JPS6162680A - リリ−フ弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、油圧装置や水圧装置等に用いる液圧用のリ
リーフ弁に関する。

〈従来の技術〉 従来、この種のリリーフ弁としては、第３図に示すよう
に、主弁（１）とパイロット弁（２）とからなるものが
知られている。上記主弁（１）は主弁室（３）内に主弁
体（５）を摺動自在に嵌合して、その主弁体（５）を、
入口（６）と出口（７）との開に設けられた弁座（８）
に向けてバネ室（１１）内のバネ（１２）によって付勢
している。また、上記パイロット弁（２）は制御室（１
５）の端部に設けた弁座（１６）に向けてポペット弁体
（１７）をバネ（１８）により付勢して、上記制御室（
１５）内の圧力を制御するようにしている。さらに、上
記主弁（２）の入口（６）と制御室（１５）とを、主弁
体価）に設けられたパイロット絞り（２１）、バネ室（
１１）、通路（２４）およびベント絞り（２５）からな
る内部パイロット通路（２６）によって接続している。

そして、このリリーフ弁は、制御室（１５）の圧力がパ
イロット弁（２）の設定圧力になって、パイロット弁体
（１７）が弁座（１６）から離れ、入口（６）からパイ
ロ７ド絞り（２１）、バネ室（１１）、通路（２４）、
ベント絞り（２５）、制御室（１５）へと流れるベント
流量つまりパイロット流量が設定流量以上になって、パ
イロット絞り（２１）の前後の差圧がバネ室（１１）の
バネ（１２）のバネカ相当になったときに初めて、主弁
体（５）が弁座（８）から離れて、入口（６）の圧力制
御を行なうようになっている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、上記従来のリリーフ弁では、パイロット弁体
（１６）が動作しても、パイロット絞り（２１）と　゛
ベント絞り（２５）を流れるベント流量が増大して、パ
イロット絞り（２１）の前後の差圧が設定値以上になる
まで、主弁（５）が動作せず、言い換えると、両校１）
（２１）、　（２５）の影響を受けて、圧力オーバライ
ド特性が悪く、圧力制御の精度が悪いという欠点がある
。また、ベント絞り（２５）の前後の差圧がベント流量
によって変化するため、制御室（１５）とバネ室（１１
）との圧力が等しくなく、圧力制御の精度が悪くかつ、
不安定になる。また、上記従来のリリーフ弁では、パイ
ロット弁（２）の制御室（１５）と主弁（１）の入口（
６）との間に径の小さな二つのパイロット絞り（２１）
とベント絞り（２５）を必要とするため、応答性が悪い
という欠点がある。さらにまた、上記従来のリリーフ弁
では、内部パイロット通路（２６）が主弁（２）のバネ
室（１１）を経由しており、このバネ室（１１）の容積
が主弁（５）の動作により変化し、内部パイロット通路
（２６）の容積が変化することになるため、共振を回避
する設計が困難になり、異常音等を発生したりして不安
定になるという欠点がある。

そこで、この発明の目的は、リリーフ弁がパイロット流
量の直接的影響を受けることがないようにし、圧力オー
バライド特性を良くして、高精度な圧力制御をでき、か
つ圧力制御の応答性を良くし、かつ安定な圧力制御をで
きるようにすることである。

〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明のリリーフ弁は、主
弁（２１）の入口（３１）とパイロット弁（２２）の制
御室（４６）とを、上記主弁（２１）のバネ室（３５）
を経由しない内部パイロット通路（５５）で接続すると
共に、上記内部パイロット通路（５５）の制御室（４６
）側の端部にベント絞り（５６）を設ける一方、上記制
御室（４６）と主弁（２１）のバネ室（３５）とを、絞
り（６２）を有する通路（６１）によって接続したこと
を特徴とする。

〈作用〉 上記構成により、主弁（２１）の入口（３１）の圧力は
、バネ室（３５）を経由しない内部パイロット通路（５
５）およびベント絞り（５６）を通って、パイロット弁
（２２）の制御室（４６）に導びがれる。上記パイロッ
ト弁（２２）のポペット弁体（４３）により制御される
制御室（４６）の制御圧力は、絞り（６２）を有する通
路（６１）によって、主弁（２１）のバネ室（３５）に
導びがれ、バネ室（３５）の圧力は制御室（４６）の圧
力と実質的に同じになり、主弁（２１）はバネ室（３５
）と入口（３１）との差圧に応じて動作する。

〈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）は主弁、（２２）はパイロッ
ト弁である。

上記主弁（２１）は、本体（２３）内に嵌合したスリー
ブ（２５）の内側のシリング状主弁室（２６）に主弁体
（２７）を摺動自在に嵌合し、この主弁体（２７）の先
端のテーパ部（２８）を、入口（３１）と８口（３２）
との開に形成した弁座（３３）に接離自在に対向させて
いる。

上記主弁室（２６）の一端のバネ室（３５）には、フィ
ルバネ（３６）を縮装して、主弁体（２７）のテーパ部
（２８）を弁座（３３）に向けて押し付けている。第１
図に示すように、主弁体（２７）が弁１（３３）に密着
している状態で、主弁体（２７）のバネ室（３５）側の
受圧面積は弁座（３３）の面積よりも大きくして、人口
（３１）とバネ室（３５）の圧力か同じとした場合、主
弁体（２７）が流体圧力のみによって弁座（３３）に押
し付けられるアンバランス構造にすると共に、弁座（３
３）と主弁体に７）との間を流れる流体は、テーパ部（
２８）によって第１図中右方Ｘに示すように拡がり流れ
となるようにして、主弁体（２７）の作動が安定するよ
うにしている。また、上記主弁体（２７）のバネ室（３
５）側の端面には、コイルバネ（３６）の一部を収容す
るための凹部（３７）を設けている。上記凹部（３７）
内には、久ペーサ（３８）を配置して、バネ室（３５）
内に満たされる流体の容積を小さくしている。

一方、上記パイロット弁（２２）は、本体（４１）内に
設けたパイロット弁室（４２）内にポペット弁体（４３
）を配置している。上記パイロット弁室（４２）の壁部
を形成するスリーブ（４５）には、上記弁室（４２）に
開口する円柱状の制御室（４６）を設け、この制御室（
４６）の端部すなわち口縁部を上記ポペット弁体（４３
）が接離する弁座（４７）とする。上記ポペット弁体（
４３）とバネ受け（４８）との開にコイルバネ（５１）
を縮装して、ポペット弁体（４３）を弁座（４７）に向
けて付勢している。上記コイルバネ（４２）の付勢力の
調整は、調整ハンドル（５２）により、バネ受け（４１
）の押込量を調整して行なう。

一方、上記主弁（２１）の入口（３１）とパイロット弁
（２２）の制御室（４６）とは、内部パイロット通路（
５５）により接続している。この内部パイロット通路（
５５）の制御室（４６）側の端部にベント絞り（５６）
を形成している。上記内部バイロフト通路（５５）は、
主弁（２１）の入口（３１）から制御室（４６）に向け
て、段々に先細に形成して、大径ｇ５（５５ａ）、中径
部（５５ｂ）。

（５５ｃ）、小径部（５５ｃ）、・・・・・・から構成
する。この内部パイロット通路（５５）の段々に先細に
なる状態を模式的に第２図に示す。上記小径部（５５ｄ
）は、スリーブ（４５）の端面の半径方向の溝（５７）
およびスリーブ（４５）の孔（５Ｓ）を介して、ベント
絞り（５６）に連通している。

上記制御室（４６）と主弁（２１）のバネ室（３５）と
は通路（６１）により接続している。この通路（６１）
の制御室（４６）側の端部、つまりスリーブ（４５）に
絞り（６２）を設けている。

さらに、上記主弁（２１）のバネ室（３５）と外部パイ
ロットポー）　（６５）とを外部パイロット通路（６６
）により接続している。上記外部パイロット通路（６６
）の最もバネ室（３５）側の端部には絞り（６カを設け
ている。上記絞り（６７）の径はベント絞り（５６）の
径よ１）も大きく、絞り（６２）の径よりも小さくなっ
ている。すなわち、（ベント絞り（５６）の径）＜（絞
り（６７）の径）＜（絞り（６２）の径）となっている
。

なお、（７１）はパイロット弁（２２）の弁室（４２）
と出口（３２）とを最短距離で接続する戻し通路、（７
２）は戻し通路（７１）に必要に応じて設ける絞り、（
７３）はパイロ７ト弁（７１）のプラグである。

上記構成のリリーフ弁においては、主弁（２１）の人口
（３１）とパイロット弁（２２）の制御室（４６）とは
、内部パイロット通路（５５）およびベント絞り（５６
）を介して連通しており、また、制御室（４６）とバネ
室（３５）とは絞り（６２）を有する通路（６１）によ
って連通している。

いま、制御室（４６）の流体圧力がポペ７）弁体（４３
）を押し付けるコイルバネ（５１）のバネ力よりも小さ
いとすると、主弁（２１）の入口（３１）から制御室（
４６）への流体の）光れが生ヒなくて、人口（３１）と
制御室（４６）と主弁（２１）のバネ室（３５）の流体
圧力が全て等しくなり、主弁体（２７）はバネ（３６）
のバネ力およびそれ自体の受圧面積のアンバランスによ
る流体力により、弁座（３３）に密着させられ、入口（
３１）から出口（３２）への流体の流れは生じない。

次に、入口（３１）の流体圧力が高くなって、制御室（
４６）の流体圧力がポペット弁体（４３）を押し付ける
コイルバネ（５１）のバネ力よりも大きくなったとする
と、ポペット弁体（４３）が第１図中右方へ移動し、弁
座（４７）から離れ、入口（３１）→内部パイロット通
路（５５）→ベント絞り　（５６）→制御室（４６）→
パイロット弁室（４２）→戻し通路（７１）→出口（３
２）へと流れるパイロット流れが生じる。このパイロッ
ト流れにより、ベント絞り（５６）の前後に差圧が生じ
、制御室（４６）の流体圧力が入口（３１）の流体圧力
よりも低くなり、この制御室（４６）の流体圧力が絞り
（６２）を有する通路（６１）によって、主弁（２１）
のバネ室（３５）に尊びかれる。したがって、主弁体（
２７）のバネ室（３５）側と入口（３１）側とに圧力差
が生じ、この圧力差が主弁（２１）のフィルバネ（３６
）のバネカ以上になれば、主弁体（２７）を弁座（３３
）から離間させて、入口（３１）から出口（３２）へ流
体が排出される。

そして、入口（３１）の流木圧力が下がり、制御室（４
６）の７を体圧力がパイロット弁（２２）のフィルバネ
（５１）のボペッ）・弁体（４３）に対する押付力より
も低くなると、ポペット弁体（４３）はフィルバネ（５
１）のバネ力により弁座（４７）に密着させられ、前述
のパイロット流れがなくなり、入口（３１）と制御室（
４６）と主弁（２１）のバネ室（３５）との圧力が全て
等しくなり、主弁体（２７）はコイルバネ（３６）およ
び面積差による流体圧力により弁座（３３）に向けて押
し付けられる。このようにして、入口（３１）の圧力は
、パイロット弁（２２）の調整ハンドル（５２）により
設定されるコイルバネ（５１）の押付力に応じた値、つ
まり設定圧力に制御される。

このように、このリリーフ弁では、主弁（２１）のバネ
室（３５）とパイロット弁（ｚ２）の制御室（４６）と
を制御室（４６）側の端部にベント絞り（５６）を有す
る内部パイロ７ト弁路（５５）によって接続すると共に
、上記制御室（４６）と主弁（２１）のバネ室（３５）
とを、絞り（６２）を有する通路（６１）によって接続
しているため、ベント絞り（５６）を通るパイロット流
量が増大してベント絞ＩＨ５６）の前後の差圧が増大し
ても、主弁（２１）のバネ室（３５）の圧力は制御室（
４６）の圧力と静的に実質的に同じになり、主弁（２１
）のバネ室（３５）の圧力はパイロ７ト弁（２２）固有
の圧力オーバライドの影響を受けるのみで、ベント絞り
の影響を受けず、このリリーフ弁のオーバライドが良く
なる。また、主弁体（２７）が動作していない静的な状
態では、通路（６１）の絞り（６２）に流体が流れず、
絞’）　（６２）に圧力損失が生じず、圧力制御の精度
が高くなる。また、このリリーフ弁の主弁（２１）の入
口（３１）と制御室（４６）との間に一個のベント絞り
（５６）が存するのみなので、パイロット弁（２２）の
応答性が良くなり、ひいてはこのリリーフ弁の応答性が
良くなる。また、このリリーフ弁では、内部パイロット
通路（５５）が主弁（２１）のバネ室（３５）を経由せ
ず、したがって、主弁体（２７）が動作しても内部パイ
ロット通路（５５）の容積が変化することがなく、内部
パイロット通路（５５）の長さを共振を防止する長さに
筒車・に設定して、安定化でき、異常音の発生等を防止
できる。また、内部パイロット通路（５５）の制御室（
４６）側の端部にベント絞り（５６）−個のみを設けて
、内部パイロット通路（５５）の影響を排除しているの
で、共振を防止して安定化できる。さらにまた、上記内
部パイロット通路（５５）は第２図に示すように、入口
（３１）から段階状に先細にしているため、径が同一で
ある通路に比して、圧力振動の周波数が高くなり、池の
系との共振を防止でき、安定化できる。さらにまた、主
弁（２１）のバネ室（３５）内にスペーサ（３８）を配
置して、バネ室（３５）の容積を小さくしているので、
共振を回避できる。また、外部パイロット通路（６６）
の絞り（６７）も最もバネ室（３５）側に配置している
ので、バネ室（３５）およびそれらに連らなる部分の容
積が小さくなり、共振を防止でき、安定化できる。

次に、外部パイロットボー）（６５）に図示しない通路
を介して図示しない遠隔掻作用パイロｙ　）弁を接続し
て、このリリーフ弁を遠ＶＡ捏作するとする。なお、調
整ハンドル（５２）は十分にねじ込んで、パイロット弁
（２２）の設定圧を高くして、このパイロット弁（６２
）を常に閉鎖状態にしである。この状態でリリーフ弁を
遠隔操作すると、主弁（２１）のバネ室（３５）と遠隔
操作用パイロット弁とは、絞り（６７）を有する外部パ
イロット通路（６６）により直接的に接続されているの
で、このリリーフ弁の安定性がよい。この制御時のパイ
ロット流れは、入口（３１）→内部パイロット通路（５
５）→ベント絞り（５６）→制御室（４６）→絞り（６
２）→通路（６１）→バネ室（３５）→絞り（６７）→
外部パイロット通路（６６）となる。そして、前述の如
く、（ベント絞り（５６）の径）〈（絞り（６７）の径
）〈（絞り（６２）の径）という関係にあるため、パイ
ロット流量を定める上で、ベント絞り（５Ｇ）が支配的
となり、したがって、このように遠隔操作してもパイロ
ット流量が実質的に大幅に減少せず、諸性能が一定のレ
ベルに保たれる。また、遠隔操作をする場合の最低調整
圧力は、パイロット弁（２２）の最低調整圧力よりも大
きくなるので、パイロット流量が増大しないことが大切
で、この場合、内部パイロン）制御の場合に比して絞り
（６２）、　（６７）が付加されたことになるので、パ
イロツＩ流量が増大することはない。

〈発明の効果〉 以上の説明で明らかなように、この発明のリリーフ弁は
、主弁の入口とパイロット弁の制御室とを、主弁のバネ
室を経由しない内部パイロット通路で接続すると共に、
上記内部パイロット通路の制御室側の端部にベント絞り
を設け、さらに上記制御室と主弁のバネ室とを、絞りを
有する通路によって接続して、主弁のバネ室の圧力と制
御室の圧力とを静的に実質的に同じにしているので、圧
力制御の精度が高く、高応答性を有し、高い安定性を有
するという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のリリーフ弁の断面図、第
２図は内部パイロット通路の説明図、第３図は従来のリ
リーフ弁の断面図である。 （２１）・・・主弁、（２２）・・・パイロット弁、（
２７）・・・主弁体、（３１）・・・入口、（３２）・
・・出口、（３３）、（４７）・・・弁座、（３５）・
・・バネ室、（３６）、　＜５１）・・・フィルバネ、
（３８）・・・スペー？、（４３＞・・・パイロッ）弁
体、　（５５）・・・内部パイロット通路、（５６）・
・・ベント絞り、（６１）・・・通路、（６２）、（６
７）・・・絞り、（６６）外部パイロット通路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）主弁（２１）とパイロット弁（２２）からなり、
   上記主弁（２１）は主弁室（２６）に摺動自在に嵌合し
   た主弁体（２７）を、入口（３１）と出口（３２）との
   間に設けた弁座（３３）に向けて、バネ室（３５）に設
   けたバネ（３６）によって付勢し、上記パイロット弁（
   ２２）は制御室（４６）の端部の弁座（４７）に向けて
   ポペット弁体（４３）をバネ（５１）により付勢して、
   上記制御室（４６）の圧力を制御するリリーフ弁におい
   て、 上記主弁（２１）の入口（３１）とパイロット弁（２２
   ）の制御室（４６）とを、上記主弁（２１）のバネ室（
   ３５）を経由しない内部パイロット通路（５５）で接続
   すると共に、上記内部パイロット通路（５５）の制御室
   （４６）側の端部にベント絞り（５６）を設ける一方、
   上記制御室（４６）と主弁（２１）のバネ室（３５）と
   を、絞り（６２）を有する通路（６１）によって接続し
   たことを特徴とするリリーフ弁。
2. （２）上記主弁（２１）のバネ至（３５）内にスペーサ
   （３８）を配置したことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載のリリーフ弁。