JPH0465246B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 帰還流路と同様に供給流路として使われる圧
力媒体で充たされた流路に配置され、流路を流れ
る圧力媒体の流れを制御するための弁装置であつ
て、圧力媒体が充たされた流路に連通した第１ポ
ート２、および圧力媒体が充たされた上記流路に
連通した第２ポート３を備え、両ポートが交互に
入力部又は出力部として働く弁体１と、弁体１内
に配置され、２つのポートを閉じた閉状態から、
２つのポートを互いに連通させた開状態へと移動
可能なバルブコーン１３とを備え、このバルブコ
ーン１３が閉状態ではバルブコーンのポート２，
３に面していない側に作用する保持力の影響下に
あり、この保持力がバルブコーンの圧力媒体側に
作用する力より大きく、入力部として作用するポ
ート内の圧力媒体に依存する弁装置において、２
つのポート２，３がバルブコーンのポート２，３
に面していない側の空間１７と、一方ではその流
路１９，２０の各々を介して、他方でバルブコー
ン１３に可変制限手段として形成された溝１８を
介して通じ合い、この流路１９，２０にはポート
２，３からバルブコーン１３の背後の空間へ向か
う方向の流れのみ許容する弁２１，２２を含むと
ともに、空間１７は、それぞれこの空間１７から
の方向の流れのみを許容する弁２７，２８を備え
た各流路２３，２４；２３，２５を介してポート
２，３に交互に通じ、この流路の上記弁２７，２
８の上流側に上記空間１７からの流れを開放ある
いは遮断するための制御弁２６を設けたことを特
徴とする弁装置。

２ 上記制御弁２６が、電気的に操作できる制御
用パイロツト弁又は比例式の磁気バルブであるこ
とを特徴とする請求の範囲第１項に記載の弁装
置。

３ 上記ポート２，３とバルブコーン１３の背後
の空間１７とを連通させる流路１９，２０がバル
ブコーン１３内に形成されたものであることを特
徴とする請求の範囲第１項または第２項のいずれ
かに記載の弁装置。

４ 上記ポート２，３とバルブコーン１３の背後
の空間１７とを連通させる流路１９，２０が、弁
体１内に配置され、弁体１内に形成された溝３１
内に一端を有し、バルブコーン１３の回りに延設
され、可変制限手段として働く溝１８に交互に通
じ合い、バルブコーン１３内に形成した中心穴を
介してバルブコーン１３の背後の空間１７に通じ
合うものであることを特徴とする請求の範囲第１
項または第２項のいずれかに記載の弁装置。

５ 一方向の流れのみを許容する上記弁２１，２
２および２７，２８のそれぞれが逆止弁またはリ
バース弁であることを特徴とする請求の範囲第１
項から第４項のいずれかに記載の弁装置。

明細書 本発明は、帰還流路と同様供給流路として使わ
れる圧力媒体を充たした流路に配置される弁装置
に関するもので、この流路は例えば圧力源例えば
ポンプと、圧力消費手段例えば単動シリンダ、戻
りストロークがばね力や別の外部又は内部の戻し
力による別のピストンシリンダ、あるいは圧力媒
体を充たした上記流路を介して圧力媒体の流れを
制御するためタンクとを連通させるとともに、本
弁装置は、圧力媒体を充たした流路に連通した第
１ポートおよび圧力媒体を充たした上記流路に連
通した第２ポートを備え、この両ポートは交互に
入力部あるいは出力部として働き、そしてこの弁
装置は弁体内に配置され、２つのポートを閉じた
閉状態から、２つのポートを互いに連通させた開
状態へと移動できるバルブコーン（valve cone）
を備え、このバルブコーンは開状態ではポートに
面していない側に作用する保持力の影響下にあ
り、この保持力はバルブコーンの圧力媒体側に作
用する力より大きく、そして入力部として作用す
るポートにおける圧力媒体の圧力に依存する。

例えば、戻りストロークがシリンダやそのピス
トンロツドに作用するばね、荷重あるいはこれと
同様なものにより与えられる単動流体圧シリンダ
では、圧力源からの圧力媒体供給用流路は、周知
のようにシリンダからタンクへの圧力媒体用の帰
還流路にも使われる。弁が一方向の流れのみを許
容するような流路では、圧力媒体の流れを制御す
るための異なつた種類の制御があり、このため、
帰還流路と同様に供給流路として働く圧力媒体を
充たした流路内で、ある方向へあるいは他の方向
へ流れを制御するためには、切換えられあるいは
並設された上記のような２つの制御弁が必要とな
る。

それゆえに、本発明の目的は、圧力源と圧力消
費手段との間で帰還流路と同様に供給流路として
働く圧力媒体を充たした流路内にてある方向に、
又は他の方向に圧力媒体の流れを制御可能に形成
した、単純かつ信頼性の高い、さらに時間当りの
圧力媒体の量を制御できる弁装置を提供すること
にある。

本発明のこの目的は、請求の範囲において定め
られた特徴を備えた弁装置により達成される。

本発明は以下の図面により、さらに詳細に記載
され、このうち第１図は圧力源と圧力消費手段と
の間の圧力媒体を充たした流路内に配した、本発
明に係る弁装置のブロツク図、第２図は本発明の
他の実施例に係る弁装置のブロツク図である。

本発明に係る弁装置は、交互に入力用と出力用
として働く第１ポート２と第２ポートを備えた弁
体１からなつている。図示する例では、ポート２
は圧力媒体を充たした流路７により電気的に制御
された排出兼充満ユニツト６を介してポンプ形式
の圧力源４、および圧力媒体用のタンク５にも接
続される一方、ポート３は圧力媒体用の流路８に
より、第１図に示す例では戻り行程を図中矢印１
０により示しされる外部から作用する荷重に頼る
単動シリンダとして使われるテレスコピツクシリ
ンダからなつている圧力消費手段９に接続されて
いる。本実施例では、上記排出兼充満ユニツト６
はそれ自体公知の充満用バルブ１１と排出用バル
ブ１２とを備え、後者の目的は第１図に示す接続
状態においてポンプからタンクへ圧力媒体をめぐ
らせることを可能にすることであり、第２の遮断
状態においてそのような圧力媒体の働きを止める
ことである。充満バルブ１１は排出バルブを閉じ
た状態において、圧力媒体で充たされた流路内の
圧力が予め決めた値を超えたときに圧力媒体の流
れの一部を圧力源４からタンク５へ戻させること
により上記流路内の圧力を制限するために配設さ
れている。この排出兼充満ユニツトはそれ自体公
知のバルブの組合わせを含み、本発明の真の部分
ではなく、したがつて意図する目的のために必要
とする機能を得るために、それ自体公知の他のバ
ルブの組合わせによつて置換することもできる。

本発明によれば、バルブコーン１３は弁体１内
にきちきちに配置され、バルブコーンが２つのポ
ート２と３を閉じた第１図に示す閉の状態から、
ポート２と３が互いに連通し、その結果圧力源４
が、圧力消費手段９にも連通し、また圧力消費手
段９が圧力媒体用のタンク５に連通した開の状態
まで移動可能になつている。

円柱状のバルブコーン１３は、ポート２を閉じ
る端面１４とポート３を閉じる環状の端面１５を
備え、この端面１５はポート２を閉じる端面１４
から一定の距離をあけて設けてあり、そしてこれ
らの端面１４，１５の面積の合計は圧力媒体側に
面しないバルブコーンの端面１６の面積に等し
く、この端面１６はパイロツト流れ用空間として
弁体１内に形成した空間１７内にある。

第１図の実施例では、可変制限手段として働く
溝１８がバルブコーンの囲まれた表面に形成され
ており、この溝はバルブコーンの閉状態にあるパ
イロツト流れ用空間１７と何らかの関係を有して
いる。この溝１８はまた、バルブコーン１３内に
形成されたパイロツト流れ用流路１９を介してポ
ート２とさらにバルブコーン１３内に形成された
パイロツト流れ用流路２０を介してポート３とも
関連し、これらの流路１９，２０の各々には、そ
れぞれ逆止弁２１と２２が設けてあり、これら
は、ポート２とポート３の各々から可変制限手段
として働く溝１８に、そしてこれを経て空間１７
へ圧力媒体を流れさせるが、逆方向の流れは阻止
する。

弁体１内でパイロツト流れ用空間として働く空
間１７は、交互に、パイロツト流れ用流路２３を
介してバルブコーン１３と圧力源４／圧力媒体タ
ンク５との間のポート２に、そしてパイロツト流
れ用流路２３，２５を介してバルブコーン１３と
圧力消費手段９との間のポート３に連通する。パ
イロツト流れ用流路２３内には、両端の２つの位
置、即ち閉と開の状態の間で無段階に制御され、
かつ閉状態において圧力媒体が空間１７から流出
するのを阻止する例えば電気的に操作される制御
用パイロツト弁、又は比例式マグネツト弁２６が
配置されている。

このようにして空間１７内には、ポート２ある
いはポート３における圧力が最高値になつている
という事実により、ポート２あるいはポート３内
と同じ圧力が生じ、そしてさらに特定すれば流れ
方向におけるバルブコーン１３の上流側と同圧、
即ち圧力は常に出力側より入力側が高いので入力
部として働くポート２，３内と同圧になる。この
空間内における圧力は、入力部として働くポート
２，３により決まり、かつバルブコーンの端面１
４，１５のそれぞれに作用する反対方向の圧力に
より面積の違いから大きい保持力をバルブコーン
の端面に生じ、そしてこの保持力により制御弁２
６が閉である限り、バルブコーンをこのように閉
状態に保つている。

パイロツト流れ用流路２３は、その支流２４，
２５の各々に、それぞれ逆止弁２７，２８を備え
ており、図面から明らかなように、空間１７およ
びパイロツト弁２６から遠ざかる方向の流れを許
容し、逆方向の流れを阻止している。

第１図の例では、テレスコピツクシリンダ９は
伸長状態で、かつ負荷状態にあり、このことは圧
力源として働くこの荷重が流路８内に、したがつ
て入力部として働くポート３に圧力を生じさせる
ことを意味し、そしてこの圧力はこの例では出力
部として働くポート２内の圧力、およびバルブ１
２を経由してタンク２へ圧力媒体を排出する役割
を負わされた流路７内の圧力より高く、この結
果、このポート３に生じた圧力はまた、流路２０
および溝１８を経由して空間１７に伝わり、制御
用パイロツト弁２６が閉じている限りバルブコー
ン１３を閉の状態に維持する。これが開かれる
と、パイロツト流れは空間１７からパイロツト流
れ用の流路２３，２４を経由して出力部として働
いているポートの下流の位置、即ちこの場合はポ
ート２に向かつて生じるであろう。そして、この
結果バルブコーン１３は閉状態から移動させられ
て、弁体１を貫ぬく連通路を開き、そしてバルブ
コーン１３は、バルブコーン１３内を通過する流
れと制御用パイロツト弁２６内を通過する流れと
の流れのバランスを保つのに必要なだけ閉状態か
ら遠のかされる。上記パイロツト弁２６によりな
された無段階制御により、バルブコーン１３もま
たその両端の状態の間で無段階に制御され、この
結果、テレスコピツクシリンダのスピードを制御
することができる。

荷重の作用に抗してテレスコピツクシリンダ９
を伸長させるために、ポンプ４が起動され、そし
て入力部として働いているポート２内と空間１７
内の圧力が等しくなるように、制御用パイロツト
弁２６が閉じられている限り長くバルブコーン１
３もまた閉状態に保たれ、もし流路７およびポー
ト２内の圧力が上昇するとタンクへの再循環が排
出兼充満ユニツト６を経由して行なわれる。上記
パイロツト弁２６が開かれるとパイロツト流れが
バルブコーン１３の背後の空間１７から出力部と
して働いているポートの下流位置に向かつて起こ
り、そしてこのパイロツト流れは上述したように
して、バルブコーン１３を閉状態から移動させて
弁を開かせ、その結果圧力媒体は弁を通過して、
それから物を運ぶために駆動される圧力消費手段
９へと流動する。

本発明の他の実施例に係る弁装置は第２図に示
されており、第１図に示されたものとの違いはパ
イロツト流れ用の流路１９，２０の配置の差のみ
によつており、第２図の実施例ではパイロツト流
れ用の流路１９，２０は、まさにバルブコーン１
３そのものの外側に設けられている。この実施例
では、バルブコーン１３は言わばその背後の空間
１７内へ延びた中心穴３０を有し、そしてこの中
心穴３０は第１図の実施例と同様バルブコーンの
囲まれた表面に可変制限手段として形成された溝
１８と連通している。この溝１８はバルブコーン
の閉状態において交互に溝３１とある一定の関係
を有し、そしてこの溝３１は弁体内に、全周にわ
たつて作られ、ポート２と３の各々から始まるパ
イロツト流れ用の流路１９と２０とがこの溝３１
に至つている。さらに特定するならば、第２図で
はパイロツト流れ用流路１９と２０は、バルブコ
ーン１３の背後の空間１７から始まるパイロツト
流れ用の流路の支流２４と２５の逆止弁２７，２
８と各々のポート２，３との間から始まるように
示されている。このようにしないと、この実施例
は第１図に示す実施例と同じになり、これと同じ
ように作動する。

本発明は、上記説明および図面に示された実施
例に限定されるものでなく、請求の範囲に示され
た発明の思想の範囲内で変形でき、多くの異なつ
た方法により組合せることもできる。したがつ
て、制御用パイロツト弁２６は例えば２ポジシヨ
ンを有する、いわゆるオン／オフタイプの弁に置
換えることができ、そして２組の逆止弁２１，２
２と２７，２８の各ペアのそれぞれはリバース弁
によつて交互に置換えることができる。