JPH0430038A - 建設機械用アクチュエータ駆動回路 - Google Patents

建設機械用アクチュエータ駆動回路

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JPH0430038A
JPH0430038A JP13662890A JP13662890A JPH0430038A JP H0430038 A JPH0430038 A JP H0430038A JP 13662890 A JP13662890 A JP 13662890A JP 13662890 A JP13662890 A JP 13662890A JP H0430038 A JPH0430038 A JP H0430038A
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JP
Japan
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auxiliary
pressure
valve
pilot
actuator
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JP13662890A
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English (en)
Inventor
Michio Fushiki
道生 伏木
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばカウンタウェイト脱着装置、アウトリ
ガ装置またはグラツプル等の補助アクチュエータを備え
た油圧ショベル等の油圧回路に好適に用いられる建設機
械用アクチュエータ駆動回路に関する。
〔従来の技術〕
一般に、油圧ショベル等の建設機械では、走行用油圧モ
ータおよび作業装置用シリンダ等の主アクチュエータに
加えて、カウンタウェイト脱着装置用またはグラツプル
用等の補助アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆
動回路を用いることが知られている。
そこで、まず第3図および第4図にこの種の従来技術に
よる建設機械用アクチュエータ駆動回路として、カウン
タウェイト脱着用アクチュエータを備えた油圧ショベル
用アクチュエータ駆動回路を例に挙げて示す。
図において、1は下部走行体、2は旋回装置、3は該旋
回装置2を介して下部走行体1上に旋回可能に搭載され
た上部旋回体を示し、該上部旋回体3は、骨組構造をな
す本体フレーム4と、該本体フレーム4に設けられた機
械室5と、該機械室5の前部左側に位置して本体フレー
ム4に設けられた運転室6と、機械室5の後側に位置し
て本体フレーム4の後部に設けられたカウンタウェイト
7とからなり、該カウンタウェイト7は後述の作業装置
8に対して上部旋回体3全体をバランスさせるようにな
っている。
8は上部旋回体3の前部に設けられた作業装置を示し、
該作業装置8は、本体フレーム4の前部に俯仰動可能に
設けられたブーム9と、該ブーム9の先端に俯仰動可能
に設けられたアーム10と、該アーム10の先端に回動
可能に設けられたバックホウ式のパケット11とからな
り、これらのブーム9.アーム10゜パケット11は主
アクチュエータとしてのブームシリンダ12.アームシ
リンダ13.パケットシリンダ14によってそれぞれ作
動されるようになっている。そして、該作業装置8は土
砂等の掘削作業時に、ブームシリンダ12.アームシリ
ンダ13によってブーム9アーム10を俯仰動させつつ
、パケットシリンダ14によってパケット11を回動さ
せ、該パケット11により土砂等を掘削するようになっ
ている。
ここで、アームシリンダ13は第4図に示す如く、チュ
ーブ13A内にロッド側油室Aとボトム側油室Bとがピ
ストン13Bによって画成され、該油室A、B間の圧力
差によってロッド13cを伸縮させるようになっている
。また、上部旋回体3の本体フレーム4後部にはカウン
タウェイト脱着装置を構成するリンク機構15と、該リ
ンク機構15によりローブ、ワイヤ等の索条16を介し
てカウンタウェイト7を吊上げ、吊下げるセンサとして
のシリンダ装置17とが設けられ、該シリンダ装置17
にもアームシリンダ13と同様にロッド側油室A、ボト
ム側油室Bが設けられている。
18は下部走行体1に設けられる走行用の油圧モータを
示し、該油圧モータ18は各シリンダ12.13.14
等と共にそれぞれ主アクチュエータを構成している。1
9は原動機20によって駆動され、タンク21と共に主
油圧源を構成する油圧ポンプを示し、該油圧ポンプ19
.タンク21は主管路22A、22Bを介して油圧モー
タ18に接続されると共に主管路23A、23Bを介し
てアームシリンダ13に接続され、さらに管路24A、
24Bを介してシリンダ装置17に接続されている。
25.26はそれぞれ主管路22A、22Bおよび23
A、23Bの途中に設けられ、油圧モータ18およびア
ームシリンダ13に給排する圧油の方向を切換える制御
弁、27は管路24A。
24Bの途中に設けられ、シリンダ装置17に給排する
圧油の方向を切換える予備の制御弁を示し、該制御弁2
5,26.27は油圧パイロット方式の方向切換弁によ
って構成され、後述するパイロット弁29,30.34
がらのパイロット圧によりそれぞれ中立位置(イ)から
左、右の切換位置(ロ)、(ハ)に切換制御されるよう
になっている。
28は油圧ポンプ19と共に原動機2oによって駆動さ
れ、タンク21と共に副油圧源を構成するパイロットポ
ンプ、29.30はそれぞれ油圧モータ18およびアー
ムシリンダ13を操作すべく運転室6内に設けられた減
圧弁型パイロット弁を示し、該パイロット弁29.30
はそれぞれの高圧側、低圧側が副管路31A、31Bを
介してパイロットポンプ28.タンク21と接続され、
出力側がそれぞれパイロット管路32A、32Bおよび
33A、33Bを介して制御弁25.26の油圧パイロ
ット部25A、25Bおよび26A26Bに接続されて
いる。また、34は予備の制御弁27を切換操作する他
の減圧弁型パイロット弁を示し、該パイロット弁34も
パイロット弁29.30とほぼ同様に構成され、その出
力側はパイロット管路35A、35Bを介して制御弁2
7の油圧パイロット部27A、27Bと接続されている
36はパイロットポンプ28からパイロット弁29.3
0等に供給する圧油の脈動を抑えるアキュムレータ、2
7は該アキュムレータ36よりも上流側に位置して、副
管路31A、31B間に設けられた低圧リリーフ弁を示
し、該低圧リリーフ弁37はパイロットポンプ28から
パイロット弁29.30.34に供給する圧油の圧力を
比較的低い設定圧に設定している。さらに、38は油圧
ポンプ19とタンク21との間に設けられた高圧リリー
フ弁を示し、該高圧リリーフ弁38は油圧ポンプ19か
ら油圧モータ18.アームシリンダ13等に供給する圧
油の圧力を比較的高い設定圧に設定し、過剰圧をタンク
21にリリーフさせるようになっている。
このように構成される従来技術では、まず、パイロット
弁29の操作レバー29Aを傾転操作すれば、制御弁2
5が中立位置(イ)から切換位置(ロ)、(ハ)に切換
えられ、油圧ポンプ19からの圧油が油圧モータ18に
給排されることにより車両を前進、後退させることがで
きる。また、パイロット弁30の操作レバー30Aを傾
転操作して、制御弁26を中立位置(イ)から切換位置
(ロ)、(ハ)に切換えれば、油圧ポンプ19からの圧
油はアームシリンダ13の油室A、Bに給排され、ロッ
ド13Gを伸縮させることによりアーム10を俯仰動さ
せることができる。
一方、パイロット弁34の操作レバー34Aを傾転操作
して、予備の制御弁27を中立位置(イ)から切換位置
(ロ)に切換えたときには、油圧ポンプ19からの圧油
が管路24Aを介してシリンダ装置17の油室A内に供
給され、油室B内の圧力は管路24Bを介してタンク2
1に排出されるから、シリンダ装置17はリンク機構1
5を矢示C方向に回動し、カウンタウェイト7を本体フ
レーム4の後部から地面等へと吊下げる。また、予備の
制御弁27を切換位置(ハ)に切換えて油圧ポンプ19
からの圧油をシリンダ装置17の油室B内に供給する場
合には、リンク機構15によってカウンタウェイト7が
本体フレーム4の後部に吊上げられ、該カウンタウェイ
ト7はボルト等を用いて本体フレーム4の後部に第3図
に例示する如(固着される。
次に、第5図に他の従来技術として、グラツプル用補助
アクチュエータを備えた油圧ショベル用アクチュエータ
駆動回路を示す。なお、前述した第3図、第4図に示す
従来技術と同一の構成要素には同一の符号を付し、その
説明を省略するものとする。
図中、41は作業装置8のアーム10先端側にパケット
11に替えて取付けられる把持具としてのグラツプル、
42は該グラツプル41を、駆動する補助アクチュエー
タとしてのシリンダ装置を示し、該シリンダ装置42は
前記従来技術で述べたシリンダ装置17とほぼ同様に構
成され、ロッド側油室Aとボトム側油室Bとが設けられ
ている。43はパイロットポンプ28と共に原動機20
によって駆動される補助ポンプを示し、該補助ポンプ4
3.タンク21はシリンダ装置42の油室A、Bに補助
管路44A、44Bを介して接続されている。
45は補助管路44A、44Bの途中に設けられ、補助
ポンプ43からシリンダ装置42に給排する圧油の方向
を切換える補助制御弁を示し、該補助制御弁45は電磁
式方向切換弁によって構成され、電源としてのバッテリ
46.46と接続された切換スイッチ47.48をON
、OFF操作することにより、中立位置(イ)から切換
位置(ロ)、(ハ)に切換えられるようになっている。
さらに、49は補助ポンプ43とタンク21との間に設
けられた他のリリーフ弁を示し、該すリーフ弁49は補
助ポンプ43からシリンダ装置42に供給する圧油を低
圧リリーフ弁37よりも高く、高圧リリーフ弁38より
低い設定圧に設定するようになっている。
そして、このように構成される他の従来技術では、切換
スイッチ47をONすると、補助制御弁45が中立位置
(イ)から切換位置(ロ)に切換えられ、補助ポンプ4
3からの圧油はシリンダ装置42の油室A内に供給され
、油室B内の圧油はタンク21内に排出され、シリンダ
装置42によりグラツプル41は資材(図示せず)等を
把持すべく矢示り方向に駆動される。また、切換スイッ
チ47を0FFL、切換スイッチ48をONLだときに
は補助制御弁45が中立位置(イ)から切換位置(ハ)
に切換えられ、グラツプル41は資材等の把持を解除す
べく、シリンダ装置42により矢示り方向と逆向きに駆
動される。
[発明が解決しようとする課題〕 ところで、上述した第4図に示す従来技術では、油圧ポ
ンプ19から圧油が給排される管路24A、24Bの途
中に予備の制御弁27を設け、パイロット弁34で該制
御弁27を切換操作することにより、油圧ポンプ19か
らの圧油をカウンタウェイト脱着用のシリンダ装置17
に給排する構成であるから、シリンダ装置17にはメイ
ンの油圧ポンプ19から比較的大流量の圧油が給排され
、リンク機構15によるカウンタウェイト7の吊上げ、
吊下げ速度が速くなり過ぎてしまう。そして、速度を遅
くするためには油圧ポンプ19を可変容量型の油圧ポン
プによって構成し、ポンプの吐出容量をレギュレータ等
で制御する必要があり、全体の回路が複雑化し、高価に
なるという問題がある。
また、予備の制御弁27は油圧ブレーカ(図示せず)等
を通常制御するのに用いられることが多く、この場合に
は予備の制御弁27をさらに追加する必要が生じ、改造
するのに手間がかかり、高価となる上に、制限されたス
ペース内では予備の制御弁27を追加するのが難しい場
合がある。
一方、第5図に示す他の従来技術では、原動機20によ
って油圧ポンプ19.パイロットポンプ28に加えて補
助ポンプ43を駆動する構成であるから、原動機20の
負荷が増大し、エネルギーの損失が大きく、燃料消費率
(以下、燃費という)が悪(なるという問題がある。ま
た、制限されたスペース内では補助ポンプ43を追加す
るのが難しい場合がある上に、補助ポンプ43からの圧
油を他の用途で使用する場合には、さらに別のポンプを
追加しなければならないという問題がある。
また、第6図に示す別の従来技術の如く、補助管路44
A、44Bの一方を副管路31Aに接続点51で接続し
、該接続点51の下流側で副管路31Aの途中に減圧弁
52を設けると共に、パイロットポンプ28とタンク2
1との間に第5図に示すリリーフ弁49と同様のリリー
フ弁53を設けるようにした油圧ショベル用アクチュエ
ータ駆動回路も知られている。
しかし、この場合にはパイロット弁29.30等とシリ
ンダ装置42との油圧源をパイロットポンプ28によっ
て兼用させているから、該パイロットポンプ28の吐出
圧は常にリリーフ弁53によって比較的高い圧力に設定
され、これにより原動機20の負荷が増大し、燃費が悪
くなる上に、パイロットポンプ28の寿命が低下すると
いう問題がある。
本発明は上述した各従来技術の問題に鑑みなされたもの
で、本発明は油圧回路を簡素化でき、全体をコンパクト
に形成できる上に、原動機の負荷を可及的に小さくでき
、燃費等を向上できるようにした建設機械用アクチュエ
ータ駆動回路を提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段] 上述した課題を解決するために本発明が採用する構成の
特徴は、副管路の途中に設けられ、副油圧源を補助アク
チュエータに補助管路を介して切換接続する切換弁と、
該切換弁と補助アクチュエータとの間に位置して補助管
路の途中に設けられ、前記副油圧源から補助アクチュエ
ータに給排する圧油の方向を切換える補助制御弁と、前
記副油圧源から前記パイロット弁、補助アクチュエータ
に供給する圧油をそれぞれ異なる圧力に設定する第1.
第2のリリーフ弁とを備えたことにある。
また、前記第1のリリーフ弁は副油圧源から各パイロッ
ト弁に供給する圧油の圧力を前記第2のリリーフ弁の設
定圧よりも低い圧力に設定するのがよい。
〔作用〕
上記構成により、副油圧源からの圧油を各パイロット弁
と補助アクチュエータとに切換弁を介して選択的に給排
でき、それぞれの場合に副油圧源からの圧油を第1.第
2のリリーフ弁によってそれぞれ異なる圧力に設定でき
、副油圧源からの圧油を有効に活用できる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を第1図および第2図に基づき説
明する。なお、実施例では前述した第3図ないし第6図
に示す各従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し
、その説明を省略するものとする。
而して、第1図は本発明の第1の実施例を示している。
図中、61はパイロットポンプ28とパイロット弁29
.30との間に位置して副管路31Aの途中に設けられ
た切換弁を示し、該切換弁61は4ボ一ト2位置の電磁
式切換弁によって構成され、切換スイッチ47.48の
少なくともいずれか一方をONしたときに、低圧位置a
から高圧位置すへと切換えられる。そして、該切換弁6
1は低圧位置aから高圧位置すに切換えられたときに、
パイロットポンプ28をパイロット弁29゜30から補
助アクチュエータとしてのシリンダ装置17に補助管路
62A、62Bのいずれかを介して切換接続するように
なっている。
63は切換弁61の下流側に位置する接続点64で副管
路31Aから分岐し、タンク21側に接続された分岐管
路、65は該分岐管路63の途中に設けられた第1のリ
リーフ弁としての低圧リリーフ弁を示し、該低圧リリー
フ弁65は従来技術で述べた低圧リリーフ弁37とほぼ
同様に構成され、切換弁61が低圧位置aにあるときに
、パイロットポンプ28の吐出圧を比較的低い圧力に設
定するようになっている。66は切換弁61の上流側で
パイロットポンプ28とタンク21との間に設けられた
第2のリリーフ弁としての高圧リリーフ弁を示し、該リ
リーフ弁66は第5図に示す従来技術で述べたリリーフ
弁49とほぼ同様に構成され、切換弁61が高圧位置す
に切換えられたときにパイロットポンプ28の吐出圧を
低圧リリーフ弁65よりも高い圧力に設定するようにな
っている。
さらに、67は切換弁61とシリンダ装置17との間に
位置して補助管路62A、62Aの途中に設けられた補
助制御弁を示し、該補助制御弁67は第5図に示す従来
技術で述べた補助制御弁45とほぼ同様に構成され、切
換スイッチ47゜48のON、OFF操作により中立位
置(イ)から切換位置(ロ)、(ハ)に切換制御される
ようになっている。そして、該補助制御弁67は切換位
置(ロ)に切換えられたときに、パイロットポンプ28
からの圧油でシリンダ装置17を縮小させてリンク機構
15によりカウンタウェイト7を吊下げさせ、切換位置
(ハ)に切換えられたときには、カウンタウェイト7を
リンク機構15により吊上げさせるようになっている。
本実施例による油圧ショベル用アクチュエータ駆動回路
は上述のごとき構成を有するもので、その基本的作動に
ついては従来技術によるものと格別差異はない。
然るに、本実施例によれば、副管路31Aの途中に設け
た切換弁61によりパイロットポンプ28をパイロット
弁29.30とシリンダ装置17とに切換接続し、補助
管路62A、62Bの途中に設けた補助制御弁67と該
切換弁61とを切換スイッチ47.48により同期して
切換える構成とすると共に、パイロットポンプ28の吐
出圧を切換弁61の低圧位置aと高圧位置すとでリリー
フ弁65.66により低圧と高圧とにそれぞれ設定する
構成としたから、下記のような作用効果を得ることがで
きる。
即ち、切換スイッチ47.48を共にOFF状態とした
場合には、補助制御弁67を中立位置(イ)に保持でき
、切換弁61を低圧位置aに保持できるから、パイロッ
トポンプ28からの圧油は低圧リリーフ弁65により比
較的低い圧力に設定され、パイロット弁29.30から
制御弁2526に供給するパイロット圧が余分に高くな
るのを効果的に防止できると共に、パイロットポンプ2
8の吐出圧を可及的に低く設定でき、原動機20の負荷
を低下させてエネルギーの損失を低減でき、燃費等を向
上させることができる。
また、切換スイッチ47.48のいずれか一方をONす
れば、切換弁61を低圧位置aから高圧位置すに自動的
に切換えて、補助制御弁67を中立位置(イ)から切換
位置(ロ)または(ハ)に自動切換えできるから、パイ
ロットポンプ28からの圧油をリリーフ弁66により比
較的高い圧力に設定して、この圧油なシリンダ装置17
に補助管路62A、62Bを介して給排でき、リンク機
構15を作動させてカウンタウェイト7を確実に吊下げ
、吊上げすることができる。そして、この場合にはパイ
ロットポンプ28がらの圧油をシリンダ装置17に比較
的小流量で給排できるから、カウンタウェイト7の吊下
げ、吊上げ速度を比較的遅くでき、カウンタウェイト7
の脱着作業時における安全性を確保できる。
従って、本実施例によれば、第4図に示す従来技術の如
く油圧ポンプ19からの圧油によりカウンタウェイト7
の脱着作業を行う必要がなくなり、油圧ポンプ19から
の圧油を油圧ブレーカ等の他の用途に使用することが可
能となり、流量を下げる等の配慮も不要となる上に、油
圧回路全体を簡素化でき、コンパクトに形成することが
可能となる。そして、例えば油圧ショベルの機械室5内
等の制限されたスペース内にも切換弁61や補助制御弁
67等を場所的な制約を受けずに配設でき一パイロット
ポンプ28の耐久性や寿命を向上できる等、種々の効果
を奏する。
次に、第2図は本発明の第2の実施例を示し、本実施例
では前記第1の実施例と同一の構成要素に同一の符号を
付し、その説明を省略するものとするに、本実施例の特
徴は、グラツプル41用のシリンダ装置42に補助管路
62A、62Bの先端側を接続し、パイロットポンプ2
8とタンク21との間にはリリーフ弁66と並列に圧力
制御弁からなる第1のリリーフ弁71を設け、該リリー
フ弁71の油圧パイロット部71Aにはパイロット管路
72を介して切換弁61と補助制御弁67との間から、
例えば補助管路62B内の圧力をパイロット圧として導
(構成としたことにある。
ここで、リリーフ弁71は切換弁61が低圧位置aにあ
るときには、ばね71Bによりパイロットポンプ28の
吐出圧を前記第1の実施例で述べた低圧リリーフ弁65
と同様に低い圧力に設定し、高圧位置すに切換えられた
ときには、パイロットポンプ28からの圧油の一部をパ
イロット管路72を介して油圧パイロット部71Aに導
くこトニより、リリーフ弁71の設定圧をリリーフ弁6
6よりも高圧に設定し、該リリーフ弁66によりパイロ
ットポンプ28の吐出圧を設定させるようになっている
か(して、このように構成される本実施例でも、前記第
1の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができ、グ
ラツプル41をシリンダ装置42によって確実に作動さ
せることができる。
なお、前記第1の実施例では、パイロットポンプ28.
タンク21を補助管路62A、62Bを介してカウンタ
ウェイト脱着用のシリンダ装置17に接続するものとし
て述べたが、これに替えて、例えばグラツプル41用の
シリンダ装置42に接続してもよ(、さらには回転式ク
ラムシェルまたはアウトリガ用のシリンダ装置等に接続
してもよい。また、前記第2の実施例でも、シリンダ装
置42に替えて、前記シリンダ装置17等、比較的小流
量で作動させるのに適した補助アクチュエータを適宜に
接続するようにしてもよい。
〔発明の効果〕
以上詳述した通り、本発明によれば、副油圧源を各パイ
ロット弁と補助アクチュエータとに切換弁によって切換
接続し、それぞれの場合に副油圧源から吐出される圧油
な第1.第2のリリーフ弁で異なる圧力に設定する構成
としたから、切換弁を補助アクチュエータ側に切換えた
場合には副油圧源からの圧油を例えば第2のリリーフ弁
で高圧に設定でき、これによって補助アクチュエータを
確実に作動でき、主油圧源側の回路構成を簡素化できる
上に、原動機の負荷を可及的に小さくでき、燃費を向上
できる等、種々の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示す油圧回路図、第2
図は第2の実施例を示す油圧回路図、第3図および第4
図は従来技術を示し、第3図は油圧ショベルの全体図、
第4図は油圧回路図、第5図は他の従来技術を示す油圧
回路図、第6図は別の従来技術を示す油圧回路図である
。 13・・・アームシリンダ、17.42・・・シリンダ
装置(補助アクチュエータ)、18・・・油圧モータ、
19・・・油圧ポンプ、20・・・原動機、21・・・
タンク、22A、22B、23A、23B・・・主管路
、25.26・・・制御弁、28・・・パイロットポン
プ、29.30・・・減圧弁型パイロット弁、31A3
1B・・・副管路、47.48・・・切換スイッチ、6
1・・・切換弁、62A、62B・・・補助管路、63
・・・分岐管路、65・・・低圧リリーフ弁(第1のリ
リーフ弁)、66・・・高圧リリーフ弁(第2のリリー
フ弁)、67・・・補助制御弁、71・・・第1のリリ
ーフ弁、72・・・パイロット管路。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)主油圧源と複数の主アクチュエータとを接続する
    それぞれの主管路の途中に設けられ、油圧パイロット式
    の方向切換弁からなる複数の制御弁と、該各制御弁を切
    換制御すべく外部から操作され、該各制御弁に個別にパ
    イロット圧を作用させる複数の減圧弁型パイロット弁と
    、該各パイロット弁に副油圧源からの圧油を給排すべく
    、該各パイロット弁と副油圧源とを接続する副管路と、
    前記各主アクチュエータとは別に設けられる補助アクチ
    ュエータとからなる建設機械用アクチュエータ駆動回路
    において、前記副管路の途中に設けられ、前記副油圧源
    を補助アクチュエータに補助管路を介して切換接続する
    切換弁と、該切換弁と補助アクチュエータとの間に位置
    して補助管路の途中に設けられ、前記副油圧源から補助
    アクチュエータに給排する圧油の方向を切換える補助制
    御弁と、前記副油圧源から前記パイロット弁、補助アク
    チュエータに供給する圧油をそれぞれ異なる圧力に設定
    する第1、第2のリリーフ弁とを備えたことを特徴とす
    る建設機械用アクチュエータ駆動回路。
  2. (2)前記第1のリリーフ弁は副油圧源から各パイロッ
    ト弁に供給する圧油の圧力を前記第2のリリーフ弁の設
    定圧よりも低い圧力に設定してなる請求項(1)に記載
    の建設機械用アクチュエータ駆動回路。
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