JPH0241646B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、圧力流体源の吐出流体圧力の変動、
あるいはアクチユエータに作用する負荷の変動等
に対応して作動し、方向切換弁の上流側と下流側
の流体圧力差を常に一定圧に補償する圧力補償弁
を備えた流量制御装置に関するものである。

従来、この種の流量制御装置としては、特公昭
47―28839号公報に開示するものが提案されてい
る。これは第２図に示すように、流入口１と流出
口２ａ又は２ｂとの間に絞りδ２を形成するスプ
ール３を備える方向切換弁４と、圧力流体源５の
吐出側と方向切換弁４との間に設けられ、前記流
入口１に接続する圧力室７と、前記流出口２ａ又
は２ｂに接続しばね９を有するばね室１０と、ば
ね室１０内の流体圧力による押圧力にばね９の押
圧力を加えた押圧力と圧力室７内の流体圧力によ
る押圧力とが対向して作用し圧力流体源５とタン
ク６との間に絞りδ１を形成する制御スプール１
１とを備える圧力補償弁１３とから構成される。
なお、１２はシリンダであり、そのシリンダ室１
２ａ，１２ｂは前記方向切換弁４の流出口２ａ，
２ｂに各々接続し、ロツド１２ｃには負荷Ｗが作
用する。また、２ｃ，２c′はスプール３によつて
流出口２ａ，２ｂに各々接続する排出口であつて
タンク６に接続している。８はシヤトル弁であつ
て、シリンダ１２の高圧側を圧力補償弁１３のば
ね室１０内に接続するものである。

この構成からなる従来の流量制御装置におい
て、まず、方向切換弁４が図示の状態（中立位
置）とすると、圧力流体源５からの吐出圧力流体
は、方向切換弁４の流入口１が閉鎖されているた
めに圧力補償弁１３の圧力室７内に流入し、圧力
室７内の流体圧力を上昇させる。すると、制御ス
プール１１は、圧力室７内の流体圧力による押圧
力と、シヤトル弁８を介してばね室１０内に作用
するシリンダ室１２ｂ内の流体圧力（負荷Ｗの負
荷圧力）にばね９の押圧力を加えた押圧力とがバ
ランスする図中破線位置まで移動し、その大径部
１４の左肩部１４ａが絞りδ１を形成して圧力流
体源５から吐出圧力流体をタンク６に排出し、方
向切換弁４の上流側の流体圧力を、負荷Ｗの負荷
圧力よりもばね９の押圧力に応じた流体圧力分だ
け高く補償する。

次に、方向切換弁４のスプール３を図中左方向
に操作して図中破線位置まで移動させると、その
大径部１５の右肩部１５ｂが流入口１と流出口２
ｂとの間に絞りδ２を形成し、流出口２ａと排出
口２Ｃとを接続する。すると、圧力流体源５から
の吐出圧力流体は、圧力補償弁１３、方向切換弁
４の流入口１，絞りδ２、流出口２ｂを経てシリ
ンダ１２のシリンダ室１２ｂ内に流入するが、圧
力補償弁１３が方向切換弁４の上流側の流体圧力
を、負荷Ｗの負荷圧力よりもばね９の押圧力に応
じた流体圧力分だけ高く補償、つまり、絞りδ２
の上流側の流体圧力を、下流側の流体圧力（負荷
Ｗの負荷圧力）よりもばね９の押圧力に応じた流
体圧力分だけ高く補償するように作動するため、
シリンダ１２のシリンダ室１２ｂ内に流入する圧
力流体は、絞りδ２の開口面積に応じた流量で流
入し、シリンダ１２はその流量に応じた速度で負
荷Ｗを図中左方向に移動させる。

しかしながら、この流量制御装置にあつては、
シリンダ１２を徴速動作させる場合に、方向切換
弁４を操作して絞りδ２の開口面積を非常に小さ
く形成すると、絞りδ２の流過抵抗によつてその
開口面積に応じた流量が得らず、シリンダ１２の
作動速度を任意に制御できないという欠点があ
る。このことは、建設機械等において、例えば、
クレーンによつて吊り下げた重量物を微少距離だ
け昇降動させる場合に、重量物の位置精度が悪く
なるという問題となる。

本発明は上記の問題点を解決するものであり、
方向切換弁に形成される絞りに影響されることな
く、微速動作するアクチユエータの速度を任意に
制御することを目的とするものである。

本発明は上記目的を達成するために、圧力補償
弁に、方向切換弁の流入口に常時接続する内部通
を設け、この内部通路の一端を圧力室に接続する
とともに他端をばね室方向を順方向とする逆止
弁、および固定絞りを介してばね室に接続し、方
向切換弁を操作した時、少なくとも開口面積に応
じた流量を得ることのできる絞りを形成する前
に、アクチユエータと前記圧力補償弁のばね室と
を接続する構成とし、この構成によつて、方向切
換弁を操作した時、圧力流体源からの吐出圧力流
体の一部を、圧力補償弁の制御スプールの内部通
路、逆止弁、固定絞り、ばね室を介してアクチユ
エータにバイパス供給し、前記固定絞り前後の流
体圧力差をばね室に設けたばねの押圧力に応じた
流体圧力値として、アクチユエータに供給する流
量を固定絞りの開口面積に応じた値とする。

本発明は上述する構によつて、以下のような特
有の効果を有する。

本発明の目的は、従来技術（第２図）の構成
に、スプール３のランドに形成されるノツチの数
を増やして絞りδ２の開口面積の変化率を小さく
する構成を付加すれば、絞りδ２の流過抵抗の影
響を受けない操作範囲でシリンダ１２の微速動作
の速度を任意に制御でき、負荷Ｗの位置精度が向
上する。しかし、この構成では、ノツチの距離が
長くなるためにスプール３のランド幅を長く取ら
ねばならず、方向切換弁４の操作範囲が大きくな
り、弁体の大型化を招くという欠点を有する。

本発明は、圧力補償弁に、方向切換弁の流入口
に常時接続する内部通路を設け、この内部通路の
一端を圧力室に接続するとともに他端をばね室方
向を順方向とする逆止弁、および固定絞りを介し
てばね室に接続し、方向切換弁を操作した時、少
なくとも開口面積に応じた流量を得ることのでき
る絞りを形成する前に、アクチユエータと前記圧
力補償弁のばね室とを接続する構成であるため、
圧力流体源の吐出圧力流体が方向切換弁の絞りを
流れる前に、圧力流体を、圧力補償弁の制御スプ
ールの内部通路、逆止弁、固定絞り、ばね室を介
してアクチユエータにバイパス供給することがで
き、本来、持つている方向切換弁の操作範囲を有
効に利用することができる。

以下、本発明の一実施例を示す図面に基いて説
明する。

第１図において、流量制御装置は、圧力流体源
５が接続する供給部体１８と、タンク６が接続す
る排出部体１９と、この供給部体１８と排出部体
１９との間に設けられる圧力補償弁２および方向
切換弁２１とから構成される。

前記圧力補償弁２０は、その上流側が供給部体
１８を介して圧力流体源５に接続し、下流側が方
向切換弁２１の流入口２３を介してタンク６に接
続する弁体２２を有し、この弁体２２内に、制御
スプール２６を摺動自在に嵌入している。この制
御スプール２６の両端には、圧力室２４と、ばね
２５を設けたばね室４０とを形成し、この圧力室
２４内の流体圧力による押圧力と、ばね室４０側
の押圧力とが対向して制御スプール２６を図中左
右方向に移動させるようになつている。制御スプ
ール２６には、方向制御弁２１の流入孔２３に、
孔２６ａを介して常時接続し、その一端が前記圧
力室２４に接続し、他端が前記ばね室４０側方向
を順方向とする逆止弁２８、および固定絞り２９
を介してばね室４０に接続する内部通路３０を設
け、前記ばね室４０を方向切換弁２１の通路３１
に接続する。また、制御スプール２６には、肩部
２７ｂを有する大径部２７を設けてあり、この肩
部２７ｂによつて圧力流体源５とタンク６との間
に絞りδ１を形成する。

前記方向切換弁２１は、その流入口２３を排出
部体１９を介してタンク６に接続する通路３３、
負荷Ｗが接続するアクチユエータ３２に接続する
流出口３４ａ，３４ｂ、タンク６に接続する排出
口３５ａ，３５ｂ、および通路３１を備える弁体
３６を有し、この弁体３６内には、肩部３８ａ，
３９ｂを有する大径部３８，３９を設けたスプー
ル３７を摺動自在に嵌入している。

従つて、スプール３７が第１図の中立位置にあ
る時、流入口２３を通路３３に接続すると共に、
流出口３４ａ，３４ｂを閉鎖し、図中右方向に操
作された時、流入口２３と通路３３との間を閉鎖
すると共に、流出口３４ａと排出口３５ａを接続
し、流出口３４ｂと通路３１とを接続する。この
とき、スプール３７に設けた大径部３８の左肩部
３８ａが流入口２３と通路３１との間に絞りδ２
を形成するが、それよりも前に流出口３４ｂと通
路３１とを接続する関係となつている。

また、スプール３７を図中左方向に操作した時
には、流入口２３と通路３３との間を閉鎖すると
共に、流出口３４ｂと排出口３５ｂを接続し、流
出口３４ａと通路３１とを接続する。このとき、
スプール３７に設けた大径部３９の右肩部３９ｂ
が流入口２３と通路３１との間に絞りδ′２を形成
するが、前述と同様、それよりも前に流出口３４
ａと通路３１とを接続する関係となつている。

上述する構成からなる本発明の実施例の作動に
ついて説明する。

まず、方向切換弁２１のスプール３７が第１図
の中立位置にある時、圧力流体源５からの吐出圧
力流体は、供給部体１８、圧力補償弁２０、方向
切換弁２１の流入口２３および通路３３、排出部
体１９を介してタンク６に排出されており、アク
チユエータ３２は停止した状態となつている。

今、方向切換弁２１のスプール３７を図中左方
向に操作し、絞りδ′２を形成せずに流入口２３と
通路３１との間を閉鎖するとともに、流出口３４
ａと通路３１、流出口３４ｂと排出口３５ｂとを
各々接続すると、流入口２３と通路３３との間は
閉鎖されているために流入口２３の流体圧力は上
昇し、その流入口２３内の圧力流体は、圧力補償
弁２０の制御スプール２６の孔２６ａ、内部通路
３０、逆止弁２８、固定絞り２９、ばね室４０、
流出口３４ａを経てアクチユエータ３２内に流入
する。すると、前記固定絞り２９を通過する圧力
流体によつて固定絞り２９の上流側と下流側との
間に流体圧力差を生じ、上流側の流体圧力を内部
通路３０を介して圧力室２４に作用し、下流側の
流体圧力はばね室４０に作用する。このため、ば
ね室４０内の流体圧力による押圧力にばね２５の
押圧力を加えた押圧力と、圧力室２４内の流体圧
力による押圧力とが対向して制御スプール２６に
作用し、制御スプール２６を図中左方向に移動さ
せてその大径部２７の肩部２７ｂが圧力流体源５
とタンク６との間に絞りδ１を形成し、圧力流体
源５からの吐出圧力流体をタンク６に排出してば
ね室４０と圧力室３４との流体圧力が同圧となる
ように制御スプール２６をバランスさせる。従つ
て、流入口２３内の流体圧力は、負荷Ｗが作用し
ているアクチユエータ３２の負荷圧力よりもばね
２５の押圧力に応じた流体圧力値だけ高く補償さ
れているため、流入口２３内の圧力流体は、孔２
６ａ、内部通路３０、固定絞り２９の開口面積に
応じた流量でアクチユエータ３２に供給されるこ
とになり、アクチユエータ３２は、その流量に応
じた速度で図中矢印Ａ方向に始動することができ
る。

更に、方向切換弁２１のスプール３７を図中左
方向に操作して流入口２３と通路３１との間に絞
りδ′２を形成すると、流入口２３内の圧力流体
は、絞りδ′２、通路３１、流出口３４ａを経てア
クチユエータ３２内に流入するため、方向切換弁
２１の操作に対応してアクチユエータ３２の速度
を制御できる。

なお、この実施例では、方向切換弁２１の流入
口２３と通路３１との間を接続する前に、アクチ
ユエータ３２と圧力補償弁２０のばね室４０とを
接続する構成としたが、本発明は、流入口２３と
通路３１との間に形成される絞りδ′２がその開口
面積に応じた流量を得ることのできる大きさとな
る前に、アクチユエータ３２とばね室４０とを接
続する構成であるため、それ以前では、どの様な
状態でもよい訳だから例えば、単なる微少通路が
接続する形で流入口２３と通路３１との間を接続
すると同時に、又は流入口２３と通路３１とを接
続した後に、アクチユエータ３２とばね室４０と
を接続する構成としても良く、この実施例に限定
されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の圧力補償弁付流量
制御装置の断面図を含む回路図、第２図は従来の
圧力補償弁付流量制御装置の断面図を含む回路図
である。 ５……圧力流体源、６……タンク、〔２４……
圧力室、２５……ばね、２６……制御スプール、
２８……逆止弁、２９……固定絞り、３０……内
部通路、４０……ばね室、δ１……絞り、２３…
…流入口〕２０……圧力補償弁、〔３４ａ，３４
ｂ……流出口、３７……スプール、δ２，δ′２…
…絞り〕２１……方向切換弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧力流体源が接続する流入口と、アクチユエ
   ータが接続する流出口と、この流出口と流入口と
   の間に絞りを形成するスプールとを備えた方向切
   換弁と、圧力流体源と方向切換弁との間に設けら
   れ前記流入口に接続する圧力室と、前記流出口に
   接続しばねを有するばね室と、このばね室内の流
   体圧力による押圧力にばねの押圧力を加えた押圧
   力と前記圧力室内の流体圧力による押圧力とが対
   抗して作用し、圧力流体源とタンクとの間に絞り
   を形成する制御スプールとを備えた圧力補償弁
   と、からなる圧力補償弁付流量制御装置におい
   て、 前記圧力補償弁に、方向切換弁の流入口に常時
   接続する内部通路を設け、この内部通の一端を圧
   力室に接続するとともに他端をばね室方向を順方
   向とする逆止弁および固定絞りを介してばね室に
   接続し、方向切換弁を、そのスプールを操作した
   時、少なくとも開口面積に応じた流量をえる事が
   できる絞りを形成する前に、アクチユエータと圧
   力補償弁のばね室とを接続する構成とした圧力補
   償弁付流量制御装置。