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公開番号2025084110
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-02
出願番号2024202087
出願日2024-11-20
発明の名称三段電気油圧比例制御弁
出願人太原理工大学
代理人個人
主分類F16K 31/122 20060101AFI20250526BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】主弁体のポートの大きさの制御精度を向上させ及び流量に対する連続的且つ円滑な制御を実現する三段電気油圧比例制御弁を提供する。
【解決手段】主弁部材は油圧制御の主弁体12を含み、パイロット部材は2つの第1パイロット機構1、及び2つの第2パイロット機構16、17を含み、2つの第2パイロット機構16、17は油圧制御の主弁体12の両端に同軸に設置され、第2パイロット機構16,17の両端に第1キャビティ18及び第6キャビティ23がそれぞれ設置され、第1キャビティ18及び第6キャビティ23は2つの第1パイロット機構1の排液口にそれぞれ接続され、油圧制御の主弁体12の両端に第3キャビティ20及び第4キャビティ21がそれぞれ設置され、第3キャビティ20は第2パイロット機構16の排液口に連通し、その給液口は主給液口Aに連通し、第3キャビティ20は第2パイロット機構17の給液口にさらに連通する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
油圧制御の主弁体（１２）を含む主弁部材と、
第１パイロット機構（１）及び第２パイロット機構を含むパイロット部材であって、前記第１パイロット機構は構造が同じである第１パイロット機構Ｉ（１．１）及び第１パイロット機構ＩＩ（１．２）を含み、前記第２パイロット機構は構造が同じである第２パイロット機構Ｉ（１６）及び第２パイロット機構ＩＩ（１７）を含み、前記第１パイロット機構Ｉ（１．１）及び前記第１パイロット機構ＩＩ（１．２）は同一の圧力源に接続され、前記第２パイロット機構Ｉ（１６）及び前記第２パイロット機構ＩＩ（１７）は前記油圧制御の主弁体（１２）と同軸で且つ前記油圧制御の主弁体（１２）の両端に背向きに設置され、且つ２つの前記第２パイロット機構はいずれも２位置２ポート構造であるパイロット部材と、を含み、
前記第２パイロット機構Ｉ（１６）及び前記第２パイロット機構ＩＩ（１７）の外端に第１キャビティ（１８）及び第６キャビティ（２３）がそれぞれ設置され、前記第１キャビティ（１８）は前記第１パイロット機構Ｉ（１．１）の排液口に接続され、前記第６キャビティ（２３）は前記第１パイロット機構ＩＩ（１．２）の排液口に接続され、前記第２パイロット機構Ｉ（１６）及び前記第２パイロット機構ＩＩ（１７）にリセット機構（５）がさらに設置され、前記油圧制御の主弁体（１２）の両端に第３キャビティ（２０）及び第４キャビティ（２１）がそれぞれ設置され、前記第３キャビティ（２０）は前記第２パイロット機構Ｉ（１６）の排液口に連通し、前記第２パイロット機構Ｉ（１６）の給液口は主給液口（Ｐ）に連通し、前記第３キャビティ（２０）は前記第２パイロット機構ＩＩ（１７）の給液口にさらに連通し、前記第４キャビティ（２１）は低圧液返流口又はタンクに連通する、ことを特徴とする三段電気油圧比例制御弁。
続きを表示（約 2,800 文字）【請求項２】
前記第１パイロット機構Ｉ（１．１）と前記第１パイロット機構ＩＩ（１．２）は比例減圧弁であり、又は比例方向弁であり、又は高速開閉弁及び油圧抵抗などの素子で構成される圧力出力回路である、ことを特徴とする請求項１に記載の三段電気油圧比例制御弁。
【請求項３】
前記第２パイロット機構Ｉ（１６）と前記第２パイロット機構ＩＩ（１７）は油圧制御の主弁体の軸線に沿う往復直線運動により前記油圧制御の主弁体（１２）の両端に作用し、前記第２パイロット機構Ｉ（１６）と前記第２パイロット機構ＩＩ（１７）はいずれもパイロット弁座（７）及びパイロット弁体を含み、前記パイロット弁体は前記パイロット弁座（７）内に同軸に設置され、
前記パイロット弁体の一端にパイロット弾性部材（１０）が接続され、前記パイロット弁体の他端の前記パイロット弁座（７）の中心軸に対応する位置に軸方向貫通孔が開けられ、前記軸方向貫通孔内に前記パイロット弁体と同軸で且つ往復運動可能なプッシュロッド（３）が穿設され、前記プッシュロッド（３）は前記軸方向貫通孔に遊嵌され、前記パイロット弁座（７）の前記パイロット弁体の他端に近い位置にいくつかの径方向の給液孔が開けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の三段電気油圧比例制御弁。
【請求項４】
前記油圧制御の主弁体（１２）の両端に軸方向に沿って内向きに締め付けプラグ（６）及び前記パイロット部材が順に設置され、前記締め付けプラグ（６）は軸方向に沿って多角形中心孔が開けられて前記プッシュロッド（３）を収容し、前記多角形中心孔と前記プッシュロッド（３）との間に径方向の隙間が残される、ことを特徴とする請求項３に記載の三段電気油圧比例制御弁。
【請求項５】
前記リセット機構（５）は比例バネを含み、前記プッシュロッド（３）はボスを有し、
前記リセット機構（５）は一端が前記ボスに接続され、他端が前記主弁部材に固定して接続され、前記プッシュロッド（３）は前記第１パイロット機構（１）の圧力がゼロである時に、前記リセット機構（５）によって動かされて初期ゼロ位置に復帰し、
前記主弁部材の前記第２パイロット機構Ｉ（１６）と前記第２パイロット機構ＩＩ（１７）のリセット機構に対応する位置に第２キャビティ（１９）及び第５キャビティ（２２）が設置される、ことを特徴とする請求項３に記載の三段電気油圧比例制御弁。
【請求項６】
前記主弁部材は主排液弁スリーブ（４）、主弁座（１３）及び高圧弁スリーブ（１５）をさらに含み、前記主排液弁スリーブ（４）、前記主弁座（１３）及び前記高圧弁スリーブ（１５）は前記油圧制御の主弁体（１２）の軸方向に沿って順に接続され、
前記油圧制御の主弁体（１２）は円錐弁であり、前記油圧制御の主弁体（１２）の弁棒に円錐台があり、前記油圧制御の主弁体（１２）の左端弁棒は前記主排液弁スリーブ（４）の右端の軸方向孔内に設置され、前記油圧制御の主弁体（１２）の左端面と前記主排液弁スリーブ（４）との間に前記第３キャビティ（２０）が形成され、前記油圧制御の主弁体（１２）の右端弁棒は前記高圧弁スリーブ（１５）の左端の軸方向孔内に設置され、前記油圧制御の主弁体（１２）の右端面と前記高圧弁スリーブ（１５）との間に前記第４キャビティ（２１）が形成され、
前記油圧制御の主弁体（１２）の２つの端面に軸方向に沿って取り付け孔が設置され、前記取り付け孔は前記第２パイロット機構を取り付けるために用いられ、且つ前記油圧制御の主弁体（１２）の両端に第１径方向小孔（ａ）と第２径方向小孔（ｂ）がそれぞれ設置され、前記第１径方向小孔（ａ）と前記第２径方向小孔（ｂ）の位置はそれぞれ対応するガイドスリーブ（１１）にそれぞれ連通し、前記油圧制御の主弁体（１２）の両端に第１環状溝と第２環状溝がそれぞれ設置され、前記第１環状溝と前記第２環状溝は前記第１径方向小孔（ａ）と前記第２径方向小孔（ｂ）にそれぞれ連通する、ことを特徴とする請求項５に記載の三段電気油圧比例制御弁。
【請求項７】
前記主弁部材（２）は２つのエンドキャップをさらに含み、２つの前記エンドキャップ（２）は前記主排液弁スリーブ（４）と前記高圧弁スリーブ（１５）と背向きの両端にそれぞれ設置され、１つの前記エンドキャップ（２）と前記主排液弁スリーブ（４）の軸方向孔との間に前記第２キャビティ（１９）が形成され、別の前記エンドキャップ（２）と前記高圧弁スリーブ（１５）の軸方向孔との間に前記第５キャビティ（２２）が形成され、且つ２つの前記プッシュロッド（３）と２つの前記エンドキャップ（２）との間に前記第１キャビティ（１８）と前記第６キャビティ（２３）がそれぞれ形成され、前記第１キャビティ（１８）と前記第６キャビティ（２３）は前記第２キャビティ（１９）と前記第５キャビティ（２２）にそれぞれ対応して設置され、
前記主排液弁スリーブ（４）に近いエンドキャップ（２）に第７径方向孔（ｋ７）が開けられ、前記第７径方向孔（ｋ７）は一端が前記第１キャビティ（１８）に連通し、他端が対応する前記第１パイロット機構Ｉ（１．１）の出力端に連通し、前記高圧弁スリーブ（１５）に近いエンドキャップ（２）に第８径方向孔（ｋ８）が開けられ、前記第８径方向孔（ｋ８）は一端が前記第６キャビティ（２３）に連通し、他端が対応する前記第１パイロット機構ＩＩ（１．２）の出力端に連通する、ことを特徴とする請求項６に記載の三段電気油圧比例制御弁。
【請求項８】
前記主排液弁スリーブ（４）に軸方向に沿って第１径方向孔（ｋ１）、第２径方向孔（ｋ２）、第３径方向孔（ｋ３）及び主排液口（Ａ）が順に設置され、
前記高圧弁スリーブ（１５）に軸方向に沿って前記主給液口（Ｐ）、第４径方向孔（ｋ４）、第５径方向孔（ｋ５）及び第６径方向孔（ｋ６）が順に設置され、
前記第１径方向孔（ｋ１）は一端が前記第２キャビティ（１９）に連通し、他端が低圧液返流口又はタンクに連通し、
前記第２径方向孔（ｋ２）は一端が前記第３キャビティ（２０）に連通し、他端が油路を介して前記第４径方向孔（ｋ４）に連通し、
前記第３径方向孔（ｋ３）は一端が前記第１環状溝に連通し、他端が油路を介して前記主給液口（Ｐ）に連通し、
前記第４径方向孔（ｋ４）は一端が前記第２環状溝に連通し、他端が油路を介して前記第２径方向孔（ｋ２）に連通し、
前記第５径方向孔（ｋ５）は一端が前記第４キャビティ（２１）に連通し、他端が低圧液返流口又はタンクに連通し、
前記第６径方向孔（ｋ６）は一端が前記第５キャビティ（２２）に連通し、他端が低圧液返流口又はタンクに連通する、ことを特徴とする請求項６に記載の三段電気油圧比例制御弁。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は電気油圧制御技術の分野に関し、特に三段電気油圧比例制御弁に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、炭鉱油圧ホルダの各油圧シリンダはいずれも大流量水性開閉弁を採用して操作制御を行い、流量を連続的に円滑に制御できないため、巨大な機械的、圧力、流量衝撃をもたらし、ホルダ又は油圧システムを破壊するだけでなく、さらにホルダ油圧シリンダの位置制御が不正確になり、油圧ホルダの姿勢及びその周辺岩石との結合状態に影響を与え、ホルダのスマート化レベルに影響を与える。そのため、油圧スタンドのスマート化、安全、安定、高効率的な支持保護を実現するために、従来の開閉量制御技術を改革する必要があり、流量に対する連続的且つ円滑な制御を実現する。
【０００３】
比例制御技術は上記問題を解決する根本的なアプローチであり、そのうち、比例制御弁はこの技術を実現するキーである。そのため、本発明は新規な三段電気油圧比例制御弁を提供し、該比例制御弁のポートの大きさと流量を正確に連続的且つ円滑に調整することができ、従来の電気油圧開閉弁による様々な衝撃問題及び油圧シリンダの位置決めが正確でない問題、及び従来のパイロット型水性比例弁のメインポートの大きさの制御精度が低いという問題を解決する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記技術的問題を解決するために、本開示は油圧制御の主弁体のポートの大きさの制御精度を向上させ及び流量に対する連続的且つ円滑な制御を実現する三段電気油圧比例制御弁を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は三段電気油圧比例制御弁を提供し、それは、
油圧制御の主弁体を含む主弁部材と、
第１パイロット機構及び第２パイロット機構を含むパイロット部材であって、前記第１パイロット機構は構造が同じである第１パイロット機構Ｉ及び第１パイロット機構ＩＩを含み、前記第２パイロット機構は構造が同じである第２パイロット機構Ｉ及び第２パイロット機構ＩＩを含み、前記第１パイロット機構Ｉ及び前記第１パイロット機構ＩＩは同一の圧力源に接続され、前記第２パイロット機構Ｉ及び前記第２パイロット機構ＩＩは前記油圧制御の主弁体と同軸で且つ前記油圧制御の主弁体の両端に背向きに設置され、且つ２つの前記第２パイロット機構はいずれも２位置２ポート構造であるパイロット部材と、を含み、
前記第２パイロット機構Ｉ及び前記第２パイロット機構ＩＩの外端に第１キャビティ及び第６キャビティがそれぞれ設置され、前記第１キャビティは前記第１パイロット機構Ｉの排液口に接続され、前記第６キャビティは前記第１パイロット機構ＩＩの排液口に接続され、前記第２パイロット機構Ｉ及び前記第２パイロット機構ＩＩにリセット機構がさらに設置され、前記油圧制御の主弁体の両端に第３キャビティ及び第４キャビティがそれぞれ設置され、前記第３キャビティは前記第２パイロット機構Ｉの排液口に連通し、前記第２パイロット機構Ｉの給液口は主給液口に連通し、前記第３キャビティは前記第２パイロット機構ＩＩの給液口にさらに連通し、前記第４キャビティは低圧液返流口又はタンクに連通する。
【０００６】
選択的に、前記第１パイロット機構Ｉと前記第１パイロット機構ＩＩは比例減圧弁であり、又は比例方向弁であり、又は高速開閉弁及び油圧抵抗などの素子で構成される圧力出力回路である。
【０００７】
選択的に、前記第２パイロット機構Ｉと前記第２パイロット機構ＩＩは油圧制御の主弁体の軸線に沿う往復直線運動により前記油圧制御の主弁体の両端に作用し、いずれもパイロット弁座及びパイロット弁体を含み、前記パイロット弁体は前記パイロット弁座内に同軸に設置され、
前記パイロット弁体の一端にパイロット弾性部材が接続され、前記パイロット弁体の他端の前記パイロット弁座の中心軸に対応する位置に軸方向貫通孔が開けられ、前記軸方向貫通孔内に前記パイロット弁体と同軸で且つ往復運動可能なプッシュロッドが穿設され、前記プッシュロッドは前記軸方向貫通孔に遊嵌され、前記パイロット弁座の前記パイロット弁体の他端に近い位置にいくつかの径方向の給液孔が開けられる。
【０００８】
選択的に、前記油圧制御の主弁体の両端に軸方向に沿って内向きに締め付けプラグ及び前記パイロット部材が順に設置され、前記締め付けプラグは軸方向に沿って多角形中心孔が開けられて前記プッシュロッドを収容し、前記多角形中心孔と前記プッシュロッドとの間に径方向の隙間が残される。
【０００９】
選択的に、前記リセット機構は比例バネを含み、前記プッシュロッドはボスを有し、
前記リセット機構は一端が前記ボスに接続され、他端が前記主弁部材に固定して接続され、前記プッシュロッドは前記第１パイロット機構の圧力がゼロである時に、前記リセット機構によって動かされて初期ゼロ位置に復帰し、
前記主弁部材の前記第２パイロット機構Ｉと前記第２パイロット機構ＩＩのリセット機構に対応する位置に第２キャビティ及び第５キャビティが設置される。
【００１０】
選択的に、前記主弁部材は主排液弁スリーブ、主弁座及び高圧弁スリーブをさらに含み、前記主排液弁スリーブ、前記主弁座及び前記高圧弁スリーブは前記油圧制御の主弁体の軸方向に沿って順に接続され、
前記油圧制御の主弁体は円錐弁であり、前記油圧制御の主弁体の弁棒に円錐台があり、前記油圧制御の主弁体の左端弁棒は前記主排液弁スリーブの右端の軸方向孔内に設置され、前記油圧制御の主弁体の左端面と前記主排液弁スリーブとの間に前記第３キャビティが形成され、前記油圧制御の主弁体の右端弁棒は前記高圧弁スリーブの左端の軸方向孔内に設置され、前記油圧制御の主弁体の右端面と前記高圧弁スリーブとの間に前記第４キャビティが形成され、
前記油圧制御の主弁体の２つの端面に軸方向に沿って取り付け孔が設置され、前記取り付け孔は前記第２パイロット機構を取り付けるために用いられ、且つ前記油圧制御の主弁体の両端に第１径方向小孔と第２径方向小孔がそれぞれ設置され、前記第１径方向小孔と前記第２径方向小孔の位置はそれぞれ対応するガイドスリーブにそれぞれ連通し、前記油圧制御の主弁体の両端に第１環状溝と第２環状溝がそれぞれ設置され、前記第１環状溝と前記第２環状溝は前記第１径方向小孔と前記第２径方向小孔にそれぞれ連通する。
（【００１１】以降は省略されています）

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