JPS6212883Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は圧力補償弁を内蔵した流量制御弁に
関し、特にシヤツトオフロジツク弁として好適な
洩れの無い圧力補償付流量制御弁に関する。

〔従来の技術〕

従来より、シリンダ等のアクチユエータの往復
の速度を各々制御し、アクチユエータを中間の任
意の位置に停止保持させるための油圧制御回路に
は、方向切換弁とアクチユエータとの間の往復油
路の各々にチエツク弁付流量制御弁とパイロツト
チエツク弁とを組込んだ第１図のような回路構成
が周知である。第１図において１は油圧源、２は
タンク、３は電磁方向切換弁、４はアクチユエー
タシリンダであり、そのヘツド側油路５ａとロツ
ド側油路５ｂとには、各々チエツク弁付流量制御
弁６ａ，６ｂとパイロツトチエツク弁７ａ，７ｂ
とが接続されている。シリンダ４のヘツド側へ圧
油を送入するときには、切換弁をポジシヨンａに
切換えてチエツク弁７ａを介し流量制御弁６ａで
所定流量にメータイン制御し、ロツド側からの戻
り油は、制御弁６ｂのチエツクを介して、チエツ
ク弁７ｂ（油路５ａの圧油パイロツトで開かれて
いる）から切換弁３を経てタンク２へ流出させ
る。逆に切換弁３をポジシヨンｂに切換えてロツ
ド側に圧油を送入するときには制御弁６ｂでメー
タイン制御するようにし、さらに任意の位置でシ
リンダを停止させるには切換弁３を中立ポジシヨ
ンにして両パイロツトチエツク弁７ａ，７ｂを閉
止せしめるものである。

しかしながら、このような回路構成によるとき
には、電磁方向切換弁３としてメイン油路の全流
量を通過させる必要があるので大容量の、従つて
大形のものを用いなければならないという欠点が
あつた。

そこで上述のような流量制御弁とパイロツトチ
エツク弁との組合せを、各々ポペツト形式のシヤ
ツトオフ流量制御弁とシヤツトオフチエツク弁と
に置きかえ、これらシヤツトオフ弁を小容量のパ
イロツト電磁切換弁で制御するようにしたロジツ
ク回路構成が考えられている。第２図はその一例
を示す回路図であり、図において１は油圧源、２
はタンク、３′はパイロツト電磁方向切換弁、４
はシリンダ、８ａ，８ｂはシヤツトオフチエツク
弁、９ａ，９ｂはシヤツトオフ流量制御弁であ
る。

第２図において、切換弁３′が中立のポジシヨ
ンｃにあるときは、両チエツク弁８ａ，８ｂおよ
び両流量制御弁９ａ，９ｂには各々の主弁ばね室
に油圧源１からパイロツト圧が導入されるので、
これら全ての弁８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂがシヤツ
トオフ状態となり、従つてシリンダ４の両側の油
路５ａ，５ｂの油流れが阻止され、シリンダ４の
ピストンは不動である。切換弁３′をポジシヨン
ａに切換えると、チエツク弁８ａと流量制御弁９
ｂとがパイロツト圧によつてシヤツトオフ状態
に、チエツク弁８ｂと流量制御弁９ａとがパイロ
ツト圧を失つて開かれることになり、従つて油圧
源１から流量制御弁９ａの流入ポート１２ａへ圧
油が流入し、流量制御弁９ａで設定流量に制御さ
れてその流出ポート１３ａから油路５ａを通りシ
リンダ４のヘツド側へ流入する。シリンダ４のピ
ストンの移動に伴つてロツド側から流出した圧油
は、油路５ｂを通つてチエツク弁８ｂを介しタン
クへ流出される。切換弁３′をポジシヨンｂに切
換えたときはこれとは逆にチエツク弁８ｂと流量
制御弁９ａがシヤツトオフ状態となり、流量制御
弁９ｂとチエツク弁８ａが開くことになる。

第２図においては、シヤツトオフ流量制御弁９
ａ，９ｂをシリンダ４の両油路中に各々シヤツト
オフチエツク弁８ａ，８ｂと組合せて配設し、電
磁方向切換弁３′をパイロツト切換弁として組合
せてシリンダ４の往復の速度制御を行うようにし
てあり、従つてパイロツト電磁切換弁３′はパイ
ロツト用であるため容量の小さいものでよい。

ところで、この第２図の回路において、両シヤ
ツトオフ流量制御弁９ａ，９ｂの制御絞り前後の
差圧を流量制御時に一定に保つて所謂圧力補償を
行う場合、制御絞り前後の差圧を圧力補償弁のピ
ストン両端面に導いて圧力補償弁に圧力補償動作
をさせるが、通常の通りの圧力補償弁の組合せ方
では、圧力補償弁ピストンの両端面間にピストン
摺動間隙を介して必ず漏れが生じるから、シヤツ
トオフ流量制御弁のシヤツトオフ時において、こ
の圧力補償弁を介しての漏れが避けられず、従つ
て中立時にシリンダ４のピストンを不動に保つこ
とができなくなるという問題点がある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案の課題は、前述のような小容量のパイロ
ツト切換弁によるロジツク回路構成に用いるため
のシヤツトオフ流量制御弁において、主流量制御
部前後の差圧で作動する圧力補償弁を有し、しか
もシヤツトオフ時に漏れの生じない圧力補償付流
量制御弁を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案の圧力補償付流量制御弁は、前述の課題
を達成するために、弁本体の流入ポートと流出ポ
ートとの間に設けられた主弁シート口と、該主弁
シート口の口径より大きい外径の胴部によつて前
記弁本体内の主弁ばね室の内周壁に摺動可能に案
内支持され、前記主弁ばね室内の主弁ばねで後方
から付勢されることにより前方のテーパー面で前
記主弁シート口に流入ポート側から着座する流量
制御用主弁ポペツトと、前記主弁シート口の主弁
ポペツト着座部直前の流入ポート側に形成され、
流入ポートからの圧油を前記主弁ばねに抗する向
きに主弁ポペツトに作用させるための流入ポート
に通じた上流側弁室と、前記着座部直後の流出ポ
ート側に形成され、流出ポートに通じた下流側弁
室と、前記主弁ポペツトの前記主弁ばね室内にシ
ヤツトオフ用のパイロツト圧を導入する手段と、
主弁ポペツトの後退限位置を規制して主弁ポペツ
トの前記テーパー面と主弁シート口との間に形成
される流量制御部の開度を定める調整可能な流量
設定手段と、前記弁本体内で前記主弁ポペツトの
外側に同軸配置され、前記上流側弁室内の圧力を
一端面側に受け、他端面側に前記下流側弁室内の
圧力と圧力補償ばねのばね力とを受けて前記流量
制御部前後の差圧を一定に保つように流入ポート
と上流側弁室との間で絞り制御部を形成する圧力
補償弁要素と、前記下流側弁室と流出ポートとの
間に設けられ、前記主弁シート口より小口径の別
のシート口と、該別のシート口の口径より大きく
且つ前記主弁シート口の口径より小さい外径で前
記主弁ポペツトの先端に入れ子状に遊動的に同軸
状に貫設され、主弁ばね室内に前記パイロツト圧
が導入されたときに該パイロツト圧によつて先端
のテーパー面の中ほどで前記別のシート口に着座
して下流側弁室を流出ポートから遮断する先端ポ
ペツトとを備えている。

〔作用〕

以上のような構成をもつ本考案の圧力補償付き
流量制御弁では、前記主弁ばね室内にパイロツト
圧が導入された状態では主弁ポペツトが主弁シー
ト口を閉じると共にその流出ポート側で先端ポペ
ツトが前記別のシート口を閉じて下流側弁室を流
出ポートから遮断するので、圧力補償弁要素を主
流量制御部前後すなわち上流側弁室と下流側弁室
との間の差圧で作動させるようにしてありながら
シヤツトオフ時の洩れが先端ポペツトで効果的に
阻止され、従つてシヤツトオフ時に洩れのない流
量制御弁となつている。またパイロツト圧の無い
ときには、流入ポートに流入する圧油が上流側弁
室内で主弁ポペツトに作用して主弁ばねに抗して
主弁ポペツトを後退させ、流量制御部を流量設定
手段で設定した開度で開き、下流側弁室に圧油が
流入するとその圧力が先端ポペツトに作用してそ
れを後退させ、従つて設定開度の流量制御部で流
量調整された圧油が流出ポートから流出される。
この場合、流量制御部前後の差圧は圧力補償弁要
素による流入ポート側での絞り制御により一定に
保たれる。

従つて本考案の圧力補償付流量制御弁は、例え
ば第２図のようなロジツク回路構成のシリンダ速
度制御回路のシヤツトオフ流量制御弁として用い
てもその中立時のシリンダ微動の因となるシヤツ
トオフ時の洩れを生じることがなく、しかも作動
時には圧力補償弁の動作によつて安定した流量制
御を行うことができるものである。

本考案の好適な実施例を図面と共に説明すれば
以下の通りである。

〔実施例〕

第３図は、特に各要素を同軸配置にしてロジツ
ク弁としてのコンパクト化を計つた場合の本考案
の一実施例を示し、参考のために第２図と対応す
るように流入ポートを符号１２で、流出ポートを
符号１３で、パイロツトポートを符号１４で示し
てある。この実施例の圧力補償付流量制御弁の構
造を第３図に基づいて説明すれば、弁本体１０に
は円筒キヤビテイ１１が穿たれていて、その周面
に開口するように流入ポート１２が、また底面に
開口するように流出ポート１３が各々穿たれ、さ
らに適当な位置にてパイロツトポート１４が設け
られている。キヤビテイ１１内には、底面に流出
ポート１３と連通する開口１５を有し且つ周面に
流入ポート１２と連通する環状溝１６および内部
へ連通した開口１７を有する円筒状スリーブ１８
が嵌め込まれ、さらに該スリーブ１８の内面に、
底部に流出ポート１３と開口１５に連なる開口１
９を有し該開口１９の内部口縁に第１シート２０
を、次いで第１シート２０より大径の第２シート
（主弁シート口）２１を階段状に内面に形成して
なる円筒状シート部材２２がスリーブ１８と同軸
に重合配置され、これらスリーブ１８と円筒状シ
ート部材２２との間に環状の圧力補償弁室２３が
形成されている。この弁室２３内には環状の圧力
補償弁スプール２４が圧力補償ばね２５によつて
弾圧されて同軸に配置され、スプール２４の先端
側に圧力室２６が、また反対端側のばね２５側に
は圧力補償ばね室２７が各々形成されている。圧
力補償スプール２４は、スリーブ１８の開口１７
と連通して圧力補償制御口をその間に形成する開
口２８を有し、また円筒状シート部材２２も上記
開口２８と連通する開口２９を有していて、これ
ら開口１７，２８，２９によりスリーブ１８およ
び円筒状シート部材２２の周壁を貫通して圧力補
償制御口を経由する流入ポート１２から第２シー
ト２１への流入油路が形成されている。円筒状シ
ート部材２２の内面の第２シート２１から尾端ま
での大径内周壁３０は、該シート部材２２内に摺
動可能に挿嵌される主弁ポペツト３１の尾端側胴
部大径外周面を案内する。主弁ポペツト３１は先
端部近くに第２シート２１に着座するテーパー面
３２を有し、さらに先端には遊動的に先端ポペツ
ト３３を入れ子状に嵌めてあり、この先端ポペツ
ト３３の先端テーパー面３４の中ほどが第１シー
ト２０に着座するようになつている。上記第１シ
ートへの先端ポペツト３３の着座と第２シート２
１への主弁ポペツト３１の着座はポペツト背面の
主弁ばね室３５内のパイロツト圧によつて行わ
れ、主弁ポペツト３１はさらに主弁ばね室３５内
の主弁ばね３６によつて第２シートへ向つて付勢
され該シートに着座される。先端ポペツト３３は
主弁ポペツト３１が最も後退したときでも抜けて
外れないように、主弁ポペツト３１の最大ストロ
ークよりも長い挿入寸法で主弁ポペツト内に挿嵌
され、しかも主弁ポペツト３１が第２シート２１
に対して着座位置にあるときにおいてさえ先端ポ
ペツト３３がそのテーパー面３４を第１シート２
０から離反させ得るような後退余裕を与えられて
いる。第１シート２０のシート径は先端ポペツト
３３の外径D₁より小さく、第２シート２１のシ
ート径は前記D₁より大きいが主弁ポペツト３１
の外径D₂よりは小さい。第２シート２１の上流
側の弁室３７は圧力補償弁スプール２４に穿たれ
た通孔３８を介して圧力室２６に連通し、また第
１シート２０の上流側で且つ第２シート２１の下
流側の弁室３９はシート部材２２に穿たれた通孔
４０を介して圧力補償ばね室２７に連通する。主
弁ばね室３５を閉じているのは弁カバー４１であ
り、該カバー４１は弁本体１０と締着されること
によつてスリーブ１８とシート部材２２とを固定
する。該カバー４１にはパイロツトポート１４へ
通じるパイロツト油路４２が穿たれ、外部から主
弁ばね室３５へのパイロツト圧の送入を自在にし
ている。さらに弁カバー４１には流量調整杆４３
が貫通螺合して、その尾端が調整操作端４４に、
先端が主弁ポペツト３１背面と当接するストツパ
４５に形成され、ストツパ４５の位置によつて主
弁ポペツト３１の後退限位置すなわち第２シート
２１における主弁ポペツトの開度を任意に定め得
るようになされている。

このような構成からなるこの考案の圧力補償付
流量制御弁を第２図の制御弁９ａ，９ｂとして用
いた場合についてその作動を説明すると、第２図
で切換弁３′が中立ポジシヨンｃにある場合、両
制御弁９ａ，９ｂ共にその主弁ばね室内にパイロ
ツト圧が導入されるから、両制御弁９ａ，９ｂと
もに、主弁ポペツト３１およびその先端ポペツト
３３が第２のシート２１と第１のシート２０を
各々閉鎖し、従つて下流側弁室３９が流出ポート
１３から遮断されるので圧力補償弁からの洩れも
阻止され、流入ポート１２と流出ポート１３との
いずれからの圧油の流入に対しても両ポート間を
全く洩れなく遮断することになる。この場合、第
２図の例のように外部シヤツトオフチエツク弁８
ａ，８ｂは各制御弁９ａ，９ｂのポート１３に接
続し、図示のパイロツト圧を与えるようにする。

さて第２図において切換弁３′を一方へ、例え
ばポジシヨンａへ切換えると、制御弁９ａとチエ
ツク弁８ｂのパイロツト圧がなくなり、チエツク
弁８ｂでは油路５ｂのポート１３の圧力をタンク
へ逃がし得るようにになると共に、パイロツト圧
が主弁ばね室３５内に導入されなくなつた制御弁
９ａでは、第３図において流入ポート１２からの
圧油が環状溝１６から開口１７を介して圧力補償
制御口を通り開口２８，２９を経て弁室３７へ達
し、主弁ポペツト３１を主弁ばねに抗してストツ
パ４５に当接するまで押し開けて第２シート２１
での開度を調整杆４３で設定した開度とし、かく
してシート２１の下流側の弁室３９の圧油を達せ
しめて先端ポペツト３３をも開き、開口１９，１
５を介して流入ポート１３への制御油流れを生ぜ
しめる。この油流量は第２シート２１での開度で
制御された値であつて、第２シート２１での制御
口の前後の差圧（P₁−P₂）は、圧力補償スプール
２４の受圧面積をＡ、圧力補償ばね２５のばね力
をＦ_Xとすれば、P₁・Ａ＝P₂・Ａ＋Ｆ_X、すなわち
P₁−P₂＝Ｆ_X／Ａとなつて安定した一定圧力値と
なることは述べるまでもない。

尚、以上の説明では、第３図に示す本考案の実
施例を第２図のロジツク回路構成のシリンダ速度
制御装置に使用した場合について述べたが、本考
案の圧力補償付流量制御弁の用途はこれに限られ
るものではない。

〔考案の効果〕

以上のように本考案の弁では、ポペツト形式の
主流量制御弁にスリーブ形式の圧力補償弁を組合
せ、シヤツトオフ時に圧力補償弁を介しての洩れ
を先端ポペツトで防止するようにしたので、圧力
補償弁を組込んでもシヤツトオフ時の洩れは皆無
であるなど、特にロジツク回路構成に使用してノ
ンリークの圧力補償付シヤツトオフ流量制御弁と
して高い実用的効果を奏し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のシリンダー速度制御回路例を示
す油圧回路図、第２図はロジツク回路構成による
シリンダー速度制御回路例を示す回路図、第３図
はこの考案の一実施例に係る構造例を示した断面
図である。 １０：弁本体、１１：円筒キヤビテイ、１２：
流入ポート、１３：流出ポート、１６：環状溝、
１８：円筒状スリーブ、２０：第１シート（別の
シート口）、２１：第２シート（主弁シート口）、
２２：円筒状シート部材、２３：圧力補償弁室、
２４：圧力補償弁スプール、２５：圧力補償ば
ね、２６：圧力室、２７：圧力補償ばね室、３
１：主弁ポペツト、３３：先端ポペツト、３５：
主弁ばね室、３６：主弁ばね、３７：上流側弁
室、３９：下流側弁室、３８，４０：通孔、４
１：弁カバー、４２：パイロツト通路、４３：流
量調整杆、４５：ストツパ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 弁本体１０の流入ポート１２と流出ポート１３
   との間に設けられた主弁シート口２１と、 該主弁シート口２１の口径より大きい外径の胴
   部によつて前記弁本体１０内の主弁ばね室３５の
   内周壁に摺動可能に案内支持され、前記主弁ばね
   室３５内の主弁ばね３６で後方から付勢されるこ
   とにより前方のテーパー面３２で前記主弁シート
   口２１に流入ポート側から着座する流量制御用主
   弁ポペツト３１と、 前記主弁シート口２１の主弁ポペツト着座部直
   前の流入ポート側に形成され、流入ポートからの
   圧油を前記主弁ばねに抗する向きに主弁ポペツト
   ３１に作用させるための流入ポートに通じた上流
   側弁室３７と、 前記着座部直後の流出ポート側に形成され、流
   出ポートに通じた下流側弁室３９と、 前記主弁ポペツト３１の前記主弁ばね室内にシ
   ヤツトオフ用のパイロツト圧を導入する手段と、 主弁ポペツト３１の後退限位置を規制して主弁
   ポペツトの前記テーパー面３２と主弁シート口２
   １との間に形成される流量制御部の開度を定める
   調整可能な流量設定手段４３と、 前記弁本体内で前記主弁ポペツトの外側に同軸
   配置され、前記上流側弁室３７内の圧力を一端面
   側に受け、他端面側に前記下流側弁室３９内の圧
   力と圧力補償ばね２５のばね力とを受けて前記流
   量制御部前後の差圧を一定に保ように流入ポート
   １２と上流側弁室３７との間で絞り制御部を形成
   する圧力補償弁要素２４と、 前記下流側弁室３９と流出ポート１３との間に
   設けられ、前記主弁シート口２１より小口径の別
   のシート口２０と、 前記別のシート口２０の口径より大きく且つ前
   記主弁シート口２１の口径より小さい外径で前記
   主弁ポペツト３１の先端に入れ子状に遊動的に同
   軸状に貫設され、前記主弁ばね室３５内に前記パ
   イロツト圧が導入されたときに該パイロツト圧に
   よつて先端のテーパー面３４の中ほどで前記別の
   シート口２０に着座して下流側弁室３９を流出ポ
   ート１３から遮断する先端ポペツト３３、 とを備えてなることを特徴とする圧力補償付流
   量制御弁。