(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体の内部に流路間を開閉する弁体を軸方向へ摺動自在に嵌挿して設け、弁体には設定圧力を設定する第１ばね力を流路間の閉方向に作用して設けると共に、負荷の背圧に基づく内部パイロット圧力を第１ばね力に対向して流路間の開方向に作用して設け、弁体と接離自在で軸方向へ摺動自在に本体内へピストンを嵌挿して設け、ピストンには第２ばね力及び内部パイロット圧力を弁体との離脱方向に作用して設けると共に、外部パイロット圧力を第２ばね力及び内部パイロット圧力に対向して弁体との当接方向に作用して設けて成るカウンタバランス弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、負荷の落下を防止するよう背圧を制御するカウンタバランス弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のカウンタバランス弁として実開平４−９９４０２号公報の図４及び図５に示される如きものがある。このものは、設定圧力を設定するばね力に対向して弁体にパイロット圧力を作用し、流体シリンダで下降作動する際の負荷の背圧を設定圧力に制御して設けている。そして、本体に第１栓部材と第２栓部材とを選択して着脱取付けすることで、弁体に作用するパイロット圧力を外部パイロット圧力と内部パイロット圧力とに変更自在に設けている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、かかる従来のカウンタバランス弁では、内部パイロット圧力を弁体に作用した際に、負荷が軽いと流体シリンダのロッド側室（同公報においては、これをロッド側と称している。）に導入する圧力流体の圧力を高く設定しないと負荷が下降作動せずに作動効率が悪く、また外部パイロット圧力を弁体に作用した際に、負荷が重いと弁体前後の圧力差が大きく弁体に作用する外部パイロット圧力の応答遅れに起因して弁体が開閉を繰り返すハンチングが発生してしまうため、流体シリンダで作動する負荷の変更に伴い、その都度、負荷の重量に適合するよう内部パイロット圧力と外部パイロット圧力とを変更しなければならず、弁体に取付けた第１栓部材と第２栓部材の一方を他方に取替える作業が面倒である問題点があった。
本発明は、かかる問題点を解決するもので、負荷の変更に伴う内部パイロット圧力と外部パイロット圧力とを変更するための作業を不要にし、作動効率の低下やハンチングの発生を阻止して良好に作動し得るカウンタバランス弁を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は、本体の内部に流路間を開閉する弁体を軸方向へ摺動自在に嵌挿して設け、弁体には設定圧力を設定する第１ばね力を流路間の閉方向に作用して設けると共に、負荷の背圧に基づく内部パイロット圧力を第１ばね力に対向して流路間の開方向に作用して設け、弁体と接離自在で軸方向へ摺動自在に本体内へピストンを嵌挿して設け、ピストンには第２ばね力及び内部パイロット圧力を弁体との離脱方向に作用して設けると共に、外部パイロット圧力を第２ばね力及び内部パイロット圧力に対向して弁体との当接方向に作用して設けて成る。
【０００５】
【作用】
かかる本発明の構成において、負荷が軽く、ピストンに作用する負荷の背圧に基づく内部パイロット圧力による作用力と第２ばね力との和より外部パイロット圧力による作用力が大きいと、ピストンは外部パイロット圧力による作用力で弁体と当接して弁体を第１ばね力に抗して流路間の開方向に押圧し、負荷の背圧を外部パイロット圧力により制御し、軽い負荷を作動する際の作動効率の低下を阻止できる。また、負荷を重いものに変更し、ピストンに作用する負荷の背圧に基づく内部パイロット圧力が上昇してこの上昇した内部パイロット圧力による作用力と第２ばね力との和が外部パイロット圧力による作用力より大きくなると、ピストンは内部パイロット圧力による作用力と第２ばね力とにより弁体からの離脱方向に押圧され、弁体は内部パイロット圧力による作用力で第１ばね力に抗して流路間の開方向に押圧され、負荷の背圧を内部パイロット圧力により制御し、重い負荷を作動する際のハンチングの発生を阻止できる。このため、負荷が軽いと外部パイロット圧力により負荷の背圧を制御すると共に、負荷が重いと内部パイロット圧力りより負荷の背圧を制御し、外部パイロット圧力と内部パイロット圧力とを負荷の変更に応じて自動的に切換えできるから、負荷の変更に伴う内部パイロット圧力と外部パイロット圧力とを変更するための作業を不要にでき、作動効率の低下やハンチングの発生を阻止できて良好に作動することができる。
【０００６】
【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において、１はカウンタバランス弁１Ａの本体で、直方体形状に形成して弁孔２を穿設し、弁孔２には流路３と流路４とを軸方向に間隙を有して開口し、流路３には紙面に対して直角方向に穿設して本体１の下面に開口する第１流路５を接続すると共に、流路４には紙面に対して直角方向に穿設して本体１の上面に開口する第２流路６を接続している。そして、図２に示す如き、第１流路５は負荷Ｗの自重に基づく背圧が作用する流体シリンダ７のヘッド側室７Ａに接続すると共に、第２流路６は電磁切換弁８に接続している。また、本体１には供給流路Ｐと負荷流路Ａと排出流路Ｒとを紙面に対して直角方向に貫設して本体１の上下面に開口し、図２に示す如き、供給流路Ｐは圧力流体を供給する圧力源Ｐ１と電磁切換弁８間を接続し、負荷流路Ａは流体シリンダ７のロッド側室７Ｂと電磁切換弁８間を接続し、排出流路Ｒは低圧のタンクＴと電磁切換弁８間を接続している。
【０００７】
９は弁孔２に軸方向へ摺動自在に嵌挿した弁体で、流路３、４の弁孔２への開口個所間に有するランド部９Ａにより流路３、４間を開閉して設け、ランド部９Ａには外周面に周方向へ等間隔に複数個のノッチ部９Ｂを形成し、弁体９の軸方向への摺動に伴い流路３、４間の開度を漸増するよう設けている。１０は弁孔２の一端に連設したばね孔で、本体１の一側面に開口して設けている。１１はばね孔１０の開口を閉塞する閉塞部材で、本体１の一側面に固設して内部にばね孔１０とでばね室１２を区画形成している。１３は設定圧力を設定する第１ばねで、ばね室１２に収装し、自己のばね１３力を弁体９に流路３、４間の閉方向に作用して設けている。１４はばね１３力を調整する調整部材で、外部より回動操作自在に閉塞部材１１に螺合して設けている。１５は弁孔２の他端に連設したピストン孔で、弁孔２より大径で本体１の他側面に開口して設けている。１６はピストン孔１５に軸方向へ摺動自在に嵌挿したピストンで、弁体９と接離自在に弁体９と同一径の小径部１６Ａを弁孔２内へ摺動自在に延在して設けている。
【０００８】
１７は弁体９の他端とピストン１６の小径部１６Ａ先端との間に区画形成した内部パイロット圧力室で、弁体９内部に穿設したパイロット流路１８を介して流路３に連通し、図２に示す、流体シリンダ７のヘッド側室７Ａの流体の一部を内部パイロット流体として導入して設けている。内部パイロット圧力室１７に導入する内部パイロット流体の圧力は負荷Ｗの背圧に基づく内部パイロット圧力であり、内部パイロット圧力は弁体９に第１ばね１３力に対向して流路３、４間の開方向に作用して設けると共に、ピストン１６に弁体９との離脱方向に作用して設けている。１９はピストン孔１５に収装した第２ばねで、自己のばね１９力をピストン１６に弁体９との離脱方向に作用して設けている。２０はピストン孔１５の開口を閉塞する栓部材で、本体１の他側面に固設してピストン１６端部との間に外部パイロット圧力室２１を区画形成している。外部パイロット圧力室２１は本体１内部に穿設したパイロット流路２２を介して負荷流路Ａに連通し、図２に示す、供給流路Ｐより負荷流路Ａを流れて流体シリンダ７のロッド側室７Ｂに導入する圧力流体の一部を外部パイロット流体として導入して設けている。外部パイロット圧力室２１に導入する外部パイロット流体の圧力は外部パイロット圧力としてピストン１６に第２ばね１９力及び内部パイロット圧力に対向して弁体９との当接方向に作用して設けている。２３は本体１内部へ流路３、４間に弁体９と並列的に配設した逆止め弁で、流路４から流路３への流体流れを自由流れとすると共に、流路３から流路４への流体流れを阻止して設けている。
【０００９】
図２は、図１に示すカウンタバランス弁１Ａを適用した積層形制御装置の作動制御回路図で、マニホールド２４上に逆止め弁２５とカウンタバランス弁１Ａを順次積層配設し、最上段に電磁方向切換弁８を配設している。電磁方向切換弁８の供給ポート８Ｐはカウンタバランス弁１Ａの供給流路Ｐ、逆止め弁２５の供給流路Ｐ２、マニホールド２４の供給流路Ｐ３を介して圧力源Ｐ１に接続し、電磁方向切換弁８の負荷ポート８Ａはカウンタバランス弁１Ａの負荷流路Ａ、逆止め弁２５の負荷流路Ａ１、マニホールド２４の負荷流路Ａ２を介して流体シリンダ７のロッド側室７Ｂに接続し、電磁方向切換弁８の負荷ポート８Ｂはカウンタバランス弁１Ａの流路６、４、３、５、逆止め弁２５の負荷流路Ｂ１、マニホールド２４の負荷流路Ｂ２を介して流体シリンダ７のヘッド側室７Ａに接続し、電磁方向切換弁８の排出ポート８Ｒはカウンタバランス弁１Ａの排出流路Ｒ、逆止め弁２５の排出流路Ｒ１、マニホールド２４の排出流路Ｒ２を介して低圧のタンクＴに接続している。
【００１０】
電磁方向切換弁８は各ポート８Ｐ、８Ａ、８Ｂ、８Ｒ間を遮断する中立位置Ｘと、供給ポート８Ｐを負荷ポート８Ａに切換連通して負荷ポート８Ｂを排出ポート８Ｒに切換連通する第１切換位置Ｙと、供給ポート８Ｐを負荷ポート８Ｂに切換連通して負荷ポート８Ａを排出ポート８Ｒに切換連通する第２切換位置Ｚとの３位置を有し、通電非通電により各位置Ｘ、Ｙ、Ｚに切換操作自在に設けている。逆止め弁２５は内部に逆止め弁体２５Ａを有し、供給流路Ｐ３側から供給流路Ｐ側への流体流れを自由流れとすると共に、供給流路Ｐ側から供給流路Ｐ３側への流体流れを阻止して設けている。流体シリンダ７は負荷Ｗを昇降作動自在に設け、ヘッド側室７Ａには負荷Ｗの背圧を作用して設けている。
【００１１】
次にかかる構成の作動を説明する。
図２は、電磁方向切換弁８が中立位置Ｘに位置して各ポート８Ｐ、８Ａ、８Ｂ、８Ｒ間を遮断し、カウンタバランス弁１Ａは弁体９が流路３、４間を閉じ、流体シリンダ７は負荷Ｗを上方位置に保持している。
【００１２】
この状態で、電磁方向切換弁８を第１切換位置Ｙに切換操作すると、圧力源Ｐ１の圧力流体が供給流路Ｐ３、Ｐ２、Ｐ、負荷流路Ａ、Ａ１、Ａ２を流れて流体シリンダ７のロッド側室７Ｂに導入し、負荷Ｗの背圧が作用するヘッド側室７Ａの流体は負荷流路Ｂ２、Ｂ１を流れ、カウンタバランス弁１Ａで負荷Ｗの背圧を第１ばね１３力により設定する設定圧力に制御され、排出流路Ｒ、Ｒ１、Ｒ２を流れてタンクＴに排出し、流体シリンダ７は負荷Ｗを下降作動する。そして、負荷Ｗが図２の下方位置に到達すると、電磁方向切換弁８を中立位置Ｘに切換操作し、負荷Ｗを下方位置に保持する。
【００１３】
負荷Ｗを下方位置に保持した状態で、電磁方向切換弁８を第２切換位置Ｚに切換操作すると、圧力源Ｐ１より供給流路Ｐ３、Ｐ２、Ｐを流れる圧力流体が、第２流路６、流路４よりカウンタバランス弁１Ａの逆止め弁２３を自由流れで流れ、流路３、第１流路５より負荷流路Ｂ１、Ｂ２を流れて流体シリンダ７のヘッド側室７Ａに導入し、ロッド側室７Ｂの流体は負荷流路Ａ２、Ａ１、Ａ、排出流路Ｒ、Ｒ１、Ｒ２を流れてタンクＴに排出し、流体シリンダ７は負荷Ｗを上昇作動する。そして、負荷Ｗが図２に示す上方位置に到達すると、電磁方向切換弁８を中立位置Ｘに切換操作し、負荷Ｗを上方位置に保持する。
【００１４】
かかる流体シリンダ７による負荷Ｗの下降作動において、カウンタバランス弁１Ａは、負荷Ｗが軽く、流体シリンダ７のヘッド側室７Ａに接続する第１流路５より流路３、パイロット流路１８を介して内部パイロット圧力室１７に導入し、ピストン１６の小径部１６Ａ先端に作用する負荷Ｗの背圧に基づく内部パイロット圧力による作用力と、第２ばね１９力との和より、負荷流路Ａを流れて流体シリンダ７のロッド側室７Ｂに導入する圧力流体の一部をパイロット流路２２を介して外部パイロット圧力室２１に導入し、ピストン１６に作用する外部パイロット圧力による作用力が大きいと、ピストン１６は外部パイロット圧力による作用力で弁体９と当接し、外部パイロット圧力が第１ばね１３力により設定する設定圧力に達すると、弁体９を第１ばね力１３に抗して押圧して流路３、４間を開き、負荷Ｗの背圧を外部パイロット圧力により制御し、軽い負荷Ｗを下降作動する際の作動効率の低下を阻止する。
【００１５】
また、負荷Ｗを重いものに変更し、ピストン１６の小径部１６Ａ先端に作用する負荷Ｗの背圧に基づく内部パイロット圧力が上昇し、この上昇した内部パイロット圧力による作用力と第２ばね１９力との和が、外部パイロット圧力室２１に導入してピストン１６に作用する外部パイロット圧力による作用力より大きくなると、ピストン１６は小径部１６Ａ先端に作用する内部パイロット圧力による作用力と第２ばね１９力とにより弁体９からの離脱方向に押圧され、内部パイロット圧力室１７に導入して弁体９に作用する内部パイロット圧力が第１ばね１３力により設定する設定圧力に達すると、弁体９を第１ばね１３力に抗して押圧して流路３、４間を開き、負荷Ｗの背圧を内部パイロット圧力により制御し、重い負荷Ｗを下降作動する際の弁体９のハンチングの発生を阻止する。
【００１６】
このため、流体シリンダ７により下降作動する負荷Ｗが軽いと外部パイロット圧力室２１に導入してピストン１６に作用する外部パイロット圧力による作用力で弁体９を流路３、４間の開方向に押圧して負荷Ｗの背圧を外部パイロット圧力により制御すると共に、負荷Ｗが重いと内部パイロット圧力室１７に導入して弁体９に作用する内部パイロット圧力による作用力で弁体９を流路３、４間の開方向に押圧して負荷Ｗの背圧を内部パイロット圧力により制御し、外部パイロット圧力と内部パイロット圧力とを負荷Ｗの変更に応じて自動的に切換えできるから、負荷Ｗの変更に伴う内部パイロット圧力と外部パイロット圧力とを変更するための作業を不要にでき、作動効率の低下やハンチングの発生を阻止できて良好に作動することができる。また、ピストン１６に第２ばね１９力を弁体９との離脱方向に作用しているため、第２ばね１９力の変更に伴い内部パイロット圧力と外部パイロット圧力とを切換える切換点を任意に変更でき、負荷Ｗの用途に応じた最適値で内部パイロット圧力と外部パイロット圧力とを切換えることができる。
【００１７】
【発明の効果】
このように本発明は、本体の内部に流路間を開閉する弁体を軸方向へ摺動自在に嵌挿して設け、弁体には設定圧力を設定する第１ばね力を流路間の閉方向に作用して設けると共に、負荷の背圧に基づく内部パイロット圧力を第１ばね力に対向して流路間の開方向に作用して設け、弁体と接離自在で軸方向へ摺動自在に本体内へピストンを嵌挿して設け、ピストンには第２ばね力及び内部パイロット圧力を弁体との離脱方向に作用して設けると共に、外部パイロット圧力を第２ばね力及び内部パイロット圧力に対向して弁体との当接方向に作用して設けたことにより、負荷の変更に伴う内部パイロット圧力と外部パイロット圧力とを変更するための作業を不要にでき、作動効率の低下やハンチングの発生を阻止できて良好に作動することができる。また、ピストンに第２ばね力を弁体との離脱方向に作用して設けているため、第２ばね力の変更に伴い内部パイロット圧力と外部パイロット圧力とを切換える切換点を任意に変更でき、負荷に応じた最適値で内部パイロット圧力と外部パイロット圧力とを切換えることができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示したカウンタバランス弁の縦断面図である。
【図２】図１に示すカウンタバランス弁を適用した積層形制御装置の作動制御回路図である。
【符号の説明】
１本体
１Ａカウンタバランス弁
２弁孔
３、４流路
９弁体
１３第１ばね
１６ピストン
１９第２ばね
Ｗ負荷
【図１】
0003630789.tif 000002
【図２】
0003630789.tif 000003