JPH0461202B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液圧流体の流れを負荷状態に無関係に
分流するため、内部孔を有する本体と、この内部
孔に連通する中心主管接続部およびこの中心主管
接続部の両側の２個の消費側接続部と、内部孔内
に同軸状に移動自在に案内した２個の制御ピスト
ンとを具え、これら制御ピストンの各々に１個の
流量オリフイスと少なくとも１個の半径方向に指
向する制御開口を設け、更にこれら制御ピストン
を連結して制御ピストンが制限された範囲内で互
いに接近したり遠去つたりすることができるよう
にする連結装置を具えた分流器に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

米国特許第3481489号において、上述の構成の
分流器について記載されている。この特許の分流
器は、確実な連結を行うため、制御ピストンに一
体に形成したフツク状突出部を設けている。これ
らフツク状突出部を互いに掛合させ、一方のフツ
クを他方のフツクの背面に引掛けるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし制御ピストンが互いに遠去る方向に移動
して突出部により限定される極限位置に達する
と、フツク掛合突出部は制御ピストンに対して偏
心した方向の力を発生し、これにより制御ピスト
ンが内部孔内で動かなくなる恐れを生ずる。内部
孔において制御ピストンを傾動させる偏心方向の
力は、制御ピストンが互いに接近する方向に移動
して端面相互が衝合するときにも生じる。構成上
の設計によりこのような突出部は、相互接触領域
を充分に注意深く形成および加工したとしても偏
心方向の力を発生する。分流器は液圧流体を分流
したり合流して、どちらかの方向に応答性が高く
しかも負荷状態に無関係に流すことができなけれ
ばならない。しかし制御ピストンの作用サイクル
は、このような偏心方向の力によるクランプ力に
よつて阻止され、分流器の特性に悪影響を与え
る。例えば、分流器を介してエクスカベータの２
個のグラブ半部を制御する場合、連結装置により
互いに連結した制御ピストンのかみつきにより一
方のグラブ半部が他方のグラブ半部に対して遅れ
たり、進んだりする。このような既知の分流器の
他の欠点としては、フツク状の突出部を設けるた
め制御ピストンの製造が複雑であり、コストが高
くなるという点である。

この種の分流器として、更にドイツ特許第
2446802号に記載のものがあり、この分流器は２
個の異なる制御ピストンを組合せており、一方の
制御ピストンにはＴ字状断面の突出部を設け、こ
の突出部を他方のピストンの横方向溝に掛合し、
連結装置により互いに連結している。この連結装
置によれば、２個の制御ピストンは２個の極限位
置において堅固に連結される。即ち制御ピストン
は牽引力または圧力が加わることによつて剛体系
を生じ、このような剛体系により２個の制御ピス
トンは各支持領域においていかなる直線的移動も
角度移動も行うことができない。充分注意深く加
工したとしても、内部孔の２個の断面間にもわず
かなずれや、内部孔の断面部分における縦方向軸
線の角度的なずれは実際上避ける事はできず、ま
た精密に製造したとしても加わる圧力または温度
によつて劣化するため、互いに堅固に連結した２
個の制御ピストンは、作用サイクル運動を行つて
いるときにやはり内部孔内で動かなくなつてしま
うことが生ずる。更に分流器は極めて高圧の下で
作動し、大きな相対的な力が発生する。また制御
ピストンは内部孔の断面内で極めて円滑に摺動し
なければならない。にもかかわらず、２個の制御
ピストンは内部孔内で相当な長さを占めるための
ことを達成することができないことが経験からわ
かつた。

更に、米国特許第3722524号においては、他の
型式の分流器について記載しており、この分流器
は２個の制御ピストンをそれぞれ対応の内部孔の
断面部内で回転不能に案内し、制御ピストンの
各々には相互に対向する端面に傾斜面を設けてい
る。これら傾斜面を介して制御ピストンは球状の
流量絞り部材に衝合するようにし、この流量絞り
部材は内部孔の縦方向軸線に交差する方向に調整
自在のものとしている。制御ピストン間の距離は
この絞り部材を調整することにより変化させるこ
とができる。この場合の分流器には連結装置がな
い代わりに、拡開装置が存在する。２個の制御ピ
ストンに対して絞り部材の側から流体を供給する
場合、制御部材は互いに連結されておらず、従つ
て分流器に必要とされる同期動作をすることがで
きない。流れを逆の方向、即ち絞り部材の方向に
流体を流す場合のみ、制御ピストンは絞り部材を
介して互いに連結され、作用サイクルの動作を行
い分流器としての機能を果たす。更に制御ピスト
ンの回転不能の構成により回転防止に必要とされ
また制御ピストンの動きを規制する摩擦力が不可
避となり、流体を絞り部材の方向に流す場合に傾
斜した端面と絞り部材の球面との間の圧力接触に
よつて、内部孔内での制御ピストンに対する強力
なクランプ力が発生し、軸線方向圧力の約半分に
相当するクランプ力が各ピストンに加わり、流体
を流す場合に制御動作がぎこちなくなる。球面状
の絞り部材において発生し、２個の制御ピストン
を絞り部材に圧着させることによつて生ずる反作
用力が絞り部材を支持面に押し付け、この領域に
おいて大きな摩擦力が発生し、この摩擦力は流体
を絞り部材の方向に指向させる場合に分流器の制
御動作に干渉する。

本発明の目的は冒頭に述べた型式の分流器の次
点を解決し、既知のものよりも制御ピストンにお
いて異なる動作を生ぜず、しかもクランプ力が発
生せず制御特性が良好な分流器を得るにある。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため本発明分流器は、前記
連結装置と２個の制御ピストンとの間の衝合支持
領域は互いに補完し合う凹面状支持領域および凸
面状支持領域により構成し、前記連結装置の双方
の制御ピストンに連係する細長部材の両側の遊端
近傍に前記凹面状支持領域および凸面状支持領域
のうちの一方の支持領域を有する拡大部を設け、
各制御ピストンの互いに対向する端部には、前記
細長部材が貫通する軸線方向孔と、前記細長部材
の前記拡大部が係合することができる内面に前記
凹面状支持領域および凸面状支持領域のうちの他
方の支持領域を形成し、両者間の係合がボール−
ソケツト継手構造をなす構成としたことを特徴と
する。

〔作用〕

本発明のこのような構成によつて、ボール−ソ
ケツト継手のように各制御ピストンが連結装置に
休止し、内部孔内での制御ピストンのかみつきを
生ぜしめる偏心した反作用力の発生を防止するこ
とができる。またこのように連結すると、制御ピ
ストン間の僅かな軸線方向の移動を補償すること
ができる。極限位置において双方の制御ピストン
を引張る方向および押し合う方向に連結は剛性を
示すようになるが相対的な横方向移動および心決
めは維持される。このような構造により分流器の
制御動作は完壁となる。即ちこれは２個の制御ピ
ストンの動作サイクルがいかなるクランプ力も受
けないためである。

本発明の好適な実施例においては、制御ピスト
ンが互いに遠去る方向に最大限移動する場合、並
びに互いに接近する方向に最大限移動する場合の
連結装置と２個の制御ピストンとの間の衝合支持
領域を、ボール−ソケツト継手構造に構成する。
この場合、ボール−ソケツト継手構造を有する支
持手段を介しての連結が制御ピストンの相対的な
極限位置において生じ、この支持手段はクランプ
力の発生を防止し、また製造誤差により生じ、制
御ピストンの案内に悪影響を与える不精度または
半径方向の移動も補償することができる。

更に、本発明の好適な実施例においては、細長
部材を、制御ピストンの内径よりも相当小さい外
径を有する円筒状の軸とし、この軸の各遊端に圧
着面を有するヘツド状の引張部材を設け、双方の
引張部材の圧着面を向い合せにして配置し、各制
御ピストンの引張部材を収容する端部をじようご
状に細めて軸を案内する環状フランジを形成し、
各制御ピストンの内面に圧着面のための支持面を
設け、圧着面または支持面のいずれかを球状に構
成する。この場合、制御ピストンの製造は簡単と
なる。更に分流器の組立てに何ら問題は生じな
い。連結装置と制御ピストンとの間の反作用力
は、作動圧力が高くても大きな領域にわたり均等
に分布される。

更に好適な実施例においては、圧着面を球状に
し、支持面を円錐状にする。このようにすること
は生産上都合がよい。制御ピストンの支持面を円
錐状にではなく、球面状にする方がより困難であ
る。この場合引張部材をナツト、好適には六角ナ
ツトとし、軸に螺着し、一方の側面を凸面状にし
て圧着面を形成すると技術上更に好適であり、組
立てが簡単である。

制御ピストンが互いに遠去る方向に移動する場
合にボール−ソケツト継手構造の支持手段ととも
に制御ピストンが共働作用するよう連結装置を設
計する方法は、完壁な制御動作を得るに充分であ
るが、制御ピストンが互いに接近し合う方向に移
動するとき制御ピストンが完全に心決めされまた
互いに整列していかなるクランプ力も生じないよ
うに考慮する必要もある。このようにするため
に、軸の縦方向の中心に、制御ピストンの環状フ
ランジおよび端部のための接触面を有するカラー
を設けるとよい。更に構成を簡単にするには環状
フランジの互いに対向する端面に内部孔の縦方向
軸線に直交する直接相互接触面を設けるとよい。
この場合制御ピストンはカラーの接触面に休止お
よび心決めされ、また制御ピストンは環状フラン
ジの端面を介して互いに直接休止接触し、互いに
心決めされる。

更に好適な実施例においては、軸の遊端を球状
にし、この遊端のための円錐状支持面を角制御ピ
ストンの内部に設ける。この実施例は制御ピスト
ンが互いに接近する方向に移動するときのボール
−ソケツト継手構造の支持手段が特に簡単に得ら
れるため一層都合がよい。この支持手段により製
造誤差から生ずる不精度または半径方向移動が補
償される。

更に組合せ構造にして分流器が異なる流量に対
処することができるようにするため、所定のオリ
フイス開口寸法を有する流量オリフイスを各制御
ピストンに挿入し、この流量オリフイスを交換可
能とすると好適である。本発明によれば、異なる
流量に変換するには制御ピストンにおける流量オ
リフイスを交換しさえすればよい。この交換は、
流量オリフイスを制御ピストンに螺合し、また流
量オリフイスにねじ回しを当接るための開口を設
けると特に作業が簡単となる。

更に、好適な実施例においては、各流量オリフ
イスに、軸の遊端のための支持面を軸に対向させ
て設ける。この場合流量オリフイスを製造すると
きに支持面を適当な方法で形成しておくことがで
き、この支持面のために余分なコストを必要とし
ない。

更に好適な実施例においては、制御ピストンを
流量オリフイスに休止するばねにより制御ピスト
ンを互いに接近し合う方向に押圧し、軸の周囲に
配置した他のばねにより制御ピストンを互いに遠
去る方向に押圧するよう構成する。これらばねは
原理的に分流器の動作にとつて必ずしも必須のも
のではないが、圧力が全くなくなつた場合に制御
ピストンが初期位置に復帰するよう、または分流
器の制御特性が所定の初期範囲内から開始するよ
うに考慮したものである。

これに関連して各環状フランジをばねのための
ばね座とすると好適である。即ちこの場合２個の
制御ピストン間の中心ばねが完全に心決めされる
ためである。

更に好適な実施例においては、少なくとも１個
の流路を各制御ピストンのじようご状端部に形成
する。この場合制御ピストンのこの領域におい
て、大きな流路を生ずるに充分な空間が形成され
る。この大きな流路によれば、流量が多量の場合
でも大幅な圧力低下を生じない。

〔実施例〕

次に図面につき、本発明の実施例を説明する。

液圧流体の流れを負荷状態に無関係に分流し、
また２個の液圧流体の流れを負荷状態に無関係に
合流させる分流器を、短形の本体１により構成
し、この本体に縦方向に貫通する内部孔２を設
け、この内部孔２を中央環状部３によつて２個の
孔部分に区分する。この内部孔の両端をそれぞれ
カバー４により閉鎖し、これらカバー４はねじ５
により本体１の所定位置に取付ける。主管接続部
６を内部孔２に中央環状部分３に達せしめ。この
主管接続部６とは反対側の主管接続部６に関して
対照的に配置した２個の消費側接続部７を内部孔
２に挟小の開孔８を介して連通させる。

内部孔２において、鏡対称になるよう２個の同
一の制御ピストン９，１０を設け、移動自在に案
内する。これらピストンはカバー４に休止する圧
縮ばね１１により互いに接近する方向に向うよう
作用し、中間に配置した圧縮ばね１２により互い
に遠去る方向に向うよう作用する。

２つの実施例（第１図の右半部および左半部参
照）の制御ピストン９，１０に中間円筒状の外穀
１３を設け、この外穀１３は、内部孔１４と雌ね
じ１５とを設け、この雌ねじ部１５は内部孔１４
の前部１６に連続する。互いに対抗する制御ピス
トンの端部１７は環状フランジ１８に達するまで
じようご状に寸法を減少していく。この端部１７
に流路１９を設け、これら流路１９を軸線に対し
て傾斜させ、制御ピストン９，１０の内部に連通
させる。端部１７の内面に円錐状の支持面２０を
設ける。

外穀１３には半径方向に指向する制御開口２１
を設け、これら制御開口を環状空間２２および消
費側接続部７の開口８に連通させる。図面では、
消費側接続部７に連通する制御開口２１の断面全
体が全開になつている。しかし、制御ピストン
９，１０がそれぞれ図示の位置から左または右に
移動するとき、制御開口２１の流路断面は若干減
少する。

所定寸法のオリフイス開孔２４並びにねじ回し
（図示せず）を当接するための開口２５を有する
流量オリフイス２３ａを第１図の右半分の実施例
に示す制御ピストン９の雌ねじ部１５にねじ込
む。ばね１１に対抗する流量オリフイスの端部に
ばね座２６を設ける。流量オリフイス２３ａの肩
部２８は雌ねじ部１５の起点における肩部２７に
衝合する。

第１図の右半分の実施例の制御ピストン９，１
０は連結装置３０ａを介して連結し、各制御ピス
トンの極限位置においては内部孔２内で同時に縦
方向移動することができ、また両極限位置間のす
べての中間位置では連結装置３０ａにより限定さ
れる範囲内で互いに相対的な縦方向移動をするこ
とができるよう構成する。

この連結装置３０ａを細長部材即ち円筒状の軸
３１ａにより構成し、第１図の右半分に示す実施
例の場合、この軸３１ａの縦方向の中心位置に周
縁突出カラー３２を設け、このカラー３２に接触
面３３を設ける。この接触面３３に対応して制御
ピストンの環状フランジ１８に接触面３４を設け
る。

軸３１ａの両端に雄ねじ部３５を設け、これら
雄ねじ部の各々に引張部材３６を螺着し、図示の
実施例の場合この引張部材を六角ナツトとする。
この引張部材３６に凸状圧着面３７を設け、この
凸状圧着面３７を支持面２０に対向させる。軸３
１ａの遊端３８を平坦にする。

分流器の作用は既知であるが簡単に説明すると
以下の通りである。即ち主管接続部６から圧力が
加わると、２個の制御ピストンが連結装置３０ａ
によりそれぞれの極限位置で停止するまでは２個
の制御ピストンは互いに遠去るように移動する。
堅固に連結された制御ピストンの実際の作用サイ
クルはオリフイス開孔と双方の制御ピストンの制
御開口との間の差圧により生ずる。均衡状態は常
に得られ、同量の流体が双方の消費側接続部７に
流入する。制御は制御開口２１と開孔８との交差
により生じ、各消費側接続部７は負荷状態に無関
係に所定量の流体を供給する。この目的のため
に、制御ピストンは消費側接続部７の圧力状態に
応答して内部孔２内で左右に移動する。

消費側接続部７から流入する支流が合流して主
管接続部６を経て排出される場合、２個の制御ピ
ストン９，１０は、第１図の右半分に示す実施例
では接触面３４がカラー３２に衝合し、ピストン
が互いに堅固に合体するまで互いの方向に向つて
摺動する。この後には消費側接続部から流体流が
負荷に無関係に合流するという他の作用サイクル
を生ずる。

上述の第１図の右半分の実施例と第１図の左半
分の実施例との違いは、第１図の左半分の実施例
の制御ピストンが互いに遠去る方向に移動して極
限位置に達しているとき、ボール−ソケツト継手
構造をなす支持手段を引張部材３６と制御ピスト
ン１０の端部１７との間に設け、更にこのような
支持手段を、制御ピストンが互いに接近し合う方
向に移動して他の極限位置に達したときの連結装
置と制御ピストンとの衝合部に設けた点である。
この目的のため、制御ピストン１０に流量オリフ
イス２３ｂを挿入し、この流量オリフイス２３ｂ
には半径方向外方に指向するオリフイス開孔２４
ａを設ける。各流量オリフイス２３ｂの前面にお
ける各オリフイス開孔２４ａの間の部分は円錐状
の支持面２９とし、この支持面２９を第１図の左
半分の実施例の連結装置３０ｂの軸３１ｂの球状
または凸面状端部３９に整列させる。

第１図の左半分の実施例の場合、軸のカラー３
２は不要である。即ち制御ピストン９が互いに接
近する方向に移動したとき、凸面状端部３９が円
錐状支持面２９に衝合し、環状フランジ１８相互
が接触することはない。更に、中心細長軸を有す
る制御ピストンの細長軸を他方の制御ピストンに
突入させ、ボール−ソケツト継手構造の支持部に
より、双方の制御ピストンの極限位置で支持する
形式の実施例も可能である。

〔発明の効果〕

制御ピストンが互いに遠去るように移動して極
限位置に達するとき、牽引力が支持面２０から圧
着面３７、従つて連結装置３０ａに伝達される。
この伝達領域をボール−ソケツト継手構造として
設計する。このような構造に設計することによつ
て、制御ピストンに偏心した反作用力を生ずるの
を防止することができ、製造行程で生ずる製造誤
差（例えば、制御ピストンの軸が内部孔に正確に
整列しないでずれることもある）も、このような
設計により補償することができる。即ち連結装置
３０ａと制御ピストン９，１０との間に反作用力
が生じるが、この反作用力は縦方向軸線の周りに
均等に分布されるという事実によつて、偏心力ま
たは傾斜力は発生しない。また他の極限位置で接
触面３４がカラー３２に衝合する場合にもこのこ
とはいえる。即ちこの場合も正確な中心方向支持
力が生ずるためである。

【図面の簡単な説明】

第１図は右半分に第１の実施例、左半分に第２
実施例のそれぞれを示す本発明による分流器の縦
断面図である。 １…分流器の本体、２…本体の内部孔、３…内
部孔の中央環状部、４…カバー、６…主管接続
部、７…消費側接続部、８…開孔、９，１０…制
御ピストン、１１，１２…圧縮ばね、１３…制御
ピストンの外穀、１４…外穀の内部孔、１５…雌
ねじ部、１７…制御ピストンの端部、１８…環状
フランジ、１９…制御ピストンの流路、２０…制
御ピストンの支持面、２１…制御ピストンの制御
開口、２２…環状空間、２３ａ，２３ｂ…流量オ
リフイス、２４，２４ａ…オリフイス開口、２５
…ねじ回し用開口、２６…ばね座、２９…流量オ
リフイスの支持面、３０ａ…連結装置、３１ａ…
軸、３２…カラー、３３，３４…接触面、３６…
引張部材、３７…引張部材の圧着面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液圧流体の流れを負荷状態に無関係に分流す
   るため、内部孔を有する本体と、この内部孔に連
   通する中心主管接続部およびこの中心主管接続部
   の両側の２個の消費側接続部と、内部孔内に同軸
   状に移動自在に案内した２個の制御ピストンとを
   具え、これら制御ピストンの各々に１個の流量オ
   リフイスと少なくとも１個の半径方向に指向する
   制御開口を設け、更にこれら制御ピストンを連結
   して制御ピストンが制限された範囲内で互いに接
   近したり遠去つたりすることができるようにする
   連結装置を具えた分流器において、前記連結装置
   ３０ａ，３０ｂと２個の制御ピストン９，１０と
   の間の衝合支持領域は互いに補完し合うとともに
   係合可能な凹面状支持領域および凸面状支持領域
   により構成し、前記連結装置３０ａ，３０ｂの双
   方の制御ピストンに連係する細長部材３１ａ，３
   １ｂの両側の遊端近傍に前記凹面状支持領域およ
   び凸面状支持領域のうちの一方の支持領域を有す
   る拡大部３６を設け、各制御ピストン９，１０の
   互いに対向する端部には、前記細長部材が貫通す
   る軸線方向孔と、前記細長部材３１ａ，３２ｂの
   前記拡大部３６が係合することができる内面に前
   記凹面状支持領域および凸面状支持領域のうちの
   他方の支持領域を形成し、両者間の係合がボール
   −ソケツト継手構造をなす構成としたことを特徴
   とする分流器。 ２ 細長部材３１ａを、制御ピストン９，１０の
   内径よりも相当小さい外径を有する円筒状の軸と
   し、この軸の各遊端３８に圧着面３７を有するヘ
   ツド状の引張部材３６を設け、双方の引張り部材
   ３６の圧着面３７を向い合せにして配置し、各制
   御ピストン９の引張部材を収容する端部１７をじ
   ようご状に細めて軸を案内する環状フランジ１８
   を形成し、各制御ピストンの内面に圧着面３７の
   ための支持面２０を設け、圧着面３７または支持
   面２０のいずれかを球状に構成したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の分流器。 ３ 圧着面３７を球状にし、支持面２０を円錐状
   にしたことを特徴とする特許請求の範囲第２項に
   記載の分流器。 ４ 引張部材３６をナツト、好適には六角ナツト
   とし、軸３１ａに螺着し、一方の側面を凸面状に
   して圧着面３７を形成したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１乃至３項のうちのいずれか一項に
   記載の分流器。 ５ 軸３１ａの縦方向の中心に、制御ピストン
   ９，１０の環状フランジ１８および端部１７のた
   めの接触面３３を有するカラー３２を設けたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１乃至４項記載の
   うちいずれか一項記載の分流器。 ６ 環状フランジ１８の互いに対向する端面内部
   孔の縦方向軸線に直交する直接相互接触面３４を
   設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１乃至
   ５項のうちいずれか一項に記載の分流器。 ７ 軸３１ｂの遊端３９を球状にし、この遊端の
   ための円錐状支持面２９を各制御ピストンの内部
   に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第４項
   に記載の分流器。 ８ 所定のオリフイス開口寸法を有する流量オリ
   フイス２３ａ，２３ｂを各制御ピストン９，１０
   に挿入し、この流量オリフイスを交換可能とした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の
   分流器。 ９ 流量オリフイス２３ａ，２３ｂを制御ピスト
   ンに螺合したことを特徴とする特許請求の範囲第
   ８項に記載の分流器。 １０ 流量オリフイス２３ａ，２３ｂにねじ回し
   を当接するための開口２５を設けたことを特徴と
   する特許請求の範囲第８項に記載の分流器。 １１ 各流量オリフイス２３ｂに軸の遊端３９の
   ための支持面２９を軸３１ｂに対向させて設けた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の
   分流器。 １２ 制御ピストン９，１０を流量オリフイス２
   ３ａ，２３ｂに休止するばねにより制御ピストン
   を互いに接近し合う方向に押圧し、軸３１ａ，３
   １ｂの周囲に配置した他のばね１２により制御ピ
   ストンを互いに遠去る方向に押圧するように構成
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１１項記
   載の分流器。 １３ 各環状フランジ１８をばね１２のためのば
   ね座としたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   ２項に記載の分流器。 １４ 少なくとも１個の流路１９を各制御ピスト
   ン９，１０のじようご状端部１７に形成したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１３項に記載の分
   流器。