JPS5891902A - 揺れ戻り防止弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、建設機械等の被駆動部材の停止時に生じる
被駆動部材の揺れ戻り及びその衝撃を緩和し得る揺れ戻
り防止弁に関する。

圧力流体回路を備えたショベル等の建設機械では、圧力
流体源からの圧力流体をアクチュエータに選択的に供給
してこれを作動させ、このアクチュエータに生じる動力
をブーム等の被部＃部材に伝えてこれを駆動するように
なすと共に、被駆動部材を停止させるために、アクチュ
エータの背圧側の流体圧力を制御してブレーキ力全作用
させるブレーキ弁を備えたブレーキ回路を併せて設けで
ある。

しかしながら、例えばショベルの旋回装置のように、被
駆動部材とその駆動用のアクチュエータとの間に減速機
を備え、この減速機の遊びの分（例えば減速機のギヤー
のバシクラッシュの間。ンだけ被駆動部材か自由に作動
し得るものでは、アクチュエータ全停止させると、その
時に被駆動部材の慣性力がアクチュエータに作用し、こ
の慣性、力による流体圧力が流体回路中に蓄圧されて一
旦停止した後、被駆動部材を逆に駆動する力として作用
するため、被部！ＩＪ部材が減速機の遊び分だけ揺れ戻
り全生じ、更にこの揺れ戻りの慣性力により流体圧力が
上記と同様に圧力流体回路に蓄圧されて再び被駆動部材
の逆向きの揺れ戻りを生じる結果、被駆動部材は揺れ戻
りｋ　（”４回か繰返して起した後、停止する。

このような揺れ戻り及びその倒撃全緩和する従来装置と
しては、実開昭５４−３５９８６号に開示されたものが
ある。この技術は、第４図に示すように、被駆動部材（
図示せず）全駆動するアクチュエータ１０１に接続され
た圧力流体給排用の２つの主回路１０２　、１０３の間
に、ブレーキ用のリリーフ弁１０４　、、１０５　’ｉ
ｉ並列に接続すると共に、両側のばね１０６　、１０７
によって中立位置に保持されるフリーピストン１０８　
；ｉ内蔵したアキュムレータ１０９の双方の圧力室１１
０　、　Ｉｌｌを、夫々の絞り１１２ａ　。

１１２ｂを介して主回路１０２　、１０３に接続したも
のである。

こノ装置は、矢印Ｙ方向に回転しているアクチュエータ
１旧全停止させる場合、被駆動部材の慣性力により背圧
側の主回路１０２の流体圧力が上昇すると、リリーフ弁
１０４で圧力制御されて流体が他方の主回路１０３へ流
出すると共に、アキュムレータ１０９の一方の圧力室１
１０に絞り１１２ａを介して流入する。逆に矢印Ｘ方向
に回転しているアクチュエータ１０１　ｉ停止させる場
合には、□主回路１０３の昇圧した流体がリリーフ弁１
０５で圧力制御されて主回路１０２へ流出すると共に、
アキュムレータ１０９の他方の圧力室Ｉｌｌに絞り１１
２ａｉ介して流入する。

このため、アキュムレータ１０９のばね１０６　、　１
０７の張力、圧力室１１０　、　Ｉｌｌの容積、及び絞
り１１２ａ。

１１２ｂの絞り量等を夫々調節し、リリーフ弁１０４　
。

１０５の作動終了時点よりもアキュムレータ１０９の作
動終了時点を遅らせれば、被駆動部材の揺れ戻り及びそ
の衝撃＋ｅ和することができるものである。

しかしながら、上記の場合、アキュムレータ１０９には
ブレーキ開始時点から蓄圧が行なわれるため、ブレーキ
力、即ちリリーフ弁１０４　、　１０５の設定制゛御圧
力全高くすると、それに応じてアキュムレータ１０９の
容積も大きくする必要があり、また蓄圧した圧力流体を
背圧側主回路へ放出する必要もあることから、充分な揺
れ戻り及びその衝撃の防止効果を得ることができない欠
点がある０この発明は、アクチュエータに接続する圧力
流体給排用の２つの主回路の間に配置したブレーキ用の
圧力制御弁と並列に設けてあり、前記２つの主回路の間
に形成する弁座とこの弁座に当接し前記２つの主回路の
流体圧力が作用する逆止弁及びこの逆止弁が弁座からｒ
ＩｉＩ座したさき前記２つの主回路全接続する絞りを有
すると共に、前記逆止弁が弁座からｉ座したときその受
Ｌｔ凹槓を増力口させアクチュエータの停止時における
間圧側の主回路内の流体圧力を前記圧力制御弁の作動に
運動させて低圧側の主回路へ放出し被駆動部材の揺れ戻
り及びその衝撃を緩和する侮れ戻り防止弁を提供するも
のである。

以下、この発明による一犬施例について説明するＯ 第１図においてｌは抜駆１ｔｌＪ部材（図示せず）を駆
動するアクチュエータ）（以下、モータと記す）、２及
び２′はこのモータｌに接続された圧力流体給排用の主
回路、Ａ及びＡ′はこれら主回路２，２′の間に並列に
接続された揺れ戻り防止弁、３及び３′はこれら揺れ戻
り防止弁Ａ、Ａ’より圧力流体源側において双方の主回
路２．２′の間に並列に接続層れたブレーキ圧力制御用
の圧力制御弁、４はこれら圧力制御弁３．３′より圧力
流体源側におい文双方ノ主回路ｚ　ｌ　２’の途中に介
設されたカウンタバランス弁である。このカウンタバラ
ンス弁４よシ圧力流体源側の主回路２１２’には更に方
向切換弁（図示せず）等が介設される。

前記の一方の圧力制御弁３は主回路２の流体圧力（ブレ
ーキ圧力）ヲ、また他方の圧力制御弁３′は主回路２′
の流体圧力を夫々制御するもので、例えばバランスピス
トン型の圧力制御弁等が使用される０この圧力制御Ｊ１
３１３’は、第３呻に実線（ハ）で示すような圧力Ｐと
流量Ｑの特性を有し、従って、モータｌが矢印Ｘ方向に
回転しているときに主回路２，２ｇを閉鎖すると、背圧
側の主回路２の流体圧力がクラッキング圧力Ｐ７に達し
たときからの圧力制御弁３が作動し、主回路２の流体圧
力か他方の主回路２′へ流出させて主回路２のｔ庇体圧
力を設定圧力Ｐｉに制御する。このため、モータｌには
この設定圧力ＰＬに相当するブレーキ力が作用する。逆
に、モータｌか矢印Ｙ方向に回転しているときに双方の
主回路２．２”ｉ閉鎖すると、他方の圧力側両弁３′が
クラッキング圧力Ｐ１から作動し、主回路２′の流体圧
力を設定圧力ＰＬに制御する。

揺れ戻り防止弁Ａ、Ａ’は、双方とも同一の構成である
ので、一方の揺れ戻り防止弁Ａについて説明し、他方の
揺れ戻り防止弁Ａ′については第１図において向一部品
に同一数字を用いてダッシュを付して表示するにとどめ
、その説明を省略する。

罹れ戻り防止弁Ａは、弁箱５に閉鎖鎖部ｔＷする筒状栓
６が螺入されて弁体７が構成されており、この筒状栓６
の開口端剥の内部には大径内孔８か１、また閉鎖頭部側
の内部には小径内孔９が夫々形成されてｂる。そして、
これらの内孔８，９の間には、小径内孔９の径より大き
く大径内孔８の径より小さい径を有する弁座”Ｉ　Ｏか
形成されている。

この弁体７の筒状栓６には開口端より逆止弁１１が摺動
自在に嵌入されている。この逆止＄１１＃′ｉ、筒状栓
６の大径内孔８に摺動ｄ在に嵌入される大径部１２と、
小径内孔９に摺動自在に嵌入される小径部１３とを備え
、小径部１３側には第１圧力室１５が、反対の大径部１
２側にはばね室１６が夫々形成されており、ばね室１６
の内部には逆止弁１１を押圧するばね１７が張設されて
いる０前記第１圧力室１５は、逆止弁１１の内部に形成
された第１絞り１８と、内■Ｓ通路１９を経てばね室１
６に連通しており、またばね室１６は、前記ばね１７が
当接するばね座２０に形成された通孔２１ヲ軸て一方の
主回路２′へ接続する。

前記逆止弁１１は、ばね室１６内のばね１７によって常
時、第１圧力室１５の方向へ押圧され、その大径部１２
が前記弁座１０に着座している。

この着座の状態では、逆止弁１１の小径部１３と弁座１
０の筒に、通孔２３．環状通路２４全介して主回路２へ
接続する第２圧力室１４が形成されており、この第２圧
力室１４Ｉ／ｉ、逆止弁１１がばね１７の押圧力に打ち
勝って弁座ｌＯより離座してばね亨１６の方向へ移動す
ると、逆止弁１１に設けた第２絞り２２．内部通？６１
９を弁してばね藁１６に連通する構成でらる０ 従って、この逆止弁１１は、弁座ｌＯに着座していると
き、主回路２内の流体圧力か昇比し始めると第２圧力蔓
、１４内の流体圧力も昇圧し、この流体圧力は逆止弁１
１の小径部１３と弁座ｌＯの価との断面積の差に作用し
逆止弁１１をばね憲１６の方向へ押圧する０この流体圧
力による押圧力がばね１７の押ＩＥ力を超えると逆止弁
１１が弁座１０から船座し第２圧力室１４内の圧力流体
が第２絞り２２を弁してはね室１６へ流入するＯこのと
き、第２　ｌｉｔ　／Ｊ’％　ｌ　４内には、ｇｉ２絞
シ２２の絞り量と第ｉ　ＩＩ：　ｊ）室１４に流入する
主回路２内の圧力流体のｉＩｌ＋　、ｌｔｔ　ｌこよっ
て決まる流体圧力が生じるので、逆止ｑ　１１　ｔｉ：
は、この第２圧力室１４内の流体圧力かｋ　ｉｆ　１ｔ
ｌｓ　ｌ　２と小径部１３の断面積の差に作ｊ刊し逆止
弁１１はばね室１６の方向へさらに移動するものである
。

また、逆止弁１１がばね室１６の方向へ移動した状態に
おいて、主回路２内の流体圧力が下降しばね１７の押圧
力が、逆止弁１１の大径部１２と小径部１３の断面積の
差に作用する流体圧力による押圧力を超えると、逆止弁
１１は、第１圧力室１５の方向へ移動し弁座１０に着座
する。なお逆止弁１１の内部通路１９に設けた第１絞り
１８け、逆止弁１１が第１圧力室１５の方向へ移動する
とき、あるいは、ばね室１６の方向へ移動するとき、第
１圧力至１５への圧力流体圧力の流入又は第１圧力室１
５からの流出の速７１ｊｔ制御するものである。従って
、逆止弁１１の移動速度全制御する必要があるときのみ
第１絞りを設ければよいものである。このように１逆止
弁１１が弁座ｌＯと離座又は着座するために必要な第２
圧力室１４内ｎ流体圧力は、小径部１３と弁座１０又は
大径＄１２との断面積及びばね１７の押圧力、￥Ｊ２絞
シ２２の絞シ量全調整することにより増減することがで
□きる。この失施例では、第２圧力室１４内の流体圧力
が圧力制御弁３のクラッキング圧力Ｐ１と設定圧力Ｐ、
との間の圧力Ｐ３に達したとき、逆止弁１１が弁座１０
より離座しクラッキング圧力Ｐ１より低い圧力′Ｐφに
々つたとき逆止弁１１が弁座ｌＯへ着座するように設定
しである。なお圧力Ｐ←は、被駆動部材に大きな衝編が
作用せずまた揺れ戻シも生じにくい値である。

なお）もう一方の揺れ戻り防止弁Ａ′は第゛２圧力室１
４′全主回路２′に、ばね室１６”ｉ主回路２に夫々接
続し、圧力制御弁３′と連動するようにした点を除いて
は、前記揺れ戻シ防止弁Ａと同じ構成で前述の揺れ戻り
防止弁Ａと同様に調整しである。

次に、この実施例の作用について、第２図軸）及び（ｂ
）に示す時間ｔと圧力Ｐの関係を表わす特性曲線を参照
しながら説明する。

今、第１図の状態から方向切換弁（図示せずンの操作に
よってカウンタバランス弁４が切換位置４ａに切換ると
、圧力流体が揺れ戻シ防止弁Ａ戸の環状通路２４’ｔ−
［て主回路２′よりモータ１に供給逼れ・モータ１の流
体が主回路２を還４して帯出されて、モータｌは矢印Ｘ
方向に回転する。このモータｌの同転によって、被駆動
部材（図示せすンは減速装ｒＩｔ（図示せず］を介して
駆動される０そして、モータｌの同転が定速に達すると
、ｌ：。

回路２′の流体圧力は第２図（ｂ）の自称（ロノπボす
ように、揺れ戻り防止弁Ａ′の逆止弁１１が漬座する１
に力Ｐ≠より低い圧力Ｐｓとなシ、他方の主回路２のｌ
流体圧力は第２図（ａｌＯ曲＃！ビ月（示すように、揺
れ戻り防止弁Ａやカウンタバランス弁４等の回路抵抗の
低い値圧力Ｐ４となる。この状態では、水力の主回路２
．２′の流体圧力が、夫々の圧力制御が３゜３′と揺れ
戻シ防止弁Ａ　＊　Ａ’に作用するが、ｒｌｉｔ体１１
−カが圧力制御＊３．３のクラッキング圧力Ｐｒ＆ひ揺
れ戻り防止弁Ａ、Ａ’の逆止弁１１．１ピの離座する圧
力ＰＪ　（以下、作動開始圧力Ｐ３と記゛ｔ）に迷して
いないので、これら圧力制御ブ’ｆ−３１：ｌ’／ｉひ
揺れ戻り防止弁Ａ、Ａ’はいずれも作動しなし１゜この
モータｌの矢印Ｘ方向の回転倉停市８ゼクために時刻【
１で刀「１」切俟＊１中立位置に戻すと、カウンタバラ
ンス弁４が中立［１４ｂに切り侯わり、主回路２．２′
は共に閉鎖される。この閉鎖によってモータ１に対する
圧力流体の給排は停止されるが、モーＡ１が被駆動部材
の慣性力によって矢印Ｘ方向に回転し続けるため、主回
路２の流体圧力は第２図（ａ）の曲線に）に示すように
急上昇を始め、圧力制御弁３と揺れ戻り防止弁Ａに作用
する０そして主回路２内の流体圧力がクラッキング圧力
Ｐ、に達すると圧力制御弁３が作ｗＪヲ始めるが、この
ときモータｌに作用する慣性力が大きいので主回路２に
は大量の圧力流体が流入して訃り圧力制御弁３δ作動に
ほとんど関係なくその流体圧力は上昇１揺れ戻り防止弁
Ａの作動開始圧力Ｐ、に達する。このため、揺れ戻り防
止弁Ａの第２圧力室１４内の流体圧力も作動開始圧力Ｐ
３となり）逆止弁１１の小径部１３と弁座１０との断面
積の差に作用する作動開始圧力Ｐ３による押圧力がばね
１７の押圧力を超え逆止弁１１が弁座１０より離座する
。この作用により、主回路２内の圧力流体は、第２圧力
室１４．第２絞シ２２．内部通路１９゜ばね室１６．ｌ
ｄ’ね座２０の通孔２１ｔ−介して主回□路２′へ流入
するが、モータｌに作用する慣性力は減少していないの
で第２絞り２２を介して流出する流量にほとんど関係な
く主回路２内の流体圧力は、圧力制御弁３の設定圧力Ｐ
ｉまで上昇する０これにより、モータ１Ｋｌｄ設定圧力
Ｐｉに応じたブレーキ力が作用することとなり、被駆動
部材の慣性力及びモータｌの回転力が弱められ、主回路
２内の流体圧力は、第３図の圧力制御弁の曲線（ハ）に
対応して第２図（ａ）の曲＃ｌ（ホ）に示すように下降
する０主回路２内の流体圧力が作動開始圧力Ｐ３に至る
時刻【ｉでは、被駆動部材の慣性力が減少してモータｌ
が停止寸前にあるので、主回路２！から主回路２へ吐出
される圧力流体の流量が減少するが、揺れ戻り防止弁Ａ
の第２圧力室１４内の流体圧力は、第２絞り２２により
主回路２内の流体圧力と同圧の作動開始圧力Ｐ３の値に
保持されるので、逆止弁１１は弁座１０より離座した状
態を保つ０この様にして被駆動部材の慣性力がさらに減
少し主回路２内の流体圧力が圧力制御弁３のクラッキン
グ圧力ＰＩまで下降した時刻ｔ３に達すると圧力制御弁
３は、その作動を完全に停止するので、被駆動部材も停
止するが、揺れ戻シ防止弁Ａの逆止弁１１は弁座１０か
ら離座したままである。このため、被駆動部材がモータ
ｌに回転力を与えたまま停止させられた時の主回路２内
の圧力流体は、逆止弁１１の第２絞り２２ｔ−介して主
回路２！へ放出されるので、主回路２内の流体圧力はさ
らに下降する。そして主回路２内の流体圧力がＰφにな
ったとき、逆止弁１１は、ばね室１６のばね１７の押圧
力によって弁座１ＯＫＮ座する。

なお、モータ１が停止しｗ１ｉ″Ｌ戻り防止弁Ａが、上
述したようにその逆止弁１１が弁座１０へ着座したとき
は、主回路２内に流体圧力ＰＬＦが存在するので）モー
タ１がこの圧力Ｐ、に′よって逆方向に駆動させられて
、被駆動部材は揺れ戻りを生じ、主回路２．２′内の流
体圧力が第２図（ａ）　、　（ｂ）の曲ａ（ト）及び例
に示すようになる０ ・以上は、主回路２を排出用とし主回路２戸ヲ供給用と
してモータｌを矢印Ｘの方向へ回転させた場合であるが
、逆に主回路２を供給用とし主回路２′を排出用として
モータ１を矢印Ｙ方向に回転させる場合は、もう一方の
圧力制御弁３′と揺れ戻り防止弁Ａ′が前述の場合と同
様に作動する。

以上述べたように、この発明は、被駆動部材を駆動する
アクチュエータに接続する２つの主回路の間に設けてあ
り、高圧側の主回路の流体圧力により作動する逆止弁と
、この逆止弁の作動時に２つの主回路を接続する絞り１
に備え、前記逆止弁の圧力流体の受圧１１］］槓全逆止
弁の離座時より着座時の場合を小さくしたものである０
このため、抜駆動部材の停止中における流体圧力を高く
することができ、被駆動部材の停止中に９ける主回路の
保持圧力を高くし被駆動部材全確実に停止位置に保持す
ることができる。また、被部ｗＪ部材の作動時にブレー
キを作用させる場合には、主回路内の流体圧力を低圧ま
で下降させることができるので、その流体圧力による責
撃及び揺れ戻りを緩和することができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による侮れ戻り防止弁の一実施例の
断面図を含む流体回路図。第２図（ａ）は、アクチュエ
ータの停止時における高圧側主回路の時間と圧力の特性
曲線図。第２図（ｂ）は、低圧側主回路の時間と圧力の
特性曲線図。第３図は、圧力制御弁の圧力と流量の特性
曲線図。第４図は、従来技術の流体回路図。 ｌ・・・アクチュエータ、２，２／・・主回路、３　＋
　３’・・・圧力制御弁、４・・・カウンタバランス弁
、７．７’・・・弁体、８　、　Ｂ／、・・大径内孔、
９，９′・・・小径内孔、１０．１０’・・・弁座１．
１１　、１１’・・・逆止弁、１２゜１２７・・大径部
、ｌ　３　、　ｌ　３’・・・小径部、１４．１４’・
・第２圧力室、１５．１５’・・・第１圧力室、１６゜
１６’・・ばね室、１７．１７’・・・ばね、２２．２
２ノ・第２絞り（絞り）０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、大径内孔と小径内孔見ヲ有しこれらの間に小径内孔
   の径より大きく大径内孔より小さい径の弁座を形成した
   弁体と、°この弁体の前記大径内孔と小径内孔の夫々に
   摺動自在に嵌入する大径部と小径部と’に’Ｆｌ前記弁
   座に当接する逆止弁と、この逆比弁の大径部側に形成さ
   れ逆止弁を押圧するばねを張設すると共にアクチュエー
   タの一方へ接続するばね室と、前記逆臣弁の小径部側に
   形成され前記ばね室に接続する第１圧力室と、前記弁座
   と小径部の間に形成されアクチュエータの他方へ接続す
   ると共に前記逆止弁が弁座から離座したとき前記はね室
   に絞、りを介して接続する第２圧力室とより成る揺れ戻
   り防止弁０