JPS6256673A - カウンタ−バランス弁の制御装置 - Google Patents

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） この発明は、パワーショベルやウィンチ等の負荷の移動
装置に用いたカウンターバランス弁の制御装置であって
、当該負荷の逸走を防止したものである。

（従来の技術） 従来、第２．３図に示すように、負荷Ｗを下降させる際
には、切換弁Ｖを右側位置に切換て、ロッド側室１０に
ポンプＰの吐出油を供給するとともに、オペレートチェ
ック弁１１を開弁して、ボトム側室１２の作動油をオペ
レートチェック弁１１およびカウンターバランス弁Ｃの
＄２ボート１４と第１ボート１３を介してタンクＴに落
している。

このとき第２ボート１４と第１ボート１３とを結ぶ流路
の開度は、制御スプールＣ５の移動量に応じた制御部２
１の位置制御で調整するとともに、その調整された開度
に応じて、タンクＴに落ちる作動油の量を調整して、負
荷Ｗの自走を防止するようにしている。

そして制御スプールＣ５の移動量は比例ソレノイド２２
に流れる電流の大きさによって決めている。

すなわち、上記比例ソレノイド２２を励磁すると、その
励磁電流に応じてブツシュロッド２３がストロークする
とともに、そのストローク量に応じてパイロットスプー
ルＰＳを、スプリング２４に抗して移動させる。

このようにパイロットスプールＰＳが移動すると、環状
凹部３１と環状溝３２とが孔３３を介して連通ずるので
、パイロットポンプＰＰからの圧油は、第３ボート１５
→環状凹部３１→孔３３→環状溝３２→孔３４→環状通
路３５を経由して、パイロット室３Ｂに流入し、その圧
力が制御スプールＣ５の端面に作用する。

このパイロット圧が作用すると、制御スプールＣ８がス
プリング２５に抗して移動するとともに、制御スプール
Ｃ８の孔３３がパイロットスプールＰＳでふさがれる位
置で停止する。このようにして制御スプールＣ８が停止
した位置に応じて、第１ボート１３と第２ボート１４と
を結ぶ流路の開度が決まるが、それは結局比例ソレノイ
ド２２の励磁電流に比例する。

つまり、上記制御スプールＣＳは、パイロットスプール
ＰＳに追随して移動するとともに、制御スプールＣ３が
パイロットスプールＰＳに追いついて、両スプールＣ９
，ＰＳが図示の相対関係を維持したときに、当該制御ス
プールＣ５が停止するので、この制御スプールＣ５の移
動量は、パイロット圧ブ・−ルＰＳの移動量と比例する
。そして、このパイロットスプールＰＳの移動量は、上
記のようにプツシ、ロッド２３のストロークに比例する
が、このブツシュロッド２３のストロークは、比例ソレ
ノイド２２の励磁電流に比例するので、当該制御スプー
ルＣ８の移動量、すなわち制御部２１の制御位置によっ
て定まる前記流路の開度は比例ソ１／ノイド２２の励磁
電流に比例することになる。

前記励磁電流は第２図に示すコントローラＤから出力さ
れるもので、圧力検出器４０によって通路９の圧力を検
出し、この検出した圧力信号ＰＩを、演算部４１に入力
するとともに、この演算部４１では、当該圧力信号Ｐ１
と目標圧力信号Ｐａｒとの差を演算し、その演算結果を
一次遅れ回路４２に入力する。

上記−次遅れ回路４２では、上記差に移動速度に対する
係数であるαを乗じて移動速度すを求める。すなわち、
÷＝α（Ｐｓ−Ｐｃｒ）を求める。

そして、このｉを積分器４４で積分して当該制御スプー
ルＣ８の変位を算出し、このバルブ変位信号をアンプ４
３を経由して、励磁電流として出力するものである。

第２ボー）１４と第１ボート１３とを結ぶ波路が閉塞状
態のとき、すなわち第２ボート１４から第１ボート１３
に流体が流れない状態のとき、前記制御部２１の位置を
制御するパイロットスプールＰＳはスプリング２４によ
ってスペーサ２６に第３図において左方から一定力Ｆで
押し付けられている。これは前記流路を確実に閉塞させ
るためで、もしＬ記Ｆがゼロもしくは非常に小さい力で
あると、外部の振動などによってパイロットスプールＰ
Ｓが制御部りの信号に無関係に変位し、前記流路の閉塞
を維持することができなくなるからである。またその閉
塞状態のとき、省エネルギーの観点から比例ソレノイド
２２に流れる励磁電流をゼロにしである。

（本発明が解決しようとする問題点） しかしながら、負荷Ｗの上昇中、切換弁■を中立位置に
して負荷Ｗの上昇を停止させると、コントローラＤから
出力される励磁電流はゼロとなり、カウンターバランス
弁Ｃが全閉状態、すなわち第２ボート１４と第１ボート
１３とを結ぶ流路が閉塞状態になる（スプールＣ８が図
示の位置のとき）、この状態から負荷Ｗを下降させる場
合、切換弁Ｖを図示において右側位置に切換える。この
切換えによって制御部りから励磁電流が出力されて比例
ソレノイド２２に流れるが、この励磁電流は、ハンチン
グを防止するためにゼロからゆるやかに増加していく。

このため、比例ソレノイド２２の推力が前記一定力Ｆを
上回るまでおよそ１００ＩＩｓ〜数１００ｍ５の間、ス
プールＰＳは移動しない、したがってこの間前記流路は
閉塞状態のままであり、いわゆる不感帯を生じることに
なる。

この不感帯により負荷Ｗの下陣開始時における動作が、
操作者の切換弁Ｖの操作感覚と一致しないため、操作者
に不快感をいだかせるという問題があり、またこの不感
帯により１機械のサイクルタイムが長くなり、機械の稼
動効率が悪化してしまうという問題があった。

この発明は、上記問題を解消することのできるカウンタ
ー／ヘラシス弁の制御装置の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） この発明は、上記の目的を達成するために、戻り側の圧
力を検出する圧力検出器と、圧力検出器から出力される
圧力信号と予め定めた基準圧力信号との差に応じた第１
制御信号を出力するコントローラとを具えているカウン
ターバランス弁の制御装置であって、〃Ｊ御ススプール
作用する付勢力に応じた第２制御信号を出力して第１制
御信号に加える第２制御信号出力手段と、前記切換弁の
中立位置を検出して検出信号を出力する位置検出器と、
前記検出信号と第１制御信号に第２制御信号を加えた制
御信号とを入力する停止手段とを具え、この停止手段は
、入力する前記制御信号を出力して前記スプールを移動
させ、検出信号を入力したときのみその制御信号の出力
を停止するようにしたものである。

（本発明の作用） 切換弁を中立位置か゛ら５アクチユエータにカウンタ負
荷が作用する切換位置に切換えると、停止手段から、第
１制御信号に付勢力に応じた第２制御信号を加えた制御
信号が出力され、この制御信号によりスプールが付勢に
抗して移動する。

（本発明の効果） 第１制御信号に付勢力に応じた第２制御信号を加えた制
御信号によりスプールが移動するので、第２制御信号の
値だけ不感帯の時間が短くなり。

またこの値を選ぶことによって不感帯をなくすことがで
きる。

（本発明の実施例） 第１図において、３は一次遅れ回路４２の出力ｙに一定
信号Ｙｏを加える信号発生器で、例えば一定電圧を出力
する定電圧電源等で構成する。１は切換弁Ｖが中立状態
におかれているかどうかを検出する位置検出器で、例え
ば切換弁Ｖのレバー（図示せず）の位置をマイクロスイ
ッチ等で検出するようにしたものである。２は常時、接
点２ａを閉じている切換スイッチで、位置検出器１が切
換弁Ｖの中立位置を検出すると切換スイッチ２が接点２
ｂを閉じるようになっており、これは例えばリレー等に
よって行なうものである。そして切換スイッチ２が接点
２ａを閉じているとき、−次遅れ回路４２から出力され
るバルブ変位信号ｙに一定信号ｙｏを加えた制御信号ｙ
＋ｙｏを出力し、接点２ｂを閉じると制御信号Ｙ＋Ｙｏ
の出力を停止・し、ゼロ信号を出力する。このゼロ信号
の出力は接点２ｂを例えば接地させて行なうものである
。

また位置検出器１が中立位置を検出すると積分器４４を
リセットし、その出力をゼロにする。

なお切換弁Ｖを左側位置に切換えて、負荷Ｗを上昇させ
る際は、例えば切換弁■のレバー（図示せず）の位置を
マイクロスイッチ等によって検出して、演算部４１およ
び一次遅れ回路４２から最大信号を出力させ、これによ
りアンプ４３から最大励磁電流を出力させて、スプール
ＰＳ、　Ｃ９を第３図において最左方位置に移動させ、
第２ボート１４と第１ボート１３とを結ぶ波路の開度を
最大にさせている。

いま切換弁Ｖが図示において左側位置に切換えられて、
負荷Ｗが上昇している状態、すなわちスプールｐｓ、　
ｃｓが第３図において最左方位置に移動して第２ボート
１４と第１ポート１３とを結ぶ流路の開度が全開で、ポ
ンプＰの吐出油を、第１、第２ボート１３．１４を介し
てシリンダＳのボトム室１２に供給している際に、切換
弁Ｖを中立位置に切換えると、位置検出器１がその中立
位置を検出して切換スイッチ２の接点２ｂを閉じるとと
もに積分器４４をリセットする。そして切換スイッチ２
からゼロ信号が出力され、アンプ４３から出力される励
磁電流はゼロとなり、カウンターバランス弁Ｃの比例ソ
レノイド２２（第３図参照）が消磁され、スプールｐｓ
、　ｃｓがスプリング２４．２５によって第３図におい
て右方向に移動しく図示の位置）、第１、第２ボート１
３．１４間の流路を閉塞する。

このとき、切換弁Ｖの中立位置の切換えによって、通路
９に圧力が封じ込められて圧力検出器４０から圧力信号
が出力されも接点２ａが開放されているので、アンプ４
３から励磁電流は出力されない。

そして切換弁Ｖを右側位置に切換えると１位置検出器１
により切換スイッチ２の接点２ａが閉じるとともに積分
器４４のリセットが解除される。一方、圧力検出器４０
により通路９の圧力に応じた圧力信号Ｐ１が出力され、
演算部４１によって目標圧力信号Ｐｃｒとの差が演算さ
れているので、−次遅れ回路４２は演算された差に基づ
いて、スプールＣ８の変位量ｙを出力する。そして信号
発生器３によって、変位量ｙに一定信号Ｖｏが加えＩる
第１、ζ二の加えられた制御信表二Ｓ・（−・３ｏが切
換スイウ、チー２から出力しで、アンプ４；（から励磁
゛電流１　＋　ｉ　０が出力される。この励磁電流ｉ　
＋　Ｉ　ｏによって１ｔ４例ソレノイド２２が励磁され
、スプールＰＳがスプリング２４に抗り、て第３図にお
いて左方に移動する。

このとき、比例ソレノイド２２に一定電流Ｉ。の分だけ
励磁電流が多く流れる。このため電流Ｉが所定値に到達
する前にスプールＰＳがスプリング２４に抗しτ゛移動
始めるので、不感帯の時間が短くなる。またこの電流工
◇による比例ソレノイド２２の推力とスプリング２４に
よる前記一定力Ｆとが等し７くなるように電流１ｏの値
、すなわち一定イハ号ｙ０の値を選定すれば不惑帯をな
くすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の回路図、ｐｉＪ、、２図は
従来の回路図、第３図はカウンターバランス弁の断面図
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 切換弁を中立位置から、アクチュエータにカウンタ負荷
   が作用する切換位置に切換えた際、付勢されている制御
   スプールを、制御信号の値に応じた量だけその付勢に抗
   して移動させて制御部の開度を調整し、この制御部の開
   度によってシリンダからの戻り流量を制御して負荷の逸
   走を防止するカウンターバランス弁において、前記戻り
   側の圧力を検出する圧力検出器と、圧力検出器から出力
   される圧力信号と予め定めた目標圧力信号との差に応じ
   た第１制御信号を出力するコントローラとを具えている
   カウンターバランス弁の制御装置であって、前記付勢力
   に応じた第２制御信号を出力して第１制御信号に加える
   第２制御信号出力手段と、前記切換弁の中立位置を検出
   して検出信号を出力する位置検出器と、前記検出信号と
   第１制御信号に第２制御信号を加えた制御信号とが入力
   する停止手段とを具え、この停止手段は、入力する前記
   制御信号を出力して前記スプールを移動させ、検出信号
   を入力したときのみその制御信号の出力を停止する構成
   にしたことを特徴とするカウンターバランス弁の制御装
   置。