JPH0680354B2

JPH0680354B2 - 切換弁

Info

Publication number: JPH0680354B2
Application number: JP60253923A
Authority: JP
Inventors: 清二駒村; 好一茅野; 文一杉本
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1985-11-13
Filing date: 1985-11-13
Publication date: 1994-10-12
Anticipated expiration: 2009-10-12
Also published as: JPS62113975A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、パワーステアリング装置に用いるのに最適
な切換弁に関する。

（従来の技術）第７、８図は、パワーステアリング装置に用いた従来の
切換弁を示したものである。

上記パワーステアリング装置は、ステアリングシャフト
に連結した入力軸１にピニオン２を形成するとともに、
このピニオン２をラック３にかみ合わせ、さらに、この
ラック３の両端を、図示していないパワーシリンダ、サ
イドロッド及びナックルアームを介して車輪に連係して
いる。

そして、上記入力軸１には揺動レバー４を設けるととも
に、この揺動レバー４の先端を、切換弁Ｖのスプール５
の挿入孔６に挿入している。

上記のようにした切換弁Ｖのスプール５は、スプリング
７の作用で、通常は図示の中立位置を保持しているが、
このスプール５が上記スプリング７に抗して軸方向に移
動すると、図示していないパワーシリンダの一方の室を
ポンプに連通させ、他方の室をタンクに連通させる。

しかして、図示していないハンドルを操作して入力軸１
を左右いずれかの方向に回転させると、ピニオン２も回
転するが、このとき車輪の接地抵抗が大きいためにラッ
ク３が移動せず、その分、ピニオン２が転がり移動す
る。

このピニオン２が転がり移動すれば、入力軸１が左右に
移動するとともに、揺動レバー４も支点８を中心に揺動
する。この揺動レバー４の揺動にともなって、スプール
５がスプリング７に抗して軸方向に移動し、上記したよ
うにパワーシリンダを動作し、操舵力をパワーアシスト
する。

（本発明が解決しようとする問題点）上記のようにした従来の切換弁では、入力軸１に関連し
てスプール５を切換えるので、ピニオン２とラック３を
収納したギヤボックス９に当該切換弁Ｖを設けなければ
ならない。

つまり、この従来の切換弁では、その配設位置が自ずと
決められてしまうので、例えばパワーステアリング装置
に用いた場合にはエンジンルームのレイアウトの自由度
が損なわれる等の問題があった。

また、この従来の切換弁は、入力軸１に揺動レバー４を
設けるようにしたので、例えば、当該揺動レバーの支
点、力点及び重点の位置関係を自由に定めることができ
ないという問題もあった。

この発明の目的は、入力軸等とは無関係に配設可能に
し、しかも、当該車両の走行条件等に応じて、切換え制
御でき、同時に絞り作用を備えた切換弁を提供すること
である。

（問題点を解決する手段）この発明は、上記の目的を達成するために、作動流体が
流入する流入ポートと、この作動流体を排出する排出ポ
ートと、アクチュエータに連通するアクチュエータポー
トとを形成したケーシングに、弁体を軸方向に移動可能
に内装するとともに、上記流入ポートとアクチュエータ
ポートとを連通させる通路過程にそれぞれシート部を設
け、このシート部を可変絞りとする切換弁を前提とす
る。

そして、弁体のロッド部が、それに印加する電圧に応じ
て伸縮する一対の電歪素子と、それらの中間部に設けた
絶縁材からなる絶縁体部とを備えるとともに、当該ロッ
ド部の絶縁体部を絶縁材よりなる固定体を介して、上記
ケーシングに固定し、一対の電歪素子の、一方の電歪素
子が伸張したときには、他方の電歪素子が収縮すること
を特徴とするものである。

（本発明の作用）この発明は、上記のように構成したので、電歪素子が伸
縮することによって、当該弁体に設けたロッド部が見掛
け上移動し、上記シート部を開閉することになる。

また、電歪素子の伸縮長は、印加電圧により変化するの
で、シート部の開口率も変化し、可変絞りとしても作用
する。

（本発明の効果）この発明の切換弁によれば、その駆動機構を内蔵してい
るので、当該切換弁を設置するだけのスペースが確保さ
れれば、どのようなところにも取り付けることができ
る。

したがって、前記従来のように入力軸との関係で取り付
け位置が制約されることもなく、しかも、駆動機構を特
別に設けなくてもよいので、その駆動機構の分だけ取り
付けスペースが少なくて済む。

また、印加電圧によって、容易に絞り量を制御すること
もできる。

（本発明の実施例）第１図に示した第１実施例のケーシングａには、その中
心部分に流入ポート10を形成するとともに、この流入ポ
ート10を第１中継室11に直接連通させている。

上記第１中継室11は、ケーシングａの軸線方向に形成し
た通孔12、13を介して第２中継室14、15に連通するとと
もに、上記軸線方向両端に形成した排出ポート16、17
を、この第２中継室14、15に直接連通させている。

また、上記第２中継室14、15には、アクチュエータポー
ト18、19を連通させているが、このアクチュエータポー
ト18、19のそれぞれは、図示していないパワーシリンダ
の作用室に連通させている。

上記のようにしたケーシングａには弁体ｂを内装してい
るが、この弁体ｂは、ロッド部ｃの両端に第１ポペット
部20,21を設けるとともに、この第１ポペット部20,21と
の間にスリーブ22、23を介在させて第２ポペット部24、
25を設けている。そして、当該弁体ｂの最外端に位置す
る第１ポペット部20、21を、前記排出ポート16、17のシ
ート部26、27に対向させ、この第１ポペット部20、21よ
りも内側に位置する第２ポペット部24、25を、通孔12、
13のシート部28、29に対向させている。

上記のように第１、２ポペット部を設けたロッド部ｃ
は、その中央に絶縁体部30を設けるとともにに、この絶
縁体部30を同じく絶縁材からなる固定体31で固定してい
る。

そして、上記絶縁体部30の両側を一対の電歪素子32、33
で構成するとともに、これら電歪素子32、33をコントロ
ーラ34に接続している。このようにした電歪素子には、
コントローラ34から出力される電気信号としての電圧が
印加され、一方の電歪素子が伸張するときは、他方の電
歪素子が収縮するようにしている。つまり、ロッド部ｃ
全体としては、見掛け上、伸張する電歪素子側に移動し
たようになる。

いま、電歪素子32、33に電圧が印加されずに、弁体ｂが
図示の中立位置を保っているときは、流入ポート10が、
第１中継室11→通孔12、13→第２中継室14、15を経由し
て排出ポート16、17に連通するもので、いわゆるオープ
ンセンタ型としている。

しかして、弁体ｂが上記中立位置にある状態から、電歪
素子32、33にコントローラ34からの出力信号である電圧
を印加すると、その電歪素子が伸縮する。そして、い
ま、一方の電歪素子32を伸張させ、他方の電歪素子33を
収縮させたとすると、ロッド部ｃは、ポペット部20で排
出ポート16のシート部26を閉じるとともに、ポペット部
25が通孔13のシート部29を閉じる。これに対して、ポペ
ット部24、21は、シート部28、27から一層離れ、通孔12
と排出ポート17とを開状態に保つ。

したがって、流入ポート10に供給された作動流体は、通
孔12→シート部28→第２中継室14→アクチュエータポー
ト18を経由して、図示していない前記パワーシリンダの
一方の作用室に供給される。

このとき上記パワーシリンダの他方の作用室内の作動流
体は、アクチュエータポート19→第２中継室15→シート
部27→排出ポート17を経由して排出されるので、パワー
シリンダのピストンは、第１図右方向に移動する。

また、上記とは逆に、他方の電歪素子33を伸張させ、一
方の電歪素子32を収縮させると、今度は、ポペット部24
がシート部28を閉じるとともに、ポペット部21がシート
部27を閉じる。これに対して、ポペット部20、25は、シ
ート部26、29から一層離れ、通孔13と排出ポート16とを
開状態に保つ。

したがって、流入ポート10に供給された作動流体は、通
孔13→シート部29→第２中継室15→アクチュエータポー
ト19を経由して、パワーシリンダの他方の作用室に供給
される。

このときパワーシリンダの他方の作用室内の作動流体
は、アクチュエータポート18→第２中継室14→シート部
26→排出ポート16を経由して排出される。

第２図に示した第２実施例は、ケーシングａに内装した
弁体ｂを、第１バルブ39と第２バルブ40とで構成したも
のである。

上記第１バルブ39は、その両端に形成したポペット部4
1、42を、ケーシングａの両外側に形成したスプリング
室43、44に臨ませるとともに、このポペット部41、42の
外側面に接触させたばね受け45、46とスプリング室43、
44との間にスプリング47、48を介在させ、通常、第１バ
ルブ39が図示の位置を保ち、シート部49、50を開状態に
維持する。

そして、上記のようにした第１バルブ39には、流入ポー
ト10に常時連通する中継室51を形成するとともに、この
中継室51内の軸線方向両端部分にシート部52、53を形成
している。

さらに、上記中継室51内には第２バルブ40を設けている
が、この第２バルブ40は、そのロッド部ｃの中央に絶縁
体部54を設け、この絶縁体部54を、同じく絶縁材で構成
した固定体55でケーシングａに固定している。

上記のようにした絶縁体部54の両側には、電歪素子56、
57を設けるとともに、この電歪素子56、57の先端にポペ
ット部58、59を設けている。このロッド部ｃに設けた電
歪素子56、57は、前記第１実施例と同様にコントローラ
34からの電気信号に応じて伸縮するが通常は図示の中立
位置を保ち、ポペット部58、59がシート部52、53から離
れてそれを開くようにしている。

したがって、第２バルブ40が中立位置に保持されている
と、第１バルブ39もスプリング43、44の作用で図示の中
立位置を保つが、このように第１、２バルブ39、40が中
立位置を保持しているときには、流入ポート10に流入し
た作動流体が、中継室51→シート部52、53→連通孔60、
61→シート部49、50→スプリング室43、44を経由して排
出ポート16、17から排出される。

上記の状態から例えば一方の電歪素子56を伸張させ、他
方の電歪素子57を収縮させれば次のようになる。

すなわち、ポペット部58がシート部52を閉じるととも
に、上記電歪素子56の伸張力で第１バルブ39をスプリン
グ47に抗して図面左方向に移動させる。

このように電歪素子が伸縮するとともに、第１バルブ39
が移動すると、シート部50と52が閉じ、シート部49と53
が開く。

したがって、流入ポート10から流入した作動流体は、中
継室51→シート部53→連通孔61→アクチュエータポート
19を経由して、前記第１実施例と同様のパワーシリンダ
の一方の作用室に供給される。

また、パワーシリンダの他方の作用室の作動流体は、ア
クチュエータポート18→シート部49→スプリング室43を
経由して排出ポート16から排出される。

反対に、他方の電歪素子57を伸張させ、一方の電歪素子
56を収縮させると、そのポペット部59がシート部53に密
着して当該シート部53を閉じるとともに、電歪素子57の
伸張力の作用で、第１バルブ39がスプリング48に抗して
右方向に移動し、ポペット部41でシート部49を閉じると
ともに、シート部49が一層開かれる。

したがって、流入ポート10から流入した作動流体は、中
継室51→シート部52→連通孔60→アクチュエータポート
18を経由して、パワーシリンダの他方の作用室に供給さ
れる。

また、パワーシリンダの一方の作用室の作動流体は、ア
クチュエータポート19→シート部50→スプリング室44を
経由して排出ポート17から排出される。

第３図に示した第３実施例は、ケーシングａ内に、２つ
に分割した第１バルブ62、63と、これら第１バルブ間に
設けた第２バルブ64とを内装してなるものである。

すなわち、上記第１バルブ62、63は、その円筒部65、66
を軸線方向に摺動自在にするとともに、その外端に形成
したポペット部67、68をスプリング室69、70に臨ませて
いる。

そして上記スプリング室69、70に設けたスプリング71、
72の作用で、通常は、上記ポペット部67、68がシート部
73、74に圧接するようにしている。

また、上記第１バルブ62、63の円筒部65、66間に位置さ
せた第２バルブ64は、ロッド部ｃの中央に設けた絶縁体
部75、同じく絶縁材からなる固定体76でケーシングａに
固定している。

そして、上記絶縁体部75の両側を電歪素子77、78で構成
するとともに、この電歪素子77、78の先端にポペット部
79、80を設けている。このようにした電歪素子77、78
は、前記した各実施例と同様に、コントローラ34からの
電気信号が応じて伸縮する。

上記のようにした第１、２バルブは、通常は図示の中立
位置を保つが、この中立位置においては、第１バルブ6
2、63のポペット部67、68がシート部73、74を閉じると
ともに、第２バルブ64のポペット部79、80で円筒部65、
66に形成したシート部81、82を閉じるようにしている。

上記のように第１バルブ62、63及び第２バルブ64を内装
したケーシングａは、その軸線方向両端に流入ポート8
3、84を形成するとともに、上記シート部73、74の内側
にアクチュエータポート18、19を形成している。また、
この第１バルブ62、63の円筒が対向する中継室85は、排
出ポート86に連通させている。

なお、図中符号87、88は、第１バルブ62、63の円筒部6
5、66に形成した連通孔である。

いま、図示の第２バルブ64の一方の電歪素子77を伸張さ
せ、他方の電歪素子78を収縮させると次のようになる。

すなわち、一方の第１バルブ62が上記電歪素子77の伸張
力の押されるので、スプリング71に抗して図面左方向に
移動し、シート部73を開き、他方の電歪素子78は収縮し
てシート部82を開く。

したがって、一方の流入ポート83に流入した作動流体
は、スプリング室69→シート部73→アクチュエータポー
ト18を経由して、パワーシリンダの一方の作用室に供給
される。また、このパワーシリンダの他方の作用室の作
動流体は、アクチュエータポート19→連通孔88→シート
部82→中継室85→排出ポート86を経由して排出される。

また、他方の電歪素子78を伸張させ、一方の電歪素子77
を収縮させると、第２バルブ64とともに他方の第１バル
ブ63がスプリング72に抗して、図面右方向に押されるの
で、シート部74が開く。このとき電歪素子77が収縮する
ので、ポペット部79がシート部81から離れてそのシート
部81を開く。

したがって、他方の流入ポート84に流入した作動流体
は、スプリング室72→シート部74→アクチュエータポー
ト19を経由して、パワーシリンダの一方の作用室に供給
される。また、このパワーシリンダの他方の作用室の作
動流体は、アクチュエータポート18→連通孔87→シート
部81→中継室85→排出ポート86を経由して排出される。

第４図に示した第４実施例は、弁体ｂを、一対の第１バ
ルブ89、90と第２バルブ91とを主要素にしている。

上記第１バルブ89、90は、その円筒部92、93をケーシン
グａの外方に突出させるとともに、その軸線に沿って排
出ポート94、95を貫通させている。また、この第１バル
ブ89、90のポペット部96、97は、流入ポート98、99に連
通するスプリング室100、101に臨ませるとともに、この
スプリング室100、101に介在させたスプリング102、103
の作用で、通常は、シート部104、105を閉じ、アクチュ
エータポート18、19と流入ポート98、99との連通を遮断
する構成にしている。

また、第２バルブ91は、その全体をロッド部ｃとすると
ともに、このロッド部ｃの中央に絶縁体部106を設け、
この絶縁体部106を、同じく絶縁材からなる固定体107で
ケーシングａに固定している。そして、上記絶縁体部10
7の両側を電歪素子108、109で構成している。

なお、上記電歪素子は、前記した各実施例と同様にコン
トローラ34からの電気信号に応じて伸縮するものであ
る。

いま、この電歪素子に電圧が印加されず、当該第１、２
バルブがスプリング102、103の作用で図示の中立位置に
あるとき、第２バルブ91の両端に第１バルブ89、90が圧
接し、排出ポート94、95を閉じるとともに、各ポートの
それぞれの連通が遮断される構成にしている。

上記の状態から一方の電歪素子108を伸張させ、他方の
電歪素子109を収縮させると、第１バルブ89が電歪素子1
08の伸張力の作用でスプリング102に抗して移動し、シ
ート部104を開く。

これと同時に、他方の電歪素子109が収縮するので、こ
の第２バルブと第１バルブとが離れ、排出ポート95がア
クチュエータポート19側に開口する。

したがって、流入ポート98が流入した作動流体は、スプ
リング室100→シート部104→アクチュエータポート18を
経由して前記パワーシリンダの一方の作用室に供給され
る。

また、パワーシリンダの他方の作用室の作動流体は、ア
クチュエータポート19及び排出ポート103を介して排出
される。

なお、他方の電歪素子109を伸張させ、一方の電歪素子1
08を収縮させた場合には、他方のアクチュエータポート
19が流入ポート99に連通し、一方のアクチュエータ18が
排出ポート102に連通する。

第５図に示した第５実施例は、前記第２実施例のポペッ
トタイプに変えてディスクタイプにしたもので、第１バ
ルブ110と第２バルブ111とを主要素にしている。

上記第１バルブ110は、その両端に形成したディスク部1
12、113をスプリング室43、44に臨ませるとともに、こ
のディスク部112、113の外側面に接触させたばね受け4
5、46とスプリング室43、44との間にスプリング47、48
を介在させ、通常、第１バルブ110が図示の位置を保
ち、ゴムあるいは合成樹脂等からなるシート部49、50を
開状態に維持する。

そして、上記のようにした第１バルブ110には、流入ポ
ート10に常時連通する中継室51を形成するとともに、こ
の中継室51内の軸線方向両端部分にシート部52、53形成
している。

さらに、上記中継室51内には第２バルブ111を設けてい
るが、この第２バルブ111のロッド部ｃの両端にゴムあ
るいは合成樹脂等からなるディスク部114、115を上記シ
ート部52、53に対向させている。

このようにした第２バルブ111は、そのロッド部ｃの中
央に絶縁体部116を設け、この絶縁体部116を固定体117
で固定するとともに、この絶縁体部116の両側を電歪素
子118、119で構成している。

したがって、上記のように第１、２バルブ110、111が図
示の中立位置に保持されていると、流入ポート10に流入
した作動流体は、中継室51→シート部52、53→連通孔6
0、61→シート部49、50→スプリング室43、44を経由し
て排出ポート16、17から排出される。

このようにした第５実施例は、電歪素子を伸縮させて作
動させるが、その作動関係は前記第２実施例の場合と同
様である。ただし、この第５実施例においては、ディス
ク部がシート部に圧接して、当該シート部を閉じるよう
にした点が上記第２実施例と相違する。

第６図に示した第６実施例は、弁体ｂを第１バルブ12
0、121と第２バルブ122とで構成したものである。

すなわち、上記第１バルブ120、121は、その円筒部65、
66を軸線方向に摺動自在にするとともに、その外端に形
成したディスク部123、124をスプリング室69、70に臨ま
せている。

そして上記スプリング室69、70に設けたスプリング71、
72の作用で、通常は、上記ディスク部123、124がシート
部73、74に圧接するようにしている。また、上記第１バ
ルブ120、121間に介在させた第２バルブ122は、その外
端にディスク部125、126を形成している。

上記のようにした第２バルブ122は、そのロッド部ｃの
中央部分に絶縁体部127を設け、この絶縁体部127を固定
体128で固定するとともに、その両側を電歪素子129,130
で構成している。

その他の構成は、第３図に示した第３実施例と実質的に
同様である。

また、この第６実施例の作動関係は、前記第３実施例と
同様である。ただし、この第６実施例においては、ディ
スク部がシート部に圧接して、当該シート部を閉じるよ
うにした点が上記第３実施例と相違する。

なお、上記第１〜６実施例では、電歪素子に印加する電
圧を制御することにより、シート部の開口率を制御し、
絞り量を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

図面第１〜６図はこの発明の第１〜６実施例を示す断面
図、第７、８図はパワーステアリング装置に用いた従来
の切換弁を示す断面図である。ａ…ケーシング、10、83、84、98、99…流入ポート、1
6、17、94、95…排出ポート、18、19…アクチュエータ
ポート、ｂ…弁体、ｃ…ロッド部、26〜29、49、50、5
2、53、73、74、81、82、104、105…シート部、32、3
3、56、57、77、78、108、109、118、119…電歪素子、3
0、54、75、106、116、127…絶縁体部、31、55、70、10
7、117、128…固定体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭57−18875（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−101373（ＪＰ，Ａ) 実開昭53−84727（ＪＰ，Ｕ) 実開昭60−164175（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作動流体が流入する流入ポートと、この作
動流体を排出する排出ポートと、アクチュエータに連通
するアクチュエータポートとを形成したケーシングに、
弁体を軸方向に移動可能に内装するとともに、上記流入
ポートとアクチュエータポートとを連通させる通路過程
にそれぞれシート部を設け、このシート部を可変絞りと
する切換弁において、上記弁体のロッド部が、それに印
加する電圧に応じて伸縮する一対の電歪素子と、それら
の中間部に設けた絶縁材からなる絶縁体部とを備えると
ともに、当該ロッド部の絶縁体部を絶縁材よりなる固定
体を介して、上記ケーシングに固定し、上記一対の電歪
素子の、一方の電歪素子が伸張した時には、他方の電歪
素子が収縮する構成にしたことを特徴とする切換弁。