JP2942570B2

JP2942570B2 - カウンターバランス弁

Info

Publication number: JP2942570B2
Application number: JP17650289A
Authority: JP
Inventors: 茂樹丸地; 貴敬武藤
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1989-07-07
Filing date: 1989-07-07
Publication date: 1999-08-30
Anticipated expiration: 2014-08-30
Also published as: JPH0341273A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、カウンターバランス弁に係り、特に、弁を
構成する部品数の削減、それによる加工、組立作業の容
易化を図ったものに関する。

（従来の技術）第４図及び第５図を参照して従来例を説明する。第４
図はカウンターバランス弁の断面図であり、第５図は回
路図である。

弁本体101は、中空状のチューブ103と、このチューブ
103の一端に装着された栓部体105と、他端に装着された
ボトム107とから構成されている。

弁本体101内には、スプール109が摺動自在に収容され
ており、このスプール109の一端開口部には閉塞部材111
が嵌着されている。この閉塞部材111には、凸部113が形
成されていて、この凸部113の端面はパイロット圧受圧
面115となっている。また、スプール109の他端側は充実
されていて、閉塞部117となっている。

上記凸部113は、栓部体105に形成されたパイロット圧
導入孔119に摺動自在に挿入されている。一方、上記閉
塞部117は、ボトム107に形成された円筒121内に摺動自
在に挿入されている。

スプール109の両端と弁本体101との間には、室123、1
25がそれぞれ形成されている。

また、スプール109内には、逆止弁127が設けられてい
る。この逆止弁127は、ボール状弁体129と、このボール
状弁体129を部材131を介して図中右方向に付勢するスプ
リング133とから構成されている。

スプール109には、上記逆止弁127によって中空部13
5、137が形成されており、逆止弁127は、中空部137から
135に向かう流通のみを許容している。

室123及び125は、中空部135を介して連通されてい
る。すなわち、室123は、流路139、ダンピングオリフィ
ス141を介して、中空部135に連通している。一方、室12
5は、ダンピングオリフィス143、流路145を介して中空
部135に連通している。

また、スプール109は、連通圧縮コイルスプリング147
によって、図中左方向に付勢されており、スプール109
に形成されたテーパ部149が、弁本体101に形成された段
部150に圧接された状態にある。それによって、ポート1
51から153に向かう流れを遮断している。

かかる構成をなすカウンターバランス弁は、例えば、
第５図に示すような回路中に介挿されて使用される。こ
の回路は、ワーク155を昇降させるためのものである。

ワーク155はシリンダ157に連通されている。また、ポ
ート151をシリンダ157の室Ａと連通し、ポート153を方
向切換弁159に連通する。また、方向切換弁159とシリン
ダ157の室を連通する。さらに、パイロット圧導入孔119
を方向切換弁159とシリンダ157の室Ｂを連通する通路の
分岐路161に連通する。

なお、方向切換弁159には、油圧ポンプ163、タンク16
5が接続されている。

まず、方向切換弁159を図中右側位置に切り換える。
油圧ポンプ163からの圧油は、ポート153を介して弁本体
101内に流入する。弁本体101内に流入した圧油は、流入
孔167を介して、中空部137内に流入し、逆止弁127を開
弁させて流出孔169及びポート151を介して、シリンダ15
7の室Ａ内に流入する。これによって、シリンダ157は上
昇され、ワーク155も上昇する。

次に、方向切換弁159を図中左側位置に切り換える。
油圧ポンプ163からの圧油は、シリンダ157の室Ｂ内に流
入するとともに、その一部は分岐路161を介してパイロ
ット圧導入孔119に導入される。

パイロット圧導入孔119に導入された圧力は、パイロ
ット圧受圧面115に作用し、スプール109を圧縮コイルス
プリング147のスプリング力に抗して図中右側に移動さ
せる。

その際、ダンピングオリフィス143、141が作用して、
スプール109の図中右側への移動を緩速なものとする。
スプール109の移動により、テーパ部149が段部150より
離間し、ポート151から153に向かう流路を開放する。し
たがって、シリンダ157の室Ａ内の圧油は、タンク165に
戻る。

このように、ダンピングオリフィス143、141によっ
て、スプール109を緩速で移動させることができるの
で、シリンダ157の急激な降下を防止することができ
る。

（本発明が解決しようとする課題）上記従来の構成によると、次のような問題があった。

その構成上、全体の軸中心を完全に一致させるため
に、各部品の加工精度を上げなければならないという問
題があった。例えば、スプール109と栓部体105の組み付
け構造などその典型である。すなわち、このスプール10
9には閉塞部材111を組み付けるとともに、この閉塞部材
111に形成した凸部113を、栓部体105に形成したパイロ
ット圧導入孔119に摺動自在に挿入する。このとき、ス
プール109と閉塞部材の凸部113との軸中心、及び、この
凸部113と栓部体のパイロット圧導入孔119との軸中心の
それぞれを、完全に一致させておかないと、スプールの
摺動性が損なわれる。また、その摺動性が損なわれるだ
けでなく、テーパ部149と段部150とのシート性までも損
なわれてしまう。

テーパ部と段部とのシート性が損なわれれば、その部
分の密封性も悪くなり、負荷の中立保持能力にも影響を
及ぼすことになる。

しかも、スプールに閉塞部材を組み付け、その上に栓
部体を必要とするというように、その部品点数も多くな
るので、上記の加工精度の問題も含めて、コストがかさ
むという欠点があった。

本発明はこのような点に基づいてなされたもので、そ
の目的とするところは、部品数を減少させることによ
り、加工、組立を容易にし、かつ、中立時リークを防止
し得るカウンターバランス弁を提供することにある。

（課題を解決するための手段）この発明は、弁本体と、弁本体内に摺動自在に組み込
んだスプールと、弁本体内に設けるとともに、スプール
の両面に位置させた一対の室と、一方の室内に組み込む
とともにその弾性力を上記スプールに作用させる弾性部
材と、スプールの外周と弁本体の内周との間によって構
成するとともに、弁本体に形成したポートと他方の室と
を連通する負荷側通路と、上記弾性部材の弾性力によっ
てスプールに形成した環境のテーパ部を他方の室の内周
に形成した段部に押しつけて上記負荷側通路を遮断する
構成にしたシート部と、上記スプールに形成するととも
にその両側の室を連通し、かつ、上記ポートにも連通す
る連通路と、連通路に設けるとともに、ポート側から両
室側への圧油の流通のみを許容する逆止弁と、連通路に
設けたダンピングオリフィスと、スプールの外周に形成
するとともにパイロット圧を導くパイロット圧受圧面と
を備え、上記パイロット圧受圧面にパイロット圧を導く
と、スプールがスプリングをたわませながら移動して上
記シート部を開き、ポートと他方の室とを連通させる構
成にしたことを特徴とする。

（本発明の作用）スプールは、弾性部材によって常時付勢されていて、
シート部によって負荷側通路を遮断している。

その状態で、ポート側から圧油を導くと、逆止弁が開
弁されて、圧油が逆止弁を介してスプール内の連通路を
介して他方の室からアクチュエータの一方の室に供給さ
れる。また、アクチュエータの他方の室に圧油を供給す
ると、その圧油の一部がパイロット圧受圧面に作用し
て、スプールが弾性部材に抗して移動する。これによっ
てシート部が開き、アクチュエータの一方の室の圧油が
負荷側通路を介して排出される。

その際、スプールの連通路に装着されたダンピングオ
リフィスの作用によって、スプールの移動が緩速なもの
となり、負荷側通路の開放が徐々に行なわれるので、負
荷の復帰も緩やかに行なわれる。

（本発明の実施例）以下第１図を参照して、本発明の第１実施例を説明す
る。

第１図は本実施例によるカウンターバランス弁の断面
図である。

弁本体１は中空状をなしていて、その一端は開口３と
なっており、また、他端には、栓部体５が嵌着されてい
る。

上記弁本体１内には、スプール７が摺動可能に収容さ
れている。スプール７は中空状をなしていて、その一端
はポート９となっており、他端には部材11がねじ込まれ
ている。スプール７には軸方向に連通路10が形成されて
おり、また、上記部材11にも上記連通路に連通する連通
路12が形成されている。これら連通路10、及び12を介し
て、スプール７の軸方向両側に形成された室ａ、ｂが連
通されている。

上記部材11と既に述べた栓部体５との間には、圧縮コ
イルスプリング13が張設されており、スプール７はこの
圧縮コイルスプリング13によって、図中左方向に常時付
勢されている。

弁本体１には、段部15が形成されており、一方、スプ
ール７側にはテーパ部17が形成されている。上記圧縮コ
イルスプリング13によって、テーパ部17を段部15に圧接
して、この発明のシート部を構成している。そして、こ
のシート部によって、室ｂ側と弁本体１のポート19側と
を結ぶスプール７の外周と弁本体１の内周との間に構成
した負荷側通路を遮断している。

スプール７内の連通路10には、逆止弁21が設けられて
いる。この逆止弁21は、中空状の弁体23と、この弁体23
と上記部材11との間に張設され、弁体23を図中左方向に
常時付勢するスプリング25とから構成されている。

弁体23の図中左端部には、テーパ部27が形成されてお
り、一方、スプール７側には段部29が形成されている。
テーパ部27は段部29に圧接されている。逆止弁21は、ポ
ート19から、連通路10の一部である迂回路14を介して、
ポート９方向へ向かう流通のみを許容するものである。

上記部材11の通路12は、ダンピングオリフィス31が装
着されている。負荷側の圧力は、このダンピングオリフ
ィス31を介して、室ａ側にも作用している。また、弁本
体１の側部には、パイロット圧導入孔33が形成されてい
る。また、上記パイロット圧導入孔33位置のスプール７
には段部が形成されていて、そこがパイロット圧受圧面
34となっている。このパイロット圧受圧面34の面積Ｓ
は、次のような値である。

Ｓ＝π（a²−b²）/4 …（１）ただし、 a:段部の大径部の直径 b:段部の小径部の直径かかる構成をなすカウンターバランス弁は、シリンダ
35及び方向切換弁37に接続されていて、ワーク39の昇降
動作に寄与する。

シリンダ35の室Ａと方向切換弁37とは、配管41を介し
て接続されている。また、シリンダ35の室Ｂとポート９
とは、配管43を介して接続されている。また、方向切換
弁37とポート19とは、配管45を介して接続されている。

上記配管41からは、配管47が分岐されており、この配
管47はパイロット圧導入孔33と接続されている。

また、方向切換弁37には、圧油ポンプ49とタンク51と
が接続されている。

以上の構成を基にその作用を説明する。

まず、方向切換弁37を図中右側位置に切り換える。油
圧ポンプ49からの圧油は、配管45、ポート19を介して、
弁本体１内に流入し、逆止弁21の弁体23を図中右方向に
付勢する。それによって、逆止弁21が開弁され、圧油
は、迂回路14、ポート９、配管43を介して、シリンダ35
の室Ｂに作用する。これによって、ワーク39は上昇され
る。

方向切換弁37を図中左側位置に切り換える。油圧ポン
プ49からの圧油は、配管41を介して、シリンダ35の室Ａ
に作用する。それと同時に、配管47を介して、パイロッ
ト圧導入孔33にパイロット圧が作用する。

このパイロット圧の作用により、スプール７は、圧縮
コイルスプリング13のスプリング力に抗して、図中右方
向に移動する。これによって、テーパ部17と段部15との
圧接状態が解除され、シリンダ35の室Ｂからの圧油は、
開口３及びポート19を結ぶ負荷側通路を流通し、配管45
を介してタンク51に戻る。

その際、ダンピングオリフィス31の作用により、スプ
ール７は緩速で移動する。よって、圧油の戻りが徐々に
行なわれ、ワーク39が急激に降下することを防止してい
る。

以上本実施例によると、カウンターバランス弁を構成
する部品数が減少し、特に、嵌合要素となる部品数が減
少したこと、ダンピングオリフィスが１個でこと足りる
こと、により加工、組立が大幅に容易になった。

その際、カウンターバランス機能が何等損なわれてい
ないことは勿論である。

また、加工、組立が容易になったことにより、加工、
組立精度の維持が容易になり、よって、中立時リークも
防止される。

次に第２図を参照して第２の実施例を説明する。

この実施例の場合には、弁本体１とスプール７の側部
にポート61を形成し、このポート61とシリンダ35の室Ｂ
とを配管43で接続する。

また、スプール７の連通路10の図中左端に別のダンピ
ングオリフィス63を設けたものである。

この場合には、前記第１実施例と同様の効果を奏する
ことはもとより、ダンピングバランス機能をさらに高め
ることができる。

次に、第３図を参照して第３実施例を説明する。スプ
ール71の一端側には連通路72が形成されていて、その図
中左端開口はポート73となっている。スプール71の他端
75は中実状になっている。

上記連通路72には、逆止弁77が設けられている。この
逆止弁77は、弁体79と、スプール71に取付けられたカラ
ー81と、弁体79及びカラー81との間に張設され、弁体79
を常時右方向に付勢するスプリング83とから構成されて
いる。

弁体79にはテーパ部84が形成され、スプール71には段
部86が形成されている。テーパ部84は段部86に圧接され
ている。

スプール71の他端75には、上記連通路72に連通する連
通路85が形成され、この連通路85には、ダンピングオリ
フィス87が装着されている。

その他の構成は前記第１実施例の場合と同様であり、
同符号を付して示し、その説明は省略する。

以上の構成を基にその作用を説明する。

まず、方向切換弁37を図中右側位置に切り換える。油
圧ポンプ49からの圧油は、配管45、ポート19を介して、
弁本体１内に流入し、逆止弁77の弁体79を図中左方向に
付勢する。それによって、逆止弁77が開弁され、圧油
は、連通路72、ポート73、配管43を介して、シリンダ35
の室Ｂに作用する。これによって、ワーク39は上昇され
る。

このパイロット圧の作用により、スプール７は、圧縮
コイルスプリング13のスプリング力に抗して、図中右方
向に移動する。これによって、シリンダ37の室Ｂからの
圧油は、ポート73及び19を結ぶ負荷側通路を流通し、配
管45を介してタンク51に戻る。

その際、ダンピングオリフィス87の作用により、スプ
ール７は緩速で移動する。よって、圧油の戻りが徐々に
行なわれ、ワーク39が急激に降下することを防止してい
る。

この実施例の場合にも、前記第１実施例の場合と同様
に、部品数が減少し、加工、組立が容易になるととも
に、中立時リークの防止を図ることができる。

また、この場合にも、スプール71の左側端部に別のダ
ンピングオリフィスを設け、かつ、弁本体１及びスプー
ル71の側部にポートを形成して、シリンダ35の室Ｂと接
続することにより、カウンターバランス機能をさらに固
めるようにしてもよい。

（本発明の効果）本発明によれば、例えば、従来のようにスプール閉塞
部材をはめつけたり、その閉塞部材に形成した凸部を、
栓部材のパイロット圧導入孔に挿入したりしなくてもよ
いので、その分、部品点数が少なくなるとともに、組み
付け工数も少なくてすみ、コストを大幅にダウンさせる
ことができる。

また、パイロット圧受圧面は、スプールを形成すると
きに同軸加工することができる。そのため、スプールの
加工精度を高く維持しつつ、その加工コストを安くでき
る。

なお、本発明は、スプールの両側の室における受圧面
積差によってスプールを切り換えるタイプのものではな
い。そのため、例えば切換弁を中立にして、アクチュエ
ータを一定の位置に保持する場合に、その保持圧によっ
て、スプールに大きな推力が作用することがない。

したがって、スプールの位置を保つために、スプリン
グのイニシャル荷重を大きく設定する必要がない。この
ようにイニシャル荷重を大きくせずにすめば、スプリン
グの大型化を防止でき、スプリングを組み込む一方の室
の大型化も防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例によるカウンターバランス
弁の断面図、第２図は第２実施例によるカウンターバラ
ンス弁の一部断面図、第３図は第３実施例によるカウン
ターバランス弁の断面図、第４図及び第５図は従来例を
示す図で、第４図はカウンターバランス弁の断面図、第
５図は回路図である。１……弁本体、７……スプール、９、19……ポート、1
0、12……連通路、13……圧縮コイルスプリング（弾性
部材）、14……迂回路、21……逆止弁、31……ダンピン
グオリフィス、33……パイロット圧導入孔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16K 17/04 F15B 11/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】弁本体と、弁本体内に摺動自在に組み込ん
だスプールと、弁本体内に設けるとともに、スプールの
両面に位置させた一対の室と、一方の室内に組み込むと
ともにその弾性力を上記スプールに作用させる弾性部材
と、スプールの外周と弁本体の内周との間によって構成
するとともに、弁本体に形成したポートと他方の室とを
連通する負荷側通路と、上記弾性部材の弾性力によって
スプールに形成した環状のテーパ部を他方の室の内周に
形成した段部に押しつけて上記負荷側通路を遮断する構
成にしたシート部と、上記スプールに形成するとともに
その両側の室を連通し、かつ、上記ポートにも連通する
連通路と、連通路に設けるとともに、ポート側から両室
側への圧油の流通のみを許容する逆止弁と、連通路に設
けたダンピングオリフィスと、スプールの外周に形成す
るとともにパイロット圧を導くパイロット圧受圧面とを
備え、上記パイロット圧受圧面にパイロット圧を導く
と、スプールがスプリングをたわませながら移動して上
記シート部を開き、ポートと他方の室とを連通させる構
成にしたことを特徴とするカウンターバランス弁。