JP3391741B2 - 油圧制御弁 - Google Patents

油圧制御弁

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JP3391741B2 JP20340399A JP20340399A JP3391741B2 JP 3391741 B2 JP3391741 B2 JP 3391741B2 JP 20340399 A JP20340399 A JP 20340399A JP 20340399 A JP20340399 A JP 20340399A JP 3391741 B2 JP3391741 B2 JP 3391741B2
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ポンプで昇圧
された油圧回路の作動油圧を制御する油圧制御弁に関す
る。 【0002】 【従来の技術】油圧回路において回路の作動油圧を制御
する油圧制御弁の代表的なものとしてリリーフ弁があ
る。リリーフ弁には直動形とパイロット作動形とがあ
る。直動形リリーフ弁は、弁体をばねで弁座に押付け、
調整ねじでばねの押付力を調整するようになっており、
圧力ポートの油圧が設定圧力以上になると圧油をドレン
ポートからタンク側へ開放し油圧を設定圧力に維持す
る。 【0003】パイロット作動形リリーフ弁は、バランス
ピストンである主弁と、パイロット弁とを備えている。
パイロット弁は基本的に直動形リリーフ弁と同じ構造と
なっている。油圧が設定圧力以上になってパイロット弁
が開くと、パイロット油流が絞り部で圧力差を発生して
主弁を開き油圧を設定圧力に維持する。従来、油圧回路
において回路の油圧を自動制御するためには、パイロッ
ト作動形リリーフ弁のパイロット圧制御部に比例電磁式
圧力制御弁を設け、電気的な制御信号により回路内圧力
を自動制御する方法が一般に用いられていた。 【0004】しかし、電気的な制御装置を利用すると、
制御内容が複雑化するだけでなく、コストが高くなる。
また、火災事故が発生する可能性も考えられる。そこ
で、本発明者は、図12に示すように、リリーフ油路9
2を開閉する弁体93を弁座94側(閉側)に押す押付
ばね95と、パイロット油圧によって押付ばね95を閉
側に押すパイロットピストン96と、パイロットピスト
ン96を閉側に押す調整ばね97とを設けた油圧制御弁
91を提案した。 【0005】この油圧制御弁91は、図13に示すよう
に、検出圧力を直接パイロット油圧xとしてパイロット
ポートXに入力することにより、圧力ポートPからドレ
ンポートDへのリリーフ圧を変化させて油圧回路の作動
油圧pを無断階に制御することができる(特願平10−
373006号参照)。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】しかし、この油圧制御
弁91は、制御の初期圧力、即ちパイロット油圧xが0
の点における作動油圧pが常に正の圧力pl となるの
で、パイロット油圧xが0から所定の圧力に達するまで
の範囲で作動油圧pを0に保持することが必要な場合の
制御を行うのには不適である。 【0007】本発明は、検出圧力を直接油圧制御弁の制
御信号とし入力することにより、油圧回路の油圧を無段
階に自動制御することができ、入力されるパイロット油
圧が所定圧力以下の範囲において、制御圧力を一定に維
持できるようにすることが可能であり、初期圧力の調整
も可能な油圧制御弁を提供することを目的とする。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決するため、油圧ポンプで昇圧された油圧回路の作動
油圧を制御する油圧制御弁において、リリーフ油路を開
閉する弁体を閉側に押す押付ばねと、パイロット油圧に
よって押付ばねを閉側に押すパイロットピストンと、パ
イロットピストンを閉側に押す調整ばねと、パイロット
油圧が所定圧力以下の範囲において油圧回路の作動油圧
を一定に保持するよう弁体又はパイロットピストンを開
側に押す戻しばねとを備えている。 【0009】この油圧制御弁は、検出圧力を直接パイロ
ット油圧として入力することにより、リリーフ圧を変化
させて油圧回路の作動油圧を無段階に自動制御する。入
力されるパイロット油圧が所定圧力以下の範囲におい
て、制御圧力を一定に維持できるようにすることが可能
であり、初期圧力の調整も可能である。 【0010】 【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の一形態であ
る油圧制御弁の構成を示す縦断面図、図2は油圧制御弁
の作動の説明図、図3は油圧制御弁の圧力制御線図、図
4は油圧制御弁の圧力制御範囲を示す説明図、図5は弁
体とパイロットピストンの受圧面積の比率を変更した場
合の圧力制御線図の変化を示す説明図である。 【0011】油圧制御弁1は、圧力ポートPをドレンポ
ートDに連通させるリリーフ油路2を開閉する弁体3
と、弁体3を弁座4側(閉側)に押す押付ばね5と、パ
イロットポートXから入力されるパイロット油圧によっ
て押付ばね5を閉側に押すパイロットピストン6と、パ
イロットピストン6を閉側に押す調整ばね7と、弁体3
開側に押す戻しばね8とを備えている。調整ばね7は、
調整ねじ9で押付力を調整するようになっている。 【0012】この油圧制御弁1は、パイロットポートX
からパイロット油圧が入力されないときには、図1のよ
うに弁体3が戻しばね8で開側に押されて弁座4から離
れてリリーフ油路2が開き、圧油がドレンポートDから
タンク側へ開放されるように、押付ばね5、調整ばね
7、及び戻しばね8の押付力が設定されている。パイロ
ット油圧が入力されても、図3に示すように、パイロッ
ト油圧xが所定圧力xl 以下の範囲であると、図2
(ア)のように弁体3は開位置に保持される。従って、
この範囲では圧力ポートPの油圧pは0に設定される。 【0013】パイロット油圧xが所定圧力xl を越える
と、パイロットピストン6が押付ばね5を閉側に押す力
が増加するので、図2(イ)のように弁体3が弁座4に
押付けられてリリーフ油路2が閉じられる。そして、図
3に示すように、パイロット油圧xがxl 〜x2 の範囲
では、圧力ポートPの油圧pは、入力されるパイロット
油圧xによって直線的に制御されるようになる。 【0014】パイロット油圧xがx2 まで上昇すると、
パイロットピストン6が図2(ウ)のようにストローク
エンドに達するので、パイロット油圧xがx2 以上の範
囲では圧力ポートPの油圧pは、上限設定圧力p2 で一
定となる。この油圧制御弁1は、調整ねじ9で調整ばね
7の押付力を調整することにより、図4に示すように制
御可能範囲Cを変更することができる。これにより、初
期圧力の調整も可能である。 【0015】また、弁体3とパイロットピストン6の受
圧面積の比率を変更すると、図5に示すように、パイロ
ット油圧xの変化に対応するに圧力ポートPの油圧pの
変化の比率を変更することができる。図6はこの油圧制
御弁を用いた天盤清掃装置の油圧モータの油圧制御回路
図、図7は天盤清掃装置の側面図、図8は天盤清掃装置
の作動の説明図である。 【0016】天盤清掃装置10は、先端に回転ブラシ1
2を支持し、後端にバランスウエイト16を設けたアー
ム13を基台14で枢支し、基台14とアーム13との
間に昇降シリンダ15を設けて、昇降シリンダ15の伸
縮により回転ブラシ12を昇降させるようになってい
る。回転ブラシ12は油圧モータ17で回転される。昇
降シリンダ15の油室18には油圧ポンプ19から減圧
弁20を介してシリンダ作動管路21が接続されてい
る。油圧モータ17には油圧ポンプ19から減圧弁22
を介してモータ作動管路23が接続されている。また、
シリンダ作動管路21から油圧制御弁1のパイロットポ
ートXにパイロット管路24が接続されており、油圧制
御弁1の圧力ポートPには、減圧弁22の作動圧制御管
路25が接続されている。 【0017】この天盤清掃装置10は、走行する台車
(図示略)に搭載し、昇降シリンダ15を伸長して回転
ブラシ12をトンネル等の天盤11に押付け、油圧モー
タ17を作動して回転ブラシ12を回転させ天盤11を
清掃する。回転ブラシ12を天盤11に押付ける押付力
の調整は、シリンダ作動管路21から昇降シリンダ15
の油室18へ供給される油圧をオペレータが減圧弁20
で調整することにより行う。 【0018】天盤11への押付力を大きくすれば回転ブ
ラシ12の回転力も大きくする必要があるので、シリン
ダ作動管路21の油圧を増加させたときには、モータ作
動管路23の油圧も増加させなければならない。但し、
回転ブラシ12は、天盤11に接触させた状態で回転す
ればよく、シリンダ作動管路21の油圧が低い場合には
安全上回転を停止させることが好ましい。このような制
御は油圧制御弁1で自動的に行うことができる。 【0019】シリンダ作動管路21の油圧が低い場合に
は、図8(ア)に示すように、回転ブラシ12の自重と
昇降シリンダ15のリターンスプリング26の力によっ
て昇降シリンダ15は最縮小し回転ブラシ12が下降し
た状態になっている。このときシリンダ作動管路21の
油圧がパイロット管路24から油圧制御弁1のパイロッ
トポートXに入力されるが、パイロット油圧xが所定圧
力xl 以下の範囲であると、圧力ポートPの油圧pは0
のままであり、油圧モータ作動管路23の圧力も0とな
って回転ブラシ12の回転は生じない。 【0020】シリンダ作動管路21の油圧を増加させる
と、図8(イ)のように昇降シリンダ15が伸長して回
転ブラシ12が上昇する。このときパイロット管路24
から油圧制御弁1のパイロットポートXに入力されるパ
イロット油圧xの増加により、圧力ポートPの油圧pが
増加し油圧モータ作動管路23の圧力も増加するので、
回転ブラシ12も回転を始める。 【0021】図8(ウ)のように、回転ブラシ12が天
盤11に接触したら清掃作業を行う。このときは、シリ
ンダ作動管路21の油圧を高圧に調整することにより、
昇降シリンダ15で回転ブラシ12を天盤11に押付け
る。すると、その接触反力に見合った圧力がパイロット
管路24から油圧制御弁1のパイロットポートXにパイ
ロット油圧xとして入力される。そこで、パイロット油
圧xの増減に伴って、圧力ポートPの油圧pが増減し油
圧モータ作動管路23の圧力も増減するので、回転ブラ
シ12は接触反力に見合った圧力で回転する。 【0022】図9は本発明の他の実施の形態である油圧
制御弁の構成を示す縦断面図、図10は図9の油圧制御
弁の圧力制御線図、図11は図9の油圧制御弁の圧力制
御範囲を示す説明図である。この油圧制御弁31は、戻
しばね38が直接パイロットピストン6を開側へ押すよ
うに設けられている。その他の構成は図1の油圧制御弁
1と同様である。 【0023】この油圧制御弁31は、パイロットポート
Xからパイロット油圧が入力されないときにも、弁体3
が弁座4に押付けられてリリーフ油路2が閉じるように
押付ばね5、調整ばね7、及び戻しばね8の押付力が設
定されている。従って、図10に示すように、パイロッ
ト油圧xが0のとき圧力ポートPの油圧pはp3 に設定
され、パイロット油圧xが所定圧力x3 以下の範囲では
圧力ポートPの油圧pはp3 に保持される。 【0024】パイロット油圧xがx3 〜x4 の範囲で
は、圧力ポートPの油圧pは、入力されるパイロット油
圧xによって直線的に制御されるようになる。パイロッ
ト油圧xがx4 まで上昇すると、パイロットピストン6
がストロークエンドに達するので、パイロット油圧xが
4 以上の範囲では圧力ポートPの油圧pは、上限設定
圧力p4 で一定となる。 【0025】この油圧制御弁1は、調整ねじ9で調整
ばね7の押付力を調整することにより、図11に示すよ
うに制御可能範囲Cを変更することができる。これによ
り、初期圧力の調整も可能である。この油圧制御弁31
も、弁体3が初期状態で弁座4から離れてリリーフ油路
2が開くように戻しばね38の押付力を調整すれば、パ
イロット油圧xが所定圧力以下の範囲で圧力ポートPの
油圧pを0に保持できるように設定することができる。 【0026】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の油圧制御
弁は、検出圧力を直接パイロット油圧として入力するこ
とにより、リリーフ圧を変化させて油圧回路の油圧を無
段階に自動制御することができる。入力されるパイロッ
ト油圧が所定圧力以下の範囲において、制御圧力を一定
に維持できるようにすることが可能であり、初期圧力の
調整も可能である。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施の一形態である油圧制御弁の構成
を示す縦断面図である。 【図2】油圧制御弁の作動の説明図である。 【図3】油圧制御弁の圧力制御線図である。 【図4】油圧制御弁の圧力制御範囲を示す説明図であ
る。 【図5】弁体とパイロットピストンの受圧面積の比率を
変更した場合の圧力制御線図の変化を示す説明図であ
る。 【図6】本発明の油圧制御弁を用いた天盤清掃装置の油
圧モータの油圧制御回路図である。 【図7】天盤清掃装置の側面図である。 【図8】天盤清掃装置の作動の説明図である。 【図9】本発明の他の実施の形態である油圧制御弁の構
成を示す縦断面図である。 【図10】図9の油圧制御弁の圧力制御線図である。 【図11】図9の油圧制御弁の圧力制御範囲を示す説明
図である。 【図12】従来の油圧制御弁の構成を示す縦断面図であ
る。 【図13】従来の油圧制御弁の圧力制御線図である。 【符号の説明】 1 油圧制御弁 2 リリーフ油路 3 弁体 4 弁座 5 押付ばね 6 パイロットピストン 7 調整ばね 8 戻しばね 9 調整ねじ 10 天盤清掃装置 12 回転ブラシ 15 昇降シリンダ 17 油圧モータ 20 減圧弁 21 シリンダ作動管路 22 減圧弁 23 モータ作動管路 24 パイロット管路 25 作動圧制御管路 D ドレンポート P 圧力ポート X パイロットポート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−306782(JP,A) 特開 平7−248067(JP,A) 特開 昭57−65467(JP,A) 実開 昭57−158579(JP,U) 特公 平3−79593(JP,B2) 特公 昭44−18784(JP,B1) 特公 昭52−32087(JP,B2) 特公 昭45−28658(JP,B1) 実公 平3−25206(JP,Y2) 実公 昭61−46294(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16K 17/00 - 17/168 F15B 11/00 G05D 16/00 - 16/20

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 油圧ポンプで昇圧された油圧回路の作動
    油圧を制御する油圧制御弁であって、リリーフ油路を開
    閉する弁体を閉側に押す押付ばねと、パイロット油圧に
    よって押付ばねを閉側に押すパイロットピストンと、パ
    イロットピストンを閉側に押す調整ばねと、パイロット
    油圧が所定圧力以下の範囲において油圧回路の作動油圧
    を一定に保持するよう弁体又はパイロットピストンを開
    側に押す戻しばねとを備えたことを特徴とする油圧制御
    弁。
JP20340399A 1998-12-28 1999-07-16 油圧制御弁 Expired - Lifetime JP3391741B2 (ja)

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DE1999635081 DE69935081T2 (de) 1998-12-28 1999-12-27 Drucksteuerventil
EP99961435A EP1146267B1 (en) 1998-12-28 1999-12-27 Pressure control valve
US09/869,624 US6581630B1 (en) 1998-12-28 1999-12-27 Pressure control valve
PCT/JP1999/007355 WO2000039490A1 (fr) 1998-12-28 1999-12-27 Soupape regulatrice de pression

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