JPH07259810A

JPH07259810A - パイロット作動形リリーフ弁

Info

Publication number: JPH07259810A
Application number: JP6045864A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Yoshino; 和憲吉野; Yoshiyuki Shimada; 佳幸嶋田; Fumihiko Ishise; 文彦石瀬; Hiroshi Nosaka; 寛野坂
Original assignee: Caterpillar Mitsubishi Ltd; Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd; Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority date: 1994-03-16
Filing date: 1994-03-16
Publication date: 1995-10-09

Abstract

(57)【要約】【目的】異物の侵入による不具合を防止することがで
きるようにすること。【構成】圧油の流入口と流出口とを連通する開口と、
押さえばねにより一端側が開口を閉じるよう押圧された
プランジャと、プランジャの他端側に設けられた制御室
と、流入口と制御室とを連通するようプランジャに設け
られたオリフィスと、制御室と排油室とを連通する排出
油路と、調圧ばねにより排出油路のシートを閉じるよう
押圧された調圧弁とを備えている。プランジャにおける
オリフィスの上流位置にはフィルタが装着されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、建設機械等における
油圧系統の圧力を一定に制御するために使用されるパイ
ロット作動形リリーフ弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば建設機械には、油圧ポンプ、制御
弁、あるいは作業機のアクチュエータ等を含む油圧装置
が設けられている。この油圧装置においては、油圧ポン
プあるいは制御弁等を過大な圧力から保護すると同時に
その油圧系統の圧力を一定に制御するためパイロット作
動形リリーフ弁が使用されている。図１は、本発明に従
って構成されたパイロット作動形リリーフ弁の一実施例
を示す断面図であるが、本発明に関する部分を除いては
従来の構成を有しているので、図１を流用して従来の技
術を説明する。マニホールド２には弁本体４が装着され
ている。弁本体４内にはシリンダ部６が形成され、シリ
ンダ部６の軸方向左端側には圧油の流入口８の開口１０
が形成されている。開口１０の右端部はシート（バルブ
シート）１２を構成している。シリンダ部６の軸方向右
端側は蓋１４が装着され、それにより閉じられている。
流入口８の開口１０に関連して、弁本体４内のシリンダ
部６の左端側寄りの位置には圧油の流出口１６及び１８
が開口している。流入口８は開口１０を介して流出口１
６及び１８に連通している。流出口１６及び１８は図示
しない油タンクに接続されている。シリンダ部６内には
プランジャ２０が摺動自在に挿入されている。シリンダ
部６内のプランジャ２０の右端側と蓋１４の左端側との
間には制御室２２が形成され、制御室２２には押さえば
ね２４が挿入されている。押さえばね２４によりプラン
ジャ２０の左端側はシート１２を介して開口１０を閉じ
るよう押圧されている。プランジャ２０には、前記流入
口８と制御室２２とを連通するようオリフィス２６が形
成されている。

【０００３】蓋１４には右端が開口するようなシリンダ
状の排油室２８が形成されている。この排油室２８は調
整ねじ３０により閉じられている。調整ねじ３０にはロ
ックナット３２が係合されている。排油室２８は油路３
４及び３６を介してそれぞれ流出口１６及び１８に連通
している。蓋１４の左端側には排出油路３８が形成され
ている。排出油路３８は制御室２２と排油室２８とを連
通している。排油室２８内には調圧弁（ポペット）４０
が配置され、調圧弁４０と調整ねじ３０との間には調圧
ばね４２が配置されている。調圧弁４０は調圧ばね４２
により排出油路３８の排油室２８に臨む開口（調圧弁４
０のシートを構成する）を閉じるよう押圧されている。
なお番号４４はばね受けを示している。プランジャ２０
の左端側の受圧面は流入口８に臨み、プランジャ２０の
右端側の受圧面は制御室２２に臨んでいる。各受圧面の
面積は実質上同一に形成されている。

【０００４】流入口８から流入する圧油（油圧系統の圧
油）は、オリフィス２６、制御室２２及び排出油路３８
に達するが、排出油路３８において調圧弁４０により閉
塞される。プランジャ２０の各受圧面の面積は実質上同
一に形成されているので、流入口８側でプランジャ２０
に作用する右向きの圧力と制御室２２側でプランジャ２
０に作用する左向きの圧力とは等しくなる。したがっ
て、プランジャ２０は押さえばね２４により左方へ押さ
れて開口１０のシート１２を閉じ、流入口８と流出口１
６及び１８とはその連通が遮断される。一方調圧弁４０
は、調圧ばね４２により排出油路３８の右端開口である
シートに押圧されてそれを閉じているが、油圧系統の圧
力と調圧弁４０におけるシート部の受圧面積との積が調
圧ばね４２の設定荷重より大きくなると、調圧ばね４２
の付勢力に抗して右方へ移動させられ、排出油路３８を
開く。これにより制御室２２と排油室２８とが連通され
る。その結果、油圧系統の圧油は、流入口８からオリフ
ィス２６、制御室２２、排出油路３８を経て排油室２８
へ流出する。この流量に応じてオリフィス２６の絞り抵
抗によりオリフィス２６の前後において圧力降下が発生
し、したがってプランジャ２０に作用する圧力は、流入
口８側よりも制御室２２側が低下するので、プランジャ
２０に作用する左方への圧力が小さくなり、プランジャ
２０は押さえばね２４の付勢力に抗して右方へ移動させ
られ、開口１０を開く。その結果、油圧系統の圧油は、
流入口８から開口１０のシート１２を介して流出口１６
及び１８へリリーフする。そして油圧系統の圧力と調圧
弁４０におけるポペットシート部の受圧面積との積が調
圧ばね４２の設定荷重より低下すると、調圧弁４０は排
出油路３８を閉じ、初期の平衡状態となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、油圧装置に
おける油圧系統内には、何らかの理由、例えば組立初期
の油圧系統内洗浄不良や作動油の交換、損傷部品の組替
え等で異物（ゴミ、切粉、溶接スパッタ等）が混入する
ことがある。このような場合、通常は油圧系統内に設け
られたフィルタにより捕獲するよう構成されている。し
かしながら滅多にないことではあるが、系統内の圧力制
御に不可欠なリリーフ弁に異物が引っ掛かることがあ
る。近年油圧系統の圧力は上昇する傾向にあり、それに
対応するため、前記した構成を有する（あるいはこれに
類する構成を有する）パイロット作動形リリーフ弁にお
いては、調圧弁４０の調圧ばね４２の設定荷重を上昇さ
せている。しかしながら調圧ばね４２のばね強度には限
界があるため、調圧弁４０のシート径（調圧弁４０と排
出油路３８のシートとが接する直径）を小さくする手段
が施されている。通常このシート径を小さくすると、制
御室２２の圧力を一定に保つために必然的にオリフィス
２６の直径も小さくすることとなり、これが異物の詰ま
りを助長することになる。

【０００６】以上の対策として、排出油路３８における
調圧弁４０の上流側に図示しないフィルタを装着するこ
とが考えられる。この対策を施すことによって、「調圧
弁４０とシートとの間に異物が噛み込み、その隙間より
圧油が排油室２８へ流出するため、調圧ばね４２による
設定圧力の如何にかかわらず低い圧力にてプランジャ２
０が開口し、圧油が開口１０を通って流出口１６及び１
８へ流出するため、油圧装置の圧力低下が発生する」頻
度は軽減されよう。しかしながらリリーフ弁における圧
油の流路をみると、制御室２２の上流にはプランジャ２
０に形成されたオリフィス２６があり、通常このオリフ
ィス２６の直径は調圧弁４０のシート径よりも小さく、
このオリフィス２６に異物が詰まると制御室２２に圧油
が導入されなくなる。これによりプランジャ２０の流入
口８側の圧力よりも制御室２２側の圧力が低くなり、プ
ランジャ２０が押さえばね２４の付勢力に抗して右方に
移動させられる。その結果、調圧弁４０のシート部に異
物が噛み込んだ場合と同様に、低い圧力にて圧油が開口
１０を通って流出口１６及び１８へ流出するため、油圧
装置において圧力低下が発生し、油圧装置が作動しなく
なる、との不都合が発生する。

【０００７】本発明は以上のような事実に基づいてなさ
れたもので、その目的は、異物の侵入による不具合を防
止することができる、パイロット作動形リリーフ弁を提
供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、圧油の
流入口と流出口とを連通する開口と、押さえばねにより
一端側が該開口のシートを閉じるよう押圧されたプラン
ジャと、該プランジャの他端側に設けられた制御室と、
該流入口と該制御室とを連通するよう該プランジャに設
けられたオリフィスと、該制御室と排油室とを連通する
排出油路と、調圧ばねにより該排出油路のシートを閉じ
るよう押圧された調圧弁とを備え、該プランジャの該一
端側の受圧面は該流入口に臨み、該プランジャの他端側
の受圧面は該制御室に臨み、該受圧面の各々の面積は実
質上同一であるパイロット作動形リリーフ弁において、
該プランジャにおける該オリフィスの上流位置にはフィ
ルタが装着され、該フィルタは少なくとも該オリフィス
を通過できない大きさの異物を捕獲できるよう構成され
たことを特徴とするパイロット作動形リリーフ弁、が提
供される。

【０００９】

【作用】油圧系統の圧力が所定値を越えると、調圧弁が
排出油路を開く。圧油は流入口、フィルタ、オリフィ
ス、制御室、排出油路を通って排油室に流れる。この圧
油内に異物が混入していた場合、実質上、圧油の流れの
最上流位置にあるフィルタにより捕獲される。フィルタ
は少なくともオリフィスを通過できない大きさの異物を
捕獲できるよう構成されているので、オリフィスが異物
により目詰まりを起こすことが防止されると同時に、オ
リフィスより直径の大きな調圧弁のシート部においても
異物の噛み込みが防止される。その結果、パイロット作
動形リリーフ弁が異物の侵入によりその圧力制御機能を
停止するとの不具合は確実に防止され、安定した圧力制
御機能が保証される。したがって油圧系統の圧力は常に
安定した圧力に保持され、油圧装置の作動の信頼性が一
層確実に保証される。前記プランジャは、通常、激しく
かつ高頻度に開閉作動を繰り返すので、耐久性の面で懸
念が残る。この点を考慮して、フィルタはプランジャに
対し、ストッパ及びＣリングにより保持されることが好
ましい。このような保持手段によりプランジャに装着さ
れたフィルタは、前記のようなプランジャの激しい作動
の繰り返しに対しても外れることはなく、十分な耐久性
を有するので実用的にも優れている。

【００１０】

【実施例】以下、図１及び図２を参照しながら、この発
明に従って構成されたパイロット作動形リリーフ弁の実
施例を説明する。なお図１及び図２に示すパイロット作
動形リリーフ弁において、基本的構成は従来の技術の項
において既に説明した通りであり、重複した説明は省略
する。したがって本発明に関する部分についてのみ説明
する。プランジャ２０におけるオリフィス２６の上流位
置にはフィルタ５０が装着されている。フィルタ５０は
ストッパ５２及びＣリング５４により保持されている。
フィルタ５０は少なくともオリフィス２６を通過できな
い大きさの異物を捕獲できるよう構成されている。更に
具体的に説明すると、図２から明らかなように、プラン
ジャ２０のオリフィス２６の上流位置にはオリフィス２
６より大径の円形の環状部が形成され、この環状部に円
形のフィルタ５０が挿入されている。またプランジャ２
０のフィルタ５０の上流位置には前記環状部より更に大
径の円形の環状部が形成され、この環状部に円形リング
状のストッパ５２が挿入されている。プランジャ２０の
ストッパ５２の上流位置には、ストッパ５２が挿入され
ている環状部より更に大径の円形の環状溝が形成され、
この環状溝にＣリング５４が挿入されている。このＣリ
ング５４によりフィルタ５０はストッパ５２を介して前
記環状部内にしっかりと保持される。

【００１１】次に図３を参照してフィルタ５０の構成を
説明する。フィルタ５０は、中央に配置されたスクリー
ンフィルタ５０ａと、スクリーンフィルタ５０ａをサン
ドイッチ状に挟むよう配置されて両側から補強層を構成
する補強フィルタ５０ｂ及び５０ｃとを含んでいる。ス
クリーンフィルタ５０ａ、補強フィルタ５０ｂ及び５０
ｃはそれぞれ略同一の外径を有する円板状に成形されて
いる。これらはリング状の銅製フィルタケース５０ｄ内
に挿入され、フィルタケース５０ｄの軸方向一端部（図
３の左端部）をかしめることにより３重構造体として保
持されている。なお図示のように、フィルタケース５０
ｄの軸方向他端部（図３の右端部）には小径のフランジ
部が形成され、前記各フィルタの軸方向他端部側を保持
している。スクリーンフィルタ５０ａはＳＵＳ３０４等
の金網製で♯８０メッシュ、補強フィルタ５０ｂ及び５
０ｃは、それぞれＳＵＳ３０４等の金網製で♯２４〜３
０メッシュに形成されている。補強フィルタ５０ｂ及び
５０ｃは略同一の構成を有している。中央のスクリーン
フィルタ５０ａは、少なくともオリフィス２６を通過で
きない大きさの異物を捕獲できるよう、そのメッシュが
規定されている。スクリーンフィルタ５０ａの両側の補
強フィルタ５０ｂ及び５０ｃは、スクリーンフィルタ５
０ａを補強しながら更に大きな異物を捕獲できるよう、
そのメッシュが規定されている。スクリーンフィルタ５
０ａ、補強フィルタ５０ｂ及び５０ｃは、ステンレス製
の繊維から形成することにより、あるいは焼結により成
形することによっても、それぞれ必要とするメッシュが
得られる。フィルタ５０の構成は、もちろん前記実施例
に限定される理由はない。要は少なくともオリフィス２
６を通過できない大きさの異物を捕獲できるよう、その
メッシュが規定されたフィルタであれば、どのような構
成でもよい。なお、フィルタ５０をプランジャ２０に保
持するための部材である、ストッパ５２はＳ４５Ｃの調
質鋼（ロックウエル硬さ２０〜２５程度）から構成さ
れ、Ｃリング５４はＳＷＰＢ（ピアノ線をほぼ円形に成
形したもの）から構成されている。以上のような３重構
造体からなるフィルタ５０の構成は、その強度を確保し
ながらオリフィス２６が異物により塞がれることを確実
に防止するものである。そしてフィルタ５０は、ストッ
パ５２及びＣリング５４により、プランジャ２０の激し
い作動に対しても、十分な耐久性をもって確実に保持さ
れる。

【００１２】油圧系統の圧力が上昇して、同圧力と調圧
弁４０の受圧面積の積が調圧ばね４２の設定荷重を越え
ると、調圧弁４０が右方へ移動し、排出油路３８を開
く。圧油は流入口８、プランジャ２０のフィルタ５０及
びオリフィス２６、制御室２２、排出油路３８を通って
排油室２８に流れる。プランジャ２０の両受圧面に作用
する圧力のバランスが崩れるのでプランジャ２０は右方
へ移動し、流入口８の開口１０のシート１２を開く。流
入口８と流出口１６及び１８が連通し、圧油がリリーフ
する。圧油内に異物が混入していた場合、実質上、圧油
の流れの最上流位置にあるフィルタ５０により捕獲され
る。フィルタ５０は少なくともオリフィス２６を通過で
きない大きさの異物を捕獲できるよう構成されているの
で、オリフィス２６が異物により目詰まりを起こすこと
が防止されると同時に、オリフィス２６より直径の大き
な調圧弁４０のシート部においても異物の噛み込みが防
止される。油圧系統の圧力が下がると、調圧弁４０が調
圧ばね４２の付勢力により左方へ移動し、排出油路３８
を閉じるので、プランジャ２０は初期の平衡状態にとな
る。

【００１３】以上本発明を、実施例に基づいて詳細に説
明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の範囲内においてさまざまな変形あるいは
修正ができるものである。例えば、本発明が適用される
パイロット作動形リリーフ弁としては前記実施例に示す
構成のものに限らないことはいうまでもない。すなわ
ち、圧油の流入口と流出口とを連通する開口と、押さえ
ばねにより一端側が開口のシートを閉じるよう押圧され
たプランジャと、プランジャの他端側に設けられた制御
室と、流入口と制御室とを連通するようプランジャに設
けられたオリフィスと、制御室と排油室とを連通する排
出油路と、調圧ばねにより排出油路のシートを閉じるよ
う押圧された調圧弁とを備え、プランジャの一端側の受
圧面は流入口に臨み、プランジャの他端側の受圧面は制
御室に臨み、受圧面の各々の面積は実質上同一であるパ
イロット作動形リリーフ弁であれば、他の型式（構成）
であっても本発明が適用されるものである。

【００１４】

【発明の効果】本発明によるパイロット作動形リリーフ
弁においては、プランジャにおけるオリフィスの上流位
置にはフィルタが装着され、フィルタは少なくともオリ
フィスを通過できない大きさの異物を捕獲できるよう構
成されているので、オリフィスが異物により目詰まりを
起こすことが防止されると同時に、オリフィスより直径
の大きな調圧弁のシート部においても異物の噛み込みが
防止される。その結果、パイロット作動形リリーフ弁が
異物の侵入によりその圧力制御機能を停止するとの不具
合は確実に防止され、安定した圧力制御機能が保証され
る。したがって油圧系統の圧力は常に安定した圧力に保
持され、油圧装置の作動の信頼性が一層確実に保証され
る。プランジャは、通常激しくかつ高頻度に開閉作動を
繰り返すが、フィルタは、プランジャに対し、ストッパ
及びＣリングにより保持された場合には、プランジャの
激しい作動の繰り返しに対しても外れることはなく、十
分な耐久性を有するので実用的にも優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って構成されたパイロット作動形リ
リーフ弁の一実施例を示す断面図。

【図２】図１の要部拡大概略図。

【図３】図１及び図２に示すフィルタの具体的構成を説
明するための断面図。

【符号の説明】

４弁本体８流入口１０開口１２シート１６及び１８流出口２０プランジャ２２制御室２４押さえばね２６オリフィス２８排油室３８排出油路４０調圧弁４２調圧ばね５０フィルタ５２ストッパ５４Ｃリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ１６Ｋ 51/00 Ａ (72)発明者野坂寛兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目８番25号高菱エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧油の流入口と流出口とを連通する開口
と、押さえばねにより一端側が該開口のシートを閉じる
よう押圧されたプランジャと、該プランジャの他端側に
設けられた制御室と、該流入口と該制御室とを連通する
よう該プランジャに設けられたオリフィスと、該制御室
と排油室とを連通する排出油路と、調圧ばねにより該排
出油路のシートを閉じるよう押圧された調圧弁とを備
え、該プランジャの該一端側の受圧面は該流入口に臨
み、該プランジャの他端側の受圧面は該制御室に臨み、
該受圧面の各々の面積は実質上同一であるパイロット作
動形リリーフ弁において、該プランジャにおける該オリフィスの上流位置にはフィ
ルタが装着され、該フィルタは少なくとも該オリフィス
を通過できない大きさの異物を捕獲できるよう構成され
たことを特徴とするパイロット作動形リリーフ弁。
【請求項２】該フィルタはストッパ及びＣリングによ
り保持された、請求項１記載のパイロット作動形リリー
フ弁。