JPH02309077A - 流体圧駆動バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、内部が完全に新奇なタイプのブロッキングバ
ルブ（ｂｌｏｃｋｉｎｇ　ｖａｌνｅ）即ちいわゆるロ
ッキングバルブ（ｌｏｃｋｉｎｇ　ｖａｔνｅ）として
使えろ流体圧駆動バルブに関するものである。

（従来の技術と発明の概要） 断るバルブは流体圧システムにおいて使用され、流体圧
モータを通り抜ける流体圧流路を閉じることを意図する
ものである。断るバルブはまた、いわゆる負荷クリープ
（ｌｏａｄ　ｃｒｅｅｐ）を取り除くために使われ、そ
してそれは負荷状態下の種々のタイプの流体圧ピストン
シリンダ装置或はラムにおいて生じ、さらに明確に言え
ば流体圧ピストンノリンダ装置により保持されるいかな
る負荷ら流体圧システム内、特にこのシステム内にある
作動バルブ内の流体圧媒体の内部漏れのためにゆっくり
と降下させられる。

負荷が下がるのを防ぐための種々のバルブは公知である
。これに関してパイロット制御されたチェック弁の使用
が特に知られているが、これらのバルブはオンオフタイ
プのものである欠点を有し、即ち断るバルブの弁体即ち
バルブプラグは完全に開の状態か完全に閉の状態のいず
れか一方をとり得るだけである。これは、この弁体がそ
の閉状態の方向にばねにより付勢され、そしてばね力を
超えた力によってその筒状部に作動し得るだけであるか
らである。

本発明に係る新奇なタイプのバルブは基本的には圧力と
は無関係に弁体の制御即ち位置調整する公知技術に基づ
くが、バルブにより制御されるメインフローから派生す
るパイロットフローとは無関係で、例えば閉じられる。

断る流体圧バルブはシートバルブの形式を有し、従来の
圧力制御シートバルブに比し、わずかでなく多くの利点
を有しているのが分かっており、その理由は断るバルブ
は圧力制御バルブとは明確に区別されるように、それら
の二つの限界位置印も完全に開と完全に閉の位置の間な
らばいかなる位置でも正確に設定でき、それにより法外
に大きなバルブ設定力を要することなく、５００バール
より高い圧力下の流れと同様に大小いずれの流体流量ら
正確に連続制御ができる。この後者の利点は、またこの
種のバルブを例えば自動車の流体圧システムの如く、非
常に高圧か発生するノステムにおいて特に有益な乙のと
している。さらに、バルブ設定力が非常に小さい故に、
所ろバルブは非常に容易かつ単純な方法で電気信号やイ
ンパルスの助けにより遠隔制御が可能となる。

しかしながら、この新しいタイプのバルブはまた多くの
欠点を有している。主な欠点の一つは斯るバルブの作動
機能のために製造上技術的に複雑な弁体を用意しなけれ
ばならないことである。このことが、斯ろバルブに、例
えば球状ボールのような大ｍに製造でき、商業上既に大
量に利用できる公知のバルブプラグを使用するのを妨げ
ている。

この結果、この種のバルブの使用はより困難でより高価
となる。さらに、この種のバルブは相対的に長い弁体を
必要とし、そしてそれはバルブ自身らまた相対的に長く
なり、少なくとら装備上架まれるようにコンパクトには
作ることはできないということを意味している。

したがって、本発明の目的は、ブロッキング或は四ノキ
ングバルブとして使用することも出来る流体圧バルブを
提供することで、それはシステム内の圧力値と関係なく
連続的に制御されるＡ体流れを可能にするように、そし
てまたオペレータ自身が例えば支持される負荷が降下す
る速度を決めることを可能にするやり方で、漏れのない
流体圧システムのブロッキング或はロッキングを達成す
るだけでなく、連続的な弁体のバルブ開放およびバルブ
閉鎖動作を達成する少なくとも全ての場合にバルブが使
えるように配置されている。本発明の別の目的は上止し
た新たな種艷のバルブを提供することにあり、それはａ
）バルブをコンパクトに形成することを可能とし、ｂ）
バルブを低コストで製造することを可能とし、Ｃ）第一
義的には漂阜タイプの弁体に窃図される方法で機能する
ことを可能とし、それにより製造およびメインテナンス
上コスト低減に著しく寄与するように構成゛されている
。

本発明のこれらの目的は本発明に従って構成され、かつ
特許請求の範囲に記載の特徴を有するバルブにより達成
される。

（実施例） 次に、本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。

図中使用されている参照番号１は入口２および出口３を
備えたバルブハウジングである。この入口と出口はハウ
ジングｌ内の中ぐり孔４に接続され、矢印５にて示され
る方向の媒体のメインフローの流路用の主流路の一部を
形成している。本発明に係るバルブ６は中ぐり孔４内に
ねじ結合７により取外し可能に固定され、このバルブは
いわゆるカートリッジ゛挿入（ｃａｒｔｒｉｄｇｅ　１
ｎｓｅｒｔ）形式のものとなっている。

したがって、単に一実施例として図示する本発明に係る
バルブ６はカートリッジ挿入形式であって、三つの異な
った主要部、即ちシート部８．弁体９およびねじキャッ
プ即ちインサートスリーブ１０からなっている。このイ
ンサートスリーブＩＯはねじ結合７を得るために中ぐり
孔４内の対応する内ねじと共働する少なくとも一つの外
ねじを有し、またバルブをバルブハウジング１の中ぐり
孔４内に取付けろことを可能にするスパナ−係合部１１
も備えている。

スパナ−係合部１１から離れたスリーブ１０の端部は筒
状フランジ部１２を備え、その内部にバルブのシート部
８か抑圧状態で部分的に設けられている。したがって、
スリーブ１０をバルブハウジングの中ぐり孔４内にねじ
込んだとき、シート部８の一方の端面は中ぐり孔４内の
内側に設けられた第１肩部１３に当接し、そして上記シ
ート部の他方の端面は第２肩部１５と係合し、任意てあ
ろが上記端面１６と第２肩部１５との間にバッキング！
７を介在させてもよい。

中ぐり孔４内にねじ込まれ、シート部８が所望位置に固
定されろと、シーＩ・部８は第１図に示されろようにお
互いに、そしてバルブと中ぐり孔４の壁１１（との間に
形成される環状ギャップ２０を介してバルブ入口２に通
じ合う一個、好ましくは数個の入口ポート１９を有し、
そしてバルブ出口３内に位置し、或はいくつかの他の方
法で上記出口に通しろ少なくとも一つの出口ポートを有
している。このバルブ６は入口ポート１９の両側にて原
状ノール２３により中ぐり孔４の壁部２１に対してシー
ルされている。

第１図、第２図に示す本発明の実施例の弁体９は球状ポ
ール２１ｔの形状を何し、以後バルブポール２４と弥さ
れ、バルブのシート部８内に形成された円形凹所２５内
に位置している。この凹所２５はバルブポールの最大外
径に等しく、上記バルブのシート部８内に設けられた各
出口ポート２２の内径より大きい内径を有し、上記出口
ポートは上記凹所２５と同心位置に配され、出口３と通
じあっている。

バルブが閉じた状態のとき、バルブボール２４はバルブ
のシート部８内に設けられたバルブシート２６に当接す
るようになっており、以下に詳述する保持力でもってシ
ート部に当接した状態に保。

たれる。

小空間（ｃｈａｍｂｅｒ）　２７が上記バルブのインサ
ートスリーブＩＯ内に形成され、バルブシート２６から
離れたバルブボールの側部にあって、−或はそれより多
くのポート２８を介してインサートスリーブ！Ｏと中ぐ
り孔４の壁部２１との間に配された環状ギャップ２９と
通じあっている。パイロット流路３０がギャップ２９か
らバルブ出口３まで延びている。第１図において単に略
して示す制御装置３１が流路３０内に取付けられ、そし
てそれは例えばスロットルバルブ或はパイロットフロー
バルブからなるものでよく、その設定はパイロットフロ
ー小空間２７からバルブ出口３へのパイロット流れを連
続的かつ円滑に制御するために、完全に開の位置と完全
に閉の位置との間で連続的かつ円滑に調整される。

第１図の実施例のバルブボール２４がバルブシート２６
に当接し、それによりバルブを通る主流路を閉じた時、
その一点鎖線で示す直径を含む平衡３２が、シート部８
に直径に沿って配設された１或はそれより多くの、好ま
しくは２つの溝（ｓｌｏｔ）３４の底部３３と基本的に
整列して存在している。これらの溝３４は入口ポート１
９およびバルブ入口２から隔絶され、ピボットフロー小
空間２７に通じている。溝の一方の側はバルブボール２
４が設置されている凹所２５と連通（、ているのに対し
、他方の側はインサートスリーブの環状または筒状のフ
ランツ部１２に接続されている。

弁体またはバルブボールが球形であり、バルブボールが
そのシート２６に静止した時に上記球体の直径を含む平
面３２か谷溝の底部３３に密着して配置され、または位
置する結果、バルブボール２４を通ってピボットフロー
小空間との連通状態かある程度絶えずなされる。従って
、バルブ入口２の液体圧は小空間２７にも及び、小空間
の中に存在するバルブボールの表面に作用する。これに
より、もしコントロールユニット３１が閉じられた状態
にある時、上記表面の面積と均り合った保持力でバルブ
ボール２４がシート２６との当接状態に保持される。コ
ントロールユニット３！は、閉じられた状態にある時に
は、パイロットゐ路３０の中にいかなるパイロットフロ
ーも発生させないうえ、小空間２７からの圧力媒体の流
出をし妨げる。これにより、小空間２７内の圧力はバル
ブ入口２内の圧力、すなわち流れの方向で見ればバルブ
ボール２４の上流側の圧力と同じである。周知のように
、バルブの入口側または圧力側の圧力は出口側より常に
高く、パイロットフロー小空間内での圧力は小空間２７
に面するバルブボールの表面で保持力を生起する。

その保持力は、面積比により、バルブ入口ポート圧力に
依存する背圧力より高く、直径を含む平面３２とバルブ
シート２６を通って当該平面３２と平行に拡がる平面と
によって区画される上記バルブボールの球面の範囲に作
用する。

これにより、らしコントロールユニット３１が作動停止
され閉じられたなら、上記圧力はバルブボール２４をそ
のシート２６に当接した状魅に保持するとともに、バル
ブを閉状態に保持する。

バルブボールの両側の圧力差により、それが僅かな程度
であっても、コントロールユニット３１が作動して自動
的にパイロットフロー小空間２７からパイロット流路３
０を通ってバルブシート２６の下流のバルブ出口３にパ
イロットフローが生しる。これにより、バルブボール２
４がそのシート２６から離れて行き、バルブ入口および
バルブ出口２．３間かバルブ６を通して連通ずる。バル
ブボール２４は、シート２６から離れて、バルブボール
２４を通って小空間２７へのフローと、コントロールユ
ニット３１およびパイロット流路３０を通って出口３へ
のパイロットフローとの間の平衡を得るために必要な距
離だけ移動する。バルブボール２４がそのシート２６か
ら離れると、直ちに、溝３４は増大する範囲にさらされ
、バルブボール１３のシート２６からの距離が増加する
につれてバルブボール２４を通る通過流断面積が増加す
る。このように、溝３３は可変絞り部（ａｖａｒｉａｂ
ｌｅ　ｃｏｎｓｔｒｉｃｔｉｏｎ）として機能する。

コントロールユニット３■こよって与えられる連続的な
、すなわち途切れない流体制御の結果、バルブボール２
４は滑らかで連続的な方法でその２つの限界位置の間で
制御される。これにより、圧力に拘わらず、バルブ６を
通る流れの連続的な制御か与えられる。コントロールユ
ニット３１が閉じられた状態になり゛、パイロットフロ
ーがらはや存在していない時、パイロットフロー小空間
２７内の圧力は再び上昇し、バルブボールを最終的にそ
のバルブシート２６と当接させてバルブ６を閉じるため
にバルブボール２４を自動的に下方に移動させる。

第１図、第２図に示す発明のバルブの実施例の場合、バ
ルブボールの直径を含む平面３２が直径の方向に配置さ
れた可変絞り部として機能するという事実により、溝の
底部３３と一つのレベル上に配置されている閉じられた
状態に保持されたバルブボール２４の上流側の主流路の
間に非常に小さい連通部がある。しかしながら、この連
通部は、本発明のバルブの動作機能に必要であるが、他
の方法で達成される。ボールの直径を含む平面３２が凸
溝の底部３３と、入口ポートの表面３５を限定する上部
との間の範囲に存在するように、バルブボール２４を配
置することは、本発明の範囲内にある。この場合、バル
ブボール２４かバルブ閉状態を占有している時、バルブ
ボールは、上記凹所の壁部３６との近接により、流体圧
媒体を主流路からピボットフロー小空間２７に通過さけ
る。

主流路と、バルブの動作機能に必要なピボットフロー小
空間２７との間の連通部は、この場合、溝３４と入口ポ
ート１９との間の仕切壁３７に非常に小さな径の多数の
孔を設けることによって達成される。

第３図および第４図は本発明に係るバルブの変形例を示
す。この実施例と第１図および第２図に示す実施例との
唯一の相異は、弁体９が、機能は球状弁体２４と同じで
あるが、異なる形状を有する点にある。変形させた弁体
（ここでは、参照符号３８で示す）は、バルブシート２
６と共働動作する球状セグメント３９と、この球状セグ
メントと合体し、凹所２５の内径よりも小さな外径を有
する第１筒状部４０と、第２筒状！１（４１とを包含し
、上記第２筒状部は、上記凹所２５と弁体３８の第２筒
状部４１との間に摺動可能に嵌入されろように上記凹所
の内径に適合するようにした外径を有している。二つの
筒状部４０．４１間の遷移面もしくは分離面４１は、バ
ルブボールの直径面に相当し、従って、弁体の閉位置で
は、入口２とパイロットフロー小空間２７との間に所要
の関係を成立させるように、可変絞り部として機能する
溝の底３３と同一水準にある。この変形例は、入口２と
パイロットフロー小空間２７との間に所要の関係を形成
するため、＊３４と入口ポート１９の間の仕切壁３７に
形成された小孔を有していても良い。この場合、弁体３
８゛の；つの筒状部４０゜４１間の分離面４１は、弁体
３Ｇがそのバルブの閉位置にあるとき、溝の底面３３の
真下の領域に配置される。

バルブシートから離れる弁体の動作を制限するため、図
に示すように、パイロットフロー小空間２７に突出する
突出部４２を設けてら良い。なお、この動作の制限は、
小空間２７の頂部４３を図示の突出部の自由端と同一レ
ベルに位置させろことにより、室２７の頂部によっても
行うことができる。

本発明は、図示した上記実施例に限定されろ乙のではな
く、上記特許請求の範囲に規定されろ本発明の概念の範
囲内で種々に変更および変形を為し得ることは言うまで
もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るバルブ構造の断面図、第２図は第
１図の■−Ｉ線断面図、第３図は若干変形した本発明の
バルブ構造の断面図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線断
面図である。 手続補正書 平成　２年　　特許願　　第１０９９６２号２、発明の
名称 流体圧駆動バルブ ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　パーフ・ハイドラウド・アクチボラゲット４、代
理人 自　　発 ６、補正の対象 Ｕつ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）入口手段（２）と出口手段（３）を有するバルブ
   ハウジングと、弁体（９）とを含み、この弁体がそのバ
   ルブシートから離れた弁体側に配設され、可変絞り部を
   介して入口（２）と連通するパイロットフロー小空間（
   ２７）から出口（３）へ弁体（９）に関して流動方向に
   伸張するパイロット流路（３０）内の連続的に制御可能
   なパイロット流に応じて、出入口手段（２，３）間の連
   絡を開放および遮断するため、バルブシート（２６）と
   共働動作する流量制御式流体圧駆動バルブにおいて、上
   記弁体（９）が、バルブシート（２６）の方へ伸張しこ
   のバルブシートと同心状に形成された凹所（２５）内に
   配置され、上記凹所がバルブの一部を形成するシート部
   （８）に形成され、このシート部が、凹所（２５）側へ
   開口しパイロットフロー小空間（２７）に連なる一つ以
   上の溝（３４）と、入口（２）に連絡し上記可変絞り部
   を形成するように上記溝（３４）に連絡する少なくとも
   一つの入口ポート（１９）とを備え、それにより弁体（
   ９）をその開閉位置間で制御可能に連続的に動作させる
   機構を形成させたことを特徴とする流体圧駆動バルブ。
2. （２）上記弁体（９）がバルブシート（２６）と共働動
   作する球状部（２４，３９）を含むことを特徴とする請
   求項１記載のバルブ。
3. （３）上記弁体（９）が球状ボール（２４）であること
   を特徴とする請求項２記載のバルブ。
4. （４）上記バルブボール（２４）がバルブ閉鎖位置を占
   め、そのシート（２６）に隣接しているとき、溝（３４
   ）とシート部の入口ポート（１９）との間の関係を成立
   させるように、バルブボールの直径面が上記溝の底部（
   ３３）と同一もしくは実質的に同一レベルにあることを
   特徴とする請求項３記載のバルブ。
5. （５）弁体がバルブシート（２６）と共働動作する球状
   セグメント（３９）と、この球状セグメントの直径と同
   じ直径を有する第１筒状部（４０）と、凹所（２５）に
   摺動可能に嵌入された第２筒状部４１とを包含し、弁体
   がそのバルブ閉鎖位置を占めているとき、シート部の入
   口ポート（１９）と溝（３４）との間の関係を成立させ
   るように、二つの筒状部（４０，４１）間の弁体の仕切
   面が上記溝の底部（３３）と同一レベルもしくは実質的
   に同一のレベルにあることを特徴とする請求項１または
   ２記載のバルブ。
6. （６）上記シート部（１９）が２または４つの溝（３４
   ）を含み、それらが相互に直径上対向して配置されてい
   ることを特徴とする請求項１〜５のいづれか一記載のバ
   ルブ。
7. （７）上記シート部（８）がバルブハウジングの中ぐり
   （４）に配設され、かつ、インサートスリーブ１０によ
   って上記中ぐり孔（４）の所定位置に保持され、上記イ
   ンサートスリーブ（１０）が上記中ぐり孔にねじ込み可
   能であって、シート部（８）を部分的に包囲しパイロッ
   トフロー小空間（２７）の一部を形成する筒状フランジ
   部（１２）を有することを特徴とする請求項１〜６のい
   づれかに記載のバルブ。
8. （８）上記バルブシート２６から離れる方向への弁体の
   動作を制限するため、上記バルブがインサートスリーブ
   からパイロットフロー小空間（２７）へ突出する突出部
   （４２）を備えてなる請求項６記載のバルブ。