JP2015004378A - 建設機械の油圧駆動装置 - Google Patents

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博紀 濱野
Hironori Hamano
博紀 濱野
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Abstract

【課題】ブーム下げに際して、スローリターンバルブを通過させることなく、再生油をブームシリンダそれぞれのロッド室に供給できる建設機械の油圧駆動装置を提供する。【解決手段】第1,第2ブームシリンダ7,8に付設され、第1,第2ブームシリンダのボトム室7A,8Aとロッド室7B,8Bとを連絡する第1,第2管路21,25に設けた第1,第2再生バルブ17,19から成り、第1,第2ブームシリンダに付設される第1,第2スローリターンバルブ18,20を、第1,第2再生バルブの上流に位置する第1,第2管路の部分から分岐させた分岐管路23,24、分岐管路27,28に設けるようにし、第1管路の部分に、第1ブームシリンダのロッド室側からボトム室側への圧油の逆流を防止する第1チェック弁22を設け、第2管路の部分に、第2ブームシリンダのロッド室側からボトム室側への圧油の逆流を防止する第2チェック弁26を設けた。【選択図】図2

Description

本発明は、ブームを駆動する一対のブームシリンダと、ブーム下げ動作時に再生を行う再生バルブとを備えた超大型油圧ショベル等の建設機械の油圧駆動装置に関する。
図4は本発明の対象とする建設機械の一例として挙げた超大型油圧ショベルを示す側面図である。
この図4に示すように、超大型油圧ショベルは、走行体1と、この走行体1上に配置される旋回体2と、この旋回体2に上下方向の回動可能に取り付けられ、土砂の掘削作業等を行う作業装置3とを備えている。走行体1と旋回体2とによって車体が構成されている。また、作業装置3は、旋回体2に取り付けられるブーム4と、このブーム4の先端に取り付けられるアーム5と、このアーム5の先端に取り付けられるバケット6とを含んでいる。また作業装置3は、ブーム4を駆動する一対のブームシリンダと、アーム5を駆動するアームシリンダ9と、バケット6を駆動するバケットシリンダ10とを含んでいる。なお同図4では一対のブームシリンダのうちの一方のブームシリンダ7が示されている。
図3は従来の建設機械の油圧駆動装置を示す油圧回路図である。
図4に示す超大型油圧ショベルに備えられる従来の油圧駆動装置は、図3に示すように、上述した一対のブームシリンダ、すなわち第1ブームシリンダ7及び第2ブームシリンダ8と、これらの第1,第2ブームシリンダ7,8に圧油を供給する油圧ポンプ11,12,13と、これらの油圧ポンプ11,12,13から第1,第2ブームシリンダ7,8に供給される圧油の流れを制御するブーム制御バルブ14,15,16とを備えている。
また従来技術は、第1ブームシリンダ7、第2ブームシリンダ8のそれぞれに個別に付設され、ブーム4の下げ動作時の第1ブームシリンダ7、第2ブームシリンダ8の作動速度を制御する第1スローリターンバルブ40及び第2スローリターンバルブ41を備えている。第1スローリターンバルブ40は、第1ブームシリンダ7のボトム室7Aに連絡される管路に設けた絞り40aと、この絞り40aに並設され、第1ブームシリンダ7のボトム室7Aからの圧油の流れを阻止し、逆方向の圧油の流れを許容するパイロットチェック弁40bとを含んでいる。同様に、第2スローリターンバルブ41は、第2ブームシリンダ8のボトム室8Aに連絡される管路に設けた絞り41aと、この絞り41aに並設され、第2ブームシリンダ8のボトム室8Aからの圧油の流れを阻止し、逆方向の圧油の流れを許容するパイロットチェック弁41bとを含んでいる。
上述のように超大型油圧ショベルの油圧駆動装置には、ブーム4の下げ動作時の第1,第2ブームシリンダ7,8の作動速度を調整するために、第1,第2ブームシリンダ7,8それぞれのボトム室7A,8A側に第1,第2スローリターンバルブ40,41が設けられている。本来、ブーム制御バルブ14,15,16のスプールの絞りのみで第1,第2ブームシリンダ7,8の作動速度を調整できれば、第1,第2スローリターンバルブ40,41は必要ないが、超大型油圧ショベルのブーム下げ時は、リターン流量が多いため、ブーム制御バルブ14,15,16のスプールのみで第1,第2ブームシリンダ7,8の作動作度を調整しようとすると、流体力によりエロージョンが発生する可能性がある。そのため、第1,第2ブームシリンダ7,8のボトム室7A,8Aに付設した第1,第2スローリターンバルブ40,41と、ブーム制御バルブ14,15,16のスプールの2箇所の絞りで流体のエネルギを吸収することにより、エロージョンの発生を防いでいる。
また従来技術は、同図3に示すように、第1スローリターンバルブ40に連絡した管路42、及び第2スローリターンバルブ41に連絡した管路43と、これらの管路42,43を連絡する管路44と、第1ブームシリンダ7のロッド室7Bと第2ブームシリンダ8のロッド室8Bを連絡する管路45と、上述の管路44と管路45とを連絡する管路46とを備えている。また従来技術は、管路46中に設けられ、ブーム4の下げ動作時に第1,第2ブームシリンダ7,8それぞれのボトム室7A,8Aの圧油を再生して第1,第2ブームシリンダ7,8のロッド室7B,8Bに供給する再生バルブ47を備えている。
ブーム下げ動作時には、ブーム制御バルブ14,15,16のそれぞれが同図3における右位置に切り換えられ、これに伴って再生バルブ47が閉止位置である切換位置47bから開位置である切換位置47aに切り換えられる。油圧ポンプ11,12,13の圧油がブーム制御バルブ14,15,16を介して第1,第2ブームシリンダ7,8のロッド室7B,8Bに供給され、ボトム室7A,8Aの圧油が第1,第2スローリターンバルブ40,41の絞り40a,41a、ブーム制御バルブ14,15,16の絞りを介してタンクに戻される。これにより同図3の矢印30に示すように、第1,第2ブームシリンダ7,8が収縮し、ブーム下げが行われる。この間、第1,第2ブームシリンダ7,8のボトム室7A,8Aから排出された圧油が、第1,第2スローリターンバルブ40,41の絞り40a,41a、管路42,43、管路44、管路46、再生バルブ47、管路45を介して第1,第2ブームシリンダ7,8のロッド室7B,8Bに再生油として供給される。これによりブーム4の下げ速度を確保することができる。
なお、ブーム4の上げ動作時には、ブーム制御バルブ14,15,16のそれぞれが同図3における左位置に切り換えられる。このとき再生バルブ47は閉止位置である切換位置47bに保たれる。油圧ポンプ11,12,13の圧油がブーム制御バルブ14,15,16を介し第1,第2ブームシリンダ7,8のボトム室7A,8Aに供給され、ロッド室7B,8Bの圧油がブーム制御バルブ14,15,16を介してタンクに戻される。これにより同図3の矢印31に示すように、第1,第2ブームシリンダ7,8が伸長し、ブーム上げが行われる。
この種の従来技術が特許文献1に開示されている。この特許文献1にあっては、スローリターンバルブは開示がないが、ブーム下げ時に2つのブームシリンダのボトム室を連絡する管路を介して、ブームシリンダそれぞれのボトム室から排出された圧油をブームシリンダのそれぞれのロッド室に再生して供給するブーム用再生流量制御弁、すなわち再生バルブが開示されている。
特開2004−100154号公報
上述した図3に示した従来技術、及び特許文献1に開示された従来技術は、ブームシリンダそれぞれのロッド室を連絡する管路を介して再生油を供給することから、上述の管路の圧損の影響を受け、ブームシリンダそれぞれのボトム室側の圧とロッド室側の圧との差圧が小さくなり、これにより再生油量が少なくなりやすい。再生油量はブームシリンダのボトム室側の圧とロッド室側の圧との差圧の大きさに依存する。
また、上述した従来技術は、ブームシリンダのボトム室から排出された圧油がスローリターンバルブを通過して再生油としてブームシリンダのロッド室に供給されることから、スローリターンバルブ通過時の圧損の影響を受け、ブームシリンダそれぞれのボトム室側の圧とロッド室側の圧の差圧が小さくなり、これによっても再生油量が少なくなりやすい。
このように従来技術にあっては、再生油量が少なくなりやすく、再生効率が低下しやすい問題があった。これにより従来技術は、ブーム下げ速度に制約を受け、当該建設機械で実施される作業の能率向上を見込み難かった。
本発明は、上述した従来技術における実情からなされたもので、その目的は、ブーム下げに際して、一対のブームシリンダそれぞれのロッド室を連絡する管路を通過させることを要さずに、また、スローリターンバルブを通過させることなく、再生油をブームシリンダそれぞれのロッド室に供給することができる建設機械の油圧駆動装置を提供することにある。
この目的を達成するために、本発明は、車体と、この車体に取り付けられ、ブームを含む作業装置とを含む建設機械に備えられ、上記ブームを駆動する第1ブームシリンダ及び第2ブームシリンダと、これらの第1ブームシリンダ、第2ブームシリンダのそれぞれに個別に付設され、上記ブームの下げ動作時の上記第1ブームシリンダ、上記第2ブームシリンダのそれぞれの作動速度を制御する第1スローリターンバルブ及び第2スローリターンバルブと、上記ブームの下げ動作時に上記第1ブームシリンダ及び上記第2ブームシリンダそれぞれのボトム室の圧油をロッド室に再生して供給する再生バルブとを備えた建設機械の油圧駆動装置において、上記再生バルブは、上記第1ブームシリンダに付設され、この第1ブームシリンダのボトム室とロッド室とを連絡する第1管路に設けた第1再生バルブと、上記第2ブームシリンダに付設され、この第2ブームシリンダのボトム室とロッド室とを連絡する第2管路に設けた第2再生バルブとから成り、上記第1スローリターンバルブを、上記第1再生バルブの上流に位置する上記第1管路の部分から分岐させた分岐管路に設け、上記第2スローリターンバルブを、上記第2再生バルブの上流に位置する上記第2管路の部分から分岐させた分岐管路に設け、上記第1スローリターンバルブが設けられる上記分岐管路が接続される上記第1管路の部分と、上記第1再生バルブとの間に位置する上記第1管路の部分に、上記第1ブームシリンダの上記ロッド室側から上記ボトム室側への圧油の逆流を防止する第1チェック弁を設け、上記第2スローリターンバルブが設けられる上記分岐管路が接続される上記第2管路の部分と、上記第2再生バルブとの間に位置する上記第2管路の部分に、上記第2ブームシリンダの上記ロッド室側から上記ボトム室側への圧油の逆流を防止する第2チェック弁を設けたことを特徴としている。
このように構成した本発明は、ブーム下げ動作時に、第1ブームシリンダのボトム室の圧油を第1ブームシリンダに付設された第1管路、第1チェック弁、及び第1再生バルブを介して第1ブームシリンダのロッド室に再生油として供給でき、また、第2ブームシリンダのボトム室の圧油を第2ブームシリンダに付設された第2管路、第2チェック弁、及び第2再生バルブを介して第2ブームシリンダのロッド室に再生油として供給できる。すなわち本発明は、一対のブームシリンダそれぞれのロッド室を連絡する管路を通過させることを要さずに第1ブームシリンダに付設した圧損を小さく抑え得る第1管路を介して、また、第2ブームシリンダに付設した圧損を小さく抑え得る第2管路を介して、再生油を第1,第2ブームシリンダそれぞれのロッド室に供給できる。
また本発明は、ブーム下げ動作時に、第1ブームシリンダのボトム室の圧油を第1管路の分岐管路に設けた第1スローリターンバルブを通過させることなく第1管路を介して、また、第2ブームシリンダのボトム室の圧油を第2管路の分岐管路に設けた第2スローリターンバルブを通過させることなく第2管路を介して、第1,第2ブームシリンダそれぞれのロッド室に再生油として供給できる。すなわち本発明は、スローリターンバルブを通過させる圧損を生じさせることなく、再生油を第1,第2ブームシリンダそれぞれのロッド室に供給できる。
これらにより本発明は、第1ブームシリンダのボトム室側の圧とロッド室側の圧の差圧を大きくして再生油量を多くすることができ、同様に、第2ブームシリンダのボトム室側の圧とロッド室側の圧の差圧を大きくして再生油量を多くすることができる。
本発明は、ブーム下げに際して、一対のブームシリンダそれぞれのロッド室を連絡する管路を通過させることを要さずに、また、スローリターンバルブを通過させることなく、再生油をブームシリンダそれぞれのロッド室に供給することができる。これにより本発明は、第1,第2ブームシリンダそれぞれのボトム室側の圧とロッド室側の圧の差圧を大きくして従来よりも多くの再生油量をブームシリンダそれぞれのロッド室に供給することができる。したがって本発明は、ブーム下げ時の一対のブームシリンダそれぞれの作動速度を速くさせることができ、ブームの下げ動作を含む作業の能率を従来よりも向上させることができる。
本発明に係る建設機械の油圧駆動装置の一実施形態を示す油圧回路図である。 図1の要部拡大図である。 従来の建設機械の油圧駆動装置を示す油圧回路図である。 本発明の対象とする建設機械の一例として挙げた超大型油圧ショベルを示す側面図である。
以下、本発明に係る建設機械の油圧駆動装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明に係る建設機械の油圧駆動装置の一実施形態を示す油圧回路図、図2は図1の要部拡大図である。
本実施形態に係る油圧駆動装置も建設機械、例えば図4に示した超大型油圧ショベルに備えられるものである。したがって、以下にあっては必要に応じて図4で示した符号も用いて説明を行う。
図1に示すように、本実施形態も、ブーム4を駆動する一対のブームシリンダ、すなわち第1ブームシリンダ7及び第2ブームシリンダ8と、これらの第1,第2ブームシリンダ7,8に圧油を供給する油圧ポンプ11,12,13と、これらの油圧ポンプ11,12,13から第1,第2ブームシリンダ7,8に供給される圧油の流れを制御するブーム制御バルブ14,15,16とを備えている。これらの構成については、上述した図3に示す従来技術におけるのと同様である。
本実施形態に備えられるスローリターンバルブも、ブームシリンダに付設されている。
すなわち、第1ブームシリンダ7のボトム室7A側に、第1スローリターンバルブ18を付設させてあり、第2ブームシリンダ8のボトム室8A側に、第2スローリターンバルブ20を付設させてある。
本実施形態は、図2にも示すように、ブーム4の下げ動作時に第1ブームシリンダ7及び第2ブームシリンダ8それぞれのボトム室7A,8Aの圧油をロッド室7B,8Bに再生して供給する再生バルブは、第1再生バルブ17と第2再生バルブ19とから成っている。すなわち再生バルブは、第1スローリターンバルブ18とともに第1ブームシリンダ7に付設され、この第1ブームシリンダ7のボトム室7Aとロッド室7Bとを連絡する第1管路21に設けた第1再生バルブ17と、第2スローリターンバルブ20とともに第2ブームシリンダ8に付設され、この第2ブームシリンダ8のボトム室8Aとロッド室8Bとを連絡する第2管路25に設けた第2再生バルブ19とから成っている。
図2に示すように、上述した第1スローリターンバルブ18は、第1再生バルブ17の上流に位置する第1管路21の部分から分岐させた分岐管路23,24に設けてあり、上述した第2スローリターンバルブ20は、第2再生バルブ19の上流に位置する第2管路25の部分から分岐させた分岐管路27,28に設けてある。第1スローリターンバルブ18は、分岐管路23に設けた絞り18aと、この絞り18aに並設されるように分岐管路24に設けられ、第1ブームシリンダ7のボトム室7A側からの圧油の流れを阻止し、逆方向の圧油の流れを許容するパイロットチェック弁18bとを含んでいる。同様に、第2スローリターンバルブ20は、分岐管路27に設けた絞り20aと、この絞り20aに並設されるように分岐管路27に設けられ、第2ブームシリンダ8のボトム室8A側からの圧油の流れを阻止し、逆方向の圧油の流れを許容するパイロットチェック弁20bとを含んでいる。
上述したように、超大型油圧ショベルのブーム下げ時は、リターン流量が多くなり、流体力によりエロージョンが発生する虞があるが、本実施形態も、第1,第2ブームシリンダ7,8のボトム室7A,8Aに付設した第1,第2スローリターンバルブ18,20の絞り18a,20aと、ブーム制御バルブ14,15,16のスプールの絞りとの協働によって流体のエネルギを吸収し、エロージョンの発生を防ぐことができる。
また本実施形態は、第1スローリターンバルブ18が設けられる分岐管路23が接続される第1管路21の部分と、第1再生バルブ17との間に位置する第1管路21の部分に、第1ブームシリンダ7のロッド室7B側からボトム室7A側への圧油の逆流を防止する第1チェック弁22を設け、第2スローリターンバルブ20が設けられる分岐管路27が接続される第2管路25の部分と、第2再生バルブ19との間に位置する第2管路25の部分に、第2ブームシリンダ8のロッド室8B側からボトム室8A側への圧油の逆流を防止する第2チェック弁26を設けた構成にしてある。
このように構成した本実施形態は、ブーム下げ動作時には、ブーム制御バルブ14,15,16のそれぞれが図示しないブーム用操作装置の操作に伴って発生するパイロット圧により、図1における右位置に切り換えられ、同じパイロット圧によって第1再生バルブ17及び第2再生バルブ19が閉止位置である切換位置17b,19bから開位置である切換位置17a,19aに切り換えられる。油圧ポンプ11,12,13の圧油がブーム制御バルブ14,15,16を介して第1,第2ブームシリンダ7,8のロッド室7B,8Bに供給され、ボトム室7A,8Aの圧油が第1,第2スローリターンバルブ18,20の分岐管路23の絞り18a、分岐管路27の絞り20a、ブーム制御バルブ14,15,16の絞りを介してタンクに戻される。これにより図1,2の矢印30に示すように、第1,第2ブームシリンダ7,8が収縮し、ブーム下げが行われる。
この間、第1,第2ブームシリンダ7,8のボトム室7A,8Aから排出された圧油が、管路21,25、第1,第2チェック弁22,26、第1,第2再生バルブ17,19の切換位置17a,19aを介して、第1,第2ブームシリンダ7,8のロッド室7B,8Bに再生油として供給される。これによりブーム4の下げ速度を確保することができる。また、上述したようにブーム4の下げ速度は、ブーム制御バルブ14,15,16のそれぞれの絞りと、第1,第2スローリターンバルブ18,20の絞り18a,20aによって制御される。
なお、ブーム上げ動作時には、ブーム制御バルブ14,15,16のそれぞれが図1における左位置に切り換えられる。このとき第1,第2再生バルブ17,19は閉止位置である切換位置17b,19bに保たれる。油圧ポンプ11,12,13の圧油がブーム制御バルブ14,15,16、分岐管路24の第1スローリターンバルブ18のパイロットチェック弁18b、分岐管路28の第2スローリターンバルブ20のパイロットチェック弁20bを介して、第1,第2ブームシリンダ7,8のボトム室7A,8Aに供給され、ロッド室7B,8Bの圧油がブーム制御バルブ14,15,16を介してタンクに戻される。これにより図1,2の矢印31に示すように、第1,第2ブームシリンダ7,8が伸長し、ブーム上げが行われる。
上述したように本実施形態は、ブーム下げ動作時に、第1ブームシリンダ7のボトム室7Aの圧油を第1ブームシリンダ7に付設された第1管路21、第1チェック弁22、及び第1再生バルブ17を介して第1ブームシリンダ7のロッド室7Bに再生油として供給できる。また、第2ブームシリンダ8のボトム室8Aの圧油を第2ブームシリンダ8に付設された第2管路25、第2チェック弁26、及び第2再生バルブ19を介して第2ブームシリンダ8のロッド室8Bに再生油として供給できる。すなわち本実施形態は、一対のブームシリンダ7,8のそれぞれのロッド室7B,8Bを連絡する管路を通過させることを要さずに、第1ブームシリンダ7に付設した圧損を小さく抑え得る第1管路21を介して、また、第2ブームシリンダ8に付設した圧損を小さく抑え得る第2管路25を介して、再生油を第1,第2ブームシリンダ7,8それぞれのロッド室7B,8Bに供給できる。
また本実施形態は、ブーム下げ動作時に、第1ブームシリンダ7のボトム室7Aの圧油を第1管路21の分岐管路23,24に設けた第1スローリターンバルブ18を通過させることなく第1管路21を介して、また、第2ブームシリンダ8のボトム室8Aの圧油を第2管路25の分岐管路27,28に設けた第2スローリターンバルブ19を通過させることなく第2管路25を介して、第1,第2ブームシリンダ7,8それぞれのロッド室7B,8Bに再生油として供給できる。すなわち本実施形態は、スローリターンバルブ18,20を通過させる圧損を生じさせることなく、再生油を第1,第2ブームシリンダ7,8それぞれのロッド室7B,8Bに供給できる。
これにより本実施形態は、第1ブームシリンダ7のボトム室7A側の圧とロッド室7B側の圧との差圧を大きくして第1ブームシリンダ7のロッド室7Bに供給される再生油量を多くすることができる。同様に、第2ブームシリンダ8のボトム室8A側の圧とロッド室8B側の圧との差圧を大きくして第2ブームシリンダ8のロッド室8Bに供給される再生油量を多くすることができる。したがって本実施形態は、ブーム下げ時の一対のブームシリンダ7,8それぞれの作動速度を速くさせることができ、ブーム4の下げ動作を含む作業の能率を向上させることができる。
2 旋回体(車体)
3 作業装置
4 ブーム
7 第1ブームシリンダ
7A ボトム室
7B ロッド室
8 第2ブームシリンダ
8A ボトム室
8B ロッド室
17 第1再生バルブ
18 第1スローリターンバルブ
19 第2再生バルブ
20 第2スローリターンバルブ
21 第1管路
22 第1チェック弁
23 分岐管路
24 分岐管路
25 第2管路
26 第2チェック弁
27 分岐管路
28 分岐管路

Claims (1)

  1. 車体と、この車体に取り付けられ、ブームを含む作業装置とを含む建設機械に備えられ、
    上記ブームを駆動する第1ブームシリンダ及び第2ブームシリンダと、これらの第1ブームシリンダ、第2ブームシリンダのそれぞれに個別に付設され、上記ブームの下げ動作時の上記第1ブームシリンダ、上記第2ブームシリンダのそれぞれの作動速度を制御する第1スローリターンバルブ及び第2スローリターンバルブと、上記ブームの下げ動作時に上記第1ブームシリンダ及び上記第2ブームシリンダそれぞれのボトム室の圧油をロッド室に再生して供給する再生バルブとを備えた建設機械の油圧駆動装置において、
    上記再生バルブは、上記第1ブームシリンダに付設され、この第1ブームシリンダのボトム室とロッド室とを連絡する第1管路に設けた第1再生バルブと、上記第2ブームシリンダに付設され、この第2ブームシリンダのボトム室とロッド室とを連絡する第2管路に設けた第2再生バルブとから成り、
    上記第1スローリターンバルブを、上記第1再生バルブの上流に位置する上記第1管路の部分から分岐させた分岐管路に設け、上記第2スローリターンバルブを、上記第2再生バルブの上流に位置する上記第2管路の部分から分岐させた分岐管路に設け、
    上記第1スローリターンバルブが設けられる上記分岐管路が接続される上記第1管路の部分と、上記第1再生バルブとの間に位置する上記第1管路の部分に、上記第1ブームシリンダの上記ロッド室側から上記ボトム室側への圧油の逆流を防止する第1チェック弁を設け、
    上記第2スローリターンバルブが設けられる上記分岐管路が接続される上記第2管路の部分と、上記第2再生バルブとの間に位置する上記第2管路の部分に、上記第2ブームシリンダの上記ロッド室側から上記ボトム室側への圧油の逆流を防止する第2チェック弁を設けたことを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
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