JPH03103601A - 液圧制御システム及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、動力伝達に関し、特に、掘削機、丸太積込み
機や伐採集荷機のようなバックホー積込み機、林業用装
置に見られるようなアクチュエータ用液圧回路に関する
。

〔従来の技術及び問題点〕

大きな荷重の加速度、速度、及び減速度を制御し、また
特に旋回作動装置のそれを制御する液圧システムでは、
圧力制御のある形式が典型的に利用されてきた。

好例は、本出願人であるヴイッカーズ社の米国特許第３
６９６８３６号に開示される閉ループ旋回作動ポンプ制
御である。これは作動、制動の両モードにおいて正確な
圧力制御を与える。ニュートラルにおいて、この制御は
、建築用クレーンに非常に望ましい特徴である惰走に備
えるものである。

掘削機、丸太積込み機や伐採集荷機のようなバックホー
積込み機、林業用装置のような他の用途においては、惰
走は受入れられず、ニュートラルのレバー位置では各ポ
ートはブロック状態にされねばならない。

これらの用途では、減速すなわち制動の最も普通のやり
方は、弁をセンタ位置に置き、ポートリリーフバルブか
クロスポートリリーフバルブのいずれかを利用すること
である。二つのリリーフバルブ圧力レベル（一つは加速
用、一つは減速用）を導入し、あるいは圧力の割合を感
知するリリーフバルブを導入して作動を滑らかにするこ
とにより、これらについての改良がなされてきた。しか
しながら、上記システムの一つの大きな性能上の不利は
、一旦弁がセンタ位置にされると旋回を停止させる位置
についての制御が存在しないことである。その停止位置
は荷重の慣性によって決まる。

別の不利は、仮に望んだとしても、旋回動を早く停止さ
せる方法がないことである。

本発明の一つの目的は以下に述べる液圧システムを提供
することである。すなわち、制御中の装置における旋回
動を、要求される動きの間じゅう制御する。加速並びに
減速の双方を、同じコントローラからの一つの入力信号
によって制御することができる。例えば、旋回作動のよ
うな大きな慣性荷重の加速並びに減速を双方とも達成す
ることができる。加速並びに減速の制御を、加速圧及び
減速圧の両方を同時に制御することにより達或する。加
速すなわち作動圧及び減速すなわち制動圧の間の相違に
基づきシステムが機能する。そして、旋回動を制御する
圧力はタンクに接続する唯一のアクチュエータ接続から
なる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の液圧制御システムは、アクチュエータのエレメ
ントを正反対の方向に動かす入口及び出口として交互に
機能するように適合された対立する開口を具える液圧ア
クチュエータと、該アクチュエータに流体を供給するポ
ンプと、該ポンプからの流体が供給されるメータインバ
ルブと、各メータインバルブから前記アクチュエータの
各開口に延びる第一対のラインと、第一対のラインから
タンクへ延びる第二対のラインによって特徴づけられ荷
重の動きの方向を制御する各メータインバルブを交互に
動かすコントローラと、前記第二対のラインの各ライン
に設置される可変圧リリーフバルブとからなり、前記コ
ントローラは、アクチュエータへの流れ及びアクチュエ
ータからの流れを該コントローラが実質的に同時に制御
してシステムの作動並びに制動機能を同時に制御するべ
く、前記アクチュエータの開口の一方に流体を供給する
一方のメータインバルブに圧力を供給するよう該コント
ローラが動かされるときに、他方の開口からの流れを制
御するため他方のアクチュエータ開口から延びる方の第
二対のラインに設置された可変圧リリーフバルブをも該
コントローラが動かすように構成され配置されているこ
とを特徴とする。

また、本発明の液圧システムを制御する方法は、アクチ
ュエータのエレメントを正反対の方向に動かす入口及び
出口として交互に機能するように適合された対立する開
口を具える液圧アクチュエータと、該アクチュエータに
流体を供給するポンプと、該ポンプからの流体が供給さ
れるメータインバルブと、各メータインバルブから前記
アクチュエータの各開口に延びる一対のラインとからな
る液圧制御システムにおいて、前記アクチュエータへの
圧力流体の流れを制御する前記メータインバルブの一方
又は他方の動きを制御することと、作動並びに制動機能
を実質的に同時に制御するべくアクチュエータの他方の
開口から該アクチュエータを出る流体の圧力を同時に制
御することからなる。

本発明によれば、液圧制御システムは、アクチュエータ
のエレメントを正反対の方向に動かす入口及び出口とし
て交互に機能するように適合された対立する開口を具え
る液圧アクチュエータと、該アクチュエータに流体を供
給するポンプとを有する。各開口に対して個々にメータ
インバルブが備えられる。該メータインバルブに前記ポ
ンプがらの流体が供給される。そして、第一対のライン
が各メータインバルブから前記アクチュエータの各開口
に延びる。コントローラは、荷重の動きの方向を制御す
るため各メータインバルブに圧力を交互に供給する。第
二対のラインが第一対のラインからタンクへ延び、可変
リリーフバルブが第二対のラインの各ラインに設置され
る。コントローラが、前記アクチュエータの開口の一方
に流体を供給するためメータインバルブの一方を作動す
るように動かされるとき、該コントローラはまた、他方
の開口からの流れを制御するため他方のアクチュエータ
開口から延びる第二対のラインの他方のラインに設置さ
れた可変圧リリーフバルブを動かす。コントローラは、
かくて、アクチュエータへの流体の流れ及びアクチュエ
ータからの流体の流れを同時に制御し、そしてシステム
の作動並びに制動機能を同時に制御する。

〔実　施　例〕

本発明の対象を、以下添付図面に基づいて説明する。

第１図において、本実施例の液圧システムは、ポンプ１
０を含む。ポンブ１０は、メータインバルブ１３．１４
を通りライン１５．１６に至る一対の第一ライン１１．
１２を通じてアクチュエータの開口Ａ又はＢへと、メー
タインバルブ１３，１４のいずれが作動されているかに
応じて選択的に圧力流体を供給する。

手動コントローラとしてここに示されるコントローラＣ
は、パイロット圧ポンブＰからパイロット圧を調達する
ように機能し、ライン１８．１９を通じてメータインバ
ルブ１３．１４へと選択的に、可変のパイロット信号を
作り出す。

コントローラＣはまた、該コントローラＣがメータイン
バルブ１３に接続するライン１８にパイロット圧を供給
する方向に動かされるときに、ライン１６に接続するラ
イン２２上の可変の圧力で操作されるリリーフバルブ２
１にライン２０を通じてパイロット圧をまた供給するよ
うに働く。これは、開口Ｂからの流れを制御しタンクに
ライン２３を通して流体が流れるようにして、荷重を制
動するすなわち減速するように働くためである。

同様にしてコントローラＣは、開口・Ｂに向う流体の流
れを制御するようメータインバルブ１４にラインｌ９を
通りパイロット圧が供給されるとき、アクチュエータの
開口Ａに延びるライン１５に接続するライン２６上にあ
って可変のパイロット圧で制御されるリリーフバルブ２
５にもライン２４を通りパイロット圧が供給され、ライ
ン２７を通りタンクＴに至る流れを制御するように接続
されている。

このようにして、コントローラＣは、ホンプ１０から開
口の一つに流体を供給するため一つのメータインバルブ
にパイロット圧を供給するように動かされるとき、アク
チュエータのもう一つの開口からの流れを制御するパイ
ロット圧リリーフバルブにパイロット圧を供給する。

図示しここに説明したメータインバルブ１３，１４は、
好ましくは米国特許第４２０１０５２号、又は第４２５
３１５７号に開示される定流量制御タイプのものであり
、これらの米国特許の内容はこの参照によって本明細書
に取込むこととする。

このようなシステムにおいて、最大作動圧は、圧力リリ
ーフバルブ、又は上記特許に開示したような圧力補償ポ
ンプによって定められる。

メータインバルブ１３．１４はまた、米国特許第４４０
７１２２号に開示される定圧制御タイプのものであって
もよい。その内容についてもこの参照によって本明細書
に取込むこととする。

メータインバルブ１３．１４はまた、オン−オフタイプ
のものであってもよく、システムは、目下述べているよ
うな加速並びに減速の同時制御を与える。

メータインバルブ１３．１４は、技術的によく知られて
いるように、単一のバルブボディの一部であってもよい
。

第１．２図において、レバーをニュートラルにした状態
での操作時に、バルブアクチュエータの両ポートは、ブ
ロックされ、許容しうる最大のアクチュエータ圧がリリ
ーフバルブ２１．２５の設定圧に応じてメータインバル
ブ１３．１４に供給される。

コントローラＣのレバーをいずれかの方向に動かすこと
により荷重からのリターンラインにある方の可変リリー
フバルブ２１．２５の設定圧は最初、この動きに比例し
て下げられる。

レバーが適当量（第２図Ａ点）動くと、メータイン機能
が増大活動し始め、荷重を加速する流れを供給する。

コントローラＣは、手動で操作される液圧バルブ、ある
いは定比ソレノイドバルブのような電気的に操作される
可変バルブであってもよい。或いはまた、コントローラ
Ｃは、メータインバルブ１３、１４のいずれかの動きを
制御し、且ついずれかの可変圧リリーフバルブ２１、２
５を同時に制御するよう働く機械的装置からなるもので
あってもよい。

作動圧レベルを、いずれかのバルブのメータイン機能に
よって、又は最大システム圧によって決めることができ
る。

レバーの動きの別の適当な位置（第２図における点Ｂ）
において、可変リリーフバルブ圧のセッティングは最小
値に到達し、一方、荷重駆動流れ及び／又は圧力はレバ
ーの動きの増大とともに依然として増大している。この
ようにして作動トルクは作動及び制動圧レベル間の差異
によって決定され、これらの一方又は双方はレバーの移
動量によって完全に制御するこ−とができる。

一定の速さで操作している間、速度はＡ点を越えたレバ
ーの動きの量によって選択される。

減速に関してはレバーはニュートラル位置に向けて動か
され、上記したことの逆を生ぜしめる。

すなわち作動流れ及び／又は圧力を減少させ制動圧を増
加させる。レバーの動きにより、操作者は、最大設計パ
ラメータ内で荷重の駆動又は制動に関しいずれかの完全
な制御を常に得る。

かくて、コントローラの動きは、作動側で荷重に対する
流れ及び／又は圧力を、荷重に関し出口すなわち下流側
で圧力レベルを同時に制御するということが理解できる
。

このことは、入口側の圧力／流れが加速のために制御さ
れるか、または出口側の圧力が減速のために制御される
、目下使用されている圧力調節システムと相違すること
が理解できる。

［発明の効果］ 以下に述べる液圧システムが提供されたことがかくて理
解できる。すなわち、制御中の装置における旋回動を要
求される動きの間じゅう制御する。

加速並びに減速の双方を、同じコントローラからの一つ
の入力信号によって制御することができる。

例えば、旋回作動のような大きな慣性荷重の加速並びに
減速を双方とも達或することができる。加速並びに減速
の制御を、加速圧及び減速圧の両方を同時に制御するこ
とにより達戒する。加速すなわち作動圧及び減速すなわ
ち制動圧の間の相違に基づきシステムが機能する。そし
て、旋回動を制御する圧力はタンクに連絡する唯一のア
クチュエータ接続からなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の液圧システムの概略図、第２図は本
実施例の液圧システムにおけるコントローラの位置に対
する作動並びに制動機能のグラフである。 １０・・・ポンプ　　　１１，１２　・・・第一ライン
１３．１４　・・・メータインバルブ １７　・・・アクチュエータ ２１．２５・・・リリーフバルブ Ｃ・・・コントローラ　　　　　　Ａ，Ｂ　・・・開口
ＦＩＧ．１ ｌク 馨 孝彦 聡 美明 Ａク

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　アクチュエータのエレメントを正反対の方向に動か
   す入口及び出口として交互に機能するように適合された
   対立する開口を具える液圧アクチュエータと、該アクチ
   ュエータに流体を供給するポンプと、該ポンプからの流
   体が供給されるメータインバルブと、各メータインバル
   ブから前記アクチュエータの各開口に延びる第一対のラ
   インと、第一対のラインからタンクへ延びる第二対のラ
   インによって特徴づけられ荷重の動きの方向を制御する
   各メータインバルブを交互に動かすコントローラと、前
   記第二対のラインの各ラインに設置される可変圧リリー
   フバルブとからなり、前記コントローラは、アクチュエ
   ータへの流れ及びアクチュエータからの流れを該コント
   ローラが実質的に同時に制御してシステムの作動並びに
   制動機能を同時に制御するべく、前記アクチュエータの
   開口の一方に流体を供給する一方のメータインバルブに
   圧力を供給するよう該コントローラが動かされるときに
   、他方の開口からの流れを制御するため他方のアクチュ
   エータ開口から延びる方の第二対のラインに設置された
   可変圧リリーフバルブをも該コントローラが動かすよう
   に構成され配置されていることを特徴とする液圧制御シ
   ステム。 ２　各メータインバルブ及び関連するパイロット操作リ
   リーフバルブが作動機能の制御の前に制動機能の制御を
   始めるように構成され配置されている請求項１記載の液
   圧制御システム。 ３　パイロット信号が増加するにつれて作動機能が増加
   し続ける一方で制動機能が最小値に到達するように各メ
   ータインバルブ及び関連するパイロット操作リリーフバ
   ルブが構成され配置されている請求項２記載の液圧制御
   システム。 ４　メータインバルブは絞りタイプである請求項１記載
   の液圧制御システム。 ５　コントローラはメータインバルブを動かすパイロッ
   ト圧を供給するパイロット圧タイプである請求項１記載
   の液圧制御システム。 ６　コントローラは手動タイプである請求項５記載の液
   圧制御システム。 ７　コントローラは電気油圧タイプである請求項５記載
   の液圧制御システム。 ８　各メータインバルブは圧力制御タイプである請求項
   １記載の液圧制御システム。 ９　各メータインバルブは流量制御タイプである請求項
   １記載の液圧制御システム。 １０　各メータインバルブはオン−オフタイプである請
   求項１記載の液圧制御システム。 １１　コントローラは機械式でありメータインバルブを
   直接動かし且つ可変圧リリーフバルブを直接動かすよう
   適合される請求項１記載の液圧制御システム。 １２　アクチュエータのエレメントを正反対の方向に動
   かす入口及び出口として交互に機能するように適合され
   た対立する開口を具える液圧アクチュエータと、該アク
   チュエータに流体を供給するポンプと、該ポンプからの
   流体が供給されるメータインバルブと、各メータインバ
   ルブから前記アクチュエータの各開口に延びる一対のラ
   インとからなる液圧制御システムにおいて、前記アクチ
   ュエータへの圧力流体の流れを制御する前記メータイン
   バルブの一方又は他方の動きを制御することと、作動並
   びに制動機能を実質的に同時に制御するべくアクチュエ
   ータの他方の開口から該アクチュエータを出る流体の圧
   力を同時に制御することからなる液圧システムを制御す
   る方法。 １３　アクチュエータからの流体の圧力を制御する段階
   は、該流体の圧力を可変的に制御し且つメータインバル
   ブの動きを同時に制御するコントローラを利用すること
   からなる請求項１２記載の液圧システムを制御する方法
   。 １４　制動機能が作動機能の前に始る請求項１３記載の
   液圧システムを制御する方法。 １５　コントローラが動くにつれ作動機能が増加し続け
   る一方、制動機能が最小の値に到達する請求項１４記載
   の液圧システムを制御する方法。