JPH0750612Y2 - 圧力制御弁 - Google Patents

圧力制御弁

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JPH0750612Y2
JPH0750612Y2 JP1989029045U JP2904589U JPH0750612Y2 JP H0750612 Y2 JPH0750612 Y2 JP H0750612Y2 JP 1989029045 U JP1989029045 U JP 1989029045U JP 2904589 U JP2904589 U JP 2904589U JP H0750612 Y2 JPH0750612 Y2 JP H0750612Y2
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poppet
pressure
port
relief
pilot
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、パイロットポペットを備えた圧力制御弁に関
する。
〔従来の技術〕
パイロットポペットを備えた圧力制御弁としては、例え
ば特公昭62−29665号公報に記載されたものが知られて
いる。つまり第９図に示すように、圧力供給ポート20と
リリーフポペット21を連通・遮断するリリーフポペット
22と、リリーフポペット22を摺動自在に貫通して圧力供
給ポート20と背圧室23に連通する筒状のピストンポペッ
ト24と、背圧室23をリリーフポート21に連通・遮断する
パイロットポペット25を備え、パイロットポペット25を
第１スプリング26で遮断位置に押し、ピストンポペット
24を第２スプリング27でパイロットポペット25と離れる
位置に保持し、前記ピストンポペット24の断面積ARとパ
イロットポペット25のシート部28の面積APとの比を、AP
／AR≧1.1に設定して過度特性を向上したパイロットポ
ペットを備えた圧力制御弁が知られている。
〔考案が解決しようとする課題〕
かかる圧力制御弁であると、パイロットポペット25が開
弁してリリーフポート21に圧油が流れ始める圧力、つま
りパイロットポペット開弁圧力が低圧で、リリーフポペ
ット22が開弁してリリーフポート21に圧油が流れ始める
圧力、つまりリリーフポペット開弁圧力が高圧となり、
両者の圧力差が大となる。
つまり、圧力供給ポート20の圧力が低圧の時には圧力供
給ポート20の圧力（供給圧）P1と背圧室23内の圧力（背
圧）P2が等しく、パイロットポペット25は背圧P2（供給
圧P1）×APの力で連通方向に押されるが、第１スプリン
グ26のばね荷重によって遮断位置に保持される。
リリーフポペット22は第２スプリング27のばね荷重と
（A2−A1）×供給圧力P1の力で遮断位置に保持される。
ただし、A1は供給圧P1が作用する面積、A2は背圧P2が作
用する面積である。
この状態で供給圧P1がゆっくりと上昇して背圧P2（供給
圧P1）×APの力が第１スプリング26のばね荷重よりも大
きくなるとパイロットポペット25が連通方向に微ストロ
ーク押されて背圧室23がリリーフポート21に僅かに開口
する。この時の供給圧P1が前述のパイロットポペット開
弁圧力である。
これにより、圧力供給ポート20の圧油がピストンポペッ
ト24の孔24a、背圧室23、パイロットポペット25とシー
ト部28との開口部を経てリリーフポート21に流れ始め、
供給圧P1よりも背圧P2が低圧となり、ピストンポペット
24の前後に差圧が生じ、その差圧はピストンポペット24
の孔ペット24aを流れる流量に比例し、その流量はパイ
ロットポペット25とシート座28との開口面積に比例し、
その開口面積は前述のように背圧室23の圧力（背圧）P2
に比例する。
このようであるから、前述のようにリリーフポペット22
が開き始めた時にはピストンポペット24前後の差圧が低
く、リリーフポペット22が動かないが、供給圧P1がさら
に高圧となるとパイロットポペット25の開口面積が大き
くなって前記差圧が高くなり、その差圧によるピストン
ポペット24を押す力が第２スプリング27のばね荷重より
大きくなるとピストンポペット24が移動してパイロット
ポペット25に当接し、パイロットポペット25をピストン
ポペット24により直接押して開口面積を大きくし、孔24
aが閉じて圧力供給ポート20の圧油はリリーフポペット2
2とピストンポペット24との間の環状隙間より背圧室23
に流れるので、背圧P2が更に低下し、P1×（A1−AR）＞
P2×（A2−AR）となるとリリーフポペット22が連通方向
に移動して圧力供給ポート20の圧油がリリーフポート21
に直接流出する。この時の供給圧P1が前述のリリーフポ
ペット開弁圧力である。
また、ピストンポペット24の断面積ARとパイロットポペ
ット25のシート部28の面積APはAP／AR≧1.1となってい
るので、前述のようにピストンポペット24がパイロット
ポペット25に当接するとパイロットポペット25を押す力
が（AP／AR）×P2だけ小さくなり、パイロットポペット
25が第１スプリング26のばね荷重で遮断方向に押されて
開口面積が減少するので、その状態より供給圧P1がある
程度高圧となってからリリーフポペット22が連通方向に
移動する。
したがって、前述のようにパイロットポペット開弁圧力
が低圧でリリーフポペット開弁圧力が高圧となる。
なお、ピストンポペット24の断面積ARとパイロットポペ
ット25のシート部28の面積APを、APはAP／AR≧1.1とし
たのは、ピストンポペット24がパイロットポペット25に
当接した時にパイロットポペット25を押す力が急激に大
きくならないようにしてパイロットポペット25が急激に
移動しないようにして過渡特性を向上をするためであ
る。
つまり、パイロットポペット25が急激に移動するとチャ
タリング等が発生して過度特性が悪くなってしまう。
したがって、圧力供給ポートの圧力がパイロットポペッ
ト開弁圧力となってからリリーフポペット開弁圧となる
までは、リリーフポペットの流量特性によらずパイロッ
トポペットの流量特性によって圧油がドレーン側に流れ
好ましくない。
つまり、油圧アクチュエータの動作制御はリリーフポペ
ットの流量特性によってコントロールするので、リリー
フポペットが開弁するまではパイロットポペットの流量
特性によってコントロールされてしまうから、流量特性
は第６図のようになる。
そこで、本考案は前述の課題を解決できるようにした圧
力制御弁を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段及び作用〕
圧力供給ポート２とリリーフポート３とを連通、遮断
し、かつ圧力供給ポート２の圧力で連通方向に押され、
背圧室５内の圧力で遮断方向に押されるリリーフポペッ
ト４と、このリリーフポペット４を摺動自在に貫通して
圧力供給ポート２と背圧室５に突出し、かつ前記背圧室
５と圧力供給ポート２を連通させる透孔8bを有するピス
トンポペット８と、前記ピストンポペット８を圧力供給
ポート２側に押すスプリング９と、前記背圧室５を低圧
側リリーフポート12に連通するポート６と、このポート
６を連通・遮断しスプリングにより押されてポート６の
シート面6aに圧接してポート６を遮断し、かつ前記背圧
室５の圧力が所定値以上となるとポート６のシート面6a
より離れてポート６を連通するパイロットポペット７を
有し、前記ピストンポペット８がスプリング９に抗して
所定ストローク移動するとパイロットポペット７に当接
して透孔8bを塞閉するようにした圧力制御弁において、
前記ピストンポペット８の断面積ARをポート６のシート
面6aの面積APより大きくし、前記ポート６のシート面6a
より背圧室５側部分のパイロットポペット７の円錐面7a
との間に、しーと面6aに向けて順次開口面積が減少した
せばまり流れ部11を形成した圧力制御弁。
このように、ピストンポペット８の断面積ARがシート面
6aの面積APより大きいので、圧力供給ポート２の圧力で
パイロットポペット７がポート６を連通方向に押されて
開弁し、それによってピストンポペット８がスプリング
９に抗して押されてパイロットポペット７に接して透孔
8bが閉じられたときにパイロットポペット７はパイロッ
トピストン８にに作用する圧力供給ポート２の圧力で押
されて開弁状態を維持し、その後直ちにリリーフポペッ
ト４がリリーフ作動するから、パイロットポペット７の
開弁圧力とリリーフポペット４の開弁圧力差が小さくな
る。
これにより、パイロットポペット７が開弁した後に直ち
にリリーフポペット４が開弁して、パイロットポペット
７の流量特性でコントロールされる範囲が減少するの
で、リリーフ流量をリリーフポペット４の流量特性によ
ってほぼコントロールできる。
しかもパイロットポペット７の移動ストローク変化に対
してパイロットポペット７の円錐面7aとポート６との間
を流通する流体の圧力変化が、せばまり流れ部11のため
に大きくなるので、パイロットポペット７の移動が緩や
かになってチャタリング及び不連続な流量変化が防止で
きる。
これにより、前述のようにピストンポペット８の断面積
APをシート面6aの面積APより大きくしても、安定性を良
くして過渡特性を向上できる。
〔実施例〕
第１図のように、弁本体１に圧力供給ポート２とリリー
フポート３を連通・遮断するリリーフポペット４を設
け、その背圧室５をポート６で低圧側リリーフポート12
に連通すると共に、そのポート６を連通・遮断するパイ
ロットポペット７を設け、前記リリーフポペット４に筒
状のピストンポペット８を貫通して圧力供給ポート２と
背圧室５を連通し、かつスプリング９で右方に押してピ
ストンポペット８のフランジ8aによってリリーフポペッ
ト４を遮断位置に保持してあり、ピストンポペット８の
断面積ARを、ポート６のシート面6aの面積APより大きく
してある。
また、前記ポート６におけるシート面6a側に漏斗状開拡
部10を形成して、パイロットポペット７の円錐面7aとの
間にシート部に向けて順次開口面積が減少したせばまり
流れ部（縮流区間）11を形成してある。
次に作動を説明する。
圧力供給ポート２の圧油はピストンポペット８の透孔8b
より背圧室５に流入して背圧室５内の圧力は圧力供給ポ
ート２の圧力と等しくなり、その背圧室５内の圧力でパ
イロットポペット７をポート６を連通する方向に押す力
が生じ、その力は背圧室５内の圧力とポート６のシート
面6aの面APの積となり、その力がパイロットポペット７
をポート６を遮断する方向に押すスプリングのバネ荷重
より大きくなるとパイロットポペット７は連通方向に移
動する。
圧力供給ポート２の圧力が上昇して背圧室５内の圧力が
上昇してパイロットポペット７を押す力が前述のスプリ
ングのバネ荷重より大きくなるとパイロットポペット７
がポート６を連通方向に移動し、圧力供給ポート２の圧
油がピストンポペット８の透孔8b、ポート６より低圧側
リリーフポペット12に流れる。
これにより、背圧室５内の圧力が圧力供給ポート２の圧
力よりも低圧となってピストンポペット８の前後に圧力
差が生じ、その圧力差によりピストンポペット８を左方
に押す力が生じ、その力はピストンポペット８の断面積
ARと前後の圧力差（圧力供給ポート２の圧力と背圧室５
の圧力差）の積となる。
前記圧力差が大きくなって前記ピストン８を左方に押す
力がスプリング９のバネ荷重よりも大きくなると、ピス
トンポペット８の前後に圧力差が生じてピストンポペッ
ト８がスプリング９に抗して左方に移動して透孔8bがパ
イロットポペット７により遮断される。
これによって、圧力供給ポート２の圧油が背圧室５に流
れなくなって背圧室５内の圧力が低下し、リリーフポペ
ット４が圧力供給ポート２の圧力で左方に押されて圧力
供給ポート２の圧油がリリーフポート３よりリリーフす
る。
以上の動作において、ピストンポペット８が左方に移動
してパイロットポペット４に接して透孔8bが遮断される
とパイロットポペット４はピストンポペット８に作用す
る圧力供給ポート２の圧力で連通方向に押されるが、ピ
ストンポペット８の断面積ARがポート６のシート面6aの
面積APより大きいので、圧力供給ポート２の圧力が同一
であってもパイロットポペット４を連通方向に押す力が
大きくなり、圧力供給ポート２の圧力が前述のパイロッ
トポペット４を開弁する圧力であってもパイロットポペ
ット４は連通方向に押されたままであり、リリーフポペ
ット４は直ちに連通方向に押されてリリーフ作動する。
つまり、リリーフポペット４の開弁圧力はパイロットポ
ペット７の開弁圧力より僅かに高い圧力となり、両者の
圧力差が小さくパイロットポペット７が開弁してピスト
ンポペット８が移動してから直ちにリリーフポペット４
が開弁することになる。
これに対して、ピストンポペット８の断面積ARがポート
６のシート面6aの面積APより小さいと、ピストンポペッ
ト８が左方に移動してパイロットポペット７に当接しピ
ストンポペット８に作用する圧力供給ポート２の圧力で
パイロットポペット７を連通方向に押す状態となった時
に、そのパイロットポペット７を押す力が面積分だけ小
さくなってパイロットポペット７がスプリングで閉じ方
向に押されて背圧室５が低圧側リリーフポート12に連通
しなくなる。
このために、圧力供給ポート２の圧力が前述のパイロッ
トポペット７を連通方向に押す圧力よりも前述の面積差
に相当するだけ上昇し、その後にパイロットポペット７
が連通してリリーフポペット４がリリーフ動作すること
になり、パイロットポペット７の開弁圧力とリリーフポ
ペット４の開弁圧力の圧力差が大きくなる。
また、パイロットポペット７とポート６との間に、せば
まり流れ部11を形成したので、パイロットポペット７の
円錐面7aがシート面6aに当接している時の各部の圧力は
第２図のように、Ｑ点（シート部）より背圧室５側は高
圧pinとなり、Ｑ点より低圧リリーフポート12側は低圧p
outとなり、パイロットポペット７の円錐面7aがシート
面6aより離れると背圧室５の流体がせばまり流れ部11を
通って低圧リリーフポート12側に流れるが、この時の各
部の圧力は第３図のようにせばまり流れ部11によって高
圧pinから低圧poutまで順次低下する。
このように、せばまり流れ部11がある場合にはＰ、Ｑ間
の圧力がパイロットポペット７のストローク（リフト
量）に応じて低下するから、パイロットポペット７に作
用する移動させようとする油圧力が小さくなってパイロ
ットポペット７が急激に移動しないようになってパイロ
ットポペット７が安定し、チャタリングを防止できる。
つまり、高圧側である背圧室５の高圧pinの変化による
パイロットポペット７の移動ストローク変化に対してパ
イロットポペット７の円錐面7aとポート６との間を流通
する流体の圧力変化が、前述の従来構造に比較してせば
まり流れ部11のために大きくなるから、流量特性は第７
図のようになりパイロットポペット７の移動が緩やかに
なるから、チャタリングが防止できる。
そして、せばまり流れ部を設けない場合のような、第８
図に示す不連続的な流量変化（すなわち、リリーフポペ
ット４がリフトしてリリーフ状態でつり合う圧力供給ポ
ートの圧力が、パイロットポペット７の先端にピストン
ポペット８が当接する時の圧力供給ポートの圧力より小
さくなってしまう）を起こすことなく安定動作する。
なお、第４図のように、ポート６のシート面6aをエツジ
形状せずにパイロットポペット７の円錐面7aと平行にな
る面上としても良いし、第５図に示すようにパイロット
ポペット７の円錐面7aを直線状でなく、く字状としてせ
ばまり流れ部11を形成しても良い。
〔考案の効果〕
ピストンポペット８の断面積ARがシート面6aの面積APよ
り大きいので、圧力供給ポート２の圧力でパイロットポ
ペット７がポート６を連通方向に押され開弁し、それに
よってピストンポペット８がスプリング９に抗して押さ
れてパイロットポペット７に接して透孔8bが閉じられた
ときにパイロットポペット７はパイロットピストン８に
作用する圧力供給ポート２の圧力で押されて開弁状態を
維持し、その後直ちにリリーフポペット４がリリーフ動
作するから、パイロットポペット７の開弁圧力とリリー
フポペット４の開弁圧力差が小さくなる。
したがって、パイロットポペット７が開弁した後に直ち
にリリーフポペット４が開弁して、パイロットポペット
７の流量特性でコントロールされる範囲が減少するの
で、リリーフ流量をリリーフポペット４の流量特性によ
ってほぼコントロールできる。
しかもパイロットポペット７の移動ストローク変化に対
してパイロットポペット７の円錐面7aとポート６との間
を流量する流体の圧力変化が、せばまり流れ部11のため
に大きくなるので、パイロットポペット７の移動が緩や
かになってチャタリング及び不連続な流量変化が防止で
きる。
したがって、前述のようにピストンポペット８の断面積
APをシート面6aの面積APより大きくしても、安定性を良
くして過渡特性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
図面は本考案の実施例を示し、第１図は圧力制御弁の断
面図、第２図、第３図はせばまり流れ部による流れ特性
の説明図、第４図、第５図はせばまり流れ部の変形例を
示す説明図、第６図は従来例の特性を示す図表、第７図
は本案実施例の特性を示す図表、第８図はせばまり流れ
部を設けずにAP＜ARとした場合の特性例を示す図表、第
９図は従来の圧力制御弁の断面図である。 ２は圧力供給ポート、３はリリーフポート、４はリリー
フポペット、５は背圧室、６はポート、6aはシート面、
７はパイロットポペット、7aは円錐面、８はピストンポ
ペット、11はせばまり流れ部、12は低圧側リリーフポー
ト。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】圧力供給ポート２とリリーフポート３とを
    連通、遮断し、かつ圧力供給ポート２の圧力で連通方向
    に押され、背圧室５内の圧力で遮断方向に押されるリリ
    ーフポペット４と、このリリーフポペット４を摺動自在
    に貫通して圧力供給ポート２と背圧室５に突出し、かつ
    前記背圧室５と圧力供給ポート２を連通させる透孔8bを
    有するピストンポペット８と、前記ピストンポペット８
    を圧力供給ポート２側に押すスプリング９と、前記背圧
    室５を低圧側リリーフポート12に連通するポート６と、
    このポート６を連通・遮断しスプリングにより押されて
    ポート６のシート面6aに圧接してポート６を遮断し、か
    つ前記背圧室５の圧力が所定値以上となるとポート６の
    シート面6aより離れてポート６を連通するパイロットポ
    ペット７を有し、前記ピストンポペット８がスプリング
    ９に抗して所定ストローク移動するとパイロットポペッ
    ト７に当接して透孔8bを閉塞するようにした圧力制御弁
    において、前記ピストンポペット８の断面積ARをポート
    ６のシート面6aの面積APより大きくし、前記ポート６の
    シート面6aより背圧室５側部分のパイロットポペット７
    の円錐面7aとの間に、シート面6aに向けて順次開口面積
    が減少したせばまり流れ部11を形成したことを特徴とす
    る圧力制御弁。
JP1989029045U 1989-03-16 1989-03-16 圧力制御弁 Expired - Lifetime JPH0750612Y2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1989029045U JPH0750612Y2 (ja) 1989-03-16 1989-03-16 圧力制御弁
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