(57)【要約】【課題】  油圧回路に配されるリリーフバルブにおいて、大流量を確保しつつもバルブ本体の大型化、重量化、組み付け性の悪化を排除可能な新規な構成を有するリリーフバルブを提供すること【解決手段】  リリーフバルブ内の構造をシリンダとその内部を摺動するスプールの二重構造として、スプールとシリンダの当接面の径を拡大した。さらに、スプールにはドレン油圧が背部からも掛かるように背圧油室を形成した。【選択図】図１
2006097728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ポート、第２ポート、および有底のバルブ保持室を有するハウジングと、
ハウジングのバルブ保持室内に固定される円筒状のシリンダと、
シリンダの内部に摺動自在に配され、バルブ保持室を高圧油室とドレン油室に画成し、シリンダとの間でバルブを構成するスプールと、
スプールをシリンダに押圧付勢するリターンスプリングとを備えるリリーフバルブであって、
スプールは背圧油室を画成すると共に、ドレン油室と背圧油室を連通する連通孔を有し、
シリンダとスプールの当接面を構成する径はシリンダとスプールの摺動面を構成する径よりも大きく設定されているリリーフバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制動装置や弁開閉時期制御装置等が有する油圧回路に設けられ、これらのシステム油圧を所定の圧力に保持するリリーフバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に関連する従来のリリーフバルブとして、図２に示したリリーフバルブ５０が知られている。このリリーフバルブ５０は、ハウジング５１、ハウジング５１に固定されるシート５２、ハウジング５１に収容されるプランジャ５３、およびプランジャ５３を付勢するリターンスプリング５４を構成要素としている。
【０００３】
ハウジング５０には、油圧の供給側となる高圧ポート５５、排出側となるドレンポート５６が形成され、両ポート５５、５６に連通し、ハウジング５０の長手方向に延び、一端が開口するバルブ保持室５７が形成されている。バルブ保持室５７の開口部からリターンスプリング５４、プランジャ５３が挿入され、バルブ保持室５７を封止するシート５２がハウジング５１に固定されている。バルブ保持室５７内ではプランジャ５３が摺動自在に配され、リターンスプリング５４によりシート５２に当接するように付勢されている。シート５２には、第１油孔５２ａ、第２油孔５３ｂが形成され、高圧ポート５５とドレンポート５６は、第１油孔５２ａ、第２油孔５３ｂ、バルブ保持室５７を介して連通している。バルブ保持室５内に配設されたプランジャ５３は一端に弁体５３ａを有し、第２油孔５２ｂの開口部に着座可能となっている。しかして、リターンスプリング５４によって付勢されたプランジャ５３は、高圧ポート５５とドレンポート５６との連通は、高圧ポート５５に導入された油圧に応じて制御されている。
【０００４】
この種のリリーフバルブの一例として、特開平１１−３２５２８５号公報に示された直動形リリーフバルブが知られている。本従来例では、用途に応じた再現性の良い応答性の設定が可能で、チャタリングを効果的に抑制可能なバルブが提案されている。
【特許文献１】特開平１１−３２５２８５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の背景技術として、図２で説明したリリーフバルブでは、高圧ポートに導入された油圧の大きさとリターンスプリングのスプリング力とは以下の関係がある。即ち、シート５２に着座するプランジャ５３の弁体５３ａには、第２油孔５２ｂの径Ｄの大きさと、高圧ポートとドレンポート間の差圧（ΔＰとする）により算出される力（Ｆとする）が作用する。一般的には、Ｆ＝（（π／４）×Ｄ２×ΔＰ）から求めることができる。
【０００６】
前記の導出式からも明らかな通り、プランジャ５３に掛かる高圧ポート５５側の圧力による力は、両ポートの差圧の大きさも影響するものの、第２油孔５２ｂの径の２乗に応じて変化する分が大きい。一方、大流量のリリーフバルブを実現しようとした場合、リターンスプリング５４の付勢力も両ポート間の連通を断つ（リリーフしない）ため、これまで以上の付勢力が必要となる。このリターンスプリング５４の大きさも、第２油孔５２ｂの径が拡大される方向に設定される毎に仕様を変更しなければならない。即ち、第２油孔５２ｂの径の２乗に応じて変化する力に追従するように、リターンスプリング５４の付勢力を変更する必要がある。この２乗に応じる変更はリターンスプリング５４を形成する線材径、コイル径に大きく影響し、比較的小さい第２油孔５２ｂの変更であっても、リターンスプリング５４の大型化につながってしまう。
【０００７】
前記の通り大流量リリーフバルブ５０を実現しようとした場合、第２油孔５２ｂの径大化に伴い、リターンスプリング５４の強化（大型化）、リリーフバルブ全体の重量化、リターンスプリング５４の強化によるバルブ全体の大型化、スプリング力の強化による組み付け性の悪化を招来してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、前記した従来の技術では避けることが困難であった、リリーフバルブの大流量化の要請に伴うバルブの大型化、重量化、組み付け性の悪化を排除可能な新規な構成を有するリリーフバルブを提供することをその技術的課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために講じた技術的手段は、第１ポート、第２ポート、および有底のバルブ保持室を有するハウジングと、ハウジングのバルブ保持室内に固定される円筒状のシリンダと、シリンダの内部に摺動自在に配され、バルブ保持室を高圧油室とドレン油室に画成し、シリンダとの間でバルブを構成するスプールと、スプールをシリンダに押圧付勢するリターンスプリングとを備えるリリーフバルブであって、スプールは背圧油室を画成すると共に、ドレン油室と背圧油室を連通する連通孔を有し、シリンダとスプールの当接面を構成する径はシリンダとスプールの摺動面を構成する径よりも大きく設定されているリリーフバルブ。
【発明の効果】
【００１０】
上記技術的手段を講じたことにより、バルブ構成要素の部品を大型化することなくリリーフバルブの大流量を確保することができるようになった。また、バルブ構成要素の大型化を防ぐことができるため、リリーフバルブの重量も抑えつつ、大流量リリーフバルブを達成することができるようになった。さらに、バルブ構成要素であるリターンスプリングの径大化を行うことなくリリーフバルブを構成することができる。したがって、従来構造の同流量のリリーフバルブと比較すると、高いセット荷重のリターンスプリングを組み付ける必要がなく、組み付け性の悪化を招くことがないという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の技術思想を適用した一実施例であるリリーフバルブについて、図１を用いて説明する。なお、図１はリリーフバルブ１０が閉弁した状態を示している。
【００１２】
図１に示したリリーフバルブ１０は、ハウジング１１、ハウジング１１内に配設されたシリンダ１２、シリンダ１２内に配設されるスプール１３、プラグＰ、およびスプール１３を付勢するリターンスプリング１４を基本的な構成要素としている。
【００１３】
ハウジング１１には、油圧の供給側となる高圧ポート１５（第１ポート）、排出側となるドレンポート１６（第２ポート）が形成され、両ポート１５、１６に連通し、ハウジング１１の長手方向に延び、一端が開口するバルブ要素保持室１７が形成されている。バルブ要素保持室１７（バルブ保持室）は図示したように、有底部１７ｂと開口に向かって順次、小径部１７ｓ、中径部１７ｍ、大径部１７ｌを有している。前出の高圧ポート１５は中径部１７ｍとハウジング１１外部を連通し、ドレンポート１６は小径部１７ｓとハウジング１１外部を連通している。バルブ要素保持室１７内には、略円筒状のシリンダ１２が嵌装され両部材は固定関係となっている。シリンダ１２は、大径部１２ｌと小径部１２ｓを有している。そして、大径部１２ｌはバルブ要素保持室１７の中径部１７ｍに嵌合し、小径部１２ｓは小径部１７ｓに嵌合している。大径部１２ｌとハウジング１との間にはシール１８、小径部１２ｓとハウジング１１との間にはシール１９が配設されている。スプール１２の内外を連通する複数のポート１２ｐが小径部１２ｓとバルブ要素保持室１７の小径部１７ｓ近傍に設けられている。バルブ要素保持室１７の中径部１７ｍとシリンダ１２の小径部１２ｓとの間には、高圧油室２０が形成されている。なお、シリンダ１２の内壁は小径部１２ｓｓと拡径部１２ｓｌを有している。以上説明した構造により、高圧ポート１５から入力された油圧は高圧油室２０、ポート１２ｐを介してシリンダ１２の内部に導入されるように構成されている。
【００１４】
シリンダ１２をハウジング１１に固定するため、プラグＰがハウジング１１の開口部にて螺合している。
【００１５】
シリンダ１２の小径部１２ｓｓを摺動するように、スプール１３が配設されている。スプール１３とシリンダ１２の小径部１２ｓｓとの間にはシール２１が配設され、スプール１３がシリンダ１２の小径部１２ｓｓを摺動する際、摺動抵抗力が発生するように機能している。スプール１３は、バルブ要素保持室１７の有底部１７ｂの方向から順に大径部１３ｌ、小径部１３ｓ、および中径部１３ｍを有している。スプール１３の小径部１３ｓとシリンダ１２との間には油室２２が画成されている。また、スプール１３の長手方向の軸に沿って、スプール１３の全長に亘って連通孔１３ａが形成されている。スプール１３、シリンダ１２、プラグＰによって背圧油室２３、バルブ要素保持室１７の有底部１７ｂとスプール１３によってドレン油室２４が画成されている。バルブ要素保持室１７の有底部１７ｂとスプール１３との間にはリターンスプリング１４が張設されており、スプール１３をシリンダ１２の方向に押圧している。スプール１３の大径部１３ｌは実質的にバルブ体を構成し、リターンスプリング１４の付勢力によってシリンダ１２の先端部分と当接係合して油室２２とドレン油室２４との連通を断つよう機能している。
【００１６】
次に、スプール１３の仕様の詳細について説明する。スプール１３の中径部１３ｍの径をφＡとし、スプール１３の大径部１３ｌがシリンダ１２の先端部分と当接する部分の径をφＢとする。本発明の要部を構成するこの径の関係はφＡ＜φＢなる関係を満たすように設定されている。また、スプール１３の中心部分を貫通するように穿孔された連通孔１３ａは、背圧油室２３とドレン油室２４を連絡する。その結果、背圧油室２３はドレン油室２４と同圧に維持されている。
【００１７】
次に、上記の通り構成したリリーフバルブ１０の作動について説明する。
【００１８】
本実施例では、大流量を確保するため、シリンダ１２とスプール１３との連通部を形成するスプール１３の大径部１３ｌが大きく設定されている。このため、大径部１３ｌがシリンダ１２から離間することで、φＢにより形成される径により大流量の油が高圧ポート１５からドレンポート１６に移動する。このとき、ドレン油室２４に流れ込んだ油は、スプール１３の通行孔１３ａを介して背圧油室２３に導かれ、背圧油室２３はドレン油室２４と同圧に維持されることになる。以上説明した状態におけるリリーフ作動（スプール１３が開放する）ための圧力条件は、Ｆ１＋Ｆ２＝（π／４）×（φＢ２−φＡ２）×ΔＰで求められる。Ｆ１はリターンスプリング１４の付勢力、Ｆ２はスプール１３に配されたシール２１とシリンダ１２の摺接による摺動抵抗である。ΔＰは高圧ポート１５とドレンポート１６に導入された油圧の差圧である。したがって、リリーフバルブの開口部を形成するφＢを大きく設定しても、φＡの面積分を差し引いた環状部分の面積に対してΔＰが負荷されるため、リターンスプリングの荷重Ｆ１は小さく設定することが可能となる。これにより、大流量を確保しつつ、小型のリターンスプリングでリリーフバルブを構成することができるようになった。なお、本実施例では、スプール１３に配されたシール２１とシリンダ１２の摺接による摺動抵抗Ｆ２として考慮したが、シール材２１は漏れ許容量との関係で省略することも可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明を適用した一実施例を示すリリーフバルブ（バルブ閉状態）の全体構成を示すリリーフバルブの断面図である。
【図２】本発明を適用した一実施例を示すリリーフバルブ（バルブ開状態）の全体構成を示すリリーフバルブの断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１５    高圧ポート（第１ポート）
１６    ドレンポート（第２ポート）
１７    バルブ要素保持室（バルブ保持室）
１１    ハウジング
１２    シリンダ
１３    スプール
２０    高圧油室
２４    ドレン油室
１４    リターンスプリング
１３ａ  連通孔
【図１】
2006097728.tif 000003
【図２】
2006097728.tif 000004