(57)【要約】【課題】流量特性試験等においてＮＧと判断された場合に素早く対処できる流量制御装置を提供すること。【解決手段】ハウジング２０内に形成したスプール孔６に摺動自在に組み込んだスプール７と、スプール７の一方側に設け、ポンプポート３に連通する制御室８と、スプール７の他方側に設け、アクチュエータポートＡに連通するパイロット室１５と、スプール７の位置に応じて制御室８との連通開度が制御されるタンクポート５と、ポンプポート３とアクチュエータポートＡとの連通過程に設けた可変絞りＶとを備え、可変絞りＶは、比例ソレノイドＳの可動鉄心１２の先端に設けた絞り部１４と、流通過程に設けたシート部１３とからなり、アクチュエータポートＡを、スプール７の軸心の延長方向に配置する一方、比例ソレノイドＳの可動鉄心１２の軸心を、アクチュエータポートＡの軸心に対して略直交させている。【選択図】　図１
2004090677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【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組み込んだスプールと、このスプールの一方側に設けるとともに上記ポンプポートに連通する制御室と、スプールの他方側に設けるとともに上記アクチュエータポートに連通するパイロット室と、上記スプールの位置に応じて制御室との連通開度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の連通過程に設けた可変絞りとを備え、上記可変絞りは、比例ソレノイドの可動鉄心の先端に設けた絞り部と、流通過程に設けたシート部とからなり、上記アクチュエータポートを、スプールの軸心の延長方向に配置する一方、上記比例ソレノイドの可動鉄心の軸心を、アクチュエータポートの軸心に対して略直交させたことを特徴とする流量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、比例ソレノイドの推力によって可変絞りの開度を制御して、その開度に応じた流量を確保する流量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２に示す従来例は、ハウジング１に、ポンプＰに接続したポンプポート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に連通したタンクポート５とを形成している。また、このハウジング１には、スプール孔６を形成するとともに、このスプール孔６にスプール７を摺動自在に組み込んでいる。そして、このスプール７の一方側に制御室８を設けるとともに、他方側にパイロット室９を設けている。また、上記パイロット室９にスプリング１０を組み込むとともに、このスプリング１０の弾性力をスプール７に作用させている。
【０００３】
上記スプール７には、制御室８内の圧油の作用によって生じる図面右方向の推力と、パイロット室９内の圧油の作用によって生じる図面左方向の推力と、スプリング１０の弾性力によって生じる図面左方向の推力とが作用している。したがって、このスプール７は、上記３つの力がバランスする位置に停止する。そして、このスプール７の停止位置に応じてタンクポート５の開度が決まる。
タンクポート５の開度が決まると、ポンプポート３に導いた供給流量のうち、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ＰＳ側に供給される流量との分流比が決まる。つまり、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に供給する流量を制御している。
【０００４】
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、ハウジング１に組み込んだ通路構成部材２と、この通路構成部材２に固定した比例ソレノイドＳとを主要素にしている。
【０００５】
上記通路構成部材２には、一方を制御室８に連通させた軸方向孔１１ａと、この軸方向孔１１ａに一方を連通させるとともに他方をアクチュエータポート４に連通させた径方向孔１１ｂとを形成している。そして、上記軸方向孔１１ａと径方向孔１１ｂとが交わるコーナー部分にシート部１３を設けている。
また、通路構成部材２には、比例ソレノイドＳの可動鉄心１２を挿入するとともに、この可動鉄心１２の先端に絞り部１４を設けている。そして、この絞り部１４とシート部１３とが相まって可変絞りＶを構成している。
【０００６】
上記比例ソレノイドＳには、コネクター１６を介してコントローラＣを接続している。そして、コントローラＣによって、比例ソレノイドＳに供給する励磁電流を制御するようにしている。例えば、コントローラＣによって制御された励磁電流を比例ソレノイドＳに供給すると、図面左方向の推力が、励磁電流に比例した分だけ可動鉄心１２に与えられる。ただし、この可動鉄心１２には、スプリング１７のバネ力を作用させている。したがって、可動鉄心１２は、スプリング１７の弾性力と比例ソレノイドＳの推力とがバランスする位置に停止することになる。
【０００７】
一方、上記可変絞りＶの上流側の圧力というのは、制御室８内の圧力と同じであるが、この圧力をスプール７の一方の受圧面に作用させている。また、可変絞りＶの下流側の圧力というのは、アクチュエータポート４内の圧力と同じであるが、この圧力を、パイロット通路１５を介してパイロット室９に導いている。つまり、可変絞りＶの前後の圧力を、それぞれスプール７の受圧面に作用させている。
したがって、可変絞りＶの前後に圧力差が生じると、スプール７は、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の弾性力とがバランスした位置で停止する。
【０００８】
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右側になる。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を図面右方向に押す力が、パイロット室９の圧力作用によって図面左方向にスプール７を押す力よりも相対的に大きくなるからである。そして、このようにスプール７が図面右側に移動すると、ポンプポート３とタンクポート５との連通開度が大きくなり、タンクＴに排出される流量が増える。そして、その分、パワーステアリング装置ＰＳ側に供給される流量が減る。つまり、可変絞りＶの前後に生じる圧力差が大きくなればなるほど、パワーステアリング装置ＰＳへの供給流量が減るようにしている。
【０００９】
上記可変絞りＶの前後に生じる圧力差というのは、可変絞りＶの開度に反比例している。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なるほど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。そこで、この従来の装置では、比例ソレノイドＳの励磁電流を制御して、可動鉄心１２とともに絞り部１４を軸方向に移動させることによって、可変絞りＶの開度を調節できるようにしている。
【００１０】
例えば、比例ソレノイドＳの励磁電流をゼロにした場合、この比例ソレノイドＳによる推力はゼロになるので、スプリング１７の弾性力によって可動鉄心１２が図面左方向に移動して、可変絞りＶの開度を最大に保つ。この状態から比例ソレノイドＳの励磁電流を徐々に増やしていくと、励磁電流に比例して可動鉄心１２に作用する推力も徐々に大きくなっていく。そして、この推力がスプリング１７のイニシャル弾性力に打ち勝つと、可動鉄心１２が図面右方向に移動する。このように可動鉄芯１２が図面右方向に移動すると、この可動鉄心１２の一端に設けた絞り部１４がシート部１３に近づくことになるので、可変絞りＶの開度が小さくなる。
【００１１】
以上のようにして、可変絞りＶの開度を調節可能にしている。そして、この可変絞りＶの開度を、コントローラＣによって制御することで、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、自由に制御できるようにしている。
【００１２】
なお、上記コントローラＣは、操舵トルクや車速等に基づいて、比例ソレノイドＳの励磁電流を制御するようにしている。例えば、操舵トルクがゼロで、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ような場合には、コントローラが比例ソレノイドＳに供給する励磁電流を最大値にして、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の連通開度が大きくなる。タンクポート５の連通開度が大きくなれば、ポンプＰから供給された流量のほとんどがタンクＴに戻される。したがって、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ず、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。
【００１３】
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Ｃが比例ソレノイドＳに供給する励磁電流を減らして、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の連通開度が小さくなる。タンクポート５の連通開度が小さくなると、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側に供給されることになる。したがって、パワーステアリング装置ＰＳに大きなアシスト力を発揮させることが可能になる。
以上のように、この従来の装置は、走行状態に応じて可変絞りＶの開度を制御することで、必要なアシスト力を維持しつつ、エネルギーロスを少なく抑えるようにしている。
【００１４】
上記のようにした流量制御装置は、工場において組み立てられた後、出荷される前に、流量特性試験を行っている。この流量特性試験では、励磁電流に対する流量をチェックしているが、所定の流量特性が得られない場合には、その製品はＮＧと判断される。
ＮＧの原因として可能性が高いのは、スプール７の不良である。すなわち、スプール７に形成したランドの形状や位置が不適切であるために、必要とする流量特性が得られないというケースである。二番目に可能性が高いのが、比例ソレノイドの作動不良である。例えば、比例ソレノイドＳによって発揮される推力が、励磁電流に比例していないというケースである。
【００１５】
上記従来例では、流量特性試験でＮＧと判断された場合、不具合の可能性の高いスプール７を他のスプールに交換するようにしている。そして、このようにスプールを交換してもＮＧが解消されない場合には、比例ソレノイドも交換するようにしている。
このようにスプール７または比例ソレノイドＳを交換することによって、所定の流量特性を得るようにしている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、流量特性試験においてＮＧと判断された場合には、スプール又は比例ソレノイドを交換するようにしているが、上記従来例では、ハウジング１からスプール７を取り出すために、比例ソレノイドＳも取り外さなければならない。このように比例ソレノイドＳを取り外す分だけ作業に手間がかかる。また、流量特性を左右する重要な精密部品である比例ソレノイドＳを取り外すこと自体、比例ソレノイドＳに大きな外力を与えることになるため、この比例ソレノイドＳの故障の原因となるという問題もあった。
【００１７】
また、比例ソレノイドＳを取り外す場合に、コネクター１６を比例ソレノイドＳから取り外す作業も必要となり、しかも、コネクター１６を取り外すときに、比例ソレノイドＳに大きな外力が作用することが原因で、比例ソレノイドＳが故障することがあった。
さらに、比例ソレノイドＳの故障というのは、外部から判らないために、流量特性試験を行った時点で、初めて比例ソレノイドＳの故障に気がつく。そして、それから比例ソレノイドＳを交換して、さらに試験を行うこととなり、多くの手間がかる。
この発明の目的は、流量特性試験において、ＮＧと判断された場合に、素早く対処することのできる流量制御装置を提供することである。
【００１８】
【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側に設けるとともに上記ポンプポートに連通する制御室と、スプールの他方側に設けるとともに上記アクチュエータポートに連通するパイロット室と、上記スプールの位置に応じて制御室との連通開度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の連通過程に設けた可変絞りとを備え、上記可変絞りは、比例ソレノイドの可動鉄心の先端に設けた絞り部と、流通過程に設けたシート部とからなり、上記アクチュエータポートを、スプールの軸心の延長方向に配置する一方、上記比例ソレノイドの可動鉄心の軸心を、アクチュエータポートの軸心に対して略直交させたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１に示す一実施形態は、比例ソレノイドＳの可動鉄心の軸心を、スプールの軸線に対して略直交させた点と、スプールの軸心を延長した方向にアクチュエータポートＡを配置した点に特徴を有し、その他の構成及び作用については前記従来例とほぼ同じである。したがって、以下では、比例ソレノイドＳ及びアクチュエータポートＡの構造及び比例ソレノイドＳの軸心とアクチュエータポートの軸心との相対位置関係を中心に説明し、従来と同じ構成要素については同じ符号を付すとともにその詳細な説明を省略する。
【００２０】
ハウジング２０には、第１組み付け穴２１と、この第１組み付け穴２１に連続するスプール孔６とを形成している。また、ハウジング２０には、第１組み付け穴２１に連通するポンプポート３と、スプール孔６に連通するタンクポート５とを形成している。そして、上記ポンプポート３にポンプＰを接続し、上記タンクポート５にタンクＴを接続している。
【００２１】
上記スプール孔６には、スプール７を摺動自在に組み込んでいる。
また、上記第１組み付け穴２１には、ポート構成部材２２を組み付けている。このポート構成部材２２には、アクチュエータポートＡを形成している。このアクチュエータポートＡは、上記スプール７の軸線の延長方向に配置されたものであり、このアクチュエータポートＡにパワーステアリング装置ＰＳを接続している。
【００２２】
また、上記ポート構成部材２２の外周にシール部材２３を設けるとともに、このシール部材２３によって、第１組み付け穴２１内に制御室８を区画形成している。
この制御室８は、スプール７の一方側に位置しているが、スプール７の他方側には、パイロット室９を設けている。そして、このパイロット室９を、ハウジング２０に形成したパイロット通路１５を介してアクチュエータポートＡに連通させている。また、このパイロット室には、スプリング１０を組み込むとともに、その弾性力をスプール７に作用させることで、スプール７をポート構成部材２２に押し付けている。
【００２３】
上記したようにスプール７及びポート構成部材２２を組み込んだハウジング２０には、比例ソレノイドＳを組み付けている。この比例ソレノイドＳは、ハウジング２０に形成した第２組み付け穴２４に挿入した通路構成部材２５を介してハウジングに固定されている。
なお、上記通路構成部材２５は、その一方を第２組み付け穴２４に挿入した状態で、押さえ部材２６によってハウジング２０側にしっかり固定されている。
【００２４】
上記第２組み付け穴２４は、ハウジング２０に形成した第１通路２７及び第２通路２８を介して第１組み付け穴２１に連通している。ただし、第１通路２７は上記制御室８側に連通し、第２通路２８はポート部材２２に形成した複数の穴２９を介してアクチュエータポートＡに連通している。
【００２５】
上記通路構成部材２５には、第１通路２７に連通する軸方向孔３０と、第２通路２８に連通する径方向孔３１とを有している。そして、これら軸方向穴３０と径方向孔３１との間に可変絞りＶを設けている。
この可変絞りＶは、比例ソレノイドＳの可動鉄心１２と、この可動鉄心１２の先端に設けた絞り部１４と、通路構成部材２５に形成したシート部１３とによって構成されている。そして、上記比例ソレノイドＳの励磁電流をコントローラＣで制御することにより、可変絞りＶの開度を調節するようにしている。
【００２６】
なお、上記可変絞りＶを介して軸方向孔３０と径方向孔３１とが連通すると、制御室８は、第１通路２７→軸方向孔３０→可変絞りＶ→径方向孔３１→第２組み付け穴２４→第２通路２８→穴２９を介してアクチュエータポートＡに連通する。そして、このとき、可変絞りＶの前後の圧力差に応じてスプール７が移動して、タンクポート５の開度とともに分流比が決まる。
【００２７】
上記実施形態では、アクチュエータポートＡを、スプール７の軸心を延長した方向に配置する一方で、比例ソレノイドＳの可動鉄心１２の軸心を、アクチュエータポートＡの軸心に対して略直交させた状態でハウジング２０に固定している。
このようにアクチュエータポートＡと比例ソレノイドＳとを配置すれば、ハウジング２０からスプール７を取り外すときに、比例ソレノイドＳを取り外さなくても済む。つまり、比例ソレノイドＳをハウジング２０に取り付けたままの状態で、スプール７だけを交換することができる。したがって、流量特性試験でＮＧと判断された場合でも、スプール７の交換作業に手間がかからない。
【００２８】
また、スプール７の交換作業によってＮＧが解消された場合には、比例ソレノイドＳを一切取り外す必要がないので、取り外すときに生じる外力によって比例ソレノイドＳが故障するといった不都合も生じない。
【００２９】
さらに、この実施形態によれば、ハウジング２０内に第１通路２７と第２通路２８とを設けることにより、ポンプポート３とアクチュエータポートＡとの間の通路を前記従来例よりも長くすることができる。このように通路を長くすると、ポンプＰから吐出される圧油に脈動があったとしても、その脈動を軽減することができる。
【００３０】
ところで、本装置を、例えば車両に搭載する場合、この装置は非常に限られたスペースに設置することになる。しかし、前記従来例では、図２に示したように、スプール７の軸線の延長方向に比例ソレノイドＳを固定しているために、スプール７の軸線方向に装置が大きくなる。そのため、車両側の機器のレイアウトが制約されるという欠点があった。
【００３１】
また、本装置は、通常、ベーンポンプに一体化しているが、比例ソレノイドを有しない一般的な流量制御装置では、レイアウト上、スプールの軸心の延長線上にアクチュエータポートを設けている。ところが、前記従来の装置では、比例ソレノイドをスプールの軸心の延長線上に配置しているために、アクチュエータポートは、スプールの軸心に対して略直交した方向に設けている。そのため、上記従来の装置を一体化したベーンポンプを同一車種に用いると、アクチュエータポート回りの配管レイアウトを大幅に変更しなければならない。
【００３２】
これに対して上記実施形態によれば、比例ソレノイドＳをスプールの軸心に対して略直交する方向に設けているので、スプールの軸線方向の寸法の増加を抑えることができる。また、アクチュエータポートＡを比例ソレノイドＳの軸心の延長線上に設けているので、アクチュエータポート回りの配管はほとんど変更する必要がない。
したがって、上記実施形態によれば、車両側の機器レイアウトの自由度が高く、車両側の部品を共通化ができるという利点もある。
【００３３】
なお、比例ソレノイドＳとアクチュエータポートＡとの位置関係は、完全に直交しなければならない、という訳ではなく、比例ソレノイドＳを取り外さなくてもスプール７の交換作業が可能な角度であればよい。このような観点から、この発明では、比例ソレノイドＳの可動鉄心の軸心を、アクチュエータポートＡの軸心に対して略直交させた、としている。
【００３４】
【発明の効果】
この発明によれば、アクチュエータポートを、スプールの軸心の延長方向に配置する一方で、比例ソレノイドの可動鉄心の軸心を、アクチュエータポートの軸心に対して略直交させたので、比例ソレノイドを取り外さなくてもスプールを取り外すことができる。したがって、比例ソレノイドを取り付けたままスプールを交換することができ、スプールの交換作業に手間がかからない。
また、スプールを交換することによってＮＧが解消された場合には、比例ソレノイドＳを一切取り外す必要がないので、取り外すときの外力によって比例ソレノイドが故障するといった不都合も生じない。
【００３５】
さらに、比例ソレノイドをスプールの軸心に対して略直交する方向に設けているので、スプールの軸線方向の寸法の増加を抑えることができる。また、アクチュエータポートの向きによる制約をほとんど受けない。したがって、車両側の機器レイアウトの自由度が高く、車両側の部品を共通化ができるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の断面図である。
【図２】従来例の断面図である。
【符号の説明】
３　ポンプポート
５　タンクポート
６　スプール孔
７　スプール
８　制御室
１２　可動鉄心
１３　シート部
１４　絞り部
１５　パイロット室
２０　ハウジング
Ａ　アクチュエータポート
Ｖ　可変絞り
Ｓ　比例ソレノイド
【図１】
2004090677.tif 000003
【図２】
2004090677.tif 000004