JPH06341564A - 圧力制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入口通路から導く液圧の作用で調圧ばねの付
勢に抗して移動する弁体が移動の際に前記液圧の作用す
る受圧面積をステップ的に拡大するようにされた圧力制
御弁をコンパクトにする。 【構成】 弁体８に端部ランド８Ａとこれより大径の弁
部８Ｂを設け、弁孔に端部ランドを嵌合する小径部７Ａ
と、弁部により通断される流入部９Ａと流出部９Ｂを設
け、弁体の端部ランド側端に圧力作用室１５を設けてこ
の圧力作用室に通じたパイロット通路１９、２０を端部
ランド外周面に開口するよう弁体に設け、この開口を、
弁体のノーマル位置で弁孔の小径部内周面で閉じ、調圧
ばね１４の付勢に抗する弁体の移動で流入室に開くよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液圧用の圧力制御弁に
関し、特に、調圧ばねによる付勢で入口、出口通路間を
閉じている弁体を、入口通路からの液圧の作用で、調圧
ばねの付勢に抗し移動させる際、弁体を調圧ばねの付勢
に抗して押圧する押圧力を生じさせるための、入口通路
からの圧力を受ける受圧面積を、弁体の移動に応じて、
ステップ的に大きくするようにした圧力制御弁に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】このような圧力制御弁として、特公昭５
２−４９５６４号公報に記載のものがある。すなわち、
調圧ばねで付勢される弁体の一端には、この弁体に当接
する小ピストンと環状の大ピストンとを、両ピストン間
に筒状の壁部材を介在して小ピストンを内側にして設置
している。そして、小ピストンの反弁体側の端面へは弁
本体に設けた通路を介して入口通路から導く油圧を作用
させるとともに、この油圧の作用で小ピストンと弁体と
が調圧ばねの付勢に抗して移動すると、壁部材に設けた
通孔をへて大ピストンの反弁体側の端面にもこの油圧が
導かれるよう、小ピストンにより壁部材との間で壁部材
に設けた通孔を開閉する開閉弁作用を行うようにしてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、かかる構成
では、小ピストンと弁体は別体であるため、小ピストン
の反弁体側端面に作用させる油圧を入口通路から導く通
路を弁本体に設けなくてはならず、弁本体が複雑となる
とともに大形化する問題点がある。本発明は、かかる問
題点を解決して、弁本体が大形化せず、小形状な圧力制
御弁を実現するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このため本発明では、弁
本体に設けた弁孔に軸方向へ移動自在に嵌挿した弁体に
はその軸方向一方側に端部ランドと端部ランドより大径
で端部ランドの軸方向他方側に弁部とを形成し、弁孔に
は、入口通路が通じた流入部と、流入部より小径で流入
部の軸方向一方側に弁体の端部ランドを摺動自在に嵌合
する小径部と、流入部の軸方向他方側に弁体の移動に応
じその弁部により流入部と通断されて出口通路が通じた
流出部とを形成し、弁体をその弁部が流入部と流出部の
間を遮断するノーマル位置へと軸方向一方側へ付勢する
調圧ばねを設け、弁孔内で弁体の軸方向一方端側には絞
りを設けた通路を介しドレンされる圧力作用室を形成
し、弁体には一端が圧力作用室に通じるパイロット通路
を設けて、このパイロット通路の他端を、弁体のノーマ
ル位置で弁孔の小径部内周面により閉塞され調圧ばねの
付勢に抗する弁体の移動により弁孔の流入部に開くよう
端部ランド外周面に開口している。

【０００５】

【作用】このような構成の、本発明の圧力制御弁による
と、ノーマル位置の弁体には、その弁部での端部ランド
と弁部の径差に基づく受圧面積に、入口通路に通じた弁
孔流入部の液圧が作用し、これによって弁体には、調圧
ばねの付勢に抗する方向への押圧力が生じている。そし
て、入口通路での液圧が上昇し、この押圧力が調圧ばね
の付勢に打ち勝つと弁体が移動し始め、これにより、圧
力作用室に通じた通孔の端部ランドでの開口が、弁孔の
流入部に開くことにより、この通孔をへて圧力作用室へ
は入口通路からの圧液が導入される。そして、弁体は、
この圧力作用室へ導かれる液圧によっても押圧され始
め、入口通路からの液圧により調圧ばねの付勢に抗する
方向への押圧力を生じる弁体の受圧面積がステップ的に
大きくなるのである。そして、圧力作用室へ入口通路か
らの圧液を導く通孔は弁体に設けられるので弁本体へは
このような通孔が不要となって弁本体の構成が簡略化さ
れるとともに弁本体が大形化せず、小形状な圧力制御弁
が実現できる。

【０００６】

【実施例】以下本発明の実施例を図面により説明する。
図１は安全弁としての使用に適したリリーフ弁を示し、
１は本体ブロック２及びばねカバー３によって形成され
る弁本体である。本体ブロック２には、軸方向一方側端
を栓４で、他方側端をばねカバー３でそれぞれ閉じた貫
通孔５が形成されている。６は筒状のスリーブで、貫通
孔５に栓４に隣接して貫挿され栓４側に小径部７Ａを、
そして小径部７Ａに続く大径部７Ｂを有した段付孔７が
貫通している。スリーブ６は、栓４からばねケース３に
至らない長さとなっていて、スリーブ６が存在しない貫
通孔５のばねケース３側部分と、スリーブ６の段付孔７
により、弁体８を軸方向へ移動自在に嵌挿する弁孔９を
形成している。

【０００７】そして、弁孔９には、段付孔７の大径部７
Ｂ内に、入口通路１０がスリーブ６の通孔６Ａを介して
通じた流入部９Ａが形成され、貫通孔５のスリーブ６が
存在しないばねケース３側部分内に、図示略のタンクへ
接続される出口通路１１が通じた流出部９Ｂが形成され
ている。弁体８は、その栓４側の端部に段付孔７の小径
部７Ａに摺動自在に嵌合する端部ランド８Ａと、この端
部ランド８Ａからばねケース３側に隔てて、段付孔７の
大径部７Ｂに摺動自在に嵌合でき、弁体８の移動に応じ
大径部７Ｂから離脱したり、大径部７Ｂに嵌合したりし
て、流入部９Ａと流出部９Ｂ間を通断するランド状の弁
部８Ｂとを設けている。なお、いうまでもなく、この弁
部８Ｂは端部ランド８Ａより大径である。

【０００８】８Ｃは、弁体８のばねケース３側端部に備
えたばね受けである。このばね受け８Ｃとばねケース３
内に設置されたばね受け１３との間に、弁体８を栓４方
向へ押圧付勢する調圧ばね１４が設置され、このばね受
け１３は、調整ねじ１２の回動による進退で、調圧ばね
１４の前記付勢力を調整するよう軸方向に移動自在とな
っており、１２Ａは調整ねじのロックナットである。１
５は、スリーブ６の小径部７Ａ内で弁体８の端部ランド
８Ａと栓４間に形成する圧力作用室であり、この圧力作
用室１５は、弁体８を軸方向に貫通する貫通路１６と、
貫通路１６に通じた径方向の貫通路１７により、この貫
通路１６に設置する絞り１８を介し常時流出部９Ｂに通
じてドレンされている。

【０００９】また弁体８には、一端がそれぞれ圧力作用
室１５に通じた通孔１９Ａ、２０Ａと、これら通孔１９
Ａ、２０Ａに通じ弁体８の端部ランド８Ａ外周面に開口
する通孔１９Ｂ、２０Ｂとで形成されるパイロット通路
１９、２０が設けてある。そして、通孔１９Ｂ、２０Ｂ
は、弁体８がその端部ランド８Ａ側端面を栓４に当接さ
せて弁部８Ｂが流入部９Ａと流出部９Ｂ間を遮断してい
る図１に示したノーマル位置にあるとき、スリーブ６の
小径部７Ａ内周面で閉塞されるとともに、弁体８が調圧
ばね１４の付勢に抗して移動すると、流入室９Ａに開い
て流入室９Ａと通じる位置に開口している。

【００１０】次にこの実施例の作動を説明する。図示略
の液圧ラインの所望個所に接続した入口通路１０より流
入部９Ａに圧液が導入される。そして、弁体８は、端部
ランド８Ａと弁部８Ｂの径差に基づく弁部８Ｂでの受圧
面積に作用する流入部９Ａの液圧により、調圧ばね１４
の付勢に抗して押圧される。この液圧による押圧力が、
調圧ばね１４の付勢より小さいときには弁体８は図１に
示すノーマル位置にあり、流入部９Ａと流出部９Ｂ間は
弁体８の弁部８Ｂにより遮断されたままとなっており、
このとき、圧力作用室１５は、パイロット通路１９、２
０における通孔１９Ｂ、２０Ｂの開口が、弁孔９におけ
る小径部７Ａの内周面により閉塞される一方、絞り１８
を介し流出室９Ｂへドレンされているので、出口通路１
１が接続するタンク（図示略）と同様の、無圧状態とな
っている。

【００１１】そして、入口通路１０から導く液圧が大き
くなり、これによる弁体８への押圧力が調圧ばね１４の
付勢に打ち勝つと、すなわち、この液圧がクラッキング
圧力に達すると、弁体８はばねケース３側へと移動を開
始し、この移動に伴い、弁部８Ｂが流入部９Ａから離脱
して流入部９Ａと流出部９Ｂとが連通し始め、また、弁
体８の端部ランド８Ａも流入部９Ａ側へと抜け出される
ことから、パイロット通路１９、２０における通孔１９
Ｂ、２０Ｂの開口が流入部９Ａへ開き、圧力作用室１５
へは、パイロット通路１９、２０を介し流入部９Ａの圧
液が導かれる。

【００１２】そして圧力作用室１５内は、貫通路１６、
１７により流出部９Ｂへドレンされてはいるがこのドレ
ン径路中の絞り１８により圧液の流出が抑えられて流入
部９Ａと実質的に同じ圧力が維持される。これにより弁
体８には、調圧ばね１４の付勢に抗した押圧力を生ずる
液圧が作用する受圧面積として、移動開始時の端部ラン
ド８Ａと弁部８Ｂの径差に基づく受圧面積に付加されて
圧力作用室１５の液圧が作用する端部ランド８Ａ端面全
域が新たに生じ、受圧面積がステップ的に拡大されるた
め弁体８は一層ばねケース３側へ移動される。そして、
この拡大した受圧面積に作用する液圧による押圧力と調
圧ばね１４の付勢とを平衡させるよう、弁部８Ｂは流入
部９Ａと流出部９Ｂ間を大きく連通させ、流入部９Ａの
液圧を受圧面積の拡大に応じクラッキング圧力より低下
させるよう、入口通路１０からの圧液を出口通路１１へ
排出する。

【００１３】この排出により、流入部９Ａへ導かれる液
圧が低下し、この液圧が前記拡大受圧面積に作用して生
じる押圧力が調圧ばね１４の付勢より小さくなると、弁
体８は、再び、図１に示すノーマル位置へ達するよう移
動される。この移動の途中でパイロット通路１９、２０
における通孔１９Ｂ、２０Ｂの開口は、弁孔１９におけ
る小径部７Ａ内周面により閉塞されるが、圧力作用室１
５の圧液は閉じ込められることなく貫通路１６の絞り１
８をへて流出部９Ｂへ流出できるので、弁体８は支障な
く図１のノーマル位置へ復帰される。

【００１４】ここで、本実施例の如く弁体の開方向移動
途中で開方向押圧力を得る受圧面積をステップ的に拡大
することのない、通常の直動形のリリーフ弁では、出口
通路への排出流量の増加に応じ、入口通路側の液圧が弁
体が開きはじめるクラッキング圧力から極端に増加し
て、いわゆる圧力オーバライド特性が悪いことで知られ
ており、これは主に、調圧ばねによって得られる弁体へ
の付勢力が、弁開度を大きくする弁体の移動に伴いばね
定数に応じて大きくなることによるものである。このよ
うなリリーフ弁を、液圧ラインでの液圧を所定値以下に
確実に保つ安全弁として用いようとすると、入口通路側
の圧力が、排出流量が増加してもクラッキング圧力から
さほど大きく増加しないようにするため、きわめて大容
量の、大形のリリーフ弁を用いなくてはならず不経済で
あった。

【００１５】ところが本実施例によると、流入部９Ａで
の液圧がクラッキング圧力に達して弁体８が移動すると
パイロット通路１９、２０により圧力作用室１５に流入
部９Ａの液圧が導入されて調圧ばね１４の付勢に抗する
押圧力を生じる弁体８の受圧面積が拡大する。そして弁
体８は、流入部９Ａの液圧を、これが拡大した受圧面積
に作用して生じる押圧力と調圧ばね１４の付勢とが平衡
するよう、クラッキング圧力よりも低下させるので、安
全弁として用いたとき、排出流量の増加に応じ流入部９
Ａ、ひいては入口通路１０とこれに接続の液圧ラインで
の液圧が、上述の通常のリリーフ弁でのようにクラッキ
ング圧力から大きく増加することが防止でき、このた
め、不必要に大容量の弁を用いる必要がなくて経済的と
なる。

【００１６】また、本実施例では、このような受圧面積
のステップ的な拡大を得るためのパイロット通路１９、
２０は、弁体８に設けているので弁本体１が複雑化しな
いとともに大形化せず、小形状なリリーフ弁が得られ、
また、前述の特公昭５２−４９５６４号記載のものと比
較すれば、小ピストン及び大ピストンの２つのピストン
等が不要で、かつ、パイロット通路１９、２０と流入部
９Ａとの開閉も端部ランド８Ａ外周面での通孔１９Ｂ、
２０Ｂの開口と小径部７Ａ内周面とによって行なわれて
部品数が少くなり、廉価な弁が得られる。

【００１７】図２は他の実施例を示し、図１と異なる点
について説明する。弁孔９には図１での如きスリーブは
設けてなく、中央に流入部９Ａが、また流入部の栓４側
に小径部９Ｃが、そして流入部９Ａのばねケース３側に
流出部９Ｂが、それぞれ隣接形成されている。そして、
ばねケース３内は、流出部に通じた図１の場合と異な
り、延長した弁部８Ｂにより流出部９Ｂと遮断されてド
レン孔２１により図示略のタンクに接続される外部ドレ
ン方式をとっており、また圧力作用室１５は貫通路１６
に設けた絞り１８によりばねケース３内に通じていて前
記ドレン孔２１よりドレンされるようになっている。

【００１８】この図２の場合も、図１の場合と同様の作
用効果を得ることができる。さらに、図２の場合では、
外部ドレン方式であるため、出口通路１１を図示しない
液圧アクチュエータに接続してシーケンス弁としても用
いることができ、この場合、流入部９Ａの液圧がクラッ
キング圧力に達し弁体８が移動して流入部９Ａ、流出部
９Ｂが連通されるとき、図１の場合同様、圧力作用室１
５へも流入部９Ａの液圧が導かれ弁体８での受圧面積の
拡大が行なわれるので、このような弁体８の移動が生じ
ると、流入部９Ａでの液圧が若干低下しても、拡大した
受圧面積に作用して得られる押圧力が調圧ばね１４の付
勢より小さくならない限り弁体８は移動したままの連通
状態を保つので、液圧アクチュエータは入口通路１０で
の若干の圧力変動に影響されず、圧液が連続して供給さ
れ、安定作動できる。

【００１９】図３は、圧力作用室１５についてのさらに
異なった実施例を示す。すなわち、弁体８の端部ランド
８Ａには、その栓４側からピストン孔８Ｘが設けてあ
り、ピストン２５が摺動自在に嵌挿されている。ピスト
ン２５は栓４に当接してピストン孔８Ｘ内端との間に圧
力作用室１５を形成し、該圧力作用室１５に通じるよ
う、パイロット通路となる通孔１９、２０が端部ランド
８Ａ外周面に開口して設けてある。そして、ピストン２
５の栓４側はドレン路２６により図示略のタンクに接続
され、ピストン２５とピストン孔８Ｘとの摺動隙間に形
成される絞り１８を介し、圧力作用室１５はこのドレン
路２６に接続されドレンされるよう構成されている。そ
して、この図３の如き圧力作用室１５でも、先の実施例
と同様な作用効果が得られる。またここで、ピストン２
５は栓４と一体とすることも可能である。

【００２０】

【発明の効果】このように本発明では、圧力作用室に通
じるパイロット通路を弁体に設けてその弁体端部ランド
外周面での開口を、弁孔小径部内周面で閉塞した状態か
ら、調圧ばねの付勢に抗する弁体の移動に応じ弁孔の流
入部に開くことにより、パイロット通路を介し圧力作用
室へ流入部からの圧液を導くようにしたので、弁本体
に、圧力作用室へ圧液を導く通路は不要となり、弁本体
が簡略化するとともに大形化せず、小形状な圧力制御弁
が得られ、また、弁体移動に伴うパイロット通路の弁孔
流入部との開閉も、弁体の端部ランド外周面でのパイロ
ット通路の開口と弁孔小径部内周面で行なわれて部品数
も少くでき、廉価な圧力制御弁が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す断面図。

【図２】本発明の第２実施例を示す断面図。

【図３】本発明の第３実施例の要部を示す部分断面図。

【符号の説明】

１弁本体 ７Ａ小径部 ８弁体 ８Ａ端部ランド ８Ｂ弁部 ９弁孔 ９Ａ流入部 ９Ｂ流出部 ９Ｃ小径部 １０入口通路 １１出口通路 １４調圧ばね １５圧力作用室 １９、２０パイロット通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁本体に設けた弁孔に軸方向へ移動自在
   に嵌挿した弁体にはその軸方向一方側に端部ランドと端
   部ランドより大径で端部ランドの軸方向他方側に弁部と
   を形成し、弁孔には、入口通路が通じた流入部と、流入
   部より小径で流入部の軸方向一方側に弁体の端部ランド
   を摺動自在に嵌合する小径部と、流入部の軸方向他方側
   に弁体の移動に応じその弁部により流入部と通断されて
   出口通路が通じた流出部とを形成し、弁体をその弁部が
   流入部と流出部の間を遮断するノーマル位置へと軸方向
   一方側へ付勢する調圧ばねを設け、弁孔内で弁体の軸方
   向一方端側には絞りを設けた通路を介しドレンされる圧
   力作用室を形成し、弁体には一端が圧力作用室に通じる
   パイロット通路を設けて、このパイロット通路の他端
   を、弁体のノーマル位置で弁孔の小径部内周面により閉
   塞され調圧ばねの付勢に抗する弁体の移動により弁孔の
   流入部に開くよう端部ランド外周面に開口したことを特
   徴とする圧力制御弁。