JPS598684B2 - 流体制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複数個のアクチュエータの作動速度を個々に
又は同時に、負荷の荷重の変化とは無関係にそれぞれ流
量方向制御弁の開度に対応させる如くした流体制御装置
に関するものにして、ポンプ吐出流体のセット圧を常に
負荷圧に対応させることにより、動力の損失及び流体の
発熱を小さく抑制すると共に、余剰流体を有効に利用し
て、別個のアクチュエータを前記のアクチュエータの操
作とは無関係に圧力補償制御する如くしたことを特徴と
するものである。

従来、単数のポンプから分岐した並列回路にそれぞれ圧
力補償弁付流量調整弁を設けて、これらの各々の並列回
路に設けた各アクチュエータをそれぞれ圧力補償制御す
る如き回路を構成した場合余剰流体の処理が問題となっ
ていた。

すなわち各アクチュエータに加わる負荷の荷重は個々に
おいて変化するものであり、また一方の負荷と比較して
他の負荷が大きくなったり小さくなったりすることも必
然である。

このため余剰流の処理には流体回路又は各種制御機器の
最低安全度を見込んだ主リリーフ弁をポンプの出口側に
設置するより外に好ましい処理方法がなかった。

このため余剰流が発生すると共に、該余剰流は常にこの
ＩＪ ＩＪ−フ弁の設定圧でバイパスすることになり、
従って動力の損失及び流体の発熱が非常に大きい欠点が
あった。

本発明は斯る点に鑑み、単数のポンプから分岐し且つ複
数のアクチュエータに接続した並列回路にそれぞれ圧力
補償弁付流量方向制御弁を設置すると共に、これら並列
回路と並列に設けたパイパス用回路にバイパス形圧力制
御弁を設置し、該バイパス形圧力制御弁の背圧室と前記
の各圧力補償弁付流量方向制御弁におげろ流量調整部の
下流側とをシャットル弁を介して連結することにより、
単数の負荷を作動させているときは該負荷に対応した圧
力をバイパス形圧力制御弁の背圧室に導き、複数の負荷
を作動させているときは、重い方の負荷対応力を同背圧
室に導いて、前記バイパス形圧力制御弁の入口作動圧、
つまりポンプ圧を常に負荷に対応する如くして、動力損
失及び流体の発熱を小さくする一方、さらに前記バイパ
ス形圧力制御弁からの余剰バイパス流体を別個の第２ポ
ンプの吐出流体に合流させ、余剰バイパス流体を有効に
利用して別個のアクチュエータを圧力補償形制御する如
くしたものである。

以下本発明の実施例を図面に基づき説明する。

本発明は第１ポンプ４０と第２ポンプ４１とよりなる圧
力供給源と、複数の圧力補償弁付流量調整機構Ｃ１，Ｃ
２・・・・・・・・・と、一個のバイパス形圧力制御弁
３１と、一個のバイパス形圧力補償弁付流量調整弁４５
とからなる。

即ち前記第１ポンプ４０の並列回路Ｓａｔ６ｂ，７に複
数の圧力補償弁付流量調整機構ＣＩＦＣ２・・・・・・
・・・とバイパス形圧力制御弁３１とをそれぞれ連結し
、さらに各圧力補償弁付流量調整機構における流量方向
制御弁１，１′のポンプ側にそれぞれ減圧形圧力制御弁
２０，２０′を設け、該圧力が制御弁２０，２０’（７
）背圧室から分岐した回路８ａ，８ｂをシャットル弁１
２０両端に接続するとともに該シャットル弁１２の出口
側を回路９を介して別のバイパス形圧力匍濁弁３１の背
圧室に連通せしめたものである。

上記の圧力補償弁付流量調整機構Ｃ１，Ｃ２の具体例は
、第２図に示す如き構造である。

すなわち該圧力補償弁付流量調整機構Ｃ１，Ｃ２は４方
向オールポートブロック形中立ベントアン ．ロード通
路付の流量方向制御弁１と、パイロットリリーフ弁付減
圧形圧力制御弁２０とによって構成している。

前記の流量方向制御弁１はハウジング２に、圧力匍御弁
２０を介してポンプ４０と連通ずる入口 ．ポートＰ′
と、ＡポートＡと、ＢポートＢと、ＴポートＴとを備え
ており、この４個のポー｝Ｐ’，Ａ，Ｂ，Ｔ間において
方向制御を行なうのである。

すなわちハウジング２の内部に設けたスプール３を中立
位置（仮想線の状態）に保持した場合、これら各ポー｝
Ｐ’，Ａ，Ｂ，Ｔ間の連通は完全に遮断され、該スプー
ル３を実線の位置に位置させることによってスプールラ
ンド４とハウジング２のコーナ間に流量調整部５を形成
することができ、入口ポートＰ′からＡポートの方向の
流れにおいて該流調整部５の開度に対応した流量を得る
ことができる。

従ってＡ，Ｂポート間に連結したアクチュエータ１０を
前記流量に対応した速度で作動させることができる。

また、スプール３を中立位置から右方向においてスプー
ルランド４とハウジングのコーナとによって流量調整部
５′を形成して、アクチュエータ１０を前記とは逆方向
に作動制御することができる。

一方、パイロット弁付減圧形圧力制御弁２０はハウジン
グ２１にポンプ４０を連結するＰポートＰと、該ハウジ
ングの内部にプランジャ２２と、さらに該プランジャ２
２の右方向にパイロットリリーフ弁２３を備えている。

前記プランジャ２２の左側のランド２４とハウジング２
１のコーナとの間には圧力制御部Ｙを形成しており、該
圧力制御部Ｙは該プランジャ２２とパイロットリリーフ
弁２３との間に形成した背圧室２５内部のスプリング２
６力によってノーマルオープン状にセットされている。

さらにプランジャ２２の内部に通路２７を形成して圧力
制御部Ｙの後位の圧力を該プランジャ２２の左端に導く
ようにしており、また背圧室２５は、流量方向制御弁１
における流量調整部５，５′の両側に開口せしめたパイ
ロット通路２８及びベント路２９に接続して、スプール
３の中立時、前記背圧室２５をＴポートＴに連結させ、
スプール３を変位させたときパイロット通路２８を介し
て該背圧室２５にアクチュエータ１０に加わる負荷１１
の対応圧を作用させる如く構成している。

従って、第２図の如くアクチュエータ１０を流量調整部
５の開度に対応した流量で作動させているとき、プラン
ジャ２２の右端には負荷１１の対応圧とスプリング２６
力とを加算した力が作用しており、一方該プランジャ２
２の左端には通路２Ｔを介して負荷１１の対応圧と流量
調整部５の抵抗圧とが加算的に作用してプランジャ２２
を右動し圧力制御部Ｙを封鎖傾向にする。

つまり、該圧力制御部Ｙの開度によって流量調整部５０
前後の差圧とスプリング２６力とがバランスする如く減
圧作用を行なって、流量調整部５０前後の差圧を常に一
定に保つような制御を行なうもので、該差圧を一定にｆ
ｌｊｌｌｌｌする上において余剰した流体を回路７を介
して後述するバイパス形圧力制御弁３１の方向に分流す
るものである。

この結果、アクチュエータ１０に於ける負荷１１の荷重
が変化しても、減圧形圧力制御弁２０は流量調整部５前
後の差圧を一定に保持するので、アクチュエータ１０の
作動速度をスプール３の変位に応じた値に保持すること
ができる。

一方、上記バイパス形圧力制御弁３１の具体例は第３図
に示す如くハウジング３２に回路７を介してポンプ４０
を連結するポート３３と、該ハウジングの内部にプラン
ジャ３４と、さらに該プランジャ３４の左方向にパイロ
ットリリーフ弁３５を備えている。

前記プランジャ３４０ランドとハウジングのコーナとの
間には分流制御部２を形成しており、該分流制御部２は
該プランジャ３４とパイロットリリーフ弁３５との間に
形成した背圧室３６の内部のスプリング３７力によって
ノーマルクローズ状にセットしている。

さらに、前記分流制御部２の後位に形成したポートｇに
いわゆるバイパスライン３８を接続すると共に、分流制
御部Ｚの前位から分岐したパイロット通路３９をプラン
ジャ３４の右端の室３６ａに連通３９をプランジャ３４
の右端の室３６ａに連通して、ポンプから供給される圧
力を該室に作用させ、また背圧室３６に接続した回路９
を介して該背圧室３６に負荷圧を作用する如くしている
。

従って、背圧室３６に作用する負荷圧がパイロットリリ
ーフ弁３５の設定圧よりも小さいときは、ポート３３か
らハウジング内に流入する圧力流体は背圧室３６内の流
体圧とスプリング３γ力とを加算した値で分流制御部２
よりバイパスする。

なお、背圧室３６に作用する負荷圧がパイロットリリー
フ弁３５の設定圧より大きいときは流体の制御圧は該リ
リーフセット圧に対応するものである。

また一方、第１図の如く前記第１ポンプ４０と一軸によ
って連結した第２ポンプ４１の吐出ライン４２とバイパ
スライン３８との合流部にはバイパス流が自由流になる
状態にチェック弁４４を設置している。

該チェック弁４４は第１ポンプ４０の吐出圧よりも第２
ポンプ４１の吐出圧が大きくなったときの逆流防止に役
立つものである。

一方、前記バイパスライン３８と吐出ライン４２との合
流ライン４３に連結した圧力補償弁付流量調整機構４５
は流量方向制御弁４６のポンプ側にパイロットリリーフ
弁付バイパス形圧力制御弁４７を備えている。

該流量方向制御弁４６の構造は第２図に示したものと全
く同一の４方向オールポートブロック形中立ペントアン
ロード形である。

また、バイパス形圧力制御弁４７は第３図に示す制御弁
と同一である。

第３図に基づき説明したように斯るノーマルクローズ特
性の圧力制御弁は背圧室３６に負荷圧を作用させ、圧力
制御部２の前位の圧力を常に負荷圧とスプリング３７圧
とを加算した値に保つように余剰流をバイパスさせるも
のである。

従って、圧力補償弁付流量調整機構４５はバイパス形圧
力制御弁４７０作用によって流量方向制御弁４６の通過
流量を常にスプール３に対応して一定に保持することが
できるものである。

図示実施例は上記の如く構成するもので、以下その作用
を説明する。

二個の流量方向制御弁１，１′をともに封鎖する状態に
セットしている場合、バイパス形圧力制御弁３１の背圧
室は回路９、シャットル弁１２、いずれか一方の回路８
ａ又は８ｂ及びペントアンロード通路２９を介してダイ
レクトにタンク１３に流通している。

従って、斯る状態で第１ポンプ４０から流体を吐出する
と該ポンプ４ロの吐出流体は最も負荷の／Ｊづい方向、
すなわち回路７を介してバイパス形圧力制御弁３１の方
向に供給され、全量を該バイパス形圧力制御弁３１のス
プリング３７の設定圧でバイパスライン３８から第２ポ
ンプ４１の吐出ライン４２にバイパスする。

次に、例えば右側の圧力補償弁付流量調整機構Ｃ１ を
介してアクチュエータ１４を作動させる作用について説
明する。

流量方向制御弁１を中立位置から変位させた場合、上記
のペントアンロード通路２９は封鎖され、先づ減圧形圧
力制御弁２０の背圧室にアクチュエータ１４の負荷の対
応圧を作用させ、続いて同負圧をシャットル弁１２を経
由してバイパス形圧力制御弁３１の背圧室に作用させる
。

このため、第１ポンプ４０から吐出される流体はアクチ
ュエータ１４の方向に供給され始め、第２図に基づいて
説明した圧力補償機能によってアクチュエータ１４の作
動速度を一定に制御することができるものである。

しかも、前記制御を行なう上において余剰した流体を負
荷の対応圧でバイパス形圧力制御弁３１を介して第２ポ
ンプ４１の吐出ライン４２にバイパスすることができる
ものである。

なお、斯る制御中アクチュエータ１４の負荷の荷重が変
化しても、バイパス形圧力匍御弁３１の背圧室に対して
はシャットル弁１２を経由して常に負荷の対応圧が作用
するようになっている。

従って、該バイパス形圧力制御弁３１０入口作動圧は常
に負荷に対応する特徴がある。

次に二個の流量方向制御弁１，１′を両方とも開いた場
合、二個のアクチュエータ１４，１４’の負荷圧が回路
Ｂ ａ ｔ ８ ｂを介してシャットル弁１２０両側に
作用し、この両負荷圧の大きい方の圧力がバイパス形圧
力制御弁３１の背圧室に作用する。

二個のアクチュエータ１４，１４’の負荷の相対荷重の
大小関係が逆になってもシャットル弁１２の方向制御に
よってバイパス形圧力制御弁３１０入口作動圧は常に二
個のアクチュエータにおける重い方に対応する。

さらに第１ポンプ４０の吐出量が二個のアクチュエータ
の制御量を満せない場合、つまり流量が不足する場合で
あってもバイパス形圧力制御弁３１０入口作動圧は負荷
の重い方に対応する。

なお、斯る場合バイパス余剰流はなくなるが、前記入口
作動圧を確実に負荷の重い方の対応圧で保持しているか
ら、第１ポンプ４０から吐出される流体を圧力不干渉の
状態で軽い方の負荷側に優先供給し、重い方の負荷側に
対してはその残溜流体を無制御状態で供給するものであ
る。

各減圧形圧力制御弁２０，２０’はそれぞれパイロット
リリーフ弁２３，２３’を備えており、第２図において
背圧室２５の圧力が所定圧力以上に上昇するとパイロッ
トリリーフ弁２３は開放し、圧力制御部Ｙを完全閉鎖す
る。

このため、アクチュエータ１０の前位圧力は前記パイロ
ットリリーフ弁２３による設定圧で制御される。

従って、各流量調整機構２０，２０’のパイロットリリ
ーフ弁の設定圧を個々に調整することによって、各アク
チュエータ個々の最大制御圧をそれぞれ異った値に設定
できる。

以上のように、単数の負荷を作動させているとき、バイ
パス形圧力制御弁３１０入口作動圧は常に該負荷の変化
に対応し、複数の負荷を作動させているときは常に最も
大きい負荷に対応するものである。

従って、回路及び制御機器の最低安全度を見込んだ従来
のＩＪ ＩＪ−７弁の如き固定的なバイパス方式に比較
して動力損失が小さく且つ流体の発熱量を抑えることが
できる。

一方、第２ポンプ４１の吐出ライン４２に連結した圧力
補償弁付流量調整機構４５の流量方向制御弁４６を中立
位置にセットしている場合、第２ポンプ４１から吐出さ
れる流体は全量が圧力制御弁４７を介してタンク１３に
バイパスされる。

仮りにバイパス形圧力制御弁３１のバイパスライン３８
に余剰流が生じている場合は該余剰流は第２ポンプ４１
の吐出流体と合流してバイパス形圧力制御弁４７よりバ
イパスされるものである。

そこで、圧力補償弁付流量調整機構４５において流量方
向制御弁４６を中立位置から変位させると第２ポンプ４
１から吐出される流体はアクチュエータ４８に対して供
給され始め、バイパスライン３８に余剰流体が生じてい
るときは、該余剰流体との合流によってアクチュエータ
４８の作動流量を確保するものである。

第１ポンプ４０から吐出する流体はアクチュエータ１
４ ， １ ４’に優先供給されその余剰流体のみをバ
イパスライン３８にバイパスする。

斯る場合、第１ポンプ４０の吐出圧力は３個のアクチュ
エータ１４，１４’，４８中の一番負荷の重いものに対
応するものであり、一方、第２ポンブ４１から吐出され
る流体によって別個のアクチュエータ４８を確実に優先
作動させるものである。

従って、第１ポンプ４０と第２ポンプ４１とはアクチュ
エータ１ ４ ， １ ４’と他のアクチュエータ４８
に対する流量を絶対的に確保するものである。

叙上の如く本発明は、単数のポンプ４０から分岐し、且
つ複数のアクチュエータ１４，１４′−・・・・・・・
・に接続した並列回路６ａｊ６ｂ・・・・・・・・・に
それぞれ圧力補償弁付流量調整機構Ｃ１，Ｃ２・・・・
・・・・・を設置すると共に、これら並列回路と並列に
設けたバイパス用回路にバイパス形制御弁３１を設置し
、該バイパス形圧力制御弁の背圧室と前記各圧力補償弁
付流量調整弁１，１′・・・・・・・・・における流量
調整部の下流側とをシャットル弁１２を介して連結する
と共に、前記バイパス形圧力制御弁３１のバイパスライ
ン３８を第２ポンプ４１の吐出ライン４２に連結する如
くなして、第１ポンプ４００余剰流体と第２ポンプ４１
の吐出流体との合流流体によって他のアクチュエータ４
８を圧力補償制御する如くしたものである。

このため、単数の負荷を圧力補償作動させているとき、
バイパス形圧力制御弁３１の啓開値が該負荷の荷重の変
化と対応して定まり、複数の負荷を圧力補償作動させて
いるときは前記啓開値が重い方の負荷を対応するもので
ある。

従って、従来の固定的な啓開値をもつ主リリーフ弁によ
るバイパス方式に比べて動力の損失量を小さくでき、ま
たエネルギー損失による流体の熱の発生量を小さく抑制
することができるものである。

また、前記シャソトル弁１２は２方向いずれかの位置に
あって、バイパス形圧力制御弁３１の背圧室をいずれか
のアクチュエータ１４，１４′と連通させて該圧力制御
弁３１の作動を妨げないようにしている。

このため、同圧力制御弁３１をベント路開放する必要が
ない。

従って、各アクチュエータへの供給流量は正確に流量方
向制御弁１，１′の開度に対応し、また負荷の変化があ
っても流量は一定に保持されるので、アクチュエータの
作動を高精度で制御できる効果がある。

しかも、前記各流量調整機構Ｃ１，Ｃ２はパイロットＩ
Ｊ ＩＪ−フ弁付減圧形圧力制御弁２０，２０’によっ
て構成し、パイロットリリーフ弁によって各アクチュエ
ータ個々の最大制御圧をそれぞれ異った値で設定できる
と同時に、第１ポンプの余剰流体を有効に利用でき、且
つ第１ポンプから供給される複数のアクチュエータ群に
第１ポンプは別個のアクチュエータの操作とは無関係に
流量を補償し、さらに第２ボン・プは別個のアクチュエ
ータの流量を前記アクチュエータ群とは無関係に最低第
２ポンプ流量を確実に補償するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図及び第
３図は要部の説明図である。 Ｃ１，Ｃ２・・・・・・圧力補償弁付流量調整機構、１
，１′・・・・・・流量方向制御弁、３・・・・・・ス
プール、５，５′・・・・・・流量調整部、６ ａ ，
６ ｂ ，７・・・・・・並列回路、１０・・・・・・
アクチュエータ、１１・・・・・・負荷、１２・・・・
・・シャットル弁、１４ ，１４’，４Ｂ・・・・・・
アクチュエータ、２０・・・・・・減圧形圧力制御弁、
２２・・・・・・プランジャ、２３・・・・・・パイロ
ット弁、２５・・・・・・背圧室、２９，２９’・・・
・・ペントアンロード通路、３１・・・・・・バイパス
形圧力制御弁、３４・・・・・・プランジャ、３６・・
・・・・背圧室、３８・・・・・・バイパスライン、３
９・・・・・・パイロット通路、４１・・・・・・第２
ポンプ、４２・・・・・・吐出ライン、４３・・・・・
一合流ライン、４４・・・・・・チェック弁、４５・・
・・・・圧力補償弁付流量調整機構、４６・・・・・・
流量方向制御弁、４７・・・・・・バイパス形圧力制御
弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 単数のポンプ４０から分岐した並列回路６ａ＋６ｂ
   ・・・・・・・・・に介設した複数個の圧力補償弁付流
   量調整機構Ｃ１，Ｃ２・・・・・・・・・と、これら各
   流量調整機構Ｃ１，Ｃ２・・・・・・・・・にそれぞれ
   接続した複数のアクチュエータ１ ４ ， １ ４’・
   ・・・・・・・及び単数のバイパス形圧力制御弁３１か
   らなり、前記の各圧力補償弁付流量調整機構Ｃ１，Ｃ２
   ・・・・・・・・・はそれぞれ流量方向制御弁１と、該
   流量方向制御弁１のポンプ側に該流量方向制御弁１前後
   の差圧を一定に制御するパイロットリリーフ弁付減圧形
   圧力制御弁２０とを設置しており、各減圧形圧力制御弁
   ２０，２０’・・・・・・・・・の背圧室をシャットル
   弁１２０両端入口側に連結し、該シャットル弁１２の出
   口側を前記バイパス形圧力制御弁３１の背圧室に連結し
   て、前記並列回路におけるアクチュエータ負荷圧の内、
   最大負荷圧を前記シャットル弁１２で選択して、前記バ
   イパス形圧力制御弁３１の背圧室に導くごとく成す一方
   、前記バイパス形圧力制御弁３１から別個に分岐したバ
   イパスライン３８を他の第２ポンプ４１の吐出ライン４
   ２と合流すると共に、該合流ライン４３を他のノ濱パス
   形圧補償弁付流量調整弁４５に接続せしめたことを特徴
   とする流体制御装置。