JPS6060069A - オープン・センタ負荷感知液圧装置 - 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】 技術分野 本発明は、優先流れ制御バルブと負荷信号制御バルブと
を備え、種々の液圧作動機への作動流体の流れを制御す
るオープン・センタ負荷感知液圧装置（又はシステム）
に関する。

技術的背景 近年、農業及び工業機器製造業界では、ステアリングな
ど負荷感知優先機器を備えたオープン・センタ液圧シス
テムを用いた車輌を役割・製造している７、そのような
システムでは、システム内で圧力変動が起ると、ステア
リング制御バルブにはね返りが生じるという問題がある
ことを経験している。そのようなはね返りは、車輌を運
転しているオペレータを非常になやます。大半のオープ
ン・センタシステムは負荷感知優先機器を備える投設の
ものではなく、また、軽減しようとした場合はその装置
が複雑なもので費用がかかることが判っている。

発明の摘要 従って、本発明は主要な作業液圧回路と二次的な作業液
圧回路を備え、両回路において作動成体を必要とすると
きに主要作業液圧回路に優先的に作動／？に体を供給す
るようになされたオープン・センタ負荷感知システム（
装置）であって、主要液圧作動機器に流体接続された手
動制御弁に含まれるフィードバック機構にはね返りの問
題な生じないようにした構′造が簡単で経済的なシステ
ム（装置）を提供することを目的とするものてめる。

本発明に係るオープン・センタ負荷感知システムは、液
溜と主作業回路の制御弁との間に定容量ポンプをイｊし
ている。該ポンプと主作業及び副作業回路との間には優
先パルプが接続されており、該パルプは主作業回路への
液圧を調整するために可動とされている。負荷信号ライ
ンが主作業回路の制御パルプと優先バルブとの間に接続
されており、加圧流体を優先バルブの一端に伝達して該
パルプを動かし、それによりポンプを主作業回路に直接
連通し、かつ副作業回路への流れを制限し、それにより
、一定の状態において適正な作動液流が主作業回路に供
給されるようにする。このオーブン・センタ負荷感知シ
ステムは更に、ポンプから吐出される液と負荷信号ライ
ン内の液との間の圧力変化を感知するためのパルプを含
んでいる。

このパルプはポンプから吐出される液の圧力が負荷信号
ライン内の液圧より小さい場合に、液が負荷信号ライン
を通って主作業回路から流出するのを防ぎ、それにより
主制御パルプにはね返りが生じるのを無（す。

実施例 以下、本発明な添句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ノステア
リングの制御を行うだめのオーブン・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１８ｖｃ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、第ろ管路２２によって副作業回路２４
に接続されており、該回路は第４管路２６によって液溜
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・パルプ
２８を含んており、該パルプはステアリングハンドル６
０及び液圧作動ジェロータ（ｇｅｒｏｔｏｒ）６２１／
こまって作動される。ステアリングパルプ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
６６の動きを制御する。ジエレータ６２及び液圧シリン
ダ３４へのステアリングパルプ２８の接続及び同パルプ
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、液を計量供給するだめの三個のオリフィス６
７ａ。

３７１）、３７Ｃを含む三位置バルブとして示されてい
る。

副作業回路２４はパルプ３８を含んでおり、該パルプは
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（＝Ｊ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、パルプ３８はレ
バー４２によっ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によって（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かもの液流は
主及び副作業回路１８．２４の両方に流される。優先バ
ルブ４４ばまた第ろの位＠：Ｉｔこ可動で、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６４に加
えられろ負荷ｉ／（よって発（１−され、負荷信号管路
４８を通して伝達される圧力信号によって部分的に制御
される。負荷信号管路４８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Ｖ（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。

オリフィス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がオリフィス５０の下流で優先バ
ルブ４４と並行な関係にして設げらハ、ている。レリー
フバルブ５２は閉止位置にばねイτ」勢されており、オ
リフィスの下流の液圧によって開放され、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
イロット管路５６を有しており、該管路は優先パルプ４
４の下流の第１管路１６を、優先パルプの左側に接続す
る。第１管路１６内の液圧が増大すると、圧力信号が優
先パルプ４４の左側端部に伝達され、ばね４６のはね力
及び負荷信号管路４８内の液圧を相殺ずろ。１愛先パル
プの左側へかかる力が右側にかかる力より太き（なると
、優先バルブ４４は右の方・＼動いて、第２若しくは第
６の位置となる。

このような優先負荷感升システムにおいては、ジェロー
タ前後の逆圧力差及びジェ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６
０を回転した方向と反対の方向（（回転させるトルクが
生じる。バルブ２８がそのように回転１〜ると、ハント
゛ル３ｏのはね返りを生じ好ましくない。本発明に係る
オーブン・センタ液圧システム１０は、このはね返りを
主作業回路１８とオリフィス５０との間の負荷信号ライ
ン４８内に負荷・信号開側］バルブ５４を設けることに
より回峨する。バルブ５４は好ましくは三万二位置パル
プで、ばね５６及び負荷信号′び路４８内の圧力によっ
て（図示の）第１の位置とさｎており、菅路５８を介し
て第１管路１６を負荷信号管路４Ｂに接続する。開側１
バルノ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内の圧力によって左方へ動いて第
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２Ｂが負荷信号管路４８によって優先パルプ４４
に接続される。

負萌信号制御卸バルブ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
。・・ルプ５４はそのような圧力変化に比例して可動で
、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１
８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、ジェロータろ２を通る逆
流のための流路を無くし、それによりハンドル６０をは
ね返すステアリンクバルノ２８に作用づ−る逆向力を無
く丁。オーフン・センタ負荷感知液圧システム１０は更
に一方同チェックバルノ６０を有している。このバルブ
は、第１管路１６内の、開側１・くルプ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。チェック
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ＸＩバルノ５４とチェックバルブ
６０とは協働してハンドル３０にはね収りが生じるのを
防ぐ。

第２のチェックバルブ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。このチェ
ックバルブ６２は、オペレータのハンドル６０の操作に
よりポンプ１２から得られるよりも大きな流量か必要と
なった場合に、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へ仄
さｎる流れが第１管路１６を満すのに使ゎｆＬ、それに
より第１管路１６にキャビデージョンが起るのヲ阻＋ｈ
ｉ−る。

オーブン・センタ液圧システム１０は、リンクろ６上に
取り伺けられた右及び在車１１＠６６．６８を會も。更
に、副作業回路中のリフトチェックバルブ７０は、副側
＠１パルプ６８から液流が出るのを阻止づ−る。

操作 オーブン・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、−足バルブの動きを起すのに
与えらｎろ種々の圧力値を用いて説明づ−る。しかし、
本発明は、とわら値により制限されるものではない。

先す、車輪のエンジンが作動逼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
ンクバルブ２８はニュートラル位置にあり、液圧シリン
グ６４には圧力がかけられておらす、優先パルプ４４は
閉止さ九、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
リンクバルブ２Ｂへ供給する。ステアリングバルン２８
＆ｉニユートラル位置にあるので、液は該バルブを通る
ことはできす、第１肯路１６内の液圧は」−件１−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、開側ｊパルプ５４ｉｌ′ｉ第
２位置へ動く。第２の位置において、制御パルプ５４は
第１管路１６から負荷信号音路４８へのｉ滝を阻正し、
負荷信号音路４８内の液がオリフィス３７ｂ及び第２管
路２０を介して液溜に通さ肛る。ポンプ１２からの圧力
が約１５Ｕ１）ｓｉとなり、この圧力がパイロットライ
ン５６を介して優先バルブの左側へ伝達されると、優先
パルプ４４がばね４６に抗して右方へ動き、その第２の
位置に動く。上記１５０ｐｓｉ　の圧力ははね４６の力
に打ちｊ扮つものであることが必要である。

優先パルプ４４が第２位置に向けて動かされろと、液は
主及び副作業回路１８．２４へ通される。′副側ｊパル
プ６８はニュートラル位置にあるので液を液圧シリンダ
４０へ通すことはできすし・が、液を管路２６．２０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 オーブン・センタ負荷感知ｔ’＆圧シス１ム１０は、副
作業回路２４の液圧バルブ６８かニュートラル位置にあ
る状態で、主作業回路１日によって作動液が必要とさ扛
ろときは次のように作用する。制（Ｉｔ１１バルブ５４
かその第２位置にあり、優先パルプ４４がその開位置に
向けて動かされている状、暢の待機状態にあり、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、ハンドルろ０を右方へ回せば、ステ
アリングバルブ２８は右方へ動かさ九、第１管路１６が
オリフィス３７ａを介してジェロータ６２の左側に接続
されろ。ジェロータの左１μｍ１は液圧シリング６４０
ロノＩ’　１１１１１端部に流体接続され、同シリンダ
のヘッド側端部は第２管路２０によって液溜に流体接続
されろ。

液圧シリンダ３４内のピストンを動か丁のに必要な液圧
がＳ’０Ｏｐｓｉとすると、ポンプ１２からの液圧は１
５０ｐｓｉ　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す、従って液流はオリフィ
ス３７ａ、負荷信号管路４Ｂを通って制御パルプ５４の
左側に通される。

制御パルプ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。開側１バルノ５４が第１の位
ｉ６にあると、第１管路１６内の゛液圧は負荷信号管路
４８によって優先パルプ４４に向けられる。優先パルプ
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／リンダ６４
のロンド側端部に通さ几る。９００ｐｓｉ　の圧力は負
荷信号管路４８によって感知され、優先パルプ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内の液圧が約シ５Ｑｐｓｉに達づ−るとオリフィス
３７ａの前後で５Ｑｐｓｉの圧力降下が生じ、これによ
りバルブ５４がはね５６の力に抗して第２の位置に動か
される。第１管路１６内の圧力は増大し絖けでｆＪ１０
５０ｐｓｉにまでなり、これは、負荷信号管路４δを介
して優先パルプ４４の右側に加わるステアリンクのため
の負荷による９００ｐｓｉ　に、はね４６の力１ｂＯｐ
ｓｉ　を足したものに等しい。オペレータがハンドル３
０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６０を回すのを停めると主制御バ
ルブ２８はニュートラル位置に動き、負荷信号管路４Ｂ
内の液はオリフィス６７１〕及び第２管路２０を介して
液溜１４に戻さ九る。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。９負荷信号管路４８内の圧
力が低下づ−ると、優先バルブ４４がパイロン）Ｗ路５
６内の圧力により第２の位置に向けて右方へ動く。優先
パルプ４４が第２の位置に向けて動くと、ポンプ１２及
び第６管路２２間の制限が減少し、再び上述の待俊状態
となる。

副作業回路が約２０００ｐｓｉ　で作動さｎ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、オペレータかレバー４
２を動かし、それにより制御１パルプ６８が−Ｆ方へ動
くものとする。制御パルノロ８が下方へ動くと、第６管
路２２から第４管路２６への流ｒしが阻ＩＥされ、そ７
″Ｌｖｃより制御パルプ６８へ流さノする加圧液の圧力
上昇が生じる。この圧力上昇が生じると、優先パルプ４
４は、ポンプ１２がらの全液体流を副作業回路２４へ２
０ＤＯｐｓｉ　の圧力で送る第６の位置に向けて動かさ
れる。この場合、優先パルプ４４は第６の位置にあるの
で、第１管路１６内の圧力は１５０ｐｓｉ　になってい
る。

このとぎ、オペレータか車輪６６．６Ｂを右方ヘターン
しようとしてハンドル６０を右方へｌ１と、７Ｂｌｌ　
（ｍｌ　バルブ２Ｂが右方へ動く。オリフィス３７ａが
第１管路１６に接続されると、１ｂＬＪｐｓｉ　の液流
はジエレータ６２を介して液圧シリンダ６４のロノｌ−
″側痛部に通されろ。この液流の圧力は／リング６４内
のピストンを動かすには不十分であるから、液は万リフ
イス３７ａ及び負ｔＷｊ　Ｇ＋号管路４８Ｙ介して匍］
阻バルブ５４の左側に向けらｎる。

この液圧及びばね５６により制御パルプ５４がその第１
の位置に戻される。それにより、第１肯路１６内の圧力
が負荷信号管路４Ｂを介して優先バルブ４４の右側に伝
えられる。これにより優先パルプ４４はその第６の位置
から１４１１ｔｌ−て左方へ鯛かされ、優先パルプ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２０００ｐＳｉ　に維持される。第
１管路内の板圧か、ピストンを動か丁のに必要なシ００
ｐｓｉ　以上になり９ｂＯｐＳｉ　に達すると、制御パ
ルプ５４は第２の位置へ動く。管路１６内の圧力が更に
垢大してＩＬ１５０ｐｓｉ　に達し、優先ノくルブ４４
がそｎより下流の第１管路１６内の圧力を１０５０ｐｓ
ｉに維持するよう作用する。オペレータがノンドルを右
方へ回し続けると、液流は１０５１］ｐｓｉ　で第１骨
路１６を通され、また、２ＬＩ００ｐｓｉ　で第２肯路
２２を通されろ。・ オペレータがハンドル６０を回′１−のを１苧めると、
ステアリンクバルプ２８はニュートラル位置に動き、負
荷信号管路４Ｂ内の１夜はオリフィス５７Ｉ）、第２管
路２０を介して液溜１４に戻されろ。こ几により、負荷
信号管路４８内の液圧はほぼ零まで降下し、優先パルプ
４４はその第６の位置に戻る。

これにより１ｂＯｐｓｉ　の圧力の液が第１管路１６に
向けられ、まグζ、２０［］０ｐｓｉ　の圧力の液か第
２管路２２を介して副作業回路２４に流さ九る。

操作 少くとも１方の車輪がｒｌｌえば輪たちの中に入り、該
車輪を左の方へ回そうとするような外力が加わったよう
な場合、オペレータはハンドルろＯを石へ回そうとする
が、その場合、当該液圧システム１０は次のように作用
する。

ます、該シス１ムが待機状態にあるものとし、ステアリ
ングパルプ２８が石の方へ動かされ、オリフィス３７ａ
が第１官路１６と接続さ扛、その中の加圧液か液圧シリ
ンダ６４のロッド１１１１１端部に通さ肛ろ。それと同
時に、シリンクロ４のロッド側端部が第２管路２０を介
して液溜１４に接続さ旧、る。偶然にシステム圧より尚
いものであるかもしれないシリンダ６４のロッド側・瑞
部内の加圧液は、ジエレータ６２及び負４６１　ｌｒｊ
号看路４８を通して制御１パルプ５４の左側に向けられ
る。第１′＠′路１６内の液ノ玉より高い圧力のこのカ
ロ圧液は、副側ｊパルプ５４を図示の第１の位置に向け
て右方へ動かす。副側ｊバルブ５４が第１の位置にある
ので、液圧ンリング６４のロッド側端部から出てジエレ
ータろ２を通る連流は阻止さ九る。この逆流を阻１．１
．１−ることにより、ハンドルへの（はね返りを無く１
−ことができる。

制御バルノ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】

飽性図面は、本発明に係るオーブン・センタ負荷感知装
置の威圧回路を示ｊ。 １２：ポンプ　１４：液　溜 １６：第１管路　１８：主作業回路 ２０：第２官路　２２：第３管路 ２４：副作業回路　２６：第４’１ｉＩｉ−路２８：主
制御パルプ　４４：優先パルプ４８：負耐信号管路　５
４：パルプ手段（はね収り防止手段）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　液溜と； 液溜に接続された定量ポツプと； 該パルプがポンプから主液圧作動機器への液流を制御す
   るようにしである主作業回路と；ポンプに接続された副
   作業回路で、ポンプから副液圧作動機器への流れを制御
   する手動制御バルブを不する副作業回路と； ポンプと主及び副作業回路との間に接続され、ポンプか
   ら主作業回路への液圧を制御するために可動の優先バル
   ブと； 主作業回路を優先バルブに接続する負荷信号管路で、圧
   力信号を優先バルブに伝達して該バルブの動きを制御し
   、それにより適正な液圧がポンプから主作業回路に提供
   できるようにする負荷信号管路と； 主作業回路へ流れる液と負荷信号管路内にある液との間
   の圧力変化を感知し、主作業回路への液の圧力が負荷信
   号管路の圧力よりも小さい場合に、負荷信号管路を介し
   て主作業回路から液が流出するのを防ぎ、それにより主
   制御パルプにはね返り（キックバック）が生じるのを本
   質的に無（するはね返り防止手段と； を備えるオープン・センタ負荷感知液圧装置。 （２）はね返り防止手段が三方二位置バルブとされてい
   る特許請求の範囲第１項に記載の液圧装置。 （３）　優先バルブが三方三位置バルブとされている特
   許請求の範囲第１項に記載の液圧装置。 （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ろ項に記載の液圧装置。 （５）優先バルブが第１の位置にはね付勢され、その位
   置ではポンプからの全ての液流を主作業回路に流すよう
   にされている特許請求の範囲第４項に記載の液圧装置。 （６）主作業回路と副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
   、また、主作業回路内に含まれるフィードバック機構を
   備える主制御バルブからはね返りを本質的に無（したオ
   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； 該ポンプを上記主制御バルブに接続する第１管路及び主
   制御バルブを液溜に接続する第２管路と； 第１管路内に設けられポンプからの液流を制御する優先
   バルブと； 優先バルブを上記副作業回路内に含まれる副制御バルブ
   に接続する第６管路及び副作業回路の副制御バルブな液
   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の位置にイ」勢し、該位置においてポンプが第１管
   路により主作業回路に接続されて適正な液がポンプから
   主作業回路に与えられるようにする負荷信号管路と； 負荷信号管路に設けられ、そこを通る液流を計量供給す
   るためのオリフィスと； オリフィスの下流に優先バルブと並別にして設けられ、
   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回路へ液
   流が流れるのを許容する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；第１管路内の液と負荷信
   号管路内の敵との間の圧力変化を感知し、その変化に比
   例して可動で、第１管路内の液圧が負荷信号ゞ１）・路
   内の液圧よりも小さい場合に、負荷信号管路を介して主
   作業回路から液流が出るのを阻止するバルブ手段と；を
   備えるオープン・センタ負荷感知液圧装置。 （カ　バルブ手段が三方二位置パルプである特許請求の
   範囲第６項に記載の液圧装置。 （８）優先バルブが二方二位置パルプである特許請求の
   範囲第６項に記載の液圧装置。 （９）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８項に記載の液圧装置。 ００）優先バルブがばねにより第１の位置にはね伺勢さ
   れ、その位置ではポンプからの全ての液流を主作業回路
   に流すようにしである特許請求の範囲第９項に記載の液
   圧装置。