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発明の名称 建設機械の油圧アクチュエータ回路
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−107400(P2001−107400A)
公開日 平成13年4月17日(2001.4.17)
出願番号 特願平11−287042
出願日 平成11年10月7日(1999.10.7)
代理人 【識別番号】100067828
【弁理士】
【氏名又は名称】小谷 悦司 (外2名)
【テーマコード(参考)】
2D003
3H089
【Fターム(参考)】
2D003 AA01 AB01 AB04 AC06 BA02 BA07 CA02 DA01 DB02 
3H089 AA12 AA74 BB15 BB19 CC01 CC12 DA02 DB47 DB49 DB58 DB75 GG02 HH05 JJ01
発明者 鳥居 悟
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 複数の油圧アクチュエータの一方の管路を共通として、この共通管路、及び各アクチュエータの他方の管路が一つのコントロールバルブを介してポンプ及びタンクに接続されるとともに、上記他方の管路と上記コントロールバルブとの間に、作動させるアクチュエータを選択する選択弁が設けられ、かつ、上記共通管路に、少なくとも一つのアクチュエータの負荷による保持圧が発生するように構成された建設機械の油圧アクチュエータ回路において、上記共通管路が上記コントロールバルブによってタンクに接続される状態で共通管路の圧力を上記保持圧以上の値に保持する圧力保持弁が設けられたことを特徴とする建設機械の油圧アクチュエータ回路。
【請求項2】 複数の油圧アクチュエータとして、油圧ショベルの下部走行体に装備されたドーザを昇降させるドーザシリンダと、クローラ幅を拡縮させるクローラシリンダが用いられたことを特徴とする請求項1記載の建設機械の油圧アクチュエータ回路。
【請求項3】 圧力保持弁がコントロールバルブに内蔵され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アクチュエータ回路。
【請求項4】 圧力保持弁がコントロールバルブのスプール内に組み込まれたことを特徴とする請求項3記載の建設機械の油圧アクチュエータ回路。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は油圧ショベル等の建設機械において複数の油圧アクチュエータを一つのコントロールバルブで制御する油圧アクチュエータ回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】本発明の好適例である、油圧ショベルにおけるドーザシリンダとクローラ張出しシリンダを制御する回路を例にとって従来の技術を説明する。
【0003】油圧ショベルは、左右のクローラを備えた下部走行体上に上部旋回体が旋回自在に搭載され、上部旋回体にブーム、アーム、バケット等からなる作業アタッチメントが装着されて構成される。
【0004】また、下部走行体には、両クローラを車幅方向に移動させてクローラ幅を拡縮させるクローラシリンダと、整地用のドーザを地面に接する下降位置と地面から浮く上昇位置との間で昇降移動させるドーザシリンダが設けられ、この両油圧シリンダが一つのコントロールバルブによって制御される。
【0005】この制御回路を図2に示している。
【0006】ドーザシリンダ1とクローラシリンダ2は、それぞれのロッド側(縮小側)油室1a,2aが共通のロッド側管路(共通管路)3に接続され、コントロールバルブ(方向切換弁)4を介して油圧ポンプ5及びタンクTに接続されている。
【0007】一方、両シリンダ1,2のヘッド側(伸長側)油室1b,2bは、個別のヘッド側管路6,7に接続され、この両ヘッド側管路6,7が選択弁8及びコントロールバルブ4を介して油圧ポンプ5及びタンクTに接続されている。
【0008】選択弁8は、ドーザシリンダ位置イとクローラシリンダ位置ロとの間で切換えられ、ドーザシリンダ位置イでドーザシリンダ1、クローラシリンダ位置ロでクローラシリンダ2がそれぞれ選択される。
【0009】ドーザシリンダ1は、シリンダチューブがドーザ9側に、ロッドが下部走行体側にそれぞれ止め付けられ、負荷(ドーザ重量)が常にシリンダ伸長方向に作用する状態となっている。
【0010】一方、コントロールバルブ4は、中立位置Aと、シリンダ伸長位置Bと、シリンダ縮小位置Cを有する三位置を有し、たとえば図示しないリモコン弁からのパイロット圧によって制御される油圧パイロット式切換弁として構成されている。
【0011】この従来の回路構成において、図2に示すように選択弁8がクローラシリンダ位置ロにセットされた状態ではクローラシリンダ2が選択され、この状態でコントロールバルブ4がシリンダ縮小位置Cにセットされると、ポンプ5からの圧油がクローラシリンダ2のロッド側油室2aに供給されて同シリンダ2が縮小作動する。
【0012】このとき、ドーザシリンダ1のロッド側油室1aにも圧油が供給されるが、ヘッド側管路6が選択弁8によってブロックされているため、同シリンダ1は動かない。
【0013】一方、選択弁8がドーザシリンダ位置イにセットされた状態でコントロールバルブ4がシリンダ縮小位置Cにセットされた場合も、同様の理由により、ドーザシリンダ1は縮小作動するがクローラシリンダ2は動かない。
【0014】また、コントロールバルブ4がシリンダ伸長位置Bにセットされた場合も、両シリンダ1,2のうち選択弁8によって選択されたもののみが作動する。
【0015】ここで、選択弁8をドーザシリンダ位置イ、コントロールバルブ4をシリンダ伸長位置Bにそれぞれセットしてドーザシリンダ1を伸長させる(ドーザ9を下降させる)場合、前記のようにドーザシリンダ1にはドーザ重量によって常に伸長方向の力が作用しているため、何の手当もしなければ同シリンダ1が暴走気味に急伸長してしまう。
【0016】そこで、コントロールバルブ4におけるシリンダ伸長位置Bで共通管路3をタンクTに連通させるタンク通路4aに絞り10が設けられ、この絞り10により、ドーザシリンダ1の伸長作動時に共通管路3に負荷に対抗する保持圧を発生させて同シリンダ1の急伸長を防止する構成がとられている。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の回路構成によると、ドーザ、クローラ両シリンダ1,2のヘッド側を共通管路3に接続したことの弊害として次のような問題が生じていた。
【0018】クローラシリンダ2を伸長させる(選択弁8をクローラシリンダ位置ロに、コントロールバルブ4をシリンダ伸長位置Bにそれぞれセットする)操作を行った場合、クローラシリンダ2が伸長作動している間は、絞り10によって共通管路3に保持圧が作用しているため、ドーザシリンダ1は伸長方向の動きを止められるが、クローラシリンダ2がストロークエンドした時点から、同シリンダ2から共通管路3経由でタンクTに戻る油がなくなって同管路3の圧力が低下する。
【0019】すると、この圧力低下に伴ってドーザシリンダ1のロッド側油室1a内の油が共通管路3経由でタンクTに流れるため、ドーザシリンダ1がドーザ重量により勝手に伸長してドーザ9が下降する。
【0020】そして、このときドーザシリンダ1のヘッド側油室1bは負圧となるため、クローラシリンダ2を上記伸長作動後に縮小作動させると、ドーザシリンダ1が、上記ヘッド側油室1bの圧力が回復するまで縮小してドーザ9が上昇する。
【0021】こうして、クローラ張出し・格納操作時に、無関係なドーザ9が勝手に上下動する望ましくない現象が発生していた。
【0022】そこで本発明は、このような複数の油圧アクチュエータを一つのコントロールバルブで制御する回路構成において、上記ドーザシリンダのような常に負荷が作用するアクチュエータの不測の動きを防止することができる建設機械の油圧アクチュエータ回路を提供するものである。
【0023】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、複数の油圧アクチュエータの一方の管路を共通として、この共通管路、及び各アクチュエータの他方の管路が一つのコントロールバルブを介してポンプ及びタンクに接続されるとともに、上記他方の管路と上記コントロールバルブとの間に、作動させるアクチュエータを選択する選択弁が設けられ、かつ、上記共通管路に、少なくとも一つのアクチュエータの負荷による保持圧が発生するように構成された建設機械の油圧アクチュエータ回路において、上記共通管路が上記コントロールバルブによってタンクに接続される状態で共通管路の圧力を上記保持圧以上の値に保持する圧力保持弁が設けられたものである。
【0024】請求項2の発明は、請求項1の構成において、複数の油圧アクチュエータとして、油圧ショベルの下部走行体に装備されたドーザを昇降させるドーザシリンダと、クローラ幅を拡縮させるクローラシリンダが用いられたものである。
【0025】請求項3の発明は、請求項1または2の構成において、圧力保持弁がコントロールバルブに内蔵されたものである。
【0026】請求項4の発明は、請求項3の構成において、圧力保持弁がコントロールバルブのスプール内に組み込まれたものである。
【0027】上記構成によると、共通管路がタンクに連通する状態で、同管路の圧力が、負荷による保持圧以上の値に保持されるため、上記負荷が常に作用するアクチュエータ(請求項2ではドーザシリンダ)が他のアクチュエータの作動に起因して不測の動き(同昇降)を行うおそれがなくなる。
【0028】この場合、請求項3,4の構成によると、圧力保持弁がコントロールバルブに内蔵されているため、同弁をコントロールバルブ外に別設備として設ける場合と比較して回路構成が簡単で省スペース及びコストダウンとなる。とくに請求項4のようにスプール内に組み込むことにより、ボディに組み込む場合と比較して加工が容易となり、コストがより安くてすむ。
【0029】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図1によって説明する。
【0030】この実施形態において、図2に示す従来の回路と同一部分には同一符号を付して示している。
【0031】従来回路との相違点のみを説明すると、コントロールバルブ11は、図2のコントロールバルブ4と同様に、中立位置Aと、シリンダ伸長位置Bと、シリンダ縮小位置Cを有し、ポンプ5からの圧油が、シリンダ伸長位置Bでは選択弁8を介して一方のシリンダ1または2の伸長側油室1bまたは2bに、またシリンダ縮小位置Cでは一方のシリンダ1または2の縮小側油室1aまたは2aにそれぞれ供給される。
【0032】このコントロールバルブ10におけるシリンダ伸長位置Bでのタンク通路11aに圧力保持弁としてのリリーフ弁12が設けられている。
【0033】このリリーフ弁12のリリーフ圧は、ドーザ重量に対抗して共通管路3に発生する保持圧以上の値に設定されている。
【0034】この回路構成によると、ドーザ、クローラ両シリンダ1,2の伸長作動時に、リリーフ弁12によって共通管路3の圧力が常にドーザシリンダ1の保持圧以上の値に保持されるため、従来のようにクローラシリンダ2の伸長作動時のストロークエンド後にドーザシリンダ1がドーザ重量によって勝手に伸長し、ドーザ1が下降するおそれも、また、その反作用として、クローラシリンダ2を伸長作動後に縮小作動させたときにドーザシリンダ1が縮小してドーザ9が上昇するおそれもなくなる。
【0035】すなわち、クローラ張出し・格納操作時に、無関係なドーザ9が勝手に上下動する望ましくない現象の発生を防止することができる。
【0036】ところで、この実施形態では、図示のようにリリーフ弁12をコントロールバルブ11に内蔵しているため、リリーフ弁12を外置きした場合(たとえばコントロールバルブ11とは別のリリーフ弁付き切換弁を別途設けた場合)と比較して、回路構成が簡単となるとともに省スペースとなる。
【0037】しかも、リリーフ弁12をボディでなくスプールに組み込んでいるため、ボディ側に組み込む場合と比較してコントロールバルブ11の加工が容易となり、バルブコストも安くてすむ。
【0038】但し、本発明においては、リリーフ弁12をコントロールバルブ11のボディ側に組み込んでもよいし、コントロールバルブ11の外部に設けてもよい。
【0039】また、圧力保持弁として、リリーフ弁12に代えて背圧弁を用いてもよい。
【0040】一方、本発明は、上記実施形態で例に挙げたドーザシリンダ1とクローラシリンダ2の組み合わせに限らず、ドーザシリンダ1と、ドーザを左右または上下に傾けるドーザ傾斜シリンダの組み合わせにも、また上部旋回体側の複数のシリンダの組み合わせにも適用することができる。また、組み合わせるアクチュエータは、上記した油圧シリンダ同士に限らず、油圧シリンダと油圧モータ、または油圧モータ同士であってもよく、さらに本発明は油圧ショベル以外の建設機械にも適用可能である。
【0041】
【発明の効果】上記のように本発明によるときは、共通管路がタンクに連通する状態で、圧力保持弁により、共通管路の圧力をアクチュエータ負荷による保持圧以上の値に保持する構成としたから、上記負荷が常に作用するアクチュエータ(請求項2ではドーザシリンダ)が他のアクチュエータの作動に起因して不測の動き(同昇降)を行うおそれがなくなる。
【0042】このため、アクチュエータをオペレータの意思通りに正確に制御し、かつ、安全性を高めることができる。
【0043】この場合、請求項3,4の発明によると、圧力保持弁をコントロールバルブに内蔵しているため、同弁をコントロールバルブ外に別設備として設ける場合と比較して回路構成が簡単で省スペース及びコストダウンとなる。とくに請求項4のようにスプール内に組み込むことにより、ボディに組み込む場合と比較して加工が容易となり、コストがより安くてすむ。




 

 


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