JP3404595B2 - サーボ弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、回転摺動体、及びこれを同軸的
に囲みかつ回転摺動体に対して相対的にばね力に抗して
回転可能な制御ブシュを有する、回転摺動体弁の形の、
とくに自動車の液圧サーボかじ取り装置のためのサーボ
弁に関する。

【０００２】このようなサーボ弁は、例えばドイツ連邦
共和国特許出願公開第４２３４５７１号明細書及び米国
特許第４９６６１９２号明細書により公知である。その
際、サーボかじ取り装置の場合、回転摺動体及び制御ブ
シュは、１つの軸系列の一部を形成しており、この軸系
列は、かじ取りハンドル車をかじ取りされる車輪に機械
的に連結する。その際、制御ブシュに回らないように結
合された軸部分、及び回転摺動体を支持する又は有する
軸部分は、ねじり棒によって互いに軸線方向には固定的
であるが、回転弾性的に結合されている。かじ取りハン
ドル車と車両かじ取り車輪との間に有効な力及びモーメ
ントに相応して、回転摺動体と制御ブシュは、互いに相
対的に多かれ少なかれ大幅に相対的な中心位置から外れ
る。制御ブシュと回転摺動体との間のこの回転行程は、
サーボ弁によって制御される液圧サーボモータが、液圧
圧力又は液圧圧力差によって一方又は他方の方向に、制
御ブシュと回転摺動体との間の相対的な旋回の方向に応
じて制御可能に作用を受け、それぞれのかじ取り操作を
支援し、すなわちかじ取りハンドル車に加えられる手動
力を相応して減少することを引起こす。

【０００３】ばね力は、典型的にはねじり棒によって発
生され、このねじり棒は、回転摺動体を制御ブシュに機
械的に連結する。ねじり棒を収納するために、回転摺動
体、及びこれに軸線方向に続く制御ブシュの部分又は制
御ブシュに回らないように結合された要素は、管状に形
成されている。

【０００４】優先権主張の日より後に公開されたドイツ
連邦共和国特許出願公開第１９６１５５４３号明細書に
初めに記載したようなサーボ弁が記載されており、ここ
では、 −制御ブシュの端部に、回転摺動体弁の軸線に対して偏
心して第１の軸線方向突起が配置されており、 −この突起の自由端から軸線方向間隔を置いて、回転摺
動体に対して回らない部分に、第１の突起に対して同様
な別の突起を有する前記の端部の方に向いた端面が配置
されており、この別の突起が、回転摺動体弁の軸線から
第１の突起と同じ半径方向間隔を有し、 −突起の軸線方向合計長さが、制御ブシュの前記の端部
と前記の端面との間の軸線方向間隔よりもいくらか短
く、かつ ・制御ブシュの前記の端部と前記の端面との間に、回転
摺動体を囲むＣ字型ばねが配置されており、このＣ字型
ばねの自由端が、突起に向かって応力をかけられてお
り、かつこれらを互いに一直線上の位置に押そうとす
る。

【０００５】ここにおいて、軸線方向に制御ブシュの端
部と回転摺動体側の部分との間に、回転摺動体区間を囲
むリングに似たばねを配置し、このばねが、制御ブシュ
と回転摺動体との間の相対回転の際に、回転摺動体区間
の周方向に互いに離れる突起に基づいて、多かれ少なか
れ大幅に広げられるという一般的な思想が実現される。

【０００６】この構造の特別な利点は、Ｃ字型ばねの容
易な取付け可能性にある。その上さらにＣ字型ばねは、
ピンが互いに一直線上にある際にもなお所定のばね応力
が存在するように、初応力を有するように構成すること
もできる。

【０００７】この古い出願によれば、通常回転摺動体及
び制御ブシュを追加的にねじり棒を介して結合すること
が考慮されており、このねじり棒は、回転摺動体の管状
の内部空間に収納されており、かつその一方の端部にお
いて、例えばピン止めにより回転摺動体に固定的に結合
され、かつその他方の端部において、制御ブシュに又は
これに対して回らない部分に固定的に結合されている。
このねじり棒は、制御ブシュと回転摺動体との間の相対
回転の際に前記のＣ字型ばねに加えて増加する戻し力を
引起こす。

【０００８】さらにねじり棒は、制御ブシュ及び回転摺
動体を互いに相対的に軸線方向に固定保持するために使
われる。

【０００９】この時、本発明の課題は、ねじり棒の配置
を省略したときにも、初めに記載したようなサーボ弁に
おいて構造的に簡単な様式で、互いに相対的に回転摺動
体及び制御ブシュの軸線方向に固定の位置を保証するこ
とにある。

【００１０】本発明によれば、この課題は、次のように
して解決される。すなわち制御ブシュが、同軸的なスリ
ーブに固定的に結合されており、かつ軸線方向において
制御ブシュとスリーブとの間に、軸受が配置されており
又は形成されており、この軸受が、制御ブシュと回転摺
動体を互いに相対的に少なくとも軸線方向に固定保持す
る。

【００１１】本発明は、回転摺動体弁内に軸受を統合
し、かつその簡単な配置又は構成のために制御ブシュを
ここに軸線方向に続くスリーブとともに、軸受を囲む分
解可能な管部分になるようにまとめるという一般的な思
想に基づいている。

【００１２】したがって結果において、部分を互いに軸
線方向にかぶせ、又は互いに軸線方向に隣接することに
よって、組み立てることができる配置が達成できる。

【００１３】なるべく摺動体ブシュと回転摺動体を初応
力をかけたＣ字型ばねによって互いに相対的に中央回転
位置に押すことが考慮されている。これに関連して次の
ようにすれば目的に合っている。すなわち ・制御ブシュから離れた方のスリーブの端部に、回転摺
動体弁の軸線に対して偏心して第１の軸線方向突起が配
置されており、 ・この突起の自由端から軸線方向間隔を置いて、回転摺
動体に対して回らない部分に、第１の突起に対して同様
な別の突起を有する前記の端部の方に向いた端面が配置
されており、この別の突起が、回転摺動体弁の軸線から
第１の突起と同じ半径方向間隔を有し、 ・突起の軸線方向合計長さが、スリーブの前記の端部と
回転摺動体に対して回らない部分の前記の端面との間の
軸線方向間隔よりもいくらか短く、かつ ・スリーブの前記の端部と回転摺動体に対して回らない
部分の前記の端面との間に、Ｃ字型ばねが配置されてお
り、このＣ字型ばねが、回転摺動体を一部区間において
囲み、かつこのＣ字型ばねの自由端が、突起に向かって
押されているようになっている。

【００１４】この構成様式は、容易な組み立て可能性の
他に、制御ブシュとスリーブを結合する際に、スリーブ
に対して、したがってスリーブ状の突起に対して相対的
に制御ブシュの回転調節が可能であり、この突起が、他
方において別の突起とともにＣ字型ばねとの共同動作に
おいて、回転摺動体弁の中央回転位置又は初期位置をあ
らかじめ与えるという利点を提供する。

【００１５】その他の点において本発明の有利な特徴に
関して、特許請求の範囲、及び本発明のとくに有利な構
成を説明する図面の次の説明を参照されたい。

【００１６】基本的に周知の様式において、図１による
本発明によるサーボ弁は、制御ブシュ１を有し、この制
御ブシュは、回転摺動体２を同軸的に囲み、その際、制
御ブシュ１と回転摺動体２は、互いに相対的に回転可能
である。回転摺動体２は、軸線方向穴を備え、かつ図１
において右へ軸部分３に続いている。制御ブシュ１は、
軸部分４に回らないように連結されている。これは、軸
部分４の左側端部において開いた軸線方向歯部を有し、
この軸線方向歯部は、制御ブシュ１に重なった軸部分４
の範囲にまで続いており、かつ軸部分４の歯のない右側
端部の近くにおいて終っている。制御ブシュ１は、その
左側の端部範囲において軸部分４の前記の軸線方向歯部
内に整合した内側歯部を有する。図示したサーボ弁の取
付けた状態において、軸部分４は、その右側端面が回転
摺動体２の向き合った端面に当たり、かつ軸部分４の歯
のない区間のこの端面から離れた方の端部範囲が制御ブ
シュ１の内側歯部とストッパ状（図示せず）に共同動作
することによって、軸線方向に固定保持される。

【００１７】右方に制御ブシュ１に、これに対して同軸
的なスリーブ５が続いており、このスリーブは、制御ブ
シュ１に固定的に結合されている。結合部は、制御ブシ
ュ１及びスリーブ５の結合範囲内において、軸線方向に
かつなるべく半径方向にも負荷をかけることができる軸
受６がその外側に又は外側軸受シェルにおいて軸線方向
に固定的に囲まれるように形成されている。軸受６の内
側又は内側軸受シェルは、回転摺動体２に又は軸部分３
に軸線方向に固定的に保持されている。そのために回転
摺動体２に又は軸部分３に、右側に向かって正面を有す
るリング段部７が形成されており、このリング段部の近
くにおいて回転摺動体２又は軸部分３の外側に、ばねリ
ング９のためのリング溝８が配置されているので、軸受
６は、一方において制御ブシュ１とスリーブ５の間、か
つ他方においてリング段部７とばねリング８の間に、軸
線方向に固定的に保持され、かつそれに相応して制御ブ
シュ１と回転摺動体２を互いに相対的に軸線方向に保持
する。

【００１８】スリーブ５の右側端部から軸線方向間隔を
置いて、回転摺動体２に又は軸部分３にフランジ１０が
固定的に配置されている。スリーブ５とフランジ１０の
互いに向き合った端面に、制御ブシュ１と回転摺動体２
の共通の軸線に対して平行な同種のピン１１及び１２が
保持されており、これらのピンは、回転摺動体及び制御
ブシュの軸線から同じ間隔を有する。ピン１１及び１２
の自由端の合計長さは、スリーブ５とフランジ１０と互
いに向き合った端面の間の軸線方向間隔よりもわずかだ
け短いので、ピン１１及び１２は、スリーブ５とフラン
ジ１０又はこれに回らないように結合された回転摺動体
２又は軸部分３との間の相対回転を妨げることはない。

【００１９】スリーブ５とフランジ１０との間の軸線方
向間隔空間内に、回転摺動体２又は軸部分３を囲むＣ字
型ばね１３が配置されており、このばねの軸線方向幅
は、制御ブシュ１と回転摺動体２の軸線の方向に、スリ
ーブ５とフランジ１０の互いに向き合った端面の間の軸
線方向間隔にほぼ相当する。

【００２０】Ｃ字型ばね１３の自由端は、ピン１１及び
１２に向かって応力を受けており、これらのピンは、半
管状の、すなわち半円形プロファイルを有するＣ字型ば
ねの端面によって、形状結合して収容される（図２参
照）。

【００２１】スリーブ５とフランジ１０との間又は制御
ブシュ１と回転摺動体２との間の相対回転の際に、ピン
１１及び１２は、回転摺動体２の周方向に互いに離れ、
その際、Ｃ字型ばね１３は、その一方の端部がそれぞれ
ピン１１により、かつその他方の端部がそれぞれ他方の
ピン１２により連行されるので、多かれ少なかれ大幅に
広げられる。それによりＣ字型ばね１３は、増大する戻
し力を発生し、この戻し力は、制御ブシュ１と回転摺動
体２がその相対的な中央位置を占める互いに一直線上の
位置にピン１１及び１２を動かそうとする。

【００２２】なるべくＣ字型ばね１３は、初応力を有
し、この初応力は、互いに一直線上にあるピン１１及び
１２においても有効である。それにより制御ブシュ１と
回転摺動体２の間の相対回転は、これら両方の部分の間
に前記の初応力より大きなトルクが作用したときに初め
て生じることができる。

【００２３】図３に示された構成は、大体において次の
点において、図１及び２により前に説明した構造と相違
している。すなわちピン１１及び１２の代わりにそれぞ
れ軸線方向の突起１１’及び１２’が配置されており、
これらの突起は、制御ブシュ１の軸線に対して大体にお
いて半径方向のその側面において両側に、半円形のプロ
ファイル及び制御ブシュ１の軸線から同じ半径方向間隔
を有する溝型の切り欠きを有する。これらの切り欠き内
に、Ｃ字型ばね１３の反対の形のプロファイルを有する
端部が噛み合っているので、結果として、図１及び２の
構成におけるものと同じ機能が生じる。

【００２４】図４の線図は、Ｃ字型ばね１３の特性を示
しており、すなわちばね１３によって引起こされる戻し
モーメントＭが、制御ブシュ１と制御摺動体２との間の
旋回角αに関連して示されている。Ｃ字型ばね１３の初
応力に基づいて、制御ブシュ１及び回転摺動体２が中央
位置から外れる際に、それぞれ１つの初期モーメント＋
Ｍｏ又は−Ｍｏに打勝たなければならず、その際、符号
は、相対的な回転方向を表わしている。それから旋回角
が大きくなる際に、連続的に増加する戻しモーメントが
得られる。

【００２５】軸部分３及び４が、機械的な連続ドライブ
の一部として、かじ取りされる車輪とかじ取りハンドル
車又は車両のその他のかじ取りハンドルとの間に配置さ
れている場合、かじ取りハンドル車又はかじ取りハンド
ルとかじ取りされる車輪との間にわずかなかじ取りモー
メントしか伝達されないかぎり、制御ブシュ１と回転摺
動体２との間に中央位置に対して相対的に回転移動は生
じない。かじ取りモーメントの程度がＭｏの値を越えた
ときに初めて、制御ブシュ１と回転摺動体２は、多かれ
少なかれ大幅に互いに旋回し、その結果、この時、制御
ブシュ１と回転摺動体２によって形成されるサーボ弁
は、それぞれのかじ取り操作を支援する多かれ少なかれ
大きなサーボ力を発生するために、車両かじ取り装置の
サーボモータを制御する。Ｍｏの値よりも小さいかじ取
りモーメントの際、サーボモータはサーボ力を発生しな
い。このようにして運転者が、かじ取りハンドル車又は
かじ取りハンドルにおいてそれぞれの走行路状態に対す
る良好な感覚を受取ることが保証されている。 ［図面の簡単な説明］

【図１】回転摺動体弁として形成された本発明によるサ
ーボ弁の軸線方向断面図である。

【図２】図１における切断線ＩＩ−ＩＩに相当する断面
図である。

【図３】変形された構成の図２に相当する断面図であ
る。

【図４】Ｃ字型ばねのばね特性を示す線図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シーク， ベルント ドイツ連邦共和国 デー−73650 ヴイ ンテルバツハ・カルルシユトラーセ 13 (72)発明者 スピーデル， ゲルト ドイツ連邦共和国 デー−73650 ヴイ ンテルバツハ・シヨルンドルフエル・シ ユトラーセ 15 (56)参考文献 特開 昭57−104463（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−507362（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 5/083

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転摺動体（２）、及びこれを同軸的に
   囲みかつ回転摺動体に対して相対的にばね力（１３）に
   抗して回転可能な制御ブシュ（１）を有する、回転摺動
   体弁の形の、とくに自動車の液圧サーボかじ取り装置の
   ためのサーボ弁において、 制御ブシュ（１）が、同軸的なスリーブ（５）に結合さ
   れており、かつ軸線方向において制御ブシュ（１）とス
   リーブ（５）との間に、軸受が配置されており又は形成
   されており、この軸受が、制御ブシュ（１）と回転摺動
   体（２）を互いに相対的に少なくとも軸線方向に固定保
   持することを特徴とする、サーボ弁。
2. 【請求項２】 制御ブシュ（１）が、はまり合い連結部
   によって回らないように軸部分（４）に結合されてお
   り、この軸部分（４）の端部が一方の軸線方向において
   回転揺動体（２）の対向する端部に当たり、軸部分
   （４）の端部の範囲にあるストッパが他方の軸線方向に
   おいて制御ブシュ（１）のはまり合い連続部に当たるこ
   とによって、軸部分（４）が軸線方向に動かないように
   設けられている ことを特徴とする、請求項１に記載のサーボ弁。
3. 【請求項３】 軸部分（４）が、はまり合い連結部に軸
   線方向外側歯部を有し、この外側歯部が、軸部分（４）
   の回転摺動体側の端部に、ストッパを形成して終ってお
   り、このストッパが、制御ブシュ（１）相応する内側歯
   部に当たることを特徴とする、請求項２に記載のサーボ
   弁。
4. 【請求項４】 ・スリーブ（５）の端部に、回転摺動体
   弁の軸線に対して偏心して第１の軸線方向突起（１１，
   １１’）が配置されており、 ・この突起（１１，１１’）の自由端から軸線方向間隔
   を置いて、回転摺動体（２）に対して回らない部分（１
   ０）に、第１の突起（１１，１１’）に対して同様な別
   の突起（１２，１２’）を有する前記の端部の方に向い
   た端面が配置されており、この別の突起が、回転摺動体
   弁の軸線から第１の突起（１１，１１’）と同じ半径方
   向間隔を有し、 ・突起（１１，１１’；１２，１２’）の軸線方向合計
   長さが、スリーブ（５）の前記の端部と回転摺動体
   （２）に対して回らない部分（１０）の前記の端面との
   間の軸線方向間隔よりもいくらか短く、かつ ・スリーブ（５）の前記の端部と回転摺動体（２）に対
   して回らない部分（１０）の前記の端面との間に、回転
   摺動体（２）を又は回転摺動体（２）に軸線方向に続く
   軸部分（３）を部分的に囲むＣ字型ばね（１３）が配置
   されており、このＣ字型ばねの自由端が、突起（１１，
   １１’；１２，１２’）に向かって応力をかけられてお
   り、かつこれらを互いに一直線上の位置に押そうとする ことを特徴とする、請求項１ないし３の１つに記載のサ
   ーボ弁。
5. 【請求項５】 Ｃ字型ばね（１３）が、初応力をかけら
   れており、かつ突起（１１，１１’；１２，１２’）が
   互いに一直線上にある際にもなお応力を受けたままであ
   ることを特徴とする、請求項４に記載のサーボ弁。
6. 【請求項６】 軸受（６）が、制御ブシュ（１）と回転
   摺動体（２）とを軸線方向及び半径方向に互いに動かな
   いように保持していることを特徴とする、請求項１ない
   し５の１つに記載のサーボ弁。