JPH072168A - 油圧制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】遠隔制御圧力が設定値以下の場合は自動的に遠
隔制御圧力ラインを遮断して油圧モータを停止させる機
能を持たせ，安全性の向上を図る。 【構成】遠隔制御圧力３０と制御弁の間に，遠隔制御圧
力切換弁２０を挿入する。遠隔制御圧力が遠隔制御圧力
切換弁に設定した圧力に達しない場合は，遠隔制御圧力
側の油路を遮断すると共に，最大流量制限機能付の負荷
圧力制御弁の有する流量制御弁スプールの端部にばねを
配置し，流量制御弁スプールを流量全閉の方向に加力す
る液密摺動自在なピストン室と，スプールの他端面が構
成するピストン室を油路により短絡して確実に制御弁を
全閉させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野）本考案は船舶の船底配置の油圧駆
動荷油ポンプ駆動装置の負荷制御弁の停止性を確保する
ための安全機能に関する。 （従来の技術及びその問題点）従来使用されているタン
カー用の船底配置型の荷油ポンプは機関室に配置された
油圧ポンプから共通配管により並列に接続されて配管に
より各船倉に伝達され多数に区画された船倉内の船底に
配置された油圧モータへは個別の油圧モータ制御用の制
御弁を経由して供給される。 すなわち各油圧モータは
その駆動軸に接続された荷油ポンプを駆動して船倉区画
内の液体の搬入、搬出を行う。この各油圧モータ制御用
の個別の制御弁は荷油ポンプの駆動力に比例する油圧を
制御するもので、一般には制御室内に配置された遠隔圧
力制御装置から配管を経由して各制御弁に指令圧力が供
給され、それを受けた各制御弁は制御弁出口圧力が遠隔
制御圧力と一致する様に、例えば駆動圧力が低い場合は
内部の弁開度を増加させて油圧モータの回転速度を増加
させその結果として出口圧力が増加し指令圧力に追従す
る機能を有し、また出口圧力が高すぎる場合は流量を減
少させて回転速度を低下させることで圧力を低下させ
る。一方これらの液体荷役作業の最終段階に於いては船
倉内の液体は減少しその液面が低下するため前記荷油ポ
ンプは液体の吸入が減少して空気の吸入するため荷油ポ
ンプの負荷即ち油圧モータの油圧は低下し不安定な状態
を発生する。この場合荷油ポンプの負荷が低下するため
制御弁は指令した圧力を保たせるために更に油圧モータ
への流量を増加する方向に動作するため場合によっては
油圧モータは限界回転速度を超える場合が生じる。 こ
のため制御弁は通過する流量が設定された規定値を超え
た場合は自動的にこの流量を維持して設定流量を超えさ
せない最大流量制限機能が同時に組み込まれている。こ
の為の最大流量制限機能付の負荷圧力制御弁は公知であ
り実用に供されている。この場合遠隔制御用圧力を低下
させ最低圧力とした場合は制御弁は全閉の位置となり油
圧モータは停止する必要があるが、一般に遠隔制御室と
制御弁が配置された場所との間は大型船では１００メー
トルを超える遠距離となるためこれら遠隔制御圧力は背
圧の影響などのため制御弁を閉鎖可能な圧力まで低下で
きずに制御圧力は最低圧力を指示している場合でも前記
制御弁は完全に閉切が起こらずこのため油圧モータは低
い回転でなお回転を続けて停止しない場合が発生し安全
上、運転制御上で好ましくない状態が発生している。 （問題を解決するための手段）本発明はこの問題点に対
処するために考案されたものであり，その要旨とすると
ころは前記の遠隔制御圧力と前記制御弁の間に遠隔制御
圧力切換弁を挿入し、この遠隔制御圧力切換弁に設定し
た圧力に遠隔制御圧力が達しない場合は遠隔制御圧力側
の油路を遮断すると共にこの最大流量制限機能付の負荷
圧力制御弁の有する流量制御弁スプールの端部にばねを
配置しこの流量制御弁スプールを流量全閉の方向に加力
する液密摺動自在なピストン室と、またこのスプールの
他の一端面が構成するピストン室を油路により短絡して
確実に制御弁は全閉させるため前記遠隔制御圧力切換弁
を新しく配置する。 （作用）中央部に小径の連結軸を有し両端にそれより大
径の同芯円筒軸が接続された制御弁軸とその制御弁軸と
同径で液密摺動自在の摺動部穴とその摺動部より大径の
流体通路を有し一方の通路は制御弁の外部への出口ポー
トに接続され他の一方は第２の制御弁出口に接続された
ケーシングを有し、この流体通路の端面と摺動面及び制
御弁軸で構成する液体通路を前記制御弁軸の軸方向移動
により全閉から連続的に開口させる機能と制御弁軸の両
面に駆動用ピストンとしての作動面部を有する第１の流
体制御弁があり、更に同一ケーシング内には第１の制御
弁軸と同様に中央部に小径の連結軸を有し両端にそれよ
り大径の同芯円筒軸が接続された制御弁軸とその制御弁
軸と同径で液密摺動自在の摺動部穴とその摺動部より大
径の流体通路を有し一方の通路は第１の制御弁の入口ポ
ートに接続されまた他の一方は外部の流体入口ポートに
接続されたケーシングを有し、この流体通路の端面と摺
動面及び制御弁軸で構成する液体通路を前記制御弁軸の
軸方向移動により全閉から連続的に開口させる機能を有
しこの制御弁軸両面に駆動用ピストンとしての作動部面
を有する第２の制御弁を有する流体制御弁で構成され、
第１の制御弁軸の駆動用ピストン面で制御弁軸の前記流
体絞り機能を閉鎖させる方向に押しつけるばねを有しか
つそのピストン面を含む液密摺動自在のピストン室Ａに
は第１の制御弁出口圧力を接続しまたこの制御弁軸の最
大開度を調整する機械的ストッパーを有し、また同じ制
御弁軸の反対の側の液密摺動自在のピストン室Ｂにはこ
の制御弁の外部制御圧力を供給する構造を有する。第２
の制御弁軸の駆動用ピストン面で制御弁軸の前記流体絞
り機能を開口させる方向に押しつけるばねを有しかつそ
のピストン面を含む液密摺動自在のピストン室Ｃには第
１の制御弁出口圧力を接続しまた同じ制御弁軸の反対の
側の液密摺動自在のピストン室Ｄには第１の制御弁入口
圧力を供給する構造である。この結果流体入口ポートよ
り供給される流体は第２の制御弁の絞り部を通過して更
に第１の制御弁の絞り部を通過してから第１の制御弁と
接続された出口ポートに到り外部に流失する。一方第２
の制御弁のピストン室Ｄには第１の制御弁入口圧力が供
給されまたピストン室Ｃには第１の制御弁出口圧力が供
給されており流量が増加し第１の制御弁での絞り圧力と
第１の制御弁の出口圧力の差圧が第２の制御弁のＣ室に
配置されているばねの荷重超えると第２の制御弁はその
通路を絞る方向に制御軸が移動して通過流量が減少して
その結果第１の制御弁の入口及び出口圧力の差圧がばね
荷重とバランスする点まで第２の制御弁制御軸が移動し
てバランスすることになる。この結果第１の制御弁の開
度により第２の制御弁は第１の制御弁の入口及び出口の
差圧力で制御され弁入口及び出口の絶対圧力には無関係
に作動するため出入口の圧力に殆ど影響されない流量制
御が可能となる。またその通過流量は圧力に関係なく第
１の制御弁の制御軸の変位に比例することになる。この
ため本制御弁の第１の機能である最大流量の制限機能は
第１の制御弁の最大変位を機械的に拘束することで達成
される。一方第２の必要機能である負荷制御機能はこの
制御弁の出口圧力を遠隔制御圧力と一致させる機能であ
り、第１の制御弁の流量が減少する方向のピストン室Ａ
には制御弁出口圧力が供給されまた他の面のピストン室
Ｂには遠隔制御圧力が供給されている、この結果遠隔制
御圧力が増加すると第１の制御弁制御軸を流量増加方向
に押し上げるため出口流量が増加しその結果油圧モータ
の回転速度も増大して結果的には出口圧力が増加するが
この出口圧力が遠隔制御圧力と一致するとバランス状態
になり結果として出口圧力は遠隔制御圧力と一致する。
また出口圧力制御の結果流量が増加しても前記の第１
の制御弁に設定された変位の機械的制限機構に達すると
設定された流量制限機構が優先するため設定流量を超え
た流量は流れない。外部制御圧力供給側の前記第１の制
御弁軸ピストン室Ｂと外部制御圧力供給ポートとの間に
第３の制御弁である遠隔制御圧力切換弁を配置し外部制
御圧力が第３の制御弁で設定された圧力に達するまでは
前記ピストン室Ｂには前記ピストン室Ａの圧力を供給
し、前記外部制御圧力が第３の制御弁の設定圧力に達し
た点から前記ピストン室Ｂの圧力を前記ピストン室Ａか
ら切り離し外部制御圧力に切り換えることにより第３の
制御弁設定圧力到達までは第１の制御弁を全閉の位置に
前記ばねにより固定し確実な流量遮断による油圧モータ
の停止を確実に維持すると共に第３の制御弁設定圧力に
遠隔制御圧力が到達した時点で遠隔制御圧力を前記第１
の制御弁のピストン室Ｂに接続して前記の制御機能に復
帰することが出来る。 （実施例）本考案の実施例が第１図，第２図，第３図に
示されている。第１図はおいて，１は本実施例の最大流
量制限機能付の負荷圧力制御弁を示し、４は荷油ポンプ
が配置される船倉を示す。 第２図においては第１図の
船倉部分を拡大して示し２は油圧モータを、３はそれに
より駆動される荷油ポンプを、５は船上に配置された油
圧モータ駆動用の高圧配管を示す。中央部に小径の連結
軸を有し両端にそれより大径の同芯円筒軸が接続された
制御弁軸１６とその制御弁軸と同径で液密摺動自在の摺
動部穴１６ａとその摺動部より大径の流体通路１６ｂを
有し一方の通路は制御弁の外部への出口ポート８に接続
され他の一方は第２の制御弁出口７に接続されたケーシ
ングを有し、この流体通路の端面１６ｃと摺動面及び制
御弁軸で構成する液体通路１６ｂを前記制御弁軸の軸方
向移動により全閉から連続的に開口させる機能と制御弁
軸の両面に駆動用ピストンとしての作動面部１６ｄ，１
６ｅを有する第１の流体制御弁があり、更に同一ケーシ
ング内には第１の制御弁軸と同様に中央部に小径の連結
軸を有し両端にそれより大径の同芯円筒軸が接続された
制御弁軸１５とその制御弁軸と同径で液密摺動自在の摺
動部穴１５ａとその摺動部より大径の流体通路１５ｂを
有し一方の通路は第１の制御弁の入口ポート７に接続さ
れまた他の一方は外部の流体入口ポート６に接続された
ケーシングを有し、この流体通路の端面１５ｃと摺動面
及び制御弁軸で構成する液体通路１５ｂを前記制御弁軸
の軸方向移動により全閉から連続的に開口させる機能を
有しこの制御弁軸両面に駆動用ピストンとしての作動部
面１５ｄ，１５ｅを有する第２の制御弁を有する流体制
御弁で構成され、第１の制御弁軸１６の駆動用ピストン
面で制御弁軸の前記流体絞り機能を閉鎖させる方向に押
しつけるばね１９を有しかつそのピストン面を含む液密
摺動自在のピストン室１２には第１の制御弁出口圧力を
接続しまたこの制御弁軸１６の最大開度を調整する機械
的ストッパー１８を有し、また同じ制御弁軸１６の反対
の側の液密摺動自在のピストン室１０にはこの制御弁の
外部制御圧力２６を供給する構造を有する。第２の制御
弁軸１５の駆動用ピストン面１５ｅで制御弁軸の前記流
体絞り機能を開口させる方向に押しつけるばね１４を有
しかつそのピストン面１５ｅを含む液密摺動自在のピス
トン室１３には第１の制御弁出口圧力８ａを接続しまた
同じ制御弁軸の反対の側の液密摺動自在のピストン室１
１には第１の制御弁入口圧力７ａを供給する構造であ
る。この結果流体入口ポート６より供給される流体は第
２の制御弁の絞り部１５ｆを通過して更に第１の制御弁
の絞り部１６ｆを通過してから第１の制御弁と接続され
た出口ポート８に到り外部に流出する。一方第２の制御
弁のピストン室１１には第１の制御弁入口圧力７ａが供
給されまたピストン室１３には第１の制御弁出口圧力８
ａが供給されており流量が増加し第１の制御軸１６での
絞り圧力と第１の制御軸１６の出口圧力８ａの差圧が第
２の制御弁のピストン室１３に配置されているばねの荷
重超えると第２の制御軸１５はその通路を絞る方向に制
御軸１５が移動して通過流量が減少してその結果第１の
制御軸１６の入口圧７ａ及び出口圧力８ａの差圧がばね
荷重とバランスする点まで第２の制御弁制御軸１５が移
動してバランスすることになる。この結果第１の制御軸
１６の開度 により第２の制御軸は第１の制御弁の入口
圧７ａ及び出口圧８ａの差圧力で制御され弁入口６及び
出口８の絶対圧力には無関係に作動するため出入口の圧
力に殆ど影響されない流量制御が可能となる。またその
通過流量は圧力に関係なく第１の制御弁の制御軸１６の
変位に比例することになる。このため本制御弁の第１の
機能である最大流量の制限機能は第１の制御軸１６の最
大変位を機械的にストパー１８で拘束することで達成さ
れる。一方第２の必要機能である負荷制御機能はこの制
御弁の出口圧力８ａを外部制御圧力２６ａと一致させる
機能であり、第１の制御軸の流量が減少する方向のピス
トン室１２には制御弁出口圧力８ａが供給されまた他の
面のピストン室１０には外部制御圧力２６ａが供給され
ている、この結果遠隔制御圧力が増加すると第１の制御
弁制御軸１６を流量増加方向に押し上げるため出口流量
が増加しその結果油圧モータ２の回転速度も増大して結
果的には出口圧力８ａが増加するがこの出口圧力８ａが
遠隔制御圧力２６ａと一致するとバランス状態になり結
果として出口圧力８ａは外部制御圧力２６ａと一致す
る。 また出口圧力制御の結果流量が増加しても前記の
第１の制御弁に設定された変位の機械的制限ストパー１
８に達すると設定された流量制限機構が優先するため設
定流量を超えた流量は流れない。外部制御圧力２６ａの
供給側の前記第１の制御弁軸ピストン室１０と外部制御
圧力供給ポート２６との間に第３の制御弁である外部制
御圧力切換弁２０を配置し遠隔制御圧力３０が第３の制
御弁で設定された圧力に達するまでは前記ピストン室１
０には前記ピストン室１２の圧力を供給し、前記遠隔制
御圧力３０が第３の制御弁２０の設定圧力に達した点か
ら前記ピストン室１０の圧力を前記ピストン室１２から
切り離し遠隔制御圧力に切り換えることにより第３の制
御弁２０設定圧力到達までは第１の制御軸１６を全閉の
位置に前記ばね１９により固定し確実な流量遮断による
油圧モータ２の停止を確実に維持すると共に第３の制御
弁２０の設定圧力に遠隔制御圧力３０が到達した時点で
遠隔制御圧力３０を前記第１の制御弁のピストン室１０
に接続して前記の制御機能に復帰することが出来る。第
３の制御弁は切換弁スプール２１、設定バネ２２、圧力
ピストン２４、弁本体２５より構成され圧力ピストン２
４の受圧部分には遠隔制御圧力３０が常に供給されその
圧力３０がばね２２で設定された力を超えると切換弁ス
プール２１はばね２２の方向に移動しその外部圧力ポー
ト２６と遠隔制御圧力３０が連結されて外部制御圧力２
６ａは遠隔制御圧力３０に一致する。 しかし遠隔制御
圧力３０の圧力がばね２２の設定圧力に達していない場
合は外部圧力ポート２６は出口圧力８ａに接続され制御
軸１６のピストン室１２とピストン室１０は第３の切換
弁を通して接続されるため制御軸１６は絞り部１６ｆを
閉切る方向に移動してこの制御弁１を全閉することにな
る。 （考案の効果）油圧モータ制御用の最大流量制御機能つ
き出口圧力制御弁に於いて遠隔制御圧力が設定した圧力
以下になった場合は確実に本制御弁を締切遮断の状態に
移すことが可能となり安全性が向上する。

【図面の簡単な説明】 第１図から第３図は実施例を示し，第１図は船上配置図
を示し、第２図に船倉配置図を示し第３図に本制御弁の
断面図を示す。 油圧モータ制御弁・１、油圧モータ・２、 荷油ポンプ
・３、 船倉・４、船内に配管された高圧配管・５、
油圧モータ制御弁入口・６、 第２の制御弁出口ポート
・７、 第２の制御弁出口ポート圧力・７ａ、 第１の
制御弁出口・８，第１の制御弁出口圧力・８ａ、油圧モ
ータ制御弁ケーシング・９、 第１の制御軸ピストン室
・１０、第１の制御軸ピストン室・１２、 第２の制御
軸ピストン室・１１、第２の制御軸ピストン室・１３、
ピストン室１３に配置されたばね・１４、第２の制御軸
・１５、第２の制御軸挿入穴部・１５ａ、 第２の制御
軸流体通路・１５ｂ、第２の制御軸制御端面・１５ｃ、
第２の制御軸の外端面・１５ｄ、第２の制御軸の外端
面・１５ｅ、第２の制御軸の絞り部・１５ｆ、 第１の
制御軸・１６、第１の制御軸挿入穴部・１６ａ、 第１
の制御軸流体通路・１６ｂ、第１の制御軸制御端面・１
６ｃ、 第１の制御軸の外端面・１６ｄ、第１の制御軸
の外端面・１６ｅ、第１の制御軸の絞り部・１６ｆ、第
１の制御軸ストパー・１８、 第１の制御軸用ばね・１
９、 遠隔制御圧力切換弁・２０、遠隔制御切換弁スプ
ール・２１、遠隔制御切換弁圧力設定ばね・２２、外部
制御圧力ポート・２３、 外部制御圧力・２３ａ、圧力
ピストン・２４、 遠隔制御圧力切換弁本体・２５、
外部圧力ポート・２６、 外部圧力ポート圧力・２６
ａ、 遠隔制御圧力・３０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）中央部に小径の連結軸を有し両端にそれより大径
   の同芯円筒軸が接続された制御弁軸とその制御弁軸と同
   径で液密摺動自在の摺動部穴とその摺動部より大径の流
   体通路を有し一方の通路は制御弁の外部への出口ポート
   に接続され他の一方は第２の制御弁出口に接続されたケ
   ーシングを有し、この流体通路の端面と摺動面及び制御
   弁軸で構成する液体通路を前記制御弁軸の軸方向移動に
   より全閉から連続的に開口させる機能と制御弁軸の両面
   に駆動用ピストンとしての作動面部を有する第１の流体
   制御弁。第１の制御弁軸と同様に中央部に小径の連結軸
   を有し両端にそれより大径の同芯円筒軸が接続された制
   御弁軸とその制御弁軸と同径で液密摺動自在の摺動部穴
   とその摺動部より大径の流体通路を有し一方の通路は第
   １の制御弁の入口ポートに接続されまた他の一方は外部
   の流体入口ポートに接続されたケーシングを有し、この
   流体通路の端面と摺動面及び制御弁軸で構成する液体通
   路を前記制御弁軸の軸方向移動により全閉から連続的に
   開口させる機能を有しこの制御弁軸両面に駆動用ピスト
   ンとしての作動部面を有する第２の制御弁を有する流体
   制御弁に於いて第１の制御弁軸の駆動用ピストン面で制
   御弁軸の前記流体絞り機能を閉鎖させる方向に押しつけ
   るばねを有しかつそのピストン面を含む液密摺動自在の
   ピストン室Ａには第１の制御弁出口圧力を接続しまたこ
   の制御弁軸の最大開度を調整する機械的ストッパーを有
   しまた同じ制御弁軸の反対の側の液密摺動自在のピスト
   ン室Ｂにはこの制御弁の外部制御圧力を供給する構造を
   有する。第２の制御弁軸の駆動用ピストン面で制御弁軸
   の前記流体絞り機能を開口させる方向に押しつけるばね
   を有しかつそのピストン面を含む液密摺動自在のピスト
   ン室Ｃには第１の制御弁出口圧力を接続しまた同じ制御
   弁軸の反対の側の液密摺動自在のピストン室Ｄには第１
   の制御弁入口圧力を供給する、最大流量制御機能つき出
   口圧力制御弁に於いて、 外部制御圧力供給側の前記第１の制御弁軸ピストン室Ｂ
   と外部制御圧力供給ポートとの間に第３の制御弁を配置
   し外部制御圧力が第３の制御弁で設定された圧力に達す
   るまでは前記ピストン室Ｂには前記ピストン室Ａの圧力
   を供給し、前記外部制御圧力が第３の制御弁の設定圧力
   に達した点から前記ピストン室Ｂの圧力を前記ピストン
   室Ａから切り離し外部制御圧力に切り換えることを特徴
   とした制御弁機構。