JP3004338U - パイロット形リリーフ弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パイロット形リリーフ弁に関し、大流量リリ
ーフの検出動作の応答性を高めることを目的とする。 【構成】 弁ケース内にパイロット弁子を直接に内包す
る異径筒形の主弁子を配置し、弁ケース１外の圧油路の
油圧でパイロット弁を開弁して主弁子７の両面にその油
圧を作用させ、主弁子７の両面に作用する油圧の差圧に
よる油圧推力で主弁子７を駆動して主弁を急開させ、上
記圧油路の圧油を大流量リリーフするパイロット形リリ
ーフ弁において、主弁子７にセンサシリンダ19を連設
し、このセンサシリンダ19の位置によりオンオフされる
鉄片感知形磁気近接スイッチ22を設ける構成とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本発明は、パイロット形リリーフ弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】

例えば図４に示すように、プレスの過負荷安全装置として、プレスのスライド 101 内にシリンダ室102 を形成し、このシリンダ室102 に進退可能に、かつ、油 密状に内嵌したピストン103 をクランク機構104に連結する一方、シリンダ室102 内でピストン103 によって区画された圧油室105 に圧油路106 を介して油圧ポン プ107 で所定圧（プリロード圧）の圧油を供給し、この圧油路106 にリリーフ弁 108 を接続して、過負荷時にリリーフ弁108 を開弁させて過負荷状態を解消する ように構成するものがある。

【０００３】 すなわち、このプレスの過負荷安全装置では、スライド101 に加わる負荷が許 容最大負荷以下であれば、圧油室105 の容積がその内圧によって最大に保持され 、その内圧が増減することはない。スライド101 に作用する負荷が許容最大負荷 を上回る過負荷になると、負荷が圧油室105 の内圧に打ち勝ち、圧油室105 内の 圧油が押し出され、圧油室105 から押し出された圧油量に対応する圧油量をリリ ーフ弁108 から排出することにより、スライド101 に対するクランク機構104 お よびピストン103 の過剰な動作が吸収され、過負荷状態が解消される。

【０００４】 プレス等においては過負荷状態が発生する場合、無負荷から瞬間的に過負荷に なるので、この種のリリーフ弁108 としては、例えば特公昭54-23474号公報や特 開平１−316575号公報に開示されているように、応答性が高く、しかも、瞬時に 大流量のリリーフが行えるパイロット形リリーフ弁が用いられる。 また、プレスの使用が繰り返され、圧油室105 および圧油路106 内の圧油の温 度が上昇する場合にも、緩慢にではあるが圧油の体積が増大するので、パイロッ ト弁が開かれる。しかし、パイロット弁の開弁によって大流量の主弁を大きく開 弁させると、圧油室105 および圧油路106 内の油圧が必要以上に急激に低下し、 所要のプレス圧が得られなくなる。そこで、このような場合にはパイロット弁の 開弁量が少ないうちにパイロット弁子とパイロット弁座との間に形成される空間 をオリフィスを介して外部のドレン油路に連通させ、少量のリリーフをさせて、 圧油室105 および圧油路106 の内圧が思いがけずに大幅に低下することを防止し ている。

【０００５】 ところで、この過負荷安全装置を付設したプレスでは、圧油室105 および圧油 路106 の内圧がプリロード圧未満であれば、所要のプレス圧が発生しないので、 不良製品の発生を防止するため、プレスの稼働を禁止することが好ましい。また 、過負荷状態が発生した時にはプレスを安全動作させて停止し、この後、その原 因が解明されて除去されるまで、過負荷状態の再発を防止するため、稼働を停止 することが好ましい。

【０００６】 この圧油室105 および圧油路106 の内圧の不足及び過負荷の発生を検出するた めには、例えば圧油路106 に圧力スイッチを接続し、プリロード圧の発生で圧力 スイッチをオンしてプレスの稼動を可能にし、稼動中に過負荷状態が発生し圧油 路106 の内圧がリリーフ圧を超えたときリリーフ弁が開弁し、過負荷状態を解消 した直後に瞬間的にリリーフ圧を超える現象を検出し、圧力スイッチをオフにし プレスを瞬時に停止する方法がある。

【０００７】 しかし、この場合には、圧力スイッチの感度が鈍いと稼動中に過負荷状態が発 生した時、圧油路106 の内圧がリリーフ圧を超えてリリーフ弁が開弁し、過負荷 状態を解消した後に元のリリーフ圧以下に戻るまでの期間内に圧力スイッチが動 作せず、安全動作がされなくなるおそれがある。また、圧力スイッチの感度が過 敏であれば、リリーフ弁108 が開弁しない実質的には無視できる程度の過負荷状 態にも感応して作動し、プレスを必要以上に頻繁に停止させ、稼働効率を低下さ せる。しかも、リリーフ弁の開弁特性、圧油路106 の流動抵抗などは各プレスに 付設される過負荷安全装置ごとに微妙に異なることから、圧力スイッチがオンオ フされる動作圧力やその感度を各プレスごとに微妙に調整する必要があり、初期 調整やメンテナンスが非常に面倒になる。

【０００８】 そこで、例えば特公昭54-23474号公報に開示されているように、リリーフ弁108 のパイロット弁子の動作によりオンオフ操作されるリミットスイッチを設けたり 、例えば特開平１−316575号公報に開示されているように、主弁子およびパイロ ット弁子とは別体のセンサシリンダと、このセンサシリンダの位置によってオン オフされる近接スイッチとを設けたものが提案されている。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

上記リミットスイッチを用いる従来例は、プリロード圧の発生によりパイロッ ト弁子が所定の高さ以上に持ち上げられるとオンになり、過負荷発生時などのリ リーフによって無圧になり、主弁子およびパイロット弁子が所定の高さよりも低 い位置まで低下するとオフになる。つまり、内圧がリリーフ圧以上に上昇すると 、パイロット弁子が一旦持ち上げられてパイロット弁子が開かれ、主弁子の両側 に作用する差圧によって主弁子が低い位置に下降して主弁が開弁され、リリーフ が行われて弁室の内圧が低下してパイロット弁子が下降し、主弁子に受け止めら れる時オフになるので、応答性が低い。

【００１０】 上記センサシリンダを用いる従来例は、主弁子およびパイロット弁子に必ずし も同行しないセンサシリンダをパイロット弁とパイロット弁座との間に形成され る主弁体の内部圧力でパイロット弁子と同行したり、パイロット弁子とパイロッ ト弁体との間に形成されるパイロット弁室の内圧でパイロット弁子および主弁子 とは別に移動したりするなど、動作が複合的であり、それぞれの圧力変動の遅れ 等による遅れが生じるので、やはり応答性が悪い。

【００１１】 本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、特に敏感で、正確な応答 が要求される大流量リリーフ検出動作の応答性が高いパイロット形リリーフ弁を 提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案に係るパイロット形リリーフ弁は、弁ケース内にパイロット弁子を直接 に内包する異径筒形の主弁子を配置し、パイロット弁子を付勢する付勢手段に抗 して主弁子に形成した通油路からパイロット弁子に作用する油圧でパイロット弁 子を主弁子から隔離させてパイロット弁を開弁させ、パイロット弁の開弁により 主弁子のパイロット弁子側に油圧を作用させて主弁子をパイロット弁子から離れ る開弁方向に駆動させるように構成したパイロット形リリーフ弁において、上記 の目的を達成するため主弁子に検出子を連設し、油圧が発生するとパイロット弁 子は主弁子を閉止した一体の状態で鉄片感知形磁気近接スイッチに近づき、さら に油圧が上昇するとパイロット弁が開弁し、主弁子をパイロット弁子から離れる 開弁方向に駆動させ鉄片感知形磁気近接スイッチから離れ、この主弁子に連設し た検出子の位置によりオンオフ切替えされる鉄片感知形磁気近接スイッチを設け たことを特徴とする。

【００１３】

【作用】

本考案においては、検出子を大流量リリーフ時に圧油の加圧推力で急激に開弁 位置に駆動する主弁子に連設することにより、検出子の位置を鉄片感知形磁気近 接スイッチを例えばオンにする位置からオフにする位置に急激に移動させること ができる。

【００１４】

【実施例】

以下、本考案の一実施例に係るパイロット形リリーフ弁について図面に基づい て具体的に説明する。 図１の断面に示すように、弁ケース１の内部には一次室２と、弁室３と、圧力 設定室４とが同軸心状に順に連続して形成され、弁室３は一次室２側の小径室５ と圧力設定室４側との大径室６とからなる段付異径室に形成されている。

【００１５】 弁室３には主弁子７が弁室３の軸心と同軸心状に、かつ、その軸心方向に進退 可能に挿入される。この主弁子７は、小径筒部８と大径筒部10とからなる段付異 径筒形に形成してもよいが、ここでは、パイロット弁の開弁時の流路面積の増大 を緩和して排圧の発生を削減するため、小径室５に油密状に内嵌される小径筒部 ８と、これに連続して大径室６内で次第に拡径されるテーパ筒部９と、大径室６ 内でテーパ筒部９に連続する大径筒部10とを有する異径筒形に形成され、また、 主弁子７の小径筒部８とテーパ筒部９との接続部の内周面には円環状のパイロッ ト弁座11が形成される。

【００１６】 上記主弁子７の大径筒部10にはパイロット弁座11に向かって進退可能にパイロ ット弁子12が内嵌され、このパイロット弁子12の先端部にはパイロット弁座11に 封止状に受け止められる弁面13が形成される。パイロット弁子12は段付異径柱状 に形成し、弁面13をパイロット弁座11の端面に平行な平面に形成してもよいが、 ここでは、シール性を高めるとともに、パイロット開弁時の流路断面の増大およ び流路抵抗を緩和して排圧の発生を防止するため、弁面13をテーパ筒部９の内周 面に対応するテーパ周面に形成している。

【００１７】 上記主弁子12のテーパ筒部９とパイロット弁子12の弁面13との間には傘状の空 間14が形成され、大径室６内で主弁子７の周囲部に区画された二次室15と上記空 間14とを連通するオリフィス16がテーパ筒部９に形成され、大径筒部10には、パ イロット弁座11とパイロット弁子12との間隔が一定未満ではパイロット弁子12に よって閉じられ、一定以上では開かれて上記空間14を二次室15に連通させる主弁 孔17が形成される。

【００１８】 上記圧力設定室４は弁室３の大径室６よりも若干大径に形成され、その内部に パイロット弁子12をパイロット弁座11に押圧する圧力設定バネ18と、この圧力設 定室４に摺動可能に内嵌されたセンサシリンダ19とが収容される。 このセンサシリンダ19は例えば機械構造用炭素鋼などの磁性体で主弁子７と一 体に形成され、大径室６と圧力設定室４との段付面20と圧力設定室４の端壁21と によってその移動範囲を制限されている。

【００１９】 弁ケース１の圧力設定室４の外側には上記センサシリンダ19の位置によってオ ンオフ切替えされる鉄片感知形磁気近接スイッチ22が設けられ、この鉄片感知形 磁気近接スイッチ22は、センサシリンダ19が端壁21に一定以上近接する範囲に位 置する時にセンサシリンダ19によってオンに切り替えられ、それよりもセンサシ リンダ19が段付面20側に位置する時にはオフに自動復帰するようにしてある。

【００２０】 なお、弁ケース１には油圧ポンプ23が一体的に組付けられ、この油圧ポンプ23 に弁ケース１内に組み込んだ逆止弁24を介して一次室２が接続される一方、一次 室２に弁ケース１内に形成した一次油路25を介して負荷機器の負荷検出用シリン ダが接続される。また、上記二次室15は弁ケース１内に形成された二次油路26を 介して弁ケース１外のドレン油路に接続される。

【００２１】 このパイロット形リリーフ弁においては、一次室２および一次油路25の内圧が 無圧の場合、図１に示すように、パイロット弁子12および主弁子７は圧力設定バ ネ18の圧力で一次室２側のストロークエンドに押圧され、センサシリンダ19は例 えば鉄片感知形磁気近接スイッチ22から離れた段付面20側のストロークエンドに 位置し、鉄片感知形磁気近接スイッチはセンサシリンダ19を感知せずにオフにな っている。

【００２２】 一次室２の内圧が所定のプリロード圧まで上昇すると、図２に示すようにパイ ロット弁子12および主弁子７は、パイロット弁座11を閉止した状態で圧力設定室 ４の方向に移動し、センサシリンダ19は圧力設定室４の端壁21に押圧される。こ の位置ではセンサシリンダ19が端壁21に一定以上近接し、鉄片感知形磁気近接ス イッチ22がセンサシリンダ19の接近に感応してオンに切替えられる。

【００２３】 過負荷時発生時には、図３に示すように、一次室２の油圧が急激に上昇し、パ イロット弁子12のパイロット弁座11内に受ける圧力が急激に増大し、圧力設定バ ネ18が圧縮されてパイロット弁子12が急激にパイロット弁座11から離れる方向、 すなわち、圧力設定室４の方向に移動する。 パイロット弁子12がパイロット弁座11から離れると、パイロット弁子12の受圧 面積が拡大され、パイロット弁子12が一層急激にパイロット弁座11から離れる方 向に移動するとともに、主弁子７のテーパ筒部９の内周面に油圧が作用し、主弁 子７の両側に作用する差圧によって主弁子７が急激に逆方向のストロークエンド まで移動し、主弁孔17が急激に開かれて大量リリーフが行われる。また、これと 同時に主弁子７に連設されたセンサシリンダ19が鉄片感知形磁気近接スイッチ22 から急激に離れて、鉄片感知形磁気近接スイッチ22をオフに復帰する。

【００２４】 したがって、主弁の開弁と同時に鉄片感知形磁気近接スイッチ22により大量リ リーフの実行が検出されるので、応答性が高い。 この実施例では、主弁子７を小径筒部８と大径筒部10とをテーパ筒部９で連続 させているので、パイロット弁が開かれた時に、流路面積の拡大が段付異径筒に 主弁子よりも緩慢になるので、乱流が発生し難くなり、乱流の発生による排圧の 発生を小さく押さえることができる。したがって、大量リリーフ時の主弁子７の 移動速度が速くなり、鉄片感知形磁気近接スイッチ22による大量リリーフの検出 動作の応答性を一層高めることができる。

【００２５】 また、この実施例では、さらにパイロット弁子12の先端部の弁面13を主弁子７ のテーパ筒部９の内周面に対応するテーパ周面に形成しているので、パイロット 弁の開弁時の流路面積の拡大が一層緩慢になり、乱流の発生による排圧の発生を 一層小さく押さえて、大量リリーフの検出動作の応答性をさらに一層高めること ができる。

【００２６】 さらに、この実施例では、主弁子７を小径筒部８と大径筒部10とをテーパ筒部 ９で連続させるとともに、パイロット弁子12の先端部の弁面13を主弁子７のテー パ筒部９の内周面に対応するテーパ周面に形成しているので、小径筒部８から上 記空間14に流入する圧油が急激に直角方向に流路を向け替えられることがなく、 流路抵抗が小さくなり、流路抵抗による排圧の発生も小さくすることができ、大 量リリーフの検出動作の応答性をまたさらに高めることができる。

【００２７】 圧油の温度上昇によりパイロット弁が開かれる場合には、オリフィス16を介し て圧油が少量リリーフされ、これにより圧油の体積増大分に対応する圧油が二次 室側に排出されると、パイロット弁子12が一定以上パイロット弁座11から離れな いうちに一次室２側からパイロット弁子12に作用する油圧が低下し、圧力設定バ ネ18によってパイロット弁子12がパイロット弁座18に押し戻される。したがって 主弁子７はほとんど移動せず、鉄片感知形磁気近接スイッチ22はオンの状態に保 持される。

【００２８】 また、鉄片感知形磁気近接スイッチ22を用いるので、機械的接点を有するマイ クロスイッチに比べると故障が発生し難く、耐久性を高めることができる。

【００２９】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、大量リリーフ時に圧油の加圧推力で急激に移 動する主弁子に連結された検出子によって鉄片感知形磁気近接スイッチをオンオ フさせるので、特に敏感で、しかも、誤りのない応答が要求される大量リリーフ の検出動作の応答性を高めることができる。

【００３０】 また、鉄片感知形磁気近接スイッチを用いるので、機械的接点を有するマイク ロスイッチに比べると故障が発生し難く、耐久性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の無圧時の断面図である。

【図２】本考案の一実施例のプリロード圧発生時の断面
図である。

【図３】本考案の一実施例の過負荷発生時の断面図であ
る。

【図４】プレスの過負荷安全装置の構成図である。

【符号の説明】

１…弁ケース ２…一次室 ３…弁室 ７…主弁子 ８…小径筒部 ９…テーパ筒部 10…大径筒部 11…パイロット弁座 12…パイロット弁子 14…空間 15…二次室 16…オリフィス 17…主弁孔 18…圧力設定バネ 19…センサシリンダ 22…鉄片感知形磁気近接スイッチ 25…一次油路 26…二次油路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁ケース内にパイロット弁子を直接に内
   包する異径筒形の主弁子を配置し、パイロット弁子を付
   勢する付勢手段に抗して主弁子に形成した通油路からパ
   イロット弁子に作用する油圧でパイロット弁子を主弁子
   から隔離させてパイロット弁を開弁させ、パイロット弁
   の開弁により主弁子のパイロット弁子側に油圧を作用さ
   せて主弁子をパイロット弁子から離れる開弁方向に駆動
   させるように構成したパイロット形リリーフ弁におい
   て、油圧が発生するとパイロット弁子は主弁子を閉止し
   た一体の状態で鉄片感知形磁気近接スイッチに近づき、
   さらに油圧が上昇するとパイロット弁が開弁し主弁子を
   パイロット弁子から離れる開弁方向に駆動させ鉄片感知
   形磁気近接スイッチから離れ、この主弁子に連設した検
   出子の位置によりオンオフ切替えされる鉄片感知形磁気
   近接スイッチを設けたことを特徴とするパイロット形リ
   リーフ弁。