JPH0433046B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、主弁とパイロツト弁とからなる減
圧弁に関する。

＜従来の技術＞ 従来、この種の減圧弁としては、第９図に示す
ような２ポートバランスドピストン形のものが知
られている。（油空圧便覧、442頁、日本油空圧協
会編昭和50年４月20日発行）この減圧弁は主弁１
の主スプール２の作動によつて１次通路３と２次
通路４との間の可変オリフイス５の開度を調整す
るようになつている。すなわち、２次通路４の圧
力がパイロツト弁１５の設定圧に達し、このパイ
ロツト弁１５の開弁によつて発生するパイロツト
流れは、２次通路４から順次パイロツト通路７、
主スプール２の一端側のパイロツト室６、主スプ
ール２に設けたベント用絞り１４、主スプール２
の他端側のバネ室１１を通つて、ポペツト弁体１
６を有するパイロツト弁１５に流れる。そして、
パイロツト流量によつて定まるベント用絞り１４
の上流側と下流側の圧力差、つまり、パイロツト
室６の圧力と、バネ１２を縮装したバネ室１１の
圧力との差圧によつて、主スプール２を動作させ
て、可変オリフイス５の開度を調整し、上記２次
通路４の圧力をパイロツト弁１５の設定圧に対応
した圧力に減圧制御するようにしている。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、上記従来の減圧弁では、主スプ
ール２を動作させるパイロツト圧力を２次通路４
側から導いているため、最低制御圧力が高くなる
という問題がある。すなわち、仮にパイロツト弁
１５のバネ１７を無負荷とし、ポペツト弁体１６
を全開にしたとしても、主スプール２を押圧する
バネ１２のバネ力に打ち勝つために、２次通路４
の圧力として、一般的に1.5〜２Kg／cm²の圧力が
必要であるため、２次通路４の最低制御圧力がど
うしても1.5〜２Kg／cm²以上となり、２次圧力を
略零圧から制御することができないという問題が
ある。

また、従来の減圧弁においては、２次通路４か
らパイロツト弁１５への主スプール２のベント用
絞り１４を通るパイロツト流れ（ベント流れ）に
よつて、主スプール２を動作させるパイロツト圧
力を得ているため、１次通路３と２次通路４との
間を完全に閉鎖することができないという問題が
ある。すなわち、主スプール２を作動さすには、
ベント流れが必要であり、可変オリフイス５を完
全に閉鎖することができないのである。

そこで、この発明の主たる目的は、２次圧力を
完全な低圧（略零圧）から略１次圧に等しくなる
まで、全域にわたつて圧力制御でき、それによつ
て、２次通路につながれたアクチユエータを低圧
からソフトに起動でき、しかも１次圧に略等しい
高圧でも作動できるようにすることである。

また、この発明の他の目的は、２次通路からの
パイロツト圧力を得る通路と、主スプールを動作
させるパイロツト流れを得る通路を分離すること
により、２次通路を完全に閉鎖することを可能に
することにある。

＜問題点を解決するための手段＞ 上記目的を達成するため、この発明の減圧弁
は、第１，５図に例示するように、主弁３２の主
スプール３６を作動させる圧力を１次通路３７か
らパイロツト弁３３を介して導き、一方、パイロ
ツト弁３３を作動させるパイロツト圧力を主弁３
２のバネ室４３からではなくて２次通路３８から
直接導いたことを特徴とする。すなわち、主弁３
２に対するパイロツト圧力を得るパイロツト通路
４８と、パイロツト弁３３に対するパイロツト圧
力を得るパイロツト通路５８とを完全に分離し、
かつ、上記主弁３２に対するパイロツト圧力をパ
イロツト通路４８によつて、１次通路３７側から
得る一方、パイロツト弁３３に対するパイロツト
圧力をパイロツト通路５８によつて２次通路３８
側から得るようにしたものである。より詳しく
は、この減圧弁は、主スプール３６の一端側に押
圧手段４５を設け、上記主スプール３６の他端側
のパイロツト室４６にパイロツト圧を導いて、こ
のパイロツト圧と上記押圧手段４５の押圧力とを
対抗させて、上記主スプール３６を動作させるこ
とにより、１次通路３７と２次通路３８との間の
可変オリフイス４１の開度を調整し、上記２次通
路３８の圧力を減圧制御するノーマルオープン形
の主弁３２と、上記主スプール３６の他端側のパ
イロツト室４６を、上記１次通路３７とタンク８
５とに切換接続する弁体５２の一端側のパイロツ
ト室５７に上記２次通路３８の圧力を導くパイロ
ツト通路５８を設け、この弁体５２の他端側に押
圧手段５６，５６′を設けて、上記パイロツト室
５７の圧力と上記押圧手段５６，５６′の押圧力
との対抗により上記弁体５２を動作させて、上記
主スプール３６の他端側のパイロツト室４６を上
記１次通路３７とタンク８５とに切換接続するパ
イロツト弁３３とから成る点を特徴としている。

＜作用＞ 上記構成により、２次圧を略零圧に調整すべく
パイロツト弁３３の押圧手段５６自体の押圧力
（第１図参照）、または押圧手段５６′に対抗する
たとえば電磁比例ソレノイド等の付勢手段９６
（第５図参照）の付勢力を調整すると、第１図に
示すような２次通路３８の圧力と押圧手段５６の
押圧力との釣り合い、あるいは第５図に示すよう
な２次通路３８の圧力と電磁比例ソレノイド９６
の付勢力との和に対する押圧手段５６′の釣り合
いによるパイロツト弁３３の弁体の作動により、
１次通路３７の圧力がパイロツト通路４８を介し
て主弁３２のパイロツト室４６に導かれるため、
押圧手段によつて２次通路３８の圧力が極く零圧
に近い状態に制御されたときでも、主弁３２の主
スプール３６が作動させられて、１次側と２次側
との間は閉鎖状態に保たれる。したがつて、２次
通路３８の圧力は極く低圧（略零圧）に制御され
る。また、パイロツト弁３３の押圧手段５６の押
圧力を強め、あるいは上記付勢手段９６の付勢力
を弱めることによつて、パイロツト弁３３の作動
により、主弁３２のパイロツト室４６に導く圧力
を制御して、主スプール３６を作動させ、最も高
くした状態で、２次通路３８の制御圧力を１次通
路３７の圧力に略等しく制御できる。また、パイ
ロツト弁３３は２次通路３８からパイロツト圧を
取り出しているが、２次通路３８からはベント流
れは形成していないので、可変オリフイス４１の
完全閉鎖が可能である。

＜実施例＞ 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説
明する。

第１図に示すように、この減圧弁３１はノーマ
ルオープン形の主弁３２とパイロツト弁３３から
なる。上記主弁３２は本体３５内に主スプール３
６を摺動自在に嵌合し、この主スプール３６の作
動により、２次ポートＢを１次ポートＡまたはタ
ンクポートＴに切換接続し、１次ポートＡに接続
される１次通路３７と２次ポートＢに接続される
２次通路３８との間の可変オリフイス４１を開閉
制御するようになつている。上記主スプール３６
の一端側のバネ室４３には押圧手段としてのバネ
４５を縮装し、他方、上記主スプール３６の他端
側のパイロツト室４６には１次通路３７の圧力を
パイロツト通路４８によつて導くようにしてい
る。上記主スプール３６のパイロツト室４６側の
端部には小径のストツパ４９を設けている。

一方、上記パイロツト弁３３はノーマルオープ
ン形で、本体５１内にスプール形式の弁体５２を
摺動自在に設け、この弁体５２の一端側に押圧手
段の一例としての電磁比例ソレノイド５６を設け
ている。この電磁比例ソレノイド５６は、弁体５
２の一端側のプランジヤ室５５内のプランジヤ７
２とコイル７３からなる。上記コイル７３はスト
ロークに関係なく通電された電流値に略比例した
吸引力を生じて、プランジヤ７２は電流値に比例
した力で弁体５２を押圧するようになつている。
上記弁体５２の他端側のパイロツト室５７には静
止位置を定めるための弱いバネ５９を装着し、さ
らにパイロツト通路５８を介して２次通路３８の
圧力を導いている。したがつて、上記パイロツト
弁３３の弁体５２は２次通路３８の圧力と電磁比
例ソレノイド５６の押圧力との釣り合いにより往
復作動するようになつている。上記パイロツト弁
３３は弁体５２の往復作動により、圧力制御部５
３によつて、主弁３２のパイロツト室４６側のポ
ートｌを１次通路３７側のポートｍまたはタンク
８５に通じるポートｎに切換接続して、上記パイ
ロツト室４６の圧力を制御するようになつてい
る。上記ポートｎとタンク８５とを接続するライ
ン８２には絞り８１を設けて、主弁３２のパイロ
ツト室４６の圧力制御に安定性を持たせている。

また、上記主弁３２の２次通路３８には油圧シ
リンダ６５を接続している。上記主弁３２のタン
クポートＴにはライン８６を介してタンク８５を
接続している。上記主弁３２のバネ室４３にはド
レンライン８４を介してタンク８５を接続し、ま
たパイロツト弁３３のプランジヤ室５５にはドレ
ンライン８３を介してタンク８５を接続してい
る。上記主弁３２の１次通路３７には圧力源７７
を接続している。

上記構成において、電磁比例ソレノイド５６の
コイル７３に通電する電流値ｉを零とすると、パ
イロツト弁３３のパイロツト室５７に弱いバネが
装着されているため、弁体５２は完全に上動す
る。このため、ポートｌとポートｍが連通して、
パイロツト通路４８が開放して、主弁３２のパイ
ロツト室４６に１次通路３７の圧力が導かれる。
そのため、主弁３２の主スプール３６はパイロツ
ト室４６に導かれた１次通路３７の圧力によりバ
ネ４５を押圧しながら第１図中左方に移動して、
可変オリフイス４１を閉鎖し、２次通路３８の圧
力を略零圧に制御する。

このように、この減圧弁３１は主弁３２の主ス
プール３６を作動させるパイロツト圧を１次通路
３７側から導いているので、２次通路３８の圧力
が零圧に近い極く低圧に制御している状態であつ
ても主スプール３６を作動させて減圧制御するこ
とができ、２次通路３８の圧力を極く零圧に近い
状態から制御することができる。このように２次
通路３８の圧力を零圧に近い極く低圧に制御でき
るので、油圧シリンダ６５を極めてソフトにシヨ
ツクレスに起動することができる。

一方、パイロツト弁３３の電磁比例ソレノイド
５６に通電する電流値を大きくすると、この電磁
比例ソレノイド５６のプランジヤ７２の押圧力と
２次通路３８側の圧力が導かれるパイロツト室５
７の圧力との釣り合いにより、パイロツト弁３３
の弁体５２が動作して圧力制御部５３でポートｌ
をポートｍまたはポートｎに切換接続して、主ス
プール３６を往復作動させて、可変オリフイス４
１の開度を制御することにより、２次通路３８の
圧力をパイロツト弁３３の電磁比例ソレノイド５
６に通電した電流値に応じて圧力に制御する。こ
のように電流値を大きくすることによつて、２次
通路３８の圧力を１次通路３７の圧力に略等しい
圧力にまで制御することができる。このように、
この減圧弁は零圧に近い極く低圧から１次通路３
７の圧力に略等しい圧力までの広い範囲にわたつ
て２次通路３８の圧力を制御できるのである。

第２図は通電する電流値ｉを増大するにつれ
て、２次通路３８の２次圧力P₂が増大し、１次
通路３７の１次圧力P₁と同じ状態になつて飽和
することを示す線図である。また、第３図はパイ
ロツト弁３３の弁体５２と本体５１とのラツプ量
によつて変化する内部漏れおよび主弁の内部漏れ
の和が電流値ｉによつて変化する有様を示す図で
ある。また、第４図は２次通路３８の２次圧力
P₂を一定圧力Pdに制御しようとした状態で、１
次通路３７の圧力P₁を徐々に増大していつた場
合に、１次通路３７の１次圧力P₁が設定圧力Pd
になるまで、１次圧力P₁と２次圧力P₂が同じ圧
力になるが、１次通路３７の１次圧力P₁が設定
圧力Pdになるとパイロツト弁３３と主弁３２と
の作動により、２次圧力P₂が設定圧力Pdに制御
されることを示す線図である。

また、この減圧弁３１は主弁３２の主スプール
３６を動作させるためのパイロツト圧力をパイロ
ツト通路４８によつて１次通路３７から導き、パ
イロツト弁３３を動作させるためのパイロツト圧
力をパイロツト室３７に２次通路３８からパイロ
ツト通路５８によつて導き、従来の如き主弁のバ
ネ室を経由するベント流れを形成しないので、主
弁３２の主スプール３６が可変オリフイス４１を
閉鎖した状態では２次通路３８を完全に閉鎖する
ことができる。すなわち、この減圧弁３１ではパ
イロツト流れが略零となるのである。

また、主弁３２のバネ室４３はドレンライン８
４によつてタンク８５に接続し、またパイロツト
弁３３のプランジヤ室５５はドレンライン８３に
よつてタンク８５に接続しているので、主弁３２
およびパイロツト弁３３は共に確実に作動し、誤
作動することがない。

第５図は他の実施例を示し、第１図に示す実施
例が電磁比例ソレノイド５６に通電する電流値ｉ
を大きくして、押圧力を大きくすれば、制御２次
圧力P₂が増大する順方向特性であるのに対して、
電磁比例ソレノイド９６に通電する電流値ｉを増
大すれば、制御２次圧力P₂が低下する逆方向特
性を持つものである。この第５図に示す減圧弁３
１のパイロツト弁３３は通電していないノーマル
時に、ポートｌとポートｎを連通させて、主弁３
２のパイロツト室４６をタンク８５に連通させて
いる。そして、パイロツト弁３３の弁体５２の一
端側のバネ室５５に押圧手段としての強いバネ力
を有するバネ５６′を縮装する一方、パイロツト
室５７に電磁比例ソレノイド９６のプランジヤ７
２を配置して、プランジヤ７２の押圧力を強める
ことによつて、バネ５６′を見かけ上弱めて、制
御２次圧力P₂を低下させるようにしている。他
は第１図に示す実施例と同じなので、第１図と同
一構成部は同一符号を付して説明を省略する。

第６図は、最初は、２次通路３７の２次圧力
P₂が１次通路３７の１次圧力P₁と同じ状態にな
つて飽和しているが、通電する電流値ｉを増大す
るにつれて、２次通路３８の２次圧力P₂が低下
することを示す線図である。また、第７図はパイ
ロツト弁３３の弁体５２と本体５１とのラツプ量
によつて変化する内部漏れおよび主弁の内部漏れ
の和が電流値ｉによつて変化する有様を示す図で
ある。また、第８図は２次通路３８の２次圧力
P₂を一定圧力Pdに制御しようとした状態で、１
次通路３７の圧力P₁を徐々に増大していつた場
合に、１次通路３７の１次圧力P₁が設定圧力Pd
になるまで、１次圧力P₁と２次圧力P₂が同じ圧
力になるが、１次通路３７の１次圧力P₁が設定
圧力Pdになるとパイロツト弁３３と主弁３２と
の作動により、２次圧力P₂が設定圧力Pdに制御
されることを示す線図でる。

また、上記実施例では、２次通路３８の圧抜き
手段として、２次通路３８からタンク８５にかけ
て流体を漏洩させることにより、高圧の減圧値か
ら低圧の減圧値へ設定圧を変更する場合に対処し
ているが、上記構成の代わりに、たとえば開閉弁
を用いて、高圧の減圧値から低圧の減圧値へ設定
圧を切り換えるとき開閉弁を開弁して、圧抜きし
た後、閉弁すればよく、種々の変形例を用いても
よい。

なお、この発明においては、主弁の主スプール
およびパイロツト弁のスプール形式の弁体は過渡
期のオーバーラツプ特性、アンダーラツプ特性の
いずれであつてもよい。また、押圧手段は、バ
ネ、電磁比例ソレノイド等であつてもよく、また
オン−オフソレノイドをパルス幅変調制御
（PWM制御）してもよい。

＜発明の効果＞ 以上より明らかなように、この発明の減圧弁は
主弁のパイロツト室に１次通路の圧力をパイロツ
ト通路によつて導き、このパイロツト通路を開閉
制御するパイロツト弁のパイロツト室に２次通路
の圧力をパイロツト通路によつて導くことによ
り、主弁を動作させるためのパイロツト通路とパ
イロツト弁を動作させるためのパイロツト通路と
を完全に分離し、かつ主弁を１次通路の圧力によ
つて動作させるようにしているので、２次通路の
極く低圧下の制御状態であつても主弁の主スプー
ルを動作させることができ、したがつて２次通路
の圧力を零圧に近い極く低圧に制御でき、また１
次通路の圧力に略等しい高圧に制御でき、広範囲
にわたつて圧力制御を行うことができる。したが
つて、この減圧弁に接続したアクチユエータを、
極めてソフトに低圧からシヨツクレスに起動で
き、しかもこのアクチユエータを１次圧に略等し
い高圧でも作動させることができる。

また、この発明の減圧弁は従来の如き主弁のバ
ネ室および主弁体に設けたベント絞りを経由する
ベント流れによつて圧力制御を行なうものではな
く、２次通路の圧力をパイロツト弁のパイロツト
室に導き、主弁のパイロツト室に１次通路の圧力
を導いているので、２次通路を完全に閉鎖するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の断面図、第２
図，第６図は電流値と２次通路の２次圧力との関
係を示す線図、第３図，第７図は内部漏れを示す
線図、第４図，第８図は１次通路の１次圧力P₁
と２次通路の２次圧力P₂との関係を示す線図、
第５図は他の実施例を示す説明図、第９図は従来
例の断面図である。 ３１…減圧弁、３２…主弁、３３…パイロツト
弁、３６…主スプール、３７…１次通路、３８…
２次通路、４１…可変オリフイス、４３，５５…
バネ室、４５…バネ、４６，５７…パイロツト
室、４８，５８…パイロツト通路、５２…弁体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主スプール３６の一端側に押圧手段４５を設
   け、上記主スプール３６の他端側のパイロツト室
   ４６にパイロツト圧を導いて、このパイロツト圧
   と上記押圧手段４５の押圧力とを対抗させて、上
   記主スプール３６を動作させることにより、１次
   通路３７と２次通路３８との間の可変オリフイス
   ４１の開度を調整し、上記２次通路３８の圧力を
   減圧制御するノーマルオープン形の主弁３２と、 上記主スプール３６の他端側のパイロツト室４
   ６を、上記１次通路３７とタンク８５とに切換接
   続する弁体５２の一端側のパイロツト室５７に上
   記２次通路３８の圧力を導くパイロツト通路５８
   を設け、この弁体５２の他端側に押圧手段５６，
   ５６′を設けて、上記パイロツト室５７の圧力と
   上記押圧手段５６，５６′の押圧力との対抗によ
   り上記弁体５２を動作させて、上記主スプール３
   ６の他端側のパイロツト室４６を上記１次通路３
   ７とタンク８５とに切換接続するパイロツト弁３
   ３とからなる減圧弁。