JP7479807B2

JP7479807B2 - 弁および建設機械

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Publication number: JP7479807B2
Application number: JP2019170054A
Authority: JP
Inventors: 晃右三上
Original assignee: Nabtesco Corp
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 2019-09-19
Filing date: 2019-09-19
Publication date: 2024-05-09
Anticipated expiration: 2039-09-19
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Description

本発明は、弁および建設機械に関する。

従来、建設機械の一種として油圧クレーンが知られている。油圧クレーンは、油圧シリンダで動作するブーム、ワイヤーロープおよびフック等を備える。油圧クレーンは、油圧シリンダに対する作動油の供給・排出等により過大圧力が発生したときに、圧力を自動的に開放するリリーフ弁（過負荷防止弁）を備える（例えば、特許文献１参照）。例えば、特許文献１では、中空のねじ部と、ねじ部に嵌め合わされガイド孔を有する筒体と、筒体の先端に嵌め合わされたシート部材と、筒体のガイド孔に挿入されたガイド部と、シート部材に圧接するポペット部と、を有するポペット部材と、を備える。

実用新案登録第２５３５３２２号公報

しかしながら、筒体とシート部材とが別体である場合、筒体とシート部材との間の隙間から作動油が漏れる可能性がある。そのため、作動油の漏れを抑制する上で改善の余地があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、流体の漏れを抑制することができる弁および建設機械を提供することを目的とする。

上記課題の解決手段として、本発明の態様は以下の構成を有する。
（１）本発明の態様に係る弁は、軸線に沿う筒状の胴および前記軸線方向の一端で前記軸線方向の一方に向けて径が小さくなる先細り部を有する弁体と、流体の流路を有し、前記先細り部と接触することで前記流路を遮断し、前記胴の外周面と接触することで前記軸線に沿って前記胴をガイドするハウジングと、を備え、前記弁体は、前記胴の前記軸線方向の一端に設けられた第１受圧面から突出する突起を更に備え、前記突起は、前記胴と同軸かつ前記胴よりも小径の円筒状を有する。

この構成によれば、流路の遮断機能および胴のガイド機能を同一の部材（ハウジング）が持つため、筒体とシート部材とが別体である場合のように流体が漏れる隙間はハウジングに形成されない。したがって、流体の漏れを抑制することができる。
加えて、筒体とシート部材とが別体である場合と比較して、ハウジングを弁体と同軸に配置しやすい。そのため、ハウジングに対する弁体の摩擦抵抗を小さくし、オーバーライド特性のヒステリシスを低減することができる。すなわち、流体の流量が増加しても設定圧力（例えば、弁体が流路を開くときの圧力）を一定に維持することができる。
加えて、筒体とシート部材とが別体である場合と比較して、部品点数を削減し、低コスト化を図ることができる。
加えて、弁体は軸線方向の一端で軸線方向の一方に向けて径が小さくなる先細り部を有するため、先細り部が胴の外周よりも外側に位置する場合（弁体がキノコ状を有する場合）と比較して、複雑な加工が不要となる。すなわち、胴と先細り部とを単純に一体化しやすく、加工性に優れる。

（２）上記（１）に記載の弁では、前記弁体は、前記胴の前記軸線方向の一端に設けられ前記流体の圧力を受ける第１受圧面と、前記胴の前記軸線方向の他端に設けられ前記軸線方向から見て前記第１受圧面よりも外形が小さい第２受圧面と、を有してもよい。

（３）上記（２）に記載の弁では、前記弁体は、前記第１受圧面を有する弁本体と、前記第２受圧面を有するピストンと、を備えてもよい。

（４）上記（３）に記載の弁では、前記ピストンは、前記弁本体の前記軸線方向の一端に湾曲面を有してもよい。

（５）上記（３）に記載の弁では、前記弁本体は、前記軸線方向の前記第１受圧面とは反対側に凹みを有し、前記ピストンは、前記凹みに対向して前記弁本体の前記軸線方向の一方に凸の湾曲面を有してもよい。

（６）本発明の態様に係る弁は、軸線に沿う筒状の第１胴、前記軸線方向の一端で前記軸線方向の一方に向けて径が小さくなる先細り部及び前記第１胴の前記軸線方向の一端に設けられ流体の圧力を受ける第１受圧面を有する弁本体と、前記軸線に沿い前記第１胴よりも小さい筒状の第２胴、前記第２胴の前記軸線方向の他端に設けられ前記軸線方向から見て前記第１受圧面よりも外形が小さい第２受圧面および前記第２胴の前記軸線方向の一端に設けられた湾曲面を有するピストンと、を備える弁体と、流体の流路を有し、前記先細り部と接触することで前記流路を遮断し、前記第１胴の外周面と接触することで前記軸線に沿って前記第１胴をガイドするハウジングと、を備える。

この構成によれば、流路の遮断機能および第１胴のガイド機能を同一の部材（ハウジング）が持つため、筒体とシート部材とが別体である場合のように流体が漏れる隙間はハウジングに形成されない。したがって、流体の漏れを抑制することができる。
加えて、筒体とシート部材とが別体である場合と比較して、ハウジングを弁体と同軸に配置しやすい。そのため、ハウジングに対する弁体の摩擦抵抗を小さくし、オーバーライド特性のヒステリシスを低減することができる。すなわち、流体の流量が増加しても設定圧力（例えば、弁体が流路を開くときの圧力）を一定に維持することができる。
加えて、筒体とシート部材とが別体である場合と比較して、部品点数を削減し、低コスト化を図ることができる。
加えて、弁体は軸線方向の一端で軸線方向の一方に向けて径が小さくなる先細り部を有するため、先細り部が第１胴の外周よりも外側に位置する場合（弁体がキノコ状を有する場合）と比較して、複雑な加工が不要となる。すなわち、第１胴と先細り部とを単純に一体化しやすく、加工性に優れる。
加えて、第２受圧面に流体の圧力が作用することにより、弁体が流路を閉じる方向（以下「閉弁方向」ともいう。）に力が作用する。そのため、閉弁方向の力を発生させるためのバネを設ける場合、バネを小さくすることができる。
加えて、第１受圧面と第２受圧面とが同一の部材（弁体）に設けられる場合と比較して、ガイド部材（軸線に沿って弁体をガイドする部材）に対する弁体の摩擦抵抗を小さくすることができる。したがって、オーバーライド特性のヒステリシスを低減することができる。
加えて、ピストンが弁本体の側の端縁外周に鋭利なエッジ部を有する場合と比較して、ピストンが軸線に沿って移動する際に軸線に対して多少傾いたとしても、ピストンの軸線に沿う移動に影響を及ぼすことを抑制することができる。

（７）本発明の態様に係る弁は、軸線に沿う筒状の第１胴、前記軸線方向の一端で前記軸線方向の一方に向けて径が小さくなる先細り部、前記第１胴の前記軸線方向の一端に設けられ流体の圧力を受ける第１受圧面および前記軸線方向の前記第１受圧面とは反対側に設けられた凹みを有する弁本体と、前記軸線に沿い前記第１胴よりも小さい筒状の第２胴、前記第２胴の前記軸線方向の他端に設けられ前記軸線方向から見て前記第１受圧面よりも外形が小さい第２受圧面および前記凹みに対向して前記弁本体の前記軸線方向の一方に設けられた凸の湾曲面を有するピストンと、を備える弁体と、流体の流路を有し、前記先細り部と接触することで前記流路を遮断し、前記第１胴の外周面と接触することで前記軸線に沿って前記第１胴をガイドするハウジングと、を備える。

この構成によれば、流路の遮断機能および第１胴のガイド機能を同一の部材（ハウジング）が持つため、筒体とシート部材とが別体である場合のように流体が漏れる隙間はハウジングに形成されない。したがって、流体の漏れを抑制することができる。
加えて、筒体とシート部材とが別体である場合と比較して、ハウジングを弁体と同軸に配置しやすい。そのため、ハウジングに対する弁体の摩擦抵抗を小さくし、オーバーライド特性のヒステリシスを低減することができる。すなわち、流体の流量が増加しても設定圧力（例えば、弁体が流路を開くときの圧力）を一定に維持することができる。
加えて、筒体とシート部材とが別体である場合と比較して、部品点数を削減し、低コスト化を図ることができる。
加えて、弁体は軸線方向の一端で軸線方向の一方に向けて径が小さくなる先細り部を有するため、先細り部が第１胴の外周よりも外側に位置する場合（弁体がキノコ状を有する場合）と比較して、複雑な加工が不要となる。すなわち、第１胴と先細り部とを単純に一体化しやすく、加工性に優れる。
加えて、第２受圧面に流体の圧力が作用することにより、弁体が流路を閉じる方向（以下「閉弁方向」ともいう。）に力が作用する。そのため、閉弁方向の力を発生させるためのバネを設ける場合、バネを小さくすることができる。
加えて、第１受圧面と第２受圧面とが同一の部材（弁体）に設けられる場合と比較して、ガイド部材（軸線に沿って弁体をガイドする部材）に対する弁体の摩擦抵抗を小さくすることができる。したがって、オーバーライド特性のヒステリシスを低減することができる。
加えて、ピストンが弁本体の側の端縁外周に鋭利なエッジ部を有する場合と比較して、ピストンが軸線に沿って移動する際に軸線に対して多少傾いたとしても、ピストンの軸線に沿う移動に影響を及ぼすことを抑制することができる。
加えて、ピストンが軸線に沿って移動する際に軸線に対して多少傾いたとしても、凹みと凸の湾曲面とが互いに擦れ合うことによりピストンの傾動が吸収される。そのため、ピストンの軸線に沿う移動に影響を及ぼすことを抑制することができる。

（８）本発明の態様に係る建設機械は、上記（１）から（７）のいずれか一項に記載の弁を備える。

本発明によれば、流体の漏れを抑制することができる弁および建設機械を提供することができる。

第１実施形態の建設機械の模式図である。第１実施形態の弁の取付状態の一例の断面図である。第１実施形態の弁の断面図である。図３の要部拡大図である。第１実施形態の弁の動作の一例の説明図である。第２実施形態の弁の断面図である。第３実施形態の弁の断面図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。以下の実施形態では、建設機械としてリリーフ弁（過負荷防止弁）の機能を有する弁を備えた油圧クレーンを例に挙げて説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

［第１実施形態］
［建設機械］
図１は、第１実施形態の建設機械１の模式図である。
例えば、建設機械１はラフテレーンクレーン（油圧クレーン）である。建設機械１は、旋回体２および走行体３を備える。旋回体２は、走行体３の上に旋回可能に設けられている。旋回体２は、作動油（流体）を供給する不図示の油圧ポンプ（流体供給源）を備える。

旋回体２は、操作者が搭乗可能なキャブ５と、走行体３の上部に一端が揺動自在に連結されたブーム６と、ブーム６の走行体３とは反対側の他端（先端）に揺動自在に一端が連結されたジブ７と、ジブ７のブーム６とは反対側の他端（先端）にワイヤーロープ８を介して取り付けられたフック（不図示）と、を備える。例えば、油圧ポンプ（不図示）は、キャブ５内に配置されている。油圧ポンプから供給される作動油によって、キャブ５、ブーム６、ジブ７およびフックが駆動される。

［弁］
図２は、第１実施形態の弁２０の取付状態の一例の断面図である。図３は、第１実施形態の弁２０の断面図である。
図２に示すように、弁２０は、弁体２１、ハウジング２２、ケース２３、スプリング２４（弾性部材）およびアジャスタ２５を備える。例えば、弁２０は、複数の通路１１～１３を有するバルブボディ１０に接続される。

［弁体］
図３に示すように、弁体２１は、弁本体３０と、弁本体３０に隣接するピストン４０と、を備える。
弁本体３０は、軸線Ｃ１に沿う筒状の第１胴３１と、第１胴３１の軸線方向（軸線Ｃに沿う方向）の一端で軸線方向の一方に向けて径が小さくなる先細り部３２と、第１胴３１の軸線方向の一端に設けられた第１受圧面３３と、第１受圧面３３から突出する突起３４と、を備える。

第１胴３１は、軸線Ｃ１を中心軸とする円筒状を有する。第１胴３１は、軸線Ｃ１に沿う第１連通孔３５と、第１連通孔３５よりも小さいオリフィス３６と、を有する。第１連通孔３５とオリフィス３６とは、互いに連通している。第１連通孔３５は、第１胴３１の第１受圧面３３とは反対側の他端面の中央部に開口している。オリフィス３６は、第１胴３１の突起３４の中央部に開口している。

先細り部３２は、第１胴３１の外周上に最外端を有し、かつ、第１胴３１の外周よりも径方向内側に最内端を有するように突起３４に向かって徐々に傾斜している。軸線方向から見て、先細り部３２は、第１胴３１の外周を最外径とし、かつ、第１受圧面３３上の周縁を最内径とする円環状を有する。

第１受圧面３３は、作動油の圧力を受ける面である。図中符号１１は、バルブボディ１０に設けられた一次側通路を示す（図１参照）。第１受圧面３３は、一次側通路１１を矢印Ｋ１方向に流れる作動油によって一次圧力を受ける（図５参照）。

突起３４は、第１受圧面３３の中央部から軸線方向の一方（一次側通路１１の内方）に向かって突出している。突起３４は、第１胴３１と同軸かつ第１胴３１よりも小径の円筒状を有する。例えば、突起３４は、第１胴３１と同一の部材で一体に形成されている。

ピストン４０は、第１胴３１と別体に設けられた第２胴４１と、第２胴４１の軸線方向の他端（第２胴４１の第１受圧面３３とは反対側の他端）に設けられた第２受圧面４２と、第２胴４１の軸線方向の一端の外周に設けられた湾曲角４３（図４参照）と、第２胴４１の軸線方向の一端面に設けられた収容凹み４４と、第２胴４１の軸線方向の他端の外周に設けられたフランジ４５と、を備える。

第２胴４１は、軸線Ｃ１を中心軸とする円筒状を有する。第２胴４１は、第１胴３１よりも小径の円筒状を有する。第２胴４１は、第１胴３１と同軸に配置されている。第２胴４１は、軸線Ｃ１に沿う第２連通孔４６を有する。第２連通孔４６は、第２胴４１における収容凹み４４の中央部、および第２胴４１の他端面の中央部のそれぞれに開口している。

第２受圧面４２は、軸線方向から見て第１受圧面３３より外形が小さい。第２受圧面４２は、第１受圧面３３よりも小さい面積を有する。図中において、第１受圧面３３の面積をＡ１、第２受圧面４２の面積をＡ２で示す（Ａ２＜Ａ１）。第２受圧面４２は、作動油の圧力およびスプリング２４のバネ力を受ける面である。第２受圧面４２は、第２連通孔４６を矢印Ｋ２方向に流れる作動油によって圧力を受ける（図５参照）。

図４は、図３の要部拡大図である。
図４に示すように、湾曲角４３は、第２胴４１の弁本体３０の側の端縁外周に設けられた湾曲状の角である。湾曲角４３は、第２胴４１の外周上に最外端を有し、かつ、第２胴４１の外周よりも径方向内側に最内端を有するように外方に凸をなして湾曲している。軸線方向から見て、湾曲角４３は、第２胴４１の外周を最外径とし、かつ、第２胴４１の一端面周縁を最内径とする円環状を有する。

図３に示すように、収容凹み４４は、第２胴４１の一端面の中央部に窪んだ凹みである。収容凹み４４には、環状のシール部材２８が収容されている。シール部材２８は、第１胴３１の他端面と第２胴４１の一端面との間に配置されている。第２胴４１の一端面は、シール部材２８が圧縮された状態で第１胴３１の他端面に接触している。

フランジ４５は、第２胴４１の他端縁外周から径方向外方に突出している。軸線方向から見て、フランジ４５は、第２胴４１の外径よりも大きい円環状を有する。フランジ４５は、第２胴４１と同一の部材で一体に形成されている。

［ハウジング］
ハウジング２２は、軸線Ｃ１を中心軸とする円筒状を有する。ハウジング２２は、弁本体３０を径方向外側から覆っている。ハウジング２２は、弁本体３０を収容する収容空間５０を有する。ハウジング２２は、作動油の流路５１，５２を有する。ハウジング２２は、先細り部３２と接触することで流路５１，５２を遮断する。ハウジング２２は、第１胴３１の外周面と接触することで軸線Ｃ１に沿って第１胴３１をガイドする。
図中において、符号５３はハウジング２２が流路５１，５２を遮断するときに先細り部３２と接触する部分（以下「保持壁」ともいう。）、符号５４はハウジング２２が第１胴３１をガイドする部分（以下「ガイド壁」ともいう。）、符号５５はハウジング２２外周の溝内に設けられたＯリングをそれぞれ示す。

流路５１，５２は、ハウジング２２内（収容空間５０）とハウジング２２外とを連通可能である。流路５１，５２は、軸線Ｃ１と直交する方向（以下「径方向」ともいう。）においてハウジング２２の両側部を開口している。流路５１，５２は、複数設けられている。複数の流路５１，５２は、ハウジング２２の一側部を開口する第１流路５１と、ハウジング２２の他側部を開口する第２流路５２と、である。図中符号１２，１３は、バルブボディ１０に設けられた二次側通路を示す（図２参照）。各流路５１，５２は、一次側通路１１の圧力が閾値（設定圧）を超えたとき、一次側通路１１と二次側通路１２，１３とを連通させる（図５参照）。

保持壁５３は、ハウジング２２において一次側通路１１寄りの部分である。保持壁５３の内径は、第１胴３１の外径よりも小さい。保持壁５３は、先細り部３２に接触するシート縁５３ａを有する。シート縁５３ａは、保持壁５３の内周において一次側通路１１とは反対側の端縁に位置する角である。シート縁５３ａは、先細り部３２の傾斜方向中央部に対向している。

ガイド壁５４は、ハウジング２２において一次側通路１１とは反対側の部分である。ガイド壁５４の内径は、第１胴３１の外径と実質的に同じ大きさを有する。ガイド壁５４の軸線方向の長さは、保持壁５３よりも長い。ガイド壁５４は、弁本体３０の軸線方向への移動を許容する長さを有する。ガイド壁５４および保持壁５３は、同一の部材で一体に形成されている。

［ケース］
ケース２３は、軸線Ｃ１を中心軸とする筒状を有する。ケース２３は、バルブボディ１０（図２参照）に取り付けられるネジ６０と、スプリング２４を収容するケース本体６１と、を有する。ネジ６０およびケース本体６１は、同一の部材で一体に形成されている。図中において、符号６２はネジ６０外周の溝内に設けられたＯリングを示す。

ネジ６０は、ケース本体６１の軸線方向の一端面から軸線方向の一方に突出する筒状を有する。ネジ６０は、ハウジング２２のガイド壁５４を径方向外側から覆っている。ガイド壁５４は、ネジ６０の内周に取り付けられている。図中符号６３は、ガイド壁５４とネジ６０との間に流れた作動油をケース２３外へ排出させるための排出孔を示す。

軸線方向から見て、ケース本体６１は、ネジ６０よりも大きい外径を有する。ケース本体６１は、スプリング２４を収容するスプリング収容室６５と、軸線Ｃ１に沿ってピストン４０をガイドする第２ガイド壁６６と、を有する。

スプリング収容室６５は、オリフィス３６、第１連通孔３５および第２連通孔４６を介して一次側通路１１と連通している。軸線方向から見て、スプリング収容室６５は、ピストン４０の外径（フランジ４５の外径）よりも大きい。

第２ガイド壁６６は、ケース本体６１においてネジ６０寄りの部分である。第２ガイド壁６６の内径は、第２胴４１の外径と実質的に同じ大きさを有する。第２ガイド壁６６の軸線方向の長さは、第２胴４１よりも短い。第２ガイド壁６６は、第２胴４１の軸線方向への移動を許容する長さを有する。

［スプリング］
スプリング２４は、弁体２１を弾性的に支持している。スプリング２４は、スプリング収容室６５に収容されている。スプリング２４は、弁体２１と同軸に配置されている。スプリング２４は、軸線方向に弾性変形可能である。スプリング２４は、ピストン４０の第２受圧面４２とアジャスタ２５の内底面との間に配置されている。スプリング２４は、先細り部３２と保持壁５３とが接触することで一次側通路１１と流路（二次側通路１２，１３側）とを遮断するように弁体２１を一次側通路１１へ向けて常時押している。以下、スプリング２４が弁体２１を一次側通路１１へ向けて押す力を「バネ力」ともいう。

［アジャスタ］
アジャスタ２５は、ケース本体６１の軸線方向の他端面に取り付けられている。アジャスタ２５は、スプリング２４のバネ力（リリーフ弁の設定圧）を調整するための部材である。アジャスタ２５は、ケース２３と同軸の有底筒状を有する。アジャスタ２５は、アジャスタ２５自体を軸線Ｃ１回りに回転させることにより、ケース本体６１内周のネジ６０と噛み合いつつ軸線方向に移動可能である。図中において符号７０は、アジャスタ２５の外周に設けられたネジ、符号７１はアジャスタ２５をケース本体６１の他側面に固定するためのナットをそれぞれ示す。

［弁の動作］
図５は、第１実施形態の弁２０の動作の一例の説明図である。図５は、一次側通路１１から作動油が供給されたときを示す。図５においては、弁体２１が一次側通路１１と二次側通路１２，１３とを接続している状態を実線で示し、弁体２１が一次側通路１１と二次側通路１２，１３とを遮断している状態を二点鎖線で示している。

図５に示すように、一次側通路１１から作動油が供給されると、弁体２１（弁本体３０）の第１受圧面３３は軸線方向において一次側通路１１の側から押される（図中矢印Ｋ１参照）。このとき、作動油の一部は、オリフィス３６、第１連通孔３５および第２連通孔４６を通り、弁体２１（ピストン４０）の第２受圧面４２に作用する（図中矢印Ｋ２参照）。作動油の一部が第２受圧面４２に作用すると、ピストン４０を所定の圧力で第１受圧面３３が受ける圧力方向とは反対方向（閉弁方向）へ押す。

このとき、弁体２１（先細り部３２）は、作動油の一部が第２受圧面４２に作用する力と、スプリング２４のバネ力との和（以下「合力」ともいう。）で、シート縁５３ａに押し付けられている（二点鎖線の弁体２１参照）。弁体２１が軸線方向において第１受圧面３３の側から前記合力よりも強く押されると、弁体２１はスプリング２４に抗してアジャスタ２５の側に変位する。すなわち、一次側通路１１から作動油が供給されたとき、第１受圧面３３に作用する圧力が設定圧を超えると、弁体２１はスプリング２４に抗して移動し、一次側通路１１と二次側通路１２，１３とを連通させる（実線の弁体２１参照）。これにより、一次側通路１１から二次側通路１２，１３に向けて作動油が流れる（図の矢印Ｗ１参照）。

以上説明したように、本実施形態に係る弁２０は、軸線Ｃ１に沿う筒状の第１胴３１、第１胴３１の軸線方向の一端で軸線方向の一方に向けて径が小さくなる先細り部３２及び第１胴３１の軸線方向の一端面に設けられ作動油の圧力を受ける第１受圧面３３を有する弁本体３０と、軸線Ｃ１に沿い第１胴３１よりも小さい筒状の第２胴４１、第２胴４１の軸線方向の他端に設けられ軸線方向から見て第１受圧面３３よりも外形が小さい第２受圧面４２および第２胴４１の軸線方向の一端に設けられた湾曲角４３と、を有するピストン４０と、を備える弁体２１と、作動油の流路５１，５２を有し、先細り部３２と接触することで流路５１，５２を遮断し、第１胴３１の外周面と接触することで軸線Ｃ１に沿って第１胴３１をガイドするハウジング２２と、を備える。

この構成によれば、流路５１，５２の遮断機能および第１胴３１のガイド機能を同一の部材（ハウジング２２）が持つため、筒体とシート部材とが別体である場合のように作動油が漏れる隙間はハウジング２２に形成されない。したがって、作動油の漏れを抑制することができる。
加えて、筒体とシート部材とが別体である場合と比較して、ハウジング２２を弁体２１と同軸に配置しやすい。そのため、ハウジング２２に対する弁体２１の摩擦抵抗を小さくし、オーバーライド特性のヒステリシスを低減することができる。すなわち、作動油の流量が増加しても設定圧力（例えば、弁体２１が流路を開くときの圧力）を一定に維持することができる。
加えて、筒体とシート部材とが別体である場合と比較して、部品点数を削減し、低コスト化を図ることができる。
加えて、弁体２１は軸線方向の一端で軸線方向の一方に向けて径が小さくなる先細り部３２を有するため、先細り部３２が第１胴３１の外周よりも外側に位置する場合（弁体２１がキノコ状を有する場合）と比較して、複雑な加工が不要となる。すなわち、第１胴３１と先細り部３２とを単純に一体化しやすく、加工性に優れる。
加えて、弁体２１は、第１胴３１の軸線方向の一端に設けられ作動油の圧力を受ける第１受圧面３３と、第２胴４１の軸線方向の他端に設けられ第１受圧面３３よりも外形が小さい第２受圧面４２と、を有することで、以下の効果を奏する。
第２受圧面４２に作動油の圧力が作用することにより、閉弁方向に力が作用する。そのため、閉弁方向の力を発生させるためのスプリング２４を小さくすることができる。
加えて、弁体２１は、第１受圧面３３を有する弁本体３０と、第２受圧面４２を有するピストン４０と、を備えることで、以下の効果を奏する。
第１受圧面３３と第２受圧面４２とが同一の部材（弁体２１）に設けられる場合と比較して、ガイド部材（軸線Ｃ１に沿って弁体２１をガイドする部材）に対する弁体２１の摩擦抵抗を小さくすることができる。したがって、オーバーライド特性のヒステリシスを低減することができる。
加えて、ピストン４０は、弁本体３０の側の端縁外周に設けられた湾曲角４３を有することで、以下の効果を奏する。
ピストン４０が弁本体３０の側の端縁外周に鋭利なエッジ部を有する場合と比較して、ピストン４０が軸線Ｃ１に沿って移動する際に軸線Ｃ１に対して多少傾いたとしても、ピストン４０の軸線Ｃ１に沿う移動に影響を及ぼすことを抑制することができる。

本実施形態に係る建設機械１は、上記の弁２０を備える。

この構成によれば、作動油の漏れを抑制することができる建設機械１を提供することができる。

なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上述した実施形態では、建設機械１は油圧クレーンである例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、油圧ショベル等、油圧クレーン以外の建設機械に本発明を適用してもよい。

上述した実施形態では、弁本体３０が第１受圧面３３から突出する突起３４を備える例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、弁本体３０は、突起３４を有しなくてもよい。すなわち、第１受圧面３３は、平坦面であってもよい。

［第２実施形態］
図６は、第２実施形態の弁２２０の断面図である。
上述した第１実施形態では、弁体２１は、第１受圧面３３を有する弁本体３０と、第２受圧面４２を有するピストン４０と、を備える例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、図１１に示すように、弁体２２１は、第１受圧面３３を有する第１弁筒体２３０と、第１弁筒体２３０と一体に形成され、第２受圧面４２を有する第２弁筒体２４０と、を備えていてもよい。すなわち、弁体２２１は、単一の部材で形成されていてもよい。言い換えると、第１弁筒体２３０と第２弁筒体２４０とは、同一の部材で一体に形成されていてもよい。図６において、上記第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

弁２２０は、軸線Ｃ１に沿う筒状の単一の胴２３１および軸線方向の一端で軸線方向の一方に向けて径が小さくなる先細り部３２を有する単一の弁体２２１を備える。弁体２２１は、オリフィス３６と、オリフィス３６に連通する連通孔２３５と、を有する。第２弁筒体２４０は、軸線Ｃ１に沿う円柱状を有する。第２弁筒体２４０は、フランジ４５を有しない。

本実施形態では、弁体２２１は、第１受圧面３３を有する第１弁筒体２３０と、第１弁筒体２３０と一体に形成され第２受圧面４２を有する第２弁筒体２４０と、を備える。

この構成によれば、弁体２２１がガイド壁５４と第２ガイド壁６６とに跨って配置されるため、弁体２２１にハウジング２２を組み付けた状態で弁体２２１とガイド壁５４との同軸を確保することが困難となる。そのため、第１受圧面３３と第２受圧面４２とが別の部材に設けられる場合と比較して、ガイド部材（軸線Ｃ１に沿って弁体２２１をガイドする部材）に対する弁体２２１の摩擦抵抗が大きくなる。したがって、オーバーライド特性を悪くするとともに、そのヒステリシスを大きくすることができる。ところで、特定の操作（例えば、クレーンにおける起伏・伏せ操作）においては、オーバーライド特性をあえて悪くしたリリーフ弁を採用する場合がある。そのため、本実施形態の構成は、このような特定の操作に用いるリリーフ弁に好適である。

［第３実施形態］
図７は、第３実施形態の弁３２０の断面図である。
上述した第１実施形態では、弁２０は、第１胴３１の他端面と第２胴４１の一端面との間に配置されたシール部材２８を備える例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、図７に示すように、弁３２０は、シール部材２８を有していなくてもよい。図７において、上記第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

弁本体３３０は、軸線方向の第１受圧面３３とは反対側の部分に設けられた凹み３３８を有する。凹み３３８は、半球状の球状底面３３８ａを有する。球状底面３３８ａの中央部には、第１連通孔３３５が開口している。

ピストン３４０は、凹み３３８に対向して弁本体３３０の軸線方向の一方に凸の凸面３４８を有する。凸面３４８は、凹み３３８の球状底面３３８ａに対向する半球状の球状端面３４８ａ（湾曲面）を有する。球状端面３４８ａの中央部には、第２連通孔３４６が開口している。凸面３４８の外周面と凹み３３８の内周面との間には、隙間３４９が形成されている。隙間３４９は、軸線Ｃ１に対するピストン３４０の傾動を許容する大きさを有する。ピストン３４０は、フランジ４５を有しない。

本実施形態では、弁本体３３０は、軸線方向の第１受圧面３３とは反対側に球状底面３３８ａを含む凹み３３８を有し、ピストン３４０は、凹み３３８に対向して弁本体３３０の軸線方向の一方に凸の球状端面３４８ａを含む凸面３４８を有する。

この構成によれば、ピストン３４０が軸線Ｃ１に沿って移動する際に軸線Ｃ１に対して多少傾いたとしても、凹み３３８の球状底面３３８ａと凸面３４８の球状端面３４８ａとが互いに擦れ合うことによりピストン３４０の傾動が吸収される。そのため、ピストン３４０の軸線Ｃ１に沿う移動に影響を及ぼすことを抑制することができる。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは可能である。また、上述した各変形例を組み合わせても構わない。

１…油圧クレーン（建設機械）
２０…弁
２１…弁体
２２…ハウジング
３０…弁本体
３１…第１胴（胴）
３２…先細り部
３３…第１受圧面
４０…ピストン
４１…第２胴（胴）
４２…第２受圧面
４３…湾曲角
５１…第１流路（流路）
５２…第２流路（流路）
５３…保持壁
５４…ガイド壁
２２０…弁
２２１…単一の弁体（弁体）
２３１…単一の胴（胴）
３２０…弁
３３０…弁本体
３３８…凹み
３３８ａ…球状底面
３４０…ピストン
３４８…凸面
３４８ａ…球状端面
Ｃ１…軸線

Claims

軸線に沿う筒状の胴および前記軸線方向の一端で前記軸線方向の一方に向けて径が小さくなる先細り部を有する弁体と、
流体の流路を有し、前記先細り部と接触することで前記流路を遮断し、前記胴の外周面と接触することで前記軸線に沿って前記胴をガイドするハウジングと、を備え、
前記弁体は、前記胴の前記軸線方向の一端に設けられた第１受圧面から突出する突起を更に備え、
前記突起は、前記胴と同軸かつ前記胴よりも小径の円筒状を有する弁。
前記弁体は、
前記胴の前記軸線方向の一端に設けられ前記流体の圧力を受ける第１受圧面と、
前記胴の前記軸線方向の他端に設けられ前記軸線方向から見て前記第１受圧面よりも外形が小さい第２受圧面と、を有する請求項１に記載の弁。
前記弁体は、
前記第１受圧面を有する弁本体と、
前記第２受圧面を有するピストンと、を備える請求項２に記載の弁。
前記ピストンは、前記弁本体の前記軸線方向の一端に湾曲面を有する請求項３に記載の弁。
前記弁本体は、前記軸線方向の前記第１受圧面とは反対側に凹みを有し、
前記ピストンは、前記凹みに対向して前記弁本体の前記軸線方向の一方に凸の湾曲面を有する請求項３に記載の弁。
軸線に沿う筒状の第１胴、前記軸線方向の一端で前記軸線方向の一方に向けて径が小さくなる先細り部及び前記第１胴の前記軸線方向の一端に設けられ流体の圧力を受ける第１受圧面を有する弁本体と、前記軸線に沿い前記第１胴よりも小さい筒状の第２胴、前記第２胴の前記軸線方向の他端に設けられ前記軸線方向から見て前記第１受圧面よりも外形が小さい第２受圧面および前記第２胴の前記軸線方向の一端に設けられた湾曲面を有するピストンと、を備える弁体と、
流体の流路を有し、前記先細り部と接触することで前記流路を遮断し、前記第１胴の外周面と接触することで前記軸線に沿って前記第１胴をガイドするハウジングと、を備える弁。
軸線に沿う筒状の第１胴、前記軸線方向の一端で前記軸線方向の一方に向けて径が小さくなる先細り部、前記第１胴の前記軸線方向の一端に設けられ流体の圧力を受ける第１受圧面および前記軸線方向の前記第１受圧面とは反対側に設けられた凹みを有する弁本体と、前記軸線に沿い前記第１胴よりも小さい筒状の第２胴、前記第２胴の前記軸線方向の他端に設けられ前記軸線方向から見て前記第１受圧面よりも外形が小さい第２受圧面および前記凹みに対向して前記弁本体の前記軸線方向の一方に設けられた凸の湾曲面を有するピストンと、を備える弁体と、
流体の流路を有し、前記先細り部と接触することで前記流路を遮断し、前記第１胴の外周面と接触することで前記軸線に沿って前記第１胴をガイドするハウジングと、を備える弁。
請求項１から７のいずれか一項に記載の弁を備える建設機械。