JPH0639257B2 - オープン・センタ負荷感知液圧装置 - Google Patents

オープン・センタ負荷感知液圧装置

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JPH0639257B2
JPH0639257B2 JP16872084A JP16872084A JPH0639257B2 JP H0639257 B2 JPH0639257 B2 JP H0639257B2 JP 16872084 A JP16872084 A JP 16872084A JP 16872084 A JP16872084 A JP 16872084A JP H0639257 B2 JPH0639257 B2 JP H0639257B2
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    • B62D5/06Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
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    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はオープン・センタ負荷感知液圧装置に係り、特
に、液圧機器を操作中にその操作に対抗する大きな負荷
が加わった場合に、そのような負荷により当該液圧機器
を操作している操作機構に跳ね返り(キックバック)が
生じるのを防止するようにしたオープン・センタ負荷感
知液圧装置に関する。ここで“オープン・センタ”と
は、当該オープン・センタ負荷感知液圧装置に含まれる
(以下に説明する)主及び副作業制御バルブがともに中
立位置のときに、ポンプから供給された流体が液溜に戻
る回路が形成されることを意味する。
技術的背景 近年、農業や工業用機器製造業界では、ステアリンなど
の主作業を行うための主作業回路の外に、二次的な作業
を行うための副作業を行うための副作業回路を備え、主
作業回路が作動液を必要とするときに作動液を主作業回
路に優先的に供給するようにされたオープン・センタ負
荷感知液圧装置を備えるトラクタが製造されてきてい
る。そのようなトラクタの液圧装置は、主作業回路が該
主作業回路への作動液の供給排出を制御するための主作
業制御バルブと該バルブを操作する主作業操作機構とを
有しており、主作業制御バルブは主作業回路への作動液
の流れの方向を制御すると共に、当該主作業操作機構の
操作量に応じた作動液を主作業回路に送る手段、例えば
ジェロータを備える。
そのような装置においては、主作業を行っているとき
に、それに対抗する大きな負荷が加わると、作動液の逆
流が生じ、そのためその反動が上記の如きジェロータな
どの手段に発生して、それが主作業操作機構に伝わり、
すなわちキックバックが生じ、操作の支障になるといっ
た問題を有していた。
発明の目的 本発明は、上記の如き跳ね返りの無いオープン・センタ
負荷感知液圧装置を提供することを目的とするものであ
る。
発明の構成 本発明に係るオープン・センタ負荷感知液圧装置は、主
作業回路(以下に述べる実施例においては参照番号18
で示す)と副作業回路(参照番号24)とを有し、両回
路が作動液を必要とするときに作動液を主作業回路に優
先的に供給するようにされ、また、当該主作業回路が該
主作業回路への作動液の供給排出を制御するための主作
業制御バルブ(同実施例においてはステアリングバルブ
28として実施化)と該バルブを操作する主作業操作機
構(ステアリングハンドル30として実施化)とを有し
ており、主作業制御バルブ(28)は主作業操作機構
(30)の操作量に応じた作動液を主作業回路(18)
に送る手段(ジェロータ32として実施化)を備える、
オープン・センタ負荷感知液圧装置であって、 液溜(参照番号14で示す)と; 液溜に接続された定量ポンプ(参照番号12で示す)
と; 該ポンプを上記主作業制御バルブに接続する第1流体管
路(参照番号16で示す)及び主作業制御バルブを液溜
に接続する第2流体管路(参照番号20で示す)と; 第1流体管路内に設けられた可動の優先バルブ(参照番
号44で示す)と; 優先バルブを、上記副作業回路に含まれ該回路への作動
液の供給排出を制御するための副作業制御バルブに接続
する第3管路(参照番号22で示す)、及び、副作業回
路の副作業制御バルブを液溜に接続する第4管路(参照
番号26で示す)と; 主作業回路を優先バルブの第1の端部に接続し、液圧を
該端部に伝えて優先バルブを第1の位置に付勢し、該位
置においてポンプが第1管路により主作業制御バルブに
接続されてポンプから主作業回路に作動液を供給できる
ようにする負荷信号管路(参照番号48で示す)と; 負荷信号管路に設けられたオリフィス(参照番号50で
示す)と; オリフィスの下流に優先バルブと並列にして設けられ、
所定以上の液圧を負荷信号管路から逃すように設定され
たレリーフバルブ(参照番号52で示す)と; 優先バルブの下流の第1管路を優先バルブの第2の端部
に接続するパイロット管路(参照番号53で示す)で、
該パイロット管路内の液圧が優先バルブを副作業制御バ
ルブへ液流が流れるのを許容する第2の位置に向けて付
勢するようになされているパイロット管路(53)と; 負荷信号管路内に設けられ、第1流体管路内の液と負荷
信号管路内の液との間の圧力の差を感知し、その差に応
答して開位置と閉位置との間で可動で、第1流体管路内
の液圧が負荷信号管路内の液圧よりも所定圧以上小さい
場合に閉位置とされる制御バルブと; を備えることを基本的特徴としている。
発明の作用効果 本発明に係るオープン・センタ負荷感知液圧装置は、上
記の通りの構成を有するものであり、液圧機器に大きな
負荷がかかり、それによって第1の流体管路内の液圧が
負荷信号管路内の液圧よりも所定圧力以上小さくなる
と、制御バルブが負荷信号管路を介して主作業回路から
作動液が逆流するのを防止するようになり、従って上記
の如き跳ね返りが生じるのを防止することができる。
実施例 以下、本発明を添付図面に示した実施例に基づき説明す
る。
第1図には、農業や工業用のトラクタ等の車輌のステア
リングの制御を行うためのオープン・センタ負荷感知液
圧システム10が示されている。このシステムは、液溜
14に流体接続された定容量ポンプ12を含んでいる。
該ポンプは、加圧流体を第1管路16を通して主作業回
路18に供給する。該回路18は第2管路20を介して
液溜14に接続されている。ポンプ12はまた、第3管
路22によつて副作業回路24に接続されており、該回
路は第4管路26によつて液溜14に接続されている。
ライン20,26は点27のところで接続され、一つの
ラインとして液溜に接続されている。
オープン・センタ負荷感知液圧システムは、作動液の供
給において主作業回路18が副作業回路24より優先的
になるよう設計されている。主作業回路18をステアリ
ング回路として示したが、他の作業回路を主作業回路と
することもできる。図示のように、主作業回路18はス
テアリング・バルブ28を含んでおり、該バルブはステ
アリングハンドル30及び液圧作動ジエロータ(geroto
r)32によつて作動される。ステアリングバルブ28の
液圧出力は液圧シリンダ34に向けられ、ステアリング
リンク36の動きを制御する。ジエレータ32及び液圧
シリンダ34へのステアリングバルブ28の接続及び同
バルブの構造は周知のものである。しかし、ステアリン
グバルブ28は、三個のオリフイス37a,37b,3
7cを含む三位置バルブとして示されている。
副作業回路24はバルブ38を含んでおり、該バルブは
液圧シリンダ40の端部に接続されている。液圧シリン
ダ40は、例えば車輌に取り付けられた機器を昇降した
りするのに使われる。好ましくは、バルブ38はレバー
42によつて機械的に作動される。
優先バルブ44は、第1管路16内に設けられ、該管路
内の下流の液圧を規制するよう可動とされている。好ま
しくは、優先バルブ44は三方三位置制御バルブで、通
常はばね46によつて(図示されている)第1の位置に
偏倚されている。第1の位置においては、優先バルブ4
4はポンプ12からの全ての液流を第1管路を通して主
作業回路16に流す。優先バルブ44が液圧により第2
の位置に向けて動かされると、ポンプ12からの液流は
主及び副作業回路18,24の両方に流される。優先バ
ルブ44はまた第3の位置に可動で、この位置ではポン
プ12からの液流は全て副作業回路24へ流される。優
先バルブ44の動きは、液圧シリンダル34に加えられ
る負荷によつて発生され、負荷信号管路48を通して伝
達される圧力信号によつて制御される。負荷信号管路4
8は液を優先バルブ44の右側に向け、ばね46ととも
に優先バルブを第1の位置に押圧する。これによりポン
プ12から適正な作動液が主作業回路18に流されるよ
うにする。
オリフイス50が負荷信号管路48内に設けられ、ま
た、レリーフバルブ52がオリフイス50の下流で優先
バルブ44と並行な関係にして設けられている。レリー
フバルブ52は閉止位置にばね付勢されており、オリフ
イスの下流の液圧によつて開放され、負荷信号管路48
内の一定位上の圧力を逃す。システム10はまたパイロ
ツト管路53を有しており、該管路は優先バルブ44の
下流の第1管路16を、優先バルブの左側に接続する。
第1管路16内の液圧が増大すると、圧力信号が優先バ
ルブ44の左側端部に伝達され、ばね46のばね力及び
負荷信号管路48内の液圧を相殺する。優先バルブの左
側へかかる力が右側にかかる力より大きくなると、優先
バルブ44は右の方へ動いて、第2若しくは第3の位置
となる。
このような優先負荷感知システムにおいては、ジエロー
タ前後の逆圧力差及びジエロータを通る逆流が生じる
と、ステアリングバルブ28を、オペレータがハンドル
30を回転した方向と反対の方向に回転させるトルクが
生じる。バルブ28がそのように回転すると、ハンドル
30のはね返りを生じ好ましくない。本発明に係るオー
プン・センタ液圧システム10は、このはね返りを主作
業回路18とオリフイス50との間の負荷信号ライン4
8内に負荷信号制御バルブ54を設けることにより回避
する。バルブ54は好ましくは三方二位置バルブで、ば
ね56及び負荷信号管路48内の圧力によつて(図示
の)第1の位置とされており、管路58を介して第1管
路16を負荷信号管路48に接続する。制御バルブ54
は、管路58を介してバルブ54の右端部に作用する第
1管路16内の圧力によつて左方へ動いて第2の位置と
なる。第2の位置においては、ステアリングバルブ28
が負荷信号管路48によつて優先バルブ44に接続され
る。
負荷信号制御バルブ54は、第1管路16と負荷信号管
路48との流体間の圧力変化を感知することができる。
バルブ54はそのような圧力変化に応答して可動で、第
1管路16内の液圧が負荷信号管路48内の液圧より小
さいとき、負荷信号管路48を介して主作業回路18か
ら液が流出するのを防ぐ。ステアリングバルブ28から
の流出を防ぐことにより、ジエロータ32を通る逆流の
ための流路を無くし、それによりハンドル30をはね返
すステアリングバルブ28に作用する逆向力を無くす。
オープン・センタ負荷感知液圧システム10は更に一方
向チエツクバルブ60を有している。このバルブは、第
1管路16内の、制御バルブ54が第1管路に接続され
る点と、第1管路がステアリングバルブ28に接続され
る点との間に位置決めされている。チエツクバルブ60
は主作業回路から第1供給ライン16に液が逆流するの
を防ぐ。制御バルブ54とチエツクバルブ60とは協働
してハンドル30にはね返りが生じるのを防ぐ。
第2のチエツクバルブ62が、第1及び第2管路16、
20を接続する管路64内に設けられている。このチエ
ツクバルブ62は、オペレータのハンドル30の操作に
よりポンプ12から得られるよりも大きな流量が必要と
なつた場合に、第2管路20から第1管路16へ液が流
れるのを許容する。これが起ると、通常、液溜14へ戻
される流れが第1管路16を満すのに使われ、それによ
り第1管路16にキヤビテーシヨンが起るのを阻止す
る。
オープン・センタ液圧システム10は、リンク36上に
取り付けられた右及び左車輪66、68を含む。更に、
副作業回路中のリフトチエツクバルブ70は、副制御バ
ルブ38から液流が出るのを阻止する。
操 作 オープン・センタ液圧システム10の操作を説明するに
当り、判り易くするよう、種々の圧力値を用いて説明す
る。しかし、本発明は、これら値により制限されるもの
ではない。
先ず、車輪のエンジンが作動されていない状態にある場
合には、ポンプ12は作動しない。このとき、ステアリ
ングバルブ28はニユートラル位置にあり、液圧シリン
ダ34には圧力がけられておらず、優先バルブ44は閉
止され、制御バルブ54が第1の位置にある。この状態
は第1図に示す通りである。エンジンが始動されると、
ポンプ12は加圧液を第1管路16を介してステアリン
グバルブ28へ供給する。ステアリングバルブ28はニ
ユートラル位置にあるので、液は該バルブを通ることは
できず、第1管路16内の液圧は上昇する。液圧が上昇
して、ばね56を圧縮するのに必要な力、約50psi
に達すると、制御バルブ54は第2位置へ動く。第2の
位置において、制御バルブ54は第1管路16から負荷
信号管路48への液流を阻止し、負荷信号管路48内の
液がオリフイス37b及び第2管路20を介して液溜に
通される。ポンプ12からの圧力が約150psiとな
り、この圧力がパイロツトライン53を介して優先バル
ブの左側へ伝達されると、優先バルブ44がばね46を
抗して右方へ動き、その第2の位置に動く。上記150
psiの圧力はばね46の力に打ち勝つものであること
が必要である。優先バルブ44が第2位置に向けて動か
されると、液は主及び副作業回路18、24へ通され
る。制御バルブ38はニユートラル位置にあるので液を
液圧シリンダ40へ通すことはできないが、液を管路2
6、20を介して液溜14へ戻す。この状態で、システ
ム10は待機状態となる。
通常のステアリング操作 オープン・センタ負荷感知液圧システム10は、副作業
回路24の制御バルブ38がニユートラル位置にある状
態で、主作業回路18によつて作動液が必要とされると
きは次のように作用する。制御バルブ54がその第2位
置にあり、優先バルブ44がその開位置に向けて動かさ
れている状態の待機状態にあり、ポンプ12からの液流
が主及び副作業回路18、24へ向けられている。この
とき、オペレータが車輌を右方へ方向を変えることを望
み、ハンドル30を右方へ回せば、ステアリングバルブ
28は右方へ動かされ、第1管路16がオリフイス37
aを介してジエロータ32の左側に接続される。ジエロ
ータの左側は液圧シリンダ34のロツド側端部に流体接
続され、同シリンダのヘツド側端部は第2管路20によ
つて液溜に流体接続される。
液圧シリンダ34内のピストンを動かすのに必要な液圧
が900psiとすると、ポンプ12からの液圧は15
0psiの待機圧力から900psiへ高くならなけれ
ばならない。圧力が150psiだけの場合、シリンダ
34内のピストンは動かず、従つて液流はオリフイス3
7a、負荷信号管路48を通つて制御バルブ54の左側
に通される。制御バルブ54はこの液圧とばね56の圧
力によりその第1の位置に動かされる。制御バルブ54
が第1の位置にあると、第1管路16内の液圧は負荷信
号管路48によつて優先バルブ44に向けられる。優先
バルブはこの圧力とばね46の力により第1の位置に向
けて動かされる。この動きにより副作業回路24への液
流が制限され、第1管路16内の液圧が増大する。管路
16内の液圧が約900psiに達すると、ポンプから
の液流はステアリングバルブ28を介して液圧シリンダ
34のロツド側端部に通される。900psiの圧力は
負荷信号管路48によつて感知され、優先バルブ44が
その第1の位置に向けて続けて動くことになる。第1管
路16内の液圧が約950psiに達するとオリフイス
37aの前後で50psiの圧力降下が生じ、これによ
りバルブ54がばね56の力に抗して第2の位置に動か
される。第1管路16内の圧力は増大し続けで約105
0psiにまでなり、これは、負荷信号管路48を介し
て優先バルブ44の右側に加わるステアリングのための
負荷による900psiに、ばね46の力150psi
を足したものに等しい。オペレータがハンドル30を右
方へ回転し続けると、上記の状態が維持される。
オペレータがハンドル30を回すのを停めると主制御バ
ルブ28はニユートラル位置に動き、負荷信号管路48
内の液はオリフイス37b及び第2管路20を介して液
溜14に戻される。そうすると、負荷信号管路48内の
圧力は実質的に零となる。負荷信号管路48内の圧力が
低下すると、優先バルブ44がパイロツト管路53内の
圧力により第2の位置に向けて右方へ動く。優先バルブ
44が第2の位置に向けて動くと、ポンプ12及び第3
管路22間の制限が減少し、再び上述の待機状態とな
る。
ステアリングに必要な液圧よりも高い液圧で副作業回路
が作動されているときに行うステアリング操作 副作業回路が約2000psiで作動されているとき
に、オペレータがステアリング操作を行うときは、次の
ことが生じる。
初めに待機状態にあるものとし、オペレータがレバー4
2を動かし、それにより制御バルブ38が下方へ動くも
のとする。制御バルブ38が下方へ動くと、第3管路2
2から第4管路26への流れが阻止され、それにより制
御バルブ38へ流される加圧液の圧力上昇が生じる。こ
の圧力上昇が生じると、優先バルブ44は、ポンプ12
からの全液体流を副作業回路24へ2000psiの圧
力で送る第3の位置に向けて動かされる。この場合、優
先バルブ44は第3の位置にあるので、第1管路16内
の圧力は150psiになつている。このとき、オペレ
ータが車輪66、68を右方へターンしようとしてハン
ドル30を右方へ回すと、制御バルブ28が右方へ動
く。オリフイス37aが第1管路16に接続されると、
150psiの液流はジエロータ32を介して液圧シリ
ンダ34のロツド側端部に通される。この液流の圧力は
シリンダ34内のピストンを動かすには不十分であるか
ら、液はオリフイス37a及び負荷信号管路48を介し
て制御バルブ54の左側に向けられる。この液圧及びば
ね56により制御バルブ54がその第1の位置に戻され
る。それにより、第1管路16内の圧力が負荷信号管路
48を介して優先バルブ44の右側に伝えられる。これ
により優先バルブ44はその第3の位置から離れて左方
へ動かされ、優先バルブ44の下流の第1管路16内の
圧力が増大し、同時に、第2管路22内の圧力は200
0psiに維持される。第1管路内の液圧が、ピストン
を動かすのに必要な900psi以上になり950ps
iに達すると、制御バルブ54は第2の位置へ動く。管
路16内の圧力が更に増大して1050psiに達し、
優先バルブ44がそれより下流の第1管路16内の圧力
を1050psiに維持するよう作用する。オペレータ
がハンドルを右方へ回し続けると、液流は1050ps
iで第1管路16を通され、また、2000psiで第
2管路22を通される。
オペレータがハンドル30を回すのを停めると、ステア
リングバルブ28はニユートラル位置に動き、負荷信号
管路48内の液はオリフイス37b、第2管路20を介
して液溜14に戻される。これにより、負荷信号管路4
8内の液圧はほぼ零まで降下し、優先バルブ44はその
第3の位置に戻る。これにより150psiの圧力の液
が第1管路16に向けられ、また、2000psiの圧
力の液が第2管路22を介して副作業回路24に流され
る。
車輪に加わる力に抗して行うステアリング操作 少くとも1方の車輪が例えば輪だちの中に入り、該車輪
を左の方へ回そうとするような外力が加わつたような場
合、オペレータはハンドル30を右へ回そうとするが、
その場合、当該液圧システム10は次のように作用す
る。
まず、該システムが待機状態にあるものとし、ステアリ
ングバルブ28が右の方へ動かされ、オリフイス37a
が第1管路16と接続され、その中の加圧液が液圧シリ
ンダ34のロツド側端部に通される。それと同時に、シ
リンダ34のロツド側端部が第2管路20を介して液溜
14に接続される。偶然にシステム圧より高いものであ
るかもしれないシリンダ34のロツド側端部内の加圧液
は、ジエロータ32及び負荷信号管路48を通して制御
バルブ54の左側に向けられる。第1管路16内の液圧
より高い圧力のこの加圧液は、制御バルブ54を図示の
第1の位置に向けて右方へ動かす。制御バルブ54が第
1の位置にあるので、液圧シリンダ34のロツド側端部
から出てジエロータ32を通る逆流は阻止される。この
逆流を阻止することにより、ハンドルへのはね返りを無
くすことができる。
制御バルブ54が第1の位置に動くと、液圧システム1
0は“通常のステアリング操作”で説明したように作動
する。
【図面の簡単な説明】
添付図面は、本発明に係るオープン・センタ負荷感知装
置の液圧回路を示す。 12……定量ポンプ; 14……液溜; 16……第1管路; 18……主作業回路; 20……第2管路; 22……第3管路; 24……副作業回路; 26……第4管路; 28……主作業制御バルブ; 30……主作業操作機構; 32……主作業操作機構の操作量に応じた作動液を送る
手段; 34……主液圧作動機器; 40……液圧作動機器; 44……優先バルブ; 48……負荷信号ライン; 50……オリフィス; 53……パイロット管路; 54……制御バルブ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−22979(JP,A) 特開 昭56−167561(JP,A) 特開 昭57−167873(JP,A) 実開 昭56−75067(JP,U)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主作業回路と副作業回路とを有し、両回路
    が作動液を必要とするときに作動液を主作業回路に優先
    的に供給するようにされ、また、当該主作業回路が該主
    作業回路への作動液の供給排出を制御するための主作業
    制御バルブと該バルブを操作する主作業操作機構とを有
    しており、主作業制御バルブは主作業操作機構の操作量
    に応じた作動液を主作業回路に送る手段を備える、オー
    プン・センタ負荷感知液圧装置において、 液溜と; 液溜に接続された定量ポンプと; 該ポンプを上記主作業制御バルブに接続する第1流体管
    路及び主作業制御バルブを液溜に接続する第2流体管路
    と; 第1流体管路内に設けられた可動の優先バルブと; 優先バルブを、上記副作業回路への作動液の供給排出を
    制御するための副作業制御バルブに接続する第3管路、
    及び、副作業回路の副作業制御バルブを液溜に接続する
    第4管路と; 主作業回路を優先バルブの第1の端部に接続し、液圧を
    該端部に伝えて優先バルブを第1の位置に付勢し、該位
    置においてポンプが第1管路により主作業制御バルブに
    接続されてポンプから主作業回路に作動液を供給できる
    ようにする負荷信号管路と; 負荷信号管路に設けられたオリフィスと; オリフィスの下流に優先バルブと並列にして設けられ、
    所定以上の液圧を負荷信号管路から逃すように設定され
    たレリーフバルブと; 優先バルブの下流の第1管路を優先バルブの第2の端部
    に接続するパイロット管路で、該パイロット管路内の液
    圧が優先バルブを副作業制御バルブへ作動液が流れるの
    を許容する第2の位置に向けて付勢するようになされて
    いるパイロット管路と; 負荷信号管路内に設けられ、第1流体管路内の液と負荷
    信号管路内の液との間の圧力の差を感知し、その差に応
    答して開位置と閉位置との間で可動で、第1流体管路内
    の液圧が負荷信号管路内の液圧よりも所定圧以上小さい
    場合に閉位置とされる制御バルブと; を備えるオープン・センタ負荷感知液圧装置。
  2. 【請求項2】制御バルブが、三方向二位置バルブである
    特許請求の範囲第1項に記載のオープン・センタ負荷感
    知液圧装置。
  3. 【請求項3】優先バルブが三方向三位置バルブである特
    許請求の範囲第1項に記載のオープン・センタ負荷感知
    液圧装置。
  4. 【請求項4】優先バルブがポンプのすぐ下流位置に設け
    られている特許請求の範囲第3項に記載のオープン・セ
    ンタ負荷感知液圧装置。
  5. 【請求項5】優先バルブがばねにより第1の位置にばね
    付勢され、その位置ではポンプからのすべての液流を主
    作業制御バルブに流すようにしてある特許請求の範囲第
    4項に記載のオープン・センタ負荷感知液圧装置。
JP16872084A 1983-08-11 1984-08-11 オープン・センタ負荷感知液圧装置 Expired - Lifetime JPH0639257B2 (ja)

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