JPH02221705A - 液圧駆動装置を制御するための電気液圧式制御装置 - 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、ばね力に抗して不作動位置から転向可能な、
一方の側でばね荷重を受けるスプールを持つ少なくとも
１つの制御弁と、スプールを駆動するためのサーボモー
タとを含み、複動圧式制御装置に関する。

〔従来の技術〕

電気液圧式制御装置を構成するために、通常、直接制御
される調整弁が使用され、これらの調整弁は電気液圧式
達弁とも称せられる。このような調整弁は弁ハウジング
内にはね荷重を受けるスプールを含んでおり、このスプ
ールに、すべての必要な制御縁が配置されている。これ
らの制御縁は製造技術的に調整されていなければならな
い、これらの制卸縁は後になってから部分的に相互調節
できない、戻しばねの作用により、スプールは機械的に
制限された終端位置に保持され、この終端位置は、同時
にいわゆる「非常停止機能」を示している。この終端位
置からスプールは行程運動電磁石（制御電磁石）の力に
より種々の弁位置へ移動可能であり、それにより所望の
液圧切換位置を得ることができる。

割部電磁石の行程運動の量（目標値）は行程測定装置を
介して検出される。駆動が適切である場合は、このよう
な装置により調整回路を構成することができる。

このような直接制御される調整弁において、中間位置は
直接的に測定可能であるのではなくて、制御されるべき
負荷の動作を介して間接的にしか測定され得ない、これ
は極めて不満足である。なぜならば調慾弁を設置又は接
続する際に、接続された負荷の意に反するかつ抑制され
ない移動が起こるからである。

別の欠点は、いわゆる「非常停止Ｒ能」（調整弁不作動
）が個別に駆動可能であるのではなくて、目標値発生器
の除去によってのみ可能であることに見られる。しかし
機械的終端位置におけるスプールの位置は調整弁の中間
位置（調整された状態）と一致していないから、［非常
停止機能」の設定の際に常に調整弁の１つ又は複数の切
換位置が通過される。これは必然的に負荷の意に反する
かつ抑制できない移動に至らせる。更に、作動停止の際
に、−層大きい目標値設定による、有り得る調整状態の
うちの１つから負荷に許容できないほど大きい遅れが生
じ、そのことには、液圧装置における損傷の危険が伴う
、これらの不利な作用に対処するために、圧力媒体供給
導管の中に別体の「非常停止弁」を、又は負荷導管の中
に安全弁を組込むことによって、付加的な対策が講じら
れるようになった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明はこれらの欠点を除去しようとする。

本発明の基礎になっている課題は、制御弁が制御弁の駆
動のためのサーボモータのその都度の設定に関係なく作
動可能である電気液圧式制御装置を提供することである
。この場合、「作動」又は「不作動」位置への制御弁の
設定は目標値設定に対して常に優先され・なければなら
ない。

更に、装置の新たな作動開始の際に目標値設定が制御弁
の位置に関係なく行なえるように制御装置が構成されて
いなければなら゛ない、すなわち負荷のいかなる啓勤も
伴わずに、サーボモータを零位置へ動かすことができな
ければならない。

〔緘題を解決するための手段Ｊ この哩遺は、冒頭に述べた皿類の電気液圧式制御装置か
ら出発して、本発明によれば、１つの部分又は複数の部
分から成る弁ハウジングの中に、液圧シリンダのそれぞ
れの圧力空間に付属する少なくとも１つの制御弁が設け
られ、これらの制御弁のスプールが互いに同軸的にかつ
面対称的に相互間隔を置いて配置されており、スプール
の内側端部の間にサーボモータの共通の制′ａ素子が存
在し、この制御素子によって、はね荷重を受けるスプー
ルが機械的圧力接触により同じ方向に移動可能であり、
更に各スプールがそれぞれの圧力空間に補助ピストンを
含んでおり、これらの圧力空間が少なくとも１つの切換
弁を介して、ばね力とは反対方向の移動を行うように圧
力媒体を受けることができ、それによりスプールが制御
素子の作用を取り去られた不作動位置へ移動可能であり
、この不作動位置で液圧シリンダの両圧力空間が、タン
クへ通じる導管と接続されており、他方、圧油供給装置
から来る導管がスプールにより遮断されていることによ
って解決される。

本発明の根本的な思想によれば、主制御弁は共通の弁ハ
ウジングの中に、負荷のそれぞれの圧力空間を制御する
ための制御ピストンが設けられている、面対称的に配置
されて同じ方向に移動可能な少なくとも２つのスプール
を含んでいる。この場合、設定目標値はサーボモータの
共通の制御素子を介して同時に両スプールへ伝達される
。「非常停止機能」のために各スプールはそれぞれの圧
力空間に補助ピストンを含んでいる。それによって「非
常停止機能」は切換弁によって直接的に、すなわち両制
御弁の調整状態に関係なく得られる。「非常停止機能」
位置において、すなわち制御弁の不作動位置において、
サーボモータの制御素子の中間位置は、圧油供給があっ
ても負荷を移動させることなしに、設定され得る。それ
によって同時に制御弁の２通路駆動が行なえる。制御弁
の構造上の分割及び同時に考慮されたスプールの対称的
配置における別の利点は、液圧押圧カの補貢に見られる
。

電気液圧式制御装置の別の有利な構成は特許請求の範囲
の実施態様項に記載されている。それによれば、サーボ
モータの制御素子を偏心軸として構成することが特に有
利であり、この偏心輪の外周面は、両方のスプールの内
側端部の接触面として役立つ。

これらのスプールを軸線方向に互いに′！１１ｓするこ
とができるようにするために、これらのスプールの内側
端部に、例えばねじ又はねじ輪のような、軸線方向に調
節可能な構成部材を配置することが好ましい、各制御弁
は周知の３ポート３位置切換弁として構成されているの
が好ましい。

スプールの不作動位置、すなわち「非常停止機能」位置
を、スプールの補助ピストンのために機械的ストッパ、
例えばシリンダ空間の終端壁、が設けられることによっ
て、機械的に固定することができる。

サーボモータの中間位置を設定するために、回転可能な
偏心軸と切換カムを結合することが好ましく、この切換
カムは中間位置において零点スイッチを操作することが
できる。

〔実施例〕

本発明のそれ以外の詳細を、図面に概略的に示された実
施例について以下に説明する。

第１図に示された実施例では、ハウジングｌの中に２つ
の同じスプール２，２ａが同軸的にかつ中心面３に対し
て互いに面対称的に配置されている０両方のスプール２
　＋　２　ａ−ｓ従って又両制御弁が同じ構成であるこ
とにかんがみて、以下の説明には両制御弁のうちの一方
だけを説明する。他方の制御弁についても同じことが適
用され、個々の符号にはそれぞれ文字ａがつけ加わる。

これらの制御弁は個々に通常の３ポート３位置切換弁の
如く構成されている。スプール２，２ａは、それぞれ制
御縁６，７を持つ２つの割面ビスｈ　ン４．５　ト、１
つの補助ピストンとを含んでいる。制御ピストン４及び
５と補助ピストン８は互いに結合されておりかつ弁ハウ
ジングｌから出ている端面のピストン棒９と共に、軸線
方向に移動可能なスプール２を形成している。ピストン
棒９の自由端面と終端キャップ１０との間にコイル圧縮
はね１１が３置されており、このコイル圧縮ばねは、ス
プール２を図示された終部位置から反対方向に移動させ
ようとする。

制御ピストン４．５の行程運動の範囲において、弁ハウ
ジングｌの案内孔にそれぞれ環状溝１２゜１３が含まれ
ており、この場合、環状溝１２には、図示されていない
圧力媒体源から来る導管Ｐが接続されており、環状溝１
３には、タンクへ通じる導管Ｔが接続されている０両方
の環状溝１２゜１３の間に中心の環状溝１４が存在し、
この環状溝１４に導管Ｂが接続されており、この導管は
液圧シリンダ１５へ、正確にはこの液圧シリンダの圧力
媒体空間へ通じている。

弁ハウジングｌの側方に目標値モータ１７、例えば電気
的ステップモータ、がフランジ止めされている。目標値
モータ１７の駆動軸１８は偏ら輪１９と連結されており
、この偏心輪はころがり軸受、例えば外輪２０を持つ玉
軸受を保持している。外輪２０は、はね荷重を受けるス
プール２，２ａの機械的支持部として役立つ０両方のス
プール２，２ａを互いに関係なく軸線方向位置に関して
調整することができるようにするために、制御ピストン
４の自由端面に、軸線方向長さの調節可能な構成部材２
１．例えばねじ又はねじ軸、が取り付けられている。意
義については以下に述べられる補助ごストン８が圧力を
受けない限り、構成部材２１は圧縮ばね１１の力の作用
を受けて偏心軸の外輪２０と圧力接触している。

目標値モータ１７を中間位置へ動かすことができる。こ
の中間位置の設定のために目標値モータの駆動軸１８と
切換カム２２が結合されており、この切換カムは中間位
置へ達した際に周知の零点スイッチ２３を操作する。

偏心輪１９は、上述の中間位置において、偏心軸１９の
外輪２０にＰ！！触する構成部材２１及び２１ａが軸１
８の回転軸線から同じ半径方向間隔を置くように、配置
されている。目標値モータ！７の回転の際にこの半径方
向間隔は一方の側で増大し、他方の側で同じ程度縮小し
、そして逆も又その通りである。こうして目標値モータ
１７の回転により両方のスプール２，２ａは中間位置か
ら一方又は他方の、終端位置へ同時に移動可能である。

スプール２，２ａが外輪２０と圧力ＪＩ１１１シている
限り、両方の制御弁は作動している。既に述べられた補
助ピストン８又は８ａによって制御弁を付加的に不作動
位置・＼もたらすことができる。

この制御のために周知の切換弁２４が設けられており、
このの換弁は実施例において、１置磁石２５により電磁
駆動される４ポート２位置防換弁から蕊る６図示された
実施例では、補助ピストン８又は８ａにより区画されて
いる圧力空間２６又は２６ａが、唯１つの切換弁２４に
上り同時に制御可能であると仮定されている。

接続？ｓＰ及びＴは常に、圧力媒体源から来る供給導管
Ｐ又はタンクへ通じる導管Ｔとそれぞれ接続されている
。これは、直接の養続導管によりって又はｉｔ図に示さ
れた実施例）こおけるように弁ハウジングｌ内の接続部
を介して行なえる。切換弁２４が不作動位置において示
されており、この不作勲位【において切換弁は、操作電
磁石２５が付勢されていない場合に、圧縮はね２７によ
り保持されるゆこの位置において圧力空間２６　、２６
ｇは圧力を受ける。その結果、スプール２，２ａは図示
された終端位置をとり、すなわち制御弁は不作動位置に
ある。この不作勲位Ｎｌｋこおいて構成部材２１＋２１
ａと偏心輪１９の外輪２°０との間に圧力接触はない、
従って目漂値モータ１７は、スプール２，２ａが移動せ
しめられることなしに、設定され得る。

個々の有り得る接続状態を第２図ないし第５図の接続図
により以下に説明する。これらの接ｉｌＩ図には、通常
の液圧切換位置を持つ切換弁が示されている。

次のような接続状態が有り得る。

１、制御弁は不作動（第２図） ２、制御弁は作動、調唱された中間位置（第３図）２′
、１　　制御弁は第１の接続位置（第４図）２．２　　
制御弁は第２の、反対の接続位置（第５図）１、につい
て切換弁２４は不作動位置にある。

スプール２，２ａは第１図による絡 端位置をとる。外輪２０との機械 的接触は解除されている。制御弁 に、第２図に示されだ液圧切換位 置が生ずる。目標値モータ１７°の 位置はこの切換位置に影響を及ぼ さない、圧油供給Ｐは遮断されて おり、液圧シリンダ１５は面圧力 空間１６＋１６ａにおいてタンクＴへ 圧力を除かれている。この作動状 態において、必要とあれば、制御 弁が操作されることなしに目標値 モータを設定することができる。

２、について切換弁２４は電磁石２５の付勢の結果とし
て動作位置にある。圧力空 間２６．２６ａはタンクへ圧力を除か れている。ばねＩＬｌｌａはスプー ル２，２ａを外輪２０へ押し付ける。

スプール２，２ａの対称的配置によ り押圧力が相殺されるので、目標 値モータ１７に対して付加的なト ルクが生じない。

目標値モータ１７が中間位置にあ る場合は、制御弁に、第２図に示 されだ液圧切換位置が生ずる。こ れらの制御弁は作動位置にある。

液圧シリンダは接続部Ａ及びＢを 介して液圧で諦め付けられている。

２．１について目標値モータ１７が目標値設定に応じて
一方の方向に回転せしめら れる場合は、偏心輪１９によりス プール２，２ａは、第４図に示され ているように、同じ方向に右へ移 動する。制御弁に、第４図に示さ れだ液圧切換位置が生ずる。これ は、液圧シリンダ１５において圧 力空間１６ａが圧力を受けかつ圧力 空間１６が圧力を除かれているこ とを意味する。

２．２について目標値モータ１７は中間位置から反対方
向に回転せしめられている。

スプール２，２ａは偏心輪１９の作用 により、第５図に示されているよ うに、同じ方向に中間位置から左 へ移動する。制御弁には、第５図 に示されだ液圧切換位置が生ずる。

これは、圧力空間１６が圧力を受 けかつ液圧シリンダ１５の圧力空 間１６ａがタンクへ圧力を除かれて いることを意味する。

第４図及び第５図の両方の接続状態において圧力媒体空
間１６又は１６ａへの圧力媒体の流量及びその逆の流量
は目標値モータ１７の回転角に左右されるので、適切な
駆動と相まって調整回路を構成することができる。偏心
輪１９が中間位置から一方又は他方の方向にそれぞれ９
０゜回転せしめられる場合に、最大流量が得られる。

切換弁２４の別個の駆動には上述の電気液圧式制御装置
において、どのような調整状態であろうと関係なく「非
常停止機能」が行なえるという大きな利点がある。この
場合、他の液圧切換位置を通過することなしに「非常停
止機能」が直接得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による、両側で圧力を受けることができ
る液圧シリンダを制御するための複動制御弁の実施例の
軸線に沿う断面図、第２図は制御弁の「不作動位置」の
接続状態における液圧シリンダを制御するための、本発
明による電気液圧式制御装置の接続図、第３図は制御弁
の［作動位置ｊの接続状態における、第２図による接続
図、第４図は液圧シリンダの操作の接続状態における、
第２図による接続図、第５図は反対方向の液圧シリンダ
の操作の接続状態における、第２図による接続図である
。 １・・・弁ハウジング、２．２ａ・・・スプール、８．
８ａ・・・補助ピストン、１５・・・液圧シリンダ、Ｉ
Ｌ１６ａ＋２６＋２６ａ　ｅ＋ａ圧力空間、１７−−−
目標値モータ、１９・・・偏心輪、２４・・・切換弁、
Ｐ、Ｔ・・・導管 トウング

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ばね力に抗して不作動位置から転向可能な、一方の
   側でばね荷重を受けるスプールを持つ少なくとも１つの
   制御弁と、スプールを駆動するためのサーボモータとを
   含み、複動式動作ピストンが反対側でそれぞれの圧力空
   間を区画する液圧駆動装置を制御するための電気液圧式
   制御装置において、１つの部分又は複数の部分から成る
   弁ハウジング（１）の中に、液圧シリンダ（１５）のそ
   れぞれの圧力空間（１６，１６ａ）に付属する少なくと
   も１つの制御弁が設けられ、これらの制御弁のスプール
   （２，２ａ）が互いに同軸的にかつ面対称的に相互間隔
   を置いて配置されており、スプール（２，２ａ）の内側
   端部の間にサーボモータ（１７）の共通の制御素子（１
   ９）が存在し、この制御素子によつて、外側端部でばね
   荷重を受けるスプール（２，２ａ）が機械的圧力接触に
   より同じ方向に移動可能であり、更に各スプール（２，
   ２ａ）がそれぞれの圧力空間（２６，２６ａ）に補助ピ
   ストン（８，８ａ）を含んでおり、これらの圧力空間（
   ２６，２６ａ）が少なくとも１つの切換弁（２４）を介
   して、ばね力とは反対方向の移動を行うように圧力媒体
   を受けることができ、それによりスプール（２，２ａ）
   がサーボモータ（１７）の制御素子（１９）の作用を取
   り去られた不作動位置へ移動可能であり、この不作動位
   置で液圧シリンダ（１５）の両圧力空間（１６，１６ａ
   ）が、タンクへ通じる導管（Ｔ）と接続されており、他
   方、圧油供給装置から来る導管（Ｐ）がスプール（２，
   ２ａ）により遮断されていることを特徴とする、液圧駆
   動装置を制御するための電気液圧式制御装置。 ２　サーボモータ（１７）の制御素子が偏心輪（１９，
   ２０）として構成されており、この偏心輪の外周面が、
   直径上に対向している面上にあるスプール（２，２ａ）
   の内側端部の接触面として役立つことを特徴とする、請
   求項１に記載の制御装置。 ３　各スプール（２，２ａ）の内側端部に、例えばねじ
   又はねじ輪のような、軸線方向長さの調節可能な構成部
   材（２１，２１ａ）が配置されていることを特徴とする
   、請求項１又は２に記載の制御装置。 ４　回転可能な偏心輪（１９，２０）と、電気的零点ス
   イツチ（２３）の操作のための切換カム（２２）が接続
   されていることを特徴とする、請求項１ないし３のうち
   １つに記載の制御装置。 ５　各制御弁が３ポート３位置切換弁として構成されて
   いることを特徴とする、請求項１ないし４のうち１つに
   記載の制御装置。 ６　各スプール（２，２ａ）が不作動位置において機械
   的ストツパに接触していることを特徴とする、請求項１
   ないし５のうち１つに記載の制御装置。