JP4707827B2 - 回生の間に圧力を均等化する油圧回路 - Google Patents

回生の間に圧力を均等化する油圧回路 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、唯一の流体源によって並列に供給されている少なくとも2つの異なった流体回路を有する流体システムに関し、より詳細には、異なった負荷を有する2つの並行する流体回路が同時に作動でき、また、所定の作業機能を遂行している場合において必要以上の逆圧力を克服できる流体システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
2つの異なった流体回路が共通のポンプを使用して並列に作動する場合、軽い方の負荷を有する回路が自動的にポンプ流を取ることになるのは良く知られている。同じように、最も重い負荷を有する回路は、その回路の作動が個別的に阻害される程度まで停止もしくは減速される。軽負荷を有する多くのシステムでは、シリンダの一端からの流れを他端へ再結合するのがまた望ましい。しかしながら、そのことは主制御スプール中に特別な弁調節、もしくは追加の弁調節を必要とすることから困難であると実証されてきた。その場合でさえ、重負荷がかけられた回路の機能は減速もしくは停止の何れかになる筈である。重負荷がかけられた回路の停止を克服しようとする試みにおいては、過剰圧力が流体システム中で発生させられる筈である。システムによっては、排出ライン中に絞りを置き、そして、流体が主制御弁に入る場合に、その流体をポンプからの流体に再結合するように強制することによって、シリンダの他端に対する排出流体の回生を実現する筈である。2つの別々の回路が並列に作動している場合、ポンプの流れは最も軽い負荷を有する回路に行く筈なので、重い方の負荷を有する回路は停止もしくは減速することになり、このタイプの再結合は機能しない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述の問題点の1つもしくはそれ以上をを克服しようとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の1実施形態にあっては、流体システムが提供され、また、その流体システムはリザーバから流体を受け取り、多数の負荷を制御するために作動可能な単一の加圧供給流体源を含む。この流体システムは更に、単一の加圧供給流体源に対して並列に接続された第1および第2流体回路を含む。この第1流体回路は、単一の加圧供給流体源に対して接続され、また、第1流体シリンダに対して接続された第1方向制御弁を有する。この第1流体シリンダは、ヘッド端およびロッド端ポートを有する。第1方向制御弁は、単一の加圧流体源に対して接続された供給吸込ポートと、流体シリンダにあるそれぞれのヘッド端およびロッド端ポートに対して接続された第1および第2吐出ポートと、リザーバに接続された排出ポートとを有する。この第1方向制御弁は、中央位置と第1および第2作動可能位置との間で移動できる。この中央位置にあっては、第1および第2吐出ポートと排出ポートとは互いから遮断される。第1の作動可能位置にあっては、供給ポートが第2吐出ポートと連絡し、また、第1吐出ポートが排出ポートに連絡する。第2作動可能位置にあっては、供給ポートが第1吐出ポートに連絡し、また、第2吐出ポートが供給ポートに連絡する。第2流体回路は、第1流体回路に並列に、単一の加圧供給流体源に対して接続され、また、第2流体シリンダに対して接続された第2方向制御弁を有する。この第2流体シリンダも同様に、ヘッド端およびロッド端ポートを有する。この第2方向制御弁は、単一の加圧流体源に対して接続された供給吸込ポートと、第2流体シリンダにあるそれぞれのヘッド端およびロッド端ポートに対して接続された第1および第2吐出ポートと、リザーバに対して接続された排出ポートとを有する。この方向制御弁は、中央位置と、第1および第2作動可能位置との間で移動できる。中央位置にあっては、供給ポートは第1および第2吐出ポートから遮断され、また、ヘッド端およびロッド端ポートは排出ポートから遮断される。第1作動可能位置にあっては、供給ポートは第2吐出ポートに連絡し、また、第1吐出ポートは排出ポートに連絡する。第2作動可能位置にあっては、供給ポートは第1吐出ポートに連絡し、また、第2吐出ポートは排出ポートに連絡する。
【0005】
【発明の実施の形態】
図面の図1を参照する。流体システム10が提供され、また、供給導管17を経由して単一の加圧供給流体源16に対して並列に接続された第1および第2流体回路12、14を含む。加圧供給流体源16は、リザーバ18からの流体を受け取る。この流体システム10はまた、加圧パイロット流体源22に対して接続されたパイロット制御システム20を含む。
【0006】
第1流体回路12は、第1方向制御弁24と、ヘッド端ポート28およびロッド端ポート30とを有する第1流体シリンダ26と、第1および第2排出負荷逆止弁32、34とを含む。第1方向制御弁24は、供給導管17に対して接続された供給ポート36と、第1および第2吐出ポート38、40と、リザーバ18に対して接続された排出ポート42とを含む。導管44が第1吐出ポート38を第1流体シリンダ26にあるヘッド端ポート28に対して接続し、また、導管46が第2吐出ポート40をそのロッド端ポート30に対して接続する。
【0007】
第1方向制御弁24は、中央位置と、第1および第2作動可能位置との間で移動可能である。中央位置にあっては、供給ポート36と、第1および第2吐出ポート38、40と、排出ポート42とは互いから遮断される。第1作動可能位置にあっては、供給ポート36が第2吐出ポート40に連絡し、また、第1吐出ポート38が排出ポート42に連絡する。第2作動可能位置にあっては、供給ポート36が第1吐出ポート38に連絡し、また、第2吐出ポート40が供給ポート36に連絡する。従って、第1方向制御弁24にある第2作動可能位置にあっては、供給ポートは第1および第2吐出ポート38、40に連絡する。
第1方向制御弁24は、その中央位置に対して従来的な方法で付勢され、また、それぞれ第1および第2パイロット導管48、50を通るパイロット制御システム20からの加圧パイロット流体の受け取りに応じて、その第1および第2作動可能位置に対して移動させられる。制御入力装置52がパイロット制御システム20中に設けられ、また、加圧パイロット流体源22と第1および第2パイロット導管48、50との間に配列された第1作業者制御入力装置54を含む。この第1作業者制御入力装置54は、作業者による入力に応じて、方向制御弁24の位置を制御するために作用する。
【0008】
第1排出負荷逆止弁32が導管44中に配置され、また、第2排出負荷逆止弁が導管46中に配置される。第1および第2逆止弁のそれぞれは第1流体シリンダに対する流れを可能にし、また、そこからの流れを選択的に遮断するために作用する。第1および第2排出負荷逆止弁32、34それぞれは、弁調節要素59の背後に、その中に定められた圧力室56を有する。第1および第2排出負荷逆止弁32、34にある圧力室56は、オリフィスを備えた導管58を通して、第1流体シリンダ26にあるそれぞれのヘッド端28およびロッド端30に対して接続される。
【0009】
第1および第2の二位置弁60、62が、それぞれの圧力室56とリザーバ18との間に配置される。第1および第2の二位置弁60、62それぞれは、流れを遮断する位置に対してスプリング付勢され、また、パイロット導管48、50に対してそれぞれに接続されたそれぞれの導管64、66を通した加圧流体の受け取りに応じて、流れを通過させる位置に対して移動可能である。
【0010】
分流弁68が導管69中で、第1流体シリンダ26にあるヘッド端ポート28とリザーバ18との間に配置され、また、安全弁70がその分流弁68とリザーバ18との間に配置される。この分流弁68は、機械的付勢機構72と、パイロット導管74を通してそれに対して誘導されたロッド端ポート30中の圧力とによって閉位置に対して付勢される。この分流弁68は、パイロット導管76を通して(圧力が)それに対して誘導された場合、ヘッド端ポート28中の圧力に応じて、その流れを通過させる位置に向かって押しやられる。
【0011】
第2流体回路14は、第2方向制御弁78と、ヘッド端ポート82およびロッド端ポート84を有する第2流体シリンダ80と、第3および第4排出負荷逆止弁86、88とを含む。第2方向制御弁78は、供給導管17に対して接続された供給ポート90と、第1および第2吐出ポート92、94と、リザーバ18に対して接続された排出ポート96とを有する。導管98が、第1吐出ポート92を第2流体シリンダ80にあるヘッド端ポート82に対して接続し、また、導管100が、第2吐出ポート94をそれのロッド端ポート84に対して接続する。流体補給ポート102が、方向制御弁78の全ての位置において、排出ポート96に絶えず連絡し、また、一方向逆止弁104は、排出ポート96中の流体の、供給ポート90に対する流体連絡を実現し、逆流を遮断する。
【0012】
第2方向制御弁78は、中央位置と第1および第2作動可能位置との間で移動可能である。中央位置にあっては、供給ポート90は、第1および第2吐出ポート92、94から遮断され、また、第2流体シリンダ80にあるヘッド端ポートおよびロッド端ポート82、84は、リザーバ18から遮断される。第1作動可能位置にあっては、供給ポート90が第2吐出ポート94に連絡し、また、第1吐出ポート92は排出ポート96に連絡する。第2作動可能位置にあっては、供給ポート90は第1吐出ポート92に連絡し、また、第2吐出ポートは排出ポート96に連絡する。
第2方向制御弁78は、その中央位置に対して、従来的な方法で付勢され、また、それぞれ第3および第4パイロット導管106、108を通しての、パイロット制御システム20からの加圧パイロット流体の受け取りに応じて、その第1および第2作動可能位置に対して、移動可能である。制御入力装置52は更に、加圧パイロット流体源22と第1および第2パイロット導管106、108との間に配置された第2作業者制御入力装置110を含む。この第2作業者制御入力装置110は、作業者による入力に応じて、第2方向制御弁78の位置を制御するために作用する。
【0013】
第3排出負荷逆止弁86は、導管98中に配置され、また、第4排出負荷逆止弁88は、導管100中に配置される。第3および第4排出負荷逆止弁86、88のそれぞれは、第2流体シリンダへの流れを可能にし、また、それからの流れを選択的に遮断するために作用する。第3および第4排出負荷逆止弁86、88のそれぞれはまた、弁調節要素114の背後に、その中に定められた圧力室112を有する。この第3および第4排出負荷逆止弁86、88にある圧力室112は、オリフィスを備えた導管116を通して、第2流体シリンダ80にあるそれぞれのヘッド端82およびロッド端84に対して接続される。
【0014】
第3および第4の二位置弁118、120が、それぞれの圧力室112とリザーバ18との間に配置される。第3および第4の二位置弁118、120のそれぞれは、流れを遮断する位置に対してスプリング付勢され、また、パイロット導管106、108に対してそれぞれに接続されたそれぞれのパイロット導管121、122を通した加圧流体の受け取りに応じて、流れを通過させる位置に対して移動可能である。
従来的な補給弁123が、第1流体シリンダ26にあるロッド端ポート30とリザーバ18との間に接続された導管124中に配置される。
【0015】
図2を参照する。本流体システムの別の実施形態が開示される。同じ部品は、同じ部品番号を有する。図2において、圧力室56からの流れは、第2排出負荷逆止弁34と第1方向制御弁24との間の接続点125に対して、第2の二位置弁62から導管126を通して誘導される。一方向逆止弁128が導管126中に配置され、第2排出負荷逆止弁62から接続点125に対する流体の流れを可能にするために作用し、また、そこを通っての逆流を防止する。
【0016】
二位置バイパス弁130が、導管132中に配置され、また、第2排出負荷逆止弁62と接続点125との間で、一方向逆止弁128に対して並列に配置される。この二位置バイパス弁130は、流れを通過させる位置に対してスプリング付勢され、また、パイロット導管134を通してそこに分配されている、第2方向制御弁78に接続された第4パイロット導管108中の加圧流体に応じて、流れを遮断する位置に対して移動可能である。
【0017】
第2分流弁136が、第1流体シリンダ26にあるロッド端ポート30とリザーバ18との間の導管137中に作用するように配置される。第2分流弁136は、第2機械的付勢機構138と、導管140を通してそこに誘導された、第1流体シリンダ26にあるロッド端30中の圧力とによって、流れを遮断する位置に対して付勢され、また、導管142を通してそこに誘導された、第1流体シリンダ26にあるヘッド端28中の流体の圧力に応じて、流れを通過させる位置に対して移動可能である。
【0018】
図3を参照する。本発明の別の実施形態が開示される。同じ部品は同じ部品番号を有する。図3は、図2に極めて類似する。主な相違は、即ち、第2分流弁136が不要で、また、第1分流弁68が変更されていることである。図3にある第1分流弁68は、導管69によってヘッド端ポート28に対して、また、導管144を介して第1流体シリンダ26にあるロッド端ポート30に対して接続された2位置4方向弁である。この四方向分流弁68は、流体を分流弁68からリザーバ18に対して、安全弁70を横断して誘導するヘッド端排出ポート146と、流体を四方向分流弁68から導管144の部分を通してリザーバ18に対して誘導するロッド端排出ポート148とを有する。この四方向分流弁68は、機械的付勢機構72と、導管74、144を通してそこに誘導された、第1流体シリンダ26にあるロッド端30中の圧力とによって、流れを遮断する位置に対して付勢され、また、導管76、69を通してそこに誘導された、第1流体シリンダ26にあるヘッド端28中の圧力によって、流れを通過させる位置に向かって移動可能である。
【0019】
二位置締切り弁150が、導管144中に四方向分流弁68とリザーバ18との間に配置される。この二位置締切り弁150は、流れを通過させる位置に対してスプリング付勢され、また、パイロット導管134を通してそこに誘導されている、第2方向制御弁78に対して接続された第4パイロット導管108中の加圧流体に応じて、流れを遮断する位置に対して移動可能である。二位置締切り弁150にあるこの流れを遮断する位置は、分流弁68からリザーバ18に対する流れを遮断するが、しかし、リザーバ18から第1流体シリンダ26にあるロッド端30に対する補給流は可能にする。
【0020】
図4を参照する。本発明の別の実施形態が開示される。同じ部品は同じ部品番号を有する。図4は図2に類似である。但し、二位置バイパス弁130と第2分流弁136とが不要であることを除く。加えて、第1分流弁68は、五方向、二位置弁であり、また、導管46中で、第1流体シリンダ26にあるロッド端ポート30と第2排出負荷逆止弁34との間に作動的に配置され、また、導管69を通して第1流体シリンダ26にあるヘッド端ポート28に対して作動的に接続される。この五方向分流弁68は、機械的付勢機構72と、導管74を通ってそこに誘導されるので、第1流体シリンダ26にあるロッド端30中の圧力とによって、第1位置に対して付勢され、また、第1流体シリンダ26にあるヘッド端28中の圧力に応じて、第2位置に対して移動可能である。この五方向分流弁68にある第1位置にあっては、流体はロッド端ポート30と第2排出負荷逆止弁34との間で自由に流れ、また、そこを横断し、導管69を通り、ヘッド端ポート28から、安全弁70を横断して、リザーバ18に流れ、また、導管156を通るロッド端ポート30とリザーバ18との間の接続は遮断される。この五方向分流弁68にある第2位置にあっては、第2排出負荷逆止弁からロッド端ポート30に対する流れが遮断され、導管69を通しての流れが開かれ、また、ロッド端ポート30と導管156との間の流れが開かれる。
【0021】
二位置締切り弁150は、導管156中に配置される。図3に関連して前に記述したように、この二位置締切り弁150は、流れを通過させる位置に対してスプリング付勢され、また、導管134を通してそれに対して誘導されるので、第2方向制御弁に対して接続された第4パイロット導管中の流体の圧力に応じて、遮断位置に対して移動可能である。遮断位置にあっては、二位置、五方向分流弁からリザーバ18に対する流れは遮断されるが、しかし、リザーバ18から二位置、五方向分流弁に対する流れは可能である。
【0022】
本発明の真髄から逸脱することなく、本流体システム10で様々な部品 および/または 装置を使用できることが分かる。例えば、制御入力装置52は、電気油圧式制御装置であってもよい。同じように、第1、第2、第3および第4の二位置弁60、62、118、120は、電子的に制御されてもよい。第2流体回路14にあっては、2つの排出負荷逆止弁86、88は、取り除いてもよいし、また、第1および第2吐出ポート92、94は、図面で示されるような連絡に替えて、排出ポート96から遮断もされよう。同じように、単一の加圧供給流体源16が固定容量ポンプとして図示されているとはいえ、可変容量ポンプであってもいいし、また、負荷検出装置(図示されず)によって制御されてもいいことが分かる。加えて、それぞれ第1、第2、第3および第4の二位置弁60、62、118、120をリザーバ18に対して接続しているラインは、それに替えて、それぞれ第1、第2、第3および第4排出負荷逆止弁32、34、86、88の下流のラインに対して接続してもよい。それは、それぞれの負荷逆止弁と方向制御弁との間である。場合によっては、二位置弁に向かう逆流を抑止するため、1以上のラインにおいて逆止弁を接続することもまた、必要かもしれない。第1流体シリンダ26にあるロッド端ポート30とリザーバ18との間に従来的な補給弁が単に示されるとは言え、従来的な補給弁は、ヘッドおよびロッド端のそれぞれが、常時流体で一杯であることを確実なものとするため、第1および第2シリンダ26、80のそれぞれにあるヘッド および/または ロッド端ポート28、30、82、84と、リザーバ18との間に設けられてもよいことが分かる。
【0023】
(産業上の利用可能性)
図1にある本流体システム10の作動にあっては、例えば、第1流体回路12は、通常第2流体回路14よりも軽い負荷を有する。このことは、ローダのような機械では一般的であり、そこでは、第1流体回路12は、バケットを傾けて中身を空けるための回路であり、また、第2流体回路14は、バケットを持ち上げるための回路である。
【0024】
作業者がバケットを持ち上げようと希望する場合、作業者は第2作業者制御入力装置110を介して目標の入力を行う。パイロット信号は、方向制御弁78がその第2作動可能位置に向かって移動するようにパイロット導管108を通して誘導される。このことによって、ポンプ16からの供給ポート90中にある加圧流体が、そこを通過して、第2シリンダ80にあるヘッド端82に行き、第2流体シリンダを前進させ、従って、バケットを持ち上げることができるようにする。第3排出負荷逆止弁86にあるバルブ調整部品114上に作用している加圧流体は、従来的な方法で、それを、流れを通過させる位置に対して移動させる。
【0025】
ロッド端84からの排出流は、導管100を通り、第4排出負荷逆止弁88を横断して、第2吐出ポート94および方向制御弁78にある排出ポート96を通ってリザーバ18に戻る。パイロット導管108中のパイロット信号はまた、第4の二位置弁120に誘導され、それをその流れを通過させる位置に移動させるので、第4排出負荷逆止弁88にある圧力室112は、リザーバ18に対して開かれ、従って、弁調節要素114が従来的な方法で、その中を流れが通過するように持ち上がるのを可能にする。
【0026】
負荷の軽減が希望される、即ち、第2流体シリンダを後退させる場合、作業者は第2作業者制御入力装置110に入力し、パイロット圧力をパイロット導管106経由で誘導し、方向制御弁78をその第1作動可能位置に移動させる。第1作動可能位置にあっては、供給導管17は、供給ポート90および第2吐出ポート94と、導管100を通り、また、第2排出負荷逆止弁88を横断して、ロッド端84に連絡する。第4排出負荷逆止弁88にある弁調節要素114は、加圧流体に応じて開位置に移動し、流体がロッド端84に流れるのを可能にする。
【0027】
ヘッド端82からの排出流は、導管98を通り、第3排出負荷逆止弁86を横断し、方向制御弁78にある第1吐出ポート92および排出ポート96を通ってリザーバ18に戻る。パイロット導管106中のパイロット信号はまた、第3の二位置弁118に誘導され、それをその流れを通過させる位置に移動させるので、第3排出負荷逆止弁86にある圧力室112は、リザーバ18に対して開かれ、従って、弁調節要素114が、従来的な方法で持ち上がり、その中を通って流れが通過するのを可能にする。
【0028】
第1流体シリンダ26を後退させる、即ち、バケットを振り戻すことが希望される場合、作業者は第1作業者制御入力装置54に入力をし、加圧パイロット流体をパイロット導管48内に誘導し、その結果第1方向制御弁24をその第1位置に向けて移動させる。第1作動可能位置にあっては、供給導管17は、第1流体シリンダ26にあるロッド端ポート30に対して、第1方向制御弁24にある供給ポート36および第2吐出ポート40と、導管46とを通り、また、第2排出負荷逆止弁34を横断して、接続される。前に述べたように、弁調節要素59は、ロッド端70に対して誘導されている加圧流体によって、開くように押しやられる。
【0029】
ヘッド端ポート28からの排出流は、導管44を通り、第1排出負荷逆止弁32、および第1方向制御弁24にある第1吐出ポート38および排出ポート42を横断して、リザーバ18に連絡する。別の排出負荷逆止弁に関連して前に注記したように、第1排出負荷逆止弁32にある弁調節要素59は、その圧力室56を排出する目的で、その流れを通過させる位置に対して移動させられている第1の二位置弁60によって、開位置に移動させられる。この第1の二位置弁60は、第1方向制御弁24に対して誘導されている導管48中の加圧パイロット流体に応じて、その流れを通過させる位置に移動させられる。
【0030】
第1流体シリンダ26を前進させる、即ち、バケットを傾けて中身を投棄するため、作業者は第1作業者制御入力装置54に入力し、パイロット導管50に対して加圧パイロット流体を誘導し、その結果方向制御弁24をその第2作動可能位置に向けて移動させる。第2作動可能位置にあっては、供給導管17は、ヘッド端ポート28に対して、方向制御弁24にある供給ポート36および第1吐出ポート38、導管44を通り、また、第1排出負荷逆止弁32を横断して接続される。
【0031】
ロッド端ポート30からの排出流は、第1方向制御弁24にある第2吐出ポート40に対し、導管46を通り、第2排出負荷逆止弁34を横断して誘導される。第2排出負荷逆止弁34にある弁調節要素59は、パイロット導管50中の圧力によってその開位置に対して移動させられている第2の二位置弁62に応じて、開位置に移動させられる。ロッド端ポート30からの第2吐出ポート40における流れは、第1方向制御弁24を横断して誘導され、また、供給ポート36中の流体と一緒にされる。従って、ヘッド端ポート28およびロッド端ポート30双方における流体の圧力は実質的に同一である。第1流体シリンダ26は、流体シリンダ26にあるヘッド端とそのロッド端との間の面積差のせいで、前進する。バケットを傾けて中身を投棄するために必要とされる力は、一般的に言って大きくはないので、面積格差によって創り出された力は、シリンダを前進させる、即ち、バケットを傾けて中身を投棄する位置に移動させるのに十分である。
【0032】
作業者が、第2流体シリンダ80を前進させることによってバケットを持ち上げ、また、同時に第1流体シリンダ26を前進させることによって負荷を投棄することを選択する場合、ポンプの流れが軽い方の負荷(バケットを傾斜させて中身を投棄する)に自動的に行くということがないので、第2流体シリンダ80は実質的に減速もしくは停止させられることがないことになる。軽く負荷がかけられたシリンダ(第1流体シリンダ26)は、重い方の負荷がかけられた第2流体シリンダ80によって発生させられている圧力と実質的に同一レベルのもとにおかれるので、これは確かである。その結果、第1および第2シリンダ26、80それぞれは、作業者の入力によって設定された速度で移動することになる。
【0033】
図2にある実施形態の作動は、同時に、第2流体シリンダ80を前進させ(持ち上げ)、第1流体シリンダ26を前進させる(投棄する)場合、図1にあるそれと実質的に同一である。ひとつの違いは、即ち、第2の二位置弁62を通り第2排出負荷逆止弁34にある圧力室56から排出されている流れが、接続点125において導管46に対して接続され、そして、その中に配置された一方向逆止弁を有することである。この一方向逆止弁128は、接続点125における導管46中の如何なる加圧流体をも第2排出負荷逆止弁34にある圧力室56中に逆流するのを遮断するように機能する。
【0034】
二位置バイパス弁130は、第2流体シリンダ80が前進(負荷を持ち上げている)させられていない場合にはいつでも、一方向逆止弁128周囲に自由な流れを可能にするように働く。第1流体シリンダが前進させられている場合、ロッド端ポート30からの排出流は第2排出負荷逆止弁34にある弁調節要素59上に作用し、それを開にし、流れがそこを通り抜け、また、第1方向制御弁24を横断して、供給ポート36中のポンプ流と一緒になるようにさせる。その圧力室56中の加圧流体は、二位置弁62、二位置バイパス弁130を横断して接続点125に、そして、第1方向制御弁24を横断して供給ポート36に誘導される。
【0035】
負荷が投棄されているのと時を同じくして負荷を持ち上げることが望ましい場合、均等化された圧力を有する流れを回生し、二位置バイパス弁130は、遮断位置に移動させられ、その結果第1方向制御弁と第2排出負荷逆止弁34との間の導管46中の加圧流体は、その圧力室56に到達しないようにされる。結果として、第2排出負荷逆止弁34にある弁調節要素59は、開になることができ、ポンプ16からの圧力がまたヘッド端ポート28を加圧するのと同時に、ロッド端ポート30を加圧できるようにする。その結果、第2流体シリンダ80にあるヘッド端ポート82における圧力(持ち上げ)に関連して第1流体シリンダ(投棄)にある両端の圧力が均等化されるので、同時に負荷を投棄しても持ち上げ速度が減速されたり阻止されたりすることはない。
【0036】
多くの適用例にあっては、「バックドラッギング」と呼ばれる作動を遂行することが望ましい。この作動は、シリンダにあるロッド上に力を加え、それをそのシリンダにあるヘッド端に向かっての方向に向ける。本装置にあっては、第1流体シリンダ26は、バックドラッギング作動を遂行するために(シリンダを前進させる)位置に向かってバケットを押しやる目的で使用される。持ち上げなしのバックドラッギングの間、第1流体シリンダ26にあるヘッド端中の圧力は、ロッド上に加えられている力のために、高い。ヘッド端中の圧力が大きくなりすぎると、第1分流弁68が開き、過圧状態を解放する。持ち上げなしのバックドラッギング中の投棄(第1流体シリンダを前進させる)が望ましい場合、ポンプ圧力はロッド端ポート30に到達しないようにされる。結果として、第2分流弁136は、より低いヘッド端圧力を用いて開くことができ、流れをロッド端からリザーバ18に対して排出する。導管46中のポンプ圧力は、二位置バイパス弁130を通り、開いている二位置排出弁62を横断し、そして第2排出負荷逆止弁34にある圧力室56中へと、一方向逆止弁128をバイパスすることが可能とされるので、ポンプ圧力はロッド端ポート30から遮断される。弁調節要素59にある大きい方の面積上に作用している、圧力室56中のポンプ圧力があるので、相対している小さい方の面積上に作用している同じポンプ圧力は、弁調節要素59が開くのを可能としないことになる。
【0037】
持ち上げを行っている間に負荷を投棄することが望ましい場合、二位置バイパス弁130は、その遮断する位置に対して移動させられ、従って、ポンプ圧力は、圧力室56に到達できない。ロッド端ポート30から排出されている流れは、弁調節要素59にある肩上に作用し、それを開き、その結果、ロッド端ポート30がポンプ圧力と同じ圧力を達成できるようにする。
持ち上げと投棄とを同時に行う間に、第1流体シリンダが充分に前進させられ、また、第1流体シリンダに対して接続された機構が、ヘッド端中の圧力を増大させる不当な力をロッド上に及ぼす場合、第1分流弁は開くことができ、過圧状態を解放する。第2機械的付勢機構138の力は第1機械的付勢機構72の力よりも大きいので、第2分流弁136は、閉じたままである。
【0038】
この装置はまた、第1流体シリンダ26が充分に前進させられた位置もしくはその近辺における状態で、投棄する位置に移動する場合、第1流体シリンダ26が若干後退するのを防止する筈である。この若干の後退は、ロッド端中の流体容積がヘッド端中の容積に比べて格段に少ないので発生し、また、第1方向制御弁24がその投棄する(前進させる)モード中に移された場合、バイパス弁130を使用することなく、ヘッドおよびロッド端双方はポンプ圧力に対して開いている。ロッド端中の流体容積が極めて少ないせいで、その中の圧力はより早く増大し、ヘッド端中の圧力がそれと共に均一化するまで結果として若干の後退を引き起こす。バイパス弁130はその開位置にあるため、ポンプ圧力はそれを横断して、そして、第2排出負荷逆止弁34にある圧力室56に流入でき、その結果、弁調節要素59を閉じたままにし、それでポンプ圧力は、そのロッド端ポート30に到達することができない。ヘッド端ポート28中の圧力は急速に増大し、結果としてロッド端ポート30における圧力の急速な増大を引き起こす。ロッド端ポート30からの排出流は第2排出負荷逆止弁にある弁調節要素59によって遮断されるので、圧力は、ヘッド端ポート28中の圧力よりも大きな水準に増大する。ロッド端ポート30中の圧力が一旦ポンプ16/ヘッド端ポート28中の圧力よりも大きくなると、弁調節要素59は開くことになり、流れがそこを横断して出ることのできるようにする。
【0039】
図3の作動は、一方向逆止弁128とバイパス弁130との作動に関して同じである。図3のある実施形態にあっては、四方向分流弁68は図2にある第1および第2分流弁68、136と類似の方法で機能する。持ち上げなしでバックドラッギングをしながら、投棄作動を行う間、この四方向分流弁68は、ロッド端をリザーバ18に対して排出する目的で使用される。バックドラッギングはロッド上に力を誘発するので、ヘッド端28中の圧力は分流弁68をその流れを通過させる位置に対して移動させる役をする。同時に、ヘッド端圧力を安全弁70に対して得ることができ、その中の圧力を制限する。図2において述べられた装置に似て、この装置はまた、第1流体シリンダ26が充分に前進させられたもしくはその近くの位置にある状態で、投棄位置に移動する場合、第1流体シリンダ26が若干後退するのを防止するために、同じ方法で機能する筈である。
【0040】
加えて、第1流体シリンダ26が十分に前進させられた位置の状態で持ち上げをし、また、ポンプ16からの流体が分流弁68と安全弁70とを横断して排出されている場合、この排出された流体は、二位置締切り弁150を横断して通過し、四方向分流弁68を通って戻り、第1流体シリンダにあるロッド端を充満することができる。
【0041】
一方向逆止弁128に関しては、図4の作動は基本的には図2の作動に同一である。しかしながら、この実施形態にあっては、バックドラッギング中に投棄を行うためにバイパス弁130を必要としないが、しかし、上記図1および図2に関連して上述したように、流体シリンダ26が充分に前進させられた位置もしくはその近くの状態で投棄を行う前の、流体シリンダ26の若干の後退を防止したいとの希望が存在する場合には、依然として必要になる筈である。五方向分流弁68は投棄(第1流体シリンダを前進させている)を行う場合、図2にあるそれに類似して機能し、システムは図2のそれと同じ方法で作動する。持ち上げをしないでバックドラッギングをする場合、ヘッド端ポート28は、五方向分流弁68を通って安全弁70に連絡し、また、ロッド端の流れは五方向分流弁68および二位置締切り弁150とを横断し、リザーバ18へと誘導される。
【0042】
第1流体シリンダ26を使用して負荷を投棄しており、また、第2流体シリンダ80を使用して負荷を持ち上げている場合、第1流体シリンダ26にあるロッド端ポート30からリザーバに対する、五方向分流弁68を横断する排出流は、二方向締切り弁150によって遮断される。一方向逆止弁128が、第2排出負荷逆止弁34にある圧力室56からのポンプ圧力を遮断するので、ロッド端ポート30中の流体の圧力は増大し、また、機械的付勢機構72の力と結びついて、五方向分流弁68をそのスプリング付勢された位置に押し戻す。ロッド端ポート30中の増大させられた圧力は、弁調節要素59にある肩上に作用し、それを開き、流れがそこを横断して排出するにまかせる一方、第1流体シリンダ26にある両側部にかかる圧力を均一に維持する。
【0043】
前述を考慮するに、本流体システム10は、単純、且つ、信頼性のある装置であり、2つの異なった回路12、14が、流体シリンダ26、28の一方もしくは他方を実質的に減速したり停止したりすることなく、並列に作動できることを確実なものとするのが、容易に見て取れる。このことは、シリンダの一方が軽く負荷をかけられた場合であってもその通りである。本発明は更に、回路間の圧力均等化を依然として可能にしながら、回路の1つがバックドラッギング作動を遂行するために使用されることを可能にする。
本発明にある他の形態、目的および利点は、図面、開示および付随する請求範囲を究めることによって得ることができよう。
【図面の簡単な説明】
【図1】単一の加圧流体源を使用して並列に作動する2つの回路を有する、本発明の流体システムの概略図である。
【図2】本発明の別の実施形態の流体システムの概略図である。
【図3】本発明の更に別の実施形態の流体システムを概略図である。
【図4】本発明のまた更に別の実施形態の流体システムを概略図である。
【符号の説明】
10 流体システム
12 第1流体回路
14 第2流体回路
16 単一の加圧供給流体源
18 リザーバ
20 パイロット制御システム
22 加圧パイロット流体源
24 第1方向制御弁
26 第1流体シリンダ
28、82 ヘッド端ポート
30、84 ロッド端ポート
32 第1排出負荷逆止弁
34 第2排出負荷逆止弁
38、92 第1吐出ポート
40、94 第2吐出ポート
42、96 排出ポート
48 第1パイロット導管
50 第2パイロット導管
52 制御入力装置
54 第1作業者制御入力装置
59、114 弁調節要素
60 第1の二位置弁
62 第2の二位置弁
68 分流弁
70 安全弁
78 第2方向制御弁
80 第2流体シリンダ
86 第3排出負荷逆止弁
88 第4排出負荷逆止弁
104 一方向逆止弁
110 第2作業者制御入力装置
118 第3の二位置弁
120 第4の二位置弁

Claims (10)

  1. リザーバから流体を受け取る単一の加圧供給流体源を有し、多数の負荷を制御するために作動可能である流体システムであって、該流体システムは、
    前記単一の加圧供給流体源に接続されるとともに、ヘッド端ポートとロッド端ポートを有する第1流体シリンダに接続された第1方向制御弁を有する第1の流体回路を含み、
    前記第1方向制御弁は、前記単一の加圧流体源に接続された供給ポートと、前記流体シリンダ前記ヘッド端ポートおよびロッド端ポートのそれぞれに接続された第1および第2吐出ポートと、前記リザーバに接続された排出ポートとを有し
    前記第1方向制御弁は、中央位置と第1および第2作動可能位置との間で移動可能であり
    前記中央位置において、前記供給ポートと、前記第1および第2吐出ポートと、前記排出ポートとが互いに遮断され
    前記第1作動可能位置において、前記供給ポートが前記第2吐出ポートに、前記第1吐出ポートが前記排出ポートに連絡し
    前記第2作動可能位置において、前記第1吐出ポートおよび前記第2吐出ポートの両方が前記供給ポートに連絡し、
    前記第1流体シリンダの前記ヘッド端ポートと、前記リザーバとの間に分流弁が接続され、前記分流弁は、機械的付勢機構と前記第1流体シリンダの前記ロッド端ポート内の圧力とによって流れを遮断する位置に向けて付勢されており、前記第1流体シリンダの前記ヘッド端ポート内の加圧流体に応じて、流れを通過させる位置に向かって移動させられるようになっており、
    前記第1流体回路に並列に、前記単一の加圧供給流体源に接続されるとともに、ヘッド端ポートおよびロッド端ポートを有する第2流体シリンダに接続された第2方向制御弁を有する第2流体回路が備えられ
    前記第2方向制御弁は、前記単一の加圧流体源に接続された供給ポートと、前記第2流体シリンダ前記ヘッド端ポートおよびロッド端ポートのそれぞれに接続された第1および第2吐出ポートと、前記リザーバに接続された排出ポートとを有し、
    前記第2方向制御弁は中央位置と第1および第2作動可能位置との間で移動可能であり
    前記第2方向制御弁は、
    前記中央位置においては、前記供給ポートが前記第1および第2吐出ポートから遮断され、前記ヘッド端ポートおよびロッド端ポートが前記排出ポートから遮断され
    前記第1作動可能位置においては、前記供給ポートが前記第2吐出ポートに連絡し、前記第1吐出ポートが前記排出ポートに連絡し
    前記第2作動可能位置にあっては、前記供給ポートが前記第1吐出ポートに連絡し、前記第2吐出ポートが前記排出ポートに連絡する
    ことを特徴とする流体システム。
  2. 前記分流弁と前記リザーバとの間に配置された安全弁を含むことを特徴とする請求項に記載の流体システム。
  3. 前記第1方向制御弁の前記第1吐出ポートと前記第1流体シリンダの前記ヘッド端ポートとの間に配置された第1排出負荷逆止弁と、前記第1方向制御弁の前記第2吐出ポートと前記第1流体シリンダの前記ロッド端ポートとの間に配置された第2排出負荷逆止弁とを含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の流体システム。
  4. 加圧パイロット流体源前記加圧パイロット流体源に接続された制御入力装置を有するパイロット制御システムを含み、前記第1および第2方向制御弁が、前記制御入力装置からそれぞれ第1、第2、第3および第4パイロット導管を介して導かれる加圧パイロット流体の受け取りに応じて、それぞれの中央位置から移動させられることを特徴とする請求項に記載の流体システム。
  5. 前記第1および第2排出負荷逆止弁それぞれが、オリフィスを備えた導管を介して前記ヘッド端ポートおよび前記ロッド端ポートに連絡している圧力室を有し、前記パイロット制御システムが、閉位置に対してスプリング付勢され、前記第1および第2排出負荷逆止弁のそれぞれにおける前記圧力室と前記リザーバとの間に配置された第1および第2の二位置弁を含み、前記第1の二位置弁は、前記第1方向制御弁一端に導かれている加圧パイロット流体に応じて、流れを通過させる位置に向けて移動可能であり、前記第2の二位置弁は、前記第1方向制御弁の他端に導かれている加圧パイロット流体に応じて、その流れを通過させる位置に向けて移動可能であることを特徴とする請求項に記載の流体システム。
  6. 前記第2方向制御弁前記第1吐出ポートと前記第2流体シリンダ前記ヘッド端ポートとの間に配置された第3排出負荷逆止弁と、前記第2方向制御弁前記第2吐出ポートと前記第2流体シリンダ前記ロッド端ポートとの間に配置された第4排出負荷逆止弁とを含むことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の流体システム。
  7. 前記第3および第4排出負荷逆止弁それぞれが、オリフィスを備えた導管を介して前記ヘッド端ポートおよび前記ロッド端ポートのそれぞれに連絡している圧力室を有し、前記パイロット制御システムが、閉位置に対してスプリング付勢され、前記第3および第4排出負荷逆止弁それぞれにおける前記圧力室と、前記リザーバとの間に配置された第3および第4の二位置弁を含み、前記第3の二位置弁は、前記第2方向制御弁の一端に導かれている加圧パイロット流体に応じて、流れを通過させる位置に向けて移動可能であり、前記第4の二位置弁は、前記第2方向制御弁の他端に導かれている加圧パイロット流体に応じて、その流れを通過させる位置に向けて移動可能であることを特徴とする請求項に記載の流体システム。
  8. 前記第2排出負荷逆止弁前記圧力室から前記第2の二位置弁を通る前記流れが、前記第2排出負荷逆止弁と前記第1方向制御弁との間の接続を介して前記リザーバに導かれ、前記流体システムはまた、前記接続と前記第2の二位置弁との間に配置された一方向逆止弁を含み、前記一方向逆止弁が前記二位置弁から前記接続に向か流れを可能にし、逆流を防止することを特徴とする請求項に記載の流体システム。
  9. 前記第2の二位置弁と、前記第2排出負荷逆止弁と前記第1方向制御弁との間の前記接続との間に、前記一方向逆止弁と並列に配置された二位置バイパス弁を含み、前記二位置バイパス弁は流れを通過させる位置に向かって付勢されており、前記第4パイロット導管を介して前記第2方向制御弁に導かれるパイロット信号に応じて、流れを遮断する位置に移動可能であることを特徴とする請求項に記載の流体システム。
  10. 前記第1流体シリンダ前記ロッド端ポートと前記リザーバとの間に接続された第2分流弁を含み、前記第2分流弁は、前記第1分流弁の前記機械的付勢力よりも大きい付勢力を有する第2の機械的付勢機構と、前記第1流体シリンダ前記ロッド端ポート内の前記圧力とによって、流れを遮断する位置に付勢されており、前記第1流体シリンダ前記ヘッド端ポート内の加圧流体に応じて、流れを通過させる位置に向かって移動可能であることを特徴とする請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載の流体システム。
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