JP2706483B2 - 圧力制御弁 - Google Patents
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- F16K31/383—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor in which the fluid works directly on both sides of the fluid motor, one side being connected by means of a restricted passage and the motor being actuated by operating a discharge from that side the fluid acting on a piston
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
- Y10T137/7758—Pilot or servo controlled
- Y10T137/7762—Fluid pressure type
- Y10T137/7764—Choked or throttled pressure type
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- Y10T137/7762—Fluid pressure type
- Y10T137/7769—Single acting fluid servo
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は圧力制御弁に係わり、特にシート弁を用いて
構成されリリーフ弁とアンロード弁の機能を有し、油圧
ショベル等の建設機械の油圧システムに用いて好適な圧
力制御弁に関する。
構成されリリーフ弁とアンロード弁の機能を有し、油圧
ショベル等の建設機械の油圧システムに用いて好適な圧
力制御弁に関する。
〔従来の技術〕 近年、油圧ショベル等の建設機械の油圧システムにお
いては、機器のコンパクト化及びエネルギー伝達効率の
改良のため高圧化を目指している。しかしながら、高圧
化に伴い油圧機器の摺動間隙からの漏れが増加するた
め、従来スプール弁を用いて方向切換弁を構成していた
のに対し、流量制御弁としてシート弁を複数個用いて従
来のスプール式方向切換弁の代替えとする試みがなされ
ている。例えば特許出願公表昭58−501781号において
は、シート型の主弁の背面側に主弁を閉弁方向に付勢す
る制御室を設け、該制御室を主弁の変位に応じて開度を
変化させる可変絞りを介して主弁入口側に連絡すると共
に、該制御室を主弁出口側にパイロット通路を介して連
絡し、該パイロット通路にパイロット弁を配置し、パイ
ロット弁の変位に応じて主弁の変位を比例制御するよう
にしたシート型の流量制御弁が提案されている。
いては、機器のコンパクト化及びエネルギー伝達効率の
改良のため高圧化を目指している。しかしながら、高圧
化に伴い油圧機器の摺動間隙からの漏れが増加するた
め、従来スプール弁を用いて方向切換弁を構成していた
のに対し、流量制御弁としてシート弁を複数個用いて従
来のスプール式方向切換弁の代替えとする試みがなされ
ている。例えば特許出願公表昭58−501781号において
は、シート型の主弁の背面側に主弁を閉弁方向に付勢す
る制御室を設け、該制御室を主弁の変位に応じて開度を
変化させる可変絞りを介して主弁入口側に連絡すると共
に、該制御室を主弁出口側にパイロット通路を介して連
絡し、該パイロット通路にパイロット弁を配置し、パイ
ロット弁の変位に応じて主弁の変位を比例制御するよう
にしたシート型の流量制御弁が提案されている。
一方、油圧ショベル等の油圧機械における油圧システ
ムでは、回路保護又はその他の目的のため種々の圧力制
御弁が用いられている。例えば第３図に示す油圧システ
ムは、可変容量型油圧ポンプ100と中立時センターブロ
ックされる形式の方向切換弁101A,101Bとを組み合わ
せ、油圧ポンプ100の傾転用シリンダ102に傾転角制御用
の弁103を接続し、この弁103の対向するパイロット部に
油圧ポンプ100の吐出圧力Psと信号ライン104により誘導
した最大負荷圧力ＰLとをそれぞれ導き、弁103に設けら
れたばね105により方向切換弁101A,101Bのメータリング
ノッチの前後差圧が常にある一定値ΔP1になるように調
整されている油圧システムであり、油圧ポンプ100の吐
出側には圧力制御弁としてリリーフ弁106及びアンロー
ド弁107が設けられている。
ムでは、回路保護又はその他の目的のため種々の圧力制
御弁が用いられている。例えば第３図に示す油圧システ
ムは、可変容量型油圧ポンプ100と中立時センターブロ
ックされる形式の方向切換弁101A,101Bとを組み合わ
せ、油圧ポンプ100の傾転用シリンダ102に傾転角制御用
の弁103を接続し、この弁103の対向するパイロット部に
油圧ポンプ100の吐出圧力Psと信号ライン104により誘導
した最大負荷圧力ＰLとをそれぞれ導き、弁103に設けら
れたばね105により方向切換弁101A,101Bのメータリング
ノッチの前後差圧が常にある一定値ΔP1になるように調
整されている油圧システムであり、油圧ポンプ100の吐
出側には圧力制御弁としてリリーフ弁106及びアンロー
ド弁107が設けられている。
この油圧システムにおいては、方向切換弁101A,101B
としては中立時センターブロックの弁が用いられている
ので、もし、油圧ポンプ100が放熱を行なわせる等の目
的で吐出量０で運転することができない場合で、かつア
ンロード弁107がない場合には、中立時負荷圧力ＰL＝０
となるので、傾転角制御用の弁103は図示左方向へ移動
し、油圧ポンプ100の傾転用シリンダ103はＬ方向即ち最
小傾転方向へ移動する。この最少傾転吐出量は回路を保
護するために設けられたリリーフ弁107からリリーフさ
れる。従ってこのような回路ではエネルギー損失が大き
くなるので、油圧ポンプ100の吐出圧力Psと負荷圧力ＰL
の差圧により動作する、いわゆるアンロード弁107を設
置する。このアンロード弁107はばね108によりアンロー
ド差圧ΔP2＝Ps＝ＰLが設定される。
としては中立時センターブロックの弁が用いられている
ので、もし、油圧ポンプ100が放熱を行なわせる等の目
的で吐出量０で運転することができない場合で、かつア
ンロード弁107がない場合には、中立時負荷圧力ＰL＝０
となるので、傾転角制御用の弁103は図示左方向へ移動
し、油圧ポンプ100の傾転用シリンダ103はＬ方向即ち最
小傾転方向へ移動する。この最少傾転吐出量は回路を保
護するために設けられたリリーフ弁107からリリーフさ
れる。従ってこのような回路ではエネルギー損失が大き
くなるので、油圧ポンプ100の吐出圧力Psと負荷圧力ＰL
の差圧により動作する、いわゆるアンロード弁107を設
置する。このアンロード弁107はばね108によりアンロー
ド差圧ΔP2＝Ps＝ＰLが設定される。
リリーフ弁106とアンロード弁107の機能範囲を第４図
に示す。図中、ＰL＝０、Ps＝ΔP2で示されたＩが中立
時の状態、IIの範囲は油圧ポンプ100の吐出量が過渡的
に過剰となった場合のアンロード弁107の動作領域、III
の範囲はリリーフ弁106の動作領域である。
に示す。図中、ＰL＝０、Ps＝ΔP2で示されたＩが中立
時の状態、IIの範囲は油圧ポンプ100の吐出量が過渡的
に過剰となった場合のアンロード弁107の動作領域、III
の範囲はリリーフ弁106の動作領域である。
しかしながら、特許出願公表昭58−501781号に記載の
ようなシート型の流量制御弁を用いた油圧システムにお
いては、方向切換弁を構成するのに複数個のシート弁が
必要であり、機器の構成が複雑である。従って、このシ
ート型の流量制御弁を用いた複雑な油圧システムに圧力
制御弁として第３図に示すリリーフ弁106及びアンロー
ド弁017を組み込むこんだ場合、機器の構成が一層複雑
となり、油圧システムがコスト高になるという問題があ
った。
ようなシート型の流量制御弁を用いた油圧システムにお
いては、方向切換弁を構成するのに複数個のシート弁が
必要であり、機器の構成が複雑である。従って、このシ
ート型の流量制御弁を用いた複雑な油圧システムに圧力
制御弁として第３図に示すリリーフ弁106及びアンロー
ド弁017を組み込むこんだ場合、機器の構成が一層複雑
となり、油圧システムがコスト高になるという問題があ
った。
本発明の目的は、リリーフ弁及びアンロード弁をシー
ト弁を用いて１カートリッジ化して構成することにより
油圧システムの機器の簡素化を図ることのできる圧力制
御弁を提供することにある。
ト弁を用いて１カートリッジ化して構成することにより
油圧システムの機器の簡素化を図ることのできる圧力制
御弁を提供することにある。
上記目的は、シート型の主弁の背面側に主弁を閉弁方
向に付勢する制御室を設け、該制御室を主弁の変位に応
じて開度を変化させる可変絞りを介して主弁入口側に連
絡し、主弁に制御室と主弁出口側を連絡する第１の通油
路を設けかつこの第１の通油路の主弁出口側に該通油路
を開閉する第１のポペット弁を配置し、第１のポペット
弁にはこれを閉弁方向に付勢する第１のばねを設けると
共に、主弁内に第１のポペット弁を開弁するための第１
のピストンを配置し、かつ該第１のピストンの受圧端部
に主弁入口圧力を導き、また第１の油通路とは別に制御
室を主弁出口側に連絡する第２の通油路を設けかつこの
第２の通油路を開閉する第２のポペット弁を配置し、第
２のポペット弁にはこれを閉弁方向に付勢する第２のば
ねを設け、主弁背面側より主弁内に該第２のポペット弁
を開弁するための第２のピストンを挿入し、主弁内にお
いてこの第２のピストンの受圧端部となる一端に主弁入
口圧力を導くと共に、該第２のピストンの主弁背面側よ
り突出した他端を第２のポペット弁に当接させ、第２の
ポペット弁の反第２のピストン側に第２のポペット弁を
閉弁位置に保持するための第３のピストンを配置し、こ
の第３のピストンの受圧端部に信号圧力を導いたことを
特徴とする圧力制御弁によって達成される。
向に付勢する制御室を設け、該制御室を主弁の変位に応
じて開度を変化させる可変絞りを介して主弁入口側に連
絡し、主弁に制御室と主弁出口側を連絡する第１の通油
路を設けかつこの第１の通油路の主弁出口側に該通油路
を開閉する第１のポペット弁を配置し、第１のポペット
弁にはこれを閉弁方向に付勢する第１のばねを設けると
共に、主弁内に第１のポペット弁を開弁するための第１
のピストンを配置し、かつ該第１のピストンの受圧端部
に主弁入口圧力を導き、また第１の油通路とは別に制御
室を主弁出口側に連絡する第２の通油路を設けかつこの
第２の通油路を開閉する第２のポペット弁を配置し、第
２のポペット弁にはこれを閉弁方向に付勢する第２のば
ねを設け、主弁背面側より主弁内に該第２のポペット弁
を開弁するための第２のピストンを挿入し、主弁内にお
いてこの第２のピストンの受圧端部となる一端に主弁入
口圧力を導くと共に、該第２のピストンの主弁背面側よ
り突出した他端を第２のポペット弁に当接させ、第２の
ポペット弁の反第２のピストン側に第２のポペット弁を
閉弁位置に保持するための第３のピストンを配置し、こ
の第３のピストンの受圧端部に信号圧力を導いたことを
特徴とする圧力制御弁によって達成される。
このように構成された本発明においては、第１のピス
トンの受圧端部に導かれる主弁入口圧力Psが高圧とな
り、主弁の前後差圧が第１のばねの設定圧力を越えると
第１のポペット弁は開弁し、制御室内の圧油が第１の油
通路を通って主弁出口側に流れ、この流れをパイロット
流として主弁が開弁し、主弁を通って大流量が流れ、主
弁入口圧力がリリーフされる。即ち、リリーフ弁の機能
が果たされる。一方、第２のポペット弁においては、第
３のピストンの受圧端部に導かれる信号圧力として油圧
システムの最大負荷圧力ＰLを導くことにより、ＰL≠０
の方向切換弁操作時には、Ps＞ＰLなので、第２のポペ
ット弁は閉弁位置に保持され、第２の油通路を閉じ、上
記第１のポペット弁のリリーフ機能を有効化する。ＰL
＝０の方向切換弁中立時には、第３のピストンの受圧端
部に導かれる主弁入口圧力Psが第２のばねの設定圧力を
越えると第２のポペット弁は開弁し、制御室ないの圧油
が第２の油通路を通って流れ、この流れをパイロット流
として主弁が開弁し、主弁を通って大流量が流れ、主弁
入口圧力がリリーフされる。即ち、アンロード弁の機能
が果たされる。
トンの受圧端部に導かれる主弁入口圧力Psが高圧とな
り、主弁の前後差圧が第１のばねの設定圧力を越えると
第１のポペット弁は開弁し、制御室内の圧油が第１の油
通路を通って主弁出口側に流れ、この流れをパイロット
流として主弁が開弁し、主弁を通って大流量が流れ、主
弁入口圧力がリリーフされる。即ち、リリーフ弁の機能
が果たされる。一方、第２のポペット弁においては、第
３のピストンの受圧端部に導かれる信号圧力として油圧
システムの最大負荷圧力ＰLを導くことにより、ＰL≠０
の方向切換弁操作時には、Ps＞ＰLなので、第２のポペ
ット弁は閉弁位置に保持され、第２の油通路を閉じ、上
記第１のポペット弁のリリーフ機能を有効化する。ＰL
＝０の方向切換弁中立時には、第３のピストンの受圧端
部に導かれる主弁入口圧力Psが第２のばねの設定圧力を
越えると第２のポペット弁は開弁し、制御室ないの圧油
が第２の油通路を通って流れ、この流れをパイロット流
として主弁が開弁し、主弁を通って大流量が流れ、主弁
入口圧力がリリーフされる。即ち、アンロード弁の機能
が果たされる。
以下、本発明の一実施例を第１図を参照して説明す
る。
る。
第１図において、本実施例の圧力制御弁は弁ケース１
内に摺動自在に挿入されたシート型の主弁即ちシート弁
２を有し、シート弁２の背面側にはシート弁２を閉弁方
向に付勢する制御室３が形成されている。制御室３は、
シート弁２内に形成された通油孔４及び弁ケース１とシ
ート弁２とにより形成されシート弁２の変位に応じて開
度を変化させる可変絞り５を介してシート弁２の入口部
６に連絡している。シート弁２の出口側にはメインオリ
フィス2Aが設けられている。
内に摺動自在に挿入されたシート型の主弁即ちシート弁
２を有し、シート弁２の背面側にはシート弁２を閉弁方
向に付勢する制御室３が形成されている。制御室３は、
シート弁２内に形成された通油孔４及び弁ケース１とシ
ート弁２とにより形成されシート弁２の変位に応じて開
度を変化させる可変絞り５を介してシート弁２の入口部
６に連絡している。シート弁２の出口側にはメインオリ
フィス2Aが設けられている。
シート弁２内にはシート弁２の中央部を軸線方向に貫
通する孔７と、シート弁２の出口部８の側においてこの
孔７に開口し、制御室３とシート弁２の出口部８とを連
絡する斜めの通油孔９とが設けられ、孔７の出口側端部
には通油孔９を開閉するポペット弁10が配置され、かつ
孔７内には、ポペット弁10と一体のピストン11と、シー
ト弁２の背面側より挿入され、一端がシート弁２より突
出するピストン12とが組込まれている。ポペット弁10の
出口側にはポペット弁を閉弁方向に付勢するばね13が配
置され、ばね13はシート弁２とねじ締結されるばね受14
により保持されている。ばね13の力はばね受14のねじ締
結部を移動させることにより調整される。孔７内におい
てピストン11,12の対向する受圧端部の間には共通の受
圧室15が形成され、シート弁７にはまた受圧室15を通油
孔３を介して入口部６に連絡し、ピストン11,12の受圧
端部に弁入口圧力Psを導く通油孔16が設けられている。
通する孔７と、シート弁２の出口部８の側においてこの
孔７に開口し、制御室３とシート弁２の出口部８とを連
絡する斜めの通油孔９とが設けられ、孔７の出口側端部
には通油孔９を開閉するポペット弁10が配置され、かつ
孔７内には、ポペット弁10と一体のピストン11と、シー
ト弁２の背面側より挿入され、一端がシート弁２より突
出するピストン12とが組込まれている。ポペット弁10の
出口側にはポペット弁を閉弁方向に付勢するばね13が配
置され、ばね13はシート弁２とねじ締結されるばね受14
により保持されている。ばね13の力はばね受14のねじ締
結部を移動させることにより調整される。孔７内におい
てピストン11,12の対向する受圧端部の間には共通の受
圧室15が形成され、シート弁７にはまた受圧室15を通油
孔３を介して入口部６に連絡し、ピストン11,12の受圧
端部に弁入口圧力Psを導く通油孔16が設けられている。
一方、弁ケース１には、通油孔９と別に制御室３を通
油路17を介してシート弁２の出口部８に連絡する通油孔
18が設けられ、通油孔17にはこれを開閉するポペット弁
19が配置されている。ポペット弁19はばね20により閉弁
方向に付勢され、かつシート弁背面側より突出した上記
ピストン12の端部がその突部21に当接している。またポ
ンペット弁19のばね20側にはポペット弁19と一体のピス
トン22が配置され、かつこのピストン22の受圧端部が画
定する受圧室23に信号圧力ＰLを導入する信号ポート24
が設けられている。
油路17を介してシート弁２の出口部８に連絡する通油孔
18が設けられ、通油孔17にはこれを開閉するポペット弁
19が配置されている。ポペット弁19はばね20により閉弁
方向に付勢され、かつシート弁背面側より突出した上記
ピストン12の端部がその突部21に当接している。またポ
ンペット弁19のばね20側にはポペット弁19と一体のピス
トン22が配置され、かつこのピストン22の受圧端部が画
定する受圧室23に信号圧力ＰLを導入する信号ポート24
が設けられている。
シート弁２の入口側は弁入口圧力Psを受ける受圧面積
Asを有し、出口側は弁出口圧力Paを受ける受圧面積Aaを
有し、背面側は制御室３の圧力Pcを受ける受圧面積Acを
有している。またピストン11の受圧端部は弁入口圧力Ps
を受ける受圧面積ａsを有し、ピストン12及びピストン2
2の受圧端部はそれぞれ弁入口圧力Ps及び信号圧力ＰLを
受ける、ピストン11と同じ受圧面積ａsを有し、さらに
ポペット弁10及びポペット弁19の制御室３の圧力Pcを受
ける部分も同じ受圧面積ａsを有している。そしてシー
ト弁２の受圧面積には、Ac−ａs＝（As−ａs）＋Aaの関
係がある。
Asを有し、出口側は弁出口圧力Paを受ける受圧面積Aaを
有し、背面側は制御室３の圧力Pcを受ける受圧面積Acを
有している。またピストン11の受圧端部は弁入口圧力Ps
を受ける受圧面積ａsを有し、ピストン12及びピストン2
2の受圧端部はそれぞれ弁入口圧力Ps及び信号圧力ＰLを
受ける、ピストン11と同じ受圧面積ａsを有し、さらに
ポペット弁10及びポペット弁19の制御室３の圧力Pcを受
ける部分も同じ受圧面積ａsを有している。そしてシー
ト弁２の受圧面積には、Ac−ａs＝（As−ａs）＋Aaの関
係がある。
次に、以上のように構成された圧力制御弁の動作を説
明する。
明する。
まず圧力制御弁は第２図に示すような油圧システムに
組込まれる。この油圧システムは従来例として第３図に
示した油圧システムと同じである。即ち、可変容量型油
圧ポンプ100と中立時センターブロックされる形式の方
向切換弁101A,101Bとを組み合わせ、油圧ポンプ100の傾
転用シリンダ102に傾転角制御用の弁103を接続し、この
弁103の対向するパイロット部に油圧ポンプ100の吐出圧
力Psと信号ライン104により誘導した最大負荷圧力ＰLと
をそれぞれ導き、弁103に設けられたばね105により方向
切換弁101A,101Bのメータリングノッチの前後差圧Ps−
ＰLが常にある一定値ΔP1になるように調整されている
油圧システムである。そして油圧ポンプ100の吐出側
に、従来のリリーフ弁106及びアンロード弁107に相当す
るものとして本実施例の圧力制御弁30が配置されてい
る。圧力制御弁30の入口部６は油圧ポンプ100の吐出管
路に接続され、入口圧力Psとして油圧ポンプ100の吐出
圧力が導かれ、出口部８はタンクに接続され、出口圧力
ＰTとしてタンク圧力が導かれ、信号ポート24は信号ラ
イン104に接続され、信号圧力ＰLとして最大負荷圧力が
導かれている。
組込まれる。この油圧システムは従来例として第３図に
示した油圧システムと同じである。即ち、可変容量型油
圧ポンプ100と中立時センターブロックされる形式の方
向切換弁101A,101Bとを組み合わせ、油圧ポンプ100の傾
転用シリンダ102に傾転角制御用の弁103を接続し、この
弁103の対向するパイロット部に油圧ポンプ100の吐出圧
力Psと信号ライン104により誘導した最大負荷圧力ＰLと
をそれぞれ導き、弁103に設けられたばね105により方向
切換弁101A,101Bのメータリングノッチの前後差圧Ps−
ＰLが常にある一定値ΔP1になるように調整されている
油圧システムである。そして油圧ポンプ100の吐出側
に、従来のリリーフ弁106及びアンロード弁107に相当す
るものとして本実施例の圧力制御弁30が配置されてい
る。圧力制御弁30の入口部６は油圧ポンプ100の吐出管
路に接続され、入口圧力Psとして油圧ポンプ100の吐出
圧力が導かれ、出口部８はタンクに接続され、出口圧力
ＰTとしてタンク圧力が導かれ、信号ポート24は信号ラ
イン104に接続され、信号圧力ＰLとして最大負荷圧力が
導かれている。
このように接続された圧力制御弁において、ポペット
弁10,19及びシート弁２は以下のように動作する。な
お、ポペット弁10,19及びシート弁２に働く流体力は省
略して説明する。
弁10,19及びシート弁２は以下のように動作する。な
お、ポペット弁10,19及びシート弁２に働く流体力は省
略して説明する。
まずポペット弁19に関し、ピストン12の受圧端部には
弁入口圧力Psが導かれ、ピストン22の受圧端部には最大
負荷圧力ＰLが導かれているので、ばね20のばね定数をK
zとし、ばね20の取付け変位をｚsとし、ポペット弁19の
変位をｚとすると、ポペット弁19の油圧力の釣り合い式
は以下のように表わせる。
弁入口圧力Psが導かれ、ピストン22の受圧端部には最大
負荷圧力ＰLが導かれているので、ばね20のばね定数をK
zとし、ばね20の取付け変位をｚsとし、ポペット弁19の
変位をｚとすると、ポペット弁19の油圧力の釣り合い式
は以下のように表わせる。
ａs（Ps−ＰL）＝ｋz（ｚs＋ｚ） ……（１−１） 変形して、 ここで、ｆp＝ａs（Ps−ＰL）、ｆk＝ｋz zsと置くと、 従って（１−２）式より、ｆp＜ｆkの間はポペット弁
19は閉じており、通油孔18及び通油路17を通る流量をｑ
zとすると、ｑz＝０であり、可変絞り５には流れは形成
されず、シート弁２の制御室３の圧力Pcは弁入口圧力Ps
に等しくなる。従って前述した受圧面積を有するシート
弁２の油圧力の関係は、 （Ac−ａs）Pc＞（As−ａs）Ps＋AaPa にあり、シート弁２は閉弁している。
19は閉じており、通油孔18及び通油路17を通る流量をｑ
zとすると、ｑz＝０であり、可変絞り５には流れは形成
されず、シート弁２の制御室３の圧力Pcは弁入口圧力Ps
に等しくなる。従って前述した受圧面積を有するシート
弁２の油圧力の関係は、 （Ac−ａs）Pc＞（As−ａs）Ps＋AaPa にあり、シート弁２は閉弁している。
ｆp＞fKになるとポペット弁19が開く。このときの弁
開度をｚtとする。またこの過渡的な状態において制御
室３の圧力がPctで、可変絞り５はシート弁２の閉弁状
態でx0だけアンダーラップしているものとすると、可変
絞り５を通過する流量ｑc及びポペット弁19を通過する
流量ｑzはそれぞれ以下の式で表わされる。
開度をｚtとする。またこの過渡的な状態において制御
室３の圧力がPctで、可変絞り５はシート弁２の閉弁状
態でx0だけアンダーラップしているものとすると、可変
絞り５を通過する流量ｑc及びポペット弁19を通過する
流量ｑzはそれぞれ以下の式で表わされる。
なお、Cc,Czは流量係数、Wc,Wzは等価オリフィス幅、
ｇは重力加速度、γは作動流体（油）の比重である。ｑ
c−ｑzからPctを求めると（４）式の関係を得る。
ｇは重力加速度、γは作動流体（油）の比重である。ｑ
c−ｑzからPctを求めると（４）式の関係を得る。
ｆpが増加、即ちPsが増加し、ポペット弁19の変位ｚ
が増加すると、（４）式においてｚtが増加し、従っ
て、制御室３の圧力Pctが低下する。
が増加すると、（４）式においてｚtが増加し、従っ
て、制御室３の圧力Pctが低下する。
一方、このとき、シート弁２の油圧力の釣り合い状態
は下記の式で与えられる。
は下記の式で与えられる。
（Ac−ａs）Pc ＝（As−ａs）Ps＋Aa Pa ＝（As−ａs）Ps ＋｛（Ac−ａs）−（As−ａs）｝Pa この式を変形して、 従って、（４）式に示す制御室３の過渡的な圧力Pctが
（５）式に示すPcに対して、 Pct≦Pc の関係になるまで低下すると、シート弁２は弁座から離
れ、シート弁２を通って大流量が流れる。
（５）式に示すPcに対して、 Pct≦Pc の関係になるまで低下すると、シート弁２は弁座から離
れ、シート弁２を通って大流量が流れる。
ところで（１−２）式において、ｆpとｆkの大小関係
は、第２図に示す油圧システムのポンプ吐出圧力Ps及び
最大負荷圧力ＰL及び圧力制御弁30のばね20の強さｋz及
び取付け撓みｚsによって定まる。そこで、ばね20のば
ね定数ｋz及び取付け撓みｚsを傾転角制御用の弁103の
ばね105によって一定値ΔP1に設定される方向切換弁101
A,101Bの操作時の前後差圧Ps−ＰLに対して、Ps−ＰL＜
ｋz zsになるように設定しておく。これにより（１−
２）式において、方向切換弁101A,101B操作時のＰL≠０
のときにはｆp＜ｆkとなり、上述したようにポペット弁
19は閉じており、ポペット弁19によってシート弁２は開
弁されない。また、方向切換弁101A,101B中立時のＰL＝
０のときには、油圧ポンプ100の吐出圧力Psが低い間は
（１−２）式においてｆp＜ｆkとなり、ポペット弁19に
よってシート弁２は開弁されない。一方、方向切換弁10
1A,101Bの中立時に、油圧ポンプ100の吐出圧力Psが増加
し、ｆp＞ｆkとなると、上述したようにポペット弁19は
開弁し、シート弁２も開弁し、大流量が流れる。従っ
て、ばね20のｋz zsをアンロード圧力相当に設定してお
くことにより、方向切換弁の中立時にポンプ吐出圧力が
その設定圧力に保持され、アンロード弁の機能が果たさ
れる。
は、第２図に示す油圧システムのポンプ吐出圧力Ps及び
最大負荷圧力ＰL及び圧力制御弁30のばね20の強さｋz及
び取付け撓みｚsによって定まる。そこで、ばね20のば
ね定数ｋz及び取付け撓みｚsを傾転角制御用の弁103の
ばね105によって一定値ΔP1に設定される方向切換弁101
A,101Bの操作時の前後差圧Ps−ＰLに対して、Ps−ＰL＜
ｋz zsになるように設定しておく。これにより（１−
２）式において、方向切換弁101A,101B操作時のＰL≠０
のときにはｆp＜ｆkとなり、上述したようにポペット弁
19は閉じており、ポペット弁19によってシート弁２は開
弁されない。また、方向切換弁101A,101B中立時のＰL＝
０のときには、油圧ポンプ100の吐出圧力Psが低い間は
（１−２）式においてｆp＜ｆkとなり、ポペット弁19に
よってシート弁２は開弁されない。一方、方向切換弁10
1A,101Bの中立時に、油圧ポンプ100の吐出圧力Psが増加
し、ｆp＞ｆkとなると、上述したようにポペット弁19は
開弁し、シート弁２も開弁し、大流量が流れる。従っ
て、ばね20のｋz zsをアンロード圧力相当に設定してお
くことにより、方向切換弁の中立時にポンプ吐出圧力が
その設定圧力に保持され、アンロード弁の機能が果たさ
れる。
次にポペット弁10に関し、ポペット弁10の動作もポペ
ット弁19と実質的に同様である。即ち、ポペット弁10に
係わるピストン11の受圧端部には弁入口圧力Psが導か
れ、ポペット弁10の出口側には弁出口圧力ＰTが導かれ
ているので、ばね13のばね定数をKyとし、ばね13の取付
け撓みをｙsとし、ポペット弁10の撓みをｙとすると、
式（１−１）〜（１−２）において、ＰL＝ＰTと置き、
ｋz,zs,zの代わりにｋy,ys,yを用いれば、式（１−２）
はポペット弁10にもそのまま適用できる。
ット弁19と実質的に同様である。即ち、ポペット弁10に
係わるピストン11の受圧端部には弁入口圧力Psが導か
れ、ポペット弁10の出口側には弁出口圧力ＰTが導かれ
ているので、ばね13のばね定数をKyとし、ばね13の取付
け撓みをｙsとし、ポペット弁10の撓みをｙとすると、
式（１−１）〜（１−２）において、ＰL＝ＰTと置き、
ｋz,zs,zの代わりにｋy,ys,yを用いれば、式（１−２）
はポペット弁10にもそのまま適用できる。
従ってポペット弁10においても、ｆp＜ｆkのときはポ
ペット弁10は閉じたままであり、シート弁２も閉弁して
いる。ｆp＞ｆkになると、ポペット弁10は開弁し、通油
孔９が通ってパイロット流が形成され、シート弁２が開
弁し、シート弁２を通って大流量が流れる。そしてポペ
ット弁10に関しては、ばね13のばね定数ｋz及び取付け
撓みｙsの積ｋz ysをリリーフ圧力相当に設定してお
く。これにより方向切換弁101A,101bの操作時、油圧ポ
ンプ100の吐出圧力Psが増加し、その設定圧力を越えよ
うとするとシート弁２を通ってリリーフされ、リリーフ
弁の機能が果たされる。
ペット弁10は閉じたままであり、シート弁２も閉弁して
いる。ｆp＞ｆkになると、ポペット弁10は開弁し、通油
孔９が通ってパイロット流が形成され、シート弁２が開
弁し、シート弁２を通って大流量が流れる。そしてポペ
ット弁10に関しては、ばね13のばね定数ｋz及び取付け
撓みｙsの積ｋz ysをリリーフ圧力相当に設定してお
く。これにより方向切換弁101A,101bの操作時、油圧ポ
ンプ100の吐出圧力Psが増加し、その設定圧力を越えよ
うとするとシート弁２を通ってリリーフされ、リリーフ
弁の機能が果たされる。
このように圧力制御弁30は、シート弁２を１個用いて
リリーフ弁とアンロード弁の機能を果たすことができ
る。
リリーフ弁とアンロード弁の機能を果たすことができ
る。
従って本実施例によれば、圧力制御弁30はリリーフ弁
とアンロード弁の機能を有し、かつリリーフ弁とアンロ
ード弁を１カートリッジ化してコンパクトに取りまとめ
られているので、油圧システムの機器の構成を簡素化す
ることができる。また、シート型の流量制御弁を複数個
用いて方向切換弁を構成した油圧システムに使用した場
合には、シート弁２を弁エレメントとして方向切換弁並
びにリリーフ弁及びアンロード弁の機能を有する圧力制
御弁を構成することができ、シート弁２の多用途化及び
機器の統一化を図り、油圧システムの統合的なコストの
低減を図ることができる。
とアンロード弁の機能を有し、かつリリーフ弁とアンロ
ード弁を１カートリッジ化してコンパクトに取りまとめ
られているので、油圧システムの機器の構成を簡素化す
ることができる。また、シート型の流量制御弁を複数個
用いて方向切換弁を構成した油圧システムに使用した場
合には、シート弁２を弁エレメントとして方向切換弁並
びにリリーフ弁及びアンロード弁の機能を有する圧力制
御弁を構成することができ、シート弁２の多用途化及び
機器の統一化を図り、油圧システムの統合的なコストの
低減を図ることができる。
本発明によれば、１個のシート弁を用い、簡単な構成
を付加することにより、リリーフ弁とアンロード弁の機
能を有する圧力制御弁を１カートリッジとして構成する
ことができるので、圧力制御弁自体コンパクトな構成に
なり、油圧システムの機器の簡素化を図ることができる
と共に、シート弁の多用途化が図れ、油圧システムの総
合的なコストの低減を図ることができる。
を付加することにより、リリーフ弁とアンロード弁の機
能を有する圧力制御弁を１カートリッジとして構成する
ことができるので、圧力制御弁自体コンパクトな構成に
なり、油圧システムの機器の簡素化を図ることができる
と共に、シート弁の多用途化が図れ、油圧システムの総
合的なコストの低減を図ることができる。
第１図は本発明の一実施例による圧力制御弁の断面図で
あり、第２図はその圧力制御弁を用いた油圧システムの
回路図であり、第３図は従来のリリーフ弁及びアンロー
ド弁を用いた油圧システムの回路図であり、第４図はリ
リーフ弁とアンロード弁の動作領域を示す説明図であ
る。 符号の説明 １……弁ケース、２……シート弁（主弁） ３……制御室、５……可変絞り ６……主弁入口部、８……主弁出口部 ９……通油孔（第１の通油路） 10……（第１の）ポペット弁 11……（第１）ピストン 12……（第２の）ピストン 13……（第１の）ばね、16……通油孔 17……（第２の）通油路 18……通油孔（第２の通油路） 19……（第２の）ポペット弁 20……（第２の）ばね 22……（第３の）ピストン 24……信号ポート
あり、第２図はその圧力制御弁を用いた油圧システムの
回路図であり、第３図は従来のリリーフ弁及びアンロー
ド弁を用いた油圧システムの回路図であり、第４図はリ
リーフ弁とアンロード弁の動作領域を示す説明図であ
る。 符号の説明 １……弁ケース、２……シート弁（主弁） ３……制御室、５……可変絞り ６……主弁入口部、８……主弁出口部 ９……通油孔（第１の通油路） 10……（第１の）ポペット弁 11……（第１）ピストン 12……（第２の）ピストン 13……（第１の）ばね、16……通油孔 17……（第２の）通油路 18……通油孔（第２の通油路） 19……（第２の）ポペット弁 20……（第２の）ばね 22……（第３の）ピストン 24……信号ポート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 欣也 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−9368（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−128583（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−169276（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−22369（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−97374（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭45−12543（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭45−7015（ＪＰ，Ｙ１)
Claims (1)
- 【請求項１】シート型の主弁の背面側に主弁を閉弁方向
に付勢する制御室を設け、該制御室を主弁の変位に応じ
て開度を変化させる可変絞りを介して主弁入口側に連絡
し、主弁に制御室と主弁出口側を連絡する第１の通油路
を設けかつこの第１の通油路の主弁出口側に該通油路を
開閉する第１のポペット弁を配置し、第１のポペット弁
にはこれを閉弁方向に付勢する第１のばねを設けると共
に、主弁内に第１のポペット弁を開弁するための第１の
ピストンを配置し、かつ該第１のピストンの受圧端部に
主弁入口圧力を導き、また第１の油通路とは別に制御室
を主弁出口側に連絡する第２の通油路を設けかつこの第
２の通油路を開閉する第２のポペット弁を配置し、第２
のポペット弁にはこれを閉弁方向に付勢する第２のばね
を設け、主弁背面側より主弁内に該第２のポペット弁を
開弁するための第２のピストンを挿入し、主弁内におい
てこの第２のピストンの受圧端部となる一端に主弁入口
圧力を導くと共に、該第２のピストンの主弁背面側より
突出した他端を第２のポペット弁に当接させ、第２のポ
ペット弁の反第２のピストン側に第２のポペット弁を閉
弁位置に保持するための第３のピストンを配置し、この
第３のピストンの受圧端部に信号圧力を導いたことを特
徴とする圧力制御弁。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63243466A JP2706483B2 (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | 圧力制御弁 |
| US07/412,491 US4942900A (en) | 1988-09-28 | 1989-09-26 | Pressure control valve |
| EP89202419A EP0361613B1 (en) | 1988-09-28 | 1989-09-27 | Pressure control valve |
| DE89202419T DE68908317T2 (de) | 1988-09-28 | 1989-09-27 | Druckregelventil. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63243466A JP2706483B2 (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | 圧力制御弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0293175A JPH0293175A (ja) | 1990-04-03 |
| JP2706483B2 true JP2706483B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=17104308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63243466A Expired - Lifetime JP2706483B2 (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | 圧力制御弁 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4942900A (ja) |
| EP (1) | EP0361613B1 (ja) |
| JP (1) | JP2706483B2 (ja) |
| DE (1) | DE68908317T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3534319B2 (ja) * | 1993-12-22 | 2004-06-07 | 株式会社小松製作所 | 油圧回路に用いるアンロード装置 |
| JP5070750B2 (ja) * | 2006-05-31 | 2012-11-14 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用制動装置及びそのリザーバ |
| US7621211B2 (en) * | 2007-05-31 | 2009-11-24 | Caterpillar Inc. | Force feedback poppet valve having an integrated pressure compensator |
| US7784488B2 (en) * | 2007-07-03 | 2010-08-31 | Eaton Corporation | Valve for allocating available fluid to high priority functions of a hydraulic system |
| DE102009049548A1 (de) | 2009-10-16 | 2011-04-21 | Hydac Fluidtechnik Gmbh | Ventilanordnung |
| DE102012010522A1 (de) * | 2012-05-25 | 2013-11-28 | Hydac Fluidtechnik Gmbh | Ventil für Ventilanordnung |
| DE102018002286A1 (de) * | 2018-03-20 | 2019-09-26 | Thomas Magnete Gmbh | Vorgesteuertes Schalt- und Regelventil und Verfahren zum Betrieb desselben |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2619112A (en) * | 1946-06-12 | 1952-11-25 | Denison Eng Co | Pressure relief valve |
| US2805038A (en) * | 1951-12-07 | 1957-09-03 | Electraulic Presses Ltd | Pressure actuated bye-pass valves |
| US3033228A (en) * | 1959-03-23 | 1962-05-08 | Lewis K Rimer | Low-force valve control |
| US3683958A (en) * | 1970-11-30 | 1972-08-15 | Sperry Rand Corp | Power transmission |
| US3757811A (en) * | 1971-09-10 | 1973-09-11 | Hammelmann P Maschfa | Pressure regulator |
| GB1374160A (en) * | 1972-10-21 | 1974-11-13 | Khvoshnyansky A S Paikin I K | Pilot operated control valve |
| DE2457451A1 (de) * | 1974-12-05 | 1976-06-10 | Bosch Gmbh Robert | Hydraulische steuereinrichtung |
| DE3011196A1 (de) * | 1979-03-26 | 1980-10-09 | Sperry Corp | Hydraulische vielfunktion-ventilanordnung |
| SE439342C (sv) * | 1981-09-28 | 1996-10-31 | Bo Reiner Andersson | Ventilanordning för styrning av en linjär eller roterande hydraulmotor |
| DE8613507U1 (de) * | 1986-05-17 | 1986-07-17 | Walter Voss GmbH Armaturenfabrik, 4322 Sprockhövel | Steuerbares Ventil, insbesondere Kolbenventil |
-
1988
- 1988-09-28 JP JP63243466A patent/JP2706483B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-09-26 US US07/412,491 patent/US4942900A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-09-27 DE DE89202419T patent/DE68908317T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-09-27 EP EP89202419A patent/EP0361613B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE68908317T2 (de) | 1994-01-13 |
| JPH0293175A (ja) | 1990-04-03 |
| EP0361613B1 (en) | 1993-08-11 |
| EP0361613A1 (en) | 1990-04-04 |
| US4942900A (en) | 1990-07-24 |
| DE68908317D1 (de) | 1993-09-16 |
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