JP2001108125A - 弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポペット弁のハンチングの発生を防止する。 【解決手段】 バルブハウジング40にパイロット流量増
幅型のポペット弁42を摺動自在に嵌合し、バルブハウジ
ング40とポペット弁42との間に、ポペット弁42の変位に
より容積が変化するダンピング圧力室61を設ける。さら
に、ダンピング圧力室61での内部容積変化に伴なってダ
ンピング圧力室の内外間を移動する流体に対し抵抗を付
与する抵抗付与部として、ポペット弁42の小径部63とバ
ルブハウジング40側の環状の突起部65との間に隙間66を
設ける。そして、ポペット弁42が移動したときのダンピ
ング圧力室61での容積変化に伴なって、このダンピング
圧力室61に出入りする流体に、隙間66で抵抗を付与する
ことにより、ポペット弁42にダンピング機能を持たせ、
ハンチングの発生を防止してポペット弁42の動作安定性
を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダンピング機能を
持つ弁装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は、メータイン・メータアウト分離
型の制御回路を示し、この図６において、片ロッド・シ
リンダ型の流体圧アクチュエータ11を制御するブリッジ
構成の制御回路を示す。

【０００３】この制御回路は、斜板12により吐出流量を
可変制御できる可変容量型のポンプ13の吐出口に、共通
バイパス弁14を経てタンク15が接続されているととも
に、ロードホールドチェック弁16を有するポンプライン
17を介してブリッジ回路18が接続されている。

【０００４】このブリッジ回路18は、ポンプライン17に
それぞれ接続された２つのメータインバルブ21，22と、
これらのメータインバルブ21，22にそれぞれ接続された
２つのメータアウトバルブ23，24とにより形成されてい
る。

【０００５】これらのメータアウトバルブ23，24は、タ
ンクライン25に接続され、また、各メータアウトバルブ
23，24には、タンクライン25から回路内の負圧発生部に
作動液としての作動油を補充するメークアップ用のチェ
ック弁26，27が並列に接続されている。

【０００６】このブリッジ回路18の上側に図示されたメ
ータインバルブ21とメータアウトバルブ23との間から引
出された通路31は、流体圧アクチュエータ11のピストン
32よりロッド33が位置する側の室（以下、「ロッド側
室」という）34に接続され、また、下側に図示されたメ
ータインバルブ22とメータアウトバルブ24との間から引
出された通路35は、流体圧アクチュエータ11のピストン
32よりヘッド側に位置する室（以下、「ヘッド側室」と
いう）36に接続されている。

【０００７】メータアウトバルブ23およびメータアウト
バルブ24の入口側は、メータアウト通路すなわち流体圧
アクチュエータ11よりの戻り通路37となっている。

【０００８】前記共通バイパス弁14、メータインバルブ
21，22およびメータアウトバルブ23，24には、電磁手段
またはパイロット油圧手段により開口面積を可変制御で
きるスプール弁またはポペット弁などの可変絞り手段が
設けられ、これらの可変絞り手段は、コントローラで演
算されコントローラより出力された電気信号により、電
磁手段の場合は直接的に、またパイロット油圧手段の場
合は電油変換手段などを介してパイロット圧力信号で制
御される。

【０００９】そして、ポンプ13から流体圧アクチュエー
タ11のロッド側室34およびヘッド側室36の一方に供給さ
れるとともに他方からタンク15に排出される作動油を、
この２つのメータインバルブ21，22および２つのメータ
アウトバルブ23，24で形成されたブリッジ回路18により
制御する。

【００１０】例えば、流体圧アクチュエータ11を負荷Ｗ
に抗して伸張操作する場合は、共通バイパス弁14を閉
じ、ポンプ13の吐出量を増加させ、流体圧アクチュエー
タ11のヘッド側のメータインバルブ22を開くとともにメ
ータアウトバルブ24を閉止し、ロッド側のメータインバ
ルブ21を閉止するとともにメータアウトバルブ23を開
く。

【００１１】また、流体圧アクチュエータ11を収縮操作
する場合は、共通バイパス弁14を閉じ、ポンプ13の吐出
量を増加させ、流体圧アクチュエータ11のロッド側のメ
ータインバルブ21を開くとともにメータアウトバルブ23
を閉止し、ヘッド側のメータインバルブ22を閉止すると
ともに、ヘッド側のメータアウトバルブ24を開く。

【００１２】図７（Ａ）は、従来のメータアウトバルブ
23または24として用いられているパイロット流量増幅型
ポペット弁、すなわちフローアンプリファイポペット弁
の詳細を示し、バルブハウジング40内に形成された弁嵌
合穴41にポペット弁42が変位自在に嵌合され、弁嵌合穴
41より大径に形成された入口室43に、前記流体圧アクチ
ュエータ11よりの戻り通路37が連通されている。

【００１３】ポペット弁42の一端部には、大径のパイロ
ット制御部44が形成され、このパイロット制御部44の外
周面に、ポペット弁42の位置により開口部45a の面積が
変化するパイロット流量制御用のスロット45が軸方向に
形成されている。

【００１４】このポペット弁42の反対側の端部には、入
口室43とタンク15に連通された出口室49との間に形成さ
れたシート46に対し接離自在のリターン流量制御部47が
設けられ、このリターン流量制御部47に主流量制御スロ
ット48が形成されている。

【００１５】図７（Ａ）に示されたポペット弁42の左端
面はスプリング室51に臨み、このスプリング室51に内蔵
されたコイルスプリング52により、ポペット弁42はシー
ト46側へ押圧される方向すなわち閉じ方向に押圧されて
いる。

【００１６】ポペット弁42の開度を制御する手段とし
て、スプリング室51から出口室49にわたって通路53が配
設され、この通路53中にはパイロットバルブ54が介在さ
れている。このパイロットバルブ54は、スプリング室51
から排出されるパイロット流量を、図示されないコント
ローラからソレノイド55へ入力される電気信号により、
スプリング56に抗して比例制御するものである。

【００１７】次に、図７に示された従来のメータアウト
バルブの作用を説明する。

【００１８】流体圧アクチュエータ11よりの戻り流量Ｑ
は、ポペット弁42の入口室43に導かれ、その中の流量ｑ
は、スロット45の開口部45a よりスプリング室51に流入
する。

【００１９】ポペット弁42のストローク制御は、スプリ
ング室51に連通したパイロットバルブ54の開度制御で達
成され、このパイロットバルブ54を通過する流量は、図
中ｑで示されている。

【００２０】このポペット弁42のストローク制御によ
り、図中右端の主流量制御スロット48が開口し、主流量
ＬＱがコントロールされ、この主流量ＬＱはあたかもパ
イロットバルブ54でのパイロット流量ｑが増幅された様
相を示す。すなわち、パイロットバルブ54は、ポペット
弁42のモジュレーション機能を具備している。

【００２１】このように、ポペット弁42の外周には軸方
向にスロット45が加工されており、入口室43の圧力Ｐ1
はスロット45の開口部45a よりスプリング室51に伝わ
り、パイロットバルブ54の閉止中はスプリング室51の圧
力Ｐ2 は入口室43の圧力Ｐ1 に等しい。

【００２２】したがって、タンクライン25に連通された
出口室49の圧力Ｐ3 が十分低圧であるときは、ポペット
弁42は、スプリング室51に面する軸方向受圧面積Ａ2 が
入口室43に面する軸方向受圧面積Ａ1 より出口室49に面
する軸方向受圧面積Ａ3 の分大きいため、図中右方向へ
押されてシート46に押圧され、閉止状態にある。以下、
軸方向受圧面積を単に「受圧面積」という。

【００２３】次に、パイロットバルブ54が開口して行
き、スプリング室51から排出されるパイロット流量ｑが
所定の量に達すると、スロット45の開口部45a で減圧作
用が働き、スプリング室51の圧力Ｐ2 が、（Ａ1 ＊Ｐ1
−スプリング力）／Ａ2 の値を下回ると、ポペット弁42
は左方へ移動しストロークするとともに、スロット45の
開口面積が増加するので、流量ｑが増加し、スプリング
室51の圧力Ｐ2 が若干上昇して、ポペット弁42は右方へ
若干押し戻された後、バランスポジションにて停止す
る。

【００２４】さらに、パイロットバルブ54の開度を大き
くしてゆくと、流量ｑが増加し、ポペット弁42はさらに
左方へ移動し、先端部の主流量制御スロット48の開度も
徐々に拡大して行く。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】この従来のポペット弁
42は、主流量制御スロット48で発生するフローフォース
やスロット45の製造位置度公差による力のアンバランス
が大きいときや、摺動部分での油膜粘性抵抗によるダン
ピングファクタが小さいときは、図８にてスプリング室
51における圧力Ｐ2 の変動を表わすシミュレーション結
果や、図９のポペット弁変位Ｘの変動を表わすシミュレ
ーション結果が示すように、ハンチングＨを発生させる
という欠陥を有しており、動作が不安定になる。

【００２６】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、可動弁体の動作を不安定にするハンチングの発生
を防止することを目的とするものである。

【００２７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、バルブハウジングと、バルブハウジングに摺動自
在に嵌合された可動弁体と、バルブハウジングと可動弁
体との間に設けられ可動弁体の変位により内部容積が変
化するダンピング圧力室と、ダンピング圧力室での内部
容積変化に伴なってダンピング圧力室の内外間を移動す
る流体に対し抵抗を付与する抵抗付与部とを具備した弁
装置である。

【００２８】そして、可動弁体が移動したときのダンピ
ング圧力室での内部容積変化に伴なって移動する流体
に、抵抗付与部で抵抗を付与することにより、可動弁体
にダンピング機能を持たせ、ハンチングの発生を防止し
て可動弁体の動作安定性および円滑性を確保する。

【００２９】請求項２に記載された発明は、請求項１記
載の弁装置における可動弁体が、パイロット流量により
主流量を制御するパイロット流量増幅型のポペット弁で
あり、ポペット弁が接離されるシートと、シートの上流
側に形成された入口室と、シートを経て排出される主流
量の出口室と、出口室とはポペット弁を介して反対側に
形成されたスプリング室と、スプリング室から排出され
るパイロット流量を制御するパイロットバルブと、スプ
リング室に設けられてポペット弁をシート側へ押圧する
スプリングと、ポペット弁の外周面に設けられポペット
弁の移動によりスプリング室への開口面積が変化するス
ロットと、入口室とスロットとを連通する通路とを具備
し、また、ダンピング圧力室は、入口室とスロットとの
間にてバルブハウジングと嵌合されたポペット弁の大径
部と、ポペット弁の大径部より入口室側にやや小径に設
けられた小径部と、ポペット弁の大径部が摺動自在に嵌
合するバルブハウジングの内周面部と、バルブハウジン
グの内周面部からポペット弁の小径部に向けて突設され
た環状の突起部とによって形成され、さらに、抵抗付与
部は、ポペット弁の小径部と環状の突起部との間に設け
られた隙間とした弁装置である。

【００３０】そして、ポペット弁が移動すると、ポペッ
ト弁の大径部がバルブハウジングの環状の突起部から変
位して、これらの間のダンピング圧力室の内部が容積変
化し、隙間を経てダンピング圧力室に流体が出入する。
その際に、出入する流体に対し隙間で絞り抵抗を付与す
ることにより、ポペット弁の不安定挙動を減衰させるダ
ンピング機能が働き、スプリング室における圧力のハン
チングや、ポペット弁の変位のハンチングを防止して、
ポペット弁の動作安定性および円滑性を確保する。

【００３１】請求項３に記載された発明は、請求項２記
載の弁装置において、入口室からダンピング圧力室への
流体の自由な流れを許容するチェック弁と、ダンピング
圧力室の異常高圧をカットするリリーフ弁とを具備した
弁装置である。

【００３２】そして、ダンピング圧力室および抵抗付与
部としての隙間がクリアランスダンパとして機能する場
合、ポペット弁が急に開口する際に生ずるダンピング圧
力室のエア含みの空洞状態をチェック弁にて防止し、ま
た、ポペット弁が急閉止する際に発生するダンピング圧
力室の異常高圧化とポペット弁の閉止レスポンス遅れを
異常高圧カット用のリリーフ弁にて防止して、ポペット
弁の振動発生を防止するクリアランスダンパの機能が、
より安定的に維持されるようにする。

【００３３】請求項４に記載された発明は、請求項３記
載の弁装置におけるリリーフ弁がチェック弁の内部に設
けられた弁装置である。

【００３４】そして、チェック弁とリリーフ弁とがコン
パクトに一体化されている。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至図５を参照しながら説明する。

【００３６】先ず、本発明の一実施の形態を図１を参照
しながら説明する。

【００３７】図１（Ａ）は、前記メータアウトバルブ23
または24（図６）として用いられる、パイロット流量に
より主流量を制御するパイロット流量増幅型ポペット
弁、すなわちフローアンプリファイポペット弁の内部構
造を示し、バルブハウジング40内に形成された弁嵌合穴
41に、可動弁体としてのポペット弁42が変位自在に嵌合
され、弁嵌合穴41より大径に形成された入口室43に、メ
ータアウト通路すなわち前記流体圧アクチュエータ11
（図６）よりの戻り通路37が連通されている。

【００３８】ポペット弁42の一端部には、大径のパイロ
ット制御部44が形成され、このパイロット制御部44の外
周面部にパイロット流量制御用のスロット45が軸方向に
形成されている。このスロット45の開口部45a の面積
は、ポペット弁42のストローク位置に応じて変化する。

【００３９】このポペット弁42の反対側の端部には、バ
ルブハウジング40に形成されたシート46に対し接離およ
び摺動自在のリターン流量制御部47が設けられ、このリ
ターン流量制御部47に主流量制御スロット48が形成され
ている。前記シート46により、このシート46の上流側に
形成された前記入口室43と、タンク15にタンクライン25
を経て連通された出口室49とが区画形成されている。

【００４０】この出口室49とはポペット弁42を介して反
対側にスプリング室51が形成され、図１（Ａ）に示され
たポペット弁42の左端面は、このスプリング室51に臨
み、このスプリング室51に内蔵されたスプリングとして
のコイルスプリング52により、ポペット弁42がシート46
に密着する方向すなわち閉じ方向へ押圧されている。

【００４１】ポペット弁42の開度を制御する手段とし
て、スプリング室51から出口室49にわたって通路53が配
設され、この通路53中にパイロットバルブ54が介在され
ている。このパイロットバルブ54は、スプリング室51か
ら排出されるパイロット流量を、図示されないコントロ
ーラからソレノイド55へ入力される電気信号により、ス
プリング56に抗して比例制御するものである。

【００４２】また、バルブハウジング40とポペット弁42
との間に、ポペット弁42の変位により内部容積が変化す
るダンピング圧力室61が設けられている。

【００４３】このダンピング圧力室61は、入口室43とス
ロット45との間にてバルブハウジング40と嵌合されたポ
ペット弁42の大径部62と、この大径部62より入口室43側
にやや小径に設けられた小径部63と、大径部62が摺動自
在に嵌合するバルブハウジング40の内周面部64と、この
内周面部64からポペット弁42の小径部63に向けて突設さ
れた環状の突起部65とによって囲まれるように形成され
ている。

【００４４】さらに、ポペット弁42の小径部63と環状の
突起部65との間に、ダンピング圧力室61での内部容積変
化に伴なってダンピング圧力室61の内外間を移動する流
体に対し抵抗を付与する抵抗付与部としての適当量の隙
間66が設けられている。

【００４５】さらに、ポペット弁42の内部には、入口室
43とスロット45とを連通する通路が設けられている。す
なわち、入口室43に常に臨む最小径部70の径方向に通路
71が形成され、この通路71の中央部に軸方向に形成され
た通路72が連通され、この通路72に、径方向に形成され
た通路73が連通され、この通路73の延長上に図１（Ｂ）
に示されるように長穴状に形成された通路74が連通さ
れ、この通路74が前記スロット45に連通されている。

【００４６】このスロット45は、図１（Ａ）に示される
ように長穴状の通路74からスプリング室51側へ向って浅
くなる円弧溝状に、かつ図１（Ｂ）に示されるように等
幅で、ポペット弁42の軸方向に加工され、ポペット弁42
の軸方向移動によりスプリング室51に開口する開口部45
a の面積が変化する。

【００４７】そして、入口室43の圧力Ｐ1 は、ポペット
弁42内の通路71，72，73，74、スロット45、このスロッ
ト45の開口部45a を順次経てスプリング室51に伝わり、
パイロットバルブ54の閉止中はスプリング室51の圧力Ｐ
2 は入口室43の圧力Ｐ1 に等しくなる。

【００４８】次に、この図１に示された弁装置の作用を
説明する。

【００４９】上記ポペット型流量制御弁におけるダンピ
ング機構において、ポペット弁42の静止中は、ポペット
弁42のリターン流量制御部47と小径部63との間のドーナ
ツエリア状受圧面積ＡP1に加えて、ダンピング圧力室61
内のドーナツエリア状受圧面積Ａd にも入口室43の圧力
Ｐ1 が作用しており、結局、ポペット弁42における入口
室43側の全受圧面積Ａ1 に図中左方向の圧力Ｐ1 が作用
している。

【００５０】このとき、入口室43はポペット弁42内の通
路71，72，73，74、スロット45およびその開口部45a を
経てスプリング室51に連通しているので、ポペット弁42
のスプリング室51側の受圧面積Ａ2 にも、入口室43の圧
力Ｐ1 が図中右方向へ作用しており、受圧面積Ａ1 より
受圧面積Ａ2 の方が受圧面積Ａ3 の分大きいとともに、
出口室49の圧力Ｐ3 がタンクライン25に繋がり十分低圧
であるから、ポペット弁42は図中右方向へ押されてシー
ト46に密着され、閉止状態にある。

【００５１】次に、パイロットバルブ54が電気信号に応
じて開口し、スプリング室51から通路53を経て流出する
パイロット流量ｑが所定の量に達すると、スロット45の
開口部45a で減圧作用が働き、スプリング室51の圧力Ｐ
2 が、（Ａ1 ＊Ｐ1 −スプリング52のばね力）／Ａ2 の
値を下回ると、ポペット弁42は左方へ移動するととも
に、スロット45の開口面積が増加するので、流量ｑが増
加し、スプリング室51の圧力Ｐ2 が若干上昇して、ポペ
ット弁42は右方へ若干押し戻されて、バランスポジショ
ンにて停止する。

【００５２】さらに、パイロットバルブ54の開度を大き
くしてゆくと、流量ｑが増加し、ポペット弁42はさらに
左方へ移動し、先端部のリターン流量制御部47に設けら
れた主流量制御スロット48の開度も徐々に拡大して行
く。

【００５３】この移動の過程でポペット弁42に発振現象
が生じようとして、ある平衡点の回りで左右に振動しよ
うとしても、その際に同時に内部容積変化するダンピン
グ圧力室61内の油の出入りが隙間66による絞り抵抗で阻
止されようとするため、減衰作用すなわちダンピング作
用が働き、図２のスプリング室51における圧力Ｐ2 の変
動を表わすシミュレーション結果や、図３のポペット弁
42の変位Ｘを表わすシミュレーション結果が示すよう
に、従来ハンチングが発生した箇所ｈでも、発振現象が
殆どなく安定である。

【００５４】また、この構造は既存のショックアブソー
バやダッシュポットなどの特別な減衰装置を必要とせ
ず、極めてシンプルで安価な構造であるというメリット
も有している。

【００５５】このように、図７に示された従来のパイロ
ット流量増幅型ポペット弁では、図８や図９に示すよう
なハンチングが発生する傾向があるのに対して、図１に
示されたパイロット流量増幅型ポペット弁は、ポペット
弁外周部のクリアランスにより高ダンピングファクタを
ポペット弁42に与え、発振現象を緩和するシンプル構造
で安価なクリアランスダンピング機構（以下、このダン
ピング機構を「クリアランスダンパ」という）を持ち、
従来のパイロット流量増幅型ポペット弁の動的安定性を
改善できるものの、下記に示すような不具合も生ずる。

【００５６】すなわち、パイロットバルブ54を急激に大
開度に開いた場合、スプリング室51の圧力Ｐ2 が急激に
低下し、入口室43に直接臨む部分の受圧面積Ａp1に作用
する入口室43の圧力Ｐ1 による力でポペット弁42が急激
に左方へ急ストロークする時は、隙間66による抵抗で入
口室43からダンピング圧力室61への圧油の補充が追いつ
かず、ダンピング圧力室61がエア含みの空洞状態とな
り、発振現象を抑えるダンピング機能を喪失する。

【００５７】また、ポペット弁42がハイリフト状態から
パイロットバルブ54が急閉止した時にスプリング室51の
圧力Ｐ2 が入口室43の圧力Ｐ1 に等しくなり、受圧面積
Ａ2と受圧面積Ａ1 の差である受圧面積Ａ3 にこの入口
室43の圧力Ｐ1 が作用してポペット弁42を閉止側の右方
向へ押しつける時にダンピング圧力室61に作動油が充満
していると、受圧面積Ａd が小さいため、ダンピング圧
力室61の圧力Ｐd が異常に高圧となり、バルブハウジン
グ40の破損や閉止レスボンスの低下などの不具合が発生
する可能性がある。

【００５８】そこで、図４に示される実施の形態の回路
図のように、ダンピング圧力室61と入口室43との間を連
通可能の通路80中に、入口室43からダンピング圧力室61
への圧油の自由な流れを許容するチェック弁81を設ける
とともに、ダンピング圧力室61の圧力Ｐd が異常に高圧
とならないように異常高圧をカットする異常高圧カット
用リリーフ弁82を、チェック弁81に対し並列に配置す
る。

【００５９】図５は図４に示された回路図を具体的なバ
ルブ構造とした実施の形態であり、パイロット流量増幅
型ポペット弁のバルブハウジング40内または別体のバル
ブハウジング内に、入口室43側の通路80a およびダンピ
ング圧力室61側の通路80b より大径の弁室83が形成さ
れ、入口室43側の通路80a が弁室83に開口する開口縁に
チェック弁シート84が形成され、このチェック弁シート
84に対し、弁室83内に軸方向摺動自在に嵌合されたポペ
ット型チェック弁体85が接離自在に設けられ、一方、ダ
ンピング圧力室61側の通路80b が弁室83に開口する開口
縁にスプリングシート86が形成され、このスプリングシ
ート86とポペット型チェック弁体85の対向部との間に形
成されたチェック弁スプリング室87に、ポペット型チェ
ック弁体85をチェック弁シート84に押圧するコイル状の
低荷重のチェック弁スプリング88が圧縮状態で嵌着され
ている。

【００６０】ポペット型チェック弁体85の外周部摺動面
には、入口室43からダンピング圧力室61への圧油の自由
な流れを許容する複数の軸方向溝89が設けられている。

【００６１】そして、ダンピング圧力室61がエア含みの
空洞状態になると、入口室43よりポペット型チェック弁
体85に作用する圧力が、ポペット型チェック弁体85を低
荷重のチェック弁スプリング88に抗してチェック弁シー
ト84から押し開き、弁室83に流入した圧油は、軸方向溝
89およびチェック弁スプリング室87を経てダンピング圧
力室61に抵抗なく導かれる構造となっている。

【００６２】また、前記ダンピング圧力室61の異常高圧
により開いてダンピング圧力室61内の圧油を入口室43側
にリリーフする前記異常高圧カット用リリーフ弁82は、
前記チェック弁81に内蔵されている。

【００６３】すなわち、この異常高圧カット用リリーフ
弁82は、前記ポペット型チェック弁体85の内部にリリー
フ弁スプリング室91が設けられ、このリリーフ弁スプリ
ング室91のダンピング圧力室61側端にリリーフ弁シート
92を介してリリーフ弁入口93が形成され、反対側にスプ
リングシート94を介してリリーフ弁出口95が設けられ、
リリーフ弁スプリング室91内にポペット型リリーフ弁体
96が軸方向移動自在に嵌合され、このポペット型リリー
フ弁体96のスプリング嵌着部97と前記スプリングシート
94との間に圧縮状態で嵌着されたコイル状のリリーフ弁
スプリング98により、ポペット型リリーフ弁体96がリリ
ーフ弁シート92に接離自在に押圧されている。

【００６４】そして、ダンピング圧力室61の圧力Ｐd が
異常に上昇して、その圧力Ｐdに基づく力がリリーフ弁
スプリング98により設定された力を上回ると、ダンピン
グ圧力室61内の圧油は、ポペット型リリーフ弁体96をリ
リーフ弁スプリング98に抗してリリーフ弁シート92から
押し開き、リリーフ弁入口93からリリーフ弁スプリング
室91内を経てリリーフ弁出口95より流出する。

【００６５】図４に示された実施の形態の作用および効
果を説明する。

【００６６】パイロットバルブ54を急激に大開度に開い
た場合、スプリング室51の圧力Ｐ2が急激に低下し、受
圧面積Ａp1に作用する入口室43の圧力Ｐ1 により生ずる
力でポペット弁42が急激に左方へ急ストロークする時
は、隙間66による抵抗で入口室43からダンピング圧力室
61への圧油の補充が追いつかず、ダンピング圧力室61が
エア含みの空洞状態となるが、本装置ではダンピング圧
力室61と入口室43との間に入口室43からダンピング圧力
室61への圧油の自由な流れを許容するチェック弁81を設
けているため、このダンピング圧力室61のエア含みの空
洞状態が速やかに解消され、ダンピング圧力室61内に作
動油が充満するので、発振によりポペット弁42が振動の
中心位置より図中右方向へ移動する際にダンピング圧力
室61内の充満した作動油が隙間66から押し出される抵抗
により振動を抑えるダンピング機能を発揮するため、振
動は速やかに滅衰する。また、ダンピング圧力室61の圧
力Ｐd が異常に高圧とならないように高圧をカットする
リリーフ弁82をダンピング圧力室61から入口室43の方向
に設置したので、バルブハウジング40の破損や閉止レス
ポンスの低下などの不具合が発生しない。

【００６７】図５に示された具体的なバルブ構造の作用
および効果を説明する。

【００６８】ダンピング圧力室61と入口室43との間に入
口室43からダンピング圧力61への圧油の自由な流れを許
容するポペット型チェック弁が設けられて、このポペッ
ト型チェック弁の外周部には軸方向に連通した軸方向溝
が設けられ、入口室43よりチェック弁シートを押し開け
て流入する圧油を、チェック弁外周部の軸方向溝および
チェック弁スプリング室87よりダンピング圧力室61に抵
抗無くスムーズに導くことができるため、ダンピング圧
力室61のエア含みの空洞状態を速やかに解消できる。ま
た、チェック弁81の内部には、ダンピング圧力室61の異
常高圧により開き、ダンピング圧力室61内の圧油を入口
室43側にリリーフする異常高圧カット用リリーフ弁82を
内蔵しているため、全体をコンパクトに構成できて、ハ
ウジングの破損や閉止レスボンスの低下などの不具合が
発生しない。

【００６９】このように、従来のパイロット流量増幅型
ポペット弁の動的安定性を改善するためのダンピング圧
力室61および隙間66がクリアランスダンパとして機能す
る場合、ポペット弁42が急に開口（リフト）する際に生
ずるダンピング圧力室61のエア含みの空洞状態をチェッ
ク弁81にて防止し、常時安定してダンピング圧力室61に
圧油を充満させて、発振を押さえ込むダンピング機能を
安定的に維持させるとともに、ポペット弁42が急閉止す
る際に発生するダンピング圧力室61の異常高圧化とポペ
ット弁42の閉止レスポンス遅れを防止する異常高圧カッ
ト用リリーフ弁82を設置しているので、ポペット弁42の
振動発生を防止するクリアランスダンパの機能が、より
安定的に維持されかつ信頼性が高くなる機構を提供でき
る。

【００７０】また、リリーフ弁82がチェック弁81の内部
に設けられたから、チェック弁81とリリーフ弁82とをコ
ンパクトに一体化でき、これらをポペット弁42のバルブ
ハウジング40内などにコンパクトに組込むことができ
る。

【００７１】なお、図示された実施の形態は、ポペット
型流量制御弁におけるダンピング機構を説明したが、可
動弁体としてのスプール弁とバルブハウジングとの間に
ダンピング圧力室および抵抗付与部を設けることによ
り、スプール型制御弁にも同様のダンピング機構を適用
できる。

【００７２】また、本ケースでは、メータアウト側の流
量制御に用いるポペット弁に適用したが、メータイン側
の流量制御用ポペット弁にも同様に本ダンピング機構を
適用できる。

【００７３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、可動弁体
が移動したときのダンピング圧力室での内部容積変化に
伴なってダンピング圧力室の内外間を移動する流体に、
抵抗付与部で抵抗を付与することにより、可動弁体にダ
ンピング機能を持たせ、ハンチングの発生を防止して可
動弁体の動作安定性および円滑性を確保できる。また、
バルブハウジングと可動弁体との間にダンピング圧力室
および抵抗付与部を設けることにより、既存のショック
アブソーバやダッシュポットなどの減衰装置より、シン
プルで安価な構造にできる。

【００７４】請求項２記載の発明によれば、シート、入
口室、出口室、スプリング室、パイロットバルブ、スプ
リングおよびスロットを備えたパイロット流量増幅型の
ポペット弁により流量を制御する際も、このポペット弁
が移動すると、ポペット弁の大径部がバルブハウジング
側の環状の突起部から変位して、これらの間のダンピン
グ圧力室の内部容積が変化し、隙間を経てダンピング圧
力室に出入する流体に対し隙間で絞り抵抗を付与するこ
とにより、ポペット弁の動きを減衰させるから、スプリ
ング室における圧力のハンチングや、ポペット弁の変位
のハンチングを防止して、ポペット弁の動作安定性およ
び円滑性を確保できる。特に、入口室とスロットとを通
路により連通し、ポペット弁の大径部より入口室側にや
や小径に設けられた小径部と、バルブハウジング側から
突設された環状の突起部とによって、ダンピング圧力室
および隙間を簡単に形成でき、既存のショックアブソー
バやダッシュポットなどの減衰装置より、極めてシンプ
ルで安価な構造にできる。

【００７５】請求項３記載の発明によれば、ダンピング
圧力室および抵抗付与部としての隙間がクリアランスダ
ンパとして機能する場合、ポペット弁が急に開口する際
に生ずるダンピング圧力室のエア含みの空洞状態をチェ
ック弁にて防止でき、また、ポペット弁が急閉止する際
に発生するダンピング圧力室の異常高圧化とポペット弁
の閉止レスポンス遅れを異常高圧カット用のリリーフ弁
にて防止できるから、ポペット弁の振動発生を防止する
クリアランスダンパの機能を、より安定的に維持でき
る。

【００７６】請求項４記載の発明によれば、リリーフ弁
がチェック弁の内部に設けられたから、チェック弁とリ
リーフ弁とをコンパクトに一体化でき、これらをポペッ
ト弁のバルブハウジング内などにコンパクトに組込むこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明に係る弁装置の一実施の形態を
示す断面図、（Ｂ）はその可動弁体の一部の平面図であ
る。

【図２】同上弁装置におけるスプリング室の圧力変動シ
ミュレーション結果を示す特性図である。

【図３】同上弁装置におけるポペット弁の変位シミュレ
ーション結果を示す特性図である。

【図４】（Ａ）は本発明に係る弁装置の他の実施の形態
を示す断面図、（Ｂ）はその可動弁体の一部の平面図で
ある。

【図５】図４に示された弁装置におけるクリアランスダ
ンパ機能を向上させるチェック弁およびリリーフ弁を具
体化した断面図である。

【図６】メータイン・メータアウト分離型の制御回路を
示す回路図である。

【図７】（Ａ）は従来のポペット型流量制御弁を示す断
面図、（Ｂ）はそのポペット弁の一部の平面図である。

【図８】同上流量制御弁におけるスプリング室の圧力変
動シミュレーション結果を示す特性図である。

【図９】同上流量制御弁におけるポペット弁の変位シミ
ュレーション結果を示す特性図である。

【符号の説明】

11 流体圧アクチュエータ 37 戻り通路 40 バルブハウジング 42 可動弁体としてのポペット弁 43 入口室 45 スロット 46 シート 49 出口室 51 スプリング室 52 スプリングとしてのコイルスプリング 54 パイロットバルブ 61 ダンピング圧力室 62 大径部 63 小径部 64 内周面部 65 環状の突起部 66 抵抗付与部としての隙間 71，72，73，74 通路 81 チェック弁 82 リリーフ弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H056 AA01 BB32 BB49 CA02 CB03 CD02 EE01 EE06 GG04 GG12 3H059 AA06 AA19 BB22 BB37 BB38 CA04 CA12 CC02 CD05 CE05 CF01 CF07 EE13 FF03 FF14 3H060 AA05 AA09 BB03 CC12 CC37 DA03 DA04 DC05 DD02 DD12 GG08 HH04 3H066 AA01 AA04 BA16 BA32 BA33 EA12 EA21 EA35 3H089 AA22 AA23 BB10 CC01 DA03 DB03 DB12 DB33 DB73 EE31 GG02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バルブハウジングと、 バルブハウジングに摺動自在に嵌合された可動弁体と、 バルブハウジングと可動弁体との間に設けられ可動弁体
   の変位により内部容積が変化するダンピング圧力室と、 ダンピング圧力室での内部容積変化に伴なってダンピン
   グ圧力室の内外間を移動する流体に対し抵抗を付与する
   抵抗付与部とを具備したことを特徴とする弁装置。
2. 【請求項２】 可動弁体は、パイロット流量により主流
   量を制御するパイロット流量増幅型のポペット弁であ
   り、 ポペット弁が接離されるシートと、 シートの上流側に形成された入口室と、 シートを経て排出される主流量の出口室と、 出口室とはポペット弁を介して反対側に形成されたスプ
   リング室と、 スプリング室から排出されるパイロット流量を制御する
   パイロットバルブと、 スプリング室に設けられてポペット弁をシート側へ押圧
   するスプリングと、 ポペット弁の外周面に設けられポペット弁の移動により
   スプリング室への開口面積が変化するスロットと、 入口室とスロットとを連通する通路とを具備し、 ダンピング圧力室は、 入口室とスロットとの間にてバルブハウジングと嵌合さ
   れたポペット弁の大径部と、 ポペット弁の大径部より入口室側にやや小径に設けられ
   た小径部と、 ポペット弁の大径部が摺動自在に嵌合するバルブハウジ
   ングの内周面部と、 バルブハウジングの内周面部からポペット弁の小径部に
   向けて突設された環状の突起部とによって形成され、 抵抗付与部は、ポペット弁の小径部と環状の突起部との
   間に設けられた隙間としたことを特徴とする請求項１記
   載の弁装置。
3. 【請求項３】入口室からダンピング圧力室への流体の自
   由な流れを許容するチェック弁と、 ダンピング圧力室の異常高圧をカットするリリーフ弁と
   を具備したことを特徴とする請求項２記載の弁装置。
4. 【請求項４】リリーフ弁は、チェック弁の内部に設けら
   れたことを特徴とする請求項３記載の弁装置。