JP2005505845A - 圧力調整弁、特に比例型圧力調整弁 - Google Patents

Abstract

本発明は、圧力調整弁、特に比例型圧力調整弁に関するものである。前記弁は、少なくとも一つのポンプ接続部（Ｐ）と適用機器接続部（Ａ）とタンク接続部（Ｔ）とを含む弁ハウジング（１）を具備している。制御可能な作動装置（２９）によって転位可能なピストン（１９）が弁ハウジング（１）内で案内される。前記ピストンの外周に、ピストン（１９）の制御エッジ（４９、５１）によって範囲を定められる周囲環状空間（４７）を形成する凹部（４５）が形作られる。適用機器接続部（Ａ）の圧力を受けるピストン（１９）の前側と、背後に配置された圧力室（３７）に隣接する、ピストン（１９）の後面（３５）との間の流体連通のための流路（５５）がピストン（１９）内に設けられる。本発明は、ピストン（１９）の流路（５５）が、ピストン前側に近い領域に絞り部（５７）を、また前記絞り部（５７）から離れてピストン後面（３５）に向かう領域に、周囲環状空間（４７）に向き合うオリフィス（５９）を具備しており、このオリフィス（５９）が第二の流れの絞り部（６１）を有することを特徴としている。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力調整弁、特に比例型圧力調整弁に関するものであり、前記比例型圧力調整弁は、弁ハウジングと弁ピストンとピストン内に形成された流路とを有しており、前記弁ハウジングは、少なくとも一つのポンプ接続部及び少なくとも一つの適用機器接続部及び少なくとも一つのタンク接続部を有しており、前記弁ピストンは、制御可能な作動装置によって弁ハウジング内で移動可能であり、またピストンの制御エッジによって範囲を定められる周囲環状空間を形成する、弁ピストン外周における凹部をもっており、前記ピストン内に形成された流路は、適用機器接続部の圧力が作用するピストンの前側と、後ろ側の圧力室に隣接するピストン後面との間に流体接続を確立するための流路である。
【背景技術】
【０００２】
このタイプの弁は、商業経路を通じて普通に入手可能である。結合された作動装置によって直接的に制御されるそのような圧力制限弁においては、適用機器接続部における支配的な調整圧力が弁ピストンの両側に与えられるので、つまり調整圧力は、その力の作用を弁ピストンに及ぼさないということから、同一の弁ピストン直径が、問題になる異なる圧力段階に対して使用されるという利点が獲得される。換言すると、より高い圧力段階においても、限界内で生じたピストン力を維持するために、特に小さな弁ピストン径が選択される必要がなく、その結果十分大きな直径の弁ピストンをもつそのような弁が、比較的大きな定格体積流量のために設計されることが可能である。
【０００３】
この弁タイプの作動装置は大きなピストン力を受けていないが、弁ピストンの制御エッジに動作中に生じる流れの力が、低下せずに作動装置に伝達される。このことは、弁の動作特性が、圧力制限機能において比較的急に上昇する曲線、及び低圧力機能において急に下降する曲線を有するという不都合な結果を有する。圧力の急激な低下は、ピストンの開放ストロークを短縮させようとする特に大きな流れの力を弁ピストンのそれぞれの制御エッジに作用させるので、この下降特性は、特に調整圧力に比較してポンプ圧力が非常に高い場合に生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
最新技術を基礎として、本発明は、最新技術に対して改良された動作挙動を有する圧力調整弁を作り出すという課題を提示する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるこの課題は、先に言及されたタイプの圧力調整弁の場合において、ピストン流路が、ピストンの前側に隣接する領域における流れの絞り部と、該流れの絞り部からピストン後面の方に位置を移した領域の外周環状領域に通じる流路とを有することと、この流路が第二の流れの絞り部を有するということとから達成される。
【０００６】
本発明による、弁ピストン流路に結びついた二つの流れの絞り部のこの組み合わせは、ピストン後面に広がる圧力を変化させることを可能にし、その結果、動作中に制御エッジに生じる流れの力に常に対抗するように作用する力であって、それ故圧力制限機能及び低圧力機能の両方において補助的行程として働く力が、ピストンに作用する。結果として、弁の動作特性は、流れの絞り部の流路断面の適切な寸法設定によって要望どおり最適化される。
【０００７】
弁の動的動作挙動は、弁ピストン流路が、環状空間に通じる流路とピストンの後面における開口との間の領域に第三の流れの絞り部を有するという点からも、望ましい様態で影響を受けることが可能である。ピストンの後面からピストン流路の中に導かれる、例えば、ねじ込み式オリフィスの形をしたこの流れの絞り部の構成の結果として、振動抑制のための減衰作用が、ピストンの後面に隣接する圧力室と関係してもたらされる。
【０００８】
本発明は、添付図に示された例示的実施例を参照して以下に詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
添付図に示されて、次に説明される圧力調整弁は、所謂ねじ込み式弁により代表され、前記ねじ込み式弁のスリーブ状弁ハウジング１は、それが非図示の弁収納部にねじ込み可能であるようにおねじ３を有している。弁ハウジング１の外周側に着座された環状封止要素５、７、及び９が、流体の弁収納部内への流入を防ぐ封止のために設けられている。弁ハウジング１の残りの周辺領域内への流体の流入を防ぐために封止要素５及び７によって封止された領域である、封止要素５と７との間に位置する弁ハウジング１の周辺領域に、スリーブ状弁ハウジング１は壁開口１１を有しており、前記壁開口１１は、弁ハウジング１が弁収納部にねじ込まれたとき関連する流体システムのタンク接続部Ｔと連通する。封止要素７と９との間に位置する周辺領域には、弁ハウジングは、流体システムのポンプ接続部Ｐに対応して接続される壁開口１３も有している。スリーブ状弁ハウジング１はその自由端で開口しており、次にスリーブ開口１５が、調整圧力を導く、システムの適用機器接続部Ａに弁収納部によって接続される。
【００１０】
弁ハウジング１はその内部に円筒管１７を形作り、前記円筒管１７の中で、スリーブ弁として働く弁ピストン１９が軸方向に移動可能である。この弁ピストンの構造を図解するために、弁ピストン１９が図１の縮尺より大きな縮尺で図２に単独で示される。
【００１１】
適用機器接続部Ａと結びつくスリーブ開口１５に支持リング２１が取り付けられ、前記支持リング２１は、圧力コイルばね２３のための支持を提供し、前記圧力コイルばね２３は、その他方の側が、弁ピストン１９の内部キャビティ２７内のショルダ２５（図２）に支えられている。ばね２３は、圧力調整弁を直接的に制御するマグネットシステム２９の磁力に対抗して弁ピストン１９を移動させようとする再設定力を生み出す。
【００１２】
マグネットシステム２９のアーマチュア３１は、（以下に詳細が説明される）補助ピストンとして機能するピン要素３３によって弁ピストン１９の後面に機械的な作用を及ぼす。
【００１３】
ピストンの後面３５は圧力室３７に隣接し、次に前記後面は、円筒管１７に固く接続され且つピン要素３３のガイドとして機能するブッシング３９に隣接している。圧力室３７とは反対側に向いているピン要素３３の端部は、マグネットシステム２９に直ぐ隣接している別の圧力室４１の中に延在しており、前記圧力室４１は、弁ハウジング１の壁開口１１に隣接する接続路４３によってタンク接続部Ｔの圧力を導く。
【００１４】
図２に最もはっきりと示されるように、弁ピストン１９は、細径円周部４５を有しており、前記細径円周部４５は、弁ハウジングの円筒管１７の壁と共に環状空間４７を形成し、前記環状空間４７の軸方向の範囲は、制御エッジ４９及び５１によって区切られている。圧力調整弁の作動中に、制御エッジ４９はタンク接続部Ｔに結合された弁ハウジング１の壁開口１１に関連して働く。次に制御エッジ５１は、低圧力機能の実行の間に、ポンプ圧力を導く、ポンプ接続部Ｐに結び付けられた壁開口１３と共に働く。弁ピストン１９の細径円周領域４５に作られた流路開口５３は、適用機器接続部Ａの調整圧力を導く、弁ピストン１９の内部キャビティ２７と、環状空間４７との間の流体接続を確立する。
【００１５】
弁ピストン１９を通して延在する流路５５は、内部キャビティ２７と、ピストンの後面３５に位置する後面圧力室３７との間の流体接続を確立し、その結果静止状態において適用機器接続部Ａからの調整圧力が弁ピストン１９の両側に付与され、従って調整圧力に基づくピストン転位力は制御ピストン１９に作用しない。圧力段階のレベルを決定して負荷をマグネットシステム２９に与えまた調整圧力に依存した力は、補助ピストンとして機能するピン要素３３によって生み出され、前記ピン要素３３は、圧力室３７における調整圧力からは独立しており、また前記補助ピストン（３３）にタンク接続部Ｔの圧力が、圧力室４１において反対側の端部に加えられる。従ってマグネットシステム２９に加えられる力は、ピン要素３３の有効ピストン面積に依存するが、弁ピストン１９の有効ピストン径には依存しない。
【００１６】
図２に最もはっきりと示されるように、弁ピストン１９内で軸方向に延在する流路５５は、圧力調整弁の動作特性に意義深い効果を及ぼす特有の特徴を有する。図２から明確に見られるように、流れの絞り部５７が、弁ピストン１９の内部キャビティ２７の中への流路５５の合流点に形作られており、図示された例示的実施例では、この流れの絞り部は、流路５５の横断面狭隘箇所により表される。ピストンの後面３５の方へ軸方向に転置された、流路５５の領域に、流路５５は、それから分岐して縦軸線５８に垂直に延在する流路５９を有している。この流路５９は、ピストン１９の細径円周部４５上の環状空間４７に通じている。この流路５９は第二の流れの絞り部６１を形作っている。図解された例では、二つの流れの絞り部５７及び６１は、適切に縮小された穴径によって形作られているが、流れの絞り部５７及び６１が、オリフィスインサート等によって形作られることも勿論可能である。
【００１７】
動作中に、流路５５内の流体の流れに組み合わさって影響する流れの絞り部５７及び６１は、圧力室３７内の、ピストン後面３５に広がる圧力の変化を、即ち、弁動作中の低圧力機能の際に制御エッジ５１に生じる圧力降下、及び圧力制限機能の際に制御エッジ４９に生じる圧力降下のそれぞれの圧力降下の働きとして引き起こす。それぞれの急激な圧力降下は、非常に大きい流れの力を弁ピストン１９に発生させ、この非常に大きい流れの力は、ピストン１９のそれぞれの必要な動作行程の進行を抑える。動的な運転において相互に連通する二つの流れの絞り部５７及び６１によって流される流体流れは、圧力室３７内の、ピストン後面３５に広がる圧力の変化をもたらす。流れの絞り部５７及び６１の流れの絞り作用の適切な寸法設定の結果として、弁の動作特性は、ピストン後面３５におけるそれぞれの変化した圧力が、低圧力機能及び圧力制限機能それぞれの場合にピストン１９に作用する流れの力に対抗して作用する補助的な行程を生み出すように、最適化され得る。
【００１８】
図解された例示的実施例では、第三の流れの絞り部が、ピストン１９の流路５５内で、流路５９とピストンの後面３５における開口部端との間の領域に設けられている。図示された例では、この流れの絞り部はねじ込み式オリフィス６５により表される。ピストンの後面３５に存在する圧力室３７と関連して、減衰効果が、絞り作用の適切な寸法設定により生み出される。その結果として、ねじ込み式オリフィス６５の流れの絞り作用の変化により、弁の動特性の効果的な変化が起こり得る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ねじ込み式弁として構成された圧力調整弁の縦断面図である。
【図２】例示的実施例の弁ピストンの、若干拡大された縮尺で描かれた縦断面図である。

Claims (11)

1. 弁ハウジング（１）と、弁ピストン（１９）と、弁ピストン（１９）内に作られた流路（５５）とをもつ、圧力調整弁、特に比例型の圧力調整弁であって、前記弁ハウジング（１）が、少なくとも一つのポンプ接続部（Ｐ）及び少なくとも一つの適用機器接続部（Ａ）及び少なくとも一つのタンク接続部（Ｔ）を有しており、前記弁ピストン（１９）が、制御可能な作動装置（２９）により弁ハウジング（１）内で転位可能に動かされる可動のものであり、且つ、ピストン（１９）の制御エッジ（４９、５１）によって範囲を定められた周囲環状空間（４７）を形成する、周囲（４５）に作られた凹部をもつものであり、また、前記弁ピストン（１９）内に作られた流路（５５）が、適用機器接続部（Ａ）の圧力が作用するピストン（１９）の前側と、後ろ側の圧力室（３７）に隣接するピストン（１９）の後面（３５）との間の流体接続の形成のためのものである、圧力調整弁において、ピストン（１９）内の流路（５５）が、ピストンの前側に隣接する領域に流れの絞り部（５７）を、また流れの絞り部（５７）からピストンの後面（３５）の方へ転位された領域に、周囲環状空間（４７）に通じる流路（５９）を有することと、この流路（５９）が第二の流れの絞り部（６１）を有することとを特徴とする、圧力調整弁。
2. 作動装置（２９）が磁気アーマチュア（３１）を有することと、弁ピストン（１９）が磁石の力によって再設定力（２３）に対抗して移動可能であることとを特徴とする、請求項１に記載の圧力調整弁。
3. 磁気アーマチュア（３１）が、補助ピストン（３３）によって弁ピストン（１９）に機械的に接続されており、前記補助ピストン（３３）が弁ハウジング（１）内で軸方向に移動可能であり、また、弁ピストン（１９）と向き合っている補助ピストン（３３）の面にピストン（１９）の後面（３５）上の圧力室（３７）の圧力が加えられ、また補助ピストン（３３）の反対側のピストン面にタンク接続部（Ｔ）の圧力が加えられることを特徴とする、請求項２に記載の圧力調整弁。
4. 弁ピストン（１９）内の流路（５５）が、環状空間（４７）に通じる流路（５９）とピストンの後面（３５）の開口との間の領域に、第三の流れの絞り部（６５）を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の圧力調整弁。
5. 第三の流れの絞り部が、ピストンの後面（３５）からピストン（１９）の中へねじ込まれるオリフィス（６５）の形をしていることを特徴とする、請求項４に記載の圧力調整弁。
6. 流体の通過に直接的に関連する、第一の流れの絞り部（５７）と第二の流れの絞り部（６１）との寸法が、それぞれの場合に、動作特性の最適化を考慮して選択されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の圧力調整弁。
7. 流体の通過に直接的に関連する、第三の流れの絞り部（６５）の寸法が、圧力室（３７）に関連してピストンの後面（３５）に生み出される減衰効果を考慮して選択されることを特徴とする、請求項４又は５に記載の圧力調整弁。
8. 圧力調整弁が、ねじ込み式弁として形作られて、弁収納部へねじ込むための雄ねじ（３）を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の圧力調整弁。
9. 互いに対して軸方向に転位されてピストン（１９）の制御エッジ（４９、５１）と協働する壁開口（１１及び/又は１３）をねじ込み式カートリッジとして構成された弁ハウジング（１）が有していて、前記壁開口が、弁収納部の、ポンプ圧力及び/又はタンク圧力を導く接続部と協働することを特徴とする、請求項８に記載の圧力調整弁。
10. 弁ハウジング（１）の適用機器接続部（Ａ）が、ねじ込み式カートリッジの開放端に設けられて、弁ピストン（１９）内に形作られた内部キャビティ（２７）と連通しており、また前記内部キャビティ（２７）が、流路開口（５３）によって周囲環状空間（４７）に連通していることを特徴とする、請求項９に記載の圧力調整弁。
11. 一方の側が弁ハウジング（１）の開放端に支えられていて、他方の側がピストン（１９）に支えられている圧力ばね（２３）が、再設定力の発生のためにそのようなピストンの内部キャビティ（２７）内に設けられることを特徴とする、請求項３〜１０のいずれか一項に記載の圧力調整弁。