JP2002521625A - 大きい慣性を有する物体を駆動するのに適した油圧モータ用のバルブ装置 - Google Patents

大きい慣性を有する物体を駆動するのに適した油圧モータ用のバルブ装置

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、例えば、大きなフライホイール物体を駆動する油圧機関用のバルブ装置(10)に関する。この装置は、この機関の2つの主パイプ(供給および排出)にそれぞれ接続するように作られた2つの主導管(12、14)と、例えば過給パイプに接続された補助導管(15)とを含む。この装置は、主導管のどちらの圧が高くなっているかによって、2つの配置構成を取ることができ、ここで高圧のほうの主導管はつながらなくなっており、一方、低圧のほうの導管は補助導管に接続されている。前記装置は、第1および第2主導管(12、14)での圧力レベル差の符号が変わったとき、第1および第2配置構成の一方ともう一方の間の通過速度を抑えるタイミング手段(36、46、38、48)を含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、大きい慣性を有する物体を駆動するのに適した少なくとも1つの油
圧モータ用のバルブ装置に関する。モータは流体回路に接続されるように作られ
ており、流体回路は、モータが作動していないときは遮断される2つの主ダクト
すなわち流体供給ダクトおよび流体吐出ダクトと、内部の流体圧がモータのフィ
ード圧より低い補助ダクトとを含んでいる。
【0002】 以下、モータにより駆動される物体は「被動物体」ということとする。
【0003】 このバルブ装置を適用させるモータとしては、例えば、油圧掘削機のような装
置上のタレットを回転させるものや、大きな質量を有する軌道やタイヤを持つ移
動装置を動かすものなどがある。
【0004】 さらにこのモータは、ギヤを駆動する「高速モータ」(1000〜2000回
転/分(r.p.m.))タイプのものや、例えばラジアルピストンを有するタイプの
「低速モータ」(回転速度が、およそ1000r.p.mといった)タイプの油圧モ
ータであってもよい。
【0005】 運転中、モータ内を通る流体の流れは維持される。このとき、(2つの)主ダ
クトは(供給や吐出を行う)モータの主オリフィスに接続され、一方の主ダクト
には圧がかかり供給ダクトとして作動し、他方の主ダクトは供給ダクトより低圧
にされるとともに流体除去手段に接続されて吐出ダクトとして作動する。
【0006】 モータは、任意の駆動速度で作動している状態から始まって、減速工程が行わ
れ次いで、供給ダクトと吐出ダクトとが閉まると、停止する。減速工程中、供給
ダクト内は低圧に、一方、吐出ダクト内は高圧になる。最終的にモータの主ダク
トを遮断するとき、すなわちモータを隔離するときには、吐出ダクト内にある流
体の圧力は、供給ダクト内にある流体の圧力より高い。被動物体が大きい慣性を
有する場合には、被動物体はその初期運動を持続しようとするため、この現象は
いっそう強まる。
【0007】 系が平坦な場にあるとき、供給ダクト内の圧力と吐出ダクト内の圧力が実質的
に同じときのみ、この系は平衡状態に達する。また系が傾斜した場にあるとき、
もしくは被動物体のほうが傾斜しているとき、供給ダクトと吐出ダクトとの圧力
差が、この傾斜を補償しうるある任意の(プラスまたはマイナスの)値に達した
ときのみ、この系は平衡状態に達し、被動物体を静止状態に保つ。
【0008】 どのような場合にも、モータおよび被動物体が安定状態で実際に停止するため
には、供給ダクトおよび吐出ダクト内の圧力差が、ゼロであれ、プラスであれ、
マイナスであれ、ある任意の値に達することが必要である。
【0009】 供給ダクトと吐出ダクトを閉める際、吐出ダクト内の圧力は被動物体の慣性に
よってさらに高められることはすでに述べた。このように圧力が高まることによ
って、被動物体を逆に押し戻しやすくなって、それによって、吐出ダクト(閉じ
ている)内の高圧は供給ダクト(これも閉じている)に移る。
【0010】 そのうえ油圧流体はわずかに圧縮性である。この結果、モータを隔離してから
も、吐出ダクト内の圧力が、この吐出ダクト内に現れる(prevailing)圧縮され
た流体に応じた最大圧に至るまで、慣性物体は運動を続ける。物体の戻し運動に
より、供給ダクト内に存在する流体の圧縮圧が、この戻し工程が始まる直前に吐
出ダクト内に生じる最大圧と実質的に等しくなるまで、前記供給ダクト内の圧力
が高まる。
【0011】 当然、戻し工程の後は、最初の方向でのもう一方の運動工程となり、この間、
供給ダクトでは膨張が生じ、吐出ダクトでは圧縮が生じる。
【0012】 かくして、供給ダクトと吐出ダクトとを閉じたあと、被動物体は振動運動を行
い、油圧掘削機のような装置のタレットの振動周波数は、およそ1ヘルツになっ
ている。振動運動は比較的小さい振幅で、最終的には摩擦現象によって自然に制
動されるとはいえ、この振動運動は極めて不都合であり、モータによって駆動さ
れる物体(被動物体)を、機械制動を用いることなくモータを停止することによ
って非常に正確な位置に位置決めしなければならない場合には、極めて不都合で
ある。
【0013】 逆説的になるが、振動運動現象は、低性能モータで駆動した場合は比較的漏れ
が多いため供給ダクトや吐出ダクトでの圧縮には限りがあり、かつては大きな問
題ではなかった。しかし次第にモータは、特に、効率アップ、加速工程の所要時
間の短縮、そして、傾斜時のように困難な状態での取り扱いの可能化と、完ぺき
なものとなってきたのである。
【0014】 振動を抑えるのに、すなわち振動の振幅を少なくして最終的には振動を止める
のに、供給ダクトと吐出ダクトとの間に漏れを生じさせて流体移動のための空間
を提供することから成る制動システムを用いるのは、公知のことである。モータ
を切ったあと、この空間内を移動できる流体で、供給ダクトと吐出ダクトとの間
の圧力差を、少なくとも部分的に、補正できる。
【0015】 あるいはまた別のシステムとして、モータの供給ダクトと吐出ダクトとの間で
漏れを連続的に生じさせるようにしているものもある。
【0016】 これらの振動を抑えるためのシステムは十分満足できるものではない。という
のは、モータの効率アップのためにこれまで成されてきた努力と結果的に矛盾す
る効率低下を余儀なくし、さらに、モータを停止したとき被動物体を正確に位置
づけることがほとんど不可能になるからである。具体的には、モータが油圧掘削
機のタレットを駆動するようになっている場合、このタレットが実際に停止する
とき、モータを切る際の目標となる角度上の位置に対して、移動空間内で循環し
うる流体量に応じた角度上のずれが生じてしまう。
【0017】 本発明の目的は、モータを切ったあと、被動物体の状態とはかかわりなく、特
にこの物体が傾斜状態つまりバンキング状態であろうと平坦であろうとかかわり
なく、系の振動を極めて急速に制動しゼロにする、単純で確実な装置を提供する
ことによって、上述の欠点をなくすことである。
【0018】 この目的は、 本バルブ装置が、流体回路の2つの主ダクトのそれぞれに接続されるようにな
った第1および第2主ダクトと、前記流体回路の補助ダクトに接続される補助ダ
クトとを含むこと、 そして本バルブ装置が、第1主ダクト内の流体圧が第2主ダクト内の流体圧よ
りも大きい状態で前記第2主ダクトが補助ダクトに接続され、その一方で、第1
主ダクトが第2主ダクトおよび補助ダクトと隔離されている、第1配置構成と、
第2主ダクト内の流体圧が第1主ダクトの流体圧よりも大きい状態で、前記第1
主ダクトが補助ダクトに接続されて、その一方で、第2主ダクトが第1主ダクト
および補助ダクトから隔離されている第2配置構成とをとることができること、 さらに本バルブ装置が、第1および第2主ダクト内の圧力差の符号が変わった
とき、第1および第2配置構成の一方ともう一方との間の移行速度を抑えるのに
適した遅動手段をさらに含むことによって、達成される。
【0019】 装置がどのように作動するかを説明するために、例えば、装置の第1主ダクト
が吐出ダクトに接続し、第2主ダクトが供給ダクトに接続しているものとする。
【0020】 上述のように、(主ダクトを閉じて)モータを減速して停止する際、吐出ダク
ト内の流体圧は供給ダクト内の流体圧より高い。従って、減速工程中にモータが
停止するまでは、本発明のバルブ装置は第1配置構成のままであり、供給ダクト
は補助ダクトの圧力になっている。
【0021】 物体の慣性が大きいと、被動物体は、吐出ダクト内の圧力が最大値(圧縮状態
)に達するまでその初期運動を続ける。この状態から、被動物体は戻し運動を始
めるが、この運動の間に吐出ダクトと供給ダクトとの圧力差が減少し、実質的に
ゼロになり、次いでサイン(正または負の符号)が変化する。
【0022】 圧力差がゼロに達したときに、この物体はその慣性効果により運動を続けるた
め、供給ダクト内は圧縮により圧が高くなり、吐出ダクト内の圧は低くなる。
【0023】 圧力差の符号(正または負)が変わると、装置は第2配置構成に向かって移行
され、この配置構成においては、供給ダクトは隔離され、その一方で、吐出ダク
トが補助ダクトの圧力になる。
【0024】 遅動手段がなかったとすると、第1配置構成から第2配置構成への装置の移動
が速すぎるので、供給ダクトと吐出ダクトとの圧力差の符号が変わると直ちに供
給ダクトは隔離される。さらに、被動物体の振動端までおよぶ運動のために、こ
の供給ダクト内では、圧縮による圧力の増加が急速および/または強力すぎるこ
とになる。そして供給ダクト内の高圧により、この物体は反対方向に再び運動し
はじめるといったことになり、結局、振動がほとんど切れ目なくおこるという駆
動が設定されてしまう。
【0025】 遅動手段の存在によって任意の「遅動」時間のあいだは、供給ダクトと吐出ダ
クトとの圧力差の符号変化が生じても、この装置は確実に第1配置構成のままで
ある。また遅動時間のあいだは、装置の第2主ダクト(供給ダクトに接続した主
ダクト)が補助ダクトと連通したままなので、供給ダクト内の圧の増大は極めて
限られたものとなる。
【0026】 従って、被動物体の戻し運動の端においては供給ダクト内の圧は吐出ダクト内
の圧よりもせいぜいほんのわずかに大きいだけであり、その結果、被動物体は反
対方向に(再び「進行」方向に)小さい振幅でせいぜいもう1回動かされるだけ
である。なお、この運動のあいだに、供給ダクトと吐出ダクトとの圧力差の符号
が再び変わると、吐出ダクト内の圧力の増大を限定することにより遅動手段が再
度働く。供給ダクト内および吐出ダクト内の圧力が、戻し運動の端において実質
的に同じになるようにして、反対方向にもう1回動くことがないように、遅動手
段を成すことも可能である。
【0027】 かくして、遅動手段を用いることによって、被動物体の振動振幅は急激に小さ
くなり、物体が完全に停止するに至る。
【0028】 特に好適な実施態様において本装置は、第1主ダクト内と第2主ダクト内とに
それぞれ現れる流体の圧力の差を要因として、2つの端位置同士の間を移動させ
られる可動部材を含んでおり、前記可動部材によって、第1端位置と第2端位置
とにおいて、状況に応じて第2主ダクト若しくは第1主ダクトは、寸法規制され
た絞り通路を介して、補助ダクトと連通するようになっている。
【0029】 本バルブ装置においては、可動部材の2つの端位置が上述の第1および第2配
置構成とに対応するようにされ、シンプルに形成される。
【0030】 寸法規制された絞り通路があるので、補助ダクトと、主ダクトのうちの補助ダ
クトが接続した方との間で、損失水頭が生じ、この損失水頭によって、主ダクト
が補助ダクトに接続しているにもかかわらず、主ダクト内の圧力の実際の増加が
確実となった。かくして、前記主ダクト内の圧力は、最初はより高圧であったも
う一方の主ダクト内の圧力より高くなるまで増加することができ、その結果、圧
力差の符号が変わって、可動部材をもう一方の端位置まで移動させることができ
るようになる。
【0031】 可動部材が、「中間位置」と称される第3位置を取り得るうるようになってい
ると好適である。第1変形例では、主ダクトと補助ダクトとはこの中間位置で互
いに隔離され、一方、第2変形例では、主ダクトと補助ダクトとは前記中間位置
で互いに接続されている。
【0032】 特に好適な実施態様では、この可動部材が、2つの主ダクトが接続されるボア
内で滑動するように取り付けられたスライドによって形成され、補助ダクトに連
続的に接続された連通ダクトが、2つの主ダクトがこのボアに接続される接続領
域間で延びる前記ボアの一部分において前記ボアに接続されている。スライドが
、選択的に連通を成す手段を有し、この手段が、スライドがその第1端位置にあ
るときは第2主ダクトと連通ダクトとの間にリンクを形成し、スライドがその第
2端位置にあるときは第1主ダクトと連通ダクトとの間にリンクを形成し、この
リンク内を流れる流体が、寸法規制された絞り手段を通過する。さらに、このス
ライドは、スライドがその第1端位置にあるときは第1主ダクトを連通ダクトか
ら隔離し、スライドがその第2端位置にあるときは第2主ダクトを連通ダクトか
ら隔離する閉鎖手段を有する。
【0033】 第1制御室もしくは第2制御室内の流体圧力の増大を受けて、スライドがその
2つの端位置間で動き、これら第1および第2制御室が、第1および第2主ダク
トとのそれぞれに連続的に接続されていると好適である。
【0034】 遅動手段が、スライドの第1および第2端部のそれぞれに配された第1および
第2制動室を含み、これら第1および第2制動室が、少なくとも両室から流体が
出る方向での流体の流れを抑えるように寸法規制された絞り手段を介し、補助ダ
クトと連続的に連通していると好適である。
【0035】 実施態様についての、添付図面を参照した以下の詳細な説明を読むことによっ
て、本発明は十分に理解され、本発明の有利性はさらに明確なものになるであろ
う。ただし、これらの実施例は本発明を限定しようとするものではない。
【0036】 図1から3に示した装置は本体10を含み、この本体10には、油圧モータの
供給ダクトと吐出ダクトにそれぞれ接続される2つの主ダクト12、14が設け
られている。また、本体10には、流体回路の補助ダクトに接続される補助ダク
ト15が設けられている。流体回路の補助ダクト内の流体圧はモータのフィード
圧よりも低い。
【0037】 本体10にはボア16が設けられ、このボア16は、2つの主ダクト12およ
び14がボア16に接続されている両接続領域の間で延びる中間部分と、中間部
分の両端部から延びる2つの端部分とを有する。
【0038】 スライド18は、ボア16内で滑動するように取り付けられている。以下説明
全体をとおして、軸方向とは、前記スライド18が移動する軸Aの方向とする。
【0039】 本体10にはさらに、補助ダクト15およびボア16に連続的に接続された連
通ダクト17が備えられている。より詳しくは、軸方向ダクト20が本体10を
通過し、両端部でストッパ21によって閉じられている。補助ダクト15および
連通ダクト17は相互に心合わせされて本体を横切る方向に延び、軸方向ダクト
20を横切って穿孔した孔によって形成されたものである。
【0040】 スライド18の中央域において、スライド18の軸方向の周縁に環状溝22が
設けられている。
【0041】 スライド18が第1端位置にあるとき、図1で示されるように、第2主ダクト
14は環状溝22を介して連通ダクト17に接続される。同時に、第1主ダクト
12は、環状溝22付近のスライド18の壁の部分18Aと協働するボア16の
壁によって、第2主ダクト14および補助ダクト15から隔離される。さらに、
寸法規制された絞り通路を形成する絞り部材24が、連通ダクト17内に配置さ
れているのがわかる。この結果、スライド18が第1端位置にあるとき、絞り部
材24によって形成された寸法規制された絞り通路を介して、第2主ダクト14
と補助ダクト15との連結が成立する。
【0042】 また、スライド18は第2端位置をとることもできる。図3に示されるように
、スライド18が第2端位置にあるときには、環状溝22が第1主ダクト12を
連通ダクト17に連通させ、ひいては補助ダクト15とも連通させ、その一方で
、第2主ダクト14は、環状溝22付近のスライド18の壁の部分18Bと協働
するボア16の壁によって、隔離される。さらにこの第2端位置で、第1主ダク
ト12と補助ダクト15との間に、寸法規制された絞り部材24を介した連結が
成立する。
【0043】 上述のように、第1主ダクト12と補助ダクト15との間、或いは第2主ダク
ト14と補助ダクト15との間の連通における、寸法規制された絞り手段の存在
によって、損失水頭が生じ、この損失水頭によって、それぞれのダクトの連通が
あるにもかかわらず、該当する主ダクト内の圧を高くすることができる。
【0044】 図2は中間位置にあるスライド18を示しており、この中間位置では、スライ
ド18は、2つの端位置間におけるスライド18のストローク(行程)における
中間にある。この中間位置において、環状溝22が第1主ダクト12からも第2
主ダクト14からも隔離されていることが分かる。この結果、スライド18がこ
の中間位置にあるときは、スライド18の周壁の前記部分18Aおよび18Bに
よって、主ダクト12、14と補助ダクト15とは、相互に隔離される。環状溝
22の長さLは、第1主ダクト12および第2主ダクト14がボア16に接続さ
れる接続領域間における主ダクト12と14との間の最短距離Dより短い。この
結果、第2主ダクト14内の圧力が増加したとき、スライド18がその第2端位
置に向かって動きはじめてからひとたび中間位置に達すと、第2主ダクト14は
補助ダクト15から隔離される。
【0045】 バルブ装置は、この装置が第1配置構成をとるか、第2配置構成をとるかを制
御するための手段を含む。ここに示された例では、この制御手段は、ともにスラ
イド18内に設けられた第1および第2制御室26、28を備えている。第1制
御室26は、第1主ダクト12に連続的に接続されているが、第2主ダクト14
から隔離されている。この状態は第2制御室28の場合と逆で、第2制御室28
は、第2主ダクト14に連続的に接続されているが、第1主ダクト12から隔離
されている。例えば、制御室26、28はブラインドボア(盲孔)27、29内
に設けられ、これらのブラインドボア27、29は、スライド18の軸方向の第
1および第2端部18C、18Dでそれぞれ開口している。ただし後述するよう
に、制御室26および28は前記軸方向端部で閉じられている。
【0046】 半径方向に穿孔された孔30および31はそれぞれ、ブラインドボア27、2
9との間で、かつ、スライド18の軸方向の周縁に、延びる。かくして、孔30
は第1主ダクト12と第1制御室26との連続的連通を形成し、一方、孔31は
第2主ダクト14と第2制御室28との連続的連通を形成する。この連続連通を
形成しやすいように、必要であれば、孔30および31を溝内に設けるようにし
てもよい。
【0047】 さらに絞り部材24によって絞り手段を形成したが、他にも、例えば環状溝2
2の寸法調整を極めて精密に行うことによって、あるいは制御室26、28と主
ダクト12、14との連通を妨げないようにしてこれら主ダクト内に配した絞り
部材を用いることによって、絞り手段を形成できる。
【0048】 スライド18が図1に示された第1端位置にあるときは、第2主ダクト14内
の圧力は第1主ダクト12内の圧力より低くなっており、スライド18はこの位
置から動きを開始し、第2主ダクト14内の圧力が増加して第1主ダクト12内
の圧力より高くなれば(圧力差の符号(正負)が変化すると)、第2制御室28
内の圧力も第1制御室26内の圧力よりも当然高くなり、これによって、スライ
ド18が前記中間位置を通過し、さらにスライド18は第2端位置に向かって動
くようになることがわかる。
【0049】 示された実例において、スライド18の端部18C、18Dにある制御室26
、28の壁は不動であり、従って、両制御室26、28内の圧力の増加によりス
ライド18が動き、これにより該当する制御室の容積も増加するようになる。
【0050】 また本装置は、スライド18が一方の端位置からもう一方の端位置まで移動す
る速度を抑えるようになっている遅動手段も含む。換言すれば遅動手段は、スラ
イド18の動きを遅らせたり抑えたりするようになっているが、スライド18の
動きをとめてしまうものではない。示されている実例において、遅動手段は、ス
ライド18の第1端部18C付近に配された第1制動室36と、スライド18の
第2端部18D付近に配された第2制動室38とを含む。より詳しくは、ボア1
6は本体10を通過しており、ボア16の両端は、スライド18の端部18Cの
側では栓19C、そしてスライドの端部18Dの側では栓19Dにより、それぞ
れ閉じられている。
【0051】 かくして、第1制動室36は、栓19Cとボア16の壁とスライドの端部18
Cとの間に設けられ、一方、第2制動室38は、栓19Dとボア16の壁とスラ
イドの端部18Dとの間に設けられている。
【0052】 第1および第2制動室36、38は、少なくとも制動室から流体が出る方向に
おける流体の流れを抑えるように、寸法規制された絞り手段を介し、補助ダクト
15と連続的に連通する。
【0053】 より詳しくは、第1および第2制動室36、38は、横断方向に延びるリンク
ダクト40および42をそれぞれ介し、軸方向ダクト20に接続される。寸法規
制された絞りを形成する絞り部材46はリンクダクト40内に配置され、一方、
同様の絞り部材48はリンクダクト42内に配置されている。かくして、制動室
36、38は、絞り部材46、48によって形成された寸法規制された絞り通路
を介し、軸方向ダクト20と(ひいては補助ダクト15とも)連通している。
【0054】 流体の圧縮性はわずかであるが、第1制動室36から流体が出るようになって
おり、これにより、制御室28内で流体圧力の効果によりスライド18が第1端
位置(図1)から第2端位置(図3)まで動くようになっていることは必要であ
る。しかし、第1制動室36から流体が出ていくのは、絞り部材46があること
によって抑えられ、その結果、スライドの動きは遅くなる。
【0055】 従って、第2主ダクト14内の圧力が第1主ダクト12内の圧力より高くなる
と、絞り部材46の寸法に特に応じた遅動期間中は、第2主ダクト14は補助ダ
クト15との連通を持続し、これによって第2主ダクト14内の圧力の増大を遅
くしたり抑えたりする。
【0056】 またスライド18が、第2端位置から第1端位置に向かって動こうとする際の
状況も、絞り部材48によって同様となる。
【0057】 同じ軸方向ダクト20を用いて、連通ダクト17、リンクダクト40、42を
補助ダクト15に連通させるようにすれば、本体10の加工は簡単である。しか
し、第1通孔で連通ダクト17を補助ダクト15に連通させ、第1通孔とは違う
第2通孔でリンクダクト40、42を補助ダクト15に連通させてもよい。この
場合、絞り部材は一つだけを前記第2通孔に配すればよい。
【0058】 第1制御室26と第2制御室28はそれぞれ、スライド18を第1端位置およ
び第2端位置に向かって動かす流体圧が作用する、作動表面積を有する。同様に
、第1および第2制動室36、38はそれぞれ、これら制動室36、38の容積
減少を抑えるように流体圧が作用する、作動表面積を有する。
【0059】 制御室内の圧力の増大の結果の結果としてそれに相応した方向にスライド18
を動かすために流体を流出させなければならない制御室(例えば制御室28)と
これと協働する制動室(例えば制動室36)とをからなる各組合わせに対して、
制御室の作動表面積と制動室の作動表面積の比率は、該当する制動室から流体が
出るような方向に動くスライド18の速度を制御するパラメータとなる。
【0060】 絞り部材46、48の通過断面積や、制御室の作動表面積とこの制御室と組に
なる制動室の作動表面積の比率は、スライド18がどちらの方向で移動する場合
にも所望どおりの遅動が成されるようなシミュレーションを行って、決定される
。大抵の場合、どちらの方向とも、同一の遅動となる。
【0061】 上述したように、制御室26、28は、スライド18の端部18C、18Dで
閉じられたブラインドボアで形成される。より詳しくは、第1制御室26は、ブ
ラインドボア27内に配された断面積の小さい第1円筒ロッド56によって、第
1制動室36とは分離しており、第2制御室28は、ブラインドボア29内に配
された断面積の小さい第2円筒ロッド58によって、第2制動室38から分離し
ている。
【0062】 円筒ロッド56、58は、ブラインドボア27、29内において、スリーブ4
7、49内にそれぞれ配置されている。円筒ロッド56、58とスリーブ47、
49との間には滑り接触(作動すきまを最小化することで実質的に流体が通過で
きないような構成)が確立され、スライド18が動いても円筒ロッド56、58
は実質的に動かない。第1制御室26の作動表面積は、第1制御室26に配され
た第1円筒ロッド56の自由端の表面積によって決り、第2制御室28の作動表
面積は、第2制御室28に配された第2円筒ロッド58の自由端の表面積によっ
て決まる。
【0063】 第1制動室36の作動表面積は、スライド18の第1端部18Cの断面積の関
数、場合によっては当該断面積から第1円筒ロッド56の断面積をひいたもので
あり、そして第2制動室38の作動表面積は、スライドの端部18Dの断面積の
関数、場合によっては当該断面積から第2円筒ロッド58の断面積をひいたもの
である。
【0064】 制動時間に影響する別のパラメーターは、「制動容積」である。第1制動室3
6の制動容積とは、スライド18が第1端位置から壁18Bの一部がボア16の
壁にぶつかって第2主ダクト14と補助ダクト15とが隔離される位置まで動く
行程Cの分だけ、スライド18を動かせるように第1制動室36から流体が出て
いかなければならない容積のことである。同様に、第2制動室38の制動容積と
は、スライド18が第2端位置から第1主ダクト12と補助ダクト15とが隔離
される位置まで動く行程C’の分だけ、スライド18を動かせるように第2制動
室38から流体が出ていかなければならない容積のことである。大抵の場合、両
制動室36、38は、共に同一の制動容積となる。
【0065】 好適には、円筒ロッド56、58が、ブラインドボア27、29内に(より詳
しくはスリーブ47および49内に)自由な動きができる状態で取り付けられて
いる。このようにすると、円筒ロッド56,58とブラインドボア27,29と
の同心性にかかわる問題にとらわれる必要なく、円筒ロッド56、58の簡単な
取付けができるようになった。
【0066】 図4を参照しながら、図1乃至図3に示された装置を組み入れた図式的な流体
回路を以下に説明する。この流体回路は、モータMに流体を供給するようになっ
ている油圧ポンプ100の作動方向が一方向であれば「開回路」タイプというこ
とになり、また流体出口は大気圧下でタンクRに接続されている。モータMは主
ダクト112および114を含み、これらのダクトは、分配バルブ120の端位
置がそれぞれ決定する作動方向に応じて、モータへの供給もしくはモータからの
吐出を行うようになっている。
【0067】 それ自体公知の一態様において、流体回路は、ブースタポンプ110やリリー
フバルブ102、103も含む。ブースタポンプ110によって、主ダクト11
2、114内に、少なくとも最低の任意圧力が確実に提供されるようになってい
る。それ自体公知の一態様において、ブースタポンプ110は、ブースタダクト
111、そしてリリーフバルブ106、107とそれぞれ組になるチェックバル
ブ104、105を介して、主ダクト112、114に接続される。
【0068】 図4はモータが隔離された状態を示し、この状態において分配バルブ120は
中間位置を取り、主ダクト112および114を閉じ、ポンプから供される流体
はタンクRに直接行くことになる。ただしブースタポンプ110によって、主ダ
クト112、114内に、少なくとも最低の任意圧力が保証されるようになって
いる。リリーフバルブ106、107にそれぞれ組になるチェックバルブ104
、105を介して、ブースタポンプ110はこれらのダクトに接続される。
【0069】 本発明の装置は図4に示されるユニットB1に配される。バルブ装置は標準化
された様式で示されており、可動のスライド18は、3つの位置の間で動くよう
に取り付けられている。主ダクト12および14が、主ダクト112および11
4にそれぞれ接続されて示され、補助ダクト15は、ブースタポンプ110に接
続されて示されている。
【0070】 図4では、スライド18はその第2端位置にあることが示され、この位置で第
2主ダクト14は、相互に接続するダクト112、115から隔離されている。
換言すればモータの主ダクト114は、相互に接続されたダクト112および1
15から隔離されている。
【0071】 さらに図4はダクト20、連通ダクト17、そして絞り部材24、46および
48を備えたリンクダクト40、42についても、図式的に示す。
【0072】 ユニットB1全体が、油圧モータMのケーシングに固定されるようにつくられ
た油圧ユニットの一部である。ユニットB1が、チェックバルブ104、105
そしてリリーフバルブ106、107を含むユニットB2と合わさって、モータ
のケーシングに(フランジ継ぎ手で)固定された、共通油圧ユニットを構成する
こともできる。モータは作動可能容量(operating cubic capacity)が1種だけ
でもよいし複数種あってもよく、複数種の場合、ユニットB1を含む油圧ユニッ
トはモータの作動可能容量についての選択手段も含んでいてよい。さらに、ここ
に示された本発明の装置は単一のモータMと協働している。
【0073】 極端に重い物体を移動させるためには、特に、複数のモータを直列または並列
に配置したグループを用いてもよい。この場合、本装置は、このグループを成す
全モータと協働してもよい。このとき、第1主ダクト12と第2主ダクト14と
は、複数のモータから成るグループ内の1つのモータの供給および吐出ライン、
もしくはこのグループをなすモータのすべての供給および吐出ラインに、それぞ
れ接続される。
【0074】 本装置の補助ダクト15は、ブースタポンプ110から流体が供給されている
ブースタダクト111に接続される。換言すれば上述の補助ダクト115は、こ
の流体回路のブースタダクトということになり、このダクト内で流体はフィード
圧より低い任意の圧力で維持されている。
【0075】 図4に示された流体回路は開回路であるが、さらに本発明のバルブ装置は閉回
路タイプの流体回路に組み込むことも可能であり、このような閉回路では、ポン
プは供給ダクトに流体を供給する高圧流体出口と、吐出ダクトに接続される低圧
流体入り口とを有する。ポンプの可能容量(cubic capacity)は、固定値でも変
動値でもよい。ポンプには、主ダクトのいずれか1つに選択的に流体を供給する
2つの回転方向があってもよく、1つだけでもよい。1つだけの場合、図4に示
されたセレクタ120タイプであると、供給ダクトもしくは吐出ダクトを、ポン
プの出口オリフィスおよび入口オリフィスに選択的に接続できる。
【0076】 モータが作動していないときブースタポンプは流体回路の全ダクトにおける任
意の「ブースト」圧を維持し、モータの作動中は前記ブースタポンプは出口に接
続されたダクトをブースト圧に維持するようになっている。従って、このブース
ト圧はモータのフィード圧と比べて低くなっている。
【0077】 被動物体がひとたび静止すると、供給および吐出の主ダクトは通常、前記ブー
スト圧となる(被動物体が傾いた状態で停止しても、わずかな差違におさまる)
。本発明のバルブ装置の補助ダクトは前記ブースタダクトに接続されているので
、供給および吐出ダクト内の圧力を、ひとたびモータが完全に停止したときにこ
れらのダクトがなるであろう圧力にすることは、(傾いているときを除けば)装
置の配置構成に応じて、可能である。
【0078】 さらに、閉回路タイプの流体回路が、かくして、供給ダクトと吐出ダクトとブ
ースタダクトとの間にできる。従って、被動物体の振動は、流体は一切使わずに
、制動される。
【0079】 従来より、開回路タイプか閉回路タイプかに応じて、ブースト圧はおよそ5バ
ールから30バールである。例えば300バールの圧力まで作動するタイプの油
圧モータには、直径がおよそ12mmの主ダクト12および14、直径がおよそ1
mmの絞り24、そして直径がおよそ0.3mmの絞り46および48が選択される
。同実例において、制御室の作動表面積と制動室の作動表面積の比率はおよそ1
/10であり、一方、制動容積は(両制動室ともに等しく)およそ0.5cm
ある。
【0080】 この油圧モータは、ラジアルピストンを備えたモータでもよく、この場合の主
オリフィスは、モータの内部流体分配器を取り囲むケーシング部分に配置されて
おり、さらにこのケーシング部分は「分配カバー」と称されることもある。そし
て図4の油圧ユニットB1あるいはユニットB1およびB2の組合わせ全体でさ
え、この分配カバーに集積されていることもある。
【0081】 モータが複数種の可能容量(cubic capacity)を有する場合、モータは流体供
給または吐出の主オリフィスとして、複数のものを有していてもよい(例えば、
モータの任意の回転方向に対し、モータの可能容量の大小に応じて、供給を行う
ようになっている第1オリフィス、吐出を行うようになっている第2オリフィス
、そして吐出および供給いずれも行うようになっている第3オリフィスといった
ようなもの)。このような場合、本発明のバルブ装置は、上記の第1オリフィス
と第2オリフィスとの間に挿入される。
【0082】 図5乃至図7は図1乃至図3に示された装置の変形を示し、両者の違いは、ス
ライド内の溝の形状だけであり、図5乃至図7に示された装置のあらゆる構成要
素は前記溝を除いて、図1乃至図3と同じ参照符号となっている。
【0083】 つまり図5乃至図7では、スライド18の溝(環状溝)は参照符号22’とな
っている。この変形例において、溝22’の長さL’は、主ダクト12と14と
の間での最短距離であるDより長い。従って、スライド18が第1および第2端
位置にあるとき、図5乃至図7に示されるように、それらの状況はそれぞれ、図
1乃至図3と同じである。
【0084】 これとは対照的に、スライド18が中間位置にあるとき、図6に示されるよう
に、この溝22’は、連通ダクト17がボア16に接続する接続領域と、第1お
よび第2主ダクト12、14が前記ボアに接続される接続領域との、いずれにも
面する。
【0085】 換言すれば、スライドが中間位置にあるとき、溝22’は、第1主ダクト12
、第2主ダクト14、そして補助ダクト15との連通を成す。当然のことながら
、この中間状況は単に一時的なもので、長さL’は距離Dよりほんのわずかに長
いだけであり、なお損失水頭は生じるので、第1主ダクト12内もしくは第2主
ダクト14内の圧力を高くできるということが、重要である。
【0086】 溝22’がこの配置構成であると、振動の制動プロセスを促進するのに適して
いる。図5に示される状態から始まって、被動物体の慣性による反発を受けて、
第2主ダクト14内の圧が高くなると、上述のように、遅動手段の結果として、
スライドは図7の位置に向かってすぐに動くのではなく、むしろ補助ダクト15
を介して第2ダクト14内での圧力上昇の一部を「除去する」ことも可能である
【0087】 さらにこの圧力上昇を除去する現象はさらに、図6で示された中間状態で強化
され、流体は、溝22’によって第2主ダクト14から第1主ダクト12へ直接
(換言すれば絞り24は通らずに)行き、これによって、第1主ダクト12およ
び第2主ダクト14の圧力を図2の場合よりも迅速に釣り合わせるものである。
【0088】 図5乃至図7を参照して上述した装置を、図1乃至図3に示された装置の代わ
りに、図4の回路のユニットB1に配置して、同様に作動させてもよい。当然、
どちらの場合にも、使用されるポンプのタイプに応じて、図4に示されたように
「開回路」でもあるいは「閉回路」でもよい。
【0089】 傾斜ないしバンキング環境において、被動物体が完全に停止した後、被動物体
は当然、応力(重力)を受けるが、これは、モータが物体を正しい位置に保持で
きるように停止したときに、補正しなければならない。従って、モータの主ダク
トの1つ(つまり本発明の装置の主ダクトの1つ)はわずかに過剰な圧を受け、
次いでスライド18は、対応する端位置を取るようになっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明装置の3つの異なる状態における第1実施形態の軸方向断面図である。
【図2】 本発明装置の3つの異なる状態における第1実施形態の軸方向断面図である。
【図3】 本発明装置の3つの異なる状態における第1実施形態の軸方向断面図である。
【図4】 図1から図3に示した装置を含む、油圧モータに供給する流体回路を示す。
【図5】 本発明装置の3つの異なる状態における第2実施形態を示した図である。
【図6】 本発明装置の3つの異なる状態における第2実施形態を示した図である。
【図7】 本発明装置の3つの異なる状態における第2実施形態を示した図である。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年7月4日(2000.7.4)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】 これらの振動を抑えるためのシステムは十分満足できるものではない。という
のは、モータの効率アップのためにこれまで成されてきた努力と結果的に矛盾す
る効率低下にならざるをえず、さらに、モータを停止したとき被動物体を正確に
位置づけることがほとんど不可能にならざるをえないからである。具体的にはモ
ータが油圧掘削機のタレットを駆動するようになっている場合、このタレットが
実際に停止するとき、モータを切る際の目標となる角度上の位置に対して、移動
空間内で循環しうる流体量に応じた角度上のずれが生じてしまう。 欧州特許出願公開公報(EP A 0 457 913)で述べた装置は、キャビ
テーション現象を避けること、そして、大きな慣性を有する物体を駆動するモー
タが停止したときのショックを抑えるまたは減らすことを、目指している。 ここに開示された装置は、流体回路の2つの主ダクトのそれぞれに接続される
ようになった第1および第2主ダクトと、流体回路の補助ダクトに接続されるよ
うになった補助ダクトとを含み、そして、第1主ダクトの流体圧が第2主ダクト
の流体圧よりも大きい状態で、前記第2主ダクトが補助ダクトに接続されて、そ
の一方で、第1主ダクトが第2主ダクトおよび補助ダクトから隔離される第1配
置構成と、第2主ダクト内の流体圧力が第1主ダクト内の流体圧力よりも大きい
状態で、前記第1主ダクトが補助ダクトに接続されて、その一方、第2主ダクト
が第1主ダクトおよび補助ダクトから隔離される第2配置構成とをとることがで
きる。 この装置によって、モータが停止しているときは低圧である主ダクトを、補助
ダクトに接続されているようにでき、そのことによって、前記主ダクトのキャビ
テーションは避けられる。換言すれば、本バルブは、低圧のダクトを選択しそれ
をブースタ圧に接続させるようにするだけである。 しかしこの装置は、モータが停止した後にほとんど切れ目なくおこる振動を避
けることはできない。このバルブは、2つの主ダクト間の圧力差を迅速に抑える
ことなく、第1配置構成から第2配置構成に交互に移動するのが、振動の要因と
なっている。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】 この目的は、第1および第2主ダクトの圧力差の符号が変わったときに、第1
および第2配置構成の一方から他方への移行速度を抑えるのに適した、遅動手段
を、バルブ装置が含んでいることによって、達成される。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 大きい慣性を有する物体を駆動するのに適した少なくとも1つの油圧モータ(
    M)用のバルブ装置(10)であって、前記油圧モータが作動していないときは
    遮断される2つの主ダクト(112、114)すなわち流体供給ダクトおよび流
    体吐出ダクトと、内部の流体圧力が前記油圧モータのフィード圧より低い補助ダ
    クト(111)とを含む流体回路に接続されるように設計された油圧モータ(M
    )用のバルブ装置(10)において、 前記流体回路の2つの主ダクトのそれぞれに接続される第1および第2主ダク
    ト(12、14)と、前記流体回路の補助ダクトに接続される補助ダクト(15
    )とを備え、 前記第1主ダクト(12)内の流体の圧力が前記第2主ダクト(14)内の流
    体の圧力よりも大きい状態で、前記第2主ダクトが補助ダクト(15)に接続さ
    れるとともに、前記第1主ダクト(12)が前記第2主ダクトおよび前記補助ダ
    クト(15)から隔離されている、第1配置構成(図1および5)と、 第2主ダクト(14)内の流体の圧力が第1主ダクト(12)内の流体の圧力
    よりも大きい状態で、前記第1主ダクトが前記補助ダクト(15)に接続される
    とともに、前記第2主ダクト(14)が前記第1主ダクトおよび前記補助ダクト
    から隔離されている第2配置構成(図3、4、および7)と、をとることができ
    、 更に、前記第1および第2主ダクト(12、14)の圧力差の符号が変化した
    とき、前記第1および第2配置構成の一方から他方への移行速度を抑えることが
    できる遅動手段(36、46、38、48)を備えた、 ことを特徴とするバルブ装置。
  2. 【請求項2】 前記第1および第2主ダクト(12、14)内の流体の圧力差を要因として、
    2つの端位置間で移動させられる可動部材(18)を含み、 前記可動部材(18)は、前記2つの端位置である第1端位置および第2端位
    置において、状況に応じて、前記第2主ダクト(14)または前記第1主ダクト
    (12)を、寸法規制された絞り通路(24)を介して前記補助ダクト(15)
    と連通させることを特徴とする、請求項1に記載のバルブ装置。
  3. 【請求項3】 前記可動部材(18)が、前記第1および第2主ダクト(12、14)が補助
    ダクト(15)から隔離されている「中間位置」と称される第3位置(図2)を
    とることができることを特徴とする、請求項2に記載のバルブ装置。
  4. 【請求項4】 前記可動部材(18)が、前記第1および第2主ダクト(12、14)と補助
    ダクト(15)とが相互に接続されている「中間位置」と称される第3位置(図
    6)をとることができることを特徴とする、請求項2に記載のバルブ装置。
  5. 【請求項5】 前記可動部材(18)が、前記第1および第2主ダクト(12、14)が接続
    されるボア(16)内で滑動するように取り付けられたスライド(18)により
    形成され、 前記補助ダクト(15)に連続的に接続された連通ダクト(17)が、前記第
    1および第2主ダクトが前記ボア(16)に接続される接続領域間で延びる前記
    ボア(16)の一部分において、前記ボア(16)に接続され、 前記スライド(18)は、前記スライド(18)が前記第1端位置にあるとき
    には前記第2主ダクト(14)と前記連通ダクト(17)との間のリンクを形成
    し、前記スライド(18)が前記第2端位置にあるときは前記第1主ダクト(1
    2)と前記連通ダクト(17)との間のリンクを形成し、前記リンク内を流れる
    流体が、寸法規制された絞り手段(24)を通過するようにする、選択的連通を
    形成する手段(22、22’)を有し、 前記スライド(18)は、前記スライド(18)が前記第1端位置にあるとき
    には前記第1主ダクト(12)を前記連通ダクト(17)から隔離し、前記スラ
    イド(18)が前記第2端位置にあるときは前記第2主ダクト(14)を連通ダ
    クト(17)から隔離する閉鎖手段(18A、18B)を有することを特徴とす
    る、請求項2乃至4のいずれか一項に記載のバルブ装置。
  6. 【請求項6】 前記連通ダクト(17)が、寸法規制された絞り通路(24)を有しているこ
    とを特徴とする、請求項5記載のバルブ装置。
  7. 【請求項7】 前記スライド(18)が、前記連通ダクト(17)が前記ボア(16)に接続
    される接続領域に面して連続的に配置されている環状の溝(22、22’)を有
    し、 前記スライド(18)が前記第1端位置にあるときは(図1および5)、前記
    溝(22、22’)は、前記第2主ダクト(14)が前記ボア(16)に接続さ
    れる接続領域に面して位置する一方で、前記第1主ダクト(12)が前記ボア(
    16)に接続される接続領域から隔離され、 前記スライド(18)が前記第2端位置にあるときは(図3および7)、前記
    溝(22、22’)は、前記第1主ダクト(12)が前記ボア(16)に接続さ
    れる接続領域に面して位置する一方で、前記第2主ダクト(14)が前記ボア(
    16)に接続される接続領域から隔離されることを特徴とする、請求項5または
    6に記載のバルブ装置。
  8. 【請求項8】 前記スライドの(18)の環状の溝(22)は、前記連通ダクト(17)が、
    前記ボア(16)に接続される接続領域に面する一方で、前記第1および第2主
    ダクト(12、14)が前記ボア(16)に接続される接続領域から隔離される
    ような中間位置が存在するような長さ(L)を有することを特徴とする、請求項
    3および7に記載のバルブ装置。
  9. 【請求項9】 前記スライド(18)の環状の溝(22’)は、前記連通ダクト(17)が、
    前記ボア(16)に接続される接続領域と、前記第1および第2主ダクト(12
    、14)が前記ボア(16)に接続される接続領域との両領域に面するような中
    間位置が存在するような長さ(L’)を有することを特徴とする、請求項4およ
    び7に記載のバルブ装置。
  10. 【請求項10】 前記スライド(18)内に設けられるとともに、前記第1主ダクト(12)に
    連続的に接続される(30)一方で前記第2主ダクト(14)から隔離された第
    1制御室(26)と、 前記スライド(18)内に設けられるとともに、第2主ダクト(14)に連続
    的に接続される(31)一方で前記第1主ダクト(12)から隔離された第2制
    御室(28)と、更に備え、 前記第1および第2主ダクト(12、14)内の流体の圧力差により前記第2
    制御室(28)内の流体の圧力に対して前記第1制御室(26)内の流体の圧力
    が増すことにより、前記スライド(18)が前記第1端位置に向かって動くこと
    ができ、 前記第1および第2主ダクト(12、14)内の流体の圧力の差により前記第
    1制御室(26)内の流体の圧力に対して前記第2制御室(28)内の流体の圧
    力が増すことにより、前記スライド(18)が前記第2端位置に向かって動くこ
    とができることを特徴とする、請求項5乃至9のいずれか一項に記載のバルブ装
    置。
  11. 【請求項11】 前記遅動手段が、前記スライド(18)の第1および第2端部(18C、18
    D)のそれぞれに設けられた第1および第2制動室(36、38)を含み、 前記第1および第2制動室(36、38)は、少なくとも第1および第2制動
    室(36、38)室から流出する方向への流体の流れを抑えるように寸法規制さ
    れた絞り手段(46、48)を介して、前記補助ダクト(15)と連続的に連通
    していることを特徴とする、請求項5乃至10のいずれか一項に記載のバルブ装
    置。
  12. 【請求項12】 前記第1制御室(26)が、前記スライド(18)の第1端部(18C)で開
    口する第1ブラインドボア(27)内に形成され、前記第1ブラインドボア(2
    7)内に設けられた第1円筒ロッド(56)によって前記第1制動室(36)か
    ら分離されており、 前記第2制御室(28)が、前記スライド(18)の第2端部(18D)で開
    口する第2ブラインドボア(29)内に形成され、前記第2ブラインドボア(2
    9)内に設けられた第2円筒ロッド(58)によって前記第2制動室(38)か
    ら分離されていることを特徴とする、請求項10および11に記載のバルブ装置
  13. 【請求項13】 前記第1および第2円筒ロッド(56、58)が、前記第1および第2ブライ
    ンドボア(27、29)のそれぞれの中で、自由に動けるように取り付けられて
    いることを特徴とする、請求項12に記載のバルブ装置。
  14. 【請求項14】 前記補助ダクト(111)が、流体回路をブーストするブースタダクトであっ
    て、前記補助ダクト(111)内で、流体が、前記フィード圧より低い任意の圧
    力で維持されることを特徴とする、請求項1乃至13のいずれか一項に記載のバ
    ルブ装置。
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