JPH06159313A - リリーフ弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 慣性の大きな負荷の揺り戻しを抑制する簡易
な構造のリリーフ弁を提供する。 【構成】 ポペット５に形成されて油室１１と受圧面５
４とを連通する作動油通路５０にオリフィス５１を配設
する一方、油室１１に連通する油室１２を形成し、油室
１２と主管路１９とを連通する作動油通路６４を設け、
主管路１９の圧力を一端で受ける受圧部６Ａを備えて軸
方向に摺動自由なスリーブ６を油室１２に収装するとと
もに、スリーブ６に設けたバルブシート６２と、油室１
２と油室１１との間にバルブシート６３を形成し、これ
らバルブシート６２、６３と選択的に着座するチェック
弁７を油室１２に摺動自由に収装するとともに、チェッ
ク弁７をバルブシート６２に向けて付勢するスプリング
７１を収装して、スリーブ６の受圧部６Ａの外径とバル
ブシート６２の内径とを略等しく形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建設機械などのアクチ
ュエータを駆動する油圧回路に介装されるリリーフ弁の
改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】建設機械の旋回ブームなどの大きな慣性
を備えた部材を回動させた後に停止させると、大きな慣
性によって逆転方向に回動する揺り戻しが発生すること
が知られており、慣性の大きな部材を駆動する油圧駆動
回路においては、この揺り戻しを防ぐ装置として特公平
２−５８４８１号公報または特公平２−４１６４３号公
報などに開示されるものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置を油圧アクチュエータの駆動回路等に付加した
場合、油圧回路が複雑になって大型化するとともに、製
造及び保守コストを増大させてしまう場合があった。

【０００４】そこで本発明は、慣性の大きな部材の揺り
戻しを抑制する簡易な構造のリリーフ弁を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、内部に弁体の
受圧面と連通する油室を備えて受圧面と背圧の差圧に応
じて弁体の受圧面側と主管路とを連通するリリーフ弁に
おいて、前記弁体に形成された油室と弁体の受圧面とを
連通する通路に絞りを配設する一方、前記油室と連通す
る第２の油室を形成し、この第２の油室と主管路とを連
通する通路を設け、前記主管路の圧力を一端で受ける受
圧部を備えて軸方向に摺動自由な圧力応動部材を前記第
２の油室に収装するとともに、前記第２の油室の内部で
圧力応動部材に形成された前記主管路と連通する弁座
と、前記第２の油室と前記リリーフ弁の油室との間に弁
座を形成し、これら弁座と選択的に着座する第２の弁体
を前記第２の油室に摺動自由に収装するとともに、前記
第２の弁体を圧力応動部材の弁座に向けて付勢する弾性
部材を収装して、前記圧力応動部材の受圧部の外径と圧
力応動部材の弁座の内径とを略等しく形成する。

【０００６】

【作用】したがって、主管路の油圧の上昇に伴って圧力
応動部材が第２の弁体とともに最収縮位置へ変位し、こ
のとき、急激に油圧が上昇すると第２の弁体が開弁して
第２の油室、リリーフ弁の油室及び絞りを介してリリー
フ弁の弁体の受圧面側に圧油が排出される。一方、主管
路への圧油の供給を停止すると、油圧の低下に伴って圧
力応動部材は最伸長位置方向に向かって変位する。この
圧力応動部材の最伸長位置への復帰は主管路の油圧にか
かわらず常時所定の時間をかけて行われ、この圧力応動
部材が最伸長位置に復帰するまでに主管路の油圧が上昇
すれば、第２の弁体が開弁してリリーフ弁の油室及び第
２の油室を介して絞りで背圧を加えてから弁体の受圧面
側へ圧油を放出することにより、このリリーフ弁の下流
に配設した油圧モータの停止時に負荷の慣性などによっ
て逆転方向の力が加わっても絞りで加える背圧によって
この逆転を防止することができる。

【０００７】

【実施例】図１〜４に本発明の実施例を示す。

【０００８】図１は２つのリリーフ弁２Ａ、２Ｂ及び２
つのチェック弁３Ａ、３Ｂ弁を収装したバルブユニット
を示し、１はバルブユニットを形成するボディで、ボデ
ィ１の内部には主管路１９、２０が形成され、主管路１
９、２０の一端はボディ１の外部の主管路２１、２２に
接続される一方、他端をボディ１の端部に開口したポー
トＡ、Ｂにそれぞれ接続される。さらに、同じく端部に
開口したタンクポートＴは主管路１９、２０とそれぞれ
連通する。

【０００９】ポートＡ、Ｂは上流に配設した切換弁９１
より選択的に圧油の供給を受け、ボディ１の主管路１
９、２０を介して主管路２１、２２に接続される油圧モ
ータ９０のポートＭ₁、Ｍ₂に圧油を供給する。

【００１０】タンクポートＴと主管路１９、２０との間
にはチェック弁３Ａ、３Ｂがそれぞれ介装される。これ
らチェック弁３Ａ、３Ｂは主管路１９、２０の油圧が所
定値以下になると開弁してタンクポートＴより作動油を
供給し、油圧モータ９０に負圧によるキャビテーション
が発生するのを防ぐものである。なお、タンクポートＴ
は図３に示すタンク９２に連通する。

【００１１】さらに、主管路１９、２０との間を相互に
連通するバイパス通路１７、１８がそれぞれ形成され、
主管路１９とバイパス通路１７との間に介装されたリリ
ーフ弁２Ａはバイパス通路１７から主管路１９に向かう
流れを制御する一方、主管路２０とバイパス通路１８と
の間に介装されたリリーフ弁２Ｂはバイパス通路１８か
ら主管路２０の流れを制御する。

【００１２】リリーフ弁２Ａは図２〜４に示すように、
軸方向に摺動自由に支持されたポペット５をリリーフ弁
２Ａを構成する円筒状部材で形成されたハウジング４に
収装し、ハウジング４はバイパス通路１７が主管路１９
に接続する位置に形成したボディ１の開口部１Ａを貫通
するとともに、プラグ１５及びプラグ１６を介してボデ
ィ１に固定される。

【００１３】ハウジング４の一端は円筒状部材で形成さ
れるバルブシート８の端部と係合し、さらにこのバルブ
シート８がバイパス通路１７に係合する。ハウジング４
に収装された弁体としてのポペット５の一端を形成する
受圧面５４はバルブシート８と接離する一方、ポペット
５の他端の外周にはストッパ５２が固設され、このポペ
ット５の他端とハウジング４をプラグ１５に固定するプ
ラグ１６の内周端面との間には油室１１が画成される。

【００１４】この油室１１ではストッパ５２の端面とプ
ラグ１６の内周端面との間にスプリング５３が介装され
て、ポペット５はバルブシート８に向けて付勢される。

【００１５】ポペット５がバルブシート８に着座するリ
リーフ弁２Ａの閉弁時にはバイパス通路１７と主管路１
９を遮断し、ポペット５がバルブシート８から離れるリ
リーフ弁２Ａの開弁時にはハウジング４のバルブシート
８側の端部側面に開口した連通孔４１を介してバイパス
通路１７を主管路１９に連通する。

【００１６】ポペット５の内部には油室１１とバイパス
通路１７とを連通する作動油通路５０が形成され、この
作動油通路５０には絞りとしてのオリフィス５１が設け
られる。

【００１７】ハウジング４の外周とボディ１の内周との
間には第２の油室としての油室１２が画成される。この
油室１２はハウジング４の側面に開口した連通孔１３を
介して油室１１と連通する。

【００１８】ボディ１の開口部１Ａ及び油室１２の内周
には圧力応動部材としての円筒状部材で形成されたスリ
ーブ６がハウジング４と同軸的に収装されるとともに、
軸方向へ摺動自由に支持され、スリーブ６の内周とハウ
ジング４の外周との間には作動油通路６４が形成されて
油室１２と主管路１９を連通する。

【００１９】このスリーブ６は２つの外径を備えてお
り、図４にも示すように、ボディ１の開口部１Ａと摺接
するとともに、所定の外径Ｄ₁を備えて主管路１９に突
出する受圧部６Ａと、油室１２の内周に摺接する摺接部
６Ｂとを備え、受圧部６Ａと摺接部６Ｂとの間には段部
６Ｃが形成され、この段部６Ｃが開口部１Ａの端面に当
接する位置がスリーブ６の最伸長位置となる。

【００２０】スリーブ６の内周には受圧部６Ａの外径Ｄ
₁に等しい内径Ｄ₂のバルブシート６２が形成される。こ
のバルブシート６２には円筒状部材で形成されてハウジ
ング４の外周側面で同軸的かつ摺動自由に支持された第
２の弁体としてのチェック弁７が接離する。

【００２１】チェック弁７はプラグ１５の内周端面との
間に介装したスプリング７１によりバルブシート６２に
向けて付勢されて着座するとともに、この付勢力によっ
てスリーブ６の段部６Ｃがボディ１の開口部１Ａに押圧
される。この状態ではチェック弁７が油室１２から主管
路１９への流れを規制する一方、主管路１９の油圧が所
定値を越えるとチェック弁７は開弁してプラグ１５方向
に移動し、プラグ１５の内周端面に形成したバルブシー
ト６３に当接するまで移動する。チェック弁７がバルブ
シート６３に当接し油室１２から油室１１への流れを規
制する。

【００２２】スリーブ６のプラグ１５側への摺動は、ス
リーブ６のバルブシート６２に着座したチェック弁７の
他端がプラグ１５のバルブシート６３に着座する位置で
規制され、この位置がスリーブ６の最収縮位置となる。

【００２３】スリーブ６の受圧部６Ａの所定の位置には
内周と外周とを連通するオリフィス６１が設けられ、こ
のオリフィス６１から流入した作動油が摺接部６Ｂと油
室１２の内周との間に画成された油室６０に流入してス
リーブ６をプラグ１５方向に移動させる。

【００２４】なお、リリーフ弁２Ｂも詳述はしないが図
３に示すように上記リリーフ弁２Ａと同様に構成されて
バイパス通路１８の圧油を制御するとともに、主管路２
０の圧油を主管路２２へ供給する。

【００２５】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【００２６】切換弁９１を操作してポートＡを図示しな
いポンプに、ポートＢをタンク９２に接続すると、ポー
トＡから流入した圧油が主管路１９、２１を介して油圧
モータ９０のポートＭ₁に供給されて油圧モータ９０が
駆動される。

【００２７】この油圧モータ９０の起動時にはリリーフ
弁２Ａのポペット５及びチェック弁３Ａは作動すること
なく圧油を油圧モータ９０に供給する。このとき、スリ
ーブ６及びチェック弁７は主管路１９の油圧の上昇に伴
ってスプリング７１に抗してプラグ１５方向に変位す
る。

【００２８】スリーブ６は作動油通路６４からオリフィ
ス６１を介して油室６０に流入した圧油によりプラグ１
５に向けて変位し、チェック弁７は作動油通路６４の圧
油によりスプリング７１に抗してプラグ１５方向に変位
する。

【００２９】油圧モータ９０の起動時に油圧が急激に上
昇した場合には、スリーブ６のプラグ１５方向への変位
がオリフィス６１を通過した圧油が油室６０に流入する
ことで行われるため、急激な油圧の上昇に追従できず、
チェック弁７のみがスプリング７１に抗してプラグ１５
に向けて変位してバルブシート６２から離れて開弁す
る。このため、急激に圧力が上昇した圧油は主管路１９
からチェック弁７を介して油室１２、１１、及び作動油
通路５０を経由してオリフィス５１からバイパス通路１
７に排出されて主管路２０よりタンク９２へ戻り、油圧
の急激な上昇による油圧モータ９０の起動時のショック
を緩和することができる。

【００３０】さらに主管路１９の油圧が上昇して所定値
を越えると、チェック弁７はプラグ１５のバルブシート
６３に着座して油室１２から油室１１への流れを遮断す
る一方、リリーフ弁２Ｂが開弁して主管路１９の圧油は
バイパス通路１８を介して主管路２０に排出されて油圧
の上昇を防ぐ。

【００３１】油圧モータ９０を停止させるには、切換弁
９１を中立位置に操作してポートＡ、Ｂを遮断する。

【００３２】圧油の供給が停止して主管路１９の油圧が
低下するため、チェック弁７はスプリング７１に付勢さ
れて主管路１９方向に変位しようとするが、スリーブ６
の油室６０に満たされた圧油がオリフィス６１を介して
作動油通路６４に排出されるため、スリーブ６のが最伸
長位置に復帰するまでには所定の時間を要し、チェック
弁７はバルブシート６２に着座してスリーブ６とともに
所定の速度で主管路１９に向けて変位する。このスリー
ブ６の最伸長位置への変位は、スリーブ６の受圧部６Ａ
の外径Ｄ₁とバルブシート６２の内径Ｄ₂とを等しく形成
したため、主管路１９の油圧にかかわらず常時所定の時
間をかけて行われ、スリーブ６が最収縮位置から最伸長
位置へ復帰するまでの時間は、受圧部６Ａの外径及びオ
リフィス６１の内径によって設定される。

【００３３】スリーブ６が主管路１９に向けて変位する
際には油室１２の容積が拡大するため、油室１２に連通
する油室１１の油圧も低下してポペット５の開弁圧が低
下してリリーフ弁２Ａが設定圧より低圧で作動できるよ
うになり、圧油の供給を停止した後に油圧モータ９０に
連結された図示しない旋回ブームがオーバーランした場
合など、油圧モータ９０の吐出側のポートＭ₂の油圧が
上昇して主管路２０、２２の油圧が所定値を越えると、
ポペット５が開弁してバイパス通路１７から主管路１９
へ圧油を逃がして油圧回路を保護するとともに、ポペッ
ト５が加える背圧によってオーバーランを抑制する。

【００３４】一方、油圧モータ９０は停止するが、油圧
モータ９０に駆動される図示しない旋回ブームが慣性に
よって停止直後に逆方向に回転しようとすると、油圧モ
ータ９０のポートＭ₁側に圧力が発生し、主管路１９、
２１の油圧が上昇する。この停止直後において、スリー
ブ６及びチェック弁７は上記のように所定の速度で主管
路１９方向に変位しており、このとき主管路１９の油圧
が上昇するとチェック弁７がスプリング７１に抗してス
リーブ６のバルブシート６２から離れて開弁し、主管路
１９の圧油は油室１２、１１及び作動油通路５０を介し
てオリフィス５１からバイパス通路１７へ排出される。
このため主管路１９の油圧は低下するとともに、図示し
ない旋回ブームの揺り戻しによる油圧モータ９０の逆転
は、主管路１９の圧油が油室１２、１１を介してオリフ
ィス５１で減速されるために抑制することができる。

【００３５】上記のように、スリーブ６の受圧部６Ａの
外径Ｄ₁とチェック弁７のバルブシート６２の内径Ｄ₂と
を等しく形成したため、主管路１９の油圧にかかわらず
常時所定の時間をかけて行われ、このスリーブ６が最伸
長位置へ復帰するまでに主管路１９の油圧が上昇すれ
ば、チェック弁７が開弁して油室１２、１１及び作動油
通路５０を介してオリフィス５１で背圧を与えてからバ
イパス通路１７へ圧油を放出するため、油圧モータ９０
に大きな慣性を備えた図示しない旋回ブーム等を連結し
ても、油圧モータ９０の停止直後の揺り戻しを防止する
ことが可能となり、また、油圧モータ９０の起動時に発
生する衝撃をチェック弁７で吸収して円滑な起動を実現
することができる。

【００３６】なお、リリーフ弁２Ｂについても詳述はし
ないが上記と同様に作用し、油圧モータ９０のポートＭ
₂への圧油の供給を停止した直後の慣性負荷の揺り戻し
を防止する。

【００３７】図５は他の実施例を示し、前記第１の実施
例においてリリーフ弁２Ａのハウジング４と同軸的に配
設したスリーブ６、チェック弁７を独立させたもので、
スリーブ６６とスリーブ６６の内周に形成したバルブシ
ート６９に着座するチェック弁７０を収装する油室１２
Ａをリリーフ弁２０Ａと並列的に配設したものである。

【００３８】前記第１の実施例におけるリリーフ弁２Ａ
と同様の構造のリリーフ弁２０Ａは、油室１１を作動油
通路１３Ａ、１３Ｂを介して油室１２Ａと連通し、この
油室１２Ａに摺動自由に収装されたスリーブ６６の受圧
部６６Ａは作動油通路８１を介して主管路１９に連通す
る。受圧部６６Ａの所定の位置には油室１２Ａの内周と
スリーブ６６の外周との間に画成される油室６８に連通
するオリフィス６１が設けられ、スリーブ６６の内周に
は作動油通路６７が形成される。

【００３９】この作動油通路６７の油室１２Ａ側のバル
ブシート６９にはスプリング７１に付勢されたチェック
弁７０が着座する。このバルブシート６９の内径と受圧
部６６Ａの外径はほぼ等しく形成される。その他の構成
及び作用は前記第１の実施例と同様であり、主管路１９
への圧油の供給を停止すると、図中左へ変位していたス
リーブ６６及びチェック弁７０がスプリング７１及びオ
リフィス６１によって所定の時間をかけて主管路１９に
向けて変位するため、主管路１９の油圧をリリーフ弁２
０Ａのポペット５に設けたオリフィス５１より排出する
ことが可能となる。

【００４０】なお、上記実施例において、圧力応動部材
としてのスリーブ６を開示したが、図示はしないがプラ
ンジャやピストンなどで構成することもでき、圧力応動
部材の受圧部の外径とチェック弁の弁座の内径がほぼ同
一に形成できるものであればよい。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、圧力応動
部材の受圧部の外径と第２の弁体の弁座の内径とを等し
く形成したため、圧力応動部材の最収縮位置から最伸長
位置への復帰は主管路の油圧にかかわらず常時所定の時
間をかけて行われ、この圧力応動部材が最伸長位置に復
帰するまでに主管路の油圧が上昇すれば、第２の弁体が
開弁して第１及び第２の油室を介して絞りで背圧を加え
てから弁体の受圧面側へ圧油を放出することが可能とな
って、このリリーフ弁の下流に配設した油圧モータに逆
転方向の力が加わっても絞りで加える背圧によってこの
逆転を防止することができ、大きな慣性を備えた負荷を
連結した油圧モータの停止直後の揺り戻しを防止するこ
とが可能となり、油圧モータの起動時に発生する衝撃を
第２の弁体を開弁して絞りで吸収することにより円滑な
起動を実現することができ、第２の弁体及び第２の油室
をリリーフ弁と一体に形成することにより、部品点数の
増大を抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す断面図である。

【図２】リリーフ弁の拡大図である。

【図３】図１の油圧回路図である。

【図４】スリーブとチェック弁との関係を示す図であ
る。

【図５】他の実施例を示す要部断面図である。

【符号の説明】

２Ａ、２Ｂ リリーフ弁 ４ ハウジング ５ ポペット ６ スリーブ ６Ａ 受圧部 ７ チェック弁 １１、１２ 油室 １７、１８ バイパス通路 １９、２０ 主管路 ５０ 作動油通路 ５１ オリフィス ６０ 油室 ６１ オリフィス ６２ バルブシート ６３ バルブシート ７１ スプリング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に弁体の受圧面と連通する油室を備
   えて受圧面と背圧の差圧に応じて弁体の受圧面側と主管
   路とを連通するリリーフ弁において、前記弁体に形成さ
   れた油室と弁体の受圧面とを連通する通路に絞りを配設
   する一方、前記油室と連通する第２の油室を形成し、こ
   の第２の油室と主管路とを連通する通路を設け、前記主
   管路の圧力を一端で受ける受圧部を備えて軸方向に摺動
   自由な圧力応動部材を前記第２の油室に収装するととも
   に、前記第２の油室の内部で圧力応動部材に形成された
   前記主管路と連通する弁座と、前記第２の油室と前記リ
   リーフ弁の油室との間に弁座を形成し、これら弁座と選
   択的に着座する第２の弁体を前記第２の油室に摺動自由
   に収装するとともに、前記第２の弁体を圧力応動部材の
   弁座に向けて付勢する弾性部材を収装して、前記圧力応
   動部材の受圧部の外径と圧力応動部材の弁座の内径とを
   略等しく形成したことを特徴とするリリーフ弁。