JP3625936B2

JP3625936B2 - 圧力補償付流量制御弁

Info

Publication number: JP3625936B2
Application number: JP35023395A
Authority: JP
Inventors: 直樹市川
Original assignee: Toyooki Kogyo Co Ltd
Current assignee: Toyooki Kogyo Co Ltd
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1995-12-22
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2015-12-22
Also published as: JPH09178011A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絞り弁流通時の入口と出口間の圧力差を略一定に補償するように絞り弁の入口側から過剰な供給液体をタンクに戻す圧力補償弁を備えた圧力補償付流量制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような圧力補償付流量制御弁は、例えば特公平３−４５２４３号公報に記載されており、連通路の入口と出口間を通じる開度調整自在の絞りを形成する弁体を有した絞り弁と、連通路の絞り弁入口側からの圧力を開き方向へ、また、連通路の絞り弁出口側からの圧力を閉じ方向へそれぞれ作用されるとともに、ばねによって閉じ方向に付勢された弁体を有して連通路の絞り弁入口側からタンクへ通じるよう分岐する戻り路を連通遮断するよう設置した圧力補償弁とを備え、連通路の絞り弁出口側からタンクへ通じるよう分岐したパイロット通路に、このパイロット通路を連通遮断する弁体を有したパイロットリリーフ弁と、このパイロットリリーフ弁よりも連通路側に絞りを設け、連通路の絞り弁出口側からの圧力を、パイロット通路の絞りとパイロットリリーフ弁の間より圧力補償弁の弁体へ作用させるため導いている。
【０００３】
このように絞りとパイロットリリーフ弁の間から連通路の絞り弁出口側圧力を圧力補償弁に導くのは、圧力補償弁でリリーフ弁作用をも得ようとするためである。すなわち、例えば今、この圧力補償付流量制御弁で油圧シリンダを作動しているとして、このシリンダのピストンが作動端に達して停止すると、絞り弁を通過する流れが停止する。流れが停止すれば絞り弁前後に差圧が生じないので圧力補償弁の弁体はばねにより閉じ方向に移動しようとするが、同時に連通路の圧力が上昇するのでパイロットリリーフ弁が開きパイロット通路が流通し、パイロットリリーフ弁でほぼ一定圧に圧力制御される絞りの後では絞り前より圧力が低下する。圧力補償弁の弁体は、この低下した圧力で閉じ方向に押圧されるので、絞り弁の入口側の圧力による押圧で開く。これにより、該入口側圧力が、パイロットリリーフ弁の設定圧力より幾分高い、ほぼ一定圧力に維持されるリリーフ弁作用が得られ、全供給油は圧力補償弁よりタンクへ戻されるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような、パイロットリリーフ弁が開いて行なわれる圧力補償弁でのリリーフ弁作用では、通常のパイロット操作式リリーフ弁と比較すると、圧力オーバーライド特性が悪いものとなる。なお、リリーフ弁作用での圧力オーバーライド特性は、圧力制御で得られる圧力の一定性をはかる目安となるもので、通過流量の増加に対する圧力増加が大きい程、圧力オーバーライド特性が悪いとされている。そして前記圧力補償弁での圧力オーバーライド特性の悪化は、圧力補償弁の弁体を閉じ方向に付勢するばねが、圧力補償の際の絞り弁の入口、出口間の差圧を設定する必要上、通常のパイロット操作式リリーフ弁の場合と比較すると、大きなばね力を必要としてばね定数の大きなばねを選定せざるを得ないことから、通過流量の増加に応じた圧力補償弁の弁体開度の増加に対し、この弁体を閉じ方向に押圧するばね力の増加が大きく、ばね力とパイロット通路から導くパイロットリリーフ弁で圧力制御された圧力との押圧に抗して弁体を開く入口側圧力が、ばね力増加に相当分、大きく増加するために生じるものである。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑み、リリーフ弁作用を行なう際の圧力補償弁の圧力オーバーライド特性悪化を抑えた圧力補償付流量制御弁を実現しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の圧力補償付流量制御弁では、パイロット通路に絞りよりも連通路側にフィルタを設け、パイロット通路流通の際におけるパイロット通路の絞りよりも前でフィルタより後の圧力を受けてパイロットリリーフ弁の弁体を開き方向に押圧する受圧体を設けるようにした。また、パイロット通路流通の際におけるパイロット通路の絞りよりも前の連通路の絞り弁入口側から導く圧力を受けてパイロットリリーフ弁の弁体を開き方向に押圧する受圧体を設けるようにした。
【０００７】
このような圧力補償付流量制御弁では、パイロット通路のパイロットリリーフ弁が開いて圧力補償弁によるリリーフ弁作用が行なわれている際、連通路の絞り弁入口側には、圧力補償弁の弁体に作用する、パイロット通路の絞り後から導く圧力と、ばね力とによる閉じ方向の押圧力に相当する圧力が生じ、また、パイロットリリーフ弁の弁体は、連通路の圧力増加に応じ受圧体による押圧で一層開度を増して、パイロット通路の絞り後の、圧力補償弁の弁体を閉じ方向に押圧すべく導かれる圧力を低下させる。従って、圧力補償弁での通過流量の増加に応じて連通路の絞り弁入口側の圧力が増加するとき、この増加に応じて、前記のようにパイロット通路の絞り後から圧力補償弁の弁体を閉じ方向に押圧すべく導かれる圧力が低下するので、この圧力の低下に相当分、この圧力低下が生じない場合と比較すると、弁体を開く連通路の絞り弁入口側の圧力が小さくなる。このため、圧力補償弁での通過流量の増加に対する連通路の絞り弁入口側圧力の増加を小さくできて圧力オーバーライド特性が向上する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
そして、本発明の、パイロット通路流通の際におけるパイロット通路の絞りよりも前の圧力を受けてパイロットリリーフ弁の弁体を開き方向に押圧するよう設ける受圧体は、パイロットリリーフ弁の弁体と当接してこれを開き方向に押圧するよう、該弁体と別個に形成することができるし、また、パイロットリリーフ弁の弁体と一体に形成することもできる。
【０００９】
さらに、パイロットリリーフ弁の弁体を開き方向に押圧すべく受圧体が受ける圧力は、流通路の絞り弁出口側から導いても、また、流通路の絞り弁入口側から導いてもよい。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
第１実施例を示す図１と第２図及びその使用状態を示す図３において、１は本体で、絞り弁２の弁体３を摺動自在に挿入する弁孔４を有し、弁孔４には、入口孔５が通じた径大部６と、出口孔７が通じた径大部８を、軸方向に隔置して設けている。弁体３は、弁孔４の開口端を閉じる端蓋９との間に形成されるばね室１０に設置したばね１１によって押圧される図示のノーマル位置では、径大部７、８間を遮断するランド１２を有し、このランド１２には、ばね１１による押圧に抗して弁体３がノーマル位置から移動するとき、移動量に応じた開度で両径大部７、８間を連通させる複数の溝１３を設けており、径大部６、８及び入口孔５、出口孔７により連通路１４が形成されている。
【００１１】
１５は圧力補償弁であり、その弁体１６を摺動自在に収容した弁孔１７は、タンクＴ（図３参照）に接続される戻り孔１８に通じた径大部１９を有し、該弁孔１７は、その一端で通孔２０により、絞り弁２の径大部６に通じている。弁孔１７の他端は、端蓋２１で閉じており、端蓋２１と弁体１６間にはパイロット室２２が形成されるとともに、弁体１６を図示ノーマル位置へと押圧するばね２３が設置されている。そして、弁体１６は、ノーマル位置で通孔２０と径大部１９間を遮断するが、ばね２３による押圧に抗してパイロット室２２側へ移動すると、通孔２０と径大部１９間を連通する複数の切欠２４を有しており、また、通孔２０、径大部１９及び戻り孔１８により戻り路２５が形成されている。
【００１２】
２６は出口孔７に通じる通孔であり、該通孔２６は、フィルタ２７を経た後通孔２８、２９を経て通孔３０に通じ、該通孔３０には絞り３１が設置されている。そして、通孔２８は、パイロットリリーフ弁３２の小径弁孔３３の内端に通じている。パロットリリーフ弁３２は、小径弁孔３３に連設する大径弁孔３４と、大径弁孔３４内で弁体３５を両弁孔３３、３４間の段部に形成する弁座３６に当接するよう押圧する調圧ばね３７を有し、該調圧ばね３７のばね力は、調整ねじ３８の回動調整により変更可能となっている。
【００１３】
前記通孔３０は、圧力補償弁１５のパイロット室２２に通じた通孔３９を経て通孔４０に通じ、該通孔４０は、パイロットリリーフ弁３２における小径弁孔３３に弁座３６寄り位置で通じている。そして、パイロットリリーフ弁３２における大径弁孔３４は、通孔４１、４２を経て圧力補償弁１５における径大部１９に通じており、これら通孔２６、２８、２９、３０、３９、４０、４１、４２とパイロットリリーフ弁の両弁孔３３、３４により、出口孔７からタンクＴに通じるよう分岐した、圧力補償弁１５のためのパイロット通路４３が形成されている。４４は、小径弁孔３３に摺動自在に収容した、受圧体となるピストンであり、前記パイロット通路の流通時には、絞り３１の前の圧力を受けて弁体３５を開き方向に押圧するようになっている。なお、絞り弁２の前記ばね室１０も、通孔４１、４２を経てタンクＴに通じるようになっている。また、４５は、フィルタ２７設置のためのスペーサである。
【００１４】
前記絞り弁２の弁孔４の内奥には、弁体３との間にパイロット室４６が形成されており、４７は、弁体３を移動するためパイロット室４６の圧力を制御する電磁比例式のパイロットリリーフ弁である。パイロットリリーフ弁４７は、弁孔４８に挿入される本体部材４９と、本体部材４９と一体に螺着されたソレノイド５０を備え、これらは、ソレノイド５０を本体１に螺着することで、本体１に取り付けられている。本体部材４９には、内端側を小径孔部とした段付孔５１が貫通形成され、５２は、段付孔５１の段部に形成された、弁体５３が着座する弁座である。そして、弁体５３は、ソレノイド５０のコイル５４への通電時に、電流に応じた強さで固定鉄心５５へ吸引されるよう生じる可動鉄心５６への該吸引力により、弁座５２へ着座すべく押圧されるようになっている。
【００１５】
５７は入口孔５に通じた通孔で、該通孔５７はフィルタ５８を経た後、通孔５９を介し前記弁孔４８の内端側に通じて段付孔５１の内端側の小径孔部に通じている。そして、段付孔５１の大径孔部は通孔６０、６１を介し通孔６２により戻り孔１８に通じている。そして、通孔５９には絞り６３が設置されるとともに、弁孔４８の内端側は、通孔６４によりパイロット室４６に通じている。これにより、通孔５７、５９、弁孔４８、段付孔５１、通孔６０、６１、６２によって入口孔５からタンクＴへ通じるよう分岐した、絞り６３を設置するパイロット通路６５が形成され、このパイロット通路６５流通時の絞り６３後でパイロットリリーフ弁４７により圧力制御されて得られる圧力が、通孔６４によりパイロット室４６に導入される如く構成されている。なお、６６はフィルタ５８設置のためのスペーサである。
【００１６】
この圧力補償付流量制御弁（図３においてはＶで示す）は、図３の如く、入口孔５が、図示しない油圧ポンプとこれを駆動する電動機を有した、あるいはさらに安全弁等を付設した油圧源Ｐに接続され、出口孔７が、電磁切換弁６７により制御流れを得るよう開作動されるパイロット操作式の逆止め弁６８を介し、下降方向へ負荷される単動形の油圧シリンダ６９に通路７０により接続される。通路７０の逆止め弁６８と圧力補償付流量制御弁との間からは、電磁操作式の開閉弁７１と流量調整弁７２を直列設置した、タンクＴへの戻り通路７３が分岐している。
【００１７】
この実施例の作動を説明する。図示状態では、油圧ポンプが停止して油圧源Ｐからの圧油供給はなく、油圧シリンダ６９は下降端で停止しており、また、絞り弁２におけるパイロットリリーフ弁４７にはそのソレノイド５０に通電されておらず、絞り弁２の弁体３は、ばね１１の押圧力で、入口、出口孔５、７がそれぞれ通じた径大部６、８間を遮断するノーマル位置にある。そして、油圧シリンダ６９を上昇させるとき、パイロットリリーフ弁４７のソレノイド５０に所定電流が通電され、そして油圧源Ｐの油圧ポンプが起動されて入口孔５へ圧油が供給される。
【００１８】
これにより、パイロット通路６５へは入口孔５からの圧油が流通し、その絞り６３後では、パイロットリリーフ弁４７により、通電値に応じた圧力が生じる。この圧力はパイロット室４６に導かれるので、絞り弁２の弁体３は、この圧力による押圧力とばね１１による押圧力が釣り合う位置へと移動して、径大部６、８間を移動に応じた開度で連通する絞りが溝１３により形成され、入口孔５から出口孔７への流通が生じ油圧シリンダ６９が上昇を開始する。そして以後、パイロットリリーフ弁４７のソレノイド５０へは、所定値に達するまで所定の増加度合いで増加する電流が供給され、これ応じて溝１３による絞りの開度は漸次増加する。
【００１９】
入口孔５から出口孔７への流通が始まると、出口孔７に通じたパイロット通路４３により出口孔７の圧力が圧力補償弁１５のパイロット室２２へ導かれる。なお、この圧力はパイロットリリーフ弁３２の設定圧力に達しないのでこのリリーフ弁３２の弁体３５は弁座３６に着座した状態を保っている。このため圧力補償弁１５は、前記溝１３により形成の絞り前である入口孔５からの圧力を開き方向に、また、パイロット室２２へ導かれる溝１３による絞り後の圧力を閉じ方向に、それぞれ作用される弁体１６が、これら圧力差による開き方向への押圧力とばね２３による閉じ方向への押圧力とが釣り合うよう移動して切欠２４での通孔２０と径大部１９間の開度を変化させ、溝１３による絞り前後にばね２３のばね力で設定される差圧を得るよう、入口孔５からの供給油の過剰分を戻り孔１８へ排出させる、周知の圧力補償作用を行う。
【００２０】
そして、油圧シリンダ６９へは圧力補償作用のもとに溝１３による絞りの開度に応じた流量が供給され、油圧シリンダ６９は漸次増速した後、一定速度で上昇作動する。上昇作動が進み、油圧シリンダ６９のピストンが上昇端近くに達すると、絞り弁２におけるパイロットリリーフ弁４７のソレノイド５０への電流が小さな値へと、漸次減少する過程をへて変化される。これに応じ、溝１３による絞りは小さな開度へと漸次減少し、油圧シリンダ６９のピストンは、漸次減速した後、小さな速度で行程端に達し停止する。
【００２１】
この油圧シリンダ６９の停止で、油圧シリンダ６９への供給経路の圧力が上昇するので、パイロット通路４３でのパイロットリリーフ弁３２は、弁体３５が弁座３６より離座して開き、パイロット通路４３での流通が生じ、このとき絞り３１による圧力低下が生じて、絞り３１後のパイロットリリーフ弁３２との間では、絞り３１前よりも圧力が低くなり、この圧力がパイロット室２２に導く圧力補償弁１５の弁体１６は、入口孔５からの圧力による押圧で開かれてリリーフ弁作用を行い、油圧源Ｐからの供給油は、戻り孔１８へ戻される。
【００２２】
この圧力補償弁１５のリリーフ弁作用において、パイロット通路４３での流通が生じたときの絞り３１での圧力低下により、ピストン４４が、パイロットリリーフ弁３２の弁体３５に当接し、ピストン４４が受ける絞り３１前の圧力による押圧力によって弁体３５を開き方向に押圧する。このピストン４４に作用する絞り３１前の圧力は、出口孔７からフィルタ２７を経てパイロット通路４３で導かれているが、このリリーフ弁作用時でのパイロット通路４３の通過流量は小さくて、溝１３による絞りや、フィルタ２７での圧力低下がさほど大きくないので、実質的に入口孔５の圧力と同じとなる。そして、この圧力を受けるピストン４４は、入口孔５の圧力が大きくなれば調圧ばね３７の押圧に抗して一層大きな開度をとるよう、弁体３５を移動させ、絞り３１後の圧力を低下させるので、圧力補償弁１５の弁体１６が一層開き、入口孔７での圧力上昇が抑えられる。このため、弁体１６へばね力を作用させるばね２２のばね定数が大きくなることが避けられない圧力補償弁１５においても、従来例にみられるような圧力オーバーライド特性の悪化が抑えられる。
【００２３】
次いで油圧源Ｐにおいては、油圧ポンプが停止され、油圧源Ｐからの供給が停止され、圧力補償弁１５の弁体１６は図示の閉じ位置へ復帰する。またパイロットリリーフ弁４７のソレノイド５０への通電が停止され、絞り弁２は、弁体３がばね１１により図示のノーマル位置へ復帰するとともに、油圧シリンダ６９は逆止め弁６８により下降が阻止されてパイロットリリーフ弁３２の弁体３５も弁座に着座した図示の閉じ位置へ復帰する。この状態から、電磁切換弁６７を切り換えるとともに、開閉弁７１を開いて、油圧シリンダ６９が下降作動される。
【００２４】
この実施例においては、上記のように圧力補償弁１５のリリーフ弁作用の際、圧力オーバーライド特性の悪化が抑えられるので、油圧源Ｐからの圧油が無駄に圧力上昇せず、動力損失が抑えられる。また、各パイロット通路４３、６５にはフィルタ２７、５８を設置したので、パイロット通路４３、６５の絞り３１、６３や、パイロットリリーフ弁３２、４７の弁体３５、５３と弁座３６、５２の間に異物が入り込むような事態の発生を抑えて弁の良好な作動を維持できる。
【００２５】
図４、図５は、第２実施例を示す。なお、第２実施例は、大部分が第１実施例と変わらないので、図４には要部のみが示してあり、以下第１実施例との相違点を説明すと、８０は、パイロットリリーフ弁３２における小径弁孔３３の弁座３６寄りの位置と、絞り弁２の弁孔４のばね室１０側に形成した環状溝８１を通じる通孔であり、環状溝８１は、絞り弁２の弁体３がノーマル位置にあるときばね室１０に通じるが、弁体３がノーマル位置から移動すると、弁体３によりばね室１０との連通が断たれるようになっている。
【００２６】
そしてこのものでは、絞り弁２の弁体３がノーマル位置にあるとき、油圧源
Ｐから供給されると、圧力補償弁１５のパイロット室２２が通孔３９、４０を経て通孔８０、環状溝８１そして通孔４１、４２を介し戻り孔１８よりタンクＴに通じられるので、この供給油は圧力補償弁１５の弁体を、ばね２３の押圧に抗する比較的小さな圧力を生じるのみで開き、タンクＴに排出されて、いわゆるアンロード作用がなされる。絞り弁２の弁体３がノーマル位置から移動すれば環状溝８１とばね室１０の連通が断たれて第１実施例と同様な作用、効果が得られる。
【００２７】
図６、図７、図８は、それぞれ第３、第４、第５実施例を示す。第１実施例との相違点を以下説明すると、図６では、圧力補償弁１５のためのパイロット通路４３でのパイロットリリーフ弁３２の弁体３５には、受圧体となる受圧体部８２が一体に形成されており、また、図７のものでは、このように受圧体部８２を一体に形成した弁体３５に、絞り３１が組み込まれている。これらのものも、圧力補償弁１５によるリリーフ弁作用の際、連通路１４の圧力上昇を受圧体部８２で受けて弁体３５が開かれ、前記第１実施例と同様な作用、効果が得られる。そして、図８のものは、受圧体となるピストン４４は、パイロット通路８３より連通路１４の絞り弁２の入口側から導かれる圧力が作用するようになっており、このものも、前記第１実施例と同様な作用、効果が得られる。なお、図８の第５実施例のものにおいても、図６での第３実施例のように、受圧体であるピストン４４を弁体３５と一体にすることができる。しかしながら、弁体３５が小径の場合、この第５実施例や、前記第１実施例のように、受圧体となるピストン４４を弁体３５と別個にすれば、これらの製作を容易に行うことができる。
【００２８】
【発明の効果】
このように本発明の圧力補償付流量制御弁によれば、圧力補償弁のリリーフ弁作用の際の圧力オーバーライド特性の悪化が抑えられ、動力損失を少なくできる。
また、パイロット通路に絞りよりも連通路側にフィルタを設け、パイロット通路流通の際におけるパイロット通路の絞りよりも前でフィルタより後の圧力を受けてパイロットリリーフ弁の弁体を開き方向に押圧する受圧体を設けたことにより、パイロット通路の絞りやパイロットリリーフ弁に異物が入り込むような事態の発生を抑えて弁の良好な作動を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す平面断面図。
【図２】図１でのＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図３】本発明の第１実施例の使用例を示す油圧回路図。
【図４】本発明の第２実施例を示す部分平面断面図。
【図５】本発明の第２実施例を示した油圧回路図。
【図６】本発明の第３実施例を一部断面で示した油圧回路図。
【図７】本発明の第４実施例を一部断面で示した油圧回路図。
【図８】本発明の第５実施例を一部断面で示した油圧回路図。
【符号の説明】
２絞り弁
３弁体
１１ばね
１４連通路
１５圧力補償弁
２３ばね
２５戻り路
３１絞り
３２パイロットリリーフ弁
３５弁体
４３パイロット通路
４４受圧体

Claims

連通路の入口と出口間を通じる開度調整自在の絞りを形成する弁体を有した絞り弁と、連通路の絞り弁入口側からの圧力を開き方向へ、また、連通路の絞り弁出口側からの圧力を閉じ方向へそれぞれ作用されるとともに、ばねによって閉じ方向に付勢された弁体を有して連通路の絞り弁入口側からタンクへ通じるよう分岐する戻り路を連通遮断するよう設置した圧力補償弁とを備え、連通路の絞り弁出口側からタンクへ通じるよう分岐したパイロット通路に、このパイロット通路を連通遮断する弁体を有したパイロットリリーフ弁と、このパイロットリリーフ弁よりも連通路側に絞りを設け、連通路の絞り弁出口側からの圧力を、パイロット通路の絞りとパイロットリリーフ弁の間より圧力補償弁の弁体へ作用させるため導くようにした圧力補償付流量制御弁において、パイロット通路に絞りよりも連通路側にフィルタを設け、パイロット通路流通の際におけるパイロット通路の絞りよりも前でフィルタより後の圧力を受けてパイロットリリーフ弁の弁体を開き方向に押圧する受圧体を設けたことを特徴とする圧力補償付流量制御弁。
受圧体がパイロットリリーフ弁の弁体とは別個に形成され、パイロットリリーフ弁の弁体に当接してこの弁体を開き方向に押圧する請求項１に記載の圧力補償付流量制御弁。
受圧体がパイロットリリーフ弁の弁体と一体に形成された請求項１に記載の圧力補償付流量制御弁。
受圧体が連通路の絞り弁出口側から導く圧力を受けてパイロットリリーフ弁の弁体を開き方向に押圧する請求項１から請求項３のいずれかに記載の圧力補償付流量制御弁。
連通路の入口と出口間を通じる開度調整自在の絞りを形成する弁体を有した絞り弁と、連通路の絞り弁入口側からの圧力を開き方向へ、また、連通路の絞り弁出口側からの圧力を閉じ方向へそれぞれ作用されるとともに、ばねによって閉じ方向に付勢された弁体を有して連通路の絞り弁入口側からタンクへ通じるよう分岐する戻り路を連通遮断するよう設置した圧力補償弁とを備え、連通路の絞り弁出口側からタンクへ通じるよう分岐したパイロット通路に、このパイロット通路を連通遮断する弁体を有したパイロットリリーフ弁と、このパイロットリリーフ弁よりも連通路側に絞りを設け、連通路の絞り弁出口側からの圧力を、パイロット通路の絞りとパイロットリリーフ弁の間より圧力補償弁の弁体へ作用させるため導くようにした圧力補償付流量制御弁において、パイロット通路流通の際におけるパイロット通路の絞りよりも前の連通路の絞り弁入口側から導く圧力を受けてパイロットリリーフ弁の弁体を開き方向に押圧する受圧体を設けたことを特徴とする圧力補償付流量制御弁。