JP2000337304A - 弁装置および流体圧アクチュエータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体圧アクチュエータの作動流体を制御する
メータイン・メータアウト分離型制御回路にてロードホ
ールドチェック弁やドリフト低減弁をなくす。 【解決手段】 ポンプ１と流体圧アクチュエータ２との
間の通路中に設けられたブリッジ回路のメータインバル
ブA1IMV ，A2IMV は、ポペット弁41をシート部49に接離
自在に設け、ポペット弁41に対しシート部49と反対側に
位置するバネ室51を設け、このバネ室51にポペット弁41
をシート部49に押圧するバネ52を内蔵する。ポンプ側の
通路13の圧力と流体圧アクチュエータ側の通路15の圧力
とで高い圧力を選択してポペット弁41のバネ室51に導く
高圧選択手段を有する。ポペット弁41より小径のパイロ
ットスプール弁54を設け、バネ室51からポペット弁41よ
りポンプ側の通路74と流体圧アクチュエータ側の通路73
との低圧側に流出するパイロット流量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポペット弁を用い
た弁装置および流体圧アクチュエータ制御装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、従来の例えば油圧ショベルな
どの建設機械に設けられているメータイン・メータアウ
ト分離型の制御回路を示し、可変容量型のポンプ１と、
負荷Ｗを駆動するシリンダ型の流体圧アクチュエータ２
との間には、２個のメータインバルブA1IMV ，A2IMV お
よび２個のメータアウトバルブA3IMV ，A4IMV からなる
ブリッジ回路３が設けられている。

【０００３】さらに、ポンプ１とブリッジ回路３との間
の通路にはロードホールドチェック弁４が設けられ、ま
た、ブリッジ回路３と流体圧アクチュエータ２との間の
２通路にはリーク防止用のドリフト低減弁（パイロット
操作型チェック弁）５がそれぞれ設けられている。

【０００４】また、ポンプ１の吐出口には、通路６によ
り、他の流体圧アクチュエータ（図示せず）を制御する
ブリッジ回路（図示せず）が同様に接続されている。

【０００５】さらに、ポンプ１の吐出口とタンク７との
間には、上記複数の流体圧アクチュエータ２のブリッジ
回路３などの制御時に連動して制御される１個の共通バ
イパス弁８と、ポンプ吐出圧を設定するメインリリーフ
弁９とが設けられている。

【０００６】メータインバルブA1IMV ，A2IMV 、メータ
アウトバルブA3IMV ，A4IMV および共通バイパス弁８
は、通常、スプール弁タイプの中間絞りノッチ付き開閉
弁であり、操作レバーの操作量に応じてコントローラ
（図示せず）より出力された電気信号で作動される電磁
アクチュエータにより、スプール弁ストロークを制御さ
れる。

【０００７】この回路において、例えば流体圧アクチュ
エータ２を負荷Ｗに抗して伸張させる場合、ドリフト低
減弁５を開口させ、メータインバルブA1IMV およびメー
タアウトバルブA4IMV は閉止したまま、可変容量型のポ
ンプ１の吐出量を徐々に増加させるとともに、共通バイ
パス弁８を徐々に閉止させ、メータインバルブA2IMVお
よびメータアウトバルブA3IMV を徐々に開くように制御
する。

【０００８】一方、流体圧アクチュエータ２を収縮させ
る場合は、ドリフト低減弁５を開口させ、メータインバ
ルブA2IMV およびメータアウトバルブA3IMV は閉止した
まま、可変容量型のポンプ１の吐出量を徐々に増加させ
るとともに、共通バイパス弁８を徐々に閉止させ、メー
タインバルブA1IMV およびメータアウトバルブA4IMVを
徐々に開くように制御する。このような制御は、図示さ
れない操作レバーによりコントローラを介してなされ
る。

【０００９】通常、この制御回路で、例えば油圧ショベ
ルのスティックシリンダがスティックイン動作される場
合のように、負荷Ｗが流体圧アクチュエータ２の伸張に
より地面Ｇなどの抵抗で停止（ストール）される状態と
なったときは、その流体圧アクチュエータ２のシリンダ
ヘッド側に位置するヘッド側室2hの制御圧は、操作レバ
ーの操作量による共通バイパス弁８の開度とポンプ吐出
量のコントロール（ブリードオフ制御）で決まり、例え
ば図９中の点線のように変化し、この変化は複数の流体
圧アクチュエータ共、ほぼ共通で固定されたものとな
る。

【００１０】このために、各流体圧アクチュエータ毎に
最も好ましい圧力モジュレーションカーブ、例えば図９
中の実線や、１点鎖線などで示された圧力モジュレーシ
ョンカーブを個々に実現することが難しい。

【００１１】さらに、操作レバーをフルに操作し、対応
する流体圧アクチュエータ２がストール状態のときに
は、ポンプ吐出圧は共通バイパス弁８の閉止によりメイ
ンリリーフ弁９の設定圧まで上昇しており、このとき
に、他の流体圧アクチュエータ用のブリッジ回路をモジ
ュレーション制御しようとしても、ポンプ吐出圧が既に
共通バイパス弁８の閉止によりメインリリーフ圧まで上
昇しており、コントロール不能であるので、他の流体圧
アクチュエータのメータイン側を開口させると、図９の
１点鎖線に示されたように高圧が回り込んで、圧力モジ
ュレーション特性が選択できないという欠点がある。

【００１２】また、流体圧アクチュエータ２の作動速度
のコントロールも、図１０に示されるように、ある流体
圧アクチュエータには実線、他の流体圧アクチュエータ
には点線または１点鎖線などで示された個々に理想的で
最適な速度モジュレーションカーブにコントロールする
ことが望ましいにもかかわらず、それは互いの干渉によ
り難しいという問題がある。

【００１３】加えて、負荷圧保持用のロードホールドチ
ェック弁４や、ブリッジ回路３を構成するスプール弁よ
りのリークを低減させるためのドリフト低減弁５が必要
であった。特に、従来はブリッジ回路３をスプール弁に
より構成しているため、必要な流量を確保する上でその
スプール径を大径に形成する必要があり、この大径スプ
ール弁ではリーク量が無視できないほど多くなるので、
ドリフト低減弁５が不可欠であった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
メータイン・メータアウト分離型の制御回路では、流体
圧アクチュエータ２に応じた圧力モジュレーションカー
ブおよび速度モジュレーションカーブを実現することが
難しいとともに、負荷圧保持用のロードホールドチェッ
ク弁４や、ブリッジ回路３のスプール弁でのリークを低
減させるためのドリフト低減弁５が必要となる問題があ
る。

【００１５】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、ロードホールドチェック弁やドリフト低減弁を必
要としないようにすることを目的とし、また、流体圧ア
クチュエータの作動流体を制御するメータイン・メータ
アウト分離型の制御回路において、流体圧アクチュエー
タをその流体圧アクチュエータに最も好適なレバー操作
によってオペレータがコントロールできる圧力モジュレ
ーション特性および速度モジュレーション特性を達成で
きるようにすることを目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、ポンプから流体圧アクチュエータに供給される作
動流体を制御するポペット弁と、このポペット弁を閉じ
る方向に圧力を作用させる圧力室と、ポンプ吐出圧と流
体圧アクチュエータ側の負荷圧とで高い方の圧力を選択
して前記圧力室に導く高圧選択手段とを具備した弁装置
である。

【００１７】そして、ポンプ吐出圧より高い流体圧アク
チュエータ側の負荷圧を高圧選択手段により圧力室に導
くことにより、流量制御可能なポペット弁にロードホー
ルドチェック弁機能も持たせて、従来の外設のロードホ
ールドチェック弁を省略でき、バルブハウジングをコン
パクト化し得る。

【００１８】請求項２に記載された発明は、主流量を制
御するポペット弁と、このポペット弁を閉じる方向に圧
力を作用させる圧力室と、この圧力室から排出されるパ
イロット流量を制御するポペット弁より小径のパイロッ
トスプール弁とを具備した弁装置である。

【００１９】そして、リークが生じにくいポペット弁に
より主流量を制御し、そのポペット弁の圧力室からのパ
イロット流量をリーク量の少ない小径のパイロットスプ
ール弁により制御するから、例えばポペット弁と同等の
径を有する大径のスプール弁で主流量を制御する従来の
場合より、リーク量が低減する。

【００２０】請求項３に記載された発明は、ポンプと、
このポンプから吐出された作動流体により作動される流
体圧アクチュエータと、ポンプと流体圧アクチュエータ
との間に設けられ請求項２記載の弁装置を用いたポンプ
側の２個のメータインバルブおよび流体圧アクチュエー
タ側の２個のメータアウトバルブにより形成したブリッ
ジ回路と、メータインバルブおよびメータアウトバルブ
を制御するコントローラとを具備した流体圧アクチュエ
ータの制御装置である。

【００２１】そして、パイロット流量増幅型のポペット
弁を用いたメータインバルブおよびメータアウトバルブ
を組合せて、流体圧アクチュエータ制御用のブリッジ回
路を形成し、コントローラによりこれらのメータインバ
ルブおよびメータアウトバルブを制御するから、流体圧
アクチュエータを方向制御および流量制御できるととも
に、例えばポペット弁と同等の径を有する大径のスプー
ル弁で構成する従来のブリッジ回路により主流量を制御
する場合は必要となるリーク防止用のドリフト低減弁を
廃止できる。

【００２２】請求項４に記載された発明は、請求項３記
載の流体圧アクチュエータの制御装置におけるコントロ
ーラが、２個のメータインバルブを共に開く状態に制御
する流体圧アクチュエータの制御装置である。

【００２３】そして、２個のメータインバルブを共に開
く状態に制御することにより、一方のメータインバルブ
から他方のメータインバルブに作動流体が再生制御され
る。

【００２４】請求項５に記載された発明は、請求項３ま
たは４記載の流体圧アクチュエータの制御装置におい
て、メータインバルブが、ポンプと流体圧アクチュエー
タとの間に設けられたシート部と、このシート部に接離
自在に設けられた双方向流量制御可能のポペット弁と、
このポペット弁に対しシート部と反対側に位置するバネ
室と、このバネ室に内蔵されポペット弁をシート部に押
圧するバネと、ポンプ側の通路の圧力と流体圧アクチュ
エータ側の通路の圧力とで高い圧力を選択してバネ室に
導く高圧選択手段と、バネ室からポンプ側の通路と流体
圧アクチュエータ側の通路との低圧側に排出されるパイ
ロット流量を制御するポペット弁より小径のパイロット
スプール弁とを具備した流体圧アクチュエータの制御装
置である。上記高圧選択手段は、ポペット弁に内蔵して
も良いし、例えばポペット弁を封入するバルブハウジン
グ内などのポペット弁の外側に設置しても良い。

【００２５】そして、高圧選択手段によりポンプ側の通
路の圧力と流体圧アクチュエータ側の通路の圧力とで高
い圧力を選択してバネ室に導き、さらにバネ室からポン
プ側の通路と流体圧アクチュエータ側の通路との低圧側
に排出されるパイロット流量をパイロットスプール弁に
より制御するから、ポペット弁は双方向流量制御可能で
ある。また、流体圧アクチュエータ側の通路の圧力が高
い場合は、その圧力が高圧選択手段を経てバネ室に導か
れ、このときパイロットスプール弁が閉止位置にある
と、バネ室の内圧がポペット弁をシート部に押付けるた
め、ロードホールドチェック弁機能があり、さらに、ポ
ンプ側の通路の圧力が高い場合は、その圧力が高圧選択
手段を経てバネ室に導かれ、このときパイロットスプー
ル弁が変位されると、そのスプール弁変位量に応じてバ
ネ室からパイロットスプール弁を経て流体圧アクチュエ
ータ側の通路に排出されるパイロット流量が生じ、その
パイロット流量に応じてバネ室の圧力が下がり、ポペッ
ト弁の開度が制御されるパイロット流量増幅動作が得ら
れる。その上、パイロットスプール弁が中立閉止位置に
あるときは、負荷圧が高圧選択手段を介してバネ室に作
用するが、ポペット弁より小径のパイロットスプール弁
によりリーク量を低減でき、従来のドリフト低減弁を廃
止できる。

【００２６】請求項６に記載された発明は、請求項５記
載の流体圧アクチュエータの制御装置において、パイロ
ットスプール弁を軸方向に推進する電磁アクチュエータ
と、電磁アクチュエータに対しパイロットスプール弁を
中立位置に付勢するパイロットバネと、パイロットスプ
ール弁の変位量を検出するスプール弁ストローク検出セ
ンサと、パイロットスプール弁に設けられ流体圧アクチ
ュエータ側の負荷圧を受ける負荷圧受圧面とを具備し、
コントローラは、電磁アクチュエータに供給される電流
値よりその推力を判定し、スプール弁ストローク検出セ
ンサにより検出したパイロットスプール弁の軸方向変位
量よりそのバネ力を演算し、電磁アクチュエータの推力
とバネ力との差を負荷圧受圧面の面積で割ることにより
パイロットスプール弁の負荷圧受圧面にかかる負荷圧を
演算し、操作量に対する流体圧アクチュエータへの供給
圧の変化を表わす圧力モジュレーションカーブを流体圧
アクチュエータに応じて制御する流体圧アクチュエータ
の制御装置である。

【００２７】そして、負荷圧フィードバック用の負荷圧
受圧面をもつパイロットスプール弁を駆動する電磁アク
チュエータの電流値および変位量から負荷圧を演算でき
るから、負荷圧を検出する圧力センサを必要とせず、複
数の流体圧アクチュエータを個々に好適な圧力モジュレ
ーション特性で制御できる。

【００２８】請求項７に記載された発明は、請求項６記
載の流体圧アクチュエータの制御装置において、ポンプ
から吐出された作動流体のポンプ吐出圧を検出するポン
プ吐出圧センサと、ポペット弁の変位量からポペット弁
の開口面積を監視する開口面積監視手段とを具備し、コ
ントローラは、ポンプ吐出圧センサにより検出されたポ
ペット弁にかかるポンプ吐出圧と、パイロットスプール
弁の負荷圧受圧面に関する演算で得られるポペット弁に
かかる負荷圧値とから、ポペット弁にかかる差圧を演算
し、この差圧と、開口面積監視手段により検出されたポ
ペット弁の開口面積とにより流体圧アクチュエータに供
給される作動流体の流量を演算し、操作量に対する流体
圧アクチュエータの速度の変化を表わす速度モジュレー
ションカーブを流体圧アクチュエータに応じて制御する
流体圧アクチュエータの制御装置である。

【００２９】そして、ポペット弁にかかる差圧とポペッ
ト弁の開口面積とを制御して、複数の流体圧アクチュエ
ータを個々に好適な速度モジュレーション特性で制御で
きる。特に、他の流体圧アクチュエータがストール（停
止）し、例えばポンプがメインリリーフ弁で決まるよう
な高圧となっても、上記負荷圧をフィードバックする構
造と開口面積監視手段とにより、各流体圧アクチュエー
タの好適な速度制御および圧力制御を個々に達成でき
る。この効果は、複数の流体圧アクチュエータを単独操
作するときにおいてもあるいは同時操作するときにおい
ても得られる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る一実施の形態
を図１および図２を参照しながら、他の実施の形態を図
３および図４を参照しながら、さらに別の実施の形態を
図５、図６、図７および図８を参照しながら説明する。

【００３１】先ず、図１および図２に示された一実施の
形態を説明する。なお、図１１に示された従来の制御回
路と同様の部分には同一符号を付する。

【００３２】図２は、メータインバルブA1IMV ，A2IMV
とメータアウトバルブA3IMV ，A4IMV とを組合せたブリ
ッジ回路３により、メータイン・メータアウト分離型の
制御回路を構成したもので、斜板により吐出流量を可変
制御できる可変容量型のポンプ１の吐出口にポンプ吐出
通路11が接続され、このポンプ吐出通路11に、シリンダ
型の一の流体圧アクチュエータ２を制御する一のブリッ
ジ回路３の二つのメータインバルブA1IMV ，A2IMV にそ
れぞれ連通する通路12，13が接続され、また、上記ポン
プ吐出通路11には、他の流体圧アクチュエータ（図示せ
ず）を制御するための他のブリッジ回路（図示せず）に
連通する通路６も接続されている。

【００３３】さらに、ポンプ吐出通路11には、ポンプ１
から吐出された作動流体の各ブリッジ回路３に対する供
給量を制御する共通バイパス弁８と、ポンプ吐出圧の上
限を設定するメインリリーフ弁９とが、複数のブリッジ
回路３に対し共通に設けられている。

【００３４】各ブリッジ回路３は、ポンプ吐出通路11に
通路12，13を介して２つのメータインバルブA1IMV ，A2
IMV がそれぞれ接続され、これらのメータインバルブA1
IMV，A2IMV に通路14，15とタンク通路16，17との間を
制御する２つのメータアウトバルブA3IMV ，A4IMV がそ
れぞれ接続され、タンク通路16，17はタンク７に接続さ
れている。

【００３５】さらに、このブリッジ回路３の上側に図示
されたメータインバルブA1IMV とメータアウトバルブA3
IMV とを経て引出された通路14a は、流体圧アクチュエ
ータ２のピストン2pよりロッド側が位置する室（以下、
「ロッド側室2r」という）に接続され、また、下側に図
示されたメータインバルブA2IMV とメータアウトバルブ
A4IMV とを経て引出された通路15a は、流体圧アクチュ
エータ２のピストン2pよりヘッド側に位置する室（以
下、「ヘッド側室2h」という）に接続されている。

【００３６】前記各メータアウトバルブA3IMV ，A4IMV
を説明すると、バルブハウジング21内にそれぞれ設けら
れたパイロット流量増幅型のポペット弁（以下、このポ
ペット弁を「メータアウト側ポペット弁22」と称する）
を中心に構成されており、バルブハウジング21内にそれ
ぞれ形成された弁室23にて各メータアウト側ポペット弁
22がそれぞれ変位自在に設けられ、各弁室23に前記流体
圧アクチュエータ２よりの戻り通路14a ，15a がそれぞ
れ連通されている。

【００３７】これらのメータアウト側ポペット弁22の側
面部には、各メータアウト側ポペット弁22の軸方向変位
に大きくなるにしたがって、それぞれの開口面積が比例
的に拡大変化する可変スロット25がそれぞれ軸方向に形
成されている。

【００３８】これらの可変スロット25は、各メータアウ
ト側ポペット弁22の反対側端部にそれぞれ形成されたド
レン流量制御部26がシート部27に着座している状態で、
バルブハウジング21内にそれぞれ形成されたバネ室28と
連通する若干の開口25a を有する。それぞれのシート部
27は、タンク通路16，17によりそれぞれタンク７に連通
されている。

【００３９】これらのメータアウト側ポペット弁22に対
する各バネ室28には、ドレン流量制御部26をシート部27
側へ押圧する方向すなわち閉じ方向に押圧する圧縮コイ
ルバネ29がそれぞれ内蔵されている。

【００４０】また、各メータアウト側ポペット弁22の開
度を制御する手段として、各バネ室28から各タンク通路
16，17にわたって通路31および通路32がそれぞれ引出さ
れ、各通路31中には、モジュレーションステム33がそれ
ぞれ介在され、これらのモジュレーションステム33は、
各バネ室28を図示されないコントローラからの電気信号
に応じてドレン制御するもので、各モジュレーションス
テム33に対してそれぞれ配置されたコイルバネ34と、こ
れらのコイルバネ34に抗してモジュレーションステム33
をそれぞれ位置制御する電磁アクチュエータ35とを備え
ている。

【００４１】さらに、前記各通路31と並列に通路36がそ
れぞれ設けられ、これらの通路36中に、過負荷防止用の
リリーフ弁機能を持つパイロットポペット弁37がそれぞ
れ介在されている。

【００４２】これらのパイロットポペット弁37には、各
パイロットポペット弁37を閉止する方向に作用する圧縮
コイルバネ38と電磁アクチュエータ39とがパラレルにそ
れぞれ設けられ、また、流体圧アクチュエータ２よりの
戻り通路14a ，15a が通路40により各パイロットポペッ
ト弁37の反対側にそれぞれ導かれている。

【００４３】これにより、流体圧アクチュエータ２より
の戻り通路14a ，15a に過大な負荷圧が生じたとき、各
パイロットポペット弁37が圧縮コイルバネ38および電磁
アクチュエータ39の推力に抗して開口し、各メータアウ
ト側ポペット弁22のバネ室28をそれぞれドレン制御する
ことにより、各メータアウト側ポペット弁22のシート部
27をそれぞれ開口するものである。各電磁アクチュエー
タ39は、リリーフ弁としての設定圧をそれぞれ可変制御
する機能を有する。

【００４４】このように構成された各メータアウト側ポ
ペット弁22において、流体圧アクチュエータ２よりの戻
り流量Ｑのうち一部の流量ｑは、パイロット可変スロッ
ト25の開口25a よりバネ室28に流入する。メータアウト
側ポペット弁22のストローク制御は、バネ室28に連通し
たモジュレーションステム33の開度制御で達成され、こ
のモジュレーションステム33を通過する流量は、図中ｑ
₂ で示されている。なお、パイロットポペット弁37へ向
かうパイロット流量ｑ₁ はパイロットポペット弁37の閉
止時にはゼロであり、そのときはｑ＝ｑ₂ となる。

【００４５】このメータアウト側ポペット弁22のストロ
ーク制御により、ドレン流量制御部26が弁シート部27の
開度を制御するから、主流量ＬＱがコントロールされ、
この主流量ＬＱは、あたかもモジュレーションステム33
でのパイロット流量ｑ₂ が増幅された様相を示す。

【００４６】一方、このモジュレーションステム33が閉
止し、流量ｑ₂ も主流量ＬＱもゼロ値となっているとき
に、流体圧アクチュエータ２よりの戻り通路14a ，15a
の戻り圧力が上昇し、通路40を経てパイロットポペット
弁37に作用する力が圧縮コイルバネ38および電磁アクチ
ュエータ39の推力に打ち勝つと、パイロットポペット弁
37が開口し、パイロット流量ｑ₁ が流れ始め（このとき
はｑ＝ｑ₁ となる）、メータアウト側ポペット弁22の可
変スロット25の開口25a の前後に差圧が生じ、メータア
ウト側ポペット弁22はバネ室28側へ移動し、シート部27
が開口し、主流量ＬＱが発生することにより、流体圧ア
クチュエータ２よりの戻り通路14a または15a の戻り圧
力が異常上昇することを抑えて、ほぼパイロットポペッ
ト弁37に作用する圧縮コイルバネ38および電磁アクチュ
エータ39の推力により設定された一定の圧力値で整定す
るリリーフ弁機能を有する。

【００４７】次に、前記メータインバルブA1IMV ，A2IM
V は、バルブハウジング21の内部に設けられたパイロッ
ト流量増幅型のポペット弁としてのメータイン側ポペッ
ト弁41を中心に構成されており、この点は、メータアウ
トバルブA3IMV ，A4IMV と同様であるが、メータイン側
ポペット弁41自体の構造と、そのパイロット制御手段は
メータアウトバルブA3IMV ，A4IMV と異なる。

【００４８】メータインバルブA1IMV ，A2IMV の構造は
同一であるから、ここでは、シリンダヘッド側のメータ
インバルブA2IMV を例にとって詳細に説明すると、図１
に示されるように、前記メータイン側ポペット弁41は、
図１では内部に高圧選択手段としてのシャトル弁42を持
ち、このシャトル弁42に対する一方の入口側に形成され
た通路43は、ポンプ１の吐出口にポンプ吐出通路11を介
して連通された通路13に開口され、ポンプ吐出圧をシャ
トル弁42に導き、また、シャトル弁42に対する他方の入
口側に形成された通路44は、流体圧アクチュエータ２の
ヘッド側室2hに通路15を経て連通された環状空間45に開
口され、流体圧アクチュエータ２へ供給される圧力また
は流体圧アクチュエータ２の負荷圧をシャトル弁42に導
き、シャトル弁42は、これらの圧力のうちで高圧側を選
択する。

【００４９】このシャトル弁42の出力側に形成されたポ
ペット弁内の通路46は、メータイン側ポペット弁41の外
周に加工された可変スロット47に連通されている。この
可変スロット47は、メータイン側ポペット弁41の移動ス
トロークに応じて開口面積が増加する。

【００５０】この可変スロット47は、メータイン側ポペ
ット弁41の流量制御部48がシート部49に着座している状
態で、バルブハウジング21内に形成された圧力室として
のバネ室51と連通する若干の開口47a を有するものであ
る。

【００５１】前記メータイン側ポペット弁41に対するバ
ネ室51には、メータイン側ポペット弁41の流量制御部48
をシート部49に押圧するバネとしての圧縮コイルバネ52
が設けられ、このバネ室51は、通路53により、パイロッ
トスプール弁54が摺動自在に嵌合された嵌合穴55に連通
されている。

【００５２】パイロットスプール弁54は、外部の電磁ア
クチュエータとしてのプッシュプルアクチュエータ56に
よりストローク制御される。

【００５３】このプッシュプルアクチュエータ56は、バ
ルブハウジング21に固定されたアクチュエータ本体57内
にコイル58が嵌着され、このコイル58内にパイロットス
プール弁54の一端部に一体に設けられたコア59が移動自
在に嵌合されたもので、コイル58に対する通電方向によ
り、パイロットスプール弁54をバルブハウジング21から
引出す方向と、バルブハウジング21内に押込む方向とに
付勢する励磁力を得ることができる。

【００５４】パイロットスプール弁54の他端部は、バル
ブハウジング21内に形成されたバネ室61に挿入され、こ
のバネ室61内で一体に移動される係止部62を有し、パイ
ロットスプール弁54の他端部と係止部62とに係合された
一対の係合フランジ63の間にパイロットバネとしての圧
縮コイルバネ64が設けられ、この圧縮コイルバネ64によ
り各係合フランジ63がバネ室61の一端部および他端部に
それぞれ係合され、パイロットスプール弁54を中立位置
に保とうとする付勢力が付与されている。

【００５５】パイロットスプール弁54には、中間溝66を
介して第１のランド部67と第２のランド部68とが形成さ
れ、第１のランド部67の中間溝66側には第１のメータリ
ングノッチ69が設けられ、第２のランド部68の中間溝66
側には第２のメータリングノッチ70が設けられ、これら
のメータリングノッチ69，70の上流側には前記通路53に
より前記メータイン側ポペット弁41に対するバネ室51が
連通されている。

【００５６】一方、これらのメータリングノッチ69，70
の下流側には、パイロットスプール弁54が図示された中
立位置にあるときメータリングノッチ69，70から一定の
遮断距離を確保できる位置に環状空間71，72がそれぞれ
設けられ、一方の環状空間71は、通路73を経て流体圧ア
クチュエータ２への通路15に連通され、また、他方の環
状空間72は、通路74を経てポンプ吐出通路11に連通され
ている。

【００５７】したがって、プッシュプルアクチュエータ
56が励磁されて圧縮コイルバネ64のバネ力に抗してパイ
ロットスプール弁54が押込まれる方向に移動すると、前
記パイロットスプール弁54の第１のランド部67に設けら
れたメータリングノッチ69は環状空間71に開口し、通路
73に連通するから、メータイン側ポペット弁41のバネ室
51は、通路53、中間溝66、メータリングノッチ69、環状
空間71、通路73および環状空間45を経て、流体圧アクチ
ュエータ２への供給用の通路15に連通される。

【００５８】一方、プッシュプルアクチュエータ56が逆
方向に励磁されて圧縮コイルバネ64のバネ力に抗してパ
イロットスプール弁54が引出される方向に移動すると、
パイロットスプール弁54の第２のランド68に設けられた
メータリングノッチ70は環状空間72に開口し、通路74に
連通するから、メータイン側ポペット弁41のバネ室51
は、通路53、中間溝66、メータリングノッチ70、環状空
間72および通路74を経て、ポンプ吐出通路11に連通され
る。

【００５９】また、前記メータイン側ポペット弁41に
は、その作動ストロークを検出することによりポペット
弁41の開口面積を監視できる開口面積監視手段としての
ポペット弁ストローク検出センサ75が設けられている。
すなわち、このストローク検出センサ75は、メータイン
側ポペット弁41の中央部に作動変圧器などの可動鉄心76
が一体的に嵌着され、この可動鉄心76を囲むようにバル
ブハウジング21に作動変圧器などのコイル77が嵌着され
ている。そして、このポペット弁ストローク検出センサ
75によりメータイン側ポペット弁41の変位量を検出し
て、この変位量よりシート部49の開口面積を監視する。

【００６０】さらに、前記プッシュプルアクチュエータ
56のアクチュエータ本体57内の空間部は、パイロットス
プール弁54内に穿設されたドレン孔78により、下側のバ
ネ室61内に連通され、さらに、このバネ室61内はドレン
孔79により外部のタンク７に連通され、パイロットスプ
ール弁54の両端部に高圧が作用することを防止してい
る。

【００６１】次に、図１および図２に示された実施形態
の作用、効果を説明する。

【００６２】図示されない操作レバーを操作すると、こ
の操作レバーから発信された電気信号がコントローラで
演算処理され、コントローラより出力された電流値など
の電気信号により、前記共通バイパス弁８、メータイン
バルブA1IMV ，A2IMV のプッシュプルアクチュエータ56
およびメータアウトバルブA3IMV ，A4IMV の電磁アクチ
ュエータ35がそれぞれ励磁あるいは非励磁制御され、ポ
ンプ１から流体圧アクチュエータ２のロッド側室2rおよ
びヘッド側室2hの一方に供給されるとともに他方からタ
ンク７に排出される作動油が、２つのメータインバルブ
A1IMV ，A2IMVおよび２つのメータアウトバルブA3IMV
，A4IMV で形成されたブリッジ回路３により制御され
る。そのシリンダ伸縮に関する制御例は既に説明したの
で、ここでは省略する。

【００６３】（１）リーク低減機能 図示されていない操作レバーが中立位置にあり、コマン
ド（電流値）が各プッシュプルアクチュエータ56に与え
られないときは、パイロットスプール弁54は図１に示さ
れたように中立位置にあり、第１および第２のメータリ
ングノッチ69，70は共に閉止している。

【００６４】また、共通バイパス８が開いており、さら
に可変容量型のポンプ１からのポンプ吐出量も最少であ
るから、通路13の圧力は低圧である。

【００６５】この場合、シリンダ型の流体圧アクチュエ
ータ２のヘッド側室2hに通路13の圧以上の保持圧がある
場合は、通路15よりシャトル弁42で高圧選択されて、こ
の保持圧が可変スロット47の開口47a よりバネ室51へ導
入され、圧縮コイルバネ52のバネ力と共にメータイン側
ポペット弁41をシート部49側に押圧する。

【００６６】このため、このポペット弁41とほぼ同等径
のスプール弁をメータインバルブとして用いた場合のよ
うに、大径の環状隙間を経た通路15から通路13へ至るリ
ークは発生しない。ただし、小径のパイロットスプール
弁54の環状隙間からのリークは若干あるが、このリーク
は、スプール弁径が小さいため隙間も小さく、またメー
タリングノッチ69，70のオーバラップを大きくとること
で、少量とすることができる。

【００６７】（２）ロードホールドチェック弁機能 操作レバーが操作され、共通バイパス弁８が閉止してゆ
き、ポンプ吐出量が増大すると共に、プッシュプルアク
チュエータ56へ図示されないコントローラよりコマンド
（電流値）が供給され、パイロットスプール弁54を押込
む方向に作用すると、メータリングノッチ69が通路53と
通路73とを開いてゆく。

【００６８】このとき、まだ通路15の圧力が通路13の圧
力より高圧であると、メータイン側ポペット弁41のバネ
室51は高圧側の通路15の圧力に等しく、このポペット弁
41は閉止したままであり、これはロードホールドチェッ
ク弁としての機能を果たしていることになる。

【００６９】さらに、共通バイパス弁８が閉止し、ポン
プ吐出量が増大すると、やがて通路13のポンプ吐出圧は
通路15の圧力を超えて高くなってくる。

【００７０】このとき、シャトル弁42により通路13側の
圧力が高圧選択されてポペット弁41のバネ室51よりメー
タリングノッチ69に作用し、この圧力は通路73の圧（＝
通路15の圧）より高いため、ノッチ69の部分で通路53か
ら通路73の方向へパイロット流が発生する。

【００７１】このメータイン側ポペット弁41は、パイロ
ット流量増幅機能を有しているので、パイロット流量の
増加にしたがってバネ室51の圧力が下降し、メータイン
側ポペット弁41の流量制御部48がシート部49よりリフト
し、弁先端部の開口面積の漸次増加により通路13より通
路15へ制御された主流量が発生し、シリンダ型の流体圧
アクチュエータ２はゆっくり伸張してゆく。

【００７２】（３）再生機能 また、図２において、シリンダ型の流体圧アクチュエー
タ２を収縮させるとき、ヘッド側室2hの保持圧を利用し
て、ポンプ供給部へエネルギ再生させることがある。つ
まり、メータインバルブA1IMV を開放し、メータアウト
バルブA3IMV を閉止し、メータアウトバルブA4IMV を部
分的に開き、メータインバルブA2IMV を十分開くことに
より、ヘッド側室2hのよりの戻り流量の一部をメータイ
ンバルブA2IMV よりポンプ側へ逆流させ、ポンプ供給油
と合流させる。

【００７３】図１のメータインバルブA2IMV において
は、図示されないコントローラよりプッシュプルアクチ
ュエータ56のコイル58にパイロットスプール弁54を引出
す方向（図示上方）の電流を供給して、メータリングノ
ッチ70が通路53と通路74とを連通させる。

【００７４】この再生時は、流体圧アクチュエータ２の
ヘッド側室2hの保持圧が、通路13の圧力より高いので、
通路15より図１のシャトル弁42、可変スロット47および
バネ室51を経て通路53へ至り、さらに通路74の圧（＝通
路13の圧）より高いので、メータリングノッチ70を経て
通路53から通路74へパイロット流が発生し、バネ室51の
減圧によるメータイン側ポペット弁41のパイロット流量
増幅機能によりこのポペット弁41が開いて、通路15より
通路13へポペット弁リフト量により制御された主流量が
発生し、ポンプ吐出油と合流再生され、通路12を経てメ
ータインバルブA1IMV に供給される。

【００７５】なお、他の再生方法として、両方のメータ
インバルブA1IMV ，A2IMV を開放し、両方のメータアウ
トバルブA3IMV ，A4IMV を閉止すると、受圧面積の異な
るピストン2pは、ポンプ吐出圧によりピストンロッドが
突出する方向に移動するが、その際に、ロッド側室2rか
ら押出された作動油がヘッド側室2hに再生される。

【００７６】次に、図３および図４に示された他の実施
の形態を説明する。なお、図１および図２に示された実
施の形態と同様の部分には同一符号を付して、その説明
を省略する。

【００７７】図３は、負荷圧フィードバック型メータイ
ンバルブA2IMV'を示し、そのメータイン側ポペット弁41
の開度（ストローク）を制御するパイロットスプール弁
54は、図１と同様のプッシュプルアクチュエータ56と圧
縮コイルバネ64のバネ反力とでストロークコントロール
される。

【００７８】パイロットスプール弁54のストロークを検
出するためのスプール弁ストローク検出センサ81を具備
している。このスプール弁ストローク検出センサ81は、
プッシュプルアクチュエータ56のアクチュエータ本体57
内に差動変圧器などのコイル82が嵌着され、このコイル
82内に前記コア59を介してパイロットスプール弁54と一
体の鉄心83が移動自在に嵌合されたものである。

【００７９】また、前記通路15に連通した通路73を、パ
イロットスプール弁54の第１のランド部67を経てメータ
リングノッチ69の下側位置に導くとともに、パイロット
スプール弁54の第１のランド部67にて、通路73の途中部
に面する部分に図３下側部小径の段差を形成すること
で、この部分に環状段差形でドーナツ・エリア状の負荷
圧受圧面84を形成する。したがって、通路15の流体圧ア
クチュエータ２への供給圧または流体圧アクチュエータ
２の負荷圧が、通路73を経て、このドーナツ・エリア状
の負荷圧受圧面84に作用し、プッシュプルアクチュエー
タ56に対し流体圧アクチュエータ２の負荷圧をフィード
バックするように構成されている。

【００８０】さらに、中央演算処理装置（ＣＰＵ）を内
蔵したコントローラ85を有し、このコントローラ85は、
入力信号として操作レバー86よりの操作量に関する操作
信号、ポンプ吐出通路11に設けられたポンプ吐出圧を検
出するポンプ吐出圧センサ87よりのポンプ吐出圧信号、
スプール弁ストローク検出センサ81よりのスプール弁ス
トローク信号、ポペット弁41のストロークを検出するた
めのポペット弁ストローク検出センサ75よりのポペット
弁ストローク信号を得て、各メータインバルブA1IMV ，
A2IMV のプッシュプルアクチュエータ56、メータアウト
バルブA3IMV ，A4IMV の電磁アクチュエータ35，39、共
通バイパス弁８およびポンプ吐出量制御用の電磁アクチ
ュエータ88へ制御電流を出力する。

【００８１】図４は、図３に示された負荷圧フィードバ
ック型メータインバルブA2IMV'と、同様の構造を有する
負荷圧フィードバック型メータインバルブA1IMV'と、図
２に示されたメータアウトバルブA3IMV ，A4IMV との組
合せで、ブリッジ回路３´を構成した油圧回路図を示
す。

【００８２】次に、この図３および図４に示された実施
の形態の作用、効果を示す。

【００８３】パイロットスプール弁54の第１のランド部
67に段差を設けることで、ドーナツ・エリア状の負荷圧
受圧面84を設置して、通路73の圧力すなわち通路15の負
荷圧をパイロットスプール弁54が押出される方向に作用
させる。

【００８４】通路13から通路15へポンプ吐出油をメータ
リング供給中は、プッシュプルアクチュエータ56は、メ
ータリングノッチ69を開く方向に圧縮コイルバネ64のバ
ネ力に抗して押込んでいるが、（負荷圧）×（ドーナツ
・エリア状の負荷圧受圧面84の面積）の力と圧縮コイル
バネ64のバネ力との和が、プッシュプルアクチュエータ
56の押込推力を超えると、メータリングノッチ69が閉止
される方向へパイロットスプール弁54が復帰移動して、
メータイン側ポペット弁41もシート部49を閉止する方向
へ動作するので、ポンプ吐出圧は、シート部49で減圧さ
れ、流体圧アクチュエータ２への供給圧は所定の値まで
減少する。

【００８５】コントローラ85から出力される電流値でプ
ッシュプルアクチュエータ56の推力もコントロールされ
るので、図９に示されるように、各流体圧アクチュエー
タ毎に夫々好適な圧力（力）モジュレーションカーブを
持たせることができる。

【００８６】また、流体圧アクチュエータ２への流量供
給中に、コントローラ85の中央演算処理装置（ＣＰＵ）
は、コマンド電流値より予めインプットされたメモリ中
のデータに照し合わせてプッシュプルアクチュエータ56
の推力が判っており、また、スプール弁ストローク検出
センサ81で検出されたパイロットスプール弁54の変位量
から圧縮コイルバネ64のバネ力が判っており、したがっ
て、ドーナツ・エリア状の負荷圧受圧面84に作用する負
荷圧値も逆算できるので、ポンプ吐出圧センサ87により
検出されたポンプ吐出圧信号から、メータイン側ポペッ
ト弁41のシート部49を介する前後差圧が判明する。

【００８７】また、メータイン側ポペット弁41のストロ
ークを検出するポペット弁ストローク検出センサ75によ
りメータイン側ポペット弁41の変位量が検出され、この
変位量よりポペット弁入口部の開口面積が判るので、流
体圧アクチュエータ２への供給流量のコントロールが可
能となり、図１０に示されるように、各流体圧アクチュ
エータ毎に夫々好適な流量、すなわち速度モジュレーシ
ョンカーブを持たせることができる。

【００８８】前述のように、各ポペット弁41のパイロッ
トステージは、いずれも小型のパイロットスプール弁54
であり、リークが非常に少ないので、従来のメータイン
バルブおよびメータアウトバルブ共に大径のスプール弁
で構成した場合に多量に発生するリークを低減させるた
めのドリフト低減弁５（図１１）を設ける必要がない。

【００８９】また、同様にロードホールドチェック弁４
も不要であり、バルブハウジング21がコンパクトで安価
となるメリットがある。

【００９０】次に、図５は、図１に示された実施の形態
よりメータイン側ポペット弁41のストロークを監視する
ポペット弁ストローク検出センサ75をパイロットスプー
ル弁54側へ移し、監視対象を変更した実施の形態を示
し、また、図６は、図３に示された実施の形態よりポペ
ット弁ストローク検出センサ75を除去した実施の形態を
示している。

【００９１】また、図７は、図１、図３、図５および図
６に示された各実施の形態における高圧選択手段の変形
例を示し、図１、図３、図５および図６の各実施形態で
は、高圧選択手段として、メータイン側ポペット弁41の
内部にシャトル弁42を設けたが、図７に示されるよう
に、メータイン側ポペット弁41の内部でなくても、また
シャトル弁42でなくても良い。

【００９２】すなわち、バルブハウジング21のポペット
弁摺動穴の内周面にて可変スロット47に対応する位置に
円周溝91が設けられ、バルブハウジング21内に、ポンプ
吐出側の通路13と、この円周溝91とを連通する通路92が
設けられ、この通路92中に高圧選択手段としての高圧選
択チェック弁42a が介在され、また、アクチュエータ側
の通路15と上記円周溝91との間に通路93が設けられ、こ
の通路93中に高圧選択手段としての高圧選択チェック弁
42b が介在されたものであるが、機能的にはシャトル弁
42と同様である。

【００９３】そして、ポンプ吐出側の通路13の圧力を通
路92を経て高圧選択チェック弁42aに導き、また流体圧
アクチュエータ２側の通路15の負荷圧を通路93を経て高
圧選択チェック弁42b に導き、これらの圧力の高圧側を
高圧選択チェック弁42a ，42b により選択して、円周溝
91に導入するようにしても良い。

【００９４】さらに、図８は、図３および図６に示され
た各実施の形態における負荷圧受圧面の変形例を示し、
図３および図６の各実施形態では、パイロットスプール
弁54の第１のランド部67の途中部に小径の段差を形成す
ることでドーナツ・エリア状の負荷圧受圧面84を形成し
たが、図８に示される実施形態では、パイロットスプー
ル弁54の下端部にバネ受け用の係止部62を介して小径円
柱形の負荷圧受圧ロッド94が一体に形成され、この負荷
圧受圧ロッド94の先端に小径円形端面の負荷圧受圧面95
が形成されたものである。

【００９５】この場合、バルブハウジング21には、前記
係止部62と嵌合する係止部嵌合穴96が設けられている
が、この係止部嵌合穴96に対し隔壁部97を介して負荷圧
導入室98が形成され、この負荷圧導入室98は、通路99に
より、前記流体圧アクチュエータ２側の負荷圧が導かれ
る通路73に連通され、前記負荷圧受圧ロッド94の負荷圧
受圧面95は、この負荷圧導入室98に常に臨んでいる。

【００９６】そして、流体圧アクチュエータ２の負荷圧
を、通路73から通路99を経て負荷圧導入室98に導き、こ
の負荷圧導入室98内で負荷圧受圧ロッド94の先端の負荷
圧受圧面95に作用させ、プッシュプルアクチュエータ56
に対し流体圧アクチュエータ２の負荷圧をフィードバッ
クする。

【００９７】以上のように、双方向流量制御可能なメー
タイン側ポペット弁41にロードホールドチェック弁機能
も持たせて、バルブハウジング21をコンパクト化し得る
とともに、再生制御が可能となる。また、メータイン側
ポペット弁41と、同様にパイロット流量増幅型のメータ
アウト側ポペット弁22とを組合せて、流体圧アクチュエ
ータ制御用のブリッジ回路３を構成し、低リーク型とす
ることにより、ポペット弁22，41と同等径の大径スプー
ル弁で構成するブリッジ回路では必要となるドリフト
（リーク）低減弁を廃止して、コストを低減できる。

【００９８】さらに、負荷圧フィードバック用段差によ
り負荷圧受圧面84を形成したパイロットスプール弁54の
プッシュプルアクチュエータ56の電流値、変位量から負
荷圧を算定できる負荷圧算定機構を形成し、さもなくば
負荷圧を検出するために必要となる圧力センサを必要と
せず、複数の流体圧アクチュエータ２を個々に好適な圧
力モジュレーションで制御できる。一方、負荷圧算定機
構と開口面積監視手段（ポペット弁ストローク検出セン
サ75）により流体圧アクチュエータ２にとって個々に好
適な速度モジュレーションを制御できる。そして、他の
流体圧アクチュエータがストール（停止）し、ポンプ１
がメインリリーフ弁９で決まるような高圧となっても、
上記負荷圧受圧面84による負荷圧フィードバック機構
（減圧機能）、開口面積監視機構により、流体圧アクチ
ュエータ２の好適な速度制御、圧力制御を個々に達成で
きる。

【００９９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ポンプ吐
出圧と流体圧アクチュエータ側の負荷圧とで高い方の圧
力を選択する高圧選択手段により、流体圧アクチュエー
タ側の負荷圧がポンプ吐出圧より高いときに、その負荷
圧を圧力室に導き、ポペット弁を閉じる方向に制御する
ことにより、流量制御可能なポペット弁にロードホール
ドチェック弁機能も持たせたから、従来必要であったロ
ードホールドチェック弁を不要とすることができ、バル
ブハウジングをコンパクト化できる。

【０１００】請求項２記載の発明によれば、リークが生
じにくいポペット弁により主流量を制御し、そのポペッ
ト弁の圧力室からのパイロット流量をリーク量の少ない
小径のパイロットスプール弁により制御するから、例え
ばポペット弁と同等の径を有する大径のスプール弁で主
流量を制御する従来の場合より、リーク量を低減でき
る。

【０１０１】請求項３記載の発明によれば、パイロット
流量増幅型のポペット弁を用いたメータインバルブおよ
びメータアウトバルブを組合せて、流体圧アクチュエー
タ制御用のブリッジ回路を形成し、コントローラにより
これらのメータインバルブおよびメータアウトバルブを
制御するから、流体圧アクチュエータを方向制御および
流量制御できるとともに、例えばポペット弁と同等の径
を有する大径のスプール弁で構成する従来のブリッジ回
路により主流量を制御する場合は必要となるリーク防止
用のドリフト低減弁を廃止でき、コスト低減を図れる。

【０１０２】請求項４記載の発明によれば、２個のメー
タインバルブを共に開いた状態にすることにより、一方
のメータインバルブから他方のメータインバルブに作動
流体を再生できる。

【０１０３】請求項５記載の発明によれば、高圧選択手
段によりポンプ側の通路の圧力と流体圧アクチュエータ
側の通路の圧力とで高い圧力を選択してバネ室に導き、
さらにバネ室からポンプ側の通路と流体圧アクチュエー
タ側の通路との低圧側に排出されるパイロット流量をパ
イロットスプール弁により制御するから、一つのポペッ
ト弁により双方向流量制御できる。また、流体圧アクチ
ュエータ側の通路の圧力が高い場合は、その圧力が高圧
選択手段を経てバネ室に導かれ、このときパイロットス
プール弁が閉止位置にあると、バネ室の内圧がポペット
弁をシート部に押付けるため、ロードホールドチェック
弁機能が得られる。さらに、ポンプ側の通路の圧力が高
い場合は、その圧力が高圧選択手段を経てバネ室に導か
れ、このときパイロットスプール弁が変位されると、そ
のスプール弁変位量に応じてバネ室からパイロットスプ
ール弁を経て流体圧アクチュエータ側の通路に排出され
るパイロット流量が生じ、そのパイロット流量に応じて
バネ室の圧力が下がり、ポペット弁の開度が制御される
パイロット流量増幅動作が得られる。その上、パイロッ
トスプール弁が中立閉止位置にあるときは、負荷圧が高
圧選択手段を介してバネ室に作用するが、ポペット弁よ
り小径のパイロットスプール弁によりリーク量を低減で
き、従来のドリフト低減弁を廃止できる。

【０１０４】請求項６記載の発明によれば、負荷圧フィ
ードバック用の負荷圧受圧面をもつパイロットスプール
弁を駆動する電磁アクチュエータの電流値および変位量
から負荷圧を演算できるから、負荷圧を検出する圧力セ
ンサを必要とせず、複数の流体圧アクチュエータを個々
に好適な圧力モジュレーション特性で制御できる。

【０１０５】請求項７記載の発明によれば、ポペット弁
にかかる差圧とポペット弁の開口面積とを制御して、複
数の流体圧アクチュエータを個々に好適な速度モジュレ
ーション特性で制御できる。特に、他の流体圧アクチュ
エータがストール（停止）し、例えばポンプがメインリ
リーフ弁で決まるような高圧となっても、上記負荷圧を
フィードバックする構造と開口面積監視手段とにより、
各流体圧アクチュエータの好適な速度制御および圧力制
御を個々に達成できる。この効果は、複数の流体圧アク
チュエータを単独操作するときにおいてもあるいは同時
操作するときにおいても得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る弁装置および流体圧アクチュエー
タ制御装置の一実施の形態を示す断面図および油圧回路
図である。

【図２】図１に示された弁装置のメータインバルブと、
パイロット流量増幅型ポペット弁を含むメータアウトバ
ルブとの組合せで形成したブリッジ回路を示す油圧回路
図である。

【図３】本発明に係る弁装置および流体圧アクチュエー
タ制御装置の他の実施の形態を示す断面図および油圧回
路図である。

【図４】図３に示された弁装置のメータインバルブと、
パイロット流量増幅型ポペット弁を含むメータアウトバ
ルブとの組合せで形成したブリッジ回路を示す油圧回路
図である。

【図５】図１に示された実施の形態の変形例であり、ポ
ペット弁ストローク検出センサをパイロットスプール弁
側へ移した実施の形態を示す断面図および油圧回路図で
ある。

【図６】図３に示された実施の形態の変形例であり、ポ
ペット弁ストローク検出センサを除去した実施の形態を
示す断面図および油圧回路図である。

【図７】図１、図３、図５および図６に示された各実施
の形態における高圧選択手段の変形例を示す部分断面図
である。

【図８】図３および図６に示された各実施の形態におけ
る負荷圧受圧面の変形例を示す部分断面図である。

【図９】操作レバーの操作量と流体圧アクチュエータの
制御圧との関係を示す圧力（力）モジュレーションカー
ブの特性図である。

【図１０】操作レバーの操作量と流体圧アクチュエータ
速度との関係を示す速度モジュレーションカーブの特性
図である。

【図１１】従来のメータイン・メータアウト分離型の制
御回路を示す油圧回路図である。

【符号の説明】

１ ポンプ ２ 流体圧アクチュエータ ３ ブリッジ回路 A1IMV ，A2IMV メータインバルブ A3IMV ，A4IMV メータアウトバルブ 13 ポンプ側の通路 15 流体圧アクチュエータ側の通路 41 ポペット弁としてのメータイン側ポペット弁 42 高圧選択手段としてのシャトル弁 42a ，42b 高圧選択手段としての高圧選択チェック弁 49 シート部 51 圧力室としてのバネ室 52 バネとしての圧縮コイルバネ 54 パイロットスプール弁 56 電磁アクチュエータとしてのプッシュプルアクチ
ュエータ 64 パイロットバネとしての圧縮コイルバネ 75 開口面積監視手段としてのポペット弁ストローク
検出センサ 81 スプール弁ストローク検出センサ 84 環状段差形の負荷圧受圧面 95 小径円形端面の負荷圧受圧面 85 コントローラ 87 ポンプ吐出圧センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉野 和憲 東京都世田谷区用賀四丁目10番１号 新キ ャタピラー三菱株式会社内 (72)発明者 戸澤 祥二 東京都世田谷区用賀四丁目10番１号 新キ ャタピラー三菱株式会社内 Ｆターム(参考） 3H052 AA01 BA25 CA04 CA13 EA16 3H089 AA22 AA23 AA60 AA74 BB01 BB19 DB03 DB14 DB73 DB78 DB79 EE07 EE31 GG02 JJ01 3H106 DA05 DA23 DA35 DB02 DB12 DB23 DB32 DC09 DD02 EE34 KK03

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプから流体圧アクチュエータに供給
   される作動流体を制御するポペット弁と、 このポペット弁を閉じる方向に圧力を作用させる圧力室
   と、 ポンプ吐出圧と流体圧アクチュエータ側の負荷圧とで高
   い方の圧力を選択して前記圧力室に導く高圧選択手段と
   を具備したことを特徴とする弁装置。
2. 【請求項２】 主流量を制御するポペット弁と、 このポペット弁を閉じる方向に圧力を作用させる圧力室
   と、 この圧力室から排出されるパイロット流量を制御するポ
   ペット弁より小径のパイロットスプール弁とを具備した
   ことを特徴とする弁装置。
3. 【請求項３】 ポンプと、 このポンプから吐出された作動流体により作動される流
   体圧アクチュエータと、 ポンプと流体圧アクチュエータとの間に設けられ請求項
   ２記載の弁装置を用いたポンプ側の２個のメータインバ
   ルブおよび流体圧アクチュエータ側の２個のメータアウ
   トバルブにより形成したブリッジ回路と、 メータインバルブおよびメータアウトバルブを制御する
   コントローラとを具備したことを特徴とする流体圧アク
   チュエータの制御装置。
4. 【請求項４】 コントローラは、 ２個のメータインバルブを共に開く状態に制御すること
   を特徴とする請求項３記載の流体圧アクチュエータの制
   御装置。
5. 【請求項５】 メータインバルブは、 ポンプと流体圧アクチュエータとの間に設けられたシー
   ト部と、 このシート部に接離自在に設けられた双方向流量制御可
   能のポペット弁と、 このポペット弁に対しシート部と反対側に位置するバネ
   室と、 このバネ室に内蔵されポペット弁をシート部に押圧する
   バネと、 ポンプ側の通路の圧力と流体圧アクチュエータ側の通路
   の圧力とで高い圧力を選択してバネ室に導く高圧選択手
   段と、 バネ室からポンプ側の通路と流体圧アクチュエータ側の
   通路との低圧側に排出されるパイロット流量を制御する
   ポペット弁より小径のパイロットスプール弁とを具備し
   たことを特徴とする請求項３または４記載の流体圧アク
   チュエータの制御装置。
6. 【請求項６】 パイロットスプール弁を軸方向に推進す
   る電磁アクチュエータと、 電磁アクチュエータに対しパイロットスプール弁を中立
   位置に付勢するパイロットバネと、 パイロットスプール弁の変位量を検出するスプール弁ス
   トローク検出センサと、 パイロットスプール弁に設けられ流体圧アクチュエータ
   側の負荷圧を受ける負荷圧受圧面とを具備し、 コントローラは、 電磁アクチュエータに供給される電流値よりその推力を
   判定し、 スプール弁ストローク検出センサにより検出したパイロ
   ットスプール弁の軸方向変位量よりそのバネ力を演算
   し、 電磁アクチュエータの推力とバネ力との差を負荷圧受圧
   面の面積で割ることによりパイロットスプール弁の負荷
   圧受圧面にかかる負荷圧を演算し、 操作量に対する流体圧アクチュエータへの供給圧の変化
   を表わす圧力モジュレーションカーブを流体圧アクチュ
   エータに応じて制御することを特徴とする請求項５記載
   の流体圧アクチュエータの制御装置。
7. 【請求項７】 ポンプから吐出された作動流体のポンプ
   吐出圧を検出するポンプ吐出圧センサと、 ポペット弁の変位量からポペット弁の開口面積を監視す
   る開口面積監視手段とを具備し、 コントローラは、 ポンプ吐出圧センサにより検出されたポペット弁にかか
   るポンプ吐出圧と、パイロットスプール弁の負荷圧受圧
   面に関する演算で得られるポペット弁にかかる負荷圧値
   とから、ポペット弁にかかる差圧を演算し、 この差圧と、開口面積監視手段により検出されたポペッ
   ト弁の開口面積とにより流体圧アクチュエータに供給さ
   れる作動流体の流量を演算し、 操作量に対する流体圧アクチュエータの速度の変化を表
   わす速度モジュレーションカーブを流体圧アクチュエー
   タに応じて制御することを特徴とする請求項６記載の流
   体圧アクチュエータの制御装置。