JP2008267606A - 無漏洩平衡バルブシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 無漏洩を与え、また、力平衡システムを備えたバルブ・アセンブリを提供する。
【解決手段】 油圧デバイスのためのバルブ・アセンブリ。そのバルブ・アセンブリは、バルブ通路内に、スプールと組み合わせて用いられるバルブシートを持っている。スプールは、第１のスプール・セクションを持っており、第１のスプール・セクションのくぼみ内に、弾性素子が配置されていて、スプールの第１の位置において、スプール、および、特に弾性素子が、バルブシートに係合して、バルブ通路からタンク通路への無漏洩を実現する。さらに、スプールは、スプールの第１および第２の端部の両方で等しいシーリング面積を備えて、バルブ通路内の力を平衡させるために、第２の端部に、さらなるスプール・セクションを持つように設計されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、油圧デバイスのためのバルブアセンブリに関する。より詳細には、本発明は、無漏洩平衡バルブシステムに関する。

何にも増して、負荷保持能力が要求される油圧システムが、各種の分野において、常に、必要とされている。それらの例には、トラクタにおける三点ヒッチが含まれる。必要な要件は、トラクタにおける任意のあらかじめ選択されたヒッチ位置において、トラクタの相対的に所定の位置に、負荷を保持することである。通常、金属間シールを用いている油圧バルブシステムにおいては、バルブアセンブリ内における逆止バルブおよび降下バルブの周辺の漏洩によって、負荷が逃げてしまうため、現在のところ、この要件を完全には満たすことはできない。

ヒッチ型バルブにおける最新技術の圧力／力平衡スプールバルブは、力の平衡を達成するために、スプールおよびバルブシートを高精密で製造することが必要である。しかしながら、一般的な製造公差のために、当技術分野において求められているこの平衡を達成することはできない。

ハウジング内のフレキシブルシールを用い、漏洩を改善し、当技術分野における諸問題を克服する試みがなされている。しかしながら、前記フレキシブルシールは、ハウジングに固定されるため、製造および操作が困難なものとなる。このようなフレキシブルシール部材は、現在の技術面における全ての問題を解決するのに、効果的なものになっていない。

したがって、本発明の主目的は、無漏洩であって、改良されたバルブアセンブリを提供することである。

本発明の別の目的は、製造が容易な力平衡システムを備えるバルブアセンブリを提供することである。

本発明の上記目的、他の目的、特徴、および利点については、明細書および請求項から明らかになると思う。

注入通路とタンク通路とを内部に設けたハウジングを備えてなる、油圧デバイスのためのバルブアセンブリであり、ハウジングには、注入通路とタンク通路とを流体連絡するバルブ通路が設けられている。バルブシートが、バルブ通路内に配置されており、バルブシートは、タンク通路に隣接した第１の端部を有し、第２の端部まで延在し、そして、第１の端部にテーパ状表面が設けられている。

スプールが、バルブシート内に配置され、第１の端部には、第１のスプールセクションを持ち、第２の端部まで延在しており、第１のスプールセクションが、その中に、第１のスプールセクションの周縁に配置される弾性素子を収容するくぼみを持っている。したがって、スプールが、第１の位置にあるとき、スプールの弾性素子が、バルブの第１テーパ部と係合してシールし、それによって、注入通路とタンク通路との間の流体流連絡を阻止するために、バルブシートの内面に係合し、そして、スプールの第２の位置において、スプールの弾性素子が、バルブシートの内側に分離可能に配置され、注入通路とタンク通路との間の流体の流連を可能にする。

図１〜図３は、油圧デバイスのためのバルブアセンブリ１０を示している。そのバルブアセンブリは、ロックシャフト（揺動軸）バルブ（ＲＣＶ）として示されているが、他のヒッチバルブ、無漏洩を必要とする逆止バルブ、カウンターバランスバルブ、その他同様のものを備えるバルブアセンブリ１０を用いることもできる。バルブアセンブリ１０は、注入通路１４およびタンク通路１６を内部に施されたハウジング１２を持っている。さらに、注入通路１４とタンク通路１６との両方に対して直角に向いているバルブ通路１８が、ハウジング１２を貫通して設けられており、注入通路１４とタンク通路１６との間の流体流連絡経路を形成している。

バルブ通路１８の内部に、スプール２２と協働して、注入通路１４とタンク通路１６との間の流れを制御するバルブシート２０が配置されている。スプール２２の代わりに、別の実施形態において、逆止ポペットとしてもよい。

バルブシート２０は、タンク通路１６に隣接する第１の端部２４から、第２の端部２６まで延在しており、バルブシート２０をハウジング１２内に保持するために、シーティング要素２８が、第１の端部２４において、ハウジング１２に接している。バルブシート２０は、さらに、外表面３０および内表面３２を持っている。外表面３０には、複数のくぼみ３４が設けられ、一方、内表面３２は、バルブシート２０の第１の端部２４に、テーパ状表面３６を持っている。さらに、バルブシート２０の第１の端部２４に、第２の開口４２と協働して、注入通路１４からタンク通路１６への流体流の経路を与える第１の開口４０が、存在する。さらに、第２の開口４２に、負荷圧ギャラリーが作られている。

スプール２２は、第１の端部４４から第２の端部４６まで延びている。第１のスプール・セクション４８が、スプール２２の第１の端部４４に隣接している。一実施形態において、第１のスプールセクション４８は、第１の位置においてバルブシート２０のテーパ状表面３６に密着する、第１のテーパ状表面５０を持っている。第１のテーパ状表面５０は、第１のスプールセクション４８の周縁に設けられたくぼみ５２に終端している。

くぼみ５２は、弾性素子５４を収容していて、図４に最もよく示されている、好適な一実施形態においては、くぼみ５２は、弾性素子５４を固定するために先端をかしめられている。一実施形態においては、弾性素子はＯリングである。一実施形態においてテーパ状表面である、第２の表面５６が、くぼみ５２から延びており、第１のテーパ状表面５０と第２の表面５６とが、それらの間に、弾性素子５４をはさんでいる。

第２のスプールセクション５８および第３のスプールセクション６０が、スプール２２の第２の端部４６に隣接している。第２のスプールセクション５８および第３のスプールセクション６０は、スプール２２の第２の端部４６をシールするように働く。

一実施形態においては、スプール２２の第１の端部４４と第２の端部４６との両方で同じシーリング直径を達成するように、シーリング直径を機械加工で仕上げることができる。したがって、スプール２２の第１の端部４４と第２の端部４６との両方で、同じ負荷面積（Ａ１＝Ａ２）が与えられる。

操作においては、負荷がスプール２２上に働いているとき、スプールは、図２に最もよく示されているように、閉鎖位置すなわち負荷位置と見なすことができる第１の位置にある。この位置では、スプール２２の第１のテーパ状表面５０が、バルブシート２０のテーパ状表面３６に係合し、弾性素子５４が、さらに、バルブシート２０の内表面３２に係合してシールする、すなわち、注入通路１４とタンク通路１６との間の流体流連絡を阻止する。したがって、弾性素子５４は、バルブ通路１８からタンク通路１６への流体の無漏洩が起きていることを確実にするためのシールとして働く。

さらに、面積Ａ１とＡ２とが等しいから、また、力＝圧力×面積であるので、システム内の圧力が一定のときには、システムは、平衡を維持する。したがって、弾性素子５４は、無漏洩状態を与え続けることができる。したがって、スプール２２は、平衡した圧力を与えるとみなすことができる、すなわち、圧力を平衡させるとみなすことができる。

第２の位置、すなわち、図３に示されているような開放位置において、スプール２２は、第１のスプールセクション４８および弾性素子５４が、バルブシート２０の内側に分離可能に配置されるように、位置する。この位置は、注入通路１４とタンク通路１６との間の流体流連絡を可能にする。

したがって、先端をかしめられたくぼみ５２を、その内部に弾性素子５４を用いることと組み合わせることによって、第１のスプールセクション４８は、油流があるときに、弾性素子５４の噴出を回避する。これは、一つには、弾性素子５４がスプール２２に取り付けられている結果である。したがって、バルブアセンブリ１０は、例えば負荷保持デバイスで用いられるような、多数の応用に用いることができる無漏洩バルブを供給する。

同様に、無漏洩のバルブアセンブリ１０は、負荷保持デバイスと、トラクタ・ヒッチバルブのための降下バルブ、特に油圧式の機械的ロックシャフトバルブとのどちらとしても用いることができる。

別の一実施形態においては、負荷保持用のバルブ・アセンブリ１０が、ロックシャフトバルブから成る負荷保持バルブ内に、圧力が強制的に平衡させられるスプール２２を持っている。

さらに別の一実施形態において、無漏洩のバルブ・アセンブリ１０は、負荷保持デバイスであり、さらに、カウンターバランスバルブまたはオーバーセンタバルブでもある。したがって、記述されているスプールまたはポペット２２を用いることによって、バルブ・アセンブリ１０を多くの応用に用いて、無漏洩を与えることができ、それは、バルブシート２０およびスプール２２の設計によって、圧力を強制的に平衡させることによって達成される。したがって、最低限でも、提示した目的は、全て、達成されている。

本発明の範囲内で、その精神から逸脱することなく、本発明のデバイスに他の種々の修正をなすことができることは、当業者には明らかであると思う。請求項の範囲内にあるこのような修正および変更は全て、本発明の請求項に含まれる。

油圧デバイスのためのバルブアセンブリの断面図である。 バルブシート内のスプールが第１の位置にあるときのバルブアセンブリの断面図である。 バルブシート内のスプールが第２の位置にあるときのバルブアセンブリの断面図である。 バルブアセンブリのスプールの断面図である。

符号の説明

１０ バルブアセンブリ
１２ ハウジング
１４ 注入通路
１６ タンク通路
１８ バルブ通路
２０ バルブシート
２２ スプール
２４、４４ 第１の端部
２６、４６ 第２の端部
２８ シーティング要素
３０ 外表面
３２ 内表面
３４、５２ くぼみ
３６ テーパ状表面
４０ 第１の開口
４２ 第２の開口
４８ 第１のスプール・セクション
５０ 第１のテーパ状表面
５４ 弾性素子
５６ 第２の表面
５８ 第２のスプール・セクション
６０ 第３のスプール・セクション

Claims (14)

1. 注入通路とタンク通路とが内部に設けられているハウジングと、
   前記注入通路とタンク通路との間を連絡するバルブ通路と、
   前記バルブ通路内に配置されていて、前記タンク通路に隣接した第１の端部を有し、第２の端部まで延在し、かつ、該第１の端部にテーパ状表面を有するバルブシートと、
   前記バルブシート内に配置され、第１の端部に、第１のスプールセクションを有し、かつ、第２の端部まで延在しており、前記第１のスプールセクションは、その中に、第１のスプールセクションの周縁に配置されている弾性素子を収容するくぼみを備えている、スプール、
   とを備えてなる、油圧デバイスのためのバルブアセンブリであって、
   前記スプールの第１の位置において、前記スプールの弾性素子は、前記注入通路と前記タンク通路との間の流体流連絡を阻止するために、前記バルブシートの内表面に係合し、
   前記スプールの第２の位置において、前記スプールの弾性素子は、前記注入通路と前記タンク通路との間の流体流連絡を可能にするために、前記バルブシートの内側に分離可能に配置されているバルブアセンブリ。
2. 前記スプールの第１のスプールセクションにおける前記くぼみは、前記弾性素子を前記スプール内に固定するために、先端をかしめられている、請求項１に記載のバルブアセンブリ。
3. 前記弾性素子は、Ｏリングである、請求項１に記載のバルブアセンブリ。
4. 第１のスプールセクションは、前記スプールが前記第１の位置にあるときに、前記バルブシートの前記テーパ状表面に係合している第１のテーパ状表面を有している、請求項１に記載のバルブアセンブリ。
5. 前記スプールは、１つの直径を有する第２のスプールセクションを備えており、前記弾性素子は、１つの直径を持っており、第２のスプールセクションの直径は、前記弾性素子の直径に等しい、請求項１に記載のバルブアセンブリ。
6. 前記スプールの第１の端部が、第１の面積に関連しており、前記スプールの第２の端部は、第２の面積に関連しており、前記第１の面積は、前記第２の面積と等しい、請求項１に記載のバルブアセンブリ。
7. 前記第１の面積と第２の面積とにかかる圧力によって生み出される力が、前記スプールが動かないように平衡する、請求項６に記載のバルブアセンブリ。
8. 前記バルブシートが、その中に、負荷圧ギャラリーを設けるための開口を持っている、請求項１に記載のバルブアセンブリ。
9. 負荷保持デバイスである、請求項１に記載のバルブアセンブリ。
10. 負荷保持デバイスと、トラクタ・ヒッチバルブのための降下バルブとのどちらとしても用いられる無漏洩バルブである、請求項１に記載のバルブアセンブリ。
11. 前記無漏洩バルブが、油圧式の機械的ロックシャフトバルブである、請求項１０に記載のバルブアセンブリ。
12. 前記負荷保持デバイスである前記バルブアセンブリが、ロックシャフトバルブから成る負荷保持バルブ内に、圧力が強制的に平衡させられるスプールを持っている、請求項９に記載のバルブアセンブリ。
13. 負荷保持デバイスであって、カウンターバランスバルブでもある、請求項１に記載のバルブアセンブリ。
14. 負荷保持デバイスであって、オーバーセンタバルブでもある、請求項１に記載のバルブアセンブリ。

Images