专利名称：分流器的制作方法
技术领域：
本发明涉及流速调节型分流器，用于将流体以预定流速从泵供给到优先流动回路，同时还经由将流体经支流供给到附加流动回路。
背景技术：
在现有技术中，已知的阀以预定流速将液压油从泵供给到优先流动回路并将剩余的油供给到附加流动回路。例如，日本专利公开60-159407描述了一种阀，它分配从泵供给到导引回路和辅助回路的流体，导引回路起优先流动回路的作用，辅助回路起附加流动回路的作该阀包括阀芯孔和容纳在阀芯孔中的阀芯。起容液腔作用的阀芯孔与导引回路、辅助回路和供流路径连通。从泵供给来的流体经供流路径流向阀芯孔。供流路径具有三个与阀芯孔连通的开口。这将来自供流路径的流体分配给两个系统，即附加流动回路和优先流动回路。用于限制流向优先流动回路的流体的优先节流孔和用于限制流向附加流动回路的流体的附加节流孔形成在阀芯与阀芯孔的壁面之间。
在上述出版物的阀中，来自进入优先流动回路的流体并沿阀芯轴向推动阀芯的流体作用力与来自进入辅助回路的流体并沿阀芯轴向推动阀芯的流体作用力相平衡。然而，当形成在阀芯与阀芯孔壁面之间的优先节流孔产生大的压降，流体作用力就不平衡了。这将增加沿从优先节流孔到辅助节流孔即朝着导引回路(由上述出版物的图2中箭头97指示的方向)的方向施加的作用力。因此在该阀中，形成包括导引口、止回阀和节流器在内的回路而将作用力施加到阀芯一端，该作用力偏移由流体作用力产生的阀芯推动力。
然而，采用上述出版物的阀，必然产生更为复杂的回路结构以用流体作用力最佳偏移该阀芯推动力。
发明内容
本发明的目的是提供一种防止回路结构变得复杂并抑制充当阀芯推动力的流体作用力的分流器。
本发明的一个方面是用于分配从泵供给到优先流动回路和附加流动回路的流体的分流器。分流器具有壳体，后者包括可连接于泵的泵口、可连接于优先流动回路的优先流动口、可连接于附加流动回路的附加流动口、与泵口连通的供流路径、与优先流动口连通的优先流动路径、与附加流动口连通的附加流动路径、以及由壁面限定并与供流路径、优先流动路径和附加流动路径连通的阀芯孔。以轴向可动方式设置在阀芯孔中的阀芯分配从供流路径到优先流动路径和附加流动路径的流体。由阀芯和阀芯孔的壁面限定出的附加节流孔限制从供流路径到附加流动路径的流体的流速。供流路径包括从彼此分支出来并与阀芯孔连通的第一供给通道和第二供给通道。附加节流孔是可变节流孔，用于根据阀芯的运动改变流速，它包括用于限制从第一供给通道到附加流动路径的流速的第一附加节流孔，以及用于限制从第二供给通道到附加流动路径的流速的第二附加节流孔。第二附加节流孔形成为分至少两级来限制流速。阀芯包括位于对应第二附加节流孔的位置的横截面积变化部。
本发明的其他方面和有益之处将从下列结合所附附图的描述中变得显而易见，描述通过例举本发明的原理进行。
附图简要说明本发明及其目的和益处，可参考给出的优选实施例的下列描述以及所附附图进行最佳理解，其中
图1是显示根据本发明优选实施例的分流器的剖视图，其状态是附加节流孔的开口数量大而优先节流孔的开口数量小；图2是图1所示分流器的放大局部剖视图；图3是图1所示分流器的放大局部剖视图，其中附加节流孔的开口数量小而优先节流孔的开口数量大。
实现本发明的最佳方式本发明的优选实施例现在将在以下参考附图进行描述。本发明的流速调节型分流器可广泛用于各种领域，其中来自泵的流体以预定流速分配到优先流动回路和附加流动回路。流速调节型分流器1例如可应用于例如升降机，从而分配从泵供给到起优先流动回路作用的水力控制装置以及起附加流动回路作用的负载回路的液压油。流速调节型分流器1不必限制于上述领域。例如，本发明可应用于用其他液压回路作为优先流动回路和附加回路的升降机。本发明还可用于非升降机设备的控制液压回路。
图1是流速调节型分流器1的剖视图。流速调节型分流器1用作升降机中液压回路100的一部分。分流器1分配用作工作流体的液压油，后者从液压泵101供给到用作优先流动回路的液力控制装置102和用作附加流动回路的负载回路103。图1所示的流速调节型分流器1包括壳体11和结合在壳体11中的分流器阀12。图1显示了中性状态下的流速调节型分流器1，其中动力控制装置102和负载回路103不致动，即不由操作者操作。
如图1所示，多个口，例如泵口14、优先流动口15和附加流动口16，形成在壳体11中从而向外部开口。泵口14连接于液压泵101的下游端，该液压泵在升降机中供给液压油。在相同的方式下，优先流动口15和附加流动口16分别连接于升降机中的动力控制装置102和负载回路103。负载回路103用作控制与负载提升相关的液压致动器的致动操作。在图1中，形成由双点划线指示的附加流动口16从而在图1所示横截面之上的位置开口。在下列描述中，泵口14位于液压回路100的上游部分，优先流动口15和附加流动口16位于液压回路100的下游部分。
壳体11包括供流路径17、优先流动路径18和附加流动路径19，它们形成来自液压泵101的液压油所流经的通道。供流路径17具有与泵口14连通的上游端和与分流器阀12连通的下游端。优先流动路径18具有与分流器阀12连通的上游端和与优先流动口15连通的下游端。在图1中的面之下的位置与优先流动路径18连通的优先流动口15。附加流动路径19具有与分流器阀12连通的上游端和与附加流动口16连通的下游端。
分流器阀12包括阀芯21、阀芯孔22、附加节流孔23和优先节流孔26。分流器阀12分配从供流路径17到优先流动路径18和附加流动路径19的液压油。图1至3所示的箭头指示了从泵口14供给的液压油的流向。
分流器阀12的阀芯孔22与供流路径17、优先流动路径18和附加流动路径19连通。阀芯21可动地设置在阀芯孔22中。阀芯21在阀芯孔22中沿阀芯轴L的方向移动，以调节从供流路径17到优先流动路径18和附加流动路径19的液压油的分配。此外，供流路径17包括第一供给通道17a和第二供给通道17b，它们与阀芯孔22连通。因此，供流路径17被分为两个系统，第一供给通道17a和第二供给通道17b，它们分别将液压油供给到附加流路19。附加流动路径19的上游端连通于沿阀芯21的轴线L的方向位于第一供给通道17a与第二供给通道17b之间的阀芯孔22。此外，优先流动路径18的上游端连通于阀芯孔22的下游端。阀芯21包括第二供给通道17b下游的固定节流孔34和固定节流孔34下游的弹簧腔30。第二供给通道17b通过固定节流孔34和弹簧腔30连通于优先流动路径18。
附加节流孔23和分流器阀12的优先节流孔26均由阀芯21和阀芯孔22的壁面形成。附加节流孔23限制从供流路径17到附加流动路径19的液压油的流速。优先节流孔26限制从供流路径17到优先流动路径18的液压油的流速。
附加节流孔23是可变节流孔，它根据阀芯21在阀芯孔22中的运动来改变从供流路径17到附加流动路径19的液压油的流速。附加节流孔23包括第一附加节流孔24和第二附加节流孔25。第一附加节流孔24限制从第一供给通道17a到附加流动路径19的液压油的流速。第二附加节流孔25限制从第二供给通道17b到附加流动路径19的液压油的流速。第一和第二附加节流孔24和25同时根据阀芯21的运动限制流经那里的液压油的流速。
与第一供给通道17a连通的第一附加凹槽41、以及与第二供给通道17b连通的第二附加凹槽42形成在阀芯21的外表面中。换句话说，阀芯21包括位于第一附加凹槽41与第二附加凹槽42之间的第一凸台50和对应于第二供给通道17b的第二凸台52。与第一附加凹槽41和第二附加凹槽42连通的附加流动路径成形凹槽43形成在阀芯孔22的壁面中。附加流动路径成形凹槽43形成附加流动路径19的一部分。第一附加节流孔24限定在第一附加凹槽41与附加流动路径形成凹槽43之间。第一附加凹槽41包括垂直于阀芯轴线L的表面，其中一个用作上游第一压力接收部21a而另一个用作下游第二压力接收部21b。此外，第二附加凹槽42包括了垂直于阀芯轴线L的表面，其中一个用作下游第三压力接收部21c而另一个用作上游第四压力接收部21d。阀芯21包括第二附加节流孔成形部51，它用作横截面积变化部并形成第二附加节流孔25。
在图2中，上面一半是分流器1的放大局部剖视图。第二附加节流孔25根据阀芯21的横截面积的变化分两级限制流速。即，阀芯21的第二附加节流孔成形部51具有两级，它们形成为使得阀芯21的直径从第二供给通道17b降低到附加流动路径19。在这种方式下，第二附加节流孔25由阀芯21限定并分两级限制流速。更具体而言，阀芯21的第二附加节流孔成形部51增加第一级27和第二级28，第二级设置为比第一级27更靠近附加流动路径19。换句话说，第一步27位于比第二级28更接近第二供给通道17b的位置。第二级28处的直径小于第一级27处的。垂直于阀芯轴线L的第二级28的表面用作第四压力接收部21d。垂直于阀芯轴线L的第一级27的表面用作第五压力接收部21e。
图3是显示了在从图1的位置切换来的状态下的阀芯21的局部剖视图。图1和2显示了开口数量大的状态下的附加节流孔23和开口数量小的状态下的优先节流孔26。图3显示了开口数量小的状态下的附加节流孔23和开口数量大的状态下的优先节流孔26。与阀芯孔22连通的第二供给通道17b的下游端被称为下游端开口29。如图1至3所示，第二级28相对于阀芯轴线L持续与第二供给通道17b的下游端开口29保持分离。此外，即使阀芯21移动，第一级27总是正对于第二供给通道17b的下游端开口29。换句话说，第一级27与第二级28在阀芯轴线L方向上的距离W被设定为大于阀芯21的运动量。这种第一级27和第二级28的布局分两级限制了从第二供给通道17b到附加流动路径19的液压油的流速，而与阀芯21的位置无关。
分流器1的操作现在将进行描述。分流器1分配以预定速度从液压泵101到动力控制装置102再到负载回路103的液压油。液压油的分配通过致动分流器阀12执行。分流器阀12具有包括弹簧腔30和弹簧31的右端以及包括导引腔32的左端。导引通道33延伸穿过阀芯21以引导液压油，经优先节流孔26的下游到达导引腔32。阀芯21包括优先节流孔26下游的固定节流孔34，以进一步限制液压油的流速。受引导穿过固定节流孔34的液压油流入弹簧腔30，之后进入优先流动路径18。导引腔32是固定节流孔34的上游，并且弹簧腔30是固定节流孔34的下游。因此，导引腔32的液压大于弹簧腔30的。弹簧腔30的液压与导引腔32的液压之间的差异产生将阀芯21推向弹簧腔30或推向图1所示右侧的推动力。阀芯21保持在平衡状态下，处于由弹簧腔30与导引腔32之间的压力差产生的推动力与反方向作用的弹簧31的推动力相平衡的位置。
当动力控制装置102或负载回路103的致动使弹簧腔30或导引腔32的液压起伏时，平衡状态被打破。这会移动阀芯21从而回到平衡状态。阀芯21的运动改变附加节流孔23和优先节流孔26的开口数量。这将以预定流速向优先流动路径18供给液压油并改变导向附加流动路径19的液压油的流速。动力控制装置102的负载状态中的变化会通过优先流动路径18改变弹簧腔30的液压。此外，负载回路103的负载状态中的变化会改变穿过附加流动路径19、附加节流孔23、第二供给通道17b、优先节流孔26和导引通道33的导引腔32的液压。液压油在预定流速下向优先流动路径18的供给通过固定节流孔34进行调节，该固定节流孔用作形成在阀芯21中的节流器。
附加节流孔的操作现在将进行描述。图2中的下半部对应于图2中上半部的剖视图，并显示了作用在阀芯21上的流体作用力的分配。在流体作用力分配图表中，X轴方向的长度表现了流体作用力的大小。此外，Y轴方向的长度表现了阀芯21的径向中的流体作用力分配。第一到第五流体分配(a)至(e)分别对应于第一到第五压力接收部21a至21e，后者垂直于阀芯21的轴向。阀芯轴线L的方向或X轴方向内的流体作用力沿圆周方向作用在第一至第五压力接收部21a至21e上。
参见图2和3，流动路径在第一附加节流孔24上游的第一压力接收部21a附近不受限制。因此，不存在缩脉。第一流体分配(a)沿箭头A的方向即X轴的反方向作用在第一压力接收部21a上。缩脉会出现在对应于第一附加节流孔24的第二压力接收部21b附近。如图3所示的状态，当阀芯21移动并限制液压油流速时，即当第一附加节流孔处的压降大时，缩脉出现。当这种缩脉出现时，小于第一流体作用力分配(a)的流体作用力的第二流体作用力分配(b)沿图2中箭头B的方向即X轴线的正向作用在第二压力接收部21b上。当作用在第一压力接收部21a上的流体作用力大小由Fa表示而作用在第二压力接收部21b上的流体作用力大小由Fb表示时，公式(1)的关系得到满足。因此，根据公式(1)的关系，第一压力接收部21a和第二压力接收部21b产生沿箭头A的方向或X轴的反向推动阀芯21的流体作用力。
Fa＞Fb......(1)如上所述，当第一附加节流孔24根据阀芯21的运动来限制流速时，第二附加节流孔25设置在阀芯21中以限制液压油的流速。因此，如图3中状态所示，当第一附加节流孔24限制液压油的流速，第二附加节流孔25液限制该流速。换句话说，第二附加凹槽42和附加流动路径成形凹槽43处的液压小于第一附加凹槽42和下游端开口29处的液压。受限流速的第三流体作用力分配(c)沿箭头A的方向施加于第三压力接收部21c，后者是第一附加节流孔24和第二附加节流孔25的下游。在此状态下，缩脉存在于对应第二附加节流孔25的第二级28附近。因此，小于第三流体分配(c)的第四流体分配(d)作用在箭头B的方向内。流速在第二附加节流孔25的第一级27处受限。液压油的流速在第二附加节流孔25的第一级27处受限。然而，开口数量仍然足够宽，实际上不存在缩脉。因此，不会受到缩脉的显著影响的第一流体分配(e)沿箭头B的方向施加于对应第一级27的第五压力接收部21e。即，第五压力接收部21e接收作用于从附加流动路径19到第二附加节流孔25的方向内的流体作用力Fe。当施加于第三、第四和第五压力接收部21c、21d和21e的流体作用力分别由Fc、Fd和Fe表示时，公式(2)的关系得到满足。因此，根据公式(2)的关系，第三至第五压力接收部21c至21e用于沿箭头B的方向或轴线X的正向推动阀芯21。
Fc＜Fd+Fe......(2)在这种方式下，流体作用力沿箭头A的方向施加于阀芯21的第一和第二压力接收部21a和21b，并且流体作用力沿箭头B的方向施加于阀芯21的第三至第五压力接收部21c至21e。因此，由第一和第二压力接收部21a和21b施加于阀芯21的流体作用力以及由第三至第五压力接收部21c至21e施加于阀芯21的流体作用力彼此偏移。换句话说，推动阀芯21并由经过第一附加节流孔24从供流路径17流入附加流动路径19的液压油产生的流体作用力偏离于推动阀芯21并由经过第二附加节流孔25从供流路径17流入附加流动路径19的液压油产生的流体作用力。因此，由从供流路径17供给到附加流动路径19的液压油施加于阀芯21的流体作用力减小。
分流器1具有下述优点。
(1)来自供流路径17的液压经过第一附加节流孔24供给到附加流动路径19并经过第二附加节流孔25供给到附加流动路径19。流体作用力施加于与第一附加节流孔相关的第一和第二压力接收部21a和21b以及与第二附加节流孔25相关的第三至第五压力接收部21c和21e中的每一个。当阀芯21移动到左侧并在包括第一附加节流孔24和第二附加节流孔25在内的附加节流孔23处增加压降时，缩脉出现在第一附加节流孔24和第二附加节流孔25中的每一个处。其结果是，沿轴线L的方向推动阀芯21的流体作用力变化并改变阀芯21的平衡状态。
然而，第二附加节流孔25不同于第一附加节流孔24并具有根据第二附加节流孔成形部51分级限制液压油流速的结构，该第二附加节流孔成形部51作为阀芯21的横截面积变化部起作用。因此，第二附加节流孔25不同于第一附加节流孔24的第二压力接收部21b，后者在阀芯21的径向内全部受到缩脉的影响，不同之处在于缩脉仅影响第二附加节流孔25的第四压力接收部21d。其结果是，不会显著受到缩脉影响的第二附加节流孔的第五压力接收部21e在相反方向内产生作用力Fe以抑制阀芯21向左移动的流体作用力Fa。
因此，由流体作用力Fa施加于阀芯21的推动力偏移，阀芯沿轴线L方向的运动得到抑制。附加节流孔23的简单结构抑制了当流体作用力在附加节流孔23中变化时阀芯21在一个方向内的运动，同时还减少了第一附加节流孔24和第二附加节流孔25的开口数量。因此，如果附加节流孔23处的压降大，由流体作用力Fa产生的阀芯21的推动力得到抑制。此外，分流器的回路结构避免复杂化。
(2)在分流器1中，第二附加节流孔25由简单结构形成，其中阀芯21的直径通过第一级27和第二级28以分级方式减小。因此，即使缩脉出现在第二级28处，第一级27基本不受影响。这简化了第二附加节流孔的结构，后者分两级限制液压油的流速以偏移由流体作用力产生的阀芯21的推动力。
(3)第二级28保持不变地处于与第二供给通道的下游端开口29分离的位置。此外，在第一级27不变地正对于第二供给通道17b的下游端开口29的状态下，阀芯21可移动。因此，即使缩脉出现在第二附加节流孔25的第二级28处，阀芯21可能被移动以改变附加节流孔23的开口数量，同时保持缩脉不显著影响第一级27的状态。这样，即使在附加节流孔23处的压差很大，也可抑制在阀芯的大可动范围内由流体作用力产生的阀芯21的推动力。
本领域普通技术人员显而易见的是，本发明能够以许多其他特殊形式实现而不脱离本发明的精神或范围。特别是，应当理解，本发明可在下列形式下实现。
(1)在优选实施例中，第二附加节流孔25分两级限制液压油的流速。然而，本发明不仅限于这种结构。例如，第二附加节流孔可构造为分三级或更多级来限制流速。
(2)在优选的实施例中，第二附加节流孔25具有阶梯形状并包括第一级27和第二级28。然而，本发明不仅限于这种形式。可选择各种形状以形成分两级限制流速的第二附加节流孔。例如，第一级27可以倾斜并结合于剩余的第二级28。
(3)限定出第一附加节流孔24的阀芯21的部位，其形状不仅限于优选实施例中的那样。例如，凹口可局部形成在阀芯21中以形成第二附加节流孔成形部分51。该凹口无需在阀芯21的整个圆周向上分级，并可通过局部切断阀芯21来形成。
本示例和实施例应被认为是说明性和非限制性的，并且本发明不仅限于这里给出的细节，但可在所附权利要求的范围及其等价方案范围内修改。
权利要求
1.一种分流器，用于分配从泵供给到优先流动回路和附加流动回路的流体，该分流器包括壳体，包括可连接于泵的泵口、可连接于优先流动回路的优先流动口、可连接于附加流动回路的附加流动口、与泵口连通的供流路径、与优先流动口连通的优先流动路径、与附加流动口连通的附加流动路径、以及由壁面限定并与供流路径、优先流动路径和附加流动路径连通的阀芯孔；阀芯，以轴向可动方式设置在阀芯孔中，用于分配从供流路径到优先流动路径和附加流动路径的流体；附加节流孔，由阀芯和阀芯孔的壁面限定出来，用于限制从供流路径到附加流动路径的流体的流速，上述分流器的特征在于供流路径包括从彼此分支出来并与阀芯孔连通的第一供给通道和第二供给通道；附加节流孔是用于根据阀芯的运动改变流速的可变节流孔，并包括用于限制从第一供给通道到附加流动路径的流速的第一附加节流孔，以及用于限制从第二供给通道到附加流动路径的流速的第二附加节流孔，该第二附加节流孔形成为至少分两级限制流速；且上述阀芯包括位于对应第二附加节流孔的位置的横截面积变化部。
2.根据权利要求1所述的分流器，其特征在于横截面积变化部具有从第二供给通道向附加流动路径缩小的直径。
3.根据权利要求2所述的分流器，其特征在于上述阀芯在横截面积变化部具有以分级方式变化的横截面积。
4.根据权利要求3所述的分流器，其特征在于，第二附加节流孔包括第一级和比第一级设置得更接近附加流动路径的第二级，阀芯中对应第二级的部分的横截面积小于阀芯中对应第一级的部分的横截面积。
5.根据权利要求4所述的分流器，其特征在于该第二供给通道具有与阀芯孔连通的开口，且上述阀芯在第二级与第二供给通道的开口间隔开而第一级面朝该开口的范围内可动。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的分流器，其特征在于横截面积变化部包括用于接收沿附加流动路径到第二附加节流孔的方向作用的流体作用力的压力接收表面。
全文摘要
一种分流器，包括阀芯(52)，后者用于将流体从供流路径(17)分配到优先(18)和附加(19)流路。第一和第二附加节流孔(24、27)根据阀芯的运动改变流速并限制分别从第一和第二供给通道到附加流路的流速。第二附加节流孔(27)形成为至少两级来限制流速。阀芯(52)包括位于对应第二附加节流孔的位置的横截面积变化部。从而防止电路结构复杂化，充当阀芯推动力的流体作用力受到抑制。
文档编号F16K11/07GK101052811SQ200580037920
公开日2007年10月10日 申请日期2005年11月8日 优先权日2004年11月8日
发明者松崎丈治, 中岛滋人 申请人:株式会社丰田自动织机, 仁科工业株式会社