JP3741502B2 - 可変再生が備えられた重装備用のコントロールバルブ - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変再生機能が備えられた重装備用のコントロールバルブに関し、特に掘削機のブームまたはアーム等に適用されて外部信号によって再生機能が選択されることができるようにした再生機能が備えられた重装備用のコントロールバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
再生（Regeneration）は、一つのアクチュエーターのリターン側で発生する流量を還元して供給側へ補充されるようにすることによって供給側での流量不足によるキャビテーション（Cavitation）を防止して円滑な作動速度を得るようにすることを言う。
【０００３】
このような再生は、その前提条件として、該アクチュエーターが流量供給ではなく磁重によって動作可能することが要求される。例えば、掘削機の場合、ブーム（Boom）の下降時、ブームの磁重によって得られた高圧のリターン流量をブーム上昇時、使われるようにすることをあげられる。添付図面の図１は、このような再生機能が備えられた従来のアームコントロールバルブを示した概略図であり、図２は、図１の再生装置を示した油圧回路図である。
【０００４】
図示されたことによると、油圧ポンプＰとアームシリンダーＡＲＭが、油路１０１ａ，１０１ｂによって連結されて、これら間にアームコントロールバルブＣＶが設けられた。アームコントロールバルブＣＶは作業者の操作信号１１，３１による内部油路の切り換え接続によって油圧ポンプＰからアームシリンダーＡＲＭへ供給される作動油を制御することによってアームシリンダーＡＲＭの動作及び、動作方向等を決める。すなわち、アームコントロールバルブＣＶが中立位置にある時には、センターバイパス油路１０３を除いた内部油路が全部遮断されるので、油圧ポンプＰの吐出流量はアームシリンダーＡＲＭへ供給されなくなって、センターバイパス油路１０３を介してタンク５３にリターンされる。
【０００５】
再生機能が備えられたアームコントロールバルブＣＶは、磁重によって動きが頻繁な場合、バルブブロックの内部にシリンダー通路ＣＢとタンク通路Ｔとの間に再生通路Ｒを設けて、この再生通路Ｒとタンク通路Ｔとを連結する通路４５と通路５１との間に適切な面積でオリフィス効果が発生されるようにして油路１０１ｂに圧力を形成してシリンダー通路ＣＢへ帰還される流量を再生油路４７、チェックバルブ２９及び油路４８によって再びアームシリンダーＡＲＭのラージチャンバに再生供給し、一部は通路４５と通路５１とを介してタンク通路Ｔに帰還される。
【０００６】
したがって、磁重によってアームシリンダーＡＲＭが動く場合、アームシリンダーＡＲＭの作動速度が帰還側の排出流量によって左右されることによって帰還側に一定な背圧を形成させて帰還油の一部を供給側に再生することによって供給側のキャビテーションを防止した。
【０００７】
さらに、掘削機が掘削作業を行う場合、アームのインＩＮ動作時、供給側の圧力が上昇することになるので、この時、再生通路Ｒとタンク通路Ｔとの間のオリフィスによる背圧は、作動回路の損失として作用することになるので供給側の圧力を通路４９を介してピストン２４へ伝達して、この圧力がバルブスプリング２５の弾性力より大きくなる場合、再生切り換えスプール２２を右側に押して再生通路Ｒとタンク通路Ｔとの間に開口を広くしてオリフィス効果を除去し、該背圧を減少して損失を低減させる再生回路及び再生取り消し回路が使われた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように磁気圧（ポンプＰから供給側へポンピングされる作動油の油圧）による再生を取り消す回路において、再生の取り消しは、ピストンの水圧面積と常数値であるバルブスプリングの弾性力との相対的な力の大小関係によって定められているので、結局、再生及び再生取り消しを外部の信号によって制御することができなかった。したがって、背圧による損失を減少しても再生が取り消される圧力を高くして強制再生させることによって掘削中にも再生によるシリンダーでの供給を多くして掘削速度を早くしたり、再生が取り消される圧力を低くして背圧による損失を減らして掘削力を高くする等の再生取り消し時点の変更に対して適切な対応ができなくなった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、磁気圧による再生を取り消す回路で再生が取り消される時点を可変するようにすることによって再生される圧油の流量を調整して該アクチュエーターの速度を調整する可変再生機能が備えられた重装備用のコントロールバルブを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため、本発明は、アクチュエーター作動回路の帰還通路とタンク通路との間には、再生通路を設け、該再生通路に供給側から帰還側への逆流を防止するチェックバルブを設け、前記再生通路とタンク通路との間には、開口量を調節できる再生切り換えスプールを設けると共に、前記再生切り換えスプールは、供給側通路の圧力とバルブスプリングの圧力とが相互作用して切り換えられることによって再生される圧流量を制御する再生機能が備えられた重装備用のコントロールバルブにおいて、
前記切り換えスプールの切り換え圧力を決めるバルブスプリングの端部にピストンを設け、該ピストンを外部信号によって入力される電気量に比例して圧油を出力する電磁比例バルブを介して伝達されて連続的に位置移動させ、前記バルブスプリングの弾性力を加減することを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の望ましい実施例を説明する。
【００１３】
本実施例を説明する前に、図１及び図２によって説明された従来技術と実質的に同一な構成要素に対しては、同一な図面符号を付与して、くわしい重複説明はしないことをはっきりさせる。
【００１４】
参考図面の図３は、本発明の一実施例による可変再生装置が備えられた掘削機のアームコントロールバルブの概略図であり、図４は図３中、アームコントロールバルブと関連された油圧回路図である。
【００１５】
本実施例による可変再生機能が備えられた重装備用のコントロールバルブは、図示されたことのように、アームシリンダーＡＲＭのスモルチャンバ側と連結された油路１０１ｂとアームコントロールバルブＣＶのスプールの移動に沿って連結される帰還通路ＣＨと、タンク通路Ｔとの間に再生通路Ｒを設けて、再生通路Ｒには、供給通路Ｐ側から帰還通路ＣＨ側へ逆流が防止されるようにチェックバルブ２９を設けて、再生通路Ｒとタンク通路Ｔとの間には、開口量を調節できる再生切り換えスプール２２を設けると共に前記再生切り換えスプール２２は、供給通路Ｐにポンプの圧油が供給される油路２０の圧力とバルブスプリング２５の圧力とが相互作用して切り換えられることによって再生される圧流量を制御する掘削機等の重装備用のコントロールバルブに適用される。
【００１６】
本実施例による可変再生機能が備えられた重装備用のコントロールバルブは、再生切り換えスプール２２の切り換え圧力を決定するバルブスプリング２５の端部に設けられて外部信号５５によって移動することによってバルブスプリング２５の弾性力を加減させるピストン２３を備えられて構成される。
【００１７】
前述した外部信号５５は、入力される電気量に比例して圧油を出力する電磁比例バルブ等を介して伝達されてピストン２３の位置移動が連続的になる。
【００１８】
以下、このように構成された本実施例の作動及び効果を説明する。
【００１９】
操作信号３１が供給されてコントロールバルブＣＶが第１状態Ｉへ切り換えられると、コントロールバルブＣＶのスプールが右側へ移動して、アームシリンダーＡＲＭの帰還流量はシリンダーの帰還通路ＣＨを介して再生通路Ｒに供給され、再生通路Ｒとタンク通路Ｔとの間には通路４５と通路５１との間に適切な面積でオリフィス効果をおいて再生通路Ｒで圧力が形成されることによって通路４５と通路５１とを介してタンク通路Ｔへ帰還する帰還流量中の一部は、再生油路４７、チェックバルブ２９及び油路４８によって再び再生されて通路４９を介してピストン２４に作用される。このピストン２４の加圧力とバルブスプリング２５の弾性力とが再生切り換えスプール２２に作用される。この時、バルブスプリング２５の弾性力は、可変で供給される外部操作信号５５によって作動するピストン２３によって変化する。
【００２０】
したがって、ピストン２４に作用する圧力が可変で操作されるバルブスプリング２５の弾性力による相対圧力より大きければ再生切り換えスプール２２を右側へ押してオリフィス効果を除去する。一方、再生通路Ｒの圧力が小さくなることによって供給通路Ｐへ再供給される再生流量を減らしたり取り消して、帰還通路ＣＨを介してアームシリンダーＡＲＭから排出される圧油は、タンク通路Ｔへ帰還される。
【００２１】
反面に、アームシリンダーＡＲＭの作動速度を早くする場合、ピストン２３に作用するパイロット圧を大きくすることによってバルブスプリング２５の弾性力による相対圧力を大きくしてピストン２４に作用する圧力が相対圧力より小さければ、再生切り換えスプール２２は、バルブスプリング２５の弾性力によって本来の状態を維持することになって供給通路Ｐに再供給される再生流量が多くなる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、切り換えスプールの切り換え圧力を決めるバルブスプリングの端部にピストンを設け、該ピストンを外部信号によって入力される電気量に比例して圧油を出力する電磁比例バルブを介して伝達されて連続的に位置移動させ、バルブスプリングの弾性力を加減するよう構成されているので、アームが掘削作業等を行う場合、可変で供給される外部操作信号の圧力を増大することによって再生が取り消される圧力を高くしてわずかの背圧による損失を減少して帰還通路へ排出される圧油を強制再生させることによって掘削中にも再生によってシリンダーに供給される流量を多くして掘削速度を早くして、再生が取り消される圧力を低くして背圧による損失を減らして掘削力を高くする効果がある。
【００２３】
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の再生機能が備えられた掘削機アームのコントロールバルブに対する概略図である。
【図２】図１のアームコントロールバルブと関連された油圧回路図である。
【図３】本発明の一実施例による可変再生機能が備えられたアームコントロールバルブを示した概略図である。
【図４】図３のアームコントロールバルブと関連された油圧回路図である。
【符号の説明】
ＡＲＭ アームシリンダー
ＣＨ アームシリンダーのスモルチャンバと連結された通路
ＣＢ アームシリンダーのラージチャンバと連結された通路
Ｒ 再生通路
Ｔ タンク通路
Ｐ 供給通路
ＣＶ アームコントロールバルブ
１１，３３ ＣＶ操作信号
２２ 再生切り換えスプール
２３，２４ ピストン
２５ バルブスプリング
２９ チェックバルブ
４５，５１ 通路
４８ 油路

Claims (1)

  1. アクチュエーター作動回路の帰還通路とタンク通路との間には、再生通路を設け、該再生通路に供給側から帰還側への逆流を防止するチェックバルブを設け、前記再生通路とタンク通路との間には、開口量を調節できる再生切り換えスプールを設けると共に、前記再生切り換えスプールは、供給側通路の圧力とバルブスプリングの圧力とが相互作用して切り換えられることによって再生される圧流量を制御する再生機能が備えられた重装備用のコントロールバルブにおいて、
    前記切り換えスプールの切り換え圧力を決めるバルブスプリングの端部にピストンを設け、該ピストンを外部信号によって入力される電気量に比例して圧油を出力する電磁比例バルブを介して伝達されて連続的に位置移動させ、前記バルブスプリングの弾性力を加減することを特徴とする可変再生機能が備えられた重装備用のコントロールバルブ。
JP35220896A 1996-05-21 1996-12-12 可変再生が備えられた重装備用のコントロールバルブ Expired - Fee Related JP3741502B2 (ja)

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