(57)【要約】【課題】油圧ヒューズ下流の構成部品の破損に対して、油圧ヒューズ設定容量の吐出を確保するとともに、過大な作動油の流出が発生する破損に対して油圧ヒューズ設定容量に関係なく、作動油の外部への流出量を極力少なくする。【解決手段】油圧ヒューズ下流の構成品において、油圧配管の破断の場合などで過大な作動油の外部への流出時には、作動油の圧力損失が大きくなることを利用し、スライド用油圧シート部１０ｂへ向けてスライド３を急速に移動させることにより、油圧ヒューズ下流への流路を急速に遮断することができるスライド用油圧シート接触部１４とスライド用油圧シート部１０ｂを設けることで、油圧ヒューズ設定容量に関係なく、作動油の外部への流出量の少量化を可能とする。【選択図】          図１
0003171557.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ボディ片端部にある作動油流入口およびボディ反対端部にある作動油吐出口、ピストン側シリンダの作動油流入側およびスライドの作動油流入側にあるオリフィス、ピストン側シリンダとスライド側シリンダのそれぞれのシリンダ内外を貫通する複数の作動油開口部、ボディの作動油流入口側にあるピストン用シリンダおよびボディの作動油吐出口側にあるスライド用シリンダ、ピストン用シリンダのストロークエンド側にあるピストン用油圧シート部およびスライド用シリンダのストロークエンド側にあるスライド用油圧シート部を備えたボディと、油圧の作用によってボディのピストン用シリンダ内を摺動するピストン用油圧シート接触部を備えたピストンおよびスライド用シリンダ内を摺動するスライド用油圧シート接触部を備えたスライドと、スライド用シリンダ内を往復動する前記スライドを原点復帰させるための付勢手段とを備えた油圧ヒューズであって、その下流構成品の破損等による作動油の外部への流出による油圧の低下があった時、スライド側シリンダ内のスライドが低圧側へ急速にストロークエンドまで移動し、スライド用油圧シート部とスライド用油圧シート接触部との接触により急速に作動油の流出を遮断することを特徴とする油圧ヒューズ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、油圧システムにおいて、構成品の破損等により生じる作動油の外部流出時に、当該油圧システムに接続された他の構成品の継続作動を保障するために、作動油の外部流出量を制限するための油圧ヒューズに関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧システムにおいて、構成品の破損等により生じる作動油の外部流出時に、当該油圧システムに接続された他の構成品を継続作動させるために、構成品のフルストローク作動に必要な容量に若干の余裕を加えた容量を確保すべく設定された油圧ヒューズが利用されている。
【０００３】
特許文献１には、電力が供給される負荷を有する回路を備えた電気油圧システムに係り、負荷および電源の間にヒューズを介設し、あるパラメータが所定の仕様を超えた場合にヒューズを開いて負荷への電流を遮断することにより、出力駆動部が故障した際に保護する方法が記載されている。（特許文献１参照）
【０００４】
従来の油圧ヒューズにおける、構造図を図６に、スタンバイ状態を図７に、流量通過状態を図８に、油圧ヒューズ状態を図９に、それぞれ示す。
【０００５】
図６に示すとおり、油圧ヒューズは、ボディ２１の内部にあるピストン側シリンダ２７ａとスライド側シリンダ２７ｂにそれぞれ組み込まれた、軸方向に自由に移動できるピストン２２と、スプリング２４により左方向に初期荷重を付与されているスライド２３を内蔵する。また、ボディ２１のピストン２２上流位置にはピストン側オリフィス２８が、スライド２３にはスライド用オリフィス３２が設けられている。
【０００６】
図７のスタンバイ状態、すなわち油圧ヒューズ下流が流量を必要としない場合は、作動油流入口２５での油圧ヒューズ入口圧力Ｐ１と作動油吐出口２６での油圧ヒューズ出口圧力Ｐ３は等しく、流れは生じない。ただし、下流の構成品におけるスタンバイ時の漏れ等による微少流れを考慮し、作動油流入口２５→ボディ開口部左入口２９ａ→スライド開口部入口３３→スライド用オリフィス３２→作動油吐出口２６を経由するスタンバイ時流路ｄを形成している。
【０００７】
その際、スライド２３はスライド用オリフィス３２での微少な圧力損失△Ｐ２（＝Ｐ２−Ｐ３）により右向きの油圧力Ｆ２（＝△Ｐ２×スライド受圧面積）を受け、また、ピストン２２はボディ開口部左入口２９ａでの圧力損失△Ｐ１（＝Ｐ１−Ｐ２）により右向きの油圧力Ｆ１（＝△Ｐ１×ピストン受圧面積）を受ける。ここにＰ２はボディ開口部左入口２９ａを通過した後でのボディ開口部左入口通過後圧力である。
【０００８】
スライド２３は油圧力Ｆ１とＦ２の合力がスプリング２４反力Ｆｓと等しくなる位置まで移動するが、その位置ではピストン２２はボディ２１のピストン用油圧シート部３０に到達できないため、ヒューズ機能は作動しない。
【０００９】
次に、下流の構成品が作動すると、図７に示すスタンバイ時流路ｄにおける作動油吐出口２６での油圧ヒューズ出口圧力Ｐ３が低下する。
【００１０】
その状態では、スライド２３はスタンバイ時流路ｄにより生ずるスライド用オリフィス３２での圧力損失△Ｐ２（＝Ｐ２−Ｐ３）により右向きの油圧力Ｆ２（＝△Ｐ２×スライド受圧面積）を受ける。
【００１１】
スライド２３はその油圧力Ｆ２とスプリング２４反力Ｆｓとのバランスにより図８に示すボディ開口部出口２９ｂを開いた位置に移動し、作動油流入口２５→ボディ開口部左入口２９ａ→スライド用オリフィス３２→作動油吐出口２６と経由する圧油通過時内側流路ｅに加え、作動油流入口２５→ボディ開口部左入口２９ａ→ボディ開口部出口２９ｂ→作動油吐出口２６と経由する圧油通過時外側流路ｆが形成される。
【００１２】
その状態において、ピストン２２はボディ開口部左入口２９ａでの圧力損失△Ｐ１（＝Ｐ１−Ｐ２）により右向きの油圧力Ｆ１（＝△Ｐ１×ピストン受圧面積）を受け、流量を生じながら右側に移動し、ヒューズとして設定された容量を油圧ヒューズ下流に流した時点で、図９に示す位置に到達し、ピストン２２のピストン用油圧シート接触部３１がボディ２１のピストン用油圧シート部３０に接することで下流への流路を遮断する。
【００１３】
油圧を遮断するまでに油圧ヒューズを通過させる流量V flowは油圧ヒューズ内のピストン２２により生じる容積V fuseにより下記のとおり規定される。
V flow＝｛（cd1×ボディ開口部左入口２９ａの開口面積）／（cd2×ピストン側オリフィス２８の開口面積）｝×V fuse
ここで、cd1、cd2はそれぞれボディ開口部左入口２９ａとピストン側オリフィス２８の流量係数である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００３−３７９２９号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１５】
従来の油圧ヒューズでは、下流構成品のどのような形態の破損に対しても、油圧ヒューズ設定容量の作動油が外部に流出する。その油圧ヒューズの設定容量は、下流構成品のフルストローク作動に必要な容量に若干の余裕を加えた値に設定されているため、相当量の作動油を外部に流出する欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
ボディ片端部にある作動油流入口およびボディ反対端部にある作動油吐出口、ピストン側シリンダの作動油流入側およびスライドの作動油流入側にあるオリフィス、ピストン側シリンダとスライド側シリンダのそれぞれのシリンダ内外を貫通する複数の作動油開口部、ボディの作動油流入口側にあるピストン側シリンダおよびボディの作動油吐出口側にあるスライド側シリンダ、ピストン側シリンダのストロークエンド側にあるピストン用油圧シート部およびスライド用シリンダのストロークエンド側にあるスライド用油圧シート部を備えたボディと、油圧の作用によってボディのピストン側シリンダ内を摺動するピストン用油圧シート接触部を備えたピストンおよびスライド側シリンダ内を摺動するスライド用油圧シート接触部を備えたスライドと、スライド側シリンダ内を往復動する前記スライドを原点復帰させるための付勢手段とを備えた油圧ヒューズであって、その下流構成品の破損等による作動油の外部への流出による油圧の低下があった時、スライド側シリンダ内のスライドが低圧側へ急速にストロークエンドまで移動し、スライド用油圧シート部とスライド用油圧シート接触部との接触により急速に作動油の流出を遮断することを特徴とする。
【考案の効果】
【００１７】
本考案によれば、油圧ヒューズ下流の構成部品の破損に対して、油圧ヒューズ設定容量の吐出を確保するとともに、油圧配管の破断のごとき過大な作動油の外部への流出時には、油圧ヒューズ設定容量に関係なく、作動油の外部への流出量を極力少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１（ａ）は本考案の油圧ヒューズの構造図で、図１（ｂ）は本考案の油圧ヒューズ構造図のＡ矢視図である。
【図２】本考案の油圧ヒューズのスタンバイ状態を表す。
【図３】本考案の油圧ヒューズの流量通過状態を表す。
【図４】本考案の油圧ヒューズの油圧ヒューズ状態を表す。
【図５】本考案の油圧ヒューズの急速遮断状態を表す。
【図６】従来の油圧ヒューズの構造図である。
【図７】従来の油圧ヒューズのスタンバイ状態を表す。
【図８】従来の油圧ヒューズの流量通過状態を表す。
【図９】従来の油圧ヒューズの油圧ヒューズ状態を表す。
【考案を実施するための形態】
【００１９】
本考案にかかる油圧ヒューズは、油圧システムにおいて、個々の構成品の上流に設置される。
【００２０】
本考案の油圧ヒューズにおける、構造図を図１（ａ）に、そのＡ矢視図を図１（ｂ）に、スタンバイ状態を図２に、流量通過状態を図３に、設定容量における油圧ヒューズ状態を図４に、急速遮断状態を図５に、それぞれ示す。なお、図１（ｂ）は図１（ａ）のスライド３における作動油流路のためのスライド部流路用切欠き１５を示すＡ矢視図である。
【００２１】
図１（ａ）に示すとおり、本考案による油圧ヒューズは、油圧ヒューズにおけるピストン２での流路遮断用のピストン用油圧シート部１０ａに加え、スライド３での流路の急速遮断用のスライド用油圧シート部１０ｂを有する構造である。
【００２２】
すなわち、図６に示す従来の油圧ヒューズには設けられていなかったスライド用油圧シート部を、本考案では図１（ａ）のスライド用油圧シート部１０ｂとして設け、かつ図６に示す従来の油圧ヒューズには設けられていなかったスライド用油圧シート接触部を、本考案では図１（ａ）のスライド用油圧シート接触部１４として設けた。
【００２３】
また、図６に示す従来の油圧ヒューズには設けられていなかったボディ開口部右入口を、本考案では図１（ａ）のボディ開口部右入口９ｃとして設け、かつ図６に示す従来の油圧ヒューズには設けられていなかったスライド開口部出口を、本考案では図１（ａ）のスライド開口部出口１３ｂとして設けた。
【００２４】
本考案の油圧ヒューズは、図１に示すボディ１の内部にあるピストン側シリンダ７ａとスライド側シリンダ７ｂにそれぞれ組み込まれた、軸方向に自由に移動できるピストン２と、スプリング４により左方向に初期荷重を付与されているスライド３を内蔵する。また、ボディ１のピストン２上流位置にはピストン側オリフィス８が、スライド３にはスライド用オリフィス１２が設けられている。
【００２５】
図２のスタンバイ状態、すなわち油圧ヒューズ下流が流量を必要としない場合は、作動油流入口５での油圧ヒューズ入口圧力Ｐ１と作動油吐出口６での油圧ヒューズ出口圧力Ｐ３は等しく、流れは生じない。ただし、下流の構成品におけるスタンバイ時の漏れ等による微少流れを考慮し、作動油流入口５→ボディ開口部左入口９ａ→スライド開口部入口１３ａ→スライド用オリフィス１２→スライド開口部出口１３ｂ→作動油吐出口６を経由するスタンバイ時流路ａを形成している。
【００２６】
その際、スライド３はスライド用オリフィス１２での微少な圧力損失△Ｐ２（＝Ｐ２−Ｐ３）により右向きの油圧力Ｆ２（＝△Ｐ２×スライド受圧面積）を受け、また、ピストン２はボディ開口部左入口９ａでの圧力損失△Ｐ１（＝Ｐ１−Ｐ２）により右向きの油圧力Ｆ１（＝△Ｐ１×ピストン受圧面積）を受ける。ここにＰ２はボディ開口部左入口９ａを通過した後でのボディ開口部左入口通過後圧力である。
【００２７】
スライド３は油圧力Ｆ１とＦ２の合力がスプリング４反力Ｆｓと等しくなる位置まで移動するが、その位置ではピストン２はボディ１のピストン用油圧シート部１０ａに到達できないため、ヒューズ機能は作動しない。
【００２８】
次に、下流の構成品が作動すると、図２に示すスタンバイ時流路ａにおける作動油吐出口６での油圧ヒューズ出口圧力Ｐ３が低下する。
【００２９】
その状態では、スライド３はスタンバイ時流路ａにより生ずるスライド用オリフィス１２での圧力損失△Ｐ２（＝Ｐ２−Ｐ３）により右向きの油圧力Ｆ２（＝△Ｐ２×スライド受圧面積）を受ける。
【００３０】
スライド３はその油圧力Ｆ２とスプリング４反力Ｆｓとのバランスにより図３に示すボディ開口部出口９ｂを開いた位置に移動し、作動油流入口５→ボディ開口部左入口９ａ→スライド用オリフィス１２→スライド開口部出口１３ｂ→作動油吐出口６と経由する圧油通過時内側流路ｂに加え、作動油流入口５→ボディ開口部左入口９ａ→ボディ開口部出口９ｂ→ボディ開口部右入口９ｃ→作動油吐出口６と経由する圧油通過時外側流路ｃが形成される。
【００３１】
その状態において、ピストン２はボディ開口部左入口９ａでの圧力損失△Ｐ１（＝Ｐ１−Ｐ２）により右向きの油圧力Ｆ１（＝△Ｐ１×ピストン受圧面積）を受けて右側に移動し、ヒューズとして設定された容量を油圧ヒューズ下流に流した時点で、図４に示す位置に到達し、ピストン２のピストン用油圧シート接触部１１がボディ１のピストン用油圧シート部１０ａに接することで下流への流路を遮断する。
【００３２】
流路を遮断するまでに油圧ヒューズを通過させる流量V flowは油圧ヒューズ内のピストン２により生じる容積V fuseにより下記のとおり規定される。
V flow＝｛（cd1×ボディ開口部左入口９ａの開口面積）／（cd2×ピストン側オリフィス８の開口面積）｝×V fuse
ここで、cd1、cd2はそれぞれボディ開口部左入口９ａとピストン側オリフィス８の流量係数である。
以上は従来の油圧ヒューズにおける機能と同一である。
【００３３】
次に、図２または図３において、油圧ヒューズ下流における配管の破損等、急激な圧力低下により大流量が流れた場合、スライド３はスタンバイ時流路ａ、圧油通過時内側流路ｂおよび圧油通過時外側流路ｃによる圧力損失△Ｐ２（＝Ｐ２−Ｐ３）による右向きの油圧力Ｆを受ける。
【００３４】
油圧力Ｆを受けた際、大流量が流れることで油圧力Ｆは大きい値となり、その結果スライド３は図５の状態までスプリング４を圧縮し、スライド３のスライド用油圧シート接触部１４がスライド用油圧シート部１０ｂまで急速に移動し、下流への流路を遮断する。
【００３５】
この機構により、油圧ヒューズの設定容量に関係なく、下流への流路を急速に遮断することを可能とする。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本考案は油圧ヒューズに利用されるものである。
【符号の説明】
【００３７】
１  ボディ
２  ピストン
３  スライド
４  スプリング
５  作動油流入口
６  作動油吐出口
７ａ  ピストン側シリンダ
７ｂ  スライド側シリンダ
８  ピストン側オリフィス
９ａ  ボディ開口部左入口
９ｂ  ボディ開口部出口
９ｃ  ボディ開口部右入口
１０ａ  ピストン用油圧シート部
１０ｂ  スライド用油圧シート部
１１  ピストン用油圧シート接触部
１２  スライド用オリフィス
１３ａ  スライド開口部入口
１３ｂ  スライド開口部出口
１４  スライド用油圧シート接触部
１５  スライド部流路用切欠き
２１  ボディ
２２  ピストン
２３  スライド
２４  スプリング
２５  作動油流入口
２６  作動油吐出口
２７ａ  ピストン側シリンダ
２７ｂ  スライド側シリンダ
２８  ピストン側オリフィス
２９ａ  ボディ開口部左入口
２９ｂ  ボディ開口部出口
３０  ピストン用油圧シート部
３１  ピストン用油圧シート接触部
３２  スライド用オリフィス
３３  スライド開口部入口
ａ  スタンバイ時流路
ｂ  圧油通過時内側流路
ｃ  圧油通過時外側流路
ｄ  スタンバイ時流路
ｅ  圧油通過時内側流路
ｆ  圧油通過時外側流路
Ｐ１  油圧ヒューズ入口圧力
Ｐ２  ボディ開口部左入口通過後圧力
Ｐ３  油圧ヒューズ出口圧力
【図１】
0003171557.tif 000003
【図２】
0003171557.tif 000004
【図３】
0003171557.tif 000005
【図４】
0003171557.tif 000006
【図５】
0003171557.tif 000007
【図６】
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【図７】
0003171557.tif 000009
【図８】
0003171557.tif 000010
【図９】
0003171557.tif 000011