JPH07504480A - 比例作動式の方向切換え弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 比例作動式の方向切換え弁 産業上の利用分野 本発明は、比例作動式の方向切換え弁であって、ケーシングの孔内を軸方向に可 動の弁ピストンが設けられていて、該弁ピストンが、ケーシング側における制御 開口と共働する制御縁を有しており、かつ一方の側において弁ピストンに制御可 能な力を作用する操作装置が設けられていて、この場合弁ピストンが、他方の側 において、ケーシングに対して支持部において支持されているばね装置を介して 負荷されている形式のものに関する。

従来の技術 このような形式の公知の比例作動式の方向切換え弁は、通常、ハイドロリックも しくはニューマチ・ツクの制御媒体もしくは作業媒体の容積流を、弁ピストンの 位置に応じて、無段階式に変化させるために使用される。特に、一方の側におい て作用する操作装置を備えた上述の構成は、その所要スペースが小さくかつその 構造が安価であることに基づいて、種々様々に使用されている。ここでは１つの 使用例として、自動車におけるハイドロリック式のカム軸調節のための使用例だ けを挙げてお（。このような弁の公知のすべての構成において問題なのは、制御 特性（ここで制御特性というのはつまり、弁ピストンに作用する操作力が規定さ れている場合に制御される媒体の容積流に対する弁の実際の影響のことである） が個々に比較的規定されていないということである。それというのは多くの使用 例のためには、規定された容積流をもつ終端位！だけではなく、規定された操作 力における規定された中間位置も、欠（ことができないからである。このことは 特に、閉鎖された制御ループで作業が行われる場合に、重要である。

発明の開示 ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式の比例作動式の方向切換え弁を改良し て、前記欠点を排除して、規定された制御特性が不可欠である使用領域にも、簡 単な手段でその使用範囲を広げることができる、比例作動式の方向切換え弁を提 供することである。

この課題を解決するために本発明の構成では、冒頭に述べた形式の比例作動式の 方向切換え弁において、弁ピストンの両方の終端位置が、ケーシングに対して位 置固定でかつ弁ピストンと共働するストッパによって規定されており、さらに、 操作力の大きさと弁ピストンの位置との間の関係を規定されたように固定するた めに、ばね装置の支持部が調節可能であるようにした。

このように構成されていると、相応な制御開口もしくは制御縁と共働して終端位 置における容積流をも規定する弁ピストンの両方の終端位置が、極めて簡単にか つその都度の要求に正確に相応して決定され、しかもこの場合、共働する開口も しくは制御縁の寸法決め及び許容誤差範囲の決定を、その都度共働するストッパ を起点として、極めて簡単に行うことができ、この結果弁の製造及び組立て時に おける最小の偏差を考慮するだけでよくなる。規定された終端位置の間における 制御特性の中間範囲において、操作力の大きさと弁ピストンの位置との間におけ る関係は、ばね装置の支持部を介して調節可能であるので、この結果例えば電磁 弁では、完全に規定された電流値に、弁ピストンの完全に規定された制御位置を 対応させることが可能になる。

ケーシングの側部において弁ピストンに対して同軸的に取り付けられた電磁式の 操作装置が設けられている比例作動式の方向切換え弁では、弁ピストンが操作装 置の側に、ケーシングにおける孔の外側に位置していて鎖孔に対して肉厚のつま り大径のカラー範囲を有しており、該カラー範囲の内側の肩部が、ケーシングに おける内側のリミットストッパを形成していて、カラー範囲の外側の肩部が、操 作装置における外側のリミットストッパを形成していると、特に有利である。

このように構成されていると、本発明のようにケーシングと共働する、両終端位 置のためのストッパを備えた弁ピストンを、比較的簡単に製造することができ、 そしてこの場合弁ピストンをそのカラー範囲と一緒に、取り出された操作装置の 側からケーシング内に挿入することが可能である。

上に述べたこととの関係において特に有利な本発明の別の構成では、弁ピストン のカラー範囲が、ケーシングのもしくは操作装置の同心的な切欠き内に配置され ており、該切欠きの深さが、弁ピストンの移動調節距離の分だけ、両肩部の間に おけるカラー幅よりも太き（設定されている。これによって、軸方向において比 較的小さな構造が得られ、そしてこの構造では弁ピストンのカラー範囲は、操作 装置の電磁石の前における通常は使用不能な空間に取り付けられている。移動調 節距離もしくは弁ピストンの両終端位置は、カラー範囲と同心的な切欠きの深さ もしくはこの寸法の許容誤差との共働からしか規定されておらず、したがってこ れにより、所望の終端位置の正確な利用（Ｚｕｒｖｅｒｆｕｅｇｕｎｇｓｔｅｌ ｌｕｎｇ）が極めて容易に可能になる。

本発明の別の有利な構成では、肉厚のカラー範囲が別体の部材として構成されて いて、はぼ円筒形の外輪郭をもって構成された弁ピストンの制御範囲と、有利に はプレス嵌め又はねじ結合によって、結合されている。このように構成されてい ると、カラー範囲と弁ピストンの制御範囲とを、はぼ円筒形の部分として別個に 製造して加工（研削加工）することが可能であり、この後で両方の部分をまとめ て、ケーシング内に挿入することが可能である。

本発明のさらに別の有利な構成では、ばね装置の支持部が、調節可能にねじ込ま れたもしくは押し込まれた調節装置の、弁ピストンに向けられた側つまり内側に 、配置されている。このように構成されていると、この調節装置を介して、方向 切換え弁の初期調整もしくは中間調整の際に、例えば弁ピストンの規定された中 間位置を、操作装置における電磁石の半分の公称電流において、極めて容易に調 節することが可能である。そしてこれによって、磁力許容誤差、ばね力許容誤差 及び製作許容誤差を簡単に排除することが可能である。

また、制御縁に対してそれぞれ外側に位置している少な（とも２つのタンク抑制 制御部を備えた比例作動式の方向切換え弁では、本発明のさらに別の有利な構成 では、カラー側のタンク抑制制御部が、ばね装置の側から中空に構成された弁ピ ストンに設けられた接続開口を介して延びていて、ばね装置の側においてケーシ ング側に配置されたタンク接続部と接続されている。このように構成されている と、弁ピストンのカラー範囲における広いケーシング開口を、必要な供給導管孔 及び接続器具と一緒に節約することができ、これによって全体配置形式を簡単に かつ軸方向において短く構成することができる。

図面の簡単な説明 次に図面につき本発明の詳細な説明する。

第１図は、弁ピストンが右側の終端位置を占めている場合を示す、本発明による 比例作動式の方向切換え弁の縦断面図である。

第２図は、弁ピストンが左側の終端位置を占めている場合を示す、本発明による 比例作動式の方向切換え弁の縦断面図である。

第１図及び第２図において異なった切換え位置で示されている比例作動式の方向 切換え弁は、ケーシング２の孔１内に軸方向可動の弁ピストン３を有しており、 この弁ピストン３は、ケーシング側の制御縁（該制御縁には接続部Ａ、Ｐ、Ｂが 配属されている）と共働する制御縁４を有している。さらに弁ピストン３のため には操作装置５が設けられており、この操作装置５は一方の側において弁ピスト ン３に、電磁石６を用いて制御可能な力で突き欅７を介して作用するようになっ ており、この場合弁ピストン３は、他方の側において、ケーシング２に対して支 持部８に支持されているばね装置９を介して負荷されている。

電磁式の操作装置５は、ここでは右側から側部においてねじ１０を用いて、ケー シング２の対応するねじ山付孔１１において固定されており、この場合軸方向の センタリングは、同心的な環状付加部１２を介して行われ、この環状付加部１２ は外側にシール部材１３を有している。弁ピストン３の両方の終端位置（一方の 終端位置は第１図にかつ他方の終端位置は第２図に示されている）は、ケーシン グ２に対して位置固定でかつ弁ピストン３と共働するストッパ１４．１５によっ て規定されている。弁ピストン３はこの場合操作装置５の側に、ケーシング２に おける孔１の外側に位置していて鎖孔１に比べて大径のカラー範囲１６を有して おり、このカラー範囲１６の内側の肩部１７は、ケーシング２におけるストッパ １４と共働する内側のリミットストッパを形成し、かつ外側の肩部１８は、操作 装置５におけるストッパ１５と共働する外側のリミットストッパを形成している 。弁ピストン３のカラー範囲１６はここでは、操作装置５の環状付加部１２の同 心的な切欠き１９内に配置されており、この切欠き１９の深さｔ（第２図参照） は、弁ピストン３の移動距離だけ、肩部１７と１８との間のカラー幅よりも大き い。

ばね装置９の支持部８は、調節可能にねじ込み可能な調節装置２０の、弁ピスト ン３に向けられている側つまり内側に、配置されており、この場合調節装置２０ はシール部材２１を介してシールされて、そのねじ山２２における回動によって 軸方向で移動調節されることができ、これによってはね装置９のプレロードに簡 単に影響を与えることが可能である。しかしながら図示のねじ式調節機構の他に も、もちろん、種々様々に押込み可能な調節装置を使用することが可能である図 示された弁構成はさらに、接続開口Ａ、Ｐ、Ｂに配属された一連の制御縁のそれ ぞれ外側に位置している２つのタンク抑制制御部（Ｔａｎｋａｂｓｔｅｕｅｒｕ ｎｇ）を有している。そして両タンク抑制制御部のうちのカラー側のタンク抑制 制御部は、接続開口２３を介して、ばね装置９の側から中空に構成されている弁 ピストン３内を延びており、かつ中空の弁ピストン３を介して、ばね装置９の側 においてケーシング側に配置されているタンク接続部Ｔとも接続されている。

図示の構成のように大径のもしくは肉厚のカラー範囲１６と弁ピストン３とを一 体に構成する代わりに、カラー範囲１６を別体の部材として構成して、弁ピスト ンの、実質的に円筒形の外輪郭をもって構成された制御範囲と、有利にはプレス 嵌め又は螺合によって、結合することも可能である。

電磁石６が給電されていない場合に、弁ピストン３はカラー範囲１６の外側の肩 部１８で、操作装置５の切欠き１９の底部に接触している。それというのはこの 場合、第１図に示されているように、弁ピストン３はばね装置９によって右側に 向かって押圧されるからである。この制御位置において容積流は、接続部Ｐから 接続部Ｂに向かって、かつ接続部Ａから接続部Ｔに向かって流される。電磁石６ のコイルに電流が流されると、弁ピストン３は電流に関連して左に向かって移動 し、この移動は、最大電流時に第２図に示されているように、左側のつまり内側 の肩部１７がケーシング２における対応するストッパ１４に接触するまで、続く 。この制御位置において接続部Ｐは接続部Ａに向かっ・て開放され、かつ接続部 Ｂは接続部Ｔに向かって開放されている。弁ピストン３は半分の公称電流時に弁 中間位置を通過し、この弁中間位置（図示せず）では設計に応じて、４つのすべ ての接続部が接続されるか又は遮断されるようになっている。調節装置２０を用 いて、所望の弁中間位置のために必要な力を、正確に調節することができ、これ によって磁力誤差、ばね力誤差及び製作誤差を排除することもしくはその影響を 最小にすることが可能である。実際にはそのために弁が前調節され、これに基づ いて弁の特性曲線（Ｖｅｎｔｉｌｋｕｒｖｅ）が描かれる。この特性曲線が所望 の範囲に位置していない場合には、調節装置２０を用いて特性曲線は所望の位置 へとシフトされ、その後で調節装置は適宜に（例えば接着によって）回動を防止 される。

弁ピストン３は、ケーシング２もしくは操作装置５に対するストッパとして、こ こでは、前記カラー範囲の肩部を有している。既に述べたようにこれによって弁 ピストンは、電磁石６の励磁されていない場合に、操作装置５に接触している。

接続部Ｐから接続部Ｂへの及び接続部Ａから接続部Ｔへの接続のための開放され た弁面は、この位置において、小さな誤差にしか関連しておらず、これによって 、制御すべき媒体の規定された量が、極めて小さな差異しか有することができな い相応な横断面を通って流れる。同様にまた弁ピストン３が、電磁石６の最大給 電時にケーシング側のストッパに接触しており、この場合この終端位置において も、関連する接続部の間における開口面積は規定されている。

両路端位置において規定された容積流を保証することは、多くの使用例のために 、たとえば内燃機関における使用時に極めて重要である。それというのは、潤滑 剤としても使用される液状媒体の容積流が極めて大きい場合には系における潤滑 圧が極めて低くなり、かつ容積流が極めて小さい場合には潤滑自体がもはや十分 ではないからである。

弁ピストン３における制御縁は、図示の実施例では有利にはカラー範囲１６から 寸法決めされかつ該カラー範囲１６から許容誤差範囲が定められている。ケーシ ング２における制御縁は、ケーシングゼロポイントから寸法決めされかつ該ケー シングゼロポイントから許容誤差範囲が定められており、この場合操作装置５は 電磁石ゼロポイントで、ケーシングゼロポイントに直接接触しており、この結果 これに関連して許容誤差に関する問題が発生することはなくなる。

図示の構造は軸方向において比較的短い。それというのは図示の構造では特に、 弁ピストンのカラー範囲１６が、さもないと使用不能である操作装置５の前にお ける空間内に取り付けられているからである。弁はさらにまた１つのタンク接続 部しか有していない。それというのは、接続部Ｂから流出するオイルは横方向に 穿孔された接続開口２３介して、さらに弁ピストン３における軸方向孔２４を通 って流出することができるからである。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．比例作動式の方向切換え弁であって、ケーシングの孔内を軸方向に可動の弁 ピストンが設けられていて、該弁ピストンが、ケーシング側における制御開口と 共働する制御縁を有しており、かつ一方の側において弁ピストンに制御可能な力 を作用する操作装置が設けられていて、この場合弁ピストンが、他方の側におい て、ケーシングに対して支持部において支持されているばね装置を介して負荷さ れている形式のものにおいて、弁ピストン（３）の両方の終端位置が、ケーシン グ（２）に対して位置固定でかつ弁ピストン（３）と共働するストッパ（１４， １５）によって規定されており、さらに、操作力の大きさと弁ピストン（３）の 位置との間の関係を規定されたように固定するために、ばね装置（９）の支持部 （８）が調節可能であることを特徴とする、比例作動式の方向切換え弁。 ２．ケーシングの側部において弁ピストンに対して同軸的に取り付けられた電磁 式の操作装置が設けられており、弁ピストン（３）が操作装置（５）の側に、ケ ーシング（２）における孔（１）の外側に位置していて該孔（１）に対して肉厚 のつまり大径のカラー範囲（１６）を有しており、該カラー範囲（１６）の内側 の肩部（１７）が、ケーシング（２）における内側のリミットストッパ（１４） を形成していて、カラー範囲（１６）の外側の肩部（１８）が、操作装置（５） における外側のリミットストッパ（１５）を形成している、請求項１記載の比例 作動式の方向切換え弁。 ３．弁ピストン（３）のカラー範囲（１６）が、ケーシング（２）のもしくは操 作装置（５）の同心的な切欠き（１９）内に配置されており、該切欠き（１９） の深さ（ｔ）が、弁ピストン（３）の移動調節距離の分だけ、両肩部（１７，１ ８）の間におけるカラー幅よりも大きく設定されている、請求項２記載の比例作 動式の方向切換え弁。 ４．肉厚のカラー範囲（１６）が別体の部材として構成されていて、ほぼ円筒形 の外輪郭をもって構成された弁ピストン（３）の制御範囲と、有利にはプレス嵌 め又はねじ結合によって、結合されている、請求項２又は３記載の比例作動式の 方向切換え弁。 ５．ばね装置（９）の支持部（８）が、調節可能にねじ込まれたもしくは押し込 まれた調節装置（２０）の、弁ピストン（３）に向けられた側つまり内側に、配 置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の比例作動式の方向切換 え弁。 ６．制御縁に対してそれぞれ外側に位置している少なくとも２つのタンク抑制制 御部が設けられており、カラー側のタンク抑制制御部が、ばね装置（９）の側か ら中空に構成された弁ピストン（３）に設けられた接続開口（２３）を介して延 びていて、ばね装置（９）の側においてケーシング側に配置されたタンク接続部 （Ｔ）と接続されている、請求項２から５までのいずれか１項記載の比例作動式 の方向切換え弁。