JPH05340406A - 電磁式方向流量制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、応答が速く戻り流量の少ない比例
電磁式方向流量制御弁を実現することを目的にする。 【構成】 本発明は、センタリングピストンと摺動孔の
摺動部に油室に通じる可変絞りを設けると共に、油室の
戻り流路に固定絞りを設けた電磁式方向流量制御弁を構
成した。また、出力圧Ｐc と逆方向の圧油を切換弁によ
りセンタリングピストンに供給する供給路を設けた比例
電磁式方向流量制御弁を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、比例電磁式方向流量制
御弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の比例電磁式方向流量制御
弁の構成を、図８に示す。

【０００３】図８において、１はパイロット圧力制御
弁、２はパイロットスプール、３はスプリング、４はパ
イロットピストン、５はセンタリングピストン、６はフ
ラッパ、７はスプリング、８は主スプール、９はボデ
ィ、１１は比例ソレノイド、１２はノズルである。２１
はセンタリングピストン５の第１油室、２２は第２油室
である。ｂは流路、Ｒc1は固定絞り、Ｄr3はドレンポー
トである。固定絞りＲc1は、パイロット圧力制御弁１と
センタリングピストン５の第１油室２１とを連通する流
路ｂの途中に設けられている。

【０００４】このような構成の従来装置において、パイ
ロット油は固定絞りＲc1を介してセンタリングピストン
５の第１油室２１に流入する。第１油室２１の圧力は、
スプリング７の力とノズル１２の噴出反力に見合った圧
力であり、戻り流体はドレンポートＤr3からタンクに戻
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の比例電磁式方向流量制御弁にあっては、比例
ソレノイド１１の入力電流をオフにしたときの主スプー
ル８の中立位置に戻る速度が遅くなる。また、主スプー
ル８の位置決め精度が悪い。さらに、パイロット油の圧
力が高いときには、タンクへの戻り流量が多くなる。

【０００６】即ち、センタリングピストン５の第１油室
２１への流量は固定絞りＲc1を経由して流入する。この
ため、応答速度を、或る程度以上に速くすることができ
ない。また、センタリングピストン５の第１油室２１の
圧力は一定であるが、パイロット油が固定絞りＲc1を経
由して入ってくるためにパイロット油の圧力により流量
が変化する。センタリングピストン５とランドの隙間か
らタンクに戻るが、隙間が流量によって異なるため主ス
プール８の位置もパイロット油の圧力により変化するこ
とになる。また、パイロット油の圧力が高い場合は、通
過流量も多くなり効率が悪い等の問題点があった。

【０００７】この発明は、このような従来装置の問題点
を解消するためになされたもので、パイロット油が固定
絞りを経由してセンタリングピストンの油室に入ってこ
ないようにしたものである。即ち、センタリングピスト
ンのスリットとボディランドで可変オリフィスを構成し
た入力ポートを設けると共に、戻り流体を固定絞りを介
してタンクに戻して応答が速く戻り流量の少ない比例電
磁式方向流量制御弁を実現することを目的にするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、電磁式方向
流量制御弁において、センタリングピストンの摺動部に
可変絞りを形成すると共に、第１油室のドレン流路に固
定絞りを設けて、出力圧Ｐx を可変絞りを介して第１油
室に供給する電磁式方向流量制御弁を構成したものであ
る。また、センタリングピストンの第２油室側の摺動部
に可変絞りを形成してドレン流路に固定絞りを設けて、
可変絞りを介して外部の切換弁により第２油室にパイロ
ット油を供給する電磁式方向流量制御弁を構成したもの
である。

【０００９】また、電磁式方向流量制御弁において、セ
ンタリングピストンの摺動部に可変絞りを形成すると共
に、第１油室のドレン流路に固定絞りを設けて、可変絞
りを介して外部の切換弁によりパイロット油を第１油室
に供給する電磁式方向流量制御弁を構成したものであ
る。さらに、センタリングピストンの第２油室側の摺動
部に可変絞りを形成してドレン流路に固定絞りを設け
て、可変絞りを介して外部の切換弁により第２油室にパ
イロット油を供給する電磁式方向流量制御弁を構成した
ものである。

【００１０】

【作用】センタリングピストンのスリットとボディラン
ドで作る可変絞りは、センタリングピストンがほぼ中立
に復帰するまで開口の開度が極めて大きい。したがっ
て、センタリングピストンの油室にパイロット油が多量
に流入するため、応答速度が非常に速い。逆に、中立位
置に復帰した状態ではセンタリングピストンの油室が低
圧になるため、戻り流量は極めて少ない。よって、セン
タリングピストンのスリットとボディランドで作る隙間
は極めて狭くなり、パイロット油の圧力が変化したとき
のドリフト量は無視できる。

【００１１】

【実施例】

実施例１ 図１は本発明実施例１の構成説明図、図２と図３は本発
明実施例１の動作説明図である。本発明の実施例の各図
面で一部の従来装置と同一の部分に同じ符号を付されて
いる。

【００１２】図１乃至図３において、１はパイロット圧
力制御弁で、ここでは減圧弁が用いられる。２はパイロ
ット圧力制御弁１のパイロットスプール、３はスプリン
グである。４はパイロットピストン、５はセンタリング
ピストン、７はスプリング、８は主スプール、９はボデ
ィ、１１は比例ソレノイド、１２はノズル、１２a はノ
ズル１２の内部流路、１５は背圧室、１６はノズル室で
ある。また、２１と２２は、センタリングピストンの第
１油室と第２油室、２３は主スプール８の左側に設けら
れた流体室である。比例ソレノイド１１は入力電流によ
り、スプリング３のバネ圧が与えられたパイロットスプ
ール２を変位させる。そして、パイロット圧力制御弁１
にはパイロット油の供給圧Ｐp が導入されて、比例ソレ
ノイド１１の入力電流にほぼ比例した出力圧Ｐc とオン
・オフ的な出力圧Ｐx とをパイロットピストン５側に送
出する。

【００１３】５a はセンタリングピストン５のロッド
で、ノズル室２１に露出した先端にフラッパ６が固定さ
れている。フラッパ６はノズル室１６内で、ノズル間隙
Ｘを介してノズル１２に対向させている。５b はセンタ
リングピストンの摺動孔、５cは摺動孔５b に形成され
たボディランドである。また、５d はセンタリングピス
トンの外周に設けられたリング状のスリット、５e は軸
方向に形成された連通路である。摺動孔５b とボディラ
ンド５c により可変絞りＲv が構成され、この可変絞り
Ｒv によりパイロット圧力制御弁１の出力圧Ｐx を受け
て第１油室２１に流入するパイロット油の流入流量が制
御される。Ｄr1〜Ｄr4はボディ１に設けられたドレン流
路、Ｒc1とＲc2は固定絞り、ａ，ｂ，ｃはパイロット油
の流路、Ａ，Ｂ，Ｐ，Ｔは主回路流体の入出力ポートで
ある。

【００１４】流路ｃから流入したパイロット油は直接流
体室２３に供給され、背圧室１５には固定絞りＲc2を介
して流入する。背圧室１５に供給されたパイロット油
は、内部流路１２a を通してノズル１２から噴出され
る。ノズル１２は対向するフラッパ６が移動するとノズ
ル間隙Ｘの大きさに応じてノズル背圧が変化し、変化し
たノズル背圧を背圧室１５に帰還して主スプール８をフ
ラッパ５a の変位に一体に追随させる。主スプール８は
比例ソレノイド１１の入力電流のほぼ中間値において、
図示されたセンタリングの位置に保持されている。そし
て、主スプール８はセンタリングの位置を中心にボディ
９内を左右に摺動することによって、各入出力ポート
Ａ，Ｂ，Ｐ，Ｔを交互に切換えて主回路流体の流量が制
御されるようになっている。

【００１５】上述のような構成の本発明の動作を、次に
説明する。図１のパイロット圧力制御弁１の比例ソレノ
イド１１の推力にスプリング３が対抗しているために、
入力電流が３０％以下では出力圧Ｐc は０である。この
とき、センタリングピストン５の左右両側の第２油室２
２と第１油室２１は、ドレンに繋がり圧力は加わってい
ない。比例ソレノイド１１の入力電流を０％にすると、
スプリング３によりパイロットスプール２がリセットの
位置になり、出力圧Ｐx が流路ｂを経由して第１油室２
１に流入してセンタリングピストン５に作用する。

【００１６】図１の状態は比例ソレノイド１１の入力電
流が６５％のときで、流路ａに送られる出力圧Ｐc は最
大制御出力圧Ｐc の５０％の圧力を出力している。この
とき、センタリングピストン５の両側の第１油室２１と
第２油室２２は、ドレンに連通している。また、パイロ
ットピストン４とセンタリングピストン５に加わる主な
力は、スプリング７の反力になっている。ノズル１２の
噴出による反力は、パイロットピストン４の力に比べて
極めて小さい。

【００１７】図２の状態は比例ソレノイド１１の入力電
流が３０％で出力圧Ｐc が０の場合で、パイロットピス
トン４はスプリング７によって右側に一杯動かされてい
る。したがって、主スプール８もセンタリングピストン
５の移動に連れて、右側に追随して最大変位している。
このとき、センタリングピストン５の第２油室２２と第
１油室２１はドレンに通じている。また、比例ソレノイ
ド１１の入力電流を１００％にすると、出力圧Ｐc は最
大制御圧力になってパイロットピストン４は左側に一杯
動かされている。したがって、主スプール８もセンタリ
ングピストン５のノズル１２に追随して、左側に最大変
位することになる。

【００１８】図３は比例ソレノイド１１の入力電流が０
の状態で、パイロットピストン４への作用力は図２の場
合と同様になくなっている。そして、センタリングピス
トン５の第１油室２１には、流路ｂからの出力圧Ｐx
（＝Ｐp ）が前記したボディランド５c とスリット５d
で構成する可変絞りＲv を経由して加えられる。また、
この第１油室２１は固定絞りＲc1を介してドレン流路Ｄ
r3に連通している。このため、図２の場合に対して、パ
イロットピストン４を右方に動かしセンタリングピスト
ン５を左方に変位させる。センタリングピストン５が上
記の可変絞りＲvを閉じ始めると、第１油室２１の圧力
が低下してスプリンク７の弾性力に見合った力関係の位
置に平衡停止して位置決めされることになる。

【００１９】比例ソレノイド１１の入力電流を０にした
ときのリセット時には、センタリングピストン５よりド
レンに流れるパイロット油の流量が非常に少なく済む。
即ち、このときのパイロット油のドレン流量は固定絞り
Ｒc1と第１油室２１の内圧で決まるが、第１油室２１内
の圧力が小さく固定絞りＲc1の有効断面積も充分小さく
選べるためである。また、センタリングピストン５の位
置決めが、極めて安定している。即ち、パイロット油の
圧力が増加しても、流量は変化しない。このことは、第
１油室２１の圧力が一定で、固定絞りＲc1との関係で、
流量が決まるためである。更に、可変絞りＲv は、セン
タリングピストン５がほぼ中立に復帰するまでは開口の
開度が大きく、センタリングピストン５の第１油室２１
に多量のパイロット油が流入する。よって、応答速度
が、極めて速くなる。

【００２０】図４は実施例２の構成説明図である。図４
の実施例２ではセンタリングピストン５の第２油室２２
側にも、図１〜図３のようなボディランド５c2とスリッ
ト５d2及び連通路５e2が形成されている。そして、第２
油室２２側に設けられたボディランド５c2とスリット５
d2によって、ここでも可変絞りＲv2が構成されている。
３０は油圧ポンプのような油圧源、３１は外部に設けら
れたカム式切換弁である。カム式切換弁３１の流出ポー
トは、可変絞りＲv2を介して第２油室２２に連通されて
いる。この実施例２のカム式切換弁３１で、Ｐポートか
らＡポート方向への制御を閉鎖する機能が追加されてい
る。図４の外部に設けられたカム式切換弁３１を操作し
ないときは、図１と同一の動作が行われる。

【００２１】一般に射出成型機では、操作ドアが開かれ
ているときは安全上型閉鎖動作が停止される。実施例２
を射出成型機の油圧装置に適用すると、射出成型機の操
作ドアが閉じているときはカム式切換弁３１が図示の状
態になっている。そして、電磁式方向流量制御弁が、通
常の動作を実施する。ＰポートからＢポートへの動作に
より型を解放してから、次にＰポートからＡポートへの
動作で型を閉鎖しようとするときに操作ドアを開くとカ
ム式切換弁３１が切替わる。このため、センタリングピ
ストン５の左側の第２油室２２に、油圧源３０のパイロ
ット油が供給される。供給されたパッロット流体によっ
てセンタリングピストン５が変位して可変絞りＲv2が閉
じてくると、第１油室２１の圧力が低下してセンタリン
グピストン５が中立位置に位置決めされる。

【００２２】図５は、この発明の実施例３を示したもの
である。図１〜３の実施例１に対してパイロットスプー
ル２に、比例ソレノイド１１の入力電流が０のときにセ
ンタリングピストン５に供給する出力圧Ｐx を発生させ
るランドが設けられていない。また、可変絞りＲv が流
路ｂによって、外部に設けられた電磁式切換弁３２が接
続されている。そして、通常は、図示の状態になってい
る。即ち、この実施例３では前記の入力電流が０でなく
センタリングピストン５が右方向に作動しているとき
に、適時電磁式切換弁３２を切換えて電磁式方向流量制
御弁をセンタリングができるように構成されている。

【００２３】図６は、本発明の実施例４の構成説明図で
ある。図５を用いて説明した実施例３に対して、更に第
２油室２２側にカム式切換弁３１が設けられている。カ
ム式切換弁３１には図示のように、別の油圧源３３から
油圧を供給してもよく、右側の電磁式切換弁３２用の油
圧源３０を共通に利用してもよい。図６の実施例では、
図５に比較して第２油室２２と第１油室２１に、カム式
切換弁３１と電磁式切換弁３２を通じて外部からパイロ
ット油を供給する構成になっている。そして、外部のカ
ム式切換弁３１で、ＰポートからＡポート方向への制御
を閉鎖する機能を付加したものである。

【００２４】前述のような射出成型機に実施例４を適用
すると、操作ドアが閉じているとカム式切換弁３１はこ
の図示の状態になっていて比例電磁式方向流量制御弁は
通常の動作をする。いま、ＰポートからＡポートへの動
作により型を解放し、次にＰポートからＢポートへの動
作で型を閉鎖しようとするときに操作ドアを開くとカム
式切換弁３１が切り換って第２油室２２にパイロット油
が流入する。第２油室２２に流入したパイロット油でセ
ンタリングピストン５が右に移動して可変絞りＲv2が閉
じ始めると、第２油室２２の圧力が低下してセンタリン
グピストン５が位置決めされる。

【００２５】図７に、実施例５が示されている。図７は
本発明の他の実施例で、図１〜６の各図に破線で示され
たパイロットスプール２の内部流路２a （図１）が省略
されている。そして、スプール２には、両肩に傾斜面２
b を形成した対称形のランドが用いられている。即ち、
この実施例５の図面では、位置決め方式のパイロット圧
力制御弁を使用した電磁式方向流量制御弁が構成されて
いる。

【００２６】

【発明の効果】この発明は、センタリングピストンの摺
動部に可変絞りを形成すると共に、第１油室のドレン流
路に固定絞りを設けて、出力圧Ｐx を可変絞りを介して
第１油室に供給する電磁式方向流量制御弁を構成した。
また、センタリングピストンの第２油室側の摺動部に可
変絞りを形成してドレン流路に固定絞りを設けて、可変
絞りを介して外部の切換弁により第２油室にパイロット
油を供給する電磁式方向流量制御弁を構成した。

【００２７】また、この発明は、センタリングピストン
の摺動部に可変絞りを形成すると共に、第１油室のドレ
ン流路に固定絞りを設けて、可変絞りを介して外部の切
換弁によりパイロット油を第１油室に供給する電磁式方
向流量制御弁を構成した。さらに、センタリングピスト
ンの第２油室側の摺動部に可変絞りを形成してドレン流
路に固定絞りを設けて、可変絞りを介して外部の切換弁
により第２油室にパイロット油を供給する電磁式方向流
量制御弁を構成した。

【００２８】この結果、センタリングピストンの第１油
室へのパイロット油が可変絞りを経由して流入するの
で、応答速度を速くすることができる。また、センタリ
ングピストンの第１油室の戻り流体を固定絞りを介して
タンクに戻すので、通過流量も少なくなり効率も向上す
る。よって、本発明によれば、応答が速く戻り流量の少
ない比例電磁式方向流量制御弁を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例１の構成説明図である。

【図２】本発明実施例１の動作説明図である。

【図３】本発明実施例１の別の動作説明図である。

【図４】本発明実施例２の構成説明図である。

【図５】本発明実施例３の構成説明図である。

【図６】本発明実施例４の構成説明図である。

【図７】本発明実施例５の構成説明図である。

【図８】従来装置の構成説明図である。

【符号の説明】

１ パイロット圧力制御弁 ２ パイロットスプール ３ スプリング ４ パイロットピストン ５ センタリングピストン ６ フラッパ ７ スプリング ８ 主スプール ９ ボディ １１ 比例ソレノイド １２ ノズル ２１ 第１油室 ２２ 第２油室 ３１ カム式切換弁 ３２ 電磁式切換弁 Ｐp 供給圧 Ｐx 出力圧 Ｐc 出力圧 Ｒc1，Ｒc2 固定絞り Ｒv ，Ｒv1，Ｒv2 可変絞り Ｄr1〜Ｄr4 ドレン流路 ａ，ｂ，ｃ 流路 Ａ，Ｂ，Ｐ，Ｔ 入出力ポート

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ソレノイドの入力電流によりパイロット
   スプールを変位させて出力圧Ｐc 及びＰx を出力するパ
   イロット圧力制御弁と、該パイロット圧力制御弁の出力
   圧Ｐc に対応して変位するパイロットピストンと、該パ
   イロットピストン側に対設した第１油室と他端側に形成
   された第２油室との間で摺動し第２油室側にフラッパを
   延設したセンタリングピストンと、該センタリングピス
   トンのフラッパに対向するノズルに連結されてセンタリ
   ング位置を中心に前記フラッパの変位に追随して左右に
   変位して主回路流体の入出力ポートを切換える主スプー
   ルとを備えた電磁式方向流量制御弁において、 前記センタリングピストンの摺動部に可変絞りを形成す
   ると共に、前記第１油室のドレン流路に固定絞りを設け
   て、前記出力圧Ｐx を可変絞りを介して第１油室に供給
   することを特徴とする電磁式方向流量制御弁。
2. 【請求項２】 前記センタリングピストンの第２油室側
   の摺動部に可変絞りを形成してドレン流路に固定絞りを
   設けて、前記可変絞りを介して外部の切換弁により第２
   油室にパイロット油を供給することを特徴とする請求項
   １記載の電磁式方向流量制御弁。
3. 【請求項３】 ソレノイドの入力電流によりパイロット
   スプールを変位させて出力圧Ｐc を出力するパイロット
   圧力制御弁と、該パイロット圧力制御弁の出力圧Ｐc に
   対応して変位するパイロットピストンと、該パイロット
   ピストン側に対設した第１油室と他端側に形成された第
   ２油室との間で摺動し第２油室側にフラッパを延設した
   センタリングピストンと、該センタリングピストンのフ
   ラッパに対向するノズルに連結されてセンタリング位置
   を中心に前記フラッパの変位に追随して左右に変位して
   主回路流体の入出力ポートを切換える主スプールとを備
   えた電磁式方向流量制御弁において、 前記センタリングピストンの摺動部に可変絞りを形成す
   ると共に、前記第１油室のドレン流路に固定絞りを設け
   て、前記可変絞りを介して外部の切換弁によりパイロッ
   ト油を第１油室に供給することを特徴とする電磁式方向
   流量制御弁。
4. 【請求項４】 前記センタリングピストンの第２油室側
   の摺動部に可変絞りを形成してドレン流路に固定絞りを
   設けて、前記可変絞りを介して外部の切換弁により第２
   油室にパイロット油を供給することを特徴とする請求項
   ３記載の電磁式方向流量制御弁。