JPH01501650A - 負荷補償弁 - Google Patents
負荷補償弁Info
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- JPH01501650A JPH01501650A JP62501604A JP50160487A JPH01501650A JP H01501650 A JPH01501650 A JP H01501650A JP 62501604 A JP62501604 A JP 62501604A JP 50160487 A JP50160487 A JP 50160487A JP H01501650 A JPH01501650 A JP H01501650A
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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】
負荷補償弁
発明の背景
本発明は、一般に負荷応答流体制御弁および単一の定容量形ポンプまたは可変容
量形ポンプによって供給され該弁を有する流体パワー系統に関する。該制御弁は
、自動負荷応答制御系統を備え、複数の負荷が別個の制御弁によって正および負
の負荷条件の下で別個に制御される多重負荷系統に使用可能である。
一層特別な側面では、本発明は、正および負の双方の負荷条件の下で幾つかの負
荷を同時に制御可能な方向、流量制御弁に関する。
更に一層特別な側面では、本発明は、シリンダピストンロンド型流体モータの流
出入流体の制御における正および負の補償器の補償作用の同期のための自動同期
制御系統に関する。
完全な補償の型式のクローズドセンター負荷応答流体制御弁は、幾つかの理由に
よシ非常に望ましい。これ等は、低減されたパワー損失、従って増大された系統
効率による負荷の制御を可能にし、一時に1つの負荷を制御するとき、負荷の大
きさの変化に関係なく流量制御の特徴を提供する。該弁は、正および負の負荷補
償制御装置を有し、該制御装置は、流体モータに流出入する流れを処理する制量
制御オリフィスによって一定の差圧、従って一定の流れ特性を自動的に維持する
。該流量制御弁は、本特許出願人の1976年7月10日付米国特許第3,74
4,517号の第3図に示される。しかしながら、該完全補償の制御弁は、シリ
ンダの形状のアクチュエータに流出入する流体の流れを制御するとき、1つの基
本的な欠点を有し、該アクチュエータは、周知のピストンロンド効果によシシリ
ンダに流出入する流れの間の異なる流量に・よって特徴づけられる。該シリンダ
は、特許第3,744,517号の弁によって制御されるとき、作動の方向に依
存してキャビテーションまたは負の負荷の制御の際にポンプ回路から得られるエ
ネルギによる過度な圧力のいづれかを受け得る。
この欠点は、本特許出願人の1980年9月16日付米国特許第4,222,4
09号に開示される完全補償の比例弁を設けることによって部分的に克服可能で
ある。この補償制御弁では、正負荷補償器は、正および負の負荷圧力の間の差圧
に応答して不活性化され、高い負の負荷圧力の存在の際に非常に効果的であるが
、特に負の負荷圧力が負の負荷補償器の制御差圧よシも小さい領域において小さ
い負の負荷が制御されねばならない用途で著しい欠点を有している。
従って、本発明の主目的は(負の負荷圧力が負の負荷補償器の適正な作用を保証
する成る所定の最低レベルに達した後にのみ負の負荷補償器への負の負荷圧力制
御信号の伝達を可能にする正および負の負荷確認、負荷圧力信号伝達系統を提供
することである。
本発明の他の目的は、負の負荷補償器を操作するのに不充分な低い負の負荷圧力
の領域において系統ポンプからの負の負荷のエネルギを補足し負の負荷補償装置
の適正な作用を可能にする補償制御組立体を提供することである。
本発明の別の目的は、負の負荷補償器の適正な作用を可能にするのに充分に高い
負の負荷の制御において、正負荷補償器が一定の下流圧力を維持し従って負の負
荷の制御の際に系統ポンプから得られるエネルギによる過度な負の負荷の発生を
防止することを保証する補償制御組立体を提供することである。
本発明の更に別の目的は、正負荷の制御の際に負の負荷補償器を完全に不活性化
することである。
本発明の別のボジエク) (boject )は、小さい負の負荷圧力の領域に
おいて主制御器として正負荷補償器を使用すると共に負の負荷補償器を不活性に
維持する制御組立体を提供することである。
本発明の更に別の目的は、正および負の負荷の制御の際に正および負の負荷補償
器の有害な相互作用を防止することである。
要約すると、本発明の前述および他の付加的の目的および利点は、負の負荷補償
器を作用させるのに不充分な低い負の負荷圧力の領域において系統ポンプから得
られるエネルギによって負の負荷のエネルギを補足し制御組立体の適正な作用を
可能にする正および負の負荷の新規な負荷応答完全補償の制御組立体を設けるこ
とによって達成される。成る最低の負の負荷圧力レベル以上では、該制御組立体
は、正負荷補償器の上流の圧力を成る所定の一定レベルに制限し、負の負荷の制
御の際に流体モータ内の過度な負の負荷圧力の発生を防止し、小さい負の負荷圧
力の制御の際に正負荷補償器を使用し、正および負の負荷補償器の間の相互作用
を防止する様に負の負荷補償器を完全に不活性化する。
本発明の付加的な目的は、添付図面に示され下記の詳細な説明に述べられる本発
明の好適実施例を参照するときに明らかになる。
図面の説明
第1図は図式的に示される系統流体流通管路によって総てが結合されて図式的に
示される系統ポンプと、シリンダの形態のアクチュエータと、系統溜めとを備え
、正および負の負荷圧力補償器の断面図および個々の補償器の不活性化制御装置
を有する負荷圧力信号の確認伝達弁の断面図と共に、液圧制御信号に応答する単
段補償の方向制御弁の実施例の縦断面図であシ、第2図は図式的に示される系統
流体流通管路によつて総てが結合されて図式的に示される系統ポンプと、シリン
ダの形態のアクチュエータと、系統溜めとを備え、正負荷圧力補償器の断面図お
よび正負荷補償器の不活性化制御装置を有する負荷圧力信号の確認伝達弁の断面
図と共に、液圧制御信号に応答する単段補償の方向制御弁の実施例の縦断面図で
あシ、第3図は図式的に示される幾つかの他の系統構成要素を有するバイパス型
正負荷補償器の部分的な断面図であシ、
第4図は図式的に示される直列型回路および他の系統構成要素を有し直列型回路
に使用する絞りバイパス型の正負荷補償器の部分的な断面図である。
流量制御弁の実施例は、全体を11で示されるシリンダ型流体モータと全体を1
2で示されポンプ13から流体パワーを供給され排出系統15の一部を構成する
系統溜め14に結合される補償制御組立体との間に間挿されて示される。全体を
16で示される外部論理モジュール組立体は、方向、流量制御弁10に機能的に
連結され、確認された負荷圧力信号を補償制御組立体12に伝達し、検知装置1
6aを構成する。
方向、流量制御弁10は、全体を17で示される第1弁装置を有し、該弁装置は
、ハウジング20に設けられるボア19内を軸方向に案内される四方型弁スプー
ル18を有している。弁スプール18は、ランド21.22.23を備え、該ラ
ンドは、第1図に示す様に弁スプール18の中立位置の際、流体供給チャンバ2
4と、負荷チャンバ25.26と、出口チャンバ27.28とを分離し、該出口
チャンバは、管路29によって連結され、補償制御組立体12へ管路30によっ
て結合され、排出系統15の一部を構成する。弁スプール18のう/ド23は、
制御信号Aよの圧力を受ける制御チャンバ31内に突出し、当該技術で周知の心
出し用ばね組立体32に係合する。弁スプール18のランド21は、制御信号A
2の圧力を受ける制御チャンバ33内に突出す。ランド22は、正ないし流入の
負荷制量スロツ)35.36を有する第1流体制量オリフィス装置34を偏えて
いる。ランド21゜23はランド23に設置される負の負荷ないし流出の制量ス
ロット38と、ランド21に設置される負の負荷ないし流出の制量スロット39
とを有する第2流体制量オリフィス装置37を備えている。
負荷チャンバ25.26は、負荷Wにピストンロッド45によって結合されるピ
ストン44によって分離される円筒形空間42,43に管路40,41で結合さ
れる。
補償制御組立体12は、全体を46で示される入口流体制御装置を備え、該制御
装置は、正負荷補償器46aと、外部論理モジュール組立体16とから成シ、正
負荷載シスロット50の形状の流体絞り装置49を有しボア48内を案内される
正負荷補償器のスプール47の制御に使用される。正負荷補償器のスプール41
の一端は、制御チャンバ51内に突出し、制御ばね52の力と、制御チャンバ5
1内に広がる圧力によシその横断面の面積に生じる力を受け、一方、正負荷補償
器のスプール41の他端は、制御チャンバ53内に突出し、制御チャンバ53内
の圧力によシその横断面の面積に生じる力を受ける。正負荷補償器のスプール4
7に位置する正負荷載シスロット50は、入ロチャンパ54と出口チャンバ55
との間の流体の流れを絞る様に作用可能であシ、出口チャンバ55は、管路56
によって流体供給チャンバ24に結合されると共に、通路57t−経て制御チャ
ンバ53にも結合される。
入ロチャンパ54は、ポンプ13から供給される圧力下の流体に管路58によっ
て結合される。
また、補償制御組立体12は、全体を59で示され負の負荷の制御に使用される
出ロ流体絞シ装置を有し、該絞シ装置59は、負の負荷絞シスロット62を有し
ボア61内を案内される負の負荷補償器のスプール60を備えている。負の負荷
補償器のスプール60の一端は、制御チャンバ63内に突出し、制御ばね640
力と、制御チャンバ63内に広がる圧力によりその横断面の面積に生じる力とを
受け、一方、負の負荷補償器のスツール60の他端は、制御チャンバ65内に突
出し、制御チャンバ65内の圧力によりその横断面の面積に生じる力を受ける。
負の負荷補償器のスプール60に設置される負の負荷絞シスロット62は、出口
チャンバ66と排出チャンバ61との間の流体の流れを絞る様に作用可能であシ
、排出チャンバ6γは、管路68によって系統溜め14に結合される。制御チャ
ンバ63は、通路69によって出口チャンバ66に結合される。外部論理モジュ
ール組立体16は、全体を10で示される外部論理弁装置と、全体を70aで示
される負荷圧力信号切換え装置とを備えている。外部論理弁装置70は、環状空
間77.78.79を限定するランド?3,74,75,76を有しボア72内
を案内される論理スツール71を備えている。ランド73は、制御チャンバ80
内に突出し、付勢ばね81の力と、制御チャンバ80内の圧力によシその横断面
の面積に生じる力とを選択的に受ける。ランドT6は、制御チャンバ82内に突
出し、付勢ばね83の力と、制御チャンバ82内の圧力によりその横断面の面積
に生じる力とを選択的に受ける。ランド74は、制御チャンバ84を環状空間7
7.78に選択的に連通ずる。ランド75は、制御チャンバ85f:環状空間7
8.79に選択的に連通する。環状空間77.79は、通路86によって連結さ
れ、通路87によって制御チャンバ88に結合される。環状空間18は、通路8
9によって制御チャンバ90に選択的に連通可能であシ、制御チャンバ90は、
管路91によって制御チャンバ51に結合される。
外部論理モジュール組立体16の負荷圧力信号切換え装置70aは、環状空間9
6.97を限定するランド93,94.95’lr有する負荷除去シャトル92
を備えている。ランド93は、管路99によって系統溜め14に結合される空間
98内に突出し、ばね100の付勢力を受ける。ランド95は、結合面95a。
95bで終り、制御チャンバ88内に突出し、制御チャンバ88内の負の負荷圧
力によシその横断面の面積に生じる力を受け、核力は、ばね100の付勢力に対
抗する。制御チャンバ90は、ランド94によって環状空間96.97に選択的
に連通可能である。環状空間96は、管路102,99によって系統溜め14に
結合される。ランド95は、管路103および制御ボー)103aを経て制御チ
ャンバ65を制御チャンバ88または環状空間96に選択的に連通ずる。制御チ
ャンバ82は、管路104によって制御チャンバ31に結合さnる。制御チャン
lぐ80は、管路105によって制御チャンバ33に結合される。制御チャンバ
85は、管路106によって負荷チャンバ26および円筒形空間43に結合され
る。制御チャンバ84は、管路107によって負荷チャンバ25および円筒形空
間42に結合される。
入口流体制御装置46の第1不活性化装置108は、外部論理モジュール組立体
16に設けられる。入口流体制御装置の不活性化は、負荷除去シャトル92のラ
ンド94が環状空間78、通路89および環状空間97から制御チャンバ51を
分離すると共に、環状空間96および管路102を経て制御チャンバ51を系統
溜め14に結合する様に、左から右へ変位されるときに行われる。
成る所定の負の負荷圧力レベル以上の負の負荷圧力に応答可能な装置100は、
制御チャンバ88内の負の負荷圧力によシランド95の横断面の面積に生じる力
とばね100の付勢力との間の力の差によって与えられ、核力の差は、第1図に
示す様な位置において核力の差かばね1000予負荷を越えると、負荷除去シャ
トル92を左から右へ変位する。
出ロ流体絞シ装置59の第2不活性化装置110は、外部論理モジュール組立体
16に設けられる。出ロ流体絞シ装置59の不活性化は、ランド95の位置が管
路103、制御ボート103aおよび環状空間96を経て制御チャンバ65を系
統溜め14に結合するときに行われる。
ポンプ13の出力制御装置111は、管路112および逆止め弁113を経て制
御チャンバ51に結合されると共に、逆止め弁114によって負荷応答系統11
5に結合される。
漏洩オリフィス116は、限られた漏洩流れのために、系統溜め14に結合され
る管路68に制御チャンバ65および管路103を連結する。
第2図を参照すると、第1図、第2図の同様な構成要素は、同様な符号で示され
る。基本的に、第2図の制御系統は、第1図の制御系統と同様である。1つの例
外は、同一の正負荷補償器46aが制御系統の他の構成要素に同一の態様で連結
されるが、第2図の制御系統が第1図の負の負荷補償器である出ロ流体絞シ装置
59を備えていないことである。第2図では、負の負荷の制御は、負荷チャンバ
25.26から負の負荷制量スロツ)38.39を通シ系統溜め14に管路12
0で直接に結合される出口チャンバ27,28への流体の流れの直接の絞シによ
って達成される。第2図では、負の負荷補償が使用されないため、負荷圧力信号
切換え装置118のランド119は、環状空間96を第1図の負の負荷補償回路
に結合せず、従って、第1図の外部論理モジュール組立体16の制御ポート10
3aは、第2図の外部論理モジュール組立体117に設けられない。
第2図に示す様に、供給チャンバ24に達する管路56は、一方向流体流れのた
めに補給逆止め弁121および管路122によって系統溜め14に結合されても
よい。同様な態様において、円筒形空間42は、一方向流体流れのために補給逆
止め弁123によって系統溜め14に結合されてもよい。補給逆止め弁121は
、一方向流体流れのために空間43を系統溜め14に結合する様に位置変更され
てもよい。
第3図を参照すると、全体を124で示される補償制御組立体の部分断面は、第
1図の補償制御組立体12に非常に類似し、第1図に示す様な同一の出ロ流体絞
シ装置59を備えてもよい。補償制御組立体124は、流体絞りバイパス部材4
7に類似する流体絞シパイパス部材125を有し、該部材125は、正ないし流
入の制量スロツ)35.36を横切る一定の差圧を制御する同一の作用を実施す
る。ポンプ13は、負荷逆止め弁124aを経て入口チャンバ54に結合される
。図示の様な位置に向ってボア48内を案内される絞りバイパス部材125は、
制御チャンバ51内に設置される制御ばね52によって付勢され、チャンバ51
は、第1図に詳細に示される外部論理モジュール組立体16に管路91で結合さ
れる。入口チャンバ54は、錐孔126,127によって制御チャンバ53に結
合される。絞シバイパススロツ)128a、入口チャンバ54と管路130によ
って系統溜め14に結合される排出チャンバ129との間に設置される。
入口チャンバ54は、第1図、第2図の方向、流量制御弁組立体10と同一でも
よい図式的に示される方向制御弁組立体132管路131で結合される。
第4図を参照すると、第1図、第2図の同様な構成要素は、同様な符号で示され
る。全体?:133で示される補償制御組立体の部分断面は、第1図の補償制御
組立体12に非常に類似し、第1図に示す様に同一の流体絞シ装置59を備えて
もよい。補償制御組立体133は、流体絞りバイパス部材47に類似する流体絞
シパイパス部材134を有し、該部材134は、正ないし流入の制量スロツ)3
5,36を横切る一定の差圧を制御する同一の作用を実施する。絞シパイパス部
材134は、流体絞シ装置ないし正負荷載シスロット49およびバイパス絞りス
ロット135を備えている。バイパス絞シスロット135は、入口チャンバ54
とバイパスチャンバ136との間に設置され、チャンバ136は、当該技術で周
知の下流回路138に管路137で結合される。
戻って第1図を参照すると、流体モータ11は、シリンダ型のものであシ、対抗
ないし正のまたは扶助ないし負の型式のものでもよい負荷Wにピストンロッド4
5を介して結合される。流体モータ11に流出入する流体の流れは、全体を10
で示される方向、流量制御弁によって制御され、制御弁10は、流体モータ11
の円筒形空間42,43に管路40,41で結合される負荷チャンバ25.26
を有している。周知の態様で、第1図に示す様な中立位置からのいづれかの方向
への弁スプール18の変位は、負荷チャンバ25゜26を流体供給チャンバ24
または出ロチャンパ27゜28のいずれかに結合し、チャンバ25.26は、管
路5,8.56によって圧力流体源に結合され、管路29.30,68t−経て
排出系統に結合される。
弁スプール18は、心出し用ばね組立体32によって第1図に示す様にその中立
位置に向って付勢され、組立体32の予負荷は、弁スプール18をその中立位置
から変位するのに必要な圧力レベルを定める。心出し用ばね組立体32の予負荷
に等しい圧力以上の制御チャンバ31.33内における圧力レベルの任意の増加
は、周知の態様で弁スプール18をいづれかの方向へ変位し、弁スプール18の
変位は、制御圧力信号A4またはA2の圧力、またはこれ等の信号の間の差圧に
直接に比例し、該信号は、図示されないスプール位置制御系統によって発生され
る。中立位置からいずれかの方向への弁スプール18の変位の際、供給チャンバ
24内の圧力を受ける流体は、負荷チャンバ26または25および流体モータ1
1の入口への途中において流入ないし正の負荷圧力制量スロット35または36
によって絞られ、一方、負荷チャンバ25または26に結合される流体モータ1
1の出口からの流体は、流出ないし負の負荷圧力制量スロット38または39に
よって出ロチャンパ27または28への途中で絞られる。
負荷Wの制御の際、負荷チャンバ25tたは26のいずれが正または負の負荷圧
力を受けているかの確認は、全体を16で示される外部論理モジュール組立体の
外部論理弁装置10によって達成される。負荷Wの方向は、負荷チャン/e25
tたは26が負荷圧力を受けているかどうかを定める。負荷Wの力の方向に関す
る負荷Wの変位の所望の方向は、成る瞬間において制御される負荷Wが正ないし
対抗の型式のもの、または負ないし扶助の型式のものであるかどうかを確定する
。
従って、負荷WKよって生じる力の任意の特定の方向に対する制御圧力信号Al
、A2の発生は、負荷の特性を自動的に確定する。制御圧力信号All Amは
、管路104.105を経て制御チャンバ82,80へ伝達され、いずれかの方
向で論理スプール11の完全な変位を生じさせる。ばね81,83の予負荷社、
所謂予測の特徴を与えるために、心出し用ばね組立体32で中立位置に向って付
勢される弁スプール1Bが変位される以前に1論理スゾール71の完全な変位が
生じる様に選定される。論理スツール71の変位は、制御チャンバ84または8
5を正負荷通路89に結合すると共に、制御チャンバ84または85を負の負荷
圧力伝達回路の一部である通路81に結合する。制御チャンバ84,85が管路
107,106によって流体モータ11の円筒形空間42.43に結合されてい
るため、正または負のいずれかの負荷圧力の存在は、正負荷通路89に存在する
正負荷圧力または通路81に存在する負の負荷圧力のいづれかによシ外部論理モ
ジュール組立体16の外部論理弁装置70によって確認される。
従って、負荷圧力は、外部論理モジュール組立体16によって正または負として
確認され、補償制御組立体12へ伝達される。
正負荷の制御の際、正負荷圧力信号は、正負荷通路89から環状空間97、制御
チャンバ90および管路91を経て全体を46aで示される正負荷圧力補償器の
制御チャンバ51へ伝達され、補償器46aは、周知の態様において、ポンプ1
3に結合される入口チャンバ54から出ロチャンパ55へ流れる流体を正負荷載
シスロット50によって絞シ、次に、出ロチャンパ55は、流入ないし正の負荷
圧力制量スロット36または35を横切る比較的二定の差圧を維持する様に、管
路56によって流体供給チャンバ24に結合される。
この様にして、正負荷補償器46aの作用にょる周知の態様において、供給チャ
ン/ぐ24と負荷チャンバ25tたは26との間に自動的に維持される一定の差
圧により、流入ないし正の負荷制量スロット36またスプール18の中立位置か
らの変位に直接に比例する。
負の負荷の制御の際、負の負荷圧力信号は、通路87から制御チャンバ88へ伝
達される。負の負荷圧力がランド95の横断面の面積に作用する際にばね100
の予負荷を克服して負荷除去シャトル92を左から右へ移動するのに充分な力を
発生すれば、制御チャンバ88は、制御ポー)103a、管路103および制御
チャンバ65に結合される。この様にして、チャンバ65は、負の負荷圧力に直
接に結合される。周知の態様において、全体を59で示される出口流体絞り装置
は、負荷チャンバ25または26と出口チャンバ27また(d28との間の一定
の差圧を維持する様に、負の負荷絞りスロット62によって出口チャンバ66か
ら排出チャンバ67への流体の流れを絞る。従って、負の負荷の制御の際、流出
ないし負の負荷制量スロット38または39を通る流体の流れは、一定の差圧に
おいて常に行われ、負の負荷Wの大きさの変化に関係なく弁スプール18の中立
位置からの変位にこの流量を比例させる。
負の負荷の制御の際、既に述べた様に、流体モータ11からの流体の流量は、流
出ないし負の負荷圧力制量スロット38または39の有効な流れ面積に常に比例
する様な態様で出ロ流体絞シ装置59によって自動的に制御される。負の負荷の
制御の際流体モータの一側部において流体モータ11から流出する流体は、生じ
ねばならず、一方、流体の所要の量は、ポンプ回路から流体モータ11の他の側
部ないし流入側部に供給される。周知の態様において、シリンダ型流体モータの
流出量は、ピストンロッド45の変位によって生じる体積によシ、相当する所要
の流入量とは異なっている。従って、弁スプール18の任意の特定の変位に対し
て、異なるレベルの流れは、流入ないし正の負荷圧力制量スロット35または3
6と、流出ないし負の負荷圧力制量スロッ)38.39とを経て行われる。上述
の様に、補償制御組立体12の正および負の負荷補償制御は、弁スプール18の
流入および流出の制量スロットを横切る一定の差圧を自動的に維持し、流体モー
タ11からの流体の流出量に等しく流体モータ11への流体の流入量を維持する
様に努めるため、また、既に上述の様に、シリンダ型である流体モータ11によ
って流入量と、流出量とが異なるため、次に続く渦流効果は、負の負荷の制御の
際に生じる。
流体モータ11の円筒形空間42が負の負荷圧力を受ければ、流体モータ11か
らの流出量は、円筒形空間43への相当する所要の流入量よシも多く、周知の態
様において正負荷補償作用によシ円筒形空間43内の圧力は、最高レベルに上昇
し、次に、ポンプ回路から得られるエネルギを使用して円筒形空間42内の負の
負荷圧力を比例的に上昇し、非常に非効率的な作用を生じるだけではなく、過度
な圧力を受ける流体モータ11をも生じる。
流体モータ11の円筒形空間43が負の負荷圧力を受ければ、流体モータ11か
らの流出量は、相当する流入量よシも少なく、周知の態様において円筒形空間4
2内の圧力は、大気圧以下に低下し、流体モータ11の入口は、キャビテーショ
ンヲ受ケる。
外部論理モジュール組立体16に配置される負荷圧力信号切換え装置70aは、
補償制御組立体12と外部論理弁装置70との間に間挿される。負荷圧力信号切
換え装置70aは、流体モータ11の円筒形空間42または43のいずれが負の
負荷圧力を受けるかに関係なく、流体モータ11の他の円筒形空間が過度な正負
荷圧力またはキャビテーションの状態のいずれにも晒され得ない様な態様におい
て、正負荷補償器46aの制御作用に対して系統の負の負荷圧力補償制御を構成
する出ロ流体絞シ装置590制御作用を同期するために補償制御組立体12への
確認された負荷圧力信号の伝達に影響を及ぼす。
流体モータ11の円筒形空間42がばね100の付勢力とランド95の横断面の
面積との商に同等よシも小さい負の負荷圧力を受けると仮定する。本明細書に後
で詳細に記載される理由のため、負荷除去シャトル92を作動する負の負荷圧力
は、出ロ流体絞シ装置59のばね64によって定められる制御差圧よシも大きい
かまたは等しい様に選定される。負の負荷圧力のこのレベル以下では、第1図に
示す様な位置の負荷除去シャトル92は、管路103、結合面95b1環状空間
96および管路102を経て制御チャンバ65を系統溜め14に直接に結合する
。従って、ばね100の予負荷によって指令される様な成る所定の負の負荷圧力
レベル以下では、制御チャンバ65は、制御ばね64によって第1図に示す様な
位置に維持される負の負荷補償器スプール60によシ、出ロ流体絞シ装置59を
不活性にする大気圧を受ける。これ等の条件の下で、負の負荷Wの速度は、正負
荷制量スロット35または36の変位によって形成されるオリフィスを横切る一
定の差圧を自動的に維持する正負荷補償器46aによって制御される。従って、
流体モータ11の円筒形空間43内の圧力は、系統ポンプ13から得られるエネ
ルギを使用して小さい負の負荷の効果を補うのに充分に増大される。従って、小
さい負の負荷の領域内の第1図の制御によシ、負の負荷の速度は、第2不活性化
装置110によって不活性にされる負の負荷補償回路により正負荷補償回路によ
って制御される。これ等の条件の下で、流体モータ11の円筒形空間42は、過
度な負の負荷圧力を受け得す、円筒形空間43は、キャビテーション状態に晒さ
れ得す、負荷Wの速度は、弁スプール18の変位に比例して常に維持される。
円筒形空間43が大きな正負荷圧力を受け、従って負荷Wが正であると仮定する
。これ等の条件の下では、円筒形空間42は、負の負荷を受け得ない。外部論理
弁装置70によって制御チャンバ88に伝達される非常に低い圧力によシ、ばね
100の力によって付勢される負荷除去シャトル92は、第1図に示す様な位置
のままであシ、前述の態様において制御チャンバ65を大気圧に維持し、出ロ流
体絞シ装置59を不活性にし、従って、管路30、出口チャンバ66および排出
チャンバ67を経て出ロチャンパ27を系統溜め14に直接に結合する。第1図
に示す様な負荷除去シャトル92によシ、外部論理弁装置70の正負荷伝達回路
は、制御チャンバ51に直接に結合さn、正負荷補償器46aは、周知の態様で
、弁スプール18の変位によって生じる正負荷制量スロット35または36を通
る任意の流れオリフィスを横切シ制御ばね52によって定められる様な一定の差
圧を自動的に維持する。正負荷補償器46aの制御差圧よシも高く選定される出
ロ流体絞シ装置590制御差圧により、正負荷を制御するとき、負の負荷補償回
路は、第2不活性化装置110によって完全に不活性にされ、補償器の相互作用
を防止し、正負荷の制御の際に高い系統効率を保証する。
上述の様な大きい正負荷Wの制御の際、負荷Wの方向が逆転され、従って、流体
モータ11の円筒形空間42がこのとき正負荷圧力を受け、一方、負の負荷の欠
如の際、円筒形空間43が最低圧力に維持されると仮定する。外部論理弁装置7
0が正負荷圧力をその方向に関係なく正負荷補償器4Saへ自動的に向けるため
、また負荷除去シャトル92が第1図に示す様な同一位置のままであるため、正
負荷上の制御は、不活性にされる負の負荷補償回路によシ、その方向に関係なく
同一である。
負の負荷Wが円筒形空間42内の圧力によって支持され、この負の負荷圧力が出
ロ流体絞シ装置59の適正な補償作用を保証するのに充分に高く、また、ばね1
00の付勢力に抗して負荷除去シャトルを左から右へ変位するのに充分に高いと
仮定する。結合面95aの変位による負荷除去シャトル92の変位は、負の負荷
圧力を受ける制御チャンバ88を制御ボー)103aに自動的に結合すると共に
、結合面95bによって制御ボート103aを環状空間96および系統溜め14
から隔離する。制御ポー)103aが制御チャンバ65に直接に結合されている
ため、出ロ流体絞シ装置59は、周知の態様で、負の負荷制量スロット38また
は39の変位によって形成されるオリフィスを横切る差圧を制御する様に調節位
置を自動的に取る。左かう右への負荷除去シャトル92の変位は、上述の態様で
負の負荷補償回路を活性化するだけではなく、第1不活性化装置108の一部で
あるランド94の変位によシ通路89内の正負荷圧力を制御チャンバ90から隔
離し、環状空間96を経て制御チャンバ90を系統溜めに結合し、従って、制御
チャンバ51を大気圧に結合する。これ等の条件の下では、正負荷補償器46a
は、出ロチャンパ55内の圧力と制御チャンバ51内の圧力との間の制御ばね5
2の予負荷に等しい一定の差圧を依然として維持するが、制御チャンバ51がこ
のとき大気圧に等しい一定圧力に維持されるため、出ロチャンパ55内の圧力は
、定圧の減圧弁の形態になる正負荷補償器46aによシ、正負荷補償器46aの
制御差圧に等しい一定のレベルに維持される。従って、左から右への負荷除去シ
ャトル92の変位は、負の負荷補償回路を完全に活性化するだけではなく、正負
荷補償回路の作用によシ、負の負荷の制御の際に円筒形空間43へ伝達可能なポ
ンプ回路からの最高圧力を制限し、負の負荷の制御の際に流体モータ11が受け
得る最高圧力を自動的に制限すると共に、正および負の負荷補償制御器の間の有
害な相互作用を防止する。
上述の様に大きな負の負荷Wの制御の際、負荷Wが逆転され、従って、流体モー
タ11の円筒形空間43がこのときに負の負荷圧力を受けると仮定する。負荷除
去シャトル92は、その完全に変位した位置のままであフ、外部論理弁装置70
は、負の負荷の方向に関送シ、負の負荷補償回路の性能は、円筒形空間43から
の流体の流れを同一に制御するままであシ、一方、正負荷補償器46aは、流体
供給チャンバ24を一定圧力レベルに維持する同一の調節位置のままである。
正負荷圧力制量スロツ)35,36の流れ制量面積は、一定上流圧力の最大流量
がキャビテーションなしに円筒形空間42に供給可能な様に選定されねばならな
い。
従って、負の負荷の制御の際、シリンダの形態の流体モータによる第1図の制御
の配置は、流体モータを過度な圧力から保護し、正負荷補償回路による小さい負
の負荷の制御を可能にし、正および負の負荷補償器の間の有害な相互作用を排除
し、正負荷の制御の際に負の負荷補償器を完全に不活性化し、高い系統効率を保
証する。
第1図の制御系統では、正負荷圧力制量スロット36および負の負荷圧力制量ス
ロット38が流体モータ11の円筒形空間42への流体の流量を制御するため、
また正負荷制量スロット35および負の負荷制量スロット39が円筒形空間43
への流体の流量を制御するため、ピストンロッド45の影響および流体モータ1
1における流入流出の差は、制量スロット36゜38を制量スロット35.39
よシも大きくすることによって部分的に補償可能である。この方法は、制御回路
の確定された流れパターンにのみ使用可能でおり、正および負の負荷補償器の間
の所要の差圧の差異を低減する程度まで有益であシ得る。
A1tA2の制御信号の欠如の際、ランド75.74は、負の負荷圧力伝達回路
を隔離し、制御チャンパス116は、総ての状態の下で負の負荷補償器スプール
60が第1図に示す位置を取るのを可能にするために設けられる。
既に上述の様に、心出し用ばね組立体32の付勢力に抗して弁スゾール18をそ
の中立位置から変位するためには、充分な正味の液圧力が心出し用ばね朗立体3
2によって発揮される力に抗して弁スプール18を変位するために弁スゾール1
8に加えられねばならない。この正味の液圧力は、大気圧を受ける制御チャンバ
31によシA2圧力信号に等しい制御チャンバ33内の充分な圧力を与えるか、
または大気圧を受ける制御チャンバ33によシA1圧力信号に等しい制御チャン
バ31内の充分な圧力を与えるかのいずれかによって得られてもよい。例えば7
ラツパノズル型の電気流体式サーボ弁によるA1tA2の圧力信号の発生、に関
連する一層通常の場合は、Al、A2の圧力信号の間の差圧が弁スプール18を
作動する場合である。この場合には、これ等の差の変化の速度は、弁スプール1
8がその中立位置を通過して、心出し用ばね組立体32によって差圧の変化を受
けるとき、外部論理弁装置70が一端から他端へ往復する様に外部論理弁装置7
0を作動する性能に制限されねばならない。一層高い頻度の応答のため、外部論
理弁装置70aの作動の異なる方法は、例えば本特許出願人の1986年9月9
日付米国特許第4.610.194号に示される様に使用されてもよい。
戻って第2図を参照すると、全体を第1図の12で示される補償モジュールの正
負荷補償器と同一の正負荷補償器46aは、正負荷Wの制御に使用され、一方、
負の負荷の制御は、負の負荷制量スロッ)38,39の直接の絞シ作用によって
達成される。第2図の外部論理モジュール組立体117は、第1図の外部論理モ
ジュール組立体16に非常に類似し、これ等のモジュールの双方は、同一の外部
論理弁装置70を使用する。
第2図の負荷圧力信号切換え装置118は、第1図の負荷圧力信号切換え装置7
0aK類似し、ばね100の予負荷によって確定される成る所定の最低レベル以
上の負の負荷圧力の存在の際に正負荷補償器46at−一定圧力の減圧弁に変換
することによシ、第1図のものと同一の正負荷圧力の負荷除去回路を備えている
。
第2図では、制御回路が負の負荷補償制御を備えていないため、負の負荷補償器
の負荷除去の特徴は、第2図の負荷圧力信号切換え装置118に省略される。
また、負の負荷が負の負荷補償回路によって第2図で制御されないため、負の負
荷の制御の際の流体モータ11の最大流出量は、特定の値に制限されず、系統ポ
ンプ13の容量を越え得る。キャビテーションを防止するため、当該技術で周知
の補給逆止め弁121゜123が設けられる。
第1図、第2図の制御配置では、当該技術において周知の態様で最高正負荷系統
圧力は、逆止め弁113゜114を経てポンプ制御装置111へ伝達され、制御
装置111は、ポンプの吐出圧力と負荷応答系統から伝達される最高負荷圧力と
の間の一定の差圧を自動的に維持する。
戻って第3図を参照すると、補償制御組立体124の絞シバイパス部材は、周知
の態様で入ロチャンパ54内の圧力と第1図の外部論理モジュール組立体16ま
たは第2図の外部論理モジュール組立体117の正負荷確認回路に管路91を経
て結合される制御チャンバ51内の圧力との間に一定の差圧を維持する。
この一定の差圧のレベルは、制御ばね52の予負荷によって指令され、定容量型
でもよいポンプ13からの流れを排出チャンバ129、従って系統溜め14へ向
けるffDバイパススロット1280絞シ作用によって制御される。
戻って第4図を参照すると、補償制御組立体133の絞シバイパス部材134は
、周知の態様で流体供給チャンバ55と第1図の外部論理モジュール組立体16
または第2図の外部論理モジュール組立体117から管路91を経て正負荷圧力
の流体を供給される制御チャンバ51との間に一定の差圧を維持する。該差圧の
制御は、正負荷載シスロット49の絞シ作用またはバイパス絞シスロット135
のバイパス作用のいずれかによって得られる。バイパス絞シスロット135のバ
イパス絞シ作用は、管路137によって直列回路138に直列に結合されるバイ
パスチャンバ136へポンプ13からの過剰な流れが送られるのを可能にする。
第4図の正負荷制御によシ、流体供給チャンバ55に結合される方向、流量制御
弁10は、該弁10に必要なもの以上の過剰な流れのみが直列回路1.3.8に
送られるため、直列回路138の制御弁よシも自動的な流れの優先権を有してい
る。
第3図、第4図の正負荷制御組立体は、負の負荷補償制御組立体に同一の態様で
統合されてもよく、第2図の正負荷補償器に置き換えられてもよく、これ等が異
なる作用によって正ないし流入の負荷圧力制量スロット35または36の上流に
一定の圧力を依然として維持するため、第1図、第2図の制御系統の同一の制御
特性を生じる。
本発明の好適実施例が詳細に図示説明されたが、本発明は、図示の正確な形状お
よび構造に制限されず、本発明の完全な理解の際に当該技術の熟達者に考えつか
れる様な種々の変更および再配置は、請求の範囲に記載される本発明の範囲を逸
脱することな〈実施可能なことが認められる。
国際調査報告
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.ポンプ(13)によつて圧力流体を供給され、正または負の負荷圧力を受け る流体アクチュエータ(11)に流出入する流体の流れを制御する様に作用可能 である負荷応答弁組立体において,前記流体アクチュエータが正または負の負荷 圧力を受けるか否かを定める様に作用可能な検知装置(16a)と,該流体アク チュエータ(11)に作用可能に結合される第1および第2の流体制量オリフィ ス装置(34,37)を有する第1弁装置(17)と,該第1制量オリフィス装 置(34)を横切る比較的一定の差圧を維持する様に選択的に作用可能であり前 記ポンプ(13)と該第1流体制量オリフィス装置(34)との間に間挿される 入口流体制御装置(46)とを備え,一方、該第1制量オリフィス装置(34) の上流の圧力が、前記正負荷圧力によつて変化するのを許容され,更に、或る所 定の負の負荷圧力レベル以上の前記負の負荷圧力に応答する装置(109)を有 する前記入口流体制御装置(46)の第1不活性化装置(108)を備え,これ により、前記負の負荷圧力が前記所定の圧力レベルを越えるとき、該入口流体制 御装置(46)が、前記第1流体制量オリフィス装置(34)の上流の流体を比 較的一定の所定の圧力レベルに選択的に維持可能である負荷応答弁組立体。 2.請求の範囲第1項に記載の負荷応答弁組立体において、前記入口流体制御装 置(46)が、入口流体絞り装置(49)を有する負荷応答弁組立体。 3.請求の範囲第1項に記載の負荷応答弁組立体において、前記入口流体制御装 置(46)が、前記流体アクチュエータ(11)と溜め装置(15,14)との 間に間挿される入口流体バイパス装置(128)を有する負荷応答弁組立体。 4.請求の範囲第1項に記載の負荷応答弁組立体にオいて、前記入口流体制御装 置(46)が、前記流体アクチュエータ(11)と直列パワー回路(138)と の間に間挿される入口流体バイパス装置(135)と、前記ポンプ(13)と該 流体アクチュエータ(11)との間に間挿される絞り装置(49)とを有する負 荷応答弁組立体。 5.請求の範囲第1項に記載の負荷応答弁組立体にオいて、出口流体絞り装置( 59)が、前記第2流体制量オリフィス装置(37)と溜め装置(15,14) との間に間挿され,該出口流体絞り装置(59)が、前記成る所定の負の負荷圧 力レベル以上の該第2流体制量オリフィス装置(37)を横切る比較的一定の差 圧を流体の絞りによつて維持する様に作用可能てある負荷応答弁組立体。 6.請求の範囲第5項に記載の負荷応答弁組立体において、前記第1不活性化装 置(108)が、前記所定の負の負荷圧力レベル以下に前記出口流体絞り装置( 59)を不活性化する様に作用可能な第2不活性化装置(110)を有する負荷 応答弁組立体。 7.請求の範囲第1項に記載の負荷応答弁組立体において、前記検知装置(16 a)が、外部論理弁装置(70)を有する負荷応答弁組立体。 8.請求の範囲第7項に記載の負荷応答弁組立体において、前記外部論理弁装置 (70)が、前記第1不活性化装置(108)を有する負荷応答弁組立体。 9.請求の範囲第5項に記載の負荷応答弁組立体において、前記検知装置(16 a)が、外部論理弁装置(7O)を有する負荷応答弁組立体。 10.請求の範囲第9項に記載の負荷応答弁組立体において、前記外部論理弁装 置(70)が、負荷圧力信号切換え装置(70a)によつて作用可能な前記第1 不活性化装置(108)および第2不活性化装置(11O)を有し,該第2不活 性化装置(110)が前記所定の負の負荷圧力レベル以下に前記出口流体絞り装 置(59)を不活性化する様に作用可能である負荷応答弁組立体。 11.ポンプ(13)によつて圧力流体を供給され、正または負の負荷圧力を受 ける流体アクチュエータ(11)に流出入する流体の流れを制御する様に作用可 能である負荷応答弁組立体において,前記流体アクチュエータ(11)が正また は負の負荷圧力を受けるか否かを定める様に作用可能な検知装置(16a)と, 該流体アクチュエータ(11)に作用可能に結合される第1および第2の流体制 量オリフィス装置(34,37)を有する第1弁装置(1了)と,該第2流体制 量オリフィス装置(37)と溜め装置(15,14)との間に間挿され、該第2 流体制量オリフィス装置(37)を横切る比較的一定の第2差圧を流体の絞りに よつて維持する様に作用可能である出口流体絞り装置(59)と,前記ポンプ( 13)と前記第1流体制量オリフィス装置(34)との間に間挿され、該第1流 体制量分リフイス装置(34)を横切る比較的一定の第1差圧を維持する様に選 択的に作用可能である入口流体制御装置(46)とを備え,一方、該第1流体制 量オリフィス装置(34)の上流の圧力が、前記正負荷圧力によつて変化するの を許容され,更に或る所定の負の負荷圧力レベル以上の前記負の負荷圧力に応答 する装置(109)を有する前記入口流体制御装置(46)の第1不活性化装置 (108)を備え,これに9ウ、該負の負荷圧力が該所定の圧力レベルを越える とき、該入口流体制御装置(46)が、前記第1流体制量オリフィス装置(34 )の上流の流体を比較的一定の所定の圧力レベルに選択的に維持可能である負荷 応答弁組立体。 12.請求の範囲第11項に記載の負荷応答弁組立体において、前記出口流体絞 り装置(59)の第2不活性化装置(110)が、前記所定の負の負荷圧力レベ ル以下に該出口流体絞り装置を不活性化する様に作用可能な装置(70a,10 9)を有する負荷応答弁組立体。 13.請求の範囲第11項に記載の負荷応答弁組立体において、前記検知装置( 16a)が、外部論理弁装置(70)を有する負荷応答弁組立体。 14請求の範囲第13項に記載の負荷応答弁組立体において、前記外部論理弁装 置(70)が、前記第1不活性化装置(108)を有する負荷応答弁組立体。 15.請求の範囲第14項に記載の負荷応答弁組立体において、前記外部論理弁 装置(70)が、負荷圧力信号切換え装置(70a)を有し,前記入口流体制御 装置(46)の前記第1不活性化装置(108)および前記出口流体絞り装置( 59)の第2不活性化装置(110)が、該負荷圧力切換え装置(70a)によ つて作用可能である負荷応答弁組立体。 16.請求の範囲第11項に記載の負荷応答弁組立体において、前記入口流体制 御装置(46)が、入口流体絞り装置(49)を有する負荷応答弁組立体。 17.請求の範囲第11項に記載の負荷応答弁組立体において、前記入口流体制 御装置(46)が、前記流体アクチュエータ(11)と溜め装置(15,14) との間に間挿される入口流体バイパス装置(128)を有する負荷応答弁組立体 。 18.請求の範囲第11項に記載の負荷応答弁組立体において、前記入口流体制 御装置(46)が、前記流体アクチュエータ(11)と直列パワー回路(138 )との間に間挿される入口流体バイパス装置(135)と、前記ポンプ(13) と該流体アクチユエータ(11)との間に間挿される絞り装置(49)とを有す る負荷応答弁組立体。
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1986
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1987
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Publication number | Publication date |
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