JPH0368267B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ポペツト弁のポペツト位置を入力
部材に追従して移動させるリモート操作形ポペツ
ト弁に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のリモート操作形ポペツト弁とし
ては、例えば第８図に示すようなものがある。

これを簡単に説明すると、弁ボデイ１０内にメ
イン流路１１を開閉するポペツト１２を収納し、
そのポペツト１２内にロツド１４を一体とするパ
イロツトスプール１３を摺動可能に嵌入させてパ
イロツト弁を構成している。

そして、そのロツド１４を弁ボデイ１０に固着
したカバー１５に形成したスプリング室１７内に
突出させてスプリング１８によつて付勢し、比例
ソレノイド１６によつてロツド１４を介してパイ
ロツトスプール１３を押し、スプリング１８の力
と比例ソレノイド１６の出力とが釣合つた位置に
スプール１３を位置決めしている。

そして、比例ソレノイド１６によりこのパイロ
ツト弁を切換操作して、背圧室１９へ圧油を出し
入れすることによりポペツト１２の位置を制御し
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来のリモート操作
形ポペツト弁にあつては、パイロツトスプールを
ポペツトの中心孔に嵌入して、そこに構成したパ
イロツト弁を介して流入口より取り入れたパイロ
ツト油を背圧室に取り入れ、これをメイン流路に
連通する流出口より排出することによりポペツト
を操作していたため、ポペツトを開いた時に背圧
室のパイロツト油が流出口よりメイン流路に流出
して、通常のメイン流路を入口ポートから出口ポ
ートへ流れる油に加わることになる。

したがつて、たとえその量が僅かであつても瞬
間的な流れとなつて流出するために、例えば下流
に位置するシリンダが一瞬動いてしまうという問
題点があつた。

また、ポペツト全閉制御時においても、パイロ
ツトスプールから流出口へのリークが存在して完
全に全閉状態にはならず、さらに、ポペツトはパ
イロツトスプールのみによつて制御されるため
に、これが操作不能となつた場合には非常操作が
できないという問題点もあつた。

この発明は、このような問題点を解決すること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため、この発明によるリモート操作形ポペ
ツト弁は、弁ボデイ内に摺動可能に収納されてメ
イン流路を開閉するポペツトと、このポペツトに
摺動可能に嵌入する中空状のパイロツトスプール
とを設け、そのパイロツトスプールをポペツトの
端面がさらされている背圧室を通して該背圧室外
の排出口に連通する油室に突出させると共に、上
記ポペツトとパイロツトスプールとの摺動面に上
記背圧室にパイロツト油を供給する流路を開閉す
る流路開閉手段を設け、このポペツトとパイロツ
トスプールとによつて上記背圧室側に形成される
開口部をポペツトの中空油路及び上記油室を通し
て排出口に連通させるようにしたものである。

さらに、バイロツトスプールが操作不能になつ
た場合にもポペツトを全開にするために、排出口
を閉鎖あるいは油圧を供給する切換弁を設けると
よい。

〔作用〕

パイロツトスプールを例えばポペツトに押込む
方向に変位させると、パイロツト油を供給する流
路が開き、パイロツト油がこの流路を通つて背圧
室に流入し、ポペツトがその背圧によりメイン流
路を閉鎖するように移動する。

また、パイロツトスプールをポペツトから引き
出す方向に変位させると、パイロツトス油を供給
する油路が遮断され、背圧室内のパイロツト油が
ポペツトとパイロツトスプールとによつて形成さ
れる開口部からパイロツトスプールの中空油路及
びパイロツトスプールが突出する油室を通して排
出口に流出するので、背圧室の油圧が低下してポ
ペツトがメイン流路を開くように移動する。

この場合、パイロツト油がメイン流路に流出す
ることはない。

そして、非常停止などの指令により切換弁を切
り換えて、非出口に圧油を供給するかあるいは閉
鎖すると、パイロツトスプールの位置に無関係に
上記圧油は背圧出力に供給され、ポペツトを全閉
にする。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

第１実施例 第１図は、この発明の第１実施例を示す断面図
であり、弁ボデイ２０内に摺動自在に収納するポ
ペツト２１は、入口ポート３２と出口ポート３３
とを連通するメイン流路３６の開口をポペツト２
１の先端縁が弁ボデイ２０の弁シートをなす円錐
面２０ａとの間に形成する隙間により制御する。

このポペツト２１は、大径部２１ｃ（径D₃）と
主径部（径D₁）との間に小径部２１ｄを設け、
内部に中央軸線方向に開口した有底穴２１ａを有
し、この穴周壁に流路３７及び流路３８に通じる
円周溝２１b₁，２１b₂を設けている。

流路３７は、その開口部３７ａを入口ポート３
２に開口しており、これがパイロツト油の流入口
となる。

流路３８は、その開口部をポペツト２１の背面
２１ｅがさらされている背圧室２４に開口してお
り、パイロツト油が入口ポート３２から流路３７
及び後述するパイロツトスプールの円周溝を経て
流路３８から背圧室２４に流入した時に、ポペツ
ト２１を第１図において右方へ付勢してメイン流
路３６を閉鎖するようにしてある。

すなわち、ポペツト２１ｃの径D₃と主径部の
径D₁及びパイロツトスプール３０の径D₂は、
π／４（D² ₃−D₂ ²）＞π／4D² ₁となるようにして
あるので、ポプツト２１の背面２１ｅの受圧面積
はポペツト２１のメイン流路側の端面２１ｆの受
圧面積より大きいため、背圧室にパイロツト油が
流入すると、ポペツト２１には弁シートの円錐面
２０ａ側へ押圧される閉鎖力が働く。

また、ポペツト２１の小径部２１ｄと弁ボデイ
２０との間に形成される油室２８は、弁ボデイ２
０内に形成した通路２６によつてパイロツト油の
排出ポート２７を介してタンク３９に連通させて
いる。

さらに、ポペツト２１の有底穴２１ａには、外
周にランド部３０ａを設けたパイロツトスプール
３０が摺動可能に嵌入しており、このパイロツト
スプール３０を中心軸線方向に移動させることに
より、ランド部３０ａの図で右側に形成された円
周溝３０ｂによつて流路３７と流路３８が連通し
たり閉鎖したりするようにしてある。

ランド部３０ａは第２図に示すように、L₁と
L₂との寸法関係をL₁＜L₂となるようにしてある。
しかしながら、その差は大きくしすぎると位置決
め時においてリークが多くなり、小さくしすぎる
と切換時に振動的になるので、この点を配慮して
決める必要がある。

パイロツトスプール３０は、後端部（第１図の
左方）付近に大径部３０ｄ（径D₆）を設け、内部
を中空状にして中空油路３０ｃを形成し、その略
中央部に円周溝３０ｅを介して背圧室２４に通じ
る透孔３０ｆを設けている。

さらに、大径部３０ｄを弁ボデイ２０内に形成
した摺動孔２０ｃに摺動自在に嵌挿して、その先
端部に弁ボデイ２０の外部に突き出す小径（D₅）
の操作ロツド２２を第３図に示すようにパイロツ
トスプール３０と一体的に固設している。

そして、この操作ロツド２２寄りのパイロツト
トスプール３０の端部両側に一対の切欠部３０
ｇ，３０ｇを設けて中空油路３０ｃを油室２３に
連通させている。

この油室２３は排出口４０に連通しており、そ
の排出口４０には、切換弁であるソレノイドバル
ブ２５を介して油圧源３１とタンク３９とを切換
接続可能にしている。

ソレノイドバルブ２５は、通常は排出口４０を
タンク３９に連通させるように切換えてあり、緊
急動作時にのみ第１図に示すように油圧源３１に
連通させるようにする。

なお、パイロツトスプール３０の大径部３０ｄ
と主径部との径差によつて形成される油室３４も
排出口２７を介してタンク３９に連通させてい
る。

ところで、パイロツトスプール３０の大径部３
０ｄの径D₆と主径部の径D₂及び操作ロツド２２
の径D₅の関係は、π／４（D² ₆−D² ₂）＝π／4D² ₅
にして、左右の受圧面積がバランスするようにし
てあるので、油室２３内に高圧油が流入した時に
も、操作ロツド２２に突き出し力又は引き込み力
が作用しない。

次に、この実施例の作用を説明する。

操作ロツド２２を第１図において右方へ押し込
むと、パイロツトスプール３０が右方へ移動し
て、ランド部３０ａにより流路３７と流路３８が
円周溝３０ｂを介して連通する。

この時、背圧室２４とパイロツトスプール３０
の中空油路３０ｃを連通する開口部３０ｆは閉鎖
される。したがつて、入口ポート３２から流入す
るパイロツト油は開口部３７ａより流路３７に流
入し、円周溝３０ｂ及び流路３８を介して背圧室
２４に流入してその圧力を高める。

ここで、前述のとうりポペツトの背面２１ｅの
受圧面積はメイン流路３６側の端面２１ｆの受圧
面積よりも大きくしてあるために、ポペツト２１
は右方へ付勢され、弁シートの円錐面２０ａにポ
ペツト２１の先端縁を密着させてメイン流路３６
を閉鎖する。

次に、操作ロツド２２を左方へ移動させると、
パイロツトスプール３０も左方へ移動して流路３
７と流路３８が閉鎖され、ポペツト２１とパイロ
ツトスプール３０とによつて背圧室２４側に開口
部が形成される。

それによつて、背圧室２４がその開口部からパ
イロトツトスプール３０の透孔３０ｆを通して中
空油路３０ｃに連通するため、背圧室２４内のパ
イロツト油が中空油路３０ｃを通して、切欠部３
０ｇから油室２３を介して排出口４０へ流出す
る。この時、ポペツト２１は端面２１ｆに加わる
圧油により左方へ移動してメイン流路３６を開
く。

なお、このリモート操作形ポペツト弁は、通常
は前述のように排出口４０をタンク３９に連通さ
せるようにソレノイドバルブ２５を切換えてある
が、緊急動作時にはソレノイドバルブ２５を切換
えることにより排出口４０が油圧源３１に接続さ
れて油室２３に高圧油が流入し、パイロツトスプ
ール３０の中空油路３０ｃを通してポペツト２０
の有底穴２１ａに高圧がかかり、操作ロツド２２
の位置とは無関係にポペツト２１が右方端へ移動
してメイン流路３６を閉鎖する。

第２実施例 第４図はこの発明の第２実施例を示し、第１図
に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。

この実施例において、第１図の第１実施例と異
なるのは、弁ボデイ２０にオリフイス５１を途中
に設けた流路５２を設けた点と、パイロツトスプ
ール３０の円周溝３０ｅの背圧室２４側ランド縁
部に第５図にも示すように小さな三角ノツチ溝３
０ｈを設けて、ポペツト２１との間に開口部５３
を形成するようにした点である。

そして、この開口部５３をオリフイス５１に見
合つた大きさにすることにより、背圧室２４にオ
リフイス５１を介して流入するパイロツト油と同
量のパイロツト油をこの開口部５３から流出させ
て、パイロツトスプール３０とポペツト２１の位
置決めをする構造にしている。

この実施例によれば、パイロツトスプール３０
とポペツト２１の位置決め時において流路３７は
全閉状態となるために、第５図に示すL₁とL₂の
寸法関係をL₁≧L₂とすれば、たとえ、この差が
大きくなつた場合においても、リークはオリフイ
ス５１により決定されるので問題となることはな
い。また、この差が小さすぎた場合においても、
パイロツトスプール３０とポペツト２１の位置決
め時には流路３７は開かない構造としているた
め、振動がこれらの部材に生じることはない。

また、この実施例では第１図のソレノイドバル
ブ２５を省略しているが、操作ロツド２２が操作
不能となつた場合を考慮して、安全操作上切換弁
を用いる場合には、排出口４０を第１実施例のソ
レノイドバルブ２５と同様な２位置切換弁を介し
て圧油源又はタンクに切換接続できるようにすれ
ばよい。

なお、ソレノイドバルブをタンクに開閉接続す
るタイプにしても閉鎖動作は、その速度が遅いだ
けで確実に行なわれる。

さらに、この実施例によれば、閉鎖動作をする
際に操作ロツド２２の操作ストローク量が小さい
時には流路３７と流路３８は連通しないが、その
ストローク量が大きい時にはこれらの流路が円周
溝３０ｂを介して連通するので、流路５２を通し
て供給されるパイロツト油に加えて、多量のパイ
ロツト油を瞬時に背圧室２４へ送り込むことがで
き、高速追従を可能にしている。

第３実施例 第６図はこの発明の第３実施例を示し、第１図
及び第４図に対応する部分には同一符号を付して
それらの説明は省略する。

この実施例は、第４図の第２実施例に対し、オ
リフイス５１を設けた流路６２を背圧室２４と油
室２３との間に設け、パイロツトスプール３０の
円周溝３０ｂの図で右側ランド縁部に三角ノツチ
溝を設けて、ポペツト２１との間に開口部６３を
形成している。

さらに、第１実施例と同様に排出口４０をソレ
ノイドバルブ２５を介して圧油源３１とタンク３
９に切換え接続できるようにし、高速全閉制御時
には、圧油源３１側に切換えて排出口４０に圧油
を供給することにより高速閉鎖させ得る構造にし
ている。

第４実施例 第７図はこの発明の第４実施例を示し、第１図
及び第４図に対応する部分には同一符号を付して
その説明は省略する。

この実施例は、第１図及び第４図の実施例に対
し別形式のポペツト７１を使用した実施例であ
る。

このポペツト７１は、メイン流路３６に嵌入す
る先端円筒状部７１ａにＶカツト溝７１ｂを有
し、その摺動により入口ポート３２と出口ポート
３３間の流路の開閉、すなわちメイン流路３６を
流れる油の流量を制御する。

この実施例の作動原理は第４図の第２実施例と
同様である。

なお、これらの各実施例では、いずれもパイロ
ツトスプールの後端に操作ロツドを一体に固設し
ているが、これを別体にしてもよいし、第８図の
従来例のようにパイロツトスプールにスプリング
等によつて復帰力を付与し、比例ソレノイド等の
電磁アクチエータによつて一方向にのみ駆動する
ようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明によるリモ
ート操作形ポペツト弁は、背圧室内のパイロツト
油をパイロツトスプールの中空油路を介してメイ
ン流路とは別に設けた排出口に流出させるように
したため、開弁時にパイロツト油がその排出によ
りメイン流路に流出して、その下流に位置するシ
リンダを一瞬動かしてしまうようなことがなくな
る。また、ポペツトとパイロツトスプール間にリ
ークがあつても、ポペツトの制御時あるいは全開
時のいずれの場合にもそれがメイン流路へ流出す
ることはない。

さらに、パイロツト油の排出口側に切換弁を設
けて、切換接続できるようにすれば、パイロツト
スプールが操作不能になつた場合にも、操作ロツ
ドの位置とは無関係にポペツト弁を閉鎖すること
ができるので、非常操作が可能になる。

また、第２乃至第４の実施例によれば、ランド
部の各寸法間の加工精度誤差による性能面への影
響を受けにくい構造にしたため安価に製作するこ
とができ、その上、加工コストの低いオリフイス
併用式にすることにより、制御時には安全性の高
い高速閉鎖機能を持たせたリモート操作形ポペツ
ト弁とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す縦断面
図、第２図は同じくそのパイロツトスプールのラ
ンド部とポペツトの円周溝との関係を示す要部拡
大断面図、第３図は同じくその操作ロツドの後端
部側から見た要部斜視図、第４図はこの発明の第
２実施例を示す縦断面図、第５図は同じくそのパ
イロツトスプールのランド部とポペツトの円周溝
との関係を示す要部拡大断面図、第６図はこの発
明の第３実施例を示す縦断面図、第７図はこの発
明の第４実施例を示す縦断面図、第８図は従来の
リモート操作形ポペツト弁を例示する縦断面図で
ある。 ２０……弁ボデイ、２０ｃ……摺動孔、２１，
６１……ポペツト、２２……操作ロツド、２３，
２８……油室、２４……背圧室、３０……パイロ
ツトスプール、３０ａ……ランド部、３０ｃ……
中空油路、３２……入口ポート、３３……出口ポ
ート、３６……メイン流路、３７，３８……パイ
ロツト油供給流路、４０……排出口、５１……オ
リフイス、５２，６２……流路、５３，６３……
開口部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弁ボデイ内に摺動可能に収納されてメイン流
   路を開閉するポペツトと、該ポペツトに摺動可能
   に嵌入する中空状のパイロツトスプールとを設
   け、該パイロツトスプールを前記ポペツトの端面
   がさらされている背圧室を通して該背圧室外の排
   出口に連通する油室に突出させると共に、前記ポ
   ペツトとパイロツトスプールとの摺動面に前記背
   圧室にパイロツト油を供給する流路を開閉する流
   路開閉手段を設け、該ポペツトとパイロツトスプ
   ールとによつて前記背圧室側に形成される開口部
   を前記パイロツトスプールの中空油路及び前記油
   室を通して前記排出口に連通させるようにしたこ
   とを特徴とするリモート操作形ポペツト弁。 ２ 弁ボデイにパイロツト油供給口からオリフイ
   スを介して背圧室に圧油を供給する流路を設けて
   いる特許請求の範囲第１項記載のリモート操作形
   ポペツト弁。 ３ 弁ボデイに背圧室をオリフイスを介して上記
   油室に連通する流路を設けている特許請求の範囲
   第１項記載のリモート操作形ポペツト弁。 ４ パイロツトスプールの上記油室内に突出する
   端部に該パイロツトスプールより小径の操作ロツ
   ドを固設してボデイ外へ突出させている特許請求
   の範囲第１項乃至第３項のいずれか一項に記載の
   リモート操作形ポペツト弁。 ５ 排出口は切換弁を介してタンクと接続されて
   いる特許請求の範囲第２項記載のリモート操作形
   ポペツト弁。 ６ 排出口には、制御時にはタンクに連通し、非
   常操作によるポペツト閉鎖時には油圧源に連通す
   るように、切換弁を介してタンクと圧油源とが接
   続されている特許請求の範囲第１項乃至第４項の
   いずれか一項に記載のリモート操作形ポペツト
   弁。