(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロック(41)内に設けた孔内を移動するスプール(51)を有し、外部からピストン(52)を介してスプール(51)に押力を与えた場合にスプール(51)の移動量に応じた二次圧力を一次圧力から減圧生成して出力するとともに、この二次圧力をピストン(52)からの押力に対抗する方向に向けてスプール(51)に作用させるようにした減圧弁において、
ピストン(52)に段差部(13)を形成するとともに、ブロック(41)には油圧が加えられた場合に段差部(13)を介してピストン(52)に押力と同じ方向の推力を発生させる受圧室(14)を形成し、この受圧室(14)に二次圧力を導く油路(15)をブロック(41)に形成したことを特徴とする減圧弁。
【請求項２】
ブロック(91)に設けたスリーブ(80)の孔内を移動するスプール(51)を有し、外部からピストン(92)を介してスプール(51)に押力を与えた場合にスプール(51)の移動量に応じた二次圧力を一次圧力から減圧生成して出力するとともに、この二次圧力をピストン(92)からの押力に対抗する方向に向けてスプール(51)に作用させるようにした減圧弁において、
ピストン(92)に小径部(93)及び大径部(94)を形成するとともに、これらピストン(92)の小径部(93)及び大径部(94)にそれぞれ密着状態で摺動可能となる大径部(82)及び小径部(81)をスリーブ(80)に形成し、かつピストン(92)の小径部(93)及び大径部(94)とスリーブ(80)の大径部(82)及び小径部(81)とによって囲まれる部位に、油圧が加えられた場合にピストン(92)に押力と同じ方向の推力を発生させる受圧室(64)を形成し、この受圧室(64)に二次圧力を導く油路(65)をブロック(91)に形成したことを特徴とする減圧弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通称パイロットバルブ、正確には押力を受けてこの押力に応じた二次圧力を減圧出力する減圧弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来知られた減圧弁の例を図４に示す。これを第１従来形態とする。
弁本体１４０は一次圧力ポート４９、二次圧力ポート２８及びドレンポート２６を備えたブロック１４１を有しており、一次圧力ポート４９は油圧ポンプ等の油圧源２３に接続し、ドレンポート２６はタンク２４に接続している。
【０００３】
弁本体１４０は一次圧力ポート４９、二次圧力ポート２８及びドレンポート２６の間を連通自在とするスプール５１を備えると共に、スプール５１に動きを与えるピストン１５２を備える。ピストン１５２は自らの他端側に当接する第１ばね５３によって一端側へ押し上げられ、揺動自在なレバー４４に固設したリンク５７に一端側で当接している。スプール５１は他端側へ向けてピストン１５２に垂下され、ピストン１５２の他端側に当接する第２ばね５４によって他端側方向に付勢される。
【０００４】
レバー４４を中立位置から矢印ａ方向に操作して作動位置とするとリンク５７によりピストン１５２が他端側方向に押し下げられ、スプール５１が第２ばね５４を介して押し下げられて圧油供給状態となる。すなわちこの位置では二次圧力ポート２８と一次圧力ポート４９との間は連通状態、二次圧力ポート２８とドレンポート２６との間は遮断状態となり、二次圧力ポート２８の圧力が上昇してここより圧油が供給される。
このとき、二次圧力ポート２８の圧力が第２ばね５４に抗してスプール５１を一端側方向へ押し上げようとする。スプール５１を押し上げると二次圧力ポート２８の圧力は下がる。これにより、スプール５１は、二次圧力ポート２８の圧力による推力と第２ばね５４の推力とがつりあう位置に収束し、もって二次圧力ポート２８の圧力すなわち二次圧力は、第２ばね５４の縮み量すなわちレバー４４の操作量に応じた圧力となり、すなわちこれが二次圧力となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記構造の減圧弁では、二次圧力でスプール５１に一端側方向の推力が発生し、これが第２ばね５４を介し、ピストン１５２を押し上げ、レバー４４に反力として伝わる。したがって二次圧力の上昇に連れてレバー４４の操作力が増大する。
上記推力はスプール５１の受圧面積に比例するため、大流量化のためにスプール５１を大型化する場合には、操作力が過度に大きくなり、操作に支障をきたす。
【０００６】
上記推力による操作力の増大をさけるための技術として、例えば特公平０３−５０１２６に記載された技術がある。これを第２従来形態とする。これは図５に示すように、スプール１５１（第１従来形態のスプール５１相当）に相対摺動可能に嵌着され、スプール１５１に発生する一端側方向の推力に見合った他端側方向の推力を上面に作用させることにより発生させる第２ピストン５８が下端に固着されたロッド５９を、第１ピストン１５２（第１従来形態のピストン５２相当）の下端に垂下状態で保持せしめたものである。第２ピストン５８に発生する他端側方向の推力が第１ピストン１５２に作用するため、第２ばね５４を介して伝わる一端側方向の推力が相殺され、もって二次圧力の上昇に連れてレバー４４の操作力が増大することはなくなる。
【０００７】
しかしこの減圧弁は、スプール１５１の制御流量を大きくできない。なぜなら、スプール１５１を軸方向にロッド５９が貫通しているため、一次圧力ポート４９、二次圧力ポート２８及びドレンポート２６の間を軸方向に流れる通路面積が（ロッド５９の断面積相当分）絞られるからである。
【０００８】
本発明は上記従来の問題点に着目したものである。
すなわち、二次圧力によって発生する一方向の推力が操作力を増大させて操作に支障をきたすことのないよう、二次圧力に見合った他方向の推力を発生させて、両方向の推力を略相殺させる構成を有しながら、上記構成を持たない従来の減圧弁に比して制御流量の低下を生じない減圧弁を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用効果】
上記目的を達成するために本発明は、ブロック(41)内に設けた孔内を移動するスプール(51)を有し、外部からピストン(52)を介してスプール(51)に押力を与えた場合にスプール(51)の移動量に応じた二次圧力を一次圧力から減圧生成して出力するとともに、この二次圧力をピストン(52)からの押力に対抗する方向に向けてスプール(51)に作用させるようにした減圧弁において、ピストン(52)に段差部(13)を形成するとともに、ブロック(41)には油圧が加えられた場合に段差部(13)を介してピストン(52)に押力と同じ方向の推力を発生させる受圧室(14)を形成し、この受圧室(14)に二次圧力を導く油路(15)をブロック(41)に形成したことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、ブロック(91)に設けたスリーブ(80)の孔内を移動するスプール(51)を有し、外部からピストン(92)を介してスプール(51)に押力を与えた場合にスプール(51)の移動量に応じた二次圧力を一次圧力から減圧生成して出力するとともに、この二次圧力をピストン(92)からの押力に対抗する方向に向けてスプール(51)に作用させるようにした減圧弁において、ピストン(92)に小径部(93)及び大径部(94)を形成するとともに、これらピストン(92)の小径部(93)及び大径部(94)にそれぞれ密着状態で摺動可能となる大径部(82)及び小径部(81)をスリーブ(80)に形成し、かつピストン(92)の小径部(93)及び大径部(94)とスリーブ(80)の大径部(82)及び小径部(81)とによって囲まれる部位に、油圧が加えられた場合にピストン(92)に押力と同じ方向の推力を発生させる受圧室(64)を形成し、この受圧室(64)に二次圧力を導く油路(65)をブロック(91)に形成したことを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、ピストンに二次圧力が作用して一方向の推力が発生するので、スプールに二次圧力が作用して発生する他方向の推力は減殺され、スプールを移動させる押力が低減して操作性が向上する。しかも、制御流量の低下などを招くこともない。
【００１２】
また、上記のようにピストンと着脱自在なスリーブとの間に油路を接続するように構成すれば、ピストンとスリーブとの交換により、二次圧力を受ける面積を変えられ、他方向の推力を減殺する割合を自在に選定できる。すなわち、機器としての汎用性が向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、従来形態と図示形状の異なるものであっても、構成上差異のない要素については同一の符号を付す。
【００１４】
まず、第１実施形態による減圧弁の図を図１に示す。
弁本体４０は一次圧力ポート４９、二次圧力ポート２８及びドレンポート２６を備えたブロック４１を有しており、一次圧力ポート４９は油圧ポンプ等の油圧源２３に接続し、ドレンポート２６はタンク２４に接続している。
弁本体４０の一端側にはレバー４４が揺動自在に取り付けてある。
【００１５】
弁本体４０は、ブロック４１内に、一次圧力ポート４９、二次圧力ポート２８及びドレンポート２６の間を連通・遮断するスプール５１を備えると共に、スプール５１に一端側方向と他端側方向とへの動きを与えるように摺動自在に挿入したピストン５２を備える。ピストン５２は自らの他端側に備えたばね受け１２に支持された第１ばね５３によって一端側に押し上げられている。もってピストン５２は、レバー４４に固設したリンク５７に、自らの一端側に備えた当接部１１で当接している。スプール５１は他端側へ向けてばね受け１２に垂下され、ばね受け１２に支持された第２ばね５４によって他端側方向に付勢される。
【００１６】
ここでばね受け１２の径は当接部１１の径よりも大であり、ばね受け１２と当接部１１との間には段差部１３が形成される。
ブロック４１は、段差部１３に油圧をかけて他端側方向の推力を発生させる受圧室１４と、受圧室１４に二次圧力ポート２８の圧力を導入する油路１５とを有する。
【００１７】
次に作動を説明する。レバー４４が中立位置のときには二次圧力ポート２８が圧油を供給しない状態である。すなわちスプール５１は第２ばね５４で押し下げ保持された位置にあり、この位置では二次圧力ポート２８と一次圧力ポート４９との間は遮断状態、二次圧力ポート２８とドレンポート２６との間は連通状態となる。
【００１８】
レバー４４を中立位置から矢印ａ方向に操作して作動位置とすると、リンク５７によりピストン５２が押し下げられてスプール５１が第２ばね５４を介して押し下げられて圧油供給状態となる。すなわちこの位置では二次圧力ポート２８と一次圧力ポート４９との間は連通状態、二次圧力ポート２８とドレンポート２６との間は遮断状態となり、二次圧力ポート２８の圧力が上昇して二次圧力ポート２８より圧油が供給される。
このとき、二次圧力ポート２８の圧力が第２ばね５４に抗してスプール５１を押し上げようとする。スプール５１を押し上げると二次圧力ポート２８の圧力は下がる。これにより、スプール５１は、二次圧力ポート２８の圧力による推力と第２ばね５４の推力とがつりあう位置に収束し、もって二次圧力ポート２８の圧力は、第２ばね５４の縮み量すなわちレバー４４の操作量に応じた圧力となり、すなわちこれが二次圧力となる。
【００１９】
このとき、二次圧力でスプール５１に一端側方向の推力が発生し、これが第２ばね５４を介し、ピストン５２を押し上げる。しかし同時に二次圧力が、油路１５を介して受圧室１４に導入され、段差部１３に作用して他端側方向の推力を発生させ、ピストン５２を押し下げる。
したがって、スプール５１に発生する一端側方向の推力による、レバー操作力の増大分は減殺される。
【００２０】
以上述べた通り、第１実施形態によれば、スプールに発生する一端側方向の推力による、レバー操作力の増大分は減殺されるので、第１従来形態に比して操作性が向上する。
しかも、第２従来形態のようにスプール内を貫通する部材を設ける必要がないので、第１従来形態に比して大型化や制御流量の低下などといったデメリットを生じることもない。
【００２１】
次に第２実施形態について説明する。第１実施形態との相違は、ピストンとの間で受圧室を形成するブロックの部分を、ブロックに対して着脱自在なスリーブとしたことである。このスリーブとピストンとを対で交換することにより、受圧室の他端側方向の受圧面積を変えることができ、レバー操作力の増大分を減殺する割合を自在に選定できる。
【００２２】
図２に第２実施形態による減圧弁の図を示し、図３に図２の拡大詳細図を示す。第１実施形態と同様の部文意ついては同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２３】
弁本体９０はブロック９１内に、スプール５１を備えると共に、スプール５１に動きを与えるピストン９２を備える。ピストン９２は、ブロック９１内に着脱自在に嵌入したスリーブ８０に摺動自在に挿入されている。自らの他端側に備えたばね受け６２に支持された第１ばね５３によって押し上げられている。もってピストン９２は、レバー４４に固設したリンク５７に、自らの一端側に備えた当接部６１で当接している。スプール５１は他端側へ向けてばね受け６２に垂下され、ばね受け６２に支持された第２ばね５４によって他端側方向に付勢される。
【００２４】
ここでピストン９２はばね受け６２の外径側の一端側に小径部９３を有し、他端側に大径部９４を有する。スリーブ８０は内径側の他端側に大径部８２を有し、一端側に小径部８１を有する。ピストン９２の小径部９３とスリーブ８０の小径部８１とは径が略等しく略密着状態で摺動し、ばね受け６２の大径部９４とスリーブ８０の大径部８２とは径が略等しく略密着状態で摺動する。
【００２５】
もってばね受け６２の小径部９３とスリーブ８０の大径部８２との間には受圧室６４が形成される。受圧室６４は二次圧力を導入する油路６５を有する。受圧室６４に導入した二次圧力はばね受け６２の小径部９３と大径部９４との間に形成される段差部６３に作用して他端側方向の推力を発生させる。
【００２６】
レバー４４を中立位置から矢印ａ方向に操作して作動位置とすると、ピストン９２及びスプール５１が押し下げられて二次圧力ポートが上昇する。この二次圧力がスプール５１に作用し、ピストン９２を一端側方向へ押し上げようとする。
しかし同時に二次圧力が、油路６５を介して受圧室６４に導入され、段差部６３に作用して他端側方向の推力を発生させ、ピストン９２を押し下げる。
したがって、スプール５１に発生する一端側方向の推力による、レバー操作力の増大分は減殺され、操作性が向上する。
【００２７】
ここでレバー操作力の減殺分は、段差部６３の受圧面積に比例する。すなわち、ばね受け６２の小径部９３の径をｄ１、大径部９４の径をｄ２とすれば、受圧面積は（ｄ２×ｄ２−ｄ１×ｄ１）×π／４であり、レバー操作力の減殺分は（ｄ２×ｄ２−ｄ１×ｄ１）に比例する。
【００２８】
第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、スリーブ８０とピストン９２とを交換することにより、ｄ１及び／又はｄ２を変えることができる。
無論ピストン９２をｄ１及び／又はｄ２の値が異なるものに交換する場合、略密着状態を維持するためにスリーブ８０もまた、ピストン９２と対で交換する必要がある。
ピストン９２とスリーブ８０とを対で交換し、ｄ１及び／又はｄ２を変えると、受圧面積を変えることになる。すると、ピストン９２に発生する他端側方向の推力を変えることになるので、レバー操作力の増大分を減殺する割合を自在に選定できる。
【００２９】
一般にレバー操作力の大きさは、操作する人間の好み、操作頻度、レバー長さ、及びその他諸々の条件で、最適とされる要求値が異なる。したがって、上記のようにレバー操作力の増大分を減殺する割合を自在に選定できる構造とすることで、弁本体に大きく手を加えることなく、異なる要求値に対応できる。すなわち、機器としての汎用性が向上する。
【００３０】
なお、本発明の減圧弁は、必ずしも揺動自在なレバーによって操作するものでなくともよい。例えば直線方向にピストンを押込んで操作するものであってもよい。
【００３１】
以上実施形態を示して説明の通り、本発明の減圧弁によれば、二次圧力が作用して発生する推力による、操作力の増大分は減殺され、操作性が向上する。しかも、制御流量の低下などを招くことなくこれを達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る減圧弁の図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る減圧弁の図である。
【図３】図２の詳細図である。
【図４】第１従来形態に係る減圧弁の図である。
【図５】第２従来形態に係る減圧弁の図である。
【符号の説明】
１５，６５…油路、２８…二次圧力ポート、４１，９１…ブロック、５１…スプール、５２，９２…ピストン、６３…段差部、８０…スリーブ。
【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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