JP2013151988A - リリーフバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】リリーフ圧の高度なコントロールを可能とすると共に高い経済性を得る。
【解決手段】高圧側の第１油路４６とアンロード側の第２油路４７とをケーシング８内に備え、第１油路４６と第２油路４７とを開閉可能な弁体７１と弁座７２、及び、弁体７１を弁座７２に弾性付勢可能なスプリング７３を、ケーシング８内に設けてあるリリーフバルブであって、弁座７２を、弁体７１に対してスプリング７３の付勢方向に沿って近接離間可能に設けると共に、弁座７２の弁体７１とは反対側の端部に、ケーシング８の外に露出させた操作部７２ａを設け、操作部７２ａを弁体７１側に押圧することで弁座７２を弁体７１に対して近接離間させて弁体７１のリリーフ圧を変更させる弁座調整機構Ｚを設けてある。
【選択図】図３

Description

本発明は、高圧側の第１油路とアンロード側の第２油路とをケーシング内に備え、前記第１油路と前記第２油路とを開閉可能な弁体と弁座、及び、前記弁体を前記弁座に弾性付勢可能なスプリングを、前記ケーシング内に設けてあるリリーフバルブに関する。

従来、この種のリリーフバルブとしては、弁体のリリーフ圧を変更できるように構成してあるものがあった（例えば、特許文献１参照）。
このリリーフバルブにおける弁体のリリーフ圧の変更は、前記スプリングの付勢力を変更できるようにする機構によって実現されている。
具体的には、前記スプリングの一端部は弁体に当接させ、他端部は、スプリングの付勢方向に沿って螺進可能に設けられたネジ部材で受け、そのネジ部材を螺進させることで弁体に対するスプリングの付勢力を変更できるように構成してあった。

また、リリーフ圧の変更としは、上述のように、前記スプリングの付勢力を変更して行えるから、スプリング受部（ネジ部材）を出退させることに替えて、弁座を弁体に対してスプリングの付勢方向に沿って近接離間させる変形例も考えることができる。
このように、弁座の位置をスプリングの付勢方向に沿って替えられるようにすることで、スプリングの付勢力によって弁体のリリーフ圧を変更できることに加えて、弁座の移動によって第１油路の絞り作用も期待することができ、リリーフ圧のコントロールをより高度に行うことが可能となる。

考えられる変形例としては、図４に示すように、ケーシング８内に、弁座７２をスプリング７３の付勢方向に沿って移動自在に設けると共に、弁座７２の弁体７１とは反対側 （以後、弁座の基端側という）に対応したケーシング部分に、弁座７２の移動方向に直交する横穴８０を形成し、その横穴８０内に、前記弁座７２の基端部に当接可能なテーパー面８１ａが形成された横ネジ部材８１を螺進できるように設けておくことが考えられる。
この例のリリーフバルブの場合、横ネジ部材８１を螺進させることで、横ネジ部材８１は弁座７２に対して螺進方向に沿った押圧力を作用させる。その際、横ネジ部材８１のテーパー面８１ａによって螺進力の一部が、弁座７２を弁体側に移動させる分力として作用し、弁座７２を弁体側に近接させることができる。

特開平１０−１８１６２８号公報（図１０）

上述した従来のリリーフバルブの内、特許文献１に記載された例によれば、リリーフ圧の調整は、スプリングの付勢力の調整のみに限られ、単純なコントロールになりがちである。
また、上述した「考えられる変形例」によれば、リリーフ圧のコントロールをより高度に行うことができるから、機能向上を図ることが可能となるものの、ケーシングに、横ネジ部材を納める横穴を形成しておく必要があると共に、弁座と、横ネジ部材のテーパー面との摺接による磨耗が懸念されるから、磨耗しにくい高価な材料を使用する必要がある。
即ち、形成に手間がかかると共に、部材コストがかかる問題点がある。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、リリーフ圧の高度なコントロールを可能とすると共に経済性が高いリリーフバルブを提供するところにある。

本発明の第１の特徴構成は、高圧側の第１油路とアンロード側の第２油路とをケーシング内に備え、前記第１油路と前記第２油路とを開閉可能な弁体と弁座、及び、前記弁体を前記弁座に弾性付勢可能なスプリングを、前記ケーシング内に設けてあるリリーフバルブであって、前記弁座を、前記弁体に対して前記スプリングの付勢方向に沿って近接離間可能に設けると共に、前記弁座の前記弁体とは反対側の端部に、前記ケーシングの外に露出させた操作部を設け、前記操作部を前記弁体側に押圧することで前記弁座を前記弁体に対して近接離間させて前記弁体のリリーフ圧を変更させる弁座調整機構を設けてあるところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、弁座を弁体側に移動させてリリーフ圧の変更を図る構造を採用していることで、スプリングの付勢力によるリリーフ圧の変更に加えて、例えば、第１油路の絞り作用も期待することができ、リリーフ圧のコントロールをより高度に行うことが可能となる。
また、弁座の前記弁体とは反対側の端部に、前記ケーシングの外に露出させた操作部を設けてあるから、弁体と弁座とがケーシングの中の一連した穴内に納まり、構造を簡単にすることができ、上述した「考えられる変形例」のように、ケーシングに横ネジ部材を納める横穴をわざわざ形成する手間がかからない。

更に、弁座調整機構は、操作部を弁体側に押圧することで弁座を弁体に対して近接離間させて弁体のリリーフ圧を変更させるように形成してあるから、弁体に対する押圧方向と操作力との方向が一致し、上述した「考えられる変形例」のように、テーパー面で力の作用方向を変換する必要が無く、無駄なく操作力を弁座に作用させることができる。それに伴って、弁座の操作部と弁座調整機構との磨耗を低減することができるから、磨耗しにくい高価な材料に限られることがなくなり、コストダウンを図ることが可能となる。
また、操作部と弁座調整機構との当接部分は、ケーシングの外に位置しているから、メンテナンスにも手間がかからず、維持コストの低減を図ることも可能となる。

以上の結果、形成に手間がかかり難く、且つ、部材コストや維持コストの低減を図ることができ、機能性、経済性の高いリリーフバルブを提供できるようになる。

本発明の第２の特徴構成は、前記スプリングの前記弁体とは反対側を受けるスプリング受部を、前記スプリングの付勢方向に沿って移動させる弁体調整機構を設けてあるところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、前記弁座調整機構によるリリーフ圧の調整と、弁体調整機構によるリリーフ圧の調整とを組み合わせることが可能となり、より複雑な制御が可能となり、高機能のリリーフバルブにすることができる。
一例としては、弁座調整機構においては、例えばパワーステアリング等の作動レバーに連動させて操舵角に応じたリリーフ圧の変更を行うような構成を採用する一方、弁体調整機構においては、前記スプリングの付勢力を微調整することで全体的なリリーフ圧の微調整を図る等の複雑なリリーフ圧の制御を実現させることが可能となる。

本発明の第３の特徴構成は、前記弁座調整機構による前記弁体のリリーフ圧の調整量は、前記弁体調整機構による前記弁体のリリーフ圧の調整量よりも大きく設定してあるところにある。

本発明の第３の特徴構成によれば、リリーフ圧の調整そのものを、弁座調整機構によって大きな範囲で実施できながら、弁体調整機構によって微調整することが可能となり、きめ細かなリリーフ圧制御を実施することができる。

コンバインの全体左側面図 油圧回路構造を示す図 可変リリーフ弁を示す断面図 従来の可変リリーフ弁の変形例を示す断面図

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は、同一又は相当の部分を示している。

図１に示すように、右及び左のクローラ走行装置１により支持された機体の前部左側に刈取部２が備えられて、機体の前部右側に運転部３が備えられ、機体の後部左側に脱穀装置４、機体の後部右側にグレンタンク５が備えられてコンバインが構成されている。
機体の横軸芯（図示せず）周りにフィーダ６が上下揺動自在に支持され、フィーダ６に刈取部２が支持されている。機体とフィーダ６とに亘って単動型の油圧シリンダ等で構成された昇降機構７が接続されており、昇降機構７を伸長作動させると刈取部２が上昇駆動され、昇降機構７を収縮作動させると刈取部２が下降駆動される。

また、運転部３の前部に操縦塔５０が備えられ、操縦塔５０に操作レバー５１が備えられており、操作レバー５１が前後方向及び左右方向に操作自在に構成されている。
操作レバー５１を前方向（又は後方向）に操作することで、昇降機構７を伸縮作動させることができると共に、操作レバー５１を右方向（又は左方向）に操作することで、機体を右旋回（又は左旋回）させることができる。

右及び左のクローラ走行装置１の前部の間にミッションケース（ケーシングに相当）８が配置されており、エンジン（図示せず）の動力が、ミッションケース８の入力軸１７に伝達されて、ミッションケース８に備えた出力軸１８を経由してクローラ走行装置１に伝達される。
ミッションケース８には、図２に示すように、静油圧式無段変速装置１１や、左右のクローラ走行装置１（図１参照）を個別に駆動切替可能なサイドクラッチ装置Ｓが設けられている。

静油圧式無段変速装置１１や、サイドクラッチ装置Ｓは、油路によって接続してあり、前記操作レバー５１（図１参照）の操作に伴う作動油の流通によって連係駆動できるように構成されている。
前記ミッションケース８内に連通する油圧回路について説明する。
図２に示すように、ミッションケース８には、入力軸１７の回転によって駆動されるトロコイド型式のチャージポンプ３７及び油圧ポンプ３８が取り付けられている。
また、ミッションケース８には、フィルタ３９（メッシュの細かい紙フィルタ）が取り付けられており、ミッションケース８の潤滑油が作動油として、内部油路４０、フィルタ３９及び内部油路４１を介してチャージポンプ３７及び油圧ポンプ３８に供給されている。

静油圧式無段変速装置１１は、可変容量型の油圧ポンプ１４と油圧モータ１５とを一対の油路１６により接続して構成されて、中立停止位置を備えている。
エンジンの動力は、静油圧式無段変速装置１１（油圧ポンプ１４）の入力軸１７に伝達されており、静油圧式無段変速装置１１（油圧モータ１５）の出力軸１８から走行系に伝達される。
静油圧式無段変速装置１１に対する油圧回路は、チャージポンプ３７からの内部油路５２が、一対のチェック弁５３及び絞り部５４を介して油路１６に接続されており、内部油路５２から分岐した内部油路５５にリリーフ弁５６が備えられ、内部油路５５が静油圧式無段変速装置１１内のケース最下部に接続されている。

ミッションケース８の静油圧式無段変速装置１１の最下部には、内部油路５８が外部に向かって形成され、静油圧式無段変速装置１１の余剰の作動油が、この内部油路５８を介して昇降機構７の駆動用作業ポンプ６０に供給される。作業ポンプ６０に供給される作動油の残りの作動油は戻し油路５９を介してミッションケース８の最下部に戻される。

サイドクラッチ装置Ｓは、左右のクローラ走行装置１に対応した左右の油室を備えて構成してあり、各油室への作動油の供給で油圧が高まるに伴って、入力軸１７からの駆動力がクローラ走行装置１の車軸２７に伝達されないように切り換えるクラッチ機構（図示せず）と、更には、入力軸１７とクローラ走行装置１の車軸２７との間に介在する伝動軸 （図示せず）に対して制動力を作用させるブレーキ機構（図示せず）とを備えて構成してあり、前記操作レバー５１の左方向（又は右方向）への操作の操作幅に比例して、サイドクラッチ装置Ｓの作用状態を変化させるように構成してある。

サイドクラッチ装置Ｓに対する油圧回路は、図２に示すように、油圧ポンプ３８からの内部油路４２にパワーステアリング用の切換弁４４が接続されて、切換弁４４から内部油路４３を通してサイドクラッチ装置Ｓの右及び左の油室に作動油が供給されるように構成されており、サイドクラッチ装置Ｓの右及び左の油室から内部油路（第１油路に相当）４６を通して可変リリーフ弁（当該発明のリリーフバルブの一例）４５とリリーフ弁４９とが接続されている。尚、可変リリーフ弁４５からの作動油は、内部油路（第２油路に相当）４７を通してミッションケース８の最下部に戻される。
操作レバー５１と切換弁４４とは機械的に連係されて、操作レバー５１の左右方向の操作で切換弁４４が操作されるように構成されている。また、操作レバー５１と可変リリーフ弁４５も機械的に連係されている。

可変リリーフ弁４５は、操作レバー５１の左方向（又は右方向）への操作の操作幅に応じて、リリーフ圧が変更し、サイドクラッチ装置Ｓの作用状態を変化させるように構成してある。

次に、可変リリーフ弁４５について、詳しく説明する。
可変リリーフ弁４５は、図３に示すように、ミッションケース８内の高圧側の内部油路４６とアンロード側の内部油路４７とに亘る縦方向の貫通孔７０に、内部油路４６と内部油路４７とを開閉可能な弁体７１と弁座７２とを納めて構成してある。弁座７２は弁体７１の上方に配置されている。

貫通孔７０には、弁体７１と弁座７２の他、弁体７１を弁座７２に弾性付勢可能なスプリング７３と、弁座７２を後述するカム体７７に弾性付勢可能なスプリング７４とが、弁体７１や弁座７２の下方に設けて構成してある。前記スプリング７３は、スプリング７４より小径に形成してあり、スプリング７４の内空部に配置してある。

貫通孔７０は、下端部に雌ねじ部７０ａが形成してあり、この雌ねじ部７０ａに、オーリング７５ａ付きの雄ネジ部材７５が螺合させてあり、貫通孔７０の下端部の密閉を図れるように構成されている。また、雄ネジ部材７５の先端部は、前記スプリング７３、７４の下端部を支持するスプリング受部７５ｂとして構成されている。
尚、前記スプリング受部７５ｂには、円形中央部に前記スプリング７３に内嵌する突起７５ｃが形成してあり、貫通孔７０内でのスプリング７３の横ずれの防止を図っている。

また、雄ネジ部材７５は、螺進させることで貫通孔７０内を上（又は下）に移動する。
即ち、雄ネジ部材７５の螺進に伴って、雄ネジ部材７５の上端のスプリング受部７５ｂが、スプリング７３の付勢方向に沿って移動することになる。従って、弁座７２の上下位置を規制した状態においては、雄ネジ部材７５を螺進させることでスプリング受部７５ｂと弁体７１との距離が変化し、スプリング７３の弾性復元力も変化する。その結果、弁座７２に対する弁体７１の当接力を調整することができ、リリーフ圧を微調整することができる。当該実施形態においては、前記雄ネジ部材７５は、弁体調整機構Ｔの機能を果たす。
尚、雄ネジ部材７５には、緩み止めのナット７５ｄが螺合され、調整済の位置をロックすることができる。

弁体７１は、図３に示すように、上下に長い丸棒体で構成してあり、上下ほぼ中間部には、一般部分より大径の円錐台形状に形成された弁部７１ａが設けてある。また、上端部には、一般部分より大径の円柱形状に形成されて前記弁座７２の一般部７２ｂにスライド自在に内嵌するガイド部７１ｂが設けてある。
弁体７１を弁座７２に内嵌させた状態においては、前記弁部７１ａとガイド部７１ｂとの間の外周空間が、前記内部流路４６に連通する圧力室７６となる。
前記弁部７１ａより下端側部分は、前記スプリング７３の上端部に対して内嵌させてあり、スプリング７３と弁体７１との横方向での相対的な位置ズレの防止を図っている。
前記スプリング７３の付勢力は、弁部７１ａの下面部に作用する。

弁座７２は、図３に示すように、上端側が閉塞された円筒体で本体部７２ｂが構成してあり、本体部７２ｂの上端には円盤状の大径部（操作部の一例）７２ａが一体に構成してある。
この大径部７２ａとその近傍は、ミッションケース８の外に露出させてある。
大径部７２ａの上面側には、後述するカム体７７が当接可能に配置される。このカム体７７の回転に伴って、大径部７２ａにはカム体７７から下方（弁体７１側）への押圧力が作用し、弁座７２ごと下降する。尚、弁座７２の下端面には、前記スプリング７４からの上向きの弾性付勢力が作用しているから、カム体７７の押圧が緩むと、弁座７２は、上端側の位置に復帰する。

弁座７２の本体部７２ｂは、前記貫通孔７０に上下に摺動可能な状態で内嵌している。
また、本体部７２ｂの上下中間部には、前記圧力室７６を内部流路４６に連通させる貫通穴７２ｃが形成してある。
本体部７２ｂの内周部における下端縁部が座部７２ｄとなり、前記弁体７１の弁部７１ａが当接することで、内部流路４６と内部流路４７との連通状態を遮断できる。また、座部７２ｄと弁部７１ａとの当接力を上回る油圧が内部流路４６に作用したら、弁体７１が押しさげられて、作動油は、貫通孔７０から内部流路４７に流入して内部流路４６と内部流路４７とを連通させるから、内部流路４６の油圧の低減を図る。
内部流路４６から内部流路４７へ作動油が流通する境界時の油圧が、可変リリーフ弁４５のリリーフ圧となる。

リリーフ圧は、前記雄ネジ部材７５（弁体調整機構Ｔ）の螺進による位置調整や、前記カム体７７の押圧力による弁座７２の位置変化によって変化し、要するに、スプリング７３による弁体７１への付勢力の大きさに応じて変化する。
当該実施形態においては、大径部７２ａを弁体７１側に押圧することで弁座７２を弁体７１に対して近接させて弁体７１のリリーフ圧を変更させる弁座調整機構Ｚは、前記カム体７７によって構成されている。
尚、弁座調整機構Ｚによる弁体７１のリリーフ圧の調整量は、弁体調整機構Ｔによる弁体７１のリリーフ圧の調整量よりも大きく設定してある。

前記カム体７７は、前記操作レバー５１の左右方向の操作に連係して、左右方向に揺動するように構成してある。従って、操作レバー５１が中立の状態にある時には、カム体７７も水平姿勢を維持し、弁座７２は、上限に位置している（図３（Ａ）参照）。
また、操作レバー５１を右端（又は左端）まで揺動操作すると、カム体７７は、右回転（又は左回転）で終端位置まで揺動し、弁座７２を押圧して下限まで下降させる（図３ （Ｂ）参照）。この状態においては、弁体７１のリリーフ圧は、上限値に達する。従って、サイドクラッチ装置Ｓが切作動して、入力軸１７からの駆動力がクローラ走行装置１の右の車軸２７（又は左の車軸２７）に伝達されないようになると共に、ブレーキ機構も作用し、機体は信地旋回する。操作レバー５１の揺動操作が小さい場合は、ブレーキ機構が作用しないことに加えて、弁体７１のリリーフ圧が上限値より減少するから、サイドクラッチ装置Ｓのクラッチ機構も切状態に作用して、旋回半径は大きくなる。

本実施形態の可変リリーフ弁４５によれば、ミッションケース８に一本の直線の貫通孔７０を形成することで、その中に弁体７１や弁座７２を仕込んでリリーフ弁を構成することができ、可変リリーフ弁４５を極めて簡単な構造にすることができる。従って、製作手間や材料コスト、及び、メンテナンス等の維持管理コストをそれぞれ低減することができる。
また、弁体調整機構Ｔや弁座調整機構Ｚを組み合わせた複雑なリリーフ圧調整を叶えることもできる。
即ち、高機能化とローコスト化とを共に叶えることができる。

〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。

〈１〉 リリーフバルブ４５は、先の実施形態で説明した可変リリーフ弁に限るものではなく、例えば、弁体調整機構Ｔと弁座調整機構Ｚとの両方を備えたものに替えて、弁体調整機構Ｔを省略した構成のものであってもよい。
〈２〉 弁座調整機構Ｚは、先の実施形態で説明したカム体７７によって構成してあるもの限るものではなく、例えば、油圧シリンダや、他の公知の押圧機構を備えた構成のものであってもよい。

尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

本発明のリリーフバルブは、コンバインばかりではなく、農用トラクタや乗用型田植機、ホイルローダ等の建設車両にも適用できる。

８ ミッションケース（ケーシングに相当）
４６ 内部油路（第１油路に相当）
４７ 内部油路（第２油路に相当）
７１ 弁体
７２ 弁座
７２ａ 大径部（操作部の一例）
７３ スプリング
７５ｂ スプリング受部
Ｔ 弁体調整機構
Ｚ 弁座調整機構

Claims (3)

1. 高圧側の第１油路とアンロード側の第２油路とをケーシング内に備え、
   前記第１油路と前記第２油路とを開閉可能な弁体と弁座、及び、前記弁体を前記弁座に弾性付勢可能なスプリングを、前記ケーシング内に設けてあるリリーフバルブであって、
   前記弁座を、前記弁体に対して前記スプリングの付勢方向に沿って近接離間可能に設けると共に、
   前記弁座の前記弁体とは反対側の端部に、前記ケーシングの外に露出させた操作部を設け、
   前記操作部を前記弁体側に押圧することで前記弁座を前記弁体に対して近接離間させて前記弁体のリリーフ圧を変更させる弁座調整機構を設けてあるリリーフバルブ。
2. 前記スプリングの前記弁体とは反対側を受けるスプリング受部を、前記スプリングの付勢方向に沿って移動させる弁体調整機構を設けてある請求項１に記載のリリーフバルブ。
3. 前記弁座調整機構による前記弁体のリリーフ圧の調整量は、前記弁体調整機構による前記弁体のリリーフ圧の調整量よりも大きく設定してある請求項２に記載のリリーフバルブ。

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