JP2003247505A - 分離アクチュエータ機械機構を動作させる油圧制御回路 - Google Patents
分離アクチュエータ機械機構を動作させる油圧制御回路Info
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Abstract
油圧回路を提供する。 【解決手段】 第1および第2シリンダを同時に動作さ
せるシステムは加圧流体の供給源に接続するための流入
ノードと、タンクに接続するための排出ノードを有す
る。2位置3方向主制御バルブは流入ノードに接続され
る第1ポートと、排出ノードに接続される第2ポート
と、共通ポートとを有する。第1バルブは共通ポートを
第1シリンダの第1ポートに接続し、第2バルブは共通
ポートを第2シリンダの第1ポートに接続する。第3バ
ルブは流入ノードを第1シリンダの第2ポートおよび第
2シリンダの第2ポートに接続する。主制御バルブおよ
び第3および第4バルブの一方を選択的に動作させるこ
とにより、第1および第2シリンダが移動する方向を決
定する。第1および第2バルブの動作により、第1およ
び第2シリンダに出入りする作動液を計量し動作量を制
御する。
Description
せるための油圧回路に関し、特に複数のアクチュエータ
ーが部材を動作させるため調和して駆動される油圧回路
に関する。
により制御される、油圧シリンダやピストン構成のよう
な、アクチュエータにより操作される複数の可動部材を
備えている。このような装置内の手動油圧バルブから電
気制御装置やソレノイドバルブの使用に移行しつつある
のが現在の傾向である。この型の制御は、装置中に配置
された複数のアクチュエータに伸びる個別油圧ラインで
複数の制御バルブを運転席に配置する必要がないので、
油圧配管系統を単純化できる。複数の油圧供給および戻
りラインのみが装置中に張り巡らされた状態で、制御バ
ルブ類が複数のアクチュエータに配置できる。この技術
の変遷により、コンピュータによる種種の機械機能の制
御を容易にしている。
することにより、米国特許第5,878,647号に記
載されているように、4個で1組の比例ソレノイドバル
ブにより制御される場合がある。オペレータが装置上の
部材を移動したい場合、制御レバーが操作され、部材に
付随するシリンダ用のソレノイドバルブを駆動する電気
信号を発生させる。1つのソレノイドバルブは開放さ
れ、作動液をピストンの片側のシリンダ室に供給する。
他のソレノイドバルブは流体がピストンの他方のシリン
ダ室から排出するように開放する。複数のソレノイドバ
ルブが開放する程度を変化させることにより、付随する
シリンダ室を出入りする流量が計量され、ピストンの移
動速度を制御する。各組の一対のバルブはアクチュエー
タや関連する機械部材を一方向に移動させるために使用
され、他の一対のバルブは他方向への動きを発生させ
る。
には並列に機能する複数のアクチュエータにより操作さ
れる。例えば、フロントエンドローダのブームは分離し
たピストンシリンダ構成により上昇および下降する一対
のアームを持っている。この負荷は2個のアクチュエー
タ間に分離され、機械アセンブリは「分離アクチュエー
タ機構」と呼ばれ、フロントエンドローダの場合、「分
離シリンダ機構」と呼ばれる。2つのシリンダは多くの
場合ホースによりシリンダに接続された単一の制御バル
ブアセンブリにより制御された。ホースの破壊によりブ
ームが下降するのを防止するため、安全バルブを各シリ
ンダに取り付ける必要がある。代案として、4個の比例
ソレノイドバルブの複数組が各シリンダに配置され、剛
性な配管に接続される。このような構成でホースが破裂
すると、バルブ類は閉じ、ブームが降下するのを防止す
る。しかしながら、この代替手段は単一のシリンダ機能
と比べて2倍の数の制御バルブおよびその関連する規制
事項を必要とした。
る油圧バルブの数を減らして、油圧装置の機械部材の安
全な制御を維持することの要望がある。
エンドローダの分離シリンダのような第1および第2ア
クチュエータを操作させるために設けられる。これらの
アクチュエータの各々は第1および第2ポートを有す
る。油圧システムは加圧作動液の供給源に接続される一
方のポートと作動液のタンクに接続される他方のポート
と、共通ポートを有する主制御バルブを含んでいる。第
1制御バルブは主制御バルブの共通ポートを第1アクチ
ュエータの第1ポートに選択的に接続する。第2制御バ
ルブは主制御バルブの共通ポートと第2アクチュエータ
の第1ポートとの間に接続される。第3制御バルブは第
1アクチュエータの第2ポートと第2アクチュエータの
第2ポートを加圧作動液の供給源に選択的に接続する。
第4制御バルブは第1アクチュエータの第2ポートと第
2アクチュエータの第2ポートを作動液タンクに選択的
に接続する。
動作させるため、主制御バルブは加圧作動液の供給源を
共通ポートに接続するように位置決めされ、第4制御バ
ルブは第1および第2アクチュエータの第2ポートとタ
ンク間に流体通路を形成するように開放される。第1お
よび第2電磁油圧比例バルブは移動速度を制御するため
第1および第2アクチュエータに流れる作動液を計量す
るように操作させる。第4制御バルブが開放される程度
によりアクチュエータからの作動液の流量を計量する。
に動作させるため、主制御バルブはタンクを共通ポート
に接続するように位置決めされ、第3制御バルブは第1
および第2アクチュエータの第2ポートと加圧作動液供
給源間に流体路を形成するように開放される。第3制御
バルブが開放する程度により、第1および第2アクチュ
エータに流れる作動液量を計量するように開放され、第
1および第2電磁油圧比例バルブはアクチュエータから
の作動液を計量するように動作される。
10はポンプ12により第1および第2油圧シリンダ1
4と16のような一対のアクチュエータに供給される加
圧作動液の流量を制御する。ポンプ12は流体を機械の
他の油圧機能に供給する。各油圧シリンダはシリンダを
ヘッド室13とロッド室15に分割するピストン17を
持っている。ロッド18はピストン17を機械の部材に
結合する。第1および第2油圧シリンダ14および16
は機械部材を一体的に動かすためタンデム状に接続され
る。例えば、各シリンダは負荷バケットを上昇させる複
数のブームアームの一つに接続されているピストンロッ
ドを有するフロントエンドローダのフレームに回動可能
に接続される。
ダ14および16からリザーバタンク19に流れる作動
液の流量を制御する。例示を容易にするため、タンク1
9は流体をポンプ12に供給する部分と、(図面の底部
での)流体がシリンダから排出する他の部分との2つの
部分に分割して示されるが、この概略図は単一のタンク
構造に対応することは当業者により理解される。例示を
容易にするため、分離された機能のための部分のみが示
されているが、ポンプ12とリザーバタンク19が機械
で他の機能を実施することが理解されるべきである。
0により2位置3方向主制御バルブ22と、4個の電磁
油圧(EHP)バルブ32、36、42、44からなる
バルブアセンブリの流入ノード21に接続される。具体
的には、流入ノード21はソレノイドにより操作される
主制御バルブ22に接続される。ソレノイドは油圧シス
テム10が配置されている機械のコンピュータ制御装置
24からの信号により励磁されると、主制御バルブ22
は流入ノード21がバルブの共通ポートに接続される第
1位置に配置される。ソレノイドが消磁状態になると、
ばね26が主制御バルブ22を共通ポート28がバルブ
アセンブリの排出ポート29に接続される第2位置に正
常に偏倚する。排出ノード29は戻りライン30および
追加タンク戻りライン31によりシステムタンク19に
接続される。第1圧力センサ37は共通ポート28の圧
力に相当する電気信号を発生し、電気信号が入力として
制御装置24に対して入力される。
バルブ32を第1シリンダ14のヘッド室のためのポー
トに接続される。典型的には、このEHPバルブ32は
第1シリンダ14に配置される。制御装置24からの信
号により、第1EHPバルブ32は主制御バルブ22の
共通ポート28と第1シリンダ14のヘッド室13と間
の流量を計量する。第1EHPバルブ32に流れる作動
液流量の大きさは制御装置24により印加される電流の
レベルに依存する。第2圧力センサー34は第1シリン
ダ14のヘッド室13の圧力に相当する電気信号を発生
し、電流信号は入力として制御装置24に入力される。
主制御バルブ22が正常位置にあるとき第1EHPバル
ブ32の制御室の圧力を解放することにより、機械圧力
リリーフバルブ33は第1シリンダ14のヘッド室の圧
力が任意の閾値を超えると反応する。
と油圧システム10に使用される他のEHPバルブ3
6、42、44の好ましい実施例の詳細を示している。
他の型の電磁油圧非電気バルブを本発明にしたがって油
圧回路に使用可能であることを理解すべきである。例示
のバルブ110はバルブ本体112の縦長穿孔116内
に搭載された円筒バルブカートリッジ114から構成さ
れる。バルブ本体112は縦長穿孔116と連通する横
長第1ポート118を有する。第2ポート120はバル
ブ本体を通して伸び、縦長穿孔116の内部端部と連通
する。バルブシート122は第1および第2ポート11
8と120間に形成される。
ポート間の作動液流量を選択的に制御するためバルブシ
ート122に対して縦長穿孔116内を滑動する。中央
穿孔126が主バルブポペット124内に形成され、第
2ポート120の開口部から主バルブポペットの遠方側
の制御室128の第2開口部に延在する。第1逆止バル
ブ134は流体がポペットの中央穿孔126から第2ポ
ート120にのみ流れるのを可能にする。第2逆止バル
ブ137は通路内の流体がポペット穿孔126から第1
ポート118の方向にのみ流れるように制限する。
第2開口部はパイロット開口部141が貫通して伸びる
状態で弾性シート129により閉止される。弾性管状支
柱132は弾性シート129を偏倚する。弾性シート1
29の反対側は管状支柱132により主バブルポペット
124内に形成された制御室128およびパイロット通
路135の圧力にさらされる。
ート120間に伸びる通路152内の第3逆止バルブ1
50を内蔵している。第3逆止バルブ150により、流
体が第2ポート120から制御室128内にのみ流れる
のを可能にする。第4逆止バルブ154は流体が第1ポ
ート118から制御室128にのみ流れるように他の通
路156に配置される。これらの2つの逆止バルブ15
2と156はそれぞれ流量制限オリフィス153および
157を持っている。
ル139、電機子142、およびパイロットポペット1
44からなるソレノイド136により制御される。電機
子142はカートリッジ114を貫通する穿孔116内
に位置決めされ、第1ばね145は電機子から離間する
ように主バルブポペット124を偏倚する。パイロット
ポペット144は管状電機子142の穿孔146内に配
置され、調整ねじ160に係合する第2ばね148によ
り電機子内に偏倚される。
第2ばね148は電機子142の端部152に対してパ
イロットポペット144に力を加え、電機子とパイロッ
トポペットを主バルブポペット124に向けて押し付け
る。これにより、パイロットポペット144の円錐先頭
が弾性シート129とパイロット通路135内のパイロ
ット開口部141に入り閉止し、制御室128と第2ポ
ート120間に流体が通じるのを止める。
118と120間の作動液の流量を比例的に計量する。
電流は電機子142をソレノイド136内に引きこみ、
主バルブポペット124から離間させるように電磁界を
発生させる。電流の振幅はバルブが開放する量およびバ
ルブを通して流れる作動液の流量を決定する。
2ポート120の圧力を超えると、より高い圧力が第4
逆止バルブ154を介して制御室128に伝達される。
電機子142が動くにつれて、パイロットポペット14
4のヘッド166はパイロット開口部141を開放する
主バルブポペット124から強制的に離間される。この
作用により、作動液が制御室128、パイロット通路1
35、第1逆止バルブ134を介して第1ポート118
から第2ポート120に流れる。パイロット通路135
を通過する作動液の流れは制御室128内の圧力を第2
ポート120の圧力に減少させる。表面158に加えら
れる第1ポート118内のより高い圧力は第1および第
2ポート118と120間に直接の連通を開くバルブシ
ート122から離間するように主バルブポペット124
を強制する。主バルブポペット124の動きは、平衡圧
力がオリフィス157を介して流れる一定の流量とパイ
ロット開口部141に対するパイロット開口部の有効オ
リフィスとにより主ポペット124間に確立するまで、
継続する。このバルブ開口部のサイズと貫通する作動液
の流量は電磁コイル139内の電流の大きさにより制御
される電機子142とパイロットポペット144の位置
により決定される。
18内の圧力を超えると、第2ポートから第1ポートに
流れる比例流量はソレノイド136を活性化することに
より得られる。この場合、より高い第2ポート圧力は第
3逆止バルブ154を介して制御室128に伝達され、
パイロットポペット144がパイロットシート129か
ら離間するように動くと、流体が制御室、パイロット通
路135、第2逆止バルブ137から第1ポート118
に流れる。これにより、主バルブポペット124が底部
表面に作用するより高い圧力により開口する。
36は主制御バルブ22の制御ポート28を第2シリン
ダ16のヘッド室13のポートに結合する。典型的に
は、この第2EHPバルブ36は第2シリンダ16に配
置される。制御装置24から個別の複数の電気信号は第
2EHPバルブ36の動作および通過する作動液の量を
制御する。第2リリーフバルブ38は、第2シリンダ1
6のヘッド室に過大な圧力が出現する場合、第2EHP
バルブ36を開放するように設けられる。第1および第
2リリーフバルブ33および38のための圧力基準ライ
ンがタンク戻りライン29に接続可能であり、または、
主制御バルブ22の共通ポート28の代りにタンク19
に直接接続可能であることに注目すべきである。
6は典型的には2つのシリンダ14と16に近接して配
置されることに注目すべきである。実際には、第1およ
び第2EHPバルブ32および36は好ましくは、比較
的耐破壊(burst-proof)接続を形成するように剛性なチ
ューブを使用して、シリンダに直接搭載される。すでに
注目されたように、シリンダ類に作用する重力は各シリ
ンダのヘッド室から作動液を強制に排出するように図1
に示される向きで、シリンダを下方向に押し下げる傾向
がある。したがって、油圧ホースが第1、第2、または
第3センサ37、34または35により監視された圧力
により示されるように油圧システム10内のどこかで破
損した場合、第1および第2EHPバルブ32および3
6はが閉止され、シリンダ14および16により維持さ
れた負荷を保持する。
各ロッド室15のポートは第3および第4EHPバルブ
42および44に伸びる共通油圧ライン40に接続され
る。第3圧力センサ35はロッド室15の圧力を示す電
気信号を発生し、この電気信号は入力として制御装置2
4に入力される。第3EHPバルブ42は油圧ライン4
0を流入ノード21を介してポンプ12の出力部に接続
する。第4EHPバルブ44は排出ノード29を介して
シリンダ14および16のロッド室からタンク戻りライ
ン30に油圧ライン40を接続する。これらのEHPバ
ルブ42と44は、後述されるように、制御装置24か
らの個別の電気信号により動作される。
3および第4EHPバルブ42と44の一方が開く主制
御バルブ22の位置により決定される。第1および第2
EHPバルブ32および36の動作により主制御バルブ
22と2つのシリンダ14と16間の流量を計量する。
8個のEHPバルブが一対の分離油圧シリンダの動作を
制御するために以前使用されていたが、本発明の油圧シ
ステム10では5個のバルブと、4個の双方向EHPバ
ルブ32、36、42および44と、1個の2位置3方
向主制御バルブ22のみを採用すれば足りる。
覧表により示された複数の動作モードを有する。最初の
2つはロッドがシリンダから伸張・後退する従来のモー
ドである。この正常伸張モードにおいて、主制御バルブ
22は励磁されるので、流体供給ライン20がバルブの
共通ポート28および第1および第2EHPバルブ32
および36に接続される。制御装置24は両シリンダ1
4と16のヘッド室13に対する作動液流量を計量する
ため第1および第2EHPバルブ32および36を励磁
する。このモードが生じている間、制御装置24は第2
圧力センサ34からの信号により示される圧力を監視す
る。同時に、第4EHPバルブ44はシリンダ14およ
び16のロッド室15をタンク戻りライン30に接続す
るために励磁されるので、ロッド18がシリンダから遠
方に伸張するにつれて、ロッド室から強制された流体が
タンク戻りライン30に流れる。第4EHPバルブ44
は戻り流量を計測するために制御装置24により動作さ
れる。この正常伸張モードにおいて、第3EHPバルブ
42は閉止状態に維持される。制御装置24は第3圧力
センサ35からの信号により示されるロッド室圧力を監
視する。
ブ42は流入ノードのポンプ12から油圧シリンダ14
および16のロッド室15に受け入れられた流量を計量
するために制御装置24により励磁される。主制御バル
ブ22はこのモードで消磁され、共通ポート28がタン
ク戻りライン30に接続されるばね26により位置決め
される。したがって、制御装置24による第1および第
2EHPバルブ32および36の動作によりシリンダ1
4および16のヘッド室13から主制御バルブ22を介
してタンク19に流れる流量を計量する。これにより、
ピストン17がロッド18を第1および第2シリンダ1
4および16に後退させる。
ードでのみ動作する場合は、主制御バルブ22は図3に
示される単方向2位置バルブにより代替可能である。図
1または図3に示される主制御バルブ22はパイロット
動作型バルブである。
ム10は3方向主制御バルブ22がポンプ供給ライン2
0をポート28に接続するように励磁される駆動再生伸
張動作モードを有する。制御装置24は供給ラインから
2つのシリンダ14および16のヘッド室に流れる流量
を計量するために第1および第2EHPバルブ32およ
び36を動作する。しかしながら、正常伸張モードと異
なり、駆動再生伸張モードは第4EHPバルブ44の閉
止状態を維持するので、シリンダ14および16から強
制された流体はタンク戻りライン30に流れない。その
代わり、制御装置24がシリンダロッド室から流体がポ
ンプ12から供給される流体と合流する流入ノード21
に流れる流量を計量する第3EHPバルブ42を動作さ
せる。シリンダ14および16のロッド室15から排出
される流体は再循環され、シリンダヘッド室13を満た
すために使用される。ロッド室15はヘッド室より小さ
いので、より大容量のヘッド室を満たすために要求され
る追加の流量がポンプ12により供給される。同様に、
任意のシリンダ速度を与えるためにポンプ12から供給
される要求流量は大幅に減少する。
とヘッド室間を自由に流れる標準フロートモードが得ら
れる。このモードを実行するためのある型の油圧システ
ムは、励磁されると、タンク19とバルブアセンブリの
排出ノード29間を完全に分離しまたは比例的に分離状
態を計量するタンク戻りラインバルブ31の追加を要求
する。タンク戻りラインバルブ31は図2に示されるよ
うなEHPバルブである。タンクとの分離状態にある
と、主制御バルブ22のソレノイドは消磁されるので、
その共通ポート28はバルブアセンブリの排出ノード2
9に接続される。このとき、第1および第2EHPバル
ブ32および36はシリンダ14および16のヘッド室
からの流路を与えるために開放される。第4EHPバル
ブ44は制御装置28により開放されるので、シリンダ
ロッド室はバルブアセンブリ排出ノード29に接続され
る。シリンダ14および16に作用する負荷力の方向に
依存して、流体をヘッド室13とロッド室15間に流す
ことが可能である。タンク戻りラインバルブ31が必要
とされるので、もしシリンダが伸張中、このモードにお
いて、ヘッド室13のキャビテーションを防止するため
に戻り流体がポンプやシステムの他の機能から転送され
る。タンク戻りラインバルブ31の目的は排出ノード2
9とタンク19間のライン内を制限することにある。さ
らに、もしヘッド室内のキャビテーションが許容可能で
あると、フロートモードための代替手段は必要とされな
い。
ンダの負荷に作用する力がヘッド室13から流体を強制
排出する傾向にある場合、非駆動再生後退モードが利用
可能である。この状態で、シリンダヘッド室13から消
磁された3方向バルブ22に流れる流量を計量するため
に第1および第2EHPバルブ32および36を動作さ
せることによりポンプ12から油圧を供給しない制御さ
れた方法で、ロッド18を後退可能であるので、流体が
バルブアセンブリの排出ノード29に流れる。第4EH
Pバルブ44は制御装置24により開放される。典型的
な機械において、排出ノード29はタンク戻りライン3
0を形成する比較的長い油圧ホースによりタンク19に
接続される。長いホースの流れに対する抵抗により、排
出ノード29の流体は最小の抵抗を有する通路として第
4EHPバルブ44の方向に流れる傾向にある。このよ
うに、第4EHPバルブ44を開放することにより、シ
リンダヘッド室13から排出されている流体がシリンダ
14および16のロッド室に流れる。より小容量のロッ
ド室を満たすために要求される流量を超えてヘッド室か
ら排出される過剰流量がタンク戻りライン30を介して
タンク19に流れる。タンク戻りライン30が比較的低
抵抗の通路である用途において、制御装置24は比例タ
ンク戻りバルブ31の動作を介して流れるラインの流量
を計量できる。
ブアセンブリのポンプ供給ライン20と排出ノード29
間のアンローダバルブ52とを有する第2油圧システム
50を示している。本発明のこの実施例はシリンダ14
および16に作用する重力や他の力がロッド18を伸長
する傾向がある場合、流体を非駆動再生伸張モード可能
にするロッド室15から強制的に排出する傾向にあるこ
とを利用することができる。ロッド室15からの流体は
第4EHPバルブ44を介してバルブアセンブリの出力
ノード29に対して計量される。この第3EHPバルブ
42が消磁されて閉止モードになると、タンク戻りバル
ブ31は比例的に制御される。3方向主制御バルブ22
も消磁状態に維持され、排出ノード29を共通ポート2
8および第1および第2EHPバルブ32および36に
接続する。これらのバルブ32および36はシリンダ1
4および16のヘッド室13に流れる作動液の流量を計
量するため制御装置24により動作される。ヘッド室1
3はロッド室から排出される流体量より大きい容量を要
求するので、アンローダバルブ52を介して流れるバイ
パス流または他の機能からの戻り流体はタンク戻りバル
ブ31の比例閉止により加圧される。
張モードでは第2圧力センサ34からの信号が容量とポ
ンプの出力圧力を制御する場合に制御装置24により使
用される可変容量形ポンプ12を利用することができ
る。このモードにおいて、流入ノード21をバルブの共
通ポート28を接続し、加圧流体を第1および第2EH
Pバルブ32および36に供給する3方向主制御バルブ
22が励磁される。第1および第2EHPバブル32お
よび36は2個のシリンダ14および16の各ヘッド室
に流れる流量を計量するため制御装置により動作され
る。この動作によりシリンダのロッド室15から油圧ラ
イン40に流体を強制的に流す。制御装置24はロッド
室から流体が可変容量形ポンプ12から流れる流体に加
えられる流入ノード21に流れる流量を計量するため第
3EHPバルブ42を動作する。ロッドをシリンダ14
および16から伸張するために必要な圧力を維持するた
めポンプ12の容量を調整することにより、制御装置2
4は第2センサ34からの圧力信号に応答する。この動
作によりより大きいヘッド室を拡張するために必要とさ
れる流量差が供給される。
に示される実施例に類似しており、同一部品には同一参
照番号が与えられている。第2電磁油圧比例バルブ36
は第2アクチュエータ16のヘッド室13を主制御バル
ブ22の共通ポート28に接続するシャドウポペットバ
ルブ60により置換される。このポペットは第1EHP
バルブの主ポペット124が動作するのと同様な方法で
第1EHPバルブ32の制御室128の圧力に応答し
て、動作する。ポペットバルブ60は第1EHPバルブ
32の主ポペット124と調和して開閉する。バルブ3
2および60は制御装置24により第1EHPバルブ3
2の動作に応答して比例量だけ開放する。したがって、
制御バルブ32および60は共通ポート28と各アクチ
ュエータ14および16のヘッド室間に同様な作動液の
計量を提供する。
る分離アクチュエータを制御するためのシステム70の
他の実施例を図示している。この油圧システム70にお
いて、流体はポンプ71によりタンク72から排出さ
れ、供給ライン73に供給される。パイロット動作型第
1制御バルブ74は加圧流体を供給ライン73から第1
アクチュエータ78の第1ポート75に接続する。この
第1ポート75は第1アクチュエータ78のヘッド室と
関連し、パイロット動作型第2制御バルブ76によりタ
ンク72に選択的に接続される。パイロット動作型第3
制御バルブ82はポンプ71の出力部を第1アクチュエ
ータ78のロッド室のための第2ポート77に接続す
る。パイロット動作型第4制御バルブ84が第2ポート
77をシステムタンク72に選択的に接続する。第1、
第2、第3、および第4制御バルブ74、76、82お
よび84は図2に示されるものと同様な構造を有する。
御室128の圧力はポンプ71から第2アクチュエータ
80の第1ポート79に流れる加圧流体の流れを制御す
る第1ポペットバルブ90を動作させるために加えられ
る。第1ポート79は第2アクチュエータ80のヘッド
室と関連している。パイロット動作型第2制御バルブ7
6の制御室は動作時に第2アクチュエータ80の第1ポ
ート79をタンク72に接続する第2ポペットバルブ9
2を動作させるように設けられる。パイロット動作型第
3制御バルブ82の制御室128は開放時ポンプ71と
第2アクチュエータ80の第2ポート81間に流路を設
ける第3パイロットバルブ94を動作させるように接続
される。同様に、パイロット動作型第4制御バルブ84
の制御室128の圧力は開放時第2アクチュエータ80
の第2ポート81とタンク72との間に通路を設ける第
4ポペットバルブ96を動作させるように加えられる。
ット動作型第1制御バルブ74はポンプ71から第1ア
クチュエータ78のヘッド室に加圧流体を案内するよう
に開放する。第1制御バルブ74の制御室128の圧力
により、第1ポペットバルブ90を対応する量だけ開放
させる。これにより、第2アクチュエータ80のヘッド
室を流体供給ライン73に接続させる。第1制御バルブ
74と第1ポペットバルブ90はこれらのピストンを上
昇させる傾向にある両アクチュエータ78および80の
ヘッド室に対する加圧流体を計量する。
ータ78の第2ポート77をタンク72に結合するパイ
ロット動作型第4制御バルブ84を動作し、アクチュエ
ータのロッド室内の流体をタンクに排出させる。パイロ
ット動作型第4制御バルブ84の制御室の圧力により、
第2アクチュエータ80の第2ポート81とタンク72
間に通路を形成する第4ポペットバルブ96のシャドウ
開口部を発生する。第1および第4ポペットバルブ90
および96と共に、第1および第4制御バルブ74およ
び84の上記組み合わせ動作により2つのアクチュエー
タ78および80内のピストンを上昇させる。
流体をタンク72に排出される通路を形成するため制御
装置86がパイロット動作型第2制御バルブ76を開放
するとき、ピストンは下降する。第2制御バルブ76の
制御室128の圧力により第2ポペットバルブ92を対
応する量だけ開放させる。第2ポペットバルブ92の開
口部は第2アクチュエータ80のヘッド室内の流体がタ
ンク72に流れるのを可能にする。この動作中、パイロ
ット動作型第3制御バルブ82はポンプ71から第1ア
クチュエータ78のロッド室に流れる加圧作動液を計量
するために動作される。この動作により、第2アクチュ
エータ80の第2ポート81に流れる加圧流体を計量す
る第3ポペットバルブ94のシャドウ動作を実行する。
ードは図7に示される分離アクチュエータシステム70
で利用可能である。この実施例は2個のアクチュエータ
を制御するため4個の電磁油圧バルブのみを使用し、双
方向に負荷を保持でき、且つ単に2つの作用ポート圧力
センサ98および99を要求する利点を有している。
に指向されている。いくつかの配慮が本発明の範囲内で
種々の変形例に対してなされたが、当業者は本発明の実
施例の開示から明らかである更なる変形例を実現できる
ことが予期される。したがって、本発明の範囲は上記の
記載により限定されることなく特許請求の範囲により決
定されるべきである。
イロットバルブの断面図である。
示される複数のバルブの状態を示す一覧表である。
を示す図である。
る。
た複数の電磁油圧制御バルブの一例を有する図1に示さ
れた回路と類似の油圧回路の概略図である。
ペットバルブを採用している他の油圧回路の概略図であ
る。
ルブ 33 リリーフバルブ 34、37 圧力センサ 110 バルブ 112 本体 114 円筒バルブカートリッジ 116 縦長穿孔 118 横長ポート 122 バルブシート 124 主バルブポペット 126 中央穿孔 128 制御室 135 パイロット通路 136 ソレノイド 142 電機子 144 パイロットポペット 150 逆止バルブ 157 オリフィス 160 調整ねじ
Claims (27)
- 【請求項1】 各々が第1および第2ポートを有する第
1および第2アクチュエータを動作させるための油圧シ
ステムにおいて、 加圧作動液の供給源に接続するための一方のポートと、
作動液タンクに接続するための他方のポートと、共通ポ
ートとを有する主制御バルブと;前記主制御バルブの共
通ポートを前記第1アクチュエータの第1ポートに接続
する双方向第1制御バルブと;前記主制御バルブの共通
ポートを前記第2アクチュエータの第1ポートに接続す
る双方向第2制御バルブと;前記第1アクチュエータの
第2ポートと前記第2アクチュエータの第2ポートの両
方を加圧作動液の供給源に接続する第3制御バルブと;
前記第1アクチュエータの第2ポートと第2アクチュエ
ータの第2ポートの両方を作動液タンクに接続する第4
制御バルブと;を備えることを特徴とする油圧システ
ム。 - 【請求項2】 前記主制御バルブは2位置3方向バルブ
であることを特徴とする請求項1記載の油圧システム。 - 【請求項3】 前記主制御バルブは前記一方のポートが
前記共通ポートに接続される第1位置と、前記他方のポ
ートが前記共通ポートに接続される第2位置とを有する
ことを特徴とする請求項1記載の油圧システム。 - 【請求項4】 前記第1制御バルブ、前記第2制御バル
ブ、前記第3制御バルブ、および前記第4制御バルブは
比例バルブであることを特徴とする請求項1記載の油圧
システム。 - 【請求項5】 前記主制御バルブが加圧作動液の供給源
を前記共通ポートに接続し、前記第1、前記第2および
前記第4制御バルブが開放され、前記第3制御バルブが
閉止される第1動作モードと;前記主制御バルブが作動
液タンクを前記共通ポートに接続し、前記第1、前記第
2、および前記第3制御バルブが開放され、前記第4制
御バルブが閉止される第2動作モードと;をさらに有す
ることを特徴とする請求項1記載の油圧システム。 - 【請求項6】 前記第1および第2動作モードの少なく
とも一方において、前記第1および第2制御バルブが流
量を計量するために動作されることを特徴とする請求項
5記載の油圧システム。 - 【請求項7】 前記第1動作モードにおいて、前記第4
制御バルブが流量を計測するために動作されることを特
徴とする請求項5記載の油圧システム。 - 【請求項8】 前記第2動作モードにおいて、前記第3
制御バルブが通過する流量を計量するために動作される
ことを特徴とする請求項5記載の油圧システム。 - 【請求項9】 前記主制御バルブが作動液タンクを前記
共通ポートに接続し、前記第1、前記第2、前記第4制
御バルブが開放され、前記第3制御バルブが閉止される
動作モードをさらに備えることを特徴とする請求項1記
載の油圧システム。 - 【請求項10】 前記第3制御バルブおよび前記第4制
御バルブは双方向バルブであることを特徴とする請求項
1記載の油圧システム。 - 【請求項11】 前記主制御バルブが加圧作動液の供給
源を前記共通ポートに接続し、前記第1、前記第2、前
記第3制御バルブが開放され、前記第4制御バルブが閉
止される第1動作モードと;前記主制御バルブが作動液
タンクを前記共通ポートに接続し、前記第1、前記第
2、前記第4制御バルブが開放され、前記第3制御バル
ブが閉止される第2動作モードと;前記主制御バルブが
作動液タンクを前記共通ポートに接続し、前記第1、前
記第2、前記第4制御バルブが開放され、前記第3制御
バルブが閉止される動作フロートモードと;をさらに備
えることを特徴とする請求項10記載の油圧システム。 - 【請求項12】 前記第1制御バルブ、前記第2制御バ
ルブ、前記第3制御バルブ、および前記第4制御バルブ
は電磁油圧比例パイロットバルブであることを特徴とす
る請求項1記載の油圧システム。 - 【請求項13】 前記油圧システムを作動液タンクに接
続する比例戻りライン制御バルブをさらに備えることを
特徴とする請求項1記載の油圧システム。 - 【請求項14】 前記油圧システムを加圧作動液の供給
源に接続するアンローダバルブをさらに備えることを特
徴とする請求項1記載の油圧システム。 - 【請求項15】 前記主制御バルブ、前記第1制御バル
ブ、前記第2制御バルブ、前記第3制御バルブ、および
前記第4制御バルブは電気的に動作されることを特徴と
する請求項1記載の油圧システム。 - 【請求項16】 前記主制御バルブ、前記第1制御バル
ブ、前記第2制御バルブ、前記第3制御バルブ、および
前記第4制御バルブに動作可能に接続された電子制御装
置をさらに備えることを特徴とする請求項15記載の油
圧システム。 - 【請求項17】 各々が第1および第2ポートを有する
第1および第2アクチュエータを動作させるための油圧
システムにおいて、 加圧作動液の供給源に接続するための流入ノードと;作
動液タンクに接続するための排出ノードと;共通ポート
を有し、前記流入ノードおよび前記排出ノードに接続さ
れる主制御バルブであり、前記流入ノードが前記共通ポ
ートに接続される第1位置と前記排出ノードが前記共通
ノードに接続される第2位置を有する主制御バルブと;
前記主制御バルブの前記共通ポートと前記第1アクチュ
エータの前記第1ポート間に接続された双方向第1比例
バルブと;前記主制御バルブの前記共通ポートと前記第
2アクチュエータの前記第1ポート間に接続された双方
向第2比例バルブと;前記流入ノードと、前記第1アク
チュエータの前記第2ポートと前記第2アクチュエータ
の前記第2ポートの両方間に接続された第3比例バルブ
と;前記流入ノードと、前記第1アクチュエータの前記
第2ポートと前記第2アクチュエータの前記第2ポート
の両方間に接続された第4比例バルブと;を備えること
を特徴とする油圧システム。 - 【請求項18】 前記油圧システムを前記作動液タンク
に選択的に接続する比例戻りライン制御バルブをさらに
備えることを特徴とする請求項17記載の油圧システ
ム。 - 【請求項19】 加圧作動液の供給源を前記排出ノード
に選択的に接続するアンローダバルブをさらに備えるこ
とを特徴とする請求項17記載の油圧システム。 - 【請求項20】 前記第1比例バルブ、前記第2比例バ
ルブ、前記第3比例バルブ、および前記第4比例バルブ
は電磁油圧バルブであることを特徴とする請求項17記
載の油圧システム。 - 【請求項21】 前記第1比例バルブ、前記第2比例バ
ルブ、前記第3比例バルブ、および前記第4比例バルブ
はパイロットバルブであることを特徴とする請求項17
記載の油圧システム。 - 【請求項22】 前記第3比例バルブと前記第4比例バ
ルブは双方向バルブであることを特徴とする請求項17
記載の油圧システム。 - 【請求項23】 各々が第1および第2ポートを有する
第1および第2シリンダを動作させるための油圧システ
ムにおいて、 加圧作動液の供給源に接続するための流入ノードと;作
動液タンクに接続するための排出ノードと;前記第1シ
リンダの前記第2ポートと前記第2シリンダの前記第2
ポートの両方に接続される油圧ラインと;共通ポートを
有し、前記流入ノードおよび前記排出ノードに接続され
る主制御バルブであり、前記流入ノードが前記共通ポー
トに接続される第1位置と前記排出ノードが前記共通ポ
ートに接続される第2位置を有する主制御バルブと;前
記主制御バルブの前記共通ポートを前記第1シリンダの
前記第1ポートに選択的に接続する双方向第1電磁油圧
比例バルブと;前記主制御バルブの前記共通ポートを前
記第2シリンダの前記第1ポートに選択的に接続する双
方向第2電磁油圧比例バルブと;前記油圧ラインを前記
流入ノードに選択的に接続する双方向第3電磁油圧比例
バルブと;前記油圧ラインを前記排出ノードに選択的に
接続する双方向第4電磁油圧比例バルブと;を備えるこ
とを特徴とする油圧システム。 - 【請求項24】 前記排出ノードを前記作動液タンクに
選択的に接続する比例戻りライン制御バルブをさらに備
えることを特徴とする請求項23記載の油圧システム。 - 【請求項25】 前記流入ノードを前記排出ノードに選
択的に接続するアンローダバルブをさらに備えることを
特徴とする請求項23記載の油圧システム。 - 【請求項26】 前記第1比例バルブ、前記第2比例バ
ルブ、前記第3比例バルブ、および前記第4比例バルブ
はパイロットバルブであることを特徴とする請求項23
記載の油圧システム。 - 【請求項27】 各々が第1および第2ポートを有する
第1および第2アクチュエータを動作させるための油圧
システムにおいて、 第1制御室を有し、前記第1アクチュエータの前記第1
ポートを加圧作動液の供給源に接続するパイロット動作
型第1制御バルブと;第2制御室を有し、前記第1アク
チュエータの前記第1ポートを作動液タンクに接続する
パイロット動作型第2制御バルブと;第3制御室を有
し、前記第1アクチュエータの前記第2ポートを加圧作
動液の供給源に接続するパイロット動作型第3制御バル
ブと;第4制御室を有し、前記第1アクチュエータの前
記第2ポートを作動液タンクに接続するパイロット動作
型第4制御バルブと;前記第1制御室の圧力に応答し
て、前記第2アクチュエータの前記第1ポートを加圧作
動液の供給源に接続する第1ポペットバルブと;前記第
2制御室の圧力に応答して、前記第2アクチュエータの
前記第1ポートを前記作動液タンクに接続する第2ポペ
ットバルブと;前記第3制御室の圧力に応答して、前記
第2アクチュエータの前記第2ポートを加圧作動液の供
給源に接続する第3ポペットバルブと;前記第4制御室
の圧力に応答して、前記第2アクチュエータの前記第2
ポートを前記作動液タンクに接続する第4ポペットバル
ブと;を備えることを特徴とする油圧システム。
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