JPH06307405A - 再生回路用弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 取外しや取り付けを行わずにどのようなアタ
ッチメントにも対応することが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。増速を要する場合、止弁２８が閉じら
れる。油圧シリンダ２のロッド伸長時、チェック弁２６
は絞り２６ｓに差圧が発生しないので閉じており、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。増速不要の場合、止弁２
８が開かれる。油圧シリンダ２のロッド伸長時、チェッ
ク弁２６は絞り２６ｓの差圧で開きロッド側圧油はタン
ク５に排出されるので、主弁１２は開かず増速は行われ
ない。

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。本出願人は、特願平４−２３１８
２０号により、このような増速手段として他の油圧アク
チュエータの使用の有無に何等影響されることなく増速
を行うことができる弁装置を提案した。この弁装置を図
により説明する。

【０００５】図２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、１は油圧ポンプ、２は
油圧シリンダ、３は油圧シリンダ２の駆動方向および駆
動速度を制御する流量生御弁、はリリーフ弁、５はタン
クである。３０、３１は図示しない油圧アクチュエータ
の流量制御弁を示す。

【０００６】１０は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１３、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 、Ｄ₃ は再生回路用弁装置１０の弁ポートを示し、
再生回路用弁装置１０はこれら弁ポートＤ₁ 、Ｄ₂ 、Ｄ
₃ において通常の油圧アクチュエータの主管路（図示の
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。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】次に、この弁装置１０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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記再生回
路用弁装置１０は、通常、図２にも示すように流量制御
弁と油圧アクチュエータとの間の配管の中途に、弁ポー
トＤ₁ 〜Ｄ₃ を用いて配置されている。この配置を油圧
ショベルの配置例で説明する。図３は油圧ショベルの側
面図である。この図で、２０は下部走行体、２１は上部
旋回体、２２はブーム、２３はアームである。アーム２
３の先端２３ａにバケット、破砕機等のアタッチメント
が回動自在に取り付けられる。２２ａは再生回路用弁装
置１０の取り付け個所を示す。

【００１６】図４は図３に示す取り付け個所２２ａの平
面図（図３で取り付け個所２２ａを上からみた図）であ
る。この図で、２は図２に示す油圧シリンダ、１０は同
じく再生回路用弁装置である。２２ｂはブーム２２の両
側のフレームを示し、油圧アクチュエータへの各種配管
がこの個所を通って配設されている。図では油圧シリン
ダ２への配管Ｌのみが示されている。Ｄ₁ 〜Ｄ₃ は図２
に示す弁ポートＤ₁ 〜Ｄ₃ に相当する管継手である。

【００１７】このように取り付けられた弁装置１０の動
作は上述のとおりであるが、アタッチメントとして再生
回路を必要としないアタッチメントが取付けられた場
合、このままの状態では不必要な増速が生じて当該アタ
ッチメントを正常に作動させることはできない。この場
合、再生回路用弁装置１０は、各管継手Ｄ₁ 〜Ｄ₃ を用
いて回路から取り外すことになるが、このような取外
し、さらに再生回路を必要とするアタッチメントが使用
される場合の再取り付けには多大の手間と時間を要し、
かつ、油漏れを生じるという問題があった。

【００１８】本発明の目的は、上記技術における課題を
解決し、どのようなアタッチメントに対しても着脱の必
要のない再生回路用弁装置を提供することにある。

【００１９】

【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
動される油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプと前記
油圧アクチュエータとの間に介在し当該油圧アクチュエ
ータの駆動を制御する流量制御弁と、前記油圧アクチュ
エータの一方側管路と他方側管路との間の導通、遮断を
行う主弁と、前記一方側管路と前記流量制御弁との間に
介在し前記他方側管路の圧力が所定値以下であるとき前
記一方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、前記他
方側管路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
されている再生回路用弁装置において、前記切換弁と並
列に、第１のチェック弁、第２のチェック弁および止弁
より成る直列回路を接続し、前記止弁の開閉により前記
第１のチェック弁で前記一方側管路の圧油を開閉するこ
とを特徴とする。

【００２０】

【作用】増速を必要とするアタッチメントが取り付けら
れた場合、止弁は遮断状態とされる。この状態で、流量
制御弁が切り換えられ、油圧アクチュエータ、例えば油
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、第１のチェック弁は遮断状態となり、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。
一方、油圧シリンダの負荷が大きい場合、主弁は遮断状
態になるとともに、切換弁が導通状態に切り換えられ
る。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。又、流量制御弁がロッドを
縮める方向に切り換えられた場合、流量制御弁からの圧
油は第１のチェック弁を押し開いてロッド側に供給され
る。

【００２１】増速を必要としないアタッチメントが取り
付けられた場合、止弁は導通状態とされる。この状態
で、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、ロッドからの
圧油は第１のチェック弁を開いて流量制御弁を介しタン
クに排出されるので、主弁は開かず、増速は行われな
い。流量制御弁がロッドを縮める方向に切り換えられた
場合は、流量制御弁からの圧油は第１のチェック弁を押
し開いてロッド側に供給される。

【００２２】

【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて説明す
る。

【００２３】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。この図で、図２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。２５は本実施例の再生回路用弁装置を示す。１７ｓ
はパイロット回路１７に介在する絞りである。２６はチ
ェック弁であり、このチェック弁２６は、弁２６ｖ、こ
の弁２６ｖを閉じる方向に付勢するばね２６ｂ、このば
ね２６ｂのばね室２６ｒ、および弁２６ｖにおけるばね
室２６ｒと外部管路Ｌ₂ との間の通路に形成された絞り
２６ｓで構成されている。又、チェック弁２６は切換弁
１５の出口とポートＤ₁ との間の管路と管路Ｌ₁ で接続
されている。２７は切換弁１５の出口とポートＤ₁ との
間の管路とチェック弁２６のばね室２６ｒとを接続する
パイロット回路である。２８は止弁、２９はチェック弁
であり、これらはパイロット回路２７に介在している。

【００２４】次に、本実施例の動作を説明する。再生回
路を必要とするアタッチメントが取り付けられた場合、
止弁２８は手動又は電動で遮断状態とされる。この状態
で、流量制御弁３がＡ位置に切り換えられると、油圧ポ
ンプ１の圧油は油圧シリンダ２のボトム側に供給され
る。この場合、止弁２８が遮断されているので、油圧シ
リンダ２のロッド側の油はチェック弁２６の絞り２６ｓ
を流れずここに差圧が発生しないので、チェック弁２６
は遮断状態にある。したがって、再生回路用弁装置２５
の動作は図２に示す再生回路用弁装置１０の動作と同一
動作となり、増速および推力発生が行われる。

【００２５】又、流量制御弁３がＢ位置に切り換えられ
た場合、油圧ポンプ１の圧油は管路Ｌ₁ を介してチェッ
ク弁２６に供給されこれを押し開くので、このチェック
弁２６が図２に示すチェック弁１１と同じ機能を遂行す
ることとなり、図２の再生回路１０と同様に油圧シリン
ダ２のロッドを縮める。

【００２６】一方、再生回路を必要としないアタッチメ
ントが取り付けられた場合、止弁２８は手動又は電動で
導通状態とされる。この状態で、流量制御弁３がＡ位置
に切り換えられると、油圧ポンプ１の圧油は油圧シリン
ダ２のボトム側に供給される。この場合、止弁２８が導
通状態とされているので、油圧シリンダ２のロッド側の
油はチェック弁２６の絞り２６ｓを流れ、これにより絞
り２６ｓに差圧が生じ、この差圧によりチェック弁２６
の弁２６ｖがばね２６ｂの圧力に抗して開き、ロッド側
の油は管路Ｌ₂ 、チェック弁２６、管路Ｌ₁ を通ってタ
ンクに排出される。このため、切換弁１５の絞り１５ｓ
には油は流れず差圧が発生しないので、主弁１２は遮断
状態となり、したがって、増速は行われない。流量制御
弁３がＢ位置に切り換えられた場合、チェック弁２９
が、止弁２８を遮断状態にしたと同様の働きをするの
で、上記の場合と同様の作用によりロッドが縮められ
る。

【００２７】このように、本実施例では、切換弁１５と
並列に、チェック弁２６、２９、止弁２８の直列回路を
接続し、増速を必要とするアタッチメントが取り付けら
れた場合には止弁２８を遮断し、増速を必要としないア
タッチメントが取り付けられた場合には止弁２８を導通
させるようにしたので、どのようなアタッチメントに対
しても、再生回路の取り付けや取外しを不要とすること
ができる。

【００２８】又、パイロット回路１７に設けた絞り１７
ｓは切換弁１５の絞り１５ｓより小さな絞りに選定され
ており、次のような機能を有する。即ち、図２に示す構
成では、絞り１５ｓはリリーフ用と負荷保持用を兼用し
た絞りであり、増速中に流量制御弁３を急停止した場
合、シリンダにオーバーランが発生してしまうため絞り
１５ｓを大きくする必要がある。しかし、本実施例のよ
うに絞り１７ｓを設けることにより、この絞り１７ｓに
リリーフの機能をもたせ、絞り１５ｓの機能を負荷保持
のみとすることができるので、絞り１５ｓを大きくしな
くても済む。

【００２９】なお、上記再生回路における圧力設定弁１
３は必ずしも必要ではない。又、切換弁１５を、絞り１
５ｓ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１
５ｓ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。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明では、切換弁
と並列に、第１のチェック弁、第２のチェック弁および
止弁より成る直列回路を接続し、止弁の開閉により第１
のチェック弁を開閉して増速要、不要の選択を行うよう
にしたので、どのようなアタッチメントに対しても、再
生回路の取り付けや取外しを不要とすることができる。

【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】提案されている再生回路用弁装置の油圧回路図
である。

【図３】油圧ショベルの側面図である。

【図４】再生回路用弁装置の設置個所の平面図である。

【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、２６ｓ 絞り １６、１７、１８ パイロット管路 ２６、２９ チェック弁 ２６ｖ 弁 ２８ 止弁

フロントページの続き (72)発明者 高橋 稔 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 (72)発明者 西村 良純 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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧ポンプと、この油圧ポンプにより駆
   動される油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプと前記
   油圧アクチュエータとの間に介在し当該油圧アクチュエ
   ータの駆動を制御する流量制御弁と、前記油圧アクチュ
   エータの一方側管路と他方側管路との間の導通、遮断を
   行う主弁と、前記一方側管路と前記流量制御弁との間に
   介在し前記他方側管路の圧力が所定値以下であるとき前
   記一方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、前記他
   方側管路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
   されている再生回路用弁装置において、前記切換弁と並
   列に、第１のチェック弁、第２のチェック弁および止弁
   より成る直列回路を接続し、前記止弁の開閉により前記
   第１のチェック弁で前記一方側管路の圧油を開閉するこ
   とを特徴とする再生回路用弁装置。