JP2601662B2

JP2601662B2 - 流量制御装置

Info

Publication number: JP2601662B2
Application number: JP21983687A
Authority: JP
Inventors: 富美男武藤
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1987-09-02
Filing date: 1987-09-02
Publication date: 1997-04-16
Anticipated expiration: 2012-04-16
Also published as: JPS6465377A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、制御スプールの動作量に応じて開度を制
御する流量制御装置に関する。

（従来の技術）この種の装置として、例えば、ホールディングバルブ
があるが、このホールディングバルブの従来技術として
は、例えば特開昭61−82008号公報に開示されている。
そして、この公報に開示されたものを具体的に示したも
のが第５図である。

その第５図に示す例では、負荷Ｗを昇降させるシリン
ダＳと、作動油の方向を制御する切換弁Ｖと、ポンプＰ
と、タンクＴと、ホールディングバルブとしてのカウン
タバランス弁Ｃとを配備している。

上記カウンタバランス弁Ｃは、本体１と、制御スプー
ルCSと、パイロットスプールPSと、パイロットポンプPP
と、比例ソレノイド17とを備えている。

前記本体１には、第１〜第４ポート２〜５と、弁孔６
とを形成している。

前記第１ポート２は切換弁Ｖに接続され、第２ポート
３はシリンダＳのボトム側室に接続され、第３ポート４
はパイロットポンプPPに接続され、第４ポート５はタン
クＴに連通されている。

前記制御スプールCSは、中空に形成され、かつ前記本
体１に形成した弁孔６に摺動可能に嵌挿されている。ま
た、制御スプールCSには第２ポート３と第１ポート２と
を連通させまたは遮断させるとともに、その連通時の開
度を制御する制御部７と、この制御部７に連続させた環
状凹部８とを形成している。

前記パイロットスプールPSは、制御スプールCSの内部
に摺動可能に嵌挿されている。

前記第４ポート５と制御スプールCSとパイロットスプ
ールPS間には、環状凹部９→孔→10→環状溝11→孔12→
環状通路13→パイロット室14に連通可能なパイロット経
路が形成されている。このパイロット経路は、カウンタ
バランス弁Ｃがノーマル位置にあるとき、閉じるように
している。

前記制御スプールCSはスプリング15により閉方向に押
され、またパイロットスプールPSは他のスプリング16に
より比例ソレノイド17方向に押されて図示のノーマル位
置に保持されている。

前記カウンタバランス弁Ｃでは、比例ソレノイド17を
励磁して、プッシュロッド18を突出させると、スプリン
グ16に抗してパイロットスプールPSが矢印ａ方向に移動
し、プッシュロッド18のプッシュ量に応じた位置で停止
する。

前記パイロットスプールPSが矢印ａ方向に移動する
と、環状溝11が孔10に連通するので、前記パイロット通
路が開かれる。そのため、パイロットポンプPPからの圧
油がパイロット室14に供給されので、そのパイロット室
14の圧力により制御スプールCSスプリング15に抗して矢
印ａ方向に移動する。

このように制御スプールCSも移動して、パイロットス
プールPSに追いつくと、孔10と環状溝11との連通が再び
閉じられるので、当該制御スプールCSは、パイロットス
プールPSと図示の相対位置を保持した状態で停止する。

制御スプールCSが上記のように移動すれば、第２ポー
ト３と第１ポート２とが前記制御部７と環状凹部８とを
介して連通する。このときの第１、第２ポート、２、３
の開度は、制御部７によって制御されるが、この制御部
７の開度は制御スプールCSの移動量によって決まる。前
記制御スプールCSの移動量は、パイロットスプールPSの
矢印ａ方向への移動量によって決まる。前記パイロット
スプールPSの移動量はプッシュロッド18のストロール量
によって決まり、このプッシュロッド18のストローク量
は比例ソレノイド17への通電量によって決まる。

したがって、前記制御部７の開度は、結局比例ソレノ
イド17への通電量によって決まることになる。

（本発明が解決しようとする問題点）上記のようにした従来のホールディングバルブでは、
前述のごとく、制御スプールCSの制御部の開度が、励磁
ソレノイドに対する通電量によって決定される。ところ
で、比例ソレノイドによる吸引力は、第６図に示すよう
に、プッシュロッド等のストローク量に反比例して低下
する。

したがって、プッシュロッド等のストローク量の全域
にわたって所定の吸引力を得るためには、比例ソレノイ
ドを大型にする必要がある。その結果、従来のバルブで
はバルブ全体が大型化する問題があった。

この発明の目的は、バルブ全体の小型化を図り得る流
量制御装置を提供することである。

（問題点を解決するための手段）この発明は、上記目的を達成するために、次のように
構成している。

すなわち、弁本体に制御スプールを内装するととも
に、制御スプールのスプリング室とこのスプリング室に
対向する主圧室とを、弁本体に形成した絞りを介して連
通し、しかも、上記スプリング室は、流量制御弁を介し
て低圧側に連通し、上記流量制御弁の開度に応じて絞り
前後の差圧を調整するとともに、その差圧に応じて制御
スプールを動作させ、その開度を制御する構成にしてい
る。

（本発明の作用）この発明は、上記のように構成したので、スプリング
室から低圧側に流れる流量を、流量制御弁で制御するこ
とによって、弁本体に形成した絞り前後の差圧を制御す
るが、その前圧が主圧室に作用し、後圧がスプリング室
に作用する。したがって、上記絞りの前圧が作用する主
圧室の作用力が、後圧が作用するスプリング室の作用力
に打ち勝てば、制御スプールが移動して開弁する。

（本発明の効果）この発明の流量制御装置によれば、流量制御弁によっ
て、スプリング室から低圧側に流れる流量を制御するだ
けで、制御スプールを動作させられるので、流量制御弁
およびこれを操作する操作部を小型化でき、ひいてはバ
ルブ全体の小型化を図り得る効果がある。

（本発明の実施例）第１図に示した第１実施例の弁本体21には、それを貫
通する弁孔22を形成するとともに、この弁孔22の一端を
プラグ23でふさぎ、他端を開放して流出入ポート24とし
ている。

上記のようにした弁孔22には、中空のチェックポペッ
ド25を設けるとともに、このチェックポペット25には制
御スプール26を内装している。

上記制御スプール26は、その先端に、制御溝27を形成
した制御部28と、その下方に形成したポペット部29とを
備えるとともに、上記チェックポペット25とプラグ23と
の間にスプリング室30を形成している。そして、このス
プリング室30における上記プラグ23と制御スプール26と
の間に圧縮スプリング31を介在させ、通常はこの制御ス
プール26のポペット部29が、チェックポペット25の内周
に形成したシート部32に圧接して、このシート部32を閉
じるようにしている。

また、上記制御部29は先端に向うにしたがって徐々に
先細りになる形状にするとともに、その基端の最大径部
がチェックポペット25の先端開口33にぴったりと一致す
るようにしている。しかも、上記制御溝27は、制御部29
の最大径部側に向うにしたがって、徐々に、その幅が狭
く、かつ、深さも浅くなるようにしている。

そして、チェックポペット25と制御スプール26との相
対位置が、図示の状態に保たれていれば、上記制御溝27
の基端が、上記開口33の周囲で閉じられ、前記流出入ポ
ート24と、この開口33の下方に形成した中継室34との連
通が遮断されるようにしている。

したがって、チェックポペット25が停止した状態で、
制御スプール26が図示の位置から下方に移動すれば、中
継室34側における制御溝27の開度が徐々に大きくなる。

また、上記チェックポペット25のシート部32の内側に
は、主圧室35を形成しているが、この主圧室35には、制
御スプール26の段部36を臨ませている。

上記のようにした制御スプール26を内装してなるチェ
ックポペット25は、そのノーマル状態において弁本体21
に形成したシート部37に圧接してそれを閉じる。

また、このチェックポペット25には、連通孔38を形成
し、上記主圧室35を、前記弁孔22の内周に環状室39に連
通している。この環状室39は、接続ポート40に連通させ
るとともに、弁本体21側に設けた絞り41及びダンパオリ
フィス42を介して流量制御弁43に接続している。しか
も、これら絞り41及びダンパオリフィス42間は、通路44
を介してスプリング室30にも連通している。

つまり、上記スプリング室30は、絞り41を介して主圧
室35に連通するとともに、ダンパオリフィス42を介して
流量制御弁43にも連通することになる。この流量制御弁
43は、ノーマルクローズドタイプのもので、ソレノイド
を励磁したときに開弁するものである。そして、所定の
電気信号に応じて、このソレノイドの励磁時間と消磁時
間とをコントロールし、この流量制御弁43を流れる流量
を制御するとともに、この流量制御弁43を通過した作動
流体を、通路45を経由して流出入ポート24に導く。

しかして、流出入ポート24から接続ポート40に流体を
流すときには、まず、流量制御弁43を閉状態に維持して
おく。このようにしてから流出入ポート24に圧力流体を
供給すると、その圧力作用でチェックポペット25がシー
ト部37を開き、当該流体を環状室39から接続ポート40側
に流す。このようにチェックポペット25が開くので、流
出入ポート24から接続ポート40への流れは自由流れとな
る。

逆に接続ポート40から流出入ポート24に流体を流すと
きには制御流れとなり、その流量は、流量制御弁43から
流出させる流量に応じて決まるものである。

すなわち、上記流量制御弁43を開弁すると、接続ポー
ト40からの流体は、絞り41→ダンパオリフィス41→流量
制御弁43→通路45を経由して流出入ポート24に流れる
が、このように絞り41に流れが生じると、その前後に圧
力差が発生する。この圧力差は、主圧室35とスプリング
室30との圧力差として作用する。

したがって、上記差圧が大きくなり、主圧室35内の作
用力がスプリング室30内の作用力に打ち勝てば、制御ス
プール26がスプリング31に抗して移動する。

上記のように制御スプール26が移動すれば、ポペット
部29がシート部32を開くとともに、中継室34に対する制
御溝27の開度も徐々に大きくなる。そして、上記絞り41
前後の差圧、すなわち主圧室35とスプリング室30との作
用力は、上記流量制御弁43から流出する流量によって制
御されるものである。

つまり、上記流量が多ければおおいほど、絞り41前後
の差圧が大きくなるので、それだけ制御スプール26が大
きく移動し、制御溝27の開度も大きくする。逆に、流量
制御弁43からの流出量が少なければすくないほど、絞り
前後の差圧が小さいので、それだけ制御スプール26の移
動量も少なくなり、制御溝27の開度も小さくなる。

そして、制御溝27の開度が大きければおおきいほど、
接続ポート40から流出入ポート24に流れる流量が多くな
り、その開度が小さければちいさいほど、上記流量が少
なくなる。

いずれにしても、この第１実施例によれば、流量制御
弁43から流出する流量を制御することで、主圧室35とス
プリング室30との差圧を制御して制御スプール26の移動
量、すなわち制御溝27の開度を制御できるので、従来の
ように、制御スプールの移動量に応じて操作力が相違す
るというような問題は生じない。

第２図に示した第２実施例は、第１実施例のチェック
ポペット25を省略したもので、その他の構成は第１実施
例と同様である。

つまり、この第２実施例では、弁本体21の弁孔22と制
御スプール26とが相まって、中継室34と主圧室35とを形
成するとともに、この主圧室35に形成したシート部32
に、制御スプール26のポペット部29を圧接させるように
している。

したがって、流量制御弁43を図示の状態に保って、流
出入ポート24から接続ポート40に流体を流す自由流れの
ときには、流出入ポート24側の圧力作用で、制御スプー
ル26が直接移動し、シート部32を開く。このようにシー
ト部32が開けば、流入ポート24に導かれた流体が、中継
室34及び主圧室35を経由して接続ポート40側に供給され
る。

接続ポート40から流出入ポート24に流体を流す制御流
れのときには、第１実施例と同様に流量制御弁43を開い
て、絞り41前後に圧力差を発生させる。そして、この圧
力差に応じて制御スプール26を移動するとともに、制御
溝27の開度も制御する。

なお、この第２実施例の場合には、制御スプール26の
直径をそれほど大きくできない。なぜなら、その直径を
大きくすると、制御スプール26のわずかな移動で当該制
御流量が非常に多くなるので、それだけ正確な制御が難
しくなるからである。しかし、制御スプール26の直径を
小さくすればするほど、自由流れのときの圧力損失が大
きくなるという別の問題が発生する。

そこで、第３図に示した第３実施例では、弁本体21に
チェック弁46を別に設け、自由流れのときの圧力損失を
最少限にとどめたものである。

また、第４図に示した第４実施例は、流量制御弁43以
外に切換制御弁47を設けたもので、この切換制御弁47を
切り換えることによって、流出入ポート24から接続ポー
ト40への流れのときにも、その流量を制御できるように
したものである。

つまり、切換制御弁47を図示のノーマル位置に保持し
ているときには、絞り41前後の差圧を、主圧室35とスプ
リング室30に作用させる。しかし、当該切換制御弁47を
図面左側位置に切り換えると、絞り41前後の差圧がスプ
リング室30と流出入ポート24（中継室34）とに作用する
ことになる。したがって、この場合には、流出入ポート
24から接続ポート40への流れも制御流れということにな
る。

【図面の簡単な説明】

図面第１〜４図はこの発明の第１〜４実施例を示す断面
図、第５図は従来の流量制御装置の断面図、第６図はそ
の従来の制御弁のプッシュロッドのストロークとソレノ
イドの吸引力との関係を示したグラフである。 21……弁本体、26……制御スプール、30……スプリング
室、35……主圧室、41……絞り、43……流量制御弁。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】弁本体に制御スプールを内装するととも
に、制御スプールのスプリング室とこのスプリング室に
対向する主圧室とを、弁本体に形成した絞りを介して連
通し、しかも、上記スプリング室は、流量制御弁を介し
て低圧側に連通し、上記流量制御弁の開度に応じて絞り
前後の差圧を調整するとともに、この差圧に応じて制御
スプールを動作させ、その開度を制御する構成にした流
量制御装置。