JP5574201B1 - スプール弁 - Google Patents

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Abstract

【課題】導出流量及び圧力を制御することができ、且つ大流量の圧力流体を導出させる場合であっても小型化及び消費電力の削減を図ることができるスプール弁を提供する。
【解決手段】スプール弁10は、バルブボディ22と、入力ポート40及び出力ポート42が連通する第1位置と入力ポート40及び出力ポート42の連通が遮断される第2位置とに変位可能な状態で弁室24に配設されたスプール28と、バルブボディ22に設けられてスプール28の一端面にパイロット流体の圧力を作用させてスプール28を軸線方向に沿って変位させるパイロット弁機構14と、スプール28を軸線方向に沿って一方の側へ付勢するスプリング30とを備える。
【選択図】図3

Description

本発明は、入力ポートと出力ポートが形成されたバルブボディの弁室にスプールを配設したスプール弁に関する。
従来、例えば、緯糸を圧縮空気の噴射により飛ばすエアジェット織機等において、2方弁が広汎に用いられている。この種のエアジェット織機では、大流量の高速弁の適用が希求されている。しかしながら、2方弁を用いた場合、瞬間的に大きな力を必要とするため、2方弁を構成するソレノイドコイルが大型化すると共に消費電力が増大するという不都合がある。また、このような2方弁では、導出流量及び圧力を制御することができない。
導出流量及び圧力を制御することが可能なものとしてスプール弁が知られている。スプール弁は、例えば、複数のポートが形成されたバルブボディの弁室にスプールを配設し、このスプールを軸線方向に沿って変位させることにより、各ポートを開閉するように構成されている。この種のスプール弁として、バルブボディに設けられた比例ソレノイドへの供給電流を制御することにより、スプールを直接変位させてスプールの二次側の圧力を定常的に制御する技術的思想が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開平8−285123号公報
上述した特許文献1に記載されているようなスプール弁は、電磁力でスプールを動かすソレノイド方式を採用している。そのため、大流量の圧力流体を導出させる場合には、ソレノイドコイルが大型化すると共に消費電力が増大するという不都合は解消されない。
本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、導出流量及び圧力を制御することができ、且つ大流量の圧力流体を導出させる場合であっても小型化及び消費電力の削減を図ることができるスプール弁を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明に係るスプール弁は、弁室と、前記弁室を構成する壁面に開口して圧力流体が流通する入力ポート及び出力ポートとが形成されたバルブボディと、前記入力ポートと前記出力ポートとが連通する第1位置と、前記入力ポートと前記出力ポートとの連通が遮断される第2位置とに変位可能な状態で前記弁室に配設されたスプールと、前記バルブボディに設けられて前記スプールの一端面にパイロット流体の圧力を作用させて当該スプールを軸線方向に沿って変位させるパイロット弁機構と、前記スプールを軸線方向に沿って一方の側へ付勢するスプリングと、前記スプールの一端面に作用する前記パイロット流体の圧力を取得する第1圧力取得手段と、前記出力ポートから導出された前記圧力流体の圧力を取得する第2圧力取得手段と、前記パイロット弁機構を制御する制御部と、を備え、前記パイロット弁機構は、前記スプールの一端面に前記パイロット流体を導くパイロット流体導入路と、前記パイロット流体を排出するパイロット流体排出路と、前記パイロット流体導入路に設けられた比例弁と、前記パイロット流体導入路を開状態と閉状態とに切り替える導入弁と、前記パイロット流体排出路を開状態と閉状態とに切り替える排出弁と、を有し、前記制御部は、前記第1圧力取得手段にて取得された圧力と前記第2圧力取得手段にて取得された圧力とに基づいて前記比例弁の開度を制御する比例弁制御部と、前記導入弁を制御する導入弁制御部と、前記排出弁を制御する排出弁制御部と、を含み、前記スプールは、前記比例弁の開度、前記導入弁の開時間、及び前記排出弁の開時間に応じて変位することを特徴とする。
本発明に係るスプール弁によれば、パイロット流体の圧力を利用してスプールを軸線方向に変位させるため、導出流量及び圧力を制御することができ、且つ大流量の圧力流体を導出させる場合であってもソレノイド方式の従来のスプール弁と比較してスプール弁の小型化及び消費電力の削減を図ることができる。また、パイロット流体の圧力をスプールの一端面に直接作用させるため、パイロット流体の圧力を受けるピストン等をスプールに連結する必要がなく、スプール弁の高速応答化及びコンパクト化を好適に図ることができる。さらに、比例弁の開度に応じてスプールを変位させることができるので、簡易な構成で、出力ポートから導出される圧力流体の圧力(流量)を比例制御することができる。さらにまた、出力ポートから導出される圧力流体の圧力(流量)を所望の圧力(流量)に制御することができる。また、導入弁と排出弁を開閉制御することにより、簡易な構成で、スプールの一端面にパイロット流体の圧力を作用させることができる。
上記のスプール弁において、前記導入弁の開放時間を設定する開放時間設定部をさらに備え、前記導入弁制御部は、前記開放時間設定部で設定された開放時間に基づいて前記導入弁を開閉してもよい。
このような構成によれば、開放時間設定部で設定された導入弁の開放時間に応じてスプールを変位させることができるので、簡易な構成で、出力ポートから導出される圧力流体の圧力(流量)を自在に制御することができる。
上記のスプール弁において、前記導入弁が開状態から閉状態に切り替えられてから前記排出弁が開放されるまでの待機時間を設定する待機時間設定部をさらに備え、前記排出弁制御部は、前記導入弁が開状態から閉状態に切り替えられてから前記待機時間設定部で設定された待機時間が経過するまでの間、前記排出弁を閉状態に維持してもよい。
このような構成によれば、導入弁を閉塞させてから排出弁が開放するまでの間の待機時間を待機時間設定部にて設定することができるので、簡易な構成で、圧力流体が出力ポートから導出される時間を自在に制御することができる。
上記のスプール弁において、前記導入弁制御部は、複数回連続して前記導入弁を開閉してもよい。この場合、簡易な構成で、出力ポートから導出される圧力流体の圧力(流量)を段階的に上昇させることができる。
上記のスプール弁において、前記排出弁制御部は、複数回連続して前記排出弁を開閉してもよい。この場合、簡易な構成で、出力ポートから導出される圧力流体の圧力(流量)を段階的に低下させることができる。
上記のスプール弁において、前記排出弁制御部は、前記導入弁の開状態で前記排出弁を開放してもよい。このような構成によれば、導入弁を閉塞した状態で排出弁を開放する場合と比較して、出力ポートから導出される圧力流体の圧力(流量)を緩やかに低下させることができる。
上記のスプール弁において、前記導入弁制御部は、前記比例弁の開状態で前記導入弁を開閉し、前記排出弁制御部は、前記比例弁の開状態で前記排出弁を開閉してもよい。
このような構成によれば、簡易な構成で、出力ポートから導出される圧力流体の圧力(流量)を所望の圧力(流量)に効率的に制御することができる。
上記のスプール弁において、前記バルブボディには、前記弁室を構成する壁面に開口する排出ポートが形成され、前記スプールが前記第2位置に位置している状態で前記出力ポートと前記排出ポートとが連通し、前記スプールが前記第1位置に位置している状態で前記出力ポートと前記排出ポートとの連通が遮断されてもよい。
このような構成によれば、入力ポートと出力ポートとの連通が遮断された状態で出力ポートと排出ポートとが連通するため、出力ポートの圧力流体を排出ポートから外部に排出することができる。これにより、排出ポートを設けない場合と比較して、当該圧力流体の圧力(流量)を速く低下させることができる。
本発明によれば、パイロット流体の圧力を利用してスプールを軸線方向に変位させるため、導出流量及び圧力を制御することができ、且つ大流量の圧力流体を導出させる場合であってもソレノイド方式の従来のスプール弁と比較してスプール弁の小型化及び消費電力の削減を図ることができる。また、パイロット流体の圧力をスプールの一端面に直接作用させるため、パイロット流体の圧力を受けるピストン等をスプールに連結する必要がなく、スプール弁の高速応答化及びコンパクト化を好適に図ることができる。
本発明の一実施形態に係るスプール弁の斜視図である。 前記スプール弁の分解斜視図である。 図1のIII−III線に沿った断面図である。 図1のIV−IV線に沿った断面図である。 図1のV−V線に沿った断面図である。 前記スプール弁の回路図である。 図3に示すスプール弁を構成するスプールが第位置に位置している状態の説明図である。 前記スプール弁の制御方法の説明図である。 第1変形例に係るスプール弁の制御方法の説明図である。 第2変形例に係るスプール弁の制御方法の説明図である。 第3変形例に係るスプール弁の制御方法の説明図である。 第4変形例に係るスプール弁の制御方法の説明図である。 第5変形例に係るスプール弁の制御方法の説明図である。
以下、本発明に係るスプール弁についてその制御方法との関係で好適な実施形態を例示し、添付の図面を参照しながら説明する。
図1及び図2に示すように、本実施形態に係るスプール弁10は、スプール弁本体12と、スプール弁本体12に設けられたパイロット弁機構14と、パイロット弁機構14を囲繞するカバー部18と、制御部20とを備えている。
図3に示すように、スプール弁本体12は、ブロック状のバルブボディ22と、バルブボディ22の一端面に開口する弁室24に配設された円筒状のスリーブ26と、スリーブ26の軸線方向に沿って変位可能(摺動可能)な状態でスリーブ26内に配設されたスプール(主弁)28と、スプール28を一端側に付勢するスプリング30と、スリーブ26の軸線方向両側に設けられた一対の円環状のエンドプレート32、34と、バルブボディ22の一端面に設けられた保持プレート36とを有している。
バルブボディ22には、弁室24を構成する壁面のうちスプール28の一端側を指向してエンドプレート32が当接する当接面37に開口する呼吸ポート38が形成されている。呼吸ポート38は、スプール28の他端側のエアーを吸排気する。また、バルブボディ22には、弁室24を構成する壁面に開口する入力ポート40、出力ポート42及び排出ポート(排気ポート)44がこの順番でスプール28の軸線方向に沿って等間隔に形成されている。すなわち、入力ポート40と排出ポート44との間に出力ポート42が位置している。
図6から諒解されるように、入力ポート40は、圧力流体供給源46に接続された圧力流体導入路48に連通し、出力ポート42は、ノズル50に接続された圧力流体導出路52に連通している。すなわち、本実施形態に係るスプール弁10は、圧力流体をノズル50より噴出させて緯糸を噴出するエアジェット織機に用いることができる。
スリーブ26には、入力ポート40に連通する第1孔部54と、出力ポート42に連通する第2孔部56と、排出ポート44に連通する第3孔部58とが形成されている。スリーブ26は、一対のエンドプレート32、34によって挟持されることによって軸線方向への移動が規制されている。スリーブ26の外周面には、シール部材60を配設するための複数(図示例では4つ)のリング溝64が形成されている。これらリング溝64は、第1〜第3孔部54、56、58の各々の両側に位置している。
スプール28は、スリーブ26の全長よりも短く形成されており、円柱部材の軸線方向略中央に環状凹部66を形成したような形状を呈している。すなわち、スプール28は、一対の大径部68、70がくびれ部72を介して連結した形状となっている。各大径部68、70の外周面はスリーブ26の内面に摺接している。
本実施形態では、スプール28の他端面がスリーブ26の他端に位置した状態(スプール28が第1位置に位置した状態)で、入力ポート40と出力ポート42とが環状凹部66を介して連通すると共に出力ポート42と排出ポート44との連通が遮断される(図3参照)。また、スプール28の一端面がスリーブ26の一端に位置した状態(スプール28が第2位置に位置した状態)で、入力ポート40と出力ポート42との連通が遮断されると共に出力ポート42と排出ポート44とが環状凹部66を介して連通する(図7参照)。
スプリング30としては、例えば、圧縮コイルばねを用いることができる。スプリング30は、その一端部がスプール28の他端面に形成された凹部71に配設されると共にその他端部が弁室24を構成する前記当接面37に形成された凹部73に配設されている。これにより、スプール28がスプリング30によって一端側に付勢されることとなる。
保持プレート36は、エンドプレート34が装着された状態でバルブボディ22にボルト74(図2及び図5参照)によって固定されている。保持プレート36には、エンドプレート34の中心の孔部76を介してスリーブ26内(弁室24)に連通する連通路78が形成されている。
保持プレート36には、スプール28の一端面に作用するパイロット流体の圧力を取得する第1圧力センサ(第1圧力取得手段)80が設けられている。第1圧力センサ80は、エンドプレート34に形成された貫通孔82を介してスリーブ26内(弁室24)から導かれるパイロット流体と接触可能となっている。また、本実施形態では、スプール28の二次側の圧力を取得する第2圧力センサ(第2圧力取得手段)84が圧力流体導出路52に設けられている(図6参照)。
図2〜図6に示すように、パイロット弁機構14は、スプール28の一端面にパイロット流体の圧力を作用させるためのものであって、アダプタプレート86、比例弁88、導入弁90及び排出弁92を有している。
アダプタプレート86は、保持プレート36の一端面に固着されている。アダプタプレート86には、パイロット流体をスプール28の一端面に導入するためのパイロット流体導入路94と、パイロット流体を排出するためのパイロット流体排出路96とが形成されている(図6参照)。パイロット流体導入路94は、圧力流体導入路48に接続している。パイロット流体導入路94とパイロット流体排出路96の具体的な構成については追って説明する。
比例弁88は、パイロット流体導入路94を開閉するものであって、比例弁本体98と、パイロット流体が導入される第1ポート100と、パイロット流体が導出される第2ポート102とを有している(図3参照)。
図6から諒解されるように、導入弁90は、パイロット流体導入路94を開閉する二方弁として構成されおり、比例弁88と並列に設けられている。導入弁90は、導入弁本体104と、パイロット流体が導入される第1ポート106と、パイロット流体が導出される第2ポート108とを有している(図4参照)。
排出弁92は、パイロット流体排出路96を開閉する二方弁として構成されている。排出弁92は、排出弁本体110と、パイロット流体が導入される第1ポート112と、パイロット流体が導出される第2ポート114とを有している(図5参照)。
パイロット流体導入路94は、圧力流体導入路48の圧力流体を比例弁88の第1ポート100に導く第1導入路116と、前記圧力流体を導入弁90の第1ポート106に導く第2導入路118と、比例弁88の第2ポート102から導出されるパイロット流体をスプール28の一端面に導く第3導入路120と、導入弁90の第2ポート108から導出されたパイロット流体をスプール28の一端面に導く第4導入路122とを含む。第1導入路116と第2導入路118とが連通し、第3導入路120と第4導入路122とが連通している。
パイロット流体排出路96は、スプール28の一端面に導かれたパイロット流体を排出弁92の第1ポート112に導く第1排出路124と、排出弁92の第2ポート114から導出されたパイロット流体を外部に排出する第2排出路126とを含む。第1排出路124は、第3導入路120及び第4導入路122に連通している。
制御部20は、第1圧力センサ80、比例弁88、導入弁90及び排出弁92に電気的に接続される複数(図示例では3つ)の配線板127、128、129と、配線板129に設けられて図示しない外部機器と接続するための接続端子130とを有している。
図6に示すように、制御部20は、比例弁制御部132、導入弁制御部134、排出弁制御部136、開放時間設定部138及び待機時間設定部140を有しており、外部機器との通信によってコントロールされる。すなわち、制御部20と外部機器との間の信号(アナログ信号又はデジタル信号)の送受信は、有線通信及び無線通信のいずれであってもよい。また、制御部20は、例えば、前記外部機器から出力された信号(圧力波形信号)を受けて、当該信号に基づいて比例弁88、導入弁90及び排出弁92を開閉制御する。このとき、制御部20は、第1圧力センサ80及び第2圧力センサ84の少なくともいずれか一方からの出力信号を受けて比例弁88、導入弁90及び排出弁92をフィードバック制御することができる。
比例弁制御部132、導入弁制御部134、排出弁制御部136、開放時間設定部138及び待機時間設定部140は、本実施形態では複数の配線板127、128、129に設けられているが、前記外部機器に設けられていてもよい。比例弁制御部132、導入弁制御部134、排出弁制御部136、開放時間設定部138及び待機時間設定部140を外部機器に設けた場合には、配線板127、128、129を簡素化することができる(例えば、複数の配線板127、128、129のいずれかを削減することができる)ため、スプール弁10のさらなる小型化を図ることができる。
比例弁制御部132は、第1圧力センサ80及び第2圧力センサ84の少なくともいずれか一方の出力信号に基づいて比例弁88の開度を制御する。導入弁制御部134は導入弁90を開閉制御し、排出弁制御部136は排出弁92を開閉制御する。開放時間設定部138は導入弁90の開放時間を設定し、待機時間設定部140は導入弁90が開状態から閉状態に切り替えられてから排出弁92が開放されるまでの待機時間を設定する。
本実施形態に係るスプール弁10は、基本的には以上のように構成されるものであり、以下、このスプール弁10の制御方法について説明する。
本実施形態の初期状態において、比例弁88、導入弁90、排出弁92の各々は、閉塞している。すなわち、スプール弁本体12にパイロット流体が供給されないため、スプリング30によって押圧されたスプール28は第2位置に位置している(図7参照)。つまり、入力ポート40と出力ポート42との連通が遮断されているため、ノズル50からの圧力流体の噴出が停止されている。
本実施形態に係る制御方法では、先ず、開放時間設定部138が導入弁90の開放時間を時間t1に設定し、待機時間設定部140が待機時間を時間t2に設定する。これら時間t1、t2は、例えば、ノズル50から噴出される圧力流体に必要な圧力や流量等に基づいて定められ、予め制御部20に記憶されている。
続いて、図8に示すように、導入弁制御部134は、開放時間設定部138で設定された時間t1だけ導入弁90を開放する。導入弁90が開放されると、導入弁90の第2ポート108から導出されたパイロット流体が第4導入路122、保持プレート36の連通路78、エンドプレート34の孔部76を介してスプール28の一端面に導かれる。すなわち、パイロット流体の圧力がスプール28の一端面に作用する。そうすると、スプール28は、スプリング30を圧縮させながら他端側に変位する。本実施形態では、スプール28は、第2位置から第1位置まで変位する。このとき、スプール28の一端面に作用するパイロット流体の圧力(第1圧力と称することがある)はP1aとなる。
また、スプール28が第1位置まで変位すると、入力ポート40と出力ポート42とが連通するため、入力ポート40の圧力流体がスプール28の環状凹部66を介して出力ポート42に流通する。そして、出力ポート42に導かれた圧力流体は、圧力流体導出路52を介してノズル50から噴出されることとなる。このとき、圧力流体導出路52を流通する圧力流体の圧力(第2圧力と称することがある)はP1bとなる。
そして、導入弁90が閉塞されると、第1圧力がP1aに維持されると共に第2圧力がP1bに維持される。すなわち、ノズル50からは一定圧力の圧力流体が噴出されることとなる。
次に、排出弁制御部136は、導入弁90が閉塞されてから時間t2が経過するまで排出弁92の閉状態を維持する。そうすると、その閉状態の間、圧力流体がノズル50から噴出し続けることとなる。このとき、第2圧力はP1bに維持される。
また、排出弁制御部136は、導入弁90の閉塞から時間t2が経過した後に排出弁92を開閉する。排出弁92が開放されると、パイロット流体が第1排出路124、排出弁92の第1ポート112、排出弁92の第2ポート114、第2排出路126を介して外部に排出される。そうすると、第1圧力が低下するため、スプリング30に押圧されたスプール28が第2位置に復帰する。
スプール28が第2位置に復帰すると、入力ポート40と出力ポート42との連通が遮断されると共に、出力ポート42と排出ポート44とが連通する。これにより、圧力流体導出路52の圧力流体が、出力ポート42、スプール28の環状凹部66、排出ポート44を介して外部に排出される。よって、ノズル50からの圧力流体の噴出が停止されることとなる。
以上説明したように、本実施形態によれば、パイロット流体の圧力を利用してスプール28を軸線方向に変位させるため、出力ポート42から導出される圧力流体の流量(導出流量)及び圧力を制御することができ、且つソレノイド方式の従来のスプール弁と比較してスプール弁10の小型化及び消費電力の削減を図ることができる。また、パイロット流体の圧力をスプール28の一端面に直接作用させるため、パイロット流体の圧力を受けるためのピストン等をスプール28に連結する必要がなく、スプール弁10の高速応答化及びコンパクト化を好適に図ることができる。
また、入力ポート40と出力ポート42との連通が遮断された状態で出力ポート42と排出ポート44とが連通するため、出力ポート42の圧力流体を排出ポート44から外部に排出することができる。これにより、排出ポート44を設けない場合と比較して、当該圧力流体の圧力(流量)を速く低下させることができる。
さらに、本実施形態によれば、導入弁90と排出弁92を開閉制御することにより、簡易な構成で、スプール28の一端面にパイロット流体の圧力を作用させることができる。
本実施形態において、上述した制御を行う場合には、比例弁88及び比例弁制御部132を省略しても構わない。この場合、スプール弁10の構成を一層小型化することができる。後述する第1変形例及び第3変形例についても同様である。
(第1変形例)
次に、本実施形態の第1変形例に係るスプール弁10の制御方法について図9を参照して説明する。
本変形例では、図9に示すように、先ず、開放時間設定部138が導入弁90の開放時間を時間t3に設定し、待機時間設定部140が待機時間を時間t4に設定する。ここで、時間t3は時間t1の半分の時間であり、時間t4は時間t2の半分の時間である。これら時間t3、t4は、例えば、ノズル50から噴出される圧力流体に必要な圧力や流量等に基づいて定められ、予め制御部20に記憶されている。
続いて、導入弁制御部134は、開放時間設定部138で設定された時間t3だけ導入弁90を開放する。導入弁90が開放されると、スプール28がスプリング30を圧縮させながら他端側に変位する。このとき、第1圧力がP2a(P1aの半分の圧力)となるため、スプール28は、第1位置と第2位置との中間に位置することとなる。そうすると、第1圧力がP1aである場合と比較して、入力ポート40と出力ポート42との連通路の開度が小さく(半分に)なるため、圧力流体導出路52の圧力流体の圧力(第2圧力)はP2b(P1bの半分の圧力)になる。そして、導入弁90が閉塞されると、第1圧力がP2aに維持されると共に第2圧力がP2bに維持される。
次に、排出弁制御部136は、導入弁90が閉塞されてから時間t4が経過するまで排出弁92の閉状態を維持する。そうすると、その閉状態の間、圧力流体がノズル50から噴出し続けることとなる。このとき、第2圧力はP2bに維持される。
また、排出弁制御部136は、導入弁90の閉塞から時間t4が経過した後に排出弁92を開閉する。排出弁92が開放されると、スプール28が第2位置に復帰するため、ノズル50からの圧力流体の噴出が停止されることとなる。
このように本変形例から諒解されるように、本実施形態では、導入弁90の開放時間(時間t1、t3)を制御することにより、出力ポート42から導出される圧力流体の圧力(流量)を制御することができる。また、導入弁90が開状態から閉状態に切り替えられてから排出弁92が開放されるまでの待機時間(時間t2、t4)を制御することにより、圧力流体が出力ポート42から導出する時間を制御することができる。
すなわち、本実施形態によれば、開放時間設定部138で設定された導入弁90の開放時間に応じてスプール28を変位させることができるので、簡易な構成で、出力ポート42から導出される圧力流体の圧力(流量)を自在に制御することができる。
また、本実施形態によれば、導入弁90を閉塞させてから排出弁92が開放するまでの間の待機時間を待機時間設定部140にて設定することができるので、簡易な構成で、圧力流体が出力ポート42から導出される時間を自在に制御することができる。
(第2変形例)
次に、本実施形態の第2変形例に係るスプール弁10の制御方法について図10を参照しながら説明する。
本変形例では、図10に示すように、排出弁制御部136が排出弁92を開放すると共に比例弁制御部132が比例弁88を開放する。比例弁88が開放されると、比例弁88の第2ポート102から導出されたパイロット流体が第3導入路120、保持プレート36の連通路78、エンドプレート34の孔部76を介してスプール28の一端面に導かれる。すなわち、パイロット流体の圧力がスプール28の一端面に作用する。そうすると、スプール28は、スプリング30を圧縮させながら他端側に変位する。スプール28が他端側に変位すると、入力ポート40と出力ポート42とが連通するため、出力ポート42から導出された圧力流体がノズル50から噴出されることとなる。
このとき、排出弁92は開放されており、比例弁88からの流入量が排出弁92の排出量を上回っていることから、スプール28の一端面に作用するパイロット流体の圧力及び出力ポート42から導出される圧力流体の圧力を制御することができる。また、比例弁制御部132は、第1圧力センサ80にて取得された圧力と第2圧力センサ84にて取得された圧力とに基づいて比例弁88の開度を制御する。本変形例では、比例弁制御部132は、比例弁88の開度を徐々に大きくする。そうすると、第1圧力及び第2圧力が徐々に上昇することとなる。さらに、比例弁制御部132は、比例弁88の開度を徐々に小さくする。そうすると、第1圧力及び第2圧力が徐々に低下することとなる。なお、本変形例では、所定時間経過後に比例弁制御部132が比例弁88を閉塞すると共に排出弁制御部136が排出弁92を閉塞する。
本変形例によれば、比例弁88の開度に応じてスプール28を変位させることができるので、簡易な構成で、出力ポート42から導出される圧力流体の圧力(流量)を比例制御することができる。
また、比例弁制御部132が、第1圧力センサ80にて取得された圧力と第2圧力センサ84にて取得された圧力とに基づいて比例弁88の開度を制御しているので、出力ポート42から導出される圧力流体の圧力(流量)を所望の圧力(流量)に制御することができる。
本変形例は、上述した制御に限定されない。例えば、比例弁制御部132は、比例弁88の開度を段階的に大きくしてもよい。この場合、第1圧力及び第2圧力は、段階的に上昇することとなる。また、比例弁制御部132は、比例弁88の開度を徐々に(連続的に)又は段階的に小さくしても構わない。
本変形例を行う場合には、導入弁90及び導入弁制御部134を省略しても構わない。この場合、スプール弁10の構成を一層小型化することができる。また、排出弁92及び排出弁制御部136を省略することもできる。この場合、パイロット流体排出路96から常に一定量のパイロット流体が排出されることとなる。そして、この排出量よりも多い量のパイロット流体を比例弁88の第2ポート102から導出させることにより、スプール28の一端面にパイロット流体の圧力を作用させることができる。これにより、スプール弁10の構成をより一層小型化することができる。
(第3変形例)
次に、本実施形態の第3変形例に係るスプール弁10の制御方法について図11を参照しながら説明する。本変形例では、図11に示すように、導入弁制御部134が導入弁90を複数回(図示例では2回)連続して開閉した後、排出弁制御部136が排出弁92を複数回(図示例では2回)連続して開閉する。そうすると、第1圧力及び第2圧力が段階的に上昇した後、段階的に低下することとなる。このように、本変形例によれば、簡易な構成で、出力ポート42から導出される圧力流体の圧力(流量)を段階的に上昇させると共に段階的に低下させることができる。
(第4変形例)
次に、本実施形態の第4変形例に係るスプール弁10の制御方法について図12を参照しながら説明する。本変形例では、図12に示すように、導入弁制御部134が導入弁90を開放している状態で排出弁制御部136が排出弁92を開放する。そうすると、第1圧力及び第2圧力は、上昇して一定の圧力に達した後、比較的緩やかに低下することとなる。このように、本変形例によれば、導入弁90を閉塞した状態で排出弁92を開放する場合と比較して、出力ポート42から導出される圧力流体の圧力(流量)を緩やかに低下させることができる。
(第5変形例)
次に、本実施形態の第5変形例に係るスプール弁10の制御方法について図13を参照しながら説明する。本変形例では、図13に示すように、比例弁制御部132が比例弁88を開放している状態で、導入弁制御部134が導入弁90を開閉し、排出弁制御部136が排出弁92を開閉する。そうすると、第1圧力及び第2圧力は、緩やかに上昇した後で大きく上昇し、大きく低下した後で緩やかに低下することとなる。
本変形例によれば、比例弁88が開放している状態で導入弁90及び排出弁92を開閉しているので、簡易な構成で、出力ポート42から導出される圧力流体の圧力(流量)を所望の圧(流量)に効率的に制御することができる。
本変形例は、上述した制御に限定されず、例えば、比例弁88の開状態で導入弁制御部134は導入弁90を複数回開閉してもよいし、排出弁制御部136は排出弁92を複数回開閉してもかまわない。
上記において、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。
10…スプール弁 12…スプール弁本体
14…パイロット弁機構 22…バルブボディ
24…弁室 28…スプール
30…スプリング 40…入力ポート
42…出力ポート 44…排出ポート
80…第1圧力センサ(第1圧力取得手段)
84…第2圧力センサ(第2圧力取得手段)
88…比例弁 90…導入弁
92…排出弁 94…パイロット流体導入路
96…パイロット流体排出路 132…比例弁制御部
134…導入弁制御部 136…排出弁制御部
138…開放時間設定部 140…待機時間設定部

Claims (8)

  1. 弁室と、前記弁室を構成する壁面に開口して圧力流体が流通する入力ポート及び出力ポートとが形成されたバルブボディと、
    前記入力ポートと前記出力ポートとが連通する第1位置と、前記入力ポートと前記出力ポートとの連通が遮断される第2位置とに変位可能な状態で前記弁室に配設されたスプールと、
    前記バルブボディに設けられて前記スプールの一端面にパイロット流体の圧力を作用させて当該スプールを軸線方向に沿って変位させるパイロット弁機構と、
    前記スプールを軸線方向に沿って一方の側へ付勢するスプリングと、
    前記スプールの一端面に作用する前記パイロット流体の圧力を取得する第1圧力取得手段と、
    前記出力ポートから導出された前記圧力流体の圧力を取得する第2圧力取得手段と、
    前記パイロット弁機構を制御する制御部と、を備え、
    前記パイロット弁機構は、前記スプールの一端面に前記パイロット流体を導くパイロット流体導入路と、
    前記パイロット流体を排出するパイロット流体排出路と、
    前記パイロット流体導入路に設けられた比例弁と、
    前記パイロット流体導入路を開状態と閉状態とに切り替える導入弁と、
    前記パイロット流体排出路を開状態と閉状態とに切り替える排出弁と、を有し、
    前記制御部は、前記第1圧力取得手段にて取得された圧力と前記第2圧力取得手段にて取得された圧力とに基づいて前記比例弁の開度を制御する比例弁制御部と、
    前記導入弁を制御する導入弁制御部と、
    前記排出弁を制御する排出弁制御部と、を含み、
    前記スプールは、前記比例弁の開度、前記導入弁の開時間、及び前記排出弁の開時間に応じて変位する、
    ことを特徴とするスプール弁。
  2. 請求項記載のスプール弁において、
    前記導入弁の開放時間を設定する開放時間設定部をさらに備え、
    前記導入弁制御部は、前記開放時間設定部で設定された開放時間に基づいて前記導入弁を開閉する、
    ことを特徴とするスプール弁。
  3. 請求項1又は2に記載のスプール弁において、
    前記導入弁が開状態から閉状態に切り替えられてから前記排出弁が開放されるまでの待機時間を設定する待機時間設定部をさらに備え、
    前記排出弁制御部は、前記導入弁が開状態から閉状態に切り替えられてから前記待機時間設定部で設定された待機時間が経過するまでの間、前記排出弁を閉状態に維持する、
    ことを特徴とするスプール弁。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のスプール弁において、
    前記導入弁制御部は、複数回連続して前記導入弁を開閉する、
    ことを特徴とするスプール弁。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のスプール弁において、
    前記排出弁制御部は、複数回連続して前記排出弁を開閉する、
    ことを特徴とするスプール弁。
  6. 請求項1又は2に記載のスプール弁において、
    前記排出弁制御部は、前記導入弁の開状態で前記排出弁を開放する、
    ことを特徴とするスプール弁。
  7. 請求項記載のスプール弁において
    記導入弁制御部は、前記比例弁の開状態で前記導入弁を開閉し、
    前記排出弁制御部は、前記比例弁の開状態で前記排出弁を開閉する、
    ことを特徴とするスプール弁。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項に記載のスプール弁において、
    前記バルブボディには、前記弁室を構成する壁面に開口する排出ポートが形成され、
    前記スプールが前記第2位置に位置している状態で前記出力ポートと前記排出ポートとが連通し、前記スプールが前記第1位置に位置している状態で前記出力ポートと前記排出ポートとの連通が遮断される、
    ことを特徴とするスプール弁。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016156405A (ja) * 2015-02-23 2016-09-01 アネスト岩田株式会社 パイロットバルブ
JP6314903B2 (ja) * 2015-05-08 2018-04-25 Smc株式会社 流路ユニット及び切換弁
JP6714397B2 (ja) * 2016-03-08 2020-06-24 株式会社サタケ 圧電式バルブ、該圧電式バルブの駆動方法、及び該圧電式バルブを利用した噴風手段を備える光学式粒状物選別機
JP1569588S (ja) * 2016-05-31 2017-02-20
JP1565548S (ja) * 2016-05-31 2016-12-19
US11761462B2 (en) 2017-03-07 2023-09-19 Asco, L. P. Valve device and method for anticipating failure in a solenoid valve assembly in a manifold assembly
CN110475995B (zh) 2017-09-18 2021-01-08 阿斯科公司 用于监测阀歧管组件中的响应时间的装置和方法
JP6889674B2 (ja) * 2018-03-09 2021-06-18 Kyb株式会社 制御弁
US10711915B2 (en) * 2018-11-20 2020-07-14 Mac Valves, Inc. Pilot actuated control pilot for operating valve
US12092229B2 (en) * 2021-10-12 2024-09-17 Parker-Hannifin Corporation Valve bank and smart control valve

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07103360A (ja) * 1993-09-30 1995-04-18 Tokico Ltd 流量制御弁
JP2000046233A (ja) * 1998-07-31 2000-02-18 Shimadzu Corp 油圧弁

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3633624A (en) * 1967-08-29 1972-01-11 Parker Hannifin Corp Solenoid-operated valve assembly
US3580281A (en) * 1969-10-07 1971-05-25 Sanders Associates Inc Control valve
US3653409A (en) * 1971-01-04 1972-04-04 Rex Chainbelt Inc Power assist servo control for a valve
US3918488A (en) * 1971-06-30 1975-11-11 Komatsu Mfg Co Ltd Control valves for steering clutches and brakes
JP3625521B2 (ja) 1995-04-17 2005-03-02 株式会社トキメック 比例電磁式スプール弁
GB2314901B (en) 1996-07-02 2001-02-14 Luk Getriebe Systeme Gmbh Fluid-operated regulating apparatus and method of using the same
US5913577A (en) 1996-12-09 1999-06-22 Caterpillar Inc. Pilot stage of an electrohydraulic control valve
JP4211002B2 (ja) * 2004-04-22 2009-01-21 Smc株式会社 連接形電磁弁
JP4228370B2 (ja) 2004-10-25 2009-02-25 Smc株式会社 電磁パイロット式切換弁
US8678033B2 (en) 2010-03-24 2014-03-25 Eaton Corporation Proportional valve employing simultaneous and hybrid actuation
DE102011101187B4 (de) 2011-05-11 2014-09-04 Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co Kg Druckminderer
CN102650305B (zh) * 2012-05-02 2015-01-28 浙江工业大学 2d液压助力电液比例换向阀

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07103360A (ja) * 1993-09-30 1995-04-18 Tokico Ltd 流量制御弁
JP2000046233A (ja) * 1998-07-31 2000-02-18 Shimadzu Corp 油圧弁

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