溢流阀的制作方法
【专利摘要】本发明提供能够抑制异物的咬入、且稳定地进行溢流压力的设定的溢流阀。在滑阀阀芯(18)的轴向一侧设有接受供给通路(13A)内的压力的凹形状的受压部(18A)、和沿径向贯通该受压部(18A)的前端筒部(18A1)地延伸且使该受压部的内、外在径向上连通的径向孔(18B)。在与位移限制部(14B)邻接的扩径孔部(14D)的内周和前端筒部的外周之间形成环状间隙(22)。在滑阀阀芯的开阀时，形成从供给通路经由受压部、径向孔沿箭头A方向流向油箱口的第一油通路(24)、和经由位移限制部与前端筒部(18A1)之间的轴向间隙(23)以及环状间隙(22)而沿箭头B方向流向油箱口的第二油通路(25)。
【专利说明】流阀
【技术领域】
[0001]本发明涉及适用于例如施工机械等液压设备的溢流阀。
【背景技术】
[0002]一般地，以液压挖掘机为代表的施工机械中，为了抑制在液压回路中发生与液压设备的破损、损伤等相关的剩余压力，而装备有溢流阀。这种以往技术的溢流阀构成为，在发生剩余压力时开阀而使剩余压力向油箱侧逸出。另外，作为这样的溢流阀，公知有如下结构，即、在阀外壳内设置滑阀滑动孔，使嵌插地设在该滑阀滑动孔内的滑阀阀芯在轴向滑动位移，来使上述剩余压力向油箱侧溢流(例如，参照专利文献1、2)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2005-69352号公报
[0006]专利文献2:日本特开2010-261366号公报
[0007]然而，上述的以往技术的溢流阀中，因异物的咬入而有发生下述的不良情况的担忧。即、在液压回路内流动的工作油(也包括压力油)中会混入例如切削加工所产生的切削粉、磨损粉等异物。这样的异物容易咬入将滑阀阀芯定位于闭阀方向的行程末端部的位移限制部和上述滑阀阀芯的端部之间。
[0008]在异物咬入上述位移限制部和滑阀阀芯之间的情况下，无法使滑阀阀芯完全闭阀。因此，液压回路内的压力油向溢流阀的油箱口侧泄漏，从而无法稳定地控制压力油的压力。并且，咬入一次的异物也不会因油液的流动而排出，会以附着于上述位移限制部和滑阀阀芯之间的状态而残留，也有损害溢流阀的压力设定功能的可能性。
【发明内容】
[0009]本发明是鉴于上述的以往技术的问题而完成的，本发明的目的在于提供能够抑制异物的咬入、并能够稳定地进行溢流压的设定的溢流阀。
[0010]为了解决上述的课题，本发明适用于如下的溢流阀，其具备:阀外壳，其设有向液压传动装置供给压力油的供给通路以及在该供给通路的中途位置开口的滑阀滑动孔；油箱口，其以与上述滑阀滑动孔连通的方式形成于该阀外壳，并与油箱连接；滑阀阀芯，其嵌插地设在上述阀外壳的滑阀滑动孔内，接受上述供给通路内的压力而沿轴向滑动位移从而相对于上述油箱口开、闭上述供给通路；位移限制部，其位于与上述供给通路面对的上述滑阀滑动孔的轴向一侧而设于上述阀外壳，限制上述滑阀阀芯在滑阀滑动孔内向闭阀方向滑动位移时的行程末端部；以及阀簧，其位于上述滑阀阀芯的轴向另一侧而设在上述滑阀滑动孔内，朝向该位移限制部并沿轴向对上述滑阀阀芯进行施力，将上述滑阀阀芯的开阀压力设定为溢流压力，当上述滑阀阀芯克服该阀簧开阀后，在该滑阀阀芯的轴向一侧的端面和上述位移限制部之间形成轴向间隙。
[0011]而且，方案一的发明所采用的结构的特征在于，在上述滑阀阀芯的轴向一侧，设有为了接受上述供给通路内的压力而一侧开口且另一侧闭塞的凹形状的受压部、和沿径向贯通该受压部的周壁地延伸且使该受压部的内、外在径向上连通的径向孔，在与上述位移限制部邻接的上述滑阀滑动孔的一侧和上述受压部的周壁外周之间形成环状间隙，该环状间隙在两者之间沿周向延伸且在上述滑阀阀芯的开阀时供油液流通，在上述滑阀阀芯的开阀时，形成从上述供给通路经由上述受压部以及上述径向孔流向上述油箱口的第一油通路、和经由上述位移限制部和滑阀阀芯之间的上述轴向间隙以及上述环状间隙而流向上述油箱口的第二油通路。
[0012]根据方案二的发明，在上述滑阀阀芯的轴向另一侧形成背压室，该背压室形成于上述滑阀滑动孔内且使背压作用于上述滑阀阀芯，上述滑阀阀芯的开阀时的上述轴向间隙的尺寸由上述阀簧的弹簧力和上述背压室的压力预先决定，形成于上述滑阀滑动孔的一侧和上述受压部的周壁外周之间的上述环状间隙的径向尺寸设定为比上述轴向间隙的尺寸大的尺寸。
[0013]根据方案三的发明，上述滑阀阀芯具有脊面部，该脊面部在上述滑阀滑动孔内沿轴向滑动位移时相对于上述油箱口开、闭上述供给通路，在上述滑阀阀芯的开阀时，将该脊面部相对于上述油箱口开口的轴向的开口量尺寸、上述环状间隙的径向尺寸以及上述轴向间隙的尺寸关系设定为轴向间隙<环状间隙<轴向的开口量。
[0014]根据方案四的发明，上述滑阀阀芯具有脊面部，该脊面部在上述滑阀滑动孔内沿轴向滑动位移时相对于上述油箱口开、闭上述供给通路，在上述滑阀阀芯的脊面部设有与上述径向孔连通的切口，该切口在上述滑阀阀芯的开阀时构成上述第一油通路以及第二油通路的一部分。
[0015]并且，根据方案五的发明，在上述位移限制部，且在供上述滑阀阀芯的轴向一侧的端面抵接的部位形成有斜向倾斜的环状的锥形面。
[0016]发明的效果如下。
[0017]如上所述，方案一的发明的溢流阀在滑阀阀芯的开阀时，能够经由第一油通路和第二油通路向油箱口排出供给通路内的压力油。此时，在第二油通路侧，供给通路内的压力油经由位移限制部和滑阀阀芯之间的轴向间隙以及环状间隙流向油箱口。因此，即使在滑阀阀芯的一侧端面和位移限制部之间产生了异物的嵌入的情况下，也能够利用从上述轴向间隙朝向环状间隙流动的油液(压力油)以向油箱口侧冲洗的方式排出上述异物。其结果，消除异物附着于上述位移限制部和滑阀阀芯之间而残留的情况，从而能够稳定地维持溢流阀的压力设定功能。即、当在供给通路内产生了剩余压力时，能够使该剩余压力向油箱口侧溢流，从而能够抑制剩余压力的发生。
[0018]方案二的发明中，利用阀簧的弹簧力和背压室的压力能够预先决定滑阀阀芯的开阀时的轴向间隙的尺寸(即、升程量)。除此之外，将滑阀阀芯形成于受压部的周壁外周侧的环状间隙的径向尺寸设定为比上述轴向间隙的尺寸大的尺寸。因此，当供给通路内的压力油通过第二油通路而向油箱口排出时，能够使油液的流速在轴向间隙的位置比在环状间隙的位置快，能够乘着此时的流动而从滑阀阀芯和位移限制部之间的轴向间隙排出异物。并且，此时的异物不会在受压部的周壁外周侧的环状间隙卡住。因此，没有阻碍滑阀阀芯的开、闭阀动作的担忧，从而能够使滑阀阀芯的滑动位移稳定。
[0019]根据方案三的发明，将滑阀阀芯的脊面部相对于油箱口开口的轴向的开口量尺寸设定为环状间隙的尺寸以上，且轴向间隙设定为比环状间隙小的尺寸。因此，当供给通路内的压力油通过第二油通路而向油箱口排出时，消除如下担忧，即、乘着第二油通路的流动而通过滑阀阀芯和位移限制部之间的轴向间隙的异物在直至从油箱口排出的路径中途卡住或嵌入，从而能够顺畅地进行异物的排出。
[0020]方案四的发明中，通过在滑阀阀芯的脊面部设置与径向孔连通的切口来调整油箱口相对于滑阀阀芯的滑动位移(移动)量的开口面积，从而能够提高设计的自由度。因此，滑阀阀芯在假设咬入有异物的情况下，即使在压力油的供给通路内和油箱口连通的状态下，也能够利用上述切口确保最低限度的压力。
[0021]方案五的发明中，利用形成于位移限制部的环状的锥形面能够减小滑阀阀芯的一侧端面抵接于位移限制部时的接触面积，由此，能够减少在两者的抵接部位产生异物的嵌入的可能性(即、嵌入风险)。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是与风扇马达的驱动用液压回路一起表示本发明的第一实施方式的溢流阀的纵向剖视图。
[0023]图2是在开阀状态下放大表示图1中的溢流阀的纵向剖视图。
[0024]图3是在开阀状态下表示第二实施方式的溢流阀的、与图2相同位置的纵向剖视图。
[0025]图4是在闭阀状态下表示第三实施方式的溢流阀的放大剖视图。
[0026]图5是在闭阀状态下表示第四实施方式的溢流阀的放大剖视图。
[0027]图6是在开阀状态下表示第五实施方式的溢流阀的放大剖视图。
[0028]符号的说明
[0029]I 一风扇马达(液压传动装置)，2—冷却风扇，3—液压泵，4 一油箱，5A、5B—主管路，7—支管路，8—节流阀，9一先导式溢流阀，11 一溢流阀，12一阀外壳，13一外壳主体，13A—供给通路，13B—阀安装孔，14 一带阶梯的套筒，14A—滑阀滑动孔，14B—位移限制部，15—塞柱，16—阀导向件，17—油箱口，17C—环状槽，18—滑阀阀芯，18A—受压部，18A1—前端筒部(轴向一侧的端面)，18A2—底部，18B—径向孔，18C—脊面部，19一背压室，20—阻尼室，21 一阀黃，22一环状间隙，23一轴向间隙，24一第一油通路，25一第_■油通路，31 一开口槽部，41 一切口，51—锥形面，61—圆弧面部(倒角部)，α—径向尺寸，β —尺寸，y —开口量尺寸。
【具体实施方式】
[0030]以下，参照图1至图6的附图，并以将本发明的实施方式的溢流阀用于风扇马达的驱动电路的情况为例详细地对该溢流阀进行说明。
[0031]此处，图1以及图2表示本发明的第一实施方式。图中，I是作为液压传动装置的风扇马达，该风扇马达I由液压马达构成，驱动冷却风扇2使其旋转。在以液压挖掘机为代表的施工机械上设有例如冷却发动机的冷却水的散热器、冷却工作油的油冷却器等热交换器(均未图示)，冷却风扇2朝向上述热交换器供给冷却风。
[0032]此外，设于施工机械的热交换器不限于上述散热器和油冷却器，例如也可以是包括附属设置于发动机的增压机的中间冷却器、使空调装置用的制冷剂凝结的冷凝器、冷却向发动机供给的燃料的燃料冷却器等的结构。即、供给来自冷却风扇2的冷却风的冷却对象的热交换器构成为包括上述散热器、油冷却器、中间冷却器、冷凝器、燃料冷却器中的至少一个、或者两个以上。
[0033]3是与油箱4 一起构成液压源的液压泵，该液压泵3由成为施工机械的原动机的柴油发动机(未图示)等驱动而旋转，吸入油箱4内的工作油，并且朝向后述的主管路5A吐出压力油。风扇马达1由从液压泵3供给的压力油驱动使之旋转。
[0034]5A、5B是相对于液压泵3、油箱4而连接风扇马达1的一对主管路，该主管路5A、5B中的一个主管路5A构成连接风扇马达1与液压泵3之间的高压侧的管路，另一个主管路5B构成连接风扇马达1与油箱4之间的低压侧的管路。风扇马达1与从主管路5A侧供给的压力油向主管路5B侧排出时的供排量(压力油的流量)成比例地增减转速。
[0035]6是以与风扇马达1成并列关系的方式在主管路5A、5B之间经由短接管路6A而设置的单向阀。该单向阀6阻止在短接管路6A内压力油朝向一个方向(即、从主管路5A侧至主管路5B)流通，允许油液朝向相反方向(从主管路5B侧至主管路5A)流通。由此，主管路5A侧成为负压趋势，或者在主管路5B侧发生配管的堵塞等的情况下，通过使单向阀6开阀，能够避免风扇马达1损伤那样的情况。
[0036]7是从高压侧的主管路5A分支的支管路，该支管路7的前端侧与后述的溢流阀11的背压室19连接。在支管路7的中途设有节流阀8和先导式溢流阀9，该先导式溢流阀9在比节流阀8靠近下游侧的位置，将支管路7内的压力调整为预先决定的设定压力。
[0037]S卩、先导式溢流阀9在支管路7内的压力越过上述设定压力的情况下开阀而使压力(压力油的一部分)向油箱管路10侧逸出。因此，对后述的溢流阀11的背压室19供给与上述设定压力相当的背压。此外，先导式溢流阀9也可以由使用了螺线管的可变溢流阀构成。此时，根据风扇马达1的额定输出、种类等能够可变地调整先导式溢流阀9的设定压力。
[0038]另一方面，节流阀8对在支管路7内朝向先导式溢流阀9流动的压力油给予节流作用，使节流阀8的前、后产生较大的压力差。因此，主管路5A内的压力设定为与后述的溢流阀11的背压室19比较高出相当于上述压力差的压力量的压力。
[0039]11是在第一实施方式中采用的风扇马达1用的溢流阀，该溢流阀11在从液压泵3吐出的压力油的压力达到预先决定的溢流设定压力(即、溢流压力)的情况下开阀，使在此以上的剩余压力向油箱4侧逸出而进行溢流。溢流阀11构成为包括后述的阀外壳12 (外壳主体13、带阶梯的套筒14、塞柱15以及阀芯导向件16)、滑阀阀芯18以及阀簧21。
[0040]12是溢流阀11的阀外壳，该阀外壳12构成为，包括构成溢流阀11的壳体的外壳主体13、后述的带阶梯的套筒14、以及塞柱15。在外壳主体13上设有成为上述主管路5A的一部分的压力油的供给通路13A、和在该供给通路13A的中途位置开口且供后述的带阶梯的套筒14旋入安装的阀安装孔13B。阀安装孔13B由沿与供给通路13A大致垂直的方向延伸的贯通孔构成。即、阀安装孔13B的轴向的一侧(内侧)面对供给通路13A开口，轴向的另一侧(外侧)在外壳主体13的外侧面开口。
[0041]14是从外壳主体13的外侧能够装卸地旋合于阀安装孔13B内地设置的带阶梯的套筒。如图1、图2所示，该带阶梯的套筒14和塞柱15—起从轴向的外侧闭塞外壳主体13的阀安装孔13B。带阶梯的套筒14形成为从轴向的一侧朝向轴向的另一侧(即、阀安装孔13B的轴向外侧)阶段性地扩径的带阶梯的筒状体。带阶梯的套筒14的内周面成为供后述的滑阀阀芯18嵌插的圆形的滑阀滑动孔14A。
[0042]在带阶梯的套筒14，且在面对供给通路13A的轴向的一侧设有位移限制部14B，该位移限制部14B形成为从带阶梯的套筒14的一侧端部向径向内侧突出的环状突起。位移限制部14B限制后述的滑阀阀芯18在滑阀滑动孔14A内向闭阀方向滑动位移时的行程末端部。即、滑阀阀芯18与位移限制部14B抵接从而保持于闭阀位置。位移限制部14B的内周面成为与供给通路13A常时连通的开口部14C。
[0043]另外，在带阶梯的套筒14的一侧内周，与位移限制部14B邻接地设有扩径孔部14D，该扩径孔部14D在与后述的滑阀阀芯18之间形成环状间隙22。扩径孔部14D的轴向尺寸尽量大地形成，并构成为在滑阀阀芯18的开阀时也与后述的径向孔18B至少局部地在径向上对置。
[0044]带阶梯的套筒14的轴向中间部成为旋入地安装在外壳主体13的阀安装孔13B内的固定筒部14E。带阶梯的套筒14的固定筒部14E以液密状态嵌合在外壳主体13的阀安装孔13B内。在带阶梯的套筒14的固定筒部14E、且在靠近轴向一侧的位置设有后述的环状槽17C以及连通孔17D。而且，当滑阀阀芯18处于闭阀状态时，带阶梯的套筒14的固定筒部14E将供给通路13A保持为相对于后述的油箱端口 17遮断的状态。
[0045]另一方面，在带阶梯的套筒14的轴向另一侧设有向外壳主体13的外部突出的突出筒部14F。该突出筒部14F的外侧面形成为六边形或者四边形，在将带阶梯的套筒14旋入于阀安装孔13B时，供例如扳手等工具(未图示)卡合于突出筒部14F。在带阶梯的套筒14的突出筒部14F与固定筒部14E之间形成有以液密状态抵接于外壳主体13的端面的环状阶梯部14G。
[0046]并且，在带阶梯的套筒14的固定筒部14E形成有与后述的背压室19连通的径向的油孔14H，在该油孔14H连接有支管路7的前端侧。此处，油孔14H在来自支管路7的油液向背压室19流入或者油液从背压室19流出时，还作为对该油液给予节流作用的节流孔而发挥功能。
[0047]15是构成阀外壳12的一部分的塞柱,该塞柱15从外侧旋合地设于带阶梯的套筒14的突出筒部14F的内周侧。塞柱15构成相对于外侧闭塞带阶梯的套筒14的突出筒部14F的栓体。此处，塞柱15的前端面(轴向一侧的端面)与后述的阀导向件16抵接，具有可变地调整后述的阀簧21的弹簧力的功能。即、阀簧21的弹簧力是通过改变塞柱15相对于突出筒部14F的旋合位置而使阀导向件16在带阶梯的套筒14 (滑阀滑动孔14A)内沿轴向移动来调整的。
[0048]16是能够位移地设在带阶梯的套筒14内的阀导向件，该阀导向件16在滑阀滑动孔14A内沿轴向引导后述的滑阀阀芯18，使滑阀阀芯18的开、闭阀动作(即、轴向的滑动位移)稳定。此处，阀导向件16的轴向的一侧成为引导滑阀阀芯18的导向筒部16A,轴向的另一侧成为承受后述的阀簧21的弹簧力的弹簧座部16B。另外，在阀导向件16的轴向中间部形成有补偿油液相对于后述的阻尼室20流入、流出的径向的油孔16C。
[0049]17是以与滑阀滑动孔14A连通的方式形成于阀外壳12的油箱口，该油箱口 17包括:沿阀安装孔13B的径向延伸地形成于外壳主体13、且经由油箱管路17A与油箱4连接的口孔17B ;形成于带阶梯的套筒14的内周面且遍及整周延伸的环状槽17C ;以及以使该环状槽17C与口孔17B连通的方式在带阶梯的套筒14的径向贯穿设置的多个连通孔17D。
[0050]此处，油箱口 17的环状槽17C配置于从带阶梯的套筒14的位移限制部14B、扩径孔部14D向轴向的另一侧分离预先决定的尺寸的位置(固定筒部14E的靠近轴向一侧的位置)。而且，当后述的滑阀阀芯18沿轴向滑动位移时，油箱口 17的环状槽17C通过后述的脊面部18C而相对于供给通路13A(即、后述的径向孔18B)连通、遮断。
[0051]18是嵌插地设于带阶梯的套筒14的滑阀滑动孔14A内的滑阀阀芯。该滑阀阀芯18在后述的受压部18A侧接受供给通路13A内的压力，并克服阀簧21沿轴向滑动位移。由此，滑阀阀芯18( S卩、后述的脊面部18C)相对于油箱口 17开、闭供给通路13A。
[0052]此处，在滑阀阀芯18的轴向一侧，以形成凹形状的方式形成有接受供给通路13A内的压力的受压部18A。如图2所示，受压部18A由筒状的周壁所构成的前端筒部18A1和底部18A2形成为凹形状。即、受压部18A的前端筒部18A1的轴向一侧与位移限制部14B的开口部14C在轴向上对置地开口，另一侧成为底部18A2而闭塞。
[0053]在受压部18A的前端筒部18A1设有沿径向贯通其周壁而延伸的合计四个径向孔ISB0该各径向孔18B形成为沿径向使受压部18A的内、外连通的贯通孔。此外，径向孔18B的个数不限定于四个，例如也可以是一至三个或者五个以上。
[0054]在滑阀阀芯18的外周侧，且在相对于受压部18A的底部18A2而成为径向外侧的位置设有环状的脊面部18C。在滑阀阀芯18在滑阀滑动孔14A内沿轴向位移时，该脊面部18C以将供给通路13A和油箱口 17之间进行连通、遮断的方式相对于带阶梯的套筒14的环状槽17C开、闭受压部18A以及径向孔18B。
[0055]滑阀阀芯18的轴向另一侧形成为在滑阀滑动孔14A内沿轴向延伸的圆筒状的有盖筒部18D。该有盖筒部18D以其内周面与阀导向件16的导向筒部16A的外周面滑动接触的方式嵌插。有盖筒部18D的另一侧端部成为承受后述的阀簧21的弹簧力的弹簧座部18E。
[0056]19是在带阶梯的套筒14的滑阀滑动孔14A内形成的背压室，该背压室19是形成于滑阀阀芯18的有盖筒部18D和阀导向件16之间的环状的油室。背压室19经由带阶梯的套筒14的油孔14H而与支管路7连接，经由阀导向件16的油孔16C而与后述的阻尼室20常时连通。
[0057]由此，由先导式溢流阀9设定压力的支管路7内的压力油经由油孔14H向背压室19 (包括阻尼室20)供给。因此，背压室19 (包括阻尼室20)内的压力以预先设定的压力作为向闭阀方向作用于有盖筒部18D侧的背压而作用于滑阀阀芯18。
[0058]20是形成于阀导向件16的导向筒部16A和滑阀阀芯18的有盖筒部18D之间的阻尼室。该阻尼室20经由阀导向件16的油孔16C而与背压室19常时连通。而且，阻尼室20和背压室19 一起使背压作用于滑阀阀芯18，当滑阀阀芯18向开、闭阀方向滑动位移时，以油孔14H、16C的节流作用使滑阀阀芯18的动作缓慢地缓和(缓冲)。
[0059]21是常时朝向闭阀方向对滑阀阀芯18施力的阀簧，该阀簧21位于滑阀滑动孔14A(背压室19)内而以压缩安装状态(即、预置状态)配设在阀导向件16的弹簧座部16B和滑阀阀芯18的弹簧座部18E之间。阀簧21以将滑阀阀芯18的前端筒部18A1向带阶梯的套筒14的位移限制部14B推压的方式进行施力，从而将滑阀阀芯18的开阀压力设定为溢流压力。
[0060]22是形成于与带阶梯的套筒14的位移限制部14B邻接的扩径孔部14D (滑阀滑动孔14A的一侧)与受压部18A的前端筒部18A1之间的环状间隙。如图2所示，该环状间隙22以径向尺寸α形成，在扩径孔部14D的内周面和前端筒部18Α1的外周面之间沿周向遍及整周地延伸。在滑阀阀芯18的开阀时，油液经由后述的轴向间隙23而在环状间隙22内向箭头B方向流通。
[0061]23是在滑阀阀芯18的开阀时形成于带阶梯的套筒14的位移限制部14Β与前端筒部18Α1之间的轴向间隙。如图2所示，该轴向间隙23具有轴向的尺寸β，该尺寸β是与滑阀阀芯18的开阀时的升程量(U 7卜量)相当的尺寸。即、滑阀阀芯18的升程量(尺寸β )由先导式溢流阀9的设定压力(溢流调整压力)、有盖筒部18D相对于背压室19 (包括阻尼室20)的受压面积、阀簧21的弹簧力、接受供给通路13Α内的压力的受压部18Α的受压面积等预先决定。
[0062]此处，环状间隙22的径向尺寸α比滑阀阀芯18的开阀时的轴向间隙23的尺寸β大，设定为满足下述的式I。换言之，在带阶梯的套筒14(滑阀滑动孔14Α)的一侧内周以满足式I的方式形成有扩径孔部14D。
[0063]式I
[0064]α > β
[0065]如图2所示，在滑阀阀芯18的开阀时，形成从阀外壳12的供给通路13Α经由滑阀阀芯18的受压部18Α以及各径向孔18Β沿箭头A方向流向油箱口 17的第一油通路24、和经由带阶梯的套筒14的位移限制部14Β和滑阀阀芯18之间的轴向间隙23以及环状间隙22沿箭头B方向流向油箱口 17的第二油通路25。
[0066]适用于第一本实施方式的风扇马达I的驱动电路的溢流阀11具有上述那样的结构，接下来，对其动作进行说明。
[0067]首先，若由柴油发动机等原动机(未图示)驱动液压泵3使之旋转，则油箱4内的工作油被液压泵3吸入，并且高压的压力油向主管路5Α内吐出。S卩、来自液压泵3的压力油经由主管路5Α向风扇马达I供给，其返回油经由主管路5Β向油箱4排出。
[0068]由此，风扇马达I驱动冷却风扇2使之旋转并能够向施工机械的热交换器(例如，散热器、油冷却器等)供给来自冷却风扇2的冷却风。风扇马达I的转速与经由主管路5Α、5Β的压力油的供排量(压力油的流量)成比例地增减，由先导式溢流阀9的设定压力(溢流调整压力)和溢流阀11的溢流设定压力决定。
[0069]然而，在液压回路内流动的压力油(B卩、工作油)中会混入例如切削加工所产生的切削粉、磨损粉等异物。这样的异物容易咬入溢流阀11的滑阀阀芯18 (前端筒部18Α1)与带阶梯的套筒14的位移限制部14Β之间。在异物咬入位移限制部14Β和滑阀阀芯18之间的情况下，无法使滑阀阀芯18完全闭阀，因而有液压回路内的压力油向溢流阀11的油箱口17侧泄漏的担忧，从而难以稳定地控制压力油的压力。
[0070]因此，根据第一实施方式，在滑阀阀芯18的轴向一侧，设有:为了接受供给通路13Α内的压力而一侧开口且另一侧闭塞的凹形状的受压部18Α、和沿径向贯通该受压部18Α的周壁(前端筒部18Α1)延伸且使该受压部18Α的内、外在径向上连通的径向孔18Β，在与位移限制部14Β邻接的滑阀滑动孔14Α的一侧(即、扩径孔部14D)和前端筒部18Α1的外周之间形成有在两者之间沿周向延伸且在滑阀阀芯18的开阀时供油液流通的环状间隙22。而且，溢流阀11构成为，在滑阀阀芯18克服阀簧21而开阀时，在该滑阀阀芯18的前端筒部18A1和带阶梯的套筒14的位移限制部14B之间形成轴向间隙23。
[0071]除此之外，构成为在滑阀阀芯18的开阀时，形成从供给通路13A经由受压部18A以及径向孔18B沿箭头A方向流向油箱口 17的第一油通路24、和经由位移限制部14B与滑阀阀芯18(前端筒部18A1)之间的轴向间隙23以及环状间隙22沿箭头B方向流向油箱口17的第二油通路25。
[0072]由此，溢流阀11能够在滑阀阀芯18的开阀时经由第一油通路24和第二油通路25将供给通路13A内的压力油向油箱口 17排出。此时，在第二油通路25侧，供给通路13A内的压力油经由轴向间隙23以及环状间隙22沿箭头B方向流向油箱口 17。
[0073]因此，如果在滑阀阀芯18的前端筒部18A1与位移限制部14B之间发生异物的咬入的情况下，也能够利用从轴向间隙23朝向环状间隙22沿箭头B方向流动的油液(压力油)以向油箱口 17侧冲洗的方式排出上述异物。其结果，异物不会以附着于位移限制部14B与滑阀阀芯18 (前端筒部18A1)之间的状态残留，从而能够稳定地维持溢流阀11所进行的压力设定功能。即、当在供给通路13A内产生剩余压力时，能够使该剩余压力向油箱口17侧溢流，从而能够抑制剩余压力的产生。
[0074]而且，第一实施方式中采用的溢流阀11能够通过阀簧21的弹簧力和背压室17(阻尼室20)的压力来预先决定滑阀阀芯18的开阀时的轴向间隙23的尺寸β (S卩、升程量)。除此之外，就滑阀阀芯18而言，将形成于前端筒部18A1的外周侧的环状间隙22的径向尺寸α设定为如式1所示地比轴向间隙23的尺寸β大的尺寸。
[0075]因此，当供给通路13Α内的压力油通过第二油通路25沿箭头Β方向向油箱口 17排出时，能够使油液的流速在轴向间隙23的位置比在环状间隙22的位置快，能够乘着此时的流动将异物从滑阀阀芯18(前端筒部18Α1)和位移限制部14Β之间的轴向间隙23排出。而且，此时的异物在受压部18Α的前端筒部18Α1的外周侧的环状间隙22不会卡住。由此，不会妨碍滑阀阀芯18的开、闭阀动作，从而能够使滑阀阀芯18的滑动位移稳定。
[0076]因此，第一实施方式中采用的溢流阀11通过采用上述那样的结构，能够抑制在滑阀阀芯18(前端筒部18Α1)和位移限制部14Β之间的轴向间隙23的异物的咬入，并且能够防止剩余压力的发生，能够稳定地进行溢流阀11的溢流压力的设定。
[0077]接下来，图3表示本发明的第二实施方式，在本实施方式中，对与上述的第一实施方式相同的构成要素赋予相同的符号，并省略其说明。然而，第二实施方式的特征在于，通过在滑阀阀芯18的脊面部18C设置开口槽部31，来满足后述的式2的关系。
[0078]第二实施方式中采用的开口槽部31以局部切取滑阀阀芯18的脊面部18C的方式形成，并在脊面部18C上设有多个。开口槽部31也可以是设于脊面部18C的切口。S卩、各开口槽部31分别以预先决定的尺寸形成于滑阀阀芯18的轴向和周向，并以预先决定的槽深(尺寸)形成于滑阀阀芯18的径向。而且，在滑阀阀芯18的开阀时，脊面部18C相对于油箱口 17的环状槽17C开口的轴向的开口量尺寸由开口槽部31设定为图3中所示的尺寸
Υ ο
[0079]此处，环状间隙22的径向尺寸α、轴向间隙23的尺寸β、由开口槽部31得到的脊面部18C的开口量尺寸(尺寸γ)设定为满足下述的式2的关系。即、环状间隙22的径向尺寸α比轴向间隙23的尺寸β大，且相对于开口槽部31得到的脊面部18C的轴向的开口量尺寸而成为尺寸Y以下的尺寸。
[0080]式2
[0081]β < a ^ y
[0082]滑阀阀芯18的脊面部18C通过满足式2的关系，从而在开阀时脊面部18C相对于油箱口 17的环状槽17C开口的轴向的开口量尺寸(尺寸Y)成为比轴向间隙23的尺寸β大的尺寸。因此，即使在滑阀阀芯18的闭阀时(B卩、前端筒部18Α1抵接在带阶梯的套筒14的位移限制部14Β上的状态)，脊面部18C也因开口槽部31而在油箱口 17的环状槽17C稍微持续开口。
[0083]由此，供给通路13Α内的压力油在滑阀阀芯18的闭阀时也通过开口槽部31向油箱口 17侧排出。但是，此时的油液量(油液的排出量)能够根据开口槽部31的形状而适当地调整。因此，能够将供给通路13Α(主管路5Α)内的压力保持为所希望的压力(即、用于驱动风扇马达I使之旋转所需要的压力)。
[0084]这样，在像这样构成的第二实施方式中，能够抑制异物咬入滑阀阀芯18 (前端筒部18Α1)与位移限制部14Β之间的轴向间隙23，能够得到与第一实施方式大致相同的效果。特别是在第二实施方式中，将滑阀阀芯18的脊面部18C相对于油箱口 17开口的轴向的开口量尺寸(开口槽部31得到的尺寸Y)设定为环状间隙22的径向尺寸α以上。
[0085]因此，在滑阀阀芯18的开阀时，当供给通路13Α内的压力油通过第二油通路25向油箱口 17排出时，能够消除以下担忧，S卩、乘着箭头B方向的流动而通过滑阀阀芯18(前端筒部18Α1)和位移限制部14Β之间的轴向间隙23通过的异物在直至从油箱口 17排出的路径(即、油通路25)的中途固着或咬入，从而能够顺畅地进行异物的排出。
[0086]接下来，图4表示本发明的第三实施方式，第三实施方式的特征在于，在滑阀阀芯的脊面部设置与径向孔连通的切口。此外，第三实施方式中，对与上述的第一实施方式相同的构成要素赋予相同的符号，并省略其说明。
[0087]附图中，41是形成于滑阀阀芯18的脊面部18C的多个切口，该各切口 41由剖面呈三角形或者四边形的凹口构成，并与滑阀阀芯18的各径向孔18Β连通。即、第三实施方式中采用的各切口 41通过局部地对滑阀阀芯18的脊面部18C进行切口而形成。各切口 41分别以预先决定的尺寸形成于滑阀阀芯18的轴向和周向，还以预先决定的槽深(尺寸)形成于滑阀阀芯18的径向。
[0088]如图4所示，在处于闭阀状态的滑阀阀芯18向开阀方向(即、前端筒部18Α1从位移限制部14Β分离的方向)移动的情况下，首先，滑阀阀芯18的切口 41与油箱口 17的环状槽17C连通，并且当滑阀阀芯18向开阀方向移动后，滑阀阀芯18的径向孔18Β和油箱口17 (形成于带阶梯的套筒14的环状槽17C)直接连通。各切口 41在滑阀阀芯18的开阀时构成第一油通路24以及第二油通路25的一部分。
[0089]因此，通过在滑阀阀芯18的脊面部18C设置切口 41，能够宽阔地设定滑阀阀芯18的滑动位移(移动)量和相对于油箱口 17的环状槽17C的开口面积的关系，如果在产生了异物的咬入的情况下，利用溢流阀11也能够确保最低限度的压力(即、驱动风扇马达I使之旋转所需要的压力)。
[0090]这样，在像这样构成的第三实施方式中，能够抑制异物咬入滑阀阀芯18(前端筒部18A1)与位移限制部14B之间，从而能够得到与第一实施方式大致相同的效果。特别是在第三实施方式中，做成在滑阀阀芯18的脊面部18C设置与径向孔18B连通的切口 41的结构。
[0091]由此，在调整油箱口 17相对于滑阀阀芯18的滑动位移(移动)量的开口面积时，能够提高设计的自由度。因此，做成如下结构:在滑阀阀芯18中如果咬入异物的情况下，SP使压力油的供给通路13A内和油箱口 17经由脊面部18C连通，也能够利用设于脊面部18C的切口 41确保最低限度的压力。
[0092]接下来，图5表示本发明的第四实施方式，第四实施方式的特征在于，在带阶梯的套筒的位移限制部设置环状的锥形面。此外，在第四实施方式中，对与上述的第一实施方式相同的构成要素赋予相同的符号，并省略其说明。
[0093]附图中，51是第四实施方式中采用的环状的锥形面，该锥形面51形成于带阶梯的套筒14的位移限制部14B中的、位于开口部14C的周围的部位。即、锥形面51在带阶梯的套筒14的位移限制部14B中的、供滑阀阀芯18的轴向一侧的端面(即、前端筒部18A1)抵接的部位作为斜向倾斜的面而形成。
[0094]锥形面51构成为，减小前端筒部18A1相对于位移限制部14B的接触面积，两者的接触成为线接触(或者，接近线接触的状态)。由此，在位移限制部14B与前端筒部18A1之间咬异物的风险变小。
[0095]这样，在像这样构成的第四实施方式中，能够抑制异物咬入滑阀阀芯18(前端筒部18A1)与位移限制部14B之间，从而能够得到与第一实施方式大致相同的效果。特别是在第四实施方式中，做成在带阶梯的套筒14的位移限制部14B设置环状的锥形面51的结构。
[0096]因此，利用形成于位移限制部14B的环状的锥形面51，能够减小滑阀阀芯18的轴向一侧的端面(即、前端筒部18A1)抵接于位移限制部14B时的接触面积，从而能够减少在两者的抵接部位发生异物咬入的可能性(即、咬入风险)。
[0097]接下来，图6中表示本发明的第五实施方式，本实施方式的特征在于，在滑阀阀芯的开阀时，使沿着带阶梯的套筒的内周面的油液的流动顺畅。此外，在第五实施方式中，对与上述的第一实施方式相同的构成要素赋予相同的符号，并省略其说明。
[0098]附图中，61是设于带阶梯的套筒14的位移限制部14B和扩径孔部14D之间的作为倒角部的圆弧面部，该圆弧面部61通过对位移限制部14B和扩径孔部14D之间的角部实施圆弧状的倒角而形成。当滑阀阀芯18如图6所示地开阀时，供给通路13A内的压力油通过第二油通路25而向油箱口 17排出，此时，利用圆弧面部61能够使箭头B方向的流动成为顺畅的流动。
[0099]S卩、圆弧面部61使通过滑阀阀芯18(前端筒部18A1)和位移限制部14B之间的轴向间隙23的箭头B方向的油液的流动成为沿着带阶梯的套筒14的位移限制部14B以及扩径孔部14D的内侧面的顺畅的流动。
[0100]这样，在像这样构成的第五实施方式中，能够抑制异物咬入滑阀阀芯18 (前端筒部18A1)与位移限制部14B之间的轴向间隙23，从而能够得到与第一实施方式大致相同的效果。特别是在第五实施方式中，在带阶梯的套筒14的位移限制部14B与扩径孔部14D之间的角部形成有圆弧面部61。
[0101]由此，圆弧面部61能够使滑阀阀芯18的开阀时的箭头B方向的油液的流动成为沿着带阶梯的套筒14的位移限制部14B以及扩径孔部14D的内侧面的顺畅的流动。因此，即使在前端筒部18A1和位移限制部14B之间进入异物，异物也容易乘着通过轴向间隙23的箭头B方向的流动，从而能够向油箱口 17侧容易地排出该异物。即、即使在异物咬入轴向间隙23的情况下，当利用第二油通路25的箭头B方向的流动排出该异物时，能够由圆弧面部61顺畅地向箭头B方向引导异物，从而能够容易地排出异物。
[0102]此外，上述第五实施方式中，以在带阶梯的套筒14的位移限制部14B和扩径孔部14D之间的角部形成圆弧面部61的情况为例进行了说明。但是，本发明不限定于此，例如也可以构成为，在位移限制部14B和扩径孔部14D之间的角部实施由斜向倾斜的面构成的倒角。
[0103]另外，上述第一实施方式中，以将溢流阀11用于风扇马达1的驱动电路的情况为例进行了说明。但是，本发明不限于此，例如也可以是用于驱动作业用的液压缸、行驶用或者回旋用的液压马达等的液压传动装置驱动电路的溢流阀。对于这方面上述第二?第五实施方式也相同。
[0104]并且，上述各实施方式中，以阀外壳12构成为包括外壳主体13和带阶梯的套筒14的情况为例进行了说明。但是，本发明不限于此，例如也可以构成为，阀外壳由单一部件形成，在该阀外壳设置压力油的供给通路和滑阀滑动孔。
[0105]接下来，记载上述各实施方式所包括的发明。根据本发明，适用于如下的溢流阀，其具备:阀的外壳主体，其设有向液压传动装置供给压力油的供给通路以及在该供给通路的中途位置开口的阀安装孔；作为阀筒部件的带阶梯的套筒，其以从外侧闭塞该外壳主体的阀安装孔的方式旋合地设于上述阀安装孔，内周侧成为与上述供给通路连通的滑阀滑动孔；油箱口，其以与上述滑阀滑动孔连通的方式形成于上述带阶梯的套筒以及外壳主体，并与油箱连接；滑阀阀芯，其嵌插地设在上述带阶梯的套筒的滑阀滑动孔内，通过接受上述供给通路内的压力而沿轴向滑动位移来相对于上述油箱口开、闭上述供给通路；位移限制部，其设于与上述供给通路面对的上述带阶梯的套筒的轴向一侧，限制上述滑阀阀芯在滑阀滑动孔内向闭阀方向滑动位移时的行程末端部；以及阀簧，其位于上述滑阀阀芯的轴向另一侧而设在上述带阶梯的套筒内，朝向该位移限制部而沿轴向对上述滑阀阀芯进行施力，并将上述滑阀阀芯的开阀压设定为溢流压力，其中，当上述滑阀阀芯克服该阀簧开阀后，在该滑阀阀芯的轴向一侧的端面和上述位移限制部之间形成轴向间隙。
[0106]在这样的溢流阀中，其特征在于，在上述滑阀阀芯的轴向一侧设有为了接受上述供给通路内的压力而一侧开口且另一侧闭塞的凹形状的受压部、和沿径向贯通该受压部的周壁延伸且使该受压部的内、外在径向上连通的径向孔，在与上述位移限制部邻接的上述带阶梯的套筒的一侧内周和上述受压部的周壁外周之间形成在两者之间沿周向延伸且在上述滑阀阀芯的开阀时供油液流通的环状间隙，在上述滑阀阀芯的开阀时，形成从上述供给通路经由上述受压部以及上述径向孔流向上述油箱口的第一油通路、和经由上述位移限制部和滑阀阀芯之间的上述轴向间隙以及上述环状间隙流向上述油箱口的第二油通路。
【权利要求】
1.一种溢流阀，其具备: 阀外壳，其设有向液压传动装置供给压力油的供给通路以及在该供给通路的中途位置开口的滑阀滑动孔； 油箱口，其以与上述滑阀滑动孔连通的方式形成于该阀外壳，并与油箱连接； 滑阀阀芯，其嵌插地设在上述阀外壳的滑阀滑动孔内，接受上述供给通路内的压力而沿轴向滑动位移从而相对于上述油箱口开、闭上述供给通路； 位移限制部，其位于与上述供给通路面对的上述滑阀滑动孔的轴向一侧而设于上述阀外壳，限制上述滑阀阀芯在滑阀滑动孔内向闭阀方向滑动位移时的行程末端部；以及 阀簧，其位于上述滑阀阀芯的轴向另一侧而设在上述滑阀滑动孔内，朝向该位移限制部并沿轴向对上述滑阀阀芯进行施力，将上述滑阀阀芯的开阀压力设定为溢流压力， 当上述滑阀阀芯克服该阀簧开阀后，在该滑阀阀芯的轴向一侧的端面和上述位移限制部之间形成轴向间隙， 上述溢流阀的特征在于， 在上述滑阀阀芯的轴向一侧，设有为了接受上述供给通路内的压力而一侧开口且另一侧闭塞的凹形状的受压部、和沿径向贯通该受压部的周壁地延伸且使该受压部的内、外在径向上连通的径向孔，在与上述位移限制部邻接的上述滑阀滑动孔的一侧和上述受压部的周壁外周之间形成环状间隙，该环状间隙在两者之间沿周向延伸且在上述滑阀阀芯的开阀时供油液流通，在上述滑阀阀芯的开阀时，形成从上述供给通路经由上述受压部以及上述径向孔流向上述油箱口的第一油通路、和经由上述位移限制部和滑阀阀芯之间的上述轴向间隙以及上述环状间隙而流向上述油箱口的第二油通路。
2.根据权利要求1所述的溢流阀，其特征在于， 在上述滑阀阀芯的轴向另一侧形成背压室，该背压室形成于上述滑阀滑动孔内且使背压作用于上述滑阀阀芯， 上述滑阀阀芯的开阀时的上述轴向间隙的尺寸由上述阀簧的弹簧力和上述背压室的压力预先决定， 形成于上述滑阀滑动孔的一侧和上述受压部的周壁外周之间的上述环状间隙的径向尺寸设定为比上述轴向间隙的尺寸大的尺寸。
3.根据权利要求1所述的溢流阀，其特征在于， 上述滑阀阀芯具有脊面部，该脊面部在上述滑阀滑动孔内沿轴向滑动位移时相对于上述油箱口开、闭上述供给通路， 在上述滑阀阀芯的开阀时，将该脊面部相对于上述油箱口开口的轴向的开口量尺寸、上述环状间隙的径向尺寸以及上述轴向间隙的尺寸关系设定为轴向间隙?环状间隙?轴向的开口量。
4.根据权利要求1所述的溢流阀，其特征在于， 上述滑阀阀芯具有脊面部，该脊面部在上述滑阀滑动孔内沿轴向滑动位移时相对于上述油箱口开、闭上述供给通路， 在上述滑阀阀芯的脊面部设有与上述径向孔连通的切口，该切口在上述滑阀阀芯的开阀时构成上述第一油通路以及第二油通路的一部分。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的溢流阀，其特征在于， 在上述位移限制部，且在供上述滑阀阀芯的轴向一侧的端面抵接的部位形成有斜向倾斜的环状的锥形面。
【文档编号】F16K17/06GK104295782SQ201410336207
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2013年7月16日
【发明者】安藤真和, 吉本光宏, 伊东英明, 泷口和夫, 高尾昌希 申请人:日立建机株式会社