JP3340463B2

JP3340463B2 - 圧力補償弁

Info

Publication number: JP3340463B2
Application number: JP13423592A
Authority: JP
Inventors: 健一西海; 久人内藤
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1992-04-27
Filing date: 1992-04-27
Publication date: 2002-11-05
Anticipated expiration: 2017-11-05
Also published as: JPH05303429A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、圧力変化に関係なく
流量を一定に保つとともに、バネ力を調整できる圧力補
償弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３〜５は、従来の圧力補償弁の要部を
示したもので、バルブボディ１に制御スプール２を摺動
自在に設けている。このスプール２の一端を、上流側の
供給圧力を導く図示していない一方のパイロット室に臨
ませ、他端を下流側の負荷圧力を導く他方のパイロット
室３に臨ませている。なお、このパイロット室３は、バ
ルブボディ１の端部に設けたカバー４内に形成してい
る。上記カバー４内は、大径部５、中径部６及び小径部
７からなり、大径部５と中径部６との境界をストッパー
用の段部８とし、中径部６と小径部７との境界をバネ受
け用の段部９としている。

【０００３】上記バルブボディ１には制御スプール２を
摺動自在に設けているが、このスプール２の端部にフラ
ンジ部１０を設け、このフランジ部１０が段部８に当る
範囲内でスプール２が移動できるようにしている。ま
た、フランジ部１０と上記バネ受け用の段部９との間に
は、第１スプリング１１を介在させている。そして、上
記のようにストッパー用の段部８を設けてスプール２の
移動量を規制したのは、スプール２が必要以上に移動し
て第１スプリング１１の応力を高めないようにするため
である。

【０００４】上記カバー４の外端部分には、ピストン室
１２を形成し、このピストン室１２にパイロットピスト
ン１３を摺動自在に内蔵している。このパイロットピス
トン１３はそれと一体のロッド部１４にボルト部材１５
を固定するとともに、このボルト部材１５を上記パイロ
ット室３内に臨ませている。そして、ロッド部１４とボ
ルト部材１５との間に一方のバネ受け１６を固定し、ボ
ルト部材１５の頭部１５ａの内側に他方のバネ受け１７
を摺動自在にはめている。このようにした両バネ受け１
６、１７間には第２スプリング１８を介在させている。

【０００５】この従来の圧力補償弁の作用は、次のとお
りである。パイロットピストン１３が図示のノーマル位
置にあるとき、ボルト部材１５の先端が、ノーマル位置
にあるスプール２の端部から離れた状態を維持する。し
たがって、この状態では、第１スプリング１１のバネ力
のみが、スプール２に作用する。このときは、スプール
２がストッパー用の段部８に当るまで移動できることに
なる。このようにストッパー用の段部８を形成してスプ
ール２の移動を規制したのは、スプール２が大きく移動
し過ぎて、第１スプリング１１の応力が異常に大きくな
らないようにするためである。

【０００６】また、パイロットポート１９からのパイロ
ット圧の作用でパイロットピストン１３が移動すると、
ボルト１５の頭部１５ａがスプール端に形成した凹部２
０に進入し、図４に示すようにバネ受け１７を凹部２０
の周囲に接触させる。この状態では、上記頭部１５ａと
凹部２０の底面２０ａとの間に間隔が保たれるが、この
間隔がスプール２の有効ストロークとなる。いい換えれ
ば、頭部１５ａがストッパーとして機能することにな
る。

【０００７】上記のようにバネ受け１７が凹部２０の周
囲に接触すれば、スプール２には第１、２スプリング１
１、１８のバネ力が作用することになる。したがって、
パイロットピストン１３にパイロット圧が作用していな
いときには、第１スプリング１１のバネ力のみがスプー
ル２に作用するが、パイロット圧の作用でパイロットピ
ストン１３が移動すれば、第１、２スプリング１１、１
８の合成バネ力がスプールに作用することになる。この
ようにした圧力補償弁を、例えば、図示していないスプ
ール弁の上流側に接続すれば、そのスプール弁のスプー
ルストロークに対する制御流量特性を、図５に示すよう
に２段階に変えることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにした従来
の圧力補償弁では、ストッパー用の段部８を形成しなけ
ればならないので、この段部８が障害になって、第１ス
プリング１１の平均径Ｄをそれほど大きくできない。平
均径Ｄを大きくできないと、第１スプリング１１の長さ
をどうしても長くしなければならないが、その理由は次
のとおりである。まず、円筒コイルスプリングの一般式
は次の式で表せる。ｋ＝（Ｇｄ⁴ ）／（８ＮａＤ³ ）・・・・ｋ：バネ定数ｄ：線材の径Ｄ：コイルの平均径
Ｇ：横弾性係数Ｎａ：有効巻き数

【０００９】ここで、バネ定数ｋが等しい２種類のコイ
ルスプリングを想定し、一方のスプリングは平均径Ｄ
₁ 、有効巻き数Ｎａ₁ とし、他方のスプリングは平均径
Ｄ₂ 、有効巻き数Ｎａ₂ とするとともに、Ｄ₁ ＞Ｄ₂ と
すると、次のようになる。上記式から（Ｇｄ⁴ ）／（８Ｎａ₁ Ｄ³ ）＝（Ｇｄ⁴ ）／（８Ｎａ₂ Ｄ³ ） ∴８Ｎａ₁ Ｄ³ ＝８Ｎａ₂ Ｄ³ ・・・上記式からＮａ₂ ／Ｎａ₁ ＝（Ｄ₁ ／Ｄ₂ ）³ となる。

【００１０】したがって、Ｄ₁ ＞Ｄ₂ ではＮａ₂ ＞Ｎａ
₁ となり、コイルの平均径が大きい方が有効巻き数が少
なくてすむこと明らかである。そして、この有効巻き数
は、当該コイルスプリングの長さに比例するので、結
局、コイルの平均径が大きければ大きいほど、その長さ
を短くできる。図３〜５に示した従来の圧力補償弁で
は、第１スプリング１１の平均径Ｄをそれほど大きくで
きないので、その長さがどうしても長くなり、その分カ
バー４の長さも短くできない。そのために従来の圧力補
償弁では、取り付けスペースが限定された箇所には取り
つけられないという問題があった。この発明の目的は、
第１スプリングの平均径を大きくして、その長さを短く
できる圧力補償弁を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、スプールの
一端を、上流側の供給圧力を導く一方のパイロット室に
臨ませ、他端を下流側の負荷圧力を導く他方のパイロッ
ト室に臨ませるとともに、上記他方のパイロット室に
は、一端をスプール端及びこの他方のパイロット室周囲
に形成した段部間に介在させた第１スプリングと、パイ
ロットピストンと一体にしたロッド部と、このロッド部
にはめた一対のバネ受けと、このバネ受け間に介在させ
た第２スプリングとを設け、上記第１スプリング内に第
２スプリングを挿入する一方、上記パイロットピストン
にパイロット圧が作用していないとき、第１スプリング
のバネ力だけがスプールに作用し、パイロットピストン
にパイロット圧が作用したとき第１、２スプリングのバ
ネ力がスプールに作用する構成にした圧力補償弁を前提
にするものである。上記の圧力補償弁を前提にしつつ、
この発明は、他方のパイロット室の軸線上にガイドロッ
ドを固定するとともに、このガイドロッドに対してパイ
ロットピストンとロッド部とを摺動自在に設ける一方、
ガイドロッドの先端をロッド部から突出させて、それを
スプールに対するストッパーとした点に特徴を有する。

【００１２】

【作用】この発明は上記のように構成したので、スプー
ルが必要以上に移動しようとすると、そのスプール端が
ガイドロッドの先端に当って、その移動が規制される。
また、パイロットピストンがパイロット圧の作用で移動
したとき、第１、２スプリングのバネ力がスプールに作
用する。

【００１３】

【発明の効果】この発明の圧力補償弁によれば、ガイド
ロッドの先端をストッパーとして機能させたので、従来
のようなストッパー用の段部８を必要としない。このよ
うに段部８を必要としない分だけ、第１スプリングの平
均径を大きくできる。したがって、同じバネ定数のもと
では、第１スプリングの長さを短くでき、それだけ全体
の長さも短くできる。

【００１４】

【実施例】図１、２に示した実施例は、バルブボディ１
の端部に設けたカバー４内の構成を従来と相違させてい
るもので、その他は従来と同様である。そこで、以下に
はこのカバー４内の構成のみを説明する。このカバー４
内は、パイロット室２１とピストン室２２とを形成する
とともに、このピストン室２２の外側をプレート部材２
３でふさいでいる。また、上記カバー４内には大径部２
４と小径部２５とを形成し、これら両者の境界部分をバ
ネ受け用の段部２６としている。そして、この段部２６
とスプール２のフランジ部１０との間に第１スプリング
１１を介在させている。

【００１５】上記ピストン室２２にはパイロットピスト
ン２７を摺動自在に設けるとともに、このパイロットピ
ストン２７と一体にしたロッド部２８を上記パイロット
室２１に臨ませている。また、上記プレート部材２３に
は支持部材２９を内蔵し、この支持部材２９でガイドロ
ッド３０の基端を支持している。このガイドロッド３０
は、パイロットピストン２７およびロッド部２８を貫通
して、その先端をパイロット室２１内に突出させてい
る。なお、図中符号３１は、ロッド部２８の先端にはめ
たストッパーで、このストッパー３１とロッド部２８の
段部３２との間に一対のバネ受け３３、３４を摺動自在
にはめ、これら両バネ受け３３、３４間に第２スプリン
グ１８を介在させている。

【００１６】次に、この実施例の作用を説明する。パイ
ロットピストン２７にパイロット圧が作用していなけれ
ば、パイロットピストン２７がフリーとなり、この状態
で、パイロット室２１の圧力がロッド部２８に作用する
と、パイロットピストン２７が図示の位置を保つ。この
位置では、第１スプリング１１のバネ力のみが制御スプ
ール２に作用することになる。そして、制御スプール２
が第１スプリング１１に抗して図面右方向に、一定スト
ローク以上移動すると、図２に示すように、凹部２０の
底面２０ａがガイドロッド３０の先端に当るので、それ
以上の移動が規制されることになる。

【００１７】また、パイロットピストン２７にパイロッ
ト圧が作用すると、パイロットピストン２７がロッド部
２８とともに図面左方向に移動し、そのバネ受け３３を
凹部２０の周囲に接触させる。このようにバネ受け３３
が凹部の周囲に接触すれば、制御スプール２には第１、
２スプリング１１、１８の合成バネ力が作用することに
なる。そして、この場合にも、ガイドロッド３０の先端
の相対位置は一定なので、ガイドロッド３０の先端が制
御プール２に対するストッパーとして機能することにか
わりはない。

【００１８】以上のようにした実施例の圧力補償弁によ
れば、パイロットピストン２７及びロッド部２８を貫通
させたガイドロッド３０先端をストッパーとして機能さ
せたので、従来のようにストッパー用の段部８が不要に
なる。ストッパー用の段部８が不要なので、バネ受け用
の段部２６部分の内径を十分に大きくでき、それだけ第
１スプリング１１の平均径Ｄも大きくできる。このよう
に平均径Ｄを大きくできるので、それだけ第１スプリン
グ１１の長さを短くでき、圧力補償弁全体の長さを短く
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例のカバー部分の断面図であ
る。

【図２】同じく要部の拡大断面図である。

【図３】従来の圧力補償弁のカバー部分の断面図であ
る。

【図４】要部の拡大断面図である。

【図５】制御スプールのストロークと制御流量との関係
を示したグラフである。

【符号】

２制御スプール３パイロット室１１第１スプリング１８第２スプリング２６段部２７パイロットピストン２８ロッド部３０ガイドロッド３３バネ受け３４バネ受け

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05D 7/00 - 7/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】制御スプールの一端を、上流側の供給圧
力を導く一方のパイロット室に臨ませ、他端を下流側の
負荷圧力を導く他方のパイロット室に臨ませるととも
に、上記他方のパイロット室には、一端をスプール端及
びこの他方のパイロット室周囲に形成した段部間に介在
させた第１スプリングと、パイロットピストンと一体に
したロッド部と、このロッド部にはめた一対のバネ受け
と、このバネ受け間に介在させた第２スプリングとを設
け、上記第１スプリング内に第２スプリングを挿入する
一方、上記パイロットピストンにパイロット圧が作用し
ていないとき、第１スプリングのバネ力だけがスプール
に作用し、パイロットピストンにパイロット圧が作用し
たとき第１、２スプリングのバネ力がスプールに作用す
る構成にした圧力補償弁において、上記他方のパイロッ
ト室の軸線上にガイドロッドを固定するとともに、この
ガイドロッドに対してパイロットピストンとロッド部と
を摺動自在に設ける一方、ガイドロッドの先端をロッド
部から突出させて、それをスプールに対するストッパー
としてなる圧力補償弁。