(57)【要約】【課題】スプール弁のユニオン側端部にバイパス流によって旋回流を発生させる旋回部材を設け、旋回流によって、スプールのユニオン側端部の周縁部に異物が堆積しないようにした流量制御装置を提供する。【解決手段】ポンプより吐出された圧力流体のうち一定量をユニオン１３内に設けた絞り通路２１を介して流体作動装置に送出するため、スプリング２０によってユニオン側へ付勢されるとともに絞り通路前後の差圧によって変位されてバイパス通路１６の開度を調整するスプール弁１７によりポンプの吸入側に圧力流体の余剰流をバイパス流として還流する流量制御装置において、スプール弁をハウジング１０に形成した弁収納孔１１に摺動可能に嵌装し、スプール弁のユニオン側端部に、バイパス流によって旋回流を発生させる旋回部材（３０、４０）を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプより吐出された圧力流体のうち一定量をユニオン内に設けた絞り通路を介して流体作動装置に送出するため、スプリングによって前記ユニオン側へ付勢されるとともに前記絞り通路前後の差圧によって変位されてバイパス通路の開度を調整するスプール弁によりポンプの吸入側に前記圧力流体の余剰流をバイパス流として還流する流量制御装置において、前記スプール弁をハウジングに形成した弁収納孔に摺動可能に嵌装し、前記スプール弁の前記ユニオン側端部に、前記バイパス流によって旋回流を発生させる旋回部材を設けたことを特徴とする流量制御装置。
【請求項２】
請求項１において、前記旋回部材が、前記スプール弁の前記ユニオン側端部に固定された略円錐台状の羽根部材からなり、該羽根部材の円錐面に、円錐の母線に対して略同方向に傾斜している複数の旋回溝を形成したことを特徴とする流量制御装置。
【請求項３】
請求項１において、前記旋回部材が、前記スプール弁の前記ユニオン側端部に固定され前記スプール弁に回転力を付与するプロペラ部を備えた回転付与部材からなっていることを特徴とする流量制御装置。
【請求項４】
請求項３において、前記スプール弁と前記スプリングとの間および該スプリングと前記ハウジングとの間の少なくとも一方に介在され、前記ハウジングと前記スプール弁との相対回転を許容する相対回転許容部を設けたことを特徴とする流量制御装置。
【請求項５】
請求項４において、前記相対回転許容部が、スラストベアリングからなっていることを特徴とする流量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプより吐出された流量を所定量に制御する流量制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
動力舵取装置に用いられるポンプは、一般にエンジンによって駆動され、エンジン回転数に比例した流量を吐出するため、吐出流量を動力舵取装置に必要な所定流量に制御する流量制御装置が備えられる。
【０００３】
かかる流量制御装置として、例えば、特許文献１に記載のものがある。かかる特許文献１に記載のものは、スプール弁（２０）を摺動可能に嵌装した弁収納孔（１２）の開口側に、固定絞り部（３５）を設けたユニオン（３０）の筒状本体（３１）がねじ込まれ、筒状本体の先端部には鍔状部（３３）が弁収納孔の内周面に接近するように全周にわたって設けられ、鍔状部の外周縁部と弁収納孔の内周面との間に一定の隙間（環状隙間）が形成されている。
【特許文献１】特開２００２−３３１９５０号公報（段落００１５、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１に記載の流量制御装置においては、弁収納孔内に流入した吐出油が、筒状本体の鍔状部と弁収納孔の内周面との間の環状隙間を介して、スプール弁のユニオン側端部に作用し、バイパス路（１５）にバイパスされるようになっているため、スプール弁のユニオン側端部に作用する噴流に含まれた異物が、スプール弁の外周縁とハウジングの内壁面（弁収納孔）との間に蓄積しやすくなる。特に、この種の流量制御装置においては、バイパス時に、スプール弁のユニオン側端部がバイパス路側に引き込まれて傾き、この傾きによって、バイパス路と反対側のスプール弁の外縁部の隙間が大きくなり、この隙間に異物が溜まりやすくなる。このために、スプール弁の摺動によって、スプール弁の外周縁とハウジングの内壁面との間に異物を噛み込み、スプール弁の円滑な摺動が妨げられる恐れがある。
【０００５】
本発明は、上記した従来の問題点を解消するためになされたもので、スプール弁のユニオン側端部にバイパス流によって旋回流を発生させる旋回部材を設け、旋回流によって、スプール弁のユニオン側端部の周縁部に異物が堆積しないようにした流量制御装置を提供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】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、ポンプより吐出された圧力流体のうち一定量をユニオン内に設けた絞り通路を介して流体作動装置に送出するため、スプリングによって前記ユニオン側へ付勢されるとともに前記絞り通路前後の差圧によって変位されてバイパス通路の開度を調整するスプール弁によりポンプの吸入側に前記圧力流体の余剰流をバイパス流として還流する流量制御装置において、前記スプール弁をハウジングに形成した弁収納孔に摺動可能に嵌装し、前記スプール弁の前記ユニオン側端部に、前記バイパス流によって旋回流を発生させる旋回部材を設けたことである。
【０００７】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記旋回部材が、前記スプール弁の前記ユニオン側端部に固定された略円錐台状の羽根部材からなり、該羽根部材の円錐面に、円錐の母線に対して略同方向に傾斜している複数の旋回溝を形成したことである。
【０００８】
請求項３に係る発明の特徴は、請求項１において、前記旋回部材が、前記スプール弁の前記ユニオン側端部に固定され前記スプール弁に回転力を付与するプロペラ部材からなっていることである。
【０００９】
請求項４に係る発明の特徴は、請求項３において、前記スプール弁と前記スプリングとの間および該スプリングと前記ハウジングとの間の少なくとも一方に介在され、前記ハウジングと前記スプール弁との相対回転を許容する相対回転許容部を設けたことである。
【００１０】
請求項５に係る発明の特徴は、請求項４において、前記相対回転許容部が、スラストベアリングからなっていることである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、ハウジングに形成した弁収納孔に摺動可能に嵌装したスプール弁のユニオン側端部に、バイパス流によって旋回流を発生させる旋回部材を設けたので、旋回部材によって旋回流を発生でき、この旋回流によって、スプール弁のユニオン側端部の周縁部に溜まろうとする異物が洗い流され、スプール弁の周縁部に異物が堆積するのを防止できるようになる。しかも、旋回部材をスプール弁に設けたことにより、旋回流によるスプール弁の円周方向に作用する力により、スプール弁の傾きを抑制でき、異物が溜まる隙間の発生も抑制される。
【００１２】
これによって、ハウジングとスプール弁との間に異物を噛み込むことがなく、スプール弁の摺動不良を防止でき、目標流量を安定的に確保することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、旋回部材が、スプール弁のユニオン側端部に固定された略円錐台状の羽根部材からなり、羽根部材の円錐面に、円錐の母線に対して略同方向に傾斜している複数の旋回溝を形成したので、羽根部材に作用するバイパス流によってスプール弁のユニオン側端部の周縁部に溜まろうとする異物を洗い流さすことができ、スプール弁の摺動の妨げとなる異物の滞留を的確に防止することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明によれば、旋回部材が、スプール弁のユニオン側端部に固定されスプール弁に回転力を付与するプロペラ部材からなっているので、プロペラ部材に作用するバイパス流によってスプール弁に回転力を付与でき、スプール弁の回転によって、スプール弁のユニオン側端部の周縁部に滞留する異物を吹き飛ばすことができ、スプール弁の摺動の妨げとなる異物の滞留を的確に防止することができる。
【００１５】
請求項４に係る発明によれば、スプール弁とスプリングとの間およびスプリングとハウジングとの間の少なくとも一方に介在され、ハウジングとスプール弁との相対回転を許容する相対回転許容部を設けたので、スプール弁に付与された回転力によって、スプール弁を容易に回転させることができる。
【００１６】
請求項５に係る発明によれば、相対回転許容部が、スラストベアリングからなっているので、簡単な構成によって、ハウジングに対してスプール弁を回転させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、１０は、ポンプハウジングを示し、このポンプハウジング１０に弁収納孔１１が形成され、弁収納孔１１の開口端に流体作動装置としての動力舵取装置の制御弁に通ずる圧力流体送出口１２を形成したユニオン１３が螺着されている。弁収納孔１１には供給通路１５とバイパス通路１６が弁収納孔１１の軸線方向に離間して開口され、供給通路１５はポンプの吐出室に連通され、バイパス通路１６はポンプの吸入室に連通される。
【００１８】
弁収納孔１１には供給通路１５とバイパス通路１６との連通路を閉止しかつその連通路の開度を調整可能にするべく流量調整用スプール弁１７が摺動可能に嵌装され、スプール弁１７の両側に第１弁室１８と第２弁室１９を形成している。第２弁室１９には、スプール弁１７を第１弁室１８に向けて押圧するスプリング２０が設けられ、スプリング２０の付勢力によって通常はスプール弁１７を後述する羽根部材（３０）を介してユニオン１３に衝接する位置に保持し、第１弁室１８に開口する供給通路１５とバイパス通路１６との連通を遮断している。
【００１９】
ユニオン１３には絞り通路としての固定絞り２１が設けられ、固定絞り２１の上流側は第１弁室１８に連通され、下流側は連通路２２を介して第２弁室１９に連通されている。これにより、スプール弁１７は固定絞り２１の前後の差圧によって変位され、固定絞り２１の前後差圧を一定にするようにバイパス通路１６を開口制御する。ユニオン１３のスプール弁１７側の端面には、フランジ部２３が形成され、このフランジ部２３と弁収納孔１１との間に環状隙間２４を形成している。供給通路１５より第１弁室１８に供給された圧油は、環状隙間２４を介してスプール弁１７のユニオン１３側の端部に作用する。
【００２０】
流量調整用スプール弁１７には、スプール弁１７の全行程においてバイパス通路１６に開口する環状溝１７ａが形成され、この環状溝１７ａに連通する逃がし孔２５がスプール弁１７に形成されている。逃がし孔２５には、球弁２６とスプリング２７によって構成されたレリーフ弁２８が内蔵され、レリーフ弁２８は第２弁室１９内の圧力が設定圧以上になると、スプリング２７の付勢力に抗して球弁２６を開き、第２弁室１９の流体を逃がし孔２５より環状溝１７ａを介してバイパス通路１６に逃がすようにしている。
【００２１】
スプール弁１７のユニオン１３側の端部には、旋回部材を構成する略円錐台状の羽根部材３０がその中心軸部３０ａを圧入固定されている。羽根部材３０の円錐面３０ｂには、図２に示すように、円周上等角度間隔に複数の旋回溝３１が形成されている。複数の旋回溝３１は、羽根部材３０の基礎となる円錐の母線Ｒに対してそれぞれ略同じ方向に傾斜しておりその傾斜角は、後述する旋回流を発生し得るように設定する。羽根部材３０の外周は弁収納孔１１の内径に対して僅かに小径に形成され、羽根部材３０とスプール弁１７のユニオン側端部との間には、第１弁室１８に連なる隙間３３が形成され、この隙間３３に連通する異物回収ポケット３４がスプール弁１７のユニオン側端部に開口されている。
【００２２】
上記した構成において、ポンプより吐出された圧油は、供給通路１５より固定絞り２１および送出口１２を介して動力舵取装置等の流体作動装置に送出される。吐出流量が増加すると、固定絞り２１前後の差圧が増大し、この差圧の増大に応動してスプール弁１７が変位され、バイパス通路１６を開口して余剰流をバイパス流としてバイパス通路１６にバイパスする。これにより、固定絞り２１前後の差圧が一定に制御され、送出口１２より送出される流量が一定に制御される。
【００２３】
ところで、余剰流がバイパス通路１６にバイパスされる状態においては、吐出油の一部は、ユニオン１３のフランジ部２３と弁収納孔１１との間の環状隙間２４を介して、スプール弁１７のユニオン側端部に向かって流れ、スプール弁１７のユニオン側端部に形成した羽根部材３０の円錐面３０ｂに衝突する。羽根部材３０の円錐面３０ｂに衝突したバイパス流は、円錐面３０ｂに形成した旋回溝３１に沿って流れ、図２および図３の矢印で示すような、旋回流を発生する。この旋回流によって、スプール弁１７のユニオン側端部の周縁部に溜まろうとする異物が洗い流され、スプール弁１７のユニオン側端部の周縁部には異物が堆積しないようになる。
【００２４】
このように、羽根部材３０の円錐面３０ｂに形成される旋回溝３１は、円錐面３０ｂに衝突したバイパス流が、スプール弁１７の軸線を中心として、各旋回溝３１に均一に分散されてスプール弁１７の周縁部方向へ噴出し、この周縁部に沿って周回する旋回流となるよう、その傾斜角が設定されている。
【００２５】
また、余剰流のバイパス時においては、スプール弁１７のユニオン側端部がバイパス通路１６に引き込まれ、これにより、スプール弁１７が傾斜してバイパス通路１６と反対側のスプール弁１７の先端部に異物が溜まりやすい隙間が生じやすくなるが、旋回流を発生させる羽根部材３０がスプール弁１７の端部に固定されているので、旋回溝３１によってスプール弁１７の軸中心から周縁部へ向かう全方位に均一に流動するバイパス流の流体力が、スプール弁１７を弁収納孔１１の中心部に保持する求心力として働く。この求心力によって、スプール弁１７が傾きにくくなり、異物が溜まる隙間の発生も抑制される。
【００２６】
なお、スプール弁１７のユニオン側端部に向かって流れたバイパス流に含まれた異物の一部は、羽根部材３０とスプール弁１７との隙間３３を介して異物回収ポケット３４に進入し、異物回収ポケット３４内に保持される。
【００２７】
このように、スプール弁１７に設けた羽根部材３０によって旋回流を発生させ、この旋回流によって、スプール弁１７のユニオン側端部の周縁部に溜まろうとする異物が洗い流され、スプール弁１７のユニオン側端部の周縁部には異物が堆積しにくい。しかも、旋回流を発生する羽根部材３０をスプール弁１７に設けたことにより、上記したように旋回流によってスプール弁１７の傾きを抑制できるようになるので、異物が噛み込みやすい部位をなくすることができ、異物の噛み込みをより確実に防止できるようになる。その結果、スプール弁１７の摺動によって異物を噛み込むことがなく、スプール弁１７の摺動不良を防止できるようになる。
【００２８】
図４および図５は、本発明の第２の実施の形態を示すもので、バイパス流を利用して、流量調整用スプール弁１７を回転させ、このスプール弁１７の回転によって、弁収納孔１１とスプール弁１７との間に異物が滞留しないようにしたものである。
【００２９】
すなわち、第２の実施の形態においては、スプール弁１７のユニオン側端部に、図５に示すように、バイパス流の作用によってスプール弁１７に回転力を付与できるプロペラ部４０ａを備えた回転付与部材４０を設け、また、スプール弁１７が弁収納孔１１内で回転できるように、弁収納孔１１とスプール弁１７とのクリアランスＣＬを径で約１０μｍ程度に設定するとともに、スプール弁１７の回転の妨げとならないように、スプリング２０と弁収納孔１１の底面との間にスラストベアリング４１を介在させたものである。かかるスラストベアリング４１によって、ハウジング１１とスプール弁１７との相対回転を許容する相対回転許容部を構成している。なお、相対回転許容部は、スラストベアリング４１に限らず、例えば低摩擦係数の樹脂製カラー等であってもよい。
【００３０】
第２の実施の形態によれば、バイパス時にバイパス流がスプール弁１７のユニオン側端部に設けた回転付与部材４０のプロペラ部４０ａに作用すると、スプール弁１７に回転力が付与され、スプール弁１７が回転する。このスプール弁１７の回転によって、スプール弁１７のユニオン側端部の周縁部に滞留する異物が吹き飛ばされるので、スプール弁１７の摺動の妨げとなる異物の滞留を防止することができる。これにより、スプール弁１７と弁収納孔１１との間に異物が噛み込むことがないので、目標流量を安定的に確保することができ、動力舵取装置等の流体作動装置の信頼性を向上させることができる。
【００３１】
なお、第２の実施の形態における回転付与部材４０も、スプール弁１７に回転力を付与すると同時に、スプール弁１７の回転によって、第１の実施の形態で述べたと同様な旋回流を発生するので、回転付与部材４０も旋回流を発生する旋回部材とみなすことができる。
【００３２】
図６は、第２の実施の形態の変形例を示すもので、スラストベアリング４１を、スプール弁１７の後端とスプリング２０との間に介在させたものであり、この変形例においても、上記した第２の実施の形態と同様な作用効果が期待できる。
【００３３】
以上、本発明の流量制御装置を第１および第２の実施の形態に即して説明したが、本発明はこれらに制限されるものではなく、本発明の技術的思想に反しない限り、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す流量制御装置の断面図である。
【図２】図１の２矢視図である。
【図３】バイパス状態を示す流量制御装置の作動状態図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す流量制御装置の断面図である。
【図５】図４のスプール弁の斜視図である。
【図６】第２の実施の形態の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０・・・ハウジング、１１・・・弁収納孔、１３・・・ユニオン、１５・・・供給通路、１６・・・バイパス通路、１７・・・スプール弁、２０・・・スプリング、２１・・・絞り通路（固定絞り）、２３・・・フランジ部、２４・・環状隙間、２８・・・レリーフ弁、３０、４０・・・旋回部材（羽根部材、回転付与部材）３１・・・旋回溝、４０ａ・・・プロペラ部、４１・・・スラストベアリング。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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