JP3262016B2 - 流量制御弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ケーシングに対し
て流量調整部を回動させることにより流路面積を変化さ
せて流体の流量を制御する流量制御弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、上記流量制御弁では流量調整
部の回動角度に基づいて流路面積が決まる。このため、
入口通路から出口通路に流体を流したとき（順方向に流
したとき）も、逆方向に流体を流したときも流路面積は
変化せず、前記流体の圧力が等しければ順方向の流量も
逆方向の流量も等しくなる。このような流量制御弁の一
例が、特開平６−２８１０２５号公報に記載されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら流体を順
方向に流す場合と逆方向に流す場合とで流体の圧力が異
なると、順方向／逆方向の流量は一致しなくなる。例え
ば、流体の圧力が順方法に流れるときは高く、逆方向に
流れるときは低い場合では、順方向に流れる流量が大き
く、逆方向に流れる流量は小さくなる。したがって、順
方向／逆方向における流体の圧力が異なっても、両方向
の流量を等しくするためには、流体の流れる方向に応じ
て流量調整部の回動角度を調整する必要がある。しかし
ながら、流体の流れ方向毎に流量調整部の回動角度を調
整する方法では、その流量調整部の回動機構や制御装置
が複雑化してコスト高になる。そこで、請求項１に記載
の発明は、流量調整部の回動角度を所定値に保持した状
態でも順方向／逆方向で流路面積を変えられるようにし
て、順方向／逆方向における流体の圧力が異なっていて
も等しい流量を確保できる流量制御弁の提供を目的とす
るものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、以下の
特徴を有する流量制御弁によって解決される。即ち、請
求項１の流量制御弁は、ケーシングに対して流量調整部
を回動させることにより流路面積を変化させて流体の流
量を制御するとともに、ケーシングに対する流量調整部
の回動角度が所定値のとき、順方向に流体を流すときの
流路面積に対して逆方向に流体を流すときの流路面積が
予め決められた値だけ変化する流量制御弁であって、前
記流量調整部には、主通路の他に、その主通路と連通す
る細路と微細路とが形成されており、前記ケーシングに
は、前記主通路又は細路又は微細路を介して連通する第
１開口と第２開口とが形成されており、さらに、前記流
量調整部と前記ケーシングとの間には流体が通る間隙が
設けられて、その間隙の範囲内で流量調整部はそのケー
シングに対して変位でき、前記流量調整部の回動角度が
所定値のときに、前記主通路が塞がれて、前記細路が前
記第１開口に連通し、微細路が前記第２開口に連通する
構造であり、前記流量調整部が第２開口側に変位して前
記ケーシングに当接すると、第２開口側において流量調
整部とケーシングとの間隙が塞がれ、前記流量調整部が
第１開口側に変位して前記ケーシングに当接すると、第
１開口側において流量調整部とケーシングとの間隙が塞
がれることを特徴とする。

【０００５】

【０００６】

【０００７】請求項１に記載の発明によると、流量調整
部の回動角度が所定値のときに、流体が第１開口から第
２開口に流れると、流量調整部は流体の圧力により前記
ケーシングの内部を第２開口側に変位する。そして、流
量調整部がケーシングに当接すると、第２開口側におい
て流量調整部とケーシングとの間隙が塞がれる。このた
め、前記第１開口から供給された流体は第１開口側にお
いて流量調整部とケーシングとの間に形成される間隙と
細路を通って主通路内に流入し、その主通路から微細路
を通って第２開口に流入する。即ち、流体が第１開口か
ら第２開口側に流れるときは、その流体が微細路によっ
て絞られることになるため、流量制御弁の流路面積は微
細路の断面積に等しくなる。

【０００８】また、流体が第２開口から第１開口に流れ
るときには、流量調整部は流体の圧力により前記ケーシ
ングの内部を第１開口側に変位する。そして、流量調整
部がケーシングに当接すると、第１開口側において流量
調整部とケーシングとの間隙が塞がれる。このため、第
２開口から供給された流体は第２開口側において流量調
整部とケーシングとの間に形成される間隙と微細路を通
って主通路内に流入し、その主通路から細路を通って第
１開口に流入する。即ち、流体が第２開口から第１開口
側に流れるときは、その流体が細路によって絞られるこ
とになるため、流量制御弁の流路面積は細路の断面積に
等しくなる。このように、流量調節部の回動角度が一定
であっても、流体を流す方向によって流路面積を予め決
められた値だけ変化させることができる。このため、例
えば、順方向の流体の圧力に対して逆方向の流体の圧力
が低い場合でも、その圧力の低下に応じた分だけ流路面
積が増加するように設定しておけば、順方向／逆方向で
流体の流量が変化することがない。したがって、順方向
／逆方向の流量を一定にするために流量調整部の回動角
度を調整する必要がなくなり、その流量調整部の回動機
構や制御装置が複雑化することがない。さらに、流量制
御弁の順方向／逆方向の流路面積を細路と微細路との断
面積で決められるため、流路面積の設定が容易になる。

【０００９】

【発明の実施の形態】

〔第１の実施の形態〕以下、図１〜図８に基づいて本発
明の一の実施の形態に係る流量制御弁の説明を行う。こ
こで、図１は本実施の形態に係る流量制御弁の要部を表
す横断面図であり（図２のI-I 断面図）、図２は前記流
量制御弁の縦断面図、図３は前記流量制御弁の外観図で
ある。前記流量制御弁１０は、車両用のリフト装置の油
圧回路に使用される２段式の流量制御弁であり、図３
（Ａ）に示されるように、略円柱体形状をなすケーシン
グ２を備えている。前記ケーシング２には中心に軸孔２
ｋが設けられており（図２参照）、この軸孔２ｋに流量
を調整するための流量調整軸４が回転可能に挿入されて
いる。また、前記ケーシング２には厚さ方向中央の位置
に、前記軸孔２ｋと交差してケーシング２を貫通する油
通路２ｒが形成されている。そして、前記油通路２ｒの
両端部に油圧ホースを接続するための入力ポート２ａと
出力ポート２ｂとが形成されている。

【００１０】前記流量調整軸４には、その軸方向におい
て前記油通路２ｒと整合する位置に主貫通路４ｍが軸と
直角に形成されており、前記主貫通路４ｍの位置から約
60度回動した位置にその主貫通路４ｍと連通する細路４
ａが径方向に形成されている。また、前記細路４ａから
約180 度回動した位置に同じく主貫通路４ｍと連通する
微細路４ｂが径方向に形成されている。前記微細路４ｂ
は後記するように細路４ａよりも予め決められた寸法だ
け小径に形成されている。さらに、前記流量調整軸４は
ケーシング２の軸孔２ｋよりもわずかに小径に製作され
ており、流量調整軸４が軸孔２ｋに挿入された状態で両
者２ｋ，４の間には油を流せるわずかな間隙３が形成さ
れる。これによって、流量調整軸４は間隙３の範囲内で
ケーシング２に対して変位することができるようにな
る。

【００１１】また、前記ケーシング２の軸孔２ｋの内周
面には油通路２ｒを挟んで一対のシール溝２ｈが形成さ
れており、両シール溝２ｈにＯリング５が装着されてい
る。これによって、前記軸孔２ｋと流量調整軸４との間
がシールされ、その軸孔２ｋと流量調整軸４との間に間
隙３が形成されても、油通路２ｒの作動油がその間隙３
から外部に洩れ出ることはない。さらに、前記流量調整
軸４にはケーシング２の外側から止め輪２ｗが係合して
いるため、その流量調整軸４がケーシング２に対して軸
方向に移動することはない。

【００１２】また、前記流量調整軸４には、前記ケーシ
ング２から突出した端部に板状のレバー６の基端部がナ
ット６ｎにより直角に固定されている。そして、前記レ
バー６の先端が、図３に示されるように、電磁アクチュ
エータ８のスライド軸７とピン７ｐを介して回動可能な
状態で連結されている。前記電磁アクチュエータ８は通
電状態(ON 状態) で前記スライド軸７を一定寸法だけ収
納し、通電解除状態(OFF状態) で前記スライド軸７を突
出させる構造であり、前記スライド軸７が縦向きになる
ように架台８ｚによってケーシング２に固定されてい
る。そして、前記電磁アクチュエータ８が OFF状態から
ON状態になると、前記流量調整軸４及びレバー６はスラ
イド軸７により位置Ｒから位置Ｓ（図３（Ａ）参照）ま
で約60度回動する。

【００１３】図１は、電磁アクチュエータ８が OFF状態
のときの流量調整軸４の主貫通路４ｍ、細路４ａおよび
微細路４ｂとケーシング２の油通路２ｒとの関係を表し
ている。この場合は、前記油通路２ｒ上に主貫通路４ｍ
が位置するため、前記油通路２ｒに大流量の作動油を流
すことができるとともに、流量調整軸４は作動油から横
方向の押圧力をほとんど受けることがない。このため、
流量調整軸４とケーシング２の軸孔２ｋとはほぼ同軸に
保持される。また、図４は、電磁アクチュエータ８が O
N 状態のときの流量調整軸４の主貫通路４ｍ、細路４ａ
および微細路４ｂとケーシング２の油通路２ｒとの関係
を表している。この場合は、前記主貫通路４ｍの両端が
塞がれて、前記細路４ａが入力ポート２ａ側の油通路２
ｒと連通し、前記微細路４ｂが出力ポート２ｂ側の油通
路２ｒと連通する。即ち、前記入力ポート２ａ、出力ポ
ート２ｂ及び油通路２ｒが本発明の第１開口、第２開口
に相当し、前記主貫通路４ｍが本発明の主通路に相当す
る。

【００１４】この状態で、図５に示されるように、逆方
向、即ち、出力ポート２ｂから入力ポート２ａに作動油
が流されると、流量調整軸４は作動油の圧力により間隙
３の寸法だけ入力ポート２ａ側に変位する。これによっ
て、前記流量調整軸４はケーシング２に当接して前記軸
孔２ｋに対して偏心し、入力ポート２ａ側において流量
調整軸４とケーシング２との間隙３が塞がれる。この結
果、出力ポート２ｂから供給された作動油は微細路４ｂ
や出力ポート２ｂ側において流量調整軸４とケーシング
２との間に形成される間隙３から主貫通路４ｍに流入
し、その主貫通路４ｍから細路４ａを通って入力ポート
２ａ側の油通路２ｒに流入する。ここで、前記流量調整
軸４が軸孔２ｋに対して偏心する際の間隙３の流路面積
は細路４ａや微細路４ｂの流路面積よりも十分大きく設
定されている。このため、作動油が逆方向に流れるとき
はその作動油は最終的に細路４ａで絞られるようにな
り、流量制御弁１０の流路面積は細路４ａの断面積に等
しくなる。

【００１５】また、図６に示されるように、順方向に作
動油が流されると、流量調整軸４は作動油の圧力により
間隙３の寸法だけ出力ポート２ｂ側に変位する。これに
よって、前記流量調整軸４はケーシング２に当接して前
記軸孔２ｋに対して偏心し、出力ポート２ｂ側において
流量調整軸４とケーシング２との間隙３が塞がれる。こ
の結果、入力ポート２ａから供給された作動油は細路４
ａや入力ポート２ａ側において流量調整軸４とケーシン
グ２との間に形成される間隙３から主貫通路４ｍに流入
し、その主貫通路４ｍから微細路４ｂを通って出力ポー
ト２ｂ側の油通路２ｒに流入する。したがって、作動油
が順方向に流れるときはその作動油は最終的に微細路４
ｂで絞られるようになるため、流量制御弁１０の流路面
積は微細路４ｂの断面積に等しくなる。

【００１６】このように、電磁アクチュエータ８がON状
態では、作動油が順方向に流されるときの流路面積は微
細路４ｂの断面積で決まり、作動油が逆方向に流される
ときの流路面積は細路４ａの断面積で決まる。このた
め、順方向に流れる際の作動油の圧力よりも逆方向に流
れる際の作動油の圧力が一定圧力だけ小さい場合に、圧
力差に応じた分だけ細路４ａの断面積を微細路４ｂの断
面積よりも大きくすれば、順方向／逆方向の作動油の流
量をほぼ一定に保持することが可能になる。また、順方
向に流れる際の作動油の圧力と逆方向に流れる際の作動
油の圧力とを等しくして、順方向の作動油流量と逆方向
の作動油流量とに一定差を持たすことも可能である。

【００１７】次に、本実施の形態に係る流量制御弁１０
を使用した車両用のリフト装置５０を説明しながら前記
流量制御弁１０の動作を説明する。前記車両用のリフト
装置５０は、図７に示されるように、車両６０の荷台Ｗ
の後部に装備されたリフト装置であり、プラットホーム
５２を水平姿勢で床面と荷台Ｗとの間で昇降させてリフ
トとして使用できるとともに、荷物の積み込み等が完了
した後は、前記プラットホーム５２を上方へ約90度回動
させて直立させ、荷台Ｗの後板として使用することがで
きる。

【００１８】前記プラットホーム５２の回動中心側に
は、図８に示されるように、幅方向両側に摺動アーム５
２ａが装着されており、その摺動アーム５２ａがプラッ
トホーム５２に対してほぼ水平に倒伏する位置と、プラ
ットホーム５２に対してほぼ直角に起立する位置とに保
持可能となっている。一方、荷台Ｗの後端部には左右対
をなすコラム５４が立設されており、そのコラム５４の
下部に前記摺動アーム５２ａが倣う円弧状のガイド部材
５４ｎが固定されている。

【００１９】このため、前記摺動アーム５２ａを倒伏さ
せた状態で前記プラットホーム５２を上昇させれば、上
昇過程で摺動アーム５２ａのローラ５２ｒが円弧状のガ
イド部材５４ｎを倣い、そのプラットホーム５２は上方
に回動する。また、摺動アーム５２ａを起立させた状態
で前記プラットホーム５２を上昇させれば、摺動アーム
５２ａはガイド部材５４ｎに接触せず、そのプラットホ
ーム５２は水平姿勢のままで上昇する。

【００２０】前記リフト装置５０においては、前記プラ
ットホーム５２の昇降及び回動は一台の油圧シリンダ７
２の動力により行われる。前記油圧シリンダ７２は駆動
ロッド７２ｐを押出す方向にのみ推進力を有する単動型
のシリンダであり、前記流量制御弁１０を介して油圧源
７４に接続されている。また、前記油圧シリンダ７２の
駆動ロッド７２ｐはワイヤやチェーン等（図示されてい
ない）を介して前記プラットホーム５２に連結されてお
り、その油圧シリンダ７２が推進力を有する状態で動作
することにより、前記プラットホーム５２には上昇力が
加えられる。さらに、前記油圧シリンダ７２の推進力が
解除されると、駆動ロッド７２ｐはプラットホーム５２
の重力を受けて元の位置まで押し戻される。

【００２１】先ず、前記車両用のリフト装置５０をリフ
トとして使用する場合には、摺動アーム５２ａをプラッ
トホーム５２に対して起立させ、前記流量制御弁１０を
OFFの状態にする。この状態で、前記油圧源７４から一
定圧力の作動油を油圧シリンダ７２に供給することによ
り、駆動ロッド７２ｐが押し出され、プラットホーム５
２は水平姿勢で上昇する。このとき、前記流量制御弁１
０は、図１に示されるように、ケーシング２の油通路２
ｒ上に流量調整軸４の主貫通路４ｍが位置するため、多
量の作動油を流すことができる。このため、油圧源７４
から油圧シリンダ７２に供給される作動油の流量が大き
くなり、プラットホーム５２は通常の荷役速度（高速）
で上昇する。

【００２２】また、この状態で、前記油圧源７４の油圧
を解除すると、油圧シリンダ７２の推進力がなくなり、
駆動ロッド７２ｐがプラットホーム５２の重力により押
し戻される。そして、プラットホーム５２の重力に起因
した圧力により油圧シリンダ７２内の作動油が押し出さ
れ、その作動油が流量制御弁１０を通って油圧源７４に
戻される。このとき、前記プラットホーム５２の重力に
起因した作動油の圧力は、油圧源７４から供給される作
動油の圧力よりも小さいが、流量制御弁１０の流路面積
が大きいため、油圧シリンダ７２から油圧源７４に戻さ
れる作動油の流量は比較的大きくなり、プラットホーム
５２は通常の荷役速度で下降する。

【００２３】次に、前記プラットホーム５２を上昇過程
で回動させるためには、摺動アーム５２ａをプラットホ
ーム５２に対して倒伏させ、前記流量制御弁１０をOFF
の状態で、前記油圧源７４から一定圧力の作動油を油圧
シリンダ７２に供給する。これによって、前記プラット
ホーム５２は、前述のように、通常の荷役速度で上昇す
る。そして、前記プラットホーム５２が上昇して前記摺
動アーム５２ａがコラム５４のガイド部材５４ｎに当接
すると、図示されていないリミットスッチの働きにより
流量制御弁１０が ON する。即ち、電磁アクチュエータ
８がONしてレバー６を引き上げ、流量調整軸４が図３
（Ａ）における位置Ｒ〜位置Ｓまで回動する。

【００２４】これによって、図６に示されるように、流
量調整軸４の主貫通路４ｍの両端が塞がれて細路４ａが
入力ポート２ａ側の油通路２ｒと連通し、微細路４ｂが
出力ポート２ｂ側の油通路２ｒと連通する。さらに、流
量調整軸４は作動油の圧力により間隙３の寸法だけ出力
ポート２ｂ側に変位する。これによって、前記流量調整
軸４はケーシング２に当接して前記軸孔２ｋに対して偏
心し、出力ポート２ｂ側の間隙３が塞がれる。したがっ
て、入力ポート２ａから出力ポート２ｂに向かって流れ
る作動油（順方向に流れる作動油）は微細路４ｂで絞ら
れるようになる。このため、油圧源７４から油圧シリン
ダ７２に供給される作動油の流量が小さくなり、プラッ
トホーム５２は低速で上昇しながら摺動アーム５２ａと
ガイド部材５４ｎの働きにより上方に回動する。このよ
うに、前記プラットホーム５２はゆっくりと上方に回動
するため、作業員の安全が確保できる。

【００２５】次に、直立の状態から前記プラットホーム
５２を下方に回動させ、さらに、水平姿勢で下降させる
には、流量制御弁１０を ON の状態に保持して前記油圧
源７４の油圧を解除させる。これによって、油圧シリン
ダ７２の推進力がなくなって駆動ロッド７２ｐがプラッ
トホーム５２の重力により押し戻され、油圧シリンダ７
２内の作動油がプラットホーム５２の重力に起因した圧
力で押し戻される。即ち、前記流量制御弁１０には、図
５に示されるように、逆方向に作動油が流れ、流量調整
軸４は作動油の圧力により間隙３の寸法だけ入力ポート
２ａ側に変位する。これによって、前記流量調整軸４は
ケーシング２に当接して前記軸孔２ｋに対して偏心し、
入力ポート２ａ側の間隙３が塞がれる。したがって、逆
方向に流れる作動油は細路４ａで絞られるようになる。

【００２６】ここで、前記プラットホーム５２の重力に
起因した作動油の圧力は、油圧源７４から供給される作
動油の圧力よりも小さいが、その圧力の低下分だけ細路
４ａの断面積は微細路４ｂの断面積よりも大きく設定さ
れている。このため、逆方向に流れる作動油の流量は順
方向に流れる作動油の流量とほぼ等しくなり、プラット
ホーム５２は上方に回動する場合とほぼ等しい速度で下
方に回動する。このため、従来のように、プラットホー
ム５２の回動がアンバランスになることがなく、車両用
のリフト装置５０の使い勝手が良くなる。

【００２７】このようにして、プラットホーム５２が水
平姿勢まで戻されると、前記リミットスッチの働きによ
り流量制御弁１０が OFFする。これによって、前述のよ
うに、プラットホーム５２は通常の荷役速度で下降す
る。

【００２８】このように、本実施の形態に係る流量制御
弁１０では流量調整軸４の回動角度が一定であっても、
順方向と逆方向の圧力差に応じて流路面積を変えられる
ため、流れ方向に係わらず作動油の流量を一定に保持で
きる。したがって、順方向／逆方向の流量を一定にする
ため、流量調整軸４の回動角度を調整する必要がなくな
り、その流量調整軸４の回動機構や制御装置が複雑化す
ることがない。このため、流量制御弁１０やその制御装
置のコスト低減を図ることができる。なお、本実施の形
態では、前記流量制御弁１０を油圧装置に使用する例を
示したが、他の流体、例えば水等の流量制御にも使用で
きることは言うまでもない。

【００２９】

【発明の効果】本発明によると、流量調整部の回動角度
を一定に保持した状態で、流体の圧力が予め決められた
値だけ変化しても、流体流量を一定に保持することがで
きる。このため、圧力の変動に対して流量調整部の回動
角度を調整する必要がなくなり、その流量調整部の回動
機構や制御装置が複雑化することがない。したがって、
流量制御弁やその制御装置等のコスト低減を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一の実施の形態に係る流量制御弁の要
部を表す横断面図である。

【図２】本発明の一の実施の形態に係る流量制御弁の縦
断面図である。

【図３】図３（Ａ）は、本発明の一の実施の形態に係る
流量制御弁の正面から見た外観図であり、図３（Ｂ）は
前記流量制御弁の側面から見た外観図である。

【図４】本発明の一の実施の形態に係る流量制御弁の動
作を表す要部断面図である。

【図５】本発明の一の実施の形態に係る流量制御弁の動
作を表す要部断面図である。

【図６】本発明の一の実施の形態に係る流量制御弁の動
作を表す要部断面図である。

【図７】本発明の一の実施の形態に係る流量制御弁を使
用した車両用のリフト装置を備える車両の側面図であ
る。

【図８】本発明の一の実施の形態に係る流量制御弁を使
用した車両用のリフト装置の動作を表す側面図である。

【符号の説明】

２ ケーシング ２ｒ 油通路 ３ 間隙 ４ 流量調整軸（流量調整部） ４ｍ 主貫通路（主通路） ４ａ 細路 ４ｂ 微細路 ８ 電磁アクチュエータ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングに対して流量調整部を回動さ
   せることにより流路面積を変化させて流体の流量を制御
   するとともに、ケーシングに対する流量調整部の回動角
   度が所定値のとき、順方向に流体を流すときの流路面積
   に対して逆方向に流体を流すときの流路面積が予め決め
   られた値だけ変化する流量制御弁であって、 前記流量調整部には、主通路の他に、その主通路と連通
   する細路と微細路とが形成されており、 前記ケーシングには、前記主通路又は細路又は微細路を
   介して連通する第１開口と第２開口とが形成されてお
   り、 さらに、前記流量調整部と前記ケーシングとの間には流
   体が通る間隙が設けられて、その間隙の範囲内で流量調
   整部はそのケーシングに対して変位でき、 前記流量調整部の回動角度が所定値のときに、前記主通
   路が塞がれて、前記細路が前記第１開口に連通し、微細
   路が前記第２開口に連通する構造であり、 前記流量調整部が第２開口側に変位して前記ケーシング
   に当接すると、第２開口側において流量調整部とケーシ
   ングとの間隙が塞がれ、 前記流量調整部が第１開口側に変位して前記ケーシング
   に当接すると、第１開口側において流量調整部とケーシ
   ングとの間隙が塞がれることを特徴とする流量制御弁。