JPH036363B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、切換弁と絞り弁及び圧力補償弁とを
備え、これら各弁を積層して成るスタツク型流体
制御装置に関する。

詳しくは、切換弁と、絞り制御部をもつた絞り
弁と前記絞り制御部の前後差圧を一定に制御する
圧力補償弁とを備え、負荷の変化とは無関係にア
クチユエータを常に設定速度で作動するごとくし
た流体制御装置に関する。

従来、前記各弁を備え、これら各弁を積層した
スタツク型流体制御装置は、例えば特公昭47−
10751号公報に示されている通りすでに知られて
いる。

この流体制御装置は、第１０図に示したごと
く、方向切換機能をもつ二つの絞り弁Ａ，Ｂと一
つの圧力補償弁Ｃとを積層したもので、前記絞り
弁Ａ，Ｂにおけるスライド弁Ｄ，Ｄの動作によ
り、ポンプ通路Ｐを、負荷通路Ｅ，Ｆの一方に連
通を可能とし、かつ、前記スライド弁Ｄ，Ｄのラ
ンドと、前記絞り弁Ａ，Ｂの弁本体との間に、そ
れぞれ絞り制御部Ｇ，Ｈを形成し、この絞り制御
部Ｇ，Ｈの開度に応じた流量が得られるようにす
ると共に、このスライド弁Ｄ，Ｄにおける前記絞
り制御部Ｇ，Ｈの二次側、即ち負荷側を、前記圧
力補償弁ＣにおけるピストンＪのピストン室Ｋに
連通させ、前記ピストンＪの他側室Ｌを、前記ピ
ストンＬの穿孔部Ｍを介してポンプ通路Ｐに連通
させて、前記ピストンＪの一端側即ち、前記ピス
トン室Ｋ側には、前記負荷通路Ｅ，Ｆに接続のア
クチユエータ（図示せず）に作用する負荷に対応
した負荷圧力と、前記ピストン室Ｋに内装するば
ねＮの力とを加算した力が作用し、他端側にはポ
ンプの吐出圧力が作用するごとく成したものであ
る。

従つて、以上の如く構成する流体制御装置によ
れば、前記絞り制御部Ｇ，Ｈの弁開度を所望開度
とすることにより、この弁開度に対応した流量を
前記アクチユエータに供給できると共に、前記圧
力補償弁Ｃの働らきで、前記絞り制御部Ｇ又はＨ
の前後の差圧を、前記ばねＮに対応した差圧に保
持できるのであつて、前記アクチユエータに作用
する負荷の荷重が変化しても、前記圧力補償弁Ｃ
による圧力補償によつて、前記絞り制御部Ｇ又は
Ｈにおける前後の差圧を一定とし、前記アクチユ
エータに供給する流量を一定に保持でき、前記絞
り制御部Ｇ，Ｈの弁開度の調整に応じて、前記ア
クチユエータの作動速度を比例制御できるのであ
る。

所で、以上説明した従来装置は、前記絞り弁
Ａ，Ｂの絞り制御部Ｇ，Ｈを、アクチユエータの
供給側即ち負荷通路Ｅ，Ｆ側に設けていて、メー
タイン制御としているが、前記アクチユエータに
よつては、メータアウト制御とする必要がある。

このメータアウト制御は、前記絞り制御部Ｇ，
Ｈを、アクチユエータの戻り側、即ちタンク通路
T₁，T₂側に設けることにより行なえるが、第１
０図に示した従来装置は、前記したごとく、前記
絞り制御部Ｇ，Ｈを、負荷通路Ｅ，Ｆ側に設けて
おり、しかも、ポンプ通路Ｐと負荷通路Ｅ，Ｆ及
びタンク通路T₁，T₂を直列状に配置しているた
め、前記絞り弁Ｇ，Ｈ及び圧力補償弁Ｃの組換え
を行なつても、メータアウト制御に変更できない
のである。

従つて、この従来装置において、メータイン制
御からメータアウト制御に変更するためには、前
記絞り弁Ａ，Ｂを交換する必要があり、この結
果、メータイン制御のための絞り弁と、メータア
ウト制御のための絞り弁とを各別に用意する必要
が生じ、不経済となる問題があつた。

本発明の目的は、絞り弁と圧力補償弁との切換
弁に対する積層位置を変更可能で、かつ積層方向
を可逆として、その積層位置及び積層方向を変更
することにより、メータイン制御とメータアウト
制御との何れの制御方式にも容易に変更できるよ
うにした点にある。

また、本発明の構成は、切換弁と絞り制御部を
もつた絞り弁及び一次側室と二次側室とをもち、
前記絞り制御部の前後差圧を一定にする圧力補償
弁を備え、これら各弁の弁本体を積層して成る流
体制御装置であつて、前記切換弁の弁本体に設け
る第１ポートと第２ポートとを、１対の負荷ポー
トを結ぶ直線を中心に対称状に配設し、かつ、前
記切換弁に積層する前記絞り弁及び圧力補償弁の
弁本体には、前記切換弁の第１及び第２ポートと
同位置に、それぞれ第１及び第２接続ポートを設
けると共に、前記絞り弁の弁本体に、前記絞り制
御部の二次側に連通する第１パイロツト通路を、
また、前記圧力補償弁の弁本体に、前記二次側室
に連通する第２パイロツト通路を設けて、これら
パイロツト通路を、前記直線の線上に開口させ、
前記絞り弁及び圧力補償弁の前記切換弁に対する
積層位置を変更可能で、かつ積層方向を可逆とし
たことにより、メータイン制御とメータアウト制
御とを容易に変更可能としたものである。

次に本発明流体制御装置の実施例を第１図乃至
第７図に基づいて説明する。

本発明流体制御装置は、切換弁１と、絞り制御
部２８をもつ絞り弁２及び前記絞り制御部２８の
前後差圧を一定に制御する圧力補償弁３とから成
るもので、図面に示した前記切換弁１は、１対の
ソレノイド１０ａ，１０ｂをもつ４方向切換弁を
用いている。

即ち、弁本体１１には、第３図のごとく、後記
するポンプ通路４とタンク通路５とに連通する第
１ポート１２と第２ポート１３及び１対の負荷ポ
ート１４，１５との４つのポートを設けて、これ
らポートのうち、前記第１ポート１２と第２ポー
ト１３とが、前記負荷ポート１４，１５を結ぶ直
線Ｘを中心に対称状になるごとく設けると共に、
前記弁本体１１に二つのランドをもつた切換スプ
ール１６を移動自由に内装し、かつ、該スプール
１６の両端側スプリング１７，１８を設けて、ス
プリングセンター形として、前記ソレノイド１０
ａ，１０ｂの作動による前記スプール１６の移動
により、前記ポンプ通路４に連通する第１ポート
１２を負荷ポート１４，１５の一方に連通させ、
前記負荷ポート１４，１５の他方を、前記タンク
通路５に連通する第２ポート１３に連通させて方
向制御を行なうごとく成したものである。

また、前記絞り弁２は、入力電流に比例した力
を出力する比例ソレノイド２０をもち、該ソレノ
イド２０の作動で、前記絞り制御部２８の弁開度
を調節して流量制御する比例流量制御弁を用いて
いる。

この絞り弁２の弁本体２１には、第４図のごと
く前記切換弁１の弁本体１１に設ける各ポート１
２，１３，１４，１５とマツチする第１及び第２
接続ポート２２，２３と負荷ポート２４，２５と
を設けており、また、前記弁本体２１には、前記
比例ソレノイド２０の作動で動作するスプール２
６を移動自由に内装し、また、前記スプール２６
の前記ソレノイド２０とは反対側には、ばね２７
を設けているのであつて、前記スプール２６のラ
ンドと、前記第１ポート２２を形成する前記弁本
体２１のコーナー部との間に前記絞り制御部２８
を構成している。

そして、前記弁本体２１には、前記絞り制御部
２８の二次側に連通する第１パイロツト通路２９
を設け、該パイロツト通路２９を、前記負荷ポー
ト２４，２５を結ぶ直線Ｘ（この直線Ｘは前記切
換弁１における負荷ポート１４，１５を結ぶ直線
でもある）の線上に開口させるのである。

尚、前記比例ソレノイド２０は、そのアマチユ
アに位置検出を行なう差動トランスから成る位置
検出器２０ａを接続しており、前記スプール２６
の位置フイードバツク制御を行ない、流量制御を
より高精度なものとしている。

また、前記圧力補償弁３は、減圧タイプのもの
を用いるもので、その弁本体３１には、第５図の
ごとく前記切換弁１及び絞り弁２の各弁本体１
１，２１に設ける各ポート１２〜１５及び２２〜
２５とマツチする第１及び第２接続ポート３２，
３３と負荷ポート３４，３５とを設けており、ま
た、前記弁本体３１には、プランジヤ３６を移動
自由に内装して、該プランジヤ３６の一端側に
は、このプランジヤ３６の内部に形成する内部通
路３６ａを介して、ポンプ通路４に連通する一次
側室３０ａを形成し、前記プランジヤ３６の一端
側にポンプの吐出圧力を作用させると共に、前記
プランジヤ３６の他端側には、スプリング３７を
内装した二次側室３０ｂを形成し、そして、この
二次側室３０ｂに連通する第２パイロツト通路３
９を設け、このパイロツト通路３９を、前記負荷
ポート３４，３５を結ぶ直線Ｘ（この直線Ｘは、
前記切換弁１における負荷ポート１４，１５及び
絞り弁２における負荷ポート２４，２５を結ぶ直
線でもある。）の線上に開口させ、前記第１パイ
ロツト通路２９と連通可能としたのであつて、前
記プランジヤ３６の他端側には、前記第１及び第
２パイロツト通路２９，３９を介して、アクチユ
エータ５０に作用する負荷の対応圧と前記スプリ
ング３７の力とを作用させるごとく成しているの
である。

また、前記プランジヤ３６のランドと前記弁本
体３１のコーナー部との間には、前記スプリング
３７の作用でノーマルオープンにセツトされ、か
つ、前記アクチユエータ５０に作用する負荷の対
応圧の変化で開度が制御される圧力制御部３８を
設けている。

従つて、前記絞り弁２における絞り制御部２８
の一次側の圧力、即ちポンプの吐出圧と前記絞り
制御部２８の抵抗圧とを加算した力が、前記負荷
の対応圧とスプリング３７の力との加算力に打勝
てば、前記圧力制御部３８が閉じ、減圧力が大き
くなつて、前記絞り制御部２８の前後差圧が、前
記スプリング３７の力に対応し、該スプリング３
７で設定した圧力に保持されるのである。

しかして、以上の如く構成する切換弁１、絞り
弁２及び圧力補償弁３は、第１図及び第６図のご
とく積層しているのであるが、前記各弁１，２，
３の弁本体１１及び２１，３１に設ける第１ポー
ト１２及び第１接続ポート２２，３２と、第２ポ
ート１３及び第２接続ポート２３，３３とを、負
荷ポート１４，１５，２４，２５、及び３４，３
５を結ぶ直線Ｘを中心に対称状に配置し、かつ、
前記絞り弁２及び圧力補償弁３に設ける第１及び
第２パイロツト通路２９，３９を、前記直線Ｘの
線上に開口したのであるから、前記絞り弁２及び
圧力補償弁３は、前記切換弁１に対し、その積層
位置を変更できるし、また、積層方向も反転でき
るのであつて、第１図のごとく積層することによ
り、メータイン制御が、また、第６図のごとく積
層することによりメータアウト制御が可能になる
のである。

第１図に示したものは、切換弁１と圧力補償弁
３との間と絞り弁２をサンドイツチ状に介装して
積層したもので、前記切換弁１の第１ポート１２
に前記絞り弁２及び圧力補償弁３の第１接続ポー
ト２２，３２が連通し、また、第２ポート１３
に、第２接続ポート２３，３３が連通すると共
に、各弁１，２，３の負荷ポート１４，１５，２
４，２５、及び３４，３５がそれぞれ連通し、か
つ、第１及び第２パイロツト通路２９，３９が連
通することになる。

そして、斯く積層した状態で、前記圧力補償弁
３の第１接続ポート３２にポンプ通路４を、第２
接続ポート３３にタンク通路５を、また、負荷ポ
ート３４，３５に負荷通路６，７を介して前記ア
クチユエータ５０をそれぞれ接続するのであつ
て、斯くて、第１図のごとく積層することにより
第２図に示したごとくメータイン制御となる。

次に、第１，２図に示したメータイン制御の作
用を説明する。

第１，２図に示した状態は、中立状態であつ
て、この状態から、前記切換弁１のソレノイド１
０ａ，１０ｂを作動させて方向制御を行なうと共
に、前記絞り弁２の比例ソレノイド２０を作動さ
せ、このソレノイド２０の作動で、前記絞り弁２
のスプール２６を左動させると、前記絞り制御部
２８が所定の開度で開き、前記ポンプ通路４から
前記圧力補償弁３の第１接続ポート３２を介して
導入される流体を流通させ、前記絞り制御部２８
の開度に応じた流量を、前記負荷ポート１４，２
４，３４又は１５，２５，３５から負荷通路６又
は７を介してアクチユエータ５０に供給するので
ある。

このとき、前記絞り制御部２８の二次側は、前
記第１及び第２パイロツト通路２９，３９を介し
て前記圧力補償弁３の二次側室３０ｂに連通して
いるので、前記圧力補償弁３のプランジヤ３６に
は、負荷の対応圧が作用することになり、前記し
た圧力補償弁３の作用により、前記絞り制御部２
８の前後の差圧は一定に保持されるのである。

従つて、前記アクチユエータ５０に作用する負
荷が変化しても、前記圧力補償弁３の圧力補償に
より、前記絞り制御部２８の前後差圧は一定に保
たれ、前記絞り制御部２８の開度に応じて設定さ
れる流量を一定にできるのであつて、前記アクチ
ユエータ５０を負荷の変化とは無関係に所望の速
度で作動させ得るのである。

また、第６図に示したものは、第１図に示した
ものに対し、絞り弁２及び圧力補償弁３の積層位
置を変更して、前記圧力補償弁３を切換弁１と絞
り弁２との間にサンドイツチ状に介装して積層す
ると共に、前記絞り弁２及び圧力補償弁３の積層
方向を反転させたものである。

しかして、この状態で、前記切換弁１の第１ポ
ート１２には、前記圧力補償弁３と絞り弁２との
第２接続ポート３３，２３が連通し、切換弁１の
第２ポート１３に、前記圧力補償弁３と絞り弁２
との第１接続ポート３２，２２が連通することに
なる。

尚、負荷ポート１４，１５，２４，２５及び３
４，３５と、第１及び第２バイパス通路２９，３
９とは、第１図と同様、それぞれ連通することに
なる。

そして、斯く積層した状態で、前記絞り弁２の
第２接続ポート２３にポンプ通路４を、第１接続
ポート２２にタンク通路５を接続すると共に、負
荷ポート２４，２５には、第１図同様負荷通路
６，７を接続するのであつて、斯くて、第６図の
ごとく積層することにより、第７図のごとくメー
タアウト制御となる。

この場合も第１図と同様、前記絞り制御部２８
の前後の差圧は一定にでき、前記アクチユエータ
５０を負荷の変化とは無関係に常に設定速度で作
動させ得るのである。

尚、以上説明した実施例は、前記絞り弁２のス
プール２６を２ランド形式とし、１つのランドと
弁本体２１のコーナー部との間に１つの絞り制御
部２８を形成したものであるが、第８図のごとく
３ランド形成とし、２つのランドと弁本体２１の
コーナー部との間に二つの第１及び第２絞り制御
部２８ａ，２８ｂを形成してもよい。

この場合、前記弁本体２１に設ける第１パイロ
ツト通路２９は、一方の第１絞り制御部２８ａの
二次側に連通させるのであつて、前記第１パイロ
ツト通路２９を連通させる第１絞り制御部２８ａ
は、その開度が常に第２絞り制御部２８ｂの開度
に対し大きくなるごとく設定するのである。

斯くて、第１図と同様、メータイン制御とした
場合には、第２絞り制御部２８ｂによりタンク通
路５に連通する第２ポート３３側でも絞られて、
メータアウト制御を併用できることになり、アク
チユエータ５０をシリンダとした場合でも、その
ピストンの先走りを防止できる。

又、第１図乃至第７図に示した実施例では、前
記絞り弁２及び圧力補償弁３にも負荷ポート２
４，２５，３４，３５を設けているが、第８図の
ごとく設けなくともよい。また前記絞り制御部２
８，２８ａ，２８ｂを形成する場合、第９図のご
とく、前記スプール２６のランドに環状溝２６ａ
を設け、この環状溝２６ａを形成する前記ランド
に、半径方向に貫通する貫通孔２６ｂを設け、軸
推力補償形とするのが好ましい。

以上の如く本発明は、切換弁１の弁本体１１に
設ける第１ポート１２及び第２ポート１３を、１
対の負荷ポート１４，１５を結ぶ直線Ｘを中心に
対称状に配設し、かつ、前記切換弁１に積層する
絞り弁２及び圧力補償弁３の弁本体２１，３１に
は、前記切換弁１の第１及び第２ポート１２，１
３と同位置に、切換弁１と絞り制御部２８をもつ
た絞り弁２及び、一次側室３０ａと二次側室３０
ｂとをもち、前記絞り制御部２８の前後差圧を一
定にする圧力補償弁３を備え、これら各弁１，
２，３の弁本体１１，２１，３１を積層して成る
流体制御装置であつて、前記切換弁１の弁本体１
１に設ける第１ポート１２と第２ポート１３と
を、１対の負荷ポート１４，１５を結ぶ直線Ｘを
中心に対称状に配設し、かつ、前記切換弁１に積
層する前記絞り弁２及び圧力補償弁３の弁本体２
１，３１には、前記切換弁１の第１及び第２ポー
ト１２，１３と同位置に、それぞれ第１及び第２
接続ポート２２，２３及び３２，３３を設けると
共に、前記絞り弁２の弁本体２１に、前記絞り制
御部２８の二次側に連通する第１パイロツト通路
２９を、また、前記圧力補償弁３の弁本体３１
に、前記二次側室３０ｂに連通する第２パイロツ
ト通路３９を設けて、これらパイロツト通路２
９，３９を、前記直線Ｘの線上に開口させ、前記
絞り弁２及び圧力補償弁３の前記切換弁１に対す
る積層位置を変更可能で、かつ積層方向を可逆と
したものであるから、前記絞り弁２及び圧力補償
弁３の積層位置を変更し、かつ、積層方向を反転
するだけの簡単な操作で、容易にメータイン制御
及びメータアウト制御の変更が可能となるのであ
る。

従つて、前記絞り弁２を共用できるから、量産
に叶い、コスト安にできると共に、部品管理も簡
単となり、全体として経済的となるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示すもので、
メータイン制御とした場合の概略断面図、第２図
はシンボルで表わした概略図、第３図乃至第５図
は切換弁、絞リ弁及び圧力補償弁の弁本体のみの
端面図、第６図はメータアウト制御とした場合の
概略断面図、第７図は、シンボルで表わした概略
図、第８図は別の実施例を示す概略断面図、第９
図は絞り制御部の別の実施例を示す要部のみの拡
大断面図、第１０図は従来技術を示す断面図であ
る。 １……切換弁、２……絞り弁、３……圧力補償
弁、１１，２１，３１……弁本体、１２……第１
ポート、１３……第２ポート、１４，１５，２
４，２５，３４，３５……負荷ポート、２２，３
２……第１接続ポート、２３，３３……第２接続
ポート、２８……絞り制御部、２９……第１パイ
ロツト通路、３０ｂ……二次側室、３９……第２
パイロツト通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 切換弁１と絞り制御部２８をもつた絞り弁２
   及び一次側室３０ａと二次側室３０ｂとをもち、
   前記絞り制御部２８の前後差圧を一定にする圧力
   補償弁３を備え、これら各弁１，２，３の弁本体
   １１，２１，３１を積層して成る流体制御装置で
   あつて、前記切換弁１の弁本体１１に設ける第１
   ポート１２と第２ポート１３とを、１対の負荷ポ
   ート１４，１５を結ぶ直線Ｘを中心に対称状に配
   設し、かつ、前記切換弁１に積層する前記絞り弁
   ２及び圧力補償弁３の弁本体２１，３１には、前
   記切換弁１の第１及び第２ポート１２，１３と同
   位置に、それぞれ第１及び第２接続ポート２２，
   ２３及び３２，３３を設けると共に、前記絞り弁
   ２の弁本体２１に、前記絞り制御部２８の二次側
   に連通する第１パイロツト通路２９を、また、前
   記圧力補償弁３の弁本体３１に、前記二次側室３
   ０ｂに連通する第２パイロツト通路３９を設け
   て、これらパイロツト通路２９，３９を、前記直
   線Ｘの線上に開口させ、前記絞り弁２及び圧力補
   償弁３の前記切換弁１に対する積層位置を変更可
   能で、かつ積層方向を可逆としたことを特徴とす
   る流体制御装置。