JP4824777B2 - Hydraulic control device with a descent brake valve - Google Patents
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Description
本発明は、アクチュエータ、殊に液圧シリンダーの制御のための液圧式の制御装置であって、方向制御弁を備えており、該方向制御弁の弁スプールは、圧力媒体源とタンクと前記アクチュエータの2つの圧力室との間の圧力媒体接続部の制御のために作動若しくは移動されるようになっており、前記縮小する一方の圧力室からの圧力媒体容積流の流出制御のための下降制動弁を備えており、該下降制動弁の制御ピストン若しくは制御スプールは閉鎖方向ではばねの力によって負荷され、かつ開放方向では前記拡大する他方の圧力室内の圧力によって負荷されるようになっており、この場合に圧力媒体の回収のために、前記縮小する一方の圧力室から流出する圧力媒体容積流は、前記下降制動弁の上流側で、前記拡大する他方の圧力室に向かって開く逆止弁を介して回収通路若しくは回収管路内へ分流されて、供給側の圧力媒体容積流に加えられるようになっている形式のものに関する。 The present invention is a hydraulic control device for controlling an actuator, in particular a hydraulic cylinder, comprising a directional control valve, which comprises a pressure medium source, a tank and the actuator. Descending braking for controlling the outflow of the pressure medium volume flow from one of the contracting pressure chambers is actuated or moved to control the pressure medium connection between the two pressure chambers A control piston or a control spool of the descending brake valve is loaded by the force of a spring in the closing direction, and is loaded by the pressure in the other pressure chamber that is expanded in the opening direction, In this case, in order to recover the pressure medium, the pressure medium volume flow flowing out from the one pressure chamber to be reduced is directed to the other pressure chamber to be enlarged on the upstream side of the descending brake valve. Shunted into through a check valve recovery path or the recovery duct opening, to those of the type adapted to be added to the pressure medium volume flow on the supply side.
液圧式のアクチュエータ、例えば液圧シリンダーの作業速度を高めるために、公知の手段では、縮小する圧力室から流出する圧力媒体容積流の圧力媒体は、回収通路を介して、拡大する圧力室へ供給される圧力媒体容積流に加えられるようになっている。これによって、拡大する圧力室内でのキャビテーション発生は避けられて、液圧シリンダーの高い作動速度を可能にしている。 In order to increase the working speed of a hydraulic actuator, for example a hydraulic cylinder, in known means, the pressure medium of the pressure medium volume flow flowing out from the shrinking pressure chamber is supplied to the expanding pressure chamber via the recovery passage. Applied to the pressure medium volume flow. This avoids the occurrence of cavitation in the expanding pressure chamber and allows a high operating speed of the hydraulic cylinder.
液圧シリンダーの制御のための液圧式の制御装置は、コマツ社のデーターパンフレット「Structure and Function CLSS, Arm regeneration circuit」により公知である。該制御装置は1つの方向制御弁を有しており、該方向制御弁の弁スプールは圧力媒体源とタンクと液圧シリンダーの2つの圧力室との間の圧力媒体接続部の制御のために作動されるようになっており、荷重の下降の場合に圧力媒体容積流を流出制御するために方向制御弁に対して軸線平行に制御装置内に配置された下降制動弁を備えており、該下降制動弁の制御ピストンは閉鎖方向ではばねの力によって負荷され、かつ開放方向では拡大する圧力室内の圧力によって負荷されるようになっている。圧力媒体の回収のために、縮小する圧力室から流出する圧力媒体容積流は、下降制動弁の外側で半径方向に配置されている、拡大する圧力室に向かって開く逆止弁を介して回収通路内へ分流されて、供給側の圧力媒体容積流に加えられるようになっている。 A hydraulic control device for controlling a hydraulic cylinder is known from Komatsu's data brochure “Structure and Function CLSS, Arm regeneration circuit”. The control device has one directional control valve, the valve spool of which is for controlling the pressure medium connection between the pressure medium source, the tank and the two pressure chambers of the hydraulic cylinder. A descent brake valve arranged in the controller parallel to the axis of the directional control valve for controlling the outflow of the pressure medium volume flow in the event of a load drop, The control piston of the descending brake valve is loaded by the force of the spring in the closing direction and is loaded by the pressure in the expanding pressure chamber in the opening direction. For the recovery of the pressure medium, the pressure medium volume flow exiting from the shrinking pressure chamber is collected via a check valve which opens radially towards the expanding pressure chamber and is arranged radially outside the descending brake valve. It is divided into the passage and added to the pressure medium volume flow on the supply side.
米国特許第5832808号明細書にも、液圧シリンダーの制御のための液圧式の制御装置を開示してあり、該制御装置も1つの方向制御弁を有しており、該方向制御弁の弁スプール(弁スライダー)は圧力媒体源とタンクと液圧シリンダーの2つの圧力室との間の圧力媒体接続部の制御のために作動されるようになっている。該構成でも、縮小する圧力室から流出する圧力媒体容積流は、下降制動弁の外側で半径方向に配置されていてかつ、拡大する圧力室に向かって開く逆止弁を介して回収通路内へ分流されて、供給側の圧力媒体容積流に加えられるようになっている。 U.S. Pat. No. 5,832,808 also discloses a hydraulic control device for the control of a hydraulic cylinder, which also has one directional control valve, the valve of the directional control valve The spool (valve slider) is actuated for control of the pressure medium connection between the pressure medium source, the tank and the two pressure chambers of the hydraulic cylinder. Even in this configuration, the volume flow of the pressure medium flowing out from the contracting pressure chamber is radially arranged outside the descending brake valve and enters the recovery passageway via the check valve that opens toward the expanding pressure chamber. It is divided and added to the pressure medium volume flow on the supply side.
前記形式の制御装置は欠点として、構成スペースが大きく、したがってケーシング孔の製作のための製作技術的に高い費用を必要としている。 As a disadvantage, the above-mentioned type of control device has a large construction space and therefore requires a high technical cost for the production of the casing hole.
本発明の課題は、制御装置を改善して、制御装置の構造がコンパクトであり、つまり構成スペースが小さく、制御装置が製作技術的に最少の費用で製造できるようにすることである。 The object of the present invention is to improve the control device so that the structure of the control device is compact, that is to say the construction space is small and the control device can be manufactured at the lowest cost in terms of production technology.
前記課題を解決するために本発明の構成では、冒頭に述べた形式の制御装置において、
逆止弁は弁スプール内に組み込まれており、この場合に、開放方向で下降制動弁に作用する圧力は、前記逆止弁を介して伝達されるようになっている。これによって、制御装置の構造は極めてコンパクトになっており、制御装置は製作技術的に最少の費用で製造されるようになっている。
In order to solve the above problems, in the configuration of the present invention, in the control device of the type described at the beginning,
The check valve is incorporated in the valve spool, and in this case, the pressure acting on the lowering brake valve in the opening direction is transmitted via the check valve. As a result, the structure of the control device is extremely compact, and the control device is manufactured at the lowest cost in terms of manufacturing technology.
本発明の有利な実施態様では、下降制動弁の制御ピストンは、逆止弁に対して同軸に、弁スプールの共通の1つの受容孔内に配置されている。逆止弁は有利には1つの閉鎖体を備えており、該閉鎖体はばねでバイアスされ、つまり初期荷重(予負荷)をかけられていて、貫通孔を有しており、その結果、閉鎖体の、弁座によって画定(規定)されている端面と閉鎖体の、ばね室を画成している背面とは、弁スプールの制御室内の圧力で負荷されるようになっており、該圧力は、アクチュエータ(液圧シリンダー)の拡大する圧力室(シリンダー室)内の圧力に相当している。 In a preferred embodiment of the invention, the control piston of the lower brake valve is arranged coaxially with the check valve and in a common receiving hole of the valve spool. The check valve preferably comprises a single closure, which is biased by a spring, i.e. is preloaded and has a through-hole, so that it is closed The end face of the body defined by the valve seat and the back face of the closure body defining the spring chamber are loaded with pressure in the control chamber of the valve spool. Corresponds to the pressure in the expanding pressure chamber (cylinder chamber) of the actuator (hydraulic cylinder).
有利には、弁スプールの制御室は、弁スプールの周壁内の少なくとも1つの横孔(スプールの軸線に対して横方向に延びる孔)を介して、拡大する圧力室内の圧力で負荷されるようになっている。 Advantageously, the control chamber of the valve spool is loaded with the pressure in the expanding pressure chamber via at least one lateral hole in the peripheral wall of the valve spool (a hole extending transversely to the axis of the spool). It has become.
逆止弁の閉鎖体は、有利な実施態様では段付ピストンとして形成されていて、弁座に向いている側に位置しかつ開放方向に作用する環状肩部(環状段部)を有しており、該環状肩部は、アクチュエータ(液圧シリンダー)の縮小する圧力室(環状室)の圧力で負荷されるようになっている。 The closing body of the check valve is advantageously formed as a stepped piston and has an annular shoulder (annular step) located on the side facing the valve seat and acting in the opening direction. The annular shoulder is loaded with the pressure of the pressure chamber (annular chamber) that is reduced by the actuator (hydraulic cylinder).
有利には閉鎖体の環状肩部は、逆止弁用の入口室の一部分を画成しており、該入口室は弁スプールの周壁内の少なくとも1つの半径方向孔を介して、弁スプールの受容ための弁孔の戻し室に接続されるようになっており、該戻し室内の圧力は下降制動弁の上流側の圧力に相当しており、つまり前記戻し室は下降制動弁の上流側の圧力を受けており、つまり前記戻し室内には、下降制動弁の上流側の圧力が作用している。有利な実施態様では、逆止弁の上流側に、回収通路内の圧力媒体容積流の制御のための1つの絞りを設けてある。特に簡単な構成では、絞りは、回収通路内に開口する少なくとも1つの絞り切欠きによって形成されている。 The annular shoulder of the closure preferably defines a part of an inlet chamber for the check valve, which inlet chamber passes through at least one radial hole in the peripheral wall of the valve spool. It is connected to the return chamber of the valve hole for receiving, and the pressure in the return chamber corresponds to the pressure upstream of the descending brake valve, that is, the return chamber is upstream of the descending brake valve. Pressure is received, that is, pressure on the upstream side of the descending brake valve is acting in the return chamber. In an advantageous embodiment, a restriction is provided upstream of the check valve for the control of the pressure medium volume flow in the recovery passage. In a particularly simple configuration, the restriction is formed by at least one restriction notch that opens into the recovery passage.
別の有利な実施態様では、逆止弁の閉鎖体は、圧縮ばねの力によって弁座に向けて初期荷重をかけられており、前記圧縮ばねは前記閉鎖体とは逆の側で下降制動弁の制御ピストンの端面に支えられており、該制御ピストンは前記端面と逆の側でばねを介して、弁スプールの受容孔内に固定された閉鎖部分に支えられている。 In another advantageous embodiment, the check valve closing body is initially loaded towards the valve seat by the force of a compression spring, the compression spring being on the opposite side of the closing body from the lowering brake valve. The control piston is supported by a closing portion fixed in the receiving hole of the valve spool via a spring on the side opposite to the end surface.
有利な実施態様に基づき制御ピストンの端部区分は、閉鎖部分の孔内に突入していて、該孔と一緒にばねのためのばね室を画成している。 According to an advantageous embodiment, the end section of the control piston projects into a hole in the closing part and together with the hole defines a spring chamber for the spring.
本発明の有利な実施態様では、下降制動弁の制御ピストンは段付ピストンとして形成されている。制御ピストンは有利には軸線方向孔を有しており、これによって、該制御ピストンの開放方向に作用する端面(逆止弁側の端面)と、該制御ピストンの、ばね室を画成していて閉鎖方向に作用する背面(逆止弁と逆の側の端面)とは、弁スプールの制御室内の圧力で負荷されるようになっており、該圧力は、アクチュエータの拡大する圧力室内の圧力に相当している。制御ピストンの軸線方向孔内に、有利には絞りを設けてある。制御ピストンの開放方向に作用する端面は、該制御ピストンの閉鎖方向に作用する背面に比べて大きな面積を有しており、これによって前記制御ピストンは、弁スプールの制御室内の圧力に基づき、ばねの力に抗して該制御ピストンの開放位置へ作動されるようになっている。制御ピストンの閉鎖方向に作用する背面に基づき、ばねは弱く、つまり小さい寸法で構成できるようになっている。 In a preferred embodiment of the invention, the control piston of the lower brake valve is formed as a stepped piston. The control piston preferably has an axial bore which defines an end face acting in the opening direction of the control piston (end face on the check valve side) and a spring chamber of the control piston. The back surface acting in the closing direction (the end surface opposite to the check valve) is loaded with the pressure in the control chamber of the valve spool, and this pressure is the pressure in the pressure chamber that the actuator expands. It corresponds to. A restriction is preferably provided in the axial bore of the control piston. The end face acting in the opening direction of the control piston has a larger area than the back face acting in the closing direction of the control piston, whereby the control piston is based on the pressure in the control chamber of the valve spool. The control piston is actuated to the open position against this force. Based on the back surface acting in the closing direction of the control piston, the spring is weak, i.e. it can be configured with small dimensions.
本発明の実施態様では、制御ピストンの外周に周溝(周方向に延びる環状の溝)を形成してあり、該周溝は、弁スプールの少なくとも1つの周壁孔を介して、アクチュエータの縮小する圧力室内の圧力で負荷されていて、つまりアクチュエータの縮小する圧力室内の圧力を受けていて、かつ前記制御ピストンの開放位置で、弁スプールの周壁内のタンク孔を介して流出室と接続されるようになっており、これによって圧力媒体は、アクチュエータの縮小する圧力室からタンクへ流出するようになっている。 In an embodiment of the present invention, a circumferential groove (annular groove extending in the circumferential direction) is formed on the outer periphery of the control piston, and the circumferential groove is contracted by the actuator via at least one circumferential wall hole of the valve spool. Loaded by the pressure in the pressure chamber, that is, receiving the pressure in the pressure chamber that is reduced by the actuator, and connected to the outflow chamber through the tank hole in the peripheral wall of the valve spool at the open position of the control piston. As a result, the pressure medium flows out from the pressure chamber in which the actuator shrinks to the tank.
本発明に基づく制御装置の別の実施態様では、弁スプールの軸線方向の受容孔は段付孔として形成されている。 In another embodiment of the control device according to the invention, the axial receiving hole of the valve spool is formed as a stepped hole.
アクチュエータを圧力媒体が漏れない状態でロックするための本発明に基づく制御装置の別の実施態様では、1つの連通路内に荷重保持弁若しくはアクチュエータロック弁を配置してあり、この場合に圧力媒体の回収は、弁スプールの軸線方向孔として形成された受容孔を介して行われるようになっている。有利には弁スプールの軸線方向孔内に、理論弁を設けてあり、理論弁(切換弁又はロジックバルブ)の閉鎖体のばね室は、該実施態様では弁スプールの第1の作動位置では弁スプールの少なくとも1つの半径方向孔を介してタンクに向けて放圧されるようになっており、前記半径方向孔は、弁スプールの別の、つまり第2の作動位置では弁孔の壁(周壁)によって閉じられるようになっており、これによって前記理論弁は該理論弁の閉鎖位置にロック(保持)されるようになっている。 In another embodiment of the control device according to the invention for locking the actuator in a state in which no pressure medium leaks, a load holding valve or an actuator lock valve is arranged in one communication path, in which case the pressure medium The recovery is performed through a receiving hole formed as an axial hole of the valve spool. A theoretical valve is preferably provided in the axial bore of the valve spool, and the spring chamber of the closing body of the theoretical valve (switching valve or logic valve) is in this embodiment the valve in the first operating position of the valve spool. Pressure is released towards the tank via at least one radial hole of the spool, said radial hole being in the valve spool wall (peripheral wall) in another, ie second, operating position of the valve spool. ) So that the theoretical valve is locked (held) in the closed position of the theoretical valve.
次に本発明を図示の実施例に基づき詳細に説明する。図面において、
図1は、本発明に基づく液圧式の制御装置の回路図であり、
図2は、図1の制御装置の断面図であり、
図3は、図2の基準位置から弁スプールを右側へ移動させた状態で示す断面図であり、
図4は、図3の方向制御弁の、逆止弁及び下降制動弁の領域の拡大断面図であり、
図5は、図2の基準位置から弁スプールを左側へ移動させた状態で示す断面図であり、
図6は、本発明に基づく液圧式の制御装置の別の実施例の縦断面図であり、
図7は、図6の実施例の、弁スプールを右側へ移動させた状態で示す拡大断面図である。
Next, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment. In the drawing
FIG. 1 is a circuit diagram of a hydraulic control device according to the present invention.
2 is a cross-sectional view of the control device of FIG.
3 is a cross-sectional view showing a state in which the valve spool is moved to the right side from the reference position in FIG.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the region of the check valve and the descending brake valve of the direction control valve of FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the valve spool is moved to the left from the reference position of FIG.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of another embodiment of the hydraulic control device according to the present invention,
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the embodiment of FIG. 6 with the valve spool moved to the right.
図1には、アクチュエータの制御のための本発明に基づく液圧式の制御装置の制御回路を概略的に示してあり、この場合にアクチュエータは、例えば自動車用作動装置(図示省略)の往復作動式の液圧シリンダー2である。ピストンとシリンダーから成る液圧シリンダー2への圧力媒体供給は、ポンプ4を介して行われるようになっており、ポンプは供給通路(供給管路)6及び送り通路(送り管路)7を介して、液圧シリンダー2のピストン側のシリンダー室(圧力室)8に接続されている。供給通路6には、圧力媒体供給の制御のための調節可能な調量絞り10をポンプとシリンダー室8との間に設けてある。液圧シリンダー2のピストンロッド側の環状室(圧力室)12は、戻し通路(戻し管路)14を介してタンク16に接続されるようになっている。戻し通路14内には、液圧シリンダー2の環状室12からの圧力媒体容積流の流出制御のために絞り18を備えた連続的に調節可能な下降制動弁20を配置してあり、下降制動弁の制御ピストン22は、ばね24の力によって閉鎖方向に負荷され、かつ制御通路26を介して液圧シリンダー2のシリンダー室8内の圧力によって、若しくは厳密に述べると送り通路7内の圧力によって開放方向に負荷されている。回収のために、環状室12から流出する圧力媒体容積流は、下降制動弁20の上流側で、回収通路30内に配置されていて拡大するシリンダー室8に向かって開く逆止弁28を介して分流されて、シリンダー室8への供給側の圧力媒体容積流に加えられるようになっている。これによって、液圧シリンダー2の走出行程時の拡大するシリンダー室8内のキャビテーション発生は避けられ、高い作動速度(作業速度)を可能にしている。回収通路30内には逆止弁28の上流側に調節可能な絞り32を配置してある。
FIG. 1 schematically shows a control circuit of a hydraulic control device according to the present invention for controlling an actuator. In this case, the actuator is, for example, a reciprocating operation type of an automobile operating device (not shown). This is a hydraulic cylinder 2. Supply of the pressure medium to the hydraulic cylinder 2 composed of a piston and a cylinder is performed via a
図2には、図1の本発明に基づく制御装置1の第1の実施例の具体的な構成を示してある。制御装置は方向制御弁34を有しており、方向制御弁34は、弁ケーシング35内に形成された弁孔36、及び該弁孔(穿孔)内に長手方向摺動可能に案内された弁スプール38を備えている。方向制御弁34は、方向制御部分40及び速度制御部分42を有しており、該方向制御部分及び速度制御部分によって、液圧シリンダーに対する圧力媒体流れ方向及び圧力媒体容積流を制御若しくは調節するようになっている。方向制御弁34の弁孔36は、図面で左側から右側へ順次に、流出室44、送り室46、概略的に示す圧力バランス部(圧力秤部)48の下流側に配置された圧力バランス室(圧力秤室)50、補償室52、前記圧力バランス部48の上流側に配置された接続室54、流入室56、圧力バランス部48の上流側に配置された別の圧力バランス室58、戻し室60及び別の流出室62として半径方向に拡大されている。圧力媒体容積流は、圧力バランス部48に基づき荷重に依存することなく調量絞り10により一定に保たれる。前記各室44乃至62は、弁ケーシング35の弁孔内の環状リブ(環状隆起部又は環状ウエブ)64乃至82によって互いに仕切られている。両方の流出室44,62は、タンク接続部Tに接続されており、流入室56は圧力接続部Pに接続されている。送り室46は作動接続部Aに接続されており、該作動接続部Aから圧力媒体は、図1に示す液圧シリンダー2のシリンダー室8に送られるようになっている。戻し室60は作動接続部Bに接続されており、該作動接続部Bから圧力媒体は、図1の液圧シリンダー2の環状室12に送られるようになっている。両方の圧力バランス室50,58は連通路(バランス通路)84を介して圧力バランス出口P″に接続されており、これによって、両方の圧力バランス室50,58には同じ圧力が作用するようになっている。接続室54は圧力バランス入口P′に接続されている。
FIG. 2 shows a specific configuration of the first embodiment of the control device 1 according to the present invention shown in FIG. The control device includes a
弁スプール38の外周に1つの送り制御溝86、2つの接続制御溝88,90及び1つの戻し制御溝92を設けてあり、これらの溝は環状つば(環状隆起部又は環状リブ)94〜102によって画成されている。戻し制御溝92の精密制御切欠き(微細制御用切欠き)104によって制御縁を形成してあり、該制御縁を介して戻し室60と圧力バランス室58との間の接続部を開閉制御するようになっている。送り制御溝86によって2つの制御縁106,108を形成してある。制御縁108を介して、送り室46と圧力バランス室50との間の接続部を開閉制御するようになっているのに対して、制御縁106を介して、送り室46と流出室44との間の接続部を開閉制御するようになっている。制御縁106,108は、それぞれ精密制御切欠き110を備えている。接続制御溝88及び接続制御溝90の隣接の環状端面には、流入制御縁112,114を形成してあり、該流入制御縁はそれぞれ精密制御切欠き116,118を備えており、該微精密御切欠きは環状リブ74と一緒に、図1に示す調量絞り10を形成しており、該調量絞りは、図示の基準位置から弁スプール38の左側若しくは右側への軸線方向移動によって、流入室56と接続室54、ひいては圧力バランス部48との間の接続部を開制御(開放制御)するようになっている。制御スプール38の図2に示す基準位置(中間位置)では調量絞り10は閉制御(閉鎖制御)され、つまり閉じられており、したがって流入室56と接続室54との間の接続部は遮断されている。
One
図3には、方向制御弁34の弁スプール38は図2の基準位置から右側へ移動させられた状態で、つまり1つの作動位置で示してあり、該作動位置では、圧力接続部Pに接続する流入室56と接続室54との間の接続部は、調量絞り10(環状つば98)によって開制御されており、この場合に該開制御は精密制御切欠き116を介して行われるようになっている。圧力媒体は圧力接続部Pから流入室56及び開制御された調量絞り10を介して接続室54内に流入し、そこから圧力バランス部48及び連通路84を介して圧力バランス室50,58内に流入するようになっている。弁スプール38の前記軸線方向移動により、環状つば96は右側へ移動させられており、その結果、圧力バランス室50と送り室46との間の接続部は、送り制御溝86を介して開制御されており、圧力媒体は、送り室46及び作動接続部Aを介して図1に示す液圧シリンダー2のシリンダー室8へ流れるようになっている。引っ張り作用のある下降する荷重に際して液圧シリンダー2の環状室12からの圧力媒体容積流の流出制御のために、方向制御弁34に下降制動弁20を対応配置してあり、下降制動弁の制御ピストン22はばね24の力によって閉鎖方向に負荷され、かつシリンダー室8内の圧力によって開放方向に負荷されるようになっており、この場合に圧力媒体の回収のために、下降制動弁20の上流側で流出する圧力媒体容積流は、シリンダー室8に向かって開く逆止弁28を介して回収通路30(図1、参照)内へ分流されて、送り側(供給側)の圧力媒体容積流に加えられるようになっている。逆止弁28は本発明に基づき弁スプール38内に組み込まれており、この場合に下降制動弁20に開放方向で作用する圧力は、逆止弁28を経て伝達されるようになっている。本発明の図示の実施例では、下降制動弁20の制御ピストン22は、逆止弁28に対して同軸に、弁スプール38の軸線方向(長手方向)に延びる受容孔122内に配置されており、該受容孔は、共通の段付の止まり孔(袋孔)120として形成されていて、弁スプール38の図3で右側の端面124に開口している。
In FIG. 3, the
方向制御弁34を逆止弁28及び下降制動弁20の領域で拡大して示す図4に示してあるように、逆止弁28は、1つの閉鎖体126を含んでおり、該閉鎖体は弁スプール38の弁座128に向けて初期荷重(予負荷若しくはバイアス)をかけられていて、貫通孔130を有しており、その結果、弁座128によって画定(規定)された端面132並びに、ばね室134を画成する背面136は、弁スプール38の止まり孔120の制御室138内の圧力で負荷されるようになっている。制御室138は、弁スプール38の周壁(弁スプール周壁)に設けられていて弁スプール38の周溝140並びに圧力バランス室58に開口する横孔142を介して、液圧シリンダー2のシリンダー室8内の圧力で負荷されるようになっている。弁スプール38の右側へ移動させられた図示の作動位置では、横孔(半径方向孔)142によって、圧力バランス室58と止まり孔120との間の接続部は開制御されている。
As shown in FIG. 4 which shows the
逆止弁28の閉鎖体126は、段付ピストンとして形成されていてかつ、弁座128と向き合う側に配置され開放方向に作用する環状肩部146を有している。環状肩部(環状段部)146は、半径方向孔148、該半径方向孔に開口していて調節可能な絞り32(図1)を成す絞り切欠き150、及び戻し室60を介して液圧シリンダー2の環状室12内の圧力で負荷されるようになっている。環状肩部146は、逆止弁の入口室152を画成しており、該入口室は半径方向孔148及び調節可能な、つまり可変式の絞り32を介して戻し室60に接続されるようになっており、該戻し室内は下降制動弁20の上流側の圧力の作用を受けている。閉鎖体126の貫通孔130は、底部側に、つまり前記弁座と逆の側若しくは前記環状肩部と逆の側に半径方向の拡張部を有しており、該拡張部の半径方向の面(端面)は圧縮ばね154の第1の端部を支えている。圧縮ばね154の第2の端部は、制御ピストン22の端面側の環状面156に支えられており、制御ピストン22は、段付けされた端部区分158でもってばね24内へ延びており、該ばねは一方で前記端部区分の段部に支えられかつ他方で閉鎖部分160に支えられている。閉鎖部分160は一方の端部で止まり孔120内にねじ込まれていて、環状のフランジ162でもって弁スプール38のストッパー肩部164に当接させられている。
The
下降制動弁20の制御ピストン22は、段付ピストンとして形成されていて、端部区分166でもって閉鎖部分160の孔168内に突入して、該孔と一緒にばね24のばね室170を画成している。制御ピストン22は半径方向に突出するストッパーつば174を有しており、該ストッパーつばは、一方で弁スプール38の半径方向肩部178によって、かつ他方で閉鎖部分160の環状端面182によって画成された受容室内に受容されており、したがって制御ピストン22の軸線方向移動は、半径方向肩部178若しくは環状端面182によって規定されるようになっている。制御ピストン22は、閉鎖方向ではばね24によって、段付の止まり孔120の半径方向肩部178に向けて初期荷重をかけられており、この場合に制御ピストンのストッパーつば174のストッパー面176は、止まり孔120の半径方向肩部178と接触するようになっている。開放方向では、ストッパーつば174は別のストッパー面180でもって閉鎖部分160の環状端面182と接触させられるようになっている。ストッパーつば174のための受容室は、弁スプール38の右側へ移動させられた図示の作動位置では、弁スプール周壁内の斜めに延びるタンク孔184を介して戻し室62に接続されて、タンクに向けて負荷軽減されている。制御ピストン22は軸線方向孔186を有しており、該軸線方向孔は絞り孔187を介してばね室170内に開口している。これによって、開放方向に作用する端面156及び、ばね室170を画成していて閉鎖方向に作用する段付けされた背面188は、弁スプール38の制御室138内の圧力によって負荷されており、該圧力は、シリンダー8内の圧力に相当しており、その結果、ばね24は、制御ピストン22の背面188に作用する力によって助成されるようになっており、したがってばね室170内にタンク圧が作用するようになっている場合に比べて弱いばね24を用いることができるようになっている。制御ピストン22の開放方向に作用する端面156、つまり前面は、背面188に比べて大きな面積を有しており、これによって制御ピストン22は、ばね24の力に抗して開放位置へ作動させられるようになっている。制御ピストン22の外周に周溝190を成形してあり、該周溝は弁スプール周壁内の周壁孔192を介して戻し室60に接続されていて、制御ピストン22を右側へ移動させた場合に、弁スプール周壁内の斜めに延びるタンク孔194を介して流出室62に接続されるようになっており、その結果、圧力媒体は図1の液圧シリンダー22の縮小する環状室12からタンク16内へ流出するようになっている。この場合に下降制動弁20の絞り横断面は、周溝190の端面191によって画成(形成)された絞り縁を用いて規定されるようになっている。
The
図5には、弁スプール38は図2の基準位置から左側へ移動させられた状態で、つまり別の作動位置で示してあり、該作動位置では、流入室56から調量絞り10を介して接続室54への接続部は同様に開制御されており、その結果、圧力バランス室50,58は圧力媒体を供給されている。圧力バランス室58は精密制御溝104を介して戻し室60に接続されており、その結果、図1の液圧シリンダー2の環状室12は圧力媒体を供給されている。送り室46は精密制御切欠き110を介して流出室44に接続されており、その結果、シリンダー室8はタンク16(図1)に向かって負荷軽減(放圧)されている。液圧シリンダー2は、走入作動し、つまりピストンロッドはシリンダー内に走入するようになっている。
FIG. 5 shows the
次に、本発明の第1の実施例の制御装置1の機能を図2乃至図5に基づき説明する。 Next, the function of the control device 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
弁スプール38の図2に示す基準位置(中間位置若しくは中立位置)では、圧力接続部P及び作動接続部A,Bは遮断されている。いま、弁スプール38を図2の基準位置から右側へ移動させると仮定する。右側へ軸線方向移動させられた弁スプール38を示す図3及び図4では、弁スプール38の前記軸線方向移動に基づき、圧力接続部Pに接続された流入室56から接続室54への接続部は、調量絞り10(環状つば98)によって開制御されており、この場合に開制御は精密制御切欠き116を介して行われている。圧力媒体は、圧力接続部Pから流入室56、及び開制御された調量絞り10を経て接続室54内に流入して、次いで圧力バランス部48及び連通路84を経て圧力バランス室50,58内に流入するようになっている。弁スプール38の前記軸線方向移動に基づき、環状つば98も右側へ移動させられており、その結果、圧力バランス室50から送り室46への接続部は、送り制御溝86によって開制御されており、圧力媒体は送り室46及び作動接続部Aを経て、図1に示す液圧シリンダー2のシリンダー室8へ流れる。液圧シリンダー2は、走出作動し、つまりピストンロッドはシリンダーから走出する。横孔142を介して制御室138内に作用している圧力が、ばね24の力によって規定された圧力を超えると、下降制動弁20の制御ピストン22は、環状面(端面)156及び背面188を負荷している圧力に基づき、ばね24の力に抗して開放位置へ移動させられ、その結果、戻し室60は戻し制御溝92、周壁孔192及び、制御ピストン22の周溝190を介してタンク孔194に接続され、かつ該タンク孔を介して流出室62に接続されるようになっている。液圧シリンダー2の環状室12は、開かれた下降制動弁20を介してタンク16(図1)に向けて放圧され、つまり負荷軽減されている。
At the reference position (intermediate position or neutral position) shown in FIG. 2 of the
引っ張り作用の生じる荷重、つまり降下する荷重の場合に、ポンプ4は、液圧シリンダー2の拡大するシリンダー室8内へ十分な圧力媒体を吐出できず、その結果、シリンダー室8内の圧力は環状室12内の圧力よりも低下する。シリンダー室8内の低下する圧力は、横孔142を介して制御室138内に作用しており、その結果、下降制動弁20の制御ピストン22はばね24の力によって閉じられて、液圧シリンダー2の環状室12からタンク16への接続部を閉制御している(図1、参照)。液圧シリンダー2の縮小する環状室12から戻される圧力媒体は、作動接続部Bを介して戻し室60内に流入しており、その結果、逆止弁用の閉鎖体126の環状肩部146は、半径方向孔148及び入口室152を介して液圧シリンダー2の環状室12内の圧力で負荷されている。閉鎖体126の環状肩部146を負荷している圧力が圧縮ばね154のばね力を超えると、該閉鎖体は前記ばね力に抗して開かれ、その結果、圧力媒体は戻し室60から半径方向孔148、制御室138、横孔142及び圧力バランス室58を経て、連通路84内に流入し、ひいては液圧シリンダー2のシリンダー室8への供給側の圧力媒体容積流に加えられる(圧力媒体の回収)。これによって、降下する荷重の場合に、拡大するシリンダー室8内でのキャビテーション発生は避けられ、高い走出速度(作動速度)を可能にしている。この場合に、弁スプール38に設けられた絞り切欠き150は、流量の少量範囲で、回収される圧力媒体流の流量を規定している。
In the case of a load causing a pulling action, that is, a descending load, the
液圧シリンダー2の走入作動のために、弁スプール38は、図2に示す基準位置から左側へ、つまり図5に示す作動位置へ移動(軸線方向移動)させられる。該作動位置では、流入室56から調量絞り10を経て接続室54への接続部は開制御されており、その結果、圧力バランス室50,58は圧力媒体を供給されるようになっている。圧力バランス室58は、精密制御溝104及び戻り制御溝92を介して戻し室60に接続されており、その結果、液圧シリンダー2の環状室12は作動接続部Bを介して圧力媒体を供給されるようになっている。送り室46は送り制御溝86及び精密制御切欠き110を介して流出室44に接続されており、その結果、シリンダー室8は作動接続部Bを介してタンク16に向けて放圧されている。液圧シリンダー2は、圧力媒体の回収なしに走入作動できるようになっている。
The
液圧シリンダー2を、圧力媒体が漏れない状態でロックするためには、図2乃至図5に示す本発明に基づく制御装置は、液圧シリンダー2からタンク16への圧力媒体流を阻止する、つまり遮断するための開放可能な荷重保持弁196を備えていなければならない。
In order to lock the hydraulic cylinder 2 in a state where the pressure medium does not leak, the control device according to the present invention shown in FIGS. 2 to 5 prevents the pressure medium flow from the hydraulic cylinder 2 to the
図6は、降下する荷重Fで負荷される液圧シリンダー2のロックのための本発明に基づく実施例の方向制御弁198の縦断面図である。該方向制御弁198の基本構成は、図2乃至図5に示す弁の構成に相応しており、つまりこの変化例の場合にも逆止弁28と下降制動弁20とは同軸に弁スプール38内に配置されており、これらの構成部分は、原理的には前述の実施例と同じ構成を有している。該変化例は前記実施例と次の点で異なっており、つまり、連通路84内には圧力バランス部48の下流側に、液圧シリンダー2のロックのためにそれぞれ圧力バランス部48に向かって閉じる荷重保持弁196を設けてある。圧力媒体の回収は、変化例では荷重保持弁(逆止弁)196に基づき連通路84を介しては行われないので、変化例では弁スプール38は、一貫して延びていて段付けされた軸線方向孔200を備えており、弁スプール38の左側へ移動させられた図示の作動位置では、圧力媒体は環状室12から戻し通路14、戻し室60、横孔142並びに、理論弁202を介してかつ環状肩部146によって開かれた逆止弁28、及び前記軸線方向孔200を経て送り室46に導かれるようになっている。軸線方向孔200は送り室46の側では、弁スプール38内にねじ込まれた閉鎖ねじ204によって画成されおり、該閉鎖ねじはばね206を介して理論弁202の閉鎖体208を支えているのに対して、戻し室60の側には、すでに述べてあるように、逆止弁28及び下降制動弁20を設けてある。理論弁202の閉鎖体208は、弁座210に向けて初期荷重をかけられていて、絞り孔212を有しており、したがって、弁座210によって画定された端面213とばね室214を画成している背面216とは、弁スプール38の軸線方向孔200内の圧力で負荷されている。理論弁202の閉鎖体208は、段付ピストンとして形成されていて、弁座側に配置され開放方向に作用する環状面218を有しており、該環状面は作動接続部A及び周壁孔220を介して液圧シリンダー2の拡大するシリンダー室8の圧力で負荷されるようになっている。閉鎖体208のばね室214は、弁スプール38の左側へ移動させられた図示の作動位置では、軸線方向孔200と閉鎖ねじ204の外周部分との間の間隙222及び半径方向孔224を介して流出室62に向けて放圧されており、その結果、理論弁202は、送り室46若しくは軸線方向孔200内に生じていてかつ環状面218及び端面213を負荷している圧力によって、ばね206の力に抗して開放位置へ移されるようになっている。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a
弁スプール38を、右側へ移動させられた状態、つまり右側の作動位置において理論弁202の領域で拡大して示している図7では、半径方向孔224は該作動位置では弁孔36の壁226によって閉じられている。したがって理論弁202は遮断されていて、作動接続部Aから送り制御溝86を経てタンク16(図1)に向かって流出する圧力媒体容積流によって、半径方向肩部218を介しては開制御されないようになっている。該作動位置では、送り室46は、送り制御溝86に開口する精密制御切欠き228を介して流出室62に接続されている。
In FIG. 7, in which the
アクチュエータの制御のため、殊に液圧シリンダー2の制御のための開示の液圧式の制御装置は、方向制御弁34,198を備えており、該方向制御弁の弁スプール38は、圧力媒体源4とタンク16と前記アクチュエータ若しくは液圧シリンダ2の2つの圧力室8,12との間の圧力媒体接続部の制御のために作動(移動)されるようになっており、前記縮小する一方の圧力室12からの圧力媒体容積流の流出制御のための下降制動弁20を備えており、該下降制動弁の制御ピストン22は閉鎖方向ではばね24の力によって負荷され、かつ開放方向では前記拡大する他方の圧力室8内の圧力によって負荷されるようになっており、圧力媒体の回収のために、前記縮小する一方の圧力室から流出する圧力媒体容積流は、前記下降制動弁20の上流側で、前記拡大する他方の圧力室8に向かって開く逆止弁28を介して回収通路30内へ分流(分岐)されて、供給側の圧力媒体容積流に加えられるようになっている。本発明に基づき、逆止弁28は弁スプール38内に組み込まれており、開放方向で下降制動弁20に作用させる圧力は、前記逆止弁28を介して伝達されるようになっている。
The disclosed hydraulic control device for the control of the actuator, in particular for the control of the hydraulic cylinder 2, comprises
1 制御装置、 2 液圧シリンダー、 4 ポンプ、 6 供給通路、 7 送り通路、 8 シリンダー室、 10 調量絞り、 12 環状室、 14 戻し通路、 16 タンク、 18 絞り、 20 下降制動弁、 22 制御ピストン(制御スプール)、 24 ばね、 28 逆止弁、 30 回収通路、 34 方向制御弁、 35 弁ケーシング、 36 弁孔、 38 弁スプール、 40 方向制御部分、 42 速度制御部分、 44 流出室、 46 送り室、 48 圧力バランス部、 50 圧力バランス室、 52 補償室、 54 接続室、 56 流入室、 58 圧力バランス室、 60 戻し室、 62 流出室、 64,66,68,70,72,74,76,78,80,82 環状リブ、 84 連通路、 86 送り制御溝、 88,90 接続制御溝、 92 戻し制御溝、 94,96,98,100,102 環状つば、 104 精密制御切欠き、 106,108 制御縁、 112,114 流入制御縁、 116,118 精密制御切欠き、 122 受容孔、 124 端面、 126 閉鎖体、 128 弁座、 130 貫通孔、 132 端面、 134 ばね室、 136 背面、 138 制御室、 140 周溝、 146 環状肩部、 148 半径方向孔、 150 絞り切欠き、 152 入口室、 154 圧縮ばね、 156 環状面、 158 端部区分、 160 閉鎖部分、 162 フランジ、 164 ストッパー肩部、 166 端部区分、 168 孔、 170 ばね室、 174 ストッパーつば、 176 ストッパー面、 178 半径方向肩部、 180 ストッパー面、 182 環状端面、 184 タンク孔、 186 軸方向孔、 187 絞り孔、 188 背面、 190 周溝、 192 周壁孔、 191 端面、 194 タンク孔、 196 荷重保持弁、 198 方向制御弁、 200 軸線方向孔、 202 理論弁、 204 閉鎖ねじ、 206 ばね、 208 閉鎖体、 210 弁座、 212 絞り孔、 213 端面、 214 ばね室、 216 背面、 218 環状面、 220 周壁孔、 224 半径方向孔、 228 精密制御切欠き、 A 作動接続部、 P 圧力接続部、 P′ 圧力バランス入口、 P″ 圧力バランス出口、 T タンク接続部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control apparatus, 2 Hydraulic cylinders, 4 Pumps, 6 Supply passages, 7 Feed passages, 8 Cylinder chambers, 10 Metering throttles, 12 Annular chambers, 14 Return passages, 16 Tanks, 18 throttles, 20 Decreasing brake valves, 22 Control Piston (control spool), 24 spring, 28 check valve, 30 recovery passageway, 34 direction control valve, 35 valve casing, 36 valve hole, 38 valve spool, 40 direction control part, 42 speed control part, 44 outflow chamber, 46 Feed chamber, 48 Pressure balance section, 50 Pressure balance chamber, 52 Compensation chamber, 54 Connection chamber, 56 Inflow chamber, 58 Pressure balance chamber, 60 Return chamber, 62 Outflow chamber, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82 annular rib, 84 communication path, 86 feed control groove, 88, 9 Connection control groove, 92 Return control groove, 94, 96, 98, 100, 102 Annular collar, 104 Precision control notch, 106, 108 Control edge, 112, 114 Inflow control edge, 116, 118 Precision control notch, 122 Receiving Hole, 124 end face, 126 closing body, 128 valve seat, 130 through hole, 132 end face, 134 spring chamber, 136 back surface, 138 control chamber, 140 circumferential groove, 146 annular shoulder, 148 radial hole, 150 throttle notch, 152 inlet chamber, 154 compression spring, 156 annular surface, 158 end section, 160 closing portion, 162 flange, 164 stopper shoulder, 166 end section, 168 hole, 170 spring chamber, 174 stopper collar, 176 stopper surface, 178 Radial shoulder, 180 s Upper surface, 182 annular end surface, 184 tank hole, 186 axial hole, 187 throttle hole, 188 rear surface, 190 circumferential groove, 192 circumferential wall hole, 191 end surface, 194 tank hole, 196 load holding valve, 198 direction control valve, 200 axis Directional hole, 202 theoretical valve, 204 closing screw, 206 spring, 208 closing body, 210 valve seat, 212 throttle hole, 213 end face, 214 spring chamber, 216 back surface, 218 annular surface, 220 peripheral wall hole, 224 radial hole, 228 Precision control notch, A working connection, P pressure connection, P 'pressure balance inlet, P "pressure balance outlet, T tank connection
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