JPS63199969A

JPS63199969A - 流体制御弁

Info

Publication number: JPS63199969A
Application number: JP62029628A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Nakamura; 一朗中村; Katsuharu Shudo; 克治首藤; Hidekazu Sasaki; 英一佐々木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-02-13
Filing date: 1987-02-13
Publication date: 1988-08-18
Also published as: US4909279A; GB2201230A; GB8802481D0; KR880010270A; CN1011732B; HK99491A; GB2201230B; SG85891G; KR930002780B1; CN88100780A

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〕本発明は流体圧エレベータの様に、高圧の流体を流体圧
ジヤツキへ供給及び流体圧ジヤツキから排出してエレベ
ータの乗籠等を上昇或いは下降させるための大流量の流
体を制御する流体制御弁に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、油空圧学会発行、８６年５月分ＶｏＬ、
１７Ｎａ３の１８１頁に記載のように、この種の流体制
御弁は、ポンプ流体圧シリンダ及びタンクへ連通ずるポ
ートを有し、ポンプポートから流体圧シリンダポートへ
、流体圧シリンダポートからタンクポート間に各々密封
性を有する流体制御部を備えている。この流体制御部を
パイロット弁を用いて流体を制御している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述の様な流体制御弁では、流体制御弁の本来の目的と
しての高精度の流量制御を、流体圧シリンダを停止させ
ておくための密封性を確保するために、複雑な構造とな
っている。また流体制御するに当って、高圧の流体を流
量制御するためにキャビテーションを発生し、大きな騒
音を生じている。

本発明の目的は、構造簡単で高精度で且つキャビテーシ
ョンおよび騒音を低減する流体制御弁を提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、流体圧の流通方向を制御する流体制御弁に
おいて、ポンプポートと第１の流体室との間にはポンプ
ポートから第１の流体室の方向にのみ開路し、逆方向は
閉塞する逆上弁を設け、第１の流体室と第２の流体室の
間には下降用制御弁を設け、第１の流体室と第３の流体
室の間には上昇用制御弁を設け、ポンプからシリンダポ
ートへの流通流体は四方弁、下降用制御弁を開路して流
れ、シリンダポートからタンクポートへの流れは下降用
制御弁、第１の流体室、上昇用制御弁を経て流れること
により達成される。

〔作用〕

流体圧ジヤツキの下降時の流体制御は、下降用制御弁を
経て第１の流体室に一旦流入させ次いで上昇用制御弁を
介してタンクポートへ排出する。

上記のように排出流体を二段階に分けて制御するため、
キャビテーション及び騒音を低減する。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図により説明する。

流量制御弁１の弁ボディ５は、下部にポンプポート９に
連絡する第１の流体室１２を、その上部には一側にシリ
ンダポート１０に連通ずる第２の流体室１３を、他側に
タンクポート１１に連通する第３の流体室１４を形成し
、上部を弁カバー６にて閉塞されている。ポンプポート
９と第１の流体室１２との開口部には逆止弁４が、第２
の流体室１３には下降用制御弁２が、また第３の流体室
１４には、上昇用制御弁３が配設されている。下降用制
御弁２は、受圧端板２３ａの下部に内筒、２３ｂを突出
した受圧体２３と、上記内筒２３ｂに摺動する外筒２２
ｔ１を突出した円板状の弁体２２と、有底筒体の弁ポペ
ット２１にて構成されている。弁ポペット２１は弁体２
２にボルト及びナツト２５にて結合され、弁体２２との
間に環状のシール材２４を固定している。またスカート
部は軸方向に複数個の、切欠溝２１ａを欠設している。

上記弁ポペット２１は第１の流体室１２と第２の流体室
１３とを区隔する隔壁１３ａの円孔にスカート部が摺動
可能に挿入されている。また受圧体２３は、第２の流体
室１３の上部のシリンダ部に受圧端板２３が摺動可能に
配設され、第２の流体室１３と端板２３ａの上部の背圧
室１５を区切っている。弁体２２の外筒２２ｂには軸方
向に複数個の長孔２２ｃが欠切され、この長孔に内筒２
３ｂに突設したビン２９が係合し、ピン２９が長孔２２
ｃを移動して、弁体２２と受圧体２３相互の摺動移動量
が規制される。また、内筒２３ｂ内部には受圧端板２３
ａと弁体２２との間に押圧ばね２６が、上記の端板２３
ａ上部の背圧室１５には押圧ばね２７が配設されている
。７は下降用制御弁の変位量を制限するストッパである
０通常時は、ばね２６，２７によりシリンダポート１０
に連なる第２の流体室１３とポンプポート９に連なる第
１の流体室１２とを遮断する様に付勢されている。この
ときのシールはシール材２４と隔壁１３ａの円孔の縁部
に形成された弁座との間で行う。上昇用制御弁３は、受
圧端板３３ａの下部に内筒３３ｂを突出した受圧体３３
と、上記内筒３３ｂに摺動する外筒３２ｂを突出した有
底筒体の弁体３２で構成されている。上記弁体３２の有
底筒体３２ｄのスカウト部には軸方向に複数個の切欠溝
３２ａを欠設し、このスカウト部は第１の流体室１２と
第３の流体室１４とを区画する隔壁１４ａの円孔に摺動
可能に挿入され、弁体３２が上方に移動すれば切欠溝３
２ａを介し第１の流体室１２と第３の流体室１４が連通
ずるように形成され、弁体が下方に移動すれば上記二つ
の流体室１２．１３を隔絶する。また、受圧体３３は下
降用制御弁と同様に、第３の流体室１４の上部のシリン
ダ部に受圧端板３３ａが摺動可能に配設され、第３の流
体室１４と端板３３ａ上部の背圧室１６を区切っている
。弁体３２の外筒３２ｂには軸方向に複数個の長孔３２
ｃが欠切され、この長孔に内筒３３ｂに突設したピン３
９が係合し、ビン３９が長孔３２ｃを移動して、弁体３
２と受圧体３３相互の摺動移動量が規制される。また内
部３３ｂ内部には受圧端板３３ａと弁体３２との間に押
圧ばね３６が配設されている。８は受圧端板５３ａの上
方向の移動量を制限するストッパである。

逆止弁４は第２図にその詳細を示すようにポンプポート
９と第１の流体室１２との間に配設されている。この逆
止弁はポンプポート９の端縁部に弁座４０を配置し、そ
の弁座と一体に中央部に立設する弁ガイド捧４１を形成
し、弁ポペット４２は上記弁座４０に接合する外径を有
し、中心部に設けた孔を上記弁ガイド棒４１に挿入し、
弁ポケット４２はガイド棒４１を摺動して上下動する。

弁ポペット４２の背面と、弁ガイド棒４１の上端に固着
したバネ座４３との間に押圧ばね４４を配設し、ナツト
４５．４６にて固定し、押圧ばね４４の押圧力により弁
ポペット４２を弁座４０に接合する方向に付勢しており
、第１の流体室１２の圧力とばね４４の押圧力との和よ
りポンプポート９の圧力が大きければ、弁ポペット４２
を押上げ、上記ポート９から流体室１２への流れを開放
し、第１の流体室１２の圧力とばね４４の押圧力の和の
ほうがポンプポート９の圧力より大きくなれば、弁ポペ
ット４２の弁座４０に接合し、上記第１の流体室１２か
らポート９方向への流れは遮断される。２は下降用制御
弁、３は上昇用制御弁を示す、第１図に戻り、パイロッ
ト弁５１，５２゜５３．５４は高速で作動する０Ｎ−Ｏ
ＦＦ切換弁で、パルス列のパルス巾を制御して作動状態
を制御する所ｍＰＷＭ制御の弁である。

ポンプポート９は流体圧ポンプへ、シリンダポート１０
は、負荷を上昇、下降させる流体圧ジヤツキへ、タンク
ポート１１はタンクへ接続される。

上記パイロット弁５１は第２の流体室１３と端板２３ａ
上部の背圧室１５との間に、パイロット弁５２は上記背
圧室１５とタンク１７との間に配置される流路が接続さ
れ、ま九パイロット弁５３は第１の流体室１２と端板３
３上部の背圧室１６との間に、パイロット弁５４は上記
背圧室１６とタンク１７との間に配置される様に流路が
接続されている。

第３図は流量制御弁１を側面から見た一部断面を示す図
で、弁ボディ５の下部にポンプポート９゜逆止弁４．第
１の流体室１２が図示され、パイロット弁５１，５２，
５３．５４はサブプレート５５を介し弁ボディ５に固定
され、上記のパイロット弁の接続流路はサブプレート５
５内部に形成されている。

上記構造の流量制御弁は次の様に作動する。

流体圧ジヤツキを押し上げるとき、流体圧ポンプを起動
すれば、吐出された流体は逆止弁４の弁ポペット４２を
ばね４４の押圧力に打勝って押し開き第１の流体室１２
へ流入する。この流体は上昇用制御弁３の弁体３２をば
ね３６の押圧力に打勝って押し開き、弁体３２のスカー
ト部に設けた切欠溝３２ａを通って第３の流体室１４．
タンクポート１１を経てタンクに還流する。このときの
流体抵抗の大きさはストッパ８で＃Ｗする。パイロット
弁５４を閉じてパイロット弁５３に前述の様にパルス信
号を与えれば、パルス変調率に比例して切換えられ、第
１の流体室１２の流体が背圧室１６に供給され、両流体
室から受ける力の差によって弁体３２と受圧体３３とが
一体となって押し下げられる。これにより切欠′ｔｎ３
２　ａによって作られる開口面積が小となり流体抵抗が
増大するので第１の流体室１２の流体圧力が上昇する。

この圧力がシリンダポート１０の圧力よりわずかに大き
くなると下降用制御弁２の弁ポペット２１゜弁体２２．
受圧体２３等を一体にしてばね２７の押圧力に打勝って
押し開き、弁ポペット２１のスカート部に設けた切欠溝
２１ａより第２の流体室１３、シリンダポート１０を経
て、圧力流体を流体圧ジヤツキへ供給する。上昇用制御
弁３が全閉になれば、ポンプの吐出流量は全量流体圧ジ
ヤツキ中へ供給される。

流体圧ジヤツキを減速する場合、パイロット弁５３を閉
じ、パイロット弁５４にパルス列信号を与えれば、パイ
ロット弁５４が開き、そのパルス巾側調率に比例した流
量が、背圧室１６からタンク１７へ排出される。それに
より弁体３２を受圧体３３と一体になって、第１の流体
室１２の圧力に押されて押し上げられ、切欠溝３２ａの
開口面積が増大し、ポンプポート９から圧力流体が流入
しても、タンクポート１１へ排出される流体流量が増大
し、シリンダポート１０から流体圧ジヤツキへ供給され
る流量は減少する。そして第１の流体室１２の圧力がシ
リンダポート１０の圧力程度まで低下すれば、下降用制
御弁２の弁体２２はばね２６の押圧力によって押し下げ
られ、第１の流体室１２と第２の流体室１３との間を遮
断し、且つシール材２４と弁座との間で密封度を確保す
る。

従って流体圧ジヤツキの位置を現位置に確実に保持でき
る。

このときの流体圧ジヤツキの加減速度、移動速度は、パ
イロット弁５３．５４を駆動するパルス列のパルス幅変
調率で自在に制御可能なことが理解できよう。

次に流体圧ジヤツキを下降させる場合。

パイロット弁５１を閉じて、パイロット弁５２にパルス
列信号を与えれば、該弁５２を開くと共にそのパルス巾
側調率に比例した流量が背圧室１５からタンク１７へ排
出される。受圧体２３に第２の流体室１３から作用する
流体圧力によって弁体２２と受圧体２３とが一体になっ
て押し上げられ、弁ポペット２１のスカート部に投じた
切欠溝２１ａの開口面積が増大して、流体圧ジヤツキに
作用していた圧力流体はシリンダポート１０から第２の
流体室１３を経て第１の流体室１２へ流入し、流体圧ジ
ヤツキは下降する。流体室１２へ流入した流体は、逆止
弁４で遮断されているのでポンプポート９への流出が不
可能で、上昇用制御弁３の弁体３２をばね３６の押圧力
に打勝って押し上げ、第３の流体室１４．タンクポート
１１を経てタンク１７へ流出する。

逆に流量を減する場合は、パイロット弁５２を閉じ、パ
イロット弁５１をパルス列信号で駆動すれば、該弁５１
を開くと共に、パルス幅変調率に比例した流量が、背圧
室１５へ供給され、弁体２２、受圧体２３を押し下げる
にれにより弁ポペット２１のスカート部に設けた切欠溝
２１ａの開口面積が小となり、シリンダポートからタン
クポート１１への流量は小さくなる。この場合、上述の
様にシリンダポート１０からタンクポート１１へ流れる
流体は下降用及び上昇用の両方の制御弁２，３を経由す
る。即ち、２段に分けて圧力降下する。このことは、キ
ャビテーションの抑制或いは軽減をはかることができる
。

上昇用制御弁３の場合と同様、パイロット弁５１．５２
を励磁するパルス信号のパルス巾側調率を変えて、流体
圧ジヤツキの加減速度、移動速度を任意に制御すること
が可能である。

逆止弁４にシール性を要求されるのは下降動作時だけで
あり、その程度も、ポンプが逆転して破損しさえしなけ
れば、少しの漏れは許容できる。

即ち、逆比弁子の加工精度は低いものであっても問題な
い。

第４図は本発明の他の実施例を示す流量制御弁で、前記
実施例と同一部分は同一符号を付し、その説明を省略す
る。この実施例が前記実施例と相異するところは、弁体
１２２，１３２と受圧体１２３．１３３の結合構造であ
り、この実施例では受圧体１２３，１３３を椀形とし、
その内周に弁体１２２，１３２を嵌入し、スナップリン
グ１２８．１３８で両者の雌親を阻止した構造である。

この流量制御弁の作用並びに効果は前記実施例と同様で
ある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来品に比べ、調整用絞りは不要とな
り構造を簡単にすることが出来る。また。

シリンダポートからタンクポートへの流体の流れを多段
に分割して圧力降下させることによりキャビテーション
の発生を抑制或いは低減し、且つ騒音、脈動を軽減する
ことが出来る。

また本発明の実施例によれば、流体圧ジヤツキの流体を
密封するためのシール個所を下降用制御弁に１個所のみ
としたことで、信頼性を高め、密封保持を確実にするこ
とが出来、更に、パイロット切換弁をＰＷＭ制御して、
上昇、下降制御弁の作動を制御するので制御範囲を自由
に拡大することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す流体制御弁の断面図、
第２図は第１図の■−■線矢視断面図、第３図は流体制
御弁の側面図で一部を破断面にて示す、第４図は他の実
施例を示す流体制御弁の断面図である。２・・・下降用制御弁、３・・・上昇用制御弁、４・・
・逆止弁、９・・・ポンプポート、１０・・・シリンダ
ポート。１１・・・タンクポート、１２・・・第１の流体室、１
３・・・第２の流体室、１４・・・第３の流体室、１５
゜１６・・・背圧室、５１，５２，５３，５４・・・パ
イロット切換弁。

Claims

【特許請求の範囲】１、ポンプポートに接続する第１の流体室と、シリンダ
ポートに接続する第２の流体室と、タンクポートに接続
する第３の流体室を備え、ポンプポートからシリンダポ
ートへ、またはシリンダポートからタンクポートへ流体
圧の流通方向を制御する流体制御弁において、ポンプポ
ートと第１の流体室との間には、ポンプポートから第１
の流体室の方向にのみ開路し、逆方向は閉塞する逆止弁
を設け、第１の流体室と第２の流体室の間には下降用制
御弁を設け、第１の流体室と第３の流体室の間には上昇
用制御弁を設け、ポンプからシリンダポートへの流通流
体は四方弁、下降用制御弁を開路して流れ、シリンダポ
ートからタンクポートへの流れは、下降用制御弁、第１
の流体室、上昇用制御弁を経て流れることを特徴とする
流体制御弁。２、下降用制御弁は、第１の流体室の圧力を受けて開路
方向に変位する弁体と、この受圧方向に反抗方向に付勢
された押圧バネと、弁体の他側には背圧を受ける受圧体
と、この背圧室を第２の流体室とタンクに流路切換する
切換弁を設け、背圧室の圧力を制御し弁体を開閉する特
許請求の範囲第１項記載の流体制御弁。３、弁体には、弁座に対向して環状のシール材が配設さ
れている特許請求の範囲第２項記載の流体制御弁。４、上昇用制御弁は、第１の流体圧の圧力を受けて開路
方向に変位する弁体と、この受圧方向に反抗方向に付勢
された押圧バネと、弁体の他側は背圧を受ける受圧体と
、この背圧室を第１の流体室とタンクに流路切換する切
換弁を設け、背圧室の圧力を制御し弁体を開閉する特許
請求の範囲第１項記載の流体制御弁。５、弁体と受圧体は、筒体部が互いに嵌合し、軸方向に
所定長さ摺動可能に形成されている特許請求の範囲第２
項または第４項記載の流体制御弁。６、弁体は、スカート部に軸方向に複数個の切欠溝が欠
設され、このスカート部が隅壁の円孔に軸方向に摺動可
能に配設されている特許請求の範囲第２項または第４項
記載の流体制御弁。