JP2014501363A - 流量制限器を備える独立絞り弁 - Google Patents
流量制限器を備える独立絞り弁 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014501363A JP2014501363A JP2013544514A JP2013544514A JP2014501363A JP 2014501363 A JP2014501363 A JP 2014501363A JP 2013544514 A JP2013544514 A JP 2013544514A JP 2013544514 A JP2013544514 A JP 2013544514A JP 2014501363 A JP2014501363 A JP 2014501363A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control valve
- imv
- assembly
- valve
- outlet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
- F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
- F15B11/04—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
- F15B11/05—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed specially adapted to maintain constant speed, e.g. pressure-compensated, load-responsive
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
- F15B2211/205—Systems with pumps
- F15B2211/20507—Type of prime mover
- F15B2211/20523—Internal combustion engine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/30—Directional control
- F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
- F15B2211/3056—Assemblies of multiple valves
- F15B2211/30565—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve
- F15B2211/30575—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve in a Wheatstone Bridge arrangement (also half bridges)
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/40—Flow control
- F15B2211/405—Flow control characterised by the type of flow control means or valve
- F15B2211/40553—Flow control characterised by the type of flow control means or valve with pressure compensating valves
- F15B2211/40561—Flow control characterised by the type of flow control means or valve with pressure compensating valves the pressure compensating valve arranged upstream of the flow control means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/50—Pressure control
- F15B2211/505—Pressure control characterised by the type of pressure control means
- F15B2211/50563—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a differential pressure
- F15B2211/50581—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a differential pressure using counterbalance valves
- F15B2211/5059—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a differential pressure using counterbalance valves using double counterbalance valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
- F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
- F15B2211/7051—Linear output members
- F15B2211/7053—Double-acting output members
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/0318—Processes
- Y10T137/0324—With control of flow by a condition or characteristic of a fluid
- Y10T137/0379—By fluid pressure
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
- Y10T137/7758—Pilot or servo controlled
- Y10T137/7761—Electrically actuated valve
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
- Safety Valves (AREA)
- Fluid-Driven Valves (AREA)
- Sliding Valves (AREA)
Abstract
吸入口(29)を有する調量ステム(21)を含む独立絞り弁(24)(IMV)アセンブリが開示される。このIMVアセンブリはまた、流体源と吸入口(29)と連通する油圧機械式制御弁(37)も含む。制御弁(37)はまた、閉鎖端(46)と開放端(42)を持つスプール(43)を含む。制御弁(37)は、制御弁(37)またはスプール(43)を開位置へと付勢し、それによって流体源と吸入口(29)とを連通させる付勢部材(48)を含む。制御弁(37)はまた、吸入口(29)の上流にある制御弁(37)の排出口(18)とスプール(43)の閉鎖端(46)とを連通させる負荷信号線(45)を含む。負荷信号線(45)が高圧であることによって、制御弁(37)は閉位置に向かって移動でき、その結果、高圧条件下では付勢部材(48)の付勢力に打ち勝ち、吸入口(29)への流れが減少する。
Description
本発明は一般に、独立絞り弁(independent metering valve)(IMV)アセンブリへの流れを油圧機械的に制限するシステムと方法に関する。
油圧回路の油圧出力装置の動作の制御は従来、シングルスプール型の弁を使って行うことができる。シングルスプール弁は、油圧回路内の作動流体の流れを制御する一連の調量スロットを有し、この流れには、ポンプから油圧出力装置への流れと、油圧出力装置からタンク、排水管または容器への流れが含まれる。油圧出力装置が油圧シリンダである場合、これらの流れは一般にそれぞれ、ポンプからシリンダへの流れおよびシリンダからタンクへの流れと呼ばれる。
調量スロットは、スプール弁のステムに機械加工により形成される。このような構成では、スロットのタイミングと調節は一定である。油圧回路の動作を変更するには、ステムを再び機械加工し直さなければならず、これには高いコストがかかることがある。さらに、油圧回路の動作に別の特徴を追加するには、まったく新しいステムが必要となるかもしれない。その結果、油圧回路の動作への特徴の追加またはその最適化には費用がかさみ、時間もかかる可能性がある。
より柔軟性のある系として、独立絞り弁(IMV)アセンブリがあり、これは一般に、独立して動作し、電子的に制御される4つの絞り弁を含み、それが油圧回路内の流れを制御する。独立して制御される4つの絞り弁は、「調量ステム(metering stem)」と呼んでもよい。絞り弁のうちの2つが入力ポートと出力ポートの間に設置される。残りの2つの絞り弁は、出力ポートと回帰ポートの間に設置される。絞り弁の各々は電子的に制御されるため、油圧回路の動作は、調量ステムの1つまたは複数の弁への制御信号を調整することによって変更できる。油圧機能に使用されるIMVアセンブリの例は、(特許文献1)と(特許文献2)において開示されている。
(特許文献1)と(特許文献2)に示されているように、IMVアセンブリを内燃機関に関連して使用することが知られている。このようなIMVアセンブリは一般に、1つの油圧機能を提供する1つの油圧負荷と流体連通する油圧ポンプから加圧作動流体を受け取る。たとえば、IMVアセンブリは、1つの出力機能(たとえば、フロントエンドローダのローダバケットを傾ける)のために使用される2方向油圧シリンダに流体連結されていてもよい。IMVアセンブリは一般に調量ステムを含み、これは独立して制御可能な4つの絞り弁を有し、1つのペアの弁は油圧シリンダのヘッド側に連結され、残りのペアの弁はシリンダのロッド側に連結される。IMVアセンブリ内の各ペアの絞り弁は、油圧シリンダへの流入とそこからの流出の両方を可能にする。独立制御可能な絞り弁は、一般に1つまたは複数のセンサから受け取る各種の入力信号に応じて、コントローラを使って電子的に制御されてもよい。
しばしば、1つの流体源または共通のレールを利用する1つの油圧系の中で複数のIMVが使用される。この種の設計では、1つのポンプが流体を共通のレールへと送出してもよい。1つの油圧回路が他の回路より大量の流れまたは高い圧力を必要とする場合がある。1つのポンプがすべての回路に流体を供給するため、流体または圧力が回路に供給される時の速度または圧力が、その回路の油圧機能に損傷を与えうる程度となるかもしれない。たとえば、油圧シリンダまたは油圧モータに、これらの装置の最大能力を超える過剰な流れまたは圧力が供給されると、装置が故障する可能性がある。
求められているのは、調量ステムの電子制御を変更することなく、油圧回路の隣接部同士が最適に動作できるようにする、IMVアセンブリの制御系とその方法である。より具体的には、第一のIMVアセンブリへの流れを、油圧系の隣接する第二の油圧部が大きな流量を必要とする時に油圧機械的に制限し、それによって第二の油圧系が要求する大きな流量によって第一のIMVアセンブリの油圧機能が損傷を受けないようにする方法が求められている。IMVへの流れを油圧機械的に制限することは、電子制御系に依存するより短時間で行われ、モータまたはシリンダへの損傷を防止する可能性がある。
吸入口を有する調量ステムを含む独立絞り弁(IMV)アセンブリが開示される。このIMVアセンブリはまた、流体源および吸入口と流体連通する油圧機械的制御弁を含む。この制御弁は、高圧条件下で、制御弁を開位置に向けて付勢し、その結果、流体源と吸入口とを連通させる付勢部材を含む。この付勢部材により、低圧条件下で、制御弁が閉位置へと移動し、その結果、吸入口への流量が減少する。
他の独立絞り弁(IMV)アセンブリも開示され、これは調量ステムを含み、調量ステムは吸入口と、各々が並列に吸入口と連通する第一と第二の絞り弁を含む。第一の絞り弁は第一の排出口と連通していてもよい。第二の絞り弁は第二の排出口と連通していてもよい。調量ステムはさらに、第一の排出口と回帰ポートの間の設置された第三の絞り弁と、第二の排出口と回帰ポートの間に設置された第四の絞り弁を含む。このIMVアセンブリはさらに、流体源と連通可能な可変容量形ポンプと連通するプレロード方向制御弁を含む。この制御弁はまた、吸入口とも連通していてよい。この制御弁は、高圧条件下で、制御弁を開位置に向けて付勢し、流体源と吸入口とを連通させる付勢部材を含む。この付勢部材は、供給される圧力または流量が高すぎる、または大きすぎるか、IMVアセンブリと関連する油圧機能の能力を超える場合に、制御弁を閉位置に向けて移動させ、その結果、制御弁を通る流量を制限し、または流体源を吸入口から絶縁する。
大きい流量または高い圧力が共通のポンプによって供給されている時、独立絞り弁(IMV)アセンブリを通る流量を油圧機械的に制限する方法が開示される。開示される方法は、吸入口を有する調量ステムを含むIMVアセンブリを提供するステップを含む。このアセンブリはさらに、流体源および吸入口と連通する油圧機械的制御弁を含む。この制御弁は、高圧条件下で、制御弁を開位置に向けて付勢し、その結果、流体源と吸入口とを連通させる付勢部材を含む。付勢部材は、高圧条件で制御弁を閉位置に向けて移動させ、その結果、IMVアセンブリに関連する油圧機能に過剰に大きな流量または過剰に高い負荷が到達するのを防止する。この方法はさらに、制御弁を閉位置に向けて倒し、移動させ、その結果、吸入口への流量を減少させるか、流体源を吸入口から絶縁する付勢部材を含む。
上記の実施形態のうちのいずれの1つまたはそれ以上においても、付勢部材は調量ステムと連通していてもよい。上記の実施形態のうちのいずれの1つまたはそれ以上においても、付勢部材は所定の力を制御弁にかけて、制御弁を開位置に保持する。上記の実施形態のうちのいずれの1つまたはそれ以上においても、付勢部材とステムの開放端は、調量ステムと連通可能な信号線と連通している。
上記の実施形態のうちのいずれの1つまたはそれ以上においても、IMVアセンブリはまた、制御弁と吸入口の間に設置された逆止弁とオリフィスを含む。制御弁は、閉鎖端と開放端を有するステムを含む。付勢部材はステムの開放端と係合する。このアセンブリはさらに、ステムの閉鎖端と、逆止弁と制御弁の間のある地点と連通する負荷信号線を含む。付勢部材とステムの開放端は、吸入口と連通する信号線と連通していてもよい。ポンプにより供給されている圧力が高すぎる場合、負荷信号線には高圧力が生じ、これは付勢部材の付勢力と信号線の圧力に打ち勝って、弁を閉位置に向けて移動させる。
上記の実施形態のうちのいずれの1つまたはそれ以上においても、調量ステムはさらに、各々が並列に吸入口と連通する第一と第二の絞り弁を含む。第一の絞り弁は第一の排出口と連通する。第二の絞り弁は第二の排出口と連通する。調量ステムはさらに、第一の排出口と回帰ポートの間に設置された第三の絞り弁と、第二の排出口と回帰ポートの間に設置された第四の絞り弁を含む。アセンブリはさらに、ヘッド側チャンバと、ロッド側チャンバと、それらの間に設置されたピストンと、を有するシリンダを含んでいてもよい。第一の排出口はヘッド側チャンバと連通していてもよく、第二の排出口はロット側チャンバと連通していてもよい。代替案として、油圧シリンダの代わりに、アセンブリはさらに油圧モータを含んでいてもよい。第一の排出口はモータの片側と連通していてもよく、第二の排出口はモータのもう一方の側と連通していてもよい。
上記の実施形態のうちのいずれの1つまたはそれ以上においても、第一の排出口は第一の圧力逃がし弁と連通していてもよい。上記の実施形態のうちのいずれの1つまたはそれ以上においても、ヘッド側チャンバまたは油圧モータは第一の圧力逃がし弁と連通していてもよい。上記の実施形態のうちのいずれの1つまたはそれ以上においても、第二の排出口は第二の圧力逃がし弁と連通していてもよい。上記の実施形態のうちのいずれの1つまたはそれ以上においても、ロッド側チャンバまたは油圧モータは第二の圧力逃がし弁と連通していてもよい。上記の実施形態のうちのいずれの1つまたはそれ以上においても、絞り弁は、2つのポートと2つの有限地点を有する常時閉じられた方向制御弁である。上記の実施形態のうちのいずれの1つまたはそれ以上においても、コントローラと制御弁によって個別に電子的に制御される絞り弁は、負荷信号線の圧力と信号線の圧力と付勢部材によって油圧機械的に制御されてもよい。
図1を参照すると、油圧回路10が示されている。油圧回路10は、ピストン13とロッド14を収容するハウジング12を含む油圧シリンダ11に動力を供給する。ピストン13とハウジング12の間に、伸縮可能なヘッド側チャンバ15がある。ピストン13の、ヘッド側チャンバ15の反対側にロッド側チャンバ16がある。ヘッド側チャンバ15は出力線17と連通していてもよく、これは調量ステム21の排出口18に接続されてもよく、これについて以下により詳しく説明する。ロッド側チャンバ16は出力線22と連通していてもよく、これは調量ステム21の排出口23に接続されてもよい。
調量ステム21は4つの絞り弁24〜27を含み、これらはコントローラ28によって個別に制御可能な常時閉じられた方向制御弁である。2つの排出口18、23に加えて、調量ステム21は回帰ポート31と吸入口29を含む。回帰ポート31は、調量ステム21と、32で示されるタンク、容器またはレールとの間を連通させる。共通のタンク、容器またはレール32が、各圧力逃がし弁33、34、回帰ポート31について、および可変容量形ポンプ35のための流体源として示されている。共通のレールであってもよい容器32はまた、隣接する油圧部36のための流体も供給する。ポンプ35は、共通のレールと関連する唯一のポンプでもあり、そのために、大きな負荷または大きな流量が1つの油圧部に供給されると、隣接する油圧部の機能に損傷を与える可能性がある。
油圧機械的に制御される制御弁37が、ポンプ35と吸入口29の間に設置されていてもよい。制御弁37は、開位置にあって、ポンプ35と逆止弁38と固定オリフィス39と吸入口29の間を連通させているように示されている。信号線41は、調量ステム21と、制御弁37のスプール43の開放端42とを連通させる。信号線41は固定オリフィス44を含む。他の負荷信号線45が、スプール43の閉鎖端46と、制御弁37と逆止弁38の間の入力線とを連通させる。負荷信号線45はまた、固定オリフィス47を含む。付勢部材48が制御弁37に対し、図1に示される開位置に向けて事前に負荷をかける。
ポンプ35に対する需要によって負荷信号線45の圧力が過剰になると、負荷信号線45の圧力が付勢部材48の力と信号線41の圧力に打ち勝つことができ、制御弁37は閉位置に向けて移動し、その結果、吸入口29への流量が減少し、油圧シリンダ11が保護される。
動作時には、ポンプ35が容器32から流体を吸引して、これをプレロード制御弁37および隣接する回路36に供給する。通常の動作条件下では、信号線41を通る高い圧力と付勢部材48によってかけられる力とが、制御弁37を図のように開位置へと移動させ、流体は制御弁37を通り、逆止弁38を通過し、オリフィス39を通過し、吸入口29を通って調量ステム21に入る。
コントローラ28は絞り弁24〜27を制御する。ヘッド側チャンバ15に流体を供給するためには、コントローラ28は絞り弁24を開いて、絞り弁25を閉じたままにし、その結果、流体は絞り弁24を通り、排出口18を通り、出力線17を通り、ヘッド側チャンバ15へと流れることができる。流体をロッド側チャンバ16に供給するためには、コントローラ28は絞り弁24を閉じたままにして、絞り弁25を開き、その結果、流体は絞り弁25から排出口23に、また出力線22を通って、ロッド側チャンバ16へと流れることができる。
ヘッド側チャンバ15から流体を排出するには、コントローラ28は絞り弁24を閉じたままにして、絞り弁26を開き、それによって流体はヘッド側チャンバ15から、出力線17を通り、排出口18を通り、絞り弁26を通り、回帰ポー31を通り、容器32へ流れることができる。ロッド側チャンバ16から流体を排出するには、コントローラ28は絞り弁25を閉じたままにして、絞り弁27を開き、その結果、流体は出力線22を通り、排出口23を通り、開いた絞り弁27を通り、回帰ポート31を通り、容器32に戻ることができる。
圧力逃がし弁33、34は、それぞれヘッド側チャンバとロッド側チャンバ15、16に関連付けられる。各圧力逃がし弁33、34は通常、ばね51の付勢によって閉位置にある。しかしながら、出力線17、22の圧力が所定の量を超えると、信号線52の圧力にこの圧力上昇が反映され、その結果、圧力逃がし弁33、34が開き、流体は圧力逃がし弁33、34を通って、容器32へと流れる。排出口18、23から、それぞれヘッド側チャンバ15またはロッド側チャンバ16へと流れる流体は、53で示される逆止弁によって容器32へと流れないようになっていてもよい。
隣接する油圧部36が大きい流量または高い圧力を必要とする場合、調量ステム21の線54の圧力は、開示された制御弁37を除いて、共通のポンプ35が使用されているために上昇する。具体的には、負荷信号線45の圧力もまた上昇し、負荷信号線45の組合せ圧力によって提供される力が、付勢部材48の力と信号線41の圧力に打ち勝つ。逆止弁38とオリフィス39を制御弁37と吸入口29の間に延びる線に設置することによって、ポンプ35の動作に加えて、負荷信号線45に圧力が発生する。それゆえ、負荷信号線45の圧力は信号線41の圧力を超え、状況によっては、信号線41の圧力と付勢部材48との組合せ力より大きくなり、その結果、負荷信号線45の圧力が制御弁37を閉位置に向けて移動させることにより、制御弁37から調量ステム21へと流れる流量を減少させる。その結果、制御弁37は吸入口29への流れを油圧機械的に制御し、ポンプ35と、隣接する油圧部36の需要によって圧力が過剰に高くなると、制御弁37は吸入口29への流れを減少させるか、完全に遮断することができる。
図1は、上記のIMVアセンブリを特徴とする上記の油圧回路10に油圧シリンダ11を用いた応用を示している。これに対して、図2は同じIMVアセンブリを示すが、油圧モータ61を駆動する油圧回路60が用いられている。当業者にとっては当然のことであるが、シリンダまたはモータ以外の油圧機能は、上記のIMVアセンブリを使って作動され、制御弁37により過剰な負荷または流量から防止されてもよい。
上記の油圧回路10、60は、たとえば図3に示される掘削機70等の1台の機器に組み込まれてもよい。掘削機70はハウジング71を含み、ここにはオペレータ用の座席が含まれていてもよい。ハウジング71は、ハウジング71を垂直軸73の周囲で回転または旋回させるように構成できる搖動アセンブリ72の上に取り付けられていてもよい。搖動アセンブリ72には、たとえば油圧モータ61(図2)等の油圧アクチュエータによって動力が供給されてもよい。制御弁37と調量ステム21は、油圧モータ61への加圧流体の流れを制御してもよく、その結果、搖動アセンブリ72の運動の方向と速度が制御される。
ハウジング71と搖動アセンブリ72は、牽引装置74によって支持されていてもよい。牽引装置74は、作業現場周辺および/または作業現場間で掘削機70を移動させるようになされていてもよい、いずれの種類の装置であってもよい。たとえば、牽引装置74は1対の無限軌道75(図3にはそのうちの一方のみが示されている)を含んでいてもよい。各無限軌道75には、たとえば油圧モータ61(図2)等の油圧アクチュエータによって動力が供給されてもよい。
掘削機70はまた、土工器具77に動作的に取り付け可能な作業器具連結部76を含んでいてもよい。作業器具連結部76はブーム78を含んでいてもよい。ブーム78は、ハウジング71に旋回可能に取り付けられていてもよく、矢印79で示される方向に移動する。他の例示的実施形態においては、ブーム78は搖動アセンブリ72に直接取り付けられてもよく、ハウジング71を牽引装置74に対して固定されてもよい。この例示的な設計では、搖動アセンブリ72によってブームは垂直軸の周囲でハウジング71に対して旋回することができる。
ブーム78は、連結手段81に旋回可能に取り付けられていてもよく、矢印82で示される方向に移動する。連結手段81は、土工器具77に動作的に取り付けられていてもよく、矢印83で示される方向に移動する。土工器具77は、土、がれきまたは他の物質の負荷84を移動させるために使用される機器で一般的に使用されるいずれの種類の機構であってもよい。たとえば、土工器具77はショベル、バケット、ブレードまたはクラムシェルであってもよい。
作業器具連結部76には、たとえば油圧回路10の油圧シリンダ11(図1)等の一連の油圧アクチュエータによって動力が供給されてもよい。図1の制御弁37と調量ステム21は、油圧シリンダ11の1つへの、またはそこからの流れの流量を制限または制御してもよく、それによってブーム78、連結手段81、器具77を制御する。
コントローラ28(図1と2)は、オペレータから受け取る入力に基づいて、制御信号を各油圧回路の各絞り弁24〜27に供給するようになされていてもよい。制御信号は、絞り弁24〜27を弁装置の各々の中で移動させて、油圧シリンダ11または油圧モータ61等の各油圧アクチュエータへの、またはそこからの流体の流量を制御するようになされていてもよい。このようにして、コントローラ28はオペレータの望む特定の運動または動作を起こさせてもよい。
独立絞り弁(IMV)アセンブリは、さまざまな油圧系の中でよく使用される。しばしば、IMVは直列で使用されるか、複雑な油圧系の一部とされる。その結果、流体を共通のレールから両方の回路に供給するポンプによって隣接する油圧部に大きな流量または高い圧力が供給されることにより、1つのIMVアセンブリへの流量を制限する必要があるかもしれない。この流れを油圧機械的に制限すれば、絞り弁を電子的に操作する必要がなくなり、また、流れを油圧機械的に制限すれば、応答がより高速となる。隣接する油圧部が、他のシリンダまたはモータの容量を超えるような大きな流量または高い圧力を必要とした時に、シリンダまたはモータへの圧力または流量を制限する応答が遅れると、シリンダまたはモータに損傷を与える可能性がある。
たとえば、スタック弁では、相互に隣接する2つの油圧部があり、各油圧部が同じポンプレールまたは同じポンプを共有する場合、一方の油圧部に大きな流量が必要になり、もう一方が小さな流量で動作できれば、本発明により提供される油圧機械的調整によって、調量ステムより上流の流量が制限され、調量ステムをコントローラで操作する必要がない。
したがって、図1〜2に示される弁構成と油圧回路に加えて、大きな流量または高い圧力が、両方の油圧部に共通するポンプによって隣接する油圧部に供給されている時に、独立絞り弁(IMV)アセンブリを通じた流れを油圧機械的に制限する方法が開示される。この方法は、吸入口を有する調量ステムを含むIMVアセンブリを提供すステップを含む。このアセンブリはさらに、流体源および吸入口と連通する油圧機械的制御弁を含む。制御弁は、通常の動作条件下で、制御弁を開位置に向けて付勢し、それによって流体源と吸入口とを連通させる付勢部材を含む。ポンプにより生じる負荷信号線の圧力は、付勢部材の力とステムの開放端に関連する信号線の圧力に打ち勝ち、制御弁を閉位置に向けて移動させる。
Claims (13)
- 吸入口(29)を有する調量ステム(21)と、
流体源および吸入口(29)と流体連通する油圧機械的制御弁(37)であって、制御弁(37)を開位置に向けて付勢し、それによって流体源と吸入口(29)とを連通させる付勢部材(48)を含む油圧機械的制御弁(37)と、
を含む独立絞り弁(24)(IMV)アセンブリにおいて、
制御弁(37)は、閉鎖端(46)と開放端(42)を有するスプール(43)をさらに含み、制御弁(37)は、吸入口(29)の上流の制御弁(37)の排出口(18)とスプール(43)の閉鎖端(46)とを連通させる負荷信号線(45)を含み、
高圧条件下では、負荷信号線(45)の高い圧力によって制御弁(37)が閉位置に向かって移動し、それによって付勢部材(48)の付勢力に打ち勝ち、吸入口(29)への流れを減少させる独立絞り弁(24)(IMV)アセンブリ。 - 請求項1に記載のIMVアセンブリにおいて、
付勢部材(48)が調量ステム(21)と連通しているIMVアセンブリ。 - 請求項1または2に記載のIMVアセンブリにおいて、
付勢部材(48)が制御弁(37)の開放端(42)に所定の力をかけ、制御弁(37)を開位置に保持するIMVアセンブリ。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のIMVアセンブリにおいて、
付勢部材(48)が、調量ステム(21)と連通する信号線(41)と連通しているIMVアセンブリ。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のIMVアセンブリにおいて、
負荷信号線(45)と吸入口(29)の間に設置された逆止弁(38)とオリフィス(39)をさらに含むIMVアセンブリ。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載のIMVアセンブリにおいて、
調量ステム(21)が、各々が並列に吸入口(29)と連通する第一と第二の絞り弁(24)をさらに含み、第一の絞り弁(24)は第一の排出口(18)と連通し、第二の絞り弁(24)は第二の排出口(18)と連通し、調量ステム(21)が、第一の排出口(18)と回帰ポート(31)の間に設置された第三の絞り弁(24)と、第二の排出口(18)と回帰ポート(31)の間に設置された第四の絞り弁(24)をさらに含み、
アセンブリが、ヘッド側チャンバ(15)と、ロッド側チャンバ(16)と、それらの間に設置されるピストン(13)と、を有するシリンダを含み、
第一の排出口(18)がヘッド側チャンバ(15)と連通し、第二の排出口(18)がロッド側チャンバ(16)と連通するIMVアセンブリ。 - 請求項6に記載のIMVアセンブリにおいて、
ヘッド側チャンバ(15)が第一の圧力逃がし弁(33)と連通するIMVアセンブリ。 - 請求項6に記載のIMVアセンブリにおいて、
ロッド側チャンバ(16)が第二の圧力逃がし弁(33)と連通するIMVアセンブリ。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載のIMVアセンブリにおいて、
調量ステム(21)が、各々が並列に吸入口(29)と連通する第一と第二の絞り弁(24)をさらに含み、第一の絞り弁(24)が第一の排出口(18)と連通し、第二の絞り弁(24)が第二の排出口(18)と連通し、調量ステム(21)が、第一の排出口(18)と回帰ポート(31)の間に設置された第三の絞り弁(24)と、第二の排出口(18)と回帰ポート(31)の間に設置された第四の絞り弁(24)をさらに含み、
アセンブリが、2つのポートを有する油圧モータ(61)をさらに含み、
第一の排出口(18)が一方のポートと連通し、第二の排出口(18)がもう一方のポートと連通するIMVアセンブリ。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載のIMVアセンブリにおいて、
絞り弁(24)が、2つのポートと2つの有限地点を有する常時閉じられた方向制御弁であるIMVアセンブリ。 - 請求項6に記載のIMVアセンブリにおいて、
絞り弁(24)がコントローラ(28)によって個別に電子的に制御され、制御弁(37)が、少なくとも部分的に負荷信号線(45)の圧力と信号線(41)の圧力と、付勢部材(48)によって油圧機械的に制御されるIMVアセンブリ。 - 請求項9に記載のIMVアセンブリにおいて、
絞り弁(24)がコントローラ(28)によって個別に電子的に制御され、制御弁(37)が、少なくとも部分的に負荷信号線(45)の圧力と信号線(41)の圧力と付勢部材(48)によって油圧機械的に制御されるIMVアセンブリ。 - 隣接する油圧部(36)に大きな流量または高い圧力が供給されている時に、独立絞り弁(24)(IMV)アセンブリを通る流れを油圧機械的に制限する方法において、
吸入口(29)を有する調量ステム(21)を含むIMVアセンブリを提供するステップであって、アセンブリが、流体源および吸入口(29)と連通する油圧機械的制御弁(37)をさらに含み、制御弁(37)が、閉鎖端(46)と開放端(42)を有するスプール(43)を含み、制御弁(37)が、制御弁(37)を開位置に向けて付勢し、流体源と吸入口(29)とを連通させる付勢部材(48)を含み、制御弁(37)が吸入口(29)の上流の制御弁(37)の排出口(18)とスプール(43)の閉鎖端(46)とを連通させる負荷信号線(45)を含むようなステップと、
高圧条件下では、負荷信号線(45)を高い圧力にして、その結果、制御弁(37)が閉鎖位置に向かって移動し、それによって付勢部材(48)の付勢力に打ち勝ち、吸入口(29)への流量を減少させるステップと、
を含む方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12/971,149 | 2010-12-17 | ||
US12/971,149 US8752371B2 (en) | 2010-12-17 | 2010-12-17 | Independent metering valve with flow limiter |
PCT/US2011/062357 WO2012082354A2 (en) | 2010-12-17 | 2011-11-29 | Independent metering valve with flow limiter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014501363A true JP2014501363A (ja) | 2014-01-20 |
Family
ID=46232763
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013544514A Pending JP2014501363A (ja) | 2010-12-17 | 2011-11-29 | 流量制限器を備える独立絞り弁 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8752371B2 (ja) |
JP (1) | JP2014501363A (ja) |
CN (1) | CN103328829B (ja) |
DE (1) | DE112011104417T5 (ja) |
WO (1) | WO2012082354A2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102034834B1 (ko) * | 2018-06-01 | 2019-10-21 | 에스에프하이월드 주식회사 | 유압식 구동기용 밸브 블록 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9328747B2 (en) * | 2013-03-15 | 2016-05-03 | Mts Systems Corporation | Servo actuator load vector generating system |
JP5391348B1 (ja) * | 2013-03-27 | 2014-01-15 | 富士重工業株式会社 | 油圧制御アクチュエータの診断装置 |
CN104196777A (zh) * | 2014-09-04 | 2014-12-10 | 燕山大学 | 一种进出口油路独立控制的可编程集成式控制系统 |
CN110584984A (zh) * | 2019-10-17 | 2019-12-20 | 苏州尚领医疗科技有限公司 | 一种气动心肺复苏按压装置的气路控制系统 |
CN113775591B (zh) * | 2021-11-11 | 2022-01-04 | 太原理工大学 | 可短路阀后压力冗余补偿流量控制系统 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5969503A (ja) * | 1982-10-08 | 1984-04-19 | Daikin Ind Ltd | 流体制御装置 |
JPS60146901A (ja) * | 1983-12-30 | 1985-08-02 | Daikin Ind Ltd | 液圧装置のサ−ジ圧吸収回路 |
JP2009510357A (ja) * | 2005-09-30 | 2009-03-12 | キャタピラー インコーポレイテッド | 圧力補償を増補した液圧システム |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4364304A (en) | 1976-01-21 | 1982-12-21 | Danfoss A/S | Arrangement for influencing the operating quantity of a servomotor |
US4286502A (en) | 1979-10-15 | 1981-09-01 | Caterpillar Tractor Co. | Hydraulic load lifting system with automatic blocking valve |
KR920700354A (ko) | 1989-05-02 | 1992-02-19 | 오까다 하지메 | 토목 · 건설기계의 유압구동장치 |
US6918248B2 (en) | 2001-04-17 | 2005-07-19 | Caterpillar Inc | Independent metering valve assembly for multiple hydraulic load functions |
US6662705B2 (en) | 2001-12-10 | 2003-12-16 | Caterpillar Inc | Electro-hydraulic valve control system and method |
US7162869B2 (en) * | 2003-10-23 | 2007-01-16 | Caterpillar Inc | Hydraulic system for a work machine |
US7204084B2 (en) | 2004-10-29 | 2007-04-17 | Caterpillar Inc | Hydraulic system having a pressure compensator |
US7194856B2 (en) | 2005-05-31 | 2007-03-27 | Caterpillar Inc | Hydraulic system having IMV ride control configuration |
US8479504B2 (en) * | 2007-05-31 | 2013-07-09 | Caterpillar Inc. | Hydraulic system having an external pressure compensator |
-
2010
- 2010-12-17 US US12/971,149 patent/US8752371B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-11-29 WO PCT/US2011/062357 patent/WO2012082354A2/en active Application Filing
- 2011-11-29 JP JP2013544514A patent/JP2014501363A/ja active Pending
- 2011-11-29 CN CN201180065621.2A patent/CN103328829B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2011-11-29 DE DE201111104417 patent/DE112011104417T5/de not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5969503A (ja) * | 1982-10-08 | 1984-04-19 | Daikin Ind Ltd | 流体制御装置 |
JPS60146901A (ja) * | 1983-12-30 | 1985-08-02 | Daikin Ind Ltd | 液圧装置のサ−ジ圧吸収回路 |
JP2009510357A (ja) * | 2005-09-30 | 2009-03-12 | キャタピラー インコーポレイテッド | 圧力補償を増補した液圧システム |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102034834B1 (ko) * | 2018-06-01 | 2019-10-21 | 에스에프하이월드 주식회사 | 유압식 구동기용 밸브 블록 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE112011104417T5 (de) | 2013-09-12 |
US8752371B2 (en) | 2014-06-17 |
CN103328829A (zh) | 2013-09-25 |
CN103328829B (zh) | 2016-09-07 |
US20120152368A1 (en) | 2012-06-21 |
WO2012082354A3 (en) | 2012-09-13 |
WO2012082354A2 (en) | 2012-06-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5297187B2 (ja) | 圧力補償装置を有する油圧システム | |
JP5214450B2 (ja) | 圧力補償を増補した液圧システム | |
JP4791789B2 (ja) | 電子作動及び液圧作動されるドレン弁 | |
US7162869B2 (en) | Hydraulic system for a work machine | |
US7204084B2 (en) | Hydraulic system having a pressure compensator | |
JP2014501363A (ja) | 流量制限器を備える独立絞り弁 | |
JP6514522B2 (ja) | アンロード弁および油圧ショベルの油圧駆動システム | |
JP2010528244A (ja) | 外部圧力補償器を有する油圧システム | |
US8701396B2 (en) | Hydraulic system | |
US7614335B2 (en) | Hydraulic system with variable standby pressure | |
US10550547B2 (en) | Hydraulic systems for construction machinery | |
US8479504B2 (en) | Hydraulic system having an external pressure compensator | |
US6477836B1 (en) | Pilot control system | |
JP3289852B2 (ja) | 流量応援用方向制御弁 | |
US10072396B2 (en) | Working machine control system | |
JP4933299B2 (ja) | 建設機械の油圧制御装置 | |
US10208457B2 (en) | Working machine control system | |
JP4155967B2 (ja) | 流体圧回路の制御装置、その制御方法および作業機械 | |
GB2533034A (en) | Systems and methods for flow summation in a hydraulic system with open center control valves | |
US20200299932A1 (en) | Regeneration valve for a hydraulic circuit | |
JP2007092789A (ja) | 建設機械の油圧制御装置 | |
JP2019056436A (ja) | 制御弁 | |
JPH08135604A (ja) | 油圧弁装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140731 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150623 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150630 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20151215 |