowed by the distal end portion 53 in the throttle passage 49. As a result, the flow rate of the discharge oil sent from the outlet 50 to the power assist unit C through the throttle passage 49 is reduced and limited to a constant value, so that the so-called drooping control function is exhibited. (See drooping control in FIG. 13).
[0009]
In FIGS. 11 and 12, reference numeral 54 denotes a cutout groove provided on the sub-spool-side end surface of the throttle member 39. The notch groove 54 is for preventing the pressure of the working oil acting on the cylindrical tip of the sub spool 44 from changing when the sub spool 44 approaches the throttle member 39.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the throttle member 39, for example, when the control flow rate Q during the constant flow rate control is a predetermined value A and the control flow rate B during the drooping control is a large difference (flow rate difference) between the predetermined values A and B, As shown in FIG. 14, the actual flow rate characteristics substantially match the required flow rate characteristics.
[0011]
Therefore, in the case of the required flow rate characteristic in which the difference (flow rate difference) between the control flow rate A during the constant flow rate control and the control flow rate B during the drooping control is small, that is, the control flow rate during the constant flow rate control is the same, When it is desired to increase the flow rate at the time of control, it is conceivable that the opening area (full opening area) of each of the throttle passages 49 is the same and the pitch between the throttle passages 49 provided in the throttle member 39 is narrowed. FIG. 15 shows a case where the pitch of the throttle passage 49 is narrower than that of FIG. As shown in the figure, the hatched area of the portion not covered by the tip 53 of the sub-spool 44 is wider than in FIG.
[0012]
As a result, the flow rate characteristic of FIG. 15 is the same as that of FIG. 12 at the time of the constant flow rate control in which the sub-spool 44 does not move. It will be a larger flow rate than the one.
[0013]
However, when the flow rate characteristic is actually measured using the throttle member 39 of FIG. 15, as shown in FIG. 16, the pump rotation speed range in which the constant flow rate control is to be performed, and the difference between the constant flow rate control and the drooping control are shown. It has been found that the flow rate increases in the range of the pump rotational speed at which the transition is to be performed. That is, there is a problem that a linear flow characteristic cannot be obtained.
[0014]
In FIG. 16, the control flow rate C is the control flow rate flowing during the drooping control, and is larger than the control flow rate B in FIG. Also, in FIG. 16, the dotted line indicates the required flow rate characteristic during the constant flow rate control.
[0015]
As a result of examining this phenomenon, the throttle passage 49 is located closer to the center axis O of the fluid passage 51 having a good flow efficiency, so that the sub-spool 44 does not restrict the throttle passage 49. It is presumed that the flow becomes easier and the flow rate increases.
[0016]
This is because when hydraulic oil is passed through the throttle passage, if the total opening area of the throttle passage is the same, one large throttle passage is provided on the center axis O side of the fluid passage 51 in consideration of the flow efficiency. For the same reason that it gets better.
[0017]
If the above constant flow control and the middle control flow swell as shown in FIG. 16 and a linear flow characteristic cannot be obtained, particularly at the time of transition between the constant flow control and the drooping control, a sense of discomfort is large. There is a problem.
[0018]
An object of the present invention is to provide a power source capable of obtaining a linear flow characteristic even in a range of a pump speed where a control flow rate changes when a flow rate difference between a control flow rate during a constant flow rate control and a control flow rate during a drooping control is small. An object of the present invention is to provide a flow control device for steering working fluid.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a throttle member is provided in a fluid passage leading to a power steering device from a pump, and the throttle member is formed on a circumference radially separated from a center of the fluid passage in the throttle member. A fixed throttle is provided upstream of the throttle passage, and a flow adjusting spool for adjusting an opening degree of a bypass passage that slides by a differential pressure of the working fluid before and after the throttle passage to return an excess flow to the inflow side of the pump is provided. A control spool that slides by a differential pressure of the working fluid before and after the passage of the fixed throttle, and a tubular portion that throttles in a form that closes a part of the throttle passage on the throttle passage side of the control spool; A notch is formed at a position not corresponding to the throttle passage on the end surface of the throttle member, or at a position corresponding to the cylindrical portion excluding the throttle passage on the control spool side end surface of the throttle member, and the throttle is formed corresponding to the notch. The members include The cylindrical part of Inside diameter At a position radially away from Correspondingly An essential feature of the present invention is a power control device for power steering working fluid, wherein an auxiliary throttle passage whose opening area does not vary depending on the cylindrical portion is provided.
[0020]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, when the control spool does not block a part of the throttle passage, the auxiliary throttle passage is actuated by a flow restricting means for reducing the amount of working fluid flowing through the throttle passage. A gist of the present invention is a flow control device of a working fluid for power steering in which a fluid passage amount is suppressed.
[0021]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the flow rate suppressing means is configured by making an opening area of the auxiliary throttle passage smaller than an opening area of the throttle passage.
[0022]
According to a fourth aspect of the present invention, in the second or third aspect, the flow rate suppressing means moves the installation position of the auxiliary throttle passage from a center of the fluid passage. Than the throttle passage The gist of the invention is that it is configured to be set at a position spaced apart in the radial direction.
[0023]
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, a plurality of the auxiliary throttle passages are provided.
(Action)
According to the first aspect of the present invention, when the pump starts operating, the working fluid is sent from the fixed throttle to the power steering device via the throttle passage.
[0024]
When the pump rotation speed increases and the discharge flow rate from the pump increases, the flow rate adjusting spool valve is operated by the action of the pressure difference generated before and after the throttle passage, and the opening area with the bypass passage is adjusted. As a result, the surplus hydraulic oil is bypass-recirculated to the bypass passage, and constant flow control is performed.
[0025]
Furthermore, when the pump rotation speed increases, the working fluid pressure before passing through the fixed throttle increases according to the rotation speed by the fixed throttle. As a result, the cylindrical portion of the control spool operates to reduce the opening area of the throttle passage.
[0026]
Further, in the auxiliary throttle passage provided corresponding to the notch, the working fluid flows through the notch when the cylindrical portion moves to the throttle passage side to reduce the opening area of the throttle passage or after the throttle is completed. .
[0027]
For this reason, the delivery flow rate of the working fluid delivered to the power steering device via the throttle passage decreases, and drooping control is performed. Also, when the cylindrical portion moves to reduce the opening area of the throttle passage, the working fluid flows through the notch and the auxiliary throttle passage, so that even when shifting from the constant flow control to the drooping control, it is linear. A good flow characteristic can be obtained.
[0028]
According to the second aspect of the present invention, in addition to the operation of the first aspect, the working fluid flowing through the throttle passage by the flow rate suppression means when the control spool does not block a part of the throttle passage. It is made smaller than the passing amount, and the working fluid passing amount is suppressed. According to the third aspect of the present invention, in addition to the operation of the first or second aspect, the control spool is provided with the flow control means that the opening area of the auxiliary throttle passage is smaller than the opening area of the throttle passage. Is not closed, the flow rate of the working fluid flowing through the throttle passage is reduced, and the flow rate of the working fluid is suppressed.
[0029]
According to the fourth aspect of the invention, in addition to the function of any one of the first to third aspects, the installation position of the auxiliary throttle passage is set from the center of the fluid passage. Than the throttle passage When the control spool does not block a part of the throttle passage, the throttle passage closer to the center of the fluid passage is easier to pass when the control spool does not block a part of the throttle passage. The fluid flows into the throttle passage, and the flow rate of the working fluid passing through the auxiliary throttle passage is suppressed.
[0030]
According to the fifth aspect of the present invention, by providing a plurality of auxiliary throttle passages, when the cylindrical portion moves to the throttle passage side to reduce the opening area of the throttle passage, or when the throttle is completed, the notch is cut out. , The flow rate of the working fluid flowing can be increased.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is embodied in a flow control device used in a power steering device of an automobile will be described with reference to the drawings.
[0032]
FIG. 1 shows a cross section of the flow control device 1. The flow control device 1 is slid by the differential pressure across the throttle passage 16 and adjusts the degree of opening to the bypass passage 5 to control the flow to a constant flow (constant flow control), a spool valve 9, a spring 13, and the like. And a drooping mechanism including a fixed throttle 10, a sub-spool valve 15, a spring 19, and the like.
[0033]
The flow control device 1 is provided in a pump housing 2 of a hydraulic pump driven by an engine. The pump housing 2 is formed with a valve housing hole 3 whose one end is closed. An oil introduction chamber 3a is formed inside the valve housing hole 3, and a supply passage 4 communicating with the discharge port of the hydraulic pump is opened to the oil introduction chamber 3a. A bypass passage 5 communicating with a suction port of the hydraulic pump is opened inside the valve housing hole 3 separated from the supply passage 4.
[0034]
A union 6 is screwed into the opening end of the valve housing hole 3. The union 6 is formed with a through hole 7 penetrating in the axial direction. In the through hole 7, the inner end is a small diameter portion 7a as a union pressure chamber, and the outer end side is a large diameter portion 7b. An outlet member 8 is fitted on the large-diameter portion 7b side of the through hole 7. The delivery port member 8 is formed in a cylindrical shape, and sends out a working oil as a working fluid from the delivery port member 8 to a power steering device (not shown). At the inner end of the union 6, a communication passage 7c is formed in the radial direction, and the small diameter portion 7a communicates with a first valve chamber 11 described later.
[0035]
A spool valve 9 for adjusting the flow rate (hereinafter referred to as a spool valve) 9 is slidably fitted in the valve housing hole 3. The spool valve 9 closes a communication passage between the supply passage 4 and the bypass passage 5 and adjusts an opening degree of the communication passage. The spool valve 9 forms a first valve chamber 11 between the spool valve 9 and the union 6.
[0036]
A second valve chamber 12 is formed between the spool valve 9 and the closed portion of the valve housing hole 3. A spring 13 for pressing the spool valve 9 toward the first valve chamber 11 is provided in the second valve chamber 12. The elastic force of the spring 13 always acts so as to hold the spool valve 9 at a position where it contacts the one end of the union 6. As a result, communication between the supply passage 4 opening to the first valve chamber 11 and the bypass passage 5 is interrupted in a normal state.
[0037]
An orifice forming member 14 as a throttle member is fitted into the through hole 7 of the union 6. The orifice forming member 14 is formed in a cylindrical shape with a bottom, and is engaged with the inner end of the sending / outlet member 8 to be integrally connected.
[0038]
In the through hole 7 of the union 6, a sub-spool valve 15 is slidably disposed along the axial direction of the union 6. As shown in FIG. 1, the sub-spool valve 15 has a small-diameter cylindrical portion 15a that slides on the small-diameter portion 7a of the through hole 7 and a large-diameter bulging portion that slides on the large-diameter portion 7b of the through hole 7. 15b, and a small-diameter cylindrical portion 15c protruding from the bulging portion 15b toward the orifice forming member 14. The cylindrical portion 15c has a predetermined thickness in the radial direction. In each part of the sub-spool valve 15, a flow hole 15d is formed along the center axis O. The flow holes 15d constitute a fluid passage of the present invention.
[0039]
A spring 19 is arranged between the bulging portion 15b of the sub-spool valve 15 and the orifice forming member 14, and regulates the movement of the sub-spool valve 15. Normally, the spring 19 presses the sub-spool valve 15 leftward in FIG. 1 (the direction opposite to the direction in which the hydraulic oil flows), and the shoulder 15e of the bulging portion 15b is pressed against the large-diameter portion 7b. It is configured to abut and lock on the locking step. The end face of the cylindrical portion 15c of the sub-spool valve 15 can be brought into contact with and locked to the end face of the orifice forming member 14.
[0040]
A fluid chamber 21 is formed between the sub spool valve 15 and the orifice forming member 14.
A throttle passage 16 is formed on the inner bottom surface of the orifice forming member 14. Two throttle passages 16 are provided at positions corresponding to the cylindrical portion 15c on a circumference centered on the central axis O of the sub spool valve 15. That is, as shown in FIG. 3B, the respective throttle passages 16 are arranged so as to be located at positions opposite to each other by 180 degrees with respect to the central axis O. When the cylindrical portion 15c of the sub-spool valve 15 contacts the end face of the orifice forming member 14, a part of the throttle passage 16 is closed by the cylindrical portion 15c, so that the throttle passage 16 is narrowed. That is, the opening area of the throttle passage 16 is reduced by the cylindrical portion 15c. The opening area after the squeezing is determined by the radial thickness of the cylindrical portion 15c.
[0041]
A pair of grooves 17 is formed in the end face of the orifice forming member 14 on the side of the sub spool valve 15. Both grooves 17 are arranged so as to correspond to the cylindrical portion 15c except for the vicinity of the throttle passage 16 as shown in FIG. When the cylindrical portion 15c of the sub-spool valve 15 contacts the end face of the orifice forming member 14, the groove surrounded by the groove 17 and the flow hole 15d of the cylindrical portion 15c communicate with each other. A relationship between the width of 17 (width in the left-right direction in FIG. 3B) and the thickness of the cylindrical portion 15c is set. The groove 17 corresponds to the notch of the present invention.
[0042]
There is no change in the pressure of the hydraulic oil due to the approach of the sub-spool valve 15 to the orifice forming member 14 in the cylindrical portion 15 c corresponding to the groove 17, and the moving speed of the sub-spool valve 15 increases as it approaches the orifice forming member 14. Is never faster. Further, in a state where the sub-spool valve 15 is in contact with the orifice forming member 14, the pressure of the working oil after the fixed throttle 10 can also act on the cylindrical portion 15c corresponding to the groove 17, so that after the fixed throttle 10 Due to the pressure increase, a large force acts to move the sub-spool valve 15 to the spool valve 9 side.
[0043]
One auxiliary throttle passage 18 is formed in one groove 17, and the auxiliary throttle passage 18 communicates the groove 17 with the outlet of the outlet member 8. The auxiliary throttle passage 18 has an opening area smaller than the opening area of the throttle passage 16 when it is not throttled by the cylindrical portion 15c. As shown in FIG. 3B, the auxiliary throttle passage 18 is arranged at a position radially away from the center axis O of the sub spool valve 15 (that is, the center of the flow hole 15c). The opening area of the auxiliary throttle passage 18 is made smaller than the opening area of the throttle passage 16, and the auxiliary throttle passage 18 is disposed at a position radially away from the central axis O of the sub-spool valve 15 (that is, the center of the flow hole 15 c). Each configuration constitutes the flow rate suppressing means of the present invention.
[0044]
Therefore, the first valve chamber 11 and the outlet of the outlet member 8 are communicated with each other through the flow hole 15d, the throttle passage 16 and the auxiliary throttle passage 18.
In the orifice forming member 14, a communication hole 14 a is formed in a region between the throttle passage 16 and the outlet member 8, and communicates with a peripheral groove 14 b provided on the outer periphery of the orifice forming member 14.
[0045]
In the union 6, a communication path 20 is formed in a region corresponding to the peripheral groove 14a. The communication passage 20 communicates with the second valve chamber 12 via a communication passage 21 formed in the pump housing 2.
[0046]
Therefore, most of the part of the working oil as the working fluid passes through the throttle passage 16, and the remaining part passes through the auxiliary throttle passage 18 and is then introduced into the second valve chamber 12. Therefore, the pressure of the hydraulic oil before passing through the throttle passage 16 and the pressure of the hydraulic oil after passing through the throttle passage 16 mainly act on both sides of the spool valve 9. As a result, the spool valve 9 moves in the axial direction in response to the pressure drop in the throttle passage 16 to keep the pressure drop in the throttle passage 16 constant, that is, to make the differential pressure across the throttle passage 16 constant. The opening degree of the bypass passage 5 is adjusted.
[0047]
In the first valve chamber 11, a fixed throttle 10 is formed on the outer periphery of the union 6 so as to be located between the oil introduction chamber 3a and the bypass passage 5. The fixed throttle 10 is provided in a direction in which the spool valve 9 is operated. Further, a through passage 6 a communicating with the oil introduction chamber 3 a is formed on the outer periphery of the union 6. The through passage 6a is opened at the locking step of the large diameter portion 7b.
[0048]
When the pump rotation speed is low, the sub-spool valve 15 is urged by the spring 19, the shoulder of the bulging portion 15b abuts and locks on the locking step of the large diameter portion 7b, and the cylindrical portion 15c is locked. The throttle passage 16 is separated from the throttle passage 16 in the axial direction. At this time, the cross-sectional area of the flow path of the throttle passage 16 (that is, the opening area of the throttle passage 16) becomes large.
[0049]
When the pump rotation speed increases, the sub-spool valve 15 moves rightward from the state of FIG. 1 against the spring 19 and forms an orifice so that the cylindrical portion 15 c closes a part of the throttle passage 16. It contacts the member 14. Therefore, the opening area of the throttle passage 16 is reduced by the cylindrical portion 15c.
[0050]
The spool valve 9 is provided with a pressure relief valve 24, and when the pressure in the second valve chamber 12 becomes equal to or higher than a preset pressure, the relief valve 24 spools the pressure in the second valve chamber 12 The gas is released to the bypass passage 5 through the relief passage 25 formed in the valve 9.
[0051]
Next, the operation of the flow control device 1 configured as described above will be described.
When the pump starts operating by the vehicle engine and discharge oil (working oil) as a working fluid is introduced from the supply passage 4 into the oil introduction chamber 3a, the working oil is discharged from the fixed throttle 10 to the flow control valve 1. , Through the small-diameter portion 7a of the through hole 7, the flow passage 15d in the sub-spool valve 15, the throttle passage 16, and the auxiliary throttle passage 18, from the outlet member 8 to the power steering device (not shown).
[0052]
By the way, when the pump rotational speed is low, the discharge flow rate of the hydraulic oil is small, so that the spool valve 9 closes the bypass passage 5 as shown in FIG. It is sent to the power steering device via the auxiliary throttle passage 18.
[0053]
At this time, although the cylindrical portion 15c and the orifice forming member 14 are separated from each other, the auxiliary throttle passage 18 is located at a position separated from the center axis O of the flow passage 15d as shown in FIG. Since the opening area of the auxiliary throttle passage 18 is smaller than the opening area of the throttle passage 16 and the passage resistance is larger than that of the throttle passage 16, the operation is not performed. Most of the oil passes through the throttle passage 16 located on the extension of the flow hole 15d, and the amount of the working fluid passing through the auxiliary throttle passage 18 is limited and suppressed.
[0054]
Next, when the pump rotation speed increases and the discharge flow rate increases, the spool valve 9 moves leftward against the spring 13 mainly due to the action of the differential pressure across the throttle passage 16 (FIG. 4). At this time, since the bypass passage 5 is not opened, the discharge flow rate increases from the point O to the point A in FIG. When the spool valve 9 moves leftward from the state shown in FIG. 1 against the spring 13 and opens the bypass passage 5 (see FIG. 5), the excess hydraulic oil flows from the first valve chamber 11 to the bypass passage 5. The constant flow rate control is performed while maintaining the flow rate Q1 shown in FIG. The point B in FIG. 8 is the state in FIG.
[0055]
Thereafter, when the pump rotation speed further increases and the flow rate of the working oil supplied to the oil introduction chamber 3a increases, the sub-spool valve 15 expands from the through passage 6a which is the pressure on the front side (upstream side) of the fixed throttle 10. The pressure introduced into the shoulder 15f of the outlet 15b increases. Therefore, the sub-spool valve 15 moves rightward against the elastic force of the spring 19. At this time, the opening area of the throttle passage 16 is reduced and reduced by the cylindrical portion 15c of the sub-spool valve 15 (see FIGS. 2, 3B, and 6). As a result, a drooping effect is exhibited, and the drooping control is performed while maintaining the flow rate Q2 shown in FIG. FIG. 6 shows a state at point C in FIG.
[0056]
At this time, there is no change in the pressure of the hydraulic oil due to the approach of the sub-spool valve 15 to the orifice forming member 14 in the cylindrical portion 15c corresponding to the groove 17, and as the sub-spool valve 15 approaches the orifice forming member 14, The speed of movement does not increase.
[0057]
After the cylindrical portion 15c abuts on the orifice forming member 14, a part of the hydraulic oil (that is, the non-recirculated hydraulic oil) is supplied to the outlet member 8 through the throttle passage 16 having a reduced opening area. After flowing through the auxiliary throttle passage 18 via the groove 17, the remainder flows toward the outlet member 8 side.
[0058]
Therefore, the pressure of the hydraulic oil before passing through the throttle passage 16 and the pressure of the hydraulic oil after passing through the throttle passage 16 mainly act on both sides of the spool valve 9. As a result, the spool valve 9 moves in the axial direction in response to the pressure drop in the throttle passage 16 to keep the pressure drop in the throttle passage 16 constant, that is, to make the differential pressure across the throttle passage 16 constant. The opening degree of the bypass passage 5 is adjusted.
[0059]
In the state where the drooping control is being performed, when the pump rotation speed further increases, the spool valve 9 moves in the axial direction in accordance with the pressure drop in the throttle passage 16 due to the above. In order to keep the pressure drop constant, the opening degree of the bypass passage 5 is further adjusted to increase the reflux flow rate (see FIG. 7). The state in FIG. 7 shows the state at point D in FIG.
[0060]
Next, features of the flow control device 1 configured as described above will be described below.
(1) In the present embodiment, the sub-spool valve 15 is provided with the cylindrical portion 15c, the orifice forming member 14 is provided with the auxiliary throttle passage 18 in the groove 17, and the cylindrical portion 15c reduces the opening area of the throttle passage 16. After closing and reducing the size, a part of the hydraulic oil is sent out through the auxiliary throttle passage 18.
[0061]
Therefore, even when the cylindrical portion 15c moves to reduce the opening area of the throttle passage 16, the hydraulic oil flows through the groove 17 and the auxiliary throttle passage 18, so that the control shifts from the constant flow control to the drooping control. In this case, a linear flow characteristic can be obtained.
[0062]
Further, since the hydraulic oil can be delivered from the auxiliary throttle passage 18, the flow rate Q1 during the constant flow rate control is made the same, and the flow rate Q2 during the drooping control is increased. By making the auxiliary throttle passage 18 carry all or a part of the desired flow rate, it is not necessary to narrow the pitch between the pair of throttle passages 16.
[0063]
Conventionally, in order to obtain the flow rate Q2 at the time of the drooping control, it was necessary to narrow the pitch of the two throttle passages 16. In this case, as shown by the line α in FIG. The flow increases when transitioning between drooping controls. With this α-ray characteristic, the flow rate sharply decreases and the process shifts to drooping control.
[0064]
However, in this embodiment, the flow rate becomes like β-ray, and a more linear flow rate characteristic can be obtained as compared with the related art. In FIG. 8, the γ line is a required flow characteristic line, and the δ line is a flow characteristic line when the flow rate during drooping control is set small without providing an auxiliary throttle passage.
[0065]
Instead of the auxiliary throttle passage, a passage may be provided between the two throttle passages 16 so as to include, for example, the central axis O. In this case, at the time of the constant flow rate control, the hydraulic oil flows through the throttle passage and the passage. However, the passage including the central axis O is a central region where the hydraulic oil flows, and the flow passage resistance is smaller than that of the throttle passage. Since the flow rate is small, that is, the efficiency is high, there is a problem that the flow rate expands at the time of constant flow rate control, and the same effect as in the present embodiment cannot be obtained.
[0066]
(2) In the present embodiment, the opening area of the auxiliary throttle passage 18 is smaller than the opening area of the throttle passage 16. As a result, when the cylindrical portion 15c of the sub-spool valve 15 does not block a part of the throttle passage 16, the flow rate of the hydraulic oil flowing through the throttle passage 16 is reduced, and the flow rate of the hydraulic oil can be suppressed. Therefore, at the time of the constant flow control, the flow can be sent at a constant flow without expanding the flow.
[0067]
(3) In the present embodiment, the installation position of the auxiliary throttle passage 18 is set at a position radially separated from the central axis O of the flow hole 15d. As a result, when the cylindrical portion 15c of the sub-spool valve 15 does not block a part of the throttle passage 16, the flow rate of the hydraulic oil flowing through the throttle passage 16 is reduced, and the flow rate of the hydraulic oil can be suppressed. Therefore, at the time of the constant flow control, the flow can be sent at a constant flow without expanding the flow.
[0068]
Note that the present invention is not limited to only the above-described embodiment, and may be implemented as follows.
(1) In the above embodiment, one auxiliary throttle passage 18 is provided, but one auxiliary throttle passage 18 may be provided in each groove 17 as shown in FIG. By doing so, the flow of the hydraulic oil becomes uniform in the vertical direction and the horizontal direction in the figure, and the hydraulic pressure is balanced, so that the operation of the sub-spool valve 15 becomes smoother.
[0069]
(2) The number 18 of the auxiliary throttle passages 18 may be three or more. However, the opening area is smaller than the opening area of the throttle passage 16.
(3) In each of the above embodiments, the relationship between the throttle passage 16 and the auxiliary throttle passage 18 has been described in terms of the size of the opening area. However, the size of the opening area is one parameter that determines the flow resistance of the hydraulic oil. Not just. As another factor that determines the flow path resistance, for example, there is a path length, and the flow path resistance varies depending on the path length. Therefore, in the present invention, the relationship between the throttle passage and the auxiliary throttle passage is preferably such that the auxiliary throttle passage is smaller than the throttle passage in the passage resistance. May be set.
[0070]
(4) In the above embodiment, the groove 17 is provided in the orifice forming member 14. Instead of omitting the groove 17, a notch groove 15g as a notch is formed in the end face of the cylindrical portion 15c as shown in FIG. Accordingly, an auxiliary throttle passage 18 may be formed in the orifice forming member 14 corresponding to the notch groove 15g. In this case, the notch groove 15g communicates with the flow hole 15d and has a width that does not block the opening of the non-throttle member 18.
[0071]
Also, like the groove 17, the notched groove 15g has no change in the hydraulic oil pressure in the cylindrical portion 15c due to the approach of the sub-spool valve 15 to the orifice forming member 14, and the sub-spool valve 15 has the orifice forming. This achieves an operation in which the moving speed does not increase as approaching the member 14.
[0072]
Further, when the sub-spool valve 15 is in contact with the orifice forming member 14, the pressure of the working oil after the fixed throttle 10 can also act on the cylindrical portion 15c via the notch groove 15f. An effect is exerted in which a force for moving the sub-spool valve 15 toward the spool valve 9 due to a subsequent pressure rise acts greatly.
[0073]
(5) In the above embodiment, the opening area of the auxiliary throttle passage 18 is smaller than the opening area of the throttle passage 16, and the installation position of the auxiliary throttle passage 18 is radially separated from the central axis O of the flow hole 15 d. Although the position is set, only one of them may be realized.
[0074]
Here, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the above-described embodiments are listed below together with their effects.
(1) The flow control device for a power steering working fluid according to claim 1, wherein the notch is a notch groove provided in the control spool. With this configuration, in the notched groove, the pressure of the hydraulic oil does not change in the cylindrical portion due to the approach of the control spool to the throttle member, and the moving speed of the control spool does not increase as the control spool approaches the throttle member. effective.
[0075]
Further, in a state where the control spool is in contact with the throttle member, the pressure of the hydraulic oil after the fixed throttle can be applied to the cylindrical portion via the notch groove. The force for moving the spool toward the flow rate adjusting spool can be exerted greatly.
[0076]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the first to fifth aspects of the present invention, the pump in which the control flow rate changes when the flow rate difference between the control flow rate during the constant flow rate control and the control flow rate during the drooping control is small. A linear flow characteristic can be obtained even in the rotation speed range. Further, since the auxiliary throttle passage is provided, it is not necessary to increase the opening area of the throttle passage even when the working fluid passage amount is increased during the drooping control.
[0077]
According to the invention described in claims 2 to 4, when the control spool does not block a part of the throttle passage, the auxiliary throttle passage is larger than the working fluid passage amount flowing through the throttle passage by the flow rate suppressing means. The flow rate of the working fluid can be reduced, and the predetermined flow rate can be maintained during the constant flow rate control.
[0078]
According to the invention of claim 5, by providing a plurality of auxiliary throttle passages, when the cylindrical portion moves to the throttle passage side to reduce the opening area of the throttle passage, or after the completion of the throttle, through the notch, The flow rate of the flowing working fluid can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a power steering working fluid flow control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a main part of the power steering working fluid flow control device.
3A is a cross-sectional view of a main part taken along line aa of FIG. 3B, FIG. 3B is a front view of an orifice forming member, and FIG. 3C is a cross-sectional view of main part taken along line cc of FIG. FIG.
FIG. 4 is a sectional view showing the operation of the flow control device of the embodiment.
FIG. 5 is a sectional view showing the operation of the flow control device of the embodiment.
FIG. 6 is a sectional view showing the operation of the flow control device according to the embodiment;
FIG. 7 is an exemplary sectional view showing the operation of the flow control device according to the embodiment;
FIG. 8 is a flow characteristic diagram of the flow control device of the embodiment.
FIG. 9 is a front view of an orifice forming member according to another embodiment.
FIG. 10 is a sectional view of a main part of a flow control device according to another embodiment.
FIG. 11 is a sectional view showing the operation of a conventional flow control device.
FIG. 12 is a front view of a conventional orifice forming member.
FIG. 13 is a required flow characteristic diagram of the flow control device.
FIG. 14 is an actual flow characteristic diagram of the flow control device.
FIG. 15 is a front view of a conventional orifice forming member.
FIG. 16 is an actual flow characteristic diagram of the flow control device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Flow control device, 2 ... Pump housing, 3 ... Valve storage hole,
4: supply passage, 5: bypass passage, 6: union, 6a: through passage,
9: Flow adjustment spool valve (constituting a flow adjustment spool)
10: fixed throttle, 11: first valve chamber, 12: second valve chamber, 13: spring,
14 orifice forming member (constituting a throttle member);
15 ... Sub-spool valve (constituting control spool)
15c: cylindrical portion, 15d: flow hole (constituting a fluid passage),
15g: Notch groove (constituting notch), 16: throttle passage,
17: groove (constituting notch) 18: auxiliary throttle passage, 19: spring.

Claims

A throttle member is provided in a fluid passage from the pump to the power steering device,
A throttle passage is formed in the throttle member on a circumference radially separated from the center of the fluid passage,
A fixed throttle is provided upstream of the throttle passage, and a flow adjusting spool for adjusting an opening degree of a bypass passage that slides by a differential pressure of the working fluid before and after the throttle passage to return an excess flow to the inflow side of the pump is provided.
A control spool that slides by a differential pressure of the working fluid before and after passing the fixed throttle is provided,
A cylindrical portion is formed on the throttle passage side of the control spool so as to block a part of the throttle passage,
A notch is formed at a position not corresponding to the throttle passage on the throttle member side end surface of the cylindrical portion, or at a position corresponding to the cylindrical portion excluding the throttle passage at the control spool side end surface of the throttle member,
Wherein the diaphragm member in response to cut-out and characterized in that in response to a position spaced radially from the inner diameter of the tubular portion, by the tubular portion is provided with an auxiliary throttle passage opening area is not variable Power steering working fluid flow control device.

The auxiliary throttle passage is characterized in that, when the control spool does not block a part of the throttle passage, the flow rate of the working fluid is suppressed by a flow rate suppression unit that is smaller than the flow amount of the working fluid flowing through the throttle passage. The flow control device for a working fluid for power steering according to claim 1.

The flow rate control device for a power steering working fluid according to claim 2, wherein the flow rate suppression means is configured by making an opening area of the auxiliary throttle passage smaller than an opening area of the throttle passage.

4. The flow control device according to claim 2, wherein the flow restricting unit is configured by setting an installation position of the auxiliary throttle passage at a position radially away from the center of the fluid passage than the throttle passage. 5. Control device for power steering working fluid.

The flow control device for a power steering working fluid according to any one of claims 1 to 4, wherein a plurality of the auxiliary throttle passages are provided.