JP5265078B2 - 流量調整器を備えた油圧系統 - Google Patents

Description

本発明は、一般に油圧系統、より詳細には流量調整器を備えた油圧系統に関する。

たとえば、ドーザ、ローダ、掘削機、モータグレータ、及び他の種類の重機類などの作業機械は、１つ以上の油圧アクチュエータを使用して、多様な作業を遂行する。これらのアクチュエータは、アクチュエータ内のチャンバに加圧流体を提供する作業機械のポンプに流体接続される。電気油圧弁機構が、通常、ポンプとアクチュエータとの間に流体接続されて、アクチュエータのチャンバへ及びチャンバからの、加圧流体の流量及び方向を制御する。

複数のアクチュエータを共通ポンプに流体接続する作業機械の油圧回路が、アクチュエータの操作中、回路内で望ましくない圧力変動を経験することがある。特に、１つのアクチュエータに供給された流体の圧力が、同じ油圧回路に流体接続された異なるアクチュエータの動作に応じて望ましくない変動をすることがある。これらの圧力変動は、アクチュエータが一貫性のない及び／又は予想外の動きをする原因となり得る。その上、圧力変動は、油圧回路構成部品の誤動作又は早期故障を引き起こす程、過酷である及び／又はしばしば発生し得る。

このような油圧アクチュエータに供給された流体内の圧力変動を減少させる１つの方法が、１９９９年３月９日、ウィルク（Ｗｉｌｋｅ）らに発行された（特許文献１）に記載されている。（特許文献１）では、２対の電磁弁と、可変容量形ポンプと、油タンクと、油圧アクチュエータとを備えた油圧回路について記述している。１対の電磁弁は、ヘッド側の供給弁と、油圧アクチュエータのヘッド側を可変容量形ポンプ又は油タンクのいずれかに接続するヘッド側の戻り弁とを含む。他の１対の電磁弁は、ロッド側の供給弁と、油圧アクチュエータのロッド側を可変容量形ポンプ又は油タンクのいずれかに接続するロッド側の戻り弁とを含む。これらの４つの電磁弁のそれぞれが、異なる流量調整逆止め弁に結合される。それぞれの流量調整逆止め弁は、結合された電磁弁とアクチュエータとの間に接続されて、結合された弁とアクチュエータとの間の流体の圧力を制御する。

（特許文献１）に記載されている油圧回路の複数の流量調整弁は、油圧回路内の圧力変動を減少させ得るが、これらは、油圧回路のコスト及び複雑さを増すことがある。その上、（特許文献１）の流量調整弁は、関連するアクチュエータの最適な性能という点において、十分正確に油圧回路内の圧力を制御しないことがある。

米国特許第５,８７８,６４７号明細書

開示された油圧シリンダは、上記に記載した課題の１つ以上を克服するものである。

１つの態様においては、本発明は、油圧系統に関する。油圧系統は、加圧流体源と、第１のチャンバ及び第２のチャンバを備えた流体アクチュエータとを含む。油圧系統はまた、源を第１のチャンバに選択的に流体連通するよう構成された第１の弁と、源を第２のチャンバに選択的に流体連通するよう構成された第２の弁とを含む。油圧系統は、さらに、源と第１の及び第２の弁との間に向けられた流体の圧力を制御するよう構成された比例流量調整弁を含む。

別の態様においては、本発明は、油圧系統を操作する方法に関する。本方法は、流体を加圧することと、加圧流体を第１の弁を介してアクチュエータの第１のチャンバに向けることと、加圧流体を第２の弁を介してアクチュエータの第２のチャンバに向けることとを含む。本方法はまた、第１の及び第２の弁の少なくとも１つを選択的に操作して、アクチュエータを動かすことを含む。本方法は、さらに、第１の及び第２の弁の１つの入口及び出口の圧力に応じて比例流量調整弁体を動かして、所望の差圧の所定の範囲内に、第１の及び第２の弁の１つ全体の差圧を維持することを含む。

図１は、例示的作業機械１０を示している。作業機械１０は、鉱業、建設業、農業などの産業、又は当業者に知られている他の任意の産業に関連する、いくつかの種類の操作を実施する固定又は可動の機械であり得る。たとえば、作業機械１０は、ドーザ、ローダ、バックホー、掘削機、モータグレータ、ダンプトラックなどの土工機械、又は他の任意の土工機械であり得る。作業機械１０はまた、発電設備、ポンプ、大型の船、又は他の任意の好適な、操作を実施する作業機械を含み得る。作業機械１０は、フレーム１２と、少なくとも１つの作業用具１４と、作業用具１４をフレーム１２に接続する油圧シリンダ１６とを含み得る。望む場合には、油圧シリンダ１６を省き、油圧モータを含むことが考えられる。

フレーム１２は、作業機械１０の動きを支持する、任意の構造ユニットを含み得る。フレーム１２は、たとえば、電源（図示せず）を牽引装置１８に接続する静止基本フレーム、リンクシステムの可動フレーム部材、又は当業者に知られている他の任意のフレームであり得る。

作業用具１４は、作業を実施する際に使用される任意の装置を含み得る。たとえば、作業用具１４は、ブレード、バケット、ショベル、リッパー、ダンプベッド、走行装置、又は当業者に知られている他の任意の、作業を実施する装置を含み得る。作業用具１４は、リンクシステム内の１つの部材を形成する油圧シリンダ１６を備えたリンクシステムを介して、又は他の任意の適切な方法で、直接枢軸２０を介してフレーム１２に接続され得る。作業用具１４は、当業者に知られている他の任意の方法で、フレーム１２に対して、枢動する、回転する、滑動する、揺れる、又は動くよう構成され得る。

図２に示されているように、油圧シリンダ１６は、協働して作業用具１４を動かす、油圧系統２２内の様々な構成部品の１つであり得る。油圧系統２２は、加圧流体源２４と、ヘッド側の供給弁２６と、ヘッド側のドレン弁２８と、ロッド側の供給弁３０と、ロッド側のドレン弁３２と、タンク３４と、比例流量調整弁３６と、ヘッド側の圧力逃がし弁３８と、ヘッド側の補給弁４０と、ロッド側の圧力逃がし弁４２と、ロッド側の補給弁４４とを含み得る。油圧系統２２が、たとえば、圧力センサ、温度センサ、位置センサ、コントローラ、アキュムレータなどの、追加の及び／又は異なる構成部品、及び当業者に知られている他の構成部品を含み得ることが考えられる。

油圧シリンダ１６は、チューブ４６と、チューブ４６内に置かれたピストンアセンブリ４８とを含み得る。チューブ４６及びピストンアセンブリ４８の一方は、フレーム１２に枢動可能に接続され、チューブ４６及びピストンアセンブリ４８の他方は、作業用具１４に枢動可能に接続され得る。或いは、チューブ４６及び／又はピストンアセンブリ４８が、フレーム１２又は作業用具１４のいずれかに固定接続され得ることが考えられる。油圧シリンダ１６は、ピストンアセンブリ４８によって分離された、第１のチャンバ５０と第２のチャンバ５２とを含み得る。第１の及び第２のチャンバ５０、５２には、源２４によって加圧された流体が選択的に供給され、ピストンアセンブリ４８がチューブ４６内で変位するようタンク３４に流体接続され得る。このため、油圧シリンダ１６の有効長が変わる。油圧シリンダ１６は伸張及び後退して、作業用具１４を動かすのを補助するよう機能し得る。

ピストンアセンブリ４８は、軸方向に整列され、かつチューブ４６内に置かれたピストン５４と、フレーム１２及び作業用具１４（図１参照）の１つに接続可能なピストンロッド５６とを含み得る。ピストン５４は、第１の油圧面５８と、第１の油圧面５８の反対側の第２の油圧面５９とを含み得る。第１の及び第２の油圧面５８、５９に対する流体圧力に起因する力の不均衡により、チューブ４６内でピストンアセンブリ４８が動き得る。たとえば、第１の油圧面５８に対する力が第２の油圧面５９に対する力より大きいことにより、ピストンアセンブリ４８が変位して、油圧シリンダ１６の有効長が増加し得る。同様に、第２の油圧面５９に対する力が第１の油圧面５８に対する力より大きい場合には、ピストンアセンブリ４８がチューブ４６内で後退して、油圧シリンダ１６の有効長が減少する。Ｏリングなどの封止部材（図示せず）が、ピストン５４に接続されて、チューブ４６の内部壁とピストン５４の外部円筒面との間の流体の流れを制限し得る。

源２４は、加圧流体の流れを作るよう構成され、たとえば、可変容量形ポンプ、定容量形ポンプ、又は当業者に知られている他の任意の加圧流体源などのポンプを含み得る。源２４は、たとえば、カウンタシャフト（図示せず）、ベルト（図示せず）、電気回路（図示せず）により、又は他の任意の好適な方法で、作業機械１０の電源（図示せず）に駆動可能に接続され得る。源２４は、加圧流体を油圧系統２２のみに供給するよう専用され得るか、或いは、加圧流体を作業機械１０内の追加の油圧システム５５に供給し得る。

ヘッド側の供給弁２６は、源２４と第１のチャンバ５０との間に置かれ、第１のチャンバ５０への加圧流体の流れを調節するよう構成され得る。具体的には、ヘッド側の供給弁２６は、電磁作動され、かつ流体が第１のチャンバ５０内に流れ込むことのできる第１の位置と流体の流れが第１のチャンバ５０から阻止される第２の位置との間を動くよう構成された、バネ偏倚された二位置弁装置を含み得る。ヘッド側の供給弁２６が、たとえば、比例弁体又は当業者に知られている他の任意の弁装置などの、追加の又は異なる装置を含み得ることが考えられる。或いは、ヘッド側の供給弁２６が、油圧作動され得る、機械作動され得る、空気作動され得る、又は他の任意の好適な方法で作動され得ることも考えられる。さらに、ヘッド側の供給弁２６が、第１のチャンバ５０内の圧力が源２４からヘッド側の供給弁２６に向けられた圧力を超えた場合の再生現象中に、第１のチャンバ５０からの流体がヘッド側の供給弁２６を通って流れることができるよう構成され得ることが考えられる。

ヘッド側のドレン弁２８は、第１のチャンバ５０とタンク３４との間に置かれ、第１のチャンバ５０からタンク３４への加圧流体の流れを調節するよう構成され得る。具体的には、ヘッド側のドレン弁２８は、電磁作動され、かつ流体が第１のチャンバ５０から流れることのできる第１の位置と流体が第１のチャンバ５０から流れるのが阻止される第２の位置との間を動くよう構成された、バネ偏倚された二位置弁装置を含み得る。ヘッド側のドレン弁２８が、たとえば、比例弁体又は当業者に知られている他の任意の弁装置などの、追加の又は異なる弁装置を含み得ることが考えられる。或いは、ヘッド側のドレン弁２８が、油圧作動され得る、機械作動され得る、空気作動され得る、又は他の任意の好適な方法で作動され得ることも考えられる。

ロッド側の供給弁３０は、源２４と第２のチャンバ５２との間に置かれ、第２のチャンバ５２への加圧流体の流れを調節するよう構成され得る。具体的には、ロッド側の供給弁３０は、電磁作動され、かつ流体が第２のチャンバ５２内に流れ込むことのできる第１の位置と流体が第２のチャンバ５２から阻止される第２の位置との間を動くよう構成された、バネ偏倚された二位置弁装置を含み得る。ロッド側の供給弁３０が、たとえば、比例弁体又は当業者に知られている他の任意の弁装置などの、追加の又は異なる弁装置を含み得ることが考えられる。或いは、ロッド側の供給弁３０が、油圧作動され得る、機械作動され得る、空気作動され得る、又は他の任意の好適な方法で作動され得ることも考えられる。さらに、ロッド側の供給弁３０が、第２のチャンバ５２内の圧力が源２４からロッド側の供給弁３０に向けられた圧力を超えた場合の再生現象中に、第２のチャンバ５２からの流体がロッド側の供給弁３０を通って流れることができるよう構成され得ることが考えられる。

ロッド側のドレン弁３２は、第２のチャンバ５２とタンク３４との間に置かれ、第２のチャンバ５２からタンク３４への加圧流体の流れを調節するよう構成され得る。具体的には、ロッド側のドレン弁３２は、電磁作動され、かつ流体が第２のチャンバ５２から流れることのできる第１の位置と流体が第２のチャンバ５２から流れるのが阻止される第２の位置との間を動くよう構成された、バネ偏倚された二位置弁装置を含み得る。ロッド側のドレン弁３２が、たとえば、比例弁体又は当業者に知られている他の任意の弁装置などの、追加の又は異なる弁装置を含み得ることが考えられる。或いは、ロッド側のドレン弁３２が、油圧作動され得る、機械作動され得る、空気作動され得る、又は他の任意の好適な方法で作動され得ることも考えられる。

ヘッド側の及びロッド側の供給弁及びドレン弁２６〜３２は、流体的に相互接続され得る。特に、ヘッド側の及びロッド側の供給弁２６、３０は、上流の共通流体通路６０と平行に接続され、下流の共通流体通路６２に接続され得る。ヘッド側の及びロッド側のドレン弁２８、３２は、共通ドレン通路６４と平行に接続され得る。ヘッド側の供給弁及び戻り弁２６、２８は、第１のチャンバ流体通路６１と平行に接続され得る。ロッド側の供給弁及び戻り弁３０、３２は、共通の第２のチャンバ流体通路６３と平行に接続され得る。

ヘッド側の圧力逃がし弁３８は、第１のチャンバ５０とヘッド側の供給弁及びドレン弁２６、２８との間の、第１のチャンバ流体通路６１に流体接続され得る。ヘッド側の圧力逃がし弁３８は、弁開口位置の方にバネ偏倚され、かつ第１のチャンバ流体通路６１内の圧力が所定の圧力より上であることに応じて弁閉鎖位置に動くことのできる弁体を備え得る。このようにして、ヘッド側の圧力逃がし弁３８は、第１のチャンバ５０からの流体がタンク３４に排出できるようにすることにより、作業用具１４及びピストン５４に対して作用する外部力に起因する油圧系統２２内の圧力スパイクを減少させるよう構成され得る。

ヘッド側の補給弁４０は、第１のチャンバ５０とヘッド側の供給弁及びドレン弁２６、２８との間の、第１のチャンバ流体通路６１に流体接続され得る。ヘッド側の補給弁４０は、第１のチャンバ流体通路６１内の流体圧力がタンク３４内の流体の圧力以下であることに応じて、タンク３４から第１のチャンバ流体通路６１への流体を可能にするよう構成された弁体を備え得る。このようにして、ヘッド側の補給弁４０は、タンク３４からの流体が第１のチャンバ５０を満たすことができるようにすることにより、作業用具１４及びピストン５４に対して作用する外部力に起因する油圧系統２２内の圧力の低下を減少させるよう構成され得る。

ロッド側の圧力逃がし弁４２は、第２のチャンバ５２とロッド側の供給弁及びドレン弁３０、３２との間の、第２のチャンバ流体通路６３に流体接続され得る。ロッド側の圧力逃がし弁４２は、弁開口位置の方にバネ偏倚され、かつ第２のチャンバ流体通路６３内の圧力が所定の圧力より上であることに応じて弁閉鎖位置に動くことのできる弁体を備え得る。このようにして、ロッド側の圧力逃がし弁４２は、第２のチャンバ５２からの流体がタンク３４に排出できるようにすることにより、作業用具１４及びピストン５４に対して作用する外部力に起因する油圧系統２２内の圧力スパイクを減少させるよう構成され得る。

ロッド側の補給弁４４は、第２のチャンバ５２とロッド側の供給弁及びドレン弁３０、３２との間の、第２のチャンバ流体通路６３に流体接続され得る。ロッド側の補給弁４４は、第２のチャンバ流体通路６３内の流体圧力がタンク３４内の流体の圧力未満であることに応じて、タンク３４から第２のチャンバ流体通路６３への流体を可能にするよう構成された弁体を備え得る。このようにして、ロッド側の補給弁４４は、タンク３４からの流体が第２のチャンバ５２を満たすことができるようにすることにより、作業用具１４及びピストン５４に対して作用する外部力に起因する油圧系統２２内の圧力の低下を減少させるよう構成され得る。

油圧系統２２は、油圧系統２２内の流体圧力及び／又は流れを制御するための追加の構成部品を含み得る。具体的には、油圧系統２２は、下流の共通流体通路６２内に置かれたシャトル弁７４を含み得る。シャトル弁７４は、ヘッド側の又はロッド側の供給弁２６、３０のいずれからの高い方の流体圧力に応じて、比例流量調整弁３６に低い方の流体圧力を有するヘッド側の及びロッド側の供給弁２６、３０の１つに流体接続するよう構成され得る。このようにして、シャトル弁７４は、ヘッド側の及びロッド側の供給弁２６、３０からの圧力信号を分解して、２つの弁の低い方の出口圧力が、比例流量調整弁３６の動きに影響を及ぼすことができるようにし得る。シャトル弁により、低い方の圧力が高い方の圧力に応じて比例流量調整弁３６に影響を及ぼすことができるので、比例流量調整弁は、再生現象中においても正しく機能し得る。油圧系統２２はまた、比例流量調整弁３６と上流の流体通路６０との間に置かれた逆止め弁７６を含み得る。油圧系統２２は、油圧系統２２内の流体圧力及び／又は流れを制御するための、追加の及び／又は異なる構成部品を含み得ることが考えられる。

タンク３４は、流体の供給を保持するよう構成された油タンクであり得る。流体は、たとえば、専用の作動油、エンジン潤滑油、トランスミッション潤滑油、又は当業者に知られている他の任意の流体を含み得る。作業機械１０内の１つ以上の油圧系統が、タンク３４から流体を取込み、タンク３４に流体を戻し得る。油圧系統２２が、複数の別個の流体タンクに接続され得ることも考えられる。

比例流量調整弁３６は、上流の共通流体通路６０と源２４との間に置かれた、油圧機械作動される比例制御弁であり得、上流の共通流体通路６０に供給される流体の圧力を制御するよう構成され得る。具体的には、比例流量調整弁３６は、流れを通過させる位置の方にバネ偏倚されかつ油圧で偏倚され、かつ流れを阻止する位置の方に液圧によって動くことのできる弁体を含み得る。１つの実施形態においては、比例流量調整弁３６は、比例流量調整弁３６と逆止め弁７６との間の点から流体通路７８を介して向けられた流体により、流れを阻止する位置の方に動くことができ得る。制限オリフィス８０は、流体通路７８内に置かれて、流体通路７８内の圧力及び／又は流れ振動を最小限に抑え得る。比例流量調整弁３６は、シャトル弁７４から流体通路８２を介して向けられた流体により、流れを通過させる位置の方に動き得る。制限オリフィス８４は、流体通路８２内に置かれて、流体通路８２内の圧力及び／又は流れ振動を最小限に抑え得る。或いは、比例流量調整弁３６の弁体が流れを阻止する位置の方にバネ偏倚され得ること、通路８２からの流体が流れを通過させる位置の方に比例流量調整弁３６の弁体を偏倚し得ること、及び／又は通路７８からの流体が流れを阻止する位置の方に比例流量調整弁３６の弁体を動かし得ることが考えられる。或いは、比例流量調整弁３６が、ヘッド側の及びロッド側の供給弁２６、３０の下流に又は他の任意の好適な場所に、置かれ得ることも考えられる。望む場合には、制限オリフィス８０及び８４を省くことも考えられる。

開示された油圧系統は、流体アクチュエータを含む、任意の作業機械に適応可能であり、この場合、アクチュエータに供給される流体の圧力及び／又は流れが平衡していることが望ましい。開示された油圧系統は、低コストかつ簡単な構成で、油圧系統の構成部品を保護する高い反応圧力調節を提供し、一貫したアクチュエータ性能を提供し得る。油圧系統２２の操作について以下に説明する。

油圧シリンダ１６は、オペレータ入力に応じて、流体圧力によって動き得る。流体は、源２４によって加圧され、ヘッド側の及びロッド側の供給弁２６及び３０に向けられ得る。チューブ４６に対してピストンアセンブリ４８を伸張する又は後退させるためのオペレータ入力に応じて、ヘッド側の及びロッド側の供給弁２６及び３０の１つが、開口位置に動いて、第１の及び第２のチャンバ５０、５２の適切な方に加圧流体を向け得る。実質的に同時に、ヘッド側の及びロッド側のドレン弁２８、３２の１つが、開口位置に動いて、流体を第１の及び第２のチャンバ５０、５２の適切な方からタンク３４に向け、ピストンアセンブリ４８を動かすピストン５４全体の差圧を生み出し得る。たとえば、油圧シリンダ１６の伸張が求められると、ヘッド側の供給弁２６は、開口位置に動いて、加圧流体を源２４から第１のチャンバ５０に向け得る。加圧流体を第１のチャンバ５０に向けることと実質的に同時に、ロッド側のドレン弁３２が、開口位置に動いて、第２のチャンバ５２からの流体がタンク３４に排出できるようにし得る。油圧シリンダ１６の後退が求められると、ロッド側の供給弁３０は、開口位置に動いて、加圧流体を源２４から第２のチャンバ５２に向け得る。加圧流体を第２のチャンバ５２に向けることと実質的に同時に、ヘッド側のドレン弁２８が、開口位置に動いて、第１のチャンバ５０からの流体がタンク３４に排出できるようにし得る。

複数のアクチュエータが源２４に流体接続され得るので、アクチュエータの１つの操作は、油圧シリンダ１６に向けられた流体の圧力及び／又は流れに影響を及ぼし得る。調節しない場合、これらの影響により、油圧シリンダ１６及び作業用具１４が一貫性のない及び／又は予想外の運動をすることとなり、また恐らく油圧系統２２の構成部品の寿命が短縮することとなる。比例流量調整弁３６は、油圧系統２２のすべての供給弁全体に実質的に一定の所定の圧力低下をもたらすよう、油圧系統２２内の流体圧力に応じて、流れを通過させる位置と流れを阻止する位置との間で比例流量調整弁３６の弁体を比例して動かすので、これらの影響の原因となり得る。

ヘッド側の及びロッド側の供給弁２６、３０の１つが、流れを通過させる位置に動かされる時、流れを通過させる弁内の圧力が、流れを阻止する弁に向けられた流体の圧力より低いことがある。この結果、シャトル弁７４は、高い方の圧力により、流れを通過させる弁の方に偏倚され得る。このため、流れを通過させる弁から比例流量調整弁３６に低い方の圧力を連通する。次いで、この低い方の圧力は、流体通路７８からの圧力に対して、比例流量調整弁バネの力と共に作用し得る。次いで、この結果生じた力が、流れを阻止する位置又は流れを通過させる位置のいずれかの方に、比例流量調整弁３６の弁体を動かし得る。源２４からの圧力が低下する時、比例流量調整弁３６は、流れを通過させる位置の方に動き得る。このため、上流の共通流体通路６０内の圧力が維持される。同様に、源２４からの圧力が増加する時、比例流量調整弁３６は、流れを阻止する位置の方に動き得る。このため、上流の共通流体通路６０内の圧力が維持される。このようにして、比例流量調整弁３６は、油圧系統２２内の流体圧力を調節し得る。

比例流量調整弁３６はまた、油圧系統２２内で再生プロセスが起きたことに起因する油圧系統２２内の圧力及び／又は流れ変動を減少させるよう構成され得る。特に、作業用具１４が動いている間、作業用具１４に対する外部力が、源２４によりヘッド側の又はロッド側の供給弁２６、３０に供給された流体の圧力より大きい、第１の及び第２のチャンバ５０、５２の１つ内の圧力を生成する場合がある。このような場合、この高圧流体は、エネルギを節約するために再生され得る。具体的には、この高圧流体は、第１の及び第２のチャンバ５０、５２の適切な方から、上流の共通流体通路６０に向けられ得る。比例流量調整弁３６は、流れを阻止する位置の方に比例流量調整弁３６の弁体を動かすことにより、このように高圧流体が供給されることに対処し得る。このようにして、比例流量調整弁３６は、再生プロセス中においても、実質的に一定の圧力を提供し得る。

比例流量調整弁３６が油圧機械作動されるので、油圧系統２２内の圧力変動は、油圧シリンダ１６の運動又は油圧系統２２内の構成部品の寿命に著しく影響を及ぼすことになる前に、素早く対処され得る。特に、比例流量調整弁３６の反応時間は、約２００ヘルツ以上であり得るが、これは、約５〜１５ヘルツで反応する代表的な電磁作動弁よりはるかに大きい。その上、比例流量調整弁３６は電子制御されるよりむしろ油圧機械作動され得るので、油圧系統２２のコストが最小限に抑えられ得る。

当業者には、開示された油圧系統の様々な修正形態及び変形形態が明らかであろう。開示された油圧系統の仕様及び慣行を考慮することにより、当業者には、他の実施形態も明らかとなろう。仕様及び例は単なる例示と考えられ、真の範囲は、頭記の特許請求の範囲及びその等価物によって示されるものとする。

開示された例示的実施形態による作業機械を示す概略側面図である。 開示された例示的油圧回路を示す概略図である。

符号の説明

１０ 作業機械
１２ フレーム
１４ 作業用具
１６ 油圧シリンダ
１８ 牽引装置
２０ 直接枢軸
２２ 油圧系統
２４ 源
２６ ヘッド側の供給弁
２８ ヘッド側のドレン弁
３０ ロッド側の供給弁
３２ ロッド側のドレン弁
３４ タンク
３６ 比例流量調整弁
３８ ヘッド側の圧力逃がし弁
４０ ヘッド側の補給弁
４２ ロッド側の圧力逃がし弁
４４ ロッド側の補給弁
４６ チューブ
４８ ピストンアセンブリ
５０ 第１のチャンバ
５２ 第２のチャンバ
５４ ピストン
５５ 追加の油圧システム
５６ ピストンロッド
５８ 第１の油圧面
５９ 第２の油圧面
６０ 上流の共通流体通路
６１ 第１のチャンバ流体通路
６２ 下流の共通流体通路
６３ 第２のチャンバ流体通路
６４ 共通ドレン通路
７４ シャトル弁
７６ 逆止め弁
７８ 流体通路
８０ 制限オリフィス
８２ 流体通路
８４ 制限オリフィス

Claims (12)

1. 加圧流体源と、
   第１のチャンバ及び第２のチャンバを備えた流体アクチュエータと、
   前記加圧流体源を第１のチャンバに選択的に流体連通するよう構成された第１の弁と、
   前記加圧流体源を第２のチャンバに選択的に流体連通するよう構成された第２の弁と、
   第１の弁と第２の弁の弁とを流体的に相互接続する共通流体通路と、
   前記加圧流体源と前記共通流体通路との間に設けられ、前記加圧流体源から前記共通流体通路に供給される流体の圧力を、第１の弁または第２の弁の前後の差圧により制御する単一の圧力制御手段と、を有することを特徴とする油圧系統。
2. 加圧流体源と、
   第１のチャンバ及び第２のチャンバを備えた流体アクチュエータと、
   前記加圧流体源を第１のチャンバに選択的に流体連通するよう構成された第１の弁と、
   前記加圧流体源を第２のチャンバに選択的に流体連通するよう構成された第２の弁と、
   第１の弁と第２の弁とを流体的に相互接続する共通流体通路と、
   前記加圧流体源と前記共通流体通路との間に設けられ、前記加圧流体源から前記共通流体通路に供給される流体の圧力を、第１の弁または第２の弁の前後の差圧により制御する単一の圧力制御手段と、を有し、
   前記圧力制御手段は、前記第１の弁の上流側の圧力と前記第２の弁の上流側の圧力の内の低い方の圧力と、前記加圧流体源の圧力と、に応じて前記共通流体通路に供給される流体の圧力を制御するよう構成されていることを特徴とする油圧系統。
3. 前記圧力制御手段は、前記第１の弁と前記第２の弁との差圧と、前記加圧流体源の圧力と、に応じて前記共通流体通路に供給される流体の圧力を制御するよう構成された比例流量調整弁であることを特徴とする請求項１または２に記載の油圧系統。
4. 前記流体アクチュエータは、前記第１の弁を前記第１のチャンバに流体連通させて前記加圧流体源からの流体を前記第１のチャンバに供給することによって第１の方向に動作する一方、前記第２の弁を前記第２のチャンバに流体連通させて前記加圧流体源からの流体を前記第２のチャンバに供給することによって第２の方向に動作することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の油圧系統。
5. タンクと、
   タンクを第１のチャンバに選択的に流体連通するよう構成された第３の弁と、
   タンクを第２のチャンバに選択的に流体連通するよう構成された第４の弁と
   をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の油圧系統。
6. 前記第１の弁を前記第１のチャンバに流体連通させて前記加圧流体源から前記第１のチャンバへと流体を供給すると共に、前記第４の弁を前記第２のチャンバに流体連通させて前記第２のチャンバの流体を前記タンクへと供給することによって、前記流体アクチュエータを第１の方向に動作させ、
   前記第２の弁を前記第２のチャンバに流体連通させて前記加圧流体源から前記第２のチャンバへと流体を供給すると共に、前記第３の弁を前記第１のチャンバに流体連通させて前記第１のチャンバの流体を前記タンクへと供給することによって、前記流体アクチュエータを第２の方向に動作させることを特徴とする請求項５に記載の油圧系統。
7. 前記加圧流体源と前記第１及び第２の弁との間に配置された第１流体通路をさらに含み、
   前記第１及び第２の弁は、前記第１の流体通路へと並列に接続され、かつ前記比例流量調整弁は、第１の流体通路と前記加圧流体源との間に配置されていることを特徴とする請求項３ないし６のいずれか一項に記載の油圧系統。
8. 第２の流体通路をさらに備え、
   比例流量調整弁は、流体通過位置と流体遮断位置との間で移動可能な弁要素を含み、前記第２の流体通路は、前記流体通過位置と前記流体遮断位置のいずれか一方に向けてバルブ要素を付勢するために、前記比例流量調整弁と前記第１の流体通路との間から前記比例流量調整弁へと流体を方向付けるように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の油圧系統。
9. 第１及び第２の弁の下流に配置された第３の流体通路であって、前記第１、第２の弁は前記第３の流体通路に連通している第３の流体通路と、
   前記第１及び第２の弁の間の第３の流体通路内に配置されたシャトル弁であって、第１の弁からの加圧流体が通過する第１の位置と、前記第２の弁からの加圧流体が通過する第２の位置との間で移動可能であるシャトル弁と、をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の油圧系統。
10. 前記シャトル弁を介して、比例流量調整弁要素を前記流体通過位置と流体遮断位置の他方へ向けて比例流量調整弁を付勢するために、第１と第２の弁の一方から前記比例流体調整弁へと加圧流体を方向付けるよう構成される第４の流体通路を含むことを特徴とする請求項９に記載の油圧系統。
11. 流体を加圧することと、
    加圧流体を第１の弁を介してアクチュエータの第１のチャンバに向けることと、
    加圧流体を第２の弁を介してアクチュエータの第２のチャンバに向けることと、
    第１の及び第２の弁の少なくとも１つを選択的に操作して、アクチュエータを動かすことと、
    前記流体を加圧する加圧流体源と前記共通流体通路との間に設けられた単一の比例流量調整弁体を動かして、前記加圧流体源から前記共通流体通路に供給される流体の圧力を、第１の弁または第２の弁の前後の差圧により制御することと、を含み、
    前記比例流量調整弁体は、前記第１の弁の上流側の圧力と前記第２の弁の上流側の圧力の内の低い方の圧力と、前記加圧流体源の圧力と、に応じて所望の圧力の所定の範囲内に、第１の及び第２の弁に供給された流体の圧力を維持することを特徴とする油圧系統を操作する方法。
12. 作業用具と、
    油圧系統と
    を有する作業機械であって、該油圧系統が、
    加圧流体源と、
    タンクと、
    第１のチャンバ及び第２のチャンバを備え、かつ作業用具を動かすよう構成された流体アクチュエータと、
    前記加圧流体源を第１のチャンバに選択的に流体連通するよう構成された第１の弁と、
    前記加圧流体源を第２のチャンバに選択的に流体連通するよう構成された第２の弁と、
    第１の弁と第２の弁の弁とを流体的に相互接続する共通流体通路と、
    前記加圧流体源と前記共通流体通路との間に設けられ、前記加圧流体源から前記共通流体通路に供給される流体の圧力を、第１の弁または第２の弁の前後の差圧により制御するよう構成された比例流量調整弁と、
    第１のチャンバをタンクに選択的に流体連通するよう構成された第３の弁と、
    第２のチャンバをタンクに選択的に流体連通するよう構成された第４の弁と、
    を含み、
    前記比例流量調整弁体は、前記第１の弁の上流側の圧力と前記第２の弁の上流側の圧力の内の低い方の圧力と、前記加圧流体源の圧力と、に応じて所望の圧力の所定の範囲内に第１の及び第２の弁に供給された流体の圧力を維持することを特徴とする作業機械。

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