JPS6383402A - リモ−ト操作形ピストン位置制御装置 - 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〕 この発明はリモート操作形ピストン位置制御装置、特に
手動あるいは比例ソレノイド等の入力手段によって駆動
変位されるリモート操作形の油圧ピストン位置制御装置
に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のリモート操作形ピストン位置制御装置と
しては、例えば第８図乃至第１０図に示すようなものが
ある。

第８図は３方弁タイプのメカニカルサーボ弁を用いたピ
ストン位置制御装置の例を示し、シリンダを形成するボ
ディ１内に慴動可能に嵌挿され、シリンダ内を油室Ａと
油室Ｂに仕切るピストン２の両端面に、出力ロッド３ａ
とそれより細いピストンロッド３ｂをその中心線上にそ
れぞれ固設し、ピストンロッド３ｂの端部にボディ１の
内部に形成し九慴動孔１ａ内を摺動するスリーブ４を固
設している。

なお、油室Ａ側と油室Ｂ側の有効作用面積をＳａ、Ｓｂ
とすると。

Ｓａ：５ｂ＝１：２となるようにしている。

スリーブ４には、ボディ１のボートＰ２及び外部油路Ｌ
１を介して圧油供給源５に連通ずる油路４ｃ、ボートＴ
及び外部油路Ｌ２を介してタンク６に連通する油路４ａ
、ボートＣとボートＤを外部油路Ｌ３を通して油室Ｂに
連通する油路４ｂが設けられており、その内部に中心軸
線に沿って形成された摺動孔４ｆに、一端にボディ１を
貫通して外部に突出する操作ロッド７ｄを固設したスプ
ール７を摺動自在に嵌挿している。

スプール７には、スリーブ４の油路４ｂが摺動孔４ｆに
臨む開口溝４ｂ＋の幅に高精度で一致させた中央ランド
部７ｂとその両側にランド部７ａ。

７ｃ形成している。

そして、操作ロッド７ｄを図で左方へ操作すると、圧油
がボートＰ２からスリーブ４の油路４ｂとスプール７の
中央ランド部７ｂの右端縁との間に形成される開口を通
ってボートＣからボートＤを通って室Ｂへ供給されてピ
ストン２が左方へ移動し、操作ロッド７ｄを右方へ操作
すると、油室Ｂの圧油がボートＤからボートＣを通り油
路４ｂと中央ランド部７ｂの左端縁との間に形成される
開口を通ってボートＴからタンク６へ流出するため、ボ
ートＰ１から油室Ａに供給される圧油の力によって、ピ
ストン２が操作ロッド７ｄの操作量に見合う量だけ右方
へ移動して停止する。

第Ｓ図はレバー機構によるピストン変位縮小機構を備え
たピストン位置制御装置の例を示し、シリンダを形成す
るボディ１１内に摺動可能に嵌挿され、シリンダ内を油
室Ａと油室Ｂに仕切るピストン１２の一端にボディ１１
の外部に突出させた出力ロッド１′５ａを固設し、その
反対側に出力ロッド１３．よりも小径のロッド１３ｂを
螺着して、そ九をボディ１１に形成した中空状のレバー
室り１ａ内に突出させている。

なお、ピストン１２の図で下側の端面と上側の端面の有
効作用面積は１；２になっている。

一方、スリーブ１４をピストン１２と位置をずらして同
一方向に摺動自在にボディ１１内に挿着し、スプリング
座１４ｃを形成した先端部をスプリング室１１ｂ内に突
出させてボディ１１との間にスプリング１５を係着し、
後端部１４Ｃをレバー室り１ａ内に突出させている。

スリーブ１４には、ボディ１１の油路１Ｂ、及び外部油
路り、を介して圧油供給源Ｓに連通する油路１４ｂ及び
油路１８ｂを介して油室Ｂに連通する油路１４ａが設け
られており、その内部に中心軸線に沿って形成された摺
動孔１４ｆに、一端にボディ１１を貫通して外部に突出
する操作ロッドを兼ねたスプール１７を摺動自在に嵌挿
している。

そして、スプール１７の先端部に形成したランド部１７
ａは、そのランド幅Ｑ１をそれに対応するスリーブ１４
の溝１４ａ１の溝幅Ｑ２に可能なかぎり一致（零ランプ
）させるように高糖度に加工されている。

なお、摺動孔１４ｆはスリーブ１４内に形成された油路
１４ｄにより、レバー室１１ａに連通し。

油路１８ｄ、外部油路Ｌ２を介してタンク６に連通して
いる。

また、油室Ａは油路１８Ｃによって油圧供給源５に連通
している。

レバー室り１ａ内には、レバー１日が一端部を４ｉｌｌ
Ｉ２３に枢支されて設けられており、その他端部に軸支
されたローラ２１をロッド１３ｂの先端に転接させ、軸
２３に近い位置に軸支されたローラ２２をロッド１３ｂ
と反対側からスリーブ１４の後端部１４ｅの端面に転接
させている。

これらのレバー１Ｓ及び軸２３．ローラ２１゜２２によ
って、ロッド１３ｂを介して伝達されるピストン１２の
変位を縮小してスリーブ１４に伝えるピストン変位縮小
機構１０を構成している。

そして、スプール１７を図で下方へ操作すると。

ランド部１７ａとスリーブ１４の開口溝１４ａ１の上端
縁との間に開口が形成され、そこへ油圧供給′ｇ５から
ボディ１１内に形成した油路１８ａ及びスリーブ１４内
の油路１４ｂを通って圧油が流入し、それが油路１４ａ
、１８ｂを通って油室Ｂへ流入して油室Ｂ内の油圧を高
めてピストン２を下方へ移動する。

その際、ピストン１２に固設したロッド１３ｂにローラ
２１を介して転接するレバー１日も軸２３を支点として
下方に移動するため、レバー１Ｓのローラ２２に転接す
るスリーブ１４は、ピストン１２の変位量に対し縮小さ
れた変位量で下方に移動し、ランド部１７ａにスリーブ
１４の開口溝１４ａ１が一致すると油室Ｂへの圧油の供
給が停止され、再びピストン１２がバランスして自動的
に位置決めされる。

すなわち、ピストン１２はスプール１７の小さな入力操
作量に対し大きなピストン変位量を得て位置決めされる
。

また、スプール１７を上方へ操作すると、ランド部１７
．と溝１４ａ１の下端縁との間に間隙が形成され、そこ
を通して油室Ｂの圧油が油路１４ｄからレバー室１１ａ
に流出し、さらに油路１８ｄを通りタンク６へ一度に大
流量流出するため、ピストン１２は高速で上方へ移動し
て、スリーブ１４もそのピストン変位により移動し停止
する。

第１０図はオリフィス、絞り弁方式によるリモート操作
形ピストン位置制御装置の例を示すものであり、圧油を
油室Ｂへ供給する油路１８ｅの途中にオリフィス２６　
ｔ　Ｍ９け、油路１８ｂに連通する油路２４．及び開口
溝２４ａ１を有するスリーブ２４に、ランド部を形成し
ない円柱状のスプール２７を挿入し、その先端部と溝２
４ａ１との間に絞り２５を形成している。

そして、定常状態では圧油が油路１８Ｃを通って油室Ａ
に供給され、さらにオリフィス２６を介した少量の圧油
が油室Ｂへ供給されると共に、油路１８ｂ、絞り２５及
び油路２４ｄ、１８ｄを通つでタンク６に戻り、絞り２
５に所要の間隙を形成した状態で、ピストン１２はその
両端面に加わる力がバランスして停止している。

この状態からスプール２７を図で下方へ変位させると、
絞り２Ｓが閉鎖あるいはその間を狭めるため、油室Ｂの
圧力はオリフィス２６を介した少量の圧油によってゆっ
くりと高められ、それによってピストン１２が下方へ微
低速で移動し、スリーブ２４が下降して絞り２５が元の
状態になると停止する。

逆に、スプール２７を上方へ変位させると、絞り２５の
間隙が広がり、第Ｓ図の例と同様に油室Ｂの圧油がタン
ク６に流出する量が増加して油圧が下り、ピストン１２
が高速で上方へ移動してスプール２４も上昇し、絞り２
５が元の状態になると停止する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来のリモート操作形ピスト
ン位誼制御装置は、第８図及び第Ｓ図に示した例の場合
には、スプールのランド幅Ｑ１とスリーブの開口溝幅Ｑ
２とを可能なかぎり（両者の加工精度は±０．０１ｍｍ
以内に抑えるのが一般的）零ランプに近づけるように、
両者を高精度に加工していた。

すなわち、このように高精度にランド部とスリーブの開
口溝を製作しないと、オーバラップ状態の時にはスプー
ルを操作してもピストンが移動しない不感帯が生じ、ア
ンダラップ状態の時にはピストンの剛性が低下してピス
トンに外力を作用させると、その大きさに比例してピス
トンが目標位置からずれてしまうという問題点があった
。

そして、一般的にはアンダラップ状態で製作されること
が多く、その場合ずれの程度はアングラツブ量の大きさ
に比例し、アングラツブ量が装置間で大きなバラツキを
生じると、剛性に関する機差もそれに伴なって大きくな
るため、ずれを最小にしてピストンをスプールの操作に
対して高精度に位置決めするためには、スプールのラン
ド部とスリーブの開口溝幅とを極めて高い加工精度で製
作する必要があった。

特に、入力手段の駆動変位量に対してピストンの変位量
が拡大されるように、第Ｓ図及び第１０図に示すピスト
ン変位縮小機構を用いたピストン位置制御装置の場合に
は、アングラツブ量のバラツキがピストンでは拡大され
るため、剛性に関する装置間のバラツキはより一層大き
なものになるという問題点があった。

例えば１機差によるアングラツブ量（第Ｓ図のＱ２−Ｑ
、）のバラツキが０．０１〜０．０５ｍｍあり、ピスト
ン変位縮小機構の縮小率が１／１０であったとすると、
圧力ゲイン特性は第１１Ｖ！Ｊに示すようになる。

ここで、ピストン１２の小面積側の油室Ａ側と大面積側
の油室Ｂ側の有効作用面積の比はＩ：２としであるので
、油室Ｂ側に作用する圧力ｐｂは油室Ａ側に作用する圧
力Ｐａの５０％でピストン１２を静止して外力に対抗す
るため、圧力Ｐｂは同図のように変化する。

いま、仮りに５０％増の負荷が外部より出力ロッド１Ｂ
、に作用したとすると、第１１図に直線ａで示すバラツ
キ下限のアングラツブ量０．０１ｍｍの場合には、出力
ロット１Ｂ、ではそれが１０倍に拡大されて０．０２５
＋ｉｍずれ、直線すで示すバラツキ上限のアングラツブ
量０．０５＋ｍｍの場合には０．１２５ｍｍずれる。

したがって、機差は最大０．１ｍｍ生じ、入力手段の変
位量を拡大する機構を備えていない装置に比べ、１０倍
（この例の場合）のずれが生じる。

このように、入力手段の変位量に対してピストン変位量
を拡大する機構を備えたリモート操作型ピストン位置制
御装置の場合には、剛性に関する機差が拡大されるため
、その機差を小さくするためには、さらにランド部とス
リーブの開口溝幅（ＱｔとＱ２）をより高精度に一致さ
せるように加工しなければならないという問題点があっ
た。

また、出力＠１３ａに加わる慣性負荷が許容値を超える
場合、ピストン１２が目標位置に対して行き過ぎを生じ
、それが安定するまでにハンチング（連続的に生じる振
動的な動き）を生じるという問題点もあった。

第１０図に示すピストン位置制御装置の場合には１例え
ばオリフィス２６の直径ｄ　＝０．８ｍｍ、スプール直
径Ｄ＝８ｍｍ、絞り２５のギャップをＸとして、ピスト
ン１２の大面積側に作用する圧力ｐｂを求めると、 ｌす５０℃ となり、ピストン１２の中立静止時の関係式％式％ また、オリフィス２６の直径ｄを加工時のバラツキを４
０μｍとし、それを考慮してｄ　＝０．８４ｍｍとした
時のピストン１２の大面積側に作用する圧力Ｐｂ’　を
計算すると。

からｆ　＝０．０２２となり、出力ロッド１３ａではそ
れが１０倍に拡大（ピストン変位縮小機構の縮小率が１
／１０の時）されて０．２２となる。

この計算結果を第１２図にグラフ化して示すと。

オリフィス直径ｄの加工精度のバラツキによって生じる
ピストン位置制御装置間の剛性に関する機差は０．０１
ｍｍ　（ピストン中立静止時から５０％増の外部負荷が
加わった場合）となり、オリフィス直径ｄを小さくして
スプール直径りを大きくすると、第Ｓ図のオリフィスを
使用しない制御装置に比べて機差を約１／１０にするこ
とができる。

このように、第１０図に示すオリフィスと絞り弁を組み
合わせた方式のピストン位置制御装置の場合には、本質
的に部品の加工精度が剛性に関する機差に与える影響が
ほとんどないため、高い位置決め性能を得ることができ
、ピストンの安定性もよい。

しかし、この制御装置によっても、オリフィスを介した
少量の圧油によって油室Ｂ内の圧力をゆっくりと高め、
ピストンの突き出し側を制御するようにしているため、
ピストンの戻り速度は速いが突き出し速度が極めて遅く
なったり、それを改善しようとしてオリフィスの径を大
きくすると、突き出し速度は上がるがピストンの静止時
の剛性が低下するという問題点があり１問題点を根本的
に解決するまでには至らなかった。

この発明はこのような問題点を解決し得るリモー操作形
ピストン位置制御装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため、この発明によるリモート操作形ピストン位置
制御装置は、上述のように、シリンダ油室の制御油圧を
作用させるピストンを有するピストン装置と。

そのピストン装置のピストンの変位を機械的に縮小ある
いは拡大するピストン変位縮小機構あるいはピストン変
位拡大機構と、 その機構を介して上記ピストンの変位に対して一定率で
変位するスリーブ部材と、そのスリーブ部材に形成され
た摺動孔内に嵌入して入力手段によって駆動変位される
スプール部材とからなり、上記シリンダ油室の油圧を制
御する弁装置とを備えたリモート操作形ピストン位置制
御装置であって。

上記シリンダ油室にオリフィスを介して圧油を供給する
かあるいはそのシリンダ油室からオリフィスを介して圧
油をタンクに流出させる油路を設けると共に、 上記弁装置を、上記スプール部材が第１の位置にあると
きにはシリンダ油室へ上記オリフィスを介さない圧油を
供給する状態となり、上記スプール部材が第２の位置に
あるときには上記シリンダ油室をタンクに連通させる状
態となり、その第１゜第２の位置の切換わり途中におい
て上記２つの状態が共存しないオーバラップあるいは零
ラップ状態にあるように欄成したものである。

〔作　用〕

上記シリンダ油室にオリフィスを介して圧油を供給する
油路を設けた場合には、スプール部材が第２の位置にあ
る状態でピストンが静止状態となり、その状態からスプ
ール部材をタンクへ流出する油量を増加させる方向ある
いは第１の位置へ移動させると、上記シリンダ油室内の
油圧が急速に低下又は上昇してピストンが高速で追従変
位し。

スプール部材を第２の位置内でタンクへ流出する油量を
減少させる方向へ移動させると、上記シリンダ油室内の
油圧がオリフィスを介して流入する圧油によって徐々に
高められ、ピストンは微低速で追従変位する。

また、上記シリンダ油室からオリフィスを介して圧油を
タンクに流出させる油路を設けた場合には、スプール部
材が第１の位置にある状態でピストンが静止状態となり
、その状態からスプール部材をシリンダ油室への圧油の
供給量を増加させる方向あるいは第２の位置へ移動させ
ると、シリンダ油室内の油圧が急速に上昇又は低下して
ピストンが高速で追従変位し、スプール部材を第１の位
に内でシリンダ油室への圧油の供Ｍ量を減少させる方向
へ移動させると、上記シリンダ油室内の圧油がオリフィ
スを介してタンクへ流出することにより該油室の油圧が
徐々に低下し、ピストンは微低速で追従変位する。

したがって、ピストンを高速で目標位置へ位置決めする
ことができ、しかもハンチングが防止される。

また、オリフィスの径を小さくすることによって充分な
剛性が得られ、オリフィスを高精度に加工することは容
易であるため、ピストン変位拡大機構を備えた装置の場
合はもちろん、ピストン変位縮小機構（入力変位に対し
てはピストン変位が拡大する）を備えたピストン位置制
御装置の場合でも、剛性のバラツキ（機差）を殆んどな
くすことができる。

〔実　施　例〕

以下、この発明の各種の実施例を図面の第１図乃至第７
図に基づいて説明する。

又よ１１里 第１図は、この発明を第Ｓ図に示したのと同様なリモー
ト操作形ピストン位置制御装置に適用した第１実施例を
示し、第９図に対応する部分には同一の符号を付してそ
の説明は省略する。

このリモート操作形ピストン位置制御装置は。

一方向にシリンダ油室Ａ内の供給油圧力を作用させ、他
方にはシリンダ油室Ｂ内の制御油圧を作用させるピスト
ン１２を有するピストン装置２０と。

これとボディ１１を共通にし、シリンダ油室Ｂの油圧を
制御する弁装置３０とを頷えている。

弁装置３０は、第２図にも拡大して示すように、内部に
油路１４ａ、１４ｂを、形成したスリーブ１４と、その
摺動孔１４ｆ内に摺動可能に嵌入するスプール１７とか
らなるや また、スプール１７とスリーブ１４は、ピストン１２が
停止している第１図に示す静止状態において、第２図に
明示するように、ランド部１７ａの上端面から油路１４
ａの開口溝１４　ａ　Ｉの上端豚までの寸法Ｃが、ラン
ド部１７Ｈの下端面と油路１４ａの開口溝１４ａｔの下
端縁とによって形成される絞り３６のギャップ寸法Ｘに
等しい（雰ラップ）か、それよりも大きく　（オーバラ
ップ）なるように、ランド部１７ａ及び開口溝１４ａ１
を形成している。

したがって、スプール１７を同図で上下いずれの方向へ
移動しても、油路１８ａと油路１８ｄが連通することは
ないようになっている。

そして、弁装置３０は第Ｓ図と同様にピストン変位縮小
機１１０により、ピストン１２の変位が縮小されてスリ
ーブ１４に伝達されるため、入力操作量に対してはピス
トン１２の変位量が拡大されるようになっている。

また、ボディ１１内には油路１８ａとシリンダ油室Ｂと
を連通ずる途中にオリフィス２６を設けた油路１８ｆを
形成している。

次に、このように構成した第１実施例の作用について説
明する。

圧油供給源５によって供給される圧油は、油路Ｌ１から
油路１８ｃを通って油室Ａに、さらに油路１８ａを通り
オリフィス２６を有する油路１８ｆを通って油室Ｂにそ
れぞれ流入し、油室Ａ及び油室Ｂの圧力を高めると共に
、オリフィス２６を介した圧油は油路１８ｂを通して弁
装置３０に供給され、その内部に形成される前述の絞り
３日を通って油路１４ｄからレバー室り１ａ内へ流出し
。

そこから油路１８ｄ及びＬ２を通してタンク６に流出す
る。

したがって、ピストン装［ｉ！２０の油室Ｂの油圧ｐｂ
は油室Ａの油圧Ｐａより低くなる。

そして、ピストン１２の両端面（有効作用面積比Ｓａ：
５ｂ＝１：２）に作用する力がバランスする第１図に示
す位置で静止する。

この状態で出力ロット１３．に外力が加わると、ピスト
ン１２の僅かな移動によりその変位がピストン変位縮小
機構１０によって縮小された変位でそれと同動するスリ
ーブ１４によって絞り３６のギャップで（第２図）が変
化するため、油室Ｂの圧力がオリフィス２日とこの絞り
３日の関係から出力ロット１３ａの移動を阻止するよう
に変化してそれに対抗する。

このバランス状態からスプー１７を第２図に明示する寸
法Ｑを超えない範囲で下方（突き出し側）へ操作すると
、弁装置３０の絞り３日のギャップエが小さくなるため
、油路１８ｂから油路１８ｄを通ってタンク６への圧油
流出量が減少し、ピストン装置２０の油室Ｂの圧力がオ
リフィス２６を通して供給される圧油によってゆっくり
と高められる。

そ九によって、ピストン１２は微低速で下方へ移動する
。

この場合、レバー１Ｓの軸２３がらローラ２２の軸支点
までの寸法をＱ３、ローラ２１の軸支点までの寸法をＱ
４とすると、ピストン１２の変位量はスリーブ１４の変
位量（スプール１７の変位量に対応する）のＱ４／Ｑ３
倍になる。

したがって、例えばＱ、／ａ３＝５とすると、ストロー
クが５ｎ＋Ｉであっても、ピストン１２のストロークは
５Ｘ５＝２５ｍｍとなる。

ここで、仮りに寸法Ｑ　＝　１　ｒｍ　、ピストン１２
の移動速度を５ｒｍ／ｓｅｃすると、この間の最大所要
時間は０．２ｓｅｃとなる。

また、スプール１７を寸法Ｑを超えるストロークで下方
へ操作すると、第２図に二点鎖線で示すようにランド部
１７．と油路１４ａの開口溝１４ａ１との間が開口し、
その間口３Ｓ及び油路１８ａ、ｉ３ｂを通して油室Ｂが
圧油供給ｇ５に連通し、大流量の圧油が油路１８ａ、１
４ｂ、開口３日、油路１４ａ及び油路１８ｂを通って油
室Ｂに供給されるため、ピストン１２は速やかにスプー
ル１７に追従して拡大された変位量で下方へ移動する。

ピストン１２の移動に伴い、ピストン変位縮小機構１０
を介してスリーブ１４が下方へ移動して開口３日を閉鎖
すると５油室Ｂにはオリフィス２６を介した少量の圧油
のみが供給されるようになり、ピストン１２は減速され
て微低速となって移動を続け、スプール１７とスリーブ
１４との間に形成される絞り３６が再び第１図及び第２
図に示す所要のギヤツブ寸法刀になる位置、すなわちス
プール１７の操作量に見合う移動位置になった時に停止
して位置決めされる。

また、スプール１７を第１図に示す位置から上方へ操作
すると、絞り３Ｆ３がさらに大きく開き。

油室Ｂ内の圧油がタンク６へ大流量で流出するため、ピ
ストン１２はスプール１７に高速追従して上方へ移動す
る。

この際、ピストン１２の出力ロット１３ａで大きな慣性
負荷を駆動する時には、高い流量ゲインによりピストン
１２が目標位置に対して図で上方へ行き過ぎ（オーバシ
ュート）が生じることがあるが１次に戻ろうとする時に
開口３日が開いている時はその開口３日を通して大量の
圧油が油室Ｂに供給されるのでピストン１２が高速で下
方へ移動し、開口３日が閉鎖されてからは油室Ｂへはオ
リフィス２日を介した少量の圧油のみが供給されるよう
になるため、ピストン１２はブレーキがかかつて微低速
で下方へ移動することになり、連続的なハンチングが生
じることなく目標位置に位置決めされる。

また、この停止精度は第１０図の従来例で述べたように
、オリフィス２６の径を一定に保てばスプール１７の位
置に応じてピストン１２を高精度に位置決めでき、オリ
フィス２６の径を小さくすれば充分な剛性が得られる。

そして、このオリフィス２Ｓはリーマ加工等により安価
に高精度で加工できるため、このように入力操作量に対
して拡大したピストン変位量を得る機構を備えたピスト
ン位置制御装置でも、剛性に関する機差はほとんど生じ
ない（０，０１ｍｍ程度）。

なお、予め負荷の慣性に応じた流量ゲインになルヨウに
絞り３６の形状を設計すれば、ピストン１２の行き過ぎ
を防止できることは言うまでもない。

この第１実施例では、スプール１７が第２図に仮想線で
示すようにスリーブ１４との間に開口３日を形成して圧
油を油室Ｂへ供給する状態にあるときがｒ第１の位［Ｊ
であり、実線で示すようにスリーブ１４との間に絞り３
日を形成して圧油をタンクＳへ流出させる状態にあると
きが「第２の位置」である。

Σ」」」嵐億− 第３図はこの発明の第２実施例を示し、第１図に対応す
る部分には同一の符号を付してその説明は省略する。

この実施例は、第１図の第１実施例に対し、オリフイス
２６の位置をピストン装置２０の油室Ｂとタンク６を外
部油路Ｌ３を介して連通ずる油路１８ｇの途中に設けて
、油室Ｂからオリフィス２Ｓを介して圧油をタンク６に
流出させるようにし、絞り３日をスリーブ１４の油路１
４ａの開口溝１４ａ１の上端縁とスプール１７のランド
部１７、の上端面との間に形成するようにしたものであ
る。

第１実施例の場合には、スプール１７を押し込み操作側
（図で下方）に操作した時、その操作量が寸法ａを超え
ない範囲ではピストン１２の移動が微低速となり、寸法
Ｑを超えると高速移動する２段速動作であったのに対し
、この第２実施例では、戻り操作側（第３図で上方）に
操作した時に２段速動作するようにしている。

すなわち、図示の静止状態からスプール１７を寸法Ｑを
超えない範囲で上方へ操作すると、絞り３６がさらに絞
られるか閉鎖されるため、油室Ｂへ供給される油量より
もオリフィス２６を通してタンク６へ流出する油量が多
くなり、ピストン１２は微低速で上方へ移動する。

また、スプール１７を寸法Ｑを超えて上方へ操作すると
、そのランド部１７ａとスリーブ１４の油路１４ａの開
口溝１４ａ里との間に第３図に二点鎖線で示すように開
口３日が形成され、そこを通して油室Ｂの圧油がタンク
６に大流量で流出するため、ピストン１２は高速で上方
へ移動する。

この実施例においても、ピストン１２の変位量は前述の
実施例と同様にスプール１７の入力変位量に対して拡大
される。

また、２段速動作側ではピストンが微低速に減速された
後停止するので、ピストンが目標位置に対して行き過ぎ
ることがないため１本装置の使い途によって第１図の実
施例と使い分けることができる。

なお、この第２実施例では、スプール１７が第３図に実
線で示すようにスリーブ１４との間に絞り３６を形成す
る状態にあるときが「第１の位置」であり、仮想線で示
すようにスリーブ１４との間しこ開口３９を形成する状
態にあるときが「第２の位置」である。

」］」も眞胴− 第４図はこの発明の第３実施例を示し、第１図に対応す
る部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

この実施例は１本発明をポペット弁の位置制御に応用し
た場合を示し、比例ソレノイド４３によって入力電流に
比例してスプール４７を抜き出し側（図で上方）へ駆動
し、ポペット部４２．を一体とするスプリング４日によ
って入口ポート４０ａ側へ付勢されるピストン４２の位
置を制御することにより、メイン流路４０の出口ポート
４０ｂから流出する圧油の流量を制御するようにしたも
のである。

また、スプール４７はその後端のスプリング受け４７ｂ
を比例ソレノイド４３の出力ロット４３ａに螺若して連
結し、スプリング４１によって常に押し込み方向に付勢
されている。

なお、この実施例の比例ソレノイド４３は入力電流に比
例して出力ロット４３ｒ１を引込めるタイプのものであ
る。

そして、スプール４７のランド部４７ａがこの比例ソレ
ノイド４３に通電せず、スリーブ１４の開口溝１４ａ１
を丁度閉鎖（ギヤツブ零）する図示の状態で、圧油が入
口ポート４０ａ、油路１８ａ、油路１８ｆのオリイス２
６．油路１８ｈを介して油室（背圧室）４４に連通し、
供給圧が背圧室４４に作用するので、ピストン４２のポ
ペット部４２．がボディ１１のシート部ｌｉｄに押圧さ
れて、確実にメイン流路４０を閉鎖している。

図示の状態から、比例ソレノイド４３によってスプール
４７を上方へ大きな操作量で操作すると。

ランド部４７．の下端面と開口溝１４ａＩの下端縁との
間に大きな開口が形成され、そこを通して背圧室４４（
油室Ｂに相当）から圧油が油路１８ｈ、Ｂ３ｂを通って
油路１４ｄ、１８ｄからタンクＳへ一度に大流量で流出
するため、ピストン４２はスプール４７に高速で追従し
て上方へ移動する。

したがって、ポペット部４２ａがシート部１１ｄから離
乳でメイン流路４０を大きくσａく。

この際、高い流量ゲインによりピストン４２が目標位置
に対して図で上方へ行き過ぎ（オーバーシュート）るこ
とがあったとしても、次に戻ろうとする時にスリーブ１
４も上昇し過ぎていて、ランド部４７ａの上端面と間口
溝１４ａ！の上端縁との間に開口（第２図の開口３日に
相当）が形成されている時には、その開口を通して大量
の圧油が排圧室４４に油路１８ａ、１４ｂ、１４ａ。

１８ｂ及び１８ｈを通して一度に供給されるのでピスト
ン４２が高速で下方へ移動し、その開口が閉鎖されてか
らは排圧室４４へはオリフィス２６を介した少量の圧油
のみが供給されるようになるため、ピストン４２はブレ
ーキがかかつて微低速で下方へ移動することになり、連
続的なハンチングが生じることなく目標位置に位置決め
される。

エユ犬遼月 第５図はこの発明の第４実施例を示し、第１図に対応す
る部分には同一の符号を付してその説明は省略する。

この実施例では、ラック棒５５を連動部材５３を介して
シリンダ本体５２内を摺動するピストン１２のピストン
ロッド１２．に平行に取付け、そのラックに嗜み合うピ
ニオンＳ６に雄ネジ部材５７を同心一体に固設し、これ
をボディ５１の後端部に形成した雌ネジ部５１．に螺合
させ、この雄ネジ部材５７の先端をスリーブ１４の後端
部１４ｅに当接させ、こ九らによってピストン変位縮小
機構５０を構成している。

したがって、ピストン１２が移動するとラック棒５５も
それに同動し、それによってピニオン５日と共に雄ネジ
部材５７が回転してボディ５１の雌ネジ部り１ａ内を進
退し、スリーブ１４の変位を縮小変位させる。すなわち
、ピストン１２の変位が入力操作量に対し拡大される。

その他、油路１８ａ、１８ｂ、１８ｆをボディ５１外に
設けた点が異なるが、その構成及び作用は第１実施例と
略同様であるので、その説明を省略する。

なお、ピストン変位縮小機構あるいはピストン変位拡大
機構（この例では縮小機構）のラック・ピニオンに変え
て、それに相当するタイミングベルト等を眉いるように
しても同様の効果を得ることができる。

ｍ但 第６図はこの発明の第５実施例を示し、第１図に対応す
る部分には同一の符号を付してその説明は省略する。

この実施例ではピストン６２の中心軸上に大きなり−ド
Ｌｄ、の右ネジで形成した雌ネジ部６５ａを内周面に設
けたナツト６５を固設し、その雌ネジ部６Ｓａにネジシ
ャフト６日を回転可能に螺合してピストン６２の矢示Ｃ
方向の直線運動をネジシャフト６６で回転運動に変換す
るようになっている。

ネジシャフト６日は、前部に形成した摺動軸部６６、を
ボディ６１に固設した２個のボールベアリング６７．６
７によって軸支され、回転方向のみ許容されるようにな
っており、モの前端部に形成した雄ネジ部６Ｓｂをスリ
ーブ１４の後端にリードＬｄ□よりも小さなリードしｄ
２の右ネジで形成した雌ネジ部１４ｇに螺合している。

そして、スリーブ１４は後端の外周部の一部に形成した
回転止め用の溝１４ｈと、それに摺動可能に嵌入するボ
ディ６１に固設したピン６８によって回転不能に規制さ
れ、直線運動のみを可能にしであるので、ピストン６２
の左右方向の変位に対してＬ　ｄ　２　／　Ｌ　ｄ　＋
の比で左右方向へ変位が縮小されて移動する。

すなわち、Ｌｄｌ　＝２５ｍｍ、Ｌｄ２　＝１ｍｍとす
ると、スプール１７を４ｍ変位させるとピストン６２で
は　４Ｘ２５＝ＬＯＯｗ＋　に変位を拡大することがで
きる。

したがって４ｍ程度の小さな入力変位量で大きなピスト
ン変位を得ることができるので比例ソレノイド、ステッ
ピングモータ等の使用が可能になる。

その他の構成及び作用は第１実施例と略同様であり、そ
の説明を省略する。

この実施例によっても前述の実施例と同様に高い精度の
位置決め剛性と安定性を得ることができる。

第６実施例 第７図はこの発明の第６実施例を示し、第１図に対応す
る部分には同一の符号を付してその説明は省略する。

この実施例は、ボディ１１の摺動孔１１ｅ内にボディ１
１との間に係着したスプリング７８によって図で上方へ
付勢されるスプールを兼ねたピストン７２を収納し、そ
の位置をシリンダ油室Ｂの油圧を制御することにより制
御して、ボートＤ。

Ｅ間の流路の開度を調整するスプール弁を構成した例を
示すものであり、入力手段としての比例ソレノイド７３
には入力電流に比例して出力ロット７３ａを押し出すタ
イプのものを使用している。

また、スプール７７はその後端のスプリング受７７ｂに
係着したスプリング７丁によって常に引込み方向に付勢
されており、ランド部７７ａとスリーブ１４の開口溝１
４ａ１とによって形成される絞り７６のギヤツブ寸法刀
を、比例ソレノイド７３の入力が零（不作動）の時のギ
ャップ寸法（例えば０．０５ｍｍ）が動作中の所定ギャ
ップ寸法（例えば０．０２ｎｖｎ）より大きくなるよう
にしている。

したがって、比例ソレノイド７３の入力が零の時には油
室Ｂの圧力はピストン７２を駆動できる圧力に至らない
ため、ピストン７２は図示の位置で静止している。

そこで、比例ソレノイド７３を作動させてスプール７７
をその入力電流に比例して下方へ駆動させると、その駆
動変位量が先の例では　０．０３ｍｍ（０，０５−０，
０２ｍｍ）に達した時に、油室Ｂの圧力がピストン７２
の駆動圧力に達してピストン７２が下方へ移動し始め、
ギャップ寸法Ｘが０．０２ｍｍとなった時に停止する。

この実施例のように、この発明をスプール弁に応用した
場合には、開方向動作（図で下方）においてもピストン
７２に大きな慣性負荷が加わることがないので、ピスト
ンが目標位置に対し行き過ぎることがほとんどない。

なお、これらの各実施例では、そのいずれの場合にも入
力手段に比例ソレノイドを使ｍしたが、これに限るもの
ではなく、ステッピングモータや手動操作手段等の他の
入力手段を使用してもよい。

また、重連の実施例ではピストンの変位をスリーブに縮
小した変位で伝達するピストン変位縮小機構１０を使用
した場合について述べたが２本発明はそれに限るもので
はなく、ピストン変位縮小機ｖｌｌｏのす法β３Ｆ”４
（第１図）を前述の実施例とは逆に寸法Ｑ３をＱ４より
も大きくするようにすれば、それをピストン変位拡大機
構にすることもでき、この場合入力手段の変位量に対し
ピストンの変位は縮小されるが位に決め精度及び剛性に
関するバラツキはさらに向」ユする。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明によるリモート操作
形ピストン位置制御装置によれば５次のような効果が得
られる。

（１）スプールのランド部とスリーブの開口溝部の加工
誤差がピストンの位置決め剛性のバラツキ（機差）に句
、える影響が従来のピストン位に制御装置に比べはるか
に小さいので、入力操作量に対し縮小したピストン変位
量を得る装置はもちろん、拡大したピストン変位量を得
る装置の場合でも高い精度で位置決めでき、剛性に関す
るバラツキが殆んどなくなる。

（２）スプールのランド部を加工費の高い高精度の幅方
向加工する必要がなく、オリフィスを安価なキリ加工あ
るいは＋１−マ加工によって精度よく形成すればよいの
で、加工コストが安くなる。

（３）静止状態での圧油消＊量が少なく１機差が殆んど
ない（オリフィス径のバラツキの範囲内）。

（４）一方向の動作は必ず２段速動作となるので、大慣
性負荷でも行き過ぎ（オーバシュート）がなく、他方向
の動作は行き過ぎがあっても戻り時にハンチングを起す
ことなく速やかに目標位置に位置決めされる。

（５）入力スプールは細くてよいのでその操作力が小さ
くて済み、小形の比例ソレノイド等を使用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す縦断面図。 第２図は同じくその弁装置付近の拡大断面図。 第３図はこの発明の第２実施例を示す縦断面図、第４図
はこの発明の第３実施例を示す縦断面図、第５図はこの
発明の第４実施例を示す縦断面図、第６図はこの発明の
第５実施例を示す縦断面図。 第７図はこの発明の第６実施例を示す縦断面図、第８図
乃至第１０図はそれぞれ従来のリモート操作形ピストン
位置制御装置の異なる例を示す縦断面図、 第１１図はアングラツブ量と圧力ゲインとの関係を示す
線図、 第１２図はオリフィス直径ｄの加工精度のバラツキと剛
性に関する機差を示す線図である。 ５・・・圧油供給源 １０・・・ピストン変位縮小機構 １１．５１．６１・・・ボディ １２．４２，６２．７２・・・ピストン１４・・・スリ
ーブ　　１４ｆ・・・摺動孔１４　ａ　、　１４　ｂ　
＝　１８　ａ　〜１８　ｈ　・＝油路１７．４７．７７
・・・スプール ２０・・・ピストン装置　　２６・・・オリフィス３０
・・・弁装置　　３６．７６・・・絞り　３日・・・開
口４３．７３・・・比例ソレノイド（入力手段）Ａ、Ｂ
・・・シリンダ油室 第１図 第２図 第３図 第５図 第１０図 第１１図 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　一方向に油圧力、スプリング力あるいは外力負荷を
   作用させ、他方向にはシリンダ油室の制御油圧を作用さ
   せるピストンを有するピストン装置と、 該ピストン装置のピストンの変位を機械的に縮小あるい
   は拡大するピストン変位縮小機構あるいはピストン変位
   拡大機構と、 該機構を介して前記ピストンの変位に対して一定比率で
   変位するスリーブ部材と、該スリーブ部材に形成された
   摺動孔内に嵌入して入力手段によつて駆動変位されるス
   プール部材とからなり、前記シリンダ油室の油圧を制御
   する弁装置とを備え、前記スプール部材に前記ピストン
   が追従変位するリモート操作形ピストン位置制御装置で
   あつて、前記シリンダ油室にオリフィスを介して圧油を
   供給するかあるいは該シリンダ油室からオリフィスを介
   して圧油をタンクに流出させる油路を設けると共に、 前記弁装置を、前記スプール部材が第１の位置にあると
   きは前記シリンダ油室へ前記オリフィスを介さない圧油
   を供給する状態となり、前記スプール部材が第２の位置
   にあるときには前記シリンダ油室をタンクに連通させる
   状態となり、該第１、第２の位置の切換わり途中におい
   て前記２つの状態が共存しないオーバラップあるいは零
   ラップ状態にあるように構成したことを特徴とするリモ
   ート操作形ピストン位置制御装置。 ２　前記弁装置が、スプール部材が第１の位置又は第２
   の位置にあるときに、該スプール部材とスリーブ部材と
   によつて油路を絞る絞りを形成するようにしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のリモート操作形ピ
   ストン位置制御装置。 ３　ピストン変位縮小機構あるいはピストン変位拡大機
   構がレバー機構である特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載のリモート操作形ピストン位置制御装置。 ４　ピストン変位縮小機構あるいはピストン変位拡大機
   構がラック・ピニオンとネジ機構である特許請求の範囲
   第１項又は第２項記載のリモート操作形ピストン位置制
   御装置。 ５　ピストン変位縮小機構あるいはピストン変位拡大機
   構がネジ機構である特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載のリモート操作形ピストン位置制御装置。