JPH0339662Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は電磁比例流量制御弁に関するものであ
る。

〔従来の技術とその問題点〕

油圧装置における流量制御弁として電磁力によ
り流量を比例制御する弁がある。この弁は入力電
流に比例した油流量が得られるため、アクチユエ
ータの作動速度制御に好適であり、その一例とし
て特開昭61−244982号公報に示されるものであ
る。

しかしながらこの従来技術は、ソレノイドの励
磁力と負荷スプリングのバランスでスプールを変
位させ、その変位量をフイードバツク室からなる
ストロークセンサで検出し、集中管理システムに
フイードバツクするいわゆる閉ループコントロー
ル方式を採用しており、すなわち、流量ゼロから
大流量まで全域にわたり比較制御を行うものであ
つた。そのためソレノイドが大形化し、きわめて
高価な弁となり、また、ゼロから大流量まで連続
制御するため電力消費量も大になるという問題が
あつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は前記問題点を解決するために研究して
考案されたもので、その目的とするところは、小
形なソレノイドと小さな制御電流で効率良くアク
チユエータの速度制御を行える実用的な開ループ
式電磁比例流量制御弁を提供することにある。

この目的を達成するため本考案者は、制御対象
のアクチユエータの運動特性と使用状況を仔細に
検討した。その結果、シリンダで代表される汎用
アクチユエータにおいては、全速度域を比較制御
する必要のある場合は少なく、多くの場合は、作
動端域すなわち始動時や停止時での速度コントロ
ールさえ的確に実現されれば所期の目的を達成で
き、したがつて、低流量だけを比較制御すれば十
分であることがわかつた。

そこで本考案は、慣用の電磁比例流量制御弁の
発想を転換し、２個の固定オリフイスを使用して
それらの前後のパイロツト差圧力を制御すること
により実質的に必要な流量域だけを電磁力で比例
制御するようにしたものである。

すなわち本考案の特徴とするところは、バルブ
ボデイに、流入ポートと通じる第１のオリフイス
と、流出ポートに通じる第２のオリフイスと、前
記第１のオリフイスの前後の圧力を制御する電磁
操作型の差圧調整弁と、第２のオリフイスの前後
の圧力を感知して第１のオリフイスの上流側から
第２のオリフイスの下流側に圧油をバイパスする
バイパス弁を設けたことにある。

〔実施例〕

以下本考案の実施例を添付図面に基いて説明す
る。

第１図は本考案による電磁比例流量制御弁の一
実施例を油圧回路図で示すもので、Ａは流入ポー
ト、Ｂは流出ポートでボデイ１に開口している。
２，２′は前記両ポートＡ，Ｂを結ぶ主路であり、
この主路２はボデイ１内で制御油路２ａ，２ｂ，
２ｃとバイパス油路６とに分岐される。

制御油路２ａは、第１のオリフイス３及び該第
１のオリフイス３の前後の差圧を感知し比較的に
制御油路２ｂへの流量を増減させる電磁比例式の
差圧調整弁５を介して下流側の制御油路２ｂと連
絡し、制御油路２ｂ，２ｂは第２のオリフイス４
を介してさらに下流の制御油路２ｃと連絡してい
る。

バイパス路６は、途中のバイパス弁７を介して
断接されるバイパス用油路６ａ，６ｂからなり、
下流側のバイパス用油路６ｂには上記制御油路２
ｃが連通合流して主路２′となつて流出ポートＢ
に連通している。

前記バイパス弁７は、２ポート２位置切換弁か
らなり、常態においてバイパス用油６ａ，６ｂ間
を遮断し、第２のオリフイス４の前後の差圧が一
定値以上に達したときに作動してバイパス路６を
開き、第１のオリフイス３の上流から第２のオリ
フイス４の下流へと直接大流量の圧油を流す構成
になつている。

第２図は本考案の別の実施例を示しており、こ
の実施例では第１のオリフイス３を差圧調整弁５
よりも下流に設けている点が異なるが、その効果
は同等のものが得られる。そのほかは第１図の実
施例と同様であるため、同符号を示すに止める。

第３図は第１図の回路を具体化した実施例を示
している。まず、ボデイ１には軸方向に段部８０
の付いた拡大穴８と通孔９が同心状に形成され、
この通孔９と直交する関係位置に前記流入ポート
Ａと流出ポートＢが並設されている。

前記流入ポートＡは、主路２、バイパス用油路
６ａにより通孔９に形成した環状溝１０ａに連通
しており、主路２には制御油路２ａが分岐形成さ
れ、該制御油路２ａの他端は前記環状溝１０ａと
位相のずれた通孔部位に開口している。また、流
出ポートＢは主路２′とバイパス用油路６ｂ（本実
施例の場合実質的に主路２′が兼ねている）によ
り前記環状溝１０ａと平行な別の環状溝１０ｂに
連通している。

さらに前記流入・流出ポートＡ，Ｂと通孔９を
はさんで反対側のボデイ内には、一端が通孔９の
前記制御油路２ａの開口位置と軸方向で位相のず
れた部位に開口し、他端が同じく通孔９の前記２
ａの開口位置と前記環状溝１０ａとの間に開口す
る制御油路２ｂが形成されている。

前記通孔９には差圧調整弁５とバイパス弁７が
直列状に配置されている。まず、差圧調整弁５
は、頭部５０とこれよりも径の細い軸部５１を備
えた弁本体１２を有し、頭部５０をもつて拡大孔
８の段部８０に係合し、軸部５１は通孔９に嵌挿
され、先端が前記制御油路２ｂの開口を妨げない
位置に達している。

前記弁本体１２には、頭部５０から軸部５１に
かけて、スプリング室１４と盲状のスプール孔１
３が軸方向に段設され、さらにスプール孔１３と
交差する関係で、前記制御油路２ａの開口部に連
通する流入孔２a′と前記制御油路２ｂの一端側開
口部に連通する流出孔２b′がそれぞれ穿設されて
いる。

前記スプール孔１３には素プール１５が摺動可
能に内挿されている。該スプール１５の先端外周
はスプール孔１３と適度のクリアランスを持つよ
うに細径に構成され、中心には、貫通孔１５０が
穿設されると共に、この貫通孔１５０の中間に第
１のオリフイス３が設けられている。スプール１
５の後端にはバネ受け１６が固定され、このバネ
受け１６とスプリング室底間にスプール１５をス
プール孔１３から引出す方向に付勢するスプリン
グ１７が介在され、バネ受け１６は弁本体１２の
後端に接するボス１８により受けとめられてい
る。

前記拡大穴８には、比例ソレノイドのインナー
ハウジング１９がコイル２０と共に固定されてい
る。このインナーハウジング１９の内部にはコイ
ル２０に電流を流したときに移動するプランジヤ
２２が内挿され、インナーハウジング１９の内底
に配したスプリング２１でスプール方向に付勢さ
れている。さらに、このプランジヤ２２の端面と
前記スプール１５の背面間にはボス１８を貫いて
中間スプリング２３が介装されている。

そして、スプール１５には、ソレノイドが非励
磁の状態において前記弁本体１２の流出孔２b′と
非連通に保たれ、スプール１５の移動時に流出孔
２b′と貫通孔１５０とを連通させる連絡通路２４
が形成されている。

一方バイパス弁７は、両端部に２つの大径部２
５０，２５１を有し前記環状溝１０ａ，１０ｂと
共働してパイパス用油路６ａ，６ｂを断接するた
めの開閉用スプール２５を備え、該開閉用スプー
ル２５の一方の大径部２５１には、大径の孔から
なるスプリング室２６が形成され、さらに軸線方
向には、一端がスプリング室２６に通じ、他端が
スプール端に達する小径な連通孔２６′が穿設さ
れている。前記スプリング室２６には前記通孔９
の端部を閉じる閉止部材２７で支持されたリター
ンスプリング２８が配され、これによりバイパス
用スプール２５は前端が前記差圧調整弁５の弁本
体１２端面に当接するように付勢されている。こ
の状態が中立位置であり、環状溝１０ａ，１０ｂ
間においてバイパス用油路６ａと６ｂ（主路２′）
との連通が遮断されている。

そして、前記連通孔２６′には、その中間に第
２のオリフイス４が設けられ、前端部には、該連
通孔２６′と前記ボデイ１に形成された制御油路
２ｂの流出孔２b′とを結ぶ切欠き通路３０が形成
され、さらに第２のオリフイス４よりも後端側の
大径部２５１には、前記連通孔２６′と環状溝１
０ｂとを結ぶ連通路２９が形成されている。連通
孔２６′の第２のオリフイスから環状溝１０ｂに
至るまでが第１図における制御通路２ｃに相当す
る。

〔実施例の作用〕

上記第３図の構成による作用を説明すると、ま
ず中立位置（ソレノイド非励磁時）において、流
入ポートＡから主路２へ流入した圧油は、一部は
制御通路２ａ−差圧調整弁５の弁本体１２の流入
孔２a′−差圧調整弁５の開閉用スプール１５の先
端外周クリアランス部−貫通孔１５０−第１のオ
リフイス３−貫通孔１５０−連絡通路２４まで入
るが、差圧調整弁５のスプール１５により弁本体
１２の流出孔２b′が非連通に保持されているので
ここで遮断される。他の大部分はバイパス用通路
６ａ−環状溝１０ａまで入るが、バイパス弁７の
スプール太径部２５１により環状溝１０ｂが閉鎖
されているのでここで遮断される。即ち圧油はど
こへも流れない。

次に比例ソレノイドのコイル２０に電流を流せ
ば、電磁力により比例ソレノイドのプランジヤ２
２がスプリング１７に抗して軸方向に変位し、こ
れにより中間スプリング２３を介してスプール１
５がスプール孔１３内を右方に移動し、連絡通路
２４が流出孔２b′と通じ始める。このように油略
が開成されて第１のオリフイス３に圧油が流れ出
すと、その前後に圧力差が生じ、差圧調整弁５の
スプール１５に閉じ方向の圧力が発生する。この
圧力は前記第１のオリフイスによつて生じる圧力
差で決定される。

そこで電磁比例弁で慣用のごとく、前記スプリ
ング１７，２１のセツト力及びバネ力を共に極め
て小さく（いわゆるガタ殺し程度に）設定すれ
ば、前記圧力差に応じて比例ソレノイドへの電流
入力量を増減させてスプール１５を比例的に移動
させることができる。従つて、制御油路側を通る
圧油量は電流量で比例制御することができる。

このようにして流入ポートＡから主路２へ流入
した圧油の一部は、前記連絡通路２４−流出孔２
b′−（制御油路２ｂ）−開閉用スプール２５の前端
部切欠き通路３０−開閉用スプール２５の連通孔
２６′−第２のオリフイス４−連通孔２６′−（制
御油路２ｃ）−開閉用スプール２５の後端側連通
路２９−環状溝１０ｂ−主路２′（バイパス用油
路６ａ）の経路で流出ポートＢに至る。

この時、圧油の第２のオリフイス４の通過に伴
いその前後に圧力差が生じ、開閉用スプール２５
に開方向の圧力が発生するが、通過流量が少なく
圧力も低いので、リターンスプリング２８のセツ
ト力に抗してバイパス用スプール２５を移動させ
るだけの押圧力は生じない。即ち、リターンスプ
リング２８のセツト力を所定の圧力差に対応する
値にしておくことでバイパス弁７は非作動に保た
れる。

更に、コイル２０に入力する電流を第１のオリ
フイス３の前後の差圧力に対応するように増加さ
せれば、スプール１５の移動距離が増し、流量は
第４図実線のように制御上限流量Q1まで比較的
に像化される。このように流量が増すと、それに
伴つて第２のオリフイス４の前後の圧力差、すな
わち開閉用スプール２５に発生する通路開方向圧
力がリターンスプリング２８の所定セツト力に打
ち勝つと、開閉用スプール２５が通孔９中を左方
に移動し、これにより環状溝１０ａ，１０ｂが通
孔９を介して連通し、大部分の圧油は流入ポート
Ａ−主路２−バイパス用油路通路６ａ−環状溝１
０ａ−通孔９−環状溝１０ｂ−バイパス用油路６
ｂ（主路２′）の経路で流出ポートＢに流れる。

このときのコイルへの入力電流は、前記開閉用
スプール２５に発生する通路開方向圧力が、リタ
ーンスプリング２８の所定セツト力を僅かに上回
る程度に前記差圧調整弁５のスプール１５に開方
向の力を継続して与えておけば良い。

〔考案の効果〕

以上説明した本考案によるときには、バルブボ
デイに、流入ポートＡと通じる第１のオリフイス
３と、流出ポートＢに通じる第２のオリフイス４
と、前記第１のオリフイス３の前後の圧力を制御
する電磁操作型の差圧調整弁５と、第２のオリフ
イス４の前後の圧力を感知して第１のオリフイス
３の上流側から第２のオリフイス４の下流側に油
圧をバイパスするバイパス弁７を設け、ゼロから
大流量までの全域にわたつて電磁比例制御するの
でなく、専ら低流量域だけを電磁比例制御するよ
うにしたので、アクチユエータの作動特性等に則
した効率のよい速度制御を行うことができ、これ
により小形なソレノイドと小さな制御電流で済む
ため、流量制御の低コスト化を実現できるという
すぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す回路図、第２
図は本考案の別の実施例を示す回路図、第３図は
第１図の回路構成を具体化した電磁比例流量制御
弁の一例を示す断面図、第４図は本考案の電磁比
例流量制御弁の特性を摸式的に示す説明図であ
る。 Ａ……流入ポート、Ｂ……流出ポート、１……
ボデイ、３……第３のオリフイス、４……第２の
オリフイス、５……差圧調整弁、６……バイパス
路、７……バイパス弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. バルブボデイに、流入ポートと通じる第１のオ
   リフイスと、流出ポートに通じる第２のオリフイ
   スと、前記第１のオリフイスの前後の圧力を制御
   する電磁操作型の差圧調整弁と、第２のオリフイ
   スの前後の圧力を感知して第１のオリフイスの上
   流側から第２のオリフイスの下流側に油圧をバイ
   パスするバイパス弁を設けたことを特徴とする電
   磁比例流量制御弁。