JPH0433047B2 - - 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３図に示す
ように、主弁１とポペツト形の２ポート式パイロ
ツト弁２からなるものが知られている（油圧技
術、24巻No.４ 21頁）。この減圧弁は、主弁１の
２次ポートＢ側からパイロツト弁２のポペツト３
へのベント流れを形成するベント絞り５を有する
パイロツト通路６を設け、このベント絞り５とポ
ペツト３との間の流体圧力を主弁１の主スプール
７の一端側のバネ室８に導く一方、主弁１の２次
ポートＢの圧力を主スプール７の他端側のパイロ
ツト室９に導いている。つまり、主スプール７に
はパイロツト室９の流体圧力と、バネ室８の流体
圧力にバネ１０力を加算した合力とが対抗してお
り、上記２次ポートＢの流体圧力がパイロツト弁
２の設定圧力に達すると、パイロツト弁２が開弁
してベント流れを形成する。このためベント絞り
５の前後に差圧が形成され、この差圧がバネ圧相
当になると主スプール７を動作させて可変オリフ
イス４の開度を狭め、２次ポートＢの圧力を減圧
するのである。そして、２次ポートＢの流体圧力
が設定圧力よりも低くなると、パイロツト弁２が
閉じて、ベント流量を零にするので、ベント絞り
５の前後の差圧が解消され、バネ１０力により主
スプール７は第３図中右方へ動かせて、可変オリ
フイス４の開度を広げて、１次ポートＡから２次
ポートＢに流体を供給して、２次ポートＢの圧力
を上昇させ所望の設定圧力に制御している。

＜発明が解決しようとする問題点＞ ところで、上記従来の減圧弁においては、前述
のように、減圧作動中において２次ポートＢの圧
力が設定圧力よりも低下した場合、特に２次ポー
トＢの圧力がパイロツト弁２を完全に閉鎖する程
に急速に低下した場合に、ポペツト弁３が閉鎖し
た後、主スプール７を右側へ移動させて開動作を
させて、初めて２次ポートＢの圧力が上昇する。
しかしながら、このようにパイロツト弁２に続い
て主弁２１の主スプール７を動作させて、２次ポ
ートＢの圧力を初めて制御する構造では、主スプ
ール７の質量、寸法が大きくて、主スプール７の
動作が遅いため、負荷の影響による２次ポートＢ
の圧力変動に対する修正動作の応答性が悪いとい
う問題がある。

そこで、この発明の目的は、主弁の動作に先行
して、主弁の２次ポートにパイロツト弁から積極
的に流体を供給できるようにして、負荷側の変動
に対する減圧弁の圧力制御の応答性を高めること
にある。

＜問題点を解決するための手段＞ 上記問題点を解決するため、この発明は、第１
図に例示するように、スプール形式の３ポート形
のパイロツト弁２２を用い、主弁２１の１次ポー
トＡにパイロツト弁２２の１次ポートａを、主弁
２１の２次ポートＢにパイロツト弁２２の２次ポ
ートｂを各々接続して、主弁２１とパイロツト弁
２２を並列に接続したことを基本的な特徴として
いる。より詳しくは、１次ポートＡと２次ポート
Ｂとの間の可変オリフイス２６の開度を調整する
主スプール２５の一端側を通路を介して上記２次
ポートＢに、上記主スプール２５の他端側を絞り
３３を有する通路を介して上記２次ポートＢに
夫々連通させた主弁２１と、２次ポートｂを１次
ポートａとタンクポートｔとに切換連通するパイ
ロツトスプール４１の一端側を通路を介して上記
２次ポートｂに連通し、上記パイロツトスプール
４１の他端側に調整可能な押圧手段４８を設けた
３ポート形パイロツト弁２２とからなり、上記パ
イロツト弁２２の１次ポートａを上記主弁２１の
１次ポートＡに、また上記パイロツト弁２２の２
次ポートｂを上記主スプール２５の他端側に夫々
連通させたことを特徴としている。

＜作用＞ 通常の減圧作動中、パイロツト弁２２は押圧手
段４８の押圧力に応じた圧力にパイロツト弁２２
の２次ポートｂの圧力を制御し、主弁２１の２次
ポートＢ側から、絞り３３→パイロツト弁２２の
２次ポートｂ→タンクポートｔへ流れるベント流
れが生じる。

いま、何等かの原因で主弁２１の２次ポートＢ
の圧力P_Bが設定圧力よりも急激に低下したとす
ると、パイロツト弁２２のパイロツトスプール４
１の一端側の圧力が低下して、パイロツトスプー
ル４１が１次ポートａと２次ポートｂとの間を開
き、２次ポートｂとタンクポートｔとの間を閉じ
るように動作して、主弁２１の動作に先立つて、
パイロツト弁２２の２次ポートｂから絞り３３を
通つて主弁２１の２次ポートＢへの逆流が生じ
て、上記２次ポートＢへパイロツト弁２２から流
体が供給され、続いて、主弁２１が動作して可変
オリフイス２６の開度が増大して、主流れが増大
する。このように、主弁２１が動作する前に、小
形で応答性の早いパイロツト弁２２を通して、積
極的に１次ポートａから圧力流体を主弁２１の主
スプール２５の他端側および２次ポートＢへ供給
するので、主弁２１の２次ポートＢの圧力変動に
対する修正動作の応答性が早くなる。また、この
ようにパイロツト弁２２を通して主スプール２５
の他端側に圧力流体を供給するので、主スプール
２５に作用する軸推力（フローフオース）に抗し
て、主スプール２５を左方向に押圧作動させるこ
とができ、したがつて、大きな軸推力に対しても
対抗でき、最大流量を増大することができる。

次に、何等かの原因で主弁２１の２次ポートＢ
の圧力P_Bが急激に設定圧力よりも上昇したとす
る。そうすると、パイロツト弁２２のパイロツト
スプール４１の一端の圧力が上昇して、パイロツ
トスプール４１は２次ポートｂとタンクポートｔ
との間を開くように動作して、ベント流量をドレ
ンとしてさらに増大させる。

＜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図において、２１はノーマルオープン式２
ポート形の主弁、２２は３ポート形のパイロツト
弁である。

上記主弁２１は主スプール２５の作動によつて
１次ポートＡと２次ポートＢとの間の可変オリフ
イス２６の開度をランド２５ａで制御するように
なつている。上記主スプール２５の一端側のパイ
ロツト室２８にはパイロツト通路２９を介して２
次ポートＢを接続すると共に、主スプール２５の
他端側のバネ３１を縮装したバネ室３２には絞り
３３を有するパイロツト通路３５を介して２次ポ
ートＢを接続している。したがつて、主弁２１は
パイロツト室２８とバネ室３２との差圧がバネ３
１のバネ力に相当するように主スプール２５を動
作させて、可変オリフイス２６の開度を制御す
る。

一方、上記パイロツト弁２２はパイロツトスプ
ール４１の作動によつてランド４１ａで２次ポー
トｂを１次ポートａとタンクポートｔに切換連通
するようになつている。上記パイロツトスプール
４１の一端側の室４５にはパイロツト通路４６を
介して２次ポートｂを接続している。上記パイロ
ツト弁２２にはパイロツトスプール４１の静止位
置を定めるための弱いバネ力を有するバネ４７を
縮装している。一方、上記パイロツトスプール４
１の他端側には、調整可能な押圧手段の一例とし
ての電磁比例ソレノイド４８を設けて、パイロツ
トスプール４１の中心を電磁比例ソレノイド４８
のプランジヤ４８ａによつて電流の通電値ｉに比
例した力で押圧するようにしている。したがつ
て、パイロツト弁２２のパイロツトスプール４１
はプランジヤ４８ａの押圧力と室４５の圧力つま
り２次ポートｂの圧力とがバランスするように動
作する。

上記パイロツト弁２２の１次ポートａはパイロ
ツト通路５１を介して主弁２１の１次ポートＡに
接続すると共に、上記パイロツト弁２２の２次ポ
ートｂは主弁２１の２次ポートＢに通じるバネ室
３２にパイロツト通路５２を介して接続して、主
弁２１とパイロツト弁２２を並列的な状態に接続
している。上記パイロツト弁２２のタンクポート
ｔはドレン通路５３を介してタンク５４に接続し
ている。

また、上記主弁２１の２次ポートＢは油圧シリ
ンダ５５に通路５６を介して接続し、１次ポート
Ａは圧力源５７に通路５８を介して接続してい
る。

上記構成において、電磁比例ソレノイド４８へ
通電している電流値ｉが一定で、油圧シリンダ５
５が前進または静止しており、主弁２１の２次ポ
ートＢから絞り３３、パイロツト弁２２の２次ポ
ートｂおよびタンクポートｔを通つてタンク５４
へのベント流れが生じ、上記絞り３３の前後には
主弁２１のバネ３１のバネ圧に相当する差圧が生
じているとする。

いま、何等かの原因で主弁２１の２次ポートＢ
の流体圧力P_Bが設定圧力（平衡点）よりも急激
に低下したとする。そうすると、上記２次ポート
Ｂに通じるパイロツト弁２２のパイロツト室４５
の圧力も急激に低下し、パイロツトスプール４１
は電磁比例ソレノイド４８に押圧されて第１図中
下方に移動して、パイロツト弁２２の１次ポート
ａから２次ポートｂへ圧力流体を供給するので、
パイロツト弁２２の２次ポートｂ側の圧力が主弁
２１の動作に先行して上昇する。そのため、絞り
３３を通るベント流量が減少し、あるいは絞り３
３をパイロツト弁２２の２次ポートｂ側から主弁
２１の２次ポートＢへ流れる逆流が生じる。続い
て、主弁２１の主スプール２５は、バネ室３１に
作用するパイロツト弁２２の２次ポートｂ側の圧
力およびバネ３１のバネ圧により、主スプール２
５は第１図中左方へ移動して、可変オリフイス２
６の開度を増大させ、主流れを増大させる。

このように、主弁２１が開作動する前に、主弁
２１に比べて小形で応答性の早いパイロツト弁２
２を通して、主弁２１のバネ室３２および２次ポ
ートＢに圧力流体を供給するので、負荷の影響に
よる主弁２１の２次ポートＢの圧力変動に対する
修正動作の応答性が早くなる。

また、上記主弁２１の主スプール２５が軸推力
により、可変オリフイス２６を閉じるように動作
して、２次ポートＢの圧力が過大に低下すると、
主弁２１のバネ室３２に前述のようにパイロツト
弁２２を通して圧力流体が供給されるので、絞り
３３に逆流れが生じてバネ室３２のバネ３１のバ
ネ力が見かけ上強くなり、軸推力に抗して、主ス
プール２５を開作動でき、主弁２１の最大流量を
増大できる。

次に、何等かの原因で主弁２１の２次ポートＢ
の圧力P_Bが急激に設定圧力よりも上昇したとす
る。そうすると、パイロツト弁２２のパイロツト
スプール４１の一端のパイロツト室４５の圧力が
上昇して、パイロツトスプール４１は第１図中上
方へ移動して２次ポートｂとタンクポートｔとの
間を開くように動作して、ベント流量をドレンと
してさらに増大させる。ここでも、主弁２１の閉
作動に先行してパイロツト弁２２が作動して、主
弁２１の２次ポートＢの圧力P_Bを減小させ、続
いて主弁２１が閉作動して、主流れを減小させ
て、減圧作用を行なう。このようにパイロツト弁
２２が主弁２１に先行して、直接に減圧作用を行
なうので、２次ポートＢの圧力変動に対する修正
動作の応答性が早くなる。

第２図は、パイロツト弁２２の電磁比例ソレノ
イド４８に通電する電流値ｉと主弁２１の２次ポ
ートＢの流体圧力P_Bとの関係を示すグラフであ
る。

なお、図示しないがパイロツト弁２２のパイロ
ツトスプール４１にデイザー効果を付加すれば、
より精度の高い比例圧力制御をすることができ
る。

＜発明の効果＞ 以上より明らかなように、この発明は、スプー
ル形式の３ポート形のパイロツト弁の１次ポート
に主弁の１次ポートを、上記パイロツト弁の２次
ポートに主弁の２次ポートおよび主スプールの他
端側を夫々接続し、主弁とパイロツト弁を並列状
態に接続しているので、負荷の影響により主弁の
２次ポートの圧力が変動した場合に、主弁の動作
に先行して、パイロツト弁から主弁の２次ポート
に向けて圧力流体が積極的に供給でき、したがつ
て、負荷等の影響による主弁の２次ポートの圧力
変動に対する減圧弁の修正動作の応答性を早くで
き、また、主弁の主スプールをパイロツト弁の２
次ポートから供給される流体が作動させることが
できるので、主スプールの軸推力による可変オリ
フイスの閉鎖現象がなく軸推力の大きな状態でも
正常に作動でき、減圧弁の最大流量を増大でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の原理図、第２図
は上記実施例の特性図、第３図は従来例の断面図
である。 ２１…主弁、２２…パイロツト弁、２５…主ス
プール、３３…絞り、４１…パイロツトスプー
ル、４８…電磁比例ソレノイド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １次ポートＡと２次ポートＢとの間の可変オ
   リフイス２６の開度を調整する主スプール２５の
   一端側を通路を介して上記２次ポートＢに、上記
   主スプール２５の他端側を絞り３３を有する通路
   を介して上記２次ポートＢに夫々連通させた主弁
   ２１と、 ２次ポートｂを１次ポートａとタンクポートｔ
   とに切換連通するパイロツトスプール４１の一端
   側を通路を介して上記２次ポートｂに連通し、上
   記パイロツトスプール４１の他端側に調整可能な
   押圧手段４８を設けた３ポート形パイロツト弁２
   ２とからなり、 上記パイロツト弁２２の１次ポートａを上記主
   弁２１の１次ポートＡに、また上記パイロツト弁
   ２２の２次ポートｂを上記主スプール２５の他端
   側に夫々連通させたことを特徴とする減圧弁。