JPH0472248B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は次のような減圧バルブに係る。減圧バ
ルブは、主ピストンおよびこの主ピストンを制御
するためのパイロツトバルブを含む次のようなも
のである。主ピストンには、負荷に接続された負
荷ポートと圧力源に接続された高圧ポートとの間
の連通を制御する第１の制御縁が設けられるとと
もに、負荷ポートとタンクに接続されたタンク・
ポートとの間の連通を制御する第２の制御縁が設
けられ、かつ、負荷圧力とそれに対向している制
御圧力とが付与されている。負荷圧力を調節する
ために上記の制御圧力を発生するパイロツトバル
ブの設定が、高圧値から低圧値へと切り換わる
と、主ピストンは、それに付与されている上記の
制御圧の低下によつて変位し、負荷圧力が前記タ
ンク・ポートへ放出されて減圧される。

〔従来技術〕

この種の減圧バルブはドイツ国特許第2903560
号に開示されている。このドイツ国特許の減圧バ
ルブを示す第５図を参照して、パイロツトバルブ
５１はポンプ５２からの高圧流体を用いて制御圧
をライン５３に発生し、この制御圧は主ピストン
５４を左方へ押圧する。サーボモータのような負
荷はライン５５に接続される。ライン５５の負荷
圧はライン５６を介して主ピストン５４を右方へ
押圧する。制御圧と負荷圧とが平衡すると、主ピ
ストン５４は図示の中立位置をとる。ここで、負
荷圧が高圧で安定していると仮定する。この負荷
圧を減圧するために、パイロツトバルブ５１を制
御してライン５３の制御圧を低下させると、主ピ
ストン５４は右方へ移動して負荷ライン５５はタ
ンク５７へ連通し、これにより負荷圧は放出され
る。ライン５６に接続された室５８の負荷圧は高
圧であるから、制御圧の低下に伴つて主ピストン
５４は極めて急速に右方へ移動し、負荷圧は急激
に低下する。従つて、主ピストン５４は、右方へ
行きすぎて戻り、これを繰り返すといつた無制御
状態の運動を呈し易く、また、負荷圧には、低下
しすぎて上昇することを繰り返すような振動が発
生しやすい。

〔発明により解決すべき課題〕

本発明により解決すべき課題は、上記した振動
の発生という不都合を回避することにある。

〔解決手段および作用〕

上記の課題は、本発明により、前述した減圧バ
ルブに、負荷ポートとタンク・ポートとの間が制
限された状態で連通する位置まで主ピストンが変
位したときに、主ピストンに作用する制御スプリ
ングを設けることによつて解決される。

負荷ポートとタンク・ポートとの間が制限され
た状態で第２の制御縁により連通するに至ると、
主ピストンには制御スプリングが作用し始めるの
で、主ピストンの運動速度は遅くさせられ、これ
により主ピストンの運動にダンピングが与えら
れ、振動の発生が大幅に抑制される。

〔実施例〕

第１図において、特に大流量に適した減圧バル
ブ１０は、パイロツトバルブ１１と、主ピストン
１４を有する主バルブ１２とを備えている。主ピ
ストン１４は、図示の中立位置にあるとき、圧力
源（第２図ではポンプ３９で示されている。）に
接続された高圧ポート１５と負荷に接続された負
荷ポート１６との間を全開している。主ピストン
１４の第１の制御縁１７により、高圧ポート１５
から負荷ポート１６への流路の制御（例えば、主
ピストン１４が図示左方へ移動するとその流路を
閉じる）がなされる。負荷ポート１５から、タン
クＴ（第２図参照）へ接続されたタンク・ポート
１８への流路は、その制御が第２の制御縁２０に
より同様に行われる。

負荷ポート１６における望ましい負荷圧力は、
パイロツトバルブ１１のソレノイド２２によつて
電気的に調節される。ソレノイド２２は、負荷ポ
ート１６からの流体圧を制御圧に調整するために
バルブ部材２３を弁座２４に押圧する。オリフイ
ス２８につながる制御圧ライン２６が設けられ、
また、孔３５，３６およびオリフイス２７が主ピ
ストン１４に設けられている。これらは、制御圧
が主ピストン１４の左端面に作用し、負荷圧が主
ピストン１４の右端面に作用するように構成され
る。

パイロツトバルブ１１で設定した制御圧よりも
高圧ポート１５の圧力が小さい限りにおいては、
主ピストン１４は、補助スプリング２９によつて
図示の開放位置に留まつている。負荷ポート１６
の圧力が設定した制御圧に至ると、バルブ部材２
３は弁座２４から離れてパイロツトバルブは開
き、圧力流体がライン３０を介してタンクＴへ流
入する。従つて制御室３２の制御圧が降下し、主
ピストン１４が閉鎖位置へ向けて左方へ動く。負
荷（例えば、サーボモータ（第２図参照））３８
のピストンが左側停止位置に移動していたとする
と、ドレンの損失分と制御用の流体だけが高圧ポ
ート１５から第１の制御縁１７を介して負荷ポー
ト１６へ流入する位置まで、主ピストン１４は閉
じることになる。

負荷３８への負荷圧を低い値に切り換えるに
は、パイロツトバルブ１１をそのソレノイド２２
の電流の調節により開き、制御室３２の制御圧従
つて主ピストン１４の左側の圧力を低下させる。
主ピストン１４は左方に移動し、負荷ポート１６
を第２の制御縁２０を介してタンク・ポート１８
に連通させることにより、負荷圧を減圧できる。

パイロツトバルブを低圧設定に切り換える場
合、負荷ポート１６をタンク・ポート１８に連通
させて行う減圧時間がもし極めて短いとすると、
主ピストン１４に振動が生じる不都合がある。す
なわち、減圧時間が極めて短い場合には主ピスト
ンの左方への移動は急激であり過剰な移動を生じ
るが、主ピストン１４が第２の制御縁２０を閉じ
る方向（図示右方）へ戻り始めるのは、負荷圧
が、制御圧と補助スプリング２９の力とを加えた
ものよりも低下してからである。主ピストン１４
がタンク・ポート１８への連通を閉じるのは、さ
らに、ある一定の時間の後であるから、負荷ポー
ト１６の負荷圧には、過剰な圧力低下が生じる。
この過剰な圧力低下の回復には、また、所定の時
間がかかる。特に射出成形機においては、過渡的
なものも含めて圧力の低下は好ましくないもので
ある。

かかる不都合を避けるために、制御スプリング
３４が設けられている。この制御スプリング３４
は、負荷ポート１６からタンク・ポート１８への
流路が制限された状態で連通する位置まで主ピス
トン１４が左方へ変位すると、主ピストン１４に
作用し始める。

次に、第２図（第１図の減圧バルブの基本構成
を示す）を参照してさらに詳細に説明する。

主ピストン１４の中央孔３５は、半径方向孔３
６を介して図示状態では負荷ポート１６に通じ、
オリフイス２７を介して制御室３２に通じ、ま
た、主ピストン１４の右方の室３７に通じてい
る。参照数字３８はサーボモータのような負荷
を、３９はポンプのような圧力源を示す。

室３７の負荷圧が主ピストン１４の右端面に作
用し、制御室３２の制御圧が補助スプリング２９
の力とともに主ピストン１４の左端面に作用す
る。制御スプリング３４の一端を支持するスプリ
ング保持具４０は、図示状態ではバルブハウジン
グの肩部に係合している。主ピストン１４が左方
に移動してスプリング保持具４０に衝合すると、
制御スプリング３４は主ピストン１４に作用し始
める。その位置では、高圧ポート１５から第１の
制御縁１７を介しての負荷ポート１６への連通が
閉じられ、負荷ポート１６からタンク・ポート１
８への流路が、第２の制御縁２０の計量ノツチ４
２によつてのみ連通される。すなわち、負荷ポー
ト１６とタンク・ポート１８とが制限された状態
で連通する。

主ピストン１４によつてスプリング保持具４０
が、さらに左方へ動かされて制御スプリング３４
が圧縮されると、タンク・ポート１８が全開され
る。負荷ポート１６の負荷圧が低下してくると、
主ピストン１４は右方へ戻されるから、負荷ポー
ト１６からタンク・ポート１８への連通が計量ノ
ツチ（計量溝）４２によつて制限された状態で行
われる。

ここで、第２図の減圧バルブの動作をより具体
的に説明する。いま、高圧（たとえば、140bar）
を負荷３８のために設定し、負荷３８のピストン
が図示の端位置に移動した状態を想定する。そし
て、負荷３８への負荷圧を低圧（たとえば、
45bar）に下げるために、パイロツトバルブ１１
を低圧に設定する場合を考える。ソレノイド２２
の電流を調節してパイロツトバルブ１１を開き、
制御室３２の制御圧を、ライン３０を介して逃が
すことにより40barまで低下させる（以下に述べ
る通り、主ピストン１４は補助スプリング２９か
ら5barの力を受けているとする。）。主ピストン
１４が左方へその行き止まりまで（140barと
45barとの圧力差のために）急速な移動を行い、
負荷ポート１６からタンク・ポート１８への流路
を全開させ、負荷３８の負荷圧を急速に逃がす。
主ピストン１４の上記した急速な移動の途中で、
制御スプリング３４は作用を開始して、主ピスト
ン１４の移動速度を遅くしてダンピングを与え
る。主ピストン１４は、右方へは制御圧と補助ス
プリング２９および制御スプリング３４の力を受
け、左方へは室３７の負荷圧を受ける。ここで、
補助スプリング２９および制御スプリング３４の
力は何れも5barであると仮定する。そうすると、
主ピストン１４が制御室３２側から受ける力は、
50barとなる。従つて、負荷圧（室３７の圧力）
が50barになつた時点で、主ピストン１４が受け
る力は平衡する。

負荷圧が50barより低下すると、主ピストン１
４は右方へと動き始め、タンク・ポート１８への
第２の制御縁２０を介した流路を除々に閉じ始め
る。スプリング保持具４０が再びバルブハウジン
グの肩部に係合するところまで、主ピストン１４
が右方へ移動すると、主ピストン１４の受ける右
方向の力は5barだけ減少し、そして、負荷ポー
ト１６からタンク・ポート１８への流路は、負荷
圧が45barまで低下するまで、計量ノツチ４２の
みによつて与えられる。このような状態、すなわ
ち、スプリング保持具４０と主ピストン１４とは
接しているが、制御スプリング３４が主ピストン
１４に作用していない状態では、小量の流体が計
量ノツチ４２を介してタンク・ポート１８へ流出
する。室３７の負荷圧が、制御室３２の制御圧と
補助スプリング２９の力との和よりもやや低下す
るに至ると、主ピストン１４はさらに右方へ移動
してタンク・ポート１８を全閉する。

かくして、140barから50barまでの圧力放出は
極めて速やかに行われ、その途中で主ピストン１
４の運動にはダンピングが与えられ、その後、
50barから45barまでの減圧が緩やかに行われる。
従つて、負荷圧における振動が避けられ、それに
起因する異常な高圧や過剰な圧力低下が回避でき
る。すなわち、制御スプリング３４によるかが、
設定した低圧値に到達する前に主ピストン１４へ
付加されることによりダンピングが与えられ、設
定した低圧値の近くまで減圧された後、設定した
低圧値に至るまでの圧力放出は、計量ノツチ４２
を介して緩やかに行われる。

ここで、負荷圧が設定した制御圧に整定された
後、その負荷圧が（例えば流体のリークにより）
微少値だけ変動したような場合には、主ピストン
１４の微少な移動により負荷圧を修正することが
望ましい。主ピストン１４が、その微少な移動に
際して、制御スプリング３４の力の作用を受けな
いようにするために、第２図に示した余裕のスト
ロークＸが設けられる。負荷ポート１６が僅かに
開かれた後、主ピストン１４がストロークＸだけ
さらに左方へ移動してから、制御スプリング３４
は主ピストン１４に作用し始める。

このように、第１図および第２図においては、
制御スプリング３４を設けたことにより、（特に
急速な）減圧時に主ピストン１４にダンピングが
与えられ、不都合な振動の発生が抑制される。

第３図も同様にパイロツトバルブを有する減圧
バルブを示す。そこでは、第１図の部分に対応す
る部分には接頭記号１を付した同一の参照符号を
用いている。第３図においては、制御圧は、第１
図および第２図とは異なつて、高圧ポート１１５
からの流体で形成される。従つて制御圧ライン１
２６は高圧ポート１１５に接続される。主ピスト
ン１１４には、負荷ポート１１６と補助スプリン
グ１２９を収容した室１３７とを接続する孔１４
４が設けられる。室１３７の負荷圧と、補助スプ
リング１２９の力とが、主ピストン１１４に対し
てその第１の制御縁１１７が閉鎖される方向（左
方向）に作用する。制御圧ライン１２６の流量制
御バルブ１４５は第２図のオリフイス２７に対応
するものである。

負荷３８のピストンが図示位置にある場合に、
負荷３８の圧力を、高圧から低圧（例えば、
35bar）へ切り換える操作は、次の通りである。

制御室１３２の制御圧を40barに下げると、補
助スプリング１２９の力と室１３７の負荷圧とに
より、主ピストン１１４は左方へ急速に移動させ
られ、第２の制御縁１２０が全開させられて負荷
ポート１１６をタンク・ポート１１８へ連通させ
る。制御スプリング１３４の保持具１４０が主ピ
ストン１１４により図示状態から左方へと押され
ると、制御スプリング１３４は主ピストン１１４
への作用を開始して主ピストン１１４の移動運動
にダンピングを与える。補助スプリング１２９お
よび制御スプリング１３４の力が何れも5barで
あるとすると、補助スプリング１２９の力と制御
スプリング１３４の力とは相殺されるので、室１
３７の負荷圧は制御室１３２の制御圧（40bar）
に平衡するまで、従つて、負荷圧は40barまで放
出される。負荷ポート１１６とタンク・ポート１
１８との連通により室１３７の負荷圧がさらに低
下すると、制御スプリング１３４のスプリング保
持具１４０がバルブハウジングの肩部に係合する
まで（制御スプリング１３４の作用停止まで）、
制御スプリング１３４により主ピストン１１４は
右方へ動かされる。制御スプリング１３４が作用
を停止すると、主ピストン１１４に作用する右方
への力は、40barの制御圧のみとなる。この位置
では、負荷ポート１１６とタンク・ポート１１８
との連通は計量ノツチ１４２のみを介して行わ
れ、負荷１３８の負荷圧は、35barよりやや低下
するまで継続的に徐々に低下する。制御室１３２
の40barの制御圧が、補助スプリング１２９の
5barの力と35bar付近の負荷圧との和に抗して、
主ピストン１１４を右方へ、タンク・ポート１１
８が全閉されるまで動かす。かくして、迅速に
40barまで減圧され、それから、所望の35barに
至るまで緩やかに過渡的な減圧が行われる。

このように、第３図においては、制御スプリン
グ１３４を設けたことにより、（特に急速な）減
圧時に主ピストン１１４にダンピングが与えら
れ、不都合な振動の発生が抑制される。

第４図（対応する部分には接頭記号２を付した
同一の参照符号を使用）に示した減圧バルブは、
制御室２３２に配設した制御スプリング２３４
に、第３図の補助スプリング１２９の機能をも持
たせたものである。制御スプリング２３４から主
ピストン２１４に働く力は、双方向性である。制
御スプリング２３４は、バルブハウジングの肩部
に係合する（図示状態）か、主ピストン２１４に
係合するスプリング保持具２４０と、主ピストン
２１４のフランジ部２５１に係合する（図示状
態）か、バルブハウジングの肩部に係合するスプ
リング保持具２５０とにより、支持されている。
図示の状態では、制御スプリング２３４は、主ピ
ストン２１４に対して、第２の制御縁２２０を開
く方向の作用を及ぼしている。

負荷２３８のピストンが図示位置にある場合
に、パイロツトバルブ２１１の設定を高圧から低
圧に変更すると、主ピストン２１４は左方へ急速
に移動し、負荷ポート２１６からタンク・ポート
２１８への流路が全開され、この全開位置では負
荷２３８の負荷圧が迅速に低下する。この全開位
置へ至る途中において、制御スプリング２３４
は、その圧縮開始と同時に作用し始めて主ピスト
ン２１４の移動運動にダンピングを与える。パイ
ロツトバルブ２１１により制御室２３２の制御圧
を40barに設定したとすると、上記全開位置では
40barの制御圧が、制御スプリング２３４の例え
ば5barの力（主ピストン２１４が左方へ移動し
ているから右方向の力）とともに、主ピストン２
１４に作用する。負荷圧が45barに減少すると、
主ピストン２１４は平衡し、それからの負荷圧の
放出により、スプリング保持器２４０がバルブハ
ウジングの肩部に係合するまで主ピストン２１４
は右方へ移動する。スプリング保持器２４０がバ
ルブハウジングの肩部に係合すると、制御スプリ
ング２３４の力の向きは反転し、5barの力は、
制御室の40barの制御圧の向きとは逆に、主ピス
トン２１４に作用する。この主ピストン２１４の
位置では、負荷圧が35barに至るまで、計量ノツ
チ（計量溝）２４２を通してタンク・ポート２１
８への負荷圧の放出が生じる。制御スプリング２
３４の力の向きの反転により、40barの制御圧か
ら制御スプリングの5barを減じた力が、主ピス
トン２１４に作用して右方へ動かす。負荷圧が
35barよりやや低い値まで低下した後、主ピスト
ン２１４は、タンク・ポート２１８が全閉された
図示状態まで、移動させられる。

このように、第４図においては、制御スプリン
グ２３４を設けたことにより、（特に急速な）減
圧時に主ピストン２１４にダンピングが与えら
れ、不都合な振動の発生が抑制される。

また、第３図および第４図においても、第２図
に示したと同様の余裕のストロークＸが設定さ
れ、制御スプリングの影響を受けることなく、例
えば負荷１３８，２３８での流体リークによる圧
力損の補償のための主ピストンの微少の制御動作
が可能とされている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、迅速な減圧動作が可能で、そ
の減圧時に負荷圧が上下する振動の発生を有効に
防止できる。このような減圧バルブは、特に射出
成形機に組合せるのに適している。

【図面の簡単な説明】

第１図はパイロツトバルブを有する減圧バルブ
の断面図、第２図は第１図の減圧バルブを説明す
るための基本的構成を示す概略図、第３図は減圧
バルブの他の実施例を示す概略図、第４図は減圧
バルブのさらに他の実施例を示す概略図、第５図
は従来の減圧バルブを示す概略図である。 １１，１１１，２１１……パイロツトバルブ、
１４，１１４，２１４……主ピストン、１５，１
１５，２１５……高圧ポート、１６，１１６，２
１６……負荷ポート、１７，１１７，２１７……
第１の制御縁、１８，１１８，２１８……タン
ク・ポート、２０，１２０，２２０……第２の制
御縁、２９，１２９……補助スプリング、３４，
１３４，２３４……制御スプリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主ピストン１４；１１４；２１４およびパイ
   ロツトバルブ１１；１１１；２１１を含み； 前記主ピストンには、負荷３８；１３８；２３
   ８に接続された負荷ポート１６；１１６；２１６
   と圧力源３９；１３９；２３９に接続された高圧
   ポート１５；１１５；２１５との間の連通を制御
   する第１の制御縁１７；１１７；２１７が設けら
   れるとともに、前記負荷ポートとタンクＴに接続
   されたタンク・ポート１８；１１８；２１８との
   間の連通を制御する第２の制御縁２０；１２０；
   ２２０が設けられ、かつ、負荷圧力とそれに対向
   している制御圧力とが付与されており； 前記パイロツトバルブは前記負荷圧力を調節す
   るために前記制御圧力を発生し； 前記パイロツトバルブの設定が高圧値から低圧
   値へと切り換わると、前記主ピストンは、それに
   付与されている前記制御圧の低下により変位して
   負荷圧力を前記タンク・ポートへ放出する 減圧バルブであつて： 前記負荷ポートと前記タンク・ポートとが制限
   された状態で連通する位置に前記主ピストンが変
   位したとき、前記主ピストンに作用する制御スプ
   リング３４；１３４；２３４を備えたことを特徴
   とする減圧バルブ。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の減圧バルブであ
   つて、前記制御スプリング３４；１３４；２３４
   は、前記高圧ポートがほぼ閉じられる位置を越え
   て、所定のストロークＸだけ移動した時に、作用
   し始めることを特徴とする減圧バルブ。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の減
   圧バルブであつて、前記主ピストン１１４は、前
   記パイロツトバルブ１１１で調節される前記制御
   圧を受けるとともに、それに対向する前記制御圧
   力および補助スプリング１２９の力を受け、前記
   制御スプリング１３４は主ピストンの制御室１３
   ２内に位置されていることを特徴とする減圧バル
   ブ。 ４ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の減
   圧バルブであつて、前記制御スプリング２３４
   は、主ピストンの制御室２３２内に位置されてそ
   の作用力は双方向であり、前記高圧ポート２１５
   から前記負荷ポート２１６への流路が開くと前記
   第２の制御縁２２０を開ける向きに作用し、前記
   負荷ポート２１６から前記タンク・ポート２１８
   への流路が開くと前記第２の制御縁２２０を閉じ
   る向きに作用することを特徴とする減圧バルブ。 ５ 特許請求の範囲第４項記載の減圧バルブであ
   つて、前記主ピストンには、前記制御スプリング
   ２３４と協働する１対の停止部が設けられること
   を特徴とする減圧バルブ。 ６ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の減
   圧バルブであつて、前記主ピストン１４は、前記
   負荷圧力を受けるとともに、それに対向する前記
   制御圧力および補助スプリング２９の力を受ける
   ことを特徴とする減圧バルブ。 ７ 特許請求の範囲第１項ないし第５項の何れか
   １項に記載の減圧バルブであつて、前記高圧ポー
   ト１１５；２１５から分岐する制御圧力ライン１
   ２６；２２６に流量制御バルブ１４５；２４５が
   設けられていることを特徴とする減圧バルブ。 ８ 特許請求の範囲第１項ないし第７項記載の減
   圧バルブであつて、前記パイロツトバルブと制御
   室３２；１３２；２３２の間にオリフイス２８；
   １２８；２２８が設けられていることを特徴とす
   る減圧バルブ。 ９ 特許請求の範囲第６項記載の減圧バルブであ
   つて、前記負荷ポート１６と制御室３２の間にオ
   リフイス２７が設けられていることを特徴とする
   減圧バルブ。