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JP2001153245A - 流量制御装置 - Google Patents

流量制御装置

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Publication number
JP2001153245A
JP2001153245A JP33447299A JP33447299A JP2001153245A JP 2001153245 A JP2001153245 A JP 2001153245A JP 33447299 A JP33447299 A JP 33447299A JP 33447299 A JP33447299 A JP 33447299A JP 2001153245 A JP2001153245 A JP 2001153245A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spool
port
tank port
poppet
throttle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP33447299A
Other languages
English (en)
Inventor
Takaharu Miya
能治 宮
Shintaro Kishima
真太郎 貴島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KYB Corp
Original Assignee
Kayaba Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kayaba Industry Co Ltd filed Critical Kayaba Industry Co Ltd
Priority to JP33447299A priority Critical patent/JP2001153245A/ja
Publication of JP2001153245A publication Critical patent/JP2001153245A/ja
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  • Magnetically Actuated Valves (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Safety Valves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポンプからパワーステアリング装置PSへの
供給流量を制御する比例ソレノイドSの励磁電流の増減
に対して、タンクポート5への戻り流量の変化の大きい
流量制御装置を提供すること。 【解決手段】 スプール孔1Bのタンクポート5への接
続部に拡径した環状溝5Aを設ける一方、スプール孔に
案内されるスプール7のポンプポート3側の大径部端面
に円筒状の切欠き7A又は大径部端面を部分的に斜めに
切欠いた切欠き7Bを設け、スプールがタンクポート側
へ移動する際のストロークに対してタンクポートへの連
通面積を大きくしたこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ソレノイドの推
力によって可変絞りの開度を制御するとともに、その開
度に応じた流量を確保するようにした流量制御装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】ソレノイドの推力によって可変絞りの開
度を制御する流量制御装置としては、例えば図2に示す
ようなものが知られている。以下、従来の技術を図面に
基づいて説明する。
【0003】ハウジングHは、バルブボディ1とその一
端にはめ込んだキャップ部材2とを主要素にしている。
このハウジングHには、ポンプPに連通したポンプポー
ト3と、パワーステアリング装置PSを接続したアクチ
ュエータポート4と、タンクTに連通させたタンクポー
ト5とを形成されている。そして、上記バルブボディ1
には、スプール孔1Bを形成するとともに、このスプー
ル孔1Bにスプール7を摺動自在に組み込み、その両側
を制御室8とパイロット室9とに区画している。しか
も、パイロット室9にはスプリング10を設けている。
【0004】このようにしたスプール7は、制御室8の
圧力作用と、パイロット室9の圧力作用およびスプリン
グ10のバネ力とがバランスした位置で停止する。そし
て、このバランス位置に応じて、タンクポート5の開度
が決まるようにしている。タンクポート5の開度が決ま
ることによって、ポンプPからの供給流量のうち、タン
クT側に排出される流量と、パワーステアリング装置P
S側に供給される流量との分流比が決まる。言い換えれ
ば、この分流比を制御することによって、パワーステア
リング装置PS側への供給流量を制御しているというこ
とになる。
【0005】上記分流比を決めるのが、ポンプポート3
とアクチュエータポート4との流通過程に設けた可変絞
りVの開度である。この可変絞りVは、上記キャップ部
材2の連絡室2Aに組み込んだ絞り開口部材11および
絞りポペット部材12を主要素にしている。
【0006】上記絞り開口部材11は、キャップ部材2
の開口部分に固定するとともに、その開口部分に、絞り
部11Aを形成する。また、絞りポペット部材12は、
その先端に設けたポペット部12Bを、上記絞り部11
Aよりも制御室8側に突出させている。そして、上記絞
り部11Aとポペット部12Bによって可変絞りVを構
成している。
【0007】上記のように構成した可変絞りVの上流側
の圧力は、制御室8内におけるスプール7の受圧面に作
用する。また、可変絞りの下流側の圧力は、バルブボデ
ィ1に形成したパイロット通路1Aを介してパイロット
室9に導かれ、このパイロット室9内におけるスプール
7の受圧面に作用する。したがって、可変絞りVに圧油
が流れて、その前後に圧力差が生じると、上記したよう
に、スプール7が可変絞りVの上流側の圧力作用と、可
変絞りVの下流側の圧力作用およびスプリング10のバ
ネ力とがバランスした位置に停止する。
【0008】そして、上記スプール7が停止する位置
は、可変絞りVの前後の圧力差が大きくなればなるほど
図面左側になる。なぜなら、可変絞りVの前後の圧力差
が大きくなると、制御室8側の圧力が、パイロット室9
の圧力に比べて高くなるなるので、制御室8の圧力作用
によってスプール7を図面左方向に押す力が、パイロッ
ト室9の圧力作用によってスプール7を図面右方向に押
す力よりも相対的に大きくなるからである。
【0009】上記のようにスプール7が図面左側に移動
すると、タンクポート5の開度が大きくなり、タンクT
に排出される流量が増える分、パワーステアリング装置
PS側に供給される流量が減る。
【0010】また、上記可変絞りVの前後に生じる圧力
差は、この可変絞りVの開度に反比例する。すなわち、
制御室8内の圧力が一定ならば、可変絞りVの開度が大
きくなればなるほど可変絞りVの前後圧力差が小さくな
り、開度が小さくなればなるほど圧力差が大きくなる。
この従来例では、ポペット部12Bを軸方向に移動させ
ることによって、可変絞りVの開度を調節するようにし
ている。
【0011】以下、可変絞りVの開度を調節する機構に
ついて説明する。ポペット部12Bを設けた絞りポペッ
ト部材12には、中央の案内部にパワーステアリング装
置PS側への通路12Cが設けられ、上記案内部と絞り
開口部材11との間にサブスプリング17を設けてい
る。そして、このサブスプリング17のバネ力Kxによ
って、可変絞りVの開度が小さくなる方向の力を絞りポ
ペット部材12に付加している。
【0012】一方、絞りポペット部材12の右端側に
は、比例ソレノイドSを設けるとともに、そのプッシュ
ロッド18で、絞りポペット部材12の右端面12Aを
押すようにしている。このようにプッシュロッド18で
右端面12Aを押すことにより、絞りポペット部材12
に可変絞りVの開度を大きくする方向の力Fxを与える
ようにしている。
【0013】したがって、可変絞りVの上流側の圧力を
1、可変絞りVの下流側の圧力をP2とし、バネ受け1
6の両受圧面積をa1,a1、ポペット部12Bの受圧面
積をa2とすると、絞りポペット部材12のバランス条
件は、次の式のようになる。 a1・P2+Fx=a1・P2+a2・P1+Kx+F ただし、バネ受け16に作用する力a1・P2はキャンセ
ルされるので、上記式は、次のようになる。 Fx=a2・P1+Kx+F なお、上記式のFは流体力であり、可変絞りVを流体が
通過すると、絞りポペット部材12に可変絞りVを閉じ
る方向に作用する力である。
【0014】絞りポペット部材12は、上記の式のバラ
ンス条件を満たす位置に停止して、可変絞りVの開度を
決めるが、この式から明らかなように、可変絞りVの開
度は、比例ソレノイドSの推力Fxによって制御され
る。すなわち、比例ソレノイドSの励磁電流をゼロにし
て、推力Fxをゼロにすると、可変絞りVの開度が最小
に保たれるようにしている。また、励磁電流を増やし
て、その推力Fxを大きくしていくと、可変絞りVの開
度が大きくなるようにしている。
【0015】ここで、上記比例ソレノイドSの励磁電流
は、図示してない操舵トルク信号や車速信号等に基づい
て励磁電流を出力するコントローラによって制御されて
いる。例えば操舵トルク信号がゼロで、パワーステアリ
ング装置PSのアシスト力を必要としない所謂中立状態
においては、コントローラは励磁電流をゼロにして、可
変絞りVの開度を最小に保つ。可変絞りVの開度を最小
にすれば、その前後に生じる圧力差が大きくなるので、
タンクポート5の連通面積が大きくなる。このように比
例ソレノイドSの励磁電流を制御すれば、ポンプPから
の供給流量のうち、タンクTに排出される流量と、アク
チュエータ側に排出される流量との分流比を制御するこ
とができる。
【0016】タンクポート5の連通面積が大きくなれ
ば、ポンプPから供給された流量のほとんどがタンクT
に戻されて、パワーステアリング装置PSには、わずか
な流量しか供給されない。このようにパワーステアリン
グ装置PSに供給する流量を少なくすれば、パワーステ
アリング装置PSの配管抵抗などによって生じるエネル
ギーロスが少なくなる。
【0017】つまり、この従来例では、パワーステアリ
ング装置PSが中立状態にあるとき、可変絞りVの開度
を小さくすることによって、エネルギーロスを少なく抑
える所謂省エネルギー状態にしている。なお、パワース
テアリング装置PSが中立のときにも、少量の圧油がパ
ワーステアリング装置PS側に供給され、作動開始時の
応答遅れを防止する。
【0018】一方、大きいアシスト力を必要とする場
合、例えば低速走行中に大きい操舵トルクが生じた場合
などには、コントローラによって比例ソレノイドSの励
磁電流を増やして、可変絞りVの開度を大きくする。可
変絞りVの開度を大きくすれば、それの前後に生じる圧
力差が小さくなるので、タンクポート5の連通面積が小
さくなる。したがって、ポンプPから供給された流量の
ほとんどがパワーステアリング装置PS側に供給され
て、パワーステアリング装置PSに大きいアシスト力を
発揮させることができる。
【0019】ここで、スプール7のストロークSxは比
例ソレノイドSの励磁電流に比例し、タンクポート5の
連通面積Axはほぼスプール7のストロークSxに比例
するので、差圧が一定であれば連通面積Axに比例する
タンクポートへの戻り流量は、比例ソレノイドSの励磁
電流によって制御できることになる。
【0020】そして、上記比例ソレノイドSによって駆
動されるスプール7のストロークSxとタンクポート5
の連通面積Axとの関係を示したのが、図3に点線Dで
示すグラフである。すなわち、タンクポート5が円形
(φ9)である従来技術においては、スプール7のスト
ロークSxに対するタンクポート5の連通面積Axの変
化が小さいので、連通面積Axの変化を大きくするに
は、上記比例ソレノイドSの励磁電流の増減を大きくし
なければならない。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、スプ
ール7のストロークSxに対するタンクポート5の連通
面積Axの変化(比例ソレノイドSの励磁電流に対する
タンクポートへの戻り流量)の変化が小さいので、連通
面積Ax(戻り流量)の変化を大きくするには、上記比
例ソレノイドSの励磁電流の増減を大きくしなければな
らないという問題があった。本発明は、上記のような問
題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、比例ソレノイドSの励磁電流の増減に対して、タ
ンクポートへの戻り流量の変化の大きい流量制御装置を
提供することである。
【0022】
【課題を解決するための手段】この発明は、ポンプポー
トおよびアクチュエータポートを形成したハウジング
と、ハウジング内に形成したスプール孔と、このスプー
ル孔に摺動自在に組み込んだスプールと、このスプール
の一方の端面側に区画されるとともに、ポンプポートに
常時連通する制御室と、スプールの他方の端面側に区画
されたパイロット室と、これら制御室とパイロット室と
の圧力作用でスプールが移動したとき、制御室と連通す
るとともに、スプールの移動量に応じて制御室との連通
面積が制御されるタンクポートと、上記ポンプポートと
アクチュエータポートとを連通する連通過程に設けた可
変絞りとを備えている。
【0023】そして、可変絞りの構成要素である絞りポ
ペット部材は、その一方の端部にポペット部を設けると
ともに、このポペット部を上記制御室側に臨ませ、制御
室の圧力作用でポペット部に絞り開度を小さくする方向
の勢力を付与し、しかも、この絞りポペット部材には同
じく絞り開度を小さくする方向のバネ力を作用させる一
方、これら絞り開度を小さくする方向の力とは反対方向
の力すなわち絞り開度を大きくする方向の力を絞りポペ
ット部材に作用させるプッシュロッドおよびこのプッシ
ュロッドに推力を付与するソレノイドとを設けた流量制
御装置を前提とする。
【0024】課題を解決するため本発明の採った手段
は、「上記スプール孔のタンクポートへの接続部に拡径
した環状溝を設ける一方、スプール孔に案内されるスプ
ールのポンプポート側の大径部端面に切欠きを設け、ス
プールがタンクポート側へ移動する際のストロークに対
してタンクポートへの連通面積を大きくしたこと」であ
る。上記切欠きは、スプールのポンプポート側の大径部
端面に設けた円筒状或いはスプールのポンプポート側の
大径部端面を部分的に斜めに切欠いた形状のいずれでも
よい。
【0025】
【発明の実施の形態】比例ソレノイドの可動範囲を有効
に使用するためには、スプールのストロークに対する流
量変化が大きく応答性のよい流量制御弁が望ましい。応
答性をよくするためには、スプールのストロークに対し
てタンクポートの連通面積を大きく増減させることが有
効である。連通面積を大きくする手段としてはタンクポ
ートの径を大きくすることが考えれるが、スペース上の
制約もあって採用することは困難である。
【0026】本発明は、スペースを拡大することなく、
スプールのストロークに対してタンクポートの連通面積
を大きくする方法に関するものである。その具体的な方
法は、図1に示すように、ボディ1側にタンクポート5
に連なる環状溝5Aを設けるとともに、図1の左半断面
である図1(A)に示す第1実施形態のように、スプー
ル7の大径部右端面に円周上に等分配置した円形の切欠
き7Aを設けることである。スプール7の同一のストロ
ークに対しては、タンクポート5が円形(φ9)である
従来の連通面積よりも、切欠き7Aの合計面積を大きく
することができるからである。
【0027】次に応答が早くなる過程について具体的に
説明する。まず、比例ソレノイドSによって可変絞りV
が絞られると可変絞りV前後の弁差圧が大きくなり、ス
プール7はタンクポート5の連通面積が大きくなる方向
にFxだけ移動する。パワーステアリング装置PS側へ
の供給流量が同じであれば、タンクポートの開口面積は
本発明でも従来構造でも同じでよいので、本発明の方が
ストロークSxが小さくて済む。
【0028】また、運転者のステアリングを感知して比
例ソレノイドSが可変絞りVをあける方向に作動する場
合、可変絞りV前後の差圧が小さくなってスプール7が
タンクポート5を閉じる方向に移動する際に、同じ移動
量でも開口面積の変化が大きい方が、素早くパワーステ
アリング装置PS側に所要の流量を供給できることにな
る。
【0029】図3はスプール7のストロークSx〔m
m〕に対する開口面積Ax〔mm2〕を、点線で示す従
来構造と対比して実線で示すもので、切欠き7Aの径及
び個数により大きな開口面積を自由に設定できることを
表している。実線Aはφ3×9個,Bはφ3×6個,C
はφ3×3個の場合を例示している。
【0030】以上、スプール7の大径部右端面に円筒形
の切欠き7Aを設ける例を説明したが、この切欠きは必
ずしも円筒形である必要はなく、図1の右半断面である
図1(B)に示す第2実施形態のように、スプール7の
大径部右端面の角部を部分的に斜めに切除した切欠き7
Bとしてもよい。切欠き7Bの切除面は上面から見ると
円弧状になるので、円形の切欠き7Aと同様な特性を得
ることができる。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば比例ソレノイドに駆動さ
れてスプールが動く際に、スプール移動量が少なくても
タンクポートの連通面積の変化が大きく、パワーステア
リング装置側へ所要流量の圧油を速やかに供給できるの
で、パワーステアリング装置側への流量不足を生ずるこ
とがなく転舵追従性を改良することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる流量制御弁の断面図である。
【図2】従来技術に係わる流量制御弁の断面図である。
【図3】スプールのストロークSxと、タンクポートの
連通面積Axとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
H ハウジング S (比例)ソレノイド V 可変絞り 1B スプール孔 3 ポンプポート 4 アクチュエータポート 5 タンクポート 5A 環状溝 7 スプール 7A 円筒状の切欠き 7B 斜めに切欠いた切欠き 8 制御室 9 パイロット室 12 絞りポペット部材 12B ポペット部 17 サブスプリング 18 プッシュロッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3D033 EB07 3H060 AA09 BB03 CC02 CC11 CC40 DA03 DC05 DC09 DC10 DD02 DD16 DF09 FF07 GG06 HH04 HH19 3H106 DA05 DA23 DB02 DB12 DB23 DB32 DC09 DC18 DD09 EE04 EE36 EE48 GB06 GB08 GC14 KK17

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポンプポートおよびアクチュエータポート
    を形成したハウジングと、ハウジング内に形成したスプ
    ール孔と、このスプール孔に摺動自在に案内されるスプ
    ールと、このスプールの一方の端面側に区画されるとと
    もに、ポンプポートに常時連通する制御室と、スプール
    の他方の端面側に区画されたパイロット室と、これら制
    御室とパイロット室との圧力作用でスプールが移動した
    とき、制御室と連通するとともに、スプールの移動量に
    応じて制御室との連通面積が制御されるタンクポート
    と、上記ポンプポートとアクチュエータポートとを連通
    する連通過程に設けた可変絞りとを備え、この可変絞り
    の構成要素である絞りポペット部材は、その一方の端部
    にポペット部を設けるとともに、このポペット部を上記
    制御室側に臨ませ、制御室の圧力作用でポペット部に絞
    り開度を小さくする方向の勢力を付与し、しかも、この
    絞りポペット部材には同じく絞り開度を小さくする方向
    のバネ力を作用させる一方、これら絞り開度を小さくす
    る方向の力とは反対方向の力すなわち絞り開度を大きく
    する方向の力を絞りポペット部材に作用させるプッシュ
    ロッドおよびこのプッシュロッドに推力を付与するソレ
    ノイドとを設けた流量制御装置において、 上記スプール孔のタンクポートへの接続部に拡径した環
    状溝を設ける一方、スプール孔に案内されるスプールの
    ポンプポート側の大径部端面に切欠きを設け、スプール
    がタンクポート側へ移動する際のストロークに対してタ
    ンクポートへの連通面積を大きくしたことを特徴とする
    流量制御装置。
  2. 【請求項2】上記切欠きは、スプールのポンプポート側
    の大径部端面に設けた円筒状であることを特徴とする請
    求項1に記載の流量制御装置。
  3. 【請求項3】上記切欠きは、スプールのポンプポート側
    の大径部端面を部分的に斜めに切欠いたものであること
    を特徴とする請求項1に記載の流量制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040302