JPH03129187A - 圧力制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はパイロットポペットをもつりリーフ用圧力制御
弁に関する。

（従来の技術） 油圧回路の圧力が設定値以上にならないようにコントロ
ールする圧力制御機能をもつり１ノー７バルプとして、
回路圧力と設定スプリング荷重との直接的なバランスに
もとづいて作動するタイプと、パイロット弁をもっで増
幅した圧力差に応動するタイプとに大別される。

後者は微妙な設定圧の調整が可能で、高度の圧力管理精
度が得られるものであるが、いまこれについて！＃Ｉ１
図にもとづいて説明する。

図中、１はシリンダポートなどに連通ずる圧力供給ポー
ト、２はリリーフポートであって、両ボ−ト周の連通を
開閉するために、パルプハウジング５に収めたチエツク
（パルプ）ポペット３の内部にリリーフ（パルプ）ポペ
ット４が摺動自由に収められでいる。

リリーフポペット４はチエツクポペット３の通孔６と６
ｂとの連通を開閉して、リリーフポート２を開閉する。

リリーフポペット４を摺動自由に貫通して円筒状のピス
トンポペット７が配設され、このピストンポペット７は
り１ノー７スプリング８により７ランノ部９がリリーフ
ボーッ）４の内面と当接するように押圧される。

前記チエツクポペット３の内部には、ハウジング５にね
じ結合するバルブボディ１０の先端部が、チエツクざペ
ット３に対して相対的に摺動自由に挿入され、これらに
より９１ノー７ボペツト４の背圧室１１を区画形成して
いる。

したがって、この背圧室１１にはピストンポペット７の
貫通孔７ａを介しで絞られた供給ポート１からの圧油が
導かれる。なお、後述するようにピストンポペット７の
貫通孔７ａがパイロットポペット１３により閉じられた
ときは、ピストンポペット７の局面の環状間［７ｂを介
して圧油が導かれる。

パイロットポペット１３はパイロットスプリング１４に
より付勢されてバルブシート部１３ａに圧接しているが
、背圧室１１の圧力がスプリング股定圧以上になると開
いて、背圧室１１をリリーフポート２に通じる通路１７
と連通させて圧力を低下させる。

なお、パイロットスプリング１４の設定圧はアジャスト
スクリュー１６；こよって自由ｌこ調１！ｉされる。

以上のように構成されており、リリーフポペット４は、
供給ポート１の圧力が設定値になると開くのであるが、
まず、背圧室１１にピストンポペット７を介して導かれ
た圧力が、バイロフトポペット１３の設定圧以上になる
と、パイロットポペット１３が開いて背圧室１１の圧力
を低下させる。

ピストンポペット７は供給ポート１の圧力と背圧室１１
の圧力との差圧によりリリーフスプリング８に抗して移
動し、パイロットポペット１３の先ｊ１部１３ｂに当接
すると貫通孔７ａが閉じられる。

これにより背圧室１１への圧力供給は環状間隙７ｂのみ
になり、さらに大幅に圧力が下が９、この低下圧力と供
給ポート圧力との差圧によりリリーフポペット４が開（
ので、供給ポート１とリリーフポート２とが連通し、圧
油の一部をリ−Ｊ−７して、供給ポート１の圧力を設定
圧に保つのである。

ところでこの圧力制御弁には、上記のようなリリーフ作
用のほかに、吸込み（アンチボイド）作用がある。

これを第２図において説明する０図においてＦｏ・・・
リリーフスプリング８のセット荷重Ｄ０・・・シート部
１８の直径 ・Ａｏ・・・シート部１８の断面積 Ｄ１・・・背圧室１１の大径部直径 Ａ、・・・背圧室１１の大径部の断面積ＰＨ・・・圧力
供給ポート１の圧力 ＰＬ・・・リリーフポート２の圧力 Ｄａ・・・ピストンポペット７の貫通孔７ａの孔径ＡＲ
−・・ピストンポペット７の貫通孔７ａの断面積 とすると、少なくとも供給ポート圧ＰＭがりリーフポー
ト圧ＰＬよりも高圧のときはＰ　Ｌ　　Ｐ　Ｈ＜０とな
って、 ＰＬ　−ＰＨ＜Ｆｏ／（Ａｔ　　Ａｏ）との関係が成立
し、チエツクポペット３は鎖線で示すように、シート部
１８に圧接されて閉じている。

一方、供給ポート１側のキャビテーシａンが発生して低
圧化すると、ＰＬ　　ＰＨ＞０となって、ＰＬ　−ＰＨ
＞Ｆｏ／（Ａｔ−Ａｏ） の関係が成立し、チエツクポペット４はシート部１８か
ら実線で示すように、移動量Ｘだけ動いてシート部１８
を開く。

これにより、供給ポート１とリリーフポート２とが連通
し、リリーフボー）２１１１から供給ポート１側へ矢印
のように充分な油を吸込ませ空間を満たすのである。

（発明が解決しようとする課題） ところで、チエツクポペット３が移動量Ｘだけ動くため
には、背圧室１１の油は、（ＡＩ　　ＡＲ）Ｘだけの容
積がピストンポペット７の貫通孔７ａを通って、供給ボ
ー）ＩＮに流出しなければならない。

このとき、油は上記貫通孔７ａの孔径り、が小さいと、
オリフィス効果により抵抗を受け、このため、チエツク
ポペット３の開きかによくなる。

すなわち、チエツクポペット３（こ関するグンピング抵
抗のため、吸込み開始時の連応性が悪くなる。

これは、供給ポート１のキャビテーシａンを助長する。

同様の理由で、吸込終了時に、チエツクポペット３の戻
り連応性も第３図に点線で示すように、悪（なる。

特に、吸込み作動中に供給ポート１偶の圧力ＰＭが上昇
した場合は、ピストンポペット７はパイロットポペット
１３の先端に当接して閉じられるので、背圧室１１には
ピストンポペット７とリリーフポペット４との間の環状
間１ｔＪＴｂを通じて油が供給される。

したがりで、チエツクポペット３の戻りが遅れ、その結
果、チエツクポペット３とシート部１８との閏で矢印と
逆向きに油が流れ、圧力ＰＨの上昇が遅れることになる
。

上記の欠点をなくすために、ピストンボベｙ　）７の孔
径ＤＲを太き（すると、リリーフ作用時に背圧室１１と
供給ポート１との差圧が小さくなり、リリーフポペット
４の連応性が悪くなる。したがって、第４図に示すよう
に、リリーフポペット４の開き始め前後の設定圧力の制
御に大きな変動がみられ、圧力波形はいったん設定圧力
を越えてピーク圧力を形成した後、再び設定圧力以下に
大きく落ち込むという特性を示す。

このように、リリーフ時とアンチボイド時とも、同一の
背圧室１１の圧力で、リリーフ時にはりリーフポペット
４、アンチボイド時にはチエツクポペット３を制御して
いるので、リリーフ性能とアンチボイド性能とが互いに
交絡し、一方の性能を良くすると、他方の性能が悪くな
るという問題点がある。

本発明は上記した問題を解決するためのもので、アンチ
ボイド時の連応性を向上するとともに、リリーフ性能と
アンチボイド性態とが互いに干渉しないようなコンビネ
ーシタンタイプの圧力制御弁を提供することを目的とす
る。

（ｔｉｌｌを解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明では、圧力供給ポートと
リリーフポートとの連通部を開閉するり１ノー７ボペツ
トおよびアンチボイドポペットとをそれぞれ、バルブボ
ディの内孔および外周に摺動自在に支持し、リリーフポ
ペットは背圧室と供給ポートとの差圧に応動させるとと
もに、背圧室にはリリーフポペットに設けた絞り通路を
介して圧油を導き、この背圧室の圧力が設定以上のとき
にパイロットポペットを開いて、背圧室の圧力を下げリ
リーフポペットを開くように構成する一方、アンチボイ
ドポペットはリリーフポートと供給ポートとの差圧に応
動させで、供給ポートの圧力が設定以下のときにアンチ
ボイドポペットを開くように構成した圧力制御弁におい
て、リリーフポペットをす１ノー７スプリングにより付
勢して前記バルブボディのシート部に圧接させる一方、
アンチボイドポペットをバルブボディの外周に一部を挿
入するととも１こ、アンチボイドスプリング１こより前
記圧力供給ポートのシート部に圧接させるように付勢す
る。

（＊施例） 以下実施例を図面にしたがって説明する。なお、第１図
と実質的に同一の部位については、同一符号を使用する
。

第５図（ａ）に示すように、パルプハウジング５に収め
たアンチボイドボベツ）２０は、パルプハウジング５の
内孔に螺合するバルブボディ１０の筒状部１０ｍ外周に
摺動自在に支持され、一方の端部とバルブボディ１０と
の間に介装されたアンチボイドスプリング２１により、
他方の先端部がシー）ＷＳｉ２と当接するように押圧さ
れる。

また、バルブボディ１０の筒状部１０ｍの内部には、リ
リーフポペット４が摺動自在に収められている。

リリーフポペット４は、バルブボディ１０の通孔１０ｂ
と１０ｃとの連通を開閉して、アンチボイドポペット２
０の通孔２０亀とリリーフポート２に通じる通路２２を
介してリリーフポート２を開開する。

リリーフポペット４にはオリフィス２３が設けられ、ま
た、リリーフスプリング８により端部コーン面４１がバ
ルブボディ１０のシート部１０ｄと当接するように押圧
される。

前記バルブボディ１０の内部には、プラグ２４が固設さ
れ、これによりリリーフポート）４１１の背圧室１１と
後出のパイロットポペット１３側のパイロット室２５が
画成される。したがって、この背圧室１１にはリリーフ
ポペット４のオリフィス２３を介して絞られた供給ポー
ト１からの圧油が導かれる。

パイロット室２５には、パイロットポペット１３がパイ
ロットスプリング１４に付勢されてバルブシート部１３
ｍに圧接しているが、背圧室１１の圧力がスプリング設
定圧以上になると開いて、背圧室１１を通孔１０ｅを介
してリリーフポート２に通じる通路２２と連通させて圧
力を低下させる。

今、供給ポート１の圧力Ｐ、が上昇し設定圧以上になる
と、パイロットスプリング１４の弾性に抗してパイロッ
トポペット１３を変位させる。パイロットポペット１３
が変位してバルブシート部１３ｍから離れると背圧室１
１の圧力が低下する。

背圧室１１にはオリアイス２３を通して供給ポート１の
圧力が導かれているため、背圧室１１の圧力低下にとも
ないこれらの差圧によってリリーフポペット４がスプリ
ング８に抗して開く、このため、圧油の一部を通孔１０
ａ、２０ａおよび通孔２２を介してリリーフポート２へ
とリリーフし、供給ポート１の圧力を設定圧に保つので
ある。

次に、供給ポート１がわが低圧化すると、アンチボイド
ボベツ）２０の大径部の直径をり７、その断面積をＡ６
、アンチボイドスプリング２１のセット荷重をＦｏとし
た場合、 ＰＬ　　ＰＨ＞ＦＯ／（ＡＩ　　ＡＯ）の関係が成立し
、アンチボイドポペット２０は、アンチボイドスプリン
グ２１の弾性に抗して図中右側に変位し、シート部１８
を開（。

これにより、供給ポート１とリリーフポート２とが連通
し、リリーフポート２＠から供給ポート１１１へ充分な
油を吸込ませてキャビテーシ１ンによる空間を満たすの
である。

このように、リリーフ時には、背圧室１１の圧力ですＩ
）−７ボペツト４を制御している一方、アンチボイド時
には、アンチ、ボイドポペット２０に作用する低圧側の
圧力ＰＬでアンチボイドボベツ）２０を制御するように
している。

したがって、それぞれの場合について、パイロットスプ
リング１４のばね定数、すＩノー７スプリング８のばね
完敗、オリフィス２３の孔径等、および、アンチボイド
スプリング２１のばね完敗、アンチボイドポペット２０
の大径部直径り、をそれぞれの性能が最適となるように
独立して決定し得るのである。

これにより、この実施例は次のように若干の部材を付加
することで、一つの弁をリリーフ専用およびアンチボイ
ド専用の二進りに使い分けることが可能である。

すなわち、第５図（ｂ）はリリーフ専用の場合であって
、アンチボイドポペット２０お上りスプリング２１を取
外して、バルブボディ１０の筒状部１０ｍを別のパルプ
ハウジング５の小径部に挿嵌し、その先端部をシート部
１８に当接するようにしたものである。

これに対しＩＪ＆５図（ｃ）は７ンチポイド専用の場合
であって、バルブボディ１０′を盲栓状に形成して、別
のパルプハウジング５に取付けたものである。

第６図（ａ）は本発明の別の実施例を示すもので、：７
ン）ロールパルプ等対称物へのパルプハウジング５の取
付部外径りが、ｔＩＩｉ５図に示す実施例より大径のも
のである。同図（ｂ）は同図（＆）をリリーフ専用に使
用する場合、同図（ｃ）はアンチボイド専用に使用する
場合を示したものである。

第７図は別の実施例を示すもので、第５図と異なるのは
、アンチボイドスプリング２１を、バルブボディ１０の
先端とアンチボイドポペット２００大ａ部２０ｂの内孔
端面との闇に介装するようにして、大径部２０ｂの長さ
を短（し、通孔２０ａ部分を省いたことである。この実
施例によれば次の効果がある。すなわち、リリーフ時に
、第５図に示すバルブボディ１０の通孔１０ｃとアンチ
ボイドポペット２０の通孔２０ｍが正中していれば、す
１１−７する油の流れは第８図（ａ）に矢印で示すよう
に、ストレートにスムーズに流れる。しかし、７ンチボ
イドボペγト２０は、バルブボディ１０に摺動自在に支
持されているので、回転して第８図（ｂ）に示すように
、通孔２０ｍが通孔１０ｃと正中しないことが起こる。

そのため、す１ノー７する油の流れは矢印で示すように
、アンチボイドポペット２０の内孔壁に衝突し曲げられ
る。その結果、その附近に圧力が発生し、それが背圧室
１１に伝わり、リリーフスプリング８の張力とのバラン
スに変動をもたらすことになる。加えて、上記両通孔の
関係位置は不定であって、リリーフスプリング８のセッ
ト荷重を対応させることができず、そのため、静特性の
圧力オーパライド特性が、第９図に示すように、巾Ｗの
範囲でバラツキが起こって、信頼性に欠けるという欠点
がある。

この実施例によれば、７ンチポイド２０の通孔２０ａは
取り除かれ、バルブボディ１０の通孔１０Ｃからリリー
フする油は、スムーズに通路２２に導かれる。その結果
、前述のように信頼性を低下させる原因は取り除かれる
。

第１０図はさらに別の実施例を示すもので、第５図と異
なるのは、アンチボイドポペット２０とバルブボディ１
０とを、滑りキー２６を介して相対的な回転を係止する
ようにしたことである。

この実施例によれば、通孔２０ｍと１０ｃの関係位置は
、第８図（ａ）に示すように保持されるので、ｖｉ７図
に示す実施例と同様な効果がある。

第１１図（ａ）は別の実施例を示すもので、第５図と異
なるのは、アンチボイドポペット２０の大径部２０ｂを
短くして通孔２０ａ部分を省き、その大径部２０の端面
とバルブボディ１０との間に、通孔１０ｃにまたがるウ
ニイブワッシャ２７を介してアンチボイドスプリング２
１を介装したことである。

このウニイブワッシャ２７は＠１１図（ｂ）、（ｃ）に
示すように、狭い巾の金属板を円周方向にウヱイプさせ
て形成したもので、通孔１０ｃに対しては、金属板の厚
さＴのみがリリーフする油の流れに抗するのみで、むし
ろ流れをガイドするので、その流れに対する抵抗は無視
し得る程度に小さい。

したがって、この実施例では第７図と同様の効果がある
。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、リリーフポペット
とアンチボイドポペットとを、それぞれ専用のり１ノー
７スプリングとアンチボイドスプリングにより付勢する
ようにしたので、リリーフポペットとアンチボイドポペ
ットとを、それぞれ単独にｆＩＩＩｌｌすることができ
、その結果、アンチボイド時の連応性を向上し得るとと
もに、リリーフ性能とアンチボイド性能との干渉を避は
得る効果がある。＊た、若干の付加部材により、−個の
圧力制御弁をリリーフ専用とアンチボイド専用の二種に
使い分けができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の弁を示す断面図、第２図は第１図の要部
を示す断面図、第３図および第４図はその作動特性図、
第５図は本発明の第１実施例を示すもので同図（ａ）は
断面図、同図（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ９１ノー７
専用およびアンチボイド専用の場合の断面図、第６図は
本発明の第２実施例を示すもので同図（ａ）は断面図、
同図（ｂ）および（ｃ）はそれぞれリリーフ専用および
アンチボイド専用の場合の断面図、第７図は本発明の第
３実施例を示す断面図、ＩＪ８図（１）および（ｂ月よ
それぞれリリーフポペットとアンチボイドポペットの通
孔の関係位置を示す側面図、第９図は弁の作動特性図、
第１０図は本発明の第４実施例を示すもので、同図（ａ
）は断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ＠矢視図
面図、＃１１１図は本発明の第５実施例を示すもので、
同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）および（ｅ）はそれぞ
れ同図（ａ）のウニイブワッシャの側面図および正面図
である。 １・・・圧力供給ポート、２・・・リリーフポート、３
・・・チエツクポペット、４・・・リリーフポペット、
５・・・バルブハウジング、７・・・ピストンポペット
、８・・・リリーフスプリング、１０・・・バルブボデ
ィ、１０＋ａ＝・バルブボディの筒状部、１０ｂ、１０
ｃ・・・バルブボディの通孔、１０ｄ・・・バルブボデ
ィのシート部、１１・・・背圧室、１３・・・パイロッ
トポペット、１４・・・パイロットスプリング、１８・
・・供給ポートのシート部、２０・・・アンチボイドポ
ペット、２０ｍ・・・アンチボイドポペットの通孔、２
０ｂ・・・７ンチボイドボベツトの大径部、２１・・・
７ンチボイドスプリング、２２・・・リリーフ時の通路
、２３・・・オリフィス、２６・・・滑りキー　２７・
・・ウニイブワッシャ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、圧力供給ポートとリリーフポートとの連通部を開閉
   するリリーフポペットおよびアンチボイドポペットとを
   それぞれ、バルブボディの内孔および外周に摺動自在に
   支持し、リリーフポペットは背圧室と供給ポートとの差
   圧に応動させるとともに、背圧室にはリリーフポペット
   に設けた絞り通路を介して圧油を導き、この背圧室の圧
   力が設定以上のときにパイロットポペットを開いて、背
   圧室の圧力を下げリリーフポペットを開くように構成す
   る一方、アンチボイドポペットはリリーフポートと供給
   ポートとの差圧に応動させて、供給ポートの圧力が設定
   以下のときにアンチボイドポペットを開くように構成し
   た圧力制御弁において、リリーフポペットをリリーフス
   プリングにより付勢して前記バルブボディのシート部に
   圧接させる一方、アンチボイドポペットをバルブボディ
   の外周に一部を挿入するとともに、アンチボイドスプリ
   ングにより前記圧力供給ポートのシート部に圧接させる
   ように付勢したことを特徴とする圧力制御弁。