JPS59190582A - 油圧制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は油圧制御弁、詳しくはピストン形式の弁体を備
え、主としてリリーフ弁として用１．Ｎる油圧制御弁に
関する。

従来、ピストン形式の油圧制御弁は、半径方向の力のバ
ランスがとり易い利点を有する反面騒音が大きい問題が
あることが知られ、この騒音対策として、例えば実開昭
５６−１３１０７６号公報Ｚ示され、また、第３図に示
したごとく弁体（１）とシート（２）との間に形成され
る制御部（６）の下流側で、前記弁体（１）を案内する
スリーブ（４）の前端面（４ｍ）に、前記制御部（６）
から流出する圧油を衝突させる衝突面を形成しこの衝突
面に圧油を衝突させることによりキャビテーションを抑
制して低騒音化を図るごと（したものが提案されている
。

所が、この従来例によると、前記制御部（６）から流出
する圧油を、前記前端面（４ｍ）に衝突させて低騒音化
を図るものであるため、換言すると前記圧油を前記前端
面（４ｍ）に誘導させるため、前記弁体（１）の先端部
に、その先端面が全開位置においても、シート部より上
流側に突出する円錐状の突出部（１ａ）を設けると共に
、この突出部（１ａ）の弁体中心線に対する角度即ち半
頂角（θ）を小さく（約２０°程度）しているので、流
出角φが小さくなって、軸推力が大きくなり、その結果
オーバライド特性が悪くなる問題があるのである。

この点について更に説明すると、一般に以上の如く構成
する油圧制御弁においては、前記制御部（ろ）の流出後
の圧油噴流により、前記弁体（１）を閉じる方向に作用
する軸推力（フローフォース）（Ｆ）が生ずるのであり
、この軸推力（Ｆ）は、 Ｆ−ρＱｕｃｏｓφ　…（１） −Ｊ１１　・・・■ ρ （但し、ρは油の密度、Ｑは制御部（６）を通る流量、
φは圧油の流出角、△Ｐは制御部における前後の差圧で
、＋、ｇ４：ｉ絞りを通る平均流速である。】であって
、ポペット弁形式の場合は、弁体の半頂角（θ）と流出
角φとは等しいと考えられているから、流出角φが小さ
ければ小さい程軸推力（Ｆ）が大きくなることが知られ
ている。

従って、第３図に示した従来例の場合、前記制御部（３
）を流出する圧油を前記前端面（４−）に導くため、前
記弁体（１）に突出部（１為）を設けると共に、この突
出部（１ａ）の半頂角（θ）を前記したごとく小さくし
ている（約２０’程度）のであるから、前記軸推力（Ｆ
）は大きくなっている。

この上、前記従来例における前記突出部（１ｍ）は、そ
の先端面が、弁体（１）の全開位置においてもシート部
の上流側に位置するごとく構成しているから、弁体（１
）の移動量（リフト量）に対する前記制御部（６）の開
口面積（制御面積）の増加率が小さくなっている。

即ち、前記開口面積（Ａ）は、 Ａ−πｄ丘ｓｉｎθ　・・・（９ （但しｄはシート部の直径、ｈは移動量、θは半頂角で
ある。） で表わされるのであるから、前記半頂角（θ）が小さい
と、移動ｆｔ（”）の増加に対する開口面積（Ａ）の増
加率が小さくなるのである。

以上のごとく、前記した従来例によると、軸推力ＣＦ）
が大きく、かつ、弁体（１）の移動量（ｈ）に対する開
口面積（Ａ）の増加率が小さいから、オーバーライド特
性が悪（なるのであり、オーバーライド特性を犠牲にし
て騒音の低下を行なうものである。しかも、前記オーバ
ーライド特性の問題を解決するためには、制御部（６）
におけるシート径を大きくする必要があって大形となる
問題があり、結局前記油圧制御弁における問題点の根本
的な解決は未だ行なわれていないのである。

本発明の目的は、ピストン形式の特徴を生かしながら、
その制御部を流出する圧油を半径方向外方に誘導して流
出通路の内周面に衝突させると共に、前記内周面に圧油
を誘導する傾斜面に弁体のシート部を形成することによ
り、騒音の低下と同時にオーバーライド特性の向上も図
り得るようにしたのである。

本発明は、ハウジングに設ける弁座に、前記弁体の離間
時、該弁体と弁座との間に構成する制御部から流出する
圧油を、前記制御部の半径方向外方に案内する傾斜面を
設け、この傾斜面の途中に前記弁体のシート部を形成し
、更に前記傾斜面の半径方向外方に、前記弁体の移動方
向に延び前記傾斜面に案内される圧油を衝突させる衝突
面を形成したことにより騒音を低下できながら、前記弁
体に作用する軸推力を小さくすると共に、前記傾斜面の
傾斜角及び弁体の半頂角を大きくして、該傾斜面にシー
ト部を形成することにより、弁体の移動量（リフト量）
に対する制御部の開口面積（制御面積）の増加率を大き
くシ、オーバーライド特性の向上も同時に行なえるよう
にしたのである。

次に本発明の実施例を第１図及び第２図に基づいて説明
する。

第１図に示したものは、弁本体（１ｏ）にバイロット弁
（５０）を併設したもので、前記弁本体（１０）には、
圧油の入口ポート（１１）と出口ポー）（１２）及び弁
孔（１６）を設け、前記パイロット弁（５０）とは連通
路（１３）、（１４）、（１５）を介して連通しており
、また、前記弁孔（１６）には、弁座（２１）をもつ第
１ブツシング（２２）と第２ブツシング（２６）とから
成り、これらブッシング（２２）、（２３）の重合で環
状の流出通路（２４）を形成するハウジング（２０）を
嵌合している。

そして、このハウジング（２０）には、ピストン形式の
弁体（３０）を内装し、その先端部をスプリング（４０
）により前記入口ボート（１１）側の油圧に抗して、前
記弁ｆｆ１（２１）に弾接させ、設定値以上の油圧で離
間するごとく成している。

また、前記パイロット弁（５０）は、その弁室（５１）
にポペット形式のパイロット弁体（５２）を設けて、調
圧ねじ（５６）によりばね力を調節可能としたスプリン
グ（５４）で、パイロットシー）（５５）に弾圧してお
り、前記弁室（５１）を前記出口ポー）（１，２）に前
記連通路（１３）を介して、また制御室（５６）を、前
記ハウジング（２０）における弁体（３０）背部のスプ
リング室（２５）に前記連通路（１４）を介して連通ず
ると共に、前記入口ボート（１１）に固定絞り（１７）
をもった前記連通路（１５）を介して連通して、前記弁
体（３０）背部のスプリング室（２５）内の圧力を設定
正に保持している。

しかして、前記ハウジング（２０）における前記弁座（
２１）には、前記弁体（６０）の離間時、該弁体（３０
）と前記弁座（２１）との間に形成される制御部（０）
から流出する圧油の流出角（φ）を、前記弁体（３０）
に作用する軸推力ＣＦ）が理論的に最小となる流出角に
近づけ、かつ、前記圧油を前記制御部（０）の半径方向
外方に案内する傾斜面（２１−）を設け、この傾斜面（
２１−）の途中に前記弁体（５０）のシート部（２６）
を形成するのである。

そして、前記傾斜面（２１−）の半径方向外７）を形成
するのである。

前記傾斜面（２１−）の傾斜角（ｉ）及び前記弁体（６
０）の半頂角（θ）は、前記制御部（Ｏ）を通る圧油の
流出角（φ）を大きくし、軸推力（Ｆ）を小さくすると
共に、前記圧油を前記衝突面（２７）と案内できるよう
に設定するもので主としてｄとθとは４ｏ０〜８０’の
範囲で設定するのであるが、多くは５．００〜７００の
範囲とし、好ましくはｃｌ−６０００−６２°とするの
である。従って、前記弁座（２１）に以上の如き傾斜面
（２１ａ）を設けると共に、この傾斜面（２１ａ）の途
中にシート部（２６）を形成することにより、軸推力を
小さくできながら、前記弁体（６０）の移動量（リフト
量）に対する前記制御部（０）の開口面積（Ａ）の増加
率を大きくできるから、それだけ圧力オーバライドを小
さくできるのである。

又、前記衝突面（２７）は、前記第１ブツシング（２２
）に、前記傾斜面（２１−）と連続して形成するのであ
って、前記傾斜面（２１−）で案内される圧油の噴流は
、前記衝突面（２７）で先ず衝突し、騒音の原因となる
キャビテーションが抑制されることになる。

尚、第１．２図に示したものは、前記衝突面（２７）を
、前記流出通路（２４）を形成する前記第１ブツシング
（２２）の内周面より、半径方向内方、詳しくは前記第
２ブツシング（２３）の外周面より内方に段状に形成し
ている。斯くすることにより前記衝突面（２７）で衝突
した圧油を前記第２ブツシング（２３）の前端面と二次
的に衝突させられることになるし、また、この場合、前
記第２ブツシング（２６）の前端面に二次衝突した圧油
は、流出通路（２４）の内周面で更に衝突して前記流出
通路（２４）から流出ポート（１２）へ流出することに
なるので、更に騒音の低下が可能になる。

又、前記流出通路（２４）には、前記出口ポー）（１２
）に連通ずるまでの過程において、その断面積を絞り、
固定絞り部（２４−）を形成したり、また、前記弁体（
６ｏ）の中間部外局番こ環状！（３０−）を設け、前記
第２ブツシング（２６）に、この環状溝（３０りと連通
ずる複数の貫通孔（２３，）・・・を設けると共に、前
記第２ブツシング（２６）と第１ブツシング（２２）と
に前記出口ポート（１２）と連通し、前記弁体（６０）
の移動により開度が変化する開口部（２２ａ）・（２３
ｂ　）を設けて可変絞り部（２４ｂ）を形成すること番
こより、騒音の低下をより効果的に行なえるのである。

更に、第１図に示した実施例は第２図に拡大して示した
ごとく前記弁体（６ｏ）の先端部に截頭円錐状の突出部
（３０ｂ）を突出している。

この突出部（３０ｂ）は、制御部（０）を通る圧油を前
記衝突面（２７）により確実に誘導さより大きくシ、（
例えば６２？）前記突出部（３０ｂ）を突出する前記弁
体（３ｏ）の肩部を前記シート部（２６）に接触するご
とく成すのであるまた、第１，２図に示した実施例は、
前記弁体（６０）における前記シート部（２６）への接
触部下流側に、前記制御部（０）を流出した後の圧油流
れで生ずる軸推力に対向する受圧面（３０Ｃ）を設けて
いる。

この受圧面（３０Ｃ）は、前記接触部における受圧面積
に対して所定の面積比（例えば４％程度）に設定するも
ので、前記制御部（０）が開いた後、前記受圧面（３０
Ｃ）に作用する力が前記軸推力（Ｆ）に対抗し、該軸推
力（Ｆ）を低減させることになり、より一層圧カオーバ
ライドを小さくできるのである。

尚、前記受圧面（３０Ｃ）には、前記制御部（０）を流
出した圧油の１部が衝突することになるので、キャビテ
ーションの抑制にも寄与するのである。

以上の構成において、先ず前記弁座（２１）に前記傾斜
面Ｃ２１−）を設け、この傾斜面（２１−）の角度（沈
）及び弁体（３ｏ）の半頂角（θ）を大きくしたから、
前記制御部（０）を通る圧油の流出角（φ）を大きくで
き、前記した（１）式から明らかな通り前記弁体（６ｏ
）を閉じる方向に作用する軸推力（Ｆ）を小さくできる
のである。

従って、それだけ圧力オーバライドが小さくなり、弁体
（３０）の制御が容易となるのであるその上、前記傾斜
面（２１−）に弁体（３０）のシート部（２６）を形成
したから、最小限度の受圧面積（シート径）でもって前
記弁体（３０）の移動量（リフト量）に対する前記制御
部（０）の開口面積の増加率を太き（でき、前記軸推力
の減少とともに一層圧力オーバーライドを小さくできる
のである。因みに２００　ｌ／ｉを流す場合第３図に示
した従来例においては弁体のシート径が２４゜５５ｆｆ
であったのに対し、本発明によＮｆ１８．６ｆｆにする
ことができた。

しかも、前記傾斜面（２１−）の半径方向外方には、前
記弁体（３０）の移動方向に延びる衝突面（２７）を形
成し、前記傾斜面（２１−）により案内される圧油を先
ず衝突させるようにしたから、弁体（６０）の移動量如
何に拘わらず必らず衝突させられると共に高圧制御であ
っても、即ち、前記制御部（０）の後方での圧力ドロッ
プが大きくなる条件下での使用でも、その圧力ドロップ
を確実に少な（でき、キャビテーションの抑制を効果的
に行なえるのである。

尚、前記圧力ドロップの抑制により制御部（０）におけ
る圧力差（△Ｐ）を小さくできるのであるから、前記し
た（１）（２）式により明らかな通り軸推力（Ｆ）の減
少効果も有するのである従って、以上の総合により、オ
ーバーライド特性を向上できながら、騒音を低下できる
のである。

又、図面に示した実施例では、更に、前記弁体（６０）
に設ける受圧面（３０ｅ）で、より軸推力を小さくして
オーバーライド特性を向上できると共に、前記衝突面（
２７）を第２ブツシング（２６）の外径より半径方向内
方に設けて前記衝突面（２７）で衝突した圧油を更に前
記第２ブツシング（２６）の前端面に衝突させ、かつ、
前記流出通路（２４）を形成する＠１ブッシング（２２
）の内周面にも衝突させ、しかも前記流出通路（２４）
に固定絞り部（２４ｍ）と可変絞り部（２４ｂ）との二
つの絞り部（２４−）、（２４ｂ）を設けて圧油の噴流
を減速しているから、騒音の低下を一層確実にできるの
であ゛る。

尚、以上説明した実施例は、ハウジング（２０）を第１
及び第２ブツシング（２２）　、　（２３）により形成
したが、一体に形成してもよい。

以上の如く本発明は、ハウジングに設ける弁座に前記弁
体の離間時、該弁体と弁座との間に構成する制御部から
流出する圧油を、前記制御部の半径方向外方に案内する
傾斜面を設け、この傾斜面の途中に前記弁体のシート部
を形成し、更に前記傾斜面の半径方向外方に、前記弁体
の移動方向に延び前記傾斜面に案内される圧油を衝突さ
せる衝突面を形成したことを特徴とするものであるから
、弁体に作用する軸推力を小さくできると共に最小限度
の受圧面積（シート径）でもって弁体の移動量に対する
制御部の開口面積の増加率を大きくできるので、オーバ
ーライド特性を向上できながら、しかも前記傾斜面で案
内する圧油は、弁体の移動量如何に拘わらず、前記制御
部の半径方向外方に設ける衝突面に衝突させられると共
に、この衝突によりキャビテーションの抑制を効果的に
行なえ、騒音の低下を確実に行なえるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す縦断面図、第２図は、第
１図に示した実施例の要部の拡大断面図、第３図は従来
例を示す縦断面図である。 （１１）・・・入口ポート （１２）・・・出口ポート （２０）・・−ハウジング （２１）・・・弁座 （２１−）・・・傾斜面、 （２４）・・・流出通路 （２６）・・・シート部 （２７）・・・衝突面 （６０）・・・弁体 （３０ｃ）・・・受圧面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）弁座をもつハウジングに、入口ポート側の油圧に
   抗して前記弁座に弾接し、設定値以上で離間するピスト
   ン形式の弁体を内装すると共に、前記ハウジングに、前
   記弁体の離間で、入口ボートからの圧油を低圧側へ流出
   する環状の流出通路を形成する一方、前記弁座に、前記
   弁体の離間時、該弁体と弁座との間に構成する制御部か
   ら流出する圧油を、前記制御部の半径方向外方に案内す
   る傾斜面を設け、この傾斜面の途中に前記弁体のシート
   部を形成し、更に前記傾斜面の半径方向外方に、前記弁
   体の移動方向に延び前記傾斜面に案内される圧油を衝突
   さぜる衝突面を形成したことを特徴とする油圧制御弁。 ■　弁体の、弁座シート部への接触部下流側に、制御部
   流出後の圧油流れで生ずる軸推力に対向する受圧面を設
   けた特許請求の範囲第１項記載の油圧制御弁。