Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen werden klar ersichtlich, genauso wie Betriebsverfahren und die Funktion der zugehörigen Teile, von einem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung, der angehängten Ansprüche und der Zeichnungen, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden. In den Zeichnungen ist:

1 ein schematisches Schnittschaubild, das eine interne Struktur eines Richtungssteuerventils gemäß einer Beispielausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

2 ein schematisches Schnittschaubild, das das Richtungssteuerventil gemäß der Ausführungsform von 1 zeigt;

3 ein schematisches Schnittschaubild, das das Richtungssteuerventil gemäß der Ausführungsform von 1 zeigt;

4 ein schematisches Schnittdiagramm, das das Richtungssteuerventil gemäß der Ausführungsform von 1 zeigt;

5 ein schematisches Schnittschaubild, das das Richtungssteuerventil gemäß der Ausführungsform von 1 zeigt;

6 ein schematisches Schnittschaubild, das das Richtungssteuerventil gemäß der Ausführungsform von 1 zeigt;

7 ein Graph, der Analyseergebnisse eines Betriebs des Richtungssteuerventils gemäß der Ausführungsform von 1 zeigt;

8A ein schematisches Diagramm, das ein bewegliches Element eines Richtungssteuerventils eines modifizierten Beispiels der Ausführungsform von 1 zeigt;

8B eine Schnittansicht, die das bewegliche Element von 8A entlang der Linie VIIIB-VIIIB zeigt;

9 ein schematisches Schnittschaubild, das das Richtungssteuerventil des modifizierten Beispiels der Ausführungsform von 1 zeigt;

10A ein schematisches Schaubild, das ein bewegliches Element eines Richtungssteuerventils eines weiteren modifizierten Beispiels der Ausführungsform von 1 zeigt;

10B ein schematisches Unterseitenschaubild, das das bewegliche Element von 10A entlang der Pfeilmarkierung XB zeigt;

11A ein schematisches Schaubild, das ein bewegliches Element eines Richtungssteuerventils eines noch weiteren modifizierten Beispiels der Ausführungsform von 1 zeigt;

11B ein schematisches Schnittschaubild, das das bewegliche Element von 11A entlang der Linie XIB-XIB zeigt;

12 ein schematisches Schnittschaubild, das ein Richtungssteuerventil eines weiteren modifizierten Beispiels der Ausführungsform von 1 zeigt;

13 ein schematisches Schnittschaubild, das eine interne Struktur eines Richtungssteuerventils eines Stands der Technik zeigt; und

14 ein schematisches Schnittschaubild, das das Richtungssteuerventil von 13 zeigt.

Mit Bezug auf 1 ist ein Richtungssteuerventil gemäß einer Beispielsausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Richtungssteuerventil gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat einen Ventilkörper 10, ein erstes bewegliches Element 12 und ein zweites bewegliches Element 14. Der Ventilkörper 10 ist mit einem ersten Verbindungsschaltanschluss 10a, einem zweiten Verbindungsschaltanschluss 10b und einem Verbindungsobjektanschluss 10c ausgebildet. Ein Hydraulikfluiddruck PL wird zu dem Verbindungsschaltanschluss 10a zugeführt, und ein Hydraulikfluiddruck Pc wird zu dem zweiten Verbindungsschaltanschluss 10c zugeführt. Der Verbindungsobjektanschluss 10c ist mit einer Schaltkammer (S.C., nicht dargestellt) verbunden. Der Druck Pc, der zu den Verbindungsschaltanschluss 10b zugeführt wird, ist höher eingestellt als der Druck PL, der zu dem Verbindungsschaltanschluss 10a zugeführt wird. Das hydraulische Fluid ist ein inkompressibles Fluid. Zum Beispiel kann Hydrauliköl oder Kraftstoff für einen Verbrennungsmotor als das hydraulische Fluid verwendet werden.

Die beweglichen Elemente 12, 14 bewegen sich in dem Ventilkörper 10 entlang einer Richtung parallel zu einer Achse 16 (in Axialrichtung) der beweglichen Elemente 12, 14, um den Anschluss, der mit dem Verbindungsobjektanschluss 10c verbunden ist, zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsschaltanschluss 10b zu schalten. Wenn eine Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsobjektanschluss 10c vorgesehen ist, und die Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10b und dem Verbindungsobjektanschluss 10c unterbrochen ist, wie in 2 dargestellt ist, wird der Hydraulikfluiddruck PL von dem Verbindungsschaltanschluss 10a zu dem Verbindungsobjektanschluss 10c zugeführt, d. h. zu der Schaltkammer. Wenn eine Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10b und dem Verbindungsobjektanschluss 10c vorgesehen ist, und die Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsobjektanschluss 10c unterbrochen ist, wie in 1 gezeigt ist, wird der Hydraulikfluiddruck Pc von dem Verbindungsschaltanschluss 10b zu dem Verbindungsobjektanschluss 10c zugeführt, d. h. zu der Schaltkammer. Somit ist das Richtungssteuerventil gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Dreiwegeventil, das den Anschluss, der mit dem Verbindungsobjektanschluss 10c (oder der Schaltkammer) verbunden ist, zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsschaltanschluss 10b schalten kann. Der Verbindungsschaltanschluss 10a, der Verbindungsobjektanschluss 10c und der Verbindungsschaltanschluss 10b sind in dieser Reihenfolge entlang einer Richtung von einer oberen Seite zu einer unteren Seite des Ventilkörpers 10 hin in 1 oder 2 bezüglich der Axialrichtung gelegen. Jedoch bezieht sich die Vertikalrichtung in 1 oder 2 nicht auf eine tatsächliche Montagerichtung des Richtungssteuerventils.

Das bewegliche Element 12 bewegt sich in der Axialrichtung weg von dem Verbindungsschaltanschluss 10b, um die Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsobjektanschluss 10c herzustellen. Nachstehend wird die Axialrichtung weg von dem Verbindungsschaltanschluss 10b als eine erste Axialrichtung bezeichnet. Das bewegliche Element 12 bewegt sich in einer zweiten Axialrichtung, die entgegengesetzt zu der ersten Axialrichtung ist, um die Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsobjektanschluss 10c zu unterbrechen. Das bewegliche Element 14 bewegt sich in der zweiten Axialrichtung, um die Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10b und dem Verbindungsobjektanschluss 10c herzustellen. Das bewegliche Element 14 bewegt sich in der ersten Axialrichtung, um die Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10b und dem Verbindungsobjektanschluss 10c zu unterbrechen.

Ein erster Sitz 10d ist an eine Innenumfangsfläche des Ventilkörpers 10 durch Verringern eines Durchmessers der Innenumfangsfläche des Ventilkörpers 10 entlang der zweiten Axialrichtung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsobjektanschluss 10c ausgebildet. Ein zweiter Sitz 10e ist an der Innenumfangsfläche des Ventilkörpers 10 durch Verringern des Durchmessers der Innenumfangsfläche des Ventilkörpers 10 zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10b und dem Verbindungsobjektanschluss 10c entlang der ersten Axialrichtung ausgebildet. Der Sitz 10d ist zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsobjektanschluss 10c bezüglich der Axialrichtung gelegen. Der Sitz 10e ist zwischen dem Verbindungsobjektanschluss 10c und dem Verbindungsschaltanschluss 10b bezüglich der Axialrichtung gelegen.

Das bewegliche Element 12 ist mit einem ersten Kontaktabschnitt 12a ausgebildet, der eine Außenumfangsfläche hat, deren Durchmesser sich entlang der zweiten Axialrichtung verringert. Der Kontaktabschnitt 10a berührt den Sitz 10d dicht in der zweiten Axialrichtung, m die Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsobjektanschluss 10c zu unterbrechen. Das bewegliche Element 12 berührt den Sitz 10d bei dem Kontaktabschnitt 12a. Somit ist die weitere Bewegung des beweglichen Elements 12 in der zweiten Axialrichtung beschränkt. Das bewegliche Element 14 ist mit einem zweiten Kontaktabschnitt 14a ausgebildet, der eine Außenumfangsfläche hat, deren Durchmesser sich allmählich entlang der ersten Axialrichtung verringert. Der Kontaktabschnitt 14a berührt den Sitz 10e in der ersten Axialrichtung, um die Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10b und dem Verbindungsobjektanschluss 10c zu unterbrechen. Das bewegliche Element 14 berührt den Sitz 10e bei einem Kontaktabschnitt 14a. Somit ist eine weitere Bewegung des beweglichen Elements 14 in der ersten Axialrichtung beschränkt.

Eine Steuerkammer 18 ist durch die Innenumfangsfläche des Ventilkörpers 10 und eine Endfläche des beweglichen Elements 12 gegenüber von dem Verbindungsschaltanschluss 10b bezüglich der Axialrichtung vorgesehen. Hydraulikfluiddruck, der zu der Steuerkammer 18 durch eine Einlassöffnung 22 zugeführt wird, bringt eine Druckkraft auf das bewegliche Element 12 in der zweiten Axialrichtung auf. Der Hydraulikfluiddruck Pc wird zu der Einlassöffnung 22 genauso wie zu dem Verbindungsschaltanschluss 10b zugeführt. Die Druckkraft, die auf das bewegliche Element 12 in der zweiten Axialrichtung aufgebracht wird, wird durch Steuern des Hydraulikfluiddrucks in der Steuerkammer 18 durch eine Öffnungs-/Schließsteuerung eines Servo- bzw. Steuerventils 20 gesteuert. Falls das Steuerventil 20 geschlossen wird, um den Auslass des Hydraulikfluids von der Steuerkammer 18 durch eine Auslassöffnung 24 zu unterbrechen, wird der Druck in der Steuerkammer 18 auf den Druck Pc gesteuert, und die Druckkraft, die auf das bewegliche Element in der zweiten Axialrichtung aufgebracht wird, wird zu einem Produkt aus dem Druck Pc und einer Fläche A1 (Pc × A1) gesteuert. Die Fläche A1 ist eine Fläche einer Oberfläche des beweglichen Elements 12, auf die der Druck in der Steuerkammer 18 in der zweiten Axialrichtung aufgebracht wird. Falls das Steuerventil geöffnet wird, um den Auslass des Hydraulikfluids von der Steuerkammer 18 durch die Auslassöffnung 24 zu gestatten, wird der Druck in der Steuerkammer 18 auf einen Druck Pm gesteuert, der niedriger ist als der Druck Pc (Pm < Pc), und die Druckkraft, die auf das bewegliche Element 12 in der zweiten Axialrichtung aufgebracht wird, wird auf ein Produkt aus dem Druck Pm und der Fläche A1 (Pm × A1) gesteuert. Der Öffnungs-/Schließbetrieb des Steuerventils 20 kann z. B. durch eine elektromagnetische Kraft durchgeführt werden und erfordert nur eine geringe Antriebskraft. Der Wert des Drucks Pm kann durch das Festlegen des Durchmessers der Einlassöffnung 22, des Durchmessers der Auslassöffnung 24 und eines Öffnungsgrads des Steuerventils 20 eingestellt werden. Die Auslassöffnung 24 ist für ein präzises Einstellen einer Querschnittsfläche des Strömungswegs bei der Zeit vorgesehen, wenn das Steuerventil 20 geöffnet ist. Die Auslassöffnung 24 kann weggelassen werden.

In der vorliegenden Ausführungsform ist das bewegliche Element 12 mit einem Einsatzloch 12d ausgebildet, das in seiner Endfläche an der Seite des Verbindungsschaltanschlusses 10b öffnet. Das bewegliche Element 14 ist in das Einsatzloch 12b in der ersten Axialrichtung so eingesetzt, dass das bewegliche Element 14 an der Innenumfangsfläche des Einsatzlochs 12b in der Axialrichtung gleiten kann. Das bewegliche Element 14 ist mit einem Durchgangsloch 14b ausgebildet, das in seinen beiden Endflächen bezüglich der Axialrichtung öffnet. Das Durchgangsloch 14b sieht eine Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10b und dem Einsatzloch 12b vor (genauer gesagt einen Raum, der durch Einsetzen des beweglichen Elements 14 in das Einsatzloch 12b ausgebildet wird).

Die Mittelachsen des Einsatzlochs 12b und des Durchgangslochs 14b fallen mit der Achse 16 der beweglichen Elemente 12, 14 zusammen. Das bewegliche Element empfängt den Hydraulikfluiddruck Pc, der von dem ersten Verbindungsschaltanschluss 10b zugeführt wird, in der ersten Axialrichtung bei einer Bodenfläche bzw. Unterseitenfläche 12c des Einsatzlochs 12b. Demzufolge wird eine Kraft als ein Produkt aus dem Druck Pc und einer Fläche A3 der Bodenfläche 12c des Einsatzlochs 12b auf das bewegliche Element 12 in der ersten Axialrichtung aufgebracht. Die Bodenfläche 12c des Einsatzlochs 12b des beweglichen Elements 12 kann das bewegliche Element 14 in der zweiten Axialrichtung berühren, um eine Druckkraft auf das bewegliche Element 14 in der zweiten Axialrichtung aufzubringen.

In einem Zustand, der in 2 gezeigt ist, ist die Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsobjektanschluss 10c vorgesehen, und die Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10b und dem Verbindungsobjektanschluss 10c ist unterbrochen. Die Tiefe des Einsatzlochs 12b des beweglichen Elements 12 und die Länge des beweglichen Elements 14 in der Axialrichtung sind so eingestellt, dass die Bodenfläche 12c des Einsatzlochs 12b des beweglichen Elements 12 von dem beweglichen Element 14 um eine vorbestimmte Distanz L0 in der ersten Axialrichtung in dem Zustand entfernt ist, der in 2 gezeigt ist. Die vorbestimmte Distanz L0 ist geringer eingestellt als eine Hubdistanz bzw. Hubbetrag L3 einer axialen Bewegung des beweglichen Elements 12, d. h. ein Hubbetrag L3 des beweglichen Elements 12. Deshalb bewegt sich in dem Hub der beweglichen Elemente 12, 14 in der zweiten Axialrichtung, d. h. in einem Verschiebungshub von dem Zustand, der in 2 gezeigt ist, zu dem Zustand, der in 1 gezeigt ist, für ein Unterbrechen der Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsobjektanschluss 10c und für ein Vorsehen der Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10b und dem Verbindungsobjektanschluss 10c, das bewegliche Element 12 um den vorbestimmten Abstand L0 in der zweiten Axialrichtung. Dann berührt die Bodenfläche 12c des Einsatzlochs 12b das bewegliche Element 14, um das bewegliche Element in der zweiten Axialrichtung zu drücken. Dann bewegt sich das gedrückte bewegliche Element 14 zusammen mit dem beweglichen Element 12 in der zweiten Axialrichtung. Eine Hubdistanz L1 der Axialbewegung des beweglichen Elements 14, d. h. ein Hubbetrag bzw. eine Hubdistanz des beweglichen Elements 14 in der Axialrichtung, ist durch Subtrahieren der Distanz L0 von der Hubdistanz L3 der Axialbewegung des beweglichen Elements 12 vorgesehen, und ist kürzer als die Hubdistanz L3.

Das bewegliche Element 12 gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat einen Gleitblockabschnitt 12d, der an den Kontaktabschnitt 12a an der Seite des Verbindungsschaltanschlusses 12b bezüglich der Axialrichtung angrenzt. Der Gleitblockabschnitt 12d ist ausgebildet, um die Passage zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsobjektanschluss 10c zu blockieren. Der Ventilkörper hat einen Passabschnitt 10f zwischen dem Sitz 10d und dem Verbindungsobjektanschluss 10c bezüglich der Axialrichtung. Der Gleitblockabschnitt 12d kann in den Passabschnitt 10f eingepasst werden. Der Gleitblockabschnitt 12d hat eine vorbestimmte axiale Länge L2. Wenn die Distanz zwischen dem Sitz 10d und dem Kontaktabschnitt 12a des beweglichen Elements 12 gleich oder geringer als die vorbestimmte Länge L2 ist, ist der Gleitblockabschnitt 12d in den Passabschnitt 10f in der zweiten Axialrichtung eingepasst. Somit ist die Passage zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsobjektanschluss 10c bei einer Position zwischen dem Sitz 10d und dem Verbindungsobjektanschluss 10c bezüglich der Axialrichtung blockiert. Die vorbestimmte axiale Länge L2 des Gleitblockabschnitts 12d ist länger eingestellt als die Hubdistanz L1 der Bewegung des beweglichen Elements 14 in der Axialrichtung, und kürzer als die Hubdistanz L3 der Bewegung des beweglichen Elements 12 in der Axialrichtung.

Das bewegliche Element 12 empfängt einen Hydraulikfluiddruck Pd, der von dem Verbindungsobjektanschluss 10c zugeführt wird, in der ersten Axialrichtung bei der Endfläche des Gleitblockabschnitts 12d an der Seite des Verbindungsschaltanschlusses 10b. Als eine Folge wird eine Kraft als ein Produkt aus dem Druck Pd und einer Fläche A2 der Endfläche des Gleitblockabschnitts 12d an der Seite des Verbindungsschaltanschlusses 10b auf das bewegliche Element 12 in der ersten Axialrichtung aufgebracht. Eine Feder 26 bringt eine Vorspannkraft F auf das bewegliche Element 14 in der ersten Axialrichtung auf.

In der vorliegenden Ausführungsform sind die Werte der Vorspankraft F der Feder 26, der Druck Pm und die Bereiche bzw. Flächen A1, A2, A3 eingestellt, um die folgenden Ausdrücke (1) bis (3) zu erfüllen. Pc × A1 > Pc ×(A2 + A3) + F(1) Pm × A1 < Pc × (A2 + A3) + F(2) Pm × A1 < PL × A2 + Pc × A3(3)

Als nächstes wird ein Betrieb des Richtungssteuerventils gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben, und im Speziellen ein Betrieb eines Schaltens des Anschlusses, der mit dem Verbindungsobjektanschluss 10c verbunden ist, zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsschaltanschluss 10b. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Anschluss, der mit dem Verbindungsobjektanschluss 10c verbunden ist, zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsschaltanschluss 10b durch Einstellen des Drucks bzw. der Druckkraft geschaltet, der/die auf das bewegliche Element 12 in der zweiten Axialrichtung aufgebracht wird.

Wenn das Steuerventil 20 geschlossen ist, wird der Druck in der Steuerkammer 18 bei dem Druck Pc gesteuert. In diesem Zustand wird das bewegliche Element 12 in der zweiten Axialrichtung durch eine Druckkraft als ein Produkt aus dem Druck Pc und der Fläche A1 gedrückt bzw. gepresst. Der Gleitblockabschnitt 12d ist den Passabschnitt 10f eingepasst, und der Kontaktabschnitt 12a berührt dicht den Sitz 10d, wie in 1 gezeigt ist, weil die Werte der Vorspannkraft der Feder 26 und die Flächen A1, A2, A3 eingestellt sind, um dem Ausdruck (1) zu genügen. Demzufolge ist die Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsobjektanschluss 10c unterbrochen. Des Weiteren, weil die vorbestimmte Distanz L0 geringer eingestellt ist als die Hubdistanz L3 der axialen Bewegung des beweglichen Elements 12, berührt die Bodenfläche 12c des Einsatzlochs 12b des beweglichen Elements 12 das bewegliche Element 14, um das bewegliche Element 14 in der zweiten Axialrichtung in einen Zustand zu drücken, in dem der Kontaktabschnitt 12a des beweglichen Elements 12 den Sitz 10d dicht berührt, wie in 1 gezeigt ist. Somit ist der Kontaktabschnitt 14a des beweglichen Elements 14 von dem Sitz 10e entfernt, um die Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10b und dem Verbindungsobjektanschluss 10c vorzusehen. Somit ist, wenn das Steuerventil 20 geschlossen ist, die Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10b und dem Verbindungsobjektanschluss 10c vorgesehen, und die Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsobjektanschluss 10c ist unterbrochen. Als eine Folge wird der Druck in der Schaltkammer der Druck Pc.

Dann, falls das Steuerventil 20 geöffnet wird, wird der Druck in der Steuerkammer 18 von dem Druck Pc verringert, und wird bei dem Druck Pm gesteuert. Weil die Werte der Vorspannkraft F der Feder 26, des Drucks Pm und der Flächen A1, A2, A3 festgelegt sind, um den Ausdruck (2) zu erfüllen, werden die beweglichen Elemente 12, 14 gedrückt, sodass sie beginnen sich in der ersten Axialrichtung zu bewegen. Wie in 3 gezeigt ist, wird das bewegliche Element durch die Vorspannkraft F der Feder 26 um die Hubdistanz L1 in der ersten Axialrichtung bewegt, sodass der Kontaktabschnitt 14a den Sitz 10e berührt. Somit ist die Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10b und dem Verbindungsobjektanschluss 10c unterbrochen.

Mit Bezug auf das bewegliche Element 12, sogar nachdem der Kontaktabschnitt 12a sich von dem Sitz 10d getrennt hat, ist der Gleitblockabschnitt 12d in den Passabschnitt 10f eingepasst. In dieser Situation ist die Passage zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsobjektanschluss 10c durch den Gleitblockabschnitt 12d unterbrochen, was zu der Abwesenheit einer Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsobjektanschluss 10c führt. Weil die axiale Länge L2 des Gleitblockabschnitts 12d länger eingestellt ist als die Hubdistanz L1 des beweglichen Elements 14, ist ein Teil des Gleitblockabschnitts 12 in den Passabschnitt 10f eingepasst, sogar falls der Kontaktabschnitt 14a des beweglichen Elements 14 den Sitz 10e berührt, um die Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10b und dem Verbindungsobjektanschluss 10b zu unterbrechen, wie in 3 gezeigt ist. Als eine Folge ist die Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsobjektanschluss 10c noch nicht hergestellt.

Sogar nachdem der Kontaktabschnitt 14a des beweglichen Elements den Sitz 10e berührt hat und eine weitere Bewegung des beweglichen Elements 14 in der ersten Axialrichtung beschränkt ist, gleitet das bewegliche Element 12 weiter in der ersten Axialrichtung an der Innenumfangsfläche des Ventilkörpers 10. Als eine Folge bewegt sich die Bodenfläche 12c des Einsatzlochs 12b des beweglichen Elements 12 weg von dem beweglichen Element 14 in der ersten Axialrichtung. Dann, wenn der Kontaktabschnitt 12a des beweglichen Elements 12 sich von dem Sitz 10d in der ersten Axialrichtung um mehr als die vorbestimmte Länge L2 wegbewegt, kommt der Gleitblockabschnitt 12d aus dem Passabschnitt 10f heraus. Als eine Folge beginnt sich eine Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsobjektanschluss 10c herzustellen.

Weil die Werte des Drucks Pm und der Flächen A1, A2, A3 eingestellt sind, um den Ausdruck (3) zu erfüllen, gleitet das bewegliche Element 12 weiter in der ersten Axialrichtung, wie in 2 gezeigt ist, sodass die Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsobjektanschluss 10c vollständig hergestellt wird. Die Distanz zwischen dem beweglichen Element 14 und der Bodenfläche 12c des Einsatzlochs 12b des beweglichen Elements 12 wird die Distanz L0. In dieser Weise wird, durch Schalten des Steuerventils 20 von dem geschlossenen Zustand zu dem geöffneten Zustand, der Anschluss, der mit dem Verbindungsobjektanschluss 10c verbunden ist, von dem Verbindungsschaltanschluss 10d zu dem Verbindungsschaltanschluss 10a geschaltet. Als eine Folge wird der Druck in der Schaltkammer erfolgreich vom dem Druck Pc auf den Druck PL verringert.

Dann, falls das Steuerventil 20 geschlossen wird, erhöht sich der Druck in der Steuerkammer 18 von dem Druck Pm und wird bei dem Druck Pc gesteuert. Somit bewirkt die Druckkraft als ein Produkt aus dem Druck Pc und der Fläche A1, dass das bewegliche Element 12 in der zweiten Axialrichtung gleitet. Die Vorspannkraft F der Feder 26 bewirkt, dass das bewegliche Element 14 den Kontaktabschnitt 14a in einem dichten Kontakt mit dem Sitz 10e hält. Mit dem Gleiten des beweglichen Elements 12 wird das hydraulische Fluid in dem Einsatzloch 12b durch das Durchgangsloch 14b zunehmend ausgelassen. Daher, sogar wenn das bewegliche Element 12 in der zweiten Axialrichtung zu gleiten beginnt, wird die Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10b und dem Verbindungsobjektanschluss 10c noch nicht hergestellt. Die axiale Länge L2 des Gleitblockabschnitts 12d ist länger eingestellt als die Hubdistanz L1 (=L3 – L0) des beweglichen Elements 14. Sogar falls die Distanz zwischen dem Sitz 10b und dem Kontaktabschnitt 12a des beweglichen Elements 12 geringer wird als die vorbestimmte Länge L2, und der Gleitblockabschnitt 12d beginnt, in den Passabschnitt 10f eingepasst zu werden, ist die Bewegungsdistanz des beweglichen Elements 12 in der zweiten Axialrichtung geringer als die vorbestimmte Distanz L0. Deshalb ist die Bodenfläche 12c des Einsatzloches 12b noch immer von dem beweglichen Element 14 getrennt. Als eine Folge verhindert der Gleitblockabschnitt 12d die Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsobjektanschluss 10c, bevor die Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10b und dem Verbindungsobjektanschluss 10c hergestellt ist.

Die Bodenfläche 12c des Einsatzlochs 12b des beweglichen Elements 12 berührt das bewegliche Element 14, wie in 4 gezeigt ist, falls die Bewegungsdistanz des beweglichen Elements 12 in der zweiten Axialrichtung die vorbestimmte Distanz L0 erreicht, nachdem der Gleitblockabschnitt 12d begonnen hat, in den Passabschnitt 10f eingepasst zu werden. Dann drückt das bewegliche Element 12 das bewegliche Element 14, das die Bodenfläche 12c des Einsatzlochs 12b in der Axialrichtung berührt. Das bewegliche Element 14 bewegt sich zusammen mit dem beweglichen Element 12 in der zweiten Axialrichtung. Als eine Folge, wie in 1 gezeigt ist, trennt sich der Kontaktabschnitt 14a des beweglichen Elements 14 von dem Sitz 10e, um die Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10b und dem Verbindungsobjektanschluss 10c herzustellen. Die beweglichen Elemente 12, 14 bewegen sich fortlaufend in der zweiten Axialrichtung, bis der Kontaktabschnitt 12a des beweglichen Elements 12 den Sitz 10d berührt. Somit wird durch Schalten des Steuerventils 20 von dem geöffneten Zustand zu dem geschlossenen Zustand, der Anschluss, der mit dem Verbindungsobjektanschluss 10c verbunden ist, von dem Verbindungsschaltanschluss 10a zu dem Verbindungsschaltanschluss 10b geschaltet. Als eine Folge wird der Druck in der Schaltkammer von dem Druck PL auf den Druck Pc erhöht.

Als nächstes werden Ergebnisse einer Analyse beschrieben, die durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung ausgeführt worden ist.

Das Richtungssteuerventil als eine Aufgabe bzw. Ziel der Analyse, ist wie folgt aufgebaut. Wie in 5 und 6 gezeigt ist, mit Bezug auf die Messungen des beweglichen Elements 12, ist der Durchmesser D1 des Abschnitts, der den Druck in der Steuerkammer 18 aufnimmt, d (d ist eine Konstante). Der Durchmesser D2 des Abschnitts, der die Passage zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsobjektanschluss 10c bildet, ist 0,9 × d. Der Durchmesser D3 des Gleitblockabschnitts 12d ist 0,8 × d. Die axiale Länge L2 des Gleitblockabschnitts 12d ist 1,2 × L (L ist eine Konstante). Der Durchmesser D4 des Einsatzlochs 12b ist 0,5 × d. Die Tiefe (Gleitlänge) H4 des Einsatzlochs 12b ist 80 × L. Die Gleitlänge H1 des Abschnitts, der den Durchmesser D1 (= d) hat und an der Innenumfangsfläche des Ventilkörpers 10 gleitet, ist 46 × L. Mit Bezug auf die Abmessungen des beweglichen Elements 14, ist der Durchmesser D5 des Durchgangslochs 14b 0,2 × d. Die Hubdistanz (Anhebedistanz des beweglichen Elements 12) L3 bei der Zeit, wenn sich das bewegliche Element 12 in der Axialrichtung bewegt, ist 2,2 × L. Die Hubdistanz (Anhebedistanz des beweglichen Elements 14) L1 bei der Zeit, wenn sich das bewegliche Element 14 in der Axialrichtung bewegt, ist L. Die Vorbelastung der Feder 26 bei der Zeit, wenn der Kontaktabschnitt 12a des beweglichen Elements 12 in Kontakt mit dem Sitz 10d ist, ist 30[N].

7 zeigt Ergebnisse einer Berechnung eines Betriebs des Richtungssteuerventils, das den zuvor beschriebenen Aufbau hat, die unter Verwendung von kommerziell erhältlicher Software für Berechnungen für allgemeine Zwecke ausgeführt worden ist. Eine durchgehende Linie L20 in 7 ist eine Zeitreihenwellenform, die die Hubdistanz L20 des Steuerventils 20 darstellt. Durchgehende Linien L12, L14 in 7 sind Zeitreihenwellenformen, die jeweils die Verschiebungswerte der beweglichen Elemente 12, 14 in der Axialrichtung darstellen. Die Verschiebungswerte L12, L14 sind null, wenn das Steuerventil 20 in dem vollständig geöffneten Zustand ist (als F.O. in 7 gekennzeichnet). Durchgehende Linien A1, A2 in 7 sind Zeitreihenwellenformen, die jeweils den Öffnungsbereich zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a, und den Verbindungsobjektanschluss 10c und dem Öffnungsbereich zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10b und dem Verbindungsobjektanschluss 10c darstellen. Wie durch Bereiche B in 7 gezeigt ist, wird in beiden Fällen, wo das Steuerventil 20 von dem vollständig geschlossenen Zustand zu dem vollständig geöffneten Zustand geschaltet wird, und wo das Steuerventil 20 von dem vollständig geöffneten Zustand zu dem vollständig geschlossenen Zustand geschaltet wird, verhindert, dass beide Verbindungsschaltanschlüsse 10a, 10b gleichzeitig mit dem Verbindungsobjektanschluss 10c verbunden sind. Somit wird eine Überlappung zwischen den Öffnungsbereichen verhindert.

Gemäß der vorstehenden Beispielausführungsform bewegt sich in dem Hub der Bewegung der beweglichen Elemente 12, 14 in der zweiten Axialrichtung für ein Unterbrechen der Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsobjektanschluss 10c und für ein Herstellen der Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10b und dem Verbindungsobjektanschluss 10c, das bewegliche Element um die vorbestimmte Distanz L0 in der zweiten Axialrichtung, und dann berührt die Bodenfläche 12c des Einsatzlochs 12c das bewegliche Element 14, um das bewegliche Element 14 in der zweiten Axialrichtung zu bewegen. Somit ist die Startzeitabstimmung der Bewegung des beweglichen Elements 14, d. h. die Startzeitabstimmung der Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10b und dem Verbindungsobjektanschluss 10c bezüglich der Startzeitabstimmung der Bewegung des beweglichen Elements 12 verzögert. Demzufolge wird verhindert, dass die Verbindungsschaltanschlüsse 10a, 10b gleichzeitig mit dem Verbindungsobjektanschluss 10c verbunden werden. Als eine Folge wird, wenn der Anschluss, der mit dem Verbindungsobjektanschluss 10c verbunden ist, von dem Verbindungsschaltanschluss 10a zu dem Verbindungsschaltanschluss 10b geschaltet wird, effektiv verhindert, dass Hydraulikfluid, das zu dem Hochdruckverbindungsschaltanschluss 10b zugeführt wird, in den Niederdruckverbindungsschaltanschluss 10a strömt. Als eine Folge kann ein Energieverlust des Hydraulikfluids verhindert bzw. beschränkt werden.

In der vorliegenden Ausführungsform ist der Gleitblockabschnitt 12d in den Passabschnitt 10f eingesetzt, um die Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsobjektanschluss 10c zu unterbrechen, bevor die Bodenfläche 12c des Einsatzlochs 12b des beweglichen Elements 12 das bewegliche Element 14 berührt. Demzufolge wird die Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10b und dem Verbindungsobjektanschluss 10c hergestellt, nachdem die Verbindung zwischen dem Verbindungsschaltanschluss 10a und dem Verbindungsobjektanschluss 10c unterbrochen worden ist. Das gleichzeitige Verbinden von beiden Verbindungsschaltanschlüssen 10a, 10b mit dem Verbindungsobjektanschluss 10c wird verhindert. Als eine Folge kann der Energieverlust von Hydraulikfluid, der produziert wird, wenn der Anschluss, der mit dem Verbindungsobjektanschluss 10c verbunden ist, von dem Verbindungsschaltanschluss 10a zu dem Verbindungsschaltanschluss 10b geschaltet wird, beseitigt werden.