JPH0461994B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は弁ハウジング内に配置された弁ピスト
ンを有し、この弁ピストンはこの弁ピストン内に
配置された可変パイロツト流制限部を通るパイロ
ツト流によつて、それを貫流する主圧力媒体の流
れを無段階に制御するようになつている圧力媒体
弁であつて、パイロツト流が主圧力媒体の流れか
ら得られており且つ制御パイロツト弁によつて制
御可能である、前記圧力媒体弁に関するものであ
る。

（従来の技術） このような形式の圧力媒体弁は従来公知であつ
て、例えば特公昭58−501781号に開示されてい
る。このような形式の圧力媒体弁は、しばしば、
主圧力媒体流の流れを無段階に制御することが要
請される場合に使用されている。従来の圧力媒体
弁は弁ピストンを備えており、この弁ピストンは
弁ハウジング内において閉鎖位置と開放位置との
間で移動可能であり、しかも、圧力媒体弁の入口
及び出口に存在する媒体の圧力に無関係に移動可
能とされている。弁ピストンは、弁ピストンに設
けられている可変パイロツト流制限部を通つて主
圧力媒体の流れから、弁ハウジング内にあるパイ
ロツト流室へ流れるようになつたパイロツト流に
よつて、閉鎖位置と開放位置との間におけける任
意の位置に無段階に移動されるようになつてい
て、圧力媒体弁を貫流する毎時あたりの主圧力媒
体の流量を無段階に制御することができるように
なつている。

この可変パイロツト流制限部は弁ピストンに軸
対称に配置された複数の溝の形態で成つており、
圧力媒体弁の入口とパイロツト流室とがかかる溝
によつて連通されている。これらの溝の中をパイ
ロツト流が流れていない場合においては、圧力媒
体弁の入口における主圧力媒体の圧力とパイロツ
ト流室内の媒体の圧力とは同じである。パイロツ
ト流室内における媒体の圧力は、パイロツト流室
に面している弁ピストンの後端部表面上に作用し
た保持力を発生させる。この保持力は弁ピストン
の後端部表面積とパイロツト流室内における媒体
の圧力の積によつて決まる。圧力媒体弁の入口に
おける主媒体の圧力は弁ピストンの前端部表面上
に作用して、弁ピストンをパイロツト流室の方向
に押圧する力を発生するが、この力と前述した保
持力とが一致するところで弁ピストンは静止する
ことになる。

かくて、可変パイロツト流制限部（すなわち弁
ピストンに設けられた、圧力媒体弁の入口とパイ
ロツト流室とを連通させる溝）を通つてパイロツ
ト流が流れていない状態においては、保持力が大
きく、弁ピストンは閉鎖位置に保持されている。
可変パイロツト流制限部を通つてパイロツト流が
圧力媒体弁の入口からパイロツト流室へ向かつて
流れているという状態のときには、圧力媒体弁の
入口における主圧力媒体の圧力の方がパイロツト
流室内の媒体の圧力よりも大きい状態にあるわけ
であり、このような状態においては、弁ピストン
は閉鎖位置にはなく、開放位置へ向かうある位置
に弁ピストンがあることがわかるであろう。かく
て、可変パイロツト流制限部を通つて圧力媒体弁
の入口からパイロツト流室内へパイロツト流を流
すようにすれば、弁ピストンを開放位置に向かつ
て開放させるように制御できることになる。かよ
うにパイロツト流を流すためには、パイロツト流
室から圧力媒体弁の出口へ向かつて媒体を流すよ
うにすればよく、この流れを制御し得る制御パイ
ロツト弁を備えることによつて、パイロツト流室
から圧力媒体弁の出口へ向かう媒体の流れを制御
し、これによつて圧力媒体弁の開度を制御するこ
とができることとなる。すなわち、制御パイロツ
ト弁を、例えば手動で調整すれば、圧力媒体弁の
開度（すわち、弁ピストンの位置）が制御できる
わけである。従来の圧力媒体弁は、このように、
制御パイロツト弁を制御することによつて圧力媒
体弁の開度を無段階に制御するものである。

（発明が解決しようとする課題） かような圧力媒体弁は完全にパイロツト流のみ
によつてその開度が無段階に制御し得、パイロツ
ト通路の大きさなどの他の要素によつては影響を
受けない制御を行ない得るものであるが、圧力媒
体として圧力油のような粘度の大なるものが用い
られている場合において、温度が極めて低くなつ
た場合に、圧力媒体弁の開度の制御が温度によつ
て影響されるという問題が生じていた。単に圧力
差ばかりに依存してパイロツト流が可変パイロツ
ト制限部を流れるわけではなく、低温における粘
度にも依存してパイロツト流が流れることとなる
からである。それで、低温になつても圧力媒体弁
の開度の制御に影響がないように、パイロツト通
路の断面積を大きくするという解決手段が採用さ
れていた。このようにすることによつて、パイロ
ツト流は制御パイロツト弁によつて完全に制御す
ることはできるのであるが、このようにしたのは
パイロツト通路の断面積が大となつて、結局、圧
力媒体弁の大きさを全体として大形にしてしまつ
ていた。

本発明の目的は、パイロツト通路の断面積を大
とすることなく、温度に影響されずに開閉制御が
できる圧力媒体弁を提供することである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成させるための本発明の圧力媒体
弁は、後述する実施例の説明に用いられている符
号を参考のために付記して示すと、弁ハウジング
１内に配置された弁ピストン２を有し、該弁ピス
トン２は該弁ピストン２内に配置された可変パイ
ロツト流制限部１７を通るパイロツト流によつ
て、貫流する主圧力媒体の流れを制御するように
なつている圧力媒体弁であつて、前記パイロツト
流は前記主圧力媒体の流れから得られており且つ
制御パイロツト弁９によつて制御可能である前記
圧力媒体弁において、 付加的制限部１１が前記弁ピストン２と前記弁
ハウジング１の前記弁ピストン２を取り囲す円筒
壁１５との間であつて且つ前記可変パイロツト流
制限部１７より前記弁ピストン２の先端側に配置
されており、この付加的制限部１１は環状の間隙
でなる形態を有し、この環状の間隙の半径方向の
幅ｈに対してこの環状の間隙の軸線方向の長さ１
は実質的に大きいことを特徴とする圧力媒体弁で
ある。また、前記長さ１は前記幅ｈの数倍大きい
ことが好ましい。更に、前記弁ピストン２は前記
可変パイロツト流制限部１７と前記付加的制限部
１１との間に円周方向の溝１４を有していること
が好ましい。

（作用及び効果） 従来の圧力媒体弁に備えられている可変パイロ
ツト流制限部より弁ピストンの先端側に付加的制
限部を備え、この付加的制限部を弁ピストンと弁
ハウジングの弁ピストンを取り囲む円筒壁との間
の環状の間隙で構成し、しかもこの間隙の半径方
向の幅ｈに対して、この間隙の軸線方向長さ１を
実質的に大とすると、この間隙においてパイロツ
ト流が層流となつて流れることが見出された。そ
して、このように層流となると、この層流は温度
によつてあまり影響されない流速となることが見
出された。従つて、かような付加的制限部を備え
ることによつて、パイロツト通路の断面積を大き
くしなくても、温度に無関係に圧力媒体弁の開度
を制御パイロツト弁によつて制御することができ
るのである。

前記間隙の長さ１は幅ｈの数倍の大きさにする
と良好な層流が得られることが見出された。

また、可変パイロツト流制限部と付加的制限部
との間の弁ピストンの周壁に円周方向の溝を備え
ることは、弁ピストンとそれを取り囲む弁ハウジ
ングの円筒壁との間において、円周方向に均等層
流が流れることを確保する。そして、弁パイロツ
トの位置が変わつて可変パイロツト流制限部から
パイロツト流室へ流れるパイロツト流の流れが変
化しても、それに拘らず、弁ピストンのまわりに
おいて均等な層流が流れることを確実ならしめる
ので、弁ハウジング及び弁ピストンの寸法形状の
正確性に対する要請を緩和する。

（実施例） 本発明の一実施例を示す第１図及び第２図を参
照して、圧力媒体弁は弁ハウジング１内に配置さ
れた弁ピストン２を含む。第１図は弁ピストン２
が閉鎖位置にある状態を、第２図は弁ピストン２
が一部開放された位置にある状態を示している。
圧力媒体弁の入口Ａには図示しない圧力媒体源か
ら主圧力媒体が矢印３の方向に流入するように図
示しない導管が連結されている。圧力媒体弁の出
口Ｂには図示しない例えばアクチユエータに圧力
媒体を矢印３の方向に流出するための図示しない
導管が連結されている。

弁ピストン２は弁ハウジング１に設けられた、
出口Ｂを囲むように配置された弁座５に接触して
出口Ｂを閉鎖する先端部４を有する。弁ピストン
２の後端部７は弁ハウジング１内のパイロツト流
室６に面している。パイロツト流室６内の媒体は
弁ピストン２の後端部７の上表面に保持力Ｐなる
力を及ぼしている。弁ハウジング１内にはパイロ
ツト流室６と連通するパイロツト流路８が設けら
れ、パイロツト流路８は一端において圧力媒体弁
の出口Ｂに開口している。パイロツト流路８の途
中には制御パイロツト弁９が備えられている。制
御パイロツト弁９はばねで付勢されたテーパ付き
の弁体１８を含み、制御パイロツト弁９のハンド
ルレバーを手動で第１図の位置から第２図に示す
位置に揺動させると弁体１８がその弁座から離れ
てパイロツト流路を開くことができる。ハンドル
レバーを大きく右方向に揺動させればパイロツト
流路８はより大きく開口される。

弁ピストン２には軸線方向に設けた溝１０を含
む可変パイロツト流制限部１７が設けられてい
る。可変パイロツト流制限部１７は入口Ａから主
圧力媒体弁をパイロツト流室６に導くためのもの
であつて、溝１０の上方は第１図に見るごとく弁
ピストン２の周壁に開口しており、弁ピストン２
の位置によつてパイロツト流室６に連通する開口
の大きさが変化するようになつている。弁ピスト
ン２が第１図の閉鎖位置にあるときも、また第２
図の一部開放位置にあるときも、入口Ａとパイロ
ツト流室６とは連通しているのであつて、この連
通は、環状端面１３によつて画定されている弁ピ
ストン２の周壁部分１２とこれを取り囲む弁ハウ
ジング１の円筒壁１５との間に環状の間隙１１が
形成されていることによつて達成される。この環
状の間隙１１は本発明における必須の構成要件で
ある付加的制限部を構成しており、可変パイロツ
ト流制限部１７より弁ピストン２の先端側に配置
されている。第４図に見るごとく、環状の間隙１
１の半径方向の幅ｈに対して、この環状の間隙１
１の軸線方向の長さ１は実質的に大きい。例え
ば、10倍程度に大きくすることもできる。長さ１
を幅ｈに対して数倍大きくすると、後述するよう
に、その間隙１１を通る媒体の流れが層流にらる
ことが確認されている。幅ｈに対しての長さ１の
比率が10倍程度にすることができるというのは、
有用性の範囲を示したに過ぎないもので、これよ
り大きくしても層流は得られるかも知れないが、
あまり意味はないということである。環状の間隙
１１は溝１０に連通している。弁ピストン２は可
変パイロツト流制限部１７と付加的制限部を構成
する環状の間隙１１との間に円周方向の溝１４を
具備している。この円周方向の溝１４は弁ピスト
ン２のまわりの間隙１１を流れる媒体が弁ピスト
ン２のまわりの間隙１１を流れる媒体が弁ピスト
ン２のまわりで均等な層流の流れ分布となるため
に有効である。

環状の間隙１１の幅ｈは比較的小さく例えば1/
１０ミリメートルとすることができる。このように
狭い間隙とすれば、圧力媒体中に含まれることあ
る粒状物の濾過手段としてこの間隙１１が役立つ
ことができる。パイロツト流中にかような粒状物
が含まれていると、制御パイロツト弁９の弁体１
８にこれが沈澱することによつて制御に大きな悪
影響を与えるのであるが、かような粒状物が濾過
手段によつて除去されて弁体１８には到らないと
いうことになれば有利であり、圧力媒体弁の安全
性が増大される。前述した溝１４があるために、
可変パイロツト流制限部１７の溝１０が軸線に対
して非対称に配置されていても、この溝１０に入
口Ａからの媒体を、弁ピストン２の位置に無関係
に導くことができ、これは弁ハウジング１と弁ピ
ストン２との相互の寸法関係について要請される
正確度を緩和し、製造コストを低減させ得る。

以下、このような構成で成る圧力媒体弁の作動
について説明する。

第１図に示す状態においては、制御パイロツト
弁９のハンドルレバーは垂直位置にあり、弁体１
８（第２図）はパイロツト流路８をしや断してい
る。この状態ではパイロツト流室６内の媒体はパ
イロツト流路８を通つて出口Ｂに流出することが
出来ず、パイロツト流室６内にとじ込められてい
る。一方、前述したような可変パイロツト流制限
部１７及び付加的制限部を構成している環状の間
隙１１を介して入口Ａとパイロツト流室６とは常
時連通されているから、これらを介して入口Ａか
ら圧力媒体がパイロツト流室６にどんどん流れ込
んでおり、パイロツト流室６に流入した媒体によ
つて弁ピストン２には下方に向けて力が及ぼさ
れ、ついには、入口Ａからパイロツト流室６への
媒体の流れが止まつた時に、弁ピストン２は保持
力Ｐによつて下方に押されて弁ピストン２の先端
部４を弁座５に当接させ、圧力媒体弁を閉じてい
る。すなわち、第１図の状態においては、付加的
制限部である間隙１１と可変パイロツト流制限部
１７とを通つて流れるパイロツト流の流れは無い
（流れが停止している）ことになり、かようにパ
イロツト流の流れがない場合には、弁ピストン２
の先端部４は弁座５に当接して、圧力媒体弁は閉
じられているということになる。

次に第２図に示すように制御パイロツト弁９の
ハンドルレバーを右方に揺動させると、弁体１８
はばねの付勢力に抗して下方に移動されてパイロ
ツト流路８は開かれることになり、パイロツト流
路８を通つてパイロツト流室６から出口Ｂに向か
つて媒体が流出する。そうすると、それまで停止
していたパイロツト流の流れが生じて、入口Ａか
ら付加的制限部である間隙１１と可変パイロツト
流制御部１７を介してパイロツト流室６に圧力媒
体が流入する。このようにして、パイロツト流室
６内の媒体によつて弁パイロツト２に作用される
下方に向けて押す力が、入口Ａのところの圧力媒
体によつて弁パイロツト２に作用される上方に向
けて押す力とバランスしたところに弁ピストン２
が位置することになる。かくて、制御パイロツト
９のハンドルレバーをより大きく右方に傾けれ
ば、パイロツト流路８を通つてより大くの媒体流
が流れ、これによつて弁ピストン２は開放位置に
向かつてどんどん移動して行き、ついには全開位
置を占めるようになる。かくて、入口Ａから出口
Ｂへの圧力媒体の流れは制御パイロツト弁９のハ
ンドルレバーによつて無段階に制御することがで
き、圧力媒体の圧力には完全に無関係にかかる制
御を行なうことができるのである。

本発明において注目すべき点は、付加制限部を
構成する環状の間隙１１の半径方向の幅ｈに対し
て、環状の間隙１１の軸線方向の長さ１は実質的
に大であつて、好ましくは数倍大きくされてい
る。このようにすると、環状の間隙１１を流れる
パイロツト流は層流となることが確認されてい
る。圧力媒体として例えば圧力油を用いるとする
と、低温で粘度が大となり、従来の技術において
は、入口Ａから出口Ｂへの圧力媒体の流量の制御
が温度によつて影響を受けるということがあつた
が、かような層流が確立されたならば、粘度の変
化はパイロツト流の流動性に影響することが少な
く（敏感でなくなり）、従つて、温度によつて圧
力媒体の流量の制御が変わつてしまうということ
がなくなつた。すなわち、温度にあまり影響され
ず、制御パイロツト弁９のハンドルレバーの傾き
によつてのみ圧力媒体の流量が一義的に制御され
得るようになつた。しかも、上述したような付加
的制限部を備えるだけで済むことであるから、パ
イロツト通路の断面積を大として圧力媒体弁自体
の大きさを大としてしまう不都合も解消された。
本発明によつて圧力媒体弁はいわば温度補償され
たことになるわけである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ閉鎖および部分
開放位置における本発明による圧力媒体弁の実施
例の断面図、第３図は圧力媒体弁の一部分の詳細
に示す拡大図、第４図は第３図の一部分を更に詳
細に示す拡大図である。 １…弁ハウジング、２…弁ピストン、６…パイ
ロツト流室、８…パイロツト流路、９…制御パイ
ロツト弁、１０…溝、１１…間隙、１２…周壁部
分、１４…溝、１５…円筒壁、１７…可変パイロ
ツト流制限部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弁ハウジング１内に配置された弁ピストン２
   を有し、該弁ピストン２は該弁ピストン２内に配
   置された可変パイロツト流制限部１７を通るパイ
   ロツト流によつて、貫流する主圧力媒体の流れを
   制御するようになつている圧力媒体弁であつて、
   前記パイロツト流は前記主圧力媒体の流れから得
   られており且つ制御パイロツト弁９によつて制御
   可能である前記圧力媒体弁において、 付加的制限部１１が前記弁ピストン２と前記弁
   ハウジング１の前記弁ピストン２を取り囲む円筒
   壁１５との間であつて且つ前記可変パイロツト流
   制限部１７より前記弁ピストン２の先端側に配置
   されており、この付加的制限部１１は環状の間隙
   でなる形態を有し、この環状の間隙の半径方向の
   幅ｈに対してこの環状の間隙の軸線方向の長さ１
   は実質的に大きいことを特徴とする圧力媒体弁。 ２ 前記長さ１は前記幅ｈの数倍大きいことを特
   徴とする請求項１記載の圧力媒体弁。 ３ 前記弁ピストン２は前記可変パイロツト流制
   限部１７と前記付加的制限部１１との間に円周方
   向の溝１４を有していることを特徴とする請求項
   １または２記載の圧力媒体弁。