(57)【要約】【課題】  作動油の逆流を可能にするためにマニホールドブロックにチェック弁を挿入することなく、圧力制御カートリッジ弁を使用した構造をコンパクトにし、部品点数を少なくすることによりコストを低減する。【解決手段】  一次側の流体圧が所定圧以上になると開弁して二次側へ作動流体を流すための第一の弁を備える圧力制御弁であって、二次側の流体圧が一次側の流体圧よりも高い場合に、前記二次側の流体圧と前記一次側の流体圧との差圧により、第一の弁とともに第二の弁を開弁して、二次側から一次側へ作動流体を流すことができるように構成したことを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次側の流体圧が所定圧以上になると開弁して二次側へ作動流体を流すための第一の弁を備える圧力制御弁であって、二次側の流体圧が一次側の流体圧よりも高い場合に、前記二次側の流体圧と前記一次側の流体圧との差圧により、第一の弁とともに第二の弁を開弁して、二次側から一次側へ作動流体を流すことができるように構成したことを特徴とする圧力制御弁。
【請求項２】
第二の弁は、底面に開口部を備える有底筒状のバレルとして、軸方向に移動自在に構成され、第一の弁は、有底筒状のメインピストンとして、前記バレルの底面の開口部を開閉できるように、前記バレルの内側の軸方向に摺動自在に構成され、前記バレルの外周には、前記メインピストンとともに前記バレルを、一次側を開く方向に二次側の流体圧が作用する受圧面を備え、前記バレルは、一次側の流体圧を含む所定圧により一次側を閉じる方向に付勢されることを特徴とする請求項１に記載の圧力制御弁。
【請求項３】
前記バレルの軸方向の中央部近傍に、外周方向に沿って厚肉部を設け、前記厚肉部の両側に薄肉部を設け、一次側の前記薄肉部に、外周方向に沿って開口部を設けることにより前記受圧面を形成したことを特徴とする請求項２に記載の圧力制御弁。
【請求項４】
前記圧力制御弁は、内部パイロット式のバランスピストンを備え、一次側の流体圧が二次側の流体圧よりも高い場合には、一次側の流体を、前記バランスピストンを介して、ドレンに導くことを特徴とする請求項３に記載の圧力制御弁。
【請求項５】
前記メインピストンの底面に、前記メインピストン内側に連通するようにオリフィスを設け、前記メインピストンの側面と、前記バレルの側面とに連通孔を設け、前記バレルの側面の連通孔と、前記バランスピストンとを接続したことを特徴とする請求項４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、油圧機器の圧力制御弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧力制御弁を使用した油圧回路の構成例を図１に示す。
図示したものは、マニホールドブロック１０に設けられた一次側ポートＡと二次側ポートＢとの間に圧力制御弁Ｖを設けたものである。
図示される圧力制御弁Ｖは、円筒形状の外壁１と、その内部において摺動自在に設けられた有底円筒形状のバレル２と、バレル２内部に、バレル２と同軸方向に配置されたコイルスプリング３と、バレル２開口部をコイルスプリング３とともに蓋をする蓋体４とから構成される。バレル２は、通常時、外壁１内に設けられたシート部１ａに、コイルスプリング３により押圧されて密着している。一次側ポートＡの圧力が上昇すると、バレル２は、シート部１ａから離れ、一次側ポートＡから二次側ポートＢへと流体が流れることになる。
【０００３】
図示されるような圧力制御弁Ｖを使用した油圧回路において、二次側ポートＢから一次側ポートＡへの作動油逆流機能を付与するためには、一次側ポートＡと二次側ポートＢとの間にバイパス流路７を設け、更に、一次側ポートＡと二次側ポートＢとをチェック弁Ｖｃを介して接続する必要があった。この構造により、二次側ポート圧力Ｂが一次側ポートＡ圧力よりも上昇すると、チェック弁Ｖｃが開き、バイパス流路７を通って、二次側ポートＢから一次側ポートＡへと流体が流れるようになる。
しかしながら、上記した構造では、マニホールドブロック１０が肥大化し、また、部品点数、組立工数が増加するという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、作動油の逆流を可能にするためにマニホールドブロックにチェック弁を挿入することなく、圧力制御カートリッジ弁を使用した構造をコンパクトにし、部品点数を少なくすることによりコストを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明者等は鋭意検討の結果、従来の圧力制御弁用カートリッジ弁に逆流可能のチェック弁機能を付与することにより、チェック弁を別に設ける必要がないという知見に基づき下記の通り解決手段を見いだした。
即ち、本発明の圧力制御弁は、請求項１に記載の通り、一次側の流体圧が所定圧以上になると開弁して二次側へ作動流体を流すための第一の弁を備える圧力制御弁であって、二次側の流体圧が一次側の流体圧よりも高い場合に、前記二次側の流体圧と前記一次側の流体圧との差圧により、第一の弁とともに第二の弁を開弁して、二次側から一次側へ作動流体を流すことができるように構成したことを特徴とする。
また、請求項２に記載の圧力制御弁は、請求項１に記載の圧力制御弁において、第二の弁は、底面に開口部を備える有底筒状のバレルとして、軸方向に移動自在に構成され、第一の弁は、有底筒状のメインピストンとして、前記バレルの底面の開口部を開閉できるように、前記バレルの内側の軸方向に摺動自在に構成され、前記バレルの外周には、前記メインピストンとともに前記バレルを、一次側を開く方向に二次側の流体圧が作用する受圧面を備え、前記バレルは、一次側の流体圧を含む所定圧により一次側を閉じる方向に付勢されることを特徴とする。
また、請求項３に記載の圧力制御弁は、請求項２に記載の圧力制御弁において、前記バレルの軸方向の中央部近傍に、外周方向に沿って厚肉部を設け、前記厚肉部の両側に薄肉部を設け、一次側の前記薄肉部に、外周方向に沿って開口部を設けることにより前記受圧面を形成したことを特徴とする。
また、請求項４に記載の圧力制御弁は、請求項３に記載の圧力制御弁において、前記圧力制御弁は、内部パイロット式のバランスピストンを備え、一次側の流体圧が二次側の流体圧よりも高い場合には、一次側の流体を、前記バランスピストンを介して、ドレンに導くことを特徴とする。
また、請求項５に記載の圧力制御弁は、請求項４に記載の圧力制御弁において、前記メインピストンの底面に、前記メインピストン内側に連通するようにオリフィスを設け、前記メインピストンの側面と、前記バレルの側面とに連通孔を設け、前記バレルの側面の連通孔と、前記バランスピストンとを接続したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、作動油逆流用にチェック弁を必要とせず、従来のメインピストンとバレルのアッセンブリ構造を変更して、逆流（チェック弁）機能を付加し、バルブ構成をコンパクトになる。これにより、構成部品数の減少（チェックプランジャー、メインピストン部のバレルシール材が不要になる）と組立工数の削減からトータルのコストダウンが可能になる。また、従来のチェック弁プランジャーから得る開口面積より大きい開口面積を得ることが容易になり、通過抵抗を下げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の第１の実施の形態によれば、一次側の流体圧が所定圧以上になると開弁して二次側へ作動流体を流すための第一の弁を備える圧力制御弁であって、二次側の流体圧が一次側の流体圧よりも高い場合に、前記二次側の流体圧と前記一次側の流体圧との差圧により、第一の弁とともに第二の弁を開弁して、二次側から一次側へ作動流体を流すことができるように構成したことにより、チェック弁やバイパス管路を設けることなく、圧力制御弁に逆流機能を付加することができる。
【０００８】
また、第２の実施の形態によれば、上記第１の実施の形態において、第二の弁は、底面に開口部を備える有底筒状のバレルとして、軸方向に移動自在に構成され、第一の弁は、有底筒状のメインピストンとして、前記バレルの底面の開口部を開閉できるように、前記バレルの内側の軸方向に摺動自在に構成され、前記バレルの外周には、前記メインピストンとともに前記バレルを、一次側を開く方向に二次側の流体圧が作用する受圧面を備え、前記バレルは、一次側の流体圧を含む所定圧により一次側を閉じる方向に付勢されることことにより、バレルを付勢する弾性部材がチェック弁用の弾性部材として作用し、これにより、バレルがチェックプランジャーとして機能することになる。
【０００９】
また、第３の実施の形態によれば、上記第２の実施の形態において、前記バレルの軸方向の中央部近傍に、外周方向に沿って厚肉部を設け、前記厚肉部の両側に薄肉部を設け、一次側の前記薄肉部に、外周方向に沿って開口部を設けることにより前記受圧面を形成したことにより、バレルの一部が二次側の受圧面の一部として機能することになる。
【００１０】
また、第４の実施の形態によれば、上記第３の実施の形態において、前記圧力制御弁は、内部パイロット式のバランスピストンを備え、一次側の流体圧が二次側の流体圧よりも高い場合には、一次側の流体を、前記バランスピストンを介して、ドレンに導くことにより、オーバライト特性を良好にすることができる。
【００１１】
また、第５の実施の形態によれば、上記第４の実施の形態において、前記メインピストンの底面に、前記メインピストン内側に連通するようにオリフィスを設け、前記メインピストンの側面と、前記バレルの側面とに連通孔を設け、前記バレルの側面の連通孔と、前記バランスピストンとを接続したことにより、内部パイロット式のバランスピストンを使用した圧力制御弁の構造をコンパクトにすることができる。
【実施例】
【００１２】
次に、本発明の一実施例について図２を参照して説明する。
符号１０で示されるマニホールドブロックには、一次側ポートＡと二次側ポートＢの流路が交叉するようにして形成されている。この交叉する部位まで、一次側ポートＡの断面積よりも広くなるようにして略円筒形状の孔１１が設けられ、この孔１１に、本発明の圧力制御弁（本実施例においては、逆流機能付圧力制御用カートリッジ弁とする。）Ｖｒが挿入される。
逆流機能付圧力制御用カートリッジ弁Ｖｒは、有底の略円筒形状のバレル１２内に摺動自在となるようにメインピストン１３が設けられ、メインピストン１３の内部には、その摺動方向にコイルスプリング１４が設けられており、バレル１２の端部に設けられた蓋体１５により、メインピストン１３はその底部１３ｂ側に付勢される。
バレル１２の外周面は、バレル１２の軸方向の中央部近傍において孔１１の内周面に接するように厚肉部１２ｄが外周方向に沿って設けられている。マニホールドブロック１０側の端面とバレル１２との間にはスプリング室１６が形成され、スプリング室１６内にはコイルスプリング１７が、厚肉部１２ｄの側面１２ｓを押圧するようにして設けられる。尚、スプリング室１６の解放端側はロジックカバー１８により封止されている。
【００１３】
スプリング室１６と、一次側ポートＡとは、マニホールドブロック１０に形成された流路１９とロジックカバー１８内に形成された流路２０により連通されており、コイルスプリング１７が、通常のチェック弁のスプリングと同様にして作用し、バレル１２がチェックプランジャーとして作用する。
メインピストン１３の底部１３ｂ壁に形成されたオリフィス２１からは、一次側ポートＡの流体が導入され、メインピストン１３内部に形成されたスプリング室２２、メインピストン側壁１３ｓに形成された流路２３、バレル１２の側壁１２ｓに形成された流路２４を経て、パイロットライン２５に連通している。このパイロットライン２５の圧力を、図示しないパイロットバルブにより制御することによって、メインピストン１３は、一次側ポートＡの圧力を制御することが可能となる。
【００１４】
上記構成において、一次側ポートＡの圧力は、流路１９、２０により、スプリング室１６と同じになる。このため、通常時、バレル１２は、コイルスプリング１７により、シート部２６に押さえつけられる。この状態においては、メインピストン１３もコイルスプリング１４により、バレル１２の内周面に形成されたシート部２７に押さえつけられ、一次側ポートＡと二次側ポートＢとの間の流路を遮断している。
一次側ポートＡの圧力が上昇し、パイロットバルブの設定圧力近傍になると、パイロットバルブのコントロール流路が開き、ドレンラインに連通することにより、パイロット流量が、オリフィス２１、スプリング室２２、流路２３、２４、２５を経て流れる。この動作により、メインピストン１３の一次側ポートＡの圧力とスプリング室２２との間に、差圧が生じてメインピストン１３が開く。この時、バレル１２のスプリング室１６には、一次側ポートＡの圧力が流路１９、２０を介して伝達されており、バレル１２は、コイルスプリング１７の付勢により、図示されるようにシート部２６に密着し、一次側ポートＡと二次側ポートＢとを遮断し、正常な圧力制御弁として作動する。
【００１５】
一次側ポートＡと二次側ポートＢとの間において、作動油が逆流する場合は、一次側ポートＡの圧力が二次側ポートＢの圧力よりも低くなっており、また、スプリング室２２の圧力も流路１９、２０を経て一次側ポートＡに連通していることから、二次側ポートＢの圧力より低くなっている。この状態において、バレル１２の外径面積（πＲ2）からシート部２７の面積（πｒ2）を引いた環状面積に、２次側ポートＢの圧力が作用して発生する力が、スプリング１７とスプリング室１６の圧力（１次側ポートＡから流路１９、２０をへて伝達される圧力）による押し付け力との合力を超えるとバレル１２を上方向に押し上げ、シート部２６が開放され、逆流が可能になる。
【００１６】
次に、本発明の他の実施例である、圧力制御弁（本実施例では、バランスピストン型シーケンス弁とする。）について図３を参照して説明する。
図３に示されるバランスピストン型シーケンス弁Ｖｂは、内部パイロット式の圧力調整用パイロットバルブ２８を備えるものである。尚、図２に示した構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
図示されるものでは、１次側ポートＡの圧力は、メインピストン１３内と、パイロットライン１９を経由してパイロットバルブ２８のスプール２９の端面２９ａに作用している。
スプール２９は、１次側ポートＡの圧力が上昇し、設定圧力近傍になるとスプリング３０を押しながら右方向に移動する。そして、スプール２９がコントロール流路３１を開き、ドレンライン３２に連通すると、オリフィス２１を経由して伝達されていたメインピストン１３内の流体圧が流路２３、バレル１２のパイロット流路２４と，流路３１を経由して流れる。この流れによって発生するバレル１２の１次側ポートＡの流体圧とスプリング室２２に生じる差圧により、メインピストン１３が開く。この時、バレル１２のスプリング室１５には１次側ポートＡの流体圧がパイロットライン１９，３３を経由して伝達されており、バレル１２はスプリング１７の加重によって、図のようにシート部２７に密着しており、１次側ポートＡと２次側ポートＢをシールし、正常なシーケンス弁として作動する。
２次側ポートＢから１次側ポートＡに流体が流れる場合は、２次側ポートＢが高圧となり、１次側ポートＡが低圧となっている。従って、スプリング室１５の圧力もパイロットライン１９，３３を経由して１次側ポートＡに連通していることから２次側ポートＢ圧力より低くなっている。
この状態において、バレル１２の外径面積（πＲ2）からシート部２７の面積（πｒ2）を引いた環状面積が受圧面積になり、バレル１２を上方向に押し上げ、シート部２７が開放され、逆流が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
一般産業用、建機用、農機用、船用等のあらゆる油圧回路に使用できる。また、逆流（チェック弁）機能を必要としない油圧回路でも、そのまま利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来の圧力制御弁を使用した構造を示す断面図
【図２】本発明の一実施例の圧力制御弁を使用した油圧回路の説明図
【図３】本発明の他の実施例のバランスピストン型シーケンス弁を使用した油圧回路の説明図
【符号の説明】
【００１９】
Ａ    一次側ポート
Ｂ    二次側ポート
Ｖ    圧力制御弁
Ｖｃ  チェック弁
Ｖｒ  圧力制御弁
Ｖｂ  バランスピストン型シーケンス弁
１    外壁
２    バレル
３    コイルスプリング
４    蓋体
５    オリフィス
７    バイパス流路
８    シール部材
９    シール部材
１０    マニホールドブロック
１１    孔
１２    バレル
１３    メインピストン
１４    コイルスプリング
１５    蓋体
１６    スプリング室
１７    コイルスプリング
１８    ロジックカバー
１９    流路
２０    流路
２１    オリフィス
２２    スプリング室
２３    流路
２４    流路
２５    パイロットライン
２６    シート部
２７    シート部
２８    パイロットバルブ
２９    スプール
３０    スプリング
３１    コントロール流路
３２    ドレンライン
３３    パイロットライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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