JP2011503479A - 油圧弁装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、油圧弁装置に関し、特に、ロード検出（ＬＳ）流れ制御弁に関し、複数のユーティリティ接続部と流体供給接続部とを含む流体接続配置（１０）と、少なくとも部分的に流体接続配置（１０）の接続を制御する、少なくとも１つの可動制御手段（１４）と、を備える。ユーティリティ接続部（Ａ、Ｂ）と接続された可動制御手段（１４）は、それぞれ、制御スライダ（１６）を有し、制御スライダの前段には、圧力バランサ（１８）が、各ユーティリティ接続部（Ａ、Ｂ）に向かう流体の方向に取り付けられており、ロード検出流れ制御回路に発生するシステム変動を制御することができ、接続された油圧機器に対して流量不変の制御をすることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、油圧弁装置に関し、特に、少なくとも、
−圧力供給接続部（Ｐ）と、
−還流接続部（Ｒ）と、
−セクションに区分されたロード検出接続部（ＬＳ）と、
−２つの制御接続部（Ｐ’_A）と（Ｐ’_B）と、
−２つのユーティリティ接続部（Ａ、Ｂ）と、
−流体接続配置の接続部を少なくとも部分的に制御するための、少なくとも１つの可動制御手段と、
を有する流体接続配置を備えた、ロード検出（ＬＳ）流れ制御弁に関する。

特許文献１によって、いわゆるＬＵＤＶ弁配置が知られており、そこでは制御弁が供給測定絞りを形成し、その後段に個別圧力バランサが接続されている。ＬＵＤＶ弁配置によって、油圧機器すなわち負荷機器が制御され、その油圧機器すなわち負荷機器は、制御配置の２つの負荷接続部に接続されている。急速移動を調節するために、負荷の２つの圧力室を互いに、圧力手段源と接続することができる。負荷圧力の急落を防止するために、２つの負荷接続部の接続は、圧力手段流れ通路を介して行われ、その中に逆止弁が配置されている。この場合、方向制御弁を介して、負荷接続部の一方に対する接続のみが制御され、他の負荷を圧力手段源又は前者の負荷接続部と接続することは、急速移動の場合には、圧力手段流れ通路と開放された逆止弁を介してのみ可能である。この既知の解決手段によって、弁配置の急速移動位置における油圧機器の不用意な動きが防止される。既知のＬＵＤＶ制御は、ロード検出制御の特別な場合を表し、この場合、油圧機器の最高ロード圧力が、調節ポンプに導入されて、その調節ポンプが、ポンプ導管内に所定の圧力差Δｐだけロード圧力を上回るポンプ圧力が存在するように、制御される。この既知のＬＵＤＶ制御においては、個別圧力バランサは、測定絞りの下流に配置され、それぞれ測定絞りと負荷の間で流体流れを、すべての測定絞り後に圧力が最大のロード圧力に等しくなるように、或いはその少し上にあるように、絞る。このような油圧ＬＳシステムの最大の弱点は、特にそれぞれの負荷におけるロード変化に基づく、ロード検出制御回路内のシステム振動に対する感度にある。

特許文献２によって、油圧弁配置として、少なくとも１つの流体負荷の作動接続部から、又は作動接続部への油圧オイルの圧力と流れを制御するための、方向制御弁が知られており、それにおいて圧力と圧力の流れは、少なくとも１つの駆動装置によって操作可能な、スライダ孔内で摺動可能な制御スライダ及びそれと作動結合している環状通路を用いて制御可能であって、この場合、対称軸上の弁配置のいわゆる対称中心点内に、タンク接続部−環状通路（Ｒ）が配置されており、両側には他の環状通路が対称に配置されている。更に、油圧ポンプ制御を実現するために、前記対称軸の一方の側に、作動接続部に対応づけられたＡ−環状通路、第１のポンプ圧−環状通路、第１のロード検出−環状通路及び第１の終端室−環状通路が対応づけられ、対称軸の他方の側には、他の作動接続部に対応づけられたＢ−環状通路、第２のポンプ圧−環状通路、第２のロード検出−環状通路及び第２の終端室−環状通路が、対応づけられている。更に、第１のロード検出−環状通路は、ロード検出接続部導管を介して第２のロード検出−環状通路と接続されている。この既知の弁の解決手段によって、接続されている負荷のためのある種の量分配器が形成され、この場合、このような量分配弁においては、圧力バランサは、弁絞りを介しての圧力降下を制御するのではなく、システムの最大のロード圧力を引き受ける。この場合、供給導管内の変動する圧力損失は、直接、制御絞りにおける提供可能な圧力差を乱し、このようにして一定の流れ制御を阻止する。

独国公開公報ＤＥ１０２００５０３３２２２Ａ１ 欧州特許明細書ＥＰ１３７０７７３Ｂ１

この従来技術に基づいて、本発明の課題は、既知の解決手段を、ロード検出制御回路内のシステム振動をより良く取り扱うことができ、それぞれ接続されている油圧機器のための一定の流れ制御が可能であるように、更に改良することである。この課題は、特許請求項１の特徴を有する油圧弁装置によって解決される。

特許請求項１の特徴部分に従って、それぞれの制御手段が各ユーティリティ接続部Ａ、Ｂに対応して制御スライダを有し、それぞれのユーティリティ接続部Ａ、Ｂへの流れ方向において制御スライダの前段に圧力バランサが接続されていることによって、油圧ＬＳシステムが、システム振動に対してずっと敏感でなくなる。前段に接続された圧力バランサに基づいて、この圧力バランサがシステム安定性に決定的な影響を与えることができる。圧力振動は、しばしば、それぞれ接続されている油圧機器（クレーンアーム）における可撓性の構造の機械的振動によって発生され、その後ロード検出回路（ＬＳ）を通して圧力バランサへ伝達される。この場合、ＬＳ圧力（ロード導入圧力）は、前段に接続された圧力バランサのためのガイド量を表し、まだ圧力が後段の、それぞれの制御手段の制御スライダへ伝えられる前に、圧力振動を平滑化することができ、その後、制御スライダが、それぞれのスライダ位置又はピストン位置に従って、それぞれ接続されている油圧機器のための一定供給を確実に行う。

上述したシステム平滑化の他に、後段に接続された制御スライダを有する圧力バランサの連続流体によって、制御手段における圧力差に関係なく、それぞれの負荷のために一定の有用な体積流が供給されるので、負荷において変化するロード圧力に関係なく、全流量が一定に留まり、それぞれ接続されている油圧機器のために、機能の確実な制御を行う。

本発明に基づく弁装置の好ましい実施形態において、圧力バランサは制御スライダの内部に統合されており、この場合、圧力バランサも制御スライダも、互いに対する相対運動において弁ハウジングの内部で長手方向に摺動可能に案内されている。制御スライダと圧力バランサのこのような同軸配置は、特に場所をとらず、小さく構成される弁ハウジングとすることができ、この場合、それにもかかわらず、このような配置は、特に機能が確実である。

更に、本発明に基づく弁装置の好ましい実施形態において、圧力バランサも制御スライダも、ばねで支持されて初期位置に保持されていると、特に機能が確実であることが明らかにされており、この場合、圧力バランサが、ＬＳ圧力によって駆動可能であって、そのＬＳ圧力が同時に制御スライダの接続側へ案内されており、その制御スライダもパイロット弁の制御圧力によって駆動可能であって、更に、制御スライダと圧力バランサの間で取り出される制御接続部圧が、ＬＳ圧力に対して逆に作動するように、圧力バランサを駆動する。

本発明に基づく弁装置の他の好ましい実施形態を、その他の従属請求項に記載している。

以下、本発明に基づく解決手段を、実施例を用いて詳細に説明する。この場合、図は原理図であって、縮尺寸法通りの表示ではない。

ＬＳ流れ制御弁の形式の油圧弁装置の原理的構造を、油圧回路図の形式で示している。 図１に示す回路図を、弁製品において実際に具体化することを示し、弁製品の実質的なコンポーネントの一部が、縦断面で示されている。 圧力バランサと制御スライダとを有する制御手段を、図２の視線方向で、拡大して示す断面図である。

図１に示す油圧弁装置は、共通のタンク接続部Ｔ₀に接続されている、圧力供給接続部Ｐ、還流接続部Ｒ、ＬＳ_maxを有する、セクションに区分されたロード検出接続部ＬＳ、２つの制御接続部Ｐ’_A、Ｐ’_B、２つのユーティリティ接続部Ａ、Ｂ及びそれに接続された、負荷としての互いに独立した油圧モータ１２を備えた、全体を符号１０で示す流体接続配置を有している。油圧弁装置は、更に、流体接続配置１０の接続を少なくとも部分的に制御するための、全体を符号１４で示す制御手段を有している。それぞれの制御手段１４は、各ユーティリティ接続部Ａ、Ｂに対応して制御スライダ１６を有しており、その前段に圧力バランサ１８が接続されている。制御スライダ１６と圧力バランサ１８は、比例弁の形式で構成されており、この場合、それぞれの制御スライダ１６には、ある種のスロットルすなわち絞り２０が設けられている。圧力バランサ１８も、スライダ１６も、図１の表示に示すように、初期位置にばねで支持されており、制御スライダ１６は圧縮ばね２２を有し、圧力バランサ１８は他の圧縮ばね２４を有している。

それぞれの圧力バランサ１８は、図１にＬＳ_A又はＬＳ_Bで示される、ＬＳ圧力によって駆動可能である。このようなＬＳ圧力ＬＳ_A、ＬＳ_Bは、同時に制御スライダ１６の接続側２６へ案内されている。それぞれの制御スライダ１６は、更に、圧縮ばね２２の作動に抗して、従来のパイロット弁Ｐ_A、Ｐ_Bの制御圧力Ｘ_A、Ｘ_Bによって駆動可能であって、この場合、制御スライダ１６と圧力バランサ１８の間で取り出される制御接続部圧力Ｐ’_AとＰ’_Bは、ＬＳ圧力ＬＳ_A、ＬＳ_Bに対して逆方向に働くように、圧力バランサ１８を駆動する。この場合、圧力バランサ１８の入力に直接印加されるＬＳ圧力が、ＬＳ_A1とＬＳ_B1で示されている。

制御スライダ１６の他の接続側２８が、還流接続部Ｒに接続されており、ＬＳ圧力ＬＳ_AとＬＳ_Bは、シャトル弁３０を介して制御可能であって、そのシャトル弁は逆止弁３２を介してＬＳ_maxに接続されており、この場合、逆止弁３２は、ＬＳ_maxの方向に開いている。パイロット弁Ｐ_A、Ｐ_Bは、供給源としての制御圧力ＰＳＴに接続されており、更にタンク接続部Ｔ₀に接続されている。

図１に、油圧回路図の形式で示される油圧弁装置は、図２に示す断面表示により、構造的な弁の解決手段として示されている。弁装置は、全体を符号３４で示す弁ハウジングを有しており、この場合、弁ハウジングは、モジュール形式で実現されている。特に、パイロット弁Ｐ_A、Ｐ_Bの接続ハウジング部分３６が、中央ハウジング３８に接続されており、この場合、図２の視線方向に見て、中央ハウジング３８の上方の領域内に、ねじ接手の形式のユーティリティ接続部Ａ、Ｂが接続されており、中央ハウジング３８の下方の領域において、中央ハウジングは、通路４０によって貫通されており、その中では全体としてポンプ圧力Ｐが生じ、その通路は接続導管４２を介して中央通路孔４４に接続されており、その中へ２つの制御手段１４が挿入されている。通路４０と同様に、中央通路孔４４も弁ハウジング３４全体の中心長手軸に対して横方向に延びており、この詳しく図示されない中心長手軸に沿って、図２の視線方向に見て中央通路孔４４の下方に還流接続部Ｒが配置されており、それが他の接続導管４６を介して中央通路４４内に連通している。更に、中央通路４４は、好ましくは孔の形式で形成されて、接続導管４８を介してユーティリティ接続部Ａ、Ｂに流体を案内するように接続されている。図１に符号３２で示す逆止弁が、同様に弁ハウジング３４内に統合されているが、それは説明を簡単にする理由から、詳しく示されていない。

図２の視線方向に見て水平に延びる、それぞれの制御スライダ１６の制御スライダ軸（中央ハウジング３８内の中央通路孔４４によって形成される）は、両側で、駆動圧力Ｘ_A、Ｘ_Bを供給するための接続ハウジング部分３６としてのそれぞれのパイロットハウジングによって、密封閉鎖されている。還流通路Ｒは、弁中央の外側に位置し、還流通路Ｒから見て、一方の側にＡ、ＰとＬＳ_Aが、反対側においてＢ、ＰとＬＳ_Bが、外側に向かって並んでいる。すでに説明したように、ＬＳ環状通路ＬＳ_AとＬＳ_Bは、シャトル弁３０と接続されており、そのシャトル弁が２つの圧力を互いに分離する。シャトル弁３０は、好ましくは円形の差込み部品として形成されており、スライダ状の弁体３４のいわゆるフランジ側（図示せず）に取り付けられる。シャトル弁３０の出口接続は、圧力通路を介して逆止弁３２に通じており、その逆止弁は、ＬＳ導入通路内のより高い圧力（ＬＳ_max）に対してシールする。ロード圧力ＬＳ_A又はＬＳ_Bが導入通路内の圧力よりも高い場合には、この圧力が逆止弁３２を介して制御ブロック内で更に伝えられて、そこから更に、弁システム全体のための、詳しく図示され又はステム圧力制御部まで伝えられる。

中央ハウジング３８の下方の部分内の通路４０の形式の空間全体は、ポンプ圧力Ｐのもとにあって、この空間からそれぞれ通路導管が、ユーティリティ接続部ＡとＢへ通じる環状通路の他に、それぞれ対応づけ可能な制御スライダ１６の中空室軸へ通じている。２つの制御スライダ１６は、同一に構成されており、同軸の配置において、内側に位置する、弁絞りの前段に接続された圧力バランサ１８を収容し、圧力バランサは、相互に構造が等しい。図２に示すように、ニュートラル位置において、制御スライダ１６はハウジング固定のストッパとそのそれぞれの作動ばね（圧縮ばね２２）によって、その位置に保持されている。この場合、作動ばね（圧縮ばね２２）は、一方においては、弁のハウジング３４に支持され、他方では、制御スライダ１６と堅固に螺合された塞止ねじ５０に支持される。このような初期位置又はニュートラル位置において、それぞれの制御スライダ１６が作動接続部Ａ又はＢをポンプ接続部Ｐから分離している。

特に図３に示すように、制御スライダ１６と圧力バランサ１８とからなる、可変の弁絞りが、中空スライダ配置の内部の第１の径方向の切欠き５２の形式で形成されており、弁ハウジング３４の内部で、ＰからＡとＰからＢのシールを行っている。また、内側に位置する圧力バランサ１８は、制御スライダ１６内の第２の径方向の切欠き５４を介して常にポンプ通路Ｐと接続されている。圧力バランサ１８の、他の圧縮ばね２４を有するばね室が、制御スライダ１６内の第３の径方向の切欠き５６を介して常に、それぞれ対応づけ可能なＬＳ_Ａ環状通路又はＬＳ_B環状通路と接続されている。ニュートラル位置において、制御スライダ１６の第３の径方向の切欠き５６は、付加的に、制御スライダ１６の圧縮ばね２２を有するばね室と圧力を導くように接続されている。これは、圧力バランサ１８の制御ピストン内の関連する径方向通路によって行われ、上述した、圧力バランサ１８のばね室は、次に、ニュートラル位置において除圧される。制御スライダ１６は、第４の径方向の切欠き５７を有することができ、その切欠きの弁中央に位置するエッジは、第１の切欠き（制御エッジ５２）と同じ軸方向の長さ上にある。このような第４の切欠き５７は、最初の３つの切欠きとは異なり、圧力バランサ１８の制御ピストン内に関連する通路を持たない。関連する切欠きを通路と正しい位置で方向付けすることは、係止球の形式の回転止め５８によって確実に行われ、係止球は、制御スライダ１６と圧力バランサ１８のピストンとの間の径方向固定を与える。

圧力のない状態において、制御ばね２４は、圧力バランサ１８の制御ピストンを、制御スライダ１６の袋孔端部に対して押圧する。このような圧力バランサピストンは、同様に中空ピストンとして形成されて、第２の径方向の通路６０を有しており、これが、圧力バランサのばね２４に抗してストローク移動する際に、制御スライダ１６内のいわゆるＰ切欠きとしての切欠き５４との接続を閉鎖する（圧力バランサ１８の制御エッジ）。第１の径方向の切欠き６２は、制御スライダ１６内の第１の切欠き５２の形式の弁絞りと常に接続されている。圧力バランサ１８のばね室は、第３の径方向の切欠き５６によって、制御スライダ１６のそれぞれ対応づけ可能な第３の通路６４と接続されており、更に、圧力バランサ１８の制御ピストンの外側面上の長手方向の溝６６と接続されている。このような長手方向の溝６６（そのうちの１つだけが、図３に破線で示されている）は、Ｒ通路の方向に制御ピストンの制御エッジまで延び、円周面で見て、径方向の切欠きと通路との間に位置している。この場合、それぞれの長手方向の溝６６は、制御スライダ１６内の第４の径方向の切欠き５７との恒常的な接続を有している。このような長手方向の溝接続は、作動接続部から圧力バランサ１８の圧縮ばね２４を有するばね室内へのＬＳ導入接続部を表す。この場合、図１に示す表示に基づく接続箇所５７は、分岐点ＬＳ_Ｂに相当し、切欠き５６は、圧力バランサ１８の一方の入力制御側において導入接続部ＬＳ_Ｂ１を形成し、それに対して上述したＬＳ圧力ＬＳ_Ｂは、検出接続部を表す。

ポンプ接続部Ｐを介してポンプ圧力が生じた場合に、この圧力は、圧力バランサ１８のＰ’_A室又はＰ’_B室内でも作動して、関連する制御エッジが閉鎖するまで、制御ピストンをばねに対して押圧するので、Ｐ’_A圧力又はＰ’_B圧力は、圧力バランサ１８の制御ばね２４の大きさに正確に調節される。上述した径方向の切欠きと通路が、図３にも示すように、制御スライダ１６と圧力バランサ１８の制御ピストンの外周面に沿って多重に配置できることは、もちろんである。

ここで、もし、パイロット圧力が、制御オイル回路Ｐ_Stからの中央供給によって、パイロット弁Ｐ_A又はＰ_Bを介して予め定められ、パイロット弁として電気油圧式減圧弁が用いられる場合に、制御スライダ１６は、圧縮ばね２２のばね力に抗してＲ通路の方向に摺動する（図２を参照）。この場合、弁絞りは、圧力バランサ１８とそれぞれ対応づけ可能な作動接続部Ａ又はＢとの間の開口断面を開放し始める。従って、Ｐ’_A圧力又はＰ’_B圧力は、体積が流出するので、それぞれ減圧する。この場合、制御ばね２４は、制御ピストンを開放した制御エッジの方向へスライドさせることができ、弁絞りの前に再び、制御ばね及び導入されたロード圧と力が均衡する動圧が生じるまで、ポンプ接続部Ｐからオイルが更に流出する。この場合、ロード圧は、制御スライダ１６の第４の径方向の切欠き５７から、同様に制御ピストンの周面の回りに延びる長手方向の溝６６内へ伝えられ、そこから制御ピストン内の第３の径方向の切欠き６４を通して、他の圧縮ばね２４を有するばね室内へ案内される。本発明に基づく解決手段によって、場所をとらずにＬＳ流れ制御機能を満たす、システム安定性のある弁装置が得られる。

Claims (10)

1. 少なくとも、
   −圧力供給接続部（Ｐ）と、
   −還流接続部（Ｒ）と、
   −区分されたロード検出接続部（ＬＳ）と、
   −２つの制御接続部（Ｐ’_AとＰ’_B）と、
   −２つのユーティリティ接続部（Ａ、Ｂ）と、
   −流体接続配置（１０）の接続部を少なくとも部分的に制御するための、少なくとも１つの可動制御手段（１４）と、
   を有する流体接続配置（１０）を備えた、油圧弁装置、等にロード検出（ＬＳ）流れ制御弁であって、
   それぞれの制御手段（１４）が、各ユーティリティ接続部（Ａ、Ｂ）に対応した制御スライダ（１６）を有し、それぞれのユーティリティ接続部（Ａ、Ｂ）への流れ方向において、前記制御スライダの前段に、圧力バランサ（１８）が接続されていることを特徴とする油圧弁装置。
2. 圧力バランサ（１８）が、制御スライダ（１６）の内部に統合されており、
   圧力バランサ（１８）と制御スライダ（１６）との両方が、弁ハウジング（３４）の内部で、互いに対して相対運動できる態様で、長手方向に摺動可能に案内されていることを特徴とする、請求項１に記載の弁装置。
3. 圧力バランサ（１８）と制御スライダ（１６）とが、初期位置にばねで保持されており、
   圧力バランサ（１８）が、ＬＳ圧力（ＬＳ_A、ＬＳ_B）によって駆動可能であって、前記ＬＳ圧力が、同時に制御スライダ（１６）の接続側（２６）に案内されており、前記制御スライダが、パイロット弁（Ｐ_A、Ｐ_B）の制御圧力（ＸＡ、Ｘ_B）によって駆動可能であって、
   制御スライダ（１６）と圧力バランサ（１８）との間で取り出される制御接続部圧力（Ｐ’_A、Ｐ’_B）が、ＬＳ圧力（ＬＳ_A、ＬＳ_B）とは反対の方向に作用して、圧力バランサ（１８）を駆動することを特徴とする、請求項１又は２に記載の弁装置。
4. 制御スライダ（１６）の他の接続側（２８）が、還流接続部（Ｒ）に接続されており、前記還流接続部が、弁ハウジング（３４）内で中心軸に沿って案内されており、制御手段（１４）の初期位置において、圧力バランサ（１８）を有する互いに反対側の２つの制御スライダ（１６）の間に延びていることを特徴とする、請求項３に記載の弁装置。
5. 圧力バランサ（１８）のためのそれぞれのＬＳ圧力（ＬＳＡ、ＬＳ_B）が、シャトル弁（３０）に案内されており、前記シャトル弁が、２つのＬＳ圧力（ＬＳ_A、ＬＡ_B）の高い方を逆止弁（３２）に案内することを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の弁装置。
6. ユーティリティ接続部（Ａ、Ｂ）が、流体を案内するように制御スライダ（１６）に接続されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の弁装置。
7. 制御スライダ（１６）と圧力バランサ（１８）とが、内部を摺動する中空ピストンを有し、少なくとも部分的に、径方向の流体切欠き（５２、５４、５６、５７）と流体通路（６０、６２、６４）が設けられており、
   前記流体切欠き又は流体通路の一部が、ロード検出接続部（ＬＳ_A、ＬＳ_B）とロード導入接続部（ＬＳ_A!、ＬＳ_B1）とを形成していることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の弁装置。
8. ロード検出接続部（ＬＳ_A、ＬＳ_B）とロード導入接続部（ＬＳ_A1、ＬＳ_B1）とが、長手方向の溝（６６）によって互いに接続されていることを特徴とする、請求項７に記載の弁装置。
9. 圧力バランサ（１８）が、回転止め部材（５８）を用いて、対応する制御スライダ（１６）に保持されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の弁装置。
10. 弁ハウジング（３４）の一部として、分配器としての通路（４０）が設けられており、前記通路がポンプ接続部（Ｐ）に接続されて、それぞれの制御手段（１４）に流体を供給することを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の弁装置。

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