本發(fā)明涉及一種用于控制工作流體的流動方向的方向控制閥。

背景技術(shù)：

在日本JP2006-300195A中公開有一種包括用于切換工作流體的流動方向的主閥和利用先導(dǎo)壓力切換主閥的先導(dǎo)閥、并自壓力源向主閥和先導(dǎo)閥這兩者供給工作流體的方向控制閥。

在上述的方向控制閥中，先導(dǎo)閥的兩個控制口與主閥的分別形成于主滑閥的兩側(cè)的壓力室相連通。在利用螺線管使先導(dǎo)閥的先導(dǎo)滑閥移動，而使先導(dǎo)閥的被供給工作流體的供給口與兩個控制口中的某一控制口相連通時，主閥的兩個壓力室之間產(chǎn)生壓力差而使主滑閥移動。由此，主閥的兩個控制口擇一地與主閥的被供給工作流體的供給口相連通。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

在上述的方向控制閥中，通過調(diào)整自先導(dǎo)閥供給至主閥的壓力室的工作流體的流量，從而控制壓力室的壓力。也就是說，上述的方向控制閥為入口節(jié)流式回路。因此，在方向控制閥的可控性的方面還存在提高的余地。

本發(fā)明的目的在于謀求提高方向控制閥的可控性。

用于解決問題的方案

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，提供一種方向控制閥，其包括用于切換工作流體的流動方向的主閥以及利用先導(dǎo)壓力對上述主閥進行切換的先導(dǎo)閥，其中，上述主閥包括：供給口，其自壓力源被供給工作流體；第1主閥控制口和第2主閥控制口，其用于相對于外部供給或排出工作流體；主滑閥，其以沿軸線方向移動自如的方式設(shè)置，在向一側(cè)移動時使上述供給口與上述第1主閥控制口相連通，在向另一側(cè)移動時使上述供給口與上述第2主閥控制口相連通；以及第1壓力室和第2壓力室，其分別形成于上述主滑閥的軸線方向上的兩側(cè)，且自上述壓力源被供給工作流體，自上述壓力源供給至上述第1壓力室的工作流體經(jīng)由設(shè)于上述主滑閥的靠上述第1壓力室側(cè)的端部的靜壓軸承供給至上述第1壓力室，自上述壓力源供給至上述第2壓力室的工作流體經(jīng)由設(shè)于上述主滑閥的靠上述第2壓力室側(cè)的端部的靜壓軸承供給至上述第2壓力室，上述先導(dǎo)閥使上述第1壓力室和上述第2壓力室擇一地與工作流體箱相連通。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實施方式的方向控制閥的示意圖。

具體實施方式

以下，參照附圖說明本發(fā)明的實施方式的方向控制閥100。

方向控制閥100為一種應(yīng)用于驅(qū)動器等流體壓設(shè)備(未圖示)、并通過切換作為工作流體的工作水的流動方向從而控制流體壓設(shè)備的動作的控制閥。

方向控制閥100包括用于切換工作水的流動方向的主閥10以及利用先導(dǎo)壓力對主閥10進行切換的先導(dǎo)閥20。

主閥10包括主殼體11以及主滑閥12。

主殼體11具有：供給口11a，其自壓力源13被供給工作水；第1主閥控制口11b(以下稱為控制口11b。)和第2主閥控制口11c(以下稱為控制口11c。)，其用于向流體壓設(shè)備供給工作水或自流體壓設(shè)備排出工作水；以及排出口11d、11e，其與工作流體箱14相連通。

在本實施方式中，如圖1所示，在主殼體11的中央部設(shè)有供給口11a，在供給口11a的兩側(cè)分別設(shè)有控制口11b、11c，在供給口11a的比控制口11b、11c進一步靠外側(cè)的兩外側(cè)分別設(shè)有排出口11d、11e。

主滑閥12以沿軸線方向移動自如的方式收納于主殼體11。

主滑閥12具有設(shè)于中央部的擋圈部12a以及分別設(shè)于兩端部的擋圈部12b、12c。

在主滑閥12的兩端分別設(shè)有靜壓軸承15、16。自壓力源13向靜壓軸承15、16供給工作水。

由此，在主殼體11與主滑閥12的擋圈部12b之間、主殼體11與主滑閥12的擋圈部12c之間分別形成水膜，而使主滑閥12以浮動狀態(tài)支承于主殼體11。因而，即使使用工作水作為工作流體，也能夠防止在主滑閥12與主殼體11之間發(fā)生粘著，而能夠使主滑閥12順暢地工作。

在主滑閥12的軸線方向上的兩側(cè)利用主滑閥12和主殼體11分別形成有第1壓力室17(以下稱為壓力室17。)和第2壓力室18(以下稱為壓力室18。)。

自壓力源13供給至靜壓軸承15的工作水通過主殼體11與主滑閥12的擋圈部12b之間的間隙流入至壓力室17。同樣地，自壓力源13供給至靜壓軸承16的工作水通過主殼體11與主滑閥12的擋圈部12c之間的間隙流入至壓力室18。

主閥10如上所述地構(gòu)成，如圖1所示，在主滑閥12位于主殼體11的中央位置的狀態(tài)下，擋圈部12a封閉供給口11a，擋圈部12b封閉排出口11d，擋圈部12c封閉排出口11e。

在從圖1所示的狀態(tài)開始主滑閥12向壓力室18側(cè)移動時，供給口11a與控制口11b相連通，并且控制口11c與排出口11e相連通。由此，自控制口11b向流體壓設(shè)備供給工作水，并將自流體壓設(shè)備流出的工作水經(jīng)由控制口11c和排出口11e排出至工作流體箱14。

相反地，在主滑閥12向壓力室17側(cè)時，供給口11a與控制口11c相連通，并且控制口11b與排出口11d相連通。由此，自控制口11c向流體壓設(shè)備供給工作水，并將自流體壓設(shè)備流出的工作水經(jīng)由控制口11b和排出口11d排出至工作流體箱14。

接著，說明先導(dǎo)閥20。

先導(dǎo)閥20包括先導(dǎo)殼體21、先導(dǎo)滑閥22以及螺線管23。

先導(dǎo)殼體21具有：第1先導(dǎo)閥控制口21a(以下稱為控制口21a。)，其與主閥10的壓力室17相連通；第2先導(dǎo)閥控制口21b(以下稱為控制口21b。)，其與主閥10的壓力室18相連通；以及排出口21c，其與工作流體箱14相連通。

在本實施方式中，如圖1所示，在先導(dǎo)殼體21的中央部設(shè)有排出口21c，在排出口21c的兩側(cè)分別設(shè)有控制口21a、21b。

先導(dǎo)滑閥22以沿軸線方向移動自如的方式收納于先導(dǎo)殼體21。

先導(dǎo)滑閥22具有設(shè)于中央部的擋圈部22a、以及分別設(shè)于兩端部的擋圈部22b、22c。

在先導(dǎo)滑閥22的兩端分別設(shè)有靜壓軸承24、25。自主閥10的壓力室18向靜壓軸承24供給工作水。另外，自主閥10的壓力室17向靜壓軸承25供給工作水。

由此，與主閥10相同，即使使用工作水作為工作流體，也能夠使先導(dǎo)滑閥22順暢地工作。

這樣，在本實施方式中，通過設(shè)置用于支承主滑閥12的靜壓軸承15、16以及用于支承先導(dǎo)滑閥22的靜壓軸承24、25，使使用工作水作為工作流體成為可能。

由此，能夠提供一種衛(wèi)生性、安全性、環(huán)保性優(yōu)異的方向控制閥100。因而，能夠抑制將方向控制閥100應(yīng)用于食品設(shè)備、半導(dǎo)體裝置、水中作業(yè)設(shè)備等的情況下的風(fēng)險管理費用。

在先導(dǎo)滑閥22的軸線方向上的兩側(cè)利用先導(dǎo)滑閥22和先導(dǎo)殼體21分別形成有第3壓力室26(以下稱為壓力室26。)和第4壓力室27(以下稱為壓力室27。)。

自主閥10的壓力室17供給至靜壓軸承25的工作水通過先導(dǎo)殼體21與先導(dǎo)滑閥22的擋圈部22c之間的間隙流入至壓力室26。同樣地，自主閥10的壓力室18供給至靜壓軸承24的工作水通過先導(dǎo)殼體21與先導(dǎo)滑閥22的擋圈部22b之間的間隙流入至壓力室27。

壓力室26經(jīng)由節(jié)流通路28而與工作流體箱14相連通。另外，壓力室27經(jīng)由節(jié)流通路29與工作流體箱14相連通。

先導(dǎo)閥20如上所述地構(gòu)成，如圖1所示，在先導(dǎo)滑閥22位于先導(dǎo)殼體21的中央位置的狀態(tài)下，擋圈部22a封閉排出口21c。

在先導(dǎo)滑閥22從圖1所示的狀態(tài)開始向壓力室26側(cè)移動時，排出口21c與控制口21a相連通。由此，自與控制口21a相連通的壓力室17向工作流體箱14排出工作水。

相反地，在先導(dǎo)滑閥22向壓力室27側(cè)移動時，排出口21c與控制口21b相連通。由此，自與控制口21b相連通的壓力室18向工作流體箱14排出工作水。

在先導(dǎo)滑閥22向壓力室26側(cè)移動時，壓力室26縮小。此時，壓力室26中的與縮小的容積相對應(yīng)的量的工作水通過節(jié)流通路28被排出至工作流體箱14。

同樣地，在先導(dǎo)滑閥22向壓力室27側(cè)移動時，壓力室27縮小。壓力室27中的與縮小的容積相對應(yīng)的量的工作水通過節(jié)流通路29被排出至工作流體箱14。

這樣，由于方向控制閥100包括供自壓力室26、27排出的工作水通過的節(jié)流通路28、29，因此，能夠衰減先導(dǎo)滑閥22隨著先導(dǎo)滑閥22的移動而產(chǎn)生的振動，而能夠使先導(dǎo)閥20穩(wěn)定地工作。

在壓力室26配設(shè)有彈簧30。彈簧30對先導(dǎo)滑閥22始終向壓力室27側(cè)施力。

螺線管23設(shè)于先導(dǎo)滑閥22的與彈簧30所在側(cè)相反的一側(cè)的端部。

螺線管23根據(jù)通電電流對先導(dǎo)滑閥22作用使先導(dǎo)滑閥22向壓力室26側(cè)移動的方向上的推力。由此，先導(dǎo)滑閥22克服彈簧30的作用力向壓力室26側(cè)移動。

越增大螺線管23的通電電流，則作用于先導(dǎo)滑閥22的推力越大。因而，越增大螺線管23的通電電流，則先導(dǎo)滑閥22向壓力室26側(cè)移動的程度越大。

相反地，越減小螺線管23的通電電流，則在彈簧30的作用力下，先導(dǎo)滑閥22越向壓力室27側(cè)移動。在螺線管23非通電時，先導(dǎo)滑閥22成為向壓力室27側(cè)最大程度移動了的狀態(tài)。

在本實施方式中，在主滑閥12和先導(dǎo)滑閥22分別安裝有位移計40、41。位移計40、41的輸出信號被輸入至控制器50?？刂破?0根據(jù)位移計40、41的輸出信號使螺線管23的通電電流變化。

如上所述，作用于先導(dǎo)滑閥22的推力因螺線管23的通電電流而變化。因而，通過利用控制器50使螺線管23的通電電流變化，能夠使作用于先導(dǎo)滑閥22的推力與彈簧30的作用力平衡的位置、即先導(dǎo)滑閥22的位置變化。

先導(dǎo)滑閥22越向壓力室26側(cè)移動，則先導(dǎo)閥20的排出口21c與控制口21a相連通時的流路面積越大。另外，先導(dǎo)滑閥22越向壓力室27側(cè)移動，則排出口21c與控制口21b相連通時的流路面積越大。

因而，通過使先導(dǎo)滑閥22的位置變化，能夠使自主閥10的壓力室17、18向工作流體箱14排出工作水的流路面積任意變化，而能夠控制主閥10的切換速度。

接著，說明方向控制閥100的動作。

圖1所示的先導(dǎo)閥20為控制器50控制螺線管23的通電電流從而使先導(dǎo)滑閥22位于先導(dǎo)殼體21的中央位置的狀態(tài)。

在從該狀態(tài)開始增大螺線管23的通電電流時，先導(dǎo)滑閥22向壓力室26側(cè)移動。另外，在減小通電電流時，先導(dǎo)滑閥22向壓力室27側(cè)移動。另外，在先導(dǎo)滑閥22向壓力室26側(cè)移動的情況下與在先導(dǎo)滑閥22向壓力室27側(cè)移動的情況下，方向控制閥100呈現(xiàn)相對稱的動作。因而，在以后的說明中，說明先導(dǎo)滑閥22向壓力室26側(cè)移動的情況，省略說明先導(dǎo)滑閥22向壓力室27側(cè)移動的情況。

在圖1所示的狀態(tài)下，先導(dǎo)閥20的排出口21c與控制口21a、21b均未連通。因此，主閥10的與控制口21a相連通的壓力室17的壓力、主閥10的與控制口21b相連通的壓力室18的壓力因自壓力源13被供給工作水而成為同樣地上升的狀態(tài)。此時，由于在壓力室17、18之間未產(chǎn)生壓力差，因此，主滑閥12自圖1的位置未移動。

而且，在從該狀態(tài)開始增大螺線管23的通電電流時，作用于先導(dǎo)滑閥22的推力變大，先導(dǎo)滑閥22向壓力室26側(cè)移動。由此，排出口21c開口并與控制口21a相連通，自與控制口21a相連通的壓力室17向工作流體箱14排出工作水。

在向工作流體箱14排出工作水時，壓力室17的壓力下降。也就是說，由于在壓力室17、18之間產(chǎn)生壓力差，因此，主滑閥12向低壓側(cè)即壓力室17側(cè)移動。由此，供給口11a與控制口11c相連通，并且，控制口11b與排出口11d相連通。

若要停止主滑閥12的移動，則切斷排出口21c與控制口21a之間的連通而使壓力室17的壓力上升即可。因而，只要減小螺線管23的通電電流，使先導(dǎo)滑閥22移動至圖1所示的位置從而封閉排出口21c，壓力室17的壓力就會上升且壓力室17與壓力室18之間的壓力差消失，因此，能夠停止主滑閥12的移動。

然而，在自壓力室17向工作流體箱14排出工作水時，壓力室17的壓力下降，并且，經(jīng)由靜壓軸承25而與壓力室17相連通的壓力室26的壓力也下降。因此，在壓力室26、27之間的壓力差的作用下，在先導(dǎo)滑閥22作用有向壓力室26側(cè)移動的方向上的推力。

在此，作為用于向先導(dǎo)閥20的壓力室26、27供給工作水的其他的結(jié)構(gòu)，也可以考慮使主閥10的壓力室18與先導(dǎo)閥20的壓力室26相連通、使主閥10的壓力室17與先導(dǎo)閥20的壓力室27相連通的結(jié)構(gòu)。

然而，在該結(jié)構(gòu)的情況下，在使先導(dǎo)滑閥22向壓力室26側(cè)移動而自壓力室17向工作流體箱14排出工作水時，壓力室17的壓力下降，并且，壓力室27的壓力下降。也就是說，在壓力室26、27之間的壓力差的作用下，在先導(dǎo)滑閥22作用有向壓力室27側(cè)移動的方向上的推力。

該情況下，由于用于使先導(dǎo)滑閥22向壓力室26側(cè)移動所需的推力變大，因此，需要輸出功率更大的大型的螺線管，成本也會增加。

對此，在本實施方式中，如上所述，由于使主閥10的壓力室17與先導(dǎo)閥20的壓力室26相連通，因此，在先導(dǎo)滑閥22作用有行進方向、即向壓力室26側(cè)移動的方向上的推力。

由此，能夠減小用于使先導(dǎo)滑閥22移動所需的推力，因此，能夠使螺線管23小型化，還能夠抑制成本。由于先導(dǎo)滑閥22向壓力室27側(cè)移動的情況也同樣如此，因此，還能夠使彈簧30小型化。

另外，作為上述這樣的方向控制閥的其他的結(jié)構(gòu)，例如可以考慮自壓力源向主閥和先導(dǎo)閥這兩者供給工作流體，并調(diào)整自先導(dǎo)閥供給至主閥的壓力室的工作流體的流量，從而控制壓力室的壓力的結(jié)構(gòu)。

然而，在該結(jié)構(gòu)的情況下，方向控制閥成為入口節(jié)流式回路。因此，在可控性方面還存在有提高的余地。

相對于此，在本實施方式中，自壓力源13向主閥10的壓力室17、18供給工作水。而且，使先導(dǎo)閥20的與壓力室17相連通的控制口21a、與壓力室18相連通的控制口21b擇一地與排出口21c相連通，而自壓力室17、18向工作流體箱14排出工作水，從而使壓力室17、18的壓力變化。

也就是說，方向控制閥100為通過調(diào)整自壓力室17、18排出的工作水的流量從而控制壓力室17、18的壓力的出口節(jié)流式回路。因而，相比于入口節(jié)流式回路的方向控制閥，能夠進一步提高可控性。

如上所述，根據(jù)本實施方式，自壓力源13向主閥10的壓力室17、18供給工作水。而且，壓力室17、18利用先導(dǎo)閥20而擇一地與工作流體箱14相連通。由此，方向控制閥100為通過調(diào)整自壓力室17、18排出的工作水的流量從而控制壓力室17、18的壓力的出口節(jié)流式回路。因而，能夠提高方向控制閥100的可控性。

另外，通過設(shè)置用于支承主滑閥12的靜壓軸承15、16以及用于支承先導(dǎo)滑閥22的靜壓軸承24、25，使使用工作水作為工作流體成為可能。由此，能夠提供一種衛(wèi)生性、安全性、環(huán)保性優(yōu)異的方向控制閥100。因而，能夠抑制將方向控制閥100應(yīng)用于食品設(shè)備、半導(dǎo)體裝置、水中作業(yè)設(shè)備等的情況下的風(fēng)險管理費用。

另外，由于使主閥10的壓力室17(18)與先導(dǎo)閥20的壓力室26(27)相連通，因此，在自壓力室17(18)向工作流體箱14排出工作水時，在壓力室26、27之間的壓力差的作用下，在先導(dǎo)滑閥22作用有行進方向、即向壓力室26(27)側(cè)移動的方向上的推力。由此，由于能夠減小用于使先導(dǎo)滑閥22移動所需的推力，因此，能夠使螺線管23和彈簧30小型化，還能夠抑制成本。

以上，說明了本發(fā)明的實施方式，但上述實施方式僅示出了本發(fā)明的應(yīng)用例的一部分，其宗旨并不在于將本發(fā)明的技術(shù)范圍限定于上述實施方式的具體例子。

例如，在上述實施方式中，使用了工作水作為工作流體，但還可以使用工作油等其他的液體、氣體作為工作流體。

另外，在使用工作油作為工作流體從而能夠形成用于使主滑閥12和先導(dǎo)滑閥22順暢地工作的潤滑油膜的情況下，還可以不設(shè)置靜壓軸承15、16、24、25。在該情況下，自壓力源13向主閥10的壓力室17、18直接供給工作油，自壓力室17、18向先導(dǎo)閥20的壓力室26、27直接供給工作油即可。

另外，在上述實施方式中，自主閥10的壓力室17、18向先導(dǎo)滑閥22的靜壓軸承24、25供給工作水，但也可以自壓力源13直接向先導(dǎo)滑閥22的靜壓軸承24、25供給工作水。該情況下，自主閥10的壓力室17、18向先導(dǎo)閥20的壓力室26、27直接供給工作水即可。

另外，在上述實施方式中，主閥10包括主殼體11，先導(dǎo)閥20包括先導(dǎo)殼體21，但可以將主殼體11和先導(dǎo)殼體21一體地設(shè)置。

另外，在上述實施方式中，使用螺線管23和彈簧30作為用于使先導(dǎo)滑閥22移動的驅(qū)動機構(gòu)，但也可以采用不使用彈簧30而在先導(dǎo)滑閥22的兩側(cè)設(shè)有螺線管23的結(jié)構(gòu)。另外，代替螺線管23和彈簧30，還可以使用伺服馬達。

另外，在上述實施方式中，通過安裝位移計40從而能夠控制主滑閥12的位置，但也可以不進行位置控制，而構(gòu)成為通過在壓力室17、18設(shè)置彈簧從而使主滑閥12自動地位于主殼體11的中央位置。

本申請基于2014年7月24日向日本國特許廳申請的日本特愿2014-150797主張優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容通過參照編入到本說明書中。