CN110701370B - 电动驱动式流量控制阀 - Google Patents

Abstract

提供一种在抑制在连接于电动马达的副阀体作用流体的较高的压力的同时、能够对在两个出入口间流动的流体的流量进行控制的电动驱动式流量控制阀。流量控制阀（1）具备壳体（2）、升降驱动装置（3）、供给切换阀（4）、主阀体（5）和闭阀弹簧（6）。如果借助升降驱动装置的电动马达（31）而副阀体（33）向上方移动，则背压室（20）的油经由副阀体连通口（33T）及副阀体油路（33S）被从排出油路（27）排出。此外，第1油室的油一边在第1节流孔被流量调整一边向背压室流入。相对于主阀体的背压室、第1油室及第2油室的压力、闭阀弹簧的作用力的平衡变化，主阀体开阀。另一方面，在主阀体的闭阀时，阻止背压室的压力对副阀体的下端面直接赋予。

Description

电动驱动式流量控制阀

技术领域

本发明涉及能够控制在两个出入口间流动的流体的流量的电动驱动式流量控制阀。

背景技术

以往，作为在动作油或制冷剂等动作流体的流路中控制该动作流体的流量的装置，已知有电动驱动式流量控制阀。电动驱动式流量控制阀具备壳体、能够在壳体内移动的主阀体、产生使主阀体移动的驱动力的驱动源、以及接受该驱动源的驱动力并向该主阀体传递移动力的副阀体。在壳体形成有第1出入口和第2出入口，这些出入口被连通流路连通。主阀体能够在将连通流路遮断的遮断位置与将连通流路开放的开放位置之间移动。

在专利文献1中，公开了一种作为上述那样的电动驱动式流量控制阀的电动阀。该电动阀具备阀主体、阀体、升降驱动机构和闭阀弹簧。阀主体具有阀室、在该阀室开设的横向的第1出入口、在前述阀室开设的纵向的带阀座的阀口、以及与该阀口相连的第2出入口。为了将前述阀口开闭，阀体能够升降地配设在前述阀室。升降驱动机构具有用来使该阀体升降的电动马达。闭阀弹簧对前述阀体向开阀方向施力。前述阀口的口径与在前述阀体的上方划分成的背压室的室径被设定为大致相同，并且，为了使前述阀口与前述背压室连通，在前述阀体内设置有下端面开口的均压通路。并且，设定各部的尺寸，以使前述均压通路的下端开口面积除以前述阀口面积所得的值为0.5以上不到1.0。

此外，在专利文献2中，公开了一种先导动作型阀。该阀具备主体、主提升阀、先导活塞、第1盘簧、先导阀元件和致动器。主体具有第1端口、第2端口、以及配设在前述第1端口与前述第2端口之间的阀座。主提升阀与前述阀座有选择地卡合而形成控制腔室。前述控制腔室的压力对主提升阀的运动进行控制。主提升阀具有将前述第2端口与前述控制腔室连通的开口部。先导活塞被前述主提升阀的前述开口部可动地接纳，在内部具有先导通路。第1盘簧使前述先导活塞相对于前述主提升阀偏倚。先导阀元件动作以将前述先导通路开闭。致动器为了将前述先导阀元件移动而能够动作地结合。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013－130271号公报

专利文献2：日本特开2007－239996号公报。

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1所记载的电动阀中，需要借助电动机产生的驱动力将阀体保持在规定的位置。因此，如果在第1出入口与第2出入口之间流动的流体的压力上升，则与该压力成比例而保持阀体的驱动力增大。结果，有在阀体的保持中需要较大的电力的问题。另一方面，在专利文献2所记载的先导动作型阀中，由第1盘簧及致动器对先导阀元件的位置进行控制。因此，阀元件的位置精度容易因弹簧及致动器等设备的滞后而变动。进而，根据油的流动方向而在闭阀时第1出入口或第2出入口的油的压力直接作用于先导阀元件。因此，为了将先导阀元件保持为闭阀状态，在致动器中需要较大的驱动力，有耗电增大的问题。

本发明是鉴于上述问题而做出的，目的是提供一种在抑制在连接于电动马达的副阀体作用流体的较高的压力的同时、能够对在两个出入口间流动的流体的流量进行控制的电动驱动式流量控制阀。

用来解决课题的手段

有关本发明的一技术方案的电动驱动式流量控制阀，具备：壳体，是具有第1流体室、第2流体室、将前述第1流体室及前述第2流体室连通的流体室连通口和缸部的壳体，在前述壳体，形成有能够在该壳体的外部与前述第1流体室之间进行流体的出入的第1出入口和能够在前述壳体的外部与前述第2流体室之间进行流体的出入的第2出入口；电动马达；主阀体，是具有能够将前述流体室连通口封闭的主阀体前端部、以能够沿着规定的轴向在主阀体开放位置与主阀体封闭位置之间移动的方式收容在前述缸部、在与前述缸部之间形成流体能够出入的背压室的主阀体，如果该主阀体被配置到前述主阀体开放位置，则通过前述主阀体前端部将前述流体室连通口开放，容许前述第1流体室与前述第2流体室之间的流体的流通，如果前述主阀体被配置到前述主阀体封闭位置，则通过前述主阀体前端部将前述流体室连通口封闭，将前述第1流体室与前述第2流体室之间的流体的流通遮断；施力机构，对前述主阀体朝向前述主阀体封闭位置施力；第1连通路，能够将前述第1流体室与前述背压室相互连通；第2连通路，能够将前述第2流体室与前述背压室相互连通；切换机构，能够在第1连通状态与第2连通状态之间进行状态变更，所述第1连通状态是在前述第1流体室的流体的压力比前述第2流体室的流体的压力高的情况下使前述第1连通路的流体的流通能够进行并将前述第2连通路的流体的流通遮断的状态，所述第2连通状态是在前述第1流体室的流体的压力比前述第2流体室的流体的压力低的情况下使前述第2连通路的流体的流通能够进行并将前述第1连通路的流体的流通遮断的状态；第1流量调整机构，配置在前述第1连通路，调整前述流体的流量，以使从前述第1流体室朝向前述背压室流动的流体的流量下降；第2流量调整机构，配置在前述第2连通路，调整前述流体的流量，以使从前述第2流体室朝向前述背压室流动的流体的流量下降；以及副阀体，是收容在前述背压室的副阀体，该副阀体具有与前述壳体的外部连通的副阀体流路和将前述背压室与前述副阀体流路连通的副阀体连通口，受到前述电动马达产生的驱动力而能够在副阀体开放位置与副阀体封闭位置之间相对于前述主阀体沿着前述轴向相对移动，如果前述副阀体被配置到前述副阀体开放位置，则将前述副阀体连通口开放，容许前述背压室的流体经由前述副阀体流路被向前述壳体的外部排出，如果前述副阀体被配置到前述副阀体封闭位置，则将前述副阀体连通口封闭，将前述背压室与前述副阀体流路之间的流体的流通遮断，并且容许前述主阀体受到前述施力机构的作用力而被配置到前述主阀体封闭位置。

根据本结构，借助由电动马达进行的副阀体的位置控制，能够以较高的精度对主阀体的位置（开闭动作）进行控制。并且，在第1连通路及第2连通路配设有第1流量调整机构及第2流量调整机构。因此，抑制第1流体室及第2流体室的较高的压力对副阀体直接赋予，将主阀体的驱动所需要的压力向背压室供给。结果，不需要抵抗这些较高的压力而将副阀体驱动，电动马达只要产生用来使副阀体相对于主阀体相对地移动的驱动力就可以。因此，实现电动驱动式流量控制阀的节电化、小输出化及小型化。进而，切换机构自动地选择第1流体室及第2流体室中的高压侧，能够为了主阀体的开闭动作而向背压室供给流体。因此，为了对于背压室的流体的供给，不需要设置多个方向切换阀，能够容易地控制第1出入口与第2出入口之间的双向的流体的流动。

在上述的结构中，优选的是，前述流体室连通口在沿着前述轴向观察的情况下具有圆形形状；前述主阀体前端部具有能够沿着前述轴向将前述流体室连通口封闭的圆锥形状。

根据本结构，通过将主阀体驱动以使主阀体前端部进入流体室连通口，能够在主阀体前端部的周向整体稳定地阻止流体的流入流出。

在上述的结构中，优选的是，前述主阀体具有在与前述主阀体前端部相反侧与前述背压室连通、沿着前述轴向形成为筒状且前述副阀体能够进入的内部空间和划定前述内部空间的前述主阀体前端部侧的前端内壁部；前述副阀体具有至少配置在前述前端内壁部侧的端部的圆筒部，并且在该圆筒部开设有前述副阀体连通口；前述前端内壁部具有容许前述副阀体的前述圆筒部进入并且遍及周向整体与前述圆筒部密接的凹部。

根据本结构，通过使副阀体的圆筒部进入主阀体的凹部，能够阻止从背压室向副阀体流路的流体的排出。此外，由于在副阀体的圆筒部开设有副阀体连通口，所以背压室的压力难以对副阀体连通口赋予。因此，抑制在闭阀时为了保持副阀体的位置而消耗较大的电力。

在上述的结构中，优选的是，前述副阀体连通口在前述副阀体的前述圆筒部的与前述轴向交叉的端面开设。

根据本结构，通过将副阀体的圆筒部的下端部推压到主阀体的凹部，能够稳定地阻止从背压室向副阀体流路的流体的排出。

在上述的结构中，优选的是，前述前端内壁部的前述凹部形成为圆锥状，如果前述副阀体被配置在前述副阀体封闭位置，则前述凹部的斜面遍及周向整体与前述圆筒部的前述端面的周缘密接。

根据本结构，通过将副阀体的圆筒部的下端部推压到主阀体的凹部，能够更稳定地阻止从背压室向副阀体流路的流体的排出。

在上述的结构中，优选的是，前述副阀体连通口在前述副阀体的前述圆筒部的沿着前述轴向延伸的侧面开设；前述凹部形成为圆筒状，以使前述圆筒部能够进入；前述副阀体连通口被配置在前述圆筒部中的以下位置：如果对应于前述副阀体的移动而前述圆筒部进入前述凹部则前述副阀体连通口被封闭、如果对应于前述副阀体的移动而前述圆筒部从前述凹部脱离则前述副阀体连通口与前述背压室连通的位置。

根据本结构，通过使副阀体的圆筒部进入主阀体的凹部，能够阻止从背压室向副阀体流路的流体的排出。此外，能够对应于副阀体相对于主阀体的相对移动，调整副阀体连通口的开口面积，以较高的精度对主阀体的开闭动作进行控制。

在上述的结构中，优选的是，前述第1流量调整机构及前述第2流量调整机构是分别配置在前述第1连通路及前述第2连通路的节流孔。

根据本结构，通过形成在各连通路的简单的节流孔构造，抑制第1流体室及第2流体室的较高的压力被向背压室、副阀体赋予。结果，能够降低电动马达的耗电。

在上述的结构中，优选的是，前述第1流量调整机构及前述第2流量调整机构分别配置在前述第1流体室与前述切换机构之间及前述第2流体室与前述切换机构之间。

根据本结构，能够分别单独地设定各连通路所需要的流量。

发明效果

根据本发明，能够提供一种在抑制在连接于电动马达的副阀体作用流体的较高的压力的同时、能够对在两个出入口间流动的流体的流量进行控制的电动驱动式流量控制阀。

附图说明

图1是有关本发明的一实施方式的电动驱动式流量控制阀的剖视图。

图2是图1的电动驱动式流量控制阀的油压回路图。

图3是表示图1的电动驱动式流量控制阀的主阀体开阀的状况的剖视图。

图4是用来说明作用于图1的电动驱动式流量控制阀的主阀体的力的示意图。

图5是表示图1的电动驱动式流量控制阀的副阀体的开口面积相对于主阀体与副阀体的相对距离Xi的关系的曲线图。

图6是有关本发明的变形实施方式的电动驱动式流量控制阀的剖视图。

图7是表示图6的电动驱动式流量控制阀的主阀体开阀的状况的剖视图。

图8是有关本发明的其他变形实施方式的电动驱动式流量控制阀的剖视图。

图9是有关本发明的其他变形实施方式的电动驱动式流量控制阀的剖视图。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边对本发明的一实施方式进行说明。图1是有关本实施方式的流量控制阀1（电动驱动式流量控制阀）的剖视图。图2是图1的流量控制阀1的油压回路图。另外，以后在各图中表示“上”、“下”、“左”及“右”的方向，但该方向是为了说明有关本实施方式的流量控制阀1的构造而方便起见表示的，并不限定有关本发明的电动驱动式流量控制阀的使用形态等。有关本实施方式的流量控制阀1是在两方向上对动作油的流动进行控制的阀，作为一例而在工程机械的油压回路中使用。

参照图1，流量控制阀1具备壳体2、升降驱动装置3、供给切换阀4（切换机构）、主阀体5和闭阀弹簧6（施力机构）。升降驱动装置3具有电动马达31、旋转升降机32和副阀体33。在流量控制阀1中，通过使升降驱动装置3驱动而主阀体5移动，通过使形成于壳体2的第1端口2A与第2端口2B连通，进行动作油的流量控制。

壳体2收容或保持流量控制阀1的各部件。在本实施方式中，壳体2具有大致长方体形状。壳体2具有第1油室21（第1流体室）、第2油室22（第2流体室）、油室连通口2C（流体室连通口）和缸部2S。第1油室21及第2油室22容许在内部收容动作油（流体）。第1油室21形成在壳体2的底部。在本实施方式中，第1油室21形成为以沿上下方向延伸的中心轴CL为中心的圆筒状（圆柱状）。第2油室22配置在第1油室21的上方。第2油室22具有沿水平方向延伸那样的长方体形状。另外，在图1中，第2油室22被分为主阀体5的左侧部分和右侧部分，但这些部分经由在前后方向（与图1的纸面正交的方向）上与主阀体5邻接的部分相互连通。

油室连通口2C形成在第1油室21的上端部、换言之第2油室22的下端部（底部），将第1油室21与第2油室22相互连通。油室连通口2C在沿着中心轴CL观察的情况下具有圆形形状。此外，在壳体2的下表面部及右侧面部分别形成有第1端口2A（第1出入口）及第2端口2B（第2出入口）。第1端口2A能够在壳体2的外部与第1油室21之间进行动作油的出入。同样，第2端口2B能够在壳体2的外部与第2油室22之间进行动作油的出入。

电动马达31是由控制部7控制的部件，在本实施方式中，能够绕中心轴CL向第1旋转方向及与该第1旋转方向相反的第2旋转方向旋转。

旋转升降机32与电动马达31的输出轴螺合并与副阀体33连结，将电动马达31产生的旋转力变换为轴向的移动力。结果，如果电动马达31旋转，则副阀体33沿着上下方向移动（升降）。作为一例，旋转升降机32具有公知的滚珠丝杠机构，并且在内部具有高精度的减速齿轮。

主阀体5具有上端部被开放的圆筒形状。主阀体5具有主阀体前端部5A、圆筒空间5S（内部空间）和前端内壁部5S1。主阀体前端部5A具有朝向下方尖细的圆锥形状，能够将油室连通口2C沿着前述轴向从上方封闭。圆筒空间5S在与主阀体前端部5A轴向的相反侧与背压室20连通，沿着前述轴向形成为筒状。如图1所示，副阀体33能够进入圆筒空间5S。前端内壁部5S1是主阀体5的内壁部的一部分，划定圆筒空间5S的主阀体前端部5A侧的端面（圆筒空间5S的底面）。在本实施方式中，前端内壁部5S1具有前端凹部5B。凹部5B如后述那样，容许副阀体33的圆筒部33R进入并遍及周向整体与圆筒部33R密接。特别是，在本实施方式中，凹部5B如图1所示那样形成为以中心轴CL为中心的圆锥状，凹部5B的斜面遍及周向整体与副阀体33的圆筒部33R的端面（周缘）密接。

主阀体5以能够沿着中心轴CL（规定的轴向）在主阀体开放位置（图3）与主阀体封闭位置（图1）之间移动的方式收容在缸部2S。此外，如图1所示，主阀体5在与缸部2S之间形成动作油能够出入的背压室20。如果该主阀体5被配置到前述主阀体开放位置，则通过主阀体前端部5A将油室连通口2C开放，容许第1油室21与第2油室22之间的动作油的流通。此外，如果主阀体5被配置到前述主阀体封闭位置，则通过主阀体前端部5A将油室连通口2C从上封闭，将第1油室21与第2油室22之间的动作油的流通遮断。

进而，在壳体2，形成有第1油路23（第1连通路）、第2油路24（第2连通路）和排出油路27。第1油路23是能够将第1油室21与背压室20相互连通的油路。同样，第2油路24是能够将第2油室22与背压室20相互连通的油路。另外，在本实施方式中，第1油路23的背压室20侧和第2油路24的背压室20侧在合流油路26相互合流。排出油路27如后述那样，将经由副阀体33从背压室20排出的动作油向壳体2的外部引导。在壳体2中的排出油路27的末端部分，配置有排出端口27S。

闭阀弹簧6对主阀体5沿着中心轴CL朝向前述主阀体封闭位置施力。在本实施方式中，如图1所示，闭阀弹簧6在背压室20及主阀体5的圆筒空间5S以外嵌于副阀体33的方式配置。闭阀弹簧6的上端部被固定在壳体2的内壁部（背压室20的上表面部），闭阀弹簧6的下端部被固定在主阀体5的前端内壁部5S1。

供给切换阀4是方向切换阀，配置在第1油路23及第2油路24中的合流油路26的入口附近。供给切换阀4能够在第1连通状态与第2连通状态之间进行状态变更。具体而言，在第1油室21的动作油的压力比第2油室22的动作油的压力高的情况下，供给切换阀4使第1油路23的动作油的流通能够进行，并将第2油路24的动作油的流通遮断（第1连通状态）。另一方面，在第1油室21的动作油的压力比第2油室22的动作油的压力低的情况下，供给切换阀4使第2油路24的流体的流通能够进行，并将第1油路23的流体的流通遮断（第2连通状态）。借助供给切换阀4，能够从第1油室21及第2油室22中的高压侧向背压室20自动地供给动作油。

此外，如图1所示，第1油路23具有第1节流孔23S（第1流量调整机构），第2油路24具有第2节流孔24S（第2流量调整机构）。第1节流孔23S配置在第1油室21与供给切换阀4之间。第1节流孔23S是使第1油路23产生压力损失的部件，调整前述动作油的流量以使从第1油室21朝向背压室20流动的动作油的流量下降。同样，第2节流孔24S是使第2油路24产生压力损失的部件，配置在第2油室22与供给切换阀4之间。第2节流孔24S调整前述动作油的流量，以使从第2油室22朝向背压室20流动的动作油的流量下降。借助第1节流孔23S及第2节流孔24S，能够将为了将主阀体5驱动所需要的流体的压力向背压室20供给，并且抑制过剩的压力向背压室20供给。

副阀体33收容在背压室20及主阀体5的圆筒空间5S内。在本实施方式中，副阀体33由在中心轴CL上直线性地延伸的圆管部件构成。换言之，副阀体33具有至少配置在其前端部（下端部、前端内壁部5S1侧的端部）的圆筒部33R。副阀体33的上端部与旋转升降机32连接。副阀体33具有副阀体油路33S（副阀体流路）和副阀体连通口33T。副阀体油路33S是在副阀体33的内部沿着上下方向延伸的油路。副阀体油路33S的上端部与排出油路27连通。副阀体连通口33T在副阀体33的圆筒部33R的下端面（端面）开设。副阀体连通口33T将背压室20与副阀体油路33S连通。

副阀体33受到电动马达31产生的驱动力而能够在副阀体开放位置与副阀体封闭位置之间相对于主阀体5沿着前述轴向相对移动。如果副阀体33被配置在前述副阀体开放位置，则副阀体33的下端部（圆筒部33R）从主阀体5的前端内壁部5S1向上方离开。结果，副阀体33将副阀体连通口33T开放，容许背压室20的动作油经由副阀体油路33S及排出油路27被向壳体2的外部排出。另一方面，如果副阀体33被配置到前述副阀体封闭位置，则副阀体33的下端部遍及周向整体与主阀体5的凹部5B的斜面部分抵接。结果，副阀体33将副阀体连通口33T封闭，将背压室20与副阀体油路33S之间的动作油的流通遮断。另外，如后述那样，配置在副阀体封闭位置的副阀体33容许主阀体5受到闭阀弹簧6的作用力而被配置到前述主阀体封闭位置。

图3是表示图1的流量控制阀1的主阀体5开阀的状况的剖视图。图4是用来说明作用于图1的流量控制阀1的主阀体5的力的示意图。图5是表示图1的流量控制阀1的副阀体33与主阀体5之间的开口面积相对于主阀体5与副阀体33的相对距离Xi的关系的曲线图。

在本实施方式中，由控制部7控制的电动马达31作为驱动源而旋转驱动。旋转升降机32能够将旋转运动和平移运动变换，将电动马达31的旋转运动变换为平移运动（图1的上下方向），与连结在旋转升降机32的副阀体33一起平移移动。并且，通过与副阀体33的运动连动而主阀体5平移运动，在油室连通口2C，第1油室21与第2油室22之间的开口面积变化，调整动作油的流量。以下，以动作油从第1端口2A向第2端口2B流动的情况为例，说明流量控制阀1的动作原理。

参照图4，对主阀体5受到的力进行说明。在主阀体5的主阀体前端部5A将油室连通口2C封闭的状态下，将主阀体前端部5A的第1油室21侧的受压面积（在与中心轴CL平行的方向上投影的面积）定义为A1，将主阀体前端部5A的第2油室22侧的受压面积定义为A2。另外，设定主阀体5的形状，以满足A1＜A3。此外，将主阀体5的上端部、即背压室20侧的受压面积定义为A3。进而，将第1油室21的压力定义为P1，将第2油室22的压力定义为P2，将背压室20的压力定义为P3。此外，将与中心轴CL平行的轴向上的主阀体5的行程（变位量）定义为X，将副阀体33的行程定义为Xr，将副阀体33相对于主阀体5的相对行程（相对变位量）定义为Xi（=X－Xr）。此外，将使油室连通口2C开放的主阀体5的开口面积定义为G（X），将形成在副阀体33的下端部的副阀体33与主阀体5之间的开口面积定义为H（Xi）。开口面积G（X）、H（Xi）分别是行程X、Xi的函数。此外，将预先设定的第1节流孔23S及第2节流孔24S的开口面积定义为Am。进而，将经由油室连通口2C的从第1油室21向第2油室22的动作油的通过流量定义为Q1，将经由副阀体连通口33T的从背压室20向排出端口27S的动作油的通过流量定义为Q2。此外，将闭阀弹簧6的弹簧系数定义为ks，将闭阀弹簧6的弹簧设定力（在初期状态下对主阀体5施力的力）定义为Fs0。

如果考虑轴向上的作用于主阀体5的力的平衡，则由动作油对主阀体5向开阀方向（图1的上方）赋予的力Fa、Fb可以用以下的式1、式2表示。

Fa=P1×A1 …（式1）

Fb=P2×A2 …（式2）。

同样，由动作油对主阀体5向闭阀方向（图1的下方）赋予的力Fc可以用以下的式3表示。

Fc=P3×A3 …（式3）。

此外，闭阀弹簧6对主阀体5赋予的弹簧力Fs可以用以下的式4表示。

Fs=Fs0+ks×X …（式4）。

并且，作用于主阀体5的力F可以用以下的式5表示。

F=Fa+Fb－（Fc+Fs） …（式5）。

根据式5，在F=0的情况下，主阀体5静止。此外，在F＞0的情况下，主阀体5向开阀方向移动，在F＜0的情况下，主阀体5向闭阀方向移动。

对在第1油室21的压力比第2油室22的压力高的情况下将主阀体5开阀的动作进行说明。

<初期状态（X=0）的情况>

在主阀体5将油室连通口2C封闭的闭阀状态的情况下，主阀体5及副阀体33的行程都是0。即，以下的关系式6成立。

X=0，Xr=0，Xi=X－Xr=0 …（式6）。

在此情况下，由于如图5所示副阀体33的开口面积H（X）是0，所以从排出端口27S排出的动作油的流量Q2也是0。这里，从排出端口27S排出的动作油的流量Q2与从第1油室21向背压室20流入的动作油的流量相等。并且，由于通过第1节流孔23S的动作油的流量也是0，所以第1油室21的压力与背压室20的压力变得相等（P1=P3）。因而，可以将式5置换为以下的式7。

F=P1×A1+P2×A2－（P3×A3+Fs）＜0 …（式7）。

即，不论第1油室21及第2油室22的压力如何，主阀体5都总是被推压到油室连通口2C，能够将从第1油室21向第2油室22的动作油的流动遮断。此时，由于只要将副阀体33相对于主阀体5推压、将两者的相对位置保持为一定就可以，所以电动马达31不消耗电力而能够将第1油室21与第2油室22之间的流动遮断。

<关于开阀动作>

如果从上述的初期状态，由控制部7使电动马达31旋转，使副阀体33向上方移动，则主阀体5与副阀体33的相对位置变化。结果，在副阀体33的下端部与主阀体5的凹部5B之间产生间隙，从副阀体连通口33T经由副阀体油路33S、排出油路27将背压室20的动作油排出。即，发生通过排出油路27的流量Q2。结果，流量Q2的动作油从第1油室21向背压室20流入。此时，由于流量Q2的动作油通过第1节流孔23S，所以满足以下的式8。

Q2＝C×Am×

（P1－P3）＝C×H（Xi）

（P3） …（式8）。

另外，C是根据第1节流孔23S的形状及流体各因素决定的流量系数。根据式8，导出以下的式9。

P3＝Am² ／（H（Xi）² ＋Am² ）×P1 …（式9）。

另一方面，式5可以根据式1至式4，如以下的式10那样表示。

F=P1×A1+P2×A2－（P3×A3+（Fs0+ks×X）） …（式10）。

根据式9、式10，随着副阀体33的行程Xi变大，背压室20的压力P3变小。结果，对主阀体5赋予的力F变大，主阀体5被压力差向开阀方向推起。并且，经由油室连通口2C，第1油室21与第2油室22连通，能够实现动作油的流通。此时，根据式10，在成为F=0那样的背压室20的压力P3、换言之成为F=0那样的副阀体33的开口面积H（Xi）的状态下，主阀体5的位置被保持。

如果基于图1、图3说明上述动作油的流动，则如果从图1的状态，由控制部7将电动马达31驱动，则如图3的箭头D1所示，副阀体33向上方移动。结果，副阀体连通口33T从凹部5B（图1）脱出，背压室20和副阀体油路33S经由副阀体连通口33T连通，从背压室20将动作油排出（箭头D2、D3）。副阀体连通口33T的开口面积对应于副阀体33的移动量而增大，不久成为一定（参照图5）。结果，动作油从第1油室21（图1）经由第1油路23向背压室20流入（箭头D4）。并且，背压室20与第1油室21之间的压力差、以及闭阀弹簧6的作用力的平衡变化，主阀体5向上方移动（箭头D5）。结果，动作油从第1油室21向第2油室22流入（箭头D6）。

如以上那样，在本实施方式中，在将主阀体5开阀的情况下，第1油室21的动作油的较高的压力不会对副阀体33直接作用。因而，电动马达31只要产生包括副阀体33的惯性及摩擦阻力的用来使副阀体33移动的驱动力就可以。因而，不会为了抵抗第1油室21的压力将副阀体33保持而在电动马达31中需要较大的电力。另外，在上述中，将主阀体5的自重看作零。作用于主阀体5的动作油的压力例如是650N（66kg），另一方面，主阀体5的自重是0.2kg，所以可以将主阀体5的自重看作零。此外，在主阀体5的自重更大的情况下，由于受压面积A1、A2增大，所以起到与上述同样的效果。

<关于闭阀动作>

如果在上述的开阀状态下，由控制部7使电动马达31向第2旋转方向旋转，使副阀体33向下方移动，则副阀体33的行程量Xi变小，从背压室20向排出油路27排出的动作油的流量Q2减少。结果，如果背压室20的压力P3上升，不久在式10中成为F＜0，则主阀体5被压力差向下方推压，向闭阀方向移动。另外，与前述的开阀动作同样，如果达到在式10中成为F=0那样的相对位置Xi，则主阀体5停止。进而，如果通过电动马达31而副阀体33下降，移动到最下方的位置，则主阀体5被推压到油室连通口2C，第1油室21与第2油室22之间的动作油的流通被遮断。另外，如果主阀体5被配置到主阀体封闭位置（图1），则背压室20的压力不对副阀体33的下端面（副阀体连通口33T）直接作用。结果，抑制由背压室20的压力将副阀体33向上方推压。因而，在闭阀时不需要抵抗背压室20的压力而保持副阀体33，电动马达31的耗电降低。

另外，在第2油室22的压力比第1油室21大且使动作油从第2油室22经由油室连通口2C向第1油室21流通的情况下，借助供给切换阀4将动作油从第2油室22向背压室20供给。此时，动作油通过第2节流孔24S，从而抑制对副阀体33赋予高压。另外，第1节流孔23S的开口面积和第2节流孔24S的开口面积不需要设定为相同的面积，也可以设定为任意的面积。即可以设定为，使主阀体5的开阀条件在动作油从第1端口2A向第2端口2B流通的情况和动作油从第2端口2B向第1端口2A流通的情况下不同。此外，在此情况下，通过第2油室22的压力P2对受压面积A2作用，使主阀体5向开阀方向移动。因而，在上述的式1～式10中，通过将受压面积A1置换为A2、将压力P1置换为P2，同样能够对开阀动作及闭阀动作进行控制。

如以上那样，在本实施方式中，借助由电动马达31进行的副阀体33的位置控制，能够以较高的精度对主阀体5的位置（开闭动作）进行控制。特别是，除了电动马达31自身具有的高精度的旋转控制以外，还对应于旋转升降机32的减速比，能够降低副阀体33（主阀体5）的控制偏差。并且，在第1油路23及第2油路24配设有第1节流孔23S及第2节流孔24S。因此，抑制第1油室21及第2油室22的较高的压力对副阀体33直接赋予，将主阀体5的驱动所需要的压力向背压室20供给。结果，不需要抵抗这些较高的压力而将副阀体33驱动，电动马达31只要产生用来使副阀体33相对于主阀体5相对地移动的驱动力就可以。因此，实现流量控制阀1的节电化、小输出化及小型化。另外，为了稳定地实现上述那样的主阀体5的开阀、闭阀动作，优选的是主阀体5的受压面积满足A1＜A3的关系。

进而，在本实施方式中，供给切换阀4自动地选择第1油室21（第1端口2A）及第2油室22（第2端口2B）中的高压侧，能够为了主阀体5的开闭动作而对背压室20供给动作油。因此，不需要为了对于背压室20的动作油的供给而设置多个方向切换阀，能够对第1端口2A及第2端口2B间的双向的动作油的流动进行控制。

此外，在本实施方式中，壳体2的油室连通口2C沿着中心轴CL的轴向观察具有圆形形状，主阀体5的主阀体前端部5A具有能够将油室连通口2C封闭的圆锥形状。因此，通过将主阀体5驱动以使主阀体前端部5A向油室连通口2C进入，能够在主阀体前端部5A的绕中心轴CL的周向整体稳定地阻止动作油的流入流出。

进而，在本实施方式中，通过将副阀体33的圆筒部33R的下端部推压到主阀体5的凹部5B（使其进入），能够阻止从背压室20向排出油路27的动作油的排出。因而，在副阀体33内不作用背压室20的压力，所以能够抑制电动马达31的电力。此外，由于副阀体连通口33T被配设在副阀体33的圆筒部33R的下端面（与轴向交叉的端面），所以通过圆筒部33R被推压到凹部5B，能够稳定地阻止上述动作油的排出。进而，圆筒部33R的下端部具有圆筒形状（直管形状），通过与圆锥状的凹部5B抵接，在绕中心轴CL的周向整体维持密封功能，能够防止动作油的流入流出。结果，能够更稳定地阻止上述动作油的排出。此外，由于在副阀体33的圆筒部33R开设有副阀体连通口33T，所以背压室20的压力难以对副阀体连通口33T赋予。特别是，由于副阀体33的圆筒部33R的下端面配置在主阀体5的圆筒空间5S的底部，所以背压室20的压力难以作用于副阀体33的圆筒部33R的下端面。因此，抑制在闭阀时为了保持副阀体33的位置而消耗较大的电力。

此外，在本实施方式中，在第1油路23及第2油路24分别配置第1节流孔23S及第2节流孔24S。因此，借助形成于各油路的简单的节流孔构造，抑制第1油室21及第2油室22的较高的压力对背压室20、副阀体33直接赋予。结果，能够降低电动马达31的耗电。此外，由于在各油路设置有固有的节流孔，所以能够分别单独地设定各油路所需要的流量。另外，在各油路所需要的流量相同的情况下、换言之在将第1节流孔23S及第2节流孔24S的开口径设为相同的情况下，也可以在供给切换阀4与背压室20之间设置一个共同的节流孔（流量调整机构）。

以上，对有关本发明的一实施方式的流量控制阀1（电动驱动式流量控制阀）进行了说明。另外，本发明并不限定于这些形态。作为有关本发明的电动驱动式流量控制阀，可以有以下这样的变形实施方式。

（1）在上述的实施方式中，以在副阀体33的圆筒部33R的下端面开设有副阀体连通口33T、并且在主阀体5的前端内壁部5S1设置有圆锥状的凹部5B的形态进行了说明，但本发明并不限定于此。图1的凹部5B也可以与圆筒部33R的下端部同样形成为圆筒状。在此情况下，也能够通过圆筒部33R的下端部进入圆筒状的凹部5B，将副阀体连通口33T封闭。此外，副阀体连通口33T并不限定于在圆筒部33R的下端面开设的形态。图6是有关本发明的变形实施方式的电动驱动式流量控制阀1A的剖视图。图7是表示图6的电动驱动式流量控制阀1A的主阀体5开阀的状况的剖视图。

在本变形实施方式中，与上述的实施方式相比，在副阀体连通口33P的配置及主阀体5的凹部5B的形状上不同，所以以该差异点为中心进行说明。主阀体5的前端内壁部5S1具有容许前述副阀体33的前述圆筒部33R进入并遍及周向整体密接的凹部5B。凹部5B具有圆筒形状，凹部5B的内径被设定为比圆筒部33R的外径稍大。另一方面，左右一对的副阀体连通口33P在圆筒部33R的侧面（周面）以圆形开设。一对副阀体连通口33P与副阀体油路33S连通。另外，副阀体连通口33P的开口形状也可以是其他形状。

如果对应于副阀体33向下方的移动而圆筒部33R进入凹部5B，则阀体连通口33P被凹部5B的内周面封闭。另一方面，如果对应于副阀体33的向上方的移动而圆筒部33R从凹部5B脱离，则一对副阀体连通口33P与背压室20连通。在呈现这样的功能的圆筒部33R的位置配置有副阀体连通口33P。

具体而言，如果从图6的状态，由控制部7将电动马达31驱动，则如图7的箭头D11所示，副阀体33向上方移动。结果，副阀体连通口33P从凹部5B（图6）脱出，背压室20与副阀体油路33S经由副阀体连通口33P连通，将动作油从背压室20排出（箭头D12、D13）。副阀体连通口33P的开口面积与副阀体33的移动量对应而增大，不久成为一定（参照图5）。结果，动作油从第1油室21（图6）经由第1油路23向背压室20流入（箭头D14）。并且，与之前的实施方式同样，背压室20与第1油室21之间的压力差、以及闭阀弹簧6的作用力的平衡变化，主阀体5向上方移动（箭头D15）。结果，动作油从第1油室21向第2油室22流入（箭头D16）。

如以上那样，在本变形实施方式中，也通过使副阀体33的圆筒部33R进入主阀体5的凹部5B，能够阻止从背压室20向副阀体油路33S的动作油的排出。此外，可以对应于副阀体33相对于主阀体5的相对移动而调整副阀体连通口33P的开口面积，以较高的精度对主阀体5的开闭动作进行控制。此外，在本变形实施方式中，副阀体连通口33P设置在圆筒部33R的侧面。因此，能够增加副阀体连通口33P的开口增益（H（Xi）相对于Xi的变化量）的自由度。例如，通过降低副阀体连通口33P的开口增益，能够使相对于副阀体33的移动量的主阀体5的移动量变小，所以能够实现开阀动作的精度提高和稳定性的提高。进而，在本变形实施方式中，也难以对副阀体33的下端面赋予背压室20的压力，电动马达31的耗电降低。

本发明并不限于上述的结构。例如，在图8及图9所示的结构中，具有排出油路27的入口向上方延伸的形状，以使得不论副阀体33的上升或下降，都保持副阀体油路33S与排出油路27的连通。

附图标记说明

1、1A 流量控制阀

2 壳体

20 背压室

21 第1油室（第1流体室）

22 第2油室（第2流体室）

23 第1油路（第1连通路）

23S 第1节流孔（第1流量调整机构）

24 第2油路（第2连通路）

24S 第2节流孔（第2流量调整机构）

26 合流油路

27 排出油路

27S 排出端口

2A 第1端口（第1出入口）

2B 第2端口（第2出入口）

2C 油室连通口（流体室连通口）

2S 缸部

3 升降驱动装置

31 电动马达

32 旋转升降机

33 副阀体

33P 副阀体连通口

33R 圆筒部

33S 副阀体油路

33T 副阀体连通口

4 供给切换阀（切换机构）

5 主阀体

5A 主阀体前端部

5B 凹部

5S 圆筒空间（内部空间）

5S1 前端内壁部

6 闭阀弹簧（施力机构）

7 控制部

CL 中心轴。

Claims (8)

1.一种电动驱动式流量控制阀，其特征在于，

具备：

壳体，是具有第1流体室、第2流体室、将前述第1流体室及前述第2流体室连通的流体室连通口和缸部的壳体，在前述壳体形成有能够在该壳体的外部与前述第1流体室之间进行流体的出入的第1出入口和能够在前述壳体的外部与前述第2流体室之间进行流体的出入的第2出入口；

电动马达；

主阀体，是具有能够将前述流体室连通口封闭的主阀体前端部、以能够沿着规定的轴向在主阀体开放位置与主阀体封闭位置之间移动的方式收容在前述缸部、在与前述缸部之间形成流体能够出入的背压室的主阀体，在该主阀体被配置到前述主阀体开放位置时，通过前述主阀体前端部将前述流体室连通口开放，容许前述第1流体室与前述第2流体室之间的流体的流通，在前述主阀体被配置到前述主阀体封闭位置时，通过前述主阀体前端部将前述流体室连通口封闭，将前述第1流体室与前述第2流体室之间的流体的流通遮断；

施力机构，对前述主阀体朝向前述主阀体封闭位置施力；

第1连通路，能够将前述第1流体室与前述背压室相互连通；

第2连通路，能够将前述第2流体室与前述背压室相互连通；

切换机构，能够在第1连通状态与第2连通状态之间进行状态变更，所述第1连通状态是在前述第1流体室的流体的压力比前述第2流体室的流体的压力高的情况下使前述第1连通路的流体的流通能够进行并将前述第2连通路的流体的流通遮断的状态，所述第2连通状态是在前述第1流体室的流体的压力比前述第2流体室的流体的压力低的情况下使前述第2连通路的流体的流通能够进行并将前述第1连通路的流体的流通遮断的状态；

第1流量调整机构，配置在前述第1连通路，调整流体的流量，以使从前述第1流体室朝向前述背压室流动的流体的流量下降；

第2流量调整机构，配置在前述第2连通路，调整流体的流量，以使从前述第2流体室朝向前述背压室流动的流体的流量下降；以及

副阀体，是收容在前述背压室的副阀体，该副阀体具有与前述壳体的外部连通的副阀体流路和将前述背压室与前述副阀体流路连通的副阀体连通口，受到前述电动马达产生的驱动力而能够在副阀体开放位置与副阀体封闭位置之间相对于前述主阀体沿着前述轴向相对移动，在前述副阀体被配置到前述副阀体开放位置时，将前述副阀体连通口开放，容许前述背压室的流体经由前述副阀体流路被向前述壳体的外部排出，在前述副阀体被配置到前述副阀体封闭位置时，将前述副阀体连通口封闭，将前述背压室与前述副阀体流路之间的流体的流通遮断，并且容许前述主阀体受到前述施力机构的作用力而被配置到前述主阀体封闭位置。

2.如权利要求1所述的电动驱动式流量控制阀，其特征在于，

前述流体室连通口在沿着前述轴向观察的情况下具有圆形形状；

前述主阀体前端部具有能够沿着前述轴向将前述流体室连通口封闭的圆锥形状。

3.如权利要求1或2所述的电动驱动式流量控制阀，其特征在于，

前述主阀体具有在与前述主阀体前端部相反侧与前述背压室连通、沿着前述轴向形成为筒状且前述副阀体能够进入的内部空间和划定前述内部空间的前述主阀体前端部侧的前端内壁部；

前述副阀体具有至少配置在前述前端内壁部侧的端部的圆筒部，并且在该圆筒部开设有前述副阀体连通口；

前述前端内壁部具有容许前述副阀体的前述圆筒部进入并且遍及周向整体与前述圆筒部密接的凹部。

4.如权利要求3所述的电动驱动式流量控制阀，其特征在于，

前述副阀体连通口在前述副阀体的前述圆筒部的与前述轴向交叉的端面开设。

5.如权利要求4所述的电动驱动式流量控制阀，其特征在于，

前述前端内壁部的前述凹部形成为圆锥状，在前述副阀体被配置在前述副阀体封闭位置时，前述凹部的斜面遍及周向整体与前述圆筒部的前述端面的周缘密接。

6.如权利要求3所述的电动驱动式流量控制阀，其特征在于，

前述副阀体连通口在前述副阀体的前述圆筒部的沿着前述轴向延伸的侧面开设；

前述凹部形成为圆筒状，以使前述圆筒部能够进入；

前述副阀体连通口被配置在前述圆筒部中的以下位置：在对应于前述副阀体的移动而前述圆筒部进入前述凹部时前述副阀体连通口被封闭、在对应于前述副阀体的移动而前述圆筒部从前述凹部脱离时前述副阀体连通口与前述背压室连通的位置。

7.如权利要求1或2所述的电动驱动式流量控制阀，其特征在于，

前述第1流量调整机构及前述第2流量调整机构是分别配置在前述第1连通路及前述第2连通路的节流孔。

8.如权利要求1或2所述的电动驱动式流量控制阀，其特征在于，

前述第1流量调整机构及前述第2流量调整机构分别配置在前述第1流体室与前述切换机构之间及前述第2流体室与前述切换机构之间。

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