JPH0326369Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はパイロツトスプールを移動させること
によりポペツトの移動量を制御し、もつて液体の
流量を制御するようにしたポペツト弁に関する。

〔従来の技術〕

弁座とポペツトの着座部とで形成される開口を
変化させて通過する流量を制御するポペツト弁に
おいて、ポペツトの位置を正確かつ迅速に制御す
るため、パイロツトスプールの移動に応じてポペ
ツトを移動させるものは特開昭57−65475号に開
示された。

第２図はその主要部分を示し、ポペツト９の上
面が露出している上部室１０に通路１８で常に連
通しているパイロツトスプール１２の環状溝１９
と排出通路１５と供給通路１４とで形成する弁機
構は、パイロツトスプール１２の上または下への
移動により、上部室１０に排出通路１５または供
給通路１４を選択的に連通しポペツト上部に作用
する圧力の高・低を選択する。

パイロツトスプール１２を上昇させると排出通
路１５が上部室１０へ択一的に連通し、ポペツト
９は下端面に作用する制御圧油によりバネ１１に
抗して上方へ移動し、前記環状溝が排出通路１
５、供給通路１４のいずれにも開口しない位置に
なると、上部室１０への給排が断たれポペツト９
は停止し流体は流入口３ａから流出口３ｂへ流れ
る。

また、パイロツトスプールが前記位置から下へ
移動すると環状溝１９は供給通路１４に開口し上
部室１０に流入口３ａの制御圧油が導入される。

ポペツト９は上端面に作用する制御圧油および
バネ１１の付勢力で下降し、前記環状溝１９が供
給通路１４、排出通路１５のいずれにも開口しな
い位置で上部室１０への給排が断たれポペツト９
はパイロツトスプールの指令する位置で停止す
る。

パイロツトスプールが最下端にあるときは制御
圧油を供給する通路１６に持続された供給通路１
４が上部室１０に連通した環状溝１９に僅かに開
口し、ポペツト上部に制御圧油が作用するが、ポ
ペツト上部の面積は同じ制御圧油が作用する下端
面の面積よりも大きいのでポペツト９が弁座２６
ａを離れることはない。

前述のようにポペツト弁１の開口の調整は小さ
いパイロツトスプールを介装することにより、小
さい力で迅速に行なうことが可能となつた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし乍ら、ポペツト９を所定の位置へ移動さ
せるために流入口３ａに供給される制御圧油をパ
イロツト圧として利用し、即ち、自己圧制御とし
ているが、自己圧が低くなるに従いポペツトの移
動速度が遅くなりまたは移動の指令に追従できな
くなる問題があつた。

たとえばパイロツトスプールの直径d₃＝1.2cm、
ポペツトの直径d₁＝６cmで最高圧力Pmax＝70Kg
ｆ／cm²まで使用するポペツト弁では、ポペツト上
部の受圧面積が下部のそれに較べパイロツトスプ
ール１２の断面積だけ小さいので、最高圧力時に
弁を閉じるためのバネ１１の付勢力Ｆは最小限 Ｆ＝π／４d² ₃・Pmax＝79.168Kgｆ／cm² 必要である。

また、制御流体の圧力Ｐが Ｐ＝Ｆ／〓ｄ〓＝2.8Kgｆ／cm² を下回るとポペツト９はバネ１１の付勢力Ｆによ
り押し下げられ、開口を小さくすることにより流
体の流入口３ａから流出口３ｂへの流過抵抗によ
り、前記圧力2.8Kgｆ／cm²が生起する位置で静止
する。即ち、前記圧力未満ではポペツト９をパイ
ロツトスプール１２の指令する位置へ制御するこ
とが不可能であつた。

〔問題点を解決するための手段〕

直径の異なる第１ないし第３の孔を同一軸上に
連続させて穿設し、第２および第３の孔にそれぞ
れ連通する流入口および流出口を穿設し、第１の
孔をタンクに連通する排出通路を穿設するととも
に第２の孔に連通する第２の通路を穿設した本体
と、第１の孔に嵌挿して本体に取着したフタと、
同フタに螺着し小径部を有して本体の第１ないし
第３の孔の長手方向に沿つて移動するパイロツト
スプールと、本体の第１および第２の孔に摺動自
在に挿着され本体の第３の孔と流入口との角部な
るシート部に離脱・接触して流入口および流出口
を連通・遮断するとともに流入口より流出口に流
れる流体の流量を調整する傾斜部を設け、排出通
路に通じる第１の溝を外周に設け、この第１の溝
とパイロツトスプールを挿入する孔とを連通する
第１の流路をパイロツトスプールの小径部の端部
に近接して穿設し、第２の通路に通じる第２の溝
を外周に設け、この第２の溝とパイロツトスプー
ルを挿入する孔とを連通する第２の流路をパイロ
ツトスプールの小径部の端部に近接して穿設し、
パイロツトスプールの小径部とフタおよび本体の
第１の孔よりなる室とを連通する第３の流路を穿
設したポペツトと、パイロツトスプールの位置を
制御する制御手段とからなるポペツト弁を提供す
るものである。

〔作用〕

パイロツトスプールによる弁機構は従来技術と
同一であるので、以下、簡略に記述する。

パイロツトスプール１２を上へ移動したとき上
部室１０はタンクに連通し段付ポペツト８の下部
に働く流入口３ａの制御圧油による力に段付ポペ
ツト８の段差部２５に働く外部パイロツト圧油に
よる力が加わつてポペツトは上に移動するが、流
入口３ａの制御圧油の圧力が極めて低くても外部
パイロツト圧油の力が有効に働き移動速度の低下
は無視できる。

パイロツトスプール１２を下へ移動すると上部
室１０へは外部パイロツト圧油が供給されるが、
そのうち段差部２５の面積分は上下で相殺され、
残りの面積に作用する圧力がポペツト下部に作用
する流入口３ａの制御圧油の圧力に対向し、パイ
ロツトスプール１２の占める分だけ面積が少いに
も拘らず多部パイロツト制御圧を高くしてあるた
め急速に下方へ移動する。

前記上・下移動は段付ポペツト８がパイロツト
スプール１２と同じ距離移動すると上部室は供給
通路１４、排出通路１５のいずれとも連通を断ち
段付ポペツト８はそれ以上移動しない。

パイロツトスプールが最下端にあるとき上部室
１０は供給通路１４と僅かに連通しパイロツトス
プールが下方へ移動した過程と同様段付ポペツト
８は下方へ移動しようとし弁座２６ａへ着座し続
ける。

〔実施例〕

第１図はこの考案の第１の実施例を示すもの
で、本体４の流入口３ａ流出口３ｂの間の開口を
制御するため、本体４の段差を持つ孔２１，２２
に摺動自在に挿入された段付ポペツト８が弁座２
６ａに着座しまたは所定間隔を保つように移動す
る。

移動の指令はパルスモータ３６を所定角度回動
し出力軸３７の回転角をアーム３８、リンク３９
を介してパイロツトスプール１２の位置変化とし
て伝えられる。パイロツトスプールに設けられた
環状溝１９は通路１８で上部室１０と常に連通
し、且つ、供給通路１４と排出通路１５とに選択
的に連通または閉止し、上部室１０に露出した段
付ピストン８の一部に外部パイロツト圧油または
タンク圧油を作用させ段付ポペツトを下降または
上昇させて、環状溝１９が供給通路１４排出通路
１５のいずれとも閉止する位置で段付ポペツトは
静止する。

前述の動作が確実に行なわれるためには、ポペ
ツトの直径を上から順にd₁，d₂としパイロツトス
プールの直径をd₃とすれば d₁＞d₂＞d₃ とし、且つ、外部パイロツト圧油の圧力P_Pは、
流入口３ａの流体の最高使用圧力Pmaxに対する
力の平衡式が π／４｛d² ₂・Pmax＋（d² ₁−d² ₂）P_P｝＝π／４（d² ₁
−d² ₃） P_P であり、これを簡略に記載して P_P＝Pmax／１−ｄ〓／ｄ〓 であることから、上式より算出される圧力より幾
分高目に選べば迅速で確実な制御が可能である。

第３図及至第５図は段付ポペツトの開口を制御
するパイロツトスプールの位置決め手段の実施態
様を示すもので、第３図はパイロツトスプール１
２を可動鉄心４１に当接させるための第１のバネ
４３で下から付勢され、調整部材４５で支持され
第１のバネ４３よりも剛い第２のバネ４４で上か
ら付勢された可動鉄心４１およびコイル４２によ
り構成されたソレノイド４０によりパイロツトス
プールの位置決めする手段を示す。前記コイル４
２への通電が断たれた状態で段付ポペツト９が着
座するように下限位置を調整部材４５で調整され
たパイロツトスプール１２は第１、第２のバネ４
３，４４の出力の合力が、これと対向しコイルの
通電により可動鉄心が受ける励磁力と平衡する位
置に移動し、この移動量に応じて段付ポペツト９
を移動させる。

第４図はパイロツトスプール１２の位置決め手
段をバネ４８で付勢されパイロツトスプール１２
と連接したピストン４７を有する制御シリンダー
４６で構成し、バネ４８の出力に対向した流体圧
のピストン４７に対する押圧力が平衡する位置に
移動し、この移動量に応じて段付ポペツトを移動
させる流体圧制御手段である。

第５図は機械的手動装置を示し、マイクロヘツ
ド４９を回転することによりパイロツトスプール
を所定位置に制御するもので、小さな操作力で微
細な位置決めを可能にしたものである。

なお、機械的手動装置としてマイクロヘツドを
用いたが、必ずしもこれにこだわることなく、プ
ツシユプルワイヤ等を用いても簡単な構造でしか
も遠隔操作が可能である。

〔考案の効果〕

以上述べたようにポペツトに段差部を設け段差
部には常にパイロツト圧が作用するようにしたこ
とゝ、パイロツト圧を外部パイロツト圧とした
為、 (1) 制御圧油の圧力が低い場合も迅速で且つ指令
通り確実な制御ができる。

(2) したがつて制御圧油の圧力が低いとき、ポペ
ツトが指令を逸脱して開口をせばめ流過抵抗を
発生させることにより辛じて開口を維持する現
象がなく、不必要な流過抵抗の惹起によるエネ
ルギー損失が回避できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるポペツト弁の実施例を示
す断面概略図、第２図は従来技術による実施例を
示す一部断面概略図、第３図ないし第５図はパイ
ロツトスプールの位置制御手段の実施態様を示す
一部断面概略図である。 １……ポペツト弁、２……弁本体、３ａ……流
入口、３ｂ……流出口、４……本体、８……段付
ポペツト、１０……上部室、１２……パイロツト
スプール、１４……供給通路、１５……排出通
路、１６，１７，１８……通路、１９……環状
溝、２０……外部パイロツト圧油通路、２１……
大径孔、２２……中径孔、２３……弁座穴、２５
……段差部、２６ａ……弁座、３４……タンク。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 直径の異なる第１ないし第３の孔を同一軸上
   に連続させて穿設し、前記第２および第３の孔
   にそれぞれ連通する流入口および流出口を穿設
   し、前記第１の孔をタンクに連通する排出通路
   を穿設するとともに前記第２の孔に連通する第
   ２の通路を穿設した本体と、前記第１の孔に嵌
   挿して前記本体に取着したフタと、同フタに螺
   着し小径部を有して前記本体の第１ないし第３
   の孔の長手方向に沿つて移動するパイロツトス
   プールと、前記本体の第１および第２の孔に摺
   動自在に挿着され前記本体の第３の孔と前記流
   入口との角部なるシート部に離脱・接触して前
   記流入口および前記流出口を連通・遮断すると
   ともに前記流入口より前記流出口に流れる流体
   の流量を調整する傾斜部を設け、前記排出通路
   に通じる第１の溝を外周に設け、この第１の溝
   と前記パイロツトスプールを挿入する孔とを連
   通する前記第１の流路を前記パイロツトスプー
   ルの小径部の端部に近接して穿設し、前記第２
   の通路に通じる第２の溝を外周に設け、この第
   ２の溝と前記パイロツトスプールを挿入する孔
   とを連通する前記第２の流路を前記パイロツト
   スプールの小径部の端部に近接して穿設し、前
   記パイロツトスプールの小径部と前記フタおよ
   び前記本体の第１の孔よりなる室とを連通する
   第３の流路を穿設したポペツトと、前記パイロ
   ツトスプールの位置を制御する制御位置手段と
   からなるポペツト弁。 ２ パイロツトスプールの位置制御手段として、
   パルスモータを用いたことを特徴とする実用新
   案登録請求の範囲第１項記載のポペツト弁。 ３ パイロツトスプールの位置制御手段として、
   ソレノイドを用いバネと対抗せしめたことを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   ポペツト弁。 ４ パイロツトスプールの位置制御手段として、
   パイロツト圧によりバネと対抗せしめたピスト
   ンを有する制御シリンダを用いたことを特徴と
   する実用新案登録請求の範囲第１項記載のポペ
   ツト弁。 ５ パイロツトスプールの位置制御手段として、
   マイクロヘツドおよびプツシユプルワイヤ等の
   機械的手動装置を用いたことを特徴とする実用
   新案登録請求の範囲第１項記載のポペツト弁。 ６ パイロツトスプールの位置制御手段としロー
   タリーソレノイドを用いたことを特徴とする実
   用新案登録請求の範囲第１項記載のポペツト
   弁。