JPS5824641Y2 - 流体制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、例えばラム形シリンダの如く一方向のみに負
荷が作用するアクチュエータを備えた流体制御装置に関
するものにして、負荷の作動速度を上下動とも遠隔的な
指令電流によって比例的に且つ省動力で制御する如くし
たことを特徴とするものである。

例、ｔばラム形シリンダはリフトトラックの荷物昇降な
どに用いられ、負荷を上昇させるときはポンプの吐出作
用で、渣た同負荷を下降させるときは該負荷の重力によ
って行ｉう如くしている。

この場合ポンプは負荷を上昇方向のみにしか作用させな
いから、従来負荷は上昇させるときのみにしか比例制御
は行なわれておらず、負荷を上下動とも比例制御しよう
とすれば構造的に非常に複雑になるので、操作が煩雑で
誤操作が伴うなど制御性が悪くなると共に、動力損失が
大きい難点があった。

本考案は上記の点に鑑み考案したもので、１つの方向切
換弁を操作するのみで、アクチュエータの昇降とも比例
制御（可変制御）することができる簡単な構造に威すと
共に、電流値に比例した電磁力を発生するソレノイドで
方向切換弁を簡単に操作できる省動力形の流体制御装置
を提供することを目的とする。

このため本考案は、スプールによってアクチュエータポ
ートを、ポンプポートとタンクポートとに切換連通する
３ポート２方向形の流量方向切換弁の前記ポンプポート
とタンクポート間にノーマルクローズ形圧力制御弁を介
設し、該圧力制御弁のバネ室側を前記アクチュエータポ
ートに連通し、反バネ室側を前記ポンプポートに連通す
ると共に、前記アクチュエータポートとアクチュエータ
間にチェック弁付減圧弁を介設し、該減圧弁のバネ室側
を前記タンクポートに連通し、反バネ室側を前記アクチ
ュエータポートに連通ずる一方、電流値に比例するソレ
ノイドの励磁力を前記流量方向切換弁のスプールに直接
又は間接的に作用させることによって、該切換弁の開口
量を電流値と比例的に設定できるように構成したもので
、ソレノイドで直接又は間接的に操作される１つの流量
方向切換弁によってアクチュエータを上昇させるときに
は、ノーマルクローズ形の圧力制御弁で、下降させると
きにはチェック弁材減圧弁で流量方向切換弁前後の差圧
を一定に保持することにより、アクチュエータの昇降速
度を流量方向切換弁（ｌｌｉ口量に対応した一定速度に
制御する省動力形の流体制御装置である。

以下本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

該実施例は３ポ一ト式２方向センターオールポートブロ
ック形の流量方向制御弁１と、該制御弁のポンプ側に設
けた圧力制御弁１７と、前記制御弁１のアクチュエータ
側に設けたチェック弁材減圧弁２５と、同制御弁１の電
磁減圧弁３０とシャツトル弁３４とによって構成してい
る。

前記の流量方向制御弁１は・・ウジング２の内部に設け
たスプール３の両端にそれぞれパイロット室４，５を形
成し、これらパイロット室内に釦いてスプール３の両端
にバネ座６，７を介してセンタリングスプリング８，９
を設置している。

前記スプール３を中立位置に保持しているときポンプポ
ートＰとアクチュエータポートＡとタンクポートＴ間、
すなわち３ポ一ト間の連通を完全に遮断する如く形成し
ており、前記ポンプポートＰにチェック弁１１を介して
ポンプ１０を、タンクポートＴにはタンクライン１２を
介してタンク１３にそれぞれ連通している。

さらに該流量方向制御弁１はポンプポートとアクチュエ
ータポートとの間にパイロットポート１４をノーマルク
ローズ状ニ形成すると共に、ベント路１５をノーマルオ
ープン状に形成している。

また前記ポンプ１０の出口側とタンクライン１２との間
に架設したライン１６に圧力補償用ノーマルクローズ形
圧力制御弁１７を設置すると共に、該圧力制御弁１７の
背圧室から３本のライン１９，２０．２１を分岐し、そ
の１つのライン１９をパイロットポート１４に、他の１
つのライン２０をベント路１５に、また他の１つのポー
ト２１をパイロットリリーフ弁２２を介してタンクライ
ン１２に接続している。

更に可変絞り１８が図示の如く配置されている。

一方チェック弁付減圧弁２５は減圧弁２６とチェック弁
２７とを並列に接続して形成しており、前記アクチュエ
ータポートＡとラムシリンダ２８との間に介設している
。

該減圧弁２６はラムシリンダ２８から流量方向制御弁１
の方向への流れを制御し、チェック弁２７はその逆方向
への流れを自由流になる如く設定している。

さらに電磁減圧弁３０はｙポート、Ａ′ポート、「ポー
ト、τポートの４個のポートと左右に電流値に比例した
励磁力を発生するソレノイド３１３２とを備えた３位置
切換式であり、前記ｙポートをライン３３を介してシャ
ツトル弁３４のセンターポート３５に、Ａ′ポートをラ
イン３６を介して一側のパイロット室４に、「ポートを
ライン３７を介して他側のパイロット室５に、Ｔ年−ト
をライン３８を介してタンクライン１２にそれぞれ接続
している。

また前記シャツトル弁３４の一端をライン３９を介して
ポンプ１０の吐出側に、筐た同他端を電磁操作チェック
弁５０を介設したライン４０を介して減圧弁２５の一次
側にそれぞれ接続したものである。

本考案は上記の如く構成するものにして、以下作用を説
明する。

スプール３が中立位置のとき、圧力制御弁１７の背圧室
はライン２０、ベント路１５を介シテタンク１３に連通
し且つポンプポートを封鎖しているから、斯る状態でポ
ンプ１０から流体を吐出すると、該流体は圧力制御弁１
７を開放してタンク１３に低圧アンロードすると共に、
該アンロード圧に対応したポンプ吐出圧をライン３９を
介してシャツトル弁３４の位置渣で導き、該シャツトル
弁３４を右方向に切換えてポンプ吐出圧を電磁減圧弁３
０のｙポートに１で導くことができる。

斯る状態においてラムシリンダ２８を上動させるには前
記電磁減圧弁３０の左側のソレノイド３１を所定値の電
流で励磁して該電磁減圧弁３０を右方向に変位させるこ
とによって行なわれる。

すなわちビポートに導かれていたポンプ吐出圧は電磁減
圧弁３０の右方向への変位によってライン３７を介して
右側のパイロット室５に導かれ、スプール３を左方向に
変位させて先づベント路１５を封鎖してポンプ１０の吐
出圧力を上昇させたのちパイロットポート１４をアンダ
ーラップ状にする。

続くスプール３の変位によってポンプポートとアクチュ
エータポートとが連通ずることによつてポンプ１０とラ
ムシリンダ２８とがチェック弁２７を介して連通ずる。

またスプール３の左方向への変位によって左側のスプリ
ング８力が除々に増大し、該スプリング力に対応した圧
力が電磁減圧弁３０の２次側においてソレノイド３１の
励磁力に対向する。

この電磁減圧弁３０はソレノイ ド励磁力と２次圧との
関係において減圧作用を行なって電流値に対応した匍腐
圧力を得、方向切換弁１にち・いて該制御圧に対応した
オリフィス開度を形成することができる。

この結果ラムシリンダ２８は方向切換弁１のオリフィス
開度に対応した速度で上動し始める。

一方圧力制御弁１７の背圧室にはライン１９を介してラ
ムシリンダ２８の負荷に対応した圧力が作用して該圧力
制御弁１７の基準作動圧を形成しており、この結果ポン
プ１０から吐出され方向切換弁１のオリフィス前後の差
圧を一定にする上において余剰した流体を圧力制御弁１
７を介してタンク１３にバイパスするものである。

なおこの場合シャツトル弁３４の右端にライン４０を介
して負荷圧が作用するが、シャツトル弁３４の左端に作
用する圧力はスプール３によって形成されたオリフィス
抵抗弁だけ大きいからシャツトル弁３４はライン３３．
４０間を閉鎖する。

仮りにラムシリンダ２８の上動中に負荷が変動しても圧
力制御弁１７の背圧室に作用する負荷圧もそれに対応し
て変化するから、方向切換弁１のオリフィス前後の差圧
は一定に保たれラムシリンダ２８の作動速度を一定に保
持することができるものである。

以上の作用を要約すると、ラムシリンダ２８の上動時は
ポンプ１０を作動させてラムシリンダ２８の作動速度を
電磁減圧弁３０に対する電流値と比例的に保持するよう
に制御する如くしたものである。

ラムシリンダ２８が停止すると同時に負荷圧によってシ
ャツトル弁３４が左方向に切換るのをチェック弁５０で
防止する。

仮りにシャツトル弁３４が左方向に切換わると負荷を再
上昇させようとするときシャツトル弁３４が右方向に切
換わらなければならず、この間負荷が瞬間落下する欠点
がある。

次に上記の状態からラムシリンダ２８に対する流体供給
を停止し、ラムシリンダから押出される流体をタンクに
戻して負荷を自己の荷重によって下降させ、且つ下降時
においても比例制御させる状態について説明する。

斯る場合ポンプ１０を停止しソレノイド３２の励磁と同
時に電磁チェック弁５０を励磁する。

この結果シャツトル弁３４はライン４０を介してその右
端に作用する負荷圧によって左方向に切換わりＰ′ポー
トに負荷圧を導くことができる。

これと同時に電磁減圧弁３０を左方向に変位させてスプ
ール３を右方向にストロークさせ、ラムシリンダ２８と
タンク１３とを連通させると、負荷は自己の荷重によっ
て下降し始める。

一方、電磁減圧弁３０はソレノイド３２を励磁する電流
値と２次圧との関係でスプール３によって形成されるオ
リフィス開度を電流値に対応させることは前記に説明し
た通りであり、しかもラムシリンダ２８から押出される
流体は減圧弁２６を通過してタンク１３に戻される如く
なっている。

該減圧弁２６はその２次圧力を設定圧に保持する如き制
御を行なうから、負荷が如何に変化しようとも方向切換
弁１のオリフィス前後の差圧は一定に保持され、負荷の
下降速度を亡定に制御するものである。

以上の作用を要約すると、ラムシリンダ２８の下動時は
ポンプ１０を停止して流体をタンクに戻し負荷を自己の
荷重によって下降させ、ラムシリンダ２８の下動速度を
電磁減圧弁３０に対する電流値と比例的に保持するよう
に制御する如くしたものである。

なお図示実施例において電磁減圧弁３０（・士いわゆる
流量方向切換弁１を電気的に操作するためのパイロット
弁である。

しかし本考案では、前記の如キパイロット弁を具備させ
ることなく、例えば流量方向切換弁１のスプール３をソ
レノイドの励磁力で直接作動させる如き構成にして、該
流量方向切換弁１の開口量を電流値に比例した値に設定
する如くすることも可能である。

また上記実施例ではアクチュエータとしてラムシリンダ
２８を説明したが、例えば巻揚げクレーンの如く一方向
のみに負荷が加わるものであれば流体モータを用いるこ
とができることは勿論である。

叙上の如く本考案は、スプール３によってアクチュエー
タポートＡを、ポンプポートＰとタンクポートＴとに切
換連通する３ポート２方向形の流量方向切換弁１に成し
たから、複数の切換弁を用いることなく、１つの切換弁
１の操作のみでアクチュエータを昇降できるので、構造
が簡単になり、それだけ故障が少なくなると共に、操作
も簡単なので、誤操作の危険性が非常に少なく、シかも
一対の圧力制御弁１７，２５の作用と相俟って省動力で
もってアクチュエータを昇降できる効果がある。

さらに、前記流量方向切換弁１のスプール３を電流値に
比例するソレノトドの励磁力によって直接又は間接的に
操作する如くシ、該流量方向切換弁１の開口量を電流値
に比例した値に設定できる如く構成したから、前記負荷
の昇降速度を、要求速度に応じて直ちに可変制御できる
と共に、遠隔的な指令電流に対して比例制御することが
できる効果がある。

オた流量方向切換弁１のポンプポー）Ｐとタンクポート
Ｔ間にノーマルクローズ形圧力制御弁１７を介設し、該
圧力制御弁１７のバネ室側を前記アクチュエータポート
Ａに連通し、反バネ室側を前記ポンプポー）Ｐに連通ず
ると共に、前記アクチュエータポートＡとアクチュエー
タ２８間にチェック弁材減圧弁２５を介設し、該減圧弁
２５のバネ室側を前記タンクポートＴに連通し、反バネ
室側を前記アクチュエータポートＡに連通したから、負
荷の上昇、下降時（すなわちＰ−＋Ａ、Ａ−’Ｔ２方向
）においてそれぞれ流量を一定に制御でき、特にポンプ
側に設けた圧力制御弁１７は謂ゆるノーマルクローズ形
で、ポンプ１０によってアクチュエータ２８を作動する
ときの流量調整をする上で余剰した流体をタンクに分流
させて圧力補償を行なうものであるから、ポンプ吐出圧
は、常時、負荷圧より若干大きい値に制御される。

このため、ポンプ吐出圧力が常時最大一定圧になる一般
のリリーフ弁制御に比べてポンプ吐出圧力が低くできる
から、それぞれ動力損失が小さい利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示す回路図である。 １・・・流量方向切換弁、１０・・・ポンプ、１４・・
・パイロットポート、１５・・・ベント路、１７・・・
圧力制御弁、２２・・・パイロットリリーフ弁、２５・
・・チェック弁材減圧弁、２８・・・ラムシリンダ、３
０・・・３位置４ポート形電磁減圧弁、３４・・・シャ
ツトル弁、３・・・スプール、Ｐ・・・ポンプポート、
Ａ・・・アクチュエータポート、Ｔ・・・タンクポート
。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. スプール３によってアクチュエータポー）Ａを、ポンプ
   ポー十Ｐとタンクポー）Ｔとに切換連通する３ポート２
   方向形の流量方向切換弁１の前記ポンプポートＰとタン
   クポートＴ間にノーマルクローズ形圧力制御弁１７を介
   設し該圧力制御弁１７のバネ室側を前記アクチュエータ
   ポートＡに連通し、反バネ室側を前記ポンプポートＰに
   連通すると共に、前記アクチュエータポートＡとアクチ
   ュエータ２８間にチェック弁付減圧弁２５を介設し、該
   減圧弁２５のバネ室側を前記タンクポートＴに連通し、
   反バネ室側を前記アクチュエータポー）Ａに連通ずる一
   方、電流値に比例するソレノイドの励磁力を前記流量方
   向切換弁１のスプール３に直接又は間接的に作用させる
   ことによって、該切換弁１の開口量を電流値と比例的に
   設定できるようにしたことを特徴とする流体制御装置。