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Title:
FLOW CONTROL DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/098956
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a flow control device provided with a flow control valve B, which has a body (1) wherein an inflow opening (11), which connects to a high-pressure chamber (51) and an outflow opening (10), which connects to a low-pressure chamber (52), are formed in a side wall; a spool (3), which fits the inside body (1) so as to slide and be displaced in a direction to decrease the degree of opening of the inflow opening (11) as pressure at the high-pressure chamber (51) side rises; a spring (4), which is provided between the body (1) and the spool (3) and which is an energizing means that energizes the spool (3) in the axial orientation and in a direction to increase the degree of opening of the inflow opening (11); and with a bypass channel (53), which has an orifice (54) that connects the high-pressure chamber (51) and the low-pressure chamber (52) outside of the body (1) of the flow control valve B, and the degree of opening of which can also be changed.

Inventors:
KUROMUSHA JUNYA (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/051158
Publication Date:
August 13, 2009
Filing Date:
January 26, 2009
Export Citation:
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Assignee:
SHIMADZU CORP (JP)
KUROMUSHA JUNYA (JP)
International Classes:
F16K17/30; G05D7/01
Foreign References:
JP2004183818A2004-07-02
JPS5376227U1978-06-26
JP2007032752A2007-02-08
US1741489A1929-12-31
Attorney, Agent or Firm:
AKAZAWA, Kazuhiro (6F 617, Manjuya-cho, Karasuma-dori Rokkaku Agaru, Nakagyo-ku, Kyoto-sh, Kyoto 61, JP)
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Claims:
内部に高圧室及び低圧室を有する筐体に設けられ、高圧室から低圧室に向かう流量を制御する流量制御装置であって、
 前記高圧室と連通する流入口及び前記低圧室と連通する流出口を側壁に形成したボディ、前記ボディ内に摺動可能に嵌装してなり高圧室側の圧力の上昇に伴い前記流入口の開度を減少させる方向に変位するスプール、及びこれらボディとスプールとの間に設けられ前記スプールを軸心方向かつ前記流入口の開度を増加させる方向に付勢する付勢手段を有する流量制御弁と、前記高圧室及び低圧室を前記流量制御弁のボディの外部で連通するとともに開度を変更可能なオリフィスを有するバイパス通路とを具備することを特徴とする流量制御装置。
前記オリフィスが、バイパス通路の一部を閉塞する閉塞手段と、筐体外部からアクセス可能であり、開度を変更させるべく前記閉塞手段を移動させる操作を受け付ける開度変更操作受付手段とを具備することを特徴とする請求項1記載の流量制御装置。
前記筐体に高圧室及び低圧室を連通する制御弁挿通孔を設け、流量制御弁をこの制御弁挿通孔内に配しているとともに、前記バイパス通路をこの制御弁挿通孔よりも筐体の外縁側に設けていることを特徴とする請求項2記載の流量制御装置。
Description:
流量制御装置

 本発明は、各種産業機械や車両等の液圧 置に用いられる流量制御装置に関する。

 流体圧力が変動してもその流量を一定に つことのできる圧力補償型流量制御弁とし 、下記特許文献に開示されているようなも が既知である。この流量制御弁BBは、図5に すように、筐体a5の高圧室a51と連通する流 口a11及び筐体a5の低圧室a52と連通する流出口 a10を側壁に形成したボディa1と、前記ボディa 1内に摺動可能に嵌装してなるスプールa3と、 これらボディa1とスプールa3との間に設けら スプールa3を軸心方向に弾性付勢する付勢手 段たるスプリングa4とを具備する。

 この流量制御弁BBの上流すなわち高圧室a5 1側の流体圧力が上昇すると、高圧流体の流 に伴ってボディa1の弁室内圧力が上昇し、ス プールa3がスプリングa4の弾性付勢力に抗し 流入口a11の開度を減少させる方向に変位す ことにより圧力補償がなされるようにする とにより、下流すなわち低圧室a52側に流出 る流体の流量を一定に保つべく構成してい 。

 ところで、この流量制御弁BBに流体が流 する際、スプールa3には流体力が作用し、高 圧室a51と低圧室側a52との圧力差が大きい場合 にこの流体力が無視できない大きさとなると 、スプールa3が流入口a11の開度を減少させる 向に過度に移動して流量制御弁BB内に流入 る流体の量が減少してしまう不具合が発生 うる。そこで、下記特許文献に開示した流 制御弁では、この流量制御弁BBと筐体a5との にバイパス通路a50を設け、圧力補償機能を 保している(例えば、特許文献1を参照)。

   特許文献1:特開2004-183818号公報

 しかし、特許文献1記載の構成では、前記 バイパス通路a50を、流量制御弁BBと筐体a5と 間に設けるようにしているので、流量制御 BBと筐体a5との嵌合の態様によってバイパス 路a50の開口幅が規定され、そのばらつきが きくなりやすくなる不具合が存在する。ま 、この不具合の発生を抑制するには、従来 流量制御弁BBのボディa1、及び前記筐体a5に けられ高圧室a51及び低圧室a52を連通する制 弁挿通孔の加工精度を高める必要があり、 力補償機能を維持すべくバイパス通路a50の を調整することがきわめて困難であった。

 本発明は、このような課題を解決すべく すなわち圧力補償機能を維持するための調 を容易に行えるようにすべく構成するもの ある。

 すなわち本発明に係る流量制御装置は、 部に高圧室及び低圧室を有する筐体に設け れ、高圧室から低圧室に向かう流量を制御 る流量制御装置であって、前記高圧室と連 する流入口及び前記低圧室と連通する流出 を側壁に形成したボディ、前記ボディ内に 動可能に嵌装してなり高圧室側の圧力の上 に伴い前記流入口の開度を減少させる方向 変位するスプール、及びこれらボディとス ールとの間に設けられ前記スプールを軸心 向かつ前記流入口の開度を増加させる方向 付勢する付勢手段を有する流量制御弁と、 記高圧室及び低圧室を前記流量制御弁のボ ィの外部で連通するとともに開度を変更可 なオリフィスを有するバイパス通路とを具 することを特徴とする。

 このようなものであれば、前記流量制御 のボディ内と別の箇所に、開度を変更可能 オリフィスを有するバイパス通路を設けて るため、前記オリフィスの開度を変更する とにより、圧力上昇に伴う前記バイパス通 を通過する流量の増加幅と、圧力上昇に伴 スプールが流入口の開度を減少させる方向 移動することによる流量減少幅とをバラン させる調整を容易に行うことができる。従 て、圧力補償機能を維持するための調整を 易に行うようにすることができる。

 また、圧力補償機能を維持するための調 を容易に行うことができるための態様とし 、前記オリフィスが、バイパス通路の一部 閉塞する閉塞手段と、筐体外部からアクセ 可能であり、開度を変更させるべく前記閉 手段を移動させる操作を受け付ける開度変 操作受付手段とを具備するものが挙げられ 。このようなものであれば、筐体外部から 度変更操作受付手段に操作を加えることが きるからである。

 さらに、このようなバイパス通路に、開 を変更可能なオリフィスを容易に形成でき ようにするための構成として、前記筐体に 圧室及び低圧室を連通する制御弁挿通孔を け、流量制御弁をこの制御弁挿通孔内に配 ているとともに、前記バイパス通路をこの 御弁挿通孔よりも筐体の外縁側に設けてい ものが挙げられる。このようなものであれ 、バイパス通路と筐体外部との距離が短く るからである。

 本発明に係る流量制御装置の構成によれ 、前記高圧室及び低圧室を流量制御弁のボ ィ内と別の箇所で連通するとともに、開度 変更可能なオリフィスを有するバイパス通 を筐体に設けているため、前記オリフィス 開度を変更することにより、圧力上昇に伴 前記バイパス通路を通過する流量の増加幅 、圧力上昇に伴いスプールが流入口の開度 減少させる方向に移動することによる流量 少幅とをバランスさせる調整を容易に行う とができる。従って、圧力補償機能を維持 るための調整を容易に行うようにすること できる。

本発明の一実施形態に係る流量制御装 の初期状態時を示す側断面図。 同実施形態に係る流量制御装置の制御 態時を示す側断面図。 同実施形態に係る流量制御装置及び従 の流量制御装置の流量制御特性の比較図。 本発明の他の実施態様に係る流量制御 置を示す概略図。 従来の流量制御装置を示す側断面図。

符号の説明

 B…流量制御弁
 1…ボディ
 3…スプール
 4…スプリング(付勢手段)
 5…筐体
 53…バイパス通路
 54…オリフィス

発明を実施するための形態

 以下、本発明の一実施形態を、図面を参 して説明する。本実施形態の流量制御装置 、図1及び図2に示す。この流量制御装置は 内部に高圧室51及び低圧室52を有する液圧装 の筐体5に組み込まれるもので、前記高圧室 51と連通する流入口11及び前記低圧室52と連通 する流出口10を側壁に形成したボディ1、前記 ボディ1内に摺動可能に嵌装してなり高圧室51 側の圧力の上昇に伴い前記流入口11の開度を 少させる方向に変位するスプール3、これら ボディ1とスプール3との間に設けられ前記ス ール3を軸心方向かつ前記流入口11の開度を 加させる方向に付勢する付勢手段たるスプ ング4、及び前記ボディ1内部を閉塞するプ グ2を主要な構成要素とし、筐体5の制御弁挿 通孔5x内に配してなる流量制御弁Bと、前記高 圧室51及び低圧室52を前記流量制御弁Bのボデ 1の外部で連通し、開度を変更可能なオリフ ィス54を有するバイパス通路53とを具備する

 まず、流量制御弁Bの各部について詳述す る。ボディ1は、一端が閉塞し他端が開放し 筒体形状をなし、その内にスプール3を軸心 向に沿って摺動進退可能に保持する。ボデ 1の周壁には、略同一円周上に間欠的に配し た複数の流入口11と、同様に略同一円周上に 欠的に配した複数の流出口10と、下流の流 圧力をボディ1内(におけるスプリング4が介 する他端側)に導き入れるための還流路17、18 とを穿設してある。流入口11はボディ1の一端 寄りに存在し、流出口10は流入口11からやや 端方に偏倚した箇所に存在し、還流路17、18 流出口10からさらに他端方に偏倚した箇所 存在している。ボディ1の他端にはプラグ2を 螺着してこれを閉塞する。

 スプール3は、一端部31と他端部32との間 環状凹部331を形成して中間部33を小径化した 外形を有する。スプール3の一端部31及び他端 部32の外周は、ボディ1の内周に略密接する。 一端部31の内部には、一端面側に開口する圧 伝達孔311を設けている。圧力伝達孔311は、 間部33の内部通路332を介して環状凹部331に 通する。他端部32の内部には、他端面側に開 口する筒孔321を設けている。スプリング4は の筒孔321内に挿入し、一端を筒孔321の底面 、他端をプラグ2の内向面に弾接する。スプ ング4により、スプール3は一端方すなわち 入口11の開度を増加させる方向へ向けて弾性 付勢される。

 スプール3の一端部31は流入口11を開閉し 他端部32は流出口10を開閉する。流入口11か 流入した流体は、環状凹部331を経由して流 口10に至り、そこから流出する。

 弾性付勢されたスプール3は、図1に示す 期位置ではその一端面をボディ1の内向面に 接させている。スプール3が初期位置にある 段階で、流入口11は全開状態である。   

 上流の流体圧力が上昇すると、流入口11 ら弁室内、即ち環状凹部331や圧力伝達孔311 さらにはスプール3の一端面とボディ1の内向 面との間隙に流入した液圧がスプール3を他 方に向けて押圧し、図2に示しているように れをスプリング4による弾性付勢力に抗して 変位させる。スプール3が初期位置から変位 るのに伴い、流入口11の開口面積は徐々に小 さく絞られる。そして、スプール3は、高圧 51の圧力と流体圧との和と、低圧室52の圧力 スプリング4による弾性付勢力との和とが合 致する位置で静止する。

 しかして本実施形態では、流体の一部は 量制御弁B内ではなく前記バイパス通路53を 由して高圧室51から低圧室52に流入する。こ のバイパス通路53は、本実施形態では前記制 弁挿通孔5xと異なる位置に設けている。ま 、その中途には開度を変更可能なオリフィ 54を有する。このオリフィス54は、筐体5に穿 設した雌ねじ孔54xと、この雌ねじ孔54x内を螺 進退可能であり螺進退に伴いバイパス通路53 閉塞量すなわちオリフィスとしての開度を 更可能な閉塞手段たる雄ねじ弁541とを利用 て形成している。さらに、この雄ねじ弁541 基端部には、筐体5外部からアクセス可能で あり、開度を変更させるべく、前記雄ねじ弁 541をドライバを用いて螺進退させる操作を受 け付ける開度変更操作受付手段たるドライバ 受穴541aを設けている。なお、ドライバでな 、六角レンチ等の他の治具を利用して雄ね 弁541を螺進退させる構成を採用してももち んよい。

 本実施形態では、高圧室51の圧力と低圧 52の圧力との差圧が大きい場合、上述したよ うに、流体圧はスプール3に対して流入口11の 開口面積を減少させる方向に作用し、従って 流量制御弁Bを通過する流量は減少する。し し、その一方で、前段で述べたように、流 の一部は流量制御弁B内ではなく前記バイパ 通路53を経由して高圧室51から低圧室52に流 する。バイパス通路53を設けない場合とバ パス通路53を設けた場合とにおいて、高圧室 51の流体圧力に対する高圧室51から低圧室52へ 流入する流量の変化をそれぞれ示したグラフ を図3に示す。この図3において、バイパス通 53を設けない場合を破線b、バイパス通路53 設けた場合を実線aにそれぞれ示す。   

 このバイパス通路53を通過する流量は高 室51の圧力と低圧室52の圧力との差圧が大き なるにつれ増加し、上述した流量制御弁Bを 通過する流量の減少を補う。そして、オリフ ィス54の開度を調整すると、流体圧を受けて プール3が移動することに伴う流量制御弁B 通過する流量の減少と、上述したバイパス 路53を通過する流量の増加を相殺させ、高圧 室51の圧力と低圧室52の圧力との差圧に関わ ず高圧室51から低圧室52へ流入する流体の量 略一定にするようにできる。

 すなわち本実施形態に係る流量制御装置 構成を採用すれば、前記高圧室51及び低圧 52を流量制御弁Bのボディ1内と別の箇所で連 するとともに中途に開度を変更可能なオリ ィス54を有するバイパス通路53を設けている ため、前記オリフィス54の開度を変更するこ により、圧力上昇に伴う前記バイパス通路5 3を通過する流量の増加幅と、圧力上昇に伴 スプール3が流入口11の開度を減少させる方 に移動することによる流量減少幅とをバラ スさせる調整を容易に行うことができる。 って、圧力補償機能を維持するための調整 容易に行うようにすることができる。

 さらに本実施形態では、前記オリフィス5 4が、バイパス通路53の一部を閉塞する雄ねじ 弁541と、筐体5外部からアクセス可能であり 開度を変更させるべく前記雄ねじ弁541を螺 退させる操作を受け付けるドライバ受穴541a を具備するので、ドライバの先端をドライ 受穴541aに挿入し、ドライバを回転させて雄 ねじ弁541を螺進退させる簡単な操作により圧 力補償機能を維持するための調整を行うこと ができる。

 加えて、前記筐体1に高圧室51及び低圧室5 2を連通する制御弁挿通孔5xを設け、流量制御 弁Bをこの制御弁挿通孔5x内に配しているとと もに、前記バイパス通路53をこの制御弁挿通 5xと異なる筺体5の外縁側の位置に設けてい ので、このようなバイパス通路53を筐体5の 縁寄りに形成することにより、前記オリフ ス54を形成する雄ねじ弁541と係合させる雌 じ穴を短くでき、このようなバイパス通路53 において開度を変更可能なオリフィス54を容 に形成することができる。

 なお、本発明は以上に述べた実施形態に られない。

 例えば、バイパス通路は、高圧室と低圧 とを連通するものであれば筐体のどこに設 てもよい。

 また、開度を変更可能なオリフィスとし は、図4に示すようなボールバルブ型のもの を採用してもよい。すなわち、バイパス通路 53と連通可能な流体通路A543を有する弁体A541 、この流体通路A543とバイパス通路53との連 幅を変更すべくこの弁体A541の姿勢を変更さ る操作を受け付ける操作部A542とを有する可 変オリフィスA54を採用してもよい。なお、前 記図4に示す流量制御装置B2では、その他の部 位は上述した実施形態に係る流量制御装置B 同様の構成を有するので、対応する箇所に 同一の符号を付している。さらに、図示は 略するが、バイパス通路の外壁の一部を構 し、バイパス通路の反対側の外壁に向けて 離する方向に移動可能な可動壁を利用して リフィスを構成してもよい。

 さらに、上述した実施形態における制御 挿通孔の一部を拡開させてバイパス通路を けるとともに、このバイパス通路内に、こ バイパス通路の一部を閉塞する閉塞手段を け、さらに、開度を変更させるべく前記閉 手段を移動させる操作を受け付ける開度変 操作受付手段を設けるようにしてもよい。 のような閉塞手段としては、例えば上述し 実施形態における雄ねじ弁と同様の構成を する弁や、バイパス通路の外壁の一部を構 し、バイパス通路の反対側の外壁に向けて 離する方向に移動可能な可動壁等が考えら る。

 その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で 々に変更してよい。

 本発明に係る流量制御装置の構成を採用 れば、高圧室及び低圧室を流量制御弁のボ ィ内と別の箇所で連通するとともに、開度 変更可能なオリフィスを有するバイパス通 を筐体に設けているため、前記オリフィス 開度を変更することにより、圧力上昇に伴 前記バイパス通路を通過する流量の増加幅 、圧力上昇に伴いスプールが流入口の開度 減少させる方向に移動することによる流量 少幅とをバランスさせる調整を容易に行う とができる。従って、圧力補償機能を維持 るための調整を容易に行うことができる流 制御装置を実現することができる。