JP2001003904A - 流体圧アクチュエータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メータイン・メータアウト分離型の制御回路
において、流体圧アクチュエータにとって最も好適な操
作器操作量対圧力モジュレーション特性、速度モジュレ
ーション特性を達成できるようにする。 【解決手段】 ポンプと流体圧アクチュエータとの間
に、２つのメータインバルブA1IMV ，A2IMV および２つ
のメータアウトバルブA3IMV ，A4IMV からなるブリッジ
回路を設ける。メータインバルブA1IMV ，A2IMV の上流
側に、メータインバルブA1IMV ，A2IMV の前後差圧を一
定に保つ圧力補償弁14を設ける。圧力補償弁14は、負荷
圧保持用のロードホールドチェック弁53を内蔵する。ポ
ンプと圧力補償弁14との間に、外部からの圧力モジュレ
ーションコマンドによりポンプ吐出圧を減圧制御する減
圧制御弁12を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メータインバルブ
を含む流体圧アクチュエータの制御装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来の例えば油圧ショベルなど
の建設機械に設けられているメータイン・メータアウト
分離型の制御回路を示し、可変容量型のポンプ１と、負
荷Ｗを駆動するシリンダ型の流体圧アクチュエータ２と
の間には、２個のメータインバルブA1IMV ，A2IMV およ
び２個のメータアウトバルブA3IMV ，A4IMV からなるブ
リッジ回路３が設けられている。

【０００３】さらに、ポンプ１とブリッジ回路３との間
の通路にはロードホールドチェック弁４が設けられてい
る。

【０００４】また、ポンプ１の吐出口には、通路６によ
り、他の流体圧アクチュエータ（図示せず）を制御する
ブリッジ回路（図示せず）が同様に接続されている。

【０００５】さらに、ポンプ１の吐出口とタンク７との
間には、上記複数の流体圧アクチュエータ２のブリッジ
回路３などの制御時に連動して制御される１個の共通バ
イパス弁８と、ポンプ吐出圧を設定するメインリリーフ
弁９とが設けられている。

【０００６】メータインバルブA1IMV ，A2IMV 、メータ
アウトバルブA3IMV ，A4IMV および共通バイパス弁８
は、通常、スプール弁タイプのモジュレーションノッチ
付き開閉弁であり、操作レバーの操作量に応じてコント
ローラ（図示せず）より出力された電気信号で作動され
る電磁アクチュエータにより、スプール弁ストロークを
制御される。

【０００７】この回路において、例えば流体圧アクチュ
エータ２を負荷Ｗに抗して伸張させる場合、メータイン
バルブA1IMV およびメータアウトバルブA4IMV は閉止し
たまま、可変容量型のポンプ１の吐出量を徐々に増加さ
せるとともに、共通バイパス弁８を徐々に閉止させ、メ
ータインバルブA2IMV およびメータアウトバルブA3IMV
を徐々に開くように制御する。

【０００８】一方、流体圧アクチュエータ２を収縮させ
る場合は、メータインバルブA2IMVおよびメータアウト
バルブA3IMV は閉止したまま、可変容量型のポンプ１の
吐出量を徐々に増加させるとともに、共通バイパス弁８
を徐々に閉止させ、メータインバルブA1IMV およびメー
タアウトバルブA4IMV を徐々に開くように制御する。こ
のような制御は、図示されない操作レバーによりコント
ローラを介してなされる。

【０００９】通常、この制御回路で、例えば油圧ショベ
ルのスティックシリンダがスティックイン動作される場
合のように、負荷Ｗが流体圧アクチュエータ２の伸張に
より地面Ｇなどの抵抗で停止（ストール）される状態と
なったときは、その流体圧アクチュエータ２のシリンダ
ヘッド側に位置するヘッド側室2hの制御圧は、操作レバ
ーの操作量による共通バイパス弁８の開度とポンプ吐出
量のコントロール（ブリードオフ制御）で決まり、例え
ば図３中の点線のように変化し、この変化は複数の流体
圧アクチュエータ共、ほぼ共通で固定されたものとな
る。

【００１０】このために、各流体圧アクチュエータ毎に
最も好ましい圧力モジュレーションカーブ、例えば図３
中の実線や、１点鎖線などで示された圧力モジュレーシ
ョンカーブを個々に実現することが難しい。

【００１１】さらに、操作レバーをフルに操作し、対応
する流体圧アクチュエータ２がフルストロークしたり、
外部抵抗過大などのためストール状態のときには、ポン
プ吐出圧は共通バイパス弁８の閉止によりメインリリー
フ弁９の設定圧まで上昇しており、このときに、他の流
体圧アクチュエータ用のブリッジ回路をモジュレーショ
ン制御しようとしても、ポンプ吐出圧が既に共通バイパ
ス弁８の閉止によりメインリリーフ圧まで上昇してお
り、コントロール不能であるので、他の流体圧アクチュ
エータのメータイン側を開口させると、図３の１点鎖線
に示されるように高圧が回り込んで、圧力モジュレーシ
ョンが効かないという欠点がある。

【００１２】また、流体圧アクチュエータ２の作動速度
のコントロールも、図４に示されるように、ある流体圧
アクチュエータには実線、他の流体圧アクチュエータに
は点線または１点鎖線などで示された個々に理想的で最
適な速度モジュレーションカーブにコントロールするこ
とが望ましいにもかかわらず、それは互いの干渉により
難しいという問題がある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
メータイン・メータアウト分離型の制御回路では、流体
圧アクチュエータ２に応じた圧力モジュレーションカー
ブおよび速度モジュレーションカーブを実現することが
難しい。

【００１４】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、メータイン・メータアウト分離型の制御回路にお
いて、流体圧アクチュエータにとって最も好適な操作器
操作量対圧力モジュレーション特性、速度モジュレーシ
ョン特性を達成できるようにすることを目的とするもの
である。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、ポンプと、このポンプから吐出された作動流体に
より作動される流体圧アクチュエータと、この流体圧ア
クチュエータに供給される作動流体の流量を外部からの
操作器操作量と関連する制御信号により制御するメータ
インバルブと、流体圧アクチュエータから排出される作
動流体の流量を外部からの操作器操作量と関連する制御
信号により制御するメータアウトバルブと、前記メータ
インバルブの上流側に設けられメータインバルブの前後
差圧を一定に保つ圧力補償弁とを具備した流体圧アクチ
ュエータの制御装置である。

【００１６】そして、圧力補償弁の上流側の圧力が変動
しても、流体圧アクチュエータへの供給流量を制御する
メータインバルブの前後差圧を圧力補償弁により一定に
保つことで、メータインバルブでの流量制御特性は、圧
力補償弁の上流側の圧力変動の影響を受けることなく、
外部からの操作器操作量と関連する制御信号により可変
制御されるから、圧力補償弁と対応する流体圧アクチュ
エータを、その流体圧アクチュエータにとって最も好適
な操作器操作量対速度モジュレーション特性で制御する
ことが可能となる。

【００１７】請求項２に記載された発明は、請求項１記
載の流体圧アクチュエータの制御装置における圧力補償
弁が、負荷圧保持用のロードホールドチェック弁を内蔵
したものである。

【００１８】そして、従来は通路中に個別に設置されて
いたロードホールドチェック弁を圧力補償弁に内蔵する
ことで、装置のコンパクト化が図られる。

【００１９】請求項３に記載された発明は、請求項１ま
たは２記載の流体圧アクチュエータの制御装置におい
て、ポンプと圧力補償弁との間に設けられ外部からの操
作器操作量と関連する制御信号によりポンプ吐出圧を減
圧制御する減圧制御弁を具備したものである。

【００２０】そして、ポンプ吐出圧が高圧に制御されて
いても、外部からの操作器操作量と関連する制御信号に
より減圧制御弁を制御して圧力補償弁への供給圧力を自
由に減圧制御することにより、この減圧制御弁および圧
力補償弁と対応する流体圧アクチュエータを、その流体
圧アクチュエータにとって最も好適な操作器操作量対圧
力と流量モジュレーション特性で制御することが可能と
なる。

【００２１】請求項４に記載された発明は、請求項３記
載の流体圧アクチュエータの制御装置において、１つの
流体圧アクチュエータに対し設けられた２つのメータイ
ンバルブの各々の上流部と下流部の高圧側を選択してそ
の前後差圧を共通の圧力補償弁に導くシャトル弁を具備
したものである。

【００２２】そして、１つの流体圧アクチュエータに対
し設けられた２つのメータインバルブのどちらが作動し
ても、シャトル弁を介して共通の圧力補償弁および減圧
制御弁が働くから、圧力補償弁および減圧制御弁を効率
良く用いて、どちらのメータインバルブも好適に制御す
る。

【００２３】請求項５に記載された発明は、請求項１乃
至４のいずれかに記載の流体圧アクチュエータの制御装
置における圧力補償弁が、共通のポンプと複数の流体圧
アクチュエータ用のメータインバルブとの間にそれぞれ
設けられたものである。

【００２４】そして、一の流体圧アクチュエータの操作
器状態や負荷状態などによりポンプからの供給圧力が変
化しても、他の流体圧アクチュエータは、圧力補償弁に
より圧力補償されたメータインバルブによりこの他の流
体圧アクチュエータに好適な操作器操作量対速度モジュ
レーション特性で制御される。

【００２５】請求項６に記載された発明は、請求項５記
載の流体圧アクチュエータの制御装置における減圧制御
弁が、共通のポンプと複数の流体圧アクチュエータ用の
圧力補償弁との間にそれぞれ設けられたものである。

【００２６】そして、一の流体圧アクチュエータがフル
ストロークしたり、外部抵抗過大などのためストール状
態となった場合などの、共通のポンプ吐出圧がメインリ
リーフ弁設定圧まで上昇したときでも、他の流体圧アク
チュエータは、これに対応する固有の減圧制御弁により
制御された好適な操作器操作量対供給圧力モジュレーシ
ョン特性により制御される。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る一実施の形態
を図１を参照しながら説明する。なお、必要に応じて図
２乃至図４も参照しながら説明する。また、図２で用い
られた符号は、図１の対応部分でも用いる。

【００２８】図１に示されるように、斜板により吐出流
量を可変制御できる可変容量型のポンプ１の吐出口に通
路11を経て減圧制御弁12の入口部が接続され、この減圧
制御弁12の出口部に通路13を経て圧力補償弁14の入口部
が接続され、この圧力補償弁14の出口部は途中で分岐さ
れた２つの通路15，16に接続されている。

【００２９】その一方の通路15は、ブリッジ回路３の一
方のメータインバルブA1IMV の入口部に接続され、この
メータインバルブA1IMV の出口部は通路17を経て流体圧
アクチュエータ２のロッド側室2rに接続され、また、前
記分岐された他方の通路16は、ブリッジ回路３の他方の
メータインバルブA2IMV の入口部に接続され、このメー
タインバルブA2IMV の出口部は通路18を経て流体圧アク
チュエータ２のヘッド側室2hに接続されている。

【００３０】前記ポンプ１の吐出口には、他の流体圧ア
クチュエータ2aを制御するための他のブリッジ回路3aに
作動流体（作動油）を供給する通路６も接続されてい
る。さらに、この通路６とタンク７との間には、ポンプ
１から吐出された作動流体のタンク７への排出量を制御
する共通バイパス弁８と、ポンプ吐出圧の上限を設定す
るメインリリーフ弁９とが、複数の流体圧アクチュエー
タ２，2aのブリッジ回路３，3aに対し共通に設けられて
いる。

【００３１】これらの各ブリッジ回路３，3aは、ポンプ
１側に位置する２つのメータインバルブA1IMV ，A2IMV
と、タンク７に連通された２つのメータアウトバルブA3
IMV，A4IMV とがブリッジ接続され、そのメータインバ
ルブA1IMV とメータアウトバルブA3IMV とが、流体圧ア
クチュエータ２，2aのロッド側室2rに接続され、また、
メータインバルブA2IMV とメータアウトバルブA4IMV と
が、流体圧アクチュエータ２，2aのヘッド側室2hに接続
されている。

【００３２】メータインバルブA1IMV ，A2IMV は、流体
圧アクチュエータ２，2aに供給される作動流体の流量
を、またメータアウトバルブA3IMV ，A4IMV は、流体圧
アクチュエータ２，2aから排出される作動流体の流量
を、それぞれ外部からの操作器操作量と関連する制御信
号（ストロークコマンド）により制御するものである。
この点は後で詳述する。

【００３３】次に、各弁の構造を詳しく説明する。な
お、図１では、１つのメータインバルブA2IMV のみが詳
細に示されているが、もう１つのメータインバルブA1IM
V も全く同一の構造を持つので、その詳細図は省略す
る。

【００３４】先ず、メータインバルブA1IMV ，A2IMV
は、弁本体21に穿設されたスプール嵌合穴22にメータイ
ンスプール23が軸方向摺動自在に嵌合されている。

【００３５】スプール嵌合穴22の内周面には、作動流体
供給側の通路16に連通された入口部環状凹溝24と、この
入口部環状凹溝24の上側に間隔を介して配置された２つ
の信号通路切換用環状凹溝25，26と、流体圧アクチュエ
ータ側の通路18に連通された出口部環状凹溝27と、この
出口部環状凹溝27の下側に間隔を介して配置された信号
通路切換用環状凹溝28とが、それぞれ形成されている。

【００３６】一方、メータインスプール23には、一方の
移動係止部31と、一方のランド部32と、中間軸部33と、
他方のランド部34と、他方の移動係止部35と、ストロー
ク検出用の鉄心部36とが、一体的に形成されている。

【００３７】その鉄心部36の周囲にはストローク検出用
のコイル37が嵌着され、メータインスプール23のストロ
ークを検出するスプールストローク検出センサ38が構成
されている。

【００３８】さらに、スプール嵌合穴22の内部には、一
方の移動係止部31により圧力作用室41が確保され、両方
のランド部32，34の間には作動流体通路凹部42が形成さ
れ、他方の移動係止部35によりバネ室43が確保され、こ
のバネ室43に設けられた圧縮コイルバネ44によりメータ
インスプール23が図示上方へ付勢されている。

【００３９】このメータインスプール23には、メータイ
ン開度を制御するメータイン開度制御手段と、信号通路
を切換える信号通路切換手段とが設けられている。

【００４０】すなわち、一方のランド部32の外周面に
は、メータインスプール23の非ストローク状態で２つの
信号通路切換用環状凹溝25，26を連通する信号通路切換
用ノッチ45と、ストローク状態で入口部環状凹溝24と信
号通路切換用環状凹溝25とを連通する信号通路切換用ノ
ッチ46とが、それぞれ軸方向に形成されている。

【００４１】他方のランド部34の外周面には、メータイ
ンスプール23の非ストローク状態で入口部環状凹溝24と
出口部環状凹溝27とを遮断するとともにストローク量に
応じて入口部環状凹溝24と出口部環状凹溝27とを連通さ
せるメータイン開度を制御するメータイン開度制御ノッ
チ（以下、これを「メータインノッチ」という）47と、
ストローク状態で出口部環状凹溝27と信号通路切換用環
状凹溝28とを連通する信号通路切換用ノッチ48と、非ス
トローク状態でバネ室43と信号通路切換用環状凹溝28と
を連通する信号通路切換用ノッチ49とが、それぞれ形成
されている。

【００４２】次に、これらのメータインバルブA1IMV ，
A2IMV の上流側に設けられた前記圧力補償弁14は、メー
タインバルブA1IMV ，A2IMV の前後差圧を一定に保つも
ので、弁本体21に穿設されたスプール嵌合穴51にコンペ
ンセータスプール52が軸方向摺動自在に嵌合され、この
コンペンセータスプール52の内部に負荷圧保持用のロー
ドホールドチェック弁53が設けられている。

【００４３】上記スプール嵌合穴51の内周面には、作動
流体供給側の通路13に連通された入口部環状凹溝54と、
この入口部環状凹溝54の上側に間隔を介して配置されメ
ータインバルブ側の通路15，16に連通された出口部環状
凹溝55とが、それぞれ形成されている。

【００４４】一方、コンペンセータスプール52には、入
口部環状凹溝54に連通可能な半径方向の通孔56と、出口
部環状凹溝55に連通可能な半径方向の通孔57と、これら
の通孔56，57間を連通するシート部58の開口59および軸
方向のチェック弁嵌合穴60とが、それぞれ形成されてい
る。

【００４５】上記チェック弁嵌合穴60には、前記ロード
ホールドチェック弁53が軸方向摺動自在に嵌合され、こ
のチェック弁53をシート部58に押圧する圧縮コイルバネ
61を介してプラグ62が螺着されている。

【００４６】このプラグ62は、圧縮コイルバネ61の一端
部を嵌着した凸部63を有するバネ受け体であるととも
に、このプラグ62より図示上方へ突出された一方の移動
係止部64により、コンペンセータスプール52の図示上側
に圧力作用室65を確保している。

【００４７】前記ロードホールドチェック弁53には、シ
ート部58に密着した状態でシート部58の開口59を閉止す
る先端閉止部66と、シート部58から離間した状態で一方
の通孔56を他方の通孔57に連通する斜孔67とを有してい
る。

【００４８】さらに、前記スプール嵌合穴51の内部に
は、コンペンセータスプール52の図示下端より突設され
た他方の移動係止部68によりバネ室69が確保され、この
バネ室69に設けられた圧縮コイルバネ70によりコンペン
セータスプール52が図示上方へ付勢されている。

【００４９】次に、この圧力補償弁14および前記メータ
インバルブA1IMV ，A2IMV を制御するパイロット系を説
明すると、電気的な操作信号を発信する電気ジョイステ
ィックなどの操作器としての操作レバー71がコントロー
ラ72の入力部に接続され、このコントローラ72で演算処
理された電気信号により比例制御される電磁比例弁73
に、パイロット圧力源74と、タンク７と、メータインバ
ルブA1IMV ，A2IMV の圧力作用室41に連通された通路75
とが接続され、また、メータインバルブA1IMV ，A2IMV
の信号通路切換用環状凹溝26とバネ室43とが通路76によ
りタンク７に連通されている。

【００５０】さらに、２つのメータインバルブA1IMV ，
A2IMV の入口側の通路15，16とそれぞれ連通可能の各信
号通路切換用環状凹溝25からそれぞれ引出された２つの
通路77が、シャトル弁78の２つの入口部にそれぞれ連通
され、このシャトル弁78の出口部から引出された通路79
が、前記圧力補償弁14の圧力作用室65に連通されてい
る。

【００５１】また、２つのメータインバルブA1IMV ，A2
IMV のバネ室43とそれぞれ連通可能の各信号通路切換用
環状凹溝28からそれぞれ引出された２つの通路81が、別
のシャトル弁82の２つの入口部にそれぞれ連通され、こ
のシャトル弁82の出口部から引出された通路83が、前記
圧力補償弁14のバネ室69に連通されている。

【００５２】次に、前記ポンプ１と前記圧力補償弁14と
の間に設けられた前記減圧制御弁12は、外部からの操作
器操作量と関連する制御信号によりポンプ吐出圧を減圧
制御するもので、弁本体21にスプール嵌合穴86が穿設さ
れ、このスプール嵌合穴86に減圧スプール87が軸方向摺
動自在に嵌合されている。

【００５３】スプール嵌合穴86の内周面には、作動流体
供給側の通路11に連通された入口部環状凹溝88と、この
入口部環状凹溝88より図示下方にて圧力補償弁14側の通
路13に連通された出口部環状凹溝89とがそれぞれ形成さ
れている。

【００５４】前記減圧スプール87の比較的上部には、一
方のランド部90が形成され、このランド部90の上側にバ
ネ室91が区画形成され、このバネ室91に設けられた圧縮
コイルバネ92により、減圧スプール87は図示下方へ押圧
されている。

【００５５】一方、減圧スプール87の下部には、前記入
口部環状凹溝88に連通する前記出口部環状凹溝89の開度
を制御する他方のランド部93が形成されている。

【００５６】さらに、減圧スプール87には、入口部環状
凹溝88に導入されたポンプ吐出圧を前記バネ室91に導く
ための経路が設けられている。

【００５７】すなわち、他方のランド部93の下部に形成
された軸方向のスロット94と、ランド部93の下端の円板
部95に形成された径方向のスロット96と、減圧スプール
87のほぼ全長にわたってその中心部に穿設された通孔97
と、この通孔97の上端部に穿孔され前記バネ室91に開口
したオリフィス98とが、連続的に設けられている。

【００５８】バネ室91は、弁本体21に穿設されたドレン
孔99によりタンク７に連通可能であり、このドレン孔99
の図示上端の開口縁には、プッシュソレノイド101 より
突出されたパイロットステージポペット102 が接離可能
に当接されている。

【００５９】プッシュソレノイド101 は、弁本体21に一
体的に設けられ、前記コントローラ72から出力された制
御信号すなわち圧力（力）モジュレーションコマンドに
比例する推力でパイロットステージポペット102 をドレ
ン孔99に押付けるものである。ドレン孔99の図示上側に
位置する空間103 は密閉された空間であり、通路104に
よりタンク７に連通されている。

【００６０】次に、図１に示されるように、他の流体圧
アクチュエータ2aを制御する他のブリッジ回路3aに作動
流体を供給する通路６にも、前記減圧制御弁12および前
記圧力補償弁14と全く同様の減圧制御弁12a および圧力
補償弁14a が設けられている。

【００６１】すなわち、圧力補償弁14a は、共通のポン
プ１と、他の流体圧アクチュエータ2aを制御するブリッ
ジ回路3aのメータインバルブA1IMV ，A2IMV との間に設
けられ、また、減圧制御弁12a は、共通のポンプ１と、
前記他の流体圧アクチュエータ用の圧力補償弁14a との
間に設けられている。さらに、その圧力補償弁14a は、
ロードホールドチェック弁53a を内蔵している。

【００６２】以上のように、本装置は、 （１）メータインバルブA1IMV ，A2IMV のメータインス
プール23にメータイン開度制御手段としてのメータイン
ノッチ47と、信号通路切換手段としての複数の信号通路
切換用ノッチ45，46，48，49とが設けられている。

【００６３】（２）ロードホールドチェック弁53は、圧
力補償用のコンペンセータスプール52内に内蔵されてい
る。

【００６４】（３）ポンプ吐出側の通路11と通路13との
間には、ポンプ吐出圧が高圧となっても通路13の圧力を
外部からの圧力モジュレーションコマンドによって自由
に減圧制御できる減圧制御弁12が設置されている。

【００６５】（４）メータインバルブA1IMV ，A2IMV の
上流側には、メータインバルブA1IMV，A2IMV のメータ
インノッチ47の前後差圧を一定に保つ圧力補償弁14が設
置され、メータインスプール23が外部の電磁比例弁73に
よりストローク制御されるときに、メータインノッチ47
の上流側（通路16）の圧力を、信号通路切換用ノッチ46
よりシャトル弁78を経てコンペンセータスプール52の図
示上部の圧力作用室65へ導入し、同時に、メータインノ
ッチ47の下流側（通路18）の圧力を、信号通路切換用ノ
ッチ48よりシャトル弁82を経てコンペンセータスプール
52のバネ室69へ導入する信号経路が設けられている。

【００６６】（５）シャトル弁78，82は、ブリッジ回路
３を構成する２つのメータインバルブA1IMV ，A2IMV に
それぞれ接続されている。

【００６７】次に、この図１に示された実施形態の作用
効果を説明する。

【００６８】（１）両メータインバルブA1IMV ，A2IMV
に対して外部の電磁比例弁73よりの信号圧がなく、両メ
ータインバルブA1IMV ，A2IMV のメータインスプール23
が圧縮コイルバネ44で押されて閉止（中立）位置にある
ときは、２つの信号通路切換用ノッチ45，49の開口連通
作用により、各シャトル弁78，82はタンク７に連通した
ドレン状態にあり、圧力補償弁14のコンペンセータスプ
ール52の上部にある圧力作用室65および下部にあるバネ
室69は、共にドレン圧に等しくなっている。

【００６９】（２）操作レバー71が操作され、コントロ
ーラ72からの信号により、共通バイパス弁８が徐々に閉
止してゆくとともに、電磁比例弁73よりメータインバル
ブA1IMV またはA2IMV の圧力作用室41に作動圧が供給さ
れると、メータインスプール23がストローク動作して、
メータインノッチ47が徐々に開口される。

【００７０】同時に、２つの信号通路切換用ノッチ45，
49が閉止されるとともに、２つの信号通路切換用ノッチ
46，48により上流側の通路16および下流側の通路18の各
圧力が、各シャトル弁78，82へそれぞれ伝達され、上流
側の通路16の圧力は、信号通路切換用ノッチ46、シャト
ル弁78を経て、コンペンセータスプール52の圧力作用室
65へ、また下流側の通路18の圧力は、信号通路切換用ノ
ッチ48、シャトル弁82を経てコンペンセータスプール52
のバネ室69へ伝達される。

【００７１】（３）共通バイパス弁８の閉止および可変
容量型ポンプ１からのポンプ吐出量の上昇により通路11
の圧力が漸次上昇すると、スロット94，96、通孔97およ
びオリフィス98を経てバネ室91の圧力も上昇してゆく。

【００７２】そして、減圧制御弁12のパイロットステー
ジポペット102 を上から押付けるプッシュソレノイド10
1 の推力（圧力モジュレーションコマンドに比例する
力）に抗して、減圧制御弁12のバネ室91の圧力が打勝つ
と、パイロットステージポペット102 が開口し、作動流
体がバネ室91よりドレン孔99を経て外部へ流出する。

【００７３】このため、減圧スプール87のオリフィス98
の前後に差圧が発生し、減圧スプール87は通路11と通路
13との間を遮断する方向にリフトし、通路13の圧力は、
圧力モジュレーションコマンドで自由に減圧制御される
ようになる。

【００７４】よって、図３に実線、点線、一点鎖線など
で示されるように、各流体圧アクチュエータ毎に好適な
圧力モジュレーションカーブを提供できる。

【００７５】（４）また、通路13の圧力上昇により通路
15，16の圧力も上昇して、メータインノッチ47の前後差
圧ΔＰが大きくなり過ぎると、コンペンセータスプール
52の上部の圧力作用室65に作用する通路16側の圧力と下
部のバネ室69に作用する通路18側の圧力との差圧ΔＰ
と、このコンペンセータスプール52の断面積とを掛合わ
せた力が、圧縮コイルバネ70に抗してコンペンセータス
プール52に作用するから、コンペンセータスプール52
は、図示下方へ移動して開口部を絞り、メータインノッ
チ47の前後差圧ΔＰが一定値となる位置でバランスを保
つ。

【００７６】（５）このため、ポンプ吐出圧の変動や減
圧制御弁12の減圧作用による圧力変動が生じても、これ
らの圧力変動の影響を受けることなく、メータインスプ
ール23のストロークによって制御されるメータインノッ
チ47の開口面積と、そのメータインノッチ47の開口を通
過する作動流体の流量とを、メータインノッチ47の前後
差圧ΔＰを一定に制御するため、比例関係に保つことが
できる。

【００７７】このため、メータインノッチ47のストロー
ク対開口面積を最適化するとともに、コントローラ72か
ら電磁比例弁73への制御信号をコントロールすることに
より、図４に示されるように、各流体圧アクチュエータ
毎に好適な速度モジュレーションカーブを提供できる。

【００７８】他の流体圧アクチュエータ2aを制御するブ
リッジ回路3aに対し設けられた減圧制御弁12a および圧
力補償弁14a も、同様に作用する。

【００７９】以上のように、圧力補償弁14，14a は、ロ
ードホールドチェック弁53，53a を内蔵したコンペンセ
ータスプール52により、このスプール上流側の圧力が変
動しても、流体圧アクチュエータ２，2aへの供給流量を
制御するメータインノッチ47の前後差圧を圧力補償して
一定圧に保つことで、メータインバルブA1IMV ，A2IMV
での流量制御特性は、圧力補償弁14，14a の上流側の圧
力変動の影響を受けることなく、外部からの操作器操作
量と関連する制御信号（ストロークコマンド）により可
変制御されるから、圧力補償弁14，14a と対応する流体
圧アクチュエータ２，2aを、その流体圧アクチュエータ
２，2aにとって最も好適な操作器操作量対速度モジュレ
ーション特性で速度制御できる。

【００８０】特に、一方の流体圧アクチュエータ２の操
作器状態や負荷状態などによりポンプ１からの供給圧力
が変化したり、一方の流体圧アクチュエータ２がフルス
トロークしたり、外部抵抗過大などのためストール状態
となっても、他方の流体圧アクチュエータ2aを、圧力補
償弁14a にて圧力補償されたブリッジ回路3aのメータイ
ンバルブA1IMV ，A2IMV により、この他方の流体圧アク
チュエータ2aに好適な操作器操作量対速度モジュレーシ
ョン特性で速度制御できる。

【００８１】また、上記圧力補償弁14，14a の上流側
（ポンプ側）に設置された減圧制御弁12，12a は、ポン
プ吐出圧が高圧に制御されていても、外部からの操作器
操作量と関連する制御信号としての圧力モジュレーショ
ンコマンドにより減圧スプール87を制御して、圧力補償
弁14，14a への供給圧力を自由に減圧制御することによ
り、この減圧制御弁12，12a および圧力補償弁14，14a
と対応する流体圧アクチュエータ２，2aを、その流体圧
アクチュエータ２，2aにとって最も好適な操作器操作量
対圧力モジュレーション特性で圧力制御できる。

【００８２】特に、一方の流体圧アクチュエータ２がフ
ルストロークしたり、外部抵抗過大などのためストール
状態となった場合などの、共通のポンプ吐出圧が設定圧
まで上昇したときでも、他方の流体圧アクチュエータ2a
を、これに対応する固有の減圧制御弁12a により制御さ
れた好適な操作器操作量対供給圧力モジュレーション特
性により圧力制御できる。

【００８３】さらに、前記シャトル弁78，82は、１つの
流体圧アクチュエータ２に対し設けられた２つのメータ
インバルブA1IMV ，A2IMV の各々の上流部（通路15，1
6）と下流部（通路17，18）の高圧側を選択してその前
後差圧を共通の圧力補償弁14に導くから、２つのメータ
インバルブA1IMV ，A2IMV のどちらが作動しても、シャ
トル弁78，82を介して共通の圧力補償弁14が働き、さら
にこの圧力補償弁14に対し共通の減圧制御弁12が働き、
どちらのメータインバルブA1IMV ，A2IMV も、最少限の
減圧制御弁12および圧力補償弁14により好適に制御でき
る。

【００８４】なお、前記減圧制御弁12、前記圧力補償弁
14、前記メータインバルブA1IMV ，A2IMV および前記シ
ャトル弁78，82は、１つの弁本体21内にコンパクトに組
込んでも良いし、別個に構成しても良い。

【００８５】さらに、前記ロードホールドチェック弁53
は、圧力補償弁14に内蔵することで装置のコンパクト化
を図る利点を有するが、圧力補償弁14の外部に設置する
ことも可能である。

【００８６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、圧力補償
弁の上流側の圧力が変動しても、流体圧アクチュエータ
への供給流量を制御するメータインバルブの前後差圧を
圧力補償弁により一定に保つことで、メータインバルブ
での流量制御特性は、圧力補償弁の上流側の圧力変動の
影響を受けることなく、外部からの操作器操作量と関連
する制御信号により可変制御されるから、圧力補償弁と
対応する流体圧アクチュエータを、その流体圧アクチュ
エータにとって最も好適な操作器操作量対速度モジュレ
ーション特性で制御できる。

【００８７】請求項２記載の発明によれば、従来通路中
に個別に設置されていた負荷圧保持用のロードホールド
チェック弁を圧力補償弁に内蔵することで、装置のコン
パクト化を図れる。

【００８８】請求項３記載の発明によれば、ポンプ吐出
圧が高圧に制御されていても、外部からの操作器操作量
と関連する制御信号により減圧制御弁を制御して圧力補
償弁への供給圧力を自由に減圧制御することにより、こ
の減圧制御弁および圧力補償弁と対応する流体圧アクチ
ュエータを、その流体圧アクチュエータにとって最も好
適な操作器操作量対圧力モジュレーション特性で制御で
きる。

【００８９】請求項４記載の発明によれば、１つの流体
圧アクチュエータに対し設けられた２つのメータインバ
ルブのどちらが作動しても、シャトル弁を介して共通の
圧力補償弁および減圧制御弁が働くので、圧力補償弁お
よび減圧制御弁を効率良く用いて、どちらのメータイン
バルブも好適に制御できる。

【００９０】請求項５記載の発明によれば、共通のポン
プと複数の流体圧アクチュエータ用のメータインバルブ
との間に圧力補償弁をそれぞれ設けたから、一の流体圧
アクチュエータの操作器状態や負荷状態などによりポン
プからの供給圧力が変化しても、圧力補償弁により圧力
補償されたメータインバルブにより他の流体圧アクチュ
エータを、この他の流体圧アクチュエータに好適な操作
器操作量対速度モジュレーション特性で制御できる。す
なわち、各流体圧アクチュエータにとって最も好適な操
作器操作によってオペレータがコントロールできる速度
モジュレーション特性を、単独操作時においても、同時
操作時においても提供できる。

【００９１】請求項６記載の発明によれば、共通のポン
プと複数の流体圧アクチュエータ用の圧力補償弁との間
に減圧制御弁をそれぞれ設けたから、一の流体圧アクチ
ュエータがフルストロークしたり、外部抵抗過大などの
ためストール状態となった場合などの、共通のポンプ吐
出圧がメインリリーフ弁設定圧まで上昇したときでも、
他の流体圧アクチュエータを、これに対応する固有の減
圧制御弁により制御された好適な操作器操作量対供給圧
力モジュレーション特性により制御できる。すなわち、
流体圧アクチュエータにとって最も好適な操作器操作に
よってオペレータがコントロールできる圧力モジュレー
ション特性を、単独操作時においても、同時操作時にお
いても提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る流体圧アクチュエータの制御装置
の一実施の形態を示す断面図および油圧回路図である。

【図２】メータイン・メータアウト分離型の制御回路を
示す油圧回路図である。

【図３】操作レバーの操作量と流体圧アクチュエータ作
動圧との関係を示す圧力（力）モジュレーションカーブ
の特性図である。

【図４】操作レバーの操作量と流体圧アクチュエータ速
度との関係を示す速度モジュレーションカーブの特性図
である。

【符号の説明】

１ ポンプ ２ 流体圧アクチュエータ A1IMV ，A2IMV メータインバルブ A3IMV ，A4IMV メータアウトバルブ 12 減圧制御弁 14 圧力補償弁 53 ロードホールドチェック弁 78，82 シャトル弁

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプと、このポンプから吐出された作
   動流体により作動される流体圧アクチュエータと、 この流体圧アクチュエータに供給される作動流体の流量
   を外部からの操作器操作量と関連する制御信号により制
   御するメータインバルブと、 流体圧アクチュエータから排出される作動流体の流量を
   外部からの操作器操作量と関連する制御信号により制御
   するメータアウトバルブと、 前記メータインバルブの上流側に設けられメータインバ
   ルブの前後差圧を一定に保つ圧力補償弁とを具備したこ
   とを特徴とする流体圧アクチュエータの制御装置。
2. 【請求項２】 圧力補償弁は、負荷圧保持用のロードホ
   ールドチェック弁を内蔵したことを特徴とする請求項１
   記載の流体圧アクチュエータの制御装置。
3. 【請求項３】 ポンプと圧力補償弁との間に設けられ外
   部からの操作器操作量と関連する制御信号によりポンプ
   吐出圧を減圧制御する減圧制御弁を具備したことを特徴
   とする請求項１または２記載の流体圧アクチュエータの
   制御装置。
4. 【請求項４】 １つの流体圧アクチュエータに対し設け
   られた２つのメータインバルブの各々の上流部と下流部
   の高圧側を選択してその前後差圧を共通の圧力補償弁に
   導くシャトル弁を具備したことを特徴とする請求項３記
   載の流体圧アクチュエータの制御装置。
5. 【請求項５】 圧力補償弁は、共通のポンプと複数の流
   体圧アクチュエータ用のメータインバルブとの間にそれ
   ぞれ設けられたことを特徴とする請求項１乃至４のいず
   れかに記載の流体圧アクチュエータの制御装置。
6. 【請求項６】 減圧制御弁は、共通のポンプと複数の流
   体圧アクチュエータ用の圧力補償弁との間にそれぞれ設
   けられたことを特徴とする請求項５記載の流体圧アクチ
   ュエータの制御装置。