JPS6383475A - Flow control valve - Google Patents
Flow control valveInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、流量制御弁に係り、さらに詳しくは、ただ
一つの電磁弁等の圧油思出手段により流量制御が可能な
ローコストの流■制御弁に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a flow control valve, and more specifically, to a low-cost flow control valve that can control the flow rate with a single pressure oil remembering means such as a solenoid valve. Regarding control valves.
従来から活用されて来た手動操作機構によって作動する
流量制御弁に対し、絞り部を作動させるための比例電磁
弁を設け、電気信号に応じた遠隔操作が可能な弁とし、
コンピュータ等の指令信号により油圧系の流量制御をア
ナログ的に可能とするものが提案されているが、この従
来技術にあっては、上記のように比例電磁弁を設けであ
ることから、下記に列挙する不具合がある。In contrast to the conventionally used flow rate control valve operated by a manual operation mechanism, a proportional solenoid valve is installed to operate the throttle part, and the valve can be remotely operated in response to an electric signal.
It has been proposed that the flow rate of the hydraulic system can be controlled in an analog manner using command signals from a computer, etc. However, since this conventional technology is equipped with a proportional solenoid valve as described above, the following points are required. There are defects to list.
■ 比例電磁弁は磁気特性を犠′性にして、可動子の位
置にかかわらず入力電流に応じた吸引力を得ようとする
ものであることから、消費電力が大きくなりやすい。■ Proportional solenoid valves sacrifice magnetic properties to obtain an attractive force that corresponds to the input current regardless of the position of the mover, so power consumption tends to be high.
■ 比例電磁弁は磁気回路上の問題から、可動子質量が
大になるため周波数応答特性を上げられず、系全体とし
ての応答性が上げられない。■ Due to problems with the magnetic circuit, proportional solenoid valves have a large movable mass, making it impossible to improve frequency response characteristics and the responsiveness of the system as a whole.
■ 運動方向と直角方向の可動子の偏心に相応して可動
子の摺動抵抗(摩擦力)が大きくなり、そのため可動子
運動方向の吸引力にヒステリシスを生じ、結局、比例電
磁弁単独では十分な精度が得られず、摩擦力を打消すた
めの微動操作信号であるディザ−を与えるとか、位置フ
ィードバックセンサを設けるなどして比例電磁弁とは別
の制御精度確保手段を要し、制御が面倒である。■ The sliding resistance (frictional force) of the mover increases in proportion to the eccentricity of the mover in the direction perpendicular to the direction of movement, which causes hysteresis in the attractive force in the direction of movement of the mover, and in the end, the proportional solenoid valve alone is insufficient. Therefore, it is necessary to use a means to ensure control accuracy other than the proportional solenoid valve, such as applying a dither, which is a fine movement signal to cancel the frictional force, or installing a position feedback sensor. It's a hassle.
■ 比例電磁弁はアナログ的に制御されることから、マ
イコン等のインターフェースに際してはD/A変換器を
要し、煩雑である。(2) Since the proportional solenoid valve is controlled in an analog manner, it requires a D/A converter when interfacing with a microcomputer, which is complicated.
■ 当該流量制御弁が備えられる油圧装置に具備される
アクチュエータ等からの異物の混入を生じるおそれがあ
り、信頼性の点で十分とは言い難い。(2) There is a risk that foreign matter may be mixed in from an actuator, etc. included in a hydraulic system equipped with the flow control valve, and it cannot be said that the reliability is sufficient.
これらの問題点に対処するため、本出願人は、比例電磁
弁を設けることなく電気信号による流量制御をおこなう
ことのできる流量制御弁を特願昭60−219179号
および特願昭60−220367号として提案した。In order to deal with these problems, the present applicant has developed a flow control valve that can control the flow rate by electric signals without providing a proportional solenoid valve, in Japanese Patent Application Nos. 60-219179 and 60-220367. proposed as.
第6図に、前者の従来例に係る流量制御弁の構成を示し
、その概略について説明する。FIG. 6 shows the configuration of a flow control valve according to the former conventional example, and its outline will be explained.
この従来例に係る流量制御弁は、ステム部40゜41.
42.43.44が多段に形成された弁体51と、油通
路52,53、各ステム部41,42゜43.44に対
応した弁室54.55.56とこれらの弁室54,55
.56と連通ずる油通路が形成され、上記弁体51を収
納する第1および第2のケーシング57,58と、弁体
51の位置を、検出する差動トランス59とから主に構
成され、2つの高速電磁弁60.61とにより、弁体5
1を移動させて、流量の制御をおこなうようになってい
る。The flow control valve according to this conventional example has a stem portion of 40°41.
A valve body 51 in which 42, 43, 44 are formed in multiple stages, oil passages 52, 53, valve chambers 54, 55, 56 corresponding to each stem portion 41, 42, 43, 44, and these valve chambers 54, 55.
.. 56 is formed, and is mainly composed of first and second casings 57, 58 that house the valve body 51, and a differential transformer 59 that detects the position of the valve body 51. With two high-speed solenoid valves 60 and 61, the valve body 5
1 is moved to control the flow rate.
そして、弁体51の位置、すなわら流量は、入力信号と
上記差動トランス59からの出力信号を比較し、入力信
号と出力信号との間に差違が生じたときに、高速電磁弁
60あるいは61を上記差違が解消するように作動させ
て、精度良く設定される。The position of the valve body 51, that is, the flow rate, is determined by comparing the input signal with the output signal from the differential transformer 59, and when a difference occurs between the input signal and the output signal, the high-speed solenoid valve 60 Alternatively, by operating 61 so as to eliminate the above-mentioned difference, the setting can be performed with high accuracy.
また、後者の発明に係る流量制御弁では、弁体51の位
置検出用の差動トランス59を、弁体51に取り付けた
永久磁石と磁気抵抗素子を用いた位置検出装置に置換し
であるが、この場合も弁体の作動には2個の高速電磁弁
を必要としている。Further, in the flow control valve according to the latter invention, the differential transformer 59 for detecting the position of the valve body 51 is replaced with a position detection device using a permanent magnet and a magnetic resistance element attached to the valve body 51. In this case as well, two high-speed solenoid valves are required to operate the valve body.
すなわち、本出願人が提案した流量制御弁にあっては、
流量制御するために、2個の高速電磁弁と、差動トラン
スや磁気抵抗素子等の弁体の位置検出装置を必要として
いるので、コスト的に改善の余地があった。That is, in the flow control valve proposed by the present applicant,
In order to control the flow rate, two high-speed electromagnetic valves and a valve body position detection device such as a differential transformer or a magnetic resistance element are required, so there is room for improvement in terms of cost.
この発明は、上記技術的背景に鑑みてなされたもので、
その目的は、コストが安く、上記従来例と同様の機能を
備えた流量制御弁を提供することにある。具体的には、
弁体位置検出装置を不要とし、1個の電磁弁で制御可能
な流量制御弁を提供することにある。This invention was made in view of the above technical background,
The purpose is to provide a flow control valve that is low in cost and has the same functions as the conventional example. in particular,
It is an object of the present invention to provide a flow rate control valve that does not require a valve body position detection device and can be controlled with a single electromagnetic valve.
上記目的を達成するため、この発明の流量制御弁は、端
面側にシート面が形成された第1のステム部と、この第
1のステム部の反対端に位置し、該第1のステム部と同
径の第2のステム部と、第1のステム部側に位置し、該
第1のステム部と同径の第3のステム部と、この第3の
ステム部の上記第2のステム部側に位置し、該第3のス
テム部より大径の第4のステム部と、この第4のステム
部と第2のステム部の間に位置し、該第4のステム部よ
り大径であって、第4のステム部側から油を導く油路が
形成された第5のステム部と、第1のステム部の端面と
第2のステム部の端面を連通ずる油通路とを備えた弁体
と、上記弁体を収納部に往復動可能に収納し、収納時に
上記弁体の第3のステム部と第4のステム部と収納部の
内壁とによって形成される第1の弁室と、第4のステム
部と第5のステム部と該内壁とによって形成される第2
の弁室と、第2のステム部と第5のステム部と該内壁と
によって形成され、上記第5のステム部に形成された油
路により第2の弁室と連通される第3の弁室と、第2の
ステム部の端面と該内壁とによって形成される第4の弁
室と、上記第1、第2および第3の弁室とそれぞれ連通
ずる第1、第2および第3の制御用油通路と、制御すべ
き圧油が通過し、上記弁体のシート面が当接可能なシー
ト部が形成された油通路とを備えたケーシングと、上記
第3の制御用油通路から圧油を導出する圧油導出手段と
から構成しである。In order to achieve the above object, the flow control valve of the present invention includes a first stem portion having a seat surface formed on the end surface side, and a first stem portion located at the opposite end of the first stem portion. a second stem portion having the same diameter as the first stem portion, a third stem portion located on the first stem portion side and having the same diameter as the first stem portion, and the second stem portion of the third stem portion. a fourth stem portion located between the fourth stem portion and the second stem portion and having a larger diameter than the third stem portion; The fifth stem part has an oil passage formed therein which leads oil from the fourth stem part side, and an oil passage which communicates the end face of the first stem part with the end face of the second stem part. a first valve that is formed by a third stem portion, a fourth stem portion, and an inner wall of the storage portion; a second chamber formed by a fourth stem portion, a fifth stem portion and the inner wall;
a third valve formed by a second valve chamber, a second stem section, a fifth stem section, and the inner wall, and communicated with the second valve chamber through an oil passage formed in the fifth stem section; a fourth valve chamber formed by the end face of the second stem portion and the inner wall; and first, second and third valve chambers communicating with the first, second and third valve chambers, respectively. A casing including a control oil passage, an oil passage through which pressure oil to be controlled passes and a seat portion that can be brought into contact with the seat surface of the valve body, and from the third control oil passage. and pressure oil deriving means for deriving pressure oil.
上記手段による作用は次の通りである。 The effects of the above means are as follows.
すなわち、第1のステム部と第2のステム部の径は同径
であり、弁体内を貫通する油通路により第1のステム部
の端面と第2のステム部の端面とは連通しているので、
両端面には同一圧力が加わり両端面間にはスラスト力が
生じない。また、シート部に通じる制御すべき圧油が通
る油通路が、第1のステム部と第3のステム部間に形成
されていると、第1のステム部と第3のステム部は同径
なので、両ステム部間の油通路からもスラスト力は生じ
ない。したがって、制御すべき圧油が通る油通路の油圧
がどのように変動しても弁体の平衡位置は変化しない。That is, the first stem portion and the second stem portion have the same diameter, and the end surface of the first stem portion and the end surface of the second stem portion are in communication with each other through an oil passage penetrating the valve body. So,
The same pressure is applied to both end faces, and no thrust force is generated between both end faces. Further, if the oil passage leading to the seat portion and through which the pressure oil to be controlled passes is formed between the first stem portion and the third stem portion, the first stem portion and the third stem portion have the same diameter. Therefore, no thrust force is generated from the oil passage between both stem parts. Therefore, no matter how the oil pressure of the oil passage through which the pressure oil to be controlled passes changes, the equilibrium position of the valve body does not change.
一方、第2の弁室と第3の弁室は、第5のステム部に形
成した油路により連通され、かつ、第5のステム部は第
4のステム部よりも大径なので、特に作動圧が加わって
いない場合には、第5のステム部に加わる圧力が大きく
なり、弁体はシート部側に押し付けられている。On the other hand, the second valve chamber and the third valve chamber are communicated with each other by an oil passage formed in the fifth stem portion, and the fifth stem portion has a larger diameter than the fourth stem portion, so it is particularly difficult to operate the valve chamber. When no pressure is applied, the pressure applied to the fifth stem portion increases, and the valve body is pressed against the seat portion side.
この状態で、第3の弁室から圧油をタンク側に流すと、
第3の弁室の圧力が低下する。そして、該圧力が所定の
平衡圧よりも小さくなると、第5のステム部の受圧面積
に加わる全圧力が、第3および第4のステム部の受圧面
積に加わる全圧力よりも小さくなり、弁体はシート部か
ら離れる方向、すなわち開弁側に移動し、逆の場合は、
開弁側に移動する。この第3の弁室から圧油の制御は、
第3の制御用油通路を介して、例えば電磁弁などの圧油
導出手段によりおこなわれる。In this state, when pressure oil flows from the third valve chamber to the tank side,
The pressure in the third valve chamber decreases. When the pressure becomes smaller than a predetermined equilibrium pressure, the total pressure applied to the pressure receiving area of the fifth stem part becomes smaller than the total pressure applied to the pressure receiving area of the third and fourth stem parts, and the valve body moves in the direction away from the seat part, that is, towards the valve opening side, and in the opposite case,
Move to the valve opening side. The pressure oil is controlled from this third valve chamber.
This is carried out by pressure oil deriving means such as a solenoid valve, for example, via the third control oil passage.
したがって、圧油導出手段の操作により、弁体の位置の
制御が可能になり、これにより、第1のステム部のシー
ト面とボディのシート部間の開口面積が調整でき、シー
ト部が形成された油通路を通る圧油の流量制御を、ただ
一つの圧油導出手段を介しておこなうことができる。Therefore, the position of the valve body can be controlled by operating the pressure oil deriving means, and thereby the opening area between the seat surface of the first stem part and the seat part of the body can be adjusted, and the seat part is formed. The flow rate of the pressure oil passing through the oil passage can be controlled via only one pressure oil deriving means.
以下、この発明の実施の一例を図面に基づいて説明する
。Hereinafter, an example of implementation of the present invention will be described based on the drawings.
第1図および第5図は、この発明の詳細な説明するため
のもので、第1図は実施例に係る流量制御弁の一部断面
説明図、第2図は第5のステム部に形成した油路部分を
示す流量制御弁の要部拡大図、第3図は第2図の断面図
、第4図は流量制御弁の制御に用いられる電磁弁の一例
を示す断面図、第5図は電磁弁の制御方法を示す説明図
である。1 and 5 are for explaining the present invention in detail. FIG. 1 is a partial cross-sectional explanatory diagram of a flow control valve according to an embodiment, and FIG. FIG. 3 is a sectional view of FIG. 2, FIG. 4 is a sectional view of an example of a solenoid valve used to control the flow rate control valve, and FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a method of controlling a solenoid valve.
第1図において、実施例に係る流量制御弁は、弁体1と
、弁体1を軸方向に可動に収納する第1および第2のケ
ーシング2,3とからなり、弁体1を第1のケーシング
2内に収納し、0リング4を介して第2のケーシング3
を第1のケーシング2に嵌挿した後、ポルト5により両
ケーシング2゜3を固定して形成しである。In FIG. 1, the flow control valve according to the embodiment consists of a valve body 1 and first and second casings 2 and 3 that accommodate the valve body 1 movably in the axial direction. is stored in the second casing 2 and connected to the second casing 3 via the O-ring 4.
After the first casing 2 is fitted into the first casing 2, both casings 2 and 3 are fixed by a port 5.
弁体1は、図において下端に位置し、さらにその下面側
に円錐面状のシート面6aが形成された第1のステム部
6と、上端に位置した第2のステム部7と、上記第1の
ステム部6と小径のステム部8を隔てて位置する第3の
ステム部9と、第3のステム部9に隣接して第2のステ
ム部7側に位置する第4のステム部10と、第4のステ
ム部10と上記第2のステム部7の間に位置する第5の
ステム部11とから多段の棒材により形成されている。The valve body 1 includes a first stem portion 6 located at the lower end in the figure and further having a conical seat surface 6a formed on the lower surface thereof, a second stem portion 7 located at the upper end, and the above-mentioned first stem portion 6. a third stem part 9 located apart from the first stem part 6 and the small diameter stem part 8; and a fourth stem part 10 located adjacent to the third stem part 9 on the second stem part 7 side. and a fifth stem portion 11 located between the fourth stem portion 10 and the second stem portion 7.
このうち、第1、第2および第3のステム部6.7.9
の直径d、、d、、d:lはそれぞれ同径に形成され、
第4のステム部10の直径d4は第1ないし第3のステ
ム部6,7.9の直径よりも大径に、さらに第5のステ
ム部11の直径d。Among these, the first, second and third stem portions 6.7.9
The diameters d, d, d:l are each formed to have the same diameter,
The diameter d4 of the fourth stem portion 10 is larger than the diameters of the first to third stem portions 6, 7.9, and the diameter d of the fifth stem portion 11.
は第4のステム部10の直径d4よりも大径に形成され
ている。すなわち、上記ステム部の直径は、d、=dz
=d、<d4<d。is formed to have a larger diameter than the diameter d4 of the fourth stem portion 10. That is, the diameter of the stem portion is d, = dz
=d, <d4<d.
となるように設定されている。また、弁体1には、軸線
に沿って該弁体工を貫通し、第1のステム部6の端面6
bと第2のステム部7の端面7aとを連通ずる油通路1
2が形成されている。It is set so that The valve body 1 also has an end face 6 of the first stem portion 6 that passes through the valve body along the axis.
b and the end surface 7a of the second stem portion 7.
2 is formed.
一方、弁体1を収納する第1のケーシング2には、弁体
1の軸線と一致する方向に収納部2aが、また該収納部
2aの図示延長方向下側に油通路13が、さらにこの油
通路13と直交する方向に油通路14がそれぞれ設けら
れ、油室15で両油通路13.14が連通ずるようにな
っており、両油通路13.14にはそれぞれ制御すべき
圧油の管路が連結される。また、上記油室15には、弁
体1の第1のステム部6と小径のステム部8とが位置し
、核油室15の油通路13側の前記シール面6aに対向
する弁座部分には、該シール面6aの曲率と同一の曲率
でシール部13aが形成されている。On the other hand, the first casing 2 that houses the valve body 1 has a housing part 2a in a direction that coincides with the axis of the valve body 1, and an oil passage 13 on the lower side of the housing part 2a in the extending direction in the drawing. Oil passages 14 are provided in a direction perpendicular to the oil passage 13, and both oil passages 13 and 14 communicate with each other in an oil chamber 15. The conduits are connected. Further, in the oil chamber 15, a first stem portion 6 and a small-diameter stem portion 8 of the valve body 1 are located, and a valve seat portion facing the sealing surface 6a on the oil passage 13 side of the core oil chamber 15 is located. A seal portion 13a is formed with the same curvature as that of the seal surface 6a.
さらに、上記収納部2aの内壁と第3のステム部9と第
4のステム部10との隣接部分には第1の弁室15が、
該内壁と第4のステム部10と第5のステム部11との
隣接部分には第2の弁室16が、該内壁と第5のステム
部11と第2のステム部7との隣接部分には第3の弁室
17が、また、第2のステム部7の端面7aと第2のケ
ーシング3の収納部3aとの間には第4の弁室18がそ
れぞれ形成されている。そして、第1の弁室15には油
圧タンク22に接続する制御用の油通路19が連通し、
第2の弁室16には前記油通路13゜14と接続する油
圧源とは別の油圧源23に接続された同じく制御用の油
通路20が連通し、第3の弁室17には2位置2方向形
の高速電磁弁24に接続された制御用の油通路21が連
通している。Further, a first valve chamber 15 is provided in an adjacent portion between the inner wall of the storage portion 2a and the third stem portion 9 and the fourth stem portion 10.
A second valve chamber 16 is located at a portion adjacent to the inner wall and the fourth stem portion 10 and the fifth stem portion 11, and a second valve chamber 16 is located at a portion adjacent to the inner wall and the fifth stem portion 11 and the second stem portion 7. A third valve chamber 17 is formed therein, and a fourth valve chamber 18 is formed between the end surface 7a of the second stem portion 7 and the storage portion 3a of the second casing 3. A control oil passage 19 connected to a hydraulic tank 22 communicates with the first valve chamber 15.
The second valve chamber 16 communicates with an oil passage 20 for control, which is also connected to a hydraulic power source 23 different from the hydraulic power source connected to the oil passages 13 and 14, and the third valve chamber 17 has two A control oil passage 21 connected to a bidirectional high-speed solenoid valve 24 is in communication.
また、前記弁体1の第5のステム部11の外周面には、
第2図および第3図に示すような平面形状略三角形の油
路25が切り欠いて形成されている。この油路25は、
三角形の頂点側25aが第3の弁室17に、底辺側25
bが第2の弁室16にそれぞれ開口しており、弁体1の
シート時にも、上記頂点側25aが第3の弁室17に対
する開口面積を確保できるようにされている。Further, on the outer peripheral surface of the fifth stem portion 11 of the valve body 1,
An oil passage 25 having a substantially triangular planar shape as shown in FIGS. 2 and 3 is cut out. This oil passage 25 is
The apex side 25a of the triangle is connected to the third valve chamber 17, and the bottom side 25a is connected to the third valve chamber 17.
b respectively open into the second valve chamber 16, and even when the valve body 1 is seated, the opening area of the apex side 25a to the third valve chamber 17 can be ensured.
上記油通路21に接続された高速電磁弁24は0N=O
FFタイプのもので、例えば第4図に示すように、コア
26とコイル27とからなるツレイド28部と、コア2
6によって直接作動されるスプール29とからなり、こ
のスプール29にシート面30が形成されて、油通路3
1を開閉操作するようになっている。そして、核油通路
31の一端が第1図にも示すように前記油通路2工に連
通し、他端が油圧タンク22に接続されている。The high-speed solenoid valve 24 connected to the oil passage 21 is 0N=O
It is an FF type, for example, as shown in FIG.
6, a seat surface 30 is formed on this spool 29, and an oil passage 3 is formed.
1 can be opened and closed. One end of the kernel oil passage 31 is connected to the oil passage 2, as shown in FIG. 1, and the other end is connected to the hydraulic tank 22.
また、この流量制御弁にあっては、高速電磁弁24から
油圧タンク22に接続された管路32に前記油通路19
が接続されるとともに、核管路32と油圧源23から油
通路20に接続された管路33との間にはシーケンス弁
34が設けられている。In addition, in this flow rate control valve, the oil passage 19 is connected to the pipe line 32 connected from the high-speed solenoid valve 24 to the hydraulic tank 22.
A sequence valve 34 is provided between the core pipe 32 and a pipe 33 connected from the hydraulic power source 23 to the oil passage 20.
次に、上記のように構成された流量制御弁の動作原理に
ついて説明する。Next, the operating principle of the flow control valve configured as described above will be explained.
まず、弁体1の第1のステム部6の外径d1と第2のス
テム部7の外径d2とは同径であり、かつ、油通路12
を介してその端面6bと7aとは連通しているので、両
端面6b、7aには同一圧力が加わり、両端面6b、7
a間にスラスト力が生じることはない。また、第1のス
テム部6の外径d、と、小径のステム部8を隔てて隣接
する第3のステム部9の外径d3も同径であるので、油
通路13.14内の圧油からは両ステム部8,9に加わ
る圧力も等しくなり、この圧力から弁体lにスラスト力
が加わることはない。したがって、弁体1に対し制御す
べき圧油から外力が加わることはなく、油通路13.1
4の油圧の変動によっても弁体1の平衡位置が変化する
ことは全くない。First, the outer diameter d1 of the first stem portion 6 of the valve body 1 and the outer diameter d2 of the second stem portion 7 are the same diameter, and the oil passage 12
Since the end surfaces 6b and 7a are in communication with each other through the
No thrust force is generated between a. Furthermore, since the outer diameter d of the first stem portion 6 and the outer diameter d3 of the third stem portion 9 adjacent to each other across the small diameter stem portion 8 are the same diameter, the pressure inside the oil passage 13.14 is The pressure applied from the oil to both stem portions 8 and 9 is also equal, and no thrust force is applied to the valve body l from this pressure. Therefore, no external force is applied to the valve body 1 from the pressure oil to be controlled, and the oil passage 13.1
The equilibrium position of the valve body 1 does not change at all even with changes in the oil pressure.
このため弁体1に油通路13.14内の圧油以外から外
力が加わると、弁体1はその外力に応じた位置をとるこ
とができる。Therefore, when an external force is applied to the valve body 1 from a source other than the pressure oil in the oil passage 13, 14, the valve body 1 can take a position corresponding to the external force.
そこで、上記の流量制御弁において、第1の弁室15お
よびこれに連通ずる油通路19の圧力をPT、第2の弁
室16およびこれに連通ずる油通路20の圧力をPs、
第3の弁室17およびこれに連通ずる油通路21の圧力
をPCとし、第1ないし第3の弁室15,16.17で
の弁体1の受圧面積をそれぞれA、、A、、ACとする
。この条件のもとで、これらの受圧面積A、、A、、A
Cの間には、
AC=A、+A、 −−−−−−
(1)の関係がある。Therefore, in the above flow control valve, the pressure in the first valve chamber 15 and the oil passage 19 communicating therewith is PT, the pressure in the second valve chamber 16 and the oil passage 20 communicating therein is Ps,
Let the pressure of the third valve chamber 17 and the oil passage 21 communicating with it be PC, and the pressure receiving areas of the valve body 1 in the first to third valve chambers 15, 16, and 17 be A, , A, , AC, respectively. shall be. Under this condition, these pressure receiving areas A, , A, , A
Between C, AC=A, +A, --------
There is the relationship (1).
一方、高速電磁弁24が第1図に示すようにブロックさ
れている場合には、第3の弁室17は油路25を介して
第2の弁室16と連通しており、圧油の流れがないので
、PC=P、の圧力関係にある。On the other hand, when the high-speed solenoid valve 24 is blocked as shown in FIG. 1, the third valve chamber 17 communicates with the second valve chamber 16 via the oil passage 25, and the Since there is no flow, the pressure relationship is PC=P.
したがって、弁体1に加わる油圧力のうら、弁体1をシ
ート部13a側に押し付ける力をf、、シート部13a
から離す方向に働く力をf2とすると
f、=Ac =PC
=Ae −P。Therefore, in addition to the hydraulic pressure applied to the valve body 1, the force that presses the valve body 1 toward the seat portion 13a is f, the seat portion 13a
Letting f2 be the force acting in the direction of separating from the , then f, = Ac = PC = Ae - P.
= (A、 +A、r ) ps ・
・・・・・ (2)rz =As ・Ps +Ar
・Pt ”・・・・(3)の関係にあるから
、力f、とf2の大小関係は、f+ fz = (
A、 −Ps +Ar −Ps )=(A、・ps
+Ar −PT )=A−(Ps Pt) ・
・・・・・(4)となる。ここで、圧力P、とPアとは
、P、がポンプ入口圧であり、Prがタンク圧であるの
でP s > Pア
となり、力の関係は(4)式から
r、>f。= (A, +A, r) ps ・
... (2) rz = As ・Ps + Ar
・Pt”...Since the relationship is as shown in (3), the magnitude relationship between force f and f2 is f+ fz = (
A, -Ps +Ar -Ps)=(A,・ps
+Ar −PT )=A−(Ps Pt) ・
...(4). Here, between the pressures P and Pa, P is the pump inlet pressure and Pr is the tank pressure, so Ps > Pa, and the force relationship is r,>f from equation (4).
となる。したがって、弁体1は高速電磁弁24がブロッ
ク位置にあるときは、シート部13a側に押し付けられ
、油通路13.14は閉鎖される。becomes. Therefore, when the high-speed solenoid valve 24 is in the blocking position, the valve body 1 is pressed against the seat portion 13a, and the oil passages 13, 14 are closed.
次に、高速電磁弁24に通電して、油通路21と油圧タ
ンク22を接続すると、第3の弁室17と油通路21の
圧力Peは、前記第2の弁室16の圧力P8とは等しく
なくなる(Pcf−Ps)。Next, when the high-speed solenoid valve 24 is energized and the oil passage 21 and the hydraulic tank 22 are connected, the pressure Pe in the third valve chamber 17 and the oil passage 21 is different from the pressure P8 in the second valve chamber 16. are no longer equal (Pcf-Ps).
したがって、このときの第3の弁室17における圧力を
PCとすると、(4)式の関係はf 1 fz=Ae
HPc (As ・Pg +Ar ・Pt)
となり、f、−1,を満足するPCを求めると、ACA
C
となる。そこで、このf、=f2を満足する圧力をPC
lとすると、第3の弁室17の圧力PCが、p c 〉
p crであれば、弁体lはシート部13a側、すなわ
ち閉弁側に移動し、PC<Pcrであれば、シート部1
3aから離れる方向、すなわち開弁側へ移動する。した
がって、第3の弁室17内の圧力を制御することにより
、弁体1の開度を制御して油路13,14を流れる圧油
の流量を制御することが可能になる。そして、第3の弁
室17内の圧力の制御は、第5のステム部11に形成さ
れた油路25を介して第2の弁室16から第3の弁室1
7に流入する流iQ、Mと、第3の弁室17から高速電
磁弁25を介して流出する流量Q0..の大小関係を制
御することによっておこなわれる。Therefore, if the pressure in the third valve chamber 17 at this time is PC, then the relationship in equation (4) is f 1 fz=Ae
HPc (As ・Pg +Ar ・Pt)
Then, finding a PC that satisfies f,-1, we get ACA
It becomes C. Therefore, the pressure that satisfies this f, = f2 is PC
1, the pressure PC in the third valve chamber 17 is p c 〉
If p cr, the valve body l moves to the seat portion 13a side, that is, to the valve closing side, and if PC<Pcr, the valve body l moves to the seat portion 13a side, that is, the valve closing side.
It moves in the direction away from 3a, that is, toward the valve opening side. Therefore, by controlling the pressure in the third valve chamber 17, it becomes possible to control the opening degree of the valve body 1 and the flow rate of the pressure oil flowing through the oil passages 13 and 14. The pressure within the third valve chamber 17 is controlled from the second valve chamber 16 to the third valve chamber 1 via an oil passage 25 formed in the fifth stem portion 11.
7, and the flow rate Q0.M flowing into the third valve chamber 17 via the high-speed solenoid valve 25. .. This is done by controlling the magnitude relationship between
これをさらに詳しく説明する。This will be explained in more detail.
第2図において、弁体1がXだけ変位したとき、油路2
5としての切欠きの頂点側25aは、第3の弁室17に
、図示のように巾2だけ開口している。ここで、核油路
25の溝深さを第3図に示すようにhとし、このような
油路25が第5のステム部11にn個形成しであるとす
ると、第2の弁室16と第3の弁室17を連通する油路
25の第3の弁室17に対する開口面積はnzhとなる
。In Fig. 2, when the valve body 1 is displaced by X, the oil passage 2
The apex side 25a of the notch 5 opens into the third valve chamber 17 by a width 2 as shown. Here, if the groove depth of the core oil passage 25 is h as shown in FIG. 3, and if n such oil passages 25 are formed in the fifth stem portion 11, then The opening area of the oil passage 25 communicating with the third valve chamber 17 to the third valve chamber 17 is nzh.
このとき、弁変位Xと巾2の間には比例関係があるから
、その比例定数をαとすると、油路25の開口面積aX
は、
aX=nz h=nαxh = (6)とな
る。At this time, since there is a proportional relationship between the valve displacement
becomes aX=nz h=nαxh = (6).
また、高速電磁弁24がON動作時、弁体1の変位をX
、第3の弁室17の圧力をPcとすれば、弁室17への
流入流量Q i nは、油路25の絞りをベルヌーイ絞
りと考え、流量係数をCXとすれば、XF ・
・・・・・(7)
となる。ここで、gは重力の加速度、γは作動流体の比
重である。Also, when the high-speed solenoid valve 24 is ON, the displacement of the valve body 1 is
, if the pressure in the third valve chamber 17 is Pc, then the inflow flow rate Q in to the valve chamber 17 is XF.
...(7) becomes. Here, g is the acceleration of gravity, and γ is the specific gravity of the working fluid.
一方、高速電磁弁24のON時の開口面積をa。、流量
係数を08とすれば、該高速電磁弁24を介して第3の
弁室17から流出する流−1iJQ。。、は、・・・・
・・(8)
となり、第3の弁室17の圧力Pcは弁室容積を■ゎ、
作動流体の体積弾性係数をにとすると、■c/に−dP
c/dt
t
の関係から求まる。そして、弁体1が静定したときには
、dPc/dt=0およびdx/dt=0となるから、
この状態を想定すると、Q i 1% = Q Ou
Lである。(7)、(8)式を用いて、この関係から弁
体1の変位Xを求めると
・・・・・・(10)
となり、この状態で弁体1は静定していなければならな
いから、(10)式の圧力PCは、前述のp cr値に
なっていなければならない。この関係を用いると、
となる。そして、さらに、(1)式からAC−A。On the other hand, the opening area of the high-speed solenoid valve 24 when it is turned on is a. , if the flow coefficient is 08, then the flow -1iJQ flows out from the third valve chamber 17 via the high-speed solenoid valve 24. . ,teeth,····
...(8), and the pressure Pc of the third valve chamber 17 is the valve chamber volume.
If the bulk modulus of the working fluid is , then -dP to c/
It is determined from the relationship c/dt t. Then, when the valve body 1 is statically fixed, dPc/dt=0 and dx/dt=0, so
Assuming this state, Q i 1% = Q Ou
It is L. Using equations (7) and (8) to find the displacement , the pressure PC in equation (10) must be the pcr value described above. Using this relationship, we get . Furthermore, AC-A is obtained from equation (1).
=A、、AC−A、=A、の関係を用いると、が導びか
れる。そして、この(11)式は、弁体1の変位Xと高
速電磁弁24の開口面積a、との間に比例関係があるこ
とを示している。Using the relationship =A, AC-A, =A, we can derive. This equation (11) shows that there is a proportional relationship between the displacement X of the valve body 1 and the opening area a of the high-speed solenoid valve 24.
ところで、高速電磁弁24は、前述のようにシート弁タ
イプの0N−OFF弁を用い、弁体1のシート時に第3
の弁室17からの漏れが原因となる誤動作の防止を意図
しているが、0N−OFF弁であると、(11)式にお
ける高速電磁弁24の開口面積a8は、a8=0か、a
、=a、の2値しかとれないから、高速電磁弁24を通
常の方法で動作させた場合、弁体1を連続的に制御する
ことができない。したがって、高速電磁弁24の駆動方
法が問題となる。これに対して、この実施例では、以下
に説明するような特殊な駆動方法を採用した。By the way, the high-speed solenoid valve 24 uses a seat valve type ON-OFF valve as described above, and when the valve body 1 is seated, the third
This is intended to prevent malfunctions caused by leakage from the valve chamber 17, but if it is an 0N-OFF valve, the opening area a8 of the high-speed solenoid valve 24 in equation (11) will be either a8=0 or a
, =a, and therefore, when the high-speed solenoid valve 24 is operated in a normal manner, the valve body 1 cannot be controlled continuously. Therefore, the method of driving the high-speed solenoid valve 24 becomes a problem. In contrast, this embodiment employs a special driving method as described below.
すなわち、ある周期Tの間の中で、高速電磁弁24への
通電時間τを考えると、周期Tを十分短くとるならば、
高速電磁弁24の開口面積a、は、平均的にはτ/T−
a、の値をとるので、(II)式は、
・・・・・・(12)
となり、高速電磁弁24の通電時間τと弁体1の変位X
とが比例することがわかる。That is, considering the energization time τ to the high-speed solenoid valve 24 within a certain period T, if the period T is set sufficiently short,
The opening area a of the high-speed solenoid valve 24 is, on average, τ/T-
Since the value of a is taken, equation (II) becomes: (12) where the energization time τ of the high-speed solenoid valve 24 and the displacement
It can be seen that they are proportional.
この例を第5図(a)、 (b)、 (c)に具体
的に示す。第5図(a)は、τ/Tが25%、第5図(
b)は、τ/Tが50%、第5図(C)は、τ/Tが7
5%の場合であって、この通電時間割合で/Tを制御す
ることで、τ/Tと比例関係を有する弁体1の変位Xを
得ることができる。This example is specifically shown in FIGS. 5(a), (b), and (c). Figure 5 (a) shows that τ/T is 25% and Figure 5 (
b), τ/T is 50%, and Figure 5(C), τ/T is 7.
In the case of 5%, by controlling /T with this energization time ratio, it is possible to obtain the displacement X of the valve body 1 having a proportional relationship with τ/T.
なお、上記実施例において、弁体1の駆動は油通路13
.14と接続される主回路とは別の油圧源を用いておこ
なわれ、弁体1は主回路の圧力変動の影響を受けること
はなく、高速電磁弁24を介して供給されるパイロット
圧によってのみ駆動されるので、弁開性が非常に大きく
なっている。In the above embodiment, the valve body 1 is driven by the oil passage 13.
.. The valve body 1 is not affected by pressure fluctuations in the main circuit, and is only operated by the pilot pressure supplied via the high-speed solenoid valve 24. Since the valve is driven, the valve opening is very large.
また、上記のように油路25を形成し、弁体1の変位と
、高速電磁弁24の開口面積との間に比例関係を利用し
て、上記制御方法を採用することにより、弁変位を検出
する手段なしで、しかも、ただ一つの高速電磁弁24で
流量の制御をおこなうことができる。In addition, by forming the oil passage 25 as described above, utilizing the proportional relationship between the displacement of the valve body 1 and the opening area of the high-speed solenoid valve 24, and employing the above control method, the valve displacement can be controlled. The flow rate can be controlled without any detection means and with just one high-speed solenoid valve 24.
これまでの説明で明らかなように、弁体に形成した油路
を通過する流量と弁体の変位との比例性を利用して、流
量制御をおこなうように構成したこの発明によれば、流
量と弁体の変位との相関をとることで弁体の位置検出手
段は不要となり、また、流路に差圧を生じさせる圧油導
入手段が一つあれば流量制御をおこなうことができるの
で、例えば電磁弁ただ一つで制御可能なコストの安い流
量制御弁を提供することができる。As is clear from the above description, according to the present invention, which is configured to control the flow rate by utilizing the proportionality between the flow rate passing through the oil passage formed in the valve body and the displacement of the valve body, By correlating this with the displacement of the valve body, there is no need for a means for detecting the position of the valve body, and the flow rate can be controlled with just one pressure oil introduction means that creates a differential pressure in the flow path. For example, it is possible to provide an inexpensive flow control valve that can be controlled using only a single solenoid valve.
第1図ないし第5図は、この発明の詳細な説明するため
のもので、第1図は実施例に係る流量制御弁の一部断面
説明図、第2図は流量制御弁の要部拡大図、第3図は第
2図における/l−A線断面図、第4図は制御に用いら
れる電磁弁の一例を示す断面図、第5図(a)、 (
b)、 (c)はそれぞれ制御方法を説明するための
説明図、第6図は従来例に係る流量制御弁の説明図であ
る。
1・・・・・・弁体、2・・・・・・第1のケーシング
、3・・・・・・第2のケーシング、6・・・・・・第
1のステム部、6a・・・・・・シート面、6b・・・
・・・端面、7・・・・・・第2のステム部、7a・・
・・・・端面、9・・・・・・第3のステム部、10・
・・・・・第4のステム部、11・・・・・・第5のス
テム部、12.13.14・・・・・・油通路、15・
・・・・・第1の弁室、16・・・・・・第2の弁室、
17・・・・・・第3の弁室、18・・・・・・第4の
弁室、19.20.21・・・・・・油通路、24・・
・・・・電磁弁、25・・・・・・油路。
6σ erB12
第2図
第3図
第4図
第5図
(σ)
Cb)
(C)
第6図1 to 5 are for explaining the present invention in detail. FIG. 1 is a partial cross-sectional explanatory diagram of a flow control valve according to an embodiment, and FIG. 2 is an enlarged view of the main parts of the flow control valve. Figure 3 is a sectional view taken along line /l-A in Figure 2, Figure 4 is a sectional view showing an example of a solenoid valve used for control, Figure 5(a), (
b) and (c) are explanatory diagrams for explaining the control method, respectively, and FIG. 6 is an explanatory diagram of a flow control valve according to a conventional example. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Valve body, 2... First casing, 3... Second casing, 6... First stem portion, 6a... ...Seat surface, 6b...
...End face, 7...Second stem portion, 7a...
...End face, 9...Third stem portion, 10.
...Fourth stem part, 11...Fifth stem part, 12.13.14...Oil passage, 15.
...First valve chamber, 16...Second valve chamber,
17...Third valve chamber, 18...Fourth valve chamber, 19.20.21...Oil passage, 24...
... Solenoid valve, 25 ... Oil line. 6σ erB12 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 (σ) Cb) (C) Fig. 6
Claims (2)
、この第1のステム部の反対端に位置し、該第1のステ
ム部と同径の第2のステム部と、第1のステム部側に位
置し、該第1のステム部と同径の第3のステム部と、こ
の第3のステム部の上記第2のステム部側に位置し、該
第3のステム部より大径の第4のステム部と、この第4
のステム部と第2のステム部の間に位置し、該第4のス
テム部より大径であつて、第4のステム部側から油を導
く油路が形成された第5のステム部と、第1のステム部
の端面と第2のステム部の端面を連通する油通路とを備
えた弁体と、 上記弁体を収納部に往復動可能に収納し、収納時に上記
弁体の第3のステム部と第4のステム部と該収納部の内
壁とによつて形成される第1の弁室と、第4のステム部
と第5のステム部と該内壁とによつて形成される第2の
弁室と、第2のステム部と第5のステム部と該内壁とに
よつて形成され、上記第5のステム部に形成された油路
により第2の弁室と連通される第3の弁室と、第2のス
テム部の端面と該内壁とによつて形成される第4の弁室
と、上記第1の弁室と連通する第1の制御用油通路と、
上記第2の弁室と油圧源とを接続する第2の制御用油通
路と、上記第3の弁室と連通する第3の制御用油通路と
、制御すべき圧油が通過し、上記弁体のシート面が当接
可能なシート部が形成された油通路とを備えたケーシン
グと、上記第3の制御用油通路から圧油を導出する圧油
導出手段と、 からなることを特徴とする流量制御弁。(1) A first stem portion having a seat surface formed on the end surface side; a second stem portion located at the opposite end of the first stem portion and having the same diameter as the first stem portion; a third stem portion located on the first stem portion side and having the same diameter as the first stem portion; and a third stem portion located on the second stem portion side of the third stem portion. a fourth stem portion having a larger diameter;
a fifth stem part located between the stem part and the second stem part, which has a larger diameter than the fourth stem part and is formed with an oil passage for guiding oil from the fourth stem part side; , a valve body having an oil passage communicating the end face of the first stem part and the end face of the second stem part; and the valve body is stored in a storage part so as to be reciprocally movable; a first valve chamber formed by a third stem portion, a fourth stem portion, and an inner wall of the housing portion; a first valve chamber formed by a fourth stem portion, a fifth stem portion, and the inner wall; a second valve chamber formed by a second stem portion, a fifth stem portion, and the inner wall, and communicated with the second valve chamber by an oil passage formed in the fifth stem portion; a third valve chamber formed by the end surface of the second stem portion and the inner wall; a first control oil passage communicating with the first valve chamber;
The pressure oil to be controlled passes through a second control oil passage that connects the second valve chamber and the hydraulic pressure source, and a third control oil passage that communicates with the third valve chamber. It is characterized by comprising: a casing having an oil passage formed with a seat portion that can be brought into contact with the seat surface of the valve body; and pressure oil deriving means for deriving pressure oil from the third control oil passage. flow control valve.
ステム部に形成された油路が、深さが一定で、平面視略
三角形状の切欠き溝であることを特徴とする流量制御弁
。(2) Claim (1) is characterized in that the oil passage formed in the fifth stem portion is a cutout groove having a constant depth and having a substantially triangular shape in plan view. Flow control valve.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22387086A JPS6383475A (en) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | Flow control valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22387086A JPS6383475A (en) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | Flow control valve |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6383475A true JPS6383475A (en) | 1988-04-14 |
Family
ID=16804995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22387086A Pending JPS6383475A (en) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | Flow control valve |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6383475A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004316718A (en) * | 2003-04-14 | 2004-11-11 | Fuji Koki Corp | Electric operated valve |
-
1986
- 1986-09-24 JP JP22387086A patent/JPS6383475A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004316718A (en) * | 2003-04-14 | 2004-11-11 | Fuji Koki Corp | Electric operated valve |
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