JPH06117415A - 可変再生回路 - Google Patents

可変再生回路

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JPH06117415A
JPH06117415A JP3108983A JP10898391A JPH06117415A JP H06117415 A JPH06117415 A JP H06117415A JP 3108983 A JP3108983 A JP 3108983A JP 10898391 A JP10898391 A JP 10898391A JP H06117415 A JPH06117415 A JP H06117415A
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亘 久保本
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    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/021Valves for interconnecting the fluid chambers of an actuator

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 油圧シリンダなどのアクチュエータに圧油を
供給してその戻り油を選択再生する再生回路弁の構造を
簡略化し、再生中および作動中の再生圧油通路の通過抵
抗を減少せしめる再生油圧回路を提供する。 【構成】 油圧切換弁3と油圧シリンダ2とを接続する
管路35,36の途中に、常時は内部通路34を閉路
し、油圧シリンダ2のヘッド側油室Cに圧油が供給され
る方向へ油圧切換弁3を作動させる指令信号に連動して
内部油路を閉路する切換弁24と、切換弁24の出口ポ
ートから油圧シリンダ2のヘッド側油室Cに通じる管路
33に向けてのみ自由通路を形成するチェック弁10
と、油圧シリンダ2のロッド側油室Dと油圧切換弁3と
を接続する管路34に通じる入口ポートとを備えた再生
機能弁27を、油圧切換弁3から独立して設けることに
より弁自体の構造を簡略化でき、再生中における再生圧
油通路の通過抵抗を最小にとどめるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は油圧シリンダなどのアクチュエータに圧油を
供給し、その戻り油を選択再生する再生回路弁の構造を
簡略化し、かつ再生中および作動中の管路抵抗を減少せ
しめる油圧再生回路に関するものである。
従来の技術 従来から、油圧シリンダのロッド側油室からの戻り油を
ヘッド側油室へ再生合流させる可変式再生回路弁では、
戻り油を小径スプールなどで閉塞して再生回路を形成
し、作動圧が一定値を越えると解除し、また、外部から
の信号圧力などにより、再生解除圧力を可変にさせてい
た。例えば、第6図は可変再生回路弁の一例を示す断面
図であるが、この図において、可変再生回路弁53のス
プール55における、油圧シリンダ2のロッド側油室D
に通ずる油路を開閉する側に中空穴を設け、スプリング
63により付勢され、軸線方向に移動自在に中心穴を有
する小径スプール62を嵌挿し、外周から中空穴に通ず
るノッチ穴70,68,71を設け、スプール55が中
立時においては、上記ノッチ穴70は弁本体54内のブ
リッジ通路67に通じ、ノッチ穴68はブリツジ通路6
7と高圧通路15´との中間に開口し、弁本体54によ
り閉塞され、ノッチ穴71はタンク連通路16´に連通
し、更に、スプール55を右方に移動させるとノッチ穴
70は引続きブリッジ通路67に連通し、同時に油路6
5によりピストン油室59に通じ、ノッチ穴68は高圧
通路15´に連通し、ノッチ穴71は引続きタンク連通
路16´に通じる位置にある。また、小径スプール62
の中心穴には、チェック弁60を介し隣接して、ピスト
ン61を端部に嵌挿したピストン油室59と、小径スプ
ール油室69とを設け、外周から該小径スプール油室6
9に連通するノッチ穴72,56,57を設け、該小径
スプール62がスプリング63の付勢力により左方にあ
るときは、ノッチ穴72はノッチ穴70とノッチ穴56
はノッチ穴68と連通し、ノッチ穴57はスプール55
の内壁で閉塞され、また、小径スプール62がスプリン
グ63の付勢力に抗して右方に移動すると、ノッチ穴7
2,56は、それぞれ、ノッチ穴70,68に連通した
ままの状態で、ノッチ穴57はタンク連通路51に通じ
ているノッチ穴71に連通する位置に設けてある。更に
スプリング63はスプール55の中空穴に設けてあり、
小径スプール62をスプール55との間で付勢してお
り、このスプリング室は小径スプール62の端面とプラ
グ66とにより油室58を形成し、該油室58にはスプ
ール55が右方に移動するとパイロット油口52から外
部圧力信号を導入するノッチ穴25を設けてある。上記
構成の可変再生回路弁53において、スプール55を右
方に切換えて油圧シリンダ2を伸長させ、その負荷が少
ないときにはロッド側油室Dからの戻り油は、高圧通路
15´、ノッチ穴68,56、小径スプール油室69、
チェック弁60、ノッチ穴72,70を通りブリッジ通
路67に合流する再生回路を形成する。次に油圧シリン
ダ2への負荷が増大し、ヘッド側油室Cの圧力、従って
ブリッジ通路67の圧力が上昇すると、その圧油は同時
に油路65を通りピストン油室59にも流入するので、
ピストン61は外方に抜け出そうとし、その反力がスプ
リング63の付勢力よりも大きくなると小径スプール6
2はスプール55の内部を右方に移動していき、閉塞さ
れていたノッチ穴71,57が開口して小径スプール油
室69とタンク連通路16´は連通するので、ロッド側
油室Dの戻り油の再生は解除される。また、パイロット
油口52からの信号圧力がノッチ穴25を通って油室5
8に達すると、その圧力に比例した力が小径スプール6
2に、スプリング63の付勢力に付加して作用し小径ス
プール62の右方への移動条件を加減することとなるの
で、再生解除時期を外部からの信号圧力の大小に応じ
て、自由に指令することができる。なお、第6図におけ
る6,6´はスプール55を切換えるためのパイロット
油室、7,7´は高圧通路15,15´の最高圧力を規
整するリリーフ弁、16,16´はタンク連通路、39
は可変再生回路弁53の切換過渡期において圧油が逆流
をすることを防止するロードチェック弁であり、一般に
使用されるパイロット操作式の油圧切換弁の構成と同様
である。また、22はスプール55の内部に設けられた
油路であり、小径スプール62の外周あるいはピストン
油室59から漏れた高圧油をノッチ穴23を経由してタ
ンク連通路16へ流出させ、閉じ込み圧油による作動不
良を起させないようにしてある。
発明が解決しようとする課題 ところで、このような従来の可変再生回路弁にあって
は、再生機能を付与する装置がすべて該弁のスプール内
に収納されているため、スプールの構造は複雑であるば
かりではなく、再生回路における通路抵抗を最小限にし
ようとすると、再生回路弁自体が大形となったり、さも
なくばスプールの肉厚が少なくなり、強度上から好まし
くないという欠点と、通路の有効面積が確保できず、再
生油量に限界を生ずる。ここにおいて、従来技術による
実施例である第6図の可変再生回路弁における具備すべ
き機能構成を大別すると、第1要件は、再生中、油圧シ
リンダ2のロッド側油室Dからヘッド側油室Cに圧油を
流入させる通路となるノッチ穴68,56、小径スプー
ル油室69、チェック弁60、ノッチ穴70などを有
し、ヘッド側油室Cの圧力が一定値以内においては、ロ
ッド側油室Dからの戻り油をヘッド側油室Cに再生させ
る機能、第2要件は、ヘッド側油室Cの圧力がロッド側
油室Dのそれに比して高くなったときにヘッド側油室C
の回路からロッド側油室の回路へ圧油が流入することを
防止するチェック弁60を小径スプール62の内部中空
穴の中に設けること、第3要件は、ヘッド側油室Cの圧
力が更に上昇し、油圧シリンダ2が最大の能力を発揮す
べきときには、ロッド側油室Dからの戻り油を小径スプ
ール62に設けたノッチ穴57、スプール55に設けた
ノッチ穴71を経てタンク連通路16´に通じさせる機
能、および第4要件として、パイロット油口52から外
部の圧力信号を、スプール55、小径スプール62、プ
ラグ66で形成する油室58に導き、その圧力信号の大
小により上記ノッチ穴57,71が連通する条件を調整
する機能である。上述のように、従来の可変再生回路弁
には前記4つの機能をすべてスプール55に具備させる
ために非常に複雑な形状となり、また圧油通路となる開
閉口部断面積を大きくするため、どうしても肉薄となり
強度も低下すると共に、内蔵される関連部品も複雑とな
る。ここにおいて、本発明は、前記4つの機能のうち、
第1、第2の機能をスプール以外の作動回路において行
わしめ、第3、第4の機能はそのまま再生回路弁におい
て果たすことにより、可変再生回路弁の構造を簡略化し
て、スプール強度を強化すると共に、再生中における再
生圧油通路の通過抵抗を最小にとどめるような再生油圧
回路を実現しようとするものである。
課題を解決するための手段 この発明は前記課題を解決するものであって、以下にそ
の内容を実施例に対応する第1図および第2図を用いて
説明する。第2図の油圧回路図に示す如く、パイロット
弁24の圧力信号により切換えられる油圧切換弁3と常
時は内部通路を閉路し、圧力信号が加わると内部通路を
開路する切換弁24、および該切換弁24の出口ポート
に連なる油路に流入を阻止する方向にチェック弁10を
内蔵し、その出口ポートは油路33により、油圧シリン
ダ2のヘッド側油室Cに連通するようにした再生機能弁
27とを設け、該再生機能弁27の流入側ポートと油圧
シリンダ2のロッド側油室Dとを油路34により連通
し、更に前記油圧切換弁3の一方の出口ポートAに通ず
る油路35は油路33の中間点に、他方の出口ポートB
に通ずる油路36は油路34の中間点に合流しており、
前記再生回路弁27に内蔵された切換弁24のスプール
切換用パイロット油室には、油圧切換弁3のスプールを
油圧シリンダ2のヘッド側油室Cに圧油を供給する側に
切換えるパイロット油室へのパイロット油路30から分
岐したパイロット油路32を導く。また、油圧切換弁3
は第1図に示す如く、スプール5の油圧シリンダ2のロ
ッド側油室Dに通ずる油路を開閉する側に中空穴を設
け、スプリング13により付勢され軸線方向に移動自在
の、中間が細径となり、スプール5の中心穴の内面との
間で小径スプール油室19を形成する小径スプール12
を嵌挿し、外周から中心穴に通じるノッチ穴18,21
を設け、スプール5が中立時においては、上記ノッチ穴
18はブリッジ通路17と高圧通路15´との中間に開
口し、弁本体4により閉塞され、ノッチ穴21はタンク
連通路16´2連通しており、スプール5を右方に移動
させるとノッチ穴18は高圧通路15´に連通し、ノッ
チ穴21は引続きタンク連通路16´に通じる位置にあ
る。また、小径スプール12がスプリング13の付勢力
により左方にある限り、図示の小径スプール右端大径部
の外周はノッチ穴21を閉塞しているが、スプリング1
3の付勢力に抗し、ストッパ26に当接するまで右方に
移動するとノッチ穴21を開口する形状にしてある。更
に、スプール5は、小径スプール12をスプリング13
の付勢力に抗する方向に作用するピストン11、ピスト
ン油室9とを内蔵しており、該ビストン油室9にはAポ
ートに連通する高圧通路15から油路28が通じてい
る。なお、スプリング13はスプール5の中空穴に遊挿
してあり、小径スプール12をスプール5に対して付勢
しており、このスプリング室は小径スプール12の端面
とプラグ40とにより油室8を形成しており、該油室8
にはスプール5が右方に移動するとパイロット油口14
から外部圧力信号を導入するノッチ穴5が設けられてあ
り、また油路22はノッチ穴23によりスプール5が中
立および右方に移動しているときは常時タンク連通路1
6に通じ、小径スプール12、ピストン11の外周から
漏出するドレンをタンクに戻す役目を果たす。
作 用 第1図および第2図において、パイロット弁29の操作
レバをJ方向に引き、パイロッ卜油路30に信号圧力が
発生すると油圧切換弁3はG位置に切換えられ、同時に
パイロット油路32を経て再生機能弁27の切換弁24
もE位置からF位置に切換えられる。従って、油圧切換
弁3に供給された圧油はAポート、油路35,33を通
り油圧シリンダ2のヘッド側油室Cに流入するが、油圧
シリンダ2の伸長時負荷が少ないときは、その作動圧力
も低く、ピストン11に作用する力はスプリング13の
付勢力よりも小さく、小径スプール12は右方に移動せ
ずノッチ穴21を閉塞しているので、ロッド側油室Dか
らの戻り油は圧力が上昇し、油路34、切換弁24のF
位置通路を通り、チェック弁10を押し開いて油路33
に合流する再生回路を形成する。油圧シリンダ2の負荷
が増大し高圧通路15の圧力が上昇し、その圧油が油路
28を通ってピストン油室9に流入してピストン11の
作用力がスプリング13の付勢力よりも大きくなると、
小径スプール12はピストン5の内部を右方に移動して
いき、閉塞されていたノッチ穴21を開口させる結果、
高圧通路15´はノッチ穴18、小径スプール油室1
9、ノッチ穴21によりタンク連通路16´と連通する
のでロッド側油室Dからの戻り油は油路34,36、油
圧切換弁3のBポートを経てタンク連通路に導かれ再生
は解除される。また、パイロット油口14から信号圧力
を油室8に送油すると、その圧力に比例した力が小径ス
プール12に、スプリング13の付勢力に付加して作用
するので再生回路の解除条件を可変にすることができ
る。
実 施 例 以下、本発明の一実施例を説明する。第1図は本発明油
圧回路に使用する油圧切換弁3のスプール5が中立位置
にあるときの縦断面図、第2図は本発明の可変再生回路
を示す油圧回路図、第3図は油圧切換弁3のスプール5
を右方に切換えたときAポートの負荷圧力が比較的低い
ときの、第4図は第3図と同様の状態からAポートの負
荷圧力が増大したとき、それぞれについての油圧切換弁
3の縦断面図を示す。第2図において1は作動回路の高
圧油を発生させる油圧ポンプで、その高圧油を油圧切換
弁3に供給し、2はヘッド側油室C、ロッド側油室Dを
有する油圧シリンダで、これに加わる負荷により発生す
る油圧は主としてヘッド側油室Cであり、作動を終了し
て復帰を主目的とする動作時にはロッド側油室Dに圧油
を供給する。3はパイロット圧切換式の油圧切換弁で、
該油圧切換弁3のAポートは油路35、再生機能弁2
7、油路33を経てヘッド側油室Cへ、またBポートは
油路36、再生機能弁27、油路34を経てロッド側油
室Dに通じている。上記の再主機能弁27はパイロット
油路32の圧力信号により内部通路を開路し、圧力信号
が消滅すると内部通路を閉路する切換弁24と該切換弁
24の下流側には油路33の接合ポート方向に自由油路
を形成するチェック弁10とを内蔵し、上流側油路は油
圧切換弁3のBポートに通ずる油路36との接合ポート
および油圧シリンダ2のロッド側油室Dに通ずる油路3
4との接合ポートとに分岐し、また、チェック弁10か
ら油路33との接合ポートに至る内部油路は分岐して油
路35との接合ポートに通じている。29は油圧切換弁
3を切換える圧力信号を発生させるパイロット弁であり
パイロット油路30,31はそれぞれ、上記油圧切換弁
3のパイロット油室6,6´に連通しており、同時に油
圧シリンダ2を伸長させる側のパイロット油路30は分
岐してパイロツト油路32となり、切換弁24のパイロ
ット油室に通じている。なお、41はパイロット弁29
などの油圧源となるパイロットポンプであり、その吐出
油は油路37によりパイロット弁29などに接続されて
いる。また、油圧切換弁3は、その縦断面を示す第1図
において、4はその弁本体であり、パイロット油室6ま
たは6´に作用する圧力信号により左右に移動するスプ
ール5を内装し、ポートAに連通する高圧通路15、ポ
ートBに連通する高圧通路15´、ポートAまたはBか
らの戻り油並びにリリーフ弁7,7´のリリーフ油、そ
の他のドレン油などをも集合させ、タンクに導くタンク
連通路16,16´、油圧ポンプ1からロードチェック
弁39を経て流入する高圧油を高圧通路15または15
´の何れかへ選択的に供給するブリッジ通路17があ
り、また該弁本体4に付属して、スプール5を中立位置
に、一定の強制力で保持するスプリングセンタ装置を有
しているなどは、既知の油圧切換弁と全く同様である
が、本油圧再生回路に使用する油圧切換弁では、内装さ
れるスプール5が異なり、弁本体4には、外部から再生
条件を変更する指令用パイロット圧導入口が追加して設
けてある。すなわち、切換用スプール5は、前項におい
て詳述した如く、Bポート側に中空穴を設け、内部にス
プリング13により付勢された小径スプール12、ピス
トン11を内蔵しており、スプール5が右方に切換えら
れブリッジ通路17と高圧通路15とが連通し、高圧通
路15の圧力が低い間、すなわち、油圧シリンダ2の伸
長時の負荷が比較的少ないときは、高圧通路15´は低
圧通路16´に連通せず、反面、高圧通路15の圧力が
上昇し、その圧油の一部が油路28を通ってピストン油
室9に流入し、ピストン11の発生する押力がスプリン
グ13の付勢力に打勝つと小径スプール12はスプール
5の中空穴の中でストッパ26に当接するまで右方に移
動し、高圧通路15´をノッチ穴18、小径スプール油
室19、ノッチ穴21を経てタンク連通路16´に連通
させるようにしてある。また、スプリング13を収納し
ているスプリング室は、小径スプール12、プラグ40
の端面およびスプール5の中空穴内周面とにより密室状
態の油室8を形成しており、油路20から送られる設定
自由な指令圧力は弁本体4に設けられたパイロット油口
14および油路から、スプール5が右方に移動したと
き、該スプール5の外周に設けたノッチ穴25を経て上
記油室8に導いている。なお、スプール5の中空穴を設
けた側の反対にある実体軸部分には油路22が設けてあ
り、小径スプール12、ピストン11の外周から漏出す
るドレンをノッチ穴23を経てタンク連通路16に導く
ようになっている。以上の形状のほかは、例えば高圧通
路15、タンク連通路16に対応するスプール5の細径
部で形成する油路は公知の油圧切換弁と同じである。以
上の油圧回路構成からなる可変再生回路の作動について
説明する。第2図におけるパイロット弁29の操作レバ
をJ方向に傾倒させると、パイロットポンプ41の圧油
は調圧されてパイロット圧となり、パイロット油路30
を通り油圧切換弁3のパイロット油室に入り、スプール
をG位置に切換え、同時にパイロット油路32のパイロ
ット圧は再生機能弁27の切換弁24のパイロット油室
に入りスプールをE位置からF位置に切換える。この状
態では、油圧ポンプ1の圧油は油圧切換弁3のG位置通
路、油路35,33を通り油圧シリンダ2のヘッド側油
室Cに流入し、該シリンダ2を伸長させ、ロッド側油室
Dの戻り油は油路34に流出するが、油圧切換弁3がG
位置であって、しかも油圧シリンダ2の伸長時の負荷抵
抗が小さいときはヘッド側油室Cの圧力もさほど上昇し
ていないので、第3図に示す如く、ノッチ穴21は小径
スプール12の外周部で閉止されているのでBポートか
ら高圧通路15´、ノッチ穴18、小径スプール油室1
9ノッチ穴21、タンク連通路16´に至る油路は遮断
され、従って、上記油路34からの戻り油は油路36へ
流入することはなく、切換弁24のF位置通路を経てチ
ェック弁10を押し開き、油路33へ再生合流しヘッド
側油室Cへと流入し、油圧シリンダ2の伸長速度を早め
る。上記状態から、油圧シリンダ2の伸長時の負荷が増
大すると、ヘッド側油室Cの作動圧力は上昇し、これに
ともない高圧通路15の圧力も当然高くなり、第4図に
示すとおり高圧油は、高圧通路15、油路28を通って
ピストン油室9に流入し、ピストン11、これに当接す
る小径スプール12を右方に押し、その作動力がスプリ
ング13の付勢力よりも大きくなると小径スプール12
は、頂部がストッパ26に当接するまで移動し、その結
果小径スプール12の外周部で閉止されていたノッチ穴
21は開口し、油路34からの戻り油は油路36、Bポ
ート、高圧通路15´、ノッチ穴18、小径スプール油
室19、ノッチ穴21を通りタンク連通路16´を経て
タンクに開放され、油路34の圧力は降下するので切換
弁24がF位置に切換わっていても油路33側が高圧と
なっており、チェック弁10を押し開くこともなく、ま
た、油路33側の高圧油は、チェック弁10により逆流
することもない。また、再生機能を解除する条件は、上
述の如く、ヘッド側油室Cの圧油により発生するピスト
ン11の押力がスプリング13の付勢力より大きくなっ
たときであるか、外部の調整可能のパイロット圧油をパ
イロット油路20、パイロット油口14、ノッチ穴25
を経て油室8に導入すると、そのパイロット圧に比例し
た力がスプリング13の付勢力の方向に付加され、ピス
トン11の押力に対抗することとなるので、外部からの
パイロット圧油の圧力を加減して供給することにより自
由に再生機能の解除時期を選択、決定することのできる
可変再生回路の形成が可能である。また、パイロット弁
29の操作レバをI方向に傾倒すると、パイロット油路
31のパイロット圧のみが上昇するので、切換弁24は
E位置に復帰し、油路34とチェック弁10の間の通路
は遮断され、一方、油圧切換弁3はH位置となり、油圧
シリンダ2は通常の縮小作動を行う。第5図は本発明の
第2実施例を示す油圧・電気回路図である。第1実施例
においては、油圧切換弁3がパイロット圧により切換え
られる方式についてであるのに対して、第2実施例は、
手動式の場合に関する。すなわち、第5図において3´
は手動操作式の油圧切換弁、42はその操作レバで、該
操作レバ42に連動して、油圧シリング2を伸長させる
方向に操作レバ42を操作したときにのみ閉路するリミ
ットスイッチ43を設け、再生機能弁27´には電磁切
換弁24´を内蔵させ、前記リミットスイッチ43が閉
路して電気信号が電線44を経て送られると電磁切換弁
24´が励磁され、内部通路を開路するようにしてある
他は第1実施例と同様の構成であり、作動についても同
じである。
発 明 の 効 果 以上説明したように、この発明の回路は、油圧シリンダ
作動用油圧再生回路弁における再生機能部のみを油圧切
換弁から独立して設けたので、従来の可変再生回路弁の
スプールに比し、簡単な形状のスプールを備えた油圧切
換弁を使用することができ、従って、内部通路断面積を
大きくとり流体の通過抵抗を少なくし、かつ、スプール
の強度を十分に保つことができる。また、独立した単体
の再生機能弁は油圧切換弁の設置位置に関係なく設ける
ことができるので、機器、配管の構成上有利であるばか
りではなく、上記再生機能弁を油圧シリンダ直近の位置
に設けることにより再生中の圧油経路は最短となり配管
中の圧力損失も少なくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の回路に使用する油圧切換弁が中立状態
にあるときの縦断面図、第2図は本発明の油圧回路図、
第3図は第1図に示す油圧切換弁を、図の右方へ切換え
たときの縦断面図、第4図は第3図の状態から小径スプ
ールが右方に移動したときの縦断面図、第5図は本発明
の第2実施例を示す油圧・電気回路図、第6図は従来の
可変再生回路弁の縦断面図である。 3 ........ 油圧切換弁 8 ........ 油室 9 ........ ピストン油室 10 ........ チェック弁 11 ........ ピストン 12 ........ 小径スプール 19 ........ 小径スプール油室 24 ........ 切換弁 27 ........ 再生機能弁

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 油圧切換弁を切換えて油圧シリンダを伸縮させる作動シ
    ステムにおいて、該油圧切換弁と油圧シリンダとを接続
    する管路の途中に、油圧シリンダのヘッド側油室に圧油
    が供給される方向へ油圧切換弁を作動させる指令信号に
    連動して内部油路を開路し、常時は、該内部通路が閉路
    している切換弁と、該切換弁の出口ポートから前記油圧
    シリンダのヘッド側油室に通じる管路に向けてのみ自由
    通路を形成するチェック弁と、該油圧シリンダのロッド
    側油室と前記油圧切換弁とを接続する管路に通じる入口
    ポートとを備えた再生機能弁を設けたことを特徴とする
    可変再生回路。
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