JPS63318372A - 油圧装置の圧力保障弁 - 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】 （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の熱膨張
などにより全速度″ｃ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っ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。

（萌提となる基本構造） この種の圧力保障弁は、例えば８！械式プレスの油圧式
過負荷安全装置に用いられ、圧油を絞り弁で絞ってから
リリーフ弁でリリーフするものであり、その基本的な構
造は次のようになっている。

例えば、第１図から第３図、又は＠４図に示すように、
弁箱り内で油圧の入口部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、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４
４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。

（従来技術） 上記基本構造において、絞り弁の構造として、従来では
、特公昭５Ｂ−４４９１１号公報に示すものを本発明者
が先に提案した。

これは第４図に示すように、絞り弁体４４を絞り弁室４
１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５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。

（発明力惰イ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１７
シリンダ形＋７１７−７圧設走用抑圧手段５１の強い力
でリリーフ弁体４５のエッソ状弁面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との接当面で
は径方向の接当幅が大きくなり、その接当の締切箇所で
径方向の誤差幅が大きくなるため、その締切時所内のリ
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のクラッ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、異物のかみ込みが次第に進行して絞り通路４７が塞
がれ、異常な油圧降下を起すので、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の入口部にフィルタ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、フィルタ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
がる。

本発明は、上記各問題点を解消して、リリーフ開始圧を
長期にわたっ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、絞り弁体４４の後端部４４ｃをリリーフ弁室４
２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４１１ＩｔｌＩの端面にリリーフ弁体４
４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４２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、リリーフ圧設定用押圧手段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ｖｆ徴とするものである
。

（作　用） 本発明の作用を第１図（ａ）（ｂ）（ｅ）に基づいて説
明する。

第１図（＆）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、圧力が低い休止用状
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、Ｖ　１７−７
圧設走用押圧手段５１の閉弁力により、リリーフ弁体４
５の前面（左面）かり’）　　７ｆＦ室４２の受止面４
２ａに受止められる一方、絞り弁体４４は、絞り弁室４
１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８４８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４１の
後端！！！（右端壁）で阻止される。

油圧の熱膨張などで入口部Ｐ２の油圧が微速度で上昇す
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
油圧力によって弁面４５ａが弁座４８から離開し、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
油圧装置の運転が継続される。

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Ｉ）弁体４４が第１図（ａ
）の休止用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、ｔＪＪｉ図（ａ）の休
止用状態では、リリーフ弁体４５が受圧面４２ａに受止
められ、リリーフ圧設定用押圧手段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（、）の休止用状態から第１図（ｂ
）の運転圧状態に切換わるときには、絞り通路４７にか
み込んだ異物が絞り弁体４４の後退移動に伴って右方へ
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
止用状態に切換わるときにも、絞り通路４７にかみ込ん
だ異物が絞り弁体４４の前進移動に伴って左方へつれ出
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。従って、その接当の締切
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
ーフ弁体のクラッ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
動に伴って絞り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、王力保障性能の低下
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、
圧力保障弁からフィ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（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、クランク紬１ｂ・連結
棒’ｌｃ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っている。

プレス作業中に、誤って複数の材料が供給されｒこり、
上下令型間に異物がかみ込んだりして、スライド１ａに
過負荷がかかったときには、過負荷吸収用シリング室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ｅ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が誤って過
負荷作動することを防止するとともに、過負荷吸収用シ
リング室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ｅの範囲を超える過負
荷がかかった場合に、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、上記の過負背圧状態を圧力状態検出用スイッ
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を停止するととちｌこ、クラッチＣを
切断し、もしくは、これと同時にクランク紬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、ｖＪ３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く図
上左右方向、以下同じ）に固定してなる６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Ｐ、が、
下部に圧油の出口孔Ｒ，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＠ｌ
５１４ｂが弁蓋１２の弁体ガイド孔１５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１
７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のストッパー壁２１に受止められる
。上記弁座ｆｉｉｉ１９の右端面に前記弁座１８が形成
されている。

まｒこ、弁体１４の弁面２３は、閉弁用押圧手段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２５
ａが弁体大径部１４ａ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。このばね押乏
筒２６は、弁蓋１２に進退節可能に螺合されており、そ
の筒孔によって前記の弁体〃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、その径方内外側空間に絞
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１？ａ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の弁箱りは、過負荷安全弁４の弁体１４で
構成されている。この弁箱りの中央部内に絞り弁室４１
とリリーフ弁室４２とが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Ｒ
２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４】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４４ｂ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との摺動疎開で絞
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４２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４８の中央部に開口した逃し孔４９を
介して絞り弁室４１とリリーフ弁室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５
２ｂが、弁体１４に進退調節可能に螺合したばね押え５
３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４４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
態検出用スイッチＳが設けられ、スイッチケース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ｇ１４ａと圧縮ばね２５のばね左
端部２５ａとの間にスイッチ繰作＠７０が挟持固定され
る。このスイッチ繰作腕７０が弁蓋１２の上部間ロア１
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、圧力設定調筋ねじ７２及び押圧具７３を介
してスイッチＳの作動入力部６２に接当される。

上記スイッチ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
力が抜かれた休止用状態では、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を前側へ抑圧移動するとともに、スイッチＳの作動
入力部６２がスイッチ繰作腕７０を介して休止圧検出位
置に繰作される。

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、その油圧力によって弁座
ｆ２１９及び弁体１４が後退し、次いで、弁座筒１９の
段付部１９ａがストッパー壁２１に受止められてその位
置で停止する。上記弁体１４の後退に伴って、スイッチ
繰作腕７０を介してスイッチＳが運転圧検出位置に繰作
される。

機械式プレス１に過負荷がかがり、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がられずかに離間し、次
いで開弁加速用受圧面１４ｄに油圧力が作用する。これ
に伴って弁体１４が急速に後退するとともに、スイ・ン
チ捏作腕７０ら後退し、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ッ
チＳの作動入力部６２が休止圧・運転圧・過負荷圧の３
つの操作位置に切換繰作され、その出力信号によＩ）、
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
ング室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って、圧力保障弁
６の絞り弁体４４及びリリーフ弁体４５が右方へ後退し
、次いで、リリーフ弁体４５の弁面４５ａが弁座４８か
ら＋１ｉｔｔＩ′Ｊｉする。

これにより、入口部Ｐ２から出口部Ｒ３へ圧油が排出さ
れ、油圧力が運転圧状態に保持される６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の弾圧力によってリリ
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の前進移動によって絞り弁
室４１内の圧油が絞り通路４７を通って入口部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
うにしてもよい。

【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）は体止圧状態を示す図、ｐｔ
Ｓ１図（［、）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、　　４４
ｃ・・・後端部（右端部）、　　４５・・・リリーフ弁
体、４５ａ・・・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）、　Ｒ
２・・・入口部、Ｒ２・・・出口部。 第２図 第４図 ◎

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、弁箱Ｄ内で油圧の入口部Ｐ＿２に絞り弁室４１及び
   リリーフ弁室４２を順に介して出口部Ｒ＿２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Ｐ＿２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油圧装置の圧力保
   障弁において、 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、絞り弁体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Ｐ＿２の油圧が所定圧以上である高圧状態におい
   ては、入口部Ｐ＿２の油圧に基づく力により、絞り弁体
   ４４をリリーフ弁室４２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、
   リリーフ圧設定用押圧手段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Ｐ＿２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Ｐ＿２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油圧装置の圧力
   保障弁