JP2010185515A - 油圧駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】操作者に大きな違和感を与えることなく圧力損失の低減を図ること。
【解決手段】アーム用油圧シリンダアクチュエータACと、油の供給制御を行う方向切換弁10との間を接続するヘッド通路11及びボトム通路12と、方向切換弁10を経ることなくアーム用油圧シリンダアクチュエータACのボトム室bcをタンクTに接続するクイックリターン通路40と、クイックリターン通路40に介在し、アーム用油圧シリンダアクチュエータACのボトム室bcとタンクTとの間を断続させる圧力制御弁作動機構とを備え、圧力制御弁作動機構は、アーム用油圧シリンダアクチュエータACのヘッド室hcに油を供給している間においてヘッド通路11が設定圧力以上となった場合にのみアーム用油圧シリンダアクチュエータACのボトム室bcとタンクTとの間が連通可能状態となる。
【選択図】図1
【解決手段】アーム用油圧シリンダアクチュエータACと、油の供給制御を行う方向切換弁10との間を接続するヘッド通路11及びボトム通路12と、方向切換弁10を経ることなくアーム用油圧シリンダアクチュエータACのボトム室bcをタンクTに接続するクイックリターン通路40と、クイックリターン通路40に介在し、アーム用油圧シリンダアクチュエータACのボトム室bcとタンクTとの間を断続させる圧力制御弁作動機構とを備え、圧力制御弁作動機構は、アーム用油圧シリンダアクチュエータACのヘッド室hcに油を供給している間においてヘッド通路11が設定圧力以上となった場合にのみアーム用油圧シリンダアクチュエータACのボトム室bcとタンクTとの間が連通可能状態となる。
【選択図】図1
Description
本発明は、建設機械の油圧シリンダアクチュエータを駆動する油圧駆動装置に関するものである。
建設機械の油圧シリンダアクチュエータを駆動する油圧駆動装置には、油圧シリンダアクチュエータからの油の戻り回路における圧力損失を抑制するようにしたものが提供されている。例えば、特許文献1に記載された油圧駆動装置では、油圧シリンダアクチュエータのボトム室と方向切換弁との間を接続するボトム油通路にクイックリターン弁と称される圧力制御弁を介在させるようにしている。この圧力制御弁は、操作レバーによって油圧シリンダアクチュエータを縮退作動させる際に操作レバーからの操作パイロット圧によって開放されるものである。これにより、油圧シリンダアクチュエータのボトム室からボトム油通路に排出される油の一部が圧力制御弁から直接タンクに排出されるため、方向切換弁での圧力損失が抑制されることになる。
ところで、上記のような圧力制御弁を備える建設機械の油圧シリンダアクチュエータにおいては、建設作業を実施している際にヘッド室が負圧になる場合がある。例えば、油圧ショベルにおいて掘削作業を行う場合には、アームの先端部に取り付けたバケットを適宜動作させて土砂を掬い、そのままブームに対してアームの先端部を車両本体側に巻き込んだ姿勢(以下、「巻き込み姿勢」という)で土砂を運搬する。その後、ブームに対してアームの先端部を車両本体から遠ざかる姿勢(以下、「振り出し姿勢」という)となるように移動させ、さらにバケットをダンプして土砂を排出する作業を繰り返す。つまり、上述の掘削作業では、ブームに対してアームが鉛直姿勢を挟んで巻き込み姿勢と振り出し姿勢との間を移動することになる。
ここで、アームが巻き込み姿勢から鉛直姿勢となるまではその自重やバケット+土砂の重量が加わるばかりでなく、上述した圧力制御弁を介してボトム室の油が排出されるため、油圧シリンダアクチュエータのヘッド室に対する油の供給量以上にアームが鉛直姿勢となるように移動してヘッド室が負圧となる。この状態においては、振り出し姿勢を取るべく操作レバーを操作しても、ヘッド室に油が充填されるまではアームが鉛直姿勢に維持されることになる。その後、ヘッド室に油が充填された時点で突如アームが振り出し姿勢に向けて移動するため、操作者に対して大きな違和感を与える恐れがある。
本発明は、上記実情に鑑みて、操作者に大きな違和感を与えることなく圧力損失の低減を図ることのできる油圧駆動装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の請求項1に係る油圧駆動装置は、油圧シリンダアクチュエータと、前記油圧シリンダアクチュエータに対する油の供給制御を行う方向切換弁と、前記油圧シリンダアクチュエータのヘッド室と前記方向切換弁との間を接続するヘッド通路と、前記油圧シリンダアクチュエータのボトム室と前記方向切換弁との間を接続するボトム通路と、前記方向切換弁を経ることなく前記油圧シリンダアクチュエータのボトム室をタンクに接続するクイックリターン通路と、前記クイックリターン通路に介在し、前記油圧シリンダアクチュエータのボトム室とタンクとの間を断続させる圧力制御弁作動機構とを備え、前記圧力制御弁作動機構は、前記ヘッド通路が設定圧力以上となった場合に前記クイックリターン通路を介して前記油圧シリンダアクチュエータのボトム室とタンクとの間を連通可能状態とすることを特徴とする。
また、本発明の請求項2に係る油圧駆動装置は、上述した請求項1において、前記圧力制御弁作動機構は、前記クイックリターン通路に介在させた圧力制御弁と、前記圧力制御弁を動作させるための操作パイロット圧を供給するパイロット切換弁とを備え、前記パイロット切換弁は、前記ヘッド通路が設定圧力以上となった場合に前記圧力制御弁に操作パイロット圧を供給するものであり、前記圧力制御弁は、操作パイロット圧が供給されている間に前記ボトム通路の圧力が設定圧力以上となった場合に前記クイックリターン通路を開放するものであることを特徴とする。
また、本発明の請求項3に係る油圧駆動装置は、上述した請求項1において、前記圧力制御弁作動機構は、前記クイックリターン通路に介在させた圧力制御弁と、前記圧力制御弁を動作させるための操作パイロット圧を供給するパイロット切換弁とを備え、前記パイロット切換弁は、前記ヘッド通路が設定圧力以上となった場合に前記圧力制御弁に操作パイロット圧を供給するものであり、前記圧力制御弁は、設定圧力以上の操作パイロット圧が供給された場合に前記クイックリターン通路を開放するものであることを特徴とする。
また、本発明の請求項4に係る油圧駆動装置は、上述した請求項1において、前記圧力制御弁作動機構は、前記クイックリターン通路に介在させた2つの圧力制御弁を備え、一方の圧力制御弁は、前記ヘッド通路が設定圧力以上となった場合にのみ前記圧力制御弁に前記クイックリターン通路を開放するものであり、他方の圧力制御弁は、前記油圧シリンダアクチュエータのヘッド室に油を供給している間において設定圧力以上の操作パイロット圧が供給された場合に前記クイックリターン通路を開放するものであることを特徴とする。
本発明によれば、油圧シリンダアクチュエータのボトム室から油を排出する場合にその一部をクイックリターン通路を介して直接タンクに案内することができ、方向切換弁での圧力損失を抑制することが可能となる。しかも、油圧シリンダアクチュエータにおいてヘッド室の圧力が低下した状況下においては、圧力制御弁が作動せず、クイックリターン通路が遮断された状態となるため、ヘッド室に負圧が発生するのを防止することができる。これにより、例えば操作レバーを操作しているにも関わらず油圧シリンダアクチュエータが動作しないという現象が発生する恐れもなく、操作者に大きな違和感を与える事態を招来することはない。
以下、添付図面を参照しながら本発明に係る油圧駆動装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1である油圧駆動装置を示したものである。ここで例示する油圧駆動装置は、油圧ショベルのブームとアームとの間に配設したアーム用油圧シリンダアクチュエータACを駆動するためのものである。図には明示していないが、アーム用油圧シリンダアクチュエータACは、シリンダ本体AC1の基端部がブームに揺動可能に取り付けられ、かつ作動ロッドAC2の先端部がアームに揺動可能に取り付けられたものである。このアーム用油圧シリンダアクチュエータACは、伸長作動した場合にブームに対してアームの先端部を車両本体側に巻き込んだ姿勢(以下、「巻き込み姿勢」という)に移動させる一方、縮退作動した場合にブームに対してアームを車両本体から遠ざかる姿勢(以下、「振り出し姿勢」という)に移動させるように機能する。
図1は、本発明の実施の形態1である油圧駆動装置を示したものである。ここで例示する油圧駆動装置は、油圧ショベルのブームとアームとの間に配設したアーム用油圧シリンダアクチュエータACを駆動するためのものである。図には明示していないが、アーム用油圧シリンダアクチュエータACは、シリンダ本体AC1の基端部がブームに揺動可能に取り付けられ、かつ作動ロッドAC2の先端部がアームに揺動可能に取り付けられたものである。このアーム用油圧シリンダアクチュエータACは、伸長作動した場合にブームに対してアームの先端部を車両本体側に巻き込んだ姿勢(以下、「巻き込み姿勢」という)に移動させる一方、縮退作動した場合にブームに対してアームを車両本体から遠ざかる姿勢(以下、「振り出し姿勢」という)に移動させるように機能する。
この油圧駆動装置は、アーム用油圧シリンダアクチュエータACに対する油の供給制御を行う方向切換弁10を備えている。方向切換弁10は、操作弁20から操作パイロット圧が供給された場合に2つのアクチュエータポートa,bと、ポンプポートc及びドレンポートdとの接続状態を切り換えるものである。本実施の形態1では、中立位置、巻込位置、振出位置の3位置に切り換えることのできる方向切換弁10を例示している。
2つのアクチュエータポートa,bは、アーム用油圧シリンダアクチュエータACに対して油を流通させるためのもので、一方(以下、「第1アクチュエータポートa」という)がヘッド通路11を介してアーム用油圧シリンダアクチュエータACのヘッド室hcに接続し、他方(以下、「第2アクチュエータポートb」という)がボトム通路12を介してアーム用油圧シリンダアクチュエータACのボトム室bcに接続してある。ポンプポートcは、供給通路13を通じて油圧ポンプ30から油が供給されるものである。ドレンポートdは、ドレン通路14を通じてタンクTに接続されたものである。
操作弁20は、操作レバー21の操作方向及び操作量に応じた操作パイロット圧を方向切換弁10に対して出力するものである。本実施の形態1では、操作レバー21を振り出し方向に操作した場合に振り出し用操作圧供給通路22を通じて方向切換弁10に操作パイロット圧を供給し、方向切換弁10を振出位置に配置させる一方、操作レバー21を巻き込み方向に操作した場合に巻き込み用操作圧供給通路23を通じて方向切換弁10に操作パイロット圧を供給し、方向切換弁10を巻込位置に配置させるように構成した操作弁20を例示している。本実施の形態1では、操作弁20から供給される操作パイロット圧が0〜30kg/cm2に設定してある。
この方向切換弁10は、中立位置にある場合、2つのアクチュエータポートa,b、ポンプポートc及びドレンポートdをそれぞれ遮断した状態に維持する。操作レバー21を操作して方向切換弁10を中立位置から巻込位置に配置させた場合には、第1アクチュエータポートaがドレンポートdに接続される一方、第2アクチュエータポートbがポンプポートcに接続されることになる。従って、この巻込位置に配置された状態においては、油圧ポンプ30から吐出された油がボトム通路12を通じてアーム用油圧シリンダアクチュエータACのボトム室bcに供給され、かつヘッド通路11を通じてヘッド室hcの油がタンクTに排出されることになり、アーム用油圧シリンダアクチュエータACが伸長作動してアームが巻き込み姿勢となる。
これとは逆に、操作レバー21を操作して方向切換弁10を中立位置から振出位置に配置させた場合には、第1アクチュエータポートaがポンプポートcに接続される一方、第2アクチュエータポートbがドレンポートdに接続される。従って、この振出位置に配置された状態においては、油圧ポンプ30から吐出された油がヘッド通路11を通じてアーム用油圧シリンダアクチュエータACのヘッド室hcに供給され、かつボトム通路12を通じてボトム室bcの油がタンクTに排出されることになり、アーム用油圧シリンダアクチュエータACが縮退作動してアームが振り出し姿勢となる。
一方、上記油圧駆動装置には、ボトム通路12にクイックリターン通路40が分岐接続してあるとともに、振り出し用操作圧供給通路22にパイロット圧供給通路50が分岐延接続してある。
クイックリターン通路40は、アーム用油圧シリンダアクチュエータACのボトム室bcをタンクTに接続するもので、ボトム室bcからタンクTに至る間に圧力制御弁41を備えている。この圧力制御弁41は、通常状態においては内蔵スプリング41aの押圧力及びストッパプレート41bを介したストッパスプリング41cの押圧力によってクイックリターン通路40を遮断するように機能する。この状態からストッパプレート41bのパイロットポート(以下、「クイックパイロットポート41d」と称する)に予め設定した圧力以上の圧力が作用すると、ストッパプレート41bを介したストッパスプリング41cの押圧力が除去されることになり、圧力制御弁41は、クイックリターン通路40におけるボトム室bc側の圧力が予め設定した圧力を超えた場合にクイックリターン通路40を開放してボトム室bcをタンクTに連通させるように機能する。
尚、本実施の形態1では、ストッパスプリング41cが19kg/cm2に設定してあり、操作レバー21の操作によって操作弁20から供給される操作パイロット圧が19kg/cm2以上になった場合には常に、圧力制御弁41に作用するストッパプレート41bを介した押圧力が除去されるようになる。また、圧力制御弁41の内蔵スプリング41aは21kg/cm2に設定してあり、操作弁20から操作パイロット圧が供給された状態でクイックリターン通路40におけるボトム室bc側の圧力が21kg/cm2を超えた場合にボトム室bcがタンクTに連通されることになる。
パイロット圧供給通路50は、操作弁20の振り出し用操作圧供給通路22を圧力制御弁41のクイックパイロットポート41dに接続するもので、操作弁20から圧力制御弁41のクイックパイロットポート41dに至る間にパイロット切換弁51を備えている。パイロット切換弁51は、本実施の形態1において上述の圧力制御弁41と共に圧力制御弁作動機構を構成するものである。このパイロット切換弁51は、通常状態においては予め設定した圧力以上の圧力が自身のパイロットポート(以下、「切換パイロットポート51b」と称する)に作用した場合にパイロット圧供給通路50を開放してクイックパイロットポート41dを振り出し用操作圧供給通路22に接続するように機能する。一方、切換パイロットポート51bに作用する圧力が予め設定した圧力未満となると、内蔵スプリング51aの押圧力によってパイロット圧供給通路50を遮断する。このパイロット切換弁51の切換パイロットポート51bには、ヘッド通路11から分岐延在したヘッド分岐通路(シリンダ圧力供給通路)60が接続してある。
尚、本実施の形態1では、パイロット切換弁51の内蔵スプリング51aが5kg/cm2に設定してあり、ヘッド分岐通路60を介して切換パイロットポート51bに5kg/cm2を超えた圧力が作用した場合にパイロット圧供給通路50が開放されることになる。
上記のように構成した油圧駆動装置を適用する油圧ショベルでは、操作レバー21を中立位置から巻き込み方向に操作し、操作弁20が巻込位置に配置されると、第1アクチュエータポートaがドレンポートdに接続される一方、第2アクチュエータポートbがポンプポートcに接続される。従って、油圧ポンプ30から吐出された油がボトム通路12を通じてアーム用油圧シリンダアクチュエータACのボトム室bcに供給され、かつヘッド通路11を通じてヘッド室hcの油がタンクTに排出される。これにより、アーム用油圧シリンダアクチュエータACが伸長作動してアームが巻き込み姿勢となり、例えばバケットに掬った土砂を運搬することができる。
この場合、タンクTに接続されたヘッド通路11の圧力が5kg/cm2を超え、パイロット圧供給通路50が開放したとしても、操作弁20からクイックパイロットポート41dに対して操作パイロット圧が作用することはなく、圧力制御弁41が内蔵スプリング41aの押圧力及びストッパプレート41bを介したストッパスプリング41cの押圧力によってクイックリターン通路40を遮断した状態に維持する。これにより、油圧ポンプ30に接続されたボトム通路12の圧力が300kg/cm2程度のシリンダアクチュエータ最高駆動圧となった場合にもボトム通路12の油がクイックリターン通路40を介してタンクTに排出されることはなく、アーム用油圧シリンダアクチュエータACの伸長作動に影響を与える恐れはない。
一方、操作レバー21を振り出し方向に操作し、操作弁20が振出位置に配置されると、第1アクチュエータポートaがポンプポートcに接続される一方、第2アクチュエータポートbがドレンポートdに接続される。従って、油圧ポンプ30から吐出された油がヘッド通路11を通じてアーム用油圧シリンダアクチュエータACのヘッド室hcに供給され、かつボトム通路12を通じてボトム室bcの油がタンクTに排出される。これにより、アーム用油圧シリンダアクチュエータACが縮退作動してアームが振り出し姿勢となり、例えばバケットをダンプして土砂を排出することができる。
さらに、操作弁20が振出位置に配置された状態においては、油圧ポンプ30に接続されたヘッド通路11の圧力が5kg/cm2を超えると、パイロット切換弁51がパイロット圧供給通路50を開放するようになり、操作弁20から振り出し用操作圧供給通路22に出力された操作パイロット圧がクイックパイロットポート41dに作用する。従って、操作弁から振り出し用操作圧供給通路に出力された操作パイロット圧が19kg/cm2を超えた場合に、圧力制御弁41に作用していたストッパスプリング41cによる押圧力が除去され、さらにアーム用油圧シリンダアクチュエータACのボトム室bcから排出された油の圧力が21kg/cm2を超えた時点でその一部がクイックリターン通路40を通じて直接タンクTに排出されることになる。このため、方向切換弁10での圧力損失を抑制することができるようになる。
ところで、上述の油圧駆動装置を適用する油圧ショベルにおいても、アームが巻き込み姿勢から鉛直姿勢となるまではその自重やバケット+土砂の重量が加わるため、クイックリターン通路40を通じてボトム室bcの油をタンクTに排出した場合には、アーム用油圧シリンダアクチュエータACのヘッド室hcに対する油の供給量以上にアームが鉛直姿勢となるように移動してヘッド室hcが負圧となる恐れがある。
しかしながら、上記油圧駆動装置によれば、アームを縮退作動している間においてヘッド室hcの圧力が低下し、パイロット切換弁51の作動圧力、つまり5kg/cm2を下回った場合、パイロット圧供給通路50が遮断され、圧力制御弁41に対して操作弁20からの操作パイロット圧が作用しなくなる。この結果、圧力制御弁41によってクイックリターン通路40も遮断されることになり、アーム用油圧シリンダアクチュエータACのヘッド室hcが負圧になる事態を未然に防止できるようになる。従って、巻き込み姿勢から鉛直姿勢を経て振り出し姿勢に移行させる場合においても、ヘッド室hcに対する油の供給量は常に十分となる。これにより、その後にアームを鉛直姿勢から降り出し姿勢に移動させる際に、操作レバー21を操作しているにも関わらずアーム用油圧シリンダアクチュエータACが動作しないという現象が発生する恐れはなく、操作者に大きな違和感を与える事態を招来することはない。
(実施の形態2)
図2は、本発明の実施の形態2である油圧駆動装置を示したものである。ここで例示する油圧駆動装置は、実施の形態1と同様、油圧ショベルのブームとアームとの間に配設したアーム用油圧シリンダアクチュエータACを駆動するためのもので、実施の形態1とは圧力制御弁の構成のみが異なっている。すなわち、実施の形態2の油圧駆動装置では、弁本体71と動作スプール部72とを備えて圧力制御弁70を構成している。
図2は、本発明の実施の形態2である油圧駆動装置を示したものである。ここで例示する油圧駆動装置は、実施の形態1と同様、油圧ショベルのブームとアームとの間に配設したアーム用油圧シリンダアクチュエータACを駆動するためのもので、実施の形態1とは圧力制御弁の構成のみが異なっている。すなわち、実施の形態2の油圧駆動装置では、弁本体71と動作スプール部72とを備えて圧力制御弁70を構成している。
弁本体71は、ボトム通路12に分岐接続したクイックリターン通路40を断続するように配設したものである。この弁本体71は、一方の端面にクイックリターン通路40におけるボトム室bc側の圧力が作用している一方、他方の端面に内蔵スプリング71aの押圧力と、ボトムパイロット圧通路73を介して与えられるボトム通路12の圧力とが作用しており、通常状態においてクイックリターン通路40を遮断した状態に維持している。尚、本実施の形態2では、弁本体71の内蔵スプリング71aが21kg/cm2に設定してある。
動作スプール部72は、ボトムパイロット圧通路73に分岐接続したパイロットドレン通路74に介在したものである。この動作スプール部72は、通常状態においては内蔵スプリング72aの押圧力によってパイロットドレン通路74を遮断する一方、パイロット圧供給通路50を通じてクイックパイロットポート72bに操作パイロット圧が与えられた場合にパイロットドレン通路74をタンクTに連通させるものである。本実施の形態2では、動作スプール部72の内蔵スプリング72aが19kg/cm2に設定してある。
尚、本実施の形態2において実施の形態1と同様の構成に関しては、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略している。また、操作弁20から供給される操作パイロット圧が0〜30kg/cm2に設定してある点、並びにパイロット切換弁51の内蔵スプリング51aが5kg/cm2に設定してある点についても実施の形態1と同様である。さらに、本実施の形態2においては圧力制御弁70とパイロット切換弁51とによって圧力制御弁作動機構を構成している。
上記のように構成した油圧駆動装置を適用する油圧ショベルでは、操作レバー21を中立位置から巻き込み方向に操作し、操作弁20が巻込位置に配置されると、第1アクチュエータポートaがドレンポートdに接続される一方、第2アクチュエータポートbがポンプポートcに接続される。従って、油圧ポンプ30から吐出された油がボトム通路12を通じてアーム用油圧シリンダアクチュエータACのボトム室bcに供給され、かつヘッド通路11を通じてヘッド室hcの油がタンクTに排出される。これにより、アーム用油圧シリンダアクチュエータACが伸長作動してアームが巻き込み姿勢となり、例えばバケットに掬った土砂を運搬することができる。
この場合、タンクTに接続されたヘッド通路11の圧力が5kg/cm2を超え、パイロット圧供給通路50が開放したとしても、操作弁20からクイックパイロットポート72bに対して操作パイロット圧が作用することはなく、圧力制御弁70の動作スプール部72によってパイロットドレン通路74が遮断された状態を維持する。この結果、圧力制御弁70の弁本体71においては、一方の端面及び他方の端面にそれぞれボトム通路12の圧力が作用することになる。これにより、油圧ポンプ30に接続されたボトム通路12の圧力が300kg/cm2程度のシリンダアクチュエータ最高駆動圧となった場合にもボトム通路12の油がクイックリターン通路40を介してタンクTに排出されることはなく、アーム用油圧シリンダアクチュエータACの伸長作動に影響を与える恐れはない。
一方、操作レバー21を振り出し方向に操作し、操作弁20が振出位置に配置されると、第1アクチュエータポートaがポンプポートcに接続される一方、第2アクチュエータポートbがドレンポートdに接続される。従って、油圧ポンプ30から吐出された油がヘッド通路11を通じてアーム用油圧シリンダアクチュエータACのヘッド室hcに供給され、かつボトム通路12を通じてボトム室bcの油がタンクTに排出される。これにより、アーム用油圧シリンダアクチュエータACが縮退作動してアームが振り出し姿勢となり、例えばバケットをダンプして土砂を排出することができる。
さらに、操作弁20が振出位置に配置された状態においては、油圧ポンプ30に接続されたヘッド通路11の圧力が5kg/cm2を超えると、パイロット切換弁51がパイロット圧供給通路50を開放するようになり、操作弁20から振り出し用操作圧供給通路22に出力された操作パイロット圧が動作スプール部72のクイックパイロットポート72bに作用する。操作弁20から振り出し用操作圧供給通路に出力された操作パイロット圧が19kg/cm2を超えると、動作スプール部72によってパイロットドレン通路74がタンクTに連通されるため、圧力制御弁70の弁本体71において一方の端面に作用していたボトム通路12の圧力がタンク圧に下降することになる。この結果、アーム用油圧シリンダアクチュエータACのボトム室bcから排出された油の圧力が21kg/cm2を超えた時点でその一部がクイックリターン通路40を通じて直接タンクTに排出されることになり、方向切換弁10での圧力損失を抑制することができるようになる。
しかも、実施の形態1と同様に、アームを縮退作動している間においてヘッド室hcの圧力が低下し、パイロット切換弁51の作動圧力、つまり5kg/cm2を下回った場合、パイロット圧供給通路50が遮断され、圧力制御弁70の動作スプール部72に対して操作弁20からの操作パイロット圧が作用しなくなる。この結果、圧力制御弁70の弁本体71によってクイックリターン通路40も遮断されることになり、アーム用油圧シリンダアクチュエータACのヘッド室hcが負圧になる事態を未然に防止できるようになる。従って、巻き込み姿勢から鉛直姿勢を経て振り出し姿勢に移行させる場合においても、ヘッド室hcに対する油の供給量は常に十分となる。これにより、その後にアームを鉛直姿勢から降り出し姿勢に移動させる際に、操作レバー21を操作しているにも関わらずアーム用油圧シリンダアクチュエータACが動作しないという現象が発生する恐れはなく、操作者に大きな違和感を与える事態を招来することはない。
(実施の形態3)
図3は、本発明の実施の形態3である油圧駆動装置を示したものである。ここで例示する油圧駆動装置は、実施の形態1と同様、油圧ショベルのブームとアームとの間に配設したアーム用油圧シリンダアクチュエータACを駆動するためのもので、実施の形態1とは圧力制御弁の構成のみが異なっている。すなわち、実施の形態3の油圧駆動装置では、2位置の方向制御弁によって圧力制御弁80を構成している。
図3は、本発明の実施の形態3である油圧駆動装置を示したものである。ここで例示する油圧駆動装置は、実施の形態1と同様、油圧ショベルのブームとアームとの間に配設したアーム用油圧シリンダアクチュエータACを駆動するためのもので、実施の形態1とは圧力制御弁の構成のみが異なっている。すなわち、実施の形態3の油圧駆動装置では、2位置の方向制御弁によって圧力制御弁80を構成している。
この圧力制御弁80は、内蔵スプリング80aの押圧力によってクイックリターン通路40を閉塞する一方、パイロット圧供給通路50を通じてクイックパイロットポート80bに操作パイロット圧が与えられた場合にクイックリターン通路40をタンクTに連通させるものである。本実施の形態3では、圧力制御弁80の内蔵スプリング80aが19kg/cm2に設定してある。
尚、本実施の形態3において実施の形態1と同様の構成に関しては、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略している。また、操作弁20から供給される操作パイロット圧が0〜30kg/cm2に設定してある点、並びにパイロット切換弁51の内蔵スプリング51aが5kg/cm2に設定してある点についても実施の形態1と同様である。さらに、本実施の形態3においては圧力制御弁80とパイロット切換弁51とによって圧力制御弁作動機構を構成している。
上記のように構成した油圧駆動装置を適用する油圧ショベルでは、操作レバー21を中立位置から巻き込み方向に操作し、操作弁20が巻込位置に配置されると、第1アクチュエータポートaがドレンポートdに接続される一方、第2アクチュエータポートbがポンプポートcに接続される。従って、油圧ポンプ30から吐出された油がボトム通路12を通じてアーム用油圧シリンダアクチュエータACのボトム室bcに供給され、かつヘッド通路11を通じてヘッド室hcの油がタンクTに排出される。これにより、アーム用油圧シリンダアクチュエータACが伸長作動してアームが巻き込み姿勢となり、例えばバケットに掬った土砂を運搬することができる。
この場合、タンクTに接続されたヘッド通路11の圧力が5kg/cm2を超え、パイロット圧供給通路50が開放したとしても、操作弁20からクイックパイロットポート80bに対して操作パイロット圧が作用することはない。これにより、油圧ポンプ30に接続されたボトム通路12の圧力が300kg/cm2程度のシリンダアクチュエータ最高駆動圧となった場合にもボトム通路12の油がクイックリターン通路40を介してタンクTに排出されることはなく、アーム用油圧シリンダアクチュエータACの伸長作動に影響を与える恐れはない。
一方、操作レバー21を振り出し方向に操作し、操作弁20が振出位置に配置されると、第1アクチュエータポートaがポンプポートcに接続される一方、第2アクチュエータポートbがドレンポートdに接続される。従って、油圧ポンプ30から吐出された油がヘッド通路11を通じてアーム用油圧シリンダアクチュエータACのヘッド室hcに供給され、かつボトム通路12を通じてボトム室bcの油がタンクTに排出される。これにより、アーム用油圧シリンダアクチュエータACが縮退作動してアームが振り出し姿勢となり、例えばバケットをダンプして土砂を排出することができる。
さらに、操作弁20が振出位置に配置された状態においては、油圧ポンプ30に接続されたヘッド通路11の圧力が5kg/cm2を超えると、パイロット切換弁51がパイロット圧供給通路50を開放するようになり、操作弁20から振り出し用操作圧供給通路22に出力された操作パイロット圧が圧力制御弁80のクイックパイロットポート80bに作用する。操作弁20から振り出し用操作圧供給通路に出力された操作パイロット圧が19kg/cm2を超えると、圧力制御弁80によってクイックリターン通路40が開放されることになり、アーム用油圧シリンダアクチュエータACのボトム室bcから排出された油の一部がクイックリターン通路40を通じて直接タンクTに排出されることになり、方向切換弁10での圧力損失を抑制することができるようになる。
しかも、実施の形態1と同様に、アームを縮退作動している間においてヘッド室hcの圧力が低下し、パイロット切換弁51の作動圧力、つまり5kg/cm2を下回った場合、パイロット圧供給通路50が遮断され、圧力制御弁80に対して操作弁20からの操作パイロット圧が作用しなくなる。この結果、圧力制御弁80によってクイックリターン通路40も遮断されることになり、アーム用油圧シリンダアクチュエータACのヘッド室hcが負圧になる事態を未然に防止できるようになる。従って、巻き込み姿勢から鉛直姿勢を経て振り出し姿勢に移行させる場合においても、ヘッド室hcに対する油の供給量は常に十分となる。これにより、その後にアームを鉛直姿勢から降り出し姿勢に移動させる際に、操作レバー21を操作しているにも関わらずアーム用油圧シリンダアクチュエータACが動作しないという現象が発生する恐れはなく、操作者に大きな違和感を与える事態を招来することはない。
(実施の形態4)
図4は、本発明の実施の形態4である油圧駆動装置を示したものである。ここで例示する油圧駆動装置は、実施の形態1と同様、油圧ショベルのブームとアームとの間に配設したアーム用油圧シリンダアクチュエータACを駆動するためのもので、実施の形態1とは圧力制御弁作動機構の構成のみが異なっている。すなわち、実施の形態4の油圧駆動装置では、第1圧力制御弁90及び第2圧力制御弁100をそれぞれクイックリターン通路40に介在させることによって圧力制御弁作動機構を構成している。
図4は、本発明の実施の形態4である油圧駆動装置を示したものである。ここで例示する油圧駆動装置は、実施の形態1と同様、油圧ショベルのブームとアームとの間に配設したアーム用油圧シリンダアクチュエータACを駆動するためのもので、実施の形態1とは圧力制御弁作動機構の構成のみが異なっている。すなわち、実施の形態4の油圧駆動装置では、第1圧力制御弁90及び第2圧力制御弁100をそれぞれクイックリターン通路40に介在させることによって圧力制御弁作動機構を構成している。
これら第1圧力制御弁90及び第2圧力制御弁100は、いずれも2位置の方向制御弁によって構成したもので、クイックリターン通路40に直列に配設してある。第1圧力制御弁90は、内蔵スプリング90aの押圧力によってクイックリターン通路40を閉塞する一方、ヘッド通路11から分岐延在したヘッド分岐通路60を通じてパイロットポート90bに圧力が作用した場合にクイックリターン通路40を開放するものである。第2圧力制御弁100は、内蔵スプリング100aの押圧力によってクイックリターン通路40を閉塞する一方、パイロット圧供給通路50を通じてクイックパイロットポート100bに操作パイロット圧が作用した場合にクイックリターン通路40を開放するものである。本実施の形態4では、第1圧力制御弁90の内蔵スプリング90aが5kg/cm2に設定してあり、かつ第2圧力制御弁100の内蔵スプリング100aが19kg/cm2に設定してある。
尚、本実施の形態4において実施の形態1と同様の構成に関しては、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略している。また、操作弁20から供給される操作パイロット圧が0〜30kg/cm2に設定してある点についても実施の形態1と同様である。
上記のように構成した油圧駆動装置を適用する油圧ショベルでは、操作レバー21を中立位置から巻き込み方向に操作し、操作弁20が巻込位置に配置されると、第1アクチュエータポートaがドレンポートdに接続される一方、第2アクチュエータポートbがポンプポートcに接続される。従って、油圧ポンプ30から吐出された油がボトム通路12を通じてアーム用油圧シリンダアクチュエータACのボトム室bcに供給され、かつヘッド通路11を通じてヘッド室hcの油がタンクTに排出される。これにより、アーム用油圧シリンダアクチュエータACが伸長作動してアームが巻き込み姿勢となり、例えばバケットに掬った土砂を運搬することができる。
この場合、タンクTに接続されたヘッド通路11の圧力が5kg/cm2を超え、第1圧力制御弁90がクイックリターン通路40を開放したとしても、操作弁20からクイックパイロットポート100bに対して操作パイロット圧が作用することはなく、第2圧力制御弁100によってクイックリターン通路40が遮断された状態を維持する。これにより、油圧ポンプ30に接続されたボトム通路12の圧力が300kg/cm2程度のシリンダアクチュエータ最高駆動圧となった場合にもボトム通路12の油がクイックリターン通路40を介してタンクTに排出されることはなく、アーム用油圧シリンダアクチュエータACの伸長作動に影響を与える恐れはない。
一方、操作レバー21を振り出し方向に操作し、操作弁20が振出位置に配置されると、第1アクチュエータポートaがポンプポートcに接続される一方、第2アクチュエータポートbがドレンポートdに接続される。従って、油圧ポンプ30から吐出された油がヘッド通路11を通じてアーム用油圧シリンダアクチュエータACのヘッド室hcに供給され、かつボトム通路12を通じてボトム室bcの油がタンクTに排出される。これにより、アーム用油圧シリンダアクチュエータACが縮退作動してアームが振り出し姿勢となり、例えばバケットをダンプして土砂を排出することができる。
さらに、操作弁20が振出位置に配置された状態においては、油圧ポンプ30に接続されたヘッド通路11の圧力が5kg/cm2を超えると、第1圧力制御弁90がクイックリターン通路40を開放する。さらに、操作弁20から振り出し用操作圧供給通路22に出力された操作パイロット圧が19kg/cm2を超えると、第2圧力制御弁100においてもクイックリターン通路40を開放する。この結果、アーム用油圧シリンダアクチュエータACのボトム室bcから排出された油の一部がクイックリターン通路40を通じて直接タンクTに排出されることになり、方向切換弁10での圧力損失を抑制することができるようになる。
しかも、実施の形態1と同様に、アームを縮退作動している間においてヘッド室hcの圧力が低下し、第1圧力制御弁90の作動圧力、つまり5kg/cm2を下回った場合、第1圧力制御弁90によってクイックリターン通路40が遮断されることになり、アーム用油圧シリンダアクチュエータACのヘッド室hcが負圧になる事態を未然に防止できるようになる。従って、巻き込み姿勢から鉛直姿勢を経て振り出し姿勢に移行させる場合においても、ヘッド室hcに対する油の供給量は常に十分となる。これにより、その後にアームを鉛直姿勢から降り出し姿勢に移動させる際に、操作レバー21を操作しているにも関わらずアーム用油圧シリンダアクチュエータACが動作しないという現象が発生する恐れはなく、操作者に大きな違和感を与える事態を招来することはない。
尚、第2圧力制御弁としては、実施の形態1で示した圧力制御弁41もしくは実施の形態2で示した圧力制御弁70の形態とすることもできるのはいうまでもない。
また、上述した実施の形態1〜4では、圧力制御弁41,70,90,100及びパイロット切換弁51を油圧によって駆動するようにしているが、本発明ではこれに限定されない。例えば、ヘッド通路や操作弁からの操作パイロット圧を油圧計や圧力センサによって測定し、その圧力値が所定の圧力を超えた場合に電気信号によって圧力制御弁41,70,90,100及びパイロット切換弁51を駆動する構成としても良い。
さらに、上述した実施の形態1〜4では、いずれも油圧ショベルのブームとアームとの間に配設したアーム用油圧シリンダアクチュエータACを駆動するための油圧駆動装置を例示しているが、その他の油圧シリンダアクチュエータを駆動するものにももちろん適用することが可能である。
10 方向切換弁
11 ヘッド通路
12 ボトム通路
40 クイックリターン通路
41 圧力制御弁
50 パイロット圧供給通路
51 パイロット切換弁
60 ヘッド分岐通路
70 圧力制御弁
71 弁本体
72 動作スプール部
80 圧力制御弁
90 第1圧力制御弁
100 第2圧力制御弁
AC アーム用油圧シリンダアクチュエータ
T タンク
bc ボトム室
hc ヘッド室
11 ヘッド通路
12 ボトム通路
40 クイックリターン通路
41 圧力制御弁
50 パイロット圧供給通路
51 パイロット切換弁
60 ヘッド分岐通路
70 圧力制御弁
71 弁本体
72 動作スプール部
80 圧力制御弁
90 第1圧力制御弁
100 第2圧力制御弁
AC アーム用油圧シリンダアクチュエータ
T タンク
bc ボトム室
hc ヘッド室
Claims (4)
- 油圧シリンダアクチュエータと、
前記油圧シリンダアクチュエータに対する油の供給制御を行う方向切換弁と、
前記油圧シリンダアクチュエータのヘッド室と前記方向切換弁との間を接続するヘッド通路と、
前記油圧シリンダアクチュエータのボトム室と前記方向切換弁との間を接続するボトム通路と、
前記方向切換弁を経ることなく前記油圧シリンダアクチュエータのボトム室をタンクに接続するクイックリターン通路と、
前記クイックリターン通路に介在し、前記油圧シリンダアクチュエータのボトム室とタンクとの間を断続させる圧力制御弁作動機構と
を備え、前記圧力制御弁作動機構は、前記ヘッド通路が設定圧力以上となった場合に前記クイックリターン通路を介して前記油圧シリンダアクチュエータのボトム室とタンクとの間を連通可能状態とすることを特徴とする油圧駆動装置。 - 前記圧力制御弁作動機構は、前記クイックリターン通路に介在させた圧力制御弁と、前記圧力制御弁を動作させるための操作パイロット圧を供給するパイロット切換弁とを備え、
前記パイロット切換弁は、前記ヘッド通路が設定圧力以上となった場合に前記圧力制御弁に操作パイロット圧を供給するものであり、
前記圧力制御弁は、操作パイロット圧が供給されている間に前記ボトム通路の圧力が設定圧力以上となった場合に前記クイックリターン通路を開放するものである
ことを特徴とする請求項1に記載の油圧駆動装置。 - 前記圧力制御弁作動機構は、前記クイックリターン通路に介在させた圧力制御弁と、前記圧力制御弁を動作させるための操作パイロット圧を供給するパイロット切換弁とを備え、
前記パイロット切換弁は、前記ヘッド通路が設定圧力以上となった場合に前記圧力制御弁に操作パイロット圧を供給するものであり、
前記圧力制御弁は、設定圧力以上の操作パイロット圧が供給された場合に前記クイックリターン通路を開放するものである
ことを特徴とする請求項1に記載の油圧駆動装置。 - 前記圧力制御弁作動機構は、前記クイックリターン通路に介在させた2つの圧力制御弁を備え、
一方の圧力制御弁は、前記ヘッド通路が設定圧力以上となった場合にのみ前記圧力制御弁に前記クイックリターン通路を開放するものであり、
他方の圧力制御弁は、前記油圧シリンダアクチュエータのヘッド室に油を供給している間において設定圧力以上の操作パイロット圧が供給された場合に前記クイックリターン通路を開放するものである
ことを特徴とする請求項1に記載の油圧駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009030016A JP2010185515A (ja) | 2009-02-12 | 2009-02-12 | 油圧駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009030016A JP2010185515A (ja) | 2009-02-12 | 2009-02-12 | 油圧駆動装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2010185515A true JP2010185515A (ja) | 2010-08-26 |
Family
ID=42766294
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2009030016A Pending JP2010185515A (ja) | 2009-02-12 | 2009-02-12 | 油圧駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2010185515A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013007175A (ja) * | 2011-06-23 | 2013-01-10 | Kobelco Contstruction Machinery Ltd | 作業機械 |
JP2013137062A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Kobelco Contstruction Machinery Ltd | 建設機械の油圧シリンダ回路 |
CN104822950A (zh) * | 2012-12-13 | 2015-08-05 | 神钢建机株式会社 | 工程机械的液压回路 |
JP2017032106A (ja) * | 2015-08-04 | 2017-02-09 | 株式会社豊田自動織機 | 産業車両 |
CN107654426A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-02-02 | 湖南五新隧道智能装备股份有限公司 | 一种凿岩台车及其冲击控制液压系统 |
-
2009
- 2009-02-12 JP JP2009030016A patent/JP2010185515A/ja active Pending
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