JPH0535445B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明はパイロツト圧に応じて２次側圧力を制
御する圧力制御弁に関する。

（従来技術とその問題点） 従来の圧力制御弁は第３図に示すように圧力制
御弁１にパイロツト制御弁５を設け、当該圧力制
御弁１の２次側圧力（制御圧力）P₂の圧油の一
部をハウジング２に設けた通路２ａを通してスプ
ール３の一端面３ａに導くと共に、当該端面３ａ
から反対側の端面３ｂに至りオリフイスを設けた
通路３ｃを通してパイロツト制御弁５に導き、ダ
イアル６によりばね７のセツト荷重を調節して弁
体８の開弁圧（パイロツト圧）Pcを設定し、前
記オリフイスを経て導かれた２次側圧力P₂がこ
のパイロツト圧Pcを超えたときにパイロツト制
御弁５を開弁させ、スプール３の端面３ｂに作用
するパイロツト圧Pcとリターンスプリング４の
セツト荷重Ｆとによる当該スプール３の開弁方向
の力と、端面３ａに作用する２次側圧力P₂によ
る当該スプール３の閉弁方向の力との釣り合う位
置にスプール３を変位させ、１次側供給圧力P₁
を減圧して前記パイロツト圧Pcに応じた２次側
圧力P₂を得るようになされており、この２次側
圧力P₂は第４図に示すような特性となる。

かかる構成によれば、２次側圧力P₂は、リタ
ーンスプリング４のセツト荷重Ｆによる開弁方向
の力とスプール３の端面３ａの受圧面積A₀との
比即ち、Ｆ／A₀以下に制御することが出来ず、
２次側圧力P₂は第４図に示すように前記圧力
Ｆ／A₀に達したときに０から所定のパイロツト
圧Pcまで急激に立ち上がる。このため２次側圧
力P₂は０からＦ／A₀までの間の低圧の制御が不
可能である。また低圧制御を行うためにリターン
スプリング４のセツト荷重Ｆを小さくすると、２
次側圧力（制御圧力）P₂を安定に制御すること
が出来なくなる。

（発明の目的） 本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、圧
力制御弁の２次側圧力（制御圧力）の低圧制御を
可能とし、０から設定されたパイロツト圧まで安
定に制御可能とし、更に小さなパイロツト圧で２
次側圧力を制御可能とすることを目的とする。

（発明の概要） 上記目的を達成するために、本発明は、パイロ
ツト制御弁により所定の圧力に調圧されスプール
を開弁方向に変位させるパイロツト圧と前記スプ
ールを閉弁方向に変位させるリターンスプリング
との協働により当該スプールの位置を制御し、１
次側供給圧力を減圧して所定の２次側圧力を得る
ようにした圧力制御弁において、前記パイロツト
制御弁を常閉型の電磁比例減圧弁とし、電磁比例
ソレノイドの発生する電磁力をプランジヤから押
圧部材を介してパイロツトスプールに伝達し、当
該パイロツトスプールの移動に応じて前記パイロ
ツト圧を制御するとともに、前記パイロツト圧が
開弁方向に作用する前記スプールの受圧面積を前
記２次側圧力が閉弁方向に作用する前記スプール
の受圧面積よりも大きく設定し、前記パイロツト
圧により前記スプールの開弁圧と、前記２次側圧
力と前記リターンスプリングとによる前記スプー
ルの開弁圧との釣り合う位置に当該スプールを変
位させるようにし、前記パイロツト圧に応じて前
記２次側圧力を制御するようにしたことを特徴と
する圧力制御弁を提供するものである。

（発明の実施例） 以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳
述する。

第１図は本発明を適用した主圧力制御部１０と
該主圧力制御部１０に一体的に装着され当該主圧
力制御部１０を制御するパイロツト制御弁例えば
常閉型電磁比例減圧弁２０の縦断面を示し、主圧
力制御部１０のハウジング１１にはスプール嵌挿
孔１１ａ、１次側入口ポート１１ｂ、２次側出口
ポート１１ｃ及びタンクポート１１ｄが設けら
れ、スプール嵌挿孔１１ａにはスプール１２が軸
方向に摺動可能に嵌挿されている。スプール１２
には３つのランド１２ａ，１２ｂ，１２ｃが設け
られ、これらの各ランド１２ａ〜１２ｃは等径を
なし、軸心には一端面１２ｄに開口する孔（通
路）１２ｅが穿設され、ランド１２ｂの所定箇所
には一端が外周面に、他端が孔１２ｅの内周面に
夫々開口するオリフイス１２ｆが半径方向に穿設
され、このオリフイス１２ｆはスプール１２の変
位に拘らず常時２次側出口ポート１１ｃに連通さ
れる。

孔１２ｅの開口端は大径をなしてピストン室１
３を形成し、このピストン室１３内にはリターン
スプリング１４を介してピストン１５の一端が嵌
挿され、該ピストン１５の他端面は孔１１ａの対
向端面に圧接している。更にハウジング１１には
一端が入口ポート１１ｂに、他端が端面１１ｅに
開口するパイロツト油通油孔１１ｆが設けられて
いる。

スプール１２のランド１２ａの端面１２ｇの受
圧面積A₁は孔１２ｅの底面とピストン室１３の
底面の各受圧面積の和である受圧面積A₂よりも
大きく（A₁＞A₂）設定されている。

スプール１２が下動すると入口ポート１１ｂと
出口ポート１１ｃとが連通され、且つタンクポー
ト１１ｄが閉塞され、上動すると入口ポート１１
ｂと出口ポート１１ｃとが遮断され、且つ出口ポ
ート１１ｃとタンクポート１１ｄが連通される。

電磁比例減圧弁２０のハウジング２１，２６は
図示しないボルトによりハウジング１１の端面１
１ｅに液密に共締螺着されている。ハウジング２
１にはソレノイド２２と、該ソレノイド２２によ
り駆動され一端面軸芯にロツド２４の一端が植設
されたプランジヤ２３と、該プランジヤ２３の他
端面とハウジング２１の対向端面との間に介在さ
れ当該プランジヤ２３を図中下方向に僅少の力で
押圧するスプリング２５等が収納されている。

ハウジング２６にはハウジング１１のスプール
嵌挿孔１１ａと対向するパイロツトスプール嵌挿
孔２６ａ、一端がパイロツト油通油孔１１ｆに、
他端が孔２６ａの略中央に設けられたパイロツト
ポート２６ｂに開口するパイロツト油通油孔２６
ｃが設けられている。孔２６ａの一端２６a′は大
径をなし、該孔２６a′の側壁にはドレンポート２
６ｄが穿設されている。パイロツトスプール２７
はパイロツトスプール嵌挿孔２６ａに嵌挿され、
軸芯には一端面２７ａに開口するパイロツト油通
油孔２７ｂが穿設され、この孔２７ｂの他端は半
径方向に穿設されたパイロツト油制御孔２７ｃを
介して外周面に開口されている。

孔２６a′の端面（底面）とスプール２７の他端
面２７ｄに設けられたフランジとの間にはリター
ンスプリング２８が介在され、スプール２７の端
面２７ｄとプランジヤ２３の対向する端面との間
には押圧部材例えばスプリング２９が介在されて
いる。尚、スプリング２９に代えてロツドを使用
してもよい。リターンスプリング１４はスプール
１２を図中上動させ、リターンスプリング２８は
パイロツトスプール２７を上動させる。

電磁比例減圧弁２０のプランジヤ２３はソレノ
イド２２の消勢時には、リターンスプリング２８
により押圧上動され、付勢時にはその磁気吸引力
に応じてスプリング２８を圧縮しながら下動す
る。従つて、電磁比例減圧弁２０は、ソレノイド
の消勢時（ノーマル時）には１次側入口ポート１
１ｂとパイロツト油制御孔２７ｃとが遮断され、
且つ１次側入口ポート１１ｂと２次側出口ポート
１１ｃとは遮断される。従つて、当該電磁比例減
圧弁２０は常閉型の制御弁となる。

プランジヤ２３即ち、スプリング２９がパイロ
ツトスプール２７を押圧する押圧力はソレノイド
２２の磁気吸引力即ち、ソレノイド２２の励磁電
流ｉに応じて増大し、電磁比例減圧弁２０の開弁
圧（以下パイロツト圧という）Pcは励磁電流ｉ
により制御される。このソレノイド２２の励磁電
流ｉは例えば０〜１(A)まで制御され、パイロツト
圧Pcは第２図に実線Ｉで示すように電流ｉが0.2
〜0.9(A)までの直線性の良好な範囲で制御される。

圧力制御部１０の１次側入口ポート１１ｂは油
圧ポンプに、２次側出口ポート１１ｃはアクチユ
エータ（共に図示せず）に接続され、タンクポー
ト１１ｄ及びドレンポート２６ｄは夫々タンクＴ
に接続される。

以下動作を説明する。

電磁比例減圧弁２０のソレノイド２２の消勢時
にはパイロツトスプール２７はリターンスプリン
グ２８により図示の位置に上動され、パイロツト
ポート２６ｂは閉塞され、１次側入口ポート１１
ｂとパイロツトスプール２７のパイロツト油通油
孔２７ｂとが遮断される。この結果、パイロツト
圧Pcは略０に近い値となり、主圧力制御部１０
のスプール１２はリターンスプリング１４により
図示の位置に上動され、１次側入口ポート１１ｂ
と２次側出口ポート１１ｃとが遮断され、２次側
出口ポート１１ｃとタンクポート１１ｄとが連通
される。従つて、２次側の油圧P₂は０となる。

ソレノイド２２が付勢されると、プランジヤ２
３が励磁電流ｉに応じて図中下方に駆動され、リ
ターンスプリング２８を圧縮してパイロツトスプ
ール２７を下動させる。これに伴いパイロツトス
プール２７のパイロツト制御孔２７ｃがパイロツ
トポート２６ｂに開口連通し、圧油が１次側入口
ポート１１ｂからパイロツトスプール２７のパイ
ロツト油通油孔２７ｂに流入する。この流入した
圧油はパイロツトスプール２７の開口端面２７ａ
に加わり、当該スプール２７を上方即ち、閉弁方
向に押圧する。このときのパイロツト圧をPc、
開口端面２７ａの受圧面積をA₃とすると、前記
閉弁方向の力F₁は次式で表される。

F₁＝Pc・A₃ ……(1) そして、パイロツトスプール２７は閉弁方向の
力F₁とプランジヤ２３による開弁方向の力とが
釣り合つた位置に停止し、この停止位置に応じて
パイロツト油制御孔２７ｃとパイロツトポート２
６ｂとの開口面積が決定され、パイロツト圧Pc
が決定される。

このパイロツト圧Pcは主圧力制御部１０のス
プール１２の端面１２ｇにも加わり、当該スプー
ル１２をリターンスプリング１４のばね力に抗し
て図中下方向即ち、開弁方向に押圧する。スプー
ル１２の下動に伴い１次側入口ポート１１ｂが２
次側出口ポート１１ｃに連通し、且つ当該２次側
ポート１１ｃがタンクポート１１ｄから遮断され
る。この結果、１次側入口ポート１１ｂから２次
側出口ポート１１ｃに圧油が流れる。この２次側
に流れる圧油の一部はオリフイス１２ｆ、通路１
２ｅを通してピストン室１３に流入し、スプール
１２を図中上方即ち、閉弁方向に押圧する。

このときスプール１２の開弁方向の力F₂、閉
弁方向の力F₃は夫々次式で表される。

F₂＝Pc・A₁ ……(2) F₃＝P₂・A₂＋Fs ……(3) ここに、値P₂は２次側の油圧、値Fsはリター
ンスプリング１４のセツト荷重を表す。

スプール１２は開弁方向の力F₂と閉弁方向の
力F₃とが釣り合つた位置に停止する。従つて、
前式(2)、(3)から次式が得られる。

Pc・A₁＝P₂・A₂＋Fs ……(4) この式(4)を値P₂について整理し、次式を得る。

P₂＝Pc・A₁／A₂−Fs／A₂ ……(5) この式(5)の右辺のパイロツト圧Pcは前述した
ようにソレノイド２２の励磁電流ｉに応じて直線
的に変化し、係数（A₁／A₂）はスプール１２の
受圧面積の比であり一定値である。また、値
（Fs／A₂）はリターンスプリング１４のセツト荷
重Fsと受圧面積A₂との比であり一定値である。
更に、前述したように受圧面積A₁はA₂よりも大
きく（A₁＞A₂）設定されているために値（A₁／
A₂）は１よりも大きく、従つて、２次側圧P₂に
対してパイロツト圧Pcを小さくすることが可能
となる。上記第(5)式で表される２次側圧P₂は第
２の実線で示される。

この第２図から明らかなように、２次側圧P₂
は、パイロツト圧Pcが圧力（Fs／A₂）に達する
迄の間は０となり、パイロツト圧Pcが圧力
（Fs／A₂）を超えると、第２図の実線で示すよ
うにパイロツト圧Pcの上昇に応じて上昇する。
パイロツト圧Pcは第２図の実線で示すように
励磁電流ｉの直線部によつて比例制御される。そ
こで、例えば励磁電流ｉが0.2(A)のときのパイロ
ツト圧Pcが前記圧力（Fs／A₂）に等しくなるよ
うに設定することにより、第２図の直線で示す
ように２次側圧P₂を０からP₁まで同図の直線
で示されるパイロツト圧Pcに比例して制御する
ことが可能となる。

斯くして、２次側圧P₂の低圧制御が可能とな
る。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、パイロツ
ト制御弁により所定の圧力に調圧されスプールを
開弁方向に変位させるパイロツト圧と前記スプー
ルを閉弁方向に変位させるリターンスプリングと
の協働により当該スプールの位置を制御し、１次
側供給圧力を減圧して所定の２次側圧力を得るよ
うにした圧力制御弁において、前記パイロツト制
御弁を常閉型の電磁比例減圧弁とし、電磁比例ソ
レノイドの発生する電磁力をプランジヤから押圧
部材を介してパイロツトスプールに伝達し、当該
パイロツトスプールの移動に応じて前記パイロツ
ト圧を制御するとともに、前記パイロツト圧が開
弁方向に作用する前記スプールの受圧面積を前記
２次側圧力が閉弁方向に作用する前記スプールの
受圧面積よりも大きく設定し、前記パイロツト圧
による前記スプールの開弁圧と、前記２次側圧力
と前記リターンスプリングとによる前記スプール
の閉弁圧との釣り合う位置に当該スプールを変位
させるようにし、前記パイロツト圧に応じて前記
２次側圧力を制御するようにしたので、前記２次
側圧力を０から前記１次側供給圧力まで制御する
ことができ、当該２次側圧力の低圧制御を安定し
て０から円滑に制御することが可能となる。しか
も、パイロツト圧が開弁方向に作用するスプール
の受圧面積を２次側圧力が閉弁方向に作用する該
スプールの受圧面積よりも大きく設定することに
より、小さいパイロツト圧により２次側圧力を制
御することが可能となり、この結果、前記電磁比
例減圧弁の小型化及び消費電力の節約を図ること
ができる。更に、圧力制御弁の構造の簡略化及び
小型化を図ることが可能となる等の優れた効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る圧力制御弁の一実施例を
示す縦断面図、第２図は第１図に示す圧力制御弁
の特性図、第３図は従来の圧力制御弁の縦断面
図、第４図は第３図に示す圧力制御弁の特性図で
ある。 １０……主圧力制御部、１１……ハウジング、
１２……スプール、１４……リターンスプリン
グ、１５……ピストン、２０……電磁比例減圧
弁、２３……プランジヤ、２７……パイロツトス
プール、２８……リターンスプリング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ パイロツト制御弁２０により所定の圧力に調
   圧されスプール１２を開弁方向に変位させるパイ
   ロツト圧Pcと前記スプール１２を閉弁方向に変
   位させるリターンスプリング１４との協働により
   当該スプール１２の位置を制御し、１次側供給圧
   力P₁を減圧して所定の２次側圧力P₂を得るよう
   にした圧力制御弁において、前記パイロツト制御
   弁を常閉型の電磁比例減圧弁２０とし、電磁比例
   ソレノイド２２の発生する電磁力をプランジヤ２
   ３から押圧部材２９を介してパイロツトスプール
   ２７に伝達し、当該パイロツトスプール２７の移
   動に応じて前記パイロツト圧Pcを制御するとと
   もに、前記パイロツト圧Pcが開弁方向に作用す
   る前記スプール１２の受圧面積A₁を前記２次側
   圧力P₂が閉弁方向に作用する前記スプール１２
   の受圧面積A₂よりも大きく設定し、前記パイロ
   ツト圧Pcによる前記スプール１２の開弁圧F₂と、
   前記２次側圧力P₂と前記リターンスプリング１
   ４とによる前記スプール１２の閉弁圧F₃との釣
   り合う位置に当該スプール１２を変位させるよう
   にし、前記パイロツト圧Pcに応じて前記２次側
   圧力P₂を制御するようにしたことを特徴とする
   圧力制御弁。