JPS589284Y2 - 圧力流量制御弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、油圧回路等において回路の圧力と流量を制
御するために使用する圧力流量制御弁に関する。

従来、油圧回路等において回路の圧力と流量を制御する
ために使用される圧力流量制御弁はその弁自体に流量を
調整する調整ねぢや調整・・ンドルが付属しており、こ
れらを手動で操作して流量を変える方式のものが一般で
ある。

油圧回路等においては、圧力流量制御弁は流量の大きい
主回路（油圧の供給源からアクチュエータに圧油を供給
する回路など）に使用されるものが多く、また、絞り弁
と圧力補償弁とが同一弁体内に組込まれるために比較的
大形のものとなる。

このため、圧力流量制御弁は油圧の供給源やアクチュエ
ータ等の機側に取付けられるのが普通である。

従って、流量を調整する必要を生じたときはその都度装
置の設置場所まで出かげて前記の調整ねぢや調整ハンド
ルを操作しなげればならないという欠点がある。

また、流量の多段制御を行なう場合などに従来は段数と
同数の大形の圧力流量制御弁を必要とし、かつこれらに
口径の大きい配管が使用されるため、装置が複雑で大形
となるという欠点がある。

この考案の圧力流量制御弁は、小形の絞り弁を使用し液
圧パイロット回路で流量を遠隔制御できるような圧力流
量制御弁を提供すると同時に、流量の多段制御を１個の
圧力流量制御弁で行えるようにするなど圧力流量制御弁
を使用した装置を小形化し、また圧力流量制御弁の応用
範囲を拡大することを目的としている。

この考案の圧力流量制御弁は、油圧回路用のものに適用
して最も適切であるので、以下油圧回路用のものについ
て説明する。

第１図は、従来の圧力流量制御弁の一例の断面図である
。

図において、１が入口ポート、２が出口ポートで、例え
ば入口ポート１は油圧の供給源に、また出口ポート２は
切替弁などを介してアクチュエータなどに接続される。

タンクポート３は外部のタンク４に連通させ、またパイ
ロットポート５にはリリーフ弁６が接続される。

図のＡの部分が絞り弁で、Ｂの部分が圧力補償弁である
。

図では絞り弁Ａが閉じた状態を示しているが、使用時は
調整ねぢ７を回転して絞り弁Ａのスプール８を右方に移
動させ絞り部９を開く。

いま、絞り弁Ａの絞り部９をある開度で開いた状態で入
口ポート１に圧油を供給すると、圧油は入口ポート１か
ら中間油路１０、絞り弁Ａの絞り部９をとおって出口ポ
ート２から流出し、その流量は絞り部９の開度によって
決まる。

一方入ロポート１に加えられた圧油は中間油路１０から
小油路１１をとおって圧力補償弁Ｂの開弁側の圧力室１
２に加わり、またリリーフ弁６が閉じているとすると圧
力補償弁Ｂの閉弁側のスプリング室１３には出口ポート
２の圧油が小油路１４、固定絞り１５、小油路１６をと
おして加えられる。

このとき、絞り弁Ａの絞り部９による圧力降下で出口ポ
ート２の圧力は入口ポート１の圧力より小さくなってい
るので、その差圧によって圧力補償弁Ｂのスプール１７
は左方に移動して圧力補償弁Ｂが開き、入口ポート１に
加えられた圧油が一部タンクポート３からタンク４に流
出する。

このような状態における入口ポート１の圧力なＰｌ、出
口ポート２の圧力をＰ２とすると、圧力補償弁Ｂの圧力
室１２の圧力はＰ３、スプリング室１３の圧力はＰ２で
、Ｐ□＞Ｐ ２である。

すなわち、圧力補償弁Ｂのスプール１７は、差圧Ｐ１−
ｐ２による力とスプリング１８の力とがバランスした位
置にあることになる。

ところで、流量は絞り部の開度と、その前後差圧とによ
って決定されるので、絞り部９の開度を調整ねぢ７で或
値に調整しておいても、例えば入口ポートの圧力Ｐ１が
変ると差圧Ｐ、Ｐ２が変って流量が変化する。

このために、圧力補償弁Ｂが轡能する。いま、例えば、
入口ポート１の圧力Ｐ１が何かの原因で上昇したとする
と、この圧力は圧力補償弁Ｂの圧力室１２に加わってい
るのでスプール１７が左方に移動して圧力補償弁Ｂの開
度な大きくして入口ポート１の圧油をより多くタンクポ
ート３かもタンク４に流出させて入口ポート１の圧力Ｐ
０を下げ、結極Ｐ１−Ｐ２を一定に保つ。

逆に、入口ポート１の圧力Ｐ１が低下すると、圧力補償
弁Ｂの圧力室１２の圧力が下がってスプール１７が右方
ｖｃ移動して入口ポート１からタンク４への流出量をお
さえてＰｌの低下を防ぐ。

このようにして、絞り弁Ａの絞り部９０前後差圧Ｐ、−
ｐ２が一定に保たれ、流量も変らない。

従って、調整ねぢ７を調整して絞り弁Ａの絞り部９の開
度を決定するとこれによって常に一定の流量が出口ポー
ト２から流出することになる。

この圧力流量制御弁は前に説明したように、入口ポー）
ＩＫ加えられる圧油がタンクポート３からタンク４へ流
出される方式となっているので、入口ポート１の圧力Ｐ
０が異常に上昇しても異常圧はタンクへの流出量の増加
によって抑えられる。

また、出口ポート２の圧力Ｐ２が異常に上昇してリリー
フ弁６の設定圧を越えた場合は、リリーフ弁６が開いて
出口ポート２の圧油をタンク４に流して異常圧を抑える
。

なお、固定絞り１５はこのときのリリーフ弁６の流れを
抑制するためのものである。

このように、この圧力流量制御弁は絞り弁Ａの前後差圧
を圧力補償弁Ｂによって一定に保持すると同時に、入口
ポート１の圧力Ｐ１および出口ポート２の圧力Ｐ２をも
制御スるようになっているので、圧力補償性の圧力流量
制御弁と呼ばれる。

以上、従来の圧力流量制御弁についてその構造と動作の
概要を説明したが、このように従来の圧力流量制御弁は
流量の調整を調整ねぢで行なうために、流量を遠隔制御
することができず、また流率の多段制御を行なうときな
どに１個の弁で１種類の流量しか設定できず段数と同数
の弁が必要となるなどの欠点がある。

この考案の圧力流量制御弁は、前記した従来の圧力流量
制御弁の欠点を解決したもので、以下図面にもとづいて
その構造と機能を説明する。

第２図はこの考案の圧力流量制御弁の回路構成図で、第
３図はその一実施例の断面図である。

第２図において、鎖線でかこったＣの部分がこの考案の
圧力流量制御弁で、この弁は図に示すように絞り弁Ｄ、
圧力補償弁Ｅおよび固定絞り１９および２０が一体のボ
ディに組込まれて構成されている。

Ｐは油圧の供給源で、矢印のＦの部分が流出側である。

この圧力流量制御弁にはパイロット絞り弁２１が接続さ
れて、これによって流量の遠隔制御が行なわれる。

パイロット絞り弁２１には小形の可変絞り弁が使用され
る。

また、小形のリリーフ弁２２が接続され、これは流出側
の圧力を制御するためのものである。

圧力補償弁Ｅおよびリリーフ弁２２の出口側はタンク２
３に導かれている。

つぎに、第３図の実施例についてこの考案の圧力流量制
御弁の構造と機能を説明する。

図において、Ｄの部分が絞り弁、Ｅの部分が圧力補償弁
で、１９．２０はそれぞれ固定絞りであり、これはそれ
ぞれ第２図の同記号、同数字のものと対応している。

２４が入口ボートで２６が出口ポート、２５はタンクポ
ートである。

また、２７．２８および２９はパイロットポートである
。

圧力補償弁Ｅのスプール３０は摺動可能で、動作してい
ないときはスプリング３１によって右方に押されて、入
口ポート２４とタンクポート２５の間を遮断している。

スプール３０の端室のうち、閉弁側のスプリング室３２
は小油路３３をとおってパイロットポート２７にまた小
油路３４をとおして出口ポート２６に連通している。

小油路３４には固定絞り２０が設けられている。

また、開弁側の圧力室３５は小油路３６．３７、中間油
路３８をとおして入口ポート２４に連通している。

絞り弁りのスプール３９も同様に摺動可能で、動作して
いないときにはスプリング４０によって左方に押され、
中間油路３８と出口ポート２６の間を遮断している。

スプール３９の端室のうち、閉弁側のスプリング室４１
は小油路４２をとおしてパイロットポート２９とまた小
油路４３．４４をとおして他方の端室である開弁側の圧
力室４５に連通し、小油路４３には固定絞り１９が設け
られている。

圧力室４５はまた、小油路４６．４７をとおして中間油
路３８に連通している。

出口ポート２６は小油路４８をとおしてパイロットポー
ト２８に通じている。

この圧力流量制御弁は、パイロットポート２８．２９の
間にパイロット絞り弁２１が、またパイロットポート２
７にはリリーフ弁２２が接続されて使用される。

いま、パイロット絞り弁２１がある開度に調整されてい
るとして、入口ポート２４に圧油を導くと、との圧油は
入口ポート２４から中間油路３８、小油路４７，４６、
絞り弁りの圧力室４５、小油路４４．４３をとおってパ
イロットポート２９からパイロット絞り弁２１をとおり
、パイロットポート２８から小油路４８をとおって出口
ポート２６から流出し、この回路に流れｑを生ずる。

この流れｑの回路には小油路４３に固定絞り１９が設け
られているため、ここで圧力降下を生じ、絞り弁りのス
プリング室４１の圧力が圧力室４５の圧力より低くなり
このため絞り弁りのスプール３９が右方に押されて絞り
弁りが開き、入口ポート２４に加えられた圧油が中間油
路３８、絞り弁りの絞り部４９をとおって出口ポート２
６から流出する。

このとき、絞り弁りを通過する主回路の流量は絞り弁り
の開度によって決まり、その開度はスプリング室４１と
圧力室４５との圧力差、すなわち固定絞り１９の圧力降
下の大きさによって決まる。

一方、固定絞り１９の圧力降下はこれを流れる流量ｑに
よって決まるので、パイロット絞り弁２１の開度を変え
て流量ｑを変えてやれば絞り弁りを流れる主回路の流量
を変えることができることになる。

すなわち、パイロット絞り弁２１によってこの圧力流量
制御弁の流量が遠隔制御できることになる。

しかし、絞り弁りを流れる主回路の流量は、その絞り部
４９の開度が一定であってもその前後差圧が変化すると
変化する。

従って、常に流量を一定に保つには絞り部４９の前後差
圧も一定に保持してやらねばならない。

このために、圧力補償弁Ｅが機能する。圧力補償弁Ｅの
スプール３０にはその圧力室３５側に入口ポート２４の
圧力が中間油路３８、小油路３７．３６をとおして加わ
っている。

またスプリング室３２側には出口ポート２６の圧力が小
油路３４．３３をとおして加わっている。

従って、スプリング室３２の圧力は圧力室３５の圧力よ
りも絞り弁りの絞り部４９による圧力降下分だけ低くな
っているので、スプール３０は左方に押されて入口ポー
ト２４とタンクポート２５の間が開き、入口ポート２４
に加えられた圧油が一部タンクポート２５からタンク２
３に流出し、動作状態では圧力補償弁Ｅのスプール３０
は図示のような位置にある。

いま、この状態において、入口ポート２４の圧力をＰｌ
、流入量をＱＡ、タンクポート２５からの流出量をＱＢ
、出口ポート２６の圧力をＰａ、流出量をＱＣ，また絞
り弁りを流れる流量をＱＤ、固定絞り１９の流出側の圧
力をＰ２とすると、ＰＩ＞Ｐ２）Ｐａ でＰ□−Ｐａが
絞り弁りの前後差圧（絞り弁りによる圧力降下分）、Ｐ
ｌ−Ｐ２が固定絞り１９０前後差圧、Ｐ２−Ｐａがパイ
ロット絞り弁２１０前後差圧となる。

また、ＱＡ＝ＱＢ＋ＱＣ”ＱＢ＋ＱＤ＋ｑｓ ＱＣ＝Ｑ
Ｄ＋ｑとなる。

いま、何らかの原因で入口ポート２４の圧力Ｐ１が上昇
したとすると、これにともなって流量ｑが増大し絞り弁
りの前後差圧Ｐｌ−Ｐ３が増大し従って主回路の流量Ｑ
Ｄも増大するが、同時に圧力補償弁Ｅの圧力室３５とス
プリング室３２の圧力差（Ｐｌ−Ｐａ）も増大すること
になるので、スプール３０が左方に押されて入口ポート
２４とタンクポート２５との開度が大きくなって流量Ｑ
Ｂが増大し、Ｐｌの上昇を抑え流量ｑと絞り弁りの前後
差圧を一定に保ち、流量ＱＤを一定に保持する。

逆に入口ポート２４の圧力Ｐ１が低下するとスプール３
０が右方に移動して、タンクポート２５からの流出量Ｑ
Ｂを制限してＰｌの低下を防ぎ、同様に流量ｑおよびＱ
Ｄを一定に保持する。

出口ポートの圧力Ｐ３が変動したときにも、これにとも
なってスプール３０が左または右に移動して入口ポート
２４の圧力Ｐ１を調整して、流量ｑおよびＱＤを一定に
保持する。

つぎに、出口ポート２６の圧力Ｐ２が何かの原因で異常
に上昇した場合は、圧力補償弁Ｅのスプール３０が右方
の極限にまで移動して、入口ポート２４からタンクポー
ト２５への通路を断ち、圧力補償弁Ｅの機能が停止する
ので、このときはリリーフ弁２２が動作して出口ポート
２６の圧油をタンク２５に流して出口ポート２６の圧力
Ｐ３を降下させ、同時に圧力補償弁Ｅが入口ポート２４
の圧力Ｐ、を調整し、ｐ、−ｐ３を一定に保持する。

以上、この考案の圧力流量制御弁の構造と機能を一実施
例にもとづいて説明したが、以下この弁を使用した油圧
回路の応用例について説明する。

第４図は、この考案の圧力流量制御弁を使用して流量の
遠隔多段制御を行なう回路で、図は４段制御の場合を示
す。

図において鎖線でかこったＣの部分がこの考案の圧力流
量制御弁で、Ｄがその絞り弁、Ｅが圧力補償弁である。

図では、絞り弁りを簡略化して画いである。

図において、Ｐが油圧の供給源゛、矢印のＦが流出側で
ある。

４個のパイロット絞り弁２１−１．２１−２．２１−３
および２１−４はそれぞれ所望の開度に設定されている
。

いま、パイロット絞り弁２１−１を使用するときは、押
釦などを操作して小形の切替弁５０−１が図の上方のポ
ジションに接続されるように励磁してやれば、パイロッ
ト絞り弁２１−１が圧力流量制御弁Ｃの絞り弁ＤＫ接続
され、Ｆ部にパイロット絞り弁２１−１の開度に相応し
た流量が得られる。

パイロット絞り弁２１−２を使用するときは、小形の切
替弁５０−１を下方のポジションが接続されるように励
磁してやれば、パイロット絞り弁２１−２の開度に相応
した流量がＦ部に得られ、同様にパイロット絞り弁２１
−３．２１−４を使用するときは小形の切替弁５２−２
をそれぞれ上方のポジションまたは下方のポジションに
接続してやればよい。

なお、第４図の例では流出側の圧力を制御するために設
定圧の異なる２個の小形のリリーフ弁２２−１．２２−
２を使用し、これを小形の切替弁５１で任意に選定でき
るようにしている。

つぎに第５図は、第４図と同じく流量の多段制御を行な
う回路で図は２段制御の場合を示し、第４図の回路と異
なる点はパイロット絞り弁２１−１を使用するときはリ
リーフ弁２２−２が動作し、パイロット絞り弁２１−２
を使用するときはリリーフ弁２２−１が動作するように
した点にある。

リリーフ弁２１−１．２１−２はそれぞれ異なった設定
圧で、パイロット絞り弁２１−１が使用されているとき
はリリーフ弁２２−１の流出側に圧油が加わっているの
でこれは動作せず、リリーフ弁２２−２はその流出側が
タンクに開放されているので圧力流量制御弁Ｃの流出側
の圧力が設定圧を越えると動作する。

逆に、パイロット絞り弁２１−２を使用しているときは
、リリーフ弁２２−１が動作しＩＪ ＩＪ−フ弁２２−
２は動作しない。

なお、チェックバルブ５２−１．５２−２はそれぞれ一
方のパイロット絞り弁が使用されているとき他方のパイ
ロット絞り弁を遮断するためのものである。

つぎに、第６図の回路は流量の多段制御と同時に切替弁
５３を使用して流出方向を切替えてシリンダ５４を制御
するようにした回路である。

パイロット絞り弁２１−１が動作すると、切替弁５３に
図の上方部から圧油が加わってその上方のポジションが
接続されシリンダ５４のピストンが押し下げられる方向
に動かされる。

逆にバイロフト絞り弁２１−２が動作すると、切替弁５
４の下方部から圧油が加わってその下方部のポジション
が接続され、シリンダ５４のピストンが上方に押し上げ
られる方向に動かされる。

その他の動作は第５図のものと全く同じであり、パイロ
ット絞り弁を２個使用して流量の２段制御を行なってい
るのでピストンの作動方向によってその移動速度が変え
られる。

以上、この考案の圧力流量制御弁を使用した油圧回路の
応用例について説明したが、これらの回路を従来の手動
調整式の圧力流量制御弁を使用して組むと、流量の制御
段数と同数の圧力流量制御弁を必要とし、これの切替に
も大形の切替弁が必要でまた配管も大口径のものを必要
とし、油圧装置が大形でかつ複雑なものとなる。

、以上に説明したように、この考案の圧力流量制御弁は
流量の制御を小形のパイロット絞り弁を使用して遠隔操
作で行なえるようにすると同時に、流量の多段制御を１
個の圧力流量制御弁で行なえるようにするなど、圧力流
量制御弁を使用した油圧装置を簡略化し、小形化し、か
つ圧力流量制御弁の応用範囲を拡大する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の圧力流量制御弁の断面図、第２図はこの
考案の圧力流量制御弁の回路構成図で第３図はその一実
施例の断面図、第４図、第５図および第６図はこの考案
の圧力流量制御弁を使用した応用例の油圧回路図である
。 ２４・・・・・・入口ポート、２５・・・・・・タンク
ポート、２６・・・・・・出口ポート、２７．２８．２
９・・・・・・パイロットポート、Ｄ・・・・・・絞り
弁、Ｅ・・・・・・圧力補償弁、３０．３９・・・・・
・スプール、３１．４０・・・・・・スフリング、１９
，２０・・・・・・固定絞り、２１・・・・・・パイロ
ット絞り弁、２２−−−−−−リリーフ弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. その入力側通路と出力側通路との間にスプリングによっ
   てスプールを閉弁状態に配設し、該スプールの開弁側の
   圧力室をその入力側通路とまた固定絞りを介して閉弁側
   のスプリング室と連通した絞り弁と、該絞り弁と回路的
   に並列に配設され、その入口通路とタンクへの通路との
   間にスプリングによってスプールを閉弁状態に配設し、
   該スプールの開弁側の圧力室をその入口通路とまた閉弁
   側のスプリング室を別の固定絞りを介して前記絞り弁の
   出口側通路と連通した圧力補償弁とを備え、前記絞り弁
   のスプリング室と出口側通路との間に絞り弁を接続する
   ためのパイロットポートとまた前記圧力補償弁のスプリ
   ング室をリリーフ弁に接続するためのパイロットポート
   とを設けた圧力流量制御弁。