JPH0799164B2 - 二路比例絞り弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は一般的に位置制御される液圧作動の調節剤の制
御圧力を発生する液圧装置で制御スプールが位置制御回
路の所望値と現在の値の差に応じて調節可能である装置
に関する。この装置で制御弁の制御スプールが制御部材
の液圧供給制御室をタンク又は液圧源に接続する。特に
本発明はパイロット制御の絞り弁に関し、制御圧力媒
体、即ちパイロット圧力媒体が改良された態様で供給さ
れる絞り弁に関するものである。媒体は例えば油が使用
される。

従来の技術 二路比例絞り弁は既知である。この弁は一般に主弁とパ
イロット制御弁とを有する。比例ソレノイドが通常はパ
イロット制御弁に付随し、位置指示手段が主弁に結合さ
れている。

ドイツのマンネスマンレックスロス社（Mannesman Rex
roth GmbH）の文献RW29203/4.83によれば、既知の二路
比例絞り弁が記載されている。この二路比例絞り弁はあ
る作動条件の不安定を示している。この不安定について
は第１図の説明に関連して後に触れることとする。この
既知の弁については後に詳述するがすべての作動条件に
ついて所謂二縁即ち２ラント制御を使用する。二縁制御
モードの一般的利点は変動に応ずる高い感度とそれに対
する作動の点にある。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は前述の形式の二路比例絞り弁を提供し、
作動の間の弁不安定性を除くことにある。

更に本発明の目的はパイロット弁と主弁とから成る二路
比例絞り弁を提供し、動的に高度の要求に対し弁の作動
を一縁制御モードから二縁制御モードに自動的に切換可
能とすることである。一縁制御モードは一般的に安定的
な作動を行うが、動的な応答性は二縁制御モードの方が
高度である。一縁制御、二縁制御モードに就いては更に
後に触れる。

問題点を解決するための手段 本発明による二路比例絞り弁、特にこの二路比例絞り弁
の主弁の構成は、通常の作動範囲に於いては一縁制御
で、その範囲以外では二縁制御で作動され、例えば圧力
媒体供給手段の一部に閉塞等が生じても作動が停止され
ることなく二縁制御で継続されるようにしたものであ
る。

以下の説明は圧力媒体を油とする。油は好適であるが本
発明の弁は他の圧力媒体を使用することができる。便宜
上、以下の記述に於いて油として説明する場合も、これ
を以て種々の利用可能な圧力媒体を代表するものとす
る。

実施例 本発明を例示とした実施例並びに図面について説明す
る。

第１図は既知の二路比例絞り弁100を示し、オリフィス
として使用でき、流路の開口所望量は所望値に対応する
電気信号により設定される。

二路比例絞り弁100は単縁絞り弁の形式とした主弁９
と、パイロット制御弁５と、位置指示手段４と、比例ソ
レノイド６とを有する。

第１図の絞り弁100に於いて、カバー１に主弁９のスリ
ーブ２がねじ込まれている。スリーブ２内に主スプール
３が往復滑動可能に組み入れられてスプリング室８のば
ね13によって閉鎖位置に押圧されている。更に、カバー
１に指示手段４と、比例ソレノイド６を含むパイロット
制御弁５とがねじ込まれている。

圧力媒体又は油の流通方向はＡからＢ、又はＢからＡで
ある。ＡからＢへ向う流れとすればスリーブ２にポンプ
孔22（Ａ）と供用孔20（Ｂ）とが設けられる。圧力媒体
接続口Ｘは孔Ａと連通させカバー１内の圧力媒体通路14
に連通させる。圧力媒体出口即ちドレイン孔Ｙはカバー
１内に形成したタンク接続通路19に連通させ、ほぼ無圧
力で図示のないタンクに導かれる。

比較手段である増幅器７に於いて、主弁の所望の開口値
（即ちこの所望値を表わす増幅器に入力された外部信
号）と、実際の開口値（位置指示手段４により増幅器７
にフィードバックされた信号）とを比較する。この二つ
値の間の差の値に応じて制御電流の形態での電気的制御
信号が比例ソレノイド６に送られる。比例ソレノイド６
とパイロット制御弁５は前記の電気的制御信号を対応す
る距離に変換し、この距離に関連してその中の後述する
制御スプールを介して主弁の開口値を制御する。（パイ
ロット制御弁と主弁との接続関係は以下のパイロット制
御弁の構成の説明に於て明らかとする。） 位置制御回路の構成素子が互いに関連して調節され、所
望値と主スプール３の動きとが直接的に比例する様にな
されている。従って、オリフィスに於ける一定圧力差に
対してはＡからＢへの圧力媒体又は油の流量は主スプー
ル３の動きと窓部10の形状、又は寸度のみにより定ま
る。

ここでパイロット制御弁５の構成と、それに関連する部
分を説明する。パイロット制御弁５はパイロット制御ス
プール18を含み、この位置は前述の比例ソレノイド６に
より調節可能となっている。圧力媒体、又はパイロット
制御油の供給は前述の圧力媒体通路、即ち制御油通路14
を介し、この通路14から第１図に於いてカバー１内を水
平方向に鎖線で便宜的に略示されている通路を介してパ
イロット制御弁スプールスペース16に送られる。スプー
ルスペース16は又カバー１に設けた油通路17を介して主
弁のスプリング室８に通じている。その接続口Ｘからス
プリング室８に至る通路を説明の便宜上第１のパイロッ
ト圧力媒体通路と称することとする。従ってパイロット
制御スプール18はその位置に応じての二縁制御を行いカ
バー１の通路17を介してのスプリング室８への圧力制御
媒体、即ち／又は油の供給量を制御する。

従って、パイロット制御弁５は二縁制御の原理に従って
作動し、主弁のスプリング室８の圧力は、スプリング負
荷された主スプール３に作用するポンプ孔22からの圧力
に均衡して、主スプール３が与えられた所望値（所望開
口値）に応ずる位置に動くように調節される。

万一電流が遮断された様な場合にはオリフィスが自動的
に閉鎖され、安全性を保つ様になされている。

主制御スプール３はスプリング室８内の端部を位置指示
手段４のロッド12に連結されている。ロッド12は主スプ
ール３の長手方向軸線25上にある。ロッド12の端部付近
の主スプール３に横孔24を設け、ロッド12を主スプール
３に取付けるのを容易にしている。

第１図に示す二路比例絞り弁100は概ね優れた作動を行
うがある作動条件では二路比例絞り弁100に結合した液
圧系統の不安定が生じ、満足な作動を阻害することにな
る場合がある。この異常な状態、又は障害となる不安定
とは、例えば次の様な場合である。この様なパイロット
弁制御においては、主弁のスプールに作用するスプリン
グ室８が制御スプールの二つの制御縁によりポンプ側
か、又はドレインを介してタンクに接続される。主弁の
ポンプ側で圧力媒体供給のための媒体脈動が生ずると、
この脈動が主弁スプールに作用し、スプールを介して位
置指示手段４に伝えられ更にこれが比較手段である増幅
器７に伝達されて制御信号を発生し、これを比例ソレノ
イド６に与えソレノイドが一つの方向又は他の方向に動
き、これによりパイロット制御弁のスプール18がスプリ
ング室８をポンプ側か又はドレイン側に接続して主スプ
ールの位置を所望値とする。この場合に、スプリング室
８に於ける圧力増加、又は圧力低下が或る程度以上にな
ると、主弁スプール３の位置修正が、ポンプ圧力脈動に
対して、二縁制御の高い応答性のために過度補償となり
得て、脈動の制御に必要以上な距離を動いて圧力制御系
統全般に於て往復的な振動状態を起こしかねない場合が
ある。これが不安定状態の例である。この様な状態を防
ぐために、ポンプ孔側とパイロット制御弁との間の圧力
媒体通路に制限的なノズルを設けることも考えられたが
充分ではなかった。

第２図は上記の如き不具合のない本発明による二路比例
絞り弁101を示し、既知の弁100に使用した同じ符号を可
能な場合には第１図第２図に共通に使用する。

第２図に示す本発明の弁101は第１図の弁100と同様にパ
イロット制御弁30と、比例ソレノイド６、位置指示手段
４を有し、各部品がカバー１に取付けられている。弁10
1は更に主弁90を有し、これと第１図の主弁９との差異
は後述する。第２図に示すパイロット制御弁30は第１図
のパイロット制御弁５に比較して構造的には一致する
が、この制御弁への制御油の供給は本発明の弁101では
通常油通路17及び他の連結手段を介して行われる。尚第
２図に示すパイロット制御弁は本発明の説明を容易にす
るために便宜上第１図と異なる表示で示してある。

本質的に重要な点は、本発明の主弁90に第２のパイロッ
ト圧力媒体通路を設けて主スプール３のポンプ側をスプ
リング室８側に連通させスプリング室８は前記の油通路
17を介してパイロット制御弁30のパイロット圧力媒体ス
ペース47に通じている。更にパイロット制御弁30に設け
る制御縁手段は単一縁制御の形態とされている。更に後
述するが、パイロット制御弁30の制御スプールの二つの
制御縁の内の一方のみが通常パイロット制御圧力媒体の
制御に関与し、他方の制御縁は異常、障害時に作用に参
加する様になされている。即ち正常作動の間は一縁制御
モードで作動し、緊急時には二縁制御モードとなる様に
なされている。尚この様な制御モードのために第１図で
説明した第１のパイロット圧力媒体通路が本発明の弁10
1にも維持されて居り、更に後述の別の連結手段がパイ
ロット圧力媒体供給用として設けられている。

第２図に示す実施例は主スプール30のポンプ側端部
（Ａ）は連結手段によってスプリング室８側に連結され
ている。連結手段は主スプールに於ける長手方向孔40を
含みスプール室８の部分で１つ又は複数の横孔41によっ
てスプリング室８に連結される。実施例では長手方向孔
40は長手方向軸線25に沿って延在させている。

他の例として、連結手段の全部又は一部をスリーブ２の
壁を通すことも出来るが、連結手段を主スプール３内を
通すのが望ましい。スプリング室８は上述の制御油通路
17によってパイロット制御弁30に連通し、パイロット制
御油は環状凹部48に供給される。制御油は環状凹部48か
ら横孔34を経てパイロット制御スプール35の環状凹部33
即ちパイロット圧力媒体スペース47に流れる。正常作動
の間はパイロット制御スプール35の調節を生ぜしめる電
気信号の形態のあらかじめ定めた所望値により、決まる
量の油が横孔31を介してドレイン孔に流れる。ドレイン
に流れる制御油の量は制御スプール35の制御縁部51（後
の説明便宜上第２の制御縁と称する）の形成される一縁
制御手段によって制御される。弁101の正常制御の間は
パイロット制御スプールの制御縁部52は（第１の制御縁
と称す）は制御範囲外にありその作用を必要とされな
い。従って第１のパイロット圧力媒体通路からのパイロ
ット圧力媒体の供給は正常作動の間は行われない。正常
作動間の全体のパイロット制御油供給はポンプ孔22から
長手方向孔40、横孔41、スプリング室８、制御油通路17
を経て環状凹部48に供給される。尚、前記の連結手段4
0,41を便宜上第２のパイロット圧力媒体通路と称する。

更に本発明は、作動の確実さのために第１図に示した第
１のパイロット制御油通路を前述の如く併せ備えてい
る。即ち、101においてもパイロット制御油を制御油通
路14に導き、更に図示しない通路を経て環状凹部37に導
いている。横孔32は凹部37をパイロット制御弁30のスリ
ーブの環状凹部33に連通させる様になるが正常作動間は
環状凹部33に形成した圧力媒体スペース47は横孔32には
連通しない。このためパイロット制御油はここのパイロ
ット圧力媒体スペース47には弁の正常作動の間は第１の
パイロット制御媒体通路を介して供給されない。もし例
えば主スプール３を通る制御油の供給が停止した様な時
或いは過度補償による不安定振動惹起の惧れがある場合
は自動的に位置指示手段４、比例ソレノイド６がパイロ
ット制御弁30を作動させパイロット制御油を横孔32を経
てパイロット圧力媒体スペース47に導き、これによって
第１図に示す弁100と同様に第１縁52、第２縁51による
二縁制御モードによる作動を行う。上述の如く二縁制御
のみの従来技術ではなく、第１と第２のパイロット圧力
媒体通路を兼ね備えることにより、一縁制御と二縁制御
の二つの制御態様即ち制御モードが与えられ、比較的に
小さな制御圧力の変動である通常の作動範囲に於いては
過敏反応性のための不安定を示す二縁制御ではなく安定
した一縁制御のモードで作動され、またこの様な通常の
作動範囲外、例えば前記の通常の作動範囲外の大きな制
御圧力変動、または圧力媒体経路の一部閉塞に対しては
自動的に二縁制御モードに変換されて、作動の停止等を
招かずに作動が継続され、二縁制御のみに依存する従来
技術の問題点を解消する。

主スプール３のポンプ側をスプリング室側に連結する第
２のパイロット圧力媒体通路に制限手段例えばジェット
手段又はノズル54を設ける。ノズル54は長手方向孔40の
ポンプ側の端部とするのが望ましい。原則的にはノズル
又はジェット手段は主スプールに於てポンプ側とスプリ
ング室8,42側との間の任意の位置とすることが出来る。
例えばこの様な制限手段をノズルを横孔41内とすること
もできる。

図示の例では主スプール３のポンプ側とスプリング室側
とを連結する長手方向孔40と横孔41とを設ける。又主ス
プールに斜めの孔を設けて所要の連結とし、長手孔、横
孔の二種の孔の代りとすることもできる。又場合によっ
ては、何れにしても存在する横孔24を利用することも出
来る。

本発明によって種スプール３を介してパイロット制御油
を供給する様にすることは製造経費点についても有利で
ある。この設計はカバー１を介し、また二縁制御手段
（51,52）を介しての既知のパイロット制御圧力媒体の
供給を何ら問題なく維持しておくことが出来る様にす
る。第１図、第２図について説明した絞り弁は、一つの
ユニットとして取扱い出来る所謂カートリッジ式の設計
となっている。従ってパイロット弁及び主弁の本体、即
ちスリーブは既設の所要油通路を有する上述のカバー１
の如きプレート部材に挿入して使用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は既知の二路比例絞り弁の一部断面とした図、第
２図は本発明による二路比例絞り弁の一部断面とした図
である。 １……カバー、２……スリーブ、３……主スプール、４
……位置指示手段、5,30……パイロット制御弁、６……
比例ソレノイド、７……比較手段、８……スプリング
室、9,90……主弁、12……ロッド、14,17,40,41……圧
力媒体通路、19……タンク接続口、20……供給圧力接続
口 Ａ（22）……ポンプ孔、Ｂ（20）……供用孔

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】二路比例絞り弁で、 カバー（１）と； 前記カバー（１）に於ける主弁（90）で、 ポンプ孔（Ａ）と供用孔（Ｂ）でその間に圧力媒体通路
   を画定するポンプ孔（Ａ）と供用孔（Ｂ）、 前記圧力媒体通路の開口サイズを位置により制御する主
   スプール（３）、 前記主スプールに付随し前記圧力媒体通路の開口値に対
   応する主スプールの位置を示す為の位置指示手段
   （４）、 前記ポンプ孔（Ａ）と反対側に位置し前記主スプールを
   前記ポンプ孔側に押圧するスプリング（13）を含むスプ
   リング室（42）、 を有する主弁（90）と； 前記カバー（１）に於けるパイロット制御弁（30）で、 パイロット圧力媒体スペース（47）、 第１と第２の縁（52,51）を有するパイロット制御スプ
   ール（35）、 ドレイン孔手段（Y,19） を有するパイロット制御弁（30）と； 前記パイロット制御スプールに接続された比例ソレノイ
   ド（６）と； 前記カバーと前記パイロット制御弁とを通過しパイロッ
   ト圧力媒体をポンプ側から前記スプリング室に供給する
   ための第１のパイロット圧力媒体通路（X,14,16,32,34,
   17）で前記パイロット圧力媒体の供給を制御する第１の
   縁（52）を経由し、前記パイロット圧力媒体スペースが
   前記第１の圧力媒体通路の一部（34,17）との組み合わ
   せにより前記スプリング室に接続され、また前記第２の
   縁（51）との組み合わせにより前記ドレイン孔手段（Y,
   19）に接続されている第１のパイロット圧力媒体通路
   と； 使用者の所望の前記圧力媒体通路の開口値と前記位置指
   示手段（４）により指示される前記圧力媒体通路の実際
   の開口値とを比較し前記二つの値の差を表す信号を前記
   比例ソレノイドに送り前記主スプールの位置を制御する
   様に前記パイロット制御スプールを生じせしめる比較手
   段（７）と； を備える二路比例制御弁に於いて、 制限手段（54）を有する第２のパイロット圧力媒体通路
   （40,41）が前記ポンプ孔側と前記スプリング室側との
   間で前記主弁の中に設けられ、 それにより前記二路比例絞り弁が通常の作動の間、前記
   第２のパイロット圧力媒体通路、前記第１のパイロット
   圧力媒体通路の前記一部、前記パイロット圧力媒体スペ
   ース、前記第２の縁（51）、前記ドレイン孔手段により
   前記第１の縁（52）の作用なしで、一縁制御モードで作
   動し、異常の場合には前記第１の縁が付加的に作用して
   二縁制御モードで作動することを特徴とする二路比例絞
   り弁。
2. 【請求項２】前記第１項の二路比例絞り弁に於いて、 前記第２のパイロット圧力媒体通路が前記主スプールを
   部分的に通過する様になされている二路比例絞り弁。
3. 【請求項３】前記第２項の二路比例絞り弁に於いて、 前記第２のパイロット圧力媒体通路が前記主スプールに
   縦方向の孔を含み、前記縦方向の孔がその入口端をポン
   プ接続口に接続されている二路比例絞り弁。
4. 【請求項４】前記第３項の二路比例絞り弁に於いて、 前記制限手段が前記縦方向の孔の入口側に配置されてい
   るジェット手段である二路比例絞り弁。
5. 【請求項５】前記第４項の二路比例絞り弁に於いて、 入口側と反対の縦方向の孔の端部が主スプールの横孔を
   介してスプリング室側と接続されている二路比例絞り
   弁。