(57)【要約】【課題】リリーフ弁において、ボール受けの振動を抑制するとともに、リリーフ圧の安定を図ること。【解決手段】リリーフ弁２０において、ボール受け２４とバルブ孔２１ａの環状間隙に封入される弾性体シール４０Ａを有し、弾性体シール４０Ａがボール受け２４の軸方向で非圧縮とされる状態で、バルブ孔２１ａの内周に摺接するもの。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心に沿ってバルブ孔が穿設された弁ハウジングと、上記バルブ孔の開口端部に嵌入固定され、軸心に沿って貫通する連通孔の一端部に油圧ポンプから吐出した圧油が導入されるとともに、他端部に弁座が形成された弁座部材と、上記弁座に当接して上記連通孔を閉止するボールと、該ボールを保持し、上記バルブ孔の内面に沿って摺動可能に支持されたボール受けと、上記ボールが上記弁座に当接する方向に上記ボール受けを付勢するリリーフばねとを備え、油圧のリリーフ時に圧油をリリーフするリリーフ孔が上記バルブ孔の半径方向に開口したリリーフ弁において、
上記ボール受けとバルブ孔の環状間隙に封入される弾性体シールを有し、該弾性体シールがボール受けの軸方向で非圧縮とされる状態で、ボール受けの外周とバルブ孔の内周の少なくとも一方に摺接することを特徴とするリリーフ弁。
【請求項２】
前記弾性体シールがボール受けの側に担持される請求項１に記載のリリーフ弁。
【請求項３】
前記弾性体シールがボール受けと軸方向で衝合する、リリーフばねのためのばね受けに担持される請求項２に記載のリリーフ弁。
【請求項４】
前記弾性体シールがオイルシールからなる請求項１〜３のいずれかに記載のリリーフ弁。
【請求項５】
前記オイルシールが芯金の外周にシールリップを備える請求項４に記載のリリーフ弁。
【請求項６】
前記シールリップの外径が自由状態で、前記バルブ孔の内径より大きい請求項５に記載のリリーフ弁。
【請求項７】
前記芯金がボール受けと軸方向で衝合する、リリーフばねのためのばね受けを構成する請求項５又は６に記載のリリーフ弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧制御系、特に車両のパワーステアリング装置の油圧系に使用されるリリーフ弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のリリーフ弁の一般的な構造として、特許文献１に開示されたものがある。これは、軸心に沿ってバルブ孔が穿設された弁ハウジングと、このバルブ孔の開口端部に嵌入固定され、軸心に沿って貫通する連通孔の一端部に油圧ポンプから吐出した圧油が導入されるとともに、他端部に弁座が形成された弁座部材と、その弁座に当接して上記連通孔を閉止するボールと、該ボールを保持し、上記バルブ孔の内面に沿って摺動可能に支持されたボール受けと、上記ボールが上記弁座に当接する方向に上記ボール受けを付勢するリリーフばねとを備え、圧油のリリーフ時に圧油をリリーフするリリーフ孔が上記バルブ孔の半径方向に開口したものであるが、この構造では、ベーンポンプで発生する振動によってボール受けが共振し、ピー音が発生する。
【０００３】
そこで、ボール受けの振動を防止するリリーフ弁として、特許文献２に記載の如く、ボール受けとリリーフばねとの間に、ゴム製ＯリングとＰＴＦＥリングからなる防振リングを介装したものがある。これは、リリーフばねによって防振リングをボール受けに押圧し、防振リングのゴム製Ｏリングを押し広げ状態とすることにより、防振リングをバルブ孔の内面に接触させ、ボール受けの振動を抑制するものである。
【０００４】
【特許文献１】
実開昭５６−２３７６５
【０００５】
【特許文献２】
特許２８７５８５２
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献２に記載のリリーフ弁では、防振リングのゴム製Ｏリングをリリーフばねによりボール受けとの間で軸方向に圧縮して径方向に押し広げ状態とするものであるため、圧縮押し広げ状態のＯリングが油の低温時にゴムの硬化により、張り付き現象を生じ、油圧が設定圧を超えてもリリーフしないおそれがある。これでは他の部分に負担をかけてしまう。また、長期に渡る劣化で設定圧が変化することによりリリーフ弁の作動が正常でなくなり、シリンダ、ポンプの各部に油漏れが発生してしまう現象が起こる。
【０００７】
本発明の課題は、リリーフ弁において、ボール受けの振動を抑制するとともに、リリーフ圧の安定を図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、軸心に沿ってバルブ孔が穿設された弁ハウジングと、上記バルブ孔の開口端部に嵌入固定され、軸心に沿って貫通する連通孔の一端部に油圧ポンプから吐出した圧油が導入されるとともに、他端部に弁座が形成された弁座部材と、上記弁座に当接して上記連通孔を閉止するボールと、該ボールを保持し、上記バルブ孔の内面に沿って摺動可能に支持されたボール受けと、上記ボールが上記弁座に当接する方向に上記ボール受けを付勢するリリーフばねとを備え、油圧のリリーフ時に圧油をリリーフするリリーフ孔が上記バルブ孔の半径方向に開口したリリーフ弁において、上記ボール受けとバルブ孔の環状間隙に封入される弾性体シールを有し、該弾性体シールがボール受けの軸方向で非圧縮とされる状態で、ボール受けの外周とバルブ孔の内周の少なくとも一方に摺接するようにしたものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記弾性体シールがボール受けの側に担持されるようにしたものである。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２の発明において更に、前記弾性体シールがボール受けと軸方向で衝合する、リリーフばねのためのばね受けに担持されるようにしたものである。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において更に、前記弾性体シールがオイルシールからなるようにしたものである。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項４の発明において更に、前記オイルシールが芯金の外周にシールリップを備えるようにしたものである。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項５の発明において更に、前記シールリップの外径が自由状態で、前記バルブ孔の内径より大きくしたものである。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項５又は６の発明において更に、前記芯金がボール受けと軸方向で衝合する、リリーフばねのためのばね受けを構成するようにしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は可変容量型ポンプを示す断面図、図２は第１実施形態のリリーフ弁を示す断面図、図３はオイルシールを示す正面図、図４は第２実施形態のリリーフ弁を示す断面図、図５はばね受け及び弾性体シールの結合体を示す断面図である。
【００１６】
（第１実施形態）（図１〜図３）
図１の可変容量型ポンプは、車両のパワーステアリング装置の油圧発生源となるベーンタイプの可変容量型ポンプの一例であり、第１流体室の圧力を制御する切換弁１７内にリリーフ弁２０が内蔵されて設けられている。
【００１７】
この図において、ポンプ回転軸１に取付けられたロータ２が、偏心したカムリング３の中で回転してカムリング３との間にポンプ室９を形成しており、そのカムリング３はアウタケース４を介してポンプハウジング５に支持されている。６はポンプハウジングキャップ、７はプリロードばねである。
【００１８】
ロータ２の外周には、円周方向に渡って複数のベーン８が取付けられ、その先端はカムリング３の内周面に接している。そこでロータ２が回転すると、吸入ポート１０から吸入された作動油がポンプ室９を経て吐出ポート１１から吐出される。吐出ポート１１から吐出された作動油は、可変オリフィス１２を通り吐出通路３０を経て、外部機器へ送られる。
【００１９】
１５はポンプハウジング５の一部に設けられ、一端部（図の左端）が詰栓１６により閉じられた弁格納孔であって、この弁格納孔１５の中に切換弁１７の弁体２１が収納され、切換弁ばね１８によって上記詰栓１６の方へ付勢されている。切換弁弁体２１の左側に形成された第１弁室１９ａにはポンプ吐出側通路に設けられた可変オリフィス１２の上流側の流体圧が通路２８を介して印加され、切換弁弁体２１の右側に形成された第２弁室１９ｂには、該可変オリフィス１２の下流側の流体圧が印加される。
【００２０】
ポンプが高回転になると、切換弁弁体２１の左側の第１弁室１９ａの圧力が高くなるので、切換弁弁体２１は切換弁ばね１８の力に抗して図の右方へ移動する。そうすると通路２９が第１弁室１９ａに開口するようになり、第１弁室１９ａ内の作動油は通路２９を通って、カムリング３とアウタケース４の間の第１流体室１３ａに導入される。一方、可変オリフィス１２の下流側の圧力は第２流体室１３ｂに導入されている。このように高速回転時には、可変オリフィス１２の前後の圧力がそれぞれ第１流体室１３ａ、第２流体室１３ｂに導入されるので、その差圧によりカムリング３は偏移していき、吸入ポート１０の面積が減少して、ポンプの吐出量が減少する。
【００２１】
図２は、本発明の一実施形態として、上記切換弁１７の弁体２１を取出して示す拡大断面図である。切換弁１７はリリーフ弁２０を内蔵しており、切換弁弁体２１はリリーフ弁２０のハウジングでもある。このリリーフ弁ハウジング２１には、軸心に沿ってバルブ孔２１ａが穿設されている。このバルブ孔２１ａの開口端部には弁座部材２２が嵌入され、符号２２ａの位置でカシメ固定されている。この弁座部材２２には、軸心を貫通する連通孔２２ｂが穿設され、その連通孔２２ｂの一端部（図の右端）は、前記図１の第２弁室１９ｂに開口して、可変オリフィス１２の下流側の圧力が導入され、他端部（図の左端）には弁座２２ｃが形成されている。
【００２２】
２３は上記弁座２２ｃに当接して連通孔２２ｂを閉止するボールであり、２４はそのボール２３を保持するボール受けで、バルブ孔２１ａの内面に沿って摺動可能に支持されている。そしてこのボール受け２４は、リリーフばね２５によって、ボール２３が弁座２２ｃに当接する方向（図の右方）に付勢されている。ボール受２４はリリ−フばね２５が挿着される小径部２６を背面に備える。
【００２３】
本実施形態においては、ボール受け２４とリリーフばね２５との間に、本発明の弾性体シール４０Ａを構成するオイルシール４０が介装されている。オイルシール４０はボール受け２４の背面に突設した小径部２６の周囲に挿着されて担持される。
【００２４】
オイルシール４０は、芯金４１の外周にゴム製シールリップ４２を備える。芯金４１はフランジ部４１ａと立上り筒状部４１ｂを有し、フランジ部４１ａの外向き面をリリーフばね２５のためのばね受け面とし、立上り筒状部４１ｂの内周にボール受け２４の小径部２６を挿入し、立上り筒状部４１ｂの先端面をボール受け２４の背面に当接させる。
【００２５】
従って、弾性体シール４０Ａとしてのオイルシール４０にあっては、ボール受け２４の側に担持される状態で、ボール受け２４とバルブ孔２１ａの環状間隙に封入される。
【００２６】
オイルシール４０は、芯金４１の立上り筒状部４１ｂをボール受け２４の背面に軸方向で衝合し、フランジ部４１ａをリリーフばね２５のためのばね受けとする。オイルシール４０は、シールリップ４２を芯金４１の外周に備えるに際し、シールリップ４２の基部４２ａを立上り筒状部４１ｂの外周に焼付接着等に一体成形し、先端部４２ｂをフランジ部４１ａの内向き面から斜め外方に向けて拡径している。
【００２７】
このとき、オイルシール４０にあっては、シールリップ４２の先端部４２ｂが芯金４１のフランジ部４１ａに対する軸方向での立上り高さを、フランジ部４１ａに対する立上り筒状部４１ｂの立上り高さより低く設定している。また、シールリップ４２の先端部４２ｂの外径を自由状態で、バルブ孔２１ａの内径よりも大きく設定し、これを押し縮めた状態でバルブ孔２１ａ内に嵌入している。これにより、オイルシール４０のシールリップ４２の先端部４２ｂは、ボール受け２４の軸方向で非圧縮とされる状態で、バルブ孔２１ａの内周に摺接する。非圧縮とされる状態とは、シールリップ４２がボール受け２４の背面と、リリーフばね２５のばね受けとして機能している芯金４１のフランジ部４１ａとに軸方向で挟まれて圧縮されることのない状態をいう。
【００２８】
また、弁座２２ｃ近傍のリリーフ弁ハウジング２１には、半径方向にリリーフ孔２１ｂが設けられていて、弁ハウジング２１の外周面に全円周に渡って設けられた環状切欠き２１ｃに連通している。そしてその環状切欠き２１ｃは、図１に示されるドレーン通路３１又は油圧ポンプの吸入ポートに連通している。
【００２９】
可変容量型ポンプにおけるリリーフ弁２０は、ポンプ吐出側での過大流体圧の安定したリリーフ圧を設定することを目的とする。ポンプ吐出側の流体圧が設定圧以下のときには、ボール２３はリリーフばね２５の力によって弁座２２ｃに当接しており、弁は閉止している。
【００３０】
パワーステアリング装置による操舵の据え切り時のように、ポンプ吐出側の流体圧が過大になると、可変オリフィス１２の下流側の吐出通路３０に連通している第２弁室１９ｂの圧力、従って連通孔２２ｂ内の圧力がリリーフ設定圧力を超えるので、ボール２３はリリーフばね２５の力に抗して図の左方へ移動し、弁が開く。そうすると、第２弁室１９ｂ内の圧油は連通孔２２ｂから、リリーフ孔２１ｂ、環状切欠き２１ｃ、ドレーン通路３１へリリーフされる。こうして第２弁室１９ｂ内の圧力が設定値以下に低下すると、ボール２３がリリーフばね２５によって再び弁座２２ｃに押付けられて弁が閉じ、圧油の流れが止まる。
【００３１】
本実施形態によれば以下の作用効果がある。
（請求項１、４に対応する作用効果）
（１）ボール受け２４とバルブ孔２１ａの環状間隙に、弾性体シール４０Ａとしてのオイルシール４０が封入され、オイルシール４０のシールリップ４２がボール受け２４の軸方向で非圧縮とされる状態でバルブ孔２１ａの内面に接触することにより、ボール受け２４の振動が抑制され、ピー音の発生が抑制される。これにより、シールリップ４２が圧縮状態下で油の低温により硬化する如くがなく、安定したリリーフ圧を設定できる。
【００３２】
（請求項２に対応する作用効果）
（２）オイルシール４０がボール受け２４の側に担持される。オイルシール４０を弁ハウジング２１のバルブ孔２１ａの側に担持するものに比して、簡易である。
【００３３】
（請求項５に対応する作用効果）
（３）オイルシール４０が芯金４１の外周にシールリップ４２を備える。従って、リリーフばね２５がオイルシール４０を押圧していても、リリーフばね２５のばね力は芯金４１をボール受け２４との間に挟持する力として用いられ、シールリップ４２を圧縮する力にならない。これにより、シールリップ４２が圧縮状態下で油の低温により硬化する如くがなく、安定したリリーフ圧を設定できる。また、弁ハウジング２１がアルミ製であっても、オイルシール４０がバルブ孔２１ａの内面を傷つけることもない。
【００３４】
（請求項６に対応する作用効果）
（４）オイルシール４０のシールリップ４２の外径を自由状態で、バルブ孔２１ａの内径より大きくした。従って、シールリップ４２はその弾発力によりバルブ孔２１ａの内面に密に接し、振動を確実に抑制し、ピー音の発生を抑制する。
【００３５】
（請求項７に対応する作用効果）
（５）オイルシール４０の芯金４１をリリーフばね２５のためのばね受けとしたから、リリーフばね２５のための専用のばね受けを格別に設ける必要がなく、簡易である。
【００３６】
（第２実施形態）（図４、図５）
第２実施形態のリリーフ弁２０が第１実施形態のリリーフ弁２０と実質的に異なる点は、第１実施形態のボール受け２４に設けた弾性体シール４０Ａ（オイルシール４０）に代え、ボール受け２４にばね受け５０と弾性体シール６０を設けたことにある。
【００３７】
ばね受け５０は孔開き円板状をなし、ボール受け２４の小径部２６より小径の中心孔を有するとともに、小径部２６より大径でバルブ孔２１ａより小径の外周径を有する。
【００３８】
弾性体シール６０は、ばね受け５０の一方の板面の外周側の環状部分と、外周部分に渡って焼付接着等により一体成形されて担持されたゴム状体からなる（但し、弾性体シール６０はばね受け５０と別体であっても可）。弾性体シール６０は、ばね受け５０の一方の板面をボール受け２４の小径部２６の端面に軸方向で衝合させたとき、小径部２６の外周に嵌合する内周壁６１と、内周壁６１の基部から環状スペースを介して外方に向けて拡径するシールリップ６２とを備える。
【００３９】
弾性体シール６０は、ばね受け５０に前述の如くに一体化された状態で、ボール受け２４の小径部２６に嵌着されて担持される状態で、ボール受け２４とバルブ孔２１ａの環状間隙に封入される。ばね受け５０はボール受け２４の小径部２６の端面に軸方向で衝合し、リリーフばね２５のためのばね受けになる。
【００４０】
このとき、弾性体シール６０にあっては、ばね受け５０とともにボール受け２４の小径部２６に担持せしめられた状態で、弾性体シール６０の内周壁６１、シールリップ６２をボール受け２４の背面から十分に離隔される。また、シールリップ６２の外径を自由状態で、バルブ孔２１ａの内径よりも大きく設定し、これを押し縮めた状態でバルブ孔２１ａ内に嵌入される。これにより、弾性体シール６０のシールリップ６２は、ボール受け２４の軸方向で非圧縮とされる状態で、バルブ孔２１ａの内周に摺接する。非圧縮とされる状態とは、シールリップ６２がボール受け２４の背面と、リリーフばね２５のばね受け５０とに軸方向で挟まれて圧縮されることのない状態をいう。
【００４１】
本実施形態によれば以下の作用効果がある。
（請求項１に対応する作用効果）
（１）ボール受け２４とバルブ孔２１ａの環状間隙に、弾性体シール６０が封入され、弾性体シール６０のシールリップ６２がボール受け２４の軸方向で非圧縮とされる状態でバルブ孔２１ａの内面に接触することにより、ボール受け２４の振動が抑制され、ピー音の発生が抑制される。
【００４２】
（請求項２に対応する作用効果）
（２）弾性体シール６０がボール受け２４の側に担持される。弾性体シール６０を弁ハウジング２１のバルブ孔２１ａの側に担持するものに比して、簡易である。
【００４３】
（請求項３に対応する作用効果）
（３）弾性体シール６０がボール受け２４と軸方向で衝合する、リリーフばね２５のためのばね受け５０に担持される。従って、弾性体シール６０をボール受け２４の側に簡易に担持できる。
【００４４】
以上、本発明の実施の形態を図面により記述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明の弾性体シールは、ボール受けの外周とバルブ孔の内周の少なくとも一方に摺接するものであれば良い。また、弾性体シールはバルブ孔の側に担持されても良い。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、リリーフ弁において、ボール受けの振動を抑制するとともに、リリーフ圧の安定を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は可変容量型ポンプを示す断面図である。
【図２】図２は第１実施形態のリリーフ弁を示す断面図である。
【図３】図３はオイルシールを示す正面図である。
【図４】図４は第２実施形態のリリーフ弁を示す断面図である。
【図５】図５はばね受け及び弾性体シールの結合体を示す断面図である。
【符号の説明】
２０  リリーフ弁
２１  切換弁弁体（弁ハウジング）
２１ａ  バルブ孔
２１ｂ  リリーフ孔
２２  弁座部材
２２ｂ  連通孔
２２ｃ  弁座
２３  ボール
２４  ボール受け
２４ａ  テーパ面
２５  リリーフばね
４０  オイルシール
４１  芯金
４２  シールリップ
５０  ばね受け
６０  弾性体シール
【図１】
2004270914.tif 000003
【図２】
2004270914.tif 000004
【図３】
2004270914.tif 000005
【図４】
2004270914.tif 000006
【図５】
2004270914.tif 000007