JP3175066B2 - パイロット操作形リリーフ弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パイロット操作形リリ
ーフ弁に係わり、更に詳しくは例えば100Mpa以上の高圧
制御を行うことのできるパイロット操作形リリーフ弁に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本願発明者は先に高圧の主回路流体を制
御できるパイロット操作形リリーフ弁を発明して、平成
４年１２月１８日付けで特許出願（特願平４−３３８９
０５号）をした。この先願発明のパイロット操作形リリ
ーフ弁の構成が、図５と図６に示されている。

【０００３】図５と図６において、１１は導入口、１２
と１３は排出口、１４はリリーフ弁である。１５はリリ
ーフ弁１４の弁体、１６は弁筒、１７はスプリング、１
９は加圧室である。弁体１５の上下の受圧面Ｆp とＦm
には面積差が設けられ、受圧面Ｆp がＦm のＫ（Ｋ＞
１）倍になるように作られている。３０は電磁式のパィ
ロット弁、３８は比例ソレノイド、３９はアマチュアで
ある。

【０００４】４０はシリーズ形流量調整弁である。４１
は嵌合孔２a に嵌装されたスリーブ、４２はスプール、
４３は加算バネである（以下、図２を参照）。４４と４
５はスリーブ４１に設けられた流入孔と流出孔、４６は
オリフィス、４７は側路、４８はスプール４２の内部流
路である。４９はスプール４２の摺動孔内の右側に形成
された受圧室、５１は中央部に形成された円筒状の流通
路、５２は加算バネ４３が配置されたバネ室である。ま
た、ｒ1 は絞り、ｏ1 〜ｏ2 はＯリング、Ｌmは主回路
流体、Ｌp はパイロット流体である。流入孔４４とスプ
ール４２で構成する可変絞りにより、パイロット流体Ｌ
p を減圧してオリフィス４６の入口側に供給する。ま
た、オリフィス４６の差圧が一定となるように機能し、
一定流量のパイロット流体Ｌp を供給する。

【０００５】このような構成の先願発明に係わる制御弁
では前述のように、リリーフ弁１４の弁体１５の受圧面
Ｆp とＦm に面積差が設けられ加圧室１９のパイロット
流体Ｌp のＫ倍の主回路流体Ｌm の圧力制御が行われ
る。主回路流体Ｌm が導入される導入口１１からはパイ
ロットロ流体Ｌp が導かれ、高圧のパイロット流体Ｌp
がシリーズ形流量調整弁４０の流入孔４４に送られる。

【０００６】流入孔４４に送られ減圧されたパイロット
流体Ｌp の一部は、内部流路４８を通して受圧室４９に
供給される。また、流通路５１からオリィス４６を通過
したパイロット流体Ｌp は、側路４７を経てバネ室５２
に導かれる。このような高圧のパイロット流体Ｌp が供
給されるスリーブ４１にはＯリングｏ1 とｏ2 が設けら
れて、嵌合孔２a との間隙のシールが行われるようにな
っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】先願のパイロット操作
形リリーフ弁は上記のように、導入口１１から導かれた
高圧のパイロット流体Ｌp がシリーズ形流量調整弁４０
のＯリングｏ1 とｏ2 でシールされたスリーブ４１の流
入孔４４から流通路５１に向かって流入する。したがっ
て、高圧のパイロット流体Ｌp ではスリーブ４１と嵌合
孔２a との隙間からリークし、圧力制御が不正確にな
る。油圧油が外部に洩れる。このため、100Mpa以上の高
圧な制御が不可能になる等の問題点があった。

【０００８】この発明は、先願発明のこのような問題点
を解消するためになされたもので、Ｏリングを介して嵌
合孔に嵌装されたスリーブに環状溝と小径孔とからなる
リーク流路を設けてＯリングに高圧が掛からないように
構成して高圧制御が可能なパイロット操作形リリーフ弁
を実現することを目的にするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、電磁式のパ
イロット弁と、Ｏリングを介して筐体の嵌合孔に嵌装さ
れたスリーブとスリーブ内を摺動するスプールで構成さ
れパイロット弁に主回路流体から導入されたパイロット
流体を供給しオリフィスと減圧弁からなるシリーズ形流
量調整弁と、パイロット流体の受圧面Ｆｐを主回路流体
の受圧面ＦｍとをＦｐ＝ＫＦｍ（Ｋ＞１）に構成した弁
体を弁筒内で変位させてパイロット弁の入力電流に対応
してＫ倍の主回路流体の圧力を制御するリリーフ弁とを
備え、シリーズ形流量調整弁のスリーブに環状溝と小径
孔とからなるリーク流路を形成し、リーク流路を介して
スリーブと嵌合孔の隙間にリークしたパイロット流体の
リーク流体をオリフィスの入口側に流入させるパイロッ
ト操作形リリーフ弁を構成したものである。

【００１０】また、流量調整弁をパイロット弁が組込ま
れたカバー筐体に組込んだパイロット操作形リリーフ弁
を構成したものである。また、流量調整弁をリリーフ弁
が組込まれたボディ筐体に組込んだパイロット操作形リ
リーフ弁を構成したものである。さらに、ボデイ筐体の
嵌合孔の底部にテーパ面を形成してテーパ面にリリーフ
弁の弁筒の先端を線接触させてメタル嵌合したパイロッ
ト操作形リリーフ弁を構成したものである。

【００１１】

【作用】導入口から導かれた高圧のパイロット流体は流
量調整弁のスリーブに設けられた流入孔内に流入して、
スリーブとボディ筐体の嵌合孔との隙間に高圧のパイロ
ット流体のリークが生じる。流入孔から両側に別れてス
リーブの外周の隙間に洩れたリーク流は、先ず最初に流
入孔の両側の嵌合面に沿った環状溝に流れ込む。環状溝
に流れ込んだリーク流はそれぞれ半径方向の小径孔に導
かれてから、いずれもオリフィスの入口側に合流する。
よって、Ｏリングｏ1 とｏ2 には高圧が加わらず、最高
使用圧力の範囲が拡張される。

【００１２】

【実施例】

実施例１ 図１は本発明実施例の構成説明図、図２は図１の流量調
整弁の拡大図である。本発明実施例の各図面で従来装置
と同一の部分に同じ符号が付してあり、一部説明が重複
するがやや詳しく説明する。

【００１３】図１において、１はボディ筐体、２はカバ
ー筐体、２a はカバー筐体２に設けられた嵌合孔、３は
電磁部である。Ｌm とＬp は前記と同じ主回路流体とパ
イロット流体である。１１と１２はボディ筐体１に設け
られパイロット流体Ｌm の導入口と排出口、１３はパイ
ロット流体Ｌp の排出口、１４はリリーフ弁である。リ
リーフ弁１４は弁体１５と弁筒１６およびスプリング１
７で構成され、ボディ筐体１とカバー筐体２の連結部に
カートリッジ式に互換可能に組込まれている。１９は弁
体１５の上面側に形成された加圧室である。

【００１４】リリーフ弁１４の弁体１５はほぼＴ字形に
作られて、弁筒１６に形成された摺動孔内を上下方向に
摺動可能に介装されている。弁体１５の加圧室１９に臨
む上面で構成する受圧面Ｆp と下面Ｆm には面積差が設
けられ、受圧面Ｆp がＦm のＫ倍に構成されている。そ
して、加圧室１９にはパイロット流体Ｌp の圧力が加わ
り、下面側の受圧面Ｆm には主回路流体Ｌm の流体圧が
加えられ、側圧面〔（Ｋ−１）Ｆ〕は排出口１３に連通
されている。

【００１５】３０は電磁式のパイロット弁で、カバー筐
体２の上部に配置されている。３１はシート、３２はシ
ート孔、３３はポペット、３４は平衡バネ、３５はプッ
シュロッドである。３６はシート３１の左側の入力室、
３７はポペット３３と平衡バネ３４及びプッシュロッド
３５が配置されたドレン室である。また、３８は電磁部
３に設けられた比例ソレノイド、３９はアマチュアであ
る。

【００１６】４０はシリーズ形の流量調整弁である。４
１は嵌合孔２a に嵌装されたスリーブ、４２はスリーブ
４１内を摺動するスプール、４３は加算バネである。４
４と４５はスリーブ４１に設けられた流入孔と流出孔、
４６はオリフィス、４７は側路、４８はスプール４２の
内部流路である。流出孔４５は、前記パイロット弁３０
の入力室３６に接続されている。また、内部流路４８の
孔径は、オリフィス４６や側路４７より幾分大きく形成
されている。４９はスプール４２の摺動孔内の右側に形
成された受圧室、５１は中央部に形成された円筒状の流
通路、５２は加算バネ４３が配置されたバネ室である。
ｐ1 〜ｐ3 はパイロット流体Ｌp が流れるパイロット流
路、ｄ1 ，ｄ2 はドレンＬd の流れるドレン流路、ｒ1
は絞り、ｔ，Ｔはドレン又は戻りを溜めるタンクであ
る。

【００１７】ここまで説明した本発明実施例の構成は、
図５で示した先願発明のリリーフ弁と殆ど変わらない。
本発明実施例では高圧のパイロット流体Ｌp が加わるシ
リーズ形流量調整弁４０のスリーブ４１に、図２の拡大
図に示したように特別な改良が施されている。５３はス
リーブ４１の外周に形成された環状溝、５４は環状溝５
３に連通しスリーブ４１の半径方向に貫設された小径孔
である。環状溝５３と小径孔５４により高圧流体のリー
クを導くリーク流路５５が構成されている。そして、こ
のリーク流路５５はＯリングｏ1 とｏ2 の内側で流入孔
４４を挟んで２個設けられ、小径孔５４は共にオリフィ
ス４６の入口側に接続されている。

【００１８】上述のような構成の本発明実施例の動作
を、次に説明する。図示のように、リリーフ弁１４の加
圧室１９には、シリーズ形流量調整弁４０の流出孔４５
に接続され絞りｒ1 を設けたパイロット流路ｐ3 を経て
パイロット流体Ｌp が加えられている。また、パイロッ
ト弁３０の入力室３６にも、流出孔４５からパイロット
流路ｐ2 を介してパイロット流体Ｌp が導かれている。

【００１９】平常状態ではパイロット弁３０のポペット
３３がシート孔３２を塞ぐと共に、流量調整弁４０のス
プール４２とスリーブ４１の相対的な位置関係が図示の
状態になっていて、リリーフ弁１４の弁座１８が閉じら
れてこれら各弁の平衡状態が保持されている。主回路流
体Ｌm の圧力が上昇して設定圧を越えると、リリーフ弁
１４の弁体１５が上方に移動して弁座１８が開放されて
主回路流体Ｌm が戻りＴに流れて圧力が低下する。

【００２０】その結果、再び弁座１８が閉じられる。こ
のようにリリーフ弁１４が動作して、パイロット流体Ｌ
p のＫ倍の主回路流体Ｌm の圧力が制御されて、負荷側
に接続された油圧機器等の安全が保持される。主回路流
体Ｌm の圧力をより高圧にする場合は、この圧力に対応
するように比例ソレノイド３８の入力電流を増加させて
同様に圧力制御を行なうことができる。

【００２１】この場合、前述のように導入口１１から導
かれた高圧のパイロット流体Ｌp は、流量調整弁４０の
流入孔４４内に流入する。このため、スリーブ４１と嵌
合孔２a との隙間に、高圧のパイロット流体Ｌp のリー
クが生じる。しかしながら、流入孔４４から左右に別れ
て流れ出たリーク流は、両側に設けられ嵌合孔２a に沿
って開口した環状溝５３に流れ込む。左側の環状溝５３
に流込んだリーク流は小径孔５４を経てオリフィス４６
の手前の流通路５１に合流し、右側の環状溝５３に流込
んだリーク流は小径孔５４を介して同じ流通路５１に通
じる受圧室４９内に流れ込むことになる。よって、Ｏリ
ングｏ1 とｏ2 には高圧が加わらず、最高使用圧力の範
囲を拡張することができる。

【００２２】なお、実施例結果によれば、図５のパイロ
ット操作形リリーフ弁では最高使用圧力が100Mpa以下で
あったが、環状溝５３と小径孔５４とからなるリーク流
路５５を設けた本発明では100Mpa以上の圧力制御が可能
なことが確かめられた。

【００２３】実施例２ 図３は、本発明の実施例２の構成説明図である。本発明
の実施例２ではシリーズ形流量調整弁４０が、カートリ
ッジ形のリリーフ弁１４と共にボディ筐体１に組み込ま
れている。バネ室５２をカバー筐体２との結合面側に臨
ませて、スリーブ４１が結合面と直交方向に穿設された
ボディ筐体１の嵌合孔１a に嵌装されている。また、主
回路流体Ｌm から分岐されるパイロット流体Ｌp のパイ
ロット流路ｐ1 は、導入口１１の延長上に同一の軸方向
に設けられている。一方、環状溝５３と小径孔５４とよ
りなるリーク流路５５は、流入孔４４の上方のＯリング
ｏ1 の下に１個設けられている。

【００２４】この実施例２の構成によれば、流入孔４４
の上方の高圧のリーク流は、リーク流路５５を通してオ
リフィス４６の入口側に流れ込みＯリングｏ1 へ加わる
高圧が阻止される。他方、流入孔４４より下方のリーク
流は、嵌合孔１a の底部の受圧室４９から内部流路４８
と流通路５１を通して同様にオリフィス４６の入口側に
流れ込む。したがって、パイロット弁３０に一定のパイ
ロット流体Ｌp が供給でき安定した流量制御を実施する
ことができる。また、実施例１の構成で必要としたパイ
ロット流路ｐ1 の捨て孔プラグが不要になるばかりか、
高圧と低圧がボディ筐体１側とカバー筐体２側に分離さ
れるので、シール構造等の設計が極めて容易になる利点
がある。

【００２５】実施例３ また、図４は本発明の実施例３の構成説明図である。実
施例３では実施例２の構成に加えてリリーフ弁１４の付
近に改良が施されている。図４において、１b はボディ
筐体１に設けられた嵌合孔、１c は嵌合孔１b の底部に
形成された漸縮するテーパ面である。嵌合孔１b にはリ
リーフ弁１４の弁筒１６がカバー２により押付けられて
嵌装され、先端の環状のエッジ部がテーパ面１c に確実
に線接触してメタル嵌合されるようになっている。この
ような構成の実施例３によれば、主回路流体Ｌm の圧力
により弁筒１６を上方に押し上げる力が小さくなり、カ
バー筐体２の固定用に小形のボルトを用いて全体構造を
コンパクトに構成することができる。

【００２６】なお、上述の実施例では流量調整弁のスリ
ーブにオリフィスを内蔵した場合で説明したが、オリフ
ィスを別の部分に設けることもできる。

【００２７】

【発明の効果】この発明は、電磁式のパイロット弁と、
Ｏリングを介して筐体の嵌合孔に嵌装されたスリーブと
スリーブ内を摺動するスプールで構成されパイロット弁
に主回路流体から導入されたパイロット流体を供給しオ
リフィスと減圧弁からなるシリーズ形流量調整弁と、パ
イロット流体の受圧面Ｆｐを主回路流体の受圧面Ｆｍと
をＦｐ＝ＫＦｍ（Ｋ＞１）に構成した弁体を弁筒内で変
位させてパイロット弁の入力電流に対応してＫ倍の主回
路流体の圧力を制御するリリーフ弁とを備え、シリーズ
形流量調整弁のスリーブに環状溝と小径孔とからなるリ
ーク流路を形成し、リーク流路を介してスリーブと嵌合
孔の隙間にリークしたパイロット流体のリーク流をオリ
フィスの入口側に流入させるパイロット操作形リリーフ
弁を構成した。

【００２８】また、流量調整弁をパイロット弁が組込ま
れたカバー筐体に組込んだパイロット操作形リリーフ弁
を構成した。また、流量調整弁をリリーフ弁が組込まれ
たボディ筐体に組込んだパイロット操作形リリーフ弁を
構成した。さらに、ボデイ筐体の嵌合孔の底部にテーパ
面を形成してテーパ面にリリーフ弁の弁筒の先端を線接
触させてメタル嵌合したパイロット操作形リリーフ弁を
構成した。

【００２９】この結果、流入孔から流れ出た高圧のパイ
ロット流体のリーク流は、環状溝に流れてから小径孔を
経てオリフィスの手前の流通路に流れ込むことになる。
よって、シール用のＯリングｏ1 ，ｏ2 には高圧が加わ
らず、最高使用圧力の範囲を拡張することができる。

【００３０】よって、本発明によれば、簡単な構成でリ
ーク流量が少なく、しかも主回路流体の高圧制御が可能
なパイロット操作形リリーフ弁を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例１の構成説明図である。

【図２】本発明実施例１の流量調整弁の拡大図である。

【図３】本発明実施例２の構成説明図である。

【図４】本発明実施例３の構成説明図である。

【図５】先願発明の電磁式圧力制御弁の構成説明図であ
る。

【図６】図５の電磁式圧力制御弁の回路構成を示す接続
図である。

【符号の説明】

１４ リリーフ弁 １５ 弁体 １６ 弁筒 １９ 加圧室 ３０ パイロット弁 ３８ 比例ソレノイド ４０ 流量調整弁 ４１ スリーブ ４２ スプール ４３ 加算バネ ４６ オリフィス ４７ 側路 ４８ 内部流路 ５３ 環状溝 ５４ 小径孔 ５５ リーク流路 ｐ1 〜ｐ3 パイロット流路 ｄ1 ，ｄ2 ドレン流路 ｒ1 絞り Ｆm 受圧面 Ｆp 受圧面 Ｌm 主回路流体 Ｌp パイロット流体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 17/06

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁式のパイロット弁と、Ｏリングを介
   して筐体の嵌合孔に嵌装されたスリーブと該スリーブ内
   を摺動するスプールで構成され前記パイロット弁に主回
   路流体から導入されたパイロット流体を供給しオリフィ
   スと減圧弁からなるシリーズ形流量調整弁と、前記パイ
   ロット流体の受圧面Ｆｐを主回路流体の受圧面Ｆｍとを
   Ｆｐ＝ＫＦｍ（Ｋ＞１）に構成した弁体を弁筒内で変位
   させて前記パイロット弁の入力電流に対応してＫ倍の主
   回路流体の圧力を制御するリリーフ弁とを備え、 前記シリーズ形流量調整弁のスリーブに環状溝と小径孔
   とからなるリーク流路を形成し、該リーク流路を介して
   前記スリーブと嵌合孔の隙間にリークしたパイロット流
   体のリーク流を前記オリフィスの入口側に流入させるこ
   とを特徴とするパイロット操作形リリーフ弁。
2. 【請求項２】 前記流量調整弁をパイロット弁が組込ま
   れたカバー筐体に組込んだことを特徴とする請求項１記
   載のパイロット操作形リリーフ弁。
3. 【請求項３】 前記流量調整弁をリリーフ弁が組込まれ
   たボディ筐体に組込んだことを特徴とする請求項１記載
   のパイロット操作形リリーフ弁。
4. 【請求項４】 前記ボデイ筐体の嵌合孔の底部にテーパ
   面を形成して該テーパ面に前記リリーフ弁の弁筒の先端
   を線接触させてメタル嵌合したことを特徴とする請求項
   ３記載のパイロット操作形リリーフ弁。