JP2012520971A - 可変容積型ポンプ用制御バルブ - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の1つの形態は、第1の位置と第2の位置との間の動作に適した可動スワッシュプレートを有する流体装置に関連する。制御ピストンは、可動スワッシュプレートを第1の位置と第2の位置間において、選択的に移動させるものである。制御バルブは、制御ピストンと流体連通状態にある。制御バルブは、スプールボア(穴)が設けられたスリーブと、流体源と流体連通状態にある少なくとも1つの流体流入通路と、制御ピストンと流体連通状態にある少なくとも1つの制御流体通路とを含んでいる。制御流体通路は、スプールボアに面する開口部を含んでいる。スプールは、スリーブのスプールボア内に摺動可能に配置されている。スプールは、流体流入通路と制御流体通路とに、選択的に流体を連通させる計量面を含んでいる。計量面は、第1端部と、その反対側に配置された第2端部とを有している。計量面は、第1端部と第2端部との間に配置されるテーパー面を有している。
Q=Cd×A×√(2/p×ΔP)
Qは可変オリフィス94を介して制御ピストン52へと流れる流体の容積流量であり、Cdは流量係数であり、pは流体の密度であり、ΔPは流通エリアの前後の圧力差であり、Aは流体が通過する可変オリフィス94の流通面積である。制御システム46の安定性は、制御バルブ54から制御ピストン52への流体の容積流量に直接依存する。
θ ≦ sin-1((n×cos-1((r−l)/r)×r2)/(π×D×l)) ・・・・(104)
θはテーパー面96の角度であり、nはスプールボア72内の開口部82の数であり、rは開口部82の夫々の半径であり、Dはスプール70の計量面86の直径であり、そしてlはテーパー面96の軸方向の長さである。本発明の1つの実施形態において、角度θは30°よりも小さい。
Claims (20)
- 第1の位置と第2の位置との間の動作に適した可動スワッシュプレートと、
前記可動スワッシュプレートを第1の位置と第2の位置の間で選択的に移動させる制御ピストンと、
前記制御ピストンと流体連通状態にある制御バルブとを含む流体装置であって、
前記制御バルブが、スリーブとスプールを含み、
前記スリーブは、スプールボアと、流体源と流体連通状態にある少なくとも1つの流体流入通路と、前記制御ピストンと流体連通状態にある少なくとも1つの制御流体通路とを含み、該制御流体通路は、前記スプールボアに開口部を有しており、
前記スプールは、前記スリーブの前記スプールボアに摺動可能に配置され、前記流体流入通路と前記制御流体通路とに選択的に流体を連通させる計量面を含み、前記計量面は、第1端部と、その反対側に配置される第2端部と、前記第1端部及び前記第2端部の間に配置されるテーパー面とを有していることを特徴とする流体装置。 - 前記テーパー面が、前記第1端部から前記第2端部に向けて外側に広がる角度を有していることを特徴とする請求項1記載の流体装置。
- 前記角度が、少なくとも前記開口部の一寸法に基く関数として表されることを特徴とする請求項2記載の流体装置。
- rが前記開口部の半径であり、nが前記スリーブ内に配置された前記制御流体通路の数であり、Dが前記スプールの直径であり、lが前記計量面上の前記テーパー面の軸方向の長さであるとき、前記角度が、
sin-1((n×cos-1((r−l)/r)×r2)/(π×D×l))
より小さいか、若しくは等しいことを特徴とする請求項2記載の流体装置。 - 前記テーパー面の角度が、30°より小さいことを特徴とする請求項2記載の流体装置。
- 前記テーパー面の角度が、前記スプールの軸方向変位の範囲にわたって、直線的なゲインを提供するように構成されていることを特徴とする請求項2記載の流体装置。
- 前記テーパー面の角度が、前記スプールの軸方向変位の範囲にわたって、一定のゲインを提供するように構成されていることを特徴とする請求項6記載の流体装置。
- 前記開口部が、円形であることを特徴とする請求項1記載の流体装置。
- 前記計量面には、前記スプールボア内の半径方向における、前記スプールのバランスを保つための加圧を付与する溝を含むことを特徴とする請求項1記載の流体装置。
- スプールボア及び少なくとも1つの制御流体通路とを含み、該制御流体通路が前記スプールボアに面する開口部を有するスリーブと、前記スリーブの前記スプールボア内に摺動可能に配置されるスプールとを有し、
該スプールは、第1端部と、その反対側に配置される第2端部と、前記第1端部及び前記第2端部の間に配置されるテーパー面とを有する計量面を含み、前記テーパー面と前記開口部とで可変オリフィスを構成し、
前記テーパー面は、前記スプールボア内での前記スプールの軸方向変位の範囲にわたって、前記スプールボア内での前記スプールの軸方向変位に応じた流通面積の変化を、線形にするように構成されていることを特徴とする、流体装置の制御バルブ。 - 前記テーパー面が、前記スプールボア内での前記スプールの軸方向変位の範囲にわたって、前記スプールボア内での前記スプールの軸方向変位に応じた一定の流通面積を確保するように構成されていることを特徴とする請求項10記載の制御バルブ。
- 前記テーパー面が、斜角を含むことを特徴とする請求項10記載の制御バルブ。
- 前記斜角の角度が、少なくとも前記開口部の一寸法に基く関数として表されることを特徴とする請求項12記載の制御バルブ。
- rが前記開口部の半径であり、nが前記スリーブ内に配置された制御流体通路の数であり、Dが前記スプールの直径であり、lが前記計量面上の前記テーパー面の軸方向の長さであるとき、前記斜角の角度が、
sin-1((n×cos-1((r−l)/r)×r2)/(π×D×l))
より小さいか、若しくは等しいことを特徴とする請求項13記載の制御バルブ。 - 限界超過状態に応じて流体装置を補整する方法であって、
前記流体装置に、制御ピストンと選択的に流体連通する制御バルブを設け、
前記制御バルブは、計量面を含むスプールと、前記制御ピストンに対し流体連通する制御流体通路の開口部とを含み、前記計量面はテーパー面を含み、
前記制御バルブ内の前記スプールを変位させ、前記テーパー面と前記開口部とによって流通エリアを構成し、該流通エリアを介して、流体を前記制御流体通路へと流入させることで、前記制御ピストンにより前記流体装置の変位の調整を行うことを特徴とする補整方法。 - 前記テーパー面が、斜角を含むことを特徴とする請求項15記載の補整方法。
- rが前記開口部の半径であり、nが前記制御バルブ内に配置された前記制御流体通路の数であり、Dが前記スプールの直径であり、lが前記計量面上の前記テーパー面の軸方向の長さであるとき、前記斜角の角度が、
sin-1((n×cos-1((r−l)/r)×r2)/(π×D×l))
より小さいか、若しくは等しいことを特徴とする請求項16記載の補整方法。 - 前記テーパー面の前記斜角を、前記スプールの軸方向変位の範囲にわたって、前記スプールの軸方向変位に応じた流通面積の変化を、線形にするように構成することを特徴とする請求項16記載の補整方法。
- 前記スプールの軸方向変位の範囲の上限を、前記スプールの直径の20%の値より小さいか、若しくは等しくすることを特徴とする請求項16記載の補整方法。
- 前記テーパー面の前記斜角を、前記スプールの軸方向変位の範囲にわたって、前記スプールの軸方向変位に応じた流通面積の変化を、一定にするように構成することを特徴とする請求項16記載の補整方法。
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