JPH0247283Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、シリンダ等の油圧負荷（油圧装
置）から流出する圧油の流量を設定値に制御する
メータアウト制御用圧力補償付流量制御弁に関す
る。

〔従来の技術〕

油圧負荷として例えばシリンダを作動させる場
合、シリンダピストンの暴走を防止するための一
手段として、シリンダから流出する圧油（以下
「排出油」という）の流量を調整することによつ
てシリンダの作動速度を制御するメータアウト制
御が行なわれる。

その場合、例えば第８図に示すような圧力補償
付流量制御弁が用いられている。

この圧力補償付流量制御弁１は、ボデイ２に入
口ポート３と出口ポート４とを有し、第９図に示
すように、その入口ポート３が圧油供給源６から
の油圧によつて作動する負荷であるシリンダ５の
排出側油室に接続され、出口ポート４がタンク７
に接続される。

ボデイ２内には入口ポート３と出口ポート４を
連通する油路１０が形成され、その上流側に圧力
補償弁８が、下流側に流量調整絞り９が配置され
ており、シリンダ５から流出する排出油をこれら
の圧力補償弁８及び流量調整絞り９を介してタン
ク７へ還流させ、その流量を制御する。

圧力補償弁８は、入口ポート３と油路１０を連
通する摺動孔１２内に圧力補償スプール１３を嵌
入し、摺動孔１２の左端に形成される油室１２ａ
に設けたスプリング１４による付勢力と流量調整
絞り９の出口ポート４側から油路１１を通して導
入される油圧によつて、スプール１３を右方へ押
圧する。一方、摺動孔１２の右端に形成される油
室１２ｂには、スプール１３内に形成したＴ字状
の油路１３ａを通して入口ポート３から油路１０
へ向う圧油を導入し、その油圧でスプール１３を
左方へ押圧する。

したがつて、圧力補償スプール１３は左右両端
からの押圧力が釣合う位置にあり、入口ポート３
に通じる環状溝３ａの開度（弁開度）ｘを決め
る。

流量調整絞り９は、油路１０，１１と出口ポー
ト４を連通する摺動孔１６内にスプール１７を嵌
入し、スプリング１８によつて位置調整ネジ１９
に常時当接させている。

このスプール１７のランド部１７ａに幅の狭い
スリツト（又はＶ溝）１７ｂを形成しており、出
口ポート４に通じる環状溝４ａとの間にオリフイ
ス２０を形成し、その開口量すなわち絞り度を外
部から位置調整ネジ１９を回動してスプール１７
の位置を調整することによつて設定できるように
なつている。

この流量調整絞り９の前後差圧、すなわち油路
１０側と出口ポート４側の圧力差を一定に保つよ
うに圧力補償弁８が作用し、それによつて、入口
ポート３から流入する排出油の油圧が変化して
も、オリフイス２０を通つて出口ポート４からタ
ンク７へ還流する排出油の流量を一定（設定値）
に保持する。

〔考案が解決しようとする問題点〕

このように、従来の圧力補償付流量制御弁にお
いては、流量調整絞りのスプールに幅の狭いスリ
ツトあるいはＶ溝等を形成して絞りオリフイスを
形成することにより、流量調整ストロークを大き
くし、微少流量域での流量調整を容易にしてい
る。

そのため、この部分では油温の変化による粘度
の影響が大きくなり、タンクへ還流する排出油の
流量が油温によつて変化し、それに伴なつてシリ
ンダ等の作動速度が変化してしまうという問題点
があつた。

そこで、一部には流量調整絞りを鋭角状の絞り
形状にして粘度の影響を受けにくくしたものもあ
るが、微少流量域ではその絞り量も僅かになり、
鋭角状とはいえなくなるため、やはり油温による
流量変動があらわれていた。

また、第８図に示したような従来の圧力補償付
流量制御弁においては、流量調整絞り９のオリフ
イス２０を全閉にしても、スプール１７のランド
部１７ａと環状溝４ａとの間のリークにより流量
Q₁が生ずるため、第７図に示すように全閉区間
のオーバラツプをある程度大きくとる必要があ
り、不感帯幅が大きくなるという問題点もあつ
た。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案によるメータアウト制御用圧力補償付
流量制御弁は、上記のような問題点を解決するた
め、ボデイに入口ポートとは別に圧油供給ポート
を設けると共に、油の粘度変化の影響を積極的に
受ける絞り部と、その絞り部の前後差圧を一定に
保つ圧力補償弁とを設け、上記圧油供給ポートか
ら流入する圧油を上記絞り部を介して入口ポート
と出口ポートとを連通する油路の圧力補償弁と流
量調整絞りとの間に供給するようにしたものであ
る。

〔作用〕

入口ポートから圧力補償弁を通して流量調整絞
りに流入する排出油と圧油供給ポートから絞り部
を通して流量調整絞りに流入する圧油とが合流し
て、流量調整絞りを介して出口ポートから流出す
ることになる。

そのため、油温の変化によつて粘度が変化し、
流量調整絞りを通過して出口ポートから流出する
油量が増減しても、絞り部がその粘度の変化の影
響を受けて上記増減量に見合うだけ流量を変化す
るため、入口ポートから流入する流量は一定に保
たれる。

〔実施例〕

以下、この考案の実施例を第１図乃至第６図を
参照して説明する。

第１図は、この考案の一実施例を模式的に示す
断面図、第２図はその使用例としてシリンダの速
度制御をメータアウト方式で行う場合の油圧回路
図であり、これらの図中第８図及び第９図と対応
する部分には同一符号を付してあり、それらの説
明は省略する。

この実施例では、ボデイ２′に入口ポート３と
は別に圧油供給ポート３１を設けると共に、油の
粘度変化の影響を積極的に受ける例えば細管状
（チヨーク形状）の絞り部３２と、その前後差圧
を一定に保つ圧力補償弁３３とからなる第２の流
量制御部３０を設けている。

そして、圧油供給源６から油圧負荷であるシリ
ンダ５の供給側油室５ａに供給される圧油の一部
を圧油供給ポート３１から流入させ、この第２の
流量制御弁３０の圧力補償弁３３及び絞り部３２
と油路３７を介して、油路１０の圧力補償弁８と
流量調整絞り９との間に供給するようにしてい
る。

また、第２の流量制御部３０の圧力補償弁３３
は、圧力補償弁８と同様に圧力補償スプール３４
とスプリング３５を備えており、圧力補償スプー
ル３４の右端側の油室３６ａに絞り部３２の入口
側に供給する圧油を導入し、スプリング３５を装
着した左端側の油室３６ｂに絞り部３２の出口側
の圧油を油路３７からの分岐油路３８を通して導
入して、絞り部３２の前後差圧を一定に保つよう
に作用する。

すなわち、圧油供給ポート３１から流入する圧
油の温度が高くなると粘度が低下し、絞り部３２
の抵抗が減少してその前後差圧が小さくなり、油
室３６ａと３６ｂとの差圧が小さくなるため圧力
補償スプール３４が右方に移動して弁開度が大き
くなる。そして、絞り部３２の前後差圧が設定圧
に等しくなつたところで圧力補償スプール３４が
静止するので、圧油供給ポート３１から流入する
圧油の流量Q₂が増加する。

反対に、流入する圧油の温度が低下すると粘度
が高くなり、絞り部３２の抵抗が大きくなるので
その前後差圧が大きくなり、油室３６ａと３６ｂ
との差圧が増加するので圧力補償スプール３４が
左方に移動し、弁開度が小さくなり流量Q₂が減
少する。

そして、入口ポート３から圧力補償弁８を介し
て流入するシリンダ５の排出側油室５ｂからの排
出油（流量Q₁）と、圧油供給ポート３１から第
２の流量制御部３０を介して流入する圧油（流量
Q₂）とが合流して、流量調整絞り９を通して出
口ポート４からタンク７へ還流する（流量Q₃＝
Q₁＋Q₂）。

ところで、前述のように流量調整絞り９はオリ
フイス２０が油温による粘度の影響を受けるた
め、ここを流れる油の流量Q₃は油温の上昇と共
に増加する特性があるが、この増加分は、第３図
にＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各曲線で示すように、設定流
量を大きくしても大幅に増えるわけではなく、ど
の流量設定域においてもほとんど一様に増加する
傾向にある。

そこで、第２の流量制御部３０の絞り部３２の
温度−流量特性を例えば第４図に示すように設定
して、流量Q₂が流量調整絞り９における油温上
昇に伴なう流量Q₃の増加分に相当するようにす
れば、入口ポート３から流入する排出油の流量
Q₁は、Q₃＞Q₂の場合にはQ₃−Q₂であるから、そ
の温度−流量特性は第５図にB′，C′，D′で示す
ようになり、どの設定流量域においても温度によ
る流量変化が殆んどなくなる。

すなわち、温度特性が大幅に改善され、シリン
ダ５の作動速度はこの流量Q₁によつて安定して
制御される。

次に、流量調整絞り９のオリフイス２０の開度
を極めて小さくしてQ₃＜Q₂にすると、圧力補償
弁８によつて設定された差圧では流量Q₂を流せ
なくなり、差圧を増大させるため圧力補償スプー
ル１３が左行して圧力補償弁８が全閉し、流量
Q₁がゼロになる。

例えば、圧力補償弁８の補償圧力を３Kgｆ／
cm²、流量Q₂＝10c.c.／minとすると、オリフイス２
０の開口量をQ₃≧10c.c.／minとなるように設定し
ておけば、その前後差圧は圧力補償弁８の補償圧
力（３Kgｆ／cm²）に保持されている。

ところが、位置調整ネジ１９によつてスプール
１７を右行させ、オリフイス２０の開口量をQ₃
＝５c.c.／minとなるように設定すると、Q₂＝10
c.c.／minの圧油がオリフイス２０を通らなければ
ならないため、３Kgｆ／cm²の差圧では流し切れ
ず、この差圧を12Kgｆ／cm²に増大させる。これ
は、差圧∝（流量／面積）²から求められる。

この差圧は補償圧力によりはるかに大きくなる
ため、圧力補償弁８が全閉する。

そのため、流量調整絞り９のスプールストロー
クに対するオリフイス開口量と流量特性は、第６
図に示すようになり、オリフイス２０の開口量が
流量Q₂に等しくなるまで圧力補償弁８が全閉す
るので、流量Q₁が流れ始めるまでの不感帯幅が
狭くなる。

なお、圧力補償弁８のスプール１３の周囲から
のリークを防ぐために、若干のオーバラツプ区間
（不感帯）は必要である。

この実施例では、流量調整絞り９の流量設定を
調整ネジ１９により手動で行なうようにしている
が、比例ソレノイドやステツピングモータ等を使
用して電気的に設定するようにしても良い。

また、流量調整絞り弁のスプールにスリツトや
Ｖ溝等を設けてオリフイスを形成しているので、
比較的長いストロークで微少流量の調整を行なう
ことができ、加工精度によるバラツキも少ない。

すなわち、スリツトあるいはＶ溝の長さの加工
精度を±0.1とすれば、長さ１mmの場合±0.1／１
＝10（％）であるが、３mmなら±0.1／３＝±3.3
（％）となり、機差を少なくできる。

さらに、図示を省略するが、スリツトやＶ溝の
かわりにエツジ状（鋭角状）の絞りをスプールに
形成した場合には、粘度により変動をある程度抑
制できるので、絞り部３２を例えば半エツジ状
（入口に多少丸みをつける等）に形成して粘度の
影響を少なくすればよい。

〔考案の効果〕

以上説明してきたように、この考案によるメー
タアウト制御用圧力補償付流量制御弁は、シリン
ダ等の油圧負荷から排出される排出油の温度が上
昇しても、その粘度低下による流量の増加分に相
当する流量の圧油を圧油供給ポートから第２の流
量制御部の絞り部を介して供給するようにしたの
で、タンクへ還流する排出油の流量は、温度によ
る影響なく流量調整絞りによつて設定された流量
に制御することができ、それによつてシリンダ等
の油圧装置を安定して動作させることができる。

また、不感帯幅が狭くなるので、比例ソレノイ
ド等によるモート操作では応答性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示すメータアウ
ト制御用圧力補償付流量制御弁の模式的断面図、
第２図はその使用例を示す油圧回路図、第３図乃
至第５図はそれぞれ第１図の実施例における油温
に対する各ポートの流量Q₁，Q₂，Q₃の特性を示
す線図、第６図は同じく流量調整絞りのスプール
ストロークに対するオリフイス開口量と流量Q₁
の特性を示す線図、第７図は従来の圧力補償付流
量制御弁における第６図と同様な線図、第８図は
従来の圧力補償付流量制御弁の一例を示す模式的
断面図、第９図はその使用例を示す油圧回路図で
ある。 １′……メータアウト制御用圧力補償付流量制
御弁、２′……ボデイ、３……入口ポート、４…
…出口ポート、５……シリンダ、６……圧油供給
源、７……タンク、８……圧力補償弁、９……流
量調整絞り弁、１０，１１，３７，３８……油
路、１３……圧力補償スプール、１７……スプー
ル、２０……オリフイス、３０……第２の流量制
御部、３１……圧油供給ポート、３２……絞り
部、３３……圧力補償弁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ シリンダ等の油圧負荷に接続する入口ポート
   とタンクに接続する出口ポートとをボデイに有
   し、前記入口ポートと出口ポートを連通する油
   路の上流側に圧力補償弁を下流側に流量調整絞
   りを配置した圧力補償付流量制御弁において、 前記ボデイに前記入口ポートとは別に圧油供
   給ポートを設けると共に、油の粘度変化の影響
   を積極的に受ける絞り部と、該絞り部の前後差
   圧を一定に保つ圧力補償弁とを設け、前記圧油
   供給ポートから流入する圧油を前記絞り部を介
   して前記入口ポートと出口ポートとを連通する
   油路の圧力補償弁と流量調整絞りとの間に供給
   するようにしたことを特徴とするメータアウト
   制御用圧力補償付流量制御弁。 ２ 絞り部が細管状に形成されている実用新案登
   録請求の範囲第１項記載のメータアウト制御用
   圧力補償付流量制御弁。