JP2000227102A

JP2000227102A - リリーフ弁

Info

Publication number: JP2000227102A
Application number: JP11343774A
Authority: JP
Inventors: Satoru Matsumoto; 哲松本
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1998-12-04
Filing date: 1999-12-02
Publication date: 2000-08-15
Anticipated expiration: 2019-12-02
Also published as: JP4252178B2

Abstract

(57)【要約】【課題】油圧ショベルの旋回駆動等を行う油圧モータ
を備えた油圧回路において、その操作性をさらに向上さ
せるために油圧モータからの排出側の戻り圧力を非常に
高く設定した場合においても、リリーフ弁のショックレ
ス機能を確実に維持することができるリリーフ弁を提供
する。【解決手段】ポペット６６のロッド部６７を囲繞する
スリーブ５８の外径部に段差部５８ａを設け、この段差
部５８とバネ座ピストン６０の段差部６０ａとを液密に
かつ摺動自在に嵌合すると共に、バネ座ピストン６０と
スリーブ５８との嵌合によって形成される段差空間部を
バネ座ピストン室６４として形成し、このバネ座ピスト
ン室６４へポペット６６のロッド部６７とスリーブ５８
との間に形成した環状絞り６８を介して高圧室５４の圧
油を導入するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベルの旋
回駆動装置等を制御するための慣性体駆動回路に適用し
得るリリーフ弁を有する油圧モータ装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般に、慣性体駆動回路は、油圧ポンプ
の圧油を切換弁によりその回転方向と停止とを制御し
て、油圧モータの駆動制御を行うように構成されてい
る。そこで、油圧モータが一方向へ回転中のときに、切
換弁を中立位置に戻して慣性体の駆動を停止させると、
油圧モータの戻り側通路は切換弁により閉止されるが、
慣性体には慣性回転力が残っており、戻り側の油圧力は
急上昇してエネルギーが増加し、ショックを発生して、
油圧モータの歯車等を破損させることがある。

【０００３】そこで、本出願人は、先に、供給通路の圧
力が上昇した時に、バネを圧縮してリリーフ圧力を高く
するように、移動させることによってバネ座ピストンの
圧油作用面積を小さくすることができ、これにより低い
圧力ではバネ座ピストンが移動することなく、供給通路
の圧力が上昇した際に、リリーフ弁の始動時における圧
力ピークを解消し、かつショックを低減するようにした
油圧モータのリリーフ弁を開発し、特許を得た（特許第
２５７１９２８号公報）。

【０００４】すなわち、この特許に係る油圧モータのリ
リーフ弁は、図１１および図１２に示すように、油圧ポ
ンプ１０から切換弁１１を介して給排される圧油により
慣性負荷を駆動する油圧モータ１２の両管部に分岐して
配設され、前記油圧モータの回転を停止した際に供給口
の圧力上昇によりポペット１３がその背部に一端を押接
するバネ１４に抗して移動して開口し、その圧油を出口
へリリーフさせると共に、前記供給口の圧油をバネ座ピ
ストン室１５へ絞り１６を介して導入することにより、
前記バネ１４の他端に押接されたバネ座ピストン１７を
移動させて、前記バネ１４を圧縮してリリーフ圧力を調
整する油圧モータ１２のリリーフ弁１８Ａ、１８Ｂにお
いて、前記バネ１４を装填した内孔１９より段付き小径
とした内孔２０を設けて圧油作用面積を小さくしたバネ
座ピストン１７を、移動可能に嵌装することにより前記
油圧モータの回転時に戻り通路に発生する背圧程度の圧
力では前記バネ座ピストン１７を初期位置に保持して移
動されることのないように構成したものである。

【０００５】しかるに、前記のように構成配置された差
動形直動リリーフ弁１８Ａ、１８Ｂの動作は、図１１お
よび図１２において、切換弁１１が図示の中立状態の
時、供給通路２１Ａ、２１Ｂ、すなわち図１２における
供給口２２には圧力はなく、リリーフ弁１８Ａ、１８Ｂ
は非作動状態であり、ポペット１３の先端はバネ１４の
弾性力により左方向へ押圧されてシート２３の弁座に接
しており、供給口２２と出口２４とは遮断されている。

【０００６】そこで、切換弁１１を中立位置から上方位
置へ切り換えると、油圧ポンプ１０の圧油は切換弁１１
を介して管路２５から油圧モータ１２に流入されて、一
方向へ回転させると共に、油圧モータ１２から排出され
る圧油は、管路２６から切換弁１１を介してタンク２７
ヘ戻される。次いで、この油圧モータ１２を回転状態か
ら停止させるために、切換弁１１を中立位置に切り換え
ると、管路２５、２６はそれぞれ油圧ポンプ１０とタン
ク２７との回路が遮断されるが、慣性体２８の慣性回転
力のため油圧モータ１２は直ちに停止せず、管路２６の
圧力は上昇する。従って、供給通路２１Ｂを通ってリリ
ーフ弁１８Ｂの供給口２２の圧力は上昇し、ポペット１
３にはシート２３の弁座径Ｄ1と、ロッド２９の径Ｄ2と
の差（Ｄ1＞Ｄ2 ）で形成される有効断面積に供給口２
２の圧油の力が作用し、バネ１４の弾性力に抗して右方
向へ移動させ、シート２３の開放された弁座と横孔３０
を介して、供給口２２と出口２４とを連通させることに
より、リリーフ作用を開始する。

【０００７】同時に、供給口２２の圧油は、ポペット１
３とロッド２９の通路３１から絞り１６を介して通路３
２を通って、バネ座ピストン室１５に導入され、このバ
ネ座ピストン室１５の圧油は、供給口２２の圧力上昇に
対応して圧力が上昇し、バネ座ピストン１７をバネ１４
の弾力に抗して左方向へ移動させる。この結果、バネ１
４はさらに圧縮され、リリーフ圧力は上昇する。バネ座
ピストン１７の左行は、バネ座ピストン室１５の圧力上
昇に伴い、バネ座ピストン１７のフランジ部３３の左側
面３４が弁本体３５に螺着されたスリーブ３６の壁面３
６ａに接するまで所要ストロークＬを移動して停止し、
この停止した時のリリーフ圧が設定圧力である。

【０００８】このようにして、リリーフされた圧油は、
出口２４から図１１の出口通路３７Ｂと逆止弁３８Ａを
経て、管路２５に至り油圧モータ１２に供給される。

【０００９】なお、バネ座ピストン室１５への圧油の流
入は、通路３１と通路３２との途中に絞り１６があるた
め緩やかであり、従ってリリーフ圧力の上昇も緩やかで
あり、急激な圧力上昇によるショックを緩和させてい
る。さらに、バネ座ピストン１７が移動するストローク
Ｌを大きくすることにより、設定圧力を高くすることも
可能とされている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前述した図１１および
図１２に示す従来技術に係る油圧モータ１２のリリーフ
弁１８Ａ、１８Ｂにおいては、供給通路２１Ａ、すなわ
ち供給口２２の圧力が上昇すると、この圧力はポペット
１３の内部に設けた通路３１を経て、バネ座ピストン室
１５に流入する。また、この流入した圧油は、バネ座ピ
ストン１７に作用し、これがある値以上になると、バネ
１４の荷重に対向してバネ１４を圧縮しつつ、図におい
て左方へ移動させる。

【００１１】この移動過程では、圧油が絞り１６を経て
バネ座ピストン室１５へ流入するので、バネ座ピストン
１７が図示の位置から室壁３６ａに当接する位置まで移
動するには、多少の時間を要し、かつこの過程でリリー
フ弁のポペット１３が開弁動作を行うと、このポペット
１３に作用するバネ１４の荷重は、最終的にはバネ座ピ
ストン１７が室壁３６ａに当接した位置での荷重となる
ので、これに対応した給油口の圧力もバネ座ピストン１
７の動きに応じて漸増する動特性が得られる。

【００１２】このように、前記従来技術においては、慣
性の大きい油圧ショベルの旋回駆動用油圧モータに、リ
リーフ弁を使用し、この油圧モータを切換弁により操作
するものであり、この操作に際し油圧回路に発生する背
圧程度の圧力によってはショクレス機能が失われないよ
うに、バネ座ピストンの外径を小さくし、このバネ座ピ
ストンに圧油が作用する場合の有効面積を、バネ座ピス
トンの外径Ｄ3 および内径Ｄ2 で形成される環状面積に
して、小さく設定するものである。

【００１３】しかるに、昨今においては、油圧ショベル
の旋回操作性を向上させるため、油圧モータの戻り背圧
は更に高く設定する傾向がある。この場合には、前記外
径Ｄ3 を更に小さく設定すればよいが、バネ座ピストン
の環状部の強度上に限界がある。しかも、バネ座ピスト
ンの圧油が作用する有効面積を小さくすると、このバネ
座ピストンを移動させるに必要な油量も少なくなり、従
って固定絞りのみではリリーフ弁が作動しつつ作動圧力
が上昇する際の昇圧時間を調整ないし維持することが困
難となる。

【００１４】また、油圧ショベルの旋回駆動等を行う油
圧回路において、圧力上昇過程でのショックを大幅に軽
減することができるリリーフ弁からなる圧力調整弁の構
成として、本出願人は、先に実用新案登録第２１１１１
９９号（実公平４−５１２７２号公報）を提案した。こ
の提案に係る圧力調整弁としてのリリーフ弁は、図１３
に示すように、調圧用圧縮バネ４０の一端を後述する圧
力補償流量制御弁４６を介してポペット４１に、他端を
規定ストローク内で摺動自在なピストン４２の一端面に
それぞれ当接させると共に、前記ピストン４２のピスト
ン背圧室４３へ高圧室４４の圧油を導入して、前記圧力
調整弁の作動圧力を漸次上昇させ、前記ピストン４２が
ストッパ部４５に当接した位置で作動圧力が一定となる
ように設定し、前記ピストン４２と同軸上に圧力補償流
量調整手段としての圧力補償流量制御弁４６を配設し
て、前記高圧室４４の圧油を前記圧力補償流量制御弁４
６を介して前記ピストン背圧室４３へ導入するように構
成したものである。なお、図１３において、参照符号４
７は前記圧力補償付流量制御弁４６に設けた固定オリフ
ィスを示し、４８は同じく可変オリフィスを示すもので
ある。

【００１５】このように構成した圧力調整弁は、前記圧
力補償流量調整手段４６を設けることによって、ピスト
ン背圧室４３内の圧力上昇が、時間遅れを生じると共
に、ピストン４２がストッパ部４５に当接した位置に止
まるまで調圧用圧縮バネ４０の弾力に打ち勝って徐々に
減速しながら圧力上昇を行って、最終設定圧力に達する
ものであるが、この場合においても、前述したような作
動圧力が上昇する際の昇圧時間を、充分に調整ないし維
持することは困難であった。

【００１６】そこで、本発明者等は、鋭意研究を重ねた
結果、高圧室の圧油の圧力が上昇した際に、ポペットが
これに対するバネ弾力に抗して移動開弁し、前記高圧室
の圧油を低圧室に排出するように構成した差動形直動リ
リーフ弁からなり、このリリーフ弁の作動過程において
前記バネの他端に押接されたバネ座ピストンを所要スト
ローク移動させ、このバネ座ピストンの移動過程におい
て前記バネを圧縮しつつ作動圧力を上昇させると共に、
前記高圧室の圧油を前記ポペットと同軸上に設けた絞り
を介してバネ座ピストン室へ導入するように構成したリ
リーフ弁の構造において、前記ポペットのロッド部を囲
繞するスリーブの外径部に段差部を設け、このスリーブ
の段差部と前記バネ座ピストンの内径部に設けた段差部
とを液密にかつ摺動自在に嵌合すると共に、前記バネ座
ピストンと前記スリーブとの嵌合によって形成される段
差空間部をバネ座ピストン室として形成し、このバネ座
ピストン室へ前記ポペットのロッド部とスリーブとの間
に形成した環状絞りを介して前記高圧室の圧油を導入す
る構成としたことにより、高圧室の油圧力が作用するバ
ネ座ピストンの有効面積を非常に小さく設定することが
でき、油圧モータの戻り圧力が比較的高くなった場合で
あっても、この戻り圧力によってバネ座ピストンが移動
することがなく、これにより切換弁を中立位置に戻して
慣性体を減速停止させる場合には、確実にショックレス
機能を維持することができるリリーフ弁を得ることがで
きることを突き止めた。

【００１７】従って、本発明の目的は、油圧ショベルの
旋回駆動等を行う油圧モータを備えた油圧回路におい
て、その操作性をさらに向上させるために油圧モータか
らの排出側の戻り圧力を非常に高く設定した場合におい
ても、リリーフ弁のショックレス機能を確実に維持する
ことができるリリーフ弁を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、高圧室の油圧力が上昇した際
に、ポペットがこれに対するバネの弾力に抗して移動開
弁し、前記高圧室の圧油を低圧室に排出するよう構成し
た差動形直動リリーフ弁からなり、前記リリーフ弁の作
動過程において前記バネの他端に押接されたバネ座ピス
トンを所要ストローク移動させ、このバネ座ピストンの
移動過程において前記バネを圧縮しつつ作動圧力を上昇
させると共に、前記高圧室の圧油を前記ポペットと同軸
上に設けた絞りを介してバネ座ピストン室へ導入するよ
う構成したリリーフ弁において、前記ポペットのロッド
部を囲繞するスリーブの外径部に段差部を設け、このス
リーブの段差部と前記バネ座ピストンの内径部に設けた
段差部とを液密にかつ摺動自在に嵌合すると共に、前記
バネ座ピストンと前記スリーブとの嵌合によって形成さ
れる段差空間部をバネ座ピストン室として形成し、この
バネ座ピストン室へ前記ポペットのロッド部とスリーブ
との間に形成した環状絞りを介して前記高圧室の圧油を
導入するように構成したことを特徴とする。

【００１９】請求項２の発明は、高圧室の油圧力が上昇
した際に、ポペットがこれに対するバネの弾力に抗して
移動開弁し、前記高圧室の圧油を低圧室に排出するよう
構成した差動形直動リリーフ弁からなり、前記リリーフ
弁の作動過程において前記バネの他端に押接されたバネ
座ピストンを所要ストローク移動させ、このバネ座ピス
トンの移動過程において前記バネを圧縮しつつ作動圧力
を上昇させると共に、前記高圧室の圧油を前記ポペット
と同軸上に配置した圧力補償流量調整手段を介してバネ
座ピストン室へ導入するよう構成したリリーフ弁におい
て、前記圧力補償流量調整手段のスプールを内包するス
リーブの外径部に段差部を設け、このスリーブの段差部
と前記バネ座ピストンの内径部に設けた段差部とを液密
にかつ摺動自在に嵌合すると共に、前記バネ座ピストン
と前記スリーブとの嵌合によって形成される段差空間部
をバネ座ピストン室として形成し、このバネ座ピストン
室に前記圧力補償流量調整手段の２次圧を導入するよう
に構成したことを特徴とする。

【００２０】請求項３の発明は、高圧室の油圧力が上昇
した際に、ポペットがこれに対するバネの弾力に抗して
移動開弁し、前記高圧室の圧油を低圧室に排出するよう
構成した差動形直動リリーフ弁であって、前記バネの他
端が当接するバネ座ピストンに、前記ポペットの後端部
を摺動自在に支持する小径内径部を設けると共に該内径
部より径の大きい大径内径部とを設け、この大径内径部
にピストンを摺動自在に設けて該ピストンの前端面と前
記ポペットの後端面との間にバネ座ピストン室を画成
し、このバネ座ピストン室に前記高圧室の圧油を絞りを
介して導入して、前記小径内径部と前記大径内径部との
間に形成された段差部に作用する油圧力により前記バネ
座ピストンを所定ストローク移動させるよう構成したこ
とを特徴とする。

【００２１】請求項４の発明は、請求項３記載のリリー
フ弁において、前記絞りが前記ポペットの外周面と前記
バネ座ピストンの内周面との間に形成された環状絞りで
あることを特徴とする。

【００２２】請求項５の発明は、請求項３または４記載
のリリーフ弁において、前記バネ座ピストンの大径内径
部にピストンを摺動自在に設けると共に、該ピストンの
反バネ座ピストン側に油室を設け、かつ該油室に前記ピ
ストンをバネ座ピストン室側に偏寄させるバネを設け、
前記油室を絞りを介して低圧室に接続すると共に、バネ
座ピストン室の圧力が上昇した時、ピストンが前記バネ
の力に抗して移動するよう構成したことを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るリリーフ弁の
実施例を図面に基づいて説明する。

【００２４】実施例１図１ないし図３は、本発明に係るリリーフ弁５０の第１
実施例を示すものである。すなわち、図１ないし図３に
おいて、リリーフ弁５０は、ハウジング５２に取付けら
れている。このハウジング５２には、高圧室５４と低圧
室５６とが設けられており、リリーフ弁５０Ａのスリー
ブ５１の先端に組み込まれたシート５７が前記スリーブ
５１を介してハウジング５２の壁面に押圧されて前記高
圧室５４と低圧室５６とを液密的に画成している。

【００２５】前記スリーブ５１の内径部には、径の異な
る２つの外径すなわち小径部Ｄ3と大径部Ｄ4とを有する
スリーブ５８を挿通配置したバネ座ピストン６０を、液
密的にかつ摺動自在に支持している。

【００２６】前記スリーブ５８の段差部５８ａと、前記
バネ座ピストン６０の対応する内径部（Ｄ3、Ｄ4）の段
差部６０ａとの嵌合によって形成される段差空間部をバ
ネ座ピストン室６２として構成し、このバネ座ピストン
室６２は、スリーブ５８の横穴５９を介して油室６４に
連通接続している。そして、前記バネ座ピストン室６２
は、ポペット６６のロッド部６７の外径部と、前記スリ
ーブ５８の内径部との間に形成した環状隙間からなる環
状絞り６８を経て、ロッド部６７内の通路６９に連通接
続しており、さらにこのロッド部６７内の通路６９は高
圧室５４に連通接続している。

【００２７】前記ポペット６６とバネ座ピストン６０と
の間には、バネ７０が設けられている。このバネ７０の
一端はポペット６６に当接し、その他端はバネ７０のバ
ネ力を調整する手段としてのスペーサ７１を介してバネ
座ピストン６０の端部に当接している。

【００２８】また、前記スリーブ５１と、このスリーブ
５１の一端に組み付けられたキャップ７２との間には、
低圧側油室７３が形成され、この低圧側油室７３はバネ
座ピストン６０の鍔部６１とスリーブ５１の内径部の隙
間５３を経て、バネ座ピストン６０の外径部に設けた溝
７４を経て油室７５へ導入され、さらに穴７６を経て低
圧室５６へ連通接続されている。

【００２９】そして、バネ座ピストン６０は、その鍔部
６１の一方の肩部６１ａがスリーブ５１の内径部側面５
１ａに当接するまでの距離Ｓを移動し得るように構成さ
れている。

【００３０】次に、前記構成からなる本実施例における
リリーフ弁の動作につき説明する。すなわち、本実施例
のリリーフ弁５０によれば、高圧室５４の油圧力は、ポ
ペット６６のロッド部６７内に設けた通路６９、環状絞
り６８、油室６４、横穴５９を経てバネ座ピストン室６
２に連通している。

【００３１】そこで、例えば高圧室５４の圧力が比較的
高い場合でも、バネ７０を圧縮するための高圧室５４の
圧力が作用するバネ座ピストン６０の作用面積は、大径
部Ｄ4の直径による面積と、小径部Ｄ3の直径による面積
との差の環状部の面積であるから、この径差を比較的小
さくすれば、高圧室５４の圧力が比較的高い場合でも、
バネ座ピストン６０が移動してしまうことがなく、しか
も高圧室５４の圧力が設定圧力以上となった場合には、
バネ座ピストン６０が図示の左方へ移動して、この際に
高圧室５４の圧油はバネ座ピストン室６２へ導入される
ので、環状絞り６８およびバネ７０の荷重の調整によ
り、バネ座ピストン室６２への単位時間当たりの圧油の
量入量を極めて微少に調整することができるので、ショ
ックレス機能を確実に維持することができる。

【００３２】図４は、本実施例に係るリリーフ弁５０
を、例えば油圧ショベルの上部旋回体のように大きな慣
性を有す慣性体を油圧制御する油圧モータを備える建設
機械に適用した場合の油圧回路の実施例を示すものであ
る。

【００３３】なお、この油圧回路は、基本的に図１１に
示す従来のリリーフ弁を適用した油圧回路と共通するも
のであり、従って説明の便宜上、共通する構成要素につ
いては、同一の参照符号を付し、詳細な説明は省略す
る。すなわち、参照符号５０Ａ、５０Ｂがそれぞれ本実
施例におけるリリーフ弁であり、差動形直動リリーフ弁
を構成している。その他の構成要素およびその油圧回路
構成は、図１１に示す従来の油圧回路と同一である。

【００３４】実施例２図５および図６は、本発明に係るリリーフ弁５０の第２
実施例を示すものである。本実施例のリリーフ弁５０
は、前記した第１実施例におけるリリーフ弁の変形例で
あって、前記実施例１のリリーフ弁に対し、ポペットと
同軸上に圧力補償流量調整手段としての圧力補償流量制
御スプールを付設した構成からなるものである。

【００３５】従って、図５および図６に示す第２実施例
の構成において、図１ないし図３に示す第１実施例の構
成と、同一の構成要素については同一の参照符号を付し
て説明する。

【００３６】すなわち、本実施例のリリーフ弁５０は、
一端においてポペット６６のロッド部６７が挿通される
スリーブ５８の内径部に形成された油室６４内に、圧力
補償流量調整手段としての圧力補償流量制御スプール８
０を、設けた構成からなるものである。

【００３７】この圧力補償流量制御スプール８０は、前
記ポペット６６のロッド部６７と対抗する一端に固定絞
り８２を設けて、前記油室６４を２つの油室６４ａ、６
４ｂに画成する共に、前記スプール８０の他端に鍔部８
１を設けて、この鍔部８１をスリーブ５８の内径部に設
けた段差部５８ｂに対し、前記スプール８０をポペット
６６方向に押圧するようバネ８３を介して弾力的に当接
させた構成からなる。さらに、前記スプール８０の側面
には、バネ座ピストン６０とスリーブ５８との嵌合によ
って形成されたバネ座ピストン室６２に対し、これと連
通するように設けたスリーブ５８の横穴５９と対応する
ように開口部８４を設けて、前記バネ座ピストン室６２
と前記油室６４ｂとが連通するように構成する。前記バ
ネ８３はその一端をスプール８０に当接させ、他端をス
リーブ５８の後端開口を閉塞するプラグ８６に当接させ
ている。その他の構成は、前記第１実施例に記載のリリ
ーフ弁５０の構成と全く同じである。

【００３８】このように構成された本実施例のリリーフ
弁５０は、これを図４に示すように、油圧ショベルの旋
回駆動用の油圧モータ１０に適用すれば、切換弁１１の
操作により慣性の大きい上部旋回体２８を駆動した後、
切換弁１１を中立に戻してこれを停止させる場合、油圧
モータ１０の排出側にはブレーキ圧力が瞬時に発生する
が、この高圧室５４の油圧力が、減速停止前に既に切換
弁１１の排出側の抵抗により、比較的高い場合でも、バ
ネ７０を圧縮するために高圧室５４の圧力が作用するバ
ネ座ピストン６０の作用面積は、大径部Ｄ4の直径によ
る面積と、小径部Ｄ3の直径による面積との差の環状部
の面積であるから、この径差を比較的小さくすれば、旋
回状態での油圧モータ１２の戻り側となる高圧室５４の
圧力が、例えば操作性向上のために１００ｋｇｆ／ｃｍ
^２程度の高い圧力でも、バネ座ピストン６０が移動して
しまうことはない。従って、切換弁１１を中立に戻して
旋回体２８を減速停止する場合においても、リリーフ弁
５０Ａ、５０Ｂの設定圧力を１５０ｋｇｆ／ｃｍ^２、バ
ネ座ピストン６０が所要ストロークＳを移動した後の設
定圧力を３００ｋｇｆ／ｃｍ^２に設定しておけば、高圧
室５４の油圧力が１５０ｋｇｆ／ｃｍ^２に上昇した後に
バネ座ピストン６０は、図示の左方へ移動し、しかもこ
の際には高圧室５４の圧油は圧力補償流量制御スプール
８０を介してバネ座ピストン室６２へ導入されるので、
環状絞り６８、固定絞り８２およびバネ７０等の荷重の
調整により、バネ座ピストン室６２への単位時間当たり
の圧油の流入量を極めて微少に調整することができ、シ
ョックレス機能を確実に維持することができる。

【００３９】実施例３図７は本発明の第３実施例に係るリリーフ弁の断面図
で、図８は図７のVIII−VIII線に沿う断面図である。図
７及び図８において、リリーフ弁５０はハウジング５２
を備えており、このハウジング５２の図中左側端面に
は、不図示の油圧ポンプと油圧管路を介して接続された
圧油流入口５２ａ（図４参照）が設けられている。この
圧油流入口５２ａはハウジング５２の内部に形成された
圧油室に連通しており、圧油室にはスリーブ５１がハウ
ジング５２の図中右側端面に設けられたスリーブ挿入口
を挿通して液密に挿入されている。

【００４０】前記スリーブ５１は径の異なる二つの内径
部５１ｂ，５１ｃを有しており、これらの内径部５１
ｂ，５１ｃのうち径の大きいほうの内径部５１ｃには、
スリーブ５１の後端開口を液密に閉塞するプラグ状のキ
ャップ７２が液密に嵌挿されている。

【００４１】また、前記リリーフ弁５０はスリーブ５１
の先端に弁シート５７を備えている。この弁シート５７
は中心部に圧油流通孔５７ａを有しており、ハウジング
５２の圧油流入口５２ａから圧油室に流入した圧油は上
記圧油流通孔５７ａを通ってスリーブ５１内に流入する
構成となっている。また、弁シート５７はハウジング５
２内の圧油室の壁面に押接されており、これによりハウ
ジング５２内の圧油室は高圧室５４と低圧室５６とに区
画されている。

【００４２】前記スリーブ５１の内部には、ロッド状の
弁体（ポペット）６６がその先端を弁シート５７に対向
させて設けられているとともに、ポペット６６の後端部
をスリーブ５１の軸方向に移動可能に支持する略円筒状
のバネ座ピストン６０が摺動可能に設けられている。こ
のバネ座ピストン６０はその外周面上にストッパとして
の環状突起（鍔部）６１を有しており、バネ座ピストン
６０が油圧力によって図７中左方へ所定ストロークＳだ
け移動すると、環状突起６１がスリーブ５１の内径段差
部５１ａに当接する構成となっている。

【００４３】また、前記バネ座ピストン６０はポペット
６６の後端部と摺動自在に嵌合する小径内径部６０ｂを
有しており、この小径内径部６０ｂの後方に隣接して形
成された大径内径部６０ｃにはピストン１００が摺動可
能に設けられている。このピストン１００の前端面１０
０ａ（図９参照）はポペット６６の後端面６６ａと対向
しており、このポペット６６の後端面６６ａとピストン
１００の前端面１００ａとの間にはバネ座ピストン室６
４が画成されている。

【００４４】前記ポペット６６はスリーブ５１の内周面
と摺接するバネ受け部６６ｂを先端部に有しており、こ
のバネ受け部６６ｂとバネ座ピストン６０との間には、
ポペット６６の先端を弁シート５７に押圧すると共にバ
ネ座ピストン６０の後端をプラグ７２に押圧する圧縮コ
イルバネ７０が設けられている。なお、前記バネ受け部
６６ｂと弁シート５７との間には空隙部９０が画成され
ており、この空隙部９０はスリーブ５１に穿設された連
通孔９２を介して低圧室５６に連通している。

【００４５】また、前記ポペット６６は弁シート５７に
向かって開口する圧油流通孔６９を軸芯部に有してい
る。この圧油流通孔６９は、図９に示されるように、ポ
ペット６６の後端部外周面とバネ座ピストン６０の内周
面との間に形成された環状絞り６８に圧油流通孔１０２
を介して連通しており、前記環状絞り６８はポペット６
６内に形成された圧油流通孔１０３及び１０４を介して
前記バネ座ピストン室６４に連通している。なお、バネ
受け部６６ｂとバネ座ピストン６０との間のスリーブ５
１には、バネ受け部６６ｂとバネ座ピストン６０との間
に画成された油室７５と前記低圧室５６とを連通させる
連通孔７６が穿設されている。また、環状突起６１とキ
ャップ７２との間に形成された油室７３と前記油室７５
は、バネ座ピストン６０の外周面に形成された圧油流通
溝７４，７４（図８参照）を介して相互に連通してい
る。

【００４６】次に、上記のように構成される本発明の第
３実施例に係るリリーフ弁の作用について説明する。本
発明の第３実施例に係るリリーフ弁を例えば油圧ショベ
ルの旋回モータ制御用リリーフ弁として使用し、切換弁
の操作により慣性の大きい上部旋回体を駆動した後、切
換弁を中立に戻して上部旋回体を減速停止させる場合を
想定する。この場合、ハウジング５２の圧油流入口５２
ａから高圧室５４を経て弁シート５７の圧油流通孔５７
ａに流入した油は、ポペット６６の圧油流通孔６９及び
１０２、環状絞り６８、圧油流通孔１０３及び１０４を
経てバネ座ピストン室６４に流入する。

【００４７】このような旋回操作では、操作性の向上等
を図るために、切換弁の排出側の抵抗を常に比較的高く
設定する場合がある。このような場合であっても、本発
明の第３実施例では、バネ座ピストン室６４に流入した
圧油によってバネ座ピストン６０が図７中左方へ移動す
るか否かは、ポペット６６の後端面６６ａとこれに対向
するピストン１００の前端面１００ａとの面積差、すな
わちバネ座ピストン６０の内径段差部６０ａに作用する
油圧力によって定まる。

【００４８】従って、ポペット６６の後端面６６ａとピ
ストン１００の前端面１００ａとの面積差を適切に設定
すれば、切換弁の排出側の抵抗が比較的高く設定されて
いてもバネ座ピストン６０が動くことがない。

【００４９】また、切換弁を中立に戻すと、この切換弁
の排出側にブレーキ圧力が発生し、このブレーキ圧力が
高圧室５４の圧力となってリリーフ弁５０を作動させる
が、上述した第３実施例ではポペット６６の後端面６６
ａとピストン１００の前端面１００ａとの面積差を比較
的小さくできることに加え、ピストン１００の後端面に
は低圧室５６の圧力が作用しているので、ピストン１０
０の前端面１００ａに作用する高圧室５４の圧力とピス
トン１００の後端面に作用する低圧室５６の圧力との圧
力差によってピストン１００はキャップ７２側へ常時押
圧される。従って、バネ座ピストン６０が図中左方へ移
動したときのバネ座ピストン室６４の体積はピストン１
００の前端面１００ａの面積×ストロークＳとなるの
で、これを比較的大きく設定できる。

【００５０】なお、前記した圧油流通孔１０２及び１０
３は小径絞りとして構成することができる。また、環状
絞り６８が形成されている部分のポペット６６の外径を
調整することにより、小径絞りに比較し、その絞り効果
を大きく設定することができる。

【００５１】実施例４図１０は、本発明の第４実施例に係るリリーフ弁の要部
を示す部分断面図である。同図に示されるように、本発
明の第４実施例では、図７に示したピストン１００の代
わりに、バネ座ピストン６０の大径内径部６０ｃに第１
のピストン１１０と第２のピストン１１２とを摺動自在
に設けている。

【００５２】前記第１のピストン１１０はポペット６６
側に配置されており、この第１のピストン１１０の前端
面には、円形の凹状部１１５が形成されている。

【００５３】一方、前記第２のピストン１１２はキャッ
プ７２側に配置されており、この第２のピストン１１２
と前記第１のピストン１１２との間には、第１のピスト
ン１１０の前端をバネ座ピストン６０の内径段差部６０
ａに押圧すると共に第２のピストン１１２の後端をキャ
ップ７２に押圧する圧縮コイルバネ１１１が設けられて
いる。

【００５４】また、第２のピストン１１２の後端面には
複数本の圧油導入溝１１６がピストン１１２の中心部か
ら外周部に向けて形成されており、バネ座ピストン６０
の圧油流通溝７４からスリーブ５１とバネ座ピストン６
０との間の油室７３に流入した圧油は前記圧油導入溝１
１６を流通してキャップ７２と第２のピストン１１２と
の間に形成された油室１１４に流入し、この油室１１４
に流入した圧油は第２のピストン１１２に形成された絞
り（小孔）１１３を流通して第１のピストン１１０と第
２のピストン１１２との間に形成された油室１１７に流
入するようになっている。

【００５５】このような構成によると、高圧室５４の圧
力が上昇してバネ座ピストン室６４に圧油が流入する
と、先ず第１のピストン１１０がバネ座ピストン室６４
内の圧油に押されて図中右方へ移動した後、バネ座ピス
トン６０が図中左方へ移動する。従って、高圧室５４の
圧力が急激に上昇した場合でもバネ座ピストン６０が直
ちに移動せず、バネ座ピストン６０の移動に時間遅れが
生ずるので、高圧室５４の圧力が上昇してからバネ座ピ
ストン６０が移動するまでの間、リリーフ弁を低圧で作
動させることができ、これによりリリーフ弁の作動直後
のショックを大幅に低減できる。

【００５６】従って、旋回操作時における背圧が比較的
高い場合でもバネ座ピストン６０の移動を防止でき、且
つ、環状絞り６８により高圧室５４からバネ座ピストン
室６４に流入する圧油の単位時間当たりの流入量を微少
に設定でき、しかもバネ座ピストン６０の移動に伴うバ
ネ座ピストン室６４の体積増加を比較的大きく設定でき
るので、バネ座ピストン６０が図示の位置から所定スト
ロークＳを移動するに必要な時間を比較的長く設定でき
る。この結果、確実にショックレス機能を与えることが
できる。

【００５７】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本
発明の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更
が可能である。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るリリー
フ弁によれば、油圧モータの戻り圧力が比較的高くなっ
た場合であっても、この戻り圧力によってバネ座ピスト
ンが移動することがなく、従って切換弁を中立位置に戻
して慣性体を減速停止させる場合にショックレス機能を
確実に維持することができ、慣性体の旋回駆動等の操作
性をより一層を適正かつ安全に向上させることができる
等、多くの優れた利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るリリーフ弁の第１実施例を示す要
部断面側面図である。

【図２】図１に示すリリーフ弁のII−II線断面図であ
る。

【図３】図１に示すリリーフ弁の要部拡大断面図であ
る。

【図４】図１に示すリリーフ弁を適用した油圧モータ装
置の油圧回路図である。

【図５】本発明に係るリリーフ弁の第２実施例を示す要
部断面側面図である。

【図６】図５に示すリリーフ弁の要部拡大断面図であ
る。

【図７】本発明に係るリリーフ弁の第３実施例を示す要
部断面側面図である。

【図８】図７のVIII−VIII線に沿う総断面図である。

【図９】図７に示すリリーフ弁の要部構成を示す断面図
である。

【図１０】本発明に係るリリーフ弁の第４実施例を示す
要部断面側面図である。

【図１１】従来の油圧モータのリリーフ弁の一構成例の
概略構成とその系統配置を示す説明図である。

【図１２】図１１に示すリリーフ弁の要部拡大断面図で
ある。

【図１３】従来のリリーフ弁からなる圧力調整弁の別の
構成例を示す要部断面図である。

【符号の説明】

５０リリーフ弁５１スリーブ５１ａ内径部側面５２ハウジング５３内径部の隙間５４高圧室５６低圧室５７シート５８スリーブ５８ａ段差部５８ｂ段差部５９横穴６０バネ座ピストン６０ａ段差部６１鍔部６１ａ肩部６２バネ座ピストン室６４油室６４ａ、６４ｂ油室６６ポペット６７ロッド部６８環状絞り７０バネ７１スペーサ７２キャップ７４溝７５油室７６穴８０圧力補償流量制御スプール８１鍔部８２固定絞り８３バネ８４開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高圧室の油圧力が上昇した際に、ポペッ
トがこれに対するバネの弾力に抗して移動開弁し、前記
高圧室の圧油を低圧室に排出するよう構成した差動形直
動リリーフ弁からなり、前記リリーフ弁の作動過程にお
いて前記バネの他端に押接されたバネ座ピストンを所要
ストローク移動させ、このバネ座ピストンの移動過程に
おいて前記バネを圧縮しつつ作動圧力を上昇させると共
に、前記高圧室の圧油を前記ポペットと同軸上に設けた
絞りを介してバネ座ピストン室へ導入するよう構成した
リリーフ弁において、前記ポペットのロッド部を囲繞するスリーブの外径部に
段差部を設け、このスリーブの段差部と前記バネ座ピス
トンの内径部に設けた段差部とを液密にかつ摺動自在に
嵌合すると共に、前記バネ座ピストンと前記スリーブと
の嵌合によって形成される段差空間部をバネ座ピストン
室として形成し、このバネ座ピストン室へ前記ポペット
のロッド部とスリーブとの間に形成した環状絞りを介し
て前記高圧室の圧油を導入するように構成したことを特
徴とするリリーフ弁。
【請求項２】高圧室の油圧力が上昇した際に、ポペッ
トがこれに対するバネの弾力に抗して移動開弁し、前記
高圧室の圧油を低圧室に排出するよう構成した差動形直
動リリーフ弁からなり、前記リリーフ弁の作動過程にお
いて前記バネの他端に押接されたバネ座ピストンを所要
ストローク移動させ、このバネ座ピストンの移動過程に
おいて前記バネを圧縮しつつ作動圧力を上昇させると共
に、前記高圧室の圧油を前記ポペットと同軸上に配置し
た圧力補償流量調整手段を介してバネ座ピストン室へ導
入するよう構成したリリーフ弁において、前記圧力補償流量調整手段のスプールを内包するスリー
ブの外径部に段差部を設け、このスリーブの段差部と前
記バネ座ピストンの内径部に設けた段差部とを液密にか
つ摺動自在に嵌合すると共に、前記バネ座ピストンと前
記スリーブとの嵌合によって形成される段差空間部をバ
ネ座ピストン室として形成し、このバネ座ピストン室に
前記圧力補償流量調整手段の２次圧を導入するように構
成したことを特徴とするリリーフ弁。
【請求項３】高圧室の油圧力が上昇した際に、ポペッ
トがこれに対するバネの弾力に抗して移動開弁し、前記
高圧室の圧油を低圧室に排出するよう構成した差動形直
動リリーフ弁であって、前記バネの他端が当接するバネ座ピストンに、前記ポペ
ットの後端部を摺動自在に支持する小径内径部を設ける
と共に該内径部より径の大きい大径内径部とを設け、こ
の大径内径部にピストンを摺動自在に設けて該ピストン
の前端面と前記ポペットの後端面との間にバネ座ピスト
ン室を画成し、このバネ座ピストン室に前記高圧室の圧
油を絞りを介して導入して、前記小径内径部と前記大径
内径部との間に形成された段差部に作用する油圧力によ
り前記バネ座ピストンを所定ストローク移動させるよう
構成したことを特徴とするリリーフ弁。
【請求項４】前記絞りは、前記ポペットの外周面と前
記バネ座ピストンの内周面との間に形成された環状絞り
であることを特徴とする請求項３記載のリリーフ弁。
【請求項５】請求項３または４記載のリリーフ弁にお
いて、前記バネ座ピストンの大径内径部にピストンを摺
動自在に設けると共に、該ピストンの反バネ座ピストン
側に油室を設け、かつ該油室に前記ピストンをバネ座ピ
ストン室側に偏寄させるバネを設け、前記油室を絞りを
介して低圧室に接続すると共に、バネ座ピストン室の圧
力が上昇した時、ピストンが前記バネの力に抗して移動
するよう構成したことを特徴とするリリーフ弁。