JPH11241702A - 独立メータリングバルブキャリブレート用システムおよびその方法 - Google Patents

独立メータリングバルブキャリブレート用システムおよびその方法

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JPH11241702A
JPH11241702A JP10341778A JP34177898A JPH11241702A JP H11241702 A JPH11241702 A JP H11241702A JP 10341778 A JP10341778 A JP 10341778A JP 34177898 A JP34177898 A JP 34177898A JP H11241702 A JPH11241702 A JP H11241702A
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spool valve
spool
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port
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Douglas W Koehler
ダブリュー ケーラー ダグラス
Dennis J Hausman
ジェイ ハウスマン デニス
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 独立メータリングバルブを制御するためのシ
ステムを提供する。 【解決手段】 独立メータリングバルブ１０は、入口ポ
ート１２と一対の制御ポート２０，２２との間でポンプ
１４からシリンダ２５までの連通を制御するための、一
対の独立電気油圧式変位制御スプールバルブ３０ａ，３
０ｂと、制御ポート２０，２２と出口ポート１６との間
のシリンダからタンク１８までの流体流れを制御するた
めの、他の一対の独立電気油圧式変位制御スプールバル
ブ３０ｃ，３０ｄを有する。独立メータリングバルブの
スプールバルブは、要求される流体流れを与えるように
キャリブレートされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に独立メー
タリングバルブに関する。より詳細には、本発明は、４
個の独立して作動可能な電気油圧式変位制御メータリン
グスプールバルブを有する独立メータリングバルブと、
これらスプールバルブをキャリブレートする方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】油圧回路において油圧出力装置の作動を
制御することは、一般的に単一のスプール式バルブを用
いることで達成される。単一のスプールバルブは、ポン
プから油圧出力装置までの流れと、油圧出力装置からタ
ンクまでの流れとを含む、油圧回路内の油圧流体の流れ
を制御する一連のメータリングスロットを有する。油圧
出力装置が油圧シリンダである場合、これらの流れは、
通常、それぞれポンプからシリンダまでの流れと、シリ
ンダからタンクまでの流れとされる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】メータリングスロット
はスプールバルブのステムに機械加工される。この構造
においては、スロットタイミングとモジュレーションは
一定である。油圧回路の性能を変更するためには、ステ
ムを再機械加工しなければならない。さらに、油圧回路
の性能に別の特徴を加えるために、全く新しいステムが
必要とされることがある。このために、油圧回路の性能
に新たな特徴を加えたり、油圧回路の性能を最適にする
には費用がかかり、時間を浪費することになる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の１態様におい
て、独立メータリングバルブをキャリブレートするため
のシステムを提供する。このシステムは、第１及び第２
の作動チャンバを有するアクチュエータを含む。メータ
リングバルブは、入口ポート、出口ポート及び一対の制
御ポートを含む。第１の独立して作動可能な電気油圧式
変位制御バルブが入口ポートと制御ポートとの間に配置
されており、開位置と閉位置との間を可動である。第２
の独立して作動可能な電気油圧式変位制御スプールバル
ブが入口ポートと制御ポートとの間に配置されており、
開位置と閉位置の間を可動である。第３の独立して作動
可能な電気油圧式変位制御スプールバルブが出口ポート
と制御ポートとの間に配置されており、開位置と閉位置
との間を可動である。第４の独立して作動可能な電気油
圧式変位制御スプールバルブが出口ポートと制御ポート
との間に配置されている。コントローラは、スプールバ
ルブのうち３個を位置決めし、バルブのうち１つを閉位
置から開位置にゆっくりと動かして、作動チャンバから
の流体が、動いているバルブを通って流れることがで
き、流体の流れが作られる位置がバルブをキャリブレー
トするのに使用される。
【０００５】本発明の別の態様において、ポンプに接続
された入口ポートと、油圧アクチュエータのヘッド端部
チャンバに接続された第１の制御ポートとの間に配置さ
れた第1の独立作動可能なメータリングバルブと、入口
ポートと、油圧アクチュエータのロッド端部チャンバに
接続された第２の制御ポートとの間に配置された第２の
独立作動可能な電気油圧式変位制御スプールバルブ、及
び出口ポートと、第１及び第２の制御ポートのそれぞれ
との間に配置された第３及び第４の独立して作動可能な
電気油圧式変位制御スプールバルブとを有する独立メー
タリングバルブをキャリブレートする方法が提供され
る。この方法は、スプールバルブのうち３個を開位置と
閉位置のいずれかに位置決めし、スプールバルブのうち
１つを閉位置から開位置に動かして、作動チャンバから
の流体が動いているバルブを通って流れることができる
ようにし、流体の流れがバルブを通って発生する位置を
記録する段階からなり、この位置は、バルブが使用され
るときは常にオフセットとして使用されるようになって
いる。
【０００６】
【発明の実施の形態】システム９は独立メータリングバ
ルブ１０を制御するように設けられている。独立バルブ
１０は、供給ポンプ１４に接続された入口ポート１２、
タンク１８に接続された出口ポート１６及び油圧シリン
ダのような油圧アクチュエータのヘッド端部チャンバ２
３とロッド端部チャンバ２４に接続された一対の制御ポ
ート２０、２２とを含む。アクチュエータ２５は負荷２
７に接続されたピストンロッド２６を含む。メータリン
グバルブ１０は、入口ポート１２と制御ポート２０との
間に配置された第１の独立して作動可能な電気油圧式変
位制御流れメータリングスプールバルブ３０a、入口ポ
ート１２及び制御ポート２２との間に配置された第２の
独立作動可能な電気油圧式変位制御流れメータリングス
プールバルブ３０b、制御ポート２０と出口ポート１６
との間に配置された第３の独立作動可能な電気油圧式変
位制御流れメータリングスプールバルブ３０ｃ、および
制御ポート２２と出口ポート１６との間に配置された第
４の独立作動可能な電気油圧式変位制御流れメータリン
グスプールバルブ３０ｄを含む。スプールバルブ３０
a、３０ｂは、作動チャンバへのポンプ−シリンダ流体
流れを制御し、スプールバルブ３０ｃ、及び３０ｄは作
動チャンバからタンクまでのシリンダ−タンク流体流れ
を制御する。メータリングバルブ３０ａを、ポンプから
シリンダヘッド端部（ＰＣＨＥ）までのメータリングバ
ルブとする。メータリングバルブ３０ｂを、ポンプから
シリンダロッド端部（ＰＣＲＥ）までのメータリングバ
ルブとする。メータリングバルブ３０ｃを、シリンダか
らタンクヘッド端部（ＣＴＨＥ）までのメータリングバ
ルブとする。メータリングバルブ３０ｄを、シリンダか
らタンクロッド端部（ＣＴＲＥ）までのメータリングバ
ルブとする。
【０００７】各スプールバルブ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ
および３０ｄは、これらの各スプールバルブを作動させ
るためにコントローラ３４から制御信号を受信するソレ
ノイド３２ａ、３２ｂ、３２ｃ及び３２ｄを含む。各バ
ルブは、バルブを通る流体流れがブロックされる閉位置
と、バルブが完全に開く開位置と、制御信号に比例して
バルブが部分的に開くメータリング位置とを有する。本
発明において、閉位置から最初のメータリングで開いた
位置へのバルブの斜動作と、残りのバルブの位置決めが
バルブをキャリブレートするのに使用される。スプール
バルブのそれぞれは実質的に同一である。表１はバルブ
の一つをキャリブレートするためのスプールバルブ３０
ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄ全ての位置を要約した
ものである。
【０００８】 表１−バルブキャリブレート キャリブレートされるべき ＰＣＨＥ ＰＣＲＥ ＣＴＨＥ ＣＴＲＥ バルブ ＰＣＨＥ 緩やかな勾配 開く 閉じる 開く ＰＣＲＥ 開く 緩やかな勾配 閉じる 開く ＣＴＨＥ 閉じる 閉じる 緩やかな勾配 閉じる ＣＴＲＥ 開く 開く 閉じる 緩やかな勾配 使用において、独立メータリングバルブ１０は、一般的
なスプールバルブで、ポンプからシリンダまでの流体流
れ及びシリンダからタンクまでの流体流れに関し要求さ
れた流量を与えるために、精密な位置決めに依存する。
独立したメータリングバルブを正確に位置決めするため
に、独立メータリングバルブはキャリブレートされなけ
ればならない。キャリブレートの手順は、一定の圧力を
独立メータリングバルブの一つの制御ポートに付与する
ことにより開始される。試験のテーブル上で、これは、
リリーフを超えた定容量形ポンプ流れ、または高圧カッ
トオフもしくはこれに類する適切な手段を備えた可変容
量形ポンプから構成できる。独立メータリングバルブが
機械上でキャリブレートされる場合には、アクチュエー
タ内の摩擦力に勝るのに十分な重力ポテンシャルで回路
を位置決めすることによって、一定の圧力源を得ること
ができる。このことは、負荷を支持するアクチュエータ
によって達成できる。
【０００９】手順は、キャリブレートされるべきスプー
ルバルブを流れが通り始める地点を求めることによって
開始され、これは、通常クラッキングポイントといわれ
る。キャリブレートされるべきスプールバルブへのコマ
ンドがゆっくりと増大し、バルブをゆっくりと上向きに
勾配させる、すなわち閉位置からメータリング位置まで
バルブを動かすようになっている。ＣＴＨＥバルブ３０
ｃをキャリブレートするために、ＰＣＨＥバルブ３０
ａ、ＰＣＲＥバルブ３０ｂおよびＣＴＲＥバルブ３０ｄ
は閉位置に維持され、ＣＴＨＥ３０ｃは閉位置から開位
置にゆっくと動く。ＣＴＨＥバルブ３０ｃは、これを通
る流体の流れが検出されるまで動かされる。流体が、ヘ
ッド端部チャンバ２３からＣＴＨＥバルブ３０ｃを通っ
てタンク１８に排出される。図１を参照すればわかるよ
うに、負荷２８がピストンロッド２６を下方に押し、流
体がチャンバ２３から排出される。この後、流体流れを
作り出したコマンドは、ＣＴＨＥバルブ３０ｃが指令さ
れているときであれば、いつでもオフセットとして使用
される。
【００１０】ＰＣＨＥバルブ３０ａをキャリブレートす
るために、ＣＴＨＥバルブ３０ｃは閉ざされ、ＰＣＲＥ
バルブ３０ｂとＣＴＲＥバルブ３０ｄは双方とも完全に
開かれて、ＰＣＨＥバルブ３０ａは、閉位置から開位置
にゆっくり動く。ＰＣＨＥバルブ３０ａは、流体流れが
これを通ることが検出されるまで動く。流体は、ヘッド
端部チャンバ２３からＰＣＨＥバルブ３０ａ、ＰＣＲＥ
バルブ３０ｂおよびＣＴＲＥバルブ３０ｄを通ってタン
ク１８に排出される。ＰＣＨＥバルブ３０ａが指令され
ているときであればいつでも、流体流れを発生させたコ
マンドはオフセットとして使用される。ＰＣＲＥバルブ
３０ｂをキャリブレートするために、ＣＴＨＥバルブ３
０ｃは閉ざされ、ＰＣＨＥバルブ３０ａとＣＴＲＥバル
ブ３０ｄは双方とも完全に開かれて、ＰＣＲＥバルブ３
０ｂは、閉位置から開位置にゆっくり動く。ＰＣＲＥバ
ルブ３０ｂは、このバルブを通る流体流れが検出される
まで動く。流体は、ヘッド端部チャンバ２３からＰＣＨ
Ｅバルブ３０ａ、ＰＣＲＥバルブ３０ｂおよびＣＴＲＥ
バルブ３０ｄを通ってタンク１８に排出される。ＰＣＲ
Ｅバルブ３０ｂが指令されているときであればいつで
も、流体流れを発生させたコマンドはオフセットとして
使用される。
【００１１】ＣＴＲＥバルブ３０ｄをキャリブレートす
るために、ＣＴＨＥバルブ３０ｃは閉ざされ、ＰＣＨＥ
バルブ３０ａとＰＣＲＥバルブ３０ｂは完全に開かれ、
ＣＴＲＥバルブ３０ｄは、閉位置から開位置にゆっくり
動く。ＣＴＲＥバルブ３０ｄは、このバルブを通る流体
流れが検出されるまで動く。流体はヘッド端部チャンバ
２３からＰＣＨＥバルブ３０ａ、ＰＣＲＥバルブ３０ｂ
およびＣＴＲＥバルブ３０ｄを通ってタンク１８に排出
される。ＣＴＲＥバルブ３０ｄが指令されているときで
あればいつでも、流体流れを発生させたコマンドはオフ
セットとして使用される。前述の記載において、本発明
の構造は、油圧シリンダの作動チャンバへの流体流れの
出入りを制御するのに使用されている４つの独立して作
動可能なスプールバルブを有する制御バルブをキャリブ
レートするための方法を提供していることが容易にわか
る。各スプールバルブをキャリブレートすることによっ
て、ポンプからシリンダへの流体流れとシリンダからタ
ンクへの流体流れとを、油圧シリンダにかけられる様々
な作動状態に適応するように正確に制御できる。キャリ
ブレート方法は、不感帯、公差等の影響を考慮し、動作
を予測してスプールバルブを予め位置決めするのに用い
ることができる。
【００１２】本発明の別の態様、目的、利点及び用途
は、図面、発明の開示及び請求の範囲から得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の該略図である。
【符号】
１０. 独立メータリングバルブ １２. 入口ポート １４． 供給ポンプ １６. 出口ポート ２０，２２． 制御ポート ２３． ヘッド端部チャンバ ２５． アクチュエータ ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ． 独立作動電気油圧
変位スプールバルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デニス ジェイ ハウスマン アメリカ合衆国 ノースカロライナ州 27592 ウィロー スプリングス ランデ ィンガム ドライヴ 6901

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 独立したメータリングバルブをキャリブ
    レートするためのシステムであって、 第１及び第２の作動チャンバを有するアクチュエータ
    と、 入口ポートと、 出口ポートと、 一対の制御ポートと、 前記入口ポートと前記制御ポートとの間に配置され、開
    位置と閉位置との間を可動な第１の独立作動電気油圧式
    変位制御スプールバルブと、 前記入口ポートと前記制御ポートとの間に配置され、開
    位置と閉位置との間を可動な第２の独立作動電気油圧式
    変位制御スプールバルブと、 前記出口ポートと前記制御ポートとの間に配置され、開
    位置と閉位置との間を可動な第３の独立作動電気油圧式
    変位制御スプールバルブと、 前記出口ポートと前記制御ポートとの間に配置され、開
    位置と閉位置との間を可動な第４の独立作動電気油圧式
    変位制御スプールバルブと、 該スプールバルブのうち３つを位置決めし、前記バルブ
    の１つを前記閉位置から前記開位置にゆっくりと動か
    し、前記作動チャンバの一方から出る流体が該バルブを
    通って流れることができるようにし、流体流れが発生す
    る前記位置が前記バルブをキャリブレートするために使
    用されるようにするコントローラと、 が設けられたシステム。
  2. 【請求項２】 前記制御ポートの一方と前記出口ポート
    との間に配置されたリリーフを含むことを特徴とする請
    求項１に記載のシステム。
  3. 【請求項３】 前記スプールバルブのそれぞれはソレノ
    イドで作動されることを特徴とする請求項１に記載のシ
    ステム。
  4. 【請求項４】 ポンプに接続された入口ポートと、油圧
    アクチュエータのヘッド端部チャンバに接続された第１
    の制御ポートとの間に配置された第１の独立作動電気油
    圧式変位制御スプールバルブと、前記入口ポートと、前
    記油圧アクチュエータのロッド端部チャンバに接続され
    た第２の制御ポートとの間に配置された第２の独立作動
    電気油圧式変位制御スプールバルブと、出口ポートと、
    前記第１及び第２の制御ポートのそれぞれとの間に配置
    された第３及び第４の独立作動電気油圧式変位制御スプ
    ールバルブとを有する独立メータリングバルブをキャリ
    ブレートするための方法であって、 前記スプールバルブのうち３つを開位置または閉位置の
    いずれか一方に位置決めし、 前記スプールバルブの１つを閉位置から開位置に動か
    し、前記作動チャンバからの流体が該動きつつあるバル
    ブを通って流れることができるようにし、 流体流れが前記バルブを通って作り出される前記位置を
    記録し、該位置が、該バルブを使用するときにはオフセ
    ットとして使用されるようにする、 段階からなる方法。
  5. 【請求項５】 前記入口ポートを前記第２の制御ポート
    と連通するように前記第２のスプールバルブを開き、 前記第３及び第４のスプールバルブを閉じて、これらを
    通って流体が流れないようにし、 流体流れが発生するまで、前記第１のスプールバルブを
    前記閉位置から前記開位置まで動かす段階からなる請求
    項１に記載の前記第１のスプールバルブをキャリブレー
    トするための方法。
  6. 【請求項６】 前記入口ポートを前記第１の制御ポート
    と連通するように前記第１のスプールバルブを開き、 前記第３のスプールバルブを閉じて、流体の流れが該バ
    ルブを通らないようにし、 前記第２の制御ポートを前記出口ポートと連通するよう
    に前記第４のスプールバルブを開き、前記第２のスプー
    ルバルブを通る流体が発生するまで、該スプールバルブ
    を前記閉位置から前記開位置に動かす、 段階からなる請求項１に記載の前記第２のスプールバル
    ブをキャリブレートするための方法。
  7. 【請求項７】 前記第１、第２及び第４のスプールバル
    ブを閉じて、これらを通って流体が流れないようにし、 前記第３のスプールバルブを通る流体流れが発生するま
    で、該スプールバルブを前記閉位置から前記開位置に動
    かす、 段階からなる請求項１に記載の前記第３のスプールバル
    ブをキャリブレートする方法。
  8. 【請求項８】 前記入口ポートを前記第１の制御ポート
    と連通するように前記第１のスプールバルブを開き、 前記入口ポートを前記第２の制御ポートと連通するよう
    に前記第２のスプールバルブを開き、 前記第３のスプールバルブを閉じて、これを通って流体
    が流れないようにし、 前記第４のスプールバルブを通る流体流れが発生するま
    で、該スプールバルブを前記閉位置から前記開位置まで
    動かす、 段階からなる請求項１に記載の前記第４のスプールバル
    ブをキャリブレートするための方法。
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