(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁ハウジングと、該弁ハウジングの弁案内路内を所定圧にて摺動する弁本体の摺動方向と同一方向で且つ吐出流路と前記弁案内路のリリーフ開口部とを連通する案内流入路とからなり、前記吐出流路は分岐吐出流路が形成されると共に、該分岐吐出流路に、前記弁案内路が前記案内流入路を介して連通し、前記弁案内路は前記弁本体が横向きで前記リリーフ開口部を閉鎖するようにして、前記弁案内路が設置され、リリーフ流れ方向において前記案内流入路の手前位置にスラッジ溜り部が形成され、前記分岐吐出流路は、略垂直方向に形成されると共に、該分岐吐出流路の下端より前記スラッジ溜り部が略垂直方向に連続形成され、前記分岐吐出流路の下端位置と前記スラッジ溜り部との間に前記案内流入路が略水平状に形成され、前記分岐吐出流路と前記スラッジ溜り部との間に内部に膨出する突起部を形成してなることを特徴としたリリーフバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルポンプ等のポンプに装着されるものであって、吐出流体圧が所定の設定値に達すると、流体を逃がして、圧力が異常とならないようにするリリーフバルブにおいて、油中のスラッジがバルブ内に侵入することを防止できるリリーフバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
オイルポンプ等のポンプには、リリーフバルブが装着されている。このリリーフバルブは、ポンプの吐出油（流体）圧がある設定値に達すると、弁体が移動してシリンダ通路の周壁に設けたアウトレットポートより油を逃がすものである。
【０００３】
そのリリーフバルブは、バネの弾性力にて油圧に抗しており、油圧により軸方向に摺動するが、このときに、油（流体）中のスラッジ（異物）がリリーフバルブやスプリングに噛み込むと、リリーフバルブの動作がロックしたり、動作が鈍くなってしまうことがある。これによって、オイル（流体）が流れる流路内で異常な高油圧や低油圧となる不具合が発生し、これによって油圧回路に不具合が生じるおそれが十分にある。
【０００４】
このようなリリーフバルブの不具合を防ぐために、特許文献１乃至４が存在する。特許文献１，２（実開昭６２−２９４８７号，実開昭６３−１５４７０９号）では、リリーフバルブを横向きに配置してスラッジが到達しにくい構造としたものが開示されている。また、特許文献３（実開平２−２４１７１号）では、シリンダ孔に加工等を行い、到達したスラッジを噛み込み難くしたものも存在する。さらに、特許文献４（特開２００４−２９３６２５号）では、リリーフバルブ自体にスラッジ除去機構を設けたものも存在する。
【特許文献１】実開昭６２−２９４８７号
【特許文献２】実開昭６３−１５４７０９号
【特許文献３】実開平２−２４１７１号
【特許文献４】特開２００４−２９３６２５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び２においては、シリンダを横向き或いは水平にしただけでは、スラッジ噛み込み防止の観点では不十分である。また特許文献３に開示されているように、シリンダ孔の内周面に加工等により凹部を作ったものでは、リリーフバルブの近傍にまでスラッジが到達しており、種々の条件の変化により、スラッジが容易に噛み込む恐れがある。また特許文献４に開示されているように、リリーフバルブ自体にスラッジ除去機構を設けたものでは、機構が複雑になり部品点数も増加してしまう。本発明の目的は、スラッジ自体をリリーフバルブに到達させないことを実現させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、発明者は上記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、弁ハウジングと、該弁ハウジングの弁案内路内を所定圧にて摺動する弁本体の摺動方向と同一方向で且つ吐出流路と前記弁案内路のリリーフ開口部とを連通する案内流入路とからなり、前記吐出流路は分岐吐出流路が形成されると共に、該分岐吐出流路に、前記弁案内路が前記案内流入路を介して連通し、前記弁案内路は前記弁本体が横向きで前記リリーフ開口部を閉鎖するようにして、前記弁案内路が設置され、リリーフ流れ方向において前記案内流入路の手前位置にスラッジ溜り部が形成され、前記分岐吐出流路は、略垂直方向に形成されると共に、該分岐吐出流路の下端より前記スラッジ溜り部が略垂直方向に連続形成され、前記分岐吐出流路の下端位置と前記スラッジ溜り部との間に前記案内流入路が略水平状に形成され、前記分岐吐出流路と前記スラッジ溜り部との間に内部に膨出する突起部を形成してなるリリーフバルブとしたことにより、上記課題を解決した。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明では、吐出流路を流れる流体に混じっているスラッジが自重にてスラッジ溜り部に入り込み、前記案内流入路及び弁案内路にスラッジが侵入することを防止できる。また、弁案内路が横方向に設置されるもので、リリーフバルブの設置範囲を小さくコンパクトにすることができ、装置の小型化を実現することができる。
【００１３】
すなわち、前記分岐吐出流路とスラッジ溜り部とが略垂直方向に連続して形成されるものであり、前記案内流入路は、前記分岐吐出流路の下端位置とスラッジ溜り部との間に水平状に形成されたことにより、スラッジは自重により、スラッジ溜り部に溜め易い構造にすることができる。また、前記案内流入路は分岐吐出流路の下端に位置したもので、前記スラッジ溜り部の上端に位置することとなり、案内流入路は、略水平状なので、スラッジが案内流入路に侵入し難い構造となっている。また、請求項１の発明では、前記吐出流路に分岐吐出流路を形成して、該分岐吐出流路に前記弁案内路が前記案内流入路を介して連通させたことで、より一層、流体の異常圧力を検知しやすいものにできる。
【００１４】
さらに、請求項１の発明では、分岐吐出流路と前記スラッジ溜り部との間に内部に膨出する突起部を形成していることで、前記スラッジ溜り部に一旦溜まったスラッジが前記突起部によって、上昇し難い構造としている。
【００１５】
案内流入路には流入開口部が設けられ、該流入開口部の周囲は前記分岐吐出流路側に拡開するように傾斜面として形成されれば、流体が流入し易いようになる。
【００１６】
なお、前記案内流入路との連通箇所付近における吐出流路はリリーフ流れ方向に沿って上方に傾斜されれば、流体に混じっているスラッジは沈降しつつ自重で傾斜下方に移動し、より一層案内流入路及び弁案内路にスラッジが侵入しにくい構造にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。先ず本発明において、リリーフバルブは、オイルポンプ等のポンプケーシングに一体成形されることが多い。前記ケーシングＡは、ポンプボディとポンプカバーとから分割構成されている。そのケーシングＡの内部には、図１（Ａ），図６（Ａ）等に示すように、ロータ室１が形成され、該ロータ室１内に内歯を設けたアウターロータと外歯を設けたインナーロータとからなるロータ１００が配置されている。
【００１９】
そのロータ室１に吸入ポート２，吐出ポート３が形成され、該吐出ポート３からの吐出流体が流れる吐出流路４が形成されている。該吐出流路４は、前記ケーシングＡの外部に到るものである。前記吐出流路４には、図１（Ａ），図６（Ａ）等に示すように、分岐吐出流路４１が形成され、該分岐吐出流路４１が本発明におけるリリーフバルブに連通している。
【００２０】
本発明におけるリリーフバルブは、主に弁ハウジング５，弁本体６及び案内流入路７とから構成される。前記弁ハウジング５には、前記弁本体６が摺動する弁案内路５１が形成され、その内部を前記弁本体６が摺動する。前記弁ハウジング５には、リリーフ開口部５１ａが形成され、該リリーフ開口部５１ａは前記弁案内路５１への流体のリリーフ作動時における入り口としての役目をなしている。
【００２１】
さらに、前記弁案内路５１には、流体戻し部５２が形成されている。該流体戻し部５２は、リリーフ作動時における戻し流体を前記吸入ポート２側へ戻す回路を構成している。そして、前記弁案内路５１内に弁本体６が摺動自在に収納され、通常時、すなわちリリーフ非動作時は、該弁本体６の頭部６ａが前記リリーフ開口部５１ａ及び流体戻し部５２の戻し開口５２ａを閉鎖している。前記弁本体６は、前記弁案内路５１内に装着されたスプリング８によって、前記リリーフ開口部５１ａに常時押圧するように弾性的に付勢されている。
【００２２】
そして、前記吐出流路４内の流体圧が増加して所定圧以上になると、前記分岐吐出流路４１から案内流入路７を通して前記弁本体６の頭部６ａが流体によって押されて、前記弁案内路５１を摺動し、弁本体６の頭部６ａによって閉鎖されていたリリーフ開口部５１ａと、前記流体戻し部５２とが連通することになる（図２，図７参照）。これによって、リリーフ動作が開始される。
【００２３】
本発明におけるリリーフバルブは、前記吐出流路４を流れる流体のスラッジが前記案内流入路７及び弁案内路５１に侵入しないようにする構造によって、主に３つの実施形態が存在する。スラッジｓが弁案内路５１又は案内流入路７に侵入することを防止する手段は、流体Ｑに混じっているスラッジｓがそれ自身の重量によって沈降する動作によるものである。
【００２４】
まず、第１実施形態は、図１乃至図５に示すように、前記弁案内路５１のリリーフ開口部５１ａが常時最下部に位置すると共に、前記案内流入路７の流入開口部７ａは、前記吐出流路４の直交断面上部に位置する構造である。前記弁ハウジング５は、図１（Ａ）に示すように、弁案内路５１のリリーフ開口部５１ａが常時最下部となるようにして、前記ケーシングＡ内に配置形成されたものである。このように前記弁案内路５１のリリーフ開口部５１ａが最下部に位置し、弁本体６の頭部６ａによって、下向きの状態で前記リリーフ開口部５１ａを閉鎖するようにしたことを、弁案内路５１を下向きに設置する構造と称する。
【００２５】
この実施形態では、前記弁本体６が摺動する方向を前記弁案内路５１における案内方向と称すると、第１実施形態で、前記弁案内路５１を下向きに設置する構造では、前記案内方向は、図１，図２，図４及び図５に示すように、垂直方向に設定されたり、図３に示すように、その案内方向が傾斜状となるように形成される。この傾斜は、垂直軸線Ｌに対して弁案内路５１の案内方向線Ｌａは角度θで傾斜したものである。その傾斜角度θは、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、水平を除く範囲が全て含まれるものであり、前記垂直軸線Ｌに対して±９０°未満である。
【００２６】
前記弁案内路５１は、図１（Ｂ）及び図２に示すように、最下部に位置するリリーフ開口部５１ａが案内流入路７と連通し、該案内流入路７を介して前記吐出流路４の分岐吐出流路４１に連通している。前記案内流入路７が前記吐出流路４の分岐吐出流路４１と連通する流入開口部７ａは、前記分岐吐出流路４１の内周側における直交断面の上部に位置するものである。
【００２７】
この第１実施形態において、流体Ｑに混じっているスラッジｓの案内流入路７及び弁案内路５１内への侵入を防止する仕組を図２に基づいて説明する。前記弁案内路５１のリリーフ開口部５１ａは、前記弁案内路５１の最下部に常時位置している。前記案内流入路７の流入開口部７ａは、前記吐出流路４の直交断面上部に位置している。そして、該吐出流路４の分岐吐出流路４１を流れるオイル等の流体Ｑに混じっているスラッジｓがその自重によって沈降することで、前記吐出流路４（分岐吐出流路４１）の直交断面下部（底部）に溜まる。
【００２８】
したがって、そのスラッジｓは、流入開口部７ａに到達することができず、スラッジｓの交わらない流体Ｑのみがリリーフ作動時に案内流入路７から弁案内路５１に流入することができる。流体Ｑの流れは流線（太線矢印）として図２に記載されている。そして、スラッジｓが案内流入路７及びリリーフ作動時における弁案内路５１内に侵入することがなく、スラッジｓの弁案内路５１内への侵入を防止することができるものである。
【００２９】
また、前記吐出流路４において、前記案内流入路７が連通する流入開口部７ａが形成された付近における分岐吐出流路４１（又は吐出流路４）は、リリーフ流れ方向に沿って上方に傾斜することもある〔図４（Ａ）参照〕。さらに、前記吐出流路４の分岐吐出流路４１は、リリーフ流れ方向において、前記案内流入路７の手前位置にスラッジ溜り部９が形成されることもある〔図４（Ｂ）参照〕。該スラッジ溜り部９は、第２実施形態にて説明する。
【００３０】
次に、本発明の第２実施形態を図６乃至図９に基づいて説明する。この第２実施形態では、図６（Ｂ）に示すように、前記弁案内路５１のリリーフ開口部５１ａは、常時最上部に位置するように弁ハウジング５がケーシングＡに形成される。そして、前記吐出流路４の分岐吐出流路４１には、リリーフ流れ方向において前記案内流入路７の手前位置にスラッジ溜り部９が形成される。すなわち、前記スラッジ溜り部９が前記案内流入路７よりもリリーフ流れ方向の上流側に位置するものである（図７参照）。
【００３１】
この第２実施形態では、前記弁案内路５１内において、前記弁本体６が上向きでリリーフ開口部５１ａを閉鎖するようにして前記弁案内路５１が設置される。前記弁ハウジング５は、弁案内路５１のリリーフ開口部５１ａが常時、最上部となるようにして、前記ケーシングＡ内に配置形成されたものである〔図６（Ｂ）参照〕。このように、前記弁案内路５１のリリーフ開口部５１ａが最上部に位置し、弁本体６の頭部６ａによって、上向きの状態で前記リリーフ開口部５１ａを閉鎖するようにした構造を、弁案内路５１を上向きに設置する構造と称する。
【００３２】
この第２実施形態においても、前述した第１実施形態と同様に弁案内路５１の案内方向が垂直方向に設定されたり〔図６（Ｂ）参照〕、又は案内方向が傾斜状となるように形成される〔図８（Ａ）,（Ｂ）参照〕。さらに、前記吐出流路４において、前記案内流入路７と連通する流入開口部７ａ付近が、傾斜することもある。そして、前記スラッジ溜り部９は、リリーフ流れ方向において前記案内流入路７の手前位置に形成される〔図９（Ａ）参照〕。
【００３３】
また、前記スラッジ溜り部９は、前記吐出流路４のリリーフ流れ方向において、前記案内流入路７の手前位置と共に後方位置にも形成されることもある〔図９（Ｂ）参照〕。スラッジ溜り部９をリリーフ流れ方向の両側に設けることで、たとえばポンプ等の機器が万が一作動を停止して、流体Ｑがリリーフ流れ方向に対して逆流した場合であってもスラッジｓがスラッジ溜り部９に溜められて、スラッジｓが流入開口部７ａに流れ込むことを防止できるものである。
【００３４】
特に、前記案内流入路７と連通する流入開口部７ａ付近が、傾斜する吐出流路４には、前記流入開口部７ａのリリーフ流れ方向の両側にスラッジ溜り部９が形成されることで、ポンプ等の器機が作動停止して、傾斜上方側から下方側に向かって流体Ｑが流れても、該流体Ｑに含まれたスラッジｓは、スラッジ溜り部９によって、確実に吸収することができる。前記弁案内路５１は、前記案内流入路７と共に前記吐出流路４に連通されたものであるが、その案内流入路７と前記吐出流路４とが連通する案内流入路７側の流入開口部７ａは、前記吐出流路４の直交断面下部（底部）に位置される。
【００３５】
そして、該吐出流路４には、流体Ｑのリリーフ作動時におけるリリーフ流れ方向において、前記案内流入路７の手前の位置にスラッジ溜り部９が形成される。該スラッジ溜り部９には、流体Ｑに混じっているスラッジｓが前記案内流入路７に到達しないようにする役目をなす。前記スラッジ溜り部９は、前記吐出流路４又は該吐出流路４を一部分岐させた分岐吐出流路４１の直交断面下部に形成されたものであり、略垂直方向且つ断面略円形状の凹み又は穴として形成されたものである〔図６（Ｃ）,（Ｄ）参照〕。
【００３６】
この第２実施形態における流体Ｑに混じっているスラッジｓの案内流入路７及び弁案内路５１内への侵入を防止する仕組を図７に基づいて説明する。前記弁案内路５１のリリーフ開口部５１ａは、前記弁案内路５１の最上部に常時位置している。前記案内流入路７の流入開口部７ａは、前記吐出流路４の直交断面下部に位置している。そして、該吐出流路４の分岐吐出流路４１を流れるオイル等の流体Ｑに混じっているスラッジｓがその自重によって沈降することで、前記吐出流路４の直交断面下部（底部）に堆積する。
【００３７】
さらに、リリーフ流れ方向において、前記吐出流路４には、前記案内流入路７の手前の位置にスラッジ溜り部９が形成されており、該スラッジ溜り部９に、前記吐出流路４の直交断面下部に堆積したスラッジｓが流体Ｑの流れに押し流されて前記スラッジ溜り部９に溜め込まれ、前記案内流入路７及び弁案内路５１に侵入しないようにすることができる（図７参照）。
【００３８】
次に、本発明の第３実施形態を図１１に基づいて説明する。この第３実施形態では、前記弁案内路５１は前記弁本体６が横向きでリリーフ開口部５１ａを閉鎖するようにして、前記弁案内路５１が設置されたものである。このように前記弁案内路５１のリリーフ開口部５１ａが横向きで且つ、弁本体６の頭部６ａが横向きの状態で前記リリーフ開口部５１ａを閉鎖するようにしたことを、弁案内路５１を横向きに設置する構造と称する。
【００３９】
そして、リリーフ流れ方向において前記案内流入路７の手前位置にスラッジ溜り部９が形成される。第３実施形態において、前記スラッジ溜り部９の形成位置は、吐出流路４又は分岐吐出流路４１であり〔図１１（Ｂ）参照〕、或いは前記案内流入路７に形成されることもある〔図１１（Ｃ）参照〕。この第３実施形態において、スラッジｓの案内流入路７及び弁案内路５１内への侵入を防止する仕組は、第２実施形態と同一である。
【００４０】
図１２（Ａ）は、第３実施形態において、前記分岐吐出流路４１が垂直状であり、その分岐吐出流路４１の底部位置が前記案内流入路７の流入開口部7ａの位置よりも下部に位置するようにしたものである。そして、前記流入開口部７ａよりも下部位置をスラッジ溜り部９としたものである。図１２（Ｂ）は分岐吐出流路４１とスラッジ溜り部９との間に内部に膨出する突起部９ａが形成され、一旦溜まったスラッジｓが前記突起部９ａによって、上昇し難い構造としている。さらに図１２（Ｃ）は、前記流入開口部7ａの周囲を分岐吐出流路４１側に拡開するように傾斜面として形成されたものであり、これによって、流体Ｑが流入し易いようになっている。
【００４１】
図５は、本発明の第１実施形態において、吐出流路４にリリーフ作動用の分岐吐出流路４１を形成しないで、吐出流路４本体にリリーフバルブを直接連結させたものである。図１０は、本発明の第２実施形態において、吐出流路４にリリーフ作動用の分岐吐出流路４１を形成しないで、吐出流路４本体にリリーフバルブを直接連結させたものである。また第３実施形態では、図１１（Ａ）に示すように、リリーフバルブが分岐吐出流路４１が形成されない吐出流路４に直接連結したものである。この第３実施形態においても、吐出流路４に分岐吐出流路４１を形成して、該分岐吐出流路４１にリリーフバルブが連結されたものであってもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態をポンプのケーシングに配置した状態の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のリリーフバルブの断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態のリリーフ作動時におけるスラッジ侵入防止を示す作用図である。
【図３】（Ａ）は第１実施形態において弁案内路が傾斜した状態の断面図、（Ｂ）は（Ａ）とは反対方向に傾斜した状態の断面図である。
【図４】（Ａ）は第１実施形態において分岐吐出流路が流れ方向に傾斜した状態の断面図、（Ｂ）は第１実施形態において分岐吐出流路にスラッジ溜り部が形成された断面図である。
【図５】第１実施形態において吐出流路と案内流入路とを連結した一部断面にしたケーシングの平面図である。
【図６】（Ａ）は本発明の第２実施形態をポンプのケーシングに配置した状態の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のリリーフバルブの断面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＸａ−Ｘａ矢視断面図、（Ｄ）は（Ｂ）のＸｂ−Ｘｂ矢視断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態のリリーフ作動時におけるスラッジ侵入防止を示す作用図である。
【図８】（Ａ）は第２実施形態において弁案内路が傾斜した状態の断面図、（Ｂ）は（Ａ）とは反対方向に傾斜した状態の断面図である。
【図９】（Ａ）は第２実施形態において分岐吐出流路が流れ方向に傾斜した状態の断面図、（Ｂ）は第２実施形態において分岐吐出流路が流れ方向に傾斜すると共にリーフ流れ方向で且つ案内流入路の手前位置と後方位置にスラッジ溜り部が形成された実施形態の断面図である。
【図１０】第２実施形態において吐出流路と案内流入路とを連結した一部断面にしたケーシングの平面図である。
【図１１】（Ａ）は本発明の第３実施形態をポンプのケーシングに配置した状態の平面図、（Ｂ）はリリーフバルブの断面図、（Ｃ）は（Ｂ）とは別のタイプのリリーフバルブの断面図である。
【図１２】（Ａ）は本発明の第３実施形態において垂直状としその下部位置にスラッジ溜り部を設けたポンプのケーシングに配置した状態の平面図、（Ｂ）は（Ａ）の要部拡大断面図、（Ｃ）は案内開口の周囲を分岐路側に拡開させた実施形態の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
４…吐出流路、４１…分岐吐出流路、５…弁ハウジング、５１…弁案内路、
５１a…リリーフ開口部、６…弁本体、７…案内流入路、９…スラッジ溜り部。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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