JPS641804B2

JPS641804B2 -

Info

Publication number: JPS641804B2
Application number: JP2650177A
Authority: JP
Inventors: Kenji Masuda; Masaaki Suhara
Original assignee: Daikin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1977-03-09
Filing date: 1977-03-09
Publication date: 1989-01-12
Also published as: JPS53111525A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は一次圧力を減圧して二次圧力に成し、
この二次圧力を安定させる如くした圧力制御弁に
関するものである。

この種圧力制御弁として従来では第２図に示す
ごとく二次圧一定形３ポート減圧弁１がある。こ
の減圧弁１は、スプールランドのコーナによつて
圧力を制御する形式の圧力制御弁で、この圧力制
御弁は、次の如く圧力制御弁に正の減衰長をもつ
広がり流れと、負の減衰長をもつ狭まり流れとが
生ずるようになつている。

即ち、第２図に示すように二次圧一定形３ポー
ト減圧体１は案内弁２のパイロツト弁として使用
される。この減圧体１はスプール３のランド４の
右側のコーナの周りに形成した第一圧力制御部５
を隔てて一次ポート６と二次ポート７とを形成す
ると共に、同ランド４の左側のコーナの周りに形
成した第二圧力制御部８を隔てて二次ポート７と
タンクポート９とを形成している。

また、前記スプール３の左端のパイロツト室１
０に作用する二次圧力（P₂）がそれに抗するス
プリング１１力よりも小さくなると、第一圧力制
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１
１力よりも大きく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１
１力と同じ値に保持する如くしたものである。

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３の中心部から同遠心方向にラツパ状
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
体は前記とは対称的な状態でスプール３の周囲か
ら同中心方向に流出するので狭まり流れである。

これら二態様の流れにおいて狭まり流れは負の
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。このためスプール３を極端に不安定に
し、振動による騒音を発生させる問題がある。

またこの種の圧力制御弁を流量調整用案内弁２
のパイロツト弁として使用するとき、前記の如き
狭まり流れによるスプール３の不安定は、二次圧
力の変動となり、結果的に案内弁２におけるスプ
ール１２を不安定にしてアクチユエータ１３への
流量を変動させる等の弊害を伴なう。また二次圧
力（P₂）は第二圧力制御部８からタンクに開放
されるだけであるから、案内弁２が大形になれば
なるほどスプール１２の復帰応答が悪くなる欠点
があつた。

本発明は上記の点に鑑み発明したもので、本発
明の目的は、第一圧力制御部および第二圧力制御
部がそれぞれ広がり流れになるようにして、スプ
ールを安定させ、スプールの振動による騒音の発
生を防止すると共に、二次圧力の変動を低減して
二次圧力を利用する案内弁の作動を安定させ、さ
らに二次圧力を２系路からタンクへ開放して案内
弁を高速復帰できる圧力制御弁を提供する点にあ
る。

この技術的課題を解決する本発明の技術的手段
は、ハウジング１４の弁室１５に二次ポート２５
と、この二次ポート２５の両側に一次ポート２３
とタンクポート２７とを開口する一方、前記弁室
１５にスプール１６を挿嵌し、このスプール１６
に３つのランド２０，２１，２２を設け、これら
ランド間に第１及び第２の環状溝４０，４１を形
成すると共に、前記スプール１６の端部にパイロ
ツト室１７を形成する一方、前記第１環状溝４０
を介して前記一次ポート２３から前記二次ポート
２５へ流体を供給する供給路に、前記ハウジング
１４と前記中間ランド２１の一端側コーナとで形
成した広がり流れの第一圧力制御部２８を介設
し、さらに前記パイロツト室１７からタンクポー
ト２７へ流体を排出する排出路に、前記ハウジン
グ１４と前記第１ランド２０の一端側コーナとで
形成した広がり流れの第二圧力制御部２９を介設
すると共に、前記二次ポート２５とパイロツト室
１７とを通路３０により連通する一方、前記スプ
ール１６における反パイロツト室側に圧力調整要
素と成す比例ソレノイド３５を設け、この比例ソ
レノイド３５による押圧力と前記パイロツト室１
７に作用する二次ポート２５の流体圧とが対抗す
る前記スプール１６で前記両圧力制御部２８，２
９を制御して、二次ポート２５の圧力を一定に保
持する一方、前記中間ランド２１の二次ポート２
５に対するラツプ量（L₃）を、前記比例ソレノ
イド３５を励磁したとき、前記二次ポート２５と
タンクポート２７間を閉鎖し、消磁したとき、前
記中間ランド２１の他端側で前記二次ポート２５
を開き、この二次ポート２５の流体をタンクポー
ト２７へ開放するような関係にした圧力制御弁で
ある。

本発明の技術的手段によれば、第一圧力制御部
においては従来例のまゝ広がり流れであり、特に
従来狭まり流れであつた第二圧力制御部において
も広がり流れになり、スプールを不安定にする狭
まり流れをなくして、スプールの安定を図ると共
に、該スプールの振動による騒音の発生を防止
し、二次圧力の精度を向上させるようにしたので
ある。

また比例ソレノイドを励磁したときには、二次
ポートとタンクポート間を閉鎖し、第一、第二圧
力制御部で二次ポートの圧力を比例ソレノイドの
吸引力に対応した値に制御すると共に、比例ソレ
ノイドを消磁したとき、前記中間ランドの他端側
で前記二次ポートを開き、この二次ポートとタン
クポートとを連通させ、この連通路と第二圧力制
御部との合計２係路によつて二次ポートの流体を
タンクへ開放し、前記案内弁を高応答で復帰操作
するのである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述す
る。

第１図に示した圧力制御弁は、ハウジング１４
内に形成した弁室１５に摺動自在に設けたスプー
ル１６の左端にパイロツト室１７を形成すると共
に、同右端に圧力調整要素として比例ソレノイド
３５を設けている。

前記スプール１６はその略中間部と両端に合計
３個のランド２０，２１，２２を設け、これらラ
ンド間に第１および第２の環状溝４０，４１を形
成している。そして真中のランド２１（中間ラン
ド）と右端のランド２２（第２ランド）との間に
一次ポート２３を形成し、中間ランド２１の周り
に形成した大径室２４に二次ポート２５を形成
し、左端のランド２０（第１ランド）の周りに形
成した大径室２６にタンクポート２７を形成して
いる。

そしてまた、前記一次ポート２３と二次ポート
２５との間において中間ランド２１の右側コーナ
の周りに第一圧力制御部２８を形成する一方、前
記パイロツト室１７とタンクポート２７との間に
おいて左端の第１ランド２０の左側のコーナの周
りに第二圧力制御部２９を形成している。

また前記両ランド２０，２１の端から端までの
寸法（L₁）と、右側の大径室２４の右端から左
側の大径室２６の左端までの寸法（L₂）とを同
一にして、第一、第二圧力制御部２８，２９を交
互に開閉するごとく成している。さらに両大径室
２４，２６間に中間ランド２１を所定量（L₃）
だけオーバラツプさせて両大径室２４，２６を隔
離する。

この中間ランド２１のオーバラツプにより、常
時は両大径室２４，２６間は遮断され、スプール
１６の右動により第一圧力制御部２８が閉鎖さ
れ、第二圧力制御部２９が大きく開放したとき、
中間ランド２１の左端が大径室２４を開放して大
径室２６に連通させる。

つまり、前記比例ソレノイド３５を消磁したと
き、第二圧力制御部２９を開放し、この開放後中
間ランド２１の左端側で前記二次ポート２５を開
き、この二次ポート２５の流体をタンクポート２
７へ開放するような関係に前記二次ポート２５に
対して前記中間ランド２１のラツプ量（L₃）を
設定したものである。

一方、二次ポート２５とパイロツト室１７とを
連通させる通路３０中に絞り３１を介設してい
る。

前記比例ソレノイド３５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３６を介してスプール１６に作用さ
せるもので、前記比例ソレノイド３５に発生する
吸引力は、スプール１６左端の受圧面積と二次圧
力（P₂）との積による押圧力に対応する結果、
二次圧力（P₂）は比例ソレノイド３５の吸引力
と比例的に設定される。つまり二次圧力（P₂）
は比例ソレノイド３５に対する印加電流値と常に
比例する。

第１図において３３は二次ポート２５に接続し
た流量調整形案内弁、３４はこの案内弁３３に接
続したアクチユエータである。

図示実施例は上記の如く構成するものにして、
以下作用を説明する。

第１図における比例ソレノイド３５に印加電流
を加えると、スプール１６は比例ソレノイド３５
の吸引力により左動して第二圧力制御部２９を閉
じ、第一圧力制御部２８を開放する。

このため、第一圧力制御部２８において一次ポ
ート２３から二次ポート２５の方向に矢印の如き
広がり流れが生じ、二次圧力（P₂）を上昇させ
る。そして、この二次圧力（P₂）が比例ソレノ
イド３５の吸引力よりも大きくなると、前記とは
反対にスプール１６が右動し、第一圧力制御部２
８は閉鎖され、第二圧力制御部２９が開放され
る。

このため、第二圧力制御部２９においてパイロ
ツト室１７からタンクポート２７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）と比例ソレ
ノイド３５の吸引力とがバランスするようにスプ
ール１６は静止する。

第１図における寸法L₁と寸法L₂との関係は理
想的にはL₁＝L₂であるが、実際に斯る条件では
両圧力制御部２８，２９におけるクリアランスか
らの漏洩量が大きいので、寸法L₂よりも寸法L₁
を若干大きくするのが望ましい。

しかし、L₁の長さとL₂の長さの差があまり大
きき過ぎるとオーバラツ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、
L₁とL₂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つたり流量が
大きいときはL₁＜L₂でも可能である。

このためスプール１６が静止している状態で
は、第一圧力制御部２８の周りの環状の隙間から
の漏洩量と、第二圧力制御部２９の周りの環状の
隙間からの漏洩量との差によつて二次ポート２５
に所定の減圧圧力が得られる。

なおこの場合、両大径室２４，２６と中間ラン
ド２１とのオーバラツプ部においてラツプ量
（L₃）に対応する漏洩があるが、該オーバーラツ
プ部における漏洩量は無視できる程度のものであ
り、前記オーバラツプ部は制御中開放することが
ない。

以上の如く第一圧力制御部２８並びに第二圧力
制御部２９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、スプール１６は安定する
ものである。

第１図においてパイロツト室１７に作用する二
次圧力（P₂）が比例ソレノイド３５の吸引力よ
りも大きくなり、スプール１６が前記二次圧力
（P₂）によつて右動させられるとき、通路３０内
に設けた絞り３１は二次ポート２５からパイロツ
ト室１７の方向への流れに対する抵抗となり、前
記スプール１６の変位速度を低下させる。

また前記とは反対に第１図においてパイロツト
室１７に作用する二次圧力（P₂）よりも比例ソ
レノイド３５の吸引力の方が大きくなり、スプー
ル１６が左動させられるとき、パイロツト室１７
から二次ポート２５の方向に押返される流体に対
して絞り３１は抵抗となり、スプール１６の変位
速度を低下させる。

このように前記絞り３１は制御作用時のスプー
ル１６の変位速度を低下させスプール１６の慣性
力を小さくするから、前記絞り３１の設置により
スプール１６は安定する。

ところで圧力制御弁で操作される案内弁３３は
そのスプール１２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３３は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。この点該発明で
は、比例ソレノイド３５によつてスプール１６に
電気的なデイザーを加え二次圧力を小刻みに変動
させて案内弁３３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イザーを加え
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
は解消されても二次圧の精度が低下するが、本発
明は両圧力制御部２８，２９における広がり流れ
によつて予めスプール１６の安定を図つているの
で、スプール１６を従来品ほど不安定にすること
なく電気的デイザーにより案内弁３３の固着現象
の解消を図ることができる。

前記のごとく二次圧力（P₂）の制御状態から
比例ソレノイド３５を消磁すると、スプール１６
はパイロツト室１７の圧力で右動する。このスプ
ール１６の右動により第一圧力制御部２８が閉鎖
され、第二圧力制御部２９が開放されたのち、大
径室２４が大径室２６に連通する。その結果、二
次ポート２５とタンクポート２７との間は、実線
矢印及び点線矢印の如く第二圧力制御部２９及び
中間ランド２１の左側のコーナの周りを介してそ
れぞれ連通する。

このため二次ポート２５の流体は、上記２系路
からタンクへ開放され、二次ポート２５の圧力が
急激に降下する。その結果二次ポート２５に連結
した案内弁３３のスプール１２は急速に原位置へ
復帰するので、第２図に示す従来品のように二次
ポートの流体を一系路からタンクに開放する比べ
て案内弁３３の復帰応答は迅速である。特に案内
弁３３が大形になればなるほど２次ポートからタ
ンクポートへの排出流量が多いので、２系路より
流体を排出する効果は多大である。また小形であ
りながら排出流量の容量が増大したので、案内弁
の大小に係りなく、共通の圧力制御弁として使用
でき、使用範囲が拡大する。

本発明は以上詳述したように、一次ポート２３
から二次ポート２５への流れを広がり流れとする
第一圧力制御部２８と、二次ポート２５からタン
クポート２７への流れを広がり流れとする第二圧
力制御部２９とで二次圧力を制御するごとく成し
たので、スプール振動による騒音の発生を防止で
き、かつ二次圧力の変動低減により、案内弁の作
動を安定させる効果がある。

また、第二圧力制御部２９の第１ランド２０と
は別に構成した中間ランド２１の二次ポート２５
に対するラツプ量（L₃）を、比例ソレノイド３
５を励磁したとき、前記二次ポート２５とタンク
ポート２７間を閉鎖し、消磁したとき、前記中間
ランド２１の他端側で前記二次ポート２５を開
き、この二次ポート２５の流体をタンクポート２
７へ開放するような関係にして、比例ソレノイド
３５を消磁したとき二次側の流体を、第二圧力制
御部２６と中間ランド２１により開口する二次ポ
ート２５との二つの系路からタンクへ開放するご
と成して、排出流量の容量アツプを計つたので、
第２図の従来品より、二次ポートの流量排出が急
激となり、案内弁の高速復帰が可能となり、高応
答でもつて案内弁を操作できる。また小形であり
ながら排出流量の容量が増大したので、案内弁の
大小に係りなく、共通の圧力制御弁として使用で
き、使用範囲が拡大する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図
は従来例を示す断面図である。１４……ハウジング、１５……弁室、１６……
スプール、２０，２１，２２……ランド、２３…
…一次ポート、２５……二次ポート、２７……タ
ンクポート、２８……第一圧力制御部、２９……
第二圧力制御部、３０……通路、３５……比例ソ
レノイド、４０，４１……環状溝。

Claims

【特許請求の範囲】

１ハウジング１４の弁室１５に二次ポート２５
と、この二次ポート２５の両側に一次ポート２３
とタンクポート２７とを開口する一方、前記弁室
１５にスプール１６を挿嵌し、このスプール１６
に３つのランド２０，２１，２２を設け、これら
ランド間に第１及び第２の環状溝４０，４１を形
成すると共に、前記スプール１６の端部にパイロ
ツト室１７を形成する一方、前記第１環状溝４０
を介して前記一次ポート２３から前記二次ポート
２５へ流体を供給する供給路に、前記ハウジング
１４と前記中間ランド２１の一端側コーナとで形
成した広がり流れの第一圧力制御部２８を介設
し、さらに前記パイロツト室１７からタンクポー
ト２７へ流体を排出する排出路に、前記ハウジン
グ１４と前記第１ランド２０の一端側コーナとで
形成した広がり流れの第二圧力制御部２９を介設
すると共に、前記二次ポート２５とパイロツト室
１７とを通路３０により連通する一方、前記スプ
ール１６における反パイロツト室側に圧力調整要
素と成す比例ソレノイド３５を設け、この比例ソ
レノイド３５による押圧力と前記パイロツト室１
７に作用する二次ポート２５の流体圧とが対抗す
る前記スプール１６で前記両圧力制御部２８，２
９を制御して、二次ポート２５の圧力を一定に保
持する一方、前記中間ランド２１の二次ポート２
５に対するラツプ量（L₃）を、前記比例ソレノ
イド３５を励磁したとき、前記二次ポート２５と
タンクポート２７間を閉鎖し、消磁したとき、前
記中間ランド２１の他端側で前記二次ポート２５
を開き、この二次ポート２５の流体をタンクポー
ト２７へ開放するような関係にしたことを特徴と
する圧力制御弁。