(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプから作動油が流入される流入口と、油圧タンクに連通するタンク流路とが形成されているスリーブと、
スリーブ内にスライディング移動可能に組み合わされ、流入口とタンク流路との間の流路を開閉するポペットと、
前記ポペットを加圧し、流入口とタンク流路との間の流路を閉じた状態で弾性支持するポペットばねと、
前記スリーブ内の圧力室に設定圧力が形成されるようにポペットに対向して設けられる弁座と、
前記圧力室内に設定圧力を超過するような高圧が生じたとき、弁座の流路を開放させ、圧力室内の作動油を油圧タンクにドレーンさせるパイロットポペットと、
前記パイロットポペットを加圧し、弁座の流路を閉じた状態で弾性支持するパイロットポペットばねと、
前記スリーブに組み合わされ、該スリーブの軸方向に配置された外部からパイロット信号圧が供給されるパイロットポートが形成されているプラグと、
前記スリーブに隣接して前記プラグの外側面に配置し、前記プラグの軸心を中心に回転可能に組み合わされ、前記パイロットポートに連通する通路が形成されている連結部材と、
前記プラグに組み合わされるガイド内にスライディング移動可能に結合され、パイロットポートを介して供給されるパイロット信号圧により前記圧力室内の設定圧力を可変調整するメインピストンと、
前記ガイドに移動可能に結合され、前記メインピストンを支持するばねの設定圧力を調整する調整プラグと、
前記パイロットポペットに対向して前記ガイド内にスライディング移動可能に内設され、前記パイロットポペットばねの設定圧力が任意の設定値以下に下がることを防止する第１ストッパーと、
前記ガイドの内側面に形成され、前記パイロットポペットばねの設定圧力が下がる場合、前記第１ストッパーの移動を設定区間内に制限する段差部と、
前記メインピストンと調整プラグとの間に内設され、前記圧力室内の設定圧力を可変調整するためにパイロット信号圧を供給するとき、メインピストンの移動を設定区間内に制限する第２ストッパーと、
前記ポペットの外側面に装着され、前記スリーブとポペットとの相互密着面の隙間を気密することにより、前記圧力室内の作動油が隙間を介して油圧タンクに漏れることを防止する気密用シールと、及び、前記パイロット信号圧の供給に応じて前記メインピストンが移動するとき、背圧室の作動油を油圧タンクに戻すドレーンポートが前記調整プラグの軸心に沿って設けられていることを特徴とする圧力制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部から供給されるパイロット信号圧によりリリーフ弁の設定圧力を可変調整することができるようにした圧力制御弁に係る。
【０００２】
詳述すれば、作業装置(一例でオプション装置をいう)に要求されるリリーフ弁の設定圧力を変更する場合、運転席などで調整するパイロット信号圧に応じてリリーフ弁の設定圧力を可変調整することができるようにした圧力制御弁に係る。
【背景技術】
【０００３】
一般的に、圧力制御弁は、油圧回路の設定圧力下で使用される。作業条件に応じて作業装置を交換するとき、作業装置に応じて求められるリリーフ弁の設定圧力を再設定して使用することになる。
【０００４】
そして、リリーフ弁の設定圧力を調整する場合、直接圧力計器を用いて圧力ゲージを確認しながら圧力を設定しなければならなかったため、煩雑であった。これを勘案して、運転室の外部又は運転席からパイロット信号圧を制御し、リリーフ弁の設定圧力を調整することが可能な装置を使用することになった。
【０００５】
図１に示したように、従来技術による圧力制御弁は、
油圧ポンプＰから高圧の作動油が流入されるための流入口１ａと、油圧タンクＴに連通するタンク流路１ｂとが形成されている第１プラグ１と、
第１プラグ１内にスライディング移動可能に組み合わされ、流入口１ａとタンク流路１ｂとの間の流路を開閉するポペット２と、
ポペット２を加圧し、流入口１ａとタンク流路１ｂとの間の流路を閉じた状態で弾性支持するポペットばね２１と、
ポペットばね２１を支持するガイド２０と、
第１プラグ１内の圧力室ｃに設定圧力を超過するような高圧の発生時、弁座３の流路を開放せしめ、圧力室ｃ内の作動油を油圧タンクＴにドレーンさせるパイロットポペット１９と、
パイロットポペット１９を加圧し、弁座３の流路を閉じた状態で弾性支持するパイロットポペットばね１８と、
パイロットポペットばね１８の一端を支持し、パイロット信号圧を供給時、スクリュープラグ１１の内部でスライディング移動され、リリーフ弁の設定圧力を調整するピストン１７と、
ピストン１７を弾性支持するばね１４と、
ピストン１７にパイロット信号圧を供給するパイロットポート７ａが形成されているスリーブ７と、
リリーフ弁の設定圧力のセット後、圧力が変わることを防止するようにスクリュープラグ１１の外側面及び内側面にそれぞれ取り付けられる締結ナット１０及び第２プラグ１２を包含する。
【０００６】
以下では、従来技術による圧力制御弁の使用例について添付図面に基づいて説明する。
(１)設定された圧力が使用される場合について説明する(外部からパイロット信号圧が供給されない場合をいう)。
油圧ポンプＰから吐き出される作動油は、流入口１ａとポペット２内のオリフィスを次々と経由し、第１プラグ１の圧力室ｃに流入される。この際、ポペット１の受圧部の断面積の差により、ポペット１を、図において右側方向に加圧し、流入口１ａとタンク流路１ｂとの間の流路を閉じた状態に保持することになる。
【０００７】
圧力室ｃに供給される作動油の圧力が、パイロットポペットばね１８の設定圧力に到達した場合、パイロットポペット１９が、図において左側方向に移動し、弁座３の流路を開放させる。そのことから、圧力室ｃ内の作動油は、通路５を介して油圧タンクＴに復帰することになる。
【０００８】
同時に、パイロットポペット１９の開放により、圧力室ｃ内の作動油は、瞬間的に圧力が下がる。これにより、ポペット２が、図において左側方向に移動することになるので、流入口１ａ側の作動油は、タンク流路１ｂを介して油圧タンクＴ側に供給される。この際、設定圧力は、スクリュープラグ１１の調整によるパイロットポペットばね１８の弾性力によって決定される。
【０００９】
(２)設定された圧力が変化する場合について説明する(外部からパイロット信号圧が供給される場合をいう)。
外部からのパイロット信号圧がスリーブ７のパイロットポート７ａ及びスクリュープラグ１１に形成の流路１１ａを通じてピストン１７に供給されるので、ピストン１７を図において左側方向に移動させる(この際、ばね１４を圧縮させる)。
【００１０】
これによりパイロットポペットばね１８の弾性力が減少するので、油圧ポンプＰに生じる設定圧力値が減少し、リリーフ弁の設定圧力が可変することになる。
【００１１】
外部からパイロット信号圧を供給するための配管(図示せず)をパイロットポート７ａに継ぎ手連結する場合、パイロットポート７ａを一つだけ形成した場合、リリーフ弁周りの部品により干渉を受けることになるので、配管をパイロットポート７ａに継ぎ手連結し難いという問題が生じる。
【００１２】
また、スクリュープラグ１１に形成のドレーン孔１５が外部に露出されているので、外部の塗装作業後、異物又は雨水がドレーン孔を通じて流入され、ばね１４又はピストン１７の摺動面を腐食してしまい、当該部品の使用寿命を短縮させるという問題点もがあった。
【００１３】
また、ピストン１７とスクリュープラグ１１との相互密着面の隙間を気密するために装着する気密用Ｏリング９、１６と、ピストン１７と第２プラグ１２との相互密着面の隙間を気密するために装着された気密用Ｏリング１３により摩擦抵抗が生じる。
【００１４】
これにより、図２に示したように外部から供給されるパイロット信号圧に対するリリーフ弁の設定圧力を正確に制御し得ない履歴現象(ｈｙｓｔｅｒｉｓｉｓ)が生じるという問題を有する。
【００１５】
また、油圧ポンプＰから供給され、圧力室ｃ内に待機中の作動油が、第１プラグ１の内径とポペット２の外径との差により、油圧タンクＴ側へと漏れる場合がある。そこで、第１プラグ１の流入口１ａ側に負荷が生じた場合、ブームなどの作業装置が落下するなど、安全上の事故を招く虞がある。
【００１６】
また、リリーフ弁の最小圧力を設定する場合、リリーフ弁を構成する部品同士間の公差により最小圧力の範囲が大きくなり、使用者の所望に応じた圧力を形成し得ないという問題点がある(一例でリリーフ弁の最小圧力が１００Ｋｇ/ cm2の場合、実際圧力は１１０Ｋｇ/ cm2に形成されることができる)。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の実施例は、外部からパイロット信号圧を供給する配管をパイロットポートに継ぎ手連結する場合、リリーフ弁周りの部品により干渉を受けずに連結作業を行えるようにした圧力制御弁に係る。
【００１８】
また、本発明の実施例は、ドレーンポートを別途形成することにより、外部より流入される異物又は雨水などに起因して当該部品が腐食することを防止し得るようにした圧力制御弁に係る。
【００１９】
また、本発明の実施例は、ピストンの密着面の隙間を気密させるためのシール(一例でＯリングをいう)の使用を不要とするので、コスト削減を期待することができると共に、シール装着による抵抗により、パイロット圧力に対するリリーフ弁の設定圧力を正確に制御し難いという問題点を解消するとができるようにした圧力制御弁に係る。
【００２０】
また、本発明の実施例は、油圧ポンプから供給され、圧力室に待機している作動油が油圧タンク側へと漏れるのを阻止することにより、リリーフ弁の流入口側に負荷が生じる場合、作業装置の落下を事前に予防することができるようにした圧力制御弁に係る
【００２１】
さらに、本発明の実施例は、リリーフ弁の初期圧力の設定後、パイロットポペットばねの弾性力の減少範囲を設定値に維持することによって、パイロット信号圧に対する油圧ポンプの最小圧力を一定に制御することができるようにした圧力制御弁に係る。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の実施例による圧力制御弁は、
油圧ポンプから作動油が流入される流入口と、油圧タンクに連通するタンク流路とが形成されているスリーブと、
スリーブ内にスライディング移動可能に組み合わされ、流入口とタンク流路との間の流路を開閉するポペットと、
ポペットを加圧し、流入口とタンク流路との間の流路を閉じた状態で弾性支持するポペットばねと、
スリーブ内の圧力室に設定圧力が形成されるようにポペットに対向して設けられる弁座と、
圧力室内に設定圧力を超過するような高圧が生じたとき、弁座の流路を開放させ、圧力室内の作動油を油圧タンクにドレーンさせるパイロットポペットと、
パイロットポペットを加圧し、弁座の流路を閉じた状態で弾性支持するパイロットポペットばねと、
スリーブに組み合わされ、外部からパイロット信号圧が供給されるパイロットポートが形成されているプラブと、
プラグに組み合わされるガイド内にスライディング移動可能に結合され、パイロットポートを介して供給されるパイロット信号圧に応じて圧力室内の設定圧力を可変調整するメインピストンと、
ガイドに移動可能に結合され、メインピストンを支持するばねの設定圧力を調整する調整プラグとを包含する。
【００２３】
望ましい実施例によれば、前述したプラグの外側面に回転可能に組み合わされ、パイロットポートに連通する通路が形成されている連結部材を包含する。
【００２４】
前述したパイロットポペットに対向してガイド内にスライディング移動可能に内設され、パイロットポペットばねの設定圧力が任意の設定値以下に下がることを防止する第１ストッパーを包含する。
【００２５】
前述したガイドの内側面に形成され、パイロットポペットばねの設定圧力が下がる場合、第１ストッパーの移動を設定区間内に制限する段差部を包含する。
【００２６】
前述したメインピストンと調整プラグとの間に内設され、圧力室内の設定圧力を可変調整するためにパイロット信号圧を供給するとき、メインピストンの移動を設定区間内に制限する第２ストッパーを包含する。
【００２７】
前述したポペットの外側面に装着され、スリーブとポペットとの相互密着面の隙間を気密することにより、圧力室内の作動油が隙間を介して油圧タンクに漏れることを阻止する気密用シールを包含する。
【００２８】
パイロット信号圧の供給に応じてメインピストンが移動するとき、背圧室の作動油を油圧タンクに戻すためのドレーンポートが調整プラグに設けられる。
【発明の効果】
【００２９】
前述したように、本発明の実施例による圧力制御弁は、次のよう効果を奏する。
外部からパイロット信号圧を供給する配管をパイロットポンプに継ぎ手連結する場合、リリーフ弁周りの部品の干渉を受けることなく、容易に連結することができ、作業性の向上が図れる。
【００３０】
また、ドレーンポートを別途形成することによって、外部から流入される異物又は雨水による腐食から当該部品の寿命を効果的に延ばすことができる。
【００３１】
また、ピストンの密着面の隙間を気密するためのＯリングを不要とするので、製造コストを削減することができると共に、Ｏリング装着時に生じる摩擦抵抗に起因しパイロット圧力に対するリリーフ弁の設定圧力を正確に制御し得ないという従来問題点を解消することができ、製品に対する高信頼性を期待することができる。
【００３２】
また、油圧ポンプから供給され、圧力室に待機中の作動油が、油圧タンク側に漏れることを防止することにより、リリーフ弁の流入口側に負荷が生じる場合でも作業装置の落下を予防することができる。
【００３３】
さらに、リリーフ弁の初期圧力設定後、パイロットポペットばねの弾性力の減少範囲を任意の設定値に保持することによって、パイロット信号圧に対する油圧ポンプの最小圧力を一定に制御することができ、使用者が所望する低圧設定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】従来技術による圧力制御弁の断面図である。
【図２】パイロット信号圧の制御に応じて圧力制御弁の設定圧力を制御することを説明するためのグラフである。
【図３】本発明の実施例による圧力制御弁の断面図である。
【図４】本発明の実施例による圧力制御弁の第１使用状態図である。
【図５】本発明の実施例による圧力制御弁の第２使用状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の望ましい実施例を添付図面に基づいて説明するが、これは、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が発明を容易に実施し得る程度に詳細に説明するためのものであって、これに本発明の技術的思想及び範疇が限られるものではない。
【００３６】
図３及び図５に示したように、本発明の実施例による圧力制御弁は、
油圧ポンプＰから高圧の作動油が流入される流入口５０ａと、油圧タンクＴに連通するタンク流路５０ｂとが形成されているスリーブ５０と、
スリーブ５０内にスライディング移動可能に組み合わされ、流入口５０ａとタンク流路５０ｂとの間の流路を開閉するポペット５１と、
ポペット５１内でスライディング移動するようにばね５２により弾性支持され、油圧ポンプＰの初期圧力により移動するとき、パイロットポペット５３に接触するピストン５４と、
ポペット５１を加圧し、流入口５０ａとタンク流路５０ｂとの間の流路を閉じた状態で弾性支持するポペットばね５５と、
スリーブ５０内の圧力室ｃに設定圧力が形成されるようにポペット５１に対向してスリーブ内に設けられる弁座５６と、
圧力室ｃ内に設定圧力を超過するような高圧が生じたとき、弁座５６の流路を開放させ、圧力室ｃ内の作動油を貫通孔５９ａ、５０ｃを介して油圧タンクＴにドレーンさせるパイロットポペット５３と、
パイロットポペット５３を加圧し、弁座５６の流路を閉じた状態で弾性支持するパイロットポペットばね５７と、
スリーブ５０に組み合わされ、外部からパイロット信号圧が供給されるためのパイロットポート５８が形成されているプラブ５９と、
プラグ５９に移動可能に螺合され、パイロットポート５８を介してパイロット信号圧が供給される貫通孔６０が形成されているガイド６１と、
ガイド６１内にスライディング移動可能に組み合わされ、パイロットポート５８及び貫通孔６０を介して供給されるパイロット信号圧に応じて圧力室ｃ内の設定圧力を可変調整するメインピストン６２と、
ガイド６１の外側端に移動可能に結合され、メインピストン６２を弾性支持するばね６３の設定圧力を調整する調整プラグ６５と、
リリーフ弁の設定圧力セット後、圧力が変化することを防止するようにガイド６１に固定される締結具６４(一例でナットを用いる)及び調整プラグ６５に固定される締結具６６(一例でナットを用いる)を包含する。
【００３７】
前述したプラグ５９の外側面に回転可能に組み合わされ、パイロットポート５８に連通する通路６７が形成されている連結部材６８を包含する。
【００３８】
前述したパイロットポペット５３に対向してガイド６１内にスライディング移動可能に内設され、パイロットポペットばね５７の設定圧力が任意の設定値以下に下がることを防止する第１ストッパー６９を包含する。
【００３９】
前述したガイド６１の内側面に形成され、パイロットポペットばね５７の設定圧力が下がる場合、第１ストッパー６９の移動を設定区間Ｙ内に制限する段差部７０を包含する。
【００４０】
前述したメインピストン６２と調整プラグ６５との間に内設され、圧力室ｃ内の設定圧力を可変調整するためにパイロット信号圧を連結部材６８を介して供給するとき、メインピストン６２の移動を設定区間Ｘ内に制限する第２ストッパー７１を包含する。
【００４１】
前述したポペット５１の外側面に装着され、スリーブ５０とポペット５１との相互密着面の隙間を気密することにより、圧力室ｃ内の作動油が隙間を介して油圧タンクＴに漏れることを防止する気密用シール７２(一例でバックアップリング及びＯリングが用いられる)を包含する。
【００４２】
連結部材６８を介したパイロット信号圧の供給によりメインピストン６２が移動するとき、背圧室ｄの作動油を油圧タンクＴに帰還させるためのドレーンポート７３が調整プラグ６５に形成される。
【００４３】
以下では、本発明の実施例による圧力制御弁の使用例について添付図面を参照して詳述する。
(１)設定された圧力が使用される場合について説明する(外部からパイロット信号圧が供給されない場合をいう)。
油圧ポンプＰから吐き出される作動油は、流入口５０ａとポペット５１内のオリフィスを経てスリーブ５０の圧力室ｃに流入される。この時、ポペット５１の受圧部の断面積の差により、ポペット５１を、図において左側方向に加圧し、流入口５０ａとタンク流路５０ｂとの間の流路を閉じた状態に維持することになる(図３に示す)。
【００４４】
圧力室ｃに供給される作動油の圧力がパイロットポペットばね５７の設定圧力に到達した場合、パイロットポペット５３が、図において右側方向に移動し、弁座５６の流路を開放させる。これにより、圧力室ｃ内の作動油は、プラグ５９の貫通孔５９ａ及びスリーブ５０の貫通孔５０ｃを介して油圧タンクＴに復帰することになる。
【００４５】
同時にパイロットポペット５３の開放により圧力室ｃ内の作動油は、瞬間的に圧力が下がることになる。これにより、ポペット２が、図において右側方向に移動するので、流入口５０ａ側の作動油はタンク流路５０ｂを介して油圧タンクＴ側に供給される。この時、設定圧力は、ガイド６０の調整によるパイロットポペットばね５７の弾性力によって決定される(図４及び図５に示す)。
【００４６】
(２)設定された圧力が変化する場合について説明する(外部からパイロット信号圧が供給される場合をいう)。
図５に示したように、外部よりのパイロット信号圧が連結部材６８の通路６７、プラグ５９のパイロットポート５８及びガイド６１の貫通孔６０を次々と通過し、メインピストン６２に供給される。この際、メインピストン６２の受圧部の断面積の差によりメインピストン６２を、図において右側方向に移動させる(この際、ばね６３を圧縮させる)。
【００４７】
即ち、メインピストン６２の移動によりばね６３を圧縮させると同時にパイロットポペットばね５７の弾性力が減少するので、油圧ポンプＰに発生される設定圧力値が減少し、リリーフ弁の設定圧力が可変することになる。
【００４８】
一方、外部からパイロット信号圧を供給する連結部材６８がプラグ５９の外側面に対して回転可能に結合しているので(Ｙ軸方向に３６０度回転可能)、パイロット信号圧を供給するための配管(図示せず)をパイロットポート５８に対して継ぎ手連結するとき、リリーフ弁の周辺部品などにより干渉を受けずに作業を行える。
【００４９】
また、メインピストン６２の密着面の隙間を気密させるためのＯリング使用を不要とするので、Ｏリング装着による摩擦抵抗を防止し、パイロット圧力に対するリリーフ弁の設定圧力を正確に制御することができる。
【００５０】
また、ポペット５１とスリーブ５０との密着面の隙間を気密させるためにポペット５１の外側面に装着したシール７２により、圧力室ｃに待機中の作動油が隙間を介して油圧室タンクＴ側に漏れることを防止できる。これにより、リリーフ弁の流入口５０ａ側に負荷が生じる場合でも作業装置の落下を防止することができる。
【００５１】
また、背圧室ｄの作動油を油圧タンクＴに戻すドレーンポート７３を調整プラグ６５に別途形成することによって、外部からドレーンポート７３を介して異物又は雨水などの湿気が浸透することを防止し得る。よって、湿気などによりメインピストン６２の摺動面又はばね６３の腐食を防止することができる。
【００５２】
また、初期圧力の設定後(図４に示した状態である)、外部から連結部材６８を介してパイロット信号圧が供給され、メインピストン６２が図において右側方向に移動することになる(図４のように、Ｘ軸方向に“Ｘ”範囲内で移動する)。この際、背圧室ｄの作動油は、第２ストッパー７１の貫通孔７１ａを経てドレーンポート７３を介して油圧タンクＴに復帰することになる。
【００５３】
メインピストン６２が移動すると、第１ストッパー６９も同時に図において右側方向に移動することになる。よって、パイロットポペットばね５７の設定圧力が減少することになる。
【００５４】
この際、第１ストッパー６９は、Ｘ軸方向に“Ｙ”範囲内でスライディング移動するこになる(図４に示す)。即ち、第１ストッパー６９は、ガイド６１の内側面に形成の段差部７０により、移動距離(図４に示したように最大“Ｙ”分だけ移動することになる)が制限される。
【００５５】
よって、メインピストン６２に供給されるパイロット信号圧の増加に応じて減少する油圧ポンプＰの最小圧力を正確に制御することができる。即ち、パイロット信号圧に対して油圧ポンプＰの最小圧力を制御することができるので、リリーフ弁の低圧形成範囲を一定に維持することが可能である。
【００５６】
図２に示したように、パイロット信号圧の制御により使用者が所望するリリーフ弁の設定圧力を可変調整することができる。即ち、パイロット信号圧Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に対応してリリーフ弁の設定圧力Ａ、Ｂ、Ｃをそれぞれ調整することができる。
【符号の説明】
【００５７】
５０  スリーブ
５２  ばね
５４  ピストン
５６  弁座
５８  パイロットポート
６０  貫通孔
６２  メインピストン
６４、６６  締結具
６８  連結部材
７０  段差部
７２  シール
【図１】
0005486199.tif 000002
【図２】
0005486199.tif 000003
【図３】
0005486199.tif 000004
【図４】
0005486199.tif 000005
【図５】
0005486199.tif 000006