JP2001343082A

JP2001343082A - 圧力制御弁

Info

Publication number: JP2001343082A
Application number: JP2000164467A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Saikai; 健一西海; Bouo Kaku; 卯應郭
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2000-06-01
Filing date: 2000-06-01
Publication date: 2001-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】異音の発生と圧力の落ち込みという２つの問
題を同時に解決することのできる圧力制御弁を提供す
る。【解決手段】制御ピストンＰは、一方を連通孔１４に
開口し、他方を摺動面に開口させた小孔２１と、上記小
孔２１の開口部分２９からフランジ部１７側に向かって
形成した凹部３０と、この凹部３０の途中に形成した凸
部３２とを備え、上記凹部３０と貫通孔１３との間で通
路３１を構成するとともに、上記凸部３２と貫通孔１３
とが相まってサブオリフィスＦを構成したことを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、制御ピストンを
備えたパイロットオペレートタイプの圧力制御弁に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図２に示すように、機器本体１には、高
圧通路３と低圧通路４とを形成するとともに、これら両
通路３，４を組み付け孔２によって連通させている。そ
して、この組み付け孔２に圧力制御弁ｖを取り付けてい
る。この圧力制御弁ｖは、そのバルブケース５の一端
を、機器本体１に螺合するとともに、このバルブケース
５の他端を、ガイドプラグ６で塞いでいる。このガイド
プラグ６の先端外周には、中空のメインポペット７を摺
動自在に組み付けているが、この摺動部分にはシール部
材９を介在させている。

【０００３】上記メインポペット７は、バルブケース５
との間に隙間８を形成し、この隙間８を上記低圧通路４
に連通させている。また、ガイドプラグ６とメインポペ
ット７との間に第１スプリングＳ１を組み込み、この第
１スプリングＳ１の作用で、通常は、機器本体１のシー
ト部１２にメインポペット７を押しつけている。なお、
上記メインポペット７は、シール部材９の部分の直径Ｄ
１を、上記シート部１２のシート径Ｄ２よりも大きくし
ている。そして、直径Ｄ１の受圧面と直径Ｄ２の受圧面
とに同じ圧力が作用したときに、図面右方向の推力をメ
インポペット７に発生させて、このメインポペット７を
シート部１２に押しつけるようにしている。

【０００４】上記メインポペット７には、リリーフポペ
ット１０を摺動自在に組み込むとともに、その摺動部分
にもシール部材１５を組み込んでいる。そして、このリ
リーフポペット１０とガイド部材６との間にパイロット
室１１を区画している。また、リリーフポペット１０に
貫通孔１３を形成し、この貫通孔１３に制御ピストンｐ
を摺動自在に貫通させている。

【０００５】上記制御ピストンｐには、その軸線に沿っ
て連通孔１４を形成し、この連通孔１４によって高圧通
路３とパイロット室１１とを連通させている。また、上
記制御ピストンｐは、その高圧通路３に臨ませた先端側
にメインオリフィス１６を形成し、パイロット室１１に
臨ませた基端側に、フランジ部１７を形成している。そ
して、フランジ部１７と上記ガイドプラグ６との間に第
２スプリングＳ２を組み込んで、その弾性力を制御ピス
トンｐに作用させている。なお、この図２では、制御ピ
ストン１２のフランジ部１７がリリーフポペット１０か
ら離れているが、通常は、第２スプリングＳ２の弾性力
によって、制御ピストンｐのフランジ部１７をリリーフ
ポペット１０に押しつけている。

【０００６】上記のように制御ピストンｐのフランジ部
１７が押しつけられたリリーフポペット１０は、その先
端をメインポペット７に形成したシート部１８に押しつ
けるようにしている。したがって、メインポペット７に
形成した高圧ポート１９と低圧ポート２０との連通が遮
断され、高圧通路３と低圧通路４との連通が遮断され
る。なお、上記リリーフポペット１０は、シール部材１
５の部分の直径Ｄ３を、シート部１８のシート径Ｄ４よ
りも大きくしている。そして、直径Ｄ３の受圧面と、直
径Ｄ４の受圧面とに同じ圧力が作用したときに、図面右
方向の推力をリリーフポペット１０に発生させて、この
リリーフポペット１０をシート部１８に押しつけるよう
にしている。

【０００７】また、上記制御ピストンｐには、小孔２１
を径方向に形成するとともに、その一方を連通孔１４に
開口し、その他方をこの制御ピストンｐの摺動面に開口
させている。さらに、上記小孔２１を開口させた位置か
ら図面左に向かって制御ピストンｐの直径を小さくし、
この径を小さくした部分と貫通孔１３との間に隙間２２
を形成している。なお、上記小孔２１の開口面積は、上
記メインオリフィス１６の開口面積よりも小さくしてい
る。

【０００８】上記ガイドプラグ６には、チェックバルブ
ｃｖを組み込んでいる。すなわち、ガイドプラグ６に
は、弁体２３および第３スプリングＳ３を組み込むとと
もに、第３スプリングＳ３の弾性力によって、ガイドプ
ラグ６に形成したシート部２４に弁体２３を押しつけて
いる。そして、上記第３スプリングＳ３を組み込んだス
プリング室２５を、ガイドプラグ６に形成した通路２６
を介して上記隙間８に連通させている。

【０００９】さらに、上記弁体２３にはロッド部２７を
設け、このロッド部２７を上記パイロット室１１に突出
させている。そして、このロッド部２７と上記制御ピス
トンｐとの軸線を一致させるとともに、制御ピストンｐ
が第２スプリングＳ２に抗して移動してロッド部２７に
当接したとき、連通路１４を塞ぐようにしている。な
お、ガイドプラグ６にはアジャスターボルト２８を取り
付けている。そして、このアジャスターボルト２８の軸
方向位置を調節することにより、第３スプリングＳ３の
設定弾性力を変更できるようにしている。

【００１０】次に、上記従来例の作用を説明する。上記
高圧通路３の圧力は、連通孔１４からパイロット室１１
に伝達され、チェックバルブｃｖの弁体２３に作用す
る。そして、この作用力が第３スプリングＳ３の弾性力
にうち勝つと、チェックバルブｃｖが開弁し、パイロッ
ト室１１をスプリング室２５に連通させる。したがっ
て、上記高圧通路３の圧油は、メインオリフィス１６→
連通孔１４→パイロット室１１→スプリング室２５→通
路２６→隙間８を経由して低圧通路４に流れる。

【００１１】上記のようにしてメインオリフィス１６に
流れが生じると、その前後に差圧が発生するので、その
圧力差によって制御ピストンｐがロッド部２７に当接す
るまで移動する。制御ピストンｐがロッド部２７に当接
すると、連通路１４が塞がれるので、この連通路１４か
らパイロット室１１に流れ込む経路が遮断される。その
ため、高圧通路３側の圧油は、連通路１４→小孔２１→
隙間２２を経由してパイロット室１１に流れるが、この
ように小孔２１を圧油が流れると、そこで大きな圧力降
下が生じる。このようにして大きな圧力差が生じると、
リリーフポペット１０にも大きな推力が生じるので、こ
のリリーフポペット１０が開弁する。

【００１２】つまり、メインオリフィス１６の開度がそ
れほど小さくないので、チェックバルブｃｖが開いた時
点では、高圧通路３とパイロット室１１との圧力差もそ
れほど大きくならず、リリーフポペット１０は閉弁しな
い。ただし、制御ピストンｐの連通孔１４が塞がれて、
小孔２１を圧油が流れるようになると、そこで大きな圧
力差が発生するので、リリーフポペット１０が開弁す
る。なお、メインオリフィス１６の開口面積を、小孔２
１と同じにできれば、制御ピストンｐは必要ない。しか
し、メインオリフィス１６の開度はそれ程小さくできな
い。その理由については後で説明する。

【００１３】上記のようにしてリリーフポペット１０が
開弁すると、高圧ポート１９と低圧ポート２０とが連通
し、それによって高圧通路３と低圧通路４とが連通す
る。このように高圧通路３と低圧通路４とが連通すれ
ば、高圧通路３側の圧油が圧通路４に流れるので、この
高圧通路３側の圧力が所定の圧力に保たれる。なお、高
圧通路３が所定圧まで下がれば、チェックバルブｃｖが
閉じるが、このようにチェックバルブｃｖが閉じると、
パイロット室１１内の圧力作用によってリリーフポペッ
ト１０と制御ピストンｐとが元の状態に復帰する。そし
て、このときパイロット室１１内には、連通孔１４を介
して高圧通路３から圧油が供給される。

【００１４】一方、高圧通路３側の圧力が負圧になった
場合、すなわち、高圧通路３側の圧力が低圧通路４側の
圧力よりも低くなった場合には、メインポペット７が第
１スプリングＳ１に抗して移動してシート部１２を開
く。すなわち、上記したように、シート部１２の部分の
直径Ｄ２に対して、シール部材９でシールされた部分の
直径Ｄ１を大きくしているので、上記のように低圧通路
４側の圧力が高くなると、その圧両作用によってメイン
ポペット７に図面左方向の推力が作用する。したがて、
この推力によってメインポペット７が開弁する。

【００１５】このようにメインポペット７が開弁すれ
ば、低圧通路４側の圧油が高圧通路３側に供給されるの
で、キャビテーションの発生が防止される。つまり、こ
の従来の圧力制御弁は、キャビテーションの発生を防止
するアンチボイド機能も有している。なお、上記のよう
にアンチボイド機能を発揮するとき、パイロット室１１
内の圧油は連通孔１４を介して排出されるが、このとき
メインオリフィス１６の開口面積が小さいと、パイロッ
ト室１１内の圧油がスムーズに排出されず、メインポペ
ット７の動きが悪くなる。このような不都合を防止する
ためには、メインオリフィス１６の開口面積をある程度
確保しなければならない。そして、このような理由か
ら、メインオリフィス１６の開口面積をそれほど小さく
できなかった。

【００１６】上記のようにした圧力制御弁では、チェッ
クバルブｃｖが開いたときに、異音が発生することがあ
る。すなわち、チェックバルブｃｖが開いたときに、弁
体２３の周囲を流れる圧油により、この弁体２３が振動
し、この振動によって異音が発生する。上記異音は、弁
体２３の周囲を流れる流体の流量を減らせば防止できる
が、この流量を減らすタイプの圧力制御弁を図３に示
す。

【００１７】この図３に示す圧力制御弁は、図２に示し
た小孔２１を省略したものであり、その他の構成は同じ
である。このようにした圧力制御弁は、連通孔１４がロ
ッド部２７で塞がれると、高圧通路３の圧油は、制御ピ
ストンｐと貫通孔１３との摺動面の僅かな隙間を経由し
てパイロット室１１に供給される。そのため、上記隙間
がチョークの機能を発揮して、パイロット室１１に供給
される流量が規制される。このようにパイロット室１１
に供給される流量を規制すれば、チェックバルブｃｖが
開いたときに、その弁体２３の周囲を流れる流量も少な
くなるので、異音を防止できる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記図３に
示したタイプの圧力制御弁には、制御ピストンｐと貫通
孔１３との隙間がチョーク機能を発揮するため、次のよ
うな問題があった。例えば、冬場など圧油の粘度が高い
場合には、上記隙間を圧油が非常に流れにくくなる。そ
のため、パイロット室１１になかなか圧油が供給されな
い。パイロット室１１に圧油が供給されないと、リリー
フポペット１０の復帰速度が遅くなるため、リリーフポ
ペット１０が閉弁するまでに時間がかかり、その間、高
圧通路３と低圧通路４とが必要以上に連通した状態に保
たれる。このように高圧通路３が低圧通路４に連通した
状態に保たれるので、高圧通路３側の圧力が極端に落ち
込んでしまい、この高圧通路３に接続したアクチュエー
タの作動が不安定になるという問題があった。

【００１９】つまり、異音の発生を防止すると、圧力の
落ち込みによる不都合が生じ、逆に、圧力の落ち込みを
防止しようとすると、異音が発生するという問題があっ
た。この発明の目的は、異音の発生と圧力の落ち込みと
いう２つの問題を同時に解決することのできる圧力制御
弁を提供することである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】この発明は、高圧通路と
低圧通路とを遮断したり連通したりするリリーフポペッ
トと、このリリーフポペットに形成した貫通孔と、この
貫通孔に摺動自在に組み込むとともに、先端を高圧通路
側に臨ませ、基端をパイロット室に臨ませた制御ピスト
ンと、この制御ピストンの基端側に形成したフランジ部
と、このフランジ部をリリーフポペットに押しつけるス
プリングと、上記制御ピストンに形成し、高圧通路とパ
イロット室とを連通する連通孔と、この連通孔に設けた
メインオリフィスと、パイロット室内の圧力が設定した
圧力に達したときに開くチェックバルブと、このチェッ
クバルブの弁体に設けるとともに、上記制御ピストンが
スプリングに抗して移動したときに連通孔を塞ぐロッド
部とを備えた圧力制御弁を前提とする。

【００２１】第１の発明は、上記第１の発明を前提にし
つつ、制御ピストンには、一方を連通孔に開口し、他方
を摺動面に開口させた小孔と、上記小孔の開口部分から
フランジ部側に向かって形成した凹部と、この凹部の途
中に形成した凸部とを備え、上記凹部と貫通孔との間で
通路を構成するとともに、上記凸部と貫通孔とが相まっ
てサブオリフィスを構成したことを特徴とする。

【００２２】第２の発明は、上記第１の発明において、
サブオリフィスを構成する凸部は、凹部を形成するとき
に残した部分で構成したことを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１に示す実施例は、制御ピスト
ンＰの構成を変更したものであり、その他の構成につい
ては前記従来例と全く同じである。そのため、以下で
は、前記従来例と同じ構成要素については同じ符号を付
し、その詳細な説明を省略する。なお、図１は、制御ピ
ストンＰがロッド部１７にかみついた状態を示したもの
である。また、図中第２スプリングＳ２が、この発明の
スプリングに相当する。

【００２４】制御ピストンＰには、連通孔１４と小孔２
１とを形成している。上記小孔２１は、その一方を連通
孔１４に開口し、他方を摺動面に開口させている。ま
た、制御ピストンＰには、上記小孔２１の開口部分２９
からフランジ部１７側には、所定の間隔をあけて環状凹
部３０を形成している。そして、この環状凹部３０と貫
通孔１３との隙間で通路３１を構成している。さらに、
上記小孔２１の開口部分２９と環状凹部３０との間を環
状凸部３２とし、この環状凸部３２と貫通孔１３とが相
まってサブオリフィスＦを構成している。このサブオリ
フィスＦは、制御ピストンＰの一端がガイドプラグ６の
先端３３に当接したときに、貫通孔１３から抜け出さな
い位置に形成している。

【００２５】次に、この実施例の作用を説明する。高圧
通路３からパイロット室１１内に導いた圧力の作用によ
ってチェックバルブｃｖが開き、メインオリフィス１６
に流れが生じると、その前後の圧力差によって制御ピス
トンＰが移動する。制御ピストンＰが移動して、その連
通孔１４がロッド部２７によって塞がれると、高圧通路
３側の圧油は、メインオリフィス１６→連通孔１４→小
孔２１→サブオリフィスＦ→通路３１→パイロット室１
１を経由してチェックバルブｃｖに流れる。

【００２６】上記サブオリフィスＦは、メインオリフィ
ス１６の開口面積よりも十分小さいので、このサブオリ
フィスＦによってパイロット室１１に供給される流量が
規制される。このようにパイロット室１１に供給される
流量が規制されれば、チェックバルブｃｖの弁体２３の
周囲を流れる流量も少なくなるので、チェックバルブｃ
ｖが開いたときの異音を防止できる。

【００２７】一方、制御ピストンＰの連通孔１４にロッ
ド部１７がかみこみ連通孔１４が塞がれた状態で、リリ
ーフポペット１０が復帰する場合、パイロット室１１に
は、サブオリフィスＦを経由して高圧通路３側の圧油が
供給されるが、オリフィスというのは、チョークと異な
り、流体の粘度の影響をほとんど受けない。そのため、
たとえ圧油の粘度が高くなったとしても、サブオリフィ
スを通過する圧油の流れが悪くなったりせず、リリーフ
ポペット１０の復帰速度が遅くなったりしない。したが
って、高圧通路３側の極端な圧力低下が生じて、アクチ
ュエータの作動が不安定になるという問題も防止でき
る。

【００２８】なお、この実施例では、環状凹部３０によ
って通路３１を形成しているが、この通路３１を形成す
る凹部は環状でなくてもよい。ただし、環状にした方
が、簡単に加工できる。また、この実施例では、サブオ
リフィスＦを構成する環状凸部３２を、制御ピストンＰ
に一体形成しているが、環状凸部を別に設けてもよい。
ただし、環状凹部３０を形成するときに、削らずに残し
た部分で環状凸部３２を一体形成すれば、特別に環状凸
部３２を設ける場合に比べて、製造コストを安くでき
る。

【００２９】

【発明の効果】第１の発明によれば、小孔の開口部分
と、制御ピストンと貫通孔との隙間で構成した通路との
間に、サブオリフィスを設けたので、リリーフポペット
が開いたときに、高圧通路側からパイロット室に流れ込
む流量を規制することができる。したがって、チェック
バルブが開いたときの異音を防止できる。また、オリフ
ィスは、チョークと異なり流体の粘度の影響をほとんど
受けない。そのため、リリーフポペットが閉状態に復帰
するときに、サブオリフィスによって流量が大きく規制
されたりせず、パイロット室への供給流量が不足し、リ
リーフポペットの復帰速度が遅くなることもない。した
がって、高圧通路側の圧力が極端に落ち込むとう問題も
防止できる。

【００３０】第２の発明によれば、凹部を形成するとき
に、残した部分で凸部を一体形成できるので、特別に凸
部を設ける場合に比べて、製造コストを安くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の断面図である。

【図２】従来例の断面図である。

【図３】他の従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

３高圧通路４低圧通路１０リリーフポペット１１パイロット室１３貫通孔１４連通孔１６メインオリフィス１７フランジ部２１小孔２３弁体２７ロッド部３０環状凹部３１通路３２環状凸部ＦサブオリフィスＰ制御ピストンｃｖチェックバルブＳ２第２スプリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3H059 AA06 AA17 BB02 BB30 BB38 CA04 CA12 CD05 CF09 CF14 EE13 FF03 5H316 DD09 DD18 DD20 EE04 EE10 EE12 EE20 HH04 HH16 JJ01 JJ11 KK01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高圧通路と低圧通路とを遮断したり連通
したりするリリーフポペットと、このリリーフポペット
に形成した貫通孔と、この貫通孔に摺動自在に組み込む
とともに、先端を高圧通路側に臨ませ、基端をパイロッ
ト室に臨ませた制御ピストンと、この制御ピストンの基
端側に形成したフランジ部と、このフランジ部をリリー
フポペットに押しつけるスプリングと、上記制御ピスト
ンに形成し、高圧通路とパイロット室とを連通する連通
孔と、この連通孔に設けたメインオリフィスと、パイロ
ット室内の圧力が設定した圧力に達したときに開くチェ
ックバルブと、このチェックバルブの弁体に設けるとと
もに、上記制御ピストンがスプリングに抗して移動した
ときに連通孔を塞ぐロッド部とを備えた圧力制御弁にお
いて、上記制御ピストンには、一方を連通孔に開口し、
他方を摺動面に開口させた小孔と、上記小孔の開口部分
からフランジ部側に向かって形成した凹部と、この凹部
の途中に形成した凸部とを備え、上記凹部と貫通孔との
間で通路を構成するとともに、上記凸部と貫通孔とが相
まってサブオリフィスを構成したことを特徴とする圧力
補償弁。
【請求項２】サブオリフィスを構成する凸部は、凹部
を形成するときに残した部分で構成したことを特徴とす
る請求項１記載の圧力補償弁。