(57)【要約】本発明は、油圧ポンプ側の作動油の圧力が設定圧力以上に上昇する場合、高圧流量を油圧タンクに戻すことによって油圧システムを保護する圧力制御弁に関するもので、作動油が流入する流入口と、油圧タンクに連通する低圧通路が形成されているスリーブと、流入口に対し低圧通路を開閉させるメインポペットと、メインポペットを加圧し、流入口に対し低圧通路の閉鎖状態を初期状態として弾性バイアスするメインポペットスプリングと、圧力室に設定圧力を超える圧力が発生し、弁座の内部流路を開放させる際に、弁座に対し摺動状態を保持しながら圧力を制御することができるようにオリフィス流路が形成されているパイロットポペットと、パイロットポペットを加圧し、弁座の内部流路の閉鎖状態を初期状態として弾性バイアスするパイロットポペットスプリングとを、含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプから作動油が流入する流入口と、油圧タンクに連通する低圧通路が形成されているスリーブと、
前記スリーブに着脱することにより、前記流入口に対し低圧通路を開閉させるメインポペットと、
前記メインポペットにスライド移動可能に組み付けられ、ピストンスプリングにより弾性支持されるピストンと、
前記メインポペットを加圧し、前記流入口に対し低圧通路の閉鎖状態を初期状態として弾性バイアスするメインポペットスプリングと、
前記スリーブ内にメインポペットに対向するように設けられ、圧力室を形成する弁座と、
前記圧力室に設定圧力を超える圧力が発生し、前記弁座からリフトされ、前記弁座の内部流路を開放させる際に、前記弁座に対し摺動状態を維持しながら圧力を制御することができるようにオリフィス流路が形成されてい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、前記弁座の内部流路の閉鎖状態を初期状態として弾性バイアスするパイロットポペットスプリングとを、含むことを特徴とする圧力制御弁。
【請求項２】
前記オリフィス流路は、前記弁座に対し摺動する前記パイロットポペットの中心に軸方向に形成されている通路と、前記通路にそれぞれ連通し得るようにパイロットポペットの摺動部に少なくとも一つ以上形成されるオリフィスとから構成されることを特徴とする請求項１に記載の圧力制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械用圧力制御弁に関するものであり、さらに詳細には、油圧ポンプ側の作動油の圧力が設定圧力以上に上昇すると切り換わり、油圧ポンプ側の高圧の油量を油圧タンク側に戻し、油圧システムを保護することができるようにしたパイロットポペットタイプの圧力制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示されているように、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する流入口１と、油圧タンクＴに連通する低圧通路２が形成されているスリーブ３と、スリーブ３に着／離座（ｓｅａｔ／ｕｎｓｅａｔ）することにより、流入口１に対して低圧通路２を開閉させるメインポペット４と、メインポペット４にスライド移動可能に組み付けられ、ピストンスプリング５により弾性支持されるピストン６と、メインポペット４を加圧し、流入口１に対し低圧通路２の閉鎖状態を初期状態として弾性バイアスするメインポペットスプリング７と、スリーブ３内にメインポペット４に対向するように設けられ、圧力室８を形成する弁座９と、弁座９に着／離座し、圧力室８に設定圧力を超えるような圧力の発生時に弁座９の内部流路９ａを開放させるパイロットポペット１０と、パイロットポペット１０を加圧して弁座９の内部流路９ａの閉鎖状態を初期状態として弾性バイアスするパイロットポペットスプリング１１を含む。
【０００３】
前述したように構成される圧力制御弁(リリーフ弁のことをいう)の作動について説明する。
【０００４】
油圧ポンプＰからの高圧油が流入口１に供給される場合、スリーブ３に着座(シート)したメインポペット４のピストン６の内部流路を通って圧力室８に移動する。この際、パイロットポペット１０は、これを支持するパイロットポペットスプリング１１の弾性力により弁座９に着座した状態を維持する（図２に示した状態）。
【０００５】
前述したメインポペット４は、スリーブ３に着座した断面積よりも左側の摺動部の断面積が大きく、メインポペットスプリング７の弾性力により支持されるため、メインポペット４は右側に加圧され、スリーブ３に着座する。これにより、流入口１に対して低圧通路２を閉じた状態で維持することになる。 
【０００６】
この際、圧力室８に供給された作動油の圧力が徐々に増加し、パイロットポペットスプリング１１の設定圧力に到達すると、パイロットポペット１０が左側に移動し、弁座９の内部流路９ａを開放させる（図３に示した状態）。
【０００７】
これにより、圧力室８の圧力は、開放された弁座９の内部流路９ａを通ってバックチャンバー１２−弁座９に形成の低圧通路１３−スリーブ３に形成の低圧通路１４を経て油圧タンクＴに戻る。この際、圧力室８内の圧力は、パイロットポペット１０の切換えにより弁座９の内部流路９ａが開放されるため、徐々に低くなる。
【０００８】
したがって、流入口１の圧力よりも圧力室８の圧力が低いため、左、右側の受圧部に作用する圧力差によりピストン６が左側に移動し、パイロットポペット１０の端部と接触することになる。
【０００９】
その反面、メインポペット４は、スリーブ３に着座した断面積よりも左側摺動部の断面積が相対的に大きいため、左、右側の受圧部に作用する圧力差が発生する場合でもスリーブ３に着座した状態を維持することになる。
【００１０】
前述したピストン６がパイロットポペット１０に当接し、ピストン６の内部流路が塞がった場合、ピストン６の内部流路に供給されるはずの作動油はピストン６のオリフィス１５のみを通じて圧力室８に移動することになる。これにより、ピストン６の内部流路を通る作動油の量は急激に減少し、流入口１側の作動油圧力と圧力室８側の作動油圧力との差は一層大きくなる。
【００１１】
即ち、メインポペット４の左、右側の受圧部の断面積差よりも、左、右側の受圧部に作用する圧力差がより大きくなるため、圧力差によりメインポペット４は左側に移動することになる。
【００１２】
したがって、スリーブ３からメインポペット４がリフトされることによって、流入口１側の作動油がスリーブ３の低圧通路２を通じて油圧タンクＴにリリーフされるため、油圧システムの圧力を一定に維持することができる。
【００１３】
この際、図３に示したようにパイロットポペット１０が弁座９からリフトされ、圧力室８の高圧作動油を油圧タンクＴにリリーフさせる過程でパイロットポペット１０が左側に移動する場合、バックチャンバー内でパイロットポペット１０の移動を案内支持する構造物がないため、空に浮いている状態を維持することになる。
【００１４】
したがって、圧力室８の高圧油が弁座９の内部流路９ａを通じて高速で通り抜けると共にパイロットポペット１０に衝突することになる。これによりパイロットポペット１０が揺れながら気泡を生じさせるため、バランスが取りにくい。しかも、作動油の圧力が不安定に変化し、騒音及び振動を惹き起こすことから、油圧システムの不安定を招来してしまう。
【００１５】
また、作業者による作業性を低下させると共に、圧力制御弁の交換が必要となり、原価コストの上昇を招くという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、パイロットポペットの移動によるリリーフ作動時、弁座にパイロットポペットが持続的に摺動するため、リリーフの作動が安定すると共に耐久性を持った圧力制御弁を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の一実施形態による圧力制御弁は、油圧ポンプから作動油が流入する流入口と、油圧タンクに連通する低圧通路が形成されているスリーブと、スリーブに着脱することにより流入口に対して低圧通路を開閉させるメインポペットと、メインポペットにスライド移動可能に組み付けられ、ピストンスプリングにより弾性支持されるピストンと、メインポペットを加圧し、流入口に対し低圧通路の閉鎖状態を初期状態として弾性バイアスするメインポペットスプリングと、スリーブ内にメインポペットに対向するように設けられ、圧力室を形成する弁座と、圧力室に設定圧力を超えるような圧力が発生し、弁座からリフトされ、弁座の内部流路を開放させる場合、弁座に対し摺動状態を保持しながら圧力を制御することができるようにオリフィス流路が形成されているパイロットポペットと、パイロットポペットを加圧し、弁座の内部流路の閉鎖状態を初期状態として弾性バイアスするパイロットポペットスプリングとを、含む。
【００１８】
好ましい実施形態によれば、前述したオリフィス流路は、弁座に対し摺動するパイロットポペットの中心に軸方向に形成される通路と、通路にそれぞれ連通し得るようにパイロットポペットの摺動部に少なくとも一つ以上形成されるオリフィスとから形成される。
【発明の効果】
【００１９】
前述のように構成される本発明の一実施形態による圧力制御弁は、リリーフ弁のパイロットポペットに形成されているオリフィス流路により、リリーフ時、作動油の最少量が油圧タンクにリリーフされるようにし、高圧大容量による漏油及び衝撃の発生を減衰させることによって振動、騒音の発生が最少化され、耐久性を確保することができる。
【００２０】
また、リリーフ時、弁座に対しパイロットポペットの摺動状態を維持し、油圧システムの圧力を安定的に維持するとともに、快適な作業環境の形成により作業能率を向上させ、圧力制御弁の交換による原価コストの上昇も防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来技術による圧力制御弁の断面図である。
【図２】図１のパイロットポペットが着座している状態を示した図である。
【図３】図１のパイロットポペットがリフトされた状態を示した図である。
【図４】本発明の一実施形態による圧力制御弁の断面図である。
【図５】図４のパイロットポペットが着座している状態を示した図である。
【図６】図４のパイロットポペットがリフトされた状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の望ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明するが、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することができる程度に詳細に説明するためのものであり、これにより本発明の技術的思想及び範疇が限定されることを意味するものではない。
【００２３】
図４乃至図６に示した本発明の一実施形態による圧力制御弁は、油圧ポンプＰから作動油が流入する流入口１と、油圧タンクＴに連通する低圧通路２が形成されているスリーブ３と、スリーブ３に着脱することにより、流入口１に対し低圧通路２を開閉させるメインポペット４と、メインポペット４にスライド移動可能に組み付けられ、ピストンスプリング５により弾性支持されるピストン６と、メインポペット４を加圧し、流入口１に対し低圧通路２の閉鎖状態を初期状態として弾性バイアスするメインポペットスプリング７と、スリーブ３内にメインポペット４に対向するように設けられ、圧力室８を形成する弁座９と、圧力室８で設定圧力を超えるような圧力が発生し、弁座９からリフトされ、弁座９の内部流路９ａを開放させる場合、弁座９に対し摺動状態を維持しながら圧力を制御することができるようにオリフィス流路２０が形成されているパイロットポペット１０と、パイロットポペット１０を加圧し、弁座９の内部流路９ａの閉鎖状態を初期状態として弾性バイアスするパイロットポペットスプリング１１とを、含む。
【００２４】
望ましくは、前述したオリフィス流路２０は、弁座９の内部流路９ａを摺動するパイロットポペット１０の中心に軸方向に形成される通路２２と、通路２２にそれぞれ連通するようにパイロットポペット１０の摺動部２１に少なくとも一つ以上形成されるオリフィス２３（通路２２にこれと連通するようにオリフィス２３が直角方向に貫通形成してある）とから形成される。
【００２５】
以下、本発明の一実施形態による圧力制御弁の使用例について添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
図４乃至図６のように、前述した油圧ポンプＰからの高圧油が流入口１に供給される場合、スリーブ３に着座したメインポペット４のピストン６の内部流路９ａを通って圧力室８に移動する。この際、パイロットポペット１０は、これを支持するパイロットポペットスプリング１１の弾性力により弁座９に着座した状態を維持することができる（図５に示した状態）。
【００２７】
前述したメインポペット４はスリーブ３に着座した断面積よりも左側の摺動部の断面積が大きく、メインポペットスプリング７の弾性力により支持されるため、メインポペット４を右側に加圧することになり、スリーブ３に着座した状態を維持する。これにより、流入口１に対して低圧通路２を閉じた状態で維持されることになる（図４に示した状態）。
【００２８】
この際、圧力室８に供給された作動油の圧力が徐々に増加し、パイロットポペットスプリング１１の設定圧力に到達する場合、パイロットポペット１０が左側に移動する。パイロットポペット１０の摺動部２１は内部流路９ａにより摺動状態を維持する（図６に示した状態）。
【００２９】
したがって、圧力室８の圧力は、パイロットポペット１０の摺動部２１に形成された通路２２と、通路２２に連通するように形成されたオリフィス２３とを通過し、弁座９のポケット９ｂを通ってバックチャンバー１２に移動する。バックチャンバー１２に移動した作動油は、弁座９に形成の低圧通路１３とスリーブに形成の低圧通路１４とを通って油圧タンクＴに戻る。この際、圧力室８内の圧力は、パイロットポペット１０の切換時に開放されるオリフィス流路２０を通って油圧タンクＴにつながるため、徐々に低くなる。
【００３０】
したがって、流入口１の圧力よりも圧力室８の圧力が低くなるため、左、右側の受圧部に作動する圧力差によりピストン６が左側に移動し、パイロットポペット１０の端部と当接することになる。
【００３１】
その反面、メインポペット４がスリーブ３に着座した断面積よりも左側摺動部の断面積が相対的に大きいため、左、右側の受圧部に作用する圧力差が生じる場合でもスリーブ３にメインポペット４が着座した状態を維持することになる。
【００３２】
前述したピストン６がパイロットポペット１０の端部に当接し、ピストン６の内部流路９ａが塞がった場合、ピストン６内の作動油は摺動部２１に形成された通路２２と、通路２２に連通しているオリフィス２３と（一例として三つのオリフィスのうち一つが開放される）を通じて、内部流路９ａを経て圧力室８に移動する。
【００３３】
これにより、流入口１から圧力室８に移動する流量が急激に減少し、圧力室８の内部流量は再び摺動部２１に形成のピストン６の通路２２とオリフィス２３（一例として三つのオリフィスのうち一つが開放される）とを通じてポケット９ｂに連結された後、バックチャンバー１２に移動した作動油は弁座９に形成の低圧通路１３とスリーブ３に形成の低圧通路１４とを通って油圧タンクＴに戻る。これにより、圧力室８の圧力は急激に低くなると共に流入口１側の作動油の圧力に対し圧力室８側の作動油の圧力との差は一層大きくなる。
【００３４】
即ち、メインポペット４の左、右側の受圧部の断面積差による圧力バランスよりも左、右側の受圧部に作用する圧力差がより大きくなるため、圧力差によりメインポペット４は左側に移動することになる。
【００３５】
したがって、スリーブ３からメインポペット４がリフトされ、流入口１側の作動油はスリーブ３の低圧通路２を通過し、油圧タンクＴにリリーフされるため、油圧システムの圧力を一定に維持することができる。
【００３６】
この際、図６に示したようにパイロットポペット１０が弁座９からリフトされ、圧力室８の高圧作動油を油圧タンクＴにリリーフさせる過程において、パイロットポペット１０が左側に移動する場合、パイロットポペット１０の摺動部２１が弁座９の内部流路９ａから完全に離脱し切れず、持続的に摺動する状態を維持することになる。
【００３７】
したがって、パイロットポペット１０が弁座９からリフトされ、リリーフ作動時、弁座９の内部流路９ａで摺動するため、揺れが生じない。また、リリーフ作動時、圧力室８から油圧タンクＴに作動油を移動させる通路としてパイロットポペット１０に形成の通路２２と、これに連通するように摺動部２１に形成の三つのオリフィスが使用される。
【００３８】
これにより圧力室８から油圧タンクＴに戻る作動油の量が減少するため、振動及び騒音の発生を減らすことができ、油圧システムの安定的な圧力を形成できる。
【００３９】
前述のような本発明の一実施形態による圧力制御弁によれば、パイロットポペットが弁座からリフトされ、リリーフさせる場合、弁座にパイロットポペットが持続的に摺動するため、リリーフの作動が安定して行われる。また、パイロットポペットに形成されたオリフィス流路により、作動油の最少量をリリーフさせることから、高圧の作動油と衝突による振動、騒音の発生が防止でき、制御弁の耐久性を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
前述したように本発明の一実施形態によれば、リリーフ弁のパイロットポペットに形成されたオリフィス流路によりリリーフ作動時、作動油の最少量が油圧タンクにリリーフされるようにして高圧大容量による漏油及び衝撃の発生を減衰させることによって、振動、騒音の発生が最少化され、耐久性を確保することができる。
【００４１】
また、リリーフ作動時、弁座に対しパイロットポペットが摺動状態を維持し、油圧システムの圧力を安定的に維持し、快適な作業環境の形成による作業能率を向上させ、圧力制御弁の交換による原価コストの上昇を抑えられる。
【符号の説明】
【００４２】
１  流入口
２  低圧通路
３  スリーブ
４  メインポペット
５  ピストンスプリング
６  ピストン
７  メインポペットスプリング
８  圧力室
９  弁座
１０  パイロットポペット
１１  パイロットポペットスプリング
１２  バックチャンバー
１３  低圧通路
１４  低圧通路
１５  オリフィス
２０  オリフィス流路
２１  摺動部
２２  通路
２３  オリフィス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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