JPS6030586B2 - 制御弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、圧力調整用の２つの制御みぞおよび対応の制
御ランドをもち、弁箱中に麹方向に変位可能に支持され
、１つの中立位置および２つの作動位置をもつ１つの制
御弁ピストンを有する、特に自動車用動力かじ取装置の
圧力媒体制御のための制御弁に関する。

弁箱中に藤方向に摺動自在に支持された分配弁と、制御
弁ピストンとを有し、この制御弁ピストンは、中立位置
から作動位置へ２方向に摺動自在とされるとともに、そ
の３つの制御ランドの間にかじ取装置の圧力調節のため
の２つの制御みぞを有し、各作動方向に関して、制御弁
ピストンの作動側制御エッジに、２つの流入みぞから中
間部の１つの戻りみぞへ向って流れる圧力媒体のための
２つの絞り部が形成されている、特に自動車用流体かじ
取装置の圧力媒体制御のための制御弁は公知である。

この種の制御弁においては、第５図に示すように、制御
弁ピストン４０がその中立位置からいずれかの作動位置
へ向かって変位を開始すると「制御弁ピストン４０の制
御エッジが弁箱４１の側のエッジとの間で圧力媒体を絞
め始め、遂にはその流れをしや断する。ところで、制御
弁ピストン４０のランド‘こ対向して弁箱４１の側に設
けられる環状みぞ４２の閉口部はランドの幅との関連で
正確な幅および位層をもたせるために切削によって形成
される（弁箱４１を鋳造したままでは正確な寸法を得る
のが困難であるため、鋳造後切削加工を施す）ので、環
状溝内には第５図に４３で示すような段面が形成され、
環状溝４２と段面４３の境界部に鋭い綾部４４が残され
ることになる。

すなわち、孔の内蓬部を旋盤等で施削加工するには、ま
ず段面４３の深さをもつ所要幅の環状溝を切削した後、
この環状溝をその幅のまま深く切削して弁箱４１の強度
を弱めないように、環状溝の底面の幅より狭い地の環状
みぞ４２を切削することになるが、このように通常の施
削加工方法で環状みぞ４２を刃物により切込み成形する
と、段面４３と鋭い綾部４４が当然残されることになる
。そして、圧力媒体が図示のように制御エッジで絞られ
始めると、最初は比較的軸方向の成分をもって流れてい
た圧力媒体は急速に半径方向へかう成分をもって流れる
ようになり、半径方向外方へ向かう媒体の流れが図示の
ように段面４３に衝突した後段面の綾部４４をかすめて
矢印のように進む。このように流体流れ込む空間に鋭い
縁部があると、その縁部背後にカールマン渦として知ら
れる渦が発生し、許容できない程大きな吹笛騒音が発生
する。動力かじ取装置等におけるこの種の騒音は好まし
くない。一方、吹笛騒音の発生の原因である鋭い縁部４
４に丸みをつければ吹笛騒音のレベルはある程度減少す
るが、騒音を完全になくしてしまうことはできない。し
かも、油が高い速度で空間内に流入するとキャビテーシ
ョンが発生し、小さな真空気泡が生じ、これも騒音のも
とになる。よって、本発明の目的は、自動車の運転者等
が制御弁操作時に発生する吹笛騒音によって煩わされる
ことのないように無騒音で作動する、動力かじ取装置等
に用いる制御弁を得ることにある。

本発明によれば、弁箱中に軸方向に摺動自在に支持され
た分配弁と、制御弁ピストンとを有し、この制御弁ピス
トンは、中立位置から作動位置へ２方向に摺動自在とさ
れるとともに、その３つの制御ランドの間にかじ取装置
の圧力調節のための２つの制御みぞを有し、各作動方向
に関して、制御弁ピストンの作動側制御エッジに、２つ
の流入みぞから中間部の１つの戻りみぞへ向って流れる
圧力媒体のための２つの絞り部が形成されている、特に
自動車用流体かじ取装置の圧力媒体制御のための制御弁
において、一方の制御みぞの軸万向に関して外側に位置
する制御エッジにある第１の絞り個所が、他方の制御み
ぞの軸方向に関して内側に位置する制御エッジにある第
２の絞り個所に比し、より大きい初期絞り横断面積を有
するようにされる。以下、図面を参照して本発明の実施
例を説明する。

第１図に示すように、自動車用流体かじ取袋魔は、主と
して、サーボポンプ１、制御弁菱瞳２、制御ポンプ３、
かじ取用サーボモータ４、圧力媒体タンク５および付属
導管から成っており、制御弁装置２の弁箱６内には、分
配弁ピストン７のほかに制御弁ピストン８（以下、単に
弁ピストン８と略記する）が軸方向に摺動変位可能に挿
入されている。

弁ピストン８の移動は操作突起９を介して行なわれる。

弁ピストン８の外周には、圧力調整のための２つの環状
制御みぞ１０および１１、その間の１つの中央制御ラン
ド１２、ならびに２つの外側制御ランド１３および１４
が形成される。中央制御ランド１２は第２図に示すよう
に２つの制御エッジ１５および１６を有している。外側
制御ランド１３および１４の制御みぞ１０および１１に
隣接する部分には内側制御エッジ１７および１８が形成
されている。弁箱６内には、サーボポンプ１の圧力側と
連結される２つの流入みぞ１９および２０、ならびに圧
力媒体タンク５と連絡される１つの戻りみぞ２１が設け
られる。

外側制御ランド１３および１４の内側制御エッジ１７お
よび１８には、リング状面取り縁２２および２３が形成
され、比較的大きい初期絞り横断面積の第１の絞り個所
が流入みぞ１９および２０のエッジとの間に設けられて
いる。

これらのリング状面取り縁には、それらの軸方向の全長
にわたって一定の円すし、角をもたせるか、あるいは異
なる円すし、角を有する数個のセクションにより形成し
、これによって単一のＩＪング面取り縁または分割され
た面取り縁を構成する。中央制御ランド１２の制御エッ
ジ１５および１６には、４・面状切除部２４および２５
が設けられ、これにより比較的小さい初期絞り横断面積
を有する第２の絞り値砺坊が形成される。小面状切除部
２４および２５の軸方向長さは、リング状面取り縁２２
および２３の麹方向長さの２倍に等しくされる。

第２図および第３図に示すように、４・面状切除部２４
および２５は、弁ピストン８の軸０に平行をなす第１の
面部分２６と弁ピストンの軸′Ｄ‘こ対し頚斜している
第２の面部分２７とからなる２段の面として構成され、
部分２７の端部には立上り端末面２８が形成されている
。弁箱の流入みぞ１９，２０および戻りみぞ２１の関口
部は、その軸方向の正確な寸法と位置を得るために、第
５図について前述したとと同様に切削加工により形成さ
れ、これによって関口部に段面と鋭い縁部が形成されて
いる。

第４図には本発明の他の実施例を示す。

この実施例では前記小面状切除部２４および２５の代り
に、敵方向に分割されたりング状面取り縁２９および３
０が設けられ、これによって第２の絞り個所が形成され
る。この第２の絞り個所方、第１の絞り個所に比し初期
絞り横断面積が４・さくされている。次に、以上の説明
した制御弁の作用を説明する。

いま、かじ取操作により、操作突起９を介して制御弁ピ
ストン８が第２図の中立位置から例えば右方へ僅かに変
位したと仮定する。

中立位置に近いこの初期の変位状態では、制御エッジ１
７に設けられている第１の（外側）絞り個所２２の絞り
断面積の方が制御エッジ１６に設けられている第２の（
内側）絞り個所２５の絞り断面積より大きい。したがっ
て、流入みぞ１９および２０から第１の絞り個所２２と
第２の絞り個所２５を経て戻りみぞ２１へ流れる圧力媒
体は、第１絞り個所２２で第２絞り個所２５におけるよ
り多い流量をもつことになる。そして、第１絞り個所２
２では圧力媒体は流入みぞ１９から弁ピストンのみぞ１
０内へ向かって半径方向内向きの成分をもって流れ、第
２絞り個所２５では、圧力媒体は弁ピストンのみぞ１１
内から戻りみぞ２１へ向かって半径方向外向きの成分を
もって流れる。

ところで、既に述べた圧力媒体の半径方向流による吹笛
騒音は、媒体が流れ込むみぞに鋭い縁部をもった流体衝
突面が存在する場合に発生し易いが、第１絞り個所２２
を経て半径方向内方へ向かってみぞＨＯ内へ流れ込む媒
体は、みぞ１０内に吹笛音の原因となる鋭い縁部がない
ため吹笛騒音を発生させることがない。したがって、第
１絞り個所２２でより多い内向き流があってもそれは騒
音発生の原因にはならない。一方、第２絞り個所２５を
経て半経方向外方へ向かう媒体の流量は、大きい横断面
積の第１絞り個所２２を経て多量の媒体が流れているた
め少なく、しかも未だあまり絞られていないので媒体の
流速が遅いことにより、第２絞り個所２５，１６に半径
方向外方へ向かう媒体流が衝突する鋭い縁部のある段面
が存在していても笛吹音は発生しない。この状態が続き
つつ弁ピストン８がさらに右方へ変位すると、図示の実
施態様の場合には、第１の絞り個所２２が、流入みぞ１
９から戻りみぞ２１への圧力媒体の流れをまず遮断する
。一方、第２の絞り個所２５の図示のごとき設計により
、右側の流入みぞ２０から戻りみぞ２１への圧力媒体の
流れは遮断されない。したがって、圧力媒体供給側から
タンク５の側への媒体の流れは全体的にみてかなり減少
するが断たれることはない。すなわち、制御エッジ１６
に設けられ相対的に小さい絞り断面積を有する第２の絞
り個所２５は運通状態を保つので、圧力側からタンク５
側への圧力媒体の流れは、第１の絞り個所２２が全閉す
ることによって第２の絞り個所２５の４・さし、絞り断
面積のために上述のように全体的に流量が減少するが流
れは断たれない。第２の絞り個所２２が絞られる直前に
は絞り作用で流速が高くなるので、従来の制御弁では笛
吹音が発生し易かったが、本発明では上述のように第２
絞り個所２５の絞り作用が高くなる時までに、吹笛音の
発生するおそれのない第１絞り個所２２を経て大部分の
媒体を戻りみぞ２１内へ送込んでしまっているので、こ
の時点で第２絞り個所２５を通る媒体の量は少なく、し
たがってその勢いは吹笛作用を生じさせる程強くはない
ので吹笛音の発生は防止される。

なお、図示の実施例のように第２絞り個所を鞠方向に沿
う小面状切除部２５として形成すると、戻りみぞ２１内
へ流入する媒体は衝突段面を避けて通り易くなり、騒音
は一層発生しにくくなる。

また、小面状切除部２５の立上り端末面２８は面２６，
２７に沿って流れる圧力媒体流を遮ってその流速を低下
させ、騒音の発生をおさえる機能を有する。制御弁ピス
トン８がさらに右方へ変位すると、図示の実施態様では
、第２の絞り個所２２も遂には全開される。

以上に実施例について述べたように、本発明では、吹笛
騒音の発生のない半径方向内向き流をもつ第１の絞り個
所については初期絞り断面積を大きくして大流量の圧力
媒体を早期に流し、吹笛騒音の発生し易い半径方向外向
き流をもつ第２の絞り個所が流れを絞り始める時点では
該催眠薪での圧力媒体流の勢いがキヤビテーションが発
生せずかつ笛吹き作用を行なえない程度に弱くなるよう
にしたことによって、制御弁における騒音の発生を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御弁を備えた流体かじ取装置の縦断
面図、第２図は９０ｏ回転された制御弁ピストンと弁箱
とを示す第１図の要部拡大断面図、第３図は第２図のｍ
−ｍ線による断面図、第４図は第２図の変形実施例を示
す図、第５図は騒音の発生原理の説明図である。 １……サーボポンプ、２・・・・・・制御弁装置、３…
・・・制御ポンプ、４…・・・サーボモータ、５・・・
・・・圧力媒体タンク、６・・・・・・弁箱、７・・・
・・・分配弁ピストン、８…・・・制御弁ピストン、９
・…・・操作突起、１０，１１……制御みぞ、１２……
中央制御ランド、１３，１４……外側制御ランド、１５
，１６，１７，１８……制御エッジ、１９，２０……流
入みぞ、２１・・・・・・戻りみぞ、２２，２３・・・
・・・第１の絞り個所、２４，２５……第２の絞り個所
（小面状切除部）。 ＦＩＧ．ｌ ＦＩＧ．２ ＦＩＩＧ．３ ＦＩＧ，４ ＦＩＧ．５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弁箱中に軸方向に摺動自在に支持された分配弁と、
   制御弁ピストンとを有し、この制御弁ピストンは、中立
   位置から作動位置へ２方向に摺動自在とされるとともに
   、その３つの制御ランドの間にかじ取装置の圧力調節の
   ための２つの制御みぞを有し、各作動方向に関して、制
   御弁ピストンの作動側制御エツジに、２つの流入みぞか
   ら中間部の１つの戻りみぞへ向つて流れる圧力媒体のた
   めの２つの絞り部が形成されている。 特に自動車用流体かじ取装置の圧力媒体制御のための制
   御弁において、一方の制御みぞ１０または１１の軸方向
   に関して外側に位置する制御エツジ１７または１８にあ
   る第１の絞り個所が、他方の制御みぞ１１または１０の
   軸方向に関して内側に位置する制御エツジ１６または１
   ５にある第２の絞り個所に比し、より大きい初期絞り横
   断面積を有していることを特徴とする制御弁。