JPH05180355A

JPH05180355A - リリーフ弁

Info

Publication number: JPH05180355A
Application number: JP36009491A
Authority: JP
Inventors: Bouou Kaku; 卯應郭; Atsushi Inoue; 淳井上
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1991-12-30
Filing date: 1991-12-30
Publication date: 1993-07-20
Anticipated expiration: 2015-05-29
Also published as: JP3046121B2

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明の目的は、パイロット作動タイプの
リリーフ弁にもフリーピストンを簡単に設けられるよう
にながら、フリーピストンが常時原位置に復帰するよう
にしたリリーフ弁を提供することである。【構成】第１流出入ポート２２側にサージ圧が立つ
と、パイロットシート部材３０がパイロットポペット３
１とともに、第２スプリング３９に抗して移動する。こ
のパイロットシート部材３０の移動による体積変化でサ
ージ圧をカットする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、油圧回路等に装備さ
れるリリーフ弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にリリーフ弁というのは、サージ圧
が発生すると、その発生から制御が安定するまでの間の
時間遅れ、すなわち作動遅れが生じる。そこで、このサ
ージ圧をカットすることがリリーフ弁の特性を向上させ
るために絶対に必要であるとされている。図６に示した
直動形リリーフ弁は、サージ圧をカットするものとし
て、従来から知られているものである。この直動形リリ
ーフ弁は、ケーシング１に第１、２流出入ポート２、３
を形成するとともに、ボア４を形成している。そして、
このボア４の一端をプラグ５でふさぐとともに、このプ
ラグにはスリーブ６の一端をはめ付けている。このスリ
ーブ６の他端を、筒状のシート部材７にはめ付けてい
る。

【０００３】また、上記ボア４内には環状突部８を形成
し、この突部８を境にしてプラグ５側に空間を確保し、
この空間内にフリーピストン９を設けている。このフリ
ーピストン９は輪状にしてその内側を上記スリーブ６に
接触させ、外側をボア４に接触させている。このように
フリーピストン９を設けることによって、ピストン９の
上下に第１、２油室１０、１１が区画されるようにして
いる。第２油室１１は、環状突部８とスリーブ６との間
に形成した通路１２を介して、第２流出入ポート３に連
通させている。

【０００４】上記スリーブ６の中には、弁部材１３を設
けているが、この弁部材１３の軸部１３ａをスリーブ６
に対して摺動自在にするとともに、そのポペット部１３
ｂは、上記シート部材７のシート部１４に接触したり、
そこから離れたりするようにしている。そして、スリー
ブ６に弁部材１３の軸部１３ａを挿入することによっ
て、プラグ５側におけるスリーブ６内に、スプリング室
１５が形成されるようにしている。このスプリング室１
５には、弁部材１３の軸部１３ａ先端が突出するととも
に、その突出端にスプリング受け１６をかぶせている。
このスプリング受け１６と上記プラグ５との間にスプリ
ング１７を介在させ、通常は、ポペット部１３ｂがシー
ト部１４に圧接するようにしている。また、このスプリ
ング室１５は、スリーブ６に形成した小孔１８を介して
第１油室１０に連通させている。さらに、上記弁部材１
３は、その軸中心に連通孔１９を形成するとともに、こ
の連通孔１９の途中にオリフィス２０を形成している。
また、上記シート部１４の直径Ｄ₁ に対して、弁部材１
３の軸部１３ａの直径Ｄ₂ を小さくしている。

【０００５】次に、この従来の直動形リリーフ弁の作用
を説明する。いま、第２流出入ポート３側が高圧で、第
１流出入ポート２側が低圧に維持されると、流出入ポー
ト３側の圧力が第２油室１１に作用し、フリーピストン
９を図示の位置に押しあげる。そして、弁部材１３は、
スプリング１７と上記直径Ｄ₁ とＤ₂ との差による面積
差によって、ポペット部１３ｂがシート部１４に圧接し
た状態を維持する。上記の状態から第１流出入ポート２
側が高圧になって、第２流出入ポート３側が低圧になる
と、そのときの第１流出入ポート２側の圧力作用で、ま
ず最初にフリーピストン９が移動する。フリーピストン
９が移動すると、オリフィス２０前後に差圧が発生する
ので、弁部材１３は、スプリング１７に抗して移動し、
シート部１４を素早く開く。このシート部１４が素早く
開くことによって、サージ圧をカットすることができ
る。また、フリーピストン９が移動した後は、上記直径
Ｄ₁ とＤ₂ による断面積の差分の有効面積とスプリング
１７のバネ力とによって、シート部１４の開度が決まる
ことになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにした従来
の装置では、サージ圧をカットできるが、直動形なので
そのオーバライド特性がよくないという問題がある。こ
のオーバライド特性を向上させようとすれば、パイロッ
ト作動タイプのリリーフ弁を用いればよいが、このパイ
ロット作動タイプのリリーフ弁は構造が複雑なので、直
動形のリリーフ弁のように、簡単にフリーピストンを設
けられなかった。そのために従来は、サージ圧をカット
して作動遅れを防止しながら、オーバライド特性をも向
上させるといった２つの問題を同時に解決できるリリー
フ弁を使えないという問題があった。

【０００７】また、この従来のリリーフ弁では、第２流
出入ポート３側の圧力が上昇しないと、フリーピストン
９を図示の原位置に復帰させることができない。もし、
フリーピストン９が図示の原位置とは反対側の位置に停
止したままだと、サージ圧をカットする機能が、まった
く発揮されなくなるという問題もあった。この発明の目
的は、パイロット作動タイプのリリーフ弁にもフリーピ
ストンを簡単に設けられるようにしながら、フリーピス
トンが常時原位置に復帰するようにしたリリーフ弁を提
供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、ケーシング
にボアとこのボアに連通する第１、２流出入ポートとを
形成するとともに、このボアに挿入したスリーブとこの
ボアの端部をふさぐプラグの筒部とが相まって収納室を
形成するとともに、この収納室には、第１流出入ポート
側から順に、弁部材、パイロットシート部材及びパイロ
ットポペッを直列に配置する一方、上記弁部材は中空に
してその中空部分にオリフィスを形成し、上記パイロッ
トシート部材は、収納室内で摺動自在にするとともに弁
部材のオリフィスを介して第１流出入ポートと連通する
パイロットシートを形成し、これらパイロットシート部
材と弁部材との間に、弁部材に閉弁方向の勢力を付与す
る第１スプリングを介在させ、さらに上記パイロットポ
ペットは、プラグとの間に第２スプリングを介在させ、
通常は、この第２スプリングの作用でパイロットポペッ
トがパイロットシートに圧接する構成にするとともに、
第２スプリングのバネ力を、上記第１スプリングのバネ
力よりも大きくし、しかも、パイロットシート側と第２
流出入ポート側とを連通させた点に特徴を有する。

【０００９】

【作用】この発明は、上記のように構成したので、第
１、２流出入ポートのいずれにも圧力が発生していない
ときには、第１、２スプリングの作用で、弁部材が閉弁
する。この状態から第１流出入ポートの圧力が上昇する
と、その圧力作用でパイロットシート部材とパイロット
ポペットとが一体になって、第２スプリングに抗して移
動する。このパイロットシート部材が移動するときの体
積変化によって、回路内のサージ圧をカットできる。

【００１０】そして、第１流出入ポートの圧力が、第２
スプリングで定めたパイロットポペットの設定圧以上に
なると、今度は、パイロットポペットが開弁する。パイ
ロットポペットが開弁すれば、第１流出入ポートの流体
が弁部材に形成したオリフィスからパイロットシートを
経由して第２流出ポートから流出する。このようにオリ
フィスを通過する流れが発生すると、その前後に差圧が
発生し、その差圧の作用で弁部材が開弁する。

【００１１】

【発明の効果】この発明のリリーフ弁によれば、パイロ
ット作動タイプのものにも、サージ圧をカットする機構
を採用できるので、オーバライド特性を向上させなが
ら、サージ圧をカットして作動遅れを防止できる。つま
り、従来にはできなかった両特性の向上を同時に達成で
きる。また、第２流出入ポート側の圧力が上昇しなくて
も、第２スプリングのバネ力によって、パイロットシー
ト部材を原位置に復帰させられるので、どのような状況
の中でもサージ圧を確実にカットできる。

【００１２】

【実施例】図１に示した第１実施例は、ケーシング２１
に第１流出入ポート２２と第２流出入ポート２３とを形
成するとともに、軸線方向にボア２４を形成している。
このボア２４は、一端を第１流出入ポート２２に連通さ
せるとともに、他端をケーシング２１の端部に開放させ
ている。このようにしたボア２４にスリーブ２５を挿入
するとともに、ボア２４の開放端にプラグ２６をはめて
いる。このプラグ２６は、図１の下側に筒部２７を形成
するとともに、この筒部２７の先端にスリーブ２５の一
端をはめている。そして、これらスリーブ２５とプラグ
２６の筒部２７とが相まって、上記ボア２４内に収納室
２８を形成している。

【００１３】この収納室２８には、第１流出入ポート２
２側から順に、弁部材２９、パイロットシート部材３０
及びパイロットポペット３１を直列に配置している。上
記弁部材２９は、ポペット部２９ａと軸部２９ｂとから
なり、その軸部２９ｂの中を中継室３２としている。そ
して、この中継室３２は上記ポペット部２９ａに形成し
たオリフィス３３を介して第１流出入ポート２２に常時
連通させている。また、この弁部材２９は、上記スリー
ブ２５側に形成したメインシート３４部分の直径Ｄ₁ に
対して軸部２９ｂの直径Ｄ₂ を大きくしている。上記の
ようにした弁部材２９は、スリーブ２５内で摺動して、
メインシート３４を開閉するが、それが開いているとき
には、第１、２流出入ポート２２、２３が、メインシー
ト３４及び連通孔３５を介して連通する。また、それが
閉じているときには、両ポート２２、２３の連通が遮断
される。

【００１４】また、上記筒部２７側に形成された収納室
２８には、パイロットシート部材３０を摺動自在にはめ
合わせている。このパイロットシート部材３０と上記弁
部材２９との間には第１スプリング３６を介在させてい
る。この第１スプリング３６のバネ力を受けた弁部材２
９は、常に、メインシート３４を閉じる方向の勢力が付
与されることになる。そして、このパイロットシート部
材３０には、パイロットシート３７を形成しているが、
このパイロットシート３７は流通孔３８を介して中継室
３２に連通する。

【００１５】上記パイロットシート３７は、パイロット
ポペット３１で開閉する構成にしている。このパイロッ
トポペット３１には、第２スプリング３９を作用させ、
通常はこの第２スプリングの作用で、パイロットシート
３７がパイロットポペット３１で閉じられるようにして
いる。そして、この第２スプリング３９の他端にはバネ
力を調整するための調整ピストン４０を設け、この調整
ピストン４０をボルト４１で移動させることによって、
第２スプリング３９のイニシャル荷重を調整できるよう
にしている。ただし、この第２スプリング３９のバネ力
は、第１スプリング３６のバネ力よりも常に大きくなる
ようにしている。

【００１６】上記パイロットシート３７が開くと、第１
流出入ポート２２が、オリフィス３３→中継室３２→流
通孔３８→上記筒部２７に形成した小孔４２→筒部２７
→ボア２４との間に形成したすき間４３を介して第２流
出入ポート２３に連通する構成にしている。

【００１７】次に、この実施例の作用を説明する。い
ま、第１、２流出入ポート２２、２３の圧力が立ってい
なければ、第１、２スプリング３６、３９の作用で、パ
イロットポペット３１、パイロットシート部材３０及び
弁部材２９のそれぞれが一体的になりながら、ポペット
部２９ａをメインシート３４に押しつけ、それを閉じた
状態に維持する。この状態で第１流出入ポート２２側の
圧力が高圧になると、その圧力がオリフィス３３を経由
して中継室３２に伝わる。このとき、中継室３２内の圧
力が、第２スプリング３９で特定した設定圧以下であれ
ば、パイロットポペット３１がパイロットシート３７に
圧接して、それを閉じた状態に維持する。

【００１８】しかし、この中継室３２の圧力が作用する
パイロットシート部材３０の受圧面は、パイロットポペ
ット３１の受圧面よりも十分に大きいので、第１流出入
ポート２２側の圧力作用で、パイロットシート部材３０
がパイロットポペット３１とともに、第２スプリング３
９に抗して移動する。ただし、弁部材２９は、メインシ
ート３４側の受圧面積と弁部材２９の軸部２９ｂの受圧
面積とに差があるので、パイロットシート部材３０が上
記のように移動しても、弁部材２９がメインシート３４
を閉じたままにする。つまり、パイロットシート部材３
０が移動するにもかかわらず、弁部材２９はメインシー
ト３４を閉じた図示の位置にとどまる。

【００１９】上記のようにパイロットシート部材３０だ
けが移動すれば、当然のこととして中継室３２の体積が
拡大するが、この体積の拡大変化によって、第１流出入
ポート２２側に発生するサージ圧をカットできる。上記
の状態から第１流出入ポート２２側の圧力がさらに上昇
して、それが第２スプリング３９で設定した圧力以上に
なると、パイロットポペット３１がパイロットシート３
７を開く。これによって第１流出入ポート２２側の流体
が、オリフィス３３→中継室３２→流通孔３８→パイロ
ットシート３７→小孔４２→すき間４３を経由して第２
流出入ポート２３に流出する。

【００２０】このようにしてオリフィス３３に流れが発
生すると、その前後に差圧が発生し、その差圧が第１ス
プリング３６で設定した圧力以上になると、弁部材２９
が第１スプリング３６に抗して移動し、メインシート３
４を開く。したがって、第１流出入ポート２２側の流体
が低圧側である第２流出入ポート２３側に流出する。そ
して、第１流出入ポート２２側の圧力が下がれば、各部
材は、第１、２スプリング３６、３９の作用で、図示の
原位置に復帰する。この図示の原位置において、第２流
出入ポート２３側が高圧になると、その圧力がパイロッ
トポペット３１に作用するが、このパイロットポペット
３１はパイロットシート３７に圧接している分だけの面
積差があるので、パイロットポペット３１はパイロット
シート３７を閉じた状態に維持する。

【００２１】上記のようにした第１実施例のリリーフ弁
によれば、第１流出入ポート２２の圧力が急激に上昇し
ても、パイロットシート部材３０が移動して、そのサー
ジ圧をカットできる。このようにパイロットシート部材
３０を移動させてサージ圧をカットするようにしたの
で、パイロット作動タイプのリリーフ弁でも簡単に対応
できる。したがって、パイロット作動タイプの特徴であ
るオーバライド特性のよさを利用しながら、さらに、サ
ージ圧をカットすることができる。

【００２２】また、従来のフリーピストン９に相当する
パイロットシート部材３０は、第２スプリング３９の作
用で、ノーマル状態のときに原位置に強制的に戻される
ので、従来のようにフリーピストン９の位置が定まらな
いというような問題は一切ない。図２に示した第２実施
例は、第１実施例の調整ピストン４０及びボルト４１を
省略したもので、その他は第１実施例と同様である。図
３に示した第３実施例は、プラグ２６の筒部２７とスリ
ーブ２５とのはめ合わせを、第１実施例と逆にしたもの
で、その他は第１実施例とまったく同様である。図４に
示した第４実施例は、スリーブ２５の上端に大径部２５
ａを形成し、この大径部２５ａにパイロットシート部材
３０を入れるようにしたもので、その他は第１実施例と
同様である。図５に示した第５実施例は、弁部材２９を
筒状にし、ポート４４と連通孔２９とのラップ量で、第
２流出入ポート２３との開度が決まるようにしたもの
で、その他は第７実施例と同様である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の断面図である。

【図２】第２実施例の断面図である。

【図３】第３実施例の断面図である。

【図４】第４実施例の断面図である。

【図５】第５実施例の断面図である。

【図６】従来のリリーフ弁の断面図である。

【符号】

２１ケーシング２２第１流出入ポート２３第２流出入ポート２５スリーブ２６プラグ２７筒部２８収納室２９弁部材３０パイロットシート部材３１パイロットポペット３３オリフィス３６第１スプリング３７パイロットシート３９第２スプリング

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年６月１５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】次に、この従来の直動形リリーフ弁の作用
を説明する。いま、第２流出入ポート３側が高圧で、第
１流出入ポート２側が低圧に維持されると、流出入ポー
ト３側の圧力が第２油室１１に作用し、フリーピストン
９を図示の位置に押しあげる。そして、弁部材１３は、
スプリング１７と上記直径Ｄ₁ とＤ₂ との差による面積
差によって、ポペット部１３ｂがシート部１４に圧接し
た状態を維持する。上記の状態から第１流出入ポート２
側が高圧になって、第２流出入ポート３側が低圧になる
と、そのときの第１流出入ポート２側の圧力作用で、ま
ず最初にフリーピストン９が移動する。フリーピストン
９が移動すると、オリフィス２０前後に差圧が発生する
ので、弁部材１３は、スプリング１７に抗して移動し、
シート部１４を素早く開く。このシート部１４が素早く
開くことによって、サージ圧をカットすることができ
る。また、フリーピストン９が移動した後は、上記直径
Ｄ₁ とＤ₂ による断面積の差とスプリング１７のバネ力
とによって、シート部１４の開度が決まることになる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】

【作用】この発明は、上記のように構成したので、第
１、２流出入ポートのいずれにも圧力が発生していない
ときには、第１、２スプリングの作用で、弁部材が閉弁
する。この状態から第１流出入ポートの圧力が上昇する
と、その圧力作用でパイロットシート部材とパイロット
ポペットとが一体になって、第２スプリングに抗して移
動する。このパイロットシート部材が移動するときの体
積変化によって弁部材を開弁させ、回路内のサージ圧を
カットできる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】そして、第１流出入ポートの圧力が、第２
スプリングで定めたパイロットポペットの設定圧以上に
なると、今度は、パイロットポペットが開弁する。パイ
ロットポペットが開弁すれば、第１流出入ポートの流体
が弁部材に形成したオリフィスからパイロットシートを
経由して第２流出ポートから流出する。オリフィス前後
の差圧と第１スプリングと流体力が平衡する位置で弁部
材の開度が決まる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】この収納室２８には、第１流出入ポート２
２側から順に、弁部材２９、パイロットシート部材３０
及びパイロットポペット３１を直列に配置している。上
記弁部材２９は、ポペット部２９ａと軸部２９ｂとから
なり、その軸部２９ｂの中を中継室３２としている。そ
して、この中継室３２は上記ポペット部２９ａに形成し
たオリフィス３３を介して第１流出入ポート２２に常時
連通させている。上記のようにした弁部材２９は、スリ
ーブ２５内で摺動して、メインシート３４を開閉する
が、それが開いているときには、第１、２流出入ポート
２２、２３が、メインシート３４及び連通孔３５を介し
て連通する。また、それが閉じているときには、両ポー
ト２２、２３の連通が遮断される。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】しかし、この中継室３２の圧力が作用する
パイロットシート部材３０の受圧面は、パイロットポペ
ット３１の受圧面よりも十分に大きいので、第１流出入
ポート２２側の圧力作用で、パイロットシート部材３０
がパイロットポペット３１とともに、第２スプリング３
９に抗して移動する。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】上記のようにパイロットシート部材３０が
移動すれば、当然のこととして中継室３２の体積が拡大
するが、この体積の拡大変化によって、弁部材２９のオ
リフィス３３を通って流体が補給され、オリフィス前後
の差圧によって弁部材を開弁させると共に、第１流出入
ポート２２側に発生するサージ圧をカットできる。フリ
ーピストンがプラグとぶつかって止まると、本リリーフ
弁のショックレス操作の第１段階が修了することにな
る。この状態で第１流出入ポート２２側の圧力がさらに
上昇して、それが第２スプリング３９で設定した圧力以
上になると、パイロットポペット３１がパイロットシー
ト３７を開く。これによって第１流出入ポート２２側の
流体が、オリフィス３３→中継室３２→流通孔３８→パ
イロットシート３７→小孔４２→すき間４３を経由して
第２流出入ポート２３に流出する。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】このようにしてオリフィス３３の前後の差
圧と第１スプリング３６の方と流体力が平衡する位置
で、弁部材２９のメインシート３４の開度が決まる。し
たがって、第１流出入ポート２２側の流体が低圧側であ
る第２流出入ポート２３側に流出する。そして、第１流
出入ポート２２側の圧力が低圧に下がれば、各部材は、
第１、２スプリング３６、３９の作用で、図示の原位置
に復帰する。この図示の原位置において、第２流出入ポ
ート２３側が高圧になると、その圧力がパイロットポペ
ット３１に作用するが、このパイロットポペット３１は
パイロットシート３７に圧接している分だけの面積差が
あるので、パイロットポペット３１はパイロットシート
３７を閉じた状態に維持する。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】また、従来のフリーピストン９に相当する
パイロットシート部材３０は、第２スプリング３９の作
用で、ノーマル状態のときに原位置に強制的に戻される
ので、従来のようにフリーピストン９の位置が定まらな
いというような問題は一切ない。図２に示した第２実施
例は、第１実施例の調整ピストン４０及びボルト４１を
省略したもので、その他は第１実施例と同様である。図
３に示した第３実施例は、プラグ２６の筒部２７とスリ
ーブ２５とのはめ合わせを、第１実施例と逆にしたもの
で、その他は第１実施例とまったく同様である。図４に
示した第４実施例は、スリーブ２５の上端に大径部２５
ａを形成し、この大径部２５ａにパイロットシート部材
３０を入れるようにしたもので、その他は第１実施例と
同様である。図５に示した第５実施例は、弁部材２９を
筒状にし、ポート４４と連通孔２９との開閉で、第２流
出入ポート２３との開度が決まるようにしたもので、そ
の他は第７実施例と同様である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシングにボアとこのボアに連通する
第１、２流出入ポートとを形成するとともに、このボア
に挿入したスリーブとこのボアの端部をふさぐプラグの
筒部とが相まって収納室を形成するとともに、この収納
室には、第１流出入ポート側から順に、弁部材、パイロ
ットシート部材及びパイロットポペッを直列に配置する
一方、上記弁部材は中空にしてその中空部分にオリフィ
スを形成し、上記パイロットシート部材は、収納室内で
摺動自在にするとともに弁部材のオリフィスを介して第
１流出入ポートと連通するパイロットシートを形成し、
これらパイロットシート部材と弁部材との間に、弁部材
に閉弁方向の勢力を付与する第１スプリングを介在さ
せ、さらに上記パイロットポペットは、プラグとの間に
第２スプリングを介在させ、通常は、この第２スプリン
グの作用でパイロットポペットがパイロットシートに圧
接する構成にするとともに、第２スプリングのバネ力
を、上記第１スプリングのバネ力よりも大きくし、しか
も、パイロットシート側と第２流出入ポート側とを連通
させたリリーフ弁。