JPS647276B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固定的又は可動的に配置された弁体
と、長さ方向に変位可能なスリーブとからなるカ
ツプリング部材としての装置に関するものであ
る。このスリーブはシール位置を占める時、弁体
上に配置されたシール素子を介してその弁体をシ
ールするものである。本発明は使用上において、
前記カツプリング素子を別のカツプリング部材と
の相互作用により迅速にカツプリング状態にする
ため、包囲的な、すなわち液漏れのないカツプリ
ングを行うことを目指している。

前記の包囲的なカツプリングは、双方のカツプ
リング部材に、ほぼ平坦な突起面を形成したノー
ズ部分を有し、両者が結合する前にこれらの突起
面が互いに液体を拭きあうようにしたものであ
り、この方法は“フラツトノーズカツプリング”
としてすでに知られている。この無漏性フラツト
ノーズカツプリングにおいて、前記のスリーブは
一方向に弾力付勢され、反対方向には前記の弾力
作用に抗する第２のカツプリング素子により変位
させられる内側スリーブとして形成される。ここ
に、第２のカツプリング部材の影響を受けない位
置にあるスリーブは前記弾力作用及び前記カツプ
リング部材中に発生する液圧によりシール位置に
移動し、閉止されるということは留意すべきであ
る。シール機構はこの関係において、カツプリン
グ部材間の結合時の力が過大になることを避ける
必要がある。周知型のフラツトノーズカツプリン
グにおいては、前記スリーブ及び弁体に関して移
動可能なカバースリーブがさらに採用される。こ
のカバースリーブ機構はカツプリング部材の平坦
突起面の一部を形成する外面を露出している。

本発明の第１の目的は、両カツプリングの関連
形式において、内側スリーブと弁体とが互いに高
度なシール作用を呈するようなシール機構を提供
し、同時に構成素子が比較的低い製造コストによ
つて得られるようにすることである。

本発明の第１の目的を達成する新規の機構は次
の通りである。すなわち、この機構の特徴は、弁
体が前記スリーブと組合せられる支持装置（支持
部分）を形成するように設計され、この部分が基
本的に直径方向において平坦な支持面を提供し、
スリーブがシール位置においてこの面に当接・支
持されるようにしたことである。弁体はさらにシ
ール素子を有することにより、前記シール位置に
あるスリーブがこのシール素子を越えて弁体と係
合し、弁体の支持部分は前記シール素子のための
実質的な包囲室を形成する。包囲室は、支持部分
から離れた方を向いたギヤツプを介して媒圧に接
続され、カツプリング部材により遮断される圧力
媒体はシール素子上に作用して弁体とスリーブと
の相互シール効果を生ずる。

本発明の概念の更なる具体化において、弁体の
一部には巻下げ翼状の形態においてシール素子を
弁体に固定するためのフラツプが設けられる。こ
のフラツプはまた、シール素子を媒圧から保護す
るように形成される。さらに、支持装置及び内側
スリーブを含む構造的特徴は、シール素子のため
にそれらが形成する密閉室の大きさが基本的にシ
ール素子の体積を上まわり、かつシール素子を支
持装置の頂面に対して軸方向に、及びスリーブの
内壁に対して直径方向にそれぞれある範囲だけ加
圧することにより変形させ、弁体とスリーブとの
間の環状ギヤツプに信頼性あるシールを形成する
ようにしたことである。

このような設計に関連して、内側スリーブ及び
弁体の改良がさらに行われる。すなわち、支持装
置を第２のスリーブに関してどのように配置する
かということである。この第２のスリーブは内側
スリーブ及び弁体の外側において、それらのいず
れに対しても移動可能なカバースリーブとして形
成され、この態様において、二つのカツプリング
部材の迅速なカツプリング機能により、フラツト
ノーズ型包囲カツプリングの一部を形成する。

上記の概略構成は技術的及び経済的な利益を有
する効果的なシール機構を提供するものであり、
特に上述した型のカツプリングとそれに関連する
諸要素について妥当で経済的な設計をともなうも
のである。

さらに、本発明の付加的な目的は、協同するカ
ツプリング部材の突起面の間隙から汚れ及び異物
粒子が入つてくるのを阻止するようにカツプリン
グ各部を設計することである。

この新規の機構において、関連するカツプリン
グ素子の平坦突起面には、一つのギヤツプのみが
流体系への汚染物混入の危険性を最小限にする形
で形成される。さらに、シール素子は前記の汚染
及び異物粒子から保護されるように配置される。

シール機構は、低圧、高圧のいずれにおいても
作動するものであり、高圧の基準としては例えば
30Mpa以上を指称する。高圧使用の場合、シー
ル機構及びスリーブは作用触体の圧力がシール素
子に作用して軸方向及び半径方向に圧力を及ぼ
し、効果的なシール機能を発揮するように構成さ
れる。

上記の構成においては、スリーブが傾斜したシ
ール面を介して支持装置上に支持することを回避
する。これはスリーブ材料についての比較的高い
加工精度とかなりの厚みとを必要とするからであ
る。

以下、本発明の特徴を具体化した実施例につい
て、図面を参照して説明する。

第１図及び第２図に示したカツプリングは第１
カツプリング部材及び第２カツプリング部材を具
備し、前者１は後者２を受入れる関係になつてい
る。

カツプリングは、各部材１及び２にそれぞれ形
成した実質上平坦な突起面１ａ及び２ａの部分で
“フラツトノーズカツプリング”を形成する。

この型のカツプリングが周知形式であると仮定
すれば、それらの基本的構成及び機能にはわずか
な価値しか得られない。第１カツプリング部材１
はその内側において同軸的に固定配置した柄型の
弁体を有する。内側スリーブ４及びこれを包囲す
る外側スリーブ５は弁体３に関して変位できるよ
うに構成されている。外側スリーブ５は一端にお
いて曲折し、他端においてコイルスプリング６に
支持されることにより、前記突起面、すなわち接
続用正面１ａに向かつて加圧されるようになつて
いる。

弁体はシール素子７を支持する弁頭部３ａを有
し、内側スリーブ４の第１端部４ａは第１図に示
したシール位置を占める時に、シール素子７及び
前記弁頭部３ａに当接してこの素子７によるスリ
ーブ４と弁体３とのシールを形成する。スリーブ
４の他端縁４ｂはコイルスプリング８に押圧支持
され、シール位置に向かつて常に付勢される。内
側スリーブ４のこの上端部には別のシール素子９
が支持され、これは周知の“バツクアツプ”シー
ルを形成する。スリーブ４は第１カツプリング部
材の第１凹部１ｂ内に配置され、従つてこの凹部
の内壁１b′上を案内される。スリーブ４と内壁１
b′との間のシールは前記のシール素子９により形
成される。この凹部は第１カツプリング部材中の
一つの部分チヤンバーを形成するものであり、第
１カツプリング部材内で軸方向に延びる部分１ｃ
を有する。

外側スリーブは第１カツプリング部材における
第２のチヤンバー１ｄ内に位置し、このスリーブ
の外周面はチヤンバー内壁１d′に嵌合し、スリー
ブのリツプ５ａは自身の最外方寄りの位置を規制
する。外側スリーブの曲折部５ｂは第１カツプリ
ング部材に挿入された上で、第２カツプリング部
材の平坦突起、すなわち正面部と協同することが
できるように設計されている。与えられた挿入の
度合により、外側スリーブは内側スリーブと協同
し、これを駆動する。この駆動は外側スリーブの
曲折部５ｂが、内側スリーブに凹部４ｄを形成し
て得られた肩部４ｃに当接することにより与えら
れる。

弁体は内側スリーブと同軸に、その上端を越え
て延びる軸部３ｂを有する。弁頭部３ａと反対側
の軸部先端は、弁体の一部をなす流体入口ハウジ
ング３ｃに連絡されている。このハウジングは外
周ネジを有し、カツプリング部材１における内周
ネジ１ｅと係合するものである。

流体入口ハウジングにおいて、カツプリング部
材の流入チヤンバー１ｆから入る流体は、カツプ
リング部材の中心軸１０の周りに均等に分配され
た例えば４個の出口３c′，３c″に分配される。こ
れらの出口孔は傾斜しており、弁軸部の先端もこ
れと交又する形で傾斜面３b″及び３ｂを有し、
尖端３b′はハウジング３ｃ内に突入している。前
記出口から分配される流体はチヤンバー１ｂ及び
スリーブ４内に導かれる。このスリーブがシール
位置を占めるとき、第１カツプリング部材中の圧
力は内側スリーブの上端面４ｂに作用する。流体
はすでに概説したように、シール素子７及び９に
より、第１カツプリング部材で遮断される。

第１カツプリング部材はさらに周知のような外
周ロツクスリーブ１１及び１２を有する。これら
のロツクスリーブはロツク球１３，１４と、スプ
リング１５の作用により、カツプリング部材１及
び２が突きあわされた時、周知の態様で自動的か
つ迅速なカツプリング機能を発揮するように構成
されている。第２カツプリング部材は、この目的
のため外周グループ２ｂを有し、第１カツプリン
グ部材のロツク球３がこれに嵌まることにより、
カツプリングが完成する。

第２カツプリング部材２は完全に従来技術形式
のものであり、軸方向変位の可能な弁体１６をス
プリング１７により、このカツプリング部材の正
面部に向つて付勢したものである。弁体１６はク
ロス支持体１８内に同軸的に支持され、この支持
体１８はカツプリング部材２の内壁２ｃに支持さ
れる。弁体１６はその自由端で拡大され、バツク
アツプ型シール素子１９によりシールされる。

第２図は、特にカツプリング部材１及び２間に
形成される流体経路を示し、流体は２０で指示さ
れる。流れはいずれの方向にも考えられるが、こ
の場合の流れ２０はチヤンバー１ｆより導入さ
れ、入口ハウジング３ｃを経て内側スリーブ４及
び弁軸３ｂの間のチヤンバーに流入し、さらに弁
頭部３ａ及び弁体１６の外側を流れてクロス支持
体１８の翼部にまで達し流下する。この流路開放
位置において、流体シールはシール素子９及び１
９により行われる。後者はスリーブ４の段落４ｄ
に対するものである。

第２図及び第３図において、弁頭部３ａにはシ
ール素子７の上部を包みこむように一体形成され
たフラツプ２１を有する。これによりシール素子
７は弁頭部に固く保持される。弁頭部３ａはま
た、半径方向に突出した支持装置２２を支持して
おり、この部分２２はスリーブ４の下端面４a′を
支持するための支持フランジ面２２ａを有する。
フラツプ２１の外端縁及び支持装置２２の外端縁
は、それぞれ２１′及び２２′で指示される。

再び第２図を参照すると、前記外端縁２１′及
び２２′間を結ぶ直線を考えた場合に、この直線
はシール素子７の外側を通るか、シール素子７へ
の接線と一致するようになつている。これは、シ
ール素子７を弁頭部３ａの頂面において偏向する
流体の流れから保護するものである。例えば、流
体が圧力油である場合、油中にはシール素子に悪
影響を及ぼすような異物粒子は生じないことにな
る。

第２図はまた、内側スリーブの下部４ａがこの
スリーブを弁体のフラツプ２１′を経てシール位
置に導くための内室４a″を形成することを示して
いる。すなわち、フラツプ２１′は内側スリーブ
のガイド装置としても機能する。

内側スリーブは直線的な内壁面４ｅと、直線的
な外壁面とを有する単純な構成であるが、外壁面
には一段の段落４ｄが形成してある（第１図）。

第３図に示した支持装置２２は、カツプリング
形式又はカツプリング機構サイズに応じて0.5〜
５mmの厚さを有する比較的強固な構造となつてい
る。平坦な上面２２ａはシール素子７の位置に近
いレベルとなつており、わずかに高いその支持面
２２ｂと平行している。支持面２２ｂは内側スリ
ーブが支持装置に当接支持されたとき、このスリ
ーブの内壁面４ｅに隣接する。支持面２２ｂは湾
曲面２２ｃに連なり、この面２２ｃはフラツプ２
１に連なる。支持装置は外側スリーブ５の曲接部
５ａにおける先端５a′と実質上等しいか、又は幾
分上まわる厚さを有する。

シール素子７のための実質的な包囲室２３は、
部分表面２２ｂ，２２ｃ、巻下げ型フラツプ２１
及びスリーブ内壁面４ｅにより形成される。前記
密閉室は支持装置２２と反対側の厚さ0.1〜0.2mm
程度のギヤツプ２４を介してスリーブ４の内室と
連通する。このスリーブの閉止位置において、ス
リーブ内壁面４ｅは部分表面２２ａ及び２２ｂを
結ぶ軸向表面により案内され、スリーブとこれら
の面とのギヤツプ、すなわち軸向表面と部分表面
２２ａに接するギヤツプは直角（“Ｌ”型）とな
る。

包囲室２３の容積はシール素子７の体積を上ま
わり、シール素子はこの場合、円形断面積の1/10
〜2/5をフラツプ２１から半径方向に突出する。
この突出は好ましくは約1/5である。

階段状の円周シール面２２ａ，２２ｂが形成さ
れる結果、これらの面に支持されるスリーブの端
面４a′はスリーブ内側面４ｅから始まり、効果的
なシール効果はギヤツプ２４よりシール素子に高
い流体圧が加わる場合においても得られる。シー
ル素子は流体圧により部分シール面２２ｂに押し
つけられ、シール素子に生じた半径方向のひずみ
力はスリーブの内側面４ｅに作用する。これは、
効果的なシール機能を提供するものであり、スリ
ーブ４はこのスリーブ端（シール端）が比較的薄
い材料からなるように設計される。流体圧が低い
場合には、スプリング８がスリーブを加圧して部
分表面２２ａに向かつて付勢し、スリーブの内側
面４ｅを介して必要なシール機能を発揮させる。
流体圧はスリーブの端面４ｂに作用し、高圧下に
おいてはこれがスプリングと協同してスリーブの
部分の圧接を効果的にする。

外側スリーブ５の曲接部５ｃにおける先端５ａ
は支持装置の外周端面２２ｄに対面接触するが、
これらの対向面は実質上同一高さを有し、0.1〜
0.5mmのギヤツプを形成するようになつている。
先端で弁頭部３ａの下面に連なる曲接部の下面５
a″は外端縁（つけ根側）から内端縁（先端）にか
けて上向に傾斜している。傾角αは０〜15゜、好
ましくは約5゜である。曲接部の外端縁５ａは、
第１カツプリング部材に形成された球ホルダー１
ｇの縁取面１g′に連続する。この縁取面１g′は弁
軸に関して約45であり、球ホルダー１ｇの厚さの
半分から2/3程度に及んで形成される。第１カツ
プリング部材の正面は、このようにして部分表面
２６、すなわち弁頭部３ａの下面と、外側スリー
ブの下面５a″と、縁取面１g′及び外側縁取面１
g″の直線的な連続面より形成される。スリーブの
下面５a″の傾斜はカツプリング素子と協同して環
状くざび型チヤンバー２７を形成し、拭きとられ
なかつた油分中の汚染粒子等がここに在つても、
第２カツプリング素子との係合には影響しないよ
うになつている。

第４図はスリーブ５の下面５a″が平面である場
合を示している。この場合、支持装置の厚さはａ
で示され、表面２２ａ及び２２ｂの段差はｂで示
されている。後者の値は0.1〜2.0mmである。

本発明のカツプリング作用は前述したとおりで
あり、カツプリング部材２がカツプリング部材１
中に挿入され、これにより外側スリーブ５が後方
に押しこまれ、部材２における弁体１６がカツプ
リング作用によつて開くときに、シール素子１９
が内側スリーブをシールする。外側スリーブ５が
ある範囲だけ挿入されると、これは内側スリーブ
と係合してそれを押動し、シール素子７及び関連
シール機構を開放する。そして、両カツプリング
部材が互いに拘束しあうと、流路２０は完全に開
放される。

両カツプリング部材が切離されると、スプリン
グ６及び８はスリーブ５及び４をそれぞれ後退さ
せる。シール素子１９はスリーブ４が弁頭部３ａ
をシールした後は、スリーブ４と係合しなくな
り、その結果、外側スリーブ５及びカツプリング
部材２の弁体１６は第１図に示すそれらの後退位
置に復帰する。

第５図及び第６図は本発明のカツプリング部材
におけるさらに別の実施例を示すものである。こ
の実施例では、高圧下において固定された弁頭部
３a′，３a″がスリーブ４′，４″より受ける加圧力
を緩和するため、これらのスリーブが閉止シール
位置において弁頭部３a′，３a″以外にも支持され
るようにしたものである。すなわち、第１カツプ
リング部材はその本体に締結されたチユーブ部分
を有し、これにより外側スリーブ５′，５″のため
のスプリングスペースを、内側スリーブ４′，
４″のためのスプリングスペースから分離するも
のである。チユーブをカツプリング部材に締結す
るねじ面は２９及び３２によつてそれぞれ示され
ている。第５図の実施例では、その締結部の漏れ
を防止するためにシール素子３０が用いられる。

チユーブ部分は、流体分配ハウジング２８を支
持し、このハウジングは第５図によれば圧着によ
り、第６図によればねじ３４により固定される。
弁体はこのハウジングに対応する方法、すなわち
第５図では圧着により、第６図ではねじ３３によ
り取りつけられる。

チユーブ部分は、その下部においてスリーブ
４′，４″のための支持手段となる内向フランジを
有し、これらのスリーブはシール素子支持部の下
方において対応するフランジ、すなわち肩部を有
する。このシール素子は、“バツクアツプ”型で
ある。スリーブの行程両端の位置は、それぞれ実
線及び鎖線で示してある。これらのスリーブは上
端においても肩部を有し、スプリング座面を形成
している。

これらの実施例においては、スリーブ４′，
４″及び弁頭部３a′，３a″の間のシール作用が、
流体の放流が行われるまでに、常時安全に営まれ
るようになつている。外側スリーブ５′，５″はこ
れらの実施例において、図示しないがその上部に
軸方向のスロツトを有する。これらのスロツト
は、側スリーブを、カツプリング部材の組立中に
おいて同部材内に押しこむことを許容するもので
あり、挿入時はスロツト部分が内方に撓み、第５
図及び第６図に示す動作位置までスリーブが挿入
されたときは復元するようになつている。これら
の実施例はまた比較的簡単で低コストの製造を可
能にするものである。カツプリング部材のための
関連部品は主としてカツプリング部材の後部から
ユニツト化される。材料も少くて済むため、この
面でも単純化及び低コスト化に役立つ。

本発明の実施例は以上述べたとおりであるが、
自明の改変が種々に実施可能であり、例えば弁部
分３ａ，３ｂ，３ｃ第１カツプリング部材の本体
に関し、軸方向に移動させる方式をとつてもよ
い。同様に、流体放流口ハウジング３ｃをオリフ
イスよりも延長させ、その分だけ弁軸部３ｂを短
くすることもできる。

本発明のカツプリング機構は大小の工場におい
て、規格化生産するに適しており、内側スリーブ
４と支持部２２との直角ギヤツプはすでに述べた
好ましいシール作用を正確に実現するための製造
を容易にし、部分表面２２ａ及び２２ｂを結ぶ軸
方向面は、支持部２２及びシール素子７のシール
面に関し、直角で同軸の位置を占めるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は突合せ正面における液漏れが生じない
包囲型カツプリングを形成する一対のカツプリン
グ部材の分離状態における縦断面図、第２図は自
動カツプリング機構により完全に結合された状態
にある第１図のカツプリング部材の縦断面図、第
３図は第１図及び第２図の第１カツプリング部材
における正面部の拡大縦断面図、第４図は第３図
の素子の変形例を示す縦断面図、第５図は別の実
施例における第１カツプリング部材の半部縦断面
図、第６図はさらに別の実施例における半部縦断
面図である。 １，２……カツプリング部材、３……弁体、３
ａ……弁頭部、３ｂ……弁軸部、３ｃ……入口ハ
ウジング、４……内側スリーブ、５……外側スリ
ーブ、７……シール素子、２２……シール支持装
置、２３……密閉室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定的又は可動的に配置された弁頭部３ａ
   と、この弁頭部３ａから突設された弁軸部３ｂ、
   及び流体入口ハウジング３ｃとを有する弁体と、
   長さ方向に変位することができ、シール位置にお
   いて前記弁体上に配置されたシール素子７を介し
   て前記弁体をシールするための真直ぐな内壁４ｅ
   を有するスリーブ４とを含み、前記弁体には前記
   スリーブ４を支持するための放射状周面２２ａを
   有する支持装置２２を形成し、前記スリーブ４の
   一端４ａは前記シール位置において前記周面２２
   ａに支持されるようになつているとともに、他端
   部４ｂにおいて圧縮スプリング８に付勢されてお
   り、前記弁体はその弁頭部３ａにより前記シール
   素子７を保持したことにより前記シール位置にお
   ける前記スリープ４の一端が前記シール素子７を
   越えて延びるとともに、前記弁体及びその支持装
   置と一体になつて前記シール素子７のための実質
   的な密閉室２３を形成し、この密閉室２３は前記
   支持装置から離れた側のギヤツプ２４より圧力を
   受けて前記シール素子７による前記弁体とスリー
   ブとの相互シール効果を維持するものであり、さ
   らに、前記弁体における弁軸部３ｂはスリーブ４
   の内側で同軸的に延びており、 前記シール位置において前記周面２２ａ上に支
   持される前記スリーブの端面４a′がそのスリーブ
   の内壁面に対して直角に形成されていることによ
   り、前記放射状面２２ａによる支持状態をその全
   面に及ぼせるようにし、前記シール用密閉室２３
   が前記シール素子の体積より広くなるように構成
   された第１カツプリング部材１と、 前記第１カツプリング部材１と係合する第２カ
   ツプリング部材２とからなり、前記シール位置に
   おいてこれら両部材間の連通を阻止することを特
   徴とするバルブカツプリング装置。 ２ シール素子７を、弁頭部３において形成され
   た巻下がり状のフラツプにより前記弁頭部に保持
   し、前記フラツプは前記シール素子において前記
   支持装置２２と反対の側に位置することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 前記フラツプ２１が前記ギヤツプを制御する
   ように形成され、その巻下がりの状態がＯリング
   形状を有する前記シール素子の断面積における1/
   １０〜2/5、好ましく1/5を外方に突出させる程度に
   前記シール素子の表面を覆うものであることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の装置。 ４ 第１のスリーブ４の外側に第２のスリーブ５
   を配置し、これを第１カツプリング部材１の弁体
   と前記第１スリーブ４とに関して変位可能とし、
   支持装置２２に形成した外端縁２２ｄをギヤツプ
   を挟んで前記第２スリーブ５の内端縁と対向させ
   ると共に、支持装置２２の厚さを前記対応する内
   端縁を有する第２スリーブの部分の厚さに基本的
   に対応した厚さとしたことにより、第１スリーブ
   の下端面を第２スリーブの前記端縁部分における
   内表面とほぼ同一レベルにすることを特徴とする
   特許請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の装
   置。 ５ 第１スリーブが第１端部において縮径された
   真直ぐな外周壁を有し、前記支持装置の外端縁が
   前記第１スリーブにおける縮径４ｄとほぼ同一の
   直径を有するこにより、前記縮径部が第１スリー
   ブに関する第２スリーブの最大変位を規制するよ
   うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１〜
   ５項のいずれかに記載の装置。 ６ 支持装置の外端面２６が直径方向に平坦であ
   つて第２スリーブ５上の平坦な又はやや傾斜した
   端面と連続するようにしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第４項又は５項記載の装置。 ７ 第１カツプリング部材１が第２カツプリング
   部材２と迅速に結合して相互作用するようにした
   特許請求の範囲第６項記載の装置において、前記
   スリーブの傾斜端面５a″を含むケース中で前記第
   １及び第２カツプリング部材が係合した時にリン
   グ状でくさび型断面を有する室２７を形成するよ
   うにしたことを特徴とするバルブカツプリング装
   置。 ８ 内側スリーブ４′，４″が入口部を有し、この
   入口部は前記シール素子が前記内側スリーブと弁
   体との間に支持された後、第１カツプリング部材
   における対応する入口装置と協同するようにした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１〜７項のい
   ずれか１項に記載の装置。