JPH0470482B2 - - Google Patents

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ユエ
ータを駆動させる、例えばパワーシヨベル等に用
いられる再生及び優先兼用油圧制御装置に関す
る。例えばパワーシヨベルにおいては、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
ウ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つた。

（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つた。

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つた。

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ヨベルのよう
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、それら両アクチユエータの速度変
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
方のアクチユエータと他方のアクチユエータとを
パラレルに接続し、これらのアクチユエータを同
時に動作させたとき、一方のアクチユエータを優
先的に駆動させるとともに、上記他方のアクチユ
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、上記一方のアクチユエータを制御するパイロ
ツト切換弁と、この切換弁のパイロツト室に作用
させるパイロツト圧を操作量に応じて制御するパ
イロツト操作機構と、上記パイロツト切換弁とパ
ラレルに接続されるとともに、上記他方のアクチ
ユエータを制御する切換弁とを備え、この他方の
アクチユエータを制御する切換弁の本体には、上
記他方のアクチユエータに接続した一対のアクチ
ユエータポートと、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
アクチユエータポートを供給流路に連通させ、他
方のアクチユ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ユエータ
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
ユ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ユエータポートへ連通
させるチエツク弁と、前記パイロツト切換弁のパ
イロツ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
のアクチユ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エツク弁を経由して
供給側に再生される。

また、チエツク弁にはこの他方のアクチユエー
タの負荷圧が背圧として作用するので、当該アク
チユエータの負荷圧が高くなれば、このチエツク
弁が閉弁した状態を維持する。したがつて、上記
戻り油は背圧弁を開いて戻り通路に流れる。

上記両アクチユエータを同時に操作すると、一
方のアクチユエータを制御するパイロツト切換弁
のパイロツト圧が、背圧弁のスプリング室に作用
する。しかも、このパイロツト圧は上記一方のア
クチユ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。

したがつて、一方のアクチユエータに対する操
作量を多くすれば、他方のアクチユエータの再生
量も多くなる。そして、一方のアクチユエータの
フル操作時には、他方のアクチユエータの戻り油
の全量が再生される。

また、このように一方のアクチユエータの操作
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、
他方のアクチユエータの戻り側の圧力も上昇する
ので、当該一方のアクチユ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ユエータの操作量に比
例して他方のアクチユ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
れの場合であつても、当該アクチユエータの速度
変化が少なくなる。

また、一方のアクチユ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、当該一方のアクチユ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
クチユエータとしての旋回モータｍを制御するパ
イロツト切換弁ａと、他方のアクチユエータとし
てのアームシリンダｓを制御するパイロツト切換
弁ｂとを設け、これら各切換弁ａ，ｂをセンター
バイパス通路１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、上記パイロツト切換弁ａは、その両端
のパイロツト室３，４を、この発明のパイロツト
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とパイロツトポンプ９とに
接続している。このようにした比例減圧弁５，６
は、通常タンクＴに連通しているが、その操作部
５ａ，６ａを操作すると、その操作入力量に比例
してパイロツトポンプ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。したがつて、そ
の操作量を多くすればするほど上記パイロツト室
３，４に作用するパイロツト圧も高くなる。

いま、パイロツト切換弁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
パイロツト切換弁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を制御するパイロツト
切換弁ｂは、その本体１０に一対のアクチユエー
タポート１１，１２を形成するとともに、一方の
アクチユエータポート１１をアームシリンダｓの
ロツド側室１３に連通させ、他方のアクチユエー
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１０にはスプール１５を内装
しているが、プラグ２６，２９をはめ込んだ当該
スプール１５の両端をパイロツト室１８，１９に
臨ませるとともに、このパイロツト室１８，１９
において、ばね受１６，１７を摺動自在にかぶ
せ、これらばね受１６，１７に中立ばね２０，２
１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つ
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
はチエツク弁２５を作用させている。

つまりこの背圧弁２４と上記プラグ２６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２７に設けたスプリング２８の作用
で、背圧弁２４が上記のように一方のシート部２
２に圧接するようにしている。

また、上記チエツク弁２５と上記プラグ２９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、チエ
ツク弁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２４とチエツク弁２５とが対向する部分を
再生流路３２としている。

上記パイロツト室１８，１９は流路３３，３４
を介して比例減圧弁３５，３６に接続している
が、この比例減圧弁３５，３６は、その操作部３
５ａ，３６ａ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、チエツク弁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１５に形成の第１環状凹溝３９を介
して、上記供給流路３８とアクチユエータポート
１１とが連通し、他方のアクチユエータポート１
２は第３環状凹溝４０を介して戻り流路４１に連
通する。

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
方のアクチユエータポート１２と連通するが、一
方のアクチユエータポート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
に連通する。

このとき他方のアクチユータポート１２側の圧
力は、スプール１５に形成の通孔４５及びチエツ
ク弁２５に形成の小孔４６からスプリング室３０
に伝播し、当該チエツク弁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、その圧力が背面弁
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４８を設けた通路４９を介してシヤトル
弁５０に接続しているが、このシヤトル弁５０は
パイロツト切換弁ａに対するパイロツト圧の高い
方の圧力を選択するようにしている。したがつ
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を操作してパイロツト切換弁ａを切
換えると、そのときのパイロツト圧が上記スプリ
ング室２７に作用することになる。

一方、上記アクチユエータポート１２には通油
孔５１を連通させ、アクチユエータポート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のパイロツトピストン５２に作用す
るようにしている。

そして、アクチユエータポート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ツトピストン５２を押すとと
もに、ポペツト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３６のいず
れかを操作すると、その操作入力に比例したパイ
ロツト圧が、いずれかのパイロツト室１８あるい
は１９に作用する。

いま、例えば、比例減圧弁３６を操作して、パ
イロツト室１９にパイロツ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と一方のアクチユエータポート１１とが
第１環状凹溝３１を介して連通し、他方のアクチ
ユエータポート１２と戻り流路４１とが第３環状
凹溝４０を介して連通する。

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
ロツド側室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を操作してパイロツト室
１８にパイロツト圧を作用させると、スプール１
５はそのパイロツト圧に比例して右方向に移動す
るので、他方のアクチユエータポート１２と供給
流路３８が第２環状凹溝４２を介して連通する一
方、連通孔４３，４４が一方のアクチユエータポ
ート１１に開口する。ただし、スプール１５の移
動量によつては、連通孔４３のみが開口すること
もある。

したがつて、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、ロツド側室１３の戻り油は上記連通孔４
３，４４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、チエツク弁２５を押し
開き、通孔４５を経由して他方のアクチユエータ
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、チエツ
ク弁２５に対して背圧として作用する。

したがつて、この場合には、チエツク弁２５が
閉じたままで背圧弁２４が開くので、再生流路３
２に流れた戻り油は、流通孔４７及び戻り流路４
１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５５→通路４９→シヤトル弁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。すまり、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、パイロツト切換弁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、このときのパイロツト圧がシヤト
ル弁５０→通路４９→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２８のばね力と、上記パイロツト圧との合
計となる。

したがつて、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
てパイロツト圧を高くすると、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
ロツド側室１３の戻り油が、供給側であるアクチ
ユエータポート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、ロツド側室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、両アクチユ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ヨベルにおいては、
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は押し付け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
作といつても、上記したような通路の状態とは異
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
け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１
４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ツト圧は
アンロードされる。これによつてアームシリンダ
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１
４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１４内の圧力が旋回モ
ータｍに作用するので、上記押し付け力が発揮さ
れる。

なお、上記実施例において、アームシリンダを
制御する切換弁ｂもパイロツト圧で切換えるよう
にしたが、この切換弁ｂは手動操作であつてもよ
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ｂの
みを具体的な断面図としている。 ｍ…一方のアクチユエータとしての旋回モー
タ、ｓ…他方のアクチユエータとしてのアームシ
リンダ、ａ…パイロツト切換弁、ｂ…切換弁、２
…パラレル通路、３，４…パイロツト室、５，６
…パイロツト操作機構としての比例減圧弁、１０
…本体、１１，１２…アクチユエータポート、１
５…スプール、２４…背圧弁、２５…チエツク
弁、２７…スプリング室、３２…再生流路、３８
…供給流路、４９…通路、ｐ…ポンプ、Ｔ…タン
ク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一方のアクチユエータと他方のアクチユエー
   タとをパラレルに接続し、これらのアクチユエー
   タを同時に動作させたとき、一方のアクチユエー
   タを優先的に駆動させるとともに、上記他方のア
   クチユ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、上記一方のアクチユエータを制御するパイロ
   ツト切換弁と、上記パイロツト切換弁とパラレル
   に接続されるとともに、上記他方のアクチユエー
   タを制御する切換弁とを備え、この他方のアクチ
   ユエータを制御する切換弁の本体には、上記他方
   のアクチユエータに接続した一対のアクチユエー
   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る戻り流
   路と、切換え位置に応じていずれかのアクチユエ
   ータポートを選択的に供給流路又は戻り流路に連
   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、アクチユエータポートの戻
   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、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
   ユエータポートへ連通させるチエツク弁と、前記
   パイロツト切換弁のパイロツ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。