JPH0229330Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はパイロツトポペツトを持つリリーフ用
圧力制御弁に関する。

（従来の技術） 油圧回路の圧力が設定値以上にならないように
コントロールする圧力制御機能をもつリリーフバ
ルブとして、回路圧力と設定スプリング荷重との
直接的なバランスにもとづいて作動するタイプ
と、パイロツト弁をもつて増幅した圧力差に応動
するタイプとに大別される。

後者は微妙な設定圧の調整が可能で、高度の圧
力管理精度が得られるものであるが、いまこれに
ついて第１図にもとづいて説明する。

図中、１はシリンダポートなどに連通する圧力
供給ポート、２はリリーフポートであつて、両ポ
ート間の連通を開閉するために、バルブハウジン
グ５に収めたチエツク（バルブ）ポペツト３の内
部にリリーフ（バルブ）ポペツト４が摺動自在に
収められている。

リリーフポペツト４はチエツクポペツト３の通
孔６ａと６ｂとの連通を開閉して、リリーフポー
ト２を開閉する。

リリーフポペツト４を摺動自由に貫通して円筒
状のピストンポペツト７が配設され、このピスト
ンポペツト７はスプリング８によりフランジ部９
がリリーフポペツト４の内面と当接するように押
圧される。

前記チエツクポペツト３の内部には、ハウジン
グ５にねじ結合するバルブボデイ１０の先端部
が、チエツクポペツト３に対して相対的に摺動自
由に挿入され、これらによりリリーフポペツト４
の背圧室１１と区画形成している。

したがつて、この背圧室１１にはピストンポペ
ツト７の貫通孔７ａを介して絞られた供給ポート
１からの圧油が導かれる。なお、後述するように
ピストンポペツト７の貫通孔７ａがパイロツトポ
ペツト１３により閉じられたときは、ピストンポ
ペツト７の周面の環状間隙７ｂを介して圧油が導
かれる。

パイロツトポペツト１３はパイロツトスプリン
グ１４により付勢されてバルブシート部１３ａに
圧接しているが、背圧室１１の圧力がスプリング
設定値以上になると開いて、背圧室１１をリリー
フポート２に通じる通路１７と連通させて圧力を
低下させる。

なお、パイロツトスプリング１４の設定圧はア
ジヤストスクリユー１６によつて自由に調整され
る。

ここで、チエツクポペツト３はシート部１８の
直径D₁と、それよりも大径の背圧が作用する直
径D₂との面積差により、すくなくとも供給ポー
ト圧がリリーフポート圧よりも高圧のときは、シ
ート部１８に圧接されて閉じている。

このチエツクポペツト３は、供給ポート１側に
キヤビテーシヨンが発生して抵圧化したときに受
圧面積差により開き、低圧側から充分な油を流入
させ空間を満たす。

リリーフポペツト４は、供給ポート１の圧力が
設定値になると開くのであるが、まず、背圧室１
１にピストンポペツト７を介して導かれた圧力
が、パイロツトポペツト１３の設定圧以上になる
と、パイロツトポペツト１３が開いて背圧室１１
の圧力を低下させる。ピストンポペツト７は供給
ポート１の圧力と背圧室１１の圧力との差圧によ
りスプリング８に抗して移動し、パイロツトポペ
ツト１３の先端部１３ｂに当接する貫通孔７ａが
閉じられる。

これにより背圧室１１への圧力供給は環状間隙
７ｂのみになり、さらに大幅に圧力が下がり、こ
の低下圧力と供給ポート圧力との差圧によりリリ
ーフポペツト４が開くので、供給ポート１とリリ
ーフポート２とが連通し圧油の一部をリリーフし
て、供給ポート１の圧力を設定圧に保つのであ
る。

（考案が解決しようとする課題） ところがこの圧力制御弁においては、第２図に
も示すように、リリーフポペツト４の開き始め前
後の設定圧力の制御に大きな変動がみられ、圧力
波形はいつたん設定圧力を越えてピーク圧力を形
成した後、再び設定圧力以下に大きく落ち込むと
いう特性を示す。

これは、ピストンポペツト７とパイロツトポペ
ツト１３の先端部とが離れているため、供給ポー
ト１の圧力が設定圧力を越えてからピストンポペ
ツト７が移動してその貫通孔７ａが前記先端部に
よりふさがれるまでには所定の時間がかかり、こ
の間に供給ポート１の圧力がさらに上昇してしま
うからである。

そして、この上昇した圧力と背圧室１１の圧力
との差圧が、ピストンポペツト７の貫通孔７ａが
ふさがれた直後に非常に大きくなるため、リリー
フバルブポペツト４が通常よりも大きく変移し、
チエツクポペツト３の通孔６ａと６ｂとが大きな
口径で連通して、供給ポート１の圧力が急激にし
かも大きく落ち込んでしまうのである。

そこで、本考案は、ピストンポペツトとパイロ
ツトポペツトとを始めから接触させておくことに
より、応答性を速めて、ピーク圧力を低減すると
ともにその後の圧力落ち込みを低減するようにし
た弁を得ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本考案では、圧力供
給ポートとリリーフポートとの連通を開閉するリ
リーフポペツトと、内部の背圧室と低圧側リリー
フポートとの連通を開閉するパイロツトポペツト
と、リリーフポペツトを摺動自由に貫通して軸方
向に案内されかつ該摺動間隙を介して背圧室と圧
力供給ポートとを連通させる円筒状のピストンポ
ペツトとを備え、前記パイロツトポペツトはその
後端部を前記ピストンポペツトと同一軸線上の軸
方向に案内する案内手段に連接すると共に、前端
部をピストンポペツトに連接して前後の端部にて
支持し、圧力供給ポートの圧力が所定値以上にな
るとピストンポペツトを介してパイロツトポペツ
トを開き、背圧室の圧力を下げてリリーフポペツ
トを開くように構成した。

（作用） 上記構成においては、ピストンポペツトとパイ
ロツトポペツトとが初めから接触状態にあるので
応答性が速く、それだけ圧力上昇時に供給ポート
の圧力や速やかにリリーフポートへと逃がされ、
従つてピーク圧力が低減するとともにその後の圧
力の落ち込みも抑制される。

また、パイロツトポペツトとピストンポペツト
とは共に同一軸線上に保持された状態で軸方向に
案内されるので、パイロツトポペツトが急激に開
かれたようなときでも有害な振動を励起したりす
ることなく安定した開度特性を示す。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面にもとづいて説明
する。

第３図は本考案の一実施例を示している。図か
ら明らかなように、フランジ部９とリリーフバル
ブポペツト４の凹部４ａとの間に介装したスプリ
ング８によつて、ピストンポペツト７はパイロツ
トポペツト１３の先端部１３ｂに当接するように
押圧される。

これにより、パイロツトポペツト１３はその先
端部にてピストンポペツト７に支持された状態と
なる。また、パイロツトポペツト１３の後端部
は、これを案内する手段としてアジヤストスクリ
ユー１６に設けられた開口部に嵌合してやはり軸
方向に摺動可能なように支持される。

一方、このようにしてピストンポペツト７の貫
通孔は初めからふさがれるので、その端部に凹部
７a′を残して貫通孔は省略してある。もちろん、
貫通孔は有つてもさしつかえない。

貫通孔が存在しないので、背圧室１１にはピス
トンポペツト７の周面の環状間隙（摺動間隙）７
ｂを介して圧油が導かれる。

その他は第１図のものと同様に構成されおり、
同じ部分には同符号を付してある。

今、供給ポート１の圧力がパイロツトスプリン
グ１４の設定圧力より高くなると、この圧力はピ
ストンポペツト７とパイロツトポペツト１３を介
してパイロツトスプリング１４に作用する。これ
により、即座にパイロツトポペツト１３が左方向
に変位して背圧室１１の圧力をリリーフポート２
へ逃がすので、背圧室１１の圧力が低下する。

この結果、背圧室１１と供給ポート１との間に
差圧が生じ、リリーフバルブポペツト４が左方向
に変位してチエツクポペツト３の通孔６ａと６ｂ
とを連通し、供給ポート１の圧力がリリーフポー
ト２へ逃げて、その圧力が低下する。

しかし、供給ポート１の圧力が設定圧力と等し
くなつた時点で、パイロツトポペツト１３が元の
位置に復帰してバルブシート部１３ａに当接し、
背圧室１１とリリーフポート２との間の連通路を
断つので、環状間隙７ｂを介して供給ポート１か
ら導かれる圧油により背圧室１１の圧力が上昇
し、この結果すぐにリリーフバルブポペツト４が
元の位置に復帰して供給ポート１の圧力低下を抑
える。

このような作動により、第４図の制御特性に示
すように本実施例の弁は供給ポート１の圧力を設
定圧力に維持するのである。

その際、ピストンポペツト７をパイロツトポペ
ツト１３に始めから当接するような構成したの
で、従来必要とした、供給ポート１の圧力が設定
圧力を越えてからピストンポペツト７が左方向に
変位してパイロツトポペツト１３の先端１３ｂに
当接するまでの時間を短縮でき、弁の応答性を速
めることができる。

したがつて、従来に比べて圧力上昇時に供給ポ
ート１の圧力をより速くリリーフポート２へ逃が
することができるので、そのピーク圧力を低減す
ることができる。

また、このピーク圧力の低減の結果、従来に比
べてリリーフバルブポペツト４を変位する供給ポ
ート１と背圧室１１との差圧が小さくでき、この
結果リリーフバルブポペツト４が通常よりも大き
く変位し通孔６ａと６ｂとを大きな口径で連通す
ることによつて発生するピーク圧力形成後の供給
ポート１の圧力落ち込みを低減することができ
る。

さらに、スプリング８がピストンポペツト７に
常に作用しているため、弁の取付方向によつて弁
の応答性にバラツキが生じるといつた弊害をなく
すことができる。

ところで本考案者らの行つた実験によると、ピ
ストンポペツト７の断面積A_Rとパイロツトポペ
ツト１３のシート部１３ａの面積A_Pとの比
「A_P／A_R」は、パイロツトポペツト１３が変位し
て背圧室１１の圧力を逃がす時の圧力低下率に重
大な相関関係をもち、リリーフポペツト４の変位
量に強い影響を及ぼすことがわかつた。

そこで、少なくとも「A_P／A_R≧1.1」にとつて
やると、ピーク圧力形成後の供給ポート１の圧力
落ち込みをさらに効果的に低減でき、リリーフバ
ルブとしての過渡特性及び安定性が向上する。

なお、これらの内容については、特願昭54−
19567号として、既に出願されているが、この思
想を併用することにより、一層本考案の効果は助
長される。

ところで、上記構成においては、既述したよう
にパイロツトポペツト１３の前端部にはピストン
ポペツト７を、後端部には案内手段として機能す
るアジヤストスクリユー１６をそれぞれ連接させ
て、パイロツトポペツト１３をその前後端部にて
軸方向移動可能に支持し、またピストンポペツト
７もリリーフバルブポペツト４の内側にて前記パ
イロツトポペツト１３と同一軸線上に摺動するよ
うに案内するようにしたので、パイロツトポペツ
ト１３が高圧の作用により急激に開かれたような
場合でも振動を起こしたりするおそれがなく、安
定した開度特性が得られる。従つて、安定性とリ
フト感度とを共に高めて、高精度、高応答性の圧
力制御弁とすることができる。

以上説明したように、本考案は弁の応答性を速
めたので、圧力上昇時のピーク圧力およびその後
の圧力落ち込みを低減することができ、とくに初
期の圧力制御特性を改善できる。

また、本考案ではパイロツトポペツトをピスト
ンポペツト及び案内手段に連接して前後の端部に
て支持するようにしたので、急激な開弁時におい
ても安定した開度特性が得られ、従つて圧力弁の
精度や応答性の向上を図れるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の弁を示す断面図、第２図はその
作動特性図、第３図は本考案の一実施例を示す断
面図、第４図はその作動特性図である。 １……圧力供給ポート、２……リリーフポー
ト、３……チエツクバルブポペツト、４……リリ
ーフバルブポペツト、７……ピストンポペツト、
７ｂ……環状間隙、１１……背圧室、１３……パ
イロツトポペツト、１３ａ……シート部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧力供給ポートとリリーフポートとの連通を開
   閉するリリーフポペツトと、内部の背圧室と低圧
   側リリーフポートとの連通を開閉するパイロツト
   ポペツトと、リリーフポペツトを摺動自由に貫通
   して軸方向に案内されかつ該摺動間隙を介して背
   圧室と圧力供給ポートとを連通させる円筒状のピ
   ストンポペツトとを備え、前記パイロツトポペツ
   トはその後端部を前記ピストンポペツトと同一軸
   線上の軸方向に案内する案内手段に連接すると共
   に、前端部をピストンポペツトに連接して前後の
   端部にて支持し、圧力供給ポートの圧力が所定値
   以上になるとピストンポペツトを介してパイロツ
   トポペツトを開き、背圧室の圧力を下げてリリー
   フポペツトを開くように構成した圧力制御弁。