(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体圧力源に接続される入力ポートと流体圧作動装置に接続される出力ポートとを備え、前記入力ポートから前記出力ポートへの流体の連通を可能にする開位置と前記出力ポートからの流体圧力の排出を可能にする排出位置との間で可動であり、第１および第２端部を有し、前記第１端部に作用する力により前記排出位置に向けて付勢され、前記第２端部に作用する力により前記開位置に付勢されるようになっており、該第１端部に前記出力ポートが接続された力制御式主段と、
該主段の前記第２端部に連通する蓄積チャンバを有するエネルギー蓄積装置と、
通過する流体が所定の流量を越えるとき前記蓄積チャンバからの流体の流れをブロックする流れ制御手段と、前記蓄積チャンバからの流体の流れを制限する流れ絞り手段と、を備え、前記蓄積チャンバに連通する遮断バルブ機構と、
該遮断バルブ機構に連通し、前記遮断バルブ機構をタンクに開放するように作動可能なソレノイド制御式パイロット段と、
を備え、前記パイロット段が前記遮断バルブ機構をタンクに開放したとき、前記流れ制御手段と前記流れ絞り手段を介して前記蓄積チャンバのエネルギーが放出されることにより、前記第２端部に作用する力が低下して前記主段が前記排出位置に動かされるようになった２段式電気油圧圧力制御バルブ。
【請求項２】
前記流れ制御手段が流れをブロックしている状態のときに、前記蓄積チャンバ内の流体圧を所定のレベルにまで低減させるための減圧手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の圧力制御バルブ。
【請求項３】
前記流れ制御手段は、開閉位置の間を可動であり、前記開位置に弾性的に付勢される流れ制御バルブを含んでおり、該流れ制御バルブは、これを通る流体が所定の流量を越えるとき、前記流れ制御バルブを前記閉位置に動かすのに十分な差圧を前後に発生させるような大きさのオリフィスを有することを特徴とする請求項２に記載の圧力制御バルブ。
【請求項４】
前記減圧手段は、前記流れ制御バルブと並列に配置されて開閉位置を有する圧力リリーフバルブを含んでおり、該圧力リリーフバルブは、前記閉位置に弾性的に付勢されており、前記蓄積チャンバ内の圧力が所定のレベルを越えて前記流れ制御バルブが閉位置にあるときには前記開位置に可動であることを特徴とする請求項３に記載の圧力制御バルブ。
【請求項５】
前記流れ絞り手段は、前記圧力リリーフバルブと並列に配置されている調整オリフィスを含むことを特徴とする請求項４に記載の圧力制御バルブ。
【請求項６】
前記流れ制御バルブと、圧力リリーフバルブおよび調整オリフィスは共通のバルブ内で一体構造になっていることを特徴とする請求項５に記載の圧力制御バルブ。
【請求項７】
前記共通バルブは、ボアを中に有するハウンジングと、前記ボア内に摺動可能に配置されており、前記流れ制御バルブの前記開位置と前記リリーフバルブのブロック位置を形成する第１の位置と、前記流れ制御バルブの閉位置と前記圧力リリーフバルブの開位置とを形成する第２の位置と、前記調整オリフィスと、前記流れ制御バルブおよび前記リリーフバルブの前記閉位置とを形成する第３の位置と、の間を可動なスプールと、該スプールを前記第１位置に付勢するばねとを含むことを特徴とする請求項６に記載の圧力制御バルブ。
【請求項８】
前記スプールは、前記パイロット段に接続されている第１チャンバと、前記蓄積チャンバと前記主段の前記第２端部とに接続されている第２チャンバとを形成することを特徴とする請求項７に記載の圧力制御バルブ。
【請求項９】
前記スプールは、前記第１チャンバに開いて軸線方向に延びている通路と、前記スプールの前記第１および第２位置で前記第２チャンバと前記通路とを連通する半径方向の通路と、を含むことを特徴とする請求項８に記載の圧力制御バルブ。
【請求項１０】
前記スプールと前記ボアとの間に形成された所定の環状間隙を含んでおり、前記半径方向の通路は、前記スプールの前記第３の位置で、前記環状間隙と前記軸線方向に延びる通路とを連通することを特徴とする請求項９に記載の圧力制御バルブ。
【請求項１１】
前記パイロット段は、前記遮断バルブ機構に油圧的に接続されており、電力が前記バルブ機構に供給されない場合には開位置に付勢されることを特徴とする請求項１０に記載の圧力制御バルブ。
【請求項１２】
前記パイロット段は、入口ポートおよび出口ポートを有する前記遮断バルブ機構に機械的に接続されていることを特徴とする請求項１０に記載の圧力制御バルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、２段式電気油圧圧力制御バルブに関する。より詳細には、本発明は、制御バルブへの電力の供給が停止すると制御可能に係合される、ばね作動圧力解放式ブレーキを制御するのに適する制御バルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
２段式電気油圧圧力制御バルブは、油圧制御バルブ、ブレーキ、クラッチ等を制御するための様々な用途にますます用いられている。多くの場合、これらのバルブはマイクロプロセサによって制御されており、バルブのような制御システムは、単にマイクロプロセサのプログラムを変えることによって、相当に用途が広がることになる。１例は、２段式電気油圧圧力制御バルブがばね作動圧力解放式ブレーキを制御的に解除したり係合するのに用いられる場合である。このようなブレーキは、通常、高い電気信号がソレノイド励磁式パイロット段に送られることによって、係合解除位置に維持されており、ソレノイドへの電力供給を低下させることによって係合される。通常の作動状況のもとで、エレクトロニクスは電力の低下率を制御するようにプログラムされ、このため制御されている状況でブレーキの係合を調整できる。
【０００３】
しかしながら、電気的な機能不良が発生し、制御バルブが制御されずにブレーキの係合位置に動かされると、様々な問題の一つが発生する。これが生じると、オペレータに何の警告も与えずにブレーキは突然作動する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ソレノイドへの電力供給が突然停止されたときに、ばね作動圧力解放式ブレーキの係合を調整的に制御する機構を含む２段式電気油圧圧力制御バルブが必要とされる。
本発明は上述の問題の１つか２つ以上を解決する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の１態様において、２段式電気油圧圧力制御バルブは、第１および第２端部と、この第１端部に接続されている出力ポートとを有する力制御式主段と、該主段の第２端部に接続されている蓄積チャンバを有するエネルギー蓄積装置および該蓄積チャンバに接続されている遮断バルブ機構と、を含む。遮断バルブ機構は、流体制御手段を通る流体が所定の流量を越える場合に蓄積チャンバからの流体の流れをブロックする流れ制御手段と、蓄積チャンバからの流体の流れを制限するための流れ絞り手段とを有する。ソレノイド作動式パイロット段は、遮断バルブ機構に接続されている。
【０００６】
【実施例】
図１を参照すると、２段式電気油圧圧力制御バルブ１０がポンプ１１から流体を受取り、制御圧をばね作動圧力解放ブレーキ１３の流体チャンバ１２に送っている。ブレーキ１３はブレーキを作動、すなわち係合するばね１４を有する。
制御バルブ１０は、ソレノイド制御式パイロット段１６、力制御主段１７、パイロット段に対して主段を瞬時に独立して動かすことのできるエネルギー蓄積手段１８、および遮断機構１９を含む。パイロット段バルブ１６は、定量供給オリフィス２１を通ってポンプ１１に接続されている入力ポート２０、タンク２３に接続されているドレンポート２２、パイロット段の端部２６と常時連通している制限圧力通路２４を有する。
【０００７】
主段１７は、入力ポート２８を介してポンプ１１に接続されており、さらに主段の端部３１と常時連通している出口ポート２９を介して流体チャンバ１２に接続されている。パイロット段１６は、ポンプからブレーキまでの主制御流れを司る主段の大きさに比べて小さい流量の調整された圧力を供給する。エネルギー蓄積手段１８は、ピストン３３を有するアキュムレータ３２、該ピストンの一端側に形成されて、通路３７を介して主段の他方側の端部３６に接続されている流体蓄積チャンバ３４、およびピストンの他方側の端部に配置されているばね３８を含む。アキュムレータ３２は、主段とは分離して示されているが、共通のボア内に配置されて、通路３７に接続される流体チャンバを共有することが便利である。
【０００８】
本実施例の遮断バルブ機構１９は、通路２４と３７の間に配置されており、通路３７から通路２４を通って流れる流体が所定の流量を越える場合には、蓄積チャンバ３４からパイロット段１６までの流体の流れをブロックする流れ制御手段３９と、流れ制御手段が流れブロックモードにある場合には蓄積チャンバ３４内の流体圧を軽減させる減圧手段４１、および蓄積チャンバから通路２４までの流体の流れを制限する流れ絞り手段４２と、を有する。
流れ制御手段３９は、通路２４と３７との間に配置された流れ制御バルブ４３を含み、これら通路２４、３７は、両端部４４、４６にそれぞれ常時連通している。流れ制御バルブ４３は開閉位置の間を可動であり、ばね４７によって図示したように開位置に付勢される。通路２４内の流体圧はばねを補助する力を流れ制御バルブにかけ、通路３７内の流体圧は流れ制御バルブに対してばねに対向する力をかける。トリガオリフィス４８が通路２４と３７の間に直列に配置されている。
【０００９】
減圧手段４１は、流れ制御バルブ４３に並列に通路２４と３７との間に配置され接続されている圧力リリーフバルブ５１を含む。リリーフバルブは、端部５３に配置されているばね５２によって図示したように閉位置に付勢される。通路２４は、端部５３と常時連通しており、ばねを補助する力がリリーフバルブにかけられるようになっている。通路３７が端部５４と常時連通しており、ばねに対向する力がリリーフバルブにかけられようになっている。
流れ絞り手段４２が、通路２４と３７との間に配置され、流れ制御バルブとリリーフバルブと並列に配置されている調整オリフィス５６を含む。
本発明の圧力制御バルブ１０の別の実施例が図２と図３に示されている。第１実施例と同一符号は、本実施例の中で同一に構成されている要素を定義するのに用いられている。しかしながら、本実施例において、流れ制御、減圧および流れ絞り手段３９、４１、４２の全てが単一の遮断バルブ機構１９内に組み入れられている。バルブ機構は、本体６２内にぴったりと固定されている円筒形のインサート６１のボア５９内に摺動可能に配置されたスプール５８を含む。フランジ６３は、スプール５８に接続されておりチャンバ６４内に配置されている。スプール５８は、長手方向に延びてチャンバ６４に開いている通路６６と、この通路６６と連通している３つの円周方向に間隔のあいた半径方向の通路６７とを含む。ばね６８は、インサート６１と、スプール５８に適当に取り付けられているリテーナ６９の間に配置されており、フランジ６３とインサート６１との間の係合によって決定されるような位置にスプールを弾性的に付勢するようになっている。より詳細に図３を参照すると、インサート内の一対の平行なスロット７１が、ボア５９をハウジング６２内のチャンバ７２と連通させる。通路２４はポート７３を介して通路６４と連通しており、通路３７はポート７４を介してポート７２と連通している。図１のばね４７、５２の機能は、本実施例の単一のばね６８で行なわれる。スプール５８の直径はボア５９の直径よりもわずかに小さく、直径方向の間隙７６（図３に誇張して示す）を形成するようになっている。通路６７と間隙７６との間の相互作用によって、スプールが左側に動かされて通路６７がボア５９内に入るとき、調整オリフィス５６を形成するようになっている。通路６７は、図１の流れ制御バルブ４３のオリフィス４８の機能を行なう。最後に、ばね６８の付勢に対してスプール５８が最大限左側に動くときには、通路６７とスロット７１とが協働して図１の実施例のリリーフバルブ５１として作用する。
本発明の圧力制御バルブ１０の別の実施例が図４に示されている。第１および第２実施例の同一参照符号は、本実施例のなかで同一に構成されている要素を示すのに用いられている。しかしながら、本実施例において、パイロット段１６は参照番号７７に概略的に表されるように、遮断バルブ機構１９と一体構造になっている。一体構造形のバルブ機構７７は、入力ポート７９と通路３７との間の流体の流れと、通路３７と出口ポート８０の間の流体流れとを制御するスプール７８を含む。停止ばね８１は予め負荷された状態に維持されて、通常のパイロット段が開くことに影響を及ぼさないように構成されている。バルブスプール７８は、文字Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤで表されている４つの作動位置の間を可動である。“Ａ”位置はパイロット段の機能を行い、“Ｂ”位置は、流れ制御バルブの機能を行い、“Ｃ”位置は調整オリフィスの機能を行い、“Ｄ”位置は開閉リリーフバルブの機能を行なう。
【００１０】
図５は、パイロット段に対して電力供給が停止されるときの、圧力減衰と時間を表すグラフである。曲線“Ａ”は、リリーフバルブが開いたときの圧力減衰を表しており、曲線“Ｂ”は、アキュムレータチャンバが調整オリフィスを介して通気されるときの圧力減衰率を表しており、曲線“Ｃ”は、流れ制御バルブが再び開く時の圧力減衰率を表す。
図１の圧力制御バルブは、これの作動を表すのに都合が良いようにブレーキが係合解除された位置にある状態で示されている。より詳細には、パイロット段１６は、電力が供給されることによって形成される励磁位置にある状態で示されており、作動チャンバ３４が加圧流体で充たされるように通路２４と３７内の圧力を制御する。通路３７内の流体圧によって、主段１７を、ポンプからブレーキチャンバ１２に流体を連通するような位置にし、ばね１４が圧縮されてブレーキは係合解除される。
【００１１】
パイロット段１６への電力供給が停止される場合には、パイロット段は直ぐに開き、通路２４とタンク２３を連通する。これによって、流れ制御バルブ４３とリリーフバルブ５１とにかけられたばねを補助する力を解放し、オリフィス４８を介してチャンバ３２からタンクまでの流れ通路を作りだす。オリフィス４８を通る流体の初期の急激な増加によって、このオリフィス前後の圧力が降下し、流れ制御バルブを閉位置に動かすのに十分なようにばねに対向する力がこの流れ制御バルブにかけられる。流れ制御バルブが閉じると、リリーフバルブ５１を開くのに十分なばねに対向する力がリリーフバルブ５１にかけられ、このために通路３７内の圧力は図５のライン“Ａ”と“Ｂ”の接合点によって表されている所定のレベルに急激に降下して、リリーフバルブ５１は閉じる。通路３７内の圧力が減衰すると、主段１７が、ブレーキチャンバ１２からの排出を開始する位置に動き始める。これらの実施例の所定の圧力レベルは、この所定の圧力レベルに達するわずか直前にばね１４がブレーキの係合を開始するように選択される。リリーフバルブの閉鎖によって作動チャンバ３２内に残余した流体が、遮断オリフィス５６を通って流れるようにして流体をゆっくりと排出させ、図５の線“Ｂ”によって示されているような割合でアキュムレータチャンバ３４内の圧力を低減させるようになる。この位相の間、ブレーキは調整可能に係合される。圧力が、線“Ｂ”と“Ｃ”との接合点によって示されているようなレベルにまで減衰されると、流れ制御バルブが再び開いてばねの全力がブレーキを作動させるのに用いられる。
【００１２】
通常の作動の間、パイロット段への電力供給は、流れ制御バルブを閉位置に動かさないような割合で制御的に減少される。
図２の実施例のブレーキの係合は、流体制御バルブ、リリーフバルブおよび遮断調整オリフィス機能が同じスプール５８によって設けられているという点を除けば、上述の記載と実質的に同じである。より詳細には、チャンバ６４内の圧力が、パイロット段への電力供給が停止するために突然減圧されると、通路３７とアキュムレータチャンバ３４から通路６７を通る流体の急激な増大によって、スプールを左側に最大限に動かすのに十分な圧力降下がチャンバ６４前後に発生する。通路６７がボア５９内に入ると、チャンバ７２と通路６６との間の連通はほぼブロックされ、チャンバ７２内の圧力が、一つのスロット７１に開いている少なくとも一つの通路６７によって形成される減圧位置に、スプールを短時間で動かすように作用するようになる。上述のように、チャンバ７２内の圧力が所定レベルまで減衰すると、バルブスプール５８は右手方向に動いて、通路６７がボア５９にふたたび入り、遮断調整オリフィス６１を形成する。チャンバ７２とアキュムレータチャンバ３４内の圧力が遮断オリフィス６１によって減少されると、スプール５８は、徐々に右手方向に動き、通路６７がボアから出て再び流れ制御バルブの開位置を形成し、これによりアキュムレータチャンバ３４内の残余した圧力が排出されることになる。
【００１３】
図４の実施例の圧力制御バルブは、上述したようにパイロット段を通る反対側の“Ｂ”、“Ｃ”、および“Ｄ”位置において通路３７が出口ポート８０に接続されていることを除けば、上述したのと同様に機能する。さらに電力をソレノイドに供給することによってスプールが位置“Ａ”まで右方向に動いて、パイロット段が比例バルブとして機能し、通路３７内の圧力をソレノイドへの力の強度に比例するレベルに維持することになる。
上述において、本発明の構造は、電力供給が突然停止されるときのばね作動圧力解放式ブレーキ１３の係合を調節的に制御する２段式電気油圧制御バルブ１０を提供することが容易にわかる。これは、パイロット段１６と主段１７との間に遮断バルブ機構１９を組み入れて、３つの別個の段階においてアキュムレータ蓄積チャンバ３４内の流体圧を制御的に低減させることによって達成される。第１段階は、１方向に通過する流体が所定の流量を越えるときに、流れ制御バルブ４６によって蓄積チャンバからの流体流れを瞬時にブロックすることである。第２段階は、流れ制御バルブが流れをブロックする位置にあるときに、リリーフバルブ５１によって所定のレベルまで蓄積チャンバ内の流体圧を減少させることである。第３段階は、所定の流量で蓄積チャンバから流体の流れを制限し主段が、ブレーキチャンバ１２内の流体圧の低減を調整的に制御することによって達成される。
【００１４】
本発明の別の態様、目的および利点は図面、詳細な説明および請求の範囲から得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例を表す概略図である。
【図２】本発明の別の実施例を表す概略図である。
【図３】図２の線３─３に沿って切断された横断面図である。
【図４】本発明の別の実施例を表す概略図である。
【図５】本発明の特徴を表す圧力と時間の曲線図である。
【符号】
１０  電気油圧圧力制御バルブ
１１  ポンプ
１２  流体チャンバ
１３  ブレーキ
１４  ばね
１６  パイロット段
１７  主段
１８  エネルギー蓄積手段
１９  遮断バルブ機構
３９  流れ制御手段
４１  減圧手段
４２  流れ絞り手段
４３  流れ制御バルブ
４６  流れ制御バルブ
４８  トリガオリフィス
５８  スプール
５９  ボア
【図１】
0003875327.tif 000002
【図２】
0003875327.tif 000003
【図３】
0003875327.tif 000004
【図４】
0003875327.tif 000005
【図５】
0003875327.tif 000006