JPS61208111A - 減圧弁 - 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、主弁とパイロット弁とからなる減圧弁に関
する。

〈従来の技術〉 従来、この種の減圧弁としては、第９図に示すような２
ボートバランスドピストン形のものが知られている。（
油空圧便覧、４４２頁、日本油空圧協会編昭和５０年４
月２０日発行）この減圧弁は主弁（１）の主スプール（
２）の作動によって１次通路（３）と２次通路（４）と
の間の可変オリフィス（５）の開度を調整するようにな
っている。すなわち、２次通路（４）の圧力がパイロッ
ト弁（１５）の設定圧に達し、このパイロット弁（１５
）の開弁によって発生するパイロット流れは、２次通路
（４）から順次パイロット通路（７）、主スプール（２
）の一端側のパイロット室（６）、主スプール（２）に
設けたベント用絞り（１４）、主スプール（２）の他端
側のバネ室（１１）を通って、ポペット弁体（１６）を
有するパイロット弁（１５）に流れる。そして、パイロ
ット流量によって定まるベント用絞り（１４）の上流側
と下流側の圧力差、つまり、パイロット室（６）の圧力
と、バネ（１２）を縮装したバネ室（１１）の圧力との
差圧によって、主スプール（２）を動作させて、可変オ
リフィス（５）の開度を調整し、上記２次通路（４）の
圧力をパイロット弁（１５）の設定圧に対応した圧力に
減圧制御するようにしている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記従来の減圧弁では、主スプール（２
）を動作させるパイロット圧力を２次通路（４）側から
導いているため、最低制御圧力が高くなるという問題が
ある。すなわち、仮にパイロット弁（１５）のバネ（１
７）を無負荷とし、ポペット弁体（１６）を全開にした
としても、主スプール（２）を押圧するバネ（１２）の
バネ力に打ち勝つために、２次通路（４）の圧力として
、一般的に１．５〜２　ｋｇ７ｃｍ”の圧力が必要であ
るため、２次通路（４）の最低制御圧力がどうしても１
．５〜２　ｋｇ／ｃｍ２以上となり、２次圧力を略零圧
から制御することができないという問題がある。

また、従来の減圧弁においては、２次通路（４）からパ
イロット弁（１５）への主スプール（２）のベント用絞
り（１４）を通るパイロット流れ（ベント流れ）によっ
て、主スプール（２）を動作させるパイロット圧力を得
ているため、１次通路（３）と２次通路（４）との間を
完全に閉鎖することができないという問題がある。すな
わち、主スプール（２）を作動さすには、ベント流れが
必要であり、可変オリフィス（５）を完全に閉鎖するこ
とができないのである。

そこで、この発明の主たる目的は、２次圧力を完全な低
圧（略零圧）から略１次圧に等しくなるまで、全域にわ
たって圧力制御でき、それによって、２次通路につなが
れたアクチュエータを低圧からソフトに起動でき、しか
も１次圧に略等しい高圧でも作動できるようにすること
である。

また、この発明の他の目的は、２次通路からのパイロッ
ト圧力を得る通路と、主スプールを動作させるパイロッ
ト流れを得る通路を分離することにより、２次通路を完
全に閉鎖することを可能にすることにある。

く問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明の減圧弁は、第１．
５図に例示するように、主弁（３２）の主スプール（３
６）を作動させる圧力を１次通路（３７）からパイロッ
ト弁（３３）を介して導き、一方、パイロット弁（３３
）を作動させるパイロット圧力を主弁（３２）のバネ室
（４３）からではなくて２次通路（３８）から直接導い
たことを特徴とする。すなわち、主弁（３２）に対する
パイロット圧力を得るパイロット通路（４８）と、パイ
ロット弁（３３）に対するパイロット圧力を得るパイロ
ット通路（５８）とを完全に分離し、かつ、上記主弁（
３２）に対するパイロット圧力をパイロット通路（４８
）によって、１次通路（３７）側から得る一方、パイロ
ット弁（３３）に対するパイロット圧力をパイロット通
路（５８）によって２次通路（３８）側から得るように
したものである。より詳しくは、この減圧弁は、主スプ
ール（３６）の一端側に抑圧手段（４５）を設け、上記
主スプール（３６）の他端側のパイロット室（４６）に
パイロット圧を導いて、このパイロット圧と上記押圧手
段（４５）の押圧力とを対抗させて、上記主スプール（
３６）を動作させることにより、１次通路（３７）と２
次通路（３８）との間の可変オリフィス（４１）の開度
を調整し、上記２次通路（３８）の圧力を減圧制御する
ノーマルオーブン形の主弁（３２）と、上記主スプール
（３６）の他端側のパイロット室（４６）を、上記１次
通路（３７）とタンク（８５）とに切換接続する弁体（
５２）の一端側のパイロット室（５７）に上記２次通路
（３８）の圧力を導くパイロット通路（５８）を設け、
この弁体（５２）の他端側に押圧手段（５６，５６°）
を設けて、上記パイロット室（５７）の圧力と上記押圧
手段（５６，５６°）の押圧力との対抗により上記弁体
（５２）を動作させて、上記主スプール（３６）の他端
側のパイロット室（４６）を上記１次通路（３７）とタ
ンク（８５）とに切換接続するパイロット弁（３３）と
から成る点を特徴としている。

く作用〉 上記構成により、２次圧を略零圧に調整すべくパイロッ
ト弁（３３）の押圧手段（５６）自体の押圧力（第１図
参照）、または押圧手段（５６’　）に対抗するたとえ
ば電磁比例ソレノイド等の付勢手段（９６）　（第５図
参照）の付勢力を調整すると、第１図に示すような２次
通路（３８）の圧力と抑圧手段（５６）の押圧力との釣
り合い、あるいは第５図に示すような２次通路（３８）
の圧力と電磁比例ソレノイド（９６）の付勢力との和に
対する押圧手段（５６°）の釣り合いによるパイロット
弁（３３）の弁体の作動により、１次通路（３７）の圧
力がパイロット通路（４８）を介して主弁（３２）のパ
イロット室（４６）に導かれるため、抑圧手段によって
２次通路（３８）の圧力が極く零圧に近い状態に制御さ
れたときでも、主弁（３２）の主スプール（３６）が作
動させられて、１次側と２次側との間は閉鎖状態に保た
れる。したがって、２次通路（３８）の圧力は極く低圧
（略零圧）に制御される。また、パイロット弁（３３）
の抑圧手段（５６）の押圧力を強め、あるいは上記付勢
手段（９６）の付勢力を弱めることによって、パイロッ
ト弁（３３）の作動により、主弁（３２）のパイロット
室（４６）に導く圧力を制御して、主スプール（３６）
を作動させ、最も高くした状態で、２次通路（３８）の
制御圧力を１次通路（３７）の圧力に略等しく制御でき
る。また、パイロット弁（３３）は２次通路（３８）か
らパイロット圧を取り出しているが、２次通路（３８）
からはベント流れは形成していないので、可変オリフィ
ス（４１）の完全閉鎖が可能である。

〈実施例〉 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図に示すように、この減圧弁（３１）はノーマルオ
ープン形の主弁（３２）とパイロット弁（３３）からな
る。上記主弁（３２）は本体（３５）内に主スプール（
３６）を摺動自在に嵌合し、この主スプール（３６）の
作動により、２次ボート（Ｂ）を１次ボート（Ａ）また
はタンクボート（Ｔ）に切換接続し、１次ポート（Ａ）
に接続される１次通路（３７）と２次ボート（Ｂ）に接
続される２次通路（３８）との間の可変オリフィス（４
１）を開閉制御するようになっている。上記主スプール
（３６）の一端側のバネ室（４３）には押圧手段として
のバネ（４５）を縮装し、他方、上記主スプール（３６
）の他端側のパイロット室（４６）には１次通路（３７
）の圧力をパイロット通路（４８）によって導くように
している。上記主スプール（３６）のパイロット室（４
６）側の端部には小径のストッパ（４９）を設けている
。

一方、上記パイロット弁（３３）はノーマルオープン形
で、本体（５１）内にスプール形式の弁体（５２）を摺
動自在に設け、この弁体（５２）の一端側に押圧手段の
一例としての電磁比例ソレノイド（５６）を設けている
。この電磁比例ソレノイド（５６）は、弁体（５２）の
一端側のプランジャ室（５５）内のプランジャ（７２）
とコイル（７３）からなる。上記コイル（７３）はスト
ロークに関係なく通電された電流値に略比例した吸引力
を生じて、プランジャ（７２）は電流値に比例した力で
弁体（５２）を押圧するようになっている。

上記弁体（５２）の他端側のパイロット室（５７）には
静止位置を定めるための弱いバネ（５９）を装着し、さ
らにパイロット通路（５８）を介して２次通路（３８）
の圧力を導いている。したがって、上記パイロット弁（
３３）の弁体（５２）は２次通路（３８）の圧力と電磁
比例ソレノイド（５６）の押圧力との釣り合いにより往
復作動するようになっている。上記パイロット弁（３３
）は弁体（５２）の往復作動により、圧力制御部（５３
）によって、主弁（３２）のパイロット室（４６）側の
ボート（Ｉ２）を１次通路（３７）側のボート（肩）ま
たはタンク（８５）に通じるボート（ｎ）に切換接続し
て、上記パイロット室（４６）の圧力を制御するように
なっている。上記ボート（ｎ）とタンク（８５）とを接
続するライン（８２）には絞り（８１）を設けて、主弁
（３２）のパイロット室（４６）の圧力制御に安定性を
持たせている。

また、上記主弁（３２）の２次通路（３８）には油圧シ
リンダ（６５）を接続している。上記主弁（３２）のタ
ンクボート（Ｔ）にはライン（８６）を介してタンク（
８５）を接続している。上記主弁（３２）のバネ室（４
３）にはドレンライン（８４）を介してタンク（８５）
を接続し、またパイロット弁（３３）のプランジャ室（
５５）にはドレンライン（８３）を介してタンク（８５
）を接続している。上記主弁（３２）の１次通路（３７
）には圧力源（７７）を接続している。

上記構成において、電磁比例ソレノイド（５６）のコイ
ル（７３）に通電する電流値（ｉ）を零とすると、パイ
ロシト弁（３３）のパイロット室（５７）に弱いバネが
装着されているため、弁体（５２）は完全に上動する。

このため、ボートＣ（１）とボート（Ｒ′）が連通して
、パイロット通路（４８）が開放して、主弁（３２）の
パイロット室（４６）に１次通路（３７）の圧力が導か
れる。

そのため、主弁（３２）の主スプール（３６）はパイロ
ット室（４６）に導かれた１次通路（３７）の圧力によ
りバネ（４５）を押圧しながら第１図中左方に移動して
、可変オリフィス（４１）を閉鎖し、２次通路（３８）
の圧力を略零圧に制御する。

このように、この減圧弁（３１）は主弁（３２）の主ス
プール（３６）を作動させるパイロット圧を１次通路（
３７）側から導いているので、２次通路（３８）の圧力
が零圧に近い極く低圧に制御している状態であっても主
スプール（３６）を作動させて減圧制御することができ
、２次通路（３８）の圧力を極く零圧に近い状態から制
御することができる。このように２次通路（３８）の圧
力を零圧に近い極く低圧に制御できるので、油圧シリン
ダ（６５）を極めてソフトにショックレスに起動するこ
とができる。

一方、パイロット弁（３３）の電磁比例ソレノイド（５
６）に通電する電流値を大きくすると、この電磁比例ソ
レノイド（５６）のプランジャ（７２）の押圧力と２次
通路（３８）側の圧力が導かれるパイロット室（５７）
の圧力との釣り合いにより、パイロット弁（３３）の弁
体（５２）が動作して圧力制御部（５３）でボート（Ｑ
）をボート（ｆｆ）またはボート（ｎ）に切換接続して
、主スプール（３６）を往復作動させて、可変オリフィ
ス（４１）の開度を制御することにより、２次通路（３
８）の圧力をパイロット弁（３３）の電磁比例ソレノイ
ド（５６）に通電した電流値に応じた圧力に制御する。

このように電流値を大きくすることによって、２次通路
（３８）の圧力を１次通路（３７）の圧力に略等しい圧
力にまで制御することができる。このように、この減圧
弁は零圧に近い極く低圧から１次通路（３７）の圧力に
略等しい圧力までの広い範囲にわたって２次通路（３８
）の圧力を制御できるのである。

第２図は通電する電流値（ｉ）を増大するにつれて、２
次通路（３８）の２次圧力（Ｐ、）が増大し、１次通路
（３７）の１次圧力（Ｐｌ）と同じ状態になって飽和す
ることを示す線図である。また、第３図はパイロット弁
（３３）の弁体（５２）と本体（５１）とのラップ量に
よって変化する内部漏れおよび主弁の内部漏れの和が電
流値（ｉ）によって変化する有様を示す図である。また
、第４図は２次通路（３８）の２次圧力（Ｐ、）を一定
圧力（Ｐｄ）に制御しようとした状態で、１次通路（３
７）の圧力（Ｐυを徐々に増大していった場合に、１次
通路（３７）の１次圧力（Ｐ、）が設定圧力（Ｐｄ）に
なるまで、１次圧力（Ｐυと２次圧力（Ｐ、）が同じ圧
力になるが、１次通路（３７）の１次圧力（Ｐ、）が設
定圧力（Ｐｄ）になるとパイロット弁（３３）と主弁（
３２）との作動により、２次圧力（Ｐ２）が設定圧力（
Ｐｄ）に制御されることを示す線図である。

また、この減圧弁（３１）は主弁（３２）の主スプール
（３６）を動作させるためのパイロット圧力をパイロッ
ト通路（４８）によって１次通路（３７）から導き、パ
イロット弁（３３）を動作させるためのパイロット圧力
をパイロット室（３７）に２次通路（３８）からパイロ
ット通路（５８）によって導き、従来の如き主弁のバネ
室を経由するベント流れを形成しないので、主弁（３２
）の主スプール（３６）が可変オリフィス（４１）を閉
鎖した状態では２次通路（３８）を完全に閉鎖すること
ができる。すなわち、この減圧弁（３１）ではパイロッ
ト流れが略零となるのである。

また、主弁（３２）のバネ室（４３）はドレンライン（
８４）によってタンク（８５）に接続し、またパイロッ
ト弁（３３）のプランジャ室（５５）はドレンライン（
８３）によってタンク（８５）に接続しているので、主
弁（３２）およびパイロット弁（３３）は共に確実に作
動し、誤作動することがない。

第５図は他の実施例を示し、第１図に示す実施例が電磁
比例ソレノイド（５６）に通電する電流値（ｆ）を大き
くして、押圧力を大きくすれば、制御２次圧力（Ｐ、）
が増大する順方向特性であるのに対して、電磁比例ソレ
ノイド（９６）に通電する電流値（ｉ）を増大すれば、
制御２次圧力（Ｐ、）が低下する逆方向特性を持つもの
である。この第５図に示す減圧弁（３１）のパイロット
弁（３３）は通電していないノーマル時に、ボート（ｇ
）とボート（ｎ）を連通させて、主弁（３２）のパイロ
ット室（４６）をタンク（８５）に連通させている。そ
して、パイロット弁（３３）の弁体（５２）の一端側の
バネ室（５５）に抑圧手段としての強いバネ力を有する
バネ（５６°）を縮装する一方、パイロット室（５７）
に電磁比例ソレノイド（９６）のプランジャ（７２）を
配置して、プランジャ（７２）の押圧力を強めることに
よって、バネ（５６’　）を見かけ上弱めて、制御２次
圧力（Ｐ２）を低下させるようにしている。他は第１図
に示す実施例と同じなので、第１図と同一構成部は同一
符号を付して説明を省略する。

第６図は、最初は、２次通路（３７）の２次圧力（ｐｔ
＞が１次通路（３７）の１次圧力（Ｐ、）と同じ状態に
なって飽和しているが、通電する電流値（ｉ）を増大す
るにつれて、２次通路（３８）の２次圧力（Ｐ、）が低
下することを示す線図である。また、第７図はパイロッ
ト弁（３３）の弁体（５２）と本体（５Ｉ）とのラップ
量によって変化する内部漏れおよび主弁の内部漏れの和
か電流値（ｉ）によって変化する何様を示す図である。

また、第８図は２次通路（３８）の２次圧力（Ｐ２）を
一定圧力（Ｐｄ）に制御しようした状態で、１次通路（
３７）の圧力（Ｐ　、）を徐々に増大していった場合に
、１次通路（３７）の１次圧力（Ｐｌ）が設定圧力（Ｐ
ｄ）になるまで、１次圧力（Ｐｌ）と２次圧力（Ｐ、）
が同じ圧力になるが、１次通路（３７）の１次圧力（Ｐ
ｌ）が設定圧力（Ｐｄ）になるとパイロット弁（３３）
と主弁（３２）との作動により、２次圧力（ｐｔ）が設
定圧力（Ｐｄ）に制御されることを示す線図でる。

また、上記実施例では、２次通路（３８）の圧抜き手段
として、２次通路（３８）からタンク（８５）にかけて
流体を漏洩させることにより、高圧の減圧値から低圧の
減圧値へ設定圧を変更する場合に対処しているが、上記
構成の代わりに、たとえば開閉弁を用いて、高圧の減圧
値から低圧の減圧値へ設定圧を切り換えるとき開閉弁を
開弁じて、圧抜きした後、閉弁すればよく、種々の変形
例を用いてもよい。

なお、この発明においては、主弁の主スプールおよびパ
イロット弁のスプール形式の弁体は過渡期のオーバーラ
ツプ特性、アンダーラップ特性のいずれであってもよい
。また、抑圧手段は、バネ、電磁比例ソレノイド等であ
ってもよく、またオン−オフソレノイドをパルス幅変調
制御（ＰＷＭ制御）してもよい。

〈発明の効果〉 以上より明らかなように、この発明の減圧弁は主弁のパ
イロット室に１次通路の圧力をパイロット通路によって
導き、このパイロット通路を開閉制御するパイロット弁
のパイロット室に２次通路の圧力をパイロット通路によ
って導くことにより、主弁を動作させるためのパイロッ
ト通路とパイロット弁を動作させるためのパイロット通
路とを完全に分離し、かつ主弁を１次通路の圧力によっ
て動作させるようにしているので、２次通路の極く低圧
下の制御状態であっても主弁の主スプールを動作させる
ことができ、したがって２次通路の圧力を零圧に近い極
く低圧に制御でき、また１次通路の圧力に略等しい高圧
に制御でき、広範囲にわたって圧力制御を行うことがで
きる。したがって、この減圧弁に接続したアクチュエー
タを、極めてソフトに低圧からショックレスに起動でき
、しかもこのアクチュエータを１次圧に略等しい高圧で
も作動させることができる。

また、この発明の減圧弁は従来の如き主弁のバネ室およ
び主弁体に設けたベント絞りを経由するベント流れによ
って圧力制御を行なうものではなく、２次通路の圧力を
パイロット弁のパイロット室に導き、主弁のパイロット
室に１次通路の圧力を導いているので、２次通路を完全
に閉鎖することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の断面図、第２図。 第６図は電流値と２次通路の２次圧力との関係を示す線
図、第３図、第７図は内部漏れを示す線図、第４図、第
８図は１次通路の！次圧力Ｐ、と２次通路の２次圧力Ｐ
、との関係を示す線図、第５図は他の実施例を示す説明
図、第９図は従来例の断面図である。 ３１・・・減圧弁、３２・・・主弁、３３・・・パイロ
ット弁、３６・・・主スプール、３７・・・１次通路、
３８・・・２次通路、４１・・可変オリフィス、４３．
５５・・・バネ室、４５・・・バネ、４６．５７・・・
パイロット室、４８．５８・・・パイロット通路、５２
・・・弁体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）主スプール（３６）の一端側に押圧手段（４５）
   を設け、上記主スプール（３６）の他端側のパイロット
   室（４６）にパイロット圧を導いて、このパイロット圧
   と上記押圧手段（４５）の押圧力とを対抗させて、上記
   主スプール（３６）を動作させることにより、１次通路
   （３７）と２次通路（３８）との間の可変オリフィス（
   ４１）の開度を調整し、上記２次通路（３８）の圧力を
   減圧制御するノーマルオープン形の主弁（３２）と、上
   記主スプール（３６）の他端側のパイロット室（４６）
   を、上記１次通路（３７）とタンク（８５）とに切換接
   続する弁体（５２）の一端側のパイロット室（５７）に
   上記２次通路（３８）の圧力を導くパイロット通路（５
   ８）を設け、この弁体（５２）の他端側に押圧手段（５
   ６、５６′）を設けて、上記パイロット室（５７）の圧
   力と上記押圧手段（５６、５６′）の押圧力との対抗に
   より上記弁体（５２）を動作させて、上記主スプール（
   ３６）の他端側のパイロット室（４６）を上記１次通路
   （３７）とタンク（８５）とに切換接続するパイロット
   弁（３３）とからなる減圧弁。