JPH0680353B2

JPH0680353B2 - 多路弁

Info

Publication number: JPH0680353B2
Application number: JP50131185A
Authority: JP
Inventors: アムルハイン，ラインハルト; ハイト，ヴアルター; ムスヒヨンク，ジユンター
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1984-03-01
Filing date: 1985-03-01
Publication date: 1994-10-12
Anticipated expiration: 2009-10-12
Also published as: WO1985003992A1; EP0174354A1; EP0174354B1; US4832081A; DE3587898D1; JPS61501334A; DE3581245D1; DE3590208D2; DE3590208C1

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は滑りシールを有する多路弁に関する。

背景技術多路弁は既知であり、加圧流体の始動停止閉鎖を制御し
て例えば供用装置の動きの方向を定める。一般的に多路
着座弁（ポペット弁）と多路スプール弁とには相異があ
る。多路着座弁は原理的に漏洩のない閉止、封止を行な
う利点があるが、スプール弁はスプールとハウジングと
の間の所要滑動間隙のため、漏洩をなくすことは達成で
きないでいる。

発明の開示本発明は、多路スプール弁を提供し、特に実質的に漏洩
のない作動を行なうスプール弁を提供する。本発明によ
るピストン型の多路滑動弁は多路着座弁の漏洩のない利
点と多路スプール弁の本来の利点、即ち比較的簡単な構
成で複数の制御機能を得る利点とを結合させる。例え
ば、本発明による多路スプール弁は四三、三三、四二、
三二路弁等として構成できる。四三路弁とは本明細書に
於て４ポート/3ポジション方向制御弁を示す。三三、四
二、三二等も同様にポート数／ポジション数を示す意味
で本明細書に於て使用する。

無漏洩を達成するために本発明はシールをスプール及び
ハウジングに設け、これ等のシールが長い作動期間に亘
って損傷を受けずに作動する様に配置してある。

本発明の第１の特徴として多路弁を提供し、スプールに
取付けた圧力導入素子を設け、ハウジングに取付けたハ
ウジングシールに、外方向に圧力を作用し、更にスプー
ルに取付けたスプールシールを保護素子によって損傷し
ないように保護する。

本発明の第２の特徴として、所定の接続ポート間を分離
する閉止手段と共に、圧力を確実に外方に指向させる圧
力導入素子を使用している。閉止手段は１個又は複数の
制御スプール着座面と、これに共働する１個又は複数の
ハウジング着座面とを有する。閉止手段は又スプールの
シールと供働する制御孔との形態とすることも出来る。

例えば、供用装置とタンクとの間を接続し又は分離する
ために、スプールに取付けた圧力導入素子とハウジング
に取付けたシールとを組合せて使用し、ポンプと供用装
置との間のシール又は接続はハウジング着座面と供働制
御スプール着座面によって行なう。制御スプール上の着
座面は制御スプールと共に可動である。

本発明の第２の特徴において、更に多路スプール弁に対
して、所定の接続ポート間の接続又は分離を行なう閉止
手段として制御スプールに１個以上の着座面とハウジン
グにこれに対応して１個以上の着座面とを設け、これ等
の着座面間を閉止する様に供働させている。

本発明の第３の特徴として、二二路弁（通称論理弁）と
し、特に純粋の水又は水含有の高い加圧流体用論理弁に
好適である。

油用の論理弁は周知である。水含有の高い流体用の論理
弁は実際上着座弁であり、弁座は鋼又は合成樹脂製と
し、ポペットは鋼製とする。反対にポペットを合成樹脂
製とし弁座を鋼製とすることも既知である。水含有の高
い流体用の論理スプール弁は実際上使用されず、切換回
数を高くすることは不適当である。鋼の弁座と鋼のポペ
ットによる欠点は、座面に僅かなかき傷があった時に水
含有の高い流体は低粘度のため大量に高速で閉じた弁を
通って流れることである。このためシール面は短時間
で、鋼の腐食、キャビテーションを伴って損傷される。

本発明の第３の特徴とした論理弁は、水含有の高い流体
及び純粋の水に使用でき、この種の弁として達成だきな
かった著しく多数回の切換が可能である。本発明の論理
弁では一万回程度ではなく数十万回、更に百万回もの切
換が可能であることを企図している。

本発明の論理弁は水含有の高い流体用の既知の論理着座
弁に対して比較的に小さい寸法となされている。既知の
水用の液圧弁は合成樹脂材料が受け得る負荷が小さい
（ポペットの瞬間的閉鎖を考慮）ということから流れの
断面を小さくしてあり、合成樹脂の座面は比較的広くす
る必要があった。閉鎖作用中に生ずる瞬間的負荷は滑り
シール論理弁の場合は閉止手段（座面）ではなく、座面
の外側に位置する鋼のリングにより受けられる。合成樹
脂材料に対する座面の幅は対応する鋼の座面の幅の10倍
にもなる場合がある。他方、合成樹脂の座は水含有の高
い流体の場合、例えば鉱山用の場合に望ましく、いわゆ
る軟かいシールとなる。軟かいシールは随伴する汚染粒
子に対して敏感でなく、それらの粒子は軟かい座内に埋
込まれる。本発明はスプール型論理弁に軟かいシールを
使用し、二二路滑動シール論理弁とし、水含有の高い流
体用の既知の技法の欠点を克服する。

本発明の先に述べた特徴による弁も水含有の高い流体及
び純水用に適用できる。

本発明の第３の特徴は、二二路弁（論理弁）特にHWF
（水含有の高い加圧流体）流体用弁として次の構成とす
る。長手孔と２個の流体接続ポートとを有する弁ハウジ
ングと、長手孔内を両接続ポートを接続する弁開位置と
両接続ポートを互に分離する閉位置との間に動くスプー
ルと、両接続ポート間を封止する閉止手段とを備え、閉
止手段にはスプール又はスプールに対向した弁ハウジン
グに設けた複数の半径方向孔と弁ハウジング又はスプー
ルに取付けた合成樹脂シールとを有する。弾性を有する
合成樹脂シールは、好適な例ではターコンリングで形成
し、スプール又は弁ハウジングのスプール対向面に形成
した環状溝内に取付け、弾性的に対向面に押圧される。
一般的にターコンリングの背面のＯリングが押圧力を生
ずる。ターコンとはシールの商品名であり、ポリ四弗化
エチレン（PTFE）を基本材料として含む。弁ハウジング
にはターコンの二重デルタシールを使用し、スプールに
はターコン−グライドリングを使用する。

本発明の上記及び更なる利点、目的、特徴を明らかにす
るために以下に実施例を図面を参照して説明する。

図面の簡単な説明第１図は本発明による四三路弁の“O"即ち中立位置の全
体の¹/₄を示す断面図、第２図は本発明四三路弁の第６図の“II"として示す作
動位置の第１図と同様の断面図、第３図は本発明四三路弁の第７図に示す第２の実施例の
全体の¹/₄を示す断面図、第４図は第３図と同様であるが第７図の“II"として示
す作動位置の断面図、第５図は両実施例のタンクポートの区域でのスプール係
合ブッシュの横断面図、第６図は第1,2図の実施例による多路弁の機能線図、第７図は第3,4図の実施例による多路弁の機能線図、第８図はスプールを囲むスリーブの半径方向孔部分の横
断面図、第９図はポンプ接続スペースの制御縁部分の両実施例の
部分拡大断面図、第10図は第８図とは異なる構成の半径方向孔を示す部分
側面図、第11図は両実施例とは異なる構成のばね受けを示す部分
断面図、第12図は本発明の他の実施例による三三路弁の断面図、第13図は第12図の例の他の切換位置を示す断面図、第14図は第12図の“Z"部分の拡大断面図、第15図は本発明の別の実施例による三二路弁の断面図、第16図は第15図の弁の変型例の断面図、第17図は本発明の他の実施例による多路弁の断面図、第18図は第17図の“X"部分の拡大断面図、第19図は第12図、第17図の実施例の三三路弁の線図、第20図は第12,17図に於て半径方向孔110を使用した時の
三二路弁の線図、第21図は第15図の実施例の三二路弁の線図、第22図は第16図の実施例の二二路弁の線図、第23図、第24図は本発明による鏡像位置に第２の供用装
置と第２のタンクを設けた四三路弁の線図、第25図は本発明による孔110を使用し鏡像位置に第２の
供用装置と第２のタンクとを設けた三二路弁の線図、第26図は本発明の第３の特徴による論理弁の第１の実施
例の断面図、第27図は第26図の弁の線図、第28図は第26図と同様の論理弁の他の実施例の断面図、第29図は第28図の弁の線図、第30図は第26図の論理弁の変型例による論理弁の断面
図、第31図は第30図の弁の線図である。

発明を実施するための最良の形態第1,2図は本発明の第１の実施例を示し、第3,4図は第２
の実施例を示す。第1,2図の第１の実施例は四三路弁で
あり、機能線図は第６図に示す。第3,4図の第２の実施
例は同様に四三路弁であり、機能線図は第７図に示す。

先ず第1,2図に示す実施例を説明する。第１図は本発明
の多路弁を四三路弁１の形式として断面で示し、第６図
に“O"と記した中立位置を示す。第1,2図は部分的であ
り、全体は第１図に於て中心線３及び対称線37で鏡像対
称である。第２図は多路弁１の実施例を示し、第２図は
中心線３に関して鏡像対称であるが対称線37に関して
は、後述するスプール４及び素子22,16,17を除き鏡像対
称である。この第２図のスプール４は中立位置ではな
く、作動位置である。この作動位置は第６図の機能線図
では“II"として示す。即ち、ポンプ接続スペース40は
供用ポートＢに接続し、他の供用ポートＡはタンクポー
トＴに接続する。

第６図に“I"として示す作動位置は断面図としては示さ
れていないがこの作動位置は第１図のスプール４の右端
45がカバー部材６の接触面46に接触することになる。

次に特に第1,2図を参照して本発明による四三路弁の第
１の実施例を説明する。四三路弁１は弁ハウジング２を
有し、ハウジング内を軸線３の方向にスプール４が前後
可動に支持される。弁ハウジング２は全体として円筒形
又は四角形とし、主ハウジング部５を有し、ハウジング
部５の中央孔47内にブッシュ７をシールして取付ける。
上述のカバー部材６はブッシュ７の端部を囲み、図示し
ない方法で主ハウジング部５に固着する。前段で述べた
通り、図示のカバー部材６と対称に、図示しないカバー
部材を反対側に設ける。主ハウジング部５とブッシュ７
との間の封鎖のために、シール34,35,36を設ける。シー
ル33はカバー部６とブッシュ７との間のシールとする。

更に、図示のブッシュ７の他に、第２の図示しないブッ
シュが対称線37に鏡像対称に設けられている。

対称線37の部分に、主ハウジング部５にポンプ接続ポー
ト39を設け、上述のポンプ接続スペース40に開口し、ス
ペース40は主ハウジング部５内で両ブッシュ７とスプー
ル４間に画成される。

主ハウジング部５を通って供用装置接続ポート27を供用
装置Ｂ用として設け、ブッシュ７のリング状凹み48に開
口する。リング状凹み48は複数の半径方向に延長する連
結孔28を経て供用装置接続スペース24に連通する。スペ
ース24はブッシュ７の内面の環状溝の形状とする。

同様にして、タンク接続ポート29は半径方向に主ハウジ
ング部５を貫通し、ブッシュ７の外周の環状凹み41に開
口する。環状凹み41は更に複数の半径方向に延在する第
５図に示す連結孔30によってタンク接続スペース31に連
通し、スペース31は弁１の軸線方向に巾を拡げた環状凹
みを形成する。タンク接続ポート29はタンクＴに接続し
ている。

カバー部６を貫通する半径方向の孔61は内端をスプール
頭スペース62に連通し、スペース62はカバー部６、ブッ
シュ７、スプール４間に形成されている。スプール頭ス
ペース62内にコイル圧力ばね８がスプール４をワッシャ
（中心出し板）22を介してブッシュ７に係合させて第１
図に示す休止位置となし、ばねの他方はカバーの接触面
46に接触する。同様のばねがスプールの図示しない反対
側端部にも係合している。Ｘは制御ポートを示す。

環状凹み31の両側にブッシュ７の環状溝内にシール26,3
2を係合させる。シール26を収容する環状溝と環状凹み3
1との間に第２図に示す通りブッシュ７に軸線長さａの
環状面、即ちランドを形成する。第１〜４図に示す実施
例では寸法ａはスプール４の後述する孔11の直径より大
きい。（第２図）両ブッシュ７の長手方向内面に延在する長手方向孔、即
ち中央孔71は上述のスプール４を往復可動に支承する。
スプール４は下方及び左方に対称に形成されている。ス
プール４はロッド部49と、ロッド部に固着したスリーブ
９の形態とした２個の圧力導入素子とを有する。スリー
ブ９は例えばロッド部49に締め付け等によって一体的に
固着される。スリーブ９は第８図に示す多数の半径方向
孔11を有する。孔11及びスリーブ９の内方端64は部分的
ロッド部49の環状凹み12,13を覆う。この凹みは第１の
凹み12とこれに隣接した第２の凹み13に分けることが出
来る。好適な例では第１の凹み12は水平の基面であり、
ブッシュ７の内周に開口した第２の凹み13は斜めの基面
を有する。上述の構成でなく、スリーブ９とロッド部49
を形成するスプール４を一体とすることもでき、その場
合所要の凹み12,13を機械加工で形成する。

凹み12,13から対称線37の方向に環状溝を設けＯリング
の形式のシール14を係合する。このシール14はポンプ接
続スペース40を凹み12,13に対して封鎖する。第１図に
示すスプール４の中立位置ではシール14がブッシュ７の
形成する制御縁25に隣接して位置する。詳細は第９図に
示す。

シール14に隣接してロッド部49は支承部65を形成し、内
方に隣接して小直径の結合部66を設ける。支承部65には
通常のリリーフ溝15を形成する。

支承部65に小さな隙間でスリーブ16の形状とした保護素
子を支持する。スリーブ16のほぼ中央に半径方向外方に
突出したカラー19を設ける。スリーブ16の外周に軸線方
向に２分したばね受け17を係合させ、カラー19に環状溝
20で取付ける。更に半径方向に突出した部分18がスリー
ブ16の内方端を包む様になっている。分割したばね受け
17の外方端に半径方向カラー38を設け、２部分のばね受
け17をコイル圧力ばね21で包み一体に保持し、ばね21の
一端をカラー38に係合させる。コイルばね21の他端は、
図示されていない対称配置の第２のばね受けのカラー38
に係合する。コイルばね21は両スリーブ16の第９図に示
す接触面67を対向するブッシュ７の接触面43に押圧させ
る。接触面67は内方に延びる斜面部42を有する。

上述の多路弁は流れと圧力に関して重要なシール素子を
有し、第１はシール14であり、第２はシール26である。
第１図はこの重要なシール部を円で囲み、（ａ）、
（ｂ）として示す。本発明はこの両シールシステム即ち
システム（ａ）とシステム（ｂ）とを単一の器材、好適
な例として多路弁に適用する。本発明シールシステムの
適用によって弁の漏洩のない作動を行なう。本発明によ
るシールは切換作動間制御縁又は制御孔を圧力下でスプ
ールが通過しても損傷することはない。

先ずシールシステム（ａ）について、多路弁１が第１図
に示す切換位置から第２図に示す切換位置に切換えられ
た場合を説明する。第１図の切換位置から第２図に示す
切換位置への切換は第６図の線図の“O"から“II"への
切換である。ポンプＰに接続されたポンプ接続スペース
40を供用装置Ｂの供用装置接続スペース24に接続するた
めには第１図のスプール４を左方に滑動させる。スプー
ル４の最初の左方の動きの間、シール14がスリーブ16の
下に完全に入り、次に支承部65に形成したスプール段部
44がばね受け17の半径方向突出部18に接触し、スリーブ
16と共にばね21の力に抗して左方に向い、図示しない左
方の端面、即ち右方の端面45に対応する面が接触面46に
対応する面に接触する迄動く。左方運動の始めにスリー
ブ16の接触面67はばね21とポンプ接続スペース40内の媒
体圧力でブッシュ７の接触面43に押圧されている。この
状態から動いて第１図の左方に示すスプール段部44が最
初に半径方向延長部18に接触する時はシール14は既に完
全にスリーブ16の下に入っているから、ポンプ接続スペ
ース40から凹み12,13に流れる圧力媒体の圧力がシール1
4に直接作用することはない。

本発明によって、ポンプＰは供用装置Ｂに結合し、供用
装置Ｂは中立位置“O"でタンクＴに結合し得るだけでな
く、シールシステム（ｂ）を使用して他の方向に切換え
て本発明による四三路弁とすることができる。

シールシステム（ｂ）の機能は、第１図に示す切換位置
から第６図に“I"として示す切換位置に切換える時に作
用する。このためには第１図のスプール４を右に向け
て、スプール端45が接触面46に接触する迄動かす。この
動きによって図示のばね８は圧縮される。又第１図に示
す部分の左方に存在するスリーブ16、２分されたばね受
17、スプール段部44の図示外の対称部分が同様にある距
離だけ動く。

スプール４の右方の動きに際して供用装置Ｂからの圧力
は内方から外方にシール26に対して作用し、特に半径方
向孔11を経て作用する。このためシール26は半径方向に
押圧される。明らかに、供用装置接続スペース24の有す
る圧力は内方からシール26に導かれる。万一圧力がタン
ク接続スペース31を経て凹み12,13に導かれることがあ
ればこの圧力はシール26を孔11内に押込むことになり、
シール26は損傷されてしまうであろう。

第3,4図は本発明の第２の実施例を示す。たの第２の実
施例は同様に四三路弁を示し、第１の実施例とは中立位
置“O"に就いて第７図の線図に示す点が異なっている。
中立位置では両供用装置A,Bがタンクに結合する。この
ために、スリーブ９は第２の半径方向孔110のセットを
設け、水平の基面を有する凹み12はこれに応じて延ばし
て第３図に示す構成とする。第４図は第７図に“II"と
して示す切換位置に相当する。第７図に“I"として示す
切換位置は前と同様に図示を省略する。この位置とする
には第３図のスプール４を右に動かす。他の点では第3,
4図は第1,2図の実施例と同様な実施例であり、同じ符号
を使用する。又第5,8,9図に関する説明も第3,4図の実施
例に同様に適用され得る。

本発明を四三路弁について説明したが、本発明は他の弁
特に、四二、三三、三二路弁に適用できる。総括して本
発明は上述のシールシステム（ａ）（ｂ）の趣旨を可能
とする用途に使用でき、好適なスプール弁となり、重要
なシールは摩耗を受けないか、又はほんの僅かの摩耗を
受けるだけである。

第5,6,7,8,9図については第1,2図、第3,4図の実施例の
説明と共に既に説明した。

第10図はスリーブ９に設ける孔即ち半径方向孔111の構
成を示す。

第1,2図に示す実施例の場合にも半径方向孔11を第10図
に示す半径方向孔111の構成とすることができ、直径ｄ
は半径方向孔11の直径Ｄより小さい。

第3,4図の実施例の場合にも半径方向孔11及び半径方向
孔110を第10図に示す半径方向孔111と同様なものとする
ことができる。半径方向孔111は軸線方向に離れた２列
として配置し、全体としてほぼジグザグ状配列となる。
これによってスリーブ９の強度に対する影響を最小限と
なし得る。

第11図は他の好適な実施例によるばね受け170を示し、
結合部66に隣接した支承部65上を滑動する。ばね受170
は一体構成とし、２分したばね受17の半径方向突出部18
を設けない。ばね受け170は簡単に支承部65上に係合さ
せ得る。ばねリング171の取付によってばね受け170の軸
線方向運動は、ばねリング171とスプール段部144との接
触によって制限される。ばね受170にばね21を受けるカ
ラー38を第1,2図の実施例と同様に設ける。第11図のば
ね受け170の構造は第１〜４図のスリーブ16を不要にす
る。スリーブ16の機能はばね受け170が行なう様にな
る。

ばね受けの構成の他の変型を第11図の構成から行なうこ
とができる。そのばね受けはばね受け170と同様に一体
構成とし、第11図の左方のばねリング171を設ける部分
に複数のばね腕を設け、ばねリング171のために同様に
下方に曲げ、スプール段部144に接触させる。このばね
作用の腕によって、一体構成のばね受けが結合部66より
大きな直径とした支承部65上を滑動し、第11図の左方に
形成したばね腕が結合部66の形成するスペース内に動く
様になる。

本発明による多路スプール弁の他の実施例を第12〜25図
に示し、これも同様に長手方向滑動スプールを有する。
本発明の原理は回動スプール弁にも適用できる。本発明
による多路スプール弁の実施例ではハウジング内に長手
方向孔を設け、この孔に環状溝を設けて長手方向孔が不
連続となっていてこれによってハウジング内に制御縁を
形成し、長手方向孔内を動き得る制御スプールを設け
て、その滑動に際してハウジングの環状溝間を互に結合
し、互に分離させる。

環状溝相互間のシールは通常はスプールとハウジングと
の間の滑動遊隙によって行なわれ着座弁（ポペット弁）
に比較して密封シールは不可能であった。本発明は個々
の環状溝の間を互に分離する新規な改善シールシステム
に向けられたものである。

本発明の示唆の一つによって、スプールに設けた圧力導
入素子を使用し、ハウジングシールと供働させ、これと
組合せて少なくとも１個の制御スプール着座面を設け、
少なくとも１個のハウジング着座面と供働させる。

本発明の他の示唆によって、多路スプール弁シール装置
に於て、少なくとも１個の制御スプール着座面を設け、
これに少なくとも１個のハウジング着座面を供働させ
る。更に、本発明によって、ハウジングに半径方向に延
びる制御孔と一つ又はそれ以上のポートをハウジングの
長手孔に結合する様に設ける。スプールに於けるシール
は制御孔の封鎖用であり、制御孔上を通過的に可動であ
る。

上述したことを受けて、次に個々の実施例を説明する。
尚同じ符号は同様の部分を示すものとする。

第12図は多路弁601の断面図を示し、この弁601は中心
孔、即ち長手方向孔671、672を有する弁ハウジング602
を含んでいる。前期の長手方向孔に、細長いスプール60
4が中心線603に沿って往復運動する様にとりつけられて
いる。

弁ハウジング602は前記長手方向孔672を有する主ハウジ
ング部材605を含んでいる。ブッシュ607が片側から（長
手方向孔）672に挿入されている。ブッシュ607は又前記
長手方向孔671を画定する。ブッシュ607はハウジング部
材605に関してシール634〜637によりシールされてい
る。ブッシュ607及び主ハウジング部材605は弁601の長
手方向孔671,672を形成する。ハウジング602は更にスプ
ール両端を囲むカバー部材606により閉じられる。

各カバー部材606はスプール端部スペース662を形成す
る。右側スプール端部スペースのみを簡単のために示
し、半径孔661によってポートＹ、Ｘに制御用のために
結合する。カバー部材606は更にスプール604の頭端面64
5に対する接触面646を有する。更にスプール端スペース
662に圧力ばね608,613を設け、接触面646に一端を、ば
ね受け622に他端を係合させ、スプール604の段部によっ
てばね受け622を滑動可能とする。

長手方向孔671,672の部分にポンプＰ、供用装置Ａ、タ
ンクＴへの各種の図示しない接続部のための接続路又は
接続スペースを設ける。孔672の部分にポンプ環状路即
ちポンプ接続スペース640を設け、長手孔671の部分には
供用装置環状路624即ち供用装置接続スペースとタンク
接続スペース631即ちタンク環状路を設ける。ポンプ環
状路640はポンプ接続孔639を経てポンプ接続部Ｐに結合
する。供用装置環状部624は複数の接続孔628を介してブ
ッシュ607の環状凹み648に接続し、これは供用装置接続
孔627を介して対応する供用装置接続部Ａに結合する。
最後にタンク環状路631は複数の接続孔630を介してブッ
シュ607の環状凹み641I接続し、これがタンク接続孔629
を介して対応するタンク接続部Ｔに接続する。逆止弁を
ポンプ接続孔及びタンク接続孔に設けることができる。
環状路672,624,631は夫々制御縁を形成する。環状路640
は後述するハウジング着座面501を形成する。ハウジン
グ孔610はプラグによって閉鎖する。スプール604は頭部
616、リリーフ溝615付きの中央部617、反対側頭部618を
含んでいる。

本発明によって、２個の異なるシールシステムが設けら
れている。第１のシールシステムは環状路640及び孔672
の形成するスペースと供用装置環状路624との間に設け
る。第２のシールシステムは供用装置環状路624とタン
ク環状路631との間に設ける。

第１のシールシステムは第14図に示す、着座スリーブ50
6を含みこのスリーブ506は、スリーブ着座面502を形成
し、上述のハウジング着座面501と供働して封止を行な
う。

着座スリーブ506はスプール中央部617上を滑動可能であ
る。シール540がスプール中央部617に設けられ着座スリ
ーブ506の内周に係合する。スプール段部644がスプール
604の小直径部近傍に形成され、ばねリングにより形成
された係合部505と供働する。ばね504によって着座スリ
ーブ506の着座面502はハウジング着座面501に押圧され
る。本発明による凹み587（第14図）は封止係合の時に
スプール604に附着した状態となることを防ぐ。

第２のシールシステムは、スリーブの形式とした圧力導
入素子609によって形成する。スリーブ609はスプールの
中央部617と同じ外径であり、部分的にスリーブ中央部6
17の凹み612上に延在する。スリーブは複数の均一に分
布された外周に配置された半径方向孔611を有する。別
の後述する実施例では第２の半径方向孔510のセットを
スリーブ609に設けている。第２のシールシステムは更
にブッシュ内に取付けたシール626を含んでいる。半径
方向孔611は流体を外方に導き、従ってシール626に作用
する圧力が同様に半径方向に作用してシール626の損傷
を防ぐ。適宜な位置に付加的なシール、例えばシール63
2が設けられている。第12図に示す実施例は別の多路弁
例えば三三又は三二路弁にも使用できる。

第12図は本発明による三三路弁として使用できる。この
多路弁は第12図の断面の上半部に於て、半径方向孔510
のセットを設けないことで実現出来る。第12図の上半部
に示す中立位置ではポンプ、タンク、供用装置は夫々遮
断される。スプール604を左方に動かせば、スプール段
部644は着座スリーブ506をばね504の力に抗して動かし
ながら共に左方に動き、スリーブ着座面502をハウジン
グ着座面501から離す。これによってポンプ環状溝640は
供用装置環状路624に接続し、流体はポンプＰから供用
装置Ａに流れる。孔510がないからタンクＴは遮断され
る。

スプール604を右方に動かせば、シールはスプール着座
面502とハウジング着座面501との間で有効で、半径方向
孔611はタンク環状路631に接続する。これによって供用
装置ＡはタンクＴに接続し、ポンプは遮断される。この
状態は第12図の下半部に示されている。

第13図の断面の上半部で半径方向孔611に代えて半径方
向孔510を設けた場合には第20図に示す三二路弁の構成
となる。この場合第13図の上半に示す弁601の切換位置
では、ＡがＴに接続しＰは遮断される。第13図の下半の
第２の切換位置ではＰとＡが接続し、Ｔは遮断される。
スプール604を第12図の右にばね608の力に抗して動かし
た場合は説明を省略する。

他の実施例とした多路弁500を第15図に示す。第12図と
同じ符号を使用し、対応する素子については重複説明を
省略する。第12図の実施例に対して、この実施例では長
手方向孔653,654の全長がブッシュ607に形成される。長
手方向孔は２部分から成り、第１の長手方向孔部分653
は第２の長手方向孔部分654よりも僅かに大きな内径と
する。長手方向孔部分653,654の一端はシール652を有す
るプラグ651で閉鎖し、他端は第12図のカバー部606と同
様なカバー部材によって閉鎖する。スプール614内の軸
線方向中空スペース655内に２個の圧力ばね620,621を設
け、カバー部材に対して係合しスプール614を可動とす
る。スプール614を滑動させるには制御圧力Ｘを孔656を
経て導入し、孔656は環状路657に接続して頭部616に作
用する。この実施例ではスプール614は右方のみに動か
される。カバー部に第12図の孔661に対応する孔を設け
て制御圧力Ｙを導くこともできる。

スプール614は３個の互に隣接した部分を設け、上述の
頭部616と、中央部617と、反対の頭部618を有する。頭
部616の直径D1は例えば18.4mmとし、頭部618の直径D3は
例えば16mmとする。中央部は直径D2とし、例えば18mmと
して直径D1より僅かに小さくする。頭部616にシール619
を設ける。

この多路弁にも２個のシールシステムを使用し、第１の
シールシステムは圧力導入素子690を使用し、第２のシ
ールシステムはスプール着座面519とハウジング着座面5
11とを使用する。

供用装置環状路624に２個の制御縁512,515を形成する。
スプール614はスプール着座面519に接して制御縁514を
設けこれは制御縁512と供働する。

半径方向孔611は制御縁666を形体し、これは制御縁515
と供働する。

第15図の上部に示した切換位置では制御縁666と制御縁5
15の間隔をｃとする。制御縁514と制御縁512の間隔をｂ
とする。制御縁515と最も近いシール626の縁部との間隔
ａとする。中央部617と頭部618との間にスプール614に
凹み667を形成する。図示の例では制御縁514は圧力導入
素子690を形成するスリーブに設ける。

上述の実施例ではｂとｃは等しい。即ち、中立位置又は
重なり零の場合が存在する。

本発明によって、制御スプール614はその着座面519をハ
ウジング着座面511に着座させる前に制御縁512を有する
ハウジング段部513と供働し、図示の初期切換位置では
ハウジング段部513の制御縁512と制御スプール614の制
御縁514との間隔ｂは対向するハウジング制御縁515と圧
力媒体導入素子609の半径方向ガイド孔611との間隔ｃに
関して上述の様になっているから間隔の寸法如何によっ
て重なり、中立、重なりなしとする。

第15図に示す実施例は例えば第21図に示す三二路弁とす
ることができる。第15図の上半部に示す中立即ち初期切
換位置ではポンプＰは遮断され、供用装置ＡはタンクＴ
に結合する。第15図のスプール614を右方に動かせば作
動間に制御縁512,514は重なり、ポンプＰは半径方向孔6
11を経て供用装置Ａに結合する。第15図の下半部に示す
通り、スプール着座面519とハウジング着座面511とは供
用装置ＡをタンクＴから遮断する。

第16図に示す特別な実施例700は第15図の実施例の変型
であり、この例ではタンクＴの制御ポートを遮断し、Ｘ
印によって閉鎖を示しているものでこのＸ印（クロス）
は制御ポート656の部分のｘと異なるものである。第16
図の実施例は第22図に示す二二路弁とすることができ
る。図示の例では１個のシールシステム626,690のみが
設けられ、第15図の実施例とは異なり、着座面519とハ
ウジング着座面511とはシールシステムを形成せず、安
価になる。

第17図は多路弁900を示し、これには２個のシールシス
テムが設けられている。多路弁900のブッシュ607は周面
に分布された複数の制御孔680を有する。この孔680は２
個の互に隣接し軸線方向に離れた２列とし、各孔が隣の
列とずれているのが望ましい。制御孔680はブッシュ607
に、従前の実施例でのポンプ接続環状部に設けられる。

スプール604は頭部676、中央部677、反対側の頭部678を
有する。頭部676にはスプールの環状段部（ランド）679
に隣接してシール670を設ける。環状段部（ランド）679
のスプールの軸線方向の長さをＬとする。制御孔680は
シール670と一つのシールシステムを形成する。他のシ
ールシステムは圧力導入素子609、半径方向孔611、シー
ル626によって形成する。スプール604は両側を圧縮ばね
620,621によって圧力を受け、第17図に示す位置から両
方向に滑動する。第17図の上半は弁の断面を示す。第17
図の下半はブッシュ607の外面を示す。スプールの行程
はＨとして示す。上述の圧縮ばね620,621は一方はばね
受け675、他方はカバー部材606に係合する。

本発明によって、段部即ちランド679の長さＬはブッシ
ュに於ける制御孔680の外方限界の寸法Ｍよりも大とす
る（第18図）。この寸法Ｍは孔あけ範囲又は区域の巾と
も称する。尚半径方向ガイド孔611の区域の軸方向幅
Ｍ′はブッシュ・シール626を受入れるブッシュの凹み
とブッシュの隣接の環状凹みとの間に形成される環状ラ
ンド679′の軸方向長さＬ′より小さくなされている。
第17図の弁900は第12,13図の弁601と同じ弁機能を有す
る。

例えば第17図の構造で半径方向孔510を設けないと第19
図の三三路弁となる。第17図のスプール604を図示の休
止位置、即ち供用装置接続口Ａ、ポンプ接続部口Ｐ、タ
ンク接続口Ｔが遮断された位置、から左に動かせば、ポ
ンプＰは孔680、凹み612、半径方向孔611を経て供用装
置Ａに接続し、同時にタンクＴは分離された状態にあ
る。スプール604を左に動かす時に孔680はシールの巾に
比較して小さな直径であって孔680によってシール670の
損傷が避けられる。スプール604が休止位置から右に動
けばポンプは分離され、供用装置Ａは凹み612、半径方
向孔611を経てタンクＴに接続する。

第17図の弁900を半径方向孔611に代えて半径方向孔510
を設ければ、第20図に示す三二路弁となり、スプールは
左方の切換位置のみに動く。スプールの右方への動きは
この実施例の場合は不可能とし、スプールとカバーとの
構成は、初期位置ではＡとＴが接続し、スプールの右端
はカバーに接触する構成とする。

上述の多路弁601,700,900は夫々３個の有効接続ポート
と複数の切換位置を有する。

上述した通り、４個の有効接続ポート、即ち２個の供用
装置A,BとポンプＰとタンクＴとを有する多路弁にも適
用出来る。又、四三又は四二路弁とすることもできる。
上述の実施例のＰ接続ポートの左に他の供用装置接続ポ
ートＢと他のタンク接続ポートＴを設けることができ
る。かくして、第23,24,25図に示す弁を当業者は容易に
実施できる。

上記を総括すれば、本発明は多路スプール弁において一
般的に２つの別個のシールシステムを使用する。第１は
圧力導入素子をスプールに設け、加圧媒体が常に中央部
617に設けたシール626に対して確実に半径方向のみに流
れるようにする。第２のシールシステムは各種の構成と
することができる。ばね力に抗して滑動可能のスプール
に設けたスプール着座面を設け、固定のハウジングに設
けた着座面に供働させる。又は多数の比較的小さい直径
ｄとした接続孔680をポート接続スペース部分に設け、
スプールに設けたシール670がこの孔680を開閉する構成
としてシール670の損傷を避ける様にしてある。更に後
者のシール方式によるもののみを設けることもできる。

好適には、圧力導入素子と、供用ポートＡとタンクポー
トＴとの間のハウジングシールを使用してシールシステ
ムが与えられる。第２のシールシステムがポンプポート
ＰとタンクポートＴとの間に、スプールの着座面とハウ
ジング着座面の形態であるか、又は制御孔680とスプー
ルのシール670を使用するものであるかの何れかの形態
で設けられる。

第26〜31図は論理弁即ち二二路弁を示す。第26,27図は
第１の、第28,29図は第２の、第30,31図は第３のそれぞ
れ実施例を示す。この３種の実施例に示す論理弁は特に
HWF流体用として好適であり、このため水圧弁と称す
る。HWF流体用の既知の二二路弁は所謂ポペット弁であ
り、合成樹脂製の弁シール座を使用し、鋼製のスプール
と供働する。更に、鋼製の座に合成樹脂スプールを使用
するものも既知である。本発明のHWF論理弁はいわゆる
二二路滑りシール弁である。次に記す本発明の特徴、特
に合成樹脂シールとこれに供働する孔によって、弁スプ
ールと弁ハウジング間の軟性シール効果が得られる。

第26図に示す本発明によるHWF流体用の論理弁は縦断面
を示す。第26図の上半部は弁の開位置、即ちHWF流体が
ＡからＢに流れる位置を示す。第26図の下半部は弁の閉
位置、即ちHWF流体がＡからＢに流れない位置を示す。
第27図は第26図の弁の機能線図である。

第26図の論理弁200に弁ハウジング201を有し、長手方向
孔210内に弁スプール202が弁開位置と弁閉位置との間に
往復可能とする。弁ハウジング201は弁200の実用に際し
ては使用装置の収容スペース内に周知の態様で取付け
る。シール219,220,224は取付収容スペースに関する所
要のシールとする。

長手方向孔210に大直径の長手孔部分211と、中直径の長
手孔部分212と、小直径の長手孔部分213とを設ける。孔
部分211と孔部分212の境界に接触部216を形成する。中
直径孔部分212と小直径孔部分213との境界に環状接触部
226を形成する。環状接触部226に隣接して中直径孔部分
212の部分に環状スペース233を形成し、半径方向に延在
する接続ポート218を介して弁ハウジング201と収容スペ
ースの形成するスペースに連通する。かくして形成され
たスペースに供用装置Ｂが接続される。

弁スプール202は部分211内を滑動し接触部216に接触す
る大直径部分217を有する。更に部分217に接して中直径
のスプール部分が接触部226に接触する環状面227を形成
する。環状面227に接して小直径のスプール部分を設け
て小直径の長手孔部分213内を滑動する。この隔壁222を
有するスプール部分は管状延長部223を有する。弁200は
軸線方向即ち端部側流入であり、流通流体は弁の開位置
で内から外へ即ちＡからＢに流れる。

スプール202と弁ハウジング201との間のシールは、長手
孔部分212の部分ではハウジング201の環状溝内のシール
によって行ない、そのシールはＯリング215とスプール2
02に向いたターコンリングとから据付する。更に長手孔
部分213の部分の環状溝内にＯリング206を取付け、薄い
ターコンリングシール205をスプール202に押圧する。シ
ール205,206はスプール202の開閉位置間の切換に際して
スプールに形成された開口手段が通過する。本発明によ
って、開口手段は外周の比較的大きな開口とすることな
く、多数の小さな直径の半径方向孔204とし、１列又は
複数のリング状に配列する。

第26図では半径方向孔204をあけるスプールの外皮面の
巾231を示す。本発明によってスプール202の閉位置への
動きで当初A,B間の接続が半径方向孔204がシール205,20
6の部分に達する前に遮断される。ハウジングは環状ス
ペース233とシール205,206用の環状溝との間の部分のラ
ンド巾232を有し、巾231とほぼ同様、好適な例ではそれ
より大とする。

ターコンリング205は第26図の例では内方から外方への
流れの場合は上述の通り薄い構造とし、軸線方向寸法は
半径方向寸法より著しく大きい。この弾性押圧のために
上述のＯリング206を設ける。ターコンリングは合成樹
脂材料製とし、HWF流体に所望のシールを行なうことが
出来る。鉱業用に使用する場合は論理弁は軟質シールが
好適である。厚いターコンリングを第28図の構成の場合
の様に使用する場合は、弁ハウジング201のシール205,2
06用の環状溝230への取付は望ましくない。

第26,27図に示す論理弁200の一般的機能は既知である。
弁200は通常は第26図の下部に示す閉位置に制御圧力Ｘ
（第27図参照）によって保持され、この圧力は第26図の
左方からスプール202の内部スペースに作用する。ばね2
25を使用して同様にスプール202に右向きの力を加える
がこれは二次的なもので実際には単に主として摩擦を克
服するためのものである。制御圧力Ｘは通常Ａ又はＢか
ら導出される。ＡからＢへの結合を行なう場合には制御
圧力Ｘを除き、スプール202は第26図の上半部に示した
位置に動く。Ｂにある圧力は環状面233に作用し、第27
図に示す制御接続228となる。第27図の他方に示す制御
接続229はＡにある圧力がスプール202に作用することを
示す。閉鎖位置に戻す切換のためには制御圧力Ｘを作用
させねばならない。

第28,29図は他の実施例による論理弁300を示す。論理弁
300の論理弁200との差異は、流れが外から中へ、即ちＢ
からＡに流れる点にある。第26図と同じ符号を使用す
る。両実施例の主要な差異は、この実施例では弁ハウジ
ング301に複数の半径方向孔304を設け、スプール302の
環状溝330内にＯリング305とターコンリング306とから
成るシールを係合させる。合成樹脂即ちターコンのシー
ル306は第26図の実施例より厚いが、この場合もターコ
ンリング306はスプール302の対向シール面に対して弾性
的に押圧されている。

論理弁300の弁ハウジング301の長手孔部分310内に弁ス
プール302を往復可能に設けてある。ハウジング301は大
直径の長手孔部分311と小直径の長手孔部分313とを有す
る。同様にスプール302は大直径部分321と小直径部分32
2とを有する。スプール部分321とスプール部分322との
間に環状面327を設け、長手孔部分311と長手孔部分313
の間に接触段部がある。均圧孔334を弁ハウジング301の
外面と前記の接触段部と環状面327との間の環状スペー
ス333に連通させて設けてある。

弁200と同様に弁ハウジング301の環状溝内にＯリング31
5と、弁スプール302に接触するターコンリング314とを
設ける。更に弁ハウジング301の外面にシール319,320,3
24を設け、取付スペースに対してシールする。

第29図に示す制御接続328は均圧孔334により確得され
る。制御接続329は第27図の制御接続229と同様である。

弁ハウジング301の設けた複数の半径方向孔304は事実上
第26図に示す接続ポート218に相当する。

複数の半径方向孔304をあけた面の巾331はスプール302
に形成した環状溝330からの平面部のランド巾332と同じ
か又は好適な例で僅かに小さくする。即ち、スプール30
2の開位置から閉位置への過程間にＢ内にある圧力媒体
がシール305,306に作用する様になる前にすべての半径
方向孔304をランド巾332の平面部が通過する。

論理弁300の機能は上述の説明によって明らかであろ
う。

第30,31図に示す実施例は論理弁400であり、ほぼ第26,2
7図の論理弁200と同様であり、以下に差異のみを述べ
る。論理弁400は第26図の環状面227に相当する面がな
く、第31図には制御接続228に相当する接続がない。更
に、弁スプール302は３列の互に隣接してずれた半径方
向孔（Ｍの指示部）を設けてある。第30図は明瞭にＯリ
ング206とターコリング205の平で広い巾を示す。第26,2
7図と共通の部分は第30,31図に同じ符号で示しており、
弁ハウジング又はブッシュ401として示されている。第2
6図の実施例に対して、簡単化したこの変型の弁は一つ
の液圧作動直径を有し、Ｂに作用する負荷圧力P_Bに関し
てスプール302の絶対的な均圧を行なう。弁400はP_X＝P_A
の時に、ばね225の力によって閉じ、この場合既知の論
理着座弁（ポペット弁）に比してシール性は閉鎖する力
に依存しない。即ち、最小の圧力で確実な緊密性が得ら
れる。

第30図の実施例を使用して若干一般的な説明をする。半
径方向孔の区域の幅をＭ、ランド幅をＬ、シール幅をＣ
とする。

第26図の実施例では孔範囲の巾Ｍは231、ランド幅Ｌは2
32、シールの巾Ｃは示されていない。第28図に示す実施
例では、孔範囲の巾Ｍを331、ランドの巾Ｌを332として
示し、シールの巾Ｃは図に示してある。

全部の実施例で半径方向孔204,304,402の直径はｄとし
て示し、第30図（及び第10図）に示す。

孔の直径ｄはできるだけ小さくする。孔の直径が小さく
なる程良い効果を得る。しかし、価格の点で妥協が必要
である。ｄ≦C/2とすれば好適な関係となる。孔範囲は
有効幅を規定する残った部分が約70％となる様にし、孔
は約30％とする。

ランドの巾Ｌは好適な例でシール巾Ｃよりも大とする。

半径方向孔のリング状の列の数は自由に選択できる。尚
各列が最大可能な半径方向孔数を均等に備える必要はな
い。軟かい切換作動を行なうために、各列に総て孔の数
の変化させることが出来る。既知の論理着座弁（ポペッ
ト弁）でこの目的のために設ける緩衝装置は不必要にな
る。

一般にランド巾Ｌ＞nd、ｎは1,2,3……，とする。この
場合ｎは軸線方向の孔の列の数である。例えば第30図で
はｎ＝３であり、第26,28図ではｎ＝２である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポンプポート、タンクポートと、少なくと
も一つの供用ポートとを備えたハウジングと；前記ハウジングに密封を保って取り付けたブッシュと；前記ブッシュの中央孔と；前記中央孔に往復的に取り付けられ、圧力流体をポンプ
ポートから供用ポートに、又は供用ポートからタンクポ
ートに導く様になされた制御スプールと；前記制御スプール上の圧力導入素子と；前記ブッシュの溝に前記圧力導入素子と協同して、前記
制御スプールの動きに応じて、前記供用ポートと前記タ
ンクポートとの間の密封又は接続を与える様に位置決め
されたブッシュシールと；を含み前記圧力導入素子が制御スプールと一体的の部分として
制御スプールの凹みの上に配置され、前記ブッシュシー
ルに関し実質的に半径方向に流体を案内するための半径
方向孔を設けられている多路弁で、前記圧力導入素子の半径方向孔の区域の軸方向の幅
（Ｍ′）が、ブッシュに於いてブッシュシールを位置決
めするブッシュ溝とこれに隣接する環状凹みとの間に形
成されたランドの幅方向幅（Ｌ′）よりも小さく、制御スプールにおけるスプールシールと協同し制御スプ
ールの動きに応じて前記ポンプポートと供用ポートとの
間の密封又は接続を与える様にブッシュに設けられた制
御孔が制御孔の軸方向幅（Ｍ）よりも大きい軸方向幅
（Ｌ）のランドを有する制御スプールの前記ランドに隣
接して配置されている多路弁。
【請求項２】圧力導入素子がスリーブの形態で設けられ
ている前記第１項記載の多路弁。
【請求項３】スリーブが制御スプールのロッド部分に固
定されている前記第２項記載の多路弁。
【請求項４】制御スプールの凹みの部分のみがスリーブ
の内端部と半径方向孔の形態で開口をなす区域とにより
スリーブで覆われている前記第３項記載の多路弁。
【請求項５】圧力導入素子が前記半径方向孔の複数の孔
に加えて別の複数の半径方向孔を有し、前記別の複数の
半径方向孔はロッド部分の延長部の凹みについてスプー
ルの中立位置が供用ポートとタンクポートとの間の接続
を与える様に長手方向でずれて位置する前記第４項記載
の多路弁。
【請求項６】スリーブが圧力媒体を半径方向孔を介し
て、内側から外側に実質的に半径方向にシール上に導く
前記第２項記載の多路弁。
【請求項７】二つの圧力導入素子が、四三路弁用として
供用ポート（Ａ）と供用ポート（Ｂ）との間の接続を夫
れ夫れ制御する様に対称的に設けられている前記第１項
記載の多路弁。
【請求項８】前記ブッシュに設けられた環状溝に制御孔
が位置決めされている前記第１項記載の多路弁。
【請求項９】複数の制御孔が周辺的に配置されている前
記第８項記載の多路弁。
【請求項１０】二列の制御孔が設けられ、各列の孔が互
いにずれている前記第９項記載の多路弁。
【請求項１１】総ての制御孔が同一の径を有する前記第
１項記載の多路弁。