JP2000330646A - 減圧弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】減圧弁及びシャトル弁を採用することにより、
高圧側の油圧の選択機能と減圧弁としての機能とを具備
する簡単な弁構造を提供する。 【解決手段】油圧制御回路の信号圧及び／又は駆動圧と
して使用するための高圧選択機能と共に減圧機能を有す
る減圧弁10,であって、第１入力ポート12aに導入される
油圧と第２入力ポート13aに導入される油圧のうち、高
い方の油圧がセンタースプール16を一方へと移動させ
て、出力ポート15aに油圧を発生させて第１及び第２ピ
ストン19,20を中央に移動させる。このとき第１及び第
２圧力室のうち入力圧が低いほうのピストンには前記出
力ポートの油圧が作用し、センタースプールの端面に密
接して同ピストンとセンタースプールとの断面積の差に
基づく差圧によりセンタースプールと共に初期の中立位
置まで戻る。このときの圧力バランスにより、前記出力
ポートに減圧された出力圧を発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は減圧弁に関する。特
には、２つの異なる入力圧力から高い方を選択し、選択
された圧力を減圧して２つの入力圧の間の圧力を出力す
る減圧弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】２つの異なる圧力を比較して、その２つ
の圧力の間の圧力を出力する手段として、例えば、特開
平６−３０７３３０号公報に開示されている技術が知ら
れている。

【０００３】すなわち、一台のポンプ本体に内蔵された
一個のシリンダバレルから２つの独立した吐出流量が得
られる２フローウェイ型ピストンポンプにあって、２つ
の吐出圧の平均圧を出力する技術である。より詳細には
次のような技術である。

【０００４】前記公報に開示された２フローウェイ型ピ
ストンポンプによれば、吐出圧力が低いときには最大吐
出量が得られて高速運転が可能となり、一方、抵抗が大
きいとき、つまり高圧時には吐出量が減少して低速運転
が行われる。

【０００５】この２フローウェイ型ピストンポンプで
は、シリンダバレルの外側開口穴及び内側開口穴と吐出
行程域において、交互に連通可能なバルブプレートの吐
出行程域の円弧状外側溝と円弧状内側溝との間を通る円
周上に開口する１の圧力連通路を形成し、同圧力連通路
を通して２つの吐出圧の中間圧をポンプの吐出量を制御
する斜板角コントロールピストンの背面に作用させるよ
うにしている。

【０００６】つまり、前記圧力連通路は、シリンダバレ
ルの回転に伴いピストンが吐出行程領域でシリンダバレ
ルの外側開口穴と内側開口穴と交互に連通し、シリンダ
バレルの外側開口穴又は内側開口穴を介して交互に且つ
瞬間的に吐出ポートと連通する。このとき、圧力連通路
には各吐出ポートの圧力の中間圧を発生させる。このと
き、吐出ポート側の容量に比べ、圧力連通路側の容量は
小さいため吐出ポート側にはほとんど影響を与えないと
いうものである。また、前記圧力連通路にアキュムレー
タ部を設ければ、２つの吐出ポート圧力の差によって生
じる脈動が平滑化され、更に圧力連通路間に絞りを設け
ると、圧力連通路のシールプレートの開口穴の大きさ、
位置、ポンプやシステムの圧力、吐出量、回転数、応答
性等の条件による中間圧の値のずれや脈動を小さくでき
るとしている。

【０００７】しかるに、前記２フローウェイ型ピストン
ポンプにあっては、前述のように圧力連通路にアキュム
レータ部や絞りを別途設けない限りは脈動を抑えること
ができず、構造が複雑となり、加工工数、部品数も多く
なる。しかも、前記公報に開示されている技術では、微
小な孔加工を要するため精度を保つことは難しい。ま
た、微小な孔であるためゴミ詰まりが起こりやすい。更
に、ポンプのケーシングに一体に組み込むことはできる
が、２つの異なる圧力を比較しその２つの圧力の間の圧
力を出力する手段として、独立した弁体とすることは難
しい。

【０００８】２つの異なる圧力を比較しその２つの圧力
の間の圧力を出力する手段として、例えば図４に示す手
段や特開平９−２４２７０７号公報に開示された手段も
考えられる。すなわち、シャトル弁で比較し、高い方の
圧力を選択すると共に、その圧力を減圧して出力してい
る。これを図４に基づいて具体的に説明する。同図は従
来の２フローウェイ型ピストンポンプに装着されたＬＳ
制御部とＰＣ制御部の制御回路の例を示している。

【０００９】この例によれば、２フローウェイ型ピスト
ンポンプ１の２つの吐出ラインＬ１及びＬ２が、それぞ
れ図示せぬ操作弁を介して独立して駆動される同じく図
示を省略した異なるアクチュエータに接続される。ま
た、前記吐出ラインＬ１及びＬ２にはシャトル弁２が接
続され、吐出ラインＬ１又はＬ２のいずれかの高圧側の
油圧を選択して減圧弁３に導入するようにされている。
更に、前記各吐出ラインＬ１及びＬ２の油圧は前記減圧
弁３の信号圧導入ポートに接続されている。

【００１０】シャトル弁２により選択された高圧側の油
圧は、減圧弁３を通って所定の圧力に減圧され、ポンプ
１の押し除け容量を制御する制御シリンダー４の小径側
ポートに導入されると共に、ＬＳ弁５及びＰＣ弁６の各
油圧導入ポート５ｂ，６ｂに接続され、更にはＰＣ弁６
の信号圧とされる。一方、前記ＬＳ弁５の負荷圧導入ポ
ート及びポンプ吐出圧の導入ポートには、それぞれ上記
アクチュエータの油圧回路からの負荷圧と油圧ポンプ１
の吐出ラインＬ１，Ｌ２の吐出圧が導入される。そし
て、前記制御シリンダー４の大径側ポートには、前記Ｌ
Ｓ弁５の吐出／排出ポートが接続されると共に、同ＬＳ
弁５にはＰＣ弁６の吐出／排出ポートが接続されてい
る。

【００１１】図４は実ＬＳ差圧がＬＳ弁５の設定差圧を
上回り、ＰＣ弁６が不作動の状態にあるときを示してお
り、制御シリンダー４は最も大径側に押されて斜板１ａ
の傾転角を最も大きくし、２フローウェイ型ピストンポ
ンプ１の吐出流量が最大となってアクチュエータを高速
で作動させる。このとき、２フローウェイ型ピストンポ
ンプ１の吐出圧が増加して、実ＬＳ差圧がＬＳ弁５の設
定差圧を下回るとＬＳ弁５が切り換わると共に、減圧弁
３も切り換えられ、減圧弁３で所定の圧力に減圧された
油圧はＬＳ弁５の油圧導入ポートを介して制御シリンダ
ー４の大径側油室に導入され、斜板１ａの傾転角を小さ
くし、２フローウェイ型ピストンポンプ１の吐出流量を
最小にしてアクチュエータを低速で運転する。

【００１２】一方、図４に示す状態にあって、作業中の
負荷圧が大きくなり、２フローウェイ型ピストンポンプ
１の吐出圧が上昇すると、前述のように減圧弁３が切り
換えられて所定の圧力に減圧された圧油がＰＣ弁６の信
号圧導入ポートに導入され、同ＰＣ弁６を切換えて、同
油圧を制御シリンダー４の大径側油室に供給し、前記２
フローウェイ型ピストンポンプ１の吐出量を減少させ
る。逆に、前記負荷圧が小さくなり、同２フローウェイ
型ピストンポンプ１の吐出圧が減少すると、２フローウ
ェイ型ピストンポンプ１の吐出量を増加させる。このよ
うにＰＣ制御と前記ＬＳ制御は同時に行われるが、アク
チュエータが高圧・大流量を要求した場合には、ＬＳ制
御よりもＰＣ制御が優先して行われるようにされてい
る。

【００１３】この例によれば、２フローウェイ型ピスト
ンポンプ１の制御駆動圧信号としてポンプ自身の吐出圧
を利用して斜板角の制御にあたっても、減圧弁が介在す
るため脈動が効果的に抑えられて好ましい。しかし、い
ずれにしても２フローウェイ型ピストンポンプ１の制御
回路を作動するに必要且つ十分な信号圧は確保しなけれ
ばならない。そのためには、２フローウェイ型ポンプ１
の高い方の吐出圧を信号圧の駆動源としてシャトル弁２
により選択して使用することが好ましい。しかも、２以
上のポンプの馬力を同時に制御する前述の全馬力制御を
行う場合には、選択された前記油圧を減圧して各ポンプ
の制御装置に導入することが好ましい。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このように、シャトル
弁で圧力を比較し、高圧側の圧力を選択したのち減圧し
て出力する回路は、一般に広く知られた機器により構成
することができる。しかしながら、圧力の選択手段と減
圧手段とは全く異なる機能である。そのため、図４に示
す制御回路にもあるように、シャトル弁２と減圧弁３と
を個別に設けなければならず、部品点数が多くなり、配
管が増えるという問題が生じる。他方で、圧力の選択手
段と減圧手段を単一の弁体に組み込むことも考えられる
が、選択手段と減圧手段の２つの機能は独立させざるを
得ず、そのため場積が大きくならざるを得ないという問
題があった。

【００１５】本発明は、圧力の選択機能と減圧機能とを
同時に実現する手段を単一の弁体に組み込んだ減圧弁を
提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段及び作用効果】請求項１に
係る発明は、第１圧力室に通じる第１入力ポートと、第
２圧力室に通じる第２入力ポートと、前記第１圧力室と
第２圧力室との圧力差に応じて、第１圧力室又は第２圧
力室を出力ポートに連通するセンタースプールと、出力
ポートの圧力を第３圧力室と第４圧力室へ導入する管路
と、第１圧力室と第３圧力室との圧力差に応じて移動す
る第１ピストンと、第２圧力室と第４圧力室との圧力差
に応じて移動する第２ピストンとを備え、センタースプ
ールの第１圧力室側の受圧面積は、第２ピストンの第４
圧力室側の受圧面積より小さく、センタースプールの第
２圧力室側の受圧面積は、第１ピストンの第３圧力室側
の受圧面積より小さいことを特徴とする減圧弁にある。

【００１７】第１の発明によれば、単一の弁本体から構
成されているにも関わらず、２の入力圧のうち大きな入
力圧を選択する機能と、選択された入力圧を所定の割合
で減圧する機能を備える。従って、部品点数が減少す
る。更には、従来の２フローウェイ型ピストンポンプの
各種制御弁類を個別に変更する必要がない。ポンプ本体
に組み込めば、装置の小型化を図れる。また、油圧回路
で信号や制御厚源として一般的に用いることができる。

【００１８】請求項２に係る発明は、前記請求項１に係
る発明にあって、第１ピストンと第２ピストンの全ての
受圧面積は同一であって、センタースプールの全ての受
圧面積は同一であって、センタースプールの受圧面積
は、各ピストンの受圧面積の１／２であることを特徴と
している。

【００１９】センタースプールは、例えば高圧側の第１
圧力室と低圧側の第２圧力室との圧力差によって第２圧
力室に移動しようとする。ここで低圧側の第２ピストン
は第２圧力室と第４圧力室との圧力差によってセンター
スプールに向けて移動しようとして、センタースプール
と第２ピストンが当接する。

【００２０】センタースプールが第２圧力室側へ移動し
ようとする力は、センタースプールの両端面に作用する
圧力と各端面の受圧面積によって決まる。各端面の受圧
面積は同一であるので、右方向へ移動しようとする力は
第１圧力室の圧力×受圧面積となる。

【００２１】第２ピストンの第４圧力室側の端面に作用
する圧力は減圧された出力圧である。第２ピストンの左
右受圧面積はセンタースプールの受圧面積の２倍であ
る。従って、このときの第２ピストンが高圧側へ移動し
ようとする力は、２×第１圧力室の圧力×出力圧とな
る。

【００２２】一方、出力圧の値はセンタースプールの移
動量によって決まる。センタースプールと第２ピストン
は互いに逆方向へ移動しようとして押し合う。つまり、
センタースプールが低圧側へ移動しようとする力と、第
２ピストンが高圧側へ移動しようとする力が等しくなっ
た位置でバランスする。本発明にあっては、減圧される
出力圧は高圧側の第１圧力室の圧力の１／２となる。

【００２３】請求項３に係る発明は、第３圧力室と第４
圧力室のいずれか一方又は双方に、各圧力室に受圧部を
有する第１ピストン又は第２ピストンをそれぞれセンタ
ースプール側方向へ移動させるバネを、バネ力を調整可
能に設けたことを特徴としている。

【００２４】バネを、そのバネ力を調節可能に第３圧力
室と第４圧力室のいずれか一方又は双方に介装すること
により、減圧弁により減圧される圧力がバネ力を差し引
いた値だけ更に小さくでき、しかもその小さくされる圧
力は前記バネ力を調節することにより、任意に変更が可
能である。

【００２５】

【発明の実施形態】以下、本発明の好適な実施の形態に
ついて添付図面を参照しながら具体的に説明する。図１
は本発明の高圧選択機能を具備する減圧弁の構造を模式
的に示している。

【００２６】本実施の形態では、前記減圧弁１０は単一
の弁本体１１からなる。同弁本体１１には中央部の左右
に第１圧力室１２と第２圧力室１３が形成されている。
その第１圧力室１２に通じる第１入力ポート１２ａは、
例えば一台のポンプ本体に内蔵された一個のシリンダバ
レルから２つの独立した吐出流量が得られる２フローウ
ェイ型のピストンポンプ１４の１方の第１吐出ポート１
４ａに接続され、前記第２圧力室１３に通じる第２入力
ポート１３ａは前記ポンプ１４の他の第２吐出ポート１
４ｂに接続されている。

【００２７】また、前記第１及び第２圧力室１２，１３
の間を連結するスプール摺動穴１５には、前記第１及び
第２入力ポート１２ａ，１３ａに導入される２つの吐出
圧の圧力差に基づき前記第１圧力室及び第２圧力室１
２，１３の間を往復動するセンタースプール１６が介装
されている。このセンタースプール１６の周面には中央
にリング状のランド部１６ａを残して、周方向に９０°
の位相差を持たせて都合８本の軸線に平行な切欠き１６
ｂが形成されている。前記スプール摺動穴１５の中央部
内面には前記ランド部１６ａとほぼ同一幅のリング状油
路１５ａが形成されており、同油路１５ａには圧油の出
力ポート１５ｂが形成されている。

【００２８】一方、弁本体１１の左右端部には、前記第
１圧力室１２と第２圧力室１３と同一軸線上に第３圧力
室１７及び第４圧力室１８が形成されており、この第３
圧力室１７と前記第１圧力室１２との間には第１ピスト
ン１９が介装されると共に、前記第４圧力室１８と前記
第２圧力室１３との間には第２ピストン２０が介装され
ている。また、前記第３及び第４圧力室１７，１８に形
成された第３圧油導入ポート１７ａ及び第４圧油導入ポ
ート１８ａと前記出力ポート１５ａとを互いに油路２１
ａ，２１ｂを介して連通させている。

【００２９】そして、本実施の形態によれば前記センタ
ースプール１６の断面積を第１ピストン１９及び第２ピ
ストン２０の各断面積の１／２としている。勿論、セン
タースプール１６の断面積と第１ピストン１９及び第２
ピストン２０の各断面積との比は１：２である必要はな
く、任意に変更することができる。

【００３０】次に、減圧弁１０の動作について説明す
る。上記２フローウェイ型ピストンポンプ１４を用い、
第１吐出ポート１４ａの吐出圧が１００ｋｇ／ｃｍ² で
あり、第２吐出ポート１４ｂの吐出圧が０ｋｇ／ｃｍ²
である場合を想定する。第１吐出ポート１４ａの１００
ｋｇ／ｃｍ² の吐出圧油が上記第１圧力室１２に導入さ
れると共に、第２吐出ポート１４ｂの０ｋｇ／ｃｍ² の
吐出圧油が第２圧力室１３に導入される。

【００３１】第１圧力室１２に作用する１００ｋｇ／ｃ
ｍ² の圧力がセンタースプール１６の左端面及び第１ピ
ストン１９の右端面に作用する。また、第２圧力室１３
に作用する０ｋｇ／ｃｍ² の圧力がセンタースプール１
６の右端面及び第２ピストン２０の左端面に作用する。
このとき、第１圧力室１２の圧力が第２圧力室１３の圧
力より大きい。従って、センタースプール１６は第２圧
力室１３側（図１の右方向）へ移動する。

【００３２】センタースプール１６が移動することによ
り、第１圧力室１２と出力ポート１５ａとは、センター
スプール１６の切欠き１６ｂを介して連通する。切欠き
１６ｂの出力ポート１５ａに対する開口面積は０から連
続的に大きくなるべく形成されている。従って、切欠き
１６ｂはセンタースプール１６の移動によって絞り作用
をする。出力ポート１５ａの圧力は減圧され、第１圧力
室１２内の圧力より小さい圧力となる。

【００３３】減圧された圧力は出力ポート１５ａから第
３及び第４圧力室１７，１８へ作用する。出力ポート１
５ａの圧力は、センタースプール１６の切欠き１６ｂの
開口両、すなわちセンタースプール１６の移動量によっ
て決まる。

【００３４】ここで、第１ピストン１９の左端面には減
圧された圧力が作用し、右端面には１００ｋｇ／ｃｍ²
の圧力が作用する。センタースプール１６の左端面には
１００ｋｇ／ｃｍ² の圧力が作用し、右端面には０ｋｇ
／ｃｍ² の圧力が作用する。第２ピストン２０の左端面
には０ｋｇ／ｃｍ² の圧力が作用し、右端面には減圧さ
れた圧力が作用する。

【００３５】この結果、第１ピストン１９は第１圧力室
１２と第３圧力室１７との圧力差によって第３圧力室１
７の左端まで移動する。

【００３６】次にセンタースプール１６と第２ピストン
２０との関係を説明する。センタースプール１６は第１
圧力室１２と第２圧力室１３との圧力差によって図中右
方向へ移動しようとする。ここで第２ピストン２０は第
２圧力室１３と第４圧力室１８との圧力差によって左方
向へ移動しようとする。すなわち、センタースプール１
６と第２ピストン２０は当接する。

【００３７】センタースプール１６が図中右方向へ移動
しようとする力は、左右両端面に作用する圧力とセンタ
ースプール両端面の受圧面積によって決まる。ここで
は、左右両端面の受圧面積はＳ２ｃｍ² であるので、右
方向へ移動しようとする力は１００×Ｓ１ｋｇとなる。

【００３８】第２ピストン２０は、左右受圧面積Ｓ１は
センタースプール１６の断面積Ｓ２の２倍であるので、
２×Ｓ２ｃｍ² である。右端面に作用する圧力は減圧さ
れた圧力Ｃｋｇ／ｃｍ² であるとする。このとき、第２
ピストン２０が図中左方向へ移動する力は、２×Ｓ２×
（Ｃ−０）ｋｇとなる。

【００３９】Ｃの値は、前述のとおりセンタースプール
１６の移動量によって決まる。センタースプール１６と
第２ピストン２０は互いに逆方向へ移動しようとして押
し合う。つまり、センタースプール１６が右方向へ移動
しようとする力１００×Ｓ２と、第２ピストン２０が左
方向へ移動しようとする力２×Ｓ２×（Ｃ−０）が等し
くなった位置でバランスする。ここでは、１００×Ｓ２
＝２Ｓ２×（Ｃ−０）により、Ｃ＝５０ｋｇ／ｃｍ² と
なる。

【００４０】本実施の形態による減圧弁１０は、単一の
弁本体１１から構成されているにも関わらず、圧力の異
なる２つの油圧のうち高いほうの油圧を選択すると共
に、ピストン１９，２０とセンタースプール１６との断
面積の差に基づき減圧して出力することができるもので
ある。本実施の形態では、２以上の油圧ポンプの制御を
各ポンプ自身の吐出圧を信号圧や駆動圧として採用する
自己圧式油圧アシスト制御装置に適用した場合を説明す
る。２以上の油圧ポンプの吐出圧の最大値を選択したの
ち、この選択された圧油を減圧し、２つ以上の油圧ポン
プ制御装置の信号圧や駆動圧として作用させる単一の弁
本体により構成される減圧弁からなる。

【００４１】この減圧弁を、例えば図２に示すごとくＬ
Ｓ弁５及びＰＣ弁６を装着した２フローウェイ型ピスト
ンポンプ１４の制御回路に適用することができる。な
お、この具体例にあって、図４に示す従来例と実質的に
同一の部材に対しては同一の符号を付している。図２に
より理解できるように、減圧弁１０に形成された前記出
力ポート１５ａは、上記２フローウェイ型ピストンポン
プ１４の斜板角を制御する制御シリンダ４の小径側油圧
導入ポート４ａ、ＬＳ弁５の油圧導入ポート５ｂ、ＰＣ
弁６の信号圧兼駆動圧入力ポート６ａ及び同ＰＣ弁６の
油圧導入ポート６ｂに接続される。

【００４２】図２に示す実施の形態では、制御シリンダ
４が最も大径室側に押された状態で、ポンプ１４は最大
吐出量となる。ＬＳ弁５は、ポンプ１４の吐出圧とアク
チュエータの負荷圧との差圧を一定に保つようにポンプ
１４の吐出量を制御するものである。ＬＳ弁５は、ＬＳ
圧導入ポート５ｃに作用する圧力と、ポンプ圧導入ポー
ト５ａに作用する圧力との差圧がバネ５ｄのバネ力と釣
り合う位置でバランスする。差圧はバネ５ｄにより決定
される。

【００４３】ポンプ圧導入ポート５ａには、２つの吐出
ポートのいずれか高い方の圧油、又は油圧回路としてよ
り重要ないずれか一方の吐出圧油など、適宜導入する。
ＬＳ弁５には、回路中のアクチュエータに作用する最大
の負荷圧に応じた圧力が導入される。

【００４４】ＬＳ弁５に作用する差圧が小さければ、制
御シリンダ４の大径室がタンクへ連通し、ポンプ１４は
吐出量を増加する。反対に、差圧が大きければ、制御シ
リンダ４の大径室へ減圧弁１０の出力圧が導かれ、ポン
プ１４の吐出量は減少する。

【００４５】ＰＣ弁６はポンプ１４の吸収馬力の上限を
決めるものである。吸収馬力は一般に吐出量と吐出圧の
積で表される。ＰＣ弁６の設定値は、ポンプ１４を駆動
する図示しないエンジンの出力によって決定される。

【００４６】図２に示す実施の形態によれば、減圧弁１
０の出力圧であるポンプ１４の２つの吐出圧の平均値が
大きくなるにつれて、ポンプ１４の吐出量を減少させる
ように構成している。減圧弁１０の出力圧が小さくなる
と、制御シリンダ４の大径室がタンクへ連通し、ポンプ
１４は吐出量を増加する。反対に、減圧弁の出力圧が大
きくなれば、制御シリンダ４の大径室へ減圧弁１０の出
力圧が導かれ、ポンプ１４の吐出量は減少する。

【００４７】図３に高圧選択機能を具備する本発明の他
の実施の形態である減圧弁１００の一部の構造を示す。
この実施の形態によれば、第１ピストン１９の左端面に
作用する上記第３圧力室１７側の力を変更可能にするも
のである。弁本体１０１の第３圧力室１０７の端部にプ
ラグ１２０が取り付けられている。同プラグ１２０には
セット圧変更部材１２１を備えると共に、同セット圧変
更部材１２１と第１ピストン１９との間にバネ力がＦｋ
ｇである圧縮スプリング１２２を備えている。従って、
前記セット圧変更部材１２１のねじ込み量を変更するこ
とで、バネ力Ｆｋｇの値が変わり、第１ピストン１９の
左端面に作用する力が変更される。

【００４８】例えば、上記２フローウェイ型ピストンポ
ンプ１４を用い、第１吐出ポート１４ａの吐出圧がＡｋ
ｇ／ｃｍ² であり、第２吐出ポート１４ｂの吐出圧がＢ
ｋｇ／ｃｍ² である場合を想定する。第１吐出ポート１
４ａのＡｋｇ／ｃｍ² の吐出圧油が上記第１圧力室１２
に導入されると共に、第２吐出ポート１４ｂのＢｋｇ／
ｃｍ² の吐出圧油が第２圧力室１３に導入される。ここ
で、Ｂ＞（Ａ＋Ｆ／第１ピストン１９の受圧面積Ｓ１）
であるとする。

【００４９】第１圧力室１２に作用するＡｋｇ／ｃｍ²
の圧力がセンタースプール１６の左端面及び第１ピスト
ン１９の右端面に作用する。また、第２圧力室１３に作
用するＢｋｇ／ｃｍ² の圧力がセンタースプール１６の
右端面及び第２ピストン２０の左端面に作用する。この
とき、Ｂ＞（Ａ＋Ｆ／Ｓ１）であるので、センタースプ
ール１６は第１圧力室１２側（図１の左方向）へ移動す
る。

【００５０】センタースプール１６が移動することによ
り、第２圧力室１２と出力ポート１５ａとは、センター
スプール１６の切欠き１６ｂを介して連通する。出力ポ
ート１５ａの圧力Ｃｋｇ／ｃｍ² は減圧され、第２圧力
室１３内の圧力Ｂｋｇ／ｃｍ² より小さい圧力となる。

【００５１】減圧された圧力Ｃｋｇ／ｃｍ² は出力ポー
ト１５ａから第３及び第４圧力室１０７（図３参照）及
び１８へ作用する。出力ポート１５ａの圧力Ｃｋｇ／ｃ
ｍ²は、センタースプール１６の切欠き１６ｂの開口
量、すなわちセンタースプール１６の移動量によって決
まる。

【００５２】ここで、第１ピストン１９の左端面には
（減圧された圧力Ｃｋｇ／ｃｍ² ×Ｓ１＋スプリング１
２２のバネ力Ｆ／Ｓ１ｋｇ／ｃｍ² ）の圧力が作用し、
右端面にはＡｋｇ／ｃｍ² の圧力が作用する。センター
スプール１６の左端面にはＡｋｇ／ｃｍ² の圧力が作用
し、右端面にはＢｋｇ／ｃｍ² の圧力が作用する。第２
ピストン２０の左端面にはＢｋｇ／ｃｍ² の圧力が作用
し、右端面には減圧された圧力Ｃｋｇ／ｃｍ² が作用す
る。

【００５３】この結果、第１ピストン１９は第１圧力室
１２の圧力Ａｋｇ／ｃｍ² と第１ピストン１９の左端面
に作用する圧力（Ｃ×Ｓ１＋Ｆ／Ｓ１）との差（Ａ−Ｃ
×Ｓ１−Ｆ／Ｓ１）ｋｇ／ｃｍ² によって第３圧力室１
７の左端に向けて移動しようとする。また、第２ピスト
ン２０は第２圧力室１３の圧力Ｂｋｇ／ｃｍ² と第２ピ
ストン２０の右端面に作用する圧力Ｃ×Ｓ１との差（Ｂ
−Ｃ×Ｓ１）ｋｇ／ｃｍ² によって第４圧力室１８の右
端に向けて移動する。

【００５４】一方、センタースプール１６は第１圧力室
１２と第２圧力室１３との圧力差（Ｂ−Ａ）ｋｇ／ｃｍ
² によって図中左方向へ移動しようとする。ここで第１
ピストン１９は第１圧力室１２と第３圧力室１０７との
圧力差（Ｃ−Ａ−Ｆ／Ｓ１）ｋｇ／ｃｍ² によって左方
向へ移動しようとする。すなわち、センタースプール１
６と第２ピストン２０は当接する。

【００５５】センタースプール１６が図中左方向へ移動
しようとする力は、左右両端面に作用する圧力とセンタ
ースプール両端面の受圧面積によって決まる。ここで
は、センタースプール１６の左右両端面の受圧面積をＳ
２ｃｍ² とすると、左方向へ移動しようとする力はＢ×
Ｓ２ｋｇとなる。

【００５６】第１ピストン１９は、左右受圧面積Ｓ１が
センタースプール１６の断面積Ｓ２の２倍であるので、
２×Ｓ２ｃｍ² である。第１ピストン１９の左端面に作
用する圧力は（Ａ＋Ｆ／Ｓ１）ｋｇ／ｃｍ² である。こ
のとき、第１ピストン１９が図中右方向へ移動する力
は、Ｂ×２×Ｓ２ｋｇとなる。

【００５７】Ｃの値は、前述のとおりセンタースプール
１６の移動量によって決まる。センタースプール１６と
第１ピストン１９は互いに逆方向へ移動しようとして押
し合う。つまり、センタースプール１６が左方向へ移動
しようとする力Ｂ×Ｓ２と、第１ピストン１９が右方向
へ移動しようとする力Ｃ×２×Ｓ２＋Ｆが等しくなった
位置で釣り合う。ここでは、Ｂ×Ｓ２＝Ｃ×２×Ｓ２＋
Ｆにより、Ｃ＝Ｂ／２−Ｆｋｇ／ｃｍ² となる。

【００５８】すなわち、前述のように圧縮スプリング１
２２を第３圧力室１０７に介装することにより、減圧弁
により減圧される圧力をスプリング１２２のバネ力だけ
更に小さくでき、しかもその小さくされる圧力は前記圧
縮スプリング１２２のバネ力を調節することにより、任
意に変更が可能である。

【００５９】前記スプリング１２２によるピストンに作
用する力の変更は、第３圧力室１７に限らず第４圧力室
１８でも変更できるようにすることもある。この場合に
は、第４圧力室１７に前述のセット圧変更部材１２１や
圧縮スプリング１２２を取り付けるようにすればよい。
また、第３圧力室１７及び第４圧力室１８の双方のセッ
ト圧を変更する場合には、それぞれに配される圧縮スプ
リングのバネ力に差をつけるようにしてもよい。

【００６０】以上の説明からも理解できるように、本発
明の高圧選択機能を具備する減圧弁は、単一の弁本体に
簡単な加工により複数の導入圧のうち最も高圧の入力圧
として選択し、同入力圧を所定の割合で減圧して出力す
ることができるようになり、従来の可変容量式油圧ポン
プの構造を大きく変更することなく、同ポンプに容易に
組み込むことができ、特に一台のポンプに２以上の吐出
ポートを有する上記２フローウェイ形容量ポンプの自己
圧式油圧アシスト制御装置をそのまま使用することがで
きるため、油圧ポンプの構成を格別に変更する必要もな
くなる。

【００６１】なお、本発明はポンプにのみ適用されるも
のではない。例えば、モータを２つ備えた建設機械の走
行装置に適用する場合も考えられる。このときは、２つ
のモータの負荷圧を入力圧とし、出力圧である平均値を
信号圧として検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高圧選択機能を備えた減圧弁の構成例
を模式的に示す断面図である。

【図２】前記減圧弁を２フローウェイ形容量式油圧ポン
プに適用したときの制御回路図の一例を示している。

【図３】本発明の高圧選択機能を備えた減圧弁の他の構
成例を部分的に示す断面図である。

【図４】従来の２フローウェイ形容量式油圧ポンプに適
用される制御回路図の一例を示している。

【符号の説明】

１ ２フローウェイ形ピストンポンプ ２ シャトル弁 ３ 減圧弁 ４ 制御シリンダー ５ ＬＳ弁 ５ａ 油圧導入ポート ６ ＰＣ弁 ６ａ 信号圧兼駆動圧入力ポート ６ｂ 油圧導入ポート １０，１００ 高圧選択機能を具備する減圧弁 １１，１０１ 弁本体 １２ 第１圧力室 １２ａ 第１入力ポート １３ 第２圧力室 １３ａ 第２入力ポート １４ ２フローウェイ形油圧ポンプ １４ａ 第１吐出ポート １４ｂ 第２吐出ポート １４ｃ 斜板 １５ スプール摺動穴 １５ａ リング状油路 １５ｂ 出力ポート １６ センタースプール １６ａ リング状ランド部 １６ｂ 油路 １７，１０７ 第３圧力室 １７ａ 第３圧油導入ポート １８ 第４圧力室 １８ａ 第４圧油導入ポート １９ 第１ピストン ２０ 第２ピストン ２１ａ，２１ｂ 油路 １２０ プラグ １２１ セット圧変更部材 １２２ 圧縮スプリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H056 AA09 BB32 CA02 CA03 CB02 CB07 CD02 DD03 EE06 GG12 3H089 DA03 DB05 EE17 GG02 5H316 AA18 AA20 BB09 CC02 DD12 EE10 EE17 EE22 EE26 ES02 FF02 GG15 HH11 JJ01 LL07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１圧力室(12)に通じる第１入力ポート(1
   2a) と、 第２圧力室(13)に通じる第２入力ポート(13a) と、 前記第１圧力室(12)と第２圧力室(13)との圧力差に応じ
   て、第１圧力室(12)又は第２圧力室(13)を出力ポート(1
   5a) に連通するセンタースプール(16)と、 出力ポート(15a) の圧力を第３圧力室(17)と第４圧力室
   (18)へ導入する管路と、 第１圧力室(12)と第３圧力室(17)との圧力差に応じて移
   動する第１ピストン(19)と、 第２圧力室(13)と第４圧力室(18)との圧力差に応じて移
   動する第２ピストン(20)とを備え、 センタースプール(16)の第１圧力室(12)側の受圧面積
   は、第２ピストン(20)の第４圧力室(18)側の受圧面積よ
   り小さく、 センタースプール(16)の第２圧力室(13)側の受圧面積
   は、第１ピストン(19)の第３圧力室(17)側の受圧面積よ
   り小さい、ことを特徴とする減圧弁。
2. 【請求項２】第１ピストン(19)と第２ピストン(20)の全
   ての受圧面積は同一であって、 センタースプール(16)の全ての受圧面積は同一であっ
   て、 センタースプール(16)の受圧面積は、各ピストン(19,2
   0) の受圧面積の１／２である、ことを特徴とする請求
   項１記載の減圧弁。
3. 【請求項３】第３圧力室(17)と第４圧力室(18)のいずれ
   か一方又は双方に、 各圧力室(17,18) に受圧部を有する第１ピストン(19)又
   は第２ピストン(20)をそれぞれセンタースプール(16)側
   方向へ移動させるバネを、そのバネ力を調整可能に設け
   た、ことを特徴とする請求項１又は２記載の減圧弁。