JP2011169380A

JP2011169380A - 圧力補償付流量制御弁

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Publication number: JP2011169380A
Application number: JP2010032768A
Authority: JP
Inventors: Noboru Ito; 登伊藤; Yuko Funakubo; 悠子舟久保
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 2010-02-17
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2011-09-01
Anticipated expiration: 2030-02-17
Also published as: JP5249970B2

Abstract

【課題】弁通路が閉じている時に１次圧側の作動油が漏れることのないリークレス構造を有する圧力補償付流量制御弁を提供する。
【解決手段】圧力補償付流量制御弁１は、弁通路４１が形成されるハウジング９と、ハウジング９に移動可能に設けられる流量制御スプール１２と、圧力補償スプール１３とを有している。流量制御スプール１２は、開度制御部１６により閉位置で弁通路４１を閉じ、開位置でその位置に応じた開度で弁通路４１を開くようになっている。圧力補償スプール１３は、上流圧及び下流圧を抗するように受け、それらの差圧を一定に調整する。流量制御スプール１２は、ポペット部１７を有し、ポペット部１７は、開度制御部１６との間に圧力補償スプール１３に下流圧を供給する連絡室２１を形成し、閉位置で連絡室２１を閉じ、開位置で前記連絡室２１を開くようになっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、導かれる流体の圧力に関係なく一定流量の流体を流すことができる圧力補償付流量制御弁に関する。

トラクター及び田植え機等の農業機械やフォークリフト等の産業機械は、作業時に使用するアタッチメントを有しており、アタッチメントは、例えば単動シリンダにより昇降可能になっている。単動シリンダは、流量方向制御弁に接続されており、流量方向制御弁は、単動シリンダの接続先をポンプ及びタンクに切換え、又遮断することができるようになっている。単動シリンダは、ポンプに接続されると、作動油の供給を受けてアタッチメントを上昇させ、逆にタンクに接続すると、アタッチメント及びそこに載せられる荷役等の自重により供給された作動油を排出してアタッチメントを下降させるようになっている。それ故、単動シリンダから排出される作動油の流量は、アタッチメント及びそこに載せられる荷役等の自重に依存する。そのため、アタッチメントの下降速度は、前記自重に依存してしまい、自重が大きいほど大きくなる。そうすると、荷役等の重量の大小により下降速度が変化してしまうので、下降速度を制御できない。このような不都合を解決すべく、単動シリンダとタンクとを繋ぐ流路に圧力補償機能を有する流量制御弁が設けられている。

圧力補償機能を有する流量制御弁として、例えば特許文献１に記載されるような圧力制御弁を設ける構造がある。特許文献１に記載の圧力制御弁は、本体内に摺動自在に設けられたスプールを有し、スプールを移動させることで１次ポートと２次ポートとの間を開閉するようになっている。このように構成されるスプールの両側には、パイロット室及びバネ室が夫々形成されている。パイロット室及びバネ室は、２次ポートとタンクに夫々接続され、パイロット室には、２次ポートの圧力（２次圧）が導かれ、バネ室には、タンクの圧力（タンク圧）が導かれている。スプールは、これら２次圧とタンク圧との差が一定になるように、その位置を変えて１次ポートと２次ポートとの間の開度を調整するようになっている。

一般に流量方向制御弁は、レバー等の操作量に応じて変化する上流側と下流側との間の開口面積、及び上流圧と下流圧との差圧に応じて流量が変わるが、特許文献１に記載されるような構造では、圧力補償機能によって上流圧に相当する２次圧と下流圧に相当するタンク圧との差圧が一定になっている。それ故、タンクに排出される流量は、２次圧の変化に関係なくレバー等の操作量だけで変えることができる。それ故、アタッチメントの下降速度は、アタッチメントに載せられた荷役の重量に関係なくレバー等の操作量に依存するようになる。

特開昭５８−２１６８９９号公報

特許文献１の圧力制御弁では、スプールが本体ハウジングに摺動可能に嵌め込まれている。このように嵌め込まれたスプールには、３つのランドが形成されている。中央のランドは、スプールの移動に応じて１次ポートと２次ポートとの間を開閉するようになっている。この一端側にあるランドは、本体ハウジングの内面に接して１次ポートとバネ室とを隔離している。

しかし、一端側にあるスプールランドとハウジングの内面との間には、僅かな隙間があり、その隙間から高圧側である１次ポートの作動油が低圧側であるバネ室へと漏れてしまう。特に、流量方向制御弁により単動シリンダを遮断して１次ポートと２次ポートとの間が閉じて単動シリンダを保持している際に、１次ポートの作動油がタンクへと漏れ、運転者等の意思に反してアタッチメントが勝手に下降してしまう。それ故、１次ポートと２次ポートとを繋ぐ弁通路が閉じている時に、１次圧側の作動油が漏れることを防ぐ必要がある。

そこで本発明は、弁通路が閉じている時に１次圧側の作動油が漏れることのないリークレス構造を有する圧力補償付流量制御弁を提供することを目的としている。

本発明は、入口側通路と、出口側通路と、該出口側通路及び入口側通路に繋がる弁通路が形成されるハウジングと、前記ハウジングに閉位置と開位置との間で移動可能に設けられ、前記閉位置で前記弁通路を閉じ、前記開位置でその位置に応じた開度で弁通路を開く開度制御部を有する流量制御スプールと、前記ハウジングに移動可能に設けられ、前記開度制御部の上流圧及び下流圧の差圧を一定に調整する圧力補償スプールとを備え、前記流量制御スプールは、前記開度制御部より下流側に開閉部を有し、前記開閉部と前記開度制御部との間には、前記圧力補償スプールに前記下流圧を供給する連絡室が形成され、前記連絡室は、前記閉位置で前記出口側通路と遮断され、前記開位置で前記出口側通路と接続されるものである。

本発明に従えば、流量制御スプールを開位置に移動させると、圧力補償スプールにより開度制御部の前後圧である上流圧と下流圧との差圧が一定になる。そのため、弁通路を流れる作動油の流量が弁通路の開度に依存するようになる。弁通路の開度は、流量制御スプールの位置に応じて変化するようになっている。それ故、流量制御スプールを開位置に移動させると、その位置に応じた一定の流量の作動油を弁通路に流すことができる。つまり、上流圧の値に係わらず、流量制御スプールの位置に応じた一定流量の作動油を弁通路に流す圧力補償機能を有している。

また、本発明では、上流側の作動油が下流側に漏れると、下流圧を供給する連絡室へと導かれる。連絡室は、流量制御スプールを閉位置に移動させることで開閉部によって出口側通路と遮断される。それ故、流量制御スプールを閉位置に移動させると、上流側の作動油が連絡室より下流側に流れることを防ぐことができる。つまり、上流側の作動油が圧力補償付流量制御弁から漏れることがなく、弁通路が閉じている時に上流側の作動油が漏れることのないリークレス構造を有する圧力補償付流量制御弁を実現することができる。

上記発明において、前記流量制御スプール及び前記圧力補償スプールは、１つのハウジングに設けられていてもよい。

上記構成に従えば、流量制御スプール及び圧力補償スプールが１つのハウジングに設けられているので、弁通路から作動油が漏れないようにシール部材を設ける必要がなく、圧力補償付流量制御弁の部品点数を低減することができる。

上記発明において、前記流量制御スプールが挿通され、前記開閉部が着座する座部を有するスリーブを更に備え、前記スリーブは、前記ハウジングに設けられ、前記ハウジングとの間に環状の連絡空間を形成し、前記連絡室は、前記連絡空間を介して前記圧力補償スプールに前記下流圧を供給するようになっていてもよい。

上記構成に従えば、開閉部を着座させる座部をハウジングと別体のスリーブに形成することで、座部の加工が容易になり、開閉部を座部に確実に着座させて開閉部と座部との間からの漏れを少なくすることができる。このスリーブとハウジングとの間には、環状の連絡空間が形成されており、連絡空間を介して圧力補償スプールに下流圧が供給されるようになっており、スリーブを採用しても圧力補償スプールに下流圧を供給することができる。

本発明によれば、弁通路が閉じている時に上流側の作動油が漏れることのないリークレス構造を有する圧力補償付流量制御弁を実現することができる。

本発明に係る第１実施形態の圧力補償付流量制御弁を備える油圧駆動回路を示す回路図である。図１に示す圧力補償付流量制御弁を切断して示す断面図である。第２実施形態の圧力補償付流量制御弁を切断して示す断面図である。第３実施形態の圧力補償付流量制御弁の油圧回路を示す回路図である。第４実施形態の圧力補償付流量制御弁の油圧回路を示す回路図である。第５実施形態の圧力補償付流量制御弁の油圧回路を示す回路図である。

以下では、本発明に係る第１乃至第５の実施形態の圧力補償付流量制御弁１〜１Ｄを図１乃至図６を参照しつつ説明する。以下で説明する圧力補償付流量制御弁１〜１Ｄの各々は、本発明の一実施形態に過ぎない。本発明は、以下に示す実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。また、以下の説明における方向の概念は、説明の便宜上、用いた方向の概念であり、同様の方向の概念を有するものに限定するものではない。
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態である圧力補償付流量制御弁１は、トラクター及び田植え機等の農業機械やフォークリフト等の産業機械に備わっている。農業機械や産業機械は、作業時に使用するアタッチメントを有している。アタッチメントは、単動シリンダ２に機械的に接続されており、単動シリンダ２を伸縮させることで昇降するようになっている。単動シリンダ２のヘッド側ポート２ａに作動油を供給することで、単動シリンダ２は、伸張してアタッチメントを上昇させる。また、ヘッド側ポート２ａより作動油をタンク５に排出することで、単動シリンダ２は、収縮してアタッチメントを下降させる。ヘッド側ポート２ａとタンク５との間には、図１に示すように圧力補償付流量制御弁１が設けられている。圧力補償付流量制御弁１は、ヘッド側ポート２ａから排出される作動油の流量を制御し、単動シリンダ２の収縮動作（アタッチメントの下降動作）を制御する。なお、図１では、単動シリンダ２を伸縮させる油圧回路のうち単動シリンダ２を下降させる部分だけを示している。

［圧力補償付流量制御弁］
圧力補償付流量制御弁１は、図２に示すように、ハウジング９を備えている。ハウジング９は、流量制御側ハウジング１０と、圧力補償側ハウジング１１とを有し、流量制御側ハウジング１０及び圧力補償側ハウジング１１は、一体成形されている。また圧力補償付流量制御弁１は、流量制御スプール１２と、圧力補償スプール１３とを備えている。流量制御スプール１２及び圧力補償スプール１３は、流量制御側ハウジング１０及び圧力補償側ハウジング１１に夫々形成される第１挿入孔１４及び第２挿入孔１５に挿入されている。

流量制御スプール１２は、大略的に円柱状に形成されており、その軸線方向の中間部に開度制御部１６、右端部にポペット部１７、そして開度制御部１６より左端側に摺動部１８を有している。開度制御部１６、ポペット部１７、及び摺動部１８は、流量制御スプール１２の残余の部分に比べて半径方向外方に拡径している。開度制御部１６及び摺動部１８の外径は、略一致しており、ポペット部１７の外径は、開度制御部１６及び摺動部１８の外径よりも大径になっている。このように構成される流量制御スプール１２は、スリーブ１９に摺動可能に嵌挿されている。

スリーブ１９は、大略円筒状に形成されており、その中に流量制御スプール１２が嵌挿されている。スリーブ１９の内径は、大略的に開度制御部１６及び摺動部１８の外径と略一致しており、摺動部１８及び開度制御部１６がスリーブ１９の内周面１９ａを摺動するようになっている。スリーブ１９の内周面１９ａの軸線方向の中間部分及びそれより右端側の部分には、周方向全周にわたって延びる凹所が形成されており、これら２つの凹所によりスリーブ１９内には、半径方向外方に拡径する２つ部屋２０，２１が形成される。２つの部屋２０，２１のうち軸線方向中間部に形成される部屋２０が圧力室２０であり、右端側に形成される部屋２１が連絡室２１である。圧力室２０は、流量制御スプール１２の摺動部１８と開度制御部１６との間に位置しており、連絡室２１は、開度制御部１６とポペット部１７との間に位置している。

開度制御部１６の外周部には、複数の切欠き２２が形成されている。各切欠き２２は、大略的に半円状になっており、圧力室２０側の端部で開口して圧力室２０に繋がり、圧力室２０側の端部から連絡室２１の方に向かって突出するように湾曲している。なお、切欠き２２の形状は、半円形状に限定されず、円形や矩形等の他の形状であってもよい。流量制御スプール１２は、後述するばね部材２４により左側に付勢されている。流量制御スプール１２が左側に位置しているとき、複数の切欠き２２は、スリーブ１９の内周面１９ａにより塞がれており、連絡室２１から遮断されている。切欠き２２は、流量制御スプール１２を右側に動かす（つまり開度制御部１６を連絡室２１側に動かす）ことで、連絡室２１に表出して繋がるようになっている。切欠き２２が連絡室２１に表出して繋がることで、圧力室２０と連絡室２１が連通するようになる。流量制御スプール１２を更に右側に動かすことで、切欠き２２が連絡室２１に開口する面積、即ち開度が大きくなる。逆に、流量制御スプール１２を左側に動かす（つまり、開度制御部１６を圧力室２０側に動かす）ことで、切欠き２２の開度が小さくなるようになっている。つまり、流量制御スプール１２の位置に応じて圧力室２０と連絡室２１との間の開度（即ち、後述する弁通路４１の開度）が調整されるようになっている。

開閉部であるポペット部１７は、スリーブ１９の右端部から突出している。ポペット部１７は、スリーブ１９の右端の開口に対向しており、その対向する端面の外周縁部に前記開口に向かって縮径するテーパ状部分１７ａを有している。このテーパ状部分１７ａは、スリーブ１９の右端にある開口縁部１９ｂ（座部）に着座して連絡室２１を閉じるようになっている。このように連絡室２１を閉じる閉位置から開位置に（つまり、図２の右側に）流量制御スプール１２を動かすと、テーパ状部分１７ａが開口縁部１９ｂから離れて連絡室２１が開くようになっている。この連絡室２１の開閉は、圧力室２０と連絡室２１との間の開閉に連動しており、流量制御スプール１２を閉位置に配置すると、前述の切欠き２２が連絡室２１から遮断されて圧力室２０と連絡室２１との間が閉じられ、流量制御スプール１２を開位置に配置すると、切欠き２２を介して圧力室２０と連絡室２１との間が開いて連通するようになっている。

このように構成されるスリーブ１９は、流量制御スプール１２を嵌挿した状態で、第１挿入孔１４に嵌挿されている。第１挿入孔１４は、右端が塞がっており、この第１挿入孔１４の右端と流量制御スプール１２の右端部との間が出口側通路２３を介してタンク５に接続されている。また、それら間には、ばね部材２４が設けられており、流量制御スプール１２は、ばね部材２４によって付勢され、ポペット部１７が開口縁部１９ｂに着座するようになっている。このように付勢される流量制御スプール１２の左端部は、スリーブ１９の左端部から突出しており、そこには、ソレノイド２５が設けられている。

ソレノイド２５は、第１挿入孔１４の左側の開口部にシールされた状態で螺合されており、第１挿入孔１４を塞いでいる。ソレノイド２５は、ばね部材２４の付勢力に抗する駆動力を流量制御スプール１２に与えるようになっており、ソレノイド２５に流れる電流に応じた駆動力を生じてその電流に応じた位置へと流量制御スプール１２を移動させるようになっている。このように構成されるソレノイド２５は、図示しない操作手段（例えば、レバー）の操作量に応じた電流が流れるようになっており、前記操作量に応じた位置へと流量制御スプール１２を移動させることができるようになっている。

また、スリーブ１９は、外周面１９ｃに段差を有しており、右端側が左端側に比べて小径になっている。スリーブ１９の右端側である小径部分には、下流側貫通路２６が形成されている。下流側貫通路２６は、連絡室２１から半径方向外方に放射状に延びる通路である。また、スリーブ１９の左端側である大径部分には、上流側貫通路２７が形成されている。上流側貫通路２７は、圧力室２０から半径方向外方に放射状に延びる通路であり、周方向に等間隔をあけて形成されている。なお、上流側貫通路２７は、不等間隔で形成されていてもよい。また、大径部分には、周方向全周にわたって延びる環状溝２８が形成されている。環状溝２８は、上流側貫通路２７を介して圧力室２０に接続されている。

このような形状を有するスリーブ１９は、大径部分が流量制御側ハウジング１０の内周面１０ａに当接し、環状溝２８の左右両側がＯリング等のシール材でシールされている。このように両側がシールされた環状溝２８は、流量制御側ハウジング１０の内周面１０ａと共に円環状の上流側空間２９を形成している。また、小径部分は、先端側だけがシールされた状態で流量制御側ハウジング１０の内周面１０ａに当接しており、残余の部分は、内周面１０ａから離れており、内周面１０ａとの間に円環状の連絡空間３０を形成している。上流側空間２９及び連絡空間３０は、上流側連絡通路３１及び下流側連絡通路３２を介して第２挿入孔１５に繋がっている。

第２挿入孔１５は、左右両側が塞がっており、そこには圧力補償スプール１３が挿入されている。圧力補償スプール１３は、大略的に円柱状に形成されている。
圧力補償スプール１３の左端側は、右端側より大径に形成されている。圧力補償スプール１３の左端側である大径部分は、圧力補償側ハウジング１１の内周面１１ａが有する２つの支持部１１ｂ，１１ｃによって摺動可能に支持されている。２つの支持部１１ｂ，１１ｃは、内周面１１ａの周方向全周にわたって延びており、半径方向内方に突出している。２つの支持部１１ｂ，１１ｃは、互いに左右に離して形成されている。２つの支持部１１ｂ，１１ｃによって、それらの間に圧力補償空間３３が形成されている。また、左側の支持部１１ｂによって、それより左側に上流圧力室３４が形成され、右側の支持部１１ｃによって、それより右側にばね室３５が形成されている。

これら３つの部屋３３，３４，３５は、２つの支持部１１ｂ，１１ｃに圧力補償スプール１３が当接支持されることで、互いに隔離されるようになっている。圧力補償空間３３は、入口側通路３６を介して単動シリンダ２のヘッド側ポート２ａに接続されている。また、上流圧力室３４は、上流側連絡通路３１を介して上流側空間２９に接続されている。更に、ばね室３５は、下流側連絡通路３２を介して連絡空間３０と繋がっている。

また、圧力補償スプール１３の大径部分には、その軸線に沿って連通孔３７が形成されている。この連通孔３７は、左端側が開口しており、上流圧力室３４に繋がっている。また、圧力補償スプール１３の大径部分には、連通孔３７に通じる圧力補償通路３８と、連通路３９が形成されている。圧力補償通路３８は、半径方向外方に向かって放射状に延びており、連通孔３７と圧力補償空間３３とを繋いでいる。このように連通孔３７と圧力補償空間３３とを繋ぐ圧力補償通路３８は、圧力補償スプール１３の位置に応じて圧力補償空間３３に開口する面積、つまり開度が変わるようになっている。連通路３９もまた、半径方向外方に向かって放射状に延びており、連通孔３７と上流圧力室３４と繋いでいる。連通路３９は、圧力補償スプール１３の位置に係わらず上流圧力室３４に対する開度が変わらないようになっている。また、圧力補償スプール１３の小径部分は、ばね室３５に配置されており、そこには、圧力補償ばね４０が装着されている。圧力補償ばね４０は、圧力補償空間３３と圧力補償通路３８との間の開度が大きくなるように圧力補償スプール１３を左側へと付勢している。

このような圧力補償スプール１３が挿入される圧力補償側ハウジング１１の入口側通路３６は、単動シリンダ２のヘッド側ポート２ａに繋がっており、作動油が単動シリンダ２から入口側通路３６に排出されるようになっている。入口側通路３６に排出された作動油は、圧力補償空間３３及び圧力補償通路３８を通って連通孔３７及び上流圧力室３４に導かれ、更に上流側連絡通路３１、上流側空間２９、及び上流側貫通路２７を通って、圧力室２０に導かれる。圧力室２０に導かれた作動油は、流量制御スプール１２が開位置に位置すると、切欠き２２を介して連絡室２１に流れ、ポペット部１７と開口縁部１９ｂとの間を通って出口側通路２３に導かれ、タンク５に排出される。このように入口側通路３６から出口側通路２３へと作動油を流すことができる弁通路４１がハウジング９に形成されており、流量制御スプール１２は、この弁通路４１を開度制御部１６により開閉できるようになっている。なお、弁通路４１は、入口側通路３６、圧力補償空間３３、圧力補償通路３８、連通孔３７、上流圧力室３４、上流側連絡通路３１、上流側空間２９、上流側貫通路２７、圧力室２０、連絡室２１及び出口側通路２３により構成される。

このような弁通路４１を有する圧力補償付流量制御弁１は、ソレノイド２５を駆動して流量制御スプール１２を開位置へと移動させると、弁通路４１が開き、弁通路４１を作動油が流れるようになっている。弁通路４１を流れる作動油は、圧力補償空間３３と圧力補償通路３８との間の開度に応じて減圧されて上流圧ｐ_１になる。上流圧ｐ_１になった作動油は、連通孔３７及び連通路３９を介して上流圧力室３４に導かれ、更に上流側連絡通路３１を通って、圧力室２０に導かれる。圧力室２０に導かれた作動油は、切欠き２２を介して連絡室２１に流れる。このとき、連絡室２１の圧力（下流圧ｐ_２）は、ポペット部１７が開いているためタンク圧となっている。圧力室２０から連絡室２１に流れる作動油の流量Ｑは、切欠き２２の開口面積Ａ及び上流圧ｐ_１と下流圧ｐ_２との差圧（ｐ_１−ｐ_２）に応じて決まる。具体的には、流量Ｑは、係数αを用いて
Ｑ＝αＡ（ｐ_１−ｐ_２）^１／２ …（１）
式（１）のように表わされる。そして、連絡室２１に導かれた下流圧ｐ_２の作動油は、ポペット部１７と開口縁部１９ｂとの間を通って出口側通路２３に導かれると共に、下流側連絡通路３２を介してばね室３５に導かれる。

ばね室３５に導かれた下流圧ｐ_２は、圧力補償ばね４０と共に圧力補償空間３３と圧力補償通路３８との間を開く方向に圧力補償スプール１３を押す。また、圧力補償スプール１３は、連通孔３７及び上流圧力室３４に導かれた上流圧ｐ_１を下流圧ｐ_２に抗する方向に受圧しており、上流圧ｐ_１は、圧力補償空間３３と圧力補償通路３８との間を閉じる方向に圧力補償スプール１３を押している。それ故、圧力補償スプール１３は、上流圧ｐ_１及び下流圧ｐ_２に応じて移動して圧力補償空間３３と圧力補償通路３８との間を調整し、上流圧ｐ_１を制御している。

このように上流圧ｐ_１を制御する圧力補償スプール１３は、上流圧ｐ_１を受圧する受圧面積Ａ１と下流圧ｐ_２を受圧する受圧面積Ａ２が略一致している。それ故、圧力補償スプール１３は、上流圧ｐ_１と下流圧ｐ_２との差圧（ｐ_１−ｐ_２）が圧力補償ばね４０の付勢力を受圧面積Ａ２で割った一定値になるように上流圧ｐ_１を制御する。このように差圧（ｐ_１−ｐ_２）は、単動シリンダ２のヘッド側ポート２ａから排出される作動油の圧力ｐ_ｃに関係なく一定値になるので、式（１）から分かるように圧力室２０から連絡室２１に流れる流量Ｑは、切欠き２２の開口面積Ａ、つまり弁通路４１の開度に応じて決まる。なお、切欠き２２の開口面積Ａは、流量制御スプール１２の位置に応じて決まり、また、流量制御スプール１２の位置は、ソレノイド２５を操作する図示しない操作手段の操作量に応じて決まる。それ故、単動シリンダの収縮速度を決める流量Ｑは、単動シリンダ２のヘッド側ポート２ａから排出される作動油の圧力ｐ_ｃに関係なく操作手段の操作量に応じて決まるようになり、操作手段の操作量に応じた速度でアタッチメントを下降させることができる。

アタッチメントの高さを保持すべく流量制御スプール１２を閉位置として弁通路４１を閉じると、アタッチメント及びそこに載せられる荷役等の自重により単動シリンダ２から排出された作動油が押され、開度制御部１６よりも上流側の圧力が高くなる。このように高圧になった作動油は、通路４１を閉じた開度制御部１６とスリーブ１９の内周面１９ａとの間の隙間を通って連絡室２１へと漏れる。また、圧力補償スプール１３と支持部１１ｃとの間の隙間を通って低圧側のばね室３５へと漏れる。このようにアタッチメントの高さを保持する際には、各スプール１２，１３の外周にある隙間を通って、高圧側から低圧側に作動油が漏れる。

しかし、ばね室３５が連通する連絡室２１は、ポペット部１７により閉じられ、出口側通路２３と遮断されているので、連絡室２１及びばね室３５に漏れた作動油は、出口側通路２３を通じてタンク５に排出されることがない。それ故、アタッチメントの高さを保持すべく流量制御スプール１２を閉位置に戻した際に、単動シリンダ２の作動油がタンク５側へと漏れて単動シリンダ２が収縮し、アタッチメントが勝手に下がってしまうことを防ぐことができる。

本実施形態の圧力補償付流量制御弁１は、流量制御スプール１２が挿入される流量制御側ハウジング１０と、圧力補償スプール１３が挿入される圧力補償側ハウジング１１が一体化されている。それ故、別体で形成された時のように弁通路４１から作動油が漏れないようにシール部材を設ける必要がなく、圧力補償付流量制御弁１の部品点数を低減することができる。

また、本実施形態の圧力補償付流量制御弁１は、ポペット部１７がスリーブ１９の開口縁部１９ｂに着座することで連絡室２１が閉じられるようになっている。このように流量制御側ハウジング１０と別体のスリーブ１９の開口縁部１９ｂをポペット部１７の座部とすることで、座部の加工が容易になり、ポペット部１７を開口縁部１９ｂに確実に着座させて開口縁部１９ｂとポペット部１７との間からの漏れを防止することができる。このスリーブ１９と流量制御側ハウジング１０との間には、円環状の連絡空間３０が形成されており、この連絡空間３０に下流側連絡通路３２が繋がっているので、スリーブ１９を採用しても連絡室２１の圧力を下流側連絡通路３２を介してばね室３５に導くことができる。

＜第２実施形態＞
図３に示す本発明に係る第２実施形態の圧力補償付流量制御弁１Ａの構成は、第１実施形態の圧力補償付流量制御弁１の構成と類似している。以下では、第２実施形態の圧力補償付流量制御弁１Ａの構成について、第１実施形態の圧力補償付流量制御弁１の構成と異なる点についてだけ説明し、同じ構成については、同一の符合を付して説明を省略する。以下に示す、第３実施形態乃至第５実施形態の圧力補償付流量制御弁１Ｂ〜１Ｄについても同様である。

第２実施形態の圧力補償付流量制御弁１Ａの圧力制御ハウジング１１Ａの内周面１１ａに２つの支持部１１ｂ，１１ｃが形成されている。これら２つの支持部１１ｂ，１１ｃは、互いに左右に離して形成され、それらの間に上流圧力室３４Ａを形成している。また、左側の支持部１１ｂは、それより左側に圧力補償空間３３Ａを形成し、右側の支持部１１ｃは、それより右側にばね室３５を形成している。なお、上流圧力室３４Ａは、上流側連絡通路３１を介して圧力室２０に繋がり、圧力補償空間３３Ａは、入口側通路３６に繋がっている。

このように３つの部屋３３Ａ，３４Ａ，３５を形成する２つの支持部１１ｂ，１１ｃは、圧力補償スプール１３Ａを摺動可能に支持している。圧力補償スプール１３Ａは、大略的に円柱状になっており、その左端側が右端側より大径に形成されている。圧力補償スプール１３Ａの左端側である大径部分の中央部分は、周方向全周にわたって延びる凹溝５１が形成されている。この凹溝５１は、右側が上流圧力室３４Ａに繋がっている。また、大径部分の外周面１３ａには、この凹溝５１に開口するように切欠き５２が形成されている。切欠き５２は、凹溝５１より左端側に形成されている。このように配置される切欠き５２は、圧力補償空間３３Ａに開口しており、圧力補償スプール１３Ａの位置に応じてその開口面積、つまり開度が変化するようになっている。

また、圧力補償スプール１３Ａの大径部分には、その左端と凹溝５１とを繋ぐ連通孔３７Ａが形成されている。この連通孔３７Ａは、上流圧力室３４Ａに導かれた上流圧を圧力補償スプール１３Ａの左端へと導くようになっている。そして、圧力補償スプール１３Ａは、その左端へと導かれる上流圧をばね室３５の下流圧に抗して受圧し、上流圧と下流圧との差圧に応じて切欠き５２の開度を調整して、上流圧を制御するようになっている。

このように構成される圧力補償付流量制御弁１Ａは、第１実施形態の圧力補償付流量制御弁１と同様の作用効果を奏する。

＜第３実施形態＞
図４に示すように、本発明に係る第３実施形態の圧力補償付流量制御弁１Ｂでは、流量制御スプール１２を駆動する駆動力としてパイロット圧ｐを採用している。流量制御スプール１２は、パイロット圧ｐに応じた位置に移動して弁通路４１の開度を調整し、パイロット圧ｐに応じた流量の作動油をタンク５へと流すようになっている。パイロット圧ｐは、図示しない操作弁などから出力されるようになっており、操作弁は、そこに備わる操作手段の操作量に応じたパイロット圧ｐを出力するようになっている。従って、圧力補償付流量制御弁１Ｂは、操作手段の操作量に応じた流量の作動油をタンク５へと排出し、前記操作量に応じた速度でアタッチメントを下降させることができる。

このように構成される圧力補償付流量制御弁１Ｂは、第１実施形態の圧力補償付流量制御弁１と同様の作用効果を奏する。

＜第４実施形態＞
図５に示すように、本発明に係る第４実施形態の圧力補償付流量制御弁１Ｃでは、第３実施形態の圧力補償付流量制御弁１Ｂと同様に流量制御スプール１２を駆動する駆動力としてパイロット圧ｐを採用しているが、パイロット圧ｐが電磁比例弁６１により制御されている。電磁比例弁６１は、ソレノイド６２を有し、ソレノイド６２に印加する電流に応じてパイロット圧ｐを調整するようになっている。ソレノイド６２に印加する電流は、図示しない操作手段に応じて決まるようになっている。従って、圧力補償付流量制御弁１Ｃは、前記操作量に応じた速度でアタッチメントを下降させることができる。

このように構成される圧力補償付流量制御弁１Ｃは、第１実施形態の圧力補償付流量制御弁１と同様の作用効果を奏する。

＜第５実施形態＞
図６に示すように、本発明に係る第５実施形態の圧力補償付流量制御弁１Ｄでは、流量制御スプール１２がレバー７１に接続されており、レバー７１に連動して流量制御スプール１２が移動するようになっている。従って、圧力補償付流量制御弁１Ｄは、前記レバー７１の操作量に応じた速度でアタッチメントを下
降させることができる。

このように構成される圧力補償付流量制御弁１Ｄは、第１実施形態の圧力補償付流量制御弁１と同様の作用効果を奏する。

＜その他の実施形態＞
第１実施形態乃至第５実施形態の圧力補償付流量制御弁１〜１Ｄでは、流量制御側ハウジング１０と圧力補償側ハウジング１１とが一体的に形成されているが、必ずしも一体である必要はなく、別体であってもよい。また、スリーブ１９が設けられているが、流量制御側ハウジング１０にポペット部１７が着座するための座部を形成して、スリーブ１９をなくしてもよい。

また、第１実施形態乃至第５実施形態の圧力補償付流量制御弁１〜１Ｄでは、単動シリンダを駆動する場合について説明しているが、複動シリンダであってもよい。また、第１実施形態乃至第５実施形態の圧力補償付流量制御弁１〜１Ｄを使用するアクチュエータは、シリンダに限定されず、油圧モータ等であってもよい。

本発明は、導かれる流体の圧力に関係なく一定流量の流体を流すことができる圧力補償付流量制御弁に適用することができる。

１〜１Ｄ圧力補償付流量制御弁
９ハウジング
１１，１１Ａ圧力制御ハウジング
１３，１３Ａ圧力補償スプール
１６開度制御部
１７ポペット部
１９スリーブ
１９ｂ開口縁部
２１連絡室
２８環状溝
４１弁通路

Claims

入口側通路と、出口側通路と、該出口側通路及び入口側通路に繋がる弁通路とが形成されるハウジングと、
前記ハウジングに閉位置と開位置との間で移動可能に設けられ、前記閉位置で前記弁通路を閉じ、前記開位置でその位置に応じた開度で弁通路を開く開度制御部を有する流量制御スプールと、
前記ハウジングに移動可能に設けられ、前記開度制御部の上流圧及び下流圧の差圧を一定に調整する圧力補償スプールとを備え、
前記流量制御スプールは、前記開度制御部より下流側に開閉部を有し、
前記開閉部と前記開度制御部との間には、前記圧力補償スプールに前記下流圧を供給する連絡室が形成され、
前記連絡室は、前記閉位置で前記出口側通路と遮断され、前記開位置で前記出口側通路と接続される圧力補償付流量制御弁。
前記流量制御スプール及び前記圧力補償スプールは、１つのハウジングに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の圧力補償付流量制御弁。
前記流量制御スプールが挿通され、前記開閉部が着座する座部を有するスリーブを更に備え、
前記スリーブは、前記ハンジングに設けられ、前記ハウジングとの間に環状の連絡空間を形成し、
前記連絡室は、前記連絡空間を介して前記圧力補償スプールに前記下流圧を供給するようになっている請求項１又は２に記載の圧力補償付流量制御弁。