JPH04203605A - パイロット型流量制御ロジック弁 - 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、油圧アクチュエータを駆動制御するパイロッ
ト型流量制御ロジック弁に関する。

［従来の技術］ 従来型のロジック弁を第３図および第４図を参照して説
明する５第３図は高速電磁弁で直接にパイロット流量を
制御する方式を採用したロジック弁の断面図であり、特
開昭６０−１９６７４５号公報等にも記載されている。

図中、ｌはパイロット型流量制御ロジック弁（以下、単
にロジック弁という）、２は油圧ポンプ、３は油圧ポン
プ２から流出される圧油の最高圧を規定するリリーフ弁
、４は油圧ポンプ２からの圧油が供給される供給ポート
、５はロジック弁１から圧油を出力する出力ポート、６
は供給ポート４と出力ポート５とを連通もしくは遮断す
るポペット、７はポペットうで構成されるフィードバッ
ク絞り、８はフィードバツク絞り７を介して供給ポート
４からの圧油が流入しポペット６の移動を制御する制御
室、９ａは制御室８に連通された第１の通路、９ｂは出
力ポート５に連通された第２の通路である。１０は第１
および第２の通路９ａ、９ｂを連通ずる通路を有し、制
御室８内のパイロット流量を制御する高速電磁弁、１１
は高速電磁弁１０内において開閉駆動し、制御室８、第
１および第２の通路９ｂ、９ａを通るパイロット流量を
制御するパイロットスプール、１２はロジック弁により
駆動制御される油圧アクチュエータである。なお、上記
高速電磁弁１０は、パルス幅変調（ＰＷＭ）手段により
駆動される。

この構成によるロジック弁１は、高速電磁弁１０が閉じ
ている状態にある場合、供給ポート４と制御室８とがフ
ィードバック絞り７を介して互いに等しい圧力で連通ず
るため、ポペット６を受圧面積差により最下端に位置さ
せる。このため供給ポート４と出力ポート５との連通は
遮断された状態となり油圧アクチュエータ１２は駆動さ
れない。

一方、高速電磁弁１０がＰＷＭ駆動により開いた状態に
なった場合には、制御室８内のパイロット圧油は第１お
よび第２の通路９ａ、９ｂを介して出力ポート５へと流
出されるため、制御室８内が減圧され、これによりポペ
ット６は圧力バランスがとれる位置まで移動して停止す
る。このため供給ポート４と出力ポート５とが直に連通
され、これを通る圧油の流量と、フィードバック絞り７
、制御室８、第１および第２の通路９ａ、９ｂを通過す
るパイロット流量とが同時に油圧アクチュエータ１２に
出力され、油圧アクチュエータ１２が駆動されることに
なる。

第４図は２つの高速電磁弁でパイロットスプールのスト
ローク量を規制してパイロット流量を間接的に制御する
方式の油圧回路図であり、特開平２−４６１６２号公報
等にも記載されている。図中、第３図に示す部分と同一
部分には同一符号を付して説明を省略する。１５は第１
および第２の通路９ａ、９ｂ連通する通路を有するパイ
ロット流量制御弁、１６はパイロット室、１７はパイロ
ット室工６内の圧油の圧力に応じて駆動され制御室８内
のパイロット流量を制御するパイロットスプール、１８
はパイロットスプール１７に復帰力を与えるバネ、１９
は油圧ポンプ２とパイロット室１６の通路間に介設され
る第１の高速電磁弁、２０はタンク２１とパイロット室
１６の通路間に介設された第２の高速電磁弁、２２は第
１および第２の高速電磁弁１９．２０を駆動するＰＷＭ
駆動回路である。

この構成によるロジック弁ｌは、ＰＷＭ駆動回路２２の
駆動により第１の高速電磁弁１９が閉じ第２の高速電磁
弁２０が開いている状態にある場合、パイロット室１６
はタンク圧となりパイロットスプール１７は駆動しない
ので供給ポート４と出力ポート５との連通は遮断された
状態となり油圧アクチュエータ１２は駆動されない。一
方、ＰＷＭ駆動回路２２の駆動により第１の高速電磁弁
１９が開いて第２の高速電磁弁２０が閉じた状態になっ
た場合には、パイロット室１６の圧力が油圧ポンプ２の
吐出圧となりパイロットスプール１７が駆動され、制御
室８内のパイロット圧油が第１および第２の通路９ａ、
９ｂを介して出力ポート５へと流出される。このためポ
ペット６が移動し、供給ポート４と出力ポート５とが連
通され、その圧油と、フィードバック絞り７、制御室８
、第１および第２の通路９ａ、９ｂを通過するパイロッ
ト圧油とが同時に油圧アクチュエータ１２に出力される
ことになり、油圧アクチュエータ１２が駆動されること
になる。

［発明が解決しようとする課題］ 第３図に示したロジック弁１の場合、高速電磁弁１０は
本来の特性上から流量制御に対して限界があり、したが
って、制御室８の圧油を直接流量制御するのに限界があ
り、ポペット６の大きさも限定される。また高速電磁弁
は供給ボー・ト４からの圧油を直接に受けるので、高圧
用のものでなければならない。

一方、第４図に示したロジック弁１の場合、第１および
第２の高速電磁弁１９．２０はパイロット室の圧力制御
用であるから容量的には小さくてすむが、２つ必要であ
るのでコスト高である。そしてこの場合も高速電磁弁１
９．２ｏは供給ポート４からの圧力を直接受けるので高
圧用にしなければならず、また供給ポート４の圧力変動
の影響を受けるので、実用的ではない。

本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、
低圧かつ小容量の高速電磁弁を用いることができるパイ
ロット型流量制御ロジック弁を提供することあにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、油圧ポンプに接
続された供給ポートと、前記油圧ポンプの圧油により駆
動される油圧アクチュエータに接続された出力ポートと
、前記供給ポートと前記出力ポートとの間を開閉するポ
ペットと、このポペットに対する圧力を発生する制御室
と、この制御室と前記出力ポートとの間に介在して前記
制御室の圧力を制御するパイロットスプールとを備えた
パイロット型流量制御ロジック弁において、前記パイロ
ットスプールのパイロットポートとタンクとの間に介在
する固定絞りと、前記パイロットポートとパイロットポ
ンプとの間に介在するとともに前記固定絞りと共働して
前記パイロットポートの圧力を制御する高速電磁弁とを
設けたことを特徴とする。

［作用］ 高速電磁弁を閉じた状態に制御した場合には、パイロッ
トポートは固定絞りを介してタンク圧となりパイロット
スプールが作動しない状態にあり、制御室内の圧力が減
圧されることなくパイロット流量がゼロの状態に制御さ
れることになる。これによりポペットが最下端に位置し
て出力ポートからの圧油が遮断される。一方、高速電磁
弁を開いた状態に制御した場合には、固定絞りによりパ
イロットポンプからの圧油がパイロットポートに作用し
てパイロットスプールが作動した状態となる。

これにより制御室内の圧油が出力ポートへと流出されて
制御室が減圧され、ポペットが移動するとともに供給ポ
ートからの圧油が出力ポートへと出力される。

［実施例コ 以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係るパイロット型流量制御ロ
ジック弁の油圧回路図である。図中、第４図に示す部分
と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。３０
はパイロットポンプ、３１は；ペイロット回路の最高圧
を規定するリリーフ弁、３２はパイロットポンプ３０と
パイロット室１６との通路間に配設されパイロットポン
プ３０からの圧油を当該パイロット室１６へ流したり止
めたりする高速電磁弁、３３は高周波パルス信号を高速
電磁弁３２のスプール端に出力してこの高速電磁弁３２
を駆動制御するＰＷＭ駆動回路、３４はパイロット室１
６とタンク３５との通路間に配設された固定絞りである
。　　。

上記高速電磁弁３２は、ＰＷＭ駆動回路３３による高周
波パルスのＰＷＭ駆動により開閉せしめられるが、当該
高周波の１周期における開閉時間の割合（デユーティ−
）を変えることにより高速電磁弁３２の開口面積を等価
的に変えることかでき、これを一種の可変絞りとするこ
とができる。

これにより、固定絞り３４と高速電磁弁３２の可変絞り
との開口面積比によって決まるパイロット室１６の圧力
制御を実行し、さらにはパイロットスプール１７の変位
制御を実行するものである。

第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は固定絞り３４の開口面
積を高速電磁弁３２の開口面積の半分に設定した場合の
特性線図を示す。第２図（Ａ）は縦軸にパイロット室圧
をとり、横軸に高速電磁弁３２のデユーティ−（弁開度
）をとっである。ａ、ｂは高速電磁弁３２の応答時間に
よる不感帯である。図で明らかなように、ｐＷＭ駆動に
おけるデユーティ−を変化させることにより、パイロッ
ト室１６の圧力をタンク圧からリリーフ弁３１で規定さ
れる圧力の８０％まで変化させることが可能である。

第２図（Ｂ）は縦軸にポペット６およびパイロットスプ
ール１７の変位をとり、横軸に第２図（Ａ）で得られる
パイロット室圧をとっである。

パイロット室１１の圧力はバネ１８によりパイロットス
プール１２の変位Ｘ、に置き換えられる。

そして当該変位Ｘ、により制御室８が減圧されポペット
６に変位ＸＭが生じる。ポペット変位ＸＭおよびパイロ
ットスプール変位Ｘ、は両者ともにパイロット室圧の上
昇に比例して増加する。

第２図（Ｃ）は縦軸にポペット変位をとり、横軸にデユ
ーティ−（弁開度）をとっである。この図により、ＰＷ
Ｍ駆動によりデユーティ−を変化させればポペット６の
変位を制御できる二とが明らかである。またその制御範
囲は不感帯ａ、ｂを除く範囲となる。

次にこのように構成されたロジック弁ｌの動作について
説明する。ＰＷＭ駆動回路３３で高速電磁弁３２の開閉
時間の割合を第２図（Ｃ）に示す制御範囲内の任意の値
に設定した場合、パイロット室１６の圧力は、当該任意
の値と固定絞り３４とで決定される値となり、当該圧力
に応じてパイロットスプール１７がバネ１８の反力に抗
して変位する。そしてこのパイロットスプール１７の変
位により第１および第２の通路９ａ、９ｂが導通されて
制御室８内の圧油が出力ポート５へと排出される。これ
により、制御室８が減圧してポペット６が変位し、フィ
ードバック絞り７を通る制御室８への供給流量が増加す
る。ポペット６はパイロットスプール１７の開口面積と
フィードバック絞り７の開口面積との比がある一定値と
なる位置まで移動する。ポペット６の移動は供給ポート
４と出力ポート５とを直接に連通させることになり、そ
の出力ポート５からは前記パイロット流量とメインポン
プ２からの流量とが同時に油圧アクチュエータ１２へと
排出されることになる。

一方、ＰＷＭ駆動回路３３の非作動により高速電磁弁３
２が閉状態に設定された場合、まずパイロットポンプ３
０からパイロット室１６の圧力は固定絞り３４を介して
タンク圧となり、パイロットスプール１７の変位がバネ
１８の反力にしたがって元の状態に戻る。パイロットス
プール１７の復帰にしたがって第１および第２の通路９
ａ、９ｂが遮断され、制御室８内のパイロット圧油が排
出されない状態になるので制御室８の圧力が上昇し、ポ
ペット６が最下端の位置まで戻り、出力ポート５から油
圧アクチュエータ１２へと排出されていた前記パイロッ
ト圧油と油圧ポンプ２からの流量も遮断される。

このように本実施例では、パイロットスプールを制御す
る高速電磁弁をパイロットポンプラインに設置し、パイ
ロットスプールを駆動するためのパイロット室とタンク
との間に固定絞りを設置するように構成したから、その
高速電磁弁は低圧化かつ小容量のものを用いることがで
き、またロジック弁１の流量を制御するのに１つの高速
電磁弁で対応することができ、ひいては構造を簡素化で
き、コストを低減することができる。

［発明の効果コ 本発明によれば、パイロットポンプとパイロットポート
との通路間に高速電磁弁を設けるとともに、タンクとパ
イロットポートとの通路間に固定絞りを設けたので、低
圧かつ小容量の高速電磁弁を用いてパイロット型流量制
御ロジック弁を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るパイロット型流量制御ロ
ジック弁の油圧回路図、第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）
はパイロット室圧、パイロットスプールおよびポペット
変位を示す特性図、第３図および第４図は従来のパイロ
ット型流量制御ロジック弁の断面図および油圧回路図で
ある。 ｌ・・・ロジック弁、２・・・油圧ポンプ、４・・・供
給ポート、５・・・出力ポート、６・・・ポペット、７
・・・フィードバック絞り、８・・・制御室、９ａ・・
・第１の通路、９ｂ・・・第２の通路、１２・・・油圧
アクチュエータ。 １６・・・パイロットスプール、１７・・・パイロット
スプール、１８・・・バネ、３０・・パイロットポンプ
、３２・・・高速電磁弁、３３・・・ＰＷＭ駆動回路、
３４・・・固定絞り。 第２図 デ；−ティー（弁開度） 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）油圧ポンプに接続された供給ポートと、前記油圧
   ポンプの圧油により駆動される油圧アクチュエータに接
   続された出力ポートと、前記供給ポートと前記出力ポー
   トとの間を開閉するポペットと、このポペットに対する
   圧力を発生する制御室と、この制御室と前記出力ポート
   との間に介在して前記制御室の圧力を制御するパイロッ
   トスプールとを備えたパイロット型流量制御ロジック弁
   において、前記パイロットスプールのパイロットポート
   とタンクとの間に介在する固定絞りと、前記パイロット
   ポートとパイロットポンプとの間に介在するとともに前
   記固定絞りと共働して前記パイロットポートの圧力を制
   御する高速電磁弁とを設けたことを特徴とするパイロッ
   ト型流量制御ロジック弁。
2. （２）請求項（１）において、前記高速電磁弁は、パル
   ス幅変調により制御されることを特徴とするパイロット
   型流量制御ロジック弁。