JP4968862B2 - Fluid pressure on-off valve - Google Patents

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Description

この発明は、例えば水圧源(一次流体圧側)と水圧シリンダー(二次流体圧側)をつなぐ配管流路の間に設けられて、開閉することで水圧シリンダーの作動・停止などを可能とする流体圧開閉弁に関するものである。   The present invention provides, for example, a fluid pressure that is provided between a pipe flow path that connects a hydraulic pressure source (primary fluid pressure side) and a hydraulic cylinder (secondary fluid pressure side), and that allows the hydraulic cylinder to be operated and stopped by opening and closing. The present invention relates to an on-off valve.

従来、水圧鍛造プレス・水圧押出しプレス等の圧力30MPaに至る水圧駆動システムに用いられる開閉弁には、2種類の方式が知られている。その1種類は、図4に示す「突上げ式ポペット型」(非特許文献1参照)であり、またもう1種類は、特許文献1に提案されている「作業機用水圧バルブ」における「レバー式スプール型」である。   2. Description of the Related Art Conventionally, two types of on-off valves are known for use in a hydraulic drive system that reaches a pressure of 30 MPa, such as a hydraulic forging press and a hydraulic extrusion press. One type is a “push-up type poppet type” (see Non-Patent Document 1) shown in FIG. 4, and the other type is a “lever” in a “hydraulic valve for work equipment” proposed in Patent Document 1. "Spool type".

先ず、図4に示す「突上げ式ポペット型」について説明する。本図は非特許文献1から引用したものである。
本水圧バルブは、ポペット部(A)、突上げロッド部(B)、揺動リンク部(C)、およびバランスロッド部(D)から構成されている。
First, the “push-up type poppet type” shown in FIG. 4 will be described. This figure is cited from Non-Patent Document 1.
The water pressure valve includes a poppet portion (A), a push-up rod portion (B), a swing link portion (C), and a balance rod portion (D).

ポペット部(A)の詳細を図5に示し、以下に説明する。
親バルブ26はバルブブロック21に組込まれたバルブスリーブ25をガイドとして上下に作動するように構成されている。バルブスリーブ25は親バルブ押え28によってバルブブロック21に固定され、外部シール32、内部シール33によって外気と一次側圧力ポート22と二次側圧力ポート24を分離している。親バルブ26の上部には上部チャンバー23が形成されており、該上部チャンバー23には、バルブスリーブ25に設けられたチャンバー導通穴25aを通じて一次側圧力ポート22の圧力が導かれている。この圧力によって親バルブ26が常に下方に押付けられ、バルブスリーブ25の弁座26bに当接して親バルブシート面が全閉状態となる。これにより一次側から二次側への水の流れが遮断される。
Details of the poppet part (A) are shown in FIG. 5 and described below.
The parent valve 26 is configured to operate up and down with a valve sleeve 25 incorporated in the valve block 21 as a guide. The valve sleeve 25 is fixed to the valve block 21 by a parent valve presser 28, and outside air, the primary pressure port 22 and the secondary pressure port 24 are separated by an external seal 32 and an internal seal 33. An upper chamber 23 is formed on the upper part of the parent valve 26, and the pressure of the primary pressure port 22 is guided to the upper chamber 23 through a chamber conduction hole 25 a provided in the valve sleeve 25. With this pressure, the parent valve 26 is always pressed downward, abuts against the valve seat 26b of the valve sleeve 25, and the parent valve seat surface is fully closed. Thereby, the flow of water from the primary side to the secondary side is blocked.

工場の高圧アキュムレータにつながっている一次側圧力ポート22は、例えば常に30MPaの高圧力状態であり、圧力チャンバー23も同圧である。二次側圧力ポート24は主にシリンダ負荷側につながり、負荷圧力によって回路中のタンク圧力から一次圧力の間の値をとる。従って開弁状態下では必ず一次側から二次側へ水は流れようとする。
次に、突上げロッド34を上昇させることによって親バルブ26内部に設置した子バルブ29の先端のへそ状に突き出た部分(以下へそ部29cと呼ぶ)を親バルブ26内部へ押し込む。これにより子バルブ29のシート面29bが開き、上部チャンバー23内の水の圧縮ボリューム分が子バルブ29の内部空間および子バルブ導通穴29a、親バルブ導通穴26aをとおして瞬時に二次側圧力ポート24側に流出し、上部チャンバー23内圧力は二次側圧力ポート24と同圧まで降下する。上下の圧力バランスがとれることで親バルブ26は突上げロッド34の先端に乗った状態で抵抗無く上昇することが可能となる。これにより親バルブ26のシート面26bが開く。すなわち上記突上げロッド34を上昇・下降させ、親バルブ26を開閉する構造によって「突上げ式水圧開閉弁」を構成している。
The primary side pressure port 22 connected to the high pressure accumulator of the factory is always in a high pressure state of, for example, 30 MPa, and the pressure chamber 23 is also at the same pressure. The secondary pressure port 24 is mainly connected to the cylinder load side, and takes a value between the tank pressure in the circuit and the primary pressure depending on the load pressure. Therefore, water always tries to flow from the primary side to the secondary side when the valve is open.
Next, by raising the push-up rod 34, a portion protruding in the shape of a navel at the tip of the child valve 29 installed inside the parent valve 26 (hereinafter referred to as a navel portion 29 c) is pushed into the parent valve 26. As a result, the seat surface 29b of the child valve 29 is opened, and the compressed volume of the water in the upper chamber 23 instantaneously passes through the inner space of the child valve 29, the child valve conduction hole 29a, and the parent valve conduction hole 26a. It flows out to the port 24 side, and the pressure in the upper chamber 23 drops to the same pressure as the secondary side pressure port 24. The balance between the upper and lower pressures allows the parent valve 26 to rise without resistance while riding on the tip of the push-up rod 34. As a result, the seat surface 26b of the parent valve 26 opens. That is, a “push-up type hydraulic pressure on-off valve” is configured by raising and lowering the push-up rod 34 and opening and closing the parent valve 26.

突上げロッド部(B)は、図4に示すように突上げロッド34、ロッドガイド35、Vパッキン36、パッキン押え37から構成されておりロッド駆動時のガイドと水圧のシールを行っている。
揺動リンク部(C)はストローク調整ねじ38、揺動ロッド39、揺動プレート40から構成されていて親バルブ26の突上げ位置の調整を行っている。
バランスロッド部(D)は突上げロッド部(B)と同一の構造および寸法となっており、二次側圧力ポート24の圧力によって発生する突上げロッド34の押し下げをキャンセルさせている。
As shown in FIG. 4, the push-up rod portion (B) is composed of a push-up rod 34, a rod guide 35, a V packing 36, and a packing presser 37, and seals the guide and water pressure when the rod is driven.
The swing link portion (C) includes a stroke adjusting screw 38, a swing rod 39, and a swing plate 40, and adjusts the push-up position of the parent valve 26.
The balance rod portion (D) has the same structure and dimensions as the push-up rod portion (B), and cancels the push-down of the push-up rod 34 generated by the pressure of the secondary side pressure port 24.

次に、特許文献1に示され、フォークリフト等の作業機用水圧バルブとして用いられる「スプール型」開閉弁について説明する。
このバルブは、シリンダと、スプール駆動によって流入口ポートまたは流出口ポートに連通するチェック弁下部室との間の流路に装備される。作業機の作動時に流入口ポートからの加圧水で開放され、作業機の設定位置保持時に、流出口ポートからの加圧水排出で低下するチェック弁下部室内圧力とシリンダ内の加圧水の差圧で流路を遮断する。このため、差圧によりチェックバルブは流路を面シートで閉鎖し、作動流体に加圧水を使用しても、隙間からの漏洩はバルブでほとんど阻止でき、特に作業機の一定位置に保持時には、加圧水の使用でも漏洩がほとんど無く、設定位置・設定姿勢を正確に保持できる。
Next, a “spool type” on-off valve shown in Patent Document 1 and used as a hydraulic valve for a work machine such as a forklift will be described.
This valve is provided in a flow path between the cylinder and a check valve lower chamber communicating with the inlet port or the outlet port by a spool drive. Opened with pressurized water from the inlet port during operation of the work implement, and when the work implement is held at the set position, the flow path is set by the pressure difference between the lower pressure in the lower part of the check valve and the pressurized water in the cylinder. Cut off. For this reason, the check valve closes the flow path with a face sheet due to the differential pressure, and even if pressurized water is used as the working fluid, leakage from the gap can be almost prevented by the valve, especially when the working machine is held at a fixed position. There is almost no leakage even when using, and the setting position and setting posture can be accurately maintained.

特開2002−106736号公報JP 2002-106736 A

Ernst Mu¨ller著、Ventilantrieb mit entraster Hebestange.、「Hydrauliche Schmiedepressen und Kraftwasseranlagen」、Springer−Verlag社発行、1952年、abb.100、124頁By Ernst Mu¨ller, Ventilantrieb mit entrastor Hess. "Hydrauliche Schmiedepressen und Kraftwasseragengen", published by Springer-Verlag, 1952, abb. 100, 124 pages

しかし、従来のバルブのうち、前者の「突上げ式ポペット型」では、下記3点において欠点があった。
(1)1点目は、突上げロッド34の突上げ動作によってへそ部29c下端が塑性変形し、さらには磨耗して、突き出し高さが著しく減少してへそ部29cが無いに等しい状況になりやすいというものである。
へそ部29c高さが大きく減少すると子バルブ29のリフト量が大きく減少して、上部チャンバー23の圧力が抜けづらくなり、突上げロッド34の突上げ量に比例した親バルブ26のリフトが得られなくなり開閉動作が不能となる欠点があった。
また、まれには子バルブ29のへそ部29cが折損し子バルブ29を開くことができず、その結果、親バルブ26が開くことが不可能になり水圧バルブとして機能しない事態となる欠点があった。
However, among the conventional valves, the former “push-up type poppet type” has drawbacks in the following three points.
(1) The first point is a situation where the lower end of the navel portion 29c is plastically deformed by the push-up operation of the push-up rod 34, and is further worn away, so that the protruding height is remarkably reduced and there is no navel portion 29c. It is easy.
If the height of the navel portion 29c is greatly reduced, the lift amount of the child valve 29 is greatly reduced, the pressure of the upper chamber 23 becomes difficult to escape, and the lift of the parent valve 26 proportional to the push-up amount of the push-up rod 34 is obtained. There was a drawback that the opening and closing operation became impossible.
In addition, in rare cases, the navel portion 29c of the child valve 29 breaks, and the child valve 29 cannot be opened. As a result, the parent valve 26 cannot be opened and does not function as a water pressure valve. It was.

へそ部29c下端が塑性変形し、さらには磨耗および折損する現象は次の原因による。 1つ目には、下方より突上げられる子バルブ29の構造上、突上げられるへそ部直径寸法は子バルブシート面29cの最小直径寸法より、圧抜きに必要な隙間分だけ更に小さい寸法に制限せざるを得ないため、接触面積が大きくとれないことが原因である。このため突上げロッド34により突上げられる度に、へそ部下端29cの接触面圧が非常に高い値となっていることが塑性変形および磨耗する現象となっている。また、この塑性変形および磨耗を軽減する目的でへそ部29cのみを表面焼入れまたは部分焼入れで硬度を上げることを試みることがあったが、その場合の多くはへそ部29cが折損する現象が発生した。2つ目には、硬度が上がることによる反面、靭性の低下の影響を受け、繰返し作用する突上げ時の衝撃に耐えられないことが原因と考える。   The phenomenon that the lower end of the navel portion 29c is plastically deformed and further worn and broken is due to the following causes. First, due to the structure of the child valve 29 that is pushed up from below, the diameter of the bellows portion that is pushed up is limited to a size that is smaller than the minimum diameter of the child valve seat surface 29c by the gap necessary for pressure relief. This is because the contact area cannot be increased because it must be done. For this reason, every time the push-up rod 34 is pushed up, the contact surface pressure of the navel portion lower end 29c is a very high value, which is a phenomenon of plastic deformation and wear. Further, in order to reduce the plastic deformation and wear, there has been an attempt to increase the hardness of only the navel portion 29c by surface quenching or partial quenching, but in many cases, the phenomenon that the navel portion 29c is broken occurs. . The second reason is that the hardness is increased, but it is influenced by a decrease in toughness, and the cause is that it cannot withstand the impact during repeated push-up.

(2)2点目としては、親バルブ26が突上げロッド34によって開いている状態の下で、さらに一次側圧力ポート22と二次側圧力ポート24の圧力がどちらも同一値30MPaかあるいは非常に近い値になっている場合に、突上げロッド34の下降動作に対して親バルブ26が追従しない欠点があった。すなわち突上げロッド34が瞬間的に下降を開始しても親バルブは下降を開始せずに残っており、一呼吸おいてから降下する現象があった。これは突上げロッド34が、親バルブ26と結合されていないという構造上の問題である。突上げロッド34が下降することで子バルブ26が閉じ、上部チャンバー23にチャンバー導通穴25aからの圧水が入り込み親バルブ26を閉じようとするが、親バルブ26上下の圧力に差が無いとチャンバー導通穴25aから上部チャンバー23に圧水が入り込めず親バルブ26が下向きに降りて来ることができない状態になるためである。これに対して突上げロッド34は極めて高い応答速度の油圧サーボで制御されるため親バルブ26は突上げロッド34に対して必ず応答遅れを起こす欠点があった。 (2) As the second point, under the condition that the parent valve 26 is opened by the push-up rod 34, the pressures of the primary pressure port 22 and the secondary pressure port 24 are both the same value of 30 MPa or emergency When the value is close to, the parent valve 26 does not follow the downward movement of the push-up rod 34. That is, even if the push-up rod 34 starts to descend instantaneously, the parent valve remains without starting to descend, and there is a phenomenon that it descends after one breath. This is a structural problem that the push-up rod 34 is not connected to the parent valve 26. When the push-up rod 34 is lowered, the child valve 26 is closed, and the pressurized water from the chamber conduction hole 25a enters the upper chamber 23 to close the parent valve 26. However, if there is no difference in the pressure above and below the parent valve 26, This is because pressurized water cannot enter the upper chamber 23 from the chamber conduction hole 25a and the parent valve 26 cannot descend downward. On the other hand, since the push-up rod 34 is controlled by a hydraulic servo having an extremely high response speed, the parent valve 26 has a drawback that it always causes a response delay with respect to the push-up rod 34.

チャンバー導通穴25aは一次側圧力ポート22の圧力を親バルブ26の上部チャンバー23に導き、一次側圧力によって親バルブシート面26bをバルブスリーブ25に押付けて、親バルブ26の閉弁状態を維持する機能を持っている。親バルブ26の開弁・閉弁動作時の過渡状態を考えると、この導通穴25aの大きさを適切に決定することは非常に難しい。開弁動作時には子バルブ29が突上げロッド34によって突上げられることで上部チャンバー23内の圧抜きが瞬時に行なわれ、親バルブ26をバルブスリーブ25に押付ける力が消失し、引き続き、突上げロッド34によって親バルブ26が瞬時に開弁する訳であるが、導通穴25aが大きすぎる場合には、子バルブ29が突上げロッド34によって突上げられたとしても上部チャンバー23内の圧抜きが完全に行なわれず、圧力が残存する。従って親バルブ26をバルブスリーブ25に押付ける力が残存し、突上げロッド34によって親バルブ26が開弁できない。または開弁に時間がかかる現象が発生する。
閉弁動作時には、逆に導通穴25aが小さすぎる場合に、上部チャンバー23に流入する水量が不足し、親バルブ26の閉弁速度が遅くなり、閉弁に時間がかかる現象が発生する。
以上述べた様に、突上げロッド34が、親バルブ26と結合されていないという構造上の問題から、導通穴25aを適切な大きさに決めることが非常に難しかった。
The chamber conduction hole 25a guides the pressure of the primary side pressure port 22 to the upper chamber 23 of the parent valve 26, and presses the parent valve seat surface 26b against the valve sleeve 25 by the primary side pressure, thereby maintaining the closed state of the parent valve 26. Has function. Considering the transient state during the opening / closing operation of the parent valve 26, it is very difficult to appropriately determine the size of the conduction hole 25a. When the valve opening operation is performed, the child valve 29 is pushed up by the push-up rod 34 so that the pressure in the upper chamber 23 is instantaneously released, and the force for pressing the parent valve 26 against the valve sleeve 25 disappears. Although the parent valve 26 is instantaneously opened by the rod 34, if the conduction hole 25a is too large, even if the child valve 29 is pushed up by the push-up rod 34, the pressure in the upper chamber 23 is not released. Not completely done and pressure remains. Accordingly, the force for pressing the parent valve 26 against the valve sleeve 25 remains, and the parent valve 26 cannot be opened by the push-up rod 34. Or a phenomenon that takes time to open the valve occurs.
At the time of the valve closing operation, conversely, if the conduction hole 25a is too small, the amount of water flowing into the upper chamber 23 is insufficient, the valve closing speed of the parent valve 26 becomes slow, and a phenomenon that takes time to close occurs.
As described above, due to the structural problem that the push-up rod 34 is not coupled to the parent valve 26, it is very difficult to determine the conduction hole 25a to an appropriate size.

(3)3点目としては、親バルブ26を比例弁として使用した場合、バルブ下端部の形状から言って、ロッド34のリフト量の変化量に対し急激に通過面積が増大し、一次比例した開度面積が得られないため、バルブ通過水量をロッド34のリフト量の変化量に対し直線的に比例制御することが難しいという欠点があった。 (3) As a third point, when the parent valve 26 is used as a proportional valve, the passage area suddenly increases with respect to the amount of change in the lift amount of the rod 34 and is linearly proportional to the shape of the lower end of the valve. Since the opening area cannot be obtained, it is difficult to linearly control the amount of water passing through the valve with respect to the amount of change in the lift amount of the rod 34.

また従来のバルブのうち、後者では、シリンダー等、機器の位置を一定に保持するためにチェック弁およびチェック弁のコントロール機器と組合わせて用いられる必要があり、バルブ全体として大型で複雑なものとなり、維持管理が難しいという欠点が予想された。   Also, among the conventional valves, the latter needs to be used in combination with a check valve and a control device for the check valve in order to keep the position of the device such as a cylinder constant, and the entire valve becomes large and complicated. The drawback was that it would be difficult to maintain.

本発明は、上記事情を背景としたものであり、従来のバルブに存在している子バルブのへそ部を廃止して、へそ部の塑性変形・磨耗・突き出し高さの著しい減少に伴って発生する比例制御不能および開弁不能の欠点をなくすことを可能としたものである。   The present invention is based on the above circumstances, and is generated with a significant decrease in the plastic deformation, wear, and protruding height of the navel part by eliminating the navel part of the child valve existing in the conventional valve. It is possible to eliminate the disadvantages of proportional control failure and valve opening failure.

すなわち、本発明の流体圧開閉弁のうち、請求項1記載の発明は、一次流体圧側と二次流体圧側の間の配管流路に設けられて開度を設定する流体圧開閉弁であって、一次流体圧側と二次流体圧側とにそれぞれ連通し、互いに弁流路を介して連通する一次流体圧側ポートと二次流体圧側ポートとを有するバルブスリーブ内に主弁体が軸方向に移動可能に配置されており、該主弁体は、バルブスリーブ内を前進することでバルブスリーブに設けた弁座に当接して前記弁流路を閉じ、後退することで弁流路を開くように構成されているとともに、その後向面側に一次流体の流体圧力が付加される受圧面が設けられ、さらに該受圧面に圧力を付加する流体圧側と二次流体圧側とを連通させる圧抜き流路を有しており、この主弁体に、該主弁体に対し軸方向に移動可能でかつ主弁体に対する後退量が規制された副弁体が配置されており、該副弁体は、主弁体に対し前進することで主弁体に設けた弁座に当接して前記圧抜き流路を閉じるとともに、後退することで圧抜き流路を開くように構成されており、該副弁体に、該副弁体を前記軸方向に沿って移動させるアクチュエータの作動部が連結されており、前記副弁体は、前記作動部のフランジ状先端係合部を後方側で支持する副弁体キャップと、前記先端係合部を前方側から後方に向けて付勢する作動部付勢手段とを備えており、これら副弁体キャップと作動部付勢手段とによって前記作動部が前記副弁体に連結されていることを特徴とする。   That is, among the fluid pressure on / off valves of the present invention, the invention according to claim 1 is a fluid pressure on / off valve that is provided in a pipe flow path between a primary fluid pressure side and a secondary fluid pressure side to set an opening degree. The main valve body is movable in the axial direction in a valve sleeve having a primary fluid pressure side port and a secondary fluid pressure side port that communicate with the primary fluid pressure side and the secondary fluid pressure side, respectively. The main valve element is configured to contact the valve seat provided in the valve sleeve by moving forward in the valve sleeve to close the valve flow path, and to open the valve flow path by retreating. A pressure receiving surface to which the fluid pressure of the primary fluid is applied is provided on the rear surface side, and a pressure release passage that further connects the fluid pressure side that applies pressure to the pressure receiving surface and the secondary fluid pressure side is provided. The main valve body has a shaft relative to the main valve body. A sub-valve element that is movable in the direction of the main valve element and the amount of reverse movement relative to the main valve element is disposed, and the sub-valve element contacts the valve seat provided in the main valve element by moving forward with respect to the main valve element. The actuator is configured to contact and close the pressure relief flow path and to retreat to open the pressure relief flow path, and to actuate the actuator that causes the sub valve body to move the sub valve body along the axial direction. The sub-valve body is urged from the front side toward the rear side by the sub-valve body cap that supports the flange-like front end engagement portion of the operating portion on the rear side. The actuating part urging means is provided, and the actuating part is connected to the sub-valve element by the sub-valve cap and the actuating part urging means.

請求項2記載の流体圧開閉弁の発明は、請求項1記載の発明において、前記主弁体外に、該主弁体の閉弁時に前記二次流体圧側の流体を前記受圧面に圧力を付加する流体圧側に瞬時に補給するべく、受圧面に圧力を付加する流体圧側と二次流体圧側とを導通させるチェック弁導通路を有しており、該チェック弁導通路に、二次流体圧側から前記受圧面に圧力を付加する流体圧側にのみ流体の導入を可能とするチェック弁が介設されていることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, the fluid pressure on-off valve according to the first aspect is configured such that the fluid on the secondary fluid pressure side is applied to the pressure receiving surface outside the main valve body when the main valve body is closed. In order to instantaneously replenish the fluid pressure side, a check valve conducting path is provided that connects the fluid pressure side that applies pressure to the pressure receiving surface and the secondary fluid pressure side, and the check valve conducting path is connected to the secondary fluid pressure side from the secondary fluid pressure side. A check valve that enables introduction of fluid only on the fluid pressure side that applies pressure to the pressure receiving surface is provided.

請求項3記載の流体圧開閉弁の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記主弁体は、前記副弁体を後方側で支持する主弁体キャップと、前記副弁体を前方側から後方に向けて付勢する主弁体付勢手段とを備えていることを特徴とする。   According to a third aspect of the invention, the main valve body includes a main valve body cap that supports the sub valve body on the rear side, and the sub valve body. And a main valve body urging means for urging the rear side from the front side toward the rear side.

請求項4記載の流体圧開閉弁の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、前記バルブスリーブは、その側壁に一次流体圧側ポートが設けられ、先端のスリーブ穴が二次流体圧側ポートに割り当てられていることを特徴とする。   A fluid pressure on-off valve according to a fourth aspect of the present invention is the fluid pressure on-off valve according to any one of the first to third aspects, wherein the valve sleeve is provided with a primary fluid pressure side port on a side wall thereof, and the sleeve hole at the tip is secondary. It is assigned to the fluid pressure side port.

請求項5記載の流体圧開閉弁の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の発明において、前記主弁体は、前記バルブスリーブ弁座に対する離接動作によって切替弁として動作するものであることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, the main valve body operates as a switching valve by a separating operation with respect to the valve sleeve valve seat. It is characterized by being.

請求項6記載の流体圧開閉弁の発明は、請求項1〜5のいずれかに記載の発明において、前記主弁体は、前記バルブスリーブ弁座に対する離接動作に従って比例弁として動作するものであることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, the main valve element operates as a proportional valve in accordance with a separating operation with respect to the valve sleeve valve seat. It is characterized by being.

請求項7記載の流体圧開閉弁の発明は、請求項1〜6のいずれかに記載の発明において、前記主弁体は、環状のバルブスリーブ弁座に対し離接動作によってその離接量に一次比例した開度面積が得られるノーズを有していることを特徴とする。   A fluid pressure on-off valve according to a seventh aspect of the invention is the invention according to any one of the first to sixth aspects, wherein the main valve body is adjusted to an amount of contact / disengagement with respect to an annular valve sleeve valve seat. It has the nose which can obtain the opening area proportional to primary.

すなわち、本発明によれば、弁閉時には、アクチュエータ作動部によって副弁体を前進位置に置いて主弁体の圧抜き流路を閉じておくことで一次流体側の圧力が主弁体の受圧面に加わって主弁体が前進位置に置かれる。この結果、主弁体がバルブスリーブの弁座に当接して弁流路が閉じられる。
また、弁開時には、アクチュエータ作動部によって副弁体を後進させると、主弁体の圧抜き流路が開放され、受圧面に圧力を付加している一次流体圧側の流体が圧抜き流路を通して二次流体圧側に流出し、受圧面に付加されている圧力が低減し、主弁体をバルブスリーブの弁座に当接させている応力が低減もしくは失われる。アクチュエータ作動部をさらに後退させると、主弁体に対する副弁体の後退が規制され、副弁体とともに主弁体が後退し、バルブスリーブの当座に対する主弁体の当接が解かれて弁流路が開放される。
That is, according to the present invention, when the valve is closed, the pressure on the primary fluid is received by the main valve body by closing the pressure relief passage of the main valve body by placing the sub-valve body in the forward position by the actuator operating portion. The main valve body is placed in the forward position in addition to the surface. As a result, the main valve body comes into contact with the valve seat of the valve sleeve and the valve flow path is closed.
In addition, when the valve is opened, if the sub valve body is moved backward by the actuator operating portion, the pressure release passage of the main valve body is opened, and the fluid on the primary fluid pressure side, which is applying pressure to the pressure receiving surface, passes through the pressure release passage. The pressure flowing out to the secondary fluid pressure side and applied to the pressure receiving surface is reduced, and the stress that makes the main valve body abut against the valve seat of the valve sleeve is reduced or lost. When the actuator operating part is further retracted, the retraction of the sub-valve element with respect to the main valve element is restricted, the main valve element retreats together with the sub-valve element, and the contact of the main valve element with the seat of the valve sleeve is released, and the valve flow The road is opened.

また、副弁体を、主弁体に設けられて後方側から支持する主弁体キャップと、前方側から後方に向けて付勢する副弁体付勢手段とによって支持することで、主弁体と副弁体とが一体になって移動する際に、両者の位置関係を一定にすることができる。
また、アクチュエータの作動部を、後方側で支持する副弁体キャップと、前方側から後方に向けて付勢する作動部付勢手段とによって支持することで、アクチュエータ作動部と副弁体との位置関係を一定にすることができる。上記構成との組み合わせによりアクチュエータ作動部と主弁体との位置関係を一定にすることができる。
Further, the main valve body is supported by a main valve body cap provided on the main valve body and supported from the rear side, and a sub-valve body urging means for urging the front valve from the front side to the rear side. When the body and the subvalve body move together, the positional relationship between them can be made constant.
Further, the actuator operating portion is supported by the sub-valve body cap that is supported on the rear side and the operating portion urging means that urges the actuator from the front side toward the rear, so that the actuator operating portion and the sub-valve body are supported. The positional relationship can be made constant. By combining with the above configuration, the positional relationship between the actuator operating portion and the main valve body can be made constant.

上記主弁体の弁座に対する離接動作を流路の開閉動作に適用することで、開閉の切替を円滑に行うことができる。また、主弁体の弁座に対する離接動作を開閉量を調整する比例弁として行えば、開閉量を適切に調整することができる。
この発明の構成に関して、比例弁においては上記解決の手段に付け加えて、主弁体の先端に弁口径とほぼ同一高さのノーズを付け、主弁体の単位リフト量に対する流量変化を小さくする構造にできる。ノーズ形状はリフト変化量に対して開度面積がほぼ一次に増加する形状としてもよい。これによって比例弁として使用した場合、アクチュエータ作動部のリフト量の変化量に対し、通過面積が緩やかに増大し、一次比例した開度面積が得られるため、バルブ通過水量を作動部のリフト量の変化量に対しほぼ直線的に比例制御することが可能になる。
By applying the separation / contact operation of the main valve body to the valve seat to the opening / closing operation of the flow path, switching of the opening / closing can be performed smoothly. Further, if the separating operation of the main valve body with respect to the valve seat is performed as a proportional valve for adjusting the opening / closing amount, the opening / closing amount can be adjusted appropriately.
With respect to the configuration of the present invention, in addition to the means for solving the above problem, the proportional valve has a structure in which a nose having a height substantially the same as the valve diameter is attached to the tip of the main valve body to reduce the flow rate change relative to the unit lift amount of the main valve body Can be. The nose shape may be a shape in which the opening area increases approximately linearly with respect to the lift change amount. As a result, when used as a proportional valve, the passage area gradually increases with respect to the amount of change in the lift amount of the actuator operating portion, and a linearly proportional opening area is obtained. Proportional control can be performed almost linearly with respect to the amount of change.

さらに、受圧面に圧力を付加する流体圧側と二次流体圧側とを導通させるチェック弁導通路を設け、このチェック弁導通路に、二次流体圧側から前記受圧面に圧力を付加する流体圧側に圧力差によって流体の導入を可能とするチェック弁を介設すれば、閉弁動作時に主弁体の前進に伴って必要となる受圧面側への流体の供給が二次側流体圧力側からチェック弁とチェック弁導通路を通して容易に行われる。これにより閉弁が瞬時に行われ、アクチュエータによる位置制御によって応答遅れなく機械的に同期して主弁体位置を制御することができる。   Further, a check valve conducting path is provided for connecting the fluid pressure side for applying pressure to the pressure receiving surface and the secondary fluid pressure side, and the check valve conducting path is provided on the fluid pressure side for applying pressure to the pressure receiving surface from the secondary fluid pressure side. If a check valve that allows the introduction of fluid due to the pressure difference is provided, the supply of fluid to the pressure receiving surface side that is required as the main valve body moves forward during the valve closing operation is checked from the secondary fluid pressure side. This is easily done through the valve and check valve conduit. As a result, the valve is instantaneously closed, and the position of the main valve body can be controlled in synchronism mechanically without delay in response by the position control by the actuator.

以上説明したように本発明によれば、一次流体圧側と二次流体圧側の間の配管流路に設けられて開度を設定する流体圧開閉弁であって、一次流体圧側と二次流体圧側とにそれぞれ連通し、互いに弁流路を介して連通する一次流体圧側ポートと二次流体圧側ポートとを有するバルブスリーブ内に主弁体が軸方向に移動可能に配置されており、該主弁体は、バルブスリーブ内を前進することでバルブスリーブに設けた弁座に当接して前記弁流路を閉じ、後退することで弁流路を開くように構成されているとともに、その後向面側に一次流体の流体圧力が付加される受圧面が設けられ、さらに該受圧面に圧力を付加する流体圧側と二次流体圧側とを連通させる圧抜き流路を有しており、この主弁体に、該主弁体に対し軸方向に移動可能でかつ主弁体に対する後退量が規制された副弁体が配置されており、該副弁体は、主弁体に対し前進することで主弁体に設けた弁座に当接して前記圧抜き流路を閉じるとともに、後退することで圧抜き流路を開くように構成されており、該副弁体に、該副弁体を前記軸方向に沿って移動させるアクチュエータの作動部が連結されているので、基本構造として従来の「突上げ式」から新しい方式(「引上げ式」(縦配置の一例))を採用することとなる。
さらに、アクチュエータの作動部を、後方側で支持する副弁体キャップと、前方側から後方に向けて付勢する作動部付勢手段とによって支持することで、アクチュエータ作動部と副弁体との位置関係を一定にすることができる。
As described above, according to the present invention, a fluid pressure on-off valve that is provided in a pipe flow path between a primary fluid pressure side and a secondary fluid pressure side and sets an opening degree, the primary fluid pressure side and the secondary fluid pressure side A main valve body is disposed in a valve sleeve having a primary fluid pressure side port and a secondary fluid pressure side port that communicate with each other via a valve flow path, and is movable in the axial direction. The body is configured to contact the valve seat provided in the valve sleeve by advancing in the valve sleeve to close the valve flow path, and to open the valve flow path by moving backward, and the rear surface side A pressure receiving surface to which a fluid pressure of the primary fluid is applied to the pressure receiving surface, and further includes a pressure release passage for communicating the fluid pressure side for applying pressure to the pressure receiving surface and the secondary fluid pressure side. In addition, the main valve body is movable in the axial direction with respect to the main valve body. A sub-valve element with a regulated retraction amount is disposed, and the sub-valve element moves forward relative to the main valve element to contact a valve seat provided on the main valve element to close the pressure release passage. In addition, the pressure relief flow path is configured to open by retreating, and the actuator operating unit that moves the sub valve body along the axial direction is connected to the sub valve body. As a structure, a new method (“pull-up type” (an example of vertical arrangement)) is adopted from the conventional “push-up type”.
Furthermore, the actuator operating portion is supported by the sub-valve body cap that is supported on the rear side and the operating portion urging means that urges the actuator from the front side toward the rear, thereby The positional relationship can be made constant.

そして、上記構成によれば、副弁体の損傷を軽減することができ、バルブ全体の寿命が延び、保守に要する時間・経費が節約される効果がある。また従来、突上げロッドと親バルブが分離構造であったものが、作動部先端部分を副弁体の中にはさみこみ一体構造可能にするなどして連結することによって、作動部の動きが直接的に副弁体および主弁体の動きに置き換わり、水圧などの流体圧バルブとして高い応答性の比例制御が可能となった。 また従来、上部チャンバーには一次側圧力ポートとの導通穴のみしか無かったが、新しくチェック弁を介して二次側圧力ポートとの導通路を設けることを可能にしたので、主弁体前進時に上部チャンバーへ瞬時に水などの流体を補給することが可能となり、高い応答性の開閉制御に効果がある。さらに主弁体をノーズ付きとすれば、リフト量に一次比例した通過水量を調整可能となりアクチュエータの位置制御および圧力制御が容易となる。   And according to the said structure, damage to a subvalve body can be reduced, the lifetime of the whole valve is extended, and there exists an effect by which the time and expense which a maintenance requires are saved. Conventionally, the push-up rod and the parent valve have a separate structure, but the movement of the operating part is directly controlled by connecting the tip of the operating part into the sub-valve so that it can be integrated. In addition, the movement of the sub-valve and the main valve body has been replaced, enabling proportional control with high responsiveness as a fluid pressure valve such as water pressure. Conventionally, the upper chamber only had a conduction hole with the primary side pressure port, but since it was possible to newly provide a conduction path with the secondary side pressure port via the check valve, The upper chamber can be instantly replenished with a fluid such as water, which is effective for highly responsive switching control. Further, if the main valve body is provided with a nose, it is possible to adjust the amount of passing water that is linearly proportional to the lift amount, and the position control and pressure control of the actuator become easy.

本発明の一実施形態における開閉弁を含む装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the apparatus containing the on-off valve in one Embodiment of this invention. 同じく実施形態の開閉弁を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing an on-off valve of an embodiment similarly. 本発明の他の実施形態における開閉弁の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of on-off valve in other embodiment of this invention. 従来の開閉弁を含む装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the apparatus containing the conventional on-off valve. 同じく開閉弁を示す断面図である。It is sectional drawing which similarly shows an on-off valve.

以下、この発明の流体圧開閉弁の一実施形態を図1、2に基づいて説明する。
流体圧開閉弁は、図1に示すように、ポペット部+引上げロッド部(A)および制御シリンダ部(B)から構成されている。なお、この実施形態において図4、5に示す従来例と同様の構造については同一の符号を付している。
Hereinafter, an embodiment of a fluid pressure on-off valve of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the fluid pressure on-off valve is composed of a poppet portion + a pulling rod portion (A) and a control cylinder portion (B). In this embodiment, the same structure as that of the conventional example shown in FIGS.

先ず、ポペット部+引上げロッド部(A)の構成と機能を述べる。
バブルブロック21に、一次側圧力ポート22と二次側圧力ポート24とが設けられており、その間にバルブスリーブ25が介設されている。バルブスリーブ25は、上記バルブブロック21に固定され、外部シール32、内部シール33によって外気と一次側圧力ポート22と二次側圧力ポート24を分離している。また、バルブスリーブ25は、側壁に形成した側壁ポート22aを介して一次側圧力ポート22に連通し、先端開口ポート24aを介して二次側圧力ポート24と連通しており、側壁ポート22aと先端開口ポート24a間のバルブスリーブ25内空間が弁流路に割り当てられている。
First, the configuration and function of the poppet portion + the pulling rod portion (A) will be described.
The bubble block 21 is provided with a primary pressure port 22 and a secondary pressure port 24, and a valve sleeve 25 is interposed therebetween. The valve sleeve 25 is fixed to the valve block 21 and separates the outside air from the primary side pressure port 22 and the secondary side pressure port 24 by an external seal 32 and an internal seal 33. The valve sleeve 25 communicates with the primary pressure port 22 through a side wall port 22a formed on the side wall, and communicates with the secondary pressure port 24 through a tip opening port 24a. A space in the valve sleeve 25 between the opening ports 24a is assigned to the valve flow path.

前記バルブスリーブ25内には、これをガイドとして上下に移動可能な円筒状の主弁体1が配置されている。主弁体1は、先端側に、環状段部2を介して先端に向けて径が小さくなるノーズ3を有しており、該ノーズ3内には主弁体内空間1aに後端が連なり、先端が二次側圧力ポート24側に開口する圧抜き流路4が軸方向に沿って形成されている。また、前記バルブスリーブ25には、側壁ポート22aを超える先端側内壁に、主弁体1が前進した際に上記環状段部2が当接して側壁ポート22aと先端開口ポート24a間の弁流路を閉じる環状の弁座26bが設けられている。前記ノーズ3は、弁座26bで囲まれる弁口径とほぼ同一高さで、軸方向移動量に対して開度面積がほぼ一次に増加する形状を有しており、比例弁として機能する。   In the valve sleeve 25, a cylindrical main valve body 1 that can move up and down using this as a guide is disposed. The main valve body 1 has a nose 3 whose diameter decreases toward the front end through the annular step portion 2 on the front end side, and the rear end is connected to the main valve body space 1a in the nose 3. A pressure release channel 4 whose tip opens to the secondary pressure port 24 side is formed along the axial direction. Further, when the main valve body 1 advances, the annular sleeve 2 contacts the valve sleeve 25 with the inner wall on the front end side beyond the side wall port 22a, and the valve flow path between the side wall port 22a and the front end opening port 24a. An annular valve seat 26b is provided for closing. The nose 3 is substantially the same height as the diameter of the valve surrounded by the valve seat 26b, has a shape in which the opening area increases almost linearly with respect to the axial movement amount, and functions as a proportional valve.

また、主弁体1の内部空間1aには、主弁体1に対し上下に移動可能とした円筒状の副弁体10が配置されている。該副弁体10は、先端に小円筒状の突き当て部11を有しており、該突き当て部11の先端部は、副弁体10が前進した際に前記圧抜き流路4の一端にある弁座4aに当接して圧抜き流路4を閉じる。上記副弁体10と主弁体1の内部空間1aの先端内壁との間には、主弁体付勢部材として圧縮コイルバネ5が配置されており、副弁体10を後方に付勢している。一方、主弁体1の後端には、主弁体キャップ6が嵌め込み固定されて主弁体1と一体化されており、該主弁体キャップ6によって副弁体10の後進位置を規制している。これにより副弁体10は、上記圧縮コイルバネ5と主弁体キャップ6とで挟まれて支持されている。   A cylindrical sub-valve body 10 that is movable up and down with respect to the main valve body 1 is disposed in the internal space 1 a of the main valve body 1. The sub-valve body 10 has a small cylindrical abutting portion 11 at the tip, and the tip of the abutting portion 11 is one end of the pressure release channel 4 when the sub-valve body 10 moves forward. The pressure release passage 4 is closed by contacting the valve seat 4a. A compression coil spring 5 is disposed as a main valve body urging member between the sub-valve body 10 and the inner wall of the inner space 1a of the main valve body 1 to urge the sub-valve body 10 backward. Yes. On the other hand, a main valve body cap 6 is fitted and fixed at the rear end of the main valve body 1 and integrated with the main valve body 1, and the reverse position of the sub-valve body 10 is regulated by the main valve body cap 6. ing. Thereby, the sub-valve body 10 is sandwiched and supported by the compression coil spring 5 and the main valve body cap 6.

また、副弁体10は、自身の内部空間10aと突き当て部11の周囲の主弁体内部空間1aとを連通する副弁体導通路12が形成されている。さらに副弁体10の内部空間10aには、上方から前記主弁体キャップ6を貫通した作動ロッド50の先端が位置している。作動ロッド50は、本発明のアクチュエータ作動部に相当する。作動ロッド50の先端部には、副弁体10の内部空間10aの内径よりもやや小径としたフランジ部材52が固定されており、該フランジ部材52と、内部空間10aの先端内壁との間に副弁体付勢部材として圧縮コイルバネ15が配置されており、フランジ部材52を後方に付勢している。一方、副弁体10の後端には、副弁体キャップ16が嵌め込み固定されて副弁体10と一体化されており、フランジ部材52の後進位置を規制している。これによりフランジ部材52は、上記圧縮コイルバネ15と副弁体キャップ16とで挟まれて支持されており、副弁体10と作動ロッド50とが連結されている。   Further, the sub-valve element 10 is formed with a sub-valve element conducting path 12 that communicates between the internal space 10 a of the sub-valve element 10 and the main valve element internal space 1 a around the abutting portion 11. Furthermore, the tip of the operating rod 50 penetrating the main valve body cap 6 from above is located in the internal space 10a of the sub-valve body 10. The actuating rod 50 corresponds to the actuator actuating part of the present invention. A flange member 52 having a diameter slightly smaller than the inner diameter of the internal space 10a of the sub-valve element 10 is fixed to the distal end portion of the operating rod 50, and between the flange member 52 and the inner wall of the distal end of the internal space 10a. A compression coil spring 15 is disposed as a sub-valve urging member, and urges the flange member 52 rearward. On the other hand, a sub-valve cap 16 is fitted and fixed at the rear end of the sub-valve body 10 so as to be integrated with the sub-valve body 10 to restrict the reverse position of the flange member 52. Thus, the flange member 52 is sandwiched and supported by the compression coil spring 15 and the sub-valve cap 16, and the sub-valve body 10 and the operating rod 50 are connected.

なお、作動ロッド50には、主弁体1の後方に位置する上部チャンバー23に一端が連通するロッド導通路50aが形成されており、該ロッド導通路50aは、ロッド50内を前方に伸長して副弁体10の内部空間10aに開口している。また、上記上部チャンバー23は、バルブスリーブ25に設けたチャンバー導通穴25aによって、一次側圧力ポート22に連通している。すなわち、一次側の圧力がチャンバー導通穴25aを通して主弁体1に加えられており、主弁体1の後端面が、主弁体キャップ6の後端面とともに本発明の受圧面6aに割り当てられている。   The operating rod 50 is formed with a rod conduction path 50a having one end communicating with the upper chamber 23 located behind the main valve body 1. The rod conduction path 50a extends forward in the rod 50. Open to the internal space 10a of the auxiliary valve body 10. The upper chamber 23 communicates with the primary pressure port 22 through a chamber conduction hole 25 a provided in the valve sleeve 25. That is, the primary pressure is applied to the main valve body 1 through the chamber conduction hole 25a, and the rear end surface of the main valve body 1 is assigned to the pressure receiving surface 6a of the present invention together with the rear end surface of the main valve body cap 6. Yes.

次に制御シリンダ部(B)の構成と機能を述べる。
バルブブロック21の上方に、結合ボルト53を介して切換弁またはサーボ弁54を搭載した油圧シリンダ55がバルブカバー56に取り付けられている。油圧シリンダ55は、本発明のアクチュエータに相当し、シリンダロッド55aを下向きにして配置されている。
シリンダロッド55aの先端には結合ナット67を介して前記作動ロッド50が連結されている。
Next, the configuration and function of the control cylinder part (B) will be described.
A hydraulic cylinder 55 equipped with a switching valve or servo valve 54 is attached to a valve cover 56 via a coupling bolt 53 above the valve block 21. The hydraulic cylinder 55 corresponds to the actuator of the present invention, and is arranged with the cylinder rod 55a facing downward.
The operating rod 50 is connected to the tip of the cylinder rod 55a through a coupling nut 67.

作動ロッド50は、バルブカバー56内に組込まれたロッドガイド57に沿って上下に摺動可能となっており、Vパッキン58、パッキン押え59により上部チャンバー23の内圧30MPaをシールしている。またバルブカバー56にはチェック弁62を組み込み、前記上部チャンバー23と二次側圧力ポート24側とを該チェック弁62を介してチェック弁導通路63で連通可能にしている。チェック弁62は、上部チャンバー23から二次側圧力ポート24側への流体移動は阻止され、差圧によって二次側圧力ポート24側から上部チャンバー23への流体の移動が可能になっている。また、油圧シリンダ55の上方には、シリンダロッド55aと連動する検出ロッド55bが伸長して位置センサー65によりシリンダロッド55a、すなわち作動ロッド50の作動量が検出可能になっている。   The operating rod 50 can slide up and down along a rod guide 57 incorporated in the valve cover 56, and the internal pressure 30 MPa of the upper chamber 23 is sealed by the V packing 58 and the packing presser 59. A check valve 62 is incorporated in the valve cover 56 so that the upper chamber 23 and the secondary pressure port 24 side can communicate with each other through the check valve 62 through a check valve conducting path 63. The check valve 62 prevents fluid movement from the upper chamber 23 to the secondary pressure port 24 side, and allows fluid to move from the secondary pressure port 24 side to the upper chamber 23 by the differential pressure. Further, above the hydraulic cylinder 55, a detection rod 55b that is interlocked with the cylinder rod 55a is extended so that the position sensor 65 can detect the operation amount of the cylinder rod 55a, that is, the operation rod 50.

上記構成では、作動ロッド50による副弁体10の引き上げがない状態で、上部チャンバー23にバルブスリーブ25に設けられたチャンバー導通穴25aを通じて一次側圧力ポート22の圧力が導かれ、主弁体1を常に下方に押付ける。これにより主弁体1の環状段部2がバルブスリーブ25の弁座26bに当接して弁流路が全閉状態となり、一次側から二次側への水の流れが遮断される。   In the above configuration, the pressure of the primary side pressure port 22 is guided to the upper chamber 23 through the chamber conduction hole 25a provided in the valve sleeve 25 without the secondary valve body 10 being pulled up by the operating rod 50, and the main valve body 1 Always push downward. As a result, the annular step portion 2 of the main valve body 1 contacts the valve seat 26b of the valve sleeve 25, the valve flow path is fully closed, and the flow of water from the primary side to the secondary side is blocked.

開弁動作状態においては、油圧シリンダ55を作動させ、シリンダロッド55aを介して、作動ロッド50を上昇させる。すると作動ロッド50の先端にあるフランジ部52が副弁体10の上端に取り付けられた副弁体キャップ16を副弁体10とともに引き上げる。これにより副弁体10が上昇して、突き当て部11が圧抜き流路4の一端にある弁座4aから離れて圧抜き流路4を開き、上部チャンバー23内の圧縮ボリューム分がロッド導通路50aを通過し副弁体導通路12および圧抜き流路4を通って二次側圧力ポート24側に瞬時に流出し、上部チャンバー23内圧力は二次側圧力ポート24と同圧まで降下する。上下の圧力バランスがとれることで主弁体1を流体によって押し下げる力は消失し、主弁体キャップ6が副弁体10の上面に乗った状態で主弁体1が抵抗無く上昇する。すると、主弁体の環状段部2がバルブスリーブ25の弁座26bから離れ、シール面が開いて弁流路が開放される。   In the valve opening operation state, the hydraulic cylinder 55 is operated, and the operating rod 50 is raised through the cylinder rod 55a. Then, the flange portion 52 at the tip of the operating rod 50 pulls up the auxiliary valve body cap 16 attached to the upper end of the auxiliary valve body 10 together with the auxiliary valve body 10. As a result, the sub-valve body 10 rises, the abutting portion 11 moves away from the valve seat 4a at one end of the pressure relief channel 4, opens the pressure relief channel 4, and the compression volume in the upper chamber 23 is guided by the rod. Passing through the passage 50a, passing through the secondary valve body passage 12 and the pressure release passage 4, the secondary pressure port 24 instantaneously flows out, and the pressure in the upper chamber 23 drops to the same pressure as the secondary pressure port 24. To do. The force that pushes down the main valve body 1 with the fluid disappears due to the balance between the upper and lower pressures, and the main valve body 1 rises without resistance while the main valve body cap 6 rides on the upper surface of the sub-valve body 10. Then, the annular step portion 2 of the main valve body is separated from the valve seat 26b of the valve sleeve 25, the sealing surface is opened, and the valve flow path is opened.

工場の高圧アキュムレータにつながっている一次側圧力ポート22は常に30MPaの圧力状態であり、上部チャンバー23も同圧である。二次側圧力ポート24は主にシリンダ負荷側につながり、負荷圧力によって回路中のタンク圧力から一次圧力の間の値をとる。従って開弁状態下では必ず一次側から二次側へ水は流れようとする。   The primary pressure port 22 connected to the factory high pressure accumulator is always at a pressure of 30 MPa, and the upper chamber 23 is also at the same pressure. The secondary pressure port 24 is mainly connected to the cylinder load side, and takes a value between the tank pressure in the circuit and the primary pressure depending on the load pressure. Therefore, water always tries to flow from the primary side to the secondary side when the valve is open.

さらに比例弁においては、主弁体1の下端に弁口径とほぼ同一高さで、リフト変化量に対して開度面積がほぼ一次に増加する形状のノーズ3を有するので、比例弁として使用した場合、作動ロッド50のリフト量の変化量に対し、通過面積が緩やかに増大し一次比例した開度面積が得られ、バルブ通過水量を作動ロッド50のリフト量の変化量に対しほぼ直線的に比例制御することができる。またこの際に、作動ロッド50の位置は油圧シリンダ55に取付けられた位置センサー65により常に検出されているので弁開度量の制御も容易に行うことができる。   Furthermore, in the proportional valve, the lower end of the main valve body 1 has a nose 3 having a shape that is almost the same height as the valve diameter and whose opening area increases almost linearly with respect to the amount of change in lift. In this case, the passage area gradually increases with respect to the amount of change in the lift amount of the actuating rod 50, and an opening area proportional to the first order is obtained. Proportional control is possible. At this time, since the position of the operating rod 50 is always detected by a position sensor 65 attached to the hydraulic cylinder 55, the valve opening amount can be easily controlled.

一方、閉弁動作状態においては、油圧シリンダ55を作動させ、シリンダロッド55aを介して、作動ロッド50を下降させることによって主弁体1および副弁体10が下降する。すると主弁体1の環状段部2がバルブスリーブ25の弁座26bに着座する。その際には、圧縮コイルバネ15が収縮することで着座時の衝撃を緩和する。さらに下降を進めると、着座して停止している主弁体1に対し、副弁体10がさらに下降し、遂には突き当て部11が弁座4aに当接する。この際にも圧縮コイルバネ5が収縮することで当接時の衝撃を緩和する。この当接によって圧抜き流路4が閉じられて上部チャンバー23内圧力は主弁体1の受圧面6aに加わって流体によって主弁体1を押し下げて弁座との当接を確実かつ強固なものとする。   On the other hand, in the valve closing operation state, the main valve body 1 and the sub-valve body 10 are lowered by operating the hydraulic cylinder 55 and lowering the operating rod 50 via the cylinder rod 55a. Then, the annular step portion 2 of the main valve body 1 is seated on the valve seat 26 b of the valve sleeve 25. At that time, the compression coil spring 15 contracts to reduce the impact at the time of sitting. When the descent is further advanced, the sub-valve element 10 further descends with respect to the main valve element 1 that is seated and stopped, and finally the abutting portion 11 comes into contact with the valve seat 4a. Also at this time, the compression coil spring 5 contracts to reduce the impact at the time of contact. By this contact, the pressure release flow path 4 is closed, and the pressure in the upper chamber 23 is applied to the pressure receiving surface 6a of the main valve body 1 to push down the main valve body 1 by the fluid, thereby reliably and firmly contacting the valve seat. Shall.

なお、圧抜き流路4が閉じられる際には、チェック弁導通路63およびチェック弁62を介して二次側圧力ポート24から上部チャンバー23に瞬時に水が補給される。すなわち閉弁動作時、親バルブ26の下降に伴って必要となる上部チャンバー23への圧水の供給が二次側圧力ポート24からこのチェック弁62を押し開き、チェック弁導通路63を通して容易に行われ、これにより閉弁が瞬時に行われ油圧シリンダ55の位置制御によって応答遅れなく、さらに機械的に同期して主弁体1の位置が制御されることを可能としている。   When the pressure relief channel 4 is closed, water is instantaneously replenished from the secondary pressure port 24 to the upper chamber 23 via the check valve conducting channel 63 and the check valve 62. That is, during the valve closing operation, the supply of pressure water to the upper chamber 23 required as the parent valve 26 is lowered pushes and opens the check valve 62 from the secondary side pressure port 24 and easily passes through the check valve conduction path 63. Thus, the valve closing is instantaneously performed, and the position of the main valve body 1 can be controlled mechanically synchronously without delay in response by the position control of the hydraulic cylinder 55.

本発明により、図5に示すような従来存在していた子バルブへそ部の設置を廃止し、開弁動作状態におけるへそ部の塑性変形・磨耗・突き出し高さの著しい減少に伴って発生する開弁不能および比例制御不能の欠点をなくすことを可能とした。
さらに、この構造を採用することで作動ロッドが副弁体を引き上げる接触面積が圧抜き流路によって制約されることがなく、在来の突上げ式に比べて約2倍の値にとることが可能となり、接触面積増加により従来のような塑性変形・磨耗・折損という問題が新たに発生しないことを可能とした。
According to the present invention, the conventional installation of the child valve navel portion as shown in FIG. 5 is abolished, and the opening that occurs with a significant decrease in the plastic deformation, wear, and protrusion height of the navel portion in the valve opening operation state. It was possible to eliminate the disadvantages of valve inability and proportional control inability.
Furthermore, by adopting this structure, the contact area where the actuating rod pulls up the sub-valve element is not restricted by the pressure relief flow path, and can be about twice as large as the conventional push-up type. This makes it possible to prevent the conventional problems of plastic deformation, wear, and breakage from occurring due to the increased contact area.

なお、閉弁動作状態においては作動ロッド50が上側・下側を副弁体キャップ16と圧縮バネ15ではさまれた状態で副弁体10の中に組込まれており、また副弁体10自体が上側・下側を主弁体キャップ6と圧縮バネ5ではさまれて主弁体1の中に組込まれているため、主弁体1の位置は作動ロッド50の位置と常に一致しており、たとえ二次側圧力が一次側圧力30MPaと等しくなった場合においても切換弁またはサーボ弁54による油圧シリンダ55の位置制御によって、応答遅れなく機械的に同期して主弁体の位置が開閉動作および任意に位置制御されることを可能としている。   In the valve closing operation state, the operating rod 50 is assembled in the sub valve body 10 with the upper and lower sides sandwiched between the sub valve body cap 16 and the compression spring 15, and the sub valve body 10 itself. However, the position of the main valve body 1 always coincides with the position of the actuating rod 50 because the upper and lower sides are sandwiched between the main valve body cap 6 and the compression spring 5 and incorporated in the main valve body 1. Even when the secondary side pressure becomes equal to the primary side pressure of 30 MPa, the position of the main valve body is opened and closed in a mechanically synchronized manner without delay in response by the position control of the hydraulic cylinder 55 by the switching valve or the servo valve 54. It is possible to control the position arbitrarily.

なお、上記実施形態では、開閉弁を比例弁として用いる場合について説明した。
本発明は、前記したように比例弁として用いる他に切替弁としても用いることができる。
図3は、主弁体の構成を変更したものであり、主弁体100の先端には、比例弁として動作するためのノーズを設けず、バルブスリーブ25の弁座に当接可能な円錐部によってシール面を構成している。この開閉弁によれば、主弁体の上昇、下降動作に伴って弁の開閉切替動作を円滑に行うことができる。
In the above embodiment, the case where the on-off valve is used as a proportional valve has been described.
As described above, the present invention can be used as a switching valve in addition to being used as a proportional valve.
FIG. 3 shows a modified configuration of the main valve body. The tip of the main valve body 100 is not provided with a nose for operating as a proportional valve, and is a conical portion that can contact the valve seat of the valve sleeve 25. Constitutes a sealing surface. According to this on-off valve, the opening / closing switching operation of the valve can be smoothly performed as the main valve body moves up and down.

以上、上記実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態の説明に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜変更が可能である。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the said embodiment, this invention is not limited to description of the said embodiment, In the range of this invention, it can change suitably.

1 主弁体
2 環状段部
3 ノーズ
4 圧抜き流路
4a 弁座
5 圧縮コイルバネ
6 主弁体キャップ
6a 受圧面
10 副弁体
11 突き当て部
12 副弁体導通路
15 圧縮コイルバネ
16 副弁体キャップ
22 一次側圧力ポート
23 上部チャンバー
24 二次側圧力ポート
25 バルブスリーブ
25a チャンバー導通穴
26 親バルブ
26b 弁座
50 作動ロッド
50a ロッド導通路
52 フランジ部
55 油圧シリンダ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main valve body 2 Annular step part 3 Nose 4 Pressure release flow path 4a Valve seat 5 Compression coil spring 6 Main valve body cap 6a Pressure receiving surface 10 Sub valve body 11 Butting part 12 Sub valve body conduction path 15 Compression coil spring 16 Sub valve body Cap 22 Primary pressure port 23 Upper chamber 24 Secondary pressure port 25 Valve sleeve 25a Chamber conducting hole 26 Parent valve 26b Valve seat 50 Actuating rod 50a Rod conducting path 52 Flange 55 Hydraulic cylinder

Claims (7)

一次流体圧側と二次流体圧側の間の配管流路に設けられて開度を設定する流体圧開閉弁であって、一次流体圧側と二次流体圧側とにそれぞれ連通し、互いに弁流路を介して連通する一次流体圧側ポートと二次流体圧側ポートとを有するバルブスリーブ内に主弁体が軸方向に移動可能に配置されており、該主弁体は、バルブスリーブ内を前進することでバルブスリーブに設けた弁座に当接して前記弁流路を閉じ、後退することで弁流路を開くように構成されているとともに、その後向面側に一次流体の流体圧力が付加される受圧面が設けられ、さらに該受圧面に圧力を付加する流体圧側と二次流体圧側とを連通させる圧抜き流路を有しており、この主弁体に、該主弁体に対し軸方向に移動可能でかつ主弁体に対する後退量が規制された副弁体が配置されており、該副弁体は、主弁体に対し前進することで主弁体に設けた弁座に当接して前記圧抜き流路を閉じるとともに、後退することで圧抜き流路を開くように構成されており、該副弁体に、該副弁体を前記軸方向に沿って移動させるアクチュエータの作動部が連結されており、前記副弁体は、前記作動部のフランジ状先端係合部を後方側で支持する副弁体キャップと、前記先端係合部を前方側から後方に向けて付勢する作動部付勢手段とを備えており、これら副弁体キャップと作動部付勢手段とによって前記作動部が前記副弁体に連結されていることを特徴とする流体圧開閉弁。   A fluid pressure on-off valve that is provided in a pipe flow path between a primary fluid pressure side and a secondary fluid pressure side and sets an opening degree. The fluid pressure on-off valve communicates with the primary fluid pressure side and the secondary fluid pressure side. A main valve body is disposed in a valve sleeve having a primary fluid pressure side port and a secondary fluid pressure side port communicating with each other via an axial direction, and the main valve body moves forward in the valve sleeve. It is configured to close the valve flow path in contact with a valve seat provided on the valve sleeve and open the valve flow path by retreating, and the pressure receiving pressure to which the fluid pressure of the primary fluid is applied to the rear surface side And a pressure relief passage that communicates the fluid pressure side that applies pressure to the pressure receiving surface and the secondary fluid pressure side. The main valve body has an axial direction with respect to the main valve body. A sub-valve element that is movable and whose retraction amount with respect to the main valve element is regulated The sub-valve body moves forward with respect to the main valve body to contact the valve seat provided on the main valve body to close the pressure relief flow path, and moves backward to relieve the pressure relief flow path. An actuating part of an actuator for moving the sub-valve body along the axial direction is connected to the sub-valve element, and the sub-valve element has a flange-like tip of the actuating part. A sub-valve body cap that supports the engaging portion on the rear side; and an operating portion urging means that urges the tip engaging portion from the front side toward the rear side. A fluid pressure on-off valve, wherein the actuating part is connected to the sub-valve element by an urging means. 前記主弁体外に、該主弁体の閉弁時に前記二次流体圧側の流体を前記受圧面に圧力を付加する流体圧側に瞬時に補給するべく、受圧面に圧力を付加する流体圧側と二次流体圧側とを導通させるチェック弁導通路を有しており、該チェック弁導通路に、二次流体圧側から前記受圧面に圧力を付加する流体圧側にのみ流体の導入を可能とするチェック弁が介設されていることを特徴とする請求項1記載の流体圧開閉弁。   A fluid pressure side for applying pressure to the pressure receiving surface and a fluid pressure side for supplying the fluid on the secondary fluid pressure side to the fluid pressure side for applying pressure to the pressure receiving surface instantaneously outside the main valve body when the main valve body is closed. A check valve having a check valve conducting path that conducts to the secondary fluid pressure side, and a check valve that allows introduction of fluid only to the fluid pressure side that applies pressure to the pressure receiving surface from the secondary fluid pressure side to the check valve conducting path The fluid pressure on-off valve according to claim 1, wherein 前記主弁体は、前記副弁体を後方側で支持する主弁体キャップと、前記副弁体を前方側から後方に向けて付勢する副弁体付勢手段とを備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の流体圧開閉弁。   The main valve body includes a main valve body cap that supports the sub valve body on the rear side, and a sub valve body urging means that urges the sub valve body from the front side toward the rear side. The fluid pressure on-off valve according to claim 1 or 2, characterized in that: 前記バルブスリーブは、その側壁に一次流体圧側ポートが設けられ、先端のスリーブ穴が二次流体圧側ポートに割り当てられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の流体圧開閉弁。   The fluid pressure opening and closing according to any one of claims 1 to 3, wherein the valve sleeve is provided with a primary fluid pressure side port on a side wall thereof, and a sleeve hole at a tip is assigned to the secondary fluid pressure side port. valve. 前記主弁体は、前記バルブスリーブ弁座に対する離接動作によって切替弁として動作するものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の流体圧開閉弁。   The fluid pressure on-off valve according to any one of claims 1 to 4, wherein the main valve body operates as a switching valve by a separating operation with respect to the valve sleeve valve seat. 前記主弁体は、前記バルブスリーブ弁座に対する離接動作に従って比例弁として動作するものであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の流体圧開閉弁。   The fluid pressure on-off valve according to any one of claims 1 to 5, wherein the main valve element operates as a proportional valve in accordance with a separating operation with respect to the valve sleeve valve seat. 前記主弁体は、環状のバルブスリーブ弁座に対し離接動作によってその離接量に一次比例した開度面積が得られるノーズを有していることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の流体圧開閉弁。   The said main valve body has a nose which can obtain the opening area which is linearly proportional to the amount of contact / separation with respect to the annular valve sleeve valve seat by the contact / separation operation. A fluid pressure on-off valve according to claim 1.
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