JP2627379B2 - ポペット形両方向動作流路開閉弁とそれを用いた油圧回路 - Google Patents
ポペット形両方向動作流路開閉弁とそれを用いた油圧回路Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は２ポート形のポペット形
両方向動作流路開閉弁とそれを用いた油圧回路に関する
ものであり、特に自己吐出圧の一部を利用した電気・油
圧パイロット弁制御により制御指令に基づいて吐出圧及
び／又は吐出量を変化させる可変ポンプによってアクチ
ュエータを所望の制御パターンで動作させる場合に負荷
側の圧力を可変ポンプの最低作動圧まで降圧させるのに
好適な新規な流路開閉弁とそれを使用した油圧回路、さ
らにはそのような流路開閉弁を搭載した可変ポンプに関
するものである。
両方向動作流路開閉弁とそれを用いた油圧回路に関する
ものであり、特に自己吐出圧の一部を利用した電気・油
圧パイロット弁制御により制御指令に基づいて吐出圧及
び／又は吐出量を変化させる可変ポンプによってアクチ
ュエータを所望の制御パターンで動作させる場合に負荷
側の圧力を可変ポンプの最低作動圧まで降圧させるのに
好適な新規な流路開閉弁とそれを使用した油圧回路、さ
らにはそのような流路開閉弁を搭載した可変ポンプに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、プラスチック射出成型機などの一
連の順序動作を司る油圧アクチュエータを所望の圧力・
流量変化パターンに従って作動制御する場合、旧来のポ
ンプ吐出圧油を各種の制御弁で制御する方式に変わっ
て、自己吐出圧の一部を利用した電気・油圧パイロット
制御により制御指令に基づいて吐出圧及び／又は吐出量
を変化させる可変ポンプによってアクチュエータを所望
の制御パターンで動作させる方式が主流になってきてい
る。
連の順序動作を司る油圧アクチュエータを所望の圧力・
流量変化パターンに従って作動制御する場合、旧来のポ
ンプ吐出圧油を各種の制御弁で制御する方式に変わっ
て、自己吐出圧の一部を利用した電気・油圧パイロット
制御により制御指令に基づいて吐出圧及び／又は吐出量
を変化させる可変ポンプによってアクチュエータを所望
の制御パターンで動作させる方式が主流になってきてい
る。
【０００３】しかしながら、この種の可変ポンプでは自
己吐出圧によるパイロット制御を採用しているため、負
荷圧力が低くなるとポンプ自身のパイロット圧力が確保
しにくくなるので吐出流量の制御が困難になり、例えば
アクチュエータが暴走する場合があるなどの欠点があ
る。この欠点を解決するために、例えば特開昭６２−２
７０８０３号公報に示されるようにポンプ吐出ラインに
シーケンス弁またはチェック弁を介装することが試みら
れたが、例えばシーケンス弁のみを設けた場合はポンプ
吐出圧をシーケンス弁の設定圧以下まで下げるとポンプ
吐出ポートとアクチュエータ側回路とがシーケンス弁に
よって遮断されてしまうのでアクチュエータ側の圧力を
ポンプの吐出圧降下に応じて降圧させることはできず、
またチェック弁の場合はポンプによるアクチュエータ側
の昇圧は可能であるが降圧はできないため、アクチュエ
ータ側にサージ圧がそのまま残ってしまい、現実にはア
クチュエータ側回路中に設けた切換弁によって下流側の
圧力をタンクラインへ開放するまでは昇圧したまま降圧
不可能の状態となるという不具合があった。
己吐出圧によるパイロット制御を採用しているため、負
荷圧力が低くなるとポンプ自身のパイロット圧力が確保
しにくくなるので吐出流量の制御が困難になり、例えば
アクチュエータが暴走する場合があるなどの欠点があ
る。この欠点を解決するために、例えば特開昭６２−２
７０８０３号公報に示されるようにポンプ吐出ラインに
シーケンス弁またはチェック弁を介装することが試みら
れたが、例えばシーケンス弁のみを設けた場合はポンプ
吐出圧をシーケンス弁の設定圧以下まで下げるとポンプ
吐出ポートとアクチュエータ側回路とがシーケンス弁に
よって遮断されてしまうのでアクチュエータ側の圧力を
ポンプの吐出圧降下に応じて降圧させることはできず、
またチェック弁の場合はポンプによるアクチュエータ側
の昇圧は可能であるが降圧はできないため、アクチュエ
ータ側にサージ圧がそのまま残ってしまい、現実にはア
クチュエータ側回路中に設けた切換弁によって下流側の
圧力をタンクラインへ開放するまでは昇圧したまま降圧
不可能の状態となるという不具合があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような不具合は、
シーケンス弁を使用する場合に逆方向チェック弁をシー
ケンス弁に並列に付加して、アクチュエータ側の圧力を
チェック弁のクラッキング圧まで降圧させることにより
解決できるが、この場合はシーケンス弁の設定圧付近の
低い負荷圧での制御時にシーケンス弁の応答性と制御安
定性が損なわれて二次側圧力のヒステリシスや圧力振動
を生じ、シーケンス弁自体がスプールタイプであるので
その漏れ量も無視できず、シーケンス弁スプールの制御
部形状によっては前記圧力振動のみならず圧損も大きく
なり、更には低流量時から大流量時までに亙るシーケン
ス動作圧力の安定性が得られないなど、実用に耐える性
能は到底発揮できない。
シーケンス弁を使用する場合に逆方向チェック弁をシー
ケンス弁に並列に付加して、アクチュエータ側の圧力を
チェック弁のクラッキング圧まで降圧させることにより
解決できるが、この場合はシーケンス弁の設定圧付近の
低い負荷圧での制御時にシーケンス弁の応答性と制御安
定性が損なわれて二次側圧力のヒステリシスや圧力振動
を生じ、シーケンス弁自体がスプールタイプであるので
その漏れ量も無視できず、シーケンス弁スプールの制御
部形状によっては前記圧力振動のみならず圧損も大きく
なり、更には低流量時から大流量時までに亙るシーケン
ス動作圧力の安定性が得られないなど、実用に耐える性
能は到底発揮できない。
【０００５】本発明は、上述の従来技術の問題点を解決
して、一次ポートと二次ポートのいずれか一方の圧力に
よる力または双方の圧力による合計の力がばねの初期反
力で定まる設定力より大きいときには流路を開いて一次
側と二次側間の圧油流れを可能とする新規な流路開閉弁
を提供することを第１の目的とし、またこの流路開閉弁
を用いて負荷側の圧力を可変ポンプの最低作動圧力から
追従して昇圧すること及び最低作動圧まで追従して降圧
することを可能とした油圧回路を提供することを第２の
目的とするものである。
して、一次ポートと二次ポートのいずれか一方の圧力に
よる力または双方の圧力による合計の力がばねの初期反
力で定まる設定力より大きいときには流路を開いて一次
側と二次側間の圧油流れを可能とする新規な流路開閉弁
を提供することを第１の目的とし、またこの流路開閉弁
を用いて負荷側の圧力を可変ポンプの最低作動圧力から
追従して昇圧すること及び最低作動圧まで追従して降圧
することを可能とした油圧回路を提供することを第２の
目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の目的を達成するた
めの請求項１の発明によるポペット形両方向動作流路開
閉弁は、ボディに設けられた第１ポートと第２ポートと
の間のシート開口に着座して前記両ポート間の連通を遮
断するポペット弁体と、前記ボディ内に形成されたばね
室内で前記ポペット弁体を着座方向に付勢するばねとを
備えており、ここで前記ばね室はドレンに連通され、ま
た前記ポペット弁体は、それぞれ前記ばねのばね力に対
向した向きで、前記第１ポート側の圧油圧力の作用を受
ける第１の受圧面積部と前記第２ポート側の圧油圧力の
作用を受ける第２受圧面積部とを備えている。そして前
記ばねの初期反力および前記第１受圧面積部と第２受圧
面積部の各受圧面積は、前記第１受圧面積部に作用する
前記第１ポート側の圧油圧力によって前記ばねのばね力
に対向する向きにポペット弁体に生じる力または前記第
２受圧面積部に作用する前記第２ポート側の圧油圧力に
よって前記ばねのばね力に対向する向きにポペット弁体
に生じる力が前記ばねの初期反力で定まる設定力よりも
大きくなったときにはいずれも前記ポペット弁体が離座
して両ポート間を連通させるように定められている。即
ち前記ポペット弁体は、第１受圧面積部の前記圧油圧力
Ｐ１に対する有効受圧面積をＡ１、第２受圧面積部の圧
油圧力Ｐ２に対する有効受圧面積をＡ２とすると、前記
ばねの予め設定された初期反力Ｆｓに対し、Ａ１・Ｐ１
≧ＦｓまたはＡ２・Ｐ２≧Ｆｓのいずれの条件を満足す
るときでも前記シートから離座して両ポート間を連通さ
せる。
めの請求項１の発明によるポペット形両方向動作流路開
閉弁は、ボディに設けられた第１ポートと第２ポートと
の間のシート開口に着座して前記両ポート間の連通を遮
断するポペット弁体と、前記ボディ内に形成されたばね
室内で前記ポペット弁体を着座方向に付勢するばねとを
備えており、ここで前記ばね室はドレンに連通され、ま
た前記ポペット弁体は、それぞれ前記ばねのばね力に対
向した向きで、前記第１ポート側の圧油圧力の作用を受
ける第１の受圧面積部と前記第２ポート側の圧油圧力の
作用を受ける第２受圧面積部とを備えている。そして前
記ばねの初期反力および前記第１受圧面積部と第２受圧
面積部の各受圧面積は、前記第１受圧面積部に作用する
前記第１ポート側の圧油圧力によって前記ばねのばね力
に対向する向きにポペット弁体に生じる力または前記第
２受圧面積部に作用する前記第２ポート側の圧油圧力に
よって前記ばねのばね力に対向する向きにポペット弁体
に生じる力が前記ばねの初期反力で定まる設定力よりも
大きくなったときにはいずれも前記ポペット弁体が離座
して両ポート間を連通させるように定められている。即
ち前記ポペット弁体は、第１受圧面積部の前記圧油圧力
Ｐ１に対する有効受圧面積をＡ１、第２受圧面積部の圧
油圧力Ｐ２に対する有効受圧面積をＡ２とすると、前記
ばねの予め設定された初期反力Ｆｓに対し、Ａ１・Ｐ１
≧ＦｓまたはＡ２・Ｐ２≧Ｆｓのいずれの条件を満足す
るときでも前記シートから離座して両ポート間を連通さ
せる。
【０００７】また第２の目的を達成するための請求項２
の油圧回路は、自己吐出圧の一部を利用した電気・油圧
パイロット制御により制御指令に基づいて吐出圧及び／
又は吐出量を変化させる可変ポンプと、この可変ポンプ
に接続された被制御アクチュエータと、前記可変ポンプ
から前記アクチュエータへの圧油供給流路中に介装され
た前記ポペット形両方向動作流路開閉弁とを備えてお
り、この流路開閉弁の前記第１ポートはポンプ吐出口側
に、前記第２ポートは被制御アクチュエータ側に接続さ
れる。前記流路開閉弁は、前記圧油供給流路の前記可変
ポンプ側に接続された第１ポートおよび前記圧油供給流
路の前記被制御アクチュエータに接続された第２ポート
を有するボディと、該ボディ内で第１ポートと第２ポー
トとを連絡する内部通路の途中に設けられた弁シート開
口と、該シート開口に着座して前記両ポート間の連通を
遮断するポペット弁体と、前記ボディ内に形成されたば
ね室内で前記ポペット弁体を着座方向に付勢するばねと
を備え、前記ばね室はドレンに連通されている。
の油圧回路は、自己吐出圧の一部を利用した電気・油圧
パイロット制御により制御指令に基づいて吐出圧及び／
又は吐出量を変化させる可変ポンプと、この可変ポンプ
に接続された被制御アクチュエータと、前記可変ポンプ
から前記アクチュエータへの圧油供給流路中に介装され
た前記ポペット形両方向動作流路開閉弁とを備えてお
り、この流路開閉弁の前記第１ポートはポンプ吐出口側
に、前記第２ポートは被制御アクチュエータ側に接続さ
れる。前記流路開閉弁は、前記圧油供給流路の前記可変
ポンプ側に接続された第１ポートおよび前記圧油供給流
路の前記被制御アクチュエータに接続された第２ポート
を有するボディと、該ボディ内で第１ポートと第２ポー
トとを連絡する内部通路の途中に設けられた弁シート開
口と、該シート開口に着座して前記両ポート間の連通を
遮断するポペット弁体と、前記ボディ内に形成されたば
ね室内で前記ポペット弁体を着座方向に付勢するばねと
を備え、前記ばね室はドレンに連通されている。
【０００８】この場合、前記ポペット弁体は、それぞれ
前記ばねのばね力に対向した向きで、前記第１ポート側
の圧油圧力Ｐ１の作用を受ける第１の受圧面積部及び前
記第２ポート側の圧油圧力Ｐ２の作用を受ける第２受圧
面積部を備え、また前記ばねの初期反力Ｆｓ 及び前記ポ
ペット弁体の前記第１受圧面積部の前記圧油圧力Ｐ１に
対する有効受圧面積Ａ１と前記第２受圧面積部の圧油圧
力Ｐ２に対する有効受圧面積Ａ２ は、前記可変ポンプの
最低作動圧力Ｐ １ｓ に対してＦ ｓ ＝Ｐ １ｓ （Ａ １ ＋
Ａ ２ ）に設定されており、前記ポペット弁体は、Ａ １ ・
Ｐ １ ＋Ａ ２ ・Ｐ ２ ≧Ｆ ｓ （但しＡ １ ／Ａ ２ ＞１）の開弁
条件が満足されたときに前記シート開口から離座して両
ポート間を連通させる。
前記ばねのばね力に対向した向きで、前記第１ポート側
の圧油圧力Ｐ１の作用を受ける第１の受圧面積部及び前
記第２ポート側の圧油圧力Ｐ２の作用を受ける第２受圧
面積部を備え、また前記ばねの初期反力Ｆｓ 及び前記ポ
ペット弁体の前記第１受圧面積部の前記圧油圧力Ｐ１に
対する有効受圧面積Ａ１と前記第２受圧面積部の圧油圧
力Ｐ２に対する有効受圧面積Ａ２ は、前記可変ポンプの
最低作動圧力Ｐ １ｓ に対してＦ ｓ ＝Ｐ １ｓ （Ａ １ ＋
Ａ ２ ）に設定されており、前記ポペット弁体は、Ａ １ ・
Ｐ １ ＋Ａ ２ ・Ｐ ２ ≧Ｆ ｓ （但しＡ １ ／Ａ ２ ＞１）の開弁
条件が満足されたときに前記シート開口から離座して両
ポート間を連通させる。
【０００９】好ましくは、前記ポペット形両方向動作流
路開閉弁は可変ポンプに搭載し、ポンプ吐出口に前記ポ
ペット形両方向動作流路開閉弁を直列に挿入するとよ
い。
路開閉弁は可変ポンプに搭載し、ポンプ吐出口に前記ポ
ペット形両方向動作流路開閉弁を直列に挿入するとよ
い。
【００１０】このように前記ポペット形両方向動作流路
開閉弁を搭載した可変ポンプは、請求項２による油圧回
路を構成する油圧供給源として利用可能である。
開閉弁を搭載した可変ポンプは、請求項２による油圧回
路を構成する油圧供給源として利用可能である。
【００１１】
【作用】請求項１に記載の発明によるポペット形両方向
動作流路開閉弁は、第１ポートと第２ポートとのいずれ
か一方の圧力による力または双方の圧力による合計の力
がばねの初期反力で定まる設定力より大きいときには流
路を開いて両ポート間の圧油流れを可能とする。ポペッ
ト弁体は先端に受圧面積部を有し、この受圧面積部は前
記第１ポート側の圧油圧力Ｐ１の作用を受ける第１の受
圧面積部と、前記第２ポート側の圧油圧力Ｐ２の作用を
受ける第２の受圧面積部とからなっている。ポペット弁
体はその尾端側からばねで付勢されて両ポートの間のシ
ート開口に着座し、このばねが配設されたばね室は好ま
しくはショック緩衝用の適度な絞りを介してドレンに連
通される。第１の受圧面積部に第１ポート側の圧力Ｐ１
が作用したときにポペット弁体に生じる力と、第２の受
圧面積部に第２ポート側の圧力Ｐ２が作用したときにポ
ペット弁体に生じる力とは共に前記ばねのばね力に対向
する向きである。
動作流路開閉弁は、第１ポートと第２ポートとのいずれ
か一方の圧力による力または双方の圧力による合計の力
がばねの初期反力で定まる設定力より大きいときには流
路を開いて両ポート間の圧油流れを可能とする。ポペッ
ト弁体は先端に受圧面積部を有し、この受圧面積部は前
記第１ポート側の圧油圧力Ｐ１の作用を受ける第１の受
圧面積部と、前記第２ポート側の圧油圧力Ｐ２の作用を
受ける第２の受圧面積部とからなっている。ポペット弁
体はその尾端側からばねで付勢されて両ポートの間のシ
ート開口に着座し、このばねが配設されたばね室は好ま
しくはショック緩衝用の適度な絞りを介してドレンに連
通される。第１の受圧面積部に第１ポート側の圧力Ｐ１
が作用したときにポペット弁体に生じる力と、第２の受
圧面積部に第２ポート側の圧力Ｐ２が作用したときにポ
ペット弁体に生じる力とは共に前記ばねのばね力に対向
する向きである。
【００１２】第１ポート側の圧油圧力Ｐ1 の作用を受け
る第１の受圧面積部の前記圧油圧力Ｐ1 に対する有効受
圧面積をＡ1 、第２ポート側の圧油圧力Ｐ2 の作用を受
ける第２受圧面積部の圧油圧力Ｐ2 に対する有効受圧面
積をＡ2 とすると、Ｐ1またはＰ2 が、前記ばねの予め
設定された初期反力Ｆs に対して、Ａ1・Ｐ1 ≧Ｆs また
はＡ2・Ｐ2 ≧Ｆs のいずれの条件を満足するときでも前
記ポペット弁体が離座して両ポート間を連通させる。こ
の場合、Ａ1 とＡ2 を異ならせることにより、第２ポー
ト側の圧力Ｐ2 のみによる開弁設定圧と第１ポート側の
圧力Ｐ1 のみによる開弁設定圧とを個々に別の値に設定
することが可能である。
る第１の受圧面積部の前記圧油圧力Ｐ1 に対する有効受
圧面積をＡ1 、第２ポート側の圧油圧力Ｐ2 の作用を受
ける第２受圧面積部の圧油圧力Ｐ2 に対する有効受圧面
積をＡ2 とすると、Ｐ1またはＰ2 が、前記ばねの予め
設定された初期反力Ｆs に対して、Ａ1・Ｐ1 ≧Ｆs また
はＡ2・Ｐ2 ≧Ｆs のいずれの条件を満足するときでも前
記ポペット弁体が離座して両ポート間を連通させる。こ
の場合、Ａ1 とＡ2 を異ならせることにより、第２ポー
ト側の圧力Ｐ2 のみによる開弁設定圧と第１ポート側の
圧力Ｐ1 のみによる開弁設定圧とを個々に別の値に設定
することが可能である。
【００１３】請求項２に記載の発明による油圧回路は、
上記の２ポート形のポペット形両方向動作流路開閉弁
を、自己吐出圧の一部を利用した電気・油圧パイロット
制御により制御指令に基づいて吐出圧及び／又は吐出量
を変化させる可変ポンプから被制御アクチュエータへ至
る圧油供給流路中に介装した油圧回路であり、第１ポー
トを可変ポンプの吐出口側に、第２ポートを被制御アク
チュエータ側に接続してある（図２）。
上記の２ポート形のポペット形両方向動作流路開閉弁
を、自己吐出圧の一部を利用した電気・油圧パイロット
制御により制御指令に基づいて吐出圧及び／又は吐出量
を変化させる可変ポンプから被制御アクチュエータへ至
る圧油供給流路中に介装した油圧回路であり、第１ポー
トを可変ポンプの吐出口側に、第２ポートを被制御アク
チュエータ側に接続してある（図２）。
【００１４】この場合、前記ばねの初期反力Ｆｓは、前
記可変ポンプの最低作動圧力Ｐ１ｓが第１受圧面積部と
第２受圧面積部の両方に作用したときにポペット弁体に
生じる力に相当するようにＦｓ＝Ｐ１ｓ（Ａ１＋Ａ２）
に設定され、またポペット弁体の開弁条件はＡ１・Ｐ１
＋Ａ２・Ｐ２≧Ｆｓである。ここで、Ａ１／Ａ２＞１
（好ましくは２〜４）とすることにより、ばねの初期反
力Ｆｓの設定によって第２ポート側の圧力Ｐ２のみによ
る開弁力が第１ポート側の圧力Ｐ１のみによる開弁力よ
り若干大きくなるようにセットすることができる。
記可変ポンプの最低作動圧力Ｐ１ｓが第１受圧面積部と
第２受圧面積部の両方に作用したときにポペット弁体に
生じる力に相当するようにＦｓ＝Ｐ１ｓ（Ａ１＋Ａ２）
に設定され、またポペット弁体の開弁条件はＡ１・Ｐ１
＋Ａ２・Ｐ２≧Ｆｓである。ここで、Ａ１／Ａ２＞１
（好ましくは２〜４）とすることにより、ばねの初期反
力Ｆｓの設定によって第２ポート側の圧力Ｐ２のみによ
る開弁力が第１ポート側の圧力Ｐ１のみによる開弁力よ
り若干大きくなるようにセットすることができる。
【００１５】さて、圧力制御状態において、圧力Ｐ1(従
ってＰ2 も）がポンプ最低作動圧力Ｐ1Sより高いときに
は、Ｐ1(Ａ1+Ａ2)＞ＦS の条件が成立してポペット弁体
がシート開口から離れ、前記圧油供給流路が開かれた状
態となってポンプ吐出圧の昇圧パターンに追従した圧力
でアクチュエータの圧力制御を果たすことが可能であ
る。
ってＰ2 も）がポンプ最低作動圧力Ｐ1Sより高いときに
は、Ｐ1(Ａ1+Ａ2)＞ＦS の条件が成立してポペット弁体
がシート開口から離れ、前記圧油供給流路が開かれた状
態となってポンプ吐出圧の昇圧パターンに追従した圧力
でアクチュエータの圧力制御を果たすことが可能であ
る。
【００１６】第２ポート側の圧力Ｐ2 がポンプ最低作動
圧Ｐ1Sより低下してＰ2Lになると、Ｐ1S・Ａ1+Ｐ2L・Ａ
2 ＜ＦS となるのでポペット弁体がシート開口に着座
し、前記圧油供給流路が閉鎖されることから、ポンプに
よるアクチュエータ側の圧力制御は不能となるが、この
状態は最低作動圧力以下の状態であるので何ら問題はな
い。
圧Ｐ1Sより低下してＰ2Lになると、Ｐ1S・Ａ1+Ｐ2L・Ａ
2 ＜ＦS となるのでポペット弁体がシート開口に着座
し、前記圧油供給流路が閉鎖されることから、ポンプに
よるアクチュエータ側の圧力制御は不能となるが、この
状態は最低作動圧力以下の状態であるので何ら問題はな
い。
【００１７】このようにして、可変ポンプの最低作動圧
力から最高圧力までの範囲でポンプの昇圧・降圧パター
ンに追従して応答性よくアクチュエータ側の圧力を変化
させることが可能である。
力から最高圧力までの範囲でポンプの昇圧・降圧パター
ンに追従して応答性よくアクチュエータ側の圧力を変化
させることが可能である。
【００１８】一方、流量制御時については、自己圧制御
方式による可変ポンプにおいて、ポンプ単体ではアクチ
ュエータ側の負荷圧力Ｐ2 がポンプ最低作動圧力Ｐ1Sよ
り低い場合に全く制御できない状態となるが、ポンプ吐
出ラインに本発明のポペット形両方向動作流路開閉弁を
挿入した場合には、この流路開閉弁の開弁条件がＡ1・Ｐ
1 ＋Ａ2・Ｐ2 ≧Ｆs であることと、前記ばねのばね力設
定によってその初期反力がＦs=Ｐ1S（Ａ1+Ａ2)に定めら
れていることから、ポンプの出口圧力Ｐ1 は、Ｐ1 ≧Ｐ
1S+(Ａ2/Ａ1)・(Ｐ1S−Ｐ2)となり、従って、アクチュエ
ータ側の負荷圧力Ｐ2 がポンプ最低作動圧力Ｐ1Sより低
い場合にはこのＰ1 の式において (Ｐ1S−Ｐ2)が常に正
の値となり、結局、Ｐ1 は必ずＰ1Sより大きい値とな
る。
方式による可変ポンプにおいて、ポンプ単体ではアクチ
ュエータ側の負荷圧力Ｐ2 がポンプ最低作動圧力Ｐ1Sよ
り低い場合に全く制御できない状態となるが、ポンプ吐
出ラインに本発明のポペット形両方向動作流路開閉弁を
挿入した場合には、この流路開閉弁の開弁条件がＡ1・Ｐ
1 ＋Ａ2・Ｐ2 ≧Ｆs であることと、前記ばねのばね力設
定によってその初期反力がＦs=Ｐ1S（Ａ1+Ａ2)に定めら
れていることから、ポンプの出口圧力Ｐ1 は、Ｐ1 ≧Ｐ
1S+(Ａ2/Ａ1)・(Ｐ1S−Ｐ2)となり、従って、アクチュエ
ータ側の負荷圧力Ｐ2 がポンプ最低作動圧力Ｐ1Sより低
い場合にはこのＰ1 の式において (Ｐ1S−Ｐ2)が常に正
の値となり、結局、Ｐ1 は必ずＰ1Sより大きい値とな
る。
【００１９】即ち、ポペット形両方向動作流路開閉弁を
接続することによって、この開閉弁が開いているときは
ポンプの出口圧力Ｐ1 が最低作動圧力Ｐ1Sより大きくな
るので流量制御を行なうことが可能である。
接続することによって、この開閉弁が開いているときは
ポンプの出口圧力Ｐ1 が最低作動圧力Ｐ1Sより大きくな
るので流量制御を行なうことが可能である。
【００２０】尚、前記ポペット形両方向流路開閉弁を搭
載した可変ポンプは、その使用に際して従来のようなシ
ーケンス弁またはチェック弁あるいは逆方向チェック弁
付きシーケンス弁などをアクチュエータへの圧油供給油
路に直列に挿入する必要がない。
載した可変ポンプは、その使用に際して従来のようなシ
ーケンス弁またはチェック弁あるいは逆方向チェック弁
付きシーケンス弁などをアクチュエータへの圧油供給油
路に直列に挿入する必要がない。
【００２１】また本発明において、前記ポペット弁体を
着座方向に付勢するばねを配置したばね室は常時ドレン
へ連通されて使用回路のタンクラインへ落とされている
が、ポペット弁体の急激な動きを防止してショックレス
化するためにこのばね室からドレンへ抜ける流路中に適
当な絞りを配置することは好ましいことであり、さらに
このばね室に配置される前記ばねを例えばねじ式の調圧
可能な構成にすることも可能である。
着座方向に付勢するばねを配置したばね室は常時ドレン
へ連通されて使用回路のタンクラインへ落とされている
が、ポペット弁体の急激な動きを防止してショックレス
化するためにこのばね室からドレンへ抜ける流路中に適
当な絞りを配置することは好ましいことであり、さらに
このばね室に配置される前記ばねを例えばねじ式の調圧
可能な構成にすることも可能である。
【００２２】尚、本発明に係るポペット形両方向動作流
路開閉弁は、自己圧制御型の可変ポンプの吐出ラインに
適用する以外に、例えばシリンダ負荷の自由落下の防止
又は先走り防止用のチェック付きカウンタバランス弁の
代わりに使用することもできる。
路開閉弁は、自己圧制御型の可変ポンプの吐出ラインに
適用する以外に、例えばシリンダ負荷の自由落下の防止
又は先走り防止用のチェック付きカウンタバランス弁の
代わりに使用することもできる。
【００２３】
【実施例】図１に本発明の一実施例に係るポペット形両
方向動作流路開閉弁の構造を断面図で示し、図２にその
要部の寸法関係を模式図で示す。また図３にはこの流路
開閉弁を圧油供給ライン中に接続した油圧回路の実施例
を示す。図１において弁ボディ１０には第１ポート１と
第２ポート２とが設けられ、それらに通じる直交した内
部通路の途中には第１ポートと同軸に弁シート開口３が
設けられている。シート３の第１ポート１とは反対側に
はポペット弁体４が同軸に配置されており、このポペッ
ト弁体４は、その背部のボデイ内のばね室５内に配設さ
れたばね６により尾端側から押圧付勢されて先端でシー
ト３を閉鎖するように着座しており、第１ポート１また
は第２ポート２の一方又は双方からの圧油の作用でばね
６に抗して移動することによりシート３による流路遮断
を開くことができるようになっている。
方向動作流路開閉弁の構造を断面図で示し、図２にその
要部の寸法関係を模式図で示す。また図３にはこの流路
開閉弁を圧油供給ライン中に接続した油圧回路の実施例
を示す。図１において弁ボディ１０には第１ポート１と
第２ポート２とが設けられ、それらに通じる直交した内
部通路の途中には第１ポートと同軸に弁シート開口３が
設けられている。シート３の第１ポート１とは反対側に
はポペット弁体４が同軸に配置されており、このポペッ
ト弁体４は、その背部のボデイ内のばね室５内に配設さ
れたばね６により尾端側から押圧付勢されて先端でシー
ト３を閉鎖するように着座しており、第１ポート１また
は第２ポート２の一方又は双方からの圧油の作用でばね
６に抗して移動することによりシート３による流路遮断
を開くことができるようになっている。
【００２４】ポペット弁体４の先端はシート３に斜面の
途中で着座接触する先細りのテーパー形状となってお
り、図１と図２(a) に示すようにシート３の開口面積を
Ａ、ポペット弁体の断面積をＢとすると、図２(b) に示
すようにポペット弁体４の先端側からみた面積Ａの部分
が前記第１ポート１側の圧油圧力Ｐ1 の作用を受ける第
１の受圧面積部（Ａ1 ）を構成し、同じく面積Ｂ−Ａの
部分が前記第２ポート２側の圧油圧力Ｐ2 の作用を受け
る第２の受圧面積部（Ａ2 ）を構成している。
途中で着座接触する先細りのテーパー形状となってお
り、図１と図２(a) に示すようにシート３の開口面積を
Ａ、ポペット弁体の断面積をＢとすると、図２(b) に示
すようにポペット弁体４の先端側からみた面積Ａの部分
が前記第１ポート１側の圧油圧力Ｐ1 の作用を受ける第
１の受圧面積部（Ａ1 ）を構成し、同じく面積Ｂ−Ａの
部分が前記第２ポート２側の圧油圧力Ｐ2 の作用を受け
る第２の受圧面積部（Ａ2 ）を構成している。
【００２５】ポペット弁体４をその尾端側から付勢する
ばね６が配設されたばね室５は、外部のタンクラインへ
接続されるドレンポート７に連通され、その途中には弁
体動作時の油圧ショック緩衝用の適度な絞り８が設けら
れている。尚、この実施例ではばね室５を閉鎖している
端栓９がプラグねじであるが、ここにばね６の調圧のた
めのねじ機構を組み込んでもよい。
ばね６が配設されたばね室５は、外部のタンクラインへ
接続されるドレンポート７に連通され、その途中には弁
体動作時の油圧ショック緩衝用の適度な絞り８が設けら
れている。尚、この実施例ではばね室５を閉鎖している
端栓９がプラグねじであるが、ここにばね６の調圧のた
めのねじ機構を組み込んでもよい。
【００２６】ここで、ポペット弁体４の第１の受圧面積
部に第１ポート１側の圧力Ｐ1 が作用したときにポペッ
ト弁体４に生じる力と、第２の受圧面積部に第２ポート
２側の圧力Ｐ2 が作用したときにポペット弁体４に生じ
る力とは、共に前記ばね６をそのばね力に抗してたわめ
る向きである。
部に第１ポート１側の圧力Ｐ1 が作用したときにポペッ
ト弁体４に生じる力と、第２の受圧面積部に第２ポート
２側の圧力Ｐ2 が作用したときにポペット弁体４に生じ
る力とは、共に前記ばね６をそのばね力に抗してたわめ
る向きである。
【００２７】第１ポート１側の圧油圧力Ｐ1 の作用を受
ける第１の受圧面積部の前記圧油圧力Ｐ1 に対する有効
受圧面積をＡ1 、第２ポート２側の圧油圧力Ｐ2 の作用
を受ける第２受圧面積部の圧油圧力Ｐ2 に対する有効受
圧面積をＡ2 とすると、ポペット弁体４は、Ｐ1 または
Ｐ2 が前記ばね６の初期反力Ｆs に対してＡ1・Ｐ1 ≧Ｆ
s またはＡ2・Ｐ2 ≧Ｆs のいずれの条件を満足するとき
でも前記シート３から離座して両ポート間を連通させ
る。
ける第１の受圧面積部の前記圧油圧力Ｐ1 に対する有効
受圧面積をＡ1 、第２ポート２側の圧油圧力Ｐ2 の作用
を受ける第２受圧面積部の圧油圧力Ｐ2 に対する有効受
圧面積をＡ2 とすると、ポペット弁体４は、Ｐ1 または
Ｐ2 が前記ばね６の初期反力Ｆs に対してＡ1・Ｐ1 ≧Ｆ
s またはＡ2・Ｐ2 ≧Ｆs のいずれの条件を満足するとき
でも前記シート３から離座して両ポート間を連通させ
る。
【００２８】図３では前記ポペット形両方向動作流路開
閉弁が符号１１の油圧図記号で示されている。図３にお
いて、可変ポンプ１２は自身の吐出圧の一部を利用した
自己圧制御型のもので、吐出圧力と流量の検出信号によ
る閉ループフィードバック方式の電気・油圧パイロット
制御により制御指令信号に基づいて吐出圧及び／又は吐
出量を変化させる形式のものである。このような形式の
可変ポンプは既に公知であり、その詳細は例えば出願人
による特開昭６２−５５４８４号公報に述べられている
ので、ここでは詳述しない。
閉弁が符号１１の油圧図記号で示されている。図３にお
いて、可変ポンプ１２は自身の吐出圧の一部を利用した
自己圧制御型のもので、吐出圧力と流量の検出信号によ
る閉ループフィードバック方式の電気・油圧パイロット
制御により制御指令信号に基づいて吐出圧及び／又は吐
出量を変化させる形式のものである。このような形式の
可変ポンプは既に公知であり、その詳細は例えば出願人
による特開昭６２−５５４８４号公報に述べられている
ので、ここでは詳述しない。
【００２９】図３において、可変ポンプ１２の吐出口に
はポペット形両方向動作流路開閉弁１１がその第１ポー
ト１によって接続され、第２ポート２は方向切換弁１３
を介してアクチュエータシリンダ１４に接続されてい
る。方向切換弁１３のリターンポートはタンクラインへ
接続され、方向切換弁１３の切換によってシリンダ１４
の作動方向を切り換えるようになっている。
はポペット形両方向動作流路開閉弁１１がその第１ポー
ト１によって接続され、第２ポート２は方向切換弁１３
を介してアクチュエータシリンダ１４に接続されてい
る。方向切換弁１３のリターンポートはタンクラインへ
接続され、方向切換弁１３の切換によってシリンダ１４
の作動方向を切り換えるようになっている。
【００３０】この油圧回路において、ポペット形両方向
動作流路開閉弁１１は可変ポンプ１２の例えばハウジン
グカバー内に組込んだり、あるいはポンプハウジングに
外部搭載してもよい。
動作流路開閉弁１１は可変ポンプ１２の例えばハウジン
グカバー内に組込んだり、あるいはポンプハウジングに
外部搭載してもよい。
【００３１】いま、自己圧制御の可変ポンプ１２の最低
作動圧力Ｐ1Sが前記流路開閉弁１１の前述した第１受圧
面積部（Ａ1)第２受圧面積部（Ａ2)との両方に作用した
ときの荷重にばね力ＦS を設定したとすると、図２にお
いて、可変ポンプ１２がその最低作動圧と最高圧力との
間の範囲内で指令信号に従った所望の昇圧・降圧パター
ンで吐出圧油をアクチュエータ１４に送る場合、始め第
２ポート側の圧力Ｐ2が零のとき、流路開閉弁１１が開
かれる条件はＡ1・Ｐ1 ≧Ｆs ＝Ｐ1S（Ａ1+Ａ2)であるか
ら、Ｐ1 ≧Ｐ1S(1＋Ａ2/Ａ1)となる。ここで、Ａ1/Ａ2
を２〜４とすると、開弁に際して第１ポート１の圧力Ｐ
1 としてはポンプ最低作動圧力Ｐ1Sの２５〜５０％増し
の圧力が必要であるが、流路開閉弁１１が一旦開弁して
しまえば第２ポート２側には最低でもＰ1Sの圧力が存在
することになるので、以後は流路開閉弁１１が開状態を
保ち、従ってアクチュエータシリンダ１４側の圧力は、
ポンプ吐出圧力の変化に同期して最低作動圧力から最高
圧力の範囲で所望の昇圧・降圧パターンに制御可能であ
る。
作動圧力Ｐ1Sが前記流路開閉弁１１の前述した第１受圧
面積部（Ａ1)第２受圧面積部（Ａ2)との両方に作用した
ときの荷重にばね力ＦS を設定したとすると、図２にお
いて、可変ポンプ１２がその最低作動圧と最高圧力との
間の範囲内で指令信号に従った所望の昇圧・降圧パター
ンで吐出圧油をアクチュエータ１４に送る場合、始め第
２ポート側の圧力Ｐ2が零のとき、流路開閉弁１１が開
かれる条件はＡ1・Ｐ1 ≧Ｆs ＝Ｐ1S（Ａ1+Ａ2)であるか
ら、Ｐ1 ≧Ｐ1S(1＋Ａ2/Ａ1)となる。ここで、Ａ1/Ａ2
を２〜４とすると、開弁に際して第１ポート１の圧力Ｐ
1 としてはポンプ最低作動圧力Ｐ1Sの２５〜５０％増し
の圧力が必要であるが、流路開閉弁１１が一旦開弁して
しまえば第２ポート２側には最低でもＰ1Sの圧力が存在
することになるので、以後は流路開閉弁１１が開状態を
保ち、従ってアクチュエータシリンダ１４側の圧力は、
ポンプ吐出圧力の変化に同期して最低作動圧力から最高
圧力の範囲で所望の昇圧・降圧パターンに制御可能であ
る。
【００３２】
【発明の効果】以上に述べたように、請求項１に記載の
発明によれば、一次ポートと二次ポートのいずれか一方
の圧力による力または双方の圧力による合計の力がばね
の初期反力で定まる設定力より大きいときには流路を開
いて一次側と二次側間の圧油流れを可能とするポペット
形両方向流路開閉弁が得られるので、従来の逆方向チェ
ック弁付きシーケンス弁を使用する必要がなく、したが
って負荷圧力が低い場合でも制御の応答性や安定性が損
なわれることなく単一のポペット弁体で両方向の圧油流
れを開閉制御できるという効果が得られる。また請求項
２に記載の発明によれば、そのようなポペット形両方向
流路開閉弁を用いて負荷側の圧力を可変ポンプの最低作
動圧から追従して昇圧すること及び最低作動圧まで追従
して降圧することを可能とした油圧回路を提供すること
ができ、特に自身の吐出圧力と流量の検出信号による閉
ループフィードバック方式の電気・油圧パイロット制御
により制御指令信号に基づいて吐出圧及び／又は吐出量
を変化させる自己圧制御型の可変ポンプを油圧源として
使用する際に負荷圧をポンプ最低作動圧まで安定に降圧
制御することができ、また負荷圧力がポンプ最低作動圧
力以下になった場合でも安定して流量制御を行なわせる
ことができるようになるものである。
発明によれば、一次ポートと二次ポートのいずれか一方
の圧力による力または双方の圧力による合計の力がばね
の初期反力で定まる設定力より大きいときには流路を開
いて一次側と二次側間の圧油流れを可能とするポペット
形両方向流路開閉弁が得られるので、従来の逆方向チェ
ック弁付きシーケンス弁を使用する必要がなく、したが
って負荷圧力が低い場合でも制御の応答性や安定性が損
なわれることなく単一のポペット弁体で両方向の圧油流
れを開閉制御できるという効果が得られる。また請求項
２に記載の発明によれば、そのようなポペット形両方向
流路開閉弁を用いて負荷側の圧力を可変ポンプの最低作
動圧から追従して昇圧すること及び最低作動圧まで追従
して降圧することを可能とした油圧回路を提供すること
ができ、特に自身の吐出圧力と流量の検出信号による閉
ループフィードバック方式の電気・油圧パイロット制御
により制御指令信号に基づいて吐出圧及び／又は吐出量
を変化させる自己圧制御型の可変ポンプを油圧源として
使用する際に負荷圧をポンプ最低作動圧まで安定に降圧
制御することができ、また負荷圧力がポンプ最低作動圧
力以下になった場合でも安定して流量制御を行なわせる
ことができるようになるものである。
【図１】本発明の一実施例に係るポペット形両方向動作
流路開閉弁の構造を示す模式断面図である。
流路開閉弁の構造を示す模式断面図である。
【図２】図１の流路開閉弁の要部の寸法関係を示す模式
図で、ａは模式縦断面図、ｂはポペット弁体を先端面側
からみた模式端面図である。
図で、ａは模式縦断面図、ｂはポペット弁体を先端面側
からみた模式端面図である。
【図３】本発明の一実施例に係るポペット形両方向動作
流路開閉弁を圧油供給ライン中に接続した油圧回路の実
施例を示す回路図である。
流路開閉弁を圧油供給ライン中に接続した油圧回路の実
施例を示す回路図である。
１：第１ポート ２：第２ポート ３：弁シート開口 ４：ポペット弁体 ５：ばね室 ６：ばね ７：ドレンポート ８：絞り ９：端栓 １０：弁ボディ １１：ポペット形両方向流路開閉弁 １２：可変ポンプ １３：方向切換弁 １４：アクチュエータシリンダ
Claims (2)
- 【請求項１】 ボディに設けられた第１ポートと第２ポ
ートとの間のシート開口に着座して前記両ポート間の連
通を遮断するポペット弁体と、前記ボディ内に形成され
たばね室内で前記ポペット弁体を着座方向に付勢するば
ねとを備え、前記ばね室はドレンに連通され、前記ポペ
ット弁体は、それぞれ前記ばねのばね力に対向した向き
で、前記第１ポート側の圧油圧力の作用を受ける第１の
受圧面積部及び前記第２ポート側の圧油圧力の作用を受
ける第２受圧面積部を備え、前記ばねの初期反力および
前記第１受圧面積部と第２受圧面積部の各受圧面積は、
前記第１受圧面積部に作用する前記第１ポート側の圧油
圧力によって前記ばねのばね力に対向する向きにポペッ
ト弁体に生じる力または前記第２受圧面積部に作用する
前記第２ポート側の圧油圧力によって前記ばねのばね力
に対向する向きにポペット弁体に生じる力が前記ばねの
初期反力で定まる設定力よりも大きくなったときにはい
ずれも前記ポペット弁体が離座して両ポート間を連通さ
せるように定められていることを特徴とするポペット形
両方向動作流路開閉弁。 - 【請求項２】 自己吐出圧の一部を利用した電気・油圧
パイロット制御により制御指令に基づいて吐出圧及び／
又は吐出量を変化させる可変ポンプと、この可変ポンプ
に接続された被制御アクチュエータと、前記可変ポンプ
から前記アクチュエータへの圧油供給流路中に介装され
たポペット形両方向動作流路開閉弁とを備え、前記流路
開閉弁は、前記圧油供給流路の前記可変ポンプ側に接続
された第１ポートおよび前記圧油供給流路の前記被制御
アクチュエータに接続された第２ポートを有するボディ
と、該ボディ内で第１ポートと第２ポートとを連絡する
内部通路の途中に設けられた弁シート開口と、該シート
開口に着座して前記両ポート間の連通を遮断するポペッ
ト弁体と、前記ボディ内に形成されたばね室内で前記ポ
ペット弁体を着座方向に付勢するばねとを備え、前記ば
ね室はドレンに連通され、前記ポペット弁体は、それぞ
れ前記ばねのばね力に対向した向きで、前記第１ポート
側の圧油圧力Ｐ１の作用を受ける第１の受圧面積部及び
前記第２ポート側の圧油圧力Ｐ２の作用を受ける第２受
圧面積部を備え、前記ばねの初期反力Ｆｓ および前記ポ
ペット弁体の前記第１受圧面積部の前記圧油圧力Ｐ１に
対する有効受圧面積Ａ１と前記第２受圧面積部の圧油圧
力Ｐ２に対する有効受圧面積Ａ２ は、前記可変ポンプの
最低作動圧力Ｐ １ｓ に対してＦ ｓ ＝Ｐ １ｓ （Ａ １ ＋
Ａ ２ ）に設定されており、前記ポペット弁体は、Ａ １ ・
Ｐ １ ＋Ａ ２ ・Ｐ ２ ≧Ｆ ｓ （但しＡ １ ／Ａ ２ ＞１）の開弁
条件が満足されたときに前記シート開口から離座して両
ポート間を連通させることを特徴とする油圧回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3321515A JP2627379B2 (ja) | 1991-11-11 | 1991-11-11 | ポペット形両方向動作流路開閉弁とそれを用いた油圧回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3321515A JP2627379B2 (ja) | 1991-11-11 | 1991-11-11 | ポペット形両方向動作流路開閉弁とそれを用いた油圧回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05141544A JPH05141544A (ja) | 1993-06-08 |
| JP2627379B2 true JP2627379B2 (ja) | 1997-07-02 |
Family
ID=18133433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3321515A Expired - Lifetime JP2627379B2 (ja) | 1991-11-11 | 1991-11-11 | ポペット形両方向動作流路開閉弁とそれを用いた油圧回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2627379B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3536243B2 (ja) | 1998-03-16 | 2004-06-07 | 油研工業株式会社 | 油圧供給装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106678395B (zh) * | 2017-03-15 | 2023-05-05 | 安徽理工大学 | 一种有限压保护的多测点压力表开关 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54582Y2 (ja) * | 1974-11-08 | 1979-01-12 | ||
| JP2771568B2 (ja) * | 1988-12-22 | 1998-07-02 | 東陶機器株式会社 | 吐出具 |
-
1991
- 1991-11-11 JP JP3321515A patent/JP2627379B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3536243B2 (ja) | 1998-03-16 | 2004-06-07 | 油研工業株式会社 | 油圧供給装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05141544A (ja) | 1993-06-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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