JPH0454247B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、メータリング制御をする装置に関
する。

（従来の装置） 第１図に示す従来の装置は、パイロツト室１に
パイロツト圧を導き、このパイロツト圧の作用で
制御ロツド２を図面左方向に移動させて通路３を
開くとともに、上記パイロツト圧に応じて通路３
の絞り面積を決める。

このように通路３が開くと圧力室４がタンク通
路５に連通するが、この圧力室４には制御ポート
６からの圧力が導入されている。

したがつて上記のように通路３が開くと、圧力
室４内の圧力が低下し、制御ポート６と圧力室４
との圧力差によつてポペツト７が開き、制御ポー
ト６からの油はタンク通路５に流れる。

このようにした従来の装置では、上記ポペツト
７の開度が、結局通路３の開度すなわちパイロツ
ト室１に供給されるパイロツト圧によて決められ
ることになる。そのために制御ポート６側に圧力
変動があると、それに応じてその制御流量が変化
してしまう欠点があつた。

この発明は、制御ポート側に圧力変動があつて
も、その圧力変動に関係なく所定の制御ができる
ようにしたメータリング制御装置の提供を目的に
する。

（課題を解決するための手段） この発明は、制御ポートとタンク通路とを連通
させたり、あるいはその連通を遮断するととも
に、両者の連通状態における開度を制御するメイ
ンポペツトを備えてなるメータリング装置を前提
にするものである。

上記の装置を前提にしつつ、この発明は、メイ
ンポペツトをシート部方向に押圧する圧力を作用
させるための圧力室と、この圧力室内にあつてメ
インポペツトをシート部方向に押圧するスプリン
グと、ガイド部材に摺動自在に支持された制御ロ
ツドと、上記制御ロツドの先端に形成されるとと
もに、制御ロツドの移動位置に応じて開き、タン
ク通路と上記圧力室とを連通させる切欠部と、上
記制御ロツドに形成され、制御ポート側の圧力を
受けて制御ロツドの上記切欠部を閉じる方向に移
動させる受圧部と、制御ロツドに対してその切欠
部が閉じる方向の勢力を付与するスプリングと、
制御ロツドを上記スプリングに抗して移動させる
バルブ駆動機構とを備えた点に特徴を有する。

上記の構成のうちバルブ駆動機構とは、後記す
る各実施例における制御ロツドとそのパイロツト
圧受圧部及びパイロツト圧室等を含めたものをい
うが、この発明においては、上記パイロツト機構
に代えてソレノイドを用いてもよい。

（本発明の作用） 上記のように構成したので、制御ポート側の圧
力が変化しても、その圧力が上記受圧部に作用
し、上記バルブ駆動機構の力に対抗する。

したがつて制御ポート側の圧力が変化しても、
バルブ駆動機構の力に比例した流量が常に確保さ
れる。

（本発明の実施例） 第２図に示した第１実施例は、そのボデイ１０
に制御ポート１１とタンク通路１２とを形成する
とともに、ボア１３を形成している。

上記ボア１３にはその内端にメインポペツト１
４を内装し、このメインポペツト１４の外方にガ
イド部材１５を固定するとともに、これら両者間
にスプリング１６を介在させた圧力室１７を形成
している。

そして上記メインポペツト１４はスプリング１
６の作用と圧力室１７の圧力によつて、通常はボ
デイ１０に設けたシート部１８に圧接し、前記制
御ポート１１とタンク通路１２との連通を遮断す
るようにしている。さらにこのメインポペツト１
４は上記のようにシート部１８に圧接した状態に
おいて、その小径部１９を制御ポート１１側に臨
ませるとともに、この小径部１９と大径部２０と
の境界における段部にオリフイス２１を形成して
いる。このオリフイス２１はメインポペツト１４
の移動位置に関係なく制御ポート１１と圧力室１
７とを常時連通させる。

一方上記したメインポペツト１４及びガイド部
材１５の中心部分に孔を形成し、この孔内に制御
ロツド２２を摺動自在に挿入している。

この制御ロツド２２はその外側にフランジ状の
パイロツト圧受圧部２３を形成するとともに、こ
のフランジ状のパイロツト圧受圧部２３よりさら
に外側をスプリング室２４に臨ませている。

そして上記スプリング室２４内に介装したスプ
リング２５の作用で、当該制御ロツド２２はその
パイロツト圧受圧部２３を前記ガイド部材１５に
圧接するようにしているが、このパイロツト圧受
圧部２３はスプリング室２４の内周面に対して摺
動自在となる関係にしている。

このようにしたフランジ状のパイロツト圧受圧
部２３と前記ガイド部材１５との間にはパイロツ
ト室２６が形成されるとともに、このパイロツト
室２６はダンパオリフイス２７を介してパイロツ
ト通路２８に連通するようにしている。

また当該制御ロツド２２であつて上記圧力室１
７内に位置する部分には受圧部２９を形成し、こ
の受圧部２９を境としてその内方の直径D₁を、
外方の直径D₂よりも大きくしている。

さらにこの制御ロツド２２の内端側には切欠部
３０を形成し、前記のようにフランジ状のパイロ
ツト圧受圧部２３がガイド部材１５に接触してい
る状態では上記切欠部３０がメインポペツト１４
によつて閉じられる関係にしている。また制御ロ
ツド２２がスプリング２５に抗して移動したと
き、この切欠部３０が圧力室１７側に開口する関
係にしている。

上記のように切欠部３０が圧力室１７側に開口
すると、圧力室１７内がこの切欠部３０を介して
タンク通路１２に連通するようにしている。

なお前記スプリング室２４は直接タンク３１に
連通し、スプリング室２４内に圧力がこもるのを
防止している。

次のこの実施例の作用を説明する。

いま、図示の状態で制御ポート１１に圧力が立
つと、その圧力はオリフイス２１を経由して圧力
室１７に流入するとともに、その圧力は前記受圧
部２９に作用して当該制御ロツド２２を図面左方
向に押す力として作用する。

上記の状態でパイロツト通路２８からのパイロ
ツト圧がパイロツト室２６に流入すると、そのパ
イロツト圧が前記パイロツト圧受圧部２３に作用
して当該制御ロツド２２を図面右方向に押す力と
して作用する。

したがつて制御ロツド２２は、上記パイロツト
圧による力と、受圧部２９に作用する力及びスプ
リング２５のばね力とがバランスする位置まで移
動する。つまりこの制御ロツド２２は上記パイロ
ツト圧に比例してその移動量が決まることにな
る。

上記のようにして制御ロツド２２がパイロツト
圧に比例して移動すると、切欠部３０が圧力室１
７側に開口し、圧力室１７内の油が切欠部３０を
経由してタンク通路１２に流れる。

圧力室１７内の油がタンク通路１２に流れれ
ば、オリフイス２１前後に差圧が発生し、上記圧
力室１７内の圧力が低下する。このように圧力室
１７内の圧力が低下すると、制御ポート１１側の
高圧の作用で、メインポペツト１４が制御ロツド
２２の移動量に比例して移動し、シート部１８の
絞り開度を決める。

つまり上記のように切欠部３０が開くと、メイ
ンポペツト１４が開くが、制御ポート１１側の圧
力がメインポペツト１４に作用する力と、圧力室
１７内の圧力がメインポペツト１４に作用する力
及びスプリング１６のばね力とがバランスする位
置、換言すれば上記パイロツト圧に比例した位置
で当該メインポペツト１４が停止し、上記シート
部１８の開度を定めるもので、上記メインポペツ
ト１４及び制御ロツド２２はサーボ機構を構成す
る。

上記のようにメインポペツト１４が開けば、制
御ポート１１とタンク通路１２とが連通し、メイ
ンポペツト１４の上記開度に応じた流量がタンク
通路１２に流れる。

メインポペツト１４がパイロツト圧に比例して
移動し、シート部の開度が定まつた状態で、制御
ポート１１側の圧力に変動があると、その圧力変
動に応じて当該メインポペツト１４が移動し、シ
ート部１８の開度を調整する。

例えばシート部１８の開度が一定の状態で制御
ポート１１側の圧力が上昇すると、その圧力上昇
分に応じてタンク通路１２に流れる流出量が増大
しようとする。しかし圧力室１７内の圧力も上昇
し前記受圧部２９に作用する力が増大するため、
制御ロツド２２が図面左方向に移動する。制御ロ
ツド２２の移動にともなつてメインポペツト１４
が追従し、シート部１８の絞り開度を小さくし
て、上記流出量の増大をキヤンセルするように自
己調整する。

反対に制御ポート１１側の圧力が低下すると、
その圧力降下分に応じてタンク通路１２に流れる
流出量が減少しようとする。しかし圧力室１７内
の圧力も低下し前記受圧部２９に作用する力が減
少するため、制御ロツド２２が図面右方向に移動
する。制御ロツド２２の移動にともなつてメイン
ポペツト１４が追従し、シート部１８の絞り開度
を大きくして、上記流出量の減少をキヤンセルす
るように自己調整する。

上記のようにこの実施例における制御装置で
は、パイロツト圧に比例してメインポペツト１４
の開度が決められるとともに、制御ポート１１側
の圧力が変化しても、シート部１８の絞り開度を
自動的に増減して流出量変化を防ぐことができ
る。

第３図に示した第２実施例は、前記第１実施例
とほぼ同様であるが、その相違点は次のとおりで
ある。

すなわち前記第１実施例が、オリフイス２１を
介して制御ポート１１と連通する圧力室１７内に
受圧部２９を位置させたのに対して、この第２実
施例では、通路３６を介して制御ポート１１に直
接連通する中継室３７内に受圧部３８を位置させ
た点で両者相違する。

つまりこの第２実施例は、そのメインポペツト
３９の外方に第１ガイド部材４０と第２ガイド部
材４１とを設けるとともに、上記メインポペツト
３９と第１ガイド部材４０との間に圧力室４２を
形成し、この圧力室４２内にスプリング４３を介
在させて当該メインポペツト３９をシート部１８
に圧接させるようにしている。

そして第１ガイド部材４０と第２ガイド部材４
１間には上記中継室３７を形成し、この中継室３
７を上記したように通路３６を介して制御ポート
１１に連通させているが、この中継室３７はオリ
フイス４４を介して上記圧力室４２に連通してい
る。

また第２ガイド部材４１の外側には制御ロツド
４５のフランジ状のパイロツト圧受圧部４６が対
向し、このフランジ状のパイロツト圧受圧部４６
と相まつてパイロツト室４７を形成する関係にし
ている。

さらに上記制御ロツド４５はその内側にポペツ
ト部４８を形成し、通常はスプリング４９のばね
力と圧力室４２内の圧力との作用でメインポペツ
ト３９内のシート部５０に圧接する関係してい
る。

このようにした第２実施例の作動は、前記第１
実施例と実質的に同一であるが、次の点において
両者相違する。

すなわち第２実施例では、受圧部３８が位置す
る中継室３７を、通路３６を介して制御ポート１
１に連通し、制御ポート１１側の圧力を直接上記
受圧部３８に作用させるようにしている。

これに対して前記第１実施例は、受圧部２９が
位置する圧力室１７を、オリフイス２１を介して
制御ポート１１に連通させている。

上記のように第１実施例と第２実施例とを相違
させたので、第２実施例の方がメインポペツトの
開口過渡時や微少流量制御時の特性が良くなる。

例えば、第１実施例では切欠部３０が開いて圧
力室１７がタンク通路１２に連通すると同時に、
その圧力室１７内の圧力が低下するので、受圧部
２９に作用する力が弱くなる。そのために制御ロ
ツド２２は、受圧部２９に作用する力が弱くなつ
た分だけパイロツト圧の作用で図面右方向に少し
戻される。制御ロツド２２が戻されると、それに
追従してメインポペツト１４も移動するので、シ
ート部１８の開口を大きくする。そのために過渡
流量が多く流れ、特に微少流量での微少動作の制
御特性がやや劣ることになる。

これに対して上記第２実施例では、制御ポート
１１側の圧力を受圧部３８に直接作用させる構成
にしているので、切欠部３０が開いたときの圧力
室４２内の圧力変化の影響を受けない。そのため
に第１実施例に対して過渡特性や微少流量制御特
性が良くなる利点がある。

なお上記各実施例において、制御ロツドを移動
させるのにパイロツト圧を利用しているが、例え
ばソレノイドを用いて当該制御ロツドを移動させ
るようにしてもよい。

（本発明の効果） この発明は上記のように構成したので、バルブ
駆動機構の力に比例したバルブ機構の開度が得ら
れるとともに、制御ポート側の圧力が変化したと
きには、自動的にバルブ機構の開度を調整し、常
に上記バルブ駆動機構の力に比例した流量が確保
される。つまり制御ポート側の圧力変化に対して
自己補償機能を有する。

【図面の簡単な説明】

図面第１図は従来の断面図、第２図はこの発明
の第１実施例の断面図、第３図は第２実施例の断
面図である。 １１……制御ポート、１２……タンク通路、１
４，３９……メインポペツト、１５，４０，４１
……ガイド部材、１６，４３……スプリング、１
７，４２……圧力室、２２，４５……制御ロツ
ド、２５，４９……スプリング、２９，３５……
受圧部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 制御ポートとタンク通路とを連通させたり、
   あるいはその連通を遮断するとともに、両者の連
   通状態における開度を制御するメインポペツトを
   備えてなるメータリング装置において、 メインポペツトをシート部方向に押圧する圧力
   を作用させるための圧力室と、 この圧力室内にあつてメインポペツトをシート
   部方向に押圧するスプリングと、 ガイド部材に摺動自在に支持された制御ロツド
   と、 上記制御ロツドの先端に形成されるとともに、
   制御ロツドの移動位置に応じて開き、タンク通路
   と上記圧力室とを連通させる切欠部と、 上記制御ロツドに形成され、制御ポート側の圧
   力を受けて制御ロツドの上記切欠部を閉じる方向
   に移動させる受圧部と、 制御ロツドに対してその切欠部が閉じる方向の
   勢力を付与するスプリングと、 制御ロツドを上記スプリングに抗して移動させ
   るバルブ駆動機構と、 を備えてなるメータリング装置。