JPH0599351A - スプール型油圧制御弁 - Google Patents
スプール型油圧制御弁Info
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- JPH0599351A JPH0599351A JP26366591A JP26366591A JPH0599351A JP H0599351 A JPH0599351 A JP H0599351A JP 26366591 A JP26366591 A JP 26366591A JP 26366591 A JP26366591 A JP 26366591A JP H0599351 A JPH0599351 A JP H0599351A
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Abstract
止と応答特性の改善をなさせることにある。 【構成】スプ−ルのランドに長さの異なる複数の溝を設
け、中立状態においてポ−トへの圧油の洩れを少なくす
ると共に、過渡状態におけるポ−トとランドに設けた溝
との重なり量により形成される油が吹出す面積の変化割
合を緩かにして、スプ−ルの変位にたいする流量ゲイン
を抑えて、スプ−ルに働く反力を少なくさせ、油圧の脈
動の防止と応答性の改善をおこなっている。
Description
弁にかかわり、さらに詳しくは、軸流ファンの動翼角度
変更装置のような大形装置の油圧制御に好適なスプ−ル
型油圧制御弁に関している。
造を示している。弁本体Aには圧油導入孔Bおよびポ−
トCが設けられ、ポ−トCは同じく弁本体にある圧油導
出孔Dにつながっている。圧油導入孔Bにはスプ−ルE
が挿入されている。スプ−ルEにはポ−トCにたいする
ランドFが設けられていると共に、図示を省略されたポ
−トにたいするランドGが設けられている。
に、油圧シリンダなどの油圧アクチュエ−タは圧油導出
孔Dおよびもうひとつの圧油導出孔につながれる。スプ
−ルEがスライドすると、圧油が圧油導入孔Bからラン
ドFとポ−トCとのあいだのすき間をとおってポ−トC
に流入し、圧油導出孔Dをとおって外部にある油圧シリ
ンダにおけるピストンの片側に供給され、スプ−ルCが
反対側にスライドされると、圧油がランドGとこれに関
連するポ−トとのあいだのすき間およびもうひとつの圧
油孔をとおって油圧シリンダのピストンの反対側に供給
される。
0に示すように、ランドとポ−トとにすき間Hを設ける
ようにした負重合方式と、図11に示すようなランドと
ポ−トとに重なりしろJを設けた正重合方式があり、一
般的に、負重合方式が使用されている。
プ−ル変位と流量ゲインとの関係がたとえば図3にライ
ンbで示されているようになり、流量ゲインがスプ−ル
Cがある変位をおこなうまで変化しない、つまり、不感
帯が存在している。他方、負重合方式のスプ−ル型油圧
制御弁は、スプ−ル変位と流量ゲインとの関係がたとえ
ば図3にラインaで示すように、スプ−ル変位にともな
って流量ゲインが急激に大きくなるため、微少な制御を
おこなえない。
ルの軸方向にのびる溝あるいは切り欠きをランドにも
ち、スプ−ルを操作したときに、これらの溝や切り欠き
によってポ−トの開口面積をしだいに変化させることで
もって、流量ゲインの急激な変化を防止したスプ−ル型
油圧制御弁が、特開昭48−12037号公報や特開平
1−307574号公報において提供されている。
しかしながら、スプ−ルにはたらく反力が溝あるいは切
り欠きから流出する圧油量と油圧の積に比例しているた
め、圧油が通過する面積にたいして、溝のサイズが適切
でないと、スプ−ルの変位にともなって、たとえば図4
に示においてラインfで示すように、脈動が油圧に発生
する。
流量ゲインの急変をなくすことができるばかりか、油圧
の脈動も防ぐことができる、スプ−ル型油圧制御弁を提
供することにある。
制御弁は、上記の目的を達成するために、弁本体と弁本
体にスライド可能に挿入されたスプ−ルとをもち、弁本
体がポ−トを、スプ−ルがポ−トにたいして正重合にさ
せられたランドを具備すると共に、スプ−ルの移動方向
にそってのびる複数の溝からなる溝セットをランド端部
の各々に設けられ、各々の溝セットを構成する溝がたが
いに異なる長さに形成されている。
目的を達成するために、弁本体および弁本体にスライド
可能に挿入されたスプ−ルをもち、弁本体がポ−トを、
スプ−ルがポ−トにたいして正重合にさせられたランド
を具備すると共に、スプ−ルの移動方向にそってのびる
複数の溝からなる溝セットをランド端部の各々に設けら
れているが、各々の溝セットを構成する溝が同じ長さを
もち、ランド端部側から反対側にむかうにつれて巾をし
だいに狭くされた形態を具備している。
中立状態にあると、圧油は溝の先端から、つまり、ラン
ド端部側と反対側の端部から洩れ出し、スプ−ルのふら
つきをなくせる。圧油の洩れ量は溝の本数、巾および長
さなどを選択することによって制御をおこなえる。
ある溝をとおってポ−トに流れる。が、このときに流量
ゲインは溝におけるポ−トにたいする突き出し長さによ
って変化する。つまり、ランド径をD、溝巾をb、スプ
−ルの変位量をL、流量係数をαとすると、流量ゲイン
はα・(14bL/πDL)となり、スプ−ル変位が増
大するにつれて、流量ゲインがしだいに増大していくこ
とになるため、流量ゲインの変化を緩やかにさせられ
る。
型油圧制御弁では、ランドにある溝セットにおける一部
の溝が残余の溝よりも短かくなっていて、スプ−ルがさ
らに変位させられたときに、溝長の短い溝からの圧油の
洩れがなくなり、このときにも、スプ−ルの変位にとも
なう圧油の流路面積の増加がしだいになされるため、流
量ゲインの変化が緩やかであるばかりか、油圧に脈動を
発生しない。
ば、各々の溝セットを構成する溝が頂点をランドの端部
に位置させた三角形の形態に、長さの大きい平行辺をラ
ンドの端部に位置させて配置され台形の形態にさせられ
る。スプ−ルが中立状態にあると、同様に、圧油が溝の
先端から洩れ出しているため、スプ−ルのふらつきがな
く、スプ−ルが変位させられると、変位にともなって、
圧油の流路面積がしだいに変化するため、スプ−ル変位
の全域にわたって、流量ゲインの変化がよりスム−ズに
なるばかりか、油圧における脈動の発生もさらに小さく
させられる。
以下に、図面と共に説明する。
を示している。この弁は弁本体11およびスプ−ル12
を具備している。弁本体11には圧油導入孔13が設け
られている。圧油導入孔13は、たとえば、図1におけ
る図示を省略された左側端部が閉塞され、右側端部が油
ポンプに接続されている。スプ−ル12は弁本体11の
圧油導入孔13にスライド可能に挿入されている。ま
た、弁本体11にはポ−ト14が設けられている。ポ−
ト14は弁本体11にある圧油導出孔15に接続してい
る。スプ−ル12にはランド16、17が設けられてい
る。図示されていないが、ランド17によって開閉され
るポ−トが弁本体に設けられ、このポ−トは弁本体11
にあるもうひとつの圧油導出孔に接続している。
ンド16とポ−ト14およびランド17とこれに関連す
るポ−トとは大きな重なりをもっている、つまり、正重
合方式のものからなっている。ランド16の両端には、
図2に示すように、四個の溝21〜24からなる溝セッ
トおよび溝21’〜24’からなる溝セットを具備して
いる。溝自体の形態は、図1に示されているように、ス
プ−ル12のスライドにともなって、最初に開くほうの
端部が半円形に形成されかつ反対端が開放された平行溝
からなっている。各々の溝セットにおける溝21〜24
および溝21’〜24’は、スプ−ル12の中心軸に関
して角度90°の角度間隔を形成してランド16に配置
されている。さらに、各々の溝セットにおける溝21、
21’と溝21、21’にたいして角度180°の角度
間隔を形成する溝23、23’とは溝長が同じであり、
溝22、22’と溝22、22’から角度180°の角
度間隔を形成している溝24、24’とは溝長が同じに
させられていると共に、溝22、22’および溝24、
24’は溝21、21’および溝23、23’よりも長
さS、S’だけ短い溝長にさせられている。。
ンダは、ピストンの片側にあるチャンバを圧油導出孔1
5に、反対側にあるチャンバを図示を省略された圧油導
出孔にそれぞれつながれる。図1はこのスプ−ル型油圧
制御弁の中立状態を示している。スプ−ル12が図1の
状態にて右側にスライドされ、ポ−ト14が開くと、圧
油が圧油導入孔13からランド16およびポ−ト14の
あいだをとおって圧油導出孔15に送り込まれ、圧油導
出孔15を経由して油圧シリンダに供給され、油圧シリ
ンダのピストンロッドをある方向に移動させる。また、
スプ−ル12が左側にむかってスライドされると、図示
を省略されたポ−トが開き、圧油が圧油導入孔13から
ランド17およびこのランドに関連するポ−トとのあい
だをとおって油圧シリンダに送り込まれ、油圧シリンダ
のピストンロッドが反対方向に移動させる。
2が中立状態にあるときに、圧油がつねに溝21〜2
4、21〜24’の先端からつねに洩れ出しているた
め、スプ−ル12のふらつきをなくせる。これらの溝2
1〜24および溝21’〜24’からの圧油の洩れ量は
溝数、溝巾および溝長などを選択することによって少く
なく設定することができる。
1において右方向にスライドさせられると、油ポンプか
ら圧油導入孔13に送り込まれている圧油が溝21〜2
4をとおってポ−ト14に流れ込む。流量ゲインはポ−
ト14にたいして突き出した溝21〜24の溝長さによ
って変化し、ランド16の直径をD、溝21〜24の巾
をB、スプ−ル12の変位をL、流量係数をαとしたと
きに、流量ゲインGはG=α・(13BL/πDL)に
なり、流量ゲインがスプ−ル変位量にしたがってしだい
に増大するため、スプ−ル12の変位と流量ゲインとの
関係はたとえば図3においてラインcで示すような特性
となる。
21〜24および溝21’〜24’をたんに設けたスプ
−ル型油圧制御弁では、スプ−ル12に働く反力が溝2
1〜24および溝21’〜24’から流出する圧油量と
油圧の積に比例するため、溝21〜24、21’〜2
4’の数、巾や長さが圧油が通過する面積にたいして適
正でないと、スプ−ル12がさらにスライドさせられた
ときに、たとえば図4にラインfで示すように油圧に脈
動を発生する。本発明によるスプ−ル型油圧制御弁で
は、ランドの両端にある溝セットの各々を構成している
溝22、24および溝22’、24’の長さが溝21、
23および溝21’、23’のそれよりも短くさせられ
ていて、スプ−ル12がさらに変位されたときに、圧油
の洩れが溝長の短い溝21、24および溝21’、2
4’からなされなくなり、溝長の長い溝22、24およ
び溝22’、24’からのみなされるようになる、つま
り、スプ−ル変位量の増大につれて、圧油流路面積がし
だいに増加するため、スプ−ル変位と流量ゲインとの関
係は最終的にたとえば図3においてラインdで示すよう
になり、このときにも流量ゲインの増加が緩和されるば
かりか、スプ−ル変位にともなう制御油圧の状態も、た
とえば図4においてラインgに示すような特性となり、
脈動が油圧に発生しない。
したが、このスプ−ル型油圧制御弁ではもうひとつのラ
ンド17にも溝21〜24と同様に構成された溝を具備
させられ、このランドに関連するポ−トの開閉をおこな
ったときにも、これらの効果を得られるようにしてあ
る。
制御弁の他の実施例を示している。これらのスプ−ル型
油圧制御弁は、弁本体および弁本体にスライド可能に挿
入されたスプ−ルをもち、弁本体がポ−トを、スプ−ル
がポ−トにたいして正重合にさせられたランドを具備す
ると共に、スプ−ルの移動方向にそってのびる複数の溝
からなる溝セットをランド端部の各々に設けられている
が、各々の溝セットを構成する溝が同じ長さをもち、ラ
ンド端部側から反対側にむかうにつれて巾をしだいに狭
くされた形態を具備している。
おけるひとつのポ−トとこれを開閉させるランドのまわ
りを示していて、スプ−ルのランドに設けられている溝
の形態以外の構成は図1および図2に関連して説明した
スプ−ル型油圧制御弁と同様に構成されている。図1お
よび図2のスプ−ル型油圧制御弁と同じ部分あるいは同
じ作用をもつ部分の参照符号は下二桁が同一にしてあ
る。スプ−ル112のランド116には、両端に溝12
1〜122および溝121’〜124’からなる溝セッ
トを設けられている。溝121〜124はランド116
の一端に円周方向にそって角度90°の間隔を形成して
配置されている。溝122、122’は図示されていな
いが、溝124、124’の反対側に存在している。各
々の溝セットにおける溝121〜124、121’〜1
24’は溝長が同一である。溝の形状は三角形からなる
と共に、三角形の頂点がランド116の端部側と反対側
に、頂点に対面する底辺がランドの端面に位置するよう
に配置されている。図示されていないが、残るポ−トに
たいするランドの端部にも同じ溝形態をもつ溝セットが
設けられている。
〜124’もつスプ−ル型油圧制御弁は、スプ−ル11
2が中立状態にあると、圧油が溝121〜124あるい
は溝121’〜124’の先端から洩れ出し、スプ−ル
112のふらつきをなくせ、スプ−ル112が操作され
ると、ポ−ト114にたいする開口面積がしだいに増大
し、流量ゲインもしだいに増大していくため、スプ−ル
変位の全域にわたって流量ゲインの変化を緩やかにさせ
ることができ、しかも、油圧に脈動を発生しない。
ルのランドに設けられている溝の形態以外の構成は図1
および図2に関連して説明したスプ−ル型油圧制御弁と
同様に構成されており、図1および図2のスプ−ル型油
圧制御弁と同じ部分あるいは同じ作用をもつ部分の参照
符号は下二桁が同一にしてある。スプ−ル212のラン
ド216には、両端に溝221〜222および溝22
1’〜224’からなる溝セットを設けられている。溝
221〜224はランド216の一端に円周方向にそっ
て角度90°の間隔を形成して配置されている。溝22
2、122’は図示されていないが、溝224、22
4’の反対側に存在している。各々の溝セットにおける
溝221〜224、221’〜224’は溝長が同一で
ある。溝の形状は台形からなると共に、長さの大きい平
行辺をランド216の端面に位置するように配置されて
いる。図示されていないが、残るポ−トにたいするラン
ドの端部にも同じ溝形態をもつ溝セットが設けられてい
る。
プ−ル212が中立状態にあるときに、圧油が溝221
〜224あるいは溝221’〜224’の先端から洩れ
出しているため、スプ−ル212のふらつきをなくせ、
スプ−ル212が操作されると、ポ−ト214にたいす
る開口面積がしだいに増大し、流量ゲインもしだいに増
大していくため、スプ−ル変位の全域にわたって流量ゲ
インの変化を緩やかにさせることができ、油圧に脈動を
発生しない。
とえば、図7に示すような軸流ファンにおける動翼角度
変更装置に採用される。
持され、ふたつの羽根車がこのシャフトに取り付けられ
ている。各々の羽根車における動翼52、53は羽根車
のインペラハブ54、55にある軸受56、57に保持
されている。動翼における軸受からのびる軸部にはア−
ム58、59が固定されている。これらのア−ムはシャ
フト51にある可変ディスク61、62の溝にかん合し
ている。油圧シリンダ63がインペラハブ54に固定さ
れている。油圧シリンダのロッド64はインペラハブ5
4に挿入されかつ固定され、シャフト51を貫通してイ
ンペラハブ55に挿入されかつ固定されている。
体があらたに符号70によって示されていて、油圧シリ
ンダ63に取り付けられている。スプ−ル型油圧制御弁
自体は図8に示すように弁本体71およびスプ−ル72
を具備している。弁本体71にはポ−ト74、77が設
けられている。ポ−ト74は弁本体にある圧油導出孔7
5に、ポ−ト77は弁本体にある圧油導出孔78にそれ
ぞれ接続している。スプ−ル72は弁本体にスライド可
能に挿入されている。圧油導入孔73はスプ−ル72の
中心に設けられ、一端がスプ−ル上のランドのあいだに
位置しかつスプ−ル72の周面に開口する孔79に、図
示を省略された端部が油ポンプにそれぞれつながってい
る。これらの圧油導出孔75、77は油圧シリンダ63
におけるピストン65の両側に関連する部分に接続され
ている。図示されていないが、スプ−ル72には、図1
および図2に関連して説明したスプ−ル型油圧制御弁と
同様に、ポ−ト74、77の開閉をおこなうランドに、
円周方向に角度90°はなれている四個の溝からなり、
溝セットの各々を構成する角度180°はなれたふたつ
の溝が他の角度180°はなれた溝よりも溝長が短くさ
せられている溝セットを具備している。
は、図5に示すように、回転形管継手66を介在してコ
ントロ−ルロッド81に接続されている。油ポンプはこ
の回転形管継手を経由して油圧制御弁70の圧油導入孔
73につながれている。コントロ−ルロッド81の反対
端にはリンク82が連結されている。リンク82はロッ
ド83に連結されている。ロッド83は軸受に保持され
ている。リンク84がロッド83の反対端に取り付けら
れている。リンク84はロッド85を介してアクチュエ
−タ86にあるア−ム87に連結されている。
2、53の角度変更は、アクチュエ−タ87を作動させ
ることによってなされる。アクチュエ−タ87がア−ム
88を回転させると、ロッド86が押され、リンク8
4、82およびロッド83が回転し、コントロ−ルロッ
ド81が押され、スプ−ル型油圧制御弁70のスプ−ル
をスライドさせる。スプ−ル72が中立状態から右側に
スライドされ、孔79がポ−ト74に一致すると、圧油
が圧油導入孔73、孔79およびポ−ト74をとおり、
圧油導出孔75を経由して、油圧シリンダ63に供給さ
れ、また、スプ−ル72が左側にむかってスライドさ
れ、孔79がポ−ト77に接続すると、圧油がこのポ−
ト77をとおって圧油導出孔78にながれ、油圧シリン
ダ63に供給される。供給されると、油圧シリンダ63
のロッドが伸長あるいは収縮して、可変ディスク61、
62が往復され、ア−ム58、59が正転あるいは逆転
され、動翼52、53の取り付け角度が変更される。
ル型油圧制御弁70は、前述のように、圧油がスプ−ル
72の中立状態において洩れていて、スプ−ルのふらつ
きがなく、スプ−ルの操作をおこなったときにも、圧油
の流路面積の増加割合が少なく、スプ−ル変位と流量ゲ
インとの関係が緩やかになるばかりか、さらにスプ−ル
が変位させられたときにも、スプ−ル変位と流量ゲイン
との関係が緩やかな特性になると共に、油圧に脈動を発
生しないため、この種の装置のように、直径が60mm
をこえる大形の装置にたいするスプ−ル型油圧制御弁お
いてさけられない中立状態におけるポ−トとスプ−ルと
のあいだのすき間からの圧油の洩れにもとづくスプ−ル
のふらつき、操作の過度状態における流量ゲインの急変
および制御油圧の脈動にもとずく動翼角度変更制御の応
答性のわるさなどを改善することができる。
説明したように、中立状態におけるスプ−ルのふらつき
を発生せず、スプ−ルの変位のはじめにおける流量ゲイ
ンの緩和をおこなうことができるばかりか、スプ−ルが
さらに変位されたときにも、流量ゲインの緩和をおこな
うことができるので、スプ−ル変位の全域にわたる応答
性を改善することができ、しかも、油圧の脈動の発生も
なくすことができ、たとえ存在しても、これを最小にさ
せることができる。
し、スプ−ルにあるランドおよび弁本体にあるポ−トま
わりの断面図である。
る。
プ−ル型油圧制御弁におけるスプ−ル変位と油量ゲイン
との関係を示す図である。
プ−ル型油圧制御弁におけるスプ−ル変位にたいする油
圧の変化を示す図である。
示す断面図である。
施例を示す断面図である。
ファンの動翼角度変更装置の構成を示す説明図である。
スプ−ル型油圧制御弁の構成を示す断面図である。
図である。
を示す図である。
の他の構成を示す図である。
12、212…スプ−ル、13、73、77、113、
213…ポ−ト、16、17、116、216…ラン
ド、21〜24、21’〜24’121〜124、22
1〜224…溝。
Claims (5)
- 【請求項1】 弁本体および弁本体にスライド可能に挿
入されたスプ−ルをもち、弁本体がポ−トを、スプ−ル
がポ−トにたいして正重合にさせられたランドを具備す
ると共に、スプ−ルの移動方向にそってのびる複数の溝
からなる溝セットをランド端部の各々に設けられ、各々
の溝セットを構成する溝がたがいに異なる長さに形成さ
れていることを特徴とするスプ−ル型油圧制御弁。 - 【請求項2】 溝の各々がほぼ平行溝の形態を具備して
いる請求項1に記載のスプ−ル型油圧制御弁。 - 【請求項3】 弁本体および弁本体にスライド可能に挿
入されたスプ−ルをもち、弁本体がポ−トを、スプ−ル
がポ−トにたいして正重合にさせられたランドを具備す
ると共に、スプ−ルの移動方向にそってのびる複数の溝
からなる溝セットをランド端部の各々に設けられ、各々
の溝セットを構成する溝が同じ長さをもち、ランド端部
側から反対側にむかうにつれて巾をしだいに狭くされた
形態を具備していることを特徴とするスプ−ル型油圧制
御弁。 - 【請求項4】 各々の溝セットを構成する溝が頂点をラ
ンドの端部に位置させた三角形の形態を具備している請
求項3に記載のスプ−ル型油圧制御弁。 - 【請求項5】 各々の溝セットを構成する溝が長さの大
きい平行辺をランドの端部に位置させて配置され台形の
形態を具備している請求項3に記載のスプ−ル型油圧制
御弁。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03263665A JP3087976B2 (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | スプール型油圧制御弁 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03263665A JP3087976B2 (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | スプール型油圧制御弁 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0599351A true JPH0599351A (ja) | 1993-04-20 |
JP3087976B2 JP3087976B2 (ja) | 2000-09-18 |
Family
ID=17392636
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03263665A Expired - Lifetime JP3087976B2 (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | スプール型油圧制御弁 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3087976B2 (ja) |
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JP2010249143A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-11-04 | Fuji Seiko Kk | サーモスタット装置 |
WO2012014253A1 (ja) * | 2010-07-27 | 2012-02-02 | 富士精工株式会社 | サーモスタット装置 |
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- 1991-10-11 JP JP03263665A patent/JP3087976B2/ja not_active Expired - Lifetime
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