特許 6302735 リリーフ弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6302735

(24)【登録日】2018年3月9日

(45)【発行日】2018年3月28日

(54)【発明の名称】リリーフ弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 17/04 20060101AFI20180319BHJP

【ＦＩ】

   F16K17/04 Z

【請求項の数】4

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2014-89796(P2014-89796)

(22)【出願日】2014年4月24日

(65)【公開番号】特開2015-209856(P2015-209856A)

(43)【公開日】2015年11月24日

【審査請求日】2016年12月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000929

【氏名又は名称】ＫＹＢ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】特許業務法人後藤特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100075513

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 政喜

(74)【代理人】

【識別番号】100120260

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅昭

(74)【代理人】

【識別番号】100137604

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100157473

【弁理士】

【氏名又は名称】武田 啓

(72)【発明者】

【氏名】久保 康平

(72)【発明者】

【氏名】長坂 良一

【審査官】 冨永 達朗

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−０８９７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０８９０８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０８１５６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ １７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作動流体の圧力が設定圧に達すると開弁するリリーフ弁であって、
作動流体が供給される供給通路を有するシート部材と、
前記シート部材に着座した状態では前記供給通路を閉塞し、前記供給通路から供給される作動流体の圧力が前記設定圧に達すると前記シート部材から離間する球体と、
前記球体を前記シート部材との間で支持する球体支持部材と、
前記球体支持部材を前記シート部材に向けて付勢して前記設定圧を設定する付勢部材と、を備え、
前記球体支持部材は、
端面が形成される端部に拡径して形成される鍔部と、
前記供給通路と対向する位置に形成されて前記球体を保持する保持凹部と、
前記保持凹部の周囲に形成されて前記保持凹部に向かって深くなるように傾斜するテーパ部と、を有し、
前記保持凹部及び前記テーパ部は、前記鍔部の前記端面から凹状に形成されることを特徴とするリリーフ弁。

【請求項2】

前記付勢部材と前記球体支持部材と前記球体とを収容し、前記供給通路から供給された作動流体を排出する排出通路を有するケース部材を更に備え、
前記テーパ部は、前記ケース部材の側壁に前記球体が当接した状態で前記球体の中心が前記テーパ部上に位置するように形成されることを特徴とする請求項１に記載のリリーフ弁。

【請求項3】

前記保持凹部は、前記球体支持部材の前記端面から形成される円錐状の穴部であり、
前記球体は、前記保持凹部の側面と当接して支持されることを特徴とする請求項１又は２に記載のリリーフ弁。

【請求項4】

前記テーパ部は、前記保持凹部の傾斜角度と比較して小さな傾斜角度に形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のリリーフ弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リリーフ弁に関するものである。

【背景技術】

【0002】

リリーフ弁は、流体圧回路内の作動流体の圧力が設定圧に達した場合に開弁して、作動流体の圧力が異常に高圧となることを防止するものである。

【0003】

特許文献１には、コイルスプリングによって付勢されるボールがシート部材のシート面に着座してシートするリリーフバルブが開示されている。このリリーフバルブでは、作動油の圧力がコイルスプリングの付勢力によって設定された設定圧に達すると、作動油の圧力によってボールがシート面から離間する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−２６６４０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１のリリーフバルブでは、組み立ての際に、ケーシングの開口部からボールを挿入しても、ボールがシート面の正常な位置に着座しないおそれがある。このような場合、ボールの位置を修正して正常な位置に着座させる必要があり、組立性の向上が望まれていた。

【0006】

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、リリーフ弁の組立性を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、作動流体の圧力が設定圧に達すると開弁するリリーフ弁であって、作動流体が供給される供給通路を有するシート部材と、前記シート部材に着座した状態では前記供給通路を閉塞し、前記供給通路から供給される作動流体の圧力が前記設定圧に達すると前記シート部材から離間する球体と、前記球体を前記シート部材との間で支持する球体支持部材と、前記球体支持部材を前記シート部材に向けて付勢して前記設定圧を設定する付勢部材と、を備え、前記球体支持部材は、端面が形成される端部に拡径して形成される鍔部と、前記供給通路と対向する位置に形成されて前記球体を保持する保持凹部と、前記保持凹部の周囲に形成されて前記保持凹部に向かって深くなるように傾斜するテーパ部と、を有し、前記保持凹部及び前記テーパ部は、前記鍔部の前記端面から凹状に形成されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明では、球体支持部材の保持凹部の周囲にテーパ部が形成されることによって、組み立ての際に球体が保持凹部からずれた位置に挿入されても、球体はテーパ部を転動して保持凹部に案内される。よって、球体を球体支持部材の正常な位置に着座させることができる。したがって、球体の位置を修正する必要がないため、リリーフ弁の組立性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施の形態に係るリリーフ弁の正面の断面図である。

【図2】図１における要部拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係るリリーフ弁１００について説明する。

【0011】

リリーフ弁１００は、作動油の圧力が設定圧に達すると開弁し、作動油の圧力が異常に高圧となることを防止するものである。本実施の形態では、作動流体として作動油が用いられるが、作動水や圧縮空気などの他の流体を用いてもよい。

【0012】

リリーフ弁１００は、作動油が供給される供給通路１１を有するシート部材１０と、シート部材１０に着座した状態で供給通路１１を閉塞する球体２０と、球体２０をシート部材１０との間で支持する球体支持部材３０と、球体支持部材３０をシート部材１０に向けて付勢する付勢部材としてのリターンスプリング４０と、供給通路１１から供給された作動油を排出する排出通路５１を有するケース部材５０と、を備える。

【0013】

シート部材１０は、円筒状に形成される。シート部材１０は、ケース部材５０の内周に圧入されて固定される。シート部材１０は、球体支持部材３０に臨む面に、球体２０が着座する着座部１２を有する。

【0014】

供給通路１１は、シート部材１０の中央を軸方向に貫通して形成される円形の孔である。供給通路１１は、例えば油圧ポンプ（図示省略）からの吐出通路（図示省略）に接続される。供給通路１１は、排出通路５１と比較して高圧の作動油が供給される通路に接続される。

【0015】

着座部１２は、供給通路１１の端部が拡径されて球体２０が着座するように形成される。着座部１２は、球体２０の直径と比較して小径に形成される。着座部１２に球体２０が着座した状態では、球体２０の一部が供給通路１１に入り込む。このとき、着座部１２と球体２０とは円環状に線接触しており、着座部１２と球体２０との間に隙間は形成されない。

【0016】

球体２０は、供給通路１１から供給される作動油の圧力が設定圧に達するとシート部材１０の着座部１２から離間する。球体２０が着座部１２から離間すると、球体２０と着座部１２との間に隙間ができて、高圧側の供給通路１１と低圧側の排出通路５１とが連通する。これにより、供給通路１１から流入する作動油が、排出通路５１を通じてタンク（図示省略）へ還流される。

【0017】

図２に示すように、球体支持部材３０は、略円柱状に形成される。球体支持部材３０は、供給通路１１の着座部１２と対向する位置に形成されて球体２０を保持する保持凹部３１と、保持凹部３１の周囲に形成されて保持凹部３１に向かって深くなるように傾斜するテーパ部３２と、を備える。球体支持部材３０は、リターンスプリング４０の内周に挿入される挿入部３４と、リターンスプリング４０によって付勢される鍔部３５と、を有する。

【0018】

保持凹部３１は、球体支持部材３０の端面３３から形成される円錐状の穴部である。保持凹部３１は、球体支持部材３０の中央に形成される。保持凹部３１に球体２０が保持された状態では、球体２０の一部が保持凹部３１に入り込む。

【0019】

球体２０は、保持凹部３１の側面３１ａと円環状に線接触して支持される。そのため、球体２０と保持凹部３１との位置関係は、テーパ部３２が形成されていない場合と同様である。よって、従来の球体支持部材を球体支持部材３０に変更しても、リリーフ弁１００の特性が変化することはなく、また、球体２０を安定して保持することができる。これに限らず、球体２０が保持凹部３１の側面３１ａと当接する構成に代えて、球体２０が保持凹部３１とテーパ部３２との境目と円環状に線接触する構成としてもよい。

【0020】

テーパ部３２は、球体支持部材３０の端面３３から形成される円錐台状の凹部である。テーパ部３２は、保持凹部３１の最外周から連続して形成される。テーパ部３２は、保持凹部３１の傾斜角度と比較して小さな傾斜角度に形成される。なお、ここでいう傾斜角度とは、端面３３に対する角度である。

【0021】

テーパ部３２は、球体支持部材３０の外周から内周に向かって保持凹部３１に近付くほど端面３３からの深さが深くなるように形成される。つまり、テーパ部３２は、球体支持部材３０の端面３３に載置された球体２０を保持凹部３１に導くように傾斜して形成される。

【0022】

テーパ部３２は、球体支持部材３０の端面３３が上面となるように置いたときに、ケース部材５０の内側の側壁５０ａに球体２０が当接した状態（図２に示す状態）で球体２０の中心が当該テーパ部３２上に位置するように形成される。これにより、球体２０は、球体支持部材３０上のどの位置に挿入されても、中心がテーパ部３２上に位置するため、テーパ部３２上を転動して保持凹部３１に導かれる。

【0023】

テーパ部３２は、リターンスプリング４０と球体支持部材３０とがケース部材５０に対して傾いて挿入されている場合であっても、ケース部材５０の側壁５０ａに球体２０が当接した状態で常に球体２０の中心がテーパ部３２上に位置するような大きさに形成されてもよい。リターンスプリング４０と球体支持部材３０とは、最大で、球体支持部材３０の外周がケース部材の側壁５０ａと当接する角度まで傾斜する。このとき、テーパ部３２の外径を大きく形成しておくことで、球体２０が球体支持部材３０上のどの位置に挿入されても球体２０の中心がテーパ部３２上に位置するようにできる。

【0024】

挿入部３４は、リターンスプリング４０の内径よりも小径に形成される。挿入部３４がリターンスプリング４０の内周に挿入されることによって、球体支持部材３０がリターンスプリング４０に保持される。

【0025】

鍔部３５は、球体支持部材３０の端面３３が形成される端部に拡径して形成される。鍔部３５は、挿入部３４と比較して大径に形成される。また、鍔部３５は、ケース部材５０の内周と比較して小径に形成される。鍔部３５の裏面３５ａには、リターンスプリング４０が当接する。

【0026】

図１に示すように、リターンスプリング４０は、一端４０ａがケース部材５０の底面部５３に当接し、他端４０ｂが球体支持部材３０に当接するコイルばねである。リターンスプリング４０の外径は、ケース部材５０の内周と比較して小径に形成される。

【0027】

リターンスプリング４０は、圧縮された状態でケース部材５０内に収容される。リターンスプリング４０は、ケース部材５０にシート部材１０を圧入する際に、球体２０を介して軸方向に圧縮される。リターンスプリング４０は、その付勢力によってリリーフ弁１００が開弁する設定圧を設定する。

【0028】

なお、本実施の形態では、リターンスプリング４０は予め設定された所定の付勢力によって球体支持部材３０を付勢するものであるが、これに限らず、付勢力が調整可能なものであってもよい。

【0029】

ケース部材５０は、有底円筒状に形成される。ケース部材５０の開口部５２は、シート部材１０が圧入されることによって閉塞される。ケース部材５０は、リターンスプリング４０と球体支持部材３０と球体２０とを収容する。

【0030】

ケース部材５０の底面部５３は、リターンスプリング４０の外径と略同径の凹状に形成される。よって、ケース部材５０にリターンスプリング４０が挿入されると、リターンスプリング４０は、底面部５３にぴったりと嵌まる。底面部５３は、リターンスプリング４０をケース部材５０と同軸な状態に保持可能な深さに形成される。

【0031】

排出通路５１は、ケース部材５０の底面部５３近傍の側壁５０ａに開口する貫通孔である。排出通路５１は、ケース部材５０の周方向の四箇所に９０度間隔で形成される。これに限らず、排出通路５１は、球体２０と着座部１２との間の隙間を介して供給通路１１から流入した作動油を排出可能な位置であれば、ケース部材５０のどの位置に開口してもよい。排出通路５１は、例えば、作動油を貯留するタンク（図示省略）に連通する。

【0032】

次に、リリーフ弁１００の組み立て手順について説明する。

【0033】

最初に、ケース部材５０を、開口部５２が上になるように置き、ケース部材５０にリターンスプリング４０と球体支持部材３０とを挿入する。次に、ケース部材５０の開口部５２から球体２０を挿入する。

【0034】

ここで、球体２０が球体支持部材３０の端面３３上のどの位置に挿入されても、球体２０の中心はテーパ部３２上に位置する。そのため、球体２０が保持凹部３１からずれた位置に挿入されても、球体２０はテーパ部３２上を転動して保持凹部３１に案内される。よって、球体２０を球体支持部材３０の正常な位置に着座させることができる。したがって、球体２０の位置を修正する必要がないため、リリーフ弁１００の組立性を向上させることができる。

【0035】

最後に、シート部材１０をケース部材５０の開口部５２に圧入する。これにより、ケース部材５０の開口部５２が閉塞される。シート部材１０は、ケース部材５０に対して所定の圧入量だけ圧入される。

【0036】

シート部材１０は、球体２０と球体支持部材３０とを介してリターンスプリング４０を予め設定された長さになるまで圧縮する。よって、シート部材１０の着座部１２と球体支持部材３０の保持凹部３１との間に球体２０を位置させるとともに、リターンスプリング４０の付勢力をリリーフ弁１００の設定圧に対応する大きさに設定することができる。

【0037】

このとき、球体２０は、保持凹部３１に保持されているため、シート部材１０を圧入する際に、シート部材１０の着座部１２との間に確実に球体２０を位置させることができる。

【0038】

ケース部材５０の中心軸が鉛直に近い状態でリリーフ弁１００が組み立てられる場合には、上述したように球体２０が保持凹部３１に案内される。しかしながら、ケース部材５０の中心軸が傾斜した状態でリリーフ弁１００が組み立てられる場合には、球体２０をケース部材５０の中に挿入しただけでは、球体２０が側壁５０ａに当接したままとなり保持凹部３１に案内されないこともある。このような場合であっても、シート部材１０をケース部材５０に圧入する際に、シート部材１０によって押圧された球体２０が、テーパ部３２上を移動して保持凹部３１に案内される。よって、ケース部材５０の中心軸が傾斜した状態でリリーフ弁１００を組み立てても、球体２０を球体支持部材３０の正常な位置に着座させることができる。

【0039】

以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。

【0040】

球体支持部材３０の保持凹部３１の周囲にテーパ部３２が形成されることによって、組み立ての際に球体２０が保持凹部３１からずれた位置に挿入されても、球体２０はテーパ部３２上を転動して保持凹部３１に案内される。よって、球体２０を球体支持部材３０の正常な位置に着座させることができる。したがって、球体２０の位置を修正する必要がないため、リリーフ弁１００の組立性を向上させることができる。

【0041】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【符号の説明】

【0042】

１００ リリーフ弁
１０ シート部材
１１ 供給通路
２０ 球体
３０ 球体支持部材
３１ 保持凹部
３１ａ 側面
３２ テーパ部
４０ リターンスプリング（付勢部材）
５０ ケース部材
５０ａ 側壁
５１ 排出通路

【図1】

【図2】