JPH0245567Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はポペツト形２ポート弁に関し、特にガ
スケツトタイプの方向・流量制御用ロツク弁用の
弁要素として高速応答とシヨクレス化の同時達成
を計つたポペツト形２ポート弁に関するものであ
る。

〔従来技術と解決すべき問題点〕

複数のポート間の連通遮断を各々独立して行な
う複数のガスケツトタイプのポペツト弁を、各々
パイロツト電磁弁の選択的な励磁によるパイロツ
ト圧力によつて選択的に作動させ、この作動の組
合せを変えることにより複数のポペツト弁全体と
しての切換フアンクシヨンを種々に選ぶようにし
た方向・流量制御用ロジツク弁は公知である。こ
のロジツク方式の油圧切換弁は、リークが少ない
こと、切換時の油圧衝撃（シヨツク）を小さくで
きること、或いは取付スペースを小さくできるこ
となどの特長を有することから、近時ますますそ
の使用が増えてきている。

このようなロジツク弁の弁要素として用いられ
る従来のポペツト形２ポート弁は、第４図に例示
するような構成をもつている。すなわち、第４図
において、弁本体１内には内面下部に弁シート１
２を有する円筒形スリーブ２が嵌合され、そのス
リーブ下端は一方のメインポート３と連通する一
方、弁シート１２の上部円筒部は適当な位置に穴
１３があつて他方のメインポート４と連通し、ス
リーブ内には摺動自在にポペツト弁５が挿入さ
れ、弁本体１上部にはスリーブ２の上端に当接す
るように弁カバー６が取付けられ、スリーブ２、
ポペツト弁５及び弁カバー６とで囲まれたばね室
７がポペツト弁５背部に形成され、ばね室７内の
ばね８によつて、ポペツト弁５は弁シート１２に
着座され、弁カバー６にはポペツト弁５の後退限
位置、換言すれば弁開度調整用の調整ねじ１０を
尾端部に有するストツパー９が螺合し、このスト
ツパー９はポペツト弁５背部に当接可能に配置さ
れ、また弁カバー６内にはばね室７とパイロツト
ポート１１とを連通するパイロツト通路１２を有
するようになつている。

従つて、パイロツトポート１１からパイロツト
通路１２を通過してばね室７にパイロツト信号圧
が導入されている状態では、ポペツト弁５は弁シ
ート１２に着座し、一方のメインポート３から他
方のメインポート４へ流れる圧油を遮断するが、
逆にばね室７にパイロツト信号圧が導入されてい
ない状態では、一方のメインポート３からの圧油
はポペツト弁５を押し上げて、他方のメインポー
ト４へ流れることになる。

但し、この時、ポペツト弁５の開度はストツパ
ー９にポペツト弁５が当接することにより、所定
値に制限されている。

この様に、従来のロジツク弁用のポペツト形２
ポート弁は、ポペツト弁背部へのパイロツト信号
圧の制御によつて、ポペツト弁を開閉して圧油を
流量制御する構造を持つており、このポペツト弁
の開閉動作の速度が速すぎると油圧衝撃が発生し
て好ましくないので、一般にはパイロツト通路１
１に直列に固定オリフイスを配置して、ばね室７
へのパイロツト圧油の導入ないしはそこからの排
出に流量制御を与えてポペツト弁５の移動速度を
抑制している。

しかしながらこのような油圧衝撃防止の効果を
高めようとすると、逆にポペツト弁５の動きが遅
くなりすぎて弁の応答性を低下させてしまうこと
になり、従つて実機において最適な油圧衝撃防止
効果および切換応答性を得るためには、両方の妥
協点を見出すために、ポペツト先端形状の設計お
よび加工と共に固定オリフイスの開度の調整も複
雑になり、実機の調整工数が大幅に増加するとい
う問題点が不可避である。またこの場合、ポペツ
ト形状が一品一様となり、設計工数、各種管理工
数が増大するばかりでなく、個々のポペツト形状
も複雑で高度の加工精度が要求されることになる
など、製品の標準化にも支障を起たしている。

〔問題の解決手段と作用〕

本考案のポペツト形２ポート弁は、前述の問題
点を解決するために、ポペツトの先端形状をその
移動ストロークに対する流量制御面積のゲインが
小さいシヨツクレス形のものとすると共に、ポペ
ツトの移動速度を、開閉の開きはじめと閉じ終り
の一定ストローク区間だけ微速制御とし、残りの
ストロークを高速制御とすることにより、油圧衝
撃の発生を抑制してしかも高い切換応答性が得ら
れるようにしたものである。この場合、ポペツト
の移動速度の２段切換の切換制御は、ポペツトの
動き自体をを利用して行ない、これによりポペツ
トをこの切換のためのスプールとして兼用できる
ようにしてある。また微速制御と高速制御はそれ
ぞれ別個のオリフイスで行なうようにしてあり、
これらに可変タイプのものを使用できるので、製
品の標準化をしても実機での個々の最適調整が比
較的容易に行なえるものである。

すなわち本考案は、具体的には、パイロツトポ
ートおよび一対のメインポートを有する弁本体の
前記メインポート間を連絡するメイン油路の途中
に弁シートを設け、この弁シートに尾端側からば
ね付勢されたポペツトを着座させてメイン油路を
遮断可能にし、前記ポペツト尾端側のばね室をパ
イロツト油路を介して前記パイロツトポートに接
続し、前記ばねに抗してポペツトが離座した際の
ポペツトの後退限位置を前記ばね室内にてストロ
ーク調整ねじの先端によつて調整可能にしたポペ
ツト形２ポート弁において、 移動ストロークに対して弁シートとの間でゆる
やかな流量制御面積変化を与える先端形状をもつ
ポペツトと、 パイロツト油路中に選択的に直列に接続される
第１オリフイスおよびそれより絞り開度の大きな
第２オリフイスと、 ポペツトの移動ストロークの着座位置と全開位
置との間の予じめ定められた中途位置を境にし
て、着座位置から前記中途位置までの間ではパイ
ロツト油路中に第１オリフイスが直列に接続され
るように、前記中途位置から全開位置までの間で
はパイロツト油路中に第２オリフイスだけが実質
的に直列に接続されるように、前記第２および第
２オリフイスとばね室内との連通を接続切換する
ために前記ポペツトと一体的に作動する油路開閉
機構、とを備えたことを特徴とするものである。

本考案のひとつの実施態様において、前記油路
開閉機構は、弁本体内のポペツト摺動孔の内周壁
に形成された溝と、ポペツト胴部に貫設されポペ
ツトが前記中途位置から全開位置までの間に位置
するときにのみ前記溝をばね室が連通させる開孔
とを備えてなり、このばね室が第１オリフイスと
第２オリフイスを順に介してパイロツト油路によ
りパイロツトポートに接続され、第１オリフイス
と第２オリフイスとの間のパイロツト油路に前記
溝が連通されている。

またもうひとつの実施態様では、前記第１オリ
フイスは開度設定調整可能な可変オリフイスで構
成され、これに対して第２オリフイスは予じめ設
定された開度の固定オリフイスで構成されていて
もよい。

さらにもうひとつの実施態様として、第１オリ
フイスが、第１のチエツク弁を並列に備えた第１
のチエツク付可変絞り弁と、第１のチエツク弁と
は逆向きの第２のチエツク弁を並列に備えた第２
のチエツク付可変絞り弁との直列接続からなるも
のも本考案に包含される。

本考案の構成と作用効果は以下の図面による実
施例の説明から更に明確に理解されよう。

〔実施例〕

第１図は本考案の基本構造を示す縦断面図、第
２図はその等価的な油圧回路図であり、対応部分
には両図で同一の符号を付してある。図示の実施
例では弁本体２０はボデイ部２０ａとカバー部２
０ｂとからなり、ボデイ部２０ａにはポペツト摺
動孔２２が縦に貫設されてその下端が一方のメイ
ンポート２４に形成されると共に途中から通路２
６が分岐されてこの通路２６の端部が他方のメイ
ンポート２８に形成されており、一方のメインポ
ート２４から通路２６を経由して他方のメインポ
ート２８へ通じる通路をメイン油路としている。
このメイン油路の途中のポペツト摺動孔内の位置
には、一方のメインポート２４側から挿入された
筒状シート部材３０によつて弁シート３２が配設
されており、ポペツト摺動孔２２内にはこの弁シ
ート３２に着座するようにポペツト３４が尾端側
からばね３６によつてばね付勢されて挿入されて
いる。このポペツト３４の先端形状は、その移動
ストロークに対してゆるやかな流量制御面積変化
を与えるように傾斜の少ないテーパー形状となつ
ている。ボデイ部２０ａにはまたパイロツトポー
ト３８とそれに通じたパイロツト通路４０とが設
けられており、パイロツト通路４０は後述の第１
オリフイス、第２オリフイス、或いは油路切換機
構などを介してポペツト尾端側のばね室４２に接
続されている。カバー部２０ｂには先端ロツド部
４４ａがばね室４２内に突き出したストローク調
整ねじ４４が配設されており、この調整ねじ４４
の先端ロツド部４４ａの突出位置の調整によつ
て、ポペツト３４がばね３６に抗して離座したと
きのポペツト３４の後退限位置を調整可能として
あり、これによりポペツト開放時のメイン油路の
流量設定が果されるようになつている。

さてカバー部２０ｂには第１オリフイスとして
一対のチエツク付き可変絞り弁４６，４８と第２
オリフイスとしての固定オリフイス５０とが配設
されている。チエツク付可変絞り弁４６，４８は
好ましくは図示の例のように粘度補償形オリフイ
スを備えたものとし、油温変化に対する絞り制御
（微速制御）の安定化を計るものとする。これら
オリフイスの接続は、図示の例では、ばね室４２
から通路５２を介して第２のチエツク付き可変絞
り弁４８と第１のチエツク付き可変絞り弁４６と
を順に経由してさらに通路５４から固定オリフイ
ス５０を介して通路５６に至り、通路５６はボデ
イ部２０ａのパイロツト通路４０に接続されてい
る。この場合、二つのチエツク付き可変絞り弁４
６，４８は互いにチエツクの向きを向い合わせ
て、つまり逆向きに直列接続されており、ばね室
４２から通路５４および固定オリフイス５０を介
してパイロツトポート３８へ向う油流れに対して
は第２のチエツク付き可変絞り弁４８がそのチエ
ツクを開いて第１のチエツク付可変絞り弁４６が
第１オリフイスとして絞り機能を果すようにし、
逆向きの油流れに対しては第１のチエツク付き可
変絞り弁４６がそのチエツクを開いて第２のチエ
ツク付き可変絞り弁４８が第１オリフイスとして
絞り機能を果すようにしてある。尚、ここで固定
オリフイス５０の絞り開度はこれら二つのチエツ
ク付き可変絞り弁４６，４８の絞り開度より開い
ていることは前述の通りである。すなわち、二つ
のチエツク付き可変絞り弁４６，４８の絞り開度
は、それぞれ固定オリフイス５０の絞り開度以下
の範囲内で各々の調整ノブ４６ａ，４８ａにより
任意に設定調整可能となつている。さてポペツト
３４の胴部尾端寄り位置にはポペツト軸方向に所
定値以上の開口幅寸法をもつた開孔６０がポペツ
ト外周面に開口され、この開孔６０はポペツト胴
部を貫通してばね室４２内に連通している。また
この開孔６０に対応してポペツト摺動孔２２の内
周壁には所定値以上の溝幅の溝６２が設けられて
おり、この溝６２はボデイ内通路６４を介してカ
バー部内の通路５８に連通され、通路５８はチエ
ツク付可変絞り弁４６と固定オリフイス５０との
間の通路５４に接続されている。これら開孔６０
と溝６２および通路６４，５８によつて本考案の
要部である油路開閉機構が構成される。すなわち
ポペツト３４の移動ストロークの着座（全閉）位
置と全開位置との間の予じめ定められた中途位置
を境にして、着座位置から前記中途位置までのス
トロークSt₁の間では開孔６０と溝６２とは遮断
されており、ばね室４２とパイロツトポート３８
との間のパイロツト油路中に一対のチエツク付可
変絞り弁４６，４８が直列に挿入されるようにな
つている。尚、この場合、図示の例では固定オリ
フイス５０も直列に挿入されることになるが、固
定オリフイス５０の絞り開度は可変絞り弁４６，
４８のそれよりも開いているので実質的にオリフ
イス機能上無視され得る。そしてストロークSt₁
を過ぎてから全開位置までの間は開孔６０と溝６
２とが通じ、一対のチエツク付可変絞り弁４６，
４８をこの連通した開孔６０と溝６２とにより通
路６４，５８を介して側路して、パイロツト油路
中にて機能するオリフイスを固定オリフイス５０
だけにするようになつている。前記ストローク
St₁はポペツト３４の胴部尾端寄りの開孔６０の
貫設位置によつてほぼ定まるが、筒状シーナ部材
３０の軸方向位置調整により調整可能である。

以上の構成を備えた第１図ないし第２図の実施
例の作動について以下に述べる。第３図はポペツ
ト３４の着座（全閉）位置から全開位置までのス
トローク（縦軸）と移動の所要時間（横軸）との
関係を示す線図であり、以下の説明ではこの第３
図も参照することにする。

まずポペツト３４が着座状態から開く場合、時
点T₀で着座しているポペツト３４がばね３６に
抗して離座し、一定ストロークSt₁だけ移動する
間は、ばね室４２は溝６２から遮断されており、
従つてばね室４２からの排出圧油は、通路５２か
ら第２チエツク付可変絞り弁４８のチエツク４８
ｂを押し開いて第１チエツク付可変絞り弁４６の
絞り制御部４６ｃを介し通路５４，５６，４０を
通つてパイロツトポート３８に流出し、第１チエ
ツク付可変絞り弁４６の調整ノブ４６ａで設定し
た絞り開度（固定オリフイス５０の絞り開度より
小）で流量制御を行なうことにより、ポペツト３
４の移動速度は第３図の特性A₁の如くストロー
クSt₁に達する時点T₁までこの第１チエツク付可
変絞り弁４６の設定絞り開度で定まる微少速度に
抑制される。

次いでポペツト３４がストロークSt₁を超える
と、開孔６０と溝６２とが連通して通路６４，５
８による可変絞り弁４６，４８の側路が形成され
るから、パイロツト油路中に実質的に固定オリフ
イス５０だけが存在するようになり、ポペツト３
４の移動速度は第３図の特性A₂の如くこの固定
オリフイス５０の絞り開度によつて定まる高速設
定となり、時点T₂で全開位置に達することにな
る。尚、この固定オリフイス５０の絞り開度をも
つと小さくすれば特性A₃の如くT₂時点より後の
T₃時点で全開に達することになる。

ところで仮りに特性A₃を与える固定オリフイ
ス５０の絞り開度で従来例の第４図の弁のパイロ
ツト油路に絞りを挿入した場合、従来例では特性
Ｂの如く離座の瞬間から特性Ｂとなつてしまうの
で開きはじめないし閉じ終りの油圧衝撃が不可避
であり、これを防止するために特性A₁を与える
絞り開度の絞りをパイロツト油路に挿入すれば従
来例では特性Ｃの如く全開位置に至るまで微速制
御状態となつてT₃時点よりはるかに後のT₄時点
にならなければ全開状態に到達しない。これに対
して本考案では、開きはじめないし閉じ終りのス
トロークSt₁の区間については特性A₁の微速制御
ができ、その後全開位置まではもつと高速の特性
A₂で制御できるので、全体として従来例のＢ特
性のときと同じ応答時間（T₀〜T₂）でしかもス
トロークSt₁間での油圧衝撃のない微速制御が果
されるものである。

ポペツト３４の閉動作時については前述の逆の
順序で作動が行なわれ、はじめは固定オリフイス
５０による高速制御、次いでストロークSt₁の区
間に入ると第２チエツク付可変絞り弁４８による
微速制御となることは述べるまでもない。

尚、図示の実施例では固定オリフイス５０を通
路５６中に設けているが、これは通路５６の代り
に通路５８中に設けるようにすることも可能であ
り、さらに固定オリフイス５０を可変オリフイス
にして外部調整可能にすることもできるほか、第
１と第２のチエツク付可変絞り弁を単一の可変又
は固定絞り弁にすることも可能である。

〔考案の効果〕

以上に述べたように本考案によれば、ロジツク
弁用のポペツト形２ポート弁において、開きはじ
めと閉じ終りの油圧衝撃の発生の防止と高い切換
応答性の確保とが同時に達成でき、しかも製品の
標準化をしても実機での最適調整が比較的容易に
行なえるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の基本構成を示す縦断
面図、第２図はその等価的な油圧回路図、第３図
はポペツト開閉速度特性線図、第４図は従来例を
示す縦断面図である。 ２０……弁本体、２２……ポペツト摺動孔、２
４，２８……メインポート、３０……筒状シート
部材、３２……弁シート、３４……ポペツト、３
６……ばね、３８……パイロツトポート、４０，
５２，５４，５６……通路（パイロツト油路）、
４２……ばね室、４４……ストローク調整ねじ、
４６，４８……チエツク付可変絞り弁（第１オリ
フイス）、５０……固定オリフイス（第２オリフ
イス）、６０……開孔、６２……溝、５８，６４
……通路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) パイロツトポートおよび一対のメインポート
   を有する弁本体の前記メインポート間を連絡す
   るメイン油路の途中に弁シートを設け、この弁
   シートに尾端側からばね付勢されたポペツトを
   着座させてメイン油路を遮断可能にし、前記ポ
   ペツト尾端側のばね室をパイロツト油路を介し
   て前記パイロツトポートに接続し、前記ばねに
   抗してポペツトが離座した際のポペツトの後退
   限位置を前記ばね室内にストローク調整ねじの
   先端によつて調整可能にしたポペツト形２ポー
   ト弁において、 移動ストロークに対して弁シートとの間でゆ
   るやかな流量制御面積変化を与える先端形状を
   もつポペツトと、 パイロツト油路中に選択的に直列に接続され
   る第１オリフイスおよびそれより絞り開度の大
   きな第２オリフイスと、 ポペツトの移動ストロークの着座位置と全開
   位置との間の予じめ定められた中途位置を境に
   して、着座位置から前記中途位置までの間では
   パイロツト油路中に第１オリフイスが直列に接
   続されるように、前記中途位置から全開位置ま
   での間ではパイロツト油路中に第２オリフイス
   だけが実質的に直列に接続されるように、前記
   第１および第２オリフイスとばね室内との連通
   を接続切換するために前記ポペツトと一体的に
   作動する油路開閉機構、とを備えたことを特徴
   とするポペツト形２ポート弁。 (2) 前記油路開閉機構が、弁本体内のポペツト摺
   動孔の内周壁に形成された溝と、ポペツト胴部
   に貫設されポペツトが前記中途位置から全開位
   置までの間に位置するときにのみ前記溝をばね
   室に連通させる開孔とを備えてなり、ばね室が
   第１オリフイスと第２オリフイスを順に介して
   パイロツト油路によりパイロツトポートに接続
   され、第１オリフイスと第２オリフイスとの間
   のパイロツト油路に前記溝が連通されている実
   用新案登録請求の範囲第１項に記載のポペツト
   形２ポート弁。 (3) 第１オリフイスが開度設定調整可能な可変オ
   リフイスで、第２オリフイスが予じめ設定され
   た開度の固定オリフイスからなる実用新案登録
   請求の範囲第１項に記載のポペツト形２ポート
   弁。 (4) 第１オリフイスが、第１のチエツク弁を並列
   に備えた第１のチエツク付可変絞り弁と、第１
   のチエツク弁とは逆向きの第２のチエツク弁を
   並列に備えた第２のチエツク付可変絞り弁との
   直列接続からなる実用新案登録請求の範囲第１
   項に記載のポペツト形２ポート弁。