JP2009174714A - 分離型圧力補正装置を備えた油圧制御弁システム - Google Patents

Abstract

【課題】圧力補正弁の構造を単純化すると共に、製造時の複雑さを軽減する。
【解決手段】油圧弁アセンブリは、ボア７２内に補正器スプール７０がスライド可能に収容されている圧力補正弁４８を含む。計量オリフィス４４に接続された補正器前方部４６、油圧アクチュエータに通じるプレロード部７６、補助供給管７８、及び、負荷感知路８０は全て前記ボア７２内へ開いている。補正器スプール７０は、全補正器部と負荷感知路８０間の圧力差に応答して動く。そのような動きは、補正器前方部４６とプレロード部７６との間に設けられた第１の通路、及び、補助供給管７８と負荷感知路８０との間に設けられた第２の通路を選択的に開閉する。これらの通路を制御することによって、計量オリフィス４４を通しての圧力降下を一定に維持することができると共に、ポンプの出口における圧力を調整するために用いられる圧力信号を生じることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、油圧駆動機械類（ｈｙｄｒａｕｌｉｃａｌｌｙ ｐｏｗｅｒｅｄ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ）を制御する弁アセンブリ、特に、差圧（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）が一定に保持されて一定の流量を得ることができる圧力補正弁（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ ｖａｌｖｅ）に関する。

農業用、建設用、及び、産業用機械類は、シリンダ、及び、ピストン配列（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）のような油圧アクチュエータ（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ａｃｔｕａｔｏｒ）によって動作する部品（この明細書では、「構成要素」とも称する。）を有している。油圧液体（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｆｌｕｉｄ）を油圧アクチュエータに適用することは、手動操作式のレバーによって動作するスプール（ｓｐｏｏｌ）を備えた弁によって制御されることが多い。また、ソレノイドによって駆動されるスプールが利用できる。弁の本体における様々な位置へのスプールの移動によって、加圧液体の流れが、ポンプからそのシリンダにおける１つのチャンバに向かって変えられると共に、別のシリンダ室から排流される液体が制御される。一般的に、異なる油圧アクチュエータを動作させるために設けられた複数の弁は、弁アセンブリのセクションにおいて隣り合って組み合わせられている。

機械上に油圧駆動された部品の速度は、スプール弁における制御オリフィス（ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｒｉｆｉｃｅ）の断面積に依存し、そして、圧力はこれらのオリフィスを通して降下する。制御を促すために、圧力補正油圧制御システム（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ）は、圧力降下値を設定・維持することができるように設計されている。これらの従来型制御システムは、弁のワークポート（ｗｏｒｋｐｏｒｔ）における圧力を可変容量油圧ポンプ（ｖａｒｉａｂｌｅ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｐｕｍｐ）のインプットのほうに送る負荷感知線（ｌｏａｄ ｓｅｎｓｅ ｌｉｎｅ）を有している。前記可変容量油圧ポンプは、このシステムにおいて加圧された油圧液体を供給する。その結果得られたポンプアウトプットの順応（ｓｅｌｆ−ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ）は、制御オリフィスを通して概して一定の圧力だけを降下させ、その断面積は、機械の操作者によって異なってくる。これは、制御を促すが、その理由は、前記圧力降下が一定に起こると、機械部品の速度は、操作者用可変計量オリフィス（ｏｐｅｒａｔｏｒ ｖａｒｉａｂｌｅ ｍｅｔｅｒｉｎｇ ｏｒｉｆｉｃｅ）の断面積によってのみ定められるからである。

そのような従来技術が、米国特許第５，５７９，６４２号（発明の名称：圧力補正油圧制御システム）に記載されている。このシステムは、各弁セクションのすべての動力ワークポートにおける圧力を感知すると共に、これらのワークポート圧力のうち最も高いのを選択するシャトル弁（ｓｈｕｔｔｌｅ ｖａｌｖｅ）の鎖を用いる。その鎖における選択されたワークポート圧力が、遮断弁（ｉｓｏｌａｔｏｒ ｖａｌｖｅ）に加わる。ここで、遮断弁は、前記ワークポート圧力に基づいて、ポンプの制御インプットを、ポンプのアウトプット、又は、システムタンクにつなぐ。この遮断弁は、弁アセンブリにおける個別の、特殊な端部に収容されている。

ポンプ制御インプットに加わった制御圧力はまた、各弁セクションにおける個別の圧力補正弁（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ ｖａｌｖｅ）に加わる。この制御圧力に応答して、圧力補正弁は、液体が弁スプールを通って流れた後に、ワークポート圧力を制御することによって、スプールを通してほぼ一定の差圧を生じさせる。

米国特許第５，８９２、３６２号（発明の名称：非シャトル圧力補正器を備えた油圧制御弁システム）には、個別の遮断機をなくした構造が記載されている。この装置において、各圧力補正弁は、いずれも弁セクションのボア（ｂｏｒｅ）に相互に滑るポペット（ｐｏｐｐｅｔ）、及び、弁素子（ｖａｌｖｅ ｅｌｅｍｅｎｔ）を備えている。ポペットは、従来技術における圧力補正弁として機能する。すべての弁セクションにおける弁素子は、最も大きいワークポート圧力をポンプ制御インプットのほうに協力的に加える。各弁素子はまた前記制御圧力に応答して隣接したポペットに作動する。

しかしながら、従来技術における弁アセンブリは、セクション毎の圧力補正弁において２つの能動部品（ａｃｔｉｖｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）を必要とするものであった。したがって、圧力補正弁の構造を単純化すると共に、製造時の複雑さを軽減することが望ましい。

米国特許第５，５７９，６４２号明細書 米国特許第５，８９２，３６２号明細書

本発明は、油圧駆動機械類を制御する弁アセンブリ、特に、差圧が一定に保持されて一定の流量を得ることができる圧力補正弁を提供することを目的とする。

油圧システムは、供給管から複数の油圧アクチュエータに至るまで液体の流れを制御する弁セクションからなるアレイを有している。ポンプからの供給管内における液体の圧力は、制御信号に応答して制御される。各弁セクションは、油圧アクチュエータが接続されているワークポー（ｗｏｒｋｐｏｒｔ）と、供給管から油圧アクチュエータに至るまでの液体の流れを制御する可変型計量オリフィスを備えたスプールと、を含む。

新規な圧力補正装置には、圧力補正弁を有する各弁セクションが設けられている。すべての圧力補正弁は、単一補正器スプールがスライド可能に配されている補正器ボアを含む。一部の実施例において、補正器スプールは、主バネによって付勢され得る。

補正器ボアは、補正器前方部と、プレロード部と、補助供給路と、負荷感知路と、を有する。補正器前方部は、計量オリフィスとの間に液体が流れるように通じ、補正器スプールを通った後、液体はプレロード部からワークポートに流れる。補助供給路は、供給路との間に液体が流れる構造をとっている。好ましい実施例において、オリフィスは、供給路から補助供給路に向かう液体の流れを制限する。負荷感知路は、すべての弁セクションに接続され、そして、制御信号は、この通路において生成される。

補正器スプールは、補正器ボア内に収容されている。補正器前方部における圧力は、第１の力を与えて補正器スプールを一方向に移動させ、そして、負荷感知路における圧力は、第２の力を与えて補正器スプールを逆方向に移動させる。第１の力及び第２の力の相対的大きさに応答して、補正器スプールは、第１の位置をとる。この第１の位置は、補正器前方部とプレロード部との間に設けられた第１の通路、及び、補助供給管と負荷感知管との間に設けられた第２の通路を提供する。補正器スプールの第２の位置においては、第１の通路は提供されるが、第２の通路は提供されない。補正器スプールは、第１の通路も第２の通路も存在しない第３の位置を有する。使用の際に、主バネは補正器スプールを第３の位置に向かって付勢させる。

圧力補正弁に係る一実施例において、圧力室は、補正器スプールの第１の端部に設けられたボア内に形成され、そして、第１のオリフィスは負荷感知路と圧力室との間に制限された流路を提供する。選択的に、逆止め弁を設けても良い。液体は、この逆止め弁を通って圧力室から負荷感知路に向かって流れ得る。

圧力補正弁に係る別の構造は、補正器スプールの第２の端部に設けられたボア内に形成された制動室を有し、そして、第２のオリフィスは、補正器前方部と制動室との間に制限された流路を提供する。かかる構造は、選択的に逆止め弁を含み得るが、液体は、その逆止め弁を通って制動室から補正器前方部に向かって流れ得る。

圧力補正弁に係る更なる変形例は、補正器スプールにおける遮断ボア内にスライド可能に設けられた遮断スプールを含む。ここで、遮断スプールは、補正器スプールの動作とは関係なしに、プレロード部と負荷感知路間の圧力差に応答して選択的に第２の通路を開き、又は、閉じることができる。

本発明の圧力補正弁を用いることで、差圧を一定に保持することができ、それにより、一定の流量を得ることができる。

図１は、本発明の制御弁を有する弁アセンブリを用いる油圧システムを概略的に示した図面である。 図２は、図１に概略的に示した弁アセンブリの一部に対する断面図で、一の位置にある（ｉｎ ｏｎｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）新規の圧力補正弁の部品を示す図面である。 図３は、別の位置にある（ｉｎ ｏｔｈｅｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）圧力補正弁を示す部分断面図である。 図４は、それとは別の位置にある圧力補正弁を示す部分断面図である。 図５は、圧力補正弁の第２の実施例を示す部分断面図である。 図６は、圧力補正弁の第３の実施例を示す部分断面図である。 図７は、圧力補正弁の第４の実施例を示す部分断面図である。 図８は、圧力補正弁の第５の実施例を示す部分断面図である。

先ず図１を参照すると、油圧システム１０は、ブーム（ｂｏｏｍ）、アーム（ａｒｍ）、及び、バックホーのバケツ（ｂｕｃｋｅｔ ｏｆ ｂａｃｋｈｏｅ）のような機械の油圧駆動作動部材（ｗｏｒｋｉｎｇ ｍｅｍｂｅｒ）の動きを制御する。油圧液体は、リザーバ（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）、又は、タンク１２に収容されている。このタンク１２から液体が従来の可変型負荷感知変位ポンプ（ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｖａｒｉａｂｌｅ ｌｏａｄ ｓｅｎｓｉｎｇ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｐｕｍｐ）１４によって引き上げられて、加圧下で供給管１６内に供給される。この供給管における圧力は第１の圧力リリーフ弁（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒｅｌｉｅｆ ｖａｌｖｅ）によって制限される。供給管１６は加圧された液体を弁アセンブリ１８のほうに供給するが、この弁アセンブリ１８は複数の油圧アクチュエータ２０に向かっての前記液体の流れを制御する。この弁アセンブリ１８は、個々の弁セクション２４，２５、及び、２６を含むが、これらの弁セクションは、２つの端部、２７と２８との間において隣り合って互いに接続されている。各油圧アクチュエータ２０は、ピストン３１を有するシリンダハウジング３０を備えている。このピストン３１によって、ハウジングの内部をヘッドチャンバ（ｈｅａｄ ｃｈａｍｂｅｒ）３２、及び、ロッドチャンバ（ｒｏｄ ｃｈａｍｂｅｒ）３３に分けることができる。液体は、弁アセンブリ１８を通って前記油圧アクチュエータから戻り配管（ｒｅｔｕｒｎ ｌｉｎｅ）２２のほうに戻る。その戻り配管２２はタンク１２に通じる。

本明細書に記載された発明についての理解を助けるために、弁アセンブリ１８において、第１の弁セクション２４に対する基本的な液体流路について説明することとする。その他の弁セクション２５、及び、２６は、前記セクション２４と同様に構成され、かつ、動作される。したがって、以下の説明はそれらのセクションにも当てはまるものである。

図２を参照すると、第１の弁セクション２４は、制御弁４０を含む本体３８を有する。この制御弁４０は、制御スプール４２を有する。機械の操作者は、第１のボア４１内でこの制御スプール４２を逆進方向（ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に動かせる。制御スプール４２がどの方向に動くのかによって、油圧液体、又は、オイルがそのアクチュエータ２０のヘッドチャンバ３２、及び、ロッドチャンバ３３に向かい、それによって、ピストン３１を上下方向に駆動させる。この明細書に使用された「トップ（ｔｏｐ）」、及び、「底部（ｂｏｔｔｏｍ）」、又は、「上方（ｕｐ）」及び「下方（ｄｏｗｎ）」のような方向関係、及び、移動方向などを示す用語は、図面に示されたとおりの移動方向、及び、方向関係を意味し、特別な形態における弁アセンブリ１８の部品の方向などではないことに留意すべきである。機械の操作者が制御スプール４２を動かせる範囲によって、ピストン３１に接続された動作部材（ｗｏｒｋｉｎｇ ｍｅｍｂｅｒ）の速度が定められる。

図２には、制御スプール４２が制御弁４０の中央部において閉じられた状態で示されている。この状態において、供給管１６及び戻り配管２２と、それぞれのアクチュエータ２０との間には、液体の流れが遮断される。制御スプールが中央部の中立位置にあるときに、制御スプール４２の第１の溝４７は、ブリッジ通路５０から底流吸引排水部（ｌｏｗ ｆｌｏｗ ｓｕｍｐ ｄｒａｉｎ ｇａｌｌｅｒｙ）４９までの圧力リリーフ路（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒｅｌｉｅｆ ｐａｔｈ）を提供する。前記底流吸引排水部４９は、図１に示したとおり、すべての弁セクション２４〜２６に通じると共に、第１の端部２７において戻り配管２２に接続されている。また、この通路は、ブリッジ通路内に漏れる可能性がある圧力を排気する。

ピストン３１を上げるために、機械の操作者は、逆進制御スプール（ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｐｏｏｌ）４２を左方向に動かせる。これによって、通路が開かれる。ここで、ポンプ１４（後述する負荷感知ネットワークの制御下で）によってタンク１２から油圧液体が引き上げられ、そして、弁の本体３８において、その油圧液体が供給管１６を通って供給路４３のほうに流れる。前記液体は供給路４３から計量オリフィス４４、補正器前方部（ｐｒｅ−ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ ｇａｌｌｅｒｙ）４６、及び、圧力補正弁４８を通る。ここで、計量オリフィス４４は、制御スプール４２において複数のノッチ４５によって形成されている。圧力補正弁４８が開位置にあるとき、油圧液体は負荷逆止め弁（ｌｏａｄ ｃｈｅｃｋ ｖａｌｖｅ）５１、ブリッジ通路５０、スプール溝５２、及び、ワークポート５４を通って、第１のワークポット５６に至るまでに連続的に動く（即ち、移動する）。ここで、第１のワークポート５６は、シリンダハウジング３０においてヘッドチャンバ３２に接続されている。それにより、ピストン３１の底部に加えられた加圧液体は、ピストン３１を上方に動かせるが、それにより、油圧液体はロッドチャンバ３３から放出される。後者の油圧液体は、弁の本体３８において第２のワークポート５８のほうに流れ、別のワークポート路６０、異なるスプール溝６２、タンク部６３を通って、タンク路６４に流れる。そのタンク路６４には、タンク戻り配管２２が接続されている。負荷逆止め弁５１は、負荷を引き上げるのに十分な圧力が生じる前に、油圧アクチュエータ２０に作動する負荷が、重力によって降下する現象を防止する従来の装置に該当する。第１のワークポート５６における圧力が安全なレベルを超えていれば、第１のワークポートリリーフ弁５７が開いてその過剰圧力を別のタンク部６６のほうに運ぶ。同様の第２のワークポートリリーフ弁５９は第２のワークポート５８における過剰圧力をタンク部６３のほうに放出する役割をする。

ピストン３１を下方に動かせるために、機械の操作者は、制御スプール４２を右方向に滑らせる。それによって、供給路４３からブリッジ通路５０のほうに向かう液体を計量する。この油圧液体は、ブリッジ通路５０からスプール溝６２を通って、第２のワークポート５８に向かって流れ、シリンダハウジング３０におけるロッドチャンバ３３の前方に流れ、それにより、ピストン３１を下方に動かせる。このヘッドチャンバ３２から第１のワークポート５６のほうに戻った液体は、スプール溝５２、及び、タンク部６６を通って移動し、タンク路６４に向かう。

圧力補正弁機構が存在しない場合、機械の操作者はピストン３１の速度、及び、そのピストン３１に付着されている機械部材を制御することが困難であろう。それは、ピストンの移動速度が油圧液体の流量に直接関係することに起因する。油圧液体の流量は主に２つの変数によって定められる。その１つは、流路における最も制限的なオリフィス（ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｖｅ ｏｒｉｆｉｃｅ）の断面積であり、もう１つはそのオリフィスを通しての圧力降下量である。最も制限的なオリフィスの１つは、制御スプール４２においてノッチ４５によって形成された計量オリフィス４４であり、機械の操作者は、ボア４１において制御スプールを選択的に動かせることによってオリフィスの断面積を制御することができる。これが１つの流量決定変数であるが、それによって最適な制御がもたらされるものではない。その理由は、流量はシステムにおける総圧力降下量の平方根に直接比例するからである。ここで、圧力降下量は主に計量オリフィス４４を通して起こる。例えば、シリンダピストン３１上に作用する負荷力Ｆが増加された場合に、ヘッドチャンバ３２における圧力も増大される。その結果、負荷によって誘発された圧力と、ポンプ１４によって与えられた圧力との差が減少される。圧力補正なしには、機械の操作者がセクション部位（ｓｅｃｔｉｏｎａｌ ａｒｅａ）を通して計量オリフィスを一定に維持したとしても、総圧力降下におけるこのような減少が流量を減少させると共に、（その結果として）ピストン３１の速度を減少させてしまう。

この降下を軽減するために、各弁セクション２４〜２６は圧力補正弁４８を備えている。図１及び図２を参照すると、圧力補正弁４８は、補正器スプール（ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ ｓｐｏｏｌ）７０を有するが、その補正器スプール７０は、弁の本体３８の第２のボア７２内に逆進方向に気密に（ｓｅａｌｉｎｇｌｙ）滑る。補正器前方部４６は、第１のボア４１（この第１のボアは、計量オリフィス４４とは直接液体が流れるようになっている。）から、インサート７４によって形成されたような第２のボアの内端まで延設されている。補正器スプール７０は、図示されたとおり、閉位置においてインサート４７と当接する。この明細書に使用された用語“直接液体が流れる（ｄｉｒｅｃｔ ｆｌｕｉｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）”、及び、“直接に接続された（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｄｉｒｅｃｔｌｙ）”は、当該複数の部品が互いに開いているか、又は、何ら介在要素（例えば、弁、オリフィス、又は、その他の装置）なしに導管（ｃｏｎｄｕｉｔ）によって互いに接続されていることを意味する。ここにいう「介在要素」とは、任意の導管特有の制限を越えて液体の流れを調整、又は、制御するものを指す。プレロード部（ｐｒｅｌｏａｄ ｇａｌｌｅｒｙ）７６は、第２のボアから負荷逆止め弁５１まで延設されている。この負荷逆止め弁５１は、第１のボアにおいてプレロード部７６をブリッジ通路５０に結合させる役割をする。補助供給管７８、及び、負荷感知路８０は、弁セクション２４〜２６において、弁アセンブリ１８を通して第２のボアと交差する。第１の端部（ｆｉｒｓｔ ｅｎｄ ｓｅｃｔｉｏｎ）２７において、補助供給路７８はオリフィス７５を通して供給路４３に連結されている。ここで、オリフィス７５はこれらの路間の最大流量（ｍａｘｉｍｕｍ ｆｌｏｗ）を制限する。負荷感知路８０は、第１の端部において、圧力補正されたドレン調整器（ｄｒａｉｎ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）７７によってタンク戻り配管２２に連結されている。したがって、すべての駆動器が不活性の際に、負荷感知部における圧力を徐々に減らしていき、それにより、その時点におけるポンプのアウトプットを減らすことができる。圧力が補正されたドレン調整器７７は、リリーフ弁を備えており、そのリリーフ弁が負荷感知路８０における圧力が許容できない程度にまで行かないように制限する役割をする。

栓８４は第２のボア７２の開放端（ｏｐｅｎ ｅｎｄ）を塞ぐ。主バネ８２は、補正器スプール７０の第１の端部８５を栓８４から離れる方向に偏向させて、反対側にある第２スプールの端部８７がインサート７４と当設するようにする。主バネ８２は、補正器スプール７０と栓８４との間に設けられた圧力室８６に配されている。あるいは、主バネ８２は、補正器スプール７０が圧力差にのみ応答する場合にはなくても良い。制動オリフィス（ｄａｍｐｉｎｇ ｏｒｉｆｉｃｅ）９０を備えた通路８８は、第２のボア７２を沿っての補正器スプールの位置に関係なく、負荷感知路８０と圧力室８６との間において補正器スプール７０を通して存在する。したがって、負荷感知路８０における圧力は常に補正器スプール７０の第１の端部８５に作用する。

制御スプール４２が中心の閉位置からいずれかの方向に動いた時に、計量オリフィス４４が開かれて、供給路４３から補正器前方部４６に至るまでの通路を提供する。この補正器前方部４６は第２のボアに通じる。補正器前方部４６における圧力は、空洞８９を有する補正器スプール７０の第２の端部８７に加えられる。その圧力によって、補正器スプール７０は、穴（ａｐｅｒｔｕｒｅ）９４の一部が空洞８９からプレロード部７６のほうに開いた位置へ移動する。その結果、図３に示したように、補正器前方部４６とプレロード部との間に第１の通路が形成される。補正器スプール７０が開かれると（即ち、補正器スプール７０がインサート７４から離れる方向に移動すると）、液体は補正器前方部４６から穴９４を通って、プレロード部７６に流れる。前述したとおり、この液体はまたこのプレロード部７６から負荷逆止め弁５１を通ってブリッジ通路５０に流れる。この位置において、補助供給路７８は依然として負荷感知路８０に対し閉鎖されている。

第１の弁セクション２４に係るアクチュエータ２０が、すべてのアクチュエータのうち最も大きい負荷を有している場合、プレロード部７６における圧力は負荷感知路８０における圧力より大きい。その結果、この時点において、補正器スプール７０の第２の端部８７に作用する圧力は、第１の端部８５に作用する圧力を超えることになる。この圧力差によって、補正器スプール７０が、図４に示した右方向に向かって移動する。ここで、１組の負荷感知計量用ノッチ９２は第２の通路を補助供給路７８から負荷感知路８０のほうに向かって開く。これによって、ポンプ出口圧力が負荷感知路８０に加わる。

負荷感知路８０における圧力は、弁アセンブリ１８の別のセクション２４、及び、２７を通ってポンプ１４の制御インプットのほうに戻される。このような負荷感知路８０における圧力上昇は、制動オリフィス９０を通って圧力室８６のほうに送られる。ポンプ１４は、供給路４３、及び、補助供給路７８に加えられた出口圧力を増加させることによって、増加された負荷感知路の圧力に応答する。その後、前記圧力は圧力補正弁４８を通って、負荷感知路８０のほうに送られる。その後、負荷感知路８０における増加された圧力はさらに制動オリフィス９０を通って圧力室８６のほうに送られる。この制動オリフィス９０は、圧力伝達速度（ｒａｔｅ ｏｆ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）を制限するが、それによって、補正器スプール７０の動きを和らげて、可動性の油圧システムに共通する不安定性（ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ）を減らすことができる。この第２の位置において、補正器前方部４６とプレロード部との間に設けられた第１の通路は開放状態を保つ。

圧力補正弁４８は、補正器スプール７０の第１の端部８５に作用する通路８０からの負荷感知圧力に対して、補正器前方部４６における圧力のバランスを保つ。この補正器スプール７０は、負荷感知計量用ノッチ９２が圧力バランスを獲得するに十分な程度まで開かれたときに、平衡位置に到達する。

図５は、圧力補正弁１００に係る第２の実施例を示す。この弁は、図２における補正器スプール７０について説明したとおり、弁の本体３８において、補正器前方部４６、プレロード部７６、補助供給路７８、及び、負荷感知路８０の間に通路を提供するセクションを有する補正器スプール１０２を備えている。その他のスプールとは同様に、第１の制動オリフィス１０４は、補正器スプール１０２の第１の端部１０６において、圧力室８６と負荷感知路８０との間に延設され、そして、主バネ１０８は、補正器スプール１０２を図示された閉位置のほうに偏向させる。

また、補正器スプール１０２は、その反対側の第２の端部１１２に制動チャンバ１１０を有し、すべてのスプールの位置において補正器前方部４６と連続的に連通する環状の媒介溝（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｇｒｏｏｖｅ）１１４を有する。第２の制動オリフィス１１６は、環状の媒介溝１１４と制動チャンバ１１０との間に経路を提供しつつ、環状の媒介溝１１４、及び、制動チャンバ１１０に向かう液体の流れを制限する。

制御スプール４２が開かれ、加圧された供給液が補正器前方部４６のほうに運ばれた時に、この液体の圧力によって、図２における補正器スプール７０と同様、補正器スプール１０２が右方向に（図を参照）に移動する。この動きは、第１の制動オリフィス１０４によって制動される。液体は圧力室８６からその制動オリフィス１０２を通ることによって、右方向への移動速度を落とすことができる。その後、圧力室８６における圧力が補正器前方部４６における圧力より大きくなると、補正器スプール１０２は左方向に移動する。この動きは、第２の制動オリフィス１１６によって制動される。この制動オリフィスは液体が制動チャンバ１１９を通りぬける速度を制限する。

図６は、第３の補正器スプール１２１を備えた第３の圧力補正弁１２０を示したものである。補正器スプール１２１の多くの部分は、第２の補正器スプール１０２と同じ部品で構成されている。ここで、同じ部品については、同じ符号を付した。第２の制動オリフィス１１６のほかに、逆止め弁１２２によって、環状の媒介溝１１４が制動室１１０に接続されている点が特徴といえる。液体は、制動チャンバ１１０から補正器前方部４６に向かう方向において逆止め弁１２２を通って流れることができない。したがって、この方向の流れは第２の制動オリフィス１１６を通ることで制限されることになる。これは、補正器スプール１０２の左方向の動きを制動させる。それにより、圧力補正弁１２０が閉鎖される。しかしながら、逆止め弁１１２と、第２の制動オリフィス１１６との組み合わせによって、より大きい通路ができ、その通路を通ることによって、液体は反対方向に（即ち、補正器前方部４６から制動チャンバ１１０へ）流れる。その結果、右方向、又は、開放方向では、補正器スプール１０２の制動効果がそれほど大きくない。

図７を参照すると、第４の圧力補正弁１２４は、逆止め弁１２６を有する点を除き、第２の補正器スプール１０２と類似した第４の補正器スプール１２５を備えている。この逆止め弁１２６は、液体が負荷感知路８０から圧力室８６に向かう方向にのみ流れるようにするものである。反対方向の流れは、第１の制動オリフィス１０４を通っての移動に限られる。したがって、補正器スプール１０２の右方向の動き（それにより、圧力補正弁１２５が開かれる。）は、左方向の閉鎖移動に関して制動される。

図８は、内部遮断スプール（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｉｓｏｌａｔｏｒ ｓｐｏｏｌ）が組み込れた第５の圧力補正弁１３０を示す。ここで、第５の補正器スプール１３２は、弁本体３８の第２のボア７２内にスライド可能に収容され、かつ、主バネ１４４によって偏向された第１の端部１３６を有する。この主バネ１４４は第２のボアにおいて栓１４６に対して反対側の端部１４５を付勢する。第５の補正器スプール１３２は、圧力室８６において、第１の端部１３４から内向きに延設された遮断ボア（ｉｓｏｌａｔｏｒ ｂｏｒｅ）１３４を有する。遮断ボア１３４内にあるこの遮断スプール１３８は、遮断バネ１４０によって第１の端部１３６から離れる方向に偏向される。遮断バネ１４０は、遮断ボアを通って進んだキャップ１４２と当接する。

制御スプール４２が開き、そして、加圧された供給用液体が補正器前方部４６のほうに運ばれた時には、その結果として生じた圧力によって、補正器スプール１３２は図示されたような閉位置（状態）から離れる方向に動き、それにより、液体をプレロード部７６のほうに流すことができる。したがって、プレロード部７６において圧力が増加され、その増加された圧力は第１の穴１４８を通って、遮断ボア１３４の閉鎖された端部（ｃｌｏｓｅｄ ｅｎｄ）に向かう。この端部において、圧力は遮断スプール１３８の隣接した端部に作用する。負荷感知路８０における圧力は補正器スプール１３２において長手方向の第２の穴１５０を通って圧力室８６に運ばれ、トラバース型第３の穴１５２を介して、遮断バネ１４０を有するチャンバのほうに運ばれる。チャンバの内圧は、遮断スプール１３８の他端に作用する。

内部遮断スプール（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｉｓｏｌａｔｏｒ ｓｐｏｏｌ）１３８を備えた第５の圧力補正弁１３０は、補助供給路７８と、負荷感知路８０と間に設けられた通路を、上述した実施例に比べてより速く開くことができる。これは、遮断器スプール１３８の比較的短い移動距離によって得られるものである。この作用は、より迅速な反応時間を与えると共に、最も大きい負荷を駆動している弁セクションが変わる時点における負荷感知転換（ｌｏａｄ ｓｅｎｓｉｎｇ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）をより円滑化させる。この作用はまた補正器スプール１３２がより長時間動くことを可能にし、それによって、補正器前方部４６と、プレロード部７６との間により大きい開口部が形成され、その結果、予め定められた流量に対する圧力降下（量）が軽減される。

前述した第１の弁セクション２４に接続された唯一のアクチュエータ２０が駆動されているときに、プレロード部７６からのより大きい圧力によって、補正器スプール１３２、及び、遮断スプール１３８が、通路が補助供給路７８から負荷感知路８０のほうに開かれる位置（開位置）に向かって右方向に動く。特に、その通路は、補助供給路７８から第４の穴１５４、遮断スプール１３８の周りにある中央溝１５５、及び、第５の穴を通って、負荷感知路８０のほうに通じる。この通路を通って流れる液体は供給圧を負荷感知路８０に加え、長手方向の第２の穴１５０を通って圧力室８６に加える。

２以上のアクチュエータが同時に駆動される場合には、最も大きい負荷を有するアクチュエータに対する弁セクションにおける遮断スプール１３８が開かれる。その弁セクションによって、負荷感知路８０に加わる圧力の程度を定められる。別の弁セクション（より小さい負荷を駆動させている。）における遮断スプール１３８は閉鎖された状態を保持する。それは、負荷感知路８０におけるより大きい圧力と、遮断バネ１４０の力との合力（ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｆｏｒｃｅ）に基づく。

以上、主に本発明に係る好ましい実施例について説明した。これらの実施例から当業者が容易にすることができる程度の変形、又は、置換は、当然本発明の技術的範囲に含まれるものと解すべきである。したがって、本発明の技術的範囲は、これらの実施例によって定められるものではなく、あくまで添付した特許請求の範囲によってのみ定められるものである。

１０ 油圧システム
１２ タンク
１４ 可変型負荷感知変位ポンプ
１６ 供給管
１８ 弁アセンブリ
２０ 油圧アクチュエータ
２２ 戻り配管
２４ 弁セクション
２６ 弁セクション
２８ 弁セクション
３０ シリンダハウジング
３１ ピストン
３２ ヘッドチャンバ
３３ ロッドチャンバ

Claims (20)

1. 供給管から複数の油圧アクチュエータに向かう液体の流れを制御する弁セクションからなるアレイと、計量オリフィスを備えたスプールと、を有する油圧システムに組み込まれる圧力補正装置であって、
   前記供給管における前記液体の圧力が、制御信号に応答して調整され、
   前記各弁セクションには、前記油圧アクチュエータのうち１つに接続されたワークポートが設けられ、
   前記計量オリフィスにおける変化によって、前記供給管から前記油圧アクチュエータに向かう前記液体の流れが制御され、
   前記圧力補正装置には、前記各弁セクションが設けられ、
   前記各弁セクションには、補正器ボアと、前記補正器ボア内にスライド可能に配された補正器スプールと、主バネと、を有する圧力補正弁が設けられ、
   前記補正器ボアには、前記計量オリフィスとの間に液体が流れるように設けられた補正器前方部と、前記ワークポートに向かって前記液体が流れるプレロード部と、前記供給管に接続された補助供給路と、前記全ての弁セクションに接続され、かつ、前記制御信号が生成される負荷感知路と、が設けられ、
   前記補正器スプールにおいて、前記補正器前方部における圧力により生じた第１の力によって、前記補正器スプールが一方向に移動され、かつ、前記負荷感知路における圧力により生じた第２の力によって、前記補正器スプールが逆方向に移動され、
   前記第１の力、及び、前記第２の力に応答して、前記補正器スプールが、前記補正器前方部と前記プレロード部との間に設けられた第１の通路、及び、前記補助供給管と前記負荷感知管との間に設けられた第２の通路を提供する第１の位置、前記第１の通路を提供するが前記第２の通路を提供しない第２の位置、並びに、前記第１の通路、及び、前記第２の通路のいずれも提供しない第３の位置を有するようにされ、そして、
   前記主バネによって、前記補正器スプールが前記第３の位置に偏向される
   ことを特徴とする圧力補正装置。
2. 前記補正器スプールにおける第１の端部に設けられた前記ボア内には、圧力室が形成され、そして、
   第１のオリフィスによって、前記負荷感知路と前記圧力室との間に制限された流路が設けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載の圧力補正装置。
3. 前記第１のオリフィスが、前記補正器スプールに形成されていることを特徴とする請求項２に記載の圧力補正装置。
4. 前記圧力補正装置が、逆止め弁を有し、そして、
   前記液体が、前記逆止め弁を通って、前記圧力室から前記負荷感知路に向かって流れることを特徴とする請求項２に記載の圧力補正装置。
5. 前記補正器スプールにおける第２の端部に設けられた前記ボア内には、制動室が形成され、そして、
   前記第２のオリフィスによって、前記補正器前方部と前記制動室との間に制限された流路が設けられる
   ことを特徴とする請求項２に記載の圧力補正装置。
6. 前記圧力補正装置が、逆止め弁を有し、そして、
   前記液体が、前記逆止め弁を通って、前記制動室から前記補正器前方部に向かって流れることを特徴とする請求項５に記載の圧力補正装置。
7. 前記圧力補正装置が、前記補正器スプールにおける遮断ボア内にスライド可能に設けられた遮断スプールを有し、そして、
   前記遮断スプールが、前記プレロード部と前記負荷感知路間の圧力差に応答して前記第２の通路を選択的に開閉する
   ことを特徴とする請求項１に記載の圧力補正装置。
8. 前記圧力補正装置が、前記遮断スプールを偏向させて前記第２の通路を閉じる遮断バネを有していることを特徴とする請求項７に記載の圧力補正装置。
9. 前記第１の通路の少なくとも一部が、前記補正器スプールにおける穴によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力補正装置。
10. 前記第２の通路の少なくとも一部が、前記補正器スプールにおける穴によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力補正装置。
11. 前記圧力補正装置が、前記プレロード部と前記ワークポート間における前記液体の流れを制御する負荷逆止め弁を有していることを特徴とする請求項１に記載の圧力補正装置。
12. ポンプから複数の油圧アクチュエータに向かう液体の流れを制御する弁セクションからなるアレイと、計量オリフィスを備えたスプールと、を有する油圧システムに組み込まれる圧力補正装置であって、
    前記ポンプからの前記液体の圧力が、 制御信号の応答機構によって調整され、
    前記各弁セクションには、前記油圧アクチュエータのうち１つに接続されたワークポートが設けられ、
    前記計量オリフィスにおける変化によって、前記ポンプから前記油圧アクチュエータに向かう前記液体の流れが制御され、
    前記圧力補正装置には、前記各弁セクションと、主バネと、が設けられ、
    前記各弁セクションには、補正器スプールが設けられ、
    前記補正器スプールが、前記補正器スプールにおける第１の端部に圧力室を形成すると共に、前記補正器スプールにおける第２の端部に補正器前方部を形成するように、ボア内にスライド可能に配され、
    前記液体が、プレロード部から前記ワークポートに向かって流れるように、前記プレロード部と、補助供給路と、負荷感知路と、が前記ボア内に開かれ、
    前記補助供給管が、前記ポンプの出口に接続され、
    前記負荷感知路が、前記ポンプの出口における圧力を制御する圧力信号を提供するように、前記全ての弁セクション内に延設され、
    オリフィスによって、前記負荷感知路が前記圧力室に接続され、
    前記補正器スプールが、前記補正器前方部と前記プレロード部との間に設けられた第１の通路、及び、前記補助供給管と前記負荷感知管との間に設けられた第２の通路を提供する第１の位置、前記第１の通路を提供するが前記第２の通路を提供しない第２の位置、並びに、前記第１の通路、及び、前記第２の通路のいずれも提供しない第３の位置を有するようにされ、そして、
    前記主バネによって、前記補正器スプールが前記第３の位置に偏向される
    ことを特徴とする圧力補正装置。
13. 前記第１のオリフィスが、前記補正器スプールに形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の圧力補正装置。
14. 前記圧力補正装置が、逆止め弁を有し、そして、
    前記液体が、前記逆止め弁を通って、前記圧力室から前記負荷感知路に向かって流れる
    ことを特徴とする請求項１２に記載の圧力補正装置。
15. 前記圧力補正装置が、前記補正器スプールにおける遮断ボア内にスライド可能に設けられた遮断スプールと、前記遮断スプールを偏向させて前記第２の通路を閉じる遮断バネと、を有し、そして、
    前記遮断スプールが、前記プレロード部と前記負荷感知路間の圧力差に応答して前記第２の通路を選択的に開閉する
    ことを特徴とする請求項１２に記載の圧力補正装置。
16. 前記第１の通路の少なくとも一部が、前記補正器スプールにおける穴によって形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の圧力補正装置。
17. 前記第２の通路の少なくとも一部が、前記補正器スプールにおける穴によって形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の圧力補正装置。
18. ポンプから複数の油圧アクチュエータに向かう液体の流れを制御する弁セクションからなるアレイと、計量オリフィスを備えたスプールと、を有する油圧システムに組み込まれる圧力補正装置であって、
    前記ポンプからの前記液体の圧力が、 制御信号の応答機構によって調整され、
    前記各弁セクションには、前記油圧アクチュエータのうち１つに接続されたワークポートが設けられ、
    前記計量オリフィスにおける変化によって、前記ポンプから前記油圧アクチュエータに向かう前記液体の流れが制御され、
    前記圧力補正装置には、前記各弁セクションと、主バネと、が設けられ、
    前記各弁セクションには、補正器スプールが設けられ、
    前記補正器スプールが、前記補正器スプールにおける第１の端部に圧力室を形成すると共に、前記補正器スプールにおける第２の端部に制動室を形成するように、ボア内にスライド可能に配され、
    前記液体が、プレロード部から前記ワークポートに向かって流れるように、補正器前方部と、前記プレロード部と、補助供給路と、負荷感知路と、が前記ボア内に開かれ、
    前記補助供給管が、前記ポンプの出口に接続され、
    前記負荷感知路が、前記ポンプの出口における圧力を制御する圧力信号を提供するように、前記全ての弁セクション内に延設され、
    第１のオリフィスによって、前記補正器前方部が前記圧力室に接続され、
    第２のオリフィスによって、前記負荷感知路が前記制動室に接続され、
    前記補正器スプールが、前記補正器前方部と前記プレロード部との間に設けられた第１の通路、及び、前記補助供給管と前記負荷感知管との間に設けられた第２の通路を提供する第１の位置、前記第１の通路を提供するが前記第２の通路を提供しない第２の位置、並びに、前記第１の通路、及び、前記第２の通路のいずれも提供しない第３の位置を有するようにされ、そして、
    前記主バネによって、前記補正器スプールが前記第３の位置に偏向される
    ことを特徴とする圧力補正装置。
19. 前記圧力補正装置が、逆止め弁を有し、そして、
    前記液体が、前記逆止め弁を通って、前記制動室から前記補正器前方部に向かって流れる
    ことを特徴とする請求項１８に記載の圧力補正装置。
20. 前記圧力補正装置が、前記プレロード部と前記ワークポート間における前記液体の流れを制御する負荷逆止め弁を有していることを特徴とする請求項１８に記載の圧力補正装置。

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