JPH08233138A - リリーフ弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 負荷回路に本来維持されるべき最低圧を下回
る負圧が生じることによる誤動作を防止できるリリーフ
弁の提供を目的とする。 【構成】 負荷回路に接続される負荷口６と主弁子10お
よびパイロット弁子12との間の圧力室８に主弁子10およ
びパイロット弁子12側から負荷口側６への逆流を防止す
る逆止弁23を介在させて、負荷回路に本来維持されるべ
き最低圧よりも低圧の負圧が生じた時に油圧ロックをか
けてリリーフ弁１の誤動作を防止する。また、逆止弁23
の下流側の下流室25と戻り口７をリセット弁30で開閉さ
れるリセット油路29で連通させて油圧ロックを解除でき
るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リリーフ弁に関し、特
に、プレスなどの鍛圧機械における打抜きおよび変動負
荷加工などのブレーキスルー負荷や変動負荷を直結され
た高速シリンダの停止およびスティック動作などに伴っ
て本来負荷回路内に維持されるべき最低圧を下回る負圧
力による誤作動を防止でき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】リリーフ弁は油圧回路の内圧が所定値を
上回る時に開弁して油圧回路内の圧油をリリーフ油路に
逃がし、油圧回路の内圧を所定値に回復させる弁であ
り、例えば油圧回路の供給油圧の設定や、プレスなどの
機器や変動シリンダ過負荷安全装置に用いられている。

【０００３】プレスの過負荷安全装置は、例えば図７に
示すように、油タンク101 から給油路102 を介して作動
油を油圧ポンプ103 に吸入し、逆止弁104 を介在させた
負荷回路105 を介してプレス106 のスライド107 の内部
に形成した油圧シリンダ108に圧油を供給し、油圧シリ
ンダ108 に圧油を張りクッション寸法量を確保し、プレ
ス106 はクランク機構150 でスライド107 を上下方向に
一定寸法のストローク作動させ、スライド107 やボルス
タ151 に取付けられた金型152 でワーク153 を加工する
が、プレス106 のスライド107 のストローク範囲高さが
調整不良で不適に下がり過ぎたり、また、ワーク153 の
厚みが異常に大きく厚いものが投入されたりすると、ボ
ルスタ151 上のワーク153 にスライド107 もしくは金型
152 がくい込み過ぎた過負荷状態に突入しようとする
が、負荷回路105 に接続したリリーフ弁109 からリリー
フ油路110 を介して油圧シリンダ108の増圧油を油タン
ク101に逃がし、スライド107 が下死点を通過できるよ
う油圧シリンダ108 をクッション寸法量だけ縮め、過負
荷を防止し、金型152 やプレス106 を保護するように構
成している。

【０００４】油圧ポンプ103 としては、負荷回路105 お
よび油圧シリンダ108 の内圧が所定値以上になると自動
的に停止し、所定値を下回ると自動的に再始動するもの
が用いられ、図８に示すように、油圧ポンプ103 はリリ
ーフ弁109 に一体的に組みつけられる。また、リリーフ
弁109 としては、過負荷を吸収するための大流量のリリ
ーフと、圧油の昇温に対する温度補償のための小流量の
リリーフとができるように構成したものが用いられる。

【０００５】リリーフ弁109 の弁ケース111 の片面には
油圧ポンプ103 に作動油を導入するための吸込口112
と、負荷回路105 に接続される負荷口113 と、リリーフ
回路に接続される戻り口114 とを開口させてあり、弁ケ
ース111 の内部には前記逆止弁104 と負荷口113 とに連
通させた圧力室115 と、この圧力室115 に同軸心状に連
続すると共に前記戻り口114 に連通させた弁室116 と、
さらに弁室116 に同軸心状に連続させた圧力設定室130
とが形成されている。

【０００６】弁室116 には主弁子117 が弁室116 と共通
の軸心方向に摺動可能に挿入され、また、この主弁子11
7 に連続して段付筒状に形成されたガイドスリーブ131
が圧力設定室130 に摺動可能に内嵌される。前記主弁子
117 の軸心部には通油孔118 が形成され、この通油孔11
8 内にパイロット弁子119 が主弁子117 の軸心方向に進
退可能に挿入されている。

【０００７】図９ないし図12に示すように、前記通油孔
118は、圧力室115側から流れ順に小径部120、次第に径
が増大するテーパ部121および大径部122 が順に同軸心
状に連続する異径孔からなり、この通油孔118 の小径部
120 とテーパ部121 との接続部にパイロット弁座123 が
形成され、また、この通油孔118 の大径部122 に通油孔
118 を主弁子117の周囲の弁室116 の部分に連通させる
主弁孔125が形成される。

【０００８】この通油孔118 のパイロット弁座123 ない
し大径部122 にわたってパイロット弁子119 が通油孔11
8の軸心方向に進退可能に内嵌され、このパイロット弁
子119の圧力室115 側の端部には、前記テーパ部121 お
よびパイロット弁座123 に対向するテーパ面からなるパ
イロット弁面124 が形成される。また、パイロット弁子
119 の周面144 は、前記大径部122 に摺動可能に全周に
わたって内接し、前記パイロット弁面124 のパイロット
弁座123 からの離隔距離が一定以上の時に前記主弁孔12
5 を開き、パイロット弁面124 のパイロット弁座123か
らの離隔距離が一定未満の時に前記主弁孔125を閉じる
ように形成される。

【０００９】図８に示すように、前記圧力設定室130 に
内嵌されたガイドスリーブ131 は主弁子117 の通油孔11
8 に連続する中空部を有し、この中空部にバネ受座148
が圧力設定室130 の軸心方向に進退可能に配置され、こ
のバネ受座148には連結棒133が内嵌され弁ケース111 の
端壁138 に螺進退可能に挿通された調整ネジ134 が回転
自在に連結され、この調整ネジ134 をねじ回すことによ
り前記連結棒133 を介してバネ受座148 が圧力設定室13
0 内で進退し、この調整ネジ134を固定ネジ135で弁ケー
ス111 に固定することによりバネ受座148 の位置が固定
される。

【００１０】パイロット弁子119 にはその軸心に沿って
中心孔145 が貫設され、前記バネ受座148 から突出させ
た軸状のサポート127 の先端部をこの中心孔145 に突入
させてある。図９ないし図12に示すように、このサポー
ト127 の先端部には段付状に拡径された頭部141 が形成
され、この頭部141 にＯリングからなる封止部材142 と
バックアップリング143 とが外嵌されて支持されてい
る。

【００１１】パイロット弁子119 の中心孔145 の圧力室
115 側を段付状に拡径することにより副弁室136 が形成
され、この副弁室136 にサポート127の先端部、封止部
材142およびバックアップリング143に進退可能に外嵌さ
れる副弁子137が挿入される。この副弁子137 の中心孔1
45 は段付異径孔からなり、その段付面154を頭部148の
圧力設定室130 側の端面155 に受け止めることにより、
副弁子137 がサポート127 から圧力室115 側に脱出する
ことが防止され、この中心孔145 の内周面に封止部材14
2 を密着させることにより副弁子137 とサポート127 と
の間の隙間が封止される。

【００１２】また、この副弁子137 は外周面は副弁室13
6 に摺動可能に内接する円筒面156と、これの圧力設定
室130 側に連続するコーン形状の副弁面157 とからな
り、副弁室136 に形成された副弁座146 にこの副弁面15
7 を圧力室115 側から接離させることにより、副弁子13
7 ・パイロット弁子119 間の隙間がメタルタッチのポペ
ット方式で開閉される。

【００１３】図９に示すように、圧力室115 の内圧が規
定圧未満で圧力室115 側に移動し、サポート端面150 が
弁ケース奥端面149 から離隔した時のサポート127 とパ
イロット弁子119 との間にはサポート127 の頭部141 の
端面155 が副弁子137 の段付面154 を介して副弁子137
の副弁面157 をパイロット弁子119 の副弁座146 に押圧
閉止し、並びに図10ないし図12に示すように、圧力室11
5 の内圧が規定圧以上で圧力設定室130 側に移動し、サ
ポート端面150 が弁ケース奥端面149 に当接した時のサ
ポート127 とパイロット弁子119 との間にはパイロット
弁子119 のパイロット弁面124 を主弁子117 のパイロッ
ト弁座123 に押圧もしくは該パイロット弁座123 側に付
勢する力を発生するサポートバネ126aが配置される。

【００１４】さらに、図９ないし図12に示すように、バ
ネ受座148 とパイロット弁子119 との間にはパイロット
弁子119 のパイロット弁面124 を主弁子117 のパイロッ
ト弁座123 に押圧もしくはパイロット弁座123 側に付勢
する力を発生する圧力設定バネ126bが配置される。主弁
子117 とパイロット弁子119 は圧力室115 の内圧が規定
圧未満の時には該圧力設定バネ126bで圧力室115 側に移
動し、主弁子中央端面140 が弁ケース戻り側端面139 に
当接し、圧力室115 側への移動が制限され、圧力室115
の内圧が規定圧以上の時には該圧力設定バネ126bに対抗
する圧力室115 の内圧で圧力設定室130 側に移動し、主
弁子117 はガイドスリーブ131 が弁ケース中央端面147
に当接しパイロット弁子119 はサポート端面150 が弁ケ
ース奥端面149 に当接し、圧力設定室130 側への移動が
制限される。

【００１５】圧力室115 の内圧が規定圧未満で主弁子11
7とパイロット弁子119 が圧力室115側に移動している時
はサポートバネ126aのバネ力で副弁子137 の副弁面157
がパイロット弁子119 の副弁座146 を押圧閉止し、圧力
室115 の内圧が規定圧以上で圧力設定室130 側に移動
し、サポート端面150 が弁ケース奥端面149 に当接し圧
力設定室130 側への移動が制限されている時は、副弁子
137 の圧力室115 側端面151 が規定圧以上の圧力室115
の内圧を受圧し、圧力設定室130 側への推力を発生し副
弁子137 の副弁面157 がパイロット弁子119の副弁座146
を押圧閉止する。

【００１６】なお、図９ないし図12に示すように、主弁
子117 のテーパ部121 とパイロット弁子119 のパイロッ
ト弁面124 の間にパイロット室128 が形成され、このパ
イロット室128 を主弁子117 の外周囲の弁室116 の部分
に連通させるオリフィス129が主弁子117 に形成されて
いる。プレス休止時には、圧力室115 の内圧は大気圧
(０圧) にしてあり、図９に示すように、主弁子117 は
最も圧力室115 側に移動した位置に位置し、パイロット
弁子119 はパイロット弁座123 に受け止められる位置に
圧力設定バネ126bによって付勢されている。

【００１７】プレス駆動準備を行うために、油圧ポンプ
103 が始動され圧力室115 の内圧が規定圧以上になる
と、主弁子117 およびパイロット弁子119 は圧力室115
の内圧により圧力設定バネ126bに抗して圧力設定室130
側に移動され、図10に示すように、ガイドスリーブ131
が弁ケース111 の弁ケース中央端面147 に受け止めら
れ、主弁子117 の圧力設定室130側への移動が制限さ
れ、さらに、サポート端面150が弁ケース奥端面149 に
当接しパイロット弁子119 はサポートバネ126aと圧力設
定バネ126bの付勢力でパイロット弁面124 を主弁子117
のパイロット弁座123 に押圧閉弁する。

【００１８】そして、圧力室115 の内圧がプリロード圧
になると油圧ポンプ103 が停止する。この時、サポート
バネ126aはリリーフ圧力の最低基準値 (例えば２MPa)の
確保に寄与し、圧力設定バネ126bは調整ネジ134 のねじ
回しでバネ力を可変され最低基準値を超えたリリーフ圧
力設定範囲 (例えば２〜 3.5MPa)における圧力設定調整
に寄与する。

【００１９】サポート端面150 が弁ケース奥端面149 に
当接することによりサポート127 の頭部141 と副弁子13
7 が圧力室115 側に形成する端面の受圧面積に作用する
圧力室115 の内圧の影響をパイロット弁子119 から除外
したパイロット弁子119 の副弁座146 と主弁子117 のパ
イロット弁座123 の間でドーナツリング状の小さな受圧
面積でパイロット弁子119 は圧力室115 の内圧を受圧す
るので、これに対抗するリリーフ弁としての付勢力は小
さくでき、高リリーフ圧力 (例えばMAX 3.5MPa) に対し
て小型の小形のサポートバネ126aと圧力設定バネ126bで
パイロット弁子119 のパイロット弁面124 を主弁子117
のパイロット弁座123 に押圧もしくは該パイロット弁座
123 側に付勢でき、コンパクトで低慣性を有し高速応答
のリリーフ弁機構が形成される。

【００２０】圧力室115 の内圧がプリロード圧力にな
り、油圧ポンプ103 が停止した後に、必要なリリーフ圧
力の静圧設定を行うためにスライドに例えば油圧ジャッ
キを用いて負荷を与えると、その負荷の増大に比例して
圧力室115 の内圧が増大し、圧力室115 の内圧がパイロ
ット弁子119 の副弁座146 と主弁子117 のパイロット弁
座123 の間のドーナツリング状の受圧面積に負荷され、
この油圧による推力がサポートバネ126aおよび圧力設定
バネ126bの設定圧力を上回ると、図11に示すように、パ
イロット弁子119 がパイロット弁座123 から離れ、圧力
室115 内の圧油が小径部120 、パイロット弁座123 、パ
イロット室128 、オリフィス129 および弁室116 を通っ
て戻り口114 に流出する。

【００２１】この戻り口114 からリリーフ油が出る時の
圧油室の圧力が所定の過負荷リリーフ圧 (例えば３MPa)
になるように調整ネジ134 をねじ回してバネ受座148 を
圧力設定室130 内で進退させ、サポートバネ126aおよび
圧力設定バネ126bの付勢力を調整した後、この調整ネジ
134 を固定ネジ135 で弁ケース111 に固定する。なお、
この場合には、封止部材142 が圧力室115 の圧力で副弁
子137 の内周面に押し付けられても、圧力室115 の圧力
上昇が過負荷発生時に比べるとかなり緩慢であり、パイ
ロット弁子119 および封止部材142 の移動が緩慢になる
ため、副弁子137 は圧力室115 の圧力で副弁座146 に受
け止められた状態でパイロット弁子119 と共に圧力設定
室130 側に移動し、圧力室115 からパイロット弁子119
と副弁子137 との間を通って圧力設定室130 に圧油が漏
れるおそれはない。

【００２２】このように静圧設定したリリーフ弁109 を
用いて、動圧設定を行ったところ、過負荷発生時に、図
11ないし図12に示すように、封止部材142 が圧力室115
の圧力で副弁子137 の内周面に押し付けられ急に圧力設
定室130 側に移動しようとする副弁子137 を静止させる
が、副弁子137 とパイロット弁子119 のサポート挿通孔
136 の間の微小隙間に圧力室115 側から圧入された圧油
の潤滑作用により、副弁子137 に対してパイロット弁子
119 は著しく円滑に移動できる。この結果、動圧設定圧
力と静圧設定圧力との差が静圧設定圧力の±２％程度と
なり、また、動圧設定圧力のバラツキも±１％以内とな
ったのである。

【００２３】なお、プレスを正規に駆動した過負荷発生
時には、パイロット弁子119 が微小開弁しパイロット弁
座123 から離隔するや否や多量の圧油がパイロット室12
8 内に流入し、パイロット弁面124 の全面にわたって油
圧が作用し、パイロット弁子119 の開受圧面積が副弁座
146 と主弁子117 のパイロット弁座123 の間の小さなド
ーナツリング状の受圧面積から瞬時に副弁座146 と主弁
子117 の周面の間の大きなドーナツリング状の受圧面積
に急激に大きく変化し、サポートバネ126aおよび圧力設
定バネ126bに対抗する大きな油圧推力が発生し、パイロ
ット弁子119 が瞬時に圧力設定室130 側に移動すると共
に、主弁子117 には瞬時に圧力室115 側に大きな開弁推
力を発生させる大きな受圧面積を有するテーパ部124 の
全面にわたって油圧が作用し、パイロット弁子119 がパ
イロット弁座123 を閉止している時に主弁子117 の小さ
な受圧面積の圧力室115 側端面153 に作用する圧力室11
5の内圧が発生する圧力設定室130側方向の小さな閉弁推
力に対抗して、主弁子117には急速に圧力室115 側に移
動する大きな油圧開弁推力が発生し、主弁子117 は急速
大開弁する。

【００２４】その結果、主弁子117 とパイロット弁子11
9 が相互反発の急速大開弁し、主弁孔125 が瞬間的に開
かれ、多量の圧油がこの主弁孔125 を通って弁室116 に
逃がされることになり、瞬時に過負荷状態が解除され
る。また、パイロット弁子119 の副弁室136 の周面と副
弁子137 との間の隙間は微小であるので、過負荷発生時
に副弁子137 が副弁座146 から離れても、この隙間の絞
り作用によって圧力室115 からパイロット弁子119 と副
弁子137 との間を通って圧力設定室130 に圧油が漏れる
ことが防止される。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、プレスが作
動し、プレス加工が始まると次第に負荷が増大し、これ
に対応して負荷回路105 および油圧シリンダ108 の内圧
が増大して、図13、図14のようにプレス本体が弾性変形
してエネルギーが蓄えられる。そして、打ち抜きなどの
完了により負荷が急に無くなるブレーキスルーの時には
上記の各プレスは急激に弾性変形で蓄えられたエネルギ
ーを発散し、正常な形状に戻ろうとしてプレスにはプレ
ス加工時の負荷と逆方向の力が作用した結果、慣性で急
速に油圧シリンダ108 が伸長し、負荷回路105 および油
圧シリンダ108 の内圧が急速に減少するが、この時にス
ライド107 などの慣性により油圧シリンダ108 が伸長し
すぎると、図15のように、負荷回路105 の内圧が本来負
荷回路105 に維持されるべき最低圧であるプリロード圧
よりも低圧の負圧力になり、プリロード圧の上下にわた
って脈動しながらプリロード圧に収斂していくことが分
かった。

【００２６】また、高速で変速作動する一般の油圧シリ
ンダや一般の油圧シリンダのスティック動作によっても
同様に慣性により負圧力になり、プリロード圧の上下に
わたって脈動しなからプリロード圧に収斂していく場合
があることが分かった。過負荷状態でないのに上記のよ
うなブレーキスルー負荷が作用し圧力室115 の内圧が負
圧力になると、主弁子117 やパイロット弁子119 の圧力
室115 側に突入し、受圧面積が大きい主弁子117 にはそ
の負圧力の影響が大きく現れるので、図12のようにパイ
ロット弁座123 がパイロット弁面124 から離れて誤作動
するおそれがあり、また、圧力室115 の内圧の脈動によ
って主弁子117 とパイロット弁子119 とがそれぞれ進退
するのでパイロット弁子119 とパイロット弁座123 との
間のシール力が不安定になり、過負荷状態でないのに図
12のように誤作動するおそれがある。

【００２７】本発明は、上記の事情を鑑みてなされたも
のであり、ブレーキスルーやシリンダのスティック動作
などに伴って本来負荷回路に維持されるべき最低圧を下
回る負圧力による誤作動を防止できるようにした高速大
流量リリーフ弁の提供を目的とするものである。さら
に、高低脈動圧に対するリリーフ弁の安定を図ると共
に、近年の安全設計思想の一つとして、ゼロ・メカニカ
ル・ステート (機器の停止時には機器内に存在するエネ
ルギーがゼロになる状態) にするという設計思想に基づ
くリリーフ弁の提供を目的とするものである。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明は、負荷回路に接
続される負荷口と、戻り油路が接続される戻り口と、負
荷口と戻り口とを連通させる内部油路とが形成された弁
ケース、および負荷回路の圧力が所定値を上回る時に内
部油路を開き、負荷回路の圧力が所定値以下の時に内部
油路を閉じるリリーフ弁子を備えるリリーフ弁におい
て、上記の目的を達成するため、負荷口とリリーフ弁子
との間の内部油路の部分に弁子側から負荷口側への逆流
を防止する逆止弁を介在させたことを特徴とするもので
ある。

【００２９】

【作用】これにより、負荷回路が負圧力になると、逆止
弁が閉弁し、リリーフ弁子が負荷口側に突入しないよう
に油圧ロックをかけることができる。本発明において、
特に逆止弁とリリーフ弁子との間の内部油路の部分を戻
り口に連通させるリセット油路と、このリセット油路を
開閉するリセット弁とを備える場合には、リセット弁の
微小開放でリセット油路によって逆止弁とリリーフ弁子
との間の内部油路の部分を戻り口に連通させることによ
り、油圧ロックを解除して、負荷変動を繰り返すことに
より上記の油圧ロックにより次第に昇圧する逆止弁・リ
リーフ弁子間の圧力を減圧させて、負荷口の圧油リセッ
トができる。

【００３０】また、リセット弁の大開放でリセット油路
によって逆止弁とリリーフ弁子との間の内部油路の部分
を戻り口に連通させることにより、油圧ロックを解除す
ると同時に逆止弁とリリーフ弁子との間の内圧に続いて
負荷口の内圧を大気圧まで圧抜きできる。

【００３１】

【実施例】本発明の一実施例に係るリリーフ弁を図面に
基づいて具体的に説明すれば、以下の通りである。図１
に示すように、本発明の一実施例に係るリリーフ弁はプ
レスの過負荷安全装置に用いられるものであり、リリー
フ弁１は油圧ポンプ２と一体的に組立られている。

【００３２】リリーフ弁１の弁ケース４の片面には油圧
ポンプ２に作動油を導入するための吸込口５と、負荷回
路に接続される負荷口６と、リリーフ回路に接続される
戻り口７とを開口させてあり、弁ケース４の内部には前
記油圧ポンプ２の吐出弁３と負荷口６とに連通させた圧
力室８と、この圧力室８に同軸心状に連続すると共に前
記戻り口７に連通させた弁室９と、さらに弁室９に同軸
心状に連続する圧力設定室32とが形成されている。

【００３３】弁室９には段付き筒状の主弁子10がその軸
心方向に摺動可能に挿入され、また、この主弁子10に段
付き筒状に連続するガイドスリーブ33が圧力設定室32に
摺動可能に内嵌され、さらに、前記主弁子10の中心部に
形成された通油孔11にパイロット弁子12が主弁子10の軸
心方向に進退可能に挿入される。図２および図６に示す
ように、前記通油孔11は圧力室８側から流れ順に小径部
13、次第に径が増大するテーパ部14および大径部15が連
続する異径孔となっており、小径部13とテーパ部14との
接続部にパイロット弁子12が接離するパイロット弁座16
が形成される。

【００３４】パイロット弁子12は大径部15に摺動可能に
内嵌され、その圧力室８側の端部に前記テーパ部14およ
びパイロット弁座16に対向するテーパ面からなるパイロ
ット弁面17が形成される。また、主弁子10の大径部15に
は通油孔11を主弁子10の外周囲の弁室９に連通させる主
弁孔18が形成され、パイロット弁子12の周面19は上記大
径部15に摺動可能に全周にわたって内接し、上記パイロ
ット弁面17のパイロット弁座16からの離隔距離が一定以
上の時に、前記主弁孔18を開きパイロット弁面17のパイ
ロット弁座16からの離隔距離が一定未満の時に上記主弁
孔18を閉じるように形成される。

【００３５】図１および図６に示すように、前記圧力設
定室32に内嵌されたガイドスリーブ33は主弁子10の通油
孔11に連続する中空部を有し、この中空部にバネ受け座
34が圧力設定室32の軸心方向に進退可能に配置され、こ
のバネ受座34には連結棒36が内嵌され弁ケース４の端壁
35に螺進退可能に挿通された調整ネジ37が回転自在に連
結され、この調整ネジ37をねじ回すことにより前記連結
棒36を介してバネ受座34が圧力設定室32内で進退し、こ
の調整ネジ37を固定ネジ38で弁ケース４に固定すること
によりバネ受座34の位置が固定される。

【００３６】パイロット弁子12にはその軸心に沿って中
心孔39が貫設され、前記バネ受座34から突出させた軸状
のサポート40の先端部をこの中心孔39に突入させてあ
る。図２および図６に示すように、このサポート40の先
端部には段付状に拡径された頭部41が形成され、この頭
部41にＯリングからなる封止部材42とバックアップリン
グ43とが外嵌されて支持されている。

【００３７】パイロット弁子12の中心孔39の圧力室８側
を段付状に拡径することにより副弁室44が形成され、こ
の副弁室44にサポート40の先端部、封止部材42およびバ
ックアップリング43に進退可能に外嵌される副弁子45が
挿入される。この副弁子45の中心孔46は段付異径孔から
なり、その段付面47を頭部41の圧力設定室32側の端面48
に受け止めることにより、副弁子45がサポート40から圧
力室８側に脱出することが防止され、この中心孔46の内
周面に封止部材42を密着させることにより副弁子45とサ
ポート40との間の隙間が封止される。

【００３８】また、この副弁子45は外周面は副弁室44に
摺動可能に内接する円筒面49と、これの圧力設定室32側
に連続するコーン形状の副弁面50とからなり、副弁室44
に形成された副弁座51にこの副弁面50を圧力室８側から
接離させることにより、副弁子45・パイロット弁子12間
の隙間がメタルタッチのポペット方式で開閉される。図
２に示すように、圧力室８の内圧が規定圧未満で圧力室
８側に移動し、サポート端面52が弁ケース奥端面53から
離隔した時のサポート40とパイロット弁子12との間に
は、サポート40の頭部41の端面48が副弁子45の段付面47
を介して副弁子45の副弁面50をパイロット弁子12の副弁
座51に押圧閉止し、並びに図３ないし図６に示すよう
に、圧力室８の内圧が規定圧以上で圧力設定室32側に移
動し、サポート端面52が弁ケース奥端面53に当接した時
のサポート40とパイロット弁子12との間には、パイロッ
ト弁子12のパイロット弁面17を主弁子10のパイロット弁
座16に押圧もしくは該パイロット弁座16側に付勢する力
を発生するサポートバネ20ａが配置される。

【００３９】さらに図１ないし図６に示すように、バネ
受座34とパイロット弁子12との間には、パイロット弁子
12のパイロット弁面17を主弁子10のパイロット弁座16に
押圧もしくはパイロット弁座16側に付勢する力を発生す
る圧力設定バネ20ｂが配置される。主弁子10とパイロッ
ト弁子12は圧力室８の内圧が規定圧未満の時には、該圧
力設定バネ20ｂで圧力室８側に移動し、主弁子中央端面
54が弁ケース戻り側端面55に当接し圧力室８側への移動
が制限され、圧力室８の内圧が規定圧以上の時には該圧
力設定バネ20ｂに対向する圧力室８の内圧で圧力設定室
32側に移動し、主弁子10はガイドスリーブ33が弁ケース
中央端面56に当接し、パイロット弁子12はサポート端面
52が弁ケース奥端面53に当接し、圧力設定室32側への移
動が制限される。

【００４０】圧力室８の内圧が規定圧未満で主弁子10と
パイロット弁子12が圧力室８側に移動している時は、サ
ポートバネ20ａのバネ力で副弁子45の副弁面50がパイロ
ット弁子12の副弁座51を押圧閉止し、圧力室８の内圧が
規定圧以上で圧力設定室32側に移動しサポート端面52が
弁ケース奥端面53に当接し、圧力設定室32側への移動が
制限されている時は副弁子45の圧力室８側端面57が規定
圧以上の圧力室８の内圧を受圧し、圧力設定室32側への
推力を発生し、副弁子45の副弁面50がパイロット弁子12
の副弁座51を押圧閉止する。

【００４１】なお、図２ないし図６に示すように、主弁
子10のテーパ部14とパイロット弁子12のパイロット弁面
17の間にパイロット室21が形成され、このパイロット室
21を主弁子10の外周囲の弁室９の部分に挿通させるオリ
フィス22が主弁子10に形成されている。加えて、図１な
いし図６に示すように、上記圧力室８には負荷回路の内
圧がプリロード圧以下に減圧する時に閉止して弁室９側
から負荷回路側への逆流を防止する逆止弁23が設けられ
る。

【００４２】図２および図６に示すように、この逆止弁
23は、上記圧力室８の軸心方向の中間部には内つば状に
突出させた逆止弁座24を備え、この逆止弁座24によって
圧力室８が上流室28と下流室25とに区画される。また、
この逆止弁23はこの下流室25に圧力室８の軸心方向に摺
動可能に内嵌された逆止弁子26と、下流室25内に配置さ
れ、この逆止弁子26を逆止弁座24に向かって付勢する逆
止バネ27を備えている。

【００４３】プレス休止時には、圧力室８の内圧は大気
圧 (０圧) にしてあり、図２に示すように、主弁子10は
最も圧力室８側に移動した位置に位置し、パイロット弁
子12はパイロット弁座16に受け止められる位置に圧力設
定バネ20ｂによって付勢され、逆止弁子26は逆止バネ27
の弾力によって逆止弁座24に押圧されている。プレス駆
動準備を行うために、油圧ポンプ２が始動され圧力室８
の内圧が規定圧以上になると、上流室28の内圧と下流室
25の内圧との差圧により逆止弁子26が弁室９側に駆動さ
れて逆止弁23が開弁され、主弁子10およびパイロット弁
子12は圧力室８の内圧により圧力設定バネ20ｂに抗して
圧力設定室32側に移動され、図３に示すように、ガイド
スリーブ33が弁ケース４の弁ケース中央端面56に受け止
められ、主弁子10の圧力設定室32側への移動が制限さ
れ、さらにサポート端面52が弁ケース奥端面53に当接
し、パイロット弁子12はサポートバネ20ａと圧力設定バ
ネ20ｂの付勢力でパイロット弁面17を主弁子10のパイロ
ット弁座16に押圧閉止する。

【００４４】そして圧力室８の内圧がプリロード圧にな
ると図４のように油圧ポンプ２が停止する。この時、サ
ポートバネ20ａはリリーフ圧力の最低基準値 (例えば２
MPa)の確保に寄与し、圧力設定バネ20ｂは調整ネジ37の
ねじ回しでバネ力を可変され最低基準値を超えたリリー
フ圧力設定範囲 (例えば２〜3.5MPa) における圧力設定
調整に寄与する。

【００４５】サポート端面52が弁ケース奥端面53に当接
することにより、サポート40の頭部41と副弁子45が圧力
室８側に形成する端面の受圧面積に作用する圧力室８の
内圧の影響をパイロット弁子12から除外したパイロット
弁子12の副弁座51と、主弁子10のパイロット弁座16の間
のドーナツリング状の小さな受圧面積でパイロット弁子
12は圧力室８の内圧を受圧するので、これに対抗するリ
リーフ弁としての付勢力は小さくでき、高リリーフ圧力
(例えばMAX 3.5MPa) に対して、小型のサポートバネ20
ａと圧力設定バネ20ｂでパイロット弁子12のパイロット
弁面17を主弁子10のパイロット弁座16に押圧もしくは該
パイロット弁座16側に付勢でき、コンパクトで低慣性を
有し高速応答のリリーフ弁機構が形成される。

【００４６】なお、圧力室８の内圧が所定のプリロード
圧に達すると油圧ポンプ２の作動が自動停止し、以後、
過負荷以外の何らかの理由で圧力室８の内圧が所定のプ
リロード圧を下回ると油圧ポンプ２が自動的に再始動し
て圧力室８の内圧が所定のプリロード圧まで回復される
ようにしている。プレス加工が開始されると、スライド
が加工物に接し始めてから負荷が増大し、この負荷の増
大に対応して圧力室８の内圧もプリロード圧から上昇す
る。ここで、油温上昇や過負荷の発生などによってその
負荷の増大に比例して圧力室８の内圧が増大し、圧力室
８の内圧がパイロット弁子12の副弁座51と主弁子10のパ
イロット弁座16の間のドーナツリング状の受圧面積に負
荷され、この油圧による推力がサポートバネ20ａおよび
圧力設定バネ20ｂの設定圧力を上回ると、図５に示すよ
うに、パイロット弁子12がパイロット弁座16から離れ、
圧力室８内の圧油が小径部13、パイロット弁座16、パイ
ロット室21、オリフィス22および弁室９を通って戻り口
７に流出する。

【００４７】例えば圧油の昇温による増圧の場合のよう
に圧力室８の圧力上昇が緩慢な場合には、パイロット弁
面17のパイロット弁座16から離隔距離が小さく、圧力室
８からパイロット室21への圧油の流入量は微量であるう
ちに、オリフィス22から弁室９に放出することによりパ
イロット室21および圧力室８の内圧がリリーフ設定圧よ
りも低圧に下がり、主弁孔18が開かれることなく再びパ
イロット弁子12がサポートバネ20ａおよび圧力設定バネ
20ｂによってパイロット弁座16に押圧される。

【００４８】ここで、例えば定格能力以下におけるプレ
ス打ち抜き加工などの完了により負荷が急に無くなるブ
レーキスルー負荷の時には、前記のように各プレスは加
圧で弾性変形し蓄えられたエネルギーを急激に発散し、
正常な形状に戻ろうとしてプレスにはプレス加工時の負
荷と逆方向の力が作用した結果スライド107 などの慣性
で急速に油圧シリンダ108 が伸長しすぎ、前記のように
負荷回路105 の内圧が本来負荷回路105 に維持されるべ
き最低圧であるプリロード圧よりも低圧の負圧力にな
り、プリロード圧の上下にわたって脈動しながらプリロ
ード圧に収斂したり、また高速で変速作動する一般の油
圧シリンダや一般の油圧シリンダのスティック動作によ
っても同様に慣性により負圧力となり、プリロード圧の
上下にわたって脈動しながらプリロード圧に収斂するこ
とによって上流室28の内圧がプリロード圧以下に低下す
ると、図４に示すように、逆止弁子26が逆止バネ27およ
び逆止弁子26の両側に作用する油圧の差圧によって逆止
弁座24に押圧されて油圧ロックがかかり、下流室25側の
圧力がプリロード圧を下回ることが防止される。

【００４９】この結果、主弁子10およびパイロット弁子
12が負圧を受けて圧力室８側に突入したり、上流室28に
生じるプリロード圧の上下にわたる油圧の脈動により振
動することが防止され、ブレーキスルー負荷や過負荷検
出用の油圧シリンダのスティック作動により発生する前
記の油圧の脈動による振動で所定のリリーフ圧設定以下
で開弁リリーフしたり、また所定のリリーフ圧力設定値
以上で開弁リリーフしないというリリーフ弁１の誤作動
が防止されるのである。

【００５０】なお、圧力室８の圧力上昇が急激な場合に
は、図５のようにパイロット室21への圧油の流入量が多
量であるので、このオリフィス22から弁室９への圧油放
出による減圧は無視でき、パイロット弁面17全体に圧力
室８の内圧が作用してパイロット弁子12は急速に圧力室
８と反対側に移動する。また、これと同時に図６のよう
に主弁子10のテーパ部14全体にも圧力室８の内圧が作用
して主弁子10を圧力室８側に急速に移動させ、主弁孔18
が瞬間的に開かれる。もちろん、逆止弁23は上流室28側
と下流室25側との内圧の差圧により開弁されるので、主
弁孔18の瞬間的な開放によって負荷回路から戻り油路へ
の大流量のリリーフが逆止弁23に妨げられることなく行
われ、過負荷状態が瞬時にして解消される。

【００５１】なお、この大流量のリリーフ時には、前記
主弁子10の開弁動作を検出して油圧ポンプ２の動作を停
止させると共にプレスの動作を停止させることにより、
過負荷が繰り返し生じることが防止される。ところで、
前記油圧ロックによって下流室25の内圧は最高負荷時の
内圧に近い高圧になっているので、次のプレス工程では
負荷回路に封じ込められている油量が下流室25の分だけ
少なくなり、同じ最高負荷が作用した時の上流室28の内
圧は前回の最高圧力よりもわずかながら高くなる。した
がって、繰り返しプレス加工を行うと下流室25の内圧が
次第に上昇し、過負荷発生時のリリーフ弁１の応答性を
損なうおそれがある。

【００５２】そこで、この実施例では、この問題を解決
するため、逆止弁23と主弁子10およびパイロット弁子12
との間の内部油路、すなわち、下流室25の逆止弁子26よ
りも下流側の部分を弁室９を介して戻り口７に連通させ
るリセット油路29と、このリセット油路29を開閉するリ
セット弁30と、リセット弁30をプレスの動作に連動して
開閉させるリセット操作手段31とを設けている。

【００５３】つまり、各回のプレス加工が終了してボル
スタが上昇し始めるとリセット弁30を所定の短時間だけ
開弁させ、下流室25の内圧を弁室９と同じ圧力まで減圧
することにより逆止弁23を開弁させて油圧ロックを解除
し、下流室25と通油孔11のパイロット弁座16よりも上流
側の部分の内圧を上流室28と同じ圧力（プリロード圧）
に復帰させるようにしている。

【００５４】なお、この油圧ロックの解除に伴って負荷
回路の圧油が少しずつ減少して上流室28および下流室25
の内圧がプリロード圧よりも低くなるおそれがあるが、
この場合には、油圧ポンプ２が自動的に再始動して上流
室28および下流室25に圧油が補充されて上流室28および
下流室25の内圧がプリロード圧まで回復するので問題は
ない。

【００５５】また、リセット弁30の大開放でリセット油
路29によって逆止弁23と主弁子10およびパイロット弁子
12との間の内部油路、すなわち下流室25の逆止弁子26よ
りも下流側の部分を弁室９を介して戻り口７に連通させ
ることにより油圧ロックを解除すると同時に逆止弁23と
主弁子10およびパイロット弁子12との間の内圧に続いて
負荷口６の内圧を大気圧まで圧抜きできる。

【００５６】

【発明の効果】以上に説明したように、定格能力以下に
おけるプレス打ち抜き加工などの完了により負荷が急に
無くなるブレーキスルー負荷の時には、プレス本体は加
圧で弾性変形し、蓄えられたエネルギーを急激に発散
し、正常な形状に戻そうとしてプレス本体にはプレス加
工時の負荷と逆方向の力が作用した結果、プレスのスラ
イドなどの慣性で急速に油圧シリンダが伸長しすぎ、前
記のように負荷回路の内圧が本来負荷回路に維持される
べき最低圧であるプリロード圧よりも低圧の負圧力にな
り、プリロード圧の上下にわたって脈動しながらプリロ
ード圧に収斂したり、また高速で変速作動する一般の油
圧シリンダや一般の油圧シリンダのスティック動作によ
っても同様に慣性により負圧力となりプリロード圧の上
下にわたって脈動しながらプリロード圧に収斂するが、
本発明のリリーフ弁は、負荷口と弁子との間の内部油路
の部分に弁子側から負荷口側への逆流を防止する逆止弁
を介在させているので、負荷口側の圧力が例えば過負荷
安全装置のプリロード圧など本来維持されるべき最低圧
を下回る負圧力に低下し、その最低圧の上下にわたって
脈動作する時に逆止弁により油圧ロックをかけることが
でき、これにより、弁子が前記の油圧の脈動による振動
で負荷口側に突入して所定のリリーフ圧力設定以下で開
弁リリーフしプレスが異常停止したり、定格加圧能力を
発揮できない誤動作や所定のリリーフ圧力設定値以上で
開弁リリーフできず異常な加圧能力を発生し、プレスの
スライドや金型がワークにくい込み金型やプレス本体を
保護できないという誤動作を防止できるのである。

【００５７】特に、本発明において、特に負荷口とリリ
ーフ弁子との間の内部油路の部分を戻り口に連通させる
リセット油路と、このリセット油路を開閉するリセット
弁とを備える場合には、リセット油路によって負荷口と
弁子との間の内部油路の部分を戻り口に連通させること
により、油圧ロックを解除して負荷口の圧油リセットが
でき、負荷変動を繰り返すことにより逆止弁・リリーフ
弁子間の圧力が次第に増圧してリリーフ弁の応答性が損
なわれることを防止できる。

【００５８】さらに、リセット弁の大開放でリセット油
路によって逆止弁と主弁子およびパイロット弁子との間
の内部油路を弁室を介して戻り口に連通させることによ
り、油圧ロックを解除すると同時に逆止弁と主弁子およ
びパイロット弁子との間の内圧に続いて負荷口の内圧を
大気圧で圧抜きでき、前記の高低脈動圧に対するリリー
フ弁の安定を図ると共に、近年の安全設計思想の一つと
して、ゼロ・メカニカル・ステート（機器の停止時には
機器内に存在するエネルギーがゼロになる状態）にする
という要求を満足できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の逆止弁開弁時の断面図であ
る。

【図２】本発明の一実施例の油圧が大気圧（０圧）時の
要部の断面図である。

【図３】本発明の一実施例の逆止弁開プリロード圧発生
中の要部の断面図である。

【図４】本発明の一実施例のプリロード圧発生後逆止弁
閉時の要部の断面図である。

【図５】本発明の一実施例のリリーフ弁微小開弁で逆止
弁微小開弁時の要部の断面図である。

【図６】本発明の一実施例のリリーフ弁大開弁で逆止弁
大開弁時の要部の断面図である。

【図７】プレスの過負荷安全装置の油圧回路図である。

【図８】従来例の断面図である。

【図９】従来例の油圧が大気圧（０圧）時の要部の断面
図である。

【図10】従来例のプリロード圧発生後の要部の断面図で
ある。

【図11】従来例のリリーフ弁微小開弁時の要部の断面図
である。

【図12】従来例のリリーフ弁大開弁時の要部の断面図で
ある。

【図13】Ｃ形プレスの弾性変形を示す側面図である。

【図14】ストレートサイド形プレスの弾性変形を示す正
面図である。

【図15】油圧／プレス荷重の変化の状態を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１…リリーフ弁 ４…弁ケース ６…負荷口 ７…戻り口 ８…圧力室 ９…弁室 10…主弁子 12…パイロット弁子 23…逆止弁 29…リセット油路 30…リセット弁

【手続補正書】

【提出日】平成７年９月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１５】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷回路に接続される負荷口と、リリー
   フ油路が接続される戻り口と、負荷口と戻り口とを連通
   させる内部油路とが形成された弁ケース、および負荷回
   路の圧力が所定値を上回る時に内部油路を開き、負荷回
   路の圧力が所定値以下の時に内部油路を閉じるリリーフ
   弁子を備えるリリーフ弁であって、負荷口とリリーフ弁
   子との間の内部油路の部分にリリーフ弁子側から負荷口
   側への逆流を防止する逆止弁を介在させたことを特徴と
   するリリーフ弁。
2. 【請求項２】 逆止弁とリリーフ弁子との間の内部油路
   の部分を戻り口に連通させるリセット油路と、このリセ
   ット油路を開閉するリセット弁とを備える請求項１に記
   載のリリーフ弁。