JPH0556401B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は流量制御装置に係り、特に、主弁とし
て遮断時の洩れがほとんどないポペツト弁が採用
され同主弁の作動がパイロツト弁により制御され
るようにした流量制御装置に関する。

〔従来技術〕

この種の流量制御装置としては、従来、第５図
にて示したものがあり、同図に示した流量制御装
置は、主弁１０とパイロツト弁２０を主体として
いる。主弁１０は、大径孔１１ａと小径孔１１ｂ
を連設して連設段部に弁座１１ｃを形成してなり
同弁座１１ｃを間にして小径孔側を流入路１１ｄ
としかつ大径孔側を流出路１１ｅとしてなる弁本
体１１と、同弁本体１１の大径孔１１ａ内にＯリ
ング、バツクアツプリング等のシール部材１２を
介して摺動自在に嵌挿されて背圧室Roを形成し
かつ弁座１１ｃに着座したり離脱して流入路１１
ｄと流出路１１ｅ間を連通遮断するポペツト弁体
１３と、背圧室Ro内に組込まれてポペツト弁体
１３を弁座１１ｃに向けて付勢するばね１４と、
弁本体１１に螺進退可能に組付けられてポペツト
弁体１３の弁座１１ｃからのリフト量を調整可能
に規定するストツパねじ１５によつて構成されて
いる。一方、パイロツト弁２０は、背圧室Roへ
のパイロツト圧の給排を行う電磁切換弁であつ
て、図示の消磁状態にてパイロツト圧を背圧室
Roに供給し、また励磁状態にて背圧室Roからパ
イロツト圧を排出する。

上記構成により、第５図に示した装置において
は、パイロツト弁２０が消磁状態にあつてパイロ
ツト圧が背圧室Roに供給されておれば、ポペツ
ト弁体１３がパイロツト圧及びばね１４の力によ
り弁座１１ｃに着座させられるため、流入路１１
ｄと流出路１１ｅ間の連通は遮断される。また、
パイロツト弁２０が励磁されてパイロツト圧が背
圧室Roから排出されると、ポペツト弁体１３が
流入路１１ｄから流出路１１ｅに流れようとする
作動油の圧力によりストツパねじ１５に当接する
まで押し開かれるため、流入路１１ｄから流出路
１１ｅにはストツパねじ１５によつて設定された
流量の作動油が流れる。なお、パイロツト弁２０
と主弁１０の背圧室Ro間には流量調整弁３１，
３２が介装されているため、ポペツト弁体１３の
開閉速度が調整される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記した従来の流量制御装置におい
ては、流量を調整する場合、受圧面積が大きくて
大きな力を受けているポペツト弁体１３を直接ス
トツパねじ１５により動かさなければならず、そ
の操作に大きな力が必要である。また、ストツパ
ねじ１５により主弁１０のポペツト弁体１３を動
かして流量を調整するものであつてポペツト弁体
１３のわずかな移動によつて流量が大きく変るた
め、ストツパねじ１５のピツチを如何に小さくし
ても流量の設定（微調整）が難しい。

また、上記した従来の流量制御装置において
は、両流量調整弁３１，３２によりポペツト弁体
１３の開閉速度を調整し得るものの、ポペツト弁
体１３はその両側に作用する押圧力の差によつて
動くものであるため、背圧室Roに供給されるパ
イロツト圧の変動や流入路１１ｄ及び流出路１１
ｅ内圧力の変動によつてポペツト弁体１３の開閉
速度が変動してしまう。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記した問題を解決するために、当該
流量制御装置を、 大径孔の両端に同一径の小径孔をそれぞれ連設
してなり一方の連設段部に弁座を形成しまた同弁
座を間にして流入路となる流路と流出路となる流
路を形成してなる弁本体と、前記大径孔内に前記
両流路の一方から受ける圧力が常に相殺される状
態にて嵌挿されて前記弁座に着座したり離脱して
前記両流路間を連通遮断するポペツト弁部と同ポ
ペツト弁部の一側に連設されて前記一方の小径孔
内に延び同小径孔との間に前記両流路の他方が常
時連通する第１油室を形成する連結部と同連結部
に連設されて前記一方の小径孔に摺動自在に嵌挿
され同小径孔端に第２油室を形成するピストン部
を一体的に備えるとともに前記ポペツト弁部の他
側に連設されて前記他方の小径孔に摺動自在に嵌
挿され同小径孔端に前記流入路となる流路に絞り
を介して接続される第３油室を形成する小径部を
一体的に備える弁体と、同弁体を前記第２油室に
向けて付勢するばねを具備してなる主弁と、 前記第２油室に付与されるパイロツト圧を電流
付与値に応じて比例制御する第１パイロツト弁
と、 前記パイロツト圧により作動を制御されて前記
パイロツト圧が設定値未満であるとき前記第３油
室と戻り路の連通を遮断しまた前記パイロツト圧
が設定値以上であるとき前記第３油室と前記戻り
路を連通させる第２パイロツト弁とを備える構成
とした。

〔発明の作用〕

本発明による流量制御装置においては、主弁の
弁体におけるポペツト弁部に一方の流路内圧力が
常に相殺されるように作用し、また同ポペツト弁
部とピストン部に他方の流路内圧力が常に相殺さ
れるように作用するため、如何なる状態において
も流入路又は流出路となる各流路内圧力（すなわ
ち、流入路内圧力や流出路内圧力）の変動によつ
て主弁の弁体が押動されることはない。

また第１パイロツト弁への電流付与値が設定値
未満であつて第２油室に付与されるパイロツト圧
が設定値未満である場合には、第２パイロツト弁
が第３油室と戻り路の連通を遮断している。この
ため、主弁の弁体は流入路から絞りを通して付与
される油圧及びばねの作用によりポペツト弁部を
弁座に着座させており、流入路と流出路の連通が
遮断されている。

しかして、第１パイロツト弁への電流付与値を
設定値以上として第２油室に付与されるパイロツ
ト圧を設定値以上とすると、第２パイロツト弁が
作動して第３油室を戻り路に連通させる。このた
め、第３油室内の油圧は略ゼロとなり、主弁の弁
体は第２油室内のパイロツト圧（第１パイロツト
弁によつて設定値以上の或る値に設定されてい
る）による押圧力とばねの作用力がバランスする
位置にて保持され流入路から流出路へ流れる流量
が規定される。したがつて、第１パイロツト弁へ
の電流付与値を変える第２油室に付与されるパイ
ロツト圧を変えることにより、主弁の弁体の位置
を調整でき、流入路から流出路へ流れる流量を調
整することができる。

また、本発明による流量制御装置においては、
第１パイロツト弁への電流付与値を適宜に時定数
制御して第２油室に付与されるパイロツト圧の増
大又は減少速度を適宜に調整すれば、主弁の弁体
の開弁速度及び閉弁速度を適宜に調整することが
できる。

〔発明の効果〕

上述した作用説明から明らかなように、本発明
による流量制御装置においては、主弁の弁体に作
用する流入路内圧力や流出路内圧力がそれぞれ常
に相殺されていて、流入路内圧力や流出路内圧力
の変動によつて主弁の弁体が押動されることはな
いため、流入路内圧力や流出路内圧力の変動に拘
わらず、第１パイロツト弁への電流付与値を決定
することにより、主弁の弁体の位置を設定でき、
その操作が極めて容易であるばかりか、弁体の位
置の設定を正確に行うことができて、正確な流量
調整を行うことができる。

また、本発明による流量制御装置においては、
主弁の弁体に作用する流入路内圧力や流出路内圧
力がそれぞれ常に相殺されていて、流入路内圧力
や流出路内圧力の変動によつて主弁の弁体が押動
されることはないため、第１パイロツト弁への電
流付与値を適宜に時定数制御して設定した主弁の
弁体の開閉速度が流入路内圧力や流出路内圧力の
変動による影響を受けず、常に安定して得られ
る。

〔実施例〕

以下に本発明の１実施例を図面に基づいて説明
する。

第１図は本発明による流量制御装置を示してい
る、同装置は主弁４０，第１パイロツト弁５０及
び第２パイロツト弁６０によつて構成されてい
る。

主弁４０は、第１図及び第２図にて示したよう
に、第１部材４１Ａ，第２部材４１Ｂ及び第３部
材４１Ｃからなる弁本体４１と、この弁本体４１
内に上下方向へ摺動自在に嵌挿した弁体４２と、
この弁体４２を下方へ付勢するばね４３によつて
構成されている。弁本体４１は、大径孔４１ａの
上下両端に同一径の小径孔４１ｂ，４１ｃをそれ
ぞれ連設してなり下方の連設段部に弁座４１ｄを
形成してなる段付内孔を有するとともに、流入路
Ｐ１が連通する環状溝４１ｅや流出路Ｐ２が連通
する環状溝４１ｆを有している。

弁体４２は、大径孔４１ａ内に圧力バランスさ
れた状態（上下両端部に作用する流入路Ｐ１内の
圧力が常に相殺される状態）にて摺動自在に嵌挿
されて弁座４１ｄに着座したり離脱して流入路Ｐ
１と流出路Ｐ２間を連通遮断するポペツト弁部４
２ａと、同ポペツト弁部４２ａの下側に連設され
て下方の小径孔４１ｂ内に延び同小径孔４１ｂと
の間に流出路Ｐ２が常時連通する第１油室Ｒ１を
形成する連結部４２ｂと、同連結部４２ｂに連設
されて下方の小径孔４１ｂに摺動自在に嵌挿され
同小径孔４１ｂ端に第２油室Ｒ２を形成するピス
トン部４２ｃを一体的に備えるとともに、ポペツ
ト弁部４２ａの上側に上方の小径孔４１ｃに摺動
自在に嵌挿され同小径孔４１ｃ端に第３油室Ｒ３
を形成する小径筒部４２ｄを一体的に備えてい
る。しかして、第２油室Ｒ２は第１パイロツト弁
５０に接続されるとともに第２パイロツト弁６０
の第１切換弁６１に接続され、また第３油室Ｒ３
は流入路Ｐ１に同流入路Ｐ１への流通を阻止する
チエツク弁４４（このチエツク弁はなくても実施
可能である）及び絞り４５を介して接続されとと
もに、第２パイロツト弁６０の第２切換弁６２に
接続されている。

第１パイロツト弁５０は、供給路Ｐ３を通して
導入された圧油を所定値に減圧する減圧弁５１
と、この減圧弁５１から絞り５２を通して第２油
室Ｒ２に付与されるパイロツト圧を電流付与値に
応じて比例制御する電流制御リリーフ弁５３によ
つて構成されている。第２パイロツト弁６０は、
第１図及び第３図にて示したように、第２油室Ｒ
２に付与されるパイロツト圧により作動を制御さ
れる第１切換弁６１と、この第１切換弁６１によ
つて作動を制御される第２切換弁６２によつて構
成されている。第１切換弁６１は、スプール弁体
６１ａとばね６１ｂを備えていて、第２油室Ｒ２
から油室Ｒ４に通路Ｐ５を通して付与されるパイ
ロツト圧が設定値未満であるとき図示のように非
作動状態にあつて供給路Ｐ３と第２切換弁６２の
接続を断ちまたパイロツト圧が設定値以上である
とき作動状態となつて供給路Ｐ３を第２切換弁６
２に接続させる。第２切換弁６２は、突起を一体
的に有するピストン６２ａ，ポペツト弁体６２ｂ
及びばね６２ｃを備えていて、第１切換弁６１に
よつて油室Ｒ５が供給路Ｐ３に接続されたとき作
動して第３油室Ｒ３に連通する通路Ｐ６とリザー
バ７０に連通する戻り路Ｐ４を連通させ、また第
１切換弁６１によつて油室Ｒ５が供給路Ｐ３との
接続を断たれて戻り路Ｐ４に接続されたとき図示
のように非作動となつて第３油室Ｒ３に連通する
通路Ｐ６と戻り路Ｐ４の連通を遮断する。

上記のように構成した本実施例においては、主
弁４０の弁体４２におけるポペツト弁部４２ａに
流入路Ｐ１内圧力が常に相殺されるように作用
し、また同ポペツト弁部４２ａとピストン部４２
ｃに流出路Ｐ２内圧力が常に相殺されるように作
用するため、如何なる状態においても流入路Ｐ１
内圧力や流出路Ｐ２内圧力の変動によつて主弁４
０の弁体４２が押動されることはない。

また第１パイロツト弁５０におけるリリーフ弁
５３への電流付与値が設定値未満であつて第２油
室Ｒ２に付与されるパイロツト圧が設定値未満で
ある場合には、図示のごとく、第２パイロツト弁
６０における第１切換弁６１が非作動状態にあつ
て供給路Ｐ３と第２切換弁６２の接続を断つてお
り、第２切換弁６２が非作動状態にあつて第３油
室Ｒ３と戻り路Ｐ４の連通を遮断している。この
ため、主弁４０の弁体４２は流入路Ｐ１からチエ
ツク弁４４及び絞り４５を通して付与される油圧
及びばね４３の作用によりポペツト弁部４２ａを
弁座４１ｄに着座させており、流入路Ｐ１と流出
路Ｐ２の連通が遮断されている。

しかして、第１パイロツト弁５０におけるリリ
ーフ弁５３への電流付与値を設定値以上として第
２油室Ｒ２に付与されるパイロツト圧を設定値以
上とすると、第２パイロツト弁６０における第１
切換弁６１が作動して供給路Ｐ３を第２切換弁６
２に接続するため、第２切換弁６２が作動して第
３油室Ｒ３を戻り路Ｐ４に連通させる。このた
め、第３油室Ｒ３内の油圧は略ゼロとなり、主弁
４０の弁体４２は第２油室Ｒ２内のパイロツト圧
（第１パイロツト弁５０によつて設定値以上の或
る値に設定されいる）による押圧力とばね４３の
作用力がバランスする位置にて保持され流入路Ｐ
１から流出路Ｐ２へ流れる流量が規定される。し
たがつて、第１パイロツト弁５０におけるリリー
フ弁５３への電流付与値を変えて第２油室Ｒ２に
付与されるパイロツト圧を変えることにより、主
弁４０の弁体４２の位置を調整でき、流入路Ｐ１
から流出路Ｐ２へ流れる流量を調整することがで
きる。

また、本実施例の流量制御装置においては、第
１パイロツト弁５０におけるリリーフ弁５３への
電流付与値を適宜に時定数制御して第２油室Ｒ２
に付与されるパイロツト圧の増大又は減少速度を
適宜に調整すれば、主弁４０の弁体４２の開弁速
度及び閉弁速度を適宜に調整することができる。

上述した作用説明から明らかなように、本実施
例の流量制御装置においては、主弁４０の弁体４
２に作用する流入路Ｐ１内圧力や流出路Ｐ２内圧
力がそれぞれ常に相殺されていて、流入路Ｐ１内
圧力や流出路Ｐ２内圧力の変動によつて主弁４０
の弁体４２が押動されることはないため、流入路
Ｐ１内圧力や流出路Ｐ２内圧力の変動に拘わら
ず、第１パイロツト弁５０におけるリリーフ弁５
３への電流付与値を決定することにより、主弁４
０の弁体４２の位置を設定でき、その操作が極め
て容易であるばかりか、弁体４２の位置の設定を
正確に行うことができて、正確な流量調整を行う
ことができる。

また、本実施例の流量制御装置においては、主
弁４０の弁体４２に作用する流入路Ｐ１内圧力や
流出路Ｐ２内圧力がそれぞれ常に相殺されてい
て、流入路Ｐ１内圧力や流出路Ｐ２内圧力の変動
によつて主弁４０の弁体４２が押動されることは
ないため、第１パイロツト弁５０におけるリリー
フ弁５３への電流付与値を適宜に時定数制御して
設定した主弁４０の弁体４２の開閉速度が流入路
Ｐ１内圧力や流出路Ｐ２内圧力の変動による影響
を受けず、常に安定して得られる。

第４図は本発明の他の実施例を示していて、同
図に示した流量制御装置においては、主弁４０Ａ
の弁体４２に設けた通路（第１油室Ｒ１と第３油
室Ｒ３を連通させる通路）中に第３油室Ｒ３から
第１油室Ｒ１への流通を阻止するチエツク弁４６
と絞り４７が介装されている。主弁４０Ａのその
他の構成は上記実施例の主弁４０の構成と全く同
じである。このため、かかる装置においては、流
入路Ｐ１と流出路Ｐ２を逆にしても使用すること
ができる。なお、流入路Ｐ１を流出路としかつ流
出路Ｐ２を流入路として使用する場合には、チエ
ツク弁４４，４６と絞り４５が無くても作動する
ため、流入路Ｐ１を流出路としかつ流出路Ｐ２を
流入路とする使用しかない場合には、チエツク弁
４４と絞り４５をその通路とともに無くすととも
にチエツク弁４６を無くして実施することができ
る。

また、第４図に示した流量制御装置において
は、減圧弁５１，絞り５２及びリリーフ弁５３か
らなる第１パイロツト弁５０に代えて電流制御減
圧弁からなる第１パイロツト弁５０Ａが採用さ
れ、また第１切換弁６１及び第２切換弁６２から
なる第２パイロツト弁６０に代えてパイロツト圧
により直接作動されて第３油室Ｒ３と戻り路Ｐ４
を連通遮断する切換弁からなる第２パイロツト弁
６０Ａが採用されており、第１パイロツト弁５０
Ａは上記実施例の第１パイロツト弁５０と同様に
第２油室Ｒ２に付与されるパイロツト圧を電流付
与値に応じて比例制御し、また第２パイロツト弁
６０Ａは上記実施例の第２パイロツト弁６０と同
様にパイロツト圧により作動を制御されてパイロ
ツト圧が設定値未満であるとき第３油室Ｒ３と戻
り路Ｐ４の連通を遮断しまたパイロツト圧が設定
値以上であるとき第３油室Ｒ３と戻り路Ｐ４を連
通させる。

なお、第４図に示した実施例の作用・効果は上
述した第１図〜第３図にて示した実施例の作用・
効果と実質的に同じであり、上述した説明から容
易に理解されるため、その説明は省略する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による流量制御装置の一実施例
を示す全体構成図、第２図は第１図に示した装置
における主弁部分の詳細な拡大断面図、第３図は
第１図に示した装置における第２パイロツト弁部
分の詳細な拡大断面図、第４図は本発明による流
量制御装置の他の実施例を示す全体構成図、第５
図は従来例を示す全体構成図である。 符号の説明、４０……主弁、４１……弁本体、
４１ａ……大径孔、４１ｂ，４１ｃ……小径孔、
４１ｄ……弁座、４２……弁体、４２ａ……ポペ
ツト弁部、４２ｂ……連結部、４２ｃ……ピスト
ン部、４２ｄ……小径部、４３……ばね、４５，
４７……絞り、５０，５０Ａ……第１パイロツト
弁、６０，６０Ａ……第２パイロツト弁、Ｐ１…
…流入路、Ｐ２……流出路、Ｐ３……供給路、Ｐ
４……戻り路、Ｒ１……第１油室、Ｒ２……第２
油室、Ｒ３……第３油室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 大径孔の両端に同一径の小径孔をそれぞれ連
   設してなり一方の連設段部に弁座を形成しまた同
   弁座を間にして流入路となる流路と流出路となる
   流路を形成してなる弁本体と、前記大径孔内に前
   記両流路の一方から受ける圧力が常に相殺される
   状態にて嵌挿されて前記弁座に着座したり離脱し
   て前記両流路間を連通遮断するポペツト弁部と同
   ポペツト弁部の一側に連設されて前記一方の小径
   孔内に延び同小径孔との間に前記両流路の他方が
   常時連通する第１油室を形成する連結部と同連結
   部に連設されて前記一方の小径孔に摺動自在に嵌
   挿され同小径孔端に第２油室を形成するピストン
   部を一体的に備えるとともに前記ポペツト弁部の
   他側に連設されて前記他方の小径孔に摺動自在に
   嵌挿され同小径孔端に前記流入路となる流路に絞
   りを介して接続される第３油室を形成する小径部
   を一体的に備える弁体と、同弁体を前記第２油室
   に向けて付勢するばねを具備してなる主体と、 前記第２油室に付与されるパイロツト圧を電流
   付与値に応じて比例制御する第１パイロツト弁
   と、 前記パイロツト圧により作動を制御されて前記
   パイロツト圧が設定値未満であるとき前記第３油
   室と戻り路の連通を遮断しまた前記パイロツト圧
   が設定値以上であるとき前記第３油室と前記戻り
   路を連通させる第２パイロツト弁とを備えてなる
   流量制御装置。