JPH0639258B2 - 負荷感知液圧装置 - Google Patents

負荷感知液圧装置

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JPH0639258B2
JPH0639258B2 JP16918284A JP16918284A JPH0639258B2 JP H0639258 B2 JPH0639258 B2 JP H0639258B2 JP 16918284 A JP16918284 A JP 16918284A JP 16918284 A JP16918284 A JP 16918284A JP H0639258 B2 JPH0639258 B2 JP H0639258B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はオープン・センタ負荷感知液圧装置に係り、特
に、液圧機器を操作中にその操作に対する対抗する大き
な負荷が加わった場合に、そのような負荷が当該液圧機
器を操作している操作機構に跳ね返る（キックバック）
のを防止するようにしたオープン・センタ負荷感知液圧
装置に関する。ここで“オープン・センタ”とは、当該
オープン・センタ負荷感知液圧装置に含まれる（以下に
説明する）主及び副作業制御バルブがともに中立位置に
あるときに、ポンプから供給された流体が液溜に戻る回
路が形成されることを意味する。
技術的背景 近年、農業や工業用機器製造業界では、ステアリンなど
の主作業を行うための主作業回路の外に、二次的な作業
を行うための副作業を行うための副作業回路を備え、主
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たオープン・センタ負
荷感知液圧装置を備えるトラクタが製造されてきてい
る。そのようなトラクタの液圧装置は、主作業回路が該
主作業回路への作動液の供給排出を制御するための主作
業制御バルブと該バルブを操作する主作業操作機構とを
有しており、主作業制御バルブは主作業回路への作動液
の流れの方向を制御すると共に、当該主作業操作機構の
操作量に応じた作動液を主作業回路に送る手段、例えば
ジェロータを備える。
そのような装置においては、主作業を行っているとき
に、それに対抗する大きな負荷が加わると、作動液の逆
流が生じ、そのためその反動が上記の如きジェロータな
どの手段に発生して、それが主作業操作機構に伝わり、
すなわちキックバックが生じ、操作の支障になるといっ
た問題を有していた。
発明の目的 本発明は、上記の如き跳ね返りの無いオープン・センタ
負荷感知液圧装置を提供することを目的とするものであ
る。
発明の構成 すなわち、本発明に係るオープン・センタ負荷感知液圧
装置は、主作業回路（以下に述べる実施例においては、
参照番号１８で示す）と副作業回路（参照番号２４で示
す）とを有し、両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、
当該主作業回路が該主作業回路への作動液の供給排出を
制御するための主作業制御バルブ（以下に述べる実施例
では、ステアリングバルブ２８として実施化）と該バル
ブを操作する主作業操作機構（ステアリングハンドル３
０として実施化）とを有しており、主作業制御バルブは
主作業操作機構の操作量に応じた作動液を主作業回路に
送る手段（ジェロータ３２として実施化）を備える、オ
ープン・センタ負荷感知液圧装置であって、 液溜（参照番号１４で示す）と； 液溜に接続された定量ポンプ（参照番号１２で示す）
と； 該ポンプを上記主作業制御バルブに接続する第１供給ラ
イン（参照番号１６で示す）及び主作業制御バルブを液
溜に接続する第１帰還ライン（参照番号２０で示す）
と； ポンプを上記副作業回路内に含まれる副作業制御バルブ
（参照番号３８で示す）に接続する第２供給ライン（参
照番号２２で示す）及び副作業制御バルブを液溜に接続
する第２帰還ライン（参照番号２６で示す）と； 第２供給ライン内に設けられ、開位置と閉位置との間で
可動の優先バルブ（参照番号４４で示す）と； 主作業制御バルブを優先バルブの一端に接続し、主液圧
作動機器（液圧シリンダ３４として実施化）に作用する
負荷によって起される圧力信号を優先バルブに伝達し、
優先バルブを閉位置に向けて付勢する負荷信号ライン
（参照番号４８で示す）と； 負荷信号ラインに設けられたオリフィス（参照番号５０
で示す）と； オリフィスの下流に優先バルブと並列にして設けられ、
所定以上の液圧を負荷信号ラインから逃すように設定さ
れたレリーフバルブ（参照番号５２として示す）と； 優先バルブの上流の第２供給ラインを優先バルブの他端
に接続するパイロットラインで、該パイロットライン内
の液圧が優先バルブを開位置へ向けて付勢するようにな
されているパイロットラインと； 負荷信号ライン内に設けられ、第１供給ライン内の液と
負荷信号ライン内の液との間の圧力の差を感知し、その
差に応答して開位置と閉位置との間で可動で、第１供給
ライン内の液圧が負荷信号ライン内の液圧よりも所定圧
以上小さい場合に、閉位置となるようにした制御バルブ
（参照番号５４で示す）と；を備えることを基本的特徴
とする。
発明の作用効果 本発明に係るオープン・センタ負荷感知液圧装置は、上
記の通りの構成を有するものであり、液圧機器に大きな
負荷がかかり、それによって第１の流体ライン内の液圧
が負荷信号ライン内の液圧よりも所定圧以上小さくなる
と、制御バルブが負荷信号ラインを介して主作業回路か
ら作動液が逆流するのを防止するようになり、従って上
記の如き跳ね返りが生じるのを防止することをができ
る。
実施例 以下、本発明を添付図面に示した実施例に基づき説明す
る。
第１図には、農業や工業用トラクタ等の車輛のステアリ
ングの制御を行うためのオープン・センタ液圧システム
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供給ライン１６を通して主作業回路
１８に供給する。該回路１８は帰還ライン２０を介して
液溜１４に接続されている。ポンプにはまた、第２供給
ライン２２によつて副作業回路２４に接続されており、
該回路は帰還ライン２６によつて液溜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・センタ液圧システムは、主作業回路１８が副
作業回路２４より優先的に作動流体が供給されるよう設
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・
バルブ２８を含んでおり、該バルブはステアリングハン
ドル３０及び液圧作動ジエロータ３２によつて操作され
る。ステアリングバルブ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３６の動きを制御
する。ジエロータ３２及び液圧シリンダ３４へのステア
リングバルブ２８の接続及び同バルブの構造は周知のも
のである。ステアリングバルブ２８は、三個のオリフイ
ス３７ａ，３７ｂ，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はバルブ３８を含んでおり、該バルブは
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、例えば車輛に取り付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、バルブ３８はレバー
４２によつて機械的に作動される。
優先バルブ４４が第２供給ライン２２内に位置決めされ
ており、該バルブは必要とされるときに、ポンプ１２か
ら副作業回路への液の流れを制限することにより主作業
回路１８への液圧の制御を行えるように、開位置と閉位
置との間で可動とされている。好ましくは、優先バルブ
４４はばね４６によつて閉位置に偏倚され、第２供給ラ
イン２２からの液流を制限若しくは阻止する。優先バル
ブ４４は、第２供給ライン２２内の液圧により開位置に
可動で、その位置では副作業回路への流れを許容する開
位置へ可動である。
液圧システム１０はまた、主作業回路１８と優先バルブ
４４との間に接続された負荷信号ライン４８を有してい
る。このラインは液圧シリンダ３４に作用する負荷によ
つて発生された圧力信号を優先バルブ４４に伝達するこ
とができる。図面に示されるように、負荷信号ライン４
８は優先バルブ４４の右端に液を向けてばね４６と協働
して優先バルブ４４を閉止位置に向けて付勢する。負荷
信号ライン４８内の圧力が増大すると、優先バルブ４４
は左方へ動かされ閉止位置となり、第２供給ライン２２
を制限する。このとき、ポンプ１２は作動液を吐出し続
けるので、第２供給ライン２２内及び第１供給ライン１
６内の圧力が上昇する。従つて、負荷信号ライン４８内
の液圧はばね４６とともにポンプ１２と協働して副作業
回路２４内への液流を制限し、それにより主作業回路１
８への液圧を調整する。これにより、ポンプ１２から主
作業回路１８への適正な液流及び液圧を保証する。
オリフイス５０が負荷信号ライン４８内に設けられ、ま
た、レリーフバルブ５２がオリフイス５０の下流で優先
バルブ４４と並行な関係にして設けられている。レリー
フバルブ５２は閉止位置にばね付勢されており、オリフ
イス５０の下流の負荷信号ライン４８内の圧力が一定以
上になると、それによつて作動されて開放され、加圧液
を負荷信号ライン４８から液溜１４へ逃す。
このような優先負荷感知システムにおいては、ジエロー
タ前後の逆圧力差及びジエ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
３０を回転した方向と反対の方向に回転させるトルクが
生じる。バルブ２８がそのように回転すると、ハンドル
３０のはね返りを生じ好ましくない。本発明に係るオー
プン・センタ液圧システム１０は、このはね返りを主作
業回路１８と優先バルブ４４との間の負荷信号ライン４
８内に負荷信号制御バルブ５４を設けることにより回避
する。バルブ５４は好ましくは三方二位置バルブで、ば
ね５６及び負荷信号ライン４８内の圧力によつて（図示
の）第１の位置とされており、ライン５８を介して第１
供給ライン１６を負荷信号ライン４８に接続する。制御
バルブ５４は、ライン５８を介してバルブ５４の右端部
に作用する第１供給ライン１６内の圧力によつて左方へ
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２８が負荷信号ライン４８によつて優先
バルブ４４に接続される。
負荷信号制御バルブ５４は、第１供給ライン１６と負荷
信号ライン４８との流体間の圧力変化を感知することが
できる。バルブ５４はそのような圧力変化に応答して可
動で、第１供給ライン１６内の液圧が負荷信号ライン４
８内の液圧より小さいとき、負荷信号ライン４８を介し
て主作業回路１８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、ジエロー
タ３２を通る逆流のための流路を無くし、それによりハ
ンドル３０をはね返すステアリングバルブ２８に作用す
る逆向力を無くす。
オープン・センタ負荷感知液圧システム１０は更に一方
向チエツクバルブ６０を有している。このバルブは、第
１供給ライン１６内の、制御バルブ５４が第１供給ライ
ンに接続される点と、第１供給ラインがステアリングバ
ルブ２８に接続される点との間に位置決めされている。
チエツクバルブ６０は主作業回路から第１供給ライン１
６に液が逆流するのを防ぐ。第２のチエツクバルブ６２
が、帰還ライン２０を第１供給ライン１６に接続するラ
イン６４内に設けられている。このチエツクバルブ６２
は、オペレータのハンドル３０への入力がポンプ１２か
ら得られる流れよりも大きい場合に、帰還ライン２０か
ら第１供給ライン１６へ液が流れるのを許容する。これ
が起ると、通常、液溜１４へ戻される流れが第１供給ラ
イン１６を満すのに使われ、それにより第１供給ライン
１６にキヤビテーシヨンが起るのを阻止する。
オープン・センタ液圧システム１０は、リンク３６上に
取り付けられた右及び左車輪６６，６８を含む。更に、
第２供給ライン２２に設けられたリフトチエツクバルブ
７０を含む。該チエツクバルブ７０は副制御バルブ３８
から液流が出るのを阻止する。
操 作 オープン・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、種々の圧力値を用いて説明す
る。しかし、本発明は、これら値により制限されるもの
ではない。
先ず、車輛のエンジンが作動さ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
ングバルブ２８はニユートラル位置にあり、液圧シリン
ダ３４には圧力がかけられておらず、優先バルブ４４は
閉止され、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供給ライン１６を介して
ステアリングバルブ２８へ、また、第２供給ライン２２
を介して優先バルブ４４へ供給する。ステアリングバル
ブ２８はニユートラル位置にあるので、液は該バルブを
通ることはできず、第１供給ライン１６内の液圧は上昇
する。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、制御バルブ５４は第２位置
へ動く。第２の位置において、制御バルブ５４は第１供
給ライン１６から負荷信号ライン４８への液流を阻止
し、負荷信号ライン４８内の液がオリフイス３７ｂ及び
帰還ライン２０を介して液溜に通される。ポンプ１２か
らの圧力が約１５０psiとなると、該圧力は優先バルブ
４４のばね４６の力に打ち勝ち、該バルブをその開放位
置に向けて右方へ動かす。優先バルブ４４が開放位置と
なると、液は副作業回路２４の制御バルブ３８へ通され
る。制御バルブ３８はニユートラル位置にあるので、流
れは液圧シリンダ４０へは流れず、液溜へ流される。こ
の状態で、当該オープン・センタ液圧システム１０は待
機状態となる。
通常のステアリング操作 オープン・センタ液圧システム１０は、副作業回路２４
の液圧バルブ３８がニユートラル位置にある状態で、主
作業回路１８によつて作動液が必要とされるときは次の
ように作用する。制御バルブ５４がその第２位置にあ
り、優先バルブ４４がその開位置に向けて動かされてい
る状態の待機状態にあり、ポンプ１２からの液流が第１
及び第２供給ライン１６，２２を通してそれぞれ主及び
副作業回路１８，２４へ向けられる。このとき、オペレ
ータはハンドル３０を右の方へ回すことにより右方へ方
向を変えることができる。ハンドル３０を右方へ回せ
ば、ステアリングバルブ２８は右方へ動かされ、第１供
給ライン１６がオリフイス３７ａを介してジエロータ３
２の左側に接続される。ジエロータの左側は液圧シリン
ダ３４のロツド側端部に流体接続され、同シリンダのヘ
ツド側端部は帰還ライン２０によつて液溜に流体接続さ
れる。
液圧シリンダ３４内のピストンを動かすのに必要な液圧
が９００psiとすると、ポンプ１２からの液圧は１５０p
si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
ストンは動かず、従つて液流はオリフイス３７ａ、負荷
信号ライン４８を通つて制御バルブ５４の左側に通され
る。制御バルブ５４はこの液圧とばね５６の圧力により
（図示の）第１の位置に動かされる。制御バルブ５４が
第１の位置にあると、第１供給ライン１６内の液圧は負
荷信号ライン４８によつて優先バルブ４４に向けられ
る。優先バルブはこの圧力とばね４６の力により閉位置
に向けて左方へ動かされ液の流れを制限する。この制限
により第１及び第２供給ライン１６，２２内の液圧が増
大する。
ライン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を介して液圧シリ
ンダ３４のロツド側端部に通される。９００psiの圧力
は負荷信号ライン４８によつて感知され、優先バルブ４
４がその閉位置に向けて続けて動くことになる。ライン
１６，２２内の液圧が約９５０psiに達すると、オリフ
イス３７ａの前後で５０psiの圧力降下が生じ、これに
よりバルブ５４がばね５６の力に抗して第２の位置に動
かされる。第１及び第２供給ライン１６，２２内の圧力
は増大し続けて約１０５０psiにまでなり、これは、負
荷信号ライン４８を介して優先バルブ４４の右側に加わ
るステアリングのための負荷による９００psiに、ばね
４６の力１５０psiを足したものに等しい。オペレータ
がハンドル３０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３０を回すのを停めると、主制御
バルブ２８はニユートラル位置に動き、負荷信号ライン
４８内の液はオリフイス３７ｂ及び第２管路２０を介し
て液溜１４に戻される。そうすると、負荷信号ライン４
８内の圧力は実質的に零となる。負荷信号ライン４８内
の圧力が低下すると、優先バルブ４４が第２供給ライン
２２内の圧力により開位置に向けて右方へ動く。優先バ
ルブ４４が開位置に向けて動くと、そこを流れる液流へ
の制限が低下し、再び上述の待機状態となつて、全ての
液が副液圧バルブ３８に流され、ライン２６，２０を通
つて液溜に戻される。
車輪に加わる力に抗して行うステアリング操作 少くとも１方の車輪が例えば輪だちの中に入り、該車輪
を左の方へ回そうとするような外力が加わつたような場
合、オペレータはハンドル３０を右へ回そうとするが、
その場合、当該液圧システム１０は次のように作用す
る。
まず、該システムが待機状態にあるものとし、ステアリ
ングバルブ２８が右の方へ動かされ、オリフイス３７ａ
が第１供給ライン１６と接続され、その中の加圧液が液
圧シリンダ３４のロツド側端部に通される。それと同時
に、シリンダ３４のロツド側端部が帰還ライン２０を介
して液溜１４に接続される。その時、システム圧より高
いシリンダ３４のロツド側端部内の加圧液は、ジエロー
タ３２及び負荷信号ライン４８を通して制御バルブ５４
の左側に向けられる。第１供給ライン１６内の液圧より
高い圧力のこの加圧液は、制御バルブ５４を図示の第１
の位置に向けて右方へ動かす。制御バルブ５４が第１の
位置にあるので、液圧シリンダ３４のロツド側端部から
出てジエロータ３２を通る逆流は阻止される。この逆流
を阻止することにより、ハンドルへのはね返りを無くす
ことができる。
制御バルブ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】
添付図面は、本発明に係るオープン・センタ負荷感知装
置の液圧回路を示す。 １２……定量ポンプ； １４……液溜； １６……第１供給ライン； １８……主作業回路； ２０……第１帰還ライン； ２２……第２供給ライン； ２４……副作業回路； ２６……第２帰還ライン； ２８……主作業制御バルブ； ３０……主作業操作機構； ３２……主作業操作機構の操作量に応じた作動液を送る
手段； ４４……優先バルブ； ４８……負荷信号ライン； ５０……オリフィス； ５４……制御バルブ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−22979（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−167561（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−167873（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−75067（ＪＰ，Ｕ)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】主作業回路と副作業回路とを有し、両回路
    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、当該主作業回路が該主
    作業回路への作動液の供給排出を制御するための主作業
    制御バルブと該バルブを操作する主作業操作機構とを有
    しており、主作業制御バルブは主作業操作機構の操作量
    に応じた作動液を主作業回路に送る手段を備える、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； 該ポンプを上記主作業制御バルブに接続する第１供給ラ
    イン及び主作業制御バルブを液溜に接続する第１帰還ラ
    インと； ポンプを上記副作業回路内に含まれる副作業制御バルブ
    に接続する第２供給ライン及び副作業制御バルブを液溜
    に接続する第２帰還ラインと； 第２供給ライン内に設けられ、開位置と閉位置との間で
    可動の優先バルブと； 主作業制御バルブを優先バルブの一端に接続し、主液圧
    作動機器に作用する負荷によって起こされる圧力信号を
    優先バルブに伝達し、優先バルブを閉位置に向けて付勢
    する負荷信号ラインと； 負荷信号ラインに設けられたオリフィスと； オリフィスの下流に優先バルブと並列にして設けられ、
    所定以上の液圧を負荷信号ラインから逃すように設定さ
    れたレリーフバルブと； 優先バルブの上流の第２供給ラインを優先バルブの他端
    に接続するバイロットラインで、該パイロットライン内
    の液圧が優先バルブを開位置へ向けて付勢するようにな
    されているパイロットラインと； 負荷信号ライン内に設けられ、第１供給ライン内の液と
    負荷信号ライン内の液との間の圧力の差を感知し、その
    差に応答して開位置と閉位置との間で可動で、第１供給
    ライン内の液圧が負荷信号ライン内の液圧よりも所定圧
    以上小さい場合に、閉位置となるようにした制御バルブ
    と； を備えるオープン・センタ負荷感知液圧装置。
  2. 【請求項２】上記制御バルブが、三方向二位置バルブで
    ある特許請求の範囲第１項に記載のオープン・センタ負
    荷感知液圧装置。
  3. 【請求項３】制御バルブが、ポンプを負荷信号ラインを
    介して優先バルブの上記一端に接続する第１の位置にば
    ねにより付勢され、また、優先バルブの上記一端を負荷
    信号ライン及び第１帰還ラインを介して液溜に接続する
    第２の位置に向けて、第１供給ライン内の液圧により付
    勢されている特許請求の範囲第２項に記載のオープン・
    センタ負荷感知液圧装置。
  4. 【請求項４】優先バルブが、二方向二位置バルブである
    特許請求の範囲第１項に記載のオープン・センタ負荷感
    知液圧装置。
  5. 【請求項５】優先バルブが、液圧及びばねにより閉位置
    の向けて付勢されている特許請求の範囲第３項に記載の
    オープン・センタ負荷感知液圧装置。
  6. 【請求項６】第１供給ラインが、制御バルブとの接続点
    と主作業回路との接続点との間にチェックバルブを含
    み、主作業回路からの液が出るのを阻止するようにして
    ある特許請求の範囲第１項に記載のオープン・センタ負
    荷感知液圧装置。
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