JPH08219121A - 油圧再生装置 - Google Patents

油圧再生装置

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Publication number
JPH08219121A
JPH08219121A JP2680195A JP2680195A JPH08219121A JP H08219121 A JPH08219121 A JP H08219121A JP 2680195 A JP2680195 A JP 2680195A JP 2680195 A JP2680195 A JP 2680195A JP H08219121 A JPH08219121 A JP H08219121A
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JP
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pressure
hydraulic
flow rate
control valve
valve
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Application number
JP2680195A
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English (en)
Inventor
Tsuyoshi Nakamura
剛志 中村
Toichi Hirata
東一 平田
Genroku Sugiyama
玄六 杉山
Tsukasa Toyooka
司 豊岡
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】油圧再生装置において、特定のアクチュエータ
に必要以上に圧油が供給されず適切なアクチュエータの
スピードが保て、かつ他のアクチュエータに圧油を回す
ことができるようにする。 【構成】メータアウト側管路12に再生切換弁6を、再
生ライン14にチェック弁7を設けるとともに、フィー
ダライン10Dに油圧ポンプ1から方向切換弁2のポン
プポート24に供給される圧油の流量を制御する流量制
御弁300を設け、再生切換弁6及び流量制御弁300
のパイロット切換弁51の油圧駆動部6a,51dにパ
イロットライン13,301を介してポンプポート24
の圧力をパイロット圧力として導き、ポンプポートの圧
力に応じた再生圧力を得るとともに、再生流量が増大す
ると油圧ポンプ1から方向切換弁2のポンプポート24
に供給される圧油の流量を減少させるよう流量制御弁3
00を作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば油圧ショベルの
ブーム、アーム、バケットのような作業体を駆動する
際、油圧アクチュエータから吐出されタンクへ戻される
作動油の油圧力を作業体の速度向上のために再利用する
油圧再生装置に係り、特に、複合操作性を向上できる油
圧再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の油圧駆動装置に備えられる油圧再
生装置としては、例えば特公平3−117704号公報
に記載のものがある。この油圧再生装置は、油圧ポンプ
から供給される圧油によって作動する複数のアクチュエ
ータと、油圧ポンプと複数のアクチュエータとの間にそ
れぞれ設けられ対応するアクチュエータに供給される圧
油の流れを制御する複数の方向切換弁とを備えた油圧駆
動装置に設けられ、複数の方向切換弁のうちの少なくと
も1つの特定の方向切換弁のタンクポートをタンクに連
絡する第1ライン(メータアウト側管路)と油圧ポンプ
を方向切換弁のポンプポートに連絡する第2ライン(メ
ータイン側管路)とを連絡する第3ライン(再生ライ
ン)と、この第3ラインに設けられ、第1ラインから第
2ラインへ向かう圧油の流れのみを許すチェック弁と、
第1ラインに設けられ、この第1ラインに再生圧力を発
生させる再生切換弁とを備え、再生切換弁が作動し再生
圧力が第2ラインの圧力よりも高くなると方向切換弁の
タンクポートから流出する戻り油の少なくとも一部を再
生流量として、第3ライン及びチェック弁を介して第1
ラインに供給する構成となっている。
【0003】特定の方向切換弁をこれに対応するアクチ
ュエータである油圧シリンダの伸長方向に操作すると、
油圧ポンプからの圧油は第1ライン、方向切換弁を通り
油圧シリンダのボトム側油室に導かれる。一方、油圧シ
リンダの動作に伴いロッド側油室から吐出される圧油は
方向切換弁に流入し、第1ラインを通り、再生切換弁の
可変絞りを介しタンクへと導かれる。その際、油圧シリ
ンダの負荷が小さいときは、再生切換弁のスプールが閉
位置または絞り位置に保持されるため、第1ラインには
絞り量に応じた圧力が発生し、この圧力が第2ラインの
圧力よりも高くなったとき、方向切換弁から第1ライン
に流出する戻り油の一部は第3ライン及びチェック弁を
介して第2ラインに流れて再生され、油圧ポンプからの
圧油に合流して方向切換弁に供給される。これによっ
て、油圧シリンダのボトム側油室に供給される圧油の流
量が第1ラインから流れ込んだ再生流量分だけ増加し、
その分油圧シリンダの移動速度が速くなる。
【0004】油圧シリンダの負荷が大きくなると再生切
換弁のスプールが開弁方向に動き、第1ラインの圧力が
低下し、第2ラインの圧力は第1ラインの圧力よりも高
くなり、チェック弁は閉じたままとなり、大きな負荷に
対して油圧シリンダの駆動力を確保することができる。
【0005】このように上記従来技術によれば、油圧シ
リンダの負荷が小さいときは、油圧シリンダからタンク
へと戻される圧油の少なくとも一部を再生し、油圧シリ
ンダを駆動するために使用するため、油圧シリンダの移
動速度を速めることができ、これによって作業効率を向
上させることができる。また、油圧シリンダの負荷が大
きくなると、油圧シリンダの駆動力も大きくなり、負荷
を確実に駆動することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、第1ラインであるメータアウト側管路に設
けた再生切換弁のみを用いる構成であるため、次のよう
な問題があった。
【0007】油圧再生装置で再生が行われるのは、特定
の油圧アクチュエータの負荷が小さい時であり、この
時、特定の油圧アクチュエータの負荷が小さくなればな
るほど再生量が多くなり、油圧ポンプの吐出圧力も低く
なるため、油圧ポンプの吐出油のほぼ全量が特定のアク
チュエータに供給されるようになる。このため、特定の
アクチュエータには必要以上に圧油が供給されアクチュ
エータのスピードが上がり過ぎることになるとともに、
他の高負荷のアクチュエータを同時に駆動する複合操作
では他のアクチュエータに圧油が供給されなくなり、適
切な複合操作ができなくなる。
【0008】本発明の目的は、特定のアクチュエータに
必要以上に圧油が供給されず適切なアクチュエータのス
ピードが保て、かつ他のアクチュエータに圧油を回すこ
とのできる油圧再生装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次の構成を採用する。すなわち、油圧ポン
プと、前記油圧ポンプから供給される圧油によって作動
する複数のアクチュエータと、前記油圧ポンプと前記複
数のアクチュエータとの間にそれぞれ設けられ対応する
アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する複数
の方向切換弁とを備えた油圧駆動装置に設けられ、前記
複数の方向切換弁のうちの少なくとも1つの特定の方向
切換弁のタンクポートをタンクに連絡する第1ラインと
前記油圧ポンプを前記方向切換弁のポンプポートに連絡
する第2ラインとを連絡する第3ラインと、前記第3ラ
インに設けられ、第1ラインから第2ラインへ向かう圧
油の流れのみを許すチェック弁と、前記第1ラインに設
けられ、前記第1ラインに再生圧力を発生させる圧力発
生手段とを備え、前記再生圧力が前記第2ラインの圧力
よりも高くなると前記方向切換弁のタンクポートから流
出する戻り油の少なくとも一部を再生流量として、前記
第3ライン及びチェック弁を介して前記第2ラインに供
給する油圧再生装置において、前記第2ラインに設けら
れ、前記油圧ポンプから前記方向切換弁のポンプポート
に供給される圧油の流量を制御する補助流量制御弁手段
と、前記特定の方向切換弁に対応する油圧アクチュエー
タの挙動に関連する少なくとも1つの状態量に応じた再
生圧力が得られるよう前記圧力発生手段を作動させると
ともに、前記第1ラインから前記第2ラインに供給され
る再生流量が増大すると前記油圧ポンプから前記方向切
換弁のポンプポートに供給される圧油の流量を減少させ
るよう前記圧力発生手段に同期して前記補助流量制御弁
手段を作動させる同期作動手段とを備える構成とする。
【0010】前記同期作動手段は、例えば、前記方向切
換弁のポンプポートの圧力を前記圧力発生手段及び補助
流量制御弁手段に第1及び第2パイロット圧力として伝
える第1及び第2パイロットラインで構成することがで
きる。
【0011】また、前記同期作動手段は、前記特定の方
向切換弁に対応する油圧アクチュエータの挙動に関連す
る少なくとも1つの状態量を検出する第1検出手段と、
前記第1検出手段の信号を入力しその値に応じた第1及
び第2駆動信号を演算する制御手段とを含み、前記圧力
発生手段及び補助流量制御弁手段はそれぞれ前記第1及
び第2駆動信号により作動する構成であってもよい。こ
の場合、前記制御手段は、好ましくは、前記第1検出手
段の信号から前記第1駆動信号を演算する手段と、前記
第1駆動信号から前記第2駆動信号を演算する手段とを
含む。
【0012】また、前記第1検出手段は、好ましくは、
前記状態量として前記アクチュエータの挙動によって変
化する油圧駆動装置の回路圧力を検出する手段を含み、
前記回路圧力は前記油圧ポンプの吐出圧力であってもよ
いし、前記特定の方向切換弁に対応する油圧アクチュエ
ータの負荷圧力であってもよい。
【0013】また、前記第1検出手段は、前記状態量と
して前記特定の方向切換弁に付与される油圧アクチュエ
ータの作動指令信号を検出する手段を含む構成であって
もよい。
【0014】更に、好ましくは、前記第1検出手段は前
記状態量の1つとして前記アクチュエータの挙動によっ
て変化する油圧駆動装置の回路圧力を検出する手段と、
前記状態量の他の1つとして特定の方向切換弁に付与さ
れる油圧アクチュエータの作動指令信号を検出する手段
を含み、前記制御手段は前記回路圧力に応じた駆動信号
を演算する手段と、前記作動指令信号に応じた駆動信号
を演算する手段と、前記駆動信号のうち小さい方を選択
し、この選択した駆動信号から前記第1及び第2駆動信
号を生成する手段とを含む構成とする。
【0015】また、好ましくは、上記油圧再生装置は、
前記特定の方向切換弁以外の方向切換弁に付与される油
圧アクチュエータの作動指令信号を検出する第2検出手
段を更に含み、前記制御手段は前記第2検出手段の信号
が所定レベルより小さいときは前記第1及び第2駆動信
号をほぼ0とし、第2検出手段の信号が所定レベルを越
えると前記第1及び第2駆動信号を前記第1検出手段の
信号に応じた値とする手段を含む。
【0016】上記第1及び第2検出手段が方向切換弁に
付与される油圧アクチュエータの作動指令信号を検出す
る場合、好ましくは、前記複数の方向切換弁がパイロッ
ト式切換弁であり、前記作動指令信号が前記方向切換弁
の対応するものに付与されるパイロット圧力である。
【0017】更に、好ましくは、前記圧力発生手段及び
補助流量制御弁手段はそれぞれ第1及び第2のパイロッ
ト圧力により作動するパイロット操作弁であり、前記制
御手段は、前記第1及び第2駆動信号を前記第1及び第
2パイロット圧力に変換し前記圧力発生手段及び補助流
量制御弁手段に出力する第1及び第2電気・油圧変換手
段を更に含む構成とする。
【0018】また、好ましくは、前記制御手段はオン・
オフ信号を出力する第1操作手段と、前記オン・オフ信
号に応じて前記第1及び第2駆動信号を出力するか否か
を切換えるスイッチ手段とを更に含む構成とする。
【0019】また、前記制御手段は、前記第1検出手段
によって検出される状態量と駆動信号との複数の関係を
記憶した記憶手段と、選択信号を出力する第2操作手段
と、前記選択信号に応じて前記記憶手段に記憶された複
数の関係の1つを選択し、この選択した関係から前記検
出手段の信号の値に対応する駆動信号を読み出す手段
と、この読み出された駆動信号から前記第1及び第2駆
動信号を生成する手段とを含む構成とすることが望まし
い。
【0020】更に、前記圧力発生手段は可変絞りであっ
てもよく、また可変リリーフ弁であってもよい。
【0021】また、前記補助流量制御弁手段はシート弁
とパイロット切換弁との組み合わせであってもよく、ま
たスプール弁であってもよい。
【0022】
【作用】次に、以上のように構成した本発明の作用を説
明する。
【0023】本発明が係わる油圧駆動装置において、方
向切換弁を操作すると、方向切換弁に対応する油圧アク
チュエータに圧油が供給され、油圧アクチュエータから
排出される圧油は方向切換弁に流入し、第1ライン及び
圧力発生手段を介してタンクへと排出され、これによる
当該油圧アクチュエータが駆動される。このような油圧
アクチュエータの駆動に際して、同期作動手段は圧力発
生手段を作動させ、第1ラインに特定の方向切換弁に対
応する油圧アクチュエータの挙動に関連する少なくとも
1つの状態量に応じた再生圧力が発生する。そして、こ
の圧力が方向切換弁のポンプポートの圧力よりも高くな
ると、方向切換弁のタンクポートから流出する戻り油の
少なくとも一部は第3ライン及びチェック弁を介して第
2ラインに流入し、これが再生流量として油圧ポンプか
らの圧油に合流して方向切換弁のポンプポートに供給さ
れる。これによって、油圧アクチュエータに供給される
圧油の流量が再生流量分だけ増加し、その分油圧アクチ
ュエータの移動速度が速くなる。
【0024】一方、この時、同期作動手段は第1ライン
から第2ラインに供給される再生流量が増大すると油圧
ポンプから方向切換弁のポンプポートに供給される圧油
の流量を減少させるよう圧力発生手段に同期して補助流
量制御弁手段を作動させる。このため、特定の油圧アク
チュエータが再生を行っていても当該油圧アクチュエー
タのスピードが上がりすぎることがなく、適切なスピー
ドを保つことができるとともに、他の油圧アクチュエー
タにも油圧ポンプ1からの圧油を十分に回すことができ
る。
【0025】同期作動手段を第1及び第2パイロットラ
インで構成することにより、油圧的に簡単な構成で上記
作用が得られる。
【0026】同期作動手段を、上記状態量を検出する第
1検出手段と、第1及び第2駆動信号を演算する制御手
段とで構成し、その第1及び第2駆動信号により圧力発
生手段と補助流量制御弁手段を作動させることにより、
電気油圧的に圧力発生手段及び補助流量制御弁手段を制
御し、上記作用が得られる。
【0027】制御手段において、第1検出手段の信号か
ら第1駆動信号を演算し、この第1駆動信号から第2駆
動信号を演算し、この第1及び第2駆動信号により圧力
発生手段と補助流量制御弁手段を作動させることによ
り、補助流量制御弁手段は圧力発生手段に同期して作動
する。
【0028】第1検出手段で状態量として油圧駆動装置
の回路圧力を検出することにより、アクチュエータの負
荷状態に応じた再生流量の制御が行える。
【0029】第1検出手段で回路圧力として油圧ポンプ
の吐出圧力を検出することにより、複数の油圧アクチュ
エータに対して油圧再生装置を設ける場合は、1つの圧
力検出器を共用できる。
【0030】第1検出手段で回路圧力として特定の方向
切換弁に対応する油圧アクチュエータの負荷圧力を検出
することにより、方向切換弁を中立位置から切換えたと
きに急激に再生流量が変動することがなく、かつ他のア
クチュエータの負荷圧力に影響されずに再生流量の制御
が行える。
【0031】第1検出手段で状態量として特定の方向切
換弁に付与される油圧アクチュエータの作動指令信号を
検出することにより、要求流量に応じた再生流量の制御
が行える。
【0032】第1検出手段で回路圧力に加え上記作動指
令信号を検出し、制御手段において回路圧力に応じた駆
動信号と作動指令信号に応じた駆動信号のうち小さい方
を選択し、この選択した駆動信号から第1及び第2駆動
信号を生成することにより、第1及び第2の駆動信号の
上限が作動指令信号から演算される駆動信号によって制
限されるので、再生流量とメータイン流量の急激な変化
を回避でき、これに伴い特定の方向切換弁に係わるアク
チュエータの急激な速度変化を抑えるだけでなく、複合
動作で他のアクチュエータの速度も急激に変化すること
がなく、操作性を向上できる。また、回路圧力から演算
した駆動信号と作動指令信号から演算した駆動信号のう
ちの小さい方が選択されるので、特定の方向切換弁に係
わるアクチュエータの操作レバー装置を大きく操作した
ときには必要が再生流量が供給され、所望の速度で当該
アクチュエータを動かすことができ、操作レバー装置を
少なく操作したときには再生流量も少なくなり、微操作
性を向上できる。
【0033】第2検出手段で特定の方向切換弁以外の方
向切換弁に付与される油圧アクチュエータの作動指令信
号を検出し、制御手段において、第2検出手段の信号が
所定レベルより小さいときは第1及び第2駆動信号をほ
ぼ0とし、第2検出手段の信号が所定レベルを越えると
第1及び第2駆動信号を第1検出手段の信号に応じた値
とすることにより、特定の方向切換弁以外の方向切換弁
に付与される油圧アクチュエータの作動指令信号が発生
していないときは、第1及び第2駆動信号はほぼ0とな
るので、複合操作においてのみ上記の再生流量による速
度制御を行い、単独操作では再生のない通常の流量制御
が行える。
【0034】第1操作手段でオン・オフ信号を出力し、
スイッチ手段でこれに応じて第1及び第2駆動信号を出
力するか否かを切換えることにより、再生が不要なとき
は再生を解除し、通常の流量制御が行える。
【0035】記憶手段に状態量と駆動信号との複数の関
係を記憶しておき、第2操作手段からの選択信号に応じ
て複数の関係の1つを選択し、この選択した関係から駆
動信号を読み出し第1及び第2駆動信号を生成すること
により、記憶装置に記憶されている複数の関係のうちの
最適のものを選択し、最適な再生特性を設定することが
できる。
【0036】
【実施例】以下、図を用い本発明の実施例を説明する。
なお、これらの実施例は、図示しない油圧ショベルの油
圧回路に適用したものである。
【0037】第1の実施例 本発明の第1の実施例を図1〜図10により説明する。
【0038】図1において、レギュレータ1Aによって
押しのけ容積が制御される可変容量型の油圧ポンプ1
と、油圧ポンプ1から吐出される圧油によって作動する
複数の油圧アクチュエータ4,5と、油圧ポンプ1と複
数の油圧アクチュエータ4,5との間にそれぞれ設けら
れ対応するアクチュエータに供給される圧油の流れを制
御する複数の方向切換弁2,3とで油圧ショベルの油圧
駆動装置が構成されている。
【0039】油圧アクチュエータ4は例えば油圧ショベ
ルの図示しないアームを駆動する油圧シリンダ(以下、
アームシリンダという)であり、アクチュエータ5は例
えば油圧ショベルの図示しないブームを駆動する油圧シ
リンダ(以下、ブームシリンダという)である。これら
油圧アクチュエータ4,5は方向切換弁2,3のアクチ
ュエータポート21,22及び31,32にそれぞれ接
続されている。
【0040】方向切換弁2,3はセンターバイパスタイ
プの弁であり、方向切換弁2,3のセンターバイパスポ
ートは油圧ポンプ1の吐出管路10Aとタンク9とを連
絡するセンターバイパスライン10Bに直列に接続され
ている。また、方向切換弁2のポンプポート24はバイ
パスライン10C及びフィーダライン10Dを介して吐
出管路10Aに接続され、方向切換弁3のポンプポート
34はバイパスライン10C及びフィーダライン30を
介して吐出管路10Aに接続され、結果として方向切換
弁2,3のポンプポート24,34はバイパスライン1
0Cを介して油圧ポンプ1にパラレルに接続されてい
る。また、フィーダライン10Dにはポンプポート24
からバイパスライン10Cへの圧油の逆流を防止するた
めのチェック弁8が設置されている。ここで、吐出管路
10A、バイパスライン10C及びフィーダライン10
Dは油圧ポンプ1を方向切換弁2のポンプポート24に
連絡するメータイン側管路を構成する。
【0041】一方、方向切換弁2,3のタンクポート2
3,33はメータアウト側管路12,22を介してタン
ク9に接続されている。
【0042】以上のように構成された油圧駆動装置に本
実施例の油圧再生装置が設けられている。この油圧再生
装置は、方向切換弁2のメータアウト側管路12と方向
切換弁2のメータイン側管路の一部であるフィーダライ
ン10Dとを連絡する再生ライン14と、この再生ライ
ン14に設けられ、メータアウト側管路12からフィー
ダライン10Dへ向かう圧油の流れのみを許すチェック
弁7と、メータアウト側管路12に設けられ、メータア
ウト側管路12に再生圧力を発生させる圧力発生手段と
して機能する再生切換弁6とを備え、メータアウト側管
路12の再生圧力がフィーダライン10Dの圧力よりも
高くなると方向切換弁2のタンクポート23から流出す
る戻り油の少なくとも一部が再生流量として、再生ライ
ン14及びチェック弁7を介してフィーダライン10D
に供給される。
【0043】再生切換弁6は、可変絞り6aを形成した
スプール6bと、スプール6bを絞り方向に付勢するば
ね6cと、アームシリンダ4の挙動に関連する状態量で
ある方向切換弁2のポンプポート24の圧力がパイロッ
ト圧力としてパイロットライン13を介して導かれ、ス
プール6bを開弁方向に駆動する油圧駆動部6dとを有
し、油圧駆動部6dに導入されたパイロット圧力とばね
6cの付勢力とが釣り合う位置で可変絞り6aの開口面
積(絞り量)が設定される。
【0044】また、本実施例の油圧再生装置は、方向切
換弁2のフィーダライン10Dに設けられ、油圧ポンプ
1から方向切換弁2のポンプポート24に供給される圧
油の流量を制御するシート弁タイプの流量制御弁300
と、流量制御弁300に方向切換弁2のポンプポート2
4の圧力をパイロット圧力として導くパイロットライン
301とを備えている。
【0045】シート弁タイプの流量制御弁300は、図
2に拡大して示すように、フィーダライン10Dに配置
されたシート弁50と、シート弁50の通過流量を制御
するパイロット切換弁51とを有し、パイロット切換弁
51はパイロットライン504に設置されている。シー
ト弁50はハウジング600内を図示上下方向に移動可
能なシート弁体502を有し、シート弁体502とハウ
ジング600のシート部601との間にシート弁体50
2の移動量に応じて開口面積を変化させる可変絞り50
1を形成している。また、シート弁体502の背面側端
部とハウジング600との間にはシート弁体502に閉
弁方向の制御力を付与する背圧室614が形成されると
ともに、シート弁体502の外周面に内部通路623を
介してバイパスライン10Cに連通するパイロット流れ
溝624が形成され、このパイロット流れ溝624とハ
ウジング600のランド部625との間にシート弁体5
02の移動量に応じて開口面積を変化させる制御可変絞
り503が形成されている。パイロットライン504の
一端は背圧室614に連絡し、他端はフィーダライン1
0Dに連絡している。更に、シート弁体502の内部通
路623には、バイパスライン10Cから背圧室507
に向かう圧油の流れは許し、逆方向の圧油の流れは阻止
するロードチェック弁としての逆止弁506が設置され
ている。
【0046】パイロット切換弁51は可変絞り51aを
形成したスプール51bと、スプール51bを絞り方向
に付勢するばね51cと、アームシリンダ4の挙動に関
連する状態量である方向切換弁2のポンプポート24の
圧力がパイロット圧力としてパイロットライン301を
介して導かれ、スプール51bを開弁方向に駆動する油
圧駆動部51dとを有し、油圧駆動部51dに導入され
た圧力とばね51cの付勢力とが釣り合う位置で可変絞
り51aの開口面積(絞り量)が設定される。ここで、
ばね51cの特性は再生切換弁6のばね6cと同じ押付
け力が得られるように設定されている。
【0047】以上のような弁構造において、シート弁タ
イプの流量制御弁300は特開昭58−501781号
公報に記載の原理により作動する。すなわち、シート弁
50の可変絞り501の開口面積はシート弁体502の
移動量(ストローク)に応じて変化し、シート弁体50
2の移動量は制御可変絞り503を通過するパイロット
流量に応じて決まる。また、そのパイロット流量はパイ
ロット切換弁51の可変絞り51aの開口面積で決ま
る。その結果として、シート弁体502の可変絞り50
1を介してバイパスライン10Cからフィーダライン1
0Dへと流出するメイン流量はそのパイロット流量に比
例し、メイン流量はパイロット切換弁51の可変絞り5
1aの開口面積で決定される。
【0048】また、パイロット切換弁51の可変絞り5
1aの開口面積はパイロットライン301を介して導か
れるパイロット圧力(方向切換弁2のポンプポート24
の圧力)に応じて変化するよう制御される。
【0049】以上によりシート弁500はパイロット切
換弁51との組み合わせで、パイロット切換弁51に与
えられるパイロットライン301のパイロット圧力に応
じてバイパスライン10Cからフィーダライン10Dへ
と流れる圧油の流量が制御される。
【0050】再生切換弁6の動作特性を図3〜図6に示
す。再生切換弁6において、スプール6bのストローク
量xは、図3に示すように油圧駆動部6dに導入される
ポンプポート24の圧力Pzとほぼ比例関係にあり、可
変絞り6aの開口面積arは、図4に示すようにスプー
ル6bのストローク量xが増加するにしたがって増加す
るように設定されている。また、可変絞り6aの前後差
圧ΔPがΔPoで一定であれば、可変絞り6aを通過す
る圧油の流量(タンク流出流量)Qoは可変絞り6aの
開口面積arにほぼ比例するため、ポンプポート24の
圧力Pzと可変絞り6aを通過する圧油の流量(タンク
流出流量)Qoとは、図5に示すようにポンプポート2
4の圧力Pzが増加するにしたがって流出流量Qoが増
加する関係となる。このとき、再生ライン14及びチェ
ック弁7を介してメータイン側のフィーダライン10D
へと流れる再生流量Qrは、図6に示すようにポンプポ
ート24の圧力Pzが増加するにしたがって再生流量Q
rが減少する関係となる。
【0051】流量制御弁300の動作特性を図7〜図9
に示す。流量制御弁300のパイロット切換弁51にお
いては、スプール51bのストローク量yは、図7に示
すように油圧駆動部51dに導入されるポンプポート2
4の圧力Pzとほぼ比例関係にあり、可変絞り51aの
開口面積amは、図8に示すようにスプール51bのス
トローク量yが増加するにしたがって増加するように設
定されている。また、可変絞り51aの前後差圧ΔPが
ΔPoで一定であれば、可変絞り51aを通過する圧油
の流量(パイロット流量)qsは可変絞り51aの開口
面積amにほぼ比例するため、ポンプポート24の圧力
Pzと可変絞り51aを通過する圧油の流量(パイロッ
ト流量)qsとは、図9に示すようにポンプポート24
の圧力Pzが増加するにしたがってパイロット流量qs
が増加する関係となる。
【0052】また、流量制御弁300のシート弁50に
おいては、前述したパイロット切換弁51との動作関係
より、ポンプポート圧力Pzとシート弁体502のスト
ローク量Yとの関係、シート弁体502のストローク量
Yと可変絞り501の開口面積Amとの関係、ポンプポ
ート圧力Pzと可変絞り501を通過する圧油の流量
(メイン流量)Qsとの関係は図7、図8及び図9に示
すようにパイロット切換弁51と同様な特性となり、流
量制御弁300を通過する油圧ポンプ1からの全メータ
インの供給流量(ポンプ供給流量)Qvは、同じく図9
に示すようにポンプポート圧力Pzが増加するにしたが
って増加する関係となる。
【0053】以上において、メータアウト側管路12を
第1ライン、フィーダライン10Dを第2ライン、再生
ライン14を第3ラインと呼ぶとき、流量制御弁300
は、第2ライン10Dに設けられ、油圧ポンプ1から方
向切換弁2のポンプポート24に供給される圧油の流量
を制御する補助流量制御弁手段を構成し、パイロットラ
イン13,301は、アームシリンダ4の挙動に関連す
る少なくとも1つの状態量である方向切換弁2のポンプ
ポートの圧力Pzに応じた再生圧力が得られるよう再生
切換弁(圧力発生手段)6を作動させるとともに、第1
ライン12から第2ライン10Dに供給される再生流量
が増大すると油圧ポンプ1から方向切換弁2のポンプポ
ート24に供給される圧油の流量を減少させるよう再生
切換弁6に同期して補助流量制御弁手段300を作動さ
せる同期作動手段を構成する。
【0054】この第1の実施例は以上のように構成され
ており、例えば操作レバー装置2Aを操作してパイロッ
ト圧力Pia1を発生させ、方向切換弁2が2aの位置
に切換えられると、油圧ポンプ1からの圧油は吐出管路
10A、バイパスライン10C、流量制御弁300、フ
ィーダライン10D及びチェック弁8を介しポンプポー
ト24を経て方向切換弁2に流入し、アクチュエータポ
ート22を通り、アームシリンダ4のボトム側油室4a
に供給される。これによりアームシリンダ4はロッドの
伸長方向に駆動される。一方、アームシリンダ4の動作
に伴いロッド側油室4bから吐出される圧油は、方向切
換弁2のアクチュエータポート21から方向切換弁2に
流入し、タンクポート23を通り、再生切換弁6の可変
絞り6aを介してタンク9へと排出される。
【0055】以上のようになアームシリンダ4の駆動に
際して、方向切換弁2のポンプポート24の圧力はパイ
ロットライン13を介して再生切換弁6の油圧駆動部6
dにパイロット圧力として導かれ、当該パイロット圧力
による油圧駆動部6dの押付け力がばね6cの押付け力
よりも小さい間は、図3及び図4に示すように可変絞り
6aが絞り位置に設定されるため、メータアウト側管路
12内には可変絞り6aの絞り量に応じた圧力が発生す
る。そして、例えばアームが鉛直下向きの姿勢となり、
アームの自重がアームシリンダ4のロッド側油室4bに
負荷され、ボトム側油室4aが無負荷に近い状態とな
り、メータアウト側管路12の圧力が方向切換弁2のポ
ンプポート24の圧力Pzよりも高くなると、方向切換
弁2のタンクポート23から流出する戻り油の一部は再
生ライン14及びチェック弁7を介してフィーダライン
10Dに流入し、図6に示すようにポンプポート圧力P
zに応じた流量Qrが再生されて、これが油圧ポンプ1
からの圧油に合流して方向切換弁2のポンプポート24
に供給される。これによって、アームシリンダ4に供給
される圧油の流量が再生流量Qr分だけ増加し、その分
アームシリンダ4の移動速度が速くなる。
【0056】一方、この時、方向切換弁2のポンプポー
ト24の圧力はパイロットライン301を介して流量制
御弁300のパイロット切換弁51の油圧駆動部51d
にもパイロット圧力として導かれる。ここで、パイロッ
ト切換弁51のばね51cの押付け力はばね6aの押付
け力と同じなので、図7及び図8に示すようにパイロッ
ト切換弁51の可変絞り51aも絞り位置に設定され、
流量制御弁300を通過して油圧ポンプ1からフィーダ
ライン10Dに供給される圧油の流量(ポンプ供給流
量)Qvは可変絞り51a及びシート弁50の可変絞り
501の開口面積am,Amに応じた流量となり、当該
流量は図9に示すように抑えられる。
【0057】以上はアームシリンダ4を単独で動かした
ときであるが、例えば水平引き作業のようにブーム上げ
(ブームシリンダ5の伸長方向動作)とアームクラウド
(アームシリンダ4の伸長方向動作)の複合動作を行う
場合も同様であり、この場合はブームシリンダ5にも十
分に油圧ポンプ1からの圧油を回すことができる。
【0058】これに対し、例えば掘削作業時のようにア
ームシリンダ4に加わる負荷が大きい時は、ボトム側油
室4aの圧力が高くなる。このため、当然、油圧ポンプ
1の吐出圧力も高くなり、メータアウト側管路12の圧
力はフィーダライン10Dの圧力よりも低い状態が維持
される。従って、チェック弁7は閉じたままとなり、タ
ンクポート23からの戻り油がフィーダライン10Dに
流れることがない。このとき、再生切換弁6の可変絞り
6aが絞り位置を維持したままでは、メータアウト側管
路12の圧力とタンク9の圧力との圧力差は可変絞り6
aを通過するとき発生する熱に変換されるだけで、エネ
ルギロスとなってしまう。しかし、本実施例では、油圧
ポンプ1の吐出圧力の増加によってパイロットライン1
3のパイロット圧力も増加し、油圧駆動部6dの押付け
力がばね6cの押付け力以上になると図3及び図4に示
すように可変絞り6aは図示上方の全開位置となり、メ
ータアウト側管路12の圧力はタンク9の圧力とほぼ等
しくなるため、絞り作用による圧力損失はほとんど生じ
ることがない。
【0059】一方、この時、パイロットライン301の
パイロット圧力も同様に増加し、パイロット切換弁51
の可変絞り51aも図7及び図8に示すようにシート弁
50を全開させる位置となり、図9に示すように油圧ポ
ンプ1からの圧油は絞られることなく方向切換弁2のポ
ンプポート24に供給される。
【0060】以上のように、この第1の実施例によれ
ば、方向切換弁2のメータアウト側管路12上の再生切
換弁6に同期してフィーダライン10D上の流量制御弁
50を作動させ、メータアウト側管路12からフィーダ
ライン10Dに供給される再生流量Qrが増大すると油
圧ポンプ1から方向切換弁2のポンプポート24に供給
される圧油の流量が減少するようにしたので、特定の方
向切換弁2に係わる油圧アクチュエータであるアームシ
リンダ4が再生を行っていてもアームシリンダ4のスピ
ードが上がりすぎることがなく、適切なスピードを保つ
ことができるとともに、他の油圧アクチュエータである
ブームシリンダ5にも油圧ポンプ1からの圧油を十分に
回すことができ、操作性を向上させることができる。
【0061】第2の実施例 本発明の第2の実施例を図10〜図23により説明す
る。図中、図1に示す部材と同等の部材には同じ符号を
付している。
【0062】図10において、本実施例の油圧再生装置
は、第1の実施例の再生切換弁6とは逆に、ばね6cが
スプール6bを開弁方向に付勢し、油圧駆動部6dがス
プール6bを絞り方向に付勢する再生切換弁6Aを有
し、油圧駆動部6dにはパイロットライン13Aを介し
てパイロット圧力Pxが導かれ、このパイロット圧力P
xとばね6cの付勢力とが釣り合う位置で可変絞り6a
の開口面積(絞り量)が設定される。
【0063】また、方向切換弁2のフィーダライン10
Dに設けられたシート弁タイプの流量制御弁300Aに
おいても、第1の実施例とは逆に、ばね51cがスプー
ル51bを開弁方向に付勢し、油圧駆動部51dがスプ
ール51bを絞り方向に付勢するパイロット切換弁51
Aを有し、油圧駆動部51dにはパイロットライン30
1Aを介してパイロット圧力Pyが導かれ、このパイロ
ット圧力Pyとばね51cの付勢力とが釣り合う位置で
可変絞り51aの開口面積(絞り量)が設定される。こ
こでも、ばね51cの特性は再生切換弁6のばね6cと
同じ押付け力が得られるように設定されている。
【0064】また、本実施例の油圧再生装置は、上記の
構成に加えて、アームシリンダ4の挙動に関連する状態
量である油圧ポンプ1の吐出圧力Pdを検出する圧力検
出器101と、このポンプ1の吐出圧力Pdの起動時や
停止時の圧力脈動を除去するローパスフィルタ120
と、アームシリンダ4の挙動に関連するもう1つの状態
量である方向切換弁2に付与される作動指令信号、例え
ばアームシリンダ4の伸長方向のパイロット圧力Pia
1を検出する圧力検出器102と、方向切換弁2とは別
の方向切換弁3に付与される作動指令信号、例えばブー
ムシリンダ5の伸長方向のパイロット圧力Piblを検
出する圧力検出器103と、再生を行うかどうかを決定
するためのオン・オフ信号S1を出力する操作器121
と、再生を行うときに再生の特性を選択するための選択
信号S2を出力する操作器122と、再生切換弁6の油
圧駆動部6dに導入されスプール6bを駆動するパイロ
ット圧力Pxを生成する電気・油圧変換手段、例えば電
磁比例弁105と、流量制御弁300Aのパイロット切
換弁51Aの油圧駆動部51dに導入されスプール51
bを駆動するパイロット圧力Pyを生成する電気・油圧
変換手段、例えば電磁比例弁130と、フィルタ120
を介しての圧力検出器101の信号、圧力検出器10
2,103の信号、操作器121,122の信号を入力
し、所定の演算を行い、第1及び第2の駆動信号i,j
を電磁比例弁105,130にそれぞれ出力するコント
ローラ100とを備えている。その他は、上述した第1
の実施例と同様の構成となっている。
【0065】コントローラ100は図11に示すような
制御回路部80を有し、制御回路部80は、圧力検出器
101によって検出した油圧ポンプ1の吐出圧Pdに応
じた駆動信号i1を演算する演算部81と、圧力検出器
102によって検出したパイロット圧力Pia1に応じ
た駆動信号i2を演算する演算部82と、圧力検出器1
03によって検出したパイロット圧力Pib1に応じた
駆動信号i3を演算する演算部85と、演算部81,8
2,85によって演算された駆動信号i1,i2,i3
の値のなかで最小値を選択し第1の駆動信号iとする選
択部83と、操作器121からの信号S1を入力し、信
号S1がオンのとき選択部83によって選択された第1
の駆動信号iを出力し、信号S1がオフのとき第1の駆
動信号iを遮断するスイッチ86と、スイッチ86から
出力された第1の駆動信号iの値から第2の駆動信号j
を演算する演算部84とを有している。
【0066】また、コントローラ100の記憶装置に
は、油圧ポンプ1の吐出圧力Pdと駆動信号i1との複
数の関係、パイロット圧力Pia1と駆動信号i2との
複数の関係、パイロット圧力Pib1と駆動信号i3と
の複数の関係、及び第1の駆動信号iと第2の駆動信号
jとの複数の関係が記憶されており、制御回路部80は
操作器122からの選択信号S2に応じてこれら複数の
関係の1つを選択し、演算部81,82,84,85は
これら選択した関係からそれぞれの検出値に対応する駆
動信号を読み出し出力する。
【0067】上記記憶装置に記憶される油圧ポンプ1の
吐出圧力Pdと駆動信号i1との関係は、それぞれ、図
11の演算部81に示すように油圧ポンプ1の吐出圧力
Pdが増加するにしたがって駆動信号i1が減少する関
係となっている。また、パイロット圧力Pia1と駆動
信号i2との関係は、それぞれ、図11の演算部82に
示すようにパイロット圧力Pia1が増加するにしたが
って駆動信号i2が増加する関係となっており、パイロ
ット圧力Pib1と駆動信号i3との関係は、それぞ
れ、図11の演算部85に示すようにパイロット圧力P
ib1がタンク圧力以上になると駆動信号i3がほぼ0
の最小値からステップ状に最大値まで増加する関係とな
っている。更に、第1の駆動信号iと第2の駆動信号j
との関係は、それぞれ、図11の演算部84に示すよう
に、第1の駆動信号iが増加するにしたがって第2の駆
動信号jが増加する関係となっている。
【0068】再生切換弁6Aの動作特性を図12〜図1
5に示す。再生切換弁6Aにおいて、スプール6bのス
トローク量xは、図12に示すように油圧駆動部6dに
導入されるパイロット圧力Pxとほぼ比例関係にあり、
可変絞り6aの開口面積arは、図13に示すようにス
プール6bのストローク量xが増加するにしたがって減
少するように設定されている。また、可変絞り6aの前
後差圧ΔPがΔPoで一定であれば、可変絞り6aを通
過する圧油の流量(タンク流出流量)Qoは可変絞り6
aの開口面積arにほぼ比例するため、パイロット圧力
Pxと可変絞り6aを通過する圧油の流量(タンク流出
流量)Qoとは、図14に示すようにパイロット圧力P
xが増加するにしたがって流出流量Qoが減少する関係
となる。このとき、再生ライン14及びチェック弁7を
介してメータイン側のフィーダライン10Dへと流れる
再生流量Qrは、図15に示すようにパイロット圧力P
xが増加するにしたがって再生流量Qrが増加する関係
となる。
【0069】電磁比例弁105の出力特性は、図16に
示すように、第1の駆動信号iが増加するにしたがって
パイロット圧力Pxが増加するように設定されている。
したがって、油圧ポンプ1の吐出圧力Pdと再生流量Q
rとは、図11の演算部81に示される上記のポンプ吐
出圧力Pdと駆動信号i1との関係と図15に示すパイ
ロット圧力Pxと再生流量Qrとの関係から、図17に
示すように油圧ポンプ1の吐出圧力Pdが増加するにし
たがって再生流量Qrが減少する関係となる。また、パ
イロット圧力Pia1と再生流量Qrとは、図11の演
算部82に示される上記のパイロット圧力Pialと駆
動信号i2との関係と図15に示すパイロット圧力Px
と再生流量Qrとの関係から、図18に示すようにパイ
ロット圧力Pia1が増加するにしたがって再生流量Q
rが増加する関係となる。
【0070】流量制御弁300Aの動作特性を図19〜
図21に示す。流量制御弁300Aのパイロット切換弁
51Aにおいては、スプール51bのストローク量y
は、図19に示すように油圧駆動部51dに導入される
パイロット圧力Pyとほぼ比例関係にあり、可変絞り5
1aの開口面積amは、図20に示すようにスプール5
1bのストローク量yが増加するにしたがって減少する
ように設定されている。また、可変絞り51aの前後差
圧ΔPがΔPoで一定であれば、可変絞り51aを通過
する圧油の流量(パイロット流量)qsは可変絞り51
aの開口面積amにほぼ比例するため、パイロット圧力
Pyと可変絞り51aを通過する圧油の流量(パイロッ
ト流量)qsとは、図21に示すようにパイロット圧力
Pyが増加するにしたがってパイロット流量qsが減少
する関係となる。
【0071】また、流量制御弁300Aのシート弁50
においては、前述したパイロット切換弁51Aとの動作
関係より、パイロット圧力Pyとシート弁体502のス
トローク量Yとの関係、シート弁体502のストローク
量Yと可変絞り501の開口面積Amとの関係、パイロ
ット圧力Pyと可変絞り501を通過する圧油の流量
(メイン流量)Qsとの関係は図19、図20及び図2
1に示すようにパイロット切換弁51Aと同様な特性と
なり、流量制御弁300Aを通過する油圧ポンプ1から
の全メータインの供給流量(ポンプ供給流量)Qvは、
同じく図21に示すようにパイロット圧力Pyが増加す
るにしたがって減少する関係となる。
【0072】電磁比例弁130の出力特性は、図16に
示すように、第2の駆動信号jが増加するにしたがって
パイロット圧力Pxが増加するように設定されている。
したがって、油圧ポンプ1の吐出圧力Pdと流量制御弁
300Aを通過するポンプ供給流量Qvとは、図11の
演算部81に示される上記のポンプ吐出圧力Pdと駆動
信号i1との関係と演算部84に示される第1の駆動信
号iと第2の駆動信号jとの関係と図21に示すパイロ
ット圧力Pyとポンプ供給流量Qvとの関係から、図2
2に示すように油圧ポンプ1の吐出圧力Pdが増加する
にしたがってポンプ供給流量Qvが増加する関係とな
る。また、パイロット圧力Pia1とポンプ供給流量Q
vとは、図11の演算部82に示される上記のパイロッ
ト圧力Pialと駆動信号i2との関係と演算部84に
示される第1の駆動信号iと第2の駆動信号jとの関係
と図21に示すパイロット圧力Pyとポンプ供給流量Q
vとの関係から、図23に示すようにパイロット圧力P
ia1が増加するにしたがってポンプ供給流量Qvが減
少する関係となる。
【0073】記憶装置に記憶される上記の演算部81,
82,84,85に示される関係は、例えばキーボード
等の入力手段によって任意に書き換えることができる。
【0074】以上において、メータアウト側管路12を
第1ライン、フィーダライン10Dを第2ライン、再生
ライン14を第3ラインと呼ぶとき、流量制御弁300
Aは、第2ライン10Dに設けられ、油圧ポンプ1から
方向切換弁2のポンプポート24に供給される圧油の流
量を制御する補助流量制御弁手段を構成し、圧力検出器
101,102,103、操作器121,122、コン
トローラ100、電磁比例弁105,130は、アーム
シリンダ4の挙動に関連する少なくとも1つの状態量で
ある油圧ポンプ1の吐出圧力Pdまたはパイロット圧力
Pia1に応じた再生圧力が得られるよう再生切換弁
(圧力発生手段)6Aを作動させるとともに、第1ライ
ン12から第2ライン10Dに供給される再生流量が増
大すると油圧ポンプ1から方向切換弁2のポンプポート
24に供給される圧油の流量を減少させるよう再生切換
弁6Aに同期して補助流量制御弁手段300Aを作動さ
せる同期作動手段を構成する。
【0075】この第2の実施例は以上のように構成され
ており、例えば水平引き作業を行うべく操作レバー装置
2A,3Aを操作してパイロット圧力Pia1,Pib
1を発生させ、方向切換弁2が2aの位置に切換えら
れ、方向切換弁3が3aの位置に切換えられると、油圧
ポンプ1からの圧油がアームシリンダ4及びブームシリ
ンダ5のボトム側油室4a,5aに供給されるととも
に、ロッド側油室4b,5bかからの圧油はタンクに排
出され、アームシリンダ4及びブームシリンダ5はそれ
ぞれ伸長方向に駆動される。このような駆動に際して、
油圧ポンプ1の吐出圧力Pdは圧力検出器101で検出
され、作動指令信号であるパイロット圧力Pia1,P
ib1は圧力検出器102,103で検出され、コント
ローラ100に入力される。この時、操作器121で再
生を行うべく信号S1をオン信号にしてあるとすると、
コントローラ100では、演算部81でポンプ吐出圧力
Pdから演算した駆動信号i1と演算部82でパイロッ
ト圧力Pia1から演算した駆動信号i2のうちの小さ
い方が選択部83で第1の駆動信号iとして選択される
とともに、演算部84でその第1の駆動信号iより第2
の駆動信号jが演算され、これらの駆動信号i,jが電
磁比例弁105,130に出力される。このため、電磁
比例弁105,130からは図16に示すような駆動信
号i,jに応じたパイロット圧力Px,Pyが出力さ
れ、図12及び図13に示すように再生切換弁6Aのス
プール6bがパイロット圧力Pxにより可変絞り6aの
開口面積arを小さくする側に動かされ、第1ライン1
2内には可変絞り6aの絞り量に応じた圧力が発生す
る。そして、この圧力が第2ライン10Cの圧力以上に
なると、タンクポート23から第1ライン12に流出す
る戻り油の一部は第3ライン14及びチェック弁7を介
して第2ライン10C側に流れ、図15に示すようにパ
イロット圧力Pxに応じた流量Qrが再生され、油圧ポ
ンプ1からの圧油に合流してポンプポート24に供給さ
れる。これによって、アームシリンダ4に供給される圧
油の流量が第1ライン12から流れ込んだ再生流量Qr
分だけ増加し、その分アームシリンダ4の移動速度が速
くなる。
【0076】一方、この時、流量制御弁300Aのパイ
ロット切換弁51Aの油圧駆動部51dにも上記のパイ
ロット圧力Pyが導かれる。ここで、パイロット切換弁
51Aのばね51cの押付け力はばね6aの押付け力と
同じなので、図19及び図20に示すようにパイロット
切換弁51Aの可変絞り51aも絞り位置に動かされ、
流量制御弁300Aを通過して油圧ポンプ1からフィー
ダライン10Dに供給される圧油の流量(ポンプ供給流
量)Qvは可変絞り51a及びシート弁50の可変絞り
501の開口面積am,Amに応じた流量となり、当該
流量は図21に示すように抑えられる。
【0077】また、演算部81でポンプ吐出圧力Pdか
ら演算した駆動信号i1と演算部82でパイロット圧力
Pia1から演算した駆動信号i2のうちの小さい方が
選択部83で第1の駆動信号iとして選択される。この
ため、操作レバー装置2Aの操作量をほぼ一定とすれ
ば、パイロット圧力Pia1から演算される駆動信号i
2もほぼ一定となるので、再生動作時に油圧ポンプ1の
吐出圧力Pdが変動したとしても第1の駆動信号iはパ
イロット圧力Pia1から演算される駆動信号i2以上
となることはない。すなわち、第1の駆動信号iの上限
がパイロット圧力Pia1から演算される駆動信号i2
によって制限され、同様に第2の駆動信号jの上限も駆
動信号i2によって制限される。このため、ポンプ吐出
圧力Pdが変化しても再生流量Qr及びポンプ吐出流量
Qvの急激な変化を回避できる。
【0078】更に、操作レバー装置2Aの操作量が大き
くパイロット圧力Pia1が高いときにはポンプ吐出圧
力Pdから演算される駆動信号i1が優先して選択され
るので、ポンプ吐出圧力Pdに応じた流量Qrが再生さ
れ、アームシリンダ4を高速で移動させることができ
る。このとき、ポンプ吐出圧力Pdから演算される駆動
信号i1による再生流量Qrは図17に示すようにポン
プ吐出圧力Pdに応じて減少し、ポンプ吐出流量Qvは
図22に示すようにポンプ吐出圧力Pdに応じて増加す
るよう制御される。
【0079】一方、操作レバー装置2Aの操作量が小さ
くパイロット圧力Pia1が低いときにはパイロット圧
力Pia1から演算される駆動信号i2が優先して選択
されるので、再生流量Qrも少なくなり、アームシリン
ダ4の速度を遅くし微操作性を向上できる。このとき、
パイロット圧力Pia1から演算される駆動信号i2に
よる再生流量Qrは図18に示すようにパイロット圧力
Pia1に応じて増加し、ポンプ吐出流量Qvは図23
に示すようにパイロット圧力Pia1に応じて減少する
よう制御される。
【0080】更に、操作レバー装置3Aがブームシリン
ダ5の伸長方向に操作されておらず、パイロット圧力P
ib1が発生していないときは、演算部85で演算され
たほぼ0の駆動信号i3が第1の駆動信号iとして選択
され、第2の駆動信号jもほぼ0となり、これらが電磁
比例弁105,130に出力される。このため、パイロ
ット圧力Px,Pyもほぼ0となり、再生切換弁6Aの
可変絞り6aは最大開口位置に保たれ、流量制御弁90
Aのパイロット切換弁51Aの可変絞りも最大開口位置
に保たれ、油圧ポンプ1からの圧油は絞り作用を受ける
ことなく方向切換弁2のポンプポート24に供給され、
再生のない通常の流量制御を行うことができる。
【0081】以上のように、この第2の実施例によれ
ば、上述した第1の実施例によって得られる効果に加
え、第1及び第2の駆動信号i,jの上限がパイロット
圧力Pia1から演算される駆動信号i2によって制限
されるので、再生流量とメータイン流量の急激な変化を
回避でき、これに伴い特定のアクチュエータであるアー
ムシリンダ4の急激な速度変化を抑えるだけでなく、複
合動作で他のアクチュエータであるブームシリンダ5の
速度も急激に変化することがなく、操作性を向上できる
という効果が得られる。
【0082】また、ポンプ吐出圧力Pdから演算した駆
動信号i1とパイロット圧力Pia1から演算した駆動
信号i2のうちの小さい方が第1の駆動信号iとして選
択されるので、アームシリンダ5の操作レバー装置2A
を大きく操作したときには必要が再生流量が供給され、
所望の速度でアームシリンダ5を動かすことができ、操
作レバー装置2Aを少なく操作したときには再生流量も
少なくなり、微操作性を向上できる。
【0083】更に、パイロット圧力Pib1が発生して
いないときは、パイロット圧力Px,Pyがほぼ0とな
るので、ブーム上げとアームクラウドの複合操作におい
てのみ上記の再生流量による速度制御を行い、アームシ
リンダ4の単独操作では再生のない通常の流量制御を行
うことができる。
【0084】また、ローパスフィルタ120により特に
アームシリンダ4の起動、停止時に生じる圧力脈動分を
除去できるため、ハンチングを効果的に防止し、安全性
を確保することができる。
【0085】また、操作器121を設けたので、再生が
不要なときは再生を解除し、通常の流量制御を行うこと
ができる。
【0086】更に、操作器122を設けたので、記憶装
置に記憶されている複数の関係のうちの最適のものを選
択し、最適な再生特性を設定することができる。
【0087】第3の実施例 本発明の第3の実施例を図24により説明する。図中、
図1及び図10に示す部材と同等の部材には同じ符号を
付している。
【0088】この第3の実施例は、第2の実施例におい
て、アームシリンダ4の挙動に関連する状態量の1つと
して油圧ポンプ1の吐出圧力Pdを検出する代わりに、
アームシリンダ4の伸長方向の負荷圧力、すなわちアー
ムシリンダ4のボトム側の油室4a内の圧力Pamを検
出する圧力検出器106を備えている。また、コントロ
ーラ100Aの記憶装置には、アームシリンダ4の油室
4a内の圧力Pamと電磁比例弁105の第1の駆動信
号iを求めるための駆動信号i1(図11参照)との関
係が記憶されている。この負荷圧力Pamと駆動信号i
1との関係は、図11に示すポンプ吐出圧力Pdと駆動
信号i1との関係とほぼ同様に設定されている。その他
は、上述した第2の実施例と同様の構成となっている。
【0089】油圧ポンプ1から吐出された圧油によりア
ームシリンダ4が駆動されるとき、アームシリンダ4の
負荷圧力が高くなると油圧ポンプ1の吐出圧力が高くな
り、アームシリンダ4の負荷圧力が低くなると油圧ポン
プ1の吐出圧力が低くなるというように、油圧ポンプ1
の吐出圧力とアームシリンダ4の負荷圧力とは一定の関
係をもって変化する。このため、油圧ポンプ1の吐出圧
力に変えアームシリンダ4の負荷圧力を検出することに
よっても、上述した第2の実施例と同様に再生流量を制
御することができる。
【0090】また、本実施例では、方向切換弁2が中立
状態にあっても、図示しない油圧ショベルのアームを含
むフロント姿勢に応じたアームシリンダ4のボトム側油
室4aの圧力Pamが検出され、これに応じて再生切換
弁6Aのスプール6bを動作させているので、再生切換
弁6Aのスプール6bは方向切換弁2の位置によらず常
時アームシリンダ4の負荷圧力に応じた位置に制御され
るため、方向切換弁2を中立位置から2aまたは2bの
位置に切換えたときに遅れることなく再生流量を制御す
ることができる。
【0091】また、ブームシリンダ5の負荷圧力がアー
ムシリンダ4の負荷圧力よりも高くても、アームシリン
ダ4の負荷圧力に応じて再生流量が制御されるため、ブ
ームシリンダ45の負荷圧力に影響されずに再生流量の
制御を行えるという効果もある。
【0092】以上のようにこの第3の実施例によれば、
上述した第2の実施例によって得られる効果に加え、方
向切換弁2を中立位置から切換えたときに急激に再生流
量が変動することがないと共に、他のアクチュエータの
負荷圧力に影響されずに再生流量の制御が行えるという
効果を得ることができる。
【0093】第4の実施例 本発明の第4の実施例を図25により説明する。図中、
図1及び図10に示す部材と同等の部材には同じ符号を
付している。
【0094】この第4の実施例は、アーム用の方向切換
弁2とタンク9とを結ぶメータアウト側管路12に圧力
発生手段として、スプールタイプの再生切換弁6の代り
に可変リリーフ弁60を設置している。電磁比例弁10
5で発生したパイロット圧力Pxは可変リリーフ弁60
の設定部に導入され、可変リリーフ弁60の設定圧が調
整される。その他は上述した第2の実施例と同様の構成
となっている。
【0095】この第4の実施例では、電磁比例弁105
からのパイロット圧力Pxに応じて可変リリーフ弁60
の設定圧が変化するため、メータアウト側管路12の圧
力(再生圧力)が変化し、メータアウト側管路12から
方向切換弁2のポンプポート24に供給される再生流量
が変化する。すなわち、パイロット圧力Pxが高くなる
と可変リリーフ弁60の設定圧が高くなり、メータアウ
ト側管路12の圧力が高くなり、再生流量が増加し、パ
イロット圧力Pxが低くなると可変リリーフ弁60の設
定圧が低くなり、メータアウト側管路12の圧力が低く
なり、再生流量が減少する。
【0096】従って、この第4の実施例によっても第2
の実施例と同様の効果を得ることができる。
【0097】第5の実施例 本発明の第5の実施例を図26により説明する。図中、
図1及び図10に示す部材と同等の部材には同じ符号を
付している。
【0098】この第5の実施例は、油圧ポンプ1から方
向切換弁2のポンプポート24に供給される圧油の流量
を制御する補助流量制御弁手段として、シート弁タイプ
の流量制御弁の代わりにスプールタイプの流量制御弁3
00Bをフィーダライン10Dに設置している。流量制
御弁300Bは、可変絞り300aを形成したスプール
300bと、スプール300bを開弁方向に付勢するば
ね300cと、電磁比例弁130の出力であるパイロッ
ト圧力Pyがパイロットライン301Aを介して導か
れ、スプール300bを絞り方向に駆動する油圧駆動部
300dとを有し、油圧駆動部300dに導入された圧
力とばね300cの付勢力とが釣り合う位置で可変絞り
300aの開口面積(絞り量)が設定される。ここで、
ばね300cの特性は再生切換弁6Aのばね6cと同じ
押付け力が得られるように設定されている。その他は上
述した第2の実施例と同様の構成となっている。
【0099】この第5の実施例では、流量制御弁300
Bの油圧駆動部300dにパイロット圧力Pyが導かれ
ると、可変絞り300aは絞り位置に動かされ、流量制
御弁300Bを通過して油圧ポンプ1からフィーダライ
ン10Dに供給される圧油の流量(ポンプ供給流量)は
可変絞り300aの開口面積に応じた流量となり、当該
流量は抑えられる。このため、他の油圧アクチュエータ
であるブームシリンダ5にも圧油を十分に回すことがで
きる。
【0100】従って、この第5の実施例によっても第2
の実施例と同様の効果を得ることができる。
【0101】
【発明の効果】本発明によれば、第1ラインから第2ラ
インに供給される再生流量が増大すると油圧ポンプから
方向切換弁のポンプポートに供給される圧油の流量を減
少させるよう圧力発生手段に同期して補助流量制御弁手
段を作動させるようにしたので、特定の補機に係わる油
圧アクチュエータが再生を行っていても当該油圧アクチ
ュエータのスピードが上がりすぎることがなく、適切な
スピードを保つことができるとともに、他の油圧アクチ
ュエータにも油圧ポンプからの圧油を十分に回すことが
でき、操作性を向上させることができる。
【0102】また、「作用」の項に記載した種々の効果
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例による油圧再生装置を備
えた油圧駆動装置の全体構成を示す概略図である。
【図2】シート弁タイプの流量制御弁の詳細を示す拡大
図である。
【図3】方向切換弁のポンプポート圧力と再生切換弁の
スプールストロークとの関係を示す図である。
【図4】再生切換弁のスプールストロークと可変絞りの
開口面積との関係を示す図である。
【図5】方向切換弁のポンプポート圧力と再生切換弁の
タンク流出流量との関係を示す図である。
【図6】方向切換弁のポンプポート圧力と再生切換弁に
よる再生流量との関係を示す図である。
【図7】方向切換弁のポンプポート圧力と流量制御弁の
スプールストロークとの関係を示す図である。
【図8】流量制御弁のスプールストロークと可変絞りの
開口面積との関係を示す図である。
【図9】方向切換弁のポンプポート圧力と流量制御弁に
よるポンプ供給流量との関係を示す図である。
【図10】本発明の第2の実施例による油圧再生装置を
備えた油圧駆動装置の全体構成を示す概略図である。
【図11】コントローラに備えられている制御回路部の
演算機能を示すブロック図である。
【図12】方向切換弁のポンプポート圧力と再生切換弁
のスプールストロークとの関係を示す図である。
【図13】再生切換弁のスプールストロークと可変絞り
の開口面積との関係を示す図である。
【図14】電磁比例弁から出力されるパイロット圧力と
再生切換弁のタンク流出流量との関係を示す図である。
【図15】電磁比例弁から出力されるパイロット圧力と
再生切換弁による再生流量との関係を示す図である。
【図16】電磁比例弁の駆動信号と電磁比例弁から出力
されるパイロット圧力との関係を示す図である。
【図17】油圧ポンプの吐出圧力と再生切換弁による再
生流量との関係を示す図である。
【図18】アームの作動指令信号であるパイロット圧力
と再生切換弁による再生流量との関係を示す図である。
【図19】電磁比例弁から出力されるパイロット圧力と
流量制御弁のスプールストロークとの関係を示す図であ
る。
【図20】流量制御弁のスプールストロークと可変絞り
の開口面積との関係を示す図である。
【図21】方向切換弁のポンプポート圧力と流量制御弁
によるポンプ供給流量との関係を示す図である。
【図22】油圧ポンプの吐出圧力と流量制御弁によるポ
ンプ供給流量との関係を示す図である。
【図23】アームの作動指令信号であるパイロット圧力
と流量制御弁によるポンプ供給流量との関係を示す図で
ある。
【図24】本発明の第3の実施例による油圧再生装置を
備えた油圧駆動装置の全体構成を示す概略図である。
【図25】本発明の第4の実施例による油圧再生装置を
備えた油圧駆動装置の全体構成を示す概略図である。
【図26】本発明の第5の実施例による油圧再生装置を
備えた油圧駆動装置の全体構成を示す概略図である。
【符号の説明】
1 油圧ポンプ 2,3 方向切換弁 4 アームシリンダ 5 ブームシリンダ 6,6A 再生切換弁(圧力発生手段) 7 チェック弁 9 タンク 10D フィーダライン(第2ライン) 12 メータアウト側管路(第1ライン) 13,13A パイロットライン(同期作動手段) 14 再生ライン(第3ライン) 23 タンクポート 24 ポンプポート 50 シート弁 51,51A パイロット切換弁 60 可変リリーフ弁(圧力発生手段) 100 コントローラ 101 圧力検出器(第1検出手段) 102 圧力検出器(第1検出手段) 103 圧力検出器(第2検出手段) 105,130 電磁比例弁(電気・油圧変換手段) 106 圧力検出器(第1検出手段) 120 フィルタ 121 操作器(第1操作手段) 122 操作器(第2操作手段) 300,300A,300B 流量制御弁(補助流量制
御弁手段) 301,301A パイロットライン(同期作動手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊岡 司 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 油圧ポンプと、前記油圧ポンプから供給
    される圧油によって作動する複数のアクチュエータと、
    前記油圧ポンプと前記複数のアクチュエータとの間にそ
    れぞれ設けられ対応するアクチュエータに供給される圧
    油の流れを制御する複数の方向切換弁とを備えた油圧駆
    動装置に設けられ、前記複数の方向切換弁のうちの少な
    くとも1つの特定の方向切換弁のタンクポートをタンク
    に連絡する第1ラインと前記油圧ポンプを前記方向切換
    弁のポンプポートに連絡する第2ラインとを連絡する第
    3ラインと、前記第3ラインに設けられ、第1ラインか
    ら第2ラインへ向かう圧油の流れのみを許すチェック弁
    と、前記第1ラインに設けられ、前記第1ラインに再生
    圧力を発生させる圧力発生手段とを備え、前記再生圧力
    が前記第2ラインの圧力よりも高くなると前記方向切換
    弁のタンクポートから流出する戻り油の少なくとも一部
    を再生流量として、前記第3ライン及びチェック弁を介
    して前記第2ラインに供給する油圧再生装置において、 前記第2ラインに設けられ、前記油圧ポンプから前記方
    向切換弁のポンプポートに供給される圧油の流量を制御
    する補助流量制御弁手段と、 前記特定の方向切換弁に対応する油圧アクチュエータの
    挙動に関連する少なくとも1つの状態量に応じた再生圧
    力が得られるよう前記圧力発生手段を作動させるととも
    に、前記第1ラインから前記第2ラインに供給される再
    生流量が増大すると前記油圧ポンプから前記方向切換弁
    のポンプポートに供給される圧油の流量を減少させるよ
    う前記圧力発生手段に同期して前記補助流量制御弁手段
    を作動させる同期作動手段とを備えることを特徴とする
    油圧再生装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の油圧再生装置において、
    前記同期作動手段は前記方向切換弁のポンプポートの圧
    力を前記圧力発生手段及び補助流量制御弁手段に第1及
    び第2パイロット圧力として伝える第1及び第2パイロ
    ットラインを含むことを特徴とする油圧再生装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の油圧再生装置において、
    前記同期作動手段は、 前記特定の方向切換弁に対応す
    る油圧アクチュエータの挙動に関連する少なくとも1つ
    の状態量を検出する第1検出手段と、 前記第1検出手段の信号を入力しその値に応じた第1及
    び第2駆動信号を演算する制御手段とを含み、 前記圧力発生手段及び補助流量制御弁手段はそれぞれ前
    記第1及び第2駆動信号により作動することを特徴とす
    る油圧再生装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の油圧再生装置において、
    前記制御手段は前記第1検出手段の信号から前記第1駆
    動信号を演算する手段と、前記第1駆動信号から前記第
    2駆動信号を演算する手段とを含むことを特徴とする油
    圧再生装置。
  5. 【請求項5】 請求項3記載の油圧再生装置において、
    前記第1検出手段は前記状態量として前記アクチュエー
    タの挙動によって変化する油圧駆動装置の回路圧力を検
    出する手段を含むことを特徴とする油圧再生装置。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の油圧再生装置において、
    前記回路圧力は前記油圧ポンプの吐出圧力であることを
    特徴とする油圧再生装置。
  7. 【請求項7】 請求項5記載の油圧再生装置において、
    前記回路圧力は前記特定の方向切換弁に対応する油圧ア
    クチュエータの負荷圧力であることを特徴とする油圧再
    生装置。
  8. 【請求項8】 請求項3記載の油圧再生装置において、
    前記第1検出手段は前記状態量として前記特定の方向切
    換弁に付与される油圧アクチュエータの作動指令信号を
    検出する手段を含むことを特徴とする油圧再生装置。
  9. 【請求項9】 請求項3記載の油圧再生装置において、
    前記第1検出手段は前記状態量の1つとして前記アクチ
    ュエータの挙動によって変化する油圧駆動装置の回路圧
    力を検出する手段と、前記状態量の他の1つとして特定
    の方向切換弁に付与される油圧アクチュエータの作動指
    令信号を検出する手段を含み、前記制御手段は前記回路
    圧力に応じた駆動信号を演算する手段と、前記作動指令
    信号に応じた駆動信号を演算する手段と、前記駆動信号
    のうち小さい方を選択し、この選択した駆動信号から前
    記第1及び第2駆動信号を生成する手段とを含むことを
    特徴とする油圧再生装置。
  10. 【請求項10】 請求項3記載の油圧再生装置におい
    て、前記特定の方向切換弁以外の方向切換弁に付与され
    る油圧アクチュエータの作動指令信号を検出する第2検
    出手段を更に含み、前記制御手段は前記第2検出手段の
    信号が所定レベルより小さいときは前記第1及び第2駆
    動信号をほぼ0とし、第2検出手段の信号が所定レベル
    を越えると前記第1及び第2駆動信号を前記第1検出手
    段の信号に応じた値とする手段を含むことを特徴とする
    油圧再生装置。
  11. 【請求項11】 請求項8〜10のいずれか1項記載の
    油圧再生装置において、前記複数の方向切換弁がそれぞ
    れパイロット式切換弁であり、前記作動指令信号が前記
    方向切換弁の対応するものに付与されるパイロット圧力
    であることを特徴とする油圧再生装置。
  12. 【請求項12】 請求項3記載の油圧再生装置におい
    て、前記圧力発生手段及び補助流量制御弁手段はそれぞ
    れ第1及び第2のパイロット圧力により作動するパイロ
    ット操作弁であり、前記制御手段は、前記第1及び第2
    駆動信号を前記第1及び第2パイロット圧力に変換し前
    記圧力発生手段及び補助流量制御弁手段に出力する第1
    及び第2電気・油圧変換手段を更に含むことを特徴とす
    る油圧再生装置。
  13. 【請求項13】 請求項3記載の油圧再生装置におい
    て、前記制御手段はオン・オフ信号を出力する第1操作
    手段と、前記オン・オフ信号に応じて前記第1及び第2
    駆動信号を出力するか否かを切換えるスイッチ手段とを
    更に含むことを特徴とする油圧再生装置。
  14. 【請求項14】 請求項3記載の油圧再生装置におい
    て、前記制御手段は、前記第1検出手段によって検出さ
    れる状態量と駆動信号との複数の関係を記憶した記憶手
    段と、選択信号を出力する第2操作手段と、前記選択信
    号に応じて前記記憶手段に記憶された複数の関係の1つ
    を選択し、この選択した関係から前記検出手段の信号の
    値に対応する駆動信号を読み出す手段と、この読み出さ
    れた駆動信号から前記第1及び第2駆動信号を生成する
    手段とを含むことを特徴とする油圧再生装置。
  15. 【請求項15】 請求項1記載の油圧再生装置におい
    て、前記圧力発生手段は可変絞りであることを特徴とす
    る油圧再生装置。
  16. 【請求項16】 請求項1記載の油圧再生装置におい
    て、前記圧力発生手段は可変リリーフ弁であることを特
    徴とする油圧再生装置。
  17. 【請求項17】 請求項1記載の油圧再生装置におい
    て、前記補助流量制御弁手段はシート弁とパイロット切
    換弁との組み合わせであることを特徴とする油圧再生装
    置。
  18. 【請求項18】 請求項1記載の油圧再生装置におい
    て、前記補助流量制御弁手段はスプール弁であることを
    特徴とする油圧再生装置。
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