(57)【要約】【課題】最大流体源容量に達した場合に、すべてのファンクションへの流体の供給が、流体源が差圧を維持することができる場合にファンクションが受ける流体の供給に比較して、低減する。【解決手段】流体源を備えた圧力補償負荷検知システムに組み込まれる油圧制御バルブアセンブリを提供する。この油圧制御バルブアセンブリは、装置の第一油圧ファンクションを制御する第一作業ユニットを備えている。この第一作業ユニットは、第一スプールの形の第一方向及び戻り流量制御装置と、選択的に第一ファンクションの作動圧力を流体源と連通させる第一ファンクション流量制御装置と、第一下流流量制御装置と、を備えている。油圧制御バルブアセンブリは、第一作業ユニットの下流に設けられた第二作業ユニットをさらに備えている。第二作業ユニットは、装置の第二油圧ファンクションを制御する。第一下流流量制御装置は、選択的に流体源から第二作業ユニットへの流体の流量を制限する。【選択図】図１
2017058014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出口を有する流体源を備えた圧力補償負荷検知油圧システムに組み込まれる油圧制御バルブアセンブリであって、
装置の第一油圧ファンクションを制御し、第一スプールの形の第一方向及び戻り流量制御装置と、選択的に前記第一ファンクションの作動圧力を流体源と連通させる第一ファンクション流量制御装置と、第一下流流量制御装置と、を備えた第一作業ユニットと、
前記第一作業ユニットの下流に配置され、装置の第二油圧ファンクションを制御し、第二スプールの形の第二方向及び戻り流量制御装置と、選択的に前記第二ファンクションの作動圧力を前記流体源と連通させる第二ファンクション流量制御装置と、を備えた第二作業ユニットと、
前記第一作業ユニットと前記第二作業ユニットを通って延びて前記流体源の出口と流体連通する給油管と、を備え、
前記流体源は、前記第一ファンクションの作動圧力と前記第二ファンクションの作動圧力の少なくとも1つの変化に応答して、出口の圧力を変化させ、
前記第一下流流量制御装置は、選択的に前記流体源から前記第二作業ユニットへの流体の流量を制限することを特徴とする油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項２】
前記第二作業ユニットの下流に配置され、装置の第三油圧ファンクションを制御し、第三スプールの形の第三方向及び戻り流量制御装置と、選択的に前記第三ファンクションの作動圧力を前記流体源と連通させる第三ファンクション流量制御装置と、を備えた第三作業ユニットをさらに備えた請求項１に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項３】
前記第二作業ユニットが、選択的に前記流体源から前記第三作業ユニットへの流体の流量を制限する第二下流流量制御装置をさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項４】
前記第一下流流量制御装置が、選択的に前記給油管内の流体の流量を制限するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項５】
前記第一下流流量制御装置が、可変オリフィスであることを特徴とする請求項１に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項６】
前記可変オリフィスが、前記方向及び戻り流量制御装置のファンクションによって制御されることを特徴とする請求項５に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項７】
前記可変オリフィスが、パイロット圧によって制御されることを特徴とする請求項５に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項８】
前記可変オリフィスが、電気信号によって制御されることを特徴とする請求項５に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項９】
前記第一下流流量制御装置が、固定オリフィスであることを特徴とする請求項１に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項１０】
前記第一下流流量制御措置が、前記第一作業ユニットの第一オリフィスの下流に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項１１】
前記給油管から延びる二次給油管をさらに備え、
前記二次給油管が前記第一作業ユニットと前記第二作業ユニットとを通って延びることを特徴とする請求項１に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項１２】
前記第一下流流量制御装置が、前記二次給油管の流体の流量を選択的に制限するように設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項１３】
前記第一作業ユニットが補償器と二次ラインをさらに備え、
前記二次ラインが前記二次給油管から前記補償器の下流の位置までの流体の流れる経路を提供することを特徴とする請求項１１に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項１４】
前記二次ラインが二次ライン・オリフィスを備えていることを特徴とする請求項１３に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項１５】
前記二次ライン・オリフィスが、前記方向及び戻り流量制御装置のファンクションによって制御される可変オリフィスであることを特徴とする請求項１４に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項１６】
出口を有する流体源を備えた圧力補償負荷検知油圧システムに組み込まれる油圧制御バルブアセンブリであって、
装置の第一油圧ファンクションを制御し、第一スプールの形の第一方向及び戻り流量制御装置と、前記第一ファンクションの流体の流量を制御し、選択的に前記第一ファンクションの作動圧力を流体源と連通させる第一ファンクション流量制御装置と、を備えた第一作業ユニットと、
前記第一作業ユニットの下流に配置され、装置の第二油圧ファンクションを制御し、第二スプールの形の第二方向及び戻り流量制御装置と、前記第二ファンクションの流体の流量を制御し、選択的に前記第二ファンクションの作動圧力を前記流体源と連通させる第二ファンクション流量制御装置と、を備えた第二作業ユニットと、
前記第一作業ユニットと前記第二作業ユニットを通って延びて前記流体源の出口と流体連通する給油管と、
選択的に前記流体源から少なくとも前記第一作業ユニットと前記第二作業ユニットの１つへの流体の流量を制限する下流流量制御装置を備えた流量供給セクションと、を備え、
前記流体源は、前記第一ファンクションの作動圧力と前記第二ファンクションの作動圧力の少なくとも1つの変化に応答して、出口の圧力を変化させることを特徴とする油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項１７】
前記流量供給セクションが、前記第一作業ユニットの下流で、前記第二作業ユニットの上流に設けられていることを特徴とする請求項１６に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項１８】
前記下流流量制御装置が、供給制御バルブと流量制限ラインとを備え、
前記流量制限ラインが、前記供給制御バルブの上流の位置から前記供給制御バルブの下流の位置への流体の流れる経路を提供することを特徴とする請求項１７に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項１９】
前記供給制御バルブが、パイロット圧によって制御されることを特徴とする請求項１８に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項２０】
前記供給制御バルブが、電気信号によって制御されることを特徴とする請求項１８に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項２１】
前記流量制限ラインが、供給補償器の上流に設けられて供給補償器と流体連結した流量制限ライン・オリフィスを備えていることを特徴とする請求項１８に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項２２】
前記下流流量制御装置が、補償器の上流に設けられた供給制御バルブを備えていることを特徴とする請求項１７に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項２３】
前記供給制御バルブが、パイロット圧によって制御されることを特徴とする請求項２２に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項２４】
前記供給制御バルブが、電気信号によって制御されることを特徴とする請求項２２に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項２５】
前記流量供給セクションが、前記第一作業ユニットの上流に設けられていることを特徴とする請求項１６に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項２６】
前記給油管から延びる二次給油管をさらに備え、
前記二次給油管が前記第一作業ユニットと前記第二作業ユニットとを通って延びていることを特徴とする請求項２５に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項２７】
前記下流流量制御装置が、前記二次給油管への流体の流量を制限する供給制御バルブを備えていることを特徴とする請求項２６に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項２８】
前記供給制御バルブが、パイロット圧によって制御されることを特徴とする請求項２７に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項２９】
前記供給制御バルブが、電気信号によって制御されることを特徴とする請求項２７に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項３０】
前記第一作業ユニットが補償器と二次ラインをさらに備え、
前記二次ラインが前記二次給油管から前記補償器の下流の位置までの流体の流れる経路を提供することを特徴とする請求項２６に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項３１】
前記二次ラインが二次ライン・オリフィスを備えていることを特徴とする請求項３０に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項３２】
前記二次ライン・オリフィスが、前記方向及び戻り流量制御装置のファンクションによって制御される可変オリフィスであることを特徴とする請求項３１に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項３３】
出口を有する流体源を備えた圧力補償負荷検知油圧システムに組み込まれる油圧制御バルブアセンブリであって、
装置の第一油圧ファンクションを制御し、第一可変スプール・オリフィスを備えた第一スプールの形の第一方向及び戻り流量制御装置と、選択的に前記第一ファンクションの作動圧力を流体源と連通させる第一ファンクション流路と、第一補償器と、第一可変下流流量制御オリフィスと、を備えた第一作業ユニットと、
前記第一作業ユニットの下流に配置され、装置の第二油圧ファンクションを制御し、第二可変スプール・オリフィスを備えた第二スプールの形の第二方向及び戻り流量制御装置と、選択的に前記第二ファンクションの作動圧力を前記流体源と連通させる第二ファンクション流路と、第二補償器と、を備えた第二作業ユニットと、
前記第一作業ユニットと前記第二作業ユニットを通って延びて前記流体源の出口と流体連通する給油管と、を備え、
前記流体源は、前記第一ファンクションの作動圧力と前記第二ファンクションの作動圧力の少なくとも1つの変化に応答して、出口の圧力を変化させ、
前記第一可変下流流量制御オリフィスは、前記第二可変スプール・オリフィスと直列に前記第二可変スプール・オリフィスの上流に設けられて、選択的に前記流体源から前記第二作業ユニットへの流体の流量を制限することを特徴とする油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項３４】
前記第一可変下流流量制御オリフィスが、前記第一スプールの位置によって制御されることを特徴とする請求項３３に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項３５】
前記第一可変下流流量制御オリフィスが、パイロット圧によって制御されることを特徴とする請求項３３に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項３６】
前記第一可変下流流量制御オリフィスが、電気信号によって制御されることを特徴とする請求項３３に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項３７】
第一補償器バイパス・ラインをさらに備え、
前記第一補償器バイパス・ラインが、前記第一補償器の上流の位置から前記第一補償器の下流の位置まで流体の流れる経路を提供することを特徴とする請求項３３に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項３８】
第一補償器バイパス・ラインが、第一バイパス・オリフィスを備えていることを特徴とする請求項３７に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項３９】
前記第一バイパス・オリフィスが、可変オリフィスであることを特徴とする請求項３８に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項４０】
前記第一バイパス・オリフィスが、前記第一スプールの位置によって制御されることを特徴とする請求項３９に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項４１】
第二補償器バイパス・ラインをさらに備え、前記第二補償器バイパス・ラインが、前記第二補償器の上流の位置から前記第二補償器の下流の位置まで流体の流れる経路を提供することを特徴とする請求項３３に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項４２】
第二補償器バイパス・ラインが、第二バイパス・オリフィスを備えていることを特徴とする請求項４１に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項４３】
前記第二バイパス・オリフィスが、可変オリフィスであることを特徴とする請求項４２に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【請求項４４】
前記第二バイパス・オリフィスが、前記第二スプールの位置によって制御されることを特徴とする請求項４３に記載の油圧制御バルブアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に油圧制御システムに関し、より具体的には、油圧制御システムにおける改良した多機能性能のためのシステムと方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
可動機械（例えば土木機械又は原材料取扱い機械）上の油圧制御システムは、1つの流体源（例えば油圧ポンプ）と1つの制御バルブを備えた圧力補償負荷検知（ＰＣＬＳ）システムを用いることができる。流体源と制御バルブが一体となって、一般にファンクション（function）として知られている幾つかのシリンダ及び／又はモータを制御することで、機械を意図した動きで動作させる。
【０００３】
機械上に働く油圧ファンクションの稼働率は、油圧システムの制御オリフィスの断面積と、これらの制御オリフィス間の圧力損失に依存する。制御を容易にするために、一般的にＰＣＬＳシステムはこれらの制御オリフィス間の圧力損失を略一定に維持するために、負荷検知圧力信号と補償器を備えるように設計されている。このようにして、流体源からの流量は、すべての制御オリフィスの断面積の合計に対する各ファンクションの制御オリフィスの断面積の比に従って、ファンクションの間で共有される。ワークポート（workport）圧力の最大値が負荷検知圧力として選択されることが多い。流体源は、流体源出口圧力と負荷検出圧力の間の差圧を略一定に維持するために、出力流量を増加又は減少させる。制御オリフィスの数や寸法が変化すると、この差圧を維持するために、流体源流量は変化する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
制御オリフィスの数の増加又は制御オリフィスの断面積の増加により、流体源の最大流量容量に達した場合、すべてのファンクションへの流体の供給が、流体源が差圧を維持することができる場合にファンクションが受ける流体の供給に比較して、低減する。しかし、流体源の最大流量容量に達した場合、幾つかの用途では、たとえ他のファンクションに対しより大きな流量の低減があっても、特定のファンクションに対して可能な限り大きな流量を維持することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
1つの態様では、本発明は、出口を有する流体源を備えた圧力補償負荷検知油圧システムに組み込まれる油圧制御バルブアセンブリを提供する。この油圧制御バルブアセンブリは、装置の第一油圧ファンクションを制御する第一作業ユニットを備えている。この第一作業ユニットは、スプールの形の第一方向及び戻り流量制御装置と、選択的に第一ファンクションの作動圧力を流体源と連通させる第一ファンクション流量制御装置と、第一下流流量制御装置と、を備えている。油圧制御バルブアセンブリは、第一作業ユニットの下流に設けられた第二作業ユニットをさらに備えている。第二作業ユニットは、装置の第二油圧ファンクションを制御し、第二スプールの形の第二方向及び戻り流量制御装置と、選択的に第二油圧ファンクションの作動圧力を流体源と連通させる第二ファンクション流量制御装置と、を備えている。油圧制御バルブアセンブリは、第一作業ユニットと第二作業ユニットを通って延びて流体源の出口と流体連通する給油管をさらに備えている。前記流体源は、第一ファンクションの作動圧力と第二ファンクションの作動圧力の少なくとも1つの変化に応答して、出口の圧力を変化させる。前記第一下流流量制御装置は、選択的に流体源から第二作業ユニットへの流体の流量を制限する。
【０００６】
幾つかの実施例では、前記第二作業ユニットの下流に配置され、装置の第三油圧ファンクションを制御し、第三スプールの形の第三方向及び戻り流量制御装置と、選択的に前記第三ファンクションの作動圧力を前記流体源と連通させる第三ファンクション流量制御装置と、を備えた第三作業ユニットを前記油圧制御バルブアセンブリはさらに備えている。
【０００７】
幾つかの実施例では、前記第二作業ユニットが、選択的に前記流体源から前記第三作業ユニットへの流体の流量を制限する第二下流流量制御装置をさらに備えている。
【０００８】
幾つかの実施例では、前記第一下流流量制御装置が、選択的に前記給油管内の流体の流量を制限するように設けられている。
【０００９】
幾つかの実施例では、前記第一下流流量制御装置が、可変オリフィスである。
【００１０】
幾つかの実施例では、前記可変オリフィスが、前記方向及び戻り流量制御装置のファンクションによって制御される。
【００１１】
幾つかの実施例では、前記可変オリフィスが、パイロット圧によって制御される。
【００１２】
幾つかの実施例では、前記可変オリフィスが、電気信号によって制御される。
【００１３】
幾つかの実施例では、前記第一下流流量制御装置が、固定オリフィスである。
【００１４】
幾つかの実施例では、前記第一下流流量制御措置が、前記第一作業ユニットの第一オリフィスの下流に配置されている。
【００１５】
幾つかの実施例では、前記油圧制御バルブアセンブリが前記給油管から延びる二次給油管をさらに備え、前記二次給油管が前記第一作業ユニットと前記第二作業ユニットとを通って延びる。
【００１６】
幾つかの実施例では、前記第一下流流量制御装置が、前記二次給油管の流体の流量を選択的に制限するように設けられている。
【００１７】
幾つかの実施例では、前記第一作業ユニットが補償器と二次ラインをさらに備え、前記二次ラインが前記二次給油管から前記補償器の下流の位置までの流体の流れる経路を提供する。
【００１８】
幾つかの実施例では、前記二次ラインが二次ライン・オリフィスを備えている。
【００１９】
幾つかの実施例では、前記二次ライン・オリフィスが、前記方向及び戻り流量制御装置のファンクションによって制御される可変オリフィスである。
【００２０】
別の態様では、本発明は、出口を有する流体源を備えた圧力補償負荷検知油圧システムに組み込まれる油圧制御バルブアセンブリを提供する。この油圧制御バルブアセンブリは、装置の第一油圧ファンクションを制御する第一作業ユニットを備えている。第一作業ユニットは、第一スプールの形の第一方向及び戻り流量制御装置と、前記第一ファンクションの流体の流量を制御し、選択的に前記第一ファンクションの作動圧力を流体源と連通させる第一ファンクション流量制御装置と、を備えている。前記第一作業ユニットの下流に配置され、装置の第二油圧ファンクションを制御し、第二スプールの形の第二方向及び戻り流量制御装置と、前記第二ファンクションの流体の流量を制御し、選択的に前記第二ファンクションの作動圧力を前記流体源と連通させる第二ファンクション流量制御装置と、を備えた第二作業ユニットを油圧制御バルブアセンブリはさらに備えている。下流流量制御装置を有する流量供給セクションを油圧制御バルブアセンブリはさらに備えている。下流流量制御装置は、選択的に前記流体源から少なくとも前記第一作業ユニットと前記第二作業ユニットの１つへの流体の流量を制限する。前記流体源は、前記第一ファンクションの作動圧力と前記第二ファンクションの作動圧力の少なくとも1つの変化に応答して、出口の圧力を変化させる。
【００２１】
幾つかの実施例では、前記流量供給セクションが、前記第一作業ユニットの下流で、前記第二作業ユニットの上流に設けられている。
【００２２】
幾つかの実施例では、前記下流流量制御装置が、供給制御バルブと流量制限ラインとを備え、前記流量制限ラインが、前記供給制御バルブの上流の位置から前記供給制御バルブの下流の位置への流体の流れる経路を提供する。
【００２３】
幾つかの実施例では、前記供給制御バルブが、パイロット圧によって制御される。
【００２４】
幾つかの実施例では、前記供給制御バルブが、電気信号によって制御される。
【００２５】
幾つかの実施例では、前記流量制限ラインが、供給補償器の上流に設けられて供給補償器と流体連結した流量制限ライン・オリフィスを備えている。
【００２６】
幾つかの実施例では、前記下流流量制御装置が、補償器の上流に設けられた供給制御バルブを備えている。
【００２７】
幾つかの実施例では、前記供給制御バルブが、パイロット圧によって制御される。
【００２８】
幾つかの実施例では、前記供給制御バルブが、電気信号によって制御される。
【００２９】
幾つかの実施例では、前記流量供給セクションが、前記第一作業ユニットの上流に設けられている。
【００３０】
幾つかの実施例では、前記油圧制御バルブアセンブリは前記給油管から延びる二次給油管をさらに備え、前記二次給油管が前記第一作業ユニットと前記第二作業ユニットとを通って延びている。
【００３１】
幾つかの実施例では、前記下流流量制御装置が、前記二次給油管への流体の流量を制限する供給制御バルブを備えている。
【００３２】
幾つかの実施例では、前記供給制御バルブが、パイロット圧によって制御される。
【００３３】
幾つかの実施例では、前記供給制御バルブが、電気信号によって制御される。
【００３４】
幾つかの実施例では、前記第一作業ユニットが補償器と二次ラインをさらに備え、前記二次ラインが前記二次給油管から前記補償器の下流の位置までの流体の流れる経路を提供する。
【００３５】
幾つかの実施例では、前記二次ラインが二次ライン・オリフィスを備えている。
【００３６】
幾つかの実施例では、前記二次ライン・オリフィスが、前記方向及び戻り流量制御装置のファンクションによって制御される可変オリフィスである。
【００３７】
また別の態様では、本発明は、出口を有する流体源を備えた圧力補償負荷検知油圧システムに組み込まれる油圧制御バルブアセンブリを提供する。この油圧制御バルブアセンブリは、装置の第一油圧ファンクションを制御する第一作業ユニットを備えている。第一作業ユニットは、第一可変スプール・オリフィスを備えた第一スプールの形の第一方向及び戻り流量制御装置と、選択的に前記第一ファンクションの作動圧力を流体源と連通させる第一ファンクション流路と、第一補償器と、第一可変下流流量制御オリフィスと、を備えている。油圧制御バルブアセンブリは、前記第一作業ユニットの下流に配置された第二作業ユニットをさらに備えている。第二作業ユニットは、装置の第二油圧ファンクションを制御し、第二可変スプール・オリフィスを備えた第二スプールの形の第二方向及び戻り流量制御装置と、選択的に前記第二ファンクションの作動圧力を前記流体源と連通させる第二ファンクション流路と、第二補償器と、を備えている。油圧制御バルブアセンブリは、前記第一作業ユニットと前記第二作業ユニットを通って延びて前記流体源の出口と流体連通する給油管をさらに備えている。前記流体源は、前記第一ファンクションの作動圧力と前記第二ファンクションの作動圧力の少なくとも1つの変化に応答して、出口の圧力を変化させる。前記第一可変下流流量制御オリフィスは、前記第二可変スプール・オリフィスと直列に前記第二可変スプール・オリフィスの上流に設けられて、選択的に前記流体源から前記第二作業ユニットへの流体の流量を制限する。
【００３８】
幾つかの実施例では、前記第一可変下流流量制御オリフィスが、前記第一スプールの位置によって制御される。
【００３９】
幾つかの実施例では、前記第一可変下流流量制御オリフィスが、パイロット圧によって制御される。
【００４０】
幾つかの実施例では、前記第一可変下流流量制御オリフィスが、電気信号によって制御される。
【００４１】
幾つかの実施例では、前記油圧制御バルブアセンブリが、第一補償器バイパス・ラインをさらに備え、前記第一補償器バイパス・ラインが、前記第一補償器の上流の位置から前記第一補償器の下流の位置まで流体の流れる経路を提供する。
【００４２】
幾つかの実施例では、第一補償器バイパス・ラインが、第一バイパス・オリフィスを備えている。
【００４３】
幾つかの実施例では、前記第一バイパス・オリフィスが、可変オリフィスである。
【００４４】
幾つかの実施例では、前記第一バイパス・オリフィスが、前記第一スプールの位置によって制御される。
【００４５】
幾つかの実施例では、前記油圧制御バルブアセンブリが、第二補償器バイパス・ラインをさらに備え、前記第二補償器バイパス・ラインが、前記第二補償器の上流の位置から前記第二補償器の下流の位置まで流体の流れる経路を提供する。
【００４６】
幾つかの実施例では、第二補償器バイパス・ラインが、第二バイパス・オリフィスを備えている。
【００４７】
幾つかの実施例では、前記第二バイパス・オリフィスが、可変オリフィスである。
【００４８】
幾つかの実施例では、前記第二バイパス・オリフィスが、前記第二スプールの位置によって制御される。
【００４９】
前述の内容や他の態様、及び本発明の長所は、以下の記載から明らかになるであろう。以下の記載では、添付図面が参照され、図示によって本発明の好ましい実施例が示される。このような実施例は、必ずしも本発明の全範囲を表現しておらず、本発明の範囲を解釈するために、請求項が参照される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は本発明の１つの実施例に係る各作業ユニットに組み込まれる下流流量制御装置を有する制御バルブアセンブリを備えた圧力補償負荷検知（ＰＣＬＳ）油圧システムの概略図である。
【図２】図２は本発明の別の実施例に係る図１のＰＣＬＳ油圧システムの概略図であって、下流流量制御装置が２つの作業ユニット間に配置された流量供給セクションに組み込まれている。
【図３】図３は本発明のまた別の実施例に係る図１のＰＣＬＳ油圧システムの概略図であって、下流流量制御装置が作業ユニットの上流に配置された流量供給セクションに組み込まれている。
【図４】図４は本発明のまた別の実施例に係る図１のＰＣＬＳ油圧システムの概略図であって、下流流量制御装置が各作業ユニットに組み込まれ、流量供給セクションが各作業ユニットの上流に配置されている。
【図５】図５は本発明のまた別の実施例に係る図１のＰＣＬＳ油圧システムの概略図であって、図１ないし４に示された様々な特徴を組み合わせている。
【図６Ａ】図６Ａは本発明の１つの実施例に係る図１のＰＣＬＳ油圧システムに組み込まれる供給流量制御装置の概略図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは本発明の別の実施例に係る図１のＰＣＬＳ油圧システムに組み込まれる供給流量制御装置の概略図である。
【図７】図７は本発明のまた別の実施例に係る図１のＰＣＬＳ油圧システムに組み込まれる供給流量制御装置の概略図である。
【図８Ａ】図８Ａは本発明の１つの実施例に係る図２のＰＣＬＳ油圧システムに組み込まれる流量供給セクションの概略図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは本発明の別の実施例に係る図２のＰＣＬＳ油圧システムに組み込まれる流量供給セクションの概略図である。
【図９】図９は本発明の１つの実施例に係る図３のＰＣＬＳ油圧システムに組み込まれる流量供給セクションと供給流量制御装置の概略図である。
【図１０】図１０は本発明の別の実施例に係る図４のＰＣＬＳ油圧システムに組み込まれる流量供給セクションと供給流量制御装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
ここに記載の「下流」「上流」という用語の使用は、流体の流量に対する方向を示す用語である。用語「下流」は、流体の流れる方向に対応し、用語「上流」は流体の流れる方向と逆の方向を示す。
【００５２】
トラックタイプの可動機械で特に重要な１つの非限定的な例（本発明を限定するものではない例）は、様々な負荷条件の下で他のファンクションと共に各トラックを制御する（commanding）ことである。この非限定的な例では、トラックとして同時に制御される他のファンクションも操作することが必要だが、トラックには優先度を付すべきであり、少なくとも最小速度（例えばトラック速度はトラック単独で動作する時の５０％以下にすべきでない）を維持することが要求される。十分に補償されたシステムでは、もし総制御流量がポンプとして利用可能な流量（flow）の２００％を超えた場合、トラック流量の削減は受け入れられなくなる。十分に補償されていないシステムでは、各ファンクションへの流量は比例的に減少しない。もし他の（非トラック）ファンクションが補償以下であり（undercompensated）、トラックより低い圧力で動作した場合、トラックファンクションへの流量は十分に補償されたシステムより低減して、許容できないトラック速度が生じる。
【００５３】
トラックタイプの可動機械で特に重要な別の非限定的な例は、ブーム（boom）の回転動作である。一般的に、指示された回転運動（例えば９０度の残りの回転）のために、ブームは一定の高さにまで立ち上がる。これは、一般的により高いブーム高さが望ましいからである。作業開始時に、ブームと回転（slew）のファンクションは完全に同時に制御される。初めに、高い回転慣性力が回転ファンクションに最大システム圧力を要求（command）し、回転ファンクションに最大トルクが加わる。結果的に高い回転加速度は、回転ファンクションを、高さの要求されるブームのためのブームファンクションより速く移動させる。補償の下では、ブームファンクションにはより低いシステム圧力が生じ、より遅い回転加速度を導く。回転が安定した速度状態に達した後、回転ファンクションに加わるトルク負荷は減少して、ブームより低い圧力で動作する。回転ファンクション補償器がアクティブになり、回転ファンクションへの流量を制限して、回転とブームファンクションが利用可能なポンプ流量を比例的に分け合うことを可能にする。適正にブームを補償することによって、許容できるブームの高さが得られる。現在の圧力補償負荷検知（ＰＣＬＳ）油圧システムの欠点のために、上流のファンクションが指示（commanded）された時に、指示されたファンクションの流量を制限することによってマルチファンクション性能を改善し、下流ファンクションによって要求された流量を直接低減することによる優先度を生成する油圧システムが望ましい。
【００５４】
図１は、本発明の１つの実施例に係る、例えば掘削機のような可動機械の1つ以上のファンクションを制御するＰＣＬＳ油圧システム１０を示している。このＰＣＬＳ油圧システム１０は、制御バルブアセンブリ１２と、流体源１４と、タンク１６と、を備えている。制御バルブアセンブリ１２は、1つ以上の作業ユニット１８，２０，及び２２を備えている。図１に示すように、図示された制御バルブアセンブリ１２は３つの作業ユニット１８，２０，及び２２を備え、作業ユニット２０は作業ユニット１８の下流に配置され、作業ユニット２２は作業ユニット２０の下流に配置されている。作業ユニットの数は、制限がなく、当然のことながら、制御バルブアセンブリ１２は、可動機械が要求する数だけの作業ユニットを備えることができる。作業ユニット１８，２０，及び２２は、入口ユニット（図示せず）と出口ユニット（図示せず）の間に配置することができる。制御バルブアセンブリ１２は、単一の一枚岩的な本体を有することも、物理的に分離された、隣り合って取り付けられたバルブセクションによって構成することもできる。
【００５５】
図１に示すように、各作業ユニット１８，２０，及び２２は、対応するファンクション２４，２６，及び２８と流体連通することができる。詳細は以下に示すが、各作業ユニット１８，２０，及び２２は、いつ流体連通が流体源１４と対応するファンクション２４，２６，及び２８の間に提供されるかを制御し、流体源１４から対応するファンクション２４，２６，及び２８への流体の流量を制御することによって、対応するファンクション２４，２６，及び２８の動作を制御することができる。
【００５６】
流体源１４は、例えばオイルのような流体をタンク１６から引き込んで、出口３０に加圧した状態で供給する、可変容量型ポンプとすることができる。流体源１４から供給された出口３０での流体の圧力は、負荷検知ポート３２での圧力信号に対応している。流体源１４は、基準圧力マージン（rated margin pressure）として知られた、出口での圧力を負荷検知ポート３２の圧力より一定の差だけ大きく維持するように構成することができる（即ち、圧力補償負荷検知）。流体源１４は、出口３０と負荷検知ポート３２の間の基準圧力マージンを維持するために、その容量を増加又は減少させることができる。
【００５７】
別の実施例では、流体源１４は、一定の圧力差を維持するために過剰な流量をタンク１６に戻すように構成されたポンプ補償器と組み合わせて用いられる固定容量ポンプとすることができる。流体を圧力補償負荷検知油圧システム１０に供給するための他の加圧流体源も用いることができる。
【００５８】
出口３０は給油管３４と流体連通することができる。この給油管３４は、入口ユニット（図示せず）と各作業ユニット１８，２０，及び２２を通って延ばすことができ、出口ユニット（図示せず）で終端することができるか、又は、出口ユニット（図示せず）から別のファンクションまで延ばすこともできる。戻し導管３６は各作業ユニット１８，２０，及び２２とタンク１６の間の流体連通を提供することができる。
【００５９】
図１に示すように、作業ユニット１８，２０，及び２２は、同じ引用符号の付された同一の特徴を備えている。作業ユニット１８に関する以下の記載は、作業ユニット２０、２２にも当て嵌まる。作業ユニット１８は、方向及び戻り流量制御装置３８と供給流量制御装置４０を備えている。方向及び戻り流量制御装置３８は、供給流量制御装置４０及びファンクション２４と流体連通している。流体連通がファンクション２４と給油管３４及びタンク１６の両方との間で提供されると、方向及び戻り流量制御装置３８は、ファンクション２４の所望の動作に基づいて、選択的に制御するように構成されている。幾つかの実施例では、方向及び戻り流量制御装置３８は、手動、油圧、又は電気油圧式で動作可能なスプールである。
【００６０】
供給流量制御装置４０は、ファンクション流量制御装置４２と下流流量制御装置４４とを備えることができる。供給流量制御装置４０は、給油管３４、負荷検知導管４６、及び方向及び戻り流量制御装置３８と流体連通している。給油管３４とファンクション２４の間で、方向及び戻り流量制御装置３８によって流体連通が可能な場合に、ファンクション流量制御装置４２は給油管３４からファンクション２４への流体の流量を制御するように構成されている。幾つかの実施例では、ファンクション流量制御装置４２は、補償器の上流の所望の圧力を負荷検知ポート３２の圧力と略等しく維持するように構成された補償器を備える。加えて、ファンクション流量制御装置４２は、ファンクション２４の作動圧力（又は負荷）を負荷検知導管４６に伝えるように構成することができる。このように、各作業ユニット１８、２０、及び２２のファンクション流量制御装置４２は、圧力が確実に負荷検知導管４６に伝わるように、そして最高位の負荷ファンクションである負荷検知ポート３２に伝わるように協働することができる。別の実施例では、ファンクション流量制御装置４２は補償器以外に流量制御装置を通って流れる流体の経路を備えることができる。例えば、スプール上のメータ付き可変オリフィスである。
【００６１】
方向及び戻り流量制御装置３８（即ちスプール）の幾つかのコンポーネントは、供給流量制御装置４０に含めることができる。つまり、スプールには、給油管３４からそれぞれのファンクション２４、２６、及び２８への流体の流量を制御することのできる1つ以上の流量を制約する機構（即ちオリフィス）を備えることができる。このように、幾つかの実施例では、スプールは、ファンクション２４と給油管３４とタンク１６の間でいつ流体連通を提供するか制御でき、給油管３４からファンクション２４への流体の流量を制御できる。代替的に又は付加的に、供給流量制御装置４０の幾つかのコンポーネントは、方向及び戻り流量制御装置３８（即ちスプール）の位置のファンクションであるか、又は位置によって制御される。つまり、幾つかの実施例では、下流流量制御装置４４は、方向及び戻り流量制御装置３８（即ちスプール）に組み込むことができる。
【００６２】
１つの実施例では、各作業ユニット１８、２０、及び２２の下流流量制御装置４４は、方向及び戻り流量制御装置３８（即ちスプール）の位置のファンクションである可変オリフィスとすることができる。別の実施例では、各作業ユニット１８、２０、及び２２の下流流量制御装置４４は、パイロット圧力（例えばトラックパイロットコマンドtrack pilot command）によって制御されるか、又はＰＣＬＳ油圧システムのコントローラ（図示せず）によって電気的に制御される、可変オリフィスとすることができる。また別の実施例では、各作業ユニット１８、２０、及び２２の下流流量制御装置４４は、下流の流体の流量を連続的に制限する固定オリフィスとすることができる。さらにまた別の実施例では、各作業ユニット１８、２０、及び２２の下流流量制御装置４４は、下流ファンクションへの給油管３４に供給される最大圧力を制限するように構成された減圧弁（pressure reducer）である。どの場合にも、下流流量制御装置４４は直列に下流の作業ユニットを備えている。つまり、作業ユニット１８の下流流量制御装置４４は、直列に作業ユニット２０等に繋がっている。
【００６３】
複数のファンクションの動作中（during multifunction operation）、詳細は以下に示すように、下流流量制御装置４４は、下流のファンクションに供給される給油管３４内の流体の流量を制限するように構成することができる。一般的に、上述のように、ＰＣＬＳシステムは、流体源１４が出口３０と負荷検知ポート３２の間の基準圧力マージンを維持するように設計されている。単一のファンクション（ファンクション２４、２６、又は２８）が操作された場合の理論的な流量要求（flow command）は、流体源１４が基準圧力マージンを維持できる場合に、出口３０と対応する作業ユニット（作業ユニット１８、２０、又は２２）の間の与えられた流路面積（例えばスプール上のオリフィスの断面積）に対するそのファンクションの予想される流量とすることができる。与えられたファンクションの所望の操作に基づいて方向及び戻り流量制御装置３８（即ちスプール）が移動すると、そのファンクションが要求する理論的な流量は、流路面積の変化に比例する。
【００６４】
完全に補償されたシステム（即ち、流体が出口３０から供給流量制御装置４０内の補償器を通って与えられたファンクションに達するように流れる）では、複数のファンクションが操作された場合（例えばファンクション２４，２６、及び２８がすべて操作された場合）、流体源１４が供給する流体は、操作されるファンクション２４，２６、及び２８の間で分け合うように流れる必要がある。各操作されたファンクション２４、２６、及び２８が受け取る出口３０に供給された総流量の一部は、流量を操作されたファンクションに供給するすべての作業ユニットにおける制御オリフィスの断面積の合計に対する、操作されたファンクションに流量を供給する与えられた作業ユニットの制御オリフィスの断面積の、流路面積比によって支配される。
【００６５】
各作業ユニット１８、２０、及び２２の下流流量制御装置４４は、流路面積比を変更することによって、複数のファンクションの動作中に、流量分配特性を変更することができる。つまり、制御オリフィスに加えて、下流流量制御装置４４をＰＣＬＳシステム１０に追加することによって、下流ファンクションに供給される総流量を制限することができる。例えば、図１を参照して、作業ユニット１８の下流流量制御装置４４は、ファンクション２６、２８への流量を制限することができる。追加の制限を提供する流量制御装置４４を用いて、ファンクション２４には総流量の大部分が提供され、ファンクション２６，２８は作業ユニット１８の下流の流量を分け合うように強制される。作業ユニット１８の下流の流量は、作業ユニット２０と２２の間の面積比（即ち作業ユニット２０、２２の制御オリフィスの面積比）に応じてファンクション２６と２８の間で分配される。作業ユニット１８の下流の、総流量の残りの部分は、作業ユニット１８の下流流量制御装置４４によって提供される追加の制限が無い場合と比較して、低減することができる（即ち、ファンクション２６と２８の実効的な流量要求は、理論的な流量要求より小さい）。このように、作業ユニット１８の下流流量制御装置４４は、下流のファンクション２６と２８に、基準圧力マージンより小さな実効的な圧力マージンの下で動作することを強制でき、それによって下流流量制御装置４４の下流のファンクションに比較して、利用可能な流量のより大きな部分（即ち、優先部分）を下流流量制御装置４４の上流のファンクションに供給できる。各作業ユニット２０と２２の下流流量制御装置４４は、上述の作業ユニット１８の下流流量制御装置４４と同様の方法で、下流のファンクションへの流量を制限するために用いることができる。
【００６６】
図２ないし５に、下流流量制御装置が異なる位置に組み込まれたＰＣＬＳ油圧システム１０の代替的な実施例を示す。図１の下流流量制御装置４４と比較して、ＰＣＬＳ油圧システム１０内の異なる位置に下流流量制御装置が示されているが、下流のファンクションへの流量を制限する動作は、図１に関して記載したものと同様の方法で達成される。図２に示すように、制御バルブ１２は作業ユニット２０と作業ユニット２２の間に配置された流量供給セクション５０を備えることができる。他の実施例では、流量供給セクション５０は作業ユニット１８と作業ユニット２０の間、又はもし制御バルブ１２が追加の作業ユニットを備えた場合、全てのユニットの間に設けることができる。図２の実施例では、以下でより詳細に説明するように、流量供給セクション５０は下流のファンクション（即ちファンクション２８）に供給される給油管３４内の流量を制限するように構成された下流流量制御装置５２を備えている。
【００６７】
図３に本発明に係るＰＣＬＳ油圧システム１０の別の実施例を示す。図３の実施例では、流量供給セクション５０は作業ユニット１８、２０、及び２２の上流に配置され、下流流量制御装置５２を備えている。また、二次給油管５４が、流量供給セクション５０内から各作業ユニット１８、２０、及び２２を通って延びて、出口ユニット（図示せず）のところで終端しているか、又は出口ユニット（図示せず）から他のファンクションまで延びている。図３の実施例では、以下で詳細を説明するが、下流流量制御装置５２が選択的に二次給油管５４への流体の流量を供給し又は抑止して、下流のファンクションへの流体の流量を制限する。
【００６８】
図３に示すように、この実施例では、各作業ユニット１８、２０、及び２２は下流流量制御装置４４を備えておらず、下流のファンクションへの流体の流量の制限は、流量供給セクション５０によって提供される。しかし、図４に示す別の実施例では、流量供給セクション５０は下流流量制御装置５２を備えず、各作業ユニット１８、２０、及び２２が下流のファンクションへの流体の流量を制限する下流流量制御装置４４を備えている。
【００６９】
下流のファンクションへの流体の流量を制限するための図１ないし４に示した様々な技術は、図５のように組み合わされて同様の結果を得ることができることは、当業者には理解できるであろう。当然のことながら、図１ないし４に示した技術の代替的な組み合わせも下流のファンクションへの流体の流量を制限することが可能であり、本発明の範囲内である。
【００７０】
図６Ａに、図１に示すＰＣＬＳ油圧システム１０の実施例に組み込み可能な供給流量制御装置４０の１つの実施例を示す。図６に示すように、供給流量制御装置４０は第一オリフィス６０と第二オリフィス６２を備えている。この第一オリフィス６０は、給油管３４と補償器６４の間に流体連通を提供する。第一オリフィス６０は、方向及び戻り流量制御装置３８（即ちスプール）の制御オリフィス又は主計量（metering）オリフィスである。幾つかの実施例では、第一オリフィス６０及び／又は第二オリフィス６２は、方向及び戻り流量制御装置３８（即ちスプール）の位置のファンクションによって制御可能な可変オリフィスである。つまり、可変オリフィスの開口度又は横断圧力損失は、スプール位置のファンクションである。別の実施例では、第一オリフィス６０及び／又は第二オリフィス６２はパイロット圧（例えばトラックパイロットコマンド）によって制御されるか、又はＰＣＬＳ油圧システム１０のコントローラ（図示せず）によって電気的に制御される、可変オリフィスである。また別の実施例では、第一オリフィス６０及び／又は第二オリフィス６２は、下流の流体の流量を連続的に制限する固定オリフィスである。第二オリフィス６２は下流のファンクションの流体の流量を制限するように構成することができる（即ち、作業ユニット１８の第二オリフィス６２は、ファンクション２６、２８等の流体の流量を制限できる）。これは、第二オリフィス６２を下流の作業ユニットの第一オリフィス６０より上流で、直列に配置することによって達成できる（即ち、作業ユニット１８の第二オリフィス６２は作業ユニット２０等の第一オリフィス６０より上流で、直列に配置できる）。
【００７１】
供給流量制御装置４０は、通常閉（normally closed）位置に付勢された補償器６４を備えている。幾つかの実施例では、ばね６５及び／又は負荷検知導管４６からの圧力によって、補償器６４は通常閉位置に付勢される。ひとたび第一オリフィス６０の下流の圧力及び補償器６４の上流の圧力が、ばね６４と負荷検知導管４６による圧力より大きくなると、図６Ａに示すように、補償器６４は開位置に付勢される。この補償器６４の動作によって、第一オリフィス６０の下流の所望の圧力が負荷検知ポート３２の圧力と略等しく維持される。流体源１４が第一オリフィス６０の上流の所望の圧力を負荷検知ポート３２の圧力に加えて基準圧力マージンだけ高く維持するように働き、流体源１４との組み合わせによって、第一オリフィス６０は、基準圧力マージンに略等しい圧力損失を有する。
【００７２】
供給流量制御装置４０は、負荷検知ライン６６と供給チェックバルブ７０を備えている。負荷検知ライン６６は負荷検知チェックバルブ７２を介して補償器６４の下流の位置の圧力を負荷検知導管４６に伝達する。次に負荷検知導管４６は補償器６４の下流の位置の圧力を流体源１４の負荷検知ポート３２に伝達する。補償器６４の下流の位置の圧力は、方向及び戻り流量制御装置３８（即ちスプール）のワークポートの圧力である。負荷検知チェックバルブ７２は、負荷検知導管４６から補償器６４の下流の位置への負荷検知ライン６６内の流体の流量を抑制する。
【００７３】
供給チェックバルブ７０は、補償器６４の下流で、作業ユニットに制御されるそれぞれのファンクションの上流に配置されている。供給チェックバルブ７０はファンクションから補償器６４への流体の流量を抑制する。
【００７４】
引き続き図６Ａを参照して、各作業ユニット１８，２０，及び２２の負荷検知ライン６６は、補償器６４の下流の圧力を負荷検知導管４６に伝達する。これにより、ファンクション２４、２６、及び２８の作動圧力又は負荷が、負荷検知導管４６を介して負荷検知ポート３２に伝達される。従って、流体源１４はファンクション２４、２６、及び２８のうちの最も高い負荷の変化に応じて基準圧力マージンを維持するために、その容量を増加又は減少させることができる。各作業ユニット１８，２０，及び２２の負荷チェックバルブ７２には、最も高い負荷のファンクションに接続された負荷検知導管４６の圧力が生じる。
【００７５】
ＰＣＬＳ油圧システム１０に図６Ａの供給流量制御装置４０が組み込まれた図１のＰＣＬＳ油圧システム１０の実施例の動作中に、流体源１４によって流体は給油管３４に出力され、次に給油管３４は、対応する方向及び戻り流量制御装置３８（即ちスプール）を動作させることによってファンクション２４、２６、及び２８の１つ以上によって操作される。１つの非限定的な例では、ファンクション２６、２８より高圧で動作するファンクション２４（ただ一つのファンクションのみが最も高い負荷のファンクションとなる）と共に可動機械の動作中に、すべてのファンクション２４、２６、及び２８は同時に操作される。ひとたびファンクション２４、２６、及び２８が操作されると、作業ユニット１８（最も高い負荷のファンクションに接続された作業ユニット）の補償器６４が開き、作業ユニット２０の補償器６４と作業ユニット２２の補償器６４は閉じて、実質的に負荷検知導管４６内の圧力に等しい圧力が第一オリフィス６０の下流で得られるまで、ファンクション２６とファンクション２８への流体の流量は制限される。作業ユニット１８の第二オリフィス６２は、第二オリフィス６２の下流の利用可能な流体の流量を減じることによって、下流ファンクション（即ち、ファンクション２６とファンクション２８）への流量をさらに制限するために用いることができる。このように、作業ユニット１８の第二オリフィス６２によってもたらされるさらなる制限によって、ファンクション２６と２８は基準圧力マージンに比較して削減された実効的な圧力マージン下で動作させられる。この削減された実効的な圧力マージンは、理論的な流量要求（即ち、単一のファンクション動作）と比較して、より低い実効的な流量要求をファンクション２６と２８に提供し、これによりファンクション２４が利用可能な流体の流量のより大きな部分を消費することを可能にする（即ち、ファンクション２４には優先権が与えられる）。作業ユニット２０と２２の各第二オリフィス６２は、作業ユニット１８の第二オリフィス６２に対する上述と同様の方法で、下流のファンクションの流量を制限するために用いることができる。
【００７６】
ファンクション２４、２６、及び２８の同時制御を参照して、ＰＣＬＳ油圧システム１０の動作を記載してきたが、作業ユニット１８、２０、及び２２のいずれかの第二オリフィス６２を介して下流のファンクションを制限することは、あらゆる数のファンクションと対応する制御バルブユニットとを備えた他の油圧システムにも適用可能であることは、知っておくべきである。加えて、作業ユニット１８、２０、及び２２の各第二オリフィス６２は可変にすることができるので、要求に応じて、あらゆる下流のファンクションを制限することで、あらゆる上流のファンクションに選択的に優先権を与えるために用いることができる。作業ユニット１８、２０、及び２２のそれぞれの第二オリフィス６２がスプール上にある実施例では、作業ユニット１８、２０、及び２２のいずれの第二オリフィス６２も、異なる移動方向に対する異なる制限を提供することができる。例えば、揺動（swing）に対してブーム（boom）の上げ下げに異なる優先順位を持たせることができる。
【００７７】
図６Ｂに図６Ａの供給流量制御装置に補償器バイパス・ライン６８を付加した別の実施例を示す。補償器バイパス・ライン６８は、補償器６４を迂回してバイパス・オリフィス７４を通って流れる経路を提供する。具体的には、補償器バイパス・ライン６８は、第一オリフィス６０と補償器６４の間の位置から補償器６４の下流の位置まで流体が流れる経路を提供する。バイパス・オリフィス７４は可変オリフィスとすることができ、方向及び戻り流量制御装置３８（即ちスプール）上で調整（metered）可能である。別の実施例では、バイパス・オリフィス７４はパイロット圧力又はＰＣＬＳ油圧システム１０のコントローラ（図示せず）によって電気的に制御される可変オリフィスとすることができる。さらに別の実施例では、バイパス・オリフィス７４はそれぞれのファンクションに対して流量の連続的な制限を提供する固定オリフィスとすることができる。バイパス・ライン６８は、一定のマルチファンクションの状況で、完全な補償が望ましくない場合に用いることができる。
【００７８】
図７に、図１のＰＣＬＳ油圧システム１０の実施例に組み込むことのできる、供給流量制御装置４０の別の実施例を示す。図７に示すように、図７の実施例は図６の実施例と類似の特徴を備えており、類似の特徴には同一の参照符号を付している。図６Ｂの実施例と図７の実施例の間の差異は、以下に説明する。
【００７９】
図７に示すように、供給流量制御装置４０はバイパス・ライン６８とバイパス・オリフィス７４を備えておらず、負荷検知チェックバルブ７２の上流で負荷検知ライン６６から分岐した（tee off）二次負荷検知ライン８０を備えている。二次負荷検知ライン８０は、負荷検知チェックバルブ７２の上流から負荷検知導管４６への流体連通を提供し、負荷検知オリフィス８２を備えている。負荷検知オリフィス８２は可変オリフィスとすることができ、方向及び戻り流量制御装置３８（即ちスプール）上で調整（metered）可能である。別の実施例では、負荷検知オリフィス８２はパイロット圧力又はＰＣＬＳ油圧システム１０のコントローラ（図示せず）によって電気的に制御される可変オリフィスとすることができる。さらに別の実施例では、負荷検知オリフィス８２は下流の流量に連続的な制限を提供する固定オリフィスとすることができる。
【００８０】
図７の供給流量制御装置４０を組み込んだ図１のＰＣＬＳ油圧システムの実施例の動作は、上述の図６Ｂの流量供給装置４０を組み込んだ図１のＰＣＬＳ油圧システムの実施例と類似している。具体的には、作業ユニット１８、２０、及び２２のいずれかの第二オリフィス６２を介して下流の流量を制限する点は同じである。代替的に又は付加的に、作業ユニット１８、２０、及び２２のいずれかの負荷検知オリフィス８２は、負荷検知導管４６内の圧力を制限又は削減するために用いることができ、それによって選択的に特定のファンクションへの利用可能なポンプからの流量を低減して、各ファンクションの動作圧力に依存した別のファンクションに優先度を与えることができる。
【００８１】
図８Ａは図２のＰＣＬＳ油圧システム１０の実施例に組み込み可能な流量供給セクション５０の１つの実施例を示す。図８Ａに示すように、流量供給セクション５０は供給制御バルブ９０、流量制限ライン９２、及び流量制限バイパス・ライン９３を備えている。供給制御バルブ９０は、通常開（normally open）の位置に付勢されている。幾つかの実施例では、供給制御バルブ９０は、ばね９４によって通常開の位置に付勢されている。ばね９４が供給する圧力より大きな（例えばトラックタイプの可動機械のトラック・パイロット・ラインのような）パイロット信号圧力が、流れが流量制限ライン９２を通るように強制する閉位置に供給制御バルブ９０を付勢する。別の実施例では、供給制御バルブ９０はＰＣＬＳ油圧システム１０のコントローラ（図示せず）によって電気的に制御され、閉位置に選択的に付勢される。流量制限ライン９２は、供給制御バルブ９０の上流から供給制御バルブ９０の下流までの流路を提供する。流量制限ライン９２は、供給補償器９８の上流に設けられた流量制限ライン・オリフィス９６を備えている。流量制限ライン・オリフィス９６は固定オリフィスとすることができ、別の実施例では、パイロット圧力又はＰＣＬＳ油圧システム１０のコントローラ（図示せず）によって電気的に制御される可変オリフィスとすることができる。
【００８２】
流体が流量制限ライン９２を通って流れる時に、オリフィス９６と組み合わせられた供給補償器９８は、下流のファンクション（即ちファンクション２８）への流量を制限する。流量制限ライン・オリフィス９６と組み合わせられた供給補償器９８は、流量供給セクション５０の下流への許容された最大流量を決定する。供給補償器９８は、流量制限ライン・オリフィス９６の下流の圧力を負荷検知導管４６内の圧力と略等しくなるように維持する。流体源１４は、流量制限ライン・オリフィス９６の上流の圧力を、負荷検知ポート３２での圧力に略等しい圧力にマージン圧力を加えた所望の圧力に維持するので、流体源１４との組み合わせで、流量制限ライン・オリフィス９６は圧力マージンに略等しい圧力損失を有することができる。幾つかの実施例では、流量制限ライン・オリフィス９６は流量供給セクション５０の上流の作業ユニット（例えば作業ユニット１８及び２０）に設けられたオリフィスの代わりになり、又は、流量制限ライン・オリフィス９６は固定オリフィスとすることができる。別の実施例では、供給補償器９８を通常開の供給制御バルブ９０の下流にも設けることができる。この実施例では、図８Ｂに示すように流量制限バイパス・ライン９３を省略することができる。図８Ｂの別の実施例では、通常開の供給制御バルブ９０は、パイロット圧力又はＰＣＬＳ油圧システム１０のコントローラ（図示せず）によって電気的に制御される可変オリフィスに置き換えられる。
【００８３】
図８Ａの流量供給セクション５０を組み込んだ図２のＰＣＬＳ油圧システム１０の実施例の動作中、流体源１４から流体は給油管３４に出力され、次にファンクション２４、２６、及び２８の１つ以上によって制御されて、対応する方向及び戻り流量制御装置（即ちスプール）を動作させる。１つの非限定的な例では、ファンクション２４、２６、及び２８は可動装置の動作中に同時に制御可能である。ファンクション２４と２６のいずれかが制御された場合に、供給制御バルブ９０は流れが流量制限ライン９２を通るように強制される閉位置に付勢される。それに応じて、流量制限ライン・オリフィス９６と組み合わせられた供給補償器９８は流量供給セクション５０の下流（即ちファンクション２８）への許容された最大流量を決定する。
【００８４】
ファンクション２４、２６、及び２８の同時制御を参照して、ＰＣＬＳ油圧システム１０の動作を記載してきたが、流量供給セクション５０を介した下流のファンクションの制限は、あらゆる数のファンクションと対応する制御バルブユニットを備えた他の油圧システムにも適用できることを知っておくべきである。具体的には、流量供給セクション５０は、ここに述べる本発明の他の実施例にも組み込むことができる。
【００８５】
図９に、図３のＰＣＬＳ油圧システム１０の実施例に組み込むことのできる供給流量制御装置４０と流量供給セクション５０の別の実施例を示す。図９に示すように、二次給油管５４が流量供給セクション５０内の給油管３４から分岐（tee off）している。流量供給セクション５０は、与えられたファンクション（即ちファンクション２４、２６、及び２８の１つ以上）が制御される時に、二次給油管５４に流れる流量を制限できる供給バルブ１００を備えている。つまり、ファンクション２４、２６、及び２８の１つ以上のパイロット圧力が供給バルブ１００と流体連通して、与えられたファンクションが制御される時に、ばね１０２の力に打ち勝って、供給バルブ１００は流体の流れが二次給油管５４に限定される閉位置に移動する。
【００８６】
供給流量制御装置４０は、給油管３４と補償器１０６の間の流体連通を提供する第一オリフィス１０４を備えている。幾つかの実施例では、第一オリフィス１０４は方向及び戻り流量制御装置（即ちスプール）の位置の関数とされた可変オリフィスである。別の実施例では、第一オリフィス１０４はパイロット圧力又はＰＣＬＳ油圧システム１０のコントローラ（図示せず）によって電気的に制御される可変オリフィスである。また別の実施例では、第一オリフィス１０４は下流の流量を連続的に制限する固定オリフィスである。
【００８７】
補償器１０６は通常閉の位置に付勢されている。幾つかの実施例では、補償器１０６はばね１０７及び／又は負荷検知導管５３４からの圧力によって、通常閉の位置に付勢されている。ひとたび第一オリフィス１０４の下流で補償器１０６の上流の圧力がばね１０７及び負荷検知導管４６が与える圧力より大きくなると、補償器１０６は図９に示す開位置に付勢される。この補償器１０６の動作は、第一オリフィス１０４の下流の圧力を負荷検知ポート３２での圧力に略等しい所望の圧力に維持する。流体源１４は、第一オリフィス１０４の上流の圧力を負荷検知ポート３２での圧力に圧力マージンを加えた所望の圧力に維持するので、流体源１４と組み合わせることで、第一オリフィス１０４は圧力マージンに略等しい圧力損失を有することができる。
【００８８】
供給流量制御装置４０は、負荷検知ライン１０８、二次ライン１１０、第一チェックバルブ１１２、及び第二チェックバルブ１１４を備えている。負荷検知ライン１０８は、補償器１０６の下流の位置の圧力を、負荷検知チェックバルブ１１６を介して負荷検知導管４６へ伝えている。次に負荷検知導管４６は、補償器１０６の下流の位置の圧力を、流体源１４の負荷検知ポート３２へ伝えている。補償器１０６の下流の位置の圧力は、方向及び戻り流量制御装置３８（即ちスプール）のワークポートの圧力とすることができる。負荷検知チェックバルブ１１６は、負荷検知導管４６から補償器１０６の下流への負荷検知ライン１０８内の流体の流れを阻止する。
【００８９】
二次ライン１１０は、流体が二次ライン・オリフィス１１８と第一チェックバルブ１１２を通って流れる経路を提供する。具体的には、二次ライン１１０は二次給油管５４から補償器１０６と第二チェックバルブ１１４の下流の位置へ流れる流体の経路を提供する。二次ライン・オリフィス１１８は可変オリフィスとすることができ、方向及び戻り流量制御装置（即ちスプール）上で調整（metered）可能である。別の実施例では、二次ライン・オリフィス１１８はパイロット圧力又はＰＣＬＳ油圧システム１０のコントローラ（図示せず）によって電気的に制御される可変オリフィスである。さらに別の実施例では、二次ライン・オリフィス１１８は下流の流量を連続的に制限する固定オリフィスである。二次ライン１１０は特定のマルチファンクション状況で、完全な補償が望ましくない場合に用いられる。第一チェックバルブ１１２は図示のように二次ライン・オリフィス１１８の下流に、又は上流に設けられて、方向及び戻り流量制御装置３８から二次給油管５４への流体の流れを阻止する。第二チェックバルブ１１４は補償器１０６の下流かつ方向及び戻り流量制御装置３８の上流に設けられる。第二チェックバルブ１１４は、方向及び戻り流量制御装置３８から補償器１０６への流体の流れを阻止する。
【００９０】
負荷検知ライン１０８は、補償器１０６の下流かつ第二チェックバルブ１１４の上流の圧力を負荷検知導管４６に伝えている。これが、各作業ユニット１８、２０、及び２２の動作圧力又は負荷を、負荷検知導管４６を介して負荷検知ポート３２に伝えている。そして、流体源１４がその排出量を増加したり減少したりして、ファンクション２４、２６、及び２８のいずれかの最大負荷の変化に応じて圧力マージンを維持する。各作業ユニット１８、２０、及び２２の負荷検知チェックバルブ１１６では、最も大きな負荷のファンクションに接続された負荷検知導管４６における圧力になる。
【００９１】
図９の供給流量制御装置４０及び流量供給セクション５０が組み込まれた図３のＰＣＬＳ油圧システム１０の実施例の動作中、流体は流体源１４から給油管３４に出力され、次に対応する方向及び戻り流量制御装置３８（即ちスプール）を動作させることによって、ファンクション２４、２６、及び２８のうちの１つ以上によって制御される。１つの非限定的な例では、ファンクション２４、２６、及び２８は可動機械の動作中に同時に制御され、ファンクション２４及び２６はファンクション２８より大きな圧力で動作する。図９の供給流量制御装置４０及び流量供給セクション５０が組み込まれた図３のＰＣＬＳ油圧システム１０の実施例では、ファンクションの流量要求（flow requirements）を満足するために、ファンクションは給油管３４と二次給油管５４の両方からの流量を受け取る（route）ように設計されている。ひとたびファンクション２４とファンクション２６のどちらかが制御されると（ファンクション２４と２６のパイロット圧力が供給バルブ１００と接続されていると仮定する）、供給バルブ１００は二次給油管５４を通る流体の流量を制限する。この制限が、二次給油管５４からの流量を消費するすべてのファンクションの能力を低減又は排除して、その制御された流量を低減する。制御されたファンクションは次に低減された制御で十分に補償されるので（即ち、完全な流量制御は給油管３４と二次給油管５４の両方から期待される流量である）、ファンクション２４と２６は、すべてのオリジナルのファンクション流量が給油管３４から供給される場合に比べて、利用可能なポンプからの流量のより大きな部分を受け取ることができる。
【００９２】
マルチファンクション動作の特定の非限定的な例を参照して、ＰＣＬＳ油圧システム１０の動作を説明してきたが、流量供給セクション５０の供給バルブ１００を介して下流ファンクションを制限することは、いろんな数のファンクションと対応する制御バルブユニットを備えた他の油圧システムにも適用できることは知っておくべきである。具体的には、供給バルブ１００はここに記載の本発明の他の実施例に組み込むことができる。
【００９３】
図１０に、図４のＰＣＬＳ油圧システム１０の実施例に組み込まれる供給流量制御装置４０と流量供給セクション５０のまた別の実施例を示す。図１０に示すように、二次給油管５４は流量供給セクション５０内の給油管３４から分岐している。
【００９４】
供給流量制御装置４０は、給油管３４と補償器１２２の間の流体連通を提供する第一オリフィス１２０を備えている。供給流量制御装置４０は、第二オリフィス１２４も備えている。幾つかの実施例では、第一オリフィス１２０及び／又は第二オリフィス１２４は、方向及び戻り流量制御装置３８(即ちスプール)の位置の関数とされた可変オリフィスである。別の実施例では、第一オリフィス１２０及び／又は第二オリフィス１２４は、パイロット圧力又はＰＣＬＳ油圧システム１０のコントローラ（図示せず）によって電気的に制御される可変オリフィスである。さらに別の実施例では、第一オリフィス１２０及び／又は第二オリフィス１２４は、下流の流量を連続的に制限する固定オリフィスである。第二オリフィス１２４は、下流ファンクションに流れる流体を制限することができるように構成されている（即ち、作業ユニット１８の第二オリフィス１２４は、ファンクション２６と２８に流れる流体を制限できる、など）。これは、第二オリフィス１２４が下流の作業ユニットの第一オリフィス１２０の上流で直列に設けられていることによって達成される（即ち、作業ユニット１８の第二オリフィス１２４は作業ユニット２０の第一オリフィス１２０の上流で直列に設けられている、など）。
【００９５】
補償器１２２は通常閉の位置に付勢されている。幾つかの実施例では、補償器１２２はばね１２５及び／又は負荷検知導管４６からの圧力によって通常閉の位置に付勢されている。ひとたび第一オリフィス１２０の下流で補償器１２２の上流の圧力が、ばね１２５及び負荷検知導管４６による圧力より大きくなれば、図１０に示すように、補償器１２２は開位置に付勢される。この補償器１２２の動作は、第一オリフィス１２０の下流の圧力を負荷検知ポート３２での圧力に略等しい所望の圧力に維持する。流体源１４は、第一オリフィス１２０の上流の圧力を負荷検知ポート３２での圧力に圧力マージンを加えた所望の圧力に維持するので、流体源１４と組み合わせることで、第一オリフィス１２０は圧力マージンに略等しい圧力損失を有することができる。
【００９６】
供給流量制御装置４０は、負荷検知ライン１２６、二次ライン１２８、及び供給チェックバルブ１３０を備えている。負荷検知ライン１２６は補償器１２２の下流の位置での圧力を、負荷検知チェックバルブ１３２を介して負荷検知導管４６に伝えている。次に負荷検知導管４６は補償器１２２の下流の位置での圧力を流体源１４の負荷検知ポートに伝えている。補償器１２２の下流の位置での圧力は、方向及び戻り流量制御装置３８（即ちスプール）のワークポートの圧力である。負荷検知チェックバルブ１３０は、負荷検知導管４６から補償器１２２の下流の位置へ負荷検知ライン１２６内を流体が流れるのを阻止する。
【００９７】
二次ライン１２８は、二次ライン・オリフィス１３４を通る流体の流れる経路を提供している。具体的には、二次ライン１２８は流体が二次給油管５４から補償器１２２の下流の位置に流れる経路を提供している。二次ライン・オリフィス１３４は可変オリフィスとすることができ、方向及び戻り流量制御装置（即ちスプール）上で調整（metered）可能である。別の実施例では、二次ライン・オリフィス１３４はパイロット圧力又はＰＣＬＳ油圧システム１０のコントローラ（図示せず）によって電気的に制御される可変オリフィスである。さらに別の実施例では、二次ライン・オリフィス１３４は下流の流量を連続的に制限する固定オリフィスである。二次ライン１２８は特定のマルチファンクション状況で、完全な補償が望ましくない場合に用いられる。供給チェックバルブ１３０は補償器１２２の下流かつ方向及び戻り流量制御装置３８の上流に設けられる。供給チェックバルブ１３０は、方向及び戻り流量制御装置３８から補償器１２２への流体の流れを阻止する。
【００９８】
負荷検知ライン１２６は、補償器１２２の下流かつ供給チェックバルブ１３０の上流の圧力を負荷検知導管４６に伝えている。これが、各作業ユニット１８、２０、及び２２の動作圧力又は負荷を、負荷検知導管４６を介して負荷検知ポート３２に伝えている。そして、流体源１４がその排出量を増加したり減少したりして、ファンクション２４、２６、及び２８のいずれかの最大負荷の変化に応じて圧力マージンを維持する。各作業ユニット１８、２０、及び２２の負荷検知チェックバルブ１３２では、最も大きな負荷のファンクションに接続された負荷検知導管４６における圧力になる。
【００９９】
図１０の供給流量制御装置４０及び流量供給セクション５０が組み込まれた図４のＰＣＬＳ油圧システム１０の実施例の動作中、流体は流体源１４から給油管３４に出力され、次に対応する方向及び戻り流量制御装置３８（即ちスプール）を動作させることによって、ファンクション２４、２６、及び２８のうちの１つ以上によって制御される。１つの非限定的な例では、ファンクション２４、２６、及び２８は可動機械の動作中に同時に制御される。図１０の供給流量制御装置４０及び流量供給セクション５０が組み込まれた図４のＰＣＬＳ油圧システム１０の実施例では、ファンクションの流量要求（flow requirements）を満足するために、ファンクションは給油管３４と二次給油管５４の両方からの流量を受け取る（route）ように設計されている。この実施例では、ひとたび作業ユニット１８、２０、及び２２のいずれかの第二オリフィス１２４がそこを流れる流体を制限すると、二次給油管５４はその制限している第二オリフィス１２４の下流を制限する。例えば、もし作業ユニット２０の第二オリフィスがそこを流れる流体を制限すると、この制限はすべての下流のファンクション（即ちファンクション２８）の能力を低減又は削減して、二次給油管５４からの流量を利用し、制御された流量を低減する。次に下流のファンクション(即ちファンクション２８)は低減された制御（command）で十分に補償されるので（即ち、完全な流量制御は給油管３４と二次給油管５４の両方から期待される流量である）、上流のファンクション（即ちファンクション２４と２６）は、すべてのオリジナルのファンクション流量が給油管３４から供給される場合に比べて、利用可能な流量のより大きな部分を受け取ることができる。
【０１００】
マルチファンクション動作の特定の非限定的な例を参照して、ＰＣＬＳ油圧システム１０の動作を説明してきたが、各作業ユニット１８、２０及び２２の第二オリフィス１２４を介して下流ファンクションを制限することは、いろんな数のファンクションと対応する制御バルブユニットを備えた他の油圧システムにも適用できることは知っておくべきである。作業ユニット１８、２０、及び２２のそれぞれの第二オリフィス１２４がスプール上にある実施例では、作業ユニット１８、２０、及び２２のいずれの第二オリフィス１２４も、異なる移動方向に対する異なる制限を提供することができる。例えば、揺動（swing）に対してブーム（boom）の上げ下げに異なる優先順位を持たせることができる。
【０１０１】
本発明は、前述の記載や図面に示されたその用途の詳細な構成やコンポーネントの配置に限定されるものではないことを理解すべきである。本発明は、他の実施例も可能であり、様々な方法で実現し、実施できる。また、ここで用いられた表現や用語は、説明を目的としており、制限するものとして見なすべきでないことを理解すべきである。ここに記載の「備える(including)」、「からなる(comprising)」、「有する(having)」及びそれらの変形は、その言葉に続く項目を包含し、追加の項目であると同様に等価なものも含むことを意味する。特段の特定又は限定が無い限り、用語「設けられた（mounted）」「接続された（connected）」「支持された（supported）」及び「結合された（coupled）」とその変形は、広く用いられ、直接的及び間接的に設けること、接続すること、支持すること、及び結合することの両方を包含する。また、「接続された（connected）」及び「結合された（coupled）」は、物理的又は機械的に接続され、結合されることに限定されない。
【０１０２】
前述の説明は、当業者が本発明の実施例を作成し利用することが可能なように提示している。図示の実施例に対する様々な変形例が当業者には容易に明らかであって、ここに記載の包括的な原理は、本発明の実施例の範囲を逸脱することなく他の実施例や用途に適用できる。従って、本発明の実施例は、図示の実施例に限定することを意図したものではなく、ここに開示した原理や特徴に一致した最大範囲であることがふさわしい。前述の詳細な説明には図面が参照され、異なる図面の同様の要素には同様の参照番号が付されている。図面は、必ずしも選択した実施例の大きさを示すものではなく、本発明の実施例の範囲を限定することを意図していない。当業者は、ここに提供された例が、多くの有用な代替物を有し、本発明の実施例の範囲内であることを理解できるであろう。
【０１０３】
この明細書内では、実施例は明確で簡潔に記載したが、当然のことながら、実施例は発明の範囲を逸脱することなく様々に組み合わせたり切り離したりできる。例えば、ここに記載のすべての好ましい特徴は、当然のことながら、ここに記載の本発明のすべての態様に適用できる。
【０１０４】
当業者には当然のことながら、本発明は特定の実施例や例と関連付けて記載したが。本発明はそれに限定される必要がなく、数多くの他の実施例、例、用途、変形、及び実施例、用途から展開したものが、ここに添付した請求項によって包含されることを意図している。ここに引用した各特許発明、特許出願公開の全開示は、参照することによってここに組み込まれ、各特許発明又は特許出願公開は、個別的に参照によってそれぞれここに組み込まれる。
【０１０５】
本発明の様々な特徴や長所は、請求項に明記されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
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【選択図】図１
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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