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JPH09177724A - 油圧システムの冷温オイル保護回路 - Google Patents

油圧システムの冷温オイル保護回路

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JPH09177724A
JPH09177724A JP32515696A JP32515696A JPH09177724A JP H09177724 A JPH09177724 A JP H09177724A JP 32515696 A JP32515696 A JP 32515696A JP 32515696 A JP32515696 A JP 32515696A JP H09177724 A JPH09177724 A JP H09177724A
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fluid
valve mechanism
protection circuit
reservoir
temperature
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JP32515696A
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Lee R Denbraber
アール デンブラバー リー
Mark R Hawkins
アール ホーキンズ マーク
David R Meinhold
アール マインホールド ディヴィッド
Steven J Zmuda
ジェイ ズムーダ スティーヴン
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Caterpillar Inc
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Caterpillar Inc
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    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/04Special measures taken in connection with the properties of the fluid
    • F15B21/045Compensating for variations in viscosity or temperature
    • YGENERAL 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
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    • Y10T137/00Fluid handling
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    • Y10T137/86614Electric

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷流体保護回路に関する。 【解決手段】 この冷流体保護回路は、リザーバ内のオ
イルの温度に応答して油圧システムの流体の流量を制御
するようになっている。この回路は、リザーバ内の流体
の温度を検出し、これを表す電気信号をコントローラに
送信するように作動する。このコントローラは、流体調
節機構を通ってアクチュエータからリザーバに戻る、油
圧システム内の流量に対する温度を検出し、この検出さ
れた温度に応答して方向付けバルブ機構の変位を制御的
に減少させることによって流量を比例的に減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的にクーラ、ある
いは油圧システム内の流体の温度を制御するための別の
流体調節機構を備えた流体システムを有する油圧システ
ムに関する。より詳細には、本発明は、システム内の流
体が冷えた状態のときにシステムを保護するための回路
に関する。
【0002】
【従来の技術】冷えた状態の環境において流体システム
を作動させるとき、または機械のエンジンを最初に始動
させるとき、流体は冷たく、粘性は相当に高い。これら
の状況のもとで、1つか2つ以上のアクチュエータが作
動される場合には、システムを通って流れる流体の容積
は大きい。流体の粘性が高いので、流体をクーラ、また
はフィルターのような様々なシステムの部品を通して流
すことは極めて困難である。公知のシステムにおいて、
システムに流体を流そうと試みてきたが、流れ抵抗によ
る高流体圧のためにいくつかのシステムの部品を傷つけ
たり破壊することになった。流体の流体温度が所定のレ
ベル以下の時には、システムを通る流体の流れを減少さ
せることが望ましい。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】様々な試みが上述の問
題を補うのに用いられてきた。戻り流体の圧力が所定の
圧力レベルを越えるときには、クーラ、あるいは別の部
品のまわりにバイパスを設けるという試みがなされた。
流体の温度をより短時間で高くするように流体の温度に
応答してクーラのファンの速度を低減させる別の試みも
なされた。他の試みでは、流体の温度が所定のレベル以
下である場合に、ポンプからリザーバまでの流体の流れ
をバイパスさせるようにバイパスバルブが設けられてい
た。ポンプのバイパスされた流体流れは、所定の通路を
通ってリザーバに戻らなければならず、流体の容積が相
当に大きい場合には、クーラ、フィルターまたは別の部
品に対する損傷が依然として生じる可能性がある。
【0004】本発明は上述の問題の1つか2つ以上を解
決する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の1態様におい
て、リザーバから流体を受け取り、方向付けバルブ機構
を介してアクチュエータに加圧流体を給送する加圧流体
源、入力コマンドの大きさに比例して方向付けバルブ機
構の動きを制御する電気油圧式比例バルブ機構、および
システム内の流体を調節するように作動する流体調節機
構を有する油圧システムに用いるように冷流体保護回路
が設けられている。冷流体保護回路は、リザーバと組み
合わされており、リザーバ内の流体の温度を表す信号を
作り出すように作動する温度センサーと、入力コマンド
を受信および処理し、この入力コマンドに比例する電気
油圧比例バルブに電気コマンドを出力するように作動す
るコントローラと、を備える。コントローラは、リザー
バ内の流体の温度を表す温度センサーから信号を受信
し、電気油圧式比例バルブ機構への電気コマンドを修正
し、流体温度が所定のレベル以下のときには、方向付け
バルブ機構を横切る流れと流体調節機構を通る流れとを
比例的に減少させる。
【0006】
【実施例】図1を参照すると、油圧システム10が示さ
れており、可変容積形ポンプ14のような加圧流体源1
2、リザーバ16、第1および第2アクチュエータ1
8、20、第1および第2方向付けバルブ機構22、2
4、および各第1および第2電気比例バルブ機構26、
28を含む。第1および第2電気油圧比例バルブ機構2
6、28のそれぞれは、第1および第2の電気付勢式比
例バルブ30、32を有する。流体調節機構36は、油
圧システム10内に配置されており、流体を調節するよ
うになっている。流体調節機構36は、アクチュエータ
18、20からリザーバ16までの途中に配置されてお
り、流体クーラ装置38と流体フィルター装置40とを
含む。公知のように、流体クーラ装置38は、冷却ファ
ン、バイパスバルブまたは本発明の原則から逸脱するこ
となく公知の別の部品を含む。同様に、フィルター装置
40は、平行、すなわち並列に配置されたいくつかのフ
ィルターを含む。
【0007】冷流体保護回路42は、油圧システム10
内における、リザーバ16内の流体の温度に基づいて流
れ調節機構36を通る流体流量を制御するように設けら
れている。冷流体保護回路42は、マイクロプロセサの
ようなコントローラ44を含んでおり、一対のジョイス
ティック制御50の第1および第2レバー46、48か
ら電気信号“I1 、I 2”の形態で入力コマンド“I”
を受信し、処理するように作動する。コントローラ44
は、電気コマンド信号“C”を作り出し、電気油圧比例
バルブ機構26、28に送信する。コマンド“C”は、
第1電気油圧比例バルブ機構26の各第1および第2電
気付勢式比例バルブ30、32のそれぞれに送信される
第1および第2電気信号“C1 、C 2”を含む。またコ
マンド“C”は、第2電気油圧比例バルブ機構28の各
第1および第2電気付勢式比例バルブ30、32のそれ
ぞれに送信される第3および第4電気信号“C3
4”を含む。
【0008】冷流体保護回路42は、リザーバ16内の
流体の温度を検出し、検出された温度を表す電気信号
“T”をコントローラ44に送信するように作動する温
度センサー54を含む。温度センサー54はリザーバ1
6に取りつけられて示されているが、この温度センサー
をリザーバ16とポンプ14との間の入口ラインに接続
できる。2つのアクチュエータ18、20とこれらに関
連するバルブのみが示されて記載されているが、本発明
の油圧システム10は、本発明の本質から逸脱すること
なく別のアクチュエータとそれに関連するバルブを用い
ることができる。コントローラ44は、本実施例に記載
したのと同じ方法で、別のアクチュエータとこれに関連
するバルブを制御する。同様に、ジョイスティック制御
50が示されているが、別の種類のパイロット制御を用
いることができる。
【0009】油圧システム10の作動において、オペレ
ータは、コントロールレバー46、48の1つか、双方
に入力を行ない、各アクチュエータ18、20の制御を
行なう。アクチュエータ18、20の各々は、入力から
コントロールレバー44、46のいずれかまで基本的に
同じ方法で制御されるので、アクチュエータ18、20
の1つの制御された作動のみを詳細に記載する。レバー
46の動きは、アクチュエータ18の動きの方向を表す
電気信号“I1”を作り出し、電気信号“I1 ”は、制
御レバー46の動きの程度に比例する。コントローラ4
4は、入力電気信号“I1 ”を処理し、電気信号
“C1 ”または“C2 ”を第1電気油圧比例バルブ機構
26の第1および第2電気付勢式比例バルブ30、32
のひとつに送信する。制御レバー46の動きがアクチュ
エータ18の伸び量を表す場合には、コントローラ44
は、電気信号“C1 ”を作り出して、第1の電気油圧比
例バルブ機構26の第1の電気付勢式比例バルブ30に
送信する。第1電気付勢式比例バルブ30は、方向付け
バルブ機構を付勢位置に動かしてアクチュエータ18を
伸ばす。
【0010】アクチュエータ18を収縮させることが望
ましい場合には、制御レバー46は反対方向に動かさ
れ、コントローラ44は、制御レバー46の動きの程度
に比例する電気信号“C2 ”を作り出し、第2の電気付
勢式比例バルブ32に送信する。第2電気付勢式比例バ
ルブ32は比例力を作り出し、方向付けバルブ機構22
を付勢位置に動かしてアクチュエータ18を収縮させ
る。アクチュエータ18、20のいずれかまたは双方が
伸びたり縮む間、アクチュエータからの排気流体がクー
ラ装置38およびフィルター装置40を通ってリザーバ
16に戻る。流体の温度が変わると、流体の粘性が変わ
ることはよく知られている。油圧システムにおいて、オ
イルが冷えた状態のとき、油圧オイルはより粘性があ
る。従って、アクチュエータ18、20から戻ってくる
オイルの量によって決まるような、より高速度でシステ
ムの部品にオイルを流すことは困難である。冷温オイル
がより大きな流量でクーラ装置38またはフィルター装
置40を通って流される場合には、これらを通る流れ抵
抗のために高圧が発生することになる。従って、システ
ムの部品は、高圧によって損傷を受ける可能性がある。
【0011】本装置において、コントローラ44は、リ
ザーバ16のオイルの温度を連続して検出し、流体調節
機構36を通ってリザーバ16に戻される計算された流
量と検出された温度を比較する。検出された温度によっ
て求められるように、流体流れの戻り流量が流体の粘性
に対して大きい場合には、コントローラ44は、各方向
付けバルブ機構22、24を動かすことによって各アク
チュエータバルブ18、20から各アクチュエータバル
ブ18、20までの流れを比例的に減少させ、バルブ機
構22、24を通る流体の流れを制限する。これは、電
気信号“C1 、C2 、C3 、C4 ”が励磁されることに
従って各電気信号“C1 、C2 、C3 、C4 ”を変更す
ることによって達成される。流体の温度が、流体調整機
構36を横切って油圧システム10を通る流体の流れを
より大きくできるのに十分高くなると、コントローラ4
4は、各制御レバー46、48の元の位置によって形成
されたレベルに各電気信号“C1 、C2 、C3 、C4
をリセットする。
【0012】前述したように、本発明は、クーラ、また
はフィルター等のような部品が、これらの部品に高粘性
流体を通すことによる損傷から保護できることを確実に
する冷流体保護回路42を提供する。これは、リザーバ
16内のオイル(流体)の温度が所定のレベル以下であ
るときに、方向付けバルブ機構22、24を通る流体の
流れの容積を減少させることによって達成される。本発
明の別の態様、目的および利点は、図面、発明の開示お
よび請求の範囲から得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を組み入れる油圧システムの概
略図である。
【符号】
10 油圧システム 12 加圧流体源 14 可変容積形ポンプ 16 リザーバ 18 第1アクチュエータ 20 第2アクチュエータ 22 第1方向付けバルブ機構 24 第2方向付けバルブ機構 26 第1電気油圧比例バルブ機構 28 第2電気油圧比例バルブ機構 30 第1電気付勢式比例バルブ 32 第2電気付勢式比例バルブ 36 流体調節機構 38 流体クーラ装置 40 流体フィルター装置 42 冷流体保護回路 44 コントローラ 46 第1レバー 48 第2レバー 54 温度センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーク アール ホーキンズ アメリカ合衆国 イリノイ州 61523 チ ラコシ イースト トルーイット ロード 1516 (72)発明者 ディヴィッド アール マインホールド アメリカ合衆国 イリノイ州 61548 メ タモーラ ベイサイド サークル 606 アールアール 5 (72)発明者 スティーヴン ジェイ ズムーダ アメリカ合衆国 イリノイ州 61525 ダ ンラップ シダー ブラッフ ドライヴ 12602

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リザーバから流体を受け取り、方向付け
    バルブ機構を通ってアクチュエータに加圧流体を給送す
    る加圧流体源と、入力コマンドの大きさに比例して前記
    方向付けバルブ機構の動きを制御する電気油圧比例バル
    ブ機構と、流体の状態を調節するように作動する流体調
    節機構と、を有する油圧システムの冷流体保護回路にお
    いて、該保護回路は、 リザーバ内の流体に作動的に対応し、前記リザーバ内の
    流体の温度を表す信号を発信するように作動する温度セ
    ンサーと、 入力コマンドを受信して処理し、該入力コマンドに比例
    する電気油圧式比例バルブ機構に電気コマンドを出力す
    るように作動するコントローラと、を備えており、該コ
    ントローラは、前記リザーバ内の流体温度を表す前記温
    度センサーから前記信号を受信して、前記電気油圧比例
    バルブ機構への前記電気コマンドを修正し、流体の温度
    が所定レベル以下のときに、前記方向付けバルブ機構を
    通る流れと前記流体調節機構を通る流れとを比例的に減
    少させるようになっている冷流体保護回路。
  2. 【請求項2】 前記電気油圧比例バルブ機構は、前記方
    向付けバルブ機構の両端部にそれぞれ接続されている第
    1および第2電気付勢式比例バルブを含んでおり、前記
    電気コマンドは、前記第1および第2比例バルブに接続
    されている第1および第2電気信号を含んでいることを
    特徴とする請求項1に記載の冷流体保護回路。
  3. 【請求項3】 前記入力コマンドは、制御レバーの動き
    によって作られた電気信号であることを特徴とする請求
    項1に記載の冷流体保護回路。
  4. 【請求項4】 前記油圧システムは、2つ以上のアクチ
    ュエータを有し、前記コントローラからの各電気コマン
    ドで電気油圧比例制御式方向付けバルブ機構と組み合わ
    されており、前記コントローラは、前記流体の温度が前
    記所定レベル以下であるときに前記方向付けバルブ機構
    のそれぞれを通る流体を比例的に減少させるように作動
    することを特徴とする請求項3に記載の冷流体保護回
    路。
  5. 【請求項5】 前記コントローラはマイクロプロセサで
    あることを特徴とする請求項4に記載の冷流体保護回
    路。
  6. 【請求項6】 前記流体調節機構は流体クーラ装置を含
    むことを特徴とする請求項5に記載の冷流体保護回路。
  7. 【請求項7】 前記流体調節回路は、フィルター装置を
    含むことを特徴とする請求項6に記載の冷流体保護回
    路。
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