JPH02304204A - バルブの制御方法及びバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は方向バルブの制御方法及び方向バルブに関す
る。この方法においては、非圧縮性の流体をシリンダへ
供給あるいはシリンダから返還するために、スリーブ状
のバルブが使用されており、この゛バルブ内にはピスト
ンが往復動可能に設置されている。この方法を使用した
装置としては油圧ハンマがある。

［従来の技術］ 油圧装置内に用いられる方向バルブであって、スリーブ
状のバルブをシリンダに対して同軸状に配置し、このス
リーブ状のバルブ内をピストンが往復動するように構成
したものは多数存在する。

油圧油を供給あるいは返還するためのポートはスリーブ
状のバルブによって開閉され、油圧油の圧力がピストン
の上面及び下面に対して交互に作用し、ピストンが前進
及び後退（リチャージ）される。

このようなバルブは連続的かつ強いストレスを受けるだ
けでなく、油圧油排出のために複雑な油圧回路を必要と
する。また、このようなバルブにおいては、許容公差が
小さく、液漏れを生してはならない連結部が繰返しイン
パクトを受けることによって異常摩耗を生じ、液漏れす
るようになる。

また、ある種のバルブにおいては、分配部材、すなわち
スライドバルブの復退勤作がピストンによって撮械的か
つ積極的に制御される。すなわち、バルブはショルダと
して作用するピストン及びバルブを前進させるための弾
性部材（復元ばね等）によって動作される。

このため、装置の効率及び性能が著しく低下する。その
理由を以下に示す。

１、復元ばねを使用しているため、故障し易く、分配装
置を高速で使用し難く、また、スライド部材の動作速度
にも限界を生じる。

２、作動時に生じるストレスがピストンを介してバルブ
に伝達され、摩耗の原因となる。

３、低圧チャネルのアウトレットポートに対する耐液漏
れシール性がピストンの摩耗に伴って低下する。

米国特許第４，０２２，１０８号には、油圧で作動する
衝撃装置用の方向バルブが開示されている。このバルブ
においては、ピストンの動作に伴って動作するスリーブ
状のバルブ部材が加圧室内に配置されており、このバル
ブ部材によって加圧室と高圧及び低圧チャネルを含むチ
ャネルシステムとが交互に連通され、油圧油が加圧室に
対して給排される。

この発明は上記欠点を克服するものである。この発明の
方法は油圧で作動する別撃装置用の複動方向バルブの交
互動作を誘起するに際し、復元性ばねの使用を廃止し、
バルブの交互動作によって生じるストレスがピストンを
介してバルブに伝達されないようにすることによって、
バルブが損傷を受ける危険性を抑制づ−るものである。

また、この発明は流体のインレットポート及びアウトレ
ットポートの耐液漏れシール性がピストンの摩耗に影響
されないようにするものである。

［実施例］ バルブ装置は円柱状のシリンダ室１を有し、その中に円
筒スリーブ状のバルブ部材５が配置されている。また、
このシリンダ室１内にはピストンが動作可能に配置され
ている。

バルブ部材５はその内径がＤ５に設定されている。この
バルブ部材５は外方へ突出されたフランジ部６を有し、
このフランジ部６には環状リム５ａが形成されている。

フランジ部６は環状溝１ａのショルダ面１ｂに当接可能
とされ、これによってバルブ部材５の上方への行程が限
定される。なお、環状溝１ａはシリンダ室１の壁面に形
成され、環状室を形成するものである。

シリンダ室１の内径はＤｌに設定されている。

また、シリンダ室１はこれと同軸状に形成されたシリン
ダ室２Ａに連通されている。このシリンダ室２Ａの内径
はＤｌより小さい値Ｄ４に設定されている。また、シリ
ンダ室２Ａには環状溝３が形成されている。この環状溝
３の内径はＤｌより大きいｆｌａＤ３に設定されている
。さらに、Ｄ３の値は環状溝１ａの内径Ｄ２よりも小さ
く設定されている。このため、環状のショルダ面４が形
成され、このショルダ面４によってバルブ部材５の下方
への行程が限定される。なお、バルブ部材５の環状リム
５ａのリム面積は対向する環状リム５ｂのリム面積より
も大きく設定されているため、環状リム５ａにはより大
きい推力が加えられる。

ピストン７のヘッドＢの径はＤ７に設定されている。Ｄ
７とＤ４及びＤ５との間にはＤ７　＝Ｄ５＝Ｄ４の関係
があり、ヘッドＢはバルブ部材５内を通って高圧のシリ
ンダ室１内に侵入可能である。

インパクトストローク（第１図参照）においては、高圧
チャネル８のインレットポートが開状態となり、同時に
低圧チャネル９のアウトレットポートはバルブ部材５に
よって開鎖される。この場合、ピストンのリム７ａには
同時にチャネル１２を通して加圧流体が作用するけれど
も、ピストンは降下される。これはピストンのリム７ａ
のリム面積がピストンの頂面７ｂの面積よ・り小さいか
らである。

第２図はピストン７が降下された状態を示す。

この状態においては、ピストンのヘッドＢによって高圧
流体が環状溝３へ流され、この高圧流体によってバルブ
部材５の環状リム５ａが押圧される。

上記のように環状リム５ａのリム面積は環状リム５ｂの
リム面積より大きいので、環状リム５ａにはより大きい
推力が加えられる。その結果、バルブ部材５は押し上げ
られ、高圧チャネル８のインレットポートがｒＩｊｊｍ
されると同時に低圧チャネル９のアウトレットポートが
開放される。

そうすると、ピストン７に対してはそのリム７ａのリム
面にのみ油圧油が作用するようになり、ピストンは上昇
される（第３図参照）。

ピストンの上昇により、ピストン７の環状のエツジ７ｃ
がバルブ部材５の環状のエツジ５ｄに対して液漏れしな
い状態で接触する（第４図参照）。

この状態においては、シリンダ室１内の油圧油はピスト
ン７によって加圧されるため、バルブ部材５の環状リム
５ｂに圧力が加えられる。なお、この圧力は背圧によっ
て妨害されない。

バルブ部材５は再び降下し、高圧チャネル８のインレッ
トポートが開放されることによって、新規な行程が繰返
される。

バルブ部材５が降下してインレットポートが開放される
と、環状リム５ａの下方に形成されている環状空間内に
存在する流体はバルブ部材５によって、小径のダクト１
５内に圧送される。この流体は、さらにピストン７の小
径部７ｄによって形成された環状溝を経て低圧ダクト１
６へと導かれる。

インパクトの速度、すなわちピストン７の運動エネルギ
を増大させることによって、油圧ポンプの容量を有効利
用するために、この装置には窒素のアキュムレータ１１
ａが取付けられている。このアキュムレータ１１ａはダ
イアフラム１８、シーケンス及び速度コントａ−ルバル
ブ１７を有する。速度コントロールバルブ１７はリチャ
ージ行程の初期に発生する圧力低下を利用し、アキュム
レータ１１ａのりチャージに必要な高圧の油圧油を得て
おり、ピストンの上昇速度を減するために低圧ダクト１
０のアウトレットポートを初期においては閉止し、その
後は絞った状態に保つ。

アキュムレータがリチャージされた後において、油圧油
の圧力が最大値に達すると、スプリング１７ａの反力は
小型のピストン１７ｂによって付与される推力に打ち勝
つことができなくなり、速度コントロールバルブのアウ
トレットポート１７ｃが開放される。

上死点においては、ピストンのインパクトはシリンダ室
１の上部内にある加圧流体及びピストンの部分Ｂより大
径に形成されてショルダを構成する部分Ａによって、シ
リンダ室２Ａ内に形成されたリム１３によって、及びシ
リンダ室２Ａ内に貯えられた流体によって緩和される。

上記のように、スリーブ状のバルブ部材５の液漏れ防止
面は非常に広い。

インレットポート及びアウトレッートポートの耐液漏れ
シールはバルブ部材５の外周面５ｅ及びバルブ部材５の
フランジ部６の外周面６ｂによって形成される。

また、ピストン７が上死点に達する前においては、バル
ブ部材５はそのピストン７のシリンダとして作用し、両
者は同軸的にかつ反対方向に移動する。従って、ピスト
ン７に対する正面へのインパクト及びそのインパクトに
基づいてバルブ部材内に生じるストレスが抑制される。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示し、第１図は油圧ハンマに
適用したバルブ装置の断面図、第２図はピストンによっ
て流体供給ポートが閉じられた状態を示す第１図と同様
な図、第３図はピストンのりチャージ行程を示す第１図
と同様な図、第４図はピストンとバルブ部材とが液漏れ
しない状態で係合し、流体供給ポートが開かれた状態を
示す第１図と同様な図である。 １・・・シリンダ室 １ａ、３・・・環　状　溝 ５・・・バルブ部材 ５ａ、５ｂ・・・環状リム ６・・・フランジ部 ７・・・ピストン ７ｃ・・・エツジ ８・・・高圧チャネル ９・・・低圧チャネル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）油圧装置内における流体のインレットポート及び
   アウトレットポートの耐液漏れシール性がピストンの摩
   耗によって影響されないようにするためのバルブの制御
   方法であって、高圧チャネルのインレットポート及び低
   圧チャネルのアウトレットポートの耐液漏れシールをス
   リーブ状の部材（５）の外面とシリンダ室（１）の内面
   との係合によって形成し、かつスリーブ状の部材（５）
   及びピストンが対向状にスライドするように設定した方
   法。
2. （２）スリーブ状の部材（５）をピストン又は復元ばね
   によって駆動させるのではなく、シリンダ室（１）内の
   非圧縮性流体の圧力のみによって駆動させ、ピストン及
   びシリンダ室（１）に対して同軸状に配置されたスリー
   ブ状の部材の動作方向の逆転によって、前記高圧チャネ
   ルのポートが閉鎖されるとともに前記低圧チャネルのポ
   ートが開放されるか、あるいは前記高圧チャネルのポー
   トが開放されるとともに前記低圧チャネルのポートが閉
   鎖されるように設定し、流体圧によって動作するピスト
   ンの一部の環状のエッジ部（７ｃ）をスリーブ状の部材
   （５）の内面に対して突き当ることなく係合させること
   によって耐液漏れシールを形成させ、ピストン及びスリ
   ーブ状の部材（５）の同軸状の動作が対向状に行なわれ
   るように設定し、前記スリーブ状の部材をシリンダ室（
   １）のライナーとして作用させ、ピストンの一部をその
   中に侵入可能に設定している方法。
3. （３）前記シリンダ室（１）にはこれと同軸の環状溝（
   １ａ）を形成し、前記高圧チャネルのインレットポート
   及び前記低圧チャネルのアウトレットポートを環状溝（
   ３）に隣接させ、流体の圧力がスリーブ状の部材（５）
   のリム（５ａ）のリム面に直接加えられるように設定し
   、かつ環状溝（３）の径Ｄ３をシリンダ室（１）の径Ｄ
   １より大きく設定するとともにリム（５ａ）のリム面の
   面積をこのリム（５ａ）に対向するリム（５ｂ）のリム
   面の面積よりも大きく設定した方法。
4. （４）高圧の非圧縮性流体によって直接駆動されるピス
   トン（７）を有する油圧装置内における流体のインレッ
   トポート及びアウトレットポートの耐液漏れシール性が
   ピストンの摩耗によって影響されないようにしたバルブ
   であって、前記ピストンと同軸状に形成された環状溝（
   １ａ）を有するシリンダ室（１）内を往復動して流体の
   高圧チャネルのポート及び低圧チャネルのポートを開閉
   するスリーブ状のスライド部材（５）を主体として構成
   され、前記スリーブ状のスライド部材（５）はその内径
   がＤ５に設定されるとともに環状溝（１ａ）内における
   前記スライド部材の軸方向動作を制限するための外径Ｄ
   ６のフランジ部材（６）を有し、前記高圧チャネルのポ
   ートがシリンダ室（１）内に開口され、非圧縮性流体の
   圧力が加えられるピストンの側面はスリーブ状のスライ
   ド部材（５）によって取り囲まれ、前記ピストンの一部
   は内径Ｄ５に設定されたスライド部材（５）内にほぼ耐
   液漏れ状態で係合し得る径Ｄ７を有し、ピストン及びシ
   リンダ室に対して同軸状に配置されたスライド部材（５
   ）の動作方向の逆転によって、前記高圧チャネルのポー
   トが閉鎖されるとともに前記低圧チャネルのポートが開
   放されるか、あるいは高圧チャネルのポートが開放され
   るとともに低圧チャネルのポートが閉鎖され、流体圧に
   よって動作するピストンの一部の環状のエッジ部（７ｃ
   ）がスリーブ状の部材（５）の内面に対して突き当るこ
   となく係合することによって耐液漏れシールが形成され
   、ピストン及びスリーブ状の部材（５）の同軸状の動作
   が対向状に行なわれ、前記スリーブ状の部材がシリンダ
   室（１）のライナーとして作用し、ピストンの一部がそ
   の中に侵入可能に設定されているバルブ。