CN101910695B - 螺线管驱动流量先导阀 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种螺线管驱动流量先导阀。该螺线管驱动流量先导阀(1)根据螺线管(S)的励磁来控制从第2口(13)流向第1口(12)的工作流体的流量。被励磁后的螺线管(S)所驱动的先导阀(V3)的导销(60)调整辅助先导压力。辅助阀(V2)根据辅助先导压力来改变其开度,使工作油从第2口(13)向第1口(12)流出,并且,根据其流量改变主先导压力。主阀(V1)根据主先导压力来改变其开度,使工作油从第2口(13)向第1口(12)流出。通过根据流量而多个阀依次工作,来实现对小流量的高精度的流量控制和对大流量的高响应性的流量控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据被励磁的螺线管的推力改变流体的流量的螺线管驱动流量先导阀。
背景技术
日本专利局2002年发行的日本特开2002-106743号公报和2007年发行的日本特开2007-239996号公报公开了根据被励磁的螺线管的推力改变阀的流通截面积的面积的螺线管驱动流量先导阀。
这些以往技术的螺线管驱动流量先导阀包括根据先导(pilot)压力移位的座阀芯(poppet),根据座阀芯的移位改变形成在座阀芯与阀座之间的供流体流通的阀开口部的面积。利用以被励磁的螺线管的推力来进行移位的导销调节先导压力。在阀开口部的面积发生变化时,阀的流通阻力发生变化,结果,在阀中流通的流体流量发生变化。
在上述以往技术的螺线管驱动流量先导阀中,难以同时实现大流量时的响应性和对于小流量的控制精度。例如,为了提高大流量时的响应性,一般考虑使座阀芯大型化,从而能以座阀芯很小的移位使开口部的面积变化较大。但是,在以座阀芯很小的移位使开口部的面积发生较大地变化时,在小流量的控制中,座阀芯的移位单位变得过小。即,极难确定座阀芯的移位与开口部的面积变化的比率,以使对大流量的响应性和对小流量的控制精度均得到满足。
发明内容
本发明的目的在于提供能够同时实现对大流量的应对性和对小流量的较高的控制精度的螺线管驱动流量先导阀。
为了达到以上目的,本发明的螺线管驱动流量先导阀根据励磁电流来控制从第2口流向第1口的流体的流量,其中,包括:主阀,其安装在第2口与第1口之间,包括主阀座、以及能够落位于主阀座地与其相对的主座阀芯;主先导室,其用于对主座阀芯朝向主阀座方向施加流体压力;主先导节流孔,其用于将主先导室连接于第2口;辅助阀,其用于将主先导室连接于第1口,包括辅助阀座、以及能够落位于辅助阀座地与其相对的辅助座阀芯;辅助先导室,其用于对辅助座阀芯朝向辅助阀座方向施加流体压力;辅助先导节流孔,其用于将辅助先导室连接于第2口;先导阀,其用于将辅助先导室连接于第1口,包括先导阀座、以及能够落位于先导阀座地与其相对的导销;螺线管,其根据励磁电流使导销相对于先导阀座移位。辅助阀座的截面积小于主阀座的截面积;辅助先导节流孔的截面积小于主先导节流孔的截面积。
本发明的详细内容以及其他的特征、优点在说明书的以下记载中进行说明,并表示于附图中。
附图说明
图1是本发明的螺线管驱动流量先导阀的概略结构图。
图2是螺线管驱动流量先导阀的纵剖视图。
图3是沿着与图2正交的垂直面切下的螺线管驱动流量先导阀的纵剖视图。
图4表示工作油的一个方向的流动,是螺线管驱动流量先导阀的概略结构图。
图5表示工作油的相反方向的流动,是螺线管驱动流量先导阀的概略结构图。
图6是表示导销的上升量与螺线管驱动流量先导阀的流量 的关系的图表。
图7是本发明的第2实施例的螺线管驱动流量先导阀的纵剖视图。
图8是本发明的第3实施例的螺线管驱动流量先导阀的概略构造图。
图9是本发明的第3实施例的螺线管驱动流量先导阀的剖视图。
具体实施方式
参照图1,螺线管驱动流量先导阀1是根据螺线管的励磁电流来控制在第1口12与第2口13之间流动的流体的流量的阀。在该实施例中,流体采用工作油。
在第1口12的压力高于第2口13的压力的情况下,螺线管驱动流量先导阀1使工作油从第1口12流向第2口13,并且,控制工作油流量。在这种情况下,将第1口12称作高压口,第2口13称作低压口。相反,在第2口13的压力高于第1口12的压力的情况下,螺线管驱动流量先导阀1使工作油从第2口13流向第1口12,并且,控制工作油流量。在这种情况下,将第2口13称作高压口,第1口12称作低压口。即,螺线管驱动流量先导阀1是双向型的流量先导阀。
第1口12和第2口13形成于阀外壳9。例如,第1口12连接于油压源,第2口13连接于消耗油压源油压的油压负载。也可以将第2口13连接于油压泵,将第1口12连接于油压负载。
螺线管驱动流量先导阀1在其内部包括3个阀、即主阀V1、辅助阀V2和先导阀V3。
主阀V1包括面向第1口12地形成于阀外壳9的环状的主阀座11、及自阀外壳9的内侧落位于主阀座11的圆筒状的主座阀芯20。主座阀芯20沿轴线方向滑动自由地嵌合于阀外壳9。第2口13面向主座阀芯20的侧面地开口于阀外壳9。
在主座阀芯20上形成有落位于主阀座11的锥形部20b、及形成于锥形部20b的前端且滑动接触于主阀座11的内周面的圆筒部20a。
主座阀芯20将圆筒部20a滑动接触于主阀座11的内周面、使锥形部20b接触于主阀座11的状态是主座阀芯20落位于主阀座11的状态。在主座阀芯20落位于主阀座11的状态下,工作油从第1口12向第2口13的流动、工作油从第2口13向第1口12的流动均被截断。另一方面,在主座阀芯20自主阀座11上升时,在主座阀芯20与主阀座11之间形成有环状间隙,工作油通过环状间隙在第1口12与第2口13之间流通。通过主座阀芯20在阀外壳9内沿轴线方向移位来改变主座阀芯20自主阀座11的上升量,改变环状间隙的面积、即开口面积。
落位于主阀座11的主座阀芯20在主阀座11的内侧具有暴露到第1口12的圆形的受压部。另外,主座阀芯20在主阀座11的外侧具有暴露到第2口13的环状的受压部。作用于这些受压部的第1口12或者第2口13的压力对主座阀芯20向上升方向、即开阀方向施力。
通过满足下式(1)地设定主座阀芯20的外径D20和主阀座11的内径D11,主座阀芯20的第1口12内的受压面积与第2口13内的受压面积相等。
在阀外壳9中,面向主座阀芯20的背面地形成有主先导室21。主先导室21通过单向阀34及主先导节流孔(orifice)24A连接于第1口12。主先导室21通过单向阀35及节流孔24B连接于第2口13。图中表示2个主先导节流孔24A和主先导节流孔24B,但通过使单向阀34下游的通路22与单向阀35下游的通路23合流,能够将2个主先导节流孔24A和主先导节流孔24B替换为单一的主先导节流孔。单向阀34截断工作油从主先导室21向第1口12流出,单向阀35截断工作油从主先导室21向第2口13流出。结果,构成高压口的第1口12或者第2口13的压力经由主先导节流孔24A或者主先导节流孔24B被导入到主先导室21。
主座阀芯20在主先导室21的主先导压力作用下朝向主阀座11、即向关阀方向被施力。
在阀外壳9与主座阀芯20之间安装有对主座阀芯20向关阀方向施力的主复位弹簧8。
在第1口12或第2口13的工作油压力对主座阀芯20施加的开阀力大于主先导室21的主先导压力和主复位弹簧8的弹簧力对主座阀芯20施加的关阀力时,主座阀芯20自主阀座11上升。
辅助阀V2是用于控制主先导室21的主先导压力的阀。辅助阀V2设置在主座阀芯20的内侧。
辅助阀V2包括设置在主座阀芯20的内侧的环状的辅助阀座31、及能够在与主座阀芯20同心的位置上沿轴线方向滑动地嵌合于主座阀芯20的中心部的辅助座阀芯40。
在主座阀芯20的内侧,包围辅助座阀芯40的前端的压力室48形成在辅助阀座31的外侧。压力室48通过形成于主座阀芯20内的通路29始终连通于主先导室21。压力室48的压力对辅助座阀芯40自辅助阀座31向上升方向、即开阀方向施力。
辅助阀座31形成在圆筒形状的压力补偿筒81的前端。压力补偿筒81嵌合于与辅助座阀芯40同轴地形成在主座阀芯20的内侧的滑动孔中,且该压力补偿筒81能够以辅助阀座31朝向辅助座阀芯40的状态沿轴线方向在滑动孔中滑动。在辅助阀座31与主座阀芯20之间安装有朝向辅助座阀芯40弹性支承辅助阀 座31的弹簧82。压力补偿筒81的作用之后说明。
在辅助座阀芯40的内侧形成有圆筒形状的内室49。内室49在辅助座阀芯40的侧面具有开口部,内室49通过连接于开口部的单向阀36连通于第2口13,同样地内室49通过连接于开口部的单向阀37连通于第1口12。在辅助座阀芯40落位于辅助阀座31的状态下内室49与压力室48的连通被截断,但通过辅助座阀芯40自辅助阀座31上升而借助形成在辅助阀座31与辅助座阀芯40之间的环状间隙,内室49连通于压力室48。单向阀36截断工作油从第2口13向内室49流入,单向阀37截断工作油从第1口12向内室49流入。通过以上构造,内室49使工作油通过单向阀36或单向阀37任意地流出到构成低压口的第2口13或第1口12。
在主座阀芯20的内侧,面向辅助座阀芯40的背面地形成有辅助先导室41。辅助先导室41通过辅助先导节流孔44A连接于单向阀34。辅助先导室41还通过辅助先导节流孔44B连接于单向阀35。图中表示2个辅助先导节流孔44A和辅助先导节流孔44B,但通过使单向阀34下游的通路22与单向阀35下游的通路23合流,能够将2个辅助先导节流孔44A和辅助先导节流孔44B替换为单一的辅助先导节流孔。
辅助座阀芯40在辅助先导室41的辅助先导压力作用下朝向辅助阀座31、即向关阀方向被施力。
在阀外壳9与辅助座阀芯40之间安装有对辅助座阀芯40向关阀方向施力的辅助复位弹簧7。
自主先导室21通过通路29而被引导到压力室48的压力作为开阀力作用于辅助座阀芯40。在该开阀力大于辅助先导室41的压力和辅助复位弹簧7的弹簧力对辅助座阀芯40施加的关阀力时,辅助座阀芯40自辅助阀座31上升。
在辅助座阀芯40自辅助阀座31上升时,压力室48与内室49连通。在压力室48与内室49连通时,主先导室21的工作油通过通路29、压力室48、内室49,并经由单向阀36或单向阀37流出到构成低压口的第2口13或者第1口12。结果,主先导室21的压力降低相当于节流孔24A、24B的压力差的量。辅助座阀芯40的上升量、即辅助阀V2的开度越大,主先导室21的压力降低越明显。换言之,辅助阀V2的开度越大,主阀V1对主座阀芯20施加的关阀力越低,主阀V1相对于高压口的压力的开度越大。
先导阀V3是用于控制辅助先导室41的辅助先导压力的阀。先导阀V3设置在辅助先导室41与内室49之间,先导阀V3包括贯穿辅助座阀芯40的上端部而形成的先导阀座51、以及纵穿辅助先导室41而落位于先导阀座51的导销60。
在导销60落位于先导阀座51的状态下,先导阀V3截断辅助先导室41与内室49的连通。在导销60自先导阀座51上升时,辅助先导室41的工作油向内室49流出,并经由单向阀36或单向阀37流出到构成低压口的第2口13或第1口12。结果,辅助先导室41的压力降低相当于节流孔44A、44B的压力差的量。导销60的上升量、即先导阀V3的开度越大,辅助先导室41的压力降低越明显。换言之,先导阀V3的开度越大,辅助阀V2对辅助座阀芯40施加的关阀力越低,辅助阀V2相对于高压口压力的开度越大。
导销60被螺线管所驱动。螺线管对于导销60的驱动构造之后说明。
参照图4对与工作油从第1口12到第2口13的流动相关的螺线管驱动流量先导阀1的动作进行说明。
在该图中,第1口12构成高压口,第2口13构成低压口,螺线管驱动流量先导阀1在使工作油从第1口12流向第2口13的同 时、控制其流量。
在利用螺线管的励磁而使导销60自先导阀座51上升时,工作油自第1口12经由单向阀34、辅助先导节流孔44A流入到辅助先导室41,然后向内室49流入,自单向阀36向第2口13流出。此时,作为高压口的第1口12的压力通过主先导节流孔24A被引导到主先导室21中。
先导阀V3使工作油这样地从第1口12向第2口13流出。在先导阀V3的流量增加时,辅助先导室41的压力相对于第1口12的压力相对降低。结果,作用于辅助座阀芯40的关阀力降低,在主先导室21的通过通路29作用于压力室48的压力大于辅助座阀芯40的关阀力时,辅助座阀芯40自辅助阀座31上升,辅助阀V2打开。
在辅助阀V2打开时,形成自主先导室21通过通路29、压力室48、内室49、单向阀36到达第2口13的工作油的流动。即,关于工作油从第1口12向第2口13的流动,形成通过先导阀V3的流动和通过辅助阀V2的流动。
在辅助阀V2的流量、即从第1口12经由主先导室21向第2口13流出的工作油的流量增大时,主先导室21的压力相对于第1口12的压力相对降低。结果,作用于主座阀芯20的关阀力降低,在第1口12的工作油对主座阀芯20施加的开阀力大于主座阀芯20的关阀力时,主座阀芯20自主阀座11上升,主阀V1打开。
在主阀V1打开时,形成有自第1口12经由主座阀芯20与主阀座11之间的间隙直接流出到第2口13的工作油的流动。由此,关于工作油从第1口12向第2口13的流动,形成有通过先导阀V3的流动、通过辅助阀V2的流动、以及通过主阀V1的流动。
参照图5对与工作油从第2口13到第1口12的流动相关的螺线管驱动流量先导阀1的动作进行说明。
在该图中,第2口13构成高压口,第1口12构成低压口,螺线管驱动流量先导阀1在使工作油从第2口13流向第1口12的同时、控制其流量。
在利用螺线管的励磁而使导销60自先导阀座51上升时,工作油自第2口13经由单向阀35、辅助先导节流孔44B流入到辅助先导室41,然后经由先导阀V3向内室49流入,自单向阀37向第1口12流出。此时,第2口13的压力通过主先导节流孔24B被引导到主先导室21中。
先导阀V3使工作油这样地从第2口13向第1口12流出。在先导阀V3的流量增加时,辅助先导室41的压力相对于第2口13的压力相对降低。结果,作用于辅助座阀芯40的关阀力降低,在通过通路29作用于压力室48的主先导室21的压力大于辅助座阀芯40的关阀力时,辅助座阀芯40自辅助阀座31上升,辅助阀V2打开。
在辅助阀V2打开时,形成自主先导室21通过通路29、压力室48、内室49、单向阀37到达第1口12的工作油的流动。即,关于工作油从第2口13向第1口12的流动,形成通过先导阀V3的流动和通过辅助阀V2的流动。
在辅助阀V2的流量、即从第2口13经由主先导室21向第1口12流出的工作油的流量增大时,主先导室21的压力相对于第2口13的压力相对降低。结果,作用于主座阀芯20的关阀力降低,在第2口13的工作油对主座阀芯20施加的开阀力大于主座阀芯20的关阀力时,主座阀芯20自主阀座11上升,主阀V1打开。
在主阀V1打开时,形成有自第2口13经由主座阀芯20与主阀座11之间的间隙直接流出到第1口12的工作油的流动。由此,关于工作油从第2口13向第1口12的流动,形成通过先导阀V3的流动、通过辅助阀V2的流动、以及通过主阀V1的流动。
参照图6对进行上述动作的螺线管驱动流量先导阀1的流量特性进行说明。
在螺线管驱动流量先导阀1中,主阀V1的主座阀芯20的直径大于辅助阀V2的辅助座阀芯40的直径,辅助座阀芯40的直径大于先导阀V3的导销60的直径。因而,主阀V 1的容量、即每单位上升量的流量大于辅助阀V2的容量,辅助阀V2的容量大于先导阀V3的容量。
在导销60的上升量为零的情况下,构成螺线管驱动流量先导阀1的3个阀V1~V3全部关闭,螺线管驱动流量先导阀1的流量为零。
在导销60的上升量较小的情况下,在螺线管驱动流量先导阀1中工作油仅在先导阀V3中流通。由于先导阀V3的容量较小,因此,相对于导销60的上升量的增大,螺线管驱动流量先导阀1以很小的增加率使流量增加。
在导销60的上升量达到X 1时,辅助阀V2打开,之后,相对于导销60的上升量的增大,螺线管驱动流量先导阀1以更大的增加率使流量增加。
在导销60的上升量达到X2时,辅助阀V1进一步打开,相对于导销60的上升量的增大,螺线管驱动流量先导阀1以最大的增加率使流量增加。
这样,随着导销60的上升量增大,螺线管驱动流量先导阀1使流量的增加率上升。在小流量时,相对于导销60移位的流量变化率较小,因此,能够利用螺线管的励磁电流控制高精度地进行流量控制。另一方面,在大流量时,相对于导销60的移位的流量变化率较大,因此,能够利用螺线管的励磁电流控制响应性较佳地进行流量控制。采用该螺线管驱动流量先导阀1,因而,能够获得对大流量的相应性和对小流量的较高的控制精 度。
参照图2和3说明螺线管驱动流量先导阀1的具体构造。
如上所述,通过使通路22与通路23合流,能够将图1所示的2个主先导节流孔24A和主先导节流孔24B替换为单一的主先导节流孔,并将2个辅助先导节流孔44A和辅助先导节流孔44B替换为单一的辅助先导节流孔。
出于该目的,在沿轴线方向滑动自由地收容于阀外壳9中的主座阀芯20的上端,面向主先导室21地安装有座阀芯头6。座阀芯头6自主先导室21进入到形成于主座阀芯20的辅助座阀芯40的滑动孔中,具有将主先导室21和辅助先导室41分离开的功能。
在座阀芯头6上形成有面向主座阀芯20的环状槽。该环状槽构成控制中继室64。在座阀芯头6的内部形成有头室62。头室62通过贯穿座阀芯头6的导销60与座阀芯头6的壁面之间的间隙连通于辅助先导室41。单向阀34下游的通路22和单向阀35下游的通路23分别开口于控制中继室64。
在座阀芯头6的内部形成有将控制中继室64与主先导室21连通的主先导节流孔24、及将控制中继室64与头室62连通的辅助先导节流孔44。
利用以上构造,将图1所示的2个主先导节流孔24A和主先导节流孔24B替换为单一的主先导节流孔24,将2个辅助先导节流孔44A和辅助先导节流孔44B更换为单一的辅助先导节流孔44。另外,主先导节流孔24的流通截面积被设定得大于辅助先导节流孔44的流通截面积。其原因在于,通过主先导节流孔24的辅助阀V2的流量大于通过辅助先导节流孔44的先导阀V3的流量。
头筒(head sleeve)61从上方能够滑动地嵌合于座阀芯头 6的上端中央部。头室62形成在头筒61的滑动孔的内侧,该头筒61的滑动孔形成于座阀芯头6。
导销60贯穿头筒61和座阀芯头6而落位于先导阀座51。
在头筒61的上方,导销60固定于柱塞66。
柱塞66能够沿轴线方向滑动地收容于壳体67内侧的柱塞室70中,该壳体67固定在阀外壳9的上端。在壳体67的上端螺纹连接有调整螺杆68。调整螺杆68的前端进入到壳体67,在进入端与导销60的上端之间安装有复位弹簧69。复位弹簧69朝向先导阀座51弹性支承导销60。
在柱塞66与座阀芯头6之间安装有抵抗弹簧71。抵抗弹簧71隔着柱塞66朝向将导销60自先导阀座51上升的方向、即向与复位弹簧69相反的方向弹性支承导销60。抵抗弹簧71的弹簧力被设定得小于复位弹簧69的弹簧力。
抵抗弹簧71穿过导销60与头筒61之间的间隙地配置。头室62的压力通过该间隙被引导到柱塞室70中。该压力也通过形成于柱塞66的通孔65作用于导销60和柱塞66的背面。这里所说的头室62的压力与辅助先导室41的压力相等。
头室62的压力从上下方向作用于柱塞66。另一方面,头室62的压力作用于导销60,辅助先导室41的压力从下方作用于导销60。由于头室62与辅助先导室41始终连通,因此,头室62的压力与辅助先导室41的压力相等。但是,在导销60落位于先导阀座51的状态下,辅助先导室41的压力不会作用于位于先导阀座51内侧的导销60的前端部。即,朝向上方作用于导销60的压力的受压面积小于朝向下方作用于导销60的压力的受压面积,因此,向下、即朝向先导阀座51的力作用于导销60。将该力称作由受压面积差产生的按压力。
由复位弹簧69与抵抗弹簧71的弹簧力之差和由受压面积 差产生的按压力的合力作为关阀力作用于导销60。
在壳体67的外侧配置有螺线管S。螺线管S将基于励磁电流的磁力施加到柱塞66,克服作用于导销60的关阀力而使柱塞66移位,使固定于柱塞66的座阀芯头60自先导阀座51上升。
在此,说明上述压力补偿筒81所带来的作用。
在随着辅助先导室41的压力上升而导销60的关阀力增加时,为了将导销60自先导阀座51上升而打开先导阀V3,必须利用螺线管S供给大量的励磁电流。
另一方面,导销60的关阀力通过辅助座阀芯40被传递到压力补偿筒81。在导销60的关阀力增加时,压力补偿筒81一边使弹簧82挠曲一边向下方移位。辅助座阀芯40也对应地向下方移位,导销60相对于先导阀座51的落位位置向下方移动。
落位位置移动的结果,对导销60向关阀方向施力的复位弹簧69伸长,对导销60向开阀方向施力的抵抗弹簧71挠曲。由于前者的弹簧力大于后者,因此,结果,作用于导销60的关阀力减小,能抵消辅助先导室41的压力上升的影响。利用压力补偿筒81所带来的该补偿作用,无论辅助先导室41的压力变动如何,都能够将螺线管S的励磁电流与导销60的上升量的关系保持恒定。压力补偿筒81和弹簧82构成压力补偿机构。
弹簧82由碟形弹簧构成。形成于主座阀芯20的、辅助座阀芯40和压力补偿筒81用的滑动孔被芯棒88封闭。弹簧82被安装在芯棒88与压力补偿筒81的下端之间。另外,主座阀芯20、压力补偿筒81、辅助座阀芯40和导销60配置在同一轴线上。
另外,在压力补偿筒81与辅助座阀芯40之间安装有抵抗弹簧77。抵抗弹簧77朝向与辅助复位弹簧7相反的方向弹性支承辅助座阀芯40。另外,抵抗弹簧77的弹簧力被设定得小于辅助复位弹簧7的弹簧力。辅助座阀芯40利用辅助复位弹簧7的弹簧力与抵抗弹簧77的弹簧力之差,被向关阀方向施力。
如上所述,采用该螺线管驱动流量先导阀1,能够获得对大流量的应对性和对小流量的较高的控制精度。
该螺线管驱动流量先导阀1在主阀V1的主座阀芯20的内侧收纳辅助阀V2的辅助座阀芯40,通过在辅助座阀芯40中形成先导阀V3的先导阀座51,将辅助阀V2和先导阀V3收纳在主座阀芯20的内侧。节流孔24和节流孔44、单向阀34和单向阀35等设备构成在主座阀芯20的内侧。因而,根据与上述以往技术的螺线管驱动流量先导阀实质上相同的尺寸,能够获得上述理想的效果。另外,利用上述构造使通路长度变短,因此,能够将螺线管驱动流量先导阀1的压力损失抑制得较小。但是,也可以将辅助座阀芯40设置在主座阀芯20的外侧。
参照图7说明本发明的第2实施例。
在该实施例中,替代第1实施方式的压力补偿筒81和弹簧82,而在辅助座阀芯40与导销60之间设有压力补偿筒91和弹簧92。在该实施例中,压力补偿筒91和弹簧92构成压力补偿机构。
中空的压力补偿筒91能够滑动地收纳在主座阀芯20的辅助座阀芯40的滑动孔内。压力补偿筒91的前端能够滑动地进入到辅助座阀芯40内侧的内室49中。弹簧92由碟形弹簧构成,安装在压力补偿筒91与辅助座阀芯40之间。压力补偿筒91利用弹簧92被向远离辅助座阀芯40的方向弹性支承。
先导阀座51形成在压力补偿筒91的上端,导销60从上方落位于先导阀座51。在使导销60自先导阀座51上升时,先导阀座51上方的辅助先导室41通过压力补偿筒91的中空部连通于内室49。
主座阀芯20、压力补偿筒91、辅助座阀芯40和导销60配置在同一轴线上。
其他构造与第1实施例相同。
在该实施例中,在辅助先导室41的压力上升时,压力补偿筒91克服弹簧92而向下方移动。由此,与第1实施例同样地对导销60向关阀方向施力的复位弹簧69伸长,对导销60向开阀方向施力的抵抗弹簧71挠曲。结果,作用于导销60的关阀力减小,因此,能抵消辅助先导室41的压力上升的影响。因而,在该实施例中,无论辅助先导室41的压力变动如何,也都能够将螺线管S的励磁电流与导销60的上升量的关系保持恒定。
参照图8和图9说明本发明的第3实施例。
参照图8,螺线管驱动流量先导阀1是以控制工作油从第2口13流向第1口12的流量为目的构成的单向型的流量先导阀。
螺线管驱动流量先导阀1在其内部包括3个阀、即主阀V1、辅助阀V2和先导阀V3。
主阀V1包括面向第1口12地形成于阀外壳9的环状的主阀座11、及自阀外壳9的内侧落位于主阀座11的圆筒状的主座阀芯20。主座阀芯20沿轴线方向滑动自由地嵌合于阀外壳9。第2口13面向主座阀芯20的侧面地开口于阀外壳9。
落位于主阀座11的主座阀芯20在主阀座11的外侧具有暴露到第2口13的环状的受压部。作用于该受压部的第2口13的压力对主座阀芯20向上升方向、即开阀方向施力。
在阀外壳9中,面向主座阀芯20的背面地形成有主先导室21。主先导室21通过主先导节流孔24B连接于第2口13。
主座阀芯20在主先导室21的主先导压力作用下朝向主阀座11、即向关阀方向被施力。
在阀外壳9与主座阀芯20之间安装有对主座阀芯20向关阀方向施力的主复位弹簧8。
在第2口13的工作油压力对主座阀芯20施加的开阀力大于 主先导室21的主先导压力和主复位弹簧8的弹簧力对主座阀芯20施加的关阀力时,主座阀芯20自主阀座11上升。
辅助阀V2是控制主先导室21的主先导压力的阀。辅助阀V2设置在主座阀芯20的内侧。
辅助阀V2包括设置在主座阀芯20的内侧的环状的辅助阀座31、及能够与主座阀芯20同轴地沿轴线方向滑动地嵌合于主座阀芯20的中心部的辅助座阀芯40。
在主座阀芯20的内侧,包围辅助座阀芯40的前端的压力室48形成在辅助阀座31的外侧。压力室48通过形成于主座阀芯20内的通路29始终连通于主先导室21。压力室48的压力对辅助座阀芯40自辅助阀座31向上升方向、即开阀方向施力。
辅助阀座31形成在圆筒形状的压力补偿筒81的前端。压力补偿筒81在使辅助阀座31朝向辅助座阀芯40的状态下、能够沿轴线方向滑动地嵌合于与辅助座阀芯40同轴地形成在主座阀芯20的内侧的滑动孔中。在辅助阀座31与主座阀芯20之间安装有朝向辅助座阀芯40弹性支承辅助阀座31的弹簧82。
在辅助座阀芯40的内侧形成有圆筒形状的内室49。内室49通过形成于压力补偿筒81的底面的通孔83和形成于主座阀芯20的底部的通孔28始终连通于第1口12。在辅助座阀芯40落位于辅助阀座31的状态下,压力室48被封闭。在辅助座阀芯40自辅助阀座31上升时,压力室48连通于第1口12。
在主座阀芯20的内侧,面向辅助座阀芯40的背面地形成有辅助先导室41。辅助先导室41通过辅助先导节流孔44B连接于第2口13。
辅助座阀芯40在辅助先导室41的辅助先导压力作用下朝向辅助阀座31、即向关阀方向被施力。
在阀外壳9与辅助座阀芯40之间安装有对辅助座阀芯40向 关阀方向施力的辅助复位弹簧7。
自主先导室21通过通路29而被引导到压力室48的压力作为开阀力作用于辅助座阀芯40。在该开阀力大于辅助先导室41的压力和辅助复位弹簧7的弹簧力对辅助座阀芯40施加的关阀力时,辅助座阀芯40自辅助阀座31上升。
在辅助座阀芯40自辅助阀座31上升时,压力室48与第1口12连通。在压力室48与第1口12连通时,主先导室21的工作油通过通路29、压力室48、通孔83和通孔28向第1口12流出。结果,主先导室21的压力降低。
先导阀V3是控制辅助先导室41的辅助先导压力的阀。先导阀V3设置在辅助先导室41与内室49之间。先导阀V3包括贯穿辅助座阀芯40的上端部地形成的先导阀座51、以及纵穿辅助先导室41而落位于先导阀座51的导销60。
在导销60落位于先导阀座51的状态下,先导阀V3截断辅助先导室41与内室49的连通。在导销60自先导阀座51上升时,使辅助先导室41的工作油从内室49向第1口12流出。结果,辅助先导室41的压力降低。
导销60被图9所示的螺线管S所驱动。螺线管S对导销60的驱动构造与第1实施例大致相同。
在图8和图9中,以箭头表示工作流体从第2口13向第1口12的流动。
即,在利用螺线管S的励磁而使导销60自先导阀座51上升时,工作油自第2口13经由辅助先导节流孔44流入到辅助先导室41,然后经由先导阀V3向内室49流入,通过通孔83和通孔28向第1口12流出。第2口13的压力通过主先导节流孔24被引导到主先导室21中。
在从第2口13经由辅助先导室41向第1口12流出的工作油 的流量增加时,辅助先导室41的压力相对于第2口13的压力相对降低。结果,作用于辅助座阀芯40的关阀力降低,在通过通路29作用于压力室48的主先导室21的压力大于辅助座阀芯40的关阀力时,辅助座阀芯40自辅助阀座31上升,辅助阀V2打开。
在辅助阀V2打开时,形成自主先导室21通过通路29、压力室48、内室49、单向阀37到达第1口12的工作油的流动。即,关于工作油从第2口13向第1口12的流动,形成有通过先导阀V3的流动和通过辅助阀V2的流动。
在从第2口13经由辅助阀V2向第1口12流出的工作油的流量增加时,主先导室21的压力相对于第2口13的压力相对降低。结果,作用于主座阀芯20的关阀力降低,在第2口13的工作油对主座阀芯20施加的开阀力大于主座阀芯20的关阀力时,主座阀芯20自主阀座11上升,主阀V1打开。
在主阀V1打开时,形成有自第2口13经由主座阀芯20与主阀座11之间的间隙直接流出到第1口12的工作油的流动。由此,关于工作油从第2口13向第1口12的流动,形成有通过先导阀V3的流动、通过辅助阀V2的流动、以及通过主阀V1的流动。
这样,在该实施例的螺线管驱动流量先导阀1中,关于工作油从第2口13向第1口12的流动,也能够与第1实施例同样地获得图6所示的流量特性。
关于以上说明,在此通过引用以2008年12月9日为申请日的日本的日本特愿2008-312983号的内容而合并。
以上,通过几个特定的实施例说明了本发明,但本发明并不限定于上述各实施例。作为本领域技术人员,能够在权利要求书的范围内对这些实施例实施各种修改或变更。
例如,作为流体,可以替代工作油而采用水溶性替代液。
显而易见的是本发明并不限定于上述实施例,能够在其技 术思想范围内进行各种变更。
工业实用性
本发明的螺线管驱动流量先导阀适合工业设备或农业设备等、需要用电控制流体流量的设备、车辆。
本发明的实施例所包含的排他性质或者特长如权利要求书所述。
Claims (16)
1.一种螺线管驱动流量先导阀,该螺线管驱动流量先导阀(1)根据励磁电流来控制从第2口(13)流向第1口(12)的流体的流量,其中,
该螺线管驱动流量先导阀(1)包括:
主阀(V1),其安装在第2口(13)与第1口(12)之间,包括主阀座(11)、以及能够落位于主阀座(11)地与主阀座(11)相对的主座阀芯(20);
主先导室(21),其用于对主座阀芯(20)朝向主阀座(11)方向施加流体压力;
主先导节流孔(24、24B),其用于将主先导室(21)连接于第2口(13);
辅助阀(V2),其用于将主先导室(21)连接于第1口(12),该辅助阀(V2)包括辅助阀座(31)、以及能够落位于辅助阀座(31)地与辅助阀座(31)相对的辅助座阀芯(40);
辅助先导室(41),其用于对辅助座阀芯(40)朝向辅助阀座(31)方向施加流体压力;
辅助先导节流孔(44、44B),其用于将辅助先导室(41)连接于第2口(13);
先导阀(V3),其用于将辅助先导室(41)连接于第1口(12),该先导阀(V3)包括先导阀座(51)、以及能够落位于先导阀座(51)地与先导阀座(51)相对的导销(60);
螺线管(S),其根据励磁电流使导销(60)相对于先导阀座(51)移位;
辅助阀座(31)的截面积小于主阀座(11)的截面积;
辅助先导节流孔(44、44B)的截面积小于主先导节流孔(24、24B)的截面积。
2.根据权利要求1所述的螺线管驱动流量先导阀,其中,
还包括能够供主座阀芯(20)滑动地嵌合的阀外壳(9),主座阀芯(20)形成为圆筒状,辅助座阀芯(40)与主座阀芯(20)同心且能够沿轴线方向滑动地嵌合于主座阀芯(20)的内周。
3.根据权利要求2所述的螺线管驱动流量先导阀,其中,
辅助阀座(31)设置在主座阀芯(20)的内侧,在辅助座阀芯(40)的内侧形成有用于将先导阀(V3)和第1口(12)连接起来的内室(49)。
4.根据权利要求3所述的螺线管驱动流量先导阀,其中,
导销(60)与辅助座阀芯(40)配置在相同轴线上。
5.根据权利要求4所述的螺线管驱动流量先导阀,其中,
还包括固定于导销(60)、且根据螺线管(S)的磁力而移位的柱塞(66)。
6.根据权利要求4所述的螺线管驱动流量先导阀,其中,
还包括用于对导销(60)朝向先导阀座(51)方向施力的复位弹簧(69),螺线管(S)根据励磁电流使导销(60)自先导阀座(51)上升。
7.根据权利要求6所述的螺线管驱动流量先导阀,其中,
还包括抵抗弹簧(71),该抵抗弹簧(71)用于对导销(60)向远离先导阀座(51)的方向施力,抵抗弹簧(71)的弹簧力小于复位弹簧(69)的弹簧力。
8.根据权利要求6所述的螺线管驱动流量先导阀,其中,
还包括:
油室(70),其利用辅助先导室(41)的压力对导销(60)朝向先导阀座(51)施力;
压力补偿机构(81、82、91、92),随着油室(70)的压力上升,该压力补偿机构(81、82、91、92)使先导阀座(51)向复位弹簧(69)伸长的方向移位。
9.根据权利要求8所述的螺线管驱动流量先导阀,其中,
先导阀座(51)形成于辅助座阀芯(40),压力补偿机构(81、82、91、92)包括压力补偿筒(81)及弹簧(82),该压力补偿筒(81)形成有与辅助座阀芯(40)相对的辅助阀座(31)且该压力补偿筒(81)能够滑动地嵌合于主座阀芯(20),该弹簧(82)用于朝向辅助座阀芯(40)方向弹性支承压力补偿筒(81)。
10.根据权利要求8所述的螺线管驱动流量先导阀,其中,
压力补偿机构(81、82、91、92)包括压力补偿筒(91)及弹簧(92),该压力补偿筒(91)的一端能够滑动地嵌合于辅助座阀芯(40)内侧,该弹簧(92)用于将压力补偿筒(91)沿轴线方向弹性支承于辅助座阀芯(40),先导阀座(51)形成于压力补偿筒(91)的另一端。
11.根据权利要求2所述的螺线管驱动流量先导阀,其中,
还包括座阀芯头(6),该座阀芯头(6)用于将主先导室(21)和辅助先导室(41)分离开,且该座阀芯头(6)固定于主座阀芯(20)。
12.根据权利要求11所述的螺线管驱动流量先导阀,其中,
还包括辅助复位弹簧(7),该辅助复位弹簧(7)安装在座阀芯头(6)与辅助座阀芯(40)之间,该辅助复位弹簧(7)用于朝向辅助阀座(31)方向弹性支承辅助座阀芯(40)。
13.根据权利要求11所述的螺线管驱动流量先导阀,其中,
主先导节流孔(24)和辅助先导节流孔(44)设于座阀芯头(6)。
14.根据权利要求1所述的螺线管驱动流量先导阀,其中,
还包括双向流量控制机构,在第1口(12)的压力高于第2口(13)的情况下,该双向流量控制机构容许工作油从第1口(12)流向第2口(13)且对该工作油进行流量控制。
15.根据权利要求14所述的螺线管驱动流量先导阀,其中,
双向流量控制机构包括:
另一主先导节流孔(24A),其用于将主先导室(21)连接于第1口(12);
另一辅助先导节流孔(44A),其用于将辅助先导室(41)连接于第1口(12);
容许工作油从第1口(12)流向上述另一主先导节流孔(24A)及上述另一辅助先导节流孔(44A)、阻止工作油从上述另一主先导节流孔(24A)及上述另一辅助先导节流孔(44A)向第1口(12)的反向流动的单向阀(34);
容许工作油从第2口(13)流向主先导节流孔(24B)及辅助先导节流孔(44B)、阻止工作油从主先导节流孔(24B)及辅助先导节流孔(44B)向第2口(13)的反向流动的单向阀(35);
容许工作油从先导阀(V3)及辅助阀(V2)流向第2口(13)、阻止工作油从第2口(13)向先导阀(V3)及辅助阀(V2)的反向流动的单向阀(36);
容许工作油从先导阀(V3)及辅助阀(V2)流向第1口(12)、阻止工作油从第1口(12)向先导阀(V3)及辅助阀(V2)的反向流动的单向阀(37)。
16.根据权利要求14所述的螺线管驱动流量先导阀,其中,
该螺线管驱动流量先导阀(1)还包括座阀芯头(6),该座阀芯头(6)用于将主先导室(21)和辅助先导室(41)分离开,该座阀芯头(6)固定于主座阀芯(20);
双向流量控制机构包括:
控制中继室(64),其形成在主座阀芯(20)与座阀芯头(6)之间;
容许工作油从第1口(12)流向控制中继室(64)、阻止工作油从控制中继室(64)向第1口(12)的反向流动的单向阀(34);
容许工作油从第2口(13)流向控制中继室(64)、阻止工作油从控制中继室(64)向第2口(13)的反向流动的单向阀(35);
容许工作油从先导阀(V3)及辅助阀(V2)流向第2口(13)、阻止工作油从第2口(13)向先导阀(V3)及辅助阀(V2)的反向流动的单向阀(36);
容许工作油从先导阀(V3)及辅助阀(V2)流向第1口(12)、阻止工作油从第1口(12)向先导阀(V3)及辅助阀(V2)的反向流动的单向阀(37),
主先导节流孔(24)将控制中继室(64)和主先导室(21)连接起来,辅助先导节流孔(44)将控制中继室(64)和辅助先导室(41)连接起来。
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