JP2002089727A - 圧力制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】圧力制御弁の油路を開閉制御するためのボール
が半径方向に遊動しないように規制する構造としたこと
で、設定値を越える作動油の圧力で圧力制御弁がリリー
フしても、ボールには振動が発生せず、これが原因で生
じる高周波の騒音や、圧力制御弁を具備しているアクチ
ュエータ自体の油圧振動を確実に防止すること。 【解決手段】弾性部材５０の反発力によりボールサポー
ト４０を介してボール３０をシート面２２に押圧するこ
とで、流入油路２１と流出油路１３とを密閉している圧
力制御弁１００において、ボールサポート４０のボール
３０を軸心に案内するテーパ面４１の端部に、ボールサ
ポート４０に対してボール３０の半径方向の動きを規制
するための保持面４４を設けたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧力制御弁に関
し、特に作動油供給側の圧力が設定値を越えた際、その
圧力を逃がすためにシート部材から離脱するボールの振
動や騒音、さらには油圧振動，油圧脈動を防止する構造
をもった圧力制御弁に関するものである。

【従来の技術】作動油を使用した各種油圧機器では、作
動油を供給するポンプ等が故障したことによって、油圧
機器に予め設定した以上の圧力がかかった場合にこの圧
力をタンク側に解放することで、当該機器の破損を防止
する圧力制御弁が一般的に具備されている。そして、こ
の圧力制御弁１００の代表例は、図６に示すようなもの
があり、この構造は以下に示す通りである。ボディ１０
には、貫通しない同径状のバルブ装着孔１１が設けてあ
り、この貫通していない側である底面１２の外周側面に
は、下流側であるところの流出油路１３が設けてある。
また、このバルブ装着孔１１の開口する位置にはバルブ
シート２０が装着してある。このバルブシート２０に
は、ボディ１０のバルブ装着孔１１と同軸上に貫通して
おり、前記流出油路１３に対応する上流側であるところ
の流入油路２１を設けるとともに、この流入油路２１に
は下流側の端面に、この流入油路２１と同軸上のシート
面２２が設けてあり、テーパ形状をしている。このバル
ブシート２０のシート面２２側には、このシート面２２
と同軸上で接触，離脱を繰り返すことにより、流入油路
２１の開閉を制御するためのボール３０が配置してあ
る。ボール３０の下流側には、ボール３０をバルブシー
ト２０のシート面２２に押圧するための部材であるとと
もに、押圧した際、ボール３０を本部材の軸心部に保持
するためのテーパ面４１をボール３０と当接する側に設
けたボールサポート４０が配置してある。また、このボ
ールサポート４０のテーパ面４１の外径側には、流入油
路２１から流出油路１３に作動油が移動する際、抵抗な
く流れるようなボディ１０のバルブ装着孔１１との隙間
を設けた状態で鍔部４２が設けてあるとともに、ボール
３０が当接するのと反対の下流側には、このボールサポ
ート４０を半径方向に位置決めするためのガイド部４３
が設けてある。上記したボールサポート４０がバルブシ
ート２０のシート面２２にボール３０を押圧する力は、
ボディ１０のバルブ装着孔１１の底面１２とボールサポ
ート２０の鍔部４２との間に装着した弾性部材５０が、
その自由長を縮めた状態で装着してあることで、発生し
ている反発力である。次に、上記のように構成した圧力
制御弁１００の作動原理を説明する。まず、この圧力制
御弁１００は、図示しない作動油供給側の油路と並列に
配置してあり、一般的に流入油路２１は供給側の油路に
連通し、流出油路１３は図示しない作動油のタンクポー
ト側油路に連通しているものである。すなわち、作動油
供給側の圧力は、本圧力制御弁１００の流入油路２１に
常時導かれているのである。そして、この圧力制御弁１
００は、流入油路２１の下流側端面に設けたシート面２
２に、弾性部材５０の反発力により、ボールサポート４
０を介してボール３０の外周面３１が密着して当接する
ことで、流入油路２１と流出油路１３との間の油圧回路
を閉状態に保っているものである。ここで、バルブシー
ト２０のシート面２２とボール３０との接触線で囲まれ
た面積と、流入油路２１の作動油の圧力との積による力
が、弾性部材５０の予め設定された伸び方向の反発力を
越える力を上回ったときだけ、図７のように弾性部材５
０が下流側に押し戻され、バルブシート２０のシート面
２２から、ボール３０が離脱する訳である。これによ
り、作動油供給側、すなわち、流入油路２１の作動油
は、シート面２２とボール３０との隙間、ボディ１０の
バルブ装着孔１１とボールサポート４０の鍔部４２との
隙間、ボディ１０のバルブ装着孔１１、流出油路１３を
経由して、図示しない大気圧のタンク側油路に流れ込む
のである。このように、流入油路２１側の設定圧力を越
える作動油が、シート面２２に押圧したボール３０を押
し戻して直接流出油路１３側に流出することで、流入油
路２１の圧力が設定値を越えた値になるのを防止する訳
である。そして、流入油路２１の圧力に応じた力が、弾
性部材５０の予め設定された伸び方向の反発力と等しく
なったとき、ボール３０はバルブシート２０のシート面
２２に再び密着して当接することで、流入油路２１と流
出油路１３との間の油路は閉ざされ、結果的に流入油路
２１の圧力は常に予め設定された圧力以下となるよう
に、確実な圧力制御が実現できるのである。このような
圧力制御弁１００の一連の動作によって、本圧力制御弁
１００の流入油路２１を各種アクチュエータ側につない
だ際、アクチュエータがその出力側をロックした状態の
まま作動油を供給し続けられるような状態が万一発生し
たとしても、設定圧を越える圧力となったアクチュエー
タ内の作動油は、設定圧力となるまで流出油路１３側に
逃げることで、アクチュエータ内の圧力が過上昇して破
損するのを確実に防止できるものである。また、本圧力
制御弁１００を具備している油圧機器の図示しないポン
プ装置が故障するなどして、作動油供給側の圧力が制御
できなくなったとしても、作動油供給側の圧力が過上昇
して本油圧機器が破損したり、さらにはこの油圧機器と
つながっている図示しない各種アクチュエータが破損し
たりするのを、確実に防止できるものである。ところ
が、上記した圧力制御弁１００では、流入油路２１側の
作動油の圧力がボール３０を弾性部材５０の反発力に逆
らって押し戻すことで、ボール３０がバルブシート２０
のシート面２２から離脱すると、ボール３０を保持する
ボールサポート４０のテーパ面４１が文字通りテーパ形
状であることから、ボール３０はテーパ面４１の斜面に
沿って半径方向に転動が可能となる。具体的には、この
ようなボール３０の転動動作は、流入油路２１から流出
油路１３へ作動油が移動する中で、その流れに任せて生
じることから、ボール３０に直接当たる流体力によっ
て、ボール３０は図８に示すように、テーパ面４１の斜
面に沿って転がる形で半径方向に揺動することになる。
この結果、作動油が流入油路２１から流出油路１３へ流
れる流体力とボール３０の揺動とがバランスしなくな
り、ボール３０は振動を起こし、これにより油圧振動が
発生することになるのである。さらには、この油圧振動
が原因で、この圧力制御弁１００からはピーといった高
周波の騒音やアクチュエータ自体の油圧脈動が発生する
こともあった。以上のことを換言すれば、圧力制御弁１
００における流入油路２１の開閉制御を行っているボー
ル３０をバルブシート２０のシート面２２に押圧してい
るボールサポート４０は、このシート面２２からボール
３０が離脱した状態であっても、このボール３０の半径
方向の動きを拘束した構造となっていることが望まし
い。そこで、本発明者は、圧力制御弁１００のボール３
０の半径方向に対する拘束構造として、上記したことを
どうしたら改善できるかについて検討を重ねた結果、本
発明を完成したのである。

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な経緯に基づいてなされたもので、その解決しようとす
る課題は、流入油路の開閉制御に使用するボールが、バ
ルブシートのシート面から離脱した状態でも、このボー
ルの半径方向の動きを拘束することで、油圧振動によっ
て発生する騒音や油圧脈動が一切発生することのない圧
力制御弁とすることである。すなわち、請求項１および
請求項２に係る発明の目的とするところは、流入油路の
開閉制御に使用するボールが、バルブシートのシート面
から離脱した状態でも、従来と比べてこのボールの半径
方向の動きを拘束していることで、騒音や油圧振動、さ
らには油圧脈動が一切発生することのない圧力制御弁を
提供することにある。また、請求項３に係る発明の目的
とするところは、流入油路の開閉制御に使用するボール
を保持しているとともに、このボールをバルブシートの
シート面に押圧するための部材であるボールサポート自
体の、半径方向にがたつくことがないよりスムーズな摺
動と、外周上におけるバランスの良い作動油の流れとを
実現することで、請求項１や請求項２の騒音や油圧振
動、さらには油圧脈動が一切発生することのないという
ものに対して、さらにその品質を向上した圧力制御弁を
提供することにある。

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、まず請求項１に係る発明の採った手段は、以下に
述べる発明の実施の形態の説明中において使用する符号
を付して説明すると、「下流側に流出油路１３を設けた
ボディ１０のバルブ装着孔１１内に収容され、バルブ装
着孔１１の上流側には、内側に流入油路２１を設けると
ともに、その流入油路２１の片側端面にテーパ状のシー
ト面２２を設けたバルブシート２０と、シート面２２に
対して、外周面３１を離着自在になるように配置したボ
ール３０と、ボール３０を軸心に案内するためのテーパ
面４１を設けたボールサポート４０と、ボールサポート
４０より下流側に装着するとともに、ボールサポート４
０をバルブシート２０側に押圧することで、ボール３０
をシート面２２に密着して当接するようにした弾性部材
５０とからなる圧力制御弁１００において、ボールサポ
ート４０が、テーパ面４１の端部に、ボールサポート４
０の径方向に対するボール３０の動きを規制するための
保持面４４を設けたことを特徴とする圧力制御弁１０
０」である。すなわち、この請求項１に係る圧力制御弁
１００は、ボールサポート４０がボール３０を保持する
際に、ボール３０と当接する側にボール３０を軸心に案
内するように設けたテーパ面４１の端部に、ボール３０
が半径方向に転動するのを規制するための保持面４４を
設けたものである。このボールサポート４０の保持面４
４は、流入油路２１からの作動油の圧力による力が、弾
性部材５０の反発力に打ち勝つことで、ボール３０がバ
ルブシート２０のシート面２２から離脱した際に、ボー
ル３０が半径方向にがたつくことのないようにすること
が目的であることから、保持面４４の内径寸法は、ボー
ルサポート４０に対してボール３０を適正な位置に装着
したとき、このボール３０が半径方向にがたを発生する
ことがない程度にボール３０の外径と一致した寸法であ
ることが必要である。また、保持面４４のテーパ面４１
からの高さは、上記と同様に、ボール３０がバルブシー
ト２０のシート面２２から離脱した状態でも、その離脱
量の範囲内で、たとえボール３０がボールサポート４０
のテーパ面４１とバルブシート２０のシート面２２との
間を自由に遊動したとしても、この遊動域においては必
ず半径方向にその動きを規制されているようなレベルの
寸法であることが必要である。また、ボールサポート４
０に対してボール３０は、半径方向と軸方向との両方に
がたなく保持していることが前提であるので、ボール３
０と軸方向で接触するテーパ面４１と半径方向で接触す
る保持面４４とが同軸状態であることは、勿論のことで
ある。ボールサポート４０の保持面４４がこのような寸
法関係であることから、バルブシート２０のシート面２
２からボール３０が離脱したとしても、その離脱量の範
囲内であれば、ボール３０はボールサポート４０に対し
て半径方向に一切ずれることがない。これにより、勿
論、ボール３０はボールサポート４０の軸心に案内して
いるテーパ面４１に沿って作動油の流れ方向に転動する
ことも不可能なのである。ボールサポート４０を上記し
たようにしたことから、流入油路２１から導かれた作動
油の圧力による力が弾性部材５０の反発力に打ち勝っ
て、バルブシート２０のシート面２２からボール３０を
離脱させることで、流入油路２１の作動油を流出油路１
３に逃がして、流入油路２１側が設定圧力を越えるのを
防止する場合でも、上流側からこのボール３０に直接当
たる流体力によって、ボール３０がボールサポート４０
に対して半径方向に転動することが一切ない。これによ
り、ボール３０はボールサポート４０の軸心に案内する
ためのテーパ面４１を転動して作動油の流れ方向に遊動
することもない。よって、上流側である流入油路２１か
ら下流側である流出油路１３へ作動油が流れる流体力の
中でも、ボール３０に対して円周上で均一な流れを実現
できるので、ボール３０には振動が発生することがな
い。この結果、圧力制御弁１００のボール３０が振動す
ることが原因で発生する油圧脈動による高周波の騒音
や、この圧力制御弁１００を具備しているアクチュエー
タ自体の油圧脈動の発生を防止することが実現できるの
である。以上のようなボールサポート４０の保持面４４
は、ボール３０を半径方向に拘束するような形状を有す
るものであれば、上記したような円筒状の内径面でなく
てもよく、具体的に図示はしないが、円筒の内径面から
円周等分にボール３０の外径に沿うような複数の突起を
設けたものであってもよい。さらには、これも図示しな
いが、円周等分でありボール３０の外径に沿うような複
数の突起を、ボール３０の装着位置に設けただけでも構
わない。要するに、ボール３０が半径方向に拘束できる
ような形状を、ボールサポート４０のテーパ面４１の端
部に有しているものであれば問題ないのである。また、
上記では、ボールサポート４０のボール３０の保持面４
４から、その軸方向にはボール３０が着脱自在になるよ
うな保持面４４の内径とボール３０の外径としている
が、図示しないが、ボールサポート４０の保持面４４に
対してボール３０が着脱不可能になるように、ボール３
０が保持面４４に圧入したような固着状態であっても、
ボール３０の外周面３１が歪まないようなものであれば
問題ない。さらには、上記では、ボール３０をボールサ
ポート４０の軸心に案内するテーパ面４１と、ボール３
０の半径方向の転動を規制する保持面４４とが、角度を
有したものとして説明したものであるが、これも図示し
ないが、テーパ面４１と保持面４４とが滑らかにつなが
っている状態、すなわち、テーパ面４１と保持面４４と
がボール３０の外周面に倣う１つの円弧面形状であって
も何ら問題ない。従って、この請求項１の圧力制御弁１
００は、ボールサポート４０にボール３０が半径方向に
転動するのを規制するための保持面４４を設けたことに
より、流入油路２１に導かれた作動油の圧力が設定圧力
を越えることで、バルブシート２０のシート面２２から
ボール３０が離脱しても、ボール３０が振動することな
く、これによって油圧振動やこの圧力制御弁１００から
の高周波の騒音、さらにはこの圧力制御弁１００を具備
しているアクチュエータ自体の油圧脈動の発生を防止す
ることができ得るものとなっているのである。また、請
求項２に係る発明の採った手段は、上記請求項１に係る
圧力制御弁１００について、「ボールサポート４０の保
持面４４は、ボールサポート４０の軸心と平行の円筒形
状を有したこと」である。すなわち、この請求項２に係
る圧力制御弁１００のボールサポート４０は、請求項１
で説明したように、ボールサポート４０がボール３０を
保持する際に、ボール３０と当接する側にボール３０を
軸心に案内するように設けたテーパ面４１の端部に、ボ
ール３０が半径方向に転動するのを規制するための保持
面４４を設けているが、この保持面４４の形状をボール
サポート４０の軸心と平行の円筒形にしたものである。
圧力制御弁１００では、ボールサポート４０を介して押
圧されるボール３０の軸心がバルブシート２０のシート
面２２の軸心と一致していることで開閉弁を実現するも
のであるので、ここでいうボール３０の保持面４４の円
筒形状は、ボールサポート４０の軸心およびボール３０
をその軸心に案内しているテーパ面４１の軸心との両方
に同軸であることが必要である。また、円筒形状の保持
面４４がボール３０を保持する状態は、ボールサポート
４０すなわち保持面４４に対してボール３０を半径方向
にがたが発生しないように保持していることが必要であ
ることから、ボール３０を正規な保持位置に装着した
際、円筒形状の保持面４４の高さは、ボール３０の直径
部分までの高さとボール３０がシート面２２から離脱し
たときのボール３０の離脱量を合わせた寸法であればよ
く、その内径はボール３０の直径部分ががたなく装着で
きる寸法であればよいものである。上記した保持面４４
は、ボール３０自体が小径であることやこのボール３０
の離脱量が極く僅かであることから、実際にはボールサ
ポート４０の外観に対して非常に小さなものであり、単
純な円筒形状である。よって、その加工は単純なドリル
加工で可能なものである。または、テーパ面４１から弾
性部材５０を装着する部分までの距離が大きいものであ
れば、必要な保持面４４の高さ分だけテーパ面４１を弾
性部材５０側に掘り下げて保持面４４を形成すれば、ボ
ールサポート４０の素材は共通で使用することが可能で
ある。また、ボールサポート４０が鍛造加工で成形され
ているものであっても、この保持面４４の部分は抜き勾
配を考慮しなくても問題ないレベルのものである。この
ように、ボール３０の保持面４４は円筒形状を有してお
り、この保持面４４に対してボール３０を圧入するよう
な固着状態にもなっていないことから、保持面４４への
ボール３０の装着も何ら技術を要することなく容易に行
うことができる。また、上記したようにボール３０を圧
入しない構造であることから、作動油の流入油路２１と
流出油路１３とを密封しているボール３０の外周面３１
を変形させる恐れがなく、これによってボール３０の外
周面３１はバルブシート２０のシール面２２と隙間なく
密着して当接することで、確実に密封性を保証する圧力
制御弁１００が実現できるものである。従って、この請
求項２の圧力制御弁のボールサポート４０は、ボール３
０がボールサポート４０の半径方向に転動するのを規制
するために設けた保持面４４を、ボールサポート４０の
軸心と平行の円筒形状にしたことにより、その内径寸法
をボール３０の直径に対してがたなく装着できる程度と
することで、確実にボール３０の半径方向がたを防止す
ることができ得るものとなっているとともに、形状的に
その成型は容易に実現することができ得るものとなって
いるのである。そして、これにより、流入油路２１に導
かれた作動油の圧力が設定圧力を越えることで、バルブ
シート２０のシート面２２からボール３０が離脱して
も、ボール３０が振動することなく、これによって油圧
振動やこの圧力制御弁１００からの高周波の騒音、さら
にはこの圧力制御弁１００を具備しているアクチュエー
タ自体の油圧脈動の発生を防止することができ得るもの
となっているのである。さらに、請求項３に係る発明の
採った手段は、上記請求項１または請求項２に係る圧力
制御弁１００について、「ボールサポート４０は、その
外周である鍔部４２をボディ１０のバルブ装着孔１１と
抵抗なく摺動するような隙間を有した外径にしたととも
に、その外周上で円周上等配分となる位置に、上流側と
下流側とを連通するような複数の切り欠き部４５を設け
たこと」である。すなわち、この請求項３に係る圧力制
御弁１００は、ボールサポート４０の外周である鍔部４
２を、これを装着するバルブ装着孔１１と摺動状態にな
るような外形寸法にするだけでなく、この鍔部４２で円
周上等配分となる複数の位置に、流入油路２１側と流出
油路１３側とを連通するような切り欠き部４５を設けた
ものである。前記した請求項１または請求項２のボール
サポート４０は、鍔部４２の断面が円形であり、その外
周側では円周上で作動油が抵抗なく流れる隙間を有して
いる。これにより、作動油がボールサポート４０に対し
て上流側から下流側に流れる場合、流体の環状流れの作
用により、ボールサポート４０はボディ１０のバルブ装
着孔１１の軸心に自動的に調心されるのである。この結
果、このボールサポート４０の保持面４４で半径方向に
転動を規制されているボール３０の位置が、バルブシー
ト２０のシート面２２の軸心に対して半径方向にずれ
て、従来の問題点にあるようなボール３０の振動を原因
とした油圧振動による騒音や圧力制御弁１００自体の油
圧脈動が発生するようなことはないのである。しかし、
このことをより一層安全側にするには、ボールサポート
４０がボール３０を半径方向に保持しているとともに、
ボールサポート４０自体もボディ１０のバルブ装着孔１
１に対して半径方向に規制することが理想である。この
ような構造としたのが請求項３のボールサポート４０で
あり、具体的には、ボールサポート４０にボール３０の
遊動を半径方向に規制している保持面４４を設けるとと
もに、その外周側の鍔部４２外径を、ボディ１０のバル
ブ装着孔１１に対して半径方向にはがたなく、また軸方
向には作動抵抗なく摺動するだけの隙間をもたすように
した寸法にしているものである。しかし、このようなボ
ールサポート４０とバルブ装着孔１１との寸法関係にす
れば、ボール３０がバルブシート２０のシート面２２か
ら離脱して、作動油を上流側から下流側に流すことで設
定圧力を超えないようにするという圧力制御弁１００の
本来の機能は、作動油がボールサポート４０の外周部を
通過できないため成立しないことになる。よって、この
ボールサポート４０では、この外周である鍔部４２を切
り欠き、この切り欠き部４５とボディ１０のバルブ装着
孔１１との隙間に作動油を通過させることで上記した圧
力制御弁１００の本来の機能を成立させているのであ
る。作動油が上流側から下流側に流れることで発生する
流体力の中、ボールサポート４０がバルブ装着孔１１に
対して半径方向にがたついたり、傾いたりすることな
く、またこれらによる作動抵抗がないように摺動させる
には、作動油をボールサポート４０の外周を均等に流す
ことが要求され、これを満足するためにはボールサポー
ト４０の外周の鍔部４２で円周上に設けた切り欠き部４
５は、その円周上で均等に複数設けてあることが必要で
ある。しかし、上記したようなボールサポート４０の上
流側と下流側とを連通する構造は、何もこれに限ったこ
とはなく、具体的に図示しないが、ボールサポート４０
の外周側に円周上等配分で複数のスリットを有した構造
のものや、円周上等配分で複数の孔を有した構造のもの
であっても問題ない。さらには、これも図示しないが、
ボディ１０のバルブ装着孔１１側に上記したようなスリ
ットを設けている構造であっても何ら問題ないのであ
る。要するに、ボールサポート４０に対して、その上流
側と下流側とを連通することを満たすものであれば、特
にその形状を問わないのである。従って、この請求項３
の圧力制御弁１００は、ボールサポート４０の外周の鍔
部４２を、これを装着するバルブ装着孔１１と摺動状態
になるような外形寸法にするとともに、この鍔部４２で
円周上等配分となる複数の位置に、流入油路２１側と流
出油路１３側とを連通するような切り欠き部４５を設け
たことにより、流入油路２１に導かれた作動油の圧力が
設定圧力を超えることで、バルブシート２０のシート面
２２からボール３０が離脱しても、ボール３０が振動す
ることなく、これによって油圧振動やこの圧力制御弁１
００からの高周波の騒音、さらにはこの圧力制御弁１０
０を具備しているアクチュエータ自体の油圧脈動の発生
をさらに高い品質で防止することができ得るものとなっ
ているのである。

【発明の実施の形態】以上のように構成した各請求項の
発明について図面に示した実施の形態である圧力制御弁
について以下に説明するが、この圧力制御弁は上記各発
明を実質的に含むものであるから、この圧力制御弁を具
備した機器の簡単な構造，作動説明の後は、この実施形
態のボールサポートの構造を中心にして説明する。な
お、従来の技術と共通する部材および部位に関しては、
同じ符号を付けるものとする。まず、このような圧力制
御弁１００を実際の製品内に組み込んだ具体例には、図
１に示すものがある。これは、各種車両に搭載され操舵
補助を行う図示しないパワーステアリングに作動油を供
給するベーンポンプに、一体的に組み込まれた圧力制御
弁を表しており、さらに具体的に述べると、このベーン
ポンプの流量制御弁６０のスプール６１と一体化した圧
力制御弁１００を表しているものである。この圧力制御
弁１００の作動原理を説明するために、上記したベーン
ポンプおよび流量制御弁の構造，作動説明を簡単に述べ
ると、以下の通りである。まず、ボディ７０内には、摺
動自在に装着してあるスプール６１とプラグ６２とで流
量制御弁６０が構成してあり、このスプール６１には、
流量制御を行う側と反対の背圧室７１側に圧力制御弁１
００が内装してある。そして、流量制御弁６０の上流側
のボディ７０には、作動油の供給ポート７２と吐出口７
３とが設けてあり、この吐出口７３の圧力は、連通孔７
４を経由して前記した背圧室７１側にも導いてある。こ
れにより、流量制御弁６０の前後の圧力に差圧を発生さ
せてスプール６１の位置を制御し、設定値を越える量の
作動油を供給ポート７２からタンクポート７５に直接バ
イパスすることで、吐出口７３からの作動油の流量が所
定の流量になるよう自動的に制御するというものであ
る。このような構造であることにより、この流量制御弁
６０の背圧室７１の圧力は、吐出口７３の圧力に比例す
るのであるが、この吐出口７３側につないでいる図示し
ないアクチュエータがロックして動かなくなる等の問題
により、吐出口７３の圧力が設定圧力よりも上昇した場
合は、この吐出口７３側の作動油を強制的にタンクポー
ト７５側に戻して、吐出口７３側の圧力を逃がすことが
必要である。このような理由から、流量制御弁６０の背
圧室７１側のスプール６１には、本発明で取り上げてい
るような圧力制御弁１００が設けてあり、この作用によ
り、圧力制御弁１００で設定してある圧力を越える吐出
口７３側の作動油は、連通孔７４，背圧室７１からスプ
ール６１内を通すことで、スプール６１前後、すなわち
スプール６１の上流下流間に圧力差を発生させ、この圧
力差を利用してスプール６１を供給ポート７２とタンク
ポート７５とがこのスプール６１の外周で直接連通する
よう移動させる。その結果、設定圧力よりも上昇した供
給ポート７２へ送り込むタンクポート７５の作動油をタ
ンクポート７５に逃がして、結果的に本圧力制御弁１０
０を使用している機器や、図示しないアクチュエータの
破損が防止できるというものである。次に、本発明であ
る圧力制御弁１００について、図２，図３を用いて従来
との相違点を中心に説明する。この圧力制御弁１００
は、例えば円筒ばね等による下流側からの弾性部材５０
によってボール３０がバルブシート２０のシート面２２
に当接していることで、ある設定圧力以下では流入油路
２１と流出油路１３とを遮断しているのであるが、上流
側の流入油路２１に導かれた作動油の圧力が設定圧力を
越えた場合は、弾性部材５０の反発力に打ち勝ってボー
ル３０を下流側に押し戻し、その結果、過上昇分の作動
油を流出油路１３側に逃がすというものである。そし
て、前記したボール３０をバルブシート２０のシート面
２２に直接押圧している部材が、ボールサポート４０な
のであるが、これには、ボール３０と当接する側に設け
たボール３０をその軸心に案内するためのテーパ面４１
の端部に、ボール３０が半径方向に転動するのを規制す
るための内周の保持面４４が設けてあるのである。勿
論、この保持面４４は、ここに装着するボール３０の半
径方向への転動を防止するのが目的であることから、ボ
ール３０を保持面４４に装着した際に半径方向にがたが
発生しないように、この内径寸法はボール３０の直径と
一致した寸法であることが必要である。また、たとえボ
ール３０がバルブシート２０のシート面２２から離脱し
て、その離脱量の範囲内でボール３０がボールサポート
４０のテーパ面４１とバルブシート２０のシート面２２
との間を自由に遊動したとしても、この可動域において
は半径方向にボール３０の動きが規制できるような高さ
まで、上記した保持面４４の内径寸法が確保してあるこ
とが必要である。さらには、ボールサポート４０に対し
てボール３０を、上記したように半径方向にがたなく保
持しているとき、軸方向でもテーパ面４１の全周でボー
ル３０の当接面を保持していることで、ボール３０を多
方向から確実に保持できるというものであり、これには
保持面４４とテーパ面４１とが同軸状態であることが必
要である。ここで、上流側の流入油路２１から導かれた
作動油の圧力によって発生する力が、下流側に装着した
弾性部材５０の反発力に打ち勝って、バルブシート２０
のシート面２２に密着して当接しているボール３０を離
脱させることで、流入油路２１と流出油路１３とを連通
させ、流入油路２１の作動油を流出油路１３側に逃がす
という圧力制御弁１００のリリーフ動作が行われた場合
について説明する。本実施例では、ボールサポート４０
の保持面４４を上記したような形状および各部の寸法に
して、特にボール３０の半径方向の位置を規制したこと
により、本圧力制御弁１００がリリーフして上流側から
の作動油の噴流がボール３０に直接当たったとしても、
そのとき発生する流体力によって、ボール３０がボール
サポート４０やバルブサポート２０のシート面２２に対
して半径方向に転動することが物理的に不可能である。
よって、ボール３０の外周を流れる作動油はバランスを
崩すことがなく、これによりボール３０の振動も一切発
生することがない。すなわち、流入油路２１から流出油
路１３へ流れる作動油の流体力とボール３０とは、常時
バランスが保たれ、ボール３０の位置は安定しているの
である。従って、このような圧力制御弁１００からは、
ボール３０の振動に起因する油圧振動や騒音は一切発生
することがなく、さらには、この圧力制御弁１００を具
備する各種アクチュエータ自体の油圧脈動も一切発生す
ることがないといった、圧力制御弁１００の機能として
優れた効果を実現できるものである。尚、上記にて説明
したボールサポート４０の保持面４４は、ボール３０を
半径方向に拘束するような形状を有するものであれば、
何も円筒状の内径面である必要は全くないのである。す
なわち、この保持面４４の形状は、例えばボール３０の
直径より大きい円筒の内径面から、ボール３０の外径に
沿うような形で円周等分に複数の内接状の突起を設けた
ものや、単純にボール３０の外径に沿うような形で円周
等分に設けた内接状の突起だけであってもよい。要する
に、ボール３０が半径方向に転動するのを規制できるよ
うなものであれば問題ないのである。また、上記した実
施例では、ボール３０をボールサポート４０の軸心に案
内するためのテーパ面４１と、ボール３０を半径方向の
転動を規制する保持面４４とが、ボール３０に対してそ
れぞれ軸方向と半径方向に位置するという別の面で構成
されているものであるが、これについても本形状に限定
される訳ではなく、テーパ面４１と保持面４４とが滑ら
かにつながっている状態、すなわち、テーパ面４１と保
持面４４とがボール３０の外周面に倣う１つの円弧面形
状であっても何ら問題ないのである。さらに、ボールサ
ポート４０の鍔部４２は、この外側に位置するボディ１
０側のバルブ装着孔１１に対して、作動油が全周上で均
等に、かつ、抵抗なく流れるような隙間を有するような
形状であればよいことから、具体的には、この鍔部４２
の外径形状をボディ１０側のバルブ装着孔１１に対して
半径方向および軸方向でも隙間が変化することのないよ
うな円筒形としているのが一般的である。しかし、鍔部
４２は何もこのような形状である必要はなく、例えば図
４に示すような、軸方向で下流側の弾性部材５０から上
流側のバルブシート２０に行くに従い、その外径寸法を
同軸上で径小するようなテーパ面を有する形状であって
もよいのである。鍔部４２をこのようなテーパ面形状に
することで、上流側から下流側へ流れる作動油の、バル
ブ装着孔１１と鍔部４２との隙間への流れ込みをスムー
ズにすることができ、その分正確で信頼性の高い圧力制
御が実現できるのである。次に、図５（Ａ）は、ボール
サポート４０の主要な部分のみを拡大した第２の実施例
であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＡ−Ａ部分の断面
図である。これについても、各部材の構成自体は、上記
で説明した第１実施例と同様であるため、ここでは異な
る点のみに絞って説明を行うことにする。まず、形状に
ついて述べると、第１実施例ではボールサポート４０の
鍔部４２である外周と、これを装着しているボディ１０
のバルブ装着孔１１とを、作動油が抵抗なく流れるだけ
の隙間を有した寸法にしてあるのに対して、第２実施例
では鍔部４２を、これを装着するバルブ装着孔１１と摺
動状態になるような外側寸法にしたものである。このよ
うに、ボールサポート４０の外周の鍔部４２とボディ１
０のバルブ装着孔１１内とが摺動状態になっているとい
うことは、鍔部４２とバルブ装着孔１１との半径方向に
はがたが発生しないぐらいの微小隙間しか有していない
ということである。しかし、上流側と下流側とは作動油
が連通することができることが、圧力制御弁１００とし
て必要なことであることから、このボールサポート４０
の外周である鍔部４２とボディ３０の内周であるバルブ
装着孔１１とは、作動油が自由に移動することができる
だけの隙間を有していることが必要である。そこで、バ
ルブ装着孔１１と摺動自在な外径寸法としているボール
サポート４０の鍔部４２には、この円周上で等配分とな
る複数の位置に、ボールサポート４０に対してその上流
側と下流側と常時連通するような切り欠き部４５が設け
てあるのである。このように、ボールサポート４０の外
径をボディ１０のバルブ装着孔１１に対して半径方向に
がたが発生しないような寸法にするという考え方は、第
１実施例であるところのボール３０と半径方向に同軸状
態を実現しているバルブサポート４０とバルブ装着孔１
１とが、作動油が抵抗なく流れるだけの隙間を有してお
り、この隙間を流れる環状隙間の作用によって、ボール
サポート４０はボディ１０のバルブ装着孔１１の軸心に
自動的に調心されるという効果を、物理的にボールサポ
ート４０の半径方向の動きを規制することで、より確実
なものとしたものである。これにより、ボール３０が保
持面４４内にがたなく装着されることで、このボール３
０とボールサポート４０との軸心が一致しているのは勿
論のこと、バルブ装着孔１１と同軸上に固定してあるバ
ルブシート２０のシート面２２と、このバルブ装着孔１
１と同軸上で摺動自在にボールサポート４０が装着して
あることから、シート面２２とボール３０とボールサポ
ート４０とバルブ装着孔１１、すなわち、シート面２２
とボール３０とは当接，離脱に拘わらず、さらに作動油
が上流側から下流側に流れる流体力の中でも確実に同軸
上にある訳である。従って、上記したような第２実施例
の圧力制御弁１００からは、ボール３０の振動に起因す
る油圧振動や騒音は一切発生することがなく、さらに
は、この圧力制御弁１００を具備する各種アクチュエー
タ自体の油圧脈動も一切発生することがないといった、
圧力制御弁１００の機能として優れた効果を、より確実
に実現できるものである。尚、上記にて説明したボール
サポート４０の上流側と下流側とを連通する切り欠き部
４５は、この上下室を連通するような形状を有するもの
であれば、何も切り欠き形状である必要は全くないので
ある。すなわち、この連通構造は、例えばボールサポー
ト４０の外周に円周上等配分で複数のスリットを有した
構造のものや、円周上等配分で複数の孔を有した構造の
もの、さらには、ボディ１０のバルブ装着孔１１側に同
じようなスリットを設けた構造であってもよい。要する
に、ボールサポート４０の上流側と下流側とで連通する
構造のものであれば問題ないのである。

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１の発明にお
いては、上記実施形態にて例示した如く、「下流側に流
出油路１３を設けたボディ１０のバルブ装着孔１１内に
収容され、バルブ装着孔１１の上流側には、内側に流入
油路２１を設けるとともに、その流入油路２１の片側端
面にテーパ状のシート面２２を設けたバルブシート２０
と、シート面２２に対して、外周面を離着自在になるよ
うに配置したボール３０と、ボール３０を軸心に案内す
るためのテーパ面４１を設けたボールサポート４０と、
ボールサポート４０より下流側に装着するとともに、ボ
ールサポート４０をバルブシート２０側に押圧すること
で、ボール３０をシート面２２に密着して当接するよう
にした弾性部材５０とからなる圧力制御弁１００におい
て、ボールサポート４０が、テーパ面４１の端部に、ボ
ールサポート４０の径方向に対するボール３０の動きを
規制するための保持面４４を設けたこと」にその構造上
の特徴があり、これにより、ボール３０がボールサポー
ト４０に対して半径方向に転動することがないことか
ら、圧力制御弁１００のリリーフ動作として発生した上
流側である流入油路２１から下流側である流出油路１３
へ作動油が流れる流体力の中でも、ボール３０に対して
円周上で均一な流れを実現でき、ボール３０には一切振
動が発生しないので、圧力制御弁１００のボール３０が
振動することが原因で発生する油圧振動や騒音、さらに
はこの圧力制御弁１００を具備しているアクチュエータ
自体の油圧脈動の発生を防止することが実現できるので
ある。また、請求項２に係る発明においては、上記請求
項１に係る圧力制御弁１００のボールサポート４０につ
いて、「ボールサポート４０の保持面４４は、ボールサ
ポート４０の軸心と平行の円筒形状を有したこと」にそ
の構造上の特徴があり、これにより、保持面４４は、容
易に成形することができる形状で実現できるとともに、
ボール３０がボールサポート４０に対して半径方向に転
動することがないことから、圧力制御弁１００のリリー
フ動作として発生した上流側である流入油路２１から下
流側である流出油路１３へ作動油が流れる流体力の中で
も、ボール３０に対して円周上で均一な流れを実現で
き、ボール３０には一切振動が発生しないので、圧力制
御弁１００のボール３０が振動することが原因で発生す
る油圧振動や騒音、さらにはこの圧力制御弁１００を具
備しているアクチュエータ自体の油圧脈動の発生を防止
することが実現できるのである。さらに、請求項３に係
る発明においては、上記請求項１または請求項２のいず
れかに係る圧力制御弁１００のボールサポート４０につ
いて、「ボールサポート４０は、その外周である鍔部４
２をボディ１０のバルブ装着孔１１と抵抗なく摺動する
ような隙間を有した外径にしたとともに、その外周上で
円周上等配分となる位置に、上流側と下流側とを連通す
るような複数の切り欠き部４５を設けたこと」にその構
造上の特徴があり、これにより、ボール３０の半径方向
のがたを抑えるという構造を、ボールサポート４０の保
持面４４だけでなく、ボールサポート４０の鍔部４２と
ボディ１０のバルブ装着孔１１の内周面でも行うこと
で、圧力制御弁１００のリリーフ動作として発生した上
流側である流入油路２１から下流側である流出油路１３
へ作動油が流れる流体力の中でも、ボール３０に対して
円周上で均一な流れを実現でき、ボール３０には一切振
動が発生しないので、圧力制御弁１００のボール３０が
振動することが原因で発生する油圧振動や騒音、さらに
はこの圧力制御弁１００を具備しているアクチュエータ
自体の油圧脈動の発生をさらに高い信頼性で防止するこ
とが実現できるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る圧力制御弁を具備した装置の要部
断面図である。

【図２】本発明の第１実施例に係る圧力制御弁の要部断
面図である。

【図３】本発明の第１実施例に係る圧力制御弁の作動状
況を示す要部断面図である。

【図４】本発明の第１実施例に係る圧力制御弁の一部を
変更した要部断面図である。

【図５】（Ａ）本発明の第２実施例に係る圧力制御弁の
要部断面図である。 （Ｂ）本発明の第２実施例に係る圧力制御弁のＡ−Ａ断
面である。

【図６】従来例に係る圧力制御弁の断面図である。

【図７】従来例に係る圧力制御弁の作動状況を示す断面
図である。

【図８】従来例に係る圧力制御弁の作動状況を示す要部
断面図である。

【符号の説明】

１０ ボディ １１ バルブ装着孔 １２ 底面 １３ 流出油路 ２０ バルブシート ２１ 流入油路 ２２ シート面 ３０ ボール ３１ 外周面 ４０ ボールサポート ４１ テーパ面 ４２ 鍔部 ４３ ガイド部 ４４ 保持面 ４５ 切り欠き部 ５０ 弾性部材 ６０ 流量制御弁 ６１ スプール ６２ プラグ ７０ ボディ ７１ 背圧室 ７２ 供給ポート ７３ 吐出口 ７４ 連通孔 ７５ タンクポート １００ 圧力制御弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下流側に流出油路を設けたボディのバル
   ブ装着孔内に収容され、前記バルブ装着孔の上流側に
   は、内側に流入油路を設け、その流入油路の片側端面に
   テーパ状のシート面を設けたバルブシートと、前記シー
   ト面に対して、外周面を離着自在になるように配置した
   ボールと、前記ボールを軸心に案内するためのテーパ面
   を設けたボールサポートと、前記ボールサポートより下
   流側に装着するとともに、前記ボールサポートをバルブ
   シート側に押圧することで、前記ボールをシート面に密
   着して当接するようにした弾性部材とからなる圧力制御
   弁において、 前記ボールサポートが、前記テーパ面の端部に、前記ボ
   ールサポートの径方向に対するボールの動きを規制する
   ための保持面を設けたことを特徴とする圧力制御弁。
2. 【請求項２】 前記ボールサポートの保持面は、前記ボ
   ールサポートの軸心と平行の円筒形状を有していること
   を特徴とする請求項１に記載の圧力制御弁。
3. 【請求項３】 前記ボールサポートは、その外周である
   鍔部をボディのバルブ装着孔と抵抗なく摺動するような
   隙間を有した外径にしたとともに、その外周上で円周上
   等配分となる位置に、上流側と下流側とを連通するよう
   な複数の切り欠き部を設けたことを特徴とする請求項１
   または請求項２に記載の圧力制御弁。