JPH0625682Y2 - ポペツト形流体制御弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は産業用油圧装置に使用される、大容量流路切換
弁であるポペット形流体制御弁に関する。

（従来の技術） 第４図は二点鎖線で示す従来のポペット形流体制御弁(1
0′）を使用した油圧回路図を示し、図の各弁位置は、
アクチュエータであるシリンダ(9)が矢印方向に押され
た後、停止するためパイロット流体切換弁(5)が中立位
置に戻され、各ポペット弁(1)(3)が閉じるようにパイロ
ット流路(15)の圧油がポペット室(1a)(3a)に導入されて
いる状態を示す。第４図示の状態から各ポペット弁(1)
(3)が閉じられると中立非作動状態となり、そしてパイ
ロット流体切換弁(5)のSOL-aが励磁されると弁(5)は右
位置となり第４図示のようにポペット弁(1)(3)は開、ポ
ペット弁(2)(4)は閉となりシリンダ(9)は右行し、逆にS
OL-bが励磁されると弁(2)(4)が開かれ(1)(3)が閉じられ
てシリンダ(9)が左行することは明らかであろう。

（考案が解決しようとする問題点） 第４図示のパイロット流体切換弁(5)を無励磁とし流体
シリンダを停止させようとした過渡期においては、シリ
ンダロッド側の負荷流路(8)は低圧側に連通されてお
り、圧力は低いが、その流路を遮断しようとするポペッ
ト弁(3)のパイロット室(3a)に導入されるパイロット圧
力流体は、流体シリンダ(9)の作動圧力を含む供給流路
圧力であり、高圧であるため、ポペット弁前後の差圧は
大きく、ポペット弁(3)はすみやかに閉じる。一方、パ
イロット室(3a)と連通されたパイロット室(1a)を有し同
時に閉じようとするポペット弁(1)は、遮断する負荷流
路(7)には作動圧力及び供給流体圧力が有り、その圧力
をパイロット室(1a)に導入するため、ポペット弁(1)前
後の差圧はスプリング(1b)力のみによるものとなり、そ
の閉じ速度は緩慢となる。

上記のような作動においては、シリンダロッド側の排出
流路が先に遮断され、遅れてシリンダヘッド側の供給流
路が遮断されるため、その時間差のためにシリンダロッ
ド側がシリンダ面積比により低圧から急激に供給流体圧
力よりも高圧に増圧され、ショック音が発生し危険であ
る。このため従来では、ポペット弁(3)のパイロット室
(3a)に導入するパイロット流体流量を規制し、ポペット
弁(1)との同期化、または遅らせるため、第４図の回路
図に示す絞り弁(18)を必要としている。しかし、シリン
ダ作動圧力及び供給流体圧力が変化すれば絞り弁(18)前
後の差圧も変化するため、単一の絞り弁開度では流量が
変化し、常に一定の同期化は計れない。この場合は圧力
保償機構付絞り弁といった構造の複雑な制御弁が必要と
なる。またいずれの場合も調整作業を必要とするが、調
整を誤まり全閉とした場合はポペット弁(3)が閉じず、
誤作動を招くなどの不具合があった。かかる課題を解決
するために、例えば実開昭59-152202号公報では、パイ
ロット操作形ポペット弁のパイロット管路に、該ポペッ
ト弁の開閉速度を制御する手段を設けており、又例えば
実公昭56-34161号公報では、制御弁の切り換えによる衝
撃を緩和するために、パイロット管路に圧力補償弁を挿
入しており、更に特開昭50-54929号公報では、入力口の
パイロット管路のパイロット圧油の流れが減じたときパ
イロット管路の圧油をバイパスするバイパス弁として、
１入口とオリフイスを介した２出口であって、一方の出
力口は常時オリフイスを介して入力口を連通し、他方の
出力口は該オリフィス前後に差圧が一定になるように該
オリフィスと連通されるように構成された、圧力補償弁
が、それぞれ開示されているが、いずれの公報も又はそ
の組合せも本考案のポペット形流体制御弁は開示されて
おらず、又これを示唆する記載も全くない。即ち本考案
のポペット形流体制御弁は、一方の出力口は入口とはオ
リフィスを介して常時連通するようされており、第１ポ
ペット弁が閉じられ第１パイロット室へのパイロット圧
油の流れが止まると第１パイロット室へのパイロット圧
油の流れを閉止することなく第２パイロット室へパイロ
ット圧油が流れるように自動的にスイッチするように切
換制御するようにされ、かつ第１及び第２パイロット室
へのパイロット圧油の流量は前記オリフィスにより制御
されるようにされたポペット形流体制御弁である。これ
に対し、特開昭50-54929号公報では、入力口のパイロッ
ト圧油の流れが減じたときパイロット管路の圧油をバイ
パスするバイパス弁としての開示のみであり、本考案の
ポペット形流体制御弁のように、第１ポペット弁が閉じ
られ第１パイロット室へのパイロット圧油の流れが止ま
ると第１パイロット室へのパイロット圧油の流れを閉止
することなく第２パイロット室へパイロット圧油が流れ
るように自動的にスイッチするように切換制御する構成
は全く示唆されていない。さらに特開昭50-54929号公報
ではオリフィスの構成はバイパス弁としての切換弁の作
用のみで、本考案のポペット形流体制御弁のように、第
１及び第２パイロット室へのパイロット圧油の流量が前
記オリフィスにより制御されるようにされていない。又
特開昭50-54929号公報の弁と実開昭59-152202号公報の
弁とを組合せポペット弁の開閉速度を制御することもで
きない。従っていずれの公報も又はその組合せも、本考
案の効果である、ポペット弁の切換時に常に正しい順序
でかつショックレス切換を行い、かつアクチュエータか
らの戻り側の流路を閉め切るときにポペット弁が流路の
負荷に拘りなく一定速度で閉め切られることができる、
という効果を奏しない。

本考案の目的はかかる従来製品の問題点を解決したポペ
ット形流体制御弁であって、弁の切換時に、常に正しい
順序でかつショックレス切換を行うことができるポペッ
ト形流体制御弁を提供することにある。本考案の別の目
的はアクチュエータからの戻り側の流路を閉め切るとき
にポペット弁が流路の負荷に拘りなく一定速度で閉め切
られることができるようなポペット形流体制御弁を提供
することにある。

（問題点を解決するための手段） このため本考案は実用新案登録請求の範囲に記載のポペ
ット形流体制御弁を提供することによって上述した従来
製品の問題点を解決したものである。

（実施例） 第１図は２点鎖線内に示す本考案のポペット形流体制御
弁(10)を第４図に対応した油圧回路で使用した油圧回路
図を示し、パイロット流体切換弁(5)は中立位置にあ
り、各弁は不作動状態にあるものとして示す。本考案の
ポペット形流体制御弁(10)は、圧力流体供給側(13)であ
るポンプからアクチュエータであるシリンダ(9)への流
路(7)を開閉可能に配置された第１ポペット弁(1)と、シ
リンダ(9)の戻り側から低圧側(14)であるタンクへの流
路(8)を開閉可能に配置された第２ポペット弁(3)と、各
ポペット弁(1)(3)を制御する各パイロット室(1a)(3a)に
パイロット圧油を制御弁(20)を介して供給するパイロッ
ト流路（15.16.17）を含む。制御弁(20)はハウジング
（25.第２図）に形成された内孔に軸方向に移動可能に
されかつ貫通オリフィス(21)を有するスプール(22)、オ
リフィス(21)を介して制御弁入口(11)と第１ポペット弁
(1)パイロット室(1a)と常時連通する第１出口(12)、及
びオリフィス(21)前後に差圧がないときスプリング(23)
に押圧されたスプール(22)が第１図及び第３図示のよう
に開口してオリフィス(21)を介して制御弁入口(11)と第
２ポペット弁(3)パイロット室(3a)とを連通する第２出
口(19)、を含み、オリフィス(21)前後の圧力損失がスプ
リング(23)の力より大きいときはスプール(22)は第２出
口(19)を入口(11)に対して閉じるようにされているが、
第１出口(12)は制御弁入口(11)とはオリフィス(21)を介
して常時連通されている。各パイロット室（1a.3a）内
には補助スプリング（1b.3b）が入れられている。

次に作動について説明すると、第２図に示す本考案のポ
ペット形流体制御弁(10)は、さきに説明した第４図示の
弁位置にあり、ポペット弁(1)(3)が流路(7)(8)を開いた
後パイロット流体切換弁(5)を無励磁とし、パイロット
流路(15)からパイロット流体をパイロット室（1a.3a）
に導入し、ポペット弁(1)(3)を閉じさせようとしている
過渡期を示す。パイロット流路(15)より導入されるパイ
ロット流体は制御弁(20)の入口(11)に入ってオリフィス
(21)を通る時、その前後に差圧ΔP₁を生じさせるが、こ
れは、入口室(26)とスプリング室(27)の差圧となり、そ
の差圧力はスプリング(23)を押しちぢめてスプール(22)
を右に移動させる。このため摺動部に開口する第２出口
(19)はスプール(22)により遮断され、第２ポペット弁
(3)のパイロット室(3a)へはパイロット流体は導入され
ず、パイロット流路(16)を通って第１ポペット弁(1)の
パイロット室(1a)へのみ導入される。このため、ポペッ
ト弁(3)が連通遮断を行なう負荷流路(8)と排出流路
(8′）の間は連通したままであり、ポペット弁(1)によ
り圧力流体供給側からシリンダ(9)への流路(7)の遮断が
行なわれる。ポペット弁(1)が流路(7)を遮断し作動を終
えた時、パイロット流体の導入も減少するため差圧ΔP₁
は小さくなり、スプリング(23)によりスプール(22)は左
へ復帰し、第２出口(19)は第３図に示すように入口(11)
に対して開かれてゆく。

第３図はポペット弁(1)が閉じ、スプリング室(27)とパ
イロット流路(17)が連通し、ポペット弁(3)が閉じよう
とする第２図に続く過渡期を示す。ポペット弁(3)のパ
イロット室(3a)へパイロット流体を導入する場合もオリ
フイス(21)前後に差圧ΔP₂が発生するが、その差圧によ
りスプール(22)が右へ移動し第２出口(19)を遮断しよう
とすればスプリング室(27)と第２出口(19)との間には差
圧ΔP₃が発生し、スプリング室(27)の圧力は昇圧するた
め、オリフィス(21)前後の差圧ΔP₂も小さくなりスプー
ル(22)は左へ移動し、スプリング室(27)の第２出口(19)
に対し連通する所定の開度が確保される。したがって、
スプリング室(27)と入口室(26)との差圧力はスプリング
(23)の荷重と均衡し、差圧ΔP₂は一定となるため、オリ
フイス(21)を通過するパイロット流体流量は一定となり
ポペット弁(3)の閉じ速度は一定となる。

またこれは供給流体圧力や、流体アクチュエータの作動
圧力の変化に影響されるものではなく、さらにスプリン
グ(23)の荷重とオリフイス断面積を選ぶ事により、ポペ
ット弁(3)の閉じ速度を任意に決定可能であり、ショッ
クレスな切換が可能となった。

（考案の効果） 以上説明したように本考案によると、第１ポペット弁
(1)のパイロット室(1a)と制御弁入口(11)とはオリフイ
ス(21)を介して常時連通し、オリフイス(21)に所定のパ
イロット流体が流れ第１ポペット弁(1)を閉じていると
きは、第２出口(19)は閉じられており、弁の切換時に常
に正しい順序でかつショックレス切換を行うことがで
き、しかも各ポペット弁(1)(3)の作動時間を任意にオリ
フイス(21)断面積及びスプリング(23)の強さを変えるこ
とによって設定できる。しかも第２ポペット弁(3)を閉
め切るときは流路(8)の負荷に拘りなく一定速度で閉め
切ることができるものとなった。また従来品のような絞
り弁（18.第４図）の調整作業を不要にしかつ調整不良
等による誤動作も防止できるものとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のポペット形流体制御弁を使用した油圧
回路図、第２図及び第３図は第１図に示すポペット形流
体制御弁の作動状態をそれぞれ示す説明図で弁は断面図
で示されており、第４図は従来のポペット形流体制御弁
を使用した油圧回路図である。 １……ポペット弁 1a.3a……パイロット室 1b.3b…スプリング ３……第２ポペット弁 ７……第１流路、８……第２流路 10……ポペット形流体制御弁 11……制御弁入口、12…第１出口 15.16.17…パイロット流路 19……第２出口、20…制御弁、21…貫通オリフイス 22……スプール、23…スプリング

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】圧力流体供給側からアクチュエータへの圧
   力供給流路を開閉可能に配置された第１ポペット弁と、
   前記アクチュエータからの戻り流路を開閉可能に配置さ
   れた第２ポペット弁と、各前記ポペット弁を制御する各
   第１及び第２パイロット室にパイロット圧油を制御弁を
   介して供給するパイロット流路を含み、前記制御弁は貫
   通オリフィスを有する摺動可能なスプール、前記オリフ
   ィスを介して制御弁入口と前記第１パイロット室とを常
   時連通する第１出口、及びオリフィス前後に差圧がない
   ときスプリングに押圧されスプールが開口して前記オリ
   フィスを介して制御弁入口と前記第２パイロット室とを
   連通する第２出口、を含み、前記オリフィス前後の圧力
   損失が前記スプリングの力より大きいとき前記スプール
   は前記第２出口を閉止するようにされ、これにより前記
   第１ポペット弁が閉じられ前記第１パイロット室へのパ
   イロット圧油の流れが止まると前記第１ポペット弁のパ
   イロット室へのパイロット圧油の流れを閉止することな
   く前記第２パイロット室へパイロット圧油が流れるよう
   に自動的にスイッチするように切換制御されかつ前記第
   １及び第２パイロット室へのパイロット圧油の流量は前
   記オリフィスにより制御されるようにされたことを特徴
   とするポペット形流体制御弁。