(57)【要約】      （修正有）【課題】メーキャップ機能を有するリリーフ弁のメーキャップ開始圧力を低下させたリリーフ弁に関する。【解決手段】パイロットピストン１６０の外側には環状のリブを形成し、オリフィス１１２の外周面には一部が切削されることで空間が設けられることになり、弁座１３０と前記リブ外側面との間にはメインポペット１２０を閉鎖する外側ばね１７０が設けられ、且つ、前記リブ内側面と前記メインポペットの切削面との間には前記外側ばねの作用力を相殺する内側ばね１８０を設ける。本発明の構成によれば、シリンダに外力が作用することにより収縮しながら流出流量が多くなっても内側ばねによりメインポペットを閉鎖する外側ばねの弾性力が相殺されるため、タンク側の圧力が高くならず、メーキャップ機能が向上できる効果を奏する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一側にポンプＰから吐き出された高圧の作動油が通過するための高圧側流路が備えられ、外周面に前記高圧側流路の作動油がタンクＴにドレインされるタンク側流路が備えられるスリーブと、
前記スリーブにシフト可能に装着され、スリーブの絞縮部を開閉させ、前記タンク側流路の帰還油を制御し、且つ、内側中心にはオリフィスが備えられるメインポペットと、
前記スリーブの他側に設けられ、前記メインポペットとの間に背圧室を形成する弁座と、
油圧ポンプＰから前記背圧室に流入される作動油の圧力が既に設定されていた圧力値を超える場合、ドレイン流路に戻る帰還油を制御するパイロットポペットと、
前記パイロットポペットを設定されていた圧力値以内で弾性支持する圧力設定用の主ばねと、
前記オリフィスから左右に移動可能なパイロットピストンと、前記弁座に支持されて前記メインポペットがスリーブの絞縮部を閉鎖する方向に作動する外側ばねとからなるリリーフバルブにおいて、
前記外側ばねの弾性力が相殺される方向に内側ばねがさらに装着されることを特徴とする油圧リリーフバルブ。
【請求項２】
前記パイロットピストンの外側には環状のリブが形成され、且つ、前記オリフィスの外周面には一部が切削されることで空間が設けられることになり、前記弁座と前記リブ外側面との間には前記外側ばねが設けられ、前記リブの内側面と前記メインポペットの切削面との間には前記内側ばねが設けられることを特徴とする請求項１に記載の油圧リリーフバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧リリーフバルブに関するものであって、さらに詳しくはメインポペットを貫通するオリフィスにシフト可能にパイロットピストンが設けられるヒストンタ型リリーフバルブをシリンダの装着された油圧システムに用いる場合に、シリンダに外力が作用して収縮されることで流入される流量に比して流出される流量が多いことから、流量を補充するメーキャップ(ｍａｋｅ−ｕｐ)機能を向上させるためにメインポペットを閉鎖する方向に弾性支持するばねの作用力を相殺させる方向にばねをさらに設けるという構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１には、従来技術による油圧リリーフバルブの構成が断面図で示されている。図１に示されたように、従来技術の油圧リリーフバルブは、一側にポンプＰから吐出される高圧Ｐ１の作動油が通過するための高圧側流路２が形成され、外周面に前記高圧側流路２の作動油がタンクＴにドレインされるタンク側流路４が形成されるスリーブ１０と、前記スリーブ１０にシフト可能に装着され、スリーブの絞縮部ａを開閉させ、前記タンク側流路４の帰還油を制御し、内側の中心にはオリフィス１２が形成されるメインポペット２０と、前記スリーブ１０の他側に設けられ、前記メインポペット２０との間に背圧室２２を形成する弁座３０と、油圧ポンプＰから前記背圧室２２に流入された作動油の圧力Ｐ２が既に設定されていた圧力値を超過する場合、ドレイン流路３２に戻る帰還油を制御するパイロットポペット４０と、圧力値Ｆを設定し、前記パイロットポペット４０を設定された圧力値以内で弾性支持する圧力設定用の主ばね５０と、前記オリフィス１２から、図面上、左右に移動可能なパイロットピストン６０と、前記弁座３０と前記メインポペット２０との間に装着され、前記メインポペット２０がスリーブの絞縮部ａを閉鎖する方向に支持する外側ばね７０と、前記弁座３０と前記パイロットピストン６０との間に装着され、前記パイロットピストン６０がオリフィス１２を閉鎖する方向に支持する内側ばね８０とを含めて構成される。図面符号９０は、調節プラグである。
【０００３】
以下では、前述したような構成からなる油圧リリーフバルブの作動について述べる。
先ず、リリーフバルブの設定圧力Ｆが油圧システムの作用圧力より高い場合である。
前記調節プラグ９０により設定された主ばね５０の作用力Ｆが高圧側流路２に働く作動油の圧力Ｐ１より高い場合には、メインポペット２０の断面積の差異に応じてシートされる方向にメインポペット２０が作用する。
【０００４】
つまり、高圧側流路の圧力Ｐ１と背圧室の圧力Ｐ２とが同様であるとの条件の下で、メインポペット２０の図面上の右側水圧部の直径Ｄ１による断面積に比してメインポペットの図面上の左側水圧部の直径Ｄ２による断面積が大きいと共に外側ばね７０の弾性力が加えられるため、スリーブの絞縮部ａを閉鎖する方向に移動されることによって、前記高圧側流路２の流量はタンク側流路４に流出されず、中立状態を保持することになる。
【０００５】
次に、リリーフバルブの設定圧力Ｆより油圧システムの作用圧力が高い場合について述べる。
前記背圧室２２の圧力Ｐ２がパイロットポペット４０を弾性支持する圧力設定用の主ばね５０の弾性係数を超えることになれば、パイロットポペット４０は、図面上、左側にシフトされ、背圧室２２内の高圧作動油は、弁座３０の絞縮部ｂとドレイン流路３２とを経由して油圧タンクＴへドレインされる。
【０００６】
また、高圧の作動油が前記オリフィス１２を通過することによって圧力損失が生じ、高圧側流路２に作用する作動油の圧力Ｐ１が背圧室の圧力Ｐ２より大きくなると共に、パイロットピストン６０に作用する油圧力が内側ばね８０の弾性力より大きくなり、且つ、前記パイロットピストン６０は前記パイロットポペット４０と接触し、背圧室２２の作動油が流出されることによって圧力損失はさらに増加され、メインポペット２０は開放方向(図面上、左側方向)に移動することになる。したがって、流量をタンクＴへ排出することによって、油圧システムの圧力が過度に上昇することを防止することが可能となる。
【０００７】
一方、前記リリーフバルブをシリンダの装着された油圧システムに使用する場合、シリンダに外力が作用することで収縮すると、流入流量に比して流出流量が多くなるため、流量を補う必要が生ずる。即ち、掘削機のアームインやバケットイン或いはブーム下げの際に流入される流量に比して流出される流量が多いため、流量を補充するメーキャップ機能が要求される。
【０００８】
前述したように、流入流量が流出流量より少ない場合、タンク側流路４の圧力が高圧側流路２の圧力より高いため、前記高圧油の圧力は、メインポペット２０の水圧部断面積に作用する力と、メインポペット２０に作用する外側ばね７０の弾性力と、そしてパイロットピストン６０に作用する内側ばね８０の弾性力との合力より大きいため、メインポペット２０を開放する方向(図面上の左側方向)に移動させ、且つ、タンク側流路４の流量が高圧側流路２の流量を補充することになり、シリンダ内での流量不足による空洞現状(ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ)を防止することが可能となる。
【０００９】
しかしながら、前述した従来技術の油圧リリーフバルブによれば、次のような問題点がある。
【００１０】
前述したメーキャップ機能を行う場合、ばねの弾性力が外側ばね７０と内側ばね８０との合力で作用することによってばねの弾性力が増大され、流量不足による流量補充を行うタンク側流路４の圧力が増大されるため、メーキャップ性能が自然に低下することになる。
【００１１】
また、狭い空間で外側ばね７０と内側ばね８０とが重なって装着されるため、その構成が非常に複雑となると共に、組立てが難しく、且つ、前記ばね同士の干渉により作動上の障害が生ずるとの問題もがあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、かかる従来技術の問題点等に鑑みてなされたものであり、該目的は、リリーフバルブをシリンダの装着された油圧システムに適用する場合、掘削機のアームイン、バケットイン或いはブーム下げの際に流入される流量に比して流出される流量が多いため、流量を補充するメーキャップ(ｍａｋｅ−ｕｐ)機能を向上させる油圧リリーフバルブを提供することにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、リリーフバルブ内の狭い空間にでも外側ばねと内側ばねとの組立性を改善し、前記内外側ばね同士の干渉を解消することが可能な油圧リリーフバルブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述したような目的を達成するための本発明の特徴によれば、一側にポンプＰから吐き出された高圧の作動油が通過するための高圧側流路が備えられ、外周面に前記高圧側流路の作動油がタンクＴにドレインされるタンク側流路が備えられるスリーブと、前記スリーブにシフト可能に装着され、スリーブの絞縮部を開閉させ、前記タンク側流路の帰還油を制御し、且つ、内側中心にはオリフィスが備えられるメインポペットと、前記スリーブの他側に設けられ、前記メインポペットとの間に背圧室を形成する弁座と、油圧ポンプＰから前記背圧室に流入された作動油の圧力が既に設定されていた圧力値を超える場合、ドレイン流路に戻る帰還油を制御するパイロットポペットと、前記パイロットポペットを設定されておいた圧力値以内で弾性支持する圧力設定用の主ばねと、前記オリフィスから左右に移動可能なパイロットピストンと、前記弁座に支持されて前記メインポペットがスリーブの絞縮部を閉鎖する方向に作動する外側ばねとからなるリリーフバルブにおいて、前記外側ばねの弾性力が相殺される方向に内側ばねがさらに装着される。
【００１５】
前記パイロットピストンの外側には環状のリブが形成され、且つ、前記オリフィスの外周面には一部が切削されることで空間が設けられることになり、前記弁座と前記リブ外側面との間には前記外側ばねが設けられ、且つ、前記リブ内側面と前記メインポペットの切削面との間には前記内側ばねが設けられる。
【００１６】
前述したような構成からなる本発明の油圧リリーフバルブによれば、ばねの組立てが容易となる共に、メーキャップ性能が向上されるとの利点がある。
【発明の効果】
【００１７】
以上述べたように、本発明の構成によれば次のような効果が期待できる。先ず、リリーフバルブをシリンダの装着された油圧システムに適用する場合、掘削機のアームイン、バケットイン或いはブーム下げの際に流入される流量に比して流出される流量が多い場合でもメインポペットを閉鎖する外側ばねの弾性力を相殺する内側ばねの作用力によりタンク側圧力が高くならないことから、メーキャップ機能が向上されるという効果が期待できる。
【００１８】
また、前記外側ばねと内側ばねとを相互に対抗するように設けることによって、スリーブ内部の狭い空間にも拘わらず、ばねの組立てが容易となる効果が併せて得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、前述した構成からなる本発明の油圧リリーフバルブの望ましい実施例を添付図面に基づいて詳しく説明する。
【００２０】
図２には、本発明による油圧リリーフバルブの構成が断面図で示されている。
【００２１】
図２に示されたように、本発明のリリーフバルブは、一側にポンプＰから吐き出された高圧Ｐ１の作動油が通過する高圧側流路１０２が設けられ、外周面に前記高圧側流路１０２の作動油がタンクＴへドレインされるタンク側流路１０４が形成されるスリーブ１１０と、前記スリーブ１１０にシフト可能に装着され、スリーブの絞縮部ａを開閉させ、前記タンク側流路１０４の帰還油を制御し、内側中心にはオリフィス１１２が形成されるメインポペット１２０と、前記スリーブ１１０の他側に設けられ、前記メインポペット１２０との間に背圧室１２２を形成する弁座１３０と、油圧ポンプＰから前記背圧室１２２に流入された作動油の圧力Ｐ２が既に設定されていた圧力値を超過する場合、ドレイン流路１３２に戻る帰還油を制御するパイロットポペット１４０と、圧力値Ｆを設定し、前記パイロットポペット１４０を設定しておいた圧力値以内で弾性支持する圧力設定用主ばね１５０とからなるという点からは従来の構成と同様である。
【００２２】
本発明は、前記オリフィス１１２から、図面上、左右にシフトされるパイロットピストン１６０が設けられるパイロットピストン型のリリーフバルブに関するものである。本発明では、メインポペット１２０がスリーブの絞縮部ａを閉鎖する方向に支持する外側ばね１７０は前記弁座１３０と前記パイロットピストン１６０との間に設けられる。
【００２３】
つまり、前記パイロットピストン１６０の外側には環状のリブが形成され、且つ、メインポペット１２０の内側中心に形成されたオリフィス１１２の外周面には一部が切削されることで空間が設けられることになる。それにより、前記弁座１３０と前記リブの外側面との間には外側ばね１７０が設けられ、前記リブの内側面と前記メインポペット１２０の切削面との間には内側ばね１８０が設けられる。
【００２４】
以上のように、前記外側ばね１７０と内側ばね１８０により作用する弾性力の作用方向を互いに異にして設けるという点に本発明の特徴がある。したがって、メーキャップ機能を行う際には、前記内側ばね１８０の弾性力が作用しなくなることによって、従来技術のように前記弁座３０と前記メインポペット２０との間に装着される外側ばね７０と、前記弁座３０と前記パイロットピストン６０との間に装着される内側ばね８０とが同時に作用することによって、メーキャップ機能を低下させた従来問題点を解決するに至った。
【００２５】
本発明によるメインポペット１２０に働く作用力とパイロットピストン１６０に働く作用力をそれぞれ従来技術の機能に対比して述べると、図３に示されたようにメインポペット１２０に作用するばね力が安定されていることが分かる。また、図４に示されたようにパイロットピストン１６０に作用するばね力は前記内外側ばね１７０、１８０が互いに反対となるように設けることにより、場合によっては減少する傾向を示す。
【００２６】
以上で説明したように、本発明は、メインポペットを貫通するオリフィスにシフト可能にパイロットピストンが設けられるピストン型のリリーフバルブをシリンダの装着された油圧システムに適用するにあたり、メインポペットを閉鎖する外側ばねに対抗するように内側ばねを設けることによって、アームイン或いはブーム下げのようにシリンダに外力が作用すると生じ得る高圧側流路の流量を効率よく補充し、且つ、メーキャップ機能を向上させる構成を技術的思想としていることが分かる。
【００２７】
以上の如く、本発明の基本的な技術的思想の範囲内にて当業界における通常の知識を持っている者においては様々な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来技術による油圧リリーフバルブの構成を示す断面図である。
【図２】本発明による油圧リリーフバルブの構成を示す断面図である。
【図３】本発明による油圧リリーフバルブのメインポペットに作用する力の変化を示したグラフである。
【図４】本発明による油圧リリーフバルブのパイロットピストンに作用する力の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２９】
１０２  高圧縮流路
１０４  タンク側流路
１１０  スリーブ
１１２  オリフィス
１２０  メインポペット
１２２  背圧室
１３０  弁座
１３２  ドレイン流路
１４０  パイロットポペット
１５０  主ばね
１６０  パイロットピストン
１７０  外側ばね
１８０  内側ばね
１９０  調節プラグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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