JPH0447166B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、複動液圧モータの制御用方向制御弁
のハウジングが、スプール穴内に流入通路用、戻
り通路用およびモータの２つの接続側用の室をも
ち、スプールが互いに同軸的に並んだ２つのスプ
ール部分からなり、これらのスプール部分が、通
常の調整運転では不感帯を回避するためモータの
室に対応するハウジングおよびスプール部分の制
御縁の零重なりをもち、非常の場合における安全
作用のため力により行程距離だけ互いに押し離さ
れて、両方のモータ室を戻り通路へ接続し、かつ
流入通路とモータ室との間の制御縁の零重なりを
正の重なりに代えることができる、ハウジング内
に設けられるスプールをつ電気−液圧方向制御弁
に関する。

従来の技術 主スプールが２つの同じスプール部分からなる
このような方向制御弁は、ドイツ連邦共和国特許
第1195116号明細書から公知である。通常の調整
運転では両方のスプール部分がパイロツト制御段
の制御圧力により互いに接した状態に保たれ、流
入圧力がなくなると、ばねが両方のスプール部分
を押し離して、両方のモータ室を戻り通路へ接続
する。したがつて方向制御弁は閉鎖中央位置をも
ち、調整技術上の理由から、零重なりが得られる
ように制御縁がスプールに形成され、すなわち不
感帯を小さくするため、負の重なりと正の重なり
との間の限界位置が得られるようにする。したが
つてこの方向制御弁は、良好な調整動作と適切な
選択動作とが有利に組合わされている。しかしこ
の方向制御弁では、例えばパイロツト制御段また
はその電気付勢装置が故障し、引続き圧力が流入
接続口にかかつているときには、方向制御弁の故
障時動作が満足できるものではないという欠点が
ある。そのとき主スプールはその閉鎖中央位置を
とることができるけれども、零重なりにより、制
御縁の不精確さのため、接続された液圧モータへ
の漏油流が生じて、これを意に反して操作するお
それがある。さらに方向制御弁はその２つのスプ
ール部分のために２つの流入室を必要とし、これ
ら流入室のそれぞれを２つランド部分により密封
せねばならない。これにより漏油流の生ずるおそ
れが高まる。さらにパイロツト制御段はノズルフ
ラツパ弁として構成されて、主スプールにある制
御室と流入接続口へ常に接続され、したがつて電
気付勢装置の故障の際タンクへの制御油流を常に
生じ、それに応じてエネルギー損失を生ずる。

さらにドイツ連邦共和国特許出願公開第
2840831号明細書からパイロツト制御方式の電気
−液圧方向制御弁が公知であり、その比例電磁石
によりばねの力に抗して操作されるパイロツト制
御段の制御部材は安全位置をとり、この安全位置
で主スプールの所にある両方の制御室が互いに接
続され、流入接続口が閉鎖される。構成素子が故
障すると、主スプールがその閉鎖中央位置をと
り、またパイロツト制御部材が流入接続口を閉鎖
できるので、パイロツト制御段を経てタンクの望
ましくない損失流が生ずることはない。しかしこ
の方向制御弁では、この閉鎖中央位置で流入室を
確実に閉鎖するために、主スプールにあるランド
部分が正の重なりをもつているので、弁の調整動
作が不利な影響を受け、その不感帯が望ましくな
いように増大するという欠点がある。他方閉鎖中
央位置における主スプールのこの正の重なりによ
つて、方向制御弁の故障の際圧力媒体流入通路を
閉鎖しかつ零重なりでは液圧モータへの有害な漏
油流を阻止する付加的な弁を省略することができ
る。

発明の利点 これに対し特許請求の範囲第１項の特徴をもつ
本発明の方向制御弁は、その故障時動作がさらに
改善されるという利点をもつている。すなわち可
変な重なりをもつ主スプールは、通常の調整運転
における条件も非常の場合の安全作用も考慮する
ことができる。通常の調整運転ではスプールは零
重なりで動作し、したがつて方向制御弁はできる
だけ小さい不感帯をもつが、非常の場合スプール
はかなりの正の重なりをもち、したがつて流入室
を確実に密封して、流入接続口を閉鎖する付加的
な弁を不要にし、同時にモータ室を戻り通路へ接
続する。さらに方向制御弁は２つの制御縁により
制御可能なただ１つの流入室しか必要とせず、そ
れにより漏油損失も少なくされる。さらにただ１
つの流入室のため、こじんまりした安価な構造が
得られる。

特許請求の範囲の実施態様項にあげた手段によ
り、特許請求の範囲に示した方向制御弁の有利な
発展と改良が可能である。特許請求の範囲第８項
により特別に構成されたパイロツト弁と位置調整
回路に接続される特許請求の範囲第９項のスプー
ルをもつ方向制御弁の構成は、特に有利な組合わ
せである。それ以外の特に有利な構成は、特許請
求の範囲の他の実施態様項、明細書および図面か
ら明らかになる。

実施例 本発明の実施例が図面に示されており、以下に
説明する。

第１図は電気−液圧方向制御弁１０を示し、こ
の方向制御弁１０は大体において主制御段１１と
パイロツト制御段１２からなり、これらの制御段
１１，１２は位置調整回路１３に接続されてい
る。

主制御段１１はハウジング１４にスプール穴１
５をもつている。スプール穴１５内に、環状拡張
部により、中央の流入室１６と、その両側にある
第１のモータ室１７および第２のモータ室１８
と、それらの横にある第１の戻り室１９および第
２の戻り室２１と、外側にある２つの制御室２
２，２３とが形成されている。

流入室１６はポンプ２４から圧力媒体を供給さ
れ、両方のモータ室１７，１８は複動液圧モータ
２５の両側に接続されている。両方の戻り室１９
および２１はタンク２６に接続されて、圧力を除
かれている。スプール穴１５には縦方向移動可能
なスプール２７が漏れのないように摺動できるよ
うに案内され、第１のスプール部分２８および第
２のスプール部分２９から構成されている。両方
のスプール部分２８，２９は、それにより制御さ
れる接続部に関しては同じに構成され、それぞれ
２つのランド部分３１，３２および３３，３４を
もつている。各ランド部分３１ないし３４は制御
切欠きにより制御縁３５ないし３８が形成され
て、ハウジング１４にあるそれぞれ対応する制御
縁と共に、スプール２７の図示した位置でいわゆ
る零重なりをなしている。零重なりにより限界状
態が示され、この状態でスプールとハウジングの
互いに対応する制御縁がスプールの中央位置で精
確に重なり、正の重なりも負の重なりももたな
い。両方のスプール部分２８，２９のうち内側に
ある両方のランド部分３２，３３は流入室１６の
範囲で隣接して、流入室１６を貫通するスプール
２７の中央ランド３９を形成し、図示した位置で
この央号ランド３９の両方の制御縁３６および３
７が、流入室１６を隣接するモータ室１７および
１８から分離している。それにより両方のスプー
ル部分２８，２９の間には流入室１６内に分離面
４１が生じ、この分離面４１でスプール部分２
８，２９の端面が第１のストツパ４２を形成して
いる。第１のストツパ４２が有効になるとき、し
たがつてランド部分３２，３３が互いに当ると
き、制御縁３５ないし３８はハウジング１４にあ
る対応する制御縁と共にいわゆる零重なりを生ず
る。

第２図に詳細に示すように、両方のランド部分
３２および３３は分離面４１の方へ開く空所４３
を形成している。このため第２のスプール部分２
９のランド部分３３に盲穴状の凹所４４が設けら
れ、ランド部分３２に取付けられた栓状突起４５
がこの凹所４４へ入り込んでいる。栓状突起４５
の端部にはフランジ４６が形成されて、凹所４４
にはまる止め輪４７と共に第２のストツパを形成
している。両方のスプール部分２８，２９は、第
２図に示す位置から、第２のストツパ４８が作用
する所まで互いに押し離し可能である。その際第
１のスプール部分８に対して第２のスプール部分
２９が進む行程距離は両方のストツパ４２，４８
により決定され、スプール部分２８，２９が押し
離されたとき流入室１６を制御する制御縁３６，
３７は充分な正の重なりをもち、一方制御縁３５
および３８はそれぞれ対応するモータ室１７およ
び１８をそれぞれ隣接する戻り室１９および２１
へ接続する。両方のランド部分３２および３３は
分離面４１の範囲にそれぞれ旋削小径部４９，５
１をもつているので、これらの小径部４９，５１
が環状溝を形成し、この環状溝内にスリーブ５２
が漏れなく摺動するように案内されている。流入
室１６に対して分離面４１を密封するために、各
小径部４９，５１に密封環５３，５４が設けら
れ、これら密封環５３，５４をスリーブ５２が覆
つている。小径部４９，５１によつて両方のラン
ド部分３２，３３にそれぞれ同じ大きさの円環状
圧力面５５，５６が形成されて、流入室１６内の
圧力を受ける。スリーブ５２の外径はランド部分
３２および３３の外径に常に等しいかこれより小
さいので、スプール２７を容易にスプール穴１５
へはめることができる。第１図に関連して第２図
に示すように、空所４３は圧力逃し通路５７を介
して常に第２の戻り室２１に接続されている。

さらに第１図に示すように、第１の制御室２２
内にはばね５８およびばね受５９が設けられて、
スプール２７を複動戻し装置の一部を形成してい
る。同じように第２の制御室２３もばね６１およ
びばね受６２を収容している。両方のスプール部
分２８，２９が図示したように第１のストツパ４
２の所で圧縮されていると、外側ランド部分３１
および３２はそれらに対応するばね受５９および
６２からそれぞれ距離をとつている。

これらの距離の和は両方のストツパ４２，４８
の間の前述した行程距離に等しいので、スプール
部分２８，２９が押し離されたとき、外側ランド
部分３１および３４がちようどばね受５９および
６２に当り、ばね受５９，６２がそのハウジング
固定ストツパから離れることはない。両方の制御
室２２，２３は公知のように制御導管を介してパ
イロツト制御段１２の出力端に接続されている。
このパイロツト制御段１２は比例動作する４ポー
ト方向制御弁として構成されている。パイロツト
制御段１２の制御部材６３は、ただ１つの比例電
磁石６４によりばね６５の力に抗して操作され、
その３つの開閉位置６６，６７，６８のほかにい
わゆる安全位置６９をとることができ、この安全
位置６９で両方の制御室２２，２３が共にタンク
に接続され、その圧力接続口７１が閉鎖される。
比例電磁石６４は差動増幅器７２により付勢さ
れ、この増幅器７２に入力端７３を介して目標値
が与えられる。さらに差動増幅器７２は、スプー
ル２７の位置の実際値として、第２のスプール部
分２９に入力部材を機械的に連結された電気−機
械変位検出器７４の出力信号を受ける。

電気−液圧方向制御弁１０の作用を第１図およ
び第２図に関して以下に説明する。その際本発明
の理解のために必要な限りにおいてのみ、方向制
御弁の作用を説明する。特にパイロツト制御され
る調整弁の作用は前述したドイツ連邦共和国特許
出願公開第2840831号明細書により公知であるも
のとする。

通常の調整運転では、パイロツト制御段１２の
制御部材６３は開閉位置６６，６７または６８に
ある。外側制御室２２，２３の少なくとも１つが
パイロツト制御段１２を介して前述の開閉位置６
６ないし６８で圧力を受ける限り、両方のスプー
ル部分２８，２９は互いに押付けられて、一体と
なつて動作する。すなわち開閉位置６６，６７ま
たは６８に応じて、制御室２２，２３の少なくと
も１つの制御圧力が存在し、スプール２７がそれ
に応じた位置をとる。なお制御室２２，２３内に
存在する制御圧力は、流入室１６内の圧力のほぼ
半分に等しい。その際流入室１６内に存在する流
入圧力は、著しく小さい環状圧力面５５および５
６に同時に作用するが、スプール部分２８，２９
はその著しく大きい端面に制御室２２，２３の制
御圧力を受けるので、スプール部分２８，２９が
押し離されることはない。空所４３は、密封環５
３，５４と共同作用するスプール５２により流入
室１６と対して密封され、さらに圧力逃し通路５
７を経て常にタンクへ圧力を除かれている。こう
して両スプール部分２８，２９の確実な相互押付
けが行なわれる。この状態でスプール２７にある
制御縁３５ないし３８は、それに対応するハウジ
ング１４の制御縁と共に、いわゆる零重なりを形
成している。したがつて位置、速度または圧力を
調整回路において位置調整されかつ液圧でパイロ
ツト制御される零カツト付き方向制御弁としてこ
の方向制御弁１０を使用することができる。

さて非常の場合例えばパイロツト弁１２の電気
付勢装置が故障すると、その制御部材６３はばね
６５により安全装置６９へ押される。スプール２
７にある両方の制御室２２，２３はしたがつて制
御部材６３を介してタンクへ圧力を除かれ、一方
流入室１６内の圧力は引続き存在する。環状圧力
面５５，５６へ作用する流入室１６内の圧力は、
今や第２のストツパ４８が作用するまで、両方の
スプール部分２８，２９を押し離す。その際両方
のスプール部分２８，２９の生ずる行程距離は、
制御縁３６，３７が充分な大きさの正の重なりを
生じて流入室１６を確実に閉鎖するような大きさ
である。こうして互いに押し離されるスプール部
分２８，２９より、各モータ室１７または１８が
それに対応する制御縁３５または３８によりタン
ク２６へ圧力を除かれる。スプール部分２８，２
９が互いに押し離されると、外側ランド部分３１
および３４がばね受５９および６２へ当るので、
引き伸ばされたスプール２７は複動戻し装置５
８，５９，６１，６２によりその中央位置に中心
位置ぎめされる。さらにパイロツト制御段１２で
は、制御部材６３が安全位置６９で圧力接続口７
１を閉鎖するので、パイロツト制御段１２を介し
ても主制御段１１を介しても大した漏油が生じな
い。

したがつて方向制御弁１０により、そのスプー
ルの可変重なりのため、申し分のない調整動作が
得られるのみならず、構成素子の故障の際におけ
る安全性も高められる。特に零重なりにおいて生
ずる漏油流を遮断するために、ポンプ２４と流入
室１６との間に付加的な閉鎖弁が不要になる。さ
らに重要なことは、スプール２７が位置調整回路
において動作せしめられるので、押し縮められた
状態で両方のばね受５９と６２の間において浮動
的に、その閉鎖位置で有効な零重なりをもつて調
整されることである。

本発明の思想から逸脱することなく、図示した
実施例の変更が可能なことはもちろんである。例
えば可変重なりをもつスプールの原理を直接操作
される方向制御弁にも適用することができる。ス
プール２７におけるストツパの構成を他の手段で
行なうこともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は方向制御弁の実施例の断面図、第２図
は流入室内で互いに連結される第１図のスプール
部分の詳細を示す拡大図である。 １０……方向制御弁、１４……ハウジング、１
５……スプール穴、１６……流入室、１７，１８
……モータ室、１９，２１……戻り室、２２，２
３……制御室、２４……ポンプ、２５……複動モ
ータ、２６……タンク、２７……スプール、２
８，２９……スプール部分、３１〜３４……ラン
ド部分、３５〜３８……制御縁、４３……空所、
５５，５６……圧力面、５７……圧力逃し通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複動液圧モータの制御用方向制御弁のハウジ
   ングが、スプール穴内に流入通路用、戻り通路用
   およびモータの２つの接続側用の室をもち、スプ
   ールが互いに同軸的に並んだ２つのスプール部分
   からなり、これらのスプール部分が、通常の調整
   運転では不感帯を回避するためモータの室に対応
   するハウジングおよびスプール部分の制御縁の零
   重なりをもち、非常の場合における安全作用のた
   め力により行程距離だけ互いに押し離されて、両
   方のモータ室を戻り通路へ接続し、かつ流入通路
   とモータ室との間の制御縁の零重なりを正の重な
   りに代えることができるものにおいて、スプール
   穴１５が中央にあるただ１つの流入室１６をも
   ち、両方のスプール部分２８，２９のランド部分
   ３２，３３が流入室１６において互いに当り、こ
   れらのランド部分３２，３３に流入室１６の圧力
   を受ける圧力面５５，５６がそれぞれ形成され、
   これらのランド部分３２，３３が流入圧力に対し
   て密封される空所４３を区画し、この空所４３が
   スプール２７にある通路５７を介して戻り室２１
   に通じていることを特徴とする、ハウジング内に
   設けられるスプールをもつ電気−液圧方向制御
   弁。 ２ 行程距離を制限する２つのストツパ４２，４
   ８がスプール２７に形成されていることを特徴と
   する、特許請求の範囲第１項に記載の方向制御
   弁。 ３ 両方のスプール部分２８，２９の内側にある
   ランド部分３２，３３がスプール２７の中央ラン
   ド３９を形成し、この中央ランド３９が流入室１
   ６を貫通し、かつ流入室１６に対応する２つの制
   御縁３６，３７をもつていることを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項に記載の方向制御弁。 ４ 両方のランド部分３２，３３にある圧力面５
   ５，５６が、制御室２２，２３の圧力を受けるス
   プール部分３１，３４の断面より著しく小さいこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の
   方向制御弁。 ５ 一方のスプール部分２８の内側にあるランド
   部分３２の栓状突起４５が、他方のランド部分３
   ３の空所４３を形成する凹所４４へ入り込んでお
   り、この凹所４４にストツパ４８として役だつ環
   ４７が設けられ、空所４３が両方のランド部分３
   ２，３３を介して、特に密封環５３，５４を覆う
   スリーブ５２の範囲で、流入室１６に対して密封
   されていることを特徴とする、特許請求の範囲第
   １項に記載の方向制御弁。 ６ スプール２７の外側にあるランド部分３１，
   ３４が制御室２２，２３を区画し、これらの制御
   室２２，２３が比例動作するパイロツト弁１２に
   接続され、制御室２２，２３がスプール２７を中
   心位置ぎめする戻し装置５８，５９，６１，６２
   を収容していることを特徴とする、特許請求の範
   囲第１項に記載の方向制御弁。 ７ 戻し装置のばね受５９，６２に対応するスト
   ツパ面３１，３４の間におけるスプール２７の長
   さが、制御縁３５，３６，３７，３８の零重なり
   で、２つのストツパ４２，４８により限定される
   行程距離だけ、ハウジング１４に当るばね受５
   ９，６２の間隔より小さいことを特徴とする、特
   許請求の範囲第６項に記載の方向制御弁。 ８ パイロツト弁１２が比例電磁石６４によりば
   ね６５に抗して操作される制御部材６３をもち、
   この制御部材６３がばねにより中心位置ぎめされ
   る安全開閉位置６９で両方の制御室２２，２３を
   タンク２６へ接続し、その圧力接続口７１を閉鎖
   することを特徴とする、特許請求の範囲第６項に
   記載の方向制御弁。 ９ スプール２７が位置調整回路１３にある電気
   −機械変位検出器７４に連結されていることを特
   徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の方向制
   御弁。 １０ スリーブ５２の外径がスプール２７の外径
   に等しいかまたはこれより小さいことを特徴とす
   る、特許請求の範囲第５項に記載の方向制御弁。