JPH0158362B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ブルドーザ、グレーダ、或いはスク
レーパのような大型の建設車輌の複数の流体アク
チユエータの流体動力作動を制御する流体制御弁
システムに関し、特にこのようなシステムの主リ
リーフ弁の改良された使用に関する。

従来の技術 上記の建設用車輌では、油圧動力を用いて車輌
の車輪をかじ取りするとともにシヨベル、或いは
バケツトのような車輌の種々の油圧動力器具を作
動する。

この場合、全ての器具を、単一のポンプを使用
して作動するのが普通である。

このような油圧制御システムでは、ポンプから
システムの全ての器具に送出される圧力を調整す
るための圧力補償弁を設けるのが普通である。こ
の弁の目的は、ポンプとシステムに加えられる負
荷との間の圧力差を比較的一定に保つことであ
る。このような圧力差は圧力補償弁のスプールの
一端に作用するばねのばね係数によつて設定され
る。

図面に示すシステムでは、かじ取りシリンダー
すなわち第一アクチユエータ１０のロツドの端が
車輌のかじ取り車輪に連結されている。かじ取り
用スプール弁すなわち方向制御弁１６は公知の機
械的リンクを介して車輌のハンドルに連結されて
いる。運転者がハンドルを時計廻りに回転させる
と方向制御弁のスプール一方向に移動する。運転
者がハンドルを反時計廻りに回すと、方向制御弁
のスプールは逆方向に移動する。方向制御弁１６
のスプールが左に移動すると、流路２８に入つた
流体は弁を通つて流路１４及びシリンダー１０に
流入し、ピストンを左に駆動し、その結果車輪を
一方向に回すことが理解されよう。もちろんスプ
ールを右に移動させると逆の効果が得られる。

作動中、作業者は車輌をかじ取りしようとする
ばかりでなく１つ以上の器具１１を一度に使用す
る。このような場合、ポンプからの流れの一部が
圧力補償弁１７で分けられる。ポンプからの流れ
の一部は、ポンプを作動させた場合の圧力補償弁
１７の状態が示されている第２図からわかるよう
に、絞り２７を含む流路を通つて流路２８に差向
けられ、次いでアクチユエータ１０の一端に差向
けられる。ポンプからの流れの残りの部分は、圧
力補償弁の内部流路２９を経て器具の弁及びアク
チユエータ１１に向けられる。

発明が解決しようとする問題点 作業者がかじ取りしながら器具を使用していて
車輌の車輪が動かなくなつたりかじ取り不能にな
つた場合１つの問題が起こる。こうしたことはか
かる車輌が遭遇する起伏の激しい地形で起こりや
すい。例えば、車輌が障害物に当たるかもしれな
い。そうした場合、かじ取り用シリンダ即ちアク
チユエータ１０内の圧力は、ロツドの移動が障害
物によつて制限されるため上昇する傾向がある。
かじ取り用スプール弁即ち方向制御弁が流体を受
ける最初の弁であるため、かじ取りシステムで圧
力が上昇すると、作業者が選択して作動させる器
具弁の作動が著しく妨げられる。例えば、作業者
が負荷を注意深く降下させている場合、かじ取り
システムが大きな圧力上昇に遭遇すると、流体は
負荷からかじ取りシリンダー即ちアクチユエータ
にそらされ、負荷を急激に降下させることがあ
る。従つて、方向制御弁に作用する作動圧力の変
化が下流の器具に有害な衝撃を与えることが理解
されよう。

先行技術では、方向制御弁に通ずる流路２８に
主リリーフ弁を挿入することにより、かじ取りの
過負荷の問題を処理しようとした。かじ取りシス
テムでの過圧力によつてリリーフ弁を働らかせる
ときには、かじ取りシステムへの流れの全てが主
リリーフ弁を通してタンクＴかシステムの残部に
そらされる。いずれの場合にも、システムの残部
に影響を引起こすものである。かじ取りのための
流れが全てタンクにそらされると、大量の流れが
タンクにそらされるためシステムの残部における
圧力を急激に降下させてしまう。いずれにして
も、大きな過渡的影響がシステム全体に亘つて及
ぼされる。

本発明の主な目的は、リリーフ弁の開放によつ
てシステムの残部に及ぼす過渡的な影響を最小に
するような、かじ取りシステムの油圧回路の位置
に主リリーフ弁を配置することにある。

問題点を解決するための手段 本発明によれば、供給流路から第一アクチユエ
ータのフイーダ流路のいずれかへの流体の流通を
制御する方向制御弁と、該方向制御弁を通る流量
を調整し且つ第二アクチユエータに動力を与える
ために過剰な流体を出口ポートに供給する圧力補
償弁とを有する、第一及び第二の流体動力式アク
チユエータの作動を制御するシステムにおいて、
方向制御弁の計量部の下流で第一アクチユエータ
のフイーダ流路のいずれかに連結された主リリー
フ弁を有し、該主リリーフ弁は、第一アクチユエ
ータの停止状態を感知し、これに応答して流体を
供給流路から方向制御弁の計量部と主リリーフ弁
を含むリリーフ流路とを通してタンクへ排出し、
リリーフ流路を通る流量は、方向制御弁の計量部
のみによつて制限を受け、圧力補償弁は、加えら
れた対向するパイロツト圧力に応答して作動し、
対向するパイロツト圧力の一方は、流量絞りを有
するパイロツト制御流路から得られ、該パイロツ
ト制御流路は、方向制御弁が作動位置にあると
き、方向制御弁の計量部の下流でフイーダ流路の
いずれかに連結され、方向制御弁が中立位置にあ
るとき、タンクに連結され、対向するパイロツト
圧力の他方は、流量絞りを有するパイロツト制御
流路から得られ、該パイロツト制御流路は、ポン
プの作動の開始時には、圧力補償弁を介して供給
通路に直接連結され、ポンプの作動中、圧力補償
弁の流量絞りの下流で供給流路に連結されること
を特徴とする流体制御弁システムが提供される。

更に詳細に言えば、例えば単一の流体動力源で
関節車輌の動力かじ取りおよび器具をそれぞれ制
御するための第一及び第二アクチユエータの流体
動力作動を制御するようになつている流体制御弁
システムが提供される。この制御弁システムは供
給流路から第一アクチユエータのフイーダ流路へ
の流体の流通を制御するための計量方向制御弁を
持ち、圧力補償弁が方向制御弁を通る流れを調節
し、且つ第二アクチユエータの動力作動のための
補償弁の出力ポートに過剰の流体を供給するため
に設けられている。主リリーフ弁は第一アクチユ
エータの停止を感知するために方向制御弁の計量
部の下流の第一アクチユエータフイーダ流路に連
結される。主リリーフ弁は停止した状態を感知す
るとき、供給流路から方向制御弁の計量部および
リリーフ流路を通してタンクまでの流体の流れを
制御する。リリーフ流路を通る流量は方向制御弁
の計量部によつてのみ制限を受ける。

実施例 本発明を他のかつそれ以上の目的と一緒により
良く理解するために、添付図面についてなされる
以下の説明を参照する。

図面に関し、流体制御弁システムは、第一及び
第二の流体アクチユエータ１０，１１、制御弁装
置１２からなるものとして図示され、方向制御弁
１６が指示する制御方向に応じて、供給流路２８
から第一アクチユエータのフイーダ流への流路１
４又は１５までの流体の流通を制御する。方向制
御弁１６を通る流体の流量を調整するため、及び
第二アクチユエータ１１を作動するための補償弁
出力ポート１８に過剰流体動力を与えるため、圧
力補償弁１７が設けられている。

本発明をより良く理解するため、本発明による
流体制御弁システムで用いる、従来技術で周知の
圧力補償弁１７について詳述する。

圧力補償弁１７はポンプからの流体を受入れ
て、１つ又は２つの別々の方向制御弁に流体を差
し向ける。圧力補償弁１７から一方の方向制御弁
が受入れる流体の量に対する他方の方向制御弁が
受入れる流体の量は、圧力補償弁１７のスプール
の一端に作用しているばね２６の押圧力及び圧力
補償弁１７のスプールの両端に作用する圧力差と
で決定される圧力補償弁１７のスプールの位置で
決まる。圧力補償弁１７のスプールのばね２６が
設けられている側の端部には最も小さな圧力差が
作用し、圧力補償弁１７の反対側の端部には最大
の圧力差が作用する。

圧力補償弁１７のスプールのばね２６が設けら
れている側とは反対側の端部に作用する最大の圧
力差によつて、圧力補償弁１７はばね２６の押圧
力に抗して移動し、この移動は、圧力差と圧力補
償弁１７の断面積との積により求められる力が、
ばね２６の押圧力と等しくなるまで続けられる。
この圧力差は、ポンプ流体が使用される間、優先
順位すなわち、第１選択順位を決定する制御弁
（方向制御弁）内の可変絞りにより制御される。
本発明のシステム（流体制御弁システム）におい
ては、操舵が優先権をもつように選定してあり、
可変絞りは操舵弁すなわち方向制御弁１６内に番
号２０で示されている。圧力補償弁１７と押圧ば
ね２６との組み合わせは、圧力差の小さな変動で
あつても圧力補償弁１７が敏感に位置応答するよ
うに設計されている（圧力補償弁１７の全ストロ
ークを通じて、圧力補償弁１７を移動させるべき
圧力差の変動量は最小になるように設計されてい
る）。このため、可変絞り２０を通る流量の微小
な変動量に対しても圧力補償弁１７が応答できる
ようになつている。

添付した概略図面に基き、本発明による圧力補
償弁の機能について以下に詳細に説明する。

第１図は、ポンプが流体を供給しておらず、制
御弁１１，１６が使用されていない状態の本発明
のシステムを示す。この状態では、圧力補償弁１
７は、ばね２６の押圧力によつて最左方の位置に
移動されている。この位置では、圧力補償弁１７
の入口及び流路１３，２８，３０からの連通が、
圧力補償弁１７のスプールによつてすべて遮断さ
れている。このように連通を遮断するように構成
した理由は、車輌が停止しているとき、方向制御
弁１６が作動されるような事態が生じても、流体
が作動シリンダすなわちアクチユエータ１０から
流出して流体制御弁システムの他のシリンダ内に
流入し、更にタンクへと戻らないようにして、安
全性が得られるようにしたことにある。このと
き、もしも流体制御弁システムの各シリンダから
流体の流出が生じれば、車輌が突然動き出すこと
になつて危険を招くことになるからである。

再度第１図に戻つて説明を続けると、流体がポ
ンプから圧力補償弁１７に供給されると、流体は
圧力補償弁１７のスプールを通つて流路２１へと
流れ、更に絞り２３を通つて、押圧ばね２６が設
けられている側の端部とは反対側の圧力補償弁１
７の端部へと流れる。この際、ばね２６が設けら
れている側の圧力補償弁１７の端部は、方向制御
弁１６を介してタンクに連結されている。流体が
圧力補償弁の前記端部に到達すると、流路１３お
よび２１内の圧力が上昇する。このようにして圧
力補償弁１７の前記端部即ちばね２６が設けられ
ている側の端部とは反対側の端部に作用する圧力
が上昇すると、圧力補償弁１７のスプールからば
ね２６の押圧力に抗して移動し、第２図に示す位
置を占める。

第２図では、方向制御弁１６は中立位置にあ
り、該方向制御弁１６の入口流路２８は遮断され
ている。圧力補償弁１７のスプールは第２図に示
す位置にあるため、ポンプからの流体はすべて流
路１３から圧力補償弁１７のスプールを通つて流
路３０へと流れ、更に器具弁即ちアクチユエータ
１１へと流れる。該アクチユエータ１１では、流
体はアクチユエータ１１のリリーフ弁（図示せ
ず）の限度に至るいかなる圧力においても種々の
働らきをなすように使用される。圧力補償弁１７
のスプールが第２図の位置にあるとき、絞り２７
は最も絞られた状態にある。このように、絞り２
７が最も絞られている状態で、流路１３と、方向
制御弁１６に連結された流路２８とが連通され
る。この連通によりポンプからの流体が方向制御
弁１６に連通され、その結果、方向制御弁１６が
作動されたときに、圧力補償弁１７のスプールが
方向制御弁１６からの信号に迅速に応答できる。
流路１３と流路２８との連通が絞り２７によつて
遮断されてしまうと、圧力補償弁１７のスプール
の移動は、圧力補償弁の一端から他端へと種々の
絞りを通つて流れる流体の移動に基いて行なわれ
なくてはならないが、かような状況下でのスプー
ルの移動は緩慢であり好ましいものではない。

方向制御弁１６内の可変絞り２０の絞り量が、
閉鎖位置（第２図の位置）から最大流路面積位置
（第３図の位置）まで変化することに留意された
い。可変絞り２０の流路面積は、方向制御弁１６
の位置に応じて、閉鎖状態から最大面積まで変化
する。この方向制御弁１６は中立位置からいずれ
の方向にも変化させることができ、いずれの方向
に変位させても可変絞り２０に与える効果は同じ
である。可変絞り２０の最大流路面積は、本発明
の流体制御弁システムを設計するときに要求され
る最大流量によつて決定される。

圧力補償弁１７のスプールには２つの可変絞り
２７，４０が設けられている。１つは方向制御弁
１６に導かれる流路に設けられていて、他はアク
チユエータ１１に導かれる流路に設けられてい
る。

次に、圧力補償弁１７の機能を以下に説明す
る。以下の説明では第１図の位置については省略
してある。これは、第１図に示す圧力補償弁１７
のスプールの位置がポンプから圧力補償弁１７に
対して流体が全く供給されていない状態（非作動
時の状態）における位置であり、従つてこの位置
は、通常の作動時においては起り得るものではな
いためである。これに対し、第２図及び第３図に
示す圧力補償弁１７のスプールの位置は、本発明
の流体制御弁システムの作動中に生じ得るもので
ある。

前述のように第２図の位置は、方向制御弁１６
が流体を必要としない場合の位置である。

第３図の位置は、方向制御弁１６が、ポンプの
供給する流体をその一部でも必要とする場合の位
置である。

第２図及び第３図は、圧力補償弁１７への入口
流路１３から方向制御弁１６への連通状態が、可
変絞り２７によつてきわめて小さな連通状態（第
２図）からかなり大きく開放された連通状態（第
３図）へと変化したところを示すものである。可
変絞りは第３図に参照番号２７で示されている。
第２図及び第３図には、圧力補償弁１７への入口
流路１３からアクチユエータ１１への連通状態が
全開状態（第２図）から連通を制限された（第３
図）まで変化するところが示されている。可変絞
りは第３図に参照番号４０で示されている。

これらの可変絞り２７，４０はその一方が流路
面積を増大させるとき、他方が流路面積を減少す
るようになつている。例えば、方向制御弁１６へ
の流量を増大させるべく可変絞り２７の流路面積
を増大させる方向に圧力補償弁１７のスプールが
移動するときには、アクチユエータ１１につなが
る可変絞り４０の流路面積は減少する。逆に、方
向制御弁１６への可変絞り２７の流路面積が減少
するときには、アクチユエータ１１への可変絞り
４０の流路面積は増大する。このように流体の流
量を変化させることにより、１つ又は２つの制御
回路へ流体を良好に配分することが可能となる。

次に、圧力補償弁１７の機能を更に説明するけ
れども、本発明による流体制御弁システムの作動
条件に関して幾つかの仮定をしなければならな
い。

第２図の状態において、方向制御弁１６が流体
を必要としているとき、ポンプが必要量以上の流
体を方向制御弁１６に供給しているものと仮定す
る。前述のように、圧力補償弁１７のスプールは
第２図に示す位置に移動しているから、方向制御
弁１６には可変絞り２７を介して僅かな流量が流
れているに過ぎず、殆んど全ての流体はアクチユ
エータ１１に流れてしまう。アクチユエータ１１
が作動していないときは、流体はアクチユエータ
１１によりタンクに流されてしまう。流路３０内
の圧力は最小になつている。流路１３，２８，２
１内の圧力は、ばね２６の押圧力に打ち勝つのに
充分な圧力になつており、圧力補償弁１７のばね
２６が設けられている側の端部はタンク圧力が作
用していて、圧力補償弁１７のスプールは第２図
に示す位置に維持される。

次に第３図についてみると、ここでは方向制御
弁１６が作動されている。第３図には、方向制御
弁１６の位置が、中立位置から完全作動位置まで
全ストローク移動したところが示されているが、
方向制御弁１６が部分的に作動されているに過ぎ
ず、アクチユエータ１０を作動させるのに、ポン
プによつて供給される流体の一部分のみが方向制
御弁１６により必要とされるものと仮定しよう。
説明上の便宜から、アクチユエータ１０を作動す
るのに必要とされる圧力は、リリーフ弁１９によ
り決定された最大作動圧力の1/2であるものとす
る。

方向制御弁１６が第３図の位置に作動される
と、圧力補償弁１７のばね２６が設けられている
側の端部（この端部はタンクに連結されていたも
のである）が、流路２８，２１，１３と連通し、
ばね２６が設けられている側とは反対側の端部が
可変絞り２０を介して方向制御弁１６と連通する
ようになる。このような連通状態が得られると、
流路２１，２８内の流体圧力がアクチユエータ１
０に伝達され、更に流路２２および絞り２４を介
して圧力補償弁１７のばね２６が設けられている
側の端部にも伝達される。このような圧力の伝達
が生じると、圧力補償弁１７の両端部に作用する
圧力差が最小となる。この圧力差の減少により、
圧力補償弁１７のスプールはばね２６の押圧力に
よつて、第２図に示した位置から第３図の位置へ
と移動される。圧力補償弁１７のスプールが移動
する間、可変絞り２０を通つて流れる僅かな流体
が圧力補償弁１７のばね側の端部に作用する。流
路２８からの圧力以外の圧力は、未だアクチユエ
ータ１０に作用していない。流路２８を通るこの
最小限の流れによつて、流路２１，２２内の圧力
は実質的に等しくなる。圧力補償弁１７が第３図
の位置に移動するので、流体供給流路１３から圧
力補償弁１７を介して流路２８へ流れる流量が絞
り２７により制限を受け、このため方向制御弁１
６への流量が少くなる。また、流路１３から流路
３０およびアクチユエータ１１への流量も、絞り
４０によつて減少される。ポンプによつて流路３
０に供給される流体の流量が絞り４０によつて減
少すると、流路１３，２８，２２およびアクチユ
エータ１０内の圧力が上昇する。これらの流路内
の圧力が上昇することによつて、圧力補償弁１７
は、これらの流路内の圧力がアクチユエータ１０
の移動に必要とされる圧力（すなわち最大作動圧
力の1/2の圧力）に到達するまで、移動し続ける。
アクチユエータ１０が移動すると、可変絞り２０
を通つて流体が流れる。この流れによつて、流路
２１および２２の間の圧力差が増大する。圧力補
償弁１７は移動を続け、流路１３，３８，２１内
の圧力が上昇する。これにより可変絞り２０を通
る流量が増大するため、流路２１と２２との間の
圧力差が更に増大する。圧力補償弁１７が更に移
動を続けることにより絞り４０が閉じられ絞り２
７が開かれる。これにより、流路２１と２２との
間の圧力差が、ばね２６の押圧力に等しくなるま
で可変絞り２０を通る流量が増大していき、等し
くなつたときに圧力補償弁１７の移動が停止され
る。可変絞り２０を通つてアクチユエータ１０に
流れる流量は供給される流体の一部であり、ポン
プから供給される残りの流体は、絞り４０を通つ
て流路３０およびアクチユエータ１１に流され
る。

アクチユエータ１０への流量を増大させる必要
がある場合には、可変絞り２０の流路面積を増大
させる方向に方向制御弁１６を作動する。可変絞
り２０のこの流路面積の増大は、既に該可変絞り
２０を通過している流体との協働作用によつて、
可変絞り２０の前後の圧力差を小さくする。この
圧力差の減少により、ばね２６は圧力補償弁１７
を、絞り４０の流路面積を小さくしかつ絞り２７
の流路面積を大きくする方向に移動させることが
可能になる。絞りの流路面積をこのように変化さ
せることによつて、流路３０に流れる流量が減少
しかつ可変絞り２０を通つて流路１４からアクチ
ユエータ１０へ流れる流量が増大する。圧力補償
弁１７が移動する間アクチユエータ１０への流量
が増大するので、可変絞り２０の前後の圧力差も
また増大する。アクチユエータ１０への流量は、
可変絞り２０の前後の圧力差が、圧力補償弁１７
の新しい位置におけるばね２６の押圧力と再び釣
り合うようになるまで増え続ける。

アクチユエータ１０における流体の要求量が小
さくなると、方向制御弁１６が可変絞り２０の流
路面積を減少させる方向に移動される。可変絞り
２０のこの流路面積の減少は、可変絞り２０を通
る流れと協働して、流路２１と２２との間の圧力
差を増大させる。これにより、圧力補償弁１７の
ばね２６が設けられている側とは反対側の端部の
圧力が増大するため、圧力補償弁のスプールはば
ね２６の押圧力に抗して移動して、絞り４０の流
路面積を増大させかつ絞り２７の流路面積を小さ
くする。これにより流路３０への流量が増大する
ため、方向制御弁１６およびアクチユエータ１０
への流量は減少する。この流量の減少は、可変絞
り２０の前後における流れによつてばね２６の押
圧力と釣り合う圧力差が生じるようになるまで続
き、その後圧力補償弁１７の移動が停止される。

圧力補償弁１７は、可変絞り２０の前後におけ
る圧力差の変化に対してきわめて敏感に位置応答
できるため、流量の変化、圧力の変化および上記
圧力補償弁１７の移動が、方向制御弁１６の作動
と同時に起り得るように構成されている。従つ
て、ある流量から他の流量への変化がきわめて円
滑に行なわれので、アクチユエータ１０の好まし
い制御を行なうことができる。

以上の説明は、圧力補償弁１７が可変絞り２０
の流路面積変化に対しいかに応答するかについて
の基本的な説明である。以下の説明は、アクチユ
エータ１０，１１のいずれか一方又は双方におけ
る圧力変動に対して圧力補償弁１７がいかに応答
して、方向制御弁１６の与えられた位置において
アクチユエータ１０に一定の流量を維持すること
が可能であるかについての説明である。

流体制御システムにおいては、圧力補償弁１７
を通つてアクチユエータ（器具回路）１１の流路
３０に流れる流体を使用できるようになつてい
る。このことは、方向制御弁１６が与えられた流
速でアクチユエータ１０を作動している間に、流
路内の圧力が、アクチユエータ（器具弁）１１の
使用に基いて上昇および低下できるように構成さ
れていることを意味している。

圧力補償弁１７が設けられていない流体制御弁
システムでは、流路３０内の圧力が上昇すると、
流路１３および２８内の圧力も同程度上昇してし
まう。このように流路２８内の圧力が上昇する
と、アクチユエータ１０では圧力上昇を要求して
いないことから、アクチユエータ１０への流量を
増大させることになる。この流体制御弁システム
（かじ取りシステム）では、アクチユエータ１０
への流量の増大は好ましくないものであるから、
流量の増大を最小限にするために圧力補償弁１７
を設けたものである。更に、圧力補償弁１７が設
けられていない流体制御弁システムにおいては、
アクチユエータ１０での要求圧力がいつでも増加
又は減少する可能性がある。このためアクチユエ
ータ１０への流量が増加又は減少するので好まし
からざるものとなるが、これも流体制御弁システ
ムに圧力補償弁１７を設けることによつて最小に
することができる。

次に、要求圧力の変動による流量の変化が、い
かにして圧力補償弁１７によつて最小限にされる
かについて説明する。

第３図に示すように、方向制御弁１６へ一部の
流体を流し、アクチユエータ１１へ過剰流量を流
すことの説明に戻る。流路３０からタンクへと流
体を通過させるアクチユエータ１１が、何らかの
負荷を発生させる作動を行なうように運転される
場合には、この負荷のために流路３０内の圧力が
上昇し、従つて流体１３内の圧力も上昇する。ア
クチユエータ１０において圧力の上昇を必要とし
ない場合、流路１３内の圧力上昇によつて、可変
絞り２０を通つてアクチユエータ１０に流れる流
量が増大し始める。可変絞り２０を通る流量のこ
の増大開始によつて可変絞り２０の前後の圧力差
が増大し、この圧力差の増大は圧力補償弁１７に
よつて感知される。前述のように、圧力補償弁１
７は、可変絞り２０の前後に僅かな圧力差の変動
があつても、この圧力差の変動に応答して変位す
るため、絞り４０，２７の流路面積もこの圧力差
の変動によつて迅速に変化する。圧力補償弁１７
は圧力差の増大信号を感知して、ばね２６の押圧
力に抗して移動し、絞り４０の流路面積を増大さ
せかつ絞り２７の流路面積を減少させる。両絞り
４０，２７におけるこの流路面積の変化によつ
て、方向制御弁１６に多量の流体が流入すること
が阻止され、その反面、流路３０には自由に流体
が流入できるようになる。これにより、アクチユ
エータ１０への流体の流入（この流入が圧力差を
増大させる作用をなす）が非常に少量に制限され
る。もしも流路３０内の圧力が低下するようなこ
とがあれば、可変絞り２０を通る流量が減少し始
め、これにより圧力差が小さくなつて、圧力補償
弁１７を新しい位置すなわち絞り４０の流路面積
を減少させかつ絞り２７の流路面積を増大させる
位置に再位置決めする。これにより、方向制御弁
１６に一定の流量（僅かに少な気味の）を導くこ
とができる。このため、アクチユエータ１０への
流量が大幅に増加又は減少することを完全に無く
すことができるし、アクチユエータ１１による圧
力変動をも無くすことができる。

もし何らかの理由により、アクチユエータ１０
を作動させるのに必要とする圧力が変わる場合に
は、上記と同様にして可変絞り２０の前後の流量
の僅かな変化に圧力補償弁１７が応答して、アク
チユエータ１０への流量が一定（圧力変化に伴な
う僅かな流量変化はあるが）となるように、圧力
補償弁１７自体を調節する。圧力変化に伴なう僅
かな流量変化があつても、この形式の流体制御弁
システムにおいて問題となることはない。

圧力補償弁１７は、可変絞り２０の前後におけ
る圧力および流量の変化に対して非常に鋭敏に位
置応答することができるため、圧力補償弁１７
は、ばね２６の押圧力に抗して該弁１７が圧力差
と釣り合いをとろうとする場合および圧力差を制
御する流量を決定する２つの絞りを同時に変化さ
せようとする場合において、所期のバランス位置
を通過してしまうことがある。圧力補償弁１７が
このバランス位置を通過するとき、圧力補償弁１
７により不適正な流量が導入されるため、可変絞
り２０の前後に圧力差が生じる。この圧力差に応
答して圧力補償弁１７は、その運動方向を逆転し
て再度バランス位置を占めようとするが再び所期
の位置を通り過ぎてしまう。このようにして、圧
力補償弁１７が自己のバランスをとることができ
ないでいると、流体制御弁システムに圧力および
流量の増加および減少がもたらされる。圧力補償
弁１７がこのようにバランスをとることができな
い現象を不安定性と呼んでいるが、この不安定性
は本システムおよび他のシステムにとつても好ま
しいものではない。

かような不安定性を除去するため、減衰絞り２
３，２４が設けられている。これらの絞り２３，
２４は、流路２１，２２を通つて流れる流体の流
速を遅くする機能を有しており、これにより圧力
補償弁が信号の変化に応答する速度を低下させる
ようになつている。圧力補償弁１７の応答速度が
低下すると、該圧力補償弁１７はバランス位置を
通過してしまうことなく、バランス位置に位置決
めすることができるようになり、不安定性が除去
される。これらの絞り２３，２４は各種のシステ
ムに広く用いられており公知のものである。ま
た、これらの絞り２３，２４の大きさおよび設置
箇所は設計に応じて適宜決められる。

方向制御弁１６を作動させて第３図に示す作動
位置にしたとき、主リリーフ弁１９は方向制御弁
１６の計量部２０から下流で第一アクチユエータ
のフイーダ流路１４に連結される。主リリーフ弁
１９は、フイーダ流路１４の高圧により開かれる
と、方向制御弁１６の計量部２０によつて制限さ
れる流量でタンクＴに流体を排出することによつ
て高圧を解放する。

圧力補償弁１７は、流路２１，２２のそれぞれ
及び絞り２３，２４を通して得られる、方向制御
弁１６の計量部即ち絞り２０の両側に作用する圧
力差によつて作動される。流路２１，２２の圧力
は補償弁１７のスプールの両端に加えられて通常
の実施によつて方向制御弁１６の計量絞り２０を
通る流れを調整する。

かくして、主要要素及びそれらの作動方法を考
慮したけれども、今本システムを代表的な作動状
態に関して一層詳細に考えることにする。

システムは、流体圧力がシステムに加えられ
ず、方向制御弁１６が中立位置に保持された非作
動状態で第１図に図示されている。

この位置では、補償弁１７の右側端にあるばね
室は絞り２４、流路２２，３１、中央位置にある
方向制御弁１６及びタンク流路２５を通つてタン
クＴに連結される。ばね２６は図面を図式的に描
れているように補償弁１７のスプールをその左側
位置に付勢している。

圧力がポンプＰによつてシステムに加えられる
と、補償弁１７の左側端にある室は流路２１及び
絞り２３を通して供給圧力で加圧される。補償弁
１７は即座に図で見て右側に移動し、第２図に示
す状態になる。次いで供給流路１３からの圧力は
絞り２７及び流路２８を通して方向制御弁１６の
閉じた中立位置に加えられる。供給流体のバイパ
ス流が補償弁１７の流路２９を介して出力ポート
１８に加えられ流路３０を介して器具弁及びアク
チユエータ１１に供給される。もちろん、これに
よりかじ取り用アクチユエータ１０と自身の制御
弁および過負荷保護装置を持つ器具１１のどちら
か一方又は両方の運転を可能にする。

今、車輌の運転手が方向制御弁１６を左に移動
させることによつてかじ取り用アクチユエータ１
０の作動制御を指定するものと仮定する。当然の
ことながら、この場合にはポンプが作動されてお
り、そのため圧力補償弁１７は第２図に示す位置
或いは第３図に示す位置にある。ポンプからの流
れが流路１３を通り、補償弁１７を通つて供給流
路２８に入り、方向制御弁１６の計量絞り２０を
通してフイーダ流路１４に流通する。フイーダ流
路１４はまた流路３１を介して主リリーフ弁１９
に連結され、この主リリーフ弁１９に加わる圧力
がその設定値以下である限り、流体は流路２８を
通つて流路１４に流れる。流路１４はまた流路３
１，２２および絞り２４を通して補償弁１７の右
側端にあるばね室に連結される。補償弁１７の左
側端にある室は流路１３、絞り２７、流路２１及
び絞り２３を通して加えられる高い圧力を持つ。
これにより補償弁１７を方向制御弁１６の計量部
２０の前後の入出力の圧力差によつて作動し、か
じ取り用アクチユエータ１０への流体の流量を調
整する。

過負荷リリーフ弁３２，３３は動力かじ取り用
供給路１４，１５とタンクＴとの間の流路に、中
立位置にある方向制御弁１６と流路２５を介して
連結される。これらは例えば主リリーフ弁１９の
設定よりも略0.352Kg／cm²（500psi）高い圧力で
開放するように設定されている。例えば車輌がで
こぼこの地域を通過し、また方向制御弁１６が中
立にあるとき、これらの過負荷リリーフ弁３２及
び３３はシリンダー１０からの帰還圧力を除くた
めにある。過負荷リリーフ弁３２，３３の機能は
方向制御弁１６をその中立位置以外に作動するこ
とによつて無効にさせられる。しかしながら主リ
リーフ弁１９は、方向制御弁１６が中立でない位
置にあるとき、シリンダー１０のピストンが動か
なくなる圧力が流路３１内で上昇して計量絞り２
０を介してのみ開放位置に作動することができ
る。

キヤビテーシヨン防止弁３４，３５は過負荷リ
リーフ弁３２，３３と並列に、しかし通常の実施
に従つて弁３２，３３と反対向きに連結されてい
る。

かくして、動力かじ取り機構１０を一方向に動
かすためにフイーダ流路１４に圧力を加える際の
作動方法を考慮したけれども、以上と同様にし
て、方向制御弁１６を右側位置へ作動させること
により、フイーダ流路１５の流体圧力によつて動
力かじ取り用アクチユエータ１０を反対方向に作
動できることは明らかであろう。

主リリーフ弁は、作動されるとき、計量部２０
を通して流れを維持し、かくして、アクチユエー
タ１０の圧力を急激に変化させ、方向制御弁１６
の与えられたスプール位置に対して補償弁１７の
ランド部の急激な位置の変化を阻止することによ
つて引き起こされる流体制御弁システムの中の望
ましくない急速な流量変化を阻止する。主リリー
フ弁１９がその作動位置にあるとき、流体は供給
流路２８から、計量絞り２０、流路３１、主リリ
ーフ弁１９、流路３８、低圧リリーフ弁３６及び
流路３７を通つてタンクＴに流れる。回路中の低
圧リリーフ弁３６の使用は、主リリーフ弁１９が
機能しないで圧力補償弁をその作動位置に留めて
しまうような場合に、少くともいくらかの作動圧
力をシステムの中に維持することを保証する。

主リリーフ弁が作動するとき、流れが計量絞り
２０を通ることにより、器具弁及びアクチユエー
タ１１に利用することのできる油圧動力に及ぼす
影響を無視することができる。計量絞り２０を通
る流れがある限り、圧力補償弁１７は操舵システ
ムの要求に応じるいかなる変化も検出しない。そ
の代わり、かじ取りシステムへの流れ及びこの流
れによつてもたらされる圧力は、主リリーフ弁１
９によつて設定された最高値に保たれる。これは
かじ取り回路のスプール弁１６の計量絞り２０が
少くとも圧力補償弁１７によつてわかるように、
負荷として作用するからである。

要するに、本発明の技術上の主効果は、主リリ
ーフ弁を介してかじ取りのような優先的機能をシ
ステムの残部から独立させてポンプ自体ばかりか
かじ取りシステムを保護するのに役立つことであ
り、そうすることによつて、主リリーフ弁の作動
の共通の過渡的な望ましからむ副作用を回避する
ことができる。

本発明の好ましい実施例として関節式車輌の流
体動力制御器を管理する流体制御弁システムを述
べたけれども、図示した特定の実施例に対して各
種の修正や変更を本発明の精神又は範囲から逸脱
することなくしうることは理解されるべきであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、方向制御弁１６が中立位置にあり且
つ圧力補償弁１７のスプールがポンプが作動して
いないために移動していないところを示す回路図
であり、第２図は、方向制御弁１６が中立位置に
あり且つ圧力補償弁１７のスプールがポンプの供
給する流体によつて移動されたところを示す回路
図であり、第３図は、方向制御弁１６が中立位置
から作動位置に移動し、そのため圧力補償弁１７
のスプールが移動したところを示す回路図であ
る。 １０……第一アクチユエータ、１１……第二ア
クチユエータ、１２……制御弁装置、１３……供
給流路、１６……方向制御弁、１７……圧力補償
弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 供給流路１３から第一アクチユエータ１０の
   フイーダ流路１４，１５のいずれかへの流体の流
   通を制御する方向制御弁１６と、該方向制御弁１
   ６を通る流量を調整し且つ第二アクチユエータ１
   １に動力を与えるために過剰の流体を出口ポート
   １８に供給する圧力補償弁１７とを有する、第一
   及び第二の流体動力式アクチユエータの作動を制
   御するシステムにおいて、 方向制御弁１６の計量部２０の下流で第一アク
   チユエータ１０のフイーダ流路１４，１５のいず
   れかに連結された主リリーフ弁１９を有し、該主
   リリーフ弁１９は、第一アクチユエータ１０の停
   止状態を感知し、これに応答して流体を供給流路
   １３から方向制御弁１６の計量部２０と主リリー
   フ弁１９を含むリリーフ流路３７，３８とを通し
   てタンクＴへ排出し、リリーフ流路３７，３８を
   通る流量は、方向制御弁１６の計量部２０のみに
   よつて制限を受け、 圧力補償弁１７は、加えられた対向するパイロ
   ツト圧力に応答して作動し、対向するパイロツト
   圧力の一方は、流量絞り２４を有するパイロツト
   制御流路２２から得られ、該パイロツト制御流路
   ２２は、方向制御弁１６が作動位置にあるとき、
   方向制御弁１６の計量部２０の下流でフイーダ流
   路１４，１５のいずれかに連結され、方向制御弁
   １６が中立位置にあるとき、タンクＴに連結さ
   れ、対向するパイロツト圧力の他方は、流量絞り
   ２３を有するパイロツト制御流路２１から得ら
   れ、該パイロツト制御流路２１は、ポンプＰの作
   動の開始時には、圧力補償弁１７を介して供給通
   路１３に直接連結され、ポンプＰの作動中、圧力
   補償弁１７の流量絞り２７の下流で供給流路２８
   に連結されることを特徴とする流体制御弁システ
   ム。 ２ 主リリーフ弁１９が閉じそこなつた場合にシ
   ステム中に最小作動圧力を維持するため、比較的
   低圧力のリリーフ弁３６が主リリーフ弁１９及び
   タンクＴに直列に連結されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の流体制御弁システ
   ム。 ３ 主リリーフ弁１９は、方向制御弁装置１６が
   作動位置にあるか中立位置にあるかによつて、下
   流にあるフイーダ流路１４，１５のいずれか又は
   タンクＴに選択的に連結される入力ポートと、タ
   ンクＴに連結された出力ポートとを有する、こと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の流体制
   御弁システム。