JPH11132348A - 減圧弁 - Google Patents

減圧弁

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JPH11132348A
JPH11132348A JP29391697A JP29391697A JPH11132348A JP H11132348 A JPH11132348 A JP H11132348A JP 29391697 A JP29391697 A JP 29391697A JP 29391697 A JP29391697 A JP 29391697A JP H11132348 A JPH11132348 A JP H11132348A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大流量を流すことができるし、ソレノイド推
力を小さくできるし、応答性が優れ、しかもスプール加
工誤差に影響されずに二次圧を精度良く制御できる減圧
弁とする。 【解決手段】 スプール25の外周面27に一次側ポー
ト22と二次側ポート23を連通する小径部28、切欠
29を形成して開口面積を大とすることで大流量を流す
ことができるようにする。スプール25を内周面を有す
るほぼ筒形状としてスプール25を軽量とし応答性を優
れたものとする。その内周面を段付き形状としてその段
差部26cを受圧部33として二次圧によりスプール2
5を押す力を小さくしてソレノイド38の推力を小とす
ると共に、スプール25の円周面の加工誤差による受圧
部33の面積のバラツキを小さくして二次圧を精度良く
制御できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、建設機械の油圧回
路等に用いられる減圧弁に関する。
【0002】
【従来の技術】減圧弁としては図2、図3、図4に示す
ように、一次圧が供給される一次側ポート1と二次圧を
出力する二次側ポート2とタンクポート3を有する弁本
体4、この弁本体4に摺動自在に嵌挿したスプール5、
このスプール5を第1の位置に向けて押すスプリング
6、二次圧でスプール5を第1の位置に向けて押す受圧
部7、スプール5を第2の位置に向けて押すスプール押
し手段(例えばソレノイド、レバー)8を備え、一次圧
を減圧して二次圧とするものが知られている。
【0003】前記スプール5が第1の位置の時には一次
側ポート1と二次側ポート2が遮断し、かつ二次側ポー
ト2がタンクポート3に連通して二次圧がタンク圧とな
る。
【0004】前記スプール5が第2の位置の時には一次
側ポート1と二次側ポート2が連通し、かつ二次側ポー
ト2がタンクポート3と遮断する。これによって一次側
ポート1の圧油が一次側ポート1と二次側ポート2の開
口部を通って二次側ポート2に流れるので、一次圧を減
圧して二次圧として出力する。二次圧がスプール5の受
圧部7に作用してスプール5を第1の位置に向けて押す
力が作用し、その押す力がスプール押し手段8の押し力
と等しくなるとスプール5は第1の位置に移動する。こ
れによって二次圧はスプール押し手段8の押し力に比例
する。
【0005】このようであるから、スプール押し手段の
押し力がスプリング6の押し力よりも小さい時、例えば
ゼロの時には二次圧はタンク圧であり、その押し力を大
きくするにつれて二次圧が順次高くなる。
【0006】具体的には、図2に示す減圧弁ではスプー
ル5に小径部9と軸孔10を形成し、この小径部9と軸
孔10で二次側ポート2を一次側ポート1、タンクポー
ト3に連通・遮断すると共に、スプール5の端面に二次
圧が作用するようにしてスプール5の端面5aを受圧部
7としている。
【0007】図3に示す減圧弁ではスプール5を大径外
周面11と小径外周面12を有する段付き形状とし、そ
の大径外周面11に小径部13を形成して一次側ポート
1と二次側ポート2を連通・遮断するようにし、大径外
周面11と小径外周面12の段差部5bを受圧部7とし
ている。
【0008】図4に示す減圧弁では、スプール5の小径
部14で一次側ポート1、二次側ポート2、タンクポー
ト3を連通・遮断すると共に、その小径部14が二次側
ポート2に常時連通するようにする。スプール5の軸孔
15にピストン16を挿入し、その軸孔15を細孔17
で小径部14に連通して軸孔15の底面15aを受圧部
7としている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】図2に示す減圧弁であ
ると受圧部7の面積はスプール5の径dによって決定
される。スプール5が第2の位置に向けて移動した時の
一次側ポート1と二次側ポート2の開口面積はスプール
移動ストロークが同一であればスプール5の径dによ
って決定される。つまり、スプール5の外周長さ×小径
部9の一次側ポート1への開口長さが開口面積であるか
ら、スプール移動ストロークが同一で、前述の小径部9
の一次側ポート1への開口長さが同一であればスプール
5の外周長さが長いほど開口面積が大きくなるので、ス
プール5の径dが大きいほど開口面積が大きくなる。
この開口面積が大きいほど二次側ポート2に多量の圧油
が流れる。
【0010】このために、一次側ポート1と二次側ポー
ト2の開口面積を大きくするためにはスプール5の径d
を大きくすることになり、スプール5の径dが大き
くなると受圧部7の面積が大きくなって受圧部7に作用
する二次圧でスプール5を第1の位置に向けて押す力が
大きくなる。
【0011】したがって、図2に示す減圧弁では二次側
ポート2に多量の圧油を流すために一次側ポート1と二
次側ポート2の開口面積を大きくすると、二次圧でスプ
ール5を第1の位置に押す力が大きくなるので、スプー
ル押し手段8の押し力、例えばソレノイド推力、レバー
の操作力を大きくする必要がある。ソレノイド推力を大
きくするにはソレノイドを大型とするので、ソレノイド
が高価となるし、レバーの操作力が大きいと作業者の操
作性が悪い。
【0012】図3に示す減圧弁であれば、スプール5の
大径外周面11と小径外周面12の径の差(d
)で受圧部7の面積が決定されるので、スプール5
の大径外周面11の径dを大きくして一次側ポート1
と二次側ポート2の開口面積を大きくしても、前述の径
の差(d−d)を小さくすることで受圧部7の面積
を小さくできるから、二次圧でスプール5を第1の位置
に向けて押す力が小さく、スプール押し手段8の押し
力、例えばソレノイド推力、レバーの操作力を小さくで
きる。
【0013】しかしながら、図3に示す減圧弁において
スプール5の大径外周面11の径、つまりスプール5の
径を大きくするとスプール5の加工誤差等による大径外
周面11の径dと小径外周面12の径dの寸法のバ
ラツキに対しての受圧部7の面積のバラツキ(誤差)が
大きくなり、スプール押し手段8の押し力が一定であっ
ても二次圧がバラツクから二次圧を精度良く制御できな
い。
【0014】また、図3に示す減圧弁であるとスプール
5の径を大きくするとスプール5が重くなり、スプール
5を第1の位置、第2の位置に移動する時間が長くなっ
て応答性が悪くなる。
【0015】図4に示す減圧弁であれば、軸孔15の径
で受圧部7の面積が決定されるので、一次側ポート
1と二次側ポート2の開口面積を大きくするためにスプ
ール5の径dを大きくしても受圧部7の面積を小さく
してスプール押し手段8の押し力を小さくできる。
【0016】しかしながら、スプール5の軸孔15の径
が小さく、またスプール5の径dが大きいとスプ
ール5が重くなり、スプール5を第1の位置、第2の位
置に移動する時間が長く応答性が悪くなる。
【0017】このように、従来の図2、図3、図4に示
す減圧弁は、一次側ポート1と二次側ポート2の開口面
積を大きくすること、スプール押し手段8の押し力を小
さくすること、スプール5を軽量として応答性が優れて
いること、スプール5の加工誤差があっても二次圧を精
度良く制御できることを満足する減圧弁とすることがで
きない。
【0018】また、図4に示す減圧弁であれば細孔17
を経て二次圧が受圧部7に作用するので、受圧部7に二
次圧がゆっくりと作用するのでピストン5が急激に移動
することがなく、ダンピング可であるが、図2、図3に
示す減圧弁であれば受圧部7に二次圧が直接的に作用す
るのでピストン5が急激に移動してダンピングできな
い。
【0019】そこで、本発明は前述の課題を解決できる
ようにした減圧弁を提供することを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段、作用効果】第1の発明
は、一次側ポート22と二次側ポート23を遮断し二次
側ポート23をタンクポート24に連通する第1の位置
と、一次側ポート22と二次側ポート23を連通し、二
次側ポート23とタンクポート24を遮断する第2の位
置に移動するスプール25、前記スプール25を第1の
位置に押すスプリング37、前記スプール25を第2の
位置に押すスプール押し手段を備え、前記スプール25
は段付きの内周面を有するほぼ筒形状で、そのスプール
25の外周面27に一次側ポート22と二次側ポート2
3を連通する部分を有し、前記スプール25の内周面に
段付きのピストン31を挿入してスプール25の内周面
とピストン31の外周面との間に環状空間32を形成
し、この環状空間32を二次側ポート23に連通してス
プール25の内周面の段差部を二次圧が作用してスプー
ル25を第1の位置に押す受圧部33としたことを特徴
とする減圧弁である。前述のスプール押し手段はソレノ
イド、レバーなどである。
【0021】第1の発明によれば、スプール押し手段の
押し力がスプリング37のスプール押し力よりも小さい
時にはスプール25がスプリング37で図1に示す第1
の位置に押され、一次側ポート22に供給された一次圧
油は行き止りとなり、二次側ポート23の二次圧はタン
ク圧となる。
【0022】スプール押し手段の押し力をスプリング3
7のスプール押し力よりも大きくすると、スプール25
は第2の位置に移動し、一次側ポート22と二次側ポー
ト23が連通し、二次側ポート23とタンクポート24
が遮断するから、一次側ポート22に供給された一次圧
油は減圧されて二次側ポート23に流れ、二次側ポート
23の二次圧が上昇する。この二次圧は環状空間32に
流入し、受圧部33に作用してスプール25を第1の位
置に向けて押すので、二次圧はスプール押し手段の押し
力に見合う圧力となる。これによって、一次圧を減圧し
てスプール押し力に比例した二次圧として出力する減圧
弁となる。
【0023】また、スプール25の外周面27に一次側
ポート22と二次側ポート23を連通する部分を形成し
たので、スプール25の径を大きくすることで一次側ポ
ート22と二次側ポート23の開口面積が大きくなるの
で二次側ポート23に多量の圧油を流すことができる。
これによって大容量の減圧弁となる。
【0024】また、スプール25の内周面の段差部が受
圧部33の面積であるから、スプール25の径dが大
きくとも受圧部33の面積が小さく、二次圧でスプール
25を第1の位置に押す力が小さい。これによりスプー
ル押し手段の押し力を小さくできる減圧弁となる。
【0025】また、スプール25の内周面に径の差をつ
けて受圧部33としたから、外周面に径の差をつけて受
圧部とする場合と比べてスプール25の加工誤差等によ
る径の寸法のバラツキによる受圧部33の面積誤差が小
さい。これによって、スプール25の加工誤差に影響さ
れずに二次圧を精度良く制御できる減圧弁となる。
【0026】また、スプール25は内周面を有するほぼ
筒形状であるから、スプール25の径が大きくともスプ
ール25は軽量であり、スプール25を第1の位置、第
2の位置に移動する時間が短くなる。これによって応答
性が優れた減圧弁となる。
【0027】第2の発明は、第1の発明における環状空
間32を細孔36で二次側ポート23に連通した減圧弁
である。
【0028】第2の発明によれば、受圧部33に二次圧
が細孔36を経て作用するから、受圧部33に二次圧が
ゆっくりと作用するのでスプール25が急激に移動する
ことがなく、ダンピング効果を有する減圧弁となる。
【0029】
【発明の実施の形態】図1に示すように、弁本体20の
スプール嵌挿孔21には一次側ポート22、二次側ポー
ト23、タンクポート24が形成してある。この実施の
形態では方向制御弁の弁ブロックにスプール嵌挿孔21
を形成して弁本体20としてあるが、弁本体20を前述
の弁ブロックと別体としても良い。
【0030】前記スプール嵌挿孔21にはスプール25
が摺動自在に嵌挿してある。このスプール25は軸心に
大径の穴26を有するほぼ筒形状である。前記穴26は
スプール25の軸方向一端面25aに開口してスプール
25の軸方向他端部25bがバネ受けとなっている。な
お、穴26をスプール25の軸方向両端面に開口し、そ
の穴26の軸方向他端寄りにバネ受けを取付けても良
い。
【0031】前記スプール25の外周面27には一次側
ポート22と二次側ポート23を連通・遮断する小径部
28と切欠29が形成してあると共に、スプール25の
外周面27には二次側ポート23とタンクポート24を
連通・遮断する切欠30が形成してある。
【0032】前記スプール25の穴26は小径穴26a
と大径穴26bを有する段付穴であって、スプール25
の内周面は段付き形状である。前記スプール25の穴2
6にはピスストン31が嵌挿してあり、このピストン3
1は小径部31aと大径部31bを有する段付き形状
で、前記スプール25の穴26(スプール25の内周
面)とピストン31との間に環状空間32を形成してい
る。
【0033】前記スプール25の穴26における小径部
26aと大径部26bの段差部26cが環状空間32に
開口して、その段差部26cがスプール25を二次圧で
第1の位置に向けて押す受圧部33としてある。なお、
環状空間32の容積を大きくするためにスプール25の
穴26とピストン31に環状凹部34,35が相対向し
て形成してある。前記環状空間32はスプール25に形
成した細孔36で二次側ポート23に連通している。
【0034】前記スプール25の軸方向他端部25bと
ピストン31との間にスプリング37が設けてあり、こ
のスプリング37でピストン31が第1の位置に向けて
押され、その反力でピストン31がスプール嵌挿孔21
の底面21aに押しつけてある。
【0035】前記弁本体20にはスプール25を第2の
位置に向けて押すスプール押し手段、例えばソレノイド
38が設けてある。このソレノイド38はコイルに通電
することで杆体38aを押すもので、その杆体38aの
押し力(ソレノイド推力)はコイル通電量に比例する。
【0036】次に作動を説明する。ソレノイド推力がス
プリング37のスプール押し力よりも小さい時、例えば
ソレノイド推力がゼロの時にはスプール25がスプリン
グ37で図1に示す第1の位置に押される。スプール2
5が第1の位置の時には一次側ポート22と二次側ポー
ト23が遮断し、二次側ポート23がタンクポート24
に連通する。
【0037】これにより、一次側ポート22に供給され
た一次圧油、例えば油圧源の圧油は行き止りとなり、二
次側ポート23の二次圧はタンク圧となる。
【0038】ソレノイド38に通電してソレノイド推力
をスプリング37のスプール押し力よりも大きくする
と、スプール25は第2の位置に移動する。スプール2
5が第2の位置であると一次側ポート22と二次側ポー
ト23が連通し、二次側ポート23とタンクポート24
が遮断する。
【0039】これにより、一次側ポート22に供給され
た一次圧油は減圧されて二次側ポート23に流れ、二次
側ポート23の二次圧が上昇する。この二次圧は細孔3
6を経て環状空間32に流入し、受圧部33に作用して
スプール25を第1の位置に向けて押すので、二次圧は
ソレノイド推力に見合う圧力となる。
【0040】また、スプール25の外周面27に、小径
部28と切欠29(つまり、一次側ポート22と二次側
ポート23を連通する部分)を形成したので、スプール
25の径dを大きくすることで一次側ポート22と二
次側ポート23の開口面積が大きくなるので二次側ポー
ト23に多量の圧油を流す大容量の減圧弁となる。
【0041】また、スプール25の内周面の径の差(小
径穴26aの径dと大径穴26bの径dの差)が受
圧部33の面積であるから、スプール25の径dが大
きくとも受圧部33の面積が小さく、二次圧でスプール
25を第1の位置に押す力が小さい。これによりスプー
ル押し手段の押し力、例えばソレノイド推力を小さくで
き、ソレノイド38を小型化できる。
【0042】また、スプール25の内周面に径の差をつ
けて受圧部33としたから、外周面に径の差をつけて受
圧部とする場合と比べてスプール25の加工誤差等によ
る径d,dの寸法のバラツキによる受圧部33の面
積誤差が小さく、二次圧を精度良く制御できる。
【0043】また、スプール25は穴26を有するほぼ
筒形状であるから、スプール25の径dが大きくとも
スプール25は軽量であり、スプール25を第1の位
置、第2の位置に移動する時間が短く応答性が優れたも
のとなる。
【0044】また、受圧部33に二次圧が細孔36を経
て作用するから、受圧部33に二次圧がゆっくりと作用
するのでスプール25が急激に移動することがなくダン
ピング効果を有する。
【0045】前記スプール押し手段としてはレバーでも
良く、レバーとした場合にはレバー操作力を軽減でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す減圧弁の断面図であ
る。
【図2】従来の減圧弁の断面図である。
【図3】従来の減圧弁の断面図である。
【図4】従来の減圧弁の断面図である。
【符号の説明】
1…一次側ポート 2…二次側ポート 3…タンクポート 4…弁本体 5…スプール 6…スプリング 7…受圧部 8…スプール押し手段 11…大径外周面 12…小径外周面 16…ピストン 17…細孔 20…弁本体 21…スプール孔 22…一次側ポート 23…二次側ポート 24…タンクポート 25…スプール 26…穴 26c…段差部 27…外周面 28…小径部 29…切欠 31…ピストン 32…環状室 33…受圧部 36…細孔 38…ソレノイド

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一次側ポート(22)と二次側ポート
    (23)を遮断し二次側ポート(23)をタンクポート
    (24)に連通する第1の位置と、一次側ポート(2
    2)と二次側ポート(23)を連通し、二次側ポート
    (23)とタンクポート(24)を遮断する第2の位置
    に移動するスプール(25)、 前記スプール(25)を第1の位置に押すスプリング
    (37)、 前記スプール(25)を第2の位置に押すスプール押し
    手段を備え、 前記スプール(25)は段付きの内周面を有するほぼ筒
    形状で、そのスプール(25)の外周面(27)に一次
    側ポート(22)と二次側ポート(23)を連通する部
    分を有し、 前記スプール(25)の内周面に段付きのピストン(3
    1)を挿入してスプール(25)の内周面とピストン
    (31)の外周面との間に環状空間(32)を形成し、
    この環状空間(32)を二次側ポート(23)に連通し
    てスプール(25)の内周面の段差部を二次圧が作用し
    てスプール(25)を第1の位置に押す受圧部(33)
    としたことを特徴とする減圧弁。
  2. 【請求項2】 前記環状空間(32)を細孔(36)で
    二次側ポート(23)に連通した請求項1記載の減圧
    弁。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100334362C (zh) * 2005-09-20 2007-08-29 杭州和利时自动化有限公司 一种新型的超速保护滑阀
US8955533B2 (en) 2013-06-07 2015-02-17 Sonnax Industries, Inc. Multiple pressure ratio valve assembly
US9447871B2 (en) 2013-11-20 2016-09-20 Sonnax Industries, Inc. Multiple-ratio boost valve

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US8955533B2 (en) 2013-06-07 2015-02-17 Sonnax Industries, Inc. Multiple pressure ratio valve assembly
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