(57)【要約】双方向絞り弁アセンブリは、弁ブロック（４６）を有する。弁ブロック（４６）は、第１ポート（１００）と第２ポート（９８）とを限定する。第１ポート（１００）は、流体源から油圧流体を受け入れ、第２ポート（９８）は、油圧流体を負荷に導く。回転可能な弁部材（７４）が第一穴（１１６）及び第二穴（１１４）を軸面中に限定する。第一穴（１１６）及び第二穴（１１４）はチャンネル（１１８）により連通している。第一穴（１１６）及び第二穴（１１４）は、第１ポート（１００）及び第２ポート（９８）とそれぞれ選択的に連結する状態となれる。このとき、油圧流体を流体源から負荷へ導く。少なくとも一つの計量封止アセンブリがフランジ（１３２）を限定する。フランジ（１３２）は、対応する穴（１１４，１１６）と完全に重なって封止する大きさとされる。この弁部材は、流体流の方向を制御し、油圧流体流速を微調整するよう操作できる。
2006526749.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧下の油圧流体を選択的に負荷に導く型の絞り弁アセンブリであって、
流体源から油圧流体を受け入れる第１ポートと、油圧流体を前記負荷に導く第２ポートとを限定する弁ブロックと、
互いに流体的に連通し、それぞれ前記第１ポートと第２ポートとに選択的に連通する状態に置かれ、油圧流体を前記流体源から前記負荷へ導くことのできる第１穴及び第２穴が形成された、軸方向に面した面を有する回転可能な弁部材と、
前記弁ブロックと前記弁部材の前記軸方向に面した面との間の接合面を提供する少なくとも一つの計量封止アセンブリとを備え、
前記計量封止アセンブリは、その中を貫く流路を限定するガスケットを有し、該ガスケットは、前記第１ポート及び第２ポートの一方を取り囲み、前記弁部材の前記軸方向に面した面に当接し、前記弁部材の少なくとも一つの位置で対応する穴に完全に重なって封止し、前記ガスケットを通る流路と前記対応する穴との間の連通が該流路と該穴との間に最大の連通が形成される位置の方に前記弁部材が回転するにつれ連続的に増大するような大きさに形成されるフランジを限定することを特徴とする絞り弁アセンブリ。
【請求項２】
請求項１に記載の絞り弁アセンブリであって、前記穴の少なくとも一つは幾何的であることを特徴とする絞り弁アセンブリ。
【請求項３】
請求項２に記載の絞り弁アセンブリであって、前記穴の少なくとも一つは、前記対応するガスケットに関して菱形であることを特徴とする絞り弁アセンブリ。
【請求項４】
請求項２に記載の絞り弁アセンブリであって、前記ガスケットを通して前記流路と最初に連通する前記穴の先頭部が先細であることを特徴とする絞り弁アセンブリ。
【請求項５】
請求項１に記載の絞り弁アセンブリであって、前記第１及び第２の穴が、前記弁部材を貫いて伸びるチャンネルにより接続されていることを特徴とする彫り弁アセンブリ。
【請求項６】
請求項１に記載の絞り弁アセンブリであって、前記弁ブロックと前記弁部材の前記軸方向に面した面との間に接合面を形成する第２の計量封止アセンブリを更に備え、該第２の計量封止アセンブリは管状のガスケットを有し、該ガスケットは、前記第１ポート及び第２ポート以外を取り囲み、フランジを限定し、該フランジは、前記弁部材の少なくとも一つの位置で前記対応する穴に完全に重なって封止し、前記ガスケットを通る流路と前記対応する穴との間の連通が該流路と該穴との間に最大の連通が形成される位置の方に前記弁部材が回転するにつれ連続的に増大するような大きさに形成されることを特徴とする絞り弁アセンブリ。
【請求項７】
請求項１に記載の絞り弁アセンブリであって、前記第２ポートと前記負荷との間に伸びる第１の導管と、該導管中に配置され、流体が前記負荷から前記第２ポートに戻ることを阻止する逆止め弁とを更に備えたことを特徴とする絞り弁アセンブリ。
【請求項８】
請求項６に記載の絞り弁アセンブリであって、流体リザーバに接続された前記弁ブロックを通って伸びる排液管を更に備え、該排液管は、前記穴の一つと選択的に整列することができることを特徴とする絞り弁アセンブリ。
【請求項９】
請求項１に記載の絞り弁アセンブリであって、非計量封止アセンブリを更に備え、該非計量封止アセンブリは管状のガスケットを有し、該ガスケットは、前記第１ポート及び第２ポート以外を取り囲み、前記対応する穴よりも薄いフランジを限定することを特徴とする絞り弁アセンブリ。
【請求項１０】
請求項１に記載の絞り弁アセンブリであって、可動弁アセンブリがハンドルにより回転させられることを特徴とする絞り弁アセンブリ。
【請求項１１】
請求項１に記載の絞り弁アセンブリであって、前記流体源は、前記油圧流体を５０００ＰＳＩより大きい圧力で駆動することを特徴とする絞り弁アセンブリ。
【請求項１２】
請求項１に記載の絞り弁アセンブリであって、前記ガスケットは、ばね部材の力の下で少なくとも部分的に前記可動弁部材に対して封止することを特徴とする絞り弁アセンブリ。
【請求項１３】
請求項１に記載の絞り弁アセンブリであって、前記穴の一つが、他の穴が他のポートと連通状態になる前に対応するポートと連通状態になることを特徴とする絞り弁アセンブリ。
【請求項１４】
請求項１３に記載の絞り弁アセンブリであって、前記弁ブロックと前記弁部材の前記軸方向に面した面との間に接合面を形成する第２の計量封止アセンブリを更に備え、該第２の計量封止アセンブリは管状のガスケットを有し、該ガスケットは、前記第１ポート及び第２ポート以外を取り囲み、フランジを限定し、該フランジは、前記弁部材の少なくとも一つの位置で前記対応する穴に完全に重なって封止し、前記ガスケットを通る流路と前記対応する穴との間の連通が該流路と該穴との間に最大の連通が形成される位置の方に前記弁部材が回転するにつれ連続的に増大するような大きさに形成されることを特徴とする絞り弁アセンブリ。
【請求項１５】
請求項１４に記載の絞り弁アセンブリであって、他のポートが穴と連通状態になる前に穴と連通する前記ポートは、前記負荷と連通した前記ポートであることを特徴とする絞り弁アセンブリ。
【請求項１６】
高圧油圧流体の流体源と負荷との間の高圧油圧流体流を制御する方法であって、
（Ａ）前記流体源に連結された第１ポートと、前記負荷に連結された第２ポートとを有する固定された弁ブロックを提供するステップと、
（Ｂ）前記弁部材の軸に面した面中で互いに流体的に連通した第１穴及び第２穴を限定する回転可能な弁部材を提供するステップと、
（Ｃ）前記穴の少なくとも一つを計量アセンブリと接合するステップであって、該計量アセンブリは、その中を通る流路を限定するガスケットと、該流路の一端のフランジとを有し、該フランジは、前記弁部材の前記軸に面した面に摺動可能に接触しているステップと、
（Ｄ）前記フランジが前記穴の少なくとも一つを完全に覆って流体流がそこを通ることを阻止する位置に前記弁部材を回転させるステップと、
（Ｅ）前記流路が連続的に変化して前記穴と部分的に整列して、計量される油圧流体流がその中を流れることを可能にするまで、更に前記弁部材を回転させるステップとを備えたことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載された方法であって、前記穴は、前記流路と先細りの先端で係合し、前記ステップ（Ｅ）で、低速度で流量を計量することを可能とすることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１６に記載の方法であって、前記穴の一つを前記流体源と連通させ、他の穴を負荷と連通させるステップを更に備えたことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１９に記載の方法であって、両穴が、その中を通る流路を有するガスケットと、前記穴に隣接する該流路の端のフランジとにより対応するポートと接合し、該フランジは、少なくとも前記弁部材の一位置で前記隣接する穴を完全に覆うのに十分な厚さを有していることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１６に記載の方法であって、ステップ（Ａ）は、前記負荷からリザーバへ流体が戻ることを容易にする第３ポートを提供するステップであって、第３ポートは非計量封止アセンブリで封止されているステップを更に有することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の参照）適用無し。
本出願は、２００３年６月３日に出願された米国特許出願第６０／４７５，２８７号の利益を主張し、その全記載内容は、ここで参照することにより、本明細書に組み入れられる。
【０００２】
（連邦資金による研究に関する陳述）
適用無し。
【０００３】
本発明は制御弁アセンブリに関し、特に、油圧流体流のオン・オフ、並びに流体流の速度及び方向を制御する制御弁に関する。
【背景技術】
【０００４】
シリンダに出入りする油圧流体又は空気圧流体等の加圧流体流を制御して、負荷を増量及び減量するために、流体流制御弁アセンブリが一般的に用いられている。従来の制御弁アセンブリは、代表的には、１以上の取入ポートと、流体排出ポートとを有する。この取入ポートは、流体源と負荷との間に選択的に接続することができる。流体排出ポートは、流体が負荷から環流タンクに流れることを可能にする。このような弁は、代表的には多位置であり、流体流の所望の方向に応じて１以上のポートに係合する。
【０００５】
高圧単動油圧シリンダを作動させるためのこのような一つの公知の流体流制御弁アセンブリが、米国特許第４，４７１，８０５号に開示されている。この記載内容は、本技術分野で周知の一般的な弁アセンブリ動作の目的で、参照により、ここにその全てが記述されているが如く組み込まれる。米国特許第４，４７１，８０５号は、圧力ポートと、負荷への放流ポートと、油圧流体流の方向を選択するために係合することができるタンクポートとを有する第１の弁体を開示している。操縦ハンドルを用いて、４個の制御ポートを有する第２の弁体を作動させ、数個の可能な動作モード（即ち、迅速な前進、ゆっくりした計量された前進、一時停止及び戻りモード）の一つを選択し、油圧流体の流速を制御する。
【０００６】
従来の高圧システムは、上述したように、シリンダの動作を制御するために、２個の別個の弁アセンブリを必要とし、そのため、装置が複雑になり、製造中に過度のコストと資源とが必要となる。油圧流体流速が流体流の一方向のみに制御されるという点で、設計が一方向のみであるという更に別の制限がある。さらに、この従来の装置の構成と動作は、不必要に複雑で時間がかかる。
【０００７】
したがって、油圧流体流の方向の双方向制御が可能で、弁を通過する加圧流体流の速度を計量することのできる単一の高圧制御弁を提供することが望まれる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一つの形態においては、高圧下の油圧流体を選択的に負荷に導く絞り弁アセンブリが提供される。この弁アセンブリは、流体源から油圧流体を受け入れる第１ポートと、油圧流体を負荷に導く第２ポートと、を限定する弁ブロックを有する。回転可能な弁部材が設けられる。この弁部材は、軸方向に面した面を有する。この面内に、第１穴及び第２穴が形成される。この第１穴及び第２穴は、互いに流体的に連通し、それぞれ前記第１ポート及び第２ポートと選択的に連通する状態にされ、流体源から負荷に油圧流体を導くことができる。少なくとも一つの計量封止アセンブリが、弁ブロックと、弁部材の軸方向に面した面との間の接合面を提供する。計量封止アセンブリはガスケットを有し、このガスケットは、このガスケット中を通る流路を限定する。このガスケットは、第１ポート及び第２ポートの一方を取り囲み、フランジを限定する。このフランジは、弁部材の軸方向に面した面に当接し、弁部材の少なくとも一つの位置で対応する穴に完全に重なって封止し、ガスケットを通る流路と対応する穴との間の連通が、この流路と穴との間に最大の連通が形成される位置の方に弁部材が回転するにつれ、連続的に増大するような、大きさに形成される。
【０００９】
本発明のこれら及び他の態様は、その目的で請求項が設けられた、本発明の範囲を限定するようには意図されていない。以下の記載において、本願の一部を構成し、例示する目的で、本発明の望ましい実施の形態を限定することなく、示された添付した図面を参照する。このような実施の形態は、本発明の範囲を限定しない。したがって、本発明を限定するには、請求項を参照しなければならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１及び図２を参照すると、回転制御弁２０は、その基部に細長い長方形の多岐管箱体２２を有する。多岐管箱体２２は、対抗する細長い前壁２４及び後壁２６、対抗する側壁２８及び３０、並びに上壁３２及び下壁３４を提供する。第１の開口３１が側壁３０に形成され、側壁３０は、導管３５を介して、油圧シリンダとして例示した、増量することのできる負荷３３のポート４１に接続されている。第２の開口３９が側壁３０に形成され、流体リザーバ３７に接続されている。かくして、流体は開口３１を通ってポート４１に供給され、負荷３３を増量する。流体は、ポート４１から開口３１を通って弁２０に戻り、増量を取り消す。そして、戻った流体は、弁２０中を流れ、開口３９を通って流体リザーバ３７に流れる。
【００１１】
圧力補償流れ制御弁３６が、多岐管箱体２２に接続され、米国特許第４，４７１，８０５号に開示されているように、流れ制御スプール３８を有する。長方形の弁箱体４４が、多岐管箱体２２の上壁３２に装着されている。弁箱体４４は、複数のねじ５０を介して弁キャップ部材４８にその上端で接続される下方弁ブロック４６を有する。回転可能ハンドル５３が、弁キャップ４８の上端に接続され、制御弁２０を通る流体流を制御及び計量するために弁箱体４４中に配置された弁アセンブリ７２を作動させる。
【００１２】
図３も参照して、弁アセンブリ７２とハンドル５３の構成材をここで説明する。特に、ハンドル５３は、弁キャップ４８の上面に回転可能に装着される円筒状円盤部材５２を有する。円盤部材５２は円筒状内腔６０を限定する。円筒状内腔６０は、円盤部材５２中を軸方向に伸び、連結軸６４の上部適合端６２を受け入れ、連結軸６４を円盤部材５２と回転可能に連結する。レバー５４が、円盤５２の半径方向外壁に伸び、レバー５４を円盤５２に回転可能に連結する止めねじ５６とワッシャ５７とを介して円盤５２に固定される。ノブ５８がレバー５４の外側先端に配置され、操作中ユーザが円盤５２を容易に回転できるようにする。
【００１３】
円盤５２は、弁キャップ４８から円盤５２へ伸び、弁箱体４４に関して円盤５２の回転を容易にするばね６８及び球７０と共に、ロールピン６６を介して弁キャップ４８に連結される。さらに、ロールピン６６が、ばね６８、球７０と共に、円盤５２の回転の程度を制限し、さらに、複数の異なる位置の一つに円盤５２を位置させるために、触覚フィードバックを確立する。
【００１４】
弁アセンブリ７２は、負荷３３への及び負荷３３からの高圧の油圧（等の）流体流の状態（即ち、オン・オフ）、加えてその速度と方向とを制御する。油圧流体の制御は、弁箱体４４中に配置された回転円筒弁円盤７４を用いて行われる。具体的には、弁キャップ４８は、下方に伸びる肩８９を有し、肩８９は、円盤７４を包み込み、その下端で弁ブロック４６の上端に接続される。弁キャップ４８は、複数本のねじ１２５と、適切に調整できるようにする１以上のロールピン１２７とによって、弁ブロック４６に固定される。
【００１５】
円盤７４は、対向する下面７１及び上面７５を提供し、下面７１及び上面７５は、それらの外側先端で外側放射壁１１３に接合する。中央内腔７６が、円盤７４の中心で、内腔６０と一直線になって、鉛直に伸びて、連結軸６４の下端６５を受け入れる。穴６７が軸６４の下端６５を貫いて放射状に伸び、対応する穴８０が円盤７４を貫いて放射状に伸びて穴６７と整列している。穴８０及び６７を貫いて挿入された楔７８が、軸６４及びハンドル５３に関して円盤７４の位置を回転可能に固定する。したがって、動作中、ハンドル５３が回転すると、それに対応して円盤７４が回転させられる。
【００１６】
円盤７４の上面７５は、封止アセンブリ７３を介して弁キャップ４８と係合する。封止アセンブリ７３は、弁キャップ４８に関して円盤７４の回転を容易にする。封止アセンブリ７３は、Ｏリング９０を有する。Ｏリング９０は、肩８９の下面の内端に放射状に形成された放射状切欠８１中に配置される。支圧板８８が、弁キャップ４８に設置され、針軸受８６が、円盤の上面７５と支圧板８８との間に配置される。かくして、軸受８６は、円盤７４の上面７５と支圧板８８の下面とに沿って載ることにより、弁ブロック４８に関して円盤７４の回転を容易にする。支圧板８８は、弁キャップ４８に関して固定して保持されている。Ｏリング８２と対応する予備ワッシャ８４とが溝８５中に配置されている。溝８５は、Ｏリング８２が弁キャップ４８に関して軸６４を封止するような位置で軸６４中に放射状に伸びている。
【００１７】
弁ブロック４６は、略長方形の上面９１を限定する。上面９１は、中央部に配置された内腔９５を有する。内腔９５は、鉛直方向に形成され、弁ブロック４６中を伸びている。内腔９５は、円盤７４の内腔７６と整列され、軸６４の下端６５を部分的に受け入れる。反対の内腔９２も上面９１中に伸び、沈み放射状フランジ９４を限定する。沈み放射状フランジ９４は、内腔９５を取り囲む。反対の内腔９２は、フランジ９４が円盤７４のために座を提供するのに十分な直径を有する。
【００１８】
複数のポートがフランジ９４中に形成され、これらのポートは、加圧油圧流体源１０９、負荷３３及びリザーバ３７に連結される。各ポートは、ハンドル５８を用いてユーザにより選択的に流体源１０９、負荷３３、及び／又はリザーバ３７に連結され得る。そして、ここで説明するように、円盤７４を回転し、それにより弁動作を制御し、オン・オフし、弁アセンブリ７２中の流速を計量する。
【００１９】
特に、第１ポート９６がフランジ９４中を伸び、負荷戻りチャンネル１０２を通って負荷ポート４１に接続されている。同様に、負荷戻りチャンネル１０２は主チャンネル１０６に接続されている。負荷戻りチャンネル１０２と主チャンネル１０６の双方は、多岐管箱体２２中を伸びている。このように、ポート９６は、油圧流体が負荷から弁円盤７４に戻すことを可能にする。弁円盤７４は、戻った流体をタンクポート３９に更に導くように構成することができる。
【００２０】
第２ポート９８は、ポート９６に関して反時計回りの位置でフランジ９４を貫いて伸びる負荷供給ポートである。ポート９８は、チャンネル１０６に連結され、加圧流体が弁箱体４４からポート３１に流れることを可能にする。
【００２１】
第３ポート１００は、ポート９８に関して反時計回りの位置でフランジ９４を貫いて伸びる油圧流体供給ポートである。加圧油圧流体源１０９は、コネクタ１０７（図２参照）に流体を供給する。コネクタ１０７は、多岐管箱体２２中を伸びるチャンネル（不図示）を通って流体供給ポート１００に連結される。円盤７４を適当に配置することにより、ポート１００がポート９８に接続されたとき、加圧油圧流体が流体源１０９からポート３１に供給される。
【００２２】
３個のＯリング１２３（１個のみ図示）が、弁ブロック４６の下面に係合し、ポート９６，９８及び１００の下端を封止する。
【００２３】
リザーバ３７に連結された一対の排液管１１２及び１１５が、内腔９５から弁ブロック４６中を伸びるＵ字型の切り欠きから形成された対応する一対の溝から形成される。この切り欠きは、弁ブロック４６の全高さに沿って鉛直に伸びる。排液管１１２は、第１ポート９６と第２ポート９８との間に位置し、一方排液管１１５は、第１ポート９６に関して時計回り方向に位置する。両排液管１１２及び１１５は、多岐管箱体２２中を伸びるチャンネル１０４に連結された鉛直導管１０５を通ってリザーバ４７に連結される。したがって、排液管１１２又は１１５を流れる流体は、導管１０５を通って流れ、チャンネル１０４を通って進み、リザーバ３７に供給される。
【００２４】
逆止め弁１０８がチャンネル１０６中に配置され、負荷供給ポート９８からポート３１への一方向の流体流を可能とし、ポート３１から負荷供給ポート９８への油圧流体の逆流を阻止することが好都合である。チャンネル１０２は、（負荷３３に供給される流体の方向に関して）逆止め弁１０８の下流位置でチャンネル１０６に接続される。したがって、負荷戻りポート９６（そしてかようにチャンネル１０２）が閉じられたとき、逆止め弁１０８は、逆流を阻止し、ポート３１への流体流が中断されたときに、増量した位置で負荷３３を保持する。負荷３３を収縮させることが望ましい場合には、弁アセンブリ７２を作動させて、流体がポート４１からポート３１及びチャンネル１０２へ、逆止め弁１０８をバイパスしながら、排液管１１２又は１１５を通って、そしてチャンネル１０４を通って流体リザーバ３７へ流れることができるようにする。
【００２５】
別に明言しない場合は、「時計方向」及び「反時計方向」の語は、（図５〜図８に示すように）弁アセンブリ７２に関するこの開示の全てにおいて、それぞれ矢印Ｃ及びＣ’（図３）により識別される方向に従って用いる。
【００２６】
ここで図３及び図４を参照すると、流体流が、回転する弁円盤７４を通って、種々のポート９６，９８及び１００、並びに排液管１１２及び１１５へ導かれる。特に、第１及び第２の穴１１４及び１１６は、円盤７４の下面７１中に鉛直に形成され、上面７５まで伸びる前に成端する。穴１１４及び１１６の終端（不図示）は、入れ子状のチャンネル１１８（図５〜図８も参照）により接続される。チャンネル１１８は、穴１１６の近くの位置で外周壁１１３から、穴１１６及び１１４を通って伸び、円盤７４の全体を貫いて伸びることなく、穴１１４の下流の位置で成端する。チャンネル１１８は、外周壁１１３に配置された栓１２０により封止され、穴１１４及び１１６を流体的に連通した状態にする。
【００２７】
穴１１４及び１１６は、このように、望むように油圧流体流を導くために、連携してポート９６，９８，１００，１１２及び１１５のある一つに選択的に連結されることができる。例えば、ポート９８と１００とが穴１１４及び１１６により連結される場合には、油圧流体は、流体源１０９からポート１００を通り、続いてポート１００及び９８を連結させるチャンネル１１８を通って、流れる。この加圧流体は、次に、ポート９８を通って、ポート３１に流れ、負荷３３を増量させる。ポート９６が、排液管１１２又は１１５のいずれかに連結している場合には、油圧流体は、ポート３１から、ポート９６及びチャンネル１１８を通って流れ、そこで次に、どちらであるにせよ、ポート９６に連結された排液管１１２又は１１５に流れ、それにより負荷３３を収縮させる。
【００２８】
図３及び図４を引き続き参照すると、円盤７４と弁箱体４４とが金属、又は他の適切な強度の高い材料で形成され、油圧流体に掛かる高圧に耐えるようにすることが望ましく、したがって、ポート９６〜１００は、単独で、円盤７４の金属下面７１を用いて封止を形成することは不可能であることが認識される。したがって、ポート９６〜１００は、円盤７４の下面７１に対して封止される。特に、ポート９８と１００は、計量封止アセンブリ１１０により円盤７４と連結し、ポート９６は、非計量封止アセンブリ１１１により円盤７４と連結する。
【００２９】
図３は、ポート９８と結合して設置される計量アセンブリ１１０との組立図を示し、一方、ポート１００が既に設置された計量アセンブリ１１０と共に示されている。計量アセンブリ１１０は、鉛直方向に伸びる巻ばね１２２を有し、巻ばね１２２はこのアセンブリの下端に配置される。封止Ｏリング１２４が、ガスケット１２８の外側の周りに形成された溝で一対のワッシャ１２６の間に挟まれる。ばね１２２の力と、ガスケット１２８を情報に付勢するすべての油圧力の下に、円盤７４の下面方向に、ガスケット１２８はバイアスされる。図４を参照すると、ガスケット１２８は、鉛直方向に伸びる環状体９３を有する。環状体９３は、その中を貫通する流路９９を限定する。下部フランジ１３０がばね１２２に抗して設置され、上部フランジ１３２が、円盤７４の下面７１に対する摺動封止を形成する。
【００３０】
計量ガスケット１２８の上部フランジ１３２は、穴１１４及び１１６がフランジ１３２上に位置するときに、作動中穴１１４及び１１６を完全に覆って封止するのに十分な放射幅を有している。このように、ガスケット１２８は、円盤７４の下面を封止し、又は、流路９９と穴１１４及び１１６との間の整列の程度を決定し、完全に閉じた状態と完全に開いた状態との間で対応するポートを通る油圧流体の流速を制御することができる。ガスケット１２８は、ばね１２２の力の下で円盤７４の下面７１に対して信頼性の高い高圧油圧封止を形成し、その上、円盤７４が、それが回転するときに摺動できるようにするのに適した表面の平坦さと仕上げを有する金属又は他の材料で形成することが望ましい。
【００３１】
上述したように、負荷戻りポート９６は、非計量封止アセンブリ１１１により円盤７４の下面７１と接合する。封止アセンブリ１１１は、計量アセンブリに関して上述したように、ばね１２２、Ｏリング１２４及びワッシャ１２６を有する。ガスケット１２９の形態での標準せん断封止が上部ワッシャ１２６上に配置され、ばね１２２の力の下に、円盤７４の下面７１方向にバイアスされる。しかし、ガスケット１２９は、計量ガスケット１２８とは異なる。というのは、ガスケット１２９の上部フランジ１３１は、開口１１４及び１１６の大きさよりも小さな放射幅を有するからである。このように、ガスケット１２９は、穴１１４及び１１６を完全に覆うのは不可能であり、したがって、完全に閉じた状態と完全に開いた状態の間でリザーバ３７へ戻る流体の流れを計量することができない。しかし、負荷戻りポート９６は、その代わり、所望の場合には、負荷ポート４１からの油圧流体の流速と、対応する負荷収縮速度を制御するために、計量アセンブリ１１０により、円盤７４と接合することができることを認識すべきである。
【００３２】
図４は、ポート９８と穴１１４との接合面を示す。そして、ポート９６及び９８のいずれかと穴１１４および１１６のいずれかとの間の接合面が同様に計量されることが認識される。動作中、計量アセンブリ１１０は、流体が、回転する円盤７４によりポート９８を通って、フランジ１３２が穴１１４を完全に覆う位置に流れることを防止することができる。そして、円盤７４は、流体をポート９８を通って流れ始めさせるために、ハンドル５３により、矢印Ａの方向に回転させられる。特に、円盤７４が回転するときに、流路９９は、穴１１４と部分的に配列した状態にされる。円盤７４が更に回転するにつれ、穴１１４のより大きな部分が流路９９と流体的に連通した状態となり、したがって、穴１１４の全体が流路９９と整列して流体が完全に流れられるようになるまで、ポート９８を通る流体の流速をより大きくすることを可能とする。
【００３３】
図に示すように、穴１１４及び１１６は、所望の速度での流体流を容易に計量するために、円盤７４が回転するときにフランジ１３２に関して菱形に形成されている。穴１１４及び１１６と流路９９との重なり量が低い流速で（即ち、完全に閉じた位置の近傍の位置で）精細に制御できるので、菱形が望ましい。しかし、円盤７４を通って流れる流体の流れを本発明に従って計量できるようにする任意の所望の形状を、穴１１４及び１１６に仮定することができることを認識すべきである。したがって、「幾何的穴」の語は、菱形、正方形、長方形、円、三角形、四角形及び他の同様な形状等の形状を含むように意図されている。しかし、最初にフランジ３２と係合する前部穴１４及び１６は、低い流速を容易に計量できるようにするように、先細になっている。
【００３４】
ここで弁アセンブリ７２の動作を図５〜図８を参照してより詳細に説明する。
【００３５】
図５Ａ〜図５Ｂを参照して、弁アセンブリ７２が、「一時停止」又は「無流」位置で示されている。特に、ハンドル５４が回転され、ポート１００に対応する計量アセンブリ１１０のフランジ１３２が穴１１６に完全に重なるまで、弁ブロック４６に関して、対応する円盤７４を回転する。したがって、流体源１０９からポート１００を通って円盤７４に流れる加圧油圧流体は、計量アセンブリ１１０により円盤７４の下面７１に対して封止され、チャンネル１１８に入ることが阻止される。このようにして、油圧流体は、穴１１４を通って負荷ポート４１へ進むことがポート９８により阻止される。
【００３６】
ポート１００及び９８は、弁２０が「無流」の構成にあるとき、したがって逆止め弁１０８がポート３１からポート９８への逆流を阻止したとしても弁２０が閉じられているときは、ポート９８に対応するフランジ１３２が望ましくは穴１１４を完全に覆うように、空間を隔てられる。さらに、負荷戻りポート９６に対応する封止アセンブリ１１１のフランジ１３１は、円盤７４の下面７１に対して封止され、増量した負荷シリンダ中の加圧油圧流体がバイパスチャンネル１０２を通ってリザーバ３７へ進むのを阻止する。
【００３７】
弁２０を「一時停止」位置に置くと、流体源１０９への力を中断し、一方、増量した負荷３３を延長した期間だけ維持し、これにより、供給ポンプと弁アセンブリ７２との摩耗及び断裂を減少させることができる。力が続いて油圧流体源１０９に掛けられたときに流体が直ちに負荷３３に流れること防止するために、負荷３３が収縮させられ油圧流体源１０９がオフのとき、弁アセンブリ２０を「一時停止」位置に回転させることも望ましいかもしれない。加圧油圧流体を徐々に負荷３３に導入するために、ここで説明するように、弁２０を計量構成に置くことができる。
【００３８】
具体的には、図４を再び、そしてまた図６Ａ〜図６Ｂを参照して、穴１１４及び１１６の一部がフランジ１３２に覆われていることから離脱し、その代わりに、部分的に、それぞれ対応するポート９８及び１００を連結する流路９９と配列されるように、矢印Ａ（図６Ａ）のように反時計方向に、円盤７４がわずかに回転する。したがって、そこで油圧流体がポート１００及び９８の間の流体源１０９からチャンネル１１８を通って流れ、続いて逆止め弁１０８を介して、ポート３１の方向へ、そして負荷ポート４１中に流れる「計量された流れ」位置が実現される。穴１１４及び１１６の小部分がポート９８及び１００とそれぞれ整列させられる場合は、油圧流体のゆっくりした計量された前進が生じる。穴１１４及び１１６が、ポート９８及び１００と徐々に整列されつつあるので、負荷３３への油圧流体流が対応して増大し、速い計量された前進を開始する。
【００３９】
穴１１４は、穴１１６がポート１００と流体的に連通した状態に置かれるわずかに前に、ポート９８と流体的に連通した状態に置かれるように構成することが望ましいことを認識すべきである。その結果、チャンネル１１８から負荷ポート４１までの導管が、加圧油圧流体がチャンネル１１８に入る前に開かれ、チャンネル１１８を流体源圧力に開く前にチャンネル１１８の圧力を負荷圧力に等しくする手助けになる。さらに、１１６での計量された穴は１１４でのそれよりも小さいので、より精密な制御のためには、より多くの計量が穴１１４よりも穴１１６で生じる。又は、上述したように、フランジ１１４及び１１６が、ポート９８及び１００に同時に係合するように、又は１１６が先に係合するように構成できる。２個の計量された穴が存在するので、ポート１００とポート９８との間での全圧力低下を、特に高圧に対して、圧力低下が全て一つの穴で生じないように、二つの穴の間で分割できる。
【００４０】
図７Ａ及び図７Ｂをここで参照すると、円盤７４がさらに反時計方向に回転すると、穴１４及び１６が、ポート９８及び１００と完全に整列する。ポート９８及び１００は対応する穴１１４及び１１６に完全に重なるような大きさにされ、導管１１８を通ってポート３１までの完全な流体流を可能としている。
【００４１】
刻印５９（図１参照）も、ハンドル５３又は円盤部材５２上に設けることができる。刻印５９は、ユーザが読み取り、計量された油圧流体の流速を決定し、流れが完全にオフされているか（一時停止）、あるいは負荷がタンク３７に接続されているかを決定する。例えば、負荷３３に対して完全な流体流の５０％が望ましい場合には、ユーザは、ハンドル５４と円盤部材５２とを回転し、穴１１６の表面領域の半分をポート１００と整列した位置に対応させて置くであろう。負荷３３が一度その所望の増量位置に達すると、弁２０が、上述した「無流」位置に作動させられ、油圧流体源１０９への力を中断することができる。無流（一時停止）位置に移動すると、穴１１６が最初に閉じられ、続いて穴１１４が閉じられる。これにより、チャンネル１１８中の圧力が一時停止位置での負荷圧に等しくなることが保証される。
【００４２】
望ましい実施の形態においては、計量アセンブリ１１０が両ポート１００及び９８に関連付けられているが、負荷ポート３１への油圧流体の流れを十分に計量するために、ポート１００又は９８の一方のみを計量すればよい用途も存在する。具体的には、計量アセンブリ１１０と結合して菱形又はほかの適切な幾何的穴の代わりにポート１００を計量し、ポート９８は設置された非計量アセンブリ１１１を有する場合には、油圧流体流はチャンネル１１８に入るときに計量することができ、したがって、穴１１４がポート９８に関して完全に開いていたとしても、油圧流体流は負荷３３に流れるときに計量することもできる。同様に、ポート１００が非計量であり、ポート９８が軽量される場合は、完全な油圧流体流がチャンネル１１８に入るが、穴１１４がポート９８と一部のみ整列しているので、負荷３３への流れが計量される。勿論、弁円盤７４が更に回転して、穴１１４を計量されたポート９８と完全に配列する位置に置くときには、穴１１６とポート１００とが完全に整列することを保証するために、十分な間隙が存在することが必要であろう。
【００４３】
ここで図８Ａ及び図８Ｂを参照すると、流体が負荷３３から排水され、チャンネル１０４を通ってリザーバ４７へ戻る「戻り」位置又は「収縮」位置に円盤７４は回転できる。特に、穴１１４は負荷戻りポート９６と整列し、穴１１６は排液管１１２と整列する（あるいは、穴１１６は負荷戻りポート９６と整列でき、穴１１４は排液管１１５と整列できる）。したがって、油圧流体は、負荷ポート４１から、チャンネル１０６を通って逆止め弁１０８の方へ多岐管箱体２２中に進む。戻り流体は、チャンネル１０２を通って逆止め弁１０８をバイパスし、ポート９６及び穴１１４を通って円盤７４へ進む。そして、油圧流体はチャンネル１１８を通って進み、穴１１６を通って円盤７４を出る。さらに溝１１２中を流れ、そこでチャンネル１０４及び１０５によりリザーバポート３９に導かれる。
【００４４】
望ましい実施の形態に合致する弁２０は、ユーザが単一の弁アセンブリ７２を用いて流体流の方向を選択し、油圧流体の負荷への流れを連続的な方法で計量することの双方を可能にすることを認識すべきである。所望の場合には、弁２０は、標準的な封止アセンブリ１１１を計量アセンブリ１１０と置き換えることにより、チャンネル１０４を通ってポート３１からリザーバ３７へ戻る油圧流体の流れを計量するように変更することもできる。本発明は、代表的には５０００ＰＳＩ〜１００００ＰＳＩの間の高圧油圧用途に特に適合している。本明細書中では、高圧は５０００ＰＳＩより大きな圧力を指示する。本システムは、一つの流体源と一つの負荷とを実装するが、どのような数の流体源と負荷とを実装するどのようなシステムも本発明の利益を享受できることを認識すべきである。
【００４５】
さらに、本明細書に記載された弁２０は、単動シリンダ向きに構成されているが、負荷３３は、代わりに、本発明に従って複動式にできる。当業者は、例えば、弁ブロック４６中に形成されたポートに選択的に結合するように、円盤内に伸びる内部チャンネルにより接続することのできる穴をどのような数であれ円盤７４中に形成できることを認識するであろう。ポートは、上述したような計量アセンブリ、あるいは通常の封止アセンブリを、当該ポートの所望の機能に応じて有することができる。
【００４６】
本発明は、現在最も実用的で望ましい実施の形態と考えられるものについて説明した。しかし、本発明は説明の手段として提示されたものであり、開示された実施の形態に限定されるように意図されているものではない。したがって、添付する特許請求の範囲に述べられたように、本発明の精神と範囲とに含まれる変形と代替する配列のすべてを本発明が含むように意図されているを当業者は実感するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
本発明の代表的な実施の形態を添付の図面に示す。これらの図中で同一の参照番号は、全図中で同一の要素に対応する。
【図１】本発明の望ましい実施の一形態に係る制御された負荷に図式的に連結された制御弁の斜視図である。
【図２】図１に示された制御弁の側断面図である。
【図３】図２に示された制御弁の弁アセンブリ部の分解組立図である。
【図４】計量される流れ位置の弁の状態で、弁体の下面を見たときの、図１〜図３に示した制御弁の一部の斜視図である。
【図５】（ａ）は「無流」位置での弁部材を示す、図２の５ａ−５ａ線から見た弁部材の平面図、（ｂ）は図５（ａ）に示した弁部材の詳細図である。
【図６】（ａ）は計量される流れ位置にあるときの弁部材の図５（ａ）と同様な図、（ｂ）は図６（ａ）に示した弁部材の詳細図である。
【図７】（ａ）は「前開流」位置での弁部材の図５（ａ）と同様な図、（ｂ）は図７（ａ）に示した弁部材の詳細図である。
【図８】（ａ）は「リザーバ復帰」位置での弁部材の図５（ａ）と同様な図、（ｂ）は図８（ａ）に示した弁部材の詳細図である。
【符号の説明】
【００４８】
２０  回転制御弁
２２  多岐管箱体
２４  前壁
２６  後壁
２８，３０  側壁
３１  第１の開口
３２  上壁
３３  負荷
３４  下壁
３５  導管
３６  圧力補償流れ制御弁
３７  流体リザーバ
３８  流れ制御スプール
３９  第２の開口
４１  負荷ポート
４４  弁箱体
４６  下方弁ブロック
４７  リザーバ
４８  弁キャップ
５０  ねじ
５２  円筒状円盤部材
５３  回転可能ハンドル
５４  レバー
５６  止めねじ
５７  ワッシャ
５８  ノブ
６０  円筒状内腔
６２  上部適合端
６４  連結軸
６５  下端
６６  ロールピン
６７，８０  穴
６８  ばね
７０  球
７１  下面
７２  弁アセンブリ
７３  封止アセンブリ
７４  回転円筒弁円盤
７５  上面
７６  中央内腔
７８  楔
８１  切欠
８２  Ｏリング
８４  予備ワッシャ
８５  溝
８６  針軸受
８８  支圧板
８９  肩
９０  Ｏリング
９１  上面
９２  反対の内腔
９３  環状体
９４  沈み放射状フランジ
９５  内腔
９６  第１ポート
９８  第２ポート
９９  流路
１００  第３ポート
１０２  負荷戻りチャンネル
１０４  チャンネル
１０５  鉛直導管
１０６  主チャンネル
１０７  コネクタ
１０８  逆止め弁
１０９  加圧油圧流体源
１１０  計量封止アセンブリ
１１１  非計量封止アセンブリ
１１２，１１５  排液管
１１３  外側放射壁
１１４  第１の穴
１１６  第２の穴
１１８  チャンネル
１２０  栓
１２２  巻ばね
１２３  Ｏリング
１２４  封止Ｏリング
１２５  ねじ
１２６  ワッシャ
１２７  ロールピン
１２８，１２９  ガスケット
１３０  下部フランジ
１３１，１３２  上部フランジ  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006526749.tif 000009
【図８】
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【国際調査報告】
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