KR100263818B1

KR100263818B1 - 릴리프 밸브

Info

Publication number: KR100263818B1
Application number: KR1019930004260A
Authority: KR
Inventors: 사또시 마쓰모도
Original assignee: 오까노 사다오; 도시바 기카이 가부시키가이샤
Priority date: 1992-04-27
Filing date: 1993-03-19
Publication date: 2000-10-02
Also published as: KR930021982A; JP2582125Y2; JPH0587376U

Abstract

작동을 안정하게 하고 동시에 구조를 컴팩트로 할 수 있는 릴리프 밸브를 제공한다. 메인포핏(20)의 고압실(14)에 면하는 측에 가는 직경 돌출부(32)를 설치함과 동시에 이 돌출부(32)내에 내경부통로(34)에 연통하는 스로틀통로(36)를 뚫어설치하고 이 스로틀통로(36) 및 통로(34)를 통하여 고압실(14)의 압유를 피스톤(26)의 일단에 작용시키도록 구성한다.

또 밸브체는, 그 중앙부 (본체부(10) 및 플러그(12)사이)를 슬리브(38)에 의하여 구비하고 그 슬리브(38)를 배부실(42)로부터 저압실(16)로의 되돌림통로(절결부) (38b)를 설치한 나사부를 통하여, 본체부(10)에 직접 결합한다.

Description

릴리프 밸브

제1도는 본 발명에 관한 릴리프 밸브의 일실시예를 도시하는 단면도.

제2도는 제1도에 도시된 릴리르 밸브의 II - II선 단면도.

제3도는 종래의 릴리프 밸브의 주요부 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 본체부 12 : 플러그

14 : 고압실 16 : 저압실

18 : 배압실 20 : 메인포핏

20a : 홈 22,48 : 스로틀

24,34 : 통로 26 : 피스톤

28 : 파이롯포핏 32 : 돌출부

36 : 스로틀통로 38 : 슬리브

38a,40b,40c,52 : 가로구멍 38b : 절결부

40 : 시트 40a : 슬리브통로

42 : 배부실 44,46 : 스프링

50 : 개구부

[산업상 이용분야]

본 발명은, 소현건설기계 등에 사용되는 복합밸브의 릴리프 밸브에 관한 것이다.

[종래의 기술]

일반으로, 이 종류의 릴리프 밸브는 예를 들면 일본특공소 61-3992호 공보에 개시되는 바와같이 (제3도 참조), 본체부(10) 및 플러그(12)로 이루어지는 밸브체의 내부에 고압실(14), 저압실(16) 및 배압실(18)을 갖춤과 동시에 내경부에 통로를 구비하여 고압실(14)과 저압실(16)과의 사이를 개폐제어하는 메인포핏(20)과, 이 메인포핏(20)의 상기 내경부에 미끄럼움직임이 자유로이 지지되고 그리고 내경부에 스로틀(22)달린 파일럿통로(24)를 구비하여 고압실(14)을 배압실(18)에 연통하는 원통상 피스톤(26)과 이 피스톤(26)에 대향하여 설치되고 배압실(18)과 저압실(16)과의 사이를 개폐제어하는 파일럿포핏(23)으로 이루어지고 상기 파일럿포핏(28)의 개변에 의하여 상기 피스톤(26)이 상기 스로틀(22)의 전후 차압에 의하여 변위함과 동시에, 상기 파일럿통로(24)가 폐색되어 배압실(18)의 압력이 저하하는 것으로 인하여 상기 메인 포핏(20)이 개변 즉 릴리프하도록 구성되어 있다.

[발명이 해결하려고 하는 과제]

그러나 상기 종래의 릴리프 밸브는 이하에 설명하는 바와같은 난점을 갖고 있었다. 즉, 종래의 릴리프 밸브에 있어서는, 도시되어 있는 바와같이 피스톤(26)은 메인포핏(20)을 관통하여 고압실(14)에 노출하고 있지만, 이때문에 릴리프밸브가 작동상태로 되는 경우에는 피스톤(25)와 상기 노출선단부에는 고압실(14)의 압력뿐만 아니라 고압실(14)로부터 저압실(16)로 유출하는 유체(압유)의 힘도 작용하며 더구나 이 유체압력은 원주방향으로 균일히 작용하는 것이 아니고 고압실이나 저압실의 형상에 따라 여러가지로 변화한다. 따라서 피스톤(26)에는, 이를 파일럿포핏(28)으로 누르는 유압력에 더하여 상기 유체압력이 반경방향에도 작용하는 것으로 된다.

그 결과, 메인포핏(20)과 피스톤(26)과의 상대동작이 원할을 결핍함과 동시에, 그위에 메인포핏과 피스톤과의 간극분만큼 피스톤이 반경방향으로 흔들리고, 이 흔들림이 파일럿포핏(28)에도 전달되므로 피스톤(26)이 진동하고 이때문에 릴리프 작동압력이 불안정으로 됨과 동시에, 소음이 발생하는 등의 난점이 있었다.

더욱이 종래의 릴리프 밸브는 파일럿포핏(28)으로부터 배출되는 압유를, 메인포핏(20)을 지지하는 외측부재(30)의 더욱더 외경부를 경유하여 저압실(16)로 되돌리고 있는 것으로 밸브부를 본체부(10)에 조립하기 위한 나사플러그(12)의 외경(밸브본체 (10)의 조립내경 D)이 비교적 크게 설정되어 있었다.

그런데 이는 이 종류의 릴리프 밸브를 소형건설기계용 복합밸브의 릴리프 밸브로서 사용하는 경우에 상기 복합밸브를 대형화하는 것으로 되어 결과적으로 소형건설기계의 소형화를 저해하고 있었다.

여기서 본 발명의 목적은 작동안정성에 우수함과 동시에 컴팩트로 구성할 수 있는 릴리프 밸브를 제공하는 것에 있다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 관한 릴리프 밸브는 밸브체의 내부에 고압실, 저압실 및 배압실을 갖춤과 동시에 내경부에 통로를 구비하여 고압실과 저압실과의 사이를 개폐제어하는 메인포핏과 그 메인포핏의 상기 내경부에 미끄럼 움직임이 자유로이 지지되고 동시에 내경부에 스로틀달린 파일럿통로를 구비하여 고압실을 배압실에 연통하는 원통상피스톤과 이 피스톤에 대항하여 설치되고 배압실과 저압실과의 사이를 개폐제어하는 파일럿포핏으로 이루어지고 상기 파일럿포핏의 밸브 개방에 의하여 상기 피스톤이 상기 스로틀의 전후차압에 의하여 변위함과 동시에 상기 파일럿통로가 폐쇄되어 배압실의 압력이 저하함으로 상기 메인포핏이 밸브 개방하도록 구성한 릴리프 밸브에 있어서, 상기 메인포핏의 고압실에 면하는 측에 가는 직경 돌출부를 설치함과 동시에, 이 돌출부내에 상기 내경부통로에 연통하는 스로틀 통로를 뚫어설치하고 이 스로틀통로를 통하여 고압실의 압유를 상기 피스톤의 일단에 작용시키도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

이 경우 밸브체의 중앙부를 슬리브로 구성함과 동시에, 이 슬리브의 내경부에는 메인포핏의 외형부의 일부를 액밀과 동시에 미끄럼움직임이 자유로이 지지하는 시트를 배설하고 상기 밸브체, 시트 및 메인포핏 사이에 파일럿포핏의 배부실과 저압실과의 사이를 연통하는 통로를 각각 설치할 수 있다.

[작용]

본 발명에 의하면 피스톤은 메인포핏의 고압실에 면하는 측에 돌출하는 가는 직경 돌출부내에 설치한 스로틀통로를 통하여서만 고압실의 압유를 작용되도록 구성되고 있다. 따라서, 피스톤은 종래의 릴리프 밸브에 있어서와 같이 고압실내에서 반경방향의 유체압력이 작용하는 일이 없으므로, 진동을 발생하는 일없이 극히 안정하게 작동한다.

또 밸브체는 그 중앙부 (밸브체와 플러그의 사이)를 슬리브로부터 구성함으로서 밸브본체의 조립내경을 작게 설정하는 것이 가능하게 된다.

따라서 릴리프 밸브가 컴팩트로 되고, 이를 조립한 복합밸브도 소형화된다.

[실시예]

다음에 본 발명에 관계되는 릴리프 밸브의 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하면서 이하 상세히 설명한다. 더욱 설명의 편의상, 제3도에 도시하는 종래의 구조와 동일의 구성부분에는 동일한 참조부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.

제1도는 본 발명의 릴리프 밸브의 일실시예를 도시하고, 그 기본적구성은 제3도에 도시하는 종래의 그것과 동일하다. 즉 릴리프 밸브는, 밸브체의 내부에 고압실(14), 저압실(16) 및 배압실(18)을 갖춤과 동시에 내경부에 통로를 구비하여 고압실(14)과 저압실(16)과의 사이를 개폐제어하는 메인포핏(20)과 그 메인포핏(20)의 상기 내경부에 미끄러져 움직임이 자유로이 지지되고 그리고 내경부에 스로틀(22)달린 파일럿통로(24)를 구비하여 고압실(14)를 배압실(18)에 연통하는 원통상피스톤(26)과 이 피스톤(26)에 대향하여 설치되고 배압실(18)과 저압실(16)과의 사이를 개폐제어하는 파일럿 포핏(28)으로 구성되어 있다.

그런데 본 발명에 있어서는 메인포핏(20)의 고압실(14)에 면하는 측에 가는 직경 돌출부(32)를 설치함과 동시에 이 돌출부(32)내에 내경부통로(34)에 연통하는 스로틀 통로(36)를 뚫어설치하고 이 스로틀통로(36) 및 통로(34)를 통하여 고압실(14)의 압유를 피스톤(26)의 일단에 작용시키도록 구성한다. 또 밸브체는 그 중앙부(본체부(10) 및 플러그(12)사이)를 나사결합하는 슬리브(38)로 구성함과 동시에 이 슬리브(38)의 내경부에는 메인포핏(20)의 외형부의 일부를 액밀 그리고 미끄럼움직임이 자유로이 지지하는 시트(40)를 배설하고, 밸브본체(10), 플러그(12), 슬리브(38), 시트(40) 및 메인포핏(20) 사이에 파일럿포핏(28)의 배부실(42;背部室)과 저압실(16)과의 사이를 연통하는 통로 (이에 대하여 후술한다)를 각각 설치한다.

여기서 상기 구성을 더욱더 상세히 설명하면 슬리브(38)의 내부에는 고압실(14)에 면하여 돌출부(32)를 구비한 메인포핏(20)이 미끄럼움직임이 자유로이 지지되고, 그리고 이 메인포핏(20)은 그 외주의 일부를 더욱더 시트(40)의 내경부에 의하여도 액밀 그리고 미끄럼움직임이 자유로이 지지되어 있다. 시트(40)의 외경부는 제2도에 도시하는 바와같이 면삭부(40a; 面削部)를 구비하여 있고 이로서 파이럿 배부실(42)은 시트(40)의 가로구멍(40b), 면삭통로 (부)(40a), 가로구멍(40c)(제1도 참조)에 연통하고 있다. 또, 메인포핏(20)의 외주에는 홈(20a)이 슬리브(38)에는 그 반경 방향으로 가로구멍(38a)이, 그리고 나사부에는 절결부(38b)가 각각 설치되어 있고 이로서 시트(40)의 상기 가로구멍(40c)은 상기 홈(20a), 가로구멍(38a), 절결부(38b)를 통하여 저압실(16)에 접속되어 있다. 더욱더 메인포핏(20)의 내경부에는 피스톤(26)이 미끄럼움직임이 자유로이 지지되고 스프링(44)의 힘을 받고 있다.

이 피스톤(26)에는 내경부에 통로(24)가 설치되고 그리고 이 통로(24)상에는 스로틀(22)이 구비되어 있다. 따라서 도시한 상태에서는 고압실(14)과 배압실(18)과는 메인포핏(20)내의 스로틀통로(36), 통로(34) 및 피스톤(26)내의 스로틀(22) 통로(24)를 통하여 접속되어 있다. 한편 파이럿포핏(28)은 스프링(46)에 의하여 시트(40)의 일단에 압접되어 있고 그리고 배압실(18)에 노출한 선단부는 테이퍼상으로 형성되어 스로틀(48)를 구비하고 있다.

다음에 이와같은 구성으로 이루어지는 본 발명 릴리프 밸브의 동작에 대하여 설명한다. 우선 고압실(14)의 압력이 상승하면 상술한 바와같이 고압실(14)은 배압실(18)에 연통하고 있으므로 상기 압력은 파일럿포핏(28)에 작용하고 스프링(46)의 힘에 저항하여 이를 개구시킨다. 파일럿포핏(28)이 개구하면, 여기서 배압실(18)은 피스톤(26)에 설치한 스로틀(22)를 통하여 고압실(14)에 접속되어 있으므로 배압실(18)의 압력이 저하하여, 그 배압실(18)내의 압력과 메인포핏(20)의 통로(34)내의 압력과의 차압력에 의하여 피스톤(26)은 스프링(44)의 힘에 저항하여 도면중 우행하고 피스톤(26)의 개구부(50)가 파일럿포핏(28)의 선단부에 당접한다.

그러나 여기서 상기 선단부에는 스로틀 (통로)(48)이 설치되어 있으므로 배압실(18)은 상기 스로틀(48) 및 통로(24), 스로틀(22), 통로(34,36)를 통하여 고압실(14)에 연통한 상태로 된다. 그리고 이와 같은 상태에 있어서는 배압실(18)내의 압력은 고압실(14)내의 압력에 비교하여 상당히 낮게 유지되어 있으므로 메인포핏(20)에 대하여 고압실(14)로부터 작용하는 힘(A1×P1)은 배압실(18)로부터 작용하는 힘(A2×P2) 보다 크게 된다. 즉 여기서 A1,A2 및 P1,P2는 각각 고압실(14), 배압실(18)에 있어서 작용면적 및 압력을 나타낸다. 그 결과 메인포핏(20)도 도면중 우행하여 개구하여 즉, 고압실(14)이 저압실(16)에 연이어 통하여 고압실(14)내의 압유가 슬리브(38)에 설치한 가로구멍(52)을 통하여 저압실(16)내에 유출(릴리프) 한다.

그런데 본 발명에 있어서는 피스톤(26)은, 고압실(14)내에 노출되는 일없이 메인포핏(20)의 돌출부(32)내에 설치된 스로틀통로(36) 및 통로(34)를 통하여만 고압실(14)내의 유체압이 작용하도록 구성되어 있으므로, 다시 말하면 종래의 기술에 있어서와 같은 가로진동을 발생하는 피스톤반경방향의 유체압력이 작용하는 일이 없으므로 상기 작동이 극히 안정하게 달성된다. 또 메인포핏(20)의 상기 스로틀통로(36)에는 약간의 스로틀효과를 갖게 하였으므로 피스톤(26)에 작용하는 급격한 압력변동을 완화할 수가 있다.

더욱더 본 발명의 릴리프 밸브는 메이크업 밸브로서도 작용한다.

여기서 이에 대하여 설명하면 이 경우에는 저압실(16)과 고압실(14)과의 압력관계는 전자의 편이 높고 이로서 메인포핏(20)은 스프링(44)의 힘에 이겨내어 도면에서 우행한다. 따라서 저압실(16)내의 압유는 가로구멍(52)을 통하여 고압실(14)내로 유입하고, 고압실(14)내에 있어서 캐비테이션의 발생은 방지된다.

더욱 이 경우, 메인포핏(20)이 제1도에 도시되어 있는 풀스트로크(11)의 위치까지 이동하더라도 그 돌출부(32)는 슬리브(38)의 통로 (내경 A1의 부분) 내에 멈추어 있기 때문에 고압실(14)내의 압력은 확실히 배압실(18)내에 유도되어 따라서 메이크업 밸브로서도 극히 안정한 동작이 달성된다.

다음에 본 발명의 별도의 목적인 컴팩트화에 대하여 설명한다.

역시 이 컴팩트화는 작금 에너지절약을 위하여 소형건설기계가 개발되고 더욱더 소형화가 요망되고 있는 형상에 있어서 이에 사용되는 복합밸브등의 유압기기의 컴팩트화도 같이 요구되고 있고, 그리고 이때문에 상기 복합밸브를 구성하는 릴리프 밸브에 관하여는 다른 근접한 부품사이의 간섭을 방지하기 위하여 특히 밸브본체부(10)에 대한 설치부분의 크기 (반경방향치수 D)를 작게 하는 것이 극히 중요한 과제로 되고 있는 것이다. 그런데 본 발명에 있어서는 제1도에 도시하고 동시에 상술한 바와같이 밸브의 본체부(10)와 플러그(12)와의 사이를 슬리브(38)로 구성함과, 동시에 릴리프작동시에 파일럿배부실(42)로 배출된 압유를 시트(40)의 가로구멍(40b), 슬리브통로(40a), 가로구멍(40c), 메인포핏(20)의 홈(20a) 및 슬리브(38)의 가로구멍(38a), 절결부(38b)를 통하여 저압실(16)로 되돌리도록 구성한 것으로 릴리프 밸브의 밸브본체부(10)에 대한 설치부분의 크기(D)는 메인포핏(20)의 크기보다 약간 크게 설정한 것뿐으로 만족한다. 그 결과 복합밸브의 구조는 제3도에 도시하는 바와 같이 메인포핏(20)을 외측부재(30)를 통하여 설치하고 있던 종래의 장치와 비교하여 대폭으로 컴팩트화하는 것이 가능하게 된다.

이와같이 본 발명에 의하면 피스톤은 메인포핏의 고압실에 면하는 측에 돌출하는 가는 직경 돌출부내에 설치한 스로틀통로를 통하여만 고압실의 압유를 작용시키도록 구성하고 있으므로, 즉, 종래의 릴리프 밸브에 있어서와 같이 고압실내에 있어서 반경 방향의 유체압력을 작용시키는 일이 없으므로 릴리프작동이 진동을 발생하는 일없이 극히 안정한 작동으로 된다.

또 밸브체는 그 중앙분 (밸브본체와 플러그 사이)를 슬리브에 의하여 구성함으로서 밸브본체의 조립내경을 작게 설정하는 것이 가능하게 되므로 릴리프 밸브가 컴팩트로 되고, 이를 조립된 복합밸브도 소형화가 가능하다.

이상 본 고안을 적당한 일실시예에 대하여 설명하였지만 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 일없이 그 정신을 일탈하지 않는 범위내에서 많은 개량변경이 가능하다.

[발명의 효과]

이상 설명한 바와같이 본 발명에 관한 릴리프 밸브는, 밸브체의 내부에 고압실, 저압실 및 배압실을 갖춤과 동시에 내경부에 통로를 구비하여 고압실과 저압실과의 사이를 개폐제어하는 메인포핏과 이 메인포핏의 상기 내경부에 미끄럼움직임이 자유로이 지지되고 동시에 내경부에 스로틀이 달린 파일럿통로를 구비하여 고압실을 배압실에 연통하는 원통상피스톤과 이 피스톤에 대향하여 설치되어 배압실과 저압실과의 사이를 개폐제어하는 파일럿포핏으로 이루어지고, 상기 파일럿포핏의 밸브개방에 의하여 상기 피스톤이 상기 스로틀의 전후차압에 의하여 변위함과 동시에 상기 파일럿통로가 폐쇄되어 배압실의 압력이 저하함으로서 상기 메인포핏이 밸브개방하는 릴리프 밸브에 있어서 상기 메인포핏의 고압실에 면하는 측에 가는 직경 돌출부를 설치함과 동시에 이 돌출부내에 상기 내경부통로에 연통하는 스로틀통로를 뚫어설치하고 이 스로틀통로를 통하여 고압실의 압유를 상기 피스톤의 일단에 작용시키도록 구성함으로서 상기 피스톤은 종래의 릴리프 밸브에 있어서와 같이 고압실내 있어서 반경방향의 유체압력이 작용하는 일없이 따라서 릴리프밸브는 진동을 발생하는 일없이 극히 안정하게 작동한다.

또 본 발명에 있어서 밸브체의 중앙부 (밸브본체와 플러그 사이)를 슬리브에 의하여 형성함으로서 밸브부분의 밸브본체에 대한 조립내경을 작게 설정하는 것이 가능하게 되고 따라서 릴리프밸브가 컴팩트로 되고, 또 이를 조립한 복합밸브도 소형화할 수 있다.

Claims

밸브체의 내부에 고압실, 저압실 및 배압실을 갖춤과 동시에 내경부에 통로를 구비하여 고압실과 저압실과의 사이를 개폐제어하는 메인포핏과, 이 메인포핏의 상기 내경부에 미끄럼움직임이 자유로이 지지되고 그리고 내경부에 스로틀이 부착된 파일럿통로를 구비하여 고압실과 배압실에 연통하는 원통형 피스톤과 이 피스톤에 대향하여 설치되고 배압실과 저압실과와 사이를 개폐제어하는 파일럿포핏으로 이루어지고 상기 파일럿포핏의 밸브개방에 의하여 상기 피스톤이 상기 스로틀의 전후차압에 의하여 변위함과 동시에 상기 파일럿통로가 폐쇄되어 배압실의 압력이 저하함으로서 상기 메인포핏이 밸브개방하도록 구성한 릴리프 밸브에 있어서, 상기 메인포핏의 고압실에 면하는 측에 가는 직경 돌출부를 설치함과 동시에, 이 돌출부내에 상기 내경부통로에 연통하는 스로틀통로를 뚫어설치하고, 이 스로틀통로를 통하여 고압실의 압유를 상기 피스톤의 일단에 작용시키도록 구성하는 것을 특징으로 하는 릴리프 밸브.
제1항에 있어서, 밸브체의 중앙부를 슬리브로부터 구성함과 동시에 이 슬리브의 내경부에는 메인포핏의 외경부의 일부를 액밀시킴과 동시에 미끄럼움직임이 자유로이 지지하는 시트를 배설하고 상기 밸브체, 슬리브, 시트 및 메인포핏 사이에 파일럿포핏의 배부실과 저압실과의 사이를 연통하는 통로를 각각 설치하며 이루는 것을 특징으로 하는 릴리프 밸브.