JPS6074005A - 流体制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は制御作用時にスプールを安定させる如くした圧
力制御弁に関するものである。

（従来の技術） スプールランドのコーナによって圧力を制御する形式の
圧力制御弁で、しかも３ポ一ト以上のものでは下記の如
く前記制御部に正の減衰長をもつ広がり流れと負の減衰
長をもつ挟まり流れとが生ずるようになっている。即ち
、第３図は二次圧一定形３ポー１−減圧弁１を案内弁２
用のパイロット弁として使用した従来例を示すもので、
該減圧弁■はスプールランド４の一例のコーナの周りに
形成した第１圧力制御部５を隔てて一次ボート６と二次
ボート７とを形成すると共に、同ランドの他側のコーナ
の周りに形成した第二圧力制御部８を隔てて二次ボート
７とタンクボート９とを形成し、前記スプール３の一端
のパイロット室１０に作用する二次圧力Ｐ２がスプリン
グ１１力よりも小さくなると、第１圧力制御部５の開度
を大きくして二次圧力Ｐ２の値を大きくし、該二次圧力
Ｐ２がスプリング１１力よりも太き（なり過ぎると第二
圧力制御部８の開度を大きくして同二次圧力Ｐ２の値を
小さくして、前記二次圧力Ｐ２をスプリング１１力と同
じ値に保持する如くしたものである。

（発明が解決しようとする問題点） 以上の場合、第一圧力制御部５を通過する流体はスプー
ルの中心部から同遠心方向にラッパ状に広がりながら流
出するので、いわゆる広がり流れであり、一方第二圧力
制御部８を通過する流体は前記とは対象的な状態でスプ
ールの周囲から同中心方向に流出するので挟まり流れで
ある。これら二態様の流れにおいて挟まり流れは負の減
衰長をもち、正の減衰長をもつ広がり流れに比べてスプ
ール３の振動を増加させるエネルギを発生させるという
ことが確認されている。特に圧力制御弁はスプール３が
小さな差圧でも高応答で作動するようになっているから
、前記の如き挟まり流れはスプールを極端に不安定にし
、振動による騒音を発生させたり、また案内弁２におけ
る可動弁１２を不安定にしてアクチュエータ１３への流
量を変動させる等の弊害を伴う欠点があった。

本発明は上記の点に鑑み第−圧力制御部及び第二圧力制
御部がそれぞれ広がり流れになるようにして、スプール
の安定がよい圧力制御弁を提供することを目的とし、か
がる発明による圧力制御弁をさらに改良して、制御機器
の固着現象の防止並びに高応答性を得られるようにした
ちである。

（問題点を解決するための手段） そこでこの発明の圧力制御弁は、−次ボートと、タンク
ボートと、２つの二次ボートとを有し、ハウジング内に
スプールを摺動自在に配置してこのスプールに設けた一
対のランドの移動によって上記−次ボートを各二次ボー
トに切換連通させる圧力制御弁において、 上記−次ポートから一方の二次ボートへの流れに対して
は、その流れを前記の一方のランドの一端面のコーナに
形成した第一圧力制御部において広がり流れとなす一方
、前記二次ボーＩ・と連通しかつ前記ランドの他端面と
ハウジングとの間に形成したパイロット室から、タンク
ボー１−への流れを前記ランドの他端面のコーナに形成
した第二圧力制御部において広がり流れとなす如くに構
成すると共に、前記スプールにおける反パイロッ１−室
側に圧力調整要素を設け、 一方上記一次ボートから他方の二次ボートへの流れに対
しても、上記同様に第一圧力制御部、パイロット室、第
二圧力制御部、圧力調整要素をそれぞれ設け、 上記一方の第一圧力制御部と、第二圧力制御部とが制御
作用を行っているときには、他方の第一圧力制御部を閉
じると共に、この第一圧力制御部によって閉じられた二
次ボートをタンクボートに連通させるようにしである。

（作用） 上記のように第−圧力制御部及び第二圧力制御部を共に
流体が正の減衰長をもつ広がり流れにしであるため、従
来のように負の減衰長をもつ挟まり流れがスプールに作
用することはなく、スプールの安定性を確保することが
可能となる。

（実施例） 次ぎにこの発明の圧力制御弁の具体的な実施例につき、
図面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図にはこの発明の第１実施例を示すが、この圧力制
御弁は、−次ボートＰと、タンクボートＴと２つの二次
ボート／ＩＢとを有する４ボート形圧力制御弁であって
、そのハウジング２１内に形成された弁室２２内にスプ
ール２３が摺動自在に配置されている。このスプール２
３は４個のランド２４．２５．２６．２７を有している
が、図において左側の一組のランド２４．２５は二次ボ
ートＡの流体を制御するためのものであり、また右側の
一組のランド２Ｇ、２７ば二次ボー１−Ｂの流体を制御
するためのものである。そして上記のうち両端部に位置
するランド２４．２７はハウジング２１内の両端側に形
成されたパイロット室２８．２９内に嵌入し得るような
されており、また上記各バイロフト室２８．２９内には
スプリング３０．３１が配置さている。すなわち各スプ
リング３０．３Ｉがその反対側に位置するパイロット室
２９．２８内に導かれた流体圧力と相対向するように配
置されている訳である。上記スプール２３の中央部の一
対のランド２５．２Ｇは一次ボートＰを各二次ボートＡ
、、Ｂへと切換連通させるためのものであって、スプー
ル２３が中立位置に位置する際には、−次ポートＰを各
二次ボートＡ、Ｂから遮断するようになされている。す
なわら、両ランド２５．２６間の距！１１１ｔＬ１を、
二次ボー１−Δ、Ｂを区画する隔壁の厚さＬ２よりも小
さくしである訳である。この結果、−次ボートＰが一方
の二次ボー）Ａ又はＢに連通している際には、他方の二
次ボートＢ又はＡはランド２６又は２５によって閉じら
れていることになる。また上記のように一次ボートＰが
一方のボートＡ又はＢに連通している状態においては、
ランド２５又は２Ｇの内側コーナの周囲とハウジング内
壁との間に第一圧力制御部３２．３３が形成される。

一方上記各パイロソト室２８．２９は通路３４．３５を
介して上記各二次ボー１−Ａ、Ｂに連通しているが、こ
の通路３４．３５内にば絞り３６．３７が介設されてい
る。この絞り３６．３７の作用については後記する。ま
たハウジング２１内には一組の径大部３８．３９が形成
されているが、これら径大部３８．３９は上記各パイロ
７）室２８．２９と連通し得るものである。すなわちス
プール２３の両端部に設けたランド２４．２７がバイコ
ノ１−室２８．２９内に位置する際には、パイロット室
２８．２９と径大部３８．３９との間は遮断されるもの
の、ランド２４．２７の外端部がパイロット室２８．２
９から突出した状態においては、各ランド２４．２７の
外側コーナの周囲とハウジング２１の内壁との間に形成
される第二圧力制御部４０．４１を介してバイロフト室
２８．２９内の流体が径大部３８．３９へと連通し得る
ようなされている訳である。なお各径大部３８．３９は
いずれもタンクボートＴへと連通している。また上記各
径大部３８．３９と二次ボー）Ａ、Ｂとの関係は次のよ
うになっている。すなわち一方のランド２５の第一圧力
制御部３２が制御状態にある際には、このランド２５の
外端部が、上記径大部３８と二次ボートＡとを区画する
隔壁に所定ｌｉ＋、３だけオーハラツブして両者間をｍ
断するような関係である。なおこのとき上記のように他
方の第一圧力制御部３２は閉しられることになるが、こ
のランド２６の外端部においては上記のようなオーバラ
ップは開放され、上記二次ボー１　Ｂは径大部３９へと
連通ずると共に、タンクボートＴへと開放されている。

また上記第一圧力制御部３２．３３と第二圧力制御部４
０．４１とは次のような関係になっている。すなわちス
プール２３側において第一圧力制御部３２．３３と第二
圧力制御部４０．４Ｉを形成するランド２４、ｚ５及び
２６．２７の端部間の距％Ｉｌｔ　ｌ−４と、ハウジン
グ２１側において第一圧力制御部３２．３３と第二圧力
制御部４０．４１を形成する内壁間の距離１４５とを同
一にしである。つまり第一圧力制御部３２．３３が開い
た瞬間に第二圧力制御部４０．４１が閉じ、一方第一圧
力制御部３２．３３が閉じた瞬間に第二圧力制御部４０
．４１が開くような関係である。

なお図において４２．４３はねし棒であって、このねし
棒４２．４３によってスプリング３０．３１のバネ力の
調整を行う。また４４ば３位置形案内弁、４５は前記案
内弁４４に接続さたアクチュエータをそれぞれ示してい
る。

次ぎに上記圧力制御弁の作動状態について説明するが、
以下の説明は一方の二次ボー）Ａにおいて流体の制御を
行う場合について行う。なお他方のポートＢにおいても
以下と同様な制御が行われる。

まず、右側のねじ棒４３を操作してスプリング３１のバ
ネ力を増加してい（と、スプール２３は左動して第二圧
力制御部４０を閉じ、第一圧力制御部３２を開放する。

このため第一圧力制御部３２において一次ボートＰから
二次ポートＡの方向に矢印の如き広がり流れが生じ、二
次圧力Ｐ２を」二昇させる。そしてこの二次圧力Ｐ２が
スプリング３１力よりも大きくなると前記とは反対にス
プール２３が右動し、第一圧力制御部３２は閉鎖され、
第二圧力制御部４０が開放される。このため第二圧力制
御部４０においてバイロソ（−室２８がらタンクポート
Ｔの方向に矢印の如き広がり流れが生じ、二次圧力Ｐ２
を減少させる。この結果二次圧力Ｐ２とスプリング３１
力とがバランスするようにスプール２３は静止する。な
お、この場合右側の第一圧力制御部３３の反り］側のコ
ーナ部と第二圧力制御部４１とはともに大きな抵抗の生
しないように制御範囲以上の開度で開放するようにして
おり、該圧力制御部４Ｉを利用して案内弁４４の背圧を
排除することができる。

第１図における１４　止１５との関係は理想的にば１，
４＝１５であるが、実際に斯かる条件では両圧力制御部
３２．４０におけるクリアランスからの漏洩量が大きい
ので、Ｌ５よりもＬ４を若干大きくするのが望ましい。

しかしＬ４の長さとＬ５の長さの差をあまり大きしすぎ
るとオーバラップ量に応じて不感帯の巾が大きくなりそ
れだけ応答性が低下するので、Ｌ４とＬ５との差はあま
り大きくするのも好ましくない。但し流体の粘性が大き
くなったり流量が大きいときはＬ４　＜　Ｌ５でも可能
である。このためスプール２３が静止している状態では
、第一圧力制御部３２の周りの環状の隙間からの漏洩量
と、第二圧力制御部４０の周りの環状の隙間からの漏洩
量との差によって二次ボート八に所定の減圧圧力が得ら
れる。なおこの場合二次ポートＡと径大部３日との間の
オーバランプ部においてラップＭＬ３に対応する漏洩が
あるが、該オーバラップ部におＪｌる漏洩量は無視でき
る程度のものである。また前記オーバラップ部Ｌ３は制
御中開放することがないので、２個のランド２４．２５
間を同径のランドにしても、換言するならばランド２４
．２５を１つのランドに成しても良い。特許請求の範囲
は係る実施例も包含するものである。

以上の如く第一圧力制御部３２並びに第二圧力制御部４
０ともに流体は正の減衰長をもつ広がり流れであり、こ
の結果本発明の目的すなわちスプールの安定は達成され
るものである。

第１図においてバイコノ１−室２８に作用する二次圧力
Ｐ２がスプリング３１よりも大きくなり、スプール２３
が前記二次圧力Ｐ２によって右動させられるとき、通路
３４内に設けた絞り３６は、二次ボート八からパイロッ
ト室２８の方向への流れに対する抵抗となり、前記スプ
ール２３の変位速度を低下させる。また前記とは反対に
第１図においてパイロット室２８に作用する二次圧力Ｐ
２よりもスプリング３１力の方が大きくなりスプール２
３が左動させられるとき、バイリソ１−室２日から二次
ボー１−Ａの方向に押返される流体に対して絞り３６は
抵抗となり、スプール２３の変位速度を低下させる。こ
のように前記絞り３６は制御作用時のスプール２３の変
位速度を低下さセ゛スプール２３の慣性力を小さくする
から、前記絞り３６の設置によりスプールは安定する。

なおこの実施例では、左右を対称的な構造にしており、
このため左側のスプリング３０力を大き（すると、前記
とは対称的な作用で、右側の第一圧力制御部３３と同側
の第二圧力制御部４１とで案内弁４４の右側に作用する
二次圧力を一定に維持し、案内弁４４の左側の背圧は左
側のオーバラップＬ３及び第二圧力制御部４０を大きく
開放して排除できるものである。この場合においても、
側圧力制御部３３．４０での流体は広がり流れである。

次ぎに第２図にこの発明の第２実施例を示すが、第２図
において第１図と異なる点は、比例ソレノイド４６．４
７を設けた点のみで、両図面の主要部はともに同一目的
を達成するものである。すなわち、第２図において、第
１図に記入した符合と同一数値で記した各構成要素は、
第１図におりる符合の構成要素と同一機能のものである
。そして第１図の圧力調整用スプリング３ｏ、３１にか
えて第２図ではスプール２３０両端に圧力調整要素とし
て比例ソレノイド４６．４７の鉄芯４８．４９を対向さ
せる一方、二次ボー１−Ａ、Ｂと径大部３８．３９との
間におけるランド２５．２６のオーバラップ量Ｌ３を前
記比例ソレノイド３５の消磁によって開放しやすくした
点に特徴がある。なお第２図において第１図と同一数値
の符合で示した構成要素についての詳しい説明は省略す
る。

そこで第２図の作用を下記に説明する。

比例ソレノイド４６．４７は印加電流値と比例的な大き
さの吸引力を発生する特性を備え、該吸引力を可動鉄芯
４８．４９を介してスプール２３に作用させるもので、
前記ソレノイド４６．４７に発生する吸引力は、第１図
のスプリング３ｏ、３１力に相当するものであるから、
第２図におりる二次圧力Ｐ２はソレノイド４６．４７の
吸引力と比例的に設定される。つまり二次圧力Ｐ２はソ
レノイド４６．４７に対する印加電流値と常に比例する
。しかも第２図における第一圧力制御部３２．３３及び
、第二圧力制御部４０．４１を通過する流体はともに第
１図と同様に広がり流れであり、このためスプール２３
は第１図について説明したように安定する。

そこで本発明の第２実施例の特徴について説明する。

すなわち、該圧力制御弁で操作される制御機器、例えば
第１図に示す如き案内弁４４はそのスプールランドの周
面のクリアランスに流体中に含有している微粒子が咬込
むので、案内弁４４のスプールに振動を加えてスプール
の固着を防止する配慮が必要である。この点該実施例で
は、比例ソレノイド４Ｇ、４７によってスプール２３に
電気的なディザ−を加え二次圧力を小刻みに変動させて
案内弁の固着現象を解消できる。特に従来品のように本
質的にスプールの不安定な圧力制御弁に、ソレノイドで
電気的なディザ−を加えて固着現象を解消するという考
えだけでは、圧力制御弁そのものが非常に不安定となり
、固着現象は解消されても制御精度が低下するが、本発
明の第２実施例は側圧力制御部３２．３３及び４０，４
１における広がり流れによって予めスプール２３の安定
を図っているので、スプールを従来品はど不安定にする
ことな（電気的ディザ−により案内弁の如き被制宿１機
器の固着現象の解消を図ることができる利点がある。

またこの実施例においては、１つの二次ボー１−Ａ又は
Ｂでの流体を制御するためのランドが必ず２個のランド
２４．２５及び２６．２７がらなり、オーバラップ１，
３は制御中、過大な圧力変化のないかぎり、開放しない
が比例ソレノイド４６を消磁してスプール２３の押圧力
を排除した場合に開放しやすくなっている。該オーパラ
・ノブが開放する可能性は二次圧力Ｐ２の大きさによっ
て左右されるが、前記オーバラップ量Ｌ３を小さくする
ほど二次圧力Ｐ２が小さくてもその開放度が大きくなる
。したがって比例ソレノイド４６を消磁するごとにより
、二次ボートＢとタンクボートＴとの間は、同図右半分
において点線矢印で示すように二次圧力制御部４１及び
真中のランド２６の左側のコーナの周りを介してそれぞ
れ連通するので、二次圧力Ｐ２を急速度で大気圧に開放
することができる。結果的には、この実施例においては
比例ソレノイド４６．４７を介して遠隔的に且つ高応答
で二次ボートＡ、Ｂに連結した機器を操作できる利点が
ある。

また上記いずれの実施例においても、スプール２３が中
立位置から移動して、例えば一方の第一圧力制御部３２
がやや開放された状態において、他方の第二圧力制御部
４１を大きく開放する、つまり一方の第一圧力制御部３
２の開度よりも他方の第二圧力制御部４１の開度が常に
大きくなるような関係にしておけば、この第二圧力制御
部４１が、パイロット室２９からタンクボートＴへと開
放される流体の流れ抵抗として作用することばないので
、案内弁４４のスプールの応答性をより一層向上するこ
とが可能である。

（発明の効果） 叙上の如く本発明は、二次圧一定形圧力制御弁における
従来の第二圧力制御部に相当する部分を制御中に開放し
ないように閉鎖し、それにかえて、スプール２３の一端
のランドコーナの周りにおいて、該スプール一端のパイ
ロット室２８．２９とタンクボートＴとの間に第二圧力
制御部４０．４１を形成したものである。このため第一
圧力制御部３２．３３においては従来例のまま広がり流
れであり、特に従来挟まり流れであった第二圧力制御部
４０．４１においても広がり流れになり、スプール２３
を不安定にする挟まり流れをなくしたので、スプール振
動を防止でき、この結果、騒音の発生を防止できると共
に、二次圧力の制御精度を向上させる効果がある。

また上記における圧力調整要素として比例ソレノイド４
６．４７を設け、該ソレノイド４６．４７でスプールに
電気的ディザ−を加えて該圧力制御弁によって制御され
る被制御機器の固着現象をなくする如くした場合には、
本質的に安定の良いスプールにディザ−を加えるもので
あるから、それほどスプールを不安定にすることなく固
着現象をなくすことができる効果がある。

さらにまた上記における第一圧力制御部３２．３３の反
対側コーナにおいて、二次ボートＡ＝　Ｂと径大部３８
．３９との間におけるランド２５．２６のオーバラップ
量Ｌ３を比例ソレノイド４６．４７を消磁したとき開放
可能にした場合には、遠隔的に且つ高応答で二次ポート
八、Ｂに連結した機器を操作できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す断面図、第２図は同
第２実施例を示す断面図、第３図は従来例の説明図であ
る。 ２１・・・ハウジングへ２３・・・スプール、２４．２
５．２６．２７・・・ランド、２８．２９・・・パイロ
ット室、３０．３１・・・スプリング、３２．３３・・
・第一圧力制御部、４０．４１・・・第二圧力制御部、
４６．４７・・・比例ソレノイド、Ｐ・・　・−次ボー
ト、Δ、Ｂ・　・・二次ボート、Ｔ・・・タンクボート
。 特許出願人　ダイキン工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、−次ボートＣＰ）と、タンクボート　（Ｔ）と、２
   つの二次ポー）　（Ａ）（Ｂ）とを有し、ハウジング（
   ２１）内にスプール（２３）を摺動自在に配置してこの
   スプール（２３）に設けた一対のランド（２５）　（２
   ６）の移動によって上記−次ボート（Ｐ）を各二次ボー
   ト（Ａ）（Ｂ）に切換連通させる圧力制御弁において、 上記−次ポート（Ｐ）から一方の二次ボート（Ａ）への
   流れに対しては、その流れを前記の一方のランド（２５
   ）の一端面のコーナに形成した第一圧力制御部（３２）
   において広がり流れとなす一方、前記二次ボー）　（Ａ
   ）と連通しかつ前記ランド（２５）の他端面とハウジン
   グ（２１）との間に形成したパイロット室（２８）から
   、タンクボート（Ｔ）への流れを前記ランド（２５）の
   他端面のコーナに形成した第二圧力制御部（４０）にお
   いて広がり流れとなす如くに構成すると共に、前記スプ
   ール（２３）における反バイロフト室側に圧力調整要素
   （３０）を設け、 一方上記一次ボート（Ｐ）から他方の二次ボート（Ｂ）
   への流れに対しても、上記同様に第一圧力制御部（３３
   ）　、パイロット室（２９）　、第二圧力制御部（４１
   ）　、圧力調整要素（３１）をそれぞれ設け、 上記一方の第一圧力制御部（３２）と、第二圧力制御部
   （４０）とが制御作用を行っているときには、他方の第
   一圧力制御部（３３）を閉じると共に、この第一圧力制
   御部（３３）によって閉じられた二次ボート（Ｂ）をタ
   ンクボート（Ｔ）に連通させることを特徴とする圧力制
   御弁。 ２、上記各圧力調整要素がスプリング（３０）　（３１
   ）であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   圧力制御弁。 ３、上記各圧力調整要素が比例ソレノイド（４６’）　
   （４７）であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の圧力制御弁。 ４、上記各ランド（２５）　（２６）をそれぞれ２（Ｉ
   Ｍのランド（２４）　（２５）及び（２６）　（２７）
   に分割構成し、上記ランド（２５）　（２６）における
   第一圧力制御部（３２）　（３３）の反対側コーナと、
   二次ボート（Ａ）　（Ｂ）とタンクボート（Ｔ）との間
   の本体側コーナとのオーバラップ量（Ｌ３）を、前記比
   例ソレノイド（４６）　（４７）を消磁したとき開放可
   能にしたことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
   圧力制御弁。