特許 5668943 一体化されたチェックバルブを有する比例ポペットバルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5668943

(24)【登録日】2014年12月26日

(45)【発行日】2015年2月12日

(54)【発明の名称】一体化されたチェックバルブを有する比例ポペットバルブ

(51)【国際特許分類】

   F16K 17/26 20060101AFI20150122BHJP

   F15B 11/00 20060101ALI20150122BHJP

   F16K 1/38 20060101ALI20150122BHJP

   F16K 31/383 20060101ALI20150122BHJP

【ＦＩ】

   F16K17/26

   F15B11/00 D

   F16K1/38 C

   F16K31/383

【請求項の数】17

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-523399(P2012-523399)

(86)(22)【出願日】2010年8月3日

(65)【公表番号】特表2013-501201(P2013-501201A)

(43)【公表日】2013年1月10日

(86)【国際出願番号】IB2010001915

(87)【国際公開番号】WO2011015929

(87)【国際公開日】20110210

【審査請求日】2013年8月5日

(31)【優先権主張番号】12/536,190

(32)【優先日】2009年8月5日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390033020

【氏名又は名称】イートン コーポレーション

【氏名又は名称原語表記】ＥＡＴＯＮ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】100068618

【弁理士】

【氏名又は名称】萼 経夫

(74)【代理人】

【識別番号】100104145

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 嘉夫

(74)【代理人】

【識別番号】100109690

【弁理士】

【氏名又は名称】小野塚 薫

(74)【代理人】

【識別番号】100135035

【弁理士】

【氏名又は名称】田上 明夫

(74)【代理人】

【識別番号】100131266

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼ 昌宏

(72)【発明者】

【氏名】ヒューン，タム，シー．

【審査官】 北村 一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−３１５３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３３７３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２１３２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３１５３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００３−５０５３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−００３１６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ １７／１８−１７／３４

Ｆ１６Ｋ ３１／１２−３１／１６５；３１／３６−３１／４２

Ｆ１６Ｋ ３１／００−３１／１１

Ｆ１６Ｋ １

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボディとチェックバルブとを含み、
前記ボディは、
第１軸端部と第２軸端部とを含み、前記第１軸端部はバルブシートとのシール結合に適応されるテーパ面を有し、前記第２軸端部は軸方向へ延びる定量スロットが設けられる円周面を含み、前記第２軸端部は前記ボディの中心軸線に沿って端面から外部へ延びるスプリングガイドを含み、前記ボディは前記第１軸端部に開口を含むとともに前記定量スロットに流体連通される通路が設けられ、前記通路はチェックバルブシートを含み、
前記チェックバルブは、前記通路に配置されて前記チェックバルブシートとのシール結合に適応され、
バルブハウジングには前記ボディを受け入れるバルブボアが設けられ、前記バルブハウジングには前記バルブシートが設けられ、前記定量スロットは前記ボディが前記バルブシートから離弁されたときに前記バルブハウジングと協働してボディの前記第２軸端部に定量開口を形成し、前記定量開口は前記ボディが前記バルブシートに着座されたときに全閉となり、前記定量開口は前記ボディが前記バルブシートから離弁されたときに流体が通過することを許容し、前記ボディには前記定量スロットの一端から前記ボディの前記第２軸端部の端面へ延びる固定サイズオリフィスが形成され、前記チェックバルブは、前記チェックバルブシートから前記定量スロットおよび前記固定サイズオリフィスへ向かう前記通路を介した流体の流通を許容するとともに前記定量スロットおよび前記固定サイズオリフィスから前記チェックバルブシートへ向かう前記通路を介した流体の流通を阻止するように構成されることを特徴とするポペットバルブアセンブリ。

【請求項2】

前記通路は、前記ボディの中心軸線からオフセットされることを特徴とする請求項１のポペットバルブアセンブリ。

【請求項3】

前記チェックバルブは、スプリングによって付勢されることにより前記チェックバルブシートに結合されることを特徴とする請求項１のポペットバルブアセンブリ。

【請求項4】

前記テーパ面は、円錐台形に形成されることを特徴とする請求項１のポペットバルブアセンブリ。

【請求項5】

ハウジングとポペットバルブアセンブリとを含むメインステージバルブアセンブリを含み、
前記ハウジングは、
第１流路と、
第２流路と、
前記第１流路と前記第２流路とに流体連通されて、前記第１流路と前記第２流路と間に配置されるバルブシートを有するバルブボアと、
前記第２流路に選択的に流体連通されるロードホールディングキャビティと、
を備え、
前記ポペットバルブアセンブリは前記バルブボア内に配置されて、前記ポペットバルブアセンブリはポペットバルブとチェックバルブアセンブリとを含み、
前記ポペットバルブは前記バルブシートとの結合に適応されて、前記ポペットバルブは通路が設けられるボディを有して、前記ボディは軸方向へ延びて前記通路に流体連通される定量スロットを含み、前記通路はチェックバルブシートを有して、前記通路は前記第１流路と前記ロードホールディングキャビティとの間に流体連通を提供して、前記定量スロットは前記ボディが前記バルブシートから離弁されたときに前記ハウジングと協働して前記ボディに定量開口を形成し、前記ボディには前記定量スロットと前記ロードホールディングキャビティとの間に流体連通を提供する固定サイズオリフィスが形成され、
前記チェックバルブアセンブリは前記ポペットバルブの前記通路内に配置されて、前記チェックバルブアセンブリはチェックバルブ、バルブプラグ、およびバルブスプリングを含み、前記バルブプラグは前記バルブスプリングが前記バルブプラグから前記チェックバルブまで延びるように前記バルブスプリングがまわりに配置される軸方向部分を含み、前記チェックバルブは前記ロードホールディングキャビティから前記第１流路へ向かう方向へ前記通路を通過する流体の漏れを低減させるために適応されることを特徴とするバルブアセンブリ。

【請求項6】

前記通路は、前記第１流路に流体連通される第１部分と前記第２流路に流体連通される第２部分とを含み、前記第１部分は、前記第２部分の内径よりも小さい内径を有することを特徴とする請求項５のバルブアセンブリ。

【請求項7】

前記通路は、前記ポペットバルブの前記ボディの中心軸線からオフセットされることを特徴とする請求項５のバルブアセンブリ。

【請求項8】

前記ポペットバルブの前記ボディは、第１軸端部とその反対側に配置される第２軸端部とを含み、前記第１軸端部は、前記バルブシートとの結合に適応されて、前記第２軸端部は、前記通路に流体連通される定量オリフィスを定義することを特徴とする請求項５のバルブアセンブリ。

【請求項9】

前記ポペットバルブアセンブリに流体連通されるミドルステージバルブアセンブリをさらに含み、前記ミドルステージバルブアセンブリは、前記ロードホールディングキャビティと前記第２流路との間の流体連通を提供するために適応されることを特徴とする請求項５のバルブアセンブリ。

【請求項10】

前記ミドルステージバルブアセンブリは、４方向-３位置比例バルブであることを特徴とする請求項９のバルブアセンブリ。

【請求項11】

前記第１流路はインレット流路であり、前記第２流路はアウトレット流路であることを特徴とする請求項５のバルブアセンブリ。

【請求項12】

パイロットステージバルブアセンブリと、ミドルステージアセンブリと、メインステージアセンブリと、ポペットバルブアセンブリと、を含み、
前記ミドルステージアセンブリは前記パイロットステージバルブアセンブリに流体連通されて、
前記メインステージアセンブリは前記ミドルステージアセンブリに流体連通されて、前記メインステージアセンブリは、インレット流路と、アウトレット流路と、バルブボアと、ロードホールディングキャビティとを定義するハウジングを含み、
前記バルブボアはバルブシートを有して、前記バルブボアは前記インレット流路及びアウトレット流路に流体連通されて、前記バルブシートは前記インレット流路及びアウトレット流路間の前記バルブボア内に配置されて、
前記ミドルステージアセンブリは前記ロードホールディングキャビティと前記アウトレット流路との間に流体連通を提供し、
前記ポペットバルブアセンブリは前記バルブボア内に配置されて、前記ポペットバルブアセンブリはポペットバルブとチェックバルブアセンブリとを含み、
前記ポペットバルブは前記バルブシートとの結合に適応して、前記ポペットバルブは前記インレット流路と前記ロードホールディングキャビティとの間の流体連通を提供するための通路が設けられるボディを有して、前記ボディは軸方向へ延びて前記通路に流体連通される定量スロットを含み、前記定量スロットは前記ボディが前記バルブシートから離弁されたときに前記ハウジングと協働して前記ボディに定量開口を形成し、前記ボディには前記定量スロットと前記ロードホールディングキャビティとの間に流体連通を提供する固定サイズオリフィスが形成され、前記通路はチェックバルブシートを含み、前記通路は前記ボディの第１端から前記ボディの反対側の端まで前記ボディを通過して軸線に沿って延びて、前記軸線は前記ボディの軸線に対してオフセットされて、
前記チェックバルブアセンブリは前記ポペットバルブの前記通路内に配置されて、前記チェックバルブアセンブリはチェックバルブ、バルブプラグ、およびバルブスプリングを含み、前記バルブプラグは前記バルブスプリングが前記バルブプラグから前記チェックバルブまで延びるように前記バルブスプリングがまわりに配置される軸方向部分を含み、前記チェックバルブは前記ロードホールディングキャビティから前記インレット流路へ向かう方向への前記通路を通過する流体の漏れを低減させるために適応されることを特徴とするバルブアセンブリ。

【請求項13】

前記パイロットステージバルブアセンブリは、電子アクチュエータを含むことを特徴とする請求項１２のバルブアセンブリ。

【請求項14】

前記電子アクチュエータは、ボイスコイルであることを特徴とする請求項１３のバルブアセンブリ。

【請求項15】

前記パイロットステージバルブアセンブリは、前記ミドルステージバルブアセンブリを作動させるために、前記ミドルステージバルブアセンブリの前記ミドルステージスプールバルブの少なくとも一端部に流体を供給することを特徴とする請求項１２のバルブアセンブリ。

【請求項16】

前記ポペットバルブのボディは、第１軸端部とその反対側に配置される第２軸端部とを含み、前記第１軸端部は前記バルブシートとの結合に適応されて、前記第２軸端部は前記通路に流体連通される定量オリフィスを定義することを特徴とする請求項１２のバルブアセンブリ。

【請求項17】

前記通路は、前記ボディの中心軸線からオフセットされることを特徴とする請求項１２のバルブアセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポペットバルブアセンブリに関する。

【背景技術】

【0002】

バルブアセンブリは、オフ-ハイウェイ農業と建設機械（例えば、ホイールローダ、スキッドステア、コンバイン等）を含む種々の用途で使用される。いくつかの用途で、バルブアセンブリは、バケットあるいはブームのような手段に供給される流量をコントロールするために使用される。その手段は、長期に亘って荷重を支持することができるようなある程度の荷重を支持する能力があるバルブアセンブリを有することが望ましい。

【発明の概要】

【0003】

本開示は、ポペットバルブアセンブリに関する。ポペットバルブアセンブリは、第１軸端部と第２軸端部とを有するボディを含む。第１軸端部は、バルブシートとのシール結合に適応されるテーパ面を含む。第２軸端部は、定量オリフィスを定義する。ボディは、第１軸端部に開口を有するとともに定量オリフィスと流体連通される通路を定義する。通路はチェックバルブシートを含む。チェックバルブは、通路に配置される。チェックバルブは、チェックバルブシートとのシール結合に適応される。

【0004】

本開示の他の態様は、バルブアセンブリに関する。バルブアセンブリは、メインステージバルブアセンブリを含む。メインステージバルブアセンブリは、第１流路、第２流路、バルブボア及びロードホールディングキャビティを定義するハウジングを含む。バルブボアは、バルブシートを含む。バルブボアは、第１及び第２流路に流体連通される。バルブシートは、第１及び第２流路間に配置される。ロードホールディングキャビティは、第２流路に選択的に流体連通される。メインステージバルブアセンブリは、バルブボアに配置されたポペットバルブアセンブリをさらに含む。ポペットバルブアセンブリは、バルブシートとの結合に適応されるポペットバルブを含む。ポペットバルブは、ボディを通過する通路を定義するボディを有する。通路は、チェックバルブシートを含むとともに、第１流路とロードホールディングキャビティとの間の流体連通を提供する。チェックバルブは、ポペットバルブの通路に配置される。チェックバルブは、ロードホールディングキャビティから第１流路までの通路における流体の漏れの低減に適応される。

【0005】

本開示の他の態様は、バルブアセンブリに関する。バルブアセンブリは、パイロットステージバルブアセンブリ、パイロットステージバルブアセンブリに流体連通されるミドルステージバルブアセンブリ及びミドルステージバルブアセンブリに流体連通されるメインステージバルブアセンブリを含む。メインステージバルブアセンブリは、インレット流路、アウトレット流路、バルブボア及びロードホールディングキャビティを定義するハウジングを含む。バルブボアは、バルブシートを含む。バルブボアは、インレット及びアウトレット流路に流体連通される。バルブシートは、インレット及びアウトレット流路間のバルブボアに配置される。ミドルステージバルブアセンブリは、ロードホールディングキャビティとアウトレット流路との間の流体連通を提供する。メインステージバルブアセンブリは、バルブボアに配置されたポペットバルブアセンブリをさらに含む。ポペットバルブアセンブリは、バルブシートとの結合に適応されるポペットバルブを含む。ポペットバルブは、ボディを通過する通路を定義するボディを有する。通路は、チェックバルブシートを含むとともに、インレット流路とロードホールディングキャビティとの間の流体連通を提供する。チェックバルブは、ポペットバルブの通路に配置される。チェックバルブは、ロードホールディングキャビティからインレット流路へ向かう方向への通路を通過する流体の漏れの低減に適応される。

【0006】

様々な付加的な開示は、以下に続く説明において明確にされるであろう。これらの開示は、個々の特徴及び特徴の組み合わせに関連付けられる。上述した概略説明及び以下に続く詳細な説明の各々は、例示的且つ説明的以外の何ものでもなく、ここで開示された実施形態に基づいた広範囲の概念について制約されないことは理解されるはずである。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本開示の原則に対応する形態の例示的特徴を有するバルブアセンブリの概略図である。

【図2】図１のバルブアセンブリでの使用に適用されるメインステージバルブアセンブリの断片的な断面図である。

【図3】図２のメインステージバルブアセンブリとの使用に適応されるポペットバルブの斜視図である。

【図4】図３のポペットバルブの側面図である。

【図5】図４のポペットバルブにおける線分５−５による断面図である。

【図6】図３のポペットバルブのノズルの部分拡大図である。

【図7】図２のメインステージバルブアセンブリとの使用に適応されるポペットバルブアセンブリの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

添付された図面を参照して本開示の例示的態様を詳細に説明する。可能である限り、図面全体を通して、同じ構成あるいは相当する構成には同じ参照番号を付与する。

【0009】

ここで図１を参照して、符号10に指定されるバルブアセンブリを示す。本開示の一態様において、バルブアセンブリ10は、パイロットステージバルブアセンブリ12、ミドルステージバルブアセンブリ14及び第１メインステージバルブアセンブリ16aの３つのステージを含む。

【0010】

本開示の一態様において、パイロットステージバルブアセンブリ12は、パイロットステージスプールバルブ18及びハウジング20を含む比例バルブである。パイロットステージスプールバルブ18は、パイロットステージスプールバルブ18がハウジング20のボア内を軸方向へスライドできるように、ハウジング20のボア内に配置される。

【0011】

パイロットステージバルブアセンブリ12は、複数個のセンタリングスプリング22を含む。複数個のセンタリングスプリング22は、ハウジング20のボア内のパイロットステージスプールバルブ18のセンタリングに適応される。

【0012】

本開示の一態様において、パイロットステージバルブアセンブリ12は、４方向バルブである。パイロットステージバルブアセンブリ12は、流体インレットポート24、流体リターンポート26、第１制御ポート28及び第２制御ポート30を含む。本開示の他の態様において、パイロットステージバルブアセンブリ12は、３位置バルブである。パイロットステージバルブアセンブリ12は、ニュートラルポジションP_PN、第１ポジションP_P1及び第２ポジションP_P2を含む。

【0013】

ニュートラルポジションP_PN、第１及び第２制御ポート28，30は、流体リターンポート26に流体連通される。第１ポジションP_P1において、第１制御ポート28は、第２制御ポート30が流体リターンポート26に流体連通される間、流体インレットポート24に流体連通される。第２ポジションP_P2において、第１制御ポート28は、第２制御ポート30が流体インレットポート24に流体連通される間、流体リターンポート26に流体連通される。

【0014】

比例バルブのように、ハウジング20のボア内のパイロットステージスプールバルブ18の軸方向位置は、パイロットステージバルブアセンブリ12を通過する流体の流量を制御する。パイロットステージバルブアセンブリ12は、ハウジング20のボア内のパイロットステージスプールバルブ18をニュートラルポジションP_PN並びに第１及び第２ポジションP_P1,P_P2との間の軸方向への移動に適応される電子アクチュエータ32を含む。本開示の一態様において、電子アクチュエータ32は、ボイスコイルである。

【0015】

電子アクチュエータ32は、演算装置36から受信した電子信号34（図1において破線で示される）に応答して作動する。本開示の一態様において、演算装置36は、種々の入力信号に応答して電子信号34を提供する。

【0016】

パイロットステージバルブアセンブリ12の第１及び第２制御ポート28，30は、ミドルステージバルブアセンブリ14に流体連通される。本開示の一態様において、ミドルステージバルブアセンブリ14は、３位置-４方向比例バルブである。本開示の他の態様において、ミドルステージバルブアセンブリ14は、２位置-２方向比例バルブである。

【0017】

ミドルステージバルブアセンブリ14は、ミドルステージスプールバルブ40及びハウジング42を含む。ミドルステージスプールバルブ40は、ミドルステージスプールバルブ40がハウジング42のボア内をスライドすることができるようにハウジング42のボア内に配置される。

【0018】

ミドルステージスプールバルブ40は、第１軸端部44とその反対側に配置される第２軸端部46とを含む。第２スプリング48bが第２軸端部46に作用すると同時に、第１スプリング48aは、ミドルステージスプールバルブ40の第１軸端部44に作用する。第１及び第２スプリング48a,48bは、ハウジング42のボア内のミドルステージスプールバルブ40のセンタリングに適応される。

【0019】

ハウジング42のボア内のミドルステージスプールバルブ40の軸方向位置は、第１及び第２軸端部44,46の１つに作用する流体圧によって制御される。本開示の一態様において、パイロットステージバルブアセンブリ12の第１制御ポート28は、パイロットステージバルブアセンブリ12の第２制御ポート30が第２軸端部46に流体連通される間、ミドルステージスプールバルブ40の第１軸端部44に流体連通される。

【0020】

ミドルステージバルブアセンブリ14は、ポジションセンサ50をさらに含む。本開示の一態様において、ポジションセンサ50は、線形可変変位変換器（LVDT）である。ポジションセンサ50は、ハウジング42のボア内のミドルステージスプールバルブ40の位置を検出する。ポジションセンサ50は、パイロットステージバルブアセンブリ12の電子アクチュエータ32を作動させるため、ポジションセンサ50からの位置データを使用する演算装置36へ信号52を送信する。ミドルステージバルブアセンブリ14の位置については後述する。

【0021】

本開示の一態様において、ミドルステージバルブアセンブリ14は、第１メインステージバルブアセンブリ16aに選択的に流体連通される。本開示の他の態様において、ミドルステージバルブアセンブリ14は、第１メインステージバルブアセンブリ16a及び第２メインステージバルブアセンブリ16bに選択的に流体連通され、第２メインステージバルブアセンブリ16bは、第１メインステージバルブアセンブリ16aと実質的に類似した構造を有する。第２メインステージバルブアセンブリ16bは第１メインステージバルブアセンブリ16aと類似した構造を有するので、ここでは、説明を簡易化する目的で、第２メインステージバルブアセンブリ16bの説明を省略する。

【0022】

図１及び図２を参照して、第１メインステージバルブアセンブリ16aを説明する。第１メインステージバルブアセンブリ16aは、バルブハウジング60及び概して符号62に指定されるポペットバルブアセンブリを含む。

【0023】

バルブハウジング60は、中心軸線66を有するバルブボア64を定義する。バルブボア64は、ポペットバルブアセンブリ62を受けるために適応される。ポペットバルブアセンブリ62は、中心軸線66に沿ったバルブボア64内での軸方向への移動に適応される。

【0024】

バルブボア64は、第１端部68及びその反対側に配置される第２端部70を含む。バルブボア64は、第１キャビティ72、第２キャビティ74及びロードホールディングキャビティ76を定義する。第１キャビティ72は、バルブボア64の第１端部68に配置される。第２キャビティ74は、第１及び第２端部68,70間に配置される。ロードホールディングキャビティ76は、第２端部70に配置される。

【0025】

バルブハウジング60は、バルブボア64の第１キャビティ72に流体連通される第１流路78、バルブボア64の第２キャビティ74に流体連通される第２流路80、及びバルブボア64のロードホールディングキャビティ76に流体連通される第３流路82をさらに定義する。バルブハウジング60は、第４流路84をさらに定義する。第４流路84は、ミドルステージバルブアセンブリ14を通して第２流路80に流体連通されるとともに第３流路82に選択的に流体連通される。本開示の一態様において、第２流路80がアウトレット流路であると同時に、第１流路78はインレット流路である。

【0026】

バルブボア64は、バルブシート86を含む。バルブシート86は、バルブボア64の第１端部68に配置される。本開示の一態様において、バルブシート86は、第１流路78とバルブボア64との交差部に配置される。

【0027】

バルブボア64のバルブシート86は、ポペットバルブ90との選択的なシール結合に適応される。本開示の一態様において、バルブシート86は、バルブシート86の内径がバルブシート86から第２端部70までの中心軸線66に沿う距離が増加するにつれて減少するようにテーパに形成される。本開示の他の態様において、バルブシート86は、概して円錐台形に形成される。

【0028】

ポペットバルブアセンブリ62は、概して符号90で示されるポペットバルブ及びチェックバルブ92を含む。本開示の一態様において、チェックバルブ92は、ポペットバルブ90に配置される。

【0029】

図３乃至図６を参照すると、ポペットバルブ90が示される。ポペットバルブ90は、概して符号94で示されて、ボディ94の中心を通過して延びる中心軸線96を有するボディを含む。ボディ94は、第１軸端部98とその反対側に配置される第２軸端部100とを含む。本開示の一態様において、第１軸端部98は、第２軸端部100の外径D2よりも小さい外径D1を有する。

【0030】

第１軸端部98は、第１端面102及び第１円周面104を含む。第１円周面104は、概して円筒形状である。本開示の一態様において、第１円周面104は、テーパ面106を含む。テーパ面106は、バルブボア64のバルブシート86との選択的なシール結合に適応される。テーパ面106は、第１端面102に隣接して配置される。テーパ面106は、概して、円錐台形に形成されるとともに、第１端面102からテーパ面106までの軸方向距離が増加するにつれて増加する外径を有する。

【0031】

本開示の一態様において、第１軸端部98は、環状溝108を定義する。図１乃至図６の図解された実施形態において、環状溝108は、第１端面102とテーパ面106との間に配置される。本開示の一態様において、環状溝108は、ポペットバルブ90の製造工程中におけるテーパ面106の研削性を改善する。

【0032】

本開示の他の態様において、第１軸端部98は、キャビティ112をさらに定義する。キャビティ112は、第１端面102に開口114を含む。

【0033】

第２軸端部100は、第２端面116と第２円周面118とを含む。本開示の一態様において、第２端面116は、スプリングガイド120を含む。スプリングガイド120は、概して、円筒状に形成されるとともに、第２端面116で中央位置から外側へ向けて延びる。スプリングガイド120の外径は、スプリングガイド120がスプリング122（図２に最もよく示される）のボアの内径部内にフィットするように、スプリング122の内径よりも小さいサイズに設定される。本開示の一態様において、スプリング122は、コイルスプリングである。

【0034】

第２円周面118は、概して円筒状に形成される。本開示の一態様において、第２円周面118は、複数個の溝123を定義する。図解された実施形態において、３つの溝123は、第２円周面118によって定義される。溝123は、第２円周面118の周囲に延びるとともに、バルブボア64内におけるポペットバルブ90の圧力平衡に適応される。

【0035】

第２円周面118は、第２円周面118からボディ94内へ径方向へ延びる穴124を定義する。第２円周面118は、第２端面116へ向かって穴124から軸方向外側へ延びる定量スロット126をさらに定義する。

【0036】

ポペットバルブ90のボディ94は、通路128を定義する。通路128は、第１流路78とロードホールディングキャビティ76との間の流体連通の提供に適応される。後述するように、通路128を通過する流れ及びミドルステージバルブアセンブリ14を通過する流れは、協働して、ハウジング60のバルブボア64内のポペットバルブアセンブリ62の軸方向位置を決定する。

【0037】

通路128は、第１及び第２端面102,116を通って概して軸線方向へ延びる。本開示の一態様において、通路128は、概してボディ94の中心軸線96に平行である。本開示の他の態様において、通路128は、ボディ94の中心軸線96からオフセットされる。本開示の他の態様において、通路128は、概して、ボディ94の中心軸線96と同じ向きに配置される。

【0038】

通路128は、第１部分130及び第２部分132を含む。第１部分130は、第１端面102によって定義される開口133を含むとともに第１軸端部98のキャビティ112から第１軸線方向へポペットバルブ90のボディ94内へ延びて、同時に、第２部分132は、第２端面116から反対の第２軸線方向へボディ94内へ延びる。本開示の一態様において、第１及び第２部分130,132は、同一軸線上に配置される。

【0039】

第１部分130は、第２部分132の内径よりも小さい内径を含む。通路128の第１及び第２部分130,132は、協働して、チェックバルブシート134を定義する。チェックバルブシート134は、通路128を通過する一方向流れを提供するために適応されるチェックバルブ92との選択的なシール結合に適応される。本開示の一態様において、チェックバルブシート134は、第２端面116からの距離が増加するにつれて減少する内径を有する円錐台形面を含む。本開示の他の態様において、チェックバルブシート134は、概して通路128を通過して延びる軸線に対して垂直である。

【0040】

通路128の第１部分130は、キャビティ112に流体連通される。通路128の第２部分132は、定量スロット126に流体連通される。本開示の一態様において、定量スロット126と通路128の第２部分132との間の流体連通は、第２円周面118から通路128の第２部分132まで延びる穴124を通して確立される。

【0041】

図６を参照すると、ポペットバルブ90は、オリフィス136をさらに定義する。オリフィス136は、第２端面116と定量スロット126の軸端部138とを通過して延びる。オリフィス136の内径は、ポペットバルブアセンブリ62が着座位置（図１及び図２参照）に位置しているとき、定量スロット126とロードホールディングキャビティ76との間の流体連通を制限することができるように提供される。

【0042】

図７を参照して、ポペットバルブアセンブリ62のアセンブリを説明する。チェックバルブ92は、通路128の第２部分132に配置される。そして、プラグアセンブリ137は、通路128の第２部分132に挿入される。プラグアセンブリ137は、スプリング138及びプラグ140を含む。

【0043】

スプリング138は、第１端部142とその反対側に配置される第２端部144とを含む。スプリング138の第１端部142は、第２端部144がチェックバルブ92に結合される間、プラグ140上のスプリングシート146に結合する。プラグ140とチェックバルブ92との間にスプリング138を配置することにより、チェックバルブ92がチェックバルブシート134内へ付勢される。

【0044】

プラグアセンブリ137のプラグ140は、第１軸部分148及び第２軸部分150を含む。第１軸部分148は、スプリングシート146を含むとともに外円周面152に複数個の雄ねじを定義する。第１軸部分148の雄ねじは、通路128の第２部分132によって定義される複数個の雌ねじとの螺合に適応される。

【0045】

第２軸部分150は、第１軸部分148から外側へ向けて延びる。第２軸部分150の外径は、第１軸部分148の外径よりも小さく、且つスプリング138の内径よりも小さい。第２軸部分150は、チェックバルブ92がチェックバルブシート134からの距離が過大となることを阻止するために適応される。

【0046】

プラグ140は、スプリング138が第２軸部分150の周囲を囲むように通路128に挿入される。プラグ140は、通路128の第２部分132に嵌合される。

【0047】

図２を参照して、第１メインステージバルブアセンブリ16aのアセンブリを説明する。ポペットバルブアセンブリ62は、ポペットバルブ90の第１軸端部98がハウジング60のバルブボア64の第１端部68に配置されるとともにポペットバルブ90の第２軸端部100がバルブボア64の第２端部70に配置されるように、ハウジング60のバルブボア64内に挿入される。

【0048】

ポペットバルブアセンブリ62がバルブボア64に配置された状態で、スプリング122は、バルブボア64の第２端部70に挿入される。スプリング122は、スプリング122の第１端部154がポペットバルブ90の第２軸端部100の第２端面116に隣接すると同時に、スプリング122の内径がポペットバルブ90の第２軸端部100のスプリングガイド120の周囲を囲むように挿入される。

【0049】

エンドプラグ160は、それからハウジングのバルブボア64の第２端部70に挿入される。エンドプラグ160は、軸端部162を含む。軸端部162は、スプリングキャビティ164を定義する。スプリングキャビティ164は、スプリング122の第２端部166を受けるために適応される。

【0050】

本開示の一態様において、エンドプラグ160は、複数個の雄ねじを含む。雄ねじは、バルブボア64の第２端部70によって定義された複数個の雌ねじとのねじ結合に適応される。エンドプラグ160がバルブボア64の第２端部70内に差し込まれるにつれて、スプリング122は、ポペットバルブ90の第２軸端部100とエンドプラグ160との間で圧縮される。ポペットバルブ90の第２軸端部100とエンドプラグ160との間のこのスプリング122の圧縮は、ポペットバルブ90をバルブシート86内へ付勢する。

【0051】

図１を参照すると、ミドルステージバルブアセンブリ14は、ニュートラルポジションP_MN、第１ポジションP_M1及び第２ポジションP_M2を含む。ニュートラルポジションP_MNにおいて、ミドルステージバルブアセンブリ14は、ポペットバルブアセンブリ16のロードホールディングキャビティ76とポペットバルブアセンブリ16の第２流路80との間の流体連通を選択的に阻止するために適応される。ロードホールディングキャビティ76と第２流路80との間の流体連通が阻止された状態で、ポペットバルブアセンブリ62は、テーパ面106がバルブシート86に着座する着座位置に位置した状態で流体圧によって保持される。テーパ面106がバルブシート86に着座した状態で、第１流路78と第２流路80との間の流体連通が阻止される。

【0052】

第１ポジションP_M1において、ミドルステージバルブアセンブリ14は、ロードホールディングキャビティ76と第１メインステージバルブアセンブリ16aの第２流路80との間の流体連通を提供するために適応される。このポジションにおいて、ポペットバルブアセンブリ62は、バルブボア64内を軸方向へ移動可能である。通路128を通しての流れがミドルステージバルブアセンブリ14を通しての流れよりも少ない場合、ポペットバルブアセンブリ62のテーパ面106は、テーパ面106とバルブシート86との間のクリアランスによってバルブシート86から離れる方向の第１軸方向への移動が引き起こされる。このクリアランスが増加するにつれて、第１流路78と第２流路80との間の流体連通量が増加する。通路128を通しての流れがミドルステージバルブアセンブリ14を通しての流れに等しい場合、ポペットバルブアセンブリ62の軸方向位置は、一定の軸方向位置に保持される。通路128を通しての流れがミドルステージバルブアセンブリ14を通しての流れを超える場合、ポペットバルブアセンブリ62は、バルブシート86の方へ移動してテーパ面106とバルブシート86との間のクリアランスを減少させる。このクリアランスが減少するにつれて、第１流路78と第２流路80との間の流体連通量が減少する。

【0053】

通路128を通しての流量は、定量オリフィス126とバルブボア64の第２端部70内の凹部168との間に形成される開口の大きさによって主に決定される。定量オリフィス126と凹部168との間の開口が増加するにつれて、通路128を通しての流量が増加する。着座した状態では、ポペットバルブ90の定量オリフィス126がバルブボア64によって完全に覆われる。この状況で、定量オリフィス126と凹部168との間に開口が存在する間、流体は、オリフィス136を通過して、ロードホールディングキャビティ76内へ通路128を通して流れることができる。

【0054】

本開示の一態様において、ミドルステージバルブアセンブリ14は、比例バルブアセンブリである。結果として、ミドルステージバルブアセンブリ14を通して流れる流量は、ハウジング42のボア内のミドルステージスプールバルブ40の軸方向位置に比例する。ミドルステージスプールバルブ40が第１ポジションP_M1に接近するにつれて、ミドルステージバルブアセンブリ14を通過する流量が増加する。

【0055】

第２ポジションP_M2において、ミドルステージバルブアセンブリ14は、ロードホールディングキャビティ76と第１メインステージバルブアセンブリ16aの第２流路80との間の流体連通が阻止されている間、ロードホールディングキャビティ及び第２メインステージバルブアセンブリ16bの第２流路に流体連通される。第２メインステージバルブアセンブリ16bと第１メインステージバルブアセンブリ16aとの構造が類似しているので、第２ポジションP_M2におけるミドルステージバルブアセンブリ14の作用は、第１ポジションP_M1におけるミドルステージバルブアセンブリ14の作用に類似する。

【0056】

図１乃至図７を参照して、バルブアセンブリ10の作用を説明する。入力信号及び位置センサ50からの信号52に応答して、マイクロコントローラ36は、パイロットステージバルブアセンブリ12の電子アクチュエータ32へ電子信号34を送信する。本シナリオにおいて、パイロットステージバルブアセンブリ12は、第２ポジションP_P2へ操作される。第２ポジションP_P2において、パイロットステージバルブアセンブリ12の第２制御ポート30は、第１制御ポート28が流体リターンポート26に流体連通される間、流体インレットポート24に流体連通される。

【0057】

パイロットステージバルブアセンブリ12が第２ポジションP_P2の状態で、流体は、ミドルステージスプールバルブ40の第１軸端部44に作用するいくらかの流体が排出される間、パイロットステージバルブアセンブリ12を通過してミドルステージスプールバルブ40の第２軸端部46へ流通する。ミドルステージスプールバルブ40の第２軸端部46に作用する流体は、ミドルステージバルブアセンブリ14を第１ポジションP_M1へ移行させる。

【0058】

ミドルステージバルブアセンブリ14が第１ポジションP_M1に移行された状態で、ポペットバルブアセンブリ16のロードホールディングキャビティ76は、第２流路80に流体連通される。ポペットバルブアセンブリ16のロードホールディングキャビティ76が第２流路80に流体連通された状態で、ポペットバルブ90の第１端面102に作用する流体圧は、ポペットバルブ90のテーパ面106がバルブボア64のバルブシート86に対する結合を解除する、あるいは離座することができるように、ポペットバルブ90を中心軸線66に沿って移動させる。ポペットバルブ90がバルブシート86から離座された状態で、流体連通は、第１流路78と第２流路80との間に確立される。

【0059】

他のシナリオにおいて、パイロットステージバルブアセンブリ12は、ニュートラルポジションP_PNである。ニュートラルポジションP_PNにおいて、流体は、ミドルステージバルブアセンブリ14がニュートラルポジションP_MNに配置されるように、ミドルステージスプールバルブ40の第１及び第２軸端部44,46の各々から排出される。前述したように、ミドルステージバルブアセンブリ14がニュートラルポジションP_MNの状態で、ポペットバルブアセンブリ62は、流体圧によって着座位置に保持されて、これにより、第１及び第２流路78,80間の流体連通が阻止される。

【0060】

ポペットバルブ90のボディ94に一体的に配置されるチェックバルブ92は、第１流路78とロードホールディングキャビティ76との間の一方向の流通を許容する。本開示の一態様において、チェックバルブ92は、ロードホールディングキャビティ76から第１流路78へ向かう方向への流体の流通を阻止する。チェックバルブ92は、通路128を通過する流体の漏れを阻止するために適応される。ロードホールディングキャビティ76から第１流路78へ向かう方向へ流れる流体の漏れは、ミドルステージバルブアセンブリ14がニュートラルポジションP_MNにある間の、ポペットバルブアセンブリ62のバルブシート86からの意図しない離座を引き起こす結果となる。

【0061】

この開示の範疇及び精神の範囲内におけるこの開示の種々の改良及び変形は、当業者によって明白になるであろう、そしてこの開示の範疇が、不当に、ここに明らかにされた図解された実施形態に制限されないことは理解されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】