JP2017142696A

JP2017142696A - 二段比例減圧弁

Info

Publication number: JP2017142696A
Application number: JP2016024234A
Authority: JP
Inventors: 圭一石津; Keiichi Ishizu
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2016-02-11
Filing date: 2016-02-11
Publication date: 2017-08-17

Abstract

【課題】２台の減圧弁を使用して行っていた高圧から低圧への二段減圧を１台の減圧弁で行えることができる二段減圧比例弁を提供。【解決手段】二段比例減圧弁８は、比例減圧弁部９と減圧弁部１０よりなる。比例減圧弁部９はスリーブ２７に摺動自在に嵌挿し電磁弁１３と同軸上に配置され、タンクポート２６に係合する大径部の断面積と、第一、第二の吐出ポート２４，２５間に形成され大径部の断面積よりも小さい小径部の断面積とを形成するスプール４１とを有する。減圧弁部１０は、スリーブ２７に嵌挿した段付ピストン５４の大径部５６には小径孔部５１に連通する油路５７が形成されている。スリーブ２７に螺着された栓５８により、段付ピストン５４の一端を液密に封止する。【選択図】図１

Description

本発明は建設機械や産業機械等に用いられる油圧比例減圧弁に関するもので、さらに詳細には油圧力を段階的に減圧する二段比例減圧弁に関するものである。

従来、この種の電磁比例減圧弁としてはコイルの出力を変化することで、二次圧力を設定することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平５−３２４０９２号公報

しかしながら、特許文献１では、例えば図２に示すようにポンプ吐出圧力Ｐ１が比例減圧弁６の最高使用圧力Ｐ３より高い場合、減圧弁７によって比例減圧弁６の最高使用圧力Ｐ３以下に減圧することが可能であるが、この場合、油圧回路内（図示しない）で使用される減圧弁は比例減圧弁６、減圧弁７の２台になるので配管が増え、油圧装置が大きくなる等の欠点がある。
本発明は係る課題を解決するためになされたもので、従来、２台の減圧弁を使用して行っていた高圧から低圧への二段減圧を１台の減圧弁で行えることができる二段比例減圧弁を提供することを目的とする。

前記課題を解決するための請求項１は、
電磁弁と、
前記電磁弁の軸芯方向に指向し該電磁弁に一体的に取り付けられた弁本体と、
前記弁本体に摺動自在に嵌挿され軸芯方向にドレーンポート、第一、第二の吐出ポート，及び入力ポートが間隔をおいて該軸芯方向に直交して形成されたスリーブと、
前記弁本体に装着され設定圧力を調整する比例減圧弁部と、
前記弁本体に装着され最高使用圧力以下まで減圧する減圧弁部と、
を備え、
前記比例減圧弁部は、
前記スリーブに摺動自在に嵌挿し前記電磁弁のブッシュピンに同軸上に配置され、前記ドレーンポートに係合する大径部の断面積と、前記第一、第二の吐出ポート間に形成された第一、第二の連通路に係合し前記大径部の断面積よりも小さい小径部の断面積を形成するスプールと、
前記スプールの端面に設けられ前記電磁弁の非励磁に該スプールを初期位置に戻す第一のばね部材と、
前記スプールの略軸芯に穿設され前記スリーブ内の油を前記ドレーンポートに排出する油路と、
前記大径部と前記小径部間に形成される軸部の端面に形成され前記第一の連通路に連通する導入部と、
を有し、
前記減圧弁部は
前記スプールの同軸上に設けられ前記スリーブに摺動自在に嵌挿し前記入力ポートに係合する大径部と、前記入力ポート、前記第一の吐出ポート間に設けられた前記第一の連通路に係合し前記大径部より小さい小径部と、により形成される段付ピストンと、
前記段付ピストンと前記スプールの端部に嵌挿したばね受けとの間に装着された第二のばね部材と、
を有し、
前記スプール、前記ばね受けの略軸芯には前記ブッシュピンに連通する第一の油路が形成され、
前記段付ピストンは前記入力ポート、前記第二の連通路に接続する第二の油路が形成されたことを特徴とする。

本発明によれば、２台の減圧弁を用いて減圧していた減圧作業を１台の減圧弁で行えるので、配管が少なくなり配管作業が軽減されるのでコスト低減に繋がる。

本明の実施の形態に係る二段比例減圧弁の概略構造を示す略縦断面図である。従来の油圧回路の概念を示す説明図である。

以下、本発明の二段比例減圧弁につき好適の実施の形態を挙げ、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係る二段比例減圧弁８の概略構造を示す説明図で、該二段比例減圧弁８は、比例減圧弁部９と減圧弁部１０により構成されている。

先ず比例減圧弁部９の構成を説明する。
参照符号１１はソレノイドコイル１２を電磁比例ソレノイド１３（電磁弁）に装着固定するコイルロックナットである。参照符号１４、１５は夫々、電磁比例ソレノイド１３内にそれと同軸に装着され、ソレノイドコイル１２に通電することにより磁力を発生する可動鉄芯と、前記可動鉄芯１４が吸引されるよう動作する固定鉄芯である。

参照符号１６は止めねじ１７により可動鉄芯１４に固定され該可動鉄芯１４が固定鉄芯１５に吸引されるとバイアススプリングである第一のばね部材１８を押圧するよう作用するブッシュピンである。参照符号１９は可動鉄芯１４の移動のガイドとなるソレノイドガイドチューブ、参照符号２０はブッシュピン１６にその一端が当接可能とされ、回転して移動させることにより該ブッシュピン１６の位置を調整ねじである。
参照符号２２は電磁比例ソレノイド１３の軸芯方向に指向し該電磁比例ソレノイド１３に一体的に取り付けられた弁本体を示すもので、該弁本体２２には電磁比例ソレノイド１３の軸芯方向に入力ポート２３、第一、第二の吐出ポート２４，２５及びドレーンポート２６が間隔をおいて電磁比例ソレノイド１３の軸芯方向に指向して形成されている。

参照符号２７は弁本体２２の内孔２８に摺動自在に嵌挿された円筒形状のスリーブを示すもので、該スリーブ２７には、軸芯方向に直交して連通路２９乃至３３が間隔を設けて形成されている。
この場合、連通路２９は弁本体２２の内孔２８に形成された油溜り３４に連通して入力ポート２３に接続されている。さらに、第一の吐出ポート２４は内孔２８に形成された油溜り３５により連通路３０、３１（第一の連通路）に接続されている。また、第二の吐出ポート２５は内孔２８に形成された油溜り３６により連通路（第二の連通路）３２に接続されている。さらにまた、ドレーンポート２６は内孔２８に形成された油溜り３７を介して連通路３３に接続されている。

スリーブ２７の略軸芯には連通路３２，３３に連通する大径内孔３８と、前記大径内孔３８に接続した小径内孔３９が形成されており、これらの大径内孔３８，小径内孔３９にはスプール４１が摺動自在に嵌挿されている。
スプール４１は大径部４２が大径内孔３８に摺動自在に嵌挿され、小径部４３が小径内孔３９に摺動自在に嵌挿されており、大径部４２、小径部４３が互いに対向する一端は長軸状の軸部４４により連結されており、大径部４２の他端（図１で左端）は軸部４５が形成されている。なお、図１に示すようにスプール４１の大径部４２の断面積（Ａ２）と小径部４３の断面積（Ａ１）との関係は、Ａ２＞Ａ１にある。
また、スプール４１の略軸芯には油路（第一の油路）５７が形成されており、該油路５７を介して小径部４３が開口端部４７に連通している。よって、小径内孔３９は油路５７を経て開口端部４７に連通している。開口端部４７はドレーンポート２６に連通している。

また、スプール４１の軸部４５の端部（図１で左端）にはばね受け４６が取着されている。開口端部４７（図１左端）にはばね部材（第一のばね部材）１８が収納されており、該ばね部材１８は一端（図１で左端）がばね受け４６に支持され、他端が開口端部４７の奥部（図１で右端）に係止されている。さらに、スリーブ２７の小径内孔３９の端部（図１で右端）にはばね受け４９が嵌挿されている。
なお、ばね受け４９の略軸心には、小径内孔３９に連通する細孔５７ａ（第一の油路）が穿設されている。
大径部４２と径部４３間に形成される軸部４４の端面（図１で右端）には連通路３１に連通する半径状の切り欠き導入部（導入部）６２が形成されている。

次に減圧弁部１０の構成について説明する。
スリーブ２７に形成される小径内孔３９の端部（図１で右端）は、段付内孔５０に連通している。段付内孔５０は連通路３０に係合する小径孔部５１と、連通路２９に係合しかつ小径孔部５１に連通する大径孔部５２と、大径孔部５２に連通する中径孔部５３により形成されており、小径孔部５１及び中径孔部５３には段付ピストン５４が摺動自在に嵌挿されている。

段付ピストン５４は小径部５５が小径孔部５１に摺動自在に嵌挿され、大径部５６が中径孔部５３に摺動自在に嵌挿されており、小径部５５、大径部５６はロッド５６ａにより一体に形成されている。
大径部５６には小径孔部５１に連通する油路（第二の油路）５９がロッド５６ａの軸芯方向に穿設されている。参照符号５８はスリーブ２７に螺着された栓を示すもので、段付内孔５０の一端を液密に封止する。なお、大径孔部５２は連通路２９に係合する油溜りの機能を有する。また、段付ピストン５４の略軸芯に穿設された内孔６０には、ばね部材（第二のばね部材）６１が装着されており、該ばね部材６１の一端（図１で右端）が内孔６０の奥部（図１で内孔６０の右端）に支持され、他端（図１で左端）がばね受け４９に係合している。

本発明の実施の形態に係る二段比例減圧弁８は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に動作ならびに作用効果について説明する。
図１は電磁比例ソレノイド１３が非励磁の状態を示している。よって、スプール４１は第一のばね部材１８の弾発力により図１で左行する。このため、スプール４１の小径部４３が連通路３１と遮断され、該小径部４３の一端（図１で左端）に隣接して軸部４４の端部に形成された導入部６２が連通路３１と遮断している。

この場合、段付ピストン５４はばね部材６１の弾発力により図１で右方に押し圧されているので、入力ポート２３に供給されている圧力源（図示しない）の圧油は連通路２９より段付ピストン５４に形成された油路５９、小径孔部５１、連通路３０、油溜り３５に達している。同時に入力ポート２３の圧油は油路５９より段付ピストン５４の大径部５６の端面（図１で右端）に作用して該段付ピストン５４がばね部材６１の弾発力に抗して前進（図１で左行）し、小径孔部５１と大径孔部５２との連通を遮断している。

なお、図１に示す減圧弁部１０の設定圧力、例えばＰ１は段付ピストン５４を変位させて調整している。すなわち、ばね部材６１の弾発力が大きくすると設定圧力Ｐ２は増大し、ばね部材６１の弾発力を小さくすると設定圧力はＰ２に減少する（図２参照）。

電磁比例ソレノイド１３が励磁するとブッシュピン１６は図１で前進（図１で右行）してスプール４１に協動して、該スプール４１に形成された小径部４３が右行して軸部４４の端部に形成された切り欠き導入部６２が連通路３１を介して第二の吐出ポート２５に連通するので、減圧弁部１０による設定圧力Ｐ３が第二の吐出ポート２５に流入る。
次いで、スプール４１は大径部４２と小径部４３との面積差より図１で左行し連通路３１は第二の吐出ポート２５の連通が遮断される。
さらに、比例減圧弁部９においてはスプール４１の大径部４２の断面積Ａ２と小径部４３の断面積Ａ１との断面積差Ｆ＝（Ａ２−Ａ１）Ｐ３に作用する押し圧力が電磁比例ソレノイド１３の吸引力が該面積差Ｆに作用した圧力より大きくなると、スプール４１は左行する。

８二段比例減圧弁９比例減圧弁部
１０減圧弁部１１コイルロックナット
１２ソレノイドコイル１３電磁比例ソレノイド
１４可動鉄芯１５固定鉄芯
１６ブッシュピン１８、４８、６１ばね部材
１９ガイドチューブ２２弁本体
２４〜２６ポート２７スリーブ
２８内孔２９〜３３連通路
３４〜３７油溜り３８大径内孔
３９、４０小径内孔４１スプール
４２，５６大径部４３、５５小径部
４４，４５軸部４６、４９ばね受け
４７開口端部５０段付内孔部
５１小径孔部５２大径孔部
５３中径孔部５４段付シリンダ
５５小径部５６大径部
５７、５９油路５８栓
６０内穴６２導入部

Claims

電磁弁と、
前記電磁弁の軸芯方向に指向し該電磁弁に一体的に取り付けられた弁本体と、
前記弁本体に摺動自在に嵌挿され軸芯方向にドレーンポート、第１、第２の吐出ポート及び入力ポートが間隔をおいて該軸芯方向と直交して形成されたスリーブと、
前記弁本体に装着され設定圧力を調整する比例減圧弁部と、
前記弁本体に装着され最高使用圧力以下まで減圧する減圧弁部と、
を備え、
前記比例減圧弁部は、
前記スリーブに摺動自在に嵌挿し前記電磁弁のブッシュピンに同軸上に配置され、前記ドレーンポートに係合する大径部の断面積と、前記第一、第二の吐出ポート間に形成された第一の連通路に係合し前記大径部の断面積よりも小さい小径部の断面積とを形成する第一のスプールと、
前記第一のスプールの端面に設けられ前記電磁弁の非励磁に該第一のスプールを初期位置に戻す第一のばね部材と、
前記スプールの略軸芯に穿設され前記スリーブ内の油を前記ドレーンポートに排出する油路と、
前記大径部と前記小径部間に形成される軸部の端面に形成され前記第一の連通路に連通する導入部と、
を有し、
前記減圧弁部は
前記スプールの同軸上に設けられ前記スリーブに摺動自在に嵌挿し前記入力ポートに係合する大径部と、前記入力ポート、前記第一の吐出ポート間に設けられた第一の連通路に係合し前記大径部よりも小さい小径部により形成する段付ピストンと、
前記段付ピストンと前記スプールの端部に嵌挿したばね受けとの間に装着された第二のばね部材と、
を有し、
前記第一のスプール、前記ばね受けの略軸芯には前記ブッシュピンに連通する第一の油路が形成され、
前記段付ピストンは前記入力ポート、前記第二の連通路に接続する第二の油路が形成されたことを特徴とする二段比例減圧弁。