JPH01206183A - 流量制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、建設機械等の油圧回路に用いる流量制御弁に
関する。

〔従来の技術〕

建設機械、例えばパワーショベルは車体にアームシリン
ダにより上下回動されるアームを枢着し、そのアームに
ブームをブームシリンダで上下回動自在に枢着すると共
に、そのブームにパケットをパケットシリンダで上下回
動自在に取付けた腕式作業機を備えている。

この様な腕式作業機の油圧回路としては、例えば第２図
に示すように、ポンプ１の吐出路１ａにアーム弁２、ブ
ーム弁３、パケット弁４を設けてアームシリンダ５、ブ
ームシリンダ６、パケットシリンダ７にポンプ１の吐出
圧油を供給する油圧回路が知られている。

このような油圧回路においてアームシリンダ５とブーム
シリンダ６を同時操作する場合には負荷の軽いシリンダ
にポンプ１の圧油が供給されるので、例えば、アーム弁
２の入口側流路２ａに流量絞り弁８と逆止弁９を直列に
設け、アームシリンダ５とブームシリンダ６を同時操作
する時には流量絞り弁８を制御動作してアーム弁２へ流
れる流量を制限してアームシリンダ５とブームシリンダ
６が負荷の大小に関係なしに同一速度で作動するように
すると共に、逆止弁９によりアーム弁２側から逆流しな
いようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

かかる油圧回路であると、流量を制御する流路、つまり
アーム弁２の入口側流路２ａに流量絞り弁８と逆止弁９
を直列に設けているので、流路が複雑で取付は面積が大
となると共に、流量絞り弁８に制御信号を入力して流路
を流れる流量を制御するので応答性が悪くなるばかりか
、制御信号は大流量を制御する流量絞り弁８を制御動作
できる大きな値となって微少に流量を制御できないこと
がある。

そこで、本発明は前述の問題点を解決できるようにした
流量制御弁を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段及び作用〕弁本体３０に、
入口孔３１と出口孔３６を断通ずるポペット３７及び該
ポペット３７を入口孔３１と出口孔３６を遮断する方向
に移動する第１室３９を設けると共に、該第１室３９と
前記出口孔３６の連通面積を外部信号により増減する絞
り弁を設け、前記ポペット３７の軸心に、前記入口孔３
１と前記第１室３９とを連通し、かつその連通面積が前
記ポペット３７のストロークにより増減する連通路を形
成すると共に、この連通路にスプール４３を、第１室３
９より入口孔３１への流れによって摺動して第１室３９
から入口孔３１への逆流を防止するように嵌挿して、弁
本体３０に設けた絞り弁を制御することで入口孔３１よ
り出口孔３６への流量を制御できるようにしたものであ
る。

〔実　施　例〕

弁本体３０に入口孔３１、大径孔３２、スプール孔３３
、透孔３４を同一中心上に連続して穿孔し、入口孔３１
を上流ポート３５に連通ずると共に、大径孔３２に出口
孔３６を穿孔し、かつポペット３７を嵌挿し、そのポペ
ット３７の円錐面３７ａをシート座３８に圧接して入口
孔３１と大径孔３２を遮断すると共に、第１室３９を形
成する。

前記ポペット３７の軸心に小径穴４０、大径穴４１、軸
孔４２を連続して穿孔すると共に、その軸孔４２にスプ
ール４３を嵌挿し、このスプール４３のフランジ４４で
前記スプール孔３３を閉塞し、かつ切欠き４４ａを形成
し、前記スプール４３に油通路４５、括れ部４６、切欠
き４７を形成して第１室３９と入口孔３１を連通ずる連
通路を構成すると共に、前記スプール４３の先端に小径
穴４０に圧着する円錐部４８を形成し前記連通路を遮断
する逆止弁とし、前記スプール孔３３にスプール５０を
嵌合して第２室５１を形成すると共に、このスプール５
０をバネ５２で下方に移動し、かつ比例ソレノイド５３
に当接し、さらにスプール５０に第２室５１と透孔３４
を連通するキリ穴５４を穿孔すると共に、弁本体２０に
第２室５１と出口孔３６を連通する通路５５が穿孔しで
ある。

次に作動を説明する。

比例ソレノイド５３へ通電しない時。

スプール５０がバネ５２で図中下方に移動されるので、
そのスプール５０によって決定される第２室５１と通路
５５の連通面積Ａ３が最大となると共に、第１室３９が
切欠き４４ａ、第２室５１、通路５５を経て出口孔３６
に連通ずる。

このために、第１室３９の圧力が低くなってポペット３
７は円錐面３７ａに作用する上流圧Ｐ１によって下方に
移動し、円錐面３７ａがシート座３８より離れて入口孔
３１の圧油は出口孔３６に流出する。

この際、入口孔３１の圧油の一部はスプール４３を押し
下げて小径穴４０、大径穴４１、切欠き４７、括れ部４
６、油通路４５及び第１室３９、切欠き４４ａ、第２室
５１、通路５５より出口孔３６に流れるが、ポペット３
７が下方に移動して切欠き４７と大径孔４１の開口面積
が大となっているので、その流量は最大となる。

比例ソレノイド５３に通電した時。

スプール５０は比例ソレノイド５３の推力でバネ５２に
坑して上方に移動し、前記連通面積Ａ３が減少する。

このために、第１室３９内の圧油が出口孔３６に流れ難
くなって第１室３９内の圧力Ｐ３が高くなり、ポペット
３７の押し下げストロークが規制される。つまり、第２
室５１と通路５５の連通がスプール５０で絞られて第１
室３９内の圧力Ｐ３が上昇するので、上流圧Ｐ、ｘ受圧
面積Ａ、と第１室圧力ｐｌＸ受圧面積Ａ２とのバランス
によってポペット３７が押し上げられる。

この時、切欠き４７と大径穴４１の開口面積は減少する
。

これにより、入口孔３１と出口孔３６の連通面積が決定
され、入口孔３１より出口孔３６に流れる流量が比例ソ
レノイド５３への通電量に比例した値となる。

この状態においてポペット３７が入口孔３１の圧力Ｐ、
で押し下げられると切欠き４７と大径穴４１の開口面積
が増大し、第１室３９に流れる流量が増大して第１室３
９内の圧力Ｐ３が高くなり、ポペット３７は押し上げら
れるので、入口孔３１と出口孔３６の連通面積は比例ソ
レノイド５３への通電量に見合う値となる。

また、比例ソレノイド５３へ通電される電流が増加する
とスプール５０は更に上方にストロークして前述の連通
面積Ａ３を更に小さく絞るので、第１室３９内の圧力Ｐ
３が更に高くなってポペット３７が更に押し上げられて
入口孔３１と出口孔３６の連通面積が更に減少する。

このように、比例ソレノイド５３への電流の大小に応じ
て出口孔３６に流れる流量を制御できる。

また、出口孔３６の圧力Ｐ２が入口孔３１の圧力Ｐ１よ
り高い時には、出口孔３６の圧油が通路５５、第２室５
１、切欠き４４ａ１第１室３９、油通路４５、括れ部４
６、切欠き４７、大径穴４１、小径穴４０より入口孔３
１に流れようとするが、その流れによってスプール４３
が上方に移動して円錐部４８が小径穴４０に圧着するの
で、その流れがなく、しかも出口孔３Ｂの圧力Ｐ２が第
１室３９に作用してポペット３７を押し上げて円錐面３
７ａをシート座３８に圧接するので、出口孔３６の圧油
が入口孔３１に逆流することがない。

また、入口孔３１の圧力Ｐ、と出口孔３６の圧力Ｐ２の
差圧が大きくなると第１室３９に流れる流量が増大し、
この第１室３９より出口孔３６に流れる流量はスプール
５０で絞られているが、第２室５１に流れる流量が増大
するとその流れの力（噴流）によりスプール５０に流体
力がより大きく作用し、この流体力によってスプール５
０が上方に移動されて前記連通面積Ａ３を減少するので
、第１室３９内の圧力Ｐ３が高くなり、ポペット３７を
押し上げて入口孔３１と出口孔３６の連通面積を減少し
て出口孔３６の流量を一定に維持できる。

つまり、入口孔３１と出口孔３６の差圧が変化しても出
口孔３６の流量を一定とする圧力補償機能を有する。

なお、比例ソレノイド５３でスプール５ｏをストローク
することで第２室５１と通路５５の連通面積を制御した
が、スプール５０をパイロット圧によりストロークして
も良い。

つまり、第１室３９と出口孔３６の連通面積を外部信号
により増減する絞り弁を設ければ良い。

〔発明の効果〕

弁本体３０にポペット３７と絞り弁を設け、゛その絞り
弁を外部信号で制御することで入口孔３１より出口孔３
６への流量を制御でき、その入口孔３１を流路の上流側
に、出口孔３６を下流側に接続すれば良いので、流路が
簡単となると共に、取付は面積を小さくできる。

また、ポペット３７の連通孔より第１室３９を経て出口
孔３６に流れる僅かな流量を絞り弁で制御することで前
記出口孔３６の流量を制御するので、応答性が向上する
と共に、小さな外部信号で制御できて流量を微少に制御
できる。

また、ポペット３７の連通孔内に嵌挿したスプール４３
を、その連通孔内の流れによって摺動して円錐部４８を
シート座に圧着することで第１室３９より入口孔３１へ
の逆流を防止しているので、連通孔内にスプール４３を
嵌挿するだけで良く、バネなどを設ける必要がないから
構造簡単で安価となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図は従来の
回路図である。 ３０は弁本体、３１は入口孔、３６は出口孔、３７はポ
ペット、３９は第１室、４３はスプール、４８は円錐部
。 出願人　　株式会社　小　松　製　作　所代理人　　弁
理士　　米　原　正　章

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　弁本体３０に、入口孔３１と出口孔３６を断通するポ
   ペット３７及び該ポペット３７を入口孔３１と出口孔３
   ６を遮断する方向に移動する第１室３９を設けると共に
   、該第１室３９と前記出口孔３６の連通面積を外部信号
   により増減する絞り弁を設け、前記ポペット３７の軸心
   に、前記入口孔３１と前記第１室３９とを連通し、かつ
   その連通面積が前記ポペット３７のストロークにより増
   減する連通路を形成すると共に、該連通路に、一端に円
   錐部４８を有するスプール４３を、第１室３９より入口
   孔３１への流れによって摺動し円錐部４８がシート座に
   圧着するように嵌挿したことを特徴とする流量制御弁。