JPH07133875A - リリーフ弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リリーフ弁に関し、応答性および動作安定性
が高められるようにしたリリーフ弁を提供することを目
的とする。 【構成】 弁ケース８内にパイロット弁子を直接に内包
する主弁子を配置し、パイロット弁子12を付勢する付勢
手段13に抗して主弁子11に形成した通油道14からパイロ
ット弁子12に作用する油圧でパイロット弁を開弁させ、
これにより、主弁子11のパイロット弁子12側に油圧を作
用させて主弁を開弁させるリリーフ弁において、通油路
14を順に連続する小径部15と、テーパ部16と、大径部17
とを有する異径孔に形成するとともに、小径部15とテー
パ部16との接続部にパイロット弁子12が封止状に当接す
るパイロット弁座18を設けた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リリーフ弁にかかり、
特に応答性および動作安定性が高められるようにしたリ
リーフ弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばプレスの過負荷安全装置な
どに用いられるリリーフ弁としては、例えば特公昭54-2
3474号公報に開示されているように、弁ケース内に主弁
子とパイロット弁子とを直接付き合わせるように配置
し、パイロット弁子を付勢する付勢手段に抗して主弁子
に形成した通油路からパイロット弁子に作用する油圧で
パイロット弁子を主弁子から離隔させてパイロット弁を
開弁させ、パイロット弁の開弁により主弁子のパイロッ
ト弁子側に油圧を作用させて主弁子を開弁付勢手段に抗
してパイロット弁子から離れる開弁方向に駆動させるよ
うに構成したリリーフ弁が用いられている。

【０００３】図７に示すように、このリリーフ弁では、
パイロット弁の開弁時に主弁子101のパイロット弁子102
側に作用する油圧で主弁子101 を閉弁バネ111 に対抗
してパイロット弁子102から離れる開弁方向に駆動でき
るようにするため、主弁子101が小径筒部103 と大径筒
部104 とからなる段付き筒状に形成される。この主弁子
101 を収納する弁室105 は、小径筒部103 が油密状に内
嵌される小径室106 と、大径筒部104 が摺動可能に内嵌
される摺動室107 と、これらの間で大径筒部104 よりも
大径に形成される二次室108 とからなる段付き円筒室に
形成される。

【０００４】主弁子101 の小径筒部103 の大径筒部104
側端部の周縁にはパイロット弁子102を封止状に受け止
めるパイロット弁座109 が形成される。主弁子101 の大
径筒部104 にはその先端から凹入させた主弁孔110 が形
成され、この主弁孔110 は、大径筒部104 が摺動室107
に一定以上突入するときに摺動室107 の周面で塞がれ、
大径筒部104 が二次室108 に一定以上進出すれば二次室
108 に開かれるようにしてある。

【０００５】また、この主弁子101 は閉弁バネ111 によ
って閉弁位置に付勢され、パイロット弁子102 は圧力設
定バネ112 によって主弁子101 のパイロット弁座109 に
押圧される。上記圧力設定バネ112 を収容する圧力設定
室113 は、大気中に連通させてあるため、圧力設定室11
3 と弁室105 とは隔壁114 で区画され、この隔壁114 に
パイロット弁子102 と一体に形成された部材115 が油密
状に、かつ、進退可能に挿通される。

【０００６】上記小径室106 と小径筒部103との隙間を
油密状に封止するために、小径室106の内周面に溝116
が形成され、この溝116 に内嵌したＯリング117を小径
筒部103の外周面に摺接させている。また、上記隔壁114
と部材115 との隙間を油密状に封止するために、部材1
15の外周面に溝118 が形成され、この溝118 に内嵌した
Ｏリング119 を隔壁114 の内周面に摺接させている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この従来のリリーフ弁
では、主弁子101 が段付き筒状に形成されているので、
パイロット弁の開弁時に、主弁子101 内に形成される流
路の流路断面積が小径筒部から大径筒部に流出する所で
不連続的に急増し、乱流が発生する。また、この乱流に
よって圧力損失が生じる。さらに、主弁の開弁時に小径
筒部103 から主弁孔110 に流れる圧油が摺動室107 でＵ
ターンするように流れるので、流路抵抗が高くなり、圧
力損失が生じる。

【０００８】これらの圧力損失は主弁子101 を閉弁させ
る方向に作用するので、実際に主弁が開弁される排圧
（リリーフ圧）が設定圧よりも高くなり、応答性を低下
させる。また、これらの圧力損失は流量が多い程大きく
なるので、流量によって排圧が変化し、動作が不安定に
なるとともに、過負荷発生時などの大流量でリリーフす
る場合には、かなり排圧が高くなるという問題がある。

【０００９】また、従来のリリーフ弁ではパイロット弁
の開弁後に主弁子101 が閉弁付勢する閉弁バネ111 に対
抗し開弁作動し主弁孔110 を開放するので、大流量をリ
リーフ弁外にリリーフするリリーフ弁の応答性が劣る問
題がある。また、この従来のリリーフ弁では、小径室10
6 と小径筒部103 との隙間を油密状に封止するために、
Ｏリング117 を用いているが、主弁が閉弁された状態で
は、圧油路から作用する油圧によってＯリング117 と小
径筒部103 との接触圧が高められ、摺動抵抗が増大す
る。この摺動抵抗は主弁子101 の動作を鈍化させるの
で、応答性が低下し、しかも、この摺動抵抗は大流量リ
リーフが必要となる高圧発生時ほど大きくなるので、大
流量時ほど排圧が高められることになり、動作の安定性
を損なうことになる。

【００１０】なお、この従来のリリーフ弁では、パイロ
ット弁子102 に連続する部材115 と隔壁114 との間の隙
間を封止するＯリング119 は、パイロット弁の開弁後の
弁室105 の内圧によって部材115 の外周面への接触圧を
高められ、部材115 の進退に対する摺動抵抗を高める。
この摺動抵抗が、リリーフ圧設定時に部材115 およびパ
イロット弁子102 の動作に影響を与え、リリーフ圧の設
定精度を低下させるという問題もある。

【００１１】さらに、この従来のリリーフ弁では、温度
の上昇で油圧が異常昇温し、正規の過負荷状態以外で、
リリーフ弁が誤作動するという問題もある。本発明は、
上記の事情を鑑みてなされたものであり、応答性および
動作安定性を高めるようにしたリリーフ弁を提供するこ
とを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の第１のリリーフ
弁は、弁ケース内にパイロット弁子を直接に内包する主
弁子を配置し、パイロット弁子を付勢する付勢手段に抗
して主弁子に形成した通油路からパイロット弁子に作用
する油圧でパイロット弁子を主弁子から離隔させてパイ
ロット弁を開弁させ、パイロット弁の開弁により主弁子
のパイロット弁子側に油圧を作用させて主弁子をパイロ
ット弁子から離れる開弁方向に駆動させるように構成し
たリリーフ弁を前提として、上記の目的を達成するた
め、次のような手段を講じている。

【００１３】すなわち、主弁子の通油路を小径部と、こ
れに連続して径が連続的になだらかに増大するテーパ部
と、テーパ部に連続する大径部とを有する異径孔に形成
するとともに、小径部とテーパ部との接続部にパイロッ
ト弁子が封止状に当接するパイロット弁座を設け、パイ
ロット弁子の外周縁部を主弁子の大径筒部に摺動可能に
嵌合させ開弁時に受圧面積が急増することを特徴として
いる。

【００１４】また、主弁子の大径筒部の周壁に主弁孔が
形成され、パイロット弁子の外周縁部を大径筒部に摺動
可能に内接させて、パイロット弁子にパイロット弁座と
主弁孔との間で通油路を開閉させることを特徴としてい
る。また、本発明の第２のリリーフ弁は、弁ケース内に
パイロット弁子を直接に内包する主弁子を配置し、パイ
ロット弁子を付勢する付勢手段に抗して主弁子に形成し
た通油路からパイロット弁子に作用する油圧でパイロッ
ト弁子を主弁子から離隔させてパイロット弁を開弁さ
せ、パイロット弁の開弁により主弁子のパイロット弁子
側に油圧を作用させて主弁子をパイロット弁子から離れ
る開弁方向に駆動させるように構成され、主弁子の外周
面とこれを収納する弁室の内周面との一方に保持され、
他方に摺接して主弁子と弁室内周面との間の隙間を油密
状に封止する封止部材が設けられたリリーフ弁を前提と
して、上記の目的を達成するため、弁室の内周面又は主
弁子の外周面と摺接する封止部材の摺接面が低摩耗低摺
動抵抗材料で形成されることを特徴としている。

【００１５】さらに温度補償に対して小型化と機能部品
の員数を少なくして信頼性を高めるために、主弁子のパ
イロット弁座と主弁孔の間で直接に内包させ、大径筒部
において摺動可能に嵌合するパイロット弁子が形成する
パイロット室を主弁孔より下流に形成されるドレン流路
に連通させる温度補償用オリフィスをパイロット室を形
成する部分の主弁子またはパイロット弁子に設けたこと
を特徴としている。

【００１６】

【作用】本発明の第１のリリーフ弁においては、パイロ
ット弁子を直接に内包する主弁子を配置し、主弁子の通
油路を小径筒部とこれに連続し径がなだらかに増大する
テーパ部とテーパ部に連続する大径筒部とを有する異径
孔を形成するとともに、小径筒部とテーパ部との接続部
にパイロット弁子が封止状に当接するパイロット弁座を
設け、パイロット弁子の外周縁部を主弁子の大径筒部に
摺動可能に嵌合させるのでパイロット弁子の微小開弁時
に開受圧面積が急増し、パイロット弁子と主弁子の開弁
動作が鋭敏になり応答性が向上する。

【００１７】本発明の第１のリリーフ弁においては、通
油路の小径部と大径部との間に内径が連続的に増大する
テーパ部を設けているので、小径部と大径部との間で流
路断面積が連続的になだらかに増大し、乱流が発生し難
くなり、乱流発生による圧力損失が小さくなる。また、
パイロット弁の開弁時に小径部の大径部側端のパイロッ
ト弁座から流出する油がテーパ面に案内されるので、流
れの曲がりが直角よりもかなり小さくなり、流路抵抗が
小さくなる。したがって、流路抵抗による圧力損失も小
さくなる。

【００１８】本発明の第１のリリーフ弁において、パイ
ロット弁子の先端形状は、パイロット弁座に受け止めら
れて小径部を閉塞できるように形成してあればよく、例
えば進退方向に直角な平面に形成したり、しかしなが
ら、パイロット弁の先端部を通油路のテーパ部に対応す
るテーパ周面を有する錐形ないし錐台形に形成すること
により、小径部と大径部との間での流路断面積の増大を
緩和することができるとともに、そのテーパ周面でパイ
ロット弁座から流出する油をテーパ部沿うように案内で
きるので、圧力損失を減少させる上で一層有利になる。

【００１９】また、本発明の第１のリリーフ弁におい
て、主弁子あるいは弁室内周面に主弁孔を形成して、主
弁子を進退させてこの主弁孔を開閉できるようにするこ
とも可能であるが、パイロット弁の開弁に対する主弁の
開弁の遅れを減少させるため、主弁子の大径筒部の周壁
に主弁孔が形成され、パイロット弁子の外周縁部を大径
筒部に摺動可能に内接させて、パイロット弁子にパイロ
ット弁座と主弁孔との間で通油路を開閉させることが好
ましく、さらにこれより主弁子の小径筒部を通り主弁孔
を経て排出させる圧油は鈍角に流れ方向を変えるので圧
力損失を減少させる上で一層有利になる。

【００２０】本発明の第２のリリーフ弁では、主弁子と
弁室内周面との間の隙間を油密状に封止する封止部材の
摺接面を低摺動抵抗材料で形成することにより、封止部
材の摺動抵抗が減少し、主弁子が開弁する排圧が安定す
るともに、主弁子の動作が鋭敏になる。さらに、本発明
の温度補償方式は油温が上昇し、油圧が異常昇温した場
合には、パイロット弁座が微小開弁し、微小量圧油が温
度補償オリフィスを通り、簡便にドレン流路に排出され
るためリリーフ弁は誤動作しない。

【００２１】

【実施例】本発明を、添付する図面に示す一実施例に基
づいて、以下詳細に説明する。この実施例に係るリリー
フ弁は、例えばプレスなどの油圧機器の過負荷防止装置
に用いられ、この過負荷防止装置では、図６の等価回路
図に示すように、油圧ポンプ１から逆止弁２および圧油
路３を介してプレスのスライド５内に形成されたシリン
ダ６に圧油を供給し、この圧油路３にリリーフ弁７が接
続される。

【００２２】上記ポンプ１は圧油路３およびシリンダ６
の内圧がリリーフ弁７のリリーフ圧よりも低い所定値に
増圧され供給圧力とバランスし所定の圧力保持して停止
するようにしている。また、プレスの負荷が所定の全負
荷以下の場合には、圧油路３およびシリンダ６の内圧が
リリーフ弁７のリリーフ圧以下となり、過負荷になると
圧油路３およびシリンダ６の内圧がリリーフ弁７のリリ
ーフ圧を上回り、リリーフ弁７が開弁してシリンダ６が
短縮され、リリーフ圧を上回る圧油がタンクへリリーフ
されこれにより過負荷が吸収される。

【００２３】上記油圧ポンプ１および逆止弁２はリリー
フ弁７と一体に組み立てられ、弁ケース８の一側面に圧
油路３を接続する入口９と、ドレン路を接続する出口10
とが形成される。圧油路３およびシリンダ６に所定圧の
圧油が封入された後のリリーフ弁７の動作に関しては、
逆止弁２よりも油圧ポンプ１側の油圧回路は問題になら
ないので、上記油圧ポンプ１および逆止弁２についての
詳細な説明は省略することにする。また、このリリーフ
弁７の動作を説明するための図１から図４までの各断面
図においては、説明を簡単にするため、上記油圧ポンプ
１および逆止弁２を省略するとともに、後述する一次室
を簡略化して示している。

【００２４】図１から図４までに示すように、リリーフ
弁７は、弁ケース８と、弁ケース８内にパイロット弁子
12を直接に内包するように配置された主弁子11を有し、
パイロット弁子12を付勢する付勢手段13に抗して圧油路
３から主弁子11に形成した通油路14を介してパイロット
弁子12に作用する油圧でパイロット弁子12を主弁子11か
ら離隔させてパイロット弁を開弁させ、パイロット弁の
開弁により圧油がパイロット室51に流入し主弁子11のパ
イロット弁子12側に油圧を作用させて主弁子11をパイロ
ット弁子12から離れる開弁方向に駆動させるように構成
している。

【００２５】上記主弁子11の中心部に形成された通油路
14は、小径部15と、これに連続して次第に径が増大する
テーパ部16と、テーパ部16の大径端部に連続する大径部
17とを有する異径円孔に形成され、この小径部15とテー
パ部16との接続部にパイロット弁子12が封止状に当接す
るパイロット弁座18が突設され、パイロット弁子の外周
縁部を主弁子の大径筒部に摺動可能に嵌合させ、開弁時
に開受圧面積が急増する。

【００２６】主弁子11の外形は、必ずしも通油路14の形
状に対応させる必要はなく、例えば大径部と小径部との
段付き円筒周面状に形成することも可能であるが、この
実施例では、主弁子11の重量および慣性をできるだけ小
さくして応答性を高めるため、通油路14の形状に対応さ
せている。すなわち、主弁子11は、順に連続する円筒状
の小径筒部19、テーパ円筒状のテーパ筒部20および円筒
状の大径筒部21とを有するとともに、小径筒部19とテー
パ筒部20との接続部の内周面に形成されたパイロット弁
座18を有している。また、大径筒部21には、パイロット
弁子12によって開閉される主弁孔22が開口してあり、テ
ーパ筒部20には温度補償用オリフィス23を設けている。

【００２７】パイロット弁子12は、本体24、ステム25お
よび押さえバネ26からなり、本体24は通油路14のテーパ
部16に対応するテーパ周面を有する先端部27と、大径部
17に摺動可能に内嵌される基端部28とを有し、ステム25
は頭部29と、これよりも小径に形成された脚部30と、脚
部30の先端に外嵌される延長管部31と、脚部30と延長管
部31とを連結するピン32とを有する。

【００２８】本体24の中心に形成されたステム挿通孔33
は先端側で大径になる異径孔に形成され、この大径部に
ステム25の頭部29が油密状に、かつ、進退可能に内嵌さ
れ、ステム挿通孔33の小径部にステム25の脚部30の基端
部が進退可能に挿通される。押さえバネ26は、延長管部
31と本体24の後側面との間に挿入され、本体24をステム
25の頭部に押しつけている。なお、この押さえバネ26の
付勢力は上記付勢手段13の付勢力に比べて弱くしてあ
る。

【００２９】主弁子11およびパイロット弁子12が収納さ
れる弁室34は、パイロット弁子12をパイロット弁座18に
向かって付勢する付勢手段13が収容される圧力設定室35
と一連に、かつ、同軸心状に形成される。また、弁室34
は主弁子11の小径筒部19が油密状に、かつ、進退可能に
内嵌される小径室36と、テーパ筒部20および大径筒部21
が進退可能に収容される大径室37とを備える。

【００３０】図５の断面図に示すように、小径室36には
溝38が形成され、この溝38に挿入された封止部材39を主
弁子11の小径筒部19の外周面に摺接させることにより、
小径室36と小径筒部19との間の隙間を油密状に封止して
いる。この封止部材39は、例えばＯリングで構成するこ
とも可能であるが、この実施例では、主弁子11の摺動抵
抗を減少させるため、例えば４フッ化エチレンなどの低
摩耗低摺動抵抗材料で形成された摺接部材40と、これを
小径筒部19の外周面に押圧するための弾性リング41とで
封止部材39を構成している。

【００３１】この弾性リング41としては、一般に市販さ
れているゴム製のＯリングなどを用いることができる。
また、摺接部材40は弾性リング41と別体に形成し、互い
に分離できるように構成してもよく、また、弾性リング
41の表面に接着、塗着などによって分離不能に設けても
よい。図１から図３に示すように、上記圧力設定室35は
大径室37よりも若干大径に、かつ、大径室37に連通する
ことを除いては密閉された円筒状に形成され、この圧力
設定室35に主弁子11の大径筒部21に段付き状に連続する
案内筒42が摺動可能に内嵌される。この案内筒42の摺動
範囲を、圧力設定室35と大径室37との境界に形成される
段付け面43と、圧力設定室35の端壁44とによって制限
し、これにより、主弁子11の移動範囲を制限している。

【００３２】上記小径室36に連続して、上記入口９に連
通する一次室45が形成され、上記小径筒部19の先端部が
この一次室45に出退できるようにしてある。また、上記
大径室37ないし圧力設定室35内には主弁子11および案内
筒42によって区画される二次室46が形成され、この二次
室46を上記出口10に連通させてある。

【００３３】上記圧力設定室35内に収容される付勢手段
13は、圧力設定室35に供給される圧縮空気、圧油、加圧
水等の圧力流体、その圧力を受けるピストンおよびピス
トンを圧力流体に抗して付勢するバネで構成してもよい
が、この実施例では付勢力の安定性が高いバネで付勢手
段13を構成している。したがって、この付勢手段13の付
勢力を調整するため、案内筒42に進退自在に内嵌され、
かつ、ステム25の延長管部31に進退自在に外嵌される受
座47と、圧力設定室35の端壁44の中央部に螺進退可能に
挿通され、この受座47の後退範囲を制限する設定圧調整
ネジ48が設けられる。

【００３４】上記付勢手段13はパイロット弁子12の後面
の外周縁部と受座47の外周縁部とに受け止められ、これ
らパイロット弁子12、付勢手段13および受座47を常時密
着させて騒音の発生および打撃による部品の損傷を防止
するため、受座47と圧力設定室34の端壁44との間に押さ
えバネ49が挿入される。この押さえバネ49の弾力は付勢
手段13に比べて無視できる程度に弱く設定される。

【００３５】このリリーフ弁７の一次室45の内圧が０値
（無負荷）である場合、図１に示すように、押さえバネ
49の付勢力によって受座47、付勢手段13およびパイロッ
ト弁子12が弁室34側に押され、案内筒42の前端が段付け
面43に受け止められる。これにより、主弁子11および案
内筒42が一次室45側のストロークエンドに押さえ付けら
れる。

【００３６】リリーフ圧は、一次室45の内圧を所定のリ
リーフ圧まで緩慢に上昇させ、その後所定のリリーフ圧
に保持されるように一次室45に圧油を充填しつつ、設定
圧調整ネジ48を操作して設定される。すなわち、図２に
示すように圧油を一次室45に充填することにより、主弁
子11およびパイロット弁子12にそれぞれこれらを圧力設
定室35側に押し込む油圧が作用し、押さえバネ49がこの
油圧に屈伏して、主弁子11、パイロット弁子12、付勢手
段13およびび受座47が後退する。

【００３７】主弁子11の小径筒部19の端面の面積（断面
積）に比べて小径部15の断面積を大きくしておけば、パ
イロット弁子12に主弁子11よりも大きい油圧推力を作用
させることができ、パイロット弁子12を主弁子11よりも
強く押し込むことができる。しかし、パイロット弁子12
は付勢手段13および抑えバネ49で付勢されているので、
規定圧（プレス全負荷時の一次室45の内圧）以下ではパ
イロット弁子12が受ける油圧推力と主弁子が受ける油圧
推力が付勢手段13および抑えバネ49の付勢力で吸収さ
れ、主弁子11がパイロット弁子12に受け止められた状態
を保持しながら、主弁子11、パイロット弁子12、付勢手
段13および受座47が後退し、やがて、図２に示すよう
に、受座47が設定圧調整ネジ48に受け止められる。

【００３８】この後、一次室45の内圧を所定のリリーフ
圧に高めた時に一次室45側から主弁子11およびパイロッ
ト弁子12に作用する油圧が付勢手段13の弾力よりも強け
れば、受座47が設定圧調整ネジ48に受け止められた後に
主弁子11およびパイロット弁子12がさらに後退し、やが
て、パイロット弁子12のステム25が圧力設定室35の端壁
44に受け止められる。

【００３９】これにより、ステム25の頭部29が受ける油
圧は圧力設定室35の端壁44に受け止められることにな
り、ここで、さらに本体24が一次室45側から受ける油圧
が付勢手段13の弾力よりも強ければ、本体24と主弁子11
とが圧力設定室35側に後退する。この後、主弁子11の後
退が圧力設定室35の端壁44によって制限された時に、本
体24が一次室45側から受ける油圧が付勢手段13の弾力よ
りも強ければ、本体24のみがさらに後退して、パイロッ
ト弁座18から本体24が離隔し、図３に示すようにパイロ
ット弁が開弁される。

【００４０】図３に示すようにパイロット弁の開弁によ
りパイロット室51に圧油が流入し、パイロット弁子12の
本体24の開受圧面積が急激に増大し、パイロット弁子12
の本体24は低慣性で急速大開弁し、圧力設定室35側に後
退しリリーフ圧力を設定し、図４に示すように同時に主
弁子11は小受圧面積を有する小径筒部19の端に作用する
閉止方向の油圧推力より大受圧面積を有するテーパ部16
に作用する開弁方向の油圧推力が急増し、主弁子11は急
速大開弁しパイロット弁子と逆方向の一次室45側に急速
大移動し主弁孔22を逆の両方向から急速大開放し、一次
室45側の大流量の圧油を速やかに主弁孔22より二次室46
へリリーフする。ここで、パイロット弁子12はリリーフ
圧力設定精度の性能を担い、主弁子11は速やかに大流量
をリリーフするリリーフ性能を担い、高精度のリリーフ
圧力設定精度と衝撃的な大流量をリリーフできる高リリ
ーフ性能を発揮する。

【００４１】ここで、一次室45の内圧を所定のリリーフ
圧に保持しながら、設定圧調整ネジ48を締め込んで受座
47を弁室34側に押し出すと、付勢手段13の付勢力が増大
し、本体24はパイロット弁座18に接近する。本体24をパ
イロット弁座18に当接する位置まで受座47を弁室34側に
押し出すことにより、一次室35の内圧がリリーフ圧以上
に昇圧した時に温度補償用オリフィス23から二次室46に
リリーフされるように付勢手段13の付勢力を設定するこ
とができる。

【００４２】リリーフ圧を設定した後、例えば図６に示
すようにプレスのシリンダ６に連通する圧油路３に接続
し、油圧ポンプ１から逆止弁２を介して圧油を一次室４
５、圧油路３およびシリンダ６に所定圧になるまで充填
する。この所定圧の充填により主弁子11とパイロット弁
子12を付勢手段49に抗して圧力設定室35側に後退させ、
途中で受座47を設定圧調整ネジ48で受け止め制止させ、
この後は付勢手段13に抗してさらに後退し、図２に示す
ように主弁子11の案内筒42の圧力設定室35側の端壁52と
パイロット弁子12のステム25の延長管部31の圧力設定室
35側の端壁25を圧力設定室35の端壁44に当接し制止され
る。この時にリリーフ圧力設定に係わるパイロット弁子
12の本体24を付勢するのは、付勢手段26と付勢手段13で
これら両付勢手段でパイロット弁子12の本体24を、主弁
子11のパイロット弁座18に当接し閉止させこれでリリー
フ圧力設定をする。パイロット弁が閉弁している状態で
リリーフ圧力設定に係わるパイロット弁子12の本体24
は、パイロット弁座18とステム29の間で形成されるドー
ナツリング状の受圧面積で受圧する。

【００４３】所定圧の充填後に一次室45の内圧が規定圧
より低い圧力に上昇する場合は、パイロット弁は開かれ
ることはないが、一次室45の内圧が規定圧を上回る場合
にはパイロット弁子12の本体が受ける油圧推力が付勢手
段26と付勢手段13の付勢力を上回り、例えば図３に示す
ように、パイロット弁子12の本体24がパイロット弁座18
から離れてパイロット弁が開かれる。

【００４４】パイロット弁が圧力設定室35側に後退し開
弁すると、一次室45の圧油がパイロット室51に流入する
が、一次室45の内圧が除々に上昇し、規定圧を上回るよ
うな微小流量をリリーフする場合は、パイロット弁が微
小開弁し、主弁子11はほとんど作動しないので主弁孔22
は開放されず、パイロット弁の微小開弁でパイロット室
51に流入した圧油は温度補償用オリフィス23から二次室
46にリリーフされ、一次室45の内圧が規定圧を上回るの
を防止する。これに対し、一次室45の内圧が急激に上昇
し規定圧を上回るような大流量を瞬時にリリーフする場
合は、図３に示すようにパイロット弁の開弁で一次室45
の圧油がパイロット室51に流入を開始すると、パイロッ
ト弁子12の本体24が閉弁時に一次室45の内圧を受圧閉止
するためのパイロット弁座18とステム29の間で形成する
薄幅ドーナツリング状の小さな受圧面積に対し、開弁時
にパイロット室51への圧油の流入でパイロット弁子12の
本体24を摺動可能に内嵌する主弁子11の大径部17とステ
ム29の間で形成する開弁方向の厚幅ドーナツリング状の
大きな受圧面積で急激に受圧し、瞬間に大きな開弁推力
が発生してパイロット弁子12の本体24は急速開弁し、こ
れを受けて主弁子11は二次室46側に油圧推力を発生する
小さな受圧面積を有する小径筒部19の端面に代わり、一
次室45側に大きな油圧推力を発生する大きな受圧面積を
有するパイロット室51のテーパ部16とパイロット弁座18
の端面に圧油が急激に作用し、瞬時に大きな一次室45側
方向の油圧推力が発生し、図４に示すように主弁子11は
パイロット弁子12と逆方向の一次室45に急速大移動し、
パイロット弁子12と逆の両方向から主弁孔22を急速大開
放し、一次室45の規定圧以上の大流量の圧油を速やかに
主弁孔22より二次室46へリリーフする。

【００４５】例えば油温の上昇により無負荷状態での一
次室45の内圧が規定圧よりも僅かに大きくなっている場
合などには、全負荷時に内圧が規定値よりも僅かながら
高い値に上昇するので、パイロット弁が開かれ、この少
流量リリーフにより一次室45の油圧が規定値に低下す
る。この場合には、パイロット弁子12とパイロット弁座
18とが図３に示す状態以上に広げられることはなく、一
次室45の内圧の低下に対応してパイロット弁子12が付勢
手段13および押さえバネ49の付勢力によって進出し、パ
イロット弁が閉じられる。

【００４６】例えば過負荷発生時のように、さらに急激
に規定圧よりも高い圧力に一次室45の内圧が高められる
場合には、上記の少流量リリーフによって一次室45の油
圧は規定値まで低下しない。この場合には、主弁子11が
テーパ部16と小径筒部19の端面とに受ける差圧と受圧面
積差によって一次室45側に駆動されるとともに、パイロ
ット弁子12が、パイロット弁の開弁により受圧面積が拡
大されるので、さらに急速に圧力設定室35側に後退し、
パイロット弁子12とパイロット弁座18および主弁子11と
パイロット弁子12とが図３に示す状態以上に広げられて
図４に示すように主弁孔22が開かれ、大流量リリーフが
行われる。

【００４７】パイロット弁の開弁時にテーパ部17に流入
する圧油の流路は、連続的になだらかに内径が増大する
テーパ部17と、連続的に外形が増大するパイロット弁子
12の先端部27との間に形成されるので、流路断面積が連
続的にしかも緩慢に増大することになり、乱流が発生し
難くなる。したがって、乱流の発生による圧力損失が小
さくなり、大流量リリーフ時にテーパ部17の内圧を急速
に上昇させて主弁子11を一次室45側に急速に移動させ、
素早く主弁を開弁させて応答性を高めることができると
ともに、排圧の発生を小さく抑えることができ、流量変
化に対するリリーフ圧の変化を小さくして安定性を高め
ることができる。

【００４８】また、主弁が開弁した時に主弁子11内に形
成される圧油の流路は、小径部15からテーパ部17と、パ
イロット弁子12の先端部27との間に形成される傘状の流
路を経て大径部17の主弁孔22に至るので、流れが急激に
曲げられることがなく、流路抵抗が小さくなる。したが
って、流路抵抗による圧力損失も小さくなるので、一層
応答性および安定性を高めることができる。

【００４９】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の第１の
リリーフ弁は、主弁子の通油路の小径部と大径部とをテ
ーパで連続させ、小径部とテーパ部との接続部に設けた
パイロット弁座を封止するパイロット弁の微小開弁で、
パイロット弁の開受圧面積が急増し、急速開弁で応答性
が高まり、リリーフ圧力設定精度が向上し、さらにパイ
ロット弁の開弁と同時に主弁の開受圧面積も急増し、パ
イロット弁と逆方向に急速大開弁し、主弁孔を急速に開
放するので衝撃的な大流量の油圧上昇にも追従しリリー
フ性能が向上する。

【００５０】さらに主弁子の通油路の小径部と大径部と
をテーパで連続させ、小径部とテーパ部との接続部に設
けたパイロット弁座から流出する圧油の流路断面積を連
続的になだらかに変化させているので、乱流が発生し難
くなるとともに、圧油の流路の曲がりが緩くなって流路
抵抗が小さくなるので、乱流による圧力損失および流路
抵抗による圧力損失が小さくなる。その結果、主弁子の
動作に対する抵抗が減少し、応答性を高めることがで
き、また、流量変化に対するリリーフ圧の変化を小さく
して安定性を高めることができる。

【００５１】本発明の第１のリリーフ弁において、特に
パイロット弁の先端部が通油路のテーパ部に対応するテ
ーパ周面を有する錐形ないし錐台形に形成される場合に
は、通油路のテーパ部の流路断面積の増大を緩和するこ
とができるとともに、そのテーパ周面でパイロット弁座
から流出する油をテーパ部沿いに案内できるので、圧力
損失を一層減少させることができ、応答性および安定性
を一層高めることができる。

【００５２】また、本発明の第１のリリーフ弁におい
て、主弁子の大径筒部の周壁に主弁孔が形成され、パイ
ロット弁子の外周縁部を大径筒部に摺動可能に内接させ
て、パイロット弁子にパイロット弁座と主弁孔との間で
通油路を開閉させる場合には、パイロット弁子と主弁子
との相対位置のみに依存して主弁子を開弁させることが
でき、パイロット弁の開弁に対する主弁の開弁の遅れを
減少させて、応答性を一層高めることができる。

【００５３】また、本発明の第２のリリーフ弁は、主弁
子の外周面とこれを収納する弁室の内周面との一方に保
持され、他方に摺接して主弁子と弁室内周面との間の隙
間を油密状に封止する封止部材の摺接面を低摺動抵抗材
料で形成するので、主弁子の動作に対する抵抗か減少
し、応答性を高めることができ、また、流量変化に対す
るリリーフ圧の変化を小さくして安定性を高めることが
できる。

【００５４】また、本発明の温度補償方式では油温が上
昇し油圧が規定圧以上に異常昇圧した場合には、パイロ
ット弁がパイロット弁座を微小開弁し、微小量圧油が温
度補償オリフィスを通り簡便にドレン流路に排出し、そ
の後パイロット弁は閉弁し主弁を作動させないので、油
温上昇時に簡便に誤動作を防止する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の無負荷時の断面図である。

【図２】本発明の一実施例のリリーフ圧設定時の断面図
である。

【図３】本発明の一実施例の負荷時のパイロット弁開時
の断面図である。

【図４】本発明の一実施例の負荷時の主弁孔開時の断面
図である。

【図５】本発明の一実施例の要部の断面図である。

【図６】本発明を適用したプレスの過負荷安全装置の油
圧回路図である。

【図７】従来例の断面図である。

【符合の説明】

８…弁ケース 11…主弁子 12…パイロット弁子 13…付勢手段 14…通油路 15…小径部 16…テーパ部 17…大径部 18…パイロット弁座 22…主弁孔 27…先端部 28…基端部 39…封止部材 40…摺接部材 41…弾性リング

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁ケース内にパイロット弁子を直接に内
   包する主弁子を配置し、パイロット弁子を付勢する付勢
   手段に抗して主弁子に形成した通油路からパイロット弁
   子に作用する油圧でパイロット弁子を主弁子から離隔さ
   せてパイロット弁を開弁させ、パイロット弁の開弁によ
   り主弁子のパイロット弁子側に油圧を作用させて主弁子
   をパイロット弁子から離れる開弁方向に駆動させるよう
   に構成したリリーフ弁において、主弁子の通油路を小径
   部と、これに連続して次第に径が増大するテーパ部と、
   テーパ部に連続する大径部とを有する異径孔に形成する
   とともに、小径部とテーパ部との接続部にパイロット弁
   子が封止状に当接するパイロット弁座を設けパイロット
   弁子の外周縁部を主弁子の大径筒部に摺動可能に嵌合さ
   せ開弁時に開受圧面積が急増することを特徴とするリリ
   ーフ弁。
2. 【請求項２】 パイロット弁の先端部が通油路のテーパ
   部に対応するテーパ周面を有する錐形ないし錐台形に形
   成される請求項１に記載のリリーフ弁。
3. 【請求項３】 主弁子の大径筒部の周壁に主弁孔が形成
   され、パイロット弁子の外周縁部を大径筒部に摺動可能
   に嵌合させて、パイロット弁子にパイロット弁座と主弁
   孔との間で通油路を開閉させることを特徴とする請求項
   １または２に記載のリリーフ弁。
4. 【請求項４】 弁ケース内にパイロット弁子を直接に内
   包する主弁子を配置し、パイロット弁子を付勢する付勢
   手段に抗して主弁子に形成した通油路からパイロット弁
   子に作用する油圧でパイロット弁子を主弁子から離隔さ
   せてパイロット弁を開弁させ、パイロット弁の開弁によ
   り主弁子のパイロット弁子側に油圧を作用させて主弁子
   をパイロット弁子から離れる開弁方向に駆動させ開弁時
   に受圧面積が急増するように構成され、主弁子の外周面
   とこれを収納する弁室の内周面との一方に保持され、他
   方に摺接して主弁子と弁室内周面との間の隙間を油密状
   に封止する封止部材が設けられたリリーフ弁において、
   弁室の内周面または主弁子の外周面と摺接する封止部材
   の摺接面が低摺動抵抗材料で形成されることを特徴とす
   るリリーフ弁。
5. 【請求項５】 主弁子のパイロット弁座と主弁孔の間で
   直接に内包され、大径筒部において摺動可能に嵌合する
   パイロット弁子が形成するパイロット室を、主弁孔によ
   り下流に形成されるドレン流路に連通される温度補償用
   オリフィスをパイロット室を形成する部分の主弁子また
   はパイロット弁子に設けたことを特徴とする請求項１、
   請求項２、請求項３、請求項４記載のリリーフ弁。