JP3457798B2 - 油圧機械の再生回路 - Google Patents
油圧機械の再生回路Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベル等の油圧
機械に備えられている油圧シリンダを、当該油圧シリン
ダがタンクに排出する圧油を利用（再生）して増速させ
るための油圧機械の再生回路に関する。 【０００２】 【従来の技術】油圧シリンダにより駆動される機構には
数多くの種類がある。例えば、油圧ショベルにあって
は、ブーム、アーム、バケット、このバケットの代わり
に取り付けられる種々のアタッチメント等がある。これ
らの機構のなかには、その作業過程中、作業速度の増大
が要求される機構がある。例えば、上記アタッチメント
として用いられる破砕機は破砕対象となる物体を砕く機
構であるが、作業効率上、当該物体を挟むまでは高速で
駆動されるのが望ましい。 【０００３】さらに、増速の要望は次の例のような場合
にも存在する。即ち、アタッチメントを本体に取り付け
て駆動する場合、当該アタッチメントの設計上の最高圧
力が本体の最高圧力より低い場合、アタッチメントへの
圧油の供給量が小さくなり、作業速度が低下するおそれ
がある。このような場合もアタッチメントの増速が求め
られる。 【０００４】このように増速の要求に応じる手段とし
て、油圧シリンダのロッド側の油を切換弁を用いてボト
ム側へ還流することにより、同一のポンプ油量でシリン
ダロッドが伸びる速度を増速することができ、又は、少
ないポンプ油量でもより大きな速度が得られる再生回路
が、例えば特願平６−１３７１３８号で提案されてい
る。この再生回路を図２により説明する。 【０００５】図２は従来の再生回路を有する油圧機械の
油圧回路図である。この図で、１は可変容量油圧ポンプ
（以下単に油圧ポンプという）、１ａは油圧ポンプ１の
おしのけ容積可変機構（以下斜板で代表させる）、２は
油圧ポンプ１により駆動される油圧シリンダ、３は油圧
シリンダ２の駆動方向および駆動速度を制御する流量制
御弁、４は流量制御弁３と油圧シリンダのボトム側とを
連結する主回路、５は流量制御弁３と油圧シリンダのロ
ッド側とを連結する主回路、６は斜板１ａの傾転を制御
するレギュレータである。レギュレータ６は、一方側に
油圧ポンプ１の吐出圧を導入し、他方にばね６１ａを備
えるとともに油圧シリンダ２の負荷圧を導入する傾転制
御弁６１、および斜板１ａに連結され傾転制御弁６１の
作動に応じて駆動制御される傾転駆動アクチュエータ６
２で構成されている。 【０００６】８は主回路５に挿入される切換弁である。
この切換弁８は、固定絞り側８１、導通側８２、パイロ
ット室８３、およびばね８４より成り、パイロット室８
３の圧力が設定値を超えると図示の絞り側から導通側へ
切り換えられる。なお、切換弁８の導入側の主回路５の
配管が５ａで、出口側の配管が５ｂで示されている。９
は切換弁８と並列に接続されたチェック弁、１０は再生
弁である。再生弁１０は、切換弁８の導入側圧力が導か
れる圧力室１０１、切換弁８の出口側圧力が導かれる圧
力室１０２、圧力室１０１と主回路４との間の連通を遮
断するシート部１０３、および当該シート部１０３を遮
断方向に付勢するばね１０４で構成されている。なお、
主回路４の圧力が再生弁１０を通って切換弁８のパイロ
ット室８３へ導入される。 【０００７】１１は主回路４の圧力および切換弁８の出
口側圧力のうち大きい方の圧力を選択してこれを圧力室
１０２へ導くシャトル弁である。１２は油圧シリンダ２
を操作する操作レバー、１２ａは操作レバ１２を矢印Ｘ
方向に操作したときその操作量に応じて出力されるパイ
ロット圧を流量制御弁３の左側パイロット室へ導入する
パイロット管路、１２ｂは操作レバ１２を矢印Ｙ方向に
操作したときその操作量に応じて出力されるパイロット
圧を流量制御弁３の右側パイロット室へ導入するパイロ
ット管路である。１３は油圧ポンプ１の吐出回路に接続
されたアンロード弁、１４は主回路４、５に接続されて
それらの最大圧力を規定するリリーフ弁である。 【０００８】ここで、流量制御弁３の構成、レギュレー
タ６の動作、および切換弁８の動作の概略について順に
説明する。流量制御弁３の開口面積はそのストローク量
により変化し、この開口面積による絞りが図に可変絞り
３１、３２で表わされている。又、ストローク量と開口
面積との関係が図３に示されている。図３で横軸にはス
トローク量Ｓが、縦軸には開口面積ａi 、ａo がとって
ある。開口面積ａi は流入側の、又開口面積ａo は戻り
側の開口面積を示す。ストローク量Ｓが大きくなると開
口面積ａi は飛躍的に大きくなるが、開口面積ａo は僅
かに大きくなるだけである。これは、油圧シリンダ２に
負圧が作用しているとき、例えばロッドが伸長方向に引
っ張られている場合、操作レバーがその方向（矢印Ｙ方
向）へ操作されたときに負荷が逸走するのを防止するた
めに設定されたものである。又、開口面積ａo の最大値
は切換弁８の固定絞り８１の開口面積より小さくなるよ
うに選定されている。 【０００９】一方、流量制御弁３の出力側圧力（負荷
圧）はレギュレータ６の傾転制御弁６１の一方端に導か
れ、これにより、傾転駆動アクチュエータ６２は油圧ポ
ンプ１の吐出圧が流量制御弁３の前後の差圧として設定
された圧力より少し高い圧力（ばね６１ａで設定された
圧力）になるように斜板１ａの傾転を制御する。なお、
操作レバー１２が中立位置にあり、斜板１ａの傾転角が
最少であるとき油圧ポンプ１の吐出圧は最少圧力に保持
される。 【００１０】又、切換弁８は、主回路４の圧力が切換弁
８のばね８４で設定される圧力以下の場合は固定絞り８
１側へ切り換えられ、当該圧力を超える場合は導通側８
２へ切り換えられる。固定絞り８１を通過する流量は、
圧力室１０１、１０２に導かれる固定絞り８１の前後の
差圧と一対一に対応するので、当該流量としてある所定
流量を設定しようとするとき、この所定流量は、固定絞
り８１の開口面積と再生弁１０のばね１０４の圧力を調
整することにより所定の差圧として設定することができ
る。このように設定された所定流量に対して、絞り８１
にこれを超る流量が流れようとすると、固定絞り８１の
前後の差圧が所定差圧を超えることになり、このとき再
生弁１０が開いて油圧シリンダ２のボトム側とロッド側
とを導通させ、固定絞り８１の前後差圧を所定の差圧に
保持しようとする。 【００１１】次に、上記油圧回路の動作を説明する。操
作レバー１２を矢印Ｘ方向に操作すると、パイロット管
路１２ａにパイロット圧が発生し、流量制御弁３が図示
左側位置へ駆動され、油圧ポンプ１からの圧油は流量制
御弁３、チェック弁９を含む主回路５を経て油圧シリン
ダ２のロッド側へ供給され、ボトム側の圧油は主回路
４、流量制御弁３を経てタンクへ排出され、油圧シリン
ダ２はロッドを縮めるように駆動される。 【００１２】操作レバー１２を矢印Ｙ方向に操作する
と、パイロット管路１２ｂにパイロット圧が発生し、流
量制御弁３が図示のように右側位置へ駆動され、油圧ポ
ンプ１からの圧油は流量制御弁３、主回路４を経て油圧
シリンダ２のボトム側へ供給され、ロッド側の圧油は切
換弁８、主回路５、流量制御弁３を経てタンクへ排出さ
れ、油圧シリンダ２のロッドが伸長する方向に駆動され
る。この間、流量制御弁３の前後差圧は一定に保持され
るので、主回路４に流れる流量は負荷の大小にかかわら
ず操作レバー１２の操作量に応じた値となる。 【００１３】今、主回路４の圧力が設定値以下で切換弁
８が固定絞り８１側へ切り換えられている状態にある場
合、操作レバー１２の操作量が大きくなり、切換弁８を
通過する油圧シリンダ２のロッド側からの流量が上記所
定流量を超えようとすると、上述のように再生弁１０が
開き、ロッド側からの上記所定流量を超える分の流量の
圧油が再生弁１０を通って主回路４からボトム側へ再流
入する。これにより、ボトム側に流れる流量は再流入分
だけ多くなり、その分だけ油圧シリンダ２を増速させる
ことになる。 【００１４】又、この状態で、何らかの原因で瞬間的に
ボトム側の圧力が高くなると、この圧力はシャトル弁１
１により圧力室１０２に導入されて再生弁１０を閉じ、
ボトム側からロッド側への瞬間的逆流を阻止する。さら
に、油圧シリンダ２の負荷が大きくなると切換弁８のパ
イロット室８３の圧力が高くなり、切換弁８は導通側へ
切り換えられ、ロッド側の背圧を下げて推力を保持する
ことができる。又、操作レバー１２が中立位置（流量制
御弁３が中立位置）にあるとき、油圧シリンダ２のロッ
ドが伸長される方向に負荷が作用した場合は、ボトム側
の圧力が低く切換弁８は絞り８１側に維持され、かつ、
切換弁８の出口側は流量制御弁３により阻止状態にある
ので、切換弁８の流量は０で固定絞り８１の前後差圧も
０となり、再生弁１０は閉じ状態に維持される。したが
って、油圧シリンダ２のロッド側の圧油の排出路はな
く、上記の負荷が作用しても油圧シリンダ２の中立状態
は維持され、停止位置を確実に保持することができる。
なお、何らかの理由によりロッド側の圧力が異常に高く
なった場合はロッド側の圧油が固定絞り８１を介してリ
リーフ弁１４からタンクに排出され、同様にボトム側の
圧力が異常に高くなった場合はボトム側の圧油がリリー
フ弁１４からタンクに排出され、配管や再生弁１０等の
破損を防止する。 【００１５】 【発明が解決しようとする課題】上記の油圧回路におい
て、例えば、油圧シリンダ２を油圧ショベルのアームシ
リンダであるとすると、操作レバー１２を矢印Ｘ方向に
操作し、流量制御弁３を図示左側位置に切り換えた場
合、油圧シリンダ２は縮み、アームが前方に押し出され
る。このとき、油圧シリンダ２がストロークエンドに到
達すると、油圧ポンプ１の圧力およびロッド側の圧力は
回路の最高圧力まで上昇する。この状態で操作レバー１
２を中立状態に戻すと、流量制御弁３も中立状態に戻る
が、ロッド側の主回路５の配管には高圧のこもり圧が残
る。この高圧のこもり圧は、流量制御弁３等におけるリ
ークによって、いずれはアームシリンダに作用する負荷
を保持できる圧力まで低下することになる。 【００１６】上記のこもり圧が残っている状態で操作レ
バー１２を矢印Ｙ方向に操作すると、流量制御弁３は図
示のように右側位置に切り換えられ、配管５ａ、５ｂの
こもり圧が一挙にタンクに排出される状態となり、固定
絞り８１の前後の差圧は極めて高くなる。同時に再生弁
１０も、高くなった当該差圧に相当する開口量でそのシ
ート部１０３を開口し、大量の油をボトム側に流出させ
る。その後、こもり圧は瞬時にアームシリンダに作用す
る通常の負荷圧となり、固定絞り８１の前後差圧が低下
し、再生弁１０の開口量も低下し、これに伴ってボトム
側に再生する流量も低下することとなる。 【００１７】ところで、上記こもり圧が残っている状態
でアームを引き込む作業を行なうと、その作業の開始直
後、上述のようにロッド側からボトム側への再生流量が
異常に多くなり、アームシリンダの速度も異常に速くな
る。このアームシリンダの増速は一瞬ではあるが、アー
ムシリンダの速度が速いのでアームの移動量は大きくな
ってしまい、作業上不都合が生じる場合がある。例え
ば、油圧ショベルの作業で、アーム引きとブーム上げを
同時に行ない、ブームの操作量を調整しながらバケット
の爪先を水平に引き込む作業（水平掘削作業）がある
が、作業開始直後にアームシリンダの速度が早過ぎると
ブーム上げのタイミングが遅れ、精度良く水平にバケッ
ト爪先を引き込むことができなくなる。又、アームを単
独に振り下ろす操作においても、作業開始直後にアーム
が大きな速度で動き、次いで急激に速度が遅くなるので
衝撃が発生し、円滑な操作ができなくなり、かつ、オペ
レータに不快感を与えることになる。 【００１８】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、流量制御弁と油圧アクチュエータとを連絡
する一方側管路にこもり圧が残っていても速度変化の少
ない安定した動作を行なうことができる油圧機械の再生
回路を提供することにある。 【００１９】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、油圧ポンプと、この油圧ポンプにより駆
動される油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプと前記
油圧アクチュエータとの間に介在し当該油圧アクチュエ
ータの駆動を制御する流量制御弁と、この流量制御弁と
前記油圧アクチュエータとを連絡する一方側管路と他方
側管路との間の導通、遮断を行う再生弁と、前記一方側
管路と前記流量制御弁との間に介在するとともに、パイ
ロット室を有しこのパイロット室に導入される圧力が予
め定められた設定値以下であるとき前記一方側管路と前
記流量制御弁との間の油圧回路の状態を導通状態から絞
り状態へ切り換える切換弁と、前記他方側管路の圧力と
前記切換弁の出口圧力のうち高い方の圧力を前記再生弁
の室へ導入するパイロット管路とで構成されている油圧
機械の再生回路において、前記パイロット管路の圧力と
同一圧力を前記切換弁の前記パイロット室へ導入するこ
とを特徴とする。 【００２０】 【発明の実施の形態】以下本発明を図示の実施の形態に
基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態に係る油
圧機械の再生回路の回路図である。この図で、図２に示
す部分と同一又は等価な部分には同一符号を付して説明
を省略する。１６はシャトル弁１１からの出力、即ち、
ボトム側の圧力と切換弁８の出口側の圧力のうち高い方
の圧力を切換弁８のパイロット室８３へ導くパイロット
管路である。本実施の形態における再生回路と、図２に
示す再生回路とは、切換弁８のパイロット室８３に導入
される圧力が、図２に示す回路では油圧シリンダ２のボ
トム側の圧力であるのに対して、本実施の形態では上述
のようにボトム側の圧力と切換弁８の出口側の圧力のう
ち高い方の圧力である点で異なるのみであり、他の構成
は同じである。 【００２１】次ぎに、本実施の形態の動作を説明する。
本実施の形態の動作も、主回路５に上記こもり圧が存在
する場合以外の動作は図２に示す回路の動作と同じであ
るので、ここでは、主回路５に当該こもり圧が存在する
場合の動作についてのみ説明し、他の場合の動作の説明
は省略する。今、油圧シリンダ２が油圧ショベルのアー
ムシリンダであるとし、操作レバー１２を矢印Ｘ方向に
操作し、流量制御弁３を図示左側位置に切り換えた場
合、油圧シリンダ２は縮み、アームが前方に押し出され
る。このとき、油圧シリンダ２がストロークエンドに到
達すると、油圧ポンプ１の圧力およびロッド側の圧力は
回路の最高圧力まで上昇する。この状態で操作レバー１
２を中立状態に戻すと、流量制御弁３も中立状態に戻る
が、前述のように、ロッド側の主回路５の配管５ａ、５
ｂには高圧のこもり圧が残る。 【００２２】このこもり圧が残っている状態で操作レバ
ー１２を矢印Ｙ方向に操作すると、流量制御弁３は図示
右側位置に切り換えられ、配管５ａ、５ｂのこもり圧が
一挙にタンクに排出され、こもり圧は瞬時にアームシリ
ンダに作用する通常の負荷圧となる。この場合、操作レ
バー１２の操作の初期に、切換弁８のばね８１で設定さ
れた圧力以上のこもり圧が存在しているときには、配管
５ａに存在する当該こもり圧が、シャトル弁１１、パイ
ロット管路１６を介して切換弁８のパイロット室８３に
導入され、切換弁８は導通側８２に切り換えられ、配管
５ａと配管５ｂとを開放状態にする。これにより、切換
弁８の前後差圧は再生弁１０のバネ１０４で設定された
圧力以下となり、再生弁１０は閉じ状態に保持され、ロ
ッド側の圧油はボトム側には再生されず、流量制御弁３
を通ってタンクに排出される。 【００２３】この結果、アームシリンダの速度は、こも
り圧が残っている操作の初期段階では流量制御弁３の絞
り３２の絞り量（開口量）、即ち、操作レバー１２の操
作量に相当する速度となる。そして、高圧のこもり圧が
低下し、アームシリンダに作用する通常の負荷圧になる
と、切換弁８のパイロット室８３に導入される圧力がば
ね８４に設定された圧力以下まで低下するので、切換弁
８は図示の固定絞り８１側に切り換えられ、主回路５は
固定絞り８１が介在する絞り状態になり、操作レバー１
２の操作量によってロッド側の圧油がボトム側に再生さ
れるか否かが決定される通常の動作に戻る。 【００２４】このように、本実施の形態では、ボトム側
の圧力と切換弁８の出口側の圧力のうち高い方の圧力を
パイロット管路１６で切換弁８のパイロット室８３へ導
くようにしたので、バケットの爪先を水平に引き込む作
業においても、作業開始直後の段階でアームシリンダの
速度が早過ぎてブーム上げのタイミングが遅れるような
ことはなく、精度良く水平にバケット爪先を引き込むこ
とができる。又、アームを単独に振り下ろす操作におい
ても、衝撃が発生することはなく円滑に操作することが
でき、操作性も向上する。 【００２５】なお、上記実施の形態の説明では、油圧シ
ョベルのアームおよびアームシリンダを例示して説明し
たが、他の油圧機械の油圧シリンダでも適用可能である
のは明らかである。 【００２６】 【発明の効果】以上述べたように、本発明では、他方側
管路の圧力と切換弁の出口圧力のうち高い方の圧力を切
換弁のパイロット室へ導入するようにしたので、流量制
御弁と油圧アクチュエータとを連絡する一方側管路にこ
もり圧が存在しても、一方側管路から他方側管路への圧
油の再生が阻止され、上述のこもり圧が残っている場合
の作業開始直後においても速度変化の少ない安定した動
作を行なうことができ、ひいては精度の良い作業を円滑
に行なうことができる。
機械に備えられている油圧シリンダを、当該油圧シリン
ダがタンクに排出する圧油を利用（再生）して増速させ
るための油圧機械の再生回路に関する。 【０００２】 【従来の技術】油圧シリンダにより駆動される機構には
数多くの種類がある。例えば、油圧ショベルにあって
は、ブーム、アーム、バケット、このバケットの代わり
に取り付けられる種々のアタッチメント等がある。これ
らの機構のなかには、その作業過程中、作業速度の増大
が要求される機構がある。例えば、上記アタッチメント
として用いられる破砕機は破砕対象となる物体を砕く機
構であるが、作業効率上、当該物体を挟むまでは高速で
駆動されるのが望ましい。 【０００３】さらに、増速の要望は次の例のような場合
にも存在する。即ち、アタッチメントを本体に取り付け
て駆動する場合、当該アタッチメントの設計上の最高圧
力が本体の最高圧力より低い場合、アタッチメントへの
圧油の供給量が小さくなり、作業速度が低下するおそれ
がある。このような場合もアタッチメントの増速が求め
られる。 【０００４】このように増速の要求に応じる手段とし
て、油圧シリンダのロッド側の油を切換弁を用いてボト
ム側へ還流することにより、同一のポンプ油量でシリン
ダロッドが伸びる速度を増速することができ、又は、少
ないポンプ油量でもより大きな速度が得られる再生回路
が、例えば特願平６−１３７１３８号で提案されてい
る。この再生回路を図２により説明する。 【０００５】図２は従来の再生回路を有する油圧機械の
油圧回路図である。この図で、１は可変容量油圧ポンプ
（以下単に油圧ポンプという）、１ａは油圧ポンプ１の
おしのけ容積可変機構（以下斜板で代表させる）、２は
油圧ポンプ１により駆動される油圧シリンダ、３は油圧
シリンダ２の駆動方向および駆動速度を制御する流量制
御弁、４は流量制御弁３と油圧シリンダのボトム側とを
連結する主回路、５は流量制御弁３と油圧シリンダのロ
ッド側とを連結する主回路、６は斜板１ａの傾転を制御
するレギュレータである。レギュレータ６は、一方側に
油圧ポンプ１の吐出圧を導入し、他方にばね６１ａを備
えるとともに油圧シリンダ２の負荷圧を導入する傾転制
御弁６１、および斜板１ａに連結され傾転制御弁６１の
作動に応じて駆動制御される傾転駆動アクチュエータ６
２で構成されている。 【０００６】８は主回路５に挿入される切換弁である。
この切換弁８は、固定絞り側８１、導通側８２、パイロ
ット室８３、およびばね８４より成り、パイロット室８
３の圧力が設定値を超えると図示の絞り側から導通側へ
切り換えられる。なお、切換弁８の導入側の主回路５の
配管が５ａで、出口側の配管が５ｂで示されている。９
は切換弁８と並列に接続されたチェック弁、１０は再生
弁である。再生弁１０は、切換弁８の導入側圧力が導か
れる圧力室１０１、切換弁８の出口側圧力が導かれる圧
力室１０２、圧力室１０１と主回路４との間の連通を遮
断するシート部１０３、および当該シート部１０３を遮
断方向に付勢するばね１０４で構成されている。なお、
主回路４の圧力が再生弁１０を通って切換弁８のパイロ
ット室８３へ導入される。 【０００７】１１は主回路４の圧力および切換弁８の出
口側圧力のうち大きい方の圧力を選択してこれを圧力室
１０２へ導くシャトル弁である。１２は油圧シリンダ２
を操作する操作レバー、１２ａは操作レバ１２を矢印Ｘ
方向に操作したときその操作量に応じて出力されるパイ
ロット圧を流量制御弁３の左側パイロット室へ導入する
パイロット管路、１２ｂは操作レバ１２を矢印Ｙ方向に
操作したときその操作量に応じて出力されるパイロット
圧を流量制御弁３の右側パイロット室へ導入するパイロ
ット管路である。１３は油圧ポンプ１の吐出回路に接続
されたアンロード弁、１４は主回路４、５に接続されて
それらの最大圧力を規定するリリーフ弁である。 【０００８】ここで、流量制御弁３の構成、レギュレー
タ６の動作、および切換弁８の動作の概略について順に
説明する。流量制御弁３の開口面積はそのストローク量
により変化し、この開口面積による絞りが図に可変絞り
３１、３２で表わされている。又、ストローク量と開口
面積との関係が図３に示されている。図３で横軸にはス
トローク量Ｓが、縦軸には開口面積ａi 、ａo がとって
ある。開口面積ａi は流入側の、又開口面積ａo は戻り
側の開口面積を示す。ストローク量Ｓが大きくなると開
口面積ａi は飛躍的に大きくなるが、開口面積ａo は僅
かに大きくなるだけである。これは、油圧シリンダ２に
負圧が作用しているとき、例えばロッドが伸長方向に引
っ張られている場合、操作レバーがその方向（矢印Ｙ方
向）へ操作されたときに負荷が逸走するのを防止するた
めに設定されたものである。又、開口面積ａo の最大値
は切換弁８の固定絞り８１の開口面積より小さくなるよ
うに選定されている。 【０００９】一方、流量制御弁３の出力側圧力（負荷
圧）はレギュレータ６の傾転制御弁６１の一方端に導か
れ、これにより、傾転駆動アクチュエータ６２は油圧ポ
ンプ１の吐出圧が流量制御弁３の前後の差圧として設定
された圧力より少し高い圧力（ばね６１ａで設定された
圧力）になるように斜板１ａの傾転を制御する。なお、
操作レバー１２が中立位置にあり、斜板１ａの傾転角が
最少であるとき油圧ポンプ１の吐出圧は最少圧力に保持
される。 【００１０】又、切換弁８は、主回路４の圧力が切換弁
８のばね８４で設定される圧力以下の場合は固定絞り８
１側へ切り換えられ、当該圧力を超える場合は導通側８
２へ切り換えられる。固定絞り８１を通過する流量は、
圧力室１０１、１０２に導かれる固定絞り８１の前後の
差圧と一対一に対応するので、当該流量としてある所定
流量を設定しようとするとき、この所定流量は、固定絞
り８１の開口面積と再生弁１０のばね１０４の圧力を調
整することにより所定の差圧として設定することができ
る。このように設定された所定流量に対して、絞り８１
にこれを超る流量が流れようとすると、固定絞り８１の
前後の差圧が所定差圧を超えることになり、このとき再
生弁１０が開いて油圧シリンダ２のボトム側とロッド側
とを導通させ、固定絞り８１の前後差圧を所定の差圧に
保持しようとする。 【００１１】次に、上記油圧回路の動作を説明する。操
作レバー１２を矢印Ｘ方向に操作すると、パイロット管
路１２ａにパイロット圧が発生し、流量制御弁３が図示
左側位置へ駆動され、油圧ポンプ１からの圧油は流量制
御弁３、チェック弁９を含む主回路５を経て油圧シリン
ダ２のロッド側へ供給され、ボトム側の圧油は主回路
４、流量制御弁３を経てタンクへ排出され、油圧シリン
ダ２はロッドを縮めるように駆動される。 【００１２】操作レバー１２を矢印Ｙ方向に操作する
と、パイロット管路１２ｂにパイロット圧が発生し、流
量制御弁３が図示のように右側位置へ駆動され、油圧ポ
ンプ１からの圧油は流量制御弁３、主回路４を経て油圧
シリンダ２のボトム側へ供給され、ロッド側の圧油は切
換弁８、主回路５、流量制御弁３を経てタンクへ排出さ
れ、油圧シリンダ２のロッドが伸長する方向に駆動され
る。この間、流量制御弁３の前後差圧は一定に保持され
るので、主回路４に流れる流量は負荷の大小にかかわら
ず操作レバー１２の操作量に応じた値となる。 【００１３】今、主回路４の圧力が設定値以下で切換弁
８が固定絞り８１側へ切り換えられている状態にある場
合、操作レバー１２の操作量が大きくなり、切換弁８を
通過する油圧シリンダ２のロッド側からの流量が上記所
定流量を超えようとすると、上述のように再生弁１０が
開き、ロッド側からの上記所定流量を超える分の流量の
圧油が再生弁１０を通って主回路４からボトム側へ再流
入する。これにより、ボトム側に流れる流量は再流入分
だけ多くなり、その分だけ油圧シリンダ２を増速させる
ことになる。 【００１４】又、この状態で、何らかの原因で瞬間的に
ボトム側の圧力が高くなると、この圧力はシャトル弁１
１により圧力室１０２に導入されて再生弁１０を閉じ、
ボトム側からロッド側への瞬間的逆流を阻止する。さら
に、油圧シリンダ２の負荷が大きくなると切換弁８のパ
イロット室８３の圧力が高くなり、切換弁８は導通側へ
切り換えられ、ロッド側の背圧を下げて推力を保持する
ことができる。又、操作レバー１２が中立位置（流量制
御弁３が中立位置）にあるとき、油圧シリンダ２のロッ
ドが伸長される方向に負荷が作用した場合は、ボトム側
の圧力が低く切換弁８は絞り８１側に維持され、かつ、
切換弁８の出口側は流量制御弁３により阻止状態にある
ので、切換弁８の流量は０で固定絞り８１の前後差圧も
０となり、再生弁１０は閉じ状態に維持される。したが
って、油圧シリンダ２のロッド側の圧油の排出路はな
く、上記の負荷が作用しても油圧シリンダ２の中立状態
は維持され、停止位置を確実に保持することができる。
なお、何らかの理由によりロッド側の圧力が異常に高く
なった場合はロッド側の圧油が固定絞り８１を介してリ
リーフ弁１４からタンクに排出され、同様にボトム側の
圧力が異常に高くなった場合はボトム側の圧油がリリー
フ弁１４からタンクに排出され、配管や再生弁１０等の
破損を防止する。 【００１５】 【発明が解決しようとする課題】上記の油圧回路におい
て、例えば、油圧シリンダ２を油圧ショベルのアームシ
リンダであるとすると、操作レバー１２を矢印Ｘ方向に
操作し、流量制御弁３を図示左側位置に切り換えた場
合、油圧シリンダ２は縮み、アームが前方に押し出され
る。このとき、油圧シリンダ２がストロークエンドに到
達すると、油圧ポンプ１の圧力およびロッド側の圧力は
回路の最高圧力まで上昇する。この状態で操作レバー１
２を中立状態に戻すと、流量制御弁３も中立状態に戻る
が、ロッド側の主回路５の配管には高圧のこもり圧が残
る。この高圧のこもり圧は、流量制御弁３等におけるリ
ークによって、いずれはアームシリンダに作用する負荷
を保持できる圧力まで低下することになる。 【００１６】上記のこもり圧が残っている状態で操作レ
バー１２を矢印Ｙ方向に操作すると、流量制御弁３は図
示のように右側位置に切り換えられ、配管５ａ、５ｂの
こもり圧が一挙にタンクに排出される状態となり、固定
絞り８１の前後の差圧は極めて高くなる。同時に再生弁
１０も、高くなった当該差圧に相当する開口量でそのシ
ート部１０３を開口し、大量の油をボトム側に流出させ
る。その後、こもり圧は瞬時にアームシリンダに作用す
る通常の負荷圧となり、固定絞り８１の前後差圧が低下
し、再生弁１０の開口量も低下し、これに伴ってボトム
側に再生する流量も低下することとなる。 【００１７】ところで、上記こもり圧が残っている状態
でアームを引き込む作業を行なうと、その作業の開始直
後、上述のようにロッド側からボトム側への再生流量が
異常に多くなり、アームシリンダの速度も異常に速くな
る。このアームシリンダの増速は一瞬ではあるが、アー
ムシリンダの速度が速いのでアームの移動量は大きくな
ってしまい、作業上不都合が生じる場合がある。例え
ば、油圧ショベルの作業で、アーム引きとブーム上げを
同時に行ない、ブームの操作量を調整しながらバケット
の爪先を水平に引き込む作業（水平掘削作業）がある
が、作業開始直後にアームシリンダの速度が早過ぎると
ブーム上げのタイミングが遅れ、精度良く水平にバケッ
ト爪先を引き込むことができなくなる。又、アームを単
独に振り下ろす操作においても、作業開始直後にアーム
が大きな速度で動き、次いで急激に速度が遅くなるので
衝撃が発生し、円滑な操作ができなくなり、かつ、オペ
レータに不快感を与えることになる。 【００１８】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、流量制御弁と油圧アクチュエータとを連絡
する一方側管路にこもり圧が残っていても速度変化の少
ない安定した動作を行なうことができる油圧機械の再生
回路を提供することにある。 【００１９】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、油圧ポンプと、この油圧ポンプにより駆
動される油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプと前記
油圧アクチュエータとの間に介在し当該油圧アクチュエ
ータの駆動を制御する流量制御弁と、この流量制御弁と
前記油圧アクチュエータとを連絡する一方側管路と他方
側管路との間の導通、遮断を行う再生弁と、前記一方側
管路と前記流量制御弁との間に介在するとともに、パイ
ロット室を有しこのパイロット室に導入される圧力が予
め定められた設定値以下であるとき前記一方側管路と前
記流量制御弁との間の油圧回路の状態を導通状態から絞
り状態へ切り換える切換弁と、前記他方側管路の圧力と
前記切換弁の出口圧力のうち高い方の圧力を前記再生弁
の室へ導入するパイロット管路とで構成されている油圧
機械の再生回路において、前記パイロット管路の圧力と
同一圧力を前記切換弁の前記パイロット室へ導入するこ
とを特徴とする。 【００２０】 【発明の実施の形態】以下本発明を図示の実施の形態に
基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態に係る油
圧機械の再生回路の回路図である。この図で、図２に示
す部分と同一又は等価な部分には同一符号を付して説明
を省略する。１６はシャトル弁１１からの出力、即ち、
ボトム側の圧力と切換弁８の出口側の圧力のうち高い方
の圧力を切換弁８のパイロット室８３へ導くパイロット
管路である。本実施の形態における再生回路と、図２に
示す再生回路とは、切換弁８のパイロット室８３に導入
される圧力が、図２に示す回路では油圧シリンダ２のボ
トム側の圧力であるのに対して、本実施の形態では上述
のようにボトム側の圧力と切換弁８の出口側の圧力のう
ち高い方の圧力である点で異なるのみであり、他の構成
は同じである。 【００２１】次ぎに、本実施の形態の動作を説明する。
本実施の形態の動作も、主回路５に上記こもり圧が存在
する場合以外の動作は図２に示す回路の動作と同じであ
るので、ここでは、主回路５に当該こもり圧が存在する
場合の動作についてのみ説明し、他の場合の動作の説明
は省略する。今、油圧シリンダ２が油圧ショベルのアー
ムシリンダであるとし、操作レバー１２を矢印Ｘ方向に
操作し、流量制御弁３を図示左側位置に切り換えた場
合、油圧シリンダ２は縮み、アームが前方に押し出され
る。このとき、油圧シリンダ２がストロークエンドに到
達すると、油圧ポンプ１の圧力およびロッド側の圧力は
回路の最高圧力まで上昇する。この状態で操作レバー１
２を中立状態に戻すと、流量制御弁３も中立状態に戻る
が、前述のように、ロッド側の主回路５の配管５ａ、５
ｂには高圧のこもり圧が残る。 【００２２】このこもり圧が残っている状態で操作レバ
ー１２を矢印Ｙ方向に操作すると、流量制御弁３は図示
右側位置に切り換えられ、配管５ａ、５ｂのこもり圧が
一挙にタンクに排出され、こもり圧は瞬時にアームシリ
ンダに作用する通常の負荷圧となる。この場合、操作レ
バー１２の操作の初期に、切換弁８のばね８１で設定さ
れた圧力以上のこもり圧が存在しているときには、配管
５ａに存在する当該こもり圧が、シャトル弁１１、パイ
ロット管路１６を介して切換弁８のパイロット室８３に
導入され、切換弁８は導通側８２に切り換えられ、配管
５ａと配管５ｂとを開放状態にする。これにより、切換
弁８の前後差圧は再生弁１０のバネ１０４で設定された
圧力以下となり、再生弁１０は閉じ状態に保持され、ロ
ッド側の圧油はボトム側には再生されず、流量制御弁３
を通ってタンクに排出される。 【００２３】この結果、アームシリンダの速度は、こも
り圧が残っている操作の初期段階では流量制御弁３の絞
り３２の絞り量（開口量）、即ち、操作レバー１２の操
作量に相当する速度となる。そして、高圧のこもり圧が
低下し、アームシリンダに作用する通常の負荷圧になる
と、切換弁８のパイロット室８３に導入される圧力がば
ね８４に設定された圧力以下まで低下するので、切換弁
８は図示の固定絞り８１側に切り換えられ、主回路５は
固定絞り８１が介在する絞り状態になり、操作レバー１
２の操作量によってロッド側の圧油がボトム側に再生さ
れるか否かが決定される通常の動作に戻る。 【００２４】このように、本実施の形態では、ボトム側
の圧力と切換弁８の出口側の圧力のうち高い方の圧力を
パイロット管路１６で切換弁８のパイロット室８３へ導
くようにしたので、バケットの爪先を水平に引き込む作
業においても、作業開始直後の段階でアームシリンダの
速度が早過ぎてブーム上げのタイミングが遅れるような
ことはなく、精度良く水平にバケット爪先を引き込むこ
とができる。又、アームを単独に振り下ろす操作におい
ても、衝撃が発生することはなく円滑に操作することが
でき、操作性も向上する。 【００２５】なお、上記実施の形態の説明では、油圧シ
ョベルのアームおよびアームシリンダを例示して説明し
たが、他の油圧機械の油圧シリンダでも適用可能である
のは明らかである。 【００２６】 【発明の効果】以上述べたように、本発明では、他方側
管路の圧力と切換弁の出口圧力のうち高い方の圧力を切
換弁のパイロット室へ導入するようにしたので、流量制
御弁と油圧アクチュエータとを連絡する一方側管路にこ
もり圧が存在しても、一方側管路から他方側管路への圧
油の再生が阻止され、上述のこもり圧が残っている場合
の作業開始直後においても速度変化の少ない安定した動
作を行なうことができ、ひいては精度の良い作業を円滑
に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る油圧機械の再生回路
の油圧回路図である。 【図２】従来の油圧機械の再生回路の油圧回路図であ
る。 【図３】流量制御弁の特性図である。 【符号の説明】 １ 油圧ポンプ ２ 油圧シリンダ ３ 流量制御弁 ４、５ 主回路 ８ 切換弁 １０ 再生弁 １１ シャトル弁 １２ 操作レバー １６ パイロット管路 ８１固定絞り ８２ 導通側 ８３ パイロット室 ８４ ばね
の油圧回路図である。 【図２】従来の油圧機械の再生回路の油圧回路図であ
る。 【図３】流量制御弁の特性図である。 【符号の説明】 １ 油圧ポンプ ２ 油圧シリンダ ３ 流量制御弁 ４、５ 主回路 ８ 切換弁 １０ 再生弁 １１ シャトル弁 １２ 操作レバー １６ パイロット管路 ８１固定絞り ８２ 導通側 ８３ パイロット室 ８４ ばね
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
E02F 9/22
F15B 11/024
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 油圧ポンプと、この油圧ポンプにより駆
動される油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプと前記
油圧アクチュエータとの間に介在し当該油圧アクチュエ
ータの駆動を制御する流量制御弁と、この流量制御弁と
前記油圧アクチュエータとを連絡する一方側管路と他方
側管路との間の導通、遮断を行う再生弁と、前記一方側
管路と前記流量制御弁との間に介在するとともに、パイ
ロット室を有しこのパイロット室に導入される圧力が予
め定められた設定値以下であるとき前記一方側管路と前
記流量制御弁との間の油圧回路の状態を導通状態から絞
り状態へ切り換える切換弁と、前記他方側管路の圧力と
前記切換弁の出口圧力のうち高い方の圧力を前記再生弁
の室へ導入するパイロット管路とで構成されている油圧
機械の再生回路において、前記パイロット管路の圧力と
同一圧力を前記切換弁の前記パイロット室へ導入するこ
とを特徴とする油圧機械の再生回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10011796A JP3457798B2 (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 油圧機械の再生回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10011796A JP3457798B2 (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 油圧機械の再生回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09287172A JPH09287172A (ja) | 1997-11-04 |
| JP3457798B2 true JP3457798B2 (ja) | 2003-10-20 |
Family
ID=14265420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10011796A Expired - Fee Related JP3457798B2 (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 油圧機械の再生回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3457798B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
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| CN105692509A (zh) * | 2015-11-10 | 2016-06-22 | 林德（中国）叉车有限公司 | 一种带动态节流调速回路的叉车液压系统 |
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| CN113685394A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-11-23 | 徐州徐工矿业机械有限公司 | 挖掘机高压大流量油缸再生液压系统 |
-
1996
- 1996-04-22 JP JP10011796A patent/JP3457798B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH09287172A (ja) | 1997-11-04 |
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