JPH0658207U - パイロット式電磁比例弁 - Google Patents

パイロット式電磁比例弁

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JPH0658207U JP147193U JP147193U JPH0658207U JP H0658207 U JPH0658207 U JP H0658207U JP 147193 U JP147193 U JP 147193U JP 147193 U JP147193 U JP 147193U JP H0658207 U JPH0658207 U JP H0658207U
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 弁のコンパクト化及び低コスト化と高応答,
安定化を容易にすること、及び高圧,大容量化を図り、
メインスプールのストロークを検出するLVDTや非常
用のマニュアル操作レバーの取り付けも容易にできるよ
うにする。 【構成】 メインスプール5には、中立(全ポートブロ
ック)位置で負荷に接続されるAポート及びBポートを
それぞれ塞ぐ位置にランド部を形成すると共に、軸線方
向に沿って貫通する中心孔5cを形成してその両端を閉
鎖し、中立位置ではLポートが中心孔5cを通してタン
クポートTaに連通し、PポートがAポートA又はBに
連通するように摺動したときには、Lポートが中心孔5
cを通して該ポートに連通する。また、一対の電磁パイ
ロット弁を一対のカバーのスプリング室の側方にそれぞ
れ取り付ける。

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】
この考案は、建機車両における旋回油圧モータあるいはブームシリンダ等を遠 隔操作するのに適したパイロット式電磁比例弁に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種のパイロット式電磁比例弁としては、例えば図4に示すようなも のがある。
【0003】 このパイロット式電磁比例弁は、ボデイ40,にPポート,AポートとBポー ト,TaポートとTbポート,及びLポートが設けられている。これらの各ポー トは、Pポートは油圧源に接続される圧油ポート、AポートとBポートはシリン ダ等の負荷に接続される出力ポート、TaポートとTbポートはタンクに接続さ れるタンクポート、LポートはAポート又はBポートの供給油圧を検出するため のセンシングポートである。
【0004】 このボデイ40の中央部を貫通して上記各ポートを連通する摺動孔41が形成 されており、そこに弁体であるメインスプール42が嵌挿され、その両端部をボ デイ40の両端に固着したカバー43に形成されたスプリング室44内に突出さ せ、両側からスプリング45によって付勢して、図示の中立位置への復帰習性を 与えている。
【0005】 カバー43内には、それぞれメインスプール42の延長線上に、その延長線に 直交する方向に配設したパイロットスプール46及び弁座を含むパイロット弁構 成部47(Ppはパイロット油圧ポート,Tはタンクポート,Pcはコントロー ルポートである)が設けられ、そのパイロットスプール46を駆動するパイロッ トソレノイド48も取り付けられている。但し、図4では左側のカバー,パイロ ット弁構成部,及びパイロットソレノイドは図示を省略している。
【0006】 そして、いずれのパイロットソレノイド48にも通電しない時には、メインス プール42が図示の中立位置にあり、ボデイ40の上記各ポートを全てブロック している。その状態から、もし右側のパイロットソレノイド48に通電すると、 その電流値に応じてパイロットスプール46が下降して、スプリング室44に連 通するコントロールポートPcにパイロット油が供給され、その油圧によってメ インスプール42を図示しない左側のスプリングの付勢力に抗して左方へ摺動さ せる。
【0007】 それによって、PポートとBポートの間が開いて圧油がBポートから負荷に供 給され、同時にTaポートとAポートの間が開いて、負荷からの戻り油がAポー トからTaポートを通してタンクへ戻る。 この時、Lポートはメインスプール42内の油路42a及び径方向の透孔42 c,42dを通してBポートと連通し、その油圧を図示しない油圧源とPポート の間に介挿した圧力補償弁のリモートコントロールポートへ導くことにより、P ポートとBポートの差圧が流量に係わらず一定になるように制御される。
【0008】 図示しない左側のパイロットソレノイドに通電した場合は、その電流値に応じ たパイロット油圧によってメインスプール42が右方へ摺動され、PポートとA ポートの間が開いて圧油がAポートから負荷に供給され、同時にTbポートとB ポートの間が開いて、負荷からの戻り油がBポートからTbポートを通してタン クへ戻る。
【0009】 この時、Lポートはボテイ40内の油路49とメインスプール42内の油路4 2b及び径方向の透孔42e,42fを通してAポートと連通し、その油圧を上 述した圧力補償弁のリモートコントロールポートへ導くことにより、Pポートと Aポートの差圧が流量に係わらず一定になるように制御される。 また、中立位置では、このLポートが透孔42c又は42f,42d又は42 e,及びメインスプール内の油路42a又は42bを通じてTaポート又はTb ポートに連通している。
【0010】
【考案が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の電磁パイロット比例弁では、センシングポー トLa,Lbがボデイ40の両端部側にあり、これをボデイ内で1個のLポート に結合するために摺動孔41に平行に長い接続用油路49を形成する必要がある ため、ボデイのコンパクト化を計りにくく、孔加工数も多いためコスト高にもな っていた。
【0011】 また、図4に示した弁は、開弁時のメインスプール42の摺動方向と圧油がP ポートからBポート又はAポートに流れる方向とが逆になる構造である。この方 式(同構造)は、流体振動の影響を受け易い。また、スプールの形状変更等によ る流体力補償が容易でなく、制御上の安定性に欠け、ボデイのリセッシィング数 が多い等部品構造(加工)上においても好ましくなく、一般の電磁弁や比例弁で 使われているケースは極めて少ない。
【0012】 さらに、カバー43内のメインスプール42の延長線上にパイロット弁構成部 47を設けているため、弁のコンパクト化設計上スプリング室44を大きくとれ ないから、復帰用のスプリング45として充分なスプリング力のあるものを組み 込めず、弁の高圧・大流量化を図る計りにくいばかりか、制御剛性及び応答性の 向上を図る上でも問題があった。あるいはまた、メインスプール42の延長線上 に、メインスプールのストロークを検出する検出器(LVDT)や非常用のマニ ュアル操作レバーを取り付けたりすることが極めて困難であった。
【0013】 この考案は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、電磁パイロット比 例弁におけるセンシングポートの形成を簡単にして弁のコンパクト化及び低コス ト化を容易にすることを第1の目的とし、ボデイの両端に装着するカバー内にス プリンク室を大きく形成して強力な復帰用スプリングを組み込めるようにし、メ インスプールのストロークを検出する検出器(LVDT)や非常用のマニュアル 操作レバーの取り付けも容易にできるようにすることを第2の目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
この考案は上記の目的を達成するため、圧油ポートPとその両側に一対の出力 ポートA,B及び一対のタンクポートTa,Tbとその片側に1つのセンシング ポートLとこれらの各ポートを連通する摺動孔を形成したボデイと、その摺動孔 に嵌挿されて上記各ポートの開閉を制御するメインスプールと、上記ボデイの両 端部に装着されてそれぞれスプリング室を有する一対のカバーと、その各スプリ ング室内で上記メインスプールの各端部と各カバーとの間に介装されて該メイン スプールに上記各ポートをブロックする中立位置への復帰習性を与えるスプリン グと、上記各カバーに取り付けられ、上記スプリング室内へのパイロット油の供 給量を入力電流に応じて制御する一対の電磁パイロット弁とを備えたパイロット 式電磁比例弁において、次のようにしたものである。
【0015】 すなわち、上記メインスプールには、上記中立位置で一対の出力ポートA,B をそれぞれ塞ぐ位置にランド部を、圧油ポートPを常時開放する位置に小径部を 各々形成すると共に、軸線方向に沿って貫通する中心孔を形成してその両端を閉 鎖し、上記中立位置ではセンシングポートLが上記中心孔を通して一方のタンク ポートに連通し、圧油ポートPが一対の出力ポートA,Bのいずれかに連通する ように摺動したときには、センシングポートLが上記中心孔を通して該出力ポー トに連通するように構成する。
【0016】 さらに、上記一対の電磁パイロット弁を上記一対のカバーのスプリング室の側 方にそれぞれ取り付けるようにするとよい。 また、その各電磁パイロット弁として、ソレノドコイルを外装したコアチュー ブ内に固設した固定鉄芯内にパイロット弁構成部を収納しているものを用いるの が望ましい。
【0017】
【作用】 この考案によるパイロット式電磁比例弁は上記の構成により、電磁パイロット 弁の作動により供給されるパイロット油圧によってメインスプールが上記中立位 置から摺動した時に、その摺動方向と圧油ポートPから一対の出力ポートA,B のいずれか一方へ流出する圧油の流れ方向とが同方向になるので、流体振動の影 響を受けにくくなり、制御上の安定性が得られる。
【0018】 そして、その開弁時にセンシングポートLがメインスプールの中心孔を通して 圧油が流出する方の出力ポートA又はBに連通するので、ボデイに2つのセンシ ングポートを結合するための油路を形成する必要がない。そのため、センシンポ ートの形成が簡単になり、弁のコンパクト化及び低コスト化が容易になる。
【0019】 さらに、各電磁パイロット弁が上記各カバーのスプリング室の側方にそれぞれ 取り付けられることにより、カバー内にスプリンク室を大きく形成できるので、 強力な復帰用スプリングを組み込んで、弁の高圧・大流量化や、制御剛性及び応 答性の向上を図ることができる。
【0020】 また、メインスプールの延長線上にそのストロークを検出する検出器(LVD T)や非常用のマニュアル操作レバーを取り付けることも容易にできる。 各電磁パイロット弁として、ソレノドコイルを外装したコアチューブ内に固設 した固定鉄芯内にパイロット弁構成部を収納しているものを用いれば、上記の作 用がより効果的になる。
【0021】
【実施例】
以下、この考案の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。図2はこの考案 の一実施例を示すパイロット式電磁比例弁の平面図、図1はそのX−X線に想断 面図(但し、各ポートは同一断面位置に形成されていないものも一緒に図示して いる)、図3はこのパイロット式電磁比例弁に負荷としてのシリンダと、タンク と、圧力補償弁を介して油圧源をそれぞれ接続した場合の油圧回路図である。
【0022】 このパイロット式電磁比例弁は、図1及び2に示すように、ボデイ1と、その 両端に装着された一対のカバー2,2と、その各カバー2,2に取り付けられた 一対の電磁パイロット弁3,3とから構成されている。 そしてボデイ1には、上側に負荷に接続される出力ポートであるAポートとB ポートが設けられ、下側に圧油ポートであるPポート,タンクポートであるTa ポートとTbポート,センシングポートであるLポート,及び一対のパイロット ポートPpa,Ppbがそれぞれ設けられている。
【0023】 図1に示すように、このボデイ1の中央部を貫通して上記各ポートを連通する 摺動孔4が形成されており、そこに弁体であるメインスプール5が嵌挿され、そ の両端部をカバー2,2に形成されたスプリング室6,6内に突出させ、両側か らそれぞれセンタリングワッシャ7を介して、2個ずつの同心のコイルスプリン クグ8,9によって付勢して、図示の中立位置への復帰習性を与えている。
【0024】 メインスプール5には、図1に示す中立位置でAポート及びBポートをそれぞ れ塞ぐ位置にランド部5a,5bを、Pポート及びTaポートとTbポートを常 時開放する位置にそれぞれ小径部を形成し、各ランド部5a,5bにはその左右 両側に円周方向に間隔を置いてそれぞれ破線で示されているように複数のテーパ 溝を形成して、微小流量の開弁も安定して行なえるようにしている。
【0025】 さらに、このメインスプール5には、その軸線方向に沿って貫通する中心孔5 cを形成し、その両端を盲栓11,11で閉鎖している。そして、図1で右側端 部付近の大径部間に設けられた小径部に外周から中心孔5cに通じる透孔5dを 設け、ボデイに形成した摺動孔4とセンシングポート孔12を介して、Lポート を中心孔5cに連通させている。
【0026】 一方、このメインスプール5の図で左端部付近の大径部に環状溝5eとそこか ら中心孔5cに通じる透孔5fを形成し、メインスプール5が図示の中立位置に ある時にその環状溝5eと一致する位置に開口部13aを有するドレイン孔13 を、ボデイ1側にTaポートに連通させるように形成している。
【0027】 また、このメインスプール5のランド部5aのPポート側(図で右側)のオー バラップ部と、ランド部5bのPポート側(図で左側)のオーバラップ部にも、 それぞれ環状溝5g,5hとそこから中心孔5cへ通じる透孔5i,5jを形成 している。14は、タンクポートTaとTbをボデイ1内で連通させるための油 路であるが、これは必ずしも設けなくてもよい。
【0028】 これらによって主弁部10を構成している。さらに、そのボデイ1の両端に装 着されたカバー2,2の各スプリング室6の側方上部に、それぞれ電磁パイロッ ト弁3(SOL.A,SOL.B)が、そのコアチューブ31の一部を嵌入させ て取り付けられている。 この電磁パイロット弁3としては、例えば実公昭62−27681号公報に見 られるような、コアチューブ内にパイロット弁構成部を収納したタイプのものを 用いるとよい。
【0029】 すなわち、コアチューブ31にはソレノドコイル32及び端子33を設けたコ イルハウジング34を外装し、コアチューブ31内には図示しない可動鉄心を移 動可能に内蔵すると共に固定鉄心35を固設し、その内部に図示しないパイロッ トスプール(可動鉄心に設けたプッシュロッドによって移動される)及びその摺 動孔(弁座)と各ポートからなるパイロット弁構成部を収納している。
【0030】 36はパイロット油が出力されるコントロールポートPca,Pcbで、カバ ー2に形成されたパイロット油路15を通してスプリング室6に連通している。 37はパイロット油を供給するための油路で、カバー2内の油路16とボデイ 1内の油路17を通してパイロットポートPpa,Ppbに連通している。38 はタンクに戻す油路で、カバー2内の油路18とボデイ1内の油路19を通して 、ボデイ1のタンクポートTa又はTbに連通している。
【0031】 このように構成したパイロット式電磁比例弁(図3では一点鎖線で囲んで示す )を使用する場合には、図3に示すように、油圧源20から圧力補償弁21を介 してPポートに圧油を供給するラインを接続すると共に、Lポートを圧力補償弁 21のリモートコントロール(ベント圧)ポートRcに接続し、タンクポートT a,Tbをタンク22に接続する。また、パイロットポートPpa,Ppbに圧 力補償弁21の入口側(イ)又は出口側(ロ)からパイロット油を供給するパイ ロットラインを接続する。 一方、出力ポートであるAポートとBポートを、負荷23を駆動するシリンダ 24の前,後室にそれぞれ接続する。
【0032】 次に、この実施例の作用を説明する。左右いずれの電磁パイロット弁3のソレ ノドコイル32にも通電しない時には、メインスプール5が図1及び図3に示す 中立位置にあり、主弁部10各ポートを全てブロックしている。したがって、A ポート及びBポートは閉鎖されており、シリンダ24はロックされた状態で、ピ ストン24a及び負荷23は不動の状態になっている。
【0033】 この時、主弁部10のLポートは、ボデイ1のセンシングポート孔12と、メ インスプール5の透孔5d,中心孔5c,透孔5f,環状溝5eと、ボデイ1の ドレイン孔13及びタンクポートを通して、タンク22に連通し、油圧は発生し ていない。
【0034】 その状態から、もし右側の電磁パイロット弁3(SOL.A)のソレノイドコ イル32に端子33から通電すると、その電流値iaに応じて右側のスプリング 室6に連通するコントロールポートPcaにパイロット油が供給され、その油圧 によってメインスプール5を左側のスプリング室6内のスプリング8,9の付勢 力に抗して左方へ摺動させる。図3では主弁部10が右側の位置なる。
【0035】 それによって、ランド部5a,5bが左行してPポートとAポートの間が開い て圧油がAポートからシリンダ24の前室に供給され、同時にTbポートとBポ ートの間が開いて、シリンダ24の後室からの戻り油がBポートからTaポート を通してタンク22へ戻る。この時のPポートからAポートへの圧油の流れ方向 はメインスプール5の移動方向と同方向になるので、流体振動の影響を受けにく く、制御上の安定性が高い等の利点がある。
【0036】 また、このメインスプール5の左行により、ドレイン孔13とメインスプール 3の環状溝5eとの連通が断たれ、環状溝5gがAポートに連通するようになる ので、Lポートはメインスプール5内の中心孔5c及び透孔5d,5iを通して Aポートと連通し、その油圧(負荷圧)を圧力補償弁21のリモートコントロー ル(ベント圧)ポートRcへ導くことにより、PポートとAポート間の差圧がA ポートから流出する圧油の流量(電流値iaに比例する)に係わらず一定になる ように制御される。
【0037】 一方、図1及び図3に示すブロック状態から、右側の電磁パイロット弁3(S OL.B)のソレノイドコイル32に端子33から通電すると、その電流値ib に応じて左側のスプリング室6に連通するコントロールポートPcbにパイロッ ト油が供給され、その油圧によってメインスプール5を右側のスプリング室6内 のスプリング8,9の付勢力に抗して右方へ摺動させる。図3では主弁部10が 左側の位置なる。
【0038】 それによって、ランド部5a,5bが右行してPポートとBポートの間が開い て圧油がBポートからシリンダ24の後室に供給され、同時にTaポートとAポ ートの間が開いて、シリンダ24の前室からの戻り油がAポートからTaポート を通してタンク22へ戻り、ピストン24aが負荷23を図1の矢示Qと反対方 向へ押し出すように移動する。この時もPポートからBポートへの圧油の流れ方 向はメインスプール5の移動方向と同方向になるので、流体振動の影響を受けに くい等の理由で、安定した制御性が得られる。
【0039】 また、このメインスプール5の右行により、ドレイン孔13とメインスプール 3の環状溝5eとの連通が断たれ、環状溝5hがBポートに連通するようになる ので、Lポートはメインスプール5内の中心孔5c及び透孔5d,5jを通して Bポートと連通し、その油圧を圧力補償弁21のリモートコントロールポートR cへ導くことにより、PポートとAポート間の差圧がAポートから流出する圧油 の流量(電流値ibに比例する)に係わらず一定になるように制御される。
【0040】 この実施例によれば、Aポート側とBポート側のセンシングポート及びドレイ ンポートがメインスプール5内の中心孔5cによって結合されて共通のLポート に導かれるので、ボデイ1側に結合用の長い油路を形成する必要がなくなり、弁 のコンパクト化を図ることができると共に、センシング関連部分の加工が容易に なるため低コスト化も図れる。
【0041】 カバー2内のメインスプール5の延長線上にパイロット弁構成部を設けないた め、図1に仮想線で示すように、メインスプール5の延長線上にそのストローク を検出する検出器(LVDT)25を取付けて弁の制御性能を高めたり、非常用 のマニュアル操作レバーを取り付けたりすることが容易になる。
【0042】 また、スプリング室6を大きくとれるので、メインスプール復帰用のスプリン グ8,9として充分なスプリング力のあるものを組み込むことができ(この例で は2本ずつ)、弁の高圧化や大容量化可能になり、制御剛性を大きくしたり応答 性及び安定性の向上を図ることもできる。 これらの利点は、この電磁パイロット弁3としてコアチューブ内にパイロット 弁構成部を収納したタイプのものを用いることによって一層助長される。 さらに、カバー2はアルミ材を適用可能であり、弁の軽量化を計ることもでき る。
【0043】
【考案の効果】
以上説明してきたように、この考案によれば、パイロット式電磁比例弁のコン パクト化及び低コスト化を図ることが可能になる。 また、メインスプールの延長線上にそのストロークを検出する検出器(LVD T)を取付けて弁の制御性能を高めたり、非常用のマニュアル操作レバーを取り 付けたりすることが容易になる。 さらに、メインスプール復帰用のスプリングとして充分なスプリング力のある ものを組み込んで、弁の高圧化や大容量化を図ること、あるいは制御剛性を大き くしたり応答性及び安定性の向上を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図2のX−X線に沿う縦断面図である。
【図2】この考案の一実施例を示すパイロット式電磁比
例弁の平面図である。
【図3】図1及び図2に示したパイロット式電磁比例弁
の使用例を示す油圧回路図である。
【図4】従来のパイロット式電磁比例弁の一例を左側の
カバー,パイロット弁構成部,及びパイロットソレノイ
ドを省略して示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 ボデイ 2 カバー 3 電磁パイロット
弁 4 摺動孔 5 メインスプール 5a,5b
ランド部 5c 中心孔 5d,5f,5i,5j 透孔 5e,5g,5h 環状溝 6 スプリング室 7 センタリングワッシャ 8,9 コイルスプリ
ング 10 主弁部 11 盲栓 12センシングポ
ート孔 13 ドレイン孔 15,16,18 カバー内の
油路 17,19 ボデイ内の油路 20 油圧源 21 圧力補償弁 22 タンク 23 負荷 24 シリンダ 31 コアチューブ 32
ソレノイドコイル 33 端子 34 コイルハウジング 35
固定鉄心 36 コントロールポート P 圧油ポート Ta,Tb タンクポート L センシングポート A,B 出力ポート Ppa,Ppb パイロット
ポート Pca,Pcb コントロールポート

Claims (3)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧油ポート(P)とその両側に一対の出
    力ポート(A,B)及び一対のタンクポート(Ta,T
    b)とその片側に1つのセンシングポート(L)とこれ
    らの各ポートを連通する摺動孔を形成したボデイと、該
    摺動孔に嵌挿されて前記各ポートの開閉を制御するメイ
    ンスプールと、前記ボデイの両端部に装着されてそれぞ
    れスプリング室を有する一対のカバーと、前記各スプリ
    ング室内で前記メインスプールの各端部と各カバーとの
    間に介装されて該メインスプールに前記各ポートをブロ
    ックする中立位置への復帰習性を与えるスプリングと、
    前記各カバーに取り付けられ、前記スプリング室内への
    パイロット油の供給量を入力電流に応じて制御する一対
    の電磁パイロット弁とを備えたパイロット式電磁比例弁
    において、 前記メインスプールには、前記中立位置で前記一対の出
    力ポート(A,B)をそれぞれ塞ぐ位置にランド部を、
    圧油ポート(P)及びタンクポート(Ta,Tb)を常
    時開放する位置に小径部を各々形成すると共に、軸線方
    向に沿って貫通する中心孔を形成してその両端を閉鎖
    し、前記中立位置では前記センシングポート(L)が前
    記中心孔を通して一方のタンクポートに連通し、前記圧
    油ポート(P)が前記一対の出力ポート(A,B)のい
    ずれかに連通するように摺動したときには、前記センシ
    ングポート(L)が前記中心孔を通して該出力ポートに
    連通するように構成されていることを特徴とするパイロ
    ット式電磁比例弁。
  2. 【請求項2】 前記一対の電磁パイロット弁が前記一対
    のカバーの前記スプリング室の側方にそれぞれ取り付け
    られていることを特徴とする請求項1記載のパイロット
    式電磁比例弁。
  3. 【請求項3】 前記各電磁パイロット弁がソレノドコイ
    ルを外装したコアチューブ内に固設した固定鉄芯内にパ
    イロット弁構成部を収納していることを特徴とする請求
    項2記載のパイロット式電磁比例弁。
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