JPS58502157A - 負荷応答式流体制御弁 - 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】 浮華応答式流体制御弁 技術分野 本発明は、大雑杷に言って、負荷応答式流体制御弁およびこのような弁を組込ん であって負のシステム負荷からエネルギを供給する流体動力／ステムに関する。

もつと詳しく言えば、本発明は、負の負荷の比例制御を行ない、負の負荷圧力と 弁出口圧力の差を一定に保つことのできる負荷応答式方向・流量制御弁に関する 。

またさらに詳しく言えば、本発明は、負の負荷圧力と弁出口圧力の差を制御する レベルを変えることかでき、しかもこの差圧を制御を各制御レベルで自動的に一 定に保つ方向制御弁のパイロット作動式負荷応答制御器に関する。

クローズドセンタ型負荷応答式方向　流量制御弁は、負荷圧力と無関係に負の負 荷の速度を比例制御することができると非常に望ましい。このような弁は、流体 絞り作用によって、自動的に負の負荷圧力と弁出口圧力の差を一定に保つ。負の 負荷と弁出口の間に設けられた可変オリフィスが負の負荷から供給される流れの 量を変えるようになっており、各オリフィス面積は異なった流量レベルに一致し 、流量が負の負荷の大きさの変化と無関係に一定に維持される。負の負荷を制御 するだめのこのような負荷応答式方向制御弁が米国特許第３，７４４，５１７号 （１９７３年７月１０日）および同第３，８８２，８９６号（１９７５年５月１ ６日）に開示されている。しかしながら、これらの弁は負の負荷を比例制御する には効果的であると同時に、各弁の前後で一定の圧力差、したがって、一定の絞 り作用を与える。この一定圧力差は制御弁の製造中に予め決定されており、負の 負荷の制御中に変えることはできない。また、これらの弁では制御器の動作中に 負荷圧力信号を増幅せず、比較的大きいエネルギ・レベルの制御信号を必要とす る。

発明の要旨 したがって、本発明の主目的は、負の負荷圧力と弁出口圧力の差を制御するレベ ルを変えることができ、この差制御を各制御レベルで自動的に一定に保つことの できる、弁の制御の制御のための改良パイロット作動型負荷応答式方向制御弁を 提供することにある。

本発明の別の目的は、流量モータと弁出口の間にあるオリフィスの面積を変えて このオリフィス前後の圧力差を成る特定のレベルで一定に保つか、あるいは、こ のオリフィスの前後で作用する圧力差をオリフィスの面積を一定に留めながら制 御することによって負の負荷の制御を行なうことのできる方向制御弁のノマイロ ソト作動型負荷応答式制御器を提供することにある。

本発明の別の目的は、外部制御信号に応答して計量オリフィス前後の制御圧力差 を変えることのできる、方向制御弁のパイロット作動型負荷応答式制御器を提供 することにある。

本発明の別の目的は、外部制御信号が最小の力レベルで負の負荷を制御する負荷 応答式方向制御弁の計量オリフィス前後に作用する圧力差を調節、制御すること ができ、負の負荷を計量オリフィスの面積を変えることによって制御する、方向 制御弁のパイロット作動型負荷応答式制御器を提供することにある。

本発明の別の目的は、パイロット作動型弁制御器に供給される制御信号を変更し て負の負荷を制御する負荷応答式方向制御弁のオリフィスを描切る圧力差を制御 する、方向制御弁の負荷応答式制御器を提供することにある。

本発明の別の目的は、弁制御器の増幅ステージに最小エネルギ・レベルで供給さ れる制御信号を変更して負荷応答式方向制御弁のオリフィス前後の圧力差を制御 ｊする、方向制御弁の負荷応答式制御器を提供することにある。

簡単に言えば、本発明の前記および他の付加的な目的、利点は、成る制御入力、 すなわち、計量オリフィスの面積の変化に応答して負の負荷から供給される流体 を絞って負の負荷圧力と弁出口圧力の成る一定の圧力差を所定のレベルに制御す るか、あるいは、別の制御入力、すなわち、制御信号の圧力の変化に応答して負 の負荷圧力と弁出口圧力の差を制御するレベルを変え、この差圧制御を増幅ステ ージに低いエネルギ制御信号を受ける弁制御器によって自動的に各制御レベルで 一定に保つ、方向制御弁の新規な負荷応答式制御器を提供することによって達成 される。このようにして、負荷は同一の制御性能を提供する入力に応答して制御 され得る。あるいは、計量オリフィスの面積の変化によって負の負荷を制御する 制御作用に重ねて可変圧力差制御を行なうことができる。したがって、この制御 システムは、オペレータからの手動制御入力を電気論理回路またはマイクロプロ セッサによって変えることのできる用途に非常に良く適する。

本発明のこれ以上の目的は、添付図面に示しかつ以下に詳しく説明する本発明の 好ましい実施例から明らかになろう。

図面の簡単な説明 第１図は成る所定のレベルからゼロレベルまでの差圧制御レベルの調節を行なう パイロット型負荷応答式負負荷圧力絞９制御器および流体モータ、溜めを示す概 略図である。

第２図は成る最小の所定値から最大レベルまでの差圧制御レベルの調節を行なう パイロット作動型負荷応特表昭５８−５０２１５７（３） 答式負負荷圧力絞り制御器および流体モータ、溜めを示す概略図である。

第６図は第１図のパイロット作動型負荷応答式負負荷圧力絞り制御器の別の実施 例を流体モータ、溜めと共に示す概略図である。

第４図は第６図の制御器を用いている負負荷制御用四方向負荷応答式方向制御弁 を通る断面図であってシステム・ポンプおよび溜めを概略的に示す図である。

第５図は第１図から第４図の負荷応答式制御器に通じる手動制御入力部の概略図 である。

第６図は第１図から第４図までの負荷応答式制御器に通じる液圧制御入力部の概 略図である。

第７図は第１図から第４図の負荷応答式制御器に通第１図を参照して、ここに示 す液圧システムは負の負荷Ｗによって発生する負負荷圧力Ｗを受ける流体モータ １０を包含する。供給管路１１がこ゛の流体モータ１０を可変オリフィス１２お よび管路１３を通して差動絞り制御器（全体的に１４で示す）に接続している。

全体的に１５で示す絞り部と、全体的に１６で示す信号変更部とからなる差動絞 り制御器１４は・・ウジング１７を包含する。このハウジング１７は入口室１８ と、出口室１９と、第１の制御室２０と、低圧室２１とを有し、これらの室はす べて絞りスプール２３を摺動自在に案内する内径部２２によって接続されている 。絞リスプール２３はランド２４．２５および止め２６を備えており、さらに絞 りスロット２７を備えている。

この絞りスロットは入口室１８と出口室１９との間でカットオフ縁２８で終って いる。絞りスプール２３の一端は第１の制御室２０に突入しており、この第１制 御室２０は通路２９を通して全体的に３０で示すパイロット弁部と連通している 。絞りスプール２３の他端は低圧室２１に突入しており、この低圧室は通路３１ 、管路３２を通してシステム溜め３３と接続している。

第１制御室２０内で制御ばね３４がハウジング１７と絞りスプール２３との間に 設置しである。絞り部１５の出口室１９はボート３５、管路３２を介してシステ ム溜め３３と接続している。パイロット弁部３０は第２制御室３６、環状空間３ ７および空ｆ′Ｉｉｉ　３８を備え、これらはパイロット弁スプール４０を軸線 方向に案内する内径部３９によって接続している。第２制御室３６は管路４１、 オリフィス４２および管路４３によって可変オリフィス１２の下流に接続してい る。空間３８は管路４４によって可変オリフィス１２の上流に接続している。環 状空間３７は通路２９によって第１制餌室２０と接続し、また、漏洩オリフィス ４５、通路３１、メート３５および管路３２を通して／ステム溜め３３と連絡し ている。パイロット弁スプール４０は、計量ランド４６、ランド４７を備え、環 状空間４８を構成しており、第２制御室３６にそれがばね４９と係合していると ころで突入している。環状空間４８は通路５０と通して通路３１と接続しており 、この通路３１はシステム溜め３３に接続している。第２制御室３６はボート５ １を通して供給室５２とも接続しており、この供給室は内径部５３を通して第６ の制御室５４、排出室５５と接続している。内径部５３は制御スプール５６を摺 動自在に案内しており、この制御スプール５６はラン１５７を備え、このラン１ は絞りスロット５８を備え、供給室５２と第６制御室５４との間に位置している 。制御スプール５６は、また、供給室５２と排出室５５を分離しているラン１５ ９とフランツ６０も備えている。ばね６１が排出室５５内で制御スプール５６の フランジ６０とハウジング１７との間に設置しである。排出室５５および第６制 御室５４は内径部６３内を案内され、計量スロット６４を備えるステム６２によ って作られた計量オリフィスによって選択的に相互接続される。ステム６２は外 部制御信号６６に応答するアクチュエータ６５に連結しである。

第２図を参照して、第１図で用いたと同じ＠成要素が同じ符合で示しである。第 １図の負荷応答式制御器８ と第２図の負荷応答式制御器の差は第１図の差動絞り制御器１４の内部構成要素 の位相が違うということだけである。第２図の差動絞り制御器６７は第１図のも のと同じ絞り部１５、信号変更部１６およびパイロット弁部３０からなる。

両図において、同一の方法で、負荷圧力は供給管路１１、可変オリフィス１２お よび管路１３を通して絞り部１５の入口室１８に伝達される。しかしながら、第 １図の信号変更部１６はボート５１を通して第２制御室３６と接続し、このボー ト５１が管路４１、オリフィス４２および管路４３を通して可変オリフィス・　 １２の下流に接続しているのに対し、第２図では、信号変更部１６はボート５１ を通して空間３８と接続しており、この空間が通路６８、管路６９、オリフィス ４２、管路１１全通して可変オリフィス１２の上流の流体モーター０と接続して いる。

第６図を参照して、第１図で用いられているものと同じ構成要素は同じ符合で示 しである。第６図の基本的な負荷応答式回路はいくつかの回路構成要素のほかに 全体的に７０で示す差動絞り制御器の内部構成要素のいくつかを包含し、第１図 のそれと同じである。第２制御室３日はボート７１を通して全体的に７３で示す 差動弁の室７２に接続している。差動弁７３は・・ウソング内に保持されている コイル７４を包まし、このコイルは全体的に７６で示すソレノイドの電機子７５ 特表昭５８−５０２１５７（４） を案内する。電機子７５は流れボート７９の密封縁７８と選択的に係合する円錐 形表面７７を備えており、この流れボートは管路８０によって可変オリフィス１ ２の下流に接続している。電機子７５はまた通気通路８１も備えており、この通 路は反動ビン８３を案内する内径部８２で終っている。コイル７４は密閉コネク タ８４によって−・ウソングの外側に接続しており、外部制御信号がこの密閉コ ネクタ８４に与えられる。

第２制御室３６は漏洩オリフィス８５、通路３１、ボート３５および管路３２を 通してシステム溜め３３に接続している。

第４図を参照して、第６図で用いられているものと同じ構成要素が同じ符合で示 しである。第６図の差動絞り制御器７０が第４図に全体的に８６で示す四方向弁 組立体に組込んである。この四方向弁組立体は・〜ウジフグ８γを包含し、この ７〜ウジングは入口室８８、負荷室８９．９０および出口室９１．９２を包含し 、これらの室は弁スプール９４を案内する内径部によって相互に接続している。

弁スフ０−ル９４はランド９５．９６．９７、絞りスロット９８．９９．１００ ．１０１および信号スロット１０２．１０３を備えている７゜・・ウジング８７ は負荷感知ポート１０４．１０５も備えており、これらのボートは管路１０６を 通してパイロット弁部３０の空間３９と連絡している。管路によって相互接続さ れている出口室９１．９２は管路１０８を通して絞り部１５の入口室１８と連絡 している。入口室８８は管路１１０によってシステム・ボンデ１１１に接続して おり、このポンプはボンフ０制御器１１２によって制御され、溜め３３から流体 を吸引する。負荷室８９．９０は流体モータ１０に接続している。

第５図を参照して、第１図から第４図までのアクチュエータ６５のステム６２は ばね１１２によってゼロオリフィスの位置に向って片寄せられており、外部信号 ６６を与えるレバー１１３によって直接作動させられる。

第６図を参照して、第１図から第４図までのアクチュエータ６５のステム６２が ばね１１４によってゼロオリフィスの位置に向って片寄せられており、ピストン １１５によって直接作動させられる。ピストン１１５には、レバー１１７によっ て作動させられる圧力発生器１１６から流体圧力が与えられる。

第７図を参照して、第１図から第４図までのアクチュエータ６５のステム６２が ばね１１８によってゼロオリフィスの位置に向って片寄せられており、ルノイ− １１９によって直接作動させられる。このソレノイドは入力電流制御器１２０に 接続してあシ、し／り−１２１によって作動させられ、電源１２２からの給電を 受ける。

第８図を参照して、全体的に１２３で示す差動制御器のステム６２がばね１２４ によって成る位置に向って片寄せられている。この位置で、第６制御室５４を排 出室５５から隔離し、ソレノイド１２５によって制御される。増幅４１２６で増 幅された電気制御信号が入力１２８．１２９．１３０を受ける論理回路またはマ イクロプロセッサ１２７から伝えられる。

第９図を参照して、制御信号１３２．１３３．１３４を与えられる論理回路また はマイクロプロセッサ１３１は外部ディジタル制御信号を増幅器１３５を通して 第３図および第８図の差動弁７３またば１２３のステノゾモータ１３６に伝達す る。

第１図を参照して、差動絞り制御器１４は流体モータ１０と溜め３３の間に設置 してあり、それらの間の流体の流量、圧力を制御するようになっている。この差 動絞り制御器１４は絞り部１５と、信号変更部１６とパイロット弁部３０とから なる。絞りスフ０−ル２３を持つ絞り部１５は、絞りスロノ［・２７と共に、管 路１３、可変オリフィス１２および供給管路１１を弁して流体モータ１０に接続 している入口室１８から、管路３２によってシステム溜め３３と接続している出 口室１９に流れる流れを絞り、可変オリフィス１２前後の圧力差を自動的に一定 に保つ。この制御作用は次のように行なわれる。流体モータ１０からの圧力Ｐｗ （負荷圧力）の流体は可変オリフィス１２の上流に作用してから管路４４全通し て空間３８に伝達され、こ１２ の空間で、パイロット弁スプール４０の横断面積に作用して成る力を発生する。

この力はパイロット弁スプール４０を下方に動かして環状空間３７および通路２ ９を通して第１制御室２０に圧力Ｐｗを与え、したがって、第１制御室２０内の 圧力レベルを増大させようとする。可変オリフィス１２の下流に作用する圧力で ある負荷圧力Ｐ１の流体は管路４３およびオリフィス４２を通して第２制御室３ ６に伝えられ、そこで、パイロット弁スフ０−ル４０の横断面積に作用して・成 る力を発生する。この力はパイロット弁スプールを上方に動かして環状空間４８ からの溜め圧力を環状空間３７、通路２９および第１制御室２０に接続し、第１ 制御室２０内の圧力レベルを減少させようとする。第２制御室３６内の圧力によ るこの力ばばね４９の片寄せ力の加勢を受ける。第１制御室２０内の圧力レベル か絞りスプール２３の横断面積に作用している制御ばね３４の予荷重に等しいレ ベルより高いレベルまで高まったとき、絞りスプール２３を左から右に、すなわ ち、絞りスロット２７を通る流れ面積を閉ざす方向、したがって、絞りスプール ２３の絞シ作用を高める方向に動かそうとする力が生じることになる。逆に、第 １制御室２０内のレベルが制御はね３４の予荷重に等しいレベルより低いレベル まで減少すると、制御ばね３４は絞りスプール２３を右から左に、すなわち、絞 りスロット２７を通る流れ面積を増大させる方向、したがって、絞りスプール２ ３の絞り作用を減少させる方向に動かすことになる。したがって、第１制御室２ ０内の圧力レベルを調節することによって、パイロット弁スプール４０が絞りス プール２３の絞り作用を制御し、したがって、圧力Ｐ１を受ける入口室１８と圧 力Ｐ○を受ける出口室１９の間の圧力降下を制御することになる。ここで、ステ ム６２が第１図に示す位置にあり、第６制御室５４を排出室５５から隔離し、し たがって、信号変更部１６を不作動にしていると仮定する。圧力Ｐｗ、Ｐ２とば ね４９の片寄せ力を受けているパイロット弁スプール４０は変調位置に到達する ことになる。この位置で、計量ランド４６の絞り作用によって、第１制御室２０ 内の圧力が調節され、したがって、絞りスプール２３の絞り作用が調節され、負 荷圧力Ｐｗを圧力Ｐ１のレベルまで絞ることになる。このとき、Ｐｗは、圧力Ｐ ２より一定の圧力差ΔＰだけ高く、ばね４９の片寄せ力とパイロット弁スプール ４０の横断面積の商に等しい。このようにして、低エネルギ圧力信号を受けるパ イロット弁スプール４０は流体モータ１０から引出されたエネルギを用いる増幅 ステー・　ヒして作用し、絞りスプール２３の位置、したがって、その絞り作用 を制御することになる。通路３１および管路３２を通して溜め３３に第１制律室 ２０を接続している漏洩オリフィス４５は、良く知られた要領で、パイロット弁 スプール４０の安定性を高めるのに用いられている。圧力Ｐ２が圧力Ｐ１に等し い場合（ステム６２が第１図に示すような位置にある場合矢入口室１８から出口 室１９へ向う流体の流れを絞ることによって、絞り部１５は空間３８と第２制御 室３６の圧力差を一定の値ΔＰに自動的に維持することになり、ΔＰ、ｙがΔＰ になると、可変オリフィス１２前後の圧力差を一定に保つことになる。オリフィ ス前後に作用する圧力差が一定の場合、オリフィスを通る流量はそのオリフィス の面積に比例し、流体モータの圧力と無関係になる。したがって、可変オリフィ ス１２０面積を変えることによって、流体モータ１０からの流体の流量および負 荷Ｗの速度を制御することができる。

このとき、可変オリフィス１２の各特定の面積（−１：負荷Ｗの成る特定の速度 に一致し、流量は負荷Ｗの大きさの変化に無関係に一定に留まることになる。

第１図の配置において、可変オリフィス１２の下流の圧力Ｐ１と信号圧力Ｐ２の 関係は全体的に１６で示す信号変更部とオリフィス４２によって副側Ｊされ得る 。

ここで、ステム６２が第１図に示すような外部制御信号６６に応答してアクチュ エータ６５によって位置決めされ、計量スロット６４を通る計量オリフィスを完 全に塞ぎ、第６制御室５４を排出室５５から隔離していると仮定する。第６制径 室５４に突入しているランド５７を持つ制御スプール５６は第６制御室５４内に ばね６１の予荷重に等しい圧力を発生する。ステム６２が上方に変位すると、計 量スロット６４が内径部６３の外に移動し、第６制御室５４から／ステム排出部 への流体の流れが生じることになるオリフィス面積を生じさせる。ばね６１によ って片寄せられている制御スプール５６は上方に移動し、絞りスロット５８によ って供給室５２を第６制御室５４と接続することになる。第６制御室５４内の圧 力が上昇して制御スプール５６の横断面積に作用すると、この制御スプールが変 調位置に移動し、そこで、供給室５２から第６制御室５４への圧力流体の充分な 流量が絞られて第６制両室５４をばね６１の予荷重に等しい一定圧力に維持する ことになる。計量スロット６４が内径部６３に関して変位すると、第５制御室５ ４と／ステム排出部の間のオリフィス面積が変化することになる。制御スプール ５６によって／ステム排出部と第６制御室５４の遥したがって、計量スロット６ ４前後に一定の圧力差か自動的に維持されているので、計量スロット６４の各特 定の面積は、供給室５２内の圧力の大きさと無関係に、第６制御室５４からシス テム排出部への、そして供給室５２から第６制画室５４への成る特定の一定流量 レベルに一致することになるっしたがって、ステム６２の、計量スロット６４の 区域内での各特定位置が負荷圧力Ｐｗの大きさと無関係に、成る特定の流量レベ ル、したがって、一定オリフィス４２を通る成る特定の圧力低下ΔＰｘに一致す ることになる。）第１図を参照してわかるように、’ＰＷ−Ｐ１−ΔＰｙ１Ｐｗ 　−Ｐ２＝ΔＰが絞り部１６によって一定に維持さ江Ｐｌ−Ｐ２−ΔＰｘとなる 。これらの式でＰｌ、Ｐ２およびＰｗを代入、消去すると、ΔＰｙ−ΔＰ−ΔＰ ｘの基本関係が得られる。ΔＰｘは変化し、信号変更部１６によって任意レベル で一定に維持され得るので、可変オリフィス１２前後に作用するｊＰｙも変化し 、任意レベルで一定に維持され得る。したがって、可変オリフィス１２の任意の 特定の一定面積に関して、制御信号６６に応答して、圧力差Δｐｙが最大値から ゼロまで変化することができ、このとき、ΔＰ７の各特定のレベルは負荷圧力Ｐ ｗの変化と無関係に目動的に一定に制御される。したがって、可変オリフィス１ ２の各特定の面積に対して、オリフィス１２前後に作用する圧力差およびオリフ ィス１２を通る流量は信号変更部１６によって最大値から最小値まで制御され得 、このとき、各流量レベルは負荷圧力Ｐｗの変化と無関係に差動絞り制御器１４ によって自動的に一定に制御される。基本式ΔＰｙ−ΔＰ−ΔＰｘを検討すると 明らかとなるように、ΔＰｘ＝Ｏのとき、Δｐｙ−ΔＰとなり、差動絞り制御器 １４の一定圧力ΔＰが最大のとき、システムは普通の負荷応答式システムの動作 モードに復帰することになる。ΔＰｘ−ΔＰで、ｊＰｙがゼロのとき、絞り部１ ５の入口圧力Ｐ１は負荷圧力Ｐｗに等しくなり、可変オリフィス１２を通る流量 はゼロとなる。

第１図の負荷応答システムでは、各特定のｊＰｙの値が差動制御器１４の絞り部 １５を通して信号変更部１６によって一定に保持されるが、可変オリフィス１２ の面積は、それぞれ、負荷圧力Ｐｗの大きさの変化と無関係に流体モータ１０か らの成る特定の一定流量に一致するように変化し得る。逆に、可変オリフィス１ ２の各特定面積に対して、オリフィス１２前後に作用する圧力差Δｐｙは差動絞 り制御器１４の絞り部１５を通して信号変更部１６によって変わり得る。各特定 の圧力差Δｐｙは負荷圧力ＦＷの大きさと無関係に流体モータ１０からの成る特 定の一定流量に一致するっしたがって、流体モータ１０からの流体の流量は可変 オリフィス１２の面積の変化あるいは圧力差ΔＰ７の変化のいずれかによって制 御することができる。これらの制御方法は同一の制御特性を示すと共に、負荷圧 力の大きさと無関係に流量を制＠１する。一方の側脚作用を他方の制御１作用に 重ねて独特の／ステムを得ることかできる。この／ステムにおいては、たとえば 、可変オリフィス１２を用いて信号変更部１６を介して作用する計算装置からの 信号６６によってオペレータからの指令信号を訂正することができる。

第２図を参照して、信号変更部１６ば、第１図の信号変更部１６と同一であり、 絞り部１５に送られた制御信号を変更することによって同一方法で作用する。

第２図の絞り部１５およびパイロット弁部３０Ｉ７ｉ第１図の絞り部１５および パイロット弁部３０と同一である。しかしながら、第２図の信号変更部１６は、 第１図のシステムで示したように圧力Ｐの制御信号を変更する代りに、流体モー タ１０からの、したがって、可変オリフィス１２の上流からの制御信号を変更す る。

したがって、第２図でわかるように、Ｐｗ−Ｐよ＝Δｐｙ。

Ｐｗ　’ｐ２＝＝ΔＰｘ　、Ｐ２　Ｐｌ−ΔＰとなる。ΔＰは、先に述べた要領 で、基本的なシステム差となり、差動絞り制御器６γの絞り部１５によって一定 に維持される。上記の式から、Ｐｌ、Ｐ２、Ｐｗを代入、消去すると、Δｐｙ＝ ΔＰ＋ΔＰｘの基本関係を得る。ΔＰｘは変化し、任意のレベルで一定に維持さ れ得るので、可変オリフィス１２前後に作用するｊＰｙも変化し、任意レベルで 一定に維持され得る。基本式ΔＦ７−ΔＰ＋ΔＰｘを検討して明らかなように、 Δｐｘ−〇のとき、Δｐｙ＝ΔＰであり、最大の一定ΔＰが絞り部１５の圧力差 に等しいとき、システムは普通の負荷応答システムの動作モードに復帰すること になる。ゼロ以外の任意のｌＰｘ値は可変オリフィス１２前後に作用する圧力差 ΔＰ７を、絞り部１５の一定圧力差ΔＰのレベルより上に高めることになる。し たがって、第１図の負荷応答制御器配置では、ｊＰｙをΔＰとゼロとの間で制御 することになるのに対し、第２図の負荷応答配置では、ｊＰｙを絞り部１５の一 定圧力差ΔＰのレベルより高い範囲で制御１することになる。

第ろ図を参服して、ここに示す負荷応答システムは第１図のものと同様であるっ 差動絞り制御器７０の絞り部１５は第３図のパイロン［・弁部３０を一緒に第１ 図のものと同一である。差動弁７３が第１図の信号変更部１６とは異なっている けれども、同じ機能を発揮し、同じ性能を持つ。全体的に７３で示す差動弁は全 体的に７６で示すソレノイドを包含し、このソレノイドは・・ウジノブ内に取付 けたコイル７４とこのコイル内を摺動自在に案内される電機子７５とからなる。

電機子７５は円錐形表面７７を備えており、この表面は密封縁７８と協働して流 れボート７９と室７２との間の圧力差ΔＰｘを調節する。−ウジノブ内の密封コ ネクタ８４（この分野では周知のものである）はコイル７４を外部端子と接続し 、この外部端子に外部信号６６が与えられ得る。ソレノイドは電磁原理を用いる 電磁装置であり、電気入力信号から出力を発生する。

ソレノイド電機子γ５で発生した力は入力電流の関数である。電流がコイルγ４ に与えられるとき、各特定の電流レベルが電機子に伝えられる成る特定の力レベ ルに一致する。したかつて、電機子７５の円錐形表面７７と−・ウジングの密封 縁７８との接触力が入力電流によって変化し、制御されることになる。よって、 この配置は、流れボート７９と第２制御室３６の圧力差ΔＰｘを、密封線７８に よって囲まれた区域に関して電機子７５に発生した力に比例して４、したがって 、ノレノイ１７６に与えられた入力電流の外部信号６６に比例して自動的に変化 させる形式の差圧絞り弁に均等なものとなる。ハウジング内で電機子７５に作用 する圧力は、密封縁７８の囲んだ区域に作用する圧力差ΔＰｘによる圧力を除い て完全に平衡する。圧力差ΔＰｘによるこの圧力は内径部８２内を案内される反 動ピン８３の横断面積に発生した反動力によって部分的に平衡させられる。この 内径部８２は通気通路８１全通して流れ＆−ドア　９と接続している。反動ピン ８３の横断面積は、常に、密封縁７８によって囲まれた区域よりも小さくなけれ ばならない。その結果、圧力差ΔＰｘによる正の力がソレノイド７６で発生した 力に対抗する。反動ピン８３を用いることによって、流れボート７９の寸法を大 きくすることができ、同時に、ソレノイド７６の寸法をかなり減じることかで救 また、このソレノイド７６をΔＰｘのもつと高い範囲で作動させることができる 。第２制御室３６は普通の流量制御弁によって漏洩オリフィス８５の代りに／ス テム溜めと接続してもよい。簡単な漏洩オリフィス８５が第６図に示してあり、 これは第２制御室３６と通路３１を接続している。

第４図を参照して、負荷応答システムは第６図のものと同一であり、同一の差動 絞り制御器か用いられているが、第１図の可変オリフィス１２の代りに第４図に 全体的に８６で示す負荷応答四方向式方向制債ｊ弁が用いられている。第６図と 第４図の制御器の性能は同一であるが、ただ、可変オリフィスの構造が異なる。

差動絞り制御器、特に空間３９は四方向弁８６の負荷感知ボート１０４．１０５ と接続している。第２制御室３６は差動弁７３を介して出口室９１．９２と接続 している。弁スフ０−ル９４が第４図に示すような中立位置にあるとき、負荷圧 力感知ボート１０４．１０５はランド９Ｌ９５によって塞がれ、負荷室８９ある いは９０に存在する負荷圧力から効果的に隔離される。

弁スプール９４がこの中立位置からいずれかの方向に変位すると、まず、負荷室 ８９の信号ボート１０２または負荷室９０の信号スロット１０３と負荷圧力感知 ボート１０４または１０５とが接続する。このとき、負荷室８９．９０は、まだ 、弁スプール９４によって入口室８８および出口室９１．９２から隔離されてい る。それ故、負荷圧力信号が負荷圧力感知ボート１０４または１０５ならびに管 路１０６を介して空間３９に伝達され、計量オリフィスが負荷室８９または９０ に開く前に差動絞り制御器７０を作動させる。弁スプール９４がいずれかの方向 にさらに変位すると、周知要領で、計量スロット９８または１０１を介して、一 方の負荷室と出口室９１またば９２の間に計量オリフィスを生じさせると共に、 他方の負荷室が計量スロット９９または１００を介して入口室８８と接続する。

この計量オリフィスは弁スプール９４の変位に応じて変化することができ、その 変位量は四方向弁組立体８６によって制御される負荷の大きさと無関係に負荷室 のうちの一方のものからの成る特定の流量レベルと一致する１、この制御の際、 第１図に関連して先に説明した要領で、作動弁７３の制御作用を重ねることがで きる。弁スプール９４が計量オリフィスの任意の面積に和尚する任意の位置に変 位したとき、負荷室からの流量は差動弁７３を持つ差動絞り制御器７０によって 比例制御され得る。このとき、圧力差ΔＰ７の各値は、四方向弁組立体８６によ って制御される負荷の大きさと無関係に絞り部１５によって成る一定のレベルに 自動的に維持され、一方の負荷室からの成る特定の流量レベルに一致する。

第５図を参照して、第１図および第２図のアクチュｘ−夕６５のステム６２はゼ ロオリフィス位置に向ってばね１１２によって片寄せられており、手動入力の形 で外部信号を与えるレバー１１３によって直接操作される。

第６図を参照して、第１図および第２図のアクチュエータ６５のステム６２はば ね１１４によってゼロオリフィス位置に向って片寄せられており、ピストン１１ ５によって直接操作される。流体圧力は、周知要領で、レバー１１７によって操 作される圧力発生器１１６からピストン１１５に送られる。したがって、第６図 の配置（は流体圧力信号の形で外部信号６６を与える。

第７図を参照して、第１図から第４図までのアクチュエータ６５のステム６２は ばね１１８によってゼロオリフィス位置に向って片寄せられており、ルノイに１ １９によって周知要領で直接操作される。このルノイ１は、入力電流制御器１２ ０にラインによって接続されており、レバー１２１によって操作され、電源１１ ２から給電される。したがって、第７図の配置はレバー１２１の変位量に比例す る電流の形で外部信号６６を供給する。

第８図を参照して、差動制御器１２３のステム６５ばばね１２４によって第６制 御室５４を排出室５５から隔離する位置に向って片寄せられている。ステム６２ は完全に圧力平衡状態にあり、非常に小さいストロークで操作することができ、 また、流れの力の影響をＷ、視し得るほど低い流量を低い圧力で側斜する。ステ ム６２はソレノイド１２５に直結しである。ソレノイド電機子の位置は、ばねに よって片寄せられている場合、入力電流の関数である。各特定の電流レベルに対 して、それに対応するソレノイド位置がある。電流がゼロから最大値まで変化す るにつれて、電機子は、任意の電流レベルに従って、予知可能な要領で完全に引 込んだ位置から完全に突出した位置まで一方向に移動することになる。ソレノイ ド１２５で発生した力は非常に小さいので、入力電流は論理回路あるいはマイク ロプロセッサ１２７によって制御することができる。

マイクロプロセッサ１２７は、種々形式の変換器に応答して、システム負荷を速 度、力、位置に関して直接制御するか、あるいは、その作用をオペレータの制御 機能に重ねて最小時間で、最小エネルギ量で、機械構造の最大能力内で、その馬 力範囲内で必要な作業を行なってもよい。

第９図を参照して、論理回路またはマイクロッ０ロセツサ１３１からの制御信号 （ディジタル、アナログ、いずれの形式でもよい）はアクチュエータを介して伝 達され、第８図の差動弁１２３のステム６２を位置決メスル。マイクロゾロセッ サ１３１からの制御信号がディジタル形式である場合には、アクチュエータはほ とんどの場合にステップモータ１３６であり、周知のように親ねじを備え、この 親ねじがディジタル・アナログ変換器にとって必要な程度に従ってディジタル信 号に応答してステム６２を直接位置決めすることになる。この方法は、周知の装 置を用いてソレノイドのコイルに供給された電流を段階的に増大させるステップ モータから信号６６が供給される第６図の配置とよく適応する。

先に述べたように、ステム６２は力の観点から完全に平衡しており、その操作に 必要な動力レベルは最小となっている。したがって、ディジタル制御信号の場合 、親ねじを有するステップモータが低馬力でよく、弁制御器と電子回路との間の インターフェイス・・・−ドウエアは単純で信頼性があり、安価なものでよい。

本発明の好ましい実施例を詳しく図示し、説明してきたが、発明は図示した形態 、構造そのものに限定されず、本発明を完全に理解したときに当業者であれば居 い付くであろう種々の変更、再配置も本発明の範囲から逸脱することがないなら ば当然含まれることは了解されたい。

Ｆｌθり 国際調査報告 ＼

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 上流体モータ（１０）に接続する入口室（１８）および排出手段（３３）Ｋ接続 する排出室（１９）を有するハウジング（１７）と、前記入口室（１Ｂ）と前記 流体モータ（１０）との間に設置した制御オリフィス手段（１２，９８，１０１ ）と、前記入口室（１８）と前記排出室（１９）−との間にある流体絞り手段（ ２３，２７）を有する第１流体弁手段（１５）とを包含し、前記流体絞シ手段が パイロット弁手段（３０゜４０）によって制御でき、かつ前記入口室（１８）か ら前記排出室（１９）までの流体の流量を絞り、前記パイロット弁手段（３０， ４０）前後の圧力差を成る所定の一定レベルに維持すると共に、前記制御オリフ ィス（１２，９８，１０１）前後の圧力差を一定に保つように作動できることを 特徴とする弁組立体。 ２、請求の範囲第１項記載の弁組立体において、前記制御オリフィス手段（１２ ，９８，１０１）が可変面積オリフィス手段（Ｖ）を有することを特徴とする弁 組立体。 ろ請求の範囲第１項記載の弁組立体において、前記制御オリフィス手段（１２， ９Ｌ　１０１　）が前記流体モータ（１０）を前記入口室（１８）およびボンデ （１１１）と選択的に相互接続することのできる手段（９４）を有することを特 徴とする弁組立体。 ４、請求の範囲第１項記載の弁組立体において、第２弁手段（１６，７３）が前 記側（至）オリフィス手段（１２，９８，１０１）前後の前記一定の圧力差のレ ベルを変えると共に前記パイロット弁手段（３０，４０）前後の前記圧力差が前 記一定の所定レベルで一定に留まるように前記第１弁手段（１５）を介して作動 する手段（５６，８２，７５，７４）を有することを特徴とする弁組立体。 ５、請求の範囲第４項記載の弁組立体において、前記第２弁手段（１６）が一定 圧力減少手段（５６，６１）と、この一定圧力減少手段（５６，６１）の上流に あるオリフィス手段（４２）と、前記一定圧力減少手段（５６，６１）の下流に ある流量オリフィス手段（６４）とを包含することを特徴とする弁組立体。 ６、請求の範囲第４項記載の弁組立体において、前記第２弁手段（７３）が流体 絞り手段（７５，７４）と、この流体絞９手段（７５，７４）の下流にあって前 記排出手段（３３）と連通し得るオリフィス手段（８５）とを包含することを特 徴とする弁組立体。 Ｚ　請求の範囲第４項記載の弁組立体において、前記（１２）前後の前記一定圧 力差のレベルを、前記一定の所定レベルで一定に維持される前記パイロット弁手 段（３０，４０）前後の前記圧力差のレベルより低い１直に変える手段（４３， ４２，４１，３６，１６）を有することを特徴とする弁組立体１、 ８請求の範囲第４項記載の弁組立体において、前記第２弁手段（１６，７３）が 前記制御オリフイヌ手段（１２）前後の前記一定圧力差のレベルを、前記一定の 所定レベルで一定に維持されている前記パイロット弁手段（３０，４０）前後の 前記圧力差のレベルよりも高い値に変える手段（４２，６９，３８，５１，１６ ）を有することを特徴とする弁組立体。 ９　請求の範囲第４項記載の弁組立体において、前記第２弁手段（１６，７３） が外部制御信号（６６）に応答する手段（６５，７６）を有することを特徴とす る弁組立体。 １０請求の範囲第９項記載の弁組立体において、外部制御信号（６６）に応答す る前記手段（６５）が機械的な作動手段（１１３）を包含することを特徴とする 弁組立体。 且請求の範囲第９項記載の弁組立体において、外部制御信号（６６）に応答する 前記手段（６５）が流体圧力作動手段（１１５）を包含することを特徴とする弁 組立体。 １２請求の範囲第９項記載の弁組立体において、外部制御信号（６６）に応答す る前記手段（６５）が電子機械作動手段（１１９，１２０）を包含することを特 徴とする弁組立体。