JPS59131002A - 液圧回路におけるパイロツト弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液圧回路に装着されるよう構成されたパイロ
ット弁に関し、更に詳しくは、制動弁、釣合弁、速度制
限装置、安全弁といった名称で一般的に知られているタ
イプの液圧回路におけるパイロット弁に関する。

この種のパイロット弁は大きな負荷に耐える液圧装置の
制御用に使用することが知られている。

これらの弁は、パイプ系が破損した場合に、増大した負
荷が突然降下して危険な状態になるのを防止するように
構成されている。

一般的に、この種の弁は液圧原動機若しくは液圧ジヤツ
キに於いて、十分な大きさの圧力を維持して原動負荷、
即ち、トルクの変位を制御しうるように使用される。例
えば、この種の制動用パイロット弁は次のような場合に
使用することができる。

Ｏ開口回路付き流体静圧式伝動タイプの乗物に装着した
場合、乗物が下り勾配を降りる時若しくは制動操作を行
うとき。

０　液圧起重機に装着した場合、液圧起重機が負荷を地
面にかけるとき。

このタイプの制動用パイロット弁は、例えばフランス特
許第２，４６９，５９７号により周知である。この周知
の弁は、閉塞断面を変動するよう高圧力回路に組込まれ
、制御圧力によって駆動される。フランス特許第２，４
６９，５９７号の場合、この制御圧力は動作中に変動す
ることがあり、それはいつも抑制されているとは限らず
、受信装置に対して急激で不規則な動作をひき起す場合
もあることが判明している。

例えば、液圧起重機のジヤツキの２つの室の駆動部（（
この柾・の弁を装置した場合、運転始動時の圧力を記録
すると、負荷を支えるジヤツキ室では圧力が減少し、そ
れと対向する室では圧力が増大することがわかる。これ
らの圧力変動はジヤツキに接続した可動体の加速段階に
対応している。所望の圧力が得られると、ジヤツキの負
荷をかけられた部分に於いてｉｄＥ力が増大し、その対
向する部分では圧力が減少する。この状態を添付の第１
図に示している。第１図に於いて、曲線Ｐ　Ｉ　、”Ｉ
ｂＰ：゛は、負荷を支えるジヤツキ室の圧力の変化を示
している。他方、曲線ｐ、　ｐ；　、　ｐ’：は、それ
と対向する室に於ける圧力変化を示している。尚、第１
図に於いて、横軸は時間を示す。

この物理現象により、負荷をかける部分とそうでない部
分に於ける圧力変動を、構造上受けやすい制動用パイロ
ット弁の適応性について問題が生じる。

更に、ジヤツキの動作に関連した別の現象があり、それ
がジヤツキの室に於ける圧力の定格を混乱させる。つま
り、摩擦という問題である。例えば、負荷をうける部分
に於いて、３００バールの圧力を必要とする物体を支え
る。効率０．９５のジヤツキを例にとると、摩擦動作は
、８００（１−０，９５）　＝　１５パールの圧力と等
しくなる。平均速度方向に沿って、負荷のかかった部分
に於ける圧力変動は±１５パールとなる。

実際問題として、平均速度は対向する部分に於ける出力
により調整される。従って、摩擦に起因する変動の影響
は１例えば小部分に現出する圧力の変動によって調整さ
れる。ジヤツキの２つの部分間の比率が１．８である場
合、小部分の圧力変動幅は±１５Ｘ１．８＝±２７パー
ルとなる。

つまり、フランス特許第２，４６９，５９７号に記載の
制動弁について考察すると、制御圧力を受ける部分Ｓと
、制動圧力を受ける部分旦との間の比率は、Ｓ／　Ｑ　
＝　１へと７）、Ｒ− この条件の場合、制御圧力に対する２７バー！しの差異
は、制動圧力に対しては２７　Ｘ　１５　＝　４０５パ
ールの差異と等しくなる。

この２つの現象を重ね合わせると、第３図に示すような
結果となる。つまり、負荷のかかったジヤツキ１の負荷
に沿った（矢印２で示す収縮方向に沿った）動きを圧力
Ｐｏの安全弁３によって制御するとともに、その制御比
率をＮとすると、弁の開口条件は、Ｐｏ＝Ｐ１＋Ｐ２・
Ｎとなる。但し、Ｐｏは弁３の調整　値であり、Ｐｌは
ジヤツキ１の大部分側の圧力であり、Ｐ２は安全弁３を
制御するために使用する小部分側の圧力である。

ジヤツキ１が停止状態にある場合、圧力Ｐ１は降下して
、ジヤツキに接続されている物体すなわち加速力に対応
する圧力値Ｐｍを加速することになる。摩察力として、
対応圧力Ｐ’ｆを定めることができる。加速段階の間、
ジヤツキの負荷部分に於いて、圧力Ｐ’、　＝Ｐ、　−
（Ｐｍ十Ｐｆ　）かかかる。

安全弁を開口せしめるためには、Ｐ２が値（Ｐｍ速度が
得られると、加速圧力はゼロとなる。そして、ジヤツキ
内の圧力は、値Ｐ；′をとり、Ｐ；ｌ　＝　ｐ。

−Ｐｆとなり、同様に、Ｐ２はＰ：゛となる。

かくして１時Ｎ１を関数とする圧力変動は第１図に示す
ようになる。

安全弁が対向部分の圧力Ｐ２によって制御される場合、
上述の論理によると、平衡位置が不安定になることが判
明する（第２図）。しかしながら。

この方法は、負荷の速度超過を検出しうるという点で有
利である（速度超過の場合、対向部分の圧力は相殺され
る）。この方法によれば、電気的若しくは液圧的命令を
安全弁及びジヤツキに戻すことが回避される。このこと
は特に、連接操作式ダイストリピユータを備え、かつ単
一の命令システムに対して、オペレータとダイストリピ
ー−フグループとの間に連接棒及びレバーの如き機械的
部材の移動部材しか有さない機器の場合に特に有利であ
る。

本発明の目的は、上記の不都合を排除することにあり、
このために、バネ調整及びジヤツキの負荷部分に於ける
圧力を関数として減圧されるところの減圧弁を制御回路
に配備したことにより、制御圧力を変えることのできる
制御用パイロット弁を提供するにある。

次に、添付図面を参照に本発明の特徴について詳細に説
明する。

第４図に於いて、ジヤツキｌは、第２図に示すようにジ
ヤツキをもどそうとする負荷に抗して抑制的に動作する
。ジヤツキの大きい方の部分は抑制室４に対応し、その
中に圧力Ｐ１がかかつている。

そして、ジヤツキの小さい方の部分は対向室５に対応し
、その中に圧力Ｐ２がかかつている。

この弁の動作について次に説明する。

本体６（第６図）内をバネ９によって調整されたスプー
ル８が摺動する。オリフィス１０により圧力Ｐ２が弁に
付与される。スプール８は停止位置にて、圧力Ｐｐヲ送
るオリフィスＩＩＫオリフィス１０を連通ずる。この圧
力Ｐｐが十分大きく、バネ９の力よりも大きな力をスプ
ール８に生ぜしめる場合、スプール８は、このバネを収
縮しながら移行する（第６図の矢印１２）。この移行は
、スプール８がオリフィス１０と１１間の、すなわちＰ
２とＰｐ間の連通状態を遮断するまで継続する。圧力Ｐ
ｐが弁に対する内的漏洩作用若しくは外的漏洩作用によ
り増大しつづけると、スプーＩし８は更にバネ９に抗し
て移行して、タンク圧力を支配するオリフィス１３と連
通ずることになる。

スプール８の端部にピストン１４が配備され、そして、
ジヤツキ１の負荷部分４から来る圧力Ｐ１をこのピスト
ン１４にかける。この作用は、弁のスプール８に対する
圧力Ｐｐの作用に付加され、そして、バネの力＝Ｐｐに
起因する力士Ｐ１に起因する力、という関係が成立した
時に、オリフィス１０と１１間の連通状態が閉鎖する。

上述した弁１５は減圧弁である。第７図に示すように、
安全弁１６を付加装着することができる。減圧弁１５の
オリフィス１１から出る圧力Ｐｐは安全弁１６の制御ピ
ストン１７に加えられる。負荷を受ける部分４の圧力を
、減圧弁のピストン１４と安全弁１６のちょう形弁に同
時に加える。

本発明に係る制御原理を理解するだめに、安全弁１６の
均衡式について記載する。Ｐｏが調整圧力の場合、Ｓは
弁１６内の制御圧力を加える部分を示し。

且は制動圧力Ｐｌを加える部分である。ここで、下記の
式が得られる。

ｐｏ・３＝ｐ１ｓ　ｓ＋Ｐｐ　ｍ　Ｓ Ｐｐ　＝　（Ｐｏ　　Ｐｌ）・□ 減圧弁１５は、低減された圧力が部分Ｓｌにかかるとと
もに制動圧力が部分旦１にかかるように構成されている
。構造上５次式が得られる。

８１　　　　　　Ｓ Ｓｌ　　８ 他方、制動圧力が無い場合、低減圧力は、に調整される
。尚、これは安全弁１６の開口条件である。

かぐして、減圧弁１５の均衡式は次のようになる。

ＰｐｏＸＳ１＝ＰｐＸＳ１＋ＰｔＸ５ｔ　　あるいは、
Ｐｏｘ−＝Ｐｐ十Ｐ、ｘ−となる。

Ｓ これが本発明に係る制動弁７の均衡式である。

かぐして、制御圧力は常時、正確な値となる。

減圧弁１５は、機械的すなわちバネにより、あるいは液
圧的、若しくは電気的に調整することができる。

安全弁１６のちょう形弁の開口は、圧力Ｐｐｏに調整さ
れるが、これは下記の式のように定められる。

Ｐｐｏ’！＆理論値Ｐ。理論値圧調整すると、Ｐｐは相
対的に小さくなる。弁を開口せしめるためには、ＰＩが
増大しなければならず、Ｐｌの増大はＰ２の増大をひき
起す。かくして、安全弁用の圧力限定装置の動作を助け
ることになる。

Ｐｐｏを、理論値以上に調整すると、Ｐｐが増大する。

これにより弁の開口、ひいては、出力制限装置の動作を
助けることになる。

安全弁のなかには、もどし圧力と均衡状態にならないも
のがある。例えば、第５図に示す実施例の場合がそうで
ある。この場合、制動用パイロット弁、すなわち制動シ
ステム１８を、下記式に対応する閉鎖力及び開口力に供
する。

閉鎖カニＰｏ−８＋Ｐｒ＠ｓ 開口力：Ｐ１・ｓ＋ＰｐＩＩＳ その結果、これらの力が均衡すると、次のようになる。

Ｐ６＠ｓ＋Ｐｒ・５＝ｐ１・８＋Ｐｐ＠Ｓ減圧弁１５に
断面ｉ１を有するピストン１９を付加し、そして、もど
し圧力Ｐｒをこのピストンに付与して調整力に付加する
力を生せしめると、次式が得られる（第８、第９図）。

ＰｐｏｌｌＳ、＋Ｐｒｌｌ５１＝Ｐ１・ｓｌ＋ＰｐＩＩ
Ｓ１ＰｐｏＸ　Ｓ１＝　（ＰＩ　　Ｐｒ　）　８１　＋
　Ｐｐ　Ｘ　Ｓｌそして、 Ｐｐｏ　＝Ｐｏ　Ｘ−＝Ｐｏ　Ｘ　ｓ、の調整条件を考
慮すると、下記の式が得られる。

制御圧力Ｐｐをあらたに調整する。

第８．９図に示す実施例に於いて、前述した減圧弁１５
（第６図）を、室２０に於ける調整圧力の作用により液
圧的に調整する。この圧力は圧力限定装置２１によって
決まり、この圧力限定装置２１ハノズル２２によって制
御される出力に作用する。

断面ｓ１の追加ピストン１９により、制御圧力が付与す
る力に付加される力を、スプール８の上にＰｒ。

作用で生ぜしめる。

動作は別様に行うこともできる。

例えば、圧力Ｐ２が原動力として作用する場合、安全弁
が最大に開口するようにそれを完全に制御して、通常制
動部分に対する背圧を制限する必要がある。　そして、
弁制御動作を直接的に圧力Ｐ２に接続するシーケンスを
用意して安全弁１６の制御を行う必要がある。　尚、こ
のシーケンスは適切な構造により、減圧弁１５に統合す
ることができる。

圧力Ｒｅ制限するため、調整シーケンス弁を配備し、バ
ネの付加調整を行い、そして減圧弁のスプールにＰ２の
関数力を付与している。

付加調整の例は第１０図、に示されている。

減圧弁１５に、本体２３から成るアセンブリを付加し、
このアセンブリ内をダブルロンド式のビストン２４が摺
動する。このピストンが、軸受２５と本体の内径ととも
に、オリフィス２６．２７と連通ずる２つの室を形成す
る。尚、上記オリフィス２６．２７はそれぞれ圧力Ｐ２
とＰｒヲ受容するものである。

室の環状断面は同一であり、そして、差Ｐ２−Ｐｒ−△
Ｐが構造体の寸法により定まる環状部分に付加されるバ
ネの引張力よりも大きくなると、即座にバネが付加調整
されるように１前記環状断面部の値を定める。

バネ２８の引張力は調整ネジ２９により固定される。

一般的に、上述した全ての実施例に於いて、液圧均衡Ｖ
ζより、常に、もどし圧力Ｐｒと抑制圧力Ｐ１が等しく
なるように構成されている。すなわち、制御圧力は、制
動用パイロット弁それ自体が出会う圧力の定格を関数と
して調整される。かぐして。

抑制圧力ＰＩのみならず、抑制圧力Ｐｐをも安定させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は安全弁を装備したジヤツキ内における時間を関
数とした圧力変動の一例を示す説明図、第２図は安全弁
の平衡位置が圧力により不安定になる状態を示す説明図
、第３図はジヤツキ内の安全弁における制御圧力と制動
圧力を受ける部分の状態を示す図、第４図乃至第１０図
は本発明の実施例を示すもので、第４図は本発明に係る
制動用パイロット弁の動作原理を示す概略図、第５図は
他の適用例を示す概略図、第６図は第４図の原理を利用
した実施例を示す要部の断面図、第７図は安全用パイロ
ット弁に減圧弁を装着した状態を示す断面図、第８図は
本発明の他の実施例における液圧系の概略図、第９図は
第８図の液圧系に対応する実施例を示す断面図、第１０
図は第９図の実施例に調整機構を付加した実施例の断面
図である。 手続補正書坊式） １．事件の表示 昭和５８年　特許　　願第　１３７４４８号２、発明の
名称 液圧回路におけるパイロット弁 ３、補正をする者 ４、代理人 ８、添付書類の目録 （１）訂正願書　　　　　　　　　　正副各１通（２）
明細書　　　　　　　　　　１通（３）委任状とその訳
文　　　　　　　　　　各１通（４）法人証明書とその
訳文　　　　　　　　％１通補正の内容 １．適正な願書全別添のとおり提出します。 ２　適正な明ａ曹を別添のとおり提出します。 ３　委任状とその訳文全別添のとおり提出します。 ４、法人証明書とその訳文全別添のとおり提出します。 １９−

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）低減圧力Ｐｒは抑制圧力Ｐ１を関数とするところ
   の減圧弁（１５）を制御回路に設けたことにより制御圧
   力Ｐｐを変えることができることを特徴とする液圧によ
   って制御される抑制部材から成る液圧回路における負荷
   圧力を抑制するだめのパイロット弁。
2. （２）抑制圧力２重が二重効用ジヤツキの大きい部分（
   ４）を有する室内に与えられていることを特徴とする特
   許請求範囲第（１）項に記載のパイロット弁。
3. （３）制動弁（１６）を制御するだめの圧力Ｐｐは、制
   動弁（１６）の制御圧力Ｐｐと抑制圧力Ｐ、を安定させ
   る液圧バランスによって調整されることを特徴とする特
   許請求範囲第（１）項乃至第（２）項のいずれかに胃己
   齢のパイロット弁−
4. （４）制動弁を制御するだめの圧力Ｐｐは、負荷のかか
   る部分と対向する部分の圧力Ｐ２から得られることを特
   徴とする特許請求範囲第（１）乃至第（３）項のいずれ
   かに記載のパイロット弁。