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JPH0755032A - カートリッジ式２ポートシート弁 - Google Patents

カートリッジ式２ポートシート弁

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Publication number
JPH0755032A
JPH0755032A JP6164160A JP16416094A JPH0755032A JP H0755032 A JPH0755032 A JP H0755032A JP 6164160 A JP6164160 A JP 6164160A JP 16416094 A JP16416094 A JP 16416094A JP H0755032 A JPH0755032 A JP H0755032A
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JP
Japan
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valve
bore
cross
port
poppet
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JP6164160A
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Arsene Bourkel
アルセーヌ・ブールケル
Bernd Lanfermann
ベルント・ランフェルマン
Karl Tratberger
カルル・トラトベルガー
Karl-Heinz Post
カルル−ハインツ・ポスト
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IDORORIYUKUSU SARL
Hydrolux SARL
Original Assignee
IDORORIYUKUSU SARL
Hydrolux SARL
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 カートリッジ式２ポートシート弁を提供する
ことである。 【構成】 本発明のカートリッジ式２ポートシート弁
は、ポペット（１１４）用の段付き案内ボア（１８０、
１８２）を持つ弁スリーブ（１１２）を有する。ポペッ
ト（１１４）は、案内ボアの第２段（１８２）を端面第
１パイロットチャンバ（１８６）及び環状第２パイロッ
トチャンバ（１８８）に軸線方向に分割するピストンフ
ランジ（１８４）を有する。弁スリーブ（１１２）を貫
通した第１連結チャンネル（１９４）が環状第２パイロ
ットチャンバ（１８８）を横方向主流れポート（３０）
が開放した環状チャンネル（１４０）に連結する。弁座
（１４４）及び軸線方向主流れボア（１４６）の自由断
面は、案内ボアの第１段（１８０）の断面とほぼ一致す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カートリッジ式２ポー
トシート弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】カートリッジ式２ポート弁は、液圧制御
技術において、圧力制御弁、方向弁、又はチェック弁と
してここ約３０年に亘って広範に使用されている。こう
したカートリッジ型弁は、例えば、１９８０年１２月１
１日に米国クリーブランド州で出版された「機械設計」
の第５２巻第２８号の第１４３頁乃至１４７頁にあるデ
ヴィッドＣ．ダウンズによる「カートリッジ型チェック
弁：液圧制御についての新たな選択」という文献に詳細
に説明されている。同様に、積極着座型カートリッジ式
２ポート弁がドイツ特許第３６ １９ ９２７号に記載
されている。
【０００３】カートリッジ式２ポート弁用マニホールド
は、段付きボア、第１主流れチャンネル、及び第２主流
れチャンネルを有する。前記段付きボアの第１ボア段
は、前記第１主流れチャンネルに連結されており、前記
第１ボア段よりも大径の第２ボア段は、第２主流れチャ
ンネルに連結されている。
【０００４】このようなマニホールドに挿入されるよう
になった代表的なカートリッジ式２ポートシート弁は、 ａ）前記段付きボアに挿入するための弁スリーブであっ
て、第１端及び第２端と、前記第１ボア段内に軸線方向
に密封嵌合するための、前記第１端に設けられた第１断
面領域と、前記第２ボア段内に軸線方向に密封嵌合する
ための第２断面領域と、前記第２ボア段内に環状チャン
バを構成するための、前記弁スリーブの前記第１及び第
２の断面領域間の中間断面領域であって、前記弁スリー
ブを前記段付きボアに挿入したときに前記マニホールド
内の前記第２主流れチャンネルが前記環状チャンバに開
放する中間断面領域と、前記弁スリーブの前記第１端に
第１主ポートを形成する軸線方向主流れボアと、前記主
流れボアを前記環状チャンバに連結するための、前記弁
スリーブの前記中央断面領域に設けられた少なくとも一
つの横方向第２主ポートと、前記第１主ポートと前記第
２主ポートとの間の、前記主流れボア内の弁座とを有す
る、弁スリーブと、 ｂ）第１端及び第２端を有し、前記弁スリーブ内で軸線
方向に移動自在であるように前記弁スリーブに装着さ
れ、前記弁座と関連する閉鎖コーンを前記第１端に有す
るポペットと、 ｃ）前記ポペットに前記弁座に向かう方向に閉鎖力を及
ぼすように前記ポペットと関連した閉鎖ばねと、 ｄ）弁カバーとを有する。
【０００５】このようなカートリッジ式２ポート弁の相
互交換性を確保するため、段付きボアの直径及び深さ、
マニホールド内の横方向第２主流れチャンネルの位置、
弁カバーの寸法、及びその止めねじ及びパイロット連結
部の位置、が種々の呼称弁径について標準化されてい
る。例えば、ドイツでは、これは、ＤＩＮ２４３４２の
ケースである。その結果、弁スリーブの外形は実質的に
予め決定されており、当業者が弁を種々の機能に適合さ
せる余地はほとんどない。
【０００６】従来技術の弁は、弁座から弁スリーブを通
って弁スリーブの第２端まで軸線方向に延びる円筒形案
内ボアを有する。ポペットは、弁スリーブの案内ボアに
軸線方向に移動自在に装着されている。案内ボア内には
ポペットの第２端によってパイロットチャンバが軸線方
向に構成されている。従って、ポペットの第２端がパイ
ロットチャンバ内にパイロット圧力領域を形成する。こ
の圧力領域は、案内ボアの断面と等しい圧力有効領域Ｓ
Ｘを有する。
【０００７】案内ボアの最大可能な断面は、弁スリーブ
の中央断面領域での必要最小限の壁厚及び第２主ポート
の領域での環状チャンバの必要な自由断面によって与え
られる。従って、最大可能なパイロット領域ＳＸ、ポペ
ットの最大可能な断面、及び従って弁座の最大可能な自
由断面ＳＡは、同様に定められる。勿論、弁座の自由断
面ＳＡは、閉鎖コーンの断面よりも小さくなければなら
ず、閉鎖コーンの断面は、案内ボアの断面よりも大きく
てはならない。
【０００８】弁座について最大自由断面ＳＡを持つこの
ようなカートリッジ式２ポート弁は、圧力制御弁として
使用される。圧力制御の用途では、弁は、最大流れ容量
を持たなければならない。案内ボアの断面で決まるパイ
ロット領域ＳＸは、弁座の自由断面ＳＡとほぼ一致し、
これは多くの圧力制御機能にとって望ましい。
【０００９】しかしながら、上述の種類のカートリッジ
式２ポート弁は、スイッチング機能用のパイロット制御
式２ポート二方向弁として使用することもできる。この
用途については、ポペットに開放方向に作用する静水圧
力を減少させるため、及び弁のスイッチング挙動に第１
主流れポペット内の圧力変動の影響ができるだけ加わら
ないようにするため、弁座の最大自由断面ＳＡを約３５
％乃至５０％減少させる。勿論、このことは、弁の流れ
容量もまた同様に約３５％乃至５０％減少する、即ち弁
での圧力損失の増大を受入れなければならないというこ
とを意味する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、スイッチン
グ機能用の２ポート二方向弁として使用するのに特に適
しており且つ高い流れ容量を持つ上文中に説明した種類
のカートリッジ型２ポート弁を提供することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、この目
的は、上述のカートリッジ型２ポート弁において、弁ス
リーブが、ポペット用の段付き案内ボアを有し、案内ボ
アの第１段は、中央断面領域で、弁座から弁スリーブの
第２端に向かう方向で延び且つ案内ボアの第１段は中央
断面領域内で可能な最大断面を有し、案内ボアの第２段
は、弁スリーブの第２断面領域内を実質的に延び且つ案
内ボアの第１段よりも大きな断面を有し、ポペットは、
案内ボアの第２段を端面第１パイロットチャンバ及び環
状第２パイロットチャンバに軸線方向に分割するピスト
ンフランジをその第２端に有し、弁スリーブを貫通した
第１連結チャンネルが環状第２パイロットチャンバを環
状チャンバに連結し、弁座の自由断面と軸線方向主流れ
ボアの自由断面とが、案内ボアの第１段の断面とほぼ一
致する、ことを特徴とする、カートリッジ式２ポート弁
によって達成される。
【００１２】本発明による弁を、第１主流れポートと第
２主流れポートとの間での液圧流体の流れの遮断及び解
放を液圧で制御するための２ポート二方向弁として使用
する場合には、第２主流れチャンネル内の低い圧力ｐＢ
が第１連結チャンネル及び環状チャンバを介して第２環
状パイロットチャンバに加わる。次いで、第１主流れチ
ャンネル内の圧力ｐＡとほぼ一致するパイロット圧力ｐ
Ｘが第１パイロットチャンバに加わると、第１パイロッ
トチャンバの比較的大きな断面が液圧閉鎖力を発生し、
この力が閉鎖ばねの閉鎖力を有利に補う。
【００１３】勿論、案内ボアの第２段の最大断面は、弁
スリーブが軸線方向にシールされた態様で第２ボア段に
装着された、弁スリーブの第２断面領域での弁スリーブ
の最小壁厚によって決まる。多くの場合には、案内ボア
の第２段の断面を、案内ボアの第１段に対して約１００
％増大させることができる。
【００１４】弁座まで延びる案内ボアの第１段は、本発
明によれば、弁スリーブの中央断面領域に適合できる最
大可能な断面を有する。この最大可能な断面は、一方で
は、この領域の弁スリーブの最小壁厚で決まり、他方で
は、環状チャンバの必要な自由断面で決まる。本発明に
よれば、弁座の自由断面及び主流れボアの自由断面が案
内ボアの第１段の断面とほぼ一致するため、弁は高い流
れ容量を有する。
【００１５】一方では閉鎖スイッチング位置での追加の
静水圧閉鎖のため、他方では開放スイッチング位置での
低い圧力損失のため、本発明による弁は、スイッチング
機能用のパイロット制御式２ポート二方向弁として使用
するのに特に適している。
【００１６】本発明による弁の第１の有利な設計では、
ポペットの開閉運動に影響を与えるため、スロットルが
第１連結チャンネルに挿入される。従来技術の弁では、
このようなスロットルは、弁カバーのパイロットオイル
ボアに挿入しなければならない。
【００１７】第２の有利な設計では、弁は、第１及び第
２のパイロットチャンバ間でピストンフランジを貫通し
た第２連結チャンネルを有する。第１の用途では、この
弁は、第１連結チャンネルを閉鎖するだけでパイロット
制御式圧力制御弁として使用される。閉鎖方向に作用す
る正味パイロット圧力領域は、弁座の自由断面とほぼ一
致する。スロットルを第２連結チャンネルに追加に挿入
すると、多くの場合、圧力制御弁としての弁の動的挙動
に非常に有利な影響が及ぼされる。第２の用途では、こ
の弁は逆止弁として使用される。この場合には、第１連
結チャンネル及び第２連結チャンネルの両方が開放して
おり、そのため、第２主流れチャンネル内の高い圧力に
より弁が閉鎖される。
【００１８】本発明による弁の第３の有利な設計では、
第３連結チャンネルが形成される。この第３連結チャン
ネルは、ポペットの第１端に配置され、ポペットの端面
から第２パイロットチャンバ内に延びている。第２連結
チャンネルを閉鎖することによって、本発明による弁
は、第２主流れチャンネル内の比較的高い圧力ｐＢによ
って、第１主流れチャンネル内の比較的低い圧力ｐＡ及
び閉鎖ばねの閉鎖力に抗して開放される。
【００１９】従って、本発明による弁には、この弁を使
用できる多くの可能な用途があり、これらの用途のうち
のほんの幾つかを個々に列挙した。本発明による弁は、
弁スリーブ又はポペットに対して費用のかかる、又は労
働集約的な改造を行わなくてもこれらの非常に多岐に亘
る機能に対して最適に適合させることができる。
【００２０】弁の第２端に設けられたピストンフランジ
は、同様に、大きな構造上の利点がある。ポペットが、
閉鎖ばねを収容するためのばねチャンバを構成する軸線
方向ボアを有する場合には、ピストンフランジの領域で
のポペットの壁厚はポペットの残りの部分の領域におけ
る壁厚よりもかなり大きい。従って、比較的深い環状溝
をシール要素のためにピストンフランジに設けることが
できる。
【００２１】前記シール要素は、例えば、Ｏ−リング、
及び摺動リングからなるのがよく、両リングが案内溝内
に配置される。このようなシールリング組み合わせは、
優れた密封性及び長い使用寿命を提供するということが
わかっている。しかしながら、上文中で説明した従来技
術の弁にこのような組み合わせを使用することは従来は
不可能であった。これは、この領域でのポペットの壁厚
が不十分であるためである。
【００２２】本発明を更に良く理解する目的のため、従
来技術及び本発明の好ましい実施例を添付図面を参照し
て以下に詳細に説明する。
【００２３】
【実施例】先ず最初に、従来技術によるカートリッジ型
２ポートシート弁１０の代表的な構造を図１を参照して
以下に詳細に説明する。弁１０は、本質的には、弁スリ
ーブ１２、ポペット１４、閉鎖ばね１６、及び弁カバー
１８からなる。弁スリーブ１２は、マニホールド２０に
設置され、このマニホールドは、弁スリーブを設置する
目的で、第１ボア段２２及び第２ボア段２４を持つ段付
きボアを有する。マニホールド２０の連結面２６に口部
を有する第２ボア段は、第１ボア段２２よりも大径であ
る。
【００２４】マニホールド２０に設けられた液圧流体用
の第１主流れチャンネル２８は、第１ボア段２２に同軸
に開口している。マニホールド２０に設けられた第２主
流れチャンネル３０は、側部から第２ボア段２４内に開
口している。
【００２５】弁カバー１８は、連結面２６に例えば止め
ねじ（図示せず）で取り付けられており、一つ又はそれ
以上のパイロットオイル連結部３２を有する。
【００２６】これらの多用途２ポート弁の相互交換性を
確保するため、二つのボア段２２及び２４の直径及び深
さ、弁カバー１８の寸法及び位置、及び止めねじの位
置、弁カバー１８でのパイロットオイル連結部３２の位
置、及び横方向第２主流れチャンネル３０の位置は、弁
の公称サイズ（ドイツでは、例えばＤＩＮ２４３４２）
の関数として標準化されている。
【００２７】マニホールド２０に設けられた二つのボア
段２２及び２４の直径及び深さ、及び横方向第２主流れ
チャンネル３０の位置が標準化されているため、弁スリ
ーブ１２の外形はほとんど決まっており、これ以上変更
できない。従って、弁スリーブ１２は、第１ボア段２２
と直径が一致し、従って、前記第１ボア段２２に嵌合で
きる第１断面領域３４をその第１端に持たなければなら
ず、一つ又はそれ以上の第１シール要素３５で軸線方向
にシールされる。更に、第２ボア段２４と直径が一致
し、従って、前記第２ボア段２４に嵌合できる第２断面
領域３６を持たなければならず、一つ又はそれ以上の第
２シール要素３７で軸線方向にシールされる。弁スリー
ブ１２のこれらの第１及び第２の断面領域３４及び３６
は、中央断面領域３８で連結されている。この領域は、
弁スリーブを取り囲む環状チャンバ４０を第２ボア段２
４内に構成するように設計されている。従って、この環
状チャンバ４０は、軸線方向において、第１ボア段２２
と嵌合した第１外断面領域３４によって一端が制限さ
れ、第２ボア段２４と嵌合した第２外断面領域３６によ
って他端が制限されている。
【００２８】従来技術の弁スリーブ１２は、弁スリーブ
１２の第２端から弁座４４まで延びる軸線方向案内ボア
４２を有する。弁スリーブ１２の案内ボア４２には、円
筒形ポペット１４が、このボア内で弁座４４と弁カバー
１８との間で軸線方向に移動自在であるように嵌合して
いる。弁スリーブ１２の弁座面４４の真下には、弁スリ
ーブの第１端の端面に軸線方向第１主ポート４８を形成
する軸線方向主チャンネル４６が設けられている。弁ス
リーブ１２は、主チャンネル４８を環状チャンバ４０に
連結するための幾つかの横方向第２主ポート５０を弁座
４４の上方の中央断面領域３８に有する。
【００２９】円筒形ポペット１４は、弁座４４と関連す
る閉鎖コーン５２をその第１端に有する。閉鎖ばね１６
は、ポペット１４に弁座４４に向かう方向で閉鎖力を及
ぼす。閉鎖ばね１６は、ポペット１４の内側軸線方向ば
ねチャンバ５６に挿入されており、その自由端が弁カバ
ー１８で支持されている。
【００３０】パイロットオイルチャンバ５８が案内ボア
４２内にポペット１４の第２端で構成されている。従っ
て、ポペット１４は、案内ボア４２の断面と一致するパ
イロット圧力領域６０を有する。パイロットオイルチャ
ンバ５８は、弁カバー１８に設けられたパイロットオイ
ルボア６２を介してオイル連結部３２に連結されてい
る。
【００３１】図１による実施例では、弁座４４及び軸線
方向主チャンネル４６の自由断面は、パイロットチャン
バ５８内のポペット１４のパイロット領域６０とほぼ一
致する。この実施例は、例えば、２ポート弁を圧力制御
弁として使用する代表的な実施例である。弁内での液圧
流体の圧力損失は、弁座４４の断面が最大可能であるた
め、小さくなる。
【００３２】しかしながら、図１による２ポート弁１０
を、スイッチング機能について、パイロット制御式２ポ
ート二方向弁として使用する場合には、閉鎖コーン５２
の大きな断面が弁座４４の大きな自由断面と対応してい
るため、弁の挙動に悪影響が及ぼされる。従って、従来
技術によれば、スイッチング機能については、図２によ
る実施例が使用される。弁１０' は、弁座４４' の自由
断面が約４０％小さくしてあり、ポペット１２' の閉鎖
コーン５２' がこれに従って適合させてあることだけが
図１による弁１０と異なっている。弁座４４' の自由断
面をこのように小さくすることによって、スイッチング
機能を持つ２ポート二方向弁として使用する場合の弁の
閉鎖挙動に大きな改善をもたらす。
【００３３】図３は、本発明による２ポート弁１１０の
第１の有利な設計を示す。この２ポート弁１１０は、図
１のマニホールド２０に挿入されている。以下にはマニ
ホールド２０は説明しない。弁１１０は、図１の２ポー
ト弁１０と同様に、弁スリーブ１１２、ポペット１１
４、閉鎖ばね１１６、及び弁カバー１１８からなる。
【００３４】弁スリーブ１１２は、第１断面領域１３
４、第２断面領域１３６、及び中央断面領域１３８を有
し、これらの領域は、構造及び機能が弁スリーブ１２の
対応する領域３４、３６、及び３８と夫々対応してお
り、従って以下に詳細に説明しない。図１の場合と同様
に、環状チャンバ１４０は、マニホールド２０の第２ボ
ア段２４内に中央断面領域１３８によって仕切られる。
軸線方向第１主ポート１４８が弁スリーブ１１２の第１
端の端面に配置されている。
【００３５】できるだけ大きな自由断面を持つ連結部を
環状チャンバ１４０のところに構成するように、横方向
主ポート１５０が弁スリーブ１１２の中央断面領域１３
８の周りに亘って配置されている。弁スリーブ１１２内
では、第１軸線方向主ポート１４８が軸線方向主チャン
ネル１４６を通って延びる。弁座１４４は、軸線方向第
１主ポート１４８と横方向第２主ポート１５０との間で
主チャンネル１４６に配置されている。
【００３６】ポペット１１４用の第１案内ボア１８０
は、中央断面領域１３８を弁座１４４から始まって弁ス
リーブ１１２の第２端に向かう方向に延びる。横方向第
２主ポート１５０が前記第１案内ボア１８０内に開口し
ており、ポペット１１４の第１円筒形端がこのボア内で
軸線方向に移動自在に案内される。ポペット１１４の前
記第１端の端面には、弁座１４４と適合した閉鎖コーン
１５２が設けられている。
【００３７】弁スリーブ１１２及びポペット１１４の下
部分は、主流れが開放状態の弁１１０を通って流れると
きの圧力損失ができるだけ小さくなるように設計されて
いる。これらの圧力損失は、一方では、環状チャンバ１
４０の、特に横方向第２主ポート１５０の領域での自由
断面で決まり、他方では、弁座１４４の自由断面又は主
チャンネル１４６の自由断面で決まる。環状チャンバ１
４０内での圧力損失を小さくするため、横方向第２主ポ
ート１５０の領域での弁スリーブ１１２の外径は第１ボ
ア段２２の直径とほぼ等しい。従って、この領域では、
環状チャンバ１４０の自由環状断面の面積は、第１ボア
段２２の断面積と第２ボア段２４の断面積との差に等し
い。弁スリーブ１１２の壁厚を第１案内ボア１８０の前
記領域で必要最小限にすると、ポペット１１４の断面即
ち閉鎖コーン１５２の断面は可能な限り最大になり、従
って弁座１４４の自由断面が最大になる。
【００３８】図１による周知の弁設計と図３による新規
な弁設計との間の基本的な相違点は、弁スリーブ１１２
が、ポペット１１４に対し、段付き断面領域１３４、１
３６、及び１３８に適合させた段付き内案内ボアを有す
るということである。第２案内ボア１８２は、実質的
に、弁スリーブの第２断面領域１３６内を延び、第１案
内ボア１８０よりも大きな断面を有する。図３による設
計では、第２案内ボア１８２は、例えば、第１案内ボア
１８０よりも約６０％乃至１００％大きい断面を持つの
がよい。最大可能な断面は、第２断面領域１３６での弁
スリーブ１１２の最小壁厚で決まる。一端では、第２案
内ボア１８２が軸線方向に構成され且つ弁カバー１１８
によってシールされ、他端では、第１案内ボア１８０内
のポペット１１４の第１円筒形端によってシールが行わ
れる。
【００３９】ポペット１１４は、その第２端にピストン
フランジ１８４を有する。このピストンフランジ１８４
は、第２案内ボア１８２と軸線方向に移動自在に嵌合
し、このボアを端面第１パイロットチャンバ１８６及び
環状第２パイロットチャンバ１８８に軸線方向に分割す
る。従って、第１パイロット圧力領域１９０を端面に有
する。このパイロット圧力領域は、第２案内ボア１８２
と一致し、かくして、ポペット１１４の反対側の端面よ
りも約６０％乃至１００％大きい面積を有する。環状で
あり且つ反対方向に作用する第２パイロット圧力領域１
９２が、ピストンフランジ１８４によって第２パイロッ
トチャンバ１８８内に形成される。第２の環状パイロッ
ト領域１９２の面積は、第１案内ボア１８０の断面積と
第２案内ボアの断面積との差に等しい。第１パイロット
チャンバ１８６は、弁スリーブ１１２の壁を貫通した第
１連結チャンネル１９４で環状チャンバ１４０に連結さ
れている。
【００４０】図３による弁１１０は、スイッチング機能
を持つパイロット制御式２ポート二方向弁として使用す
ることが有利である。第１パイロットチャンバ１８６に
は、パイロット圧力ｐＸがパイロットオイルボア１６２
によって作用する。弁１１０が閉鎖位置にあるとき、環
状第２パイロットチャンバ１８８には第１連結ボア１９
４を介して第２主流れチャンネル３０の圧力ｐＢが加わ
っている。
【００４１】第２案内ボア１８２の断面が第１案内ボア
１８０の断面よりも約６０％乃至１００％大きい場合に
は、ポペットに作用するパイロット圧力ｐＸと同じ静水
圧閉鎖力は、図１の弁の静水圧閉鎖力よりも大きい。例
えば、第２主流れチャンネル３０を減圧すると、ポペッ
トに作用するパイロット圧力ｐＸと同じ静水圧閉鎖力
は、図１の弁の静水圧閉鎖力よりも１．６倍乃至２倍大
きい。しかしながら、図２による従来技術の弁では、パ
イロット圧力ｐＸと同じ静水圧閉鎖力を閉鎖位置でつく
りだすためには、弁座４４' の自由断面が小さくなって
いるため、弁１０' の開放時に少なくとも４０％高い圧
力損失を受入れる必要がある。
【００４２】第１連結チャンネル１９４は、スロットル
１９６を挿入できる（例えばボアの雌ねじにねじ込むこ
とができる）ように設計されたボアであることが有利で
ある。前記スロットルによって、第１連結チャンネル１
９４内の流れを絞ることができ、その結果、ポペット１
１４の開閉運動を減速できる。図１又は図２の従来技術
の弁の場合には、ポペット１４又は１４' の開閉運動に
このように影響を加えることはできない。スロットル
は、カバー１８のパイロットボア６２にしか設置できな
い。このことは、ポペット１４、１４' の運動が限られ
た程度までしか減速できないということを意味する。こ
れは、固形粒子による閉塞を回避するため、実際には最
小のスロットルボアが指定されるためである。しかしな
がら、図３及び図４による弁では、パイロットボア１６
２内のスロットルの作用は、第１連結チャンネル１９４
内のスロットルの作用によって有利に補足される。
【００４３】図３のポペット１１４は、図１と同様に、
閉鎖ばね１１６を収容するための軸線方向ばねチャンバ
１５６を有する。閉鎖ばね１１６の第２端は、弁カバー
１１８に当接した状態で支持されている。図３による弁
の別の利点は、ポペット１１４の壁厚がピストンフラン
ジ１８４の領域で内ばねチャンバ１５６に対して大きく
してあることから得られる。壁厚の大きい場所では、内
ばねチャンバ１５６に対する断面において限界弱さを受
入れることを必要とせずに、深さが比較的大きな少なく
とも一つの環状溝１９８を設けることができる。この環
状溝には、比較的深い設置深さを必要とする周知のシー
ル要素（例えば、内Ｏ−リング２０２及びこのＯ−リン
グを保護する外摺動リング２００からなるシールリング
組み合わせ）を挿入できる。図１及び図２による従来技
術の弁の場合には、壁厚が小さいため、簡単なＯ−リン
グを深さの小さい環状溝に設置できるに過ぎない。ポペ
ット１４、１４' に及ぼされる動的負荷により、保護が
なされていないＯ−リングの使用寿命は短く、満足のい
くものではない。
【００４４】本発明による弁をパイロット制御式２ポー
ト二方向弁として及び圧力制御弁としての両方で使用し
ようとする場合には、図４による弁設計を選択するのが
有利である。この設計は、第１パイロット領域１９０と
第２パイロット領域１９２との間で第２連結チャンネル
２０４がピストンフランジ１８４を貫通しているという
点で、図３による設計とは異なっている。前記第２連結
チャンネル２０４は、ストッパー、例えばねじ込みスト
ッパー２０６で閉鎖できる。このねじ込みストッパー２
０６を第２連結チャンネル２０４に設けた状態では、図
４の弁は図３の弁と機能上異なるところがなく、方向弁
として使用できる。しかしながら、第２連結チャンネル
２０４内のねじ込みストッパー２０６を取り外し、第１
連結チャンネル１９４をねじ込みストッパー２０８で閉
鎖した場合には、閉鎖方向で作用する弁１１０' の正味
パイロット領域は、弁座１４４の自由断面とほぼ等し
い。この場合、第２パイロットチャンバ１８８は第１パ
イロットチャンバ１８６と連結されており、環状第２パ
イロット領域１９２を端面第１パイロット領域１９０か
ら引くことができ、その結果、残りの有効パイロット領
域は、第１案内ボア１８０の断面と一致する。従って、
この弁は、弁座１４４の自由断面と有効パイロット領域
との間で均衡がとれており、これは、多くのパイロット
制御式圧力制御弁機能について望ましい。
【００４５】更に、ポペットの移動を緩やかにするた
め、及び弁の応答時の揺動をなくすため、制動スロット
ルを第２連結ボア２０４に挿入するのがよい。制動スロ
ットルを弁カバー１１８のパイロットオイル連結部に設
置すると多くの用途で所望の結果が得られない。
【００４６】パイロットオイル連結部を持たない弁カバ
ー（図示せず）を使用することによって、図４の弁１１
０' をチェック弁、例えば逆止弁として使用できる。第
１及び第２の連結ボア１９４及び２０４がストッパーで
閉鎖されていない場合には、弁は、第１主流れチャンネ
ル２８から第２主流れチャンネル３０へ自由に流すが閉
鎖ばね１１６及び第１パイロットチャンバ１８６内の静
水圧によって逆方向への流れを阻止する逆止弁を形成す
る。
【００４７】ポペット１１４の第１端の端面に第３連結
チャンネル２１０が設けられている場合には、図４によ
る弁の流れ方向を容易に逆転させることができる。図４
でわかるように、第３連結チャンネル２１０は、ばねチ
ャンバ１５６とポペット１１４の第１端面との間を貫通
し、及びかくして、弁の閉鎖時に第１主流れチャンネル
２８を第１パイロットチャンバ１８６に連結する。第１
及び第３の連結チャンネル１９４及び２１０を開放し、
第２連結チャンネル２０４をねじ込みストッパー２０６
で閉鎖する。第１主流れチャンネル２８内の圧力が第２
主流れチャンネル３０内の圧力よりも高い場合には、高
い圧力が、第１パイロット領域１９０を介して閉鎖ばね
１１６と関連して弁を閉鎖する。第１主流れチャンネル
２８内の圧力が第２主流れチャンネル３０内の圧力より
もかなり低い圧力にまで低下すると、第２主流れチャン
ネル３０内の圧力が環状第２パイロット領域１９２を介
して弁を開き、液圧流体を第２主流れチャンネル３０か
ら第１主流れチャンネル２８へ自由に流す。
【００４８】第３連結チャンネル２１０もまたストッパ
ー（例えばねじ込みストッパー２１２）で閉鎖できる。
【００４９】図４に示す弁は、実質的な改造作業を行わ
なくても極めて広い範囲について使用でき、種々の弁機
能に有利に適合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術のカートリッジ型２ポートシート弁の
断面図である。
【図２】従来技術のカートリッジ型２ポートシート弁の
断面図である。
【図３】本発明によるカートリッジ型２ポート弁の第１
実施例の断面図である。
【図４】本発明によるカートリッジ型２ポート弁の第２
実施例の断面図である。
【符号の説明】
２０ マニホールド ２２ 第１ボア段 ２４ 第２ボア段 ２８ 第１主流れチャンネル ３０ 第２主流れチャンネル １１２ 弁スリーブ １１４ ポペット １１６ ばね １１８ 弁カバー １３４ 第１断面領域 １３６ 第２断面領域 １３８ 中間断面領域 １４０ 環状チャンバ １４４ 弁座 １４６ 軸線方向主流れボア １４８ 第１主ポート １５０ 横方向第２主ポート １５２ 閉鎖コーン １５６ ばねチャンバ １８０、１８２ 段付き案内ボア １８４ ピストンフランジ １８６ 端面第１パイロットチャンバ １８８ 環状第２パイロットチャンバ １９４ 第１連結チャンネル １９８ 環状溝 ２００ 外摺動リング ２０２ 内Ｏ−リング ２０４ 第２連結チャンネル ２０８ ストッパー ２１０ 第３連結チャンネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カルル・トラトベルガー ドイツ連邦共和国デー−47229 ドゥイス ブルク 14，マルティーニシュトラーセ ２ (72)発明者 カルル−ハインツ・ポスト ドイツ連邦共和国デー−41564 カールス ト，ローゼンシュトラーセ 15

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 段付きボアと、第１主流れチャンネル
    （２８）及び第２主流れチャンネル（３０）とを有し、
    前記段付きボアの第１ボア段（２２）が前記第１主流れ
    チャンネル（２８）に連結され、前記第１ボア段（２
    ２）よりも大径の前記段付きボアの第２ボア段（２４）
    が前記第２主流れチャンネル（３０）に連結されたマニ
    ホールド（２０）に挿入するためのカートリッジ式２ポ
    ートシート弁であって、 前記弁が、 ａ）前記段付きボアに挿入するための弁スリーブ（１１
    ２）であって、 第１端及び第２端と、 前記第１ボア段（２２）内に軸線方向に密封嵌合するた
    めの、前記第１端に設けられた第１断面領域（１３４）
    と、 前記第２ボア段（２４）内に軸線方向に密封嵌合するた
    めの第２断面領域（１３６）と、 前記第２ボア段（２４）内に環状チャンバ（１４０）を
    構成するための、前記弁スリーブ（１１２）の前記第１
    段領域（１３４）及び第２断面領域（１３６）間の中間
    断面領域（１３８）であって、前記弁スリーブ（１１
    ２）を前記段付きボアに挿入したときに前記マニホール
    ド（２０）内の前記第２主流れチャンネル（３０）が前
    記環状チャンバ（１４０）に開放する中間断面領域（１
    ３８）と、 前記弁スリーブ（１１２）の前記第１端に第１主ポート
    （１４８）を形成する軸線方向主流れボア（１４６）
    と、 前記主流れボア（１４６）を前記環状チャンバ（１４
    ０）に連結するための、前記弁スリーブ（１１２）の前
    記中央断面領域（１３８）に設けられた少なくとも一つ
    の横方向第２主ポート（１５０）と、 前記第１主ポート（１４８）と前記第２主ポート（１５
    ０）との間の、前記主流れボア（１４６）内の弁座（１
    ４４）とを有する、弁スリーブと、 ｂ）第１端及び第２端を有し、前記弁スリーブ内で軸線
    方向に移動自在であるように前記弁スリーブ（１１２）
    に装着され、前記弁座（１４４）と関連する閉鎖コーン
    （１５２）を前記第１端に有するポペット（１１４）
    と、 ｃ）前記ポペット（１１４）に前記弁座（１４４）に向
    かう方向に閉鎖力を及ぼすように前記ポペット（１１
    ４）と関連した閉鎖ばね（１１６）と、 ｄ）弁カバー（１１８）と、からなるカートリッジ式２
    ポートシート弁において、 前記弁スリーブ（１１２）は、前記ポペット（１１４）
    用の段付き案内ボア（１８０、１８２）を有し、前記案
    内ボアの第１段（１８０）は、前記中央断面領域（１３
    ８）で、前記弁座（１４４）から前記弁スリーブ（１１
    ２）の前記第２端に向かう方向で延び且つ前記案内ボア
    の第１段（１８０）は前記中央断面領域内で可能な最大
    断面を有し、前記案内ボアの第２段（１８２）は、前記
    弁スリーブ（１１２）の前記第２断面領域（１３６）内
    を実質的に延び且つ前記案内ボアの前記第１段（１８
    ０）よりも大きな断面を有し、 前記ポペット（１１４）は、前記案内ボアの前記第２段
    （１８２）を端面第１パイロットチャンバ（１８６）及
    び環状第２パイロットチャンバ（１８８）に軸線方向に
    分割するピストンフランジ（１８４）をその第２端に有
    し、 前記弁スリーブ（１１２）を貫通した第１連結チャンネ
    ル（１９４）が前記環状第２パイロットチャンバ（１８
    ８）を前記環状チャンバ（１４０）に連結し、 前記弁座（１４４）の前記自由断面と前記軸線方向主流
    れボア（１４６）の前記自由断面とが、前記案内ボアの
    前記第１段（１８０）の断面とほぼ一致する、ことを特
    徴とする、カートリッジ式２ポートシート弁。
  2. 【請求項２】 前記第１連結ボア（１９４）にスロット
    ルが挿入されていることを特徴とする、請求項１に記載
    のカートリッジ式２ポート弁。
  3. 【請求項３】 前記ピストンフランジ（１８４）を前記
    第１パイロットチャンバ（１８６）と前記第２パイロッ
    トチャンバ（１８８）との間で貫通した第２連結チャン
    ネル（２０４）が設けられていることを特徴とする、請
    求項１に記載のカートリッジ式２ポート弁。
  4. 【請求項４】 ストッパー（２０８）が前記第１連結チ
    ャンネル（１９４）に挿入されていることを特徴とす
    る、請求項３に記載のカートリッジ式２ポート弁。
  5. 【請求項５】 前記第２連結チャンネル（２０４）にス
    ロットルが挿入されていることを特徴とする、請求項４
    に記載のカートリッジ式２ポート弁。
  6. 【請求項６】 前記ポペット（１１４）の前記第１端を
    貫通した第３連結チャンネル（２１０）が設けられてい
    ることを特徴とする、請求項３に記載のカートリッジ式
    ２ポート弁。
  7. 【請求項７】 前記第１、第２、及び第３連結チャンネ
    ル（１９４、２０４、及び２１０）には、ねじ込みスト
    ッパー又はねじ込みスロットルをねじ込むための雌ねじ
    が設けられていることを特徴とする、請求項６に記載の
    カートリッジ式２ポート弁。
  8. 【請求項８】 前記ポペット（１１４）内にはばねチャ
    ンバ（１５６）が軸線方向に配置され、シール要素用の
    環状溝（１９８）が前記ピストンフランジ（１８４）に
    設けられていることを特徴とする、請求項１乃至７のう
    ちのいずれか一項に記載のカートリッジ式２ポート弁。
  9. 【請求項９】 内Ｏ−リング（２０２）及び外摺動リン
    グ（２００）からなるシールリング組み合わせが前記ピ
    ストンフランジ（１８４）の前記環状溝（１９８）に配
    置されていることを特徴とする、請求項８に記載のカー
    トリッジ式２ポート弁。
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