JPH0893712A

JPH0893712A - 油圧パイロットシステム

Info

Publication number: JPH0893712A
Application number: JP24996894A
Authority: JP
Inventors: Hisato Naito; 久人内藤
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1994-09-19
Filing date: 1994-09-19
Publication date: 1996-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明の目的は、電気的な装置を必要とす
ることなく、スプールストロークのヒステリシス及び非
線形性を改善するとともに、信頼性が高く、かつ、簡単
な構成でコストの低減が可能である油圧パイロットシス
テムを提供することである。【構成】パイロット油圧源９から分配されたパイロッ
ト圧を、スプール制御弁Ｖのスプールストローク変位に
応じて変化させてフィードバック信号圧とする可変絞り
１１が、フィードバック手段を構成しているとともに、
パイロット圧を減圧する操作手段と、このパイロット圧
と上記フィードバック信号圧とに応じてバランスするこ
とで、油圧パイロット室４に導かれるパイロット圧を制
御している補償弁１２とが制御機構を構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、パイロット油圧によ
りスプール制御弁を駆動する油圧パイロットシステムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】図２に、従来例の回路図を示す。この従
来例において、スプール制御弁Ｖのスプールの一端には
スプリング３を設け、また他端には油圧パイロット室４
を設けている。この油圧パイロット室４は、パイロット
切換弁８を介してパイロット油圧源９と接続している
が、このパイロット切換弁８は比例ソレノイドなどの電
磁アクチュエータ７により作動する上記電磁アクチュエータ７は、ドライバ６と接続すると
ともに、このドライバ６はコントローラ５と接続してい
る。また、このコントローラ５には電気ジョイスティッ
ク１などの操作手段が接続されている。さらに、この従
来例では変位センサ１０を設けるとともに、この変位セ
ンサ１０によりスプール制御弁２のスプールのストロー
ク変位を検知し、その結果をコントローラ５に電気的信
号としてフィードバックしている。このような油圧パイ
ロットシステムは、主に高所作業車やクレーン車などの
ように、操作性が重視される油圧機械などに使用され
る。

【０００３】次に、この従来例の作用を説明する。電気
ジョイスティック１を操作すると、コントローラ５に指
令信号が送られる。この指令信号に応じてコントローラ
５がドライバ６を制御し、電磁アクチュエータ７へ通電
する。この通電量に応じて電磁アクチュエータ７が作動
するとともに、パイロット切換弁８を切換える。したが
って、このときのパイロット切換弁８の切換量は、上記
通電量に比例したものとなる。このようにパイロット切
換弁８を切換えることで、パイロット油圧源９から、油
圧パイロット室４にパイロット圧が導かれる。そして、
このパイロット圧がスプリング３のバネ力に打ち勝った
とき、制御弁Ｖのスプールが移動するとともに、パイロ
ット圧とスプリング３のバネ力とがバランスした位置
で、スプールが停止する。上記スプールのストローク変
位は、変位センサ１０により検知される。そして、この
結果は電気的なフィードバック信号として、コントロー
ラ５にフィードバックされる。このようにフィードバッ
クされたフィードバック信号と、電気ジョイスティック
１からの指令信号とが、コントローラ５に入力するとと
もに、これらの信号の偏差をなくすことで、スプールス
トロークのヒステリシス及び非線形性を改善している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかる構成の油圧パイ
ロットシステムでは、スプール制御弁Ｖのスプールスト
ローク変位を、フィードバック手段としての変位センサ
１０により、電気的にコントローラ５にフィードバック
している。したがって、制御機構として、上記のように
電気ジョイスティック１、コントローラ５、ドライバ６
及び電磁アクチュエータ７などの電気的な装置を必要と
し、それだけ構成が複雑になるとともに、コストがかか
ってしまう。さらに、電気的な装置を用いているため
に、故障の可能性が大きく、信頼性にも問題があった。
この発明は、電気的な装置を必要とすることなく、スプ
ールストロークのヒステリシス及び非線形性を改善する
とともに、信頼性が高く、かつ、簡単な構成でコストの
低減が可能な油圧パイロットシステムを提供することで
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、一端にスプ
リングのばね力を作用させ、他端に油圧パイロット室を
設けたスプール制御弁と、この油圧パイロット室に、パ
イロット油圧源から導かれるパイロット圧を制御してい
る制御機構と、スプール制御弁のスプールストローク変
位を、上記制御機構にフィードバックするフィードバッ
ク手段とを備えた油圧パイロットシステムを前提にす
る。上記の油圧パイロットシステムを前提にしつつ、こ
の発明は、上記フィードバック手段は、パイロット油圧
源から分配されたパイロット圧を、スプール制御弁のス
プールストローク変位に応じて変化させてフィードバッ
ク信号圧とする可変絞り弁から構成され、また、上記制
御機構は、パイロット圧を減圧する操作手段と、このパ
イロット圧と上記フィードバック信号圧とに応じてバラ
ンスすることで、油圧パイロット室に導かれるパイロッ
ト圧を制御している補償弁とから構成した点に特徴を有
する。

【０００６】

【作用】この発明の油圧パイロットシステムは、スプー
ル制御弁Ｖのスプールストローク変位に対して、フィー
ドバック信号圧を発生する可変絞り弁と、このフィード
バック信号圧によりバランスする補償弁を備えているの
で、スプールストロークのヒステリシス及び非線形性を
改善することが可能である。

【０００７】

【実施例】図１に、この発明の実施例を示す。この実施
例において、スプール制御弁Ｖの一端にはスプリング３
を設けている。また、他端には、油圧パイロット室４を
設けるとともに、この油圧パイロット室４内にフィード
バック信号発生用の可変絞り弁１１を設けている。そし
て、この可変絞り弁１１のパイロット圧導入ポート１５
をパイロット油圧源９に接続し、制御ポート１６を補償
弁１２の一方のパイロット室１８に接続し、タンクポー
ト１７をタンクＴに接続している。このようにした絞り
弁１１は、図示のノーマル位置１１ａにあるとき、パイ
ロット圧導入ポート１５が閉ざされるとともに、制御ポ
ート１６とタンクポート１７とが最大に開口した状態で
連通する。また、油圧パイロット室４がスプール制御弁
Ｖのスプール２とともにフルストロークしたとき、パイ
ロット圧導入ポート１５と制御ポート１６とが最大に開
口した状態で連通し、タンクポート１７が閉ざされるこ
とになる。

【０００８】そして、この可変絞り弁１１は、次のよう
に機能する。すなわち、スプール２が図示のノーマル位
置１１ａにあるとき、上記したように、制御ポート１６
とタンクポート１７とを連通させる開度が最大になる一
方、パイロット圧導入ポート１５が閉ざされる。そし
て、スプール２がスプリング３に抗して徐々に移動して
いくと、その移動量に応じて、制御ポート１６とタンク
ポート１７との連通開度が徐々に小さくなる一方、それ
に対してパイロット圧導入ポート１５と制御ポート１６
との連通開度が大きくなっていく。また、スプール２が
スプリング３に抗してフルストローク位置１１ｂにある
ときには、パイロット圧導入ポート１５と制御ポート１
６との連通開度が最大になる一方、タンクポート１７が
閉ざされることになる。つまり、この可変絞り弁１１
は、ノーマル位置１１ａからフルストローク位置１１ｂ
までの過程では、パイロット圧導入ポート１５から制御
ポート１６に流れる流量と、パイロット圧導入ポート１
５からタンクポート１７に流れる流量とを、スプール２
の移動位置に応じて制御するものである。

【０００９】上記補償弁１２は、図示のノーマル位置１
２ａにあるとき、パイロット圧導入ポート１９が閉ざさ
れるとともに、パイロットポート２０とタンクポート２
１とが最大に開口した状態で連通する。また、補償弁１
２がスプリング１４に抗して切り換え位置１２ｂに切り
換わったとき、パイロット圧導入ポート１９とパイロッ
トポート２０とが最大に開口した状態で連通し、タンク
ポート２１が閉ざされる。そして、この補償弁１２は、
ノーマル位置１２ａから切り換え位置１２ｂに至る過程
で、パイロットポート２０とタンクポート２１との連通
開度が徐々に小さくなる一方、それに対してパイロット
圧導入ポート１９とパイロットポート２０との連通開度
が大きくなっていく。つまり、この補償弁１２は、ノー
マル位置１２ａから切り換え位置１２ｂまでの過程で
は、パイロット圧導入ポート１９からパイロットポート
２０に流れる流量と、パイロット圧導入ポート１９から
タンクポート２１に流れる流量とを、その切り換え量に
応じて制御するものである。

【００１０】また、この発明の操作手段を構成するリモ
コン弁１３は、そのインポート２２をパイロット油圧源
９に連通させ、アウトポート２３を、補償弁１２であっ
てそのパイロット室１８と対向するもう一方のパイロッ
ト室２４に連通している。そして、このリモコン弁１３
は、パイロット油圧源９の圧力を減圧してアウトポート
２３から流出させるが、そのアウトポート２３側の圧力
は、操作レバー２５の操作量に比例するようにしてい
る。なお、これらリモコン弁１３と補償弁１２により、
この発明の制御機構を構成するものである。

【００１１】次に、この実施例の油圧パイロットシステ
ムの作用について説明する。いま、スプール制御弁Ｖの
目的の切り換え量に応じて、レバー２５を操作する。こ
のレバー２５の操作量に応じて、アウトポート２３から
出力されるパイロット圧が決められる。このパイロット
圧は、補償弁１２の一方のパイロット室２４に作用す
る。このときスプール制御弁Ｖがまだストロークしてい
ないので、補償弁１２の他方のパイロット室１８がタン
ク１７に開放されたままの状態を維持している。したが
って、補償弁１２は、他方のパイロット室１８側に設け
たスプリング１４に抗して切り換わる。このようにして
補償弁１２が切り換わると、リモコン弁１３で制御され
たパイロット圧が油圧パイロット室４に作用し、スプー
ル２を切り換える。このようにスプール制御弁Ｖのスプ
ール２がストロークすると、それにともなって可変絞り
弁１１も切り換わるとともに、そのときの絞り１１ａの
開度に応じたパイロット圧が、パイロット油圧源９から
パイロット導入ポート１５及び制御ポート１６を経由し
て、補償弁１２のパイロット室１８に導かれる。

【００１２】したがって、補償弁１２は、一方のパイロ
ット室２４の作用力と、他方のパイロット室１８の作用
力にスプリング１４のバネ力をプラスした作用力とが、
バランスする位置を保つようになる。このバランス位置
は、結局、パイロットポート２０から出力されるパイロ
ット圧が、他方のパイロット室１８のパイロット圧に対
して、スプリング１４のばね力に相当する圧力分だけ、
高くなるように制御されることになる。そして、スプー
ル制御弁Ｖの切り換え量は、上記のようにして制御され
た油圧パイロット室４の圧力によって決められる。

【００１３】ただし、このとき、スプール制御弁Ｖが目
的の切り換え量以上に切り換わると、可変絞り弁１１の
フルストローク位置１１ｂ側の開度が大きくなるので、
その分、補償弁１２のパイロット室１８の圧力が高くな
る。そのために、補償弁１２がノーマル位置１２ａの方
向に戻されるので、パイロットポート２０から出力され
るパイロット圧が低くなる。したがって、スプール制御
弁Ｖは、スプリング３のばね力によって、その切り換え
すぎが補正されることになる。反対に、スプール制御弁
Ｖの切り換え量が、目的の切り換え量に達しないと、今
度は、絞り１１ａ側の開度が大きくなるので、補償弁１
２のパイロット室１８内の圧力が低くなる。そのために
パイロット室２４内の圧力が相対的に高くなり、補償弁
１２が切り換え位置１２ｂ側に切り換わり、パイロット
ポート２０から出力されるパイロット圧も高くなる。し
たがって、スプール制御弁Ｖは、スプリング３に抗して
ストロークし、切り換え量不足を補正することになる。

【００１４】以上述べた実施例においては、スプール制
御弁Ｖのスプールストローク変位に対して、フィードバ
ック信号圧を発生する可変絞り弁１１と、このフィード
バック信号圧によりバランスする補償弁１２を備えてい
るので、スプールストロークのヒステリシス及び非線形
性を改善することが可能である。また、従来例の油圧パ
イロットシステムのように、電気的な制御装置を使用す
る必要がなく、装置の簡素化とともにコストの低減が可
能となる。さらに、油圧による制御をおこなっているの
で、電気的な制御に比べて故障の可能性が小さく、信頼
性の向上が可能となる。なお、図示はしないが、例えば
可変絞り弁１１と補償弁１２の間に、圧力センサを介在
させるとともに、この圧力を図示していない母機コント
ローラーなどにフィードバックさせることで、さらに操
作性を向上させることも可能となる。

【００１５】

【発明の効果】この発明によれば、スプールストローク
のヒステリシス及び非線形性の改善とともに、油圧によ
る制御によって、装置の簡素化とともにコストの低減が
可能となる。さらに、電気的な制御に比べて故障の可能
性が小さく、信頼性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の油圧パイロットシステム回
路図である。

【図２】従来例の油圧パイロットシステム回路図であ
る。

【符号の説明】

２スプール３スプリング４油圧パイロット室９パイロット油圧源１１可変絞り弁１２補償弁１３リモコン弁１４スプリングＶスプール制御弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端にスプリングのばね力を作用させ、
他端に油圧パイロット室を設けたスプール制御弁と、こ
の油圧パイロット室に、パイロット油圧源から導かれる
パイロット圧を制御している制御機構と、スプール制御
弁のスプールストローク変位を、上記制御機構にフィー
ドバックするフィードバック手段とを備えた油圧パイロ
ットシステムにおいて、上記フィードバック手段は、パ
イロット油圧源から分配されたパイロット圧を、スプー
ル制御弁のスプールストローク変位に応じて変化させて
フィードバック信号圧とする可変絞り弁から構成され、
また、上記制御機構は、パイロット圧を減圧する操作手
段と、このパイロット圧と上記フィードバック信号圧と
に応じてバランスすることで、油圧パイロット室に導か
れるパイロット圧を制御している補償弁とから構成され
ることを特徴とする油圧パイロットシステム。