JPH02296001A - 液圧制御装置 - 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、目標値設定（例えばステップモータによる）
及び機械的実際値応答により動作し、その際、圧力媒体
源から動作素子へ供給されかつこの動作素子からタンク
へ還流する圧力媒体流が弁素子によって方向及び流量に
関して調節何曲である、例えば液圧モータ、液圧シリン
ダなどのような動作素子用の液圧制御装置に関する。

〔従来の技術〕

液圧動作素子を制御するための調整回路の構成のために
、種々の形の制御弁が使用される。

このような調整回路において、目標値設定及び実際値応
答装置はしばしば回転素子である。公知の装置において
、目標値及び実際値を表わす回転素子の間の差は、機械
的構成部材（ねじ、軸、ラックなど）により直線状運動
に変換され、この運動は制御弁を操作する。こうして公
知の装置においてこの１；Ｉｌ′ａ弁はスプール弁とし
て構成されており、別の公知の装置において制御弁は個
々に配置された４つの座付き弁から構成される。最初に
挙げた解決策は制御弁の比較的こぢんまりした溝造様式
を可能にし、他方、第２の解決策は動作部分の比較的大
きい出費によって初めて実現される。しかし両方の解決
策には、直線運動への回転運動の２度の変換のために機
械的素子が必要であるという欠点がある。これらの機械
素子は必然的にある程度の製造遊びを持っており、この
製造遊隙は直列接続により好ましくない加算をされる。

その上、両方の解決策においては、変位行程を越える危
険のある場合に過臼荷防止するように自動的作動停止を
行なう付加的装置が必要である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の課題は、目標値と実際値の回転運動を直接互い
に比較することを可能にする、冒頭に挙げた種類の液圧
制御装置を提供することであり、この制御装置によって
静的及び動的にはるかに高い精度が得られ、この制御装
置は過（１荷に対して安全に動作しかつ公知のこの種の
制例装置よりはるかに前哨に構成され、従って又安価に
実現可能である。

〔課題を解決するための手段〕

この課題は本発明によれば、制御装置が、孔を持つハウ
ジングと、この孔の中に回転可能に、しかし軸線力向に
移動不可能に設けられた中空ピストンとから形成されて
おり、この中空ピストンが、軸線方向に連続する５つの
而の各面に、ピストン軸線に対して中心に延びる少なく
とも１つの貫通孔を持っており、この孔が各面内でハウ
ジングの孔壁にある環状溝へ開口しており、これらの環
状溝に圧力媒体源及びタンクからの導管と動作素子の導
管とが接続されており、制御装置が史に、中空ピストン
の中に回転可能に、しかし軸線方向に移動不可能に設け
られた中間ピストンから形成されており、この中間ピス
トンでは４つの個別ピストンが互いに間隔を置いて棒部
分により固定的に結合されておりかつ両方の中心ピスト
ンがそれぞれ中空ピストンの第２及び第４の孔群の面に
対して中心に位置しており、それぞれの端面のピストン
（終端ピストン）が、隣接した制御ピストンから、これ
らのピストンの間にそれぞれある孔の開口部が露出して
いるような間隔を置いており、制御ピストンが円筒状周
面に、軸線方向へ延び、それぞれ反対側端面から出発し
かつそれぞれ他方の端面の［）ｕで終わる少なくとも２
つの溝を持っており、これらの溝が、制御装置の中間位
置で、互いに向き合う軸線方向縁（制御縁）が中空ピス
トンの１１ｊ通孔に接するように、配置されており、か
つ中空ピストンと中間ピストンが個々に目標値設定及び
実際値応答で場合によっては減速又は加速装置を介して
回転を伝えるように結合可能であることによって解決さ
れる。

これによれば、本発明の本質的な思想は、調整弁が中空
ピストン及び中間ピストンとしての２つの同心的弁素子
から構成され、これらの弁素子がハウジングの孔の中に
回転可能に、しかし軸線方向に移動不可能に設けられて
いることに見られる。この場合、制御縁は軸線方向に延
びる溝により形成されており、これらの溝は中間ピスト
ンの２つの制御ピストンの周面にある。

中間ピストンと中空ピストンとの間に相対運動が行なわ
れる場合は、これは全部で４つの制御縁のうち１つにお
ける移動を生ぜしめ、この移動の結果、圧力媒体の供給
、従って又動作素子の操作が行なわれる。これと接続さ
れた機械的実際値応答は、適当な「調整応答」を行なう
。

公知のこの種の制御装置との鯰則上の相違は、目標値と
実際値の回転運動が直接互いに比較されることにある。

それはつまり、機械的構成部材及びそれにより生ぜしめ
られる欠点を持つ、直線運動への（２度の）変換による
迂回が本発明において回避されるということである。こ
のような制御装置は過口荷に対して安全である。なぜな
らば中空ピストン及び中間ピストンは無限に相対変位可
能であるからである。

本発明のそれ以外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。

これらの要求に応じて、中空ピストンにおいて各孔面に
２つ又はそれ以上の一直線をなす孔を設け、従って制御
ピストンにも２倍の数の軸線方向溝を設けることが好ま
しい。この場合、制御ピストンの軸線方向溝の幅を貫通
孔の内側幅に合わせることが有利である。

別の有利な構成は、制御ピストンの軸線方向溝の閑じら
れた端部にある壁が、中空ビスｌ−ンの貫通孔の壁に接
し又はこの壁より突き出ていることにある。

外部から導かれる導管用の接続部に関して、ハウジング
に次のような接続部が設けられている。

ａ）第３の（中間）而−圧力媒体源からの導管Ｐ ｂ）第１及び第５の面一タンクへの導管ＴＣ）第２及び
第４の而−動作素子への導管Ａ及びＢｏ これらの接続部Ｐ及びＴとＡ及びＢは互いに交換可能で
ある。

〔実施例〕

図面に概略的に示された実施例について本発明を以下に
詳細に説明する。

液圧制御装置のハウジング１は第１図に輪郭線で示され
ている。史に、ハウジングｌの一方の端面に目標値設定
用のステップモータ２が示されており、反対側の端面に
動作素子としての液圧モ〜り３が示されている。

ハウジング１は円筒状孔１８を含んでおり、この孔の中
に中空ピストン４が回転可能に、しかし１ＰＩＩｌ線方
向に移動不可能に液密に保持されている。機械的目標値
応答のために、液圧モータ３と中空ピストン４との間の
適切な伝動装置素子５を介して、場合によっては減速装
置の介在のもとに、回転を伝える接続部が存在する。

中空ピストン４の円筒状孔の中に中間ピストン６が回転
可能に、しかし軸線方向に移動不可能に液密に設けられ
ており、この中間ピストンの構成を以下に説明する。中
間ピストン６は自由端において適切な伝動装置素子７を
介して回転を伝えるようにステップモータ２と接続され
ている。ステップモータ２として、取引上普通の構成の
電動機を使用することができる。

中空ピストン４は、同じ間隔を置いて軸線方向に連続す
る５つの面の各面にそれぞれ２つの一直線をなす貫通孔
８ないし１２を含んでいる。

これらの各面は以下の説明において第１図によれば右か
ら左へ第１ないし第５の面としてボされている。

外部において貫通孔８ないし１２はハウジングｌの孔１
８の壁にあるそれぞれの環状溝１３ないし１７へ開口し
ている。これらの環状溝１３ないし１７は内側の接続通
路を介してハウジングｌの外側接続部と接続している。

この場合、環状溝１５は中間部において外側接続部Ｐと
接続されており、他方、環状溝１３．１７は第１及び第
５の面において外側接続部Ｔと接続されている。

環状溝１４は外側接続部Ｂへ通じており、環状溝１６は
外側接続部Ａへ通じている。

中間ピストン６は、軸線方向に互いに前後に位置する４
つの個別ピストンを含んでおり、これらの個別ピストン
は棒部分１９により固定的に互いに結合されている。両
方の中心ピストン２０及び２１は制御ピストンであり、
端面のピストンは終端ピストン２２及び２３である。制
御ピストン２０及び２１は対称的に第２及び第４の孔面
内に位置している。終端ピストン２２及び２３はそれぞ
れ隣接の制御ピストンから、これらのピストンの間にあ
る孔８又は１２の開口部が露出しているような間隔を置
いている。

なるべく円形の棒部分１９は中間ピストン６のピストン
より小さい断面を持っている。従ってそれぞれ２つの隣
接ピストンの間に圧力媒体の流通用の自由環状空間２４
が存在する。

図示された実施例において、制御ピストン２０及び２１
は円筒状周面にそれぞれ４つの、軸線方向に延びる溝を
持っており、この場合、それぞれ直径上に対向する溝は
溝対２０ａ又は２０ｂ及び溝対２１ａ又は２１ｂを形成
する。各対の溝はそれぞれの制御ピストンの反対側の端
面で始まりかつ軸線方向に制御ピストンの軸線方向長さ
の大部分にわたって延びており、これらの溝はある程度
の間隔を置いてそれぞれの反対側の端部の前で終わって
いる。溝２０ａ　、　２０ｂ又は２１ａ、２１ｂの軸線
方向長さは、閉じられた端部における壁が貫通孔９又は
１１の開口部をまさに開放するような大きさに定められ
ている。

周方向における制御ピストン２０及び２１上の溝の配置
は、中間位置にある中間ピストン６を示している第２図
及び第３図の断面図から分かる。それによれば、各溝対
において制御縁２０ｋ又は２１には貫通孔９又は１１に
接している。制御ピストン２０又は２１の溝の幅はｖｊ
通孔９又は１１の内側線に合わされている。

第１図において、ハウジングｌに接続部１５が示されて
おり、この接続部は内側通路を介して、中間ピストン６
により区画された中空ピストン４の内部空間と接続され
ている。接続部りは、動作部分の密」面における有り得
る漏れ圧力媒体を導出するための、タンクへ通じている
導管の接続のために使用される。

液圧制御装；４の可能な接続状態を以下に説明する。

ｌ　接続状態「調整された中間位置」（第２図及び第３
図） 第２図及び第３図に示された、中空ピストン４及び中間
ピストン６のような回転可能な機能部分の位置において
、すべての外側接続部Ｐ及びＴ並びにＡ及びＢは制御ピ
ストン２０゜２１により遮断されている。液圧モータ３
は両側で圧力媒体の圧力（予荷重）を受けており、従っ
て［調整された中間位置」をとる。

２　接続状態Ｅ石への回転運動」（第５図、第６図及び
第７図） 中空ピストン４及び中間ピストン６は角度Ｘだけ互いに
ねじれている。圧力媒体はＰから、制御ピストン２０の
軸線方向に延びる溝２０ｂと貫通孔９との間の露出断面
を経てＢへ流れ、史にＡから、軸線方向に延びる溝２１
ｂと貫通孔１１との間の露出断面を経てＴへ流れる。そ
れにより、自由断面に一致する規定された油流が液圧モ
ータ３へ流れかつこの液圧モータから戻る。

中間ピストン６が更に右へ移動せしめられる場合は、液
圧モータ３への流量及びこの液圧モータからの流ｆｊｌ
が増加する。

設定された流量が液圧モータの所要駆動出力に相当する
場合は、中間ピストン６及び中空ピストン４が同じ回転
速度で回転するので、−旦設定された流量は一定のまま
である。液圧モータ３の出力及び回転数はステップモタ
２における目標値設定の変更により微調整可能である。

３　接続状態「左への回転運動」（第８図、第９図及び
第１０図） 中空ピストン４及び中間ピストン６は角度ｙだけ互いに
ねじれている。圧力媒体はＰから、制御ピストン２１の
軸線方向に延びる溝２１ａと貫通孔１１との間の露出断
面を経てＡへ流れ、史にＢから、制御ピストン２１の軸
線方向に延びる溝２０ａと貫通孔９との間の露出断面を
経てＴへ流れる。それにより、自由断面に一致する規定
された油流が液圧モータ３を通って流れ、この液圧モー
タは、前述の接続状態とは逆の方向へ回転する。

中間ピストン６が更に左へ移動せしめられる場合は、液
圧モータ３への流量及びこの液圧モータからの流量が増
加する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液圧制御装置の軸線に沿う断面図
、第２図及び第３図は接続状態［調整された中間位置」
用の第１図の面ＩＩ−ＩＩ及びＩＶ−ＩＶ内の液圧制御
装置の機能部分の断面図、第４図は第２図及び第３図の
接続状態に対応する液圧切換位置を示す図、第５図及び
第６図は接続状態「６への回転運動」用の第１図の面Ｉ
Ｉ−Ｉ！及びＩＶ−ＩＶ内の断面図、第７図は第５図及
び第６図の接続状態に対応する液圧切換位置を示す図、
第８図及び第９図は接続状態「左への回転運動」用の第
鷲図の面１１−１１及びＩＶ−ＩＶ内の断面図、第１Ｏ
図は第８図及び第９図の接続状態に対応する液圧切換位
置を示す図である。 ｌ・・・ハウジング、３・・・液圧モータ、４・・し１
２・・・ｎ通孔、１３ないし１７・・・環状溝、Ｉ８・
・・孔、１９・・・棒部分、２０．２１・・・制御ピス
トン、２０ａ＋２０ｂ＋２１ａｔ２１ｂ−−−溝、２０
に、２１ｋ　−・・制御縁、２２．２３・・・終端ピス
トン、Ａ、Ｂ、Ｐ、Ｔ・・・接続部 トウング

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　目標値設定及び機械的実際値応答により動作し、そ
   の際、圧力媒体源から動作素子へ供給されかつこの動作
   素子からタンクへ還流する圧力媒体流が弁素子によつて
   方向及び流量に関して調節可能である、例えば液圧モー
   タ、液圧シリンダなどのような動作素子用の液圧制御装
   置において、制御装置が、孔（１８）を持つハウジング
   （１）と、この孔（１８）の中に回転可能に、しかし軸
   線方向に移動不可能に設けられた中空ピストン（４）と
   から形成されており、この中空ピストンが、軸線方向に
   連続する５つの面の各面に、ピストン軸線に対して中心
   に延びる少なくとも１つの貫通孔（８ないし１２）を持
   つており、この孔が各面内でハウジング（１）の孔壁に
   ある環状溝（１３ないし１７）へ開口しており、これら
   の環状溝（１３ないし１７）に圧力媒体源及びタンクか
   らの導管（Ｐ又はＴ）と動作素子（３）の導管（Ａ、Ｂ
   ）とが接続されており、制御装置が更に、中空ピストン
   （４）の中に回転可能に、しかし軸線方向に移動不可能
   に設けられた中間ピストン（６）から形成されており、
   この中間ピストンでは４つの個別ピストン（２０ないし
   ２３）が互いに間隔を置いて棒部分（１９）により固定
   的に結合されておりかつ両方の中心ピストン（制御ピス
   トン２０、２１）がそれぞれ中空ピストン（４）の第２
   及び第４の孔群の面に対して中心に位置しており、それ
   ぞれの端面のピストン（終端ピストン２２、２３）が、
   隣接した制御ピストン（２０又は２１）から、これらの
   ピストンの間にそれぞれある孔（８又は１２）の開口部
   が露出しているような間隔を置いており、制御ピストン （２０、２１）が円筒状周面に、軸線方向へ延び、それ
   ぞれ反対側端面から出発しかつそれぞれ他方の端面の前
   で終わる少なくとも２つの溝（２０ａ、２０ｂ又は２１
   ａ、２１ｂ）を持つており、これらの溝が、制御装置の
   中間位置で、互いに向き合う軸線方向縁（制御縁２０ｋ
   又は２１ｋ）が中空ピストン（４）の貫通孔（９又は１
   １）に接するように、配置されており、かつ中空ピスト
   ン（４）と中間ピストン（６）が個々に目標値設定及び
   実際値応答で場合によつては減速又は加速装置を介して
   回転を伝えるように結合可能であることを特徴とする、
   動作素子用の液圧制御装置。 ２　中空ピストン（４）が各孔面内に少なくとも２つの
   一直線をなす孔（８ないし１２）を含んでおり、制御ピ
   ストン（２０、２０がそれに応じて少なくとも４つの軸
   線方向溝（２０ａ、２０ｂ又は２１ａ、２１ｂ）を含ん
   でいることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。 ３　制御ピストン（２０、２１）の軸線方向溝（２０ａ
   、２０ｂ又は２１ａ、２１ｂ）の幅が貫通孔（９又は１
   １）の内側幅に一致し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　制御ピストン（２０、２１）の軸線方向溝（２０ａ
   、２０ｂ又は２１ａ、２１ｂ）の閉じられた端部にある
   壁が、中空ピストン（４）の貫通孔（９又 は１１）の壁に接し又はこの壁より突き出ていることを
   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　ハウジング（１）の環状溝（１３ないし１７）が内
   側通路を介して次のような接続部、すなわちａ）第３の
   （中間）面：圧力媒体源からの導管用の接続部（Ｐ） ｂ）第１及び第５の面：タンクへの導管用の接続部（Ｔ
   ） ｃ）第２及び第４の面：動作素子（３）への導管用の接
   続部（Ａ、Ｂ） と接続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。