JP2022012406A

JP2022012406A - リリーフ弁

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Publication number: JP2022012406A
Application number: JP2020114219A
Authority: JP
Inventors: 勇多田中; Yuta Tanaka
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2020-07-01
Filing date: 2020-07-01
Publication date: 2022-01-17
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Also published as: DE112021003547T5; CN115735075A; WO2022004425A1; JP7643841B2

Abstract

【課題】リリーフ弁の動作を安定させる。【解決手段】リリーフ弁１００は、メインポペット５に設けられ、高圧通路Ｈ及び背圧室８に臨むパイロット通路１０と、ドレン室１２と背圧室８とを連通するようにスリーブ７内に設けられる第１通路１１と、絞り１３ａが設けられる第２通路１３と、を備え、第２通路１３は、パイロット通路１０と背圧室８とを連通し、メインポペット５は、サクションポペット３に離着座する本体部５０と、本体部５０に設けられる摺動孔５０ａ内に摺動可能に設けられ、本体部５０に離着座するパイロットピストン５１と、を有し、パイロット通路１０は、背圧室８及び第１通路１１と連通し、パイロットピストン５１は、高圧通路Ｈの圧力に応じて本体部５０から離座してスリーブ７に向かって移動し、当該パイロットピストン５１とスリーブ７との間を通じて背圧室８から第１通路１１に導かれる作動流体の流れを絞るように構成される。【選択図】図２

Description

本発明は、リリーフ弁に関する。

特許文献１には、バルブケース内に設けられ、機器本体に設けられる第１シート部から離座した開弁状態で低圧通路から高圧通路への作動流体の流れを許容し、第１シート部に着座した閉弁状態で高圧通路と低圧通路との連通を遮断するサクションポペットと、サクションポペット内に設けられ、サクションポペットに設けられる第２シート部から離座した開弁状態で高圧通路から低圧通路への作動流体の流れを許容し、第２シート部に着座した閉弁状態で高圧通路と低圧通路との連通を遮断するメインポペットと、サクションポペット内において、メインポペットとの間で背圧室を画成するガイドプラグと、メインポペットに設けられ、高圧通路と背圧室とを連通するパイロット通路と、背圧室とガイドプラグ内に設けられたドレン室とを連通する通路を開閉するパイロットポペットと、を備えるリリーフ弁が開示されている。

特許文献１に記載のリリーフ弁は、高圧通路の作動油はパイロット通路の絞りを通じて背圧室に導かれ、背圧室と高圧通路との間で絞りに応じた差圧が生じる。高圧通路と背圧室との圧力差が大きくなると、パイロットピストンがばねの付勢力に抗して移動する。高圧通路と背圧室との圧力差がさらに大きくなると、メインポペットがサクションポペットから離座し、メインポペットが開弁する。

特開２０１９－１５８０９９号公報

特許文献１に記載のリリーフ弁では、背圧室の作動油が、背圧室と連通するドレン通路を通じてドレン室に流出する。背圧室とドレン室との開口面積が広い場合には、背圧室から作動油が流出しやすいため、背圧室の圧力が大きく低下しやすい。メインポペットは、高圧通路と背圧室との圧力差により移動するため、背圧室の圧力が大きく低下しやすいと、メインポペットの位置が大きく変動しやすく、リリーフ弁の動作に悪影響を与えるおそれがある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、リリーフ弁の動作を安定にすることを目的とする。

本発明は、リリーフ弁であって、高圧通路と低圧通路とが設けられる機器本体に取り付けられるバルブハウジングと、バルブハウジング内に設けられ、機器本体から離座及び機器本体に着座することで高圧通路と低圧通路との間で作動流体の流れを許容するサクションポペットと、サクションポペット内に設けられ、サクションポペットから離座及びサクションポペットに着座することで高圧通路と低圧通路との間で作動流体を連通及び遮断するメインポペットと、サクションポペット内において、メインポペットとの間で背圧室を画成するスリーブと、メインポペットに設けられ、高圧通路及び背圧室に臨むパイロット通路と、スリーブ内に設けられ背圧室の作動流体が排出されるドレン室と、ドレン室と背圧室とを連通するようにスリーブ内に設けられる第１通路と、パイロット通路または第１通路と背圧室とを連通するように構成され、通過する作動流体に抵抗を付与する絞りが設けられる第２通路と、を備え、メインポペットは、サクションポペットから離座及びサクションポペットに着座する本体部と、本体部に設けられる摺動孔内に摺動可能に設けられ、本体部から離座及び本体部に着座するパイロットピストンと、を有し、パイロット通路は、スリーブに対向するパイロットピストンの先端部の端面に開口し、パイロットピストンは、高圧通路の圧力に応じて本体部から離座してスリーブに向かって移動し、当該パイロットピストンとスリーブとの間を通じて背圧室から第１通路に導かれる作動流体の流れを絞るように構成されることを特徴とする。

この発明では、パイロットピストンが本体部から離座してスリーブに向けて移動すると、パイロットピストンとスリーブとの間隔が小さくなり、背圧室からパイロットピストンとスリーブとの間を通じて作動流体が第１通路に導かれにくくなる。これに伴い、背圧室の作動流体は、第２通路を通じてパイロット通路に導かれ、パイロットピストンの先端部の開口から第１通路に流出する。背圧室から第２通路を通じて第１通路に流出する作動流体には第２通路の絞りによって抵抗が付与されるため、背圧室の圧力低下が抑制される。これにより、メインポペットの位置が大きく変動することを抑制することができる。

また、本発明は、パイロット通路は、パイロットピストン内に設けられ高圧通路に臨む第１パイロット通路と、パイロットピストン内に設けられ背圧室に臨む第２パイロット通路と、を有し、第２通路は、パイロットピストンの外周面に開口し第２パイロット通路と背圧室とを連通する連通穴であることを特徴とする。

また、本発明は、パイロット通路は、パイロットピストン内に設けられ高圧通路に臨む第１パイロット通路と、パイロットピストン内に設けられ背圧室に臨む第２パイロット通路と、第１パイロット通路及び第２パイロット通路と連通し、パイロットピストンの外周面と本体部の摺動孔とによって形成される第３パイロット通路と、を有し、第２通路は、パイロットピストンの外周面に設けられ第３パイロット通路と背圧室とを連通することを特徴とする。

これらの発明では、背圧室から流出する作動流体は第２通路により抵抗が付与されるため、背圧室から流出する作動流体の量が減少し、背圧室の圧力の大きな低下が抑制される。これにより、メインポペットの位置が大きく変動することが抑制される。

また、本発明は、パイロットピストンは、スリーブに設けられるシート部に着座するテーパ部を有し、パイロットピストンのテーパ部がスリーブのシート部に着座した状態では、背圧室からテーパ部とシート部との間を通じて第１通路に導かれる作動流体の流れが遮断されることを特徴とする。

この発明では、パイロットピストンのテーパ部がスリーブのシート部に着座した状態では、第２通路のみを通じて作動流体が背圧室から流出する。これにより、背圧室の圧力及びメインポペットの位置が大きく変動することがさらに抑制され、リリーフ弁の動作がより安定となる。

また、本発明は、第２通路は、パイロットピストンのテーパ部に設けられる溝であり、パイロットピストンのテーパ部がスリーブのシート部に着座した状態では、背圧室から溝を通じて第１通路へ作動流体が導かれることを特徴とする。

また、本発明は、パイロットピストンは、スリーブに対向する先端部が円筒状に形成され、スリーブ内には、背圧室と第１通路とを連通し、パイロットピストンがスリーブに向けて移動するのに伴い先端部が収容される収容部を有し、第２通路は、収容部の内周面と当該収容部に収容されたパイロットピストンの先端部の外周面とによって形成されることを特徴とする。

本発明によれば、リリーフ弁の動作が安定となる。

本発明の実施形態に係る電磁リリーフ弁の断面図である。本発明の実施形態に係る電磁リリーフ弁のパイロットピストンが本体部から離座した状態における断面図である。本発明の実施形態に係る電磁リリーフ弁のメインポペットが開弁した状態における断面図である。本発明の実施形態に係る電磁リリーフ弁のパイロットピストンがスリーブに着座した状態における断面図である。本発明の実施形態に係る電磁リリーフ弁の第１変形例を示す断面図である。本発明の実施形態に係る電磁リリーフ弁の第２変形例を示す断面図である。本発明の実施形態に係る電磁リリーフ弁の第３変形例を示す断面図である。図７ＡのＡ－Ａ線に沿うパイロットピストンの断面図である。本発明の実施形態に係る電磁リリーフ弁の第４変形例を示す断面図である。図８ＡのＢ－Ｂ線に沿うパイロットピストンの断面図である。本発明の実施形態に係る電磁リリーフ弁の第５変形例を示す断面図である。本発明の実施形態に係る電磁リリーフ弁の第６変形例を示す断面図（その１）である。本発明の実施形態に係る電磁リリーフ弁の第６変形例を示す断面図（その２）である。

図面を参照して、本発明の実施形態に係るリリーフ弁について説明する。以下では、リリーフ弁が、ソレノイド部７０を有する電磁リリーフ弁１００である場合について説明する。

電磁リリーフ弁１００は、高圧通路Ｈ内の作動油の圧力が設定圧に達すると開弁し、高圧通路Ｈから低圧通路Ｌへ作動油を逃がすことにより、高圧通路Ｈ内の作動油の圧力が異常に高圧となることを防止する。また、電磁リリーフ弁１００は、ソレノイド部７０を備えており、ソレノイド部７０によって、この設定圧を変更することが可能である。また、電磁リリーフ弁１００は、アンチボイド機能を有しており、高圧通路Ｈが負圧になったときに開弁し、低圧通路Ｌから高圧通路Ｈへ作動油を供給することにより、キャビテーションの発生を防止する。本実施形態では、作動流体として作動油が用いられるが、作動水や圧縮空気などの他の流体を用いてもよい。

電磁リリーフ弁１００は、機器本体１にねじ締結により取り付けられる。機器本体１は、油圧シリンダ、油圧ポンプ、油圧モータ、複数の弁を有するバルブブロック等の油圧機器の本体である。機器本体１には、電磁リリーフ弁１００を境界として高圧通路Ｈと低圧通路Ｌとが設けられる。機器本体１には、高圧通路Ｈと低圧通路Ｌとの間に後述するサクションポペット３が着座するシート部１ａが設けられる。なお、機器本体１は油圧機器の本体に限定されず、各油圧機器間に設置されるブロック体であってもよい。

図１に示すように、電磁リリーフ弁１００は、高圧通路Ｈと低圧通路Ｌとが設けられる機器本体１に取り付けられるバルブハウジング２と、バルブハウジング２内に設けられ、機器本体１から離座及び機器本体１に着座することで高圧通路Ｈと低圧通路Ｌとの間で作動流体としての作動油の流れを許容するサクションポペット３と、サクションポペット３内に設けられ、サクションポペット３から離座及びサクションポペット３に着座することで高圧通路Ｈと低圧通路Ｌとの間で作動油を連通及び遮断するメインポペット５と、サクションポペット３内において、メインポペット５との間で背圧室８を画成するスリーブ７と、メインポペット５に設けられ、高圧通路Ｈ及び背圧室８に臨むパイロット通路１０と、スリーブ７内に設けられ背圧室８の作動油が排出されるドレン室１２と、ドレン室１２と背圧室８とを連通するようにスリーブ７内に設けられる第１通路１１と、パイロット通路１０と背圧室８とを連通するように構成され、通過する作動流体に抵抗を付与する絞り１３ａが設けられる第２通路１３と、を備える。バルブハウジング２には、ソレノイド部７０を収容するソレノイドハウジング７１が連結される。電磁リリーフ弁１００の構成は、大別すると、バルブハウジング２に収容される部分と、ソレノイド部７０及びソレノイドハウジング７１と、に分けられる。

まず、図１を参照して、バルブハウジング２に収容される部分の構成について説明する。

バルブハウジング２にはサクションポペット３が収容されており、サクションポペット３には、メインポペット５と、第１通路１１を開閉するパイロットポペット９が収容されるスリーブ７と、が収容されている。サクションポペット３、メインポペット５、及びパイロットポペット９は、高圧通路Ｈと低圧通路Ｌとを連通または遮断するために設けられている。

バルブハウジング２は、高圧通路Ｈ側において機器本体１に取り付けられる第１端部２ａと、第１端部２ａとは反対側においてソレノイドハウジング７１に連結される第２端部２ｂと、を有する円筒状に形成された部材である。第２端部２ｂには、後述のソレノイドハウジング７１の雄ねじ部７１ｃに螺合される雌ねじ部２ｃが設けられる。

サクションポペット３は、円筒部３ａと底部３ｂとを有する有底円筒状である。サクションポペット３は、バルブハウジング２内に軸方向に移動可能に設けられ、一部がバルブハウジング２の第１端部２ａの開口から突出する。サクションポペット３の底部３ｂには、高圧通路Ｈに連通する高圧ポート３Ｈが設けられ、円筒部３ａの底部３ｂ近傍には、低圧通路Ｌに連通する低圧ポート３Ｌが設けられる。

サクションポペット３の円筒部３ａと底部３ｂとの間の角部３ｃは、テーパ状に形成されており、この角部３ｃが機器本体１のシート部１ａに着座することにより、機器本体１とサクションポペット３との間を通じた高圧通路Ｈと低圧通路Ｌとの連通が遮断される。サクションポペット３の底部３ｂ側には、メインポペット５が収容される第１収容孔３ｄが設けられ、底部３ｂとは反対側の端部には、スリーブ７が収容される第２収容孔３ｅが設けられる。

メインポペット５は、サクションポペット３から離座及びサクションポペット３に着座する本体部５０と、本体部５０に設けられる摺動孔５０ａ内に摺動可能に設けられ、本体部５０から離座及び本体部５０に着座するパイロットピストン５１と、を有する。摺動孔５０ａは、本体部５０に軸方向に貫通して形成される。

本体部５０は、第１収容孔３ｄ内を摺動可能である。本体部５０は、サクションポペット３の角部３ｃの内側に形成されるシート部３ｆに着座する弁部５０ｂを有し、弁部５０ｂがシート部３ｆに着座することにより、サクションポペット３とメインポペット５との間を通じた高圧通路Ｈと低圧通路Ｌとの連通が遮断される。本体部５０の外周面とサクションポペット３の内周面との間には、本体部５０とサクションポペット３との間の隙間をシールするシール部材が設けられる。

パイロットピストン５１は、サクションポペット３の内周面と、メインポペット５と、スリーブ７と、によって画成される空間である背圧室８に臨んで設けられるフランジ部５１ａと、フランジ部５１ａから軸方向に延在し摺動孔５０ａ内に挿入される円柱状の軸部５１ｂ（図２参照）と、スリーブ７に設けられるシート部１１ｂ（図４参照）に着座するテーパ部５１ｃと、スリーブに対向する先端部５１ｄと、先端部５１ｄの端面５１ｅと、有する。軸部５１ｂの先端部５１ｄとは反対側の端部は、高圧通路Ｈに臨む本体部５０の先端面から突出する。テーパ部５１ｃは、フランジ部５１ａから軸部５１ｂとは逆向きに軸方向に延在し、フランジ部５１ａから離れるにつれて径が小さくなるように形成される。

また、パイロット通路１０は、メインポペット５に設けられる。具体的には、図２に示すように、パイロット通路１０は、パイロットピストン５１内と、パイロットピストン５１の外周面と本体部５０との間に設けられる。パイロット通路１０は、高圧通路Ｈと背圧室８とを連通し、背圧室８を通じて第１通路１１と連通する。パイロット通路１０は、パイロットピストン５１内に設けられ高圧通路Ｈに臨む第１パイロット通路としての先端側通路１０ａと、パイロットピストン５１内に設けられ背圧室８に臨む第２パイロット通路としての基端側通路１０ｂと、先端側通路１０ａ及び基端側通路１０ｂと連通し、パイロットピストン５１の外周面と本体部５０の摺動孔５０ａとによって形成される第３パイロット通路としての絞り通路１０ｃと、先端側通路１０ａと絞り通路１０ｃとを連通する貫通孔１０ｄと、絞り通路１０ｃと基端側通路１０ｂを連通する貫通孔１０ｅと、を有する。具体的には、先端側通路１０ａ及び基端側通路１０ｂは、パイロットピストン５１の軸方向に延びるようにパイロットピストン５１に設けられる。先端側通路１０ａは、端面５１ｅに開口する。つまり、パイロット通路１０は、スリーブ７に対向するパイロットピストン５１の先端部５１ｄの端面５１ｅに開口する。絞り通路１０ｃは、それぞれ貫通孔１０ｄ，１０ｅを通じて先端側通路１０ａと基端側通路１０ｂとに連通する環状通路であり、通過する作動流体の流れに抵抗を付与する。

さらに、パイロットピストン５１には、絞り１３ａを有する第２通路１３が形成される。本実施形態では、第２通路１３の全体が絞り１３ａとして形成される。絞り１３ａは、第２通路１３の一部に形成されてもよい。第２通路１３は絞り１３ａを有するため、高圧通路Ｈの作動油は、主にパイロット通路１０から背圧室８へ直接導かれる。第２通路１３は、パイロットピストン５１の外周面に開口し基端側通路１０ｂと背圧室８とを連通する連通穴である。具体的には、第２通路１３は、パイロットピストン５１の径方向に延び、基端側通路１０ｂと背圧室８とを連通する。第２通路１３は、フランジ部５１ａの近傍でフランジ部５１ａよりも先端側通路１０ａ側に設けられる。よって、第２通路１３は、パイロット通路１０と背圧室８とを連通するように形成されるが、常時背圧室８と連通するものではなく、図１に示すようにパイロットピストン５１が本体部５０に着座した状態では背圧室８と連通せず、図２に示すようにパイロットピストン５１が本体部５０から離座した状態で背圧室８と連通する。背圧室８には、パイロット通路１０の基端側通路１０ｂと、第２通路１３と、ドレン室１２と連通する第１通路１１と、が開口する。

スリーブ７は、サクションポペット３に挿入される先端部７ａと、ソレノイドハウジング７１に結合される基端部７ｂと、先端部７ａとは反対側の軸方向端部に開口する収容孔７ｃと、を有し、ソレノイドハウジング７１を介してバルブハウジング２に結合される。このため、サクションポペット３は、スリーブ７の先端部７ａにより摺動自在に支持されることになる。スリーブ７の先端部７ａの外周面とサクションポペット３の内周面との間には、スリーブ７とサクションポペット３との間の隙間をシールするシール部材が設けられる。

また、パイロットピストン５１のフランジ部５１ａとスリーブ７との間にはスプリング８１が設けられ、サクションポペット３とソレノイド部７０との間にはスプリング８２が設けられる。スプリング８１は、フランジ部５１ａが本体部５０に着座するようにパイロットピストン５１を付勢するとともに、本体部５０がサクションポペット３のシート部３ｆに着座するようにフランジ部５１ａを介して本体部５０を付勢する。一方、スプリング８２は、サクションポペット３の角部３ｃが機器本体１のシート部１ａに着座するようにサクションポペット３を付勢する。

図１に示すように、パイロットピストン５１が本体部５０に着座した状態では、第２通路１３と背圧室８とは連通しない。この状態では、背圧室８は、パイロット通路１０及び第１通路１１と連通する。図２に示すように、パイロットピストン５１が本体部５０から離座すると、スリーブ７に向かって摺動し、パイロットピストン５１とスリーブ７との間の隙間Ａ（具体的には、テーパ部５１ｃとスリーブ７との間の空間）が小さくなると共に、第２通路１３が背圧室８に連通する。この状態では、背圧室８は、パイロット通路１０、第２通路１３、及び第１通路１１と連通する。

スリーブ７内には、サクションポペット３の外周面とバルブハウジング２の内周面との間の隙間２ｄ（図１参照）を通じて低圧通路Ｌに連通するドレン室１２が形成される。ドレン室１２は、スリーブ７内に形成される第１通路１１を通じて背圧室８に連通する。第１通路１１と背圧室８の連通部には、パイロットピストン５１のテーパ部５１ｃが着座するシート部１１ｂが設けられる。収容孔７ｃには、第１通路１１を開閉するパイロットポペット９が収容されており、パイロットポペット９は収容孔７ｃに摺動支持される。このように、パイロットポペット９はスリーブ７とサクションポペット３とを介してバルブハウジング２に収容されている。

パイロットポペット９は、略円柱状に形成された部材であり、円錐状に形成された弁部９ａを一端に有し、径方向外側へと環状に突出して形成されたフランジ部９ｂを他端に有している。第１通路１１には、パイロットポペット９の弁部９ａが着座するシート部１１ａが設けられる。

また、パイロットポペット９のフランジ部９ｂとスリーブ７との間には、後述するソレノイド部７０のロッド７３にパイロットポペット９の他端を当接させるようにパイロットポペット９を付勢するスプリング８３が設けられる。

次に、図１を参照して、ソレノイド部７０及びソレノイド部７０を保持するソレノイドハウジング７１の構成について説明する。

ソレノイド部７０は、ソレノイドハウジング７１内に摺動自在に収容されるプランジャ７２と、プランジャ７２に一端部側が連結され他端部がパイロットポペット９に当接するロッド７３と、ソレノイドハウジング７１内に係止されプランジャ７２をパイロットポペット９側に付勢するスプリング７４と、ソレノイドハウジング７１に収容されプランジャ７２にスプリング７４の付勢力に抗する推力を付与するコイル７５と、を有する。なお、コイル７５を覆うハウジングもソレノイドハウジング７１に含まれる。

ソレノイドハウジング７１は、プランジャ７２が収容される開口部７１ｂが端部７１ａに形成された有底筒状部材であり、開口部７１ｂの先端には、バルブハウジング２の雌ねじ部２ｃに螺合される雌ねじ部７１ｃが設けられる。開口部７１ｂの内径は、プランジャ７２の外径よりも大きく形成されている。このため、ソレノイドハウジング７１の端部７１ａ側から開口部７１ｂへとプランジャ７２を容易に挿入することができる。

ソレノイドハウジング７１には、開口部７１ｂと軸方向に連続してスプリング室７７が形成される。スプリング室７７内には、一端がプランジャ７２に係止され他端がソレノイドハウジング７１内に係止されるスプリング７４が配置される。

スプリング７４の付勢力は、プランジャ７２及びプランジャ７２の軸心に連結されるロッド７３を介してパイロットポペット９に作用する。つまり、スプリング７４は、パイロットポペット９の弁部９ａがシート部１１ａに着座するようにパイロットポペット９を付勢している。

上記構成のソレノイド部７０のコイル７５に電流が供給されると、プランジャ７２には、スプリング７４の付勢力に抗する推力が作用する。このため、プランジャ７２及びロッド７３を介してパイロットポペット９に作用するスプリング７４の付勢力が小さくなり、結果として、パイロットポペット９の弁部９ａをシート部１１ａから離座させるために必要となる圧力、いわゆるクラッキング圧は小さくなる。このように、コイル７５への通電を制御することによりパイロットポペット９に作用するスプリング７４の付勢力を変化させることによって、パイロットポペット９が開弁する設定圧を変更することができる。

次に、本実施形態に係る電磁リリーフ弁１００の主な作動について説明する。

高圧通路Ｈの作動油は、パイロット通路１０を通じて背圧室８に導かれる。高圧通路Ｈの圧力がメインポペット５のクラッキング圧に達するまでは、高圧通路Ｈの作動油は、パイロット通路１０の絞り通路１０ｃを通じて背圧室８に流入し、背圧室８と高圧通路Ｈとの間で絞り通路１０ｃの絞りに応じた差圧が生じる。高圧通路Ｈの圧力が、ソレノイド部７０によって設定されるパイロットポペット９の設定圧（クラッキング圧）に達すると、パイロットポペット９が開く。パイロットポペット９が開くことにより、背圧室８内の作動油は、第１通路１１を通じてドレン室１２に流れ、サクションポペット３の外周面とバルブハウジング２の内周面との間の隙間２ｄを通じて低圧通路Ｌに排出される。

図２に示すように、高圧通路Ｈと背圧室８との圧力差が大きくなると、高圧通路Ｈと背圧室８との圧力差によってパイロットピストン５１がスプリング８１の付勢力に抗して本体部５０から離座し、スリーブ７の近傍まで移動する。パイロットピストン５１は、高圧通路Ｈの圧力に応じて本体部５０から離座してスリーブ７に向かって移動し、当該パイロットピストン５１とスリーブ７との間を通じて背圧室８から第１通路１１に導かれる作動油の流れを絞るように構成される。そのため、パイロットピストン５１がスリーブ７に近づくにつれて、パイロットピストン５１とスリーブ７との隙間Ａが徐々に小さくなる。

図３に示すように、高圧通路Ｈと背圧室８との圧力差がさらに大きくなると、背圧室８の作動油が第１通路１１及びドレン室１２を通じて低圧通路Ｌに導かれると同時に、本体部５０がサクションポペット３のシート部３ｆから離座し、メインポペット５が開弁する。これにより、高圧通路Ｈから低圧通路Ｌに作動油が導かれ、高圧通路Ｈの圧力が異常に高圧となることが防止される。

ここで、背圧室と第１通路との間の開口部が広い場合には、メインポペットが開弁する際に、背圧室から多くの作動油が流出し、背圧室の圧力が大きく低下する可能性がある。メインポペットは、高圧通路と背圧室との圧力差により移動するため、背圧室の圧力が大きく低下しやすいと、メインポペットの位置が大きく変動しやすく、リリーフ弁の動作に悪影響を与えるおそれがある。

これに対し、本実施形態に係る電磁リリーフ弁１００は、パイロットピストン５１が本体部５０から離座すると、スリーブ７に向かって移動し、パイロットピストン５１とスリーブ７との隙間Ａが小さくなる。パイロット通路１０及び第１通路１１は、隙間Ａを通じて背圧室８と連通する。隙間Ａが小さくなると、隙間Ａを通過する作動油に付与される抵抗が増加することで、隙間Ａを通過する作動油の量が減少し、代わりに、第２通路１３を通過する作動油の量が増加する。つまり、パイロットピストン５１が本体部５０から離座し隙間Ａが小さくなると、背圧室８から隙間Ａを通じて第１通路１１に流出する作動油の量は減少し、背圧室８から第２通路１３を通じて第１通路１１に流出する作動油の量は増加する。背圧室８から第２通路１３を通じて第１通路１１に流出する作動油には抵抗が付与されるため、背圧室８から流出する作動油の量が減少し、背圧室８の圧力の大きな低下が抑制される。メインポペット５は、高圧通路Ｈと背圧室８との圧力差により移動するため、背圧室８の圧力の大きな低下が抑制されることで、メインポペット５の位置が大きく変動することが抑制され、電磁リリーフ弁１００の動作が安定となる。

また、図４に示すように、パイロットピストン５１がスプリング８１の付勢力に抗してフルストロークすると、テーパ部５１ｃがスリーブ７のシート部１１ｂに着座する。具体的には、テーパ部５１ｃとシート部１１ｂとが線接触する。テーパ部５１ｃがスリーブ７のシート部１１ｂに着座した状態では、背圧室８から前記テーパ部５１ｃとシート部１１ｂとの間を通じて第１通路１１に導かれる作動油の流れが遮断される。つまり、背圧室８の作動油は、隙間Ａを通じて第１通路１１及びドレン室１２に流出せず、第２通路１３及びパイロット通路１０を通じて第１通路１１及びドレン室１２に流出する。よって、背圧室８から多くの作動油が流出することが防止される。これにより、背圧室８の圧力及びメインポペット５の位置が大きく変動することがさらに抑制され、電磁リリーフ弁１００の動作がより安定する。また、パイロットピストン５１とスリーブ７とが線接触するため、パイロットピストン５１とスリーブ７とが面接触する場合と比較すると、パイロットピストン５１とスリーブ７との接触面で作動油の導通がより確実に遮断できるため、同様に、電磁リリーフ弁１００の動作がより安定となる。

なお、高圧通路Ｈが負圧になる、つまり高圧通路Ｈの圧力が低圧通路Ｌの圧力よりも低くなると、サクションポペット３が機器本体１のシート部１ａから離座し、サクションポペット３が開弁する。これにより、低圧通路Ｌから高圧通路Ｈに作動油が導かれる。

上述した実施形態によれば、次の作用効果を奏する。

パイロットピストン５１が本体部５０から離座しスリーブに向かって移動すると、パイロットピストン５１とスリーブ７との間の隙間Ａが小さくなる。よって、背圧室８から隙間Ａを通じて第１通路１１に流出する作動油の量は減少し、背圧室８から第２通路１３を通じて第１通路１１に流出する作動油の量は増加する。背圧室８から第２通路１３を通じて第１通路１１に流出する作動油には抵抗が付与されるため、背圧室８から流出する作動油の量が減少し、背圧室８の圧力の大きな低下が抑制される。これにより、メインポペット５の位置が大きく変動することが抑制され、リリーフ弁の動作が安定する。

パイロットピストン５１がスプリング８１の付勢力に抗してフルストロークすると、テーパ部５１ｃがスリーブ７のシート部１１ｂに着座する。テーパ部５１ｃがスリーブ７のシート部１１ｂに着座した状態では、第２通路１３及びパイロット通路１０を通じて作動油が背圧室８から流出する。よって、背圧室８から多くの作動油が流出することが防止される。これにより、背圧室８の圧力及びメインポペット５の位置が大きく変動することがさらに抑制され、電磁リリーフ弁１００の動作がより安定となる。

なお、次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせたりすることも可能である。

＜変形例１＞
上記実施形態では、絞り１３ａを有する第２通路１３は、パイロットピストン５１に形成される。これに代えて、図５に示すように、絞り１１３ａを有する第２通路１１３は、スリーブ７に形成され、背圧室８と第１通路１１とを連通してもよい。つまり、第２通路は、パイロット通路１０と背圧室８、または、背圧室８と第１通路１１とを連通するように形成されればよい。この構成では、パイロットピストン５１が本体部５０から離座すると、パイロットピストン５１とスリーブ７との間の隙間Ａが小さくなり、背圧室８から隙間Ａを通じて第１通路１１に導かれる作動油の量は減少し、背圧室８から第２通路１１３を通じて第１通路１１に流出する作動油の量は増加するため、上記実施形態と同様の効果を奏する。

＜変形例２＞
上記実施形態では、絞り１３ａを有する第２通路１３は、パイロットピストン５１が本体部５０に着座した状態では、背圧室８と連通しないように形成される。これに代えて、図６に示すように、絞り２１３ａを有する第２通路２１３は、パイロットピストン５１が本体部５０に着座した状態で、背圧室８と連通するように形成されてもよい。具体的には、第２通路２１３は、パイロットピストン５１のフランジ部５１ａよりも端面５１ｅ側に形成される。この構成であっても、パイロットピストン５１が本体部５０から離座すると、パイロットピストン５１とスリーブ７との間の隙間Ａが小さくなり、背圧室８から隙間Ａを通じて第１通路１１に導かれる作動油の量は減少し、背圧室８から第２通路２１３を通じて第１通路１１に流出する作動油の量は増加するため、上記実施形態と同様の効果を奏する。

＜変形例３＞
図７Ａ，７Ｂに示すように、絞り３１３ａを有する第２通路３１３は、パイロットピストン５１の外周面に設けられ絞り通路１０ｃと背圧室８とを連通する環状通路であってもよい。具体的には、第２通路３１３は、パイロットピストン５１の外周面と摺動孔５０ａの内周面との間に設けられる。この構成であっても、パイロットピストン５１が本体部５０から離座すると、パイロットピストン５１とスリーブ７との間の隙間Ａが小さくなり、背圧室８から隙間Ａを通じて第１通路１１に導かれる作動油の量は減少し、背圧室８から第２通路３１３を通じて第１通路１１に流出する作動油の量は増加するため、上記実施形態と同様の効果を奏する。

＜変形例４＞
図８Ａ，８Ｂに示すように、絞り４１３ａを有する第２通路４１３は、パイロットピストン５１の外周面に軸方向に沿って設けられ絞り通路１０ｃと背圧室８とを連通する連通溝であってもよい。具体的には、第２通路４１３は、パイロットピストン５１の軸方向に直線状に延びて設けられる。この構成であっても、パイロットピストン５１が本体部５０から離座すると、パイロットピストン５１とスリーブ７との間の隙間Ａが小さくなり、背圧室８から隙間Ａを通じて第１通路１１に導かれる作動油の量は減少し、背圧室８から第２通路４１３を通じて第１通路１１に流出する作動油の量は増加するため、上記実施形態と同様の効果を奏する。

＜変形例５＞
上記実施形態では、絞り１３ａを有する第２通路１３は、パイロットピストン５１の外周面に開口しパイロット通路１０と背圧室８とを連通する連通穴である。これに代えて、図９に示すように、絞り５１３ａを有する第２通路５１３は、スリーブ７のシート部１１ｂに設けられる溝であり、パイロットピストン５１のテーパ部５１ｃがスリーブ７のシート部１１ｂに着座した状態では、背圧室８から溝を通じて第１通路１１へ作動流体が導かれる構成であってもよい。具体的には、第２通路５１３は、スリーブ７のシート部１１ｂに沿って直線状に設けられる。この構成であっても、パイロットピストン５１のテーパ部５１ｃがスリーブ７のシート部１１ｂに着座すると、第２通路５１３を通じて第１通路１１に導かれる作動油の量は減少するため、上記実施形態と同様の効果を奏する。

＜変形例６＞
上記実施形態では、パイロットピストン５１がスプリング８１の付勢力に抗してフルストロークするとパイロットピストン５１のテーパ部５１ｃがスリーブ７のシート部１１ｂに着座し、第２通路１３は、パイロットピストン５１の外周面に開口しパイロット通路５１と背圧室８とを連通する連通穴である。これに代えて、図１０に示すように、パイロットピストン６５１は、スプリング８１よりも付勢力が強いスプリング６８１により、スプリング６８１の付勢力に抗してフルストロークしない構成であってもよい。この場合、スリーブ６０７に対向する先端部６５１ｄが円筒状に形成され、スリーブ６０７内には、背圧室８と第１通路１１とを連通し、パイロットピストン６５１がスリーブ６０７に向けて移動するのに伴い先端部６５１ｄが収容される収容部６１１ｃを有する。絞り６１３ａを有する第２通路６１３は、収容部６１１ｃの内周面と当該収容部６１１ｃに収容されたパイロットピストン６５１の先端部６５１ｄの外周面とによって形成されてパイロット通路１０と背圧室８とを連通する隙間６１３ｂを有してもよい。具体的には、第２通路６１３は、パイロットピストン６５１の先端部６５１ｄの外周面と収容部６１１ｃの内周面との間に設けられる。また、図１１に示すように、絞り７１３ａを有する第２通路７１３は、先端部６５１ｄの端面６５１ｅに設けられパイロット通路１０と背圧室８とを連通する連通溝７１３ｂをさらに有してもよい。具体的には、第２通路７１３は、端面６５１ｅに沿って直線状に延びて設けられる。これらの構成では、パイロットピストン５１の先端部５１ｄがスリーブ６０７の収容部６１１ｃに収容されると、第２通路６１３，７１３を通じて第１通路１１に導かれる作動油の量は減少するため、上記実施形態と同様の効果を奏する。

以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

リリーフ弁としての電磁リリーフ弁１００は、高圧通路Ｈと低圧通路Ｌとが設けられる機器本体１に取り付けられるバルブハウジング２と、バルブハウジング２内に設けられ、機器本体１から離座及び機器本体１に着座することで高圧通路Ｈと低圧通路Ｌとの間で作動流体の流れを許容するサクションポペット３と、サクションポペット３内に設けられ、サクションポペット３から離座及びサクションポペット３に着座することで高圧通路Ｈと低圧通路Ｌとの間で作動流体を連通及び遮断するメインポペット５と、サクションポペット３内において、メインポペット５との間で背圧室８を画成するスリーブ７，６０７と、メインポペット５に設けられ、高圧通路Ｈ及び背圧室８に臨むパイロット通路１０と、スリーブ７，６０７内に設けられ背圧室８の作動流体が排出されるドレン室１２と、ドレン室１２と背圧室８とを連通するようにスリーブ７，６０７内に設けられる第１通路１１と、通過する作動流体に抵抗を付与する絞り１３ａ～８１３ａが設けられる第２通路１３～８１３と、を備え、第２通路１３～８１３は、パイロット通路１０と背圧室８、または、背圧室８と第１通路１１とを連通するように形成され、メインポペット５は、サクションポペット３から離座及びサクションポペット３に着座する本体部５０と、本体部５０に設けられる摺動孔５０ａ内に摺動可能に設けられ、本体部５０から離座及び本体部５０に着座するパイロットピストン５１，６５１と、を有し、パイロット通路１０は、スリーブ７，６０７に対向するパイロットピストン５１，６５１の先端部５１ｄ、６５１ｄの端面５１ｅ，６５１ｅに開口し、パイロットピストン５１，６５１は、高圧通路Ｈの圧力に応じて本体部５０から離座してスリーブ７，６０７に向かって移動し、当該パイロットピストン５１，６５１とスリーブ７，６０７との間を通じて背圧室８から第１通路１１に導かれる作動流体の流れを絞るように構成される。

この構成では、パイロットピストン５１，６５１が本体部５０から離座すると、パイロットピストン５１，６５１とスリーブ７，６０７との間の隙間Ａが小さくなり、背圧室８からパイロットピストン５１，６５１とスリーブ７，６０７との間の隙間Ａを通じて作動油が第１通路１１に導かれにくくなる。これに伴い、背圧室８の作動油は、第２通路１３～８１３を通じてパイロット通路１０に導かれ、パイロットピストン５１，６５１の先端部５１ｄ、６５１ｄの開口から第１通路１１に流出する。背圧室８から第２通路１３～８１３を通じて第１通路１１に流出する作動流体には抵抗が付与されるため、背圧室８から流出する作動流体の量が減少し、背圧室８の圧力の大きな低下が抑制される。これにより、メインポペット５の位置が大きく変動することが抑制され、リリーフ弁１００の動作が安定となる。

パイロット通路１０は、パイロットピストン５１内に設けられ高圧通路Ｈに臨む先端側通路１０ａと、パイロットピストン５１内に設けられ背圧室８に臨む基端側通路１０ｂと、を有し、第２通路１３，２１３は、パイロットピストン５１の外周面に開口し基端側通路１０ｂと背圧室８とを連通する連通穴である。

パイロット通路１０は、パイロットピストン５１内に設けられ高圧通路Ｈに臨む先端側通路１０ａと、パイロットピストン５１内に設けられ背圧室８に臨む基端側通路１０ｂと、先端側通路１０ａ及び基端側通路１０ｂと連通し、パイロットピストン５１の外周面と本体部５０の摺動孔５０ａとによって形成される絞り通路１０ｃと、を有し、第２通路３１３，４１３は、パイロットピストン５１の外周面に設けられ絞り通路１０ｃと背圧室８とを連通する。

これらの構成では、背圧室から流出する作動流体は第２通路により抵抗が付与されるため、背圧室から流出する作動流体の量が減少し、背圧室の圧力の大きな低下が抑制される。これにより、メインポペットの位置が大きく変動することが抑制され、リリーフ弁の動作が安定となる。

パイロットピストン５１は、スリーブ７に設けられるシート部１１ｂに着座するテーパ部５１ｃを有し、パイロットピストン５１のテーパ部５１ｃがスリーブ７のシート部１１ｂに着座した状態では、背圧室８からテーパ部５１ｃとシート部１１ｂとの間を通じて第１通路１１に導かれる作動流体の流れが遮断される。

この構成では、パイロットピストン５１のテーパ部がスリーブ７のシート部１１ｂに着座した状態では、第２通路１３～５１３のみを通じて作動流体が背圧室８から流出する。これにより、背圧室８の圧力及びメインポペット５の位置が大きく変動することがさらに抑制され、リリーフ弁１００の動作がより安定となる。

第２通路５１３は、パイロットピストン５１のテーパ部５１ｃに設けられる溝であり、パイロットピストン５１のテーパ部５１ｃがスリーブ７のシート部１１ｂに着座した状態では、背圧室８から溝を通じて第１通路へ作動流体が導かれる。

パイロットピストン６５１は、スリーブ６０７に対向する先端部６５１ｄが円筒状に形成され、スリーブ６０７内には、背圧室８と第１通路１１とを連通し、パイロットピストン６５１がスリーブ６０７に向けて移動するのに伴い先端部６５１ｄが収容される収容部６１１ｃを有し、第２通路６１３，７１３，８１３は、収容部６１１ｃの内周面と当該収容部６１１ｃに収容されたパイロットピストン６５１の先端部６５１ｄの外周面とによって形成される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

１・・・機器本体、２・・・バルブハウジング、３・・・サクションポペット、５・・・メインポペット、７，６０７・・・スリーブ、８・・・背圧室、１０・・・パイロット通路、１０ａ・・・先端側通路（第１パイロット通路）、１０ｂ・・・基端側通路（第２パイロット通路）、１０ｃ・・・絞り通路（第３パイロット通路）、１１・・・第一通路、１１ｂ・・・シート部、１２・・・ドレン室、１３～７１３、第２通路、１３ａ～７１３ａ・・・絞り、５０・・・本体部、５０ａ・・・摺動孔、５１，６５１・・・パイロットピストン、５１ｃ・・・テーパ部、５１ｄ，６５１ｄ・・・先端部、１００・・・電磁リリーフ弁（リリーフ弁）、６１１ｃ・・・収容孔、Ｈ・・・高圧通路、Ｌ・・・低圧通路

Claims

高圧通路と低圧通路とが設けられる機器本体に取り付けられるバルブハウジングと、
前記バルブハウジング内に設けられ、前記機器本体から離座及び前記機器本体に着座することで前記高圧通路と前記低圧通路との間で作動流体の流れを許容するサクションポペットと、
前記サクションポペット内に設けられ、前記サクションポペットから離座及び前記サクションポペットに着座することで前記高圧通路と前記低圧通路との間で作動流体を連通及び遮断するメインポペットと、
前記サクションポペット内において、前記メインポペットとの間で背圧室を画成するスリーブと、
前記メインポペットに設けられ、前記高圧通路及び前記背圧室に臨むパイロット通路と、
前記スリーブ内に設けられ前記背圧室の作動流体が排出されるドレン室と、
前記ドレン室と前記背圧室とを連通するように前記スリーブ内に設けられる第１通路と、
前記パイロット通路または前記第１通路と前記背圧室とを連通するように構成され、通過する作動流体に抵抗を付与する絞りが設けられる第２通路と、を備え、
前記メインポペットは、
前記サクションポペットから離座及び前記サクションポペットに着座する本体部と、
前記本体部に設けられる摺動孔内に摺動可能に設けられ、前記本体部から離座及び前記本体部に着座するパイロットピストンと、を有し、
前記パイロット通路は、前記スリーブに対向する前記パイロットピストンの先端部に開口し、
前記パイロットピストンは、前記高圧通路の圧力に応じて前記本体部から離座して前記スリーブに向かって移動し、当該パイロットピストンと前記スリーブとの間を通じて前記背圧室から前記第１通路に導かれる作動流体の流れを絞るように構成されることを特徴とするリリーフ弁。
請求項１に記載のリリーフ弁であって、
前記パイロット通路は、
前記パイロットピストン内に設けられ前記高圧通路に臨む第１パイロット通路と、
前記パイロットピストン内に設けられ前記背圧室に臨む第２パイロット通路と、を有し、
前記第２通路は、前記パイロットピストンの外周面に開口し前記第２パイロット通路と前記背圧室とを連通する連通穴であることを特徴とするリリーフ弁。
請求項１に記載のリリーフ弁であって、
前記パイロット通路は、
前記パイロットピストン内に設けられ前記高圧通路に臨む第１パイロット通路と、
前記パイロットピストン内に設けられ前記背圧室に臨む第２パイロット通路と、
前記第１パイロット通路及び前記第２パイロット通路と連通し、前記パイロットピストンの外周面と前記本体部の前記摺動孔とによって形成される第３パイロット通路と、を有し、
前記第２通路は、前記パイロットピストンの外周面に設けられ前記第３パイロット通路と前記背圧室とを連通することを特徴とするリリーフ弁。
請求項１から３のいずれか一つに記載のリリーフ弁であって、
前記パイロットピストンは、前記スリーブに設けられるシート部に着座するテーパ部を有し、
前記パイロットピストンの前記テーパ部が前記スリーブの前記シート部に着座した状態では、前記背圧室から前記テーパ部と前記シート部との間を通じて前記第１通路に導かれる作動流体の流れが遮断されることを特徴とするリリーフ弁。
請求項４に記載のリリーフ弁であって、
前記第２通路は、前記パイロットピストンの前記テーパ部に設けられる溝であり、
前記パイロットピストンの前記テーパ部が前記スリーブの前記シート部に着座した状態では、前記背圧室から前記溝を通じて前記第１通路へ作動流体が導かれることを特徴とするリリーフ弁。
請求項１に記載のリリーフ弁であって、
前記パイロットピストンは、前記スリーブに対向する先端部が円筒状に形成され、
前記スリーブ内には、前記背圧室と前記第１通路とを連通し、前記パイロットピストンが前記スリーブに向けて移動するのに伴い前記先端部が収容される収容部を有し、
前記第２通路は、前記収容部の内周面と当該収容部に収容された前記パイロットピストンの前記先端部の外周面とによって形成されることを特徴とするリリーフ弁。