JPS5840063B2 - パイロット締り弁付き液圧パイロット操作締り弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、液圧パイロット回路を使用してその開度が
遠隔操作で調整できるような液圧パイロット操作絞り弁
に関する。

絞り弁には、円錐型絞り弁、切欠溝型絞り弁など種々の
形式のものがあるが、従来これらの絞り弁は第１図に１
例を示すようにいずれも絞り弁に調整機構（ハンドル、
ツマミなど）が付属しており、この調整機構を操作して
その開度が調整される。

従って、絞り弁の開度を変えてこれを流れる流体の流量
を変えたいときは、絞り弁の設置場で直接手動操作せざ
るを得ない。

また遠隔操作する場合は、従来の絞り弁を使用して流量
制御する場合、操作用、絞り弁は大形となり、遠隔操作
のための配管類も口径の大きいものを使用し関連装置が
大形とならざるを得ない。

さらに流量の多段制御を遠隔操作する際にはますます大
掛かりな装置となる許りでなく、動作音も大きくなる欠
点がある。

第１図に、従来の円錐型絞り弁の１例の断面図を示す。

図は、絞り弁が閉じている状態を示しているが、調整ハ
ンドル１を右回転（絞り弁が開く方向）に回転すると、
スプール２がスプリング３の力に抗して右方に移動し、
スプール２の円錐部２′と弁体４の弁座部４′の間に間
隙を生じ、流入口５に加えられた圧力流体はこの間隙を
とおって流出口６から流出する。

この場合、スプール２の円錐部２′と弁体４の弁座４′
との間の間隙の大きさくすなわち絞り弁の開度）は調整
ハンドル１の回転量によって変り、従って調整ハンドル
１を操作することによって絞り弁をとおる流体の流量が
調整されることになる。

第１図は円錐型絞り弁の１例で説明したが、その他の形
式のものも従来のものはすべてこれと同様に直接手動操
作によって絞り部の開度を調整するようになっている。

本発明は、液圧パイロット操作絞り弁のパイロットポー
トに小形で簡単なパイロット絞り弁を接続して必要な設
定場所より自由に主絞り弁の開度を遠隔調整し得る液圧
パイロット操作、絞り弁を提供することを目的としてい
る。

そのため本発明はスプール１３が非動作時にはスプリン
グ１４によって閉弁状態にあり、動作時には上記スプー
ルの両端側の油室１５及び１９の圧力差に応じて開弁状
態にあるように配設された主絞り弁ａとスプール２０が
非動作時にはスプリング２１によって開弁状態にあり動
作時にはそのスプール２０の両端側の油室２６と２７と
の圧力差に応じて閉弁状態にあるように配設された圧力
補償弁Ｃ及び固定絞りｂとが一体のボディに組込まれて
構成され、前記主絞り弁の入口側と出口側とが主油路９
及び１１によってそれぞれ入口ポー１１０と出口ポート
１２に連通し、該入口側の主油路９が第１のパイロット
油路１６によって前記主絞り弁の一方の端側の油室１５
と連通し、また前記固定絞りを経由して主絞り弁の他方
の端側の油室１９と前記圧力補償弁の絞り部２２の入口
側とに連通し、前記圧力補償弁の絞り部２２の出口側が
第２のパイロット油路２４によって前記圧力補償弁の一
方の端側の油室２６と一つのパイロットポート２５に連
通し、かつ前記圧力補償弁の他方の端側の油室２７が第
３のパイロット油路２８及び２９によって前記出口ポー
ト１２と他のパイロット３０とに連通ずるようにしてな
る液圧パイロット操作絞り弁の前記２つのパイロットポ
ート２５及び３０に小型パイロット絞り弁Ｂを接続して
主油路の流量制御の遠隔操作するように構成したもので
、供給源から圧油を本発明の液圧パイロット操作絞り弁
に加えた状態で、前記第２及び第３のパイロット油路２
４と２９との間に接続されている小型パイロット絞り弁
Ｂをある開度に開くと、その開度の大きさによって決ま
る流量が入口側の主油路から固定絞りｂ１圧力補償弁と
、パイロット絞り弁Ｂを通って出口側の主油路に至るパ
イロット回路に流れるとともに固定絞りｂに生じた圧力
が主絞り弁ａのスプールの両端に作用して開かれた主絞
り弁ａの開度により決まる流量が流れ、前述のパイロッ
ト回路の流量と合流して制御されたこの流量が出口ポー
ト１２により外部に流出されて、小型パイロット絞り弁
で主絞り弁を自由に遠隔操作することができるとともに
、圧力補償弁により液圧パイロット操作絞り弁ａの入口
圧及び出口圧が変動しても主絞り弁ａの開度が変化しな
いように一定に保持して安定な流量制御を可能としたも
のである。

つぎに、液圧パイロット回路を使用して遠隔調整を可能
にしたこの発明の液圧パイロット操作絞り弁を油圧回路
用の実施例にもとづいて説明する。

第２図はこの発明の液圧パイロット操作絞り弁の構成回
路図で、第３図はそのｌ実施例の構造を示す断面図（以
下、構造断面図と呼ぶ）である。

第２図において、１点鎖線でかこったＡの部分がこの発
明の液圧パイロット操作絞り弁の部分で、Ｂはこれに接
続されて遠隔操作するためのパイロット絞り弁（小形の
絞り弁）である。

図で示すようにこの発明の液圧パイロット操作絞り弁Ａ
は、主絞り弁ａ１固定絞りｂおよび圧力補償弁Ｃで構成
されこれらが１体のボディに組込まれており、各各が図
に示すように油路で接続されている。

実線の油路が主油路で、点線で示す油路がパイロット油
路であり、Ｐは圧油の供給源である。

いまＰから圧油を加えた状態でパイロット絞り弁Ｂをあ
る開度に開くと、入口側の主油路から固定絞りｂ１圧力
補償弁ｃ１パイロット絞り弁Ｂをとおって出口側の主油
路に至る回路（以下パイロット回路と呼ぶ）にｑの流れ
（以下、パイロット流れと呼ぶ）が生じ、このパイロッ
ト流れｑの大きさはパイロット絞り弁Ｂの開度の大きさ
によって決まる。

方、パイロット流れｑが流れると固定絞りｂで圧力降下
を生じ、その人口圧と出口圧が主絞り弁ａのスプールの
両端に作用し、その圧力差に応じてスプールが移動し主
絞り弁ａが開かれてここをＱの流量が流れ、ｑがＱ′に
合流してＱの流量が外部に流出される。

流量ｑ及びＱ’？マパイロット絞り弁Ｂの開度によって
決まり、従ってパイロット絞り弁Ｂを操作することによ
って主絞り弁ａをとおる実線の回路（以下、主回路□と
呼ぶ）を流れる流量Ｑが調整されることになる。

なお、圧力補償弁Ｃは液圧パイロット操作絞り弁Ａの入
口圧や出口圧が変動しても主絞り弁ａの開度が変化しな
いようにこれを一定に保持するためのもので、そのスプ
ールの両端室にはそれぞれパイロット絞り弁Ｂの入口圧
と出口圧が加わっていてその差圧でスプールの位置が決
まり、例えば供給源Ｐの圧力が上昇してｑが増大すると
パイロット流れがここで絞られてｑの増大を抑えこれを
一定に保つ。

ｑが一定に保たれれば固定絞りｂの圧力降下も一定に保
たれ、従って主絞り弁ａの開度も不変である。

以上がこの発明の液圧パイロット操作絞り弁の動作の概
要であるが、つぎに第３図に示す１実施例の構造断面図
について具体的な構造と動作の詳細を説明する。

図において、ａが主絞り弁、ｂが固定絞り、Ｃが圧力補
償弁で図に示すようにこれらが１体のボディ７に組込ま
れ、相互間が油路で結合されている。

主絞り弁ａの絞り部８はその入口側か主油路９によって
入口ポート１０に、またその出口側か主油路１１によっ
て出口ポート１２に連通している。

図はこの液圧パイロット操作絞り弁の動作時の状態を示
しており、主絞り弁ａのスプール１３が右方に移動して
絞り部８が開いて開弁状態にあるが、非動作時にはスプ
ール１３はスプリング１４で左方に押され絞り部８は閉
じて主絞り弁は閉弁状態になっている。

主絞り弁ａにはスプール１３の一方の左端側と他方の右
端側にそれぞれ油室が設けてあり、その左端側の油室１
５はパイロット油路１６によって入口ポート１０に連通
し、同時に固定絞りｂが挿入されたパイロット油路１７
およびパイロット油路１８をとおして前記主絞り弁の右
端側の油室１９に連通している。

圧力補償弁Ｃも図では同様に動作状態で示されており、
非動作時にはそのスプ−ル２０がスプリング２１によっ
て右方に押され絞り部２２が一杯に開いて開弁状態とな
る。

圧力補償弁Ｃの絞り部２２の入口側はパイロット油路２
３および１７によって固定絞りｂを介して主絞り弁ａの
左端側の油室１５に、またパイロット油路２３および１
８をとおして主絞り弁ａの右端側の油室１９に連通して
いる。

絞り部２２の出口側は第２のパイロット油路２４によっ
てパイロットポート２５と圧力補償弁Ｃの右端側の油室
２６に連通しており、また圧力補償弁Ｃの左端側の油室
２７は第３のパイロット油路２８および２９によって出
口ポート１２と他のパイロットポート３０に連通してい
る。

以上がこの発明の液圧パイロット操作絞り弁の構造の大
要であるが、使用時には図に示すようにパイロットポー
ト２５と３０の間にパイロット絞り弁Ｂが接続され、こ
のパイロット絞り弁Ｂによって遠隔操作される。

つぎに、この液圧パイロット操作絞り弁の動作について
説明する。

いま入口ポート１０に圧力Ｐ１の圧油が加えられている
とし、まずパイロット絞り弁Ｂが閉じられている場合を
考える。

このときは、パイロット回路がパイロット絞り弁Ｂで閉
鎖されているためパイロット回路に油の流れは発生せず
、従って固定絞りｂにも圧力降下がなく主絞り弁ａの両
端油室１５，１９には等しく入口圧Ｐ１が加わるので、
スプール１３はスプリング１４で左方に押されたままで
絞り部８も閉じたままとなり、入口ポート１０から出口
ポート１２への主回路にも油の流れは発生しない。

つまり、パイロット絞り弁Ｂを閉じた状態ではこの液圧
パイロット操作絞り弁は非動作状態のままである。

つぎにパイロット絞り弁Ｂをある開度に開くと、入口ポ
ート１０に加えられた圧油はパイロット油路１６、主絞
り弁ａの左端側の油室１５、パイロット油路１７、パイ
アント油路２３、圧力補償弁Ｃの絞り部２２、ハイロッ
ト油路２４、パイロット絞す弁Ｂ１パイロット油路２９
の経路すなわちパイロット回路をとおって出口ポート１
２から流出し、この回路にパイロット流れｑを生ずる。

このパイロット流れｑによって固定絞りｂの部分で圧力
降下を生じ、このため主絞り弁ａの右端側の油室１９の
圧力が左端側の油室１５の圧力よりも低くなり、その圧
力差による力とスプリング１４の力とがバランスする位
置までスプール１３が右方に移動して絞り部８を開く。

従って、この絞り部８をとおる流れＱ′を生じ、このＱ
′は出口側の主油路１１でさきのパイロット流れｑと合
流して入口ポートから流入する流量Ｑと等しくなり、出
口ポート１２から外部に流出する。

いまこの状態で、入口ポート１０の圧力をＰｌ、固定絞
りｂの流出側の圧力をＰ２、圧力補償弁Ｃの流出側の圧
力をＰ３、出口ポート１２の圧力をＰ４とすると、固定
絞りｂによって生ずる圧力降下はＰｌ−Ｐ２でこれが主
絞り弁ａのスプール１３に加わる差圧となり、パイロッ
ト絞り弁Ｂによって生ずる圧力降下はＰ３−Ｐ。

でこれが圧力補償弁Ｃのスプール２０に加わる差圧とな
る。

ところで、主絞り弁ａの開度はそのスプール１３の両端
油室１５および１９に加わる圧力の差すなわちＰ、 −
Ｐ２によって決まり、この差圧Ｐ１−Ｐ２は固定絞りｂ
を流れるパイロット流れｑの大きさによって決まるので
、パイロット絞り弁Ｂの開度を変えてパイロット流れｑ
の大きさを変えてやれば主回路の流量Ｑを調整すること
ができる。

この場合、圧力補償弁Ｃは入口ポート１０の圧力または
出口ポート１２の圧力が変動しても主絞り弁ａの絞り部
８の開度が変化しないように機能する。

たとえば入口ポート１０の圧力Ｐ１が上昇した場合で考
えると、これにともなってパイロット流れｑも増大し従
って主絞り弁ａの開度も大きくなろうとするが、この時
同時にパイロット絞り弁Ｂの圧力降下、すなわち差圧Ｐ
３−Ｐ、も増大し、これによって圧力補償弁Ｃのスプー
ル２０が左方に移動せしめられ、その絞り部２２の開度
が狭められてパイロット流れｑの増大が抑えられこれが
一定に保持される。

パイロット流れｑの大きさが一定に保持されれば、主絞
り弁ａの絞り部８の開度も一定に保たれる。

逆に入口ポート１０の圧力Ｐ１が低下した場合には、圧
力補償弁Ｃのスプール２０が右方に移動して同様にパイ
ロット流れｑを一定にまた主絞り弁ａの開度を一定に保
持する。

出口ポート１２の圧力が上下した場合も同様である。

以上、この発明の液圧パイロット操作絞り弁の構造と動
作について説明したが、つぎにこの発明の効果について
説明する。

この発明の効果の第１は、さきにも述べたように従来の
直接手動操作型であった絞り弁を液圧パイロット回路を
使用して遠隔操作できるようにした点にある。

すなわち第４図に示すように、この発明の液圧パイロッ
ト操作絞り弁Ａはそのパイロットポートに小形のパイロ
ット絞り弁Ｂを接続し、これを操作盤などに設置すれば
このパイロット絞り弁Ｂによって自由にその開度が遠隔
調整できる。

パイロット絞り弁Ｂは極く小形のものでよく、またこれ
に接続する配管も小径のものでよいので、操作盤などに
設置する場合にスペースもわずかですみ、操作が容易で
あるのみならず工事や保守も楽で遠隔操作用には極めて
適切である。

このほかにこの発明の液圧パイロット操作絞り弁は以下
に示すように種々の油圧回路に使用して、回路を簡略化
し油圧装置を小形化するという顕著な効果がある。

第５図は絞り弁を使用して流量な多段制御を行う回路の
例である。

液圧パイロット操作絞り弁Ａに所望の開度に設定された
複数個のパイロット絞り弁Ｂ１．Ｂ２等を接続し、これ
らが小形の切替弁３１−１゜３１−２等で切替えられて
接続されるようにしたものである。

同様の回路を従来の絞り弁で組む場合には、制御段数と
同数の大形の絞り弁が必要となり、かつこれらを切替え
る切替弁も大形のものとなり、配管類も口径の太きいも
のが使用さへ油圧装置が大形となるのみでなく切替時の
機器の動作音が大きい点でも欠点がある。

第６図は、液圧パイロット操作絞り弁Ａの流量をパイロ
ット絞り弁Ｂ１．Ｂ２および小形の切替弁３１で２段に
切替え、かつ液圧パイロット操作切替弁３２を使用して
シリンダ３３の流入、流出方向を切替えてシリンダの制
御を行なうようにした例である。

すなわち、パイロット絞り弁Ｂ１．．Ｂ２を切替えるこ
とによってシリンダ３３のピストンの動作方向と同時に
その速度を自動的に切替えられるようにした例である。

つぎに第７図は、液圧パイロット操作絞り弁Ａの流量を
パイロット絞り弁Ｂ１． Ｂ２および小形の切替弁３１
で２段制御すると同時に、リリーフ弁３４および小形の
圧力調整弁３５−１゜３５−２を使用して流入側の圧力
Ｐ１をも制御するようにした圧力流量制御回路の例であ
る。

小形の切替弁３１が左側のポジションに接続されてパイ
ロット絞り弁Ｂ１が動作しているときには、圧力調整弁
３５−１が流入圧力Ｐ１を監視し、もし、Ｐｌが圧力調
整弁３５−１の設定圧を越えるとこれが動作してＩＪ
ＩＪ−フ弁３４を開き流入圧を設定圧まで下げる。

パイロット絞り弁Ｂ２が動作しているときは小形の圧力
調整弁３５−２が同様の働きをする。

つぎに第８図の回路は第６図のシリンダの動作方向と動
作速度の制御回路に第７図で使用している圧力制御回路
を付加したもので各構成機器の動作は第６図および第７
図で説明したので省略する。

以上の油圧回路例では、これを従来の絞り弁を使用して
組むとすると、第５図で説明したように制御段数と同数
の大形の絞り弁が必要であり、またこれらを切替える切
替弁も大形のものとなるほか、配管接手類も口径の大き
いものとなり、このため油圧装置が大形なものとなるう
え機器の動作時の騒音にも問題がある。

このように、この発明の液圧パイロット操作絞り弁は、
従来の直接手動操作型の絞り弁に代って液圧パイロット
回路を使用して遠隔操作の可能な絞り弁を提供する効果
のほか、種々の油圧回路に使用して油圧装置を小形化し
、操作し易いものとし、かつ動作音の少ないものとする
効果がある。

なお、この発明の液圧パイ田ノド操作絞り弁はつぎのよ
うな構成回路で作ることもできる。

すなわち第９図の構成回路図に示すもので、これは先に
説明した第２図の構成回路図のものが圧力補償弁Ｃをパ
イロット絞り弁Ｂへの流入側のパイロット油路に挿入し
であるのに対しこれをその流出側のパイロット油路に操
入し、第２図のものと同じく圧力補償弁Ｃのスプールの
両端油室に加わる圧力をそれぞれパイロット絞り弁Ｂの
流入側圧力と流出側圧力にとり、流入側の高い方の圧力
が圧力補償弁Ｃの絞り部を閉じる側の端室に、また流出
側の低い方の圧力が絞り部を開く側の端室に加わるよう
油路を接続したものである。

この場合もパイロット流れｑは第２図のものと同様に、
固定絞りｂ１パイロット絞り弁Ｂおよび圧力補償弁Ｃを
とおして流れ、ｑの大きさはパイロット絞り弁Ｂの開度
で決まり、ｑの大きさによって決まる固定絞りｂの前後
差圧が主絞り弁ａのスプールに作用してその開度を決定
し、また圧力補償弁Ｃがパイロット絞り弁Ｂの前後差圧
（すなわち流量ｑ）を監視してこれを一定に保つことは
第２図のものと全く同様である。

またこの発明の液圧パイロット操作絞り弁は、第１０図
に示す構成回路でも実施することができる。

すなわち、第１０図に示すものは第２図のものが固定絞
りｂをパイロット回路の入口側に挿入しているのに対し
これをその流出側に移したもので、これにともない第２
図のものと同様に主絞り弁ａのスプールに固定絞りｂの
前後差圧が作用するよう主絞り弁ａの両端油室の圧力の
取入口を変えたものである。

この場合も、パイロット流れｑは圧力補償弁Ｃ１パイロ
ット絞り弁Ｂおよび固定絞りｂをとおして流れ、その大
きさはパイロット絞り弁Ｂの開度で決まり、主絞り弁ａ
の開度がｑの大きさで決まり、また圧力補償弁Ｃがｑの
大きさを一定に保持することなど、この液圧パイロット
操作絞り弁Ａの機能、動作は第２図のものと全く変りな
い。

さらにまた、この発明の液圧パイ田ント操作絞り弁は第
１１図に示す構成回路によっても実施することができる
。

第１１図のものは第２図のものの圧力補償弁Ｃと固定絞
りｂとの挿入位置をパイロット絞り弁Ｂへの流入側から
その流出側に移したもので、前記した諸例と同様この回
路のものも第２図に示すものとその機能、動作は全く同
様である。

なお、以上は油圧回路に使用されるものについて説明し
たが、この発明の液圧パイロット操作絞り弁は油圧以外
の流体圧用のものも全く同様の構造で作ることができる
。

上述したように本発明による、液圧パイロット操作絞り
弁を油圧回路の主油路に使用すれば、該弁の入口圧や出
口圧が変動しても、その影響を受けず、前記操作絞り弁
のパイロットポートに小形のパイロット絞り弁を接続し
て、これを遠方の操作盤などに設け、前記操作絞り弁に
おける主絞り弁の開度を彩画操作することにより、主油
路の流量制御を行い得るとともに、極めて小形のパイロ
ット絞り弁であるためこれに接続する配管も小径のもの
でよく、小形でコストの極めて安価なパイロット絞り弁
付き液圧パイロット操作絞り弁を提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の直接手動型絞り弁の断面図、第２図はこ
の発明の液圧パイロット操作絞り弁の構成回路図で第３
図はその実施例の構造断面図、第４図はこの発明の液圧
パイロット操作絞り弁の遠隔操作の油圧回路図、第５図
〜第８図はこの発明の液圧パイロット操作絞り弁を各種
の油圧回路に使用した応用例で第５図は流量の多段制御
を行なう油圧回路図、第６図はシリンダの動作方向と速
度の制御を行なう油圧回路図、第７図は流量と圧力の制
御を行なう油圧回路で第８図はシリンダの動作方向と速
度の制御と同時に圧力制御も行なう油圧回路図、第９〜
第１１図はこの発明の液圧パイロット操作絞り弁の他の
構成回路図である。 ａ・・・主絞り弁、ｂ・・・固定絞り、Ｃ・・・圧力補
償弁、７・・・ボディ、１３，２０・・・スプール、１
０・・・入口ポート、１２・・・出口ポート、１４．２
１・・・スプリング、２５ 、３０・・・パイロットポ
ート、９，１１・・・主油路、１６，１７，１８，２３
，２４，２８゜２９・・・パイロット油路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スプール１３が非動作時にはスプリング１４によっ
   て閉弁状態にあり、動作時には上記スプールの両端側の
   油室１５及び１９の圧力差に応じて開弁状態にあるよう
   に配設された主絞り弁ａとスプール２０が非動作時には
   スプリング２１によって開弁状態にあり動作時にはその
   スプール２０の両端側の油室２６と２７との圧力差に応
   じて開弁状態にあるように配設された圧力補償弁Ｃ及び
   固定絞りｂとが一体のボディに組込まれて構成され、前
   記主絞り弁の入口側と出口側とが主油路９及び１１によ
   ってそれぞれ入口ポート１０と出口ポート１２に連通し
   、該入口側の主油路９が第１のパイロン）油路１６によ
   って前記主絞り弁の一方の端側の油室１５と連通し、ま
   た前記固定絞りを経由して主絞り弁の他方の端側の油室
   １９と前記圧力補償弁の絞り部２２人口側とに連通し、
   前記圧力補償弁の絞り部２２の出口側が第２のパイロッ
   ト油路２４によって前記圧力補償弁の一方の端側の油室
   ２６と一つのパイロットポート２５に連通し、かつ前記
   圧力補償弁の他方の端側の油室２７が第３のパイロット
   油路２８及び２９によって前記出口ポート１２と他のパ
   イロットポート３０とに連通ずるようにしてなる液圧パ
   イロット操作絞り弁の前記２つのパイロットポート２５
   及び３０に小型パイロット絞り弁Ｂを接続して主油路の
   流量制御の遠隔操作することを特徴とするパイロット絞
   り弁付き液圧パイロット操作絞り弁。