JPH0953602A - 建設機械の油圧パイロット回路 - Google Patents
建設機械の油圧パイロット回路Info
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Landscapes
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
じる機械的衝撃を緩和しながら、特に減速時に油圧アク
チュエーターの動きを操作レバーの操作の動きに的確に
追随させることができる操作性の優れた建設機械の油圧
パイロット回路を提供する。 【構成】 旋回用操作レバー5の操作に応じた流量でパ
イロット弁6から流出するパイロット圧油のパイロット
圧P1 が切替弁設定圧に達するまでは開放状態に、切替
弁設定圧に達した後は閉じ状態に切り替わるように設定
された圧力切替弁71と絞り72を具えた絞り付切替弁
7を介してパイロット圧油を切替制御弁2の制御室21
に導いて切替制御弁2のスプールを切り替えて油圧ポン
プ1の吐出駆動圧油を旋回モーター3に供給し、旋回体
4を旋回させるようにした。
Description
替え制御する切替制御弁とこれにパイロット圧油を供給
するパイロット弁との間に設けられた絞り付切替弁によ
り加速時と減速時に発生する機械的衝撃を緩和した建設
機械の油圧パイロット回路に関する。
えば、旋回体の旋回駆動時、あるいは、走行体の走行駆
動時等に急加速や急減速を行うと、これらの大きな慣性
負荷のため、大きな負荷圧変動が生じて車体が衝撃を受
け、操作者に不快感を与えたり、駆動装置の耐久性を低
下させたりする。そこで、例えば、実開平6−1802
号公報には、油圧アクチュエーターの加速時や減速時に
生じる機械的衝撃を低減させるために、操作レバーの操
作に連動するパイロット弁とアクチュエーターへ供給さ
れる駆動圧油の流量を制御する制御弁を接続するパイロ
ット管路の途中に絞り付切替弁を介在させることによ
り、操作レバーが急操作された時に制御弁のスプールの
移動速度を緩和して車体に機械的衝撃を生じさせないよ
うにしたパイロット油圧回路が開示されている。
ある。(a)はパイロット弁側のパイロット圧Pp が制
御弁側のパイロット圧Pc に較べてあまり大きくないか
小さい時、(b)はパイロット弁側のパイロット圧Pp
が制御弁側のパイロット圧Pc に較べてかなり大きい時
の状態を示したものである。スプール81は制御弁側に
設けられたバネ82によりパイロット弁側に付勢されて
いるが、スプール81の動きは実際上はスプール81の
両側のパイロット圧と受圧面積により決定される。即
ち、スプール81のパイロット弁側および制御弁側の受
圧面積をそれぞれAp およびAc とした時、 Pc ×Ac ≧Pp ×Ap (ただし、Ap <Ac ) ……(1) を満たす時はスプール81は(a)に示すように左側に
位置し、それ以外の時は(b)に示すように右側に位置
する。絞り付切替弁の弁本体80の油室には軸方向に油
が迂回して流れる側路83が穿設され、側路83に対応
するスプール81の側面にはその隔壁81cを挟んで2
つの側孔81bが設けられている。また、隔壁81cに
は狭い絞り油路81aが穿設されていて、双方から反対
側の油室にパイロット油が徐々に流出できるようになっ
ている。
ーが急操作されると、パイロット弁側のパイロット圧P
p が急激に増大するから、(1)式の不等号が逆向きに
なり、スプール81はパイロット弁側のパイロット油に
押されて右側に移動し、(b)に示す側路放流位置にな
る。従って、パイロット弁側のパイロット油は速やかに
側孔81bおよび側路83を通って制御弁側の油室に流
入する。こうして、パイロット油が速やかに制御弁側の
油室に流入することにより、制御弁側のパイロット圧P
c が上昇し、やがて、(1)式を満たすようになる。そ
の時はスプール81は制御弁側のパイロット圧油に押さ
れて左側に移動し、(a)に示す絞り放流位置になる。
この位置ではパイロット弁側のパイロット圧油は隔壁8
1cの絞り油路81aを通って徐々に制御弁側の油室に
流入する。これにより、制御弁が急速に切り替わって駆
動圧油が大量にアクチュエーターに流入して機械的衝撃
が生じるのを緩和できる。
て操作レバーが急に戻されると、パイロット弁側のパイ
ロット圧Pp が急激に低下し、スプール81が(a)に
示す絞り放流位置に押し込まれたままの状態で、制御弁
側のパイロット圧油が絞り油路81aを通って徐々にパ
イロット弁側の油室に流入するから、制御弁が急速に切
り替えられて制御弁が閉じられた結果、駆動圧油がアク
チュエーター流出側に閉じ込められることにより生じる
機械的衝撃を緩和する。
御弁を切り替え制御するパイロット圧油の流量を抑制す
ることによって、油圧アクチュエーターの加速時や減速
時に、駆動圧油が制御弁に急速に流入したり制御弁から
流出するのが阻止されることにより生じる機械的衝撃を
低減できるようになったが、アクチュエーターの減速制
御時には絞り付切替弁の絞り機能が常に働くために、操
作者の操作レバーの操作の動きに対してアクチュエータ
ーの動きに遅れが生じてしまう。例えば、操作者が操作
レバーを操作して中立位置まで戻した時に、アクチュエ
ーターは未だ減速中であり、停止時期が遅れることがあ
る。このような場合にはアクチュエーターによって駆動
されている慣性体が停止の遅れにより周囲の物体にぶつ
からないように、停止遅れ時間を見込んで操作しなけれ
ばならず、操作性が劣ると共に操作者の疲労が増大する
という問題点があった。
解消して、油圧アクチュエーターの加速時や減速時に生
じる機械的衝撃を緩和しながら、特に減速時に油圧アク
チュエーターの動きを操作レバーの操作の動きに的確に
追随させることができる操作性の優れた建設機械の油圧
パイロット回路を提供することを目的とする。
するために、アクチュエーターの速度と駆動方向を制御
する切替制御弁とパイロット弁とを結ぶ油路の途中に設
けられた絞り付切替弁はそのパイロット弁側のパイロッ
ト圧が所定圧に達するまでは絞り機能を発揮せず、所定
圧に達した後は絞り機能を発揮するようにしたものであ
る。 好ましくは、絞り付切替弁はそのパイロット弁
側から切替制御弁側にパイロット圧油が流れる時と逆向
きに流れる時とで、絞り機能を発揮するか否かを決定す
る所定圧の値あるいは絞り能力が異なるようにしたもの
である。
が所定圧に達するまでは絞り機能を発揮せず、所定圧に
達した後は絞り機能を発揮する。従って、アクチュエー
ターの起動時はパイロット弁から操作レバーの操作量に
応答したパイロット圧油が絞りを受けずに切替制御弁に
供給されるから、アクチュエーターの速やかな起動が可
能になり、パイロット弁側のパイロット圧が所定圧に達
した後は絞り付切替弁が絞り機能を発揮することによ
り、切替制御弁を緩やかに切り替えるパイロット圧油が
切替制御弁に供給されるから、アクチュエーターの加速
時の機械的衝撃の発生が抑制される。また、アクチュエ
ーターの減速開始時は絞り付切替弁が絞り機能を発揮
し、切替制御弁には切替制御弁を緩やかに切り替えるパ
イロット圧油が供給されるから、減速に切り替わる際に
発生する機械的衝撃を抑制し、その後、パイロット弁側
のパイロット圧が所定圧より低下すると、パイロット弁
から操作レバーの操作に応答したパイロット圧油が絞り
を受けずに切替制御弁に供給されるから、操作レバーが
中立位置まで戻された時には、アクチュエーターは速や
かに停止する。
に説明する。図1は本発明の第1の実施例に係る油圧シ
ョベルの旋回体の油圧回路図である。同図において、1
は油圧ポンプ、2は旋回体の切替制御弁、3は旋回モー
ター、4は旋回体、5は旋回用操作レバー、6は旋回体
4の制御用のパイロット弁、7は絞り付切替弁、8はパ
イロット油圧ポンプ、21はパイロット弁6から供給さ
れたパイロット圧油が導かれる切替制御弁2の制御室、
71は絞り付切替弁7の圧力切替弁、72は同じく、絞
りである。油圧ポンプ1からの吐出駆動圧油は切替制御
弁2を介して主管路T3 を経て旋回モーター3に供給さ
れ、旋回体4が連結された旋回モーター3を回転駆動す
る。
ト油圧ポンプ8からの吐出パイロット油がパイロット弁
6、絞り付切替弁7を介してパイロット管路T1 ,T2
を経て供給される。絞り付切替弁7の圧力切替弁71は
パイロット弁6のパイロット管路T1 のパイロット圧P
1 が所定圧、即ち、切替弁設定圧PA 以上になると流路
を閉じる。従って、パイロット管路T1 を流れるパイロ
ット圧油は切替弁設定圧PA 以下では絞り付切替弁7の
圧力切替弁71を介して迂回して流れ、切替弁設定圧P
A 以上では絞り72を介して切替制御弁2側のパイロッ
ト管路T2 に流れる。
旋回用操作レバー5を速やかに押し込み操作した後、暫
くして旋回用操作レバー5を速やかに中立位置へ戻し操
作した時のパイロット管路T1 のパイロット圧P1 およ
びパイロット管路T2 のパイロット圧P2 の経時変化を
示す圧力変化図である。なお、以下の説明では旋回体4
を一方向に回転させる場合についてのみ説明するが、旋
回体4を他方向に回転させる場合についても全く同様な
ので説明を省略した。パイロット管路T1 のパイロット
圧P1 が0から切替弁設定圧PA まで上昇する間はパイ
ロット管路T1を流れるパイロット圧油は圧力切替弁7
1を介して迂回して殆ど抵抗を受けずにパイロット管路
T2 に流れるから、パイロット圧P2 はパイロット圧P
1 に追随して上昇する。パイロット圧P1 が切替弁設定
圧PA に達した後は絞り付切替弁7の圧力切替弁71が
閉じられ、パイロット管路T1 を流れるパイロット圧油
は絞り72を介してパイロット管路T2 に流れるから、
パイロット圧P2 はパイロット圧P1 に較べてややゆっ
くりと上昇する。
作時点では旋回用操作レバー5の動きに追随して切替制
御弁2を速やかに切り替えさせ、パイロット圧P1 が切
替弁設定圧PA に達した後は切替制御弁2の切り替え速
度を緩やかにすることにより、旋回体4の速やかな旋回
起動を可能にすると共に、切替制御弁2の急速な切り替
えを抑えて機械的衝撃の発生を緩和している。パイロッ
ト圧P1 が開放圧PRに達した後もパイロット圧P2 は
上昇し続け、やがて時間t1 後にパイロット圧P2 も開
放圧PR に達する。図2に示す時間t2 は切替弁設定圧
PA が0、即ち、パイロット管路T1 を流れるパイロッ
ト圧油が常に絞り72を介してパイロット管路T2 に流
れるようにした時に、パイロット圧P1 が開放圧PR に
達した後、パイロット圧P2 が開放圧PR に達するまで
の時間である。時間t2 と時間t1 の差、即ち、時間
(t2 −t1 )が長いのは切替制御弁2の応答性の良さ
を表すが、長過ぎると機械的衝撃を緩和する期間が短く
なって緩和し切れなくなるので、切替弁設定圧PA の値
はこの兼ね合いで設定される。
体4が減速過程に移った直後は、パイロット圧P1 が開
放圧PR よりも未だ高い値を維持しているので、圧力切
替弁71は閉じており、旋回用操作レバー5の操作によ
りパイロット圧P1 が低下した時、より高いパイロット
圧P2 のパイロット管路T2 内のパイロット圧油は絞り
72を介してパイロット管路T1 に還流するから、パイ
ロット圧P2 はパイロット圧P1 に較べてややゆっくり
と低下する。その後、パイロット圧P1 が切替弁設定圧
PA まで低下すると圧力切替弁71が切り替わって迂回
油路が開路するから、パイロット管路T2 内のパイロッ
ト圧油は圧力切替弁71を介したこの迂回油路を通って
パイロット管路T1 に一気に流れ、これにより、パイロ
ット圧P2 も急降下する。その後もパイロット管路T2
内のパイロット圧油は迂回油路を通ってパイロット管路
T1 に流れるから、パイロット管路T2 のパイロット圧
P2 はパイロット管路T1 のパイロット圧P1 に追随し
て低下する。
定圧PA に低下するまではパイロット管路T2 のパイロ
ット圧P2 がややゆっくりと低下することにより、旋回
体4が減速に切り替わる際に生じる機械的衝撃の発生を
緩和し、パイロット圧P1 が切替弁設定圧PA まで低下
した後はパイロット圧P2 がパイロット圧P1 に追随し
て低下することにより、旋回体4の減速応答性を改善
し、特に旋回体4が停止するまでに要する時間を短縮で
きる。仮に、切替弁設定圧PA を0に設定した時に減速
開始からパイロット圧P2 が0になる、即ち、切替制御
弁2のスプールが中立位置になるまでの時間と、本実施
例のように切替弁設定圧PA を所定の値に設定した時に
減速開始から切替制御弁2のスプールが中立位置になる
までの時間との時間差t3 は旋回体4の減速応答性の改
善度を表す。時間差t3 が長い程、即ち、切替弁設定圧
PA が高い程、旋回体4の減速応答性が改善される。
で絞り付切替弁7の動作は変わらないので、切替制御弁
2の加減速応答性と機械的衝撃の緩和能力は同じになる
が、これらの能力を加速時と減速時とで異ならせること
もできる。以下にかかる機能を具えた本発明の第2の実
施例を説明する。図3は第2の実施例に係る油圧ショベ
ルの旋回体の油圧回路図である。第1の実施例と同一ま
たは同一と見做せる箇所には同一の符号を付し、その重
複する説明を省略する。同図において、711,712
はそれぞれ互いに異なる切替弁設定圧を有した絞り付切
替弁7の圧力切替弁、721,722は同じく、それぞ
れ互いに異なる絞り能力を有した絞り、731,732
は同じく、それぞれ互いに異なる向きの逆止機能を有し
た逆止弁である。
替弁7は並列接続された圧力切替弁、逆止弁および絞り
から成る2つの切替弁ユニットを互いに逆向きに直列接
続して成る。即ち、圧力切替弁711はパイロット管路
T1 のパイロット圧P1 に従って切り替わるのに対し
て、圧力切替弁712はパイロット管路T2 のパイロッ
ト圧P2 に従って切り替わり、逆止弁731はパイロッ
ト管路T2 からパイロット管路T1 に向かうパイロット
圧油の流れを抑止し、逆止弁732はパイロット管路T
1 からパイロット管路T2 に向かうパイロット圧油の流
れを抑止するように接続されている。なお、圧力切替弁
711の切替弁設定圧PA は圧力切替弁712の切替弁
設定圧PB より低く設定されている。
第1の実施例における図2に対応する圧力変化図、図5
および図6はそれぞれ加速時および減速時の絞り付切替
弁7の圧油の流れを示す説明図である。操作者による旋
回用操作レバー5の一方向きへの押し込みに連れてパイ
ロット管路T1 のパイロット圧P1 が0から上昇する
と、パイロット圧P1 およびパイロット圧P2 が共に圧
力切替弁711および圧力切替弁712のそれぞれの切
替弁設定圧PA ,PB より低いので、圧力切替弁711
および圧力切替弁712は図5(a)に示すように流路
開放状態にあり、パイロット管路T1 内の圧油は逆止弁
731または圧力切替弁711を介して下流に流出し、
さらに、逆止弁732に流路を阻まれて圧力切替弁71
2を介してパイロット管路T2 に流出する。なお、同図
において、矢印を付した一点鎖線はパイロット圧油の流
れを示す。以下の図においても同様である。これによ
り、パイロット管路T2 のパイロット圧P2 はパイロッ
ト圧P1 に追随して上昇する。パイロット圧P1 が切替
弁設定圧PA に達すると、圧力切替弁711は閉じ状態
に切り替わるが、パイロット管路T1 を流れるパイロッ
ト圧油は逆止弁731を介して下流に流出するから、圧
油の流れに実質的な影響はない。やがて、パイロット圧
P1 が切替弁設定圧PB に達すると、パイロット圧P2
も追随して切替弁設定圧PB に達する。パイロット圧P
2 が切替弁設定圧PB になると、図5(b)に示すよう
に圧力切替弁712が閉じ状態に切り替わるから、パイ
ロット管路T1 を流れるパイロット圧油は逆止弁731
および絞り722を介してパイロット管路T2 に流出す
る。これにより、パイロット圧P2 はパイロット圧P1
に較べてややゆっくりと上昇する。このようにして、第
1の実施例と同様に旋回体4の速やかな旋回起動が可能
になると共に、切替制御弁2の急速な切り替わりを抑え
て機械的衝撃の発生を抑制している。
て旋回体4が減速過程に移った時は、パイロット圧P1
およびパイロット圧P2 が共に圧力切替弁711,71
2のそれぞれの切替弁設定圧PA ,PB より高いので、
圧力切替弁711,712は図6(a)に示すように共
に閉じ状態にある。従って、パイロット管路T2 内のパ
イロット圧油は逆止弁732および絞り721を介して
パイロット管路T1 に流出する。これにより、パイロッ
ト圧P2 はパイロット圧P1 に較べてややゆっくりと低
下する。パイロット圧P2 が切替弁設定圧PB に達する
と圧力切替弁712が開放状態に切り替わるが、パイロ
ット管路T2 から流出するパイロット圧油の逆止弁73
2の流体抵抗は殆ど無視できるので、圧油の流れに実質
的な影響はない。やがて、パイロット圧P1 が切替弁設
定圧PB に達すると、図6(b)に示すように圧力切替
弁711も開放状態に切り替わるので、パイロット管路
T2 から流出するパイロット圧油は圧力切替弁711を
介してパイロット管路T1に流出する。これによりパイ
ロット圧P2 は急激に低下してパイロット圧P1 に等し
くなり、パイロット圧P1 と共に速やかに低下する。
る時にパイロット管路T2 のパイロット圧P2 が緩やか
に低下することにより機械的衝撃の発生を抑制すると共
に、その後、パイロット圧P2 がパイロット圧P1 に追
随して速やかに低下することにより、旋回体4の減速応
答性が改善され、旋回用操作レバー5の中立位置への戻
し操作に追随して旋回体4が速やかに停止することがで
きる。さらに、本実施例では切替弁設定圧PA と切替弁
設定圧PB の値および絞り721と絞り722の絞り能
力をそれぞれ独立して設定できるから、これらの値を適
宜設定することにより、加速時と減速時の機械的衝撃の
発生を確実に緩和しながら、旋回起動と旋回停止の応答
性を最適化できる。
によれば、絞り付切替弁はそのパイロット弁側のパイロ
ット圧が所定圧に達するまでは絞り機能を発揮せず、所
定圧に達した後は絞り機能を発揮するようにしたので、
アクチュエーターの加速時または減速時に発生する機械
的衝撃を抑制しながら、操作レバーの操作に対する応答
性を格段に向上させることができる。請求項2記載の発
明によれば、パイロット弁側から切替制御弁側にパイロ
ット圧油が流れる時と逆向きに流れる時とで、絞り機能
を発揮するか否かを決定する所定圧の値が異なるように
したので、アクチュエーターの加速時および減速時の操
作レバーの操作に対する応答度合いを個別に設定するこ
とができる。
弁側から切替制御弁側にパイロット圧油が流れる時と逆
向きに流れる時とで、絞り能力が異なるようにしたの
で、アクチュエーターの加速時および減速時に発生する
機械的衝撃の緩和度合いを個別に設定することができ
る。請求項4記載の発明によれば、絞り付切替弁をパイ
ロット弁側のパイロット圧が所定圧に達すると流路を閉
じる動作をする圧力切替弁と、絞りから成る並列回路で
構成したので、請求項1記載の絞り付切替弁を簡単な構
成とすることができる。請求項5記載の発明によれば、
絞り付切替弁をパイロット弁側のパイロット圧が所定圧
に達すると流路を閉じる動作をする第1の圧力切替弁
と、切替制御弁側からパイロット弁側に流れるパイロッ
ト圧油の流れを阻止する第1の逆止弁と、第1の絞りか
ら成る第1の並列回路と、切替制御弁側のパイロット圧
が所定圧に達すると流路を閉じる動作をする第2の圧力
切替弁と、前記第1の逆止弁と逆の動作をする第2の逆
止弁と、第2の絞りから成る第2の並列回路との直列回
路で構成したので、請求項2または3記載の絞り付切替
弁を簡単な構成とすることができる。
回体の油圧回路図
のパイロット圧の経時変化を示す圧力変化図
回体の油圧回路図
図
図
図
Claims (5)
- 【請求項1】 慣性体を駆動するアクチュエーターの速
度と駆動方向を制御する切替制御弁の制御室にパイロッ
ト圧油を供給するパイロット弁と前記切替制御弁とを結
ぶ油路の途中に絞り付切替弁を具えて、前記アクチュエ
ーターの加速時と減速時に前記絞り付切替弁による絞り
機能を発揮させて機械的衝撃の発生を抑制した建設機械
の油圧パイロット回路において、前記絞り付切替弁はそ
の前記パイロット弁側のパイロット圧が所定圧に達する
までは絞り機能を発揮せず、前記所定圧に達した後は絞
り機能を発揮するようにしたことを特徴とする建設機械
の油圧パイロット回路。 - 【請求項2】 絞り付切替弁はそのパイロット弁側から
切替制御弁側にパイロット圧油が流れる時と逆向きに流
れる時とで、絞り機能を発揮するか否かを決定する所定
圧の値が異なるようにしたことを特徴とする請求項1記
載の建設機械の油圧パイロット回路。 - 【請求項3】 絞り付切替弁はそのパイロット弁側から
切替制御弁側にパイロット圧油が流れる時と逆向きに流
れる時とで、絞り能力が異なるようにしたことを特徴と
する請求項1または2記載の建設機械の油圧パイロット
回路。 - 【請求項4】 絞り付切替弁は流路を通るパイロット圧
油に流れ抵抗を与える絞りと、そのパイロット弁側のパ
イロット圧が所定圧に達すると流路を閉じる動作をする
圧力切替弁から成る並列回路で構成したことを特徴とす
る請求項1記載の建設機械の油圧パイロット回路。 - 【請求項5】 絞り付切替弁は流路を通るパイロット圧
油に流れ抵抗を与える第1の絞りと、パイロット弁側の
パイロット圧が所定圧に達すると流路を閉じる動作をす
る第1の圧力切替弁と、切替制御弁側から前記パイロッ
ト弁側に流れるパイロット圧油の流れを阻止する第1の
逆止弁から成る第1の並列回路と、流路を通るパイロッ
ト圧油に流れ抵抗を与える第2の絞りと、前記切替制御
弁側のパイロット圧が所定圧に達すると流路を閉じる動
作をする第2の圧力切替弁と、前記パイロット弁側から
前記切替制御弁側に流れるパイロット圧油の流れを阻止
する第2の逆止弁から成る第2の並列回路との直列回路
で構成したことを特徴とする請求項2または3記載の建
設機械の油圧パイロット回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20355495A JP3585294B2 (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 建設機械の油圧パイロット回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20355495A JP3585294B2 (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 建設機械の油圧パイロット回路 |
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|---|---|
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| JP3585294B2 JP3585294B2 (ja) | 2004-11-04 |
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|---|---|---|---|
| JP20355495A Expired - Fee Related JP3585294B2 (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 建設機械の油圧パイロット回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3585294B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002286001A (ja) * | 2001-03-23 | 2002-10-03 | Tadano Ltd | 旋回駆動装置 |
| CN104454689A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-03-25 | 刘涛 | 压力调节系统及其应用的工程机械 |
| CN107503395A (zh) * | 2017-09-15 | 2017-12-22 | 太原理工大学 | 节流容积直驱复合进出油口独立控制电液系统 |
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1995
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| CN107503395B (zh) * | 2017-09-15 | 2020-03-17 | 太原理工大学 | 节流容积直驱复合进出油口独立控制电液系统 |
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