JP2015206426A - スローリターンチェック弁 - Google Patents

Abstract

【課題】コンタミ性に優れると共に、通過流量の調整が容易なスローリターンチェック弁を提供する。
【解決手段】スローリターンチェック弁１を、第一、第二ポート６、７を有した外側バルブボディ２と、外側バルブボディ２に形成の収納室８に内嵌される内側バルブボディ３と、内側バルブボディ３に移動自在に内嵌されて弁路１７を開閉する弁体４とを備えて構成すると共に、収納室８の内周面と内側バルブボディ３の外周面とのあいだに絞りとなる環状クリアランス９を軸方向に長さを有する状態で設け、さらに、環状クリアランス９と第一、第二ポート６、７とを連通する連通油路１０〜１３を設けて、第二ポート７から第一ポート６に油が流れる場合には、弁路１７を経由しての油の流れが阻止されると共に前記環状クリアランス９により流量規制される構成にした。
【選択図】図１

Description

本発明は、一方向の流れは自由流れを許容し、逆方向の流れは絞りで流量規制するスローリターンチェック弁の技術分野に関するものである。

一般に、建設機械等の油圧アクチュエータを備えた油圧式作業機械には、作動油の流れの方向や流量、圧力を制御するための種々のバルブが設けられるが、この様なバルブの一つとしてスローリターンチェック弁（一方向絞り弁）がある。該スローリターンチェック弁は、一方向の流れは自由流れを許容し、逆方向の流れは絞りで流量規制するものであって、例えば、負荷側から油タンクに油を戻す場合に負荷側の圧力低下を遅延させる場合に用いられる。
前記スローリターンチェック弁としては、従来から、電磁式のものや、弁体にオリフィスを形成したもの（例えば、特許文献１の図１５に示されるスローリターンバルブ）が知られている。電磁式のものは、絞りによる流量制御を精度良く行うことができるが、コストが高いという問題がある。一方、弁体にオリフィスを形成したものは、オリフィス径によって流量を制御することになるが、この場合に、例えば負荷側から油タンクに油を戻す場合に負荷側の圧力低下の遅延時間を長く設定したいような場合には、オリフィス径を小さくしてオリフィスの通過流量を少なくする必要がある。しかしながら、オリフィス径が小さいほどコンタミ（ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ）が詰まりやすく、該コンタミによってオリフィスが閉塞してしまう惧れがあって、オリフィス径を小さくすることに限界があり、このため、遅延時間を長く設定することが難しいという問題がある。
そこで、スローリターンチェック弁の弁体を構成する筒状突部に切欠き溝を切欠き形成し、筒状突部が弁座に着座したときには上記切欠き溝により流体の流れに抵抗を付与して流量規制する一方、筒状突部が弁座から離間したときには切欠き溝が弁体収容部に開放されることで、切欠き溝に付着したコンタミを弁体収容部に流れ込む圧油を利用して除去するようにした技術が提唱されている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００７−９２８０７号公報 特開２００７−２５５４４５号公報

しかしながら、前記特許文献２のように切欠き形成された切欠き溝は、筒状突部が弁座から離間したときに弁体収容部に開放されるものであっても、やはりコンタミが溜まりやすいという問題がある。そしてこのものでは、切欠き溝の断面積に応じて流量が規制される構成になっているため、例えば負荷側から油タンクに油を戻す場合に負荷側の圧力低下の遅延時間を長く設定したいような場合には、切欠き溝の通過流量を少なくするべく切欠き溝の断面積を小さく設定することになるが、該切欠き溝の断面積を小さくするほど切欠き溝にコンタミが詰まってしまう惧れが大きくなるいう問題があり、ここに本発明の解決すべき課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、第一、第二ポートを有する外側バルブボディと、第一、第二ポートに連通する状態で外側バルブボディ内に形成される円形孔状の収納室と、該収納室に内嵌される円筒状の内側バルブボディと、該内側バルブボディに移動自在に内嵌されて前記第一ポートと第二ポートとを連通する弁路を開閉する弁体とを備えると共に、前記外側バルブボディの収納室の内周面と内側バルブボディの外周面とのあいだに絞りとなる環状クリアランスを軸方向に長さを有する状態で設け、さらに、外側バルブボディ或いは内側バルブボディに前記環状クリアランスと第一、第二ポートとを連通する連通油路を設けて、第一ポートから第二ポートへの油の流れは、第一ポートに流入する油の圧力により弁体が弁路開方向に移動することで弁路を経由しての自由流れが許容される一方、第二ポートから第一ポートへの油の流れは、第二ポートに流入する油の圧力により弁体が弁路閉方向に移動することで弁路を経由しての流れが阻止されると共に、該弁路を経由しての流れが阻止された状態では、前記環状クリアランスおよび連通油路を経由して流量規制された油が第二ポートから第一ポートに流れることを特徴とするスローリターンチェック弁である。

請求項１の発明とすることにより、コンタミ性に優れると共に、環状クリアランスの通過流量の調整を容易に行うことができる。

弁路閉状態のスローリターンチェック弁の断面図である。 弁路開状態のスローリターンチェック弁の断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は内側バルブボディの正面図、側面図、断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図において、１はスローリターンチェック弁であって、該スローリターンチェック弁１は、例えば、油圧シリンダ等の負荷側から油タンクに油を戻す場合にスローリターンチェック弁１により負荷側の圧力低下を遅延させ、これにより負荷の作動速度を緩やかにするような場合に用いられる。そして、このスローリターンチェック弁１は、後述する外側バルブボディ２、内側バルブボディ３、弁体４、弾機５等の部材を用いて構成されている。

前記スローリターンチェック弁１を構成する外側バルブボディ２は、第一ポート６を備えた第一外側バルブボディ２ａと、第二ポート７を備えた第二外側バルブボディ２ｂとを螺合２ｃすることにより一体的に組付けて形成されるものであって、以下の説明では、第一外側バルブボディ２ａと第二外側バルブボディ２ｂとを分けることなく、両者が一体的に組み付けられたものを外側バルブボディ２として説明するが、本実施の形態において、第一ポート６は切換弁を介して油ポンプ或いは油タンクに接続される一方、第二ポート７は油圧アクチュエータ（負荷）に接続されている（図示せず）。さらに、外側バルブボディ２内には、前記第一、第二ポート６、７よりも大径で第一、第二ポート６、７に連通する円形孔状の収納室８が形成されているが、該収納室８は、第一、第二ポート６、７と同軸上となる状態で第一ポート６と第二ポート７との間に位置するように配されていると共に、収納室８の第二ポート７側半部は第一ポート６側半部よりも少し大径に形成されている。

前記収納室８には、円筒状の内側バルブボディ３が内嵌されている。該内側バルブボディ３は、その筒内部が前記第一、第二ポート６、７と連通していると共に、内側バルブボディ３の外周部の第一ポート６側部分には、他の外周部分よりも少し大径となる大径部３ａが軸方向に長さＬを有する状態で形成されている。そして、該大径部３ａの外周面と収納室８の内周面とのあいだには、絞りとなる微小の環状クリアランス９が形成されている（図１、２では、判りやすくするために環状クリアランス９の径方向の幅Ｓを実際よりも大きく図示している）。また、大径部３ａよりも第一ポート６側の内側バルブボディ３外周面と収納部８内周面とのあいだには、前記環状クリアランス９に連通する第一環状連通油路１０が形成され、大径部３ａよりも第二ポート７側の内側バルブボディ３外周面と収納部８内周面とのあいだには、前記環状クリアランス９に連通する第二環状連通油路１１が形成されている。

さらに、前記内側バルブボディ３の第一ポート側端面３ｂは収納室８の第一ポート側端面８ａに対向しているが、該内側バルブボディ３の第一ポート側端面３ｂには、内側バルブボディ３の内周側から外周側に至る複数（本実施の形態では、周回り方向に９０℃の間隔を存する状態で４本）の溝状の第一連通油路１２が放射状に形成されており、該第一連通油路１２を介して第一ポート６と前記第一環状連通油路１０とは連通している。また、内側バルブボディ３の第二ポート側端面３ｃは収納室８の第二ポート側端面８ｂに対向しているが、該内側バルブボディ３の第二ポート側端面３ｃと収納室８の第二ポート側端面８ｂとのあいだには、後述するように弁体４が弁路１７を閉じている状態のときに第二連通油路１３となる間隙が形成されるようになっており、該第二連通油路１３（内側バルブボディ３の第二ポート側端面３ｃと収納室８の第二ポート側端面８ｂとのあいだの間隙）を介して第二ポート７と前記第二環状連通油路１１とは連通している。而して、第一ポート６と第二ポート７とは、前記第一連通油路１２、第一環状連通油路１０、環状クリアランス９、第二環状連通油路１１、第二連通油路１３を介して連通する状態となっている。尚、前記第一、第二環状連通油路１０、１１、第一、第二連通油路１２、１３は、本発明の連通油路を構成するものであって、これら連通油路１０〜１３は、作動油が通過する際に絞りとして作用しないだけの流路面積を有している。

ここで、前記内側バルブボディ３の軸方向の長さは、収納室８の軸方向の長さよりも僅かに短く設定されている。そして、後述するように弁体４が弁座１４に着座していて弁路１７を閉じている状態では、内側バルブボディ３は弁体４によって収納室８の第一ポート側端面８ａ側に押圧されており、これによって、内側バルブボディ３の第一ポート側端面３ｂが収納室８の第一ポート側端面８ａに当接する一方、内側バルブボディ３の第二ポート側端面３ｃと収納室８の第二ポート側端面８ｂとのあいだには、前記第二連通油路１３となる間隙が形成されるようになっている。

さらに、内側バルブボディ３の内周部の第一ポート６側端部には、筒内部側に向けて内鍔状に突出する弁座１４が形成されている。そして、該弁座１４には、内側バルブボディ３の筒内部に軸方向移動自在に内嵌される後述の弁体４のシート部４ａが離着するように構成されている。

前記弁体４は、前記弁座１４に離着するシート部４ａと、該シート部４ａよりも第二ポート７側に設けられ、外周部が内側バルブボディ３の内周面に軸方向移動自在に摺接する円筒部４ｂとを備えたものであって、該円筒部４ｂの筒内部には、第二ポート７に連通する弁体内油路１５が形成されている。さらに、弁体４のシート部４ａと円筒部４ｂとのあいだの部位には、前記弁体内油路１５から弁体４の外周側に連通する複数（本実施の形態では４つ）の連通孔１６が放射状に形成されており、該連通孔１６と弁体内油路１５とによって、内側バルブボディ３の筒内部と第二ポート７とは連通する状態になっている。そして、弁体４は、第一ポート６側に移動することによってシート部４ａが弁座１４に着座し、第二ポート７側に移動することによってシート部４ａが弁座１４から離間するが、該シート部４ａが弁座１４から離間している状態では、第一ポート６と内側バルブボディ３の筒内部とを連通させ、これにより、第一ポート６と第二ポート７とを内側バルブボディ３の筒内部、連通孔１６、および弁体内油路１５を介して連通する弁路１７を開くように構成されている。一方、シート部４ａが弁座１４に着座している状態では、第一ポート６と内側バルブボディ３の筒内部とを遮断し、これにより前記第一ポート６と第二ポート７とを連通する弁路１７を閉じるように構成されている。さらに、弁体４は、弾機５によって、シート部４ａが弁座１４に着座する方向、つまり前記弁路１７を閉じる方向（弁路閉方向）に常時押圧されている。

ここで、１８は弁体４の第二ポート７側（シート部４ａが弁座１４から離間する方向）への移動スペースを確保するために収納室８の第二ポート７側に隣接する状態で外側バルブボディ２に形成される第二収納室であって、該第二収納室１８の内径は、内側バルブボディ３の内径と略同寸法に設定されている。また、１９は前記弾機５の一端側を収納するべく前記第二収納室１８の第二ポート７側に隣接する状態で外側バルブボディ２に形成される第三収納室であって、弾機５は、一端側が該第三収納室１９の第二ポート側端面１９ａに係止され、他端側が弁体４の弁体内油路１５の中途部に形成された段差部１５ａに係止される状態で配されている。

そして、油圧ポンプからスローリターンチェック弁１を経由して油圧アクチュエータに圧油供給する場合には、第一ポート６から第二ポート７に油が流れることになるが、該第一ポート６から第二ポート７への油の流れは、第一ポート６に流入する油の圧力により弁体４が弾機５の付勢力に抗して弁座１４から離間する方向に移動して弁路１７を開き、これにより該弁路１７を経由しての第一ポート６から第二ポート７への自由流れが許容されるようになっている。

一方、油圧アクチュエータからスローリターンチェック弁１を経由して油タンクに油を流す場合には、第二ポート７から第一ポート６に油が流れることになるが、該第二ポート７から第一ポート６への油の流れは、第二ポート７に流入する油の圧力により弁体４が弁座１４に着座する方向に移動して弁路１７を閉じ、これにより該弁路１７を経由しての第二ポート７から第一ポート６への流れが阻止されるようになっていると共に、該弁路１７を経由しての流れが阻止された状態では、前述した第二連通油路１３、第二環状連通油路１１、環状クリアランス９、第一環状連通油路１０、第一連通油路１２を経由して第二ポート７から第一ポート６に油が流れるようになっている。そして、この油の流れは、絞りとなる環状クリアランス９を通過することで流量が規制され、而して、第二ポート７から第一ポート６への流れは流量規制された状態で行なわれるようになっており、これにより、油圧アクチュエータ側油路の圧力低下を遅延させ、例えば油圧アクチュエータの作動により重量物を下降させる場合の下降速度を緩やかにすることができるようになっている。そして、前記環状クリアランス９の通過流量の調整は、環状クリアランス９の径方向の幅Ｓや軸方向の長さＬを変更する、つまり、本実施の形態では、内側バルブボディ３の大径部３ａの外径寸法や軸方向の長さＬを変更することで容易に調整することができる構成になっている。

叙述の如く構成された実施の形態において、スローリターンチェック弁１は、第一、第二ポート６、７を有する外側バルブボディ２と、第一、第二ポート６、７に連通する状態で外側バルブボディ２内に形成される円形孔状の収納室８と、該収納室８に内嵌される円筒状の内側バルブボディ３と、該内側バルブボディ３に移動自在に内嵌されて前記第一ポート６と第二ポート７とを連通する弁路１７を開閉する弁体４とを備えていると共に、前記外側バルブボディ２の収納室８の内周面と内側バルブボディ３の外周面とのあいだには絞りとなる環状クリアランス９が軸方向に長さを有する状態で設けられており、さらに、外側バルブボディ２或いは内側バルブボディ３には前記環状クリアランス９と第一、第二ポート６、７とを連通する連通油路１０〜１３（第一、第二環状連通油路１０、１１、第一、第二連通油路１２、１３）が設けられている。そして、第一ポート６から第二ポート７への油の流れは、第一ポート６に流入する油の圧力により弁体４が弁路１７を開く方向（弁路開方向）に移動することで弁路１７を経由しての自由流れが許容される一方、第二ポート７から第一ポート６への油の流れは、第二ポート７に流入する油の圧力により弁体４が弁路１７を閉じる方向（弁路閉方向）に移動することで弁路１７を経由しての流れが阻止されると共に、該弁路１７を経由しての流れが阻止された状態では、前記環状クリアランス９および連通油路１０〜１３を経由して流量規制された油が第二ポート７から第一ポート６に流れることになる。

而して、第二ポート７から第一ポート６への油の流れは、絞りとなる環状クリアランス９を通過することで流量規制されることになるが、この場合に環状クリアランス９は、コンタミによる流路閉塞が起こりにくく、しかも、軸方向に長さを有する状態で設けられているから、径方向の幅だけでなく軸方向の長さを調整することで、環状クリアランス９の通過流量を容易に調整できることになる。この結果、第二ポート７から第一ポート６に油を流す場合の第二ポート７側油路の圧力低下の遅延時間を長く設定したいような場合に、コンタミ性を考慮して環状クリアランス９の径方向の幅をあまり小さくしなくても、軸方向の長さを長く設定することで環状クリアランス９の通過流量を減少させることができ、而して、コンタミ性に優れたものでありながら、圧力低下の遅延時間を長く設定することが容易となる。さらにこのものは、外側バルブボディ２の収納室８の内周面と、該収納室８に内嵌される内側バルブボディ３の外周面とのあいだに絞りとなる環状クリアランス９を設けただけの簡単な構造のものであって、構成部品も少なく、コスト抑制に貢献できる。

本発明は、一方向の流れは自由流れを許容し、逆方向の流れは絞りで流量規制するスローリターンチェック弁に利用することができる。

１ スローリターンチェック弁
２ 外側バルブボディ
３ 内側バルブボディ
４ 弁体
６ 第一ポート
７ 第二ポート
８ 収納室
９ 環状クリアランス
１０ 第一環状連通油路
１１ 第二環状連通油路
１２ 第一連通油路
１３ 第二連通油路
１４ 弁座
１７ 弁路

Claims (1)

1. 第一、第二ポートを有する外側バルブボディと、第一、第二ポートに連通する状態で外側バルブボディ内に形成される円形孔状の収納室と、該収納室に内嵌される円筒状の内側バルブボディと、該内側バルブボディに移動自在に内嵌されて前記第一ポートと第二ポートとを連通する弁路を開閉する弁体とを備えると共に、前記外側バルブボディの収納室の内周面と内側バルブボディの外周面とのあいだに絞りとなる環状クリアランスを軸方向に長さを有する状態で設け、さらに、外側バルブボディ或いは内側バルブボディに前記環状クリアランスと第一、第二ポートとを連通する連通油路を設けて、第一ポートから第二ポートへの油の流れは、第一ポートに流入する油の圧力により弁体が弁路開方向に移動することで弁路を経由しての自由流れが許容される一方、第二ポートから第一ポートへの油の流れは、第二ポートに流入する油の圧力により弁体が弁路閉方向に移動することで弁路を経由しての流れが阻止されると共に、該弁路を経由しての流れが阻止された状態では、前記環状クリアランスおよび連通油路を経由して流量規制された油が第二ポートから第一ポートに流れることを特徴とするスローリターンチェック弁。

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