JPS6256523B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧力補償弁を有する流量制御装置にお
いて、温度変動の影響の少い、かつ応答が早く、
また流体中に含まれるごみによる不具合の少い装
置に関する。

従来の圧力補償弁付流量制御装置で制御絞りが
閉鎖されると該制御絞り下流から前記圧力補償弁
のばね室に至る負荷圧力検出路も閉鎖されるもの
においては、直ちに圧力補償弁が働いて流入全流
量をアンロードないしオンロードで流体槽に戻さ
なければならないにもかかわらず、前記圧力補償
弁のピストン後端のばね室が密閉されてしまうの
で、内部リークでもない限り、ピストンが動けな
いという不合理があつた。そこで小型の流量調整
弁を通じて前記ばね室を流体槽に予め接続してお
くことが従来行われていたが、この場合、応答性
を良くしようとして前記小型の流量調整弁を大き
く開くと、前記制御絞りを開いて主回路の流量制
御を行つている際に制御された流量が前記負荷圧
力検出路を通じて多量に失われる上に該負荷圧力
検出路の圧力降下が増加して前記圧力補償弁の補
償圧力を狂わしてしまう。この圧力降下は流体の
粘性、即ち温度に影響されるので制御流量は流体
の温度により変動する。つまり温度ドリフトを伴
うという欠点が出て来る。そこで応答性を犠牲に
して前記小型の流量調整弁を絞り込むと前述の温
度ドリフトはなくなるが、内蔵の圧力補償弁に流
体中のごみがつまつて動作しなくなるという欠点
も出て来る。

本発明は前記負荷圧力検出路の流量を減らすた
め途中に小型絞りを設け、その両端の圧力補償を
するパイロツト調圧弁を前記ばね室と流体槽の間
に設け、該パイロツト調圧弁を閉める側のパイロ
ツト通路を前記小型絞りの負荷側に接続すると共
に、前記ピストン両端室に通じる中程度の絞りを
有する通路を設けることにより、前記圧力補償弁
の応答性のよい、温度ドリフトの少い、流体中の
ごみの影響を受けない流量制御装置を提供するの
が目的である。

次に第１図につき従来の流量制御装置について
説明する。本体１の貫通孔１ａ内にはリリーフ型
の圧力補償弁２０からの主通路１１と負荷３に連
がる流出路１０との間で制御絞り１３を形成する
テーパ２ａと、くびれ部２ｂから円周の溝２ｃに
通じる通路２ｄを有するスプール２が軸方向に摺
動自在に嵌挿され、制御絞り１３が主通路１１を
閉鎖すると溝２Ｃも負荷圧力検出路１２から閉鎖
されるような位置に円周の溝１ｂ，１ｃが設けら
れている。一方本体１の他の場所に両端が閉鎖さ
れた内孔１ｄに両端に案内ランド２１ａと絞りラ
ンド２１ｂを有するピストン２１が軸方向に摺動
自在に嵌挿され、ばね２５によりピストン２１は
流体槽へ接続される溝２３を絞りランド２１ｂに
て閉鎖する方向に付勢される。また、リリーフ弁
５１に連がる流体圧力源５０に接続されている流
入路２６は前記案内ランド２１ａと絞りランド２
１ｂの中間の内孔１ｄに通じ、さらにこれを貫い
て主通路１１となり前記の溝１ｂに達する。また
内孔１ｄの案内ランド側の室３２は主通路１１と
通路２７により接続される。一方絞りランド２１
ｂ側のばね室３３は前記の負荷圧力検出路１２に
連がると共に、さらに分岐して小容量の流量調整
弁４を経て流体槽に連がる。

以上のような構造であるから、スプール２が左
に動かされて流量制御中は流体圧力源からの流体
は流入路２６、内孔１ｄ、主通路１１から制御絞
り１３を経て流出路１０から負荷３を動かし流体
槽に戻る。このとき制御絞り１３の上流側の圧力
は主通路１１から通路２７を通じて圧力補償弁２
０の室３２に伝達される。ところが下流側の圧力
はスプール２内の通路２ｄを経て負荷圧力検出路
１２によりばね室３３に伝達されるが、通路２ｄ
も負荷圧力検出路１２も構造上どうしても細く長
くなつてしまうので、ここを経由して流量調整弁
４から流体槽へ戻る流れのために圧力降下ｒを生
ずる。しかるに流量調整弁４を余り絞ると後述す
るように圧力補償弁２０の応答性が遅くなる上に
流量調整弁４の圧力補償弁に流体中のごみがつま
り易くなつて作動不良を起すという欠点を生ず
る。従つて今度は流量調整弁４の絞りを開けると
流量が増加して前記の圧力降下ｒが無視出来ない
程大きくなる。しかもこの圧力降下ｒは流体の粘
度即ち温度によつて変化するので、制御絞り１３
の差圧△Ｐは、 △Ｐ＝Ｆ／Ａ−ｒ (1) 但し、Ｆ：ばね２５の力、Ａ：ピストン２１の
外径断面積。

となるから流体の温度が上つて圧力降下ｒが小さ
くなると△Ｐが大きくなつて流出路１０から出て
ゆく制御流量が多くなるという欠点がある。これ
がいわゆる温度ドリフトである。

また流量制御弁４の絞り開度を増すと制御絞り
１３を通る制御流量の一部も失われるという欠点
も生ずる。また制御流量以外の余分な流量は負荷
圧力をＰ_LとするとＰ_L＋△Ｐという圧力を保ちな
がら圧力補償絞り２４から流体槽へリリーフされ
る。若し負荷３が強い外力で停止させられたり、
流出路１０との間の方向切換弁などで流路がせき
止められると最高圧力設定でリリーフ弁５１から
流体槽へリリーフされる。

次に負荷３が作動中にスプール２を右に動かす
と制御絞り１３が閉まると同時に通路２ｄも負荷
圧力検出路１２から遮断される。すると圧力補償
絞り２４が開いて流体圧力源５０からの流量はア
ンロードする筈であるが、温度ドリフトを少くし
ようとして流量調整弁４が絞られていると、ばね
室３３内の流体が急激に逃げられないので圧力補
償弁２０の応答が遅れ、じん速なアンロードが出
来ない。

以上のように従来の流量制御装置は負荷圧力検
出路１２及びスプール２中の通路２ｄが十分太く
ないと圧力補償弁２０の応答が遅くなる上に温度
ドリフトを生じて制御流量が不正確になるという
欠点がある上に、温度ドリフトを少くしようとし
て流量調整弁４を絞ると圧力補償弁２０の応答が
遅れる上に流体中のごみがつまり易いという欠点
を生ずる。

本発明はかかる欠点を除去したものであり、第
２図以降で説明するが、第２図以下の図面で第１
図又は相互の図面と同一符号のものは同一部品又
は同一部分、同一名称のものであるから説明を省
略する。

さて第２図に於て第１図の従来型と異る点は圧
力補償弁２０の応答性を良くするために内孔１ｄ
に近い主通路１１と負荷圧力検出路１２との間を
絞り３０を含む通路２９で連ぐと共に該通路２９
の開口部より上流側（負荷３に近い側）の負荷圧
力検出路１２内に絞り３１を設け、更に流量調整
弁４の代りにばね４１により開弁側に付勢される
パイロツト調圧弁４０でばね室３３と流体槽を連
ぐと共に、パイロツト調圧弁４０のばね側の室と
反対側の室をそれぞれ前記絞り３１の下流と上流
側にパイロツト通路で接続されている点である。

従つて作動としては温度ドリフトを少くし、ま
た制御絞り１３を通過した制御流量の負荷圧力検
出路１２からの損耗を少くするために絞り３１を
極力小さくしてもピストン２１の動きは主として
絞り３０に支配されるから該絞り３０を適宜な大
きさにしておけば圧力補償弁２０の応答性が遅く
なることはなく、満足な値に保つことが出来る。
さらにパイロツト調圧弁４０はばね４１により絞
り３１両端の差圧を一定値△Ｐ_pに保つ圧力補償
弁ではあるが、一方制御絞り１３の圧力も加算す
れば間接的に絞り３０の両端の差圧△Ｐ_Mを一定
に保つ圧力補償弁の作用もするので、絞り３１の
流量ｑが少量であつても絞り３０の流量ｑ_pも加
わるので、パイロツト調圧弁４０にはｑ＋ｑ_pの
流量が流れるから或程度の開度を保つて作動する
ため流体中のごみがつまつて作動不良を起す恐れ
はない。この型式では絞り１３の差圧△Ｐは絞り
３０，３１の流れ方向から考えて △Ｐ＝△Ｐ_M−△Ｐ_p−ｒ 即ち、 △Ｐ＝Ｆ／Ａ−△Ｐ_p−ｒ (2) このうち、スプール２中の通路２ｄと負荷圧力
検出路１２による前記の圧力降下ｒは前述のよう
に絞り３１は極力小さいものが使えるので、流れ
る流量も少く省略できる。また、差圧△Ｐ_pはパ
イロツト調圧弁４０で一定に保たれるし、ばね２
５の力Ｆとピストン２１の外径断面積Ａも一定で
あるから制御絞り１３の差圧△Ｐは圧力降下ｒに
影響されずに一定であり、制御流量は例え通路２
ｄや負荷検出路１２が多少細くかつ長くても温度
ドリフトの影響を受けない。

また、スプール２を右に動かして制御絞り１３
を閉じると負荷検出路１２も通路２ｄから遮断さ
れるから絞り３１への流れは止り、パイロツト調
圧弁４０はばね４１により開放となるからばね室
３３の圧力は０になり、ピストン２１は絞り３０
を流れる流体による差圧で圧力補償絞り２４を開
けて流体圧力源５０からの流体をアンロードす
る。

なお、円周の溝１ｂ，１ｃに連がる２点鎖線で
示す接続路１１′，１２′は流体圧力源５０から分
岐して別の負荷を別のスプールにて制御し、かつ
負荷３とは同時に作動することがない場合に圧力
補償弁２０を共通に使うためのものである。

第３図の実施例で第２図の実施例のものと異る
のはリリーフ型圧力補償弁２０の代りに減圧型圧
力補償弁２０′になつている点で、従つてピスト
ン２１′のばね室３３側が案内ランド２１′ａで、
対向の室３２側が絞りランド２１′ｂになつてい
て、円周の溝２３′は主通路１１に連がり、流入
路２６′は内孔１′ｄの案内ランド２１′ａと絞り
ランド２１′ｂとの間の位置に開口する。

作動として第２図の場合と大きく異るのはリリ
ーフ弁５１から最高圧力で流体槽に逃れる点であ
る。この作動は一般的にはパワーロスが大きく欠
点と考えられるが、流体圧力源５０で本流量制御
装置を通して負荷３を動かす以外に並列に他のア
クチユエータを動かす場合には負荷３や制御絞り
１３の開閉にかかわらず常に流入通路２６′が最
高圧力に保れるので上記の他のアクチユエータの
作動に影響するという効果が出て来る。しかし、
絞り３１により温度ドリフトを防止し、絞り３０
により圧力補償弁の応答を早くし、かつパイロツ
ト調圧弁４０のごみつまりを防止している点は第
２図の実施例と全く同様である。

第４図の実施例で第２図の実施例と異るのは主
通路１１と絞り３１の上流側の負荷圧力検出路１
２との間に絞り３１の流量ｑよりも大きい流量
q′を流す絞り７０が入つている点である。そのた
め作動的にはスプール２が右に動いて制御絞り１
３と通路２ｄ、負荷圧力検出路１２間が閉鎖され
ると流量q′＞流量ｑであるからパイロツト調圧弁
４０が閉鎖され、圧力補償弁２０はアンロードせ
ず、最高圧力で流体圧力源５０からの流量を流体
槽に逃す。従つて負荷３を止めている時は流体圧
力源５０は本流量制御装置の制約を受けることな
く他のアクチユエータを動かすことができるとい
う効果が出て来る。なお本実施例でも圧力補償弁
が減圧型であると制御絞り１３開放中も余分な流
量が負荷圧力でなく最高圧力でリリーフ弁５１か
らリリーフするのでパワーロスは多いが他のアク
チユエータを負荷３と並列に動かすには好都合で
ある。

第５図の実施例は第２図の実施例に対して負荷
圧力検出路１２中の絞り３１の上流側に絞り４２
を含む分岐路を設け、さらにその先端はパイロツ
トリリーフ弁６０を経て流体槽に接続され、また
前記パイロツト調圧弁のばね４１と反対側のパイ
ロツト通路を絞り４２の下流側に接続したところ
が異る。作動として第２図のものと異るのは制御
絞り１３の開口時に負荷３が外力により強制的に
止められたり、又は負荷３の通路が方向切換など
により遮断された場合には制御絞り１３から通路
２ｂ、負荷圧力検出路１２へ流入した圧力流体は
絞り４２を通りパイロツトリリーフ弁６０を押開
けて流体槽へ戻る。即ち圧力補償弁２０はリリー
フ弁として働き、従つて流体圧力源５０と流入路
２６との間にあつたリリーフ弁５１は不要となる
という効果がある。その他の作動は第２図の実施
例のものと全く同じであるから制御絞り１３の閉
鎖時は流体圧力源５０からの流量は圧力補償絞り
２４からアンロードするし、あらゆる場合に温度
ドリフトが少く、かつ応答性が早いという効果も
同じである。また圧力補償弁を減圧型に置換える
と流体圧力源側のリリーフ弁５１は必要となるが
パイロツトリリーフ弁６０により負荷３の最高圧
力をリリーフ弁５１の設定圧力より低い任意の圧
力に設定出来る効果がある。また第３図の実施例
と同様に元圧がリリーフ弁５１の設定圧力に保て
るから他のアクチユエータを並列に動かす場合に
好都合である。

なお、第２図、第４図、第５図の実施例ではス
プール２で制御絞り１３を閉ざし、従つて負荷圧
力検出路１２が負荷と遮断状態からポンプを起動
するとパイロツト調圧弁４０は全開状態であるの
でピストン２１は速やかに右方向に移動でき、従
つてポンプ起動時の急激な圧力上昇がないという
効果がある。

以上各実施例につき説明したように本発明は圧
力補償弁を有する流量制御装置における圧力補償
弁２０又は２０′のばね室３３に通じる負荷圧力
検出路１２に小さい絞り３１を設け、該絞り３１
両端の圧力を補償するパイロツト調圧弁４０を前
記ばね室３３と流体槽間に設け、更に前記ばね室
３３と前記圧力補償弁２０と制御絞り１３間の主
通路１１との間に中程度の絞りを有する通路を設
けることにより、圧力補償弁の応答が早く、温度
ドリフトが少く、流体中のごみにより不具合を起
さず、かつ制御流量を大巾に狂わすことのない流
量制御装置を提供することが出来る。

なお、第３図、第４図、第５図の実施例は上記
の主目的の他に多少の変更によりそれなりの効果
が伴なつたものである。

なお第２図〜第５図に於て絞り３０を含む通路
２９はばね室３３から主通路１１に接続されてい
るが、機能的には室３２に直接接続されていても
差支えないことは自明である。また絞り７０を含
む通路も同様である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のリリーフ弁型圧力補償弁付流量
制御装置の断面説明図、第２図は本発明の基本と
なる実施例である流量制御装置の断面説明図、第
３図は第２図に対して圧力補償弁が減圧弁型の実
施例を示す断面説明図、第４図は第２図に対して
主通路と負荷圧力検出路上流側との間に絞りを設
けた実施例を示す断面説明図、第５図は第２図に
対してパイロツトリリーフ弁を付加した実施例を
示す断面説明図である。 １，１′…本体、２…スプール、２ｂ…くびれ
部、２ｄ…通路、３…負荷、４…流量調整弁、１
０…流出路、１１…主通路、１２…負荷圧力検出
路、１３…制御絞り、２０，２０′…圧力補償
弁、２１，２１′…ピストン、２４，２４′…圧力
補償絞り、２５，４１…ばね、２６，２６′…流
入路、３０，３１，４２，７０…絞り、３２…
室、３３…ばね室、４０…パイロツト調圧弁、５
０…流体圧力源、５１…リリーフ弁、６０…パイ
ロツトリリーフ弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧力補償弁を持ち、かつ同時に制御絞りの開
   閉及び負荷と前記圧力補償弁のばね室に連がる負
   荷圧力検出路との開閉を行うスプールを持つ流量
   制御装置において、前記負荷圧力検出路に第１の
   絞りを設け、該第１の絞りと前記ばね室の間に第
   １、第２の分岐路を設け第１の分岐路は第２の絞
   りを含む通路により前記圧力補償弁と前記制御絞
   りとを結ぶ主通路に接続されると共に、第２の分
   岐路はばねにより開放側に付勢されるパイロツト
   調圧弁を介して外部の流体槽に接続され、かつ前
   記パイロツト調圧弁のばね側及び反ばね側のパイ
   ロツトラインをそれぞれ前記第２の分岐路及び第
   １の絞りの負荷側の通路に接続したことを特徴と
   する流量制御装置。 ２ 圧力補償弁を持ち、かつ同時に制御絞りの開
   閉及び負荷と前記圧力補償弁のばね室に連がる負
   荷圧力検出路との開閉を行うスプールを持つ流量
   制御装置において、前記負荷圧力検出路に第１の
   絞りを設け、該第１の絞りと前記ばね室の間に第
   １、第２の分岐路を設け第１の分岐路は第２の絞
   りを含む通路により前記圧力補償弁と前記制御絞
   りとを結ぶ主通路に接続されると共に、第２の分
   岐路はばねにより開放側に付勢されるパイロツト
   調圧弁を介して外部の流体槽に接続され、かつ前
   記パイロツト調圧弁のばね側及び反ばね側のパイ
   ロツトラインをそれぞれ前記第２の分岐路及び第
   １の絞りの負荷側の通路に接続されると共に、前
   記第１の絞りの負荷側の通路に第３の分岐路を設
   け、該第３の分岐路に第３の絞りを介して前記主
   通路に接続したことを特徴とする流量制御装置。 ３ 圧力補償弁を持ち、かつ同時に制御絞りの開
   閉及び負荷と前記圧力補償弁のばね室に連がる負
   荷圧力検出路との開閉を行うスプールを持つ流量
   制御装置において、前記負荷圧力検出路に第１の
   絞りを設け、該第１の絞りと前記ばね室の間に第
   １及び第２の分岐路を設け、第１の分岐路は第２
   の絞りを含む通路により前記圧力補償弁と前記制
   御絞りとを結ぶ主通路に接続されると共に、第２
   の分岐路はばねにより開放側に付勢されるパイロ
   ツト調圧弁を介して外部の流体槽に接続され、さ
   らに前記第１の絞りの負荷側の通路に第３の分岐
   路を設け、その先は別の絞りとパイロツトリリー
   フ弁を経て外部の流体槽に接続され、かつ前記パ
   イロツト調圧弁のばね側及び反ばね側のパイロツ
   トラインをそれぞれ前記第２の分岐路及び前記別
   の絞りの下流側通路に接続したことを特徴とする
   流量制御装置。