JPS5846206A - 油圧制御装置 - 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】 本発明は油圧制御装置に関する。

ある種の油圧システム（装置）の油圧式アクチュエータ
を作動さす場合、アクチュエータは２つの逆向きの、力
、すなわち１つは圧力下の油圧流体によって提供される
もの、もう１つはもどし力なる２つの逆向きの力を受け
る。例えば、荷物の重量の形の重力またはもどしばねは
、その荷重をある方向に移動さすため加えられる油圧（
又は水化）による力に対し逆方向に働く、そしてその圧
力がなくなるとその荷重を逆方向に移動することによっ
てその荷重を元の位置へもどす働をする。最初の方向に
おけるアクチュエータの移動速度はアクチュエータへの
流体の流量調節により、そして逆方向の場合にはアクチ
ュエータからタンクへもどす流体の流量調節によって制
御される。

本発明の目的は両方向の移動全単一の弁によって制御す
ることができる油圧制御装置を提供することにある。

さらに本発明の目的は１人間を運ぶリフトに応用できる
安全要件を満たすのに十分信頼性のある油圧制御装置を
提供することにある。

また、本発明は構成要素が経済的で１作動手段への流体
流の調節が荷重および温度補償され、かつポンプ流が最
小設定値に達するとポンプ流に実質的に無関係であると
ころのリフト制御装置を提供することを目的とする。

要約すると、本発明は作動手段への流体供給を調節する
とき実質的にバイパス弁として作用し。

作動手段からタンクへのもどし流体を調節するときイン
ライン形弁として作用し、かつこれら両方の調節機能を
単一の主弁スプールによって提供するところのパイロッ
ト制御、圧力操作、スプール弁を含む油圧装置から成る
。

前述の荷重および温度補償は、主弁から作動手段への引
込み管路に、バイパスおよびインライン様式の操作にお
いて主弁制御にネガティブ・フィードバックを提供する
流れ検出器を設けることによって行なわれる。

例えば、前述のリフトの場合（一度所望の高さに達した
リフトはその高さにかなり長時間その状態を維持するこ
とが必須である場合）に操作の信頼性を改善するため、
本装置は主弁から作動手段への引込み管路に解放自在の
非もどり弁を備える。解放自在の非もどり弁は市販され
ている、そしてこの弁は接置から作動手段へ流れる流体
の圧力下で開口し、作動手段への流体流が止まっている
ときもどし力による背圧下で閉じ、そして例えば、それ
自身が油圧式で別の油圧弁によって制御される適当な作
動機構によって開口されるように引込み管路に挿入され
る。

構成要素の選択における経済性は、例えばスベリ　°ラ
ンード社（Ｓｐｅｒｒｙ　Ｒａｎｄ　Ｃｏｒｐｏｒａｔ
ｆｏｎ）による英国特許出願第２０５６６１＋６号に開
示されている弁のような市販の油圧式スプール弁を改良
する−とによって得られる。

インライン制御よりむしろバイパス様式における負荷へ
の流体の供給調節は定容量形ポンプをほぼ最大効率で使
用できるという付加的利点を有する。定容量形ポンプは
一般に複雑でなく、従って対応する性能をもつ可変容量
形ポンプよりも安価である。

さらに、バイパス様式において作動手段への流体流を調
節するから、作動手段へ流体を供給する必要がないとき
全ての流体が直ちにタンクへもどされる、従ってポンプ
の出口圧力は油圧系内の損失のための少量を除いて作動
手段に必要な圧力を越えず、そのポンプ出口圧力は作動
手段へ流体を供給する必要がないときは事実上タンク圧
力に等しい。これはエネルギー効率を高め、従って系全
体の操作の節約をもたらすことは明らかである。

本装置が油圧式リフｉ作動する場合、該リフトは通常油
圧流体の圧力によって押し上げられ、その自重で下がる
。他の配置、例えば油圧アクチュエータがリフトのバラ
ンスウェイトに作用するような配置も容易に企図するこ
とができ１本発明の範囲に含まれる、 以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。

第１図に示す油圧制御装置の主要素は主弁２゜強制モー
タ付きパイロット弁５、解放自在の油圧作動非もどり弁
７、リフト（図示せず）を駆動する油圧式アクチュエー
タ８、およびスプール弁９である。

主弁２は本体２１からなり、本体２１にはランド部を有
する主スプール５１が主弁ボア２２内に収納されている
。スプール３１のランド部と共同する種々のボート（門
口）が主弁ポア２２へ開口している。それらは供給管路
ボート２５、サービス（引込み）管路ポート２１１．排
出ボート２５、タンクもどしボート２６、およびバイパ
ス・ボート２７である。これらの中でボート２う、２５
および２６は主弁２の底部の連結面板ＬｌＯにおけるそ
れぞれの外ポート２５′、２５′、２６′と直結されて
いる。ボー）２１１とその外ポート２４′との間の接続
は、ネガティブ・フロー・フィードバラクラ提供する可
変口株流葺センサ２０にそれぞれ接続する流体ダクト２
つと３０を介して行なわれる。

供給管路ポート２うとバイパス・ポート２７は弁本体２
１の向流体ダクト２８によって永久的に接続される。油
圧式アクチュエータ８へ流体圧力を与える必要があるま
で、供給ポート２１１へ送られる流体はバイパスを通っ
て直ちに流体ダクト２８およびタンク・ポート２６を介
してタンクにもどされる。タンクもどり管路における背
圧の排出ポート２５への作用および逆の場合の作用を最
小にするため、これら２つのポート２５．２６はタンク
へ別々の流体管路を備える。

主弁２の圧端室Ｉ４１と右端室１＋５にそれぞれ配置さ
れた２つのもどしばね１１２とｌ１１１は弁口径２２内
の弁スプールラ１を中心に置く作用をする。２つの端室
４１と１４３は管路６１）、６５そして連結板６を経て
パイロット弁（この弁の機能は２つの端室ＩＪＩとｌ＋
５内の圧力を調節することである）へ接続される。

供給調節用ランド部う２は供給管路ポート２３および引
込み管路ポート２Ｉｌと共同して、引込み管路７１、従
ってアクチュエータｇと供給管路との断続をさせる。ラ
ンド部５２は供給管路ポート２５から流体ダクト２８へ
の流体の自由流れを妨げないことを注目する必要がある
。排出調節用ランド部３５は引込み管路ポート２１１お
よび排出ポート２５と共同して、引込み管路７１からタ
ンクへの流体流を調節する。アクチュエータｇへの流体
の流量は主にタンクもどりポート２６およびバイパス・
ポート２７と共同するバイパス調節用ランド部う４によ
って制御される。かくして、アクチュエータ８へのバイ
パス管路に可変口径が提供される。ランド部５２と５５
は、図示のようにスプール５１の中心位置において弁２
からの漏れを受理できる最小限にするのに十分に、共同
するポート２う、２５とかなり重畳するような形状にな
っている。

連結板６内の流路は主弁２とパイロット弁５とを接続す
る。パイロット弁５は、シャフト５つを介してパイロッ
ト弁のスプール５２に作用する強制モータ５うによって
制御されるスプール弁である。パイロット・スプール５
２はパイロット弁穴内にあって５つのランド部を有する
。中心ランド部５６はパイロット弁供給管路６３から流
体ダクト６１１．６５を経て主弁２のそれぞれの端室ｌ
１１゜ｌｊ５へ向けられる流体の流量を調節する。中心
ランド部５６に最も近い２つのエンド・ランド部５７と
５８の部分は、パイロット供給管路６うによって供給さ
れる流体の割合（それは流体管路６６を介してタンクへ
もどされる）を調節することによって共同してこの作用
をする。

パイロット弁の位置は最初モータ５うによって決められ
るが、パイロット弁スプール５２は端室５３と５１１と
の間の差圧（そのもとはフロー・センサ（流れ検出器）
２０にある）の作用も受ける。

コノ差圧はフロー・センサ２０を通る流体によって生じ
、流体ダクト２つから分岐する管路６２を介して端室５
５および流体ダクト５０から分岐する管路６１を介して
端室５１１へ伝えられる。端室５５と５１Ｉ間の差圧は
パイロット弁にネガティブ・フィードバックを提供する
ようになっている。

主弁２は圧力流体をポンプ９２によってフィルタ９５を
介して供給する。リリーフ弁９Ｙは主弁２にかかる圧力
が設定最大値以上になるのを防ぐ安全弁の作用をする。

ポンプ９２はモータ９１によって駆動される、モータ９
１にはさらにパイロット弁５および解放自在の非もどり
弁７に流体を供給するポンプ９３が結合されている。こ
れら両弁への流体供給量はスプール弁９によって制御さ
れる、その機能は以下に説明する。非もどり弁７とパイ
ロット弁５への流体供給は同様にフィルタ９６およびリ
リーフ弁９１１によって行われる。単一のポンプで両方
のポンプ９２．９５の機能を満たすならば、例えばパイ
ロットおよび非もどり非供給の分岐点の下流における供
給管路にバッフルを配置することによって、ポンプが無
負荷のときでもパイロット弁５および非もどり弁Ｔの操
作に十分な圧力を利用できることを保証する必要がある
ことはもちろんである。そのような配置はポンプのエネ
ルギー効率の点からは必然的に若干の不利益を伴う。

前記油圧制御装置は次のように動作する。主弁２のスプ
ールが第１図に示す中心位置にあるとき、供給管路ポー
ト２うと引込み管路ポート２４間の接続は併給調節用ラ
ンド部５２によって閉鎖される、一方供給管路ポート２
うとタンク間の接続はバイパス調節用ランド部３１１の
位置のためタンクへ開口する。排出調節用ランド部３３
が排出ポート２５を遮断するので流体はアクチュエータ
８へ流れることも或いはアクチュエータ８から流れるこ
ともできない。アクチュエータ８のビストノ位置８２を
図示の降下位置から上げる必要がある場合は、主弁スプ
ールう１を左方へ移動さす必要があり、それは（押上げ
）モータ５５へ適当な必要信号を与えることによって達
せられる。

さらに詳しく説明すると、この場合の必要な信号はモー
タ５５にパイロット弁スプール５２を左方へ移動させる
ものでなければならない。この左方移動の結果、パイロ
ット併給管路６３からの流体が管路６５を介して右側の
室１１３へ導入される。

同時に左側ランド部５７の右側縁がタンク管路６６へ通
じるポートを少なくとも部分的に開ける、従つて主弁２
の左側室ｉｌｌが夕／りの圧力と接続する。供給管路の
圧力はもちろんタンクの圧力より高いから、主弁２の右
側室＋１５の圧力は左側室ｌ１１の圧力より高く、主弁
スプールう１が左方に移動し、左側室ＩＪ１に存在しこ
の移動によって排出される油圧流体は管路６Ｉｌおよび
パイロット弁６を介−シテタンクへもどされる。主弁ス
プールう１が左へ移動するに伴い、供給管路ポート２５
と引込み管路ポート２１１間の接続が逐次開口する。同
時に、バイパス・ポート２７が逐次閉鎖される。従って
、タンクへのもどり流体がますます少なくなってバイパ
ろ・ポート２７の上流の流体圧が上昇し始める。その結
果、流体は供給管路ポート２５から引込み管路ポー）２
１１およびアクチュエータｇへ流れ始める。

引込み管路ポート２＋４から管路２９、う０を経て油圧
アクチュエ、−夕８への流体流はフロ〜・センサ２０間
に差圧をもたらす、そしてそれは流量の増大と共に増す
。この差圧は、流体ダクトう０から流体管路６１を介し
て、および流体ダクト２９から流体管路６２を介してそ
れぞれパイ、Ｊ　、；、、ｒ　ト弁の端室５５と５１１
へ付加される。管路２り内の圧力は管路３０の圧力より
高いので、その差圧はモータ５５の力に抗して作用し、
流れの増大に伴いパイロット・スプール５２を図示の中
心位置へ次第に押しもどす。この中心位置へのもどりの
間に、右側室１１５への流体流および左側室１１１から
タンクへの流体流は次第に減少する。

一度パイロット・スプール５２が中心位置に達し、かつ
主弁スプール５１が左方へ十分移動してそれぞれの圧力
および２つの端室１１１，４５におけるもどしばね作用
によって生じる力が等しくなると、主弁スプールう１は
所望流量が維持される限りその位置に固定される。アク
チュエータへの流量における変化がパイロット弁間の差
圧に変化を与え、パイロット・スプール５２が新しい位
置へ移動して主スプール５１をして所望流れにもどさせ
る。同様に、所望流量の変化は力の変化をもたらし、そ
れによってモータ５５がパイロット・スプール５２に働
き、そして再びパイロット・スプール５２は差圧とモー
タ５５の提供する力との複合作用下で移動して主弁２を
辿る流れを所望の流量値に調節する。

さらに模式的に示したスプール弁９は、弁を介してその
左方位位置、中心位置および右方位置に設定される５つ
の流れパタンに対応するうつの隣接正方形で示されてい
る。リフトの駆動はアクチュエータ８の上昇がリフトを
高くすると仮定すると、リフトが上昇されるとき、スプ
ール弁９は左方の正方形で示す流れパタンに従って付勢
、作動される、すなわちポンプ９３からの流体はパイロ
ット供給管路６３へ流入し、非もどり弁７の油圧アクチ
ュエータはタンクへ接続される。

リフトが所望の高さに上昇されると、モータ５５への要
求化１号は主弁スプール５１をその中心位置へもどすも
のとなる。主スプール５１の中心位置へのもどりはアク
チュエータ８への流れを遮断して、バイパス管路を再び
タンクもどりポート２６へ完全に開口さす。従って、ポ
ンプ９２からの流体は弁をフリーパスして圧力降下は最
小となる、その結果ポンプ９２は実質的に無負荷となる
。同時に、流体のアクチュエータ８からタンクへのもど
りはまず第１に非もどり弁７、第２にランド部３３の位
置（それは引込み管路ポート２Ｉｌがら排出ポート２５
への流体流を止める）によって防止される。パイロット
供給管路６うおよびＩＪ　ＩＪ−ス弁７のアクチュエー
タが共にタンクへ接続される中心位置へスプール弁９を
移動することによって、非もどり弁７は閉じた！、まで
あり、パイ５ソト弁５は非作動となる、従ってモータ５
５へのいかなる凝似要求信号もリフトをそれ以上移動さ
せない。

リフトが静止している間その重量はもちろんピストン８
２に力を与えるが、非もどり弁７も主弁２も閉鎖されて
いるためリフトはその中心位置のままである。

リフトを下げる、すなわちアクチュエータｇがらの流体
をタンクへもどす必要がある場合には、スプール弁っけ
うつの流れパタンの中の右側で示す位置へ移動される。

この位動においてリリース弁７のアクチュエータ（図示
せず）はリリース弁γを開け、同時に流体供給管路６３
を介したパイロット弁５への流体供給が再開される。モ
ータ５５への要求信号は今度はパイロット・スプールを
右方へ移動させるように選定される。従って、主弁スプ
ールう１も右方へ移動される。供給管路ポート２３から
内通路２８を通るバイパス路およびタンク・ポート２６
へのバイパス・ポートはなお閉鎖されず、引込み管２１
１と排出ポート２５との接続がランド部３５の右方移動
のため行なわれる。

かくして流体は調節された方法でアクチュエータ８から
管路７１．非もどり弁７．流体管路う０．２つおよび引
込み管路ポート２１１を経て排出ポート２５、従ってタ
ンクへ排出される。この流体流は再びフロー・センサ２
ｏ間に差圧をもたらすが、こ４の差圧はリフトの上昇中
に生じるものに対して逆向きである。しかしながら、パ
イロット・スプール５２も逆方向に移動されるから、こ
のフィードバックの差圧はモータ５５からパイロット・
スプール６２にかかる力に逆らいそしてパイロン）・・
スプール５−２をその中心位置へもどす傾向にあること
がわかる。

リフトが一度所望の高さに下がると、主弁２を通る流れ
は再び零に減少し、スプール弁っけその中心位置へもど
され、それによってパイロット弁。

を非作動状態にさせ非もどり弁７を引込み管路７１の流
体圧力の影響下で再び閉鎖させる。降下まへは上昇の新
しい命令を受けるまでリフトはそれ以上移動できない。

スプール弁９、従って非もどり弁７の操作時期を適当に
調節することによって、リフトの円滑で均一な加速およ
び減速が確実にできることがわかる。スプ−ル左側 る２つの弁、すなわちパイロット弁５への流体供給を調
節する弁と、非もどり弁７の作動を調節する弁と交換す
ることができる。この配置は、ある場合１例えば単一の
スプール弁９では得られない主弁、パイロット弁および
非もどり弁の適当なタイミング・シーケンスを得るには
より便利である。

第２図は主弁のポートおよびランド部の別のレイアウト
を模式的に示す。残りの要素１例えば非もどり弁７．ス
プール弁９．パイロット弁５々どの形状および相互作用
は第１図に示すものと事実上同一であるので、これらの
要素は便宜上第２図″から削除した。

第２１９′の主弁における流体は供給管路ポート２２う
から弁へ供給される。そして第２図に示す中心位置にお
いてタンクもどりポート２２６へ流れる。この位置にお
いて、引込み管路ポート２２１１は併給管路ポート２２
３と排出ポート２２５０両方から隔離される。流体をア
クチュエータ８へ供給したしときは、スプール？５１は
第１図で説明したように左方へ移動するように作られる
＠スプール２５１％ｒ左方へ移動するのに伴い、タンク
へもどるバイパス流は次第に減少し、同時に供給管路ポ
ート２２５と引込み管路ポート２２１Ｉとの間の限定接
続が逐次少なくなる。排出ボート２２５は排出調節用ラ
ンド部２う４によってなお閉鎖されている。スプール左
側のランド部２５２はポート２２７を水入に閉鎖する。

そしてこの形状で作動機能を備えていない。

リフトが所望の高さに上昇されると、主弁スプール２５
１はその中心位置へもどされ、流体はアクチュエータ８
へ流れること或いはアクチュエータ８から流れることが
できない。また、スプール弁（第１図のスプール弁９）
と非もどり弁７のタイミングは前述のように進行する。

リフトを下げるために、主スプール２５１は右方へ移動
され、それによって排出ポート２２５が次第に開口され
る。従って、アクチュエータｇからの流体は制御下で排
出ポート２２５を介してタンクへもどされる。ポンプか
らタンクもどシポート２２６へのバイパス流はリフトの
降下中には決して妨害されない。

以上の実施例で１本発明を含む油圧システムが圧力流体
をアクチュエータ・ピストンの下側へ供給することによ
って油圧式アクチュエータ８を上昇させることによりリ
フトを上昇させるところのリフト・システムに関して説
明された。本発明の一システムは他の油圧式、リフト・
システム、例えばアクチュエータがリフトを押すのでは
なくて引つ張る、換言すると流体がピストンの下側では
なく上側へ供給される油圧式リフト・システムにおいて
も同様に作動することができる。

同様に、アクチュエータが加圧流体を供給されたときア
クチュエータの移動に抗するもどし力。

従ってアクチュエータおよび負荷をその元の位置へもど
す傾向にあるもどし力を受けるならば、本発明はリフト
・システム以外のシステムにももちろん使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した油圧式リフト制御装置の略図
。第２図は第１図に示す装置の主弁の別実施例略図。 −ゝ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　作動手段への流体流を調節するバイパス弁として実
   質的に動作し、作動手段からの流体のもどり流を調節す
   るインライン形制御弁として動作する配列のパイロット
   制御、圧力作動スプール主弁と；該スプール主弁がバイ
   パス弁として動作する或いはインライン弁として動作す
   ることに無関係に前記パイロット制御、圧力作動スプー
   ル主弁へネガティブ・フィードバックを提供する流れ検
   出手段から成ることを特徴とする１作動手段がもどし力
   に対する荷重を移動さす配列になっているところの油圧
   制御装置。 ２、　主弁から作動手段への迂回引込み管路が解放自在
   の非もどり弁と、流体が作動手段からタンクへもどされ
   るとき前記解放自在の非もどり弁を開口する油圧制御手
   段とを含むこと全特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の油圧制御装置。