JP2016090038A

JP2016090038A - リリーフ弁装置

Info

Publication number: JP2016090038A
Application number: JP2014238191A
Authority: JP
Inventors: 有里　明; Akira Arisato; 明有里
Original assignee: Kosmek KK
Current assignee: Kosmek KK
Priority date: 2014-11-06
Filing date: 2014-11-06
Publication date: 2016-05-23
Anticipated expiration: 2034-11-06
Also published as: US20170284553A1; WO2016072269A1; TW201634844A; CN106795974B; CN106795974A; US10400904B2; TWI648495B; JP6530177B2

Abstract

【課題】リリーフ弁装置の耐久性を向上する
【解決手段】弁ケース（１）に、主リリーフ弁（１０）の第１リリーフ弁室（３）と補助リリーフ弁（１１）の第２リリーフ弁室（７）とが直列状に形成される。前記第１リリーフ弁室（３）は、右側の弁座室（４）と左側の弁室（５）とを有する。前記弁座室（４）内の弁座部材（１８）に、前記弁室（５）内の第１弁部材（３０）が第１リリーフバネ（４０）によって付勢される。前記第２リリーフ弁室（７）内の第２弁部材（４８）が第２リリーフバネ（５０）によって第２弁座（４７）に付勢される。
【選択図】図１

Description

この発明は、機械プレスの油圧式過負荷安全装置や油圧ポンプなどに使用するリリーフ弁装置に関する。

従来のリリーフ弁装置では、特許文献１（日本国・特開昭６３−３１８３７２号公報）に記載されたものがある。その従来のリリーフ弁装置は、弁ケース内に２つのリリーフ弁が並列に配置され、各リリーフ弁は次のように構成される。
弁ケースにリリーフ弁室が設けられる。そのリリーフ弁室の入口孔は、油圧ポンプと油圧装置の作動油室とに連通され、リリーフ弁室の出口孔は油タンクに連通される。そのリリーフ弁室の左部空間の右端壁には、弁座を有する弁座部材が押圧される。リリーフ弁室の右部空間には、弁面を有する弁部材が左右へ進退可能に挿入され、その弁部材がリリーフバネによって弁座部材の弁座に向けて付勢される。リリーフ弁室の入口孔に高圧油が供給されて当該リリーフ弁室の入口孔側の油圧力が設定圧力を越えたときには、弁部材の弁面がリリーフバネの付勢力に抗して弁座部材の弁座から離間され、リリーフ弁が開弁される。

特開昭６３−３１８３７２号公報

上記の従来技術は次の問題がある。
上記リリーフ弁装置の開弁時において、前記リリーフ弁室の入口孔側の高圧油がリリーフ弁室の出口孔側に排出されるときに、その高圧油が弁面と弁座との間の開弁隙間を急激に流れる。このため、弁面と弁座との少なくとも一方が急激に摩耗され、リリーフ弁装置の耐久性が低下する。
本発明の目的は、リリーフ弁装置の耐久性を向上させることにある。

上記の目的を達成するため、第１の発明は、例えば、図１〜図２Ｄ、又は図３に示すように、リリーフ弁装置を次のように構成した。
弁ケース１内に主リリーフ弁１０と補助リリーフ弁１１とが直列に配置される。前記主リリーフ弁１０に設けた第１付勢手段４０によって設定される当該主リリーフ弁１０のリリーフ圧力よりも、前記補助リリーフ弁１１に設けた第２付勢手段５０によって設定される当該補助リリーフ弁１１のリリーフ圧力を小さくした。

第１の発明は、次の作用効果を奏する。
上記主リリーフ弁の入口側の圧力流体は、その圧力が主リリーフ弁のリリーフ圧力を上回ると、その主リリーフ弁を開弁させ、主リリーフ弁の出口側へ流出する。この場合、主リリーフ弁の出口側の圧力は、補助リリーフ弁によって所定圧力に保たれているので、主リリーフ弁の入口側と出口側との差圧が小さい。このため、圧力流体は、主リリーフ弁の開弁隙間を緩やかに流れる。これにより、主リリーフ弁を構成する部材が急激に摩耗されるのが防止され、リリーフ弁装置の耐久性が向上する。

上記の目的を達成するため、第２の発明は、例えば、図１〜図２Ｄ、又は図３に示すように、リリーフ弁装置を次のように構成した。
弁ケース１内に、主リリーフ弁１０の第１リリーフ弁室３と補助リリーフ弁１１の第２リリーフ弁室７とが順に連通される。前記主リリーフ弁１０は、前記第１リリーフ弁室３に設けた弁座部材１８を有する。前記第１リリーフ弁室３に第１弁部材３０が進退可能に挿入され、前記弁ケース１に設けられる第１付勢手段４０によって第１弁部材３０が前記弁座部材１８に向けて付勢される。その第１弁部材３０に第１弁面３５が形成される。その第１弁面３５に対面するように第１弁座２５が前記弁座部材１８に形成される。前記補助リリーフ弁１１は、前記第２リリーフ弁室７に進退可能に挿入される第２弁部材４８を有する。その第２弁部材４８に第２弁面４９が形成される。その第２弁面４９に対面するように第２弁座４７が前記第２リリーフ弁室７に形成される。前記第２弁面４９を前記第２弁座４７に向けて付勢するように第２付勢手段５０が前記弁ケース１に設けられる。前記第１付勢手段４０によって設定される前記主リリーフ弁１０のリリーフ圧力よりも、前記第２付勢手段５０によって設定される前記補助リリーフ弁１１のリリーフ圧力を小さくした。

第２の発明は、次の作用効果を奏する。
前記第１リリーフ弁室の入口側の圧力が第１付勢手段によって設定される主リリーフ弁のリリーフ圧力を上回ると、前記主リリーフ弁が開弁され、これに対し、前記第１リリーフ弁室の入口側の圧力が前記主リリーフ弁のリリーフ圧力を下回ると、前記主リリーフ弁が閉弁される。また、前記第１リリーフ弁室の出口側の圧力が前記第２付勢手段によって設定される補助リリーフ弁のリリーフ圧力を上回ると、前記補助リリーフ弁が開弁され、これに対し、前記第１リリーフ弁室の出口側の圧力が前記補助リリーフ弁のリリーフ圧力を下回ると、前記補助リリーフ弁が閉弁される。
これにより、前記第１リリーフ弁室の入口側の圧力が主リリーフ弁のリリーフ圧力を上回ると、その主リリーフ弁が開弁され、第１リリーフ弁室の入口側の圧力流体が第１リリーフ弁室の出口側へ流出する。この場合、第１リリーフ弁室の出口側の圧力は、補助リリーフ弁によって所定圧力に保たれているので、上記入口側の圧力と出口側の圧力との差圧が小さい。このため、圧力流体は、第１弁面と第１弁座との間の隙間を緩やかに流れる。これにより、第１弁面と第１弁座との少なくとも一方が急激に摩耗されるのが防止され、リリーフ弁装置の耐久性が向上する。

上記の目的を達成するため、第３の発明は、リリーフ弁装置を次のように構成した。
弁ケース１内に、主リリーフ弁１０の第１リリーフ弁室３と補助リリーフ弁１１の第２リリーフ弁室７とが順に連通される。前記主リリーフ弁１０は、前記第１リリーフ弁室３に進退可能に挿入される第１弁部材３０を有する。その第１弁部材３０に第１弁面３５が形成される。その前記第１弁面３５に対面するように第１弁座が前記第１リリーフ弁室３に形成される。前記第１弁面３５を前記第１弁座に向けて付勢するように第１付勢手段４０が前記弁ケース１に設けられる。前記補助リリーフ弁１１は、前記第２リリーフ弁室７に進退可能に挿入される第２弁部材４８を有する。その第２弁部材４８に第２弁面４９が形成される。その第２弁面４９に対面するように第２弁座４７が前記第２リリーフ弁室７に形成される。前記第２弁面４９を前記第２弁座４７に向けて付勢するように第２付勢手段５０が前記弁ケース１に設けられる。前記第１付勢手段４０によって設定される前記主リリーフ弁１０のリリーフ圧力よりも、前記第２付勢手段５０によって設定される前記補助リリーフ弁１１のリリーフ圧力を小さくした。
上記の第３の発明は、第２の発明と同様の作用効果を奏する。

第２の発明および第３の発明は、下記（１）及び（２）の構成を加えることが好ましい。
（１）例えば、図３に示すように、前記第１弁部材３０の内部に前記補助リリーフ弁１１が設けられる。
この場合、補助リリーフ弁が弁ケースに設けられる場合に比べて、その補助リリーフ弁を容易に加工できるので、リリーフ弁装置を能率良く且つコンパクトに製作できる。

（２）例えば、図１から図２Ｄ、又は図３に示すように、前記弁座部材１８に貫通孔１９を形成し、その貫通孔１９にピン２０を挿入する。前記ピン２０と前記貫通孔１９との間の嵌合隙間によって絞り路２１が構成される。
この場合、第１リリーフ弁室の入口側の圧力流体が絞り路を通って出口側へ緩やかに流れ、第１弁面と第１弁座との少なくとも一方が急激に摩耗されるのが防止される。このため、リリーフ弁装置の耐久性がさらに向上する。

図１は、本発明の第１実施形態を示し、リリーフ弁装置の断面図である。図２Ａから図２Ｄは、上記リリーフ弁装置の動作説明図であって、それぞれ、上記図１に類似する部分図である。図２Ａは、リリーフ弁装置の初期状態を示している。図２Ｂは、主リリーフ弁および補助リリーフ弁が閉弁された状態を示している。図２Ｃは、主リリーフ弁および補助リリーフ弁が開弁された状態を示している。図２Ｄは、主リリーフ弁が閉弁され、補助リリーフ弁が開弁された状態を示している。図３は、本発明の第２実施形態を示し、図１に類似する図である。

図１から図２Ｄは、本発明の第１実施形態を示している。まず、閉弁状態を示す図１に基づいて上記リリーフ弁装置の構造を説明する。

弁ケース１内に主リリーフ弁１０と補助リリーフ弁１１とが直列に配置される。より詳しくいえば、弁ケース１には、その右端面から左端面へ順に連通されるように、主リリーフ弁１０の第１リリーフ弁室３とバネ室６とが同軸状に形成される。その第１リリーフ弁室３は、その右側（入口側）に設けられた弁座室４と、その左側（出口側）に設けられた弁室５とを有する。また、弁ケース１の上部に補助リリーフ弁１１の第２リリーフ弁室７が設けられる。弁ケース１の下部に設けた入口孔８が弁座室４に連通されると共に、その弁ケース１の上部に設けた出口孔９が第２リリーフ弁室７に連通される。入口孔８に油圧ポンプと油圧装置の作動油室（図示せず）とが連通されると共に、出口孔９に油タンク（図示せず）が連通される。

上記主リリーフ弁１０は、以下のように構成される。
前記弁座室４の右端部に第１蓋部材１６がネジ止めされる。その第１蓋部材１６の左端部に収容孔１７が形成され、その収容孔１７に弁座部材１８が左右方向へ進退可能に保密状に挿入される。その弁座部材１８に貫通孔１９が左右方向に形成されると共に、その貫通孔１９にピン２０が挿入され、そのピン２０と貫通孔１９との間の嵌合隙間によって絞り路２１が構成される。その第１蓋部材１６には、収容孔１７と入口孔８とを連通させる通路２２が形成される。弁座部材１８の左端部に環状溝２３が形成され、その環状溝２３に、樹脂等からなる弾性部材が装着される。その弾性部材の左端面によって第１弁座２５が構成される。

前記第１リリーフ弁室３の弁室５は、左方へ順に形成された大径孔２８と小径孔２９とを有する。その小径孔２９に第１弁部材３０の小径部３１が左右方向へ進退可能で保密状に挿入されると共に、前記の大径孔２８に第１弁部材３０の大径部３２が挿入される。その大径部３２と大径孔２８との間の隙間によってリリーフ流路３３が構成される。第１弁部材３０の右端部には環状の第１弁面３５が形成され、その第１弁面３５が前記第１弁座２５に対面する。

前記バネ室６の左端部に調整ネジ３９が螺合され、その調整ネジ３９と第１弁部材３０との間に、第１付勢手段である第１リリーフバネ４０が装着される。その第１リリーフバネ４０は、バネ座４１とボール４２とを介して第１弁部材３０を右方へ付勢する。

上記の主リリーフ弁１０では、弁座室４の油圧力が、第１リリーフバネ４０の付勢力に相当する圧力（主リリーフ弁のリリーフ圧力）を上回ると、第１弁面３５を第１弁座２５から離間させ、主リリーフ弁１０が開弁される。これに対し、弁座室４の油圧力が、第１リリーフバネ４０の付勢力に相当する圧力を下回ると、その第１リリーフバネ４０が第１弁面３５を第１弁座２５に押圧して、主リリーフ弁１０が閉弁される。

前述の弁室５の小径孔２９に封止される第１弁部材３０の小径部３１の封止断面積Ａと、第１弁面３５と第１弁座２５とによって封止される第１弁部材３０の封止面積Ｂとが、ほぼ同じ広さとなるように構成される。これにより、前記の第１弁部材３０の大径部３２に作用される弁室５の油圧力のうち、当該大径部３２に右方へ作用される油圧力と、大径部３２に左方へ作用される油圧力とが、ほぼ等しくなる。このため、第１弁部材３０は、弁室５の油圧力によって左右方向へ移動されない。その結果、弁座室４の油圧力が第１リリーフバネ４０の付勢力に相当する圧力を上回ると、主リリーフ弁１０が速やかに開弁される。また、弁座室４の油圧力が第１リリーフバネ４０の付勢力に相当する圧力を下回ると、主リリーフ弁１０が速やかに閉弁される。

上記補助リリーフ弁１１は、以下のように構成される。
前記第２リリーフ弁室７の上端部に第２蓋部材４６がネジ止めされ、第２リリーフ弁室７の下端部に第２弁座４７が設けられる。その第２弁座４７に、ボール（第２弁部材）４８に形成された第２弁面４９が第２リリーフバネ（第２付勢手段）５０によって付勢される。第２弁座４７の中央に前記弁室５が連通される。

上記のリリーフ弁装置は、図２Ａから図２Ｄに示すように、次のように作動する。
図２Ａの初期状態では、入口孔８から出口孔９まで油が充満されているが、入口孔８に油圧力が作用されていない。第１リリーフバネ４０が第１弁部材３０を右方へ移動させている。また、弁座部材１８が右方へ移動され、第１弁座２５は、第１弁面３５から所定の隙間をあけて離間している。

上記図２Ａの初期状態において、入口孔８に圧油が供給されると、弁座室４の油圧力が弁座部材１８を左方へ移動させていき、その弁座部材１８が第１弁部材３０を左方に移動させていく。これにより、図２Ｂに示すように、弁座部材１８が弁座室４の左端壁に受止められる。また、弁座室４の圧油が、弁座部材１８の絞り路２１を通って第１弁部材３０を左方へ押圧するが、第１リリーフバネ４０によって第１弁部材３０の第１弁面３５が弁座部材１８の第１弁座２５に封止接当され、主リリーフ弁１０は閉弁されたままである。

弁座室４の油圧力が第１リリーフバネ４０の付勢力に相当する圧力（主リリーフ弁１０のリリーフ圧力）を上回ると、図２Ｃに示すように、主リリーフ弁１０が開弁される。すると、弁座室４の圧油が弁室５に流出し、その弁室５の油圧力が第２リリーフバネ５０の付勢力に相当する圧力（補助リリーフ弁１１のリリーフ圧力）を上回ると、補助リリーフ弁１１が開弁される。

図２Ｃに示すように、主リリーフ弁１０および補助リリーフ弁１１が開弁され、弁室５の圧油が第２リリーフ弁室７へ排出されていくと、弁座室４の油圧力が低下してその圧油力が第１リリーフバネ４０の付勢力に相当する圧力を下回る。すると、図２Ｄに示すように、主リリーフ弁１０が閉弁されるが、弁室５の油圧力が第２リリーフバネ５０の付勢力に相当する圧力を下回るまで、補助リリーフ弁１１が開弁されたままである。そして、弁室５の油圧力が第２リリーフバネ５０の付勢力に相当する圧力を下回ると、図２Ｂに示すように、補助リリーフ弁１１が閉弁される。

上記の第１実施形態は次の長所を奏する。
前記弁座室４の圧力流体は、その圧力が主リリーフ弁１０のリリーフ圧力を上回ると、その主リリーフ弁１０を開弁させ、弁室５へ流出する。この場合、弁室５の圧力は、補助リリーフ弁１１によって所定圧力に保たれているので、弁座室４と弁室５との差圧が小さい。このため、圧力流体は、主リリーフ弁１０の第１弁座２５と第１弁面３５との隙間を緩やかに流れる。これにより、第１弁座２５と第１弁面３５との少なくとも一方が急激に摩耗されるのが防止され、リリーフ弁装置の耐久性が向上する。

図３は、本発明の第２実施形態を示している。この第２実施形態においては、上記の第１実施形態の構成部材と同じ部材（または類似する部材）には原則として同一の参照数字を付けて説明する。
この第２実施形態が上記の第１実施形態と異なる点は、補助リリーフ弁１１が第１弁部材３０の内部に設けられる点である。

上記弁ケース１の左端部にバネケース６０が螺合され、そのバネケース６０の内部及び弁ケース１の左端部にバネ室６が形成される。バネケース６０の左端部に調整ネジ６２とロックナット６３が取付けられる。バネ室６０の左端部にバネ受け６４が装着され、バネ室６０の右端部にバネ座６５が装着される。そのバネ受け６４とバネ座６５との間に装着される第１リリーフバネ（第１付勢手段）４０が、バネ座６５を介して第１弁部材３０を右方へ付勢する。

前記第１弁部材３０の内部に第２リリーフ弁室７が形成され、その第２リリーフ弁室７の右端部に第２弁座４７が設けられる。その第２弁座４７に向けて、ボール（第２弁部材）４８に形成された第２弁面４９が、第２リリーフバネ（第２付勢手段）５０によって付勢される。第２弁座４７の中央に前記弁室５が連通される。前記バネ座６５に形成された通路７１が、第２リリーフ弁室７とバネ室６とを連通させる。弁ケース１の上部に形成された出口孔９が、バネ室６の上部に連通される。

上記の第２実施形態は次の長所を奏する。
補助リリーフ弁１１が弁ケース１に設けられる場合に比べて、その補助リリーフ弁１１を容易に加工できるので、リリーフ弁装置を能率良く且つコンパクトに製作できる。

上記の各実施形態は次のように変更可能である。
前記リリーフ弁装置に供給される圧力流体は、例示の圧油に代えて、他の種類の圧力液体や圧縮空気等であってもよい。
前記の補助リリーフ弁１１は、主リリーフ弁１０と同様に構成してもよい。
前記弁座部材１８は、弁座室４に進退可能に挿入される構成に代えて、第１リリーフ弁室に固定される構成としてもよい。また、前記弁座室４および弁座部材１８を省略してもよい。この場合、第１リリーフ弁室３の弁室５の右端壁に第１弁座が設けられる。
前記第１弁部材３０は、例示の小径部３１と大径部３２とを有する構成に代えて、ストレートな円柱形状に形成される構成であってもよい。
前記第１付勢手段と前記第２付勢手段とは、例示の第１リリーフバネ４０，第２リリーフバネ５０に代えて、流体圧シリンダであってもよい。
その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。

１：弁ケース，３：第１リリーフ弁室，７：第２リリーフ弁室，１０：主リリーフ弁，１１：補助リリーフ弁，１８：弁座部材，１９：貫通孔，２０：ピン，２１：絞り路，２５：第１弁座，３０：第１弁部材，３５：第１弁面，４０：第１付勢手段（第１リリーフバネ），４７：第２弁座，４８：第２弁部材（ボール），４９：第２弁面，５０：第２付勢手段（第２リリーフバネ）．

Claims

弁ケース（１）内に主リリーフ弁（１０）と補助リリーフ弁（１１）とを直列に配置し、
前記主リリーフ弁（１０）に設けた第１付勢手段（４０）によって設定される当該主リリーフ弁（１０）のリリーフ圧力よりも、前記補助リリーフ弁（１１）に設けた第２付勢手段（５０）によって設定される当該補助リリーフ弁（１１）のリリーフ圧力を小さくした、
ことを特徴とするリリーフ弁装置。
弁ケース（１）内に、主リリーフ弁（１０）の第１リリーフ弁室（３）と補助リリーフ弁（１１）の第２リリーフ弁室（７）とを順に連通させたリリーフ弁装置であって、
前記主リリーフ弁（１０）は、
前記第１リリーフ弁室（３）に設けられる弁座部材（１８）と、
前記第１リリーフ弁室（３）に進退可能に挿入される第１弁部材（３０）であって、前記弁ケース（１）に設けられる第１付勢手段（４０）によって前記弁座部材（１８）に向けて付勢される第１弁部材（３０）と、
その第１弁部材（３０）に形成される第１弁面（３５）と、
その第１弁面（３５）に対面するように前記弁座部材（１８）に形成される第１弁座（２５）と、を備え、
前記補助リリーフ弁（１１）は、
前記第２リリーフ弁室（７）に進退可能に挿入される第２弁部材（４８）と、
その第２弁部材（４８）に形成される第２弁面（４９）と、
その第２弁面（４９）に対面するように前記第２リリーフ弁室（７）に形成される第２弁座（４７）と、
前記第２弁面（４９）を前記第２弁座（４７）に向けて付勢するように前記弁ケース（１）に設けられる第２付勢手段（５０）と、を備え、
前記第１付勢手段（４０）によって設定される前記主リリーフ弁（１０）のリリーフ圧力よりも、前記第２付勢手段（５０）によって設定される前記補助リリーフ弁（１１）のリリーフ圧力を小さくした、
ことを特徴とするリリーフ弁装置。
弁ケース（１）内に、主リリーフ弁（１０）の第１リリーフ弁室（３）と補助リリーフ弁（１１）の第２リリーフ弁室（７）とを順に連通させたリリーフ弁装置であって、
前記主リリーフ弁（１０）は、
前記第１リリーフ弁室（３）に進退可能に挿入される第１弁部材（３０）と、
その第１弁部材（３０）に形成される第１弁面（３５）と、
その第１弁面（３５）に対面するように前記第１リリーフ弁室（３）に形成される第１弁座と、
前記第１弁面（３５）を前記第１弁座に向けて付勢するように前記弁ケース（１）に設けられる第１付勢手段（４０）と、を備え、
前記補助リリーフ弁（１１）は、
前記第２リリーフ弁室（７）に進退可能に挿入される第２弁部材（４８）と、
その第２弁部材（４８）に形成される第２弁面（４９）と、
その第２弁面（４９）に対面するように前記第２リリーフ弁室（７）に形成される第２弁座（４７）と、
前記第２弁面（４９）を前記第２弁座（４７）に向けて付勢するように前記弁ケース（１）に設けられる第２付勢手段（５０）と、を備え、
前記第１付勢手段（４０）によって設定される前記主リリーフ弁（１０）のリリーフ圧力よりも、前記第２付勢手段（５０）によって設定される前記補助リリーフ弁（１１）のリリーフ圧力を小さくした、
ことを特徴とするリリーフ弁装置。
請求項２または３のリリーフ弁装置において、
前記第１弁部材（３０）の内部に前記補助リリーフ弁（１１）が設けられる、
ことを特徴とするリリーフ弁装置。
請求項２のリリーフ弁装置において、
前記弁座部材（１８）に貫通孔（１９）を形成し、その貫通孔（１９）にピン（２０）を挿入し、
前記ピン（２０）と前記貫通孔（１９）との間の嵌合隙間によって絞り路（２１）が構成される、
ことを特徴とするリリーフ弁装置。