JP2012510039A - 圧力を平衡させて設けられる閉鎖体を持つ組込み弁を有する液圧弁装置 - Google Patents

Abstract

弁ブロックに形成されかつ弁ブロックに設けられる流路に接続されている穴へ差込まれる組込み弁を有する液圧弁装置は、穴へ差込まれる弁スリーブの中に案内される閉鎖部材から構成され、弁スリーブが閉鎖位置にある閉鎖部材用の弁座を形成し、閉鎖部材が、接続される液圧パイロット制御部により、弁座に載って流路を互いに分離する閉鎖位置と、弁スリーブ内で移動された開放位置との間で移動可能であり、穴が、その中に差込まれる組込み弁により、弁ブロックに結合される弁蓋を介して密閉されており、閉鎖部材が、貫通口（１８）及びそれにより両端にそれぞれ同じ大きさの面積を持つ環状面を有するスリーブ状閉鎖体（１７）として構成され、弁蓋（２０）に、閉鎖体（１７）の貫通口（１８）と一致する圧力平衡室（１９）が形成されて、閉鎖体（１７）が両側にその移動方向へ作用する圧力を受け、弁スリーブ（１４）内で完全に圧力を平衡されて支持されるようになっており、閉鎖体（１７）の移動のため、その外周に、移動方向において互いに対向する制御面（２２，２３）を持ちかつ半径方向に突出するフランジ（２１）が設けられ、これらの制御面（２２，２３）が、液圧パイロット制御部（２５）を経て導かれて閉鎖体（１７）を移動させる制御油の作用を受けることができ、弁ブロックの穴（１１）へ差込まれる弁スリーブ（１４）が弁蓋（２０）に固定され、それにより弁スリーブ（１４）に形成される弁座（１６）が、弁装置の作動の際、弁蓋（２０）に対して不変の距離を保つことを特徴としている。

Description

本発明は、弁ブロックに形成されかつ弁ブロックに設けられる流路に接続されている穴へ差込まれる組込み弁を有する液圧弁装置であって、穴へ差込まれる弁スリーブの中に案内される閉鎖部材から構成され、弁スリーブが閉鎖位置にある閉鎖部材用の弁座を形成し、閉鎖部材が、接続される液圧パイロット制御部により、弁座に載って流路を互いに分離する閉鎖位置と、弁スリーブ内で移動された開放位置との間で移動可能であり、穴が、その中に差込まれる組込み弁により、弁ブロックに結合される弁蓋を介して密閉されているものに関する。

このような弁装置は、Ｐａｒｋｅｒ Ｈａｎｎｉｆｉｎ社の製品カタログ“工業液圧弁”、シリーズＴＤＡ、８〜６９ページからわかる。このように構成されかつ使用のためドイツ規格ＩＳＯ７３６８に従って形成される弁ブロックに空けられた穴に設けられる組込み弁では、液圧パイロット制御部が、弁蓋に近い方にある閉鎖部材の全上面に作用する。特に組込み弁の定格寸法が大きくなると、弁スリーブ内で閉鎖部材の移動方向に延びる流路に存在して閉鎖部材に作用する圧力に抗して、閉鎖部材を閉鎖位置に保つために、液圧パイロット制御部により生じるべき圧力、それに応じて制御油の体積流量も増大する。この大きい制御圧力は、閉鎖部材を介して弁スリーブにも作用し、弁スリーブを弁ブロックの穴へ押込む。これに反対するため、ドイツ規格ＩＳＯ７３６８は、組込み弁を受入れる穴を段付けするので、弁スリーブが穴の上に載り、その際穴に続いて弁ブロックに形成される流路が穴より小さい直径を持つ。

公知の弁装置には次の欠点が伴う。即ち弁ブロックに穴を形成する際不可避な公差のため、弁蓋に対して弁スリーブ又はその弁座の異なる位置が生じる可能性がある。なぜならば、組込み弁の作動の際弁スリーブが、制御油圧の作用を受ける閉鎖部材により、公差により異なる位置をとる段へ当接するように押付けられるからである。これは、特に制御弁として構成される組込み弁において不利であり、開放状態従って弁スリーブの弁座に対する閉鎖部材のそのつどの位置が重要である。

国際公開第２００２／０２１０３２号から、更に弁ブロック穴へ差込み可能な組込み弁を持つ弁装置が公知であり、弁スリーブ内で可動なこの組込み弁の閉鎖部材は、比例移動可能な電磁石により、開放位置と閉鎖位置との間で制御可能である。操作部材の操作力を減少するため、閉鎖部材の端面に作用する圧力は、適当な接続路を経て後方の圧力空間へ導かれるので、閉鎖部材はほぼ圧力を平衡されている。このため国際公開第２００２／０２１０３２号の実施例によれば、弁ブロックに形成される２つの流路の間に１つの流路を形成するため半径方向周囲穴を持つ中空弁体として構成される弁部材が、その内部空間から始まって、後方圧力空間への接続を行う内部穴も持ち、内部空間を貫通して弁ブロックの対応する流路まで延びる細管がこの内部穴へ差込まれており、流路に存在する後方圧力空間用の圧力が、この細管により取出し可能である。

本発明の基礎になっている課題は、最初にあげた種類の弁装置を、製造公差には無関係な組込み弁の位置が弁体中に生じるように、構成することである。

この課題の解決策は、本発明の有利な構成及び展開を含めて、この明細書の後にある特許請求の範囲からわかる。

本発明は、その基本思想において、閉鎖部材が、貫通口及びそれにより両端にそれぞれ同じ大きさの面積を持つ環状面を有するスリーブ状閉鎖体として構成され、弁蓋に、閉鎖体の貫通口と一致する圧力平衡室が形成されて、閉鎖体が両側にその移動方向へ作用する圧力を受け、弁スリーブ内で完全に圧力を平衡されて支持されるようになっており、閉鎖体の移動のため、その外周に、移動方向において互いに対向する制御面を持ちかつ半径方向に突出するフランジが設けられ、これらの制御面が、液圧パイロット制御部を経て導かれて閉鎖体を移動させる制御油の作用を受けることができ、弁ブロックの穴へ差込まれる弁スリーブが弁蓋に固定され、それにより弁スリーブに形成される弁座が、弁装置の作動の際、弁蓋に対して不変の距離を保つようにしている。

流入側で作用する圧力に関して圧力を平衡されるように閉鎖体が弁スリーブに設けられるため、閉鎖体を閉鎖位置から開放位置へまたその逆に切換えるために、非常に小さい制御力しか必要でない、という利点が本発明に伴う。このため、閉鎖体の環状フランジに設けられているような小さい制御面で十分である。それにより、液圧パイロット制御部に設定すべき圧力及びパイロット制御部を経て供給すべき制御油量の減少という有利な効果が生じる。小さい制御圧力のため、閉鎖体から弁スリーブの方へ圧力負荷がもはや生じないので、弁スリーブを弁蓋に保持することが可能なので、弁スリーブ従って弁スリーブに形成される弁座が、弁蓋に対して常に同じ不変の位置をとる。従って組込み弁の開放点も固定しており、弁ブロックの穴に組込み弁を取付ける際や組込み弁の作動の際に変化を受けることがない。

閉鎖体から弁スリーブへ圧力を及ぼすことがないので、弁スリーブを弁ブロック内に支持し、組込み弁を受入れるため穴に段を形成することはもはや必要でない。弁スリーブは本発明により弁蓋に保持されているので、弁ブロックにおいて組込み弁の閉鎖体の移動方向に延びるように形成される流路が、組込み弁の受入れに役立つ穴と同じ直径を持っていれば十分である。これに伴う利点は、同じ穴あけ費用で、弁ブロックを通して導くべき液体の量が増大されることである。

本発明の第１の実施形態では、弁蓋を貫通してスリーブ壁へねじ込まれるねじにより、弁スリーブが弁蓋に保持されているようにすることができる。

別の実施形態では、雄ねじを持つ弁スリーブが、弁蓋に形成されて雌ねじを備えた開口へねじ込まれ、それにより所定の位置で弁蓋に固定されているようにすることができる。

液圧パイロット制御部を経て導かれる制御油が閉鎖体の運動を生じるようにする点で、本発明の実施形態によれば、閉鎖体の制御面を持つフランジが制御油空間に設けられ、フランジの両側にある制御油空間の範囲が、液圧パイロット制御部に接続されている。

制御油空間の配置に関し、本発明の第１の実施形態によれば、弁スリーブ外にある閉鎖体の範囲に、閉鎖体のフランジが設けられ、制御油空間及び制御油穴が弁蓋に設けられている。この実施形態では、弁体の移動の全液圧制御部が弁蓋に収容されている。この場合制御面を形成する閉鎖体のフランジの外径が、弁スリーブの外径より大きくないようにすることができる。

構造空間を小さくするため、本発明の別の実施形態では、閉鎖体のフランジが、弁スリーブ内にある閉鎖体の範囲に設けられ、制御油空間が弁スリーブの壁に形成されている。この実施形態では、閉鎖体の移動を生じる刻印部が今や弁スリーブの範囲へ移されているので、弁蓋には制御油穴のみが設けられている。

本発明の実施形態によれば、弁スリーブが弁蓋内へも達することができるので、制御油空間を持つ弁スリーブの範囲が弁蓋にあり、制御油穴が弁蓋に延びているようにすることができる。

その代りに、弁ブロックの穴にある弁スリーブの範囲に制御油空間が設けられ、制御油穴が、弁蓋に隣接する弁スリーブの端面から、弁スリーブの壁を通って制御油空間まで延びているのがよく、その際弁蓋を通って延びる制御油穴が、弁蓋の上側から出て、弁スリーブを弁蓋に固定するねじに対して平行に延び、弁スリーブの壁において続いているのがよい。

弁スリーブが今やその端面でもはや穴の段に当接せず、それによりこの個所でもはや密封されない場合、本発明の実施形態によれば、弁ブロックの穴へ差込まれる弁スリーブが、弁ブロックと弁スリーブとの間へ挿入される密封片により密封されている。

従来技術におけるように、閉鎖体が、弁蓋内に支持されるばねにより、弁スリーブの弁座に当接する閉鎖位置へ予荷重をかけられているようにすることができる。

図面に本発明の実施例が示されており、以下に説明される。

弁蓋に液圧パイロット制御部が設けられる場合、弁ブロックへ組込まれる組込み弁を概略図で示す。 弁スリーブ内へ十分移されている弁部材を持つ別の実施例において図１の対象を示す。

図１に示す実施例によれば、弁ブロック１０に、後述する組込み弁を受入れる穴１１が設けられている。弁ブロック１０には更に流路１２（接続口Ａ）及び流路１３（接続口Ｂ）が設けられて、それぞれ穴１１に接続されて、流路１２と１３との接続部を、穴１１へ挿入される組込み弁により開閉することができる。弁ブロック１０へ載せられてねじ２６によりそれにねじ止めされる弁蓋２０により穴１１が閉鎖されている。

弁ブロック１０の穴１１へ差込まれる差込み弁は、穴１０へ差込まれる弁スリーブ１４を含み、この弁スリーブ１４内で閉鎖体１７が移動可能である。弁スリーブ１４は、穴１１から出る流路１３（接続口Ｂ）の範囲に、流路１２（接続口Ａ）を経て弁ブロック１０へ導入される圧力液体を出す複数の開口２９を持ち、弁スリーブ１４から出る圧力液体を受入れるために、弁スリーブ１４から出る圧力液体が流路１３の方へ流れるのを可能にするため弁スリーブ１４を包囲する拡張部１５だけ、穴１１が拡張されている。弁スリーブ１４はその最も低い所に閉鎖体１７用弁座１６を持ち、閉鎖体１７は、弁座１６上に載る閉鎖位置で、流路１２（接続口Ａ）を流路１３（接続口Ｂ）に対して遮断する。

閉鎖体１７は、その全長にわたって延びる貫通口１８を持っているので、閉鎖体１７は、両端にそれぞれ形成される同じ面積の環状面を持つスリーブのように形成されている。弁蓋２０には、閉鎖体１７の貫通口１８と一致する圧力平衡室１９が形成されているので、閉鎖体１７は、その閉鎖位置でも両側に流路１２（接続口Ａ）から作用する圧力を受け、弁スリーブ１４内で完全に圧力を平衡されて支持されている。圧力平衡室１９には、弁スリーブ１４の弁座１６に当接する閉鎖位置において閉鎖体１７に予荷重をかけるばねが設けられている。

閉鎖体１７の移動のため、弁蓋２０内に延びる閉鎖体１７の範囲に、移動方向において互いに対向する制御面２２，２３を持ち半径方向に突出するフランジ２１が形成され、制御面２２，２３を持つフランジ２１は制御油空間２４に設けられ、この制御油空間２４は、制御穴３０，３１を経て、図示した実施例では弁蓋２０に載せられかつ制御油空間２４に接続される液圧パイロット制御部２５に接続されている。従って図１に示す実施例では、閉鎖体１７の移動を制御するために設けられる液圧パイロット制御部２５は、完全に弁蓋２０に収容されている。

弁スリーブは、弁蓋２０を貫通して弁スリーブ１４の壁へはまるねじ２７を介して弁蓋２０に保持されている。

更にわかるように、従来技術特にドイツ規格ＩＳＯ７３６８により規定される穴と比較して、接続孔１２は、穴１１を拡張する拡張部１５を考慮することなく組込み弁を受入れるため弁ブロック１０に設けられる穴１１と同じ直径又は断面を持っている。従って接続口Ａ（流路１２）を経て、著しく多量の圧力液体を弁ブロックへ導入できる限り、従来技術と比較して、それに応じて多量の圧力液体も２つの接続口Ｂを経て排出できることを明らかにするために、第２の接続口Ｂが示されている。もちろん流路１３（接続口Ｂ）も適当な大きさで設計することができる。

弁スリーブ１４にある閉鎖体１７の圧力を平衡される状態のため、液圧パイロット制御部２５及びフランジ２１に設けられる制御面２２及び２３を介して、閉鎖体１７の所望の移動方向において制御空間２４へ導入される制御油により、閉鎖体１７を所望の方向へ移動させることができ、その際小さい制御力しか必要でない。この小さい制御力のため、閉鎖体１７は閉鎖位置において大した力を弁スリーブ１４又はその弁座１６へ及ぼさないので、適当に設けられるねじ２７を介して弁スリーブ１４が弁蓋２０に保持されていれば十分である。それにより、弁スリーブ１４に形成される弁座１６が、弁蓋２０に対して同じ不変な距離をとることができるので、閉鎖体１７が弁座１６から離れることにより決定される組込み弁の開放点も変化しない。

図２に示す実施例は、図１について前述した実施例とは、大体において次の点で相違している。即ち制御油空間２４が弁スリーブ１４の壁２８に形成されていることによって、制御油空間２４がその中に案内される閉鎖体１７のフランジ２１と共に弁スリーブ１４へ移され、しかも完全に弁ブロック１０の穴１１の内部にある弁スリーブ１４の範囲に制御油空間２４がある。従って図示した実施例では、組込まれている組込み弁の弁スリーブ１４は大幅に弁ブロック１０に収容され、その端面が弁ブロック１０の上面から僅かしか突出せず、それに応じて弁蓋２０に形成される圧力平衡室１９へ僅かしか入り込んでいない。図示してないが、組込まれている組込み弁の弁スリーブ１４が完全に弁ブロック１０に収容され、その端面が弁蓋２０の所で終わっていてもよい。

これは次のことを意味する。即ち制御油空間２４へ至る両方の制御油穴３０，３１が、その弁ブロック１０にある範囲で、弁スリーブ１４の壁２８内を、弁蓋２０に隣接する弁スリーブの端面まで延び、それから弁ブロック１０上に載ってこれにねじ止めされる弁蓋２０を通って、弁蓋２０に取付けられるパイロット制御部２５まで続いている。その点で図２からわかる実施例では、閉鎖体１７の移動を生じる制御部は弁スリーブ４へ移されるので、弁蓋２０には、圧力平衡室１９及び液圧制御部２５へ至る制御油穴３０，３１を形成しさえすればよい。

更に図２に示す実施例では、図１について説明した実施例とは異なり、穴１１が段付けされて形成されているので、弁スリーブ１４がこのように形成される段４０上に載り、その周囲を密封片４１により弁ブロック１０に対して密封されている。更に１つの流路１３（接続口Ｂ）しか存在しない。

図２に示す組込み弁の機能は、図１に示す実施例について述べたように行われる。

上記の説明、特許請求の範囲、要約及び開示されたこれらの書類の対象の特徴は、個々でもその任意の組合わせでも、種々の実施形態で本発明を実現するために重要である。

Claims (13)

1. 弁ブロックに形成されかつ弁ブロックに設けられる流路に接続されている穴へ差込まれる組込み弁を有する液圧弁装置であって、穴へ差込まれる弁スリーブの中に案内される閉鎖部材から構成され、弁スリーブが閉鎖位置にある閉鎖部材用の弁座を形成し、閉鎖部材が、接続される液圧パイロット制御部により、弁座に載って流路を互いに分離する閉鎖位置と、弁スリーブ内で移動された開放位置との間で移動可能であり、穴が、その中に差込まれる組込み弁により、弁ブロックに結合される弁蓋を介して密閉されているものにおいて、閉鎖部材が、貫通口（１８）及びそれにより両端にそれぞれ同じ大きさの面積を持つ環状面を有するスリーブ状閉鎖体（１７）として構成され、弁蓋（２０）に、閉鎖体（１７）の貫通口（１８）と一致する圧力平衡室（１９）が形成されて、閉鎖体（１７）が両側にその移動方向へ作用する圧力を受け、弁スリーブ（１４）内で完全に圧力を平衡されて支持されるようになっており、閉鎖体（１７）の移動のため、その外周に、移動方向において互いに対向する制御面（２２，２３）を持ちかつ半径方向に突出するフランジ（２１）が設けられ、これらの制御面（２２，２３）が、液圧パイロット制御部（２５）を経て導かれて閉鎖体（１７）を移動させる制御油の作用を受けることができ、弁ブロックの穴（１１）へ差込まれる弁スリーブ（１４）が弁蓋（２０）に固定され、それにより弁スリーブ（１４）に形成される弁座（１６）が、弁装置の作動の際、弁蓋（２０）に対して不変の距離を保つことを特徴とする、液圧弁装置。
2. 弁ブロック（１０）内で組込み弁の閉鎖体（１７）の移動方向に延びるように形成される流路（１２）が、差込まれる弁スリーブ（１４）の外径に等しい内径を持っていることを特徴とする、請求項１に記載の液圧弁装置。
3. 弁蓋（２０）を貫通してスリーブ壁へねじ込まれるねじ（２７）により、弁スリーブ（１４）が弁蓋（２０）に保持されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の液圧弁装置。
4. 雄ねじを持つ弁スリーブ（１４）が、弁蓋（２０）に形成されて雌ねじを備えた開口へねじ込まれ、それにより所定の位置で弁蓋（２０）に固定されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の液圧弁装置。
5. 閉鎖体（１７）の制御面（２２，２３）を持つフランジ（２１）が制御油空間（２４）に設けられ、フランジ（２１）の両側にある制御油空間（２４）の範囲が、液圧パイロット制御部（２５）に接続されていることを特徴とする、請求項１〜４の１つに記載の液圧弁装置。
6. 弁スリーブ（１４）外にある閉鎖体（１７）の範囲に、閉鎖体（１７）のフランジ（２１）が設けられ、制御油空間（２４）及び制御油穴（３０，３１）が弁蓋（２０）に設けられていることを特徴とする、請求項５に記載の液圧弁装置。
7. 制御面（２２，２３）を形成する閉鎖体（１７）のフランジ（２１）の外径が、弁スリーブ（１４）の外径より大きくないことを特徴とする、請求項５又は６に記載の液圧弁装置。
8. 閉鎖体（１７）のフランジ（２１）が、弁スリーブ（１４）内にある閉鎖体（１７）の範囲に設けられ、制御油空間（２４）が弁スリーブ（１４）の壁（２８）に形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の液圧弁装置。
9. 制御油空間（２４）を持つ弁スリーブ（１４）の範囲が弁蓋（２０）にあり、制御油穴（３０，３１）が弁蓋（２０）に延びていることを特徴とする、請求項８に記載の液圧弁装置。
10. 弁ブロック（１０）の穴（１１）にある弁スリーブ（１４）の範囲に制御油空間（２４）が設けられ、制御油穴（３０，３１）が、弁蓋（２０）に隣接する弁スリーブ（１４）の端面から、弁スリーブ（１４）の壁（２８）を通って制御油空間（２４）まで延びていることを特徴とする、請求項３又は８に記載の液圧弁装置。
11. 弁蓋（２０）を通って延びる制御油穴（３０，３１）が、弁蓋（２０）の上側から出て、弁スリーブ（１４）を弁蓋（２０）に固定するねじ（２７）に対して平行に延び、弁スリーブ（１４）の壁（２８）において続いていることを特徴とする、請求項１０に記載の液圧弁装置。
12. 弁ブロック（１０）の穴（１１）へ差込まれる弁スリーブ（１４）が、弁ブロックと弁スリーブとの間へ挿入される密封片（４１）により密封されていることを特徴とする、請求項１〜１１の１つに記載の液圧弁装置。
13. 閉鎖体（１７）が、弁蓋（２０）内に支持されるばねにより、弁スリーブ（１４）の弁座（１６）に当接する閉鎖位置へ予荷重をかけられていることを特徴とする、請求項１〜１２の１つに記載の液圧弁装置。

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