JPH0814215A - メータアウト再生弁装置 - Google Patents

メータアウト再生弁装置

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JPH0814215A
JPH0814215A JP7080537A JP8053795A JPH0814215A JP H0814215 A JPH0814215 A JP H0814215A JP 7080537 A JP7080537 A JP 7080537A JP 8053795 A JP8053795 A JP 8053795A JP H0814215 A JPH0814215 A JP H0814215A
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JP
Japan
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valve
meter
flow
fluid
working chamber
Prior art date
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JP7080537A
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English (en)
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John J Krone
ジョイ．クローン ジョン
Kazunori Yoshino
和憲 吉野
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Caterpillar Japan Ltd
Caterpillar Mitsubishi Ltd
Caterpillar Inc
Original Assignee
Caterpillar Mitsubishi Ltd
Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Caterpillar Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 メータアウト機能と再生機能とを供えた油圧
回路を提供すること。 【構成】 第１と、第２の作用室とを備えた複動式の油
圧シリンダと、第１と第２の作用室に接続された第１と
第２の流路とを有する油圧装置が、第１の流路に配設さ
れ、第１の作用室に向かう方向に流体の流れを許容する
逆止弁と、入口ポートが第１の流路において逆止弁と第
１の作用室との間に接続され、入口ポートを出口ポート
から遮断する閉止位置と、入口、出口ポート間を調節可
能に連通させる可変開放位置とを有するメータアウト弁
と、メータアウト弁の出口ポートに接続された第３の流
路と、第２の流路内の流体の圧力が第３の流路内の流体
の圧力より低い場合に、実質的に抵抗を生じさせずに第
３の流路から第２の流路へ流体の流れを許容する再生弁
とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、メータアウト再生弁装
置を備えた油圧制御装置に関する。前記メータアウト再
生弁装置は、主たる方向制御弁から独立して油圧アクチ
ュエータの１つの作用室と協働する。
【０００２】
【従来の技術】油圧制御装置において、油圧アクチュエ
ータの膨張側の作用室に、収縮側の作用室から排出され
る流体を供給するように構成された再生回路を備えた油
圧制御装置がある。再生回路を備えることにより油圧ア
クチュエータに必要な作動流体の流量が削減され、ポン
プからの流体を他の流体回路に使用することが可能とな
る。こうした再生回路は米国特許公報第４０２８８８９
号に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の再生回路には以
下の問題があった。これまでの再生回路は、方向制御弁
と協働する要素と、方向制御弁とタンクとの間に配設さ
れた戻り管路に配設された要素とを有している。こうし
た構成では再生回路の効率が著しく低下する。例えば、
油圧アクチュエータから排出される流体は、アクチュエ
ータと方向制御弁との間の流路の全長に渡って流通し、
方向制御弁を第１の方向に通過し、次いで逆方向に通過
し、そしてアクチュエータの膨張側作用室に向けて長い
流路を流通しなければならない。シリンダの収縮側の作
用室から排出される流体の圧力は、流れを制御する要素
および弁体を通過する管路および通路の流路抵抗により
低下する。例えば、車輌に搭載される流体回路では上記
管路および通路は７ｍから８ｍにおよぶことがあり、こ
れにより上記の圧力損失が生じる。こうして生じる圧力
損失により、再生回路を充分に機能させるために、再生
回路の設定圧力を高くしなければならなくなる。
【０００４】米国特許公報第５２２０８６２号に開示さ
れた装置は、再生回路を油圧アクチュエータに直結また
は油圧アクチュエータの近傍に配設することにより、流
体が方向制御弁を油圧アクチュエータに接続する長い管
路および通路を流通することに起因する圧力低下を低減
して上記の問題を解決している。再生回路を油圧アクチ
ュエータの直近に配設することにより、再生回路の作動
流体は、油圧アクチュエータの膨張側作用室に直接的に
供給され、圧力損失を発生させる方向制御弁を迂回する
ことが可能となる。
【０００５】然しながら上記公報の装置には以下の欠点
がある。上記の再生回路は、油圧アクチュエータのヘッ
ド側作用室から棒側側作用室に供給するために使用され
る。棒側作用室を満たすために必要な流体の流量は、ヘ
ッド側作用室から排出される流体の流量よりも少ないの
で、主たる方向制御弁は、ヘッド側作用室から排出され
る過剰な作動流体を該方向制御弁を通過させてタンクへ
流通させるように配設されなければならない。然しなが
ら、ほとんどの方向制御弁の制御スロットのタイミング
は、典型的にポンプからシリンダへの供給量を制御する
作動条件において適性に作動するように設計されている
ので、アクチュエータを収縮させる場合、特に重荷重を
支持するアクチュエータを収縮させる場合に精密に制御
することができない。
【０００６】本発明は上述した従来技術の問題点を解決
することを技術課題としており、メータアウト機能と再
生機能とを供え、アクチュエータが通常の収縮動作をす
る場合には主たる方向制御弁と協働し、かつ、アクチュ
エータにより支持される負荷を重力により下方へ移動さ
せる場合には方向制御弁とは独立に作動することの可能
な油圧回路を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、第１と、第２
の作用室とを備え第１の作用室に負荷からの圧力が作用
するように構成された複動式の油圧シリンダと、前記第
１と第２の作用室に接続された第１と第２の流路とを有
する油圧装置用の複合型メータアウト再生弁装置におい
て、前記第１の流路に配設され、第１の作用室に向かう
方向に流体の流れを許容し、かつ、反対方向の流体の流
れを遮断する逆止弁と、遠隔制御されるメータアウト
弁、すなわち、入口ポートと出口ポートとを有し、該入
口ポートが第１の流路において前記逆止弁と第１の作用
室との間に接続され、前記入口ポートを出口ポートから
遮断する閉止位置と、前記入口、出口ポート間を調節可
能に連通させる可変開放位置とを有するメータアウト弁
と、前記メータアウト弁の出口ポートに接続された第３
の流路と、該第３の流路と第２の流路との間に配設さ
れ、第２の流路内の流体の圧力が第３の流路内の流体の
圧力より低い場合に、実質的に抵抗を生じさせずに第３
の流路から第２の流路へ流体の流れを許容する再生弁と
を具備する複合型メータアウト再生弁装置を要旨とす
る。
【０００８】
【実施例】油圧装置１１は、メータアウト機能と流体再
生機能とを有する複合型メータアウト再生弁装置１０を
備えている。油圧装置１１は、タンク１３に接続された
可変容量形ポンプ１２を具備している。ポンプ１２は吐
出量制御部１３を有している。吐出量制御部１３は、ポ
ンプ１２の吐出量が従来方式で適切に発生された制御信
号に比例するように制御する。油圧装置１１は複動式の
油圧シリンダ１６と、ポンプ１２と、タンク１３とに接
続された方向制御弁２１と、第１と第２の流路としての
一対の管路２２、２３と、前記ポンプおよびタンクに接
続された１以上の付加的油圧回路２４とを具備してい
る。油圧シリンダ１６は、負荷１７を支持すると共にヘ
ッド側作用室１８と棒側作用室１９とを有している。一
対の管路２２、２３の各々は、方向制御弁２１をヘッド
側作用室１８と棒側作用室１９とに接続する。
【０００９】方向制御弁２１は電気式に制御される形式
の制御弁であり、図１では電線２５が接続されたソレノ
イドアクチュエータ２６を備えたソレノイド式の比例制
御弁にて図示されている。然しながら本発明は、方向制
御弁に関してこの形式には限定されず、例えば、ソレノ
イド式の比例制御弁または手動式のパイロット弁からの
パイロット信号により作動するパイロット弁により構成
してもよい。更に、本発明において方向制御弁は、図示
する３位置、４ポート、中立閉止型の弁に限定されな
い。弁２１は、図示する中立位置において管路２２、２
３の各々が、互いに遮断され、かつ、ポンプおよびタン
クから遮断されれば、中立閉止型または中立開放型の何
れの形式の弁であってもよい。
【００１０】メータアウト再生弁装置１０は、管路２２
に接続され第１の流路の一部を構成する通路２７と、管
路２３に接続され第２の流路の一部を構成する通路２８
と、第３の流路としての通路２９とを具備している。通
路２９は排出流路としての排出管路３１に接続されてい
る。ヘッド側作用室１８へ向かう方向へは作動流体が流
通できるが、反対方向へは遮断されるように、通路２７
に逆止弁３２が配設されている。メータアウト再生弁装
置１０には電動油圧作動式のメータアウト弁３３が配設
されている。メータアウト弁３３は通路２７に接続され
た入口ポート３４と、通路２９に接続された出口ポート
３６とを有している。メータアウト弁３３は、入口ポー
トを出口ポートから遮断する閉止位置と、入口ポートと
出口ポートとを連続的に調整可能に連通させる可変開放
位置とを有している。メータアウト弁は、電線２５ａが
接続されたソレノイド式アクチュエータ２６ａを有する
ソレノイド作動式の比例弁にて図示されている。
【００１１】通路２８と通路２９との間には再生弁３７
が配設されている。再生弁３７は、通路２８内の流体の
圧力が通路２９内の流体の圧力よりも低い場合に、通路
２９から通路２８へ流体を実質的に抵抗なく流通させる
ように設けられている。通路２９には調圧弁３８が、排
出管路３１から入口ポート３４へ向かう流れを遮断する
ように設けられている。調圧弁３８は、所定の圧力レベ
ルに達するまで入口ポートから排出管路３１への流体を
遮断するために、バネ３９により閉止されている。通路
２７、２９の間に手動式のオン・オフ弁４１が配設され
ている。メータアウト再生弁装置１０は、また、第１の
メイクアップ弁４３と第１のリリーフ弁４４とを具備し
ている。第１のメイクアップ弁４３と第１のリリーフ弁
４４は、排出管路３１に接続された通路４６と通路２７
との間において並列的に配設されている。
【００１２】第２のメイクアップ弁４７と第２のリリー
フ弁４８が、管路２３と管路３１との間において並列的
に接続されている。
【００１３】以下、図１に示す油圧装置の作用を説明す
る。電線２５を介してソレノイドアクチュエータへ適切
な電気信号が送信され、方向制御弁２１が左方向に第１
の位置、すなわち、管路２２を介してポンプからヘッド
側作用室１８へ供給される作動流体の流量を制御する位
置へ移動すると、油圧シリンダ１６が伸長する。管路２
２内の加圧された作動流体が逆止弁３２を開いて作用室
１８内に流入する。メータアウト弁３３は閉止位置に維
持されており、作用室１８内に流入する加圧流体により
油圧シリンダ１６が伸長する。作用室１９内の流体は、
管路２３を介して排出され、方向制御弁２１を通過して
タンク１３へ戻る。
【００１４】この油圧装置では、油圧シリンダ１６を収
縮させるために複数の方法がある。どの方法を採用する
かは、負荷が、シリンダの収縮方向に作用するのか或い
はシリンダの収縮の方向と反対方向に作用するのか、負
荷がシリンダの収縮方向に作用する場合には、どの程度
シリンダの収縮を補助するかに依存している。油圧シリ
ンダを収縮させる第１の方法は、方向制御弁２１を右方
向に第２の位置、すなわち、ポンプから棒側作用室１９
へ供給される作動流体の流量を制御する位置へ移動さ
せ、同時に、メータアウト弁を下方向へ可変開放位置に
移動させて、入口ポート３４と出口ポート３６を連通さ
せてヘッド側作用室１８を通路２９に連通させることを
含む。逆止弁３２が管路２２の逆流を防止するので、ヘ
ッド側作用室１８から排出される流体は、開放されたメ
ータアウト弁を通過して通路２９へ流れる。通路２９へ
流入する作動流体は、調圧弁３８を通過してタンク１３
へ戻るか、或いは、一部が調圧弁３８を通過してタンク
１３へ戻り、残りの部分が再生弁３７を通過して膨張す
る棒側作用室１９に供給されるポンプからの流れと合流
する。調圧弁３８は、通路２９内の流体の圧力がバネ３
９により決定される所定の圧力レベルよりも高い場合に
のみ開くので、排出される流体の流路は通路２８と通路
２９内の相対的な圧力により決定される。
【００１５】例えば、通路２８内の流体の圧力が上記所
定の圧力レベルよりも高い場合には、再生弁が閉止位置
に保持されて排出されるすべての流体が調圧弁を通過し
てタンクへ流れる。この状態は、棒側作用室１９内の圧
力が上記の所定圧力レベルよりも高くシリンダが収縮す
る場合にのみ存在する。然しながら、通路２８内の流体
の圧力が上記の所定圧力レベルよりも低い場合には、再
生弁３７が開いて排出される流体の一部が、ポンプから
棒側作用室１９へ供給される流体と合流する。この状態
は、ポンプから棒側作用室１９への流体の流入よりも負
荷が速く油圧シリンダを収縮させるように作用する過速
負荷の場合に存在する。
【００１６】第２の方法では、ポンプから流体を供給す
ることなく、重力による負荷にて油圧シリンダを収縮さ
せることができる。この方法は、メータアウト弁３３を
可変開放位置に移動させ、方向制御弁２１を図示する閉
止位置に維持することを含む。メータアウト弁３３のみ
を開放することにより、ヘッド側作用室１８から排出さ
れる流体は通路２９に流入し、再生弁３７を通過して膨
張する棒側作用室１９へ流入する。然しながら、ヘッド
側作用室１８から排出される流体の流量は、棒側作用室
１９を満たすために必要な流量よりも高いので、通路２
９内意の流体の圧力は急速に前記所定圧力レベルよりも
高くなり、調圧弁が開いて排出される流体の一部がタン
クへ戻る。
【００１７】通常の使用条件において手動式のオン・オ
フ弁４１は閉じられているが、オン・オフ弁４１は、電
気的な故障が発生したときに負荷１７を下方へ移動させ
るために使用することができる。オン・オフ弁４１を手
動開放するとヘッド側作用室１８が通路２９と連通し
て、既述したように、メータアウト弁３３が開いている
ときと実質的に同じ状態となり、ヘッド側作用室１８か
ら排出される流体が再生弁３７と調圧弁３８とを通過し
て流れる。
【００１８】
【発明の効果】既述の説明から明らかなように、本発明
によりメータアウト機能と再生機能とを備えた複合型メ
ータアウト再生弁装置を備えた油圧装置が提供される。
メータアウト再生弁装置を油圧シリンダに直結または近
傍に配設することにより、圧力損失が小さく効果的な流
体再生流路とすることができる。更に、メータアウト弁
をメータイン方向制御弁と独立に作動させることによ
り、棒側作用室にキャビテーションを発生させることな
く、油圧シリンダに作用する負荷を重力により下方へ移
動させることが可能となる。本発明の他の利点は、油圧
シリンダの負荷がシリンダを収縮させるように作用する
場合にシリンダの後退速度を正確に制御するためにメー
タアウト弁を使用することができ、棒側作用室に加圧さ
れた流体を供給して油圧シリンダを収縮させる場合に、
メータアウト弁を最大開放位置に移動させて絞り損失を
低減することができる点である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施例による油圧回路図であ
る。
【符号の説明】
１０…メータアウト再生弁装置 １１…油圧装置 １２…ポンプ １３…タンク １６…油圧シリンダ １７…負荷 １８…ヘッド側作用室 １９…棒側作用室 ２１…方向制御弁 ３３…メータアウト弁 ３７…再生弁 ３８…調圧弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン ジョイ．クローン アメリカ合衆国，イリノイ 61525，ダン ラップ，ブレントウッド 1409 (72)発明者 吉野 和憲 東京都世田谷区用賀四丁目10番１号 新キ ャタピラー三菱株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１と、第２の作用室とを備え第１の作
    用室に負荷からの圧力が作用するように構成された複動
    式の油圧シリンダと、前記第１と第２の作用室に接続さ
    れた第１と第２の流路とを有する油圧装置用の複合型メ
    ータアウト再生弁装置において、 前記第１の流路に配設され、第１の作用室に向かう方向
    に流体の流れを許容し、かつ、反対方向の流体の流れを
    遮断する逆止弁と、 遠隔制御されるメータアウト弁、すなわち、入口ポート
    と出口ポートとを有し、該入口ポートが第１の流路にお
    いて前記逆止弁と第１の作用室との間に接続され、前記
    入口ポートを出口ポートから遮断する閉止位置と、前記
    入口、出口ポート間を調節可能に連通させる可変開放位
    置とを有するメータアウト弁と、 前記メータアウト弁の出口ポートに接続された第３の流
    路と、 該第３の流路と第２の流路との間に配設され、第２の流
    路内の流体の圧力が第３の流路内の流体の圧力より低い
    場合に、実質的に抵抗を生じさせずに第３の流路から第
    ２の流路へ流体の流れを許容する再生弁とを具備する複
    合型メータアウト再生弁装置。
  2. 【請求項２】 前記メータアウト弁装置が、更に、排出
    流路と、 第３の流路と排出流路との間に配設され排出流路から第
    ３の流路へ向かう流れを遮断する調圧弁とを具備して成
    り、 調圧弁が、第３の流路内の流体の圧力が所定の圧力レベ
    ルを超過するまで、第３の流路から排出流路へ向かう流
    れを遮断するように構成されている請求項１に記載のメ
    ータアウト再生弁装置。
  3. 【請求項３】 第１の作用室が油圧シリンダのヘッド側
    作用室である請求項２に記載のメータアウト再生弁装
    置。
  4. 【請求項４】 前記油圧装置が、更に、ポンプと、タン
    クと、方向制御弁とを具備しており、方向制御弁がポン
    プと、タンクと、第１と第２の流路に接続されている請
    求項３に記載のメータアウト再生弁装置。
  5. 【請求項５】 メータアウト再生弁装置が、更に、第１
    の流路において逆止弁の上流側と排出流路との間に配設
    されたメイクアップ弁を具備して成る請求項４に記載の
    メータアウト再生弁装置。
JP7080537A 1994-04-18 1995-04-05 メータアウト再生弁装置 Pending JPH0814215A (ja)

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