JPH081345Y2 - 電磁流量制御弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は電磁流量制御弁に関するものである。

〔従来の技術〕

本考案の先行技術（特開昭61−105381号）を第４図に
ついて説明する。この電磁流量制御弁は主流量制御部71
とパイロット操作部72からなる。パイロット操作部72の
比例ソレノイド73の入力電流値が零、即ち中立状態では
パイロットスプール74のポペツト部75はばね76により弁
座77に当接してパイロット操作部72の流体流れを断つて
いるので、主流量制御部71のプランジャ78に設けられた
絞り通路83にも流体流れがない。従つて、プランジャ78
はその前後の圧力が等しくばね79によつて弁座80に当接
し入口側流路81と出口側流路82の連通を断つている。

いま、比例ソレノイド73を励磁すると、押付軸89は入
力電流値に応じたソレノイド力でパイロットスプール74
をばね76に抗して押込む。これによりポペツト部75が開
くと共にパイロットスプール74の中間外周部に可変オリ
フィスが形成され、入口側流路81からの作動油が絞り通
路83、ばね室84、パイロット通路85を通り、パイロット
操作部72の可変オリフィス、ポペツト部75のばね室86、
絞り通路87、ドレン通路88を経てタンクへ流れ、絞り通
路83の前後及び絞り通路87の前後にそれぞれ差圧力が発
生する。この場合、パイロットスプール74は、絞り通路
87前後の差圧力により生じるパイロットスプール押付力
とばね76の反発力との合力が比例ソレノイド73の押付力
と釣合う位置まで移動するので、可変オリフィスの開度
が定まる。

ここで入口側流路81の圧力が変化した場合、例えば増
大した時には可変オリフィスの上流側圧力も上昇する。
パイロット操作部72のばね室86の圧力も一時的に上昇し
ようとするが、絞り通路87前後の差圧力が増大するた
め、パイロットスプール74が比例ソレノイド側へ押され
て可変オリフィスの開度を小さくし、ばね室86への流入
量を制限するので、ばね室86の圧力は増加しない。この
ようにばね室86の圧力は、入口側流路81の圧力変化にか
かわらず比例ソレノイド73のパイロットスプール押付力
に略比例した圧力に保たれるため、絞り通路87からタン
クへの流出量、即ち、パイロット操作部72からタンクへ
流出するパイロット流量ｑが定まり、このパイロット流
量ｑは主流量制御部71の絞り通路83を通るパイロット流
量でもあるから、絞り通路83前後にはこのパイロット流
量ｑに見合つた差圧力が発生し、プランジャ78はこの差
圧力により生じるプランジャ押付力とばね79の反発力と
が釣合う位置に移動する。これにより入口側流路81から
出口側流路82へ流れる制御流量も定まる。又、プランジ
ャ78のストロークは比例ソレノイド73のパイロットスプ
ール押付力に略比例することになる。

〔考案が解決しようとする課題〕

前記先行技術は中立時高圧側からのもれ量が少く、中
立時に負荷を保持する機能が必要な回路に使用可能な電
磁流量制御弁を提供しているが、絞り通路87の孔径は小
さく絞り部が長いので、絞り部87を通るパイロット流量
ｑは作動油の粘性の影響をうける。さらにパイロット流
量ｑによつて生ずる絞り通路83前後の差圧力も作動油の
粘性の影響をうける。このため、主流量制御部71のプラ
ンジャ78の変位が作動油の温度の影響をうけて変化する
という不都合がある。又、主流量制御部71のプランジャ
78を所定変位量駆動するに必要なパイロット圧力ΔＰ＝
P₁−P₂）は、前述の如く所定パイロット流量ｑがプラン
ジャ78の絞り通路83を流れることによつて発生するか
ら、入口側流路81の圧力P₁が低く所定パイロット流量ｑ
を流し得ない場合には、プランジャ78の変位量が減少し
所定制御流量が得られないという不都合がある。

本考案は前記の点に鑑みてなされたもので、第１の目
的は中立時高圧側からのもれ量が少なくしかも制御流量
が入口側流路の圧力変化と作動油の温度変化の影響をう
けない電磁流量制御弁の提供にあり、第２の目的は中立
時高圧側からのもれ量が少なくしかも制御流量が入口側
流路の圧力変化と作動油の温度変化の影響をうけず、且
つ主流量制御部の入口側圧力が低いときでも確実に流量
制御ができる電磁流量制御弁の提供にある。

〔課題を解決するための手段〕

第１の目的を達成するため本考案の電磁流量制御弁に
おいては、弁本体に設けた比例ソレノイド、弁本体に嵌
挿され一端に突設したポペツト部をばね室のばねで弁座
に当接し（比例ソレノイド入力電流値零時）他端が比例
ソレノイドの押付軸と対向し且つ出口側流路に通じるパ
イロットスプール、このパイロットスプールの前後を連
通する絞り通路及びパイロットスプールの中間にあつて
入口側流路に連通するパイロットポートとポペツト部と
の間において押付軸によるパイロットスプールの移動で
形成される可変オリフィスからなるパイロット操作部
と、一端が前記ばね室と連通し他端に突設したポペツト
部が出口側流路に通じるばね室のばねで弁座に当接する
と入口側流路と出口側流路との連通を断つプランジャ及
び入口側流路とポペツト部との間においてプランジャの
弁開で形成される可変オリフィスからなる主流量制御部
を備えたことを特徴とするものである。

第２の目的を達成するため、前記特定考案の電磁流量
制御弁におけるパイロット操作部のパイロットポート
を、第２考案では入口側流路との連通を断つてパイロッ
ト圧源に接続し、第３考案ではパイロット圧源と入口側
流路に高圧選択弁を介して接続するものである。

〔作用〕

比例ソレノイド28の入力電流値が零（中立状態）で
は、パイロット操作部２は弁を閉じ、主流量制御部１の
プランジャ７両端に出口側圧力が作用し、プランジャ７
のポペツト部８はばね10で押されて弁を閉じ、入口側流
路53と出口側流路56との連通を断つている。

比例ソレノイド28を励磁すると、入力電流値に応じた
ソレノイド力が発生し、押付軸32でパイロットスプール
27をばね31に抗して押込み、弁を開く。その際パイロッ
ト操作部２のパイロットポート37とばね室33との間に可
変オリフィスが形成され、入口側流路53からの作動油が
パイロットポート37、可変オリフィス、ばね室33、絞り
通路35を経て出口側流路56へ流れる。このため、絞り通
路35前後に差圧力が発生し、パイロットスプール27は絞
り通路35前後の差圧力により生じるパイロットスプール
押付力とばね31の反発力との合力が比例ソレノイド28の
パイロットスプール押付力と釣合う位置まで移動するの
で、パイロット操作部２の可変オリフィスの開度が定ま
る。

ここで、入口側流路53の圧力が変化した場合、例えば
増大した時には、パイロット操作部２のパイロットポー
ト37からばね室33への流入量が一時的に増大し、ばね室
33の圧力は一時的に上昇しようとするが、絞り通路35前
後の差圧力が一時的に増大して、パイロットスプール27
が比例ソレノイド側へ押されて可変オリフィスの開度を
小さくし、ばね室33への流入量を制限するので、ばね室
33の圧力は増加しない。逆に入口側流路53の圧力が減少
した時には、パイロット操作部２のパイロットポート37
からばね室33への流入量が一時的に減少し、ばね室33の
圧力は一時的に低下しようとするが、絞り通路35前後の
差圧力が一時的に減少して、可変オリフィスの開度が大
きくなりばね室33への流入量が増すので、ばね室33の圧
力は減少しない。このようにばね室33の圧力は、入口側
流路53の圧力変化の影響をうけず比例ソレノイド28のパ
イロットスプール押付力に応じた圧力となる。

また、パイロット操作部２を通過する流量は、絞り通
路35の油温変化による流量係数の変化により変動する
が、ばね室33に発生する圧力そのものは比例ソレノイド
28のパイロットスプール押付力と対抗しているため、比
例ソレノイド28の印加電流が一定であれば、油温の変化
にかかわらず一定である。

一方、主流量制御部１のプランジャ７はばね室33とば
ね室９との差圧力により生じるプランジャ押付力とばね
10の反発力とが釣合う位置に移動するので、弁が開くと
共に主流量制御部１の可変オリフィスの開度が定まり、
入口側流路53からの作動油は可変オリフィスを通つて出
口側流路56へ流れる。主流量制御部１のプランジャ７の
ストローク量は、ばね室33とばね室９との差圧力とばね
10のプリセット荷重及びばね定数とによつてのみ定まる
ので、主流量制御部１の制御流量は入口側流路53の圧力
変化や作動油の温度変化の影響をうけない。

前記作用の説明において、第２考案では、パイロット
ポート37に導く入口側流路53からの作動油をパイロット
圧源54からの作動油と読み替えることによつて、第３考
案では、パイロットポート37に導く入口側流路53からの
作動油を高圧選択弁55からの作動油と読み替えることに
よつて、その作用を理解できる。第２考案及び第３考案
では、入口側流路53の圧力が低いときでもパイロット圧
源から作動油が供給されるので、確実に流量制御ができ
る。

〔実施例〕

本考案の実施例を図面に基づいて説明する。第１図に
おいて、電磁流量制御弁は主流量制御部１とパイロット
操作部２からなつている。主流量制御部１は、弁本体３
の一端側に形成された弁孔４内にプラグ５でスリーブ６
を固着し、スリーブ６にはプランジャ７が密嵌されてお
り、このプランジャのプラグ５側に突設したポペツト部
８はプラグ５のばね室９に設けられたばね10でスリーブ
６端の弁座11に当接すると、弁本体３に形成した入口ポ
ート12と出口ポート13との連通を断つ。前記入口ポート
12は環状溝14、スリーブ６の通孔15を介してプランジャ
の環状溝16に連通し、前記出口ポート13は環状溝17、プ
ラグ５の通孔18を介してばね室９に連通している。そし
て、プランジャ７の環状溝16とポペツト部８との間には
環状溝16と連通する複数の切欠溝19を周部に形成したラ
ンド20を突設し、スリーブ６の弁座11側の内面にはポペ
ツト部８の弁閉で切欠溝19との連通を断たれ、ポペツト
部８の弁開で切欠溝19との間に可変オリフィスを形成す
る環状溝21を設けている。又、プランジャ７には環状溝
16と連接するいま一つのランド22に多数の細い環状溝23
を形成すると共に必要なシール幅にとつて環状溝16から
室51への油もれを防いでいる。一方、スリーブ６の外周
には環状溝14の両側にオーリングを設け、プラグ５のね
じ部の基端にもオーリングを設けて油もれを防いでい
る。

パイロット操作部２は次のように構成されている。弁
本体３の他端側に形成された段付弁孔25内に段付スリー
ブ26を固着し、このスリーブ26にパイロットスプール27
を密嵌し、段付弁孔25の開口端部にはパイロットスプー
ル27と同軸上に比例ソレノイド28を取付けている。パイ
ロットスプール27は、比例ソレノイド28の反対側の端部
にポペツト部29を突設し、このポペツト部をばね室33の
ばね31で比例ソレノイド28側へ押圧して段付スリーブ26
端の弁座30（スリーブ26のパイロットスプール27嵌挿孔
と等径）に当接した状態において（比例ソレノイドの入
力電流値零時）、パイロットスプール27の他端は比例ソ
レノイド28の押付軸32とわずかの間隙をおいて対向する
ようにしている。

前記パイロットスプール27にはポペツト部29が位置す
るばね室33と比例ソレノイド28の押付軸32が位置する室
34とを連通する絞り通路35を設け、外周面の中間に環状
溝36を形成し、この環状溝36はスリーブ26に形成したパ
イロットポート37、環状溝38、弁本体３の通孔39、パイ
ロット通路40を介して弁本体３の通孔41、環状溝14を経
て入口ポート12に連通し、又、パイロットスプール27の
環状溝36とポペツト部29に連接する環状溝42との間にラ
ンド43を設け、このランド43にはポペツト部29が弁座30
に当接した状態においてわずかのシール幅をもつてスリ
ーブ26に形成された環状溝44との連通を断たれた切欠溝
45を備え、ポペツト部29が弁座30から離れると、即ち弁
開になると、環状溝44と切欠溝45との間に可変オリフィ
スを形成するようにしている。さらに、パイロットスプ
ール27の環状溝36と室34との間には必要なシール幅をと
つたランド46を形成して環状溝36から室34への油もれを
実質的になくし、スリーブ26の外周には環状溝38の両側
にオーリングを設けて油もれをなくしている。室34はス
リーブ26の通孔47、ポート48、通路49、通孔50、環状溝
17を経て出口ポート13に連通しており、パイロット操作
部２のばね室33と主流量制御部１のプランジャ７のラン
ド22端が臨む室51とは通路52で連通している。

第２図に示す実施例は、パイロット操作部２のパイロ
ットポート37を入口ポート12との連通を断つて外部のパ
イロット圧源54に接続した点、第３図に示す実施例は、
パイロットポート37を高圧選択弁55を介して入口ポート
12と外部のパイロット圧源54に接続した点を除いては、
両実施例共、第１図に示す実施例と同じ構成である。
尚、図中57はパイロット圧源54の圧力を規制するリリー
フ弁である。

本実施例は前記するような構成であるから、比例ソレ
ノイド28の入力電流値零のとき、パイロットスプール27
のポペツト部29は弁座30に当接してばね室33とパイロッ
トポート37との連通を断つている。このため、主流量制
御部１の室51は出口側流路56を接続した出口ポート13
に、ばね室33、絞り通路35、室34、通孔47、ポート48、
通路49、通孔50、環状溝17を介して連通し、プランジャ
７の両端は出口側流路56の圧力をうけ、ポペツト部８が
ばね10により弁座11に当接して入口ポート12に接続した
入口側流路53と出口側流路56との連通を断つている。

前記するような中立状態において比例ソレノイド28を
励磁すると、入力電流値に応じたソレノイド押付力が発
生し、押付軸32でばね33に抗しパイロットスプール27を
押込む。これによりポペツト部29が弁座30から離れると
共に環状溝44と切欠溝45との間に可変オリフィスが形成
され、入口側流路53からの作動油が入口ポート12、環状
溝14、通孔41、パイロット通路40、通孔39、環状溝38、
パイロットポート37、環状溝36、切欠溝45、可変オリフ
ィス、環状溝44、ばね室33、絞り通路35を通り、室34、
通孔47、ポート48、パイロット通路49、ポート50、環状
溝17、出口ポート13を経て出口流路56へ流れ、絞り通路
35の前後に差圧力が発生する。これによりパイロットス
プール27は、絞り通路35前後の差圧力により生じるパイ
ロットスプール押付力とばね31の反発力との合力が比例
ソレノイド28の押付力と釣合う位置に移動するので、環
状溝44と切欠溝45との間にできる可変オリフィスの開度
が定まる。

ここで、入口側流路53の圧力が変化しても、作用の項
で説明したように、パイロット操作部２のばね室33の圧
力は比例ソレノイド28のパイロットスプール押付力に応
じた圧力となる。又、パイロット操作部２を通過する流
量は、絞り通路35の油温変化による流量係数の変化によ
り変動するが、ばね室33に発生する圧力そのものは比例
ソレノイド28のパイロットスプール押付力と対抗してい
るため、比例ソレノイド28の印加電流が一定であれば、
油温の変化にかかわらず一定である。一方、プランジャ
７は、入口側流路53に連通するばね室33と出口側流路56
に連通するばね室９との差圧力により生じるプランジャ
押付力とばね10の反発力とが釣合う位置に移動するの
で、切欠溝19と環状溝21との間に可変オリフィスが形成
され、入口側流路53からの作動油が入口ポート12、環状
溝14、通孔15、環状溝16、切欠溝19、可変オリフィスを
通り、環状溝21、ばね室９、通孔18、環状溝17、出口ポ
ート13を経て出口側流路56へ流れる。その際、プランジ
ャ７のストローク量は、ばね室33とばね室９との差圧力
とばね10のプリセット荷重及びばね定数とによつてのみ
定まるので、主流量制御部１の制御流量は、入口側流路
53の圧力変化や作動油の温度変化の影響をうけない。

比例ソレノイド28を励磁状態から非励磁に切換える
と、ソレノイド押付力が消滅するので、パイロットスプ
ール27のポペツト部29はばね部31によつて弁座30に当接
しばね室33と入口側流路53との連通を断つ。これにより
プランジャ７の両端は出口側流路56に連通し、プランジ
ャ７のポペツト部８がばね10で弁座11に当接して入口側
流路53と出口側流路56の連通を断つ。この中立状態で
は、プランジャ７の環状溝16と室51は必要なシール幅を
とつたランド22によつて、又、環状溝21とばね室９はポ
ペツト部８と弁座11の当接によつて、又、パイロット操
作部２の環状溝36とばね室33はポペツト部29と弁座30の
当接によつて、又、環状溝36と室34は必要なシール幅を
とつたランド44によつて、それぞれ入口側流路53からの
作動油のもれを防いでいる。このため、本案の電磁流量
制御弁は中立時荷重を保持する回路、例えば荷重昇降装
置の荷重下げ回路に使用できる。

尚、パイロットポート37へ作動油を供給する圧源は、
第２図に示す実施例では専用のパイロット圧源54、第３
図に示す実施例では高圧選択弁55で選択される入口側流
路53とパイロット圧源54としている。このようにすれば
入口側流路53の圧力が低下しても、確実に流量制御を行
うことができる。又、本実施例ではパイロットスプール
27の前後を連通する絞り通路34をパイロットスプール27
に設けているが、弁本体３に設けてもよい。

〔考案の効果〕

以上の説明より明らかなように本考案によれば、パイ
ロット操作部のばね室の圧力は、入口側流路の圧力変化
や油温の変化の影響をうけず、比例ソレノイドのパイロ
ットスプール押付力に応じた圧力となり、また、主流量
制御部のプランジャストローク量はパイロット操作部の
ばね室と主流量制御部のばね室との差圧力とプランジャ
に当接するばねのプリセット荷重及びばね定数によつて
のみ定まるので、主流量制御部の制御流量は入口側流路
の圧力変動や作動油の温度変化の影響をうけずに制御す
ることができる。さらに、パイロット操作部のパイロッ
トポートに、入口側流路に代えてパイロット圧源を接続
するか、又は高圧選択弁を介して入口側流路とパイロッ
ト圧源を接続することによつて、入口側流路の圧力が低
いときでも、確実に流量制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は特定考案の実施例の油圧回路図、第２図は第２
考案の実施例の油圧回路図、第３図は第３考案の実施例
の油圧回路図、第４図は従来品の油圧回路図である。 １……主流量制御部、２……パイロット操作部、３……
弁本体、７……プランジャ、8,29……ポペツト部、9,33
……ばね室、10,31……ばね、11,30……弁座、27……パ
イロットスプール、28……比例ソレノイド、32……押付
軸、35……絞り通路、37……パイロットポート、53……
入口側流路、54……パイロット圧源、55……高圧選択
弁、56……出口側流路。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】弁本体（３）に設けた比例ソレノイド（2
   8）、弁本体（３）に嵌挿され一端に突設したポペツト
   部（29）をばね室（33）のばね（31）で弁座（30）に当
   接し（比例ソレノイドの入力電流値零時）他端が比例ソ
   レノイド（28）の押付軸（32）と対向し且つ出口側流路
   （56）に通じるパイロットスプール（27）、このパイロ
   ットスプールの前後を連通する絞り通路（35）及びパイ
   ロットスプールの中間にあつて入口側流路（53）に連通
   するパイロットポート（37）とポペツト部（29）との間
   において押付軸（32）によるパイロットスプール（27）
   の移動で形成される可変オリフィスからなるパイロット
   操作部（２）と、一端が前記ばね室（33）と連通し他端
   に突設したポペツト部（８）が出口側流路（56）に通じ
   るばね室（９）のばね（10）で弁座（11）に当接すると
   入口側流路（53）と出口側流路（56）との連通を断つプ
   ランジャ（７）及び入口側流路（53）とポペツト部
   （８）との間においてプランジャ（７）の弁開で形成さ
   れる可変オリフィスからなる主流量制御部（１）を備え
   たことを特徴とする電磁流量制御弁。
2. 【請求項２】パイロット操作部（２）のパイロットポー
   ト（37）を入口側流路（53）との連通を断つてパイロッ
   ト圧源（54）に接続した請求項１記載の電磁流量制御
   弁。
3. 【請求項３】パイロット操作部（２）のパイロットポー
   ト（37）をパイロット圧源（54）と入口側流路（53）に
   高圧選択弁（55）を介して接続した請求項１記載の電磁
   流量制御弁。