JPH0520629B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ≪産業上の利用分野≫ 本発明は、油圧装置の作動油室内の油圧が圧油
が熱膨張などにより微速度で異常上昇していくと
きに、その微速異常上昇圧のみを逃すことによ
り、作動油室内の油圧を設定圧に高精度に保持す
る働きをする圧力保障弁に関し、リリーフ開始圧
を長期にわたつて高精度に維持できるうえ、異物
の目詰りによる圧力保障性能の低下を防止する技
術である。

≪従来の技術≫ この種の圧力保障弁には、従来でも、特公昭58
−44911号公報に記載されたものがある。

その圧力保障弁は、本発明者が先に提案したも
のであつて、基本的な構造が次のようになつてい
る。

第４図に示すように、弁箱Ｄ内で油圧の入口部
P₂に絞り弁室４１及びリリーフ弁室４２を順に
して介して出口部R₂を連通し、絞り弁室４１に
絞り弁体４４を設け、リリーフ弁室４２にリリー
フ弁体４５を設け、リリーフ弁体４５をリリーフ
圧設定用押圧手段５１で絞り弁室４１側に向けて
弁座４８を押し閉じるように構成し、入口部P₂
の油圧が絞り弁体４４の絞り通路４７を経てリリ
ーフ弁体４５に開弁力として作用するように構成
したものである。

上記の基本構造において、絞り通路４７の構造
と弁座４８の構造とが、従来では、次のようにな
つていた。

同上の第４図に示すように、絞り弁体４４を絞
り弁室４１にねじ嵌合により固定して、そのねじ
嵌合隙間で絞り通路４７を形成し、また、リリー
フ弁体４５が閉止接当する弁座４８をリリーフ弁
室４２の前壁８１に固定したものである。

≪発明が解決しようとする問題点≫ 上記従来例では次の問題がある。

(イ) 油圧の入口部P₂に圧力がかかつていない運
転休止中においては、リリーフ弁体４５のリリ
ーフ開始用受圧面４５ｂに開弁用油圧力が作用
せず、ばね併用式エアシリンダ形リリーフ圧設
定用押圧手段５１の強い力でリリーフ弁体４５
のエツジ状弁面４５ａを弁座４８に強力に押し
当てるため、弁座４８が早期に塑性変形を起こ
す。これにより、弁座４８と弁面４５ａとの当
接面では径方向の接当幅が大きくなり、その該
当の締切箇所で径方向の誤差幅が大きくなるた
め、その締切箇所内のリリーフ開始用受圧面積
の誤差が大きくなり、リリーフ弁体４５のクラ
ツクキング圧力の誤差が大きくなる。

(ロ) 圧油中の異物が狭い絞り通路４７を通過する
途中で一旦かみ込むと、そのかみ込んだ状態が
保持されるため、異物のかき込みが次第に進行
して絞り通路４７が塞がれ、異常な圧油降下を
起すので、リリーフ不良に陥いり、圧力保障性
能が損なわれる。

(ハ) 上記絞り通路４７の閉塞を防止するために、
第４図に示すように、絞り通路４７の入口部に
フイルタ８２を設けているが、この場合、部品
点数が増加して圧力保障弁６の構造が複雑にな
るうえ、フイルタ８２を定期的に交換しなけれ
ばならないのでメンテナンスに手間がかかる。

本発明は、上記各問題点を解消して、リリーフ
開始圧を長期にわたつて高性能に維持すること、
異物の目詰りによる圧力保障性能の低下を防止す
ること、及び、目詰りをなくすための構造を簡素
化するとともにメンテナンスを容易にすることを
目的とする。

≪問題点を解決するための手段≫ 本発明は、上記目的を達成するために、前記の
≪従来の技術≫の項で説明した前述の基本構造
に、次の改良を加えたものである。

例えば第１図から第３図に示すように、絞り弁
体４４を絞り弁室４１に一定範囲内で摺動自在に
内嵌して、絞り弁体４４と絞り弁室４１との摺動
隙間で絞り通路４７を構成し、絞り本体４４の後
端部４４ｃをリリーフ弁室４２に進入・退出移動
自在にするとともに、この絞り弁体４４の後端部
４４ｃに弁座４８を形成し、リリーフ弁室４２の
絞り弁室４１側の端面にリリーフ弁体４４の受止
面４２ａを設け、入口部P₂の油圧が所定圧以上
である高圧状態においては、入口部P₂の油圧に
基づく力により、絞り弁体４４をリリーフ弁室４
２側に押圧して、弁座４８をリリーフ弁体４５の
弁面４５ａに閉止接当させるとともに、リリーフ
圧設定押圧手段５１に抗して弁座４８をリリーフ
弁室４２内に進入させるのに対し、入口部P₂の
油圧が所定圧以下である低圧状態においては、リ
リーフ圧設定用押圧手段５１によりリリーフ弁体
４５の弁面４５ａで弁座４８がリリーフ弁室４２
外に退出させられて絞り弁体４４が入口部P₂側
に押戻されるとともに、リリーフ弁体４５が受止
面４２ａに受止められるように構成した事を特徴
とするものである。

≪作用≫ 本発明の作用を第１図ａ，ｂ，ｃに基づいて説
明する。

第１図ａは、油圧装置の運転を停止して油圧の
入口部P₂に圧力がかかつていないか、圧力が低
い休止圧状態を示している。リリーフ弁体４５の
リリーフ開始用受圧面４５ｂには開弁用油圧力が
作用せず、リリーフ圧設定用押圧手段５１の閉弁
力により、リリーフ弁体４５の前面（左面）がリ
リーフ弁室４２の受止面４２ａに受止められる一
方、絞り弁体４４は、絞り弁室４１内で前後方向
（左右方向）の摺動が自由な状態に保たれるので、
弁座４８とリリーフ弁体４５の弁面４５ａとの間
には接圧が加わらない。

油圧ポンプの起動などで油圧が上昇すると、入
口部P₂の油圧力で絞り弁体４４が右方へ後退し
て弁座４８をリリーフ弁体４５の弁面４５ａに閉
止接当させ、次いで、第１図ｂの運転圧状態で示
すように、リリーフ圧設定用押圧手段５１の弾圧
力に抗して弁座４８をリリーフ弁室４２内に進入
させ、リリーフ弁体４５を右方へ後退させる。絞
り弁体４４の所定量以上の右方移動は絞り弁室４
１の後端壁（右端壁）で阻止される。

油圧の熱膨張などで入口部P₂の圧油が微速度
で上昇すると、第１図ｃのリリーフ状態で示すよ
うに、リリーフ弁体４５のリリーフ開始用受圧面
４５ｂに作用する油圧力によつて弁面４５ａが弁
座４８から離間し、入口部P₂の圧油が絞り通路
４７・逃し孔４９・リリーフ弁室４２を経て出口
部R₂から排出される。

これにより入口部P₂の油圧が運転圧にまで低
下すると、リリーフ圧設定用押圧手段５１の閉弁
力で弁面４５ａが弁座４８に閉止接当し、第１図
ｂの運転圧状態で油圧装置の運転が断続される。
そして、油圧装置の運転を停止して油圧が低下し
ていくと、リリーフ弁体４５及び絞り弁体４４が
第１図ａの休止圧状態に復帰するのである。

上記のように作動することから、第１図ａの休
止圧状態では、リリーフ弁体４５が受止面４２ａ
に受止められ、リリーフ圧接設定用押圧手段５１
の強力な閉弁力は弁面４５ａと弁座４８同士の間
に加わらない。

そして、上記第１図ａの休止圧状態から第１図
ｂの運転圧状態に切換わるときには、絞り通路４
７にかみ込んだ異物が絞り弁体４４の後退移動に
伴つて右方へつれ出され、この絞り通路４７の出
口側空間へ排出される。

また、第１図ｂの運転圧状態から第１図ｃの休
止圧状態に切換わるときにも、絞り通路４７にか
き込んだ異物が絞り弁体４４の前進移動に伴つて
左方へつれ出され、この絞り通路４７の入口側空
間へ排出される。

≪発明の効果≫ 本発明は、上記のように構成され作用すること
から次の効果を奏する。

(イ) 油圧装置の運転休止中においては、リリーフ
圧設定用押圧手段の強力な閉弁力が弁面に加わ
らなくなるので、時間の経過につれて弁面が塑
性変形を起こすことが防止され、弁面と弁座と
の接当面の径方向の接当幅は初期状態の小さい
値に保たれる。従つて、その該当の締切箇所で
は径方向の誤差幅が小さくてすみ、その締切箇
所内のリリーフ開始用受圧面積の誤差が小さい
ので、リリーフ弁体のクラツキング圧力の誤差
も小さい。

(ロ) 絞り通路にかみ込んだ異物は、絞り弁体の前
後移動に伴つて絞りの通路の出口側又は入口側
空間へ一旦つれ出され、そこから油タンクなど
へ排出されるので、絞り通路内で異物の目詰り
が防止され、圧力保障性能の低下が起らない。

(ハ) また、上記のように目詰りが防止されるの
で、圧力保障弁からフイルタを省略することが
できる。これにより、圧力保障弁は、部品点数
が少なくて構造が簡素になるうえ、メンテナン
スにも手間がかからない。

≪実施例≫ 以下、本発明の実施例を図面により説明する。

本発明の圧力保障弁は、第２図の全体系統図で
示すように用いられる。

即ち、機械式プレス１の油圧式過負荷安全装置
の安全弁装置Ａは、過負荷安全弁４と圧力保障弁
６とからなる。機械式プレス１のスライド１ａに
形成した過負荷吸収用シリンダ室２内には、油路
２ａを介して油圧ポンプ３で圧油が所定の運転圧
に注入され、クランク軸１ｂ・連結棒１ｃからピ
ストン１ｄに伝達されたプレス力が上記圧油を介
して加工材料に伝わるようになつている。

プレス作業中に、誤つて複数の材料が供給され
たり、上下金型間に異物がかみ込んだりして、ス
ライド１ａに過負荷がかかつたときには、過負荷
吸収用シリンダ室２内の圧油が過負荷安全弁４を
急速に押開いて油タンク５へ排出されるので、ピ
ストン１ｄの下降力が過負荷吸収用シリンダ室２
の圧縮作動で吸収されてスライド１ａに伝わらな
くなり、スライド１ａのストロークｌの範囲内で
過負荷安全作動が行なわれる。

また、圧力保障弁６は、過負荷吸収用シリンダ
室２内の圧油がプレス作業中にプレス圧を受けて
温度上昇し、体積膨張により油圧が微速度で異常
上昇したときに、その微速異常上昇圧のみを逃し
て油タンク５へ圧油を排出するものである。これ
により、過負荷安全弁４が誤つて過負荷作動する
ことを防止するとともに、過負荷吸収用シリンダ
室２内の油圧が正常な運転圧力に保たれる。

一方、スライド１ａのストロークｌの範囲を超
える過負荷がかかつた場合に、過負荷吸収用シリ
ンダ室２の底壁にピストン１ｄが衝突するのを防
止する手段が設けられる。即ち、上記の過負荷圧
状態を圧力状態検出用スイツチＳで検出して、そ
の出力信号に基づき制御開弁器８を介して主電動
機Ｍを停止するとともに、クラツチＣを切断し、
もしくは、これと同時にクランク軸１ｂに図外の
ブレーキを作動させるものである。

安全弁装置Ａは、前記過負荷安全弁４に上記圧
力保障弁６を内設してなり、第３図で示すように
構成される。

まず、過負荷安全弁４について説明すると、こ
れは、弁箱１１と弁蓋１２とを図外の締結ボルト
で前後方向（図上左右方向、以下同じ）に固定し
てなる。上記弁箱１１は、その右側中央寄部に側
面視で円形の弁室１３が形成されるとともに、左
側中央寄部に圧油の入口孔P₁が、下部に圧油の
出口孔R₁がそれぞれ形成される。

上記弁室１３の周壁に弁体１４の大径部１４ａ
が軸心方向に油密摺動自在に挿入され、同上弁体
１４の小径部１４ｂが弁蓋１２の弁体ガイド孔１
５に挿入される。

上記弁室１３は開弁開始用加圧室１７及び弁座
１８を介して入口孔P₁に連通される。この開弁
開始用加圧室１７は側面視で円形に形成されてお
り、その右寄部内に弁座筒１９が一定範囲内で左
右方向に油密摺動可能に内嵌される。即ち、圧縮
ばねからなる弁座筒押圧手段２０が開弁開始用加
圧室１７内に装着され、弁座筒１９を右方向へ押
圧するとともに、弁座筒１９の段付部１９ａが開
弁開始用加圧室１７のストツパー壁２１に受止め
られる。上記弁座筒１９の右端面に前記弁座１８
が形成されている。

また、弁体１４の弁面２３は、開弁用押圧手段
２４を介して弁座１８に閉止接当され、その接当
箇所の内側に開弁開始用受圧面１４ｃが形成され
る。上記開閉弁用押圧手段２４は圧縮ばね２５か
らなり、そのばね左端部２５ａが弁体大径部１４
ａを押圧するとともに、ばね右端部２５ｂがばね
押え筒２６で受止められる。このばね押え筒２６
は、弁蓋１２に進退節可能に螺合されており、そ
の筒孔によつて前記の弁体ガイド孔１５が構成さ
れる。

弁室１３内では、弁体１４の左側中央部を凹入
して開弁加速用加圧室２８が形成され、その径方
向外側空間に絞り部２９を介して出口室３０が連
通される。この出口室３０が出口孔R₁に連通さ
れる。上記絞り部２９は、開弁開始用加圧室１７
の周壁１７ａの外周面と開弁加速用加圧室２８の
周壁面との間に形成した環状流路で構成されてい
る。また、弁体１４の凹入底壁面で開弁加速用受
圧面１４ｄが構成される。

次に前記の圧力保障弁６について説明する。

圧力保障弁６の弁箱Ｄは、過負荷安全弁４の弁
体１４で構成されている。この弁箱Ｄの中央部内
に絞り弁室４１とリリーフ弁室４２と左右に直列
に形成され、開弁開始用加圧室１７の終端部で構
成した油圧の入口部P₂に、絞り弁室４１及びリ
リーフ弁室４２を介して出口部R₂が連通される。
この出口部R₂が前記出口孔R₁に連通されている。

上記絞り弁室４１は段付円形孔で構成されてお
り、絞り弁体４４の小径部４４ａ及び大径部４４
ｂが左右方向一定範囲内で摺動自在に内嵌され
る。絞り弁体小径部４４ａと絞り弁室４１との摺
動隙間で絞り通路４７が構成される。

また、絞り弁体大径部４４ｂは絞り弁室４１の
周壁に油密摺動自在とされるとともに、絞り弁体
４４の右端部（後端部）４４ｃはリリーフ弁室４
２に進入・退出移動自在とされる。この絞り弁体
右端部４４ｃに環状弁座４８が形成され、弁座４
８の中央部に開口した逃し孔４９を介して絞り弁
室４１とリリーフ室４２同士が連通される。

一方、リリーフ弁室４２にはリリーフ弁体４５
が挿入され、これを閉弁側（絞り弁室４１側）へ
弾圧するリリーフ圧設定用押圧手段５１が設けら
れる。これは、圧縮ばね５２からなり、そのばね
左端部５２ａがリリーフ弁体４５の右端面に押圧
接当されるとともに、ばね右端部５２ｂが、弁体
１４に進退調節可能に螺合したばね押え５３で受
止められている。また、リリーフ弁室４２の左側
端面（絞り弁室４１側の端面）でリリーフ弁体４
４の受止面４２ａが構成される。

また、前記の過負荷安全弁４の弁箱１１の上部
に圧力状態検出用スイツチＳが設けられ、スイツ
チケース６１に作動入力部６２が左右方向で摺動
自在に挿入される。さらに、弁体１４の大径部１
４ａと圧縮ばね２５のばね左端部２５ａとの間に
スイツチ操作腕７０が狭持固定される。このスイ
ツチ操作腕７０が弁蓋１２の上部開口７１を貫通
して弁箱１１の径方向上側へ延出され、その延出
端７０ａが、圧力設定調節ねじ７２及び押圧具７
３を介してスイツチＳの作動入力部６２に接当さ
れる。

上記スイツチＳの作動入力部６２は次のように
操作される。

機械式プレス１が停止して油圧式過負荷安全装
置から圧力が抜かれた休止圧状態では、閉弁用押
圧手段２４で前進させられた弁体１４が弁座１８
に閉止接当して弁座筒１９を前側へ押圧移動する
とともに、スイツチＳの作動入力部６２がスイツ
チ操作腕７０を介して休止圧検出位置に操作され
る。

油圧ポンプ３の起動により入口孔P₁の圧力が
運転圧力にまで上昇していくと、まず、その油圧
力によつて弁座筒１９及び弁体１４が後退し、次
いで、弁座筒１９の段付部１９ａがストツパー壁
２１に受止められてその位置で停止する。上記弁
体１４の後退に伴つて、スイツチ操作腕７０を介
してスイツチＳが運転圧検出位置に操作される。

機械式プレス１に過負荷がかかり、入口孔P₁
の圧力が過負荷圧にまで急上昇すると、その油圧
力により、まず弁体１４の弁面２３が弁座１８か
らわずかに離間し、次いで開弁加速用受圧面１４
ｄに油圧力が作用する。これに伴つて弁体１４が
急速に後退するとともに、スイツチ操作腕７０も
後退し、これに追従して作動入力部６２が過負荷
検出位置に操作される。

上記のように、入口孔P₁の圧力状態に対応し
てスイツチＳの作動入力部６２が休止圧・運転
圧・過負荷圧の３つの操作位置に切過操作され、
その出力信号により、機械式プレス１及びその付
属機器が各圧力状態ごとに区別して制御されるの
である。

そして、機械式プレス１の運転中に、過負荷吸
収用シリンダ室２内の運転圧力が圧油の熱膨張な
どで微速度で上昇していくと、その微速上昇圧力
によつて、圧旅保障弁６の絞り弁４４及びリリー
フ弁体４５が左右へ後退し、次いで、リリーフ弁
体４５の弁面４５ａが弁座４８から離間する。こ
れにより、入口部P₂から出口部R₂へ圧油が排出
され、油圧力が運転圧状態に保持される。

機械式プレス１の運転を停止して入口部P₂に
油圧力がかからくなると、リリーフ圧設定用押圧
手段５１の弾圧力によつてリリーフ弁体４５が絞
り弁体４４を右方へ前進させる。このとき、絞り
弁体大径部４４ｂの前進移動によつて絞り弁室４
１内の圧油が絞り通路４７を通つて入口部P₂へ
押し戻され、これと同時に、絞り通路４７にかみ
込んだ異物も入口部P₂へ押し戻される。

なお、上記実施例ではリリーフ圧設定用押圧手
段５１を圧縮ばね５２で構成するとしたが、これ
に代えて、空圧シリンダの空気ばね力や錘に働く
重力などを利用するようにしてよい。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本発明の実施例を示し、第
１図は作動説明図で、第１図ａは休止圧状態を示
す図、第１図ｂは運転圧状態を示す図、第１図ｃ
はリリーフ状態を示す図、第２図は全体系統図、
第３図は安全弁装置の縦断面図で、第４図は従来
例を示す縦断面図である。 ４１……絞り弁室、４２……リリーフ弁室、４
２ａ……受止面、４４……絞り弁体、４４ｃ……
後端部（右端部）、４５……リリーフ弁体、４５
ａ……弁面、４７……絞り通路、４８……弁座、
５１……リリーフ圧設定用押圧手段、Ｄ……弁箱
（過負荷安全弁４の弁体１４）、P₂……入口部、
R₂……出口部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弁箱Ｄ内で油圧の入口部P₂に絞り弁室４１
   及びリリーフ弁室４２を順に介して出口部R₂を
   連通し、上記の絞り弁室４１に絞り弁体４４を設
   け、上記リリーフ弁室４２にリリーフ弁体４５を
   設け、そのリリーフ弁体４５をリリーフ圧設定用
   押圧手段５１で上記の絞り弁室４１側へ向けて弁
   座４８を押し閉じるように構成し、上記の入口部
   P₂の油圧が上記の絞り弁体４４の絞り通路４７
   を経て上記リリーフ弁体４５に開弁力として作用
   するように構成した油圧装置の圧力保護弁におい
   て、 上記の絞り弁体４４を上記の絞り弁室４１に一
   定範囲内で摺動自在に内嵌して、これら絞り弁体
   ４４と絞り弁室４１との摺動〓間で前記の絞り通
   路４７を構成し、上記の絞り弁体４４の後端部４
   ４ｃを前記リリーフ弁室４２に進入・退出移動自
   在にするとともに、この絞り弁体４４の後端部４
   ４ｃに前記の弁座４８を形成し、上記のリリーフ
   弁室４２の絞り弁室４１側の端面に上記リリーフ
   弁体４４の受止面４２ａを設け、 前記の入口部P₂の油圧が所定圧以上である高
   圧状態においては、その入口部P₂の油圧に基づ
   く力により、上記の絞り弁体４４を上記リリーフ
   弁室４２側に押圧して、前記の弁座４８を前記の
   リリーフ弁体４５の弁面４５ａに閉止当接させる
   とともに、前記リリーフ圧設定用押圧手段５１に
   抗して上記の弁座４８を上記リリーフ弁室４２に
   進入させるのに対し、 同上の入口部P₂の油圧が所定圧以下である低
   圧状態においては、上記リリーフ圧設定用押圧手
   段５１により上記リリーフ弁体４５の上記弁面４
   ５ａで上記の弁座４８が上記リリーフ弁室４２外
   に退出させられて前記の絞り弁体４４が上記の入
   口部P₂側に押戻されるとともに、上記リリーフ
   弁体４５が前記の受止面４２ａに受止められるよ
   うに構成したことを特徴とする油圧装置の圧力保
   障弁。