(57)【要約】【課題】切換構造を簡略化し、所要設置スペース及び負担すべき製造コストを削減する。【解決手段】少なくとも１つのアクチュエータ２，３，４及び少なくとも１つの油圧ポンプ１を設け、最大システム圧力を制限する圧力制限弁１０を少なくとも１つの油圧ポンプ１に接続する。圧力制限弁１０のパイロット制御により、バイパスの切り換えを行うと共に、最大圧力制御に加えて増圧又は圧力制限を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのアクチュエータ及び少なくとも１つの油圧ポンプを備え、最大システム圧力を制限する圧力制限弁が前記少なくとも１つの油圧ポンプに接続されている油圧システムにおいて、
前記圧力制限弁のパイロット制御を行い、バイパスの切り換えを行う
ことを特徴とする油圧システム。
【請求項２】
少なくとも１つのアクチュエータ及び少なくとも１つの油圧ポンプを備え、最大システム圧力を制限する圧力制限弁が前記少なくとも１つの油圧ポンプに接続されている油圧システムにおいて、
前記圧力制限弁のパイロット制御により、最大圧力制御に加えて増圧又は圧力制限を行う
ことを特徴とする油圧システム。
【請求項３】
少なくとも１つのアクチュエータ及び少なくとも１つの油圧ポンプを備え、最大システム圧力を制限する圧力制限弁が前記少なくとも１つの油圧ポンプに接続されている油圧システムにおいて、
前記圧力制限弁のパイロット制御により、バイパスの切り換えを行うと共に、前記最大圧力制御に加えて増圧又は圧力制限を行う
ことを特徴とする油圧システム。
【請求項４】
前記パイロット制御により、システム圧力の比例制御を制限する
請求項１〜３のいずれか１つに記載の油圧システム。
【請求項５】
前記パイロット制御は、電気油圧及び／又は電子油圧より行われる
請求項１〜４のいずれか１つに記載の油圧システム。
【請求項６】
前記パイロット制御は、油圧及び／又は空気圧により行われる
請求項１〜５のいずれか１つに記載の油圧システム。
【請求項７】
前記圧力制限弁は、カートリッジ型及び／又はゲート型として設計されている
請求項１〜６のいずれか１つに記載の油圧システム。
【請求項８】
前記パイロット制御は、バネ復元力及び／又は前記システム圧力に抗して作用する
請求項１〜７のいずれか１つに記載の油圧システム。
【請求項９】
前記圧力制限弁は、作動せずに前記システム圧力を増加させない
請求項１〜８のいずれか１つに記載の油圧システム。
【請求項１０】
油圧システムにおけるシステム圧力を制限する圧力制限弁において、
前記圧力制限弁のパイロット制御が行われ、
前記パイロット制御は、バネ復元力及び／又は入力圧力に抗して作用する
ことを特徴とする圧力制限弁。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の油圧システムに用いられる
請求項１０に記載の圧力制限弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つのアクチュエータ及び少なくとも１つの油圧ポンプを備える油圧システムに関する。油圧システムにおいて、最大システム圧力を制限する圧力制限弁が、少なくとも１つの油圧ポンプに接続されている。
【背景技術】
【０００２】
油圧回路及びその油圧部品は、最大システム圧力を制限可能に設計されている。最大システム圧力の超過は、使用されている回路及びその油圧部品の損傷をもたらす場合がある。従って、システム圧力が最大値を上回った場合に、油圧ポンプから油圧タンクに作動油を送る圧力制限弁が設けられている。
【０００３】
別の安全対策として、多くの場合、別の弁を介してバイパス閉鎖を行う。この弁を作動させることによって、作動油を油圧ポンプから油圧タンクに直接再循環させ、システム圧力が低下する。
【０００４】
また、油圧回路における個々の油圧アクチュエータの作動に応じて、増圧弁又は圧力制限弁をさらに使用する。所要システム圧力は、主に、ポンプの吐出量と、油圧アクチュエータを作動させるための弁配置とによって決定される。さらに、所望のシステム圧力レベルに達して、その圧力レベルを維持するために、使用する増圧弁又は圧力制限弁によって選択的にシステム圧力を調整することが可能である。
【０００５】
アクチュエータが４ポート３位置切換方式によって作動されているとき、即ち４ポート３位置切換弁（主制御弁）を介して作動されているとき、圧力制限弁又は増圧弁は、油圧ポンプの下流側、かつ、主制御弁の上流側に配置されている。
【０００６】
６ポート３位置切換方式において、システム圧力は、下流側アクチュエータを循環し、油圧タンクに再び放出される。この場合、圧力制限弁又は増圧弁を、油圧ポンプの下流側ではなくアクチュエータ配列の下流側に配置する必要がある。
【０００７】
多くの場合において使用される増圧弁又は圧力制限弁は、比例ゲート型２ポート２位置切換弁として設計されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の従来の設計においては、最大圧力制限、増圧及びバイパス機能のために別々の弁を使用しなくてはならないという問題があった。これにより、切換構造の複雑性が増し、所要設置スペース及び負担すべき製造コストもまた増加する。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決することができるように、改良された油圧システム及び圧力制限弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、請求項１〜３に記載の特徴に係る油圧システムによって解決される。さらに、油圧システムの更なる有利な実施形態は、従属請求項４〜９に記載されている。
【００１１】
本発明の油圧システムによれば、少なくとも１つのアクチュエータ及び少なくとも１つの油圧ポンプを備え、最大システム圧力を制限する圧力制限弁が前記少なくとも１つの油圧ポンプに接続されている。システム圧力は、特に、圧力制限弁の流入側に付与される。付与されたシステム圧力がある一定の圧力限界レベルを上回った場合、付与されたシステム圧力を下げるために圧力制限弁が切り換えられる。
【００１２】
さらに、本発明によれば、圧力制限弁のパイロット制御が行われる。パイロット制御は、油圧システムにおけるバイパス機能を実現する目的で行われる。特に、システム圧配管にバイパス又は並列遮断経路を接続するために、パイロット制御のオン／オフによって圧力制限弁の接続を切り換える。この場合、システム圧力は、油圧ポンプから油圧タンクに直接放出される。便宜上、圧力制限弁は、そのニュートラル位置において開いており、パイロット制御によって閉鎖可能となる。
【００１３】
本発明の代替案として、少なくとも１つのアクチュエータ及び少なくとも１つの油圧ポンプを備える油圧システムであってもよい。このシステムは、少なくとも１つの油圧ポンプに接続された、最大システム圧力を制限する圧力制限弁を備える。システム圧力は、特に、圧力制限弁の流入側に付与される。付与されたシステム圧力がある一定の圧力限界レベルを上回った場合、付与されたシステム圧力を下げるために圧力制限弁が切り換えられる。
【００１４】
さらに、本発明によれば、圧力制限弁のパイロット制御が行われる。パイロット制御によって、１つの弁を使用して、最大圧力制限に加えて増圧機能又は圧力制御機能を実現可能である。便宜上、入力圧力又はシステム圧力をある一定の圧力レベルに調整可能にするために、圧力制限弁は、そのニュートラル位置において開いており、パイロット制御によって少なくとも部分的に閉鎖可能となるものとする。本発明に係る構造では、少なくとも２つの弁の組み合わせ、即ち少なくとも２つの弁機能の組み合わせでもよい。
【００１５】
これは、圧力制限弁のパイロット制御によって、バイパス機能に加えて圧力制限弁又は増圧弁の機能も実現した場合に、特に有利である。この場合、油圧システムにおける油圧アクチュエータの４ポート３位置切換弁を作動することで、３つの弁機能が１つの弁によって果たされる。これにより、従来の増圧弁と比較して、増圧機能性が改善される。また、１つの弁において様々な弁機能を融合させることによって、油圧部品の所要数が実質的に削減可能となる。生産又はそれに伴う製造コストを最小限に抑えることができる。油圧回路の所要設置スペースに関しても同様である。
【００１６】
特に有利な実施形態において、圧力制限弁は、比例圧力制限弁として設計されている。これにより、システム圧力の比例制御を、システム圧力がゼロと最大システム圧力との間になるように制限することができる。
【００１７】
原則として、任意のパイロット制御が実現可能である。想定されるものとしては、電気及び／又は電子油圧によるパイロット制御を含む。
【００１８】
あるいは、前記パイロット制御は、油圧又は空気圧により行われる。
【００１９】
また、原則として、圧力制限弁の実施形態は適宜選択される。カートリッジ型又はゲート型は、好適な構造である。
【００２０】
油圧システム又は圧力制限弁の実現可能な構成において、パイロット制御が弁のバネ復元力に抗して作用する。パイロット制御によって付与された圧力がバネ復元力を上回ったときに、弁は切り換えられる。
【００２１】
同様に、パイロット制御が圧力制限弁のシステム圧力に抗して作用する場合も想定される。これは、パイロット制御がバネ復元力及びシステム圧力に抗して作用する場合に特に有利である。従って、最大限界圧力は、パイロット制御の力によって調整可能である。
【００２２】
実現可能な実施形態において、圧力制限弁は、そのニュートラル位置で開かれている。弁の開位置は、バネ復元力によって保持されている。パイロット制御をオンにしたときに、パイロット制御は、バネの復元力に抗して作用する。様々なパイロット制御により、圧力制限弁の部分的又は完全閉鎖が可能である。バイパス機能は、例えば、パイロット制御をオフに切り換えることにより実現可能である。また、パイロット制御は、制御の対象となるシステム圧力及び最大システム圧力を決定する。
【００２３】
さらに、本発明は、油圧システムにおいてシステム圧力を制限する圧力制限弁に関する。本発明によれば、圧力制限弁のパイロット制御が行われ、パイロット制御は、バネ復元力及び／又は当初付与されたシステム圧力に抗して作用する。パイロット制御のオン／オフによって、圧力制限弁の切り換えをもたらす。また、油圧システムの所望システム圧力レベル又は最大システム圧力は、パイロット制御の制御信号によって調整可能である。
【００２４】
これは、圧力制限弁がニュートラル位置で開かれている場合に特に有利である。この場合、弁の開位置は、バネ復元力によって保持されている。圧力制限弁の部分的又は完全閉鎖は、様々なパイロット制御によって実現する。
【００２５】
パイロット制御は、油圧及び／又は空気圧により実行可能である。あるいは、パイロット制御は、電気及び／又は電子油圧により実行可能である。圧力制限弁の好適な構造として、カートリッジ型又はゲート型が挙げられる。
【００２６】
これは、パイロット制御が、制限の対象となる当初付与されたシステム圧力の比例制御である場合に特に有利である。
【００２７】
本発明に係る圧力制限弁の構造、特徴、及び効果は、本発明に係る油圧システムにおいて使用される圧力制限弁の構造、特徴及び効果に対応することが好ましく、それらの詳細な説明については省略する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来技術に係る油圧システムを示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る油圧システムを示す概略図である。
【図３】本発明に係る図２の油圧システムの一部領域を示す油圧回路図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る油圧システムを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の更なる効果及び特徴は、図を参照して、以下に詳細に説明される。
【００３０】
（従来技術）
図１は、従来技術に係る油圧システムを示す概略図である。作動油は、油圧ポンプ１を介して第１〜第３の油圧アクチュエータ２，３，４に供給される。油圧アクチュエータ２，３，４は、共に制御されるか、又は、主制御弁である４ポート３位置切換弁を少なくとも１つ介して個々に制御される。配管５内のシステム圧は、ポンプ１の吐出量と、図示しない方向弁の切換位置とによって制御されている。安全上の理由により、圧力制限弁６が設けられており、圧力制限弁６は、システム圧力が最大値を上回ると、流れを切り換え、タンクに作動油を戻す。
【００３１】
また、配管５内のシステム圧は、増圧弁７によって制御されている。配管５内における所望の圧力を達成するために、弁７はタンクへの流れを部分的に遮断している。図１に示す油圧回路において、最大圧力制限及び増圧の両方の機能のために別々の弁６，７が使用されている。並列遮断経路を実現可能な弁配置はなされていない。
【００３２】
（第１の実施形態）
図２は、本発明の有利な第１の実施形態に係る油圧回路を示す概略図である。この回路は、上記と同様に、第１〜第３の油圧アクチュエータ２，３，４に作動油を供給する油圧ポンプ１を備える。個々のアクチュエータは、４ポート３位置切換方式で接続されている。最大圧力制限機能に加えて、本発明の圧力制限弁１０は、バイパス機能の他に増圧弁及び圧力制限弁の機能も有する。
【００３３】
詳しくは、弁１０は、比例圧力制限弁として設計され、システム圧力の比例制御を、配管５においてシステム圧力がゼロと最大システム圧力との間になるように制限することができる。従って、弁１０は、システム圧力の比例制御の制限機能と、増圧機能と、作動油を油圧タンクに直接送ることによって並列遮断経路を実現するバイパス機能とを兼ね備える。
【００３４】
図３の油圧回路図は、本発明に係る比例圧力制限弁１０の具体的な構造を示す。図３に示すように、個々のアクチュエータ２，３，４は、４ポート３位置切換弁６を介してポンプ１に接続されている。
【００３５】
圧力制限弁１０は、開位置にあるバネの復元力により、そのニュートラル位置に留まり、作動油はシステム圧配管５からタンクに流れる。圧力制限弁１０は、入力圧力によって直接制御される。流入口における配管５のシステム圧は、バネの復元力の補助を受けて作用する。
【００３６】
さらに、本発明によれば、バネ力又はシステム圧力に抗して作用するパイロット制御がなされる。
【００３７】
図において、油圧Ｐｃｔｒｌを用いた圧力制限弁１０の油圧パイロット制御を示すが、電気油圧パイロット制御又は電子油圧パイロット制御も同様に想定される。制御圧力Ｐｃｔｒｌにより、弁１０の切換状態が決定される。
【００３８】
配管５における増圧のためには、制御圧力Ｐｃｔｒｌがバネの復元力を上回り、かつ、制御圧力Ｐｃｔｒｌにより弁１０を少なくとも部分的又は完全に閉鎖する必要がある。システム圧配管５における所望の圧力レベルは、制御圧力Ｐｃｔｒｌを使用し弁１０を部分的に開くことによって変更可能である。これにより、増圧弁又は圧力制限弁の機能が果たされる。上記とは別に、制御圧力レベルＰｃｔｒｌよって、安全上の理由から圧力制限弁１０を開くべき最大限界圧力を決定する。このために、システム圧力及びバネの復元力が共に制御圧力Ｐｃｔｒｌを上回り、かつ、それらの力により弁１０を開く必要がある。
【００３９】
弁のバイパス機能を実現するため、制御圧力Ｐｃｔｒｌは動作中遮断されている。バネ復元力により弁１０が開かれ、並列遮断経路が弁１０によってタンクに接続される。
【００４０】
本発明に係る圧力制限弁１０の構造として、原則として、任意の構造を採用可能である。好適な実施形態としては、カートリッジ型、ゲート型などを含む。
【００４１】
（第２の実施形態）
１つ又は複数のアクチュエータ２，３，４が６ポート３位置切換方式で作動されている場合、増圧弁をアクチュエータの下流に設けることが必須となってくる。そのような油圧回路の採用可能な構造を図４の概略図に示す。第１〜第３のアクチュエータ２，３，４は、それぞれ、図示しない６ポート３位置切換弁を介してポンプ１に接続されている。それにより、システム圧配管５は、アクチュエータ２，３，４にループ状に接続され、タンクに作動油を戻す油圧回路に接続される。増圧のため、好適な増圧弁２０をアクチュエータ２，３，４の下流に設ける必要がある。
【００４２】
本発明の第１の実施形態に係る圧力制限弁１０も、油圧ポンプ１に直接接続されているが、本実施形態では、第１の実施形態と比較すると、弁１０により増圧機能は果たされていない。しかしながら、タンクへの並列閉鎖経路を形成するために、機能の範囲を、配管５におけるシステム圧力の比例制御の制限及びバイパス機能の実現に限定する。弁１０の具体的な構造は、図３に示す構造に対応する。
【００４３】
使用される増圧弁２０は、例えば、比例ゲート型２ポート２位置切換弁によって構成される。
【符号の説明】
【００４４】
１      油圧ポンプ
２，３，４    アクチュエータ
５      システム圧配管
６      圧力制限弁（４ポート３位置切換弁）
７      増圧弁
１０      圧力制限弁
２０      増圧弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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