JPS60196405A - 圧力補償付電磁比例流量制御弁 - Google Patents

圧力補償付電磁比例流量制御弁

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JPS60196405A
JPS60196405A JP5088684A JP5088684A JPS60196405A JP S60196405 A JPS60196405 A JP S60196405A JP 5088684 A JP5088684 A JP 5088684A JP 5088684 A JP5088684 A JP 5088684A JP S60196405 A JPS60196405 A JP S60196405A
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JP
Japan
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pressure
pilot
load
flow
flow rate
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JP5088684A
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Inventor
Kazuo Inoue
和夫 井上
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
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Publication of JPS60196405A publication Critical patent/JPS60196405A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/0416Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor with means or adapted for load sensing
    • F15B13/0417Load sensing elements; Internal fluid connections therefor; Anti-saturation or pressure-compensation valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/042Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure
    • F15B13/043Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ソレノイドによって作動されるパイロット弁
と、パイロット弁よりのパイロット圧で作動される流量
制御スプールと圧力補償スプールとを備え、油圧アクチ
ュエータの負荷圧力が変化しても常に流量制御スプール
の開度に比例した流量を供給する圧力補償付電磁比例流
量制御弁に関するものである。
従来技術 第1図に示すように、図示省略した圧力補償部に開口連
通した入口ボートaを流量制御スプールbで左右出口ポ
ートC1cLに断連制御すると共に、入ロポー′トαの
流量を左右ソレノイドg、fによって作動されるスプー
ル形のパイロット弁yVcよって流量制御スプールbの
左右受圧室り、値に供給制御して、その開贋金制御する
ことでソレノイドe、fへの供給電流に比例した流量が
得られるようにした流四制御弁が知られている。
例えば、右ソレノイドfVc’M流を供給すると、その
電流に比例しfc推力F1がパイロット弁!iK作用し
て流入ボートノ°と左出ロボートにとを連通し、入口ボ
ートαの圧力P、rを減圧してPlとしてパイロット弁
yの左端面1.に作用して前記推力I゛、と均り合せて
圧力P1を推力F、に比例した値とし、その圧力P、′
ff:左受圧室んに供給して流量tliiJ Thlス
プールbf右に押して入口ボートαと圧出ロボートCと
の開度(開口面積) SS X前記ソレノイド推力F1
に比例した値として油圧アクチュエータへの供給流量を
制御する。
しかし、この構造であると負荷ボートへの流量(メイン
飾縁)と受圧室への流量(パイロット流量)とが同一油
圧源であるので、負荷圧が異なると流量が変化してしま
うので、流量制御スプールbのストローク、つまり開度
S1が同一であっても負荷圧が異なると流量が変化して
しまう。
このために、ソレノイドfへの供給直流が同一であって
も負荷圧が異なると流量も異なり、オペレータが操作レ
バーなどを操作してソレノイドfへの供給電流を調整す
る場合は良いが、ロボット等のアクチュエータに流量を
供給する場合にはソレノイドへの供給電流に見合う流量
を供給できないとアクチュエータを正確に動作できない
から精密な動作制御を行なえない不具合を有する。
発明の目的 メイン流量とパイロット流縁とを同一の油圧源から得る
ようにしても負荷圧に関係なく流量制御スプールの開度
に見合う一定の流Mを供給でき、ソレノイドへの供給電
流に見合う流量が得られて圧力補償を完全にできるよう
にすることを目的とする。
発明の構成 圧力補償部で減圧された中間圧をパイロット部において
パイロット圧とし、そのパイロット圧を流量制御スプー
ルの受圧室に供給すると共に、その受圧室を負荷ボート
に接続してパイロット圧の上流側を中間圧、下流側を負
荷圧どしたもの。
実施例 第2図は中立状態の断面図であり、圧力補償部Xど流量
制御部Yとパイロット部Zとを備え、圧力補償部Xは弁
本体1に入口ボート2と中間ボート3とを断連する圧力
補償スプール4を有し、この圧力補償スプール4をバネ
5とバネ室6内の圧力(負荷圧力)とで連通方向に押動
し、かつ背圧室7に中間圧導入路8で供給される中間圧
で遮断方向に押動してポンプPの供給圧P。
を中間圧P、に減圧する。
流量制御部Yは弁本体lの弁孔9に流量制御スプール1
0を摺動自在に設けて中間ボート3と左右負荷ボー)I
I、12と左右ドレーンボー113.14とを断連する
もので、左右バネ15.16で中立位置に保持され、左
右受圧室17、+8内のパイロット圧で左右に押動され
ると共に、左右受圧室17.18は連通路19で連通さ
れ、かつ連通路19には左右出口オリフィス20.21
が設けてあり、負荷圧導入路22で前記バネ室6 V(
連通し、さらに左右負荷圧センシングボー)23.24
で弁孔9vC開口している。
パイロット部Zは左右パイロット弁25.26を有し、
この左右パイロット弁25.26はポペット形となり、
かつ左右ソレノイド27,28で動作制御されて中間ボ
ート3に連通した導入路29を左右パイロット圧導入路
30.31に断連(絞り)制御するようになり、導入路
29には左右入口オリフィス32.33が設けである。
前記左右負荷ボー)11.+2はアクチュエータダの第
1.第2室S; 、 S;に接続しである。
しかして、第2図に示す中立状態であると左右ソレノイ
ド27.28には通電されないから推力F1はゼロであ
り、左右受圧室17.1gのパイロット圧は等しくなっ
て光示制御スプール10は図示の中立位置どなり、中間
ボート3と左右負荷ボー)II、12とを遮断し、左右
負荷ボー)II、12と左右負荷圧センシングボー)2
3.24と左右ドレーンボー)13.14とを遮断する
つぎに、第3図に示すように右ソレノイド28に通電し
励磁すると、右ソレノイド28の推力F1は電流に比例
する。しかも鉄心が吸引されその位1tを変えても、推
力は変らない。そのため右ソレノイド28の鉄心は電b
1tに比例した刀で右パイロット弁26を左方に押し、
その結果右パイロットグー’26は右シート29αに接
近する。
これにより、右パイロット圧導入路31に供給されるパ
イロット圧が絞られて右ソレノイド28の推力F、に見
合うパイロット圧となる。
つまり、シート径d、とスデム径d2とを等しくトリ、
かつ右パイロット弁26で絞った後のパイロット圧Pl
)を右ソレノイド室2B(を内に導いであるので、右パ
イロット弁26を右方に押す油圧力はA×(PC−Pb
 )で表わされる。ただし、Aは受圧面積、PCは流入
圧力。
そして、この右方に押す油圧力がソレノイド推力FIと
釣合うから A(Pa PA) −F 印−・・(I)、・、pl、
= pa−7叩・川・(1)’どなる。
すなわち流入圧力&を一定に保てば、パイロット圧力P
、5はソレノイド推カFによって定まる。
ここで、左右受圧室17.18のパイロット圧を比較す
ると、左受圧室17のパイロット圧は左ソレノイド27
の電流がゼロであるから左パイロット弁25は全開状態
にあるので圧力損失は小さくなって扁くなり、右受圧室
1δ内のパイロット圧は前述のように右パイロット弁2
6で絞られるだけ低くなる。
その結呆装置制御スプール10は右方に押されて右バネ
16と釣合う位置で静止する。
これにより、中間ボート3と左負荷ボート11とが連通
し、右負荷ボート12と右ドレーンボート14とが連通
するから、アクチュエータS′の第1室S、に圧油が供
給されると共に、圧力補償が行なわれて負荷圧に左右さ
れずに所定の流量(流量制御スプール10の右方へのス
トロークによって決定される開口部Slの開開に見合う
流量)が供給される。
以下その詳細な動作を説明する。
第3図において、ポンプPから吐出された910体は圧
力調整弁りによって供給圧PsK調整される。この圧力
のもと、光射Qで入口ボート2に記入すると、先ず圧力
補償スプール4のせまい開口部S2を通って中間圧P1
に減圧される。ここで流−mQはメイン流量Q1と、パ
イロット流量Q。
+ Qaの2つに分かれる。メイン流、IfQIは直ち
に流量制御スプール10の開口部SRを通って左負荷ボ
ー)11に出る。前記開口部Slの面積をS+Gとすれ
ば、流量Q+、圧力差p、−p、との間にはCを常数と
して Qs = CS1a r可 ・・・・・川(2)の関係
が成り立つ。PCは左負荷ボート11の負荷圧である。
一方断面積AIの圧力補償スプール4の左端面(背圧室
7)には中間圧P、を、また右端面(バネ室6)には負
荷圧PCを受け、かつ右方からバネ5のバネ力Flを受
けて釣合っている。したがって の関係が成り立つ。これを(2)に代入すれば次式ここ
でバネ力W1は釣合点でほぼ一定の値をとるから(4)
式より流hkQsは一定となる。
すなわち、流m Q+は流層制御スプール1oの開口部
S1の開度を決定すれば一赫的に定まり、供給圧P、に
も負荷圧PCにも無関係となる。これが減圧膨圧力補償
付流量制御弁の一般的な原理である。本発明もその原理
を踏嫂しており、その点では従来と変っていない。
前記の通り圧力補償部Xを通過した流体は中間圧P1に
落ちたあと、流用制御スプール1oを通って負荷圧PC
に下がる。このルートと並んでいるのが2つのパイロッ
ト回路であり、やはり中間圧P1で始まり負荷圧PCで
終る。
先ず左側のパイロット回路について述べれば在入ロオリ
フィス32の手前で圧力P、の流体が流fst Q2で
在入ロオリフィス32を通る。通過後の圧力はhに下が
り、これが全開状態にある左パイロット弁25を通って
八にまで下がる。もつとも左パイロット弁25による圧
力損失はこの場合非常に小さいのでP4はほぼ八に等し
い。
この&圧は流量制御スプール1oの左端面(左受圧室1
7)に作用し、その後左出口オリフィス20を通って左
センシングボート23に至り、ここからメイン流量と合
流して負荷圧Pcの左負荷ボート11に流れ込む。
次に右側のパイロット回路においては、圧力P、の流体
が流量Q、で在入ロオリフィス33に流入し、圧力Pδ
となって右パイロット弁26の円すい面26αに作用す
る。右パイロット弁26は右ソレノイド2gにより推力
F8で押されており、これど油圧力とが釣合う。右パイ
ロット弁26で絞られた後の圧力をPa、とじ、またシ
ート径(−ステム径)による受圧面積をA1とすれば、
3項で述べた如く次の式が成り立つ。
p6=p、−、−・・・・・・・・・(5)このPI+
圧は流量制御スプール1oの右端面(右受圧室18)に
作用し、その後右出口オリフィス21を通って右センシ
ングボート24に至シー負荷圧PCの中に流れ込む。こ
の右側パイロット回路は右パイロット弁26による絞り
のため、Pa圧はへ圧にくらべ低くなる。流11制御ス
プール10両端圧力の差p、−p、にスプール断面積A
2を栄じた積が左右バネ15.16の反力と釣合う位置
まで変位する。バネ力をIらとすれば流量制御スプール
10について次の式が成り立つ。
Lン; −A (p番−、Pa) ・・・・・・・・・
 (6)(5)式を見れば明かな如く、電流を増してソ
レノイド推力F1を増せばP、は減する。そうすると(
6)式により釣合うべきバネ力へは増す。これは差圧P
c−Paが増して流量制御スプール1oの変位量が増す
ことを意味する。このようにして流量制御スプール10
は電流に比例して変位し、それに伴い流量制御スプール
1oの開口部S1の開口面積が増す。
前述のように、左右パイロット弁25.26はポペット
形となり、油の流れを前面より受けて、付着したゴミを
下流に洗い流すよう送るので、スプール形のパイロット
弁と比較してゴミが混入しても作動が不円滑となること
がないから、正確に流量制御できる。
(II) また、流量制御スプール10を左に押動すれば中間ボー
ト3を右負荷ボート12に開口してアクチュエータS′
の右室S;に供給できるから、流量制御スプール10に
よって供給方向を切換え制御できる。
また、流量制御スプール10の左右受圧室17゜18に
供給されるパイロット圧は中間圧P1より開始(つまり
上流側が中間圧となり)して最終的には負荷圧Pc(つ
まり下流側が負荷圧)となるので、供給圧P、にも負荷
圧にも左右されない流量制御スプール10の開口部SL
の開度が保証される。
しfcカって、パイロット流量とメイン流量とを共通の
油圧源より得るようにした流量制御弁で完全な圧力補償
性を得ることができる。
つまり、第4図は各圧力の位置関係を示すものであり、
(中間圧P、−負荷圧PC)は供給圧P。
が負荷圧pcに左右されず一定であるから、左右のパイ
ロット圧P、、PBの差圧(Pa P+)も左又は右ソ
レノイド27.28の推力が変化しなけ(12) れば一定となり、推力を変化させたときに変わるので、
前記差圧(P4−Pa)に基づく流量制御スプール10
の開口部SIの開度は一定となって圧力補償されるから
、この圧力補償と圧力補償部Xによる流量の圧力補償と
の両者が相俟って完全な圧力補償が行なわれる。
なお、第5図に示すようにバネ室6を左右バイロン)弁
25.26で左右負荷ボート11゜12に供給制御する
ようにしても良い。
なお、以上の実施例では左右パイロット弁25゜26を
ポペット形としたが、従来の様にスプール形としても良
い。
つまり、流量制御スプール10の左右受圧室17.18
を左右負荷ボー)II、+2に接続してパイロット圧の
下流を負荷圧PCとし、上流を中間圧P1とすれば良い
発明の効果 メイン流量とパイロット流量とを同一の油圧源より得る
ようにしても、負荷圧に関係なく流量制御スプール10
の開口部の開度に見合う流ffiを供給でき、負荷圧に
関係なくソレノイドへの供給電流に見合う流量に制御で
きるから、圧力補償部の圧力補償と相俟って完全な圧力
補償が行なえるので、ロボット等の精密な動作を必要と
するアクチュエータの流量制御弁として最適である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例の断面図、第2図は本発明の実施例を示
す中立状態の断面図、第3図は作動状態の断面図、鎮4
図は各圧力部の線図的説明図、第5図は他の実施例の断
面図である。 Xは圧力補償部、Yは流量制御部、Zはパイロット部、
4は圧力補償スプール、10は流量制御スプール、I+
、+2は左右負荷ボート、17.1δは左右受圧室、2
5.26は左右パイロット弁、27.28は左右ソレノ
イド。 出願人 株式会社小松製作所 代理人 弁理土木 原 正 章 弁理士浜 本 忠 (+5) 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 供給圧P5を減圧して中間圧P、とする圧力補償部Xと
    、その中間圧P、をソレノイドとパイロット弁とでパイ
    ロット圧とするパイロット部Zと、パイロット部Zより
    のパイロット圧を受けて流量制御スプール10の開口部
    の開度全決定して負荷ボー)11.12への供給流量を
    制御する流曖制御部Yとを備え、前記流量制御スプール
    10の受圧室17.18と負荷ボート11.+2とを連
    通したことを特徴とする圧力補償付電磁比例流量制御弁
JP5088684A 1984-03-19 1984-03-19 圧力補償付電磁比例流量制御弁 Pending JPS60196405A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014234829A (ja) * 2013-05-30 2014-12-15 株式会社ケーヒン 油圧制御装置
JP2014234831A (ja) * 2013-05-30 2014-12-15 株式会社ケーヒン 油圧制御装置
US9829089B2 (en) 2013-05-30 2017-11-28 Keihin Corporation Hydraulic pressure control apparatus
JP2022006776A (ja) * 2020-06-25 2022-01-13 株式会社クボタ バルブユニット

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