JPH01261504A - 制御弁構造 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は制御弁構造に関し、詳しくは、電気制御によっ
て油圧シリンダ等の油圧アクチュエータを微作動させる
ための技術に関する。

〔従来の技術〕

油圧シリンダを電気制御するものを例に挙げると、従来
から油圧シリンダに対する圧油供給系に電磁弁を介装し
たものがある（参考文献記載せず）。

又、このように電Ｔｒ１４１を用いたもので油圧シリン
ダを微作動させようとする場合には、電磁弁を間歇的な
ＯＮ・ＯＦＦ信号で制御し、かつ、このＯＮ・ＯＦＦの
比率、つまり、デユーティサイクルの調節を行うことに
よって、油圧シリンダの微作動が、可能となっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、油圧シリンダを電磁弁によって制御しようとす
ると、電磁弁に大容量のものを必要とすることになって
油圧系の製造コストの上昇を招くばかりで無く、電磁弁
に対する制御信号にも大電流を必要とするため、制御′
ＩＩＩ信号系を大容量化しな（ではならない等の不都合
もあり、改善の余地がある。

そこで、第４図に示すように容量の小さい電磁弁を備え
て構成することが考えられる、この構成では油圧ポンプ
（１１）から油圧シリンダ（５）に対する主油路（１５
）にチエツク弁（１６）が介装されると共に、このチエ
ツク弁（１６）を挟む位置に”形成された２つの排油路
（１７）　、　（１７）夫々に、その排油路（１７）　
、　（１７）を閉塞するようハネ（２４）で付勢された
弁体（１８）が設けられ、又、排油路（１７）からの圧
力を、弁体（１８）を開放する方向に作用させる主圧室
（Ａ）　と、弁体（１８）に形成したオリフィス（１８
ａ）を介して主圧室（Ａ）からの圧油が送られる背圧室
（Ｂ）とが形成され、更に、背圧室（Ｂ）からの油をド
レン油路（１９）に導く状態と、背圧室（Ｂ）からの油
を封じる状態に切換操作可能な電磁弁（３０）夫々を備
えて制御弁が成っている。

そして、この制御弁で油圧シリンダ（５）に圧油を供給
する場合には、夫々の電磁弁（３０）　、　（３０）を
封じ位置に操作することで、主圧室（Ａ）と背圧室（Ｂ
）との圧力が均衡する状態に加えてバネ（２４）の付勢
力が作用するので弁体（１８）が閉塞して圧油が供給さ
れるのである。又、油圧シリンダ（５）を微作動させる
場合には供給側の電磁弁（３０）（同図では下側）を間
歇信号（Ｓ）によって駆動することで背圧室（Ｂ）の圧
力調節を行い、所望の制御油量を得るようになっている
。

尚、油圧シリンダ（５）から排油を行う場合には、アン
ロード側の電磁弁（３０）　（同図では上側）の操作に
よって可能となる。

又、このように構成した制御弁を、出願人が製作して動
作させた結果によると、背圧室（Ｂ）に発生する圧力は
、弁体く１８）に形成されたオリフィス（１８ａ）を介
して流入する油によって生じるため、油圧シリンダ（５
）を微作動させる目的で電磁弁（３０）を間歇信号で駆
動しても、この間歇信号の周波数を高め過ぎた場合には
、背圧室（Ｂ）の圧力が充分上昇しないうちに、背圧室
（Ｂ）からの排油が行われる結果、弁体（１８）が必要
以上に開放方向に作動し、所望の値以下の制御油量しか
得られないこともあり、改善の余地がある。

尚、この構成の制御弁でも、間歇信号の周波数を低下さ
せることで必要とする制御油量を得ることは可能である
が、間歇信号のデユーティサイクルの調節量に対する制
御油量が非線形に表われやすく、この点も改善の余地が
ある。

本発明の目的は前述のように、主油路から分岐させた排
油路に弁体を設けることによって、容量の小さい電磁弁
で動作する制御弁を構成すると共に、高い周波数の間歇
信号でも円滑に動作させ、かつ、デユーティサイクルの
調節によって直線的な特性で油量を制御できる制御弁の
構造を得る点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の特徴は、主油路から分岐した排油路を閉塞する
方向に付勢された弁体を備えると共に、主油路からの圧
力を、この弁体に対して排油路を開放する方向に作用さ
せる主王室と、排油路を閉塞する圧力を弁体に作用させ
る背圧室とを形成し、主油路からの圧油を背圧室に作用
させる状態と、背圧室の油を送り出する状態とに切換可
能な電磁弁、及び、背圧室から送り出される油の流れを
抑制する絞り部を備えて成る点にあり、その作用、及び
、効果は次の通りである。

〔作　用〕

上記特徴を例えば第１図に示すように構成すると、弁体
（１８）を閉じ方向に操作する場合は電磁弁（２３）を
介して排油路（１７）の圧力が背圧室（Ｂ）に作用し、
又、弁体（１８）を開く方向に操作する場合には背圧室
（Ｂ）からの油が電磁弁（２３）、及び、絞り部（２０
）を介してドレン油路（１９）に流れる。

つまり、この構造では弁体（１日）を閉塞する方向に動
作させる目的で背圧室（Ｂ）に発生させる圧力を、油圧
ポンプ（１１）の側から油を、オリフィス等を介さずに
送り込むことによって得るので、弁体（１８）の閉塞方
向への動作が迅速で、しかも、弁体（１８）を開放する
方向に動作させる目的で行う背圧室（Ｂ）からの排油に
絞り部（２０）が作用するので、弁体（１８）の急峻な
動作を抑制できる。

尚、このように弁体（１８）が油圧ポンプ（１１）から
圧力で開放する構造のものでは、閉塞動作より、開放動
作が高速で行われるため、前述のように弁体（１８）の
開閉制御系を構成することで開閉動作速度がバランスす
ると共に、高速動作も可能となる。

〔発明の効果〕

従って、主油路から分岐させた排油路に弁体を設けるこ
とで、容量の小さい電磁弁での動作を可能とすると共に
、高い周波数の間歇信号で円滑に動作し、かつ、デユー
ティサイクルの調節によって直線的な特性で油量を制御
できる制御弁の構造が得られたのである。

特に本発明では、第４図に示した制御弁と比較した実験
により、第４図の制御弁では動作時には微振動を人体で
惑じるのに対し、本発明の制御弁では高く設定した周波
数によって制御弁の動作時には殆んど微振動を惑しなく
なるという効果も奏する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図には、本発明に係る制御弁が備えられる農用トラ
クタ後部の側面を表わし、この１〜ラクタでは車体の後
部位置に伝動ケース（１）が配置されると共に、この伝
動ケース（１）の両側面には後車輪（２）を駆動する出
力軸（３）が突設され、又、伝動ケース（１）の上部に
は左右一対のリフトアーム（４）　、　（４）を昇降駆
動する油圧シリンダ（５）が収められ、この油圧シリン
ダ（５）の更に上方には運転座席（６）が配置されてい
る。

又、伝動ケース（１）の後部には前記リフトアーム（４
）　、　（４）に対しリフトロンド（７）　、　（７）
を介して連結するロアーリンク（８）、（８）が設けら
れ、このロアーリンク（８）　、　（８）と伝動ケース
（１）の後面に設けたトップリンク（９）とを介してロ
ークリ耕耘装置（Ｒ）が車体に連結されている。

同図に示す如（右側のリフトロンド（７）にはローリン
グシリンダ（１０）が介装されることで、ロータリ耕耘
袋Ｗ（Ｒ）は、前記油圧シリンダ（５）の駆動によって
昇降し、かつ、このローリングシリンダ（１０）の駆動
によってローリング動作するように構成されている。

このトラクタの油圧系は第２図に示す如く表され、前記
油圧シリンダ（５）は同図の制御弁（Ｖ）によって動作
が制御される。

つまり、この制御弁（Ｖ）の内部には、ポンプボート（
Ｐ）を介して送られる油圧ポンプ（１１）からの作動油
の圧力が過剰になった場合に開放作動するリリーフ弁（
１２）と、この作動油の油量が過剰になった場合に開放
作動するアンロード弁（１３）と、このポンプボート（
Ｐ）からの作動油が供給されるフロープライオリティ弁
（１４）と、このフロープライオリティ弁（１４）から
の余剰流を送る主油路（１５）と、この主油路（１５）
に介装されたチエツク弁（１６）、このチエツク弁（１
６）を挟む位置の主油路（１６）から分岐して形成され
た排油路（１７）　、　（１７）と、これら排油路（１
７）夫々に設けられた弁体（１８）　、　（１８）と、
この弁体（１８）　、　（１Ｂ）から排油が送られるド
レン油路（１９）と、夫々の弁体（１Ｂ）　、　（１８
）に対応して設けられた絞り部（２０）。

（２０）と、フロープライオリティ弁（１４）からの制
御流を送る制御油路（２１）とが備えられ、更に、主油
路（１５）はシリンダポー１−　（Ｃ）を介して前記油
圧シリンダ（５）と連通し、制御油路（２１）とドレン
油路（１９）とはこの制御弁（Ｖ）の外部に取付けられ
たローリング弁（２２）と連通し、又、このローリング
弁（２２）からの作動油が前記ローリングシリンダ（１
０）に送られるよう油路が形成され、ドレン油路（１９
）はドレンポート（Ｄ）を介して排油できるよう構成さ
れている。

第１図に示す如く、前記弁体（１８）と絞り部（２０）
とが構成されると共に、この弁体（１８）を制御するよ
う間歇信号（Ｓ）で駆動操作される電磁弁（２３）が備
えられることで、油圧シリンダ（５）が制御されるよう
になっている。

つまり、夫々の弁体（１８）は排油路（１７）を閉塞す
るようにバネ（２４）で付勢され、又、この弁体（１８
）の排油路（１７）の側には、主油路（１５）からの圧
力を弁体（１８）に対して排油路（１７）を開放する方
向に作用させる主圧室（八）が形成され、又、この弁体
（１８）のバネ（２４）の側には排油路（１７）を閉塞
する方向に圧力を作用させる背圧室（Ｂ）が形成されて
いる。

同図に示すように夫々の前記絞り部（２０）は、コイル
バネ（２０ａ）で付勢されたポペット弁（２０ｂ）で成
り、前記主圧室（Ａ）の圧力に対応して開度を変更する
よう構成されている。

そして、前記電磁弁（２３）が主圧室（Ａ）からの圧力
を背圧室（Ｂ）に伝える状態と、背圧室（Ｂ）の圧力を
前記絞り部（２０）を介してドレン油路（１９）に逃が
す状態とに切換えられるよう構成されることで、油圧シ
リンダ（５）を上昇方向に微作動させる場合には、供給
側の電磁弁（２３）　（第１図では下側）を間歇信号（
Ｓ）によって駆動することで背圧室（Ｂ）の圧力と主王
室（八）の圧力とが略バランス状態に達して、弁体（１
８）は主油路（１５）の圧油の一部を排出し乍ら、油圧
シリンダに圧油を供給でき、又、油圧シリンダ（５）を
下降方向に微作動させる場合には、アンロード側の電磁
弁（２３）（第１図では上側）を間歇信号（Ｓ）によっ
て駆動することで、前述と同様に背圧室（Ｂ）の圧力と
主圧室（Ａ）の圧力とが略バランス状態に達して、弁体
（１８）は主油路（１５）の圧油を抑制し乍らドレン油
路（１９）に送り出せるのである。

尚、電磁弁（２３）に対する間歇信号はＯＮ状態とＯＦ
Ｆ状態との比率を調節する、所謂、デユーティサイクル
の調節を行えるよう構成され、この制御弁（ｖ）では電
磁弁（２３）に対する間歇信号ののＯＮ状態の比率を増
大させるほど弁体（１８）は開放方向に変位する。

又、絞り部（２０）のポペット弁（２０ｂ）は主圧室（
Ａ）の圧力が低下するほど、絞り部（２０）の開度を拡
大するよう構成されているため、主圧室（Ａ）の圧力の
低い状態でも背圧室（Ｂ）の圧力を迅速に低下させるこ
とが可能となり、前記間歇信号の周波数を低く設定した
状態から高く設定した状態までの広範な領域でも滑かな
制御特性を現出するようになっている。

因みに、この制御弁（Ｖ）ではトラクタのエンジンがア
イドリング状態にあっても油圧シリンダ（５）の制御を
行えるよう油圧ポンプ（１１）の油量が確保されると共
に、エンジンの回転数が上昇した場合には前記アンロー
ド弁（１３）が過剰となった作動油を排出するようにな
っている。

〔別実施例〕

本発明は上記実施例以外に例えば、トラクタ以外の車輌
あるいは装置に備えて良く、又、絞り部を固定型のオリ
フィスで構成する、あるいは、電磁弁に内装する等、様
々に実施でき、又、弁体の形状、構造も様々に実施でき
る。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る制御弁構造の実施例を示し、第１図
は該弁構造の主要部を表わす断面図、第２図は該弁構造
の油圧回路図、第３図は農用トラクタの後部の側面図で
あり、第４図は弁構造の比較例を表わす断面図である。 （１５）・・・・・・主油路、（１７）・・・・・・排
油路、（１８）・・・・・・弁体、（２０）・・・・・
・絞り部、（２３）・・・・・・電磁弁、（Ａ）・・・
・・・主圧室、（Ｂ）・・・・・・背Ｂ、室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　主油路（１５）から分岐した排油路（１７）を閉塞す
   る方向に付勢された弁体（１８）を備えると共に、主油
   路（１５）からの圧力を、この弁体（１８）に対して排
   油路（１７）を開放する方向に作用させる主圧室（Ａ）
   と、排油路（１７）を閉塞する圧力を弁体（１８）に作
   用させる背圧室（Ｂ）とを形成し、主油路（１５）から
   の圧油を背圧室（Ｂ）に作用させる状態と、背圧室（Ｂ
   ）の油を送り出する状態とに切換可能な電磁弁（２３）
   、及び、背圧室（Ｂ）から送り出される油の流れを抑制
   する絞り部（２０）を備えて成る制御弁構造。