JPH0681801A

JPH0681801A - 再生回路用弁装置

Info

Publication number: JPH0681801A
Application number: JP4231820A
Authority: JP
Inventors: Yusaku Nozawa; 勇作野沢; Shiro Murakami; 志朗村上; 欣也 ▲高▼橋; Kinya Takahashi
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1992-08-31
Filing date: 1992-08-31
Publication date: 1994-03-22
Anticipated expiration: 2016-05-08
Also published as: JP3163308B2

Abstract

(57)【要約】【目的】他の油圧アクチュエータに関係なく目標とす
る油圧シリンダを確実に増速することができ、必要な推
力も確保できる再生回路用弁装置の提供。【構成】油圧シリンダ２のロッド側とボトム側の間に
主弁１２が、又ロッド側と流量制御弁３の間に切換弁１
５が設けられる。油圧シリンダ２のロッド伸長時、ロッ
ド側圧力で主弁が開きロッド側圧油をボトム側に還流さ
せて増速を行う。油圧シリンダ２の負荷が増大すると切
換弁１５が切り換えられロッド側圧油がタンク５へ排出
され、必要な推力が得られる。中立時はロッド側圧力が
絞り１５ｓ、シャトル弁１４を介して主弁１２へ導入さ
れこれを遮断状態にし、油圧シリンダ２の停止を保持す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベル等の作業
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
るための再生回路用弁装置に関する。

【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】このように増速が要求される機構において
は、当然、これを駆動する油圧シリンダを増速させる手
段が備えられている。この手段を図により説明する。図
３は従来の再生回路用弁装置の油圧回路図である。図
で、１は油圧ポンプ、２は油圧ポンプ１により駆動され
る油圧シリンダ、３は油圧ポンプ１と油圧シリンダ２と
の間に介在し油圧シリンダ２の駆動方向および駆動速度
を制御する流量制御弁、４は油圧回路の最高圧力を規定
するリリーフ弁、５はタンクである。６、７はそれぞれ
チェック弁、８は油圧シリンダ２のボトム側圧力に応じ
て切り換えられる切換弁、９は当該ボトム側圧力を切換
弁８に導くパイロット管路である。チェック弁６、７、
切換弁８およびパイロット管路９により再生回路用弁装
置が構成される。

【０００５】ここで、流量制御弁３が図示の中立位置か
ら図示Ａ位置へ切り換えられると、油圧ポンプ１の圧油
は油圧シリンダ２のボトム側へ供給され、そのロッドを
伸長させる。このとき、油圧シリンダ２の負荷が軽いと
（前述の破砕機の場合の物体を挟むまでの間に相当す
る）、油圧シリンダ２のボトム側の圧力は上昇せず、切
換弁８は切り換えられず遮断状態にある。したがって、
油圧シリンダ２のロッドからの圧油はチェック弁７を通
って油圧ポンプ１からの圧油に合流し、油圧シリンダ２
を増速させる。この状態から油圧シリンダ２の負荷が大
きくなると（破砕機の例では物体を挟んで砕く場合に相
当する）、油圧シリンダ２のボトム側の圧力が上昇し、
切換弁８が切り換えられて導通状態になる。このため、
油圧シリンダ２のロッド側からの圧油はタンク５に排出
され、これにより油圧シリンダ２は大きな推力を確保す
ることができる。

【０００６】一方、流量制御弁３が図示Ｂ位置へ切り換
えられると、油圧ポンプ１の圧油はチェック弁６を介し
て油圧シリンダ２のロッド側へ供給され、ロッドを縮む
方向に駆動する。このとき油圧シリンダ２のボトム側の
圧油はタンク５に排出される。この構成では、ロッドが
縮む方向に駆動される場合増速は行われない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
再生回路用弁装置は、油圧シリンダ２のロッド側の圧油
を流量制御弁３の上流側で油圧ポンプ１の圧油と合流さ
せる構成となっているので、例えば油圧ショベルのよう
に複数の油圧アクチュエータ（油圧シリンダや油圧モー
タ）を同時に操作する作業機械においては、上記ロッド
側から還流された圧油は同時操作されている他の油圧ア
クチュエータへも供給されてしまうことになり、増速が
必要な油圧シリンダに対して所期の増速を行うことがで
きなくなるという問題が生じていた。

【０００８】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、所望の油圧シリンダを確実に増速させるこ
とができる再生回路用弁装置を提供することにある。

【０００９】

【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
動される油圧シリンダと、前記油圧ポンプと前記油圧シ
リンダとの間に介在し当該油圧シリンダの駆動を制御す
る流量制御弁とを備えたものにおいて、前記油圧シリン
ダのロッド側管路とボトム側管路との間の導通、遮断を
行う主弁と、前記ロッド側管路と前記流量制御弁との間
に介在し前記ボトム側の圧力が所定値以下であるとき前
記ロッド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
ボトム側の圧力と前記切換弁の出口圧力のうち高い方の
圧力を前記主弁の室へ導入するパイロット管路とで構成
されていることを特徴とする。

【００１０】さらに本発明は、上記構成に加えて、前記
油圧シリンダのロッド側の圧力が所定値を超えたとき前
記主弁の室と前記ボトム側管路とを導通させて前記主弁
を導通状態とする圧力設定弁を設けたことも特徴とす
る。

【００１１】

【作用】流量制御弁が切り換えられ、油圧シリンダがロ
ッドを伸長させる方向に駆動されているとき、当該油圧
シリンダの負荷が軽くボトム側圧力が上昇しない状態で
はロッド側管路と流量制御弁との間の油圧回路の状態は
絞り状態に切り換えられる。この状態で、ロッド側から
の圧油のうち僅かな量が絞りを通ってタンクに排出され
るとともに、当該圧油のほとんどは主弁を開いて直接ボ
トム側管路へ還流され、油圧シリンダの増速が行われ
る。これにより、他のアクチュエータが油圧ポンプによ
り駆動されていても、ロッド側から還流された圧油が他
のアクチュエータへ供給されることはない。

【００１２】一方、油圧シリンダの負荷が大きくなり、
ボトム側管路の圧力が上昇すると、その圧力は主弁の室
へ導かれて主弁を遮断状態にするとともに、切換弁が切
り換えられて、絞り状態を導通状態に切り換える。この
ため、油圧シリンダのロッドからの圧油は切換弁および
流量制御弁を介してタンクに排出され、これにより、当
該大きな負荷に対して油圧シリンダの推力は充分に確保
される。

【００１３】流量制御弁が中立時、油圧シリンダのボト
ム側に圧力がかかりロッドが伸長されようとした場合、
ロッド側の圧力が油圧回路の絞りおよびパイロット管路
を介して主弁の室に導入されて主弁を遮断するので、ロ
ッド側の排出路は閉じられ、油圧シリンダの中立状態が
確保される。

【００１４】又、圧力設定弁を設けた構成では、油圧シ
リンダのロッド側の圧力が異常に高くなるとその圧力は
油圧回路の絞りおよびパイロット管路を介して主弁の室
に導入され、異常高圧により圧力設定弁を開き、主弁の
室に導入された油をボトム側へ流し、この流れで絞りの
前後に差圧が生じ、この差圧により主弁を開いた状態に
させてロッド側の圧油をボトム側へ逃し、ロッド側管路
や主弁等の破損を防止する。

【００１５】

【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて説明す
る。図１は本発明の実施例に係る再生回路用弁装置の油
圧回路図である。図で、図３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。１０は本
実施例の再生回路用弁装置を示す。この再生回路用弁装
置１０は、チェック弁１１、主弁１２、圧力設定弁１
３、シャトル弁１４、切換弁１５、およびパイロット管
路１６、１７、１８で構成されている。Ｄ₁、Ｄ₂、Ｄ
₃は再生回路用弁装置１０の弁ポートを示し、本実施例
の再生回路用弁装置１０はこれら弁ポートＤ₁、Ｄ₂、
Ｄ₃において通常の油圧アクチュエータの主管路（本実
施例の場合油圧シリンダ２のボトム側管路とロッド側管
路）に連結される。３０、３１は図示されていない他の
アクチュエータの駆動を制御する流量制御弁を示す。

【００１６】主弁１２は、油圧シリンダ２のロッド側圧
力を受ける弁１２ｖ、この弁１２ｖを押圧するばね１２
ｂおよびばね１２ｂ側の室１２ｒで構成されている。圧
力設定弁１３は、主弁１２の室１２ｒと連通する通孔を
遮断、開放する弁１３ｖ、この弁１３ｖを遮断状態に押
圧するばね１３ｂおよびボトム側管路と導通するベント
ポート１３ｐで構成されている。

【００１７】切換弁１５はロッド側管路と接続されるポ
ート、流量制御弁と接続されるポート、およびボトム側
管路の圧力を導入するパイロットポートを有し、ボトム
側管路の圧力が所定値以下のとき図示の状態、即ち絞り
１５ｓを介在させる状態とし、ボトム側管路の圧力が所
定値を超えるとき、絞り１５ｓが介在しない導通状態に
切り換えられる。シャトル弁１４はパイロット管路１６
により導かれるボトム側圧力と、パイロット管路１７に
より導かれる切換弁１５の出口側圧力とを導入し、高い
方の圧力をパイロット管路１８を介して主弁１２の室１
２ｒへ導く。

【００１８】次に、本実施例の動作を説明する。流量制
御弁３がＢ位置へ切り換えられると、油圧ポンプ１の圧
油はチェック弁１１を介して油圧シリンダ２のロッド側
へ供給され、又、油圧シリンダ２のボトム側の圧油は流
量制御弁３を介してタンク５へ排出される。これによ
り、油圧シリンダ２は通常の場合と同様、ロッドを縮め
るように駆動される。

【００１９】流量制御弁３がＡ位置へ切り換えられる
と、油圧ポンプ１の圧油は油圧シリンダ２のボトム側へ
供給され、ロッドは伸長方向へ駆動される。このとき、
油圧シリンダ２の負荷が小さくボトム側圧力が低いと、
切換弁１５は絞り１５ｓが介在する図示位置に切り換え
られ、油圧シリンダ２のロッド側の圧油のうち僅かな量
が切換弁１５の絞り１５ｓの小径の孔を通り、流量制御
弁３を介してタンクに排出される。

【００２０】一方、ロッド側の圧力は主弁１２の弁１２
ｖへ導かれてこれをばね１２ｂに抗して開き、これによ
りロッド側管路とボトム側管路とが導通し、油圧シリン
ダ２のロッドからの圧油の大部分（絞り１５ｓを流れる
圧油以外の圧油）はボトム側に還流され、ロッドの伸長
が増速されることになる。この還流は、従来のように流
量制御弁３の上流側でなく、直接ボトム側へなされるの
で、他のアクチュエータの駆動とは無関係となり、増速
させるべき油圧シリンダ２を確実に増速させることがで
きる。

【００２１】この状態で、油圧シリンダ２の負荷が増大
し、ボトム側の圧力が大きくなって所定の圧力を超える
と、切換弁１５が図示の位置から絞り１５ｓが介在しな
い導通位置へ切り換えられる。一方、当該ボトム側の圧
力はパイロット管路１６、シャトル弁１４、パイロット
管路１８を介して主弁１２の室１２ｒへ導かれ、弁１２
ｖを閉じる。これにより、油圧シリンダ２のロッド側の
圧油は切換弁１５、流量制御弁３を介してタンクに排出
され、このため、油圧シリンダ２は大きくなった負荷に
対してその推力を確保することができる。

【００２２】又、流量制御弁３が図示の中立位置にある
とき、仮に重力等により油圧シリンダ２のボトム側に圧
力がかかり、ロッドが伸ばされようとしても、切換弁１
５の出口は流量制御弁３でブロックされ、又、主弁１２
においては、ロッド側の圧力が切換弁１５の絞り１５
ｓ、パイロット管路１７、シャトル弁１４、およびパイ
ロット管路１８を介して主弁１２の室１２ｒへ導入され
て弁１２ｖを閉じるので、ロッド側の圧油の排出路はな
くなり、結局、当該中立位置でのロッドの動きは阻止さ
れ、停止位置が確実に保持される。

【００２３】さらに、何等かの理由によりロッド側に異
常な高圧が生じると、この高圧は上記の経路で主弁１２
の室１２ｒへ導入され、圧力設定弁１３の弁１３ｖをば
ね１３ｂに抗して開く。これにより、ロッド側の圧油
が、切換弁１５の絞り１５ｓ、パイロット管路１７、シ
ャトル弁１４、パイロット管路１８、主弁１２の室１２
ｒ、圧力設定弁１３の通孔、および圧力設定弁１３のベ
ントポート１３ｐを介してボトム側管路へ流れ、この流
れにより絞り１５ｓの前後に圧力差が生じ、この圧力差
で主弁１２の弁１２ｖが開き、ロッド側の圧油をボトム
側へ逃す。この結果、ロッド側管路や主弁１２等の破損
を防止することができる。

【００２４】図２は主弁１２の他の具体例の断面図であ
る。図で、図１と等価な部分には同一符号が付してあ
る。１２ｓは弁１２ｖのストッパを示す。弁ポートＤ₃
を経てロッド側の圧力が弁１２ｖに加えられると、弁１
２ｖはばね１２ｂに抗して押し下げられ、弁ポートＤ₃
とボトム側管路の弁ポートＤ₂とが連通しロッド側の圧
油がボトム側管路に還流され、増速が行われる。その他
の動作も図１に示す主弁１２の動作に準じる。図１に示
す弁１２ｖの作動は、作動中にロッド側の圧力とボトム
側の圧力とが関与してくるが、この具体例では弁１２ｖ
の動作はロッド側の圧力のみに従い、設計が容易とな
る。

【００２５】このように、本実施例では、主弁１２によ
りロッド側の圧油を、流量制御弁３の上流ではなく、ボ
トム側管路に還流するようにしたので、他のアクチュエ
ータに関係なく、増速すべき油圧シリンダ２を確実に増
速させることができる。又、ボトム側の圧力により切り
換えられる切換弁１５により、油圧シリンダ２の負荷が
大きいときロッド側の圧油をタンク５に排出するように
したので、油圧シリンダ２に推力が必要なときこれを確
保することができる。さらに、流量制御弁３が中立位置
にあるとき、切換弁１５の一方位置の絞り１５ｓを介す
るロッド側の圧力伝達により主弁１２を遮断状態とする
ようにしたので、油圧シリンダ２を確実に停止位置に保
持することができる。さらに又、再生回路用弁装置１０
は、通常の主管路に対して３つの弁ポートを設けるのみ
で簡単に主管路に結合することができる。又、ロッド側
の圧力が異常に上昇したとき、圧力設定弁１３を開いて
主弁１２を導通状態にし、ロッド側の圧油をボトム側へ
逃がすようにしたので、ロッド側管路や主弁１２等の破
損を防止することができる。

【００２６】なお、上記実施例の説明では、圧力設定弁
１３を設ける例について述べたが、圧力設定弁１３は必
ずしも必要ではない。又、切換弁１５を、絞り１５ｓを
介在させる切り換え位置と導通位置とで構成する例につ
いて説明したが、これに限ることはなく、絞り１５ｓを
介在させる切り換え位置を遮断位置とし、切換弁１５に
並列に絞り１５ｓと等価の絞りを接続してもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明では、主弁に
よりロッド側の圧油を、流量制御弁の上流ではなく、ボ
トム側管路に還流するようにしたので、他のアクチュエ
ータに関係なく増速すべき油圧シリンダを確実に増速さ
せることができる。又、油圧シリンダ２の負荷が大きい
とき、切換弁によりロッド側の圧油を絞りを介さずにタ
ンクに排出するようにしたので、油圧シリンダ２に推力
が必要なときこれを確保することができる。さらに、流
量制御弁が中立位置にあるとき、ロッド側およびボトム
側の管路が完全に遮断状態となるようにしたので、油圧
シリンダを確実に停止位置に保持することができる。さ
らに又、主管路への結合も容易である。又、ロッド側の
圧力が異常に上昇したとき、圧力設定弁を開いて主弁を
導通状態にし、ロッド側の圧油をボトム側へ逃がすよう
にしたので、ロッド側管路や主弁１２等の破損を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る再生回路用弁装置の油圧
回路図である。

【図２】図１に示す主弁の他の具体例の断面図である。

【図３】従来の再生回路用弁装置の油圧回路図である。

【符号の説明】

１油圧ポンプ２油圧シリンダ３流量制御弁１０再生回路用弁装置１１チェック弁１２主弁１３圧力設定弁１４シャトル弁１５切換弁１５ｓ絞り１６、１７、１８パイロット管路

Claims

【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
動される油圧シリンダと、前記油圧ポンプと前記油圧シ
リンダとの間に介在し当該油圧シリンダの駆動を制御す
る流量制御弁とを備えたものにおいて、前記油圧シリン
ダのロッド側管路とボトム側管路との間の導通、遮断を
行う主弁と、前記ロッド側管路と前記流量制御弁との間
に介在し前記ボトム側の圧力が所定値以下であるとき前
記ロッド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
ボトム側の圧力と前記切換弁の出口圧力のうち高い方の
圧力を前記主弁の室へ導入するパイロット管路とで構成
されていることを特徴とする再生回路用弁装置。
【請求項２】請求項１記載の再生回路用弁装置におい
て、前記油圧シリンダのロッド側の圧力が所定値を超え
たとき前記主弁の室と前記ボトム側管路とを導通させて
前記主弁を導通状態とする圧力設定弁を設けたことを特
徴とする再生回路用弁装置。