JPS583153B2 - アツリヨクバイタイヨウノ タツウロカイテンバルブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は液圧で作動される装置の制御に関し、特に回
転制御バルブに関する。

液圧で作動される装置を制御するために従来実際に使用
された手動操作のバルブは通常は滑りバルブであって、
円筒穴を持つスリーブとこのスリーブの穴の中にしっく
りと収容された可動の弁部材とを一般に有する。

弁部材における凹所とスリーブの凹所との真直配置によ
ってスリーブの送大開口と送出開口の間の流体の流れが
可能になり或いは阻止される。

弁部材とスリーブの円筒面を必要な精度で形成すること
は比較的困難であり、そのために別の形式の液圧制御バ
ルブを構成することが試みられている。

この別の形式の液圧制御バルブにおいては固定の弁部分
と可動の弁部分の間の界面が平坦であり、両弁部分の互
に対向する面は著しい洩れが生じないようにバルブを密
閉するに充分な程度にせまいけれども連携する両面の摩
耗を小にする潤滑膜を維持するような間隔によつて隔て
られる。

しかしながら適当な精度で間隙の幅を維持するための公
知の手段は信頼性にとばしいか或いは高価で複雑である
かである。

故にこの発明の主な目的は、固定の弁部分と可動の弁部
分が１つの軸線を中心として相対回転運動できかつ限ら
れた範囲の相対的な軸線方向変位を達成できるように互
に連結され、かつこれら弁部分が凹所を持ち軸線に対し
て横向きに広がる対向する面を有し、かつ精密に制御さ
れた幅の間隙が簡単な信頼できる手段で両面の間に維持
されるような、液圧で制御される装置のための回転制御
バルブを提供することにある。

特にこの発明は間隙の幅が制御される流体の静液圧によ
って維持されるような前述した形式のバルブを提供する
ことを目的とする。

上述およびその他の目的にかんがみ後段の説明から明ら
かになるように、この発明はその特定の観点から見てせ
まい間隙が２つの弁部分の２つの対向する面の環状面部
分の間に形成されかつ２つの面の凹所から半径方向外向
きに外れているような前述した一般構造の回転制御バル
ブを提供するおおい部分は以下において分配部材と称せ
られる可動の弁部分を包囲しかつバルブの本体部分と密
閉係合する。

おおい部分と分配部材との間には前記のせまい間隙に連
通する室が形成され、制御される流体の圧力より低い前
記室の中の圧力が室からバルブの外部に達する通路とこ
の通路の中の絞り部材とによって維持され、この絞り部
材は流体が通路の中を流れるときにこの絞り部材によっ
て分離される２つの通路部分の間に特定の圧力差を維持
する。

図面を参照しつつこの発明の１実施例について以下に詳
述する。

図示のバルブのケーシングはおおい部分１′と本体部分
１からなる。

バルブケーシングの中に配置される円板状の分配部分２
はその実質上平らな円形の主面に２対の円筒形の軸線向
きの盲穴３，３′を有する（合計４個のこの盲孔は第２
図に破線で示される）。

盲穴の軸線は互に９０°の間隔で分布され分配部材２の
軸線から同じ距離のところにすなわちこの軸線上に中心
を有する円に沿って位置する。

おおい部分１′は分配部材２をこれから離れて包囲しか
つねじ４によって本体部分１に密閉係合するように保持
される。

分配部材２の円形の主面に平行に対面する本体部分１の
実質上平らな主面は分配部材の前記軸線上に中心を有す
る３個の同心の円形溝を有する。

最内方の円形溝は２対の弧状の溝部分５，６に分割され
る。

各溝部分６は本体部分の主而内の拡大された軸線向き盲
穴７に交差し、半径向き溝８は各盲穴７およびこれに関
連する溝部分６を中間の円形溝９に連結させる。

溝部分５と６は本体部分１を軸線方向に貫通する全体と
して４個の貫通穴１０とそれぞれ直径上反対側に位置す
る２対の部分的に管状のプラグ１ １ ． １ １’と
によって隔離され、このプラグの無孔ヘッド３３は貫通
穴１０を密閉する。

第１図に図示され第２図に実線で図示される位置におい
て、軸線向きプラグ穴の開口部は分配部材２の盲穴３，
３′に対し軸方向真直に位置する。

本体部分１の主面において半径向き溝１２は溝部分５か
ら段付き円筒状の中央穴１３の広端まで半径方向内向き
に延長し、中央穴１３は主面の円形溝と同軸線に位置す
る。

分配部材２は軸１６からバルブの外側において半径向き
に延長するハンドル状の作動部材すなわち腕１４によっ
て３つの円形溝の共通軸線すなわち分配部材の軸線を中
心として回転できる。

軸１６の内端は分配部材２の中央穴にねじ係合してこの
分配部材に固く締付けられる。

中央穴１３の中の球軸受１５は軸１６の半径方向運動を
阻止するけれどもこの軸とこれに取付けられた分配部材
２との極めて限られた範囲の軸線方向変位を可能にする
。

球軸受または中央穴１３から腕１４へ向う流体の洩れを
阻止するため本体部分１に対して軸１６を可動に密閉す
る。

軸１６の中の直径穴１７と軸線穴１γは中央穴１３を薄
い絞りワツシャ１８の小さい中央開口に連結させる。

このワツシャ１８は軸１６の端面と分配部材２の肩との
間で分配部材２の中央穴に固く固定される。

ワツシャ１８の中央開口はその直径と比べて比較的短く
、分配部材２とおおい部分１′との間に形成される室１
９と軸線穴１７′との間の大きく絞られた連通を達成す
る。

この室１９は図示の例では、円板状の分配部材２の円形
端面とこれに対面するおおい部分１′の円形内面とによ
ってはさまれた円形の部分を有し、さらに分配部材２の
円筒状周面とこれに対面するおおい部材１′の円筒状内
面とによってはさまれた円環状の部分を有する。

本体部分１の主面における第３の最外方の円形溝２０は
分配部材の軸線上に中心を有する主面の連続項状の面部
分２１によって中間の円形溝９から分離され、この面部
分２１とこれに対面する分配部材２の主面の環状面部分
との間にはそれらの全体に渉ってせまい間隙２２が形成
される。

円形溝２０は室１９の前記の円環状の部分に対して軸線
方向真直に位置し従ってせまい間隙２２は環状面部分２
１の外周において室１９に連通する。

最外方の円形溝２０はまた本体部分１にねじ込まれ手動
で調節できる通常閉の弁２３を備えた分岐通路２４（第
１図に部分的に図示）を介して中央穴１３に連結される
。

弁２３および通路２４は実際は第２図に示す切断面Ｉ−
Ｉから横にずれていて、第２図に弁２３の位置が明示さ
れている。

この場合に通路２４な２個の貫通穴１０の間を通過しざ
らに盲穴７の下方を通過する。

盲穴７は第２図に示されるように流体路２７を介して液
圧媒体すなわち液圧流体の源を構成するポンプ２６およ
び流体貯槽２５に連結できる。

流体路２７の中の圧力Ｐは圧力逃し弁２８で設定される
値に限定され、ポンプ２６によって貯槽２５から加圧下
に流体路２７に押し入れられた流体の圧力が設定された
限界を越えたときには圧力逃し弁２８が流体を貯槽２５
へ戻す。

また中央穴１３は流体路２９に連結でき、この際に流体
は中央穴１３から流体路２９を通って貯槽２５へ戻る。

上記したことから明らかなように盲穴７および溝部分６
は液圧媒体源に連結できる送入開口６，７を構成し、溝
部分５は戻し開口５を構成する。

プラグ１ １ ． １ １’の軸線穴は対応する半径方
向の開口３４に連通し、これは第２図に示される流体路
３１．３２を介して例えば可逆液圧原動機３０の２つの
部分のうちの１方および他方にそれぞれ連結できる。

可逆液圧原動機３０は明らかに液圧媒体によって駆動さ
れる負荷の１例である。

上述したことから明らかなようにプラグ１１の穴および
プラグ１１′の穴は負荷に連結できる第１の送出開口１
１および第２の送出開口１１′を構成する。

図示の回転バルブの作動について以下に説明する。

第２図に実線で図示されるように分配部材２の盲穴３，
３がプラグ１ １ ， １ １’の軸線穴の開口と軸線
方向真直に位置している限りは、全ポンプ圧力ｐが流体
路２７、送入開口（すなわち盲穴７、溝部分６）、半径
向き溝８および中間の円形溝９の中に作用する。

中央穴１３、半径向き溝１２および戻し開口（すなわち
溝部分５）は実際上貯槽２５内の液圧流体の上方の圧力
である大気圧にさらされる。

すべてのプラグ１ ．１． ， １ １’、流体路３１
．３２および原動機３０の中は溝部分５と溝部分６の間
の圧力流体の漏洩流によって定まる大きさの等しい圧力
を受ける。

作動部材すなわち腕１４が第２図に破線で示される位置
１４′まで動かされると、分配部材２の盲穴３は送入開
口（溝部分６）を第１送出開口（プラグ１１の穴）に従
って流体路３１に連結させ、この流体路によって流体が
加圧下に原動機３０の１方の開口に供給され、他方にお
いて流体は原動機の別の開口から流体路３２、第２送出
開口（プラグ１１′の穴）、分配部材２の盲孔３′、戻
し開口（溝部分５）、中央穴１３および戻し流体路２９
を介して貯槽２５へ戻される。

ハンドル１４が同じ方向にさらに回転されると、盲穴３
による送入開口６，７と第１送出開口（プラグ１１の穴
）の連通度が次第に最大まで増大しその後にゼロまで次
第に低下し従って原動機３０への流体の流れは次第に最
大値まで増大しその後にゼロまで次第に減小する。

盲穴３が第２送出開口（プラグ１１′の穴）を送入開口
（溝部分６および盲穴７）に連結させかつ盲穴３′が第
１送出開口（プラグ１１の穴）を戻し開口（溝部分５）
に連結させるようになったときに流体の流れは反対方向
になる。

よって分配部材の回転位置に応じて送入開口と送出開口
が分配部材の主面の盲穴以外の部分によって互に遮断さ
れ或いは盲穴を介して互に連通してその際の連通度が変
化でき、かくして原動機３０の速さおよび運動方向が図
示のバルブによって制御できる。

作動部材１４を手動で操作できるようにしかつバルブ内
の摩耗を避けるためには軸１６を回転させるに必要な力
はできる限り小でなければならなＧ）。

球軸受１５は軸１６のための実際上摩擦なしの半径方向
案内を提供する。

軸１６および分配部材２の軸線方向位置は適当な限界内
で球軸受１５によって影響されない。

前述したことから明らかなように前記のせまい間隙２２
は環状面部分２１の内周において円形溝９および半径溝
８を介して送大開口（溝部分６、盲穴７）に連通し、他
方において環状面部分２１の外周のところで室１９に連
通する。

また室１９は他方において絞りワツシャ１８の開口、軸
１６の中の穴１７’，１７、中央穴１３および戻し流体
路２９を介して流体槽２５内の流体の上方の空間に連通
する。

要するに室１９はこれら部分１７′，１７，１３．２９
で構成される圧力逃し通路を介してバルブの外部に連通
し、この圧力逃し通路に絞りワツシャ１８からなる絞り
部材が配置されることによる。

このような配備によれば明らかに、室１９内の圧力Ｐｃ
はせまい間隙２２の絞り作用と絞り部材（絞りワツシャ
１８）の絞り作用とによって実質上Ｐに等しい流入開口
の液圧媒体の圧力と通常は大気圧Ｐｏに等しいバルブ外
部の圧力との間の値に（すなわち、流入開口の液圧媒体
の圧力より低い正の値に）保持される。

このような場合には室１９内に保持される圧力Ｐｃの作
用とせまい間隙２２における液圧媒体の圧力による逆向
きの作用とによって、分配部材２はこれら両作用が釣合
うような位置を自動的に占める。

換言すれば分配部材２の主面と本体部分１の主面との間
の間隔ｈは所定の値に維持される。

この間隔ｈは流体路２７内の圧力Ｐとバルブ外部圧力Ｐ
ｏとが一定である限りは変化しない。

また送入開口６，７を液圧媒体源２６，２５に連結させ
かつ戻し開口５を戻し通路２９に連結させたときにかか
る定常状態は迅速に達成される。

なお明らかにせまい間隙２２を通る流体の量は絞りワツ
シャ１８を通る流体の量に等しくなければならない。

或る条件においては上述したと同様の配備は、迅速に定
常状態に到達できず周期的に変化するｈの値の間で振動
する傾向を持つ。

かかる振動が減衰する速さは間隙２２を通過する流体の
内部摩擦損失の関数である。

他の要因が同じであるとすれば作動圧力が特定のバルブ
に対する限界％性を超えたとき或いは液圧流体の温度が
上昇してその粘性が或る限界以下に低減したときに振動
はさらに起り易くなる。

この発明の回転制御バルブは、平面状の面部分２１と同
じく平面状の分配部材の対向面部分との間の間隙２２を
通る流体の流れが主として層流の成分を有してその乱流
が無視できる程度であるから、前述したような形式の振
動を実質上受けない。

間隙２２の軸線方向の幅が小さいので、液圧回路がろ過
器（図示なし）を包含しているとしても固体流状汚物が
間隙２２またはこれの近くで液圧流体から沈積して主面
の摩耗を速めバルブの手動操作を困難にするような望ま
しくない摩擦を生じる。

通常の滑りバルブは集積した固体粒子を取除くためにと
きどき分解されなければならない。

この発明によるバルブの間隙２２は原動機３０の作動を
実際上中断することなしに弁２３を開くことによって簡
単に具合よく洗浄できる。

弁２３は絞りワツシャ１８の開口すなわち通路の流れ断
面よりも大きい流れ断面を持つ分路を構成し、故にこれ
によって室１９から中央穴１３へそして貯槽２５への流
体の流れが増大する。

定常状態の条件を充すためには前述したように多量の流
体が室１９へ流入しなければならず、故に弁２３が開か
れたときには分配部材２の主面と本体部分の主面の間の
間隔ｈ特に間隙２２の幅が増大するように分配部材２が
自動的に軸線方向に変位する。

かくして汚物粒子は拡大した間隙を通って洗い去られ最
終的に貯槽２５の中へはいる。

ハンドル１４を作動するための力はバルブの手動操作を
達成できる程度に小さいけれども、図示のバルブは遠隔
制御される原動機によってよく知られた方法で操作でき
、この原動機は軸１６を回転するために液圧、空圧、電
気その他の所望の方法で付勢できる。

例示のバルブは２個の送大開口、２個の戻し開口および
４個の送出開口を有する可逆バルブであるが、当業者が
例示したよりも少いまたは多くのかかる開口を備えた平
面バルブに上述の技術を容易に適用できることは明らか
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図のＩ−Ｉ線に沿って切ったでこ作動の回
転制御バルブの図、第２図は第１図の…−■線に沿う上
方から見た水平断面図である。 図面において、１は本体部分、２は分配部材、１′はお
おい部分、３と３′は盲孔、５は戻し開口、６と７は送
入開口、１１は第１送出開口、１１′は第２送出開口、
１８は絞り部材、１９は室、２１は環状面部分、２２は
せまい間隙、２５と２６は液圧媒体源、３０は負荷を示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 実質上平らな主面を有する本体部分と、本体部分の
   主面に平行に対面する同じく実質上平らな主面を有する
   可動の分配部材とを備え、分配部材が前記主面に直交す
   る軸線を中心として回転できるようにかつ前記軸線の方
   向に限られ範囲内で変位できるように本体部分に取付け
   られ、分配部材にこれを回転させるための作動部材が取
   付けられている回転制御バルブにおいて、液圧媒体源に
   連結できる少くとも１つの送入開口と液圧媒体によって
   駆動される負荷に連結できる少くとも１つの送出開口と
   が本体部分の前記主面に形成されかつ前記軸線上に中心
   を有する１つの円に沿って配置され、少くとも１つの盲
   穴が分配部材の前記主面に形成されかつ前記円に沿って
   配置され、よって分配部材の回転位置に応じて挿入開口
   と送出開口が分配部材の主面の盲穴以外の部分によって
   互に遮断され或いは盲穴を介して互に連通してその際の
   連通度が変化でき、前記軸線上に中心を有しかつ前記盲
   穴、送入開口および送出開口を包囲する環状面部分の全
   体に渉って前記両主面がせまい間隙で互に対面し、この
   せまい間隙が前記環状面部分の内周において送入開口に
   連通し、分配部材をこれから離れて包囲しかつ本体部分
   に密閉係合するおおい部分が配備されておおい部分と分
   配部材の間に成形される室が前記環状面部分の外周にお
   いて前記のせまい間隙に連通し、前記室から回転制御バ
   ルブの外部に通じる圧力逃し通路が設けられてこの圧力
   逃し通路に絞り部材が配置され、前記送入開口が液圧媒
   体源に連結されたときに前記のせまい間隙による絞り作
   用と前記絞り部材による絞り作用とによって前記室の中
   の圧力が送入開口における液圧媒体の圧力より低い正の
   値に保持され、前記室の中に保持される前記圧力の作用
   と前記のせまい間隙における液圧媒体の圧力による逆向
   きの作用とによって前記両主面の間の間隙が所定の値に
   維持されることを特徴とする回転制御バルブ。