JP2009287742A - 優先弁 - Google Patents

Abstract

【課題】プライマリ回路及びセカンダリ回路に供給される作動液の供給圧力が所定圧力を下回る場合にセカンダリ回路への作動液の供給を遮断するため優先弁において、弁が開く圧力と弁が閉じる圧力との間のヒステリシスの発生を抑制する。
【解決手段】入口ポート２ａと出口ポート２ｂとを有するハウジング２と、前記ハウジング２内を入口ポート２ａに連通する受圧室３と受圧室３に絞り５を有した連通路４を介して接続する背圧室６とに区成し、前記入口ポート２ａと前記出口ポート２ｂとの間を遮断する閉止位置Ｓと前記入口ポート２ａと前記出口ポート２ｂとを連通する開成位置Ｏとの間で作動する弁体７と、前記弁体７を閉止位置Ｓ側に向け付勢する付勢手段８とを具備する優先弁に、前記背圧室６内の圧力を所定圧力以内に抑制するためのリリーフ弁９をさらに具備させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、プライマリ回路及びセカンダリ回路に供給される作動液の供給圧力が所定圧力を下回る場合にセカンダリ回路への作動液の供給を遮断するため優先弁に関する。

従来、例えば航空機等において、共通の作動液供給源に２つの液圧回路、すなわちプライマリ回路及びセカンダリ回路を接続し、これらプライマリ回路及びセカンダリ回路にそれぞれアクチュエータ等の駆動対象物を接続し、通常は両回路を同時に利用する二重系を用いることが考えられてきている。このような二重系を用いる際に、作動液の供給圧力が所定圧力を下回る場合にセカンダリ回路への作動液の供給を遮断するための優先弁を設け、作動液の供給圧力が所定圧力を下回る場合にはプライマリ回路のみを利用することが考えられている。このような優先弁の代表的な構成として、入口ポートと出口ポートとを有するハウジングと、前記ハウジング内を入口ポートに連通する受圧室と受圧室に絞りを有した連通路を介して接続する背圧室とに区成し、前記入口ポートと前記出口ポートとの間を遮断する閉止位置と前記入口ポートと前記出口ポートとを連通する開成位置との間で作動する弁体と、前記弁体を閉止位置側に向け付勢する付勢手段とを具備するものが挙げられる（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００７−３１５４７３号公報

ところで、特許文献１記載の構成では、弁体を中空に形成してこの中空部を背圧室としている。また、弁体から背圧室側に延伸してハウジング外に達するピストンロッドを設ける構成も考えられる。そして、この弁体は、受圧室に臨む面の面積と背圧室に臨む面の面積との差、及び供給圧力の積で表される押圧力と、付勢手段による付勢力との釣り合いにより閉止位置と開成位置とを選択的にとるようにしている。すなわち、前者の押圧力が強ければ弁体は閉止位置から開成位置に向けて移動し、後者の付勢力が強ければ弁体は開成位置から閉止位置に向けて移動する。

しかし、弁体が閉止位置から開成位置に向けて、または開成位置から閉止位置に向けて移動する際には、前記押圧力及び前記付勢力に加えて、作動液の流れに由来する流体力が弁体に作用する。この流体力は、弁体に対して閉止位置に向かう方向に作用する。すなわち、供給圧力と弁の開度との関係を図２に示すと、閉止時には図２の実線ａのような変化を示すのに対し、開成時には同図の破線ｂのような変化を示し、弁が開く圧力と弁が閉じる圧力との間にヒステリシスが発生する。

このヒステリシスを解消するための方法の一つとして、弁体が供給圧を受ける部分の面積である受圧面積、すなわち特許文献１記載の構成においては弁体の厚みと直径との積、及び付勢手段すなわちばねの付勢力を大きくし、流体力が弁体に及ぼす力の影響を相対的に小さくすることが考えられる。しかし、このような構成を採用するには、弁体やばねを大型化する必要があり、特に、航空機に搭載する場合等、設置スペースや質量に制限がある際に不具合が発生することがある。

このような不具合は、共通の作動液供給源に２つの液圧回路すなわちプライマリ回路及びセカンダリ回路を接続し、これらプライマリ回路及びセカンダリ回路にそれぞれ異なる駆動対象物を接続し、作動液の供給圧力が所定圧力を下回る場合にセカンダリ回路への作動液の供給を遮断するための優先弁を設ける構成であっても同様に発生しうる。

本発明は、以上に述べた課題を解決すること、すなわち弁体やばねの大型化を招くことなく前記ヒステリシスを解消することを目的としている。

すなわち、本発明は、プライマリ回路及びセカンダリ回路に供給される作動液の供給圧力が所定圧力を下回る場合にセカンダリ回路への作動液の供給を遮断するため優先弁であって、以上の課題を解決すべく、入口ポートと出口ポートとを有するハウジングと、前記ハウジング内を入口ポートに連通する受圧室と受圧室に絞りを有した連通路を介して接続する背圧室とに区成し、前記入口ポートと前記出口ポートとの間を遮断する閉止位置と前記入口ポートと前記出口ポートとを連通する開成位置との間で作動する弁体と、前記弁体を閉止位置側に向け付勢する付勢手段と、前記背圧室内の圧力を所定圧力以内に抑制するためのリリーフ弁とを具備することを特徴とする。

このようなものであれば、作動液の供給圧力が所定以上となると、前記リリーフ弁が機能し、背圧室内の液圧はそれ以上上昇しなくなる。それから供給圧力がさらに上昇すると、弁体の受圧室に臨む面の略全体が供給圧力を受ける一方、背圧室内の圧力は、リリーフ弁の機能により所定以上には上昇しないので、受圧室と背圧室との間に弁体を開成方向に押圧する差圧が発生する。そして、この差圧による押圧力が付勢手段による付勢力を上回る場合は、この押圧力が弁体を開成位置に向け付勢すべく作用する。一方、前記差圧による押圧力が付勢手段による付勢力を下回る場合は、弁体は閉止位置に向け付勢される。

本発明によれば、作動液の供給圧力が所定以上である場合は、弁体の受圧室に臨む面の略全体が供給圧力を受ける一方、背圧室内の圧力は、リリーフ弁の機能により所定圧力以上には上昇しないので、受圧室側と背圧室側との間に発生する差圧により弁体を開成位置に向け付勢することができる。すなわち、弁体の受圧面積を、弁体の受圧室に臨む面の全面積に略等しくでき、従来の態様と比較して受圧面積を飛躍的に大きくできる。従って、弁体やばねの大型化を招くことなく、弁の開閉の際の流体力の影響を飛躍的に小さくし、弁が開く圧力と弁が閉じる圧力との間のヒステリシスを解消できる。

以下、本発明の一実施例について説明する。

本実施例に係る優先弁１は、図示しない共通の作動液供給源からプライマリ回路及びセカンダリ回路にそれぞれ供給される作動液の供給圧力が所定圧力を下回る場合に、セカンダリ回路への作動液の供給を遮断すべく設けられる。

具体的には、中央縦断面を図１に示すように、入口ポート２ａと出口ポート２ｂとを有するハウジング２と、前記ハウジング２内を入口ポート２ａに連通する受圧室３及びこの受圧室３に絞り５を有した連通路４を介して接続する背圧室６とに区成し、前記入口ポート２ａと前記出口ポート２ｂとの間を遮断する閉止位置Ｓと前記入口ポート２ａと前記出口ポート２ｂとを連通する開成位置Ｏとの間で作動する弁体７と、前記弁体７を閉止位置Ｓ側に向け付勢する付勢手段８と、前記背圧室６内の圧力を所定以内に抑制するためのリリーフ弁９とを具備する。ここで、前記図１においては、閉止位置Ｓに位置する弁体７を実線で示しているとともに、開成位置Ｏに位置する弁体７を想像線で示している。

前記ハウジング２は、前記作動液供給源に向かう側の面に開口させて設けた前記入口ポート２ａと、長手方向中間部に設けた前記出口ポート２ｂと、この出口ポート２ｂよりも上流側に配してなり閉止位置Ｓにある弁体７を着座させてなる弁座１０とを有する。そして、前記弁座１０より下流側において弁体７を摺動可能に収納している。

前記弁体７は、上述したように、前記ハウジング２の弁座１０に着座し前記入口ポート２ａと前記出口ポート２ｂとの間を遮断する閉止位置Ｓと前記入口ポート２ａと前記出口ポート２ｂとを連通する開成位置Ｏとの間で作動する。また、この弁体７により、ハウジング２内部を、入口ポート２ａ側の受圧室３と、その反対側の背圧室６とに区成している。また、この弁体７には、前記受圧室３に臨む側の面７ａと背圧室６に臨む側の面７ｂとを連通し絞り５を有する連通路４を形成している。

前記付勢手段８は、この実施例では、前記背圧室６内に設けられ、一端部を前記弁体７に、他端部を前記ハウジング２にそれぞれ接続した圧縮コイルばねである。

前記リリーフ弁９は、前記背圧室６の周壁に設けてなりこの背圧室６内とハウジング２外部とを連通する圧抜き孔１１と、この圧抜き孔１１を閉塞する閉止位置Ｓとこの圧抜き孔１１の両側を連通させる開成位置Ｏとの間で移動可能なリリーフ弁体１２と、このリリーフ弁体１２を閉止位置Ｓに向けて付勢する付勢手段たるリリーフばね１３とを具備する。そして、このリリーフ弁９は、背圧室６内の作動液圧が所定圧力を上回ると、背圧室６内の作動液圧によりリリーフ弁体１２を押圧する押圧力が前記リリーフばね１３の付勢力を上回るので、リリーフ弁体１２は付勢力に抗して開成位置Ｏに移動し、背圧室６内の圧力が所定圧力を上回らないように機能する。

以下、本実施例の各部の作用について述べる。

前記弁体７の受圧室３に臨む側の面７ａは、常時供給圧力に由来する開成位置Ｏに向かう側への押圧力を受けている。

一方、前記弁体７の反対側の面すなわち背圧室６に臨む側の面７ｂは、背圧室６内を満たす作動液の液圧に由来する閉止位置Ｓに向かう側への押圧力と、前記付勢手段８による付勢力を受けている。

ここで、供給圧力が所定圧力以上である場合、受圧室３内の圧力は供給圧力と等しい。一方、背圧室６内の圧力は、前記リリーフ弁９が開成するので所定圧力以下に抑制される。すなわち、受圧室３に臨む側の面７ａが受ける押圧力は、背圧室６に臨む側の面７ｂが受ける押圧力を上回る。

この押圧力の差が付勢手段８の付勢力を上回ると、弁体７は閉止位置Ｓから開成位置Ｏに向かう方向に移動し、前記押圧力の差と付勢手段８による付勢力が釣り合った点に保持される。

一方、受圧室３に臨む側の面７ａが受ける押圧力と背圧室６に臨む側の面７ｂが受ける押圧力との間の差が付勢手段８の付勢力を下回ると、弁体７は開成位置Ｏから閉止位置Ｓに向かう方向に移動する。そして、弁体７は前記弁座１０に着座し、付勢手段８による付勢力により閉止位置Ｓに保持される。

また、供給圧力が所定圧力を下回る場合、背圧室６内は、前記受圧室３と連通路４を介して連通し、リリーフ弁体１２は閉止位置Ｓにあるので、受圧室３内及び背圧室６内の圧力は、ともに供給圧力と等しく、これらの圧力による押圧力は相殺される。従って、弁体７は、見かけ上付勢手段８による付勢力を受けることになり、この付勢力により閉止位置Ｓに保持される。

そして、供給圧力が所定圧力を下回る圧力から所定圧力を上回る圧力まで上昇すると、受圧室３内の圧力は常時供給圧力と等しいので、供給圧力と等しい状態を保ったまま上昇する。これに対し、背圧室６内の圧力はリリーフ弁９の機能により所定圧力以下に抑制される。従って、弁体７は再び受圧室３に臨む側の面７ａ全体で開成位置Ｏに向かう方向への押圧力を受けつつ、この押圧力が背圧室６に臨む側の面７ｂが受ける押圧力及び付勢手段８の付勢力の和を上回ると、再び開成位置Ｏに向かい移動する。ここで、供給圧力と弁の開度との関係を図２に示すと、閉止時及び開成時のいずれにおいても、図２の実線ａのような変化を示す。

すなわち、本実施例に係る優先弁１の構成を採用すれば、作動液の供給圧力が所定圧力以上となると、弁体７の受圧室３に臨む側の面７ａの略全体が供給圧力を受ける一方、背圧室６内の圧力は、リリーフ弁９の機能により所定圧力以上には上昇しないので、受圧室３に臨む側の面７ａが受ける押圧力と背圧室６に臨む側の面７ｂが受ける押圧力との間に差が発生し、弁体７は開成位置に向かい付勢される。そして、この押圧力の差が付勢手段８による付勢力を上回ると、受圧室３に臨む側の面７ａが供給圧力に由来する押圧力を受けつつ、弁体７が付勢手段８の付勢力に抗して閉止位置Ｓから開成位置Ｏに向かう方向に移動する。一方、前記押圧力の差が付勢手段８による付勢力を下回る場合は、弁体７は閉止位置Ｓに向け付勢される。すなわち、弁体７の受圧面積を、弁体７の受圧室３に臨む側の面７ａの全面積に略等しくでき、従来の態様と比較して受圧面積を飛躍的に大きくできる。従って、弁体７や付勢手段８の大型化を招くことなく、弁体７の開閉の際の流体力の影響を飛躍的に小さくし、優先弁１が開く圧力と優先弁１が閉じる圧力との間のヒステリシスを解消できる。

さらに、この実施例の構成では、弁体７に受圧室３に臨む側の面７ａと背圧室６に臨む側の面７ｂとを連通し絞り５を有する連通路４を形成しているので、ハウジング２側に受圧室３と背圧室６とを連通させるための絞りを有する連通路を設ける必要が無く、より少ない部品点数かつ小さな設置スペースにより前段で述べた効果を得ることができる。

なお、本発明は以上に述べた実施例に限らない。

例えば、弁体に絞りを有する連通路を形成する代わりに、ハウジングの出口ポートより上流側と下流側とを連通し中間に絞りを有する連通路をハウジングに接続してもよい。

また、付勢手段として、圧縮コイルばねを設ける態様以外に、例えば、背圧室を受圧室の上方に配するとともに、弁体の自重により弁体を閉止位置に付勢する態様を採用してもよい。また、リリーフ弁にこのような構成を採用してももちろんよい。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明の一実施形態に係る優先弁の中央縦断面を示す図。 同実施形態に係る作用説明図。

符号の説明

１…優先弁
２…ハウジング
２ａ…入口ポート
２ｂ…出口ポート
３…受圧室
４…連通路
５…絞り
６…背圧室
７…弁体
８…付勢手段
９…リリーフ弁

Claims (1)

1. プライマリ回路及びセカンダリ回路に供給される作動液の供給圧力が所定圧力を下回る場合にセカンダリ回路への作動液の供給を遮断するため優先弁であって、入口ポートと出口ポートとを有するハウジングと、前記ハウジング内を入口ポートに連通する受圧室と受圧室に絞りを有した連通路を介して接続する背圧室とに区成し、前記入口ポートと前記出口ポートとの間を遮断する閉止位置と前記入口ポートと前記出口ポートとを連通する開成位置との間で作動する弁体と、前記弁体を閉止位置側に向け付勢する付勢手段と、前記背圧室内の圧力を所定圧力以内に抑制するためのリリーフ弁とを具備することを特徴とする優先弁。

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