JPH035347B2

JPH035347B2 -

Info

Publication number: JPH035347B2
Application number: JP57030656A
Authority: JP
Inventors: Eriku Tomusen Suen; Kisutaa Eriku
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1981-03-02
Filing date: 1982-03-01
Publication date: 1991-01-25
Also published as: GB2094247B; DE3107915A1; DK152450B; DK152450C; IT8267222A0; DK68282A; US4462209A; FR2500893B1; FR2500893A1; IT1154491B; DE3107915C2; JPS57164861A; GB2094247A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、ポンプ及び調整弁を有する圧力媒体
供給装置と制御ユニツトとを備えた油圧式の制御
装置、特に舵取り装置であつて、制御ユニツト
が、操作部材及びメータリングモータに関連しか
つ中立位置ばねの力に抗して相対的に移動調節さ
れる２つの弁部材を有し、該弁部材が、サーボモ
ータへの供給部に配置されている第１の絞りと、
サーボモータからの流出部に配置されている第２
の絞りと、第１の絞り及びメータリングモータの
上流で分岐しかつタンクに通じている分岐導管に
配置されている第３の絞りとを有しており、中立
位置において第１の絞り及び第２の絞りが閉鎖さ
れ、第３の絞りが開放されるようになつており、
第３の絞りが、一定の流過横断面を備えた絞りと
に直列に配置され、該絞りの上流及び下流におけ
る圧力に関連して調整弁が負荷されるようになつ
ている形式のものに関する。

このような形式の公知の制御装置では（アメリ
カ合衆国特許第3931711号明細書）、一定の流過横
断面を備えた絞りは制御ユニツト内に配置されて
いる。この絞りはこの場合、ケーシング孔と軸方
向に移動調節可能なスプールとの間の環状間隙に
よつて形成されており、第３の絞りの上流に配置
されている。この第３の絞りと前記絞りとの間に
おいて制御圧導管が分岐しており、この制御圧導
管は、ポンブ圧と供働して、ポンプがサーボモー
タの負荷に関連した圧力を供給するように、調整
弁に作用する。しかしながら種々様々な理由に基
づいて調整精度は損なわれてしまう。一定の流過
横断面を備えた絞りが運転中に相対的に運動する
２つの部材から構成されているので、絞り抵抗の
変化は避けることができない。制御圧はサーボモ
ータの負荷によつて極めて著しく変化し、漏れ損
失も相応にばらつくことになる。このことは調整
弁の差圧制御においてもかなり著しく作用する。
さらにこの公知の制御装置では、制御ユニツトと
圧力媒体供給装置とは程度の差こそあれ長い導管
を介して互いに接続されており、これによつて生
ぜしめられる、圧力信号伝達時における遅れは、
調整弁において作用する圧力の変化、つまりポン
プ圧と制御圧との間の時間的なずれを惹起する。

ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式の油
圧式の制御装置を改良して、調整弁の作動時にお
ける高い精度が可能である制御装置を提供するこ
とである。

この課題を解決するために本発明の構成では、
一定の流過横断面を備えた絞りが第３の絞りの下
流に配置されていて固定絞りとして構成されてい
るようにした。

本発明による制御装置では運転時において不動
の固定絞りが用いられているので、この固定絞り
の絞り抵抗が変動することはない。固定絞りが調
節可能な第３の絞りの下流に配置されていて、調
節弁が、第３の絞りにおける圧力低下がほぼ等し
く保たれるように、働くので、調整弁において生
じる圧力は比較的小さく、ほぼその圧力値を維持
する。ゆえに種々の漏れ損失に基づく誤差又は著
しく差のある漏れ損失は極めて僅かになる。固定
絞りが第３の絞りの下流に配置されていることに
よつてまた、固定絞りにおいて作用する両圧力は
ほぼ等しい長さの導管を介して、ゆえに事実上同
時に調整弁に作用する。以上のことから極めて高
い調整精度が得られる。これに加えて取付け時に
おける手間も軽減される。なぜならば、固定絞り
は制御ユニツトの数多くの他の作用と調和せしめ
られて取付けられる必要がなく、分岐導管の恣意
の箇所に、又は制御ユニツトの外において取付け
られ得るからである。さらに固定絞りは、運転中
に相対的に運動する複数の部分から成る絞りに比
べて容易に製作することができる。制御圧が低い
レベルにあることに基づいて、制御圧導管が破損
する危険もなくなるので、安全性も高められる。
固定絞りが第３の絞りの下流に配置されているこ
とによつてまた、固定絞りによつて生ぜしめられ
る対応圧に基づいて、第３の絞りの多くの箇所に
おいて生じることのある雑音が減少せしめられ
る。

固定絞りが圧力媒体供給装置に配置されている
と、特に有利である。このように構成すると、固
定絞りと調整弁との間には接続導管がまつたく設
けられていないか、又は極めて短い接続導管しか
設けられていないので、高い反応速度が得られ
る。

その場合に分岐導管が調整弁の圧力負荷室を貫
いて通じていると、有利である。このように構成
されていると、分岐導管を貫いて連続的に圧力媒
体が流れるので、空気が分離したり調整精度が損
なわれないような範囲は存在しなくなる。

本発明の別の実施態様では、調整弁が軸方向ス
プールを有し、該軸方向スプールの片方の端面が
固定絞り上流の圧力によつて負荷され、他方の端
面が固定絞り下流の圧力及び弁ばねによつて負荷
されている。

上述の実施態様において、固定絞りが軸方向ス
プールの軸方向孔内に配置されていると、特に有
利である。これによつて、両圧力負荷室は最短距
離で固定絞りと接続されることになる。この構成
では、分岐導管が圧力負荷室を貫いて通じている
という条件も満たされている。

本発明の別の実施態様では、安全弁が圧力媒体
供給装置の圧力側出口を第３の絞りと固定絞りと
の間において分岐導管に接続させている。安全弁
をこのように配置すると、圧力媒体が安全弁を介
して固定絞りに供給されること並びに、これによ
つて調整弁が圧力を減少せしめる位置を占めるこ
とによつて、非所望の過圧は除去される。

付加的な消費機が固定絞りの下流で分岐導管に
接続されるようになつていると、分岐導管を介し
て流れる圧力媒体を付加的に利用することができ
る。付加的な消費機がサーボモータの運転中に動
かされる場合には、これによつて調整精度が損な
われるので、自動的にサーボモータが優先され
る。

本発明の別の実施態様では、吐出量が一定のポ
ンプを使用する場合に、調整弁が互いに逆方向に
移動調節される２つの絞りを有しており、片方の
絞りが制御ユニツトに、他方の絞りが、別の消費
機を接続可能な流出導管に通じている。この場合
においてもサーボモータが優先される。場合によ
つては分岐導管に付加的な消費機が接続されてい
てさらに流出導管に別の消費機が接続されていて
もよい。この場合に、すべての消費機が圧力媒体
供給装置に接続されるようになつていると、つま
り、すべての接続が中央にもたらされていると、
有利である。

弁部材が中央位置から移動調節される場合に、
第１の絞り及び第２の絞りが開放する前に、第３
の絞りの閉鎖行程が始まるようになつていると、
有利である。これによつて得られる利点は、調整
弁によつて制御ユニツトの入口における圧力が高
められ、この結果第１の絞り及び第２の絞りの開
放時に十分な運転圧が使用される、ということで
ある。

さらに、弁部材が中立位置から移動調節される
場合に、第２の絞りが第１の絞りの後で開放する
ようになつていると、有利である。このように構
成されていると、流出側が開放する前に、供給側
において圧力が生ぜしめられ、これによつて、外
的な力の影響を受けてサーボモータが連行される
ことは著しく回避される。

次に図面につき本発明の実施例を説明する。

第１図に示されている制御装置は圧力媒体供給
装置１と制御ユニツト２とを有し、この両者１，
２によつてサーボモータ３に圧力媒体が供給され
るようになつている。サーボモータ３の作業室４
は導管５を介して制御ユニツト２の接続部Ｌと接
続され、作業室６は導管７を介して接続部Ｒと接
続されている。制御ユニツト２の圧力側の接続部
Ａは導管８を介して圧力媒体供給装置１の接続部
A′と接続されている。流出側の接続部Ｔは導管
９を介してタンク１０と接続されている。さら
に、分岐導管１２の１部である接続導管１１が設
けられており、この接続導管１１は制御ユニツト
２の接続部Ｂを圧力媒体供給装置１の接続部
B′と接続している。

制御ユニツト２は２つの弁部材１３，１４を有
しており、操作部材１３ａを備えた弁部材１３と
メータリングモータ１５を備えた弁部材１４とは
回転可能に結合されている。両弁部材１３，１４
は図示の実施例では回転スプール弁として構成さ
れている。両弁部材１３，１４は、半径方向に延
びている２つの板ばね１６によつて中立位置に保
たれ、両板ばね１６の力に抗して所定の角度ａだ
け相対的に回動できるようになつている。この場
合操作部材１３ａは手によつて回され、サーボモ
ータ３に向かつて流れる圧力媒体によつて貫流さ
れているメータリングモータ１５は追従部材とし
て働く。両弁部材１３，１４の間には第１の絞り
１７と第２の絞り１８と第３の絞り１９とが設け
られている。中立位置においては絞り１７，１８
が閉鎖されているのに対して、絞り１９は開放し
ている。中立位置から回動せしめられると、絞り
１９が序々に閉鎖するのに対して、絞り１７，１
８は開放する。この場合メータリングモータ１５
は供給側の絞り１７と直列に接続されている。第
１図には１方の回転方向のための作業形式が示さ
れている。逆向きの回転方向においては絞り１
７，１８はその機能を交換し、メータリングモー
タ１５は絞り１８と直列に接続される。逆止弁２
０が設けられていることによつて、圧力低下の際
に操作部材１３ａによる緊急制御運転を行なうこ
とが可能である。

圧力媒体供給装置１はポンプ２１を有し、この
一定のポンプ２１の吸込み側は接続部T′及び導
管２２を介してタンク１０と接続されている。さ
らに調整弁２３が設けられており、この調整弁２
３はケーシング孔２４のなかに軸方向スプール２
５を有している。この軸方向スプール２５は固定
絞り２７を備えた軸方向孔２６を有している。こ
の軸方向孔２６は軸方向スプール２５の両端面側
にある圧力負荷室２８，２９を互いに接続してい
る。片方の圧力負荷室２９のなかにはさらに弁ば
ね３０が設けられている。軸方向孔２６は導管３
１を介して接続部Ｂと接続されており、この結果
分岐導管１２において第３の絞り１９と固定絞り
２７とは直列に接続されている。圧力負荷室２９
は接続部Ｃ及び導管３２を介してタンク１０と接
続されている。導管３２にはさらに消費機３３が
接続されていてもよい。ポンプ２１は一定の圧力
媒体を吐出する。軸方向スプール２５は２つのケ
ーシング環状溝と協働して、逆方向に作用する２
つの絞り３４，３５を形成している。第１の絞り
３４は導管３６を介して接続部A′と、第２の絞
り３５は導管３７を介して接続部Ｄと接続されて
いる。接続部Ｄは、消費機３９が接続可能である
導管３８を介してタンク１０と接続されている。
導管３６と導管３１とは安全弁４０によつて接続
されている。この安全弁４０は、導管３６におけ
る圧力が所定の圧力値を越えた場合に開放するよ
うになつている。

上述の制御装置の作用形式は以下のとうりであ
る：制御ユニツト２が中立位置にある場合、ポンプ
２１から供給される圧力液体は導管８を介して制
御ユニツト２に流れ、この制御ユニツト２から、
分岐導管１２の完全に開放している絞り１９及び
固定絞り２７を介してタンク１０に流出する。固
定絞り２７における圧力低下によつて、弁ばね３
０の力と等しい力が軸方向スプール２５に作用す
る。ゆえに調整弁２３は、ちようどこの弁位置を
保つことのできる圧力液体流が絞り３４を介して
分岐導管１２に供給されるような位置を占める。
供給量の余りは接続部Ｄを介してタンク１０に流
出する。サーボモータ３の移動調節が望まれ、従
つて操作部材１３ａが回動せしめられると、絞り
１９は絞られる。これによつて分岐導管１２を介
して比較的僅かな圧力液体量しか流れなくなる
と、軸方向スプール２５は左に向かつて移動し、
この結果、再びバランス位置が得られるまで、接
続部A′における圧力が高められる。この間に絞
り１７及び１８が開放されるので、サーボモータ
３は右に向かつて移動せしめられる。この場合に
軸方向スプール２５は、サーボモータ３及び分岐
導管１２の供給に必要な圧力をもたらすような位
置を占める。この原理は両回転方向において言え
る。導管３６における圧力があまりに大きくなる
と、安全弁４０が開放し、これによつて第３の絞
り１９は橋絡される。この結果軸方向スプール２
５はただちに右に向かつて移動し、高過ぎる圧力
は降下せしめられる。

上述の作用形式では、操作部材１３ａにおいて
もたらされる入力モーメントと、圧力側の接続部
Ａに生じる圧力ｐとの間には明白な関係が生ぜし
められる。すなわち圧力ｐは、両弁部材１３，１
４の間の相対的な回転角ａの明白な関数である
（第４図参照）。ゆえにある一定の回転位置axに
は一定の点pxが対応する。さらに中立位置ばね
１６に基づいてある一定の入力モーメントＭには
一定の相対的な回転角axが配属されている（第
５図参照）。ゆえに回転角axには入力モーメント
Mxが対応する。ゆえに第４図と第５図との組合
わせから入力モーメントＭと圧力ｐとの間の明白
な関係が生ぜしめられる。圧力ｐは外的な負荷に
よつて所定されているので、操作員は操作部材１
３ａを介して負荷の大きさに関するインフオメー
シヨンを得る。

第４図からさらにわかるように、供給側の絞り
１７は相対的な回転角ａ１７において初めて開放
し、流出側の絞り１８はさらに大きな回転角ａ１
８において開放する。これによつて、供給側の絞
りの開放時には既に所定の圧力高さが接続部Ａに
おいて生ぜしめられているので、絞り１７の開放
時にはただちに十分な作用圧が利用され得る。流
出側の絞り１８が遅れて開放することによつて、
外的な力に基づくサーボモータ３の連行は確実に
回避される。

第３図の実施例では、第１図に示された部材と
等しい部材には同じ符号が付けられ、第１図に示
された部材に相当する部材には100をプラスした
符号が付けられている。この実施例では、制御圧
導管１４２によつて制御される調節部材１４１を
備えた調整可能なポンプ１２１が設けられてい
る。調整弁１２３は同様に軸方向孔１２６を備え
た軸方向スプール１２５を有しており、軸方向孔
１２６は固定絞り１２７を有しかつ両圧力負荷室
１２８，１２９を互いに接続している。互いに逆
方向に作用する２つの絞り１３４，１３５はポン
プ１２１とタンク１０との間で直列に接続されて
いる。このポンプ１２１とタンク１０との間にお
いて制御圧力導管１４２が分岐している。

このような構造形式においても調整弁１２３
は、一定の圧力液体量が分岐導管１１２を介して
タンク１０に流出するように、調節されている。
つまりポンプ１２１は、制御ユニツト２の圧力側
の接続部Ａにおいて必要な圧力ｐをその都度生ぜ
しめるように、調節される。

弁部材は回転スプール装置を形成していても又
は軸方向スプール装置を形成していてもよい。弁
部材は恣意の公知の形式で制御され、恣意に構成
された公知のメータリングモータと組合わされ得
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による制御装置の１実施例を示
す略示図、第２図は制御ユニツトの機械的な構造
を示す図、第３図は本発明による制御装置の別の
実施例を示す略示図、第４図は弁部材の相対的な
回転角とポンプ圧との関係を示す線図、第５図は
弁部材の相対的な回転角と入力モーメントとの関
係を示す線図である。１，１０１……圧力媒体供給装置、２……制御
ユニツト、３……サーボモータ、４，６……作業
室、５，７，８，９，２２，３１，３２，３６，
３７，３８……導管、１０……タンク、１１……
接続導管、１２，１１２……分岐導管、１３，１
４……弁部材、１３ａ……操作部材、１５……メ
ータリングモータ、１６……板ばね、１７，１
８，１９，３４，３５，１３４，１３５……絞
り、２０……逆止弁、２１，１２１……ポンプ、
２３，１２３……調整弁、２４……ケーシング
孔、２５，１２５……軸方向スプール、２６，１
２６……軸方向孔、２７，１２７……固定絞り、
２８，２９，１２８，１２９……圧力負荷室、３
０，１３０……弁ばね、３３，３９……消費機、
４０……安全弁、１４１……調節部材、１４２…
…制御圧導管、ａ……弁部材１３，１４の相対的
な回転角、ｐ……接続部Ａにおける圧力、Ｍ……
操作部材１３ａによつてもたらされる入力モーメ
ント。

Claims

【特許請求の範囲】１ポンプ及び調整弁を有する圧力媒体供給装置
と制御ユニツトとを備えた油圧式の制御装置であ
つて、制御ユニツトが、操作部材及びメータリン
グモータに関連しかつ中立位置ばねの力に抗して
相対的に移動調節される２つの弁部材を有し、該
弁部材が、サーボモータへの供給部に配置されて
いる第１の絞りと、サーボモータからの流出部に
配置されている第２の絞りと、第１の絞り及びメ
ータリングモータの上流で分岐しかつタンクに通
じている分岐導管に配置されている第３の絞りと
を有しており、中立位置において第１の絞り及び
第２の絞りが閉鎖され、第３の絞りが開放される
ようになつており、第３の絞りが、一定の流過横
断面を備えた絞りと直列に配置され、該絞りの上
流及び下流における圧力に関連して調整弁が負荷
されるようになつている形式のものにおいて、前
記一定の流過横断面を備えた絞りが第３の絞り１
９の下流に配置されていて固定絞り２７，１２７
として構成されていることを特徴とする油圧式制
御装置。２固定絞り２７，１２７が圧力媒体供給装置
１，１０１に配置されている特許請求の範囲第１
項記載の制御装置。３分岐導管１２，１１２が調整弁２３；１２３
の圧力負荷室２８，２９；１２８，１２９を貫い
て通じている特許請求の範囲第１項記載の制御装
置。４調整弁２３，１２３が軸方向スプール２５，
１２５を有し、該軸方向スプールの片方の端面が
固定絞り２７，１２７上流の圧力によつて負荷さ
れ、他方の端面が固定絞り２７，１２７下流の圧
力及び弁ばね３０，１３０によつて負荷されてい
る特許請求の範囲第１項記載の制御装置。５固定絞り２７，１２７が軸方向スプール２
５，１２５の軸方向孔２６，１２６内に配置され
ている特許請求の範囲第４項記載の制御装置。６安全弁４０が圧力媒体供給装置１，１０１の
圧力側出口A′を第３の絞り１９と固定絞り２７，
１２７との間において分岐導管１２，１１２に接
続させている特許請求の範囲第１項記載の制御装
置。７付加的な消費機３３が固定絞り２７の下流で
分岐導管１２に接続可能である特許請求の範囲第
１項記載の制御装置。８吐出量が一定のポンプ２１を使用する場合
に、調整弁２３が互いに逆方向に移動調節される
２つの絞り３４，３５を有しており、片方の絞り
３４が制御ユニツト２に、他方の絞り３５が流出
導管３７に通じている特許請求の範囲第１項記載
の制御装置。９弁部材１３，１４が中立位置から移動調節さ
れる場合に、第１の絞り１７及び第２の絞り１８
が開放する前に、第３の絞り１９の閉鎖行程が始
まる特許請求の範囲第１項記載の制御装置。１０弁部材１３，１４が中立位置から移動調節
される場合に、第２の絞り１８が第１の絞り１７
の後で開放する特許請求の範囲第９項記載の制御
装置。