JPH023016Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電気パルス信号数に応じて流体の設定
圧制御をなし得るデジタル制御圧力制御弁に関す
る。

従来、電気的に圧力制御を行なうものとして、
ソレノイドに流れる電流を調節することによつ
て、パイロツト流路上に設けたポペツト弁の押圧
力を制御可能とした電流制御圧力制御弁が知られ
ている。ところが、この種の圧力制御弁ではソレ
ノイドのヒステリシスが大きいので、同一電流で
もばねの押圧力は一定とならない。

従つて、ポテンシヨメータなどを使用した弁体
の位置検出器等が必要で、電気制御系が複雑とな
りコストも高くまたデジタル制御ができないなど
の問題点があつた。

さらに、電気パルスモータを弁体の制御に用い
たもの（実開昭55−115404）が知られているが、
電気パルスモータの動きは、歯車、ねじ等を介し
てパイロツトスプールに伝えられるようにされて
いる。従つて、この種の制御手段によつては歯
車、ねじ等のがたの影響を受け、パイロツトスプ
ールはパルスモータの動きに対応して適確に移動
することが困難で、高精度な流体圧制御は困難で
あり、一方、歯車、ねじ等の加工精度を高くしよ
うとするとコストが高くなり、しかも高精度の加
工にも限度があり、それ故精度よく流体圧制御を
行なうことが困難であるという問題点があつた。

さらに、レバーを廻すことによつて、設定圧を
変えるようにした手動圧力切換調整式圧力制御弁
（実開昭49−94249）が提案されているが、前記電
流制御圧力制御弁同様にデジタル制御ができず、
また遠隔操作も困難であるという問題点があつ
た。

本考案はこのような事情を背景としてなされた
ものであり、本考案の目的とするところは、電気
信号パルス数に応じて回転する電気パルスモータ
の動きを適確に、流体圧を制御する圧力制御ピス
トンに伝え、流体の設定圧を制御し得るデジタル
制御圧力制御弁を提供することにある。

このような目的を達成するためになされた本考
案の要旨とするところは、 弁本体の流路途上に設けられ設定圧調整用ばね
により押圧されたポペツトの、押圧力を制御する
ことにより流体の設定圧を調整可能とした圧力制
御弁において、 弁本体に摺動可能かつ設定圧調整ばねを押圧可
能に嵌合され自身の軸方向の位置を変えることに
より設定圧調整用ばねの押圧力を加減し流体の設
定圧制御を可能とした圧力制御ピストンと、 圧力制御ピストンの一端部に軸心方向に形成さ
れた嵌合孔に摺動可能に嵌合され、かつ弁本体に
対する相対位置に対応してパイロツト流路を流れ
るパイロツト流体を制御し圧力制御ピストンの位
置を規制するパイロツトスプールと、 電気パルス信号数に応じて回転する電気パルス
モータと、 パルスモータ軸に結合され、自身の回転角に応
じてパイロツトスプールを所定量移動させるカム
部材と、 カム部材を原位置方向に付勢する原点復帰ばね
とを備え、 しかもパイロツト流路は、弁本体、圧力制御ピ
ストン、パイロツトスプールの各隣接する相互間
およびこれら部材のいずれかにそれぞれ形成され
た流路の結合からなりかつ自身のパイロツト流体
供給側端部はポペツトの上流側流路に連通して構
成され、 電気パルス信号数に対応する流体の設定圧制御
を可能としたことにある。

以下本考案の一実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図〜第６図は本考案をデジタル制御リリー
フ弁に適用した例を示す。第１図、第２図に示す
ようにデジタル制御リリーフ弁１は弁本体２、電
気パルスモータ４および結合部材５などから構成
されている。

弁本体２には、第１図、第３図に示すようにＰ
ポート１６、Ｒポート２０にそれぞれ連通する流
路２１，２２と交わる貫通孔２４が設けられ、そ
の一端部側はやや大径とされた嵌合孔２６が形成
され、圧力制御ピストン２８が摺動可能に嵌合さ
れている。なお、嵌合孔２６の端部は、弁本体２
に取付けられた取付部材２９によつて閉塞されて
いる。貫通孔２４の他端部には、段付部が形成さ
れ、フランジ部を有するポペツト弁本体３０が嵌
合され、プラグ３２を螺着することによつて固定
されている。なお、３４，３６はＯリングであ
る。

ポペツト弁本体３０の一端部には、第３図に示
すように軸心方向にポペツト３８が嵌り合うテー
パ状のシート部４０が形成され、その延長線上に
プラグ４２が螺着されている。そして、シート部
４０とプラグ４２との間に空間室４４が形成さ
れ、空間室４４は軸直角方向に穿設された小孔４
６と連通されている。小孔４６は、弁本体２とポ
ペツト弁本体３０外周部との間に形成された環状
室４８に連通され、さらに流路５０を介して小孔
５２に連通されている。また、設定圧制御ピスト
ン２８の一端部に形成された突部とポペツト３８
の突部とによつて、設定圧調整用ばねとしての圧
縮コイルばね５４が保持されている。従つて、ポ
ペツト３８はばね５４によつてシート部４０が閉
じる方向に押圧されている。なお、ばね５４の押
圧力は圧力制御ピストン２８の位置を変えること
によつて、調節可能とされている。

さらに、圧力制御ピストン２８の一端部側に
は、軸心方向に嵌合孔５６が形成され、パイロツ
トスプール５８が摺動可能に嵌合されている。パ
イロツトスプール５８の中間部には、やや幅広の
環状溝が設けられ、これと嵌合孔５６内表面とに
よつて連通室６０が形成されている。連通室６０
は、パイロツトスプール５８を移動させることに
よつて圧力制御ピストン２８に設けた小孔６２、
環状の流路６４を通つて小孔５２に連通可能とさ
れている。すなわち、第１図（第３図）に示す状
態からパイロツトスプール５８が左方に前進した
とき、連通室６０は小孔６２、流路６４、小孔５
２、流路５０を介して環状室４８に通じるように
構成されている。

一方、圧力制御ピストン２８の一端部端面側に
形成された凹部６６から軸方向に設けられた小孔
６８は、圧力制御ピストン２８の外周部から嵌合
孔５６に貫通された小孔７０に連通され、圧力制
御ピストン２８の他端部側から穿設された小孔７
２は圧力制御ピストン２８の外周部から嵌合孔５
６に貫通された小孔７４，７６にそれぞれ連通さ
れている。すなわち、パイロツトスプール５８が
第１図に示す状態にあるときには、小孔６２，７
６が遮断されている。パイロツトスプール５８が
第１図に示す状態より少し右に移動したときに
は、凹部６６が小孔６８，７０、連通室６０、小
孔７６，７２より貫通孔２４に連通するようにさ
れている。

このようにして、Ｐポート１６から流入した圧
油は、空間室４４に入り、その圧力がばね５４の
設定圧をこえたときに、ポペツト３８を押上げ、
貫通孔２４に入り、流路２２を通つてＲポート２
０から流出するようにされている。また空間室４
４内の圧油は、小孔４６、環状室４８、流路５
０、小孔５２、流路６４、小孔６２へ通じてい
る。なお、パイロツト流路は、流路５０，６４、
小孔５２，６２，６８，７０，７２，７４，７
６、連通室６０が結合されて構成される。

また、パイロツトスプール５８の他端部には、
第１図に示すように軸７８を支持する１対の支持
部８０が一定間隔を隔てて設けられ、両支持部８
０間にローラ８２が回動可能に取付けられてい
る。パイロツトスプール５８は、圧縮コイルばね
８４によつて、結合部材５内に形成された空間部
８６に突出する方向に付勢されている。

空間部８６は、径の異なる２つの孔が直交して
なり、一方の孔に前記のようにパイロツトスプー
ル５８端部が挿入され、他方には、回転軸８８が
挿入された状態で、電気パルスモータ４が取付部
材９０，９２を介して取付けられている。なお、
回転軸８８は中空のカツプリング９４によつてパ
ルスモータ４の出力軸９６に連結されている。

回転軸８８には第１図、第４図に示すようにカ
ム部材９８が取付けられ、そのカム面１００にロ
ーラ８２が常に当接するようにされている。カム
面１００のプロフイルは電気パルス信号数に応じ
て回転する電気パルスモータ４の回転軸８８の一
定回転角に対して、パイロツトスプール５８が常
に一定量移動するように決定されている。なお、
カム部材９８の一側面は、スプール５８端部に設
けられた１対の支持部８０のうち、長い方の側面
に摺接し、パイロツトスプール５８が回転するこ
とが防止されている。また、前記圧縮コイルばね
８４はパイロツトスプール５８の一端部を常時カ
ム部材９８のカム面１００に当接させる係合手段
をなしている。ばね８４に代えて、支持部８０の
側面にピンを打込み、さらにカム部材９８の側面
部にエンドレスの溝カム部を設け、ピンを溝カム
部に係合させるなどすることも可能である。

また、回転軸８８には原点復帰ばねとしてのね
じりばね１０２が装着され、その一端部はカム部
材９８に打込まれたピン１０４に固定され、他端
部はパルスモータ４の取付部材９０に打ち込まれ
たピン１０６によつて固定されている。これによ
つて、パルスモータ４の電源が切られたとき、常
に原位置に復帰するようにされている。１０８は
ピン１０４が当接することによつて、回転軸８８
の原位置を規制する棒状のストツパである。１１
２，１１４，１１６はＯリングであり、パイロツ
トスプール５８と取付部材２９との間から漏れた
作動油は第５図に示すポート１１８からタンクに
戻される。

第６図は本実施例のデジタル制御リリーフ弁を
示すJIS記号である。

以上のように構成された実施例において、Ｐポ
ート１６から圧油が供給され、流路２１、小孔４
６を通つて、第１図、第３図に示す空間室４４に
入つた圧油の圧力が、圧縮コイルばね５４の押圧
力すなわち設定圧より高くなると、ポペツト３８
は押上げられ、圧油はポペツト３８とシート部４
０との隙間を通り、貫通孔２４に入り、流路２２
を経て、Ｒポート２０から流出する。またＰポー
トから空間室４４に供給される圧油の圧力が下が
ると、ポペツト３８が閉じ、当初の状態となる。
このようにして、Ｐポート１６の圧油の圧力すな
わちリリーフ圧はばね５４の押圧力によつて定ま
る。

いま、電気パルスモータ４に入力パルスが与え
られると、パルスモータ４はパルス数に比例した
角度だけ回転し、カム部材９８を回転させ、パイ
ロツトスプール５８を左（第１図上）に押圧し移
動させる。スプール５８が左に移動するとＰポー
ト１６から流路２１、環状溝４８、流路５０、小
孔５２、流路６４、小孔６２へ供給された圧油
は、連通室６０に入り、さらに小孔７０，６８を
経て凹部６６に入り、圧力制御ピストン２８を左
に押し移動させる。圧力制御ピストン２８の移動
により、小孔６２が遮断され、圧力制御ピストン
２８が停止する。パルスモータ４に逆パルスを与
えると、カム部材９８が逆転し、パイロツトスプ
ール５８はばね８４によつて右に押戻される。す
ると、凹部６６内の圧油は小孔６８，７０、連通
室６０、小孔７６，７２を経て貫通孔２４内に流
出するため、凹部６６内の圧力が低下し、圧力制
御ピストン２８はばね５４によつて右に押戻され
る。圧力制御ピストン２８が押戻されると、小孔
７６が遮断され、圧力制御ピストン２８は停止す
る。このようにして、圧力制御ピストン２８の位
置は、パルスモータ４への入力パルスによつて制
御される。圧力制御ピストン２８の位置が制御さ
れると、ばね５４のポペツト３８に対する押圧力
が制御されることになり、Ｐポート２１内の圧油
の設定圧が制御される。すなわち、リリーフ弁の
設定圧は、パルスモータ４に加えられる電気パル
ス信号によつてデジタル制御が可能となる。

これにより、リリーフ弁の設定圧（リリーフ
圧）を遠隔操作により制御することも容易とな
る。また、本実施例によれば、コンピユータ等を
利用して予め定めたプログラムに従つて、パルス
信号を出すようにすることによつて、リリーフ圧
を時間と共に変えることが可能となる。さらに、
従来例に比し、電気制御機器の構造が簡単でコス
トも軽減し得る。さらにまた、圧力制御ピストン
の制御に歯車、ねじ等を使用しないので、これら
のがたによる圧力制御の精度低下を回避できる。

パルスモータ４の電源が切られると、モータ４
の保持トルクが零となり、カム部材９８はねじり
ばね１０２によつて戻され、ピン１０４がストツ
パ１０８に当接する位置に停止する。また、パイ
ロツトスプール５８、圧力制御ピストン２８は圧
縮コイルばね５４，８４により押戻される。従つ
て、パルスモータ４の電源を切ることによつて、
自動的に原点に復帰する。これにより、原点復帰
を確認する電気装置が不要となり、電気制御系機
器を簡単にでき、コストの軽減を図ることも可能
となる。また、ばねによつて原点に復帰させるの
で、停電時でも原点復帰が確実である。

第７図は本考案の他の実施例を示すものであ
り、前記実施例のデジタル制御リリーフ弁１をパ
イロツト弁として主弁１２２に取付けたバランス
ピストン型デジタル制御リリーフ弁である。流路
１２４内の圧油を流路１２６側に流通可能とする
リリーフ圧の制御は、主弁ピストン１２８に加え
られる押圧力をパイロツト弁としてのリリーフ弁
１により制御させて行なう。

また、本考案はリリーフ弁のほか、減圧弁、シ
ーケンス弁、アンロード弁等にも適用でき、それ
ぞれデジタル制御を可能となし得る。

上記各実施例において、作動油に変えて他の流
体を使用することも可能である。

以上本考案のいくつかの実施例について説明し
たが、本考案はこのような実施例に何等限定され
るものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲
において、種々なる態様で実施し得ることは勿論
である。

以上詳記したように、本考案によれば、圧力制
御弁を作動させるための設定圧を制御する圧力制
御ピストンの位置は、電気パルスモータに加える
電気パルス信号数に応じて移動させることが可能
であり、その結果設定圧をデジタル制御すること
ができる。従つて、圧力制御弁の設定圧を遠隔操
作によつて制御することが容易となり、また設定
圧を一定のプログラムに従つて時間と共に変える
ことも容易となる。また、電気制御機器の構造が
簡単となりコストの軽減を図ることも可能とな
る。パイロツトスプールは、電気パルスモータに
結合されたカム部材によつて移動させるようにさ
れているので、従来例のように歯車、ねじ等を使
用した場合に比し、がたつきが生じない。従つ
て、電気パルスモータの動きを、パイロツトスプ
ールを介して適確に圧力制御ピストンに伝えるこ
とができ、設定圧をパルス数に応じて適確に精度
よくデジタル制御することが可能となる。さら
に、原点復帰ばねによつて、機械的にカム部材の
原点復帰をさせているので、原点復帰確認用の電
気装置等が不要となり、電気制御系装置の構造が
簡単となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すデジタル制御
リリーフ弁の断面図、第２図は同実施例の平面
図、第３図は同実施例の部分拡大断面図、第４図
は第１図における−断面図、第５図は同実施
例の右側面図、第６図は同実施例のリリーフ弁を
示すJIS記号であり、第７図は本考案の他の実施
例を示す正面図（一部断面）である。 ２……弁本体、４……電気パルスモータ、２８
……圧力制御ピストン、３８……ポペツト、５４
……圧縮コイルばね（係合手段）、５８……パイ
ロツトスプール、９８……カム部材、１０２……
ねじりばね（原点復帰ばね）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 弁本体の流路途上に設けられ設定圧調整用ばね
   により押圧されたポペツトの、押圧力を制御する
   ことにより流体の設定圧を調整可能とした圧力制
   御弁において、 弁本体に摺動可能かつ設定圧調整ばねを押圧可
   能に嵌合され自身の軸方向の位置を変えることに
   より設定圧調整用ばねの押圧力を加減し流体の設
   定圧制御を可能とした圧力制御ピストンと、 圧力制御ピストンの一端部に軸心方向に形成さ
   れた嵌合孔に摺動可能に嵌合され、かつ弁本体に
   対する相対位置に対応してパイロツト流路を流れ
   るパイロツト流体を制御し圧力制御ピストンの位
   置を規制するパイロツトスプールと、 電気パルス信号数に応じて回転する電気パルス
   モータと、 パルスモータ軸に結合され、自身の回転角に応
   じてパイロツトスプールを所定量移動させるカム
   部材と、 カム部材を原位置方向に付勢する原点復帰ばね
   とを備え、 しかもパイロツト流路は、弁本体、圧力制御ピ
   ストン、パイロツトスプールの各隣接する相互間
   およびこれら部材のいずれかにそれぞれ形成され
   た流路の結合からなりかつ自身のパイロツト流体
   供給側端部はポペツトの上流側流路に連通して構
   成され、 電気パルス信号数に対応する流体の設定圧制御
   を可能としたことを特徴とするデジタル制御圧力
   制御弁。