JPH08295254A - 作動閾値を持つ制御弁 - Google Patents

作動閾値を持つ制御弁

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JPH08295254A
JPH08295254A JP7635795A JP7635795A JPH08295254A JP H08295254 A JPH08295254 A JP H08295254A JP 7635795 A JP7635795 A JP 7635795A JP 7635795 A JP7635795 A JP 7635795A JP H08295254 A JPH08295254 A JP H08295254A
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JP
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control valve
input shaft
fixing device
elastic element
valve according
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Eugen Eberhart
エベルハルト オイゲン
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    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/08Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by type of steering valve used
    • B62D5/083Rotary valves
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/8593Systems
    • Y10T137/86493Multi-way valve unit
    • Y10T137/86574Supply and exhaust
    • Y10T137/86638Rotary valve
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    • Y10T137/86662Axial and radial flow

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造、組立て、とくに中心に位置させること
が簡単、経済的で、必要空間が増大せず、確実な作用を
する作動閾値を有する制御弁を提供する。 【構成】 制御要素に流体圧を供給する制御弁1にし
て、入力軸2と、出力軸3と、一端において入力軸2に
連結され他端において出力軸3に連結された捩れ棒4
と、入力軸を囲む弁筒5とより成る制御弁にして、制御
弁1内に捩れに強く軸方向に弾性的な要素9が配置され
ており、該要素が一端を入力軸2に固定され、他端を所
定の捩りモーメントに達するまで弁筒5に対する相対角
度変位を不変に保持する固定装置10に結合されてお
り、該固定装置が入力軸2に作用する捩りモーメントを
軸方向の力へ変換させ、該軸方向の力が弾性的要素9に
解放位置に達するまで作用し、かくて制御弁を作動閾値
を有して操作するようにされており、この際弾性要素9
が入力軸2の軸方向の1位置に固定された軸受筒11を
用いて入力軸2により支持されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、制御要素に流体圧を供
給する制御弁にして、入力軸と、出力軸と、一端におい
て入力軸に連結され他端において出力軸に連結された捩
れ棒と、入力軸を囲む弁筒とより成る制御弁にして、制
御弁内に、捩れに強く軸方向に弾性的な要素が配置され
ており、該要素が一端を入力軸に固定され、他端を、所
定の捩りモーメントに達するまで弁筒に対する角度変位
が生じないように保持する固定装置(Rasteinrichtung)
に結合されており、該固定装置が入力軸に作用する捩り
モーメントを、解放位置に達するまでの間、弾性的要素
に作用する軸方向の力へ変換するようになった制御弁に
関する。
【0002】
【従来の技術とその問題点】前述した種類の制御弁は特
にサーボ制御装置において使用される。この種サーボ制
御装置の構造自身は既知である。制御棒に連結された入
力軸は、捩れ棒を介して、ピニオンを備えた出力軸に連
結されている。このピニオンは制御用のラック歯車に作
用している。この種の制御装置に対し制御弁を使用する
ことが知られている。そこでは、出力軸と噛み合い、入
力軸を囲む弁筒が既知の態様で設けられている。加圧さ
れた流体がポンプを用いて本装置を通りポンプされる。
入力軸を弁筒に対して相対的に回転させると、流体圧
が、ラック歯車を可能な2方向のいずれかへ運動させる
流体モータに導かれる。
【0003】この種制御弁の作動は、入力軸を出力軸に
対して回転させることにより生じ、その際、両軸間に配
置された捩れ棒により捩りモーメントが克服されねばな
らない。かかる制御弁における欠点は、制御操作を達成
するには常に第1に捩れ棒をある角度回転させる必要が
あることである。このことは、基本的に力条件が小さい
ために流体圧力支持が必要でなく、手動操作で充分であ
るような場合に特に欠点となる。このことは、例えば高
速道路走行のような高速度の場合に当てはまる。運転者
は、場合によっては操縦運動を達成することなしに、多
くの指の幅だけ操縦輪を回転させなければならない。こ
のことは一般に、かかる中心位置回りの明らかな遊びの
ために、例えば機械的操縦が示すような直接的な正確な
制御態様が達成されないから使用者により不愉快と感じ
られる。従って、操縦力が手動の場合の駆動力程度の所
定の回転モーメント以下であり、実際的に僅かな操縦輪
操作でも直接的に操縦作用を生じさせるようになった、
作動閾値(Aktivierungsschwelle)を有する制御弁に対す
る要求が生まれる。
【0004】制御弁の中心位置への大きい復帰モーメン
トを生じさせる所謂中心配置装置(Zentriereinrichtung
en) が知られているが、この種の、例えばEP−PS0
244449から既知の中心配置装置も一連の欠点を有
している。多数の追加して使用される部品、特に結合部
品があるため、中心配置装置は製造上経済的ではない。
さらに捩れ棒と入力軸または弁筒との間に結合筒を配置
する必要があるから必要空間が大きくなり、すなわち、
制御弁が大きくなる。さらにこの種の中心配置装置は、
従来の制御弁に比較して多数の部品を互いに対し中心配
置する必要があるから、組立てにおいて非常に費用が嵩
む。結合部材が捩れ棒に対し、また互いに対し配置され
ねばならず、入力軸、出力軸が互いに対し、また中心配
置装置に対し中心配置されねばならず、最後に弁筒が入
力軸に対し中心配置されねばならない。さらに従来の中
心配置装置における中心配置モーメントは、それらが筒
の前面の間に置かれ、力を作用させる要素の長さが決め
られているから、調節不可能である。また、捩りモーメ
ントを変更しようとするときには、ばね要素を変化させ
ることが必要である。従って、この種の従来の中心配置
装置は、この種の制御弁の作動閾値を生じさせるため
に、経済的、技術的に効果よく挿入されることは出来な
い。
【0005】この種の技術の制御弁がDE−OS363
4215から知られており、そこでは、捩れ棒に平行
に、板ばね状の中心配置ばねが、ロータリー弁の円筒状
の延長部に固定されており、該中心配置ばねは板ばね状
部分に凹所を有している。弁筒は前面に球状の凹所を有
している。両凹所の間に球が保持されている。作動閾値
は板ばね状の中心配置ばねのばね力に依存しているが、
このばね力は調整不可能である。この種の制御弁は弾性
要素を用いて、入力捩りモーメントに対抗するばね力の
形態の作動閾値を用意しており、その際、弾性要素の作
動に必要な捩りモーメントを決めるばね力を調整するこ
とは不可能である。
【0006】以上から判るように、本発明の基本的課題
はこの種の制御弁において、より簡単で、経済的に製
造、組立て、特に中心配置などの作業が可能であり、従
来の制御弁に比較して必要空間を増大させることなく、
また確実な作用をする作動閾値を有している。本課題を
技術的に解決するために、この種の制御弁において、弾
性要素が入力軸の軸方向の1位置に固定された軸受筒に
より入力軸に支持されている。
【0007】本発明の制御弁においては、弾性要素を用
いて入力捩りモーメントに対抗するばね力の形態の作動
閾値が用意されており、その際、弾性要素は好ましい形
態で入力軸の外面にねじ止めされるか、溶接される。従
来の制御弁に追加される部品は簡単であるため、経済的
費用は極めて小さい。また、入力軸、弁筒、出力軸が従
来の方法で互い配置可能であり、一方弾性要素は後で所
定の位置、姿勢に固定することが出来るから、中心配置
は非常に簡単である。従って、弾性要素の軸方向予張力
が入力軸への固定位置に依存して組立時に変更し得るの
であるから、作動閾値モーメントが簡単に調整出来ると
いう利点が生じる。
【0008】好適には、弾性要素は葉状(Blatt) または
板状のばね要素である。例えば、葉状のばね金属帯が入
力軸の片側にねじ止めまたは溶接され、他端において対
応する固定装置に連結されている。帯の代わりに入力軸
の外面形状にほぼ沿った板もまた使用できる。勿論、全
く筒状のばねも挿入可能である。金属以外の材料を使用
することも本発明の範囲内である。捩り剛性と軸方向弾
性の限界が達成されることが重要である。捩り剛性は、
入力軸を通る入力捩りモーメントが小さい場合には、入
力軸と出力軸との間、または、入力軸と弁筒との間に捩
れが生じないように作用する。捩りモーメントが増大す
るに従い、固定装置により弾性要素に伝達される軸方向
の力が増大し、最後に軸方向において弾性的な要素が軸
方向に固定装置から戻され、入力軸と弁筒との間の相対
捩れが生じる。
【0009】この作用は、本発明の他の提案に従って、
捩れに強い螺旋ばねによっても達成される。固定装置と
回転可能な軸受を介して結合され、その際固定装置が軸
方向に変位可能であるが、入力軸に対しては回転不可能
に固定されている螺旋ばねを設けることも本発明の範囲
内である。かくて固定装置は内面溝を有するリングの形
態で、入力軸上を軸方向に走るカム上に置かれ得る。対
応するばね定数をもつ螺旋ばねは一端において入力軸に
固定され、他端において固定リングに対し回転可能に配
置され得る。本発明の好適な実施例によれば、弾性要素
は金属ベローである。これは捩れ剛性と軸方向弾性との
利点と、線型のばね剛性の利点とを併せ有している。
【0010】弾性要素はまた、好適な態様で入力軸に形
成または配置された支持リングに固定され得る。固定装
置は本発明の簡単な提案に従えば、弁筒の前面に形成さ
れたほぼV字形の刻み目である。代わりに固定装置は弁
筒の外周に傾斜したカムとして形成されることも可能で
ある。特に有利な態様では、固定装置は互いに協働する
凹所を形成された結合リングの間に球が配置された球継
手である。この凹所は曲線状またはほぼV字形の形状を
有し、この凹所内に配置された球によって両方の結合リ
ングが互いに対し相対捩れが生じた場合、互いに軸方向
に離れるように動かされる。本発明の1提案に従えば結
合リングは焼結部品である。焼結工程により、望ましい
材料特性の他に簡単な方法で好ましい支持形状が形成さ
れ得る。好適態様で、焼結リング前面にそれぞれ3個の
凹所が互いに等しい角度間隔を置いて球を収容するよう
に配置されている。
【0011】
【実施例】本発明の他の利点、特徴を以下、付図を参照
して説明する。図示の制御弁1は、捩れ棒4を介して互
いに結合された入力軸2と出力軸3とを有している。入
力軸2は出力軸3に結合された弁筒5により囲まれてい
る。これら部品はハウジング6内に配置されている。出
力軸3はピニオン7を有し、該ピニオンは図示していな
い制御用ラックと共に動く。軸はハウジング内において
軸受8により回転可能に支承されている。入力軸に金属
ベロー形態の捩れに強く軸方向に弾性をもつ要素が固定
されている。図2に見るように、リング筒11が使用さ
れ、入力軸の適当な位置に溶接されている。弾性要素9
は、他端において固定装置10を形成する球継手の結合
リング12に固定されている。弁筒5は弾性要素の方に
向いた前面に付加部品として弁筒に配置されるか、また
は弁筒に直接形成された結合リング13を有している。
結合リング(12,13)はその対向する前面に球を挿
入されるほぼV字形の刻み目を有している。両結合リン
グ(12,13)の間に相対的角度回転が生じると、球
によって弾性要素9のばね力に抗して結合リング12に
作用する軸方向力が生じる。この捩りモーメントに依存
する力が弾性要素9のばね力を越えると、入力軸2が弁
筒5に対して回転することが可能となり、制御弁が作動
される。
【0012】以上の構造により、本発明の制御弁が作動
閾値を有することが明らかである。作動に必要な捩りモ
ーメントは弾性要素9のばね力に依存しており、従って
組立時に調節可能である。弾性要素9は予張力を与えら
れ、リング筒11は入力軸に固定されており、それによ
り、捩れに必要な捩りモーメントが調節される。制御弁
の中心配置については、従来の構造方式と比較して何の
変化もない。また、必要空間も従来の制御弁と比較して
殆ど増大されることはない。使用される部品は簡単に経
済的に製造可能であり、実際的に整備不要である。本発
明は種々の種類の弾性要素、固定装置を用いて実現可能
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の制御弁の1実施例の断面図。
【図2】図1の制御弁の入力軸付近の拡大断面図。
【符号の説明】
1 制御弁 2 入力軸 3 出力軸 4 捩れ棒 5 弁筒 6 ハウジング 7 ピニオン 8 軸受 9 弾性要素 10 固定装置 11 リング筒 12,13 結合リング 14 球

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御要素に流体圧を供給する制御弁にし
    て、入力軸と、出力軸と、一端において入力軸に連結さ
    れ他端において出力軸に連結された捩れ棒と、入力軸を
    囲む弁筒とより成る制御弁にして、制御弁(1)内に、
    捩れに強く軸方向に弾性的な要素(9)が配置されてお
    り、該要素が一端を入力軸(2)に固定され、他端を、
    所定の捩りモーメントに達するまで弁筒(5)に対する
    角度変位が生じないように保持する固定装置(10)に
    結合されており、該固定装置が入力軸(2)に作用する
    捩りモーメントを、解放位置に達するまでの間、弾性的
    要素(9)に作用する軸方向力へ変換させるようになっ
    た制御弁において、 前記弾性要素(9)が、入力軸(2)の軸方向の1位置
    に固定された軸受筒(11)を介して入力軸(2)に支
    持されていることを特徴とする制御弁。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の制御弁において、前記
    軸受筒(11)が入力軸(2)に溶接されていることを
    特徴とする制御弁。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の制御弁において、前記
    弾性要素が捩れに強い螺旋ばねであることを特徴とする
    制御弁。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の制御弁において、前記
    弾性要素が、回転軸受を介して前記固定装置に結合され
    た螺旋ばねであり、該固定装置が入力軸に対して、軸方
    向には移動可能であるが、回転は不可能に保持されてい
    ることを特徴とする制御弁。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載の制御弁において、前記
    弾性要素が金属ベローであることを特徴とする制御弁。
  6. 【請求項6】 請求項1から5までのいずれか1項に記
    載の制御弁において、前記固定装置が弁筒の前面に形成
    されたほぼV字形の刻み目であることを特徴とする制御
    弁。
  7. 【請求項7】 請求項1から5までのいずれか1項に記
    載の制御弁において、前記固定装置が球継手であること
    を特徴とする制御弁。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載の制御弁において、前記
    球継手が焼結結合リング(12,13)を有しているこ
    とを特徴とする制御弁。
  9. 【請求項9】 請求項8に記載の制御弁において、前記
    結合リング(12,13)が、結合リング前面に互いに
    等角度間隔をおいて配置された3個の球収容凹所を有し
    ていることを特徴とする制御弁。
JP7635795A 1994-02-12 1995-03-31 作動閾値を持つ制御弁 Pending JPH08295254A (ja)

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ES95103460T ES2138673T3 (es) 1994-02-12 1995-03-10 Valvula de direccion con umbral de activacion.
EP19950103460 EP0731014B1 (de) 1994-02-12 1995-03-10 Lenkventil mit Aktivierungsschwelle
CZ95701A CZ70195A3 (en) 1994-02-12 1995-03-20 Control valve
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