JPH08121405A - カウンタバランス弁 - Google Patents

カウンタバランス弁

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JPH08121405A
JPH08121405A JP6252126A JP25212694A JPH08121405A JP H08121405 A JPH08121405 A JP H08121405A JP 6252126 A JP6252126 A JP 6252126A JP 25212694 A JP25212694 A JP 25212694A JP H08121405 A JPH08121405 A JP H08121405A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 走行位置から中間位置まではスプールが高速
で摺動し、中間位置から中立位置まではスプールが低速
で摺動し、しかも部品点数を少なくする。 【構成】 カウンタバランス弁の弁体５０に嵌挿したス
プール５６の左右に軸孔６０を形成し、この軸孔６０を
第１小径孔６１で左右小径部６２，６３に開口し、それ
によりスプール５６が中立位置、中間位置、走行位置の
時に小径孔６１が第１・第２ポンプ側ポート５２，５３
にそれぞれ連通するようにし、スプール５６が走行位置
の時に前記軸孔６０を補助ポート６５に連通する大径孔
６４を形成しそれによりスプール５６が走行位置から中
間位置まで移動する時には左右受圧室５８，５９内の圧
油がスムーズに流出するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は建設機械の走行装置等に
使用される油圧モータの駆動油圧回路に設けられるカウ
ンタバランス弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】油圧モータの駆動油圧回路としては例え
ば図１に示すものが知られている。すなわち、油圧ポン
プ１の吐出路１ａを操作弁２で第１、第２主回路３，４
に接続制御し、その第１、第２主回路３、４を油圧モー
タ５の第１、第２ポート６1、６2 に接続し、第１、第
２主回路３、４間にカウンタバランス弁７を設け、操作
弁２を中立位置Ｎとすると第１、第２主回路３，４の逆
止弁８より油圧モータ５側をカウンタバランス弁７の中
立位置Ｎで遮断して油圧モータ５が外力で回転しないよ
うにし、操作弁２を第１、又は第２位置ａ，ｂとすると
第１又は第２主回路３，４の高圧油でカウンタバランス
弁７が第１又は第２位置Ａ，Ｂに切換わり、第２又は第
１主回路４，３をカウンタバランス弁７を経てタンク９
に接続するようにしてある。
【０００３】かかる駆動油圧回路に用いられるカウンタ
バランス弁７は第１、第２主回路３，４の高圧油で第１
・第２位置Ａ，Ｂに切換り、その高圧油がなくなると中
立位置Ｎに復帰するものである。他方、油圧モータ５を
停止する時には油圧モータ５が外部負荷によって回転さ
れてポンプ作用する。
【０００４】このために、操作弁２を中立位置Ｎとし
て、油圧モータ５を停止する際に、カウンタバランス弁
７が中立位置Ｎとなると逆止弁８よりも下流側の第１、
第２主回路３，４の一方が高圧となって停止時のショッ
クが大となる。この停止時のショックを低減するにはカ
ウンタバランス弁７が第１・第２位置Ａ，Ｂから中立位
置Ｎに復帰する速度を遅くして、第１・第２主回路３，
４内の圧油をカウンタバランス弁７で絞ってタンク９に
流出するようにすれば良い。例えば、カウンタバランス
弁７と第１・第２主回路３，４を接続する回路１０，１
０に絞り１１，１１を設け、この絞り１１の絞りを小と
してカウンタバランス弁７が第１・第２位置より中立位
置Ｎに復帰する速度を遅くすれば良い。
【０００５】しかしながら、このようにするとカウンタ
バランス弁７が中立位置Ｎに復帰する時間が遅くなっ
て、キャビテーションを発生したり、油圧モータの停止
時間が長くなってしまう。
【０００６】このことを解消するカウンタバランス弁と
しては、例えば実開平４−１３８１０３号公報に示すも
のが知られている。つまり図２に示すように弁本体２０
の弁孔２１に、第１・第２ポンプ側ポート２２，２３と
第１、第２モータ側ポート２４，２５を連通・遮断する
スプール２６を左右摺動自在に設け、このスプール２６
を各ポートを遮断する中立位置に左右のバネ２７，２７
で保持し、左受圧室２８内の圧油で第２ポンプ側ポート
２３と第２モータ側ポート２５を連通する第１の走行位
置に移動し、右受圧室２９内の圧油で第１ポンプ側ポー
ト２２と第１モータ側ポート２４を連通する第２の走行
位置に移動する構成とする。
【０００７】前記スプール２６の左右に軸孔３０をそれ
ぞれ形成し、この軸孔３０を第１小径孔３３で前記スプ
ール２６における左右小径部３４，３５にそれぞれ開口
し、前記各軸孔３０に外向きのフランジ３９を有するピ
ストン３１をそれぞれ嵌挿して、そのフランジ３９とプ
ラグ４０との間にバネ２７を設けてフランジ３９によっ
てスプール２６を中立位置に保持し、前記ピストン３１
に油孔３６と、この油孔３６を左右受圧室２８，２９に
開口する第２小径孔３７と、油孔３６を外周面に開口す
る孔３８をそれぞれ形成してある。
【０００８】前記スプール２６が図２に示す中立位置の
時には孔３８が軸孔３０で閉塞され、スプール２６が中
立位置から左右に所定ストロークｌ2 摺動した中間位置
の時には孔３８が軸孔３０で閉塞され、スプール２６が
さらに左右に所定ストロークｌ1 摺動した走行位置の時
には孔３８が左右受圧室２８，２９に開口し、かつ第１
又は第２ポンプ側ポート２２，２３と第１又は第２モー
タ側ポート２４，２５が連通するように構成したカウン
タバランス弁。
【０００９】かかるカウンタバランス弁であれば、図１
に示す操作弁２を第１位置ａとして走行する時にはスプ
ール２６がｌ2 ＋ｌ1 だけ右方に摺動して走行位置とな
り、この状態から操作弁２を中立位置Ｎとすると第１主
回路３内の圧油がタンク９に流出して圧力が低下するの
で、スプール２６はバネ２７で左方に向けて摺動する。
【００１０】この時、左受圧室２８内の圧油は、第２小
径孔３７、径方向の孔３８を通って油穴３６に流れ、第
１小径孔３３より第１ポンプ側ポート２２に流れ、第１
主回路３よりタンク９に流出するので、左受圧室２８内
の圧油は第１小径孔３３で絞られるだけであるから左受
圧室２８内の圧油がスムーズにタンク９に流出し、スプ
ール２６は高速で摺動するので、キャビテーションを防
止し、追従性良く減速する。
【００１１】そして、スプール２６がｌ1 だけ左方にス
トロークして中間位置となると、径方向の孔３８が軸孔
３０で閉塞され、左受圧室２８は第２小径孔３７と第１
小径孔３３で第１ポンプ側ポート２２に連通し、その連
通相当絞り径が小さくなり左受圧室２８内の圧油はタン
ク９に徐々に流出し、スプール２６がｌ2 だけ左方にス
トロークすると図２に示す中立位置となるので、スプー
ル２６は低速で左方に摺動するから、停止ショックは小
さく、ダンピング効果も大きくハンチングを抑制する。
【００１２】このように、カウンタバランス弁７のスプ
ール２６は走行位置より中立位置に摺動する際に中間位
置までのストローク初期には高速で摺動し、中立位置か
ら中立位置までのストローク終期には低速で摺動するの
で、カウンタバランス弁７が高速で摺動するストローク
初期にキャビテーションを防止でき、低速で摺動するス
トローク終期にショックなく減速して中立位置に停止で
きる。
【００１３】したがって、前述のカウンタバランス弁で
あればキャビテーションを防止しながらショックなく減
速して停止できると共に、短時間にスプール２６を中立
位置として短時間に停止できる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】かかるカウンタバラン
ス弁は、弁本体２０とスプール２６と２つのピストン３
１より成り、部品点数が多くコストが高くなるばかり
か、組立作業が面倒となる。しかも、ピストン３１はフ
ランジ３９を有すると共に、油孔３６、第２小径孔３
７、孔３８を有しており、そのピストン３１の製作は大
変面倒で製作コストが高いものとなるので、カウンタバ
ランス弁は非常に高価となる。
【００１５】そこで、本発明は前述の課題を解決できる
ようにしたカウンタバランス弁を提供することを目的と
する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】弁本体５０に、第１・第
２ポンプ側ポート５２，５３と第１、第２モータ側ポー
ト５４，５５を連通・遮断するスプール５６を左右摺動
自在に設け、このスプール５６を各ポートを遮断する中
立位置に左右のバネ５７，５７で保持し、左受圧室５８
内の圧油で第２ポンプ側ポート５３と第２モータ側ポー
ト５５を連通する第１の走行位置に移動し、右受圧室５
９内の圧油で第１ポンプ側ポート５２と第１モータ側ポ
ート５４を連通する第２の走行位置に移動する構成と
し、前記スプール５６に、左受圧室５８に連通した第１
の軸孔６０と右受圧室５９に連通した第２の軸孔６０及
び、その第１・第２の軸孔６０を常時第１・第２ポンプ
側ポート５２，５３にそれぞれ連通する第１・第２の小
径孔６１並びに、第１・第２の軸孔６０をスプール外周
面に開口する第１・第２の大径孔６４をそれぞれ形成
し、前記弁本体５０に補助ポート６５を形成し、前記ス
プール５６が中立位置及び中立位置と第１・第２の走行
位置の中間位置の時には第１・第２の大径孔６４が閉塞
され、スプール５６が第１の走行位置の時には第１の大
径孔６４が補助ポート６５に連通し、スプール５６が第
２の走行位置の時には第２の大径孔６４が補助ポート６
５に連通する構成としたカウンタバランス弁。
【００１７】
【作 用】スプール５６が走行位置より中立位置に向
けて移動する時に、中間位置までのストローク初期には
左右受圧室５８，５９内の圧油が小径孔６１と大径孔６
４よりスムーズに流出し、さらに中立位置までストロー
クする時には小径孔６１のみより流出して流れ難くなる
ので、スプール５６の移動速度はストローク初期には速
く、ストローク終期では遅くなり、キャビテーションを
防止しながらスプール５６を短時間に中立位置に復帰で
きると共に、第２・第１モータ側ポート５５，５４を第
２・第１ポンプ側ポート５３，５２に徐々に連通でき
る。また、弁本体５０とスプール５６より構成したの
で、部品点数が少なくなる。
【００１８】
【実 施 例】図３に示すように、弁本体５０には弁孔
５１が形成され、その弁孔５１には第１・第２ポンプ側
ポート５２，５３と第１・第２モータ側ポート５４，５
５が形成してあり、各ポートは弁孔５１に摺動自在に嵌
挿したスプール５６で連通、遮断され、そのスプール５
６は一対のバネ５７，５７で中立位置Ｎに保持され、か
つ左右受圧室５８，５９の圧油力で図１に示す第１位置
Ａ、第２位置Ｂに向けて摺動される。
【００１９】前記スプール５６の左右には軸孔６０が穿
孔され、この軸孔６０はスプール５６に穿孔した小径孔
６１でスプール５６の左右小径部６２，６３にそれぞれ
開口し、かつ大径孔６４でスプール５６の外周面に開口
し、各軸孔６０は左右受圧室５８，５９に連通・遮断さ
れる。
【００２０】前記第１・第２ポンプ側ポート５２，５３
は図１に示す第１・第２主回路３，４に接続し、第１・
第２モータ側ポート５４，５５は図１に示す油圧モータ
５の第１・第２ポート６1 ，６2 に接続している。
【００２１】次に各部の詳細を作動とともに説明する。
図１に示す操作弁２が中立位置Ｎの時にはカウンタバラ
ンス弁７は中立位置Ｎとなって、そのスプール５６は図
３の中立位置となり、大径孔６４は弁孔５１で閉塞され
ている。この状態から、操作弁２を第１位置ａとする
と、油圧ポンプ１の吐出圧油が第１主回路３に供給さ
れ、第１主回路３の圧油は第１ポンプ側ポート５２、小
径孔６１、軸孔６０より左受圧室５８に流れてスプール
５６を右方にＬ3 だけ押して図４に示す走行位置とし、
第２ポンプ側ポート５３と第２モータ側ポート５５を右
小径部６３で連通し、左側の大径孔６４は弁孔５１に形
成した補助ポート６５に開口する。
【００２２】これにより、油圧モータ５の第１ポート６
1 に圧油が供給され、第２ポート６2 より圧油が第２モ
ータ側ポート５５、第２ポンプ側ポート５３を通ってタ
ンク９に流出する。なお、前記補助ポート６５は油圧モ
ータ５を制動するブレーキを解除作動する油圧回路に接
続している。
【００２３】前述の状態より操作弁２を中立位置Ｎとす
ると第１主回路３内の圧油がタンク９に流出して圧力が
低下するので、スプール５６はバネ５７で左方に向けて
摺動する。
【００２４】この時、左受圧室５８内の圧油は、図４に
示すように軸孔６０、小径孔６１より第１ポンプ側ポー
ト５２に流れ、第１主回路３よりタンク９に流出すると
共に、軸孔６０、大径孔６４より補助ポート６５に流出
するので、左受圧室５８内の圧油の流出経路の絞り用開
口面積は第１小径孔６１の開口面積と大径孔６４の開口
面積の和となって大であるから左受圧室５８内の圧油が
スムーズに流出し、スプール５６は高速で摺動するの
で、キャビテーションを防止し、追従性良く減速する。
【００２５】そして、スプール５６がＬ4 だけ左方にス
トロークして中間位置となると図５のように、大径孔６
４が弁孔５１で閉塞され、左受圧室２８の圧油は軸孔６
０と小径孔６１で第１ポンプ側ポート５２に流出し、そ
の流出経路の開口面積は小径孔６１の開口面積のみで小
となり、左受圧室５８内の圧油はタンク９に徐々に流出
し、スプール５６がＬ5 だけ左方にストロークすると図
３に示す中立位置となるので、スプール５６は低速で左
方に摺動するから、停止ショックは小さく、ダンピング
効果も大きくハンチングを抑制する。
【００２６】このように、カウンタバランス弁７のスプ
ール５６は走行位置より中立位置に摺動する際に中間位
置までのストローク初期には高速で摺動し、中立位置か
ら中立位置までのストローク終期には低速で摺動するの
で、カウンタバランス弁７が高速で摺動するストローク
初期にキャビテーションを防止でき、低速で摺動するス
トローク終期にショックなく減速して中立位置に停止で
きる。
【００２７】したがって、キャビテーションを防止しな
がらショックなく減速して停止できると共に、短時間に
スプール５６を中立位置として短時間に停止できる。
【００２８】
【発明の効果】スプール５６が走行位置より中立位置に
向けて移動する時に、中間位置までのストローク初期に
は左右受圧室５８，５９内の圧油が小径孔６１と大径孔
６４よりスムーズに流出し、さらに中立位置までストロ
ークする時には小径孔６１のみより流出して流れ難くな
るので、スプール５６の移動速度はストローク初期には
速く、ストローク終期では遅くなり、キャビテーション
を防止しながらスプール５６を短時間に中立位置に復帰
できると共に、第２・第１モータ側ポート５５，５４を
第２・第１ポンプ側ポート５３，５２に徐々に連通でき
る。したがって、油圧モータの駆動油圧回路に設けるこ
とでキャビテーションを防止しながらショックなく減速
して短時間に油圧モータを停止できる。また、弁本体５
０とスプール５６より構成したので、部品点数が少なく
コストが安くなるし、組立作業が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の駆動油圧回路図である。
【図２】従来のカウンタバランス弁の断面図である。
【図３】本発明のカウンタバランス弁の中立状態の断面
図である。
【図４】本発明のカウンタバランス弁の走行状態の断面
図である。
【図５】本発明のカウンタバランス弁の中間状態の断面
図である。
【符号の説明】
５０…弁本体 ５２…第１ポンプ側ポート ５３…第２ポンプ側ポート ５４…第１モータ側ポート ５５…第２モータ側ポート ５６…スプール ５７…バネ ５８…左受圧室 ５９…右受圧室 ６０…軸孔 ６１…小径孔 ６２…左小径部 ６３…右小径部 ６４…大径孔 ６５…補助ポート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 角 英樹 栃木県小山市横倉新田400 株式会社小松 製作所小山工場内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 弁本体５０に、第１・第２ポンプ側ポー
    ト５２，５３と第１、第２モータ側ポート５４，５５を
    連通・遮断するスプール５６を左右摺動自在に設け、こ
    のスプール５６を各ポートを遮断する中立位置に左右の
    バネ５７，５７で保持し、左受圧室５８内の圧油で第２
    ポンプ側ポート５３と第２モータ側ポート５５を連通す
    る第１の走行位置に移動し、右受圧室５９内の圧油で第
    １ポンプ側ポート５２と第１モータ側ポート５４を連通
    する第２の走行位置に移動する構成とし、 前記スプール５６に、左受圧室５８に連通した第１の軸
    孔６０と右受圧室５９に連通した第２の軸孔６０及び、
    その第１・第２の軸孔６０を常時第１・第２ポンプ側ポ
    ート５２，５３にそれぞれ連通する第１・第２の小径孔
    ６１並びに、第１・第２の軸孔６０をスプール外周面に
    開口する第１・第２の大径孔６４をそれぞれ形成し、前
    記弁本体５０に補助ポート６５を形成し、 前記スプール５６が中立位置及び中立位置と第１・第２
    の走行位置の中間位置の時には第１・第２の大径孔６４
    が閉塞され、スプール５６が第１の走行位置の時には第
    １の大径孔６４が補助ポート６５に連通し、スプール５
    ６が第２の走行位置の時には第２の大径孔６４が補助ポ
    ート６５に連通する構成としたことを特徴とするカウン
    タバランス弁。
  2. 【請求項２】 第１ポンプ側ポート５２と第２ポンプ側
    ポート５３との中間位置に補助ポート６５を形成し、ス
    プール５６に第１ポンプ側ポート５２と第１モータ側ポ
    ート５４を連通遮断する左小径部６２及び第２ポンプ側
    ポート５３と第２モータ側ポート５５を連通・遮断する
    右小径部６３を形成し、この左右小径部６２，６３に第
    １・第２の小径孔６１をそれぞれ開口し、第１・第２の
    大径孔６４を小径孔６１よりも補助ポート６５寄り位置
    とし、 スプール５６が中立位置の時には第１・第２の大径孔６
    ４が弁本体２０により閉塞され、スプール５６が中立位
    置から左右に所定ストローク移動すると第１又は第２の
    大径孔６４が補助ポート６５に連通するようにした請求
    項１記載のカウンタバランス弁。
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