(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁本体の嵌合孔へ軸方向に間隙を有して供給ポートと負荷ポートと排気ポートとを開口して設け、供給ポートは圧縮空気源に接続し、負荷ポートは作動油を貯蔵する内部を密閉して貯蔵作動油を油圧ポンプで吸入吐出して外部負荷に供給したり外部負荷より作動油が還流したりして貯蔵作動油量が変動する油タンクの貯蔵作動油上の空間に接続し、排気ポートは外気に開放して設け、弁本体の嵌合孔には負荷ポートを供給ポートと排気ポートとに切換連通する弁体を軸方向へ摺動自在に嵌合して設け、弁体にはその軸方向に自重に基づき設定した設定圧力に負荷ポート側の圧力を対向作用して設け、負荷ポート側の圧力が設定圧力より低い場合には弁体が負荷ポートを供給ポートに連通して排気ポートを遮断する第１位置と、負荷ポート側の圧力が設定圧力より高い場合には弁体が負荷ポートを排気ポートに連通して供給ポートを遮断する第２位置と、負荷ポート側の圧力と設定圧力とが圧力平衡する場合には弁体が各ポート間を遮断する中立位置とを有して成る圧力制御弁。
【請求項２】
弁本体の嵌合孔へ軸方向に間隙を有して供給ポートと負荷ポートと排気ポートとを開口して設け、供給ポートは圧縮空気源に接続し、負荷ポートは作動油を貯蔵する内部を密閉して貯蔵作動油を油圧ポンプで吸入吐出して外部負荷に供給したり外部負荷より作動油が還流したりして貯蔵作動油量が変動する油タンクの貯蔵作動油上の空間に接続し、排気ポートは外気に開放して設け、弁本体の嵌合孔には負荷ポートを供給ポートと排気ポートとに切換連通する弁体を軸方向へ摺動自在に嵌合して設け、弁体にはその軸方向に大きなばね力と小さなばね力を対向作用して設け、このばね力差に基づき設定した設定圧力に負荷ポート側の圧力を対向作用して設け、圧縮空気源より圧縮空気を供給していない場合及び負荷ポート側の圧力が設定圧力より低い場合には弁体が負荷ポートを供給ポートに連通して排気ポートを遮断する第１位置と、負荷ポート側の圧力が設定圧力より高い場合には弁体が負荷ポートを排気ポートに連通して供給ポートを遮断する第２位置と、負荷ポート側の圧力と設定圧力とが圧力平衡する場合には弁体が各ポート間を遮断する中立位置とを有して成る圧力制御弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、密閉した油タンク内部を常時一定の圧力範囲内に維持するのに好適な圧力制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の圧力制御弁を適用するものとして、本出願人の出願に係る特願平６−１０６０３６号の如き図５に示すものがある。このものは、塵埃が多い環境下に設置して良好に使用し得るよう作動油を貯蔵する油タンク２５内部を密閉して設け、密閉した内部の貯蔵作動油上の空間Ｃ１に圧縮空気が流通する流路２９を連通して内部を常時圧縮空気により予圧を付与して設け、内部の予圧を圧力検出センサ３０で検出し、制御器３１で設定した一定範囲の設定圧力と比較して設け、流路２９に配設した電磁方向切換弁３２を制御器３１からの通電信号により切換操作し、予圧が設定圧力の下限より低い場合には油タンク２５の内部に圧縮空気を供給したり予圧が設定圧力の上限より高い場合には内部の圧縮空気を排気したり予圧が設定圧力の範囲内にある場合には内部を遮断したりして、油圧ポンプ３３の吸入吐出や外部負荷より戻り流路３４を流れての作動油の還流による貯蔵作動油量の急激な増減にかかわりなく油タンク２５内部を常時一定の圧力範囲内に維持して設けている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、かかる構成では、貯蔵作動油量の急激な増減にかかわりなく油タンク２５内部を常時一定の圧力範囲内に維持するよう電磁切換弁３２を切換操作するのに、圧力検出センサ３０、制御器３１を必要とし、高価になってしまう問題点があった。
本発明は、かかる問題点を解決するもので、圧縮空気の圧力により直接作動して密閉した油タンクの内部を貯蔵作動油量の急激な変動にかかわりなく常時一定の圧力範囲内に維持し得る低コストな圧力制御弁を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、弁本体の嵌合孔へ軸方向に間隙を有して供給ポートと負荷ポートと排気ポートとを開口して設け、供給ポートは圧縮空気源に接続し、負荷ポートは作動油を貯蔵する内部を密閉して貯蔵作動油を油圧ポンプで吸入吐出して外部負荷に供給したり外部負荷より作動油が還流したりして貯蔵作動油量が変動する油タンクの貯蔵作動油上の空間に接続し、排気ポートは外気に開放して設け、弁本体の嵌合孔には負荷ポートを供給ポートと排気ポートとに切換連通する弁体を軸方向へ摺動自在に嵌合して設け、弁体にはその軸方向に自重に基づき設定した設定圧力に負荷ポート側の圧力を対向作用して設け、負荷ポート側の圧力が設定圧力より低い場合には弁体が負荷ポートを供給ポートに連通して排気ポートを遮断する第１位置と、負荷ポート側の圧力が設定圧力より高い場合には弁体が負荷ポートを排気ポートに連通して供給ポートを遮断する第２位置と、負荷ポート側の圧力と設定圧力とが圧力平衡する場合には弁体が各ポート間を遮断する中立位置とを有して成る。
また、弁本体の嵌合孔に軸方向へ摺動自在に嵌合した弁体にはその軸方向に大きなばね力と小さなばね力を対向作用して設け、このばね力差に基づき設定した設定圧力に負荷ポート側の圧力を対向作用して設け、圧縮空気源より圧縮空気を供給していない場合及び負荷ポート側の圧力が設定圧力より低い場合には弁体が負荷ポートを供給ポートに連通して排気ポートを遮断する第１位置と、負荷ポート側の圧力が設定圧力より高い場合には弁体が負荷ポートを排気ポートに連通して供給ポートを遮断する第２位置と、負荷ポート側の圧力と設定圧力とが圧力平衡する場合には弁体が各ポート間を遮断する中立位置とを有しても良い。
【０００５】
【作用】
かかる本発明の構成において、設定圧力を維持したい一定の圧力範囲の上限より低く下限より高く弁体の自重若しくは弁体の軸方向に対向作用する大きなばね力と小さなばね力とのばね力差により設定し、圧縮空気を供給していない状態では弁体が自重若しくは前記ばね力差に基づく設定圧力で第１位置に位置しており、この状態で圧縮空気源より圧縮空気を供給すると、圧縮空気は供給ポートより負荷ポートを流れて油タンク内部の貯蔵作動油上の空間に導入されて内部に予圧を付与し、圧縮空気を供給し続けることで内部に予圧を付与する負荷ポート側の圧力が上昇して設定圧力と圧力平衡すると、弁体が第１位置から中立位置に切換操作されて各ポート間を遮断し、内部に付与する予圧は設定圧力に制御される。そして、油タンクの内部に貯蔵した作動油が油圧ポンプにより吸入吐出され貯蔵作動油量が減少して内部の予圧が低下し負荷ポート側の圧力が設定圧力より低くなると、弁体が中立位置から第１位置に切換操作されて圧縮空気が供給ポートより負荷ポートを流れて油タンク内部の空間に導入して予圧を上昇し、予圧の上昇により負荷ポート側の圧力が上昇して設定圧力と圧力平衡すると、弁体が第１位置から中立位置に切換操作されて各ポート間を遮断する。また、外部負荷より作動油が油タンクの内部に還流され貯蔵作動油量が増加して内部の予圧が上昇し負荷ポート側の圧力が設定圧力より高くなると、弁体が中立位置から第２位置に切換操作されて油タンク内部の貯蔵作動油上の空間にある圧縮空気が負荷ポートより排気ポートを流れて外気に排気して予圧を下降し、予圧の下降により負荷ポート側の圧力が下降して設定圧力と圧力平衡すると、弁体が第２位置から中立位置に切換操作されて各ポート間を遮断する。このため、油タンクの内部に付与する予圧の上昇下降に応じる負荷ポート側の圧力で弁体を中立位置から各位置に切換操作して、密閉した油タンクの内部を貯蔵作動油量の急激な変動にかかわりなく常時一定の圧力範囲内に維持することができるから、従来の如き圧力検出センサ、制御器を不要にできて低コストにすることができる。
【０００６】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図１（Ａ）において、１は油タンクで、内部に作動油を貯蔵して貯蔵作動油上に空間Ｃを設け、この内部を密閉して設けている。２は油圧ポンプで、電動機３により回転駆動されて油タンク１内部に貯蔵の作動油を一端にストレーナ４を有した吸入流路５を介して吸入し吐出流路６へ吐出して図示しない外部負荷に供給するよう設けている。７は戻り流路で、外部負荷より排出された作動油を油タンク１内部に還流するよう設けている。８は圧力制御弁で、供給ポートＰと負荷ポートＡと排気ポートＥとを有し、供給ポートＰは供給流路９により圧縮空気源Ｐ１に接続し、負荷ポートＡは負荷流路１０により油タンク１の貯蔵作動油上の空間Ｃに接続し、排気ポートＥは一端にサイレンサ１１を有した排気流路１２により外気に開放して設けている。１３は供給流路９に配設したドレン排出器付きエアフイルタ、１４は供給流路９にドレン排出器付きエアフイルタ１３の後側に配設したリリーフ付き減圧弁で、二次側圧力を０．０５ＭＰａ（メガパスカル）に減圧制御するよう設定圧力を設定して設けている。１５は吸気弁１５Ａと排気弁１５Ｂとを備えた吸排気安全弁で、負荷流路１０に分岐接続した分岐流路１０Ａに配設し、吸気弁１５Ａの設定圧力を油タンク１内部の維持したい一定の圧力範囲の下限（０．０００５ＭＰａ）より低い−０．００２ＭＰａに設定すると共に、排気弁１５Ｂの設定圧力を維持したい一定の圧力範囲の上限（０．００２５ＭＰａ）より高い０．００３ＭＰａに設定して設けている。
【０００７】
以下、圧力制御弁８の構成を図１（Ｂ）において説明する。
１６は弁本体で、図１（Ｂ）の縦方向に配置し、内部に嵌合孔１７を貫設したスリーブ部材１８を装着して有している。１９、２０は弁本体１６の軸方向両端に固定して設けた蓋部材で、嵌合孔１７の両端開口を閉塞している。弁本体１６の嵌合孔１７にはその下方より順次軸方向に間隙を有して供給ポートＰと負荷ポートＡと排気ポートＥとを開口して設けている。２１は嵌合孔１７に軸方向へ摺動自在に嵌合した弁体で、負荷ポートＡを供給ポートＰと排気ポートＥとに切換連通するようランド部２１Ａ、２１Ｂを軸方向に間隙を有して設けている。そして、弁本体２１はその自重に基づき設定圧力（０．００１５ＭＰａ）を設定して設けると共に、その下方端に負荷ポートＡ側の圧力を流路２２を介して導入し設定圧力に対向作用して設けている。また、弁体２１の上方端は流路２３を介して排気ポートＥに接続している。圧力制御弁８は負荷ポートＡ側の圧力が設定圧力より低い場合には弁体２１が負荷ポートＡを供給ポートＰに連通して排気ポートＥを遮断する第１位置Ｘ（図１（Ａ）に示す。）と、負荷ポートＡ側の圧力が設定圧力より高い場合には弁体２１が負荷ポートＡを排気ポートＥに連通して供給ポートＰを遮断する第２位置Ｙ（図１（Ａ）に示す。）と、負荷ポートＡ側の圧力と設定圧力とが圧力平衡する場合には弁体２１が各ポートＰ、Ａ、Ｅ間を遮断する中立位置Ｚ（図１に（Ａ）に示す。）とを有している。
【０００８】
次にかかる構成の作動を説明する。
図１（Ａ）（Ｂ）は圧縮空気源Ｐ１より圧縮空気を供給していない状態を示し、圧力制御弁８は弁体２１の自重に基づく設定圧力で第１位置Ｘに位置し、弁体２１のランド部２１Ａが供給ポートＰの嵌合孔１７への開口個所より下方にあると共に、ランド部２１Ｂが負荷ポートＡの開口個所と排気ポートＥの開口個所間にあり、負荷ポートＡを供給ポートＰに連通して排気ポートＥを遮断している。
【０００９】
この状態で、圧縮空気源Ｐ１より圧縮空気を供給すると、圧縮空気は供給ポートＰより負荷ポートＡを流れて油タンク１内部の貯蔵作動油上の空間Ｃに導入されて内部に予圧を付与する。そして、圧縮空気を供給し続けることで内部に予圧を付与する負荷ポートＡ側の圧力が上昇して設定圧力（０．００１５ＭＰａ）と圧力平衡すると、圧力制御弁８は弁体２１が第１位置Ｘから中立位置Ｚに切換操作されて上昇した負荷ポートＡ側の圧力に基づく作用力で上方向へ摺動して図２に示す如きに成り、ランド部２１Ａが供給ポートＰの開口個所を閉塞すると共に、ランド部２１Ｂが排気ポートＥの開口個所を閉塞し、各ポートＰ、Ａ、Ｅ間を遮断する。これにより、油タンク１の内部に付与する予圧は設定圧力に制御される。
【００１０】
この油タンク１内部の予圧が設定圧力に制御された状態で、電動機３により油圧ポンプ２を回転駆動して油タンク１内部の貯蔵作動油を吸入吐出して外部負荷に供給すると、貯蔵作動油量が急激に減少して内部の予圧が低下する。そして、予圧の低下により負荷ポートＡ側の圧力が設定圧力より低くなると、圧力制御弁８は弁体２１が中立位置Ｚから第１位置Ｘに切換操作されて図１の状態に復帰し、圧縮空気が供給ポートＰより負荷ポートＡを流れて油タンク１内部の空間Ｃに導入して予圧を上昇し、予圧の上昇により負荷ポートＡ側の圧力が上昇して設定圧力と圧力平衡すると、弁体２１が第１位置Ｘから中立位置Ｚに切換操作されて図２に示す如きに成り、各ポートＰ、Ａ、Ｅ間を遮断する。
【００１１】
また、油タンク１内部の予圧が設定圧力に制御された状態で、外部負荷より排出した作動油が戻り流路７を流れて油タンク１内部に還流すると、貯蔵作動油量が急激に増加して内部の予圧が上昇する。そして、予圧の上昇により負荷ポートＡ側の圧力が設定圧力より高くなると、圧力制御弁８は弁体２１が中立位置Ｚから第２位置Ｙに切換操作されて上昇した負荷ポートＡ側の圧力に基づく作用力で上方向へ摺動して図３に示す如きに成り、ランド部２１Ａが供給ポートＰの開口個所と負荷ポートＡの開口個所間に摺動すると共に、ランド部２１Ｂが排気ポートＥの開口個所より上方に摺動し、負荷ポートＡを排気ポートＥに連通して供給ポートＰを遮断する。そして、油タンク１内部の空間Ｃにある圧縮空気が負荷ポートＡより排気ポートＥを流れて外気に排気して予圧を下降し、予圧の下降により負荷ポートＡ側の圧力が下降して設定圧力と圧力平衡すると、圧力制御弁８は弁体２１が第２位置Ｙから中立位置Ｚに切換操作されて設定圧力を設定する自重で下方向へ摺動して図２に示す如きに成り、各ポートＰ、Ａ、Ｅ間を遮断する。
【００１２】
かかる作動で、圧力制御弁８は、油タンク１内部の貯蔵作動油量の増減に伴う予圧の上昇下降に応じる負荷ポートＡ側の圧力で弁体２１を中立位置Ｚから各位置Ｘ、Ｙに切換操作して、密閉した油タンク１の内部を油圧ポンプ２による貯蔵作動油の吸入吐出や戻り流路７を流れての作動油の還流による貯蔵作動油量の急激な変動にかかわりなく常時一定の圧力範囲（０．０００５ＭＰａから０．００２５ＭＰａ）内に維持することができるから、従来の如き圧力検出センサ、制御器を不要にできて低コストにすることができる。また、設定圧力を弁体２１の自重に基づいて設定しているため、設定圧力をばね力、パイロツト圧力、電磁力等により設定するものに比べ、格別の部材を必要とせず部品点数を削減でき、より低コストにすることができる。
【００１３】
図４は本発明の他実施例を示し、一実施例と同一個所については同符号を付して説明を省略し、異なる個所についてのみ説明する。
圧力制御弁８Ａは弁本体１６を図４の横方向に配置し、弁体２１の軸方向両端に大きなばね力のばね２４Ａと小さなばね力のばね２４Ｂとを収装し、弁体にばね２４Ａ、２４Ｂ力を対向作用して設け、このばね２４Ａ、２４Ｂ力差に基づき設定圧力（０．００１５ＭＰａ）を設定して設けている。
【００１４】
作動は、図４は圧縮空気を供給していない状態を示し、弁体２１はばね２４Ａ、２４Ｂ力差に基づく設定圧力で左方端にあり負荷ポートＡを供給ポートＰに連通して排気ポートＥを遮断する第１位置Ｘ（図１（Ａ）に示す。）に位置している。そして、圧縮空気の供給で油タンク内部に予圧を付与する負荷ポートＡ側の圧力が上昇して設定圧力と圧力平衡すると、弁体２１が図４の右方向へ摺動して第１位置Ｘから中立位置Ｚに切換操作され、一実施例と同様に、油タンク内部の貯蔵作動油量の増減に伴う予圧の上昇下降に応じる負荷ポートＡ側の圧力で弁体２１を中立位置Ｚから各位置Ｘ、Ｙに切換操作して、油タンク１の内部を貯蔵作動油量の急激な変動にかかわりなく常時一定の圧力範囲（０．０００５ＭＰａから０．００２５ＭＰａ）内に維持することができ、従来の如き圧力検出センサ、制御器を不要にできて低コストにすることができる。また、設定圧力を弁体２１の軸方向に対向作用したばね２４Ａ、２４Ｂ力差に基づいて設定しているため、弁体に負荷ポート側の圧力に軸方向へ対向作用するばね力に基づいて設定圧力を設定して設ける場合と比べ、０．００１５ＭＰａと言う非常に低い設定圧力を設定するのに各ばね２４Ａ、２４Ｂ自体はばね力を低くすることなく線径を十分なものにでき、長期間にわたる弁体２１の軸方向への摺動で各ばね２４Ａ、２４Ｂに繰り返し作用するせん断力に対応できて耐久性を向上することができる。さらにまた、ばね２４Ａ、２４Ｂ力差に基づいて設定圧力を設定しているため、弁体２１を摺動自在に嵌合した弁本体１６の配置方向にとらわれることなくできる。
【００１５】
【発明の効果】
このように本発明は、弁本体の嵌合孔へ軸方向に間隙を有して供給ポートと負荷ポートと排気ポートとを開口して設け、供給ポートは圧縮空気源に接続し、負荷ポートは作動油を貯蔵する内部を密閉して貯蔵作動油を油圧ポンプで吸入吐出して外部負荷に供給したり外部負荷より作動油が還流したりして貯蔵作動油量が変動する油タンクの貯蔵作動油上の空間に接続し、排気ポートは外気に開放して設け、弁本体の嵌合孔には負荷ポートを供給ポートと排気ポートとに切換連通する弁体を軸方向へ摺動自在に嵌合して設け、弁体にはその軸方向に自重若しくは対向作用する大きなばね力と小さなばね力とのばね力差に基づき設定した設定圧力に負荷ポート側の圧力を対向作用して設け、負荷ポート側の圧力が設定圧力より低い場合には弁体が負荷ポートを供給ポートに連通して排気ポートを遮断する第１位置と、負荷ポート側の圧力が設定圧力より高い場合には弁体が負荷ポートを排気ポートに連通して供給ポートを遮断する第２位置と、負荷ポート側の圧力と設定圧力とが圧力平衡する場合には弁体が各ポート間を遮断する中立位置とを有しているため、従来の如き圧力検出センサ、制御器を不要にできて低コストにすることができる。
また、請求項１のものでは、設定圧力を弁体の自重に基づいて設定しているため、設定圧力を設定する格別の部材を必要とせず部品点数を削減でき、より低コストにすることができる効果を有する。
また、請求項２のものでは、設定圧力を弁体の軸方向に対向作用した大きなばね力と小さなばね力とのばね力差に基づいて設定しているため、低い設定圧力を設定する場合であっても各ばね自体はばね力を低くすることなく線径を十分なものにでき、長期間にわたる弁体の軸方向への摺動で各ばねに繰り返し作用するせん断力に対応できて耐久性を向上することができる。さらにまた、弁体を摺動自在に嵌合した弁本体の配置方向にとらわれることなくできる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示し、（Ａ）は回路図、（Ｂ）は圧力制御弁の縦断面図である。
【図２】図１（Ｂ）の圧力制御弁の作動状態を示す縦断面図である。
【図３】図２とは異なる作動状態を示す圧力制御弁の縦断面図である。
【図４】本発明の他実施例を示した圧力制御弁の縦断面図である。
【図５】従来例を示した回路図である。
【符号の説明】
１油タンク
２油圧ポンプ
８、８Ａ圧力制御弁
１６弁本体
１７嵌合孔
２１弁体
２４Ａ、２４Ｂばね
Ｃ空間
Ｐ供給ポート
Ａ負荷ポート
Ｅ排気ポート
Ｘ第１位置
Ｙ第２位置
Ｚ中立位置
【図１】
0003600649.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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