JP2582125Y2 - リリーフ弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、小形建設機械等に使用
される複合バルブのリリーフ弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種のリリーフ弁は、例えば
特公昭６１ー３９９２号公報に開示されるように（図３
参照）、本体部１０およびプラグ１２からなる弁体の内
部に高圧室１４、低圧室１６および背圧室１８を有する
と共に、内径部に通路を備えて高圧室１４と低圧室１６
との間を開閉制御するメインポペット２０と、このメイ
ンポペット２０の前記内径部に摺動自在に支持されかつ
内径部に絞り２２付きパイロット通路２４を備えて高圧
室１４を背圧室１８に連通する円筒状ピストン２６と、
このピストン２６に対向して設けられ背圧室１８と低圧
室１６との間を開閉制御するパイロットポペット２８と
からなり、前記パイロットポペット２８の開弁により前
記ピストン２６が前記絞り２２の前後差圧により変位す
ると共に、前記パイロット通路２４が閉塞されて背圧室
１８の圧力が低下することにより、前記メインポペット
２０が開弁すなわちリリーフするよう構成されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のリリーフ弁は、以下に述べるような難点を有してい
た。すなわち、従来のリリーフ弁においては、図示され
ているように、ピストン２６はメインポペット２０を貫
通して高圧室１４に露出しているが、このため、リリー
フ弁が作動状態になる際には、ピストン２６の前記露出
先端部には高圧室１４の圧力のみならず、高圧室１４か
ら低圧室１６に流出する流体（圧油）の力も作用し、し
かもこの流体圧力は円周方向に均一に作用するのではな
く、高圧室や低圧室の形状により種々に変化する。従っ
て、ピストン２６には、これをパイロットポペット２８
へ押圧する油圧力に加えて、前記流体圧力が半径方向に
も作用することになる。この結果、メインポペット２０
とピストン２６との相対動作が円滑を欠くと共に、さら
にはメインポペットとピストンとの隙間の分だけピスト
ンが半径方向に振れ、この振れがパイロットポペット２
８にも伝達されるのでピストン２６が振動し、このため
リリーフ作動圧力が不安定となると同時に、騒音が発生
するなどの難点があつた。

【０００４】さらに、従来のリリーフ弁は、パイロット
ポペット２８から排出される圧油を、メインポペット２
０を支持する外側部材３０のさらに外径部を経て低圧室
１６へ戻していることから、弁部を本体部１０に組み込
むためのねじプラグ１２の外径（弁本体１０の組み込み
内径Ｄ）が比較的大きく設定されていた。しかるに、こ
のことは、この種のリリーフ弁を小形建設機械用複合バ
ルブのリリーフ弁として使用する場合に、前記複合バル
ブを大形化することになり、結果的に小形建設機械の小
形化要望を阻害していた。

【０００５】そこで、本考案の目的は、作動安定性に優
れると共にコンパクトに構成することができるリリーフ
弁を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本考案に係るリリーフ弁は、弁体の内部に高圧
室、低圧室および背圧室を有すると共に、内径部に通路
を備えて高圧室と低圧室との間を開閉制御するメインポ
ペットと、このメインポペットの前記内径部に摺動自在
に支持されかつ内径部に絞り付きパイロット通路を備え
て高圧室を背圧室に連通する円筒状ピストンと、このピ
ストンに対向して設けられ背圧室と低圧室との間を開閉
制御するパイロットポペットとからなり、前記パイロッ
トポペットの開弁により前記ピストンが前記絞りの前後
差圧により変位すると共に前記パイロット通路が閉塞さ
れて背圧室の圧力が低下することにより前記メインポペ
ットが開弁するよう構成したリリーフ弁において、前記
メインポペットの高圧室に面する側に細径突出部を設け
ると共に、この突出部内に前記内径部通路に連通する絞
り通路を穿設し、この絞り通路を介して高圧室の圧油を
前記ピストンの一端に作用させるよう構成することを特
徴とする。この場合、弁体の中央部をスリーブから構成
すると共に、このスリーブの内径部にはメインポペット
の外形部の一部を液密かつ摺動自在に支持するシートを
配設し、前記弁体、スリーブ、シートおよびメインポペ
ットの間に、パイロットポペットの背部室と低圧室との
間を連通する通路をそれぞれ設けることができる。

【０００７】

【作用】本考案によれば、ピストンは、メインポペット
の高圧室に面する側に突出する細径突出部内に設けた絞
り通路を介してのみ高圧室の圧油を作用されるよう構成
されている。従って、ピストンは、従来のリリーフ弁に
おけるように高圧室内において半径方向の流体圧力が作
用することがないので、振動を発生することなく極めて
安定に作動する。

【０００８】また、弁体は、その中央部（弁本体とプラ
グの間）をスリーブから構成することにより、弁本体の
組み込み内径を小さく設定することが可能となる。従っ
て、リリーフ弁がコンパクトとなり、これを組み込む複
合バルブも小形化される。

【０００９】

【実施例】次に、本考案に係るリリーフ弁の実施例につ
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、図３に示す従来の構造と同一の構成部分
には同一の参照符号を付し、詳細な説明は省略する。

【００１０】図１は、本考案のリリーフ弁の一実施例を
示し、その基本的構成は図３に示す従来のそれと同一で
ある。すなわち、リリーフ弁は、弁体の内部に高圧室１
４、低圧室１６および背圧室１８を有すると共に、内径
部に通路を備えて高圧室１４と低圧室１６との間を開閉
制御するメインポペット２０と、このメインポペット２
０の前記内径部に摺動自在に支持されかつ内径部に絞り
２２付きパイロット通路２４を備えて高圧室１４を背圧
室１８に連通する円筒状ピストン２６と、このピストン
２６に対向して設けられ背圧室１８と低圧室１６との間
を開閉制御するパイロットポペット２８とから構成され
ている。

【００１１】しかるに、本考案においては、メインポペ
ット２０の高圧室１４に面する側に細径突出部３２を設
けると共に、この突出部３２内に内径部通路３４に連通
する絞り通路３６を穿設し、この絞り通路３６および通
路３４を介して高圧室１４の圧油をピストン２６の一端
に作用させるよう構成する。また、弁体は、その中央部
（本体部１０およびプラグ１２の間）をねじ結合するス
リーブ３８から構成すると共に、このスリーブ３８の内
径部にはメインポペット２０の外形部の一部を液密かつ
摺動自在に支持するシート４０を配設し、弁本体１０、
プラグ１２、スリーブ３８、シート４０およびメインポ
ペット２０の間に、パイロットポペット２８の背部室４
２と低圧室１６との間を連通する通路（これについては
後述する）をそれぞれ設ける。

【００１２】そこで、前記構成をさらに詳しく説明する
と、スリーブ３８の内部には高圧室１４に面して突出部
３２を備えたメインポペット２０が摺動自在に支持さ
れ、そしてこのメインポペット２０はその外周の一部を
さらにシート４０の内径部によっても液密かつ摺動自在
に支持されている。シート４０の外径部は、図２に示す
ように、面削部４０ａを備えており、これによりパイロ
ット背部室４２はシート４０の横穴４０ｂ、面削通路
（部）４０ａ、横穴４０ｃ（図１参照）に連通してい
る。また、メインポペット２０の外周には溝２０ａが、
スリーブ３８にはその半径方向に横穴３８ａが、そして
ねじ部には切欠き部３８ｂがそれぞれ設けられており、
これによりシート４０の前記横穴４０ｃは前記溝２０
ａ、横穴３８ａ、切欠き部３８ｂを介して低圧室１６へ
接続されている。さらに、メインポペット２０の内径部
には、ピストン２６が摺動自在に支持され、ばね４４の
力を受けている。このピストン２６には、内径部に通路
２４が設けられ、そしてこの通路２４上には絞り２２が
備えられている。従って、図示の状態では、高圧室１４
と背圧室１８とは、メインポペット２０内の絞り通路３
６、通路３４およびピストン２６内の絞り２２、通路２
４を介して接続されている。一方、パイロットポペット
２８は、ばね４６によりシート４０の一端に押接されて
おり、そして背圧室１８に露出した先端部はテーパ状に
形成されて絞り４８を備えている。

【００１３】次に、このような構成になる本考案のリリ
ーフ弁の動作について説明する。先ず、高圧室１４の圧
力が上昇すると、前述したように高圧室１４は背圧室１
８に連通しているので、前記圧力はパイロットポペット
２８に作用し、ばね４６の力に抗してこれを開口させ
る。パイロットポペット２８が開口すると、ここで背圧
室１８は、ピストン２６に設けた絞り２２を介して高圧
室１４に接続されているので、背圧室１８の圧力が低下
し、この背圧室１８内の圧力とメインポペット２０の通
路３４内の圧力との差圧力により、ピストン２６はばね
４４の力に抗して図中右行し、ピストン２６の開口部５
０がパイロットポペット２８の先端部に当接する。しか
し、ここで前記先端部には絞り（通路）４８が設けてあ
るので、背圧室１８は前記絞り４８並びに通路２４、絞
り２２、通路３４、３６を介して高圧室１４に連通した
状態となる。そして、このような状態においては、背圧
室１８内の圧力は高圧室１４内の圧力に比較してかなり
低く維持されているので、メインポペット２０に対して
高圧室１４から作用する力（Ａ１×Ｐ１）は背圧室１８
から作用する力（Ａ２×Ｐ２）より大きくなる。すなわ
ち、ここで、Ａ１、Ａ２並びにＰ１、Ｐ２はそれぞれ高
圧室１４、背圧室１８における作用面積並びに圧力を示
す。この結果、メインポペット２０も図中右行して開口
し、すなわち高圧室１４が低圧室１６に連通し、高圧室
１４内の圧油がスリーブ３８に設けた横穴５２を介して
低圧室１６内に流出（リリーフ）する。

【００１４】しかるに、本考案においては、ピストン２
６は、高圧室１４内に露出されることなく、メインポペ
ット２０の突出部３２内に設けた絞り通路３６および通
路３４を介してのみ高圧室１４内の流体圧が作用するよ
う構成されているので、すなわち、従来の技術における
ような横振動を発生するピストン半径方向の流体圧力が
作用することがないので、前記作動が極めて安定に達成
される。また、メインポペット２０の前記絞り通路３６
には、若干の絞り効果を持たせてあるので、ピストン２
６に作用する急激な圧力変動を緩和することができる。

【００１５】なお、本考案のリリーフ弁は、メークアッ
プ弁としても作動する。そこで、これについて説明する
と、この場合には、低圧室１６と高圧室１４との圧力関
係は、前者の方が高くなり、これによりメインポペット
２０はばね４４の力に打ち勝って、図において右行す
る。従って、低圧室１６内の圧油は横穴５２を介して高
圧室１４内へ流入し、高圧室１４内におけるキャビテー
シヨンの発生は防止される。なおこの場合、メインポペ
ット２０が図１に示されているフルストロークｌ_１の位
置まで移動しても、その突出部３２はスリーブ３８の通
路（内径Ａ１の部分）内に止どまっているので、高圧室
１４内の圧力は確実に背圧室１８内に導かれ、従ってメ
ークアップ弁としても極めて安定した動作が達成され
る。

【００１６】次に、本考案の別の目的であるコンパクト
化について説明する。なお、このコンパクト化は、昨今
省力化のために小形建設機械が開発され、さらに小形化
が要望されている現状において、これに使用される複合
バルブ等の油圧機器のコンパクト化も同様に求められて
おり、そしてこのため、前記複合バルブを構成するリリ
ーフ弁に関しては、他の近接する部品間の干渉を防止す
るため、特に弁本体部１０に対する取付け部分の大きさ
（半径方向寸法Ｄ）を小さくすることが極めて重要な課
題とされているものである。しかるに、本考案において
は、図１に示しかつ前述したように、弁の本体部１０と
プラグ１２との間をスリーブ３８から構成すると共に、
リリーフ作動時にパイロット背部室４２へ排出された圧
油を、シート４０の横穴４０ｂ、面袖通路４０ａ、横穴
４０ｃ、メインポペット２０の溝２０ａ並びにスリーブ
３８の横穴３８ａ、切欠部３８ｂを介して低圧室１６へ
戻すよう構成したことにより、リリーフ弁の弁本体部１
０に対する取付け部分の大きさＤは、メインポペット２
０の大きさより僅かに大きく設定するだけで満足する。
この結果、複合バルブの構造を、図３に示すようにメイ
ンポペット２０を外側部材３０を介して取付けていた従
来の装置に比較して、大幅にコンパクト化することが可
能となる。

【００１７】このように、本考案によれば、ピストン
は、メインポペットの高圧室に面する側に突出する細径
突出部内に設けた絞り通路を介してのみ高圧室の圧油を
作用させるよう構成しているので、すなわち、従来のリ
リーフ弁におけるように高圧室内において半径方向の流
体圧力を作用させることがないので、リリーフ作動が振
動を発生することなく、極めて安定した作動となる。

【００１８】また、弁体は、その中央部（弁本体とプラ
グの間）をスリーブにより構成することにより、弁本体
の組込み内径を小さく設定することが可能となるので、
リリーフ弁がコンパクトとなり、これを組込む複合バル
ブも小形化が可能となる。

【００１９】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改良変更が
可能である。

【００２０】

【考案の効果】以上説明したように、本考案に係るリリ
ーフ弁は、弁体の内部に高圧室、低圧室および背圧室を
有すると共に、内径部に通路を備えて高圧室と低圧室と
の間を開閉制御するメインポペットと、このメインポペ
ットの前記内径部に摺動自在に支持されかつ内径部に絞
り付きパイロット通路を備えて高圧室を背圧室に連通す
る円筒状ピストンと、このピストンに対向して設けられ
て背圧室と低圧室との間を開閉制御するパイロットポペ
ットとからなり、前記パイロットポペットの開弁により
前記ピストンが前記絞りの前後差圧により変位すると共
に前記パイロット通路が閉塞されて背圧室の圧力が低下
することにより、前記メインポペットが開弁するリリー
フ弁において、前記メインポペットの高圧室に面する側
に細径突出部を設けると共に、この突出部内に前記内径
部通路に連通する絞り通路を穿設し、この絞り通路を介
して高圧室の圧油を前記ピストンの一端に作用させるよ
う構成することにより、前記ピストンは、従来のリリー
フ弁におけるように高圧室内において半径方向の流体圧
力が作用することがなく、従って、リリーフ弁は、振動
を発生することなく極めて安定に作動する。

【００２１】また、本考案において、弁体の中央部（弁
本体とプラグの間）をスリーブにより形成することによ
り、弁部分の弁本体に対する組込み内径を小さく設定す
ることが可能となり、従ってリリーフ弁がコンパクトと
なり、またこれを組込む複合バルブも小形化することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るリリーフ弁の一実施例を示す断面
図である。

【図２】図１に示すリリーフ弁のII−II線断面図であ
る。

【図３】従来のリリーフ弁の要部断面図である。

【符号の説明】

１０ 本体部 １２ プラグ １４ 高圧室 １６ 低圧室 １８ 背圧室 ２０ メインポペ
ット ２０ａ 溝 ２２ 絞り ２４ 通路 ２６ ピストン ２８ パイロットポペット ３２ 突出部 ３４ 通路 ３６ 絞り通路 ３８ スリーブ ３８ａ 横穴 ３８ｂ 切欠部 ４０ シート ４０ａ 面削部（通路） ４０ｂ、４０ｃ
横穴 ４２ 背部室 ４４、４６ ばね ４８ 絞り ５０ 開口部 ５２ 横穴

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁体の内部に高圧室、低圧室および背圧
   室を有すると共に、内径部に通路を備えて高圧室と低圧
   室との間を開閉制御するメインポペットと、このメイン
   ポペットの前記内径部に摺動自在に支持されかつ内径部
   に絞り付きパイロット通路を備えて高圧室を背圧室に連
   通する円筒状ピストンと、このピストンに対向して設け
   られ背圧室と低圧室との間を開閉制御するパイロットポ
   ペットとからなり、前記パイロットポペットの開弁によ
   り前記ピストンが前記絞りの前後差圧により変位すると
   共に前記パイロット通路が閉塞されて背圧室の圧力が低
   下することにより前記メインポペットが開弁するよう構
   成したリリーフ弁において、 前記メインポペットの高圧室に面する側に細径突出部を
   設けると共に、この突出部内に前記内径部通路に連通す
   る絞り通路を穿設し、この絞り通路を介して高圧室の圧
   油を前記ピストンの一端に作用させるよう構成すること
   を特徴とするリリーフ弁。
2. 【請求項２】 弁体の中央部をスリーブから構成すると
   共に、このスリーブの内径部にはメインポペットの外形
   部の一部を液密かつ摺動自在に支持するシートを配設
   し、前記弁体、スリーブ、シートおよびメインポペット
   の間に、パイロットポペットの背部室と低圧室との間を
   連通する通路をそれぞれ設けてなる請求項１記載のリリ
   ーフ弁。