JPS5824641B2 - 流体装置 - Google Patents

流体装置

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JPS5824641B2
JPS5824641B2 JP17190581A JP17190581A JPS5824641B2 JP S5824641 B2 JPS5824641 B2 JP S5824641B2 JP 17190581 A JP17190581 A JP 17190581A JP 17190581 A JP17190581 A JP 17190581A JP S5824641 B2 JPS5824641 B2 JP S5824641B2
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flow rate
port
rate adjustment
variable
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増田健二
堀内猛
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Daikin Industries Ltd
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Daikin Kogyo Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は吐出量可変ポンプの吐出量を圧力制御弁で制
御して、主流回路に設けられた流量調整可変オリフィス
の前後の差圧を略一定に制御するようにした省エネルギ
ー的な流体装置に関する。
従来、この種の流体装置は、たとえば第1図に示すよう
に、常時最大流量を吐出しようとする吐出量可変ポンプ
101とアクチュエータ102との間の主流回路103
に流量調整可変オリフィス104を設けると共に、上記
吐出量可変ポンプ101の吐出量可変要素としての斜板
101aを制御する斜板制御シリンダ105と主流回路
103との間に1次ポート106と2次ポート10γと
を有する2ポート形圧力制御弁111を接続し、切換弁
120が切換位置にある流量制御時、該圧力制御弁11
1のスプール112の両端に上記流量調整可変オリフィ
ス104の前後の圧力を夫々伝えて、該圧力制御弁11
1を上記流量調整可変オリフィス104の前後の差圧に
応じて開閉さすると共に、上記圧力制御弁111の2次
ポート10γと斜板制御シリンダ105との間のライン
115を、小さな開度の絞り116を有するライン11
γを介してタンク118に接続している(米国特許2,
892,312号)。
そして、上記流付装置は流量調整可変オリフィス104
の前後の差圧が圧力制御弁111のスプール112の他
端を押圧するスプリング113のバネ圧に対応する一定
値よりも小さくなったとすると、スプール11Sはスプ
リング113のバネ力により第1図におG゛て上方に移
動させられて、1次ポート106と2次ポート10γと
の間を閉鎖して、斜板制御シリンダ105の反スプリン
グ側の流体をそのスプリング119のバネ力で絞り11
6を通してタンク118に排出して、斜板1O−1aを
最大傾斜側に傾斜させて、吐出量可変ポンプ101の吐
出量を増大させて、上記流量調整可変オリフィス104
の前後の差圧を増大させる一方、流量調整可変オリフィ
ス104の前後の差圧が圧力制御弁111のスプール1
12の他端のスプリング113のバネ圧に対応する一定
値よりも大きくなったとすると、ネプール112は第1
図において、下方に移動させられて、1次ポート106
と2次ポート10γとの間を開放して、斜板制御シリン
ダ105の反スプリング側に主流回路103の流体をラ
イン115を通して供給して、絞り116の抵抗によっ
て上昇した圧力で斜板制御シリンダ105のスプリング
119を圧縮しながら、斜板101aを中立位置に位置
させて、吐出量可変ポンプ101の吐出量を減少させて
、流量制御時に、上記流量調整可変オリフィス104の
前後の差圧をアクチュエータ102の図示しない負荷の
如何に拘らず一定に制御し、吐出量可変ポンプ101の
吐出量および吐出圧力を流量調整可変オリフィス104
の開度およびアクチュエータ102の負荷に応じて制御
している。
したがって、上記流体装置は動力損失が少なく省エネル
ギ的であるという利点を有する。
しかしながら、上記流体装置は圧力制御弁111が2ボ
一ト形式であるため、吐出量可変ポンプ101の吐出量
を増大させるべく、圧力制御弁111の1次ポート10
6と2次ポート10γとの間を閉鎖している際には、斜
板制御シリンダ105の反スプリング側の流体を、小さ
な開度を有する絞り116からのみタンク118に排出
しているので、斜板101aを最大傾斜側に復帰させる
速度が遅くなって、吐出量可変ポンプ101の吐出量の
増大方向への応答性が悪いという欠点がある。
そこで、この発明の目的は、上記従来の欠点を除去する
ことにあって、吐出量可変ポンプの吐出量および吐出圧
力を要求に応じて制御して、動力損失をなくすることが
できるという省エネルギー効果を保持したままで、吐出
量可変ポンプの吐出量の増大方向への応答性を迅速にし
、しかも、複数のアクチュエータ全体の要求流量が吐出
量可変ポンプの最大吐出流量を越える場合には、特定の
アクチュエータに対する流量調整可変オリフィスの前後
の差圧を優先的に略一定に制御し、特定のアクチュエー
タを優先的に圧力補償し得るようにすることにある。
このため、この発明は吐出量可変制御要素を最大傾斜方
向に付勢して吐出量を最大値に維持しようとする特性の
吐出量可変ポンプとアクチュエータとの間に、絞り減圧
制御部と分流制御部とを有する優先形の圧力制御弁の減
圧制御部と流量調整可変オリフィスとを順次上流側より
接続すると共に、上記優先形の圧力制御弁のスプールの
一端に上記流量調整可変オリフィスの前位の圧力を伝え
る一方、上記スプールの他端のスプリングを縮装した背
圧室に上記流量調整可変オリフィスの後位の圧力を伝え
る構成として、上記優先形の圧力制御弁のスプールを両
端に伝えられる両正力の差圧に応動させて、上記流量調
整可変オリフィスの前後の差圧を略一定に制御し、さら
に、上記優先形の圧力制御弁の分流制御部と今一つのア
クチュエータとの間に今一つの流量調整可変オリフィス
を接続する一方、少なくとも1次ボートと2次ポートと
タンクポートとを有する3ポート形圧力制御弁の2次ポ
ートに、上記吐出量可変制御要素を中立方向に駆動する
シリンダをラインを介して接続し、該ラインから絞りを
有するタンクラインを分岐させると共に、上記1次ポー
トを上記流量調整可変オリフィスの上流側に接続し、上
記タンクポートをタンクラインに接続し、さらに、上記
3ポート形圧力制御弁のスプールの一端に上記流量調整
可変オリフィスの前位の圧力を伝える一方、該スプール
の他端のスプリングを縮装した背圧室に上記流量調整可
変オリフィスの後位の圧力を伝える構成として、上記圧
力制御弁をスプールの両端に伝えられる側圧力の差圧に
応動させて、上記2次ポートを1次ポートとタンクポー
トとの切換接続可能になして、上記吐出量可変ポンプの
吐出量を制御して、上記流量調整可変オリフィスの前後
の差圧を略一定に制御し得るようにすることにより、吐
出量可変ポンプの吐出量を増大させるべく上記シリンダ
から流体を排出する際に、シリンダと圧力制御弁との間
から分岐したタンクラインの他に、3ポート形圧力制御
弁の2次ポート、タンクポートおよびタンクラインから
も流体を排出し得るようにして、吐出量可変ポンプの吐
出量増大方向への応答性を迅速にし、さらに、複数のア
クチュエータ全体の要求流量を吐出量可変ポンプの最大
吐出流量を越える場合には、優先形の圧力制御弁の減圧
制御部に接続した流量調整可変オリフィスの前後差圧を
優先的に一定制御し、その流量調整可変オリフィスに対
応する特定のアクチュエータを優先的に圧力補償し得る
ようにしたことを特徴としている。
以下、この発明を図示の実施例について詳細に説明する
第2図において、吐出量可変ポンプ1はたとえば斜板等
の吐出量可変制御要素2をトラニオン軸3を支点にして
変位させるシリンダ4を備え、該シリンダ4内にはスプ
リング5を設置している。
該スプリング5は前記吐出量可変制御要素2を最大傾斜
方向に付勢する位置に設置しており、従って該ポンプ1
は吐出し量を常に最大値に維持しようとする特性が持た
されている。
さらに該ポンプ1の吸入側は回路6を介してタンクγa
と連通しており、また、吐出側に接続した主流回路8は
優先形の圧力制御弁43の1次ポート301、分流制御
部Zおよび分流ポート303および流量方向制御弁10
を介してアクチュエータ50に接続している。
一方、前記流量方向制御弁10は、第2図の一部を断面
図で表わした第3図に具体的に示すように、ブロック1
1に前記主流回路8を接続するPポートPと、アクチュ
エータ50を接続する2個のAポー)A、BポートBと
、タンクγbを接続するタンクポートTと、パイロット
ライン13を接続するポート14とを成形すると共に、
内部に3ランド15,16,17形の可動弁18を設け
てセンターオールポートブロック形に形成せしめている
さらに該流量方向制御弁10は第4図の如く可動弁18
を変位させることによって中央のランド15の両側のコ
ーナとブ爾ツクとの間に流量調整可変オリフィス19が
形成される如くしており、また前記流量調整可変オリフ
ィス19の後位つまり下流側に一端を開口したフィード
バック通路20を前記ポート14に連通せしめている。
前記可動弁18のランド11の外周にはその外周面およ
び環状溝からなるベント切換部21を形成しており、前
記フィードバック通路20と連通ずる如く形成したベン
ト路22の途中を上記ベント切換部21の移動により開
閉する如くしている。
すなわち該ベント切換部21は可動弁18の中立時ベン
ト路22を開放し、可動弁18を中立位置から変位させ
たききベント路22を閉塞する如くしている。
また、圧力制御弁30は、第2,3図に示すように3ポ
ート形で、ハウジング23に3個の主ポート24,25
,26を形成し、さらにパイロットポート2γとドレー
ンポート28を形成しており、1次ポート24を主流回
路8に、2次ポート25をライン29に、タンクポート
26及びドレーンポート28をタンクライン40に、パ
イロットポート21を前記パイロットライン13にそれ
ぞれ接続している。
さらに前記ハウジング23内にはスプール31を設置す
ると共に、前記パイロットポート21と連通ずる如く形
成した背圧室32内のスプリング33力を前記スプール
31に作用させて、1次ポート24と2次ポート25と
の間ヲノーマルクローズで2次ポート25とタンクポー
ト26との間をノーマルオープンに保持せしめている。
またパイロット弁80は前記背圧室32とドレーンポー
ト28間に形成した弁座34に弁体35をスプリング3
6のバネ力でもって圧着せしめている。
また前記2次ポート25に接続したライン29を前記シ
リンダ4の反スプリング側に接続すると共に、さらに前
記シリンダ4のスプリング側に接続したライン39をタ
ンク7aに開放せしめる。
さらに、上記ライン29からは、絞り3γが介設されて
タンクγaに通じるタンクライン160を分岐させると
共に、安全弁38が介設されてタンクγaに通じるライ
ン161を分岐させている。
一方、前記優先形の圧力制御弁43は第5図に具体的に
示すように、スプール46におけるランド46′の両コ
ーナとハウジン300のコーナとの間に絞り減圧制御部
Yと分流制御部Zとを形成し、背圧室48に縮装したス
プリング4γに抗するスプール46の変位によって、絞
り減圧制御部Yが仮想線Y′より開度が小さく制御状態
のとき分流制御部Zは非制御状態で、それとは対称的に
分流制御部Zが仮想線Z′より開度が小さく制御状態の
とき絞り減圧制御部Yが非制御状態になる如く両制御部
Y、Zが交互に制御作用を行なう如き構造である。
斯る圧力制御弁43において主流回路8を分流制御部Z
を経由する如く接続する一方、アクチュエータ50xに
通じる他の主流回路8Xを絞り減圧制御部Yを経由する
如く接続すると共に、該圧力制御弁43のスプール46
の一端側の背圧室48(!:前記主流回路8Xに設けら
れた流量方向制御弁10xの流量調整可変オリフィス1
9xの後位とを回路49を介して連通せしめる一方、前
記スプール46の他端に通路305を介して上記流量調
整可変オリフィス19xの前位に連通せしめるようにし
ている。
しかして第5図に示した優先形の圧力制御弁43はスプ
ール46の他端に作用する流量調整可変オリフィス19
x前位の圧力に対して、背圧室48に導いた流量調整可
変オリフィス19x後位の負荷圧とスプリング4γのバ
ネ圧とを対抗させて、スプール46を進退勤作させて、
絞り減圧制御部Xまたは分流制御部Yの制御作用で流量
調整可変オリフィス19xの前後の差圧を略一定に制御
し、かかる制御を行なう上において余剰流体を分流制御
部Zを介して主流回路8に分流させ、この余剰流体でア
クチュエータ50を作動させるようにしている。
なお、優先形の圧力制御弁43の背圧室48にも、圧力
制御弁30の背圧室32に設けたパイロット弁80と全
く同一構造をしたパイロット弁80を設けている。
上記構造の流体装置は次のように動作する。
いま、第2図に示す流量方向制御弁10yを中立位置に
位置させ、流量方向制御弁10x、10を共に切換位置
に位置させた基本的作動状態について、下記の如く場合
に分けて説明する。
■ アクチュエータ50xと50との全要求流量つまり
流量調整可変オリフィス19xと19との全要求流量が
吐出量可変ポンプ1の最大吐出流量よりも少ない場合。
この場合、第5図に示すように、優先形の圧力制御弁4
3のスプール46は、その両端に作用する流体圧力の差
圧に応動して軸方向に進退勤作して、絞り減圧制御部Y
の開度または分流制御部Zの開度を制御して、流量調整
可変オリフィス19xの前後の差圧を背圧室48のスプ
リング4γのバネ圧に相当する一定値に制御する。
一方、優先形の圧力制御弁43の分流制御部Zおよび分
流ポート303を通って排出される余剰流体は、主流回
路8を通って流量調整可変オリフィス19に向けて供給
されるが、圧力制御弁30は下記の如く動作して、第3
図に示すその背圧室32のスプリング33のバネ圧に流
量調整可変オリフィス19の前後の差圧を対応させるよ
うに、吐出量可変ポンプ1の吐出量を制御する。
すなわち、上記圧力制御弁30のスプール31の一端の
1次ポート側24側には流量調整可変オリフィス19前
位の圧力が作用し、スプール31の他端の背圧室32に
は流量調整可変オリフィス19後位の圧力とスプリング
33のバネ圧とが作用して、スプール31はそれにより
軸方向に進退勤作する。
したがって、圧力制御弁30の1次ポート24側の流体
圧力と背圧室32側の流体圧力との圧力差がスプリング
33のバネ圧以下のときには、圧力制御弁30は2次ポ
ート25とタンクポート26とを連通させて、シリンダ
4の反スプリング側の流体をタンクγCに排出し、また
絞り3γからも流体をタンクγaに排出して、吐出量可
変制御要素2を最大流量吐出側つまり最大傾斜側に傾斜
させて、吐出量を増大させる。
一方、上記圧力制御弁30の1次ポート24側の流体圧
力と背圧室32側の流体圧力との圧力差がスプリング3
3のバネ圧以上のときには、圧力制御弁30は1次ポー
ト24と2次ポート25とを連通させて、主流回路8の
流体をライン29を通して、シリンダ4の反スプリング
側に供給して、吐出量可変制御要素2を中立側つまり最
小傾斜側に位置させて、可変ポンプ1の吐出量を減少さ
せる。
なお、応答の遅れにより主流回路8の圧力が過度に上昇
しようとするときには、安全弁38により流体をリリー
フさせることができる。
このように、圧力制御弁30は、1次ポート24側と背
圧室32との流体圧力差、つまり流量調整可変オリフィ
ス19の前後の差圧に応動して、2次ポート25を1次
ポート24またはタンクポート26に切換接続して、可
変ポンプ1の吐出量および吐出圧力を流量調整可変オリ
フィス19の開度および負荷に応じて制御して、無駄な
流体を吐出しないようにし、流量調整可変オリフィス1
9の前後の差圧をスプリング33のバネ圧に対応した一
定値に制御する。
したがって、動力損失が少なくなっている。
また、上記圧力制御弁30の動作中において、可変ポン
プ1の吐出量を増大させるべく、シリンダ4の反スプリ
ング側の流体をタンクγCに排出する際には、その流体
は絞り3rと圧力制御弁30との2系統によってタンク
γa、γCに排出されて、シリンダ4の移動速度が速い
ので、可変ポンプ1の吐出量増大方向の応答は迅速にな
っている。
■ アクチュエータ50xと50との全要求流量つまり
流量調整可変オリフィス19xと19との全裸求流量が
吐出量可変ポンプ1の最大吐出流量よりも多い場合。
この場合(第5図参照)、優先形の圧力制御弁43は、
前述の如く動作して、流量調整可変オリフィス19xの
前後の差圧がスプリング4γのバネ圧に相当する一定値
になるように上記流量調整可変オリフィス19xの前後
の差圧を優先的に圧力補償して、余剰流体を分流ポート
303から排出する。
上記余剰流体は、流量調整可変オリフィス19に供給さ
れるが、上記余剰流体では、流量が不足するため、流量
調整可変オリフィス19の前後の差圧は所定の一定値つ
まりスプリング33のバネ圧に対応する一定値よりも低
くなる。
このため、第3図に示す如く、圧力制御弁30のスプー
ル31の両端に伝えられる両圧力の差圧が背圧室32の
スプリング33のバネ圧以下となって、スプール31を
第3図中左方に変位させて、2次ポート25とタンクポ
ート26とを連通させ、吐出量可変要素2を最大吐出側
に傾斜させて、吐出量可変ポンプ1に最大流量を吐出さ
せている。
このように、この流体装置は全要求流量が吐出量可変ポ
ンプ1の最大吐出流量よりも大きい際には、吐出量可変
ポンプ1に最大流量を吐出させながら、優先形の圧力制
御弁43の減圧ポート302側のの流量調整可変オリフ
ィス19xの前後の差圧を優先的に一定に制御し、その
流量調整可変オリフィス19xに接続したアクチ) ユ
ニーク50xを優先的に圧力補償して正確に速度制御し
得るようにし、さらに優先形の圧力制御弁43の分流ポ
ート303からの余剰流体を他のアクチュエータ50に
供給するのである。
つまり、この流体装置は、吐出量可変ポンブト の吐出
流量が不足する際には、特定のアクチュエータ50xを
他のアクチュエータ50よりも優先的に圧力補償するこ
とができるのである。
なお、上記圧力制御弁30.43の動作中においては、
パイロット弁80.80は背圧室’ 32.48の圧
力がその設定圧力以下であるため閉鎖しているとする。
第6図に示す実施例は、第2図に示すものを主要構造と
して、主流回路8を閉回路に構成したものであり、該図
の場合は可変ポンプ1の吸入側に低圧IJ IJ−フ弁
44で制御した流体をチャージポンプ45によって補充
する如くしているが、斯る補充流量は閉回路における漏
洩量に相当するだけであるから、開回路に比べてタンク
の容量を小形にできる点で有効である。
以上の説明で明らかな如く、この発明の流体装置は、吐
出量可変制御要素を最大傾斜方向に付勢して吐出量を最
大値に維持しようとする特性の吐出量可変ポンプとアク
チュエータとの間に、絞り減圧制御部と分流制御部とを
有する優先形の圧力制御弁の減圧制御部と流量調整可変
オリフィスとを順次上流側より接続すると共に、上記優
先形の圧力制御弁のスプールの一端に上記流量調整可変
オリフィスの前位の圧力を伝える一方、上記スプールの
他端のスプリングを縮装した背圧室に上記流量調整可変
オリフィスの後位の圧力を伝える構成として、上記優先
形の圧力制御弁のスプールを両端に伝えられる両圧力の
差圧に応動させて、上記流量調整可変オリフィスの前後
の差圧を略一定に制御し、さらに、上記優先形の圧力制
御弁の分流制御部と今一つのアクチュエータとの間に今
一つの流量調整可変オリフィスを接続する一方、少なく
とも1次ポートと2次ポートとタンクポートとを有する
3ポート形圧力制御弁の2次ポートに上記吐出量可変制
御要素を中立方向に駆動するシリンダをラインを介して
接続し、該ラインから絞りを有するタンクラインを分岐
させると共に、上記1次ポートを上記流量調整可変オリ
フィスの上流側に接続し、上記タンクポートをタンクラ
インに接続し、さらに、上記3ポート形圧力制御弁のス
プールの一端に上記流量調整可変オリフィスの前位の圧
力を伝える一方、該スプールの他端のスプリングを縮装
した背圧室に上記流量調整可変オリフィスの後位の圧力
を伝える構成として、上記圧力制御弁をスプールの両端
に伝えられる両正力の差圧に応動させて、上記2次ポー
トを1次ポートとタンクポートとに切換接続可能になし
て、上記吐出量可変ポンプの吐出量を制御して、上記流
量調整可変オリフィスの前後の差圧を略一定に制御し得
るようにしているので、吐出量可変ポンプの吐出量を増
大させるべく、上記シリンダから流体を排出する際に、
シリンダと圧力制御弁との間から分岐した絞りを有する
タンクラインを経由する系統と、3ポート形圧力制御弁
の2次ポート、タンクポートおよびタンクラインを経由
する系統との2系統からシリンダ内の流体を排出でき、
したがって、吐出量可変ポンプの吐出量増大方向への応
答性を迅速にでき、かつ、複数のアクチュエータ全体の
要求流量が吐出量可変ポンプの最大吐出流量を越える場
合に、優先形の圧力制御弁の減圧制御部に接続した流量
調整可変オリフィスの前後の差圧を優先的に一定に制御
して、それに接続した特定のアクチュエータを優先的に
圧力補償することができるという効果を奏することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の流体装置の回路図、第2図はこの発明の
一実施例の回路図、第3図、第5図は夫夫第2図の部分
断面図、第4図は流量方向制御弁の作動説明図、第6図
は変形例の回路図である。 1・・・・・・吐出量可変ポンプ、2・・・・・・吐出
量可変制御要素、4・・・・・・シリンダ、γa、γb
、γC・・・・・・タンク、8 、8x 、 8y・・
・・・・主流回路、19゜19x・・・・・・流量調整
可変オリフィス、24・・・・・・1次ポート、25・
・・・・・2次ポート、26・・・・・・タンクポート
、30 、43・・・・・・圧力制御弁、31・・・・
・・スプール、32・・・・・・背圧室、33・・・・
・・スプリング、3γ・・・・・・絞り。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 吐出量可変制御要素2を最大傾斜方向に付勢して吐
    出量を最大値に維持しようとする特性の吐出量可変水ン
    プ1とアクチュエータ50xとの間に、絞り減圧制御部
    Yと分流制御部Zとを有する優先形の圧力制御弁43の
    減圧制御部Yと流量調整可変オリフィス19xとを順次
    上流側より接続すると共に、上記優先形の圧力制御弁4
    3のスプール46の一端に上記流量調整可変オリフィス
    19xの前位の圧力を伝える一方、上記スプール46の
    他端のスプリング41を縮装した背圧室48に上記流量
    調整可変オリフィス19xの後位の圧力を伝える構成と
    して、上記優先形の圧力制御弁43のスプール46を両
    端に伝えられる両圧力の差圧に応動させて、上記流量調
    整可変オリフィス19xの前後の差圧を略一定に制御し
    、さらに、上記優先形の圧力制御弁43の分流制御部Z
    と今一つのアクチュエータ50との間に今一つの流量調
    整可変オリフィス19を接続する一方、少なくとも1次
    ポート24と2次ポート25とタンクポート26とを有
    する3ポート形圧力制御弁30の2次ポート25に、上
    記吐出量可変制御要素2を中立方向に駆動するシリンダ
    4をライン29を介して接続し、該ライン29から絞り
    31を有するタンクライン160を分岐させると共に、
    上記1次ポート24を上記流量調整可変オリフィス19
    の上流側に接続し、上記タンクポート26をタンクライ
    ン40に接続し、さらに、上記3ポート形圧力制御弁3
    0のスプール31の一端に上記流量調整可変オリフィス
    19の前位の圧力を伝える一方、該スプール31の他端
    のスプリング33を縮装した背圧室32に上記流量調整
    可変オリフィス19の後位の圧力を伝える構成として、
    上記圧力制御弁30をスプール31の両端に伝えられる
    両圧力の差圧に応動させて、上記2次ポート25を1次
    ポート24とタンクポート26とに切換接続可能になし
    て、上記吐出量可変ポンプ1の吐出量を制御して、上記
    流量調整可変オリフィス19の前後の差圧を略一定に制
    御し得るようにしたことを特徴とする流体装置。
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