JP2649817B2 - 流量制御弁 - Google Patents
流量制御弁Info
- Publication number
- JP2649817B2 JP2649817B2 JP4410188A JP4410188A JP2649817B2 JP 2649817 B2 JP2649817 B2 JP 2649817B2 JP 4410188 A JP4410188 A JP 4410188A JP 4410188 A JP4410188 A JP 4410188A JP 2649817 B2 JP2649817 B2 JP 2649817B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- poppet
- pressure
- back pressure
- pressure chamber
- valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D7/00—Control of flow
- G05D7/01—Control of flow without auxiliary power
- G05D7/0193—Control of flow without auxiliary power using hydraulic or pneumatic amplifiers, relays or transmitters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
- Y10T137/7758—Pilot or servo controlled
- Y10T137/7762—Fluid pressure type
- Y10T137/7764—Choked or throttled pressure type
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、安全弁機能を有する流量制御弁に関する。
流量制御弁としては第２図に示すものが知られてい
る。
る。
つまり、入口ポートと出口ポート２を断通するポペッ
ト３の背圧室４を絞り５を介して入口ポート１に連通す
ると共に、ポペット３に、背圧室４と出口ポート２を連
通する油孔６を形成し、この油孔６を開閉するステム７
をピストン８に連結し、かつバネ９で閉じ状態とすると
共に、パイロット圧によりピストン８をバネ９に抗して
移動することでステム７を開き状態とすると背圧室４よ
り油孔６を通って出口ポート２に圧油が流れ、絞り５の
前後に圧力差が生じてポペット３の肩部3aに作用する圧
力でポペット３が左方に移動して入口ポート１と出口ポ
ート２が切欠部10で連通し、入口ポート１より出口ポー
ト２に圧油が流れるようにしてある。
ト３の背圧室４を絞り５を介して入口ポート１に連通す
ると共に、ポペット３に、背圧室４と出口ポート２を連
通する油孔６を形成し、この油孔６を開閉するステム７
をピストン８に連結し、かつバネ９で閉じ状態とすると
共に、パイロット圧によりピストン８をバネ９に抗して
移動することでステム７を開き状態とすると背圧室４よ
り油孔６を通って出口ポート２に圧油が流れ、絞り５の
前後に圧力差が生じてポペット３の肩部3aに作用する圧
力でポペット３が左方に移動して入口ポート１と出口ポ
ート２が切欠部10で連通し、入口ポート１より出口ポー
ト２に圧油が流れるようにしてある。
この様な流量制御弁においては、入口ポート１の圧力
が高圧となると各部を破損するので、入口ポート１と出
口ポート２を連通する連通路11に安全弁12を設け、入口
ポート１の圧力が設定圧力以上となると安全弁12のピス
トン13がバネ14に抗して移動し、入口ポート１の圧油を
連通路11で出口ポート２に流出すると同時に背圧室４内
の圧油を出口ポート２に流出してポペット３を図中左方
に移動して入口ポート１と出口ポート２が連通するよう
にしている。
が高圧となると各部を破損するので、入口ポート１と出
口ポート２を連通する連通路11に安全弁12を設け、入口
ポート１の圧力が設定圧力以上となると安全弁12のピス
トン13がバネ14に抗して移動し、入口ポート１の圧油を
連通路11で出口ポート２に流出すると同時に背圧室４内
の圧油を出口ポート２に流出してポペット３を図中左方
に移動して入口ポート１と出口ポート２が連通するよう
にしている。
かかる流量制御弁であると、その流量制御弁自身が安
全弁の機能を有しないから、前述のように安全弁12を別
に設ける必要があり、弁本体15に安全弁12を取付けるた
めの孔16や連通路11を形成せねばならず、その加工が大
変面倒となるばかりか、安全弁12を設けるスペースが必
要があって全体が大きくなってしまう。
全弁の機能を有しないから、前述のように安全弁12を別
に設ける必要があり、弁本体15に安全弁12を取付けるた
めの孔16や連通路11を形成せねばならず、その加工が大
変面倒となるばかりか、安全弁12を設けるスペースが必
要があって全体が大きくなってしまう。
そこで、本発明は、安全弁機能を有する流量制御弁を
提供することを目的とする。
提供することを目的とする。
弁本体の弁孔に、ポペット32を、入口ポート30と出口
ポート31を遮断する位置と連通する位置とに摺動可能に
挿入し、該ポペット32を、その肩部32aに作用する入口
側圧力で連通方向の押力が作用し、かつ背圧室内の圧力
で遮断方向の押力が作用するように構成し、前記入口ポ
ート30を、前記ポペット32の摺動により開口面積が増減
する可変絞り44及び流量制御用可変絞り26を経てタンク
24に連通すると共に、前記背圧室を、前記可変絞り44の
出口側に連通した第１背圧室38a及び当該第１背圧室を
介して38aに絞り43連通した第２背圧室ｂに区分し、前
記弁孔内に、前記第２背圧室38bとタンク24を断通する
スプール弁51を嵌挿すると共に、該スプール弁51をバネ
52で遮断位置とし、かつ前記入口側圧力で連通位置とな
るように構成した流量制御弁であり、これにより、流量
制御用可変絞り26の開口面積を増減することで入口ポー
ト30より出口ポート31に流れる流量を制御できると共
に、入口側圧力が設定圧力以上となるとスプール弁51が
連通位置となって第２背圧室38b内の圧油がタンク24に
流出するから、ポペット32は入口ポート30と出口ポート
31を連通する位置で移動して入口側圧力を低下でき、し
かも第２背圧室38b内に脈動が生じても第１背圧室38a内
に脈動が生じせずに、それによりポペット32を安定でき
る。
ポート31を遮断する位置と連通する位置とに摺動可能に
挿入し、該ポペット32を、その肩部32aに作用する入口
側圧力で連通方向の押力が作用し、かつ背圧室内の圧力
で遮断方向の押力が作用するように構成し、前記入口ポ
ート30を、前記ポペット32の摺動により開口面積が増減
する可変絞り44及び流量制御用可変絞り26を経てタンク
24に連通すると共に、前記背圧室を、前記可変絞り44の
出口側に連通した第１背圧室38a及び当該第１背圧室を
介して38aに絞り43連通した第２背圧室ｂに区分し、前
記弁孔内に、前記第２背圧室38bとタンク24を断通する
スプール弁51を嵌挿すると共に、該スプール弁51をバネ
52で遮断位置とし、かつ前記入口側圧力で連通位置とな
るように構成した流量制御弁であり、これにより、流量
制御用可変絞り26の開口面積を増減することで入口ポー
ト30より出口ポート31に流れる流量を制御できると共
に、入口側圧力が設定圧力以上となるとスプール弁51が
連通位置となって第２背圧室38b内の圧油がタンク24に
流出するから、ポペット32は入口ポート30と出口ポート
31を連通する位置で移動して入口側圧力を低下でき、し
かも第２背圧室38b内に脈動が生じても第１背圧室38a内
に脈動が生じせずに、それによりポペット32を安定でき
る。
第１図に示すように、弁本体20の弁孔21には、ポンプ
22の吐出側に連通した第１ポート23、タンク24に連通し
た第２ポート25、タンク24に外部信号で開口面積が制御
される流量制御用可変絞り26で連通した第３ポート27、
タンク24に連通した第４ポート28が形成されていると共
に、前記弁孔21には筒状体29が嵌挿され、該筒状体29に
は第１ポート23に開口した入口ポート30と第２ポート25
に開口した出口ポート31が形成されていると共に、その
入口ポート30と出口ポート31を断通するポペット32が摺
動自在に嵌挿され、該ポペット32には小径孔33aと大径
孔33bより段付形状となった軸孔33が形成され、該軸孔3
3には、小径の第１ランド部34aと大径の第２ランド部34
bを有するスプール34が嵌挿されて、小径孔33bとの間に
環状室35を、大径孔33bと第２ランド部34bとの間に第１
背圧室38aをそれぞれ形成している。前記スプール34は
バネ36で、前記筒状体29に嵌挿固定された軸体37の前面
37aに当接してポペット32の後面32bとの間に第２背圧室
38bを形成し、前記環状室35は、ポペット32に形成した
スリット溝状の流入ポート39とスプール34の第１ランド
部34aより成る可変絞り44で前記入口ポート30に開口制
御され、かつポペット32に形成した油孔40、小径部41及
び筒状体29に形成した油孔42で前記第３ポート27に連通
していると共に、前記第２背圧室38bは絞り43で前記第
３ポート27に連通している。
22の吐出側に連通した第１ポート23、タンク24に連通し
た第２ポート25、タンク24に外部信号で開口面積が制御
される流量制御用可変絞り26で連通した第３ポート27、
タンク24に連通した第４ポート28が形成されていると共
に、前記弁孔21には筒状体29が嵌挿され、該筒状体29に
は第１ポート23に開口した入口ポート30と第２ポート25
に開口した出口ポート31が形成されていると共に、その
入口ポート30と出口ポート31を断通するポペット32が摺
動自在に嵌挿され、該ポペット32には小径孔33aと大径
孔33bより段付形状となった軸孔33が形成され、該軸孔3
3には、小径の第１ランド部34aと大径の第２ランド部34
bを有するスプール34が嵌挿されて、小径孔33bとの間に
環状室35を、大径孔33bと第２ランド部34bとの間に第１
背圧室38aをそれぞれ形成している。前記スプール34は
バネ36で、前記筒状体29に嵌挿固定された軸体37の前面
37aに当接してポペット32の後面32bとの間に第２背圧室
38bを形成し、前記環状室35は、ポペット32に形成した
スリット溝状の流入ポート39とスプール34の第１ランド
部34aより成る可変絞り44で前記入口ポート30に開口制
御され、かつポペット32に形成した油孔40、小径部41及
び筒状体29に形成した油孔42で前記第３ポート27に連通
していると共に、前記第２背圧室38bは絞り43で前記第
３ポート27に連通している。
このようであるから、ポンプ22の吐出圧油は第１ポー
ト23、入口ポート30、可変絞り44、環状室35、油孔40、
小径部41、油孔42より第３ポート27に流れ、流量制御用
可変絞り26よりタンク24に流出するので、可変絞り44の
前後に圧力差が生じ、その入口側圧力PIはポペット32の
肩部32aに作用すると共に、出口側圧力P0は第１背圧室
及び絞り43より第２背圧室38bに作用する。
ト23、入口ポート30、可変絞り44、環状室35、油孔40、
小径部41、油孔42より第３ポート27に流れ、流量制御用
可変絞り26よりタンク24に流出するので、可変絞り44の
前後に圧力差が生じ、その入口側圧力PIはポペット32の
肩部32aに作用すると共に、出口側圧力P0は第１背圧室
及び絞り43より第２背圧室38bに作用する。
ここで、前記圧力差は可変絞り44を流通する流量によ
って決定されると共に、その流量は流量制御用可変絞り
26の開口面積によって決定されるから、流量制御用可変
絞り26の開口面積によって前記圧力差が決定される。
って決定されると共に、その流量は流量制御用可変絞り
26の開口面積によって決定されるから、流量制御用可変
絞り26の開口面積によって前記圧力差が決定される。
他方、ポペット32は肩部32aに作用する入口側圧力PI
で図中右向きの押力F1、第１背圧室38aと第２背圧室38b
内の出口側圧力P0により図中左向きの押力F2を受けるの
で、肩部32aの受圧面積と第１、第２背圧室38a,38bの受
圧面積の差及び前記圧力差によりポペット32は右方又は
左方に移動されるようになる。
で図中右向きの押力F1、第１背圧室38aと第２背圧室38b
内の出口側圧力P0により図中左向きの押力F2を受けるの
で、肩部32aの受圧面積と第１、第２背圧室38a,38bの受
圧面積の差及び前記圧力差によりポペット32は右方又は
左方に移動されるようになる。
そして、第１図の状態では流量制御用可変絞り26の開
口面積が小さく設定され、圧力差が小さいのでポペット
32に作用する左向きの押力F2が右向きの押力F1よりも大
きくなってポペット32は左方に押されてシート面32bが
弁座30aに圧着して入口ポート30と出口ポート31を遮断
している。
口面積が小さく設定され、圧力差が小さいのでポペット
32に作用する左向きの押力F2が右向きの押力F1よりも大
きくなってポペット32は左方に押されてシート面32bが
弁座30aに圧着して入口ポート30と出口ポート31を遮断
している。
このように、ポペット32が静止している時には第２背
圧室38b内に圧油が流入しないから絞り43の前後に圧力
差が生じない。
圧室38b内に圧油が流入しないから絞り43の前後に圧力
差が生じない。
前述の状態より流量制御用可変絞り26の開口面積を大
きくすると流量が多くなって可変絞り44前後の圧力差が
大きくなって、ポペット32に作用する右向きの押力F1が
左向きの押力F2よりも大きくなり、ポペット32は右方に
移動してシート面32bが弁座30aより離れて入口ポート30
より出口ポート31に圧油が流れると共に、ポペット32が
右方に移動すると可変絞り44の開口面積が増大して圧力
差が小さくなるので、ポペット32は流量制御用可変絞り
26の開口面積に応じた位置で静止する。
きくすると流量が多くなって可変絞り44前後の圧力差が
大きくなって、ポペット32に作用する右向きの押力F1が
左向きの押力F2よりも大きくなり、ポペット32は右方に
移動してシート面32bが弁座30aより離れて入口ポート30
より出口ポート31に圧油が流れると共に、ポペット32が
右方に移動すると可変絞り44の開口面積が増大して圧力
差が小さくなるので、ポペット32は流量制御用可変絞り
26の開口面積に応じた位置で静止する。
この時、第２背圧室38b内の圧油の流出速度が絞り43
で制限されるからポペット32が急激に右方に移動するこ
とを防止できる。
で制限されるからポペット32が急激に右方に移動するこ
とを防止できる。
以上の説明は流量制御の説明であり、次に安全弁機能
について説明する。
について説明する。
前記軸体37の盲穴50内にはスプール弁51が嵌挿され、
該スプール弁51はバネ52で左方に押され、シート面51a
が弁座37aに圧着して流入油孔53と流出油孔54を遮断し
ていると共に、該流入油孔53は前記第２背圧室38に連通
し、流出油孔54は筒状体29に形成したポート55で前記第
４ポート28に連通している共に、前記盲穴50とスプール
弁51との間に形成した受圧室56はポート57、孔58で前記
第１室23に連通し、かつスプール弁51の軸心に穿孔した
絞り59を有する油孔60を通って補助受圧室61に連通し、
この補助受圧室61は、スプール弁51の盲穴62と杆体63と
で形成され、杆体63がバネ受64に当接してスプール弁51
に左向きの押力F3を作用している。
該スプール弁51はバネ52で左方に押され、シート面51a
が弁座37aに圧着して流入油孔53と流出油孔54を遮断し
ていると共に、該流入油孔53は前記第２背圧室38に連通
し、流出油孔54は筒状体29に形成したポート55で前記第
４ポート28に連通している共に、前記盲穴50とスプール
弁51との間に形成した受圧室56はポート57、孔58で前記
第１室23に連通し、かつスプール弁51の軸心に穿孔した
絞り59を有する油孔60を通って補助受圧室61に連通し、
この補助受圧室61は、スプール弁51の盲穴62と杆体63と
で形成され、杆体63がバネ受64に当接してスプール弁51
に左向きの押力F3を作用している。
つまり、スプール弁51には受圧室56に作用する入口側
圧力P1によって右向きの押力F4が作用するが、この右向
きの押力F4は大きくなるのでバネ52のバネ荷重が大とな
るから、その入口圧力P1を絞り59を介して補助受圧室61
に送り、それにより左向きの押力F4を作用させてスプー
ル弁51を右方に押す力を小さくしている。
圧力P1によって右向きの押力F4が作用するが、この右向
きの押力F4は大きくなるのでバネ52のバネ荷重が大とな
るから、その入口圧力P1を絞り59を介して補助受圧室61
に送り、それにより左向きの押力F4を作用させてスプー
ル弁51を右方に押す力を小さくしている。
なお、受圧室56の受圧面積は補助受圧室61の受圧面積
よりも若干大きくなっている。
よりも若干大きくなっている。
このようであるから、入口側圧力PIが設定圧力以上と
なると受圧室56に作用する入口側圧力PIが高圧となって
スプール弁51がバネ52に抗して右方に移動し、シート面
51aが弁座37aより離れて流入油孔53と流出油孔54が連通
する。
なると受圧室56に作用する入口側圧力PIが高圧となって
スプール弁51がバネ52に抗して右方に移動し、シート面
51aが弁座37aより離れて流入油孔53と流出油孔54が連通
する。
これにより、第２背圧室38b内の圧油が流入油孔53、
流出油孔54、ポート55、第４ポート28よりタンク24に流
出するので、ポペット32に作用する左向きの押力F2が減
少してポペット32は肩部32aに作用する入口側圧力PIで
右方に移動され、シート面32bが弁座30aより離れて入口
ポート30と出口ポート31が連通するので、入口ポート30
の圧力が低下し安全弁の機能を奏する。
流出油孔54、ポート55、第４ポート28よりタンク24に流
出するので、ポペット32に作用する左向きの押力F2が減
少してポペット32は肩部32aに作用する入口側圧力PIで
右方に移動され、シート面32bが弁座30aより離れて入口
ポート30と出口ポート31が連通するので、入口ポート30
の圧力が低下し安全弁の機能を奏する。
また、第２背圧室38b内の圧油がタンク24に流出する
ことで第２背圧室38b内に脈動が発生し、その脈動のた
めにポペット32に作用する左向きの押力F2が変動する
が、第２背圧室38bの受圧面は小さく、しかも第１背圧
室38a内の圧力は絞り43によって脈動しないから、ポペ
ット32に作用する左向きの押力F2の変動が極く僅かにな
り、ポペット32が安定するので入口側圧力がほとんど脈
動せずに安定する。
ことで第２背圧室38b内に脈動が発生し、その脈動のた
めにポペット32に作用する左向きの押力F2が変動する
が、第２背圧室38bの受圧面は小さく、しかも第１背圧
室38a内の圧力は絞り43によって脈動しないから、ポペ
ット32に作用する左向きの押力F2の変動が極く僅かにな
り、ポペット32が安定するので入口側圧力がほとんど脈
動せずに安定する。
なお、弁本体20と筒状体29とを一体構造としても良
く、その場合には筒状体29の内周面と同一形状の弁孔を
穿孔すれば良い。
く、その場合には筒状体29の内周面と同一形状の弁孔を
穿孔すれば良い。
流量制御用可変絞り26の開口面積を増減することで入
口ポート30より出口ポート31に流れる流量を制御できる
ると共に、入口側圧力が設定圧力以上となるとスプール
弁51が連通位置となって第２背圧室38b内の圧油がタン
ク24に流出するから、ポペット32は入口ポート30と出口
ポート31を連通する位置に移動して入口側圧力を低下で
きる。
口ポート30より出口ポート31に流れる流量を制御できる
ると共に、入口側圧力が設定圧力以上となるとスプール
弁51が連通位置となって第２背圧室38b内の圧油がタン
ク24に流出するから、ポペット32は入口ポート30と出口
ポート31を連通する位置に移動して入口側圧力を低下で
きる。
したがって、安全弁機能を有する流量制御弁となるか
ら、安全弁を別に設けなくとも良いので、そのための孔
や連通路を形成しなくとも良いから加工が容易であると
共に、安全弁を設けるスペースが不要となって全体を小
型にできる。
ら、安全弁を別に設けなくとも良いので、そのための孔
や連通路を形成しなくとも良いから加工が容易であると
共に、安全弁を設けるスペースが不要となって全体を小
型にできる。
また、ポペット32の背圧室は第１背圧室38aと第２背
圧室38bに区分され、第１背圧室38aと第２背圧室38bが
絞り43で連通しているので、第２背圧室38b内の圧油が
タンク24に流出して脈動が発生しても第１背圧室38a内
には脈動が発生せず、しかもポペット32を第１背圧室38
a内の圧力で押しているからポペット32が押す力がほと
んど変動せずにポペット32が安定するので、入口側圧力
が脈動せずに安定する。
圧室38bに区分され、第１背圧室38aと第２背圧室38bが
絞り43で連通しているので、第２背圧室38b内の圧油が
タンク24に流出して脈動が発生しても第１背圧室38a内
には脈動が発生せず、しかもポペット32を第１背圧室38
a内の圧力で押しているからポペット32が押す力がほと
んど変動せずにポペット32が安定するので、入口側圧力
が脈動せずに安定する。
第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図は従来例
の断面図である。 24はタンク、26は流量制御用可変絞り、30は入口ポー
ト、31は出口ポート、32はポペット、38はポペット背圧
室、44は可変絞り、51はスプール弁。
の断面図である。 24はタンク、26は流量制御用可変絞り、30は入口ポー
ト、31は出口ポート、32はポペット、38はポペット背圧
室、44は可変絞り、51はスプール弁。
Claims (1)
- 【請求項１】弁本体の弁孔に、ポペット32を、入口ポー
ト30と出口ポート31を遮断する位置と連通する位置とに
摺動可能に挿入し、該ポペット32を、その肩部32aに作
用する入口側圧力で連通方向の押力が作用し、かつ背圧
室内の圧力で遮断方向の押力が作用するように構成し、
前記入口ポート30を、前記ポペット32の摺動により開口
面積が増減する可変絞り44及び流量制御用可変絞り26を
経てタンク24に連通すると共に、前記ポペット背圧室38
を、前記可変絞り44の出口側に連通した第１背圧室38a
及び当該第１背圧室38aに絞り43で連通した第２背圧室3
8bに区分し、前記弁孔内に、前記第２背圧室38bとタン
ク24を断通するスプール弁51を嵌挿すると共に、該スプ
ール弁51をバネ52で遮断位置とし、かつ前記入口側圧力
で連通位置となるように構成したことを特徴とする流量
制御弁。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4410188A JP2649817B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 流量制御弁 |
| DE19893990164 DE3990164C2 (de) | 1988-02-29 | 1989-02-28 | Durchflußsteuerventilanordnung |
| PCT/JP1989/000203 WO1989008291A1 (en) | 1988-02-29 | 1989-02-28 | Flow control valve |
| DE19893990164 DE3990164T1 (de) | 1988-02-29 | 1989-02-28 | Durchflusssteuerventilanordnung |
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