JPS6282412A - 圧力制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は圧力制御弁に関し、特に、圧力脈シ１１を減衰
させる構造の改良に係り、例えば、リリーフ弁や減圧弁
等に使用される電磁比例圧力制御弁に利用して有効なも
のに関する。

〔従来の技術〕

従来の電磁比例圧力制御弁として、例えば、第２図に示
されているようなものがある。この制御弁は、一次側通
路６Ａと二次側通路７Ａとの連通を開閉する弁体１２Ａ
と、弁体の作動を制御するパイロッ弁２Ａと、弁体の反
弁座側に形成されている背後室８Ａと、背後室と一次側
ｊｍ路とに連１１１１する第１絞り弁路１４．Ａと、背
後室とパイロット弁とに連通ずる第２絞り弁路２ＯＡと
、印１１［１電流値と比例する励磁力を発生してパイロ
ット弁を制御するソレノイド３Ａとを備えており、前記
ソレノイド３Ａに所定の電流を印加して印加電流値と比
例する力をパイロット弁２Ａに作用させることにより、
パイロット弁２Ａおよび弁体１２Ａを介して−・次側ｊ
…路のＹＦ力を前記印加電流値と比例する（１Ｍζこ制
御するように構成されている。

ｈ轟ｊ！ｒ、二のような電磁比例圧力制御弁において［
よ、制御の容易さやビステリシスの改善のため、ソトノ
イ１をｉ内当なディ４１・−効果を持ったパルス係（変
調（Ｐ　ｕ　Ｉ　ｓ　ｅ　　Ｗ　ｉ　ｄ　ｔ　ｈ　　Ｍ
　ｏ　ｄ　ｕ　ｌ　ａ　ｔ　ｉＯｎ　）　６乙１．り制
御を行うことが一般化して来でいる。

−・／ｊ、この場合、制御圧力に（般送周波数に合致し
た圧力脈動が発）Ｉ−することが知られている。

そこで、従来から、第２図に示されているような電磁Ｉ
Ｌ例ＦＦカ制御弁においては、第２絞り弁路２０ＡＯ）
ｐｌ、を小さく設定することにより、圧力脈１Ｊを減衰
さ−けるようにし７ている。

［発明が解決しよ・うとする問題点〕 しかし、ごのような電磁比例圧力制御弁においては、第
２絞り弁路が小径に設定されているため、制御１１［能
な圧力範囲の下限（最低制御圧力）が高くなってｔ７ま
うという問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明にかかるＩＩ力制御＃　＋；１、Ｊ＋”体の背後
にＩＩＪ成されている背浅室乙こ連ｊｍするダンパ室を
設（１イ）とともに、ごのダンパ室を第１絞り介１−８
お、１び第２絞り弁路に別ノ１ｑｒｔ＋弁１７１ｓ　ｃ
、：　、１、−Ｊ　−（連＋ｍ　サー１！ル、１、うに
したものである。

〔作用〕

パイロットｊ１゛を押す力が減小すると、第１絞〃）弁
路から弁体の１ｖ後室へ１［力ｌＡｒ体の翔１給が増加
される。第１絞り弁路をｒｔ力流体がＪ過するとき、圧
力打ｊ失が発４１−シ、弁体がｌ＆　／Ｊ−ｔ５１押さ
れ、Ｌ）とするが、ダンパ室が形成されている人、−ｊ
Ｉ゛体の後退速度に遅れがＬｌ−するため、Ｊｒ体Ｃ１
ｊ−・次側１１１１１１′８と一次側通路との連通の隙
間の変化を少なく“」ることかできる。

弁体が隙間の変化を少なく卸持している間に、パイロッ
ト弁を押す力が増力１目−ると、第１絞り弁路からの弁
体Ｗ後室−・の流入が減小する。その結果、パイロット
弁の微振動に住・）［トカ脈動は減衰されることになる
。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例である電磁比例圧力制ｆｆｆ
ｌｌ　Ａ′、を示ず縦断面図である。

本実施（＋ｌＩにおいて、電磁比例圧力制御ｔ？は主弁
１と、主弁１を制御するパイロット弁２と、パイ１１ノ
ド弁［柴作手段としてのソレノイド３とを備えており、
＝１ユ弁およ（トパイロノト弁２はハウジング４に絹め
込まれ、ソレノイド３はハウジング４に絹シイ、ｔ　Ｌ
：Ｉられでいる。

ハウジング４に＋、１′介筒収容筒収容室５されている
とともに、一次側通路６および二次側通路７が収容室５
の一端面および側面にそれぞれ接続する、１、うに開設
されている。収容室５には主弁１の弁筒（以下、第１弁
筒という。）８およびパイロット弁２の４？筒（以Ｆ、
第２弁筒という。）９が一端（以下、後側とする。）開
口から順次嵌入されて隣接するように収容されており、
両弁筒８．９は第２弁筒９が収容室５に螺入されること
により固定されている。

第１弁筒８には小径、環状、大径よりなる中空部８１）
、８ａ、８Ｃが設けられている。環状中空部８ａにおＬ
Ｊる前端部には１弁１の弁座（１反Ｆ、第１弁座といろ
。）１０が形成されており、第１弁座１０によって形成
された弁［１は小ｉ￥中空部８ａを介して一次側通１２
８Ｇに沖Ｊされている。第１弁筒８の筒壁には連絡Ｊ路
１１が第１＃座１０とニー次側通路７とを連絡するよう
に開設されている。

第１弁筒８には主弁ｌの弁体１２が大径中空部８Ｃに前
後方向に摺動自在に嵌入されており、弁体１２は第１＃
座１０に離着１１Ｇずろごとにより、−・次側通路６と
一次側通１／、’＋　７との神ｊｍを開閉するように構
成されている。

弁体１２は略カップ形状に形成されており、その凹部１
３の底壁には第１絞り弁路１４が−・次側ｉｆｌ路６に
連通するように開設されている。また、弁体１２の凹部
１３内にはスプリング１５が弁体１２の底壁と第２弁筒
９の前面との間も二薄刃状態に介設されてオノリ、スプ
リングＩ５は弁体Ｉ２を第１弁座１０に着座させる方向
に常時付勢するようになっている。

第２弁筒９には弁室１６が同心的に形成されており、弁
室１６の前端部にはパイロット弁２の弁１４３（以下、
第２弁座という。）１７が形成されている。弁室Ｉ６に
はパイロット弁の弁体としてのポペット１８が連絡通路
１９ａを有する軸受部材１９に摺動自在に支承されて内
装されており、ポペット１８は第２弁座１７に離着座す
ることにより、これが形成する弁口を開閉するように構
成されている。第２弁筒９の前端面壁には第２絞り弁路
２０が開設されζおり、第２絞り弁路２０ば第２弁座１
７が形成する弁口と第１絞り弁１？＆１４とを連通さセ
るようになっている。第２弁筒９の筒壁には第３絞り弁
１？！Ｇ２］が弁室１６と二次側通路７とを連通さ・ｌ
るように開設されている。

また、第２弁筒９の前端面には略円筒形状に形成された
スリーブ２２が同心的に配されて一体的に突設されてお
り、スリーブ２２は弁体１２の凹部１３に相対的に進退
自在に嵌入されている。この凹部１３とスリーブ２２と
の嵌合により、第１弁筒８の中空部８ａにおけるｌ＆端
部には、弁体１２の進退によって容積が変化するダンパ
室２３が実質的に形成されており、ダンパ室２３４；ｌ
凹部１３の内周面とスリーブ２２の外周面との間に適当
に形成された絞り弁路としてのクリアランス２４により
、第１絞り弁路】４と第２校り弁路２０とが連通してい
る凹部１３内に連ｊｆｆｌするよ・うになっている。

ボベソ］〜１８の後端部に＆；ｔ：　Ａ、１ｔねじ部２
５が刻設されており、雄ねじ部２５には調整部材２６が
前後方向に位置調整可能に螺合されている。

ソレノイド’　３　Ｌｅｔハウジング４にポペット１８
と軸心が略合致するように絹み付けられており、電磁コ
イル２７と、このコイル２７の励磁力を付勢されるプラ
ンジャ２日とを備えている。プランジャ２８はポペット
１日に調整部材２６を介して突合するように配設されて
おり、ポペット１８に対してコイル２７への印加電流値
に比例する力をイ］勢するようになっている。

次に作用を説明する。　　。

一次側通路の圧力流体が第１絞り弁路１４から弁体１２
の凹部１３に流入し、クリアランス２４からダンパ室２
３に流入するため、弁体１２は第１絞り弁路】４の前後
において同一圧力に保たれる。その結果、弁体１２はス
プリング１５の付勢力と弁体１２の径による受圧面積と
弁座１０の受圧面積差に基づく力によって第１弁座１０
に密着されている。

このとき、圧力流体は第２絞り弁路２０を経て第２弁座
１７の一次側室１６ａに流入するため、圧力はポペット
１日にも作用している。しかし、この圧力がポペット１
８を後退させようとする作用力が、印加電流値に比例し
てソレノイド３がポペット１８を押す力よりも小さい間
は、ポペット１８は第２弁座１７に密着されている。

一次側通路６における圧力が増加し、ポペ・７ト１８に
作用する力がソレノイド１３による付勢力よりも大きく
なると、ポペット１８は後退されて第２弁座１７から離
れるため、圧力流体は第３絞り弁路２１をｊＩｌｌって
二次側通路７に流出する。

同時に、弁体１２の凹部１３内には第１絞り弁路Ｉ４を
ｉｔ！ｔっで圧力流体が補給されるが、第１絞り弁路１
４を通る際に圧力ｔ１失が発生ずるため、弁体１２の凹
部１３側は一次側１ｆｆｌ　１７８６よりも圧力が低く
なる。その結果、第１弁座１０に押し付けられている力
の平衡が崩れ°ζ、弁体］　２４；Ｉ後退され、第１弁
座１０から離れるため、一次側通路６の圧力流体は第１
弁座１０、連絡通路１１を１ｆｆｌして二次側通路７に
流出するごとにｔＩ′る。

圧力流体が流出し一次側通路６における圧力が設定値に
なると、ソレノイド３の付勢力と第２弁座１７の一次側
室１６ａの圧力によってポペット１日を押している力と
が平衡し、第２弁座１７において所定の隙間が形成され
るため、各絞り弁路１４．２０．２１における流れは安
定することになる。その結果、弁体１２が第１絞り弁路
１４の前後において力学的平衡を保たれることにより、
第１弁座１０と弁体１２は所定の隙間による絞り状態を
形成し、一次側通路６の圧力流体を第１弁座１０と弁体
１２間の隙間より二次側通路７へ流出されることになる
。

そして、このような電磁比例圧力制御弁における圧力制
御において、ソレノイ１′をパルス幅変調制御した場合
、制御圧力に＃Ｐ送送波波数合致した圧力脈動が発生さ
れる。

しかし、本実施例においては、弁体１２の凹部１３とス
リーブ２２とが摺動自在に嵌合されることにより、第１
弁筒８の中空部８ｃの一部にダンパ室２３が形成されて
いるとともに、このダンパ室２３がクリアランス２４を
通じて凹部１３内に連通されているため、圧力脈動は効
果的に減衰されることになる。

一４゛なわら、パレス幅変調制御によるソレノイド３の
励磁力の微細な低トに伴ってポペット１Ｂが第２弁座】
７の−・次側室１６　ａの圧力によって第２弁座１７に
おいて形成された隙間が広がると、第２絞り弁路２０を
ｉｍじて凹部１３内の圧力流体が流出するため、第１絞
り弁路１４から凹部１３内へｌトカ冶体が補給される。

この圧力流体が第１絞Ｆ）弁路１４を通るとき、圧力ｔ
ハ失が発生し、弁体１２は後方に押されようとするが、
ダンパ室２３が弁体１２の背後に設けられているため、
弁体１２の後退速度に若干遅れが生じ、弁体１２と第１
弁座１０との間の隙間の変化は少なくなる。

弁体１２と第１弁座１０間の隙間の変化が少ない期間内
に、ソレノイ（”３の励磁力の増力旧、二伴ってポペッ
ト１８と第２弁座１７間の隙間が減少されると、第２絞
り弁路２０を］ｍしての凹部１３内の圧力流体の流出は
減少するため、第１絞幻弁路１４から凹部１３内への１
１・力流体の流入も減少される。この結果、第１介１＃
］４の前後において圧力ｔｎ失は減少し、弁体１２は前
方へ押されようとするが、ダンパ室２３が弁体１２のｔ
Ｖ後に設（Ｊられているため、弁体１２のｉｉ）進速度
ｔこ遅れが４−１；、弁体１２と第１弁座１０の隙間の
変化は少なくなる。このようにして、パルス幅変調制御
によるソレノイド３の＃磁力についての微弱な変動のう
ら微小な領域では弁体１２の動きが抑１１−されるため
、圧力脈動は効果的に減衰されることになる。

ところで、第２図に示され°ζいるよ・うに、ダンパ室
を備えζいない電磁比例圧力制御弁においても、第２絞
り弁路２ＯＡの径を小さく設定することにより、圧力脈
動は減衰させることができる。

すなわち、ポペットが開成すると、弁体１２Ａの背後室
８Ａの圧力が低下し、弁体１２Ａを後退させようとする
が、第２絞り弁路２ＯＡが小径であると、第２絞り弁路
２ＯＡにおける流通が抑制されるため、弁体１２Ａの後
退速度に遅れが生ずる。その結果、圧力脈動は減衰され
ることになる。

ところが、第２絞り弁路を小径に設定すると、最低制御
圧力が高くなってしまうという問題点が発生ずる。これ
を具体的に説明すると次の通りである。

第１絞り弁路、第２絞り弁路、第３絞り弁路における谷
径をｄｌ、ｄ２、ｄ３とし、一次側通路の圧力をｐｐ、
二次側通路の圧力をＰｔ１第１絞り弁路の二次側圧力を
Ｐ　１　％各絞り弁路を通過する流量をＱとして、各絞
り弁路の前後の圧力差を考えるさ、次式が得られる。こ
こで、パイロット弁は可変絞り弁路として作用するが、
最低制御圧力を考える場合、全開状態として扱えばよい
ので、絞り効果は考慮外におくものとする。

Ｐｐ　　Ｐｚ　＝　　（Ｑ／Ｋｄｌ　２）”　　　・　
・　・（１）Ｐｐ−Ｐｔ　−（Ｑ／Ｋ）”　　× （１／ｄｚ’　　→−１／ｄ　　ｌ！　’　　＋１／ｄ
　　３　’　　）・　・　・　（２） 故に、 （Ｐｐ−〜Ｐ　Ｉ）　／　（Ｐ　ｐ−Ｐ　Ｌ　）＝　（
（Ｑ／Ｋ）　２ｘｉ／ｄ１’）／　［（Ｑ／Ｋ）”　ｘ
（１／ｄ１’　＋１／ｄｇ’　　）Ｉ／ｄ３’））＝１
／　　（１＋　　　（ｄｚ　　／ｄＲ）　　’　　　＋
　　（ｄ　　１　／ｄ　　３　）　　’）・・・（３） すなわち、第２絞り弁路の径ｄ２を小さく設定すると、
（ｄｌ／ｄｉり’、が大きくなって、曲成（３）の分母
が大き（なるため、（Ｐｐ−Ｐｔ）／（Ｐｐ−Ｐｔ）、
が小さくなる。これは結果的に、ｐｐ−ｐ、の圧力差が
小さくなったことを意味し、一次側通路の圧力Ｐｐに対
して制御すべき圧力範囲の下限が高いことを示している
。

これに対して、本実施例においては、第２絞り弁路の径
を小径にすることなく、圧力脈動を減衰することができ
るため、最低制御圧力を低くすることができ、制御可能
圧力範囲を広くすることができる。

例えば、第２絞り弁路の径を、直径０．８ｍｍからｌ、
Ｏｍｍに設定することにより、最低制御圧力を約３０％
減少させることができる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であ
ることはいうまでもない。

例えば、ダンパ室は弁体の凹部にスリーブを摺動自在に
嵌合して形成するに限らず、第１弁筒または第２弁筒の
内部に形成してもよい。

ダンパ室は凹部とスリーブとのクリアラスにより第１絞
り弁路および第２絞り弁路に連通させるに限らず、専用
の絞り弁路により連通させるようにしてもよい。

前記実施例では電磁比例圧力制御弁につき説明したが、
本発明はこれに限らず、伯のパイロット操作型の圧力制
御弁全般に適用することができる。

〔発明の効果〕

（＋１　　弁体の背後にダンパ室を設けるとともに、第
１絞り弁路および第２絞り弁路にダンパ室を絞り弁路に
よって連通させることにより、パイロット弁が開成後の
弁体の開成を若干遅れさせることができるため、圧力脈
動を減衰させることができる。

（２）第２絞り弁路の径を小径に設定することなくして
圧力脈動を減衰させることができるため、最低制御圧力
を低く設定することができ、制御可能な圧力範囲を広く
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である電磁比例圧力制御弁を
示す縦断面図である。 第２図は従来例を示ず縦断面図である。 １・・・主弁、２・・・パイロット弁、３・・・ソレノ
イド、４・・・ハウジング、５・・・弁筒収容室、６・
・・一次側通路、７・・・二次側通路、８・・・主弁の
弁筒、９・・・パイロット弁の弁筒、１０・・・主弁の
弁座、１１・・・連絡通路、１２・・・主弁の弁体、１
３・・・凹部、１４・・・第１絞り弁路、１５・・・ス
プリング、１６・・・弁室、１７・・・パイロット弁の
弁座、】８・・・ポペット（パイロット弁の弁体）、１
９・・・軸受部材、１９ａ・・・連絡通路、２゜・・・
第２絞り弁路、２■・・・第３絞り弁路、２２・・・ス
リーブ、２３・・・ダンパ室、２４・・・クリアランス
（絞り弁路）、２５・・・雄ねじ部、２６・・・調整部
材、２７・・・電磁コイル、２Ｂ・・・プランジャ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一次側通路と二次側通路との連通を開閉する弁体
   と、弁体の作動を制御するパイロット弁と、弁体の反弁
   座側に形成されている背後室と、背後室と一次側通路と
   を連通させる第１絞り弁路と、背後室とパイロット弁と
   連通させる第２絞り弁路とを備えている圧力制御弁にお
   いて、前記背後室に連通するダンパ室を備えているとと
   もに、ダンパ室が前記第１絞り弁路および第２絞り弁路
   に別の絞り弁路によって連通されていることを特徴とす
   る圧力制御弁。
2. （２）ダンパ室が、弁体に形成される凹部と圧力室に突
   設されるスリーブとを摺動自在に嵌合されることによっ
   て形成されており、絞り弁路が凹部とスリーブとのクリ
   アランスによって形成されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の圧力制御弁。