JPH0139482B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ パイロツト作動される方向制御弁１１および
排出孔９１を有する補償弁８４と共に使用する圧
力調整弁１０であつて、 第一の入口３９、第二の入口９９、出口３４、
およびそれらと連通した排出通路１０１，６３，
６４を有し、第一の入口３９が流体源に接続さ
れ、第二の入口９９が排出孔９１に接続され、そ
して出口３４がパイロツト作動される方向制御弁
１１に接続されてなる弁室２５、 該弁室２５に移動可能に位置決めされかつ前記
出口３４に連続して連通した孔３３、該孔３３に
連通した半径方向ポート６１および第二の入口９
９に連通した環状凹所９８を有する弁部材２６、 該弁部材２６に摺動可能に連結された連結子４
２、 該連結子４２と前記弁部材２６との間に位置決
めされたばね４７、および 前記連結子４２に係合状態にありかつ選択的に
移動可能であつて初めに前記ばねによつて前記弁
部材を流体調節位置へ弾性的に移動させる手動入
力要素２８であつて、前記流体調節位置において
は前記第一の入口３９が前記半径方向ポート６１
および前記孔３３を介して前記弁部材の一方の端
部において前記弁室２５に連通しそして前記出口
３４における流体圧力が前記入力要素２８の運動
機能として調節させるための前記手動入力要素２
８、 を包含し、 該入力要素２８が前記弁部材２６の流体調節位
置においては前記弁部材２６から離隔されており
かつ続いて前記入力要素２８がさらに運動すると
前記弁部材２６の端部に係合し、前記第二の入口
９９および排出孔９１が前記弁部材２６において
前記環状の凹所９８を介して前記排出通路１０
１，６３，６４と連通している排出位置へ前記弁
部材を積極的に移動させること、 からなる排出機能を有する圧力調整弁。

２ 前記第二の入口９９は前記弁部材２６の前記
流体調整位置において前記排出通路１０１との流
体連通を遮断されることからなる請求の範囲第１
項に記載の排出機能を有する圧力調整弁。

技術分野 本発明は圧力調整弁及び特に系統構成要素の圧
油の排出を必要とする流体系統において用いるた
めの圧力調整弁に係る。

背景技術 ジエツセ．L.フイールド２世の米国特許第
3840049号、この特許はこれの譲受人によつて所
有されている、にはピストン・シリンダの反対端
へ、内部のピストンを好適に位置させるために、
選択的に加圧流体を供給するようにパイロツト弁
によつて作動される方向制御弁を含む、流体モー
タの位置決めを制御するのに用いる制御系統が示
されている。前記方向制御弁は、外部荷重の力に
依るオーバーラン状態から生じる如きモータのキ
ヤビテーシヨンを防止するため必要とされるとき
流体モータ・ポートと流体もどし通路との間のバ
イパス通路を自動的に開く補償弁を含んでいる。
前記パイロツト弁は、系統の定常作動においてば
ね偏圧力に抗して流体圧力によつて移転されるス
プールを有するフロート弁と結合されている。望
まれるとき、手動パイロツト弁はフロート位置へ
移転される。

ジヨセフ・デイストラーの米国特許第3766944
号には、パイロツト制御される流体流量調整弁が
示されている。この調整弁はパイロツト弁からの
流体によつて中立位置に相対して運動される。該
調整弁はパイロツト弁の弁体内に据付けられるピ
ストンの配置を制御するための手動ハンドルを含
んでいる。

圧力調整弁に関連するその他の背景となる特許
に、フランツ・フオースターほかの米国特許第
3698415号；イーゴン・ヅアンツアの米国特許第
3817153号；ユージン・Ｅ・ラテイマーの米国特
許第3987703号、この特許はこれの譲受人によつ
て所有されている；及びスエーデン法人ノルデイ
ハイドロリツクABの英国特許第1494400号があ
る。ヅアンツアの特許は、他の流体制御応用分野
において使用される減圧パイロツト弁を示してい
る。フオースターほかの特許は、制御部材が複数
個のばねを介して弁体に当接する圧力調整弁であ
つて前記ばねの少なくとも１個が、該制御部材が
所定の範囲に亘つて変位されたのちにのみ働らく
ものを示している。フオースターほかの特許は異
なる系統である用途において同様に使用される調
整パイロツト弁を示している。

ラテイマーの特許においては、パイロツト制御
された油圧系統は、主パイロツト系統の故障した
とき緊急パイロツト圧力源を自動的に提供するよ
うに働らく弁装置を具えた荷重支持シリンダを有
する。制御手段は荷重の緊急低下のための系統の
パイロツト作動のため荷重支持モータからの加圧
流体を利用した。

前記英国特許においては、調整パイロツト弁
は、２個の異なる極限位置の何れかへ他方の弁を
投入するように或る条件下で出力を提供する。

以上検討された背景技術となる特許は、荷重持
上げ用流体系統において使用されるような圧力調
整弁の異つた形式のものを示しているが、それら
の構造は比較的高価でかつ複雑であり、本発明の
改良されて簡単化された構成を提供するものでは
ない。

発明の開示 本発明は前述した諸問題の一つまたはそれ以上
を解決することに向けられ、、流体系統における
構成要素の圧力調整および圧油排出の両方を必要
とする流体系統において使用するための排出機能
を有する圧力調整弁を提供することを目的とする
ものである。

本発明の一局面において、本発明は圧力調整パ
イロツト弁の新規の構成の結果として圧油の排出
作用を提供する改良された制御手段を包含する。

本発明においては、圧油の排出作用は、ハンド
ルからの連結子とパイロツト弁のスプールとの間
の直接の機械的結合によつて生ぜしめられる。

パイロツト弁のスプールは、常態においては、
所望の圧力調整作用を提供するようにばねによつ
て偏圧されている。しかし、弁は、系統の制御弁
の圧油の排出が望まれる条件下において、偏圧す
るばねが制御ハンドルとスプール弁との間の所望
の直接連結を可能にすることに勝るように構成さ
れ、所望の圧油の排出が行われる装置へスプール
弁を操作者が積極的に移動させることができるも
のである。

図示の実施例においては、スプール弁は、その
圧力調整作用間に該スプール弁の一部分によつて
平常は閉じられているタンク開口に整合される環
状の溝が設けられている。環状の凹所とタンク開
口との間の接続は、所望の圧油の排出作用を生じ
るように系統の他部分との連通を生じさせる。

図示の実施例においては、系統の補償弁の圧油
の排出は、流体モータによつて支持される荷重を
浮動させることができる。

さらに明細に記せば、本発明による排出機能を
有する圧力調整弁は、パイロツト作動される方向
制御弁１１および排出孔９１を有する補償弁８４
と共に使用する圧力調整弁１０であつて、第一の
入口、第二の入口、出口、およびそれらと連通し
た排出通路を有し、第一の入口３９が流体源に接
続され、第二の入口９９が排出孔９１に接続さ
れ、そして出口３４がパイロツト作動される方向
制御弁１１に接続されてなる弁室、該弁室に移動
可能に位置決めされかつ前記出口に連続して連通
した孔、該孔に連通した半径方向ポートおよび第
二の入口に連通した環状凹所を有する弁部材、該
弁部材に摺動可能に連結された連結子、該連結子
と前記弁部材との間に位置決めされたばね、およ
び前記連結子に係合状態にありかつ選択的に移動
可能であつて初めに前記ばねによつて前記弁部材
を流体調節位置へ弾性的に移動させる手動入力要
素であつて、前記流体調節位置においては前記第
一の入口が前記半径方向ポートおよび前記孔を介
して前記弁部材の一方の端部において前記弁室に
連通しそして前記出口における流体圧力が前記入
力要素の運動機能として調節させるための前記手
動入力要素、を包含し、該入力要素が前記弁部材
の流体調節位置においては前記弁部材から離隔さ
れておりかつ続いて前記入力要素がさらに運動す
ると前記弁部材の端部に係合し、前記第二の入口
および排出孔９１が前記弁部材において前記環状
の凹所を介して前記排出通路と連通している排出
位置へ前記弁部材を積極的に移動させることから
なる。

前記改良された弁は、往復運動する流体モータ
と、該モータを往復運動自在に作動するため該モ
ータへの加圧流体の給送を制御する方向制御弁を
含む流体供給装置とを有する流体系統における使
用に有利に適合される。

図示の実施例において、圧力調整弁は、その壁
装置に位置する第１と第２の通路装置と、可動弁
部材と組合わされた凹所装置であつて弁部材が第
２の予選択された位置に在るとき前記第１と第２
の通路装置の間において連通するものとを有す
る。

図示の実施例において、移送通路装置が可動弁
部材の環状凹所によつて画成される。

以上の如く、本発明の圧力調整弁及び系統の装
置は、手動入力要素の連続した作動により流体モ
ータへの圧力調整と圧油の排出機能を得ることが
できるようにしたことにより、構造が極度に簡単
でかつ経済的であるだけでなく、しかもなお、往
復運動する流体モータにおける浮動制御が上記し
た圧油の排出機能により得られるので、操作も簡
単であり使用において有利であるという上述のよ
うな利点を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は本発明を体現する圧力調整弁を有す
る流体系統の一部分であり；第１Ｂ図は流体系統
における流体モータと方向制御弁との結合を示
す、前記第１Ａ図部分に連続する部分である。

発明を実施するための最良の態様 図面に開示される本発明の実施例において、全
体として１０を以て表される圧力調整弁は、シリ
ンダ１４内で往復運動するピストン１３を有する
流体モータ１２への給送を制御するため方向制御
弁１１と共と用いるように設けられている。加圧
流体は第１Ｂ図に示されるように、第１の供給管
１５と第２の供給管１６とを通じてシリンダ１４
の反対両側へ給送される。流体モータ１２は単に
一例として示されたものであり、複数個のそれら
のみならず、その他の形式の流体モータも開示さ
れたモータと互換的に使用され得ることは明らか
である。

流体モータを作動するための加圧流体は、常態
においては、高圧ポンプ１７から供給され、該高
圧ポンプ１７は、それからの高圧出口導管１９と
タンク・リザーバ２０との間に結合された好適な
安全弁１８によつてそのアウトプツト圧力を調整
され以て系統内の流体圧力を制御する。

方向制御弁１１は、パイロツト弁を有効に画成
する圧力調整弁によつて作動される。パイロツト
弁は手で操作されるハンドル２１によつて制御さ
れる。従つて、第１Ａ図に見れるごとく、ハンド
ルは第１の作動アーム２７をパイロツト弁のプラ
ンジヤ２８に対して押圧し、第２の作動アーム２
９をパイロツト弁のプランジヤ３０に対して押圧
するようにピボツト２２を中心として回動され得
る。ハンドルは弁体を画成する壁装置２４に担持
されるハウジング２３内において回動され得る。

弁体２４は、第１の可動の弁部材即ちスプール
２６を収容する第１の弁室２５と、第２の可動の
弁部材即ちスプール３２を収容する第２の弁室３
１を画成する。

スプール２６は下方に向かつて開いている軸方
向の孔３３を有し、該孔３３は移送導管３５に接
続された吐出ポート３４と連通している。スプー
ル３２は移送導管３８に接続された吐出ポート３
７に開口する前記と同様の軸方向の孔３６を画成
する。

弁体２４は、さらに、供給導管４０を通じてポ
ンプ１７に接続された吸込通路３９を構成する横
孔を画成する。

第１Ａ図に示されるように、スプール２６は軸
４１を設けられ、該軸４１は連結子４２を通つて
上方へ延びて、プランジヤ２８の下端において凹
所４３内に達している。同様に、スプール３２は
上方へ延びた軸４４を設けられており、該軸４４
は連結子４５を通つてプランジヤ３０の下端の凹
所４６内に延びている。第１のコイルばね４７
が、連結子４２とスプール２６上の肩４８との間
に、スプールを連結子に相対して下方へ弾力的に
偏圧し、それによつて軸４１の上端を凹所４３の
内壁面４９から離隔させるように延在している。
同様にコイルばね５０が、スプールを下方へ偏圧
して軸４４の上端を凹所４６の内壁面５２から離
隔させるように、連結子４５とスプール３２上の
肩５１との間に延在している。

連結子４２は、それと弁体上の肩５４との間に
延在するコイルばね５３によつて上方へ弾圧され
ている。同様に、第２のコイルばね５５が連結子
４５を上方へ弾圧しており、ばね５５は連結子４
５と弁体上の肩５６との間に延在する。かくし
て、連結子４２は、常態においては、プランジヤ
２８を摺動自在に担持する栓５８の肩５７に対し
て押圧され、連結子４５はプランジヤ３０を摺動
自在に担持する栓６０の肩５９に対して押圧され
ている。

スプール２６は軸方向の通路３３に対して開い
ている半径方向のポート６１を設けられており、
スプール３２は通路３６に対して開いている半径
方向のポート６２を設けられている。第１Ａ図に
示されるごとく、ポート６１と６２は、常態にお
いては、吸込通路３９から離されている。しか
し、プランジヤ２８またはプランジヤ３０がハン
ドル２１の手操作によつて好適に押下げられると
き、対応する連結子４２または４５は、それぞれ
ばね５３またはばね５５の作用に抗らつて下方へ
運動され、以てスプール２６または３２がそれぞ
ればね４７または５０の作用によつて弾性的に下
方へ運動されることを許すようにされている。し
たがつて、例えばハンドル２１が第１Ａ図に見ら
れるように、プランジヤ２８を押下げるように左
へ回動されるときは、スプール２６は吸込通路３
９と半径方向ポート６１との間に連通を生じさせ
るのに充分なくらい下方へ運動され、それによつ
て、加圧流体を、ポンプと供給導管４０から、ス
プール２６の通路３３、吐出口３４及び移送導管
３５を通じて方向制御弁１１へ導く。スプール２
６の端部に作用する吐出ポート３４の流体の圧力
は、ばね４７の偏圧力に抗らつてスプール２６を
吐出ポート３４における流体圧力に反応して第１
の予選択された位置に位置させる。ハンドル２１
を介する入力の程度によつて確定される吐出ポー
ト３４の瞬間予選択圧力レベルは一定に保たれ
る。なぜならば、吐出ポート３４における圧力の
いかなる変化もばね４７に対抗する力の不釣合い
を生じさせ、その結果としてポート６１を開く、
または閉じる、スプール２６の運動を生じさせる
からである。これはばね４７と、スプール２６の
端に作用する吐出ポート３４における流体圧力に
よつて生じる力との間の力の釣合いを維持する。
この作用は弁１０の圧力調整機能を生じさせる。
同じような作用が、第１Ａ図において見たとき時
計回りの方向へのハンドル２１の位置決めの作用
としてスプール３２のポート６２に就ても生じ、
それによつて、移送導管３８を通る圧力調整され
た流体を提供する。

さらに第１Ａ図に示されているように、弁体２
４は排出ポート６４と導管６５とを通じてタン
ク・リザーバ２０に接続されている排出通路６３
をさらに画成する。スプール２６と３２の後退位
置において、ポート６１と６２は排出通路と連通
し、従つて、ハンドル２１が第１Ａ図の中立の中
心配置位置に在るとき、導管３５，３８は常態で
は排流される。

次ぎに特に第１Ｂ図を参照すると、方向制御弁
１１は、スプール６８が往復運動自在に内部に据
付けられている弁室６７を画成する弁体６６を有
するスプール弁を構成する。導管３５は密閉部材
６９を貫いて室６７の一端に開口し、導管３８は
密閉部材７０を貫いて室の反対端に開口してい
る。

スプール６８は、その一端と密閉部材６９との
間に延在する第１の偏在するばね７１と密閉部材
７０とスプールの反対端との間に延在する第２の
偏在すればね７２とによつて弁室６７内に中心配
置されている。高圧供給管１９は弁体６６を通つ
て室６７の中央部の環状の凹所７３に接続されて
いる。第２の環状の凹所７４は環状凹所７３から
密閉部材６９の方向に軸方向へ離されており、第
３の環状の凹所７５は前記凹所７３から反対方向
へ軸方向へ離されている。凹所７４は通路７６を
通じて流体供給管１５に接続され、凹所７５は通
路７７を通じて流体供給管１６に接続されてい
る。

環状の凹所７４の外側において、弁体は環状の
排出凹所７８を設けられ、凹所７５の外側におい
て、弁体は第２の環状の排出凹所７９を設けられ
ている。前記排出凹所は排出通路８０と排出導管
８１とを通じてタンク・リザーバ２０に接続され
ている。

スプール６８は、第１の環状の半径方向外方に
開いている凹所８２であつて、第１Ｂ図に示され
るように、制御弁１１の中心配置時において凹所
７４と連通し、そして、凹所７３から離されてい
るものを設けられている。スプールは、それが第
１Ｂ図の中心配置位置に在るとき、凹所７５と連
通しそして凹所７３とは連通していない第２の環
状の半径方向外方に開いている凹所８３を設けら
れている。

方向制御弁１１はさらに１対の補償弁８４と８
５をそれぞれ画成する。補償弁８４は、弁体６６
内の弁室８７内に収容された可動の弁部材８６に
よつて画成され、そして常態においては、凹所７
８に対して開く弁座８９に対しばね８８によつて
着座関係に偏圧されている。弁部材８６は、導管
９２に接続された弁体のポート９１と連通する軸
方向の通路９０を画成する。さらに弁部材は通路
７６と連通する弁室９４に対して開くポート９３
を画成する。

補償弁８５は、ポート９１と導管９２が省かれ
ていることを除けば、補償弁８４に概ね似てい
る。したがつて、補償弁８５は弁部材９５を有
し、該弁部材９５は弁座９７に対しばね９６によ
つて偏圧されている。

本流体系統の定常作動において、モータ１２へ
の加圧流体の給送は、パイロツト弁１０と制御導
管３５または３８の何れかを通じて加圧流体を選
択的に供給することによる方向制御弁１１のスプ
ール６８の好適な運動によつて行なわれる。した
がつて、もし第１Ｂ図において見たとき右方へ流
体モータ１２の流体ピストン１３を運動させるこ
とが望まれるならば、第１Ａ図に示される如きパ
イロツト弁のハンドル２１の好適な手操作が、ス
プール通路３３を通じて移送導管３５へ加圧流体
を供給し、それによつて、方向制御弁１１のスプ
ール６８の左端へ圧力を供給するとともに凹所８
２を右方へ移動して凹所７３と７４との間に連通
を生じさせ、それによつて、導管１９から制御弁
を通じて供給管１５へ加圧流体を提供するように
行なわれる。これと同時に、凹所８３は凹所７９
と連通するように移転され、それによつて、管１
６から方向制御弁を通じて排出導管８１とタンク
リザーバ２０への排出連通を提供する。

逆に、第１Ｂ図において見られるとき左方へピ
ストン１３を運動させることが希望されるとき
は、パイロツト制御ハンドル２１は時計回りの方
向に運動され、それによつて、供給通路３９とス
プール通路３６との間にポート６２を通じて連通
を生じ、それによつて、加圧流体を移送導管３８
を通じて方向制御弁１１の右端へ提供し、それに
よつて、スプール６８を左へ移動させるとともに
弁体の凹所７３と凹所７５との間に連通を生じさ
せるように凹所８３を位置決めし、それによつ
て、導管１９から通路７７を通じて移送導管１６
へ加圧流体を提供する。これと同時に、スプール
凹所８２は弁体の凹所７８と凹所７４とに連通す
るように移動され、以て、導管１５から排出導管
８１への排出通路を提供する。

かくのごとく、弁１０はパイロツト弁のハンド
ル２１の運動の作用として方向制御弁１１のスプ
ール６８を選択的に運動させるための調圧パイロ
ツト弁として働らく。補償弁８４，８５は例えば
流体モータ１２における荷重の力によつてピスト
ン１３が、ポンプ１７からの流体の流れが管１
５，１６を通じて提供されるよりも一そう急速に
運動されるとき、流体モータ１２のキヤビテーシ
ヨンを効果的に防ぐために設けられる。もし例え
ば、シリンダ１４が前記したごとく下降状態間に
急速に後退するならば、管１５及び通路７６内の
圧力は低下する。この圧力低下は、弁室９４及び
ポート９３を介して弁室８７においても感知され
る。通路７６内の圧力が排出通路８０及び環状凹
所７８におけるタンク圧力よりも低下するとき、
圧力の差は弁部材８６の端に作用してそれをその
座８９から持上げ、かようにして通路７６の管１
５とを通じてシリンダ１４に補償流体を提供す
る。その結果として、導管１６からの流体は排出
通路８０を通じて凹所７８へ移転され、そして座
８９からの弁部材８６の離脱の結果として、通路
７６内へ移転され、以て導管１５への流体の流量
を増し、かようにしてモータ１２のキヤビテーシ
ヨンを効果的に防止する。

上に簡述された如く、改良された圧力調整パイ
ロツト弁１０は、本系統が浮動状態即ちピストン
１３がシリンダ１４内で浮動し得る状態において
作動することを許す改良された手段を提供するよ
うに構成される。そのような浮動制御を達成する
ため、パイロツト弁１０は補償弁８４を排流し、
スプール６８を加圧流体が補償弁を通過し得るよ
うにその移転位置に保持し、そしてポンプ、タン
ク及びシリンダ導管相互間の連通を可能にするよ
うに仕組まれる。

この目的のため、スプール２６は、導管９２が
接続されている弁体２４の流れ通路９９と連通す
る環状の半径方向外方に開口する凹所９８を形成
されている。弁体は通路９９から離された半径方
向内方へ開口する環状の凹所１００を画成する。
スプール２６の定常の圧力調整往復運動の間、凹
所９５は凹所１００に対し離隔関係に保持され
る。

第１Ａ図に示されるごとく、凹所１００は通路
１０１を通じて排出通路６３に接続されている。
補償弁８４を排流することが希望されるときは、
スプール２６は、凹所９８が凹所１００と連通し
て導管９２を排出通路６３に接続させ、したがつ
て、導管６５を通じてタンク・リザーバ２０に連
通させ、それによつて弁部材８６の後側を排流す
るとともに補償弁８４が流体を導管１５内に進入
させるように開くことを可能ならしめる位置へ運
動される。

凹所１００と連通する凹所９８の運動は、ハン
ドル・アーム２７とスプール２６との間の直接の
機械的結合によつて行なわれる。直接の機械的結
合は、プランジヤ２８を下方へ運動させてプラン
ジヤ面４９をスプール２６の上端部分１０２を係
合させることによつて達成される。その結果、ア
ーム２７の下降運動及びそれと同時のプランジヤ
の下降運動はスプール２６を直接に下方へ運動さ
せることによつて凹所９８を、ばね５３の上向き
偏圧作用に抗して凹所１００と連通させる。

かくのごとく、スプール２６に凹所９８を設
け、この凹所に導管９２を介して補償弁８４の後
側を連絡することによつてパイロツト弁１０の排
出凹所１００、通路１０１及び通路６３とを通じ
て前記弁を選択的に排流することは、在来形の系
統の高価で複雑な補助的弁装置並びに流体回路装
置を不必要ならしめる簡単且つ安価な浮動制御を
実現する。

工業的適用可能性 本発明の制御系統は広い範囲の工業的用途に有
利に適合される。例えば、流体モータ１２は浮動
位置を必要とする広い範囲の装置と組合わせて使
用され得る。一例として、地面に沿つてバケツト
を推進するローダが使用される。凹凸のある地面
においては、バケツトが地面の輪郭に従うことを
許すようにすることが望まれる。制御装置に浮動
作用を用意することは、バケツトが地形の輪郭に
一そう効果的に従うことを可能ならしめる。

本発明は、所望の浮動状態を提供する手段とし
て、モータのキヤビテーシヨンを制御するために
通常設けられる、方向制御弁の補償弁の１個を使
用する。

本発明のその他の局面、目的及び利点は、図
面、明細書及び請求の範囲の検討から得られる。
特定実施例に就ての前記開示は、本発明によつて
包含される広汎な発明概念を例示している。