JPH0512807Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、油圧回路に使用されるリリーフ弁
等の圧力制御弁に関する。

〔従来の技術〕

従来、このような圧力制御弁としては、例えば
「油圧駆動入門」（昭和49年５月20日、コロナ社発
行）の第89頁に記載されたようなものがある。

第５図はその標準のリリーフ弁の例を示し、ボ
デイ１内に摺動可能に設けたバランスピストン４
を、スプリング２によつて弁シート１ａに押しつ
けてメイン流路３を閉じる方向に付勢すると共
に、メイン流路３の入口側の圧油をピストン４に
設けたタンカン（細長い小孔）４ａを通して背圧
室６へ導入し、その油圧をパイロツトリリーフ弁
５によつて調整することにより、メイン流路３の
入口ポート３ａ側の圧力（一次側圧力）を制御で
きるようになつている。

このリリーフ弁１０を油圧回路図で示すと第６
図のようになる。

第７図はノーマルオープンタイプのリリーフ弁
の例を示し、バランスピストン４をスプリング８
によつてメイン流路３を開く方向に付勢してお
り、パイロツトライン７にメイン流路３の一次側
圧力とスプリング８の付勢力をプラスした圧力よ
りも高い圧力のパイロツト油を導入し、それを流
量調整弁９を介して背圧室６へ導いてバランスピ
ストン４を閉弁方向へ押圧させ、パイロツトリリ
ーフ弁５によつてそのパイロツト油圧を調整する
ことにより、メイン流路３の一次側圧力を制御で
きるようになつている。

このリリーフ弁２０を油圧回路で示すと第８図
のようになる。

〔考案が解決しようとする問題点〕 しかしながら、このような従来の圧力制御弁に
は、それぞれ次のような問題点がある。

すなわち、第５図及び第６図に示したような標
準のリリーフ弁は、スプリング２によつて常時バ
ランスピストン４を閉弁方向へ付勢しているた
め、一次側圧力を０圧力から制御することはでき
ない。

また、第７図及び第８図に示したようなノーマ
ルオープンタイプのリリーフ弁では、パイロツト
油圧が低いとメイン流路が開いてしまうため、一
次側とタンク側を通常閉じておく必要があるシス
テムに使用する場合には、別に切換弁を設けて油
路の開閉をしなければならない。

例えば、第５図及び第６図に示した標準リリー
フ弁１０を射出成形機に使用した場合の油圧回路
を第９図に示す。

このような射出成形機においては、射出時には
電磁弁１９を射出側に切換えて、シリンダ１８の
スクリユウ１８ｂを突出したピストン１８ａを矢
示Ａ方向に前進させて射出を行なう。

計量時には、電磁弁１９を計量側に切換えて油
圧モータ２１を作動させ、シリンダ１８からの流
出油圧をリリーフ弁１０によつて制御して、射出
材料（プラスチツク）の可塑化時の背圧を任意に
設定することができる。

その後電磁弁１９を図示の中立位置に戻してか
ら電磁弁１７を励磁して、ピストン１８ａと共に
スクリユウ１８ｂを矢示Ｂ方向へ強制後退させ
る。

したがつて、タンクへの戻り油路LTを、強制
後退時には開にし、計量時にはその油圧を０から
コントロールし、それ以外では閉鎖する。

しかしながら、ここに介挿した従来の標準リリ
ーフ弁１０はノーマルクローズタイプであつて０
圧力では開にならないため、別に電磁切換弁１１
を設けて、強制後退時には図示のようにこのリリ
ーフ弁１０を介さずに戻り油路LTをタンクに連
通させるようにしなければならず、コストアツプ
になる。

しかも、このリリーフ弁１０は、一次側油圧が
例えば３〜35Kgｆ／cm²の範囲でないと制御できな
いため、計量時に３Kgｆ／cm²以下の連続的コント
ロールができないという問題は解決できない。

一方、同様な射出成形機に、第７図及び第８図
に示したノーマルオープンタイプのリリーフ弁を
使用した場合には第１０図に示すようになり、こ
の場合は計量時に０Kgｆ／cm²から連続的な制御が
可能であるが、射出時等に戻り油路LTを閉じる
ために図示のようにブロツク位置を有する電磁切
換弁２２を設けなければならず、やはりコストア
ツプになるという問題がある。

この考案は、このような問題点を解決すること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため、この考案による圧力制御弁は、ボデ
イ内、に摺動することによりメイン流路を開閉す
る弁体と、この弁体を閉弁方向に付勢するスプリ
ングと、パイロツト圧力を供給するパイロツトラ
インとを設けた圧力制御弁において、上記パイロ
ツトラインを上記ボデイ内で２つの流路に分岐さ
せ、一方の流路を、流量調整弁を介しパイロツト
リリーフ弁によりその油圧を調整して上記弁体に
対する背圧室に接続し、他方の油路を、減圧弁を
介して上記弁体に対して上記背圧室と反対側の油
室に接続した圧力制御弁を提供するものである。

〔作用〕

このように構成した圧力制御弁によれば、パイ
ロツトラインに油圧が作用していないか、あるい
はその油圧が低い場合には、ボデイ内に収納され
たスプリングの付勢力によつて弁体が閉弁位置に
なるため、メイン流路は閉鎖される。

また、パイロツトラインに高圧力が作用してい
る場合には、流量調整弁を介して一定流量に調整
され、パイロツトリリーフ弁によつて圧力を調整
されたパイロツト油圧と上記スプリングの付勢力
とが弁体に対して閉弁方向に作用し、減圧弁を介
して減圧されたパイロツト油圧がその弁体に対し
て開弁方向に作用するので、パイロツトリリーフ
弁を調整して閉弁方向に作用するパイロツト油圧
を変化させれば、その調整油圧に応じてメイン流
路の入口側油圧（一次側圧力）を０Kgｆ／cm²から
制御することができる。

〔実施例〕

以下、この考案の実施例を第１図及び第２図に
基づいて説明する。

第１図はこの考案の一実施例を示す圧力制御弁
の縦断面図、第２図は同じくそれを油圧回路図で
示したものである。

まず、その構成を説明すると、この圧力制御弁
３０は、ボデイ１に形成したメイン流路３の入口
ポート３ａと出口ポート３ｂ間を開閉する弁体で
あるバランスピストン１４をボデイ１内に摺動可
能に設けると共に、ボデイ１内のパイロツトライ
ン７の油路７ａと油路７ｂの間に流量調整弁９
を、油路７ｂに臨む位置にその油圧を調整するパ
イロツトリリーフ弁５を設けている。

そして、この油路７ｂを油路７ｃによつて背圧
室６へ連通させている。

また、パイロツトライン７への接続口７ｄから
流入するパイロツト油を、油路７ａから分岐する
パイロツトラインの油路７ｅ及びその途中に設け
た減圧弁１２を介して油室１ｃへ導き、その油室
１ｃをオリフイス２３を通して油路７ｇからタン
ク１３に接続する出口ポート３ｂに連通させてい
る。

バランスピストン１４は、ボデイ１に形成した
スプリング室１ｂ内を摺動し、内部にスプリング
受け穴１４ａを形成した中径の後端摺動部１４ｂ
と、背圧室６内を摺動する大径のピストン部１４
ｃと、ボデイ１の弁シート１ａに離接してメイン
流路を開閉するポペツト部１４ｄと、それに続く
テーパ部を有する細径部１４ｅと、油室１ｃ内で
摺動する中径の前端摺動部１４ｆとが一体に形成
されており、その内部にスプリング室１ｂと出口
ポート３ｂを連通する油路１４ｈを形成してい
る。

そして、このバランスピストン１４は、スプリ
ング受け穴１４ａとボデイ１との間に係着された
スプリング１５によつて、ポペツト部１４ｄの下
縁１４d₁が弁シート１ａに押圧される閉弁方向に
付勢されている。

なお、このバランスピストン１４は、後端摺動
部１４ｂの端面１４b₁，ピストン部１４ｃの上端
面１４c₁及び下端面１４c₂、前端摺動部１４ｆの
端面１４f₁の各受圧面積が同一になるように形成
されている。

パイロツトリリーフ弁５は、ポペツト５ａとそ
れをシート部５ｂに押しつける方向に付勢するス
プリング５ｃと、ボデイ１にネジ部が螺合してハ
ンドル部を回転することにより第１図の矢示Ｃ方
向に進退可能な調整軸部５ｄとからなる。

減圧弁１２は、開弁方向にスプリング１２ａに
よつて付勢され、内部に油路１２ｃを形成したス
プール１２ｂの移動によつて絞り１６の開度を調
整することにより、油路７ｅの油圧を減圧して油
室１ｃに供給し、バランスピストン１４の前端面
１４f₁に作用する圧力を一定にする。

この圧力制御弁３０を油圧回路図で示すと第２
図のようになる。

次に、この実施例の作用を説明する。

パイロツトライン７への接続口７ｄにパイロツ
ト油が導入されていないか、あるいは導入されて
もそのパイロツト油圧が低い場合には、バランス
ピストン１４はスプリング１５の付勢力によつて
ポペツト部１４ｄが弁シート１ａに押しつけられ
るので、メイン流路３が閉鎖される。

この場合、ピストン部１４ｃの下端面１４c₂に
作用するメイン流路３の入口側油圧P₁が、スプ
リング１５の付勢力Ｆ／Ｓ（クラツキング圧力：
Kgｆ／cm²）より大きい時には、バランスピストン
１４はスプリング１５のクラツキング圧力Ｆ／Ｓ
に抗して押し上げられるので、下縁１４d₁が弁シ
ート１ａから離れてメイン流路３が開き、圧油が
タンク１３にリリーフする。

パイロツトライン７へ高圧力が導入されると、
油路７ａを通るパイロツト油は流量調整弁９で流
量を一定に調整されて、油路７ｃを通して背圧室
６に供給される。

そして、パイロツトリリーフ弁５によつてその
油圧が調整され、バランスピストン１４のピスト
ン部１４ｃの上端面１４c₁に作用するパイロツト
油圧Ppが設定される。

このパイロツト油圧Ppが、スプリング１５の
付勢力Ｆ／Ｓに加えてバランスピストン１４に対
して閉弁方向に作用する。

一方、油路７ｅ側に分岐して流入したパイロツ
ト油は、減圧弁１２に流入し、スプリング１２ａ
がスプール１２ｂを図で左方へ押す力と油路１２
ｃを通してスプール１２ｂを右方へ押す油圧力と
がバランスする位置にスプール１２ｂが位置決め
され、自動的に絞り１６の開度を調整して油室１
ｃへの供給油圧を一定圧に減圧して、そのパイロ
ツト油圧Pbをバランスピストン１４に対して開
弁方向に作用させる。

また、メイン流路３の入口側油圧（１次側圧
力）P₁は、バランスピストン１４のピストン部
１４ｃの下端面１４c₂に作用し、これもバランス
ピストン１４に対して開弁方向に作用する。

ここで、バランスピストン１４の端面１４b₁，
１４f₁、上端面１４c₁、下端面１４c₂の各受圧面
積を予め同一にしてあるので、バランスピストン
１４を弁シート１ａ側ヘ押圧する方向に作用する
パイロツト油圧Pp、スプリング１５によるクラ
ツキング圧力Ｆ／Ｓと、バランスピストン１４を
弁シート１から離間させる方向に作用する減圧弁
を介したパイロツト油圧Pb、メイン流路３の１
次側圧力P₁の関係は次式のようになる。

Pp＋Ｆ／Ｓ＝P₁＋Pb したがつて、１次圧力P₁は P₁＝（Pp＋Ｆ／Ｓ）−Pb …(1) となる。

ここで、Pb≧Pp＋Ｆ／Ｓの関係にある時は、
１次圧力P₁の大小如何にかかわらずバランスピ
ストン１４には閉弁方向の力が作用しないため、
弁が開いて入口ポート３ａと出口ポート３ｂが連
通し、１次側圧P₁が零になる。

また、Pp＜Pp＋Ｆ／Ｓの関係にある時は、１
次側圧力P₁は(1)式で示す値になり、(1)式の中で
パイロツト油圧Ppは、パイロツトリリーフ弁５
の調整軸部５ｄを調整することにより変化させる
ことが可能であるため、パイロツトリリーフ弁５
の調整により入口ポート３ａの一次側圧力P₁を
０Kgｆ／cm²から滑らかに調整することができる。

なお、この実施例ではバランスピストン１４の
各端面１４b₁，１４c₁，１４c₂，１４f₁の受圧面
積を予め同一にした場合について述べたが、これ
に限るものではなく、各端面の受圧面積が各々異
る場合でも同様の効果を得ることができる。

第３図は、この考案による圧力制御弁を第９図
及び第１０図に示したのと同様な射出成形機に使
用した場合の例を示す油圧回路図で、第９図及び
第１０図と同じ部分には同一符を付してあり、そ
れらの説明は省略する。

この場合には、圧力制御弁３０の１次側圧力す
なわちタンク１３への戻り油路LTの油圧を０Kg
ｆ／cm²から連続的に制御できるので、従来のよう
に電磁切換弁１１あるいは２２を設ける必要がな
く、射出時にはパイロツトリリーフ弁５を最大圧
力に調整するか、パイロツト油の供給を断つこと
により戻り油路LTは閉状態になり、強制後退時
にはパイロツトリリーフ弁５を最低圧力に調整す
ることにより戻り油路LTは開状態になる。

さらに、計量時にはシリンダ１８から流出する
油圧を０Kgｆ／cm²から連続的に調整することがで
きる。

第４図はこの考案による圧力制御弁の弁体をス
プール弁にした他の実施例を示し、第１図と対応
する部分には同一符号を付している。

この圧力制御弁は、ボデイ１に形成した摺動孔
１ｄ内にスプール２４を摺動自在に嵌挿し、その
一端部に形成したスプリング受け穴２４ａとボデ
イ１との間にスプリング１５を係着して、このス
プール２４を閉弁方向（図で右方）へ付勢してい
る。

このスプール２４には、同一径のランド部２４
ｂ，２４ｃ，２４ｄと図で右端部にそれよりもや
や径の小さい摺動部２４ｅとを一体に形成し、背
圧室６に臨むランド部２４ｂの左端面２４b₁にパ
イロツトリリーフ弁５によつて圧力を調整された
パイロツト油圧Ppを、摺動部２４ｅの端面２４
e₁に減圧弁１２を介して一定圧に減圧されたパイ
ロツト油圧Ppをそれぞれ作用させるようになつ
ている。

また、スプール２４の内部には、スプリング室
１ｂを出口ポート３ｂに連通する油路２４ｆと、
一次側圧力P₁と油室１c₁とを連通する油路２４ｇ
とが形成されている。

そして、パイロツトライン７へパイロツト油が
導入されていないか、あるいは導入されてもその
油圧が低い場合には、スプール２４はスプリング
１５の付勢力によつて右方へ付勢されて図示の閉
弁位置となる。

パイロツトライン７へ高圧のパイロツト油が導
入されると、パイロツトリリーフ弁５を調整して
パイロツト油圧Ppを変化させることにより、そ
の圧力に応じてスプール２４が左右に移動し、ス
プール２４に対し閉弁方向に作用するスプリング
１５の付勢力Ｆ／Ｓ及びパイロツト油圧Pbと、
スプール２４に対して開弁方向に作用する油室１
ｃのパイロツト油圧Pbと油室１c₁の一次側圧力
P₁（端面２４e₂に作用する）とが釣り合う位置に
スプール２４が位置決めされる。

それによりメイン流路３の開度を調整すること
ができるので、一次側圧力P₁を０Kgｆ／cm²から
滑らかに調整することができる。

〔考案の効果〕

以上説明してきたように、この考案の圧力制御
弁によれば次のような効果が得られる。

(1) 圧力制御弁の入口側（一次側）圧力を０Kg
ｆ／cm²より滑らかに制御することができる。

(2) パイロツトラインにパイロツト油圧が導入さ
れないか、あるいはパイロツト油圧が低い場合
にはメイン流路が閉じるので、油圧回路を開閉
するための切換弁を使用する必要がなくなり、
回路がそれだけ単純化してコストも下がる。

(3) パイロツトラインに比例電磁リリーフ弁を使
用した場合、従来の圧力制御弁（第７図）では
力の強いスプリングが必要になり、バネ感度も
大きくなつて、メイン流量−圧力特性が著しく
悪化するが、この考案によれば減圧弁の設定圧
を高くするだけで対応できるため、その特性を
悪化させることがない。また、大流量の圧力コ
ントロールも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す圧力制御弁
の縦断面図、第２図は同じくその油圧回路図、第
３図はこの考案による圧力制御弁を射出成形機に
使用した場合の例を示す油圧回路図、第４図はこ
の考案の他の実施例を示す圧力制御弁の縦断面
図、第５図及び第６図は従来の標準のリリーフ弁
を示す縦断面図及びその油圧回路図、第７図及び
第８図は従来のノーマルオープンタイプの圧力制
御弁を示す縦断面図及びその油圧回路図、第９図
は第５図の標準のリリーフ弁を射出成形機に使用
した例を示す油圧回路図、第１０図は第７図のノ
ーマルオープンタイプの圧力制御弁を射出成機に
応用した例を示す油圧回路図である。 １……ボデイ、３……メイン流路、５……パイ
ロツトリリーフ弁、７……パイロツトライン、９
……流量調整弁、１２……減圧弁、１４……バラ
ンスピストン（弁体）、１５……スプリング、２
４……スプール（弁体）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ボデイ１内に、摺動することによりメイン流路
   ３を開閉する弁体１４と、該弁体１４を閉弁方向
   に付勢するスプリング１５と、パイロツト圧力を
   供給するパイロツトライン７とを設けた圧力制御
   弁において、 前記パイロツトライン７を前記ボデイ１内で２
   つの流路７ａ，７ｅに分岐させ、一方の油路７ａ
   を、流量調整弁９を介しパイロツトリリーフ弁５
   によりその油圧を調整して前記弁体１４に対する
   背圧室６に接続し、他方の油路７ｅを、減圧弁１
   ２を介して前記弁体１４に対して前記背圧室６と
   反対側の油室１ｃに接続したことを特徴とする圧
   力制御弁。