JPH0633906A - リリーフ機能付きカウンターバランス弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リリーフ機能を有するにも拘らず全体の構造
が簡単でかつ安価に製作でき、しかもバルブ特性の設定
を容易に行えるカウンターバランス弁を提供する。 【構成】 カウンターバランス弁（１）のスプールを各
給排通路（１５、１６）に対応するよう２個の分割スプ
ール（２５、２６）から構成し流体アクチュエータがポ
ンプ作用をして排出側給排通路が所定圧以上の高圧とな
ったときに高圧を受けて供給側給排通路の分割スプール
を流路面積が増大する側に移動させる移動手段を設け、
移動手段が作動したとき排出側給排通路と供給側給排通
路とを連通して排出側給排通路内の高圧流体を供給側給
排通路にリリーフさせる連通通路（７２）を設け、分割
スプール間の液室と給排通路との間に絞り切換弁（８
０）を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、切換弁と流体アクチュ
エータとを接続する一対の給排通路の途中に介装された
リリーフ機能付きカウンターバランス弁に関し、より詳
しくはクローラ車両の駆動系に設置するのに好ましいリ
リーフ機能付きカウンターバランス弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カウンターバランス弁としては、
例えば実開昭５４−４４３９０号公報に記載されている
ようなものが知られており、ケーシング内にカウンター
バランス弁およびリリーフ弁を互いに離して設けるとと
もに、これら両方の弁を複数本の通路を介して接続して
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなものはカウンターバランス弁の他に構造が複雑なリ
リーフ弁を設け、さらに、これら２個の弁間を複数の通
路によって接続するようにしているので、全体の構造が
複雑になるとともに、製作費も高価となってしまうとい
う問題点がある。

【０００４】本発明者は、リリーフ機能を有するにも拘
らず全体の構造が簡単でかつ安価に製作でき、しかもバ
ルブ特性の設定を容易に行えるカウンターバランス弁を
提供することを目的とし、先にカウンターバランス弁の
スプールを各給排通路に対応するよう２個の分割スプー
ルから構成するとともに、該各分割スプール内に軸方向
に形成した穴と該穴内にそれぞれ摺動可能に挿入された
ロッドからなり、流体アクチュエータがポンプ作用をし
て排出側給排通路が所定圧以上の高圧となったときに該
高圧を受けて供給側給排通路の分割スプールを流路面積
が増大する側に移動させる移動手段を設けており、前記
各ロッドが軸方向に分離されており、さらに、前記移動
手段が作動したとき排出側給排通路と供給側給排通路と
を連通して排出側給排通路内の高圧流体を供給側給排通
路にリリーフさせる連通通路を設けたリリーフ機能付き
カウンターバランス弁を提案した。

【０００５】この提案装置においては、切換弁が流れ位
置に切換えられると、供給側給排通路に高圧流体が流入
し、排出側給排通路が低圧側に接続される。このとき、
排出側給排通路の分割スプールは前記供給側給排通路内
の圧力に感応して移動し、該排出側給排通路の流路面積
を調整する。

【０００６】次に、流体アクチュエータがポンプ作用を
行なうようになると、供給側給排通路の圧力が低下し排
出側給排通路の圧力が上昇する。そして、排出側給排通
路の圧力が所定圧以上の高圧まで上昇すると、移動手段
が該高圧を受けて作動し、供給側給排通路の分割スプー
ルを流路面積が増大する側に移動させる。この結果、排
出側給排通路と供給側給排通路とが連通通路を通じて連
通し、これにより、排出側給排通路内の高圧流体が連通
通路を通じて供給側給排通路にリリーフされる。これに
より流体アクチュエータがポンプ作用を行なったときの
回路に生じるサージ圧が防止される。このように、本発
明のカウンターバランス弁は簡単な構造でありながらカ
ウンターバランス機能、リリーフ機能の双方を果すこと
ができる

【０００７】。

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した先
の提案装置における流体アクチュエータの起動性を一層
良好とし、また、この流体アクチュエータをクローラ車
両に搭載した場合に、登り坂での停止時に車両がずり落
ちることを防止できるリリーフ機能付き流体アクチュエ
ータを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
の目的を切換弁と流体アクチュエータとを接続する一対
の給排通路の途中に介装され、供給側給排通路内の圧力
に感応して排出側給排通路の流路面積を調整するように
したカウンターバランス弁において、該カウンターバラ
ンス弁のスプールを各給排通路に対応する２個の分割ス
プールから構成するとともに、該各分割スプール内に軸
方向に形成した穴と該穴内にそれぞれ摺動可能に挿入さ
れたロッドからなり、流体アクチュエータがポンプ作用
をして排出側給排通路が所定圧以上の高圧となったとき
に該高圧を受けて供給側給排通路の分割スプールを流路
面積が増大する側に移動させる移動手段を設けており、
前記移動手段が作動したとき排出側給排通路と供給側給
排通路とを連通して排出側給排通路内の高圧流体を供給
側給排通路にリリーフさせる連通通路を設け、前記２個
の分割スプール間の液室と前記給排通路との間に絞り切
換弁を設け、該絞り切換弁の一方のパイロット室を前記
給排通路に連なるパイロット通路に連通するとともに他
方のパイロット室に前記連通通路に連なるパイロット通
路を連通したことを特徴とするリリーフ機能付きカウン
ターバランス弁により達成する。

【０００９】

【作用】本発明に係るリリーフ機能付きカウンターバラ
ンス弁を搭載したクローラ車両の起動時には絞り切換弁
が全開位置となり、このため戻り通路側分割スプールの
外側への移動速度が大きく、従って起動性が良好とな
る。

【００１０】また、クローラ車両が登り坂で停止時に
は、絞り切換弁が全開位置となり、これにより戻り通路
側分割スプールの内側への移動速度が大きくなり、クロ
ーラ車両が登り坂道でずり落ちることが防止される。

【００１１】この点について、より詳細に説明する。仮
に分割スプールの内側への移動速度が小さいならば（つ
まり、固定絞りを設けているならば）、戻り通路側分割
スプールが内側に戻るときに、分割スプール間の油室の
油が排出されにくいから、この油室の圧力が上昇し、こ
の上昇した圧力によって供給通路側分割スプールが外方
に移動させられ、供給側通路と戻り側通路が連通通路を
介して接続するため、車両がずり落ちることになる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１から図３において、切換弁１と流体ポンプ
２とが供給通路３を介して接続され、切換弁１とタンク
４とが排出通路５を介して接続されている。

【００１３】カウンターバランス弁９と切換弁１とが一
対の第１給排路１０、１１を介して接続され、カウンタ
ーバランス弁９とクローラ車両を駆動走行させる流体ア
クチュエータ１２とが一対の第２給排路１３、１４を介
して接続されている。

【００１４】第１、第２給排路１０、１３および第１、
第２給排路１１、１４は全体として、切換弁１と流体ア
クチュエータ１２とを接続する一対の給排通路１５、１
６を構成しており、カウンターバランス弁９はこれら給
排通路１５、１６の途中に介装されることになる。

【００１５】カウンターバランス弁９はブロック状の本
体１８を有し、この本体１８内には直線状に延び円形断
面のスプール室１９が形成されている。本体１８のスプ
ール室１９の長手方向両端にはそれぞれキャップ２０、
２１がねじ込み固定され、キャップ２０、２１により前
記スプール室１９の両端が閉止されている。本体１８、
キャップ２０、２１は全体として、内部にスプール室１
９が形成されたケーシング２２を構成している。スプー
ル室１９内にスプール２４が密封状に摺動可能に収納さ
れ、スプール２４は前記給排通路１５、１６に対応する
よう軸方向中央において２分割された２個の分割スプー
ル２５、２６から構成されている。

【００１６】本体１８に段差２９、３０が形成され、分
割スプール２５、２６の軸方向外端（分割スプール２５
の左端、分割スプール２５の右端）には段差２９、３０
に当接可能なフランジ２７、２８が形成されている。分
割スプール２５、２６がそれぞれ軸方向に内側に向けて
移動してフランジ２７、２８が段差２９、３０に当接す
ると、分割スプール２５、２６は軸方向内側への移動が
規制され内端位置Ａで停止する（図１参照）。分割スプ
ール２５、２６はそれぞれこの内端位置Ａから軸方向外
側へ移動することができる。また、分割スプール２５、
２６が内端位置Ａで停止しているとき、互いに対向する
内端面３１、３２間には小間隙（液室）３３が形成され
る。

【００１７】本体１８に一対の第１通路３５、３６が形
成され、その一端がそれぞれ第１給排路１０、１１に接
続され、他端がスプール室１９に開口している。本体１
８に一対の第２通路３７、３８が形成され、その一端が
それぞれ第２給排路１３、１４に接続され、他端が第１
通路３５、３６より軸方向内側位置でスプール室１９に
開口している。

【００１８】分割スプール２５、２６がそれぞれ内端位
置Ａに位置しているとき（図１）には、第１通路３５と
第２通路３７との間の連通および第１通路３６と第２通
路３８との間の連通は分割スプール２５、２６により遮
断され、また、分割スプール２５、２６がそれぞれ内端
位置Ａから軸方向外側に移動したとき（図３）には、第
１通路３５と第２通路３７との間および第１通路３６と
第２通路３８との間は連通する。

【００１９】カウンターバランス弁９にチェック弁３
９、４０が内蔵され、チェック弁３９は第１通路３５と
第２通路３７との間に介装されチェック弁４０は第１通
路３６と第２通路３８との間に介装されている。チェッ
ク弁３９は第１給排路１０から第２給排路１３への流体
の流れのみを許容し、また、チェック弁４０は第１給排
路１１から第２給排路１４への流体の流れのみを許容す
る。

【００２０】選択通路４３は一端が第１給排路１０に他
端が第１給排路１１に接続され、この選択通路４３の途
中には選択通路４３の中央に向かう流れのみを許容する
シャトル弁４４が介装されている。また、シャトル弁４
４には中間通路４６が接続されている。選択通路４３、
シャトル弁４４、中間通路４６は全体として供給側の給
排通路１５、１６から高圧流体を選択して取出す高圧選
択機構４７を構成している。

【００２１】高圧通路４８がケーシング２２に形成さ
れ、高圧通路４８の一端は絞り切換弁８０を介して中間
通路４６に接続され、他端はスプール室１９の軸方向中
央に開口している。高圧選択機構４７によって取出され
た高圧流体は高圧通路４８を通じて分割スプール２５、
２６間のスプール室１９（間隙３３）に導かれ、分割ス
プール２５、２６の内端面３１、３２に作用して分割ス
プール２５、２６に対し軸方向外側に向かう流体力を付
与する。

【００２２】分割スプール２５、２６の内端面３１、３
２から所定深さの盲穴５２、５３がそれぞれ分割スプー
ル２５、２６と同軸に形成され、穴５２、５３には第
１、第２ロッド体５４、５５がそれぞれ密封状に摺動可
能に挿入されている。第１、第２ロッド体５４、５５は
それぞれ軸方向に分割された２つのロッド小片５４ａ、
５４ｂ、５５ａ、５５ｂからなっている。図示した実施
例ではロッド小片５４ａ〜５５ｂの本体部分は同径とし
ており、穴５２、５３の最奥部に位置するロッド小片５
４ｂ、５５ｂの奥側の先端５４ｃ、５５ｃは本体部分よ
り小径としている。

【００２３】スプール室１９の分割スプール２５、２６
の外端面とキャップ２０、２１との間にスプリング室６
１、６２が構成され、スプリング室６１、６２と第１通
路３５、３６とは分割スプール２５、２６に形成された
伝達通路６３、６４を介して常時連通しており、給排通
路１５、１６内の流体がそれぞれ伝達通路６３、６４を
通じて分割スプール２５、２６の外端面に導かれる。ス
プリング室６１、６２内に復帰スプリング６５、６６が
それぞれ収納され、復帰スプリング６５、６６は分割ス
プール２５、２６を内端位置Ａに向かってそれぞれ付勢
している。内部通路６８、６９がそれぞれ分割スプール
２５、２６に形成され、一端が第２通路３７、３８にそ
れぞれ連通し、他端が穴５２、５３の最深部にそれぞれ
連通しており、給排通路１５、１６内の流体はチェック
弁３９、４０から内部通路６８、６９を通じて穴５２、
５３の最深部にそれぞれ流入し、第１、第２ロッド体５
４、５５の外端面に導かれる。

【００２４】連通通路７２がケーシング２２に形成さ
れ、連通通路７２の左端が第２通路３７より軸方向内側
のスプール室１９に、右端が第２通路３８より軸方向内
側のスプール室１９に開口しており、分割スプール２
５、２６の周面に形成された環状凹部２５ａ、２６ａと
の協動により連通通路７２の左端は分割スプール２５が
内端位置Ａに位置しているとき（図１、図２）には第２
通路３７から遮断され、分割スプール２５が内端位置Ａ
から軸方向外側へ移動したとき（図３）には第２通路３
７に連通する。同様に連通通路７２の右端は分割スプー
ル２６が内端位置Ａに位置しているとき（図１）には第
２通路３８から遮断され、分割スプール２６が内端位置
Ａから軸方向外側へ移動したとき（図２、図３）には第
２通路３８に連通する。このように両方の分割スプール
２５、２６が内端位置Ａから軸方向外側へ移動したと
き、この連通通路７２を通じて給排通路１５、１６同士
が連通する。分割スプール２５、２６の凹部２５ａ、２
６ａと穴５２、５３の軸方向中間部とが内部通路６８
ａ、６９ａを通じて連通しており、凹部２５ａ、２６ａ
内の圧力が穴５２、５３の中間部に伝達される。

【００２５】穴５２、５３、ロッド体５４、５５、内部
通路６８、６９は全体として、流体アクチュエータ１２
がポンプ作用をして排出側の給排通路１５、１６が所定
圧以上の高圧となったとき、該高圧を受けて供給側の給
排通路１５、１６の分割スプール２５、２６を流路面積
が増大する側に、即ち軸方向外側に移動させる移動手段
７０を構成している。

【００２６】絞り切換弁８０は、一方のパイロット室８
１にパイロット通路８３、８４を介して前述した第２通
路３７、３８の圧力が供給され、また、他方のパイロッ
ト室８２にはパイロット通路８５を介して連通通路７２
の圧力が供給される。なお、８６は絞り切換弁８０を付
勢するばねであり、後述する作用を奏するよう、そのば
ね力を設定している。両パイロット室８１、８２に作用
する圧力に応じて絞り切換弁８０は所定の弁操作位置を
とり、それに応じて絞り切換弁８０を流れる流量を変化
させる。

【００２７】次に、本実施例の作用について説明する。
切換弁１が中立位置Ｃにあるときには、カウンターバラ
ンス弁９の各部は図１の状態となる。この中立位置Ｃか
ら切換弁１が流れ位置、例えば平行流位置Ｄに切換えら
れ、流体ポンプ２から吐出された高圧流体を供給側の給
排通路１５に流入させるとともに、排出側の給排通路１
６をタンク４に接続すると（図２）、給排通路１５に流
入した高圧流体はカウンターバランス弁９のチェック弁
３９を通過し流体アクチュエータ１２に流入して流体ア
クチュエータ１２を回転させ、その後低圧流体となって
給排通路１６に排出される。また、給排通路１５に流入
した高圧流体は第２通路３７からパイロット通路８３を
通り、絞り切換弁８０のパイロット室８１に至り、パイ
ロット通路８５およびばね８６のばね力に打勝って絞り
切換弁８０を全開状態とする。

【００２８】従って、給排通路１５に流入した高圧流体
は選択通路４３、シャトル弁４４、中間通路４６からな
る高圧選択機構４７により選択されて全開状態の絞り切
換弁８０を通り高圧通路４８に取出され、分割スプール
２５、２６間の小間隙３３に流入し、両分割スプール２
５、２６の内端面３１、３２に作用する。一方、前記給
排通路１５内の高圧流体は伝達通路６３を通じて分割ス
プール２５のスプール室６１に臨む左側外端面にも導か
れる。このため、分割スプール２５の両端面に作用する
流体力はバランスし、供給側給排通路１５の分割スプー
ル２５は内端位置Ａにおいて停止し続ける。

【００２９】他方、分割スプール２６のスプール室６２
に臨む右側外端面には伝達通路６４から給排通路１６内
の低圧流体が導かれるため、分割スプール２６の左側の
内端面３２と右側外端面との両端面に作用する流体力に
差が発生し、この結果、排出側給排通路１６の分割スプ
ール２６のみが供給側給排通路１５内の圧力に感応して
スプリング６６を圧縮しながら軸方向外側（右方向）に
向かって高速で移動し、給排通路１６の流路面積を調整
する。分割スプールの移動速度が大きいので、起動性が
良好である。

【００３０】分割スプール２６の右方向移動により給排
通路１６の流路面積が増大するため、流体アクチュエー
タ１２から流出した低圧流体は給排通路１６および排出
側通路５を通りタンク４に排出される。このようにして
流体アクチュエータ１２が所定速度で回転しクローラ車
両が前進する。なお、このとき、第１ロッド体５４の外
端面（左端面）には内部通路６８を通じて給排通路１５
内の高圧流体が導かれるので、高圧流体の流体力により
第１、第２ロッド体５４、５５は一体となってロッド小
片５５ｂの先端が分割スプール２６の穴５３の最奥部に
当接するまで右方に移動される（図２）。

【００３１】上述の状態で、クローラ車両が登り坂を走
行中に、この登り坂で停止するときには、切換弁１を中
立位置Ｃとする。これによりクローラ車両はずり落ちよ
うとするから、つまり液圧アクチュエータ１２が逆転し
ようとするから、給排通路１３には高圧が発生し、一
方、排出側給排通路１４にはブレーキ圧は発生せず絞り
切換弁８０にはパイロット通路８３から高圧が供給さ
れ、パイロット通路８５から供給される排出側圧力およ
びばね８６のばね力に打勝ち全開位置を保持し、絞り切
換弁８０による絞り効果が生じない。従って両分割スプ
ール２５、２６の両端面３１、３２間の流体は全開位置
にある絞り切換弁８０を通り排出されるため昇圧しな
い。従って、分割スプール２５は図２に示す位置に保持
され、分割スプール２６は内側へ大きな移動速度で移動
し、従って、クローラ車両が登り坂道でずり落ちること
がない。

【００３２】次に、再び切換え弁１を平行流位置Ｄに切
換え、クローラ車両が下り坂を走行するようになって流
体アクチュエータ１２がポンプ作用、即ち供給側給排通
路１５から流体を吸引し、排出側給排通路１６に流体を
吐出するようになると、給排通路１５内および高圧通路
４８内の圧力が低下し、給排通路１６、即ち第２給排路
１４内の圧力が上昇する。これにより、排出側の分割ス
プール２６は復帰スプリング６６に付勢されて内端位置
Ａに向かって左方向へ移動するが、このように分割スプ
ール２６が移動すると、給排通路１６の開口面積が徐々
に減少し、第２給排路１４内の圧力が上昇する。この上
昇した第２給排路１４内の圧力は流体アクチュエータ１
２に背圧として作用し流体アクチュエータ１２に制動力
を付与する。このとき、給排通路１６内の圧力が上昇し
た流体は内部通路６９を通じて第２ロッド体５５の右側
ロッド小片５５ｂの外端面５５ｃに導かれるため、ロッ
ド５４、５５はロッド５４の左側ロッド小片５４ｂが分
割スプール２５の穴５２の最奥部に当接するまで左方に
向かって移動する。そして、分割スプール２６の左方移
動によって給排通路１６の開口面積が大幅に減少され、
第２給排路１４内の圧力が所定圧以上の高圧まで上昇す
ると、分割スプール２６内のロッド５５に作用する流体
力が復帰スプリング６５の付勢力を上回るようになる。
このとき、移動手段７０が該高圧を受けて作動し、その
ロッド５４、５５が供給側給排通路１５の分割スプール
２５を軸方向外側（左方）に向かって、即ち流路面積が
増大する側に移動させる。一方、排出側給排通路１６の
分割スプール２６は未だ内端位置Ａに向かって移動して
いる途中であるため、両方の分割スプール２５、２６は
内端位置Ａから軸方向外側に変位しており、この結果、
連通通路７２の両端はそれぞれ第２通路３７、３８にそ
れぞれ連通する（図３参照）。

【００３３】これにより、排出側の給排通路１６と供給
側の給排通路１５とが連通通路７２を通じて連通し、所
定圧以上の高圧となった給排通路１６内の流体は連通通
路７２を通じて給排通路１５にリリーフされ、回路内に
サージ圧が発生する事態が防止される。このように、本
実施例のカウンターバランス弁９は、簡単な構造であり
ながらカウンターバランス機能、リリーフ機能の双方を
果すことができる。

【００３４】以上は下り坂走行時の停止について説明し
たが、平地走行時の停止についても同様である。

【００３５】なお、切換弁１を流れ位置から中立位置Ｃ
に切換えた場合にも、カウンターバランス弁９は前述と
同様に作動する。また、前述の説明では切換弁１を中立
位置Ｃから平行流位置Ｄに切換え、給排通路１５を供給
側と給排通路１６を排出側としたが、逆に切換弁１を中
立位置Ｃから斜交流位置Ｅに切換え、給排通路１６を供
給側と給排通路１５を排出側とした場合にもカウンター
バランス弁９は前述と同様に作動する。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、リリーフ機能を有する
にも拘らず全体の構造が簡単でかつ安価に製作でき、し
かもバルブ特性の設定を容易に行える。

【００３７】本発明に係るリリーフ機能付きカウンター
バランス弁を搭載したクローラ車両の起動時には絞り切
換弁が全開位置となり、このため戻り通路側分割スプー
ルの外側への移動速度が大きく、従って起動性が良好と
なる。

【００３８】更に、クローラ車両が登り坂で停止時に
は、絞り切換弁が全開位置となり、これにより戻り通路
側分割スプールの内側への移動速度が大きくなり、クロ
ーラ車両が登り坂道でずり落ちることが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の中立状態を示す断面図であ
る。

【図２】上記実施例のアクチュエータ回転時の状態を示
す断面図である。

【図３】上記実施例のブレーキ時の状態を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 切換弁 ９ カウンターバランス弁 １２ 流体アクチュエータ １５ 給排通路 １６ 給排通路 ２４ スプール ２５ 分割スプール ２６ 分割スプール ５４ ロッド体 ５５ ロッド体 ５４ａ ロッド小片 ５４ｂ ロッド小片 ５５ａ ロッド小片 ５５ｂ ロッド小片 ７０ 移動手段 ７２ 連通通路 ８０ 絞り切換弁 ８３ パイロット通路 ８４ パイロット通路 ８５ パイロット通路 ８６ ばね

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切換弁と流体アクチュエータとを接続す
   る一対の給排通路の途中に介装され、供給側給排通路内
   の圧力に感応して排出側給排通路の流路面積を調整する
   ようにしたカウンターバランス弁において、該カウンタ
   ーバランス弁のスプールを各給排通路に対応する２個の
   分割スプールから構成するとともに、該各分割スプール
   内に軸方向に形成した穴と該穴内にそれぞれ摺動可能に
   挿入されたロッドからなり、流体アクチュエータがポン
   プ作用をして排出側給排通路が所定圧以上の高圧となっ
   たときに該高圧を受けて供給側給排通路の分割スプール
   を流路面積が増大する側に移動させる移動手段を設けて
   おり、前記移動手段が作動したとき排出側給排通路と供
   給側給排通路とを連通して排出側給排通路内の高圧流体
   を供給側給排通路にリリーフさせる連通通路を設け、前
   記２個の分割スプール間の液室と前記給排通路との間に
   絞り切換弁を設け、該絞り切換弁の一方のパイロット室
   を前記給排通路に連なるパイロット通路に連通するとと
   もに他方のパイロット室に前記連通通路に連なるパイロ
   ット通路を連通したことを特徴とするリリーフ機能付き
   カウンターバランス弁。