JPS6018844B2 - 補償型の多機能液圧装置 - Google Patents

補償型の多機能液圧装置

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JPS6018844B2
JPS6018844B2 JP50037743A JP3774375A JPS6018844B2 JP S6018844 B2 JPS6018844 B2 JP S6018844B2 JP 50037743 A JP50037743 A JP 50037743A JP 3774375 A JP3774375 A JP 3774375A JP S6018844 B2 JPS6018844 B2 JP S6018844B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は補償型の多機能液圧装置に関する。
本発明は広い範囲の用途に供されるが、圧力補償型の流
量調整装置を含む液圧回路にとくに好適であるため、本
明細書の以下の説明はこの種類の液圧回路について行な
うことにする。複雑な構造の液圧装置の需要が増大する
のに伴なつて複数の機能を逐次あるいは同時に実行する
ことのできる液技装置が一般に望まれるようになった。
この要望に伴なつて複数の機能を効率良く実行できる液
圧装置を開発する努力がこれまでになされている。最近
の多くの流体圧回路のおもな要素の１つは圧力補償型の
制御弁である。
圧力補償型の制御弁は流圧モータの作動特性とその作動
方向とを左右するだけでなく、負荷あるいは供給流体圧
力が変動した場合にも液圧モータを一定の選択された速
度に維持する鰯らきをする。このような複式が実際に必
要となる１つの例として、無限軌道車に取りつけられる
堀さく機があげられる。
この種の堀さく磯を使用する場合主ブームと保持アーム
とバケットとを同時に作動させることが望ましく、また
そのような作動が実際に必要になることがいまいまある
。これらの都村の作動は別に設けた弁部によって制御さ
れるので、操作者が負荷および与圧液体の圧力の変動と
は無関係に、おのおのの弁部の流量を制御できるように
する必要がある。また操作者は他の作業の作業状態の制
御性を失なうことなく、機械のいろいろの作業を組み合
わせることができなければならない。１９７３王８月３
０日に出願された米国特許第３９２９０１号（日本国特
開昭５０−５０５７２号）には別々の機能を同時に実行
できる２個またはそれ以上の圧力補償型制御弁を備えた
液圧装置が記載されている。
この特許願の発明は流体圧によって行なわれる機能のど
れか１つの与圧流体需要が変化した時に可変吐出型ポン
プの出力が最小となるようにした点で、とくにすぐれた
ものである。この特許出願の発明による液圧回路にあっ
てはすべての機能が作動中に必ずしも同じ圧力を必要と
するとは限らない。そのためにある機能が他の機能の前
に逃がし圧力に到達することがあり得る。逃がし圧力の
逃がし圧力の流体流を受け取る圧力補償装置は普通は全
流量状態にあり、該装置に供給される全ての流体を、そ
れに組み合わされた制御弁のために使用する。しかしこ
の機能は以下に説明する淳動状態にあり、実際には流体
流を必要としてはいない。その結果圧力が増大して逃が
し弁が開放され、流体がリザーバーにバイパスされる。
逃がし圧力の下に働らいている機能がそれよりも低圧の
別の機能の上流側にあれば、下流側の機能への流体流は
停止する。本明細書に使用されている「停敷状態」とい
う用語は、液体作動装置たとえばシリンダのピストンが
その作業機能を実行することができず、該作業装置に流
体を供給するラインの流圧圧力が増大する状態を意味す
る。
この状態はピストンがその行程端に到達するか、負荷が
大きすぎてピストンがそれに打ちかち得ない時などに発
生する。停動時にその１つまたは複数の機能を失なう機
構は必ずしも最高の効率で作動できないし、一時的に機
能が突然失なわれた場合には機械の作動が円滑に行なわ
れなくなる。互いに連結されており、かつおのおの独立
の機能を実行することのできる２つの系統弁を有し、一
方の系統弁は制御弁と蓮適する圧力補償弁と、他方の系
統弁手段に流体を供給することができるようにするため
に、上記圧力補償弁の補償スプールを移動させるように
該制御弁の上流に設けられた第１信号ラインと、前記制
御弁にその全霊要に従って必要な量の流体を供給するた
め上記補債スプールを移動させるように該制御弁の下流
側に設けられた第２信号ラインとを備えた、与圧流体源
とともに使用される補償型の多機能液圧装置において、
制御弁と関連した液体作動装置がその淳動状態にあると
きに、前記補償スプールを移動させて与圧流体を上記他
方の系統弁手段に供給することができるようにするため
に上記第２信号ライン手段の流体を圧力補償弁のばねと
反対側の圧力補償弁の端に設けたアクチュェータの方に
転送するための逃がし弁を第２信号ラインに配置したこ
とを特徴とする補償型の多機能液圧装置からなる。
本発明の液圧装置は互いに連結され、おのおの独立の機
能を実行することができる２個の系統弁を備えている。
一方の系統弁はそれが必要とする与圧流体量に従ってそ
の機能を実行し、残りの流体は他方の系統弁の方に転送
される。制御弁と関連した液体作動装置が停動状態にあ
る時に一方の系統弁から他方の系統弁に与圧流体を供給
する装置が設けられている。すなわち一方の系統弁は制
御弁と蓮適する圧力補償弁を備えていることができる。
制御弁の上流側の第１信号ラインは制御弁のところにそ
の機能を実行するのに十分な量の流体がある時に流体が
他方の系統弁へと流れることのできるように、補償スプ
ールの位置決めをする。制御弁の下流側の第２信号ライ
ンは制御弁にその全需要量に従って必要量の流体を供給
するように補償スプールの位置決めをする。本発明の実
施例においては第２信号ラインの流体を圧力補償装置の
方に送りだすための逃がし弁がダ２信号ラインに設けら
れている。この実施例では流体は液体作動装置が陰動状
態にある時に他方の系統弁の方に供給されらるようにな
っている。以下図面を参照して本発明の液圧機構を一層
詳細に説明する。
本発明による補償型の多機能液圧装置は、流体源たとえ
ば適当なポンプ１０を備えている。
流体圧システムの２つの系統弁１２，１２’は互いに蓮
通されており、各別の作業機能を実行するようになって
いる。液圧装置の系統弁１２はポンプ１０から必要な量
の流体を取り入れてその作業機能を実行し、残りの流体
を液圧装置の系統弁１２’に転送する。第２の信号ライ
ン３８の逃がし弁１６を含む機構は液圧装置の系統弁１
２が停動状態にあるときに系統弁１２から系統弁１２’
へと流体を供送する働らきをする。第１図には上述の米
国特許出願３９２９０１号に記載されている補償型の多
機能液圧装置が示されている。
この流体圧装置は複数の作業機能を同時に実行すること
ができる。ポンプ１０はたとえばザ・ニューヨーク・エ
アー・ブレーク・力ムパニーにより製造されているダィ
ナパワ−・モデル恥．４５のような可変吐出型のものが
とくに好ましい。ポンプ１０の吐出量はシリンダ２６に
設けたピストン２４の運動によってその負荷バネ２２の
バネ力に抗して作動されるレバー２０によって変えられ
る。ポンプ１０はタンクＴに到るポンプ入力ライン２８
と油圧システムの系統弁１２，１２’（これらの系統弁
１２，１２１は上述の米国特許出願では作業機能領域と
も呼ばれている）に到るポンプ出力ライン２９とを備え
ている。図面に示した実施例では系統弁すなわち作業機
能領域１２，１２’は別々の機能を賞なむようになって
いる。
たとえば作業機能領域１２はバケットを運動させ、作業
機能領域１２’はブームをもち上げるといった作業を行
なうのである。本実施例では作業機能領域１２は通常の
制御弁３０と通常の圧力補償弁３１とを備えている。
作業機能領域１２’も同様の都材を備えており、それら
の部材は対応のプライム記号（’）によってあらわされ
ている。圧力補償弁３１はライン３２を介して圧力補償
弁３１’と直列に運通している。
圧力補償弁３１，３１’はそれぞれライン３３，３３’
を介して制御弁３０，３０’に運通している。また圧力
補償弁３１，３１’はライン２９，３２からの流体がラ
イン３３，３３’を経て制御弁３０，３０１にそれぞれ
到達するようにバネ３４，３４’によって常時、付勢さ
れている。制御弁３０の上流に位置している第１信号ラ
イン３６は制御弁３０が中立位置（第１図参照）にある
時は、圧力補償弁３１の内部のスプール部材（図示せず
）を、ライン３２を経て圧力補償弁３１’に流体が転送
されるような方向に変位させる。ライン３３に設けられ
ている負荷減少用逆止弁４０はポンプ１０が作動してい
ない状態において制御弁３０が流体を作動装置に供給す
る位置にある場合、流体が該作動装置から排出されるの
を阻止する働らきをする。制御弁３０と圧力補償弁３１
の感の第２信号ライン３８は制御弁３０の下流の流体に
よって圧力補償弁３１を補償バネ３４と同じ方向に変位
させるように構成されている。信号ライン３６，３８は
制御弁３０の可変オリフィス４２のところの圧力降下を
検出して圧力補償弁３１から制御弁３０への流量を調節
し可変オリフィス４２のところの圧力差を一定に維持す
る。ライン３２は圧力補償弁３１，３１’を直列に接続
している（すなわち２つの領域を互いに連結している）
。
圧力補償弁３１’の下流の流体ライン４４は液圧機構の
すべての流体の需要量を検出してポンプ１０の出力流量
をそれに応答して調節する検出兼調節装置に達している
。この検出兼調節装置は、絞りオリフィス４６と、全体
を符号４８によってあらわした制御弁とを備えている。
制御弁４８はバネ５２の負荷のもとにあるスプール５０
、パイロット信号ボート５４，５６、タンクボート５８
、制御ボート６０および圧力ボート６２を備えている。
パイロット信号ボート５６は絞りオリフィス４６の上流
側の先端部からライン６４を経て検出された圧力に従っ
て流体をスプール５０の方に差し向け、スプール５０を
負荷バネ５２に抗して変位させる。スプール５０はまた
絞りオリフィス４６の下流側の先端部の圧力を検出する
ライン６６からの信号によって、負荷バネ５２と同じ方
向に変位を受ける。圧力ボート６２はライン２９，６８
を経てポンプ１０から圧力を受け取る。
制御ボート６０はライン７０を経てシリンダ２６に接続
され、タンクボート５８はライン７２を経てタンクＴに
蓬通している。ライン７４，７４’は制御弁３０，３０
’からタンクＴに延長している。弁７５すなわち圧力補
償制御弁はポンプ１０によって発生した最大圧力を制限
する。
弁７６の流体悪ボート７６はライン２９，７８を経てポ
ンプ１０から流体を受け取る。流体圧ボート７６の圧力
はバネ８０‘こ抗してスプール８２を移動させて流体を
ポンプ１０のシリンダ２６の方に、制御弁４８とライン
７０を経て給送する。本発明に係る液圧装置は、以下の
標準作動の説明によっていっそう明らかとなるであろう
。
液圧装置が無負荷状態にある時、すなわちポンプ１０は
鰯らいているが作業機能が実行されていない時に、操作
者が堀さく機の主ブームをもちあげるなどの作業機能を
使用しようとした場合、操作者はたとえば希望する作業
機能の実行に必要な程度制御弁３０を手動で操作する。
流体は制御弁３０の弁部材の移動によってポンプ１０か
らライン２９を経て圧力補償弁３１に流入する。圧力補
償弁３１に設けてあるスプール部村（図示せず）は全て
の流体がライン３３を経て制御弁３０へと流入するよう
に、バネ３４によって常時、負荷されている。信号ライ
ン３６，３８は制御弁スプールの位置によって定まる可
変オリフィス４２の設定状態に依存して、圧力補償弁３
１を調節し、ある１つの作業機能すなわち作動装置のピ
ストンを所望の距離だけ移動させる作業機能を実行する
のに必要な量の流体を制御弁３０１こ流入させる。作業
装置から返送された液体はライン７４を経てタンクＴに
流入する。ポンプ１０から供給された残りの流体はライ
ン３２を経て下流側の系統弁１２’へと転送される。操
作者は系統弁１２について上述したと同様に系統弁１２
’を使用して別の作業機能を実現させることができる。
必要量以上の液体がポンプ１０から供給された時はその
液体はライン４４を経てオリフィス４６へ流入し、圧力
差を発生させる。
オリフィス４６の上流の圧力はライン６４により検出さ
せてパイロット信号ボート５６へと転送され、負荷バネ
５２の作用に抗してスプール５０を変位させる。それと
同時にオリフィス４６の下流の圧力はライン６６を経て
検出されたパイロット信号ボート５４に転送される。パ
イロット信号ボート５４では圧力低下の程度に従って、
ボート５６のところの一層高い圧力による変位の補償が
行なわれる。スプール５川まポンプ１０からの流体がラ
イン２９，６８，７０を経てシリンダポート２６へと転
送されるように調整される。流体の流れはバネ２２の負
荷に抗してピストン２４を移動させ、ポンプ１０を調節
し、２つの作業機能の実行に必要な流体量がポンプ１０
から供給されることになる。系統弁１２がたとえば堀さ
く機の主ブームをもちあげる作業機能を実行し、系統弁
１２’がそれとは別の作業機能を実行している場合には
、操作上問題が起きることがある。作動装置に往復運動
するように取りつけられたブームをもちあげるためのピ
ストンがその行程終端位置に到達した場合がそれである
。この場合には作動装置はもはや圧力制御弁３０から流
体を受け取ることができない。この時には作動装置は厚
動状態になる。この導勤状態では可変オリフィス４２の
ところの差圧がほぼゼロとなり、信号ライン３６の圧力
は信号ライン３８の圧力にほぼ等しくなる。圧力補償バ
ネ３４は圧力補償弁３１のスプール部村を変位させ、弁
１２によって実行されている作業機能の領域にすべての
流体を送出する。しかし作業装置はもはや流体を必要と
しないので、ライン２９の内部に流体圧力が発生し、そ
の流体圧力がライン７８を経て弁７５の圧力ボート７６
へ供給される。スブール８２はこのような圧力の増大に
よって流体をバネ８川こ抗してポンプ１０からライン２
９，７８，８０を経てシリンダ２６へと流入させる。流
体がシリンダ２６に流入するとしバ−２０がピストン２
４によってバネ２２の負荷に抗して移動し、ポンプ１０
を調節し、流体の圧送を停止させる。そのため作動装置
が停動状態にある時は系統弁１２からら系統弁１２’へ
の流体の流れは生じない。本発明に係る液圧装置にあっ
ては作動装置が停動状態にある時、系統弁１２から系統
弁１２’に向かって流体が流れる。
第２図には本発明の液圧装置の実施例が示されている。
この実施例は第２信号ライン２３８を除いては第１図の
液圧装置と同様で、液圧装置の系統弁のみが図示されて
いる。また第１図のものと同じ部品は同じ符号によって
示されている。この実施例による液圧装置は、第２信号
ライン２３８の流体を圧力補償弁３１の方に転送するた
めに該第２信号ライン２３８に逃がし弁１６を備えてい
る。流体は作動装置が停動状態にある時に系統弁１２か
ら系統弁１２’へと流れることができる。第２信号ライ
ン２３８は一端が制御弁３川こ他端が逃がし弁ライン１
０６と逆止弁ライン１０８の一端とにそれぞれ接続され
ている制御弁ライン１０４を備えている。
補償ライン１１０の一端は圧力補償弁３１に、他端は制
御弁ライン１０４にそれぞれ接続されている。逃がし弁
１６は逃がし弁ライン１０６の他端とアクチュェータラ
ィン１１２の池端とに接続されている。逆止弁ライン１
０８は流体をアクチュェータラィン１ １２から制御弁
ライン１０４へと給送する逆止弁１ １８を備えている
。第２ライン１１４は圧力逃がし弁を概略的に図示する
必要上第２図に示されているが実際には第５図に示した
形式のスプール型逃がし弁において作動するものである
。第３図において逃がし弁１６は逃がし升ライン１０６
と蓮通したシート９６を有するハウジング９４を備える
のがよい。
バネ１０川ま逃がし弁ライン１０６からの流体圧力に抗
して都材９８をシート９６の方に変位させる働きをする
。可動部材９８たとえばボールはシート９６と係合して
いる。可動部村９８はライン１０６の流体圧力が増大し
バネ１００のバネ力に打ちかった時はシート９６から離
れ、逃がし弁ライン１０６をアクチュェータラィン１１
２と蓮通させる。アクチュェー夕１１６の詳細図である
第４図においてシリンダー２０はアクチユエータライン
１１２から流体を受けとるように構成されている。
ピストン１２２はこの流体の作用の下にシリンダー２０
の内部で往復運動する。ピストン１２２は圧力補償弁３
１のスプールに連結されており、スプールを補償バネ３
４に抗して押し動かす働きをする。第２図に示した実施
例の作用の理解のために、作動装置が樟動状態にあるも
のと想定する。
制御弁ライン１０４の圧力は逃がし弁ライン１０６を経
て伝達され、逃がし弁１６の弁９８を負荷バネ１０川こ
抗して移動させる。そのため流体はライン１０４，１０
６からシート９６を経てライン１１２へ、そこからさら
にアクチユエータ１１６へと給送される。アクチュェー
タ１１６のピストン１２２は圧力補償スプール（図示せ
ず）と係合し、バネ３４に抗して該スブールを移動させ
、圧力補償弁３１を調節し、ライン３２を経て系統弁１
２’へと流体を転送する。そのため作動装置が作動状態
にあっても、系統弁１２の下流側の別の作業機能はなお
も実行されることになる。逆止弁１１８の重要性の理解
のためにアクチュェー夕１１６のピストン１２２がバネ
３４の方向に移動した状態について以下に説明する。
系統弁１２に関連した作業機能を再開する時には圧力補
償弁３１のスプールは作動装置１１６の方に移動させな
ければならない。しかし逃がし弁１６が閉弁位置にある
ので流体が作動装置を通過することができない。そのた
め制御弁ライン１０４に流体を給送するための逆止弁１
１８によってアクチュェータ１１６の流体を排出させ圧
力補償弁３１をバネ３４のバネ力の方向に移動させるの
である。第３図に示した逃がし弁１６は本発明において
使用される商業的に入手可能な多くの装置の単に１つの
例である。たとえば、第５図に示したスプール型の弁を
使用することができる。スプール型の弁１２４はシリン
ダ１２６を備えている。２つのランド部１２９を有する
スプール１２８はシリング１２６の内部に摺動可能に取
りつけられている。
シリンダ１２６の一端に設けたスプールバネ１３０はス
プール１２８を変位させ、かくして流体ライン１３２が
スプールシリンダ１２６に接続され、ランド部１２９の
中間の環状室１３１に常時連通した状態になる。ライン
１３４はバネ１３０を収容したシリンダ１２６の先端部
と蓮適している。流体圧力ライン１３６はシリンダー２
６の他端に運通しているため、ライン１３６からの流体
によってスプール１２８がバネ１３川こ抗して変位され
、流体はライン１３２から環状室１３１を経てライン１
３４へと給送される。第２図に示した逃がし弁１６を使
用した場合にはライン１３２は逃がし弁ラインとして、
またライン１３６は第２ラインとしてそれぞれ考えるこ
とができる。ライン１３４はタンクへのドレンである。
以上に可変吐出型のポンプについて説明したが定量吐出
型のポンプも本発明による液圧装置に使用することがで
きる。
また作業機能領域の数も２つには限らず、２つ以上の複
数の作業機能領域を直列に設けることができる。作業機
能領域の数はすべての作業機能の流体需要をみたすよう
に流体を供給するポンプの構造上の限定条件によって第
一義的に左右される。また作業機能領域が圧力補償され
ていない普通の制御弁から成るようにすることもできる
。
【図面の簡単な説明】
第１図は圧力補償型の多機能液圧回路の概略図、第２図
は本発明による実施例の概略図、第３図は本発明の液圧
回路に使用される逃がし弁の断面図、第４図は本発明の
液圧回路に使用されるアクチュェータの断面図、第５図
は本発明の液圧回路に使用されるスプール型逃がし弁の
断面図である。 １２，１２’・・・・・・系統弁、３０・・・…制御弁
、３１・・・・・・圧力補償弁、５０・・・・・・補償
スプール、３６・・・・・・第１信号ライン、３８・・
・・・・第２信号ライン、１６…・・・逃がし弁。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 互いに連結されており、かつ各々独立の機能を実行
    することのできる２つの系統弁１２，１２’を有し、こ
    れらの系統弁のうちの一方の系統弁は制御弁３０と連通
    した圧力補償弁３１と、他方の系統弁に流体を送ること
    ができるようにするために、前記制御弁の上流に設けら
    れ、かつ前記圧力補償弁の補償スプールを移動させる第
    １信号ライン３６と、前記制御弁３０に、その全需要に
    従つて必要な量の流体を送り出すために、前記制御弁の
    下流に設けられ、かつ前記補償スプールを移動させる第
    ２信号ライン３８とを有する、与圧流体源と共に使用さ
    れる補償型の多機能液圧装置において、制御弁３０と関
    連した液体作動装置がその停動状態にあるときに、前記
    補償スプールを移動させて与圧流体を他方の系統弁１２
    ’に送ることができるようにするために、第２信号ライ
    ン２３８の流体を圧力補償弁３１のばね３４と反対側の
    圧力補償弁３１の端に設けたアクチユエータ１１６の方
    に転送する逃がし弁１６を第２信号ライン２３８に配置
    したことを特徴とする補償型の多機能液圧装置。
JP50037743A 1974-03-28 1975-03-28 補償型の多機能液圧装置 Expired JPS6018844B2 (ja)

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