JPS5914660B2 - flow control valve - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に液圧回路に使用する流量制御弁、特に大
陣量全パイロット弁を操作することにより制御する圧力
補償形流量制御弁に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention generally relates to a flow control valve used in a hydraulic circuit, and more particularly to a pressure compensated flow control valve that is controlled by operating a large-capacity full pilot valve.

従来この種の圧力補償形流量制御弁は、例えば第１図に
示す如く、圧力補償のためのスプールａと、ばねｂと、
流量を制御する絞り弁Ｃとから構成され、流量制御する
全流量の通過する絞り弁Ｃ前後の圧力差をスプールａの
両端に導いて通過流量の増減に応じてスプールａが左右
動して通過流量ｒ減、増するように作動するものである
。Conventionally, this type of pressure compensation type flow control valve has a spool a for pressure compensation, a spring b, as shown in FIG. 1, for example.
It is composed of a throttle valve C that controls the flow rate, and the pressure difference before and after the throttle valve C, through which the total flow rate to be controlled, is guided to both ends of the spool a, and the spool a moves left and right according to the increase or decrease in the flow rate. It operates to decrease or increase the flow rate r.

この構造であると、制御すべき流体の通路に設けた絞り
を制御して流量全増減するものである力・ら、大流量を
制御する場合には絞りが大きくなる。With this structure, when controlling a large flow rate, the throttle becomes large when a large flow rate is controlled by controlling the throttle provided in the passage of the fluid to be controlled to increase or decrease the total flow rate.

したがって、遠隔操作より流量が増減制御する場合に絞
りの操作力が大となるから困難となると共に、絞り部分
の配管が太くなってしまうという不具合を有している。Therefore, when controlling the flow rate to increase or decrease by remote control, it becomes difficult because the operating force of the throttle becomes large, and there are problems in that the piping at the throttle part becomes thick.

本発明は上記の事情に鑑みなさｔたものであり、その目
的は流量制御すべき流体を主回路とパイロット回路とに
分流し、パイロット回路に可変絞り弁？設け、この可変
絞り弁を操作することによって流量全増減制御できるよ
うにした流量制御弁を提供することである。The present invention was developed in view of the above circumstances, and its purpose is to divide the fluid whose flow rate should be controlled into a main circuit and a pilot circuit, and to install a variable throttle valve in the pilot circuit. It is an object of the present invention to provide a flow rate control valve which can control the total increase/decrease of the flow rate by operating the variable throttle valve.

以下、第２図、第３図全参照して本発明の詳細な説明す
る。Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to FIGS. 2 and 3.

弁体１内にボア２を設け、ボア２内に流量制御弁、例え
ばスプール３を設け、スプール３の１端には圧縮バネ４
が設けられ、そのバネ４により図中右方にスプール３を
押し、他端は弁体１に設けられたボア５内に摺動自在に
挿入さｎたピストン６に当接している。A bore 2 is provided in the valve body 1, a flow control valve, for example a spool 3, is provided in the bore 2, and a compression spring 4 is provided at one end of the spool 3.
The spring 4 pushes the spool 3 to the right in the figure, and the other end abuts a piston 6 slidably inserted into a bore 5 provided in the valve body 1.

ピストン６は圧力室７内の圧力を受けてスプール３全バ
ネ４の力に抗して図の左方に押す働きをする。The piston 6 receives the pressure in the pressure chamber 7 and acts to push the spool 3 to the left in the figure against the force of the spring 4.

弁体１には、ポート８゜９．１０が設けらｎボア２に開
口する溝１１，１２゜１３に各々連通している。The valve body 1 is provided with ports 8°9 and 10 which communicate with grooves 11 and 12°13 opening into the n-bore 2, respectively.

スプール３にはポート８カ・らポート９へ向う流ｎを制
御するためくびれ部１４があり、更にスプール３が左方
に移動していったとき溝１１力・ら溝１２へ向う流れの
開口面積を適当に減少させる目的で切欠き１５が設けら
ｎている。The spool 3 has a constriction 14 to control the flow n from the port 8 to the port 9, and when the spool 3 moves to the left, an opening for the flow from the groove 11 to the groove 12. A notch 15 is provided for the purpose of appropriately reducing the area.

スプール３内には孔１６が設けらｎ、溝１１と孔１６と
を連通ずるための孔１１、孔１６と溝１３とを連通ずる
ための孔１８，１９゜２０が設けらｎている。A hole 16 is provided in the spool 3, a hole 11 for communicating the groove 11 and the hole 16, and holes 18, 19 and 20 for communicating the hole 16 and the groove 13.

そしてポート８、溝部１１．１２、ポート９で主回路を
形成し、ポート８、溝部１１、孔１６，１７，１８，１
９，２０、溝部１３、ポート１０でパイロット回路を形
成している。Port 8, groove 11, 12, and port 9 form a main circuit, and port 8, groove 11, holes 16, 17, 18,
9 and 20, the groove portion 13, and the port 10 form a pilot circuit.

スプール３はピストン６の左方に押す力がバネ４の力よ
りも小さいときは右方によせられスプール３は右端で弁
体１の内孔端部２２に当接している。The spool 3 is moved to the right when the leftward pushing force of the piston 6 is smaller than the force of the spring 4, and the spool 3 is brought into contact with the inner hole end 22 of the valve body 1 at the right end.

この位置？スプール３の変位Ｘの原点（０点）とすると
スプール３のストロークＸｍａｘはスプール３の左端が
弁体１の肩部２３に当接した位置で表わされろ、スプー
ル３のストロークＸと溝１１力・ら溝１２へ向う流ｎの
開口面積Ａｍの関係、およびストロークＸと、溝１１７
１）−ラ溝１３へ向うＲｎの開口面積Ａｐの関係の１例
を示すと第３図のようになる。This position? If the origin (0 point) of the displacement X of the spool 3 is taken, the stroke Xmax of the spool 3 is expressed by the position where the left end of the spool 3 contacts the shoulder 23 of the valve body 1.The stroke X of the spool 3 and the force of the groove 11 The relationship between the opening area Am of the flow n toward the groove 12, the stroke X, and the groove 117
1) An example of the relationship between the opening area Ap of Rn toward the R groove 13 is shown in FIG.

第３図においてはＡｍとＡｐとが各ストローク位置Ｘで
一定の比率になるいわゆる相似関係にある場合を示した
がこれに限定されるものではなく流量制御の目的や発振
防止の目的などでストロークＸとＡｍ、Ａｐの関係は種
々変えうるものである。In Fig. 3, a case is shown in which Am and Ap have a so-called similar relationship in which they have a constant ratio at each stroke position X, but this is not a limitation. The relationship between X, Am, and Ap can be changed in various ways.

前記バネ４の在る室２４はポート９と通路２５を通して
結ばｎ、弁体１の右端の室２８Ｕポート９と通路２６全
通して結ばｎ、圧力室７は溝１３と通路２１を通して結
ばｎる。The chamber 24 in which the spring 4 is located is connected to the port 9 through the passage 25, the chamber 28U at the right end of the valve body 1 is connected to the passage 26 through the passage 26, and the pressure chamber 7 is connected to the groove 13 through the passage 21. .

こｎらの通路２５゜２６．２７には、振動防止動特性改
善の目的力・ら絞りを設けたりすることは常套手段であ
り本発明に含箇れる技術内容である。It is common practice to provide these passages 25°, 26, and 27 with apertures for the purpose of improving anti-vibration dynamic characteristics, and is a technical content included in the present invention.

なおスプール３の切欠溝１５、孔１７，１Ｂ。Note that the notch groove 15 and holes 17 and 1B of the spool 3.

１９．２０等はボア２内での流れの運動量変化により発
生する力の反作用（以下フロフォースという）全減少さ
せるような形状を選ぶのがよく種々の設計変更が可能で
ある。19, 20, etc., it is best to select a shape that completely reduces the force reaction (hereinafter referred to as flow force) generated by the change in momentum of the flow within the bore 2, and various design changes are possible.

以下実施例の作動全負荷装置５３を駆動するモータ５２
の回転速度制御全パイロット弁５７の可変絞り弁５８を
操作することによって行う場合について示すが、これは
本発明の流量制御弁の作動？説明するためのものであっ
て決して本発明を限定するものではない。The motor 52 that drives the operating full load device 53 in the following embodiments
The case where the rotational speed control is performed by operating the variable throttle valve 58 of the full pilot valve 57 will be shown, but is this the operation of the flow rate control valve of the present invention? It is provided for illustrative purposes only and is not intended to limit the invention in any way.

ポンプ５１は駆動源６０によって駆動され、タンク５６
カ・ら液を吸い込み管路６１に吐出している。The pump 51 is driven by a drive source 60, and the tank 56
The liquid is sucked in and discharged into the pipe line 61.

今パイロット５１の可変絞り弁５８は充分開力・れてい
るとすると、管路６１に吐出さｎた液はポー）８７）−
らくびれ部１４、切欠部１５（っ丑り、第１の通路）を
通ってポート９へ向う流れ孔１７゜１６．１８，１９．
２０（つまり、第２の通路）を通って通路６２．５６へ
向う流れとが形成される。Assuming that the variable throttle valve 58 of the pilot 51 has a sufficient opening force, the liquid discharged into the pipe line 61 is por)87)-
Flow holes 17 degrees 16, 18, 19.
20 (ie, the second passageway) to passageway 62.56.

っ壕り、前記第１の通路（主回路）と第２の通路（パイ
ロット回路）とには各通路の開口面積によって決定され
る流体通路抵抗があるので、ポート８より流入した液は
前後のように２つの流れに分流し、第１の通路、第２の
通路の流量はその流体流通抵抗（開口面積）によって決
定さｎろと共に、ポート８の圧力は第１の通路の流体流
通抵抗と流量によって決定され、ポート１０の圧力はポ
ート８の圧力と第２の通路の流体流通抵抗と流量と可変
絞り弁５８の絞り値によって決定される。Since the first passage (main circuit) and the second passage (pilot circuit) have a fluid passage resistance determined by the opening area of each passage, the liquid flowing in from port 8 flows between the front and back. The flow rate of the first passage and the second passage is determined by their fluid flow resistance (opening area), and the pressure at port 8 is determined by the fluid flow resistance of the first passage. The pressure of the port 10 is determined by the pressure of the port 8, the fluid flow resistance of the second passage, the flow rate, and the throttle value of the variable throttle valve 58.

可変絞り弁５８が充分開力・ｎている場合には、可変絞
り弁５８前後の圧力差が小さい力・らポート１０、溝１
３、通路２７、圧力室７内の圧力はポート９、通路２５
、室２４の圧力と差がち唸りなく、バネ４の作用により
スプール３は第２図に示すように右側に押しつけらｔて
いる。When the variable throttle valve 58 has a sufficient opening force, the pressure difference before and after the variable throttle valve 58 is small.
3. Passage 27, pressure inside pressure chamber 7 is controlled by port 9, passage 25
, the spool 3 is pressed to the right side by the action of the spring 4, as shown in FIG.

このとき、ポート８カ・らポート９へ向う流れの抵抗の
ためポート８には比較的低い圧力ｐＬが発生する。At this time, a relatively low pressure pL is generated in port 8 due to the resistance of the flow from port 8 to port 9.

しかしこの圧力は低いので負荷の抵抗に打勝ってモータ
５２が動き始めるまでには至らないものとする。However, since this pressure is low, it is assumed that it does not overcome the resistance of the load and cause the motor 52 to start moving.

次に可変絞り弁５８を少し咬った場合を考えると、可変
絞り弁５８前後の圧力差が大きくなるのでポート１０の
圧力が大きくなり、溝部１３、圧力室７などの圧力は上
昇する。Next, if we consider the case where the variable throttle valve 58 is slightly engaged, the pressure difference before and after the variable throttle valve 58 increases, so the pressure in the port 10 increases, and the pressure in the groove 13, pressure chamber 7, etc. increases.

更に可変絞り弁５８全絞ってゆくと圧力室７内の圧力は
更に上昇し、この圧力がピストン６に作用しその力はバ
ネ−４の力に打勝ってスプール３を左方に移動する。When the variable throttle valve 58 is further fully throttled, the pressure within the pressure chamber 7 further increases, and this pressure acts on the piston 6, which overcomes the force of the spring 4 and moves the spool 3 to the left.

スプール３が変位すると第３図に示すように溝１１７：
ｌ−ら溝１３に向う流、ｎ（つまり、第２通路）の開口
面積Ａｐ及び溝１１から溝１２に向う流れ（つまり第１
通路）の開口面積Ａｍは減少するから可変絞り弁５８が
元の丑まならは溝１３の圧力は減少し圧力室７の圧力は
減少する力・らスプール３１ｒｉ右方に移動する。When the spool 3 is displaced, the groove 117:
The flow from l to the groove 13, the opening area Ap of n (that is, the second passage), and the flow from the groove 11 to the groove 12 (that is, the first
Since the opening area Am of the passage (passage) decreases, if the variable throttle valve 58 remains as before, the pressure in the groove 13 will decrease and the pressure in the pressure chamber 7 will move to the right due to the decreasing force.

このようにしてスプール３は可変絞り弁５８とポート８
の圧力に対応する位置で平衡状態を保つこととなる。In this way, spool 3 connects variable throttle valve 58 and port 8.
An equilibrium state will be maintained at the position corresponding to the pressure.

つまり、可変絞り弁５８を流ｎる流量がその絞り開度に
よって決定される所期の量よりも多い時にはポート１０
の圧力が高くなってスプール３は左方に動き、開ロ面積
Ａｐ、Ａｍｋ減少して流量を少なくし、所期の流量の位
置でバランスすると共に、可変絞り弁５８を流れる流量
が所期の量よりも少ない場合にはポート１０の圧力は低
下し、スプール３は右方に動き、開口面積Ａｐ、Ａｍを
増大して所期の流量の位置でバランスする。In other words, when the flow rate flowing through the variable throttle valve 58 is greater than the desired amount determined by the throttle opening, the port 1
As the pressure increases, the spool 3 moves to the left, the opening areas Ap and Amk decrease to reduce the flow rate, and the flow is balanced at the desired flow rate position, and the flow rate through the variable throttle valve 58 is adjusted to the desired flow rate. If the flow rate is less than the flow rate, the pressure in the port 10 decreases, and the spool 3 moves to the right, increasing the opening areas Ap and Am to balance at the desired flow rate position.

なおこのような位置においてはポート８部の圧力も上昇
しモータ５２は負荷装置５３を駆動する。Note that in such a position, the pressure in the port 8 portion also increases, and the motor 52 drives the load device 53.

そしてモータ５２は通路５４を流ｎる流量にほぼ比例し
た回転速度で回転している。The motor 52 rotates at a rotational speed approximately proportional to the flow rate flowing through the passage 54.

今負荷装置の負荷が増した場合を考えろ。Now consider the case where the load on the load device increases.

このとき通路５４、ポート８の圧力は上昇し溝１１から
溝１３を通り可変絞り弁５８を通過する流量も増大し圧
力室１の圧力が増大する。At this time, the pressure in the passage 54 and the port 8 increases, and the flow rate passing through the variable throttle valve 58 from the groove 11 to the groove 13 also increases, and the pressure in the pressure chamber 1 increases.

そしてスプール３を左方に移動してポート８から溝部１
１へ向う流れの開口面積Ａｐ、ポート８からポート９へ
向う流れの開口面積Ａｍを共に減少させて結局可変絞り
弁５８の土流である（ポート１０、溝１３、通路２７）
圧力室７の圧力と可変絞り弁５８の下流である（ポート
９、通路２５）室２４の圧力との差圧がバネ４の力と平
衡する位置ヘスプール３が移行することとなる。Then move the spool 3 to the left and move it from the port 8 to the groove 1.
The opening area Ap of the flow from port 8 to port 1 and the opening area Am of the flow from port 8 to port 9 are both reduced, resulting in an earth flow of the variable throttle valve 58 (port 10, groove 13, passage 27).
The spool 3 moves to a position where the pressure difference between the pressure in the pressure chamber 7 and the pressure in the chamber 24 downstream of the variable throttle valve 58 (port 9, passage 25) is balanced with the force of the spring 4.

このことは、バネ４のバネ定数を小さいものとして無視
すｔは可変絞り弁５８を流れる流量はポート８の圧力の
変化に拘わらず可変絞り弁５８の絞り酸に対応した一定
値を保つこととなる。This means that if the spring constant of the spring 4 is ignored as being small, the flow rate flowing through the variable throttle valve 58 will maintain a constant value corresponding to the throttle acid of the variable throttle valve 58 regardless of changes in the pressure of the port 8. Become.

そこで第３図に示すようにＡｍとＡｐの開口面積’ｔｆ
位に対してほぼ一定比率にしておけばポート８の圧力変
化に拘わらずポート８カ・らポート９へ向う＠、ｆ’ｔ
もほぼ一定となる。Therefore, as shown in Fig. 3, the opening area 'tf of Am and Ap is
If the ratio is kept almost constant with respect to the position of the
remains almost constant.

このようにしてポンプ５１の吐出量は原動機６０の回転
速度が一定ならば一定であるのでポート８への流量がほ
ぼ一定ならばモータ５２へ流入する流量もほぼ一定とな
る。In this way, the discharge amount of the pump 51 is constant if the rotational speed of the prime mover 60 is constant, so if the flow rate to the port 8 is approximately constant, the flow rate flowing into the motor 52 is also approximately constant.

なお第２図においては圧力室７の圧力でピストン６を介
してスプール３を押したがこれは設計的にバネ４を小さ
くすることをねらったもので、第４図に示すようにピス
トン６、圧力室７、通路２６全廃止して室２８に通路２
７を直接導いても作用効果は同様である。In Fig. 2, the spool 3 is pushed by the pressure in the pressure chamber 7 via the piston 6, but this was designed to make the spring 4 smaller, and as shown in Fig. 4, the piston 6, Pressure chamber 7 and passage 26 were completely abolished and passage 2 was added to chamber 28.
Even if 7 is derived directly, the effect is the same.

このように本発明の流量制御弁は大流量の制御をポート
１０全通る小流量を操作することにより行なえるように
しだ力・らパイロット弁５７を遠方に置いての遠隔操作
が可能であり、スプール３の変位全規定するポート１０
を通る流路の他にポート９を流れる流路が独立に設けら
ｎているのでスプール変位Ｘに対する開口面積Ａｍｋ適
当に設計することによって流量制御特性？目的に応じて
変更する自由度を持ち 本発明は前述のように構成したので、パイロット回路の
通過流量の増減に応じて流量制御主弁３が通過流量を増
減するように摺動して主回路の流量を一定に維持できる
。As described above, the flow rate control valve of the present invention allows large flow rates to be controlled by operating a small flow rate that passes through all of the ports 10, and allows for remote control by placing the pilot valve 57 far away. Port 10 that fully defines the displacement of spool 3
In addition to the flow path passing through port 9, there is an independent flow path flowing through port 9. Therefore, by appropriately designing the opening area Amk with respect to spool displacement X, the flow rate control characteristics can be determined. Since the present invention has a degree of freedom to change according to the purpose and is configured as described above, the flow control main valve 3 slides to increase or decrease the flow rate passing through the pilot circuit in accordance with an increase or decrease in the flow rate passing through the pilot circuit. can maintain a constant flow rate.

したがって、パイロット回路に設けた可変絞り弁５８の
絞り値を変更することにより流量を増減制御できる力・
ら、大流量を制御する場合でもパイロット回路の流量は
少となり可変絞り弁５８は小型で良いので、操作力が小
さくの・っ配管が細くなり、大流量を遠隔操作により簡
単に増減制御できる。Therefore, by changing the throttle value of the variable throttle valve 58 provided in the pilot circuit, the flow rate can be increased or decreased.
Furthermore, even when controlling a large flow rate, the flow rate of the pilot circuit is small and the variable throttle valve 58 can be small, so the operating force is small and the piping is thin, making it possible to easily increase or decrease the large flow rate by remote control.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は従来例の断面図、第２図は本発明の実施例を示
す断面図、第３図はその作動説明のための線図、第４図
は他の実施例の断面図である。 ３は流量制御主弁、５８は可変絞り弁、Ａは主回路、Ｂ
はパイロット回路。Fig. 1 is a sectional view of a conventional example, Fig. 2 is a sectional view showing an embodiment of the present invention, Fig. 3 is a line diagram for explaining its operation, and Fig. 4 is a sectional view of another embodiment. . 3 is the flow control main valve, 58 is the variable throttle valve, A is the main circuit, B
is the pilot circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 弁体１にボア２及び当該ボア２に開口する第１、第
２、第３のポート８，９，１０’にそｎぞｎ形成すると
共に、前記弁体１にはスプール３を摺動自在に設け、該
スプール３には第１のポート８ξ第２のポート９とを開
口連通する第１の通路と第１のポート８と第３のポート
１０とを開口連通する第２の通路とを形成して、第１の
ポート８と第１の通路と第２のポート９とによりドレー
ンに連通ずる主回路を構成し、第１のポートと第２の通
路と第３のポート１０とによりドレーンに連通するパイ
ロット回路？構成すると共に、前記第１の通路及び第２
の通路をスプール３が一方向に摺動すると開口面積が増
大し、かつ他方向に摺動すると開口面積が減少する形状
とし、前記スプール３をバネ４で一方向に押動保持する
と共に、前記弁体１にはスプール３をバネ４に抗して他
方向に押動する圧力室７ｍ成し、該圧力室７全前記第３
のポート１０に連通ずると共に、前記第３のポート１０
とドレーンとの間に可変絞り弁５１設けたことを特徴と
する流量制御弁。1 A bore 2 and first, second, and third ports 8, 9, and 10' opening into the bore 2 are formed in the valve body 1, and a spool 3 is slid onto the valve body 1. The spool 3 has a first passageway that communicates the first port 8ξ with the second port 9, and a second passageway that communicates the first port 8 and the third port 10 with each other. The first port 8, the first passage, and the second port 9 constitute a main circuit communicating with the drain, and the first port, the second passage, and the third port 10 constitute a main circuit communicating with the drain. A pilot circuit that connects to the drain? the first passage and the second passage.
When the spool 3 slides in one direction, the opening area increases and when the spool 3 slides in the other direction, the opening area decreases. The valve body 1 has a pressure chamber 7m that pushes the spool 3 in the other direction against the spring 4.
and the third port 10.
A flow control valve characterized in that a variable throttle valve 51 is provided between the and the drain.