JP2005163861A - バランスピストン型リリーフ弁 - Google Patents
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Abstract
【課題】 コンパクトで、コストも低減可能なバランスピストン型リリーフ弁である。
【解決手段】 ピストン孔2を形成した弁本体1を備え、孔2の一端に一次圧力ポートAが連通し、孔2の周面に二次圧力ポートBが連通する。孔2にメインバルブを構成するメインピストン4を収容し、メインスプリング7でピストンを付勢して、孔2の一端の弁座3に当接させ、ポートAとBとを遮断する。ピストンは、ポートAと孔2の他端に形成されるメインスプリング室6とを連通するオリフィス10を有するパイロット通路11と、メインスプリング室と連通する第1の通路12と、ポートBと連通する第2の通路13を備える。ピストンの軸心にポートAに開口するスプール孔8を形成し、孔8にパイロットバルブを構成するパイロットスプール14を収容する。スプールは、通路12と13とを連通する連絡通路18を備え、パイロットスプリング19でスプールをポートA方向へ付勢して、通路12と13を遮断する。
【選択図】 図1
【解決手段】 ピストン孔2を形成した弁本体1を備え、孔2の一端に一次圧力ポートAが連通し、孔2の周面に二次圧力ポートBが連通する。孔2にメインバルブを構成するメインピストン4を収容し、メインスプリング7でピストンを付勢して、孔2の一端の弁座3に当接させ、ポートAとBとを遮断する。ピストンは、ポートAと孔2の他端に形成されるメインスプリング室6とを連通するオリフィス10を有するパイロット通路11と、メインスプリング室と連通する第1の通路12と、ポートBと連通する第2の通路13を備える。ピストンの軸心にポートAに開口するスプール孔8を形成し、孔8にパイロットバルブを構成するパイロットスプール14を収容する。スプールは、通路12と13とを連通する連絡通路18を備え、パイロットスプリング19でスプールをポートA方向へ付勢して、通路12と13を遮断する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、コンパクトでコストも低減可能なバランスピストン型リリーフ弁に関する。
一般の油圧装置において、油圧回路の使用圧力の設定や安全対策のためにリリーフ弁が使用されているが、このリリーフ弁の一つとしてバランスピストン型リリーフ弁が知られている。
このバランスピストン型リリーフ弁は、図4に示すように、メインバルブ30を備えた弁本体31と、パイロットバルブ32を備えたパイロット制御部33とから構成されている。弁本体31のメインバルブ30の下端に設けられた一次圧力ポートAからの圧油は、メインバルブ30のメインピストン34の底面に作用すると同時に、弁本体31のオリフィス35から通路36を経てパイロット制御部33のオリフィス37に通じ、さらに通路38を経てメインバルブ30のメインスプリング室39に入る。
一次圧力ポートAに作用する圧油の圧力が上昇し、パイロットバルブ32のパイロットスプリング(圧力調整スプリング)40の設定値を越えると、パイロットバルブ32のポペット41が開き、圧油はスプリング室42を経て通路43へと流出する。この圧油が流れることによりオリフィス35、37で圧力損失が生じ、メインバルブ30のメインスプリング室39の圧力が降下し、メインピストン34はメインスプリング44に抗して持ち上がって、ピストン孔45の下端の弁座46から離れ、メインバルブ30の側壁の通路47を介してポートAとポートBとが繋がる。これにより、圧油がポートAからポートBに逃げ、ポートAに接続されたAポートラインの圧力がパイロットスプリング40で設定した調整圧力以上にならないように規制される。
このように、従来のバランスピストン型リリーフ弁は、メインバルブ30とパイロットバルブ32とを備えるため、加工部品が多く、スペース的にもコンパクトにならず、特にパイロットバルブ32のポペット(ニードル)41や弁座41aの部分のテーパ研磨に精度が要求されることから、コスト高になっていた。また、この例のように、メインピストン部をマニホルドブロックである弁本体31に埋め込むにしても、弁本体31に通路36等のパイロットラインの穴加工が必要になり、これもコスト高の要因になっていた。
したがって、本発明の課題は、コンパクトでコストも低減可能なバランスピストン型リリーフ弁を提供することである。
上記課題を解決するために、本発明のバランスピストン型リリーフ弁は、弁本体に一次圧力ポートと、二次圧力ポートと、ピストン孔を形成して、前記ピストン孔の一端に前記一次圧力ポートを連通させ、前記ピストン孔の周面に前記二次圧力ポートを連通させると共に、前記ピストン孔にメインピストンを収容し、該メインピストンの軸心に前記一次圧力ポートに開口するスプール孔を形成して、該スプール孔にパイロットスプールを収容し、
前記メインピストンは、前記一次圧力ポートと前記ピストン孔の他端に形成されるメインスプリング室とを連通するオリフィスを有するパイロット通路と、一端が該パイロット通路のオリフィスの下流側または前記メインスプリング室と連通し、他端が前記スプール孔と連通する第1の通路と、一端が前記スプール孔と連通し、他端が前記二次圧力ポートと連通する第2の通路とを備え、該メインピストンは、前記メインスプリング室に配装したメインスプリングによって付勢されることによって、前記ピストン孔の一端を囲む弁本体の内壁面に形成した弁座に当接して前記一次圧力ポートと前記二次圧力ポートとを遮断し、
前記パイロットスプールは、前記第1の通路と前記第2の通路とを連通する連絡通路を備え、該パイロットスプールは、前記スプール孔の他端に形成されるパイロットスプリング室に配装したパイロットスプリングによって前記一次圧力ポート方向へ付勢されることによって、前記第1の通路と前記第2の通路との連通を遮断し、
前記一次圧力ポートの圧力が所定以上に達すると、その圧力によってパイロットスプールがパイロットスプリングの付勢力に抗して移動して、前記連絡通路が前記第1の通路と前記第2の通路とを連通することによって前記メインスプリング室と前記二次圧力ポートとを連通させ、それによって生じる前記一次圧力ポートと前記メインスプリング室との差圧によって前記メインピストンをメインスプリングの付勢力に抗して移動させ、それによって前記一次圧力ポートと前記二次圧力ポートとを連通させて、前記一次圧力ポートから流体を前記二次圧力ポートに逃がすことを特徴とする。
前記メインピストンは、前記一次圧力ポートと前記ピストン孔の他端に形成されるメインスプリング室とを連通するオリフィスを有するパイロット通路と、一端が該パイロット通路のオリフィスの下流側または前記メインスプリング室と連通し、他端が前記スプール孔と連通する第1の通路と、一端が前記スプール孔と連通し、他端が前記二次圧力ポートと連通する第2の通路とを備え、該メインピストンは、前記メインスプリング室に配装したメインスプリングによって付勢されることによって、前記ピストン孔の一端を囲む弁本体の内壁面に形成した弁座に当接して前記一次圧力ポートと前記二次圧力ポートとを遮断し、
前記パイロットスプールは、前記第1の通路と前記第2の通路とを連通する連絡通路を備え、該パイロットスプールは、前記スプール孔の他端に形成されるパイロットスプリング室に配装したパイロットスプリングによって前記一次圧力ポート方向へ付勢されることによって、前記第1の通路と前記第2の通路との連通を遮断し、
前記一次圧力ポートの圧力が所定以上に達すると、その圧力によってパイロットスプールがパイロットスプリングの付勢力に抗して移動して、前記連絡通路が前記第1の通路と前記第2の通路とを連通することによって前記メインスプリング室と前記二次圧力ポートとを連通させ、それによって生じる前記一次圧力ポートと前記メインスプリング室との差圧によって前記メインピストンをメインスプリングの付勢力に抗して移動させ、それによって前記一次圧力ポートと前記二次圧力ポートとを連通させて、前記一次圧力ポートから流体を前記二次圧力ポートに逃がすことを特徴とする。
上記のバランスピストン型リリーフ弁において、一次圧力ポートに作用する流体は、メインピストンおよびパイロットスプールの一端に作用すると同時に、パイロット通路を経て第1の通路に入り、さらにパイロット通路を経てメインスプリング室に入って、メインピストンの他端に作用する。一次圧力ポートの流体の圧力が上昇して、パイロットスプリングの付勢力を超えると、パイロットスプールがパイロットスプリングに抗して移動し、パイロットスプールの連絡通路がメインピストンの第1、第2の通路とを連通し、これによって、一次圧力ポートから流体がパイロット通路、第1の通路、連絡通路および第2の通路を介して、またはパイロット通路、メインスプリング室、第1の通路、連絡通路および第2の通路を介して二次圧力ポートに流れ、パイロット通路のオリフィスによる圧力損失によってメインスプリング室の圧力が降下して、一次圧力ポートとメインスプリング室との間に差圧が生じ、メインピストンがメインスプリングの付勢力に抗して移動して開弁し、一次圧力ポートと二次圧力ポートとが連通して、一次圧力ポートから流体が二次ポートに逃げ、一次圧力ポートに接続された一次ポートラインの圧力がパイロットスプリングで設定した調整圧力以上にならないように規制される。
本発明のバランスピストン型リリーフ弁によれば、基本的にリリーフ弁のメインピストン内にパイロットバルブの機能を集約させてコンパクトな部品構成としているので、リリーフ弁の大きさを従来品よりも顕著に小さくすることができ、コストも低減することができる。またパイロットバルブのニードルやニードルシート部を設けていないので、これらのテーパ研磨を実施する必要がなく、この面からもコストを低減することができる。さらに、リリーフ弁としての前漏れ性能に厳しい要求を受けない場合には、メインピストンをシート部分のテーパ研磨加工が不要なスプールタイプにすることによって、またパイロットスプールの摺動用Oリングも廃止することによって、更なるコストダウンが可能である。
以下、本発明の実施例を詳述する。図1は、本発明のバランスピストン型リリーフ弁の一実施例を示す構成図である。本実施例において、バランスピストン型リリーフ弁は、ピストン孔2、一次圧力ポートA、二次圧力ポートBを形成した弁本体1を備え、ピストン孔2の一端に一次圧力ポートAが連通し、ピストン孔2の一端寄りの周面に二次圧力ポートBが連通している。このピストン孔2にメインピストン4を収容し、ピストン孔2の一端を囲む弁本体1の内壁面に、メインピストン4の一端が着座するテーパ面の弁座3を形成し、ピストン孔2の他端に形成されるメインスプリング室6にメインスプリング7を配装して、リリーフ弁のメインバルブを構成させた。
メインスプリング7は、メインピストン4を一次圧力ポートA方向に付勢することによって、メインピストン4の一端を弁座3に当接させ、これによって、一次圧力ポートAと二次圧力ポートBとを遮断している。メインスプリング室6は、ピストン孔2の他端にプラグ5を弁本体1の外面からシール材5aを介して取付けることによって形成され、メインスプリング7は、プラグ5の内側に取り付けることによって、メインスプリング室6に配装した。
このメインピストン4の軸心には、一次圧力ポートAに開口するスプール孔8を形成し、メインピストン4の横方向の一方側には、一端がオリフィス10を介して一次圧力ポートAに連通し、他端がメインピストン4の上端に形成したすり割溝9を介してメインスプリング室6に連通する縦方向のパイロット通路11を形成している。メインピストン4の横方向の他方側には、一端がすり割溝9を介してメインスプリング室6に連通し、他端が周方向通路(メインピストン4の中刳り加工による通路)12aに形成されてスプール孔8の周面に連通する第1の通路12と、一端が周方向通路12aよりも一次圧力ポートA寄りの位置においてスプール孔8の周面に連通し、他端が二次圧力ポートBと連通する第2の通路13とを形成している。
上記のメインピストン4のスプール孔8にパイロットスプール14を収容し、パイロットスプール14の周面に、メインピストン4の第1の通路12と第2の通路13とを連通する連絡通路18を形成し、スプール孔8の他端に形成されるパイロットスプリング室22にパイロットスプリング19を配装して、メインピストン4内にパイロットバルブを構成させた。パイロットスプリング19は、パイロットスプール14を一次圧力ポートA方向に付勢し、これによって、連絡通路18の位置を一次圧力ポートA方向に移動して、メインピストン4の第1の通路12と第2の通路13の連通を遮断している。
パイロットスプール14は、一端寄りの周面に取付けた摺動用Oリング16によって摺動を安定化させ、油の前漏れを防止し、スプール孔8の一端でメインピストン4に取付けた輪留め17によってスプール孔8からの抜け止めをする。なお、パイロットスプリング室22に開口する通路15は、パイロットスプリング室22に溜まった油の排出用の通路で、第1の通路12やパイロット通路11とは連通しておらず、メインピストン4を貫通して二次圧力ポートBと連通している。
上記のバランスピストン型リリーフ弁の作用を説明すると、一次圧力ポートAに作用する圧油は、一次圧力ポートAからメインピストン4およびパイロットスプール14の一端に作用すると同時に、パイロット通路11を経てメインスプリング室6に入ってメインピストン4の他端に作用し、さらにメインスプリング室6を経て第1の通路12に入る。一次圧力ポートAの圧力が、パイロットスプリング19によって支配されるリリーフ設定圧(調整圧力)以下、即ちスプリング19の付勢力以下の場合は、パイロットスプール14は図に示す位置にあり、メインピストン4の第1の通路12と第2の通路13とは遮断されているため、メインピストン4は図の弁座3に当接した位置にあり、閉弁状態を取っている。
一次圧力ポートAに接続された一次ポートラインに圧力上昇が発生し、一次圧力ポートAの圧力が上昇して、パイロットスプリング19の付勢力を超えると、パイロットスプール14がパイロットスプリング19に抗して移動し、パイロットスプール14の連絡通路18がメインピストン4の第1、第2の通路12、13を連通し、メインスプリング室6と二次圧力ポートBとが連通する。これにより、一次圧力ポートAから圧油がパイロット通路11、メインスプリング室6、第1の通路12、連絡通路18および第2の通路13を介して二次圧力ポートBに流れ、パイロット通路11のオリフィス10による圧力損失によってメインスプリング室6の圧力が降下して、一次圧力ポートAとメインスプリング室6との間に差圧が生じ、メインピストン4がメインスプリング7の付勢力に抗して移動し、弁座3から離れて開弁し、一次圧力ポートAと二次圧力ポートBとが連通して、一次圧力ポートAから圧油が二次圧力ポートBに逃げる。
これによって、一次圧力ポートAの圧力が瞬間的に降下し、パイロットスプール14がパイロットスプリング19の付勢力によって一次圧力ポートA方向に移動し、パイロットスプール14の連絡通路18によるメインピストン4の第1、第2の通路12、13の連通を遮断する。これに伴い、メインスプリング室6の圧力降下がなくなり、メインピストン4がパイロットスプリング7の付勢力によって一次圧力ポートA方向に移動し、弁座3に当接して閉弁する。これによって、一次圧力ポートAからの二次圧力ポートBへの圧油の流出がなくなり、一次圧力圧ポートAの圧力が回復し上昇すると、前記のようにして、パイロットスプール14の連絡通路18がメインピストン4の第1、第2の通路12、13を連通し、メインピストン4が開弁して、一次圧力ポートAの圧油を二次圧力ポートBに逃がす。このようなパイロットスプール14によるメインピストン4の第1、第2の通路12、13の連通の開閉を、一次圧力ポートAに接続されたAポートラインの圧力がパイロットスプリング19で設定したリリーフ圧力に低下するまで繰り返し、Aポートラインの圧力が調整圧力以上にならないように制御される。
以上のように、本発明では、バランスピストン型リリーフ弁は、基本的にメインピストン内にパイロットバルブの機能を集約させてコンパクトな部品構成としているので、大きさを従来品の約50%以下に顕著に小さくすることができ、コストも低減することができる。またパイロットバルブのニードルやニードルシート部を設けていないので、これらのテーパ研磨を実施する必要がなく、この面からもコストを低減することができる。
さらに、リリーフ弁としての前漏れ性能に厳しい要求を受けない場合には、メインピストンをシート部分のテーパ研磨加工が不要なスプールタイプにすることによって、またパイロットスプールの摺動用Oリングも廃止することによって、更なるコストダウンが可能である。
以上の実施例では、メインピストン4の第1の通路12は、メインスプリング室6に連通するように形成したが、図2に示すように、メインピストン4の内周面にオリフィス10の下流側でパイロット通路11に連通する周方向通路20を形成して、該周方向通路20を第1の通路としてもよい。一次圧力ポートAの圧力上昇によってパイロットスプール14が移動すると、パイロットスプール14の連絡通路18によってメインピストン4の周方向通路20が第2の通路13と連通し、これによって、メインスプリング室6と二次圧力ポートBとが連通して、一次圧力ポートAから圧油がパイロット通路11、周方向通路(第1の通路)20、連絡通路18および第2の通路13を介して二次圧力ポートBに流れ、オリフィス10による圧力損失によってメインスプリング室6の圧力が降下し、メインピストン4が移動して開弁する。
以上では、いずれも、メインピストン4の内周面に中刳り加工によって周方向通路12a、20を形成するが、中刳り加工で周方向通路が形成しづらい場合には、図3に示すように、メインピストン4の上端からスプール孔8に連通する通路21を斜めに形成して、これを第1の通路としてもよい。
1:弁本体、 2:ピストン孔、 3:弁座、 4:メインピストン、
6:メインスプリング室、 7:メインスプリング、 8:スプール孔、
10:オリフィス、 11:パイロット通路、 12:第1の通路、
12a:周方向通路、 13:第2の通路、 14:パイロットスプール、
18:連絡通路、 19:パイロットスプリング、 A:一次圧力ポート、
B:二次圧力ポート
6:メインスプリング室、 7:メインスプリング、 8:スプール孔、
10:オリフィス、 11:パイロット通路、 12:第1の通路、
12a:周方向通路、 13:第2の通路、 14:パイロットスプール、
18:連絡通路、 19:パイロットスプリング、 A:一次圧力ポート、
B:二次圧力ポート
Claims (1)
- 弁本体に一次圧力ポートと、二次圧力ポートと、ピストン孔を形成して、前記ピストン孔の一端に前記一次圧力ポートを連通させ、前記ピストン孔の周面に前記二次圧力ポートを連通させると共に、前記ピストン孔にメインピストンを収容し、該メインピストンの軸心に前記一次圧力ポートに開口するスプール孔を形成して、該スプール孔にパイロットスプールを収容し、
前記メインピストンは、前記一次圧力ポートと前記ピストン孔の他端に形成されるメインスプリング室とを連通するオリフィスを有するパイロット通路と、一端が該パイロット通路のオリフィスの下流側または前記メインスプリング室と連通し、他端が前記スプール孔と連通する第1の通路と、一端が前記スプール孔と連通し、他端が前記二次圧力ポートと連通する第2の通路とを備え、該メインピストンは、前記メインスプリング室に配装したメインスプリングによって付勢されることによって、前記ピストン孔の一端を囲む弁本体の内壁面に形成した弁座に当接して前記一次圧力ポートと前記二次圧力ポートとを遮断し、
前記パイロットスプールは、前記第1の通路と前記第2の通路とを連通する連絡通路を備え、該パイロットスプールは、前記スプール孔の他端に形成されるパイロットスプリング室に配装したパイロットスプリングによって前記一次圧力ポート方向へ付勢されることによって、前記第1の通路と前記第2の通路との連通を遮断し、
前記一次圧力ポートの圧力が所定以上に達すると、その圧力によってパイロットスプールがパイロットスプリングの付勢力に抗して移動して、前記連絡通路が前記第1の通路と前記第2の通路とを連通することによって前記メインスプリング室と前記二次圧力ポートとを連通させ、それによって生じる前記一次圧力ポートと前記メインスプリング室との差圧によって前記メインピストンをメインスプリングの付勢力に抗して移動させ、それによって前記一次圧力ポートと前記二次圧力ポートとを連通させて、前記一次圧力ポートから流体を前記二次圧力ポートに逃がすことを特徴とするバランスピストン型リリーフ弁。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003401197A JP2005163861A (ja) | 2003-12-01 | 2003-12-01 | バランスピストン型リリーフ弁 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003401197A JP2005163861A (ja) | 2003-12-01 | 2003-12-01 | バランスピストン型リリーフ弁 |
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JP (1) | JP2005163861A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008212046A (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Matsuyama Plow Mfg Co Ltd | 農作業機 |
CN102704961A (zh) * | 2012-06-28 | 2012-10-03 | 三一重型装备有限公司 | 安全阀和液压支架 |
CN114452692A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-05-10 | 山东德沃环保科技有限公司 | 一种双腔体平衡式组合滤板及压滤机 |
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2003
- 2003-12-01 JP JP2003401197A patent/JP2005163861A/ja active Pending
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