JPS5928763B2 - 流体弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流体弁の改良に関するものである。

流体駆動モータはこのモータを駆動する作動流体を用い
る流体制御系統によって制御される。

例エバ、昇降式スクレーパのモータ駆動刃は作業中上下
運動すると共に固定位置に保持されなければならない。

従って、作動流体はモータの前進、後進及び中立即ち非
動作位置とに選択的に運ばれなげればならない。

この目的のため、方向制御スプール弁が通常用いられる
。

スプール弁は内部溝のついた孔を有するハウジングを含
み、この溝はハウジング内でその溝を分離しているラン
ドに係合し又は跨るように位置決めされる溝を備えてい
るスプールの軸方向運動によって高圧流体源に接続され
るがこの高圧流体源から遮断される。

昇降式スクレーパの如き装置を動作する場合に、スプー
ルがシフトレバ−の運動によって所望位置へ移動された
後作業者の手が操舵の如き義務から解放されるように戻
止め機構がスプールを所望位置に保持することが望まし
い。

自己運動を起さないようにスプールを保持するが作業者
による制御レバーの移動によりかけられる力によって容
易に運動することができる多くのこのような戻止め機構
は公知である。

車輌を駆動するエンジンは作動流体の圧力を維持するた
め流体源として通常用いられている。

エンジンが停止して流体圧力がなくなると、エンジンに
余分の負荷がかかるため流体モータが前進又は逆進して
いる時にエンジンを始動することは一層困難である。

一層重犬な問題はエンジンの始動中流体モータが作動位
置にあると、エンジンの始動速度はエンジンの損傷が与
えられる範囲で又は、駆動列の部品の共振周波数が発生
しそのためこれらの部品の１つ又はそれ以上が破損する
ことがしばしばあるような速度で減少するということで
ある。

従来技術は以下の米国及び英国特許によって例示されて
いる。

特許番号 日 付 発明者米国第２，
８４８，０１４号１９５８年８月１９日 テンス〃 第
３，４３８．３９時１９６９年４月１５日 バーネス〃
第３，５１１，２７６号 １９７０年５月１２日 ジ
エツセン〃 第３，６０２，２４５号１９７１年８月３
１日 マイセル〃 第３，６１８，９８４号１９７１年
１１月９日 クック〃 第３９石９−８−；５８３号１
９７２年１０月１７日 ナイルス英国第１，３１１，８
９７号 −一本発明は作動流体の圧力が充分な間
はスプール弁のスプールを選択された動作位置に維持す
るが駆動エンジンを停止した時のように作動流体の圧力
が不充分である時にはスプールを自動的に中立位置にお
■止め機構を設けることによって上記の問題を解決する
方向制御スプール弁から成っている。

本発明の弁は流体入口と少なくとも３つの流体出口を有
する通常の弁・・ウジングと、流体作動モータを前進方
向又は逆進方向へ駆動するように入口からの高圧流体を
向けたり或は中立状態にするためこの高圧流体をモータ
から離れる方向に向けるようにスプールが軸線運動する
時に弁スプールの溝と協働するように位置決めされた内
部溝とランドとを有する。

弁ハウジング内には弁スプールを囲んでスプール中心決
め装置が設けてあり、この中心決め装置は弁ハウジング
に係合する２つの極限位置の間を摺動するように位置決
めされた摺動ばねを収容したハウジングから成っている
。

このばね収容ハウジングは圧縮ばねを含み、スプールが
一方向に移動した時弁ハウジングに係合する１つの位置
に向けて移動するようにスプールと係合している。

戻止め機構は上記ばねによってスプールカラ前進、逆進
又は中立位置で移動することがないように保持するため
に設けである。

この戻止め機構は高いばね力位置と低いばね力位置との
間を動作するばねによって収容溝内に押圧される手段を
含み、高いばね力位置では戻止め機構はその収容溝内に
強く押圧されるので中心決めばねによって移動されるこ
とがないようにロックされる。

しかし、流体圧力が失われた結果ばね力が低い時にはこ
の戻止め機構はスプールが中心決めばねの力によって移
動することがないように保持することはできない。

中心決めばねは通常ではスプールを中立位置へ押圧する
ように位置決めされて動作する。

図面を参照すると、総体的に符号１０で示された弁は総
体的に符号１１で示された戻止め機構を含む。

この弁は段付孔１４，１５，１６を有する弁本体即ちハ
ウジング１２を含む。

このハウジング１２は高圧作動流体を流体作動モータ４
５に分配するように高圧作動流体を出口孔２０，２１に
連通するための入口孔１８，１９と高圧作動流体を貯蔵
タンク４２に戻すための出口孔２２ 、２３ 。

２４を備えている。

弁スプール２５は孔１４内に往復動自在に設けられ、入
口孔と出口孔との間の流体の連通を制御する環状溝３２
．３３．３４ 。

３５を形成するランド２７．２８，２９，３０゜３１が
スプールに形成されている。

スプールはハウジング１２を越えて突出しスプールを図
示しない手動起動レバーに取付ける杆３６を備えている
。

起動レバーは図示した前進、逆進又は中立位置に弁スプ
ールを移動する目的で作業者が用いるのに適している。

高圧流体はポンプ４０によって１対の分岐導管３７．３
８を経て入口孔１８，１９に供給される。

スプールが中立位置にある時高圧流体は環状凹部３３．
３４を経て孔１４を通り出口孔２３を通って流体貯蔵タ
ンク４２に戻る。

戻り導管４１は孔２３を流体貯蔵タンク４２に連結する
。

弁スプールが前進位置へ移動した時環状溝３５は高圧流
体が入口孔１９から導管４３を介して流体作動子−タ４
５に接続される出口孔２１に連通せしめる。

このモータは高圧作動流体が導管４３を通る時前進方向
に移動するようにしである。

典型的には、流体モータはスプールが前進位置にある時
昇降刃スクレーパの刃を持ち上げる。

モータから排出される流体はモータを通り、導管４６を
通って孔２０に入り、この孔は分岐導管４７を経て導管
４１及び最終的には貯蔵タンク４２に接続される孔２２
に環状溝３２を介して連通される。

スプールが前進位置にある時、入口孔１８がランド２８
．２９によって遮断されるので流体圧力はこの入口孔を
通してハウジングに入ることができない。

弁スプール２９が逆進位置にある時、入口孔１８の流体
圧力は環状溝３２を経て出口孔２０に連通し、このため
導管４６を経てモータ４５に高圧流体を供給する。

この時、モータは逆方向に駆動し、例えば昇降刃スクレ
ーパの刃を下降する。

モータによって排出される流体は導管４３を経て孔２１
に運ばれ、スプール弁１０と通路２４とを通り、導管４
１に接続する導管４８を経てタンク４２に戻る。

逆進位置では入口孔１９の流体圧力はランド２９，３０
によって遮断される。

本発明の中心決め装置は符号５０で総体的に示しである
。

この中心決め装置は孔１５内に配置され孔１４内のスプ
ール部分に比べて小径のスプール部分を囲んでいる。

この中心決め装置は孔１５内を移動する摺動ばね収容ハ
ウジング５２を含んでいる。

ハウジング５２を弁ハウジング１２に係合せしめること
によってハウジング５２が摺動する距離を制限するため
にスナップリング５３が設けである。

スリーブの一端に形成された内方に延びるフランジ５４
は第２のスナップリング５５に係合するように位置決め
され、このスナップリングはスプール２５に形成された
小径部分５１に形成された溝内に配置されている。

フランジの内側は螺旋ばね５６の一端に係合し、このば
ねの他端は環状保持リング５７に衝合し、この保持リン
グは弁ハウジング１２の肩部５８とスプール２５の肩部
５９との両方に衝合している。

従って、スプール２５が逆進位置へ移動すると、環状保
持リング５７が右方へ移動するのでばね５６は圧縮せし
められ、また、スプールが前進位置へ移動すると、ばね
収容ハウジング５２を左方へ移動することによってばね
５６は圧縮せしめられる。

従って、ばね５６はスプールをいづれかの移動方向から
中立位置へ押圧する。

符号１１で総体的に示された戻止め機構は保持体６２に
よって軸線方向位置が保持された多数のボール６１を含
む。

保持体６２は１対のスナップリング６４，６５の間に堅
固に保持されているので弁ハウジング１２の孔に対し軸
線方向に移動することはない。

３つの溝６６．６７．６８が弁スプールの延長部に形成
され、これらの溝はボール６１を収容できるよ′うな形
状を有し、弁スプールを上記したように前進、逆進又は
中立の適当な位置に保持するように弁スプールの延長部
に位置させである。

環状カムリング又は環状部材７０は孔１５内で弁スプー
ルの延長部６９のまわりに摺動自在に設けである。

リング７０はボール６１に接触し保持体６２付近にある
傾斜カム面７１を備えている。

圧縮ばね７２は最大孔１６に位置決めされ、リング７０
に圧接する力をかけるように孔１５内に延在している。

ばね７２０反対端は孔１Ｇ内を軸線方向に摺動するよう
に位置せしめた保持具７４に保持されている。

この保持具７４はばね７２に係合し孔１６内にぴったり
とはまるのを維持し且つストッパ手段としても作用する
ように位置せしめたフランジ７５を有する。

端キャップ７７は孔１６の外端を閉じるようにボルト７
８によって弁体１２に取付けられている。

端キャップはばね保持具７４に圧接するように働くピス
トン８１が維持される孔８０を備えている。

ピストン８１の杆８２は保持具７４の孔８４に嵌入して
いてこれらの可動部材が整列するのを助けている。

この保持具は圧力嵌めで杆８２に強固に固定されるのが
好ましい。

入口通路８７が端キャップ７７、図示の場合にはねじ付
栓８５を貫通して設けである。

導管８８はポンプ４０から入口通路８７に加圧流体を供
給しているのでこの流体はピストン８１に作用して流体
が高圧下にある時ばね７２を圧縮している。

高圧流体を貯蔵タンク４２に戻すように解放することに
よって流体系統に破壊圧力が生ずるのを避けるために公
知の圧力解放弁９０が導管８８に組み込まれている。

動作についてのべると、入口８７の流体圧力はピストン
８１に伝達されてこのピストンを保持具７４に圧接する
ように移動せしめてばね７２を圧縮する。

ばね保持具７４は図示の位置から弁ハウジング１２の肩
部７６に衝合する位置への動きが制限される。

肩部７６に衝合すると、ばね７２によって環状リング７
０にかけられる力はボール６１がばね５６の作用でスプ
ール２５を移動するのを阻止するのに充分な力で溝６６
．６７．６８の１つにロックされるように選ばれる。

しかし、ボール６１と溝６６．６７．６８の１つを含む
戻止め機構は、スプールの位置を前進、逆進、中立の位
置のどれかに変更するレバーの手動操作に抗してスプー
ル２５の動きをロックするほど充分な力では保持される
ことがない。

シフトレバ−の手動操作はばね７２を更に一層圧縮する
のに充分な力をスプール２５にかけるのでボール６１は
充分異なった溝に入るように移動する。

管路８８に流体圧力がなくなると、ばね７２は充分に伸
長し、この位置でばねは環状リング７０とボール６１と
に対しスプールがばね５６の力に抗して位置決めロック
されるのに充分な力をかげることはない。

ばね７２は充分に伸長した時完全にゆるむのが好ましい
。

前にのべたように、中心法めばね５６はスプールが前進
位置か逆進位置かのいづれかにある時圧縮される。

流体系統に流体圧力がなくなると、管路８８の流体圧力
がなくなるのでばね７２はピストン８１に坑して伸長す
ることができる。

従って、このばねは保持具７４が端キャップ７７に接触
するように保持具を押戻し、ばね７２によってかげられ
る力はスプール２５が圧縮ばね５６の作用に抗してロッ
クされない程の力まで減少する。

この結果、流体系統の圧力がなくなると、ばね５６が伸
長し、この作用によってばね５６はスプールを中立位置
に位置決めするので孔１８又は１９を経て弁に入る高圧
流体はモータ４５を通ることなく孔２３を経てタンク４
２に戻される。

この作用は、流体圧力がなくなった時スプールが前進位
置にあろうが逆進位置にあろうが生ずる。

流体圧力がなくなった時スプールが中立位置にあるなら
その位置はそのま〜維持される。

このように、本発明の弁は、系統内に作動流体圧力があ
る時作業者によって慎重に行われる動き以外の運動を生
ずることがないように弁を前進、逆進又は中立位置に保
持する流体圧力応答笑止め機構を含む。

系統が流体圧力を失うと、スプール弁は自動的に中立位
置に戻って再始動の問題及びリンク機構の共振周波数に
伴う問題を回避することができる。

エンジンを再始動すると、戻止め機構が再起動され作業
者の慎重な動きによって弁が前進位置又は逆進位置へ移
動するまで弁を中立位置に強固に保持する。

圧力応答笑止め機構は、エンジンが始動される時弁が起
動位置にあるのを防止する点で所望の安全機構であるこ
とは容易に理解できることと思う。

弁によって制御されるモータが起動位置にあるとエンジ
ンが始動される時予期しない始動を起すので、車輌上又
はそのまわりで作業する人々に大きな危険を与えること
になる。

本発明の好ましい実施態様を要約して示すと、下記の通
りである。

（１）前記戻止め手段は、前記スプールのまわりに延在
する複数の環状溝と、前記溝に係合するように前記スプ
ールを囲んで前記弁本体内に取付けられた複数のボール
と、前記ボールに係合して前記ボールを前記溝内に押圧
するカム手段とから成る特許請求の範囲の弁。

・ （２）前記カム手段は、前記孔内に往復動自在に設
けられ前記ボールに係合する傾斜面を有する環状部材と
、前記弁本体内に設けられ前記リングに作動連結された
流体圧カビストンとから成る前記第１項の弁。

（３）前記ピストンを前記環状カム部材に連結するばね
手段を備えた前記第２項の弁。

（４）前記孔内に配置された環状肩部な備え、前記ボー
ルは前記肩部と前記スプールと前記環状カム部材との間
に閉込められている前記第３項の弁。

（５）前記ピストンの運動を制限するストッパ手段を備
えている前記第３項の弁。

【図面の簡単な説明】

図面は流体回路の系統内にあるのが示しである本発明を
適用した弁の断面図である。 １０・・・・・寺、１１・・・・・・戻止め機構、１２
・・・・・・弁本体、１４，１５，１６・・・・・・円
筒孔、１８，１９・・・・・・入口孔、２０，２１・・
・・・・出口孔、２５・・・・・・スプール、５６・・
・・・・螺旋ばね。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 円筒孔とこの円筒孔と連通ずる流体入口孔及び出口
   孔とを有する弁本体と、前記円筒孔内に往復動自在に配
   置され少くとも前記入口孔と出口孔との間を連通ずる第
   １の動作位置と前記連通を阻止する中立位置とに可動な
   スプールと、前記スプールを前記中立位置へ押圧する中
   心決めばね手段と、前記スプールの延長部外周まわりに
   設けられた複数の環状の溝と、該溝と係合するようにス
   プールの延長部をとり巻いて弁本体内に装着された複数
   のボールと、該ボールと係合して該ボールを前記溝内に
   押圧する前記スプールの延長部まわりに伸びる環状部材
   と、前記弁本体のスプール延長部側端部に設けられた軸
   方向孔内を弁本体の軸方向に摺動可能なピストンと、前
   記環状部材とピストンの一端との間に設けられかつ前記
   中心決めばね手段よりもばね力の小さいばね手段と、前
   記軸方向孔内にあるピストンの他端に連通された流体通
   路とからなり、前記ピストンは前記流体通路内の所定の
   流体圧に応答して前記中心決めばね手段の力に抗して前
   記スプールを前記作動位置に保持すべく前記環状部材を
   前記ボールとカム係合させるように押圧し、また前記流
   体通路内の所定の流体圧以下の流体圧に応答して前記環
   状部材にかかる押圧力を解放し、これにより弁スプール
   が前記中心決めばね手段により中立位置に移動するのを
   許すよう構成された流体弁。