JPH0319401B2 - - Google Patents

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JPH0319401B2
JPH0319401B2 JP56154179A JP15417981A JPH0319401B2 JP H0319401 B2 JPH0319401 B2 JP H0319401B2 JP 56154179 A JP56154179 A JP 56154179A JP 15417981 A JP15417981 A JP 15417981A JP H0319401 B2 JPH0319401 B2 JP H0319401B2
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Japan
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port
passage
spool
valve
land
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JP56154179A
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Japanese (ja)
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JPS5854206A (en
Inventor
Masaaki Suhara
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5854206A publication Critical patent/JPS5854206A/en
Publication of JPH0319401B2 publication Critical patent/JPH0319401B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明はたとえば射出成形機の型の開閉装置
に用いれば好適なもので、慣性の大きな負荷を駆
動するアクチユエータを、いわゆるシヤクリなく
スムーズに速度制御しながら駆動できる流体制御
装置に関する。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention is suitable for use in, for example, a mold opening/closing device of an injection molding machine, and can speed up an actuator that drives a load with large inertia smoothly without so-called shakiness. The present invention relates to a fluid control device that can be driven while being controlled.

(従来の技術) 一般にアクチユエータの入口側管路で流量を絞
つて作動速度を調節するメータイン方式の流体制
御装置では、アクチユエータにシヤクリが発生す
ることが知られている。
(Prior Art) Generally, in a meter-in type fluid control device that adjusts the operating speed by restricting the flow rate in the inlet side conduit of the actuator, it is known that sagging occurs in the actuator.

たとえば射出成形機の成形型のような慣性の大
きな負荷を駆動するアクチユエータを高速から低
速へ減速制御した場合、アクチユエータは成形型
の慣性によりオーバラン(初期の速度で走行する
…自走)する。このときアクチユエータの入口側
管路の圧力がアクチユエータの駆動圧力以下に急
激に低下し、アクチユエータが停止すると再び入
口側管路の圧力が上昇しアクチユエータを駆動す
る。このような作動を繰返す結果、アクチユエー
タにはシヤクリが発生する。
For example, when an actuator that drives a load with large inertia, such as a mold in an injection molding machine, is controlled to decelerate from high speed to low speed, the actuator will overrun (run by itself at its initial speed) due to the inertia of the mold. At this time, the pressure in the inlet side conduit of the actuator suddenly drops below the driving pressure of the actuator, and when the actuator stops, the pressure in the inlet side conduit rises again to drive the actuator. As a result of repeating such an operation, the actuator becomes eroded.

このシヤクリが発生すると装置自体が損傷する
と共に、その商品価値が損なわれるので、この解
決策として射出成形機では第8図の如き装置が提
案されている(油空圧設計、第15巻、第10号、第
39頁)。この装置は、2台のポンプ155,15
6を用いたコンビネーシヨン回路であつて、方向
切換弁151のタンクライン153に固定絞り1
54と、切換弁158によつて開閉されるパイロ
ツトチエツク弁159とを並列に接続し、アクチ
ユエータの高速時にはパイロツトチエツク弁15
9を開放してタンクライン153に背圧を発生さ
せないようにしている。そして高速から低速へ減
速制御したとき、パイロツトチエツク弁159を
閉鎖することにより、アクチユエータの戻りライ
ンに固定絞り154による背圧が加えられるの
で、アクチユエータ152のオーバランは防止さ
れ、シヤクリのない減速制御が可能である。
When this sagging occurs, the equipment itself is damaged and its commercial value is lost.As a solution to this problem, a device as shown in Figure 8 has been proposed for injection molding machines (Hydraulic and Pneumatic Design, Vol. 15, Vol. No. 10, no.
39 pages). This device consists of two pumps 155, 15
6, and a fixed throttle 1 is connected to the tank line 153 of the directional valve 151.
54 and a pilot check valve 159 which is opened and closed by a switching valve 158 are connected in parallel.
9 is opened to prevent back pressure from being generated in the tank line 153. When deceleration control is performed from high speed to low speed, by closing the pilot check valve 159, back pressure is applied by the fixed throttle 154 to the return line of the actuator, so overrun of the actuator 152 is prevented, and deceleration control without shaking is performed. It is possible.

(発明が解決しようとする問題点) ところが、この装置では、固定絞り154を初
めパイロツトチエツク弁159及びこのチエツク
弁を開閉する切換弁158など種々の機器を用す
るため回路が複雑になると共に、減速の操作が煩
雑になる。また、ポンプラインの圧力は常時リリ
ーフ弁157の設定圧力になり、この圧力でもつ
て余剰流をタンクに開放するので、動力損失が大
きい欠点がある。
(Problems to be Solved by the Invention) However, since this device uses various devices such as a fixed throttle 154, a pilot check valve 159, and a switching valve 158 for opening and closing this check valve, the circuit becomes complicated. The deceleration operation becomes complicated. Further, the pressure of the pump line is always the set pressure of the relief valve 157, and even at this pressure, surplus flow is released to the tank, so there is a drawback that power loss is large.

この発明の目的は、上記欠点を除去することに
あつて、可変ポンプを用い、その振動や騒音を抑
制しながら、エネルギー損失の低減を計ると共
に、簡単な回路構成でもつて、慣性負荷を有する
アクチユエータの作動をシヤクリなくスムースに
駆動できるようにした流体制御装置を提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks by using a variable pump to reduce energy loss while suppressing its vibration and noise, and to provide an actuator having an inertial load with a simple circuit configuration. An object of the present invention is to provide a fluid control device capable of smoothly operating a fluid controller without any lag.

(問題を解決するための手段) このため、本発明の流体制御装置は、第1ラン
ド21と第2ランド20とを備えてなるスプール
23を有し、該スプール23を軸方向に変位させ
ることにより、上記両ランド21,20の端面を
もつて、第1負荷ポートA、ポンプポートP間を
連絡する第1通路70と第2負荷ポートB、タン
クポートT間を連絡する第2通路30aとをそれ
ぞれ開閉すると共に、開放後は、上記スプール2
3の変位量に対応した値に上記両通路70,30
aの開度を調節可能としたパイロツト弁式4ポー
ト絞り切換弁1と、上記第1通路70前後の差圧
に応動して、可変ポンプ6の吐出量制御部115
を、ポンプライン53とタンク113とに切換連
通して上記可変ポンプ6の吐出量を制御するロー
ドセンシング弁101とを有し、 上記4ポート絞り切換弁1におけるスプール2
3の第2ランド20は、該第2ランド20の通路
開閉側の端面と該第2ランド20の外周面とを連
絡し、かつ該外周面への開口方向を半径方向とし
た絞り通路31,32を有してなり、上記スプー
ル23の変位により第1通路70の開度を小さく
して低流量とする場合に、 上記第2ランド20の端面により第2負荷ポー
トB、タンクポートT間の第2通路30aを閉塞
し、上記絞り通路31,32のみにより、上記第
2負荷ポートBタンクポートT間を連絡して、背
圧を作用させるごとく構成した。
(Means for solving the problem) For this reason, the fluid control device of the present invention has a spool 23 including a first land 21 and a second land 20, and the spool 23 can be displaced in the axial direction. Therefore, a first passage 70 connecting between the first load port A and the pump port P and a second passage 30a connecting between the second load port B and the tank port T are formed by using the end surfaces of the lands 21 and 20. At the same time, after opening, the spool 2
Both passages 70, 30 are set to values corresponding to the displacement amount of 3.
A pilot valve type 4-port throttle switching valve 1 whose opening degree can be adjusted, and a discharge amount control section 115 of the variable pump 6 in response to the differential pressure before and after the first passage 70.
and a load sensing valve 101 which controls the discharge amount of the variable pump 6 by switching communication with the pump line 53 and the tank 113, and the spool 2 in the 4-port throttle switching valve 1.
The second land 20 of No. 3 is a throttle passage 31 which connects the end face of the passage opening/closing side of the second land 20 and the outer peripheral surface of the second land 20, and whose opening direction to the outer peripheral surface is the radial direction. 32, and when the opening degree of the first passage 70 is reduced by the displacement of the spool 23 to achieve a low flow rate, the end face of the second land 20 allows the gap between the second load port B and the tank port T to be reduced. The second passage 30a is closed, and the second load port and tank port T are communicated only by the throttle passages 31 and 32, so that back pressure is applied.

(作用) パイロツト弁によつて絞り切換弁1のスプール
23を変位させることにより、第1負荷ポート
A、ポンプポートP間を連絡する第1通路70と
第2負荷ポートB、タンクポートT間を連絡する
第2通路30aとをそれぞれ開放し、かつこれら
両通路70,30aの開度を調節する。
(Function) By displacing the spool 23 of the throttle switching valve 1 using the pilot valve, the connection between the first passage 70, which communicates between the first load port A and the pump port P, and the second load port B, and the tank port T is established. The communicating second passage 30a is opened, and the degree of opening of both passages 70, 30a is adjusted.

このとき第1通路70の前後は、ロードセンシ
ング弁101によつて一定差圧に圧力補償され、
該ロードセンシング弁101は可変ポンプ6の吐
出量を、第1通路70の開度に対応した値に規制
する。よつてアクチユエータには第1通路70の
開度に比例した流量が供給される。一方第2負荷
ポートB、タンクポートT間の第2通路30a及
び絞り通路31,32は開放されており、かつ絞
り通路31,32より第2通路30aの開度が大
きくなつているので、大部分の流体は第2通路3
0aを通り、絞り通路31,32の通過流量は少
量であるから、アクチユエータから開放される排
出流量は、僅かな絞り抵抗(無視できる程度)を
受けるだけでタンクに開放される。そしてスプー
ル23によつて第1通路70の開度を小さくする
と共に、第2通路30aを閉鎖したとする。この
ときアクチユエータは負荷の慣性によつてオーバ
ラン(自走)しようとする。しかしアクチユエー
タからの排出流量は絞り通路31,32による絞
り抵抗を受けるので、アクチユエータの戻りライ
ンは背圧が発生し、この背圧でもつてアクチユエ
ータに制動力が加わる結果、アクチユエータのオ
ーバランが防止され、シヤクリのない安定したこ
の減速時に第1通路70後位の圧力は、圧力降下
することがなく。制動力に相当する圧力分だけ上
昇し、その上昇度合も第2通路から絞り通路への
開度調整によつて緩和される。したがつてロード
センシング弁101は、安定した状態で第1通路
70前位の圧力を、制動力に対応する圧力分高く
なるように可変ポンプ6を制御し、減速後は第1
通路70の開度に比例した流量でもつてアクチユ
エータを駆動する。
At this time, pressure is compensated to a constant pressure difference before and after the first passage 70 by the load sensing valve 101.
The load sensing valve 101 regulates the discharge amount of the variable pump 6 to a value corresponding to the opening degree of the first passage 70. Therefore, a flow rate proportional to the opening degree of the first passage 70 is supplied to the actuator. On the other hand, the second passage 30a and the throttle passages 31 and 32 between the second load port B and the tank port T are open, and the degree of opening of the second passage 30a is larger than that of the throttle passages 31 and 32. Part of the fluid flows through the second passage 3
Since the flow rate passing through the throttle passages 31 and 32 through 0a is small, the discharge flow rate released from the actuator is released into the tank with only slight throttle resistance (negligible). It is assumed that the opening degree of the first passage 70 is reduced by the spool 23 and the second passage 30a is closed. At this time, the actuator attempts to overrun (self-propelled) due to the inertia of the load. However, since the discharge flow rate from the actuator is subject to restriction resistance by the restriction passages 31 and 32, back pressure is generated in the return line of the actuator, and this back pressure applies a braking force to the actuator, thereby preventing overrun of the actuator. During this stable deceleration without any deceleration, the pressure downstream of the first passage 70 does not drop. The pressure increases by an amount corresponding to the braking force, and the degree of increase is alleviated by adjusting the opening degree from the second passage to the throttle passage. Therefore, the load sensing valve 101 controls the variable pump 6 so that the pressure in front of the first passage 70 is increased by the pressure corresponding to the braking force in a stable state, and after deceleration, the pressure in the front part of the first passage 70 is increased by the pressure corresponding to the braking force.
The actuator is driven with a flow rate proportional to the opening degree of the passage 70.

(実施例) 以下、この発明を図示の実施例について詳細に
説明する。
(Embodiments) The present invention will be described in detail below with reference to illustrated embodiments.

第1図において、1は主弁2とパイロツト弁3
とからなる電磁比例形絞り切換弁、4は慣性の大
きな負荷5を駆動する油圧シリンダ、6は可変ポ
ンプ、7は可変ポンプ6の吐出量を制御する動力
マツチング回路である。
In Fig. 1, 1 indicates the main valve 2 and the pilot valve 3.
4 is a hydraulic cylinder that drives a load 5 with large inertia, 6 is a variable pump, and 7 is a power matching circuit that controls the discharge amount of the variable pump 6.

上記主弁2は、クローズドセンタ形3位置切換
弁で、本体10内にシリンダ室11を形成し、該
シリンダ室11に左方により順次環状溝12,1
3,14,15,16を設けている。上記環状溝
12はタンクポートTに、環状溝13は負荷ポー
トBに、環状溝14はポンプポートPに、環状溝
15は負荷ポートAに、環状溝16はタンクポー
トTに夫々連通させている。そして上記シリンダ
室11の環状溝13と14との間の内壁11bに
は、フイードバツク通路17の開口18bを、ま
た上記環状溝14と15との間の内壁11aに
は、フイードバツク通路17の開口18aを設け
ている。
The main valve 2 is a closed center type 3-position switching valve, and has a cylinder chamber 11 formed in the main body 10, and annular grooves 12, 1 are formed in the cylinder chamber 11 sequentially from the left side.
3, 14, 15, and 16 are provided. The annular groove 12 communicates with the tank port T, the annular groove 13 communicates with the load port B, the annular groove 14 communicates with the pump port P, the annular groove 15 communicates with the load port A, and the annular groove 16 communicates with the tank port T. . The inner wall 11b of the cylinder chamber 11 between the annular grooves 13 and 14 has an opening 18b of the feedback passage 17, and the inner wall 11a between the annular grooves 14 and 15 has an opening 18a of the feedback passage 17. has been established.

上記シリンダ室11には、3ランド20,2
1,22を有するスプール23を摺動自在に嵌め
込み、該スプール23の各位置に応じてポンプポ
ートPを負荷ポートAまたはBに、タンクポート
Tを負荷ポートBまたはAに連通させるようにし
ている。
The cylinder chamber 11 has three lands 20, 2.
A spool 23 having numbers 1 and 22 is slidably fitted, and the pump port P is communicated with the load port A or B and the tank port T is communicated with the load port B or A depending on the position of the spool 23. .

そしてスプール23の変位によつて、ポンプポ
ートP、第1負荷ポートA間を連絡する第1通路
70の開度及び第2負荷ポートB、タンクポート
T間を連絡する第2通路30aの開度を調節す
る。一方、スプール23におけるランド20に
は、該ランド20の右端面40に開口する軸方向
の環状溝31と該ランド20の外周面に開口する
半径方向の貫通孔32とが設けられ、この貫通孔
32と環状溝31とを連絡して絞り通路を形成す
る。この絞り通路31,32はランド20の端面
により負荷ポートB、タンクポートT間を連絡す
る第2通路30aを閉塞した場合に、負荷ポート
B、タンクポートT間を連絡する。
Then, depending on the displacement of the spool 23, the opening degree of the first passage 70 that communicates between the pump port P and the first load port A, and the opening degree of the second passage 30a that communicates between the second load port B and the tank port T. Adjust. On the other hand, the land 20 of the spool 23 is provided with an axial annular groove 31 that opens on the right end surface 40 of the land 20 and a radial through hole 32 that opens on the outer peripheral surface of the land 20. 32 and the annular groove 31 are connected to form a throttle passage. The throttle passages 31 and 32 communicate between the load port B and the tank port T when the second passage 30a that communicates between the load port B and the tank port T is closed by the end face of the land 20.

また上記スプール23な両端には、夫々パイロ
ツト室25,26を形成し、該パイロツト室2
5,26に夫々バイアス用コイルスプリング2
7,28を嵌め込んでいる。
Furthermore, pilot chambers 25 and 26 are formed at both ends of the spool 23, respectively.
Bias coil springs 2 at 5 and 26 respectively
7 and 28 are inserted.

一方、上記パイロツト弁3は、周知の切換機能
を有す電磁減圧弁で、ソレノイド41a,41b
と、1次ポートmと、2次ポートnA,nBとを備
え、2次ポートnAまたはnBの流体圧力をソレノ
イド41aまたは41bに通電される電流値に比
例した圧力に減圧制御する一方、減圧制御されな
い側の2次ポートnBまたはnAをタンク44に連通
させるようになつている。
On the other hand, the pilot valve 3 is an electromagnetic pressure reducing valve having a well-known switching function, and has solenoids 41a and 41b.
, a primary port m, and secondary ports nA , nB , and controls the fluid pressure of the secondary port nA or nB to be reduced to a pressure proportional to the current value applied to the solenoid 41a or 41b, The secondary port nB or nA on the side not subjected to pressure reduction control is communicated with the tank 44.

上記パイロツト弁3の1次ポートmは、ライン
43、環状溝14を介して主弁2のポンプポート
Pに接続する一方、2次ポートnBはライン45を
介して主弁2のパイロツト室25に、また2次ポ
ートnAはライン46を介してパイロツト室26に
接続している。
The primary port m of the pilot valve 3 is connected to the pump port P of the main valve 2 via a line 43 and the annular groove 14, while the secondary port nB is connected to the pilot chamber 25 of the main valve 2 via a line 45. Also, secondary port nA is connected to pilot chamber 26 via line 46.

したがつて、主弁2のパイロツト室26または
25には、パイロツト弁3のソレノイド41aま
たは41bに電流を通電すれば、その2次ポート
nAまたはnBの圧力が伝えられて、上記スプール2
3は、その一方の端面に伝えられる圧力とその他
方のコイルスプリング27または28のバネ力が
バランスする位置まで変位して、第1通路70及
び第2通路30aの開度を上記電流値に比例して
定めるようになつている。
Therefore, if current is applied to the solenoid 41a or 41b of the pilot valve 3 in the pilot chamber 26 or 25 of the main valve 2, its secondary port
The pressure of n A or n B is transmitted to the spool 2 above.
3 is displaced to a position where the pressure transmitted to one end surface and the spring force of the other coil spring 27 or 28 are balanced, and the opening degrees of the first passage 70 and the second passage 30a are proportional to the above current value. It has come to be determined that

一方、上記主弁2の負荷ポートAはライン51
を介して油圧シリンダ4のロツド側ポートRに接
続すると共に、負荷ポートBはライン52を介し
て油圧シリンダ4のヘツド側ポートHに接続して
いる。主弁2のポンプポートPは、ポンプライン
53を介して可変ポンプ6の吐出口に接続してい
る。主弁2のタンクポートT,Tは夫々タンク5
6,56に接続している。
On the other hand, the load port A of the main valve 2 is connected to the line 51.
The load port B is connected to the rod side port R of the hydraulic cylinder 4 via a line 52, and the load port B is connected to the head side port H of the hydraulic cylinder 4 via a line 52. A pump port P of the main valve 2 is connected to a discharge port of the variable pump 6 via a pump line 53. Tank ports T and T of main valve 2 are connected to tank 5, respectively.
6,56.

一方、動力マツチング回路7は、ロードセンシ
ング弁の一例としての3ポートパイロツト弁10
1とパイロツトリリーフ弁102とを備える。
On the other hand, the power matching circuit 7 includes a 3-port pilot valve 10 as an example of a load sensing valve.
1 and a pilot relief valve 102.

上記ロードセンシング弁101はシンボル位置
V1でポートlとnとを連通させ、ポートmを閉
鎖する一方、シンボル位置V2でポートmとポー
トnを連通させ、ポートlを閉鎖するようになつ
ており、さらにそのバネ室104のバネ105の
バネ力はたとえば差圧6Kg/cm2に相当するように
設定して、パイロツト室106とバネ室104と
の差圧が6Kg/cm2以上の場合にシンボル位置V1
に位置させ、上記差圧が6Kg/cm2以下の場合にシ
ンボル位置V2に位置させるようになつている。
The above load sensing valve 101 is at the symbol position
Ports l and n are communicated at V 1 and port m is closed, while port m and port n are communicated at symbol position V 2 and port l is closed. For example, the spring force of the spring 105 is set to correspond to a differential pressure of 6 kg/cm 2 , and when the differential pressure between the pilot chamber 106 and the spring chamber 104 is 6 kg/cm 2 or more, the symbol position V 1 is set.
, and when the differential pressure is 6 kg/cm 2 or less, it is positioned at symbol position V 2 .

上記ロードセンシング弁101のポートlに
は、パイロツトライン111を介してポンプライ
ン53を接続すると共に、そのポートmにパイロ
ツトライン112を介してタンク113を接続す
る。上記ロードセンシング弁101のポートnに
はパイロツトライン114を介して可変ポンプ6
のたとえばバネにより常時最大吐出側に付勢され
る斜板制御シリンダからなる吐出量制御部115
を接続する。さらに上記ロードセンシング弁10
1のパイロツト室106にパイロツトライン11
6を介してポンプライン53を接続する一方、そ
のバネ室104に、絞り118を有するパイロツ
トライン119を介して主弁2のフイールドバツ
ク通路17に接続している。ロードセンシング弁
101のバネ室104と絞り118との間には、
中間パイロツトリリーフ弁102を設けたパイロ
ツトライン120を介してタンク121を接続し
ている。
A pump line 53 is connected to port l of the load sensing valve 101 via a pilot line 111, and a tank 113 is connected to port m via a pilot line 112. A variable pump 6 is connected to port n of the load sensing valve 101 via a pilot line 114.
A discharge amount control section 115 consisting of a swash plate control cylinder that is always biased toward the maximum discharge side by a spring, for example.
Connect. Furthermore, the load sensing valve 10
Pilot line 11 in the pilot compartment 106 of 1
The pump line 53 is connected to the spring chamber 104 via the valve 6, while the spring chamber 104 is connected to the field back passage 17 of the main valve 2 via a pilot line 119 having a throttle 118. Between the spring chamber 104 and the throttle 118 of the load sensing valve 101,
A tank 121 is connected via a pilot line 120 provided with an intermediate pilot relief valve 102.

したがつて、ロードセンシング弁101のパイ
ロツト室106とバネ室104とには、主弁2の
第1通路70前後の圧力が夫々伝えられるように
なつている。いま、上記第1通路70の前後の差
圧がロードセンシング弁101のバネ室104の
バネ105のバネ圧つまり一定圧力(6Kg/cm2
未満であるとすると、ロードセンシング弁101
はシンボル位置V2に位置して、可変ポンプ6の
吐出量制御部115をパイロツトライン114、
ロードセンシング弁101のポートn,mおよび
パイロツトライン112を介してタンク113に
連通させ、可変ポンプ6の図示しない斜板を最大
吐出側に傾斜させて、吐出量を増大させ、上記第
1通路70の前後の差圧を増大させる。
Therefore, the pressure before and after the first passage 70 of the main valve 2 is transmitted to the pilot chamber 106 and the spring chamber 104 of the load sensing valve 101, respectively. Now, the differential pressure before and after the first passage 70 is the spring pressure of the spring 105 in the spring chamber 104 of the load sensing valve 101, that is, a constant pressure (6 kg/cm 2 ).
If the load sensing valve 101 is less than
is located at the symbol position V2 , and the discharge amount control section 115 of the variable pump 6 is connected to the pilot line 114,
The first passage 70 is connected to the tank 113 through ports n and m of the load sensing valve 101 and the pilot line 112, and the swash plate (not shown) of the variable pump 6 is inclined toward the maximum discharge side to increase the discharge amount. Increase the differential pressure before and after.

一方、上記第1通路70の前位の圧力が上昇し
て、その前後の差圧が上記一定圧力以下になる
と、ロードセンシング弁101のパイロツト室1
06とバネ室104との圧力差が、そのバネ室1
04のバネ105のバネ力以上になつてロードセ
ンシング弁101はシンボル位置V1方向に位置
する。そして、可変ポンプ6の吐出量制御部11
5をパイロツトライン114、ロードセンシング
弁101のポートn,l、パイロツトライン11
1を介してポンプライン53に連通して、可変ポ
ンプ6の斜板を吐出量減少方向に傾斜さて、吐出
量を減少させ、第1通路70の前後の差圧を減少
する。要約すると、ロードセンシング弁101は
第1通路70の前後の差圧に応じて、シンボル位
置V1に位置したり、シンボル位置V2に位置した
りして、可変ポンプ6の吐出量を制御して、第1
通路70の前後の差圧を一定に制御する。つま
り、無駄な流体を吐出しないように、可変ポンプ
6の吐出量をロードセンシング弁101で第1通
路70の前後の差圧が一定になるように制御して
いるのである。したがつて、この流体制御装置は
省エネルギー的なものである。なお、上記動作に
おいて、パイロツトリリーフ弁102は閉鎖した
ままであるとしている。
On the other hand, when the pressure at the front side of the first passage 70 rises and the differential pressure before and after it becomes below the constant pressure, the pilot chamber 1 of the load sensing valve 101
06 and the spring chamber 104, the pressure difference between the spring chamber 1
04, the load sensing valve 101 is positioned in the symbol position V1 direction. Then, the discharge amount control section 11 of the variable pump 6
5 to the pilot line 114, ports n and l of the load sensing valve 101, and the pilot line 11
1 to the pump line 53, the swash plate of the variable pump 6 is tilted in the direction of decreasing the discharge amount, thereby reducing the discharge amount and the differential pressure across the first passage 70. To summarize, the load sensing valve 101 is positioned at the symbol position V 1 or at the symbol position V 2 depending on the pressure difference before and after the first passage 70 to control the discharge amount of the variable pump 6. Well, the first
The differential pressure across the passage 70 is controlled to be constant. In other words, in order to avoid discharging wasteful fluid, the discharge amount of the variable pump 6 is controlled by the load sensing valve 101 so that the differential pressure across the first passage 70 is constant. Therefore, this fluid control device is energy saving. Note that in the above operation, the pilot relief valve 102 remains closed.

一方、パイロツトリリーフ弁102が動作し
て、ロードセンシング弁101のバネ室104の
圧力をパイロツトリリーフ弁の設定圧力に制御し
ているとすると、ロードセンシング弁101は絞
り118の作用により、第1通路70の前後の差
圧に関係なく、ポンプライン53の圧力をパイロ
ツトリリーフ弁102の設定圧力よりもバネ室1
04のバネ105のバネ圧だけ高くするようにシ
ンボル位置V1やV2に位置して、可変ポンプ6の
吐出量を制御して、圧力制御を行なう。
On the other hand, if the pilot relief valve 102 is operated to control the pressure in the spring chamber 104 of the load sensing valve 101 to the set pressure of the pilot relief valve, the load sensing valve 101 Regardless of the differential pressure before and after the valve 70, the pressure in the pump line 53 is lower than the set pressure of the pilot relief valve 102 in the spring chamber 1.
Pressure control is performed by controlling the discharge amount of the variable pump 6 by positioning it at the symbol position V 1 or V 2 so as to increase the spring pressure of the spring 105 of 04.

上記構成の流体制御装置は、次のように動作す
る。
The fluid control device configured as described above operates as follows.

今、上記電磁比例形絞り切換弁1は、ソレノイ
ド41aに所定量の電流が通電され、第1図に示
す状態にあつて、油圧シリンダ4は負荷5を図中
左方に移動させているとする。
Now, in the electromagnetic proportional throttle switching valve 1, a predetermined amount of current is applied to the solenoid 41a, and the hydraulic cylinder 4 is in the state shown in FIG. 1 moving the load 5 to the left in the figure. do.

このとき、上記絞り切換弁の主弁のスプール2
3には、ポンプポートPから負荷ポートAへの供
給側通路を流れる流体により軸推力W1と、負荷
ポートBからタンクポートTへの戻り側流体通路
を流れる流体による軸推力W2とが与えられる。
At this time, the spool 2 of the main valve of the throttle switching valve
3 is given an axial thrust W 1 by the fluid flowing in the supply side passage from the pump port P to the load port A, and an axial thrust W 2 due to the fluid flowing in the return side fluid passage from the load port B to the tank port T. It will be done.

この軸推力W1,W2は、運動量保存の法則によ
り、下記の如くなる。すなわち、 軸推力W1=ρQ1V1cosψ1 ………(1) 軸推力W2=ρQ2V1cosψ2 ………(2)。
The axial thrusts W 1 and W 2 are as follows according to the law of conservation of momentum. That is, axial thrust W 1 = ρQ 1 V 1 cosψ 1 ………(1) Axial thrust W 2 = ρQ 2 V 1 cosψ 2 ………(2).

ここで、ρ:液体の密度、Q1:供給側の流量、
Q2:戻り側の流量、V1:第1通路70な流体の
速度、V2:貫通孔32を流れる流体の速度、
ψ1:第1通路70を流れる流体の速度ベクトル
とスプール23の軸心との偏角、ψ2:貫通孔3
2を流れる流体の速度ベクトルとスプールの軸心
との偏角である。
Here, ρ: density of liquid, Q 1 : flow rate on supply side,
Q 2 : Flow rate on the return side, V 1 : Velocity of the fluid in the first passage 70, V 2 : Velocity of the fluid flowing in the through hole 32,
ψ 1 : Deviation angle between the velocity vector of the fluid flowing through the first passage 70 and the axis of the spool 23, ψ 2 : Through hole 3
This is the angle of deviation between the velocity vector of the fluid flowing through 2 and the axis of the spool.

一方、上記偏角ψ2は、貫通孔32がスプール
23の軸心に対して直交方向となつているので、
略90°となる。したがつて、軸推力W2=ρQ2
V2cosψ2≒0となつて、スプール23は安定して
静止し、油圧シリンダ4にシヤクリを生じさせな
い。換言すると、たとえばこの貫通孔32を設け
ない場合に生じるところのシヤクリ現象、すなわ
ち大きな慣性を有する負荷5のオーバランによ
り、油圧シリンダ4のヘツド側ポートHからの戻
り側流体が急激に増大して、供給側流体による軸
推力W1に加算される戻り側流体による零でない
軸推力W2により、スプール23は全ポートを閉
鎖する方向に移動して、負荷5を急停止させる一
方、該負荷が急停止すると流量が零となつて軸推
力W1,W2が零となるので、再び各ポートが開放
して負荷5が再びオーバランするということの繰
り返しと、ロードセンシング弁101、可変ポン
プ6および絞り切換弁1との共振により生じるシ
ヤクリ現象は、この貫通孔32により発生するこ
とはない。
On the other hand, since the through hole 32 is perpendicular to the axis of the spool 23, the deviation angle ψ 2 is as follows.
It will be approximately 90°. Therefore, axial thrust W 2 =ρQ 2 ,
Since V 2 cosψ 2 ≒0, the spool 23 is stably stationary and the hydraulic cylinder 4 does not sag. In other words, due to the sagging phenomenon that occurs when the through hole 32 is not provided, that is, due to an overrun of the load 5 having a large inertia, the return side fluid from the head side port H of the hydraulic cylinder 4 increases rapidly. Due to the non-zero axial thrust W 2 caused by the return side fluid added to the axial thrust W 1 caused by the supply side fluid, the spool 23 moves in the direction of closing all ports and suddenly stops the load 5. When it stops, the flow rate becomes zero and the axial thrusts W 1 and W 2 become zero, so each port opens again and the load 5 overruns again, and the load sensing valve 101, variable pump 6 and throttle The through hole 32 prevents the sagging phenomenon caused by resonance with the switching valve 1 from occurring.

また、上記主弁2の環状溝15の中心と第1通路
70との距離をL1、環状溝13の中心と貫通孔
32との距離L2とすれば、上記貫通孔32がス
プール23のランド20の図中右端面40より必
然的に左側に寄つて距離L2が大きくなるために、
周知の非定常時にスプール23を不安定にさせる
要素ρL1×dQ1/dtに対する非定常時にスプール
23を安定にさせる要素ρL2×dQ1/dtは、従来
に比して大きくなり、これによつても、主弁2の
スプール23を安定作動させる。
Further, if the distance between the center of the annular groove 15 of the main valve 2 and the first passage 70 is L 1 and the distance between the center of the annular groove 13 and the through hole 32 is L 2 , then the through hole 32 is connected to the spool 23 . Since the land 20 inevitably moves to the left side of the right end surface 40 in the figure, the distance L 2 becomes larger.
The element ρL 2 ×dQ 1 /dt that stabilizes the spool 23 in an unsteady state is larger than that in the past, compared to the well-known element ρL 1 ×dQ 1 /dt that makes the spool 23 unstable in an unsteady state. Even if it sways, the spool 23 of the main valve 2 is stably operated.

次に、第1図に示す状態にある絞り切換弁1に
おいて、ソレノイド41aに通電する電流値をさ
らに増大させて、スプール23を左方に変位さ
せ、そして第1通路70の開度を大きくすると共
に、スプール23のランド20の右端面40をシ
リンダ室11の内壁11cから離して、環状溝1
2内に位置させ第2通路30aを開放して油圧シ
リンダ4を増速させる。そうすると、第1図に示
すようにスプール23の中立位置からの変位が小
さいときには、戻り側流体は貫通孔32のみを通
つていたのに対して、上記のようにスプール23
の変位が大きくなると、戻り側流体の一部は貫通
孔32を通り、他の一部はランド20の右端面4
0とシリンダ室11の内壁11cとの間の第2通
路30aを通るようになる。
Next, in the throttle switching valve 1 in the state shown in FIG. 1, the current value applied to the solenoid 41a is further increased, the spool 23 is displaced to the left, and the opening degree of the first passage 70 is increased. At the same time, the right end surface 40 of the land 20 of the spool 23 is separated from the inner wall 11c of the cylinder chamber 11, and the annular groove 1
2 and opens the second passage 30a to increase the speed of the hydraulic cylinder 4. Then, as shown in FIG. 1, when the displacement of the spool 23 from the neutral position is small, the return side fluid passes only through the through hole 32, whereas as described above
When the displacement of
0 and the inner wall 11c of the cylinder chamber 11 through a second passage 30a.

したがつて、主弁2のスプールの中立位置から
の変位に対する、この実施例のポンプ55のポン
プ圧力は、第2図中曲線イで示す如く、スプール
23の変位の小さいときには、油圧シリンダ4を
駆動するために必要とする曲線ロで示す正味圧力
よりも、戻り側流体が貫通孔32を通るときに生
じる中速時に大きくなる抵抗分だけ、すなわち第
2図中斜線で示すように中速時に大きくなる背圧
分だけ大きくなり、またスプール23の中立位置
からの変位が大きいときには、戻り側流体通路の
開度が大きくなつているので、上記正味圧力ロと
略等しくなる。
Therefore, the pump pressure of the pump 55 of this embodiment with respect to the displacement of the spool of the main valve 2 from the neutral position is as shown by curve A in FIG. The net pressure required for driving, shown by curve B, is greater than the resistance required at medium speeds when the return fluid passes through the through hole 32, that is, at medium speeds, as shown by diagonal lines in FIG. When the back pressure is increased by the increased back pressure and the displacement of the spool 23 from the neutral position is large, the opening degree of the return side fluid passage is increased, so that the net pressure becomes approximately equal to the net pressure (b).

このスプール23の変位の小さいときすなわち
油圧シリンダ4の中低速時の背圧は、上記貫通孔
32が戻り側流体による軸推力を生じさせないこ
とと相まつて、油圧シリンダ4のシヤクリ現象を
防止する。この背圧は、一般にシヤクリ現象が生
じやすい中低速時に大きいので、シヤクリの発生
を防止する上で好ましく、しかも油圧シリンダ4
の高速時において小さいので、省エネルギ上の観
点からも好ましい。
This back pressure when the displacement of the spool 23 is small, that is, at medium and low speeds of the hydraulic cylinder 4, together with the fact that the through hole 32 does not generate an axial thrust by the return side fluid, prevents the hydraulic cylinder 4 from sagging. This back pressure is generally large at medium and low speeds where the sagging phenomenon is likely to occur, so it is preferable in order to prevent the occurrence of sagging.
Since it is small at high speeds, it is also preferable from the viewpoint of energy saving.

なお、第2図中の曲線ハは、戻り側流体を絞り
切換弁を通さずに固定絞りを設けたラインにより
直接タンクに帰す従来の流体装置のポンプ圧力を
示す。この場合は、絞りは上記実施例の如く可変
絞りとして作用しないので、油圧シリンダの高速
時にポンプ圧力は極端に増大し、省エネルギ上の
観点から好ましくないことが分る。
Note that curve C in FIG. 2 shows the pump pressure of a conventional fluid system in which the return side fluid is returned directly to the tank through a line provided with a fixed throttle without passing through the throttle switching valve. In this case, since the throttle does not function as a variable throttle as in the above embodiment, the pump pressure increases extremely when the hydraulic cylinder is running at high speed, which is undesirable from the viewpoint of energy saving.

上記実施例では、負荷ポートBからタンクポー
トTに通じる戻り側通路に絞り通路31,32を
設けたが、必要ならばさらに負荷ポートAからタ
ンクポートTに到る戻り側通路に絞り通路31,
32を設けてもよいのは勿論である。
In the above embodiment, the throttle passages 31 and 32 are provided in the return passage leading from the load port B to the tank port T, but if necessary, the throttle passage 31 and 32 are provided in the return passage leading from the load port A to the tank port T.
32 may of course be provided.

第3図、第2ランド20の端面40から軸方向
に延びる切り欠き85をランド20の外周に等間
隔に設けて可変絞り特性を良好にしたのである。
As shown in FIG. 3, notches 85 extending in the axial direction from the end surface 40 of the second land 20 are provided at equal intervals on the outer periphery of the land 20 to improve the variable aperture characteristic.

また、第4,5,6,7図は夫々動力マツチン
グ回路の変形例を示す。
Further, FIGS. 4, 5, 6, and 7 show modified examples of the power matching circuit, respectively.

第4図に示す動力マツチング回路は第1図に示
す動力マツチング回路7に、フイードイン絞り1
31を有するフイードインライン130を設けて
ロードセンシング弁101の応答性を早くしたも
のである。第5図に示す動力マツチング回路はロ
ードセンシング弁101と、可変ポンプの吐出量
を制御してポンプラインの最高圧力を規制する圧
力制御弁150とで構成したものである。第6図
に示す回路は第5図に示す回路にフイードイン絞
り131を有するフイードインライン130を設
けたものである。第7図に示す回路は第6図に示
す圧力制御弁150のバネ室に絞り161を介し
てポンプラインの流体を導びくと共に、パイロツ
トリリーフ弁160を接続して、回路の最高圧力
を可変設定できるようにしたものである。
The power matching circuit shown in FIG. 4 is a power matching circuit 7 shown in FIG.
A feed-in line 130 having a diameter of 31 is provided to speed up the response of the load sensing valve 101. The power matching circuit shown in FIG. 5 is composed of a load sensing valve 101 and a pressure control valve 150 that controls the discharge amount of the variable pump and regulates the maximum pressure of the pump line. The circuit shown in FIG. 6 is obtained by adding a feed-in line 130 having a feed-in aperture 131 to the circuit shown in FIG. The circuit shown in FIG. 7 leads the fluid of the pump line to the spring chamber of the pressure control valve 150 shown in FIG. 6 through a throttle 161, and connects a pilot relief valve 160 to variably set the maximum pressure of the circuit. It has been made possible.

上記実施例では、クローズドセンタ形の絞り切
換弁について説明したが、この発明は、オープン
センタ形やA,B,T接続形等の絞り切換弁は勿
論のこと2位置形絞り切換弁にも適用できること
はいうまでもない。
In the above embodiment, a closed center type throttle switching valve has been described, but the present invention is applicable not only to open center type and A, B, T connection type throttle switching valves, but also to 2-position throttle switching valves. It goes without saying that it can be done.

(効果) 以上の説明で明らかな如く、この発明によれ
ば、スプール23の操作のみによつて、第2負荷
ポートBとタンクポートT間の第2通路30a、
絞り通路31,32を選択して、アクチユエータ
の戻りラインに背圧を加えたり、加えなかつたり
するから、従来に比べて回路構成及び操作が簡単
である。また、アクチユエータを減速させると
き、半径方向の絞り通路32で戻りラインに背圧
を発生させるから、スプールに軸推力を発生させ
まいことと相まつてアクチユエータの慣性による
オーバラインが防止され、シヤクリのない安定し
た減速が得られる。
(Effects) As is clear from the above description, according to the present invention, by only operating the spool 23, the second passage 30a between the second load port B and the tank port T,
Since back pressure is applied or not applied to the return line of the actuator by selecting the throttle passages 31 and 32, the circuit configuration and operation are simpler than in the past. Furthermore, when decelerating the actuator, back pressure is generated in the return line in the radial throttle passage 32, which prevents axial thrust from being generated on the spool and prevents overline due to inertia of the actuator. Stable deceleration can be obtained.

しかも、スプールによつて第2通路30aの開
度が調整できるので、減速するときの切換シヨツ
クが緩和される。
Moreover, since the opening degree of the second passage 30a can be adjusted by the spool, the switching shock when decelerating is eased.

さらに、上記絞り通路の機能に伴つ可変ポンプ
及びロードセンシング弁の動作が安定し、似つて
可変ポンプの振動や騒音が抑制されると共に、可
変ポンプはロードセンシング弁によつて第1通路
の開度に対応した流量のみを吐出し、余分な流量
を吐出しないので、動力損失がなく、省エネルギ
ー効果に優れる利点を有する。
Furthermore, the operation of the variable pump and the load sensing valve is stabilized due to the function of the throttle passage, and the vibration and noise of the variable pump are similarly suppressed. Since only the flow rate corresponding to the amount of water is discharged and no excess flow rate is discharged, there is no power loss and it has the advantage of being excellent in energy saving effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の一実施例に係る流体制御装
置の一部を断面で表わした回路図、第2図は主弁
のスプールの変位とポンプ圧力の関係を示すグラ
フ、第3図は、この発明の変形例を示す断面図、
第4,5,6,7図は夫々動力マツチング回路の
変形例の回路図、第8図は従来の流量制御装置を
示す図である。 1……絞り切換弁、2……主弁、3……パイロ
ツト弁、4……アクチユエータ、5……負荷、6
……可変ポンプ、23……スプール、30a,3
0b……第2通路、31,32……絞り通路、7
0……第1通路、101……ロードセンシング
弁。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a part of a fluid control device according to an embodiment of the present invention in cross section, FIG. 2 is a graph showing the relationship between displacement of the spool of the main valve and pump pressure, and FIG. A sectional view showing a modification of this invention,
4, 5, 6, and 7 are circuit diagrams of modified examples of the power matching circuit, respectively, and FIG. 8 is a diagram showing a conventional flow rate control device. 1... Throttle switching valve, 2... Main valve, 3... Pilot valve, 4... Actuator, 5... Load, 6
...Variable pump, 23...Spool, 30a, 3
0b...Second passage, 31, 32...Aperture passage, 7
0...First passage, 101...Load sensing valve.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 第1ランド21と第2ランド20とを備えて
なるスプール23を有し、該スプール23を軸方
向に変位させることにより、上記両ランド21,
20の端面をもつて、第1負荷ポートA、ポンプ
ポートP間を連絡する第1通路70と第2負荷ポ
ートB、タンクポートT間を連絡する第2通路3
0aとをそれぞれ開閉すると共に、開放後は、上
記スプール23の変位量に対応した値に上記両通
路70,30aの開度を調節可能としたパイロツ
ト弁式4ポート絞り切換弁1と、上記第1通路7
0前後の差圧に応動して、可変ポンプ6の吐出量
制御部115を、ポンプライン53とタンク11
3とに切換連通して上記可変ポンプ6の吐出量を
制御するロードセンシング弁101とを有し、 上記4ポート絞り切換弁1におけるスプール2
3の第2ランド20は、該第2ランド20の通路
開閉側の端面と該第2ランド20の外周面とを連
絡し、かつ該外周面への開口方向を半径方向とし
た絞り通路31,32を有してなり、上記スプー
ル23の変位により第1通路70の開度を小さく
して低流量とする場合に、 上記第2ランド20の端面により第2負荷ポー
トB、タンクポートT間の第2通路30aを閉塞
し、上記絞り通路31,32のみにより、上記第
2負荷ポートBタンクポートT間を連絡して、背
圧を作用させるごとく構成したことを特徴とする
流体制御装置。
[Claims] 1. A spool 23 including a first land 21 and a second land 20 is provided, and by displacing the spool 23 in the axial direction, both lands 21,
A first passage 70 which communicates between the first load port A and the pump port P, and a second passage 3 which communicates between the second load port B and the tank port T, has an end face of 20.
0a, and after opening, the pilot valve type 4-port throttle switching valve 1 is capable of adjusting the opening degree of both the passages 70 and 30a to a value corresponding to the displacement amount of the spool 23; 1 aisle 7
In response to the differential pressure around 0, the discharge amount control unit 115 of the variable pump 6 is controlled between the pump line 53 and the tank 11.
and a load sensing valve 101 that controls the discharge amount of the variable pump 6 by switching communication with the spool 2 in the 4-port throttle switching valve 1.
The second land 20 of No. 3 is a throttle passage 31 which connects the end face of the passage opening/closing side of the second land 20 and the outer peripheral surface of the second land 20, and whose opening direction to the outer peripheral surface is the radial direction. 32, and when the opening degree of the first passage 70 is reduced by the displacement of the spool 23 to achieve a low flow rate, the end face of the second land 20 allows the gap between the second load port B and the tank port T to be reduced. A fluid control device characterized in that the second passage 30a is closed and the second load port B and the tank port T are communicated only by the throttle passages 31 and 32 to apply back pressure.
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