JPH08240206A - 流体制御装置及び制御方法 - Google Patents
流体制御装置及び制御方法Info
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- F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
- F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
- F15B11/17—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors using two or more pumps
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
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-
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 異なるアクチュエータに供給する流体の順序
を定めず各作動部分を同時に操作することができる装置
を提供する。 【解決手段】 第1の制御区域S2が第1及び第2の作
動部分2,4に接続可能な直列接続された第1、第2の
制御弁を有する。第1の加圧流体源ギヤポンプP2が第
1の作動部分2に接続されたアクチュエータに流体を流
し、第2の加圧流体源、ギヤポンプP3が第1及び第2
の制御弁間を接続するラインに流体を流す。第1の制御
弁を中立位置から関連する作動部分2を選択する位置に
切り替えたとき、完全に選択されていれば、2つの作動
部分2,4に対応するギヤポンプP2,P3によって別
々に流体が供給されるようになる迄、第2の加圧流体源
P3によって第2の制御弁を通して流体を流すようにす
る。
を定めず各作動部分を同時に操作することができる装置
を提供する。 【解決手段】 第1の制御区域S2が第1及び第2の作
動部分2,4に接続可能な直列接続された第1、第2の
制御弁を有する。第1の加圧流体源ギヤポンプP2が第
1の作動部分2に接続されたアクチュエータに流体を流
し、第2の加圧流体源、ギヤポンプP3が第1及び第2
の制御弁間を接続するラインに流体を流す。第1の制御
弁を中立位置から関連する作動部分2を選択する位置に
切り替えたとき、完全に選択されていれば、2つの作動
部分2,4に対応するギヤポンプP2,P3によって別
々に流体が供給されるようになる迄、第2の加圧流体源
P3によって第2の制御弁を通して流体を流すようにす
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は複数の作動部材を同
時に作動せしめるための流体制御装置及び制御方法に関
するものである。
時に作動せしめるための流体制御装置及び制御方法に関
するものである。
【0002】本発明は、特に土木機械等に用いる流体制
御装置及び制御方法に関するものである。
御装置及び制御方法に関するものである。
【0003】
【従来の技術】一般に掘削機等の土木機械は3個の所定
配置のギヤポンプを有し、直進及びまたは回転流体アク
チュエータによって移動される。本発明を以下小型掘削
機について説明する。
配置のギヤポンプを有し、直進及びまたは回転流体アク
チュエータによって移動される。本発明を以下小型掘削
機について説明する。
【0004】小型掘削機は、通常原動機によって駆動さ
れる3個の所定配置のギヤポンプを有する流体制御回路
と、制御回路の3つの異なる点で対応するポンプからの
流体を受け取る1個または2個の流体制御弁ブロックと
を有する。
れる3個の所定配置のギヤポンプを有する流体制御回路
と、制御回路の3つの異なる点で対応するポンプからの
流体を受け取る1個または2個の流体制御弁ブロックと
を有する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、このよう
な従来の制御装置では特に機能の制御に難点があった。
即ち、
な従来の制御装置では特に機能の制御に難点があった。
即ち、
【0006】1.互いに干渉することなくその作動部材
を同時に操作することが困難である。2.操作速度が遅
い。3.トラック流がアンバランスである。
を同時に操作することが困難である。2.操作速度が遅
い。3.トラック流がアンバランスである。
【0007】このような欠点を個々に除くように改良し
た各制御回路は既知であるが、これらを同時に採用し、
複数の作動部材を同時に操作した場合、互いに干渉し、
または、操作サイクルに要する時間を減少するため操作
速度を増加することはできなかった。
た各制御回路は既知であるが、これらを同時に採用し、
複数の作動部材を同時に操作した場合、互いに干渉し、
または、操作サイクルに要する時間を減少するため操作
速度を増加することはできなかった。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、操作速
度を増加すると共に、複数の作動部材を同時に操作し得
る流体制御装置を得るにある。
度を増加すると共に、複数の作動部材を同時に操作し得
る流体制御装置を得るにある。
【0009】本発明の上記第1の目的は、直列接続可能
な第1及び第2の制御弁と、第1及び第2の加圧流体源
とを有する第1の制御区域より成り、上記第1の加圧流
体源が一対の制御弁のうちの優先度の高い制御弁に接続
可能であり、上記第2の加圧流体源が上記制御弁相互間
を接続するラインに接続可能であり、上記第1の制御弁
を中立位置から切り替えたとき上記一対の制御弁間の関
係が直列接続状態から上記一対の制御弁に、対応する加
圧流体源からの流体が個々に加えられる状態に次第に変
化する流体制御装置によって達成できる。
な第1及び第2の制御弁と、第1及び第2の加圧流体源
とを有する第1の制御区域より成り、上記第1の加圧流
体源が一対の制御弁のうちの優先度の高い制御弁に接続
可能であり、上記第2の加圧流体源が上記制御弁相互間
を接続するラインに接続可能であり、上記第1の制御弁
を中立位置から切り替えたとき上記一対の制御弁間の関
係が直列接続状態から上記一対の制御弁に、対応する加
圧流体源からの流体が個々に加えられる状態に次第に変
化する流体制御装置によって達成できる。
【0010】好ましくは、上記第1の制御区域が、上記
第2の制御弁に直列に接続可能な第3の制御弁を含み、
上記第2の加圧流体源が、上記第2及び第3の制御弁間
を接続するラインに接続可能ならしめる。
第2の制御弁に直列に接続可能な第3の制御弁を含み、
上記第2の加圧流体源が、上記第2及び第3の制御弁間
を接続するラインに接続可能ならしめる。
【0011】本発明の好ましい実施例においては、直列
接続可能な第4及び第5の制御弁と、第3の加圧流体源
とを有する第2の制御区域を更に設け、上記第3の加圧
流体源が上記第4及び第5の制御弁のうちの優先度の高
い制御弁に接続可能であり、上記第2の加圧流体源が上
記第4及び第5の制御弁相互間を接続するラインに接続
可能であり、上記第4の制御弁を中立位置から切り替え
たとき上記第4及び第5の制御弁間の関係が直列接続状
態から上記第4及び第5の制御弁に、第3及び第2の加
圧流体源からの流体が個々に加えられる状態に次第に変
化せしめる。
接続可能な第4及び第5の制御弁と、第3の加圧流体源
とを有する第2の制御区域を更に設け、上記第3の加圧
流体源が上記第4及び第5の制御弁のうちの優先度の高
い制御弁に接続可能であり、上記第2の加圧流体源が上
記第4及び第5の制御弁相互間を接続するラインに接続
可能であり、上記第4の制御弁を中立位置から切り替え
たとき上記第4及び第5の制御弁間の関係が直列接続状
態から上記第4及び第5の制御弁に、第3及び第2の加
圧流体源からの流体が個々に加えられる状態に次第に変
化せしめる。
【0012】本発明の更に好ましい実施例においては、
上記第5及びまたは第3の制御弁に直列に接続可能な第
6の制御弁を更に設け、上記第6の制御弁の1つの開口
が単動アクチュエータに接続可能であり、昇圧流体が他
の開口から1つ以上の他の制御弁によって流体が供給さ
れる他のアクチュエータに供給されるようにする。
上記第5及びまたは第3の制御弁に直列に接続可能な第
6の制御弁を更に設け、上記第6の制御弁の1つの開口
が単動アクチュエータに接続可能であり、昇圧流体が他
の開口から1つ以上の他の制御弁によって流体が供給さ
れる他のアクチュエータに供給されるようにする。
【0013】また好ましくは、上記第3及び第5の制御
弁相互間をラインによって接続し、上記第2の加圧流体
源を上記ラインに接続可能とし、その結果上記第3及び
第5の制御弁に作動流体を供給できるようにする。ま
た、好ましくは、上記第2の加圧流体源と上記第3及び
第5の制御弁間を接続するラインの流体圧を補償せし
め、この結果上記第3及び第5制御弁に向かうバイアス
流が生じ、他の制御弁より低圧で操作されるようにす
る。
弁相互間をラインによって接続し、上記第2の加圧流体
源を上記ラインに接続可能とし、その結果上記第3及び
第5の制御弁に作動流体を供給できるようにする。ま
た、好ましくは、上記第2の加圧流体源と上記第3及び
第5の制御弁間を接続するラインの流体圧を補償せし
め、この結果上記第3及び第5制御弁に向かうバイアス
流が生じ、他の制御弁より低圧で操作されるようにす
る。
【0014】また好ましくは、上記第2及び第1の加圧
流体源間のラインに接続される少なくとも1つの制御弁
を有する第3の制御区域を更に設ける。上記第3の制御
区域には互いに並列に接続された2個の制御弁を有せし
め得る。
流体源間のラインに接続される少なくとも1つの制御弁
を有する第3の制御区域を更に設ける。上記第3の制御
区域には互いに並列に接続された2個の制御弁を有せし
め得る。
【0015】本発明においては制御弁を再生回路内の復
動アクチュエータに接続し、アクチュエータのピストン
が一方に移動する間ピストンの小面積側がタンクに接続
可能とし、アクチュエータのピストンが上記方向に移動
する間ピストンの一方の側の全表面積に上記制御弁内の
圧力を加えるようにする。また、上記制御弁には、上記
ピストンの小面積側をタンクに選択的に接続するための
ブリードオリフィスを設ける。
動アクチュエータに接続し、アクチュエータのピストン
が一方に移動する間ピストンの小面積側がタンクに接続
可能とし、アクチュエータのピストンが上記方向に移動
する間ピストンの一方の側の全表面積に上記制御弁内の
圧力を加えるようにする。また、上記制御弁には、上記
ピストンの小面積側をタンクに選択的に接続するための
ブリードオリフィスを設ける。
【0016】本発明の他の目的は制御装置及びまたは上
述の制御弁を有する車輛を得るにある。
述の制御弁を有する車輛を得るにある。
【0017】本発明の更に他の目的は、(i)第1の流
体源から第1及び第2の制御弁を有する流体制御回路の
第1の制御区域に加圧作動流体を供給する工程と、
体源から第1及び第2の制御弁を有する流体制御回路の
第1の制御区域に加圧作動流体を供給する工程と、
【0018】(ii)第2の流体源から第1及び第2の
制御弁間を接続するラインに加圧作動流体を供給する工
程とより成り、
制御弁間を接続するラインに加圧作動流体を供給する工
程とより成り、
【0019】上記第1及び第2の制御弁が夫々第1及び
第2のアクチュエータに接続可能であり、且つ上記第1
の制御弁が上記第1の流体源から優先的に流体を受け取
るよう互いに直列接続されており、上記第1の制御弁を
中立位置から切り替えたとき上記第1及び第2の制御弁
間の関係が直列接続状態から上記第1及び第2の制御弁
に、対応する加圧流体源からの流体が個々に加えられる
状態に次第に変化する複数の復動アクチュエータの制御
方法によって達成できる。
第2のアクチュエータに接続可能であり、且つ上記第1
の制御弁が上記第1の流体源から優先的に流体を受け取
るよう互いに直列接続されており、上記第1の制御弁を
中立位置から切り替えたとき上記第1及び第2の制御弁
間の関係が直列接続状態から上記第1及び第2の制御弁
に、対応する加圧流体源からの流体が個々に加えられる
状態に次第に変化する複数の復動アクチュエータの制御
方法によって達成できる。
【0020】本発明方法においては下記の1つ以上の工
程を有せしめる。
程を有せしめる。
【0021】(iii)上記第2の流体源から加圧流体
を直列接続した第2及び第3の制御弁間を接続するライ
ンに供給する工程、
を直列接続した第2及び第3の制御弁間を接続するライ
ンに供給する工程、
【0022】(iv)第3の流体源から第4及び第5の
制御弁を有する流体制御回路である第2の制御区域に加
圧作動流体を供給する工程であって、上記第4及び第5
の制御弁が第4及び第5のアクチュエータに夫々接続可
能であり、且つ上記第4の制御弁が上記第3の流体源か
ら優先的に流体を受け取るよう互いに直列接続されてい
る工程、
制御弁を有する流体制御回路である第2の制御区域に加
圧作動流体を供給する工程であって、上記第4及び第5
の制御弁が第4及び第5のアクチュエータに夫々接続可
能であり、且つ上記第4の制御弁が上記第3の流体源か
ら優先的に流体を受け取るよう互いに直列接続されてい
る工程、
【0023】(v)第2の流体源から第4及び第5の制
御弁間を接続するラインに加圧作動流体を供給する工程
であって、上記第1の制御弁を中立位置から切り替えた
とき上記第4及び第5の制御弁間の関係が直列接続状態
から上記第4及び第5の制御弁に、第3及び第2の加圧
流体源からの流体が個々に加えられる状態に次第に変化
する工程、
御弁間を接続するラインに加圧作動流体を供給する工程
であって、上記第1の制御弁を中立位置から切り替えた
とき上記第4及び第5の制御弁間の関係が直列接続状態
から上記第4及び第5の制御弁に、第3及び第2の加圧
流体源からの流体が個々に加えられる状態に次第に変化
する工程、
【0024】(vi)上記第2の流体源から加圧流体を
直列接続した第5及び第6の制御弁間を接続するライン
に供給する工程、
直列接続した第5及び第6の制御弁間を接続するライン
に供給する工程、
【0025】(vii)上記第6の制御弁の1つの開口
から単動アクチュエータに加圧流体を供給する工程、及
び
から単動アクチュエータに加圧流体を供給する工程、及
び
【0026】(viii)上記第6の制御弁の他の開口
から加圧流体を昇圧流体として1つ以上の他の制御弁に
よって流体が供給される他のアクチュエータに供給する
工程。
から加圧流体を昇圧流体として1つ以上の他の制御弁に
よって流体が供給される他のアクチュエータに供給する
工程。
【0027】制御弁と加圧流体源に再生関係で接続され
る本発明の復動アクチュエータの制御方法は
る本発明の復動アクチュエータの制御方法は
【0028】a)アクチュエータのピストンが一方に移
動する間ピストンの小面積側をタンクに選択的に接続す
る工程と、
動する間ピストンの小面積側をタンクに選択的に接続す
る工程と、
【0029】b)アクチュエータのピストンの一方の側
の全表面積に加圧流体を選択的に供給しピストンを上記
方向に移動せしめる工程とを有する。
の全表面積に加圧流体を選択的に供給しピストンを上記
方向に移動せしめる工程とを有する。
【0030】本発明は制御弁と加圧流体源を再生関係で
復動アクチュエータに接続して制御する方法であり、本
発明の実施例では、夫々1つ以上の制御機能を達成する
ための入口と、タンクに接続可能な出口とを有する少な
くとも2つの独立した制御区域を有し、複数の機能を果
たす装置のための流体制御装置を含む。
復動アクチュエータに接続して制御する方法であり、本
発明の実施例では、夫々1つ以上の制御機能を達成する
ための入口と、タンクに接続可能な出口とを有する少な
くとも2つの独立した制御区域を有し、複数の機能を果
たす装置のための流体制御装置を含む。
【0031】好ましくは、独立の特性を妨害することな
く入口及びまたは出口を一体に組み合わせるため独立し
た制御区域をグループとする。
く入口及びまたは出口を一体に組み合わせるため独立し
た制御区域をグループとする。
【0032】各制御区域の第1の機能に優先的にポンプ
よりの流体を流すため1つ以上の制御区域に直列回路を
採用する。
よりの流体を流すため1つ以上の制御区域に直列回路を
採用する。
【0033】制御区域は互いに接続せしめる。例えば、
土木機械では地ならしとスイング手段を制御する区域
と、ブームとバケットを制御する区域間を連結し、後者
の区域に対する連結はブームとバケット制御点間の位置
で行なうのが好ましい。
土木機械では地ならしとスイング手段を制御する区域
と、ブームとバケットを制御する区域間を連結し、後者
の区域に対する連結はブームとバケット制御点間の位置
で行なうのが好ましい。
【0034】例えば、バランス接続を2つのトラック区
域間に形成し、及びまたは例えば、バケット機能と並列
に接続する。
域間に形成し、及びまたは例えば、バケット機能と並列
に接続する。
【0035】バランス接続は圧力補償バランス弁によっ
て行なうことができる。
て行なうことができる。
【0036】
【発明の実施の形態】以下図面によって本発明の実施例
を説明する。
を説明する。
【0037】図1は小型掘削機、図2はその流体制御回
路を示す。流体制御回路は原動機1によって駆動される
所定配置の3個のギヤポンプP1,P2,P3のセット
と、流体回路の異なる3つの流路P1′,P2′,P
3′に流体を流す1個または2個の流体制御弁ブロック
とを有する。
路を示す。流体制御回路は原動機1によって駆動される
所定配置の3個のギヤポンプP1,P2,P3のセット
と、流体回路の異なる3つの流路P1′,P2′,P
3′に流体を流す1個または2個の流体制御弁ブロック
とを有する。
【0038】図1において、2はブーム(第1のアー
ム)、3はデッパー(第2の掘削アーム)、4はデッパ
ー3の端部に枢支したバケット、5は垂直軸の周りに上
記ブーム2を回動するための装置本体に設けたスイング
アーム、6は地ならしを示し、これらを制御する直線流
体アクチュエータ(図示せず)に流れる油の流れ方向が
弁ブロックにより制御される。7は2個のトラック駆動
モータ、8は装置本体の下側キャリッジに固定された旋
回リングを旋回するため装置本体に固定したモータを有
し、装置本体に相対的に下側キャリッジを回動せしめる
ためのスイング手段を示し、これらを制御する複数のロ
ータリーアクチュエータ(図示せず)もまた上記弁ブロ
ックにより制御される。ハンマー作用や他の多くの作用
の夫々を個々に制御する補助サービス手段の1つ、例え
ばハンマー9を設ける。
ム)、3はデッパー(第2の掘削アーム)、4はデッパ
ー3の端部に枢支したバケット、5は垂直軸の周りに上
記ブーム2を回動するための装置本体に設けたスイング
アーム、6は地ならしを示し、これらを制御する直線流
体アクチュエータ(図示せず)に流れる油の流れ方向が
弁ブロックにより制御される。7は2個のトラック駆動
モータ、8は装置本体の下側キャリッジに固定された旋
回リングを旋回するため装置本体に固定したモータを有
し、装置本体に相対的に下側キャリッジを回動せしめる
ためのスイング手段を示し、これらを制御する複数のロ
ータリーアクチュエータ(図示せず)もまた上記弁ブロ
ックにより制御される。ハンマー作用や他の多くの作用
の夫々を個々に制御する補助サービス手段の1つ、例え
ばハンマー9を設ける。
【0039】図2に示す標準の流体制御回路では上記の
ような装置の機能を制御する能力が小さい。即ち
ような装置の機能を制御する能力が小さい。即ち
【0040】1.互いに干渉することなくその作動を同
時に達成することが困難である。2.操作速度が遅い。
3.トラック流がアンバランスである。
時に達成することが困難である。2.操作速度が遅い。
3.トラック流がアンバランスである。
【0041】図2に示す標準的な流体回路は中立状態の
組合せ弁の一端に接続される第1の流路P1′を有す
る。この流路P1′の流体は、デッパー3とRH(右
側)トラック7R及びハンマー9を介してタンクTに流
れる。第2の流路P2′は、組合せ弁の他端に接続さ
れ、流体はブーム2と、バケット4と、RHトラック7
R及びハンマー9を介してタンクTに流れる。第3の流
路P3′は、パイロット供給弁Lを介して第2の弁に接
続され、流体は地ならし6とスイング手段8を介してタ
ンクTに流れる。
組合せ弁の一端に接続される第1の流路P1′を有す
る。この流路P1′の流体は、デッパー3とRH(右
側)トラック7R及びハンマー9を介してタンクTに流
れる。第2の流路P2′は、組合せ弁の他端に接続さ
れ、流体はブーム2と、バケット4と、RHトラック7
R及びハンマー9を介してタンクTに流れる。第3の流
路P3′は、パイロット供給弁Lを介して第2の弁に接
続され、流体は地ならし6とスイング手段8を介してタ
ンクTに流れる。
【0042】図2に示す標準の流体回路の欠点を改良し
たものは図3に示すように既知であるが、高速で操作し
ながら例えば5つの機能を十分な速度で同時に発揮する
ことはできない。
たものは図3に示すように既知であるが、高速で操作し
ながら例えば5つの機能を十分な速度で同時に発揮する
ことはできない。
【0043】改良の他の例では、流体回路の他の部分に
流体を流すため加圧されずタンクにバイパスされる流路
を用いる。図3に示す例では、ハンマー機能のみを得る
ためハンマー9に流路の一方の接続口9aを接続し、他
方の接続口9bを外部のチェック弁11を介してブーム
シリンダ(図示せず)に接続する。このような構成とす
れば、ポンプP1からブームシリンダに対し2倍の速さ
で流体を流すことが可能となり、従ってブームの立ち上
がりを速くすることができる。
流体を流すため加圧されずタンクにバイパスされる流路
を用いる。図3に示す例では、ハンマー機能のみを得る
ためハンマー9に流路の一方の接続口9aを接続し、他
方の接続口9bを外部のチェック弁11を介してブーム
シリンダ(図示せず)に接続する。このような構成とす
れば、ポンプP1からブームシリンダに対し2倍の速さ
で流体を流すことが可能となり、従ってブームの立ち上
がりを速くすることができる。
【0044】標準の流体回路では図3に示すように3個
の弁の夫々に関連する機能、例えばブーム2とバケット
4の回路を夫々並列に接続する。
の弁の夫々に関連する機能、例えばブーム2とバケット
4の回路を夫々並列に接続する。
【0045】2つの並列とされた作動部分に同時に異な
る負荷圧が選択された場合には、並列作動部分の各ブラ
ンチに流れる流体は各ブランチ内の抵抗に応じて分配さ
れることになる。従って、装置の操作サイクル中に負荷
圧が変化した場合には流体の流れがそれに応じて変化
し、各作動部分が互いに影響を与えるようになる。
る負荷圧が選択された場合には、並列作動部分の各ブラ
ンチに流れる流体は各ブランチ内の抵抗に応じて分配さ
れることになる。従って、装置の操作サイクル中に負荷
圧が変化した場合には流体の流れがそれに応じて変化
し、各作動部分が互いに影響を与えるようになる。
【0046】このような影響を防ぐための1つの手段
は、図3に示すように2つの作動部分、例えばデッパー
3とLH(左側)トラック7Lの流路を互いに直列に接
続することである。このようにすればポンプからの流体
は直列接続された初めの作動部分に先に流れ、従って各
作動部分の機能が互いに干渉するのを防ぐことができ
る。直列回路は通常各作動部分を順次に動作せしめると
きに用いられるが、2つの部分を同時に動作せしめるこ
とはできず、また、総ての場合に第1の部分が他の部分
より必ず先に動作するという欠点がある。
は、図3に示すように2つの作動部分、例えばデッパー
3とLH(左側)トラック7Lの流路を互いに直列に接
続することである。このようにすればポンプからの流体
は直列接続された初めの作動部分に先に流れ、従って各
作動部分の機能が互いに干渉するのを防ぐことができ
る。直列回路は通常各作動部分を順次に動作せしめると
きに用いられるが、2つの部分を同時に動作せしめるこ
とはできず、また、総ての場合に第1の部分が他の部分
より必ず先に動作するという欠点がある。
【0047】このような相互の干渉を改良するためには
中心閉塞弁を用い、異なる負荷圧で操作される作動部分
に対する流体の流れをバランスせしめれば良い。然しな
がら、固定または可変の変位ポンプと共に用いる中心閉
塞弁は、通常用いられている中心開放弁よりもより複雑
高価となる。
中心閉塞弁を用い、異なる負荷圧で操作される作動部分
に対する流体の流れをバランスせしめれば良い。然しな
がら、固定または可変の変位ポンプと共に用いる中心閉
塞弁は、通常用いられている中心開放弁よりもより複雑
高価となる。
【0048】上記の各改良手段は個々に標準の並列流体
回路に適用すればその操作速度を高め、制御も良好とな
るが、上記の各改良手段を組み合わせて用いても、互い
に干渉することなく5つの作動部分を同時に操作するこ
とはできず、また操作速度を高くして装置の操作サイク
ル時間を減少することも出来ない。
回路に適用すればその操作速度を高め、制御も良好とな
るが、上記の各改良手段を組み合わせて用いても、互い
に干渉することなく5つの作動部分を同時に操作するこ
とはできず、また操作速度を高くして装置の操作サイク
ル時間を減少することも出来ない。
【0049】本発明の流体制御装置によれば直線作動面
積及び回動型の多くのアクチュエータに対する流量と圧
力を制御することができる。本発明は図1に示す小型掘
削機に適用できる。
積及び回動型の多くのアクチュエータに対する流量と圧
力を制御することができる。本発明は図1に示す小型掘
削機に適用できる。
【0050】本発明においては、小型掘削機を制御する
ため図4に示すように夫々作動部材のための流体入口及
びタンクTに連なる流体出口を有する独立した3個の弁
回路S1,S2,S3を用いる。このような弁回路は入
口と出口とを組み合わせたグループとし、3つの独立し
た回路を維持したままより小型ならしめることができ
る。
ため図4に示すように夫々作動部材のための流体入口及
びタンクTに連なる流体出口を有する独立した3個の弁
回路S1,S2,S3を用いる。このような弁回路は入
口と出口とを組み合わせたグループとし、3つの独立し
た回路を維持したままより小型ならしめることができ
る。
【0051】弁回路S1はデッパー3と、RHトラック
7Rと、ハンマー9等の補助作動部分とを制御する。
7Rと、ハンマー9等の補助作動部分とを制御する。
【0052】弁回路S2はブーム2と、バケット4と、
LHトラック7Lと、ハンマー9を制御する。
LHトラック7Lと、ハンマー9を制御する。
【0053】弁回路S3は地ならし6とスイング手段8
と、ばけっと4と、LHトラック7LとRHトラック7
Rとを制御する。
と、ばけっと4と、LHトラック7LとRHトラック7
Rとを制御する。
【0054】本発明によればポンプに接続すべき各弁回
路による作動部分が互いに干渉するのを防ぐことができ
る。なお、残りの流体回路を並列接続し、互いに干渉せ
しめることも可能である。
路による作動部分が互いに干渉するのを防ぐことができ
る。なお、残りの流体回路を並列接続し、互いに干渉せ
しめることも可能である。
【0055】本発明においては図4に示すように、デッ
パー3と、RHトラック7Rと、ハンマー9とを直列に
する;バケット4と、LHトラック7Lと、ハンマー9
とを直列にする;及びブーム2とバケット4とを直列に
することが考えられる。
パー3と、RHトラック7Rと、ハンマー9とを直列に
する;バケット4と、LHトラック7Lと、ハンマー9
とを直列にする;及びブーム2とバケット4とを直列に
することが考えられる。
【0056】直列接続された各弁回路においてはポンプ
流体は初めの作動部分から縦続する作動部分に順次に流
れる。初めの作動部分を選択しない場合にはポンプ流体
は第2の作動部分から先に流れ、次いで第3の作動部分
に流れる。
流体は初めの作動部分から縦続する作動部分に順次に流
れる。初めの作動部分を選択しない場合にはポンプ流体
は第2の作動部分から先に流れ、次いで第3の作動部分
に流れる。
【0057】本発明の流体制御装置及び制御方法におい
ては、更に希望に応じて流体回路に対する流体の配分を
変えるため弁回路間を相互に接続することができる。こ
れは各ポンプのための定められた優先順位を乱すことな
しに成し得る。その1つの相互接続は弁回路S3の出口
からブーム2とバケット4間の位置14から弁回路S2
に至る接続ライン13である。
ては、更に希望に応じて流体回路に対する流体の配分を
変えるため弁回路間を相互に接続することができる。こ
れは各ポンプのための定められた優先順位を乱すことな
しに成し得る。その1つの相互接続は弁回路S3の出口
からブーム2とバケット4間の位置14から弁回路S2
に至る接続ライン13である。
【0058】RHトラック7RとLHトラック7L間に
バランスライン15を設け、弁回路S3からバケット4
に並列に接続ライン16を設けることができる。
バランスライン15を設け、弁回路S3からバケット4
に並列に接続ライン16を設けることができる。
【0059】弁回路S3からの流体はチェック弁16a
を通して各ラインに流れる。
を通して各ラインに流れる。
【0060】上記バランスライン15には、位置B1に
おける流体を位置B2とB3間に平均して流すようにす
る圧力補償バランス弁16bを設ける。
おける流体を位置B2とB3間に平均して流すようにす
る圧力補償バランス弁16bを設ける。
【0061】上記バランス弁16bは位置B2からB3
に向かう流れ、及びその逆の流れを形成せしめる。
に向かう流れ、及びその逆の流れを形成せしめる。
【0062】環状端からピストン端部に対する流体を再
生するため直線アクチュエータの面積比の利益を維持し
ながら作動速度を上昇せしめるため、本発明においては
ロッド端からタンクに至るブリードオリフィス12を設
け再生回路を改良することができる。このオリフィス1
2により全速再生作用の間、ロッド面積のみよりシリン
ダーピストン面積に全圧力ドロップを加えることによっ
てストールまたは準ストールアクチュエータの全負荷ポ
テンシャルを改良できる。図4はデッパー3に適用した
場合を示し、再生作用はその伸長方向においてアクチュ
エータの速度を大きく増大せしめる。更に、再生作用に
よりアクチュエータが重力負荷によって移動したときピ
ストン側のキャビテーションを消滅せしめることができ
る。
生するため直線アクチュエータの面積比の利益を維持し
ながら作動速度を上昇せしめるため、本発明においては
ロッド端からタンクに至るブリードオリフィス12を設
け再生回路を改良することができる。このオリフィス1
2により全速再生作用の間、ロッド面積のみよりシリン
ダーピストン面積に全圧力ドロップを加えることによっ
てストールまたは準ストールアクチュエータの全負荷ポ
テンシャルを改良できる。図4はデッパー3に適用した
場合を示し、再生作用はその伸長方向においてアクチュ
エータの速度を大きく増大せしめる。更に、再生作用に
よりアクチュエータが重力負荷によって移動したときピ
ストン側のキャビテーションを消滅せしめることができ
る。
【0063】流体回路は、図4に示すように更にハンマ
ー9からチェック弁18を通してブーム上昇ラインに至
る加算流体ライン17を有する。これは、上記利益を得
るため流体回路内に設ける。
ー9からチェック弁18を通してブーム上昇ラインに至
る加算流体ライン17を有する。これは、上記利益を得
るため流体回路内に設ける。
【0064】各流体回路内を流れる各ポンプ流の優先順
序は表1の通りである。
序は表1の通りである。
【0065】
【表1】
【0066】代表的な掘削機の作動サイクルの間、望ま
れる作動部分の組み合わせは下記の通りである。なお、
カッコ内の数字は各作動部分の流路に対し流体を流すポ
ンプを示す。
れる作動部分の組み合わせは下記の通りである。なお、
カッコ内の数字は各作動部分の流路に対し流体を流すポ
ンプを示す。
【0067】1.溝の掘削:デッパー3(P1)、ブー
ム2(P2)及びバケット4(P3)。直列回路が、ポ
ンプP2からの流体をブーム2に優先的に流し、バケッ
ト4にはブーム2からの過剰流体と共にポンプP3から
の流体が流される。デッパー3にはポンプP1から流体
が流され、上記3つの部分は互いに独立に作動できる。
ム2(P2)及びバケット4(P3)。直列回路が、ポ
ンプP2からの流体をブーム2に優先的に流し、バケッ
ト4にはブーム2からの過剰流体と共にポンプP3から
の流体が流される。デッパー3にはポンプP1から流体
が流され、上記3つの部分は互いに独立に作動できる。
【0068】2.溝からの引き上げ:ブーム2(P
2)、デッパー3(P1)及びスイング手段8(P
3)。ブーム2を上昇せしめるとき、ハンマー9から外
部加算回路によってポンプP1からの流体とポンプP3
からの流体が加算されてブームシリンダーに送られ、バ
ケット4は中立位置でポンプP3からの流体は消費しな
い。ポンプP2からブーム2に極めて高速に流体が加え
られ従って高速作動を行なうようになる。バケット4が
溝から離れたとき、スイング手段8とデッパー3の運動
の組み合わせが次第に開始される。ポンプP3からスイ
ング手段8に対する流体とポンプP1からデッパー3に
対する流体が優先して流れ、従ってブーム上昇速度が減
少する。ブーム上昇速度が減少することを除いて3つの
作動部材の作動は互いに独立に維持される。
2)、デッパー3(P1)及びスイング手段8(P
3)。ブーム2を上昇せしめるとき、ハンマー9から外
部加算回路によってポンプP1からの流体とポンプP3
からの流体が加算されてブームシリンダーに送られ、バ
ケット4は中立位置でポンプP3からの流体は消費しな
い。ポンプP2からブーム2に極めて高速に流体が加え
られ従って高速作動を行なうようになる。バケット4が
溝から離れたとき、スイング手段8とデッパー3の運動
の組み合わせが次第に開始される。ポンプP3からスイ
ング手段8に対する流体とポンプP1からデッパー3に
対する流体が優先して流れ、従ってブーム上昇速度が減
少する。ブーム上昇速度が減少することを除いて3つの
作動部材の作動は互いに独立に維持される。
【0069】3.堀り屑の除去:バケット4(P2)、
デッパー3(P1)及びスイング手段8(P3):ブー
ム2が最大高さとなったとき、バケット4にはポンプP
2とP3から流体が流れ、バケット4が高速で開かれ
る。この間、デッパー3を操作するためポンプP1から
の流体が流される。この3つの総て動作が共に完全に選
択されるとき、これらは互いに独立のままである。
デッパー3(P1)及びスイング手段8(P3):ブー
ム2が最大高さとなったとき、バケット4にはポンプP
2とP3から流体が流れ、バケット4が高速で開かれ
る。この間、デッパー3を操作するためポンプP1から
の流体が流される。この3つの総て動作が共に完全に選
択されるとき、これらは互いに独立のままである。
【0070】4.溝への復帰:スイング手段8(P
3)、ブーム2(P2)及びデッパー3(P1)。この
操作の間、デッパー3と、スイング手段8と、ブーム2
と、バケット4が総て共に操作されることが望ましい。
これらを部分的に選択したいとき、これは直列回路とす
ることによって可能となる。バケット4はスイング手段
8またはブーム2からの過剰流体によって操作される。
3)、ブーム2(P2)及びデッパー3(P1)。この
操作の間、デッパー3と、スイング手段8と、ブーム2
と、バケット4が総て共に操作されることが望ましい。
これらを部分的に選択したいとき、これは直列回路とす
ることによって可能となる。バケット4はスイング手段
8またはブーム2からの過剰流体によって操作される。
【0071】2つのトラック7L,7Rは互いに連結し
て同一のポンプから流体を供給せしめることができる。
て同一のポンプから流体を供給せしめることができる。
【0072】例えばデッパー3が完全に選択された場合
には、ポンプP1からの流体がRHトラック7Rに流れ
るのが阻止される。然しながら、バランスライン15に
よってポンプP2からの流体が2つのトラック間に流れ
るようになる。
には、ポンプP1からの流体がRHトラック7Rに流れ
るのが阻止される。然しながら、バランスライン15に
よってポンプP2からの流体が2つのトラック間に流れ
るようになる。
【0073】この場合、トラックに他の選択された作動
部分と並列に流体を流し得る。デッパー3を選択したと
きトラックにはポンプP2から流体が供給される。ブー
ム2とデッパー3が選択された場合にはトラックにはポ
ンプP3から流体が供給される。バケット4とデッパー
3の選択されたときバケット4から溢れたポンプP2及
びP3からの流体をトラックに供給できる。
部分と並列に流体を流し得る。デッパー3を選択したと
きトラックにはポンプP2から流体が供給される。ブー
ム2とデッパー3が選択された場合にはトラックにはポ
ンプP3から流体が供給される。バケット4とデッパー
3の選択されたときバケット4から溢れたポンプP2及
びP3からの流体をトラックに供給できる。
【0074】トラックとデッパー3の組み合わせを選択
した場合にはRHトラック7Rがデッパー3からの流体
を受け取り、LHトラック7Lが全てのポンプ流体を受
け取る。この結果、流体のアンバランスを増大し、装置
操作不能状態を生じ、これは予測できないが、各操作部
分の負荷圧の関数となる。
した場合にはRHトラック7Rがデッパー3からの流体
を受け取り、LHトラック7Lが全てのポンプ流体を受
け取る。この結果、流体のアンバランスを増大し、装置
操作不能状態を生じ、これは予測できないが、各操作部
分の負荷圧の関数となる。
【0075】優先度1番の作動部分が部分的に選択され
た場合には、この作動部分で使用されなかった過剰の流
体を次の優先度のものに流すことができる。
た場合には、この作動部分で使用されなかった過剰の流
体を次の優先度のものに流すことができる。
【0076】従って、デッパー3と、ブーム2と、バケ
ット4と、スイング手段8とを共に、スイング手段8と
バケット4間に流れる1つのポンプの流体、またはブー
ム2とスイング手段8から溢れてバケット4に供給され
る流体によって操作することが可能である。同様の原理
により両トラックに沿って部分的に流体を流しながら掘
削機の4個の作動部分の総てを操作できるようになる。
この結果、前進、地ならし、またはスリップしやすい地
面の修正をしながら移動する車輛の牽引力を増大せしめ
るため掘削アームを利用する場合にも、装置の機動性を
良好となし得る。従って3個以上の作動部分を同時に作
動せしめることができる。
ット4と、スイング手段8とを共に、スイング手段8と
バケット4間に流れる1つのポンプの流体、またはブー
ム2とスイング手段8から溢れてバケット4に供給され
る流体によって操作することが可能である。同様の原理
により両トラックに沿って部分的に流体を流しながら掘
削機の4個の作動部分の総てを操作できるようになる。
この結果、前進、地ならし、またはスリップしやすい地
面の修正をしながら移動する車輛の牽引力を増大せしめ
るため掘削アームを利用する場合にも、装置の機動性を
良好となし得る。従って3個以上の作動部分を同時に作
動せしめることができる。
【0077】
【発明の効果】本発明の流体制御装置によれば、有効な
流体の流れによって作動部分の作動を大きく改良でき
る。特に、作動部分の速度を増加でき、3個の作動部分
を相互干渉なしに同時に操作でき、及び部分的な選択条
件の下でより多くの作動部分を同時に制御できるように
なる。この後者のことはより複雑で高価な中心閉塞弁を
用いなければ得られないか、または、中心開放弁を用い
た場合には熟練した者によらなければ得ることができな
い。
流体の流れによって作動部分の作動を大きく改良でき
る。特に、作動部分の速度を増加でき、3個の作動部分
を相互干渉なしに同時に操作でき、及び部分的な選択条
件の下でより多くの作動部分を同時に制御できるように
なる。この後者のことはより複雑で高価な中心閉塞弁を
用いなければ得られないか、または、中心開放弁を用い
た場合には熟練した者によらなければ得ることができな
い。
【0078】然しながら本発明によれば、通常の操作者
によって比較的低いコストで達成することができる。
によって比較的低いコストで達成することができる。
【図1】小型掘削機の説明図である。
【図2】図1に示す小型掘削機のための代表的な流体制
御回路図である。
御回路図である。
【図3】図1に示す小型掘削機のための既知の改良され
た流体制御回路図である。
た流体制御回路図である。
【図4】図1に示す小型掘削機のための本発明の流体制
御回路図である。
御回路図である。
1 原動機 2 ブーム 3 デッパー 4 バケット 5 スイングアーム 6 地ならし 7 駆動モータ 8 スイング手段 9 ハンマー 9a 一方の接続口 9b 他方の接続口 11 チェック弁 12 ブリードオリフィス 13 接続ライン 14 位置 15 バランスライン 16 接続ライン 16a チェック弁 16b バランス弁 17 加算流体ライン 18 チェック弁 P1 ギヤポンプ P2 ギヤポンプ P3 ギヤポンプ P1′ 流路 P2′ 流路 P3′ 流路 T タンク L パイロット供給弁 S1 弁回路 S2 弁回路 S3 弁回路 RH トラック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 9037−3J F15B 11/16 A
Claims (22)
- 【請求項1】 直列接続可能な第1及び第2の制御弁
と、第1及び第2の加圧流体源とを有する第1の制御区
域より成り、上記第1の加圧流体源が一対の制御弁のう
ちの優先度の高い制御弁に接続可能であり、上記第2の
加圧流体源が上記制御弁相互間を接続するラインに接続
可能であり、上記第1の制御弁を中立位置から切り替え
たとき上記一対の制御弁間の関係が直列接続状態から上
記一対の制御弁に、対応する加圧流体源からの流体が個
々に加えられる状態に次第に変化する流体制御装置。 - 【請求項2】 上記第1の制御区域が、上記第2の制御
弁に直列に接続可能な第3の制御弁を含み、上記第2の
加圧流体源が、上記第2及び第3の制御弁間を接続する
ラインに接続可能である請求項1記載の流体制御装置。 - 【請求項3】 直列接続可能な第4及び第5の制御弁
と、第3の加圧流体源とを有する第2の制御区域を更に
有し、上記第3の加圧流体源が上記第4及び第5の制御
弁のうちの優先度の高い制御弁に接続可能であり、上記
第2の加圧流体源が上記第4及び第5の制御弁相互間を
接続するラインに接続可能であり、上記第4の制御弁を
中立位置から切り替えたとき上記第4及び第5の制御弁
間の関係が直列接続状態から上記第4及び第5の制御弁
に、第3及び第2の加圧流体源からの流体が個々に加え
られる状態に次第に変化する請求項1または2記載の流
体制御装置。 - 【請求項4】 上記第5及びまたは第3の制御弁に直列
に接続可能な第6の制御弁を更に含む請求項2または3
記載の流体制御装置。 - 【請求項5】 上記第6の制御弁の1つの開口が単動ア
クチュエータに接続可能であり、昇圧流体が他の開口か
ら1つ以上の他の制御弁によって流体が供給される他の
アクチュエータに供給可能である請求項4記載の流体制
御装置。 - 【請求項6】 上記第3及び第5の制御弁相互間がライ
ンによって接続されており、上記第2の加圧流体源が上
記ラインに接続可能であり、その結果上記第3及び第5
の制御弁に作動流体が供給される請求項3,4または5
記載の流体制御装置。 - 【請求項7】 上記第2の加圧流体源と上記第3及び第
5の制御弁間を接続するラインの流体圧が補償されてお
り、この結果上記第3及び第5の制御弁に向かうバイア
ス流が生じ、他の制御弁より低圧で操作される請求項6
記載の流体制御装置。 - 【請求項8】 上記第2及び第1の加圧流体源間のライ
ンに接続される少なくとも1つの制御弁を有する第3の
制御区域を更に有する請求項1,2,3,4,5,6ま
たは7記載の流体制御装置。 - 【請求項9】 上記第3の制御区域が互いに並列に接続
された2個の制御弁を有する請求項8記載の流体制御装
置。 - 【請求項10】 上記第4の制御弁が再生回路内の復動
アクチュエータに接続されており、アクチュエータのピ
ストンが一方に移動する間ピストンの小面積側がタンク
に接続可能であり、アクチュエータのピストンが上記方
向に移動する間ピストンの一方の側の全表面積に上記第
4の制御弁内の圧力が加えられる請求項3,4,5,
6,7,8または9記載の流体制御装置。 - 【請求項11】 上記第4の制御弁が、上記ピストンの
小面積側をタンクに選択的に接続するためのブリードオ
リフィスを有する請求項10記載の流体制御装置。 - 【請求項12】 上記第2の加圧流体源からの通路内に
圧力タッピングを有し、制御弁が流体パイロット制御さ
れる請求項1,2,3,4,5,6,7,8,9,10
または11記載の流体制御装置。 - 【請求項13】 再生関係で復動アクチュエータに接続
されており、アクチュエータのピストンが一方に移動す
る間ピストンの小面積側がタンクに接続可能であり、ア
クチュエータのピストンが上記方向に移動する間ピスト
ンの一方の側の全表面積に制御弁内の圧力が加えられる
制御弁。 - 【請求項14】 上記ピストンの小面積側をタンクに選
択的に接続するためのブリードオリフィスを有する請求
項13記載の制御弁。 - 【請求項15】 請求項1〜12記載の流体制御装置及
びまたは請求項13または14記載の制御弁を有する車
輛。 - 【請求項16】 小型掘削機である請求項15記載の車
輛。 - 【請求項17】 (i)第1の流体源から第1及び第2
の制御弁を有する流体制御回路の第1の制御区域に加圧
作動流体を供給する工程と、 (ii)第2の流体源から第1及び第2の制御弁間を接
続するラインに加圧作動流体を供給する工程とより成
り、 上記第1及び第2の制御弁が夫々第1及び第2のアクチ
ュエータに接続可能であり、且つ上記第1の制御弁が上
記第1の流体源から優先的に流体を受け取るよう互いに
直列接続されており、上記第1の制御弁を中立位置から
切り替えたとき上記第1及び第2の制御弁間の関係が直
列接続状態から上記第1及び第2の制御弁に、対応する
加圧流体源からの流体が個々に加えられる状態に次第に
変化する複数の復動アクチュエータの制御方法。 - 【請求項18】 (iii)上記第2の流体源から加圧
流体を直列接続した第2及び第3の制御弁間を接続する
ラインに供給する工程を有する請求項17記載の制御方
法。 - 【請求項19】 (iv)第3の流体源から第4及び第
5の制御弁を有する流体制御回路の第2の制御区域に加
圧作動流体を供給する工程と、 (v)第2の流体源から第4及び第5の制御弁間を接続
するラインに加圧作動流体を供給する工程とを更に有
し、 上記第4及び第5の制御弁が第4及び第5のアクチュエ
ータに接続可能であり、且つ上記第4の制御弁が上記第
3の流体源から優先的に流体を受け取るよう互いに直列
接続されており、上記第1の制御弁を中立位置から切り
替えたとき上記第4及び第5の制御弁間の関係が直列接
続状態から上記第4及び第5の制御弁に第3及び第2の
加圧流体源からの流体が個々に加えられる状態に次第に
変化する請求項17または18記載の制御方法。 - 【請求項20】 (vi)上記第2の流体源から加圧流
体を直列接続した第5及び第6の制御弁間を接続するラ
インに供給する工程を有する請求項17,18または1
9記載の制御方法。 - 【請求項21】 (vii)上記第6の制御弁の1つの
開口から単動アクチュエータに加圧流体を供給する工程
と、 (viii)上記第6の制御弁の他の開口から加圧流体
を昇圧流体として1つ以上の他の制御弁によって流体が
供給される他のアクチュエータに供給する工程を更に有
する請求項20記載の制御方法。 - 【請求項22】 a)アクチュエータのピストンが一方
に移動する間ピストンの小面積側をタンクに選択的に接
続する工程と、 b)アクチュエータのピストンの一方の側の全表面積に
加圧流体を選択的に供給しピストンを上記方向に移動せ
しめる工程とを有する、 制御弁と加圧流体源に再生関係で接続される復動アクチ
ュエータの制御方法。
Applications Claiming Priority (2)
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| GBGB9425273.1A GB9425273D0 (en) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | Hydraulic control system |
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