JPH0433049B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、たとえば自動車のクラツチ用油圧
シリンダの制御用に用いれば好適なもので、２次
圧力を零圧力から１次圧力に等しい値にわたつて
広範囲に制御できる減圧弁に関する。

＜従来の技術＞ 従来、減圧弁としては、第７図に示すように、
主弁１のポペツト形の３ポート式パイロツト弁２
からなるものが知られている（油圧技術、24巻、
No.４、21頁）。この減圧弁は、主弁１の２次ポー
トＢ側からパイロツト弁２のポペツト３へのベン
ト流れを形成するベント絞り５を有するパイロツ
ト通路６を設け、このベント絞り５とポペツト３
との間の流体圧力を主弁１の主スプール７の一端
側のバネ室８に導く一方、主弁１の２次ポートＢ
の圧力を主スプール７の他端側のパイロツト室９
に導いている。つまり、主スプール７にはパイロ
ツト室９の流体圧力とバネ室８の流体圧力にバネ
１０力を加算した合力とが対抗しており、上記２
次ポートＢの流体圧力がパイロツト弁２の設定圧
力に達すると、パイロツト弁２が開弁してベント
流れを形成する。このためベント絞り５の前後に
差圧が形成され、この差圧がバネ圧相当になると
主スプール７を動作させて可変オリフイス４の開
度を狭め、２次ポートＢの圧力を減圧するのであ
る。そして、２次ポートＢの流体圧力が設定圧力
よりも低くなると、パイロツト弁２が閉じて、ベ
ント流量を零にするのでベント絞り５の前後の差
圧が解消されバネ１０力により主スプール７を第
５図中右方へ動かせて、可変オリフイス４の開度
を広げて、１次ポートＡから２次ポートＢに流体
を供給して、２次ポートＢの圧力を上昇させ、所
望の設定圧力に制御している。また、２次ポート
ＢからタンクポートＴにかけてリリーフ作動する ＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、上記従来の減圧弁では、主スプ
ール７を動作させるパイロツト圧力を２次ポート
Ｂ側から導いているため、最低制御圧力が高くな
るという問題がある。すなわち、仮にパイロツト
弁２の電磁ソレノイド１１の押圧力を零とし、ポ
ペツト３を全開にしたとしても、主スプール７を
押圧するバネ１０のバネ力に打ち勝つために、２
次ポートＢの圧力として、一般的に1.5〜２Kg／
cm²の圧力が必要であるため、２次ポートＢの最低
制御圧力がどうしても1.5〜２Kg／cm²以上となり、
２次圧力を略零圧から制御することができないと
いう問題がある。

また、従来の減圧弁においては、主弁１の２次
ポートＢからパイロツト弁２へのベント用絞り５
を通るパイロツト流れ（ベント流れ）によつて、
主スプール７を動作させるパイロツト圧力を得て
いるため、絶えず、ベント絞り５の前後に一定の
差圧を生じさせるための一定量のベント流量が必
要で、特に最低制御圧力時でも一定量のベント流
量が必要で、動力損失が大きいという欠点があ
る。

そこで、この発明の主たる目的は、２次圧力を
完全な低圧（零圧）から１次圧力に等しくなるま
で、全域にわたつて圧力制御でき、それによつ
て、２次ポートにつながれたクラツチ用油圧シリ
ンダ等のアクチユエータを低圧からソフトかつス
ムーズに起動でき、しかも１次圧力に等しい高圧
でも作動できるようにすることができる。

また、この発明の他の目的は、主弁の２次ポー
トからベント流れをなくして、主弁の１次ポート
側からパイロツト圧力を導入することにより、全
体的に見て漏れ流量（ドレン流量）を少なくする
ことにある。

＜問題点を解決するための手段＞ 上記目的を達成するため、この発明の減圧弁
は、第１図に例示するように、２次ポートＢを１
次ポートＡとタンクポートＴとに切換連通するス
プール部と上記スプール部の径よりも径が大きい
ピストン部を有する主スプール２５のスプール部
側の端面の室を通路を介して上記２次ポートＢに
連通させた３ポート形主弁２１と、２次ポートｂ
を１次ポートａとタンクポートｔとに切換連通す
るパイロツトスプール４１の一端側の室を通路を
介して上記２次ポートｂに連通し、上記パイロツ
トスプール４１の他端側に押圧手段を設けた３ポ
ート形パイロツト弁２２とからなり、上記パイロ
ツト弁２２の１次ポートａを上記主弁２１の１次
ポートＡに、また上記パイロツト弁２２の２次ポ
ートｂを上記主スプール２５のピストン部側の室
に夫々連通させたことを特徴としている。

＜作用＞ 上記構成により、主弁２１の２次圧力P_Bを略
零圧に調整すべくパイロツト弁２２の押圧手段４
８を調整すると、パイロツトスプール４１の一端
側の室の圧力Pbと押圧手段４８との釣り合いに
よるパイロツトスプール４１の作動により、パイ
ロツト弁２２の１次ポートａと２次ポートｂとの
間を閉鎖し、２次ポートｂとタンクポートｔとの
間を開放する。そして、主弁２１の主スプール２
５のピストン部側の室はパイロツト弁２２のタン
クポートｔに通じ、上記ピストン部側の室の圧力
は零圧力に制御される。したがつて、主弁２１の
主スプール２５はスプール部側の室とピストン部
側の室との釣り合いにより動作して、主スプール
２５は第１図中右方に移動して、２次ポートＢと
タンクポートＴとを連通し、主弁２１の２次ポー
トＢの圧力を零圧力に制御する。また、パイロツ
ト弁２２の押圧手段４８を、零圧力から主弁２１
の１次圧力PAの間の圧力に対応した押圧力に制
御すると、それに応じて、パイロツト弁２２の２
次圧力Pbおよび主弁２１のピストン部側の室の
圧力が制御されて、主スプール２５がピストン部
側の室の圧力とスプール側の室の圧力との釣り合
いにより動作して、主弁２１の２次ポートＢの圧
力P_Bは所望の減圧圧力に制御される。主弁２１
の２次圧力P_Bを１次圧力PAに等しく制御してい
るときには、スプール部の端面よりも断面積が大
きなピストン部の端面に流体が作用し、増力され
た大きな力で主スプール２５が作動させられるか
ら、主スプール２５を押圧するバネ３１が用いら
れても、１次ポートＡと２次ポートＢとの間が全
開になるまで主スプール２５がバネ３１を圧縮し
て移動可能で、主弁２１の１次圧力PAと２次圧
力P_Bが等しい状態に圧力制御し得る。

主弁２１の２次圧力P_Bを１次圧力PAに等しい
圧力に制御しているとき、あるいは主弁２１の２
次圧力P_Bを零圧力に制御しているときにはパイ
ロツトスプール４１および主スプール２５はスト
ロークエンドの位置に存することが可能で、この
とき、パイロツト弁２２および主弁２１の１次ポ
ートａ、Ａからのドレン流量は殆んどない。した
がつて、動力損失が少ない。

また、パイロツト弁２２を通して主スプール２
５の受圧面積の大きなピストン部に圧力流体を供
給して、作用させるので、主スプール２５に作用
する軸推力（フローフオース）に抗して、主スプ
ール２５を大きな力で作動させることができ、し
たがつて、軸推力に対しても対抗でき、最大流量
を増大することができる。

＜実施例＞ 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説
明する。

第１図において、２１は３ポート形の主弁、２
２は３ポート形のパイロツト弁である。

上記主弁２１の主スプール２５は、３つのラン
ド２５ａ−１，２５ａ−２，２５ａ−３を有する
スプール部２５ａと、このスプール部２５ａより
大径なパイロツト弁２５ｂとを一体形成してい
る。上記ランド２５ａ−１，２５ａ−２，２５ａ
−３とピストン部２５ｂは本体２０に摺動自在に
嵌合している。上記ピストン部２５ｂの径はラン
ド２５ａ−ａ，２５ａ−２，２５ａ−３の径より
も大きくしている。そして、上記主スプール部２
５の作動によつてランド２５ａ−２で２次ポート
Ｂを１次ポートＡとタンクポートＴに切換連通す
るようにしている。上記主スプール２５のスプー
ル部２５ａ側の一側のバネ３１を縮装したバネ室
２８にはパイロツト通路２９を介して２次ポート
Ｂを接続している。上記パイロツト通路２９のラ
ンド２５ａ−２に開口する開口２９ａが常に２次
ポートＢに連通するように主スプール２５の寸法
を定めている。また、上記主スプール２５のピス
トン部２５ｂ側の他端にはパイロツト室３２を設
けている。上記ピストン部２５ｂとランド２５ａ
−３との間の室６６は通路５３を介してタンク６
１と接続している。したがつて、主弁２１は上記
パイロツト室３２とバネ室２８との差圧による力
がバネ３１のバネ力に相当するように主スプール
２５を動作させて、２次ポートＢと１次ポートＡ
およびタンクポートＴとの間の可変オリフウス２
６，３０の開度を制御する。

一方、上記パイロツト弁２２はノーマルクロー
ズド形でパイロツトスプール４１の作動によつて
ランド４１ａで２次ポートｂを１次ポートａとタ
ンクポートｔに切換連通するようになつている。
上記パイロツトスプール４１の一端側の室４５に
はパイロツト通路４６を介して２次ポートｂを接
続している。上記パイロツト弁２２の室４５には
バネ４７を縮装している。一方、上記パイロツト
スプール４１の他端側には、調整可能な押圧手段
の一例としての電磁比例ソレノイド４８を設け
て、パイロツトスプール４１の中心を電磁比例ソ
レノイド４８のプランジヤ４８ａによつて電流の
通電値(i)に比例した力で押圧するようにしてい
る。上記プランジヤ４８ａには釣り合い用のバネ
４９にパイロツトスプール４１に向けて押圧して
いる。上記バネ４７のバネ力はバネ４９のバネ力
よりも若干強くしている。上記パイロツトスプー
ル４１の左端には周りの本体に係合して位置決め
するための係合部４１ｂを設けて、ノーマル位置
で１次ポートａと２次ポートｂとの間を閉鎖する
ようにしている。すなわち、パイロツト弁２２は
ノーマルクローズ形になつている。したがつて、
パイロツト弁２２のパイロツトスプール４１はプ
ランジヤ４８ａの押圧力と室４５の圧力つまり２
次ポートｂの圧力とがバランスするよつに動作す
るようになつている。

上記パイロツト弁２２の１次ポートａはパイロ
ツト通路５１を介して主弁２１の１次ポートＡに
接続すると共に、上記パイロツト弁２２の２次ポ
ートｂは主弁２１のピストン部２５ｂ側のパイロ
ツト室３２にパイロツト通路５２を介して接続し
ている。上記パイロツト弁２２のタンクポートｔ
およびプランジヤ４８ａを収容した室６５はドレ
ン通路５３を介してタンク６１に接続している。

また、上記主弁２１の２次ポートＢは自動車の
クラツチ用シリンダ５５に通路５６を介して接続
し、１次ポートＡは圧力源５７に通路５８を介し
て接続し、タンクポートＴは通路７１を介してタ
ンク６１に接続している。

上記構成において、いま、パイロツト弁２２の
電磁比例ソレノイド４８に通電する電流の電流値
(i)を零にすると、パイロツト弁２２のパイロツト
スプール４１はバネ４７のバネ力により、第１図
中右方に押圧されて、ランド４１ａで１次ポート
ａと２次ポートｂとの間を閉鎖し、２次ポートｂ
とタンクポートｔとの間を全開にする。そのた
め、主弁２１のパイロツト室３２は通路５２、タ
ンクポートｔを介してタンク６１に連通し、主弁
２１の主スプール２５はバネ室２８のバネ３１に
押圧され、第１図中右方へ移動して、ランド２５
ａ−２で１次ポートＡと２次ポートＢとの間を閉
鎖し、２次ポートＢとタンクポートＴとの間を全
開にして、２次ポートＢの圧力を零圧力に制御す
る。このとき、主弁２１の１次ポートＡおよびパ
イロツト弁２２の１次ポートａ側よりのドレン流
量は下記圧力制御中に比べて実質的に殆んどな
い。

次に、パイロツト弁２２の電磁比例ソレノイド
４８に通電する電流を増大すると、電流値(i)の増
大につれて、パイロツトスプール４１の動作によ
り、２次ポートｂおよび主弁２１のパイロツト室
３２の圧力が増大する。そして、主弁２１の主ス
プール２５は、ピストン部２５ｂ側の上記パイロ
ツト室３２に作用する流体圧力と、バネ室２８に
作用する２次ポートＢの流体圧力との差圧による
力がバネ３１のバネ力となるように動作して、２
次ポートＢの圧力を制御する。このとき、主弁２
１のタンクポートＴとパイロツト弁２２のタンク
ポートｔとの両方から制御に必要なドレン流体が
排出される。

さらに、パイロツト弁２２の電磁比例ソレノイ
ド４８に通電する電流値(i)を一定値以上大きくす
ると、パイロツト弁２２のパイロツトスプール４
１は第１図中左方に移動して１次ポートａと２次
ポートｂとの間を全開にし、２次ポートｂとタン
クポートｔとの間の全閉にして、主弁２１のパイ
ロツト室３２に通路５２を介して１次ポートａの
圧力を導びく。そのため、より大きな断面積を有
するピストン部２５ｂに１次ポートａの圧力が作
用し、主スプール２５は第１図中左方に移動し
て、１次ポートＡと２次ポートＢとの間を全開に
し、２次ポートＢとタンクポートＴとの間を完全
に閉鎖する。そして、２次ポートＢの２次圧力
P_Bを１次ポートＡの１次圧力PAに等しく制御す
る。このとき、主弁２１のタンクポートＴおよび
パイロツト弁２２のタンクポートｔからのドレン
流量は上記圧力制御中に比べて実質的になく、し
たがつて動力損失が少なくなつている。

第２図は、パイロツト弁２２の電磁比例ソレノ
イド４８に通電する電流値(i)と主弁２１の２次ポ
ートＢの流体圧力P_Bとの関係を示すグラフで、
２次圧力P_Bが０Kg／cm²から電流値(i)に比例して
ほぼ直線的に増大し、電流値(i)が一定値以上にな
るとP_B＝PAになることが分かる。また、第３図
は上記電流値(i)に対する主弁２１とパイロツト弁
２２との両タンクポートＴ，ｔからの合計の漏れ
量（ドレン量）の関係を示すグラフで、２次圧力
P_Bが最低制御圧力時（略零圧力時）と最高制御
圧力時（P_B＝PAの時）およびそれに連らなる領
域で漏れ量が少なくなることが分かる。

このように、この減圧弁は主弁２１の主スプー
ル２５を作動させるパイロツト圧を１次ポートＡ
側から導いているので、２次ポートＢの圧力が零
圧は近い極く低圧に制御している状態であつても
主スプール２５を作動させて減圧制御することが
でき、２次ポートＢの圧力を零圧から制御するこ
とができる。このように２次ポートＢの圧力を零
圧から制御できるので、クラツチ用の油圧シリン
ダ５５を極めてソフトにシヨツクレスに起動する
ことができる。また、電磁比例ソレノイド４８の
押圧力を強くすることによつて、２次ポートＢの
圧力を１次ポートＡの圧力に等しい圧力にまで制
御することができる。このように、この減圧弁は
零圧に近い極低圧から１次ポートＡの１次圧力
PAに等しい圧力までの広い範囲にわたつて２次
ポートＢの２次圧力P_Bを制御できるのである。

また、主弁２１の主スプール２５をピストン部
２５ｂに流体圧力を供給して作用させて、主スプ
ール２５を作動させているので、主スプール２５
に作用する軸推力（フローフオース）に抗して、
主スプール２５を作動でき、主弁２１の最大流量
を増大することが可能である。

第４図は他の実施例を示し、第１図に示すもの
に対して、パイロツト弁２２の１次ポートａとタ
ンクポートｔとを置換してノーマルオープン形に
し、さらに、電磁比例ソレノイド４８のプランジ
ヤ４８ａを収容した室６５に２次ポートｂの圧力
を導くようにしたものである。他の構成は第１図
に示すものと同様であり、それらについては同一
参照番号を付して説明を省略する。

この第４図に示すものでは、バネ４７が押圧手
段となり、電磁比例ソレノイド４８の押圧力が強
くなると、バネ４７のパイロツトスプール４１に
対する押圧力が相対的に弱くなつたことになり、
第５図に示すように電流値(iv)が大きくなると主弁
２１の２次圧力P_Bが低くなる。なお、電流値(i)
が設定値になるまでは、バネ４７のバネ力がバネ
４７のバネ力よりも遥かに強いため、パイロツト
弁２２の１次ポートａと２次ポートｂとの間が全
開になり、主弁２１の１次圧力PAと２次圧力P_B
は等しくなる。また、この実施例の電流値(i)に対
する漏れ量の特性は第６図に示すように、第３図
と同様である。

なお、上記実施例では、主弁２１の主スプール
２５のスプール部２５ａとピストン部２５ｂを一
体構造にしたが、スプール部２５ａとピストン部
２５ｂとは分離構造であつてもよい。

＜発明の効果＞ 以上より明らかなように、この発明の減圧弁
は、３ポート形主弁の主スプールのピストン部側
の室に３ポート形パイロツト弁を介して主弁の１
次ポートＡ側の圧力を導びき、主弁の２次ポート
Ｂ側を連通させていないので、２次ポートの極く
低圧下の制御状態であつても主弁の主スプールを
動作させることができ、したがつて２次ポートの
圧力を零圧に近い極く低圧に制御でき、また１次
ポートの圧力に略等しい高圧に制御でき、広範囲
にわたつて圧力制御を行うことができる。したが
つて、この減圧弁に接続したアクチユエータを、
極めてソフトに低圧からシヨツクレスに起動で
き、しかもこのアクチユエータを１次圧に略等し
い高圧でも作動させることができる。

また、この発明の減圧弁は従来の如き２次ポー
ト側からベント絞りを経由する一定流量のベント
流れによつて圧力制御を行なうものではないの
で、漏れ量を全体的に少なくできる。また、主ス
プールのピストン部にパイロツト弁の１次ポート
から２次ポートへ供給する流体の圧力を作用させ
て、主スプールを作動させることができるので、
軸推力の大きな状態でも主スプールを作動でき、
減圧弁の最大流量を増大できる。また、ピストン
部で力を増力して主スプールを動作させるので、
主弁の２次圧力を略零圧力から１次圧力に等しい
値にわたる広範囲に制御できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第４図は夫々この発明の一実施例の原
理図、第２図、第３図、第５図、第６図は夫々上
記実施例の特性図、第７図は従来例の断面図であ
る。 ２１…主弁、２２…パイロツト弁、２５…主ス
プール、２５ａ…スプール部、２５ｂ…ピストン
部、４１…パイロツトスプール、４８…電磁比例
ソレノイド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２次ポートＢを１次ポートＡとタンクポート
   Ｔとに切換連通するスプール部と上記スプール部
   の径よりも径が大きいピストン部を有する主スプ
   ール２５のスプール部側の端面の室を通路を介し
   て上記２次ポートＢに連通させた３ポート形主弁
   ２１と、 ２次ポートｂを１次ポートａとタンクポートｔ
   とに切換連通するパイロツトスプール４１の一端
   側の室を通路を介して上記２次ポートｂに連通
   し、上記パイロツトスプール４１の他端側に押圧
   手段を設けた３ポート形パイロツト弁２２とから
   なり、 上記パイロツト弁２２の１次ポートａを上記主
   弁２１の１次ポートＡに、また上記パイロツト弁
   ２２の２次ポートｂを上記主弁２１の主スプール
   ２５のピストン部側の室に夫々連通させたことを
   特徴とする減圧弁。