JP2007326565A - 回転すべり弁 - Google Patents

Abstract

【課題】回転棒、回転摺動体及びコントロールスリーブを有し、コントロールスリーブがピニオンの上に締り嵌めされ、回転棒がピニオンの回転棒穴に挿着されている特に自動車の速度感応型パワーステアリングのための回転すべり弁を、高品質、製造容易、かつ組立費及び部品点数削減を実現できるようにすること。
【解決手段】コントロールスリーブ（４）を成形加工（塑性加工）によりピニオン（５）と回転不能に結合し、回転棒（２）に例えばセレーションの形態の歯部（１０）を設け、歯部（１０）をピニオン（５）の回転棒穴（６）に圧入して、回転棒（２）とピニオン（５）を回転不能に結合する。
【選択図】図１

Description

本発明は請求項１の上位概念に基づく、特に自動車の速度感応型パワーステアリングのための回転すべり弁に関する。

また本発明は請求項１２の上位概念に基づく回転すべり弁の組立のための方法に関する。

回転すべり弁、例えばツェットエフ・レンクジステム社（ZF-Lenksysteme GmbH）のServotronik-2-Ventilは一般的先行技術により周知である。また回転すべり弁の一般的機能、特に車両のパワーステアリングでの使用も先行技術によりよく知られている。

周知の回転すべり弁は回転棒、回転摺動体及びコントロールスリーブを有する。そしてコントロールスリーブはピニオンの上に締り嵌めされ、回転棒はピニオンの回転棒穴に挿着され又は差し込まれる。その場合コントロールスリーブ、回転棒及びピニオンに穴が穿設され、続いてこの穴にピンが挿着されて、ピニオンと回転棒及びコントロールスリーブを回転不能に結合する。

ところがドリル作業によってドリル屑が生じ、これがその後の過程で問題を引き起こす欠点がある。さらに穴の穿設とその後のピン止めは相応な組立費と補給費用を生じる。

そこで本発明の根底にあるのは、簡単かつ安価に製造することができ、特に僅かな組立費をもたらし、少数の部品しか必要とせず、高い品質要求を満足する特に自動車の速度感応型パワーステアリングのための回転すべり弁を提供する課題である。

また本発明の根底には、ピニオンの上に回転すべり弁を組み立てるための方法を提供する課題がある。

本発明に基づきこの課題は請求項１によって解決される。

本発明に基づき回転すべり弁の組立方法に関するこの課題は、請求項１２によって解決される。

本発明に基づく解決策は、コントロールスリーブ、回転棒及びピニオンへの穴の穿設と、続いてこれらの部材の相互のピン止めを廃止することを可能にする。こうして一方では従来必要であったドリル作業が不要になる。ドリル作業は一方で相応な組立費を生じ、他方で発生するドリル屑により問題を引き起こすことがあった。また他方ではコントロールスリーブ、回転棒及びピニオンを互いにピンで止めるという時間のかかる作業がなくなる。従って本発明に基づく解決策によって従来必要であったピンも不要であるから、部品の多様性が減少される。コントロールスリーブとピニオンの本発明に基づく回転不能な結合は、周知の成形又は変形技術によって簡単、確実かつ迅速に行われる。

またピニオンとの回転不能な結合を形成するためにコントロールスリーブを成形することによって、コントロールスリーブがもはや誤ってピニオンから引き抜かれないことが保証される。

ピニオンの回転棒穴に圧入される歯部を備えた回転棒の形成は、周知の圧入技術によって簡単かつ確実に行われる。こうして本発明に基づく解決策は回転すべり弁の安価な、従来に代わる製造又はピニオン上の回転すべり弁の安価な組立を可能にする。

これまで回転棒はやはりピニオンの回転棒穴に挿着されたが、しかしこれは回転棒穴への単なる差込みの形で行われた。ピニオンと回転棒の回転不能な結合は２つの部材を互いにピン止めすることによって行われた。回転棒穴に圧入することにより回転棒とピニオンを結合するための回転棒の歯部は、先行技術で知られていない。

回転棒の歯部をセレーションとして形成すれば好都合である。実験で判明したところでは、それによって回転棒とピニオンの特に良好な結合が生じる。その場合セレーションはピニオンの軟らかな回転棒穴に食いこみ、それによって２つの部材が互いに確実に結合される。

本発明に基づきピニオンがその外周の少なくとも一部を周回する凹陥部を有し、コントロールスリーブの成形した部分片が凹陥部に当接して、圧入方向と逆向きにコントロールスリーブを引き抜くことを阻止する引抜き止めを形成するように、コントロールスリーブを成形することができる。

コントロールスリーブを圧入方向と逆向きに動かすことがもはや不可能であるように、コントロールスリーブの成形された部分片は凹陥部に係着又は掛着される。その場合コントロールスリーブがピニオンの凹陥部を越えて押し込まら、次いで部分片が適当に成形され又は折り曲げられるように構成することができる。部分片はとりわけコントロールスリーブのピニオン側の軸方向前端部である。なおコントロールスリーブのこの軸方向端部を例えば周囲の単数又は複数の部分区域だけで、又は周縁部の全周で折り曲げることができる。こうしてこの区域全体で又は少なくとも１つの部分区域で、コントロールスリーブの内径はコントロールスリーブの軸方向前端が押し込まれたピニオンの外径より小さくなる。

ピニオンがピニオンの外周の周りに周回する突起を有し、突起のピニオン側の側面が、コントロールスリーブの成形された部分片が当接するための凹陥部の少なくとも一部をなすならば好都合である。

実験で判明したところでは、コントロールスリーブの成形の後にコントロールスリーブの引き抜きを阻止する凹陥部は、ピニオンがとりわけその外周全体を周回する突起を有し、突起の一方の側面が凹陥部をなすことによって簡単に形成することができる。その場合コントロールスリーブの成形した部分片の内径は、少なくとも１つの部分区域で突起の外径より小さいから、コントロールスリーブを圧入方向と逆向きに誤って引き抜くことが阻止される。

また本発明に基づきピニオンをコントロールスリーブの方向へ誤って動かすことを阻止するストップ又は段差を設けることができる。その場合ストップは任意の仕方で、例えばピニオンに設けた止め輪として形成することができる。しかしストップをピニオンと一体に形成することもできる。特に回転すべり弁を自動車で使用する場合は、ピニオンに軸方向力が働き、ピニオンをコントロールスリーブの方向に圧迫する。その場合ストップは、ピニオンの極度に高い軸方向力によりピニオンとコントロールスリーブの間の締まりばめが利かなくなっても、ピニオンがコントロールスリーブの方向に移動しないことを保証する。

従ってストップの役目は一層の安全性を提供することである。

ストップがコントロールスリーブに対して僅かな間隔を有するならば、好都合である。このことは、ピニオン上のコントロールスリーブの位置決めがストップによって確定されるのでなく、所定の正確な圧入寸法で決まるから好都合であることが判明した。コントロールスリーブをピニオン上に正確に締り嵌めするための適当な技術は一般的先行技術で周知である。

また本発明に基づきコントロールスリーブの外側をピニオンの方向に密封するために、コントロールスリーブとバルブケーシングの間にパッキンを挿入した構成とすることができる。その場合ピニオン側の末端区域でコントロールスリーブとバルブケーシングの間に軸受を配置し、パッキンがピニオンの反対側の軸受の側面に隣接し、これを密封するように構成することができる。

先行技術で周知の解決策によればパッキンは、バルブケーシングに隣接してピニオンをおおむね取り囲むケース部分に、バルブケーシングに関係なく配置されている。ところが発明者が確認したところによれば、パッキンをバルブケーシングに組み入れることによって、即ちパッキンをコントロールスリーブとバルブケーシングの間に配置することによって、回転すべり弁が密閉されたユニットをなすから、特に汚れが生じにくい解決策が提供される。またそれによって取付けスペースが減少される。

軸受、例えば玉軸受の弁内部に面した側に隣接するパッキンの配置は、密閉されたアルブユニットを作り出すのに特に適していることが判明した。

また発明をさらに発展させて、ピニオンを高周波焼入れすることができる。回転すべり弁に使用される在来のピニオンは肌焼きされている。発明者は高周波焼入れピニオンを使用しても品質上不利でないことを発見した。しかも高周波焼入れピニオンはより簡単かつ安価に製造することができる。

発明の有利な実施態様と改良がその他の従属請求項で明らかである。

次に図面に基づき発明の実施例の概要を示す。

実施例で示す回転すべり弁は車両、特に自動車の速度感応型パワーステアリングで使用するのに特に適している。自動車の速度感応型パワーステアリングの機能は一般的先行技術でよく知られている。また回転すべり弁の機能も一般的先行技術でよく知られているから、この点については詳しく触れない。以下では本発明にとって重要な特徴だけを詳しく示す。

図１で明らかなように、本発明に基づく回転すべり弁１は、回転棒２、回転摺動体３及びコントロールスリーブ４を有する。コントロールスリーブ４はピニオン５の上に締り嵌めされている。回転棒２はピニオン５の回転棒穴６に挿着されている。なおコントロールスリーブ４はコントロールスリーブ４の部分片４ａを成形加工することによってピニオン５と回転不能に結合されている。本例では図２に詳しく示すように、コントロールスリーブ４のピニオン５側の軸方向前端部が成形されている。コントロールスリーブ４の軸方向前端部４ａを例えばかしめることができる。

また図１及び図２で明らかなように、ピニオン５は突起７を有する。突起７はピニオン５の外周の少なくとも一部を周回し、突起７のピニオン５側の側面はコントロールスリーブ４の成形した部分片４ａが当接する凹陥部８として形成されている。こうして圧入方向と逆向きにコントロールスリーブ４を引き抜くことを阻止する引き抜き止めが形成される。突起７は、コントロールスリーブ４又はコントロールスリーブ４の少なくとも折り曲げられる軸方向前端部４ａが突起７を超えて押し込まれるように形成されている。

図１で明らかなように、ピニオン５はストップ９を備えている。ストップ９はピニオン５をコントロールスリーブ４の方向へ誤って動かすことを阻止する。その場合ストップ９はコントロールスリーブ４に対して、又はコントロールスリーブ４の軸方向前端部４ａに対して僅かな間隔を有するようになっている（図１に図示せず）。

図３で明らかなように、回転棒２は歯部１０を有する。本例では歯部１０はセレーションとして形成されている。その場合回転棒２の歯部１０は、回転棒２とピニオン５が回転不能に結合されるように、ピニオン５の回転棒穴６に圧入される。その際歯部１０はピニオン５の軟らかな材料に食いこみ、こうして回転不能な結合を生じる。

通常、ピニオン５側の末端区域でコントロールスリーブ４とバルブケーシング１１の間に軸受１２、本例では玉軸受が配置される。本発明に基づき本例ではコントロールスリーブ４の外側をピニオン５の方向に密封するために、パッキン１３がコントロールスリーブ４とバルブケーシング１１の間に挿入されている。パッキン１３はピニオン５の反対側の軸受１２の側面に隣接してこれを密封する。なおパッキン１３は高圧パッキンとして形成されている。

本例ではピニオン５は高周波焼入れされている。

本発明に基づく回転すべり弁１は例えば６グルーブ又は１０グルーブ弁として形成することができる。但し本発明はもちろんこれに限定されるものでなく、むしろグルーブの数は本発明にとって別に重要なことではない。

次に回転すべり弁１の特に好ましい組立方法を説明する。

方法の第１段階でコントロールスリーブ４をピニオン５の上に締り嵌めし、コントロールスリーブ４の軸方向前端部４ａを成形することによってピニオン５と回転不能に結合する。その際コントロールスリーブ４はピニオン５の凹陥部８又は突起７を越えて押し込まれ、成形した部分片４ａが凹陥部８と連結されて、圧入方向と逆向きにコントロールスリーブ４を引き抜くことが阻止されるように成形される。続いて回転棒２が回転棒穴６に圧入され、ピニオン５と回転棒２が回転不能に結合される。なお本例では回転棒穴６は簡単な穴として形成され、即ち補助歯部を持たない構成になっている。ピニオン５の上へのコントロールスリーブ４の締り嵌めは所定の圧入寸法で行われる。圧入寸法は先行技術で周知の処置により正確に順守することができる。

コントロールスリーブがまだ成形加工によりピニオンと回転不能に結合されていない状態の、ピニオンと結合された回転すべり弁の断面図を示す。 コントロールスリーブが成形加工によりピニオンと回転不能に結合されている図１の細部ＩＩの拡大概要図を示す。 歯部を有する回転棒を示す。

符号の説明

１ 回転すべり弁
２ 回転棒
３ 回転摺動体
４ コントロールスリーブ
５ ピニオン
６ 回転棒穴
７ 突起
８ 凹陥部
９ ストップ
１０ 歯部
１１ バルブケーシング
１２ 玉軸受
１３ パッキン

Claims (14)

1. 回転棒、回転摺動体及びコントロールスリーブを有し、コントロールスリーブがピニオンの上に締り嵌めされ、回転棒がピニオンの回転棒穴に挿着されている特に自動車の速度感応型パワーステアリングのための回転すべり弁において、
   コントロールスリーブ（４）が成形加工によりピニオン（５）と回転不能に結合され、回転棒（２）が歯部（１０）を有し、歯部（１０）がピニオン（５）の回転棒穴（６）に圧入されて、回転棒（２）とピニオン（５）を回転不能に結合することを特徴とする回転すべり弁。
2. 歯部がセレーション（１０）として形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転すべり弁。
3. ピニオン（５）がその外周の少なくとも一部を周回する凹陥部（７）を有し、コントロールスリーブ（４）の成形した部分片（４ａ）が凹陥部（７）に当接して、コントロールスリーブ（４）を圧入方向の逆向きに引き抜くことを阻止する引抜き止めが形成されるように、コントロールスリーブ（４）が成形されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転すべり弁。
4. ピニオン（５）がピニオン（５）の外周に周回する突起（７）を有し、ピニオン（７）側の突起（７）の側面が、コントロールスリーブ（４）の成形した部分片（４ａ）が当接する凹陥部（８）の少なくとも一部をなすことを特徴とする請求項３に記載の回転すべり弁。
5. コントロールスリーブ（４）のピニオン（５）側の端部が突起（７）を越えて押し込まれることを特徴とする請求項４に記載の回転すべり弁。
6. ピニオン（５）をコントロールスリーブ（４）の方向へ誤って動かすことを阻止するストップ（９）又は段差が形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の回転すべり弁。
7. ストップ（９）付きのピニオン（５）が形成され、又はピニオン（５）がストップ（９）を備えていることを特徴とする請求項６に記載の回転すべり弁。
8. ストップ（９）がコントロールスリーブ（４）に対して僅かな間隔を有することを特徴とする請求項６又は７に記載の回転すべり弁。
9. ピニオン（５）の方向にコントロールスリーブ（４）の外側を密封するために、コントロールスリーブ（４）とバルブケーシング（１１）の間にパッキン（１３）が挿入されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の回転すべり弁。
10. ピニオン（５）側の末端区域でコントロールスリーブ（４）とバルブケーシング（１１）の間に軸受（１２）が配置され、パッキン（１３）がピニオン（５）の反対側の軸受（１２）の側面に隣接し、これを密封することを特徴とする請求項９に記載の回転すべり弁。
11. ピニオン（５）が高周波焼入れされていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の回転すべり弁。
12. コントロールスリーブをピニオンの上に締り嵌めし、回転棒をピニオンの回転棒穴に挿着して行う、特に自動車の速度感応型パワーステアリングのための回転すべり弁の組立方法において、
    コントロールスリーブ（４）を成形加工によってピニオン（５）と回転不能に結合し、回転棒（２）に歯部（１０）を設け、歯部（１０）を回転棒穴（６）に圧入して、ピニオン（５）と回転棒（２）を回転不能に結合することを特徴とする方法。
13. ピニオン（５）の凹陥部（８）を越えてコントロールスリーブ（４）を押し込み、次にコントロールスリーブ（４）の部分片（４ａ）を成形し、圧入方向と逆向きにコントロールスリーブ（４）を引き抜くことが阻止されるように、成形した部分片（４ａ）と凹陥部（８）を結合することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. ピニオン（５）を高周波焼入れすることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の方法。

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