JP2002276609A - 油圧制御装置 - Google Patents

油圧制御装置

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JP2002276609A
JP2002276609A JP2001078236A JP2001078236A JP2002276609A JP 2002276609 A JP2002276609 A JP 2002276609A JP 2001078236 A JP2001078236 A JP 2001078236A JP 2001078236 A JP2001078236 A JP 2001078236A JP 2002276609 A JP2002276609 A JP 2002276609A
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valve
flow control
pressure
switching valve
downstream
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JP2001078236A
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Masayuki Nakamura
雅之 中村
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KYB Corp
Original Assignee
Kayaba Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 予備用切換弁に接続するアクチュエータへの
最大供給量を、無断階に設定することのできる装置を提
供する。 【解決手段】 複数の回路系統A〜Cの下流側に接続し
た下流側流路48,50に設けた逆止弁49,51と、
これら逆止弁より下流側で合流させせた流体をアクチュ
エータに供給する予備用切換弁26と、予備用切換弁の
アクチュエータに圧油を供給する流路に設けた流量制御
絞り43と、予備用切換弁の下流側に設けた流量制御弁
42と、流量制御弁の上流側の圧力を設定する圧力設定
機構47と、各下流側流路における逆止弁上流側の圧力
を、上記流量制御弁をパイパスさせてタンクに開放した
り保持したりする複数のポンプに対応した圧力開放機構
54,55と、各圧力開放機構を選択的に有効ならしめ
る合流切換手段26とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、油圧ショベルな
どの建設車両に用いる油圧制御装置に係わり、ポンプを
接続した回路系統を複数備えた油圧制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図2に示す従来の装置は、第1〜3ポン
プP1〜P3を備えるとともに、これら第1〜3ポンプ
P1〜P3のぞれぞれには、第1〜3回路系統a〜cを
接続している。上記第1回路系統aは、第1ポンプP1
に接続した第1供給流路1に、オープンセンタータイプ
の第1〜3切換弁11〜13をパラレルに接続してい
る。これら第1〜3切換弁11〜13は、図示する中立
位置にあるときに、第1中立流路2を介して第1ポンプ
P1とタンク流路10とを連通させる。そして、いずれ
かの切換弁を切り換えると、その切換弁に接続した図示
していないアクチュエータに第1パラレル流路3を介し
て圧油を供給するようにしている。なお、上記第1ポン
プP1の最大吐出量は、上記第1〜3切換弁11〜13
に接続する3台のアクチュエータの最大必要流量に基づ
いて設定している。
【0003】上記第2回路系統bは、第2ポンプP2に
接続した第2供給流路4に、オープンセンタータイプの
第4〜6切換弁14〜16をパラレルに接続している。
これら第4〜6切換弁14〜16も、図示する中立位置
にあるときに、第2中立流路5を介して第2ポンプP2
とタンク流路10とを連通させる。そして、いずれかの
切換弁を切り換えると、その切換弁に接続した図示して
いないアクチュエータに第2パラレル流路6を介して圧
油を供給するようにしている。
【0004】また、上記第6切換弁16というのは、予
備用の切換弁である。この予備用切換弁16というの
は、特殊なアクチュエータを用いる建設車両に対して予
め用意したものである。すなわち、第2回路系統bによ
って制御するアクチュエータが2台だけの場合には、予
備用切換弁16は使用しないが、特殊なアクチュエータ
があって、第2制御系統bに接続するアクチュエータが
合計3台となる場合には、特殊なアクチュエータを予備
用切換弁16に接続する。そして、この予備用切換弁1
6によって特殊なアクチュエータを制御するようにして
いる。なお、特殊なアクチュエータを用いる場合は希な
ので、第2ポンプP2の最大吐出量というのは、上記第
4、5切換弁14,15に接続する2台のアクチュエー
タの最大必要流量に基づいて設定している。
【0005】一方、上記第3回路系統cは、第3ポンプ
P3に接続した第3供給流路7に、オープンセンタータ
イプの第7〜9切換弁17〜19をパラレルに接続して
いる。これら第7〜9切換弁17〜19は、図示する中
立位置にあるときに、第3中立流路8を介して第3ポン
プP3とその下流側とを連通し、いずれかの切換弁を切
り換えると、その切換弁に接続した図示していないアク
チュエータに第3パラレル流路9を介して圧油を供給す
るようにしている。なお、上記第3ポンプP3の最大吐
出量は、上記第7〜9切換弁17〜19に接続する3台
のアクチュエータの最大必要流量に基づいて設定してい
る。
【0006】また、上記第3中立流路8の下流側を、第
2回路系統bの第2中立流路5に接続するとともに、こ
の第3中立流路8と第2中立流路5とを連通する流路に
合流切換弁20を設けている。この合流切換弁20は、
図示する開位置にあるときに、第3中立流路8と第2中
立流路5とを連通し、第3ポンプP3の吐出油を第2回
路系統bに供給する。また、合流切換弁20が閉位置に
切り換わると、第3中立流路8をタンク流路10に連通
するとともに第2中立流路5との連通を遮断する。その
ため、第3ポンプP3の吐出油が第2回路系統bに供給
されなくなる。
【0007】上記のように合流させる流路を設けたの
は、予備用切換弁16に接続した特殊なアクチュエータ
に供給する流量が、不足しないようにするためである。
すなわち、予備用切換弁16には、第2ポンプP2の吐
出油を供給しているが、この第2ポンプP2の最大吐出
量というのは、第4,5切換弁14,15に接続するア
クチュエータの最大必要流量に基づいて設定されてお
り、予備用切換弁16に接続する特殊なアクチュエータ
に供給する流量を考慮していない。そのため、この特殊
なアクチュエータを作動させた場合に、供給流量不足が
生じることがある。そこで、上記したように、第3ポン
プP3の吐出油を合流させることによって、その供給流
量不足を補うようにしている。なお、合流切換弁20に
よって、第3ポンプP3からの圧油の流入をカットでき
るようにしたのは、予備用切換弁16に接続する特殊な
アクチュエータの種類によっては、第2ポンプP2から
の流量だけで足りる場合があるからである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
例では、予備用切換弁16に接続したアクチュエータに
十分な流量を供給することができる。ところが、この従
来例では、アクチュエータに供給する最大供給量を、第
2ポンプによる単独供給と、第2ポンプおよび第3ポン
プによる合計供給との2段階にしか設定することができ
ない。しかも、この2段階の流量も、各ポンプの最大吐
出量によってほぼ決まってしまう。つまり、予備用切換
弁に接続したアクチュエータへの最大供給量を、細かく
設定することができなかった。
【0009】そのため、予備用切換弁に接続するアクチ
ュエータの種類によっては、そのアクチュエータに最適
な最大供給量に設定することができず、その作動速度が
速すぎたり遅すぎたりして、オペレータが制御しにくく
なることがあった。この発明の目的は、予備用切換弁に
接続するアクチュエータへの最大供給量を、無断階に設
定することのできる油圧制御装置を提供することであ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、複数のポ
ンプと、各ポンプに接続したオープンセンタータイプの
切換弁からなる複数の回路系統と、これら回路系統の下
流側に接続した下流側流路と、各下流側流路に設けた逆
止弁と、逆止弁より下流側を合流させるとともに、この
合流させた流体をアクチュエータに供給する予備用切換
弁と、この予備用切換弁のアクチュエータに圧油を供給
する流路に設けた流量制御絞りと、予備用切換弁の下流
側に設けた流量制御弁と、この流量制御弁に設けるとと
もに、その上流側の圧力を設定する圧力設定機構と、上
記流量制御絞りの上流側に発生する圧力を流量制御弁の
一方のパイロット室に導く第1パイロットラインと、上
記流量制御絞りの下流側に発生する圧力を流量制御弁の
他方のパイロット室に導く第2パイロットラインと、上
記各下流側流路における逆止弁上流側の圧力を、上記流
量制御弁をパイパスさせてタンクに開放したり保持した
りする複数のポンプに対応した圧力開放機構と、各圧力
開放機構を選択的に有効ならしめる合流切換手段とを備
え、上記予備用切換弁によってアクチュエータに圧油を
供給するときに流量制御絞り前後に生じる差圧を、流量
制御弁によって一定に保つ一方、予備用切換弁の切り換
え位置に連動する外部信号によって、上記各圧力開放機
構を操作自在としたことを特徴とする。
【0011】第2の発明は、上記第1の発明における合
流切換手段を、予備用切換弁によって構成したことを特
徴とする。第3の発明は、上記第1の発明における合流
切換手段を、予備用切換弁の切り換え位置に連動して作
動する別途に設けた切換弁によって構成したことを特徴
とする。
【0012】
【発明の実施の形態】図1に示す実施例は、第1〜3ポ
ンプP1〜P3を備えるとともに、これら第1〜3ポン
プP1〜P3のぞれぞれには、第1〜3回路系統A〜C
を接続している。上記第1回路系統Aは、第1ポンプP
1に接続した第1供給流路30に、オープンセンタータ
イプの第1〜3切換弁21〜23をパラレルに接続して
いる。これら第1〜3切換弁21〜23は、図示する中
立位置にあるときに、第1中立流路31を介して第1ポ
ンプP1とタンク流路40とを連通させる。そして、い
ずれかの切換弁を切り換えると、その切換弁に接続した
図示していないアクチュエータに第1パラレル流路32
を介して圧油を供給するようにしている。なお、上記第
1ポンプP1の最大吐出量は、上記第1〜3切換弁21
〜23に接続する3台のアクチュエータの最大必要流量
に基づいて設定している。
【0013】上記第2回路系統Bは、第2ポンプP2に
接続した第2供給流路33に、オープンセンタータイプ
の第4、5切換弁24,25をパラレルに接続してい
る。これら第4、5切換弁24,25は、図示する中立
位置にあるときに、第2中立流路34を開放し、いずれ
かの切換弁を切り換えると、その切換弁に接続した図示
していないアクチュエータに第2パラレル流路35を介
して圧油を供給する。なお、第2ポンプP2の最大吐出
量は、上記第4、5切換弁24、25に接続する2台の
アクチュエータの最大必要流量に基づいて設定してい
る。
【0014】また、上記第2中立流路34の下流側流路
48には、逆止弁49を設けている。この逆止弁49に
よって、第2中立流路34からの流れのみを許容するよ
うにしている。また、上記逆止弁49の下流側には、上
記第3回路系統Cの下流側流路50と排出流路41とを
接続している。そして、上記排出流路41には、流量制
御弁42を接続している。この流量制御弁42は、その
一方のパイロット室42aを、第1パイロットライン4
5を介して排出流路41に接続し、スプリング47を設
けた他方のパイロット室42bを、第2パイロットライ
ン46を介して流路44に接続している。なお、流量制
御弁42の機能については後で説明する。
【0015】一方、上記第3回路系統Cは、第3ポンプ
P3に接続した第3供給流路36に、オープンセンター
タイプの第7〜9切換弁27〜29をパラレルに接続し
ている。これら第7〜9切換弁27〜29も、図示する
中立位置にあるときに、第3中立流路37を開放し、い
ずれかの切換弁を切り換えると、その切換弁に接続した
図示していないアクチュエータに第3パラレル流路38
を介して圧油を供給する。また、上記第7〜9切換弁2
7〜29に接続する3台のアクチュエータの最大必要流
量に基づいて、上記第3ポンプP3の最大吐出量を設定
している。
【0016】上記第3中立流路37の下流側流路50に
は、逆止弁51を介して予備用切換弁26を接続してい
る。この予備用切換弁26は、建設車両に特殊なアクチ
ュエータがある場合に、そのアクチュエータを接続する
ためのものである。この予備用切換弁26は、図示する
中立位置にあるときに、そのアクチュエータポートを遮
断するとともに、下流側流路50を開放する。そして、
このとき、下流側流路50に導いた圧油を、排出流路4
1を介して上記流量制御弁42に導く。
【0017】また、上記予備用切換弁26を左右の第
1,2ポジション(a)、(b)に切り換えると、その
内部流路に設けた流量制御絞り43を介してアクチュエ
ータに圧油を供給する。なお、上記流量制御絞り43
は、予備用切換弁26のバルブストロークに応じた開度
を保つ可変オリフィスからなるものである。また、この
予備用切換弁26に設けた2つのパイロットポートに
は、外部パイロット圧を導くパイロットライン52,5
3をそれぞれ接続している。これらパイロットライン5
2,53は、予備用切換弁26が図示の中立位置にあれ
ば、タンク流路40に連通するが、予備用切換弁26を
左右の第1ポジション(a)に切り換えると、この予備
用切換弁26によって一方のパイロットライン52が遮
断され、予備用切換弁26を左右の第2ポジション
(b)に切り換えると、もう一方のパイロットライン5
3も遮断されるようにしている。
【0018】上記のようにしたパイロットライン52,
53には、それぞれパイロットチェック弁54,55の
パイロット室に接続している。これらパイロットチェッ
ク弁54,55のうち一方のパイロットチェック弁54
は、第2回路系統Bの下流側流路48の逆止弁49より
上流側に接続している。そして、このパイロットチェッ
ク弁54によって、下流側流路8が、流量制御弁42を
バイパスしてタンクに直接連通するようにしている。ま
た、他方のパイロットチェック弁55は、第3回路系統
Cの下流側流路50の逆止弁51より上流側に接続して
いる。そして、このパイロットチェック弁55によっ
て、下流側流路50が、流量制御弁42をバイパスして
タンクに直接連通するようにしている。このようにした
パイロットチェック弁54,55は、そのパイロット室
に所定のパイロット圧が導かれているとき、下流側流路
48,50とタンク流路40とのを連通を遮断するが、
パイロット室がタンク圧になると、下流側流路48,5
0内とタンク流路40とを直接連通する。
【0019】次に、この実施例の作用を説明する。図示
するように、切換弁24〜29が中立位置にあれば、第
2,3ポンプP2,P3から吐出された圧油は、それぞ
れ下流側流路48,50に導かれる。このとき、予備用
切換弁26が中立位置にあり、両パイロットライン5
2,53をタンクに連通させているので、パイロットチ
ェック弁54,55を介して下流側流路48,50とタ
ンク流路40とが連通している。したがって、下流側流
路48,50に導かれた圧油は、パイロットチェック弁
54,55を介してタンク流路40に排出される。
【0020】上記の状態から、予備用切換弁26を左右
の第1ポジション(a)に切り換えると、パイロットラ
イン52が遮断されるため、このパイロットライン52
の圧力が上昇する。そして、このパイロットライン52
からパイロットチェック弁54のパイロット室に所定の
圧力が導かれて、このパイロットチェック弁54が閉じ
ると、第2回路系統Bの下流側通路48とタンク流路4
0との連通が遮断される。そのため、第2ポンプP2か
ら下流側流路48に導かれた圧油が、予備用切換弁26
の流量制御絞り43を介してその開度に応じた流量分だ
けアクチュエータに供給される。つまり、予備用切換弁
26を第1ポジション(a)に切り換えたときには、第
2ポンプP2の圧油のみが供給されることになる。
【0021】また、上記のようにして、第2ポンプP2
からの圧油が流量制御絞り43を介してアクチュエータ
に供給されると、流量制御絞り43の開度に応じてその
前後に差圧が発生する。そして、この流量制御絞り43
の上流側の圧力が、第1パイロットライン45を介して
流量制御弁42の一方のパイロット室42aに導かれ、
流量制御絞り43の下流側の圧力が、第2パイロットラ
イン46を介して流量制御弁42の他方のパイロット室
42bに導かれる。そのため、流量制御弁42は、流量
制御絞り43の前後の差圧を一定に保つように、その開
度を調節する。つまり、予備用切換弁26に接続したア
クチュエータには、流量制御絞り43のそのときの流路
面積と、スプリング47の弾性力に相当する差圧とによ
って決まる一定の流量が供給されることになる。
【0022】上記の状態から、予備用切換弁26を左右
の第2ポジション(b)に切り換えると、パイロットラ
イン53も遮断されるため、このパイロットライン53
の圧力も上昇する。そして、このパイロットライン53
からパイロットチェック弁55のパイロット室に所定の
圧力が導かれて、このパイロットチェック弁55が閉じ
る。そのため、第3回路系統Cの下流側通路50とタン
ク流路40との連通が遮断される。したがって、第3ポ
ンプP3から下流側流路50に導かれた圧油が、上記第
2ポンプP2からの圧油と合流して予備用切換弁26の
流量制御絞り43を介してアクチュエータに供給され
る。つまり、予備用切換弁26を第2ポジション(b)
に切り換えたときには、第2ポンプP2と第3ポンプP
3の合計した圧油が供給されることになる。
【0023】また、上記のようにして、第2ポンプP2
と第3ポンプP3との合計流量が流量制御絞り43を介
してアクチュエータに供給されると、流量制御絞り43
の前後に差圧が発生する。そして、この流量制御絞り4
3の上流側の圧力が、第1パイロットライン45を介し
て流量制御弁42の一方のパイロット室42aに導か
れ、流量制御絞り43の下流側の圧力が、第2パイロッ
トライン46を介して流量制御弁42の他方のパイロッ
ト室42bに導かれる。したがって、この場合において
も、流量制御弁42は、流量制御絞り43の前後の差圧
を一定に保つように、その開度を調節する。つまり、予
備用切換弁26に接続したアクチュエータには、流量制
御絞り43の流路面積と、スプリング47の弾性力に相
当する差圧とによって決まる一定の流量が供給されるこ
とになる。
【0024】以上のように、この実施例によれば、予備
用切換弁26の内部流路に設けた流量制御絞り43の開
度と、排出流路41に設けた流量制御弁42のスプリン
グ47のバネ力を調節することによって、この予備用切
換弁26に接続するアクチュエータに供給される最大流
量を自由に設定し、調節することができる。したがっ
て、アクチュエータの種類に応じて最適な最大供給流量
に設定し、調節することができる。
【0025】なお、この実施例では、スプリング47
が、この発明の圧力設定機構に相当する。このスプリン
グ47は、その弾性力を、アジャスターボルトなどによ
って調節可能にして、流量制御弁42に作用する弾性力
を自由に調節できるにしている。ただし、この発明の圧
力設定機構としては、比例ソレノイドや外部パイロット
圧を利用してもよい。比例ソレノイドや外部パイロット
圧を用いれば、装置を車両に組み込んだ後でも、流量制
御弁42に作用させる推力を、外部から簡単に調節する
ことができる。
【0026】また、この実施例では、予備用切換弁26
が中立位置にあるときに、流量制御弁42を経由せず
に、パイロットチェック弁54,55からタンク油路4
0に圧油を排出するようにしている。このようしたの
は、予備用切換弁26に接続した特殊なアクチュエータ
を作動させない場合や、予備用切換弁26に特殊なアク
チュエータを接続していない場合に、流量制御弁42に
よって生じる圧力損失を防止するためである。つまり、
予備用切換弁26に接続した特殊なアクチュエータを作
動させる必要がない場合にも、流量制御弁42を介して
圧油を排出すると、スプリング47の分だけ圧力損失が
生じてしまう。しかし、この実施例では、予備用切換弁
26が中立位置にあるときに、流量制御弁42をバイパ
スして直接圧油を排出するので、そのような問題が生じ
ない。
【0027】また、予備用切換弁26を第1ポジション
に切り換えた場合というのは、それほど大流量を必要と
しないので、この実施例では、第2ポンプP2の圧油の
みを供給し、第3ポンプP3の圧油をタンクに排出する
ようにしている。このようにすれば、第3回路系統Cの
圧力損失を抑えることができる。つまり、この実施例で
は、圧力損失によるエネルギーロスをより低減すること
ができる。
【0028】なお、この実施例では、パイロットチェッ
ク弁54,55によって、この発明の圧力開放機構を構
成しているが、切換弁などによって圧力解放機構を構成
してもよい。また、この実施例では、予備用切換弁26
によって、この発明の合流切換手段を構成しているが、
予備用切換弁26とは別に設けた切換弁などによって合
流切換手段を構成してもよい。ただし、この実施例のよ
うに、予備用切換弁26の切り換えポジションによって
複数のポンプの合流・開放を切り換える構成すれば、こ
の合流切換手段の動作を、アクチュエータの作動に応じ
て連動させることができるので、エネルギーロスを確実
に防止することができる。
【0029】
【発明の効果】第1の発明によれば、予備用切換弁のア
クチュエータに圧油を供給する流路に設けた流量制御絞
り前後の差圧を、流量制御弁によって一定に保つ構成に
したので、流量制御絞りの開度と、流量制御弁の圧力設
定機構の圧力を調節すれば、アクチュエータに供給する
最大供給流量を、自由に設定し、調節することができ
る。したがって、予備用切換弁に接続したアクチュエー
タの作動を、制御しやすくできる。また、各回路系統の
下流側流路の圧力を、流量制御弁をパイパスして直接タ
ンクに開放することができるので、予備用切換弁からア
クチュエータに圧油を供給する必要がないときに、流量
制御弁における圧力損失を防止することができる。
【0030】第2および第3の発明によれば、圧力開放
機構を切り換える合流切換手段を、予備用切換弁によ
り、または予備用切換弁に連動させた別途に設けた切換
弁により構成したので、予備用切換弁の切り換え状況に
応じて大容量から小容量まで最適な流量に設定し、調節
することができ、かつ、同時に圧力損失を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の回路図である。
【図2】従来例の回路図である。
【符号の説明】
A〜C 回路系統 P1〜P3 ポンプ 21〜25,27〜29 切換弁 26 予備用切換弁 34 この発明の合流流路を構成する第2中立流路 37 この発明の合流流路を構成する第3中立流路 41 排出流路 42 流量制御弁 42a 流量制御弁の一方のパイロット室 42b 流量制御弁の他方のパイロット室 43 流量制御絞り 45 第1パイロットライン 46 第2パイロットライン 47 この発明の圧力設定機構に相当するスプリング 49、51 逆止弁 50 この発明の圧力開放機構を構成する制御シリンダ 51 この発明の圧力開放機構を構成するパイロットラ
イン 52 この発明の圧力開放機構を構成する分岐ライン 54、55 この発明の圧力開放機構を構成するパイロ
ットチェック弁

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のポンプと、各ポンプに接続したオ
    ープンセンタータイプの切換弁からなる複数の回路系統
    と、これら回路系統の下流側に接続した下流側流路と、
    各下流側流路に設けた逆止弁と、逆止弁より下流側を合
    流させるとともに、この合流させた流体をアクチュエー
    タに供給する予備用切換弁と、この予備用切換弁のアク
    チュエータに圧油を供給する流路に設けた流量制御絞り
    と、予備用切換弁の下流側に設けた流量制御弁と、この
    流量制御弁に設けるとともに、その上流側の圧力を設定
    する圧力設定機構と、上記流量制御絞りの上流側に発生
    する圧力を流量制御弁の一方のパイロット室に導く第1
    パイロットラインと、上記流量制御絞りの下流側に発生
    する圧力を流量制御弁の他方のパイロット室に導く第2
    パイロットラインと、上記各下流側流路における逆止弁
    上流側の圧力を、上記流量制御弁をパイパスさせてタン
    クに開放したり保持したりする複数のポンプに対応した
    圧力開放機構と、各圧力開放機構を選択的に有効ならし
    める合流切換手段とを備え、上記予備用切換弁によって
    アクチュエータに圧油を供給するときに流量制御絞り前
    後に生じる差圧を、流量制御弁によって一定に保つ一
    方、予備用切換弁の切り換え位置に連動する外部信号に
    よって、上記各圧力開放機構を操作自在としたことを特
    徴とする油圧制御装置。
  2. 【請求項2】 合流切換手段を、予備用切換弁によって
    構成したことを特徴とする請求項1記載の油圧制御装
    置。
  3. 【請求項3】 合流切換手段を、予備用切換弁の切り換
    え位置に連動して作動する別途に設けた切換弁によって
    構成したことを特徴とする請求項1記載の油圧制御装
    置。
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