JPH05223180A - 液圧装置の圧力均等化弁 - Google Patents

液圧装置の圧力均等化弁

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JPH05223180A
JPH05223180A JP4215255A JP21525592A JPH05223180A JP H05223180 A JPH05223180 A JP H05223180A JP 4215255 A JP4215255 A JP 4215255A JP 21525592 A JP21525592 A JP 21525592A JP H05223180 A JPH05223180 A JP H05223180A
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JP
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fluid chamber
diameter piston
fluid
small diameter
pressure equalizing
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JP4215255A
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J Roger Weber
ロジャー ウェーバー ジェイ
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Caterpillar Inc
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Caterpillar Inc
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    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/004Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by piezoelectric means
    • F16K31/007Piezoelectric stacks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B7/00Systems in which the movement produced is definitely related to the output of a volumetric pump; Telemotors
    • F15B7/06Details
    • F15B7/10Compensation of the liquid content in a system
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T137/86622Motor-operated

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Abstract

(57)【要約】 【目的】流体室へブリード管路すなわち圧力均等化管路
を接続することによって、流体室内の圧力を消散させ、
圧電モータまたは作動流体の熱膨張にもかかわらず、小
直径ピストンの片寄せ力が作動圧力を克服し、その第1
位置へ完全に戻ることができるようにすることにある。 【構成】第1部材の第1位置から第2位置への動きを第
2部材の第1位置から第2位置への動きへ流体室内の流
体を介して変換する装置であり、この装置は、流体室と
連通する圧力均等化管路を有し、第2部材がその第1位
置にあるときに流体の流体室への流入を許し、第2部材
がその第2位置から第1位置へ戻るときに第1位置へ近
づくにつれて流体を流体室から流出させ得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】技術の分野 本発明は、全体的には、第1部材の第1位置から第2位
置への動きを流体室内の流体を介して第2部材の第1位
置から第2位置への動きに変換する装置に関し、一層詳
しくは、流体室と連通しており、第2部材が第1位置に
あるときに流体室内へ、あるいは、そこからの流体の流
れを許し、第2位置から第1位置への移動時に第2部材
が第1位置に近づくときに流体室内へ、あるいは、そこ
からの流体の流れを許す圧力均等化管路に関する。 背景技術 この形式の装置においては、普通、移動している部材が
それらの動きを正確かつ瞬間的に反復できることが絶対
必要である。一例として、このような装置は、エンジン
弁の開閉または燃料噴射器の作動を制御するのに用いら
れる。普通は、このような装置では、圧電モータのよう
な電子膨張モジュールは、小直径のピストンと作動流体
で連絡する比較的大きな直径のピストンを駆動するよう
に作用する。こうして、圧電モータの作動で生じる大直
径のピストンの下向きの変位は小さいが、小直径ピスト
ンの下向きの変位はかなり大きくなる。これは、小直径
ピストンの下向き変位が、大直径ピストンの下向き変位
量×(大直径ピストンの有効表面積/小直径ピストンの
有効表面積)に等しいからである。このような装置で
は、大直径ピストンと小直径ピストンの間のスペースま
たはチャンバおよびこのチャンバを満たす作動流体は、
重要な考察要件である。
【0002】1970年 3月17日にBensonに発行された、「E
lectromechanical Actuator Havingan Active Element
of Electroexpansive Material」なる名称の米国特許第
3,501,099 号に記載されているような従来の装置では、
スペースは閉ざされており、これは、スペース内の流体
が、漏洩時または逃げた際に、あるいは、過剰となった
ときに、再補給され得ないことを意味する。この装置の
欠点は、可動部品があるために、スペースからの漏洩が
普通であり、また、作動流体の加熱、使用の繰り返し
で、その粘性その他の特性が変わってしまうということ
である。明らかに、このような事象は、小直径ピストン
の反応時間および運動を変え、燃料噴射、吸気、排気の
ような他の事象のタイミング問題を生じさせる。
【0003】1980年 6月18日に公告された、「Internal
Combustion Engine」なる名称の英国特許第1,569,638 号
に開示されている後の従来装置では、ボール式逆止弁を
設けた補給管路を流体室に接続することによって漏洩問
題を解決しようとしている。しかしながら、過剰な流体
を逃がす能力はない。明らかに、誰も流体室にブリード
管路を設ける必要性をわかっておらず、チャンバの容積
が一定であるために、このチャンバを逃がす必要性があ
るとは考えていなかったのである。しかしながら、これ
は当たっていないのである。圧電モータを付勢し、次い
で遮断した後、圧電モータは或る程度の熱膨張状態を留
める可能性がある。あるいは、加熱したときに流体室内
の作動流体の熱膨張があり、小直径ピストンがその第1
位置に完全に戻るのを妨げるかも知れない。したがっ
て、大直径ピストンが、その第1位置に完全に戻ること
ができなくなり、小直径ピストンをその第1位置へ戻そ
うとする押圧力が流体室内に保持された圧力を克服する
に充分な大きさでない場合には、小直径ピストンがその
第1位置へ完全に戻らなくなる。
【0004】流体室へブリード管路すなわち圧力均等化
管路を接続したならば、流体室内の圧力を消散させるこ
とになり、したがって、圧電モータまたは作動流体の熱
膨張にもかかわらず、小直径ピストンの片寄せ力が作動
圧力を克服し、その第1位置へ完全に戻ることができる
ようになる。これが本発明の目的である。 発明の開示 本発明によれば、第1位置と第2位置と作動力によって
に変位させられ得る第1部材と、第1位置と第2位置と
に変位できる第2部材と、これら第1、第2の部材の間
にある流体室とを有し、前記第2部材が前記第1位置に
向かって常時押圧されており、前記作動力が止まったと
きに、前記第2部材が、前記流体室内の作動圧力の過剰
れべるにより、前記第1位置に戻れなくなることがある
装置において、圧力均等化管路が設けてあり、この圧力
均等化管路が、前記流体室と連通しており、前記第2部
材が前記第1位置にあるときに前記流体室への、あるい
は、そこからの流体の流れを許し、また、圧力均等化管
路が、前記第2部材が前記第1位置と第2位置との間の
位置にあるときに前記流体室と連通して、前記流体室か
らの流体の流出を許し、前記第2部材が前記第1位置へ
戻れるようにしたことを特徴とする装置を得ることがで
きる。 発明を実施するための最良の形態 スプール弁を第1位置(図示位置)とこの第1位置の右
にある第2位置(図示せず)の間で変位させる装置にお
ける本発明の好ましい実施例が図1に示してある。
【0005】この装置は、ボデー18内に収容されてお
り、この技術分野では周知の普通の積重円板タイプの圧
電モータ10のような電子膨張モジュールと、外ねじを
有し、圧電モータ10を収容するためのボデーのねじ付
き開口内に螺合させた第1ハウジング12と、第2ハウ
ジング14と、この実施例では圧電モータ10に隣接し
て第2ハウジング14内に収容した比較的大きな直径の
ピストンである第1部材16であり、第1位置(図示位
置)とこの第1位置の右にある第2位置(図示せず)の
間を変位できる第1部材16と、大直径ピストン16を
第1位置に向かって常時押圧しているベルヌーイ・スプ
リング18と、この実施例では、第2ハウジング14内
に収容され、第1位置(図示位置)とこの第1位置の右
にある第2位置(図示せず)の間で変位できる比較的小
さな直径のピストンである第2部材20と、大直径ピス
トン16と小直径ピストン20の間にある流体室22
と、小直径ピストン20、大直径ピストン16を互いに
離れるように片寄せている第1圧縮スプリング24と、
第1位置(図示位置)とこの第1位置の右にある第2位
置(図示せず)との間で変位できるスプール弁26と、
止め29とスプール弁26の間にあり、スプール弁26
を第1位置に向かって片寄せている第2圧縮スプリング
28と、流体室22と連通する圧力均等化管路30とを
包含する。
【0006】圧力均等化管路30は、小直径ピストンに
ある開口部(単数または複数)を経て流体室22と連通
している。この開口部は、図示実施例では、小直径ピス
トン20の周面まわりの環状溝32と、小直径ピストン
20に設けたぽおと34と、小直径ピストン20に設け
た内径孔36とからなる。圧力均等化管路20は、一定
の低圧供給流体の管路である。流体は、作動流体でもよ
いし、エンジンオイルでもよいし、あるいは、他の流体
であってもよい。
【0007】ハウジング12、14、圧電モータ10、
ピストン16、20、スプール弁26、止め29および
圧力均等化管路30は、すべて、円形横断面となってい
る。 産業上の利用可能性 図示装置の目的は、第1位置と第2位置との間でスプー
ル弁26の瞬間的な制御した変位を行わせることにあ
る。電流が圧電モータ10に通じると、それは膨張す
る。この圧電モータ10の膨張は、ベルヌーイ・スプリ
ング18の力に打ち勝ち、大直径ピストン16をその第
1位置から第2位置へ変位させる。大直径ピストン16
がその第1位置から第2位置へ動くにつれて、流体室2
2内の流体に作動圧力が発生する。この作動圧力の、小
直径ピストン20に対する力は、第2圧縮スプリング2
8の力に打ち勝ち、スプール弁26をその第1位置から
第2位置へ移動させる。小直径ピストン20が第2位置
に向かって移動するにつれて、圧力均等化管路30と小
直径ピストン20まわりの環状溝32との連絡が断た
れ、流体室22が閉ざされ、基本的に一定の容積とな
る。
【0008】ここで、小直径ピストン20の第1位置に
おいて、環状溝32が圧力均等化管路30と完全に一致
しておらず、かろうじて連通していることに注意された
い。この構成によって、大直径ピストン16のその第1
位置から第2位置への移動によって流体室22内の流体
に発生した圧力が、流体の圧力が消散する前に、小直径
ピストン20の移動を開始させ、圧力均等化管路30と
の連通を遮断することになる。しかしながら、なお、圧
力均等化管路30との間の小さい開口量は、小直径ピス
トン20が第2位置から第1位置に近づくときに流体室
22を逃がしたり補給したりするに充分である。
【0009】圧電モータ10への電流が停止すると、す
なわち、圧電モータ10が消勢されると、それは収縮す
る。作動力が存在しないと、ベルヌーイ・スプリング1
8は大直径ピストン16をその第2位置から第1位置に
向かって押圧する。第2圧縮スプリング28は、スプー
ル弁26をその第2位置から第1位置へ押圧する。スプ
ール弁26は、小直径ピストン20をその第2位置から
第1位置へ向かって押圧する。小直径ピストン20の第
1位置付近で、小直径ピストン20の周面にある環状溝
32が圧力均等化管路30と連通し、流体室22を圧力
均等化管路30に連通させる。もし流体が流体室22か
ら漏れていたならば、圧力均等化管路30は流体室22
へ流体を補給することになる。もし圧電モータ10の熱
膨張があり、流体室22が閉じており、基本的に一定の
容積であるという事実により、あるいは、作動流体の熱
膨張のようななんらかの他の理由のために、小直径ピス
トン20、したがって、スプール弁27が第1位置へ完
全に戻るのを阻止しているならば、第2圧縮スプリング
28が圧力に打ち勝ち、スプール弁26および小直径ピ
ストン20をそれらの第1位置に完全に戻すには大きす
ぎる作動圧力が流体室22内にあり、流体は、流体室2
2から流出し、圧力均等化管路30内へ流入し、流体室
22内の作動圧力を消散させ、流体室22の容積を減少
させ、第2圧縮スプリング28が流体室22内の圧力に
打ち勝ち、スプール弁26および小直径ピストン22を
それらの第1位置へ完全に戻すことができる。
【0010】特許請求の範囲で用いている「前記第2部
材が前記第1位置付近にあるときのみ」という表現は、
第2部材がその第1位置付近にある位置に加えて第2部
材がその第1位置へ完全に戻った位置を含む位置も意味
している。本発明の別の実施例では、小直径ピストン2
0はなく、大直径ピストン16の動きが流体を介して直
接にスプール弁26を移動させるように変換される。
【0011】本発明のまた別の実施例では、小直径ピス
トン20も大直径ピストン16もなく、圧電モータ10
の動きが流体を介して直接スプール弁26を動かすよう
に変換される。本発明の他の特徴、目的および利点は、
図面、上記の説明および特許請求の範囲を検討すること
によって明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい実施例の、圧電モータ、大直
径ピストン、小直径ピストンおよびスプール弁の中心線
を通る側断面図である。
【符号の説明】
10・・・圧電モータ 12・・・第1ハウジング 14・・・第2ハウジング 16・・・第1部材すなわち大直径ピストン 18・・・ベルヌーイ・スプリング 20・・・第2部材すなわち小直径ピストン 22・・・流体室 24・・・第1圧縮スプリング 26・・・スプール弁 28・・・第2圧縮スプリング 30・・・圧力均等化管路

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1位置と第2位置とに変位できる第1
    部材と、第1位置と第2位置とに変位できる第2部材
    と、これら第1、第2の部材の間にある流体室とを有
    し、前記第1部材が前記第1位置から前記第2位置に向
    かう方向に移動したときに、、前記第2部材の、前記第
    1位置から前記第2位置に向かう方向への移動が生じる
    装置において、圧力均等化管路を包含し、この圧力均等
    化管路が前記第2部材が前記第1位置にあるときに前記
    流体室連通して、前記流体室への流体の流入を許し、ま
    た、前記第2部材が前記第1位置付近にあるときにのみ
    前記圧力均等化管路が前記流体室と連通して、流体の前
    記流体室からの流出を許すようになっていることを特徴
    とする装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の装置において、前記第1
    部材の変位が電子膨張モジュールの膨張で生じることを
    特徴とする装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の装置において、前記第1
    部材が比較的大きな直径のピストンであり、前記第2部
    材が比較的小さな直径のピストンであることを特徴とす
    る装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の装置において、前記比較
    的小さな直径のピストンが前記流体室と前記比較的小さ
    な直径のピストンの周面との間の開口を有し、前記圧力
    均等化管路が前記比較的小さな直径のピストンの前記開
    口を経て前記流体室と連通していることを特徴とする装
    置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の装置において、前記第2
    部材が弁であることを特徴とする装置。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の装置において、前記第1
    部材および前記第2部材が、それぞれの第1位置に向か
    って常時押圧されているとを特徴とする装置。
  7. 【請求項7】 第1位置と第2位置とに作動力によって
    変位させられ得る第1部材と、第1位置と第2位置とに
    変位できる第2部材と、これら第1部材、第2部材の間
    の流体室とを有する装置であって、前記第1位置から前
    記第2位置に向かう方向における前記第1部材の動き
    が、前記第1位置から前記第2位置に向かう方向におけ
    る前記第2部材の動きを生じさせ、前記第2部材が前記
    第1位置に向かって常時押圧されており、前記作動力が
    止まったときに、前記第2部材が、前記流体室内の作動
    圧力の過剰れべるにより、前記第1位置に戻れなくなる
    ことがある装置において、圧力均等化管路が設けてあ
    り、この圧力均等化管路が、前記流体室と連通してお
    り、前記第2部材が前記第1位置にあるときに前記流体
    室への、あるいは、そこからの流体の流れを許し、ま
    た、圧力均等化管路が、前記第2部材が前記第1位置と
    第2位置との間の位置にあるときに前記流体室と連通し
    て、前記流体室からの流体の流出を許し、前記第2部材
    が前記第1位置へ戻れるようにしたことを特徴とする装
    置。
  8. 【請求項8】 請求項7記載の装置において、前記圧力
    均等化管路が、前記第2部材が前記第1位置付近にある
    ときと、前記第2部材が前記第1位置にあるときにのみ
    前記流体室と連通することを特徴とする装置。
  9. 【請求項9】 請求項7記載の装置において、前記作動
    力が電子膨張モジュールの膨張で生じることを特徴とす
    る装置。
  10. 【請求項10】 請求項7記載の装置において、前記第
    1部材が比較的大きな直径のピストンであり、前記第2
    部材が比較的小さな直径のピストンであることを特徴と
    する装置。
  11. 【請求項11】 請求項10記載の装置において、前記
    比較的小さな直径のピストンが前記流体室と前記比較的
    小さな直径のピストンの周面との間の開口を有し、前記
    圧力均等化管路が前記比較的小さな直径のピストンの前
    記開口を経て前記流体室と連通していることを特徴とす
    る装置。
  12. 【請求項12】 請求項7記載の装置において、前記第
    2部材が弁であることを特徴とする装置。
  13. 【請求項13】 請求項7記載の装置において、前記第
    1部材が前記第1位置に向かって常時押圧されているこ
    とを特徴とする装置。
  14. 【請求項14】 第1位置と第2位置とに変位できる第
    1部材と、第1位置と第2位置とに変位できる第2部材
    と、これら第1、第2の部材の間にある流体室とを有
    し、前記第1部材が前記第1位置から前記第2位置に向
    かう方向に移動したときに、、前記第2部材の、前記第
    1位置から前記第2位置に向かう方向への移動が生じ、
    前記第2部材に力が作用して前記第2部材を前記第2位
    置から前記第1位置へ変位させるが、前記流体室内の過
    剰な作動圧力のために前記第2部材が前記第2位置から
    前記第1位置へ完全に戻れなくなる装置において前記第
    2部材を前記第1位置へ完全に戻す方法であって、前記
    第2部材が前記第1位置にあるときにのみ前記流体室か
    ら作動圧力を逃がし、前記第2部材を前記第1位置へ戻
    させ得るようにしたことを特徴とする方法。
  15. 【請求項15】 請求項14記載の方法において、前記
    作動流体が、前記流体室と連通する圧力均等化管路を通
    して逃げることを特徴とする方法。
JP4215255A 1991-08-22 1992-08-12 液圧装置の圧力均等化弁 Withdrawn JPH05223180A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/748,995 US5165653A (en) 1991-08-22 1991-08-22 Pressure equalization valve for a hydraulic system
US07/748995 1991-08-22

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Application Number Title Priority Date Filing Date
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US (1) US5165653A (ja)
EP (1) EP0530621B1 (ja)
JP (1) JPH05223180A (ja)
DE (1) DE69216511T2 (ja)

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