JPH07280131A - 電磁比例圧力制御弁 - Google Patents

電磁比例圧力制御弁

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JPH07280131A
JPH07280131A JP8747394A JP8747394A JPH07280131A JP H07280131 A JPH07280131 A JP H07280131A JP 8747394 A JP8747394 A JP 8747394A JP 8747394 A JP8747394 A JP 8747394A JP H07280131 A JPH07280131 A JP H07280131A
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JP
Japan
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pressure
valve
piston
operating
valve body
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Application number
JP8747394A
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English (en)
Inventor
Masayuki Yamaya
正幸 山家
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Daido Machinery Ltd
Daido Kikai Seisakusho KK
Original Assignee
Daido Machinery Ltd
Daido Kikai Seisakusho KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】小型のマグネットを使用して高圧力まで高精度
で制御可能な電磁比例圧力制御弁を提供することであ
る。 【構成】鋼球弁5に操作ピストン6の押付け力が作用す
る構成の主弁部Aと、一次圧である回路圧力(P1)を一
定圧力に減圧させるための減圧機構部Bと、該減圧機構
部Bで減圧された圧力を更に減圧制御して操作圧力(P
2)を生じさせ、この操作圧力(P2)は、マグネット27
のソレノイドコイル28に流れる電流の大きさによって
調整可能になっている比例制御部Cとから成り、該比例
制御部Cで発生した操作圧力(P2)を前記操作ピストン
6に作用させて、鋼球弁5に対する押付け力を発生させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、小型のマグネットを使
用して高圧力まで高精度で制御可能な電磁比例圧力制御
弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電磁比例圧力制御弁は、その圧力制御を
マグネットのソレノイドコイルに流す電流の制御によっ
て比例的に行えるために、各種油圧機械に使用されてい
る。従来の電磁比例圧力制御弁の一つとして、図3に示
されるものが知られている。これは、弁本体41にマグ
ネット42が一体に取付けられたものである。この弁本
体41には、圧力油路に通じるポート43とタンクに通
じるポート44とが設けられ、両ポート43,44の接
続部の弁座45に対してポペット弁46が接離可能に設
けられている。一方、マグネット42は、本体47にソ
レノイドコイル48が組み込まれて、このソレノイドコ
イル48に通電することにより矢印方向への吸引力Fが
生ずる可動鉄心49が該本体47に内装されて、該可動
鉄心49の吸引力Fは、圧縮スプリング51及び座体5
2を介して前記ポペット弁46を弁座45に対して押し
付ける構造になっている。可動鉄心49の吸引力Fは、
ソレノイドコイル48に流れる電流に比例するので、こ
の電流の制御によりポート43に通じる回路圧力が制御
可能となる。そして、ポート43に通じる回路圧力が大
きくなって可動鉄心49の吸引力Fに勝ると、ポペット
弁46が開かれて、圧力油路の圧油の一部が弁座45と
ポペット弁46との間から流出して、該回路圧力が上記
可動鉄心49の吸引力Fよりも小さくなると、再度ポペ
ット弁46が閉じ、これによりポート43に通じる回路
圧力が制御される。
【0003】しかし、上記した電磁比例圧力制御弁は、
可動鉄心49の吸引力Fをポペット弁46に直接作用さ
せて、この吸引力Fを回路圧力に対して直接に対抗させ
ているので、高圧力まで制御しようとすると、これに対
応した大容量のマグネットが必要となって、弁全体が大
型化すると共に、小容量のマグネットでは、圧力制御の
範囲が狭いという欠点がある。また、可動鉄心49の吸
引力Fを回路圧力に対して直接に対抗させているため
に、ソレノイドコイル48に通電する電流の変化に対す
る可動鉄心49の吸引力Fの変化の状態がそのまま制御
圧力の変化となるので、ソレノイドコイル48に通電す
る電流の変化に対する制御圧力の変化の比例性が全域に
わたって保証できなくなる(圧力制御の精度が悪くな
る)場合がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、小型のマグ
ネットを使用して高圧力まで高精度で制御可能な電磁比
例圧力制御弁の提供を課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の採用した手段は、操作ピストンの押付け力を
弁体に作用させて、弁本体に設けられた回路側とタンク
側との各ポートの接続部の弁座に該弁体を圧接させる構
成、又は二次圧室に通じるオリフィスを設けたバランス
ピストンが弁本体の回路側とタンク側との各ポートの接
続部の弁座に復帰用スプリングの復元力により圧接さ
れ、該二次圧室の圧油を排出させるための開口を閉塞し
ている弁体に操作ピストンの押付け力を作用させる構成
の主弁部と、一次圧である回路圧力を一定圧力に減圧さ
せるための減圧機構部と、該減圧機構部で一定圧力に減
圧された圧力を更に減圧制御して前記操作ピストンに作
用する操作圧力を生じさせ、該操作圧力は、マグネット
のソレノイドコイルに流す電流の大きさにより調整可能
となっている比例制御部とから成り、該比例制御部で発
生した操作圧力を前記操作ピストンに作用させて弁体に
対する押付け力を発生させるように構成したことであ
る。
【0006】
【発明の作用】直動形の圧力制御弁においては、弁本体
の回路側とタンク側との各ポートの接続部の弁座に弁体
が圧接していて、この弁体に作用する回路圧力に基づく
力と、操作ピストンに作用する操作圧力に基づく力との
競合によって、回路圧力が制御される。弁体の受圧面積
は、操作ピストンの受圧面積よりも相当に小さく設計さ
れているために、操作ピストンと弁体との各受圧面積の
比が、回路圧力と操作圧力との比に等しくなるために、
操作圧力は回路圧力に比較して小さくて済む。この操作
圧力は、減圧機構部において回路圧力を一次圧として減
圧された二次圧を比例制御部において更に減圧制御した
もので、マグネットのソレノイドコイルに流れる電流の
大きさによって調整可能となっている。一方、バランス
ピストン形においては、二次圧室の圧油を排出させるた
めの開口を閉塞している弁体に作用する回路圧力に基づ
く力と、操作ピストンに作用する操作圧力に基づく力と
の競合によって、回路圧力が制御される。
【0007】
【実施例】以下、実施例を挙げて、本発明を更に詳細に
説明する。図1は、本発明を実施した直動形の圧力制御
弁の断面図である。この圧力制御弁は、主弁部Aと、減
圧機構部Bと、比例制御部Cとで構成される。主弁部A
は、圧力油路Lに通じるポート1とタンクTに通じるポ
ート2とが第1弁本体3に設けられて、各ポート1,2
の接続部の弁座4に鋼球弁5が配設されて、受圧面6a
に操作圧力(P2)が作用して生ずる操作ピストン6の押
付け力によって前記鋼球弁5は前記弁座4に圧接されて
いる。操作ピストン6は、第2弁本体7に設けられたシ
リンダ8内に配設されて、該操作ピストン6と前記鋼球
弁5との間には、座体9を介して圧縮スプリング11が
配設されている。この操作ピストン6は、その上下端部
がそれぞれ鍔状に形成されて、この鍔状の部分がシリン
ダ8内を摺動する。また、操作ピストン6は、その上端
面が操作圧力(P2)の受圧面6aとなっていて、非使用
状態では、この受圧面6aはストッパーボルト12に当
接して、その上昇端が規制されている。また、弁座4の
直下には、上端部に油流入口13aが設けられたシリン
ダ体13が一体に設けられて、このシリンダ体13にピ
ストン14が配設されていると共に、このピストン14
は圧縮スプリング15の作用によって上方に付勢されて
いて、ピストン14の上半の細径部の上端が前記鋼球弁
5の下面に小さな力で圧接している。鋼球弁5に作用す
る回路圧力(P1)による押上げ力が操作ピストン6の受
圧面6aに作用する操作圧力(P2)による押下げ力に勝
ると、弁座4から鋼球弁5が離れて、圧力油路Lの圧油
の一部が弁座4と鋼球弁5との隙間からタンク側に流れ
るが、これと同時に圧縮スプリング15によってピスト
ン14は上動される。そして、回路圧力(P1)が下がっ
て、鋼球弁5が弁座4に密着しようとする際に、ピスト
ン14が油圧ダンパーとしての機能を果たして、弁座4
に鋼球弁5が衝突して、該弁座4及び鋼球弁5が損傷さ
れるのを防止する。
【0008】減圧機構部Bは、圧力油路(ライン)Lの
圧力である回路圧力(P1)を一次圧として取り出して、
この一次圧を設定した二次圧に減圧する部分である。即
ち、第2弁本体7に上下方向に設けられたシリンダ16
にバランスピストン17が内装されて、このバランスピ
ストン17は、圧縮スプリング18の作用によって二次
圧室19の側に付勢されている。このバランスピストン
17は、その中央部が両端部よりも小径に形成されてい
て、この小径の部分と、上方に位置する大径の部分とは
貫通孔21で連通されている。第1弁本体3に設けられ
たポート1と前記シリンダ16とは、パイロット油路2
2を介して連通されている。ポート1の部分の圧油の圧
力は回路圧力(P1)と等しく、上記バランスピストン1
7及び圧縮スプリング18の作用によって、回路圧力
(P1)である一次圧は、二次圧室19において減圧され
る。即ち、バランスピストン17の貫通孔21を通って
回路圧力(P1)を有する圧油が二次圧室19の側に流れ
ると、バランスピストン17は、その上端面の受圧面に
作用する押付け力と圧縮スプリング18の復元力とがバ
ランスするまで下動して、パイロット油路22のシリン
ダ16への開口であるスロットル部23を塞ぎ、これに
より回路圧力(P1)である一次圧は、二次圧室19にお
いて圧縮スプリング18の復元力に対応した一定圧力ま
で減圧される。
【0009】減圧機構部Bで減圧された圧油は、比例制
御部Cによって更に減圧されて、その減圧された二次圧
が操作圧力(P2)となって前記操作ピストン6の受圧面
6aに作用する。即ち、前記減圧機構部Bのシリンダ1
6の上方には別のシリンダ24が水平に設けられて、こ
のシリンダ24に前記バランスピストン17と同一構成
のバランスピストン25が配設されて、このバランスピ
ストン25の左右方向への移動によって該シリンダ24
に臨む前記減圧機構部Bの二次圧室19の開口であるス
ロットル部26を開いたり、閉塞したりするように構成
されている。第2弁本体7の側方にはマグネット27が
取付けられて、このマグネット27のソレノイドコイル
28に通電すると、その可動鉄心29は前記バランスピ
ストン25を吸引力Fで左方に押すようになっている。
この比例制御部Cも前記減圧機構部Bと同様に減圧機能
を有していて、減圧機構部Bの二次圧室19の圧力を一
次圧として、この一次圧を減圧して二次圧室31に操作
圧力(P2)を生じさせ、この操作圧力(P2)を前記操作
ピストン6の受圧面6aに作用させている。
【0010】このため、鋼球弁5の受圧面積を(A1)と
し、操作ピストン6の受圧面6aの面積を(A2)とする
と、バランス時においては、(A1 ×P1 =A2 ×
2 )の関係が成立して、(P1/P2 =A2/A1)とな
る。ここで、(A2/A1)は一定しているので、回路圧力
(P1)は操作圧力(P2)に比例する。そして、鋼球弁5
の受圧面積(A1)は、操作ピストン6の受圧面6aの面
積(A2)に対して相当に小さく設計されているため、操
作圧力(P2)は、回路圧力(P1)に比較して相当に小さ
くて済むと同時に、この操作圧力(P2)は、マグネット
27のソレノイドコイル28に流れる電流に比例する上
記吸引力(F)を変化させることにより、自在に変化さ
せられる。即ち、マグネット27のソレノイドコイル2
8に流れる電流の制御によって、回路圧力(P1)を制御
できる。このように、減圧機構部Bで減圧された圧力を
比例制御部Cで減圧制御しているために、使用するマグ
ネット27の容量は小さいものでよく、しかも減圧され
た操作圧力(P2)によって回路圧力(P1)に対抗してい
るために、高圧まで制御可能である。更に、比例制御部
Cにおいては、減圧機構部Bで減圧された一定圧力を一
次圧として減圧制御して操作圧力(P2)としているため
に、マグネット27のソレノイドコイル28に流れる電
流の大きさと、この電流によって制御された回路圧力
(P1)との比例性が高まって、高精度の圧力制御が可能
となる。
【0011】図2は、本発明を実施したバランスピスト
ン形の圧力制御弁の断面図であり、本図を参照にして、
このバランスピストン形の圧力制御弁について説明す
る。なお、上記した直動形の圧力制御弁と同一部分には
同一符号を付し、重複説明を避けて、異なる部分につい
てのみ説明する。第1弁本体3には、圧力油路Lに通じ
るポート1とタンクTに通じるポート2とが設けられ
て、各ポート1,2の接続部に環状平面から成る弁座
4’が設けられている。この弁座4’には、復帰用スプ
リング32の復元力によってバランスピストン33が圧
接している。このバランスピストン33の下端部には、
オリフィス34が設けられ、このオリフィス34を通っ
て圧力油路Lの圧油は、バランスピストン33の内部の
二次圧室35に流入していて、バランス時においては、
バランスピストン33の内外の各受圧面に作用する力が
バランスして、該バランスピストン33は弁座4’に圧
接している。
【0012】前記二次圧室35には、該室35内の圧油
を排出するための開口36が設けられ、この開口36の
弁座37は弁体38により閉塞されている。操作ピスト
ン6の受圧面6aに操作圧力(P2)が作用して生ずる押
付け力を圧縮スプリング11を介して前記弁体38に加
えることにより、該弁体38は弁座37に圧接されてい
る。また、二次圧室35に作用している圧力がパイロッ
ト油路22’を通って減圧機構部Bに導かれて、この減
圧機構部Bの一次圧となっている。
【0013】弁体38が弁座37を押し付ける力は、操
作ピストン6の受圧面6aに作用する操作圧力(P2)に
よって定まり、この操作圧力(P2)は、比例制御部Cを
構成するマグネット27のソレノイドコイル28に流れ
る電流の大きさを変えることにより調整できることは、
上記した直動形の比例制御弁と同じである。
【0014】バランス時においては、バランスピストン
33の内側である二次圧室35の圧力は、圧力油路Lの
回路圧力(P1)に等しく、この回路圧力(P1)が設定圧
力よりも高くなると、弁座37に圧接している弁体38
が押し上げられて、二次圧室35内の圧油が開口36か
ら排出されて、この二次圧室35内の圧力が圧力油路L
の回路圧力(P1)よりも瞬間的に低くなって、バランス
ピストン33のバランスが崩れて、これが押し上げられ
て、ポート1からポート2に圧油が流れて、回路圧力
(P1)も低下する。このようにして、開口36を通って
二次圧室35内の所定量の圧油が排出されると、この二
次圧室35内の圧力が低下して、弁座37に弁体38が
圧接して圧油の排出が停止されると共に、ポート1から
ポート2に圧油が流れて、回路圧力(P1)が低下する
と、復帰用スプリング32の復元力によりバランスピス
トン33が下がって弁座4’に圧接して、回路圧力(P
1)は、操作ピストン6の受圧面6aに作用する操作圧力
(P2)に比例した大きさに制御される。
【0015】
【発明の効果】本発明に係る電磁比例圧力制御弁は、主
弁部と、一次圧である回路圧力を一定圧力に減圧させる
ための減圧機構部と、該減圧機構部で一定圧力に減圧さ
れた圧力を更に減圧制御して前記操作ピストンに作用す
る操作圧力を生じさせ、該操作圧力は、マグネットのソ
レノイドコイルに流す電流の大きさにより調整可能とな
っている比例制御部とから成り、該比例制御部で発生し
た操作圧力を主弁部の操作ピストンに作用させて弁体に
対する押付け力を発生させるように構成されて、減圧機
構部で減圧された圧力を比例制御部にて減圧制御してい
るために、使用するマグネットは小容量のもので済むと
共に、減圧された操作圧力によって回路圧力に対抗して
いるために、高圧まで制御可能である。また、比例制御
部においては、減圧機構部で減圧された一定圧力を一次
圧として減圧制御して操作圧力を発生させているので、
マグネットのソレノイドコイルに流れる電流の大きさ
と、この電流によって制御された制御圧である回路圧力
との比例性が高まって、高精度の圧力制御が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した直動形の電磁比例圧力制御弁
の断面図である。
【図2】本発明を実施したバランスピストン形の電磁比
例圧力制御弁の断面図である。
【図3】従来の電磁比例圧力制御弁の断面図である。
【符号の説明】
A:主弁部 B:減圧機構部 C:比例制御部 P1 :回路圧力 P2 :操作圧力 1:ライン側のポート 2:タンク側のポート 4:弁座 5:鋼球弁(弁体) 6:操作ピストン 6a:操作ピストンの受圧面 27:マグネット 28:ソレノイドコイル 29:可動鉄心 32:復帰用スプリング 33:バランスピストン 34:オリフィス 35:バランスピストンの二次圧室

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 操作ピストンの押付け力を弁体に作用さ
    せて、弁本体に設けられた回路側とタンク側との各ポー
    トの接続部の弁座に該弁体を圧接させる構成の主弁部
    と、一次圧である回路圧力を一定圧力に減圧させるため
    の減圧機構部と、該減圧機構部で一定圧力に減圧された
    圧力を更に減圧制御して前記操作ピストンに作用する操
    作圧力を生じさせ、該操作圧力は、マグネットのソレノ
    イドコイルに流す電流の大きさにより調整可能となって
    いる比例制御部とから成り、該比例制御部で発生した操
    作圧力を前記操作ピストンに作用させて弁体に対する押
    付け力を発生させるように構成したことを特徴とする電
    磁比例圧力制御弁。
  2. 【請求項2】 二次圧室に通じるオリフィスを設けたバ
    ランスピストンが弁本体の回路側とタンク側との各ポー
    トの接続部の弁座に復帰用スプリングの復元力により圧
    接され、該二次圧室の圧油を排出させるための開口を閉
    塞している弁体に操作ピストンの押付け力を作用させる
    構成の主弁部と、一次圧である回路圧力を一定圧力に減
    圧させるための減圧機構部と、該減圧機構部で一定圧力
    に減圧された圧力を更に減圧制御して前記操作ピストン
    に作用する操作圧力を生じさせ、該操作圧力は、マグネ
    ットのソレノイドコイルに流す電流の大きさにより調整
    可能となっている比例制御部とから成り、該比例制御部
    で発生した操作圧力を前記操作ピストンに作用させて弁
    体に対する押付け力を発生させるように構成したことを
    特徴とする電磁比例圧力制御弁。
JP8747394A 1994-03-31 1994-03-31 電磁比例圧力制御弁 Pending JPH07280131A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100938151B1 (ko) * 2007-11-02 2010-01-22 (주)모토닉 고압 가스용 레귤레이터
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Effective date: 20040210

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