JPS61236901A - 再生及び優先兼用油圧制御装置 - Google Patents

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） この発明は、１台のポンプで複数のアクチュエータを駆
動させる、例えばパワーショベル等に用いられる再生及
び優先兼用油圧制御装置に関する０例えばパワーショベ
ルにおいては、旋回モータを優先的に駆動する一方、ア
ームシリンダにカランター負荷が作用したとき、当該シ
リンダの戻り側の作動油を供給側に再生する装置に関す
る。

（従来の技術） この種の装置として従来から知られているものは、上記
アームシリンダに対する再生量が一定であり、旋回モー
タの操作入力量に応じて、当該再生量を制御することが
できなかった。

（本発明が解決しようとする問題点） ・　　このようにした従来の装置では、アームシリンダ
の動作中に当該旋回モータを駆動すると、作動油が旋回
モータに優先的に供給される分だけアームシリンダに対
する供給流量が不足ぎみになるが、このときに再生流量
を増大させて、供給流量の不足分を補うことができない
、そのために旋回モータを駆動すると、アームシリンダ
の作動速度が極端に変化する問題があった。

また、旋回モータの駆動中にアームシリンダを動作させ
た場合にも、当該旋回モータの速度が大きく変化する問
題があった。

この発明は、１台のポンプで旋回モータとアームシリン
ダとを駆動させるパワーショベルのような場合に、旋回
モータに対する操作量を多くすればするほど、アームシ
リンダの再生量を増大させる構成にして、それら両アク
チュエータの速度変化を少なくした装置の提供を目的に
する。

（問題点を解決する手段） この発明は、上記の目的を達成するために、一方のアク
チュエータと他方のアクチュエータとをパラレルに接続
し、これらのアクチュエータを同時に動作させたとき、
一方のアクチュエータを優先的に駆動させるとともに、
上記他方のアクチュエータにカウンター負荷が作用した
とき、その戻り側の作動油を供給側に再生させる装置に
おいて、上記一方のアクチュエータを制御するパイロッ
ト切換弁と、この切換弁のパイロット室に作用させるパ
イロット圧を操作量に応じて制御するパイロット操作機
構と、上記パイロット切換弁とパラレルに接続されると
ともに、上記他方のアクチュエータを制御する切換弁と
を備え、この他方のアクチュエータを制御する切換弁の
本体には、上記他方のアクチュエータに接続した一対の
アクチュエータボートと、パラレル通路を介してポンプ
に接続した供給流路と、常時タンクに連通させた戻り流
路と、切換え位置に応じていずれか一方のアクチュエー
タボートを供給流路に連通させ、他方のアクチュエータ
ボートを戻り流路に連通させる　スプールと、このスプ
ールの軸線方向に形成した再生流路と、いずれか一方の
アクチュエータボートの戻り側の圧力作用で開弁し、上
記再生流路を戻り流路に連通させる背圧弁と、当該アク
チュエータの負荷圧が背圧として作用するとともに、上
記再生流路内の圧力作用で開弁し、この再生流路を上記
他方のアクチュエータボートへ連通させるチェック弁と
、前記パイロット切換弁のパイロット圧を背圧弁のスプ
リング室に導く通路を形成している。

（本発明の作用） この発明は、上記のように構成したので、他方のアクチ
ュエータの単独操作時に、その戻り側の圧力が背圧弁で
設定された圧力より低い場合は、その戻り油が再生流路
からチェック弁を経由して供給側に再生される。

また、チェック弁にはこの他方のアクチュエータの負荷
圧が背圧として作用するので、当該アクチュエータの負
荷圧が高くなれば、このチェック弁が閉弁した状態を維
持する。したがって、上記戻り油は背圧弁を開いて戻り
通路に流れる。

上記両アクチュエータを同時に操作すると、一方のアク
チュエータを制御するパイロット切換弁のパイロット圧
が、背圧弁のスプリング室に作用する。しかも、このパ
イロット圧は上記一方のアクチュエータの操作入力量に
応じて変化するので、背圧弁のスプリング室の圧力も上
記操作入力量に応じて変化する。

したがって、一方のアクチュエータに対する操作量を多
くすれば、他方のアクチュエータの再生量も多くなる。

そして、一方のアクチュエータのフル操作時には、他方
のアクチュエータの戻り油の全量が再生される。

また、このように一方のアクチュエータの操作入力量に
応じて、スプリング室の圧力を制御するとともに、その
スプリング室の圧力上昇分だけ、他方のアクチュエータ
の戻り側の圧力も上昇するので、当該一方のアクチュエ
ータの起動圧力を確保できる。

（本発明の効果） このように一方のアクチュエータの操作量に比例して他
方のアクチュエータの再生量が変化するので、単独操作
から同時操作に切換えたとき、あるいは同時操作から単
独操作に切換えときのいずれの場合であっても、当該ア
クチュエータの速度変化が少なくなる。

また、一方のアクチュエータの操作量に比例して、背圧
弁のスプリング室の圧力が変化するので、当該一方のア
クチュエータの作動を優先させるための回路圧を維持で
きる。

（本発明の実施例） 第１図に示した実施例は、この発明の一方のアクチュエ
ータとしての旋回モータｍを制御するパイロット切換弁
ａと、他方のアクチュエータとしてのアームシリンダＳ
を制御するパイロット切換弁すとを設け、これら各切換
弁ａ、ｂをセンターバイパス通路ｌを介してタンデムに
接続するとともに、パラレル通路２を介してパラレルに
も接続している。

そして、上記パイロット切換弁ａは、その両端のパイロ
ット室３．４を、この発明のパイロット操作機構として
機能する比例減圧弁５．６に、流路７．８を介して接続
するとともに、この比例減圧弁５．６をタンクＴとパイ
ロットポンプ９とに接続している。このようにした比例
減圧弁５．６は１通常タンクＴに連通しているが、その
操作部５ａ、８ａを操作すると、その操作入力量に比例
してパイロットポンプ９との連通開度が大きくなり、そ
の分二次圧を上昇させる。したがって、その操作量を多
くすればするほど上記パイロット室３゜４に作用するパ
イロット圧も高くなる。

いま、パイロット切換弁ａが図示の中立位置にあると、
旋回モータｍがタンクＴに接続して停止状態を維持する
。

そして、この切換弁ａが左右いずれかに切換わると、当
該旋回モータｍが・正転あるいは逆転するが、この旋回
モータｍに対する供給流量は、当該パイロット切換弁ａ
の切換え量に比例する。つまり、上記比例減圧弁５ある
いは６の操作量に比例した供給流量を確保することにな
る。

また、アームシリンダＳを制御するパイロット切換弁す
は、その本体ｌＯに一対のアクチュエータポー）１１．
１２を形成するとともに、一方のアクチュエータポート
１１をアームシリンダＳのロッド側室１３に連通させ、
他方のアクチュエータポート’１２をボトム側室１４に
接続している。

そして、この本体ｌＯにはスプール１５を内装している
が、プラグ２Ｂ、２９をはめ込んだ当該スプール１５の
両端をパイロット室１８．１８に臨ませるとともに、こ
のパイロット室１８．１８において、′ばね受１６．１
７を摺動自在にかぶせ、これらばね受１Ｂ、１７に中立
ばね２０．２１を作用させている。

また、このスプール１５はその軸線方向に沿って中空に
するとともに、その中空部の両側にシート部２２．２３
を形成し、一方のシート部２２には背圧弁２４を圧接さ
せ、他方のシート部２３にはチェック弁２５を作用させ
ている。

つまりこの背圧弁２４と上記プラグ２Ｂとの間に、スプ
リング室２７を形成するとともに、このスプリング室２
７に設けたスプリング２８の作用で、背圧弁２４力５上
記のように一方のシート部２２に圧接するようにしてい
る。

また、上記チェック弁２５と上記プラグ２８との間にも
スプリング室３０を設け、このスプリング室３０に設け
たスプリング３１の作用で、チェック弁２５を他方のシ
ート部２３に圧接させている。

このようにしたスプール１５の中空部のうち、背圧弁２
４とチェック弁２５とが対向する部分を再生流路３２と
している。

上記パイロット室１８．１９は流路３３．３４を介して
比例減圧弁３５．３Ｂに接続しているが、この比例減圧
弁３５．３Ｂは、その操作部３５ａ　、　３８ａの操作
量に比例して二次圧を上昇させること、前記した比例減
圧弁５．６と同様である。

このようにしたスプール１５は、それが図示の中立位置
にあるとき、チェック弁３７を介してパラレル通路２に
接続した供給流路３８を閉じる一方、センターバイパス
通路１をタンクＴに連通させる。

そして、スプール１５が図面左方向に移動すると、上記
センターバイパス通路１が閉じるとともに、スプール１
５に形成の第１環状凹溝３８を介して、上記供給流路３
８とアクチュエータポー）１１とが連通し、他方のアク
チュエータポート１２は第３環状凹溝４０を介して戻り
流路４１に連通ずる。

反対にスプール１５を図面右方向に移動すると、供給流
路３８が第２環状凹溝４２を介して他方のアクチュエー
タポート１２と連通するが、一方のアクチュエータボー
）１１は、スプール１５に形成の連通孔４３．４４を介
して再生流路３２に連通ずる。

このとき他方の７クチユータポート１２側の圧力は、ス
プール１５に形成の通孔４５及びチェック弁２５に形成
の小孔４Ｂからスプリング室３０に伝播し、当該チェッ
ク弁２５に対して背圧として作用する。

また、上記のように連通孔４３．４４から再生流路３２
に流入した戻り油は、その圧力が背圧弁２４の設定圧よ
り高ければ、当該背圧弁２５を押し開き、流通孔４７を
介して戻り流路４１に流れる。

そして、上記背圧弁２５のスプリング室２７は、絞り４
８を設けた通路４８を介してシャトル弁５０に接続して
いるが、このシャトル弁５０はパイロット切換弁ａに対
するパイロット圧の高い方の圧力を選択するようにして
いる。したがって、旋回モータｍを駆動するために、比
例減圧弁５あるいは６を操作してパイロット切換弁ａを
切換えると、そのときのパイロット圧が上記スプリング
室２７に作用することになる。

一方、上記アクチュエータポート１２には通油孔５１を
連通させ、アクチュエータポート１２側の圧力が、この
通油孔５１を介して旋回優先解除リリーフ弁Ｖのパイロ
ットピストン５２に作用するようにしている。

そして、アクチュエータボート１２内の圧力が上記リリ
ーフ弁Ｖの設定圧よりも高くなると、その圧力作用でパ
イロットピストン５２を押すとともに、ポペット５３を
スプリング５４に抗して押し開き、プラグ２６の周囲の
すき間を介して、背圧弁２４のスプリング室２７をタン
クＴに連通させる。

しかして、比例減圧弁３５あるいは３Ｂのいずれかを操
作すると、その操作入力に比例したパイロット圧が、い
ずれかのバイロー２ト室１８あるいは１８に作用する。

いま、例えば、比例減圧弁３Ｂを操作して、パイロット
室１９にパイロット圧を作用させると、スプール１５が
図面左方向に移動するので、供給流路３８と一方のアク
チュエータポート１１とが第１環状凹溝３１を介して連
通し、他方のアクチュエータポート１２と戻り流路４１
とが第３環状凹溝４０を介して連通ずる。

上記のようにしてスプール１５が切換わると、メインポ
ンプｐからの圧油がアームシリンダＳのロッド側室１３
に供給されるとともに、ボトム側室１４の戻り油がタン
クＴに戻るので、当該アームシリンダＳが収縮する。

また、比例減圧弁３５を操作してパイロット室１８にパ
イロット圧を作用させると、スプール１５はそのパイロ
ット圧に比例して右方向に移動するので、他方のアクチ
ュエータポート１２と供給流路３８が第２環状凹溝４２
を介して連通ずる一方、連通孔４３．４４が一方のアク
チュエータポート１１に開口する。ただし、スプール１
５の移動量によっては、連通孔４３のみが開口すること
もある。

したがって、メインポンプｐからの圧油がアームシリン
ダＳのボトム側室１４に供給されるとともに、ロッド側
室１３の戻り油は上記連通孔４３．４４を介して再生流
路３２に流入する。

このとき当該アームシリンダＳにカウンター負荷が作用
して、そのボトム側室１４内の圧力が、背圧弁２４で定
めた設定圧よりも低いと、再生流路３２に流れた戻り油
は、チェック弁２５を押し開き、通孔４５を経由して他
方のアクチュエータポート１２側に再生される。

また、当該アームシリンダＳに十分な負荷が作用してい
るときには、ボトム側室１４内の圧力も高くなるが、そ
のときの圧力が通孔４５及び小孔４６を介してスプリン
グ室３０に伝播し、チェック弁２５に対して背圧として
作用する。

したがって、この場合には、チェック弁２５が閉じたま
まで背圧弁２４が開くので、再生流路３２に流れた戻り
油は、流通孔４７及び戻り流路４１を経由してタンクＴ
に戻る。

なお、上記のようにアームシリンダを単独で操作してい
るときには、背圧弁２４のスプリング室２７が、流路５
５→通路４９→シャトル弁５０→比例減圧弁５．６のい
ずれかを介してタンクＴに連通している。つまり、この
場合には、上記背圧弁２４の設定圧はスプリング室２７
内のスプリング力だけで決まることになる。

アームシリンダＳと旋回モータｍとを同時に操作すると
、アームシリンダは上記のようにして作動する。

また、パイロット切換弁ａが比例減圧弁５．６の操作量
に比例して切換わり、上記旋回モータｍを駆動するが、
このときのパイロット圧がシャトル弁５０→通路４８→
絞り４８を経由してスプリング室２７に伝播し、背圧弁
２４に背圧として作用するので、この背圧弁２４の設定
圧は上記スプリング２日のばね力と、上記パイロット圧
との合計となる。

したがって、旋回モータｍの操作量を多くするために比
例減圧弁５あるいは６の操作量を多くしてパイロット圧
を高くすると、背圧弁２４に作用する背圧も高くなるの
で、再生流路３２に流れたロッド側室１３の戻り油が、
供給側であるアクチュエータポート１２側により多く再
生されることになる。

しかも、このように再生流量が多くなればなるほど、ロ
ッド側室１３とボトム側室１４との圧力差が少なくなり
、それだけ当該回路圧が上昇するので。

旋回モータｍの旋回優先圧力も確保できる。

また、アームシリンダＳを操作中に、旋回モータｍを操
作した場合に、その旋回モータｍの操作量に応じて再生
流量を制御するので、当該アームシリンダＳの作動速度
の変化が少なくなる。つまり、旋回モータｍにゆうせて
んきに作動油を供給したとしても、その供給量に比例し
て再生流量も多くなるので、当該アームシリンダＳの速
度変化も少なくなる。

結局、旋回モータｍに対する必要流量が多くなれば、そ
の分アームシリンダＳの再生流量を多くするので１両ア
クチュエータの速度変化が少なくなるもので、それは旋
回モータｍの操作中にアームシリンダＳを操作した場合
も同様である。

また、このようなパワーショベルにお、いては、そのア
ーム等を崖等の側面に押し付けたまま、掘削作業をする
ことがあるが、この場合には、旋回モータｍは押し付は
力だけを発揮すれ、ばよいので、当該モータｍとアーム
シリンダＳとの同時操作といっても、上記したような通
常の状態とは異なる。

そこで、このような場合には、旋回モータｍの優先作動
を解除するようにしている。すなわち、上記のように旋
回モータｍが停止したまま押し付は力を保持した状態で
、アームシリンダＳを動作゛させると、このアームシリ
ンダＳのボトム側室１４の圧力が上昇する。そして、そ
の圧力が旋回優先解除リリーフ弁Ｖの設定圧以上になる
と、当該リリーフ弁Ｖが開弁してスプリング室２７をタ
ンクＴに連通させ、旋回モータ用のパイロット圧はアン
ロードされる。これによってアームシリンダＳの戻り側
の圧力は、当該アームシリンダの単独操作時と同一の値
まで小さくなり、ボトム側室１４の圧力を有効に使用、
して掘削作業が可能になるとともに、このボトム側室１
４内の圧力が旋回モータｍに作用するので、上記押し付
は力が発揮される。

なお、上記実施例において、アームシリンダを制ａする
切換□弁すもパイロット圧で切換えるようにし、だが、
この切換弁すは手動操作であってもよい。

【図面の簡単な説明】

図面第１図はこの発明の実施例を示す回路図゛　で、ア
ームシリンダを制御する他方の切換弁すのみを具体的な
断面図としている。 ｍ・・・一方のアクチュエータとしての旋回モータ、Ｓ
・・・他方のアクチュエータとしてのアームシリンダ、
ａ・・・パイロット切換弁、ｂ・・・切換弁、２８０．
パラレル通路、３．４川パイロツト室、５゜６・・・パ
イロット操作機構としての比例減圧弁、１０・・・本体
、１１．１２・・・アクチュエータボート、１５・・・
スプール、２４・・・背圧弁、２５・・・チェック弁、
２７・・・スプリング室、３２・・・再生流路、３８・
・・供給流路、４８・・・通路、ｐ・・・ポンプ、Ｔ・
・・タンク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一方のアクチュエータと他方のアクチュエータとをパラ
   レルに接続し、これらのアクチュエータを同時に動作さ
   せたとき、一方のアクチュエータを優先的に駆動させる
   とともに、上記他方のアクチュエータの負荷圧が設定圧
   以下のとき、その戻り側の作動油を供給側に再生させる
   装置において、上記一方のアクチュエータを制御するパ
   イロット切換弁と、この切換弁のパイロット室に作用さ
   せるパイロット圧を操作量に応じて制御するパイロット
   操作機構と、上記パイロット切換弁とパラレルに接続さ
   れるとともに、上記他方のアクチュエータを制御する切
   換弁とを備え、この他方のアクチュエータを制御する切
   換弁の本体には、上記他方のアクチュエータに接続した
   一対のアクチュエータポートと、パラレル通路を介して
   ポンプに接続した供給流路と、常時タンクに連通させた
   戻り流路と、切換え位置に応じていずれか一方のアクチ
   ュエータポートを供給流路に連通させ、他方のアクチュ
   エータポートを戻り流路に連通させるスプールと、この
   スプールの軸線方向に形成した再生流路と、いずれか一
   方のアクチュエータポートの戻り側の圧力作用で開弁し
   、上記再生流路を戻り流路に連通させる背圧弁と、当該
   アクチュエータの負荷圧が背圧として作用するとともに
   、上記再生流路内の圧力作用で開弁し、この再生流路を
   上記他方のアクチュエータポートへ連通させるチェック
   弁と、前記パイロット切換弁のパイロット圧を背圧弁の
   スプリング室に導く通路を形成してなる再生及び優先兼
   用油圧制御装置。