JPH0359307B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、力フイードバツク形、位置追従形に
よる主スプールの駆動方式を有する電磁式流量調
整弁に関し、特に主スプールの変位を検知する位
置センサを装着した電磁式流量調整弁に関する。

（従来技術） 従来、この種の電磁式流量調整弁としては、力
フイードバツク形による主スプールの駆動方式を
例にとると、例えば第４図に示すものが知られて
いる。

第４図において、１は主スプールであり、主ス
プール１の右側にはロツド２及びフイードバツク
スプリング３を介してパイロツトスプール４が配
置され、更にパイロツトスプール４の右側には比
例ソレノイド５の可動鉄心６に装着したプツシユ
ロツド７が当接されている。尚、８はバイアスス
プリング、９はリターンスプリングである。

この流量調整動作は、まず主スプール１のバラ
ンス状態は、主スプール断面積をＳ、スプール右
側のＡ室の液圧をPa、左側のＢ室の液圧をPb、
スプリング９のスプリング力をＦ１、更にフイー
ドバツクスプリング３のスプリング力をＦ２とす
ると、次式で与えられる。

Pa・Ｓ＝F1＋Pb・Ｓ＋F2 ここで、一般にF1＞＞F2なので、 Pa・Ｓ＝F1＋Pb・Ｓ となる。

このバランス状態から比例ソレノイド５の吸引
力を増加させると、プツシユロツド７によりパイ
ロツトスプール４が左方向へ移動し、Ｂ室の液圧
Pbはリターンライン圧力Prに抜かれて低下し、
主スプール１は右方向に移動して開口面積を広げ
て通過流量を増加し、主スプール１の移動でフイ
ードバツクスプリング３を圧縮してパイロツトス
プール７を中立位置に戻し、力フイードバツク方
式によるスプール駆動が行なわれる。

一方、主スプール１の入口油路の途中には、圧
力補償ピストン１０が設けられ、主スプールの入
口圧力をP1、出口圧力をP2とすると、圧力補償
ピストン１０は前後差圧△Ｐ＝P1−P2をセツト
スプリング１１で定まる一定差圧となるように作
動し、主スプール１の弁開度で定まる調整流量を
一定流量に保つ。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の電磁式流量調
整弁において、ヒステリシス、分解能、再現性が
シビアに要求される用途にあつては、比例ソレノ
イドに入力指令に応じた駆動電流を直接供給して
流量調整を行なうオープンループによる制御では
充分な制御性能が得られないため、主スプールの
位置を検出して入力指令との偏差に基づいて比例
ソレノイドを駆動するフイードバツク制御が必要
となる。

しかし、主スプールの軸方向にはパイロツトス
プール４、比例ソレノイド５が配設されているた
め、主スプール１に対する位置センサの装着はユ
ニツト取付面１２となる左側で行なわなければな
らず、そのためユニツト取付面は図示の状態で下
側の面１３側に変更して主スプール１を横向きと
した配置構造に直さざるを得ない。この結果、こ
の種の電磁式流量調整弁が本来もつていたスペー
スフアクターが著しく損われ、また位置センサ付
きと位置センサ無しでボデイ本体も２種類準備し
なければならないという問題があつた。このよう
な問題は、主スプールによりノズルとフラツパの
開度を一定に保つように駆動する位置追従形の駆
動方式についても同様であつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてな
されたもので、スペースフアクターの高いボデイ
本体を変更することなく主スプールの変位を検出
する位置センサが装着できるようにした構造の電
磁式流量調整弁を提供することを目的する。

この目的を達成するため本発明にあつては、パ
イロツトスプールを備えた力フイードバツク形、
バズルとフラツパを備えた位置追従形による主ス
プールの駆動方式を有する電磁式流量調整弁に於
いて、主スプールの軸方向に配設されたパイロツ
トスプール、ノズル・フラツパ、比例ソレノイド
等に貫通孔を設け、この貫通孔に主スプールの軸
端に一端を固着したセンサロツドを摺動自在に嵌
め入れ、比例ソレノイドの軸方向外側に位置セン
サを装着すると共に位置センサのコアを比例ソレ
ノイドを貫通したセンサロツドの他端に装着して
主スプールの位置を検出するように構成したもの
である。

（作用） このような本発明の構成によれば、主スプール
に取付けたセンサロツドをパイロツトスプール、、
バズル・フラツバ、比例ソレノイド等の貫通孔に
通すことで比例ソレノイドの軸方向外側に位置セ
ンサを簡単に装着することができ、しかもボデイ
本体の配置構造を変更する必要がないことから、
位置センサの有無につきボデイ本体を共通化する
ことができる。

（実施例） 第１図は力フイードバツク型を例に取つて本発
明の一実施例を示した断面図である。

まず構成を説明すると、ボデイ本体１５内には
主スプール１が摺動自在に設けられ、主スプール
１はリターンスプリング９により左方向に付勢さ
れている。このリターンスプリング９の組込み部
分には、ロツド取付部材１６が嵌込み固定され、
ロツド取付部材１６の右側はストツパ部材１７を
貫通してパイロツトスプール４側に取出されてお
り、パイロツトスプール４との間にフイードバツ
クスプリング３を組込んでいる。パイロツトスプ
ール４に続いては比例ソレノイド５が装着され、
比例ソレノイド５の可動鉄心６に固着又は一体に
形成したプツシユロツド７の先端をパイロツトス
プール４に当接している。

このような主スプール１の右側軸方向に順次配
置されたパイロツトスプール４、比例ソレノイド
５のプツシユロツド７及び可動鉄心６の中心には
軸方向に貫通孔１８が形成され、この貫通孔１８
の中に主スプール１の右側に装着したロツド取付
部材１６の右端に一端を固着したセンサロツド２
０を摺動自在に組込んでいる。

比例ソレノイド５の軸方向外側には主スプール
１の変位量を検出する位置センサ２２が装着され
る。

この位置センサ２２は、センサ取付ハウジング
２３の内部にボビン２４を組込み、ボビン２４の
外周の３箇所に巻線２５を備え、更にボビン２４
の内部中心軸方向にコア２６を備え、コア２６を
比例ソレノイド５の貫通孔１８を通して取出した
センサロツド２０の先端に固着している。尚、比
例ソレノイド５のプツシユロツド後端にはバイア
ススプリング８が組込まれ、バイアススプリング
８のスプリング力は流量調整ビス８ａにより手動
調整することができる。

又、比例ソレノイド５の軸方向外側に装着され
る位置センサ２２はエアベント２７を備えたハウ
ジング２８を介して行われる。

一方、ボデイ本体１５に於ける主スプール１に
対する流入油路の途中には、圧力補償ピストン１
０が組込まれ、セツトスプリング１１で定まる一
定差圧となるように主スプール１の前後差圧を調
整するようにしている。

次に第１図の実施例の作用を説明すると、主ス
プール１の右側軸方向に順次配設されたパイロツ
トスプール４、及び比例ソレノイド５のそれぞれ
に貫通孔１８を設け、この貫通孔１８を通して主
スプール１の動きを伝えるセンサロツド１８を挿
通して比例ソレノイド５の軸方向外側に取出すよ
うになるため、比例ソレノイド５に続いて軸方向
外側に位置センサ２２を容易に装着することがで
きる。このため本体ボデイ１５に於けるユニツト
取付面１２の位置を変更する必要がなく、更に位
置センサ２２の有無に係わらず同じボデイ本体１
５をそのまま使用することができる。

一方、流量調整の動作は、所定の流量制御状態
に於いて、パイロツトスプール４は図示の中立位
置にあり、主スプール１は左側のＡ室の液圧Pa
による右方向の力と、右側の液室Ｂに対するパイ
ロツトスプール４からの液圧Pbにスプリング３
のスプリング力Ｆ１を加えた左方向の力とのバラ
ンス状態で適宜の開度を保つている。

このバランス状態で入力指令による比例ソレノ
イド５の駆動電流を増加してプツシユロツド７の
左方向の力を増加したとすると、パイロツトスプ
ール４が左方向に移動し、液室Ｂの液圧Pbをリ
ターンライン圧力Prに抜いて低下させ、このた
め主スプール１は右方向に移動して弁開度を開
き、フイードバツクスプリング３を圧縮してバラ
ンス状態を保つようにパイロツトスプール４を中
立位置に戻す。

このような入力指令に基づく比例ソレノイド５
の駆動による主スプール１の動きはセンサロツド
２０を介して位置センサ２２で検出され、位置セ
ンサ２２の検出位置をフイードバツク量として入
力指令との偏差を求め、この位置偏差に基づいて
比例ソレノイド５の駆動電流を制御することで、
オープンループ制御に比べ極めて精度の高いフイ
ードバツク制御ができる。

勿論、圧力補償ピストン１０は主スプール１の
制御状態のいかんに係わらず常に前後差圧△Ｐを
略一定に保つように作動する。

第２図は位置追従形を例にとつて本発明の他の
実施例を示した断面図である。

第２図に於いて、ボデイ本体１５内には主スプ
ール１ａが組込まれ、主スプール１ａの開度制御
により流量調整を行う。主スプール１ａの右側に
はノズル３２が一体に形成され、ノズル３２に対
向してボデイとの間にスプリング３５を介在して
フラツパ３４が設けられる。ノズル３２に対して
はパイロツト減圧弁３６からのパイロツト液圧が
オリフイス３８を介して供給されている。

フラツパノズル３４は比例ソレノイド５のプツ
シユロツド７の先端にスプリング３５の押圧を受
けて装着されており、比例ソレノイド５によりフ
ラツパ３４のノズル３２に対する開口面積を可変
できるようにしている。

このようなノズル３２とフラツパ３４を備えた
位置追従形の電磁式流量調整弁についても、主ス
プール１ａの右側軸方向に配設したノズル３２、
フラツパ３４、比例ソレノイド５のプツシユロツ
ド７及び可動鉄心６のそれぞれには貫通孔１８が
設けられ、貫通孔１８の中に主スプール１ａの右
端に一端を固着したセンサロツド２０を摺動自在
に嵌め入れており、比例ソレノイド５の軸方向外
側にエアベント２７を備えたセンサ取付ハウジン
グ２８を介して位置センサ２２を装着しており、
位置センサ２２における巻線２５を備えたボビン
２４の内部に配置されるコア２６を比例ソレノイ
ド５におけるプツシユロツド７の後端から取出さ
れたセンサロツド２０の他端に固着するようにし
ている。

更に主スプール１ａに対する流入油路の途中に
は、並列にリリーフ形圧力補償ピストン１０ａが
設けられており、リリーフ形圧力補償ピストン１
０ａは主スプール１ａにおける開口面積３０の前
後差圧△Ｐをセツトスプリング１１で定まる略一
定差圧に保つようにリリーフ作動を行なう。

この第２図に示す位置追従形流量調整弁の動作
は次のようになる。

まず主スプール１ａは室Ａの液圧Paと室Ｂの
液圧Pbとにより液圧パイロツト駆動される。

即ち、室Ａにはパイロツト減圧弁３６を通つた
一定液圧Paが作用し、一方、室Ｂはパイロツト
減圧弁３６からのパイロツト液圧をオリフイス３
８を介して受け、ノズル３２とフラツパ３４の間
のギヤツプによる背圧Pbが作用する。

この結果、主スプール１ａはノズル３２とフラ
ツパ３４間の開口面積をオリフイス３８の開口面
積に等しくなるようにフラツパ３４の位置に追従
することで流量調整を行なう。フラツパ３４は比
例ソレノイド５のプツシユロツド７により軸方向
に移動し、例えば比例ソレノイド５の駆動電流を
増加してフラツパ３４を左方向に移動したとする
と、ノズル３２とのギヤツプが狭まることから、
このギヤツプ間隔を一定に保つように主スプール
１ａが左方向に追従移動し、開口面積３０を増加
して調整流量を増やすようになる。

一方、リリーフ形圧力補償ピストン１０ａにあ
つては、ポンプの流量から負荷への制御流量を除
いた余剰流量をタンクに戻すように作動し、主ス
プール１ａの開口部の前後差圧はセツトスプリン
グ１１で定まる一定差圧に制御される。即ち、ポ
ンプ吐出圧力は（負荷圧力）＋（主スプール前後差
圧）で省エネルギー運転が行なわれることとな
る。

更に、比例ソレノイド５によるフラツパ３４の
動きに追従した主スプール１ａの動きは、センサ
ロツド２０を介して位置センサ２２に伝えられ、
位置センサ２２の検出出力をフイードバツク量と
して入力指令との偏差に基づく比例ソレノイド５
の駆動を行なうことで、高精度の流量制御を行な
うことができる。

この第２図の実施例にあつても、ノズル３２、
フラツパ３４及び比例ソレノイド５を軸方向に貫
通した貫通孔１８にセンサロツド２０を摺動自在
に通して比例ソレノイド５の軸方向外側に位置セ
ンサ２２を装着できるようにしているため、本体
ボデイ１５は位置センサ２２の有無に係わらず共
通化することができる。

第３図は直動形を例にとつて本発明の他の実施
例を示した断面図である。

第３図において、本体ボデイ１５に組み込まれ
た主スプール１ｂの右側には比例ソレノイド５に
おけるプツシユロツド７が直接当接され、比例ソ
レノイド５により直接主スプール１ａを移動して
流量調整を行なうようになる。

このような直動形流量調整弁にあつても、主ス
プール１ｂの右側に設けた比例ソレノイド５にお
けるプツシユロツド７及び可動鉄心６には軸方向
の貫通孔１８が設けられ、この貫通孔１８の中に
主スプール１ｂの軸端に一端を固定したセンサロ
ツド２０を摺動自在に嵌め入れ、比例ソレノイド
５の軸方向外側にエアベント２７を備えたセンサ
取付ハウジング２８を介して位置センサ２２を装
着している。

更に、主スプール１ａに対する入口油路の途中
には、第１図の実施例と同様、セツトスプリング
１１を備えた圧力補償ピストン１０が設けられて
いる。

この第３図に示す直動形の流量調整弁にあつて
も、比例ソレノイド５による主スプール１ｂの動
きは貫通孔１８に摺動自在に嵌め入れられたセン
サロツド２０を介して位置センサ２２に伝えら
れ、センサロツド２０に固着したコア２６の動き
を巻線２５で検出してフイードバツク量として出
力するようになる。

勿論、第３図の直動形にあつても、本体ボデイ
１５は位置センサ２２の有無に係わらず共通化す
ることができる。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明によれば、主ス
プールの軸方向に配設されたパイロツトスプー
ル、ノズル・フラツパ、比例ソレノイド等に貫通
孔を設け、この貫通孔に主スプールの軸端に一端
を固着したセンサロツドを摺動自在に嵌め入れ、
比例ソレノイドの軸方向外側に位置センサを装着
すると共に、位置センサのコアを比例ソレノイド
を貫通したセンサロツドの他端に装着して主スプ
ールの位置（変位量）を検出するように構成した
ため、主スプールを内蔵した本体ボデイにおける
ユニツト取付面の位置を変更することなく比例ソ
レノイドの外側に位置センサを装着して主スプー
ルの変位を検出することができ、簡単且つ容易に
主スプールの変位を検出する位置センサを装着す
ることができることから、位置センサに基づく主
スプールのフイードバツク制御によりヒステリシ
ス、分解能、再現性等がシビアに要求される用途
であつても、高精度の比例ソレノイドによる流量
調整を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例（力フイードバツク
形）を示した断面図、第２，３図は本発明の他の
実施例（位置追従形及び直動形）を示した断面
図、第４図は従来例を示した断面図である。 １，１ａ，ｂ：主スプール、３：フイードバツ
クスプリング、４：パイロツトスプール、５：比
例ソレノイド、６：可動鉄心、７：プツシユロツ
ド、８：バイアススプリング、９：リターンスプ
リング、１０：圧力補償ピストン、１０ａ：リリ
ーフ形圧力補償ピストン、１１：セツトスプリン
グ、１２：ユニツト取付面、１５：本体ボデイ、
１６：ロツド取付部材、１８：貫通孔、２０：セ
ンサロツド、２２：位置センサ、２３：センサ取
付ハウジング、２４：ボビン、２５：巻線、２
６：コア、２７：エアブリーザ、２８：ハウジン
グ、３０：開口面積、３２：ノズル、３４：フラ
ツパ、３５：スプリング、３６：パイロツト減圧
弁、３８：オリフイス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パイロツトスプールを備えた力フイードバツ
   ク形またはノズル・フラツパによる位置追従形に
   よる主スプールの駆動方式を有する電磁式流量調
   整弁に於いて、 前記主スプールの軸方向に配設されたパイロツ
   トスプールと比例ソレノイド、またはノズル・フ
   ラツパと比例ソレノイドに貫通孔を設け、該貫通
   孔に前記主スプールの軸端に一端を固着したセン
   サロツドを摺動自在に嵌め入れ、該前記比例ソレ
   ノイドの軸方向外側に位置センサを装着すると共
   に該位置センサのコアを前記比例ソレノイドを貫
   通した前記センサロツドの他端に装着して主スプ
   ールの位置を検出するように構成したことを特徴
   とする電磁式流量調整弁。