JPH0147647B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 荷重を支持するための流体モータ１０と、ポ
ンプＰと、パイロツト信号によつて作動されて前
記流体モータとポンプとの間の流体の流れを制御
するための方向切換弁１４と、該方向切換弁の作
動を制御するためのパイロツト回路２１，２４，
２５，２２とを有する流体動力制御システムに使
用されるための圧力調整弁２０にして、 弁室２８を形成する弁体２７と、前記ポンプＰ
に接続された第１の入口ポート３７，３９と、逆
止め弁４４を介して前記流体モータ１０に接続さ
れた第２の入口ポート３８，４０と、前記パイロ
ツト回路に接続された出口ポート３６とを有し、 更に、前記第１の入口ポート３７，３９に隣接
した第１の移行通路４１と、前記第２の入口ポー
ト３８，４０に隣接した第２の移行通路４２と、
前記第１及び第２の移行通路と出口ポート３６と
に常時連通する出口通路４３とを形成するように
前記弁室２８内に設けられた運動可能なスプール
２９と、 前記ポンプによつて圧力流体が前記第１の入口
ポートに送られたときに前記第１の移行通路を前
記第１の入口ポートに関していろいろな程度で部
分的に不整合にしたり、荷重によつて発生した圧
力が前記第２の入口ポートにあり且つ前記第１の
入口ポートには流体が送られていないときに前記
第２の移行通路を前記第２の入口ポートに関して
いろいろな程度で部分的に不整合にしたりするた
めに前記出口ポート３６内の圧力に抗して前記ス
プール２９を偏倚するばね３０とを備え、 これによつて、前記出口ポートおよびパイロツ
ト回路内の流体の圧力レベルを調整し、前記ばね
３０は前記両方の入口ポートに圧力が無いときに
は前記スプールを偏倚して前記第１および第２の
移行通路を前記第１及び第２の入口ポートに夫々
整合するようになつている、圧力調整弁。

２ 前記第１の移行通路４１が前記第１の入口ポ
ート３７，３９と部分的に不整合なときには前記
第２の移行通路４２は前記第２の入口ポート３
８，４０と完全に不整合になるように前記スプー
ル内に位置している請求の範囲第１項に記載の圧
力調整弁。

３ 前記出口通路４３は前記スプールの一端を通
つて開口しており、前記移行通路４１，４２は前
記スプールを通つて前記出口通路に半径方向に開
口している請求の範囲第１項に記載の圧力調整
弁。

技術分野 本発明は圧力調整弁に係り、特に流体動力制御
システムに使用される圧力調整弁に関する。

背景技術 建設機械において荷重を持ち上げるために使用
される流体モータを制御するための周知の技術で
は、パイロツト信号によつて操作される方向切換
弁を介して液体モータに圧力流体が供給される。
この圧力流体は、機械の運転時に駆動される適当
な高圧ポンプから送られる。絞り装置とシヤトル
弁との複合装置がポンプとパイロツト弁とに接続
され、ポンプの運転時にポンプからの圧力液体を
方向切換弁に供給してこれをパイロツト制御す
る。若し、ポンプが故障して所望の圧力流体を得
ることができなくなつたときには、荷重によつて
流体モータのボトム側の室に発生した圧力流体を
絞り装置とシヤトル弁との複合装置を使用して圧
力流体の緊急供給源として利用するようになつて
いる。ポンプから圧力流体が供給されないときに
はシヤトル弁はそのばねによつて自動的に動かさ
れてこの圧力流体をパイロツト制御弁に流体を供
給するために使用するようになつている。ポンプ
の運転時にはこのシヤトル弁は荷重によつて発生
したパイロツト弁からの圧力流体をポンプからの
圧力流体によつて阻止するように動かされる。

このような従来技術における欠点は、パイロツ
ト制御に使用される流体の圧力レベルが流体モー
タによつて支持されている荷重の変動を伴つた本
体装置の圧力と実質的に同一であることであり、
このようなパイロツト圧力の変動は方向切換弁の
制御を困難にする。更に、パイロツト制御回路の
圧力が本体装置の圧力によつて変動するのでパイ
ロツト制御回路の部品は高い圧力に耐えるように
作らなければならないのでこれらの部品が高価な
ものになる。

発明の開示 本発明による圧力調整弁は、荷重を支持するた
めの流体モータと、ポンプと、パイロツト信号に
よつて作動されて流体モータとポンプとの間の流
体の流れを制御するための方向切換弁と、この方
向切換弁の作動を制御するためのパイロツト回路
とを有する流体動力制御システムに使用されるた
めのものであり、弁体とスプールとばねとを有す
る。この弁体は弁室と、ポンプに接続された第１
の入口ポートと、逆止め弁を介して液体モータに
接続された第２の入口ポートと、パイロツト回路
に接続された出口ポートとを有する。スプールは
弁室の中を運動可能であり、第１の入口ポートに
隣接した第１の移行通路と、第２の入口ポートに
隣接した第２移行通路と、第１及び第２の移行通
路と出口ポートとに常時連通する出口通路とを形
成している。ばねは出口ポートの中の流体の圧力
に抗してスプールを偏倚し、ポンプによつて圧力
流体が第１の入口ポートに送られたときに第１の
移行通路を第１の入口ポートに関していろいろな
程度で部分的に不整合にしたり、荷重によつて発
生した圧力が第２の入口ポートにあり且つ第１の
入口ポートには流体が送られていないときに第２
の移行通路を第２の入口ポートに関していろいろ
な程度で部分的に不整合にしたりしている。この
ばねは前述のいずれのいぐちポートにも圧力が無
いときにはスプールを偏倚して第１および第２の
移行通路を第１および第２の入口ポートに夫々整
合するようになつている。

かくして、本発明は流体動力制御システムにお
ける複数個の異なつた圧力源から適当に調整され
た流体を供給するための改良された選択装置を兼
用する圧力調整弁である。制御の選択は圧力源の
１つが所望の流体圧力を提供することができない
場合にはその結果として自動的に行われる。負荷
が吊り揚げられているときには、この圧力調整弁
は高圧ポンプの故障のときでも負荷を制御して吊
り下ろしを可能にする改良された装置を提供する
ことがき、負荷が吊り揚げられているときには荷
重の変動に係らず流体動力を効果的に制御するこ
とができる。

本発明の装置は極めて簡単で製造するのに経済
的であり、しかし一方では上記の説明のように極
めて望ましい特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した改良された圧力調整
弁を有する流体動力制御装置の概略図； 第２図は平常の制御様式における制御弁の配置
を示す圧力調整弁の分解断面図；および 第３図は圧力調整弁の他の操作様式において、
流体モータから流体の放出を制御のときに圧力調
整を行なうスプールの配置を示す分解断面図であ
る。

発明を実施するための最良の形態 図面に示す本発明の実施例では、荷重は、運動
可能なピストン１２が挿入されたシリンダ１１を
有する液体モータ１０によつて位置決めされてい
る。荷重を持ち揚げるときにピストン１２を動か
すための加圧液体が導入されるボトム側の室１３
がこのシリンダ１１に形成されている。加圧液体
は方向切換弁１４を通り、高圧供給管１５並びに
戻り管１６を通つてシリンダに送られる。

符号１７によつて示される流体動力制御システ
ムは通常ポンプＰのような圧力源から放出される
加圧流体を利用している。ポンプは戻りタンクＴ
から流体を受け、これを方向切換弁１４に接続さ
れた第１の供給管１８に高圧のもとに流し、且つ
第２の供給管１９を通つて本発明を実施する圧力
調整弁２０に流す。圧力調整弁２０は次に、減圧
され且つ調整された加圧流体を移行管２１を介し
てパイロツト弁２２に供給する。パイロツト弁２
２は、所望に応じて方向切換弁を適宜作動してピ
ストン１２を上方または下方に動かしこれに対応
して荷重を上昇または下降するため管２４と２５
を介して適当な加圧流体を方向切換弁に流すよう
手動で操作できる制御ハンドル２３を有する。第
１図に示すように方向切換弁はまた流体回路を完
成するためタンクＴに接続されている。

第１図に示すように、ポンプは最大圧力限定用
の関連する安全弁２６を備えることもできる。さ
らに、図示するように、パイロツト弁２２はまた
タンクＴに接続されている。

図示の実施例において、圧力調整弁２０は、運
動可能なスプール２９が受け入れられる弁室２８
を形成する弁体２７を備えている。

スプール２９は弁体２７にねじ込まれた取り外
し可能なプラグ３１とスプール２９の端３２との
間に延びるばね３０によつて１つの方向即ち第１
図に示すように右の方に偏倚させられている。ス
プール２９の他方の端３３は弁室２８の外方端に
ある壁部にねじ込まれて弁室の外方端において出
口ポート３６を形成するプラグ３５の肩部３４と
突き当たるようばね３０によつて押されている。
第１図に図示するように、出口ポート３６は移行
管２１を経てパイロツト弁２２に連結されてい
る。

弁体２７は軸線方向に離れた関係で弁室２８に
向かつて開口している第１の入口ポート３７と第
２の入口ポート３８を形成している。第１図に示
すように、第１の入口ポート３７は環状の窪み３
９を通つて弁室２８に開き、第２の入口ポート３
８は環状の窪み４０を通つて弁室に開口してい
る。

運動可能なスプール２９は窪み３９に隣接する
第１の移行通路４１と窪み４０に隣接する第２の
移行通路４２とを有する。図示の実施例におい
て、移行通路４１と４２とはスプール２９の周り
に均衡のとれた流体の流れを形成するように半径
方向に開口し且つ円周方向に離隔された一連の円
の穴によつて形成されている。第１図に示される
ように、スプール２９は出口ポート３６と移行通
路４１および４２と常に連絡するように端３３を
貫通して開口する軸線方向の出口通路４３を有す
る。

逆止め弁４４が入口ポート３８と供給管１５と
の間に置かれ高圧の流体がポンプＰから圧力調整
弁２０に向かつて流れるときに入口ポート３８を
通つてこの流体が外側に流れることを防止してい
る。

通常の運転では、ポンプＰからの高圧の流体は
入口ポート３７と転位通路４１とを通つて出口ポ
ート４３に吐出される。この流体の圧力は、移行
通路４１が窪み３９の左側の端で規制されて絞ら
れるようにスプール２９を第２図で左側に押し進
めるように作用する。図示するように、流体の圧
力が増加するとスプール２９はスプリング３０の
偏倚力に抗してさらに左の方に移動され、その結
果、流体はさらに絞られて流体の圧力が減小され
る。そのかわり、流体の圧力が下がると、スプリ
ング３０は絞り効果を小さくするように移行通路
４１を入口ポートの窪み３９とより完全に整合す
るようにスプールを右側に押し進める。かくし
て、スプール２９の往復運転はパイロツト弁２２
に送るための流体の圧力を出口ポート３６におい
て調整して方向切換弁１４を予め選択された所望
の低い圧力に維持し、ハンドル２３を操作するこ
とによつて方向切換弁１４を所望の如く作動させ
て前述のように流体モータのピストン１２の位置
を制御することができる。

第２図に示すよう、ポンプが入口ポートの窪み
３９を経て移行通路４１に高圧液体を供給してい
るときはスプール２９は充分左方に移動させら
れ、第２の移行通路４２が第２の入口ポートの窪
み４０と不整合にさせられる。かくして、圧力調
整弁２０はこのような条件のもとでは単に圧力調
整弁として機能する。

しかしながら、ポンプＰに故障が起り高圧流体
がスプリング３０の偏倚力に打ち勝つよう入口ポ
ート３７を経て放出されないときは、スプリング
はスプール２９の端３３が弁体２７のプラグ３５
の肩部３４に突き当たる第１図に示す極限位置
に、即ち右側にスプール２９を押し進める。この
構造では第２の移行通路４２は窪み４０と整合し
て出口ポート４３と入口ポート３８の間流体の連
通が確立される。ここにおいて、入口ポート３８
は前述の如く供給管１５と逆止め弁４４によつて
シリンダ１１のボトム側の室１３に連結してい
る。かくして、もしポンプＰの故障が起つたとき
に荷重が吊り揚げられているとすれば、シリンダ
のボトム側の室１３の流体は供給管１５、逆止め
弁４４、入口ポート３８、窪み４０および移行通
路４２を通つてスプール２９の出口ポート４３に
流れ込む。

シリンダ１１のボトム側の室１３から放出され
た流体の圧力はスプリング３０の偏倚力に抗して
スプール２９を第２図に示すように左の方へ押し
房す作用をする。また窪み３９に関する移行通路
４１の動きに関して前述したと実質的に同じ方法
で圧力調整の機能を果すように移行通路４２が窪
み４０と部分的に不整合にされる。このようにし
て、流体の出口通路４３から出口ポート３６と移
行管２１とを経てパイロツト弁２２へ放出される
流体は調整された低い圧力に維持され、ポンプＰ
が圧力調整弁２０に高圧を与えていたときと同じ
ようにパイロツト弁と方向切換弁との操作を可能
にし、よつてハンドル２３を操作することによつ
て荷重の急激な落下を防止することができる。

産業上の利用可能性 本発明による圧力調整弁を備えた流体動力制御
システム１７は、平常の高圧流体の供給装置に故
障があつたときでも制御された動きによつて荷重
を休止位置に帰すことが望まれる広い範囲の流体
モータ利用に適用することができる。図示の実施
例においては、このシステムは土壌を動かす車輌
のバケツトのような荷重を揚げたり下げたりする
流体モータに関して説明される。当該分野の技術
の専門家には明らかであるように、制御システム
は広い範囲の異なつた流体モータに使用すること
が可能である。

特定のポンプと特定の調整圧力とが望まれるが
図示の適用においては、調整された圧力を約24.6
Kg／cm²（２、413kPa）（350psi）とし、ポンプ圧
力を約140.6Kg／cm²（13、790kPa）、（２、000psi）
とすることができる。荷重が例えばバケツト内の
荷重のよう上方に揚げた荷重であるところでは、
シリンダ１１のボトム側の室１３の圧力はポンプ
Ｐによる平常の圧力である140.6Kg／cm²（13、
790kpa）にほとんど等しく、一方、圧力調整弁
２０はそのような条件のもとではシリンダ１１の
ボトム側の室１３からパイロツト弁へ吐出された
圧力を所望の調整された24.6Kg／cm²（2.413kpa）
の圧力に自動的に減少し調整する。

このようにして圧力調整弁２０は選択装置兼圧
力調整および圧力降下弁としての効果を有し、単
一の弁部材がポンプが高圧流体を供給している通
常の状態でも、ポンプが故障して圧力流体の供給
ができないときの状態でも、いづれの場合でも流
体モータからの圧力を自動的に調整することがで
きる。以上の説明に示されるように、圧力調整弁
２０はこのような異なつた条件のもとでもその機
能を自動的に遂行することができる。

本発明は１個の圧力調整弁２０に改善された機
能を行なわせ、別々の弁や他のシステム化した構
成要素の必要をなくし、それによつて車輌および
類似のものに載せて使用することに有利に適応す
ることができるよう相当コストを低下させ空間の
必要量を最小にすることができる。

本発明の他の特徴、目的および利点は図面、明
細書および添附した請求の範囲を調べることによ
つて容易に理解できるであろう。特定の実施例の
うちの上述の説明は本発明に含まれる広い発明的
概念の例示である。