(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプ(8)からの圧油を操作弁(11)およびカウンタバランス弁(16)を介して単一の油圧シリンダ(5) のヘッド側に供給し、この油圧シリンダ(5) を短縮する第１の管路(21a,21b)
と、前記油圧ポンプ(8) からの圧油を操作弁(11)を介して油圧シリンダ(5) のボトム側に供給し、この油圧シリンダ(5)を伸長する第２の管路(22a,22b)とを有する深堀り掘削機のためのテレスコピック用シリンダの油圧回路において、前記油圧シリンダ(5) の伸長時に、この油圧シリンダ(5)
から排出する油にリリーフ弁(14)により所定圧力を加え、かつ、前記第１の管路(21a,21b)からの圧力で開放される前記リリーフ弁(14)から排出される油を油圧ポンプ(8) からの圧油に合流させて油圧シリンダ(5) へ流入させる増速回路を設けたことを特徴とするテレスコピック用シリンダの油圧回路。
【請求項２】
油圧ポンプ(8) からの圧油を操作弁(11)およびカウンタバランス弁(16)を介して単一の油圧シリンダ(5) のヘッド側に供給し、この油圧シリンダ(5) を短縮する第１の管路(21a,21b) と、前記油圧ポンプ(8) からの圧油を操作弁(11)を介して油圧シリンダ(5) のボトム側に供給し、この油圧シリンダ(5)を伸長する第２の管路(22a,22b) とを有する深堀り掘削機のためのテレスコピック用シリンダの油圧回路において、油圧シリンダ(5) の伸長時に、この油圧シリンダ(5)
から排出する油にリリーフ弁(14)により所定圧力を加えるとともに、前記第１の管路(21a,21b)からの圧力で開放される前記リリーフ弁(14)からの油を油圧ポンプ(8) からの圧油に合流させて油圧シリンダ(5) へ流入させて増速し、かつ、油圧シリンダ(5) への短縮指令油圧により「閉」となるパイロットチェック弁(15)により遮断する増速回路と、油圧シリンダ(5) の短縮時に、油圧シリンダ(5) から排出する油を操作弁(11)を経てタンク(7) に還流すると共に、油圧シリンダ(5)
への短縮指令油圧により「開」となるパイロットチェック弁(18)を経てタンク(7) に直接還流する並列に設けたドレーン管路(30,31) とからなることを特徴とするテレスコピック用シリンダの油圧回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、建築・土木工事用に使用されるテレスコピック状伸縮アームを最先端に取付けた深堀り掘削機に関し、具体的には、テレスコピックアームの作動シリンダの伸縮速度を速めるために、伸長時は増速回路により、また、短縮時は作動シリンダの背圧を下げるためのドレーン回路よりなるテレスコピック用シリンダの油圧回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のテレスコピック用シリンダの増速回路の先行技術として、、例えば特開平５−３２１２８９号公報においては、深堀り掘削機の上方に軸支されて上下に揺動できるブームと、このブームの先端に取り付けられ、複数個のアームをテレスコピック状に組み合わせてその長さ方向に伸縮する伸縮アームと、その先端に取り付けられたクラムシェルバケットよりなる。
この深堀り掘削機は、油圧により作動する油圧シリンダが互いに逆方向に並列して構成され両油圧シリンダの圧力室を相互に接続すると共に、一方の油圧シリンダの圧力室に油圧を供給することで他方のシリンダの圧力室に排出された圧力油が供給され、一方の油圧シリンダに圧力油を供給することによって他方の油圧シリンダも従動するように構成させている。従って、一方の油圧シリンダに圧力を供給することによって他方の油圧シリンダは同期して伸縮するので伸縮速度は速くする技術が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特開平５−３２１２８９号公報によるテレスコピック用シリンダの増速回路では、クラムシェルバケットを軸支するテレスコピック状伸縮アームを油圧的に操作する油圧シリンダを逆方向に並列して構成し、両油圧シリンダの圧力室を相互に接続しているのでテレスコピック状伸縮アームが大径となり作業機が大型化して大重量となる。
【０００４】
更に、テレスコピック状伸縮アームの伸縮時は、一方の油圧シリンダに圧力供給することによって他方の油圧シリンダも従動するので一方の油圧シリンダに圧力を供給することによって他方の油圧シリンダが同期して伸縮速度が増加するが、操作弁を介してタンクに戻る油はパイロットチェック弁と操作弁を通って絞られるため油圧シリンダに背圧が働く。
特に高圧では回路抵抗が大きく、この背圧は更に油圧シリンダのヘッド側に換算されて面積比で大きな圧力損となる。この圧力損が影響して主ポンプの吐出圧が上がる。
【０００５】
図２に示す可変容量型の主ポンプのＰ−Ｑ曲線においてポンプ吐出圧Ｐ１  でのポンプ吐出量Ｑ１  が前記の圧力損が影響してポンプ吐出圧Ｐ２  に上昇し、したがってポンプ吐出量Ｑ２  に減少する。その結果、油圧シリンダの短縮速度が減じ、テレスコピック状伸縮アームの短縮速度が落ちて深堀り掘削機の作業効率が低下する問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたもので、深堀り掘削機のクラムシェルバケットの昇降速度を増速することにより深堀り作業の作業効率を向上するテレスコピック用シリンダの油圧回路を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る深堀り掘削機のためのテレスコピック用シリンダの油圧回路は、油圧ポンプ８からの圧油を操作弁１１およびカウンタバランス弁１６を介して単一の油圧シリンダ５のヘッド側に供給し、この油圧シリンダ５を短縮する第１の管路２１ａ，２１ｂと、前記油圧ポンプ８からの圧油を操作弁１１を介して油圧シリンダ５のボトム側に供給し、この油圧シリンダ５を伸長する第２の管路２２ａ，２２ｂとを有するテレスコピック用シリンダの油圧回路であって、前記油圧シリンダ５の伸長時に、この油圧シリンダ５から排出する油にリリーフ弁１４により所定圧力を加え、かつ、前記第１の管路２１ａ，２１ｂからの圧力で開放される前記リリーフ弁１４から排出される油を油圧ポンプ８からの圧油に合流させて油圧シリンダ５へ流入させる増速回路を設けた構成としたものである。
【０００８】
第２のテレスコピック用シリンダの油圧回路は、油圧ポンプ８からの圧油を操作弁１１およびカウンタバランス弁１６を介して単一の油圧シリンダ５のヘッド側に供給し、この油圧シリンダ５を短縮する第１の管路２１ａ，２１ｂと、前記油圧ポンプ８からの圧油を操作弁１１を介して油圧シリンダ５のボトム側に供給し、この油圧シリンダ５を伸長する第２の管路２２ａ，２２ｂとを有する深堀り掘削機のためのテレスコピック用シリンダの油圧回路であって、油圧シリンダ５の伸長時に、この油圧シリンダ５から排出する油にリリーフ弁１４により所定圧力を加えるとともに、前記第１の管路２１ａ，２１ｂからの圧力で開放される前記リリーフ弁１４からの油を油圧ポンプ８からの圧油に合流させて油圧シリンダ５へ流入させる増速回路を設けたものである。
【０００９】
更に、油圧シリンダ５への短縮指令油圧により「閉」となるパイロットチェック弁１５により遮断する増速回路と、油圧シリンダの短縮時に、油圧シリンダ５から排出する油を操作弁１１を経てタンク７に還流すると共に、油圧シリンダ５への短縮指令油圧により「開」となるパイロットチェック弁１８を経てタンク７に直接還流する並列に設けたドレーン管路３０，３１とからなる構成としたものである。
【００１０】
【作用】
上記構成によれば、油圧シリンダのボトム側に油圧ポンプからの圧油が流入すると油圧シリンダは伸長し、油圧シリンダのヘッド側からの戻り油はカウンタバランス弁により遮断され、ボトム側によって加圧されたヘツド側の圧力がリリーフ弁および増速用パイロットチェック弁を経て油圧ポンプからの圧油と合流して油圧シリンダのボトム側に圧油が流入し、油圧シリンダの速度を増加する。
【００１１】
油圧シリンダの伸長時に、油圧シリンダのボトム側およびヘッド側にそれぞれ所定の圧力が作用しているため、途中で止めても迅速に停止するとともに、脈動が少なくなる。
【００１２】
また、油圧シリンダのヘッド側に油圧ポンプからの圧油が流入すると油圧シリンダは短縮し、油圧シリンダのボトム側の戻り油は操作弁を経てタンクに戻るのと同時に油圧シリンダの短縮の油圧指令を受けて、戻り用パイロットチェック弁が開き、操作弁を経ることなくタンクに直接戻るので抵抗が少なくなり油圧シリンダは速度を増して短縮する。
【００１３】
そして、吊り荷時には、圧油の戻り側がカウンタバランス弁および増速用パイロットチェック弁で阻止されているために洩れによる作業機が降下することがない。
【００１４】
【実施例】
本発明の一実施例を図１乃至図３を参照して説明する。
先ず、図３に示す油圧ショベル１の下部走行体１ａは図示しない走行モータの駆動により走行自在となっている。この下部走行体１ａの上に図示しない旋回モータの駆動により旋回可能な上部旋回体１ｂが設けられている。この上部旋回体１ｂに図示しないブラケットによりブーム１ｃが取着されている。ブーム１ｃはブーム用シリンダ１ｄの駆動により上下揺動自在となっている。このブーム１ｃの先端にテレスコピック用の中空状の四角形断面を有する基端アーム２ａを取着している。この基端アーム２ａはアームシリンダ１ｆの駆動により上下揺動自在となっている。
【００１５】
前記基端アーム２ａ内を摺動する第１伸縮アーム２ｂを設けている。この第１伸縮アーム２ｂに先端アーム２ｃを取着している。この先端アーム２ｃに土砂を掴み取るクラムシェルバケット２ｄが装着されている。
【００１６】
図１に示す第１伸縮アーム２ｂには油圧シリンダ５が固定され、基端アーム２ａは油圧シリンダ５のピストン６を固定している。
滑車３，３は第１伸縮アーム２ｂの先端部と後端部に取り付けられていて、基端アーム２ａの先端部と第１伸縮アーム２ｂの後端部と、基端アーム２ａの後端部と第１伸縮アーム２ｂの先端部とをそれぞれ連結する鋼索４，４の動きを誘導している。
【００１７】
次に、図１に示す本実施例の油圧回路を説明する。可変容量型油圧ポンプ（以下、油圧ポンプと言う）８は図示しない原動機により駆動されている。この油圧ポンプ８の吐出管路２０とは操作弁１１を接続している。この操作弁１１は、パイロット圧管路４１、４２によりパイロット弁１０ａ，１０ｂに接続されている。このパイロット弁１０ａ，１０ｂはペダル１０と連動して取着されている。
この操作弁１１はオペレータがペダル１０を操作することによりパイロット弁１０ａ，１０ｂから生ずるパイロット圧を受けて切換わるようになっている。
【００１８】
操作弁１１の下流側管路２２ａ，２２ｂを介して油圧シリンダ５のボトム室５ｂに接続している。
また、管路２２ａは分岐する管路２９と接続しており、この分岐管路２９にパイロットチェック弁１８を介在している。このパイロットチェック弁１８はリターン管路３０，３１を介してタンク７と接続している。
このように管路２２ａ，２２ｂと並列にリターン管路２９，３０，３１を設けている。
【００１９】
上記パイロットチェック弁１８は操作弁１１の下流側管路２１ａから分岐するパイロット管路４６と接続している。このパイロット管路４６からのパイロット圧を受けてパイロットチェック弁１８は開動作する。
【００２０】
操作弁１１の下流側管路２１ａとカウンタバランス弁１６と接続している。このカウンタバランス弁１６は管路２１ｂを介して油圧シリンダ５のヘッド室５ａと接続している。
この管路２１ｂは分岐する管路２４と接続している。この分岐管路２４とリリーフ弁１４と接続すると共に、リリーフ弁１４は管路２５を介してパイロットチェック弁１５と接続している。このパイロットチェック弁１５は管路２６を介して前記油圧シリンダ５のボトム側管路２２ｂと接続している。
【００２１】
前記パイロットチェック弁１５は前記管路２１ｂから分岐するパイロット管路４５と接続している。パイロットチェック弁１３は油圧シリンダ５のボトム室５ｂに接続する管路２２ａから分岐するパイロット管路４３と接続している。パイロットチェック弁１３は油圧ポンプ８から供給される圧力で開動作する。
また、パイロットチェック弁１３はパイロット管路４４を介して前記パイロットチェック弁１５に接続している。
【００２２】
更に、パイロットチェック弁１３はパイロット管路４５を介して可変絞り１７と接続している。可変絞り１７は前記油圧シリンダ５のヘッド側管路２１ｂと接続している。
このパイロットチェック弁１３が油圧ポンプ８から供給される圧力で開動作すると、パイロット管路４４，４５内のパイロット圧はパイロットチェック弁１３から管路４７を介してドレーン管路３０，３１からタンク７にドレンされる。
【００２３】
前記パイロット管路４５は、油圧シリンダ５のヘッド側に接続する管路２１ｂから分岐している。このパイロット管路４５を通じて油圧ポンプ８から供給される圧力によりパイロットチェック弁１３，１５を押圧している。
【００２４】
カウンタバランス弁１６は、チェック弁１６ａと調圧弁１６ｂとから構成されている。調圧弁１６ｂのセット圧は、クラムシェルバケット２ｄが地中孔を急速に落下して孔底に強く接触したときに、油圧シリンダ５のヘッド側の油が急激に増圧され、ピストンロッドに強い衝撃がかかっても座屈しないように管路２１ｂ内の高圧を瞬間的に逃がす程度のセット圧を有する。
また、調圧弁１６ｂのセット圧は、前記管路２４上に介在させてあるリリーフ弁１４のセット圧よりも高く設定してある。これにより油圧シリンダ５のヘッド側から排出される圧油が調圧弁１６ｂを通過できず前記管路２４に流入するようにしてある。
【００２５】
前記パイロット管路４５上に可変絞り１７を介在させてある。この可変絞り１７はパイロットチェック弁１５の応答性を調整するためのものである。１２はリリーフ弁である。
【００２６】
次に、本実施例の作動について図１により説明する。
本実施例の図１の油圧回路は図示しない原動機により油圧ポンプ８を駆動させることにより、タンクより油を吸引し、掘削機の各部のシリンダに圧油を供給することによって行われる。
【００２７】
操作ペダル１０を前側に踏むと、パイロットポンプ９からのパイロット圧が管路４０からパイロット弁１０ｂを介してパイロット管路４２を経て操作弁１１の操作部に作用し、操作弁１１はｃ位置に切換わる。これにより油圧ポンプ８から吐出する圧油は操作弁１１を通って管路２１ａからカウンタバランス弁１６のチェック弁１６ａ，管路２１ｂを介してを油圧シリンダ５のヘッド室５ａに流入する。このときに圧油は管路２１ａから分岐する管路４６からパイロットチェック弁１８に作用し、開動作を行う。これにより管路２９と管路３０間が連通状態になる。
【００２８】
前記油圧シリンダ５のヘッド室５ａに流入した圧油は油圧シリンダ５を短縮し、第１の伸縮アーム２ｂを短縮させる。第１の伸縮アーム２ｂと先端のアーム２ｃは同時進行で短縮する。
油圧シリンダ５のボトム室５ｂから排出されるドレーン油は、管路２２ｂ，管路２２ａ，操作弁１１からタンク７にドレンされる。
これと並行して、油圧シリンダ５のヘッド室５ａに流入する圧油は管路２１ａから分岐するパイロット管路４６を介してパイロットチェツク弁１８に作用し、開動作を行う。これにより油圧シリンダ５のボトム室５ｂから排出されるドレーン油は、管路２２ｂから管路２９，パイロットチェック弁１８，管路３０，管路３１を通って同時にタンク７へドレンする。
【００２９】
このような回路にしたことにより背圧による圧力損が減じ、油圧シリンダ５のヘッド側の必要な押圧力が少なくすむのである。
図２に示す可変容量形油圧ポンプの〔吐出量−吐出圧〕線図で示す如く油圧シリンダ５のヘッド側の必要圧力がＰ１  からＰ２  に減じて吐出量がＱ１  からＱ２  に増加するので油圧シリンダ５の短縮速度が増加する。
【００３０】
次に、操作ペダル１０を後側に踏むと、パイロットポンプ９からのパイロット圧が管路４０からパイロット弁１０ａを介してパイロット管路４１を経て操作弁１１の操作部に作用し、操作弁１１はｂ位置に切換わる。これにより油圧ポンプ８から吐出する圧油は操作弁１１を通って管路２２ａから管路２２ｂを介して油圧シリンダ５のボトム室５ｂに流入する。
このとき油圧ポンプ８から吐出する圧油は管路２２ａからパイロット管路４３を介してパイロットチェック弁１３に作用し、開動作する。
これにより管路４４，４５に残留する圧油がパイロットチェック弁１３から管路４７，管路３０，管路３１を介してタンク７にドレンされる。
【００３１】
一方、油圧シリンダ５のヘッド室５ａからのドレーン油は管路２１ｂを通ってカウンターバランス弁１６に流入しようとするが調圧弁１６ｂのセット圧が分岐管路２４と管路２５間に設けたリリーフ弁１４のセット圧よりも高いため、調圧弁１６ｂは開放しない。
このためドレーン油は管路２１ｂから分岐管路２４に流入し、圧力が上昇しボトム側より高い所定の圧力となりリリーフ弁１４に作用し、リリーフ弁１４を開放して管路２５からパイロットチェック弁１５を介して管路２６に流入する。
このリリーフ弁１４から排出された圧油は管路２２ｂで油圧ポンプ８からの圧油と合流して油圧シリンダ５のボトム側に供給されて、伸長速度が増速される。油圧シリンダ５と一体の第１伸縮アーム２ｂが伸長する。第１伸縮アーム２ｂと先端アーム２ｃは、滑車３，３に導かれた鋼索４、４により同時進行で伸長する。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、油圧ショベルのテレスコピツクアームの先端に装着されたクラムシェルバケットの昇降速度の増速化を油圧シリンダのヘッド側の戻り油をカウンタバランス弁により遮断されるようにして、ヘッド側によって加圧された圧油はリリーフ弁およびパイロットチェック弁を経て油圧ポンプから吐出される圧油と合流する簡単な回路構成により実現できる。
【００３３】
また、油圧シリンダの短縮の油圧指令を受けて、戻り用パイロットチェック弁が開動作し、ドレーン油を操作弁を経ることなくタンクに直接戻るような管路を設けたので抵抗が少なくなり油圧シリンダは速度を増して短縮することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるテレスコピック用油圧回路を示す図である。
【図２】主油圧ポンプである可変容量形油圧ポンプの〔吐出量−吐出圧〕関係を示す図である。
【図３】本発明の一実施例であるテレスコピック式掘削機の外観図を示す図である。
【符号の説明】
１…油圧ショベル
２ａ…基端アーム
２ｂ…第１伸縮アーム
２ｃ…先端アーム
５…シリンダ
８…可変容量型油圧ポンプ
９…パイロットポンプ
１０…ペダル
１０ａ，１０ｂ…パイロット弁
１１…操作弁
１３，１５，１８…パイロットチェック弁
１４…リリーフ弁
１６…カウンターバランス弁。
【図１】
0003553186.tif 000002
【図２】
0003553186.tif 000003
【図３】
0003553186.tif 000004