JPH04357306A - リリーフ機能付きカウンターバランス弁 - 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】

【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
う問題点がる。

【０００４】

【発明の目的】本発明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する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を、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により達成
する。

【０００６】

【作用】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。

【０００７】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。

【０００８】

【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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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３３が形成される。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】カウンターバランス弁９にチェック弁３９
、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
。

【００１６】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。

【００１７】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おり、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。

【００１８】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、５
４ｂ、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５４
ｂ、５５ｂの奥側の先端５４ｃ、５５ｃは本体部分より
小径としている。

【００１９】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。

【００２０】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２５、
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３７に
連通する。同様に連通通路７２の右端は分割スプール２
６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、２６ａと
穴５２、５３の軸方向中間部とが内部通路６８ａ、６９
ａ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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】このときに、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２５、２６の内端面３１、３２
に作用する。また、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。

【００２４】一方、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）に向かって移動し、給排通路１６の流
路面積を調整する。

【００２５】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）。

【００２６】次に、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１２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３
７、３８にそれぞれ連通する（図３参照）。

【００２７】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。

【００２８】なお、ブレーキ圧発生側の分割スプール２
６がストロークエンド（右端）より中立位置Ａに戻る過
程において給排通路１６に発生した高圧流体はその初期
において内部通路６９、６９ａを通りロッド体５５の両
ロッド小片５５ａ、５５ｂに作用してロッド小片５５ａ
、５５ｂを反対側の分割スプール側へ追い出そうとする
。一方、分割スプール２６が中立位置付近まで復帰した
ときにおいて内部通路６９ａは分割スプール２６のラン
ド部分７１で閉口され、その閉口により、もはやリリー
フされなくなる。しかし内部通路６９は常にこのポート
で発生した圧油を奥側のロッド小片５５ｂに伝達してい
る。

【００２９】以上のように、ロッド５５を複数のロッド
小片５５ａ、５５ｂで構成し、各ロッド小片５５ａ、５
５ｂに分割スプール２６の位置に応じて給排通路１６の
圧力を伝達することにより、ブレーキ作動時に低圧リリ
ーフを可能とし、クローラ車両をショックレスで停止さ
せることができる。特に、ロッド小片５４ａおよび５４
ｂ、ロッド小片５５ａ、５５ｂを同径とした場合には、
クローラ車両の前進後進を一気に切換えるときにショッ
クが小さくなることが実際上確認されている。また、停
止後は、ランド７１により高圧リリーフ圧に設定され停
止状態維持性能、すなわちパーキングブレーキ性能が向
上される。

【００３０】更に、ロッド小片のうち、穴５２、５３の
内端面３１、３２側に位置するロッド小片５４ａ、５５
ｂを他方のロッド小片５４ｂ、５５ｂよりも大径とする
ことにより、停止時のリリーフ圧を低くすることができ
る。逆にロッド小片５４ａ、５５ａよりもロッド小片５
４ｂ、５５ｂを大径とすることにより停止後のリリーフ
圧を高めてパーキングブレーキ性能を高めることができ
る。

【００３１】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。

【００３２】

【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。

【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

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。