JPH0685976U - 電磁リリーフ弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電磁リリーフ弁のリリーフ圧力に対する電気
制御特性を良好にし、動作時の圧力を安定にする。 【構成】 入口ポート１１の圧力は大径部２１と小径部
２２との段差部２０ａに作用し、断面積差に比例して、
スプール２０を開方向に付勢する。出口ポート１３の圧
力は、大径部２１の途中に設けられるストレート部２０
ｂに作用する。スプール２０の軸線方向の両端は、油路
３２およびドレン孔３４を介して連通して同一圧力に保
たれる。油路３２はドレン孔３３を介してドレンポート
１７に連通する。ソレノイド３０に電流を流すと、スプ
ール２０を閉方向に押圧するソレノイド力Ｆｓが発生
し、リリーフ圧を励磁電流ｉによって電気制御すること
ができる。開状態では、ノッチ３１を介して連通するの
で、スプール２０の変位に対する通路面積ゲインを小さ
くして安定な制御を行うことができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、設定圧力を電気制御することができる電磁リリーフ弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来からの典型的な先行技術は、たとえば特開平４−４９３３６号公報におい て、図４および図５に示すように開示されている。弁ケース６０には、入口ポー ト６１と弁室６２と出口ポート６３が形成される。弁室６２内には、弁シート６ ４が前方に挿入される。弁シート６４は、入口ポート６１に連通する周溝６５と 、通路６６と、弁口６７とを有する。弁ケース６０の後方には弁カバー６８が設 けられる。

【０００３】 弁室６２内には、軸線方向に摺動自在で、弁口６７を先端が開閉するポペット ７０が設けられる。ポペット７０の背面側は、圧力設定用のスプリング７１によ って押圧される。スプリング７１は、リテーナ７２，７３間に支持される。スプ リングの設定圧力は調整ねじ７４によって調整される。調整ねじ７４は、スプリ ング７１およびリテーナ７２，７３を外囲するスプリングカバー７５の後端に設 けられる。

【０００４】 図４に示す弁Ｖは、図５の油圧回路において、親弁７７であるバランス型リリ ーフ弁等を圧力制御するため、パイロット管路の圧力制御部７８に挿入される電 磁パイロットリリーフ弁として使用されている。親弁７７には、並列に、チェッ ク弁７９が接続されているけれども、リリーフ圧力の設定には直接関与しない。 親弁７７のリリーフ圧力Ｐを定める電磁リリーフ弁Ｖのリリーフ圧力は、電流ｉ によって可変させることができる。電磁リリーフ弁Ｖのリリーフ圧力が変化する と、親弁７７の設定圧力Ｐも変化する。

【０００５】 リリーフ圧力を可変にするため、図４に示すソレノイド８０が設けられる。ソ レノイド８０の固定子８１は、その外周にカバー８２を介してコイル８３が取付 けられる。固定子８１および弁カバー６８には、軸受部がそれぞれ形成され、軸 線方向に摺動自在なロッド８４が支持される。ロッド８４の先端はポペット７０ の背面に当接され、後端にはリテーナ７２が係合される。ロッド８４の中間部に はプランジャ８５が固定される。コイル８３は、コネクタ８６に電気的に接続さ れる。コイル８３を励磁する電流ｉは、コネクタ８６を介して与えられる。プラ ンジャ８５には、ダンパ用絞り８７が形成される。プランジャ８５と対向する固 定子８１の表面には、非磁性体から成るスペーサ８８が取付けられる。コイル８ ３を励磁すると、プランジャ８５を固定子８１側に吸引する電磁力が発生し、ス プリング８１による設定圧力を低下させる。このようにして設定圧力を電気制御 し、励磁電流ｉを大きくすることによってリリーフ圧を低下させることができる 。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

図４に示すような電磁リリーフ弁では、ポペット７０の先端に入口ポート６１ からの圧力が作用し、ポペット７０の背面には出口ポート６３からの圧力が作用 する。すなわち、ポペット７０を変位させるための圧力は、入口ポート６１の圧 力と、出口ポート６３の圧力との差圧となる。したがって出口ポート６３の圧力 が変化すれば、入口ポート６１の設定圧力も変化するので、設定圧力の絶対値を 電気制御することが困難となる。

【０００７】 図６は、図４の電磁リリーフ弁の動作特性を示す。コイル８３の励磁電流ｉを パラメータ（ｉ１０＞ｉ２０＞ｉ３０）として、入口ポート６１のリリーフ圧力 Ｐｐを変化させることができるけれども、出口ポート６３の圧力Ｐｒによっても リリーフ圧力Ｐｐは変化する。図５に示す油圧回路では、出口ポート６３はタン クに戻るので、その圧力は大気圧となって変動は生じない。しかしながら、出口 ポート６３側にアクチュエータを接続するような用途では、アクチュエータの動 作状態に応じて出口ポート６３の圧力Ｐｒが変動し、入口ポート６１に対するリ リーフ圧力Ｐｐも変動することになる。

【０００８】 また図４に示す電磁リリーフ弁では、ポペット７０を軸線方向に変位させて開 閉を行う。弁が閉じているときには、ばね７１によって付勢されているポペット ７０の先端で弁口６７を押圧しながら封止するので、油漏れは生じない。入口ポ ート６１の圧力が設定圧力を超えると、ポペット７０は後退して弁は開くけれど も、ポペット７０の僅かな変位で通路面積が急激に拡大する。このように通路面 積ゲインが大きいので圧力が不安定となりやすい。

【０００９】 本考案の目的は、出口ポートの圧力によらずに入口ポートの圧力の絶対値を電 気制御することができ、さらには安定な動作が可能な電磁リリーフ弁を提供する ことである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案は、入口ポートと出口ポートとの間を軸線方向に摺動変位して開閉可能 であり、軸線方向の両端が同一圧力となり、中間に作用する入口ポートの圧力に よって開状態となる方向に付勢されるスプールと、 スプールを、開状態となる方向に付勢するばねと、 スプールを、ばねに抗して閉状態となる方向に駆動する電磁コイルとを含むこ とを特徴とする電磁リリーフ弁である。

【００１１】 また本考案の前記スプールのランド部には、スプールの軸線方向に延びる細長 い切欠きが形成されることを特徴とする。

【００１２】

【作用】

本考案に従えば、入口ポートと出口ポートとの間を開閉するスプールの両端に は同一の圧力が作用する。スプールは入口ポートの圧力によって開状態となる方 向に付勢される。スプールはばねによっても開状態となる方向に付勢される。ス プールは電磁コイルによって、ばねに抗して閉状態となる方向に付勢される。し たがって、スプールを開状態とするための入口ポートの圧力は、電磁コイルを励 磁する電流値に対応して変化し、出口ポートの圧力の影響は受けない。

【００１３】 また本考案に従えば、スプールのランド部にはスプールの軸線方向に延びる細 長い切欠きが形成される。この切欠きが入口ポートと出口ポートとの間を連通さ せるときに開状態となるので、スプールが変位しても通路面積の変化は少なくな る。したがって変位に対する通路面積ゲインを小さくすることができ、より安定 な制御を行うことができる。

【００１４】

【実施例】

図１は、本考案の一実施例による電磁リリーフ弁の構造を示す。電磁リリーフ 弁１は、バランス型リリーフ弁２の圧力制御部３に用いられている。圧力制御部 ３は、親弁であるバランス型リリーフ弁２のリリーフ圧力を設定するパイロット 油圧回路の圧力を設定する。バランス型リリーフ弁２の入口側はポンプ４の吐出 回路に接続される。バランス型リリーフ弁２の出口側は、タンク５に接続される 。入口側と出口側との間にはピストン６が介在し、スプリング７によって入口側 と出口側とを閉じる方向に付勢されている。入口側と圧力制御部３との間には、 絞り８が介在する。電磁リリーフ弁１が閉じているときには、圧力制御部３の圧 力はバランス型リリーフ弁２の入口側圧力に等しい。このためバランス型リリー フ弁２は入口側と出口側との間が閉じている。電磁リリーフ弁１が開くと、絞り ８を介して作動油が流れ、この圧力損失分だけ圧力制御部３の圧力がバランス型 リリーフ弁２の入口側より低くなる。圧力差がスプリング７の押圧力よりも大き くなると、ピストン６はスプリング７に抗して上昇し、入口側と出口側との間が 連通して開いた状態となる。

【００１５】 電磁リリーフ弁１では、弁ケース１０に入口ポート１１、弁室１２および出口 ポート１３が形成されている。大略的に円筒状の空間として形成されている弁室 １２は、入口ポート１１に連通する入口用弁室１４、出口ポート１３に連通する 出口用弁室１５、およびドレン用弁室１６の部分で直径が大きくなっている。一 般にＰと表示される入口ポート１１は、バランス型リリーフ弁２の圧力制御部３ に接続される。一般にＲと表示される出口ポート１３は、タンクや後続のパイロ ット回路に接続される。弁ケース１０には、ドレン用弁室１６に連通し、ＤＲと 表示されるドレンポート１７も形成される。ドレンポート１７は、たとえばドレ ン用タンクに接続される。

【００１６】 弁室１２内には、軸線方向に摺動変位可能な円柱状のスプール２０が挿通され る。スプール２０は、大径部２１と小径部２２とを有する。大径部２１の直径は ｄ１であり、小径部２２の直径はｄ２である。直径の段差部２０ａには、入口用 弁室１４が対応し、入口側ポート１１からの圧力が作用する。大径部２１には周 溝が形成され、直径が減少しているストレート部２０ｂが設けられる。出口用弁 室１４は、ストレート部２０ｂに対応し、出口ポート１３の圧力はストレート部 ２０ｂに作用する。スプール２０の大径部２１側には、スプリング２３による押 圧力が作用する。スプリング２３の押圧力は、調整ねじ２４によって調整可能で ある。調整ねじ２４は、カバー２５の終端に設けられる。スプール２０の小径部 ２２側は、スプリング２６によって押圧される。スプリング２３とスプール２０ との間には、電磁コイルであるソレノイド３０が介在される。ソレノイド３０に 励磁電流を流すと、スプール２０を図１の左方、すなわち入口ポート１１と出口 ポート１３との間を閉じる方向にソレノイド力Ｆｓによって付勢する。この方向 には、調整ねじ２４によって調整されるスプリング２３の押圧力ｆｓ１も作用す る。図１の左方から、すなわち入口ポート１１と出口ポート１３との間を開く方 向には、スプリング２６の押圧力ｆｓ２が作用する。

【００１７】 スプール２０の段差部２０ａとストレート部２０ｂとの間の大径部２１は、ラ ンド部２１ａとして入口用弁室１４と出口用弁室１５との間を開閉する。このラ ンド部の外周にはスプール２０の軸線方向に延びる細長い溝であるノッチ３１が 形成される。スプール２０は図１の左右方向に変位し、入口用弁室１４と出口用 弁室１５との間の連通は、ノッチ３１を介して行われる。ソレノイド３０の中心 軸付近に油路３２が形成される。油路３２は、小径部２２側ではスプール２０の 端面に開口する。大径部２１側では、ドレン孔３３，３４が形成される。ドレン 孔３３はドレン用弁室１６に対応する位置に設けられる。ドレン孔３４はスプー ル２０とソレノイド３０の接続部に開口する。すなわち、スプール２０の両端は 、油路３２によって連通し、同一圧力となる。油路３２はドレン孔３３およびド レン用弁室１６を介してドレンポート１７に連通するので、スプール２０の両端 の圧力は大気圧となる。

【００１８】 図２は、スプール２０の形状を示す。大径部２１と小径部２２との間の段差部 ２０ａに入口ポート１１からの圧力が作用するので、大径部２１と小径部２２と の断面積の差と圧力との積がスプール２０に対して開方向に作用する。一方スプ ール２０の両端は油路３２およびドレン孔３４を介して連通するので、同一圧力 となり、大径部２１と小径部２２との断面積の差に比例する押圧力が、スプール ２０に対する閉方向に作用する。出口ポート１３の圧力は、大径部２１内のスト レート部に作用するので、スプール２０に対する開閉状態には影響しない。また ソレノイド３０の構成は従来からの図４に示すソレノイド８０と基本的に同様で ある。ただし、ソレノイド力Ｆｓの方向は反対となる。

【００１９】 次に、図１に示す電磁リリーフ弁１の動作を説明する。ソレノイド３０を励磁 しないときは、通常、入口ポート１１と出口ポート１３との間を、ノッチ３１を 介して連通させ、制御対象の主弁であるバランス型リリーフ弁２を作動させる。 必要に応じて、調整ねじ２４によってスプリング２３の押圧力を増加させて、ノ ッチ３１が入口ポート１１と出口ポート１３との間を連通させない閉状態となる ようにスプール２０を左側に押圧すると、リリーフ圧の設定値Ｐｐ０は次の第１ 式のように示される。

【００２０】

【数１】

【００２１】 ここでＰｄｒはドレンポート１７の圧力を示す。ソレノイド３０に励磁電流ｉを 流したときの設定圧力Ｐｐｉは、次の第２式によって表される。

【００２２】

【数２】

【００２３】 ドレンポート１７の圧力Ｐｄｒは、ドレンラインの圧力であり、出口ポート１３ の圧力とは無関係でゲージ圧としてほとんど０または一定である。出口ポート１ ３側の圧力の方が入口ポート１１側の圧力よりも高くなれば、ノッチ３１は開い たままとなるので、出口側の圧力Ｐｒは入口側の圧力Ｐｐに等しくなる。このよ うなＰｒ＞Ｐｐとなるのは、たとえば出口ポート１３からさらにアクチュエータ を接続するようなときである。

【００２４】 図３は、図１の電磁リリーフ弁１の動作特性を示す。ソレノイド３０の励磁電 流が０のときにはリリーフ圧の設定値はほとんど０になるけれども、調整ねじ２ ４によって調整可能である。ソレノイド３０を励磁する電流ｉを、ｉ１＜ｉ２＜ ｉ３のように増加させると、リリーフ圧Ｐｐは増加するけれども、出口ポートの 圧力Ｐｒ以下であれば、一定値ｐ１，ｐ２，ｐ３である。入口ポート１１の圧力 Ｐｐよりも出口ポート１３の圧力Ｐｒの方が大きくなると、入口ポートＰｐの圧 力も出口ポートＰｒの圧力に等しくなる。

【００２５】 本実施例によれば、一定の範囲で入口ポート１１の圧力Ｐｐの絶対値をソレノ イド３０の励磁電流ｉによって電気制御することができる。また、入口ポート１ １と出口ポート１３との間の連通状態は、ノッチ３１を介して実現されるので、 スプール２０の変位に対する通路面積ゲンイを小さくすることができる。

【００２６】 また本実施例では、電磁リリーフ弁１をバランス型リリーフ弁２のパイロット リリーフ弁として用いているけれども、制御対象の流量が小さければ、主管路の リリーフ弁として用いてもよいことは勿論である。さらに、ソレノイド３０のソ レノイド力Ｆｓの方向は、図６と同方向にしてもよいことは勿論である。

【００２７】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、電磁リリーフ弁としての設定圧力は、出口側ポ ートの圧力によらず、電磁コイルを励磁する電流に対応して絶対値として設定す ることができる。

【００２８】 また本考案によれば、スプールの変位に対する通路面積ゲインを小さくして安 定な制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例による電磁リリーフ弁の構造
を示す部分的な断面図である。

【図２】図１に示すスプール２０の斜視図である。

【図３】図１の電磁リリーフ弁１の動作特性を示すグラ
フである。

【図４】先行技術による電磁リリーフ弁の構造を示す断
面図である。

【図５】先行技術による電磁リリーフ弁を使用した油圧
回路図である。

【図６】図４に示す電磁リリーフ弁の動作特性を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１ 電磁リリーフ弁 ２ バランス型リリーフ弁 ３ 圧力制御部 １０ 弁ケース １１ 入口ポート １２ 弁室 １３ 出口ポート １４ 入口用弁室 １５ 出口用弁室 １６ ドレン用弁室 １７ ドレンポート ２０ スプール ２０ａ 段差部 ２１ 大径部 ２２ 小径部 ２３，２６ スプリング ２４ 調整ねじ ３０ ソレノイド ３１ ノッチ ３２ 油路 ３３，３４ ドレン孔

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 入口ポートと出口ポートとの間を軸線方
   向に摺動変位して開閉可能であり、軸線方向の両端が同
   一圧力となり、中間に作用する入口ポートの圧力によっ
   て開状態となる方向に付勢されるスプールと、 スプールを、開状態となる方向に付勢するばねと、 スプールを、ばねに抗して閉状態となる方向に駆動する
   電磁コイルとを含むことを特徴とする電磁リリーフ弁。
2. 【請求項２】 前記スプールのランド部には、スプール
   の軸線方向に延びる細長い切欠きが形成されることを特
   徴とする請求項１記載の電磁リリーフ弁。