JPH07305379A - 建設機械のシリンダ制御回路 - Google Patents

建設機械のシリンダ制御回路

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JPH07305379A
JPH07305379A JP6101198A JP10119894A JPH07305379A JP H07305379 A JPH07305379 A JP H07305379A JP 6101198 A JP6101198 A JP 6101198A JP 10119894 A JP10119894 A JP 10119894A JP H07305379 A JPH07305379 A JP H07305379A
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throttle
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 油圧ショベルのアームシリンダ回路を改善し
て、軽負荷作業時の操作性の向上、ボイディングの発生
防止等を図る。 【構成】 アームシリンダ25のロッド側25b にチェック
弁43を介し圧油を供給するロッド側給油ライン42よりロ
ッド側排油ライン44を分岐し、ロッド側25b からタンク
ラインＴへ戻り油を導く。ロッド側排油ライン44に再生
機能付流量制御弁46を設け、ロッド側25b からタンクラ
インＴへの戻り流量を第１絞り51により規制するととも
に、タンクへの戻り油の一部または全部を第２絞り52の
背圧でヘッド側給排ライン41へ再生供給する。ロッド側
排油ライン44にて流量制御弁46よりアームシリンダ側に
圧力補償弁45を設け、第１絞り51の前後の差圧をスプリ
ング59により制御する。このスプリング59に対しスプリ
ング調整機構61を設け、アームシリンダ25のヘッド側負
荷圧によりスプリング59のセット荷重を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バックホーショベルま
たは油圧ショベル（旋回型）等の建設機械のシリンダ制
御回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は、油圧ショベル（旋回型）に使用
されている従来の油圧回路を示し、下部走行体（履帯）
を駆動するための左右のブレーキ付トラベルモータ11，
12、下部走行体に対し上部旋回体を旋回作動するための
スイングモータ13、上部旋回体に取付けられたフロント
作業機（以下、フロントリンケージという）を作動する
ための下記の各種油圧シリンダを制御対象とするもので
ある。
【０００３】図６に示されるように、フロントリンケー
ジ14は、ブーム15、アーム16およびバケット17がピン2
1，22，23により順次連結され、そして、ブーム15はブ
ームシリンダ24により、アーム16はアームシリンダ25に
より、バケット17はバケットシリンダ26によりそれぞれ
回動される。各部材の重心位置を黒点で示す。
【０００４】図５に戻って、車載エンジン27により駆動
される油圧ポンプ28から吐出された作動油は、各油圧モ
ータ11，12，13および各油圧シリンダ24，25，26に対応
する各種の操作弁（コントロールバルブ）111 ，121 ，
131 ，241 ，242 ，251 ，252 ，261 を経て、これらの
各油圧アクチュエータに供給される。Psは作動油供給ラ
イン、Ｔはタンクに連通する作動油排出用のタンクライ
ンを示す。
【０００５】前記アームシリンダ25のヘッド側25a およ
びロッド側25b には、左右の油圧ポンプ28からそれぞれ
吐出されてアーム用一次操作弁251 およびアーム用二次
操作弁252 を経た作動油が合流供給される。
【０００６】アームシリンダ25のロッド側25b からタン
クへの戻りライン（アームシリンダ伸張操作時）は、ア
ーム用二次操作弁252 側に設けられたチェック弁31のた
め、アーム用一次操作弁251 を経由する。その戻り油は
アーム用一次操作弁251 内の戻り側絞り32を経由する。
【０００７】この絞り32は、アーム用一次操作弁251 が
フルストロークしても、他の一般的開口面積をもつ弁開
口面積カーブに比してかなり絞り込まれており、アーム
用一次操作弁251 のロッド側25b からタンクへの戻り流
量を強く制限している。その理由は、アームシリンダ25
の伸張操作を空中で行う場合（水平均し作業等）の重力
によるヘッド側ボイディングを防止するためである。
【０００８】上記のように、アーム用一次操作弁251 内
の戻り側絞り32により、フルストローク時および中間ス
トローク域での開口面積を小さく押え込んでいても、図
６（Ａ）のようにショベルのフロントリンケージ14をフ
ルリーチの状態より軟弱地盤を手前へ水平に均そうとす
ると（アームシリンダヘッド側軽負荷作業時）、アーム
16およびバケット17の重心位置（黒点位置）が、ブーム
先端ピン22より水平距離で離れたところにあり、ブーム
先端ピン22回りの重力による回転モーメントが大きいた
め、アームシリンダ25のロッド側25b の保持圧が高く、
アーム用一次操作弁251 におけるロッド側25b からタン
クへの戻り側通路では、弁ストロークに対し高いゲイン
で通過流量が発生する。
【０００９】故に、このような図６（Ａ）ポジションで
のアームシリンダ25の伸張スピードの微少コントロール
が難しく、ブーム上げインチング操作とのマッチングが
うまくいかず、バケット先端チップ17a の軌跡が波打っ
てしまい、オペレータの苦情につながることが多い。
【００１０】また、図６（Ｂ）のようなポジションで
は、逆にアームシリンダ25のロッド側25b の保持圧が低
く、アーム用一次操作弁251 におけるロッド側25b から
タンクへの戻り側通路での弁ストロークに対する通過流
量は低ゲインとなり、アームシリンダ25の伸張スピード
が低下し、図６（Ａ）ポジションでの水平均し感覚と全
くマッチングせず、滑らかなスピードの連絡性が得られ
ないため、この水平均し作業行程全般が非常にやりづら
いものとなっている。
【００１１】一方、前記の如きアーム用一次操作弁251
のフルストローク時でも開口面積を小さく設定された絞
り32のため、重掘削でアームシリンダ25のヘッド側25a
を高圧として高スピードで掘削したいとき（重負荷作業
時）は、この絞り32がアームシリンダ25のロッド側25b
に不要な高圧を発生させて、スピードを損うとともにシ
リンダの有効仕事量を低下させるデメリットがある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来、
アーム・バケット形状等、同一機種であっても種々のバ
ージョン毎に重量が異なり、これがためにアームシリン
ダのロッド側保持圧に差がある。また、アームの初期姿
勢の差でも、同様保持圧に差が発生し、手前側へのイン
チング水平均し作業のスタート時点で、自重落下負荷制
御を行うアームシリンダの伸張スピードにムラが生じや
すい。
【００１３】このために、ブーム上げとのバランスがく
ずれ、水平均し作業のスタート時に、フルリーチ付近よ
り水平均し動作を始めると、アームシリンダの伸張スピ
ードが速すぎ、ブームシリンダとの同調をとりにくいた
めバケット先端が波打って、土の水平仕上げ面が滑らか
に仕上らないという問題があった。
【００１４】また、アームシリンダのロッド側戻り流量
の制御にて負荷圧補償機能を加えることで上記水平均し
作業時のバケット先端波打ちを防止することも可能であ
るが、エンジン回転数が一定値以下となり、ポンプ吐出
流量が低減してくると、軽負荷空中水平均し動作時にお
いても、アームシリンダのヘッド側の油が不足気味とな
り、ボイディングを発生させて、制御性が悪化してく
る。
【００１５】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、軽負荷作業時の操作性の向上と、ポンプ吐出流量
の低下によるボイディング発生の防止とを共に達成でき
る建設機械のシリンダ制御回路を提供することを目的と
するものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、油圧ポンプおよびタンクと、ショベルのアームを作
動するアームシリンダとの間に設けられたアーム用操作
弁によって、アームシリンダのヘッド側およびロッド側
に作動油を給排制御する建設機械のシリンダ制御回路に
おいて、アームシリンダのロッド側に逆止弁を介し作動
油を供給するロッド側供給ラインより分岐され、アーム
シリンダのロッド側からタンクラインへ戻り油を導くロ
ッド側排油ラインと、このロッド側排油ラインに設けら
れ、アームシリンダのロッド側からタンクラインへの戻
り流量を絞りにより規制するとともに、ロッド側からタ
ンクラインへの戻り油の一部または全部をヘッド側給排
ラインに再生供給する再生機能付流量制御弁と、ロッド
側排油ラインにて再生機能付流量制御弁よりアームシリ
ンダ側に設けられ、再生機能付流量制御弁の絞りの前後
の差圧をスプリングにより制御する差圧制御用の圧力補
償弁と、この圧力補償弁のスプリングに対し設けられ、
アームシリンダのヘッド側負荷圧により直接または間接
的にスプリングのセット荷重を調整するスプリング調整
機構とを具備した構成の建設機械のシリンダ制御回路で
ある。
【００１７】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
再生機能付流量制御弁として、アーム用操作弁をアーム
シリンダ伸張側へ作動するパイロット圧により移動して
圧力補償弁の出力ラインとタンクラインとを連通する内
部通路に、流量制御用の第１絞りと、アームシリンダの
ロッド側からタンクラインへの戻り油に背圧を与える第
２絞りとが直列に設けられ、この第１絞りと第２絞りと
の間から中間圧力通路が引出され、この中間圧力通路に
再生チェック弁および第３絞りが設けられ、この再生チ
ェック弁および第３絞りの設けられた内部通路が、前記
アームシリンダ伸張側パイロット圧により移動して、ヘ
ッド側給排ラインに接続されたヘッド側連通ラインと連
通される構成の建設機械のシリンダ制御回路である。
【００１８】請求項３に記載の発明は、請求項１記載の
再生機能付流量制御弁として、アーム用操作弁をアーム
シリンダ伸張側へ作動するパイロット圧により移動して
圧力補償弁の出力ラインとタンクラインとを連通する内
部通路に流量制御用の第１絞りが設けられ、この第１絞
りよりタンクライン側の内部通路から中間圧力通路が引
出され、この中間圧力通路に再生チェック弁および第３
絞りが設けられ、この再生チェック弁および第３絞りの
設けられた内部通路が、前記アームシリンダ伸張側パイ
ロット圧により移動して、ヘッド側給排ラインに接続さ
れたヘッド側連通ラインと連通され、また、前記タンク
ラインに、アームシリンダのロッド側からの戻り油に背
圧を与える背圧チェック弁が設けられた構成の建設機械
のシリンダ制御回路である。
【００１９】請求項４に記載の発明は、請求項１記載の
建設機械のシリンダ制御回路において、スプリング調整
機構に対し、アームシリンダのヘッド側負荷圧等に基づ
くパイロットシグナルを間接的に供給する外部コントロ
ーラが設けられた構成のシリンダ制御回路である。
【００２０】請求項５に記載の発明は、請求項２記載の
再生チェック弁が外部のヘッド側連通ラインに設けられ
た構成の建設機械のシリンダ制御回路である。
【００２１】
【作用】請求項１に記載の発明は、再生機能付流量制御
弁の絞りおよびこの絞りの前後差圧を制御する圧力補償
弁により、油圧ショベル等のアームシリンダのロッド側
からタンクへの戻りラインに負荷圧補償流量制御機能を
設けたから、シリンダロッド側の保持圧が変化してもア
ームシリンダを一定速度で伸張させて、水平均し作業の
作業性を改善する。また、シリンダのヘッド側負荷圧が
一定値以下、特にボイディングに近い状態になると、ア
ームシリンダのロッド側からタンクへの戻り油の一部ま
たは全部を、再生機能付流量制御弁によりヘッド側へ再
生供給して、前記ボイディングを防止する。さらに、ア
ームシリンダのヘッド側負荷圧が一定値以上の高圧掘削
状態では、この高圧のヘッド側負荷圧を感知して作動す
るスプリング調整機構によりスプリングのセット荷重を
増大する側へ調整して、圧力補償弁により決定される第
１絞り前後差圧を大巾に大きくし、実質的に大流量が流
れうるようにして、上記負荷圧補償機能を実質的に解除
し、戻りラインの抵抗を少なくする。
【００２２】請求項２に記載の発明は、再生機能付流量
制御弁の第１絞りと圧力補償弁とにより、アームシリン
ダのロッド側からタンクへの戻りラインに負荷圧補償流
量制御機能を持たせ、安定したアームシリンダ伸張動作
により水平均し作業を行なう。また、第２絞りは、アー
ムシリンダのロッド側からタンクラインへの戻り油に背
圧を与え、アームシリンダのヘッド側負荷圧がボイディ
ングに近い状態に低下すると、アームシリンダのロッド
側からタンクへの戻り油の一部または全部を、再生機能
付流量制御弁の中間圧力通路、再生チェック弁、第３絞
りおよびヘッド側連通ラインを経てヘッド側へ再生供給
し、前記ボイディングを防止する。その際、第３絞りに
よりロッド側からヘッド側への再生流量を制御する。
【００２３】請求項３に記載の発明は、請求項２におけ
る第２絞りと同様の機能を持つ背圧チェック弁により戻
り油に一定の抵抗圧力（背圧）を発生させ、再生機能付
流量制御弁内の中間圧力通路等を経てロッド側からの戻
り油をヘッド側へ再生供給する。
【００２４】請求項４に記載の発明は、アームシリンダ
のヘッド側負荷圧、または油圧ポンプを駆動するエンジ
ンの回転数等に基づいて、外部コントローラからスプリ
ング調整機構に出力された信号により、アームシリンダ
のロッド側戻り油の負荷圧補償される油量をコントロー
ルする。
【００２５】請求項５に記載の発明は、シリンダヘッド
側の圧力が低すぎる場合、ロッド側からの戻り油が、再
生機能付流量制御弁内の通路およびヘッド側連通ライン
の再生チェック弁を経てシリンダヘッド側へ再生供給さ
れる。
【００２６】
【実施例】以下、本発明を図１乃至図４の各図にそれぞ
れ示される各実施例を参照して詳細に説明する。なお、
基本油圧回路は、図５に示された従来の回路と同様であ
るから、同一符号を付して、その基本構成および作用の
説明は省略する。
【００２７】また、アーム用合流操作弁252 は、アーム
シリンダの伸張操作中、パイロット圧ライン252aにパイ
ロット圧が加わって作動油供給ラインPsより給排ライン
41へ圧油を合流供給するが（アームシリンダヘッド
へ）、この時の戻り油は逆止弁31のため、操作弁252 へ
は戻らず、実質的に図１の後述する差圧制御用の圧力補
償弁45および再生機能付流量制御弁46等のデイバイスで
処理されるので、以降の説明は省略する。
【００２８】先ず、図１に本発明に係る第１実施例の構
造を示す。アーム用操作弁251 の一方の出力ポートとア
ームシリンダ25のヘッド側25a とがヘッド側給排ライン
41により接続され、また、アーム用操作弁251 の他方の
出力ポートとアームシリンダ25のロッド側25b とがロッ
ド側給油ライン42により接続されている。このロッド側
給油ライン42には、ロッド側25b への給油流れを許容す
る逆止弁43が設けられている。
【００２９】この逆止弁43よりアームシリンダ25のロッ
ド側25b に至るラインの途中からロッド側排油ライン44
が分岐され、このロッド側排油ライン44とタンクライン
Ｔとの間に、差圧制御用の圧力補償弁45および再生機能
付流量制御弁46が順次設けられている。
【００３０】再生機能付流量制御弁46を制御する手段
は、一側に設けられたリターンスプリング47と、他側に
設けられたパイロット圧ライン48とからなる。このパイ
ロット圧ライン48は、アーム用操作弁251 のアームシリ
ンダ伸張側パイロット圧ライン251aから分岐されてい
る。なお、アーム用操作弁251 の反対側には、アームシ
リンダ収縮側パイロット圧ライン251bが導かれている。
【００３１】再生機能付流量制御弁46の内部構造は、圧
力補償弁45の出力ラインとタンクラインＴとを連通する
内部通路に、流量制御用の主弁オリフィスとして機能す
る第１絞り51と、アームシリンダ25のロッド側25b から
タンクへの戻り油に背圧を与える第２絞り52とが直列に
設けられ、この第１絞り51と第２絞り52との間から、ロ
ッド側排油ライン44をヘッド側給排ライン41に連通する
ための中間圧力通路53が引出され、この中間圧力通路53
に再生チェック弁54とロッド側からヘッド側への再生流
量を制御する第３絞り55とが設けられている。
【００３２】第１絞り51、第２絞り52および第３絞り55
は、図１に示されたノーマル位置では各々全閉である
が、本制御弁46のストロークに応じてモジュレーション
される可変絞りである。
【００３３】第３絞り55の設けられた内部通路は、再生
機能付流量制御弁46の移動によりヘッド側給排ライン41
に接続されたヘッド側連通ライン56と連通し、ヘッド側
給排ライン41の圧力が第１絞り51と第２絞り52との中間
圧力通路53の圧力より低圧の時に、この中間圧力通路53
より、再生チェック弁54、第３絞り55およびヘッド側連
通ライン56を経由して、アームシリンダ25のロッド側25
b からの戻り油の一部がヘッド側25a へ再生給油され
る。
【００３４】次に、圧力補償付き流量制御機構を説明す
ると、流量制御弁46の移動により、第１絞り51の上流側
の圧力Ｐa を一方の差圧検出ライン58a を経て圧力補償
弁45の可動弁体の一側に連通し、また、第１絞り51の下
流側の圧力Ｐb を、前記中間圧力通路53、この中間圧力
通路53から分岐された差圧検出通路57、流量制御弁46の
移動によりこの差圧検出通路57と連通する他方の差圧検
出ライン58b を経て、圧力補償弁45の可動弁体の他側に
連通する。この可動弁体の他側には、スプリング59のセ
ット荷重Ｋx が印加されている。
【００３５】そして、前記圧力補償弁45は、前記差圧検
出ライン58a ，58b を経て検出された第１絞り51の前後
の有効差圧（Ｐa −Ｐb ）が一定（＝Ｋx ／Ａ）となる
ように可動弁体を制御する。Ａは可動弁体の一方側及び
他方側の共通の受圧面積である。
【００３６】この圧力補償弁45のスプリング59に対し、
スプリング59のセット荷重Ｋx を変更することにより、
第１絞り51の前後の有効差圧（Ｐa −Ｐb ）を調整する
ためのスプリング調整機構61が設けられている。
【００３７】このスプリング調整機構61は、前記ヘッド
側連通ライン56から分岐されたヘッド圧検出ライン62を
スプリング調整シリンダ63の一端に導き、このシリンダ
63内にスプリング調整ピストン64を摺動自在に液密嵌合
し、このピストン64を前記スプリング59に当接する。
【００３８】そして、前記ピストン64により、前記ヘッ
ド側連通ライン56およびヘッド圧検出ライン62からシリ
ンダ63内に導かれたアームシリンダ25のヘッド側25a の
負荷圧を受けて、スプリング59のセット荷重Ｋx をコン
トロールする。
【００３９】前記スプリング調整シリンダ63には、ピス
トン64を作動するシリンダヘッド側負荷圧の導入ポート
65と、この導入ポート側にてピストン64を係止する位置
決め用第１ストッパ66と、反対側にてピストン64を係止
する位置決め用第２ストッパ67とが設けられている。
【００４０】そして、前記第１絞り51の前後差圧は左の
圧力補償弁45で一定にコントロールされ、その差圧の値
は、スプリング59のセット荷重をコントロールするピス
トン64、第１ストッパ66、第２ストッパ67等で決定され
る。ヘッド側25a の負荷圧が低圧であると、ピストン64
は、スプリング59で押されて第１ストッパ66に当接し、
差圧は第１ストッパ66で決る低差圧となり、ヘッド側25
a の負荷圧が一定以上の高圧であると、ピストン64は、
スプリング59に抗して第２ストッパ67に当接し、差圧は
第２ストッパ67で決る高差圧となる。
【００４１】次に、図１に示された第１実施例の作用を
説明する。
【００４２】(1) パイロット圧ライン251a，48にアーム
シリンダ伸張側パイロット圧が供給されると、アーム用
操作弁251 および再生機能付流量制御弁46が上室位置に
切換わるので、アームシリンダ25は伸張操作される。
【００４３】このアームシリンダ25の伸張操作中、ヘッ
ド側給排ライン41の圧力が中間圧力通路53の圧力より高
い場合は、ロッド側25b の作動油は、ロッド側25b の保
持圧に関係なく、逆止弁43のために全量が差圧制御用圧
力補償弁45を経由して、再生機能付流量制御弁46の第１
絞り51および第２絞り52を経てタンクラインＴへ流出
し、安定した水平均し動作が得られる。
【００４４】(2) 同上操作中、油圧ポンプ28より吐出供
給される作動油量が不足し、ヘッド側25a にボイディン
グが発生しかかると、アームシリンダ25のロッド側25b
からタンクへの戻り油の一部が第２絞り52の抵抗作用に
より背圧を持つこともあって、第１絞り51と第２絞り52
との中間部よりヘッド側給排ライン41が低圧となるの
で、ロッド側25b からタンクへの戻り油の一部が、中間
圧力通路53より再生チェック弁54、第３絞り55およびヘ
ッド側連通ライン56を経由してヘッド側給排ライン41へ
再生給油され、ボイディングの発生が防止されると共に
低圧に維持できる。この時、ヘッド圧検出ライン62によ
り取出されたシリンダヘッド側負荷圧はボイディングが
発生しない程度に低圧であるから、スプリング調整機構
61のピストン64は第１ストッパ66のポジションにあり第
１絞り51の前後の差圧（Ｐa −Ｐb）も比較的小さく制
御される。
【００４５】(3) 掘削等の重負荷状態では、アームシリ
ンダ25のヘッド側25a の負荷圧が高圧となるが（もちろ
んボイディングでない状態）、この高負荷圧がヘッド圧
検出ライン62によりピストン64に導かれ、ピストン64は
第１ストッパ66から第２ストッパ67へ移動してスプリン
グ59を押え付け、そのセット荷重Ｋx を大とするので、
第１絞り51の前後差圧（Ｐa −Ｐb ）は高差圧となる。
このとき、圧力補償弁45における開度は大となって、ア
ームシリンダ25のロッド側25b からタンクラインＴへ排
出される戻り油の流動抵抗が実質的に小となるので、戻
りラインのヒートロスが軽減され、実質的なシリンダ仕
事量を向上できるとともに、油圧源を駆動するエンジン
の燃費も改善できる。
【００４６】次に、図２は本発明に係る第２実施例を示
し、再生機能付流量制御弁46には、図１の第１実施例で
設けられていた第２絞り52がない替りに、一定の背圧を
発生させるための背圧チェック弁（一種のリリーフ弁）
71がタンクラインＴに設置されている。
【００４７】すなわち、再生機能付流量制御弁46は、ア
ーム用操作弁251 をアームシリンダ伸張側へ作動するパ
イロット圧により移動して圧力補償弁45の出力ラインと
タンクラインＴとを連通する内部通路に流量制御用の第
１絞り51が設けられ、この第１絞り51よりタンクライン
側の内部通路から中間圧力通路53が引出され、この中間
圧力通路53に再生チェック弁54および第３絞り55が設け
られ、この再生チェック弁54および第３絞り55の設けら
れた内部通路が、前記アームシリンダ伸張側パイロット
圧により移動して、ヘッド側給排ライン41に接続された
ヘッド側連通ライン56と連通される。
【００４８】さらに、前記タンクラインＴに、アームシ
リンダ25のロッド側25b からの戻り油に背圧を与える背
圧チェック弁71が設けられている。この背圧チェック弁
71は、逆止弁体を弁座に押付けるスプリングのセット荷
重により戻り油の背圧を設定する。なお、他の構造は図
１の第１実施例と同様であるから同一符号を付してその
説明を省略する。
【００４９】この第２実施例の作用を説明すると、代替
の背圧チェック弁71により戻り油に一定の抵抗圧力（背
圧）を発生させる。これにより、中間圧力通路53の圧力
が、背圧チェック弁71の開口圧より高く、かつヘッド側
給排ライン41の圧力より高ければ、ロッド側25b からの
戻り油の一部が、中間圧力通路53から再生チェック弁5
4、第３絞り55およびヘッド側連通ライン56を経てヘッ
ド側25a へ再生供給される。
【００５０】また、中間圧力通路53の圧力が背圧チェッ
ク弁71の開口圧より低く、かつヘッド側給排ライン41の
圧力より高ければ、ロッド側25b からの戻り油の全て
が、上記のようにヘッド側25a へ再生供給され、効率が
よい。
【００５１】次に、図３は本発明に係る第３実施例を示
し、第１実施例および第２実施例のヘッド圧検出ライン
62に替えて、第１絞り51の前後差圧を制御する圧力補償
弁45のスプリング調整シリンダ63にスプリング調整シグ
ナル圧を導入する手段として、シリンダヘッド側負荷圧
またはエンジン回転数等を入力信号とする外部コントロ
ーラ81にてパイロットシグナル圧を生成し、このシグナ
ル圧を導入ライン82によりスプリング調整シリンダ63の
導入ポート65へ導くようにした例である。なお、他の構
造は図１の第１実施例と同様であるから同一符号を付し
てその説明を省略する。
【００５２】この第３実施例の外部コントローラ81は、
アームシリンダ25のロッド側25b からの戻り油の負荷圧
補償される油量を、アームシリンダ25のヘッド側25a の
圧力、または油圧ポンプ28を駆動するエンジン27（図
５）の回転数等に応じてフレキシブルにコントロールす
ることが可能である。
【００５３】最後に、図４は本発明に係る第４実施例を
示し、第１実施例乃至第３実施例では再生機能付流量制
御弁46に内蔵されていた再生チェック弁54を、この実施
例では再生機能付流量制御弁46の外部に取出して、ヘッ
ド側連通ライン56中であってヘッド圧検出ライン62の分
岐点より流量制御弁46側に設ける。この場合、弁46はコ
ンパクトとなって、機能上は同様の作用が得られる。な
お、他の構造は図１の第１実施例と同様であるから同一
符号を付してその説明を省略する。
【００５４】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、油圧シ
ョベル等のアームシリンダのロッド側からタンクへの戻
りラインに、再生機能付流量制御弁の絞りおよび圧力補
償弁によって負荷圧補償流量制御機能を設けたから、ロ
ッド側保持圧の変動に影響されない一定の戻り流量を確
保でき、アームシリンダのロッド伸張動作による水平均
し作業の作業性を改善できる。また、シリンダヘッド側
負荷圧が一定値以下、特にボイディングに近い状態とな
ると、再生機能付流量制御弁の内部通路によりアームシ
リンダのロッド側からタンクへの戻り油の一部または全
部をヘッド側へ再生供給して、前記ボイディングを防止
することができる。さらに、シリンダヘッド側負荷圧が
一定値以上の高圧掘削状態では、その状態をスプリング
調整機構により検出して圧力補償弁のスプリングセット
荷重を変化させることにより、圧力補償弁における戻り
ラインの高抵抗を解除して、重負荷作業時のシリンダ仕
事量を向上できるとともに、この油圧駆動源の燃費を改
善できる。
【００５５】請求項２に記載の発明によれば、再生機能
付流量制御弁の第１絞りと圧力補償弁とにより、アーム
シリンダのロッド側からタンクへの戻り油流量を負荷圧
補償でき、ロッド側保持圧の変化に影響されない安定し
たアームシリンダ伸張動作により水平均し作業の作業性
を改善できる。また、シリンダヘッド側負荷圧がボイデ
ィングに近い状態に低下すると、第２絞りにてタンクへ
の戻り油に与えられた背圧により、タンクへの戻り油を
ヘッド側へ再生供給して、シリンダヘッド側のボイディ
ングを防止できる。
【００５６】請求項３に記載の発明によれば、タンクラ
インに背圧チェック弁を設けたから、その分、再生機能
付流量制御弁の構造を簡単にすることができる。
【００５７】請求項４に記載の発明によれば、外部コン
トローラによりアームシリンダのヘッド側負荷圧等を処
理した上で、スプリング調整機構を介しアームシリンダ
のロッド側戻り油の負荷圧補償油量をフレキシブルにコ
ントロールすることが可能である。
【００５８】請求項５に記載の発明によれば、再生チェ
ック弁をヘッド側連通ラインに設けたから、その分、再
生機能付流量制御弁内の構造を簡単にすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシリンダ制御回路の第１実施例を
示す油圧回路図である。
【図２】同上シリンダ制御回路の第２実施例を示す油圧
回路図である。
【図３】同上シリンダ制御回路の第３実施例を示す油圧
回路図である。
【図４】同上シリンダ制御回路の第４実施例を示す油圧
回路図である。
【図５】従来の建設機械のシリンダ制御回路を示す油圧
回路図である。
【図６】（Ａ）は油圧ショベルのフロントリンケージを
フルリーチ状態とした場合の説明図、（Ｂ）はそのリン
ケージを水平均し動作した場合の説明図である。
【符号の説明】
16 アーム 25 アームシリンダ 25a ヘッド側 25b ロッド側 251 アーム用操作弁 28 油圧ポンプ 41 ヘッド側給排ライン 42 ロッド側給油ライン 43 逆止弁 44 ロッド側排油ライン 45 圧力補償弁 46 再生機能付流量制御弁 51 第１絞り 52 第２絞り 53 中間圧力通路 54 再生チェック弁 55 第３絞り 56 ヘッド側連通ライン 59 スプリング 61 スプリング調整機構 71 背圧チェック弁 81 外部コントローラ Ｔ タンクライン

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 油圧ポンプおよびタンクと、ショベルの
    アームを作動するアームシリンダとの間に設けられたア
    ーム用操作弁によって、アームシリンダのヘッド側およ
    びロッド側に作動油を給排制御する建設機械のシリンダ
    制御回路において、 アームシリンダのロッド側に逆止弁を介し作動油を供給
    するロッド側供給ラインより分岐され、アームシリンダ
    のロッド側からタンクラインへ戻り油を導くロッド側排
    油ラインと、 このロッド側排油ラインに設けられ、アームシリンダの
    ロッド側からタンクラインへの戻り流量を絞りにより規
    制するとともに、ロッド側からタンクラインへの戻り油
    の一部または全部をヘッド側給排ラインに再生供給する
    再生機能付流量制御弁と、 ロッド側排油ラインにて再生機能付流量制御弁よりアー
    ムシリンダ側に設けられ、再生機能付流量制御弁の絞り
    の前後の差圧をスプリングにより制御する差圧制御用の
    圧力補償弁と、 この圧力補償弁のスプリングに対し設けられ、アームシ
    リンダのヘッド側負荷圧により直接または間接的にスプ
    リングのセット荷重を調整するスプリング調整機構とを
    具備したことを特徴とする建設機械のシリンダ制御回
    路。
  2. 【請求項２】 再生機能付流量制御弁は、アーム用操作
    弁をアームシリンダ伸張側へ作動するパイロット圧によ
    り移動して圧力補償弁の出力ラインとタンクラインとを
    連通する内部通路に、流量制御用の第１絞りと、アーム
    シリンダのロッド側からタンクラインへの戻り油に背圧
    を与える第２絞りとが直列に設けられ、この第１絞りと
    第２絞りとの間から中間圧力通路が引出され、この中間
    圧力通路に再生チェック弁および第３絞りが設けられ、
    この再生チェック弁および第３絞りの設けられた内部通
    路が、前記アームシリンダ伸張側パイロット圧により移
    動して、ヘッド側給排ラインに接続されたヘッド側連通
    ラインと連通されることを特徴とする請求項１記載の建
    設機械のシリンダ制御回路。
  3. 【請求項３】 再生機能付流量制御弁は、アーム用操作
    弁をアームシリンダ伸張側へ作動するパイロット圧によ
    り移動して圧力補償弁の出力ラインとタンクラインとを
    連通する内部通路に流量制御用の第１絞りが設けられ、
    この第１絞りよりタンクライン側の内部通路から中間圧
    力通路が引出され、この中間圧力通路に再生チェック弁
    および第３絞りが設けられ、この再生チェック弁および
    第３絞りの設けられた内部通路が、前記アームシリンダ
    伸張側パイロット圧により移動して、ヘッド側給排ライ
    ンに接続されたヘッド側連通ラインと連通され、前記タ
    ンクラインに、アームシリンダのロッド側からの戻り油
    に背圧を与える背圧チェック弁が設けられたことを特徴
    とする請求項１記載の建設機械のシリンダ制御回路。
  4. 【請求項４】 スプリング調整機構に対し、アームシリ
    ンダのヘッド側負荷圧等に基づくパイロットシグナルを
    間接的に供給する外部コントローラが設けられたことを
    特徴とする請求項１記載の建設機械のシリンダ制御回
    路。
  5. 【請求項５】 再生チェック弁が外部のヘッド側連通ラ
    インに設けられたことを特徴とする請求項２記載の建設
    機械のシリンダ制御回路。
JP6101198A 1994-05-16 1994-05-16 建設機械のシリンダ制御回路 Expired - Fee Related JP3009822B2 (ja)

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