JPH026083B2 - - Google Patents

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JPH026083B2
JPH026083B2 JP16231683A JP16231683A JPH026083B2 JP H026083 B2 JPH026083 B2 JP H026083B2 JP 16231683 A JP16231683 A JP 16231683A JP 16231683 A JP16231683 A JP 16231683A JP H026083 B2 JPH026083 B2 JP H026083B2
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Japan
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hydraulic pressure
chamber
pressure
hydraulic
piston
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JP16231683A
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Inventor
Toshiro Tamada
Hiroshi Hatsutori
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TEKUNOORU KK
Original Assignee
TEKUNOORU KK
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Publication of JPH026083B2 publication Critical patent/JPH026083B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は液圧制御弁におけるフイードバツク機
構に関するものであり、特に、液通路の途中に設
けられてソレノイド、手動操作機構等のアクチユ
エータによつて正方向に移動させられるときはそ
の液通路の上流側部分の液圧を上昇させ、逆方向
に移動させられるときはその液圧を下降させる液
圧制御部材を備えた液圧制御弁において、その液
圧制御部材に液通路の上流側部分の液圧に関連し
た力をフイードバツクする機構に関するものであ
る。
従来技術 上記フイードバツク機構の一種に、液圧制御部
材によつて制御される液圧によつて作動するピス
トンと液圧制御部材との間にスプリング等の弾性
部材を介在させ、この弾性部材にピストンの変位
に対応した弾性力を発生させて、それを液圧制御
部材にフイードバツクするものがある。
しかし、この形式のフイードバツク機構を備え
た液圧制御弁においては、液圧が急激に上昇させ
られる場合にオーバシユートが発生し易い欠点が
あつた。液圧制御部材に対するフイードバツク力
は、ピストンが前進して弾性部材を一定量弾性変
形させなければ生じないものであるため、液圧の
上昇が急激である場合にはフイードバツク力がそ
れに追従して増大し得ず、フイードバツク力が一
時的に過小となつて液圧制御部材が本来停止すべ
き位置を越えて移動し、液圧を一時的に目標値よ
り高くしてしまうこととなるのである。
発明の目的 本発明はこのような事情を背景として為された
ものであり、したがつて、その目的とするところ
は、液通路の途中に設けられ、アクチユエータに
よつて正方向に移動させられるときその液通路の
上流側部分の液圧を上昇させ、逆方向に移動させ
られるとき液圧を下降させる液圧制御部材を備え
た液圧制御弁において、液圧制御部材に液通路の
上流側部分の液圧に関連した大きさの力を液圧制
御部材を逆方向に移動させる向きにフイードバツ
クする機構であつて、液圧が急激に上昇させられ
る場合でもオーバシユートの発生を防止し、もし
くは低減させ得るフイードバツク機構を提供する
ことにある。
発明の構成 上記の目的を達成するために本発明に係るフイ
ードバツク機構は、(a)互いに逆向きの受圧面にそ
れぞれ第一室の液圧と第二室の液圧とを受ける原
動ピストンと、(b)液圧制御弁の液圧制御部材に直
接または他部材を介して間接に連結され、かつ、
互いに逆向きの受圧面にそれぞれ第三室の液圧と
第四室の液圧とを受ける従動ピストンと、(c)第一
室に液通路の液圧制御弁によつて液圧を制御され
る部分の液圧を導き、第二室を第三室に連通さ
せ、第三室を第四室に絞り効果のある液通路で液
通させ、かつ、第四室を上記液通路の液圧制御弁
より下流側の部分に連通させる手段と、(d)原動ピ
ストンと液圧制御部材との間に設けられ、それら
の相対位置の変化に対応して変化する弾性力で液
圧制御部材を逆方向へ付勢する弾性部材とを含む
ように構成される。
発明の作用、効果 上記のように構成されたフイードバツク機構
は、定常状態においては原動ピストンおよび従動
ピストンが共に静止し、弾性部材の弾性力がフイ
ードバツク力として液圧制御部材に加えられるの
であるが、液圧が急激に上昇させられる過程にお
いては原動ピストンが高速で前進して第二室と第
三室との液圧を上昇させ、この液圧上昇によつて
従動ピストンに加えられる力が弾性部材の弾性力
とともにフイードバツク力として液圧制御部材に
加えられることとなる。原動ピストンが前進すれ
ば第二室の容積が減少して、その第二室内の作動
液がそれと連通させられている第三室へ、そし
て、さらに第三室から第四室へと押し出されるの
であるが、この第三室と第四室とを連通させてい
る連通路は絞り効果のあるものとされているた
め、原動ピストンの前進速度が大きい場合には第
二室と第三室とに液圧が発生し、原動ピストンが
前進途上にあつて弾性部材の弾性力がまだ十分に
高められていない時期においては、この液圧に基
づく力によつて弾性部材の弾性力の不足が補わ
れ、フイードバツク力の一時的な不足によつて液
圧制御部材が本来の目標値を超えて移動してしま
うことが防止されるのである。
実施例 以下、本発明のいくつかの実施例を図面に基づ
いて詳細に説明する。
第1図において10は油圧制御弁の本体たるハ
ウジングであり、製作の都合上、二部分に分割さ
れているが、組付け後は一体のハウジングとして
機能する。このハウジング10には圧力ポート1
2とドレンポート14とが設けられており、圧力
ポート12が絞り16を備えた管路18によつて
ポンプ回路20に接続されている一方、ドレンポ
ート14は管路22によつてタンク24に接続さ
れている。したがつて、タンク24からポンプ2
6によつて汲み上げられた作動油の一部が管路1
8によつて圧力ポート12に導かれ、ドレンポー
ト14から管路22を経てタンク24へ戻される
こととなる。
そして、この圧力ポート12からドレンポート
14への流路が、油圧制御部材としてのスプール
28によつて絞られるようになつている。スプー
ル28はハウジング10に形成されたスプール孔
に実質的に油密に、かつ軸方向に摺動可能に嵌合
されており、一端部にランド30を備えている。
ランド30は圧力ポート12とドレンポート14
との連通を断つように形成されているが、このラ
ンド30には第2図および第3図に拡大して示す
ような切欠き32が形成されて、圧力ポート12
に導かれた作動油はスプール28の環状溝34か
ら切欠き32を経て低圧室36へ噴出するように
されている。しかも、切欠き32は、第2図から
明らかなようにランド30の端部側ほど深くなる
ように形成されているため、スプール28が第1
図において右方へ移動するほど切欠き32におけ
る流路面積が減少し、圧力ポート12からドレン
ポート14へ流れる作動油に対する絞り効果が大
きくなることとなる。
ハウジング10の上記低圧室36側の端部には
アーマチユアチユーブ38が螺合によつて固定さ
れており、そのアーマチユアチユーブ38内には
アーマチユア40が軸方向に移動可能に配設さ
れ、そのアーマチユア40の一端面から突設され
た作用突起42が上記スプール28の一端に当接
し得るようにされれている。また、アーマチユア
チユーブ38の外側にはソレノイドコイル44が
固定されており、このソレノイドコイル44は電
圧の可変な交流電源46に接続されている。した
がつて、ソレノイドコイル44に電流が供給され
るとき、アーマチユア40がソレノイドコイル4
4の中央位置へ吸引され、作用突起42を介して
スプール28に正方向の力、すなわち第1図にお
いて右向きの力を加えることとなる。そして、こ
の正方向の力は交流電源46がソレノイドコイル
44に加える電圧の上昇、下降に伴つて増減する
のであり、本実施例においては以上のように構成
されたソレノイドアツセンブリが油圧制御部材と
してのスプール28を正方向に駆動するアクチユ
エータとして機能するのである。
このスプール28にはまた、フイードバツク機
構50によつて逆方向、すなわち左向きの力が加
えられ、この力と上記アーマチユア40による正
方向の力とが釣り合う位置においてスプール28
が停止するようにされている。フイードバツク機
構50は、原動ピストン52と従動ピストン54
とを備えている。原動ピストン52はハウジング
10に液密かつ摺動可能に嵌合されたピストン本
体56とそれに固定されたプランジヤ58とから
成つており、互いに反対向きの受圧面に第一室6
0の油圧と第二室62の油圧とを受けるようにさ
れている。第一室60にはフイードバツク通路6
3によつて圧力ポート12の油圧が導かれてい
る。また、64は低圧室であつて、ドレンポート
66および管路68を経て常にタンク24に連通
させられている。一方、従動ピストン54は原動
ピストン52と同心的に対向する位置に設けら
れ、スプール28の一端に固定されるとともに、
互いに反対向きの受圧面に第三室70および第四
室72の油圧を受けるようにされている。第三室
70は前記第二室62と連なる状態で形成されて
おり、また、第四室72とは従動ピストン54の
外周面とハウジング10との間に形成された絞り
効果のある連通路74によつて連通させられてい
る。そして、第四室72は連通路76によつて前
記低圧室36に連通させられている。
原動ピストン52とハウジング10との間には
スプリング78が設けられ、原動ピストン52を
後退側、すなわち第一室60側へ付勢している。
また、原動ピストン52と従動ピストン54との
間には弾性部材としてのスプリング80が設けら
れている。なお、スプリング78は、原動ピスト
ン52の作動力をすべてスプリング80に受けさ
せれば大形のソレノイドアツセンブリが必要とな
るため、原動ピストン52の作動力の一部を分担
させるために設けられているものである。本実施
例においてはスプリング78の方がスプリング8
0よりばね力の大きなものとされているが、原動
ピストン52に作用する油圧が低い場合にはスプ
リング78を省略することも可能である。
以上のように構成された油圧制御弁のソレノイ
ドコイル44に交流電源46によつて一定の電圧
が加えられ、かつ、ポンプ回路20から圧力ポー
ト12に一定の油圧が導かれた状態では、スプー
ル28は第1図に示す位置において安定してい
る。すなわち、ソレノイドコイル44の吸引力に
基づいてアーマチユア40がスプール28に加え
る正方向の力と、スプリング80がスプール28
に加える逆方向の力とが釣り合つているのであ
る。
この状態から交流電源46の電圧が従々に高め
られると、アーマチユア40がスプール28に加
える正方向の力が増大し、スプール28をスプリ
ング80の弾性力に抗して右方へ移動させる。そ
の結果、切欠き32における流路面積が減少して
絞り効果が高くなるため、圧力ポート12の油圧
が高まり、これがフイードバツク通路63によつ
て原動ピストン52のプランジヤ58に伝達され
る。その結果、原動ピストン52がスプリング7
8,80の弾性力に抗して前進し、スプリング8
0が圧縮されてスプール28に対する逆方向の力
が増大する。すなわち、圧力ポート12における
圧力の上昇に伴つて原動ピストン58が前進し、
その前進によつてスプリング80の弾性力が増大
するのであり、結局、圧力ポート12の圧力上昇
量とスプール28に加えられる逆方向の力の増加
量とは比例することとなる。そして、この逆方向
の力と前述のアーマチユア40による正方向の力
とが釣り合つたところでスプール28が停止する
のであるから、圧力ポート12の圧力はアーマチ
ユア40の吸引力、すなわち交流電源46の電圧
を変えることによつて任意に変えることができる
のであり、この圧力ポート12の油圧を取り出し
て種々の目的に利用することができるのである。
以上は交流電源46の電圧が緩やかに高められ
た場合の作動であり、電圧が急激に高められた場
合には以下のように作動する。電圧が急激に高め
られれば、アーマチユア40によつてスプール2
8に加えられる正方向の力も急激に大きくなり、
その結果、圧力ポート12の油圧が急激に上昇さ
せられる。そして、この上昇はフイードバツク通
路63を経て第一室60に伝達され、原動ピスト
ン52を高速で前進させる。原動ピストン52が
前進すれば、第二室62の容積が減少して、ここ
の作動油が第三室70へ供給され、さらに連通路
74を経て第四室72へ押し出されるのである
が、連通路74は狭くされて絞り効果を与えるよ
うにされているため、第二室62および第三室7
0に油圧が発生し、この油圧によつて従動ピスト
ン54が左向きの力を受ける。すなわち、交流電
源46の電圧が急激に高められる場合には、フイ
ードバツク力としてスプリング80の弾性力のみ
ならず上記油圧に基づく力も従動ピストン54を
介してスプール28に加えられるのである。そし
て、油圧に基づく力は原動ピストン52の前進速
度が大きいほど、すなわち圧力ポート12の油圧
上昇が急激であるほど大きくなつてアーマチユア
40の正方向の力に対抗し、スプール28が急激
に正方向へ移動することを防止するのである。
この効果を確認するために行つた実験結果の一
例を第4図および第5図に示す。第4図のグラフ
は、連通路74の流路面積を十分に大きくして油
圧に基づくフイードバツク力が得られないように
した状態において、ソレノイドコイル44に一定
短時間だけ電圧を加えた場合の圧力ポート12の
油圧変化を示すものであるが、明暸にオーバシユ
ートが発生している。これに対して、第5図は連
通路74の流路面積を十分に小さくして絞り効果
を与えた場合の結果を示すものであり、本発明に
よればオーバシユートの発生を防止し得ることを
明暸に示している。
第6図に本発明の別の実施例を示す。本実施例
は、シーテイング弁型の主油圧制御弁のパイロツ
ト圧を制御するパイロツト圧制御弁に本発明を適
用したものである。主油圧制御弁82はハウジン
グ10に形成された弁座84とポペツト弁86と
を備え、このポペツト弁86を閉じる方向に付勢
するスプリング88の一端がピストン90に固定
されたスプリング受け92によつて受けられてお
り、ピストン90に作用するパイロツト圧が上昇
するにつれてピストン90がスプリング94を圧
縮しつつ前進し、それによつてスプリング88が
圧縮されてポペツト弁86に作用する弾性力が増
大し、圧力ポート96の油圧が上昇させられるよ
うに構成されている。そして、この主油圧制御弁
82のドレン通路の途中にスプール28を主体と
するパイロツト圧制御弁が設けられ、これによつ
て制御された油圧がパイロツト圧として前記ピス
トン90に作用させられるようになつているので
ある。
このパイロツト圧制御弁の構成は前記実施例の
油圧制御弁と同様であるため、対応する部分に同
一の符号を付して詳細な説明を省略するが、本実
施例においては主油圧制御弁82の開弁圧を制御
するためのピストン90がフイードバツク機構5
0の原動ピストンとして利用されている。すなわ
ち、ピストン90からアーム100が延び出させ
られ、このアーム100と従動ピストン54との
間にスプリング80が配設されているのである。
したがつて、このピストン90の後方に形成さ
れた油室が第一室60、前方に形成された油室が
第二室62としてそれぞれ機能することとなる。
本発明の別の実施例を第7図に示す。この実施
例は、スプール型の方向流量制御弁のパイロツト
圧を制御するためのパイロツト圧制御弁に本発明
を適用したものである。図において102はハウ
ジングであり、ポンプに接続されるPポート10
4、油圧シリンダ等のアクチユエータに接続され
るAポート106およびBポート108、ならび
にタンクに接続されるTポート110を備えてい
る。そして、このハウジング102内にはスプー
ル112が軸方向に摺動可能に設けられている。
スプール112は、常には両側に一組ずつ設けら
れたスプリング114とスプリング受け116と
によつて中立位置に保たれて、すべてのポートの
連通を遮断しているが、両端の受圧面のいずれか
に作用するパイロツト圧が高められたとき、スプ
リング114の弾性力に抗して左右いずれかへ移
動させられ、Pポート104をAポート106と
Bポート108のいずれか一方に連通させ、Tポ
ート110を残る一方に連通させて方向の制御を
行うとともに、中立位置からの移動距離の大小に
よつてこれら各ポート間の流量も制御するもので
ある。
上記スプール112の両端に作用するパイロツ
ト圧は二組のパイロツト圧制御弁によつて制御さ
れるのであるが、これらは互いに対称に構成され
ており、しかも、その一組の構成は第1図に示し
た実施例とほぼ同様であるため、一組にのみ第1
図の実施例と同一の符号を付すにとどめ、詳細な
説明は省略する。なお、図から明らかなように、
本実施例においてはスプール112が原動ピスト
ンとしての機能を果たし、左側のパイロツト圧制
御弁が作用する場合にはスプール112の右側に
形成される油室が第一室60として機能する。
第8図に別の実施例を示す。この実施例はピス
トン118が油室120に供給される油圧によつ
てスプリング122の弾性力に抗して移動し、ピ
ストン118に係合させられている被駆動部材1
24(例えば斜板型可変吐出容量ポンプの斜板の
傾斜角度を制御するためのコントロールピン)を
駆動するアクチユエータ126の油室120に供
給される油圧を制御する油圧制御弁に本発明を適
用したものである。本実施例においてはアクチユ
エータ126のピストン118が原動ピストンと
して利用されており、油室120が第一室として
機能する他は第1図に示した実施例と同様である
ため、対応する部分に同一の符号を付すにとど
め、詳細な説明は省略する。なお、本実施例にお
いては第三室70から連通路76に至るバイパス
通路128が形成され、この途中に可変絞り13
0が設けられて連通路74の絞り効果を調整し得
るようにされている。
本実施例においては、ピストン118に作用す
る力は油室120に導かれる油圧に基づく力とス
プリング80および122の弾性力のみではな
く、被駆動部材124からの反力も作用するた
め、スプリング80の弾性力と油室120の油圧
とは必ずしも一対一に対応しないこととなる。す
なわち、本実施例装置が安定している状態におい
て被駆動部材124からの反力が増大すれば、ピ
ストン118は油室120側へ移動することとな
るが、その結果、スプリング80の弾性力が減少
し、スプール28が正方向へ移動して切欠き32
における絞り効果を高めるため圧力ポート12の
油圧が上昇し、結局、油室120内の油圧が被駆
動部材124からの反力に対抗し得る値まで上昇
することとなるのである。結局、油室120の油
圧は、被駆動部材124からの反力の如何を問わ
ず、アーマチユア40からスプール28に加えら
れる正方向の力と同じ大きさの逆方向の力をスプ
リング80に発生させるように制御されるのであ
る。
本発明の更に別の実施例を第9図に示す。この
実施例においては、ピストン118に油室120
の油圧とは逆向きの油圧を作用させる別の油室1
32が設けられている。そして、この油室132
には通路134によつてポンプ回路20の油圧が
導かれている。ピストン118の油室132側の
受圧面積は油室120側の受圧面積の約2分の1
とされており、油室120にポンプ回路20のほ
ぼ半分の油圧が加えられたときにピストン118
に作用する力が釣り合うようにされている。この
油室132は、前記各実施例におけるスプリング
78,94,114および122等と同様に、原
動ピストン52,ピストン90,スプール112
およびピストン118等に第一室60および油室
120等の油圧によつて加えられる力とは逆向き
の力を加えるものであり、この意味において油室
132は上記各スプリングと共に対抗力付与手段
と総称されるべきものなのである。
本発明のさらに別の実施例を第10図に示す。
この実施例は、フイードバツク通路63がスプ
ール28の作用によつて圧力ポート12とドレン
ポート14とに択一的に連通させられるようにな
つている点において第1図の実施例と異なつてい
る。すなわち、第1図の実施例においては圧力ポ
ート12とされていたポートが本実施例では圧力
取出しポート140とされており、圧力ポート1
2は別に設けられているのである。スプール28
には前記ランド30および切欠き32の他にラン
ド142および切欠き144が設けられており、
フイードバツク通路63および圧力取出しポート
140は、これら切欠き32と144とを経てそ
れぞれドレンポート14と圧力ポート12とに連
通させられるようになつているのである。
本実施例の作用、効果は第1図の実施例とほぼ
同様であるため説明を省略するが、本実施例は圧
力制御のためにドレンポート14からタンク24
に還流させられる作動油の量が少なくて済む利点
がある。また、本実施例においては圧力ポート1
2からドレンポート14への油通路のうち、圧力
取出しポート140と常時連通している短い部分
が、油圧制御部材たるスプール28によつて油圧
を制御される上流側部分となつているのである。
以上本発明のいくつかの実施例を説明したが、
本発明はさらに種々の態様で実施することが可能
である。例えば、上記各実施例はすべて油圧制御
部材たるスプールが、アーマチユアが交流ソレノ
イドによつて吸引される交流ソレノイドアツセン
ブリによつて作動させられるようになつており、
この場合にはソレノイドの吸引力が温度によつて
変化することが少なく、また、油圧上昇時と下降
時とにおけるヒステリシスが小さくなつて安定性
および精度の優れた油圧制御弁が得られる利点が
あるのであるが、アーマチユアが直流ソレノイド
によつて吸引される直流ソレノイドアツセンブリ
によつて作動させることも可能であり、また、手
動操作機構等他のアクチユエータによつて作動さ
せることも可能である。油圧制御部材もスプール
に限定されるものではなく、アクチユエータによ
つて加えられる正方向の駆動力とフイードバツク
機構によつて加えられる逆方向のフイードバツク
力との釣合いによつて油圧を制御し得る部材であ
ればよいのである。また、第三室と第四室とを結
ぶ絞り効果を有する連通路は、必ずしも従動ピス
トンの外周面とハウジングとの間に形成される環
状の隙間に限定されるものではなく、従動ピスト
ンは実質的に液密にハウジングに嵌合され、その
従動ピストンに絞り効果のある連通路が形成され
てもよく、また、第9図に示した実施例における
ように、ハウジングに形成されるバイパス通路に
絞りが設けられてもよいのである。さらに、前記
各実施例においては圧力を制御される流体は作動
油であつたが、懸濁液等、他の液体であつても差
支えない。
その他、いちいち例示することはしないが、本
発明の趣旨を逸脱することなく、当業者の知職に
基づいて種々の変形、改良を施した態様で本発明
を実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例であるフイードバツ
ク機構を含む油圧制御弁の正面断面図である。第
2図は同油圧制御弁のスプールのみを取り出して
一部を切り欠いて示す正面図であり、第3図は同
スプールの一部を示す平面図である。第4図およ
び第5図は本発明の効果を確認するために行つた
実験の一例を示すグラフであり、第4図は本発明
を適用しない場合、第5図は本発明を適用した場
合の油圧制御特性を示す図である。第6図は主油
圧制御弁のパイロツト圧を制御するパイロツト圧
制御弁に本発明を適用した場合の実施例を示す正
面図である。第7図はスプール型の方向流量制御
弁のパイロツト圧を制御するパイロツト圧制御弁
に本発明を適用した場合の実施例を示す正面断面
図である。第8図および第9図はアクチユエータ
の作動油圧を制御する油圧制御弁に本発明を適用
した場合のそれぞれの実施例を示す正面断面図で
ある。第10図は本発明の一実施例であるフイー
ドバツク機構を備えた別の液圧制御弁を示す正面
断面図である。 10:ハウジング、12:圧力ポート、14:
ドレンポート、28,112:スプール、30,
142:ランド、32,144:切欠き、40:
アーマチユア、44:ソレノイドコイル、46:
交流電源、50:フイードバツク機構、52:原
動ピストン、54:従動ピストン、60:第一
室、62:第二室、63:フイードバツク通路、
70:第三室、72:第四室、74,76:連通
路、78,80,94,114,122:スプリ
ング、82:主油圧制御弁、90,118:ピス
トン、120,132:油室、126:アクチユ
エータ、140:圧力取出しポート。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 液通路の途中に設けられ、アクチユエータに
    よつて正方向に移動させられるとき該液通路の上
    流側部分の液圧を上昇させ、逆方向に移動させら
    れるとき該液圧を下降させる液圧制御部材を備え
    た液圧制御弁において、該液圧制御部材に前記液
    通路の上流側部分の液圧に関連した大きさの力を
    該液圧制御部材を前記逆方向に移動させる向きに
    フイードバツクする機構であつて、 互いに逆向きの受圧面にそれぞれ第一室の液圧
    と第二室の液圧とを受ける原動ピストンと、 前記液圧制御部材に直接または他部材を介して
    間接に連結され、かつ、互いに逆向きの受圧面に
    それぞれ第三室の液圧と第四室の液圧とを受ける
    従動ピストンと、 前記第一室に前記液通路の上流側部分の液圧を
    導き、前記第二室を第三室に連通させ、該第三室
    を前記第四室に絞り効果のある連通路で連通さ
    せ、かつ、該第四室を前記液通路の下流側部分に
    連通させる手段と、 前記原動ピストンと前記液圧制御部材との間に
    設けられ、該原動ピストンと該液圧制御部材との
    相対位置の変化に対応して変化する弾性力で該液
    圧制御部材を前記逆方向へ付勢する弾性部材と を含むことを特徴とする液圧制御弁におけるフイ
    ードバツク機構。
JP16231683A 1983-09-02 1983-09-02 液圧制御弁におけるフィ−ドバック機構 Granted JPS6054026A (ja)

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