JPS585575A - 過負荷安全装置における安全弁 - 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】 この発明は過負荷安全装置における安全弁に関するもの
である。

一般に機械駆動されるプレス機においては、誤操作やミ
スフィード等の為に過負荷が発生した場合にその過負荷
を吸収してプレス機を保護するようにした過負荷安全装
置が使用されているが、従来のこの種の過負荷安全装置
では今日のようにプレス機の高速運転化が進んだ現状に
おいては満足し得る迅速な応答を得ることが困難であっ
た。

そこで本発明は、上述の欠点を除くようにしたもので、
過負荷によるシリンダ室の圧力上昇に極めて迅速に応答
してプレス機を確実に保護し得るようにした過負荷安全
装置における安全弁を提供しようとするものである。

以下本願の実施例を図面について説明する。第１図にお
いで、１は機械駆動式のプレス機のクランク機構を示し
ている。このクランク機構１において、２はクランク軸
、３はクランク、４は連結ロッド、５はプロテクタ部で
、クランク軸２の回転によって連結ロッド４が上下揺動
運動し、これによりプロテクタ部５を上下直線運動させ
て加工物を押圧するように構成されている。上記プロテ
クタ部５においで、６はスライドで、内部にシリンダ室
７が形成されている。８はシリンダ室７に上下摺動可能
に嵌装されているピストンで、上記連結ロッド４の先端
が球連結されている。次に、９は上記シリンダ室７内に
油を供給充満させる為の油圧ポンプで、これの吸入口は
油タンク１０に油路１１によって連通され、吐出口はシ
リンダ室７に油路１２によって連通されている。この油
圧ポンプ９はモータ等によって所要時に駆動されてシリ
ンダ室７内に油を充満させ、クランク軸２の回転トルク
をピストン８及びシリンダ室７内の油を介してスライド
６に伝達して加工物に作用させるようになっている。１
８．１４は夫々油路１１゜１２の途中に直列に連結され
たチェック弁である。

１５は入口ポート１６が上記シリンダ室７に油路１７に
よって連通接続され、出口ポート１８が油タンク１０に
油路１９によって連通接続されている安全弁で、加工物
等に異常があってプレス機のプロテクタ部５に過負荷が
発生した場合、シリンダ室７内の油を油タンクＩＯへ迅
速に排出してスライド６の作動ストロークを短縮させる
ことによってプレス機の駆動機構に過負荷が作用するの
を回避するように第２図に示す様に構成されている。

（８） この安全弁１５において、２０は弁ボデーで、内面中間
部に雌ねじ２１Ｂが刻設されている大きな中空孔２２を
有するボデ一部材２１ど、このボデ一部材２１の雌ねじ
２１＆に螺合されてボデ一部材２１内に内蔵されたシリ
ンダ部材２３と、ボデ一部材２１の雌ねじ２１Ｂに螺合
されて中空孔２２を閉塞している蓋体２４によって構成
されている。

なお弁ボデー２０は図面のものとは異なる幾つかの部材
を結合させて構成しても良い。２５は上記シリンダ部材
２８に形成された主弁摺動孔で、上記中空孔２２内に主
弁収納室２６を形成している。

２７は上記蓋体２４に形成されたばね収納孔で、上記中
空孔２２内にパイロット弁収納室２８（以下収納室２８
と記す）を形成している。この収納室２６は上記主弁摺
動孔２５に対してこれの軸線方向に直列状に配設されて
いる。またこの収納室２８は通路孔２８ａ　、２８ｂを
介して出口ポート１８に連通されている。２９は主弁摺
動孔２５の反パイロット弁収納室側端面（第２図におい
て左側端面）に主弁摺動孔２５に対して同君になるよ（
４） うに形成された環状の主弁座で、内径が主弁摺動孔２５
より或程度小径となるように形成されている。また８０
は同じく主弁摺動孔２５の端面に形成された主弁孔で、
圧力油室８１を形成している。

この圧力油室８１は上記入口ポート１６に連通されてい
る。８２は上記収納室２８の主弁摺動孔側端面に主弁摺
動孔２５に対して同君になるように形成された環状のパ
イロット弁座で、内径が上記主弁座２９より小径詳しく
は後述の主スプール孔より小径となるように形成されて
いる。また８８は同じく収納室２８の端面に形成された
パイロット弁孔で、上記主弁摺動孔２５の収納室２８側
部分に連通されている。８４は上記主弁摺動孔２５に軸
線方向へ摺動可能に嵌装された主弁体で、主弁収納室２
６を主弁座側の排油室２６＆とパイロット弁座８２側の
パイロット油室２６ｂに区画している。この主弁体８４
は主弁座２９と対向する部分にシール部材８５を具備し
、このシール部材８５が主弁体８４とシリンダ部材２８
間に圧縮介装された主ばね８６によって主弁座２９に圧
接されている。この主ばね３６のばね力は主弁体３４を
復帰させるだけの極めて小さいもので良い。上記排油室
２６ａは出口ポート１８に連通されている。８７はｔ記
主弁体８４の中央部に形成された主スプール孔で、上記
パイロット弁座８２の内径より大径となるように形成さ
れている。３８は主弁体８４の主スプール孔Ｂ７の周辺
部に設けられた小径の連通孔で、圧力油室８１内の油を
パイロット油室２６　ｂｙ３１こ流入させるようになっ
ている。

従って、通常の使用状態においては、主弁体８４が圧力
油室８１側とパイロット油室２６ｂ側との両側から圧力
の作用を受けることになるが、主弁座２９の内径が主弁
摺動孔２５より小径に形成されているので両側の受圧面
積の差分だけパイロット油室２６ｂ側の作用力が大きく
なり、これにより主ばね８６のばね力が弱いものであっ
てもシール部材８５を主弁座２９に確実に密着させて圧
力油室８１内の油が排油室２６Ｂに漏れることが防止さ
れる。上記連通孔８８の大きさは、油圧ポンプ９により
シリンダ室７内に油が供給されることによって圧力油室
３１内の油がこの連通孔３８を通ってパイロット油室２
６ｂ内に送り込まれるとき、圧力油室３１とパイロット
油室２６ｂ内の圧力に差異が生じないように設定される
。８９は収納室２８内に軸線方向へ移動可能に収納され
たパイロット弁体で、自体の中央孔が後述のパイロット
スプールに嵌合されることによって収納されている。こ
のパイロット弁体８９はパイロット弁座８２と対向する
部分にシール部材４０を具備している。仁のシール部材
４０は、パイロット弁体３９と蓋体２４間において後述
のパイロッＩ・スプールに遊嵌された一対のリテーナ４
１．４２間に圧縮介装されたパイロットばね４３によっ
てパイロット弁座８２に圧接されている。このパイロッ
トばね４８は過負荷の際にシリンダ室７内の油を排出し
始めるときの油圧の大きさを設定する為のもので、その
ばね力は比較的大きく設定されている。

このパイロットばね４８の大きさは蓋体２４をピン孔２
４ａを利用して回動させることによって適当な大きさに
設定することができる。４４は一端（７） 側の大径部４４ａが上記主弁体８４の主スプール孔８７
に摺動可能に嵌合されたパイロットスプールで、他端側
の小径部４４ｂはパイロット弁体８９、リテーナ４１．
４２の中央孔及び蓋体２４の貫通孔２４ｂに夫々摺動可
能に嵌挿され、その先端部が蓋体２４外に突出されてい
る。このパイロットスプール４４には中間部にパイロッ
ト弁体８９に当接可能な係合段部４５が形成され、通常
はこの係合段部４５が圧力油室８１内の油の圧力によっ
てパイロット弁体８９のパイロット弁座側面に当接され
るようになっている。４６は上記パイロットスプール４
４の一端に設けられた閉塞弁座で、係合段部４５が閉鎖
状態のパイロット弁体８９に当接した状態では主弁体８
４の主弁座側面との間に間隙を有して連通孔８８を開放
し、パイロット弁体８９が開放してパイロットスプール
４４が僅かに蓋体２４側へ移動されると主弁体８４の主
弁座側面に圧接して連通孔８８を閉塞するように形成さ
れている。４７はパイロットスプール４４の先端部に螺
合されたアジャストナツトで、ロック（８） ナツト４８によってロックされている。このアジャスト
ナツト４７はパイロット弁体８９が開放したとき第１図
に示すように弁ボデー２０に対して固定的に取付けられ
ているリミットスイッチ４９を適当な位置で作動させ、
このリミットスイッチ４９の信号によってプレス機を急
停止させるように構成されている。

上記構成のものにあっては次のように作動する。

先ず、プレス機が正常に作動している場合即ちシリンダ
室７や圧力油室８１内の油の圧力が設定圧力以下の場合
には第２図に示す状態となる。この状態においては、圧
力油室８１内及びパイロット油室２６ｂ内にシリンダ室
Ｔ内の圧力と同一圧力の油が供給充満されているので、
パイロット弁体８９はパイロット弁座８２の内径に相当
する面積からパイロットスプール４４の小径部４４ｂの
直径に相当する面積を差し引いた受圧面積に作用する圧
力をパイロット油室２６ｂ側から受け、パイロットスプ
ール４４は圧力油室８１側から受ける圧力とパイロット
油室８１側から受ける圧力を相殺すれば小径部４４ｂの
直径に相当する受圧面積に作用する圧力を圧力油室８１
側から受けて係合段部４５がパイロット弁体８９のパイ
ロット弁座側面に押圧される。従って、パイロットハネ
４８はパイロット弁座８２の内径に相当する受圧面積に
作用する圧力をパイロット油室２６ｂ側から受けること
になるので、これ以上の押圧力に設定され、正常状態に
おいて、はパイロット弁体８９をパイロット弁座８２に
密着させてパイロット油室２６ｂ内の油が収納室２８内
へ漏れないようにしている。

次に、プロテクタ部５に過負荷が発生してシリンダ室７
内の油に所定の設定圧力よりも高い圧力が発生すると、
この圧力が油路１７を介して圧力油室８１内の油に伝達
される。従って、この圧力油室８１内の高い圧力によっ
てパイロット弁体３９を第３図に示すようにパイロット
ばね４８に抗して移動させてパイロット弁座８２から離
間させる。

その結果パイロット油室２６ｂ内の油はパイロット弁体
８９とパイロット弁座８２間の隙間から収納室２８内に
流出し、この流出した油は通路孔２６ａ。

２６ｂ、出口ポート１８及び油路１９を通って油タンク
１０に戻される。従って、１記パイロツト油室２６ｂ内
の圧力は急速に低下する。この場合、上記パイロット弁
体８９の僅かな移動によってパイロット弁孔８２は収納
室２８に大きく開口されるのに対して主弁体８４の連通
孔８８の径は極めて小さいので、上記パイロット油室２
６ｂ内の圧力低下は極めて速く行われる。このようにパ
イロット油室２６ｂ内の圧力が急低下すると、パイロッ
トスプール４４は大径部４４ａの直径に相当する面積に
作用する圧力を圧力油室８１側から受けてパイロットば
ね４８を押圧することになるが、この大径部４４ａの直
径はパイロット弁座３２の内径より大きく設定されてい
るので、それ迄パイロットばね４８に作用していた力（
パイロット弁座８２の内径に相当する面積に作用する圧
力）よりもその作用力が大きくなり、これによりパイロ
ットスプール４４はパイロット弁体３９を確実に押し開
き続け、またパイロットスプール４４の閉塞弁座４６が
主弁体８４に圧接して連通孔８８を（１１） 確実に閉塞し、圧力油室８１内の油がパイロット油室２
６ｂ内に流入するのを阻止する。従って、この連通孔８
８の閉塞によってパイロット油室２６ｂ内の圧力低下は
更に急速に行われる。以上のようにしてパイロット油室
２６ｂ内の圧力が急低下すると、主弁体８４は圧力油室
８１から直接作用される圧力とパイロットスプール４４
を介して作用される圧力とによって主ばね８６に抗して
摺動され、主弁座２９から離間される。その結果主弁体
３４と主弁座２９との間に隙間が生じ、圧力油室８１内
の油はこの隙間から排油室２６ａに流出し、出口ポート
１８、油路１９を通って油タンク１０に戻される。従っ
て、圧力油室８１及びシリンダ室７内の圧力は急低下し
てシリンダ室７内の急激な圧力上昇が回避され、プレス
機が保護される。

上記のように主弁体８４が開放される場合、主弁座２９
の内径が比較的大きく形成されている関係上この主弁座
２９の内径に相当する面積に作用する大きな圧力を圧力
油室３１側から受けるのに対してパイロット油室２６ｂ
内の圧力は急低下して（１２） おり、しかも主ばね８６のばね力は比較的小さく設定さ
れているので、主弁体８４は極めて大きな相対圧力を受
けて迅速に開放される。また、主弁孔８０は主弁体８４
の僅かな作動ストロークによって大きく開口されるので
、圧力油室８１内の油は排油室２６ａ内へ急速に排出さ
れて主弁体８４の応答性が良くなる。更にまた、パイロ
ット弁体８９、パイロットスプール４４及び主弁体８４
が同方向へ作動するので、パイロット弁体８９とパイロ
ットスプール４４の慣性が主弁体８４の応答性に寄与し
、主弁体８４の作動が迅速となってシリンダ室７内の圧
力低下が急速に行われる。次に、上記のように主弁体８
４が開放されたときアジャストボルト４７がリミットス
イッチ４９を作動させてプレス機の駆動を停止させ、ま
た油圧ポンプ９も停止させ、これにより二次的事故の発
生も防止される。次に、安全弁１５の復帰について説明
すると、油圧ポンプ９の停止によって圧力油室３１内の
圧力が低下し、パイロットスプール４４、パイロット弁
体８９及び主弁体８４はパイロットばね４８と主ばね３
６によって押し戻されて旧に復する。そして、再び油圧
ポンプ９が駆動されたとき圧力油室３１内に送り込まれ
た油は連通孔８８を通ってパイロット油室２６ｂ内にも
送り込まれ、正常な状態となる。

以上のようにこの発明にあっては、入口ポートに過負荷
現象が発生した場合には、パイロット弁体をパイロット
ばねに抗して確実に押動させてパイロット弁孔を開くと
共に主弁体の連通孔を閉塞するようにしであるので、こ
れにまり主弁体よりパイロット弁孔側の主弁摺動孔内の
圧力を急速に低下させることができて主弁体を両側の大
きな圧力差によって確実かつ急速に開弁作動させること
ができる。従ってプレス機のシリンダ室内の油を確実か
つ迅速に油タンクへ排出することができ、プレス機の過
負荷を即座に吸収してプレス機の安全を図り得る効果が
ある。

また上記のように主弁体を主弁座に、パイロット弁体を
パイロット弁座に夫々圧接させ、主弁体やパイロット弁
体が僅かに移動することによって主弁孔やパイロット弁
孔を大きく開口させるようにしであるので、過負荷発生
の際にパイロット弁体や主弁体を瞬時に大きく開弁作動
させることができ、また上記のようにパイロット弁体と
主弁体の開弁方向が同じになるようにし、パイロット弁
体の開弁作動に伴いパイロットスプールが主弁体の開弁
方向へ移動して閉塞弁座が主弁体に当接するようにしで
あるので、過負荷発生の際にパイロットスプールの移動
の慣性力を主弁体の開弁作動に利用して主弁体を迅速に
開弁作動させることができ、これにより安全弁の応答性
を高めることができて衝撃的な過負荷発生に対しても極
めて敏感に応答させ得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第１図はプレス機と
の連動状態を示す縦断面図、第２図は第１図の安全弁を
拡大して示す縦断面図、第３図、第を図は安全弁の作動
状態を順次示す縦断面図。 ７・・・シリンダ室、１０・・・油タンク、１５・・・
安全弁、１６・・・入口ポート、１８・・（１５） ・出口ポート、２０・・・弁ボデー、２５・・・主弁摺
動孔、２８・・・パイロット弁収納室、２９・・・主弁
座、８０・・・主弁孔、３２・・・パイロット弁座、８
８・・・パイロット弁孔、８４・・・主弁体、３６・・
・主ばね、８７・・・主スプール孔、８８・・・連通孔
、８９・・・パイロット弁体、４３・・・パイロットば
ね、４４・・・パイロットスプール、４６・・・閉塞弁
座。 （１６）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プレス機の油圧シリンダ室に接続させ得るように形成さ
   れた入口ポートと、油タンクに接続させ得るように形成
   された出口ポートとを備える過負荷安全装置における安
   全弁において、上記安全弁の弁ボデーには主弁摺動孔と
   パイロット弁収納室を直列状に設け、この主弁摺動孔の
   反パイロット弁収納室側端面には主弁摺動孔より小径の
   主弁座と上記入口ポートに連通ずる主弁孔を、上記パイ
   ロット弁収納室の主弁摺動孔側端面には上記主弁座より
   小径のパイロット弁座と上記主弁摺動孔に連通ずるパイ
   ロット弁孔を夫々設け、上記主弁摺動孔には主弁体を軸
   線方向へ摺動可能に嵌装すると共に主ばねによって付勢
   して主弁座に圧接させこの主弁体より主弁座側の主弁摺
   動孔内と上記パイロット弁収納室を夫々出口ポートに連
   通させ、上記パイロット弁収納室にはパイロット弁体を
   軸線方向へ移動可能に収納すると共にパイロットばねに
   よって付勢してパイロット弁座に圧接させ、上記主弁体
   には中央部に上記パイロット弁座より大径の主スプール
   孔を設けると共にこの主スプール孔の周辺部に小径の連
   通孔を設け、この主スプール孔には上記パイロット弁体
   に当接可能なパイロットスプールを摺動可能に嵌合させ
   、このパイロットスプールにはパイロット弁座に圧接し
   ているパイロット弁体に当接した状態では上記連通孔を
   開放し、パイロット弁体を押し開いてパイロット弁座か
   ら離間させた状態では主弁体に圧接して上記連通孔を閉
   塞するようにした閉塞弁座を設けて成ることを特徴とす
   る過負荷安全装置における安全弁。