JP2618680B2 - 土工機械の作業部材を作動させるためのブースター回路を備える液体圧回路 - Google Patents

土工機械の作業部材を作動させるためのブースター回路を備える液体圧回路

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は総体的に、土工機械の作業部材のための液
体圧回路に関する。
特に、この発明は以下の構成を有する液体圧作動回路
に関し、すなわち、圧力作動液体の主供給源と複数の液
体圧アクチュエータとを包含しており、このアクチュエ
ータは、あるものは直線作動用であると共に、あるもの
は回転作動用であって、それぞれの作業部材を作動させ
るようになっており、これら作業部材はそれぞれ、サー
ボ制御装置により位置決めされ得る連続的に調整自在な
シャトル（往復体）を備える液体圧分配装置に対して関
連構成されており、前記位置決めされる位置としては、
作業部材の第１方向における移動に対応する第１終端位
置、中央停止位置、および作業部材の第１方向と反対の
第２方向における移動に対応する第２終端位置が設けら
れており、また主供給源および分配装置に関連する負荷
検出タイプの圧力補償装置を包含していて、主供給源か
ら分配される圧力と作業部材の圧力との差を、実質的に
一定に保持するようになっていると共に、回転作動用液
体圧アクチュエータは、直線作動用液体圧アクチュエー
タとは別に相互にグループを形成されており、かつ供給
圧力に応じて吐出するためにその抵抗を変化させるよう
に構成された集中化バルブ制動装置が設けられており、
またこれら回転作動用液体圧アクチュエータの少なくと
も一つはクロスオーバーバルプ装置を関連配置してい
て、関連する液体圧分配装置のシャトルが中央位置にあ
る時に、アクチュエータの制動中、回転作動用アクチュ
エータの圧力側から吸引側へ液体流動を再循環させるよ
うになっており、またクロスオーバーバルブ装置を介す
る漏出量を集積させる再供給回路であって、回転作動用
アクチュエータの吐出側からの漏出量を回復する２つの
抗キャビテーションバルブを含む再供給回路を包含して
いる前記液体圧作動回路に関する。
〔従来の技術、及び発明が解決しようとする課題〕
前述のタイプの液体圧作動回路は、本出願人を出願人
とするヨーロッパ特許出願第86830260.5号明細書に図示
および説明されている。この回路においては、３つの回
転液体圧モータが設けられており、最初の２つは掘削機
の直動操作（それぞれ左−右）のために利用され、また
第３のものは掘削アームを保持するタレットの回転操作
のために利用されるようになっている。
タレットの回転、すなわち第３液体圧モータを制動中
は、関連する液体圧分配装置のシャトルはその中央位置
に配置され、液体の流動はクロスオーバーバルブ装置に
より、圧力側から吸引側へ再循環される。クロスオーバ
ーバルブは、パイロット操作あるいは直接操作タイプの
いずれであっても、それ自体の漏出、および圧力補償装
置および液体圧モータ自体の漏出により、受容した流量
の100％を再循環することは不可能である。それが、２
つの抗キャビテーションバルブが利用されている理由で
あり、その正確な機能は、漏出量を回転モータの吐出側
から取入れ、漏出量を再集積することである。
通常の中央開口分配装置においては、シャトルが中央
装置にある時、主供給ポンプからの最大流量が吐出ダク
トを移行し、これが、吐出ライン、フィルタ、関連熱交
換器、および場合によっては背圧バルブを通過する再供
給流に必要な背圧を生じさせる。
他方、中央閉鎖、負荷検出分配装置においては、シャ
トルが中央位置ある時、主ポンプの負荷検出補償装置に
対して何の信号も送らず、主ポンプは流量が零である。
こうして吐出ダクトを介する貯蔵部への油の流動が存し
ないことから、背圧の不存在により抗キャビテーション
バルブは作用をもたらさない。
この場合、再供給は通常通り、補助「ブースター」ポ
ンプにより実施される。
この解決法は、特にポンプが遠心タイプの時は、その
「プースター」ポンプの構造形態により、ほとんどの時
間にわたって効率が悪い。
〔発明の目的〕
この発明の目的は前述の問題点を解決することで、す
なわち補助ブースターポンプの必要性を避けながら、抗
キャビテーションバルブの効率を保証することである。
〔課題を解決するための手段〕
この発明においては、この目的は以下の事実、すなわ
ち前述のタイプの土工機械の作業部材を作動させるため
の液体圧回路において、再供給装置が、作動圧力液体の
主供給源から抗キャビテーションバルブにブースト供給
するバルブを備えている特徴を有している、という事実
により達成される。
実際には、ブースターバルブは主負荷検出ポンプの給
送側を回路の抗キャビテーションバルブへ連結して、回
転作動溶液体圧モータへ再供給すると共に、必要な圧力
において所要流量供給するようになっている。
ブースターバルブは通常、常閉２方減圧バルブから構
成されていると共に、所定信号すなわち、再供給回路圧
力が弾性スラスト負荷の値に対応する所定背圧より低く
下降したことを表示する前述信号の結果、前述減圧バル
ブは弾性スラスト負荷の作用により開放されるようにな
っている。したがってブースターバルブはスイッチとし
ての作用を行ない、抗キャビテーションバルブに対し
て、バルブにより実際に要求された時のみ、すなわち、
再供給回路が弾性スラスト負荷により確立されるしきい
値より低い圧力へ下降された瞬間に液体を流動させるよ
うになっている。
この弾性スラスト負荷は調整自在であることが有用で
ある。
キャリブレートされたチョークがブースターバルブと
再供給回路との間に便利に挿入配置されて、再供給回路
により吸収される最大流量を制御するようになってい
る。
液体圧アキュムレータも通常は、チョークの下流側に
配置されると共に、再供給回路に連結されて、遷移段階
におけるブースターバルブの応答性を増大させるように
なっている。
正の負荷における通常動作状態においてはブースター
バルブは、低圧抗キャビテーションバルブにより、貯蔵
部に対する吐出ラインへ連結されているから、再供給回
路の背圧はブースターバルブのしきい値より高くされ
て、主回路からの漏出を防止するようにしなければなら
ない。この結果を達成するために、回転モータの液体圧
分配装置に関連するサーボ制御装置から誘導される加圧
信号が、選択バルブのロジックシステムを介して便利に
ブースターバルブへ供給されて、このブースターバルブ
は閉鎖されて作動状態に保持され、その場合、関連する
液体圧分配装置のシャトルは中央位置にはない。このこ
とにより、分配装置のシャトルが中央位置以外の位置に
ある時、ブースターバルブは閉鎖されると共に、分配装
置のシャトルが中央位置にある時はそれが再開放するこ
とが可能になる。
タレットを回転するための液体圧モータの抗キャビテ
ーションバルブの効率を維持すると共に、この発明のブ
ースターバルブは、２つの回転液体圧直動用モータの２
次抗キャビテーション機能のために利用することができ
る。そのため、ブースターバルブは他の２つの回転液体
圧モータの少なくとも一方に対して、その供給側および
吐出側において各抗キャビテーションバルブおよび抗衝
撃バルブを介して連結される。この場合、ブースターバ
ルブは、これら抗衝撃バルブを再供給回路を介して吐出
するために連結するための第３ラインを便利に備えられ
る。
作動回路の集中化されたバルブ制御装置は通常のよう
に、回転液体圧アクチュエータの共通吐出ラインに挿入
報知された常閉補償バルブを備えており、このバルブ
は、これらアクチュエータに対する供給圧力の最低値に
対応するパイロット圧力信号により開放される。この発
明のブースターバルブが各対の抗キャビテーションバル
ブを介して、他の２つの回転液体圧アクチュエータ（す
なわち、２つの直動用モータ）の供給および吐出側にも
連結される時は、集中化制動システムの補償バルブに対
するパイロット圧力信号は、供給回路の減圧信号により
連通を制御する選択バルブを介して、ブースターバルブ
へ供給される。
こうしてブースターバルブは、関連分配装置のシャト
ルがその中央位置にない時でも、２つの直動用モータへ
液体の流動を提供することができる。
この場合、各シャトルがその中央位置にある時、回転
モータの液体圧分配装置は以下のように形成され、すな
わち集中化制動システムに対する補償バルブのパイロッ
ト圧力信号により、回転モータの吸引および吐出側を各
一方向バルブを介して連結するように形成されている。
この解決法において、液体圧モータのいずれもがキャ
ビテーション状態にない時は、集中化制動システムの補
償バルブのパイロット圧力は減少し、ブースターバルブ
は開放し、モータの吸引側へ再供給がなされ、それと同
時に、集中化制動システムの補償バルブは吐出量を制限
する。
この発明の別の特徴は、非限定的な実施例として提供
されると共に図面を参照する詳細な説明から明らかにな
るであろう。
〔実施例〕
第１図において、土工機械の作業部材を作動させる液
体圧回路の本質的要素が、概略的に示されている。例示
実施例において、作業部材は、機械の掘削アームを作動
する（位置決め−上昇−貫入−掘削）一連の直線状液体
圧アクチュエータ、および掘削機の直動操作（右−左）
および掘削アームを保持するタレットの回転操作、を行
なわせる一連の回転液体圧モータ2a,2b,2cを備えてい
る。
回転モータ2a,2b,2cはユニットとしてグループ構成さ
れて、総体的に３で示されると共に、４で示される直線
状アクチュエータ１のユニットとは別に区別されてい
る。
各分配装置5,6はそれぞれ２つのユニット3,4に連結さ
れて、アクチュエータ１および2a,2bおよび2cに対して
供給および吐出を行なうようになっている。各分配装置
5,6はシャトルを備えており、このシャトルは３つの位
置、すなわち、それぞれ各アクチュエータ1,2a,2b,2cの
第１方向における移動、アクチュエータの停止、および
アクチュエータの第１方向と反対の第２方向における移
動、に対応する位置に位置決めされ得るようになってい
る。停止位置は、シャトルが図示のように中央位置にあ
る状態である。
分配装置5,6およびそれに関連するアクチュエータ
１、2a,2b,2c間の流入口−流出口連結部は、図面にA1,B
1……A7,B7で示されている。
分配装置5,6のシャトルは、総体的に７で示されるサ
ーボ制御バルブユニットを介して達成される液体圧パイ
ロットにより、その３つの可能な位置にセットされ、こ
こで前記ユニット７は通常のように、分配装置5,6の種
々の状態に対応する種々の位置に手動で位置決めされ得
る。一連の制御レバーおよびペダルを包含している。サ
ーボ制御ユニット７および分配装置5,6間のパイロット
用流入口−流出口連結部は、それぞれa1,b1,……a7,b7
で示されている。
分配装置5,6（したがって作業部材１、2a,2b,2c）お
よびサーボ制御ユニット７は例示実施例においては、２
つの別々の液体圧ポンプ8,9によりそれぞれの供給ライ
ン30,31を介して供給される。
ポンプ８は通常の負荷検出タイプの制御装置を設けら
れており、この制御装置は制御回路17により形成される
と共に、通常のようにユニット４に関連するライン17a
と、ユニット３に関連するライン17bを包含しており、
また選択バルブ18が包含されると共に、これは効果上、
単一の非戻りボールバルブからなり、かつ単一流出口23
に挿入されており、それにより、作動時に分配装置６か
らのものより大きい負荷検出圧力信号が引出される。
分配装置5,6は制御バルブにより構成されるそれぞれ
に関連する補償装置10,11を備えており、この制御バル
ブは通常のように、ポンプ８により分配される圧力と作
業部材１、2a,2b,2cの圧力との差を、使用時に実質的に
一定に保持して、機械の種々の可能な作業移動を負荷を
制御された状態で、同時に行なわせるようになってい
る。
液体圧サーボ制御装置７はポンプ９により、総体的に
12で示されると共に、飽和状態が生じることを防止する
機能を有する制御回路を介して供給される。回路12の作
動状態は、本出願人が共同出願人となっているヨーロッ
パ特許出願第191,275号明細書に示され、かつ説明され
ている。
回転液体圧モータ2a,2b,2cに関連するバルブ制動装置
は、これらモータの供給ラインの圧力によりパイロット
操作されると共に、供給ラインに存する圧力により吐出
するように、モータの抵抗を変化させるように配置構成
されている。実際には、これら制動装置の機能は液体圧
モータ2a,2b,2cの制動を達成するに際し、モータの回転
速度をそれ自体に適用される負荷から独立されると共
に、他方、モータの流入口への液体の流量によってのみ
制御されるようにすることである。
バルブ制動装置は単一の集中化補償バルブ14からな
り、この補償バルブ14は、３つの分配装置６に共通の吐
出ラインに挿入配置された２方向常閉方向制御バルブか
らなっている。補償バルブ14は、総体的に20で示される
選択バルブのロジックシステムからのパイロット圧力の
作用を受ける。システム20の流出口はバルブ14のパイロ
ット流入口27に連結される。集中化制動システムの作動
状態は、本出願人が出願人であるヨーロッパ特許出願第
86830260.5号明細書に示され、かつ説明されている。
流量回復回路25は回転液体圧モータ2cに関連されてい
ると共に、総体的に24で示されるクロスオーバーバルブ
システムを包含しており、それにより、制動過程におい
て、すなわち関連する液体圧分配装置６のシャトルがそ
の中央位置にある時、モータ2cの圧力側から吸入側へ液
体を再循環させるようになっている。
流量回復回路25の特徴は、本出願人が出願人であるヨ
ーロッパ特許出願第87830015.1号明細書に詳細に示さ
れ、かつ説明されている。この発明の目的においては、
クロスオーバーバルブ24が漏出量（クロスオーバーバル
ブ自体を介する漏出，補償装置11のシャトルおよび液体
圧モータ自体の漏出によるもの）を再集積するために体
質的な一方向抗キャビテーションバルブ28を包含してい
る、ということを述べるだけで十分であり、また前述漏
出量はモータ2cの吐出側から回復される。
モータ2cの液体圧分装置６が制動位置にある時、すな
わち関連シャトルが中央位置にある時、抗キャビテーシ
ョンバルブ28の効率を維持するため、この発明は再供給
回路29を提供しており、これはポンプ８の給送側を抗キ
ャビテーションバルブ26に連結して、必要な圧力で流量
を提供するようになっている。
再供給回路29は、実際には２方向減圧バルブからなる
ブースターバルブ33を包含しており、そのシャトル34は
その一側部に、調整自在な負荷を有するスラストスプリ
ングの作用を受けるようになっており、このスプリング
35は、バルブ33の下流側でバルブ33のパイロット流入口
36に対して、スプリング35の反対側に供給される回路29
からの圧力信号の作用に抗して、シャトルを開放位置へ
強制するようになっている。実際には、ブースターバル
ブ33はスイッチとしての作用を行ない、ポンプ８から抗
キャビテーションバルブ28への流動を、バルブ28自体に
よりこの流動が実際に要求された時に、すなわちパイロ
ット流入口36が、スプリング35のキャリブレーションに
より確立されるしきい値より低い圧力まで減圧された時
に、行なうようになっている。シャトル34が開放位置に
ある時に吸収される最大流量は、調整自在なキャリブレ
ータ37の容量により決定されると共に、キャリブレータ
37の下流側に配置された液体圧アキュムレータ38が、バ
ルブ33の瞬間的応答を増大させることを可能にしてい
る。
正の負荷における通常作動において、ブースターバル
ブ33は低圧抗キャビテーションバルブ28により、モータ
2cの吐出ラインへ連結されているから、回路26の背圧は
主回路からの漏出を防止するため、ブースターバルブ33
のしきい値より大きくなければならない。この状態が瞬
間的状態を含むあらゆる作動状態において達成されるた
めに、パイロット信号が連結部a7,b7からサーボ制御装
置７へ誘導され、それにより第１および第２選択バルブ
ロジックシステム39,40を介して、モータ2cに関連する
分配装置６のシャトルが中央位置にない時、ブースター
バルブ33が閉鎖され、分配装置６が中央位置に復帰する
時、ブースターバルブ33が再開放される。
第２図の変形例は、ブースターバルブ33が２つの直動
用モータの一方、特にモータ2b、およびモータ2cに対し
て利用される場合を示している。この場合、再供給回路
26がライン41を介して、かつそれぞれの抗衝撃バルブ42
および抗キャビテーションバルブ42aを介して、モータ2
bの供給および吐出側へ連結されており、またブースタ
ーバルブ33のシャトル34は、バルブ42を再供給回路26を
介して貯蔵部へ吐出するために３方向構造を有してい
る。２つの抗衝撃バルブ42の直接吐出はあらゆる場合
に、集中化制動システムの補償バルブ14により遮断され
る。
第３図の変形例は他方、ブースターバルブ33が直動用
モータ2aおよび2b、および回転用モータ2cの両方を作動
させるように配置構成されている場合を示している。こ
の場合、再供給回路26のライン41は各対の抗キャビテー
ションバルブ43を介して、２つのモータ2a,2bの供給お
よび吐出側に連結されている。プースターバルブ33はこ
の場合、各液体圧分配装置６のシャトルが中央位置にな
い時でも、２つの直動用モータ2a,2bに液体流動を提供
しなければならないから、第１図の場合にサーボ制御装
置７から送られる圧力信号は、集中化制動システムの補
償バルブ14の圧力流出口27から送られる圧力信号に置換
される。この圧力信号は回路44および選択バルブ45を介
して、ブースターバルブ33の流入口36へ到達し、それに
より流入口36と再供給回路26の減圧信号との連通が制御
される。この場合、ブースターバルブ33のシャトル34
は、第１図のものに対応すると共に第３図に示される２
方向構造を有すか、第２図の３方向構造を有することが
できる。
さらに、この場合、6aで示される回転液体圧モータ2c
に関連する液体圧分配装置６のシャトルは、第１図に示
される通常のものとは相違している。第４図に詳細に示
されるように、このシャトル6aの中央部分は、中央中立
位置において、モータ2cの供給および吐出ラインを、一
方向バルブ48,49を含む２つのそれぞれのライン46,47、
およびダクト50を介して相互に連結すると共に、これら
を、ダクト51を介して集中化制動システム用補償バルブ
14の単一流出口27へ連結するように形成されている。
モータ2a,2b,2cのいずれもキャビテーション状態にな
い場合、補償バルブ14のパイロット流出口27はブースタ
ーバルブ33を、回路44を介して閉鎖状態に維持して、貯
蔵部への漏出を避けるようになっている。これらのモー
タの一つがキャビテーション状態にある時は、流出口27
の圧力は減少し、ブースターバルブ33のシャトル34は開
放位置へ移動して、モータに対して吸入側に再供給がな
され、それと同時に、集中化制動システムの補償バルブ
14のシャトルは吐出を抑制する。回転モータ2cに関連す
る分配装置６のシャトル6aの適合構造により、その吸入
および吐出ラインは集中化制動システムに連結すること
ができ、シャトル6aが中央中立位置にある時でも、ブー
スター効果を達成できるようになっている。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の液体圧作動回路の配置図、第２図は
第１図の回路の一部の第１変形例の回路図、第３図は第
１図の回路の一部の第２変形例の回路図、第４図は第３
図の拡大詳細図である。 １、2a,2b,2c……液体圧アクチュエータ、5,6……液体
圧分配装置、10,11……圧力補償装置、24……クロスオ
ーバーバルブ装置、26……再供給装置、28……抗キャビ
テーションバルブ、33……ブースターバルブ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 米国特許3987623（ＵＳ，Ａ) 英国特許4126082（ＧＢ，Ａ) 英国特許1240585（ＧＢ，Ａ) 欧州特許191275（ＥＰ，Ａ) 欧州特許209123（ＥＰ，Ａ) 欧州特許232683（ＥＰ，Ａ)

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】圧力液体の主供給源と複数の液体圧アクチ
    ュエータとを包含し、このアクチュエータは、あるもの
    は直動用で、あるものは回転用であると共に、それぞれ
    連続的に調整され得るシャトルを備える各液体圧分配装
    置に関連する各作業部材を作動するようになっており、
    前記シャトルはサーボ制御装置により、作業部材の第１
    方向における移動に対応する第１終端位置、作業部材の
    停止に対応する中央位置、および作業部材の第１方向と
    反対の第２方向における移動に対応する第２終端位置へ
    移動され得るようになっており、また主供給源および分
    配装置に関連する「負荷検出」タイプの圧力補償装置を
    包含して、作業部材の圧力間の差を実質的に一定に保持
    しており、かつ回転用液体圧アクチュエータは直動用液
    体圧アクチュエータとは別の回路において相互にグルー
    プ化されていると共に、供給圧力にしたがってその吐出
    量に対する抵抗を変化するようにした集中化バルブ制御
    装置を設けられており、これら回転用液体圧アクチュエ
    ータの少なくとも一つはクロスオーバーバルブ装置を関
    連保持すると共に、関連する液体圧分配装置のシャトル
    が中央位置にある時、アクチュエータの制御中に回転用
    アクチュエータの圧力側から吸引側へ流動を再循環させ
    るようになっており、かつ回転用アクチュエータの吐出
    側からの漏出量を回復するため２つの抗キャビテーショ
    ンバルブを包含する、クロスオーバーバルブ装置を介す
    る漏出量を集積する再供給回路を包含する、土工機械の
    作業部材を作動する液体圧回路において、再供給回路
    （26）が、作動液体の主供給源（８）から抗キャビテー
    ションバルブ（28）へブースト供給するバルブ（33）を
    備えていることを特徴とする液体圧回路。
  2. 【請求項２】ブースターバルブが２方向常閉減圧バルブ
    （33）からなり、このバルブ（33）が、再供給回路（2
    6）の圧力が弾性スラスト負荷（35）の値に対応する所
    定背圧より低圧に下降したことを表示する信号の結果、
    弾性スラスト負荷（35）の作用により開放されることを
    特徴とする、請求項１記載の液体圧回路。
  3. 【請求項３】弾性スラスト負荷（35）が調整自在である
    ことを特徴とする、請求項２記載の液体圧回路。
  4. 【請求項４】再供給回路（26）により吸収される最大流
    量を制御するために、キャリブレートされたチョーク
    （37）がブースターバルブ（33）と再供給回路（26）と
    の間に挿入配置されたことを特徴とする、請求項２記載
    の液体圧回路。
  5. 【請求項５】液体圧アクチュエータ（38）がチョーク
    （37）の下流側で再供給回路（26）に連結されているこ
    とを特徴とする、請求項４記載の液体圧回路。
  6. 【請求項６】回転用アクチュエータ（2c）の液体圧分配
    装置（６）に関連するサーボ制御装置（7,a7,b）から引
    出される加圧信号が、選択バルブ（39,40）のロジック
    システムを介してブースターバルブ（33）へ供給され
    て、液体圧分配装置（６）のシャトル（6a）が中央位置
    にない作動状態において、ブースターバルブ（33）を閉
    鎖位置に保持するようになっていることを特徴とする、
    請求項２記載の液体圧回路。
  7. 【請求項７】ブースターバルブ（33）が回転用アクチュ
    エータ（2a,2b,2c）の別の少なくとも一つ（2b）に対し
    て、その供給および吐出側において、それぞれ抗衝撃バ
    ルブ（42）および抗キャビテーションバルブ（42a）を
    介して連結されると共に、これら抗衝撃バルブ（42）を
    再供給回路（26）を介して吐出側へ連結する第３ライン
    を設けられていることを特徴とする、請求項２〜６のい
    ずれか一項に記載の液体圧回路。
  8. 【請求項８】集中化バルブ制動装置が、回転アクチュエ
    ータに対する供給圧力の最低値に対応するパイロット圧
    力信号により開放される回転液体圧アクチュエータに対
    して共通の吐出ラインに挿入配置された常閉補償バルブ
    を備えており、ブースターバルブ（33）が各対の抗キャ
    ビテーションバルブ（43）により、他の回転用アクチュ
    エータ（2a,2b）の供給および吐出側にも連結されてお
    り、かつ集中化制動システム用補償バルブ（14）に対す
    るパイロット圧力信号（27）が、再供給回路（26）の減
    圧信号により連通状態を制御する選択バルブ（45）を介
    して、ブースターバルブ（33）へも供給されることを特
    徴とする、請求項２〜５のいずれか一項に記載の液体圧
    回路。
  9. 【請求項９】クロスオーバー吐出バルブ装置（24）が関
    連している回転アクチュエータ（2c）の液体圧分配装置
    （６）が、関連シャトル（6a）が中央位置にある時、回
    転アクチュエータ（2c）の吸引および吐出側（46,47）
    を、それぞれ一方向バルブ（48,49）を介して集中化制
    動システム用補償バルブ（14）に連結するように形成さ
    れていることを特徴とする、請求項８記載の液体圧回
    路。
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