JP2019158099A - リリーフ弁 - Google Patents
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Abstract
【課題】リリーフ弁の吸込性能を向上する。【解決手段】リリーフ弁100は、開弁状態で低圧通路4Lから高圧通路4Hへの作動流体の流れを許容するサクションポペット3と、高圧通路4Hとサクションポペット3内の背圧室8とを連通するパイロット通路60と、背圧室8とガイドプラグ7内に設けられたドレン室12とを連通する通路21を開閉するパイロットポペット9と、を備え、高圧通路4Hの圧力が低圧通路4Lの圧力よりも低くなると、サクションポペット3が開いて低圧通路4Lから高圧通路4Hに作動流体が導かれ、サクションポペット3は、機器本体1の第1シート部1aに着座する第1着座部3aを有し、メインポペット5は、高圧通路4Hに向かって突出する突出部53aを有し、第1着座部3aから高圧通路4Hに臨むパイロット通路60の先端側開口部61aまでの長さLが、突出部53aの外径D0以上の長さに設定される。【選択図】図1
Description
本発明は、リリーフ弁に関する。
特許文献1には、チェックバルブcvが開くことによりポペット10が開いて、高圧通路3から低圧通路4に作動流体を流すことで高圧通路3側の圧力を所定の圧力に保つリリーフ弁が開示されている。
特許文献1に記載のリリーフ弁は、高圧通路3側の圧力が負圧になった場合、すなわち、高圧通路3側の圧力が、低圧通路4側の圧力よりも低くなった場合に、ポペット7がスプリングS1に抗して移動してシート部12が開く。これにより、低圧通路4側の作動流体が高圧通路3側に供給されるので、キャビテーションの発生が防止される。
特許文献1に記載のリリーフ弁では、ポペット7の外側に作用する圧力とポペット7の内側に作用する圧力との差が大きいほど、ポペット7の開度が大きくなり、吸込性能が向上する。ポペット7の内側のパイロット室11は、制御ピストンPの連通孔14を通じて高圧通路3に連通する。
しかしながら、ポペット7が開き、低圧通路4から高圧通路3に作動流体が流れ始めたときに、高圧通路3における低圧通路4に近い領域では、遠い領域に比べて圧力が高くなる。このため、高圧通路3における低圧通路4に近い領域に連通孔14の開口部が位置してしまうと、ポペット7の外側に作用する圧力とポペット7の内側に作用する圧力との差が小さくなり、ポペット7の開度が十分に大きくならず、十分な吸込性能を確保することができなくなるおそれがある。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、リリーフ弁の吸込性能を向上することを目的とする。
第1の発明は、バルブケース内に設けられ、機器本体に設けられる第1シート部から離座した開弁状態で低圧通路から高圧通路への作動流体の流れを許容し、第1シート部に着座した閉弁状態で高圧通路と低圧通路との連通を遮断するサクションポペットと、サクションポペット内に設けられ、サクションポペットに設けられる第2シート部から離座した開弁状態で高圧通路から低圧通路への作動流体の流れを許容し、第2シート部に着座した閉弁状態で高圧通路と低圧通路との連通を遮断するメインポペットと、サクションポペット内において、メインポペットとの間で背圧室を画成するガイドプラグと、メインポペットに設けられ、高圧通路と背圧室とを連通するパイロット通路と、背圧室とガイドプラグ内に設けられたドレン室とを連通する通路を開閉するパイロットポペットと、を備え、高圧通路の圧力が設定圧に達すると、パイロットポペットが開くことにより、メインポペットが開いて高圧通路から低圧通路に作動流体が導かれ、高圧通路の圧力が低圧通路の圧力よりも低くなると、サクションポペットが開いて低圧通路から高圧通路に作動流体が導かれ、サクションポペットは、第1シート部に着座する第1着座部を有し、メインポペットは、第2シート部に着座する第2着座部と、第2着座部から高圧通路に向かって突出する突出部と、を有し、突出部には、高圧通路に臨むパイロット通路の先端側開口部が設けられ、第1着座部から先端側開口部までの長さが、突出部の外径以上の長さに設定されることを特徴とする。
第1の発明では、第1着座部から先端側開口部までの長さが、突出部の外径以上の長さに設定されるので、サクションポペットの外側に作用する圧力とサクションポペットの内側に作用する圧力との差が大きくなる。その結果、リリーフ弁の吸込性能を向上することができる。
第2の発明は、メインポペットが、第2着座部を有する本体部と、本体部に設けられる摺動孔内に摺動可能に設けられるパイロットピストンと、を有し、パイロット通路が、本体部に対してパイロットピストンが摺動することにより、開口面積が変化する可変絞りを有し、突出部が、高圧通路に臨む本体部の先端面から突出するパイロットピストンの先端部であり、第1着座部から先端側開口部までの長さが、パイロットピストンにおける摺動孔内を摺動する部位の外径以上の長さに設定されることを特徴とする。
第2の発明では、パイロット通路が、本体部に対してパイロットピストンが摺動することにより、開口面積が変化する可変絞りを有しているので、リリーフ弁の開弁特性を調整することができる。
第3の発明は、パイロット通路が、パイロットピストンに設けられ、高圧通路に臨む先端側開口部を有する先端側通路と、パイロットピストンに設けられ、背圧室に臨む基端側開口部を有する基端側通路と、パイロットピストンの外周面と本体部の摺動孔の内周面との間に設けられ、先端側通路と基端側通路とを連通する連通路と、を有し、可変絞りが、基端側通路と連通路との間に設けられ、通過する作動流体の流れに抵抗を与える第1の絞り孔及び第2の絞り孔を有し、第1の絞り孔は、高圧通路の圧力が所定圧力未満のときに連通路に連通し、高圧通路の圧力が所定圧力以上のときに連通路との連通が遮断され、第2の絞り孔は、第1の絞り孔よりも開口面積が小さく、高圧通路の圧力が所定圧力以上のときに連通路に連通することを特徴とする。
第3の発明では、高圧通路の圧力が所定圧力未満のときには、第1の絞り孔を通じて高圧通路の圧力が背圧室に導かれ、高圧通路の圧力が所定圧力以上のときには、第1の絞り孔よりも開口面積が小さい第2の絞り孔を通じて高圧通路の圧力が背圧室に導かれる。これにより、リリーフ弁からの作動流体の前漏れを抑制するとともに、リリーフ弁のオーバーライド特性を向上することができる。
本発明によれば、リリーフ弁の吸込性能を向上することができる。
図面を参照して、本発明の実施形態に係るリリーフ弁100について説明する。
リリーフ弁100は、高圧通路4H内の作動油の圧力が設定圧に達すると開弁し、高圧通路4Hから低圧通路4Lへ作動油を逃がすことにより、高圧通路4H内の作動油の圧力が異常に高圧となることを防止する。また、リリーフ弁100は、アンチボイド機能を有しており、高圧通路4Hが負圧になったときに開弁し、低圧通路4Lから高圧通路4Hへ作動油を供給することにより、キャビテーションの発生を防止する。本実施の形態では、作動流体として作動油が用いられるが、作動水や圧縮空気などの他の流体を用いてもよい。
リリーフ弁100は、機器本体1にねじ締結により取り付けられる。機器本体1は、油圧シリンダ、油圧ポンプ、油圧モータ、複数の弁を有するバルブブロック等の油圧機器の本体である。機器本体1には、リリーフ弁100を境界として高圧通路4Hと低圧通路4Lとが設けられる。機器本体1には、高圧通路4Hと低圧通路4Lとの間において、後述するリリーフ弁100のサクションポペット3が着座する第1シート部1aが設けられる。なお、機器本体1は油圧機器の本体に限定されず、各油圧機器間に設置されるブロック体も含む。
図1に示すように、リリーフ弁100は、機器本体1に図示左端側が取り付けられる円筒状のバルブケース2と、バルブケース2内に設けられる円筒状のサクションポペット3と、サクションポペット3内に設けられるメインポペット5と、サクションポペット3内において、メインポペット5との間で背圧室8を画成するガイドプラグ7と、背圧室8とガイドプラグ7内に設けられたドレン室12とを連通する通路21を開閉するパイロットポペット9と、バルブケース2の図示右端側の開口を塞ぐケースプラグ13と、を備える。ケースプラグ13は、バルブケース2にねじ締結されるベース部14と、ベース部14にねじ締結されるばね受け部15と、を有する。
サクションポペット3は、バルブケース2内において軸方向に移動可能に設けられ、その一部がバルブケース2の図示左端側の開口から突出している。なお、本明細書において、単に軸方向と記す場合は、リリーフ弁100の中心軸方向、すなわち、リリーフ弁100の各構成の動作方向のことを意味する。
サクションポペット3は、円筒部と底部とを有する有底円筒状の部材である。サクションポペット3は、メインポペット5が収容される収容孔30を有する。サクションポペット3は、底部に高圧通路4Hに連通する高圧ポート3Hが設けられ、円筒部に低圧通路4Lに連通する低圧ポート3Lが設けられる。
サクションポペット3の先端部は、軸方向先端に向かって外径及び内径が小さくなる先細りのテーパ状に形成される。サクションポペット3のテーパ状の先端部は、外周側が機器本体1の第1シート部1aに着座する第1着座部3aとされ、内周側が後述するメインポペット5が着座する第2シート部3bとされる。
サクションポペット3は、後述するように、高圧通路4Hが負圧になった場合に開方向に作動する弁体である。サクションポペット3は、機器本体1に設けられる第1シート部1aから第1着座部3aが離座した開弁状態では、低圧通路4Lから高圧通路4Hへの作動油の流れを許容する。サクションポペット3は、機器本体1の第1シート部1aに第1着座部3aが着座した閉弁状態では、高圧通路4Hと低圧通路4Lとの連通を遮断する。
サクションポペット3の収容孔30の図示右端側の開口は、ガイドプラグ7によって閉塞される。ガイドプラグ7は、サクションポペット3の収容孔30内に収容される先端部7aと、ベース部14の先端部とバルブケース2内に形成された段部との間で挟持される基端部7bと、を有する。ガイドプラグ7は、基端部7bがベース部14とバルブケース2とによって挟持されることにより、バルブケース2内に固定される。
サクションポペット3は、ガイドプラグ7の先端部7aの外周面を摺動する。ガイドプラグ7の先端部7aの外周面とサクションポペット3の内周面との間には、ガイドプラグ7とサクションポペット3との間の隙間をシールするシール部材が設けられる。
サクションポペット3の収容孔30内には、メインポペット5が軸方向に摺動可能に設けられる。メインポペット5は、軸方向に貫通する摺動孔50aが設けられた本体部50と、摺動孔50a内に摺動可能に設けられるパイロットピストン51と、を有する。メインポペット5には、高圧通路4Hと背圧室8とを連通するパイロット通路60が設けられる。パイロット通路60の詳細な構造については、後述する。
メインポペット5は、サクションポペット3の収容孔30の内周面を摺動する。本体部50の外周面とサクションポペット3の内周面との間には、本体部50とサクションポペット3との間の隙間をシールするシール部材が設けられる。本体部50は、その先端側の外周縁が、サクションポペット3の第2シート部3bに着座する第2着座部5bとされる。
背圧室8は、サクションポペット3の内周面と、メインポペット5の背面と、ガイドプラグ7の先端面と、によって画成される空間である。背圧室8は、パイロット通路60を通じて高圧通路4Hに連通する。
パイロットピストン51は、本体部50の背圧室8に臨む面に設けられた凹部55に配置されるフランジ部52と、フランジ部52から軸方向に延在する円柱状の軸部53と、を有する。パイロットピストン51の先端部、すなわち軸部53の先端部は、高圧通路4Hに臨む本体部50の先端面から突出する突出部53aとされる。つまり、メインポペット5は、第2着座部5bから高圧通路4Hに向かって突出する突出部53aを有する。
メインポペット5の本体部50とガイドプラグ7との間にはばね81が設けられ、パイロットピストン51のフランジ部52とガイドプラグ7との間にはばね82が設けられる。ばね81は、本体部50を押圧することにより、メインポペット5の第2着座部5bを第2シート部3bに着座させる方向に付勢する付勢部材である。ばね82は、フランジ部52を押圧することにより、フランジ部52を本体部50の凹部55の底面に当接させる方向に付勢する付勢部材である。
メインポペット5は、高圧通路4Hが設定圧に達した場合に開方向に作動する弁体である。メインポペット5は、サクションポペット3に設けられる第2シート部3bから第2着座部5bが離座した開弁状態で高圧通路4Hから低圧通路4Lへの作動油の流れを許容する。メインポペット5は、サクションポペット3の第2シート部3bに第2着座部5bが着座した閉弁状態で高圧通路4Hと低圧通路4Lとの連通を遮断する。
ガイドプラグ7には、パイロットポペット9が組み込まれる。ガイドプラグ7には、サクションポペット3の外周面とバルブケース2の内周面との間の隙間2aを通じて低圧通路4Lに連通するドレン室12が形成される。ドレン室12は、ガイドプラグ7内に設けられた通路21を通じて背圧室8に連通する。通路21には、パイロットポペット9の着座部9aが着座するシート部21sが設けられる。通路21におけるシート部21sと背圧室8に臨む開口面との間には、通過する作動油の流れに抵抗を与える絞り21aが設けられる。
パイロットポペット9とばね受け部15との間には、ばね83が設けられる。ばね83は、着座部9aがシート部21sに着座する方向にパイロットポペット9を付勢する付勢部材である。
高圧通路4H内の作動油を背圧室8に導くパイロット通路60について説明する。図1、図2A、図2B、図3A及び図3Bに示すように、パイロット通路60は、パイロットピストン51に設けられ、高圧通路4Hに臨む先端側開口部61aを有する先端側通路61と、パイロットピストン51に設けられ、背圧室8に臨む基端側開口部62aを有する基端側通路62と、パイロットピストン51の外周面と本体部50の摺動孔50aの内周面との間に設けられ、先端側通路61と基端側通路62とを連通する連通路67と、先端側通路61と連通路67とを連通する貫通孔63と、本体部50に対してパイロットピストン51が摺動することにより、開口面積が変化する可変絞り66を有する。
本実施形態では、パイロット通路60に、本体部50に対してパイロットピストン51が摺動することにより、開口面積が変化する可変絞り66が設けられているので、リリーフ弁100の開弁特性を調整することができる。
可変絞り66は、パイロットピストン51に設けられる第1の絞り孔64及び第2の絞り孔65を有する。第1の絞り孔64及び第2の絞り孔65は、基端側通路62と連通路67との間に設けられ、通過する作動油の流れに抵抗を与える。第2の絞り孔65は、第1の絞り孔64よりも開口面積が小さい。第2の絞り孔65は、第1の絞り孔64よりも基端側開口部62aに近い位置に設けられる。
パイロットピストン51は、高圧通路4Hの圧力が上昇すると、ばね82の付勢力に抗して軸方向に移動する。高圧通路4Hの圧力が所定圧力P1未満のときには、パイロットピストン51は、ばね82の付勢力によりフランジ部52が本体部50の凹部55に押し付けられた状態とされる。このとき、パイロットピストン51の突出部53aの突出量は、最大となっているので、最大突出状態とも呼ぶ。高圧通路4Hの圧力が所定圧力P1以上になると、パイロットピストン51はガイドプラグ7に近づくように摺動孔50a内を摺動する。
第1の絞り孔64は、高圧通路4Hの圧力が所定圧力P1未満のときに連通路67に連通し、高圧通路4Hの圧力が所定圧力P1以上になると摺動孔50aの内周面によってその開口が塞がれ、連通路67との連通が遮断される。
パイロットピストン51の軸部53の外周面には、環状の溝53cが形成され、この溝53cに上記貫通孔63が形成される。本実施形態では、貫通孔63の数と第1の絞り孔64の数とは同一であり、貫通孔63の内径は、第1の絞り孔64の内径以上の寸法に設定される。つまり、貫通孔63の総開口面積は、第1の絞り孔64の総開口面積以上に設定される。
図2A及び図2Bに示すように、パイロットピストン51の軸部53の外周面には、摺動孔50aの内周面との間で空間を画成する平面部53bが形成され、この平面部53bに上記第2の絞り孔65が形成される。図1〜図3Bに示すように、第2の絞り孔65は、高圧通路4Hの圧力が所定圧力P1未満のときには、連通路67に連通する。さらに、高圧通路4Hの圧力が所定圧力P1以上のとき、すなわち第1の絞り孔64と連通路67との連通が遮断された状態においても連通路67に連通する。
高圧通路4Hに臨むパイロット通路60の先端側開口部61aは、突出部53aの先端面に設けられる。先端側開口部61aは、図1に示すように、サクションポペット3が閉弁状態であり、突出部53aが最大突出状態であるときに、サクションポペット3の軸方向外側に位置する。後述するように、パイロットポペット9が開弁すると、高圧通路4Hの作動油は、先端側開口部61aからパイロット通路60内に導入され、可変絞り66を通過して背圧室8に導かれる。背圧室8に導かれた作動油は、絞り21aを通過してドレン室12に導かれ、隙間2aを通じて低圧通路4Lに導かれる。なお、低圧通路4Lは、作動油が貯留される図示しないタンクに接続される。
本実施形態に係るリリーフ弁100の主な動作について説明する。
−リリーフ作動時−
高圧通路4H内の圧力が、ばね83によって設定されるパイロットポペット9の設定圧(パイロットポペット9のクラッキング圧)に達すると、パイロットポペット9が開く。パイロットポペット9が開くことにより、背圧室8内の作動油は、通路21を通じてドレン室12に流れ、低圧通路4Lに排出される。なお、背圧室8からドレン室12に流れる作動油は、通路21に形成される絞り21aにより抵抗が与えられる。このため、背圧室8の圧力は、低圧通路4Lの圧力よりも高い所定の圧力範囲内で保持される。
高圧通路4H内の圧力が、ばね83によって設定されるパイロットポペット9の設定圧(パイロットポペット9のクラッキング圧)に達すると、パイロットポペット9が開く。パイロットポペット9が開くことにより、背圧室8内の作動油は、通路21を通じてドレン室12に流れ、低圧通路4Lに排出される。なお、背圧室8からドレン室12に流れる作動油は、通路21に形成される絞り21aにより抵抗が与えられる。このため、背圧室8の圧力は、低圧通路4Lの圧力よりも高い所定の圧力範囲内で保持される。
高圧通路4Hの作動油は、パイロット通路60の可変絞り66を通じて背圧室8に導かれる。つまり、背圧室8の圧力は、上流側の絞りである可変絞り66の開口面積と、下流側の絞り21aの開口面積とのバランスによって決定される。
高圧通路4Hの圧力がメインポペット5のクラッキング圧に達する前の状態では、高圧通路4Hの作動油は、パイロット通路60の第1の絞り孔64を通じて背圧室8に流入し、背圧室8と高圧通路4Hとの間で第1の絞り孔64に応じた差圧が生じる。高圧通路4Hと背圧室8との圧力差が大きくなると、パイロットピストン51がばね82の付勢力に抗して移動する。高圧通路4Hの圧力が上昇し、パイロットピストン51の移動により、第1の絞り孔64と連通路67との連通が遮断されると、先端側通路61内の作動油は、平面部53bと摺動孔50aの内周面との間の空間及び第2の絞り孔65を通じて基端側通路62に流れ、背圧室8に導かれる。
第2の絞り孔65は、第1の絞り孔64よりも開口面積が小さいので、高圧通路4Hと背圧室8との圧力差が大きくなる。これにより、本体部50の第2着座部5bがサクションポペット3の第2シート部3bから離座し、メインポペット5が開弁状態となる。メインポペット5が開くことにより、高圧通路4Hから低圧通路4Lに作動油が導かれ、高圧通路4Hの圧力が異常に高圧となることが防止される。
このように、パイロットポペット9の開弁直後、すなわち高圧通路4Hの圧力がパイロットポペット9のクラッキング圧以上であってメインポペット5のクラッキング圧未満の状態では、第2の絞り孔65よりも開口面積が大きい第1の絞り孔64を通じて高圧通路4Hから背圧室8に作動油が流れる。このため、メインポペット5のクラッキング圧に達する前にメインポペット5が僅かに開いて高圧通路4Hから低圧通路4Lに流れる、前漏れ現象を抑制することができる。
さらに、高圧通路4Hの圧力の上昇に伴い、第1の絞り孔64が閉じ、第2の絞り孔65を通じて高圧通路4Hから背圧室8に作動油が流れると、背圧室8の圧力が大きく低下し、高圧通路4Hの圧力上昇に応じて、メインポペット5が応答性よく開く。つまり、高圧通路4Hの圧力がメインポペット5のクラッキング圧以上の状態では、第1の絞り孔64よりも開口面積が小さい第2の絞り孔65を通じて背圧室8に作動油を導くことにより、リリーフ弁100のオーバーライド特性を向上することができる。
−サクション作動時−
一方、高圧通路4Hが負圧になると、すなわち高圧通路4Hの圧力が低圧通路4Lの圧力よりも低くなると、サクションポペット3が開いて低圧通路4Lから高圧通路4Hに作動油が導かれる。サクション作動時に、サクションポペット3に作用する力Fsは、以下の式(1)により表される。
一方、高圧通路4Hが負圧になると、すなわち高圧通路4Hの圧力が低圧通路4Lの圧力よりも低くなると、サクションポペット3が開いて低圧通路4Lから高圧通路4Hに作動油が導かれる。サクション作動時に、サクションポペット3に作用する力Fsは、以下の式(1)により表される。
(数1)
Fs=(PL−PH)×(D2 2−D1 2)×π/4 ・・・(1)
Fs=(PL−PH)×(D2 2−D1 2)×π/4 ・・・(1)
ここで、PLは低圧通路4Lの圧力、PHは高圧通路4Hの圧力、D2はガイドプラグ7の外周面に摺接するサクションポペット3の内周面の内径、D1は第1シート部1aに着座する第1着座部3aの外径である。
サクションポペット3に作用する力Fsは、低圧通路4Lの圧力PLと高圧通路4Hの圧力PHとの差が大きいほど大きくなり、サクションポペット3の開き量が大きくなる。サクションポペット3の開き量は、大きいほど吸込性能が向上する。
ところで、サクションポペット3の第1着座部3aが第1シート部1aから離座し、低圧通路4Lから高圧通路4Hに作動油が流れ始めたときに、高圧通路4Hにおける低圧通路4Lに近い領域A1では、遠い領域A2に比べて圧力が高くなる。このため、仮に、高圧通路4Hにおける低圧通路4Lに近い領域A1に先端側開口部61aが位置してしまうと、サクションポペット3の外側に作用する圧力とサクションポペット3の内側に作用する圧力との差が小さくなり、サクションポペット3の開度が十分に大きくならず、十分な吸込性能を確保することができなくなるおそれがある。
これに対して、本実施形態では、高圧通路4Hにおける低圧通路4Lから遠い領域A2に先端側開口部61aが位置している。実験等により、サクションポペット3が閉弁状態のときに、第1着座部3aから先端側開口部61aまでの長さLが、突出部53aにおける摺動孔50a内を摺動する部位の外径D0以上の長さであれば、十分な吸込性能が得られることが確認された。このため、サクションポペット3が閉弁状態のときに、第1着座部3aから先端側開口部61aまでの長さLは、突出部53aの外径D0以上の長さに設定される。
このように、本実施形態では、先端側開口部61aを高圧通路4Hにおける低圧通路4Lから遠い領域A2に位置させることにより、サクションポペット3の内外に作用する圧力差を大きくすることで、リリーフ弁100の吸込性能を向上することができる。
上述した実施形態によれば、次の作用効果を奏する。
第1着座部3aから先端側開口部61aまでの長さLが、突出部53aの外径D0以上の長さに設定される。これにより、背圧室8内の圧力が、高圧通路4Hにおける低圧通路4Lから遠い領域A2の圧力となるので、サクションポペット3の外側に作用する圧力とサクションポペット3の内側に作用する圧力との差が大きくなる。これにより、サクション作動時におけるサクションポペット3の開き量が大きくなり、リリーフ弁100の吸込性能を向上することができる。
次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせたりすることも可能である。
<変形例1>
上記実施形態では、突出部53aの先端面に先端側開口部61aが形成される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。突出部53aの外周面に先端側開口部61aを形成してもよい。この場合、先端側開口部61aと第1着座部3aまでの軸方向の最小距離が、突出部53aの外径D0以上の長さに設定される。
上記実施形態では、突出部53aの先端面に先端側開口部61aが形成される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。突出部53aの外周面に先端側開口部61aを形成してもよい。この場合、先端側開口部61aと第1着座部3aまでの軸方向の最小距離が、突出部53aの外径D0以上の長さに設定される。
<変形例2>
上記実施形態では、メインポペット5が、本体部50とパイロットピストン51によって構成される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。メインポペット5は、例えば、上記実施形態で説明した本体部50とパイロットピストン51とを一体に形成した弁体として形成してもよい。この場合、パイロットピストン51に相当する部位が本体部50に対して移動することはない。このような場合であっても、メインポペットから突出する突出部に設けられる先端側開口部から第1着座部までの長さを、突出部の外径以上の長さに設定することにより、リリーフ弁の吸込性能を向上することができる。
上記実施形態では、メインポペット5が、本体部50とパイロットピストン51によって構成される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。メインポペット5は、例えば、上記実施形態で説明した本体部50とパイロットピストン51とを一体に形成した弁体として形成してもよい。この場合、パイロットピストン51に相当する部位が本体部50に対して移動することはない。このような場合であっても、メインポペットから突出する突出部に設けられる先端側開口部から第1着座部までの長さを、突出部の外径以上の長さに設定することにより、リリーフ弁の吸込性能を向上することができる。
<変形例3>
上記実施形態では、高圧通路4Hの圧力が所定圧力P1以上のときに、第2の絞り孔65が連通路67に連通する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。第2の絞り孔65に代えて、軸部53の外周面と摺動孔50aの内周面との間に、通過する作動油に抵抗を与える絞りとしての環状隙間を設けてもよい。この場合、高圧通路4Hの圧力が所定圧力P1以上になると、上記環状隙間が連通路67に連通する。つまり、高圧通路4Hの作動油は、先端側通路61→貫通孔63→連通路67→平面部53bと摺動孔50aの内周面との間→軸部53の外周面と摺動孔50aの内周面との間の上記環状隙間を通じて背圧室8に導かれる。なお、パイロットピストン51に第2の絞り孔65及び上記環状隙間の両方を設け、通過する作動油の流れに付与される抵抗を調整するようにしてもよい。
上記実施形態では、高圧通路4Hの圧力が所定圧力P1以上のときに、第2の絞り孔65が連通路67に連通する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。第2の絞り孔65に代えて、軸部53の外周面と摺動孔50aの内周面との間に、通過する作動油に抵抗を与える絞りとしての環状隙間を設けてもよい。この場合、高圧通路4Hの圧力が所定圧力P1以上になると、上記環状隙間が連通路67に連通する。つまり、高圧通路4Hの作動油は、先端側通路61→貫通孔63→連通路67→平面部53bと摺動孔50aの内周面との間→軸部53の外周面と摺動孔50aの内周面との間の上記環状隙間を通じて背圧室8に導かれる。なお、パイロットピストン51に第2の絞り孔65及び上記環状隙間の両方を設け、通過する作動油の流れに付与される抵抗を調整するようにしてもよい。
以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、および効果をまとめて説明する。
リリーフ弁100は、高圧通路4Hと低圧通路4Lとが設けられる機器本体1に取り付けられるバルブケース2と、バルブケース2内に設けられ、機器本体1に設けられる第1シート部1aから離座した開弁状態で低圧通路4Lから高圧通路4Hへの作動流体の流れを許容し、第1シート部1aに着座した閉弁状態で高圧通路4Hと低圧通路4Lとの連通を遮断するサクションポペット3と、サクションポペット3内に設けられ、サクションポペット3に設けられる第2シート部3bから離座した開弁状態で高圧通路4Hから低圧通路4Lへの作動流体の流れを許容し、第2シート部3bに着座した閉弁状態で高圧通路4Hと低圧通路4Lとの連通を遮断するメインポペット5と、サクションポペット3内において、メインポペット5との間で背圧室8を画成するガイドプラグ7と、メインポペット5に設けられ、高圧通路4Hと背圧室8とを連通するパイロット通路60と、背圧室8とガイドプラグ7内に設けられたドレン室12とを連通する通路21を開閉するパイロットポペット9と、を備え、高圧通路4Hの圧力が設定圧に達すると、パイロットポペット9が開くことにより、メインポペット5が開いて高圧通路4Hから低圧通路4Lに作動流体が導かれ、高圧通路4Hの圧力が低圧通路4Lの圧力よりも低くなると、サクションポペット3が開いて低圧通路4Lから高圧通路4Hに作動流体が導かれ、サクションポペット3は、第1シート部1aに着座する第1着座部3aを有し、メインポペット5は、第2シート部3bに着座する第2着座部5bと、第2着座部5bから高圧通路4Hに向かって突出する突出部53aと、を有し、突出部53aには、高圧通路4Hに臨むパイロット通路60の先端側開口部61aが設けられ、第1着座部3aから先端側開口部61aまでの長さLが、突出部53aの外径D0以上の長さに設定される。
この構成では、第1着座部3aから先端側開口部61aまでの長さLが、突出部53aの外径D0以上の長さに設定されるので、サクションポペット3の外側に作用する圧力とサクションポペット3の内側に作用する圧力との差が大きくなる。その結果、リリーフ弁100の吸込性能を向上することができる。
リリーフ弁100は、メインポペット5が、第2着座部5bを有する本体部50と、本体部50に設けられる摺動孔50a内に摺動可能に設けられるパイロットピストン51と、を有し、パイロット通路60が、本体部50に対してパイロットピストン51が摺動することにより、開口面積が変化する可変絞り66を有し、突出部53aが、高圧通路4Hに臨む本体部50の先端面から突出するパイロットピストン51の先端部であり、第1着座部3aから先端側開口部61aまでの長さLが、パイロットピストン51における摺動孔50a内を摺動する部位の外径D0以上の長さに設定される。
この構成では、パイロット通路60が、本体部50に対してパイロットピストン51が摺動することにより、開口面積が変化する可変絞り66を有しているので、リリーフ弁100の開弁特性を調整することができる。
リリーフ弁100は、パイロット通路60が、パイロットピストン51に設けられ、高圧通路4Hに臨む先端側開口部61aを有する先端側通路61と、パイロットピストン51に設けられ、背圧室8に臨む基端側開口部62aを有する基端側通路62と、パイロットピストン51の外周面と本体部50の摺動孔50aの内周面との間に設けられ、先端側通路61と基端側通路62とを連通する連通路67と、を有し、可変絞り66が、基端側通路62と連通路67との間に設けられ、通過する作動流体の流れに抵抗を与える第1の絞り孔64及び第2の絞り孔65を有し、第1の絞り孔64は、高圧通路4Hの圧力が所定圧力P1未満のときに連通路67に連通し、高圧通路4Hの圧力が所定圧力P1以上のときに連通路67との連通が遮断され、第2の絞り孔65は、第1の絞り孔64よりも開口面積が小さく、高圧通路4Hの圧力が所定圧力P1以上のときに連通路67に連通する。
この構成では、高圧通路4Hの圧力が所定圧力P1未満のときには、第1の絞り孔64を通じて高圧通路4Hの圧力が背圧室8に導かれ、高圧通路4Hの圧力が所定圧力P1以上のときには、第1の絞り孔64よりも開口面積が小さい第2の絞り孔65を通じて高圧通路4Hの圧力が背圧室8に導かれる。これにより、リリーフ弁100からの作動流体の前漏れを抑制するとともに、リリーフ弁100のオーバーライド特性を向上することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
1・・・機器本体、1a・・・第1シート部、2・・・バルブケース、3・・・サクションポペット、3a・・・第1着座部、3b・・・第2シート部、4H・・・高圧通路、4L・・・低圧通路、5・・・メインポペット、5b・・・第2着座部、7・・・ガイドプラグ、8・・・背圧室、9・・・パイロットポペット、12・・・ドレン室、21・・・通路、50・・・本体部、50a・・・摺動孔、51・・・パイロットピストン、53a・・・突出部、60・・・パイロット通路、61・・・先端側通路、61a・・・先端側開口部、62・・・基端側通路、62a・・・基端側開口部、64・・・第1の絞り孔、65・・・第2の絞り孔、66・・・可変絞り、67・・・連通路、100・・・リリーフ弁
Claims (3)
- 高圧通路と低圧通路とが設けられる機器本体に取り付けられるバルブケースと、
前記バルブケース内に設けられ、前記機器本体に設けられる第1シート部から離座した開弁状態で前記低圧通路から前記高圧通路への作動流体の流れを許容し、前記第1シート部に着座した閉弁状態で前記高圧通路と前記低圧通路との連通を遮断するサクションポペットと、
前記サクションポペット内に設けられ、前記サクションポペットに設けられる第2シート部から離座した開弁状態で前記高圧通路から前記低圧通路への作動流体の流れを許容し、前記第2シート部に着座した閉弁状態で前記高圧通路と前記低圧通路との連通を遮断するメインポペットと、
前記サクションポペット内において、前記メインポペットとの間で背圧室を画成するガイドプラグと、
前記メインポペットに設けられ、前記高圧通路と前記背圧室とを連通するパイロット通路と、
前記背圧室と前記ガイドプラグ内に設けられたドレン室とを連通する通路を開閉するパイロットポペットと、を備え、
前記高圧通路の圧力が設定圧に達すると、前記パイロットポペットが開くことにより、前記メインポペットが開いて前記高圧通路から前記低圧通路に作動流体が導かれ、
前記高圧通路の圧力が前記低圧通路の圧力よりも低くなると、前記サクションポペットが開いて前記低圧通路から前記高圧通路に作動流体が導かれ、
前記サクションポペットは、前記第1シート部に着座する第1着座部を有し、
前記メインポペットは、前記第2シート部に着座する第2着座部と、前記第2着座部から前記高圧通路に向かって突出する突出部と、を有し、
前記突出部には、前記高圧通路に臨む前記パイロット通路の先端側開口部が設けられ、
前記第1着座部から前記先端側開口部までの長さが、前記突出部の外径以上の長さに設定される
ことを特徴とするリリーフ弁。 - 請求項1に記載のリリーフ弁において、
前記メインポペットは、
前記第2着座部を有する本体部と、
前記本体部に設けられる摺動孔内に摺動可能に設けられるパイロットピストンと、を有し、
前記パイロット通路は、前記本体部に対して前記パイロットピストンが摺動することにより、開口面積が変化する可変絞りを有し、
前記突出部は、前記高圧通路に臨む前記本体部の先端面から突出する前記パイロットピストンの先端部であり、
前記第1着座部から前記先端側開口部までの長さが、前記パイロットピストンにおける前記摺動孔内を摺動する部位の外径以上の長さに設定される
ことを特徴とするリリーフ弁。 - 請求項2に記載のリリーフ弁において、
前記パイロット通路は、
前記パイロットピストンに設けられ、前記高圧通路に臨む前記先端側開口部を有する先端側通路と、
前記パイロットピストンに設けられ、前記背圧室に臨む基端側開口部を有する基端側通路と、
前記パイロットピストンの外周面と前記本体部の前記摺動孔の内周面との間に設けられ、前記先端側通路と前記基端側通路とを連通する連通路と、を有し、
前記可変絞りは、前記基端側通路と前記連通路との間に設けられ、通過する作動流体の流れに抵抗を与える第1の絞り孔及び第2の絞り孔を有し、
前記第1の絞り孔は、前記高圧通路の圧力が所定圧力未満のときに前記連通路に連通し、前記高圧通路の圧力が前記所定圧力以上のときに前記連通路との連通が遮断され、
前記第2の絞り孔は、前記第1の絞り孔よりも開口面積が小さく、前記高圧通路の圧力が前記所定圧力以上のときに前記連通路に連通する
ことを特徴とするリリーフ弁。
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