(57)【要約】      （修正有）【課題】温度が変化しても流路を通過する圧油の流量は変化が少なく、円滑に作動することができ、圧油に含まれている異物がバルブ内部へ流入できないようにしたリリーフバルブを提供する。【解決手段】高圧入口と、高圧入口の圧油をタンクに帰還させるタンク流路が設けられるスリーブ、前方に高圧入口と連通される流入通路部に設けられ、後方に背圧室が形成され、メインポペットばねにより弾性支持されかつ高圧入口とタンク流路とを開閉するようスリーブ内に設けられるメインポペット、メインポペット前端部に設けられ流入通路部と背圧室とを連通させる環状通路部、メインポペットの後方に設けられかつメインポペットばねの後端部を支持し、背圧室と連通されるシート流路が備えられたシート部及び、パイロットポペットばねにより弾性支持されかつシート流路を開閉可能に設けられ、シート流路とタンク流路とを連通させるパイロットポペットとを含んでなされる。【選択図】図２
2005226823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプの圧油が供給される高圧入口と、前記高圧入口の圧油をタンクに帰還させるタンク流路が設けられるスリーブ；
前方に前記高圧入口と連通する流入通路部が形成されかつ後方に背圧室が形成され, メインポペットばねにより弾性支持されて前記高圧入口と前記タンク流路とを開閉するよう前記スリーブ内に設けられるメインポペット；
前記メインポペットの前端部に設けられ、前記流入通路部と前記背圧室とを連通させる環状通路部；
前記メインポペットの後方に設けられ前記メインポペットばねの後端部を支持し、前記背圧室と連通されるシート流路が設けられるシート部；及び
パイロットポペットばねにより弾性支持されかつ前記シート流路を開閉するよう設けられ、前記シート流路と前記タンク流路とを連通させるパイロットポペットとを、含んでなされること特徴とするリリーフバルブ。
【請求項２】
前記流入通路部は前記メインポペットの前端部に結合される通路シートの内側に形成され、前記環状通路部は前記メインポペットの内壁と前記通路シートの外壁とにより形成されることを特徴とする、請求項１に記載のリリーフバルブ 。 
【請求項３】
前記流入通路部は、前記通路シートの中心から前方に貫通形成され、前記高圧入口に連通される中心通路と、この中心通路から前記通路シートをほぼ垂直に貫通しかつ前記環状通路部と連通される垂直通路からなることを特徴とする、請求項２に記載のリリーフバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リリーフバルブに関し、さらに詳細には、メインポペットに高圧入口とリリーフバルブの背圧室とを連通させる流入通路部及び環状通路部を設け、温度の変化が起こっても流路を通過する圧油の流量は大きく変わらないために円滑に作動することができ、且つ圧油に含まれていた異物がバルブの内部に流入できないリリーフバルブに関する。
【０００２】
一般的に、油圧で稼働される掘削機などのような重装備には油圧ポンプから吐出される圧油を利用して重装備に装着された様々な作業器具を駆動するために油圧回路システムが用いられる。重装備の油圧回路システムにはリリーフバルブが設けられ、過度の負荷から駆動源と共に油圧回路全体システムを保護するために最高圧を規制する機能を果たす。
【０００３】
リリーフバルブは、回路の圧力がバルブの設定圧力に達すると流体の一部又は全量を排出させ、回路内の圧力を設定値以下に維持する機能を果たす圧力制御バルブの一つとして、リリーフバルブの設定圧力を変更することができるので、装備に用いられる作業器具を変える場合に対応できるようになされる。
【背景技術】
【０００４】
図１は、従来技術によるリリーフバルブの断面図を示している。
従来のリリーフバルブ１００によると、油圧ポンプ２００から供給される圧油はリリーフバルブ１００の高圧入口１１１に連結され、油圧システムの全体圧力が高圧入口１１１にかかる。
【０００５】
リリーフバルブ１００は、高圧入口１１１の圧力が一定圧力以上に達すると高圧入口１１１からの圧油をタンク２０１側へ排出させることによって油圧システムを過度の負荷から守る。
【０００６】
リリーフバルブ１００は、スリーブ１１０と、スリーブ１１０と結合される本体１８０とを含んで形成され、且つスリーブ１１０内にメインポペット１２０、メインポペットばね１２２、第２オリフィス体部１３０、シート部１４０とが設けられる。
【０００７】
メインポペット１２０は、その中央に第１オリフィス１２１が設けられ且つスリーブ１１０内で長さ方向に移動可能に設けられ、メインポペットばね１２２はメインポペット１２０を弾性支持する。
【０００８】
メインポペットばね１２２の後端は、第２オリフィスの体部１３０により支持され、第２オリフィスの体部１３０はその後端部がシート部１４０により支持されるように設けられる。第２オリフィスの体部１３０には中央を貫通する第２オリフィス１３１が備えられる。
【０００９】
シート部１４０にはその中央を貫通する第２オリフィス１３１と連結されるシート流路１４２と、シート流路１４２の後面に傾くように成されるシート面１４１が設けられる。
【００１０】
スリーブ１１０と結合される本体１８０内には、パイロットポペット１５０と、パイロットポペットばね１６０と、調整ピストン１７０とが設けられる。パイロットポペット１５０はパイロットポペットばね１６０により弾性支持されかつ本体１８０内に長さ方向に移動可能に設けられ、パイロットポペットばね１６０の後端は調整ピストン１７０により支持される。
【００１１】
パイロットポペット１５０は、その先端部が円錐形状になされ、パイロットポペットばね１６０のばね力によりシート部１４０のシート面１４１に接触することによってシート流路１４２を開閉する機能をする。
【００１２】
パイロットポペットばね１６０を支持する調整ピストン１７０は本体１８０に対して移動可能であり、固定ナット１７１により本体１８０に固定される。従って、調整ピストン１７０を左右に移動させ、パイロットポペットばね１６０の引張力を調整してから固定ナット１７１を締め付け、調整ピストン１７０をスリーブ１１０に固定することによってリリーフバルブ１００の設定圧力を変更することができる。
【００１３】
パイロットポペット１５０の後方には前記タンク流路１１２に連結されるタンク入口１８１が設けられ、パイロットポペット１５０がシート部１４０を開放した時にシート流路１４２を通過した圧油がタンク流路１８１を介してタンク２０１側に排出される。
【００１４】
前述した構成からなるリリーフバルブ１００の作動を説明すると以下のようである。以下では、油圧ポンプ２００からの圧油により高圧入口１１１側に形成される圧力を高圧入口側の圧力とし、メインポペット１２０の第１オリフィス１２１を通過した圧油により第２オリフィス１３１へ流入される前にメインポペット１２０の空間１２０ａ内に形成される圧力を背圧室側の圧力と称する。
【００１５】
油圧ポンプ２００からの圧油は高圧入口１１１と、第１オリフィス１２１とを経由しメインポペット１２０の空間１２０ａへ流入される。
【００１６】
高圧入口１１１側の圧力が前述したパイロットポペットばね１６０により設定された設定圧力以下に該当される場合には、パイロットポペットばね１６０のばね力によりパイロットポペット１５０がシート面１４１に接触するようになり、空間部１２０ａの圧油が第２オリフィス１３１へ流れないため、高圧入口側の圧力と背圧室側の圧力が同一に形成される。
【００１７】
この時、 高圧入口側の圧力がメインポペット１２０に作用し受けられる圧力面積が、背圧室側の圧力がメインポペット１２０に作用し受けられる圧力面積より小さくなるため、メインポペット１２０はメインポペットばね１２２によりスリーブ１１０内で右側に支持される。従って、タンク流路１１２はメインポペット１２０により閉鎖された状態のまま維持される。
【００１８】
一方、重装備の作業器具(図示せず)が最大ストロークに達すると装備のシステム圧力が上昇するので、高圧入口１１１側の圧力が上昇し高圧入口側の圧力及び背圧室の圧力が前述したパイロットポペットばね１６０により設定された設定圧力以上に到達し、圧油がパイロットポペットばね１６０のばね力に抗してパイロットポペット１５０を左側へ移動させることによって、シート部１４０のシート流路１４２が開放される。
【００１９】
従って、圧油はシート流路１４２とタンク入口１８１とを経由しタンク２０１へ帰還されるので、第１オリフィス１２１を通過し空間部１２０ａへ流入される圧油は抵抗を受け背圧室側の圧力が高圧入口側の圧力より落ちる。
【００２０】
背圧室側の圧力が高圧入口側の圧力より下降すると、高圧入口側の圧力が作用する受圧面積に加えられるパワーが、背圧室側の圧力が作用する受圧面積に加えられるパワーを超過するため、メインポペット１２０が左側へ移動され圧油がタンク流路１１２を介してタンク２０1へ帰還される。
【００２１】
油圧システムに使用される圧油は、温度によって粘度が変化する。即ち、装備を冬に用いられる場合には温度が下がるにつれ圧油の粘度が高くなり、且つ夏に用いられる場合には温度が上がるにつれ圧油の粘度が低くなる。このように圧油の粘度が温度の変化に影響を大きく受けて変化すると、流路を通過する圧油の流量の変化量も大きくなるという問題点が生じる。
【００２２】
また、油圧機器において発生する故障原因は、大抵、圧油として使用されるオイルの汚れによることと知られている。油圧システムの内部を循環する圧油の中には埃、空気などの異物が含まれていて、埃などのような細微な粒子がドレン穴や流路に支え作動不良の原因となったり、且つ、鋳物に付いている砂のような異物がリリーフバルブ内の圧力室に流入されメインポペットの動作を妨げたり、シート部に損傷をもたらしたりする。
【００２３】
前述したように従来リリーフバルブ１００によると、高圧入口１１１の圧油がメインポペット１２０の後方の空間部１２０ａへ流入される通路は、メインポペット１２０の前端に設けられた第１オリフィス１２１により成されるため、圧油に含まれた異物が第１オリフィス１２１を介してリリーフバルブ１００の内部へ流入されることによってリリーフバルブ１００の動作が不良になる。
【００２４】
圧油に含まれた異物により生じる問題を解決するために、油圧ポンプの入口部にタンクフィルターを設けたり、油圧システムの配管にラインフィルターとして機能するオイル濾過器を設けたにも関わらず、圧油には依然と多い異物が含まれている。また、油圧システムに用いられるオイルフィルターは高価であるため、原価上昇の原因となるばかりでなく、部品数を増すという問題点もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
本発明は、前述したような従来の問題点を鑑み発明したもので、本発明の目的は、温度が変化しても流路を通過する圧油の流量が大きく変化しないために円滑に作動される一方、圧油に含まれている異物がバルブ内部へ流入できないリリーフバルブを提供することにある。
【００２６】
前記目的を達成するために、本発明はメインポペットに高圧入口とリリーフバルブの背圧室とを連通させる流入通路部及び環状通路が設けられたリリーフバルブを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明によるリリーフバルブは、ポンプの圧油が供給される高圧入口と、高圧入口の圧油をタンクに帰還させるタンク流路が形成されるスリーブ、 前方に高圧入口と連通される流入通路部が供えられ、後方に背圧室が形成されかつメインポペットばねにより弾性支持され、高圧入口とタンク流路とを開閉するようスリーブ内に設けられるメインポペット、メインポペット前端部に設けられて流入通路部と背圧室とを連通させる環状通路部、メインポペットの後方に設けられメインポペットばねの後端部を支持しかつ背圧室と連通されるシート流路が設けられるシート部、及びパイロットポペットばねにより弾性支持されかつシート流路を開閉するよう設置され、シート流路とタンク流路とを連通させるパイロットポペットとを、含んでなされる。
【００２８】
流入通路部は、メインポペットの前端部に結合されかつ通路シート内側に備えられるが、環状通路部はメインポペットの内壁と通路シートの外壁とにより形成されることが望ましい。
【００２９】
また、流入通路部は、通路シートの中心から前方に貫通形成され、高圧入口に連通される中心通路とこの中心通路から通路シートをほぼ垂直に貫通し環状通路部と連通される垂直通路からなされることが望ましい。
【００３０】
本発明の目的と利点は、以下の添付図面に基づいた詳細な説明により明白となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、添付図面の望ましい実施例を通じて、本発明によるリリーフバルブの構成と作用をさらに具体的に説明する。
【実施例】
【００３２】
図２は本発明の一実施例によるリリーフバルブ１の側断面図、図３は図２の要部拡大図として、図３(ａ)は側面部分拡大図であり、図３(ｂ)は図３(ａ)のＡ−Ａ線の断面拡大図を示している。
【００３３】
リリーフバルブ１は、スリーブ１０と、スリーブ１０内で移動可能に設けられるメインポペット２０と、メインポペット２０の前方に設けられる環状通路部３０と、メインポペット２０の後方に設けられるシート部４０と、パイロットポペット５０とを、含んでなされる。
【００３４】
リリーフバルブ１には、油圧ポンプ２００から圧油が供給される高圧入口１１と、タンク２０１に連結されるタンク流路１２を開閉するメインポペット２０とが設けられ、高圧入口１１の圧力がリリーフバルブ１の設定圧力を超過する時にはメインポペット２０が高圧入口１１の圧油をタンク２０１側へ排出させることによって、全体油圧システムの圧力を一定値以下に保つ機能を果たす。
【００３５】
スリーブ１０の前端には油圧ポンプ２００の圧油が供給される高圧入口１１とタンク流路１２とが形成され、タンク流路１２は高圧入口１１の圧油をタンク２０１側へ排出することができるように高圧入口１１と連結される。
【００３６】
メインポペット２０はメインポペットばね２４により弾性支持され、前記高圧入口１１とタンク流路１２とを開閉することができるようスリーブ１０内で移動可能に設けられる。
【００３７】
即ち、メインポペット２０が図面上の右側に移動されるとメインポペットの前端部が高圧入口１１とタンク流路１２との連結を閉鎖し、且つ左側に移動されると高圧入口１１とタンク流路１２とが連結されて高圧入口１１からの圧油がタンク流路１２へ排出される。
【００３８】
メインポペット２０の前端部には流入通路部２２が設けられ、後方には背圧室２３が形成される。メインポペット２０の後端部はメインポペットばね２４により弾性支持されるので、メインポペット２０はスリーブ１０内で移動可能である。
【００３９】
メインポペット２０の流入通路部２２は前記高圧入口１１と連通され、メインポペット２０の前端部に前記流入通路部２２と前記背圧室２３とを連通させる環状通路部３０が設けられる。
【００４０】
図３(ａ)に示したように、 流入通路部２２はメインポペット２０の前端部に結合される通路シート２１の内側に形成されるが、通路シート２１の中心から前方へ貫通形成されかつ前記高圧入口１１に連通される中心通路２２ａと、この中心通路２２ａから前記通路シート２１をほぼ垂直に貫通し、前記環状通路部３０に連通される垂直通路２２ｂからなる。
【００４１】
環状通路部３０は、メインポペット２０の内壁２０ａと前記通路シート２１の外壁２１ａにより形成される。
【００４２】
環状通路部３０は、図３(ｂ)に示したように、その断面がリング状になされた為、断面が円型に成された通路に比べ圧油の粘度変化に従って通過される流量が大きく変わらないという利点がある。
【００４３】
従って、リリーフバルブ１の用いられる環境における温度が大きく変化しても高圧入口１１から流入通路部２２及び環状通路部３０とを経由し背圧室２３へ流入される圧油の流量は大きく変わらない。そのため、温度の影響を受けずにリリーフバルブ１の機能を円滑に果たすことができる。
【００４４】
また、環状通路部３０は圧油に含まれている異物が通過されないようフィルターの機能をも果たしていることによって、圧油に含まれている異物がリリーフバルブ内に流入されないようにしリリーフバルブ１を守る。
【００４５】
メインポペット２０の後端を弾性支持するメインポペットばね２４は第２オリフィスの体部６１により支持され、第２オリフィスの体部６１はシート部４０により支持される。
【００４６】
また、シート部４０の後端はスリーブ１０に対し固定され、 第２オリフィスの体部６１の後端はシート部４０の前端に安着されかつ前記メインポペットばね２４を安定的に支持するため、メインポペット２０はメインポペットばね２４により高圧入口１１側へ押圧される状態に置かれる。
【００４７】
第２オリフィスの体部６１の中心には、第２オリフィス６２が貫通形成され前記背圧室２３と連結される。シート部４０の中心にもシート流路４３が貫通形成され、前記第２オリフィス６２と連通される。
【００４８】
また、シート部４０の後端にはシート流路４３から外側へ延長されるシート面４４が形成され、シート部４０の後方には前述したタンク流路１２と連通されるタンク入口５２が形成される。
【００４９】
従って、スリーブ１０の内側には高圧入口１１からの圧油が流入通路部２２、環状通路部３０、背圧室２３、第２オリフィス６２、シート流路４３及びタンク入口５２とを順番に経由する流路が設けられる。
【００５０】
パイロットポペット５０は、パイロットポペットばね５１により弾性支持されかつスリーブ１０内で移動可能に設けられる。パイロットポペット５０は、その先端部が円錐形状からなされ、パイロットポペットばね５１のばね力により押圧されかつシート部４０のシート面４４と接触してシート流路４３を開閉することによって、シート流路４３とタンク入口５２を連結/閉鎖する機能を有する。
【００５１】
パイロットポペットばね５１の後端部は、スリーブ１０内で移動可能に設けられる調整ピストン５６により支持され、調整ピストン５６は固定ナット５７によりスリーブ１０に固定される。
【００５２】
従って、調整ピストン５６のスリーブ１０に対する左右位置を調整しパイロットポペットばね５１の引張力を調整してから固定ナット５７で調整ピストン５６を固定すると、パイロットポペットばね５１の圧縮状態が一定に維持されるのでリリーフバルブ１の設定圧力が所定圧力に保たれる。
【００５３】
前述した構成からなるリリーフバルブ１の作動を説明すると以下のようである。油圧ポンプ２００からの圧油は、高圧入口１１と流入通路部２２及び環状通路部３０とを経由しメインポペット２０の背圧室２３へ流入される。
【００５４】
高圧入口１１側の圧力が前述したパイロットポペットばね５１により設定された設定圧力以下に該当する場合には、パイロットポペット５０がパイロットポペットばね５１のばね力によりシート面４４に接触するようになり、背圧室２３の圧油が第２オリフィス６２に流れないため、高圧入口側の圧力と背圧室側の圧力とが同一に形成される。
【００５５】
従って、メインポペット２０はメインポペットばね２４によりスリーブ１０内で右側に支持され、タンク流路１２はメインポペット２０により閉鎖された状態のまま維持される。
【００５６】
一方、油圧システムの圧力が上昇すると高圧入口１１側の圧力も上昇し、高圧入口側の圧力及び背圧室側の圧力が前述したパイロットポペットばね５１により設定された設定圧力以上に到達し、圧油がパイロットポペットばね５１のばね力に抗しパイロットポペット５０を左側に移動させることによってシート部４０のシート流路４３が開放される。
【００５７】
従って、圧油はシート流路４３とタンク流路５２とを経由しタンク２０１へ帰還されるため、流入通路部２２及び環状通路部３０とを通過し背圧室２３へ流入される圧油は抵抗を受け、背圧室側の圧力が高圧入口側の圧力より落ちる。
【００５８】
背圧室側の圧力が高圧入口側の圧力より下降するとメインポペット２０が左側へ移動され、圧油がタンク流路１２を介してタンク２０１へ帰還される。
【００５９】
高圧入口１１側の圧油を背圧室２３の内部へ流通させる環状通路部３０は、その断面がリング状になされたために圧油の粘度変化に応じて通過される流量が大きく変わらない。そのため、リリーフバルブ１が作動されるなか、温度が大きく変化しても背圧室２３へ流入される圧油の流量は大きく変化されない。よって、リリーフバルブ１は温度の影響を受けずにその機能を円滑に果すことができる。 
【００６０】
また、環状通路部３０は圧油に含まれた異物がリリーフバルブ内に流入されないようにするフィルターの機能をも持ち、リリーフバルブ１を守る役割もする。
【００６１】
前述したように、本発明のリリーフバルブによると、メインポペットに高圧入口とリリーフバルブの背圧室とを連通させる流入通路部及び環状通路部が設けられ、温度が変化されても流路を通過する圧油の流量は大きく変化できないために円滑に作動することができる。また、圧油に含まれた異物がバルブ内部に流入できない効果をも奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】従来技術によるリリーフバルブの断面図である。
【図２】本発明の一実施例によるリリーフバルブの側断面図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【符号の説明】
【００６３】
１      リリーフバルブ
１０    スリーブ
１１    高圧入口
１２    タンク流路
２０    メインポペット
２１    通路シート
２２    流入通路部
２２ａ  中心通路
２２ｂ  垂直通路
２３    背圧室
２４    メインポペットばね
３０    環状通路部
４０    シート部
４３    シート流路
４４    シート面
５０    パイロットポペット
５１    パイロットポペットばね
５２    タンク入口
５６    調整ピストン
５７    固定ナット
６１    第２オリフィスの体部
６２    第２オリフィス
２００  油圧ポンプ
２０１  タンク
【図１】
2005226823.tif 000003
【図２】
2005226823.tif 000004
【図３】
2005226823.tif 000005