(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
飽和防止機能を有し、且つ、負荷に無関係に作動流体の流量を分配する多重液圧装置であって、
一のスタックとして相互に向かい合って重ね合わされ、負荷を制御する多数の分配手段を備えている前記多重液圧分配装置において、
ポンプを制御するために、流量／圧力制御装置を取り付けた前記ポンプよりなる供給源から発せられる圧力下において作動流体を供給するための作動流体共通供給ラインと、
タンクに作動流体を戻すための共通戻りラインと、
前記ポンプを制御する前記制御装置に向けて最高負荷の圧力で制御流体を伝送するための制御流体共通伝送ラインとが、前記スタックを通じて延在しており、
遮断手段は、前記制御流体共通伝送ラインが前記流量／圧力制御装置に接続された分配手段からなる第１のグループと、前記制御流体共通伝送ラインが前記流量／圧力制御装置に接続されていない分配手段からなる第２のグループのうち少なくとも１つのグループとの間の前記制御流体共通伝送ラインに配置されており、
前記第１のグループの分配手段の制御流体の圧力が前記第２のグループの分配手段に印加されることが無く、且つ、それぞれ対応するレシーバが前記供給源からの流量を自由に受け取ることを特徴とする多重液圧分配装置。
【請求項２】
前記第２のグループの分配手段の前記制御流体共通伝送ラインが、予圧された逆止部材を介して、前記流量／圧力制御装置に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の多重液圧分配装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、飽和防止機能を有し、かつ、負荷とは無関係に流量を分配し、それぞれの負荷を制御するように割り当てられかつ相互に向かい合わせに重ね合わせられた多数の分配手段を具備し、これらの分配手段は、重ね合わせられたものが、それをまっすぐに貫通して、流量／圧力制御装置（ロードセンシング(load sensing)またはＬＳ制御）が取り付けられたポンプよりなる供給源から発せられる圧力下において作動流体を供給するための共通ラインと、作動流体をタンクに戻すための共通ラインと、ポンプを制御するための上記装置に向かって最高負荷の圧力で制御流体を伝送するための共通ラインとを有するようにそれぞれ配列されている、多重液圧分配装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
飽和防止機能を有し、かつ、負荷とは無関係に流量を分配する多重液圧分配装置は、個別に制御される負荷に比例した必要性に応じて有用なポンプ吐出を分配し、この流量の分割または分配により、負荷の１つによって要求される最高圧力（圧力ＬＳ）が、効果的にラインＬＳおよびポンプを制御するための装置に伝達されることを保証する。
【０００３】
したがって、液圧で動作し、負荷レシーバにより必要とされる圧力で作動流体の分配を可能とするような装置によって制御された機械は、複数のレシーバの同時移動（例えば、油圧掘削機において、４つまでの液圧レシーバ（バケットおよびアーム）が掘削作業の間に同時に作動させられ得る）が組み合わせられたときに、より大きな引裂力(tearing force)を発生させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この重要な利点は、しかしながら、この分配装置への供給が動力を制御するための装置を設けた可変容量ポンプによって行われるときに痛切させられる欠点を伴っている。そのようなポンプ装置では、圧力（Ｙ軸）の関数としての供給（Ｘ軸に沿う）の変化を表す曲線は、双曲線の一部であり、最大動力を表す点は、この双曲線に沿って移動する。所定の出力動力について、この種のポンプは、同様の動力ではあるが、この種の制御システムが設けられていないポンプにより供給され得るよりも高い供給量または高い圧力をそれぞれ可能としている。
【０００５】
分配装置が、動力制御装置を設けたポンプに最大ＬＳ圧力信号を伝達する場合には、例えば、１つのレシーバがその動作範囲の終端に達したときに、ポンプはこの最大圧力および双曲線の圧力曲線に基づいて制御され、それによって、より少ない供給を行う。
【０００６】
この結果、たとえ、動作範囲の終端に到達したレシーバがそれ以上の流量を要求しないとしても、分配装置により制御された機械はより遅くなる。例えば、このように制御される機械が掘削機であるような、上記においてすでに想定したケースでは、キャタピラ（登録商標）軌道上の機械の移動速度は、同時に制御される液圧レシーバのうちの１つ（例えばバケット）がその動作の終端に到達した瞬間に、突然減速される。
【０００７】
１つの機能がその動作の終端に達したときに、他の機能のうちの１つの減速を正当化する理由は、安全性の点においてさえも存在しないので、このことは実質的な欠点である。逆に、上述した突然の減速は、事故につながりかねない。
【０００８】
この発明の目的は、本質的にこの欠点を克服し、いくつかのレシーバの制御のために、飽和防止機能を有しかつ負荷とは無関係に流量を分配する多重液圧分配装置を組み合わせたポンプの制御によって提供される本質的な利点を保持しながら、それにも関わらず、相当の混乱を伴うことなく動作し続けることができなければならない他のいくつかのレシーバの制御において、この制御が有する衝撃を回避することを可能とする解決策を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的のために、前提部分において述べられたような多重液圧分配装置は、本質的に、この発明にしたがって配置されると同時に、遮断手段が、前記供給源を制御するための前記装置に自明の方法でラインＬＳが接続された分配手段手段の第１のグループと、前記供給源を制御するための前記装置にラインＬＳが接続されていない分配手段の少なくとも１つの第２のグループとの間のラインＬＳに設けられ、それによって、前記分配手段の第２のグループの分配手段に、分配手段の第１のグループの圧力ＬＳが印加されず、かつ、それぞれの相当するレシーバは、供給源からの出力流量を受けることがなく、したがって、これらのレシーバの圧力は、負荷の圧力または圧力／流量の平衡により決定される流量に相当する圧力のいずれかとなることを特徴としている。
【００１０】
好ましい実施形態では、分配手段の第２のグループのラインＬＳは、予圧された逆止部材を通して供給源を制御するための装置に接続されており、そして、外部接続を全く必要としないコンパクトな装置が製造されることが好ましく、前記予圧された逆止部材は、共通ラインＬＳに配置され、かつ、分配手段の第１のグループと第２のグループとを分離する上述した遮断手段を構成している。
【００１１】
この装置によれば、各分配手段は、どちらのグループの分配手段が圧力ＬＳを提供しているのかに応じて、流量を分離しまたは分離しないことができる。多重分配装置の機能は、これによって、特に魅力のあるものであることがわかる。なぜなら、どちらのグループの分配手段が圧力情報ＬＳを供給するのかに応じて、各分配手段が流量を完全にまたは好適に分割するからである。もし、逆止部材によってラインＬＳの残りの部分から孤立され得る多重分配装置の最後のグループが、最高圧力信号を発生しているならば、圧力ＬＳは全ラインＬＳを通して逆止部材を貫通して自由に流れることができるので、その分配装置は流量を要求に比例して分割する。他方において、もし、多重分配装置のこの最後のグループが最も小さく負荷されたレシーバに接続されているならば、逆止部材は閉じたままに保持されるので、隣接グループの最高圧力は、そこには伝達されず、結果として続く流量は、孤立された最後のグループの負荷の圧力下で供給され得る最小のものとなる。
【００１２】
逆止遮断部材の閉鎖によりラインＬＳから孤立され、または、孤立されていない分配装置の分配手段の各グループが、それ自身の分配手段の間の有用な流量を分割することにより作動することは注目すべきことである。この分割は、システム内に普及している圧力において、レシーバを移動させることを可能とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明は、純粋に限定されない例により与えられた以下のいくつかの実施形態を示す詳細な説明によって、より良好に理解することができる。この説明では、以下の添付図面が参照される。
図１は、この発明に係る好ましい基本的なレイアウトにおける多重分配装置を示す液圧回路図である。
図２は、多重分配装置が好ましい実用的な方法で配置された図１と同様の図である。
図３は、図２の区分とは異なる分配装置の区分を示す図２と同様の図である。
【００１４】
まず最初に、図１を参照すると、参照符号１により全体的に表された多重分配装置は、１つの入口ステージ２と多数の分配ステージ３（ここでは、５つのステージがそれぞれ３１〜３５により表示されている。）とを具備している。従来の方法では、分配装置１は、それぞれ液密状態に向かい合わせられた６個のブロックの重ね合わせより構成されるスタックからなり、入口ステージ２と５つの分配ステージ３とを具備している。各ブロックは、それをまっすぐに貫通する３本のパイプを有するように形成されている。３本のパイプは、主として、加圧下において作動流体を供給するためのパイプ（パイプＰ）と、作動流体を戻すためのパイプ（パイプＴ）と、最高負荷圧力における制御流体のためのパイプ（パイプＬＳ）である。ブロック２および３１〜３５は、次々と重ねられ、その結果種々のパイプが相互に重ねられ、装置１全体をまっすぐに貫通する液体の循環のための３つの連続的なライン（ラインＰ、ラインＴおよびラインＬＳ）を形成する。最後の分配ブロック３５に続くその自由端においては、封鎖ブロック４が、前記３つのラインＰ，Ｔ，ＬＳを液密状態に遮断している。
【００１５】
入口ブロック２は、加圧下において流体の供給源５の出口にラインＰを接続することができる入口ポートＰと、ラインＴをタンクに接続することができる出口ポートＴとを具備している。前記供給源５は、圧力ＬＳにより管理された制御装置７に取り付けられたポンプ６（例えば、図示されているように、圧力ＬＳにより管理された動力制御装置が設けられた可変容積ポンプ）を具備している。該入口ブロック２には、前記制御装置７の入口に接続された出口ポートＬＳが設けられている。
【００１６】
各分配ブロックは、同様に構成されている。例えば、ブロック３1は、一方ではラインＰ，Ｔに接続され、他方ではそれら自体が図示しないレシーバに接続された２つの動作ポートＡ1，Ｂ1に接続された、３方向３位式分配器８1（中立位置に示されている。）を具備している。分配器８1のスライドバルブのための２つの制御装置は、それら自体が図示しない制御マニピュレータに接続されたポートａ1，ｂ1にそれぞれ接続されている。
【００１７】
分配器８1は、さらに、負荷とは無関係に流量を分割する形式のものであり、その技術分野において公知の形態にしたがって、前記スライドバルブの開口に厳密に比例して流量を分配する。
【００１８】
さらに、２方向３位式バランス(balance)９1は、一方のラインＬＳ内の圧力と、他方の作動圧力との圧力差を印加され、かつ、分配器８1の作動圧力がラインＬＳ内の圧力より高くなった場合に、ラインＬＳとの連結を達成するように、（分配器８1の第３の経路を通して）作動流体圧力およびラインＬＳ内の圧力を受ける。全ての分配器ブロック３iにおけるバランス９iにより、ポンプにより供給される流量を、最も高く負荷されたレシーバの必要性の関数として制御することができる。
【００１９】
多重分配装置１の簡便な形態において、ラインＬＳは装置全体を通して延び、個々の分配器ブロック３1〜３5の全てに共通している。しかしながら、この構造は、１つのレシーバがその動作範囲の終端に到達したときに全ての分配器の流量が突然減少するという欠点に帰結し、上記のはじめの部分において説明したように、それによって生ずる不利益な結果を伴うことになる。
【００２０】
この発明に係る装置は、１以上の分配器ブロックを他の分配器ブロックから孤立させるように適当な位置において、ラインＬＳの連続性を破ることにある。図１において考慮された例において、最後の２つの分配器ブロック３4，３5を孤立させようとすると、ラインＬＳは、例えば、ブロック３3，３4の各パイプＬＳが出会う位置に配置された遮断部材１０に補助されて遮断される。
【００２１】
この配置によれば、孤立されないグループ３1，３3は、従来の方法でポンプ制御装置に接続されたままであり、かつ、ＬＳ機能は、通常の方法でこれら３つのブロックだけに提供される。これに対して、孤立されたグループ３4，３5の分配器は、もはや、ＬＳタイプの制御システムを含んでおらず、対応するレシーバは供給源５により提供された出力流量を自由に受けることができ、これらのレシーバ内の作動圧力は、したがって、負荷の圧力または圧力／流量の平衡により決定される流量に相当する圧力のいずれかである。
【００２２】
しかしながら、孤立されたグループ３4，３5の分配器がもはやＬＳ機能を有するシステム内に含まれていないという事実は、実際問題として許容し得ない機能的な不利益である。この欠点を回避するために、ラインＬＳの残りの部分から孤立されるブロック３4，３5のラインＬＳの孤立部分に遮断部材１０が設けられ、そして、予圧された逆止部材１２を介してポンプを制御するための前記装置７の入口へ外部パイプ１１が連結されている。
【００２３】
前記予圧された逆止部材１２を組み込んだこのフィードバックライン１１の存在により、完全なまたは部分的なＬＳ機能を確保することができる。最高負荷圧力を発生しているものが孤立されたグループ３4，３5の分配器のうちの１つであるとき、この場合、そして、この場合においてのみ、圧力ＬＳは分配装置１全体に対して共通であり、かつ、ポンプ６を適当な方法で管理する。これに対して、最高負荷圧力を発生しているものがブロック３1〜３3の第１のグループであるならば、第１のグループのみがＬＳ形式の制御にかけられる。
【００２４】
具体的な例によれば、孤立グループの２つの分配器３４，３５は、それぞれが掘削機の並進移動を提供する２つのキャタピラ（登録商標）軌道を制御する一方、孤立されていないグループの他の分配器３１〜３３は、それぞれ、アームおよびバケットを制御する。この発明の設備を装備することにより、掘削機の移動機能に対するアームおよび／またはバケットの動作の過度に急激な干渉が回避される。
【００２５】
図２は、図１の基本的な装置の実際的な実施形態のための好ましい装置を示している。図２の装置は、全体的に図１の装置と同様の方法により構成されており、予圧された逆止部材よりなる遮断部材自体が符号１３とされていることを除き、同じ参照番号が保持されている。これによれば、遮断機能と逆止機能とが単一部材に結合されており、外部回帰ライン１１により存在する欠点が回避されると同時に、外部配管を必要とすることなくブロックの形態の多重分配装置の利点を保持することができる。どちらのグループが最高圧力情報を発しているかに応じて、流量は完全または適宜に分配され、特に、最高圧力が孤立グループの分配器３4，３5によって発せられている場合には、ラインＬＳにおけるこの部分の圧力が予圧された逆止部材１３を開いて、ポンプ６を管理するように、分配装置１の全体ラインＬＳが達成されるようになる。これに対して、ラインＬＳの孤立部分の圧力がラインＬＳの非孤立部分における圧力より低い場合には、ＬＳ機能は、単に、非孤立グループの分配器３1〜３3によって供給される。
【００２６】
もちろん、この発明に係る設備は、分配器の単一のグループを孤立させることに制限されるものではなく、相互にカスケード形式で個別の逆止部材によって孤立された分配器の連続したグループを想定することもできる。そのような装置は図３に示されている。分配装置は図１および図２と同様の構成を維持しているが、例えば、分配器ブロック３１，３２の間のＬＳラインに第２の逆止部材１４を取り付けることにより、３つのグループが形成されている。第１のグループはブロック３１（例えば、掘削機のバケットのみを制御する。）のみを含み、その分配器は、したがって、頻繁に生ずるように、掘削の間にバケットがその動作範囲の終端に達したときの安全性を提供するために、常にＬＳ機能に連結されている。逆止部材１４により孤立された第２のグループは、ブロック３２，３３（例えば、掘削機のアームを制御する。）を含んでいる。逆止部材１３により上述したグループから孤立された第３のグループは、ブロック３４，３５（例えば、キャタピラ軌道（登録商標）を制御する。）を含んでいる。
【００２７】
これにより、階層的な連続した制御ステージが形成される。ブロック３2，３3は、ブロック３1の動作によっては影響を受けないが、それらのうちの一方が、その後２つのグループ（３1），（３2，３3）のためのＬＳ圧力となる最高圧力を提供するとすぐに、ポンプを制御するプロセスに含まれるようになる。同様に、第３のグループ３4，３5は、ポンプを圧力ＬＳがステージ３1〜３3のうちの１つによって提供されている限り、ステージ３1〜３3の動作に対して独立した状態に保持されるが、それらのうちの１つが全体の最高負荷圧力を有するとすぐに、圧力ＬＳを印加する。
【００２８】
これにより、非常に高い動作柔軟性を有する多重分配装置が構成され、その構造は、実質的に従来技術の同様の分配装置のものに保持され、この発明に係る技術的な装置（１またはそれ以上の逆止部材の組み込み）は、簡易かつ安価に達成することができる。
【００２９】
いうまでもなく、かつ、上述からすでに明らかであるように、この発明は、より詳細に想定されるアプリケーションおよび実施形態のその方法のものに限定されるものではなく、それどころか、その全ての選択的形態を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係る好ましい基本的なレイアウトにおける多重分配装置を示す液圧回路図である。
【図２】  多重分配装置が好ましい実用的な方法で配置された図１と同様の図である。
【図３】  図２の区分とは異なる分配装置の区分を示す図２と同様の図である。
【符号の説明】
１  多重液圧分配装置
３，３1〜３5  分配手段
５  供給源
６  ポンプ
７  流量／圧力制御装置
１０  遮断手段
１２，１３，１４  予圧された逆止部材
Ｐ  第１の共通ライン
Ｔ  第２の共通ライン
ＬＳ  第３の共通ライン
【図１】
0004122073.tif 000002
【図２】
0004122073.tif 000003
【図３】
0004122073.tif 000004