JP2009052574A

JP2009052574A - リリーフバルブ装置

Info

Publication number: JP2009052574A
Application number: JP2007217075A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Shinohara; 茂篠原
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2007-08-23
Filing date: 2007-08-23
Publication date: 2009-03-12

Abstract

【課題】煩雑な調整作業を要することなく、しかも製造コストが著しく増大する事態を招かずに複数のリリーフ圧に変更可能なリリーフバルブ装置を提供する。
【解決手段】バルブ本体１１０の内部に構成したバネ室Ａと、本体入力ポート１１２におけるバネ室Ａ側の開口端部に構成したシート面１１２ａに対して当接または離隔するようにバネ室Ａの内部に移動可能に配設したポペット部材１４０と、ポペット部材１４０を本体入力ポート１１２のシート面１１２ａに押すことにより本体入力ポート１１２を閉じた状態に維持するリリーフバネ１５０とを備え、リリーフバネ１５０のバネ力に抗してポペット部材１４０がシート面１１２ａから離隔し、本体入力ポート１１２が開口した場合にバネ室Ａを通じて本体入力ポート１１２と本体出力ポート１１３との間を接続させるリリーフバルブ装置であって、バネ室Ａに制御圧ポート２０２を接続するように減圧バルブ２００を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のリリーフ圧に変更可能なリリーフバルブ装置に関するもので、特に長大化を招くことなく複数のリリーフ圧に変更することのできるリリーフバルブ装置に関する。

この種のリリーフバルブ装置としては、バルブ本体に設けられた本体入力ポートと、この本体入力ポートに構成されたシート面に対して当接または離隔するように設けられたポペット部材と、ポペット部材を本体入力ポートのシート面に押すように設けられたリリーフバネとを備えたものがある。このリリーフバルブ装置では、本体入力ポートに接続した油圧回路の油圧により、リリーフバネのバネ力に抗してポペット部材がシート面から離隔し、本体入力ポートが開口した場合に油圧回路のリリーフが行われることになる。リリーフバルブ装置が動作中においてリリーフ圧を変更するには、ポペット部材のシート面に対する押圧力を変更すれば良い。

例えば、特許文献１では、バルブ本体に対してピストンを移動可能に配設するとともに、ピストンとポペット部材との間にリリーフバネを介在させるようにしている。この特許文献１のものでは、バルブ本体に油を供給してピストンを移動させることによりリリーフバネを圧縮し、そのバネ力を変更するようにしている。

ここで、このリリーフバルブ装置では、リリーフバネが最も圧縮した状態でのポペット部材の押圧力を設定するための高圧側設定機構と、リリーフバネが最も伸長した状態での押圧力を設定するための低圧側設定機構とが必要となる。従って、単にこれらの高圧側設定機構及び低圧側設定機構を構成したのでは、ピストンの軸方向に沿った全長が長大化するおそれがある。このため特許文献１では、高圧側設定機構をピストンに内蔵させることにより、装置の長大化を抑えるようにしている。

一方、特許文献２では、バルブ本体とポペット部材との間に圧力室を構成するようにしている。この特許文献２のものでは、圧力室に圧力流体を供給した場合にポペット部材をシート面から離隔する方向に補助力を付与することによりシート面に対するポペット部材の押圧力を変更するようにしている。

このリリーフバルブ装置では、圧力の設定機構を二つ設ける必要がないため、装置の長大化を招くことなくリリーフ圧を変更することが可能となる。

特開２０００−５５２２１号公報特開平９−２２９２１９号公報

しかしながら、特許文献１に記載ものにあっては、設定機構をピストンに内蔵させたため、これを調整するための作業もピストンの内部で行わなければならない。しかも、調整には特殊な工具が必要となるため、この特殊工具がない場合に調整ができない等、調整作業自体困難であるといわざるを得ない。

一方、特許文献２に記載のものでは、調整作業が煩雑化することはない。しかしながら、バルブ本体とポペット部材との間に圧力室を構成するためには、両者にきわめて精度の高い加工が必要となり、製造コストが著しく増大することになる。

本発明は、上記実情に鑑みて、煩雑な調整作業を要することなく、しかも製造コストが著しく増大する事態を招くことなく複数のリリーフ圧に変更可能なリリーフバルブ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係るリリーフバルブ装置は、バルブ本体の内部に構成してあり、本体入力ポート及び本体出力ポートを介して外部に開口するバネ室と、前記本体入力ポートにおけるバネ室側の開口端部に構成したシート面に対して当接または離隔するように前記バネ室の内部に移動可能に配設したポペット部材と、前記ポペット部材を前記本体入力ポートのシート面に押す方向にバネ力を作用させることにより前記本体入力ポートを閉じた状態に維持するリリーフバネとを備え、前記リリーフバネのバネ力に抗して前記ポペット部材がシート面から離隔し、前記本体入力ポートが開口した場合に前記バネ室を通じて前記本体入力ポートと前記本体出力ポートとの間を接続させるリリーフバルブ装置であって、前記バネ室に制御圧ポートを接続した減圧バルブを設けることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係るリリーフバルブ装置は、上述した請求項１において、中空孔を有した柱状を成し、該中空孔が前記本体入力ポートを介してバネ室に連通するように前記バルブ本体に連結するとともに、前記中空孔を外部に開口する筒部入力ポート及び筒部出力ポートを有した筒状体と、前記筒状体の中空孔に前記本体入力ポートに連通するバルブ室を構成し、かつ前記筒部入力ポートと前記筒部出力ポートとの間を開閉するように前記筒状体の中空孔に移動可能に配設し、前記筒部入力ポートから前記バルブ室に至る間に絞通路を有したバルブ部材と、前記バルブ部材が前記筒部出力ポートを閉塞する位置を維持するように前記バルブ室に配設したバルブバネとを備え、前記筒状体の筒部出力ポートを前記バネ室の本体出力ポートと隔絶する一方、前記バルブ部材の絞通路からバルブ室及び本体入力ポートを介してポペット部材に油圧を作用させ、この油圧により前記リリーフバネのバネ力に抗して前記ポペット部材がシート面から離隔した場合、前記筒部入力ポートと前記バルブ室との間に生じる差圧により前記バルブバネのバネ力に抗して前記バルブ部材を移動させ、前記筒状体の筒部出力ポートを開口させることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係るリリーフバルブ装置は、上述した請求項１において、前記減圧バルブの元圧ポートをリリーフ対象となる油圧回路に接続したことを特徴とする。

本発明によれば、減圧バルブの制御圧ポートからバネ室に油を供給することにより、本体入力ポートのシート面に対するポペット部材の押圧力を増大することができる。従って、圧力の設定機構を二つ設けることがないため、装置の長大化を招いたり、調整作業が煩雑化することなく、複数のリリーフ圧に変更することが可能となる。しかも、ポペット部材やバルブ本体に何等加工を施す必要もないため、製造コストが著しく増大する事態を招くこともない。

以下に添付図面を参照して、本発明に係るリリーフバルブ装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１であるリリーフバルブ装置を示したものである。ここで例示するリリーフバルブ装置は、ホイールローダやブルドーザ等の建設機械に適用される油圧回路に設けられるもので、リリーフバルブユニット１００を備えている。リリーフバルブユニット１００は、リリーフ対象となる油圧回路に接続される部分であり、バルブ本体１１０と筒状体１２０とバルブブロック１３０とを備えて構成してある。

バルブ本体１１０は、柱状に構成したもので、その軸心部分に収容空間１１０ａを有している。収容空間１１０ａは、円柱状の空間であり、一端がバルブ本体１１０の基端部において外部に開口する一方、他端がバルブ本体１１０の先端部に設けた本体入力ポート１１２を介して外部に開口している。本体入力ポート１１２は、収容空間１１０ａに比べて細径に形成した貫通孔であり、バルブ本体１１０において収容空間１１０ａの軸心延長上となる部位に形成してある。

この本体入力ポート１１２には、収容空間１１０ａとの会合部にシート面１１２ａが構成してある。シート面１１２ａは、収容空間１１０ａに向けて漸次太径となるように構成したテーパ状の内壁面である。尚、図からも明らかなように、本体入力ポート１１２の先端部開口は、基端部よりも太径に構成してある。

また、バルブ本体１１０には、本体出力ポート１１３が設けてあるとともに、ネジ溝１１１が形成してある。本体出力ポート１１３は、収容空間１１０ａの先端部において径方向に沿うように形成してあり、収容空間１１０ａをバルブ本体１１０の外周面に開口するものである。図には明示していないが、本実施の形態１では、収容空間１１０ａの軸心に対して放射状、かつ互いに等間隔となるように複数の本体出力ポート１１３がバルブ本体１１０に設けてある。

ネジ溝１１１は、収容空間１１０ａにおいてバルブ本体１１０の基端部側に位置する部に形成したものである。このネジ溝１１１には、バネ座部材１１４が装着してある。

バネ座部材１１４は、円柱状を成し、かつ先端部外周面にネジ部１１５を有したボルト状部材である。バネ座部材１１４には、その軸心部分にガイド孔１１６が設けてある。ガイド孔１１６は、バネ座部材１１４の軸心に沿って形成した円柱状の孔であり、バネ座部材１１４の先端面にのみ開口している。このバネ座部材１１４は、ネジ部１１５を介して収容空間１１０ａのネジ溝１１１に取り付けることにより収容空間１１０ａの一端を塞ぐ。これにより、バルブ本体１１０の収容空間１１０ａに本体入力ポート１１２及び本体出力ポート１１３のみによって外部に連通したバネ室Ａが構成される。尚、図中の符号１１７は、バルブ本体１１０に対してバネ座部材１１４が弛緩するのを防止するロックナット、符号１１８ａは、バルブ本体１１０とバネ座部材１１４とロックナット１１７との間に介在させたシール部材である。

さらに、バルブ本体１１０には、バネ室Ａの内部にポペット部材１４０及びリリーフバネ１５０が収容してある。ポペット部材１４０は、先端に向けて漸次小径となる円錐状部材であり、本体入力ポート１１２のシート面１１２ａに当接した場合に本体入力ポート１１２を閉塞することが可能である。このポペット部材１４０は、基端に設けたガイド軸部１４１をバネ座部材１１４のガイド孔１１６に嵌合させることにより、シート面１１２ａに対して当接または離隔するようにバネ室Ａの内部に移動可能に配設してある。リリーフバネ１５０は、ポペット部材１４０とバネ座部材１１４との間に介在するコイルバネである。このリリーフバネ１５０は、ポペット部材１４０をシート面１１２ａに当接することにより、本体入力ポート１１２を閉じた状態に維持する機能を有している。リリーフバネ１５０のバネ力は、バルブ本体１１０に対してバネ座部材１１４の位置を移動させることによって変更することが可能であり、リリーフセット圧となるように設定してある。

尚、図中の符号１１９は、バルブ本体１１０の外周面に形成した外周ネジ部である。この外周ネジ部１１９は、バルブ本体１１０の先端部において本体出力ポート１１３の開口位置よりも僅かに基端側となる部位に形成してある。また符号１１０ｂは、バルブ本体１１０の外周面に形成した環状のシール装着溝である。シール装着溝１１０ｂは、その外周部にシールリング１１８ｂを装着するもので、外周ネジ部１１９よりも基端側で、かつバルブ本体１１０の中央部に形成した太径部との境界となる部位に形成してある。

筒状体１２０は、バルブ本体１１０とは別体に構成したもので、軸心部分に中空孔を有した柱状を成している。筒状体１２０には、中空孔の基端部側となる部分にバネ座壁１２１が形成してある。バネ座壁１２１は、筒状体１２０の中空孔を軸方向に沿って先端側と基端側とに分割するように構成したものであり、中空孔の軸心部分に連結ポート１２２を有している。この筒状体１２０は、バネ座壁１２１よりも基端側となる中空孔にバルブ本体１１０の先端部を嵌着させ（しまり嵌め）、かつバルブ本体１１０の先端面がバネ座壁１２１に当接するようにバルブ本体１１０の先端部に連結してある。この状態においては、バルブ本体１１０の本体入力ポート１１２と筒状体１２０のバネ座壁１２１に形成した連結ポート１２２とが互いに合致することになる。これにより、バネ座壁１２１よりも先端側となる中空孔が連結ポート１２２及び本体入力ポート１１２を介してバネ室Ａに連通する。

この筒状体１２０には、それぞれが個別に中空孔に連通するように筒部入力ポート１２３及び筒部出力ポート１２４が設けてある。筒部入力ポート１２３は、筒状体１２０の先端面に開口した孔であり、筒状体１２０の中空孔と同一の内径に構成してある。筒部出力ポート１２４は、中空孔の先端部において径方向に沿って設けてあり、中空孔を筒状体１２０の外周面に開口するものである。この筒部出力ポート１２４は、個々の開口がバルブ本体１１０に形成した本体出力ポート１１３よりも太径であり、合計した総開口面積も本体出力ポート１１３よりも大きく形成してある。図には明示していないが、本実施の形態１では、中空孔の軸心に対して放射状、かつ互いに等間隔となるように複数の筒部出力ポート１２４が筒状体１２０に設けてある。

筒状体１２０の中空孔には、ストッパ部材１６０、バルブ部材１７０及びバルブバネ１８０が収容してある。

ストッパ部材１６０は、一端部の外周にフランジを有した円筒状部材であり、フランジを筒状体１２０の先端面に当接させた状態で、筒状体１２０の中空孔の開口端部に装着してある。このストッパ部材１６０の内部通路１６０ａは、実質的に筒状体１２０の筒部入力ポートとなる。従って、以下においては筒状体１２０の筒部入力ポートとして、ストッパ部材１６０の内部通路１６０ａを指示することとする。

バルブ部材１７０は、先端壁１７１によって先端面が閉塞し、かつ筒状体１２０の中空孔に嵌合することのできる外径に構成した円筒状部材である。このバルブ部材１７０は、先端面を筒状体１２０の先端側に向けた状態で中空孔の内部に収容してあり、筒状体１２０との間にバルブ室Ｂを構成している。

図からも明らかなように、バルブ部材１７０は、軸方向に沿った全長が、バネ座壁１２１の先端面からストッパ部材１６０の基端面との間の距離よりも小さく構成してある。従って、バルブ部材１７０は、筒状体１２０の内部において軸心方向に移動することが可能である。バルブ部材１７０が筒状体１２０の最も先端側に移動した場合には、バルブ部材１７０の先端面がストッパ部材１６０に当接する。この状態においては、バルブ本体１１０に形成した筒部出力ポート１２４の開口がバルブ部材１７０の外周面によって閉塞されることになる。この結果、バルブ本体１１０の筒部入力ポート１６０ａと筒部出力ポート１２４とが隔絶した状態となる。一方、バルブ部材１７０が筒状体１２０の最も基端側に移動した場合には、バルブ部材１７０の先端面が筒状体１２０に形成した筒部出力ポート１２４よりも基端側に位置し、筒状体１２０の筒部入力ポート１６０ａと筒部出力ポート１２４とが互いに接続されることになる。

また、バルブ部材１７０には、先端壁１７１に絞通路１７２が設けてある。絞通路１７２は、バルブ本体１１０に形成した本体入力ポート１１２の最も細径となる中間部分よりもさらに細径となる貫通孔であり、筒状体１２０の中空孔と同一軸心上となる位置に設けてある。

バルブバネ１８０は、筒状体１２０に形成したバネ座壁１２１の先端面とバルブ部材１７０の先端壁１７１との間に介在したコイルバネである。このバルブバネ１８０は、バルブ部材１７０の先端面をストッパ部材１６０に当接することにより、バルブ部材１７０の外周面によって筒状体１２０の筒部出力ポート１２４を閉じた状態に維持する機能を有している。

尚、図中の符号１９０は、オイルシール部材であり、筒状体１２０の外周面において筒部出力ポート１２４の開口位置よりも先端部側に位置する部位に形成した環状溝に装着してある。

バルブブロック１３０は、上述したバルブ本体１１０及び筒状体１２０を保持するためのものである。バルブブロック１３０には、これらバルブ本体１１０及び筒状体１２０を挿入するための装着孔１３１が設けてある。装着孔１３１は、筒状体１２０及びバルブ本体１１０の先端部を挿入可能、かつバルブ本体１１０の太径部を挿通不可とする内径に形成したもので、その開口端部内周面にブロックネジ溝１３２を有している。このブロックネジ溝１３２は、装着孔１３１にバルブ本体１１０の先端部を挿入した場合にバルブ本体１１０の外周面に形成した外周ネジ部１１９に螺合することにより、バルブ本体１１０をバルブブロック１３０に取り付けることが可能である。

ここで、バルブブロック１３０に対してバルブ本体１１０及び筒状体１２０を取り付ける場合には、まず、バルブ本体１１０の先端部に筒状体１２０を圧入して嵌着させる。その後、バルブ本体１１０の収容空間１１０ａにポペット部材１４０及びリリーフバネ１５０を収容した状態でバルブ本体１１０の基端部にシール部材１１８ａを介してバネ座部材１１４を取り付ける。バネ座部材１１４には、さらにロックナット１１７を装着する。筒状体１２０には、バルブバネ１８０及びバルブ部材１７０を収容させた後、その開口端部にストッパ部材１６０を圧入すれば、リリーフバルブユニット１００が組み上がる。この状態からバルブ本体１１０のシール装着溝１１０ｂにシールリング１１８ｂを装着するとともに、筒状体１２０の環状溝にオイルシール部材１９０を装着した後、筒状体１２０からバルブブロック１３０の装着孔１３１に挿入する。その後、上述したようにバルブブロック１３０のブロックネジ溝１３２に対してバルブ本体１１０の外周ネジ部１１９を螺合させれば、バルブブロック１３０に対するリリーフバルブユニット１００の脱落が防止される。このとき、バルブ本体１１０のシール装着溝１１０ｂに装着したシールリング１１８ｂは、バルブブロック１３０とバルブ本体１１０との間に圧接された状態となる。尚、以下においては便宜上、リリーフバルブユニット１００をバルブブロック１３０に取り付けた状態を単に「組付状態」と称して説明を行う。

バルブブロック１３０に対してリリーフバルブユニット１００が組付状態にある場合には、筒状体１２０において筒部出力ポート１２４よりも先端部側に位置する部分（以下、「高圧ポート１３３」という）が装着孔１３１の内周面に挿入され、さらにその外周部に設けたオイルシール部材１９０が装着孔１３１の内周面に圧接される。この結果、バルブブロック１３０の装着孔１３１は、リリーフバルブユニット１００が装着されている部分と、筒状体１２０の先端面よりも奥方に位置する部分とが互いに隔絶された状態となる。

また、バルブブロック１３０の装着孔１３１には、バルブ本体１１０の本体出力ポート１１３に対応する部位に制御圧室用溝部１３４が設けてあるとともに、筒状体１２０の筒部出力ポート１２４に対応する部位にタンク室用溝部１３５が設けてある。制御圧室用溝部１３４は、本体出力ポート１１３を取り囲むように構成した環状の凹所である。この制御圧室用溝部１３４は、バルブブロック１３０に対してリリーフバルブユニット１００が組付状態にある場合、リリーフバルブユニット１００との間にバルブ本体１１０のバネ室Ａに連通した制御圧室Ｃを構成するものである。タンク室用溝部１３５は、筒部出力ポート１２４を取り囲むように構成した環状の凹所である。このタンク室用溝部１３５は、バルブブロック１３０に対してリリーフバルブユニット１００が組付状態にある場合、リリーフバルブユニット１００との間にタンク室Ｄを構成するものである。図からも明らかなように、これら制御圧室Ｃ及びタンク室Ｄは、筒状体１２０の外周面とバルブブロック１３０における装着孔１３１の内周面とが圧接することにより、互いに隔絶された状態にある。

一方、リリーフバルブ装置は、リリーフバルブユニット１００とは別体に構成した減圧バルブ２００を備えている。減圧バルブ２００は、上述したリリーフバルブユニット１００のバネ室Ａに対して油を供給するためのものである。本実施の形態１では、電磁ソレノイド２０１に対して流す電流を増加するに従って圧力設定値が高くなる電磁比例式のパイロット型減圧バルブを適用している。図１に示すように、この減圧バルブ２００は、バルブブロック１３０の制御圧室Ｃを介してバルブ本体１１０のバネ室Ａに制御圧ポート２０２を接続し、かつ元圧ポート２０３をバルブブロック１３０の高圧ポート１３３に接続した状態でリリーフバルブ装置を構成する。

このリリーフバルブ装置をリリーフすべき油圧回路に適用する場合には、バルブブロック１３０の高圧ポート１３３に油圧回路を接続するとともに、バルブブロック１３０のタンク室ＤをタンクＴに接続すれば良い。図２は、実施の形態１のリリーフバルブ装置の機能を模式的に示した油圧回路図である。以下、図１及び図２を適宜参照しながらリリーフバルブ装置の作用について説明する。

まず、このリリーフバルブ装置に対しては、油圧回路からバルブブロック１３０の高圧ポート１３３に供給される油がバルブ部材１７０の絞通路１７２を通じて筒状体１２０のバルブ室Ｂに供給され、該バルブ室Ｂの油圧がバルブ本体１１０の本体入力ポート１１２を介してポペット部材１４０に加えられることになる。

いま、減圧バルブ２００の電磁ソレノイド２０１に電流を流していないとすると、リターンスプリング２０４の押圧力により、スプール２０５が図１において最も右側に移動した位置に保持される。この状態においては、元圧ポート２０３と制御圧ポート２０２とが隔絶された状態に保持されるとともに、制御圧ポート２０２がタンクポート２０６に連通した状態となる。つまり、制御圧ポート２０２からバルブ本体１１０のバネ室Ａに油が供給されることもなく、タンク圧が作用するため、本体入力ポート１１２のシート面１１２ａに対するポペット部材１４０の押圧力は、リリーフバネ１５０のバネ力のみとなる。

従って、筒状体１２０のバルブ室Ｂ及びバルブ本体１１０の本体入力ポート１１２を介してポペット部材１４０に加えられる油の圧力がリリーフバネ１５０のバネ力より小さい場合、ポペット部材１４０は本体入力ポート１１２のシート面１１２ａに当接された状態を維持するため、油圧回路の油がリリーフされることはない。

これに対してポペット部材１４０に加えられる油の圧力がリリーフバネ１５０のバネ力より大きくなると、リリーフバネ１５０のバネ力に抗してポペット部材１４０が図１において右側に移動し、本体入力ポート１１２のシート面１１２ａからポペット部材１４０が離隔する。これにより、バルブ室Ｂの油が本体入力ポート１１２を通じてバルブ本体１１０のバネ室Ａに流入され、さらに本体出力ポート１１３を通じて制御圧室Ｃに至る。

ここで、バルブブロック１３０の高圧ポート１３３と筒状体１２０のバルブ室Ｂとは、バルブ部材１７０の絞通路１７２を通じて互いに連通するものである。しかもこの絞通路１７２は、本体入力ポート１１２に比して細径に構成したものである。従って、バルブ室Ｂの油が本体入力ポート１１２を通じてバネ室Ａに流入した場合、筒状体１２０のバルブ室Ｂの圧力が低くなり、高圧ポート１３３の油圧によりバルブバネ１８０の押圧力に抗してバルブ部材１７０が筒状体１２０の基端側（図１中の右側）に移動する。この結果、筒状体１２０の筒部入力ポート１６０ａが筒部出力ポート１２４に連通することになり、油圧回路の油が筒部出力ポート１２４、タンク室Ｄを介して大量にタンクＴにリリーフされることとなる。

上記リリーフバルブ装置によれば、バルブ本体１１０の基端部から突出したバネ座部材１１４及びロックナット１１７を適宜操作すればリリーフバネ１５０のバネ力を調整することができる。すなわち、バネ座部材１１４に螺合したロックナット１１７を弛緩させれば、バネ座部材１１４をバルブ本体１１０の収容空間１１０ａに対して移動させることができる。バネ座部材１１４がバルブ本体１１０の収容空間１１０ａに対して移動すると、リリーフバネ１５０の長さが変更されるため、ポペット部材１４０に対する押圧力が変更される。これらの作業は、スパナ等の通常の工具を用いて作業者が視認しながら行うことが可能であり、調整作業が煩雑化する事態を招くことがない。

尚、筒状体１２０のバルブ室Ｂからバルブ本体１１０のバネ室Ａに流入された油は、制御圧ポート２０２を通じて減圧バルブ２００に送給され、タンクポート２０６を通じてタンクＴに回収されることになる。

一方、上述したリリーフバルブ装置において減圧バルブ２００の電磁ソレノイド２０１に電流を流すと、電磁ソレノイド２０１が進出移動し、スプール２０５が図１において左側に移動する。これにより、減圧バルブ２００の元圧ポート２０３と制御圧ポート２０２とが互いに連通し、元圧ポート２０３の油が制御圧ポート２０２を通じてバルブ本体１１０のバネ室Ａに供給されることになる。バネ室Ａに供給された油は、その圧力が本体入力ポート１１２のシート面１１２ａに対してポペット部材１４０を押す方向に作用する。つまり、バネ室Ａに油が供給された状態においては、本体入力ポート１１２のシート面１１２ａに対するポペット部材１４０の押圧力が（リリーフバネ１５０のバネ力）＋（バネ室Ａに供給された油の圧力）となる。この結果、油圧回路のリリーフ圧を、リリーフバネ１５０のバネ力よりも高い圧力に変更することが可能となる。

しかも、減圧バルブ２００の制御圧ポート２０２から供給される油は、電磁ソレノイド２０１に流した電流に比例した圧力となる。つまり、元圧ポート２０３から制御圧ポート２０２に供給された油の圧力が電磁ソレノイド２０１の押圧力以上となると、スプール２０５が図１において右側に移動し、元圧ポート２０３と制御圧ポート２０２とが隔絶された状態になり、制御圧ポート２０２への油の供給が停止される。制御圧ポート２０２の圧力が低下すれば、再びスプール２０５が図１において左側に移動し、元圧ポート２０３の油が制御圧ポート２０２を通じてバルブ本体１１０のバネ室Ａに供給されることになる。以下、これらの動作が繰り返し行われ、減圧バルブ２００の制御圧ポート２０２から供給される油が電磁ソレノイド２０１に流した電流に比例した圧力に調整される。従って、電磁ソレノイド２０１に流す電流の値を変更することにより、油圧回路のリリーフ圧を複数の値に変更することも可能となる。

尚、減圧バルブ２００の制御圧ポート２０２からバルブ本体１１０のバネ室Ａに対して油が供給されている状態においても、ポペット部材１４０が本体入力ポート１１２のシート面１１２ａから離隔すると、筒状体１２０のバルブ室Ｂからバルブ本体１１０のバネ室Ａに油が流入され、さらに本体出力ポート１１３を通じて制御圧室Ｃに至る。この場合には、スプール２０５が図１において右側に移動して制御圧ポート２０２がタンクポート２０６に連通し、タンクポート２０６を通じてタンクＴに回収されることになる。

以上のように、上述したリリーフバルブ装置によれば、減圧バルブ２００の制御圧ポート２０２を通じてバルブ本体１１０のバネ室Ａに油を供給することにより、本体入力ポート１１２のシート面１１２ａに対するポペット部材１４０の押圧力を増大することができる。従って、圧力の設定機構を二つ設ける必要もないため、装置の長大化を招いたり、調整作業が煩雑化することなく、リリーフ圧を複数の値に変更することが可能となる。しかも、上記リリーフバルブ装置によれば、ポペット部材１４０やバルブ本体１１０に何等加工を施す必要もないため、製造コストが著しく増大する事態を招くこともない。

尚、上述した実施の形態１では、バルブ本体と筒状体とを別々に構成した後、両者を嵌着させることによって一体的に取り扱えるように構成しているため、組立作業の容易化を図ることが可能となる。しかしながら、本発明はこれらに限定されない。例えば、バルブ本体と筒状体とは、必ずしも一体的に扱えるように構成する必要はなく、別々に構成したままそれぞれをバルブブロックに組み付けるようにしても構わない。逆に、バルブ本体と筒状体とを予め一体に構成すれば、嵌着させることなくこれらを一体的に取り扱うことが可能である。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２であるリリーフバルブ装置を示したものである。ここで例示するリリーフバルブ装置は、実施の形態１と同様に、ホイールローダやブルドーザ等の建設機械に適用される油圧回路に設けられるもので、実施の形態１とはリリーフバルブユニットの詳細構成のみが異なったものである。以下、実施の形態２のリリーフバルブ装置について説明を行う。尚、実施の形態２において実施の形態１と同様に構成に関しては、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略している。

実施の形態２のリリーフバルブ装置に適用されるリリーフバルブユニット３００は、バルブ本体１１０とバルブブロック３２０とを備えて構成してある。

また、バルブ本体１１０には、本体出力ポート１１３が設けてあるとともに、ネジ溝１１１が形成してある。本体出力ポート１１３は、収容空間１１０ａの先端部において径方向に沿うように形成してあり、収容空間１１０ａをバルブ本体１１０の外周面に開口するものである。図には明示していないが、本実施の形態１では、収容空間１１０ａの軸心に対して放射状、かつ互いに等間隔となるように複数の本体出力ポート１１３がバルブ本体１１０に設けてある。尚、図中の符号１１３ａは、バルブ本体１１０の外周面に形成した環状の連通溝である。この連通溝１１３ａは、本体出力ポート１１３においてバルブ本体１１０の外周面に開口した端部を互いに連通するものである。

尚、図中の符号１１９は、バルブ本体１１０の外周面に形成した外周ネジ部である。この外周ネジ部１１９は、バルブ本体１１０の先端部において本体出力ポート１１３の開口位置よりも僅かに基端側となる部位に形成してある。また符号１１０ｂは、バルブ本体１１０の外周面に形成した環状のシール装着溝である。シール装着溝１１０ｂは、その外周部にシールリング１１８ｂを装着するもので、外周ネジ部１１９よりも基端側で、かつバルブ本体１１０の中央部に形成した太径部との境界となる部位に形成してある。さらに、図中の符号１９１は、オイルシール部材であり、バルブ本体１１０の外周面において連通溝１１３ａよりも先端部側に位置する部位に形成した環状溝に装着してある。

バルブブロック３２０は、上述したバルブ本体１１０を保持するためのものである。バルブブロック３２０には、バルブ本体１１０を挿入するための装着孔３２１が設けてある。装着孔３２１は、バルブ本体１１０の先端部を挿入可能、かつバルブ本体１１０の太径部を挿通不可とする内径に形成したもので、その開口端部内周面にブロックネジ溝３２２を有している。このブロックネジ溝３２２は、装着孔３２１にバルブ本体１１０の先端部を挿入した場合にバルブ本体１１０の外周面に形成した外周ネジ部１１９に螺合することにより、バルブ本体１１０をバルブブロック３２０に取り付けることが可能である。

ここで、バルブブロック３２０に対してバルブ本体１１０を取り付ける場合には、まず、バルブ本体１１０の収容空間１１０ａにポペット部材１４０及びリリーフバネ１５０を収容した状態でバルブ本体１１０の基端部にシール部材１１８ａを介してバネ座部材１１４を取り付ける。バネ座部材１１４には、さらにロックナット１１７を装着すれば、リリーフバルブユニット３００が組み上がる。この状態からバルブ本体１１０のシール装着溝１１０ｂにシールリング１１８ｂを装着するとともに、バルブ本体１１０の環状溝にオイルシール部材１９１を装着した後、バルブ本体１１０をその先端部からバルブブロック３２０の装着孔３２１に挿入する。その後、上述したようにバルブブロック３２０のブロックネジ溝３２２に対してバルブ本体１１０の外周ネジ部１１９を螺合させれば、バルブブロック３２０に対するリリーフバルブユニット３００の脱落が防止される。このとき、バルブ本体１１０のシール装着溝１１０ｂに装着したシールリング１１８ｂは、バルブブロック３２０とバルブ本体１１０との間に圧接された状態となる。尚、以下においては便宜上、リリーフバルブユニット３００をバルブブロック３２０に取り付けた状態を単に「組付状態」と称して説明を行う。

バルブブロック３２０に対してリリーフバルブユニット３００が組付状態にある場合には、バルブ本体１１０において本体出力ポート１１３よりも先端部側に位置する部分に設けたオイルシール部材１９１が装着孔３２１の内周面に圧接される。この結果、バルブブロック３２０の装着孔３２１は、バルブ本体１１０の先端面よりも先端部側に位置する部分（以下、「高圧ポート３３３」という）と、リリーフバルブユニット３００が装着されている部分とが互いに隔絶された状態となる。

また、バルブブロック３２０の装着孔３２１には、バルブ本体１１０の本体出力ポート１１３を連通した連通溝１１３ａに対応する部位に制御圧室用溝部３３４が設けてある。制御圧室用溝部３３４は、本体出力ポート１１３を取り囲むように構成した環状の凹所である。この制御圧室用溝部３３４は、バルブブロック３２０に対してリリーフバルブユニット３００が組付状態にある場合、リリーフバルブユニット３００との間にバルブ本体１１０のバネ室Ａに連通した制御圧室Ｃを構成するものである。

このリリーフバルブ装置をリリーフすべき油圧回路に適用する場合には、バルブブロック３２０の高圧ポート３３３に油圧回路を接続すれば良い。図４は、実施の形態２のリリーフバルブ装置の機能を模式的に示した油圧回路図である。以下、図３及び図４を適宜参照しながらリリーフバルブ装置の作用について説明する。

まず、このリリーフバルブ装置に対しては、油圧回路からバルブブロック３２０の高圧ポート３３３に供給される油の圧力がバルブ本体１１０の本体入力ポート１１２を介してポペット部材１４０に加えられることになる。

いま、減圧バルブ２００の電磁ソレノイド２０１に電流を流していないとすると、リターンスプリング２０４の押圧力により、スプール２０５が図３において最も右側に移動した位置に保持される。この状態においては、元圧ポート２０３と制御圧ポート２０２とが隔絶された状態に保持されるとともに、制御圧ポート２０２がタンクポート２０６に連通した状態となる。つまり、制御圧ポート２０２からバルブ本体１１０のバネ室Ａに油が供給されることもなく、タンク圧が作用するため、本体入力ポート１１２のシート面１１２ａに対するポペット部材１４０の押圧力は、リリーフバネ１５０のバネ力のみとなる。

従って、バルブ本体１１０の本体入力ポート１１２を介してポペット部材１４０に加えられる油の圧力がリリーフバネ１５０のバネ力より小さい場合、ポペット部材１４０は本体入力ポート１１２のシート面１１２ａに当接された状態を維持するため、油圧回路の油がリリーフされることはない。

これに対してポペット部材１４０に加えられる油の圧力がリリーフバネ１５０のバネ力より大きくなると、リリーフバネ１５０のバネ力に抗してポペット部材１４０が図３において右側に移動し、本体入力ポート１１２のシート面１１２ａからポペット部材１４０が離隔する。これにより、高圧ポート３３３の油、つまり油圧回路の油が本体入力ポート１１２を通じてバルブ本体１１０のバネ室Ａに流入され、さらに本体出力ポート１１３を介して制御圧室Ｃに至る。制御圧室Ｃの油は、制御圧ポート２０２を通じて減圧バルブ２００に送給され、タンクポート２０６を通じてタンクＴにリリーフされることになる。

一方、上述したリリーフバルブ装置において減圧バルブ２００の電磁ソレノイド２０１に電流を流すと、電磁ソレノイド２０１が進出移動し、スプール２０５が図３において左側に移動する。これにより、減圧バルブ２００の元圧ポート２０３と制御圧ポート２０２とが互いに連通し、元圧ポート２０３の油が制御圧ポート２０２を通じてバルブ本体１１０のバネ室Ａに供給されることになる。バネ室Ａに供給された油は、その油圧が本体入力ポート１１２のシート面１１２ａに対してポペット部材１４０を押す方向に作用する。つまり、バネ室Ａに油が供給された状態においては、本体入力ポート１１２のシート面１１２ａに対するポペット部材１４０の押圧力が（リリーフバネ１５０のバネ力）＋（バネ室Ａに供給された油の圧力）となる。この結果、油圧回路のリリーフ圧を、リリーフバネ１５０のバネ力よりも高い圧力に変更することが可能となる。

しかも、減圧バルブ２００の制御圧ポート２０２から供給される油は、電磁ソレノイド２０１に流した電流に比例した圧力となる。つまり、元圧ポート２０３から制御圧ポート２０２に供給された油の圧力が電磁ソレノイド２０１の押圧力以上となると、スプール２０５が図３において右側に移動し、元圧ポート２０３と制御圧ポート２０２とが隔絶された状態になり、制御圧ポート２０２への油の供給が停止される。制御圧ポート２０２の圧力が低下すれば、再びスプール２０５が図３において左側に移動し、元圧ポート２０３の油が制御圧ポート２０２を通じてバルブ本体１１０のバネ室Ａに供給されることになる。以下、これらの動作が繰り返し行われ、減圧バルブ２００の制御圧ポート２０２から供給される油が電磁ソレノイド２０１に流した電流に比例した圧力に調整される。従って、電磁ソレノイド２０１に流す電流の値を変更することにより、油圧回路のリリーフ圧を複数の値に変更することも可能となる。

尚、減圧バルブ２００の制御圧ポート２０２からバルブ本体１１０のバネ室Ａに対して油を供給されている状態においても、ポペット部材１４０が本体入力ポート１１２のシート面１１２ａから離隔すると、バルブブロック３２０の高圧ポート３３３からバルブ本体１１０のバネ室Ａに油が流入され、さらに本体出力ポート１１３を通じて制御圧室Ｃに至る。この場合には、スプール２０５が図３において右側に移動して制御圧ポート２０２がタンクポート２０６に連通し、タンクポート２０６を通じてタンクＴに回収されることになる。

本発明の実施の形態１であるリリーフバルブ装置を示す概念図である。図１に示したリリーフバルブ装置の油圧回路図である。本発明の実施の形態２であるリリーフバルブ装置を示す概念図である。図３に示したリリーフバルブ装置の油圧回路図である。

符号の説明

１００リリーフバルブユニット
１１０バルブ本体
１１２本体入力ポート
１１２ａシート面
１１３本体出力ポート
１２０筒状体
１２１バネ座壁
１３３高圧ポート
１４０ポペット部材
１５０リリーフバネ
１７０バルブ部材
１７２絞通路
２００減圧バルブ
２０１電磁ソレノイド
２０２制御圧ポート
２０３元圧ポート
３００リリーフバルブユニット
３３４制御圧室用溝部
Ａバネ室

Claims

バルブ本体の内部に構成してあり、本体入力ポート及び本体出力ポートを介して外部に開口するバネ室と、
前記本体入力ポートにおけるバネ室側の開口端部に構成したシート面に対して当接または離隔するように前記バネ室の内部に移動可能に配設したポペット部材と、
前記ポペット部材を前記本体入力ポートのシート面に押す方向にバネ力を作用させることにより前記本体入力ポートを閉じた状態に維持するリリーフバネと
を備え、前記リリーフバネのバネ力に抗して前記ポペット部材がシート面から離隔し、前記本体入力ポートが開口した場合に前記バネ室を通じて前記本体入力ポートと前記本体出力ポートとの間を接続させるリリーフバルブ装置であって、
前記バネ室に制御圧ポートを接続した減圧バルブを設けることを特徴とするリリーフバルブ装置。
中空孔を有した柱状を成し、該中空孔が前記本体入力ポートを介してバネ室に連通するように前記バルブ本体に連結するとともに、前記中空孔を外部に開口する筒部入力ポート及び筒部出力ポートを有した筒状体と、
前記筒状体の中空孔に前記本体入力ポートに連通するバルブ室を構成し、かつ前記筒部入力ポートと前記筒部出力ポートとの間を開閉するように前記筒状体の中空孔に移動可能に配設し、前記筒部入力ポートから前記バルブ室に至る間に絞通路を有したバルブ部材と、
前記バルブ部材が前記筒部出力ポートを閉塞する位置を維持するように前記バルブ室に配設したバルブバネと
を備え、前記筒状体の筒部出力ポートを前記バネ室の本体出力ポートと隔絶する一方、前記バルブ部材の絞通路からバルブ室及び本体入力ポートを介してポペット部材に油圧を作用させ、この油圧により前記リリーフバネのバネ力に抗して前記ポペット部材がシート面から離隔した場合、前記筒部入力ポートと前記バルブ室との間に生じる差圧により前記バルブバネのバネ力に抗して前記バルブ部材を移動させ、前記筒状体の筒部出力ポートを開口させることを特徴とする請求項１に記載のリリーフバルブ装置。
前記減圧バルブの元圧ポートをリリーフ対象となる油圧回路に接続したことを特徴とする請求項１に記載のリリーフバルブ装置。