特許ウォッチ

公開番号2025155044
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-14
出願番号2024058361
出願日2024-03-30
発明の名称ポペット弁装置、及びそれを備える液圧駆動システム
出願人川崎重工業株式会社
代理人個人
主分類F16K 1/38 20060101AFI20251003BHJP(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】流量に関する制御性を向上させることができるポペット弁装置を提供する。
【解決手段】ポペット弁装置は、弁通路と、弁通路に介在する弁座と、弁通路の上流圧が導かれる背圧室を有する弁孔と、背圧室に繋がる排出流路と、を含むハウジングと、弁座に対して着座及び離座可能に弁孔に収容され、背圧室の背圧に応じてストロークし且つストローク量に応じた開度で弁通路を開くポペット弁体と、排出流路の開度を制御することによって背圧を調整するスプールとを備え、排出流路は、タンクに接続されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
弁通路と、前記弁通路に介在する弁座と、前記弁通路の上流圧が導かれる背圧室を有する弁孔と、前記背圧室に繋がる排出流路と、を含むハウジングと、
前記弁座に対して着座及び離座可能に前記弁孔に収容され、前記背圧室の背圧に応じてストロークし且つストローク量に応じた開度で前記弁通路を開くポペット弁体と、
前記排出流路の開度を制御することによって背圧を調整するスプールとを備え、
前記排出流路は、タンクに接続されている、ポペット弁装置。
続きを表示（約 2,500 文字）【請求項２】
前記ハウジングは、前記タンクに接続されるタンク通路を更に含み、
前記排出流路は、前記タンク通路を介して前記タンクに接続されている、請求項１に記載のポペット弁装置。
【請求項３】
前記弁通路は、前記弁座より上流側に位置する第１通路部分と、前記弁座より下流側に位置し且つ前記タンクに繋がる第２通路部分とを有し、
前記排出流路は、前記第２通路部分を介して前記タンクに繋がっている、請求項１に記載のポペット弁装置。
【請求項４】
前記スプールをストロークさせて前記排出流路の開度を調整する電動機器を更に備える、請求項１に記載のポペット弁装置。
【請求項５】
前記ハウジングは、前記排出流路に介在し且つ前記スプールが軸方向にストローク可能に挿通されるスプール孔を有し、
前記排出流路は、前記背圧室と前記スプール孔とに接続される入口側流路部と、前記スプール孔と前記タンクとに接続される出口側流路部とを有し、
前記スプールは、前記排出流路を閉じる閉位置から前記排出流路を開く開位置に切換る際に前記入口側流路部と前記出口側流路部とを繋ぐ第１ノッチを有し、
前記第１ノッチは、切換る際に前記入口側流路部に繋がる入口側部分と、前記出口側流路部に繋がる出口側部分とを有し、
前記入口側部分は、軸方向に直交する方向に延在し、
前記出口側部分は、軸方向に延在している、請求項１に記載のポペット弁装置。
【請求項６】
前記スプールは、閉位置から開位置に切換る際に前記入口側流路部と前記出口側流路部とを繋ぐ第２ノッチを有し、
前記第２ノッチは、前記スプールの外周面において軸方向に延在する溝である、請求項５に記載のポペット弁装置。
【請求項７】
前記ハウジングは、前記排出流路に介在するスプール孔と、前記スプール孔に挿通され且つ前記スプールがストローク可能に挿入されるスリーブとを更に含み、
前記排出流路は、前記背圧室と前記スプール孔とに接続される入口側流路部と、前記スプール孔と前記タンクとに接続される出口側流路部とを有し、
前記スリーブは、前記入口側流路部に繋がり且つ径方向に貫通する入口側貫通路と、前記出口側流路部に繋がり且つ径方向に貫通する出口側貫通路とを有し、
前記スプールは、前記スリーブ内において、前記排出流路を閉じる開位置から前記排出流路を開く開位置に向かって軸方向一方にストロークし、
前記入口側貫通路は、径方向に進むにつれて軸方向一方に傾斜している、請求項１に記載のポペット弁装置。
【請求項８】
ポンプから液圧アクチュエータの２つのポートに対する作動液の流れを制御する液圧駆動システムであって、
前記液圧アクチュエータの一方のポートに供給される作動液の流量を制御する第１メータイン制御弁装置と、
前記一方のポートから排出される作動液の流量を制御する第１メータアウト制御弁装置と、
前記液圧アクチュエータの他方のポートに供給される作動液の流量を制御する第２メータイン制御弁装置と、
前記他方のポートから排出される作動液の流量を制御する第２メータアウト制御弁装置と、を備え、
前記第１メータイン制御弁装置、前記第１メータアウト制御弁装置、前記第２メータイン制御弁装置、及び前記第２メータアウト制御弁装置のうち少なくとも１つの制御弁装置は、請求項１に記載のポペット弁装置である、液圧駆動システム。
【請求項９】
弁通路と、前記弁通路に介在する弁座と、前記弁通路の上流圧が導かれる背圧室を有する弁孔と、前記背圧室に繋がる排出流路と、前記排出流路に介在するスプール孔と、を含むハウジングと、
前記弁座に対して着座及び離座可能に前記弁孔に収容され、前記背圧室の背圧に応じてストロークし且つストローク量に応じた開度で前記弁通路を開くポペット弁体と、
前記スプール孔に軸方向にストローク可能に挿入され、ストロークすることによって前記排出流路の開度を制御して背圧を調整するスプールとを備え、
前記排出流路は、前記背圧室と前記スプール孔とに接続される入口側流路部と、前記スプール孔に接続される出口側流路部とを有し、
前記スプールは、前記排出流路を閉じる閉位置から前記排出流路を開く開位置に切換る際に前記入口側流路部と前記出口側流路部とを繋ぐ第１ノッチを有し、
前記第１ノッチは、切換る際に前記入口側流路部に繋がる入口側部分と、前記出口側流路部に繋がる出口側部分とを有し、
前記入口側部分は、軸方向に直交する方向に延在し、
前記出口側部分は、軸方向に延在している、ポペット弁装置。
【請求項１０】
弁通路と、前記弁通路に介在する弁座と、前記弁通路の上流圧が導かれる背圧室を有する弁孔と、前記背圧室に繋がる排出流路と、前記排出流路に介在するスプール孔と、前記スプール孔に挿通されるスリーブとを含むハウジングと、
前記弁座に対して着座及び離座可能に前記弁孔に収容され、前記背圧室の背圧に応じてストロークし且つストローク量に応じた開度で前記弁通路を開くポペット弁体と、
前記スリーブにストローク可能に挿通され、ストロークすることによって前記排出流路の開度を制御して背圧を調整するスプールとを備え、
前記排出流路は、前記背圧室と前記スプール孔とに接続される入口側流路部と、前記スプール孔に接続される出口側流路部とを有し、
前記スリーブは、前記入口側流路部に繋がり且つ径方向に貫通する入口側貫通路と、前記出口側流路部に繋がり且つ径方向に貫通する出口側貫通路とを有し、
前記スプールは、前記スリーブ内において、前記排出流路を閉じる開位置から前記排出流路を開く開位置に向かって軸方向一方にストロークし、
前記入口側貫通路は、径方向に進むにつれて軸方向一方に傾斜している、ポペット弁装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、弁通路の開度を調整するポペット弁装置、及びそれを備える液圧駆動システムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
弁通路の開度を調整するポペット弁装置として、例えば特許文献１の流量制御弁が知られている。特許文献１の流量制御弁は、入口側流路と出口側流路との間に主弁座が形成され、主弁が主弁座に離着座することによって入口側流路と出口側流路との間を開閉する。また、主弁は、背圧室の液圧に応じてストロークし、ストローク量に応じた開度で入口側通路と出口側通路との間を開く。背圧室は、フィードバック流路を介して入口側流路に接続され、更にパイロット通路を介して出口側流路に接続されている。また、パイロット通路には、パイロット弁が介在しており、パイロット弁は、パイロット通路の開度を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１６６３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液圧ショベル等の建設機械では、ブームシリンダ等の液圧アクチュエータに対する作動液の流れを制御すべく流量制御弁を備えている。流量制御弁は、主にスプール弁で構成されているが、特許文献１の流量制御弁のようなポペット弁装置が採用されることが考えられている。他方、特許文献１の流量制御弁のようなポペット弁装置では、入口側流路の液圧と出口側流路の液圧との差圧が大きくなると、背圧が変動しやすく、流量に関する制御性が低下する。
【０００５】
そこで本開示は、流量に関する制御性を向上させることができるポペット弁装置、及びそれを備える液圧駆動システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の開示のポペット弁装置は、弁通路と、前記弁通路に介在する弁座と、前記弁通路の上流圧が導かれる背圧室を有する弁孔と、前記背圧室に繋がる排出流路と、を含むハウジングと、前記弁座に対して着座及び離座可能に前記弁孔に収容され、前記背圧室の背圧に応じてストロークし且つストローク量に応じた開度で前記弁通路を開くポペット弁体と、前記排出流路の開度を制御することによって背圧を調整するスプールとを備え、前記排出流路は、タンクに接続されているものである。
【０００７】
上記開示に従えば、排出流路は、タンクに接続されている。それ故、弁通路の上流圧と下流圧の差圧に拘らず背圧室の背圧を安定させることができる。これにより、ポペット弁装置における流量に関する制御性を向上させることができる。
【０００８】
本開示の液圧駆動システムは、ポンプから液圧アクチュエータの２つのポートに対する作動液の流れを制御するものであって、前記液圧アクチュエータの一方のポートに供給される作動液の流量を制御する第１メータイン制御弁装置と、前記一方のポートから排出される作動液の流量を制御する第１メータアウト制御弁装置と、前記液圧アクチュエータの他方のポートに供給される作動液の流量を制御する第２メータイン制御弁装置と、前記他方のポートから排出される作動液の流量を制御する第２メータアウト制御弁装置と、を備え、前記第１メータイン制御弁装置、前記第１メータアウト制御弁装置、前記第２メータイン制御弁装置、及び前記第２メータアウト制御弁装置のうち少なくとも１つの制御弁装置は、前述するポペット弁装置であるものである。
【０００９】
上記開示に従えば、第１メータイン制御弁装置、第１メータアウト制御弁装置、第２メータイン制御弁装置、及び第２メータアウト制御弁装置のうち少なくとも１つの制御弁装置は、前述するポペット弁装置である。それ故、液圧駆動システムのコストを低減することができる。
【００１０】
第２の開示のポペット弁装置は、弁通路と、前記弁通路に介在する弁座と、前記弁通路の上流圧が導かれる背圧室を有する弁孔と、前記背圧室に繋がる排出流路と、前記排出流路に介在するスプール孔と、を含むハウジングと、前記弁座に対して着座及び離座可能に前記弁孔に収容され、前記背圧室の背圧に応じてストロークし且つストローク量に応じた開度で前記弁通路を開くポペット弁体と、前記スプール孔に軸方向にストローク可能に挿入され、ストロークすることによって前記排出流路の開度を制御して背圧を調整するスプールとを備え、前記排出流路は、前記背圧室と前記スプール孔とに接続される入口側流路部と、前記スプール孔に接続される出口側流路部とを有し、前記スプールは、前記排出流路を閉じる閉位置から前記排出流路を開く開位置に切換る際に前記入口側流路部と前記出口側流路部とを繋ぐ第１ノッチを有し、前記第１ノッチは、切換る際に前記入口側流路部に繋がる入口側部分と、前記出口側流路部に繋がる出口側部分とを有し、前記入口側部分は、軸方向に直交する方向に延在し、前記出口側部分は、軸方向に延在しているものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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