JPH03157595A - 安全弁及びそれを内蔵した管継手部分 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、安全弁とそれを内蔵した管継手部分に関し
、より詳細には、流体回路内に装置され、何らかの原因
で継手が分離する等して当該流体回路が遮断された場合
に、当該流体回路内の流体を外部に逃がして事故を防止
する安全弁と、当該安全弁を内蔵した雄・雌管継手部分
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、パワーシラペル、バックホー等の建設機械に
は、シラペル等を操作するための油圧回路が設けられて
おり、当該油圧回路には、回路を構成する管同士を接続
するためにしばしば急速管継手（いわゆるワンタッチ継
手）が使用されている。この急速管継手は、ニップル（
雄継手部分）及びカプラ（雌継手部分）から構成され、
両者を嵌合・接続したときにカプラに設けられた複数の
係止用ボールが、ニップルに形成した係止溝内に嵌入・
係止し、両者が分離しないように保持されるものである
０両者を分離するときは、カプラに設けたスリーブを操
作して係止用ボールの係止を解除すれば、簡単に分離す
ることができる。

前記急速管継手は、カプラに設けたスリーブを作業、員
が操作しない限り、分離しないようになっているが、接
続が不完全（半ロツク状態）であった場合、運転中に振
動等によりスリーブに引っ張り力が作用してカプラとニ
ップルが分離することがある。この場合、管内の作動油
の流出を防止するために、カプラないしニップル内に漏
れ防止弁が設けてあると、前記分離によって回路が急激
に遮断されたことになり、たとえこの分離を検知して油
圧ポンプ等の圧力源の作動が直ちに停止されたとしても
、作動油の供給は直ちに停止されないため、当該管継手
の圧力源側の圧力が急激に上昇して危険な状態になる。

これをそのまま放置すると、管や接続されている機器の
破損や制御不能等を惹き起こし、大きな事故になりかね
ない。

また、前記急速管継手に漏れ防止弁が設けられていない
ときは、油圧回路の適宜箇所に設けた遮断弁が作動して
自動的に回路を遮断するようになっているが、この場合
も前記と同様の問題がある。

そこで従来は、回路の適宜位置にリリーフ弁を取り付け
ておき、回路内の圧力が急激に上昇すると当該リリーフ
弁が作動して作動油を外部に逃がし、回路内の圧力が一
定値以上に上昇しないようにしている。

このリリーフ弁として従来より公知のものは、供給ポー
ト及び排出ポートを設けたケーシング内に、当該両ポー
トを連通ずる流体排出流路を開閉する弁体（通常ボペフ
トないしボールから成る）を設けた構成である。当該弁
体は、常時バネによって前記流体排出流路を閉鎖するよ
うに付勢されており、当該バネの弾性力を！ｌｉｔ！ｆ
ｆするためのハンドルが、前記ケーシングに取り付けで
ある０回路内の作動油は、前記供給ポートより前記流体
排出流路に供給される。

作動油は弁体を常時押圧しているが、正常状態では作動
油の圧力が低いため、弁体は前記バネによって弁座に圧
接され、前記流路を閉鎖している。

しかし、何らかの異常が発生して作動油の圧力が大きく
なると、弁体は弁座から離れ、流路が開放されて作動油
は排出ポートから外部に排出されるのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述した従来のリリーフ弁は、ケーシングの他に弁体、
シール材、バネ等の多くの部品が必要とされ、しかも各
部品がケーシング内の所定の位置に装置される必要があ
るため、構成が複雑であり、嵩も大きくならざるを得な
い、このため、取付位置が限定されてしまい、例えば切
換弁のパイロット弁用回路等の装置スペースの小さい箇
所には装置できない難点がある。

また従来のリリーフ弁は、ケーシング内に弁体やバネ等
を組み込む構成であるため、前記パイロット弁用回路に
装置できるように全体構造を小さくすると、部品自体の
加工あるいは部品の穴加工等が困難となり、従って、こ
のような小型のものを製作するのは事実上不可能である
。

さらに、部品点数の多さ及び構造の複雑さに起因して、
製造コストが高いという難点もある。

この発明は以上述べた事情に鑑みてなされたものであり
、その目′的とするところは、部品点数が少なくきわめ
て構成が簡単であると共に、急速管継手の内部に装着可
能な程の小型のものが容易に製造でき、しかも製造コス
トが非常に低い安全弁と、当該安全弁を内蔵した管継手
部分を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成すべくなされたこの発明の安全弁は、 流体回路内に装置され、当該流体回路が遮断されたとき
に作動して当該流体回路内の流体を外部に逃がす安全弁
であって、 前記流体回路内に移動可能に設けられ、かつ当接部を前
記流体回路に設けた弁座に当接するようにした弁本体と
、 前記弁本体内に形成され、かつ入口が高圧側に出口が低
圧側に配置された流体排出路と、前記弁本体の外側に取
り付けられた、前記流体排出路の出口を閉鎖する弾性を
持つシール部材とを備えて成り、 前記流体回路が遮断されると、前記当接部が前記弁座に
当接して当該弁座部分を閉鎖し、それ以外のとぎは、前
記弁座から離れて前記弁座部分を開放するように構成さ
れ、 さらに、前記弁座部分が閉鎖されたときは、前記入口と
出口間の圧力差により前記シール部材が変形して前記出
口が開放され、前記流体排出路を通って高圧側の流体が
排出されるようにしたことを特徴とするものである。

前記弁本体は、外周に環状溝を形成して、当該環状溝に
円形のシール材を係合するのが好ましく、また、前記流
体回路の内部に設けたバネによって前記弁座に向かつて
付勢するのが好ましい。

前記安全弁を内蔵した管継手部分は、 継手部分本体と、 前記継手部分本体の内部に移動可能に設けられた安全弁
と、 前記継手部分本体の内部に形成された、前記安全弁の当
接部が当接して前記継手部分本体内の波路を閉鎖する弁
座と、 前記安全弁を前記弁座に向かつて付勢するバネと、 前記バネを受け止めるバネ受けとを備えて成り、前記安
全弁は、接続時に、嵌合・接続される他方の管継手部分
に設けられた安全弁に当接して前記弁座から離れ、前記
継手部分内の流路を開放するように構成され、 さらに前記安全弁には、前記当接部に対して管継手部分
の接続端側に出口を、当該接続端側の反対側に入口を配
置した流体排出路が設けてあると共に、前記出口には弾
性を持つシール材が装置してあり、 前記入口と出口間の圧力差によって前記シール材が変形
して前記出口が開放され、前記流体排出路を通って流体
が排出されるようにしたことを特徴とするものである。

〔作用〕

以上の構成とした安全弁は、流体回路が遮断されない間
は当接部が弁座から離れていて、弁座部分が開放されて
いるため、流体回路内の流体は自由に移動可能である。

何らかの原因で流体回路が遮断されると、安全弁は移動
してその当接部が弁座に当接し、弁座部分を閉鎖する。

こうして、それ以上の流体の移動は迅速に防止される。

このとき、入口側の流体は安全弁の流体排出路を通って
出口に装置したシール材を押圧するが、安全弁の入口側
の圧力と出口側の圧力の差がシール材の変形に要する値
より低い場合は、そのまま流体の流出は防止される。し
かし、圧力差が当該シール材の変形に要する値を越えて
いると、シール材は変形して出口が開放されるので、入
口側の残存流体は安全弁の流体排出路を通って、自動的
に低圧側（出口）に移動する。

このように、この発明の安全弁は、流体排出路を持つ弁
本体とその外側に装置したシール材から構成され、しか
も流体回路を構成する管継手や管内に移動可能に設ける
だけで、流体回路が遮断されたときの異常な圧力上昇を
防止することができる。従って、きわめて簡単な構成で
あると共に小型のものも容易に製造できることになる。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照してこの発明の実施例について説
明する。

以下の説明においては、第１図及び第２図に示した管継
手の向かって左側を前方、右側を後方と称することにす
る。

２止！監玉 第１図及び第２図は、この発明の安全弁を雄・雌の管継
手部分に取り付けた急速管継手を示したもので、この急
速管継手はニップル（ａ管継手部分）　（１０）と、当
該ニップル（１０）と分離可能に接続されるカプラ（雌
管継手部分）　（３０）から構成されている。

ニップル（１０）は、ニップル本体（１１）の前端に管
接続用のアダプタ（１２）を螺合・固着して構成され、
カプラ（３０）内に嵌入されるニップル本体（１１）の
挿入部（ｌｌａ）に、円周方向に延びる係止溝（１５）
と係止突起（１６）が設けである。係止溝（１５）には
、接続時に、カプラ（３０）に取り付けたボール（３８
）が嵌入する。ニップル本体（１１）とアダプタ（１２
）の接続部には、０リング（１３）が設けである。

ニップル本体（１１）内部には、流路（２０）を開閉す
る安全弁（５０）が前後動可能に装置してある。この安
全弁（５０）は、バネ（１９）によって後方に付勢され
、分離しているときは、ニップル本体（１１）内壁に形
成した弁座（１７）に当接して流路（２０）を閉鎖して
いる。このとき、安全弁（５０）と当たり面（１７）の
間は、ニップル本体（１１）内壁に固定された０リング
（１８）によってシールされる。バネ（１９）の前端は
、ニアプル本体（１１）内壁に固定されたバネ受け（１
４）によって支持してある。このバネ受け（１４）は、
略円板状で複数の透孔を有しており、当該透孔により流
体はバネ受け（１４）を通って前後に移動可能である。

安全弁（５０）を、バネ（１９）の弾性力に抗して前方
に押圧すると、安全弁（５０）は弁座（１７）から離れ
るので、前記流路（２０）は開放される。

カプラ（３０）は、カプラ本体（３１）の後端に管接続
用のアダプタ（３２）を螺合・固着すると共に、その前
端部外周にスリーブ（３５）を前後動可能に取り付けて
構成され、カプラ本体（３１）前端部の開口には、ニッ
プル本体（１１）の挿入部（ｌｌａ）が嵌入されるよう
になっている。カプラ本体（３１）前端部には、円周方
向に沿って複数の透孔（３７）が並設され、当該透孔（
３７）にボール（３８）がそれぞれ嵌入してある。

これらのボール（３８）は、ニップル本体（１１）の挿
入部（ｌ１ｍ）をカプラ本体（３１）前端部に嵌入した
時に、ニップル本体（１１）の係止溝（１５）に嵌入・
係止され、両者の接続状態を維持するものである。

スリーブ（３５）は、スリーブ（３５）とカプラ本体（
３１）の間に設けたバネ（３６）によって常時前方に付
勢され、第１図の状態ではボール（３８）の真上にあり
、ボール（３８）が半径方向に移動するのを防止して、
係止溝（１５）との係止状態を維持するようになってい
る。スリーブ（３５）を後方に移動すると、ボール（３
Ｂ）の移動が可能となり、ボール（３８）の係止を解除
することが可能となる。

なお、（３３）はカプラ本体（３１）とアダプタ（３２
）の接続部をシールする０リング、（３９）はスリーブ
（３５）の脱落を防止する止め輪、（４ｏ）はカプラ本
体（３１）の内壁に取り付けられた、カプラ本体（３１
）とニップル本体（１１）の間をシールする０リングで
ある。

カプラ本体（３１）の内部にも、カプラ本体（３１）内
の波路（４４）を開閉するため、ニップル（１ｏ）に使
用したものと同一の安全弁（５０）が前後動可能に装置
してある。この安全弁（５０）は、バネ（４３）によっ
て前方に付勢してあり、常時カプラ本体（３１）内壁に
形成した弁座（４１）に当接して前記流路（４４）を閉
鎖している。バネ（４３）の後端は、カプラ本体（３１
）内壁に固定したバネ受け（３４）によって支持してあ
る。

このバネ受け（３４）は、ニップル（１０）に使用した
ものと同一である。

第１図に示す安全弁（５０）が弁座（４１）に当接した
状態では、安全弁（５０）と弁座（４１）の間は、カプ
ラ本体（３１）の内壁に固定されたＯリング（４２）に
よってシールされる。安全弁（５０）を、バネ（４３）
の弾性力に抗して後方に押圧すると、安全弁（５０）が
弁座（４１）から離れて前記流路（４４）は開放される
。

支主夫 次に、前記安全弁（５０）について詳細に説明する。

安全弁（５０）は、第３図及び第４図に示す構成を有し
、弁本体と当該弁本体の外周に取り付けられた０リング
（６２）から成っている。弁本体は、直径の異なる段付
き円柱形の半径方向両側を平面状に落とした形状を持つ
案内部（５１）と、案内部（５１）の軸方向片側に形成
した円板状の当接部（５２）と、案内部（５１）と当接
部（５２）の間に形成した円柱状のシール材取付部（５
６）と、当接部（５２）に隣接して案内部（５１）と反
対側に形成した円柱状の凸部（５７）と、案内部（５１
）に隣接して当接部（５２）と反対側に形成した円柱状
の凸部（５８）とから成っている。

案内部（５１）は、安全弁（５０）が前述したニップル
本体（１１）あるいはカプラ本体（３１）の円筒形内壁
に沿って移動する隙にガイドとなり、その移動を円滑記
する作用をするもので、前記内壁に近接する大きさに形
成される。そこで、案内部（５１）と前記内壁の間を通
って多くの流体が円滑に移動できるように、両側に平面
部（５１ａ）が設けである。

当接部（５２）は、案内部（５１）よりも大径であり、
案内部（５１）側に当たり面（５３）、テーパー状外周
面にシール面（５４）、凸部（５７）側にバネ受け面（
５５）を形成している。当たり面（５３）は、ニップル
本体（１１）あるいはカプラ本体（３１）の弁座（１７
）　（４１）に当接して弁座（１７）　（４１）部分の
流路を閉鎖し、シール面（５４）は、当たり面（５３）
が弁座（１７）　（４１）に当接した際に、０リング（
１Ｂ）　（４２）に圧接してシール作用を行う、バネ受
け面（５５）には、バネ（１９）　（４３）の一端が当
接され、凸部（５７）はバネ（１９）　（４３）の位置
決め作用も果たす。

シール材取付部（５６）は、Ｏリング（６２）がニップ
ル本体（１１）あるいはカプラ本体（３１）の円筒形内
壁に向かって半径方向に充分変位できるように、案内部
（５１）よりも小径とされ、しかも外周面にはＯリング
（６２）の直径より小さい幅の環状溝（６１）が形成し
てある。この環状溝（６１）には、０リング（６２）の
一部が嵌入してその開口を閉鎖している。

また弁本体には、凸部（５７）の端面から軸方向に案内
部（５１）の端部まで達する中心穴（５９）が設けであ
る。この中心穴（５９）の底部付近には、半径方向に前
記環状溝（６１）まで達する複数の連絡孔（６０）が設
けてあり、こうして中心穴（５９）と環状溝（６１）が
連通されている。この中心穴（５９）、連絡孔（６０）
及び環状溝（６１）は、安全弁（５０）の流体排出路を
形成しており、その入口（６３）は凸部（５７）の端面
に、出口（６４）はシール材取付部（５６）に位置する
。

０リング（６２）としては、ＮＢＲ，ポリウレタン等の
合成ゴムから成る従来より公知のものを使用できるが、
０リング以外でも弾性を有するシール部材であれば任意
に使用可能である。

狭里孟脹 次に、以上の構成とした急速管継手の使用状態を説明す
る。

急速管継手のニップル（１０）及びカプラ（３０）が互
いに接続されている状態では、第２図に示す通り、両方
の安全弁（５０）は、凸部（５８）の端面（５８ａ）を
介して当接し互いに押圧されて、各自たり面（５３）が
ニップル本体（１１）及びカプラ本体（３１）の弁Ｆｉ
ｉ（１７）（４１）から離れている。このため、ニップ
ル（１０）及びカプラ（３０）内の流路（２０）　（４
４）はいずれも開放されており、作動油、圧縮空気等の
流体は、安全弁（５０）の周囲を通って任意に移動する
ことができる。

この状態では、安全弁（５０）内の流体排出路すなわち
中心穴（５９）、連絡孔（６０）及び環状溝（６１）内
にも流体が入り込んでいるが、流体排出路の内外の圧力
が等しいため、流体排出路の出口（６４）は閉鎖された
ままである。

次に、使用中に何らかの原因で前記急速管継手が分離さ
れると、ニップル（１０）及びカプラ（３０）内の安全
弁（５０）は、バネ（１９）　（４３）の弾性力によっ
て（その内部に流体が残存している場合は、弾性力及び
当該流体の圧力）によって押し出され、第１図に示す状
態になる。この状態では、安全弁（５０）の当たり面（
５３）がニップル（ｌＯ）及びカプラ（３０）の弁座（
１７）　（４１）に当接し、同時にシール面（５４）が
０リング（１Ｂ）　（４２）に接してシールされるので
、ニップル本体（１１）とカプラ本体（３１）の流路（
２０）　（４４）は閉鎖されている、 ここで、残存流体の圧力が非常に小さく、クランキング
圧力（通常１〜２Ｋｇｆ／ｃｍ”程度）以下であれば、
シール材取付部（５６）に取り付けた０リング（６２）
は環状溝（６１）すなわち出口（６４）から離れず、安
全弁（５０）内の流体排出路は開放されない、従って、
残存流体の漏れは完全に防止される。

クラッキング圧力は、シール材の材質や硬さを変えたり
することによって調節可能である。

しかし、残存圧力が前記値よりも大きいと、シール材取
付部（５６）に取り付けたＯリング（６２）が、流体排
出路内の流体によって半径方向外側に押圧されて変形し
、環状溝（６１）から離れる。従って、安全弁（５０）
の流体排出路は自動的にかつ迅速に開放される。流体排
出路の出口（６４）は、ニップル本体（１１）及びカプ
ラ本体（３１）の外部に面しているので、残存流体は安
全弁（５０）内の流体排出路を通って外部に流出するこ
とができ、回路内の圧力の上昇が完全に阻止される。

流出によって残存圧力が前記値より低くなると、０リン
グ（６２）はそれ自身の持つ弾性力によって自動的に復
帰し、出口（６４）を閉鎖するので、それ以上の流体の
漏れは防止される。

なお、この実施例では、安全弁（５０）を図示した形状
に魁ているが、全体形状を他の形状にしたり、中心穴（
５９）や連絡孔（６０）、環状溝（６１）の形状等を適
宜変更することも任意である。要は、ニップル本体（１
１）やカプラ本体（３１）内の流路（２０）　（４４）
を開閉でき、かつ安全弁（５０）自身が流体排出路を持
っていて、弾性を持つシール材によって低圧で当該流路
を開閉できれば足りる。

また以上の説明では、流体排出路の出口（６４）をシー
ルするシール材として０リング（６２）を用いているが
、この発明は０リングに限られるものではなく、リング
状の他の公知のシール材は勿論、シートベラキンをも使
用可能であり、さらに環状である必要もない。

さらに、この発明の安全弁（５０）は、前述したような
管継手の内部だけでな（、管路の途中に設けることも可
能であり、流体回路中のその他の適宜箇所にも設けるこ
とができるものである。

前述したこの発明の管継手部分では、雄、雌いずれの部
分にも安全弁（５０）を装置しているが、いずれか一方
のみでもよいことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の安全弁（５０）は、流
体回路を構成する管継手、管等の内部に移動可能に取り
付けて安全弁（５０）全体を流体中に浸漬して装置し、
異常時に生じる流体排出路の出入口（６３）　（６４）
間の圧力差によって流体排出路を開閉するようにしてい
るので、流体排出路を持つ弁本体とそれに取り付けられ
るシール材のみから構成することができる。従って、従
来のリリーフ弁のように弁本体やシール材が大きな圧力
に耐える必要がないため、部品材質の選定が容易となり
、耐久性も饗しく向上す、るという効果を有する。

また、弁本体の外面にシール材を取り付ければよく、し
かも弁本体内の流体排出路も簡単に加工できるので、従
来のリリーフ弁のように精密なネジ加工等が一切不要で
あり、従って、急速管継手やバイロフト弁の内部に装着
可能な程の小型のものが容易に製造できる。

さらに、構成が簡単で部品点数が少ないこと、さらには
加工自体も容易であることがら、製造コストも非常に低
いという効果も有する。

この発明の安全弁（５０）は、従来の雄ないし雌の管継
手部分を少し加工して箪単に装置できるので、この発明
の管継手部分も、部品点数が少なく構成がきわめて簡単
であり、小型のものが低コストで容易に製造できるとい
う効果がある。また、分離時に残存流体の漏れを確実に
防止できると共に、残存圧力が高い場合には、当該圧力
によってシール材が変形して迅速にかつ自動的に残存流
体が排出されるという効果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の安全弁を取り付けた急速管継手の
分離状態の半断面正面図、第２図は、同接続状態の半断
面正面図である。 第３図は、この発明の安全弁の一実施例を示す半断面正
面図、第４図は、同安全弁の右側面図である。 （ｌＯ）・・・ニップル　　　　（１１）・・・ニップ
ル本体（１４）・・・バネ受け　　　　（１７）・・・
弁座（１８）・・・０リング　　　　（１９）・・・バ
ネ（２０）　−・・流路 （３０）・・・カプラ　　　　　（３１）・・・カプラ
本体（３４）・・・バネ受け　　　　（３６）・・・バ
ネ（４１）・・・弁座　　　　　　（４２）・・・０リ
ング（４３）・・・バネ （５０）出室全弁 （５１ａ）・・・平面部 （５３）用当たり面 （５５）・・・バネ受け面 （５７）　（５Ｂ）・・・凸部 （６０）・・・連絡孔 （６２）・・・０リング （６４）・・・出口 （４４）・・・流路 （５１）・・・案内部 （５２）・・・当接部 （５４）・・・シール面 （５６）・・・シール材取付部 （５９）・・・中心穴 （６１）・・・環状溝 （６３）・・・入口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流体回路内に装置され、当該流体回路が遮断された
   ときに作動して当該流体回路内の流体を外部に逃がす安
   全弁であって、 前記流体回路内に移動可能に設けられ、か つ当接部を前記流体回路に設けた弁座に当接するように
   した弁本体と、 前記弁本体内に形成され、かつ入口が高圧 側に出口が低圧側に配置された流体排出路と、前記弁本
   体の外側に取り付けられた、前記 流体排出路の出口を閉鎖する弾性を持つシール部材とを
   備えて成り、 前記流体回路が遮断されると、前記当接部 が前記弁座に当接して当該弁座部分を閉鎖し、それ以外
   のときは、前記弁座から離れて前記弁座部分を開放する
   ように構成され、 さらに、前記弁座部分が閉鎖されたときは、前記入口と
   出口間の圧力差により前記シール部材が変形して前記出
   口が開放され、前記流体排出路を通って高圧側の流体が
   排出されるようにしたことを特徴とする安全弁。 ２、前記弁本体が、外周に環状溝を有しており、当該環
   状溝に円形のシール部材が係合してある請求項１に記載
   の安全弁。 ３、前記弁本体が、前記流体回路の内部に設けたバネに
   よって前記弁座に向かって付勢されている請求項１また
   は２に記載の安全弁。 ４、継手部分本体と、 前記継手部分本体の内部に移動可能に設け られた安全弁と、 前記継手部分本体の内部に形成された、前 記安全弁の当接部が当接して前記継手部分本体内の流路
   を閉鎖する弁座と、 前記安全弁を前記弁座に向かって付勢する バネと、 前記バネを受け止めるバネ受けとを備えて 成り、 前記安全弁は、接続時に、嵌合・接続され る他方の管継手部分に設けられた安全弁に当接して前記
   弁座から離れ、前記継手部分内の流路を開放するように
   構成され、 さらに前記安全弁には、前記当接部に対し て管継手部分の接続端側に出口を、当該接続端側の反対
   側に入口を配置した流体排出路が設けてあると共に、前
   記出口には弾性を持つシール材が装置してあり、 前記入口と出口間の圧力差によって前記シ ール材が変形して前記出口が開放され、前記流体排出路
   を通って流体が排出されるようにしたことを特徴とする
   、安全弁を内蔵した管継手部分。