JP4040812B2 - リリーフ弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道用緩衝器等に使用されるリリーフ弁の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に従来のリリーフ弁構造を示す。これについて説明すると、リリーフ弁はボディ１、弁体２、バネ座３、バネ４から構成されている。ボディ１には弁体２、バネ座３、バネ４が設置される油室５が外面に開口して設けられており、その弁座５ａには作動油の通路１ａが接続されている。さらに油室５の側面には作動油が排出される通路１ｂが開口する。
【０００３】
弁体２は通路１ａに収装される軸部２ａと、軸部２ａよりも径が大きく、油室５の弁座５ａに接触する弁板２ｂとから構成される。
【０００４】
バネ座３は油室５の開口部に設けられたネジ部に螺合して固定されて、弁体２との間にバネ４が設置される。
【０００５】
弁体２の軸部２ａはその先端側から所定長さのスリット２ｃが弁板２ｂに向かって設けられている。スリット２ｃは軸部２ａを径方向に貫通するように設けられており、通路１ａに導入される作動油の圧力がバネ４の押付力に勝る時に弁体２が図の上方向に移動し、スリット２ｃが油室５に開口することにより、油室５内に作動油が導入される。
【０００６】
油室５内に導入された作動油は通路１ｂを通過して排出される。
【０００７】
しかしながらこのような従来のリリーフ弁においては、ボディ１の通路１ａと弁体２の軸部２ａとの寸法関係は、ボディ１に対して作動油によって弁体２が摺動するための所定隙間を持っている。
【０００８】
この隙間によって良好な摺動を行うことができるが、バネ４の弁体２を押し付ける力が弁体２の中心線上に完全に一致するわけではないために、その一部の力が弁体２をボディ１に対して傾ける力（左右力）となって作用する場合が考えられる。
【０００９】
すなわち、バネの傾きと隙間によって、図６、７に示すように、図中Ｐ部において、ボディ１と弁体２とが金属接触を生じ、弁体２には左右力が作用することになる。
【００１０】
この状態で左右力はボディ１に接触した弁体２の先端部に通路１ａの中心線側に変形させる力として作用し、図６に示すような変形（破線で示す）が生じる。すなわちスリット２ｃが軸部２ａ中心を通って軸部２ａを２つに分割するように設けられているために左右力に抗する十分な曲げ剛性がない場合に、このような変形が生じる。この変形によって、弁体２が振動しやすくなり、異音を発生したり、接触部が異常摩耗したり、極端な場合には破断を生じることになる。
【００１１】
本発明はこのような問題を解決する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】
第１の発明は、作動油の供給ポートと排出ポートを備えた油室と、前記油室内に配置され、供給ポートに摺動自在に挿入される軸部を有し、かつバネによって閉じ方向に付勢される弁体とからなり、前記軸部には軸部を径方向に貫通し、供給ポートに軸方向で開口するスリットが設けられ、軸部先端の受圧面に作用する弁体開き方向の力がバネの付勢力よりも大きくなり、弁体が油室内に移動することで、供給ポートの作動油が前記スリットを介して油室内に導入されるリリーフ弁において、前記スリットで分割された軸部を一部に空隙を残して互いに結合する連結部を設けた。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、前記連結部がスリットの先端側開口部の外周部を連結する。
【００１４】
第３の発明は、第２の発明において、前記軸部先端部に軸部外径より小径の段差部を設け、この段差部に軸部外径と略同一径を有する環状のリングを軸部と同一軸上に嵌合して前記連通部を構成する。
【００１５】
第４の発明は、第１の発明において、前記軸部先端部中心軸上に雌ネジを設け、外周に雄ネジを設けたプラグを前記雌ネジに螺合して前記連通部を構成する。
【００１７】
【発明の作用および効果】
第１から５の発明では、作動油が供給ポートを通じて油室内に導入され、導入された作動油は排出ポートより排出される油回路で、油室内には作動油の圧力によって開き方向に移動する弁体が配置され、また弁体を閉じ方向に付勢するバネが備えられる。
【００１８】
弁体は供給ポートに挿入される軸部を有しており、軸部にはその径方向に貫通するスリットまたは軸部軸中心線に対して放射状に、軸部外周面に開口する溝が設けられている。
【００１９】
リリーフ弁は軸部先端の受圧面に作用する弁体開き方向の力がバネの付勢力よりも大きくなり、弁体が油室内に移動することで開口し、供給ポートの作動油が前記スリットまたは溝を介して油室内に導入される。
【００２０】
ここでスリットで分割された軸部を一部に空隙を残して互いに結合する連結部を設けるように構成したので、バネの付勢力の一部が弁体の中心軸に完全には一致しないために弁体を傾ける力として作用しても、スリットで分割された軸部を一部に空隙を残して互いに結合する連結部を設けるように、例えば環状断面を有するので、軸部に直角方向の曲げ力に対しても、十分な曲げ剛性を有しており、軸部の変形を抑止することができる。
【００２１】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２２】
まず図１を用いて本発明のリリーフ弁の構成を説明する。
【００２３】
リリーフ弁はボディ１、弁体２、バネ座３、バネ４から構成されている。ボディ１には弁体２、バネ座３、バネ４が設置される油室５が外面に開口して設けられており、その弁座５ａには作動油が供給される通路１ａが接続されている。さらに油室５の側面には作動油が排出される通路１ｂが開口する。
【００２４】
弁体２は通路１ａに摺動可能に設けられる軸部２ａと、軸部２ａよりも径が大きく、油室５内に配置され、油室５の弁座５ａに接触する弁板２ｂと、弁板２ｂを挟んで軸部２ａと反対側に設けられたバネ４をガイドするための凸部２ｅとから構成される。
【００２５】
弁体２の動きは通路１ａに対する軸部２ａの動きによって支配される。すなわち図の上下方向は通路１ａに対する軸部２ａの摺動運動によって、また左右方向は通路１ａに対する軸部２ａの揺動運動と通路１ａと軸部２ａとの間のガタ分による移動分によって弁体２の動きが規定される。
【００２６】
バネ座３はその外周に雄ネジ部３ｃが形成され、油室５の開口部に設けられた雌ネジ部５ｂに螺合して固定されて、油室５に面する面３ａと弁板２ｂの油室５に面する面との間でバネ４を保持する。
【００２７】
なお、バネ座３のボディ１に対する位置を変化させること（バネ座３のねじ込み量を変化させること）によって、弁体２のリリーフ圧を変化させることができるようになっている。
【００２８】
またバネ座３は面３ａの中央部にバネ４の内周面に接してバネ４をガイドする凸部３ｂが設けられている。
【００２９】
弁体２の作動油の圧力によるストローク量はバネ座３の凸部３ｂと弁体２の凸部２ｅとの距離によって規定されており、弁体２の軸部２ａの長さはバネ座３の凸部３ｂと弁体２の凸部２ｅとの距離よりも長く設定されており、弁体２がフルストローク状態で開口した時でも弁体２の軸部２ａは通路１ａから抜け出るようなことはない。
【００３０】
弁体２の軸部２ａの弁板２ｂ側から先端側に向けてスリット２ｃが形成され、スリット２ｃは径方向に軸部２ａを貫通するように設けられる。
【００３１】
このスリット２ｃは先端側に開口する前に所定の位置で形成を中断される。
【００３２】
弁体２の軸部２ａの先端側から孔部２ｄが軸部２ａの中心軸と同軸上に弁板２ｂに向かって設けられ、前述のスリット２ｃと連通する。
【００３３】
図１（ｂ）において、２ｇで示す破線に挟まれる領域がスリット２ｃによって分割された軸部２ａを連結する連結部であり、孔部２ｄが空隙８に相当する。
【００３４】
スリット２ｃの幅、孔部２ｄの直径等は軸部２ａの曲げ剛性、作動油の流量等を考慮して規定されるものである。
【００３５】
よって作動油の圧力によって弁体２が所定量油室側に移動すると通路１ａからの作動油が孔部２ｄ、スリット２ｃを通過して油室５内に排出される。
【００３６】
また軸部２ａ先端側の孔部２ｄの断面形状は円状の空隙８を有する環状断面となり、スリット２ｃが先端まで設けられている場合に比して軸部２ａに左右力が作用した場合、剛性の面で有利な形状となり、変形を抑止することができる。
【００３７】
なお弁板２ｂが油室５の弁座５ａに接触した状態での弁座５ａと軸部２ａのスリット２ｃの端部２ｃ’との長手方向の間隔でリリーフ弁の作動油の流出時の圧力が決定される。
【００３８】
このような構成であって、引き続きその作用について説明する。
【００３９】
通路１ａに作動油が導入されると、導入された作動油の圧力が軸部２ａ先端、スリット２ｃ、孔部２ｄ等に作用し、弁体２を図１の上方向に移動させようとする。そして作動油の圧力が、バネ４の付勢力に勝る時に弁体２が上方向に移動し、スリット２ｃが油室５内に開口することにより、通路１ａに導入される作動油は孔部２ｄ、スリット２ｃを経由して油室５内に導入される。
【００４０】
バネ４の押付力が弁体２の中心軸に完全には一致しないために弁体２を傾ける力(弁体２の軸に対して左右力)が作用しても、軸部２ａの先端側の断面は、スリット２ｃの外周側を連結部２ｇで連結した環状断面であって、弁体２を傾ける力に対して十分な曲げ剛性を有しており、軸部２ａの変形を抑止することができる。
【００４１】
図２に示す第２の実施形態は、軸部２ａのスリット２ｃを従来例同様に軸部２ａの先端まで設け、かつ軸部２ａの先端外周部に環状の段差部２ｅを設け、この段差部２ｅに環状のリング６を嵌合したものであり、図２(ｂ)に示すリング６とスリット２ｃの重複領域が連結部２ｇであり、連結部２ｇに挟まれた領域が空隙８である。
【００４２】
このような構成で、先端部の断面形状を環状形状とすることにより、軸部２ａの曲げ剛性を高めることができ、また作動油はスリット２ｃを通過して油室５に供給されるものである。なお軸部２ａの外径とリング６の外径は略同一であることはいうまでもない。
【００４３】
図３に示す第３の実施形態は、軸部２ａのスリット２ｃを従来例同様に軸部２ａの先端まで設け、かつその先端部の中心軸と同軸上に雌ネジを設け、スリット２ｃの中心軸回りを埋める外周に雄ネジを設けたプラグ７を螺合させたものである。このような構成とすることで、プラグ７自体が連結部２ｇとして機能し、スリット２ｃの中央部を埋めることになり、軸部２ａの見かけ上の断面係数を大きくすることができ、問題となる軸部２ａを変形させる力に対して曲げ剛性を高めることが可能となるとともに、スリット２ｃの外周部側は空隙８として、プラグ７によっては閉鎖されずに開口しているため、作動油は所定圧力以上ではスリット２ｃを通過して油室５に供給される。
【００４４】
図４に示す第４の実施形態は、軸部２ａを貫通するスリット２ｃを設けず、軸部２ａ外周面に溝２ｆを軸部２ａの中心軸に対して放射状に設けたものである。このような構成で、軸部２ａの中心部は連結部２ｇに相当し、十分な断面形状を確保し、曲げ剛性を高めることができる。また作動油は外周に設けた空隙８に相当する溝２ｆを通過して通路１ａから油室５に供給される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す構成図であり、（ａ）は本発明のリリーフ弁の断面図、（ｂ）はその下から見た平面図。
【図２】第２の実施形態を示す構成図であり、（ａ）は第２の実施形態のリリーフ弁の断面図、（ｂ）はその下から見た平面図。
【図３】第３の実施形態を示す構成図であり、（ａ）は第３の実施形態のリリーフ弁の断面図、（ｂ）はその下から見た平面図。
【図４】第４の実施形態を示す構成図であり、（ａ）は第４の実施形態のリリーフ弁の断面図、（ｂ）はその下から見た平面図。
【図５】従来の実施例を示す構成図であり、（ａ）は従来例のリリーフ弁の断面図、（ｂ）はその下から見た平面図。
【図６】従来の実施例の軸部変形を示す図。
【図７】同じく従来の実施例の軸部変形を示す図。
【符号の説明】
１ ボディ
１ａ 通路
１ｂ 通路
２ 弁体
２ａ 軸部
２ｂ 弁板
２ｃ スリット
２ｄ 孔部
２ｇ 連結部
３ バネ座
４ バネ
５ 油室
５ａ 弁座
５ｂ 雌ネジ部
８ 空隙

Claims (4)

1. 作動油の供給ポートと排出ポートを備えた油室と、
   前記油室内に配置され、供給ポートに摺動自在に挿入される軸部を有し、かつバネによって閉じ方向に付勢される弁体とからなり、
   前記軸部には軸部を径方向に貫通し、供給ポートに軸方向で開口するスリットが設けられ、
   軸部先端の受圧面に作用する弁体開き方向の力がバネの付勢力よりも大きくなり、弁体が油室内に移動することで、供給ポートの作動油が前記スリットを介して油室内に導入されるリリーフ弁において、
   前記スリットで分割された軸部を一部に空隙を残して互いに結合する連結部を設けることを特徴とするリリーフ弁。
2. 前記連結部がスリットの先端側開口部の外周部を連結したことを特徴とする請求項１に記載のリリーフ弁。
3. 前記軸部先端部に軸部外径より小径の段差部を設け、この段差部に軸部外径と略同一径を有する環状のリングを軸部と同一軸上に嵌合して前記連結部を構成したことを特徴とする請求項２に記載のリリーフ弁。
4. 前記軸部先端部中心軸上に雌ネジを設け、外周に雄ネジを設けたプラグを前記雌ネジに螺合して前記連結部を構成したことを特徴とする請求項１に記載のリリーフ弁。

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