JPH0561509B2

JPH0561509B2 -

Info

Publication number: JPH0561509B2
Application number: JP4918684A
Authority: JP
Inventors: Sadao Nunotani; Tatsumi Tada
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1984-03-16
Filing date: 1984-03-16
Publication date: 1993-09-06
Also published as: JPS60196475A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明はポペツト弁をバネ力とソレノイドとに
よつて開閉作動して流量を制御するポペツト式流
量制御弁に関するものである。

従来技術第１図に示すように、弁本体１の穴２に中間ス
リーブ３を嵌挿し、このスリーブ３内に入口ポー
ト４と出口ポート５とを断通するポペツト弁６を
嵌挿すると共に、ポペツト弁６をバネ７で遮断方
向に付勢して円錐形のシート部（コーンシート）
６ａをスリーブ３の弁座３ａに密着し、弁本体１
に取着しだソレノイド８の可動子９をプツシユビ
ン１０を介してポペツト弁６に当接したポペツト
式流量制御弁が知られている。

この流量制御弁であればソレノイド８を連続し
て高速でON、OFFを繰り返しすれば、ソレノイ
ド８の推力によつてポペツト弁６をバネ７に抗し
て押動して入口ポート４と出口ポート５とを断続
的に開、閉するので出口ポート５の流量を制御で
きる。

すなわち、第２図に示すように出口ポート５の
流量をソレノイド８のON、OFFの切替え時間比
によつて制御されることになる。

第２図において、ａは山形形状の搬送波であ
り、この搬送波ａに対してｂに示す直線の指令信
号を出力すると、ソレノイド８の駆動電圧は斜線
で囲まれた範囲C₁、C₂、C₃で示すようになり、
ポペツト弁６を斜線で囲まれた範囲d₁、d₂、d₃で
開とするから、出口ポート５の流量（出口流
量）はｅに示すようになる。

しかしながら、ソレノイド８の推力は５〜10Kg
ｆ程度であるから、ポペツト弁６を押す力も５〜
10Kgｆと小さくなり、ポペツト弁６に作用する油
圧の力（フローフオース）によつてポペツト弁６
が閉じる方向の推力を受けるとソレノイド８によ
つてポペツト弁６を開くことができなくなるの
で、第３図に示すようにポペツト弁６に小径部６
ａを形成して閉じ方向と開き方向に同一面積の受
圧部６′，６″を形成してポペツト弁６に作用する
油圧の力をバランスさせている。

このために、中間スリーブ３とポペツト弁６と
の隙間より油漏れが生ずるので、油漏れを完全に
防止できない。特に高圧油が流通する場合には油
漏れが大となつてしまう。

また、流量が非常に多くなるとフローフオース
が著しく増大してポペツト弁６を閉じる力が大き
くなり過ぎてソレノイド８の力ではポペツト弁６
を開くことが出来なくなり、流量制御できなくな
ることがある。

また、入口ポート４より出口ポート５に流通す
る流量はパルス状となるので、脈動、騒音が発生
してしまう。

発明の目的油漏れを確実に防止できると共に、大流量の流
量制御ができ、しかも脈動・騒音を小さくできる
ようにすることを目的とする。

発明の構成入口ポート１７と出口ポート１８とを開閉する
とともに入口ポート１７の圧力で開方向に摺動し
背圧室２１の圧力とバネ１６で閉方向に摺動し、
かつ入口ポート１７と背圧室２１とを常時開口連
通し、かつ連通方向に摺動するとそれにつれて開
口連通面積を順次増大する可変絞りを有する大径
の主ポペツト弁１５と、前記背圧室２１と出口ポ
ート１８とを開閉する小径の補助ポペツト弁２５
と、前記補助ポペツト弁２５を閉位置に保持する
バネ２８と、前記補助ポペツト弁２５を開方向に
移動するソレノイド２６とを備え、、前記主ポペ
ツト弁１５の開閉応答周波数を前記ソレノイド２
６への電流を制御するパルス搬送波周波数より十
分低い構成としたポペツト式流量制御弁。

実施例第４図はポペツト式流量制御弁の断面図であ
り、弁本体１０には穴１１が形成され、この穴１
１にはスリーブ１２が嵌着され、かつ押板１３と
ナツト１４とで固定してあると共に、スリーブ１
２内には大径の主ポペツト弁１５が摺動自在に嵌
挿されて背圧室２１を構成し、かつバネ１６で弁
座１２ａ（つまり、孔２２の周縁）に当接付勢し
てある。

前記弁本体１０には入口ポート１７と出口ポー
ト１８とが形成され、入口ポート１７は孔１９で
スリーブ１２内に開口し、かつ切欠き２０で背圧
室２１に常時連通していると共に、出口ポート１
８は前記孔２２に開口連通している。

前記背圧室２１は第１油孔２３に連通し、出口
ポート１８は第２油孔２４に連通していると共
に、第１、第２油孔２３，２４は補助ポペツト弁
２５で開閉されるようにしてある。

前記弁本体１０にはソレノイド２６が固着さ
れ、その可動子２７に前記補助ポペツト弁２５が
連結してあると共に、バネ２８で閉方向に押さ
れ、コイル２９への通電電流によつて開方向に移
動されるようにしてある。

しかして、主ポペツト弁１５はバネ１６でシー
ト座１２ａに押しつけられて入口ポート１７と出
口ポート１８とを閉じていると共に、入口ポート
１７より流入した圧油は切欠き２０より背圧室２
１内に流入する。

この時、切欠き２０は傾斜して主ポペツト弁１
５が閉じている時には背圧室２１と入口ポート１
７との開口面積が著しくなつている。つまり、切
欠き２０は主ポペツト弁１５が開放方向に移動す
るストロークに比例して開口面積が順次増大する
可変絞りとなつている。

一方、第１油路２３と第２油路２４とは補助ポ
ペツト弁２５で閉じているから、背圧室２１内の
圧油が出口ポート１８に流出することがなく、主
ポペツト弁１５で入口ポート１７と出口ポート１
８とを確実に閉じることができる。

そして、ソレノイド２６のコイル２９に従来と
同様に山形の搬送波と指令信号とによつて第５図
ａに示すように順次長時間となるように断続的に
通電すると、第１回目の通電によつて可動子２７
がバネ２８に抗して所定時間吸引移動し、補助ポ
ペツト弁２５が所定時間開となつて第１、第２油
孔２３，２４が所定時間連通するので、背圧室２
１内の圧油は出口ポート１８に所定時間流出す
る。つまり、第１、第２油路２３，２４より出口
ポート１８に流出する流量は時間とともに順次増
大して第５図ｂのようになる。

これにより、背圧室２１内の油圧が低下するか
ら主ポペツト弁１５のテーパ面１５ａに作用する
入口ポート１７の油圧力で主ポペツト弁１５がバ
ネ１６に抗して押されてシート座１２ａより離れ
るから入口ポート１７の圧油は出口ポート１８に
流出する。

一方、これと同時に切欠き２０の開口面積が増
大するから背圧室２１内の油圧が上昇して主ポペ
ツト弁１５を閉じようとするので、切欠き２０を
通り背圧室２１内に流れる油量と補助ポペツト弁
２５で制御する油量がつり合う位置に主ポペツト
弁１５が開口移動したところで力がバランスし、
入口ポート１７より出口ポート１８に流出する流
量Ｑが第５図ｃに示すように決定される。

この様に、ソレノイド２６と補助ポペツト弁２
５とで小流量を制御し、その小流量の制御を主ポ
ペツト弁１５で増幅して大流量を制御しているの
で、入口ポート１７より出口ポート１８に流れる
流量を制御できる。

また、入口ポート１７と出口ポート１８とを主
ポペツト弁１５で開閉し、かつバネ１６で閉塞し
ているので、油漏れを確実に防止できる。

また、補助ポペツト弁２５は主ポペツト弁１５
に比較して著しく小径となるから、背圧室２１内
の油圧によつて作用する開方向の推力F₁は著し
く小さくなる。

このために、可動子２７を付勢するバネ２８の
バネ力を小さくできると共に、補助ポペツト弁２
５をソレノイド２６の推力で確実に開作動でき
る。

なお、ソレノイド２６への電流制御するパルス
搬送波を十分高くとり、かつ主ポペツト１５の開
閉応答周波数をパルス搬送波周波数より十分低く
設定することで、入口ポート１７より出口ポート
１８に流出する主の流量の脈動発生を抑えること
ができる。

また、本発明に係る流量制御弁を第６図に示す
ように４個接続してポンプＰの吐出圧油をシリン
ダＳに供給するようにしてもよい。

発明の効果補助ポペツト弁２５は主ポペツト弁１５より小
径となつて補助ポペツト弁２５を流れる流量が主
ポペツト弁１５を流れる流量よりも少なく、その
補助ポペツト弁２５を流れる圧油による力（フロ
ーフオース）が小さく従来のように小径部を形成
して油圧の力をバランスさせる必要がないので、
その補助ポペツト弁２５よりの油漏れを防止でき
るし、入口ポート１７と出口ポート１８は主ポペ
ツト弁１５で閉じられて油漏れが生じないから、
油漏れを確実に防止できる。

ソレノイド２６と補助ポペツト弁２５とで小流
量を制御し、その小流量の制御を主ポペツト弁１
５で増幅して大流量を制御しているので、入口ポ
ート１７より出口ポート１８に流れる大流量を制
御できる。

また、主ポペツト弁１５の開閉応答周波数がソ
レノイド２６への通電を制御するパルス搬送波よ
り十分低く構成してあるので、主ポペツト弁１５
と補助ポペツト弁２５の周波数応答特性に大きな
差が生じ、脈動伝達が減衰して主ポペツト弁１５
より流れる流量に生じる脈動・騒音を小さくでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の流量制御弁の断面図、第２図は
流量制御特性の説明図、第３図はポペツト弁部分
の拡大図、第４図は本発明の一実施例を示す断面
図、第５図は流量制御特性説明図、第６図は使用
例の説明図である。１５は主ポペツト弁、１７は入口ポート、１８
は出口ポート、２０は可変絞り（切欠き）、２１
は背圧室、２５は補助ポペツト弁、２６はソレノ
イド。

Claims

【特許請求の範囲】

１入口ポート１７と出口ポート１８とを開閉す
るとともに入口ポート１７の圧力で開方向に摺動
し背圧室２１の圧力とバネ１６で閉方向に摺動
し、かつ入口ポート１７と背圧室２１とを常時開
口連通し、かつ開方向に摺動するとそれにつれて
入口ポート１７と背圧室２１の開口連通面積を順
次増大する可変絞りを有する大径の主ポペツト弁
１５と、前記背圧室２１と出口ポート１８とを開
閉する小径の補助ポペツト弁２５と、前記補助ポ
ペツト弁２５を閉位置に保持するバネ２８と、前
記補助ポペツト弁２５を開方向に移動するソレノ
イド２６とを備え、、前記主ポペツト弁１５の開
閉応答周波数を前記ソレソイド２６への電流を制
御するパルス搬送波周波数より十分低い構成とし
たポペツト式流量制御弁。