JP2529074Y2 - リリーフ弁 - Google Patents
リリーフ弁Info
- Publication number
- JP2529074Y2 JP2529074Y2 JP9479290U JP9479290U JP2529074Y2 JP 2529074 Y2 JP2529074 Y2 JP 2529074Y2 JP 9479290 U JP9479290 U JP 9479290U JP 9479290 U JP9479290 U JP 9479290U JP 2529074 Y2 JP2529074 Y2 JP 2529074Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- poppet
- relief valve
- chamber
- low
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Safety Valves (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は建設機械などの油圧装置のリリーフ弁に係
り、特に低圧側（戻り側）の圧力が変動してもリリーフ
弁の作動圧力（高圧側圧力）が略一定に維持されるリリ
ーフ弁に関する。
り、特に低圧側（戻り側）の圧力が変動してもリリーフ
弁の作動圧力（高圧側圧力）が略一定に維持されるリリ
ーフ弁に関する。
一般に、建設機械などの油圧装置においては、安全性
ならびに操作性の面から、戻り側（低圧側）の圧力が変
動しても送り側（高圧側）の圧力が一定に維持されるこ
とが望まれる。このため、この種の装置においては、前
記戻り側と送り側との間に設けられて送り側の圧力を規
制するリリーフ弁は、戻り側圧力が変動しても送り側圧
力が一定に維持されるリリーフ弁（以下、一定作動圧リ
リーフ弁と称する）であることが望まれる。
ならびに操作性の面から、戻り側（低圧側）の圧力が変
動しても送り側（高圧側）の圧力が一定に維持されるこ
とが望まれる。このため、この種の装置においては、前
記戻り側と送り側との間に設けられて送り側の圧力を規
制するリリーフ弁は、戻り側圧力が変動しても送り側圧
力が一定に維持されるリリーフ弁（以下、一定作動圧リ
リーフ弁と称する）であることが望まれる。
ところで、このような一定作動圧リリーフ弁として
は、例えば、特公昭58−52110号公報に開示されるよう
なリリーフ弁が提案されている。このリリーフ弁は、第
３図に示すように、スリーブ10内に油密摺動自在に支持
され、高圧室12と低圧室14との間を封止するポペット16
からなる。このポペット16は、高圧室12と反対側のポペ
ット背室18の内面にばね20の力を受け、高圧室12の圧力
が上昇した際に開弁動作する差動式直動形リリーフ弁に
形成する。そして、ポペット16の内径部に段付穴部を設
けて一体段付のロッド22を組込み、これによって形成さ
れる小径部端面室24に高圧室12の圧油を導入すると共に
大径部端面室26はロッド22内部に設けた通路28を介して
タンク30へのドレンライン32に接続するよう構成されて
いる。このような構成において、ポペット16の高圧室12
に面するシート面積S1とロッド22の大径部面積S4とを同
一に設定すると、ポペット16に対して穴34,36を介して
それぞれ作用する低圧室14からの前後方向の力が互いに
バランスするので、ポペット16は低圧室14の圧力に関係
なく高圧室12の圧力のみによって開弁する。すなわち、
一定作動圧リリーフ機能を達成することができる。なお
この場合、リリーフ弁の作動圧力は、ロッド22の大径部
面積S4と小径部面積S2との面積差（S4−S2）とおよびば
ね20のばね力とのみによって設定することとなる。
は、例えば、特公昭58−52110号公報に開示されるよう
なリリーフ弁が提案されている。このリリーフ弁は、第
３図に示すように、スリーブ10内に油密摺動自在に支持
され、高圧室12と低圧室14との間を封止するポペット16
からなる。このポペット16は、高圧室12と反対側のポペ
ット背室18の内面にばね20の力を受け、高圧室12の圧力
が上昇した際に開弁動作する差動式直動形リリーフ弁に
形成する。そして、ポペット16の内径部に段付穴部を設
けて一体段付のロッド22を組込み、これによって形成さ
れる小径部端面室24に高圧室12の圧油を導入すると共に
大径部端面室26はロッド22内部に設けた通路28を介して
タンク30へのドレンライン32に接続するよう構成されて
いる。このような構成において、ポペット16の高圧室12
に面するシート面積S1とロッド22の大径部面積S4とを同
一に設定すると、ポペット16に対して穴34,36を介して
それぞれ作用する低圧室14からの前後方向の力が互いに
バランスするので、ポペット16は低圧室14の圧力に関係
なく高圧室12の圧力のみによって開弁する。すなわち、
一定作動圧リリーフ機能を達成することができる。なお
この場合、リリーフ弁の作動圧力は、ロッド22の大径部
面積S4と小径部面積S2との面積差（S4−S2）とおよびば
ね20のばね力とのみによって設定することとなる。
しかしながら、前述の一定作動圧リリーフ弁は、次の
ような難点を有していた。
ような難点を有していた。
すなわち、前記リリーフ弁は、そのポペットに高度の
同心精度を要する端付穴部を必要とすると共に、この段
付穴部に配置されるロッドも同じく高度の同心精度を要
する段部を必要とする。更に、前記ロッドにはその中心
部に連通路を必要とする。このため、前記リリーフ弁
は、製作上非常にコスト高となるものであった。
同心精度を要する端付穴部を必要とすると共に、この段
付穴部に配置されるロッドも同じく高度の同心精度を要
する段部を必要とする。更に、前記ロッドにはその中心
部に連通路を必要とする。このため、前記リリーフ弁
は、製作上非常にコスト高となるものであった。
そこで、本考案の目的は、構造が簡単で安価に製作で
きると共に、しかも信頼性に優れた一定作動圧リリーフ
弁を提供することにある。
きると共に、しかも信頼性に優れた一定作動圧リリーフ
弁を提供することにある。
先の目的を達成するために、本発明に係るリリーフ弁
は、スリーブ内に油密摺動自在に支持され、高圧室と低
圧室との間を封止するポペットからなり、前記ポペット
は高圧室と反対側のポペット背室の内面にばね力を受
け、高圧室の圧力が上昇した際に開弁動作する差動式直
動形リリーフ弁において、 前記ポペット背室を低圧室とドレンラインとにそれぞ
れ絞りを介して接続することを特徴とする。
は、スリーブ内に油密摺動自在に支持され、高圧室と低
圧室との間を封止するポペットからなり、前記ポペット
は高圧室と反対側のポペット背室の内面にばね力を受
け、高圧室の圧力が上昇した際に開弁動作する差動式直
動形リリーフ弁において、 前記ポペット背室を低圧室とドレンラインとにそれぞ
れ絞りを介して接続することを特徴とする。
この場合、ポペット背室と低圧室の間の絞りの面積
は、ポペット背室とドレンラインの間の絞りの面積より
小さく設定することができる。
は、ポペット背室とドレンラインの間の絞りの面積より
小さく設定することができる。
本考案のリリーフ弁においては、ポペット背室を低圧
室とドレンラインとに接続する両絞りの面積をそれぞれ
適切に選定すれば、ポペット背室内の圧力が所定に設定
され、これにより、低圧室の圧力によるポペットに作用
する前後方向の力がバランスする。すなわち、ポペット
の開弁動作圧、言い換えれば、リリーフ弁の作動圧が、
低圧室の圧力に関係なく常に一定に維持される。
室とドレンラインとに接続する両絞りの面積をそれぞれ
適切に選定すれば、ポペット背室内の圧力が所定に設定
され、これにより、低圧室の圧力によるポペットに作用
する前後方向の力がバランスする。すなわち、ポペット
の開弁動作圧、言い換えれば、リリーフ弁の作動圧が、
低圧室の圧力に関係なく常に一定に維持される。
次に、本考案に係るリリーフ弁の一実施例につき添付
図面を参照しながら以下詳細に説明する。なお、説明の
便宜上、第３図に示すリリーフ弁と同一構成部分には同
一参照符号を付し詳細な説明を省略する。
図面を参照しながら以下詳細に説明する。なお、説明の
便宜上、第３図に示すリリーフ弁と同一構成部分には同
一参照符号を付し詳細な説明を省略する。
第１図において、本発明のリリーフ弁の基本的構成
は、第３図に示すリリーフ弁と同一である。すなわち、
リリーフ弁40は、スリーブ10内に支持ロッド42を介して
油密摺動自在に支持され、高圧室12と低圧室14との間を
封止するポペット16からなり、このポペット16は高圧室
12と反対側のポペット背室18の内面にばね20の力を受
け、高圧室12の圧力が上昇した際に開弁動作する差動式
直動型リリーフ弁に構成されている。なお、ロッド42は
ポペット16を油密摺動自在に案内し、その前端部に高圧
室12に連通する差動面積形成のための油室44を構成す
る。また、参照符号46は、スリーブ10の先端部とボデイ
48の壁部との間に保持されるポペット16に対するシート
を示す。
は、第３図に示すリリーフ弁と同一である。すなわち、
リリーフ弁40は、スリーブ10内に支持ロッド42を介して
油密摺動自在に支持され、高圧室12と低圧室14との間を
封止するポペット16からなり、このポペット16は高圧室
12と反対側のポペット背室18の内面にばね20の力を受
け、高圧室12の圧力が上昇した際に開弁動作する差動式
直動型リリーフ弁に構成されている。なお、ロッド42は
ポペット16を油密摺動自在に案内し、その前端部に高圧
室12に連通する差動面積形成のための油室44を構成す
る。また、参照符号46は、スリーブ10の先端部とボデイ
48の壁部との間に保持されるポペット16に対するシート
を示す。
しかるに、本考案のリリーフ弁40においては、ポペッ
ト背室18を低圧室14とタンク30へのドレンライン32に対
してそれぞれ絞り50,52を介して接続するよう構成す
る。以下、これら絞り50,52を備える本発明のリリーフ
弁40の作用について説明する。
ト背室18を低圧室14とタンク30へのドレンライン32に対
してそれぞれ絞り50,52を介して接続するよう構成す
る。以下、これら絞り50,52を備える本発明のリリーフ
弁40の作用について説明する。
いま、ポペット16とシート46との接触面の面積をS1、
ロッド42の断面積すなわち油室44の面積をS2、スリーブ
10の内径部すなわちポペット16の外径部の面積をS3と
し、また高圧室12の圧力をPH、低圧室14の圧力をPL、ポ
ペット背室18の圧力をPBとし、更にばね20の荷重をFSと
すれば、ポペット16を図において右方へ動かそうとする
力F1は、 F1＝PH（S1−S2） ＋PL（S3−S1） …（１） で表され、一方ポペット16を左方へ動かそうとする力F2
は、 F2＝FS＋PB（S3−S2） …（２） で表される。そこで、これらの力F1，F2がバランスして
リリーフ弁40が作動している状態では式（１）＝式
（２）となり、すなわち、 PH（S1−S2）＋PL（S3−S1） ＝FS＋PB（S3−S2） となり、ここで差動有効面積（S1−S2）をＡと置けば、 PH・Ａ＋PL（S3−S1） ＝FS＋PB（S3−S1＋Ａ） と表すことができる。すなわち、リリーフ弁40の作動圧
力（高圧室の圧力）PHは、 で表される。
ロッド42の断面積すなわち油室44の面積をS2、スリーブ
10の内径部すなわちポペット16の外径部の面積をS3と
し、また高圧室12の圧力をPH、低圧室14の圧力をPL、ポ
ペット背室18の圧力をPBとし、更にばね20の荷重をFSと
すれば、ポペット16を図において右方へ動かそうとする
力F1は、 F1＝PH（S1−S2） ＋PL（S3−S1） …（１） で表され、一方ポペット16を左方へ動かそうとする力F2
は、 F2＝FS＋PB（S3−S2） …（２） で表される。そこで、これらの力F1，F2がバランスして
リリーフ弁40が作動している状態では式（１）＝式
（２）となり、すなわち、 PH（S1−S2）＋PL（S3−S1） ＝FS＋PB（S3−S2） となり、ここで差動有効面積（S1−S2）をＡと置けば、 PH・Ａ＋PL（S3−S1） ＝FS＋PB（S3−S1＋Ａ） と表すことができる。すなわち、リリーフ弁40の作動圧
力（高圧室の圧力）PHは、 で表される。
そこで、リリーフ弁40の作動圧力PHが、低圧室14の圧
力PLが変動しても一定である場合を想定すると、 PB（S3−S1＋Ａ）＝PL（S3−S1） すなわち であれば良いこととなる。なお、式（３）において、各
面積S1，S2，S3は一定であり、また構成上S3＞S1である
ことは明らかであるので、（S3−S1）／（S3−S1＋Ａ）
＝一定＜１となる。
力PLが変動しても一定である場合を想定すると、 PB（S3−S1＋Ａ）＝PL（S3−S1） すなわち であれば良いこととなる。なお、式（３）において、各
面積S1，S2，S3は一定であり、また構成上S3＞S1である
ことは明らかであるので、（S3−S1）／（S3−S1＋Ａ）
＝一定＜１となる。
一方、絞り50,52の面積をそれぞれa1，a2とし、ドレ
ンライン32の圧力をPDとすると、低圧室14からドレンラ
イン32へ流出する油量ｑは、オリフィスの流量算定式か
ら で表され、ここで、圧力PDは略大気圧であるので PD＝０と見なし、そして式（４）を変形すると となる。なお、式（５）において、 1/｛（a2／a1）2＋１｝＜１であることは明らかであ
る。
ンライン32の圧力をPDとすると、低圧室14からドレンラ
イン32へ流出する油量ｑは、オリフィスの流量算定式か
ら で表され、ここで、圧力PDは略大気圧であるので PD＝０と見なし、そして式（４）を変形すると となる。なお、式（５）において、 1/｛（a2／a1）2＋１｝＜１であることは明らかであ
る。
したがって、式（３）および（５）から となるよう絞り50,52の面積a1，a2を選定すれば、リリ
ーフ弁40の作動圧力PHは、低圧室14の圧力PLの変動に拘
りなく常に一定となることになる。
ーフ弁40の作動圧力PHは、低圧室14の圧力PLの変動に拘
りなく常に一定となることになる。
このように、本考案によれば、ポペット背室と低圧室
およびドレンラインとの間にそれぞれ所定の絞りを設け
るだけの簡単な構成で、一定作動圧形のリリーフ弁を簡
単、安価に提供することができる。しかも、本考案のリ
リーフ弁は、このように構造が簡単であると共に且つ高
度の加工技術を必要としないので、高度の信頼性が得ら
れる利点を有する。
およびドレンラインとの間にそれぞれ所定の絞りを設け
るだけの簡単な構成で、一定作動圧形のリリーフ弁を簡
単、安価に提供することができる。しかも、本考案のリ
リーフ弁は、このように構造が簡単であると共に且つ高
度の加工技術を必要としないので、高度の信頼性が得ら
れる利点を有する。
なお、前述の構成において、ポペット背室18と低圧室
14の間の絞り50の面積a1をポペット背室18とドレンライ
ン32の間の絞り52の面積a2より小さく設定すると、次の
ような利点が得られる。先ず初めに、式（５）から分か
るように、すなわちその右辺の分母（a2／a1）2＋１が
より大きくなるので、ポペット背室18の圧力PBが低圧室
14の圧力PLに比較してより低圧となり、したがって構造
上背圧変動の影響を受ける領域が少なくなり、信頼性を
一層向上することができる。次に、式（６）を変形して
得られる下記式（７） Ａ＝（a2／a1）2・（S3−S1） …（７） から分かるように、差動有効面積Ａ、すなわちポペット
16とシート46との接触面積S1とロッド42もしくは油室44
の横断面積S2との面積差S1−S2をより大きく設定するこ
とができるので、面積S1は大きく、これに比較して面積
S2は小さめに設定することにより、両面積S1，S2の加工
寸法誤差並びに面積S1の摩耗変化による影響を受けにく
くすることができる。
14の間の絞り50の面積a1をポペット背室18とドレンライ
ン32の間の絞り52の面積a2より小さく設定すると、次の
ような利点が得られる。先ず初めに、式（５）から分か
るように、すなわちその右辺の分母（a2／a1）2＋１が
より大きくなるので、ポペット背室18の圧力PBが低圧室
14の圧力PLに比較してより低圧となり、したがって構造
上背圧変動の影響を受ける領域が少なくなり、信頼性を
一層向上することができる。次に、式（６）を変形して
得られる下記式（７） Ａ＝（a2／a1）2・（S3−S1） …（７） から分かるように、差動有効面積Ａ、すなわちポペット
16とシート46との接触面積S1とロッド42もしくは油室44
の横断面積S2との面積差S1−S2をより大きく設定するこ
とができるので、面積S1は大きく、これに比較して面積
S2は小さめに設定することにより、両面積S1，S2の加工
寸法誤差並びに面積S1の摩耗変化による影響を受けにく
くすることができる。
第２図は、本考案に係る一定差動圧リリーフ弁40を、
一例として建設機械の旋回駆動油圧回路に適用した場合
を示したものである。すなわち、油圧回路は、油圧ポン
プ54からの吐出油を切換弁56を介して旋回モータ58に供
給し、負荷60を駆動するよう構成されている。しかる
に、この種の油圧回路においては、回路内のキャビテー
ションを防止するなどの目的のために、低圧側（戻り
側）ライン62には通常背圧発生手段64が設けられてお
り、このため低圧側ライン62内では圧力変動が発生し易
い。そこで、前記低圧側ライン62内に、本考案に係る、
低圧ライン62内の圧油を絞り、ポペット背室、絞りを介
してドレンライン32に接続する図示リリーフ弁40を設け
ることで、リリーフ弁40の作動圧、すなわち旋回モータ
58への供給油圧力が、低圧ライン62内の圧力の変動に関
係なく常に一定に保持される。したがって、装置の安全
性ならびに操作性を大幅に向上することができる。
一例として建設機械の旋回駆動油圧回路に適用した場合
を示したものである。すなわち、油圧回路は、油圧ポン
プ54からの吐出油を切換弁56を介して旋回モータ58に供
給し、負荷60を駆動するよう構成されている。しかる
に、この種の油圧回路においては、回路内のキャビテー
ションを防止するなどの目的のために、低圧側（戻り
側）ライン62には通常背圧発生手段64が設けられてお
り、このため低圧側ライン62内では圧力変動が発生し易
い。そこで、前記低圧側ライン62内に、本考案に係る、
低圧ライン62内の圧油を絞り、ポペット背室、絞りを介
してドレンライン32に接続する図示リリーフ弁40を設け
ることで、リリーフ弁40の作動圧、すなわち旋回モータ
58への供給油圧力が、低圧ライン62内の圧力の変動に関
係なく常に一定に保持される。したがって、装置の安全
性ならびに操作性を大幅に向上することができる。
以上、本考案を好適な一実施例について説明したが、
本考案は前記実施例に限定されることなく、その精神を
逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可能であ
る。
本考案は前記実施例に限定されることなく、その精神を
逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可能であ
る。
以上説明したように、本考案に係るリリーフ弁は、ポ
ペット背室と低圧室ならびにドレンラインとの間をそれ
ぞれ絞りを介して接続し、そしてこれら絞りの面積を適
切に選定してポペット背室内の圧力を所定に設定するこ
とにより、低圧室内の圧力によってポペットに作用され
る前後方向の力をバランスさせるように構成したので、
低圧室内の圧力の変動に拘らず一定圧力で開弁動作す
る、すなわち一定作動圧リリーフ弁を、極めて簡単な構
成で安価に提供することができる。また、本考案のリリ
ーフ弁は、このように簡単に構成されると共に且つ高度
の加工技術を要しないので、高い信頼性が発揮される利
点を有する。
ペット背室と低圧室ならびにドレンラインとの間をそれ
ぞれ絞りを介して接続し、そしてこれら絞りの面積を適
切に選定してポペット背室内の圧力を所定に設定するこ
とにより、低圧室内の圧力によってポペットに作用され
る前後方向の力をバランスさせるように構成したので、
低圧室内の圧力の変動に拘らず一定圧力で開弁動作す
る、すなわち一定作動圧リリーフ弁を、極めて簡単な構
成で安価に提供することができる。また、本考案のリリ
ーフ弁は、このように簡単に構成されると共に且つ高度
の加工技術を要しないので、高い信頼性が発揮される利
点を有する。
第１図は本考案に係るリリーフ弁の一実施例を示す縦断
面図、第２図は第１図に示す本考案のリリーフ弁を建設
機械の旋回動作油圧回路に適用した一実施例を示す油圧
回路図、第３図は従来のリリーフ弁を示す縦断面図であ
る。 10…スリーブ、12…高圧室 14…低圧室、16…ポペット 18…ポペット背室、20…ばね 30…タンク、32…ドレンライン 40…リリーフ弁、42…支持ロッド 44…油室、46…シート 48…ボディ、50,52…絞り 54…油圧ポンプ、56…切換弁 58…旋回モータ、60…負荷 62…低圧側ライン、64…背圧発生手段
面図、第２図は第１図に示す本考案のリリーフ弁を建設
機械の旋回動作油圧回路に適用した一実施例を示す油圧
回路図、第３図は従来のリリーフ弁を示す縦断面図であ
る。 10…スリーブ、12…高圧室 14…低圧室、16…ポペット 18…ポペット背室、20…ばね 30…タンク、32…ドレンライン 40…リリーフ弁、42…支持ロッド 44…油室、46…シート 48…ボディ、50,52…絞り 54…油圧ポンプ、56…切換弁 58…旋回モータ、60…負荷 62…低圧側ライン、64…背圧発生手段
Claims (2)
- 【請求項１】スリーブ内に油密摺動自在に支持され、高
圧室と低圧室との間を封止するポペットからなり、前記
ポペットは高圧室と反対側のポペット背室の内面にばね
力を受け、高圧室の圧力が上昇した際に開弁動作する差
動式直動形リリーフ弁において、 前記ポペット背室を低圧室とドレンラインとにそれぞれ
絞りを介して接続することを特徴とするリリーフ弁。 - 【請求項２】ポペット背室と低圧室の間の絞りの面積
が、ポペット背室とドレンラインの間の絞りの面積より
小さく設定してなる請求項１記載のリリーフ弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9479290U JP2529074Y2 (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | リリーフ弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9479290U JP2529074Y2 (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | リリーフ弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0452673U JPH0452673U (ja) | 1992-05-06 |
| JP2529074Y2 true JP2529074Y2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=31833009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9479290U Expired - Lifetime JP2529074Y2 (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | リリーフ弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2529074Y2 (ja) |
-
1990
- 1990-09-11 JP JP9479290U patent/JP2529074Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0452673U (ja) | 1992-05-06 |
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