JPS5947184B2 - カウンタ−バランス弁 - Google Patents
カウンタ−バランス弁Info
- Publication number
- JPS5947184B2 JPS5947184B2 JP751464A JP146475A JPS5947184B2 JP S5947184 B2 JPS5947184 B2 JP S5947184B2 JP 751464 A JP751464 A JP 751464A JP 146475 A JP146475 A JP 146475A JP S5947184 B2 JPS5947184 B2 JP S5947184B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spool
- pressure
- chamber
- orifice
- pilot pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Safety Valves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
従来から第3図に示すカウンターバランス弁が一般に知
られている。
られている。
この従来公知のカウンターバランス弁は次の構成からな
るものである。
るものである。
すなわち弁本体1に摺動自在に内装したスプール2は、
その中に逆止弁3を介在させるとともに、通常は圧縮ば
ね4の作用でそのテーパ部5を弁本体1の段部6に圧接
させているものである。
その中に逆止弁3を介在させるとともに、通常は圧縮ば
ね4の作用でそのテーパ部5を弁本体1の段部6に圧接
させているものである。
そしてこの状態において方向切換弁7を右側ポジション
にセットすると、ポンプ8からの圧油は、一方のボート
10から弁本体1内に入り、さらに逆止弁3を押し開き
、他方のボート11を経由してシリンダ12の室13に
圧入してシリンダ12を上昇させる。
にセットすると、ポンプ8からの圧油は、一方のボート
10から弁本体1内に入り、さらに逆止弁3を押し開き
、他方のボート11を経由してシリンダ12の室13に
圧入してシリンダ12を上昇させる。
また方向切換弁7を左側ポジションにセットすると、ポ
ンプ8からの圧油はシリンダ12の室14に圧入する一
方、その圧油の一部はパイロット圧としてオリフィス1
5から弁本体1内のパイロット圧室16に圧入し、スプ
ール2を圧縮ばね4に抗して移動させる。
ンプ8からの圧油はシリンダ12の室14に圧入する一
方、その圧油の一部はパイロット圧としてオリフィス1
5から弁本体1内のパイロット圧室16に圧入し、スプ
ール2を圧縮ばね4に抗して移動させる。
スプール2が圧縮ばね4に抗して移動すると、そのテー
パ部5と前記段部6とが離隔するので、シリンダ12の
室13内の戻り油はボート11、テーパ部5と段部6と
の上記離隔部ボート10および切換弁7を経由してタン
ク17に戻るものである。
パ部5と前記段部6とが離隔するので、シリンダ12の
室13内の戻り油はボート11、テーパ部5と段部6と
の上記離隔部ボート10および切換弁7を経由してタン
ク17に戻るものである。
しかしてスプール2が前記のようにばね4に抗して移動
し、そのテーパ部5と前記段部6とが離隔する瞬間は、
シリンダ12の室13内の圧力が急激に低下するので、
ポンプ8からの圧油はほとんどシリンダ12の室14に
導入され、パイロット圧室16に供給されない。
し、そのテーパ部5と前記段部6とが離隔する瞬間は、
シリンダ12の室13内の圧力が急激に低下するので、
ポンプ8からの圧油はほとんどシリンダ12の室14に
導入され、パイロット圧室16に供給されない。
このためパイロット圧室16の圧力が低下してスプール
2が圧縮はね40作用で前記テーパ部5と段部6との間
隔を閉じる方向に戻る。
2が圧縮はね40作用で前記テーパ部5と段部6との間
隔を閉じる方向に戻る。
このためシリンダ120室13の圧力が高くなり、再び
パイロット圧室16にもポンプ8からの圧油が供給され
、スプール2を圧縮ばね4に抗して移動する。
パイロット圧室16にもポンプ8からの圧油が供給され
、スプール2を圧縮ばね4に抗して移動する。
この動作を繰り返すと、シリンダ12の下降が不安定と
なるいわゆるバンチング現象を生じてしまうので、この
従来のカウンターバランス弁においては、オリフィス1
5を設けてそれを防止している。
なるいわゆるバンチング現象を生じてしまうので、この
従来のカウンターバランス弁においては、オリフィス1
5を設けてそれを防止している。
すなわちスプール2が前記のように戻り側に摺動せんと
するときに、パイロット圧室16内の油をオリフィス1
5で絞り、ダンピング効果を発揮させている。
するときに、パイロット圧室16内の油をオリフィス1
5で絞り、ダンピング効果を発揮させている。
そしてこのダンピング効果は、スプール2のパイロット
圧受圧面の面積とオリフィス15の開口面積との比で決
まるもので、上記パイロット圧受圧面の面積がオリフィ
ス15の開口面積に対して充分大きいときにその効果は
著しい。
圧受圧面の面積とオリフィス15の開口面積との比で決
まるもので、上記パイロット圧受圧面の面積がオリフィ
ス15の開口面積に対して充分大きいときにその効果は
著しい。
しかし実際には、当該弁口体をあまり大型にできず、し
たがってスプール2の前記パイロット圧受圧面の面積を
大きく散れないので、オリフィス15の開口面積を小さ
くしなげればならず、極端な場合にはその直径が0.1
〜0.3wrL程度になることもある。
たがってスプール2の前記パイロット圧受圧面の面積を
大きく散れないので、オリフィス15の開口面積を小さ
くしなげればならず、極端な場合にはその直径が0.1
〜0.3wrL程度になることもある。
ところがオリフィス15の開口面積を上記のごとく極端
に小さくするということは、工作上はとんど不可能であ
るばかりか、そのように小さくした場合には、油中に異
物が混入しているときなどにその異物がオリフィス15
に詰り、それを塞いでしまって当該弁口体の作動をも妨
げることになるというように、別の問題を提起するもの
であった。
に小さくするということは、工作上はとんど不可能であ
るばかりか、そのように小さくした場合には、油中に異
物が混入しているときなどにその異物がオリフィス15
に詰り、それを塞いでしまって当該弁口体の作動をも妨
げることになるというように、別の問題を提起するもの
であった。
この発明の目的は、オリフィスの開口面積を太き(取り
つつ光分なダンピング効果を発揮させる構成として、前
記従来の欠点を解消したカウンターバランス弁を提供せ
んとするものである。
つつ光分なダンピング効果を発揮させる構成として、前
記従来の欠点を解消したカウンターバランス弁を提供せ
んとするものである。
以下にはこれを図示の実施例について説明する。
弁本体21はチューブ22の一端に枠部体23を、また
他端にボトム24をはめ着けている。
他端にボトム24をはめ着けている。
この弁本体21に摺動自在に内装した中空のスプール2
5は、その一端開口部に、端面をパイロット圧受圧面2
6とした凸部27を有する閉塞部材28をはめ着けると
ともに、他端側を充実させて閉塞部29としている。
5は、その一端開口部に、端面をパイロット圧受圧面2
6とした凸部27を有する閉塞部材28をはめ着けると
ともに、他端側を充実させて閉塞部29としている。
そしてこのスプール25の上記突部27は、前記枠部体
23に形成のパイロット圧導入孔30に、また閉塞部2
9はボトム24の円et 31 ticそれぞれ摺動自
在に挿入しているもので、これによってスプール25の
両端面と弁本体21との間に室32j33を形成してい
る。
23に形成のパイロット圧導入孔30に、また閉塞部2
9はボトム24の円et 31 ticそれぞれ摺動自
在に挿入しているもので、これによってスプール25の
両端面と弁本体21との間に室32j33を形成してい
る。
このようにして弁本体21に内装されたスプール25内
は逆止弁34によって中空部35.36に2分されてい
るもので、この逆止弁34は中空部36から中空部35
方向にのみ圧油の流れを許容する関係に設定されている
。
は逆止弁34によって中空部35.36に2分されてい
るもので、この逆止弁34は中空部36から中空部35
方向にのみ圧油の流れを許容する関係に設定されている
。
前記室32.33は、上記−万の中空部35を介してた
がいに連通している。
がいに連通している。
すなわち一方の室32は、通路37およびダンピングオ
リフィス38を通して上記一方の中空部35に、また他
方の室33はダンピングオリフィス39および通路40
を通して上記一方の中空部35に連通しているものであ
る。
リフィス38を通して上記一方の中空部35に、また他
方の室33はダンピングオリフィス39および通路40
を通して上記一方の中空部35に連通しているものであ
る。
しかしてスプール25は、通常は圧縮はね4の作用で第
1図左方向への勢力が付与され、そテーパ部42が弁本
体210段部43に圧接しポート44からポート45方
向の負荷側通路を断しているものである。
1図左方向への勢力が付与され、そテーパ部42が弁本
体210段部43に圧接しポート44からポート45方
向の負荷側通路を断しているものである。
次に第2図に示すように、シリンダ46を作してワーク
47を昇降させるようにした回路中おいて、前記ポート
44をシリンダ46の室Aポート45を方向切換弁48
に連通ずるととも前記パイロット圧導入孔30を、方向
切換弁4とシリンダ46の室Bとを連通ずる通路の分岐
路49に連通した場合について説明する。
47を昇降させるようにした回路中おいて、前記ポート
44をシリンダ46の室Aポート45を方向切換弁48
に連通ずるととも前記パイロット圧導入孔30を、方向
切換弁4とシリンダ46の室Bとを連通ずる通路の分岐
路49に連通した場合について説明する。
いま方向切換弁48を第2図右側ポジションセットする
と、ポンプ50からの圧油はポート45から弁本体21
内に流入する。
と、ポンプ50からの圧油はポート45から弁本体21
内に流入する。
ポート45ら流入した圧油は流入孔51を通って前記他
方中空部36に入り、さらに逆止弁34を押し聞流出孔
52およびポート44を経由してシリン46の室Aに導
入され、シリンダ46を上昇さる。
方中空部36に入り、さらに逆止弁34を押し聞流出孔
52およびポート44を経由してシリン46の室Aに導
入され、シリンダ46を上昇さる。
シリンダ46を上記のように上昇させた後に開切換弁4
8を第2図左側ポジションにセットると、ポンプ50か
らの圧油はシリンダ46のBに圧入するとともに、その
一部はパイロット導入孔30に導かれる。
8を第2図左側ポジションにセットると、ポンプ50か
らの圧油はシリンダ46のBに圧入するとともに、その
一部はパイロット導入孔30に導かれる。
その導入孔30に導かた圧力はパイロット圧受圧面26
に作用してスール25を圧縮ばね41に抗して移動させ
るがこのときダンピングオリフィス38.39の作でス
プール25はゆっくりと移動する。
に作用してスール25を圧縮ばね41に抗して移動させ
るがこのときダンピングオリフィス38.39の作でス
プール25はゆっくりと移動する。
このよにスプール25が移動するとそのテーパ部42前
記段部43から離隔して、ポート44からホト45に向
う負荷側通路を開き、シリンダ46室A内の圧油をタン
ク53に戻すものである。
記段部43から離隔して、ポート44からホト45に向
う負荷側通路を開き、シリンダ46室A内の圧油をタン
ク53に戻すものである。
上記のようにスプール25がパイロット圧の用で移動す
る際には、ダンピングオリフィス3:39が効果を発揮
してスプール25をゆっくり移動させるので、換言すれ
ばテーパ部42と段43とを徐々に離隔させるので、シ
リンダ46急激に降下することがないものである。
る際には、ダンピングオリフィス3:39が効果を発揮
してスプール25をゆっくり移動させるので、換言すれ
ばテーパ部42と段43とを徐々に離隔させるので、シ
リンダ46急激に降下することがないものである。
またシンダ46の室A内の圧力が急に低下してポンプ5
0からの圧油のほとんどがシリンダ46の室に導入され
、そのためパイロット圧が低下した合に、スプール25
が圧縮ばね41の作用で禾するが、このときも室32.
33内の油がダンングオリフイス38,39で絞り抵抗
を受けて流出するので、いわゆるノ・ンチング現象を防
止しうるものである。
0からの圧油のほとんどがシリンダ46の室に導入され
、そのためパイロット圧が低下した合に、スプール25
が圧縮ばね41の作用で禾するが、このときも室32.
33内の油がダンングオリフイス38,39で絞り抵抗
を受けて流出するので、いわゆるノ・ンチング現象を防
止しうるものである。
しかしてこの発明の目的が、ダンピングオリフィス38
.39の開口面積を太き(取りうるようにすることであ
るが、そのためには以下の条件を満足させなげればなら
ない。
.39の開口面積を太き(取りうるようにすることであ
るが、そのためには以下の条件を満足させなげればなら
ない。
すなわちスプール25の両端面すなわち室32゜33内
におけるスプール25の受圧面の面積を等しくするとと
もに、凸部27のパイロット圧受圧面26の面積を、ス
プール25の上記受圧面の面積に対して光分小さくしな
げればならない。
におけるスプール25の受圧面の面積を等しくするとと
もに、凸部27のパイロット圧受圧面26の面積を、ス
プール25の上記受圧面の面積に対して光分小さくしな
げればならない。
いま、室32,33の受圧面積をAc
室32の圧力をPc1
室33の圧力をPc2
圧縮ばね41の復元力をF
パイロット圧力をPl
凸部27のパイロット圧受圧面の面積を
P
スプール25の開弁時のクラッキング圧
力をPer
とすれば、このカウンターバランス弁の平衡状態は次式
で表わされる。
で表わされる。
AP−P +Ac−Pc1=Ac−Pc2+FそしてF
:AP−Pcrであるから上式はAP−Pl +Ac
”Pcl =Ac −Pc2 +AP−Perとなり さらに AP−P−AP−Pcr=Ac−Pc −Ac−Pc1
2 AP (Pl −Pc r ) =Ac (Pc2−P
c 1 )P AC(Pl−Per)=Pc2−Pcl となる。
:AP−Pcrであるから上式はAP−Pl +Ac
”Pcl =Ac −Pc2 +AP−Perとなり さらに AP−P−AP−Pcr=Ac−Pc −Ac−Pc1
2 AP (Pl −Pc r ) =Ac (Pc2−P
c 1 )P AC(Pl−Per)=Pc2−Pcl となる。
上記の式からも明らかなように、室32の圧力Pc1
と室33の圧力Pc2 との差が、ダンピングオリ
フィス38.39前後の差圧になる。
と室33の圧力Pc2 との差が、ダンピングオリ
フィス38.39前後の差圧になる。
つまり、それら画室32.33におけるスプール25の
受圧面積をほぼ等してしているので、スプール25が移
動するときの画室32.33の容積変化の割合が同じに
なる。
受圧面積をほぼ等してしているので、スプール25が移
動するときの画室32.33の容積変化の割合が同じに
なる。
このように変化の割合が同じて、しかも、これら画室を
たがいに連通させているので、2つのダンピングオリフ
ィス38゜39を設けても、これら両オリフィスを一体
としてとらえることができる。
たがいに連通させているので、2つのダンピングオリフ
ィス38゜39を設けても、これら両オリフィスを一体
としてとらえることができる。
このように両オリフィス38,39を一体と考えれば、
その前後の差圧は、上記両室内の圧力差(Pc2−Pc
l )となる。
その前後の差圧は、上記両室内の圧力差(Pc2−Pc
l )となる。
したがって、ダンピングオリフィス38,39の前後の
差圧(Pc2−Pc1 )は、パイロット圧力P0 と
クラッキング圧力Perの差の(AP/A c )倍で
あり、しかも前記のとおりAPはAcに対して十分に小
さいので、ダンピングオリフィス38.39前後の差圧
は、非常に小さいものとなる。
差圧(Pc2−Pc1 )は、パイロット圧力P0 と
クラッキング圧力Perの差の(AP/A c )倍で
あり、しかも前記のとおりAPはAcに対して十分に小
さいので、ダンピングオリフィス38.39前後の差圧
は、非常に小さいものとなる。
そして、オリフィスによるダンパ効果は、パイロット圧
力変動に対するスプールの移動速度によって決まるので
、本発明の場合、単位時間当りのオリフィス通過流量に
よって決まる。
力変動に対するスプールの移動速度によって決まるので
、本発明の場合、単位時間当りのオリフィス通過流量に
よって決まる。
この通過流量は、当該オリフィス前後の差圧の平方根に
比例する。
比例する。
したがって、この実施例においては、オリフィス前後に
発生する差圧が小さいので、このダンピングオリフィス
38.39を通過する単位時間当りの流量が少な(なる
。
発生する差圧が小さいので、このダンピングオリフィス
38.39を通過する単位時間当りの流量が少な(なる
。
つまり、この実施例は、ダンピングオリフィス38.3
9前後の差圧を小さくして、そこを通過する単位時間当
りの流量が少なくなるような構成にしたので、スプール
25が急激に移動することがな(、ハンチング防止効果
が大となる。
9前後の差圧を小さくして、そこを通過する単位時間当
りの流量が少なくなるような構成にしたので、スプール
25が急激に移動することがな(、ハンチング防止効果
が大となる。
そして、前記第3図に示した従来のカウンターバランス
弁では、オリフィス15前後の差圧が、次のようになる
。
弁では、オリフィス15前後の差圧が、次のようになる
。
すなわち、オリフィス15前後の差圧は、パイロット圧
をPl、室16の内圧をPcとすると、(PlP c
)そのものになる。
をPl、室16の内圧をPcとすると、(PlP c
)そのものになる。
また、上記Pcは、P c =F/Ap = P c
rとなる。
rとなる。
この式において、へはパイロット圧室16におけるスプ
ール2の受圧面積、Fは圧縮ばねのばね力である。
ール2の受圧面積、Fは圧縮ばねのばね力である。
このように、室16の内圧Pcが、F/AP=Perと
なるので、上記オリスイス15前後の差圧は、結局(P
l −Per )となる。
なるので、上記オリスイス15前後の差圧は、結局(P
l −Per )となる。
このように差圧が大きいので、オリフィス15を通過す
る単位時間当りの流量が多くなる。
る単位時間当りの流量が多くなる。
したがって、このオリフィス15の開口面積を十分に小
さくしないと、ダンパ効果を発揮しないことになる。
さくしないと、ダンパ効果を発揮しないことになる。
これに対して、この発明のダンピングオリフィス前後の
差圧は、上記(Pl −Per )を、AP/Ac倍し
たものとなるので、上記第3図に示した従来のものより
、その差圧を小さくでき、その差圧を小さい分だけダン
ピングオリフィス38゜390開口面積を大きくできる
。
差圧は、上記(Pl −Per )を、AP/Ac倍し
たものとなるので、上記第3図に示した従来のものより
、その差圧を小さくでき、その差圧を小さい分だけダン
ピングオリフィス38゜390開口面積を大きくできる
。
なお、前記したようにこの実施例では、室32と33内
におげろ受圧面積を等しくしているが、両者の受圧面積
を多少相違させても十分機能する。
におげろ受圧面積を等しくしているが、両者の受圧面積
を多少相違させても十分機能する。
特に製作上の寸法誤差を考慮すれば、両者の受圧面積が
多少相違するのが通常となろう。
多少相違するのが通常となろう。
以上の説明から明らかなように、この発明の構成は、弁
本体に摺動自在に内装されかつ通常は負荷圧側の通路を
遮断する方向の勢力が付与されたスプールの両端側と、
前記弁本体との間に室を形成し、これら画室をたがいに
連通させ、その連通路を通過する流れに対して、絞り抵
抗を付与するダンピングオリフィスをこの通路に設け、
さらに前記スプールに形成のパイロット圧受圧面を、前
記弁本体に形成のパイロット圧導入孔に臨ませてなり、
前記画室におけるスプールの受圧面積をほぼ等しくする
とともに、その両受正面積に対して前記パイロット圧受
圧面の面積を十分小さくした点に特徴を有する。
本体に摺動自在に内装されかつ通常は負荷圧側の通路を
遮断する方向の勢力が付与されたスプールの両端側と、
前記弁本体との間に室を形成し、これら画室をたがいに
連通させ、その連通路を通過する流れに対して、絞り抵
抗を付与するダンピングオリフィスをこの通路に設け、
さらに前記スプールに形成のパイロット圧受圧面を、前
記弁本体に形成のパイロット圧導入孔に臨ませてなり、
前記画室におけるスプールの受圧面積をほぼ等しくする
とともに、その両受正面積に対して前記パイロット圧受
圧面の面積を十分小さくした点に特徴を有する。
上記のように構成したので、ダンピングオリフィス前後
の差圧を小さくでき、その分当該オリフィスの単位時間
当りの通過流量を少なくできる。
の差圧を小さくでき、その分当該オリフィスの単位時間
当りの通過流量を少なくできる。
ダンピングオリフィスの単位時間当りの通過流量を少な
くできるので、このオリフィスの開口面積を極端に小さ
くしな(でも、十分なダンパ効果を発揮する。
くできるので、このオリフィスの開口面積を極端に小さ
くしな(でも、十分なダンパ効果を発揮する。
つまり、パイロット圧が太き(変化したとしても、スプ
ールが急激に変動することがない。
ールが急激に変動することがない。
しかも、当該オリフィスの開口面積を上記のように極端
に小さくしな(でもよいので、このオリフィスに異物が
詰まるおそれもなくなる。
に小さくしな(でもよいので、このオリフィスに異物が
詰まるおそれもなくなる。
図面筒1,2図はこの発明の1実施例を示すもので、第
1図は縦断面図、第2図は回路図、第3図は従来のカウ
ンターバランス弁を示す原理図である。 21は弁本体、25はスプール、32.33は室、38
j 39はダンピングオリフィス、26はパイロット圧
受圧面、30はパイロット圧導入孔である。
1図は縦断面図、第2図は回路図、第3図は従来のカウ
ンターバランス弁を示す原理図である。 21は弁本体、25はスプール、32.33は室、38
j 39はダンピングオリフィス、26はパイロット圧
受圧面、30はパイロット圧導入孔である。
Claims (1)
- 1 弁本体に摺動自在に内装されかつ通常は負荷圧側の
通路を遮断する方向の勢力が付与されたスプールの両端
側と、前記弁本体との間に室を形成し、これら両室をた
がいに連通させ、その連通路を通過する流れに対して、
絞り抵抗を付与するダンピングオリフィスをこの連通路
に設け、さらに前記スプールに形成のパイロット圧受圧
面を、前記弁本体に形成のパイロット圧導入孔に臨ませ
てなり、前記両室におけるスプールの受圧面積をほぼ等
しくするとともに、その両受正面積に対して前記パイロ
ット圧受圧面の面積を十分小さくしてなることを特徴と
するカウンターバランス弁。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP751464A JPS5947184B2 (ja) | 1974-12-30 | 1974-12-30 | カウンタ−バランス弁 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP751464A JPS5947184B2 (ja) | 1974-12-30 | 1974-12-30 | カウンタ−バランス弁 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5179023A JPS5179023A (ja) | 1976-07-09 |
JPS5947184B2 true JPS5947184B2 (ja) | 1984-11-17 |
Family
ID=11502173
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP751464A Expired JPS5947184B2 (ja) | 1974-12-30 | 1974-12-30 | カウンタ−バランス弁 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5947184B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3337121B2 (ja) * | 1997-05-22 | 2002-10-21 | 川崎重工業株式会社 | パイロット弁 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4726017U (ja) * | 1971-04-08 | 1972-11-24 |
-
1974
- 1974-12-30 JP JP751464A patent/JPS5947184B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4726017U (ja) * | 1971-04-08 | 1972-11-24 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5179023A (ja) | 1976-07-09 |
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