JPH02118285A - 流量制御弁装置 - 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〉 本発明は流量制御弁装置に係り、特に油圧ショベル等の
油圧機械における油圧アクチュエータの駆動を制御する
に好適な圧力補償機能を備えた流量制御弁装置に関する
。

〈従来の技術〉 従来の圧力補償機能を備えた流量制御弁装置は、ＰＣＴ
、ｐｕｂ、Ｎｏ、ＷＯ３３１０１０９５号に記載のよう
に、すなわち第７図に示すように、流入ポート１及び流
出ポート２を有する主流体通路を備えたハウジング３と
、流入ポート１及び流出ポート２間に配置され、これら
流入ポート１及び流出ポート２を連通、遮断する主弁４
と、ハウジング３及び主弁４の弁体により形成され、主
弁弁体に閉弁方向に流体圧力を作用させる背圧室５と、
背圧室５と流出ポート２を連通させる補助通路６と、補
助通路６を選択的に開閉し、背圧室５の流体圧力を変化
させて主弁４を作動させるパイロット弁７とを備えてい
る。主弁４はシート弁として構成され、その主弁弁体に
は、ハウジング３に固定された円筒状スリーブ８との間
に可変絞りを構成する複数のスリット９が形成され、背
圧室５はこのスリット９を介して流入ポート１に連通し
ている。補助通路６はハウジング３に隣接するハウジン
グ１０に形成され、補助通路６のパイロット弁７と背圧
室５との間には圧力補償弁の弁ピストン１１が配置され
ている。この弁ピストン１１の一端には第１の連通路１
２を介して流入ポート１の圧力が導かれ、弁ピストン１
１の他端には第２の連通路１３を介して背圧室５の圧力
が導がれている。

パイロット弁７の操作レバー１４を操作し、パイロット
弁７を開けると、流入ポートｌ内の流体は可変絞りのス
リット９、背圧室５、補助通路６を経て流出ポート２へ
と流れ、パイロット流が形成される。このとき、流入ポ
ート１がら背圧室５に流れる流体は可変絞りによって絞
られるなめ、流入ポート１と背圧室５との間に圧力差を
生じ、背圧室５内の流体圧力は流入ポート１内の流体圧
力に比較して低下する。これにより主弁弁体は開弁し、
流入ポート１の流体は主弁４を通って流出ポート２に流
出する。このときパイロット流量はパイロット弁７の設
定開度によって定まり、背圧室５の流体圧力はスリット
９を流れる流量即ちパイロット流量によって定まるので
、主弁弁体の開度は結局パイロット弁７の設定開度によ
って定まり、主流体通路にパイロット弁７の操作量に比
例した流量を得ることができる。

このような状態において、例えば流入ポート１の流体圧
力が上昇し、流入ポート１と流出ポート２間の差圧が増
加すると、主弁４を通る流量が増加しようとするが、こ
れと同時にパイロット流量も増加しようとし、パイロッ
ト弁７の入口側室１５の圧力と出口側室１６の圧力との
差圧が増加する。圧力補償弁の弁ピストン１１の両端に
は第１の連通路１２及び第２の連通路１３を介して流入
ポート１の流体圧力と背圧室５の圧力との差圧が導かれ
ているので、弁ピストン１１はその差圧の増加に応じて
変位し、パイロット流量を絞る。これによりパイロット
流量は減少し、スリット９の絞り作用が小さくなり、背
圧室５の圧力は増加して主弁４の開度を減少させる。そ
の結果、主流体通路を流れる流量は、流入ポート１の圧
力増加に対して所定の関係、例えば一定に保持され、圧
力補償がなされる。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、この従来の流量制御弁装置においては、
弁ピストン１１を含む高精度な圧力補償弁を必要とする
こと、主弁弁体に可変絞りを構成するための寸法精度の
高い複数のスリット９を必要とすること、及びハウジン
グ３．１０内に補助通路６及び第１の連通路１２及び第
２の連通路１３を含む複雑な経路の流体通路を必要とす
ることから、構造が複雑で製作、組立工数がかかり、製
作コストが高くなるという問題があった、また、圧力補
償がパイロット弁流量を制御する圧力補償弁を介して行
われるので、圧力変化に対する追従性が十分でないとい
う問題があった。

本発明の目的は、比較的構造が簡単で、製作、組立工数
を低減でき、製作コストを安くできる圧力補償機能を備
えた流量制御弁装置を提供することである。

本発明の他の目的は、圧力変化に対する追従性が良好な
圧力補償機能を備えた流量制御弁装置を提供することで
ある。

〈課題を解決するための手段〉 この目的を達成するために本発明は、流入ポート及び流
出ポートを有する主流体通路を備えたハウジングと、前
記流入ポート及び流出ポート間に配置され、これら流入
ポート及び流出ポートを連通、遮断する主弁と、前記ハ
ウジングの内壁と前記主弁の弁体背部により形成され、
前記流入ポートに絞りを介して連通ずる背圧室と、前記
背圧室と前記流出ポートとを連通させる補助通路と、前
記補助通路の開閉を制御し、前記背圧室の流体圧力を変
化させて前記主弁を作動させるパイロット弁とを備えた
流量制御弁装置において、前記主流体通路に配置され、
主流体通路の流量に応じた差圧を発生する差圧発生手段
であって、前記主流体通路の流体の流れ方向に移動可能
な変位体と、この変位体を前記流体の流れ方向に対向す
る方向に付勢するばねとを備え、該変位体は該流体通路
の壁面との間に、変位体の移動ストロークの増加に応じ
て開口面積が増加する流路を画定する差圧発生手段と、
前記差圧発生手段で発生した差圧に応じて前記パイロッ
ト弁の操作力を制御する制御手段とを有するとともに、
変位体の変位を検出する変位検出手段と、この変位検出
手段から出力される検出値に応じて前記パイロット弁の
操作力を補正する補正手段とを設けた構成にしである。

く作用〉 上記のように構成した本発明にあっては、パイロット弁
に指令操作量に応じた操作力が与えられると、パイロッ
ト弁が開き、流入ポート内の流体が、絞り、背圧室、補
助通路を経て流出ポートへと流れるパイロット流が形成
される。このとき、流入ポートから背圧室に流れる流体
は絞りによって絞られるため、流入ポートと背圧室との
間に圧力差が生じ、背圧室内の流体圧力は流入ポート内
の流体圧力に比較して低下する。この圧力低下により主
弁弁体は開弁し、流入ポートの流体は主弁を通って流出
ポートに流出する。このとき、主流体通路に配置された
差圧発生手段はその流量を差圧として検出し、制御手段
はその差圧に応じてパイロット弁の操作力を制御する。

これにより、パイロット弁の開度が調整され、背圧室の
圧力が変化し、主弁の開度が調整され、主流体通路にパ
イロット弁の操作力に応じた流量を得ることができる。

このような状態において、例えば流入ポートの流体圧力
が上昇し、流入ポートと流出ポート間の差圧が増加する
と、主弁を通る流量は過渡的に増加するが、差圧発生手
段はその流量の増加に応じてパイロット弁の操作力を制
御し、パイロット弁の開度を小さくする。従って背圧室
の圧力が増加し、主弁弁体の開度が減少し、主流体通路
を流れる流量が減少する。これにより、主流体通路を流
れる流量は流入ポートの圧力増加に対して所定の関係に
保持され、圧力補償機能が果たされる。

そして、さらに、本発明にあっては、変位検出手段によ
って変位体の変位を検出するようになっており、パイロ
ット弁に与えられる操作力に対応する変位体の目標変位
と実際に作動している変位体の変位との間にずれを生じ
ている場合には、検出手段の検出値に応じて補正手段に
より上記のずれを解消する操作力となるような補正がお
こなわれ、主流体通路を流れる流量の安定化をより短時
間に実現させることができる。

〈実施例〉 以下、本発明の流量制御弁装置を図を参照して説明する
。

第１の実施例を示す第１図において、流量制御弁装置は
全体的に符号２０で示されている。流量制御弁装置２０
は、流入ポート２１及び流出ポート２２を有する主流体
通路２３を備えたハウジング２４を有し、ハウジング２
４内の流入ポート２１及び流出ポート２２を連通、遮断
する主弁２５が配置されている。主弁２５は、ハウジン
グ２４内に形成された弁室２６内に軸線方向に移動可能
に収納された弁体２７と、弁体２７が係合するハウジン
グ２４と一体の弁座２８とからなるシート弁として構成
され、主弁弁体２７は、反弁座２８側に、弁室２６内を
密封摺動する拡径された背部２９を有している。ハウジ
ング２４内にはまた、弁室２６の一部として、ハウジン
グ２４．３ｏの内壁及び主弁弁体２７の背部２９により
背圧室３１が形成され、背圧室３１は流入ポート２１に
、主弁弁体２７の背部２９に設けられた絞り３２を介し
て連通している。主弁弁体２７には貫通孔３３が形成さ
れ、また、ハウジング３０の背圧室３１を形成する壁部
に、主弁弁体２７に向けて突出し、貫通孔３３に密封し
相対的摺動自在にする主弁弁体２７の固定ガイド３４を
有し、この固定ガイド３４には貫通孔３３と連通して同
軸的に貫通孔３５が設けられている。貫通孔３５はパイ
ロット弁３６により開閉が制御される。

パイロット弁３６は、ハウジング３０に形成したパイロ
ットシリンダ室３７内に摺動可能に配置された弁スプー
ル３８と、貫通孔３５方向に突出する弁体としてのポペ
ット部３９と、このポペット部３９が当設するハウジン
グ２４と一体の弁座４０とを有している。弁スプール３
８の図示上端には第１圧力室４１が形成され、弁スプー
ル３８の図示下端には第２圧力室４２が形成され、この
第２圧力室４２は、ハウジング３０に形成した流路４３
を介して背圧室３１に連通している。なお、第２圧力室
４２には弁スプール３８を図示上方に付勢する戻しばね
４４が配置され、この戻しばね４４は弁スプール３８に
装着されるばね受４５に係止されている。上述した貫通
孔３３．３５、第２圧力室４２、及び流＃１４３によっ
て背圧室３１を流出ポート２２に連通させる補助通路が
形成されている。

また、主流体通路２３の流出ポート２２側には、主流体
通路２３の流量に応じた差圧を発生する差圧発生手段４
６が配置されている。差圧発生手段４６は、ハウジング
２４と一体のガイド４７により流体の流れ方向に移動可
能に支持されコーンよりなる変位体４８を有し、ガイド
４７と変位体４８との間には変位体４８を流体の流れ方
向に対向する方向に付勢するばね４９が配装されている
。

変位体４８は主流体通路２３の湾曲した壁面５０との間
に変位体４８の移動ストロークの増加に応じて開口面積
が増加する流路を画定する。この変位体４８の外径寸法
は流出ポート２２の内径寸法よりも小さくしである。こ
こで、主流体通路２３の壁面は、変位体４８との間の開
口面積が変位体４８の変位量Ｘに対してαＡマ（ａ　：
定数）のルート関数又はルート関数に近似する関数とな
るような壁面形状になっている。なお、変位体４８の図
示下方部分を形成する支持ロッド５１には変位体４８の
図示上方への移動を規制するストッパ即ちナツト５２を
締結させである。

そして、パイロット弁３６を駆動する駆動手段として例
えば比例電磁弁５３を設けてあり、この比例電磁弁５３
の出力軸５４をパイロット弁３６の弁スプール３８の図
示上方端面に当接しである。

なお、比例電磁弁５３の出力軸５４、パイロット弁３６
、主弁２５、及び差圧発生手段４６が同軸上に位置する
ように配置しである。

また、差圧発生手段４６で発生した差圧に応じてパイロ
ット弁３６の操作力を制御する制御手段として、２つの
ハウジング２４．３０にわたって形成され、変位体４８
の下流側の通路部分と上述の第１圧力室４１とを連通さ
せる通路５５を設けである。

また、変位体４８の支持ロッド５１の下端には検出ロッ
ド５６が接続されており、検出ロッド５６は、ハウジン
グ２４の下端に装着され、検出コイル５７を備えた電気
的な変位検出器５８内に侵入している。これらの検出ロ
ッド５６及び変位検出器５８は、変位体４８の変位を検
出する変位検出手段を構成している。

上記した変位検出器５８は、比較演算器５９に接続され
、この比較演算器５９は信号線６０．６１を介して変位
検出器５８及び図示しない指令装置に接続され、また信
号線６２を介してコントロールドライバ６３に接続され
ている。コントロールドライバ６３は信号線６４を介し
て比例電磁弁５３に接続されている。上記した比較演算
器５９は変位検出器５８から信号線６０を介して出力さ
れる信号（検出値）と、信号線５５を介して出力される
パイロット弁３６を駆動する指令操作量に対応する変位
体４８の目標変位との比較、演算をおこなう。この比較
演算器５９は、変位検出器５８を含む変位検出手段から
出力される検出値に応じてパイロット弁３６の操作力を
補正する補正手段を構成している。また、この比較演算
器５９には、例えばあらかじめ第３図の特性線６５で示
す関係、すなわちパイロット弁３６に与える力である操
作力Ｆｃと変位体４８の変位量Ｘとの望ましい関数関係
が記憶されている。

この流量制御弁装置２０の流入ポート２１は油圧シリン
ダ６６に接続され、流出ポート２２はタンク６７に接続
され、これらの油圧シリンダ６６、タンク６７と流量制
御弁装置２０とによって例えばメータアウト制御システ
ムを構成している。

このように構成した実施例における動作はつぎのとおり
である。

比例電磁弁５３が駆動されずパイロット弁３６が作動し
ていないとき、パイロット弁３６のポペット部３９はば
ね４４の力により図示上方に付勢され、当該ポペット部
３９は弁座４ｏと密着シートする。また、流入ポート２
１の圧力流体は、主弁弁体２７の絞り３２を介して背圧
室３１に導かれている。従って主弁弁体２７は、その端
面６８．６９の面積差により図示下方に押圧され、弁座
２８に当接し、流入ポート２１から流出ポート２２への
流体の流れを遮断する。

この状態から、図示しない指令装置を駆動して、その電
気信号を比較演算器５つに与えると、コントロールドラ
イバ６３が作動して比例電磁弁５３の出力軸５４が図示
下方に移動し、パイロット弁３６に操作指令量に応じた
操作力Ｆｃを与える。

これによりパイロット弁３６のポペット部３９は図示下
方に移動し、弁座４０は開放される。このとき、流入ポ
ート２１の流体は、絞り３２、背圧室３１、流路４３、
第２圧力室４２を経て貫通孔３５．３３内に流入する。

そして、絞り３２により、背圧室３１内の流体圧は、流
入ポート２１の流体圧よりも低下する。ここで、主弁弁
体２７の端面６８に作用する力に、端面６９に作用する
力が打ち勝つと、主弁弁体２７は図示上方に移動し、流
入ポート２１の流体は流出ポート２２に流出する。そし
て、流出ポート２２に流れ込んだ流体は差圧発生手段４
６の変位体４８を図示下方に押し下げる。この変位体４
８の下流側の流体圧は、通路５５を介して第１圧力室４
１内に導かれる。

方、変位体４８の上流側の圧力は貫通孔３３．３５を介
して第２圧力室４２に導かれる。したがって、変位体４
８の上流側、下流側間に発生した差圧は、力としてパイ
ロット弁３６の弁スプール３８に加えられる。ここでパ
イロットシリンダ室３７の断面積をａとし、上述の差圧
をΔＰとすると、弁スプール３８の力のつり合い状態で
は、ばね４４の力を無視できる程度に小さく設定した場
合には、 Ｆｃ＝ａ・ΔＰ となる、即ち、パイロット弁３６の操作力Ｆｃに応じた
差圧ΔＰが発生し、この差圧ΔＰに応じた流量が得られ
る。この場合、定常状態において、パイロット弁３６の
ポペット部３９の開口度合は、主弁弁体２７の端面６８
と端面６９の面積比、及び絞り３２の強さ、ポペット部
３９の傾斜角度で決定される。また、主弁弁体２７の開
口度合は、変位体４８と壁面５０との間の開口度合、及
び流入ポート２１と流出ポート２２の差圧によって決定
される。

そして、このような状態から、仮に流入ポート２１の圧
力が上昇し、その通過流量が増加しようとすると、変位
体４８がばね４９に抗して図示下方に押され、貫通孔３
３と流出ポート２２内の流体差圧が上昇し、これによっ
てパイロット弁３６の弁スプール３８が図示上方に移動
し、ポペット部３９の開口面積が絞られる。その結果、
背圧室３１内の圧力は上昇し、主弁弁体２７は下方に移
動し、弁開度を減少させ、流量増加を抑制する方向に作
用する。このようにして、流入ポート２１と流出ポート
２２内の流体差圧に無関係に操作力Ｆｃに応じた所望の
流量が得られる。

このことを式で表すと以下のようになる。まず、変位体
４８と壁面５０との間の開口面積Ａは、上述したように
壁面５０の形状設定により、Ａ＝α・ｆ７ で表される。この開口面積Ａを通過する流量をＱとする
と、 Ｑ＝Ｃ−Ａｉｉ下＝Ｃ・αｆマ・グロ下（Ｃは流体密度
、形状で決まる定数） となる。さらに、ばね４９のばね定数をｋとすると、Δ
Ｐは ΔＰ　＝　ｋ　ｘ　／　Ａ　ｐ （Ａｐは変位体４８の受圧面積） で表される。これにより、 Ｑ＝Ｃ・αＶＸＴフトΔＰ となり、前述のＦｃ＝ａ・ΔＰから、 ｃ２＝ｃ−ａ・　（１／ａ）ＶＸ７フに−Ｆｃとなる。

上記式により、流量Ｑが操作力Ｆｃに一次比例関係にあ
ることが分かり、従ってパイロット弁３６の操作力Ｆｃ
に対して直線的に比例した流量特性を得ることができる
。また同様に、上記式より流量Ｑは差圧ΔＰには影響さ
れないことが分がり、差圧ΔＰが増加しても流量Ｑを一
定に保ことができ、圧力補償機能が果たされる。

なお、上記式にフローフォースの影響を考慮した場合に
は、ΔＰの関係式ｆ（ΔＰ）が加味された式となり、主
弁２５のシート分の形状を変え、フローフォースを利用
することにより、流量Ｑを差圧ΔＰに若干依存させるこ
とができ、これにより、差圧ΔＰの増加に対して所定の
関係にある流量を確保する圧力補償機能を得ると同時に
、特定の油圧シリンダ６６が要求する流量特性に適合さ
せることができる。

以上の関係を図に示すと第２図（ａ）〜（ｄ）のように
なる。即ち、まず第２図（ａ）に示すように、図示しな
い指令装置の指令操作量に対応する入力電流値ｉに応じ
て比例電磁弁５３に発生する操作力Ｆｃはほぼ比例関係
となり、また第２図（ｂ）に示すように操作力Ｆｃと変
位体４８の変位量Ｘとは比例関係となり、また第２図（
ｃ）に示すように主弁２５からの出力流量Ｑと変位体４
８の変位量Ｘとは比例関係となり、これらのことから第
２図（ｄ）に示すように出力流量Ｑと操作力Ｆｃとが比
例関係となる。

しかしながら、上述のように変位体４８の上流体側の圧
力と下流側の圧力との差圧の検出によるパイロット弁３
６の制御だけでは差圧の変化に伴う変位体４８の揺動に
よって第４図の特性線７０に示すように安定化までにわ
ずかながら時間がかかる。

この実施例は、上記の点についても考慮したものである
。即ち、上述した差圧によるパイロット弁３６の制御の
間、変位体４８の変位量Ｘが検出ロッド５６を介して変
位検出器５８で検出され、その検出値が比較演算器５９
に入力される。そして、この比較演算器５９は指令操作
量による変位体４８の目標変位と上述の検出値とを比較
する。

この場合前述したように、この比較演算器５９には第３
図の特性線６５で示す望ましい操作力Ｆｃと変位体４８
の変位量Ｘとの関係があらかじめ記憶されているが、仮
に目標とする操作力Ｆ１に対応する指令操作量が比較演
算器５９に与えられているものとすると、特性線６５か
ら変位体４８の変位量Ｘはｘ２と求められ、このＸ２が
目標変位となる。しかしながら、変位検出器５８によっ
て検出される実際の検出値がｘｌであったとすると、目
標変位ｘ２と検出値ｘ１との間には Δｘ＝ｘ２−ｘｉ のずれを生じる。検出値Ｘ１が含まれる特性線７１上に
おいて、変位量Ｘ２を与えうる操作力をＦ２とすると、 ΔＦ＝Ｆ２−Ｆｌ によって得られる補正量ΔＦを目標とする操作力Ｆ１に
加える補正をおこなえば所望の目標変位Ｘ２が得られる
ことになる。

このように、比較演算器５つは、目標変位ｘ２と検出値
ｘ１とのずれΔＸに応じた補正量ΔＦを目標とする操作
力Ｆ１に加える処理をおこない、該当する信号を信号線
６２を介してコントロールドライバ６３に出力する。そ
して、コントロールドライバ６３から信号！１６４を介
して出力される信号により比例電磁弁５３は、パイロッ
ト弁３６をＦｌ＋ΔＦの操作力で駆動する。これにより
、第４図の特性線７２で示すように、特性線７０の場合
に比べて安定化に要する時間を著しく短くすることがで
きる。

このように構成した第１の実施例にあっては、指令操作
量にほぼ直線的に比例した流量特性と、差圧の増加に対
してほぼ一定の流量を確保する圧力補償機能を達成する
ことができる。そして、流量制御装置２０は、圧力補償
弁及び可変絞りのスリットを設けることなく、変位体４
８、ばね４９を設けるだけの比較的簡単な構造であり、
また貫通孔３３を主弁弁体２７の貫通孔として設けるこ
とにより、通路構成が簡素化されている。従って、製作
工数が少なくて済み製作コストを安くすることができる
。また、パイロット流量を制御する圧力補償弁によるの
ではなく、主流体通路２３に配置された差圧発生手段４
６で直接流量の増加を検出し、さらに差圧検出器５８で
検出された変位体４８の検出値に応じた操作力Ｆｃの補
正をおこなうことから、流量の安定化を短時間でおこな
うことができ、これにより追従性の優れた差圧補償を行
うことができる。

第５図は本発明の第２の実施例を示す断面図である。こ
の第２の実施例にあっては、比例電磁弁５３のプランジ
ャ７３に一体にパイロット弁３６を設けてあり、差圧発
生手段４６の変位体４８がチエツク弁を兼ねるように寸
法設定してあり、また、パイロット弁３６の操作力を制
御する制御手段を、変位体４８とパイロット弁３６の弁
体７４とを近接方向に付勢するばね手段、例えば引張ば
ね７５によって構成しである。この引張ばね７５は主弁
弁体２７に形成された貫通孔３５内に挿入され、図示上
端をパイロット弁３６の弁体７４に係着してあり、図示
下端を差圧発生手段４６の変位体４８に係着してあり、
パイロット弁３６と引張ばね７５を含む主弁２５と変位
体４８を同軸上に配置しである。なお、主弁弁体２７の
貫通孔３５の図示上端部近傍部分はパイロット弁３６の
可動弁座７６を形成している。また、主弁弁体２７に形
成した貫通孔３５によって背圧室３１と流出ポート２２
を連通ずる補助通路が形成されている。

その他の構成、即ち、変位検出器５８、補正手段を構成
する比較演算器５９、コントロールドライバ６３等を含
む構成は前述した第１図に示す第１の実施例と例えば同
等である。

なお、この第２の実施例では変位体４８がチエツク弁を
兼ねることから、例えば流入ポート２１を油圧ポンプ７
７に接続し、流出ポート２２を油圧シリンダ６６のヘッ
ド側に接続してメータイン回路を構成することができる
。

このように構成した第２の実施例は、変位体４８と壁面
５０との開口面積Ａは、壁面５０の形状設定により、前
述したように、 Ａ＝α・ｆマ で表される。この開口面積Ａを通過する流量Ｑは前述し
たように、 ｃ１＝ｃ　−Ａ−ＶＴ不＝Ｃ・αＶマ・Ｖτ不一（Ｃは
流体密度、形状で決まる定数） である。ここでばね４９と引張ばね７５のばね定数の和
をｋとすると、変位体４８の上流側の圧力と下流側の圧
力との差圧ΔＰは、 ΔＰ　＝　ｋ　ｘ　／　Ａ　ｐ （Ａｐは変位体４８の受圧面積）で表される。

これにより、 Ｑ＝ｃ　−ａ　−ｘｙ’ＴＪワＴ丁 となり、操作力Ｆｃ＝に−ｘから、 Ｑ＝Ｃ・α・ｆ７Ｌ石コーＧ百・Ｆｃ となる。

このように、この第２の実施例にあっても流量Ｑが操作
力Ｆｃに一次比例関係になり、第１の実施例と同様にパ
イロット弁３６の操作力Ｆｃに対して直線的に比例した
流量特性が得られ、また、差圧ΔＰの影響を受けずに流
量Ｑを一定に保ことかでき、圧力補償機能が果たされる
。

そして、第１の実施例と同様に差圧検出器５８が検出し
た検出値に応じて比較演算器５９で操作力の補正をおこ
なうことにより、第１の実施例と同様に短時間で流量の
安定化を実現させることができ、優れた追従性が得られ
る。

第６図は本発明の第３の実施例を示す断面図である。こ
の第３の実施例はパイロット弁３６を駆動する駆動手段
が油圧力を供給する油圧力供給装置から成っている。即
ち、パイロット弁３６にピストン部７８を設けてあり、
このピストン部７８の図示上方、下方のそれぞれに圧力
室７９．８゜を設けてあり、パイロット弁３６を主弁弁
体２７方向に付勢するばね８１を設けてあり、上記した
圧力室７９．８０のそれぞれに連通する通路８２．８３
を設けてあり、このうち通路８３は比例電磁弁８４に連
、絡させてあり、通路８２はタンク６７に連絡させてあ
り、コントロールドライバ６３を信号線６４を介して比
例電磁減圧弁８４の駆動部に接続し、比例電磁減圧弁８
４は油圧源８５に連絡させである。

上記した油圧源８５、比例電磁減圧弁８４、通路８２．
８３、圧力室７９．８０、パイロット弁３６のピストン
部７８、ばね８１によって油圧力供給―置が構成されて
いる。その他の構成は前述した第５図に示す第４の実施
例と同等である。

この第３の実施例にあっては、比較演算器５９に与えら
れる指令操作量に応じてコントロールドライバ６３の駆
動を介して比例電磁減圧弁８４が駆動され、油圧源８５
から供給される圧油が通路８３を介して圧力室８０に導
かれ、これによってパイロット弁３６はばね８１の力に
抗して図示上方に移動する。この第３の実施例に示すよ
うに、油圧力によってパイロット弁３６を駆動すること
もできる。

このように構成した第３の実施例における他の作用、効
果は前述した第５図に示す第２の実施例と同等である。

〈発明の効果〉 以上のように構成した本発明の流量制御弁装置にあって
は、特に差圧発生手段及び制御手段を比較的簡単な構成
とすることができるので、全体の構造が簡単となり、製
作、組立工数が少なくて済む、また、パイロット流量を
制御する圧力補償弁によるのではなく、主流体通路に配
置された変位体を含む差圧発生手段で直接、流量の増加
を検出し、併せて補正手段で変位検出器の検出値に応じ
たパイロット弁の操作力の補正をおこなうので追従性に
優れた差圧補償を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の流量制御弁装置の第１の実施例を示す
断面図、第２図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）はそれ
ぞれ第１図に示す第１の実施例で得られる基本的な特性
を示す説明図、第３図は第１の実施例に備えられる比較
演算器の補正処理を説明する図、第４図は第１の実施例
で得られる追従性を説明する図、第５図は本発明の第２
の実施例を示す断面図、第６図は本発明の第３の実施例
を示す断面図、第７図は従来の流量制御弁装置を示す断
面図である。 ２０・・・・・・流量制御弁装置、２１・・・・・・流
入ポート、２２・・・・・・流出ポート、２３・・・・
・・主流体通路、２４．３０・・・・・・ハウジング、
２５・・・・・・主弁、２６・・・・・・弁室、２７・
・・・・・弁体、２８・・・・・・弁座、２９・・・・
・・背部、３１・・・・・・背圧室、３２・・・・・・
絞り、３３．３５・・目・・貫通孔、３４・・・・・・
固定ガイド、３６・・・・・・パイロット弁、３７・・
・・・・パイロットシリンダ室、３８・・・・・・弁ス
プール、３９・・・・・・ポペット部、４０・・・・・
・弁座、４１・・・・・・第１圧力室、４２・・・・・
・第２圧力室、４３・・・・・・流路、４４・・・・・
・戻しばね、４５・・・・・・ばね受、４６・・・・・
・差圧発生手段、４７・・・・・・ガイド、４８・・・
・・・変位体、４９・・・・・・ばね、５０・・・・・
・壁面、５１・・・・・・支持ロッド、５２・・・・・
・ナツト、５３・・・・・・比例電磁弁、５４・・・・
・・出力軸、５５・・・・・・通路、５６・・・・・・
検出ロッド、５７・・・・・・コイル、５８・・・・・
・変位検出器、５９・・・・・・比較演算器、６０．６
１．６４・・・・・・信号線、６３・・・・・・コント
ロールドライバ　６６・・・・・・油圧シリンダ、６７
・・・・・・タンク、６８．６９・・・・・・端面、７
３・・・・・・プランジャ、７４・・・・・・弁体、７
５・・・・・・引張ばね、７６・・・・・・可動弁座、
７７・・・・・・油圧ポンプ、７８・・・・・・ピスト
ン部、７９．８０・・・・・・圧力室、８１・・・・・
・ばね、８２．８３・・・・・・通路、８４・・・・・
・比例電磁減圧弁、８５・・・・・・油圧源。 第１ｖＡ 第２図 ｒσノ （ｂ） 、Ｎｙｔ桝ノ澄１ １Ａロツト井ｒ二！＞１シフ７　Ｆｃ 主キｐ−らの動凍童Ｑ へｌロット＃１４える力Ｆｃ 第３図 第４図 第 ＭＪ 外７１．’ｌ　を 第７図

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. （１）流入ポート及び流出ポートを有する主流体通路を
   備えたハウジングと、前記流入ポート及び流出ポート間
   に配置され、これら流入ポート及び流出ポートを連通、
   遮断する主弁と、前記ハウジングの内壁と前記主弁の弁
   体の背部により形成され、前記流入ポートに絞りを介し
   て連通する背圧室と、前記背圧室と前記流出ポートを連
   通させる補助通路と、前記補助通路の開閉を制御し、前
   記背圧室の流体圧力を変化させて前記主弁を作動させる
   パイロツト弁とを備えた流量制御弁装置において、前記
   主流体通路に配置され、主流体通路の流量に応じた差圧
   を発生する差圧発生手段であつて、前記主流体通路の流
   体の流れ方向に移動可能な変位体と、この変位体を前記
   流体の流れ方向に対向する方向に付勢するばねとを備え
   、該変位体は該主流体通路の壁面との間に、変位体の移
   動ストロークの増加に応じて開口面積が増加する流路を
   画定する差圧発生手段と、前記差圧発生手段で発生した
   差圧に応じて前記パイロツト弁の操作力を制御する制御
   手段とを有するとともに、前記変位体の変位を検出する
   変位検出手段と、この変位検出手段から出力される検出
   値に応じて前記パイロツト弁の操作力を操作する補正手
   段とを設けたことを特徴とする流量制御弁装置。
2. （２）主流体通路の壁面は、開口面積が変位体の移動ス
   トロークに対してルート関数又はルート関数に近似する
   関数となるような壁面形状になつていることを特徴とす
   る請求項（１）記載の流量制御弁装置。
3. （３）制御手段は、差圧発生手段の変位体の上流側圧力
   をパイロツト弁スプールの一端に導き、下流側圧力を該
   パイロツト弁スプールの他端に導く通路手段とからなる
   ことを特徴とする請求項（１）記載の流量制御弁装置。
4. （４）ハウジングの背圧室を形成する壁部に設けられ、
   主弁弁体に向けて突出する該主弁弁体の固定ガイドを有
   し、補助通路は前記主弁弁体及び前記固定ガイドに同軸
   的に設けた貫通孔を含み、前記パイロツト弁は前記固定
   ガイドの貫通孔の一端に設けられたハウジングと一体の
   固定弁座を有することを特徴とする請求項（１）記載の
   流量制御弁装置。
5. （５）主弁がシート弁であることを特徴とする請求項（
   １）記載の流量制御弁装置。
6. （６）パイロツト弁及び差圧発生手段の変位体は主弁弁
   体を挟んで同軸的に配置されていることを特徴とする請
   求項（１）記載の流量制御弁装置。
7. （７）変位検出手段が変位体の変位を電気的に検出する
   変位検出器を含み、補正手段が前記変移検出器で検出さ
   れる検出値と、パイロツト弁を駆動する指令操作量に対
   応する変位体の目標変位との比較を含む演算をおこなう
   比較演算器であることを特徴とする請求項（１）記載の
   流量制御弁装置。
8. （８）パイロツト弁を駆動する駆動手段が比例電磁弁か
   らなることを特徴とする請求項（１）記載の流量制御弁
   装置。
9. （９）制御手段は、差圧発生手段の変位体とパイロツト
   弁の弁体とを近接方向に付勢するばね手段を含むことを
   特徴とする請求項（１）記載の流量制御弁装置。
10. （１０）ばね手段は、差圧発生手段の変位体とパイロツ
    ト弁の弁体の間に配置された引張ばねであることを特徴
    とする請求項（９）記載の流量制御弁装置。
11. （１１）引張ばねが主弁弁体の貫通孔を通ることを特徴
    とする請求項（１０）記載の流量制御弁装置。
12. （１２）差圧発生手段の変位体はチエツク弁を兼ねてい
    ることを特徴とする請求項（１）記載の流量制御弁装置
    。
13. （１３）補助通路は主弁弁体に同軸的に設けた貫通孔を
    含み、パイロツト弁は、補助通路の一端に設けられた主
    弁弁体と一体の可動弁座を有することを特徴とする請求
    項（１）記載の流量制御弁装置。
14. （１４）パイロツト弁を駆動する駆動手段が油圧力を供
    給する油圧力供給装置であることを特徴とする請求項（
    ｉ）記載の流量制御弁装置。