JPS5914660B2 - 流量制御弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に液圧回路に使用する流量制御弁、特に大
陣量全パイロット弁を操作することにより制御する圧力
補償形流量制御弁に関するものである。

従来この種の圧力補償形流量制御弁は、例えば第１図に
示す如く、圧力補償のためのスプールａと、ばねｂと、
流量を制御する絞り弁Ｃとから構成され、流量制御する
全流量の通過する絞り弁Ｃ前後の圧力差をスプールａの
両端に導いて通過流量の増減に応じてスプールａが左右
動して通過流量ｒ減、増するように作動するものである
。

この構造であると、制御すべき流体の通路に設けた絞り
を制御して流量全増減するものである力・ら、大流量を
制御する場合には絞りが大きくなる。

したがって、遠隔操作より流量が増減制御する場合に絞
りの操作力が大となるから困難となると共に、絞り部分
の配管が太くなってしまうという不具合を有している。

本発明は上記の事情に鑑みなさｔたものであり、その目
的は流量制御すべき流体を主回路とパイロット回路とに
分流し、パイロット回路に可変絞り弁？設け、この可変
絞り弁を操作することによって流量全増減制御できるよ
うにした流量制御弁を提供することである。

以下、第２図、第３図全参照して本発明の詳細な説明す
る。

弁体１内にボア２を設け、ボア２内に流量制御弁、例え
ばスプール３を設け、スプール３の１端には圧縮バネ４
が設けられ、そのバネ４により図中右方にスプール３を
押し、他端は弁体１に設けられたボア５内に摺動自在に
挿入さｎたピストン６に当接している。

ピストン６は圧力室７内の圧力を受けてスプール３全バ
ネ４の力に抗して図の左方に押す働きをする。

弁体１には、ポート８゜９．１０が設けらｎボア２に開
口する溝１１，１２゜１３に各々連通している。

スプール３にはポート８カ・らポート９へ向う流ｎを制
御するためくびれ部１４があり、更にスプール３が左方
に移動していったとき溝１１力・ら溝１２へ向う流れの
開口面積を適当に減少させる目的で切欠き１５が設けら
ｎている。

スプール３内には孔１６が設けらｎ、溝１１と孔１６と
を連通ずるための孔１１、孔１６と溝１３とを連通ずる
ための孔１８，１９゜２０が設けらｎている。

そしてポート８、溝部１１．１２、ポート９で主回路を
形成し、ポート８、溝部１１、孔１６，１７，１８，１
９，２０、溝部１３、ポート１０でパイロット回路を形
成している。

スプール３はピストン６の左方に押す力がバネ４の力よ
りも小さいときは右方によせられスプール３は右端で弁
体１の内孔端部２２に当接している。

この位置？スプール３の変位Ｘの原点（０点）とすると
スプール３のストロークＸｍａｘはスプール３の左端が
弁体１の肩部２３に当接した位置で表わされろ、スプー
ル３のストロークＸと溝１１力・ら溝１２へ向う流ｎの
開口面積Ａｍの関係、およびストロークＸと、溝１１７
１）−ラ溝１３へ向うＲｎの開口面積Ａｐの関係の１例
を示すと第３図のようになる。

第３図においてはＡｍとＡｐとが各ストローク位置Ｘで
一定の比率になるいわゆる相似関係にある場合を示した
がこれに限定されるものではなく流量制御の目的や発振
防止の目的などでストロークＸとＡｍ、Ａｐの関係は種
々変えうるものである。

前記バネ４の在る室２４はポート９と通路２５を通して
結ばｎ、弁体１の右端の室２８Ｕポート９と通路２６全
通して結ばｎ、圧力室７は溝１３と通路２１を通して結
ばｎる。

こｎらの通路２５゜２６．２７には、振動防止動特性改
善の目的力・ら絞りを設けたりすることは常套手段であ
り本発明に含箇れる技術内容である。

なおスプール３の切欠溝１５、孔１７，１Ｂ。

１９．２０等はボア２内での流れの運動量変化により発
生する力の反作用（以下フロフォースという）全減少さ
せるような形状を選ぶのがよく種々の設計変更が可能で
ある。

以下実施例の作動全負荷装置５３を駆動するモータ５２
の回転速度制御全パイロット弁５７の可変絞り弁５８を
操作することによって行う場合について示すが、これは
本発明の流量制御弁の作動？説明するためのものであっ
て決して本発明を限定するものではない。

ポンプ５１は駆動源６０によって駆動され、タンク５６
カ・ら液を吸い込み管路６１に吐出している。

今パイロット５１の可変絞り弁５８は充分開力・れてい
るとすると、管路６１に吐出さｎた液はポー）８７）−
らくびれ部１４、切欠部１５（っ丑り、第１の通路）を
通ってポート９へ向う流れ孔１７゜１６．１８，１９．
２０（つまり、第２の通路）を通って通路６２．５６へ
向う流れとが形成される。

っ壕り、前記第１の通路（主回路）と第２の通路（パイ
ロット回路）とには各通路の開口面積によって決定され
る流体通路抵抗があるので、ポート８より流入した液は
前後のように２つの流れに分流し、第１の通路、第２の
通路の流量はその流体流通抵抗（開口面積）によって決
定さｎろと共に、ポート８の圧力は第１の通路の流体流
通抵抗と流量によって決定され、ポート１０の圧力はポ
ート８の圧力と第２の通路の流体流通抵抗と流量と可変
絞り弁５８の絞り値によって決定される。

可変絞り弁５８が充分開力・ｎている場合には、可変絞
り弁５８前後の圧力差が小さい力・らポート１０、溝１
３、通路２７、圧力室７内の圧力はポート９、通路２５
、室２４の圧力と差がち唸りなく、バネ４の作用により
スプール３は第２図に示すように右側に押しつけらｔて
いる。

このとき、ポート８カ・らポート９へ向う流れの抵抗の
ためポート８には比較的低い圧力ｐＬが発生する。

しかしこの圧力は低いので負荷の抵抗に打勝ってモータ
５２が動き始めるまでには至らないものとする。

次に可変絞り弁５８を少し咬った場合を考えると、可変
絞り弁５８前後の圧力差が大きくなるのでポート１０の
圧力が大きくなり、溝部１３、圧力室７などの圧力は上
昇する。

更に可変絞り弁５８全絞ってゆくと圧力室７内の圧力は
更に上昇し、この圧力がピストン６に作用しその力はバ
ネ−４の力に打勝ってスプール３を左方に移動する。

スプール３が変位すると第３図に示すように溝１１７：
ｌ−ら溝１３に向う流、ｎ（つまり、第２通路）の開口
面積Ａｐ及び溝１１から溝１２に向う流れ（つまり第１
通路）の開口面積Ａｍは減少するから可変絞り弁５８が
元の丑まならは溝１３の圧力は減少し圧力室７の圧力は
減少する力・らスプール３１ｒｉ右方に移動する。

このようにしてスプール３は可変絞り弁５８とポート８
の圧力に対応する位置で平衡状態を保つこととなる。

つまり、可変絞り弁５８を流ｎる流量がその絞り開度に
よって決定される所期の量よりも多い時にはポート１０
の圧力が高くなってスプール３は左方に動き、開ロ面積
Ａｐ、Ａｍｋ減少して流量を少なくし、所期の流量の位
置でバランスすると共に、可変絞り弁５８を流れる流量
が所期の量よりも少ない場合にはポート１０の圧力は低
下し、スプール３は右方に動き、開口面積Ａｐ、Ａｍを
増大して所期の流量の位置でバランスする。

なおこのような位置においてはポート８部の圧力も上昇
しモータ５２は負荷装置５３を駆動する。

そしてモータ５２は通路５４を流ｎる流量にほぼ比例し
た回転速度で回転している。

今負荷装置の負荷が増した場合を考えろ。

このとき通路５４、ポート８の圧力は上昇し溝１１から
溝１３を通り可変絞り弁５８を通過する流量も増大し圧
力室１の圧力が増大する。

そしてスプール３を左方に移動してポート８から溝部１
１へ向う流れの開口面積Ａｐ、ポート８からポート９へ
向う流れの開口面積Ａｍを共に減少させて結局可変絞り
弁５８の土流である（ポート１０、溝１３、通路２７）
圧力室７の圧力と可変絞り弁５８の下流である（ポート
９、通路２５）室２４の圧力との差圧がバネ４の力と平
衡する位置ヘスプール３が移行することとなる。

このことは、バネ４のバネ定数を小さいものとして無視
すｔは可変絞り弁５８を流れる流量はポート８の圧力の
変化に拘わらず可変絞り弁５８の絞り酸に対応した一定
値を保つこととなる。

そこで第３図に示すようにＡｍとＡｐの開口面積’ｔｆ
位に対してほぼ一定比率にしておけばポート８の圧力変
化に拘わらずポート８カ・らポート９へ向う＠、ｆ’ｔ
もほぼ一定となる。

このようにしてポンプ５１の吐出量は原動機６０の回転
速度が一定ならば一定であるのでポート８への流量がほ
ぼ一定ならばモータ５２へ流入する流量もほぼ一定とな
る。

なお第２図においては圧力室７の圧力でピストン６を介
してスプール３を押したがこれは設計的にバネ４を小さ
くすることをねらったもので、第４図に示すようにピス
トン６、圧力室７、通路２６全廃止して室２８に通路２
７を直接導いても作用効果は同様である。

このように本発明の流量制御弁は大流量の制御をポート
１０全通る小流量を操作することにより行なえるように
しだ力・らパイロット弁５７を遠方に置いての遠隔操作
が可能であり、スプール３の変位全規定するポート１０
を通る流路の他にポート９を流れる流路が独立に設けら
ｎているのでスプール変位Ｘに対する開口面積Ａｍｋ適
当に設計することによって流量制御特性？目的に応じて
変更する自由度を持ち 本発明は前述のように構成したので、パイロット回路の
通過流量の増減に応じて流量制御主弁３が通過流量を増
減するように摺動して主回路の流量を一定に維持できる
。

したがって、パイロット回路に設けた可変絞り弁５８の
絞り値を変更することにより流量を増減制御できる力・
ら、大流量を制御する場合でもパイロット回路の流量は
少となり可変絞り弁５８は小型で良いので、操作力が小
さくの・っ配管が細くなり、大流量を遠隔操作により簡
単に増減制御できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の断面図、第２図は本発明の実施例を示
す断面図、第３図はその作動説明のための線図、第４図
は他の実施例の断面図である。 ３は流量制御主弁、５８は可変絞り弁、Ａは主回路、Ｂ
はパイロット回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 弁体１にボア２及び当該ボア２に開口する第１、第
   ２、第３のポート８，９，１０’にそｎぞｎ形成すると
   共に、前記弁体１にはスプール３を摺動自在に設け、該
   スプール３には第１のポート８ξ第２のポート９とを開
   口連通する第１の通路と第１のポート８と第３のポート
   １０とを開口連通する第２の通路とを形成して、第１の
   ポート８と第１の通路と第２のポート９とによりドレー
   ンに連通ずる主回路を構成し、第１のポートと第２の通
   路と第３のポート１０とによりドレーンに連通するパイ
   ロット回路？構成すると共に、前記第１の通路及び第２
   の通路をスプール３が一方向に摺動すると開口面積が増
   大し、かつ他方向に摺動すると開口面積が減少する形状
   とし、前記スプール３をバネ４で一方向に押動保持する
   と共に、前記弁体１にはスプール３をバネ４に抗して他
   方向に押動する圧力室７ｍ成し、該圧力室７全前記第３
   のポート１０に連通ずると共に、前記第３のポート１０
   とドレーンとの間に可変絞り弁５１設けたことを特徴と
   する流量制御弁。