JP2604532Y2

JP2604532Y2 - 電磁リリーフ弁

Info

Publication number: JP2604532Y2
Application number: JP1993027301U
Authority: JP
Inventors: 紀元吉田
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1993-05-25
Filing date: 1993-05-25
Publication date: 2000-05-22
Anticipated expiration: 2008-05-25
Also published as: JPH0685976U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、設定圧力を電気制御す
ることができる電磁リリーフ弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からの典型的な先行技術は、たとえ
ば特開平４−４９３３６号公報において、図４および図
５に示すように開示されている。弁ケース６０には、入
口ポート６１と弁室６２と出口ポート６３が形成され
る。弁室６２内には、弁シート６４が前方に挿入され
る。弁シート６４は、入口ポート６１に連通する周溝６
５と、通路６６と、弁口６７とを有する。弁ケース６０
の後方には弁カバー６８が設けられる。

【０００３】弁室６２内には、軸線方向に摺動自在で、
弁口６７を先端が開閉するポペット７０が設けられる。
ポペット７０の背面側は、圧力設定用のスプリング７１
によって押圧される。スプリング７１は、リテーナ７
２，７３間に支持される。スプリングの設定圧力は調整
ねじ７４によって調整される。調整ねじ７４は、スプリ
ング７１およびリテーナ７２，７３を外囲するスプリン
グカバー７５の後端に設けられる。

【０００４】図４に示す弁Ｖは、図５の油圧回路におい
て、親弁７７であるバランス型リリーフ弁等を圧力制御
するため、パイロット管路の圧力制御部７８に挿入され
る電磁パイロットリリーフ弁として使用されている。親
弁７７には、並列に、チェック弁７９が接続されている
けれども、リリーフ圧力の設定には直接関与しない。親
弁７７のリリーフ圧力Ｐを定める電磁リリーフ弁Ｖのリ
リーフ圧力は、電流ｉによって可変させることができ
る。電磁リリーフ弁Ｖのリリーフ圧力が変化すると、親
弁７７の設定圧力Ｐも変化する。

【０００５】リリーフ圧力を可変にするため、図４に示
すソレノイド８０が設けられる。ソレノイド８０の固定
子８１は、その外周にカバー８２を介してコイル８３が
取付けられる。固定子８１および弁カバー６８には、軸
受部がそれぞれ形成され、軸線方向に摺動自在なロッド
８４が支持される。ロッド８４の先端はポペット７０の
背面に当接され、後端にはリテーナ７２が係合される。
ロッド８４の中間部にはプランジャ８５が固定される。
コイル８３は、コネクタ８６に電気的に接続される。コ
イル８３を励磁する電流ｉは、コネクタ８６を介して与
えられる。プランジャ８５には、ダンパ用絞り８７が形
成される。プランジャ８５と対向する固定子８１の表面
には、非磁性体から成るスペーサ８８が取付けられる。
コイル８３を励磁すると、プランジャ８５を固定子８１
側に吸引する電磁力が発生し、スプリング８１による設
定圧力を低下させる。このようにして設定圧力を電気制
御し、励磁電流ｉを大きくすることによってリリーフ圧
を低下させることができる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】図４に示すような電磁
リリーフ弁では、ポペット７０の先端に入口ポート６１
からの圧力が作用し、ポペット７０の背面には出口ポー
ト６３からの圧力が作用する。すなわち、ポペット７０
を変位させるための圧力は、入口ポート６１の圧力と、
出口ポート６３の圧力との差圧となる。したがって出口
ポート６３の圧力が変化すれば、入口ポート６１の設定
圧力も変化するので、設定圧力の絶対値を電気制御する
ことが困難となる。

【０００７】図６は、図４の電磁リリーフ弁の動作特性
を示す。コイル８３の励磁電流ｉをパラメータ（ｉ１０
＞ｉ２０＞ｉ３０）として、入口ポート６１のリリーフ
圧力Ｐｐを変化させることができるけれども、出口ポー
ト６３の圧力Ｐｒによってもリリーフ圧力Ｐｐは変化す
る。図５に示す油圧回路では、出口ポート６３はタンク
に戻るので、その圧力は大気圧となって変動は生じな
い。しかしながら、出口ポート６３側にアクチュエータ
を接続するような用途では、アクチュエータの動作状態
に応じて出口ポート６３の圧力Ｐｒが変動し、入口ポー
ト６１に対するリリーフ圧力Ｐｐも変動することにな
る。

【０００８】また図４に示す電磁リリーフ弁では、ポペ
ット７０を軸線方向に変位させて開閉を行う。弁が閉じ
ているときには、ばね７１によって付勢されているポペ
ット７０の先端で弁口６７を押圧しながら封止するの
で、油漏れは生じない。入口ポート６１の圧力が設定圧
力を超えると、ポペット７０は後退して弁は開くけれど
も、ポペット７０の僅かな変位で通路面積が急激に拡大
する。このように通路面積ゲインが大きいので圧力が不
安定となりやすい。

【０００９】本考案の目的は、出口ポートの圧力によら
ずに入口ポートの圧力の絶対値を電気制御することがで
き、さらには安定な動作が可能な電磁リリーフ弁を提供
することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本考案は、入口ポートと
出口ポートとの間を軸線方向に摺動変位して開閉可能で
あり、軸線方向の両端が同一圧力となるように連通する
油路が内部に形成され、大径部と小径部とを有し、大径
部と小径部との中間段差部に作用する入口ポートの圧力
によって開状態となる方向に付勢されるスプールと、ス
プールを、開状態となる方向に付勢するばねと、スプー
ルを、ばねに抗して閉状態となる方向に駆動する電磁コ
イルとを含み、スプール両端に作用する圧力をドレン圧
としたことを特徴とする電磁リリーフ弁である。

【００１１】また本考案の前記スプールのランド部に
は、スプールの軸線方向に延びる細長い切欠きが形成さ
れることを特徴とする。

【００１２】

【作用】本考案に従えば、入口ポートと出口ポートとの
間を開閉するスプールの両端には同一のドレン圧が作用
する。スプールは入口ポートの圧力によって開状態とな
る方向に付勢される。スプールはばねによっても開状態
となる方向に付勢される。スプールは電磁コイルによっ
て、ばねに抗して閉状態となる方向に付勢される。した
がって、スプールを開状態とするための入口ポートの圧
力は、電磁コイルを励磁する電流値に対応して変化し、
出口ポートの圧力の影響は受けない。

【００１３】また本考案に従えば、スプールのランド部
にはスプールの軸線方向に延びる細長い切欠きが形成さ
れる。この切欠きが入口ポートと出口ポートとの間を連
通させるときに開状態となるので、スプールが変位して
も通路面積の変化は少なくなる。したがって変位に対す
る通路面積ゲインを小さくすることができ、より安定な
制御を行うことができる。

【００１４】

【実施例】図１は、本考案の一実施例による電磁リリー
フ弁の構造を示す。電磁リリーフ弁１は、バランス型リ
リーフ弁２の圧力制御部３に用いられている。圧力制御
部３は、親弁であるバランス型リリーフ弁２のリリーフ
圧力を設定するパイロット油圧回路の圧力を設定する。
バランス型リリーフ弁２の入口側はポンプ４の吐出回路
に接続される。バランス型リリーフ弁２の出口側は、タ
ンク５に接続される。入口側と出口側との間にはピスト
ン６が介在し、スプリング７によって入口側と出口側と
を閉じる方向に付勢されている。入口側と圧力制御部３
との間には、絞り８が介在する。電磁リリーフ弁１が閉
じているときには、圧力制御部３の圧力はバランス型リ
リーフ弁２の入口側圧力に等しい。このためバランス型
リリーフ弁２は入口側と出口側との間が閉じている。電
磁リリーフ弁１が開くと、絞り８を介して作動油が流
れ、この圧力損失分だけ圧力制御部３の圧力がバランス
型リリーフ弁２の入口側より低くなる。圧力差がスプリ
ング７の押圧力よりも大きくなると、ピストン６はスプ
リング７に抗して上昇し、入口側と出口側との間が連通
して開いた状態となる。

【００１５】電磁リリーフ弁１では、弁ケース１０に入
口ポート１１、弁室１２および出口ポート１３が形成さ
れている。大略的に円筒状の空間として形成されている
弁室１２は、入口ポート１１に連通する入口用弁室１
４、出口ポート１３に連通する出口用弁室１５、および
ドレン用弁室１６の部分で直径が大きくなっている。一
般にＰと表示される入口ポート１１は、バランス型リリ
ーフ弁２の圧力制御部３に接続される。一般にＲと表示
される出口ポート１３は、タンクや後続のパイロット回
路に接続される。弁ケース１０には、ドレン用弁室１６
に連通し、ＤＲと表示されるドレンポート１７も形成さ
れる。ドレンポート１７は、たとえばドレン用タンクに
接続される。

【００１６】弁室１２内には、軸線方向に摺動変位可能
な円柱状のスプール２０が挿通される。スプール２０
は、大径部２１と小径部２２とを有する。大径部２１の
直径はｄ１であり、小径部２２の直径はｄ２である。大
径部２１と小径部２２との中間の段差部２０ａには、入
口用弁室１４が対応して設けられ、入口側ポート１１か
らの圧力が作用する。大径部２１の外周の軸線方向の中
間には周溝が形成され、直径が減少しているストレート
部２０ｂが設けられる。出口用弁室１４は、ストレート
部２０ｂに対応して設けられ、出口ポート１３の圧力は
ストレート部２０ｂに作用する。スプール２０の大径部
２１側には、スプリング２３による押圧力が作用する。
スプリング２３の押圧力は、調整ねじ２４によって調整
可能である。調整ねじ２４は、カバー２５の終端に設け
られる。スプール２０の小径部２２側は、スプリング２
６によって押圧される。スプリング２３とスプール２０
との間には、電磁コイルであるソレノイド３０が介在さ
れる。ソレノイド３０に励磁電流を流すと、スプール２
０を図１の左方、すなわち入口ポート１１と出口ポート
１３との間を閉じる方向にソレノイド力Ｆｓによって付
勢する。この方向には、調整ねじ２４によって調整され
るスプリング２３の押圧力ｆｓ１も作用する。図１の左
方から、すなわち入口ポート１１と出口ポート１３との
間を開く方向には、スプリング２６の押圧力ｆｓ２が作
用する。

【００１７】スプール２０の段差部２０ａとストレート
部２０ｂとの間の大径部２１は、ランド部２１ａとして
入口用弁室１４と出口用弁室１５との間を開閉する。こ
のランド部２１ａの外周には、スプール２０の軸線方向
に延びる細長い溝であるノッチ３１が形成される。スプ
ール２０は軸線方向である図１の左右方向に変位し、入
口用弁室１４と出口用弁室１５との間の連通は、ノッチ
３１を介して行われる。ソレノイド３０の中心軸付近に
は、油路３２が形成される。油路３２は、小径部２２側
ではスプール２０の端面に開口し、大径部２１側ではド
レン孔３３，３４が形成される。ドレン孔３３はドレン
用弁室１６に対応する位置に設けられる。ドレン孔３４
はスプール２０とソレノイド３０の接続部に開口する。
すなわち、スプール２０の両端は、油路３２によって連
通し、同一圧力となる。油路３２はドレン孔３３および
ドレン用弁室１６を介してドレンポート１７に連通する
ので、スプール２０の両端の圧力は大気圧となる。

【００１８】図２は、スプール２０の形状を示す。大径
部２１と小径部２２との間の段差部２０ａに入口ポート
１１からの圧力が作用するので、大径部２１と小径部２
２との断面積の差と圧力との積がスプール２０に対して
開方向に作用する。一方スプール２０の両端は油路３２
およびドレン孔３４を介して連通するので、同一圧力と
なり、大径部２１と小径部２２との断面積の差に比例す
る押圧力が、スプール２０に対する閉方向に作用する。
出口ポート１３の圧力は、大径部２１内のストレート部
２０ｂに作用し、開方向のランド部２１ａと閉方向の大
径部２１の残部とは同一断面積であるので、スプール２
０に対する開閉状態には影響しない。またソレノイド３
０の構成は、従来からの図４に示すソレノイド８０と基
本的に同様である。ただし、ソレノイド力Ｆｓの方向は
反対となる。

【００１９】次に、図１に示す電磁リリーフ弁１の動作
を説明する。ソレノイド３０を励磁しないときは、通
常、入口ポート１１と出口ポート１３との間を、ノッチ
３１を介して連通させ、制御対象の主弁であるバランス
型リリーフ弁２を作動させる。必要に応じて、調整ねじ
２４によってスプリング２３の押圧力を増加させて、ノ
ッチ３１が入口ポート１１と出口ポート１３との間を連
通させない閉状態となるようにスプール２０を左側に押
圧すると、リリーフ圧の設定値Ｐｐ０は次の第１式のよ
うに示される。

【００２０】

【数１】

【００２１】ここでＰｄｒはドレンポート１７の圧力を
示す。ソレノイド３０に励磁電流ｉを流したときの設定
圧力Ｐｐｉは、次の第２式によって表される。

【００２２】

【数２】

【００２３】ドレンポート１７の圧力Ｐｄｒは、ドレン
ラインの圧力であり、出口ポート１３の圧力とは無関係
でゲージ圧としてほとんど０または一定である。出口ポ
ート１３側の圧力の方が入口ポート１１側の圧力よりも
高くなれば、ノッチ３１は開いたままとなるので、出口
側の圧力Ｐｒは入口側の圧力Ｐｐに追従されて等しくな
る。このようにＰｒ＞Ｐｐとなることが生じるのは、た
とえば出口ポート１３からさらにアクチュエータを接続
するようなときである。

【００２４】図３は、図１の電磁リリーフ弁１の動作特
性を示す。ソレノイド３０の励磁電流が０のときにはリ
リーフ圧の設定値はほとんど０になるけれども、調整ね
じ２４によって調整可能である。ソレノイド３０を励磁
する電流ｉを、ｉ１＜ｉ２＜ｉ３のように増加させる
と、リリーフ圧Ｐｐは増加するけれども、出口ポート１
３の圧力Ｐｒが入口ポート１１の圧力Ｐｐ以下であれ
ば、一定値ｐ１，ｐ２，ｐ３である。入口ポート１１の
圧力Ｐｐよりも出口ポート１３の圧力Ｐｒの方が大きく
なると、前述のように追従して入口ポート１１の圧力Ｐ
ｐは出口ポート１３の圧力Ｐｒに等しくなる。

【００２５】本実施例によれば、一定の範囲で入口ポー
ト１１の圧力Ｐｐの絶対値をソレノイド３０の励磁電流
ｉによって電気制御することができる。また、入口ポー
ト１１と出口ポート１３との間の連通状態は、ノッチ３
１を介して実現されるので、スプール２０の変位に対す
る通路面積ゲンイを小さくすることができる。

【００２６】また本実施例では、電磁リリーフ弁１をバ
ランス型リリーフ弁２のパイロットリリーフ弁として用
いているけれども、制御対象の流量が小さければ、主管
路のリリーフ弁として用いてもよいことは勿論である。
さらに、ソレノイド３０のソレノイド力Ｆｓの方向は、
図６と同方向にしてもよいことは勿論である。

【００２７】

【考案の効果】以上のように本考案によれば、電磁リリ
ーフ弁としての設定圧力は、出口側ポートの圧力によら
ず、電磁コイルを励磁する電流に対応して絶対値として
設定することができる。

【００２８】また本考案によれば、スプールの変位に対
する通路面積ゲインを小さくして安定な制御を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例による電磁リリーフ弁の構造
を示す部分的な断面図である。

【図２】図１に示すスプール２０の斜視図である。

【図３】図１の電磁リリーフ弁１の動作特性を示すグラ
フである。

【図４】先行技術による電磁リリーフ弁の構造を示す断
面図である。

【図５】先行技術による電磁リリーフ弁を使用した油圧
回路図である。

【図６】図４に示す電磁リリーフ弁の動作特性を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１電磁リリーフ弁２バランス型リリーフ弁３圧力制御部１０弁ケース１１入口ポート１２弁室１３出口ポート１４入口用弁室１５出口用弁室１６ドレン用弁室１７ドレンポート２０スプール２０ａ段差部２１大径部２２小径部２３，２６スプリング２４調整ねじ３０ソレノイド３１ノッチ３２油路３３，３４ドレン孔

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】入口ポートと出口ポートとの間を軸線方
向に摺動変位して開閉可能であり、軸線方向の両端が同
一圧力となるように連通する油路が内部に形成され、大
径部と小径部とを有し、大径部と小径部との中間段差部
に作用する入口ポートの圧力によって開状態となる方向
に付勢されるスプールと、スプールを、開状態となる方向に付勢するばねと、スプールを、ばねに抗して閉状態となる方向に駆動する
電磁コイルとを含み、スプール両端に作用する圧力をド
レン圧としたことを特徴とする電磁リリーフ弁。
【請求項２】前記スプールのランド部には、スプール
の軸線方向に延びる細長い切欠きが形成されることを特
徴とする請求項１記載の電磁リリーフ弁。