JPH0553996B2 - - Google Patents

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JPH0553996B2
JPH0553996B2 JP13624584A JP13624584A JPH0553996B2 JP H0553996 B2 JPH0553996 B2 JP H0553996B2 JP 13624584 A JP13624584 A JP 13624584A JP 13624584 A JP13624584 A JP 13624584A JP H0553996 B2 JPH0553996 B2 JP H0553996B2
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JP
Japan
Prior art keywords
electrostrictive element
electrostrictive
controller
spool
switching valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP13624584A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6117705A (en
Inventor
Seiji Komamura
Bunichi Sugimoto
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KYB Corp
Original Assignee
Kayaba Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kayaba Industry Co Ltd filed Critical Kayaba Industry Co Ltd
Priority to JP13624584A priority Critical patent/JPS6117705A/en
Publication of JPS6117705A publication Critical patent/JPS6117705A/en
Publication of JPH0553996B2 publication Critical patent/JPH0553996B2/ja
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  • Multiple-Way Valves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、パワーステアリング、シヨツクアブ
ソーバ又はその他のコントロールバルブにおける
切換バルブ機構に関し、その目的とする所は、軽
量、小形、応答性、安価等の諸要件を満足する優
れた切換バルブ機構を提供するにある。
[Detailed description of the invention] (a) Industrial application field The present invention relates to a switching valve mechanism for power steering, shock absorber, or other control valves, and its objectives are to provide a switching valve mechanism that is lightweight, compact, responsive, and inexpensive. The purpose of the present invention is to provide an excellent switching valve mechanism that satisfies the following requirements.

(ロ) 従来の技術 従来、切換バルブ機構としては、バルブの作動
を司どるアクチユエータを介してバルブを駆動す
るようにしていることは周知の通りである。例え
ば、特開昭55−44013号のパワーステアリング装
置においては、切換バルブ駆動源としてモータ及
びソレノイドを使用しているもので、アクチユエ
ータが複雑で大型となり、高価となり易い。
(b) Prior Art It is well known that conventional switching valve mechanisms drive valves via actuators that control the operation of the valves. For example, in the power steering device disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 55-44013, a motor and a solenoid are used as the switching valve driving source, and the actuator is complicated, large, and likely to be expensive.

また、特開昭55−65741号の緩衝器は、モータ
を利用してオリフイスの調整を行うものであり、
機構が複雑となり、同様に大型且つ高価となつ
た。
Furthermore, the shock absorber disclosed in JP-A No. 55-65741 uses a motor to adjust the orifice.
The mechanism became complicated, and likewise large and expensive.

更に、上記のようなアクチユエータの代りに実
願昭58−189928号(本出願人と同一出願人)の油
圧緩衝器のアクチユエータにおいては、形状記憶
合金を使用して、その変形により切換えを行うよ
うにしたが、この場合には形状記憶合金の応答性
に難点があり、使用場所が限定される。
Furthermore, instead of the above-mentioned actuator, the hydraulic shock absorber actuator of Utility Application No. 189928/1989 (same applicant as the present applicant) uses a shape memory alloy to perform switching by deformation. However, in this case, the responsiveness of the shape memory alloy is difficult, and the places where it can be used are limited.

以上のような切換バルブ機構を改良するために
圧電板を二枚貼り合せたバイモルフ型電歪素子、
複数個の圧電板を積層した積層型電歪素子或は磁
化による寸法変化を生ずる磁歪素子等をアクチユ
エータとして使用することも考えられたが、何れ
もアクチユエータとしてバルブ外の外部から作動
を行われるものであり、それだけ大型とならざる
を得ない。
In order to improve the switching valve mechanism as described above, a bimorph type electrostrictive element made by bonding two piezoelectric plates,
It has been considered to use a laminated electrostrictive element made by laminating multiple piezoelectric plates or a magnetostrictive element that causes dimensional changes due to magnetization as an actuator, but in both cases, the actuator is actuated from outside the valve. Therefore, it has to be that much larger.

(ハ) 発明が解決しようとする課題 以上述べた各種の実施例から明らかなように切
換バルブ機構におけるアクチユエータは必須のも
のであり、アクチユエータを如何に小型に形成し
てもアクチユエータ自体を排除することは出来な
い現況である。
(c) Problems to be Solved by the Invention As is clear from the various embodiments described above, the actuator in the switching valve mechanism is essential, and no matter how small the actuator is made, the actuator itself cannot be eliminated. The current situation is that it is not possible.

本発明は、バルブ自体を形成する素材を電歪素
子又は電歪樹脂を使用し、バルブ自体を伸縮する
ことによつてバルブの切換を行うようにしたもの
で、バルブ自体に所要の電圧を加えることによつ
て、その変形を行わせ、所要のオリフイス、通路
等の開閉、流量の規制等を行わせるようにしたも
ので、バルブに荷電するリード線を除いては、外
的付加物を全く無くしたものである。
The present invention uses an electrostrictive element or an electrostrictive resin as the material forming the valve itself, and switches the valve by expanding and contracting the valve itself, and applies a required voltage to the valve itself. The valve is designed to be deformed to open and close the required orifices and passages, regulate the flow rate, etc., and does not require any external additions, except for the lead wire that charges the valve. It's what I lost.

(ニ) 課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明の切替バル
ブ機構は、電歪素子を絶縁体で区画するとともに
これら各区画をコントローラに接続し、該コント
ローラからの制御電圧が印加されたとき一区画の
電歪素子が収縮すると同時に隣接した他の区画が
伸長する伸縮動作が生じて電歪素子全体としては
伸縮方向の長さを一定に維持する制御が行われる
ように構成したのである。
(d) Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the switching valve mechanism of the present invention partitions the electrostrictive element with an insulator, connects each of these partitions to a controller, and controls the switching valve mechanism from the controller. When a voltage is applied, one section of the electrostrictive element contracts and at the same time another adjacent section expands and contracts, so that the electrostrictive element as a whole is controlled to maintain a constant length in the direction of expansion and contraction. It was constructed as follows.

(ホ) 作用 これを添付図面中の第1図のパワーステアリン
グ用バルブについて説明すると、スプール1とハ
ウジング(又はスリーブ)3とは、スプール1の
両端において互に拘束固定される。
(e) Effect This will be explained with respect to the power steering valve shown in FIG. 1 in the attached drawings. The spool 1 and the housing (or sleeve) 3 are restrained and fixed to each other at both ends of the spool 1.

スプール1は電歪素子2A,2Bが絶縁体2C
を介して積層されている。
Spool 1 has electrostrictive elements 2A and 2B as insulator 2C.
are laminated through.

4はコントローラで、その信号端子5に変位信
号(例えば電圧)が与えられると、それに応じた
電歪素子制御用電圧が出力端子6、出力端子7よ
り出される。
4 is a controller, and when a displacement signal (for example, voltage) is applied to its signal terminal 5, an electrostrictive element control voltage corresponding to the displacement signal is outputted from output terminals 6 and 7.

この場合スプール1を右に移動させるには、電
歪素子2Bが縮み、同2Aが伸びるように所要の
電圧がコントローラ4から送られるもので、この
ときスプール1の全長が変化しないように電圧を
調整するものでこの動きによつて所要通路即ちポ
ンプ圧力通路P、タンク通路Tの関係規制を行う
ものである。
In this case, in order to move the spool 1 to the right, the controller 4 sends the required voltage so that the electrostrictive element 2B contracts and the electrostrictive element 2A extends. This movement is used to regulate the relationship between the required passages, that is, the pump pressure passage P and the tank passage T.

従つてスプール1を機械的に作動させる附属機
構を全く必要とせず、コントローラ4は離れた適
切な位置に配置すればよく、更に電歪素子は応答
性において良好であり、バルブ機構としては、こ
れ以上の小型のものを望むことは不可能である。
Therefore, there is no need for an auxiliary mechanism to mechanically actuate the spool 1, and the controller 4 only needs to be placed at an appropriate remote location.Furthermore, the electrostrictive element has good responsiveness, and as a valve mechanism, this It is impossible to desire something smaller than this.

(ヘ) 実施例 第2図は、第1図の電歪素子2A,2Bを電歪
樹脂2A′,2B′としたもので、作用は第1図示
の場合と同様であるから説明を省略する。
(F) Embodiment In FIG. 2, the electrostrictive elements 2A and 2B in FIG. 1 are replaced with electrostrictive resins 2A' and 2B', and the operation is the same as that shown in FIG. 1, so the explanation will be omitted. .

第3図は、第1,2図のハウジング3をバルブ
スリーブとし、スプール1を形成する電歪素子2
A,2Bと同様に前記バルブスリーブ3′を電歪
素子3A,3B(又は電歪樹脂)で形成し、伸縮
方向をスプール1側の電歪素子2A,2Bと夫々
反対方向に作動するように規制すれば、変位を2
倍とすることができる。
FIG. 3 shows an electrostrictive element 2 forming the spool 1 using the housing 3 of FIGS. 1 and 2 as a valve sleeve.
Similarly to A and 2B, the valve sleeve 3' is formed of electrostrictive elements 3A and 3B (or electrostrictive resin), and is configured to expand and contract in the opposite direction to that of the electrostrictive elements 2A and 2B on the spool 1 side, respectively. If it is regulated, the displacement can be reduced to 2
It can be doubled.

(ト) 発明の効果 以上述べた如く本発明によれば、バルブ自体を
電歪素子又は電歪樹脂で形成し、これに正逆方向
の電圧を加えることによつて所要の作動を得るも
のであるから、従来の外部から機械的に作動させ
る構成とは考え方を異にしたもので、コンパクト
化、軽量化に優れ、取付スペースの節減を可能に
すると共にバルブ自体の物性的変化によつて作動
するため、作動が確実で信頼性が高く、応答性も
良好であり、従来のものに比すればきわめて有用
性に富む優れた特徴を具有し、各種のバルブに利
用し得るものである。
(G) Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the valve itself is formed of an electrostrictive element or an electrostrictive resin, and the desired operation can be obtained by applying voltages in the forward and reverse directions to this. This concept is different from the conventional structure that operates mechanically from the outside.It is compact and lightweight, saves installation space, and is operated by changes in the physical properties of the valve itself. Therefore, it has reliable operation, high reliability, and good response, and has excellent features that are extremely useful compared to conventional valves, and can be used in various valves.

さらに、従来においては、電歪素子が急激に伸
びるときは、該電歪素子のマスが慣性負荷になる
ため、素子内部は圧縮応力が発生し、急激に縮む
ときは、同じくマスが慣性負荷となるため、素子
内部に引張応力が発生するのである。
Furthermore, conventionally, when an electrostrictive element suddenly expands, the mass of the electrostrictive element becomes an inertial load, which generates compressive stress inside the element, and when it suddenly contracts, the mass also becomes an inertial load. Therefore, tensile stress is generated inside the element.

一般的には、素子は薄い素子を多く積層(界面
は電極)してあるため、大きな引張応力が発生す
ると、ここから層間剥離破壊に至るのである。ま
た積層形でない一体形の場合でも内部に層状の亀
裂が生ずる畏れがある。
Generally, an element is made up of many thin elements laminated (the interface is an electrode), so if a large tensile stress is generated, this will lead to delamination failure. Furthermore, even in the case of an integral type that is not a laminated type, there is a risk that cracks in the layers may occur inside.

然し乍ら、本願発明においては、コントローラ
から制御電圧が引加されたとき一区画の電歪素子
が収縮すると同時に隣接した他の区画が伸長する
伸縮動作が生ずるので、一区画が急激に縮み引張
応力が発生するときでも、他の区画が慣性負荷を
減らす(アシストする)方向に働くため、前記の
場合より応力が下がるのである。
However, in the present invention, when a control voltage is applied from the controller, an expansion/contraction operation occurs in which one section of the electrostrictive element contracts and simultaneously another adjacent section expands, so one section suddenly contracts and tensile stress is generated. Even when this happens, other sections work to reduce (assist) the inertial load, so the stress is lower than in the above case.

従つて、前記と同じ応答の場合には素子の耐久
性が、また応力が同じ場合は応答性を上昇するこ
とが可能になるという効果がある。
Therefore, there is an effect that the durability of the element can be increased when the response is the same as described above, and the responsiveness can be increased when the stress is the same.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はパワーステアリング用切換バルブの一
実施例を示す要部の断面図、第2図は他の実施例
を示す同要部の断面図、第3図は第3の実施例を
示す要部の断面図である。 1……スプール、2A,2B……電歪素子、2
C……絶縁体、4……コントローラ。
Fig. 1 is a sectional view of the main parts of one embodiment of the power steering switching valve, Fig. 2 is a sectional view of the same main parts of another embodiment, and Fig. 3 is the main part of the third embodiment. FIG. 1... Spool, 2A, 2B... Electrostrictive element, 2
C...Insulator, 4...Controller.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 パワーステアリング、シヨツクアブソーバそ
の他機器の作動を制御するコントロールバルブの
スプール又はハウジングの少なくとも一方を電歪
素子で構成してなるものにおいて、前記電歪素子
を絶縁体で区画するとともにこれら各区画をコン
トローラに接続し、該コントローラからの制御電
圧が印加されたとき一区画の電歪素子が収縮する
と同時に隣接した他の区画が伸長する伸縮動作が
生じて電歪素子全体としては伸縮方向の長さを一
定に維持する制御が行われるように構成したこと
を特徴とする切替バルブ機構。
1.In a control valve that controls the operation of power steering, shock absorber, and other equipment, at least one of the spool or the housing is composed of an electrostrictive element, and the electrostrictive element is divided by an insulator, and each of these divisions is controlled by a controller. When a control voltage from the controller is applied, one section of the electrostrictive element contracts and at the same time another adjacent section expands, causing an expansion/contraction operation, and the length of the electrostrictive element as a whole in the expansion/contraction direction. A switching valve mechanism characterized in that it is configured to perform control to maintain a constant state.
JP13624584A 1984-06-30 1984-06-30 Mechanism of changeover valve Granted JPS6117705A (en)

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