JPH02288906A - ポペット弁制御用のパイロット弁 - 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、フローアンプ機能を有するポペット弁の流量
制御を行なうためのパイロット弁に関するものである。

〔従来の技術〕

ポペット弁を用いた油圧制御装置としては第６図に示す
ものが米国特許節４，５３５，８０９号明細書で知られ
ている。

この従来例におけるポペット弁ａ、〜ａ４のバイパス回
路にはパイロット弁ｂ１〜ｂ４と共に定差減圧弁ｃ１〜
Ｃ４が介装してあり、定差減圧弁ｃ１〜ｃ４にてパイロ
ット弁ｂ１〜ｂ４の上流側と下流側の差圧を一定にする
ようにしており、パイロット弁ｂ１〜ｂ４の開度を外部
から設定すれば、パイロット流量がアクチュエータｄに
接続したメイン回路内の圧力によらず定められるように
なっている（圧力補償）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来例のポペット弁のパイロット回路内にはパイロ
ット弁のほかに定差減圧弁を介装しであるため、油圧機
器の数が多くなり、コストアップになってしまうという
問題があった。

また上記従来のパイロット弁は外部からの力で制御する
場合に、フローアンプのパイロット流れのバイアス分の
フローフォースによってパイロット弁のスプールが戻さ
れるため、第５図に実線で示すように、ポペット弁の差
圧が大きくなるとポペット弁を通る流量が減少してしま
い、図中点線で示す目標流星からはずれてしまい、圧力
過補償状態になってしまうという問題もあった。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明は上記
フローフォースによってポペット弁の差圧が大きくなっ
たときに流量が減少するという特性を利用すると共に、
このフローフォースによる流量の減少を少なくすること
により、定差減圧弁を用いることなしにポペット弁の差
圧か大きいときにおけるポペット弁の流量を略一定にす
ることができるようにしたパイロット弁制御用のパイロ
ット弁を提供しようとするもので、その構成は、ポペッ
ト弁のばね室と低圧回路を連通ずるパイロット回路を開
閉してポペット弁を制御するポペット弁制御用のパイロ
ット弁において、上記ばね室と低圧回路の間を開閉する
弁座部、この弁座部に隣接Ｉ７て設けた第１チヤンバ、
この第１チヤンバとポペット弁のばね室との間に設けた
第１チヤンバを設けたスリーブと、上記スリーブに嵌挿
され、かつ弁座部に当接するテーバ状の弁部と、上記第
１チヤンバと第２チヤンバの間を開閉するｉ’＋Ｊ変オ
リフィスを設けたパイロットスプールとからなり、かつ
」二ｄ己第１チャンバ１こ、この第１ヂヤンバとポペッ
ト弁のばね室とを絞りなから連通ずるバイパスオリフィ
スを設りた構成となっており、パイロットスプールをソ
レノイドにて開方向に押動することにより、弁座から弁
部が離れて弁座部か開となると共に、第２チヤンバから
第１チヤンバへパイロット流か生し７てポペット弁が開
方向に制御される。このとき、第２チヤンバから第１チ
ヤンバへ流体が流れることによるフローフォースがパイ
ロットスプールに作用してこれを押し戻す方向に作用し
、ポペット弁の差圧が大きいときに流量か過大になるの
が防１にされる。またパイロット流か通る第１チヤンバ
内にバイパスオリフィスを通って絞られたバイアス流か
作用し２ていることにより」二記フロフォ・−スが過大
になるのが防止されるようになっ−Ｃいる。

〔実　施　例〕

本発明の実施例を第１図から第３図に基づいて説明する
。

第３図はパイロット弁にて開閉されるポペット弁を用い
た油圧制御装置の回路を示すもので、図中１は往復作動
するアクチュエータ、２は油圧ポンプ、３はド１ノン回
路である。アクチュエタ１の往復回路である第１．第２
回路４，５は流入回路４ａ　　５ａとドレン回路４ｂ　
　５ｂに分岐されていて、それぞれの流入回路４ａ５ａ
にはメータイン側のポペット弁６ａ、６ａとロードチエ
ツク弁７ａ、７ｂが、またドレン回路４ｂ、５ｂにはメ
ータアウト側のポペット弁８ａ、８ｂかそれぞれ介装さ
れている。

１−記第１回路４側のメータイン側のポペットｆｐ６ａ
のパイロット回路９ａと、第２回路５側′□−゛文〜タ
アウト側のポペット弁８１１）のパイロット回路〕０ト
）に、ごの両パ・ｒロッＩ・回路９ａ。

１０　ｂを同時に開閉する第１のパイロット弁１、、１
　ａが、また第２回路５側のメータイン側のポペット弁
６　ｂのパイロット回路９ｂと、第１回路４側のメータ
アウト側のポペット弁８ａのパイロット回路］Ｏａに、
この両パイロット回路９ｂ、１０ａを同時に開閉する第
２のパイロット弁１１　ｂがそれぞれ弁装置、である。

第１図は上記油圧制御装置の一方の回路、例えば第１の
回路４側を示すもので、この図で本発明に係るポペット
弁制御用のパイロット弁１１ａの構成を説明する。

図中１５は弁箱１６に嵌挿したスリーブで、このスリー
ブ１５の外周には軸方向先端側から第１ポート１７、第
２ポート１８、第３ボート１つが設けてあり、第１ポー
ト１７にメータアウト側のポペット弁８ａのばね室２０
が、第２ボー１−１．８にはメータイン側のポペット弁
６ａのばね室２１が、さらに第３ボー１−１９にはメタ
イン側のポペット弁６ａの下流側かそれぞれ接続されて
いる。

［５ スリーブ１５内にはスプール孔２２が設けてあり、この
スプール孔２２の先端はドレン回路に開放されている。

そしてこの先端部にテーパ状の弁座２３が設けである。

またスプール孔２２には先端に上記弁座２３に当接する
テーパ状の弁座２４を設けたパイロットスプール２５が
、ばね２６にて弁部２４が弁座２３側へ当接して弁座２
３を閉じる方向に付勢されて嵌挿されている。そしてこ
のパイロットスプール２５の他端はソレノイド２７にて
作動するロッド２８に対向しである。ソレノイド２７に
は操作レバーの作動角に比例した電流が流れるようにな
っている。

上記スリーブ］５のスプール孔２２には弁座２３側から
順に、第１．第２．第３．第４チャンバ２９，３０，３
１．３２が設けてあり、第１−チトンバ２９と第１ポー
ト１７とかバイパスオリフィス３３にて連通されている
。また第２チヤンバ３０と第１ポート１７とがパイロッ
ト流路３４にて連通されている。第３チヤンバ３】は第
２ボート１８に、第４チヤンバ３２は、第３ポート１９
にそれぞれパイロット流路３５゜３６にて連通されてい
る。

パイロットスプール２５には上記第１チヤンバ２９と第
２チヤンバ３０に対向する小径部とこれらの間に位置し
、第１．第２チヤンバ２つ。

３０を仕切る第１のランド２５ａとが設けてあり、さら
に上記第３．第４チャンバ３１．３２に対向する第２の
ランド２５ｂが設けである。

上記第１のランド２５ａの外周には第２チヤンバ３０側
から第１チヤンバ２９側へ向ケ、カつ第２チヤンバ３０
の軸心側から第１チヤンバ２９の内周面に向けて拡開状
に形成した第１の可変オリフィス３７が複数個設けてあ
り、この第］の可変オリフィス３７は、パイロットスプ
ール２５の開動作において、弁座２３から弁部２４が離
れてからその先端部が第１チヤンバ２９側に連通ずる位
置関係となっている。

またスプール２５の第２のランド２５ｂには上記開動作
時において第３チヤンバ３１と第４チヤンバ３２とを連
通ずる第２の可変オリフィス３８が設けである。この可
変オリフィス３８の形状は、上記開動作時において、第
３チヤンバ３１から第４チヤンバ３２へ、スプール２５
の外周部から軸の中心側へパイロット流が流れるように
第３チヤンバ３１側から第４チヤンバ３２側へ徐々に深
くなるようにした溝形状となっている。

上記構成において、操作レバーの操作にてソレノイド２
７を作動してパイロットスプール２５を押し動かすと、
まず弁部２４が弁座２３を離れて第１チヤンバ２９がド
レン回路側に開かれ、パイロットスプール２５かさらに
変位した後に第２チヤンバ３０と第１チヤンバ２９が第
１の可変オリフィス３７にて連通される。またこのとき
、第３チヤンバ３１と第４チヤンバ３２が第２の可変オ
リフィス３８にて連通される。

」二記作動によってメータイン側及びメータアウト側の
両ポペット弁６ａ、８ｂがパイロットスプール２５の移
動量に応じた開度に開動される。

上記作動において、パイロットスプール２５の移動に伴
って第１の可変オリフィス３７が開かれたときにパイロ
ットスプール２５を押し戻そうとするフローフォースが
発生する。このフローフォースはポペット弁８ｂの上流
側と下流側の差圧が大きい程大きくなる。

従ってこのフローフォースだけを考えると、ポペット弁
の差圧の変化に対するポペット弁を押し開いて流れる流
量との関係は第５図は実線で示すようになり、差圧が過
大になると流量が減少するという現象が生じる。

しかし、本発明に係るパイロット弁にあっては可変オリ
フィス３７より流出する部分である第１チヤンバ２９に
バイパスオリフィス３３を設け、この第１チヤンバ２９
にバイパス流が流入することにより上記フローフォース
が相殺される。

従ってポペット弁の差圧の変化に対するポペット弁を通
る流量は第４図に示すようになり、ポペット弁の差圧が
ある値となった状態で流量は一定になる。

なお上記構成においては、第３チヤンバ３１と第４チヤ
ンバ３２へ流体が流れるときにはフローフォースは作用
しない。また第４図の点線は圧力補償をしない場合の流
量を示す。

第２図は］−個のメータアウト側のポペット８ｂだけを
制御するようにしたパイロット弁の場合を示すもので、
第１図で示すパイロット弁との相違はメータイン側のポ
ペット弁を制御する切換部がないことであり、その他の
構成は＠１図に示すものと同じである。

すなわち、スリーブ１５′には弁座２Ｂ側がら順に第１
．第２チャンバ２９．３０か設けてあり、またパイロッ
トスプール２５′には弁座２３に当接する弁部２４と第
１チヤンバ２９と第２チヤンバ３０とを開閉し、かつ外
周に可変オリフィスＢ７を設けたランド２５ａが設けて
あり、これらの構成作用は上記第１の実施例と同様であ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、負荷圧が例えば増加した場合、フロフ
ォースが増加することによりパイロットスプールは閉方
向に戻ることとなるが、この時オリフィス部は開口面積
の小さい部分、即ち、流出角の大きい部分が位置し、フ
ロフォースは小さくなる。

従ってフロフォースの増加によるパイロットスプール開
度の減少か抑制され、流出角が一定であるものに比較し
て、同じ負荷圧の変動に対してより大きな開度でもって
スプールか保持される。

そこで負荷圧に比例する流量の増加と、オリフィス部の
開口面積の減少による流量の減少か同程度とすることが
てき、圧力補償をなすことができる。従って、定差減圧
弁を用いることなしに、パイロット弁の一定開度に対す
るポペット弁の流量を略一定にすることかてき、油圧制
御装置の製作コストを低減することができる。

］　１ ］　２

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の実施例を示す断面図、第３図
はポペット弁を用いた油圧制御装置の回路図、第４図は
本発明による場合の、また第５図は従来例による場合の
それぞれのポペ・ソト弁差圧に対する流量を示す線図、
第６図は従来のポペット弁を用いた油圧制御装置の回路
図である。 ８ａ、８ｂはポペット弁、１５．１５’　はスリーブ、
２０はばね室、２５．２５’　はパイロットスプール、
２７はソレノイド、２９．３０は第１．第２チヤンバ、
３３はバイパスオリフィス、３７は可変オリフィス。 ■願人　株式会社小松製作所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポペット弁のばね室２０と低圧回路を連通するパ
   イロット回路を開閉してポペット弁８ａ，８ｂを制御す
   るポペット弁制御用のパイロット弁において、 パイロット弁が操作された時に前記ばね室２０から低圧
   回路に向かってパイロット流を流す可変オリフィスを、
   スプール開度が増加するに従って流出角が減少するよう
   に構成したことを特徴とするポペット弁制御用のパイロ
   ット弁。