JPS6153584B2 - - Google Patents

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JPS6153584B2
JPS6153584B2 JP53162962A JP16296278A JPS6153584B2 JP S6153584 B2 JPS6153584 B2 JP S6153584B2 JP 53162962 A JP53162962 A JP 53162962A JP 16296278 A JP16296278 A JP 16296278A JP S6153584 B2 JPS6153584 B2 JP S6153584B2
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JP
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valve
spring
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force
valve seat
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JP53162962A
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Kenji Masuda
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Kogyo Co Ltd
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Priority to GB7944108A priority patent/GB2044887B/en
Priority to DE19792952237 priority patent/DE2952237A1/de
Priority to US06/107,620 priority patent/US4275758A/en
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流量急変時のサージ圧力を抑制するリ
リーフ弁に関するものである。
第3図に示す如き従来の一般的なリリーフ弁
は、ポペツト1の受圧面積Aに作用する圧力P1
が、スプリング2の力SFに打ち勝つたとき、前
記ポペツト1が変位して圧力P1を制御するように
なつているが、流量急変時、特に弁体閉鎖状態か
らリリーフ状態に入るとき前記ポペツト1には作
動遅れがあるためサージ圧力(圧力オーバシユー
ト)の発生は必然である。また該リリーフ弁は例
えば調整ねじ3を操作するなどして設定圧力を調
整する場合、スプリング2の荷重が直接、前記ね
じ3などに作用するため、大きな操作力が必要で
ある。
本発明は上記の点に鑑み発明したもので、目的
はポペツトの作動タイミングを早くすることによ
り、サージ圧力を低減せしめる一方、圧力調整用
の操作力を軽減する点にある。
この目的を達成するために本発明は、弁本体1
に形成した小径孔4aと大径孔4bとからなる段
付ピストン室4に、前記小径孔4aに嵌合する小
径部5a及び大径孔4bに嵌合する大径部5bを
有する可動弁座体5を往復動自由に挿嵌して、前
記大径孔4bにおける大径部5bの小径部側に液
圧室4cを、反小径部側に弁室6をそれぞれ形成
し、前記可動弁座体5の大径部5bに弁孔7を設
け、該弁孔7を前記弁室6側へ開口し、該弁孔7
を開閉するポペツト13と、該ポペツト13を可
動弁座体5側へ押圧して弁孔7を閉鎖する第1ス
プリング12と、前記可動弁座体5の大径部端面
に当接し、この弁座体5を前記液圧室4c側へ押
圧する第2スプリング14とを前記弁室6に介装
し、前記可動弁座体5の小径部端面に比例電磁石
2のプツシユロツド18を当接して、該比例電磁
石2の吸引力で前記可動弁座体5をポペツト13
側へ押圧する一方、前記弁孔7と液圧室4cとを
可動弁座体5の通路8を介して連通し、かつ前記
弁孔7と弁本体1の1次ポート9とを可動弁座体
5の通路10を介して連通すると共に、前記弁室
6を弁本体1のタンクポート16に連通する一
方、前記第1スプリング12力に対して第2スプ
リング14力を小の関係に設定し、前記弁孔7に
おける受圧面積A1と液圧室4bにおける受圧面
積A2とを同一に設定したリリーフ弁であつて、
ポペツト13を押圧する第1スプリング12の初
期荷重が小さい状態から1次ポート9の圧力が上
昇するとポペツト13は弁孔7を開放する方向に
移動し、過渡的には1次ポート9の流体がタンク
ポート16にリークするが、このポペツト13に
追従して可動弁座体5が移動して弁孔7を閉鎖す
るので、1次ポート9の圧力が上昇する。可動弁
座体5に作用する第2スプリング14力と比例電
磁石2の吸引力とが平衡するまで上記の動作を繰
返すのである。
そして比例電磁石2の吸引力と第2スプリング
14力とが平衡する位置で可動弁座体5が停止す
る。この可動弁座体5の停止位置からポペツト1
3が第1スプリング12力に抗して移動し、弁孔
7を全開にして1次ポート9の流体をタンクポー
ト16へリリーフするのである。このように可動
弁座体5の停止位置からポペツト13を開弁する
ことによりリリーフ圧力が得られるのであり、こ
のリリーフ圧力は第1スプリング12力により設
定され、この第2スプリング12力は可動弁座体
5の停止位置を変えることによつて任意に設定で
きる。
つまりリリーフ圧力を設定する場合第1スプリ
ング12力を直接調整することなく、比例電磁石
2の吸引力を適宜変化させるだけでリリーフ圧力
の設定を可変可能としたもので、今この関係を下
記の関係式に基づいて説明する。
リリーフ状態で比例電磁石2の吸引力と第2ス
プリング14力及び弁孔7の圧力によるポペツト
13への作用力と第1スプリング12力が静的に
バランスしている場合、関係式は下式で表され
る。
ただし、A1=A2であるから、可動弁座体5に
働く油圧による力は相殺(A1・P7=A2・P7)され
る。
R・x=f(i) K・x=A1・P7 故に P7=K/R・f(i)/A ここに R=第2スプリング14のバネ常数 K=第1スプリング12のバネ定数 x=スプリング14,12の圧縮量 f(i)=比例電磁石2の吸引力 A1=弁孔7の受圧面積 A2=液圧室4cの受圧面積 P7=弁孔7内圧力 そしてこの場合R・K・A1の各値を一定とし
たときリリーフ圧力となる弁孔7内圧力P7は電磁
石2の吸引力f(i)に比例する関係にある。このた
めリリーフ弁の設定圧力を調整する場合比例電磁
石2の吸引力を変化させるのみで良く、またその
吸引力は第1スプリング12力より小さい第2ス
プリング14力に相当するもので良いから、圧力
調整用としての操作力を従来に比べ軽減させるこ
とができるものである。
以下本発明の実施例を図面に基づき説明する。
第1図に示すリリーフ弁は電磁比例形を示し、
弁本体1にプツシユロツド18を有する比例電磁
石2を複数のボルト3,3によつて固定して構成
している。前記弁本体1内には小径孔4aと大径
孔4bとからなる段付ピストン室4を前記小径孔
4aが比例電磁石2側に位置する如く形成すると
共に、該段付ピストン室4内に段付ピストン形の
可動弁座体5を設けている。該可動弁座体5はそ
の小径部5aを前記小径孔4aに、大径部5bを
前記大径孔4b内に夫々配置し、該大径部2bの
左側に弁室6を形成する如くしている。また前記
可動弁座体5には前記弁室6側に開口する袋状の
弁孔7を形成し、該弁孔7と段部に形成した液圧
室4cとを通路8で、同弁孔7と1次ポート9と
を通路10で夫々連通すると共に、該弁孔7の孔
縁に形成したシート部11に背部にポペツト用第
1スプリング12を設けたポペツト13を対向さ
せる一方、前記弁室6内において可動弁座体5に
前ポペツト用第1スプリング12よりもバネ常数
の小さい弁座体用第2スプリング14を添設し、
さらに前記小径孔4aと弁室6間に連通路15を
設けると共に、弁室6とタンクポート16とを連
結している。
一方、前記のウエツトアマチユア形の比例電磁
石2は、内部のアマチユア17に対して印加電流
値と比例的な電磁石2の吸引力を作動させること
ができるもので、該アマチユア17に連結したプ
ツシユロツド18の先端を前記小径孔4a内にお
いて前記可動弁座体5に対向させている。
図示実施例は上記の如く構成するものにして、
以下作用を説明する。
先ず弁孔7に圧油が供給されていないときの状
態について説明する。
図面上、第1及び第2スプリング12,14の
左端は弁室6の壁面6aに接触、つまり固定要素
6aに接触している。このため比例電磁石2に対
して所定値の電流を印加すると、アマチユア17
に吸引力(以下電磁石2の吸引力という)が作用
し、可動弁座体5及びポペツト13は第2及び第
1スプリング14,12を圧縮しながら左方向に
変位する。そして電磁石2の吸引力と両スプリン
グ12,14に発生する力とが釣合つた位置で可
動弁座体5とポペツト13とは停止する。
斯る状態で、1次ポート9に圧油を供給すると
この圧油は、弁孔7内においてポペツト13の端
面と可動弁座体5の内部受圧面積A1に相当する
面、及び液圧室4c内における受圧面積A2に相
当する面とにそれぞれ作用する。この場合、可動
弁座体5の両面の面積A1,A2が同一だから可動
弁座体5は流体圧力のみでは変位しない。従つて
この場合は電磁石2の吸引力と第1及び第2スプ
リング12,14力と弁孔7内の圧力によるポペ
ツト13への力とで可動弁座体5の位置が決定さ
れる。そこで前記流体圧力が更に大きくなり、そ
の上昇過程において該圧力がポペツト用第1スプ
リング12のバネ力に押し勝つてポペツト13を
更に左方向に変位させればこれに追従して可動弁
座体5が左動し、第2スプリング14の荷重を増
し、この第2スプリング14力と電磁石2の吸引
力とが釣合つた位置で可動弁座体5は停止し、こ
れ以上左方向に移動しなくなる。
この点を説明したのが第2図であつて、例えば
電流i1のときの電磁石2の吸引力はF1であり、こ
のF1によつて第2スプリング14が圧縮され、
圧縮量がX1になつたときこの第2スプリング1
4力と電磁石2の吸引力F1とがa点で釣合うの
であり、電流iで電磁石2の吸引力Fを増大させ
るとスプリング14の圧縮量もX2、X3、X4のご
とく大きくなり、バネ荷重の増加につれて平衡点
がb,c,dのごとく変位するのである。
このように電磁石2の吸引力と第2スプリング
14力とが平衡する位置で可動弁座体5が停止す
ると、ポペツト13はシート部11から離れ、1
次ポート9の流体はタンクポート16からリリー
フし始める。以上要するに可動弁座体5はその周
面に摩擦抵抗があり、また通路8には流動抵抗が
あり、さらに弁座用第2スプリング14の抗力も
ある。これら各力は必然的に遅延要素として作用
するため、ここで弁孔7内の圧力が零からリリー
フ圧力まで急上昇したと仮定すれば、この場合は
先づ比較的低圧な過渡期にポペツト13が左方向
に移動を先行し、シート部11から離れる。そし
て、続いて可動弁座体5は抵抗に見合つた速度で
ポペツト13を追いかけるので、圧力は上昇す
る。従つて圧力の動的急上昇に対しては比較的低
い圧力からリリーフ作用に入り、設定圧に達して
始めてシートが開く従来形に比べれば零からの流
量上昇変化に対して応答性は良いといえる。
上記のごとく電磁石2の吸引力を増大させれば
可動弁座体5の停止位置(電磁石2の吸引力と第
2スプリング14力とが平衡する位置)が第1図
において左側に移行し、ポペツト13が開弁する
ときの第1スプリング12力が増大する。結果的
にリリーフ圧力が高くなるのである。
つまりリリーフ圧力を設定する場合第1スプリ
ング12力を直接調整することなく、比例電磁石
2の吸引力を適宜変化させるだけでリリーフ圧力
の設定を可変可能としたもので、今この関係を下
記の関係式に基づいて説明する。
リリーフ状態で比例電磁石2の吸引力と第2ス
プリング14力及び弁孔7の圧力によるポペツト
13への作用力と第1スプリング12力が静的に
バランスしている場合、関係式は下式で表され
る。
ただし、A1=A2であるから、可動弁座体5に
働く油圧による力は相殺(A1・P7=A2・P7)され
る。
R・x=f(i) K・x=A1・P7 故に P7=K/R・f(i)/A ここに R=第2スプリング14のバネ常数 K=第2スプリング12のバネ定数 x=スプリング14,12の圧縮量 f(i)=比例電磁石2の吸引力 A1=弁孔7の受圧面積 A2=液圧室4cの受圧面積 P7=弁孔7内圧力 そしてこの場合R・K・A1の各値を一定とし
たときレレーフ圧力となる弁孔7内圧力P7は電磁
石2の吸引力f(i)に比例する関係にある。このた
めリリーフ弁の設定圧力を調整する場合比例電磁
石2の吸引力を変化させるのみで良く、またその
吸引力は第1スプリング12力より小さい第2ス
プリング14力に相当するもので良いから、圧力
調整用としての操作力を従来に比べ軽減させるこ
とができるものである。
以上のようにリリーフ状態では第2図の点a,
b,c,dは第2スプリング14電磁石2の吸引
力との関係でのみ定まり、電磁石2の吸引力と第
1スプリング12力とは直接対向しないものであ
る。
以上においてポペツト13とシート部11との
間の制御間隙は、全変位に比べて極めて小さいの
で無視できるとする。また電磁石2の吸引力を変
化させることによつて制御圧力も一義的に変化す
ることは、前記式によつて理解できる通りであ
る。
ここにKx=P7・A1は弁の能力(圧力×流量)
を決定する式でありf(i)やR・xとは無関係に決
められる。
叙上の如く本発明のリリーフ弁は、弁本体1に
形成した小径孔4aと大径孔4bとからなる段付
ピストン室4に、前記小径孔4aに嵌合する小径
部5a及び大径孔4bに嵌合する大径部5bを有
する可動弁座体5を往復動自由に挿嵌して、前記
大径孔4bにおける大径部5bの小径部側に液圧
室4cを、反小径部側に弁室6をそれぞれ形成
し、前記可動弁座体5の大径部5bに弁孔7を設
け、該弁孔7を前記弁室6側へ開口し、該弁孔7
を開閉するポペツト13と、該ポペツト13を可
動弁座体5側へ押圧して弁孔7を閉鎖する第1ス
プリング12と、前記可動弁座体5の大径部端面
に当接し、この弁座体5を前記液圧室4c側へ押
圧する第2スプリング14とを前記弁室6に介装
し、前記可動弁座体5の小径部端面に比例電磁石
2のプツシユロツド18を当接して、該比例電磁
石2の吸引力で前記可動弁座体5をポペツト13
側へ押圧する一方、前記弁孔7と液圧室4cとを
可動弁座体5の通路8を介して連通し、かつ前記
弁孔7と弁本体1の1次ポート9とを可動弁座体
5の通路10を介し連通すると共に、前記弁室6
を弁本体1のタンクポート16に連通する一方、
前記第1スプリング12力に対して第2スプリン
グ14力を小の関係に設定し、前記弁孔7におけ
る受圧面積A1と液圧室4bにおける受圧面積A2
とを同一に設定したから、比例電磁石2の吸引力
と第2スプリング14力とが平衡して可動弁座体
5が停止するまでは、第1スプリング12による
ポペツト13への押圧力が小さいので、1次ポー
ト9の圧力が急上昇したときはポペツト13は可
動弁座体5に対してその運動が先行するので、設
定圧より低い圧力から動的にはリリーフ作用を発
揮するもので、圧力オーバシユート(サージ圧
力)をより抑制することができる。それでいて静
的には比例電磁石2によつて任意のリリーフ制御
圧が得られる。
またリリーフ圧力を設定する第1スプリング1
2力を直接調整することなく、比例電磁石2の操
作力でもつて可動弁座体5の位置を調整すること
により、第1スプリング12力を調整するので、
比例電磁石2は位置設定用の第2スプリング14
力に相当する操作力でよく、第2スプリング14
力は第1スプリング12力より小さいので、比例
電磁石2の操作力は非常に小さくなる。
つまりリリーフ圧力を設定する場合第1スプリ
ング12力を直接調整することなく、比例電磁石
2の吸引力を適宜変化させるだけでリリーフ圧力
の設定を可変可能にしたもので、今この関係を下
記の関係式に基づいて説明する。
リリーフ状態で比例電磁石2の吸引力と第2ス
プリング14力及び弁孔7の圧力によるポペツト
13への作用力と第1スプリング12力が静的に
バランスしている場合、関係式は下式で表され
る。
ただし、A1=A2であるから、可動弁座体5に
働く油圧による力は相殺(A1・P7=A2・P7)され
る。
R・x=f(i) K・x=A1・P7 故に P7=K/R・f(i)/A ここに R=第2スプリング14のバネ常数 K=第2スプリング12のバネ定数 x=スプリング14,12の圧縮量 f(i)=比例電磁石2の吸引力 A1=弁孔7の受圧面積 A2=液圧室4cの受圧面積 P7=弁孔7内圧力 そしてこの場合R・K・A1の各値を一定とし
たときレレーフ圧力となる弁孔7内圧力P7は電磁
石2の吸引力f(i)に比例する関係にある。このた
めリリーフ弁の設定圧力を調整する場合比例電磁
石2の吸引力を変化させるのみで良く、またその
吸引力は第1スプリング12力より小さい第2ス
プリング14力に相当するもので良いから、圧力
調整用としての操作力を従来に比べ軽減させるこ
とができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す一部を断面した
正面図、第2図は比例電磁石とスプリングとの特
性の説明図、第3図は従来品の説明図である。 1……弁本体、2……比例電磁石、4……ピス
トン室、5……可動弁座体、6……弁室、7……
弁孔、8……通路、9……1次ポート、10……
通路、12……第1スプリング、13……ポペツ
ト、14……第2スプリング、16……タンクポ
ート、18……プツシユロツド。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 弁本体1に形成した小径孔4aと大径孔4b
    とからなる段付ピストン室4に、前記小径孔4a
    に嵌合する小径部5a及び大径孔4bに嵌合する
    大径部5bを有する可動弁座体5を往復動自由に
    挿嵌して、前記大径孔4bにおける大径部5bの
    小径部側に液圧室4cを、反小径部側に弁室6を
    それぞれ形成し、前記可動弁座体5の大径部5b
    に弁孔7を設け、該弁孔7を前記弁室6側へ開口
    し、該弁孔7を開閉するポペツト13と、該ポペ
    ツト13を可動弁座体5側へ押圧して弁孔7を閉
    鎖する第1スプリング12と、前記可動弁座体5
    の大径部端面に当接し、この弁座体5を前記液圧
    室4c側へ押圧する第2スプリング14とを前記
    弁室6に介装し、前記可動弁座体5の小径部端面
    に比例電磁石2のプツシユロツド18を当接し
    て、該比例電磁石2の吸引力で前記可動弁座体5
    をポペツト13側へ押圧する一方、前記弁孔7と
    液圧室4cとを可動弁座体5の通路8を介して連
    通し、かつ前記弁孔7と弁本体1の1次ポート9
    とを可動弁座体5の通路10を介し連通すると共
    に、前記弁室6を弁本体1のタンクポート16に
    連通する一方、前記第1スプリング12力に対し
    て第2スプリング14力を小の関係に設定し、前
    記弁孔7における受圧面積A1と液圧室4bにお
    ける受圧面積A2とを同一に設定したことを特徴
    とするリリーフ弁。
JP16296278A 1978-12-28 1978-12-28 Relief valve Granted JPS5590769A (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16296278A JPS5590769A (en) 1978-12-28 1978-12-28 Relief valve
GB7944108A GB2044887B (en) 1978-12-28 1979-12-21 Pressure control vavle assembly
DE19792952237 DE2952237A1 (de) 1978-12-28 1979-12-22 Drucksteuerventil
US06/107,620 US4275758A (en) 1978-12-28 1979-12-27 Pressure control valve assembly
FR7931995A FR2445476B1 (fr) 1978-12-28 1979-12-28 Soupape de controle de pression

Applications Claiming Priority (1)

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JP16296278A JPS5590769A (en) 1978-12-28 1978-12-28 Relief valve

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Publication Number Publication Date
JPS5590769A JPS5590769A (en) 1980-07-09
JPS6153584B2 true JPS6153584B2 (ja) 1986-11-18

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ID=15764583

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105805377A (zh) * 2014-12-31 2016-07-27 无锡纵阳气动制造有限公司 一种稳压恒流阀

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5018617A (ja) * 1973-06-18 1975-02-27

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CN105805377A (zh) * 2014-12-31 2016-07-27 无锡纵阳气动制造有限公司 一种稳压恒流阀

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JPS5590769A (en) 1980-07-09

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