JPS61285513A

JPS61285513A - 減圧弁

Info

Publication number: JPS61285513A
Application number: JP60128474A
Authority: JP
Inventors: Kenji Masuda; 健二増田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1985-06-12
Filing date: 1985-06-12
Publication date: 1986-12-16
Also published as: JPH0433048B2

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〉この発明は、主弁とパイロット弁とからなる減圧弁に関
する。

〈従来の技術〉従来、この種の減圧弁としては、第１Ｏ図に示すように
、主弁（１）とポペット形の２ボ一ト式パイロット弁（
２）からなるものが知られている（油圧技術、２４巻Ｎ
ｏ、４　２１頁）。この減圧弁は、主弁（１）の２次ボ
〜ト（Ｂ）側からパイロット弁（２）のポペット（３）
へのベント流れを形成するベント絞り（５）を有するパ
イロット通路（６）を設け、このベント絞り（５）とポ
ペット（３）との間の流体圧力を主弁（１）の主スプー
ル（７）の一端側のバネ室（８）に導く一方、主弁（１
）の２次ポート（Ｂ）の圧力を主スプール（７）の他端
側のパイロット室（９）に導いている。つまり、主スプ
ール（７）にはパイロット室（９）の流体圧力と、バネ
室（８）の流体圧力にバネ（１０）力を加算した合力と
が対抗しておリ、上記２次ポート（Ｂ）の流体圧力がパ
イロット弁（２）の設定圧力に達すると、パイロット弁
（２）が開弁じてベント流れを形成する。このためベン
ト絞り（５）の前後に差圧が形成され、この差圧がバネ
圧相当になると主スプール（７）を動作させて可変オリ
フィス（４）の開度を挾め、２次ポート（Ｂ）の圧力を
減圧するのである。そして、２次ポート（Ｂ）の流体圧
力が設定圧力よりも低くなると、パイロット弁（２）が
閉じて、ベント流量を零にするので、ベント絞り（５）
の前後の差圧が解消され、バネ（ｌＯ）力により主スプ
ール（７）は第３図中右方へ動かせて、可変オリフィス
（４）の開度を広げて、１次ポート（Ａ）から２次ポー
ト（Ｂ）に流体を供給するのである。また、２次ポート
（Ｂ）からタンクポート（Ｔ）１こかけてリリーフ作動
をする。

〈発明が解決しようとする問題点〉ところで、上記従来の減圧弁においては、前述のように
、減圧作動中において２次ポート（Ｂ）の圧力が設定圧
力よりも低下した場合、特に２次ボー）（Ｂ）の圧力が
パイロット弁（２）を完全に閉鎖する程に急速に低下し
た場合に、ポペット弁（３）が閉鎖した後、主スプール
（７）を右側へ移動させて開動作をさせて、初めて２次
ポート（Ｂ）の圧力が上昇する。しかしながら、このよ
うにパイロット弁（２）に続いて主弁（２１）の主スプ
ール（７）を動作させて、２次ポート（Ｂ）の圧力を初
めて制御する構造では、主スプール（７）の質量、寸法
が大きくて、主スプール（７）の動作が遅いため、負荷
の影響による２次ポート（Ｂ）の圧力変動に対する修正
動作の応答性が悪いという問題がある。

そこで、この発明の目的は、主弁の動作に先行して、主
弁の２次ポートにパイロット弁から積極的に流体を供給
できるようにして、負荷側の変動に対する減圧弁の圧力
制御の応答性を高めることにある。

〈問題点を解決するための手段〉上記問題点を解決するため、この発明は、第１゜５．９
図に例示するように、スプール形式の３ポート形の主弁
（２１）とパイロット弁（２２）を用い、主弁（２１）
の１次ポート（Ａ）にパイロット弁（２２）の１次ポー
ト（ａ）を、主弁（２■）の２次ポート（Ｂ）にパイロ
ット弁（２２）の２次ポート（ｂ）を各々接続して、主
弁（２１）とパイロット弁（２２）を並列に接続したこ
とを基本的な特徴としている。より詳しくは、２次ポー
ト（Ｂ）を１次ポート（Ａ）とタンクポート（Ｔ）とに
切換連通ずる主スプール（２５）の一端側を通路を介し
て上記２次ポート（Ｂ）に、上記主スプール（２５）の
他端側を絞り（３３）を有する通路を介して上記２次ポ
ート（Ｂ）に夫々連通させた主弁（２１）と、２次ポー
ト（ｂ）を１次ポート（ａ）とタンクポート（ｔ）とに
切換連通ずるパイロットスプール（４１）の一端側を通
路を介して上記２次ポート（ｂ）に連通し、上記パイロ
ットスプール（４１）の他端側に調整可能な押圧手段（
４８）を設けた３ポート形パイロット弁（２２）とから
なり、上記パイロット弁（２２）の１次ポート（ａ）を
上記主弁（２Ｉ）の１次ポート（Ａ）に、また上記パイ
ロット弁（２２）の２次ポート（ｂ）を上記主スプール
（２５）の他端側に夫々連通させたことを特徴としてい
不一く作　用〉通常の減圧作動中、何等かの原因で主弁（２１）の２次
ポート（Ｂ）の２次圧力（ＰＢ）が設定圧力よりも急激
に低下したとすると、パイロット弁（２２）のパイロッ
トスプール（４１）の一端側の圧力が低下して、パイロ
ットスプール（４１）が１次ポート（ａ）と２次ポート
（ｂ）との間を開き、２次ポート（ｂ）とタンクポート
（ｔ）との間を閉じるように動作して、主弁（２１）の
動作に先立って、パイロット弁（２２）の２次ポート（
ｂ）から絞り（３３）を通って主弁（２１）の２次ポー
ト（Ｂ）への供給する補償流が生じて、上記２次ポート
（Ｂ）へパイロット弁（２２）から流体が供給され、続
いて、主弁（２Ｉ）が動作して可変オリフィス（２６）
の開度か増大して、主流れが増大する。このように、主
弁（２１）が動作する前に、小形で応答性の早いパイロ
ット弁（２２）を通して、積極的に１次ポート（ａ）か
ら圧力流体を主弁（２Ｉ）の主スプール（２５）の他端
側および２次ポート（Ｂ）へ供給するの−で、主弁（２
１）の２次ポート（Ｂ）の圧力変動に対する修正動作の
応答性が早くなる。また、このようにパイロット弁（２
２）を通して主スプール（２５）の他端側に圧力流体を
供給するので、主スプール（２５）に作用する軸推力（
フローフォース）に抗して、主スプール（２５）を迅速
に作動させることができ、したがって、大きな軸推力に
対しても対抗でき、最大流量を増大することができる。

次に、何等かの原因で主弁（２１）の２次ポート（Ｂ）
の２次圧力（ＰＢ）が急激に設定圧力よりも上昇したと
する。そうすると、パイロット弁（２２）のパイロット
スプール（４１）の一端の圧力が上昇して、パイロット
スプール（４Ｉ）は２次ポート（ｂ）とタンクポート（
１）との間を開くように動作して、パイロット流れをド
レンとして増大させる。

ここでも主弁（２１）の閉作動に先行してパイロット弁
（２２）が作動して、主弁（２１）の２次ポート（Ｂ）
の圧力（ＰＢ）を減小させ、続いて主弁（２１）が閉作
動して、主流れを減小させて、さらに２次ポート（Ｂ）
とタンクポート（Ｔ）を連通させて、減圧作用を行なう
。このようにパイロット弁（２２）が主弁（２１）に先
行して、直接に減圧作用を行なうので、応答性が早くな
る。

〈実施例〉以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図において、２１は３ポート形の主弁、２２は３ポ
ート形のパイロット弁である。

上記主弁（２１）は主スプール（２５）の作動によって
ランド（２５ａ）　、　（２５ｂ）で２次ポート（Ｂ）
を１次ポート（Ａ）とタンクポート（Ｔ）に切換連通す
るようになっている。上記主スプール（２５）の一端側
のパイロット室（２８）にはパイロット通路（２９）を
介して２次ポート（Ｂ）を接続すると共に、主スプール
（２５）の他端側のバネ（３１）を縮装したバネ室（３
２）には絞り（３３）を有するパイロット通路（３５）
を介して２次ポート（Ｂ）を接続している。

したがって、主弁（２１）はパイロット室（２８）とバ
ネ室（３２）との差圧がバネ（３１）のバネ力に相当す
るように主スプール（２５）を動作させて、２次ポー１
−（Ｂ）と１次ポート（Ａ）およびタンクポー上（Ｔ）
との間の可変オリフィス（２６）、（３０）の開度を制
御する。

一方、上記パイロット弁（２２）はパイロットスプール
（４１）の作動によってランド（４１ａ）で２次ポート
（ｂ）を１次ポート（ａ）とタンクポート（ｔ）に切換
連通するようになっている。上記パイロットスプール（
４１）の一端側の室（４５）にはパイロット通路（４６
）を介して２次ポート（ｂ）を接続している。上記パイ
ロット弁（２２）にはパイロットスプール（４Ｉ）の静
止位置を定めるための弱いバネ力を有するバネ（４７）
を縮装している。一方、上記パイロットスプール（４■
）の他端側には、調整可能な押圧手段の一例としての電
磁比例ソレノイド（４８）を設けて、パイロットスプー
ル（４■）の中心を電磁比例ソレノイド（４８）のプラ
ンジャ（４８ａ）によって電流の通電値（ｉ）に比例し
た力で押圧するようにしている。したがって、パイロッ
ト弁（２２）のパイロットスプール（４１）はプランジ
ャ（４１１１ａ）の押圧力と室（４５）の圧力つまり２
次ポート（ｂ）の圧力とがバランスするように動作する
。

上記パイロット弁（２２）の１次ポート（ａ）はパイロ
ット通路（５１）を介して主弁（２１）の１次ポート（
Ａ）に接続すると共に、上記パイロット弁（２２）の２
次ポート（ｂ）は主弁（２１）の２次ポート（Ｂ）に通
じるバネ室（３２）にパイロット通路（５２）を介して
接続して、主弁（２１）とパイロット弁（２２）を並列
的な状態に接続している。上記パイロット弁（２２）の
タンクポート（ｔ）はドレン通路（５３）を介してタン
ク（５４）に接続している。

また、上記主弁（２１）の２次ポート（Ｂ）は油圧シリ
ンダ（５５）に通路（５６）を介して接続し、１次ポー
ト（Ａ）は圧力源（５７）に通路（５８）を介して接続
し、タンクポート（Ｔ）はタンク（６１）に接続してい
る。

上記構成において、電磁比例ソレノイド（４８）へ通電
している電流値（ｉ）が一定で、油圧フリツク（５５）
が負荷の影響を受けて静止しており、主弁（２１）の２
次ポート（Ｂ）から絞り（３３）、パイロット弁（２２
）の２次ポート（ｂ）およ゛びタンクポート（ｔ）を通
ってタンク（５４）へのベント流れが生じ、上記絞り（
３３）の前後には主弁（２１）のバネ（３１）のバネ圧
に相当する差圧が生じているとする。

いま、何等かの原因で主弁（２１）の２次ポート（Ｂ）
の流体圧力（Ｐａ）が設定圧力（平衡点）よりも急激に
低下したとする。そうすると、上記２次ポート（Ｂ）に
通じるパイロット弁（２２）のパイロット室（４５）の
圧力も急激に低下し、パイロットスプール（４１）は電
磁比例ソレノイド（４８）に押圧されて第１図中下方に
移動して、パイロット弁（２２）の１次ポート（ａ）か
ら２次ポート（ｂ）へ圧力流体を供給するので、パイロ
ット弁（２２）の２次ポート（ｂ）側の圧力が主弁（２
１）の動作に先行して上昇する。そのため、絞り（３３
）を通るベント流量が減少し、あるいは絞り（３３）を
パイロット弁（２２）の２次ポート（ｂ）側から主弁（
２Ｉ）の２次ポート（Ｂ）へ流れる逆流が生じる。続い
て、主弁（２１）の主スプール（２５）は、バネ室（３
１）に作用するパイロット弁（２２）の２次ポート（１
１）側の圧力およびバネ（３１）のバネ圧により、主ス
プール（２５）は第１図中左方へ移動して、可変オリフ
ィス（２６）の開度を増大させ、１次ポート（Ａ）から
２次ポート（Ｂ）への主流れを増大させる。

このように、主弁（２１）が開作動する前に、主弁（２
１）に比べて小形で応答性の早いパイロット弁（２２）
を通して、主弁（２１）のバネ室（３２）および２次ポ
ート（Ｂ）に圧力流体を供給するので、負荷の影響によ
る主弁（２１）の２次ポート（Ｂ）の圧力変動に対する
修正動作の応答性が早くなる。

また、上記主弁（２１）の主スプール（２５）が軸推力
により、可変オリフィス（２６）を閉じるように動作し
て、２次ポート（Ｂ）の圧力が低下すると、主弁（２１
）のバネ室（３２）に前述のようにパイロット弁（２２
）を通して圧力流体が供給されるので、バネ室（３２）
のバネ（３１）のバネ力が見かけ上強くなり、軸推力に
抗して、主スプール（２５）を開作動でき、弁（２１）
の最大流量を増大できる。

次に、何等かの原因で主弁（２１）の２次ポート（Ｂ）
の圧力（ＰＢ）が急激に設定圧力よりも上昇したとする
。そうすると、パイロット弁（２２）のパイロットスプ
ール（４１）の一端のパイロット室（４５）の圧力が上
昇して、パイロットスプール（４１）は第１図中上方へ
移動して２次ポート（ｂ）とタンクポート（ｔ）との間
を開くように動作して、ベント流量をドレンとしてさら
に増大させる。ここでも、主弁（２１）の閉作動に先行
してパイロット弁（２２）が作動して、主弁（２Ｉ）の
２次ポート（Ｂ）の圧力（Ｐａ）を減小させ、続いて、
主弁（２１）は２次ポート（Ｂ）と１次ポート（Ａ）の
間を狭くし、さらには２次ポート（Ｂ）からタンクポー
ト（Ｔ）への流れを生じさせて、減圧作用を行なう。こ
のようにパイロット弁（２２）が主弁（２１）に先行し
て、直接に減圧作用を行なうので、２次ポート（Ｂ）の
圧力変動に対する修正動作の応答性が早くなる。

第２図は、パイロット弁（２２）の電磁比例ソレノイド
（４８）に通電する電流値（ｉ）と主弁（２１）の２次
ポート（Ｂ）の流体圧力（Ｐａ）との関係を示すグラフ
、第３図は上記電流値（ｉ）に対する主弁（２１）のタ
ンクポート（Ｔ）からの流ｆｆ１（Ｑｒ）とパイロット
弁（２２）のタンクポート（ｔ）からの流ｆｉ（Ｑｔ）
との和の関係を示すグラフ、第４図は電流値（ｉ）が一
定のもとての１次圧力（ＰＡ）と２次圧力（ＰＢ）の関
係を示すグラフである。

なお、図示しないがパイロット弁（２２）のパイロット
スプール（４１）にディザ−効果を付加すれば、より精
度の高い比例圧力制御をすることができる。

第５図は他の実施例を示し、主弁（２Ｉ）のバネ（３Ｉ
）を、第１図に示すものに対して、倒置したもので、バ
ネ（３１）を主スプール（２５）の一端側のパイロット
室（２８）に縮装している。他の構成は第１図に示すも
のと同様であり、それらについては同一参照番号を付し
て説明を省略する。

この第５図に示すものでは、主弁（２１）の２次ポート
（Ｂ）の圧力（ＰＢ）が設定圧力時（平衡時）、絞り（
３３）を流れるパイロット流れが第１図のものとは逆で
、パイロット弁（２２）の２次ポート（ｂ）から主弁（
２１）の１次ポート（Ｂ）へ向けて流れる。

第６．７．８図は夫々、先の実施例の第２．３．４図に
対応するグラフである。

第９図に示す実施例は第５図に示す実施例の１次ポート
（Ａ）とタンクポート（Ｔ）を入れ替えて、主スプール
（２５）の形を変形したもので、他の構成は第５図に示
すものと同様である。

〈発明の効果〉以上より明らかなように、この発明は、スプール形式の
３ポート形のパイロット弁の１次ポートに主弁の１次ポ
ートを、上記パイロット弁の２次ポートに主弁の２次ポ
ートおよび主スプールの他端側を夫々接続し、主弁とパ
イロット弁を並列状態に接続しているので、負荷の影響
に上り主弁の２次ポートの圧力が変動した場合に、主弁
の動作に先行して、パイロット弁から主弁の２次ポート
に向けて圧力流体を積極的に供給でき、したがって、負
荷等の影響による主弁の２次ポートの圧力変動に対する
減圧弁の修正動作の応答性を早くでき、また、主弁の主
スプールをパイロット弁の２次ポートから供給される流
体で作動させることができるので、主スプールの軸推力
による可変オリフィスの閉鎖現象がなく、軸推力の大き
な状態でも正常に作動でき、減圧弁の最大流量を増大で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第５図、第９図は夫々この発明の一実施例の原
理図、第２図、第３図、第４図、第６図、第７図、第８
図は夫々上記実施例の特性図、第１０図は従来例の断面
図である。２１・・・主弁、　２２・・・パイロット弁、　２５・
・・主スプール、　３３・・・絞り、　４！・・・パイ
ロットスプール、４８・・・電磁比例ソレノイド。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）２次ポート（Ｂ）を１次ポート（Ａ）とタンクポ
ート（Ｔ）とに切換連通する主スプール（２５）の一端
側を通路を介して上記２次ポート（Ｂ）に、上記主スプ
ール（２５）の他端側を絞り（３３）を有する通路を介
して上記２次ポート（Ｂ）に夫々連通させた主弁（２１
）と、２次ポート（ｂ）を１次ポート（ａ）とタンクポート（
ｔ）とに切換連通するパイロットスプール（４１）の一
端側を通路を介して上記２次ポート（ｂ）に連通し、上
記パイロットスプール（４１）の他端側に調整可能な押
圧手段（４８）を設けた３ポート形パイロット弁（２２
）とからなり、上記パイロット弁（２２）の１次ポート（ａ）を上記主
弁（２１）の１次ポート（Ａ）に、また上記パイロット
弁（２２）の２次ポート（ｂ）を上記主スプール（２５
）の他端側に夫々連通させたことを特徴とする減圧弁。