JP2583264B2 - 電磁式油圧制御弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明はブルドーザ、クレーン車等の油圧シリンダの
油圧系統の回路に用いる電磁式の油圧制御弁装置に関す
るものである。

「従来の技術」 従来の斯の種の油圧制御装置においては第５図に示す
如きソレノイド40で作動されるホルダー41にスプリング
42を介して連繋せるポペット弁43でボディ44に設けた供
給側の油の流路８と油タンク９への戻りの油の流路10と
の間のシート45の連通油路46を開閉するようにした電磁
式リリーフ弁47を用い該電磁式リリーフ弁47の供給側の
流路８に切替弁48に連なる油圧源49からの供給圧油路７
の途中の分岐油路７′を連通させ、戻り側の流路10を油
タンク９に連通させ且つ液圧シリンダ50のピストン体51
で区劃された一方の油室52に連なる送排油路53と他方の
油室54に連なる送排油路55とを切換弁48に接続させ、切
換弁48で上記油室52と油室54とに交互に供給圧油路７か
らの圧油を通じさせると共に油室52と油室54とからの排
油を切換弁48を介して交互に油タンク９に還油させるよ
うにしてある。

「発明が解決しようとする問題点」 従来の電磁式油圧制御弁装置においては、上記の如き
電磁式リリーフ弁を用いて、該電磁式リリーフ弁47の供
給側の油の流路８に油圧源49の供給圧油路７の分岐油路
７′を連通させソレノイド40を常時通電状態にして油圧
源49から設定された圧力の作動油を供給圧油路７に送通
させ、供給圧油路７側の作動油の圧力が外乱等により高
くなった時に、分岐油路７′を経て通じた供給圧油路７
の圧力でスプリング42とソレノイド40の推力とに抗して
ポペット弁43をリフトさせシート45の連通油路46から油
タンク９への戻り側の油の流路10に作動油を流通させて
圧力を調整し供給圧油路７の側の圧力を一定に保つよう
にしてある。

上記ポペット弁43のクラッキング圧力は、ソレノイド
40の推力（電流に比例）を変化させて可変し得るので、
供給圧油路７側の圧力を電流値に応じて任意に設定でき
る。上記の関係式は、 Ｐ（圧力）×Ｂ（断面積）＝Ｋ・ｘ（スプリング42の反
発力）＋Ｚ（ソレノイド40の推力）……（Ａ）で表され
る。

然し上記従来技術の（Ａ）式には振動を押える減衰項
がない為に、主にスプリング42に起因するポペット弁43
の振動により供給圧油路７の側の圧力が変動し圧力を一
定に保持することが難しく且つソレノイド40は常時通電
状態にされているので電力の消費量も大きくなるという
不都合がある。

本発明は上記の如き従来の電磁式の油圧制御弁装置に
おける欠点を解消すべく創意したものであって、スプリ
ングに起因するポペット弁の振動を抑制し供給圧油路側
の圧力を安定に保持し得るようにすると共にソレノイド
への常時通電状態を無くして電力消費量の節電をするこ
とができるようにした電磁式油圧制御弁装置を提供する
ことを目的とするものである。

「問題点を解決するための手段」 本発明は上記の目的を達成するために次に述べる如き
手段を講じている。

即ち、油圧源からの供給圧油路の分岐油路に連通する
供給側の油の流路と油タンクへの戻り側の油の流路との
連通油路を開閉するスプリングを介してソレノイドに連
繋したポペット弁を、制御回路（コントローラ）に電気
的に接続した圧電アクチュエータで抑制する制振減衰手
段を設ける。

且つ上記制御回路（コントローラ）にソレノイドを電
気的に接続してソレノイドと上記圧電アクチュエータに
よる制振減衰手段とを交互に電気制御し得る様にし（ソ
レノイドは常時通電状態にしない）ポペット弁を内圧に
対抗した平衡位置に保持できるようにする。

また他の手段として油の流路を開閉するポペット弁の
先端にピストンロッドを連設して該ピストンロッドの先
端に装着したピストンをボディに設けた油圧シリンダ部
に密に摺動自由に嵌装し、該ピストンの前後に２つの油
室を形成する。

上記各油室に中間に調整油路部をそなえた共通油路に
相互連通せる通油孔をそれぞれ設け、各通油孔を圧電ア
クチュエータで作動する制御弁軸で開閉制御するように
する。

上記圧電アクチュエータとソレノイドとを制御回路
（コントローラ）に電気的に接続し、制御回路を介して
圧電アクチュエータとソレノイドとを交互に駆動制御し
得るようにし（ソレノイドの常時通電状態を解消する）
スプリングに起因するポペット弁の振動を油圧ダンパ機
能により抑制しポペット弁を内圧に対抗した平衡位置に
安定保持し得るようにする。

尚、上記の２つの実施例の場合においてはソレノイド
と圧電アクチュエータとのどちらか一方のみの制御も可
能である。

「作用」 上記のように本発明は、制御回路（コントローラ）に
電気的に圧電アクチュエータとソレノイドとを接続し、
制御回路（コントローラ）で圧電アクチュエータとソレ
ノイドとを交互に駆動制御し、スプリングとソレノイド
推力に抗してリフトされたポペット弁を圧電アクチュエ
ータで作動する制振減衰手段でスプリングに起因する振
動を防止して抑制すると同時に、ソレノイドへの通電を
遮断してポペット弁を定位に停止維持することができ、
斯くして制御回路（コントローラ）を介してソレノイド
と圧電アクチュエータとに交互に間歇的に通電すること
によってポペット弁を抑止し或いは抑止から解放へと制
御することができる。

また他の手段とせるものに於いては、上記と同様に制
御回路（コントローラ）を介して圧電アクチュエータと
ソレノイドとを交互に駆動することによってピストンを
油圧ダンパ機能でロックし、ポペット弁をリフトされた
位置に安定に停止保持すると同時にソレノイドへの通電
を止め、或いは圧電アクチュエータへの通電を断ってピ
ストンのロックを解除し、ソレノイドを励磁するという
上記同様の交互制御を制御回路（コントローラ）を介し
圧電アクチュエータとソレノイドとに交互通電すること
によって行ない得る。

「実施例」 本発明における実施例としては、第１図にリフトされ
たポペット弁を圧電アクチュエータの作動で直接抑制す
る制振減衰手段をそなえたものが示してあり、第２図に
は油圧シリンダ部におけるピストンを油圧ダンパ機能で
ロックしポペット弁をリフトされた位置に制振停止維持
するようにした他の実施例が示してある。

先ず、第１図に示された実施例に就いて説明する。

ボディ１に付設したソレノイド２にスプリング３を介
して連繋したポペット弁４がボディ１に設けた通油路５
内に摺動自由に嵌合してあり、ポペット弁４の尖端６
は、供給圧油路７の分岐油路７′に連なる供給側の油の
流路８と油タンク９への戻り側の油の流路10との間に設
けた連通油路11に接離可能に接しさせてある。

上記ボディ１には、ポペット弁４の胴部４′の中間に
先端を向けたカートリッジ12が装着してあり、該カート
リッジ12内にアジヤスター13を介して調整可能に圧電ア
クチュエータ14が装置してあり、該圧電アクチュエータ
14の先端には、位置復帰用のリーフスプリング15をそな
えた制振軸16（プランジャー）が連繋してあって、該制
振軸16の先端をポペット弁４の胴部４′の中間に接離自
由に接しさせてある。

更に上記圧電アクチュエータ14とソレノイド２とをそ
れぞれコード17,18を介し制御回路19（コントローラ）
に電気的に接続して該制御回路19で交互に間歇的に圧電
アクチュエータ14とソレノイド２とに通電し第４図に示
すように圧電アクチュエータ14に矩形波電圧Vzを、ソレ
ノイド２には矩形波電流Isを（時間ｔに対して）交互に
発生させて圧電アクチュエータ14とソレノイド２とを交
互に駆動制御し得るようにしてある。

従って極めて電力の消費の少ない圧電アクチュエータ
14への間歇的通電とソレノイド２への常時通電を解消し
てリフトされたポペット弁４を、圧電アクチュエータ14
の作動で任意の位置に抑止し制振保持することができ
る。

次に第２図に示す他の実施例に就いて説明する。ボデ
ィ１に付設されたソレノイド２にスプリング３を介し連
繋されボディ１に設けた供給圧油路７の分岐油路７′に
連なる油の流路８と油タンク９への油の流路10とを連通
する連通油路11を開閉するポペット弁４の先端にピスト
ンロッド20が連設してある。

上記ピストンロッド20は、連通油路11内に緩るく通し
てその先端部を区劃壁部21を介して連通油路11と同心に
ボディ１に設けた油圧シリンダ部22内に、区劃壁部21を
密に且つ摺動自由に貫通して臨ませてあり、該ピストン
ロッド20の先端には、油圧シリンダ部22内に密に且つ摺
動自由に嵌合せるピストン23が装着してある。

油圧シリンダ部22は、ピストン23によってその前後の
２つの油室24と油室25とに区分され、油室24と油室25と
にはそれぞれ通油孔26,27が設けてあり、該通油孔26.27
は上部に空間部28をそなえた調整油路部29を中間に設け
た共通油路30で相互に連通させてある。

上記各通油孔26,27の直上には、ボディ１に装着した
カートリッジ12,12′が配してあり、該カートリッジ12,
12′内にはアジャスター13,13′を介して調整可能に圧
電アクチュエータ14,14′が装置してあり、該圧電アク
チュエータ14,14′の先端には、位置復帰用のリーフス
プリング15,15′をそなえた制御弁軸31,31′（プランジ
ャー）が連繋してあって、該制御弁軸31,31′の先端は
上記各油室24,25の通油孔26,27に接離可能にしてあっ
て、圧電アクチュエータ14,14′が駆動された時に制御
弁軸31,31′が通油孔26,27に圧接されて通油孔26,27を
閉塞し、ピストン23をオイルロックしピストンロッド20
に連なるポペット弁４をリフトされた任意の位置にこの
油圧ダンパ機能で制振保持する。

また圧電アクチュエータ14,14′の非駆動時には、リ
ーフスプリング15,15′によって制御弁軸31,31′は通油
孔26,27から離れて旧位に復し通油孔26,27は開放され共
通油路30を介して油室24,25は連通され、ピストン23は
オイルロックを解除されて油圧シリンダ部22内を前後に
摺動自由になり、ポペット弁４のリフトに従って位置を
変動し、この際のピストンロッド20の前後移行に伴う油
圧シリンダ部22内に油量の変化は調整油路部29によって
調整される。

而して上記圧電アクチュエータ14,14′とソレノイド
２とにそれぞれコード17,18を介して制御回路19を電気
的に接続して圧電アクチュエータ14,14′とソレノイド
２とを交互に駆動制御し得るようにしたことは先の実施
例の場合と同じである。

「発明の効果」 本発明は上記のように制御回路を介してソレノイドと
圧電アクチュエータとを間歇的に交互に駆動することに
より、リフトされたポペット弁を内圧に対抗した平衡位
置に制振保持しスプリングに起因するポペット弁の振動
を解消して安定した正確な油量制御を行なうことがで
き、且つソレノイドへの常時通電を遮断して電力消費量
の極めて少ない圧電アクチュエータとソレノイドとへの
間歇的通電によりリフトされたポペット弁を任意の位置
に制振抑止することができるので電力の消費量は可及的
に少なく従来のものに比して大幅に節電することがで
き、経済的にも有利に使用に供し得る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施の一例を示すもので第１図は要部を
縦断した側面図、第２図は他の実施例の要部を縦断せる
側面図、第３図は接続系路図、第４図はソレノイドへの
電流Isと圧電アクチュエータの電圧Vzとの相互関係図、
第５図は従来のものの一部を切り欠いた側面図、第６図
は同上の接続系路図である。 １……ボディ ２……ソレノイド ３……スプリング ８……油の流路 10……油の流路 14……圧電アクチュエータ 14′……圧電アクチュエータ 19……制御回路 20……ピストンロッド 22……油圧シリンダ部 23……ピストン 24……油室 25……油室 26……通油孔 27……通油孔 30……共通油路

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スプリングを介してソレノイドに連繋した
   油の流路を開閉するポペット弁を圧電アクチュエータで
   抑制するようにした制振手段と上記ソレノイドと圧電ア
   クチュエータとを制御回路に電気的に接続して圧電アク
   チュエータとソレノイドとに交互に通電するようにした
   事を特徴とする電磁式油圧制御弁装置。
2. 【請求項２】スプリングを介してソレノイドに連繋した
   油の流路を開閉するポペット弁の先端にピストンロッド
   を連設して該ピストンロッドを上記流路とは遮断せる油
   圧シリンダ部内に摺動可能に嵌合せるピストンに連結
   し、且つ該ピストンの前後に形成された各油室に共通油
   路で相互連通させた通油孔を設けて該各通油孔を圧電ア
   クチュエータで開閉可能にすると共に、圧電アクチュエ
   ータとソレノイドとを制御回路を介して交互に駆動する
   ようにした事を特徴とする電磁式油圧制御弁装置。