JPH11315807A

JPH11315807A - 制御弁

Info

Publication number: JPH11315807A
Application number: JP7649399A
Authority: JP
Inventors: Wolfgang Kraft; クラフトヴォルフガング; Walter Kropp; クロップヴァルター
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1998-03-19
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 1999-11-16
Anticipated expiration: 2019-03-19
Also published as: US6148856A; JP4658274B2

Abstract

(57)【要約】【課題】僅かな構成手間をかけるだけで、消費器から
容器へ流出する圧力媒体流の制限を可能にし、ひいては
流出方向における消費器の運動速度の、荷重とは無関係
な制御を可能にする。【解決手段】消費器２が容器１６に接続された状態
で、消費器２から流出する圧力媒体量が絞り弁２４によ
って制限可能であり、しかも絞り弁２４が、閉鎖位置の
方向で、制御スプール２０の絞り部２１よりも上流側の
圧力によって負荷されるようになっており、絞り弁２４
の閉鎖位置の方向に作用する圧力が、所定の差圧を形成
する弁装置４２によって調節可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハイドロリック式
の消費器を荷重（ロード）とは無関係に制御する、つま
り荷重の影響を受けずに制御するための制御弁であっ
て、消費器の運動方向および運動速度を制御するための
制御スプールと、該制御スプールに対応する絞り弁とが
設けられていて、該絞り弁が、ポンプと消費器との接続
時に、開放位置の方向では制御スプールに設けられた絞
り部よりも下流側の圧力によって負荷されるようになっ
ており、遮断位置の方向では消費器の荷重圧とばねとに
よって負荷されるようになっている形式のものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】対応する絞り弁、たとえば圧力バランス
を備えたこのような形式の制御弁は、ロードセンシング
駆動システムにおいて使用される。このような制御弁
は、たとえばハイドロリックシリンダに作用する荷重を
持ち上げる目的でポンプと消費器とが接続されると、制
御弁の開放幅によって規定された運動速度を、消費器に
作用する荷重とは無関係に制御する。絞り弁はこの場
合、たとえば制御弁の下流側に配置されていて、閉鎖方
向ではばねのばね力と消費器の荷重圧とによって負荷さ
れており、開放方向では制御弁に設けられた絞り部より
も下流側の圧力によって負荷されている。したがって、
消費器とポンプとが接続された状態では、消費器の種々
異なる荷重圧においても、絞り弁によって制御弁におけ
る圧力差が一定に保持される。これによって、ポンプか
ら消費器に流入する圧力媒体量は一定に維持され、かつ
制御スプールの開放幅によって規定された運動速度も一
定に保持される。

【０００３】たとえばハイドロリックシリンダに作用す
る荷重を降下させる目的で、消費器が容器に接続される
と、制御弁の開放幅によってやはり運動速度が規定され
る。絞り弁の、閉鎖位置の方向に作用する制御圧室はこ
の場合、容器に向かって放圧されているので、絞り弁は
制御弁の絞り部よりも下流側に形成される圧力によって
開放位置へ負荷される。したがって、制御弁の絞り部を
通じて消費器から容器へ流出する圧力媒体量は、消費器
の荷重に関連している、つまり消費器の荷重の影響を受
ける。しかし、特に流出方向に作用する荷重、たとえば
ハイドロリックシリンダに懸吊された荷重では、消費器
から流出する圧力媒体量を制限し、ひいては消費器の降
下速度を制限することが必要となる。

【０００４】消費器が制御弁によって容器に接続された
場合に消費器の運動速度を制限するためには、付加的な
弁を設け、これにより流出する圧力媒体量の、荷重とは
無関係な制御、ひいては流出方向における消費器の運動
速度の、荷重とは無関係な制御を実施することが知られ
ている。このためには、ハイドロリックシリンダにおい
て、特に懸吊された荷重の場合に降下速度を制限する目
的で、流れ調整器または降下ブレーキ弁が使用される。
さらに、絞り弁、たとえば絞りねじを、降下速度の制限
のために使用することも知られているが、しかしこのよ
うな絞り弁は荷重に関連している、つまり荷重の影響を
受ける。走行モータにおいては、流出する圧力媒体量を
制限するために、制御弁に対して付加的に走行ブレーキ
弁を設けることが知られている。この走行ブレーキ弁
は、たとえば降坂走行中に走行モータが駆動されると、
走行モータの流出側で圧力媒体をせき止めて、ブレーキ
圧を形成する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の制御弁を改良して、僅かな構成手間をか
けるだけで、消費器から容器へ流出する圧力媒体流の制
限が可能となり、ひいては流出方向における消費器の運
動速度の、荷重とは無関係な制御が可能となるような制
御弁を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、消費器が容器に接続された状態
で、消費器から流出する圧力媒体量が絞り弁によって制
限可能であるようにした。

【０００７】

【発明の効果】すなわち、本発明によれば、消費器が容
器に接続されると、絞り弁が、流出する圧力媒体量を制
限するようになっている。したがって、本発明の思想
は、ポンプから消費器へ向かう通流方向において荷重と
は無関係な速度制御を行うために、既存の絞り弁を、消
費器から容器へ向かう通流方向において荷重とは無関係
な速度制御を行うためにも使用すること、つまり流出方
向において消費器の運動速度を、制御弁の開放幅によっ
て規定された速度値に制限するためにも使用することに
ある。これにより、消費器から流出する圧力媒体量を制
限するための付加的な弁が不要となり、これによって制
御弁の構成にかかる手間を減少させることができる。さ
らに、付加的な弁が不要となることに基づき、所要構成
スペースや製造コストをも減少させることができる。

【０００８】この場合、消費器が容器に接続された状態
で、絞り弁が、閉鎖位置の方向で、制御スプールの絞り
部よりも上流側の圧力で負荷されるようになっていると
特に有利である。したがって、消費器が制御弁を介して
容器に接続されると、絞り弁は閉鎖位置の方向で、制御
弁の流出側の絞り部よりも上流側の圧力と、ばね圧とに
よって負荷される。絞り弁の開放位置の方向では、制御
弁の流出側の絞り部よりも下流側の圧力が作用する。し
たがって、絞り弁の、開放方向に作用する制御面と、閉
鎖方向に作用する制御面との相応する面積比に基づき、
絞り弁の開放位置で作用し、かつ絞り弁の開放幅を制御
する規定の力を設定することができる。したがって、流
出する圧力媒体量、ひいては流出方向における消費器の
運動速度は、絞り弁によって荷重とは無関係に、制御ス
プールの開放幅によって規定された値に簡単に制限され
る。

【０００９】本発明の別の有利な構成では、消費器が容
器に接続された状態で、絞り弁の閉鎖位置の方向に作用
する圧力が、所定の差圧を形成する弁装置によって調節
可能である。このような弁装置は、制御弁の流出側の絞
り部よりも上流側でかつ弁装置の入口側に形成される圧
力を規定の差圧分だけ減少させるので、絞り弁の閉鎖位
置の方向に作用する圧力は、弁装置で形成された差圧に
相応して減じられる。これによって、絞り弁の開放位置
の方向に作用する圧力差を簡単に設定することができ、
ひいては流出方向における消費器の運動速度を荷重とは
無関係に、制御弁のスプール変位に相応して制御するこ
とができる。

【００１０】前記弁装置で形成可能な差圧が可変である
と、特別な利点が得られる。差圧を変化させることによ
り、絞り弁の開放幅、ひいては消費器から流出する圧力
媒体量を簡単に変化させることができる。これにより、
複動式の消費器においては、流出量を消費器の流入量に
適合させて、たとえばポンプの限界量またはポンプの回
転数変化を考慮することが容易に可能となる。

【００１１】本発明のさらに別の有利な構成では、前記
弁装置で形成可能な差圧が、ばね、特に調節可能なばね
によって可変である。したがって、制御スプールの絞り
部よりも上流側に形成される圧力は、ばねのプレロード
もしくは予負荷に相応して減じられて、絞り弁を閉鎖位
置の方向に負荷するようになる。調節可能なばねによ
り、弁装置で形成される差圧を簡単に変化させ、ひいて
は絞り弁の開放幅を規定することができるので、流出量
を流入量に適合させることができる。

【００１２】本発明のさらに別の有利な構成では、前記
弁装置で形成可能な差圧が、ポンプ圧と消費器の荷重圧
とからの圧力差に関連して可変である。これにより、流
出する圧力媒体量の調節時に、ポンプの限界量を簡単に
考慮することができる。ポンプ圧と消費器の荷重圧とか
らの圧力差は、この差圧が減少すると、弁装置で形成可
能な差圧が減少するように弁装置に作用することができ
る。これにより、絞り弁における、閉鎖位置の方向に作
用する圧力が増大するので、絞り弁において開放方向に
作用する圧力差が減少し、ひいては流出する圧力媒体量
も減じられる。さらに、この手段により、たとえばポン
プの回転数変化や対応する流出量変化に基づく、消費器
に流入する圧力媒体流の変動を考慮することもできる。

【００１３】この場合、前記弁装置に作用結合された補
助ピストンが設けられていて、該補助ピストンが、前記
弁装置の差圧を高める方向ではポンプ圧によって負荷さ
れるようになっており、前記弁装置の差圧を減少させる
方向では消費器の荷重圧によって負荷されるようになっ
ていると、特に有利である。これにより、ポンプ圧と荷
重圧とから形成された圧力差を弁装置においてハイドロ
リック的に、つまり液圧的に簡単に形成することができ
る。

【００１４】本発明のさらに別の有利な構成では、弁装
置において形成可能な差圧が電気的に可変である。この
場合にも、やはり流出量をポンプの限界量および消費器
に流入する圧力媒体流の変動に電気的に適合させること
ができる。

【００１５】この場合、前記弁装置に作用結合された比
例磁石が設けられていて、該比例磁石が、電子制御装置
の出力側に接続されており、該電子制御装置の入力側
が、ポンプ圧および消費器の荷重圧を検出するための圧
力ピックアップに接続されていると、特に有利である。
弁装置で形成可能な差圧、ひいては消費器から容器へ流
出する圧力媒体量はこの場合、比例磁石によって規定さ
れ、この比例磁石の調節は電子制御装置において、圧力
ピックアップにより検出されたポンプ圧および消費器の
荷重圧の値から決定される。

【００１６】本発明のさらに別の有利な構成では、前記
弁装置が、消費器と、絞り弁の閉鎖位置の方向に作用す
る制御圧室とに接続可能な制御圧管路に配置されてい
て、プレロード弁、特に前記制御圧室の方向に開放す
る、ばね負荷された逆止弁として形成されている。消費
器接続部から、絞り弁の閉鎖方向に作用する制御面にま
で案内された制御圧管路に配置された、ばね負荷された
逆止弁として形成されたプレロード弁を用いると、制御
圧管路内の差圧を簡単に形成することができ、ひいては
絞り弁を、流出する圧力媒体量を制限するために簡単に
使用することができる。このためには、制御弁に、対応
する制御圧管路と弁装置とが設けられるだけでよい。

【００１７】本発明のさらに別の特に有利な構成では、
前記弁装置が、消費器と、絞り弁の閉鎖位置の方向に作
用する制御圧室とに接続可能な制御圧管路に配置されて
いて、差圧調節弁として形成されている。差圧調節弁を
用いると、消費器の流出圧とは無関係な差圧形成を改善
することができる。これにより、特に、当該制御弁が走
行モータを制御するための走行駆動装置において使用さ
れる場合には、制御弁で調節された運動速度を一定に保
持し、ひいては荷重交番時または降坂走行時における走
行モータの運動速度増大を回避することができるように
なる。

【００１８】前記差圧調節弁が、前記制御圧管路を容器
に接続するためのタンク放圧部を有していると、特に有
利である。制御圧管路の別個のタンク放圧部が設けられ
ていて、しかも制御圧管路から容器へ流出する圧力媒体
流が差圧調節弁によって制御されることに基づき、差圧
調節弁において調節された差圧を制御弁のスプール位置
とは無関係に、ひいては消費器から流出する圧力媒体量
とは無関係に、一定に保持することが可能となる。した
がって、別個のタンク放圧部を備えた差圧調節弁として
形成された弁装置を用いて、消費器の流出圧と制御弁の
スプール位置とは無関係な差圧、つまり消費器の流出圧
と制御弁のスプール位置の影響を受けない一定の差圧を
形成することができる。この場合、差圧を変化させるこ
とにより、流出量を消費器の流出圧と制御弁のスプール
位置とは無関係に、いかなる運転点のためにも高い精度
で流入量に適合させることができる。これにより、当該
制御弁が走行駆動装置において使用される場合には、降
坂走行時または荷重交番時における車両の速度増加を簡
単に回避することができる。

【００１９】本発明のさらに別の有利な構成では、前記
差圧調節弁が、中間位置で絞り作用を発揮するスプール
弁として形成されていて、第１の切換位置と第２の切換
位置とを有しており、第１の切換位置では、前記制御圧
管路と、絞り弁の、閉鎖位置の方向に作用する制御圧室
との接続が遮断可能であって、しかも絞り弁の、閉鎖位
置の方向に作用する制御圧室が、容器に接続されるよう
になっており、第２の切換位置では、前記制御圧管路
が、絞り弁の、閉鎖位置の方向に作用する制御圧室に接
続されていて、閉鎖位置の方向に作用する制御圧室と容
器との接続が遮断可能であり、しかも前記差圧調節弁
が、前記制御圧管路内の差圧調節弁よりも上流側に形成
される圧力によって第２の切換位置の方向に負荷される
ようになっていて、前記制御圧管路内の差圧調節弁より
も下流側に形成される圧力と、ばねとによって第１の切
換位置の方向に負荷されるようになっている。このよう
な差圧調節弁を用いると、差圧、ひいては絞り弁を制御
する圧力差を、消費器の流出圧と制御弁のスプール位置
とは無関係に、ばねによって規定された値に一定に保持
することができる。これにより、絞り弁によって、消費
器から容器へ流出する圧力媒体流を高い精度で制御する
ことができる。この場合、流出量は単に制御弁の開放幅
によってしか規定されない。

【００２０】消費器が、単動式のハイドロリックシリン
ダ、特にフロア運搬車両の昇降マストの昇降シリンダと
して形成されていると、特別な利点が得られる。フロア
運搬車両の昇降シリンダはたいてい、懸吊された荷重、
つまり流出方向に作用する荷重によって負荷されてい
る。この場合、本発明による制御弁により、荷重を受け
ているハイドロリックシリンダにおける降下速度の制
限、ひいては降下速度の、荷重とは無関係な制御を簡単
に得ることができる。

【００２１】消費器はさらに、複動式のハイドロリック
シリンダ、特に掘削機のブームシリンダまたはアームシ
リンダとして形成されていてもよい。本発明による制御
弁を用いると、同じく荷重を受けている複動式のシリン
ダ、たとえば掘削機のブームシリンダまたはアームシリ
ンダのロッド側において、降下速度の、荷重とは無関係
な制御を簡単に得ることができる。

【００２２】さらに、消費器は回転消費器、特に流体静
力学的な走行駆動装置の走行モータとして形成されてい
てもよい。この場合、流出量の制限によって、たとえば
流体静力学的な走行駆動装置を備えた車両の降坂走行時
に走行速度を荷重とは無関係に制御することができる。

【００２３】本発明のさらに別の有利な構成では、制御
スプールがハウジング孔内に長手方向摺動可能に支承さ
れており、該ハウジング孔に、ポンプに連通した第１の
環状溝と、消費器接続部に連通した少なくとも１つの第
２の環状溝と、容器に接続された少なくとも１つの第３
の環状溝と、消費器の荷重圧を検出するために設けられ
た少なくとも１つの第４の環状溝とが配置されており、
制御スプールが、複数の半径方向貫通孔を介して前記環
状溝に接続可能であり、絞り弁が、制御スプール内に配
置された制御ピストンとして形成されており、さらにハ
ウジング孔に少なくとも１つの別の環状溝が設けられて
いて、該環状溝が、制御圧管路を介して消費器接続部に
接続されており、該制御圧管路に弁装置が設けられてお
り、消費器接続部が容器に接続されると、前記別の環状
溝が、絞り弁の、閉鎖位置の方向に作用する制御圧室に
接続可能である。これにより、構成にかかる手間は特に
僅かになる。なぜならば、制御弁における流出量を制限
するために、絞り弁の対応する制御面に接続可能である
別の環状溝をハウジング孔に設けるだけで済むからであ
る。この場合、この環状溝は、弁装置が配置されている
制御圧管路によって消費器接続部に接続されている。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。

【００２５】図１には、吐出容量可変調節可能なポンプ
３を備えたロードセンシング駆動システムに設けられ
た、単動式の消費器２、たとえばハイドロリックシリン
ダを制御するための制御弁１が示されている。ポンプ３
の調節装置４は、所要流量調整器５によって負荷される
ようになっている。

【００２６】制御弁１は摺動型スプール弁として形成さ
れていて、弁ハウジング７に設けられたハウジング孔６
内に長手方向摺動可能に支承されている。ハウジング孔
６には、軸方向の間隔を置いて配置された複数の環状溝
が一体成形されており、この場合、第１の環状溝１０
が、ポンプ３に接続された圧送管路１１のポンプ接続部
Ｐに連通している。この圧送管路１１には、それぞれ１
つの制御弁によって制御可能となる別の消費器を接続す
ることができる。ポンプ３はこの場合、開回路で作動す
る。第１の環状溝１０から軸方向の間隔を置いて配置さ
れた第２の環状溝１２は、通路を介して消費器接続部Ａ
に連通しており、この消費器接続部Ａは管路１３を介し
て消費器２に接続されている。第３の環状溝１４はタン
ク接続部Ｔに接続されていて、流出管路１５を介して容
器１６に連通している。消費器２の荷重圧を検出するた
めには、第４の環状溝１７が設けられている。この第４
の環状溝１７は荷重圧報知管路１９を介して所要流量調
整器５に接続されている。

【００２７】制御弁１の弁スプール２０は軸方向に間隔
を置いて配置された複数の半径方向貫通孔２１，２２，
２３を有しており、これらの貫通孔２１，２２，２３
は、弁スプール２０が変位されると、各環状溝１０，１
２，１４，１７に接続可能となる。

【００２８】弁スプール２０には、長手方向孔２５が設
けられており、この長手方向孔２５内には、絞り弁２４
の制御ピストン２６が長手方向摺動可能に支承されてい
る。制御ピストン２６には、やはり長手方向孔２７が設
けられており、この長手方向孔２７は、制御ピストン２
６の長手方向に対して直交する横方向に延びる横方向孔
２８を介して、弁スプール２０の半径方向貫通孔２２に
接続可能となる。長手方向孔２７から延びる別の横方向
孔２９は、弁スプール２０に配置された別の半径方向貫
通孔２３に接続される。

【００２９】制御ピストン２６は一方の端面３０にピン
３１を有しており、このピン３１によって制御ピストン
２６は弁スプール２０の長手方向孔２５の端部に環状室
３２を形成している。制御ピストン２６の端面３０とは
反対の側の他方の端面３３は、弁スプール２０の長手方
向孔２５内に、絞り弁２４の閉鎖方向に作用する制御圧
室３４を形成しており、この制御圧室３４には、ばね３
８が配置されている。制御圧室３４は孔３６を介して制
御ピストン２６の長手方向孔２７に接続されている。両
横方向孔２８，２９の間では、制御ピストン２６の長手
方向孔２７内に逆止弁４５が配置されているので、両横
方向孔２８，２９内に形成される圧力のうちの高い方の
圧力が、孔３６を介して制御圧室３４内に形成される。
制御ピストン２６の外周面は環状溝３７を有しており、
この環状溝３７は横方向孔２９に連通していて、弁スプ
ール２０に配置された斜めの絞り孔３９に接続されてい
る。

【００３０】消費器２に作用する荷重を持ち上げるため
に、弁スプール２０が図面で見て右側に向かって変位さ
れると、第１の環状溝１０は半径方向貫通孔２１を介し
て環状室３２に接続される。したがって、圧力媒体はポ
ンプ３から、絞り部として作用する半径方向貫通孔２１
を介して環状室３２に流入し、これにより絞り弁２４の
制御ピストン２６は、弁スプール２０の絞り部の下流側
で端面３０に作用する圧力によって、図面で見て左側に
向かって運動させられ、この場合、制御ピストン２６は
端面３０によって環状室３２と半径方向貫通孔２２との
接続を開放し、ひいては第２の環状溝１２と管路１３と
を介して環状室３２と消費器２との接続を開放する。半
径方向貫通孔２２内の圧力、ひいては消費器２の荷重圧
は、横方向孔２８と長手方向孔２７とを通じて、開放さ
れた逆止弁４５を介して半径方向貫通孔２３に報知され
る。この半径方向貫通孔２３は第４の環状溝１７に連通
している。したがって、消費器２の荷重圧は荷重圧報知
管路１９を介して、所要流量調整器５のばね側に形成さ
れる。消費器の荷重圧はさらに孔３６を介して制御圧室
３４にも形成されて、制御ピストン２６をばね３８と共
に閉鎖位置の方向へ負荷する。複数の消費器を備えた駆
動システムの場合には、逆止弁４５により、制御される
消費器の最も高い荷重圧が所要流量調整器５と、絞り弁
２４の閉鎖方向に作用する制御圧室３４とに形成される
ことが確保される。

【００３１】半径方向貫通孔２１では、目標圧力媒体流
量が規定され、ひいては消費器２の目標運動速度が規定
される。この場合、所要流量調整器５によってポンプ３
の調節装置４は、この圧力媒体流量を形成するために変
位される。絞り弁２４の制御ピストン２６は端面３０に
おいて半径方向貫通孔２２と共に１つの絞り部を形成
し、これにより消費器２の運動速度は荷重とは無関係
に、つまり荷重によって影響されることなく、制御弁１
によって規定された所定の目標運動速度に保持される。

【００３２】これまで説明した制御弁の構成は公知先行
技術に相当する。

【００３３】本発明の構成では、ハウジング孔６にさら
に別の環状溝４０が一体成形されている。この環状溝４
０は弁ハウジング７に配置された制御圧管路４１を介し
て、第２の環状溝１２に連通した通路に接続されてお
り、ひいては消費器接続部Ａに接続されている。制御圧
管路４１には、差圧を形成する弁装置４２が配置されて
いる。この弁装置４２は、たとえば環状溝４０の方向に
開く、ばね負荷された逆止弁４３として形成されたプレ
ロード弁である。逆止弁４３において形成可能な差圧は
この場合、逆止弁４３のプレロードもしくは予負荷によ
って規定される。このプレロードもしくは予負荷は、ば
ね４４によって決定され、このばね４４は固定調節され
ているか、または可変調節可能であってよい。

【００３４】消費器２に作用する荷重を降下させるため
に制御弁もしくは弁スプール２０が図面で見て左側に向
かって変位されると、消費器接続部Ａに連通した第２の
環状溝１２は半径方向貫通孔２１を介して環状室３２に
接続され、この場合、半径方向貫通孔２１は流出側の絞
り部を形成し、この絞り部の開放幅により、消費器２の
目標運動速度が規定される。半径方向貫通孔２２は第３
の環状溝１４に接続され、ひいてはタンク接続部Ｔに接
続される。

【００３５】制御圧管路４１を介して、半径方向貫通孔
２１によって形成された流出側の絞り部よりも上流側の
圧力が、ばね負荷された逆止弁４３として形成された弁
装置４２に作用する。環状溝４０内の圧力は、弁装置４
２のばね４４において相応して調節された値だけ減じら
れ、この場合、ばねプレロードもしくはばね予負荷に相
当する差圧が弁装置４２において形成される。環状溝４
０はこの場合、半径方向貫通孔２３と横方向孔２９と長
手方向孔２７と孔３６とを介して、絞り弁２４の、閉鎖
方向に作用する制御圧室３４に接続される。したがっ
て、制御ピストン２６には、開放方向においては環状室
３２内の圧力が作用し、閉鎖方向においては弁装置４２
に形成された差圧に相応して減じられた消費器圧と、ば
ね３８のばね力とが作用する。これにより、絞り弁２４
は両端面３３，３０における相応する圧力差に基づき、
開放位置の方向に負荷されるので、絞り弁２４は端面３
０を介して、環状室３２から半径方向貫通孔２２に通じ
る規定の開放横断面を開放する。これにより、消費器２
の降下速度を、消費器２に作用する荷重とは無関係に、
半径方向貫通孔２１の開放幅によって規定された速度値
に一定に保持し、ひいてはこの値に制限することができ
る。制御弁１の降下位置において第３の環状溝１４に接
続される絞り孔３９により、制御圧室３４と容器１６と
の接続が達成され、これによって環状溝３７内の圧力、
ひいては制御圧室３４内の圧力を、消費器圧の変化に適
合させることができる。

【００３６】たとえば弁装置４２の差圧を高め、つまり
ばね４４のプレロードもしくは予負荷を高めることによ
って、絞り弁２４の両端面３０，３３に形成される圧力
差を高めることにより、消費器２の流出量を増大させる
ことができる。相応して、弁装置４２の差圧を減少させ
ることにより、つまりばねプレロードもしくはばね予負
荷を減少させることにより、絞り弁２４に形成される圧
力差を減少させることができ、これによって消費器２の
流出量を減少させることができる。したがって、弁装置
４２で形成される圧力差を変えることによって、消費器
の流出側の容量流を流入側の容量流に簡単に適合させる
ことができる。

【００３７】図２には、複動式の消費器２、たとえばハ
イドロリックシリンダを制御するための本発明による制
御弁１の配置が示されている。制御弁１はこの場合、図
１に示した制御弁を第１の環状溝１０に関して対称的に
構成した構造に相当している。同一の構成部分は同じ符
号で示されている。

【００３８】弁ハウジング７の中央の範囲では、ハウジ
ング孔６に、ポンプ接続部Ｐに連通した第１の環状溝１
０が配置されている。中央部から外側に向かって、まず
２つの第２の環状溝１２ａ，１２ｂが設けられており、
この場合、一方の環状溝１２ａは一方の消費器接続部
Ａ、つまりたとえばハイドロリックシリンダのロッド側
に連通しており、他方の環状溝１２ｂは他方の消費器接
続部Ｂ、たとえばハイドロリックシリンダのピストン側
に連通している。２つの第３の環状溝１４ａ，１４ｂは
タンク接続部Ｔに連通している。第３の環状溝１７ａ，
１７ｂは荷重圧報知管路１９に接続されており、この荷
重圧報知管路１９はポンプ３の所要流量調整器５のばね
側にまで案内されている。

【００３９】弁スプール２０には、中央の範囲で分離ウ
ェブが配置されており、この場合、分離ウェブからは弁
スプール２０の外側の端部の方向に２つのハウジング孔
２５ａ，２５ｂが延びている。各ハウジング孔２５ａ，
２５ｂには、それぞれ絞り弁２４ａ，２４ｂの制御ピス
トン２６ａ，２６ｂが配置されている。

【００４０】制御スプール２０が図面で見て右側に向か
って変位されると、消費器接続部Ａは流入側の消費器接
続部を成し、消費器接続部Ｂは流出側の消費器接続部を
成す。相応して、制御スプール２０が図面で見て左側に
向かって変位されると、消費器接続部Ｂが流入側の消費
器接続部を成し、消費器接続部Ａが流出側の消費器接続
部を成す。

【００４１】消費器２の両運動方向において流出量の制
限を得るためには、制御ピストン２６ａ；２６ｂの、遮
断位置の方向に作用する制御圧室３４ａ；３４ｂが、弁
装置４２ａ；４２ｂによって負荷されるようになってい
る。このためには、弁ハウジング７に２つの制御圧管路
４１ａ，４１ｂが配置されており、さらにハウジング孔
６に２つの環状溝４０ａ，４０ｂが配置されている。弁
装置４２ａ，４２ｂはこの場合、プレロード弁、たとえ
ばばね負荷された逆止弁４３ａ，４３ｂとして形成され
ている。

【００４２】図３には、図２に示した制御弁１の改良形
が示されている。この制御弁１は、両回転方向で駆動可
能な回転式の消費器２ａ、たとえば流体静力学的（ｈｙ
ｄｒｏｓｔａｔｉｓｃｈ．）な走行駆動装置の走行モー
タを負荷するために設けられている。

【００４３】弁装置４２ａ，４２ｂにおいてそれぞれ形
成可能な差圧、つまりたとえばばね負荷された逆止弁４
３ａ，４３ｂとして形成された弁装置４２ａ，４２ｂの
プレロードもしくは予負荷は、ハイドロリック的に、つ
まり液圧的に可変である。このためには、弁装置４２
ａ，４２ｂが各１つの補助ピストン５０ａ，５０ｂに作
用結合されている。補助ピストン５０ａ，５０ｂはそれ
ぞれ弁ハウジング７に設けられた孔５１ａ，５１ｂ内に
長手方向摺動可能に支承されていて、ピン５２ａ，５２
ｂを有している。このピン５２ａ；５２ｂは逆止弁４３
ａ；４３ｂのばね４４ａ；４４ｂに結合されている。補
助ピストン５０ａ，５０ｂの、ばね４４ａ，４４ｂのプ
レロードもしくは予負荷を高める方向に作用する端面５
３は、ポンプ３の吐出圧によって負荷されるようになっ
ている。このためには、孔５１ａ，５１ｂが、それぞれ
１つの制御圧管路５４ａ，５４ｂによって第１の環状溝
１０に接続されている。ばね４４ａ，４４ｂのプレロー
ドもしくは予負荷を減少させる方向に作用する端面５５
は、消費器２ａの荷重圧によって負荷されるようになっ
ている。このためには、一方の孔５１ａが制御圧管路５
６ａを介して第４の環状溝１７ａに接続されており、他
方の孔５１ｂが制御圧管路５６ｂを介して第４の環状溝
１７ｂに接続されている。弁装置４２ａ，４２ｂのばね
４４ａ，４４ｂのプレロードもしくは予負荷、ひいては
弁装置４２ａ，４２ｂにおいて形成される圧力差はこの
場合、ポンプ圧と荷重圧とから形成された圧力差に相応
して可変となる。これにより、ポンプの限界量またはポ
ンプの回転数変動を考慮することができる。

【００４４】図４には、図２に示した制御弁の改良形が
示されており、図４の実施例では、弁装置４２ａ，４２
ｂにおいて形成可能な圧力差が電気的に変えられるよう
になっている。

【００４５】このためには、逆止弁４３ａ，４３ｂとし
て形成された弁装置４２ａ，４２ｂが、ばねのプレロー
ドもしくは予負荷を高めるために各１つの磁石システム
６０ａ，６０ｂ、たとえば比例磁石に結合されている。
この磁石システム６０ａ，６０ｂは制御線路６１ａ，６
１ｂを介して、電子制御装置６２の出力側に接続されて
いる。電子制御装置６２の入力側は、ポンプ３の吐出圧
を検出するための圧力ピックアップ６３に接続されてい
る。圧力ピックアップ６３はこのために、たとえばポン
プ３の圧送管路１１に接続されていてよい。さらに、消
費器２ａの荷重圧を検出するための圧力ピックアップ６
４が設けられており、この圧力ピックアップ６４は、た
とえば制御圧管路６５を介して荷重圧報知管路１９に接
続されている。したがって、逆止弁４３ａ，４３ｂのプ
レロードもしくは予負荷を変え、ひいては弁装置４２
ａ，４２ｂの差圧を変えるための電気的な手段により、
ポンプ圧と荷重圧とから形成された圧力差を簡単に使用
することができる。

【００４６】図５に示した制御弁１では、第１の環状溝
１０に関して図面で見て右側に示した構造が、図１〜図
４に示した制御弁、つまり制御圧管路４１ｂに配置され
た、逆止弁４３ｂとして形成された弁装置４２ｂを備え
た制御弁に相当している。絞り弁２４ｂの、閉鎖方向に
向かって作用する制御圧室３４ｂはこの場合、絞りを介
して容器１６へ放圧されている。この絞りは、たとえば
図１に示した実施例の場合と同様に、弁スプール２０に
設けられた斜めの絞り孔３９によって形成することがで
きる。

【００４７】図５の第１の環状溝１０に関して左側に
は、本発明による制御弁１の別の構成が示されている。
この場合、制御圧管路４１ａに配置された弁装置４２ａ
は差圧調節弁７０ａとして形成されている。

【００４８】差圧調節弁７０ａの図示の配置形式の代わ
りに、複動式の消費器を制御するための制御弁において
両制御圧管路４１ａ，４１ｂにそれぞれ１つの差圧調節
弁７０ａ，７０ｂが配置されているような配置形式も可
能である。さらに、図１に示した単動式の消費器を制御
するための制御弁においては、制御圧管路４１に１つの
差圧調節弁７０を配置することも可能である。

【００４９】差圧調節弁７０ａは、第１の切換位置７１
ａと第２の切換位置７１ｂとを有していて、かつ中間位
置で絞り作用を発揮するスプール弁として形成されてい
る。第１の切換位置７１ａでは、制御圧管路４１ａと環
状溝４０ａとの接続が遮断されている。さらに、この第
１の切換位置７１ａでは、制御圧管路４１ａの、環状溝
４０ａに接続された管路区分が、差圧調節弁７０ａを介
して容器１６に接続されている。第２の切換位置７１ｂ
では、制御圧管路４１ａが環状溝４０ａに接続されてい
る。この第２の切換位置７１ｂでは、制御圧室３４と容
器１６との接続が遮断されている。差圧調節弁７０ａは
第２の切換位置７１ｂの方向に作用する制御圧面７２ｂ
を有しており、この制御圧面７２ｂは制御圧管路４１ａ
内の、差圧調節弁７０ａよりも上流側の圧力、つまり第
２の環状溝１２ａに形成される消費器の流出圧によって
負荷されるようになっている。このためには、制御圧管
路４１ａの、第２の環状溝１２ａに連通した管路区分か
ら、制御圧分岐管路７３ｂが分岐されており、この制御
圧分岐管路７３ｂが制御圧面７２ｂにまで案内されてい
る。第１の切換位置７１ａの方向に作用する制御圧面７
２ａは、制御圧管路４１ａ内の、差圧調節弁７０ａより
も下流側に形成される圧力と、ばね７４とによって負荷
されるようになっている。このためには、制御圧管路４
１ａの、環状溝４０ａに連通した管路区分に、制御圧分
岐管路７３ａが接続されており、この制御圧分岐管路７
３ａが制御圧面７２ａにまで案内されている。

【００５０】弁スプール２０が図５で見て左側に向かっ
て変位されると、制御圧管路４１ａを介して、消費器の
流出側に接続された第２の環状溝１２ａと、絞り弁２４
ａの制御圧室３４ａとの接続が形成される。差圧調節弁
７０ａはこの場合、第２の切換位置７１ｂの方向に変位
されて、ばね７４のプレロードもしくは予負荷に相当す
る差圧を形成する。この場合、差圧調節弁７０ａが容器
１６に対して別個のタンク放圧部を有することに基づ
き、差圧調節弁７０ａが第２の切換位置７１ｂの方向に
変位された状態では、差圧調節弁７０ａを介して小さな
容量流しか流れないことが得られる。これにより、ばね
７４の調節によって規定される差圧調節弁７０ａにおけ
る差圧が、消費器の流出圧や制御弁１のスプール変位と
は無関係となること、つまり消費器の流出圧や制御弁１
のスプール変位の影響を受けなくなることが達成され
る。これにより、制御弁１が走行駆動装置において使用
される場合には、絞り弁２４ａを走行モータの流出圧や
走行弁のスプール変位とは無関係に、一定の圧力差で通
流位置の方向へ負荷することができる。この場合、走行
駆動装置は、荷重交番時または降坂走行時に、制御弁１
で調節された運動速度で駆動される。ばね７４はこの場
合、固定調節されているか、または無段式に可変調節可
能であってよい。さらに、第３図および第４図に示した
ばね７４の調節も可変であってよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】単動式の消費器を制御するための本発明による
制御弁の断面図である。

【図２】複動式の消費器を制御するための本発明による
制御弁の断面図である。

【図３】図２に示した本発明による制御弁の改良形を示
す断面図である。

【図４】図２に示した本発明による制御弁の別の改良形
を示す断面図である。

【図５】本発明による制御弁のさらに別の実施例を示す
断面図である。

【符号の説明】

１制御弁、２，２ａ消費器、３ポンプ、４
調節装置、５所要流量調整器、６ハウジング
孔、７弁ハウジング、１０第１の環状溝、１
１圧送管路、１２，１２ａ，１２ｂ第２の環状
溝、１３管路、１４，１４ａ，１４ｂ第３の環
状溝、１５流出管路、１６容器、１７，１７
ａ，１７ｂ第４の環状溝、１９荷重圧報知管路、
２０弁スプール、２１，２２，２３半径方向貫
通孔、２４，２４ａ，２４ｂ絞り弁、２５長手
方向孔、２５ａ，２５ｂハウジング孔、２６，２
６ａ，２６ｂ制御ピストン、２７長手方向孔、
２８，２９横方向孔、３０端面、３１ピン、
３２環状室、３３端面、３４，３４ａ，３４
ｂ制御圧室、３６孔、３７環状溝、３８
ばね、３９絞り孔、４０，４０ａ，４０ｂ環状
溝、４１，４１ａ，４１ｂ制御圧管路、４２，４２
ａ，４２ｂ弁装置、４３，４３ａ，４３ｂ逆止
弁、４４，４４ａ，４４ｂばね、４５逆止弁、
５０ａ，５０ｂ補助ピストン、５１ａ，５１ｂ
孔、５２ａ，５２ｂピン、５３端面、５４
ａ，５４ｂ制御圧管路、５５端面、５６ａ，５６
ｂ制御圧管路、６０ａ，６０ｂ磁石システム、
６１ａ，６１ｂ制御線路、６２電子制御装置、
６３，６４圧力ピックアップ、６５制御圧管路、
７０ａ，７０ｂ差圧調節弁、７１ａ第１の切換
位置、７１ｂ第２の切換位置、７２ａ，７２ｂ
制御圧面、７３ａ，７３ｂ制御圧分岐管路、７４
ばね、Ａ，Ｂ消費器接続部、Ｐポンプ接続部、
Ｔタンク接続部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハイドロリック式の消費器を荷重とは無
関係に制御するための制御弁であって、消費器の運動方
向および運動速度を制御するための制御スプールと、該
制御スプールに対応する絞り弁とが設けられていて、該
絞り弁が、ポンプと消費器との接続時に、開放位置の方
向では制御スプールに設けられた絞り部よりも下流側の
圧力によって負荷されるようになっており、遮断位置の
方向では消費器の荷重圧とばねとによって負荷されるよ
うになっている形式のものにおいて、消費器（２；２
ａ）が容器（１６）に接続された状態で、消費器（２；
２ａ）から流出する圧力媒体量が絞り弁（２４；２４
ａ，２４ｂ）によって制限可能であることを特徴とする
制御弁。
【請求項２】消費器（２；２ａ）が容器（１６）に接
続された状態で、絞り弁（２４；２４ａ，２４ｂ）が、
閉鎖位置の方向で、制御スプール（２０）の絞り部（２
１）よりも上流側の圧力で負荷されるようになってい
る、請求項１記載の制御弁。
【請求項３】消費器（２；２ａ）が容器（１６）に接
続された状態で、絞り弁（２４；２４ａ，２４ｂ）の閉
鎖位置の方向に作用する圧力が、所定の差圧を形成する
弁装置（４２；４２ａ，４２ｂ）によって調節可能であ
る、請求項１または２記載の制御弁。
【請求項４】前記弁装置（４２；４２ａ，４２ｂ）で
形成可能な差圧が可変である、請求項３記載の制御弁。
【請求項５】前記弁装置（４２；４２ａ，４２ｂ）で
形成可能な差圧が、ばね（４４；４４ａ，４４ｂ；７
４）、特に調節可能なばねによって可変である、請求項
４記載の制御弁。
【請求項６】前記弁装置（４２；４２ａ，４２ｂ）で
形成可能な差圧が、ポンプ圧と消費器（２；２ａ）の荷
重圧とからの圧力差に関連して可変である、請求項４ま
たは５記載の制御弁。
【請求項７】前記弁装置（４２；４２ａ，４２ｂ）に
作用結合された補助ピストン（５０ａ，５０ｂ）が設け
られていて、該補助ピストン（５０ａ，５０ｂ）が、前
記弁装置（４２；４２ａ，４２ｂ）の差圧を高める方向
ではポンプ圧によって負荷されるようになっており、前
記弁装置（４２；４２ａ，４２ｂ）の差圧を減少させる
方向では消費器（２ａ）の荷重圧によって負荷されるよ
うになっている、請求項６記載の制御弁。
【請求項８】前記弁装置（４２；４２ａ，４２ｂ）で
形成可能な差圧が、電気的に可変である、請求項４から
６までのいずれか１項記載の制御弁。
【請求項９】前記弁装置（４２；４２ａ，４２ｂ）に
作用結合された比例磁石（６０ａ，６０ｂ）が設けられ
ていて、該比例磁石（６０ａ，６０ｂ）が、電子制御装
置（６２）の出力側に接続されており、該電子制御装置
（６２）の入力側が、ポンプ圧および消費器の荷重圧を
検出するための圧力ピックアップ（６３，６４）に接続
されている、請求項８記載の制御弁。
【請求項１０】前記弁装置（４２；４２ａ，４２ｂ）
が、消費器（２；２ａ）と、絞り弁（２４；２４ａ，２
４ｂ）の閉鎖位置の方向に作用する制御圧室（３４；３
４ａ，３４ｂ）とに接続可能な制御圧管路（４１；４１
ａ，４１ｂ）に配置されていて、プレロード弁、特に前
記制御圧室（３４；３４ａ，３４ｂ）の方向に開放す
る、ばね負荷された逆止弁（４３；４３ａ，４３ｂ）と
して形成されている、請求項３から９までのいずれか１
項記載の制御弁。
【請求項１１】前記弁装置（４２；４２ａ，４２ｂ）
が、消費器（２；２ａ）と、絞り弁（２４；２４ａ，２
４ｂ）の閉鎖位置の方向に作用する制御圧室（３４；３
４ａ，３４ｂ）とに接続可能な制御圧管路（４１；４１
ａ，４１ｂ）に配置されていて、差圧調節弁（７０；７
０ａ，７０ｂ）として形成されている、請求項３から９
までのいずれか１項記載の制御弁。
【請求項１２】前記差圧調節弁（７０；７０ａ，７０
ｂ）が、前記制御圧管路（４１；４１ａ，４１ｂ）を容
器（１６）に接続するためのタンク放圧部を有してい
る、請求項１１記載の制御弁。
【請求項１３】前記差圧調節弁（７０；７０ａ，７０
ｂ）が、中間位置で絞り作用を発揮するスプール弁とし
て形成されていて、第１の切換位置（７１ａ）と第２の
切換位置（７１ｂ）とを有しており、第１の切換位置
（７１ａ）では、前記制御圧管路（４１；４１ａ，４１
ｂ）と、絞り弁（２４；２４ａ，２４ｂ）の、閉鎖位置
の方向に作用する制御圧室（３４；３４ａ，３４ｂ）と
の接続が遮断可能であって、しかも絞り弁（２４；２４
ａ，２４ｂ）の、閉鎖位置の方向に作用する制御圧室
（３４；３４ａ，３４ｂ）が、容器（１６）に接続され
るようになっており、第２の切換位置（７１ｂ）では、
前記制御圧管路（４１；４１ａ，４１ｂ）が、絞り弁
（２４；２４ａ，２４ｂ）の、閉鎖位置の方向に作用す
る制御圧室（３４；３４ａ，３４ｂ）に接続されてい
て、閉鎖位置の方向に作用する制御圧室（３４；３４
ａ，３４ｂ）と容器（１６）との接続が遮断可能であ
り、しかも前記差圧調節弁（７０；７０ａ，７０ｂ）
が、前記制御圧管路（４１；４１ａ，４１ｂ）内の差圧
調節弁（７０；７０ａ，７０ｂ）よりも上流側に形成さ
れる圧力によって第２の切換位置（７１ｂ）の方向に負
荷されるようになっていて、前記制御圧管路（４１；４
１ａ，４１ｂ）内の差圧調節弁（７０；７０ａ，７０
ｂ）よりも下流側に形成される圧力と、ばね（７４）と
によって第１の切換位置（７１ａ）の方向に負荷される
ようになっている、請求項１２記載の制御弁。
【請求項１４】消費器（２）が、単動式のハイドロリ
ックシリンダ、特にフロア運搬車両の昇降マストの昇降
シリンダとして形成されている、請求項１から１３まで
のいずれか１項記載の制御弁。
【請求項１５】消費器（２）が、複動式のハイドロリ
ックシリンダ、特に掘削機のブームシリンダまたはアー
ムシリンダとして形成されている、請求項１から１３ま
でのいずれか１項記載の制御弁。
【請求項１６】消費器が、回転消費器（２ａ）、特に
流体静力学的な走行駆動装置の走行モータとして形成さ
れている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の
制御弁。
【請求項１７】制御スプール（２０）がハウジング孔
（６）内に長手方向摺動可能に支承されており、該ハウ
ジング孔（６）に、ポンプに連通した第１の環状溝（１
０）と、消費器接続部（Ａ；Ｂ）に連通した少なくとも
１つの第２の環状溝（１２；１２ａ，１２ｂ）と、容器
（１６）に接続された少なくとも１つの第３の環状溝
（１４；１４ａ，１４ｂ）と、消費器（２；２ａ）の荷
重圧を検出するために設けられた少なくとも１つの第４
の環状溝（１７；１７ａ，１７ｂ）とが配置されてお
り、制御スプール（２０）が、複数の半径方向貫通孔
（２１，２２，２３）を介して前記環状溝に接続可能で
あり、絞り弁（２４；２４ａ，２４ｂ）が、制御スプー
ル（２０）内に配置された制御ピストン（２６；２６
ａ，２６ｂ）として形成されており、さらにハウジング
孔（６）に少なくとも１つの別の環状溝（４０；４０
ａ，４０ｂ）が設けられていて、該環状溝（４０；４０
ａ，４０ｂ）が、制御圧管路（４１；４１ａ，４１ｂ）
を介して消費器接続部（Ａ；Ｂ）に接続されており、該
制御圧管路（４１；４１ａ，４１ｂ）に弁装置（４２；
４２ａ，４２ｂ）が設けられており、消費器接続部
（Ａ；Ｂ）が容器（１６）に接続されると、前記別の環
状溝（４０；４０ａ，４０ｂ）が、絞り弁（２４；２４
ａ，２４ｂ）の、閉鎖位置の方向に作用する制御圧室
（３４；３４ａ，３４ｂ）に接続可能である、請求項１
から１６までのいずれか１項記載の制御弁。