JPH0643585Y2 - 圧力制御弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、慣性体駆動用回路のブレーキ弁などに使用
される圧力制御弁に関する。

〔従来の技術〕

従来におけるこの種の圧力制御弁の具体例として実開昭
57-25261号公報に開示の技術が存在する。この圧力制御
弁は、第３図に示すように、強いばね51のばね力Ｆを受
けている主弁52に一次側絞り通路53が設けられており、
一次側通路54に高圧油が流入することにより、その油圧
が上記主弁52と弱いばね55のばね力を受けているピスト
ン56に作用する。高圧側の一次側通路54と低圧側の二次
側通路65との間を開閉する主弁52が弁座部57に着座して
いる場合における主弁52の受圧面積はピストン56の受圧
面積（断面積）よりも大きくなるように設定されてい
る。

そして、一次側通路54の油圧Po'は、主弁52の背後に形
成される主背後室58の油圧P1が変化すると、それに応じ
て変化する。また、上記一次側通路54の油圧Po'は、ピ
ストン56が弱いばね55のばね力に抗して図中左方へ移動
することによりそのピストン56の後端が昇圧緩衝装置Ｄ
のプランジャ59に当たると、主背後室58の油圧P1はプラ
ンジャ59が後退してばね60を圧縮し始めるまでの短い時
間内に急激に上昇し、その後はプランジャ59がストロー
クエンドに達するまで所定の初期設定値に保たれる。そ
して、プランジャ59がストロークエンドに達すると、上
記一次側通路54の油圧Po'が最大となり、主背後室58の
油圧P1も最大となる。

以上の構成によれば、第４図の特性図に示すように、一
次側通路54が時間t₁の間でけ低圧設定（初期設定値）と
なり、この間に駆動体のメカニカルなあそび（例えば、
ギヤのバックラッシュ）が詰められる。次に、同図の曲
線ａに沿って昇圧し、この間にアクチュエータの滑らか
な起動が行われ、この後、一次側通路54が高圧設定（P
o'max）となる。なお、上記低圧設定からの昇圧時間t₂
は、昇圧緩衝装置Ｄの絞り通路61,62,63の絞り量を調整
することにより制御される。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、上記例示した圧力制御弁は、一次側通路54の
油圧Po'を、時間経過に伴って二段階的に昇圧させるも
のであるが、この二段階的な昇圧途中における初期圧力
の設定値は、弱いばね55のばね力により決定されるもの
であるため、初期圧力の設定値を変化させるには上記ば
ね55のばね力を変化させねばならず、このようにばね力
を変化させることは、大型化を避けるためにばねのばね
力に制約が加えられるなどの理由により、現実向きでは
ないという問題を有している。また、この圧力制御弁に
は、第３図に示すように、ばね力調整用のねじ64が設け
られているが、このねじ64を操作すると、上記ばね55の
ばね力のみならず、ばね51のばね力Ｆも変化してしまう
ので、初期圧力の設定値だけを変化させることができな
いという問題をも有している。

なお、実開昭57-119171号公報、実開昭58-33834号公
報、特開昭58-207585号公報等にも、この種の圧力制御
弁の具体的構成が開示されているが、これらのうちの上
記実開昭57-119171号公報に開示のリリーフ弁が有して
いる特性は、同公報の第４図に示されているように、時
間経過に伴う油圧の変化が既述の場合と同様に二段階的
に変化するものである。

このような二段階的な変化特性を有する圧力制御弁にお
いては、昇圧途中の初期圧力の設定値が適切でないと、
例えば設定値が高過ぎる場合には、作動初期における主
弁の動作がにぶくなり作動遅れを生じるなどの問題があ
る。そして、時間経過に伴う圧力変化特性としては、第
５図に示すように、緩やかな曲線を描きながら序々に高
圧設定（Po'max）に近づいていくのが、理想曲線である
と言える。

また、上記実開昭58-33834号公報に開示のブレーキバル
ブは、リリーフ弁のスプリング室（主背後室）の周囲
に、該スプリング室内の圧力に応じて移動する調整ピス
トンをリリーフハウジングに摺動自在に嵌合させ、その
移動課程において上記スプリング室の容積を実質的に拡
大するようにしたものである。これによれば、上記調整
ピストンとリリーフハウジングとの間の摺動抵抗を常に
一定に維持することは困難であり、しかもこの摺動抵抗
の大きさは、個々の製品毎にバラツキが生じるものであ
るため、一定の圧力変化特性を得ることができないとい
う問題を有しており、また仮にこの問題を回避するため
にばねにより調整ピストンを付勢したならば、既述と同
様に二段階的な圧力変化特性となる。

更に、上記特開昭58-207585号公報に開示の圧力制御弁
は、圧力変化特性に関しては改善されていると言える
が、その反面、圧力変化に応じて動作する部品として、
主弁と昇圧ピストンとパイロット弁とが必須不可欠であ
り、またこれに起因して圧力室（主背後室）と第１圧力
室と第２圧力室と弁室とピストン内部通路などが必要に
なり、各部品の加工の困難化や全体構造の複雑化を余儀
なくされるという問題がある。

この考案は、ばねのばね力を変化させなくとも圧力変化
特性を調整することが可能であって、しかも、構造を複
雑にすることなく理想特性に近い圧力変化特性をバラツ
キを生じることなく得ることが可能な圧力制御弁を提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的達成のためになされたこの考案の特徴は、高圧
側の一次側通路と低圧側の二次側通路との間に、これら
の通路を開閉すると共に一次側絞り通路を有し且つばね
により前方に付勢された主弁を設け、上記一次側絞り通
路に連通する主弁の背後の主背後室の油圧を制御するこ
とにより、一次側通路の油圧を制御するように構成した
圧力制御弁において、上記主背後室に連通する圧力室
と、該圧力室をその前方に形成し且つその背後に補助背
後室を形成するピストンとを有する昇圧緩衝装置を設
け、上記主背後室と上記圧力室との間に二次側絞り通路
を形成し、上記ばねを収納するばね室と上記補助背後室
との間に第１の通路と第２の通路とを有する補助二次側
絞り通路を形成し、上記ピストンが前方端に位置してい
る時は上記第１の通路と第２の通路とが開かれ且つ上記
ピストンの背後側への移動途中で上記第１の通路が閉じ
られ第２の通路が開かれた状態となるようにこの双方の
通路を位置設定し、上記二次側絞り通路及び補助二次側
絞り通路により上記主背後室の油圧を制御するように構
成し、かつ、上記二次側絞り通路の開口面積を、上記補
助二次側絞り通路の二本の通路の開口面積の総和よりも
小さく設定すると共に、上記補助二次側絞り通路の第２
の通路の開口面積を、上記二次側絞り通路の開口面積よ
りも小さく設定したところにある。

〔作用〕

上記手段によると、一次側通路の圧油が主弁の一次側絞
り通路を介してその主背後室に流入し、更にその主背後
室から昇圧緩衝装置の圧力室に流入して、ピストンが背
後側に向かって移動を開始した場合、ピストンの補助背
後室から補助二次側絞り通路を介してばね室に圧油が流
出するが、このピストンの移動開始時においては上記補
助二次側絞り通路の第１及び第２の通路が開かれてお
り、しかもこの双方の通路の開口面積の総和に比して上
記二次側絞り通路の開口面積が小さいので、上記主弁の
主背後室の油圧は二次側絞り通路により制御される。こ
れにより、一次側通路の第１番目の低圧設定（以下、低
圧側の中間設定という）が決定される。

次に、更なる圧油の流入に伴って上記ピストンが背後側
に向かって移動して、補助二次側絞り通路の第１の通路
を閉じた場合には、この時に開かれている第２の通路の
方が上記二次側絞り通路よりも開口面積が小さいので、
この第２の通路により上記主背後室の油圧が制御され、
この結果、上記低圧側の中間設定の設定値よりも所定圧
だけ高い箇所で第２番目の低圧設定（以下、高圧側の中
間設定という）が決定される。

従って、時間経過に伴う圧力変化特性は、低圧側の中間
設定と、高圧側の中間設定と、高圧設定との三段階的な
特性となる。

〔実施例〕

以下、この考案に係る圧力制御弁の実施例を図面に基づ
いて説明する。

第１図は、圧力制御弁の断面図であり、同図において、
１は一次側通路、２は弁座、３は主弁、４は二次側通路
であり、主弁３は弁座２に着座及び離座することにより
一次側通路１と二次側通路４との間を開閉するものであ
る。主弁３には一次側絞り通路５が設けられ、この一次
側絞り通路５が主弁３の背後に形成された主背後室６に
連通している。この主背後室６には、昇圧緩衝装置Ｄの
圧力室７に連通する連結管８の一端部が摺動自在な状態
で嵌入されており、この連結管８の外周側には、主弁３
に前方への押圧力を付与するためのばね９が配設されて
いる。

昇圧緩衝装置Ｄは、その内孔10にピストン11が摺動自在
な状態で嵌入されており、このピストン11の前方に上記
圧力室７が形成され、ピストン11の背後に補助背後室12
が形成されている。上記圧力室７には、二次側絞り通路
13が開口しており、この二次側絞り通路13が連結管８に
より主弁３の背後の主背後室６に連通されている。上記
補助背後室12にはピストン11を押圧する補助ばね14が設
けられている。また、この補助背後室12は、第１の通路
18と第２の通路19とからなる補助二次側絞り通路を介し
てばね室16に連通しており、上記第１の通路18は、小径
側の内孔10（ピストン11が摺動する部分）に開口してい
るのに対し、上記第２の通路19は、大径側の内孔20に開
口している。上記第１の通路18はピストン11の移動によ
り閉鎖されるのに対し、上記第２の通路19は常開であ
る。そして、この第１の通路18と第２の通路19との開口
面積の総和に比して、上記二次側絞り通路13の開口面積
が小さく設定されおり、また上記第２の通路19の開口面
積は、上記二次側絞り通路13の開口面積よりも小さく設
定されている。

次に、上記実施例の作用を説明する。

一次側通路１の油圧が上昇し始めると、その圧油が主弁
３の一次側絞り通路、連結管８、二次側絞り通路13を経
て圧力室７に流入する。これに伴って、昇圧緩衝装置Ｄ
のピストン11が背後側（左方）に移動するが、この移動
時にピストン11が補助二次側絞り通路の第１の通路18を
閉鎖するまでの間は、二次側絞り通路13の絞り量に応じ
た低圧の油圧が上記主背後室６に生しる。これは、二次
側絞り通路13の開口面積が、第1,第２の通路18,19の開
口面積の総和よりも小さいので実質的に絞りの作用を果
たすのは二次側絞り通路13のみとなることに起因するも
のである。このように油圧が低圧に維持される時間は、
一次側絞り通路５を通過する圧油の流量（主弁３の前後
の差圧が略一定であるから一次側絞り通路５を通過する
圧油の流量は一次側絞り通路５の開口面積に比例す
る。）と、ピストン11が第１の通路18を閉鎖した時点に
おける圧力室７の容積によって決まる。この間は、主背
後室６の油圧が低圧値に維持されることから、主弁３の
動作は敏感に行われ得ることになり、作動遅れは生じな
くなる。

このような状態から更に圧油が流入した上記ピストン11
が第１の通路18を閉じた後は、第２の通路19の絞り量に
応じた高圧の油圧が上記主背後室６に生じるが、これ
は、第２の通路19の方が二次側絞り通路13よりも開口面
積が小さいので実質的に絞りの作用を行うのは第２の通
路19のみとなることに起因するものである。

第２図は、時間ｔに対する一次側通路１の油圧を示した
特性図である。

同図において、一次側通路１の圧油が二次側絞り通路13
を介して圧力室７に流入し始めると、一次側通路１の油
圧Po'は一旦昇圧した後、ピストン11が第１の通路18を
閉鎖するまでの間は二次側絞り通路13の開口面積に応じ
て決まる低圧側の中間設定値Po'lowに維持される。そし
て、ピストン11が第１の通路18を閉じることにより、一
次側通路１の油圧Po'は再び昇圧した後、第２の通路19
の開口面積に応じて決まる高圧側の中間設定値Po'high
に維持される。この後、ピストン11がストロークエンド
に達することにより、一次側通路１の油圧Po'は昇圧し
て高圧設定値Po'maxに到達する。

この圧力制御弁は、その作動初期における動作遅れを少
なくするため、二次側絞り通路13の開口面積を比較的大
きくして圧油流入後に先ず低圧側の中間設定値Po'lowに
維持することにより主弁５の作動を速く行わせ得るよう
にすると共に、第２の通路19の開口面積を小さくするこ
とにより主弁３が一旦作動した後においては高圧側の中
間設定値Po'highに維持して、初期設定圧力を高く保つ
ことができるようになる。

そして、上記のように一次側通路１の油圧Po'が三段階
的に変化していくことにより、その圧力変化特性が同図
に示す理想曲線Ｗにできるだけ近づくことになる。

〔考案の効果〕

以上のようにこの考案に係る圧力制御弁によれば、主弁
の背後の主背後室の油圧を制御するに際して、先ず二次
側絞り通路の絞り量に応じた低圧側の中間設定がなさ
れ、その後に補助二次側絞り通路の第２の通路の絞り量
に応じた高圧側の中間設定がなされることになるので、
この圧力制御弁の作動初期における動作遅れを少なくし
た上で、一旦作動した後は初期設定圧力を高く保つよう
にすることが可能になる。そして、圧力制御弁の内部構
造は簡素であるにも拘らず、時間経過に伴う圧力変化特
性は三段階的な特性となり、従来の二段階的な特性を有
する圧力制御弁に比して、構造の複雑化を招くことなく
理想曲線に近い特性が得られると共に、バラツキを生じ
ることなく常に同一の圧力変化特性が得られる。また、
圧力変化特性の調整は、各絞り通路の開口面積を変化さ
せるだけで済むことになり、ばねのばね力を変化させる
必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る圧力制御弁の実施例を示す断面
図、第２図は上記圧力制御弁の時間に対する一次側通路
の油圧変化を示すグラフ、第３図は従来例を示す断面
図、第４図は従来例の時間に対する一次側通路の油圧変
化を示すグラフ、第５図はこの種の圧力制御弁が備える
べき理想特性を示すグラフである。 １……一次側通路、３……主弁、 ４……二次側通路、５……一次側絞り通路、 ６……主背後室、７……圧力室 ９……ばね、11……ピストン 12……補助背後室、13……二次側絞り通路、 16……ばね室、 18……補助二次側絞り通路の第１の通路、 19……補助二次側絞り通路の第２の通路、 Ｄ……昇圧緩衝装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】高圧側の一次側通路と低圧側の二次側通路
   との間に、これらの通路を開閉すると共に一次側絞り通
   路を有し且つばねにより前方に付勢された主弁を設け、
   上記一次側絞り通路に連通する主弁の背後の主背後室の
   油圧を制御することにより、一次側通路の油圧を制御す
   るように構成した圧力制御弁において、 上記主背後室に連通する圧力室と、該圧力室をその前方
   に形成し且つその背後に補助背後室を形成するピストン
   とを有する昇圧緩衝装置を設け、上記主背後室と上記圧
   力室との間に二次側絞り通路を形成し、上記ばねを収納
   するばね室と上記補助背後室との間に第１の通路と第２
   の通路とを有する補助二次側絞り通路を形成し、上記ピ
   ストンが前方端に位置している時は上記第１の通路と第
   ２の通路とが開かれ且つ上記ピストンの背後側への移動
   途中で上記第１の通路が閉じられ第２の通路が開かれた
   状態となるようにこの双方の通路を位置設定し、上記二
   次側絞り通路及び補助二次側絞り通路により上記主背後
   室の油圧を制御するように構成し、かつ、上記二次側絞
   り通路の開口面積を、上記補助二次側絞り通路の二本の
   通路の開口面積の総和よりも小さく設定すると共に、上
   記補助二次側絞り通路の第２の通路の開口面積を、上記
   二次側絞り通路の開口面積よりも小さく設定したことを
   特徴とする圧力制御弁。