JPS6218384B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特に単動型あるいは複動型流体装置用
の流体制御弁に関するものである。

周知の流体制御弁は可動弁部材の変位あるいは
同部材に適用される駆動トルクに比例する出力圧
力を発生するように構成されており、可動弁部材
は駆動部材によつて軸線を中心として回転される
ロータによつて形成され、ロータは少なくとも１
つの半径方向に延びた短かい腕と１つの半径方向
に延びた長い腕を有し、腕の端部は対応する半径
を有する平円形の室の円筒面に摺動自在に係合
し、平円形の室の面はロータの面と係合して制御
される流体装置に連結される少なくとも１つの作
動室を限界し、流体入口穴と流体出口穴は室の底
面に設けられ、流体入口穴は短かい腕と協働し且
つ流体出口穴は長い腕と協働し、入口穴を開口さ
せる方向へのロータの移動によつて作動室内の作
動圧力が増大されると共に、作動室に隣接する長
い腕の面に作用する反力が相応して増大されるよ
うになつている。

ロータの長い腕に作用し且つ駆動装置に伝達さ
れる上記反力は駆動の度合に関する情報を備えて
いる。一般に、ロータの変位あるいはロータに適
用されるトルクの関数として上記変位を生じさせ
る駆動圧力が制御弁の特性として得られ、この特
性は略直線状であるかあるいはロータの行程範囲
又は全トルク域で急な勾配を有している。

しかし、例えば車両用動力操向装置を駆動する
場合のようなある適用においては、弁特性の一部
を異なつた勾配にさせることが必要であり、例え
ばある行程又は駆動トルクから勾配が急となり且
つ休止位置付近では通常の小さい変化に減少され
ているか、若しくはあるトルク又は駆動行程から
応答性が増大するようにすることが必要である。
従来の制御弁では、このような効果は制御弁を所
望の方法で流体回路の作動状態を変更するように
構成することにより達成されているが、いずれの
場合においても制御弁が相当複雑になつてしま
う。

本発明の目的はこの問題に対する解決策を提供
することにある。本発明によれば、可動弁部材の
変位あるいは同可動弁部材に適用される駆動トル
クの関数である出力圧力を発生するものであつ
て、上記可動弁部材が少なくとも１つの半径方向
に延びた短かい腕と１つの半径方向に延びた長い
腕を有している軸線を中心として回転自在なロー
タによつて形成され、上記腕の端部が対応する半
径を有する平円形の室の円筒面に摺動自在に係合
し、上記平円形の室の面が上記ロータの面と係合
して制御される流体装置に連結される少なくとも
１つの作動室を限界し、流体入口穴と流体出口穴
が上記室の底面に設けられ、上記流体入口穴が上
記短かい腕と協働し且つ上記流体出口穴が上記長
い腕と協働している流体制御弁において、上記平
円形の室が本体に限界された空所内に上記ロータ
の軸線を中心として回転自在に装架された平円形
部材内に形成されており、上記平円形部材が弾性
装置によつて休止位置に保持され、上記ロータが
休止位置から移動された時に同ロータの適合する
部分に係合する停止装置を具えており、上記停止
装置に対する上記ロータの行程が弁特性の第１勾
配に相当し、そしてこの停止位置を越えてから圧
縮される上記弾性装置の負荷作用が弁特性の第２
勾配に相当することを特徴とする流体制御弁が提
供される。

好ましくは、弾性装置は平円形部材と本体との
間の周界面に形成された空所内に収容されたコイ
ルばねであり、ばねの各端部は空所の対応する端
部を限界する平円形部材の一部分と適合する本体
の一部分とに同時に接し、上記ばねは平円形部材
を中央休止位置に保持して、同部材がこの中央休
止位置からいずれかの方向へ変位できるようにし
ている。

また、平円形部材とロータとの間の行程を限界
する停止装置は各長い腕及び同腕に隣接して小さ
い円筒面を支持している平円形の室の突起部の対
向する端面によつて形成されている。

本発明の実施例を添付図面を参照して詳細に説
明する。

第１図及び第２図に示されている流体制御弁に
おいて、ボルト４によつて互いに固定されている
３つの環状部材１，２と３は密封体６を具えた環
状リブ５を有する円筒形の本体を形成し、リブは
符号７で示されている装架構造体の内周面に係合
して３つの環状溝８，９と１０を限界し、これら
の溝は組立位置において制御弁を外部回路に連結
するための導管８ａ，９ａと１０ａにそれぞれ連
通している。

２つの外方の部材１と３は制御弁の駆動軸（図
示しない）を通過させる中央開口１１を具えてい
る。中央の部材２は制御弁の軸線Ｚ−Ｚと同軸の
円筒形の開口１２を具え、この開口は外方の部材
の中央開口よりも大きい直径を有しているので、
円筒形の空所が上記開口１２と上記外方の部材の
対向する面との間に限界され、この空所内には平
円形部材１４が密封体１３を介して回転自在且つ
密封的に収蔵されている。外方の部材１に対向す
る中央の部材２の内周端縁と平円形部材１４の外
周端縁には、それぞれ対をなして互いに半径方向
に対向する複数の切欠きが設けられて両部材２と
１４間の円筒形の周界面に空所１５を形成し、各
空所内にはコイルばね１６が予じめ設定された負
荷を有するように圧縮されている。

各対の切欠きが適合する角方向の伸長部を有し
ていることによりコイルばねの端部は部材２と１
４に同時に接し、両部材を第１図に示されている
休止位置に静止したままに保持する。しかし、平
円形部材１４は上記休止位置からばねの偏倚力に
抗して両方向に移動することができる。

第１図から明らかなように、部材１４は平円形
の室を形成する軸線Ｚ−Ｚと同軸の中央開口を具
え、平円形の室は軸方向に関し外方の部材１と３
の対向する面によつて、また円周方向に関し３つ
の円筒面１７によつて限界されている。上記円筒
面は同一半径を有し、部材１４の３つの内方突起
部１８間に円周方向に等間隔を離れて配置されて
おり、突起部はさらに上記円筒面１７と同軸で且
つ短かい半径を有する円筒面１９を形成してい
る。

総括的に符号２０で示されているロータは上記
平円形の室内に装架され、３つの小さい円筒面１
９を具えている部材１４の突起部１８間に円周方
向に遊隙を備えて装架された３つの長い腕２１
ａ，２１ｂと２１ｃを有し、腕の端部は密封体２
２を介して大きい円筒面１７に密着している。ロ
ータ２０はまた密封体２４を介して小さい円筒面
１９に係合する３つの短かい腕２３ａ，２３ｂと
２３ｃを有する。ロータの端面は外方の部材１と
３の対向する面に係合しているので、各短かい腕
２３ａ，２３ｂ，２３ｃの両側に一対の作動室２
５ａと２６ａ，２５ｂと２６ｂ，２５ｃと２６ｃ
が形成される。ロータ２０の中央部分は実質的に
三角形の窓２６を具えており、制御弁の一端から
外方に延びて適当な制御部材に連結される駆動軸
の適合する部分が窓に係合する。制御弁が車両用
動力操向装置を制御するのに用いられる場合、上
記制御部材はステアリングコラムであり、本体を
構成する部材１，２と３は例えば操向箱駆動スピ
ンドルのような操向装置の入力部材に回転自在に
連結される。

３つの作動室２５ａ，２５ｂと２５ｃは外方の
部材１の内面に形成された溝２７によつて本体の
外周面の環状溝９に連通され、３つの作動室２６
ａ，２６ｂと２６ｃは外方の部材３に形成された
同様な溝２８によつて環状溝１０に連通されてい
る。これらの環状溝に開口している導管９ａと１
０ａは複動型駆動シリンダＣ（例えばピストンナ
ツトを有する操向箱）のそれぞれの室に連結され
る。

油が導管８ａを介して外方の部材１に形成され
た環状溝８そして入口穴３０ａ，３０ｂと３０ｃ
を介して外方の部材１の内面に開口している溝２
９に供給され、これらの穴は制御弁の休止位置に
おいて実質的に適合する短かい腕２３ａ，２３ｂ
と２３ｃによつて覆われている。

油は同様な態様で長い腕２１ａ，２１ｂと２１
ｃと協働する出口穴３１ａ，３１ｂと３１ｃを介
して排出され、穴は３２を越えて中央開口１１に
連通しており、油はこの中央開口から周知の方法
によつて油貯蔵器に戻される。

第３図は短かい腕の１つの詳細の断面図であ
る。これは油の流れが制御弁の休止位置において
も維持される周知の「オープンセンタ」型の構造
を示しているが、第４図に示されている「クロー
ズドセンタ」型の構造を用いることができる。両
実施例において、傾斜面３３が短かい腕の両端縁
に設けられて弁特性を調整するが、第５図及び第
６図に示されているようにこのような傾斜面３３
ａを入口穴に設けてもよく、第５図及び第６図は
それぞれオープンセンタ型及びクローズドセンタ
型の構造を示している。上述した２つの位置での
傾斜面を組合わせて用いることも可能である。入
口穴に対して対称的に配置された凹所３４及び穴
と凹所との間を連通する溝３５はロータの腕の両
面に作用する圧力を平衡させる働きをし、これは
この種の制御弁における周知の特徴である。

同様な構成は長い腕に関しても設けられてい
る。

上述した制御弁の全体的な作動は従来のものと
同じである。図面に示されているオープンセンタ
型の構造において、短かい腕２３ａと長い腕２１
ａと２１ｂについて考えると、入口穴３０ａに流
入した油は作動室２５ａと２６ａ間で等しく分配
され、出口穴３１ａと３１ｂを介て流出して導管
９ａと１０ａ内の圧力を等しく維持するので、駆
動シリンダＣ（動力操向装置）を非作動状態に保
つ。ロータ２０が一方の側例えば平円形部材１４
に対して時計方向に変位されると、作動室２６ａ
は出口穴３１ｂを介する油の排出流れに完全に連
通し、作動室２５ａは入口穴３０ａの左端部を介
する油の流入流れに完全に連通し、従つて右側の
作動室内の圧力は無くなり、左側の作動室内の圧
力が増大し、シリンダＣ内のピストンが右方へ移
動される。長い腕が移動方向に関して腕の前方に
ある突起部１８に係合するまで、駆動トルクは作
動室２５内の圧力によつて隣接する長い腕に発揮
される反力によつて決定され、弁特性の緩やかな
勾配の部分を生じさせる。

しかし、本発明の特徴によれば、長い腕が突起
部１８に係合した時、さらに作動を続ける場合に
コイルばね１６を圧縮しながら平円形部材１４を
時計方向に駆動し、弁特性の勾配はばねの負荷に
よつて決定される。

同一の作動が他の短かい腕についても行われ、
また反対方向へロータが変位した場合の作動は上
述したのと対称である。

弁特性の２つの勾配の配分及びその度合は所望
の弁特性を得るように決定される設計上の問題で
ある。

上述の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、二重勾配の弁特性が制御弁の部品の製作方法
を基本的に変更させることのない極めて簡単な装
置によつて達成されている。従来と同様に、部品
の製作において焼結、放電浸食及び電解加工のよ
うな周知の技術を用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による流体制御弁の第２図の線
−に沿つた断面図、第２図は第１図の線−
に沿つた軸方向の断面図、第３図、第４図、第
５図及び第６図はそれぞれ短かい腕の異なつた実
施例を示す断面図である。 １，２，３……環状部材、７……装架構造体、
１２……円筒形の開口、１４……平円形部材、１
５……空所、１６……コイルばね、１７，１９…
…円筒面、１８……突起部、２０……ロータ、２
１ａ，２１ｂ，２１ｃ……長い腕、２３ａ，２３
ｂ，２３ｃ……短かい腕、２５ａ，２５ｂ，２５
ｃ，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ……作動室、３０
ａ，３０ｂ，３０ｃ……入口穴、３１ａ，３１
ｂ，３１ｃ……出口穴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 可動弁部材の変位あるいは同可動弁部材に適
   用される駆動トルクの関数である出力圧力を発生
   するものであつて、上記可動弁部材が少なくとも
   １つの半径方向に延びた短かい腕と１つの半径方
   向に延びた長い腕を有している軸線を中心として
   回転自在なロータによつて形成され、上記腕の端
   部が対応する半径を有する平円形の室の円筒面に
   摺動自在に係合し、上記平円形の室の面が上記ロ
   ータの面と係合して制御される流体装置に連結さ
   れる少なくとも１つの作動室を限界し、流体入口
   穴と流体出口穴が上記室の底面に設けられ、上記
   流体入口穴が上記短かい腕と協働し且つ上記流体
   出口穴が上記長い腕と協働している流体制御弁に
   おいて、上記平円形の室が本体に限界された空所
   内に上記ロータの軸線を中心として回転自在に装
   架された平円形部材内に形成されており、上記平
   円形部材が弾性装置によつて休止位置に保持さ
   れ、上記ロータが休止位置から移動された時に同
   ロータの適合する部分に係合する停止装置を具え
   ており、上記停止装置に対する上記ロータの行程
   が弁特性の第１勾配に相当し、そしてこの停止位
   置を越えてから圧縮される上記弾性装置の負荷作
   用が弁特性の第２勾配に相当することを特徴とす
   る流体制御弁。 ２ 上記弾性装置が上記平円形部材と上記本体と
   の間の周界面に形成された空所内に収容されたコ
   イルばねであり、上記ばねの各端部が上記空所の
   対応する端部を限界する上記平円形部材の一部分
   と適合する上記本体の一部分とに同時に接し、上
   記ばねが上記平円形部材を中央休止位置に保持し
   て、同部材がこの中央休止位置からいずれかの方
   向へ変位できるようにしていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の流体制御弁。 ３ 上記平円形部材と上記ロータとの間の行程を
   限界する停止装置が上記各長い腕及び同腕に隣接
   して小さい円筒面を支持している上記平円形の室
   の突起部の対向する端面によつて形成されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の流
   体制御弁。