JPH0215090Y2

JPH0215090Y2 -

Info

Publication number: JPH0215090Y2
Application number: JP17514483U
Authority: JP
Priority date: 1983-11-11
Filing date: 1983-11-11
Publication date: 1990-04-24
Also published as: JPS6085602U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、カウンタバランス弁の改良に関す
るものである。

従来、カウンタバランス弁Ｄは、第１図に示す
ように、負荷ＷをアクチユエータＥ（以下油圧シ
リンダＥと記す。）で上下動させる装置の負荷Ｗ
が作用する圧力室E₂に接続して使用されるもの
である。同図に示す装置において、主回路Ｉを油
圧源に接続し、主回路Ｆをタンクに接続すること
により、負荷Ｗが上動する。また、主回路Ｆを油
圧源に接続し、主回路Ｉをタンクに接続すると、
主回路Ｆの圧力によりカウンタバランス弁Ｄが作
動させられ、圧力室E₂の油圧がカウンタバラン
ス弁Ｄによつて制御される。このため、負荷Ｗの
下降速度は、主回路Ｆの圧力により制御される。

従来のカウンタバランス弁Ｄとしては、第２図
に示す構成のものがある。このカウンタバランス
弁Ｄは、主回路Ｆに接続するパイロツト回路５を
有するパイロツト部７と、このパイロツト部７に
対向する位置にあるばね室１０とが、スプール４
と本体１とによつて形成され、このスプール４に
は流量制御部１１とポペツト弁部１３とがあり、
本体１には別に逆止弁６を設けてあり、流量制御
部１１の漏れをポペツト弁部１３で防止するよう
になつている。

従つて、第１図に示した装置において、負荷Ｗ
を所定の位置に保持する場合、例えば主回路Ｆ，
Ｉを共にタンクに接続するか、あるいは主回路Ｉ
を閉鎖し主回路Ｆのみをタンクに接続すると、パ
イロツト回路５の油圧が下降するので、カウンタ
バランス弁Ｄのスプール４が第２図の位置に復帰
し、これによつてポートＡ，Ｂの間が流量制御部
１１及びポペツト弁部１３と逆止弁６とにより閉
鎖されるので、油圧シリンダＥの圧力室E₂に作
用する負荷による圧力が保持されて、油圧シリン
ダＥを定位置に保持することができる。

カウンタバランス弁Ｄは、前述のように油圧シ
リンダＥを定位置に保持するとき、流量制御部１
１の漏れを防止するため、室１２を介してポペツ
ト弁部１３を設けたものである。すなわち、油圧
シリンダＥの圧力室E₂に作用する圧力（負荷圧
力）はポートＡを介して逆止弁６と流量制御部１
１に作用する。流量制御部１１は、スプール４が
本体の内孔に摺動自在に挿入されたものであるか
ら、ポートＡから室１２へ微量の圧油が漏れ込
み、室１２内の油圧が上昇する。室１２の油圧が
上昇しても、スプール４の流量制御部１１側とポ
ペツト弁部１３側との受圧面積が等しければ、ス
プール４に対する室１２内の油圧による力は作用
しないものである。しかし、ポペツト弁部１３
は、そのシート部１３ａの面当り幅が流量制御部
１１の径より大きくなるものであるから、スプー
ル４は室１２に作用する油圧による作用力を受け
ることになり、その作用力によつてスプール４は
ばね室１０の方向へ押圧されるのである。そし
て、室１２の油圧は、負荷Ｗの大小に応じて変化
する。このため上記カウンタバランス弁Ｄは負荷
Ｗが大きくなると、スプール４をばね室１０の方
向へ押圧する力が増加するため、パイロツト回路
５からの油圧が低圧でもスプール４を移動させら
れる場合が生じるので、負荷がハンチングし、安
全な操作ができにくい欠点を有する。

この考案は、アクチユエータの負荷圧力を、カ
ウンタバランス弁のスプールのばね室側にも作用
させることによつて、負荷の大小に関係なく安定
した操作ができるようにすることをその技術的課
題とするものである。

上記技術的課題を解決するこの考案の技術的手
段は、方向切換弁に接続する第１ポートとアクチ
ユエータに接続する第２ポートとが開口する本体
に、第１、第２ポートが接続しスプールが摺動自
在に嵌入される内孔を設け、このスプールを介し
て対向する位置にパイロツト部とばね室を設ける
と共に前記第１ポートと第２ポートとの間に逆止
弁を設け、前記スプールに第２ポートから第１ポ
ートへの圧油の流れを制御する流量制御部を設け
たカウンタバランス弁において、前記スプールの
流量制御部とばね室との間に圧力室とポペツト弁
部とを順次配置し、前記ばね室の径を前記パイロ
ツト部の径とほぼ同等にすると共に、前記ポペツ
ト弁部の径をばね室の径より大径としてなり、前
記ばね室とポペツト弁部との間に第２ポートを開
口し、前記ばね室を第１ポートに接続したことを
特徴とする。

この技術的手段を有するこの考案は、第２ポー
トにアクチユエータの負荷圧力が作用すると、ス
プールが、ポペツト弁部の受圧面積とばね室の受
圧面積との差による押圧力でパイロツト部側に押
圧されるものであるから、負荷圧力が大きくなつ
た分だけパイロツト部に作用させる圧力が高圧化
され、従つてカウンタバランス弁の作動が安定
し、負荷のハンチングを防止できるものである。

上記したこの考案の技術的課題を解決する他の
技術的手段として、実開昭55−61661号に開示さ
れるように、第１ポートと第２ポートとが開口す
る本体の内孔にスプールを摺動自在に設け、この
スプールを第２ポート側にパイロツト部とばね室
とを対向して設けると共に、ばね室に連設して小
圧力室を設け、前記スプールの第２ポート側から
第１ポート側に向けて流量制御部、圧力室及びポ
ペツト弁部を順次配置し、前記小圧力室を第２ポ
ートに接続したものがある。

上記した他の技術的手段によれば、アクチユエ
ータの負荷圧力が小圧力室に作用し、スプールは
この小圧力室に作用する押圧力によつてパイロツ
ト部の方向に押圧される。このため、パイロツト
部に作用させるパイロツト圧力も負荷に応じて大
きくなり、負荷のハンチングを防止できるもので
ある。しかし、この技術的手段によれば、第２ポ
ート側から、第１ポート側に向つて流量制御部、
圧力室、ポペツト弁部が順次配置されているもの
であるから、その用途に制限を受ける。すなわ
ち、第１図に示すように、一つの負荷Ｗを一つの
アクチユエータで制御する場合に用いれば特に問
題ないものであるが、建設機械のブーム俯仰装置
（例えば実開昭55−68701号）のように、一つの負
荷を複数のアクチユエータで駆動する回路に用い
る場合は、複数のアクチユエータの負荷圧力を同
一に制御する（同一に制御しなければ負荷が傾
く。）必要性から、複数のアクチユエータの負荷
圧力発生側の圧力室を一つのカウンタバランス弁
で制御し（実開昭55−68701号の第３図）、そのカ
ウンタバランス弁と複数のアクチユエータの負荷
圧力発生側の圧力室との間に圧力同調回路を設け
ることになる。そうすると、この圧力同調回路の
破損によるアクチユエータの自走をさけるために
複数のアクチユエータの負荷圧力発生側の圧力室
とカウンタバランス弁との間にパイロツトチエツ
ク弁を設けなければならないのであるが、これに
対し、この考案は、流量制御部からばね室に向け
て圧力室とポペツト弁部を順次配置するものであ
るから、ポペツト弁部をパイロツトチエツク弁と
して利用することが可能である。従つて、上記し
た建設機械のブーム俯仰装置の回路にこの考案の
カウンタバランス弁を用いる場合においては、
各々のカウンタバランス弁の圧力室を接続し、こ
の回路を複数のアクチユエータ圧力同調回路にす
ることにより、前記したパイロツトチエツク弁を
省くことができるので、回路構成が簡単になる効
果を生じる。すなわち、カウンタバランス弁の機
能（流量制御機能）とパイロツトチエツク弁の機
能（ポペツト弁部）とを機能上分離させ得るので
ある。

以下、この考案の実施例について説明する。第
３図及び第４図に示すものは複数のアクチユエー
タに一つの負荷を駆動させる装置に用いるカウン
タバランス弁に適用した実施例である。第３図に
おいて、カウンタバランス弁Ｋは、第４図に示す
カウンタバランス弁K₁，K₂と同一のものである。
また、第２図に示したカウンタバランス弁Ｄと構
造上対応する部分は第３図に同じ図面符号で示し
てある。

カウンタバランス弁Ｋの本体１には、方向切換
弁Ｖに接続する第１ポート２と、アクチユエータ
E₁₀，E₂₀（以下油圧シリンダと記す。）の圧力室に
接続する第２ポート３が開口していて、その第１
ポート２に接続する通路２ａと、その第２ポート
３に接続する通路３ａと、通路２ａ，３ａが開口
しスプール４が摺動自在に嵌入される内孔１ａ
と、通路２ａ，３ａ間に通路２ａから通路３ａ方
向への流れを順方向とする逆止弁６とが設けてあ
る。

スプール４は、図における下端に本体１の内孔
１ａで形成されるパイロツト部７を備え、上端に
はばね室１０を備えている。図中８は第１カラー
であり、本体１に嵌入されており、これにスプー
ル４の上端部が摺動自在に嵌入している。また、
スプール４に沿つて通路２ａから通路３ａの方向
に、順次流量制御部１１、圧力室１２及びポペツ
ト弁部１３が位置するように設けてある。

流量制御部１１は、内孔１ａとスプール４の第
１大径部４ａとで形成してあり、圧力室１２と通
路２ａとの間の流量を制御するように切り欠きを
設けてある。ポペツト弁部１３は、スプール４の
第２大径部４ｂと第２カラー１４とで形成してあ
り、通路３ａと圧力室１２との間を開閉するもの
である。この流量制御部１１とポペツト弁部１３
とは、共にスプール４がパイロツト部７に供給さ
れるパイロツト圧油により作動させられたとき、
それぞれが上記したように作動するものである
が、この実施例では、ポペツト弁部１３が通路３
ａと圧力室１２とを接続した後、流量制御部１１
が圧力室１２と通路２ａとの間を制御し始める関
係にしてある。（この関係は、この実施例のカウ
ンタバランス弁を第４図に示す回路に用いるため
になされた関係であり、他の回路に用いる場合
は、特にこの関係にせずポペツト弁部の開閉と流
量制御部の作動とが同時に起こるような関係にし
てもよいものである。）そして、ばね室１０は、
通路１５により第１ポート２に接続してある。

次に、上記カウンタバランス弁Ｋを、一つの負
荷を複数のアクチユエータで駆動する油圧回路に
用いた第４図に示す回路について説明する。なお
説明に当つてカウンタバランス弁K₁，K₂には、
第３図で説明したカウンタバランス弁の符号に
「′」及び「″」を付けて表示する。

第４図において、方向切換弁Ｖを、中立位置
V₁から切換位置V₂に操作すれば、油圧源Ｐから
の圧油が、主回路Ｆを介して油圧シリンダE₁₀，
E₂₀の圧力室E₁₁，E₂₁に供給されるので、主回路
Ｆの油圧が上昇し、この油圧はパイロツト回路
５′，５″を介してカウンタバランス弁K₁，K₂の
パイロツト部７′，７″に作用し、このパイロツト
圧力による押圧力がばね９′，９″の押圧力に達す
ると、スプール４′，４″が共に上方に移動させら
れる。このため、カウンタバランス弁K₁，K₂の
ポペツト弁部１３′，１３″が開き、第２ポート
３′，３″と圧力室１２′，１２″とが接続される。
このポペツト弁部１３′，１３″が開くと、油圧シ
リンダE₁₀，E₂₀の圧力室E₁₃，E₂₃が圧力調整回路
Ｈで接続されるので、圧力室E₁₃，E₂₃内の負荷圧
力は同圧となる。さらにスプール４′，４″が上方
に移動させられると、流量制御部１１′，１１″が
作動し始め、圧力室１２′，１２″と通路２a′，２
a″の間の圧油の流量を制御し始める。このとき、
流量制御部１１′，１１″のいずれかが先に作用す
ると（カウンタバランス弁K₁，K₂の性能により
カウンタバランス弁K₁，K₂が同時に作動しない
場合）、油圧シリンダE₁₀，E₂₀の圧力室E₁₃，E₂₃
は、圧力同調回路Ｈにより、いずれか早く作動し
た方の流量制御部により同時に制御される。この
ように流量制御部１１′，１１″のいずれかが作動
すると、油圧シリンダE₁₀，E₂₀の圧力室E₁₃，E₂₃
の圧油は、カウンタバランス弁K₁，K₂を介して
主回路Ｉ、方向切換弁Ｖを経てタンクＴへ流出さ
れる。このため、油圧シリンダE₁₀，E₂₀のロツド
E₁₄，E₂₄が下降する。

次に、方向切換弁Ｖを切換位置V₂から中立位
置V₁に切り換えると、主回路ＦがタンクＴに接
続され、主回路Ｉが閉鎖される。主回路Ｆがタン
クＴに接続されることにより、パイロツト室７′，
７″のパイロツト圧力が下降するので、スプール
４′，４″がばね９′，９″の押圧力によつて図示の
位置に復帰し始める。このとき、カウンタバラン
ス弁K₁，K₂のポペツト弁部１３′，１３″は、流
量制御部１１′，１１″が圧力室１２′，１２″と通
路２a′，２a″との間を閉鎖した後、ポペツト弁部
１３′，１３″が通路３a′，３a″との間を閉鎖する
ものであるから、流量制御部１１′，１１″の作動
おくれがあつても、前述した場合と同様に油圧シ
リンダE₁₀，E₂₀の圧力室E₁₃，E₂₃の負荷圧力は同
圧の状態で閉鎖される。このため、負荷Ｗは傾く
ことなく停止させられる。

方向切換弁Ｖを中立位置V₁から切換位置V₃に
切り換えると、主回路Ｉが油圧源Ｐに接続され、
主回路ＦがタンクＴに接続される。このため、油
圧シリンダE₁₀，E₂₀の圧力室E₁₃，E₂₃には、圧油
が主回路Ｉ、カウンタバランス弁K₁，K₂の第１
ポート２′，２″、通路２a′，２a″、逆止弁６′，
６″、通路３a′，３a″を介して供給され、圧力室
E₁₁，E₂₁の油は主回路Ｆを介してタンクＴに流出
するものであるから、油圧シリンダE₁₀，E₂₀のロ
ツドE₁₄，E₂₄が負荷Ｗを上動させる。

次に、第５図に示す他の実施例について説明す
る。この実施例は、油圧シリンダE₁₀，E₂₀の圧力
室E₁₃，E₂₃の油の排出流量をカウンタバランス弁
K₁のみで制御する回路に用いたものである。こ
のためもう一つのカウンタバランス弁は、第４図
に示すカウンタバランス弁K₂のスプール４″を改
良して、その流量制御部１１″を省いた構成のス
プール４としたものであり、第５図にはカウン
タバランス弁K₃として表示してある。なお、他
の構成は第４図の実施例と同一である。

第５図において、方向切換弁Ｖを中立位置V₁
から切換位置V₂に切り換えると、油圧源Ｐから
の圧油が主回路Ｆに供給され、主回路Ｉがタンク
Ｔに接続される。そして主回路Ｆの油圧は、カウ
ンタバランス弁K₁，K₃のパイロツト部７′，７″
にパイロツト回路５′，５″を介して作用する。従
つてこの油圧による押圧力がばね９′，９″の押圧
力を越えると、スプール４′，４が共に図にお
ける上方に移動させられる。このスプール４′，
４の上方向への移動によりポペツト弁部１３′，
１３″が開くと、油圧シリンダE₁₀，E₂₀の圧力室
E₁₃，E₂₃は共に室１２′，１２″に接続され、この
室１２′，１２″は圧力同調回路H′で接続される。
このため、ポペツト弁部１３′，１３″が開かれる
と、油圧シリンダE₁₀，E₂₀の圧力室E₁₃，E₂₃は同
圧となる。カウンタバランス弁K₁，K₃のスプー
ル４′，４が上動させられると、カウンタバラ
ンス弁K₁の流量制御部１１′が室１２′と第１ポ
ート２′との間の流量を制御し始める。従つて、
油圧シリンダE₁₀，E₂₀の圧力室E₁₃，E₂₃の油はカ
ウンタバランス弁K₁の流量制御部１１′、第１ポ
ート２′を介して方向切換弁よりタンクＴへ排出
されるので、油圧シリンダE₁₀，E₂₀の圧力室E₁₃，
E₂₃の圧力を同圧に制御する。

次に、切換位置V₂から中立位置V₁に操作する
場合は、主回路ＦがタンクＴに接続されるので、
カウンタバランス弁K₁，K₃のスプール４′，４
は共に第５図の位置に復帰する。そのとき流量制
御部１１′が復帰（室１２′と第１ポート２′との
間を閉鎖）し、その後ポペツト弁部１３′，１
３″が第２ポート３′，３″と室１２′，１２″との
夫々の間を閉鎖するものであるから、油圧シリン
ダE₁₀，E₂₀の圧力室E₁₃，E₂₃とを同圧にした状態
で停止させる。

このように前述した、効果のほかに、この考案
のカウンタバランス弁によれば、カウンタバラン
ス弁のスプールのみを交換することにより、回路
を変えることなく制御流量を変えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は負荷をアクチユエータで上下動させる
装置にカウンタバランス弁を用いた従来例を示す
回路図、第２図は第１図における従来のカウンタ
バランス弁の概略の構造を示す縦断面図、第３図
はこの考案の１実施例を示す縦断面図、第４図は
同実施例のカウンタバランス弁の使用例を示す回
路図、第５図は同実施例のカウンタバランス弁の
他の使用例を示す回路図である。Ｋ，K₁，K₂，K₃……カウンタバランス弁、１
……本体、２，２′，２″……第１ポート、３，
３′，３″……第２ポート、４，４′，４″，４…
…スプール、５，５′，５″……パイロツト回路、
６，６′，６″……逆止弁、７，７′，７″……パイ
ロツト部、１０，１０′，１０″……ばね室、１
１，１１′，１１″……流量制御部、１２，１２′，
１２″……室（圧力室）、１３，１３′，１３″……
ポペツト弁部、１５，１５′，１５″……通路、１
ａ……内孔、２ａ，２a′，２a″……通路、３ａ，
３a′，３a″……通路、４ａ……第１大径部、４ｂ
……第２大径部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

方向切換弁に接続する第１ポートとアクチユエ
ータに接続する第２ポートとが開口する本体に、
第１、第２ポートが接続しスプールが摺動自在に
嵌入される内孔を設け、このスプールを介して対
向する位置にパイロツト部とばね室を設けると共
に前記第１ポートと第２ポートとの間に逆止弁を
設け、前記スプールに第２ポートから第１ポート
への圧油の流れを制御する流量制御部を設けたカ
ウンタバランス弁において、前記スプールの流量
制御部とばね室との間に圧力室とポペツト弁部と
を順次配置し、前記ばね室の径を前記パイロツト
部の径とほぼ同等にすると共に、前記ポペツト弁
部の径をばね室の径より大径としてなり、前記ば
ね室とポペツト弁部との間に第２ポートを開口
し、前記ばね室を第１ポートに接続したことを特
徴とするカウンタバランス弁。