JPH0432537Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は通過する流体をパイロツト流体とし
て利用し開度を制御するポペツト弁に関する。

［従来の技術］ 従来この種のポペツト弁としては特開昭57−
65475号があり、第２図に示すものである。この
ポペツト弁は比例ソレノイド等のアクチユエータ
１０によるパイロツトスプール８の偏倚に追従す
るポペツト２のリフト量に応じて供給ポート１３
と排出ポート１４との開度が制御されるものであ
る。

また、開度の制御に関する他の例として、特開
昭55−149466号および特開昭61−103005号があ
る。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら上記の第２図に示す特開昭57−
65475号のポペツト弁では、ポペツト２の小径側
から大径側へ圧油が流れるので、ポペツト２の開
度を０にしたとき本体の孔と摺動自在に挿入され
たポペツト２の外周部２２との嵌合スキマが高圧
の供給ポート１３を低圧の排出ポート１４から遮
断する能力を左右し、漏れを少なくするためスキ
マを小さくすると摩擦力によつて弁開閉時のヒス
テリシスが増加し、特にポペツト２を開閉するパ
イロツト圧油として利用する供給ポート１３側圧
油が低圧になるとヒステリシスが顕著に現われ弁
開度の制御精度を著しく低下させる不具合があつ
た。

また、特開昭55−149466号にはメータリング制
御するサーボ弁がポペツト型およびスプール型で
あるものについて開示されており、前者のポペツ
ト型では遮断位置における漏出量が非常に小さく
維持できる反面、弁開閉時の力バランスが取り難
いという問題がありスプリング力を強くしなけれ
ばならないので、ソレノイドによる入力信号を採
用する場合に大容量のソレノイドが必要となり、
後者のスプール型では弁開閉時の力バランスは取
り易いけれども、上記と同様にして孔とスプール
との嵌合スキマを介して圧油が漏出する問題があ
り、弁開閉時のヒステリシスが増加するという不
具合が発生する。

さらに、特開昭61−103005号には比例ソレノイ
ドの作動部を入力信号としてポペツト弁の開閉を
制御するものが開示されているが、パイロツトピ
ストンで制御するパイロツト流量を圧力補償する
ための圧力補償ピストンや、流量特性のバラツキ
を少なくするためのアジヤスタが必要とされてお
り、構造が複雑になつている。

そこで本考案は、簡素化された機構を用いて、
ポペツトの嵌合スキマによる洩れが弁の遮断能力
に関与しない構成とし、過少なスキマによつて起
きる弁開閉時のヒステリシスを少なくして弁開度
の制御精度を向上させて、背反する二つの特性を
いずれをも損なうことなく両立させたポペツト弁
を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 外周部２２の一側に座面２１を、他側に小径部
２３を形成したポペツト２の外周部２２および小
径部２３をそれぞれ摺動自在に挿入した弁体４に
弁座１２を設け、ポペツト２の座面２１とで可変
開口を形成する。さらに、弁体４には弁座１２の
外周部２２側に供給ポート１３を、他側に排出ポ
ート１４を連通させる。ポペツト２の小径部２３
は弁座１２より小径とし、外周部２２との段差と
弁体４とで形成される環状室１１は絞り１５を介
して供給ポート１３に接続する。小径部２３を挿
入した弁体４の孔の延長にはポペツト２とで狭持
した弾性部材６の弾圧を強め乍ら偏倚し、一定の
偏倚量に達すると前記環状室１１を排出ポート１
４へ連通させるパイロツトスプール８を嵌装す
る。パイロツトスプール８は両端をドレン回路に
瀑したロツド９を介してアクチユエータ１０の出
力部に当接させる。

［作用］ アクチユエータの出力が無い場合、パイロツト
スプール８は弾性部材６の弾圧力により最小偏倚
位置へ押し返され環状室１１と排出ポート１４と
の間を遮断するのでポペツト２を閉止すべく作用
する環状室１１の圧力と、これに対向し開口すべ
く外周部２２と弁座１２との投影面積差に作用す
る圧力は共に供給ポート１３と同一の圧力にな
る。ポペツト２の小径部２３は弁座１２よりも小
径であるため環状室１１の面積の方が大きくポペ
ツト２の座面２１は弁座１２に押圧され弁を閉止
する。このとき、ポペツト２の外周部２２はその
両側がいずれも供給ポート１３に連通しているの
で排出ポート１４への洩れに関与しない。

アクチユエータ１０の出力が弾性部材６の弾圧
力に抗しパイロツトスプール８を偏倚させると、
環状室１１の圧油は排出ポート１４へ排出され、
これを充足する供給ポート１３からの流入油は途
中通過する絞り１５で圧力が低下する。これによ
りポペツト２の段差部に作用する圧力による力と
弾性部材６の力とがこれに対向して弁座側に作用
する圧力による力以下に減少しポペツトが開口す
る。ポペツト２の移動によつて弾性部材６の弾圧
力が増大し、環状室１１と排出ポート１４間を遮
断する位置までパイロツトスプール８を押し戻し
平衡する。

アクチユエータ１０の出力を更に増加させる
と、再度前述の過程を繰り返すが、アクチユエー
タ８の出力増加分に応じた弾性部材６の弾圧力の
増加が得られた状態で平衡する。言いかえればア
クチユエータ１０の出力増加に応じてポペツト弁
１の開度が増加する。

［実施例］ 第１図は本考案の一実施例を示すもので直径が
d₂の外周部２２とd₃の小径部２３とを有するポペ
ツト２を弁体４の夫々に対応する孔４３，４４に
挿入し、両直径の段差部分に環状室１１を形成す
る。さらに弁体４にはd₂＞d₁＞d₃であるような直
径d₁の孔を穿ち排出ポート１４に連通させるとと
もにd₁とd₂を画する段差部分に弁座１２を形成し
ポペツト２の座面２１とで可変開口を形成する。
弁座上部直近部分は供給ポート１３へ連通させ
る。ポペツト２には軸方向に貫通する孔を設け小
径部２３の上端と排出ポート１４とを連通する通
路２５を形成するとともに、環状室１１を供給ポ
ート１３へ連通せしむべく通路１６と絞り１５と
を設ける。なお、これらの通路、絞りは弁体４に
設けても同一の作用・効果が得られる。弁体４に
は直径d₃の小径孔４４に交又し、通路１７によつ
て環状室１１に連通する通路１８を設ける。小径
孔４４にはポペツト２の小径部２３の上端に弾性
部材６を介在させてパイロツトスプール８を挿入
する。パイロツトスプール８には軸方向の通路２
６を貫通させ小径孔４４の終端部とパイロツトス
プール８の上端面とで囲まれた空間を排出ポート
１４へ連通させる。パイロツトスプール外周には
環状溝２０を設け通路１９によつて通路２６へ連
通させる。パイロツトスプール８が下方へ下がり
環状溝２０へ通路１８が開口すると環状室１１の
圧油は通路１７，１８、環状溝２０、通路１９，
２６，２５を経て排出ポート１４へ放出され、こ
の油量は供給ポート１３から絞り１５、通路１６
を経て送られる圧油で補充されるが、絞り１５を
通過する際の圧力損失によりポペツト２の下面に
作用する圧力P₁より環状室１１の圧油の圧力P₂
が低くなる。よつてポペツト２はその上下面に作
用する π／４（d₂ ²−d₁ ²）P₁ −π／４（d₂ ²−d₃ ²）P₂ と弾性部材６の弾圧力とが平衡する位置まで上方
へ移動することによりポペツト弁１の開度が制御
される。さらに、パイロツトスプール８の外周に
嵌装されたリング３２がフランジ３１を支承し、
フランジ３１はロツド９の一端に当接する。ロツ
ド９の他端は中間部材３３を介してアクチユエー
タ１０の出力部へ当接する。ロツド９の両端はド
レンポート４１，４２に接続された空間に瀑され
ているので圧油によつて軸力が影響されることは
ない。

アクチユエータ１０を付勢しその出力部が中間
部材３３、ロツド９、フランジ３１、リング３２
を介し弾性部材６の弾圧力に抗してパイロツトス
プール８を押し下げると前述の如く環状溝２０へ
通路１８が開口しポペツト２が開口すべく上方へ
移動するが、弾性部材６を余分に弾圧するのでパ
イロツトスプール８を押し戻し前記環状溝２０と
通路１８との開口を閉止しポペツト２の移動の継
続を抑止する。アクチユエータ１０の出力を増加
させると再びパイロツトスプール８が下方へ押し
下げられポペツト弁１の開口を増加させたことに
より再びパイロツトスプールが押し返され所定の
開度を維持する。このようにして、ポペツト弁１
は弾性部材６を介してアクチユエータ１０の出力
に応じた開度に制御される。

［効果］ 以上述べたようにポペツト弁の供給ポートと排
出ポートとを遮断したときポペツトの外周部のス
キマによる洩れを前記遮断に関与しない構成とし
たため、不適切なスキマの付与に基づく過大な洩
れや弁開・閉時のヒステリシス特性を著しく改善
した。また、パイロツトスプール、ロツド等アク
チユエータの出力を伝達する部材は両端面に作用
する圧油の圧力をすべて平衡させる構成をとり、
またアクチユエータの出力部はドレンに接続した
ことにより、ポペツト弁開度の制御精度が印加圧
力の変動によつて影響されない効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示すポペツト弁
の断面図、第２図は従来の一例を示すポペツト弁
の断面図である。 １……ポペツト弁、２……ポペツト、４……弁
体、６……弾性部材、８……パイロツトスプー
ル、９……ロツド、１０……アクチユエータ、１
１……環状室、１２……弁座、１３……供給ポー
ト、１４……排出ポート、１５……絞り、２２…
…外周部、２３……小径部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 外周部２２の一側に座面２１を他側に小径部２
   ３を形成したポペツト２と、このポペツト２の外
   周部２２および小径部２３が夫々に対応する孔４
   ３（d₂）および４４（d₃）を設け摺動自在に挿入
   した弁体４と、前記ポペツト２の座面２１との間
   で可変開口を形成し前記孔４３と４４の中間の径
   （d₁，d₂＞d₁＞d₃）を有した排出ポート１４に連
   通すべく前記弁体４に設けた弁座１２と、前記ポ
   ペツト２の小径部２３と外周部２２との段差部分
   により前記弁体４の孔４３に形成され通路１６お
   よび絞り１５を介して前記弁体４の孔４３側に設
   けた供給ポート１３に連通する環状室１１と、前
   記ポペツト２の小径部２３を挿入した前記弁体４
   の孔４４に摺動自在に挿入され前記ポペツトの小
   径部２３との間に挟持した弾性部材６の弾圧を強
   め乍ら偏倚し一定位置に達すると前記環状室１１
   を前記弁体４に設けた通路１７，１８を経て環状
   溝２０、軸直角通路１９、軸中心通路２６を穿設
   し前記ポペツト２に設けた軸中心通路２５を介し
   て排出ポート１４へ連通させるパイロツトスプー
   ル８と、出力部をドレンポート４２に露瀑したア
   クチユエータ１０と、両端をドレンポート４１，
   ４２に露出しアクチユエータ１０の出力をパイロ
   ツトスプール８に伝達するロツド９とから構成さ
   れるポペツト弁。