JP2002536599A - 少なくとも２つの液圧式の消費器用の制御ユニットおよび該制御ユニット用の差圧弁 - Google Patents

少なくとも２つの液圧式の消費器用の制御ユニットおよび該制御ユニット用の差圧弁

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、少なくとも２つの液圧式の消費器に圧力を供給するために使用され、１つの需用流量制御式の調節ポンプと２つの可変式配量絞りと２つの圧力ゲージとを備え、前記調節ポンプの調整が、作動される液圧式の消費器の最大荷重圧に関連して１つのポンプ制御器によって可変であり、前記２つの配量絞りのうち第１の配量絞りが、前記調節ポンプを起点とする供給導管と第１の液圧式の消費器との間に配置され、また第２の配量絞りが、前記供給導管と第２の液圧式の消費器との間にｓ配置されており、前記２つの圧力ゲージのうち第１の圧力ゲージが前記第１の配量絞りに後置され、また第２の圧力ゲージが前記第２の配量絞りに後置されており、かつ前記圧力ゲージの各制御スプールが、所属の配量絞り後方の圧力によって開放方向に負荷可能である形式の制御ユニットに関する。このような制御ユニットにおいて調節ポンプの短時間の過剰量を液圧式の消費器の方に通流させないようにするために、圧力ゲージの制御スプールが閉鎖方向で、背面側制御室内に生じる制御圧によって負荷可能であり、該制御圧は弁装置によって、供給導管内に支配する供給圧から派生されておりかつ供給圧と共に変化するようになっている。更に本発明では、出口ポートの圧力を固定的な圧力差で入口ポートの昇圧した圧力に追従させる小形構造の差圧弁が開示されている。このような差圧弁によって、出口ポートからタンクへの絞り放圧と相俟って、出口圧と入口圧との間にその都度固定的な圧力差を生ぜしめることが達成される。このような弁は、本発明の制御ユニットにおいて使用するために特に適している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、特許請求の範囲の請求項１に発明の上位概念として規定した形式の
、液圧媒体の供給される少なくとも２つの液圧式の消費器（液圧アクチュエータ
）用の制御ユニットに関する。更にまた本発明は、特に前記制御ユニットにおい
て使用される差圧弁にも関する。
【０００２】 特許請求の範囲の請求項１に発明の上位概念として規定した形式の液圧制御ユ
ニットは、例えば欧州特許出願公開第０ ５６６ ４４９号明細書に基づいて公知
である。この液圧制御ユニットは、荷重検出（load-sensing）原理に基づいて働
く液圧制御ユニットであり、この場合調節ポンプは、作動される液圧式の消費器
の最大荷重圧に関連して、供給圧が所定の圧力差分だけ前記最大荷重圧よりも高
くなるようにその都度調整される。両液圧式の消費器に圧力媒体は、２つの調節
可能な配量絞りを介して流入し、両配量絞りのうち第１の配量絞りは、調節ポン
プから出るポンプ導管と第１の液圧式の消費器との間に配置され、また第２の配
量絞りは、前記ポンプ導管と第２の液圧式の消費器との間に配置されている。前
記配量絞りに後置された圧力ゲージによって、圧力媒体供給量が充分である場合
には液圧式の消費器の荷重圧には無関係に、配量絞りを介して所定の圧力差を生
ぜしめることができるので、液圧式の消費器に流入する圧力媒体量は、各配量絞
りの開口横断面積に関連しているにすぎない。配量絞りが更に開口される場合に
は、所定の圧力差を発生させるために、より多量の圧力媒体量が前記配量絞りを
介して流れなければならない。調節ポンプは、所要の圧力媒体量を供給するよう
にその都度調節される。従ってこれを需用流量制御とも云う。
【０００３】 配量絞りに後置された圧力ゲージ（圧力秤り）は開放方向では各配量絞り後方
の圧力によって負荷され、かつ閉鎖方向では背面側制御室内に生じる制御圧によ
って負荷され、該制御圧は通常、同一の液圧ポンプによって供給される全ての液
圧式の消費器の最大荷重圧に相当している。複数の液圧式の消費器の同時作動時
に、ストッパにまで調節される液圧ポンプによって供給される圧力媒体量が、吐
出される総圧力媒体量よりも少なくなるように配量絞りが開かれる場合には、個
々の液圧式の消費器に流入する圧力媒体量は、液圧式の消費器の各荷重圧には無
関係に、等比率で減少される。従ってこれを一般に、荷重に無関係な流量分配式
制御システム（ＬＵＤＶ式制御システム）と呼ぶ。このように作動制御される液
圧式の消費器は略してＬＵＤＶ式アクチュエータと呼ばれる。ＬＵＤＶ式制御シ
ステムの場合、最大荷重圧も検出され、かつ圧力媒体源によって、所定の圧力差
分だけ最大荷重圧を超える供給圧が発生されるので、ＬＵＤＶ式制御システムは
、荷重検出（或いは load-sensing）式制御システム（ＬＳ式制御システム）の
１つの特殊例である。
【０００４】 閉鎖方向では配量絞り手前の圧力のみによって負荷され、かつ開放方向では各
液圧式の消費器の荷重圧と圧縮ばねだけによって負荷されている圧力ゲージを前
置した夫々１つの配量絞りを介して圧力媒体が供給される複数の液圧式の消費器
の場合には、荷重に無関係な流量分配は得られない。ただ１つのＬＳ式制御装置
と１つのＬＳ式アクチュエータが在るにすぎない。このような制御システムは例
えばドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７１４１４１号明細書に基づいて公知
である。複数の液圧式の消費器が同時に作動されかつ調節ポンプによって供給さ
れる圧力媒体量が充分でない場合には、ここで荷重圧が最大の液圧式の消費器に
供給される圧力媒体量だけが減少されるにすぎない。
【０００５】 しかしながら配量絞りに後置された圧力ゲージを備えたＬＳ式制御システムに
対比して、配量絞りに前置された圧力ゲージを備えたＬＳ式制御システムの利点
は、調節ポンプから過剰量が短時間供給され、これに伴って供給圧が昇圧される
場合、前置の圧力ゲージが、その開放横断面積の減少によって、配量絞りを介し
て圧力差を増大することを許さないので、配量絞りを介してより多量の圧力媒体
量が流れず、かつ液圧式の消費器の速度が変化しない点にある。過剰量は圧力制
限弁を介してタンクに還流する。これに対して、配量絞りに後置された圧力ゲー
ジを備えた制御システムの場合には、過剰量は液圧式の消費器へ通流させられる
。
【０００６】 使用者が、荷重に無関係に流量を分配することに重きをおくか、それとも液圧
式の消費器に流入する過剰量を阻止することに重きをおくかに応じて、使用者は
ＬＵＤＶ式制御システムか、それともＬＳ式制御システムを所望することになる
。このことは、液圧構成要素のメーカーにとってこれまで不利なことであった。
それというのは当該メーカーは、 ＬＵＤＶ式制御システムのためにもＬＳ式制
御システムのためにも制御ブロックを提供せねばならないからである。両者の制
御ブロックは著しく相異している。それというのは圧力ゲージが対応の配量絞り
に前置されているか後置されているかに応じて、極度に異なった設計が必要にな
るからである。
【０００７】 以上述べた従来技術に対して本発明の課題は、特許請求の範囲の請求項１に発
明の上位概念として規定した形式の構成手段を備えた、要するに特に圧力ゲージ
を配量絞りに後置した形式の液圧制御ユニットを改良して、液圧式の消費器への
過剰量の流入を阻止するように構成することである。
【０００８】 前記形式の液圧制御ユニットにおいて提起した前記課題を解決する本発明の構
成手段は、請求項１の特徴部に記載したように、圧力ゲージの制御スプールが閉
鎖方向で、背面側制御室内に生じる制御圧によって負荷可能であり、該制御圧が
弁装置によって、供給導管内に支配する供給圧から派生されておりかつ供給圧と
共に変化する点にある。圧力ゲージを配量絞りに後置した後置の液圧式制御ユニ
ットの場合には、該圧力ゲージが背面側制御室内で最大荷重圧で負荷され、該最
大荷重圧に対して調節ポンプの吐出量が影響を及ぼすことがないのに対して、本
発明の制御ユニットでは、背面側制御室内に生じる制御圧が供給圧から派生され
かつ該供給圧と共に変化するのである。要するに調節ポンプの吐出量が需用量以
上であるため供給圧が昇圧すると、制御圧も昇圧する。それに相応して圧力ゲー
ジの制御スプールは閉鎖方向に動かされるので、配量絞り後方の圧力も昇圧し、
かつ圧力差が配量絞りを介して変化することはない。しかも配量絞りを経て生じ
る圧力差が一定であることは、配量絞りの開放横断面積が一定であれば、配量絞
りを介して流れる圧力媒体量も一定であることを意味している。従って配量絞り
とこれに後置された圧力ゲージとの基本的な配置関係を維持することによって、
従って制御ブロックを基本的に変化させることなく、僅かな修正を施すだけで、
圧力ゲージの前置された配量絞りを備えた制御装置の場合と同一の制御挙動が得
られ、ひいては全く異なった構成の制御ブロックが得られる。
【０００９】 本発明の液圧制御ユニットの有利な構成手段は、従属請求項の請求項２〜請求
項９に基づいて容易に想到することができる。
【００１０】 請求項２に記載したように、調節ポンプがストッパにまで未だ調節されていな
い場合、要するに圧力媒体量が充分である場合には、供給圧と制御圧との圧力差
が、供給圧と最大荷重圧との圧力差よりも大きくならないようにするのが有利で
ある。つまり圧力差がより大きい場合には、液圧式の消費器へ流入する圧力媒体
量は、この液圧式の消費器の荷重圧が制御圧よりも高いか、それとも低いかに関
連することになる。制御圧は最大荷重圧よりも僅かに高いのが有利であり、この
ように構成すれば、一方では無駄な絞り損失が圧力ゲージにおいて生じることが
ないばかりか、他方では最大荷重圧を有する各液圧式の消費器に対応配設された
圧力ゲージがなお制御範囲内にあることになる。
【００１１】 供給導管と圧力ゲージの背面側制御室との間に１つのノズルを間挿し、かつ前
記制御室とタンクとの間に１つの流量制御弁を間挿することによって、供給導管
と制御室との間に圧力差を発生させることが基本的には考えられる。その場合流
量制御弁を介して所定の制御オイル量が制御室からタンクへ流出することになる
。この制御オイル量は前記ノズルを介して制御室へ流入することになる。従って
ノズルを介して一定の圧力勾配が生じる。ノズルを介して流れる圧力媒体量が、
圧力媒体の粘稠性に著しく関連しているのは勿論のことである。従ってノズルに
代えて、請求項３に記載したように入口ポートを供給導管に接続しかつ出口ポー
トを圧力ゲージの背面側制御室に接続した差圧弁を使用するのが有利と考えられ
。該差圧弁は、請求項４に記載したように、固定的な圧力差に設定されかつ可動
の弁部材を有しており、該弁部材は、供給導管と圧力ゲージの制御室との間の流
体連通路を開放する方向で供給圧によって負荷され、かつ前記流体連通路を閉鎖
する方向で制御圧と制御ばねとによって負荷されているのが有利である。
【００１２】 請求項５に記載した特に有利な構成によれば、複数の圧力ゲージの背面側制御
室が互いに直結されており、前記圧力ゲージの背面側制御室内には同一の制御圧
が支配するようにする。従ってこの圧力ゲージにとって、供給圧から制御圧を派
生させるためにただ１つの弁装置が必要であるにすぎない。請求項６に記載した
特に有利な構成では、制御ユニットは荷重信号導管を有し、該荷重信号導管内に
シャトル弁（選択弁）を介して、その都度作動される液圧式の消費器の最大荷重
圧が伝達され、かつ制御ユニットは、供給圧と最大荷重圧との間の圧力差が所定
値を下回った場合に、前記荷重信号導管から少なくとも１つの圧力ゲージの背面
側制御室へ通じる流体連通路を開放する弁を有している。このように構成すれば
不飽和の場合、要するに調節ポンプの圧力媒体吐出量が不充分である場合、液圧
式の消費器間には、荷重に無関係な流量分配が得られ、前記液圧式の消費器に所
属の圧力ゲージの制御室は荷重信号導管に接続される。
【００１３】 不飽和状態時に他方の液圧式の消費器に対比して一方の液圧式の消費器に圧力
媒体を優先的に供給せねばならない場合、これは、請求項８に記載した構成手段
によって有利に行われる。その場合、圧力媒体を優先的に供給せねばならない液
圧式の消費器の圧力ゲージの背面側制御室は、他方の液圧式の消費器の圧力ゲー
ジの制御室から遮断されている。前記制御室内の制御圧は、別の弁装置を介して
流入圧から派生される。更に優先弁が設けられており、優先的な液圧式の消費器
の圧力ゲージの上流側に配置された配量絞りを介して所期の圧力差を維持するた
めに、ひいては調節ポンプの吐出量が需用量に相当しない場合に前記の優先的な
液圧式の消費器への充分な圧力媒体供給を維持するために、他方の液圧式の消費
器の背面側制御室内の制御圧が飽和状態時に前記優先弁の制御圧を介して昇圧さ
れる。請求項９に記載の優先弁は、供給導管に接続された第１の接続ポートと、
非優先的な液圧式の消費器に対応配設された圧力ゲージの背面側制御室に接続さ
れた第２の接続ポートとを有しかつ１つの弁部材を備え、該弁部材は、前記の第
１接続ポートと第２接続ポートとの間の連通路を開放する方向では、優先的な液
圧式の消費器に対応配設された配量絞りの下流側導管区分内に支配する圧力と付
加的力とによって負荷され、また前記の第１接続ポートと第２接続ポートとの間
の連通路を閉鎖する方向では供給圧によって負荷される。配量絞りの下流側で優
先弁の制御室を、圧力ゲージの上流側または下流側の導管区分に接続することが
可能である。それというのは圧力ゲージが全開している場合に優先弁は機能する
からであり、かつ、その場合圧力ゲージの前後には等圧が支配し、つまり優先的
な液圧式の消費器の荷重圧が支配するからである。
【００１４】 また本発明の課題は、請求項１から９までのいずれか１項記載の制御ユニット
において供給圧から圧力ゲージのための制御圧を特に派生させるために使用され
、かつ構造を特に小型化して造作なく制御ブロック内に挿嵌できるようにした差
圧弁を提供することでもある。
【００１５】 このような差圧弁は、特許請求の範囲の請求項１０の特徴部に記載した構成手
段によって得られる。
【００１６】 このような差圧弁の有利な構成手段は、請求項１１〜請求項１３に記載した通
りである。
【００１７】 本発明の制御ユニットの１実施例並びに、該制御ユニット内で使用される差圧
弁の１実施例は図面に図示した通りである。
【００１８】 次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
【００１９】 図１によればポンプ制御器１１を備えた調節ポンプ１０が圧力媒体をタンク１
２から吸込み、かつ該圧力媒体を供給導管１３の導管系内へ放出する。供給導管
１３を介して本実施例では、全てが差動シリンダとして構成された３つの液圧式
の消費器１４，１５，１６に圧力媒体が供給される。速度および運動方向を制御
するために各差動シリンダ１４，１５，１６には夫々、１つの配量絞り１７，１
８，１９と４ポート３位置方向切換え弁２０，２１，２２が配設されている。実
地では１つの配量絞りと１つの方向切換え弁が、ばねによって中立位置にセンタ
リングされた弁スプールを前記中立位置から特定方向に作動することによって、
差動シリンダの運動方向を規定し、かつ弁スプールの運動距離によって配量絞り
の開口横断面積を特定するように、それぞれ互いに一体化されている。これに関
する具体的な構成手段については、すでに前掲の欧州特許出願公開第０ ５６６
４４９号明細書を参照されたい。配量絞り１７，１８，１９は供給導管１３の導
管系に接続されている。１つの配量絞り１７，１８，１９と１つの方向切換え弁
２０，２１，２２との間にはそれぞれ１つの圧力ゲージ（圧力秤り）２３，２４
，２５が配置されており、詳細な図示は省いたがその制御スプールは開放方向で
は、各配量絞りの下流側の圧力によって、また閉鎖方向では背面側の制御室２６
内に支配する制御圧によって負荷されている。各方向切換え弁２０，２１，２２
は、各差動シリンダの圧力室に接続された２つの消費器接続ポート３０，３１と
、各圧力ゲージの出口に接続された１つの供給接続ポート３２と、１つの戻し接
続ポート３３とを備えており、該戻し接続ポートから戻し導管がタンク１２へ通
じている。方向切換え弁の中立位置では両消費器接続ポートは遮断されておりか
つ供給接続ポートはタンク接続ポートに接続されている。要するに圧力ゲージの
出口と供給接続ポートとの間の導管区分は放圧されている訳である。方向切換え
弁の一側方の作業位置では液圧シリンダの一方の圧力室に圧力媒体が流れるのに
対して、他方の圧力室からは圧力媒体はタンク１２へ流出することができる。
【００２０】 圧力ゲージ２３，２４，２５の制御スプールは閉鎖方向では、制御圧による以
外に、弱い圧縮ばね３４によっても負荷され、該圧縮ばねは、例えば０．５バー
ル等価の圧力を有するにすぎない。更に両圧力ゲージ２３，２４の制御室２６，
２７は１つの通路３５を介して互いに連通されているので、両制御室２６，２７
内には常に等しい制御圧が生じる。
【００２１】 圧力ゲージ２３，２４，２５の出口には、もしくは方向切換え弁３６の供給接
続ポート３２には、シャトル弁３６が接続されており、該シャトル弁は、調節ポ
ンプ１０のポンプ制御器１１に通じる荷重信号導管３７内に、その都度作動され
る全ての差動シリンダの最大荷重圧が生じるように、互いにリンクされている。
特に図２から判るように荷重信号導管３７は、３つの接続ポートを有する制御弁
３９に達しており、３つの接続ポートのうち第１接続ポートは、調節ポンプ１０
のサーボシリンダ４０に接続されている。制御弁３９の第２接続ポートは供給導
管１３に、また第３接続ポートはタンク１２に接続されている。制御弁３９の制
御スプールは、第１接続ポートを第２接続ポートに接続する方向では供給導管１
３内の圧力によって負荷され、また第１接続ポートを第３接続ポートに接続する
方向では荷重信号導管３７内の圧力と制御ばね４１とによって負荷される。図２
に示した接続構成図による調節ポンプと制御弁は一般に公知であり、市販されて
いるので簡単に入手可能である。なお念のために付記しておくが、図示の荷重検
出式（つまりロード・センシング式）ポンプ制御装置によって、制御ばね４１の
ばね力に等価の圧力差分だけ、荷重信号導管３７内の圧力よりも高い圧力が供給
導管１３内に生じる。
【００２２】 供給導管１３の導管系と、圧力ゲージ２３，２４の両制御室２６間の通路３５
との間には１つの差圧弁４５が配置されている。該差圧弁は、入口ポート４６に
よって供給導管１３に、また出口ポート４７によって通路３５に接続されている
。図１には図示しなかったが図３には図示した差圧弁４５のピストンスプール４
８の位置に応じて、入口ポート４６と出口ポート４７は相互に遮断されるか、或
いは、程度の差こそあれ大きな開口横断面積を介して相互に流体接続される。ピ
ストンスプール４８は、入口ポートと出口ポートとの間の開口横断面積を縮小さ
せる方向では、通路３５内および圧力ゲージの制御室２６内に支配する制御圧と
圧縮ばね４９のばね力とによって負荷され、また開口横断面積を拡大させる方向
では、供給導管１３内に支配する供給圧によって負荷される。制御圧および供給
圧を作用させるためのピストンスプールの有効面は等しい大きさであるので、差
圧弁４５は、通路３５内に生じる制御圧を、増大する供給圧に、その都度圧縮ば
ね４９のばね力に等しい差圧分の隔差で追従させるように働く。例えば差圧弁４
５は、制御圧が供給圧よりも２０バール低くなるように設定されている。通路３
５は小流量制御器５０を介してタンク１２に接続されているので、通路３５内の
制御圧は、小流量制御器５０を介しての圧力媒体の流出によって、漸減する供給
圧にも追従することができる。
【００２３】 荷重信号導管３７と通路３５との間には１つの逆止弁５１が間挿されており、
該逆止弁は、通路３５内の圧力が荷重伝達通路３７内の圧力に等しくなると、荷
重伝達通路３７から通路３５の方に向かって開弁する。圧力ゲージ２３，２４の
制御室２６内に生じる制御圧は、要するに荷重信号導管３７内に支配する最大荷
重圧以下に低下することはない訳である。
【００２４】 差圧弁４５に等しく構成されていて入口ポート４６をやはり供給導管１３に接
続している第２の差圧弁５２が設けられている。該差圧弁５２の出口ポート４７
は、圧力ゲージ２５の制御室２６に接続されている。差圧弁５２のピストンスプ
ールの制御は、差圧弁４５のピストンスプールの制御と全く同様に行われる。第
１と第２の差圧弁は、例えば２０バールの等差圧に設定されている。要するに調
節ポンプ１０の吐出量が充分であれば、制御室２６内の制御圧は供給圧よりも２
０バール低く、かつ（該供給圧は最大荷重圧よりも例えば２５バール高くなけれ
ばならないので）最大荷重圧よりも５バール分だけ高い。要するに圧力ゲージ２
３，２４，２５は、最大荷重圧を有するアクチュエータに対応配設されたものを
含めて全て制御位置に在る訳である。更にまた圧力ゲージ２５の制御室２６は、
第２の小流量制御器５０を介してタンク１２に接続されている。
【００２５】 調節ポンプ１０が最大吐出量を圧送しているが該吐出量が需用に充分でない場
合、差動シリンダ１６には、他の２つの液圧シリンダ１４，１５に対して優先的
に圧力媒体が供給されねばならない。この優先供給のために、入口ポート５６と
出口ポート５７とを有する比例動作絞りとして構成された優先弁５５が設けられ
ている。前記出口ポート５７は通路３５と流体接続されている。前記入口ポート
５６は配量絞り１９の上流側で供給導管１３に接続されている。詳細な図示は省
いた優先弁の可動弁部材は、入口ポートと出口ポートとの間の連通路を閉鎖する
方向では入口ポート内の圧力によって、要するに供給圧によって負荷され、また
連通路を開放する方向では配量絞り１９の下流側圧力と制御ばね５８のばね力と
によって負荷される。制御ばね５８は例えば次のように設計されている、すなわ
ち供給圧と配量絞り１９の下流側圧力との間の差圧が１９バールである場合に、
優先弁の弁部材に力の平衡が生じるように、設計されている。この差圧値は、差
圧弁５２を介して圧縮ばね３４のばね力に等しい圧力値０．５バール分だけ減少
された差圧値よりも僅かに小さい。要するに標準稼働中に配量絞り１９を介して
１９．５バールの圧力差が存在する間は、優先弁５５は応働しない。供給圧の減
少によって圧力差が配量絞り１９を介して１９．５バール以下の値に低下すると
、圧力ゲージ２５は全開するので、配量絞り１９の下流側圧力は、優先的な液圧
式の消費器１６の荷重圧に等しくなる。今や優先弁５５のばね側には、液圧式の
消費器１６の荷重圧が生じ、該荷重圧は優先弁５５を供給圧に抗して開放するこ
とができ、これによって通路３５内の圧力、ひいては圧力ゲージ２３，２４の制
御室２６内の圧力は、最大荷重圧を超えて昇圧される。従って圧力ゲージ２３，
２４は、配量絞り１７，１８の下流側の昇圧によってその制御スプールに力の平
衡が再び得られるまで、閉鎖方向に調節される。しかしながら圧力差は配量絞り
１７，１８を介して減少されている。液圧式の消費器１４，１５へ流れる圧力媒
体流は小さくなっている。究極的に優先弁５５は、圧力ゲージ２３，２４の制御
室２６内の昇圧によって次のように働く。すなわち、通路３５内の制御圧を高め
ることによって、配量絞り１７，１８を介しての圧力差、ひいては液圧式の消費
器１４，１５へ流れる圧力媒体流がその都度減少されて、標準運転中の圧力差に
ほぼ等しい圧力差を発生させる圧力媒体流量が配量絞り１９を介して流れるよう
にされる。
【００２６】 すでに述べたように、不飽和時、要するに優先弁５５が応働しなければならな
い場合には、配量絞り１９の下流側に荷重圧が支配する。それ故に択一的な実施
形態によれば、優先弁５５のばね側制御室を、配量絞り１９と圧力ゲージ２５と
の間の連通路に接続しないで、図１ａに図示したように、圧力ゲージ２５の出口
ポートに接続することも可能である。この場合は優先弁５５の弁部材は、入口ポ
ート５６と出口ポート５７との間の接続路を開放する方向に、優先的な液圧式の
消費器１６の荷重圧によって常に負荷される。いまや優先弁は、標準運転中にも
配量絞り１９を介して生じる差圧値と同一の値に設定することができる。それと
いうのは標準運転中では、優先的な液圧式の消費器１６の荷重圧と供給圧との差
圧は、配量絞り１９を介しての差圧よりも高く、従って優先弁５５は確実に応働
しないからである。
【００２７】 不飽和例が、液圧式の消費器１４，１５だけの作動時に発生する場合、供給圧
を低下することによって、通路３５内の制御圧は、荷重信号導管３７内に生じる
両液圧式の消費器１４，１５の最大荷重圧に等圧になる。従って逆止弁５１を介
して最大荷重圧が通路３５内へも伝達される。従って供給圧の更なる低下に基づ
いて、通路３５内および圧力ゲージ２３，２４の制御室２６内の制御圧がそれ以
上低下することはない。前記圧力ゲージ２３，２４は、該圧力ゲージと配量絞り
１７，１８との間に、圧縮ばね３４の圧力等量分だけ最大荷重圧よりも高い圧力
を供給圧の高さには無関係に生ぜしめるように働く。最大荷重圧よりもやや高め
られた当該圧力は、両配量絞り１７，１８の下流側で発生する。両配量絞り１７
，１８の上流側には供給圧が支配している。従って配量絞り１７を経て生じる圧
力差は、配量絞り１８を経て生じる圧力差に等しい。それ故に液圧式の消費器１
４，１５への圧力媒体流は、不飽和時には、優先的な液圧式の消費器１６が作動
されているか否かには関わり無く等比率で減少される。要するに液圧式の消費器
１４，１５はＬＵＤＶ式アクチュエータである。調節ポンプ１０によって、同時
に作動される全ての液圧式の消費器の圧力媒体需用量がカバーされる場合、差圧
弁４５，５２は小流量制御器５０と相俟って、圧力ゲージの制御室２６内の制御
圧を、固定的な隔差で供給圧に追従させるように働く。例えば広く開いた配量絞
りが全閉されるので、いま調節ポンプ１０が、需用量を超える量を短時間発生さ
せる場合、供給圧は短時間著しく昇圧する。制御圧はこの昇圧に追従するので、
圧力ゲージの制御スプールは閉鎖方向で、増強された制御圧で負荷され、圧力ゲ
ージの閉鎖方向に移動し、これによって配量絞りの下流側圧力を高めるので、配
量絞り１７，１８，１９を経て生じる圧力差は一定であるか、ごく僅かに高めら
れるにすぎない。要するに液圧式の消費器の速度が増速されることもない訳であ
る。過剰量は圧力制限弁６０を経てタンク１２へ流出する。
【００２８】 図１に示した制御ユニットにおいて使用される差圧弁４５，５２は、既に示唆
したように等しく、かつ図３に基づいて明らかなように組込みカートリッジとし
て構成されている。該差圧弁はカートリッジケーシング７０を有し、該カートリ
ッジケーシングを通って１つの段付き形の弁孔７１が軸方向に穿通されている。
一方の端部から弁孔７１内に１つの調節ねじ７２が螺入されており、該調節ねじ
によって弁孔７１は閉塞されており、かつ該調節ねじは制御ばね４９を支持する
ために役立つ。該制御ばねは、弁孔７１の大径区分内に位置し、かつ該大径区分
内に調節ねじ７２も螺入されている。制御ばね４９は、前記調節ねじ７２から離
反した方の端部でもってピストンスプール４８に支持されており、該ピストンス
プールは弁孔７１内で軸方向可動に案内されている。調節ねじ７２とピストンス
プール４８との間の弁孔自由空間を、ばね室７５と呼ぶこともできる。該ばね室
７５には、星形状の複数の半径方向孔７６が開口しており、該半径方向孔は差圧
弁の出口ポート４７を形成している。前記半径方向孔７６に対して軸方向間隔を
おいて（かつブロック内にカートリッジケーシング７０を組付けた後にはシール
ユニット７７によって前記半径方向孔７６から流体接続を断たれることになる）
別の複数の半径方向孔７８が前記カートリッジケーシング７０に穿通されており
、該半径方向孔７８は差圧弁４５，５２の入口ポート４６を形成している。カー
トリッジケーシング７０の外周に沿って（ブロック内にカートリッジケーシング
７０を組付けた後にも）前記半径方向孔７８とカートリッジケーシング７０の端
面７９との間には流体が自由に接続しており、前記端面では、弁孔７１の減径区
分が外向きに開口している。
【００２９】 ピストンスプール４８は弁孔７１の前記減径区分内で軸方向に案内されており
、かつこの減径区分の外周に１つの環状溝８０を有しており、該環状溝によって
、前記減径区分と弁孔７１の周壁との間に１つの環状室が形成されている。調節
ねじ７２寄りの端面からピストンスプール４８内には、１つの軸方向の盲孔８１
が穿設されており、該盲孔は前記環状溝８０の領域にまで達しており、其処で個
々の半径方向孔８２を介して該環状溝８０に接続されている。別の複数の半径方
向孔８３は、盲孔８１とばね室７５とを自由に流体接続させ、ひいては、ピスト
ンスプール４８の一方の端面が調節ねじ７２のストッパ面に当接した場合も、盲
孔８１と出口ポート４７とを流体接続させる。ピストンスプール４８は外向き肩
８４を有しており、該外向き肩でもってピストンスプール４８は、制御ばね４９
によって弁孔７１の内向き肩に圧着することができる。ピストンスプール４８が
前記内向き肩に当接すると、環状溝８０は、星形状の複数の半径方向孔７８とカ
ートリッジケーシング７０の端面７９との間に位置している。従って半径方向孔
７８と環状溝８０との間には開口横断面は存在しない。つまり環状溝８０の両側
でピストンスプール４８は弁孔７１内で、封隙作用をもって滑り案内されており
、従って半径方向孔７８はばね室７５から、また環状溝８０はカートリッジケー
シング（弁ケーシング）７０の端面７９の手前の室から流体を遮断されている。
要するに弁の入口ポート４６と出口ポート４７との間には流体を接続する連通は
存在しない訳である。運転中ピストンスプール４８は、弁ケーシング７０の端面
７９から入口圧によって負荷される。該入口圧に対抗して制御ばね４９が作用し
、かつ入口圧の作用面積に等しい面積で出口ポート４７に出口圧が作用する。出
口圧が、制御ばね４９のばね力に等量の圧力差分だけ入口圧より小さくなると、
ピストンスプール４８には力の平衡が生じる。調節ねじ７２を回動することによ
って、制御ばね（圧縮ばね）４９の予荷重を変化させ、ひいては入口圧と出口圧
との間の圧力差を変化させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 不飽和時にＬＵＤＶ式挙動を示しかつ１つの優先的な液圧式の消費器を含む制
御ユニットの実施例の接続構成図である。
【図１ａ】 図１に示した優先弁を作動制御するための択一的な１実施形態を示す構成図で
ある。
【図２】 図１に示した実施例で使用される調節ポンプの接続構成図である。
【図３】 図１に示した実施例で使用される差圧弁の縦断面図である。
【符号の説明】
１０ 調節ポンプ、 １１ ポンプ制御器、 １２ タンク、 １３ 供給導
管、 １４，１５，１６ 差動シリンダとしての液圧式の消費器、 １７，１８
，１９ 配量絞り、 ２０，２１，２２ ４ポート３位置方向切換え弁、 ２３
，２４，２５ 圧力ゲージ、 ２６ 背面側制御室、 ３０，３１ 消費器接続
ポート、 ３２ 供給接続ポート、 ３３ 戻し接続ポート、 ３４ 圧縮ばね
、 ３５ 通路、 ３６ シャトル弁、 ３７ 荷重信号導管、 ３９ 制御弁
、 ４０ サーボシリンダ、 ４１ 制御ばね、 ４５ 差圧弁、 ４６ 入口
ポート、 ４７ 出口ポート、 ４８ ピストンスプール、 ４９ 制御ばね、
５０ 小流量制御器、 ５１ 逆止弁、 ５２ 第２の差圧弁、 ５５ 優先
弁、 ５６ 入口ポート、 ５７ 出口ポート、 ５８ 制御ばね、 ６０ 圧
力制限弁、 ７０ カートリッジケーシングまたは弁ケーシング、 ７１ 段付
き形の弁孔、 ７２ 調節ねじまたは閉塞ねじ、 ７５ ばね室、 ７６ 半径
方向孔、 ７７ シールユニット、 ７８ 半径方向孔、 ７９ 端面、 ８０
環状溝、 ８１ 軸方向の盲孔、 ８２，８３ 半径方向孔、 ８４ 外向き
肩
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス ヴァイケルト ドイツ連邦共和国 カールスバッハ−ヘス ドルフ ホーフシュタットヴェーク ６ Ｆターム(参考） 3H059 AA12 BB22 CA02 CA04 CB04 CC02 CC06 CC11 CD05 CE01 EE13 FF03 3H089 AA27 CC01 CC12 DA03 DB02 DB13 DB14 DB37 FF07 GG02

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １つの需用流量制御式（荷重検出・制御式）の調節ポンプ（
    １０）と２つの可変式配量絞り（１７，１８，１９）と２つの圧力ゲージ（２３
    ，２４，２５）とを備え、前記調節ポンプ（１０）の調整が、作動される液圧式
    の消費器（１４，１５，１６）の最大荷重圧に関連して１つのポンプ制御器（１
    １）によって可変であり、前記２つの配量絞り（１７，１８，１９）のうち第１
    の配量絞りが、前記調節ポンプ（１０）を起点とする供給導管（１３）と第１の
    液圧式の消費器（１４，１５，１６）との間に配置され、また第２の配量絞りが
    、前記供給導管（１３）と第２の液圧式の消費器（１４，１５，１６）との間に
    配置されており、前記２つの圧力ゲージ（２３，２４，２５）のうち第１の圧力
    ゲージが前記第１の配量絞り（１７，１８，１９）に後置され、また第２の圧力
    ゲージが前記第２の配量絞り（１７，１８，１９）に後置されており、かつ前記
    圧力ゲージの各制御スプールが前面側で、所属の配量絞り（１７，１８，１９）
    の後方の圧力によって開放方向に負荷可能である形式の、少なくとも２つの液圧
    式の消費器（１４，１５，１６）に圧力媒体を供給するための制御ユニットにお
    いて、 圧力ゲージ（２３，２４，２５）の制御スプールが閉鎖方向で、背面側制御室
    （２６）内に生じる制御圧によって負荷可能であり、該制御圧が弁装置（４５，
    ５２）によって、供給導管（１３）内に生ぜしめられる供給圧から派生されてお
    りかつ供給圧と共に変化することを特徴とする、少なくとも２つの液圧式の消費
    器用の制御ユニット。
  2. 【請求項２】 調節ポンプ（１０）がストッパにまで未だ調節されていない
    場合（飽和状態時）には供給圧と制御圧との圧力差が、供給圧と最大荷重圧との
    圧力差よりも大きくない、請求項１記載の制御ユニット。
  3. 【請求項３】 弁装置が、入口ポート（４６）を供給導管（１３）に接続し
    かつ出口ポート（４７）を圧力ゲージ（２３，２４，２５）の背面側制御室（２
    ６）に接続した差圧弁（４５，５２）である、請求項１または２記載の制御ユニ
    ット。
  4. 【請求項４】 差圧弁（４５，５２）が、固定的な圧力差に設定されかつ可
    動の弁部材（４８）を有しており、該弁部材が、供給導管（１３）と圧力ゲージ
    （２３，２４，２５）の制御室（２６）との間の流体連通路を開放する方向で供
    給圧によって負荷され、かつ前記流体連通路を閉鎖する方向で制御圧と制御ばね
    （４９）とによって負荷されている、請求項３記載の制御ユニット。
  5. 【請求項５】 複数の圧力ゲージ（２３，２４）の背面側制御室（２６）が
    互いに直結されており、前記圧力ゲージ（２，２４）の背面側制御室（２６）内
    には同一の制御圧が支配している、請求項１から４までのいずれか１項記載の制
    御ユニット。
  6. 【請求項６】 荷重信号導管（３７）が設けられており、該荷重信号導管内
    にシャトル弁（３６）を介して、その都度作動される液圧式の消費器（１４，１
    ５，１６）の最大荷重圧が伝達され、かつ、供給圧と最大荷重圧との間の圧力差
    が所定値を下回った場合に、前記荷重信号導管（３７）から少なくとも１つの圧
    力ゲージ（２３，２４）の背面側制御室（２６）へ通じる流体連通路を開放する
    弁（５１）が設けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の制御ユ
    ニット。
  7. 【請求項７】 荷重信号導管（３７）と背面側制御室（２６）との間に介在
    する弁が、前記背面側制御室（２６）の方に向かって開く逆止弁（５１）である
    、請求項６記載の制御ユニット。
  8. 【請求項８】 第１の弁装置（４５）によってポンプ圧から、第１の圧力ゲ
    ージ（２３，２４）の背面側制御室（２６）用の制御圧が派生され、かつ第２の
    弁装置（５２）によってポンプ圧から、別の圧力ゲージ（２５）の背面側制御室
    （２６）用の制御圧が派生され、かつ、前記別の圧力ゲージ（２５）の上流側に
    配置された配量絞り（１９）を介して所期の圧力差を維持するため、ひいては調
    節ポンプ（１０）の吐出量が需用量に相当しない場合（不飽和状態時）に、相応
    の優先的な液圧式の消費器（１６）への充分な圧力媒体供給を維持するために前
    記第１の圧力ゲージ（２３，２４）の背面側制御室（２６）内の制御圧を、飽和
    状態時の制御圧以上に昇圧させる優先弁（５５）が設けられている、請求項１か
    ら７までのいずれか１項記載の制御ユニット。
  9. 【請求項９】 優先弁（５５）が、供給導管（１３）に結合された第１の接
    続ポート（５６）と、第１圧力ゲージ（２３，２４）の背面側制御室（２６）に
    結合された第２の接続ポート（５７）とを有しかつ１つの弁部材を備えており、
    該弁部材が、前記第１の接続ポート（５６）と前記第２の接続ポート（５７）と
    の間の連通路を開放する方向では、優先的な液圧式の消費器（１６）に対応配設
    された配量絞り（１９）の下流側導管区分内に支配する圧力と付加的力とによっ
    て負荷され、前記第１の接続ポート（５６）と前記第２の接続ポート（５７）と
    の間の連通路を閉鎖する方向では供給圧によって負荷される、請求項８記載の制
    御ユニット。
  10. 【請求項１０】 請求項１から９までのいずれか１項記載の制御ユニットで
    特に使用するための差圧弁において、 ａ）弁ケーシング（７０）が１つの弁孔（７１）を有し、該弁孔には、半径方向
    で入口ポート（４６）が開口し、かつ該入口ポートに対して軸方向間隔をおいて
    出口ポート（４７）が開口しており、 ｂ）前記弁孔（７１）内を１つのピストンスプール（４８）が軸方向に摺動可能
    であり、該ピストンスプールによって、前記入口ポート（４６）の開口横断面積
    が制御可能であり、かつ前記ピストンスプールの第１端面が、前記入口ポート（
    ４６）内に支配する圧力によって、また前記ピストンスプールの第２端面が、前
    記出口ポート（４７）内に支配する圧力によって負荷されており、 ｃ）前記ピストンスプール（４８）の一方の端面側と弁孔（７１）の閉塞部（７
    ２）との間に位置するばね室（７５）内には、開口横断面積を縮小する方向でピ
    ストンスプール（４８）を負荷する圧縮ばね（４９）が収容されており、 ｄ）出口ポート（４７）が前記ばね室（７５）内へ開口しており、 ｅ）前記ピストンスプール（４８）が、該ピストンスプール（４８）と弁ケーシ
    ング（７０）との間に形成された環状室（８０）を前記ばね室（７５）と流体接
    続させる複数の孔（７８）と、夫々封隙して前記弁孔（７１）内を案内される２
    つのシール区分とを有する中空ピストンであり、前記環状室（８０）が、前記入
    口ポート（４６）の開口横断面積９制御するための円環状の制御エッジを有して
    おり、前記の２つのシール区分のうち一方のシール区分が、前記入口ポート（４
    ６）と前記ばね室（７５）との間を封隙し、他方のシール区分が、前記ピストン
    スプール（４８）を穿通する流体通路（８０，８２，８１，８３）と前記ピスト
    ンスプール（４８）の第１端面との間を封隙していること を特徴とする、差圧弁。
  11. 【請求項１１】 圧縮ばね（４９）が、弁孔（７１）内に螺入されて該弁孔
    （７１）を閉鎖する閉塞ねじ（７２）に支持されている、請求項１０記載の差圧
    弁。
  12. 【請求項１２】 弁孔（７１）の直径がばね室（７５）の領域では、入口ポ
    ート（４６）の両側領域よりも大である、請求項１０または１１記載の差圧弁。
  13. 【請求項１３】 弁ケーシング（７０）が、ピストンスプール（４８）の第
    １端面側の開放された弁孔（７１）を有する組込みカートリッジであり、かつ前
    記ピストンスプール（４８）が段付きピストンとして構成されており、該段付き
    ピストンの大径区分によって、前記弁孔（７１）の内向き肩が、前記弁孔（７１
    ）の開放側の方へ向かって負荷可能である、請求項１２記載の差圧弁。
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