JPS59222679A

JPS59222679A - カウンタ−バランス弁

Info

Publication number: JPS59222679A
Application number: JP9552483A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Furuta; 古田　利広
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1983-05-30
Filing date: 1983-05-30
Publication date: 1984-12-14

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、一方の流れに対してはフリーフローとし、
他方の流れに対しては、制御フローとするカウンターバ
ランス弁に関する。

（従来のカウンターバランス弁）第５図に示した従来のカウンターノ（ランス弁は、その
制御フロ一時には、次のようになる。

すなわち、パイロット圧がパイロットピストンｌに作用
すると、制御スプール２がスプリング３に抗して移動す
る。制御スプール２が、このように移動すると、流量制
御部４及びポペット部５カー開く。

したがって、第１ポート６からの油は、流量制御部４で
その流量を制御されつつ、ポペ−／　）部５及び第２ボ
ート７を経由して流出する。

また、フリーフロ一時には、第２ポート７からの圧油が
、チェック弁８を押し開き、第１ボート６から流出する
。

このようにした従来のカウンター／＜ランス弁では、パ
イロット圧に応じて制御スプールが移動する構成にして
いるので、そのパイロ・ント圧を、一定に保つことがで
きない。

そのために、制御スプール等の／＜ランス条件が複雑に
なり、それだけ製造も難しくなる欠点があった。

また、上記制御フローの流路を、制御スプール２の外周
に形成しているために、その流路が複雑になるとともに
、それを十分大きくとれない欠点があった。

（本発明の目的）この発明は、パイロット圧を一定にしても、制御フロ一
時の負荷圧に応じて；自動的に流量を制御するとともに
、制御フローあ流路を従来と全く相違させ、それを簡素
化して、しかも十分に太きくできるカウンターバランス
弁の提供を目的にする。

・量（本発明の実施例）第１図に示した第１実施例は、その本体ｌＯに第１ポー
）１１と第２ボート１２とを形成している。

そして、この本体１０には、上記両ボー）１１．１２に
連通ずるスプール孔１３を形成するとともに、チェック
弁１４を内装している。

上記チェック弁１４は、第２ポート１２側の圧力が作用
したときにのみ開弁じ、第２ボー）１２から°の作動油
を、このチェック弁１４→連通孔１５→スプール孔１３
を経由して第１ポート１１から流出させる。

また、上記スプール孔１３には、筒状にした制御スプー
ルＳを摺動自在に内装している。このようにした制御ス
プールＳは、そのほぼ中央に形成の段部ｌＢを境にして
、一方を小径部１７とし、他方を大径部１８とするとと
もに、小径部１７の直径Ｄｌに対して、大径部１８の直
径Ｄ２を多少大きくしている。

そして、上記大径部１８には、上記段部１６に隣接して
、流量制御部１８を形成するとともに、この流量制御部
１８に連続して、通孔２０を形成している。

さらに、この大径部１８の端面には、シート孔２１を形
成し、このシート孔２１にパイロットピストンＴをＪΦ
入している。

上記パイロットピストンＴは、その一端にポペット部２
２を形成し、このポペット部２２を、制御スプールＳの
内部に位置させるとともに、ポペット部２２とは反対端
を、パイロット通路２３に臨ませている。

また、上記パイロットピストンＴとは反対側から、スプ
リングホルダ２４を挿入し、このスプリングホルダ２４
の先端に設けたスプリング２５のばね力を、上記パイロ
ットピストンＴに作用させてｌ、）る。

したがって、制御スプールＳ及びノくイロットピストン
Ｔは、上記スプリング２５の作用で、通常図示の位置に
保持される。

つまり、上記スプリング２５の作用で、ノくイロットピ
ストンＴが押され、そのポペット部２２がシート孔２１
に圧接する。そして、このスプリング２５の力が、パイ
ロットピストンＴを介して、制御スプールＳに伝わるの
で、制御スプールＳが図示の位置を保持する。

この図示の位置においては、流量制御部１９が、第２ポ
ート１２に対して閉じた状態を維持する。

なお、図中符号２６はダンパ室で、本体１０と制御スプ
ールＳの端面とが相まって、このダンパ室２８を形成す
る。そして、この制御スプールＳには、ダンパオリフィ
ス２７を形成し、このダンパオリフィス２７を介して、
ダンパ室２θと、制御スプールＳ内とが連通ずるように
している。

しかして、フリーフローのときは、第２ポート１２から
圧油が流入する。そして、この第２ボート１２に流入し
た圧油は、チェック弁１４を開いて、第１ポート１１か
ら流出する。

また、制御フローのときは、第１ポー）１１から圧油が
流入するが、このときパイロット通路２３にもパイロッ
ト圧を供給する。そして、このパイロット圧が、パイロ
ットピストンＴに作用したとき、制御スプールＳが移動
し、上記パイロット圧に応じて、流量制御部１９の開度
を決める。

このように、パイロットピストンＴに作用するパイロッ
ト圧に応じて、制御スプールＳが移動するが、その原理
は次の各式で表わせる。

なお、次の各式における符号は、次のとおりである。

Ｄｌ　争・・・・・・・・・・小径部１７の直径Ｄ２　
・・・・・・・Φ・・・大径部１８の直径Ｄ３　・・−
・・・・φ−・・シート孔の直径Ｄｐ・・・争・・パイ
ロ・ントピストンの直径Ｆ　・・・・・・・・スプリン
グ２５のばね力ＰＩ　拳・・・・・・・・・・・パイロ
１ント圧Ｐ２　・・・・第１ポー［１から流入した圧力
まず、制御スプールＳのシール孔２１にパイロットピス
トンＴのポペット部２２が接して、それらが一体化して
いる状態で、その両者を、図面左方向に移動させる力は
、次の（１）式のとおりである。

（π／４）Ｄｐ　２Ｐ＋　＋（π／４）（０２２−Ｄ３
２）Ｐ２＋（π／４）（ｏ３２−Ｄｐ　２　）　　Ｐ２
　φ・φ（１）また、一体化された制御スプールＳとパ
イロッ・１トビストンＴとを、図面右方向に移動させる力は、次の
（２）式のとおりである。

ｐ＋（π／４）（Ｄｌ　２−０３２）　　Ｐ２　”（π
／４）Ｄ３２　　ｐ、。

＋（π／４）Ｄ３　”　　Ｐ２　　＠　＠　＠　（２）
そして、上記（１）（２）式をまとめて、両者の／＜ラ
ンス条件を考えると、次の（３）式のようになる。

（π／４）Ｉｌｐ　２＝Ｆ＋（π／４）（Ｄｌ２−Ｄ２２”ＤＰ　２）Ｐ２　
・・・（３）そして、第１ポート１１から圧油が流入し
たときは、その圧力が、パイロットピストンＴのポペッ
ト部２２側に作用する。このとき、パイロ・ント圧がパ
イロット通路２３に導入されていれば、そのパイロット
圧も当該ピストンＴに作用する。

このように、パイロットピストンＴの両側に圧力が作用
したとき、このパイロットピストンＴは、図面右方向に
移動しようとする力を受けるように設定している。

また、上記のようにｉｔポート１１から圧油が流入すれ
ば、制御スプールＳは、その両端の受圧面積差によって
、図面左方向に移動しようとする力を受ける。

そして、ポペット部２２がシート孔２１に接してｐｚる
ときは、制御スプールＳとパイロットピストンＴとの力
が合成され、それら両者が一体になって、図面右方向に
、移動しようとする力が作用するように、それぞれの面
積を設定している。

したがって、制御スプールＳとノぐイロットピストンＴ
とが一体となって、′図面右方向に移動しようとする力
と、パイロットピストンＴが、ノくイロット圧によって
、図面左方向に移動しようとする力とが、バランスした
位置で、制御スプールＳとパイロットピストンＴとが停
止する。

したがって、パイロット圧を導入していない状態で、第
１ポート１１から圧油が流入すると、その圧力作用で、
制御スプールＳ及びノ々イロットピストンＴは、図示の
位置を保持する。

そして、このとき、パイロット通路２３にノぐイロット
圧を導き、パイロットピストンＴをスプリング２５に抗
して移動させると、制御スプールＳ示、図面左方向に移
動する。

つまり、パイロットピストンＴが上記のように移動する
と、制御スプールＳの小径部１７の直径Ｄ１と大径部１
８の直径Ｄ２との差、すなわちそれ　′らの受圧面積差
によって、制御スプールＳがポペット部２２に当るまで
、図面左方向に移動する。

このように、制御スプールＳが移動すると、その流量制
御部１９が第２ポート１２側に開くので、第１ポート１
１からの圧油は、スプール孔１３→制御スプールＳ内→
通孔２０→流量制御部１９を経由して、第２ポート１２
から流出する。

そして、上記の過程で、第１ポート１１側の圧力Ｐ２が
上昇すると、その圧力Ｐ２と、パイロット圧Ｐ１とのバ
ランス条件がくずれるので、たとえパイロット圧が一定
でも、パイロットピストンＴは、図面右方向に移動する
。このパイロットピストンＴの移動にともなって、制御
スプールＳも移動する。

したがって、第１ポート１１側の圧力Ｐ２が高くなると
、制御スプールＳが移動して、その流量制御部１８の開
度を小さくする。

反対に、第１ポート１１側の圧力Ｐ２が低くなると、パ
イロットピストンＴが、図面左方向に移動し、それにと
もなって制御スプールＳが、上記受圧面積差によって、
パイロットピストンＴに追従する。

このように制御スプールＳが、図面左方向に移動すれば
、その流量制御部１８の開度が大きくなるので、第２ポ
ート１２に流れる流量が多くなる。

したがって、パイロット圧Ｐ１を一定にしても、第１ポ
ートｌｌ側の圧力Ｐ２と、パイロット圧Ｐ、とのバラン
ス条件に応じて、制御スプールＳが移動し、流量制御部
１９の開度を調整することになる。

また、パイロット圧を高くしたり、あるいは低くしたり
しても、パイロットピストンＴを移動させることができ
、これによって、制御流量を調整することもできる。

１．　　　　　　　　第２図に示した第２実施例は、制
御スプールＳと、筒状のフリーピストンＶとを直列に配
置し。

これら両者によって、前記第１実施例のチェック弁１４
と同一の機能を持たせている。

すなわち、この第２実施例では、ダンパ室２６とは反対
側に、スリーピストンＶを摺動自在に内装している。そ
して、このフリーピストンＶの直径Ｄ１は、制御スプー
ルＳの大径部の直径Ｄ２に対して、少し小さくしている
。

また、このフリーピストンＶと対向する制御スプールＳ
の端面には、傾斜部２８を形成し、その斜面に上記フリ
ーピストンＶが接するようにしている。

しかして、第２ボート１２から圧油が流入するフリーフ
ａ一時には、その圧力が、傾斜面２８に対向するフリー
ピストンＶの端面に作用するので、このフリーピストン
Ｖが、図面左方向に移動する。

つまり、フリーピストンＶと、制御スプールＳとが図示
の状態から分離する。したがって、第２ボート１２に流
入した圧油は、その分離した間隔からフリーピストンＶ
内を経由して、第１ポート１１に流出する。

また、第１ポート１１から圧油が流入する制御フロ一時
には、フリーピストンＶと制御スプールＳ、とが一体に
なり、前記第１実施例と同様の原理で、所期の流量制御
ができる。

なお、フリーピストンＶと制御スプールＳとが分離して
いる状態で、第１ポー）１１から圧油が流入したときは
、その分離した間隔が、オリフィス機能を発揮する。こ
のようにオリフィス機能を発揮するので、その間隔前後
に差圧が発生し、この差圧の作用で、フリーピストンＶ
が図面右方向に自動的に移動する。したがって、上記の
ように両者が分離していても、２リーピストンＶがスプ
ールＳの傾斜面２８に接触することになる。

このように、制御フロ一時には、制御スプールＳとフリ
ーピストンＶとが、常に一体になるので、上記したよう
に第１実施例と同様の制御機能を発揮する。

第３図に示した第３実施例は、パイロットピストンＴに
対するダンパ室２９を特別に設けた点に特徴を有し、そ
の他の点は、前記第１実施例と同様である。

つト、４１．制御スプールＳの外方、すなわちパイロッ
トピストンＴとは反対側の外方に、摺動部材３０を内装
し、この摺動部材３ｏと本体との間に、上記したダンパ
室２９を形成している。そして、この摺動部材３０には
、第１ポート１１に連通ずるダンパオリフィス３１を形
成するとともに、上記ダンパ室２９にはスプリング３２
を内装している。

さらにこの摺動部材３ｏにはロッド３３を設け、このロ
ッド３３を、パイロットピストンＴのポペット部２２の
近傍に位置させている。

しかして、フリーフロ一時には、第２ポート１２から流
入した圧油が、通路３４を経由してチェック弁１４を押
し開き１通路３５を経由して第１ボー）１１から流出す
る。

また、第１ポート１１から圧油が流入する制御フロ一時
には、前記第１実施例と同様にして、パイロットピスト
ンＴが移動し、その移動量に応じて流量制御部１８の開
度が決まる。

そして、パイロットピストンＴが図面左方向に移動する
と、それがロッド３３に当り、摺動部材３゜をスプリン
グ３２に抗して移動させる。このように摺動部材３０が
スプリング３２に抗して移動するとき、ダンパオリフィ
ス３１が機能して、ダンピング効果を発揮する。

第４図に示した第４実施例は、パイロットピストンＴと
摺動部材３０とを一体化したもので、それ以外の構成は
、前記第２実施例と同様である。

つまり、この第４実施例は、フリーピストンＶの外方に
内装した摺動部材３０と、パイロットピストンＴとを一
体的に構成し、このパイロットピストンＴに対するダン
パ室３１を、前記第３実施例と同様にして設けている。

なお、この実施例におけるフリーピストンＶは、摺動部
材３０との対向側面に、切欠部３６を形成している。そ
して、この切欠部３６は、フリーピストンＶが、摺動部
材３０に接した状態でも、第１ポート１１と、フリーピ
ストンＶ内とを連通させる０、　　　　　ためのもので
ある。

（本発明の構成）この発明の構成は、本体に内装した筒状の制御スプール
の外周に、流量制御部を形成するとともに、この制御ス
プールの一端にシート孔を形成し、このシート孔にパイ
ロットピストンを挿入し、このパイロットピストンのポ
ペット部を、上記制御スプール内に位置させる一方、そ
れとは反対端をパイロット通路に臨ませ、しかも、この
制御スプール内を第１ポートに連通させ、この制御スプ
ール内から流量制御部を経由して第２ボートに流出する
構成にしてなり、制御フロ一時に第１ポートから流入し
た圧油がこの制御スプールに作用したとき、上記流量制
御部を第２ボート側に開く方向に制御スプールを移動さ
せる受圧面積差を設けるとともに、上記第１ポートから
の圧力がパイロットピストンのポペット部にも作用する
構成にした点に特徴を有する。

（本発明の効果）この発明は、上記のように構成したので、制御フロ一時
に、パイロット圧が一定でも、その流量を制御できる。

パイロット圧が一定でも流量を制御できるので、バラン
ス条件を維持するのが簡単になる。

また、上記制御スプール内を経由して、その外周に形成
した流量制御部から第２ボートに油が流出する構成にし
たので、その流路を十分に大きくとれる。

【図面の簡単な説明】

図面第１図〜第４図は、この発明の実施例を示すもので
、第１図は第１実施例の断面図、第２図は第２実施例の
断面図、第３図は第３実施例の断面図、第４図は第４実
施例の断面図、第５図は従来の断面図である。ｌＯ・・・本体、１１・・・第１ポート、１２・・・第
２ボート、Ｓ・・・制御スプール、１９−・・流量制御
部、２１−・・シート孔、２２０Φφシ一ト部。代理人弁理士　嶋　宣之同　　　　村上健次

Claims

【特許請求の範囲】

本体に内装した筒状の制御スプールの外周に、流量制御
部を形成するとともに、この制御スプールの一端にシー
ト孔を形成し、このシート孔にパイロットピストンを挿
入し、このパイロットピストンのポペット部を、上記制
御スプール内に位置させる一方、それとは反対端をパイ
ロット通路に臨ませ、しかも、この制御スプール内を第
１ボートに連通させ、この制御スプール内から流量制御
部を経由して第２ボートに流出する構成にしてなり、制
御フロ一時に第１ボートから流入した圧油がこの制御ス
プールに作用したとき、上記流量間、御部を第２ボート
側に開く方向に制御スプールを移動させる受圧面積差を
設けるとともに、上記第１ボートからの圧力がパイロッ
トピストンのポペット部にも作用する構成にしたカウン
ターバランス弁。