JPS5831000Y2

JPS5831000Y2 - 力フイ−ドバツク式ピストン位置制御機構

Info

Publication number: JPS5831000Y2
Application number: JP9152979U
Authority: JP
Inventors: 昇次座間; 昭夫水戸; 和幸木原
Original assignee: 株式会社トキメック
Priority date: 1979-07-03
Filing date: 1979-07-03
Publication date: 1983-07-08
Also published as: JPS568902U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は入力信号に応じた位置に主ピストンを保持した
り、サーボ弁などの４方向切換弁の主スプールの位置を
保持したりする電磁比例式方向流量制御弁に用いるカフ
ィードバック式ピストン位置制御機構の改良に関する。

電磁比例式方向流量制御弁に用いる従来のカフィードバ
ック式ピストン位置制御機構として１９８１年１月号「
油圧技術」第６８頁乃至第７２頁特に第７０頁の電磁比
例方向流量制御弁の作動原理図（第２図）に記載されて
いる構成を基にして、以下図によって説明する。

第１図は上記従来のカフィードバック式ピストン位置制
御機構の構成図であるが、主ピストンが４方向切換弁の
機能を持ち、入力信号は電磁トルクモータで受ける電磁
比例式方向流量制御弁である。

なか、以下説明を簡略化するため図のようにピストン、
スプール類が水平に置かれているものとして説明する。

図に卦いて本体１内に同心的に順次設けられた犬、中、
小径の内孔１ａ＊１ｂ＋１ｃ内に大径の主ピ
ストン２、主ピストンの右側の中径の突出部２ａ及び小
径のパイロットスプール３がそれぞれ軸方向に摺動自在
に嵌挿され、主ピストン２は右、中央、左の各ランド部
を持ち、それぞれのランド部をｉ−、％−い圧カポート
Ｐ１タックポートＴ２．Ｔ１に連がる円周溝４，５．６
が内孔１ａ内に設けられると共に、該内孔１ａ内の前記
の３つの円周溝の間にはそれぞれＢポート、Ａポートが
設けられる。

さらに各円周溝４．５．６の巾と位置は主ピストン２が
中立の時は各円周溝４、５．６ｖｉぎりぎりに閉であ
るが少しでも右に動けばＡポートハ圧カポ−）Ｐに、Ｂ
ポートハタンクポー）Ｔ２に連かり、逆に左に動けばＢ
ポートが圧力ポートＰに、ＡポートがタンクポートＴ１
に開口するようになっている。

また主ピストン２の左側の大面積側の室７にはパイロッ
トスプール３の制御通路８が連かり、右ランドと中径突
出部２ａで形成されるリング状の小面積側の室９Ｖ′ｉ
通路１０によりパイロット圧力ポートＰＰに接続される
。

一般に上記の〉面積対小面積の比ぽ２のものが多いが技
術的には必ずしも２でなくてもよい。

一方パイロットスプール３には右と左に２つのランドが
あり、それぞれのランドをおふ゛い、かつ両ランドに接
して内孔１ｃに円周溝１１．１２が設けられ、それぞれ
ドレンポー）Ｄとパイロット圧力ポートＰＰが連がる。

さらに円周溝１２は前記の通路１０にも連がっている。

主ピストンの突出部２ａとパイロットスプール３の左ラ
ンドとの間Ｋ［カフィードバック用のばね１３があり、
該ばね１３を包含する内孔ｔｂａドレンポートＤに開口
している。

捷たパイロットスプール３の右ランドとトルクモータ１
４のトーションバー１５に支えられたアーマチュア１６
の先端との間はロッド１フｆ結ばれ、さらにアーマチュ
ア１６の右先端には中立調整用ばね１８と本体１にねじ
込捷れた調整用のねじ１９が設けられている。

な卦公知のトルクモータ１４は励磁コイル２０．２１の
池にフィールドコアなどによっても電気信号により駆動
される。

次に第１図について作動を説明する。

１ず圧力ポートＰを液体源に、Ａ、Ｂポートをアクチュ
エータに、タンクポートＴ１ｓＴ２及びドレンポ
ートＤを液圧槽に連ぐ。

次にポー）Ａ、Ｂの圧力かアクチュエータの動きを見な
からねじ１９を調節して主ピストン２の中立を出す。

この時ばね１３゜１８には負荷がかかるのでパイロット
スプール３は中立になっているわけではないが、室７，
９の圧力による力、ばね１３．１Ｂの力、アーマチュア
１６の先端の力が釣合う。

この状態でも液体の温度が変ると釣合は破れるが、説明
はもつと一般的なトルクモータ１４の作動状態で行う。

すなわちコイル２０．２１に制御電流が流れるとそれに
比例したトルクがアーマチュア１６に働き、その先端が
ロッド１７に力を釦よぼす。

この力が今仮に制御電流の方向からロッド１７を左へ押
す方向とするとパイロットスプール３は左へ動いて通路
８、室７の圧力は円周溝１２を通じてパイロット圧力ｐ
ｐが伝達される割合が多くなり、逆に円周溝１１を通じ
てドレンに廃山する割合が少なくなるので室７の圧力が
上ってばね１３は圧縮され主ピストン２ｒｌｔ中立時よ
り右へ寄った位置で力が釣合うからポートＡの圧力は圧
カポ−）ＰＩＣ開く割合が増加して圧力が上昇し、ポー
トＢの圧力はタンクポー）Ｔ２に開く割合が増加して圧
力が降下する刀・らアクチュエータは前記の制御電流に
見合った速度で動く。

ところが内孔１ａと主ピストン２とは軸方向に摺動する
から当然隙間がある。

この隙間の中で前記の釣合いに影響を釦よぽすのｄ室７
と円周溝６との間の隙間２２である。

一方、円周溝６の圧力はタンクに連がっているのでＯに
近いが、室７の圧力は室７と室９との面積比が２：１の
場合はパイロット圧力ＰＰの約１／２であるから室７と
円周溝６との間に大きな圧力勾配が発生して室７から円
周溝６の方向に液体の漏洩量が大きくなるとカフィード
バック式ピストン位置制御機構にとっては致命的な問題
を発生する。

そｆ′Ｌは作動液の温度変化による粘度の変動またはタ
ンクへの戻り管には濾過器が入っていてこれの目ず１り
によるポー）Ｔ、の圧力の変化による隙間２２０両端の
圧力差の変動が上記隙間２２を通る液体の漏洩量に大き
く影響してピストンの静止する位置をドリフトさせるか
らである。

例えばこの影響を受けて隙間２２を通る漏洩量が増加す
ると、今１で軸方向の力の釣合を保っていたパイロント
スプール３の位置では室７の圧力が保てなくなって降下
する。

そこで主ピストン２、ばね１３、パイロットスプール３
が少し左に移動してパイロット圧力ポートＰ、内の液体
をより多く通路８に供給して室７の圧力を回復した状態
で軸方向の力が釣合い、正しい主ピストンの静止位置よ
り少しずれた位置に即ち上記漏洩量に応じて主ピストン
は静止する。

なふ゛、室９から円周溝５、タンクポートＴ２への漏洩
も考えられるが、室９はパイロット圧力ポートＰＰより
何等の絞りもなく通路１０を通じてパイロット圧力液の
十分な供給を受けられるので隙間からの漏洩量の多寡に
より室９の圧力が変化することはなく、隙間２２にかけ
る液体の漏洩のみが問題となる。

しかもこの液体の漏洩の原因となっている隙間２２は、
内孔１ａを主ビス６トノ２が摺動するためにはさけるこ
とができないのである。

そこで本考案は上記従来のカフィードバック式ピストン
位置制御機構に釦ける主ピストンの大面積側の室とこれ
に隣接しているタンクポートに連がる円周溝との圧力勾
配を小さくすることを技術的課題とし、これを解決して
液体の漏洩を防止して常に入力信号に比例し安定した主
ピストン位置を保持する電磁比例式方向流量制御弁を用
いるカフィードバック式ピストン位置制御機構を提供す
ることを目的としている。

このため本考案は従来使用されていたカフィードバック
式ピストン位置制御機構に卦いて、主ピストンの大面積
側の室とこれに隣接し本体の内孔に設けであるタンクポ
ートに連がる円周溝との間ニ池の円周溝を設けてこの円
周溝をパイロット圧力ポートとタンク間に直列接続され
た２個の絞りの間に連接することをその手段として採用
した。

このために円周溝に前記２個の絞りの間より大面積側の
室の圧力にほぼ等しい圧力を導くことができ、大面積側
の室とタンクポートに連がる円周溝間の圧力勾配を極め
て小さくすることができる。

なあ・、上記課題はピストンのランドを長くしても解決
することができるがこのようにするとピストンを長くし
ただけ弁が大きくなり全体の機構が大きくなる。

これに対して本考案はピストンを長くしなくてもすむの
でコンパクトにすることができるという特有の効果を奏
する。

以下、実施例に基いて本考案を説明する。

第２図に示すように内孔１ａ内に室７に隣接し、円周溝
６との間に主ピストン２の左ランドにかぶさり定圧ポー
ト２４に連がる円周溝２３を設け、一方該円周溝２３に
大面積側の室７の圧力にほぼ等しい圧力を導くため、パ
イロット圧力ｐｐを引入れ２個の調整された絞り２５．
２６を経てドレノヘ戻す回路を設け、上記の２個の絞り
２５．２６の間から制御通路２７を分岐して形成される
圧力制御装置２８を設は上記の定圧ポート２４に接続す
ることにより、室７と円周溝２３との間の隙間２ｚを通
じての漏洩がなくなるから作動液の温度が変化してもタ
ックポートＴ１の圧力が変化しても主ピストン２の位置
が変化せず安定したカフィードバック式ピストン位置制
御機構を得ることが出来る。

当然円周溝２３と円周溝６との間の隙間２２′には漏洩
は存在するが、円周溝２３の圧力は２個の調整された絞
り２５と２６の間から十分な液体量を供給出来るように
絞り２５．２６を設定して釦けば圧力が変化することは
ない。

なか、第２図について上記で説明した以外の部分は第１
図の従来のものと全く同じなので同一部分は同一符号、
同一名称として説明を省略する。

−！たこのように円周溝に２つの絞り２５．２６の間か
ら所要の圧力を導くようにしただけであるため極めて構
造が簡単である。

な釦、以上の実施例では電磁比例式方向流量制御弁を例
にとって説明したがその入力になる力は機械的、油圧的
、空気的な力でも当然使用し得るまた主ピストンはスプ
ール形式で説明したが、油圧シリンダのピストンとロン
ドのような形のものでも当然使用し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のカフィードバック式ピストン位置制御機
構の構成図。第２図は本考案のカフィードバック式ピストン位置制御
機構の一実施例の第１図の従来形の例との異る部分を中
心にした説明図。１・・・本体、２，５０・・主ピストン、３・・・パイ
ロットスプール、４，５，６，１１．１２．２３・・・
円周溝、Ｐ・・・圧力ポート、Ｔ、、Ｔ２・・・タック
ポート、Ｄ・・・ドレンポート、ＰＰ・・・パイロット
圧力ポート、７・・・大面積側の室、９，３２・・・ｌ
Ｊ衝積側の室、８，２７・・・制御通路、１３．１８・
・・ばね、１４・・・トルクモータ、２２．２２’、２
２”・・・隙間、２５．２６・・較り。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

両端面に小面積と大面積の作用面積比を有するそれぞれ
の室を有し、摺動孔内を軸方向に摺動する主ピストンと
該主ピストンを制御するパイロットスプールと、該パイ
ロットスプールと前記の主ピストンとの間に該主ピスト
ンの位置を前記パイロットスプールにカフィードバック
するばねとを設け、前記の小面積側の室には常時パイロ
ット圧力ポートより液体を供給し、前記の大面積側の室
を前記のパイロットスプールの制御通路に接続したカフ
ィードバック式ピストン位置制御機構に勢いて、前記主
ピストンの大面積側の室とこれに隣接し本体の内孔に設
けであるタンクポートに連がる円周溝との間に他の円周
溝を設は該円周溝を前記パイロット圧力ポートとタンク
間に直列接続された２個の絞りの間に連接したことを特
徴とするカフィードバック式ピストン位置制御機構。