JPS6323403B2 - - Google Patents

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JPS6323403B2
JPS6323403B2 JP54096342A JP9634279A JPS6323403B2 JP S6323403 B2 JPS6323403 B2 JP S6323403B2 JP 54096342 A JP54096342 A JP 54096342A JP 9634279 A JP9634279 A JP 9634279A JP S6323403 B2 JPS6323403 B2 JP S6323403B2
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JP
Japan
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pressure
valve
pilot
chamber
port
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JP54096342A
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Kenji Masuda
Ideo Kameda
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Daikin Industries Ltd
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Daikin Kogyo Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5620807A publication Critical patent/JPS5620807A/ja
Publication of JPS6323403B2 publication Critical patent/JPS6323403B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、メータイン回路方式で流量制御並び
に圧力制御を行う流量圧力制御装置に関する。
<従来の技術> 従来、この種の流量圧力制御装置としては、第
1図に示すようなものが知られている。この流量
圧力制御装置は、メインライン71に絞り弁2を
接続すると共に、その絞り弁2の1次側のメイン
ライン71から分岐するバイパスライン72にバ
ランスピストン形リリーフ弁3を設けている。そ
して、このバランスピストン形リリーフ弁3のピ
ストン3bのメインライン71の圧力が作用する
圧力制御部側の受圧面積A1よりもピストン3b
の背面側の受圧面積A2を大きくすると共に、上
記ピストンの圧力制御部側室3hと背面側室8と
をチヨーク3fで連通させている。そして、背面
側室8にパイロツトリリーフ弁6を接続すると共
に、上記背面側室8を絞り弁2の2次側にパイロ
ツトライン73を介して接続している。
絞り弁2に対する圧力補償を行つて流量制御を
行う際には、絞り弁2の2次側の負荷圧力PLが
導かれる背面側室8と絞り弁の1次側の圧力が導
かれる圧力制御部側室3hの圧力P0との差圧P0
−PLがバネ7のバネ力に基本的に相当するよう
に制御して圧力補償を行つている。さらに、ピス
トン3bが弁座4に押し付けられる押し付け力を
大きくするように圧力制御部側室3h側のピスト
ン3bの受圧面積A1と背面側室8の受圧面積A2
との関係を前述のようにA2>A1として弁座4に
対するシート力を向上して安定性を高めている。
<発明が解決しようとする問題点> しかしながら、上記従来の流量圧力制御装置で
は、(上記背面側の受圧面積A2>圧力制御部側の
受圧面積A1)の関係を有するバランスピストン
形リリーフ弁3を用いて、絞り弁2の圧力補償を
行つているので、下に解析するように絞り弁2の
2次側圧力PLの増大に応じて絞り弁2の前後の
差圧が増大して制御流量QLが増大するという問
題がある。すなわち、圧力補償精度が悪くなるの
である。
圧力制御部側室3hの流体圧力をP0、背面側
室8の流体圧力をPL、背面側室に縮装したバネ
7のバネ力をFとすると、力の釣り合いにより下
記の式が成り立つ。
P0A1=A2PL+F …(イ) P0=A2/A1PL+F/A1 …(ロ) P0−PL=A2/A1PL−PL+F/A1 …(ハ) P0−PL=A2−A1/A1PL+F/A1 …(ニ) すなわち、絞り弁2の前後の差圧P0−PLは、
A2>A1であるため、(ニ)式に示すように負荷圧力
PLの増大につれて増大し、このため第2図に示
すように、絞り弁2の開度が一定の状態で、負荷
圧力PLに対する制御流量QLを示す曲線が右上が
りになつて制御流量QLを一定に流量制御できな
いという問題がある。
さらに、上記流量圧力制御装置では、パイロツ
トリリーフ弁6が開き始めると、背面側室8の流
体圧力が絞り弁2の2次側の負荷圧力よりも低く
くなり、この低くなつた背面側室8の流体圧力に
対して基本的にバネ7のバネ力F相当分だけ絞り
弁2の1次側の流体圧力が高くなるように、バラ
ンスピストン形リリーフ弁3が制御しているた
め、第2図の点Aで示すパイロツトリリーフ弁6
が開き始めた時点から制御流量QLが下降し始め
て、圧力オーバライド特性が悪くなるという問題
がある。
そこで、この発明の目的は、背面側の受圧面積
が圧力制御部側の受圧面積よりも大きいピストン
を有するバランスピストン形リリーフ弁を用いて
流量および圧力制御をするものにおいて、負荷圧
力が増大しても、絞り弁の前後の差圧を一定に圧
力補償して、高い圧力補償精度を得ることがで
き、しかも、パイロツトリリーフ弁が開き始めて
も制御流量がただちに下降することがなくて、圧
力オーバライド特性がよい流量圧力制御装置を提
供することにある。
<問題点を解決するための手段> 上記目的を達成するため、この発明の流量圧力
制御装置は、第3図に例示するように、メータイ
ン回路のメインライン19に絞り弁15を接続す
ると共に、その絞り弁15の1次側のメインライ
ン19から分岐するバイパスライン20にバラン
スピストン形リリーフ弁12を設け、このバラン
スピストン形リリーフ弁12のピストン12bの
メインラインの圧力が作用する圧力制御部側の受
圧面積A1よりもピストン12bの背面側の受圧
面積A2を大きくして上記背面に面するバネ81
を縮装した背面側室12cにパイロツトリリーフ
弁12aを接続すると共に、上記メインライン1
9に連通する圧力制御部側室12hを、チヨーク
12fを介して背面側室12cに連通する一方、
上記バランスピストン形リリーフ弁12の背面側
室12cに接続するベントライン26に、両端の
受圧面積が同じであるスプールを有するノーマル
クローズド形パイロツト弁14の1次ポートを接
続し、このパイロツト弁14の2次ポートをタン
ク23bに接続すると共に、上記パイロツト弁1
4のパイロツト室33を上記絞り弁15の1次側
に、上記パイロツト弁14のバネ34を縮装した
背圧室35を上記絞り弁15の2次側に夫々接続
し、さらに上記パイロツト弁14のスプールが、
1次ポートと2次ポートとの間を開放すると同時
またはそれより先に、上記パイロツト室33を上
記2次ポートに連通させる通路37を設けたこと
を特徴としている。
<作用> 上記構成により、パイロツト弁14は、両端の
受圧面積が同じであるスプール32の両端に夫々
作用する圧力の釣り合い、すなわち背圧室35に
導かれる絞り弁15の2次側の圧力(負荷圧力)
PLとパイロツト室33に導かれる絞り弁15の
1次側の流体圧力との釣り合いによつて、スプー
ル32が動作させられ、パイロツト弁14の1次
側ポートlと2次側ポートmとの間が開閉され
て、バランスピストン形リリーフ弁12の背面側
室12cの圧力が制御され、絞り弁15の1次側
と2次側との差圧がパイロツト弁14の背圧室3
5のバネ34のバネ力相当になるように制御され
る。この関係は負荷圧力が増大しても全く同じで
あり、パイロツト弁14の両端の受圧面積が同じ
であるスプール32の動作によつて、圧力制御部
側と背面側との受圧面積に差があるピストン12
bを有するバランスピストン形リリーフ弁12が
動作されられ、絞り弁15の前後の差圧がパイロ
ツト弁14のバネ34のバネ力に相当する一定に
制御される。したがつて、第4図に示すように、
制御流量QLは負荷圧力PLが増大しても増大する
ことがなく、バランスピストン形リリーフ弁12
においてピストンの両側の受圧面積差によりシー
ト力が大きいという利点を有するままで、圧力補
償精度が向上する。
また、パイロツトリリーフ弁12aが開き始め
て、バランスピストン形リリーフ弁12の背面側
室12cの圧力が下がり始めても、パイロツト弁
14は絞り弁15の前後の差圧のみによつて動作
して、背面側室12cの圧力を制御し、例えばパ
イロツトリリーフ弁12aが僅かに開いて背面側
室12cの圧力が下降し、それに応じて絞り弁1
5の1次側の圧力が下降し、絞り弁15の前後の
差圧が低くくなると、パイロツト弁14はその1
次ポートlと2次ポートmとの間の開度をよく狭
くするように動作して、バランスピストン形リリ
ーフ弁12の背面側室12cの圧力を上昇させよ
うとするので、第4図に示す点Aでパイロツトリ
リーフ弁12aが開いてもただちに制御流量QL
が下降することがなく、パイロツト弁14が完全
に閉鎖した状態でパイロツトリリーフ弁12aが
開いている第4図の点Bで制御流量QLが急速に
下降する。このように、制御流量QLの下降しは
じめる点が、従来例に比べて、点Aから点Bに移
行する分だけ圧力オーバライド特性が向上する。
さらにまた、上記パイロツト弁14はその1次
ポートlと2次ポートmとの間が開放すると同時
またはそれより先に、通路37によつて、そのパ
イロツト室33がタンクに連通するから、下記の
ように、パイロツト弁14ひいてはバランスピス
トン形リリーフ弁12の動作が安定し、圧力制御
が安定することになる。すなわち、もし、通路3
7がないと仮定すると、次のようになる。絞り弁
15の前後の差圧はバランスピストン形リリーフ
弁12のピストン12bの弁座に対する開度のみ
によつて制御される。いま、流量制御中に絞り弁
15の前後の差圧がパイロツト弁14のバネ34
により定まる設定圧以上になつたとする。そうす
ると、パイロツト弁14のパイロツト室33の流
体圧力が上昇し、スプール32が右動し、1次ポ
ートlと2次ポートmが連通し、そして、バラン
スピストン形リリーフ弁12のピストン12bが
右動するという順序で動作が行なわれ、絞り弁1
5の前後の差圧を正規の圧力に制御する。
このとき、メインライン19の流体圧力は、上
記ピストン12bが右動して初めて下降するの
で、ミクロで見れば、応答の遅れによりメインラ
イン19の圧力は第6図aに示すように振動する
ことになる。
これに対して、本発明のように上記通路37を
設けることによつて、パイロツト弁14の1次ポ
ートlと2次ポートmとが開放すると同時または
それより以前に、メインライン19の流体は、少
量であつてもパイロツト室33から通路37を通
つて2次ポートmへと排出されるので、第6図b
の実線に示すように、圧力の上昇が小さくなり、
すなわち、減衰が早くなり、結果として、パイロ
ツト弁14およびバランスピストン形リリーフ弁
12の動作が安定することになる。
<実施例> 以下、本発明をインラインスクリユータイプの
樹脂の射出成形機に用いた図示の実施例について
詳細に説明する。
この流量圧力制御装置は、第3図に示すように
ポンプ11と、バランスピストン形リリーフ弁1
2と、ノーマルクローズド形パイロツト弁14
と、絞り弁の一例としての4ポート3位置絞り切
換弁15と、射出シリンダ16及びモータ17
と、2位置電磁切換弁18を備える。
上記ポンプ11に接続したメインライン19に
は、パイロツト通路15a,15b,15cを有
する上記絞り切換弁15の圧力ポートPを接続す
ると共に、その絞り切換弁15の各負荷ポート
A,Bには、上記射出シリンダ16と油圧モータ
17を各負荷ライン21,22を介して夫々接続
する一方、該絞り切換弁15の1次側のメインラ
イン19からタンク23aに分岐するバイパスラ
イン20に上記バランスピストン形リリーフ弁1
2を設けている。
上記バランスピストン形リリーフ弁12は、ピ
ストン12bにチヨーク12fを設けて、メイン
ライン19に連通する圧力制御部側室12hとバ
ネ81を縮装した背面側室12cとを連通させる
と共に、ピストン12bの圧力制御部側の受圧面
積A1よりも背面側の受圧面積A2を大きくして、
両室12h,12cの圧力が同じ状態でピストン
12bを弁座12gに押し付ける流体力を生じさ
せて、安定性を向上させている。また、上記背面
側室12cにパイロツトリリーフ弁12aを接続
している。
一方、上記パイロツト弁14は、本体30に設
けたスプール室31に、両端の受圧面積が同じで
あるスプール32を摺動自在に嵌め込み、該スプ
ール32を左右に移動させることにより1次ポー
トlと2次ポートmとの間を開閉するようにして
いる。上記スプール32の作動は、上記本体30
に設けたパイロツト室33に加えた油圧に対し
て、本体30に設けた背圧室35に加えた油圧及
び該背圧室35に設けたバネ34のバネ力を対抗
させて行う。さらに、上記弁本体30には通路3
7を設け、この通路37により、上記スプール3
2が移動して上記1次ポートlに2次ポートmを
接続する直前にパイロツト室33を2次ポートm
に接続するようにしている。もつとも、通路37
は直接タンク23bに接続するようにしてもよ
い。
一方、上記バランスピストン形リリーフ弁12
の背面側室12cに設けたベントポート12eに
は、上記パイロツト弁14の1次ポートlと2位
置電磁切換弁18を各ベントライン26,27を
介して夫々接続している。
上記パイロツト弁14の2次ポートmは、タン
ク23bに接続する。このパイロツト弁14のパ
イロツト室33のポートnは、パイロツトライン
28を介して、上記絞り切換弁15の1次側のメ
インライン19に接続すると共に、背圧室35の
ポートRは、パイロツトライン29を介して上記
絞り切換弁15のパイロツト通路15a,15
b,15cの入口ポートYに接続している。上記
絞り切換弁15のパイロツト通路15a,15
b,15cの出口ポートZは、上記絞り切換弁1
5の1次側のメインライン19にパイロツトライ
ン41を介して接続している。したがつて、上記
パイロツト弁14の背圧室35は、上記絞り切換
弁15が中立位置に存するときには、パイロツト
ライン41、通路15a、パイロツトライン29
を介して、該絞り切換弁15の1次側の油圧が加
えられ、スプール32の両端の油圧が等しくな
り、バネ34のバネ力により左方に付勢されてパ
イロツト弁32は閉鎖し、シンボル図において左
方の位置に存するときには、パイロツト通路15
b、パイロツトライン29を介して、負荷ライン
21の油圧が加えられ、右方の位置に存するとき
には、通路15c、パイロツトライン29を介し
て、負荷ライン22の油圧が加えられる。
上記構成の流量圧力制御装置は次のように動作
する。
第3図に示すように、絞り切換弁15を中立位
置に保持している状態では、パイロツト弁14の
背圧室35には上記のようにメインライン19の
油圧が加えられると共にパイロツト室33にもメ
インライン19の油圧が加えられるので、パイロ
ツト弁14は閉鎖状態である。そこで電磁切換弁
18を切換えてベントライン27をタンク23c
に開放すると、バランスピストン形リリーフ弁1
2の背面側室12cは該ベントライン27を介し
てタンク23cに連通される。このため、ピスト
ン12bのチヨーク12fを通つて背面側室12
cに流体が流入するが、抵抗によりピストン12
bの前後に差圧が発生して、該ピストン12bが
変位し、その一端の圧力制御部12gを開放す
る。この結果、ポンプ11からの吐出流体はバイ
パスライン20を通つてタンク23aに分流さ
れ、ポンプ11はアンロードされる。
次に、電磁切換弁18を図示の位置に戻した
後、絞り切換弁15をシンボルの右位置に変位さ
せて、油圧モータ17を負荷ライン22を介して
メインライン19に、射出シリンダ16を負荷ラ
イン21を介してタンク23dに接続する。これ
により、油圧モータ17が回転され、射出シリン
ダ16はそのピストンを後退させられて合成樹脂
剤を吸入計量する。
これと同時に、パイロツト弁14の背圧室35
には、パイロツト通路15c、パイロツトライン
29を介して、負荷ライン22の油圧が加えられ
る一方、パイロツト室33には絞り切換弁15の
1次側の油圧が加えられる。この両者の差圧が、
背圧室35のスプリング34の設定圧以上になる
と、パイロツト弁14のスプール32が右方に移
動し、ベントライン26を介してバランスピスト
ン形リリーフ弁12の背面側室12cをタンク2
3bに開放する。その結果、バランスピストン形
リリーフ弁12のピストン弁12bは右方に移動
して、圧力制御部12gを開放し、上記絞り切換
弁15の前後の差圧をパイロツト弁14のスプリ
ング34で設定された一定の値に保持する。この
圧力補償制御は、両端の受圧面積が等しいスプー
ル32を有するパイロツト弁14を介して、ピス
トン12bの両側の受圧面積A1,A2に差がある
バランスピストン形リリーフ弁12の制御を行う
ものであるから、次の如く精度高く行う。すなわ
ち、パイロツト弁14は、両端の受圧面積が同じ
であるスプール32の両端に夫々作用する圧力の
釣り合い、すなわち背圧室35に導かれる絞り切
換弁15の2次側の圧力(負荷圧力)PLとパイ
ロツト室33に導かれる絞り切換弁15の1次側
の流体圧力との釣り合いによつて、スプール32
が動作させられ、パイロツト弁14の1次側ポー
トlと2次側ポートmとの間が開閉されて、バラ
ンスピストン形リリーフ弁12の背面側室12c
の圧力が制御され、絞り切換弁15の1次側と2
次側との差圧がパイロツト弁14の背圧室35の
バネ34のバネ力相当になるように制御される。
この関係は負荷圧力が増大しても全く同じであ
り、パイロツト弁14の両端の受圧面積が同じで
あるスプール32の動作によつて、圧力制御部側
と背面側との受圧面積に差があるピストン12b
を有するバランスピストン形リリーフ弁12が動
作させられ、絞り切換弁15の前後の差圧がパイ
ロツト弁14のバネ34のバネ力に相当する一定
に制御される。したがつて、第4図に示すよう
に、制御流量QLは負荷圧力PLが増大しても増大
することがなく、バランスピストン形リリーフ弁
12において、ピストンの両側の受圧面積差によ
りシート力が大きいという利点を有するままで、
圧力補償精度が向上する。またこのとき、パイロ
ツト弁14のパイロツト室33は、このパイロツ
ト弁14が開放する直前に通路37を介してタン
ク23bに通じる出口ポートmに接続されるの
で、メインライン19の流体は、少量であつて
も、パイロツト室33から通路37を通つて2次
ポートmへと排出されるので、第6図bに示すよ
うに圧力の上昇が小さくなり、すなわち減衰が早
くなり、結果として、スプール32の作動が安定
であり、したがつて、バランスピストン形リリー
フ弁12の作動が安定になつて、メインライン1
9の脈動は小さくなる。
次に、絞り切換弁15を中立位置を越えてシン
ボルの左位置に変位させて、射出シリンダ16に
負荷ライン21を介してメインライン19を接続
する。これにより、射出シリンダ16のピストン
は作動して、合成樹脂剤を成形型に射出する。こ
のとき、パイロツト弁14によつて制御されるバ
ランスピストン形リリーフ弁12により、上記と
同様にして絞り切換弁15の前後の差圧は一定に
保たれて圧力補償され、したがつて、絞り切換弁
15からの一定流量で射出シリンダ16は駆動さ
れている。
上記射出によつて、負荷ライン21、メインラ
イン19の油圧が上がつて、該メインライン19
の油圧がパイロツトリリーフ弁12aの設定圧に
なると、該パイロツトリリーフ弁12aが作動し
て、メインライン19の圧力の上限値を所定値に
保持する。このリリーフ制御は、第4図に示すよ
うに、負荷ラインからみての圧力オーバライド特
性は優れたものである。すなわち、パイロツトリ
リーフ弁12aが開き始めて、バランスピストン
形リリーフ弁12の背面側室12cの圧力が下が
り始めても、パイロツト弁14は絞り切換弁15
の前後の差圧のみによつて動作して、背面側室1
2cの圧力を制御し、例えばパイロツトリリーフ
弁12aが僅かに開いて背面側室12cの圧力が
下降し、それに応じて絞り切換弁15の1次側の
圧力が下降し、絞り切換弁15の前後の差圧が低
くくなると、パイロツト弁14はその1次ポート
と2次ポートとの間の開度をより狭くするように
動作して、バランスピストン形リリーフ弁12の
背面側室12cの圧力を上昇させようとするの
で、第4図に示す点Aでパイロツトリリーフ弁1
2aが開いてもただちに制御流量QLが下降する
ことがなく、パイロツト弁14が完全に閉鎖した
状態でパイロツトリリーフ弁12aが開いている
第4図の点Bで制御流量QLが急速に下降する。
このように、制御流量QLの下降しはじめる点が、
従来例に比べて、点Aから点Bに移行する分だけ
圧力オーバライド特性が向上する。
第5図は、パイロツト弁14の変形例を示す。
このパイロツト弁14は、本体50に設けたス
プール室51にスプール52を摺動自在に嵌め込
み、該スプール52の移動により1次ポートlと
2次ポートmの間を開閉するようにしている。上
記スプール52の作動は、ポートnよりパイロツ
ト室53に加えた油圧力に対して、ポートRより
背圧室55に加えた油圧力と該背圧室55に設け
たスプリング54のバネ力を対抗させて行う。そ
して、上記スプール52が、左方に移動して、ポ
ートlとポートmとが連通すると同時に、通路5
7が開放されて、ポートnとポートmが連通する
ようになつている。
<発明の効果> 上記より明らかな如く、本発明の流量圧力制御
装置は、背面側の受圧面積が圧力制御部側の受圧
面積よりも大きいピストンを有するバランスピス
トン形リリーフ弁の背面側室を、絞り弁の前後の
圧力が作用する両端の受圧面積が等しいスプール
を有するパイロツト弁で制御して、流量および圧
力制御をするので、バランスピストン形リリーフ
弁のピストンのシート押し付け力が大きいという
利点を有するままで、負荷圧力が増大しても、絞
り弁の前後の差圧を一定に圧力補償でき、高い圧
力補償精度を得ることができ、しかも、背面側室
に接続したパイロツトリリーフ弁が開き始めても
制御流量がただちに下降することがなくて、圧力
オーバライド特性がよく、しかも、パイロツト弁
の1次ポートと2次ポートとの間が開放すると同
時またはそれより先に、そのパイロツト室をタン
クに連通する通路を設けたので、脈動を小さくし
て、パイロツト弁ひいてはバランスピストン形リ
リーフ弁の動作を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の流量圧力制御装置の説明図、第
2図は第1図に示す装置の圧力オーバライド特性
線図、第3図は本発明の一実施例に係る流量圧力
制御装置の説明図、第4図は第3図に示す装置の
圧力オーバライド特性線図、第5図はパイロツト
弁の変形例を示す断面図、第6図はパイロツト弁
の通路の作用を説明するための図である。 12……リリーフ弁、14……パイロツト弁、
15……絞り切換弁、19……メインライン、2
6……ベントライン、23b……タンク、33…
…パイロツト室、35……背圧室。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 メータイン回路のメインライン19に絞り弁
    15を接続すると共に、その絞り弁15の1次側
    のメインライン19から分岐するバイパスライン
    20にバランスピストン形リリーフ弁12を設
    け、このバランスピストン形リリーフ弁12のピ
    ストン12bのメインラインの圧力が作用する圧
    力制御部側の受圧面積A1よりもピストン12b
    の背面側の受圧面積A2を大きくして上記背面に
    面するバネ81を縮装した背面側室12cにパイ
    ロツトリリーフ弁12aを接続すると共に、上記
    メインライン19に連通する圧力制御部側室12
    hを、チヨーク12fを介して背面側室12cに
    連通する一方、上記バランスピストン形リリーフ
    弁12の背面側室12cに接続するベントライン
    26に、両端の受圧面積が同じであるスプールを
    有するノーマルクローズド形パイロツト弁14の
    1次ポートを接続し、このパイロツト弁14の2
    次ポートをタンク23bに接続すると共に、上記
    パイロツト弁14のパイロツト室33を上記絞り
    弁15の1次側に、上記パイロツト弁14のバネ
    34を縮装した背圧室35を上記絞り弁15の2
    次側に夫々接続し、さらに上記パイロツト弁14
    のスプールが、1次ポートと2次ポートとの間を
    開放すると同時またはそれより先に、上記パイロ
    ツト室33を上記2次ポートに連通させる通路3
    7を設けたことを特徴とする流量圧力制御装置。
JP9634279A 1979-07-27 1979-07-27 Amount of flow and pressure control system Granted JPS5620807A (en)

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JPS5368370A (en) * 1976-12-01 1978-06-17 Ono Kazuo Meterrout flow control circuit capable of adjusting pressure difference

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