(57)【要約】  油圧装置（１）であって、作動シリンダ（２）及び増速シリンダ（３）は、ピストン（５,１２）とロッド（６,１３）とチューブ（４,１１）とを備えており、チューブ（４,１１）は、ピストン（５,１２）を介してロッド側区画（８,１５）とボトム側区画（７,１４）とに区画され、無負荷時に作動シリンダ（２）のロッド（６）を伸長する際は、増速シリンダ（３）のボトム側区画（１４）の油が、ボトムライン（２７）を経て、作動シリンダ（３）のボトム側区画（７）に供給される回路となり、負荷時に作動シリンダ（３）のロッド（１３）を伸長する際は、ボトムライン（２７）に増速シリンダ（３）を介さずに供給された油が、作動シリンダ（２）のボトム側区画（７）に供給される回路となり、無負荷時の回路から負荷時の回路への切り換えは、ボトムライン（２７）の圧力検知により行われる。
2013114556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動シリンダと増速シリンダとを備えた油圧装置であって、
前記作動シリンダ及び前記増速シリンダは、
ピストンと、
前記ピストンと一体に移動するロッドと、
前記ピストン及び前記ロッドを内蔵するチューブとを備えており、
前記チューブは、前記ピストンを介して前記ロッド側のロッド側区画と前記ロッドと反対側のボトム側区画とに区画されており、
無負荷時と負荷時の回路を切り換える切換弁と、
油の供給元になる給排ラインと、
前記増速シリンダのボトム側区画と前記作動シリンダのボトム側区画との間を接続可能にするボトムラインとを備え、
前記無負荷時に前記作動シリンダのロッドを伸長する際は、前記給排ラインから前記増速シリンダのロッド側区画に油が供給され、前記増速シリンダのボトム側区画から排出された油が、前記ボトムラインを経て前記作動シリンダのボトム側区画に供給される回路となり、
前記負荷時に前記作動シリンダのロッドを伸長する際は、前記給排ラインからの油が、前記増速シリンダを介さずに前記作動シリンダのボトム側区画に油が供給される回路となり、
前記切換弁は、前記ボトムラインの圧力に基いて、前記無負荷時の回路を前記負荷時の回路へ切り換えることを特徴とする油圧装置。
【請求項２】
前記切換弁は、前記ボトムラインに介在させた第１切換弁を含んでおり、前記ボトムラインのうち、前記増速シリンダのボトム側区画と前記第１切換弁とを接続するラインを第１ボトムライン、前記作動シリンダのボトム側区画と前記第１切換弁とを接続するラインを第２ボトムラインとすると、前記第１切換弁は、無負荷時に前記第１ボトムラインと前記第２ボトムラインとを接続し、負荷時に前記第１ボトムラインの圧力に基いて、前記給排ラインと前記第１ボトムラインとを接続する請求項１に記載の油圧装置。
【請求項３】
前記作動シリンダの油の容量よりも前記増速シリンダの油の容量が大きい請求項１に記載の油圧装置。
【請求項４】
前記無負荷時に前記作動シリンダのロッドを伸長する際の前記増速シリンダのロッド側区画に供給される油の圧力で開く第１リリーフ弁が介在した第１リリーフラインをさらに備えており、
前記無負荷時に前記作動シリンダのロッドを伸長する際に、前記作動シリンダのロッドが伸長し切る前に、前記増速シリンダのロッドが縮短し切ったときに、前記増速シリンダのロッド側区画に供給されていた油が、前記第１リリーフラインを経て、前記作動シリンダのボトム側区画に供給される請求項１に記載の油圧装置。
【請求項５】
前記負荷時に前記作動シリンダのロッドを伸長する際は、前記作動シリンダのロッド側区画から排出された油が、前記増速シリンダのロッド側区画に供給される回路となり、
前記負荷時に前記作動シリンダのロッドを伸長する際の前記作動シリンダのロッド側区画から排出される油の圧力で開く第２リリーフ弁が介在した第２リリーフラインをさらに備えており、
前記負荷時に前記作動シリンダのロッドを伸長する際に、前記作動シリンダのロッドが伸長し切る前に、前記増速シリンダのロッドが縮短し切ったときに、前記作動シリンダのロッド側区画から排出され前記増速シリンダのロッド側区画に供給されていた油が前記第２リリーフラインを経て排出される請求項１に記載の油圧装置。
【請求項６】
前記作動シリンダのロッドを縮短する際は、前記作動シリンダのロッド側区画に油が供給され、前記作動シリンダのボトム側区画から排出された油が、前記増速シリンダのボトム側区画に供給される回路となり、
前記作動シリンダのロッドを縮短する際の前記作動シリンダのボトム側区画から排出される油の圧力で開く第３リリーフ弁が介在した第３リリーフラインをさらに備えており、
前記作動シリンダのロッドを縮短する際に、前記作動シリンダのロッドが縮短し切る前に、前記増速シリンダのロッドが伸長し切ったときに、前記作動シリンダのボトム側区画から排出され前記増速シリンダのボトム側区画に供給されていた油が前記第３リリーフラインを経て排出される請求項１に記載の油圧装置。
【請求項７】
前記増速シリンダが複数であり、前記無負荷時に前記作動シリンダのロッドを伸長する際は、前記給排ラインから前記各増速シリンダのロッド側区画に油が供給され、前記各増速シリンダのボトム側区画から排出された油が、前記ボトムラインを経て前記作動シリンダのボトム側区画に供給される請求項１に記載の油圧装置。
【請求項８】
前記作動シリンダが１つであり、前記各増速シリンダのボトム側区画から排出された油が、前記ボトムラインを経て前記１つの作動シリンダのボトム側区画に供給される請求項７に記載の油圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動シリンダに増速シリンダを追加して増速回路を構成した油圧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧シリンダのロッドの伸長を増速する油圧回路として、増速回路が知られている。例えば破砕機に用いられる油圧シリンダに増速回路を用いると、ロッドの伸長が増速され可動顎の閉動作が速くなる。特許文献１に開示された増速回路では、作動シリンダとポンプとの間に反転シリンダ（増速シリンダ）を介在させている。この構成では、反転シリンダを介在させることにより、作動シリンダのボトム側へ供給される油の流量を、ポンプから供給される油の流量よりも増大させ、作動シリンダのロッドの伸長が増速される。このことにより、可動顎の閉動作が速くなり、破砕作業の作業時間を短縮させることができる。【０００３】
一方、特許文献１の増速回路では、作動シリンダに供給される油の流量は増大するが油圧は低下し、作動シリンダの推力は落ちてしまう。このため、負荷時には切換バルブにより回路を切換えて作動シリンダにポンプからの油を直接供給することにより、本来の推力を発揮できるようにしている。すなわち、特許文献１の増速回路は、特許文献１に記載の通り、流量優先又は推力優先を切り換える機能選択機構を構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−３８６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の増速回路では、負荷時には油の供給ラインであるボトム側ラインの圧力が上昇する。このため、特許文献１の図１及び図２に示されているように、無負荷時と負荷時との回路を切り換える切換バルブ３〜５のパイロットライン３１、４１、５１は、ボトム側ライン６に接続されており、ボトム側ライン６の圧力上昇を検知して、無負荷時の回路が負荷時の回路に切り換わる。このように回路を切り換えるための圧力検知位置をボトム側ライン６とすることは、理論上は問題無いと考えられる。【０００６】
しかしながら、本願発明者は特許文献１の増速回路について実験を行った結果、圧力検知位置をボトム側ライン６とすると、切換え動作が不安定になることを確認した。詳細は後に説明するが、この理由は下記のように考えられる。前記の通り、無負荷時の回路では作動シリンダのボトム側に供給される油の流量は増大するが油圧は低下する。このため、負荷時に油の供給ラインであるボトム側ラインと油圧の低下した作動シリンダのボトム側とが接続されると、一旦上昇したボトム側ラインの圧力が一時的に低下する。このような圧力低下が生じると、負荷があるにもかかわらず無負荷時の回路に戻ってしまい、切換え動作が不安定になってしまう。【０００７】
本発明は、前記のような従来の課題を解決するものであり、作動シリンダに増速シリンダを追加して増速回路を構成した油圧装置において、無負荷時から負荷時への切換動作が安定している油圧装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の油圧装置は、作動シリンダと増速シリンダとを備えた油圧装置であって、前記作動シリンダ及び前記増速シリンダは、
ピストンと、前記ピストンと一体に移動するロッドと、前記ピストン及び前記ロッドを内蔵するチューブとを備えており、前記チューブは、前記ピストンを介して前記ロッド側のロッド側区画と前記ロッドと反対側のボトム側区画とに区画されており、無負荷時と負荷時の回路を切り換える切換弁と、油の供給元になる給排ラインと、前記増速シリンダのボトム側区画と前記作動シリンダのボトム側区画との間を接続可能にするボトムラインとを備え、前記無負荷時に前記作動シリンダのロッドを伸長する際は、前記給排ラインから前記増速シリンダのロッド側区画に油が供給され、前記増速シリンダのボトム側区画から排出された油が、前記ボトムラインを経て前記作動シリンダのボトム側区画に供給される回路となり、前記負荷時に前記作動シリンダのロッドを伸長する際は、前記給排ラインからの油が、前記増速シリンダを介さずに前記作動シリンダのボトム側区画に油が供給される回路となり、前記切換弁は、前記ボトムラインの圧力に基いて、前記無負荷時の回路を前記負荷時の回路へ切り換えることを特徴とする油圧装置。【０００９】
この構成によれば、無負荷時に増速シリンダのロッド側区画に油を供給すれば、増速シリンダのボトム側区画からボトムラインを経て作動シリンダのボトム側区画に油が供給され、作動シリンダのロッドが伸長する。増速シリンダのロッド側区画はロッドが貫通しているので、ロッド側区画へ供給される油の流量に比べ、ボトム側区画から排出される油の流量が増大する。このことにより、ボトムラインを経て作動シリンダのボトム側区画へ供給される油の流量が増大し、作動シリンダのロッドの伸長が増速される。【００１０】
また、ピストンにロッドが一体になっているので、ロッド側区画におけるピストンの面積は、ボトム側区画におけるピストンの面積に比べて小さくなる。この場合、ピストンに作用する力の釣り合いから、ボトム側区画の圧力はロッド側区画の圧力に比べ小さくなる。したがって、無負荷時に増速シリンダのロッド側区画に油を供給する給排ラインの圧力に比べ、増速シリンダのボトム側区画と作動シリンダのボトム側区画との間を接続するボトムラインの圧力は小さくなる。すなわち、給排ラインは高圧側となりボトムラインは低圧側となる。本発明では、負荷時には増速シリンダを介さずに、作動シリンダのボトム側区画に油が供給される回路とし、作動シリンダのロッドの推進力を確保するようにしている。この場合、低圧側であるボトムラインに、高圧側である油の給排ラインが接続され、ボトムラインの圧力は上昇する。【００１１】
一方、本発明では無負荷時の回路から負荷時の回路への切り換えは、ボトムラインの圧力に基いて行われる。そして、ボトムラインが設定圧に達すると、無負荷時の回路から負荷時の回路へ切り換わる。ボトムラインは低圧側であるので、回路切り換えにより、ボトムラインと高圧側のラインが接続されると、ボトムラインの圧力は上昇する。この場合、ボトムラインは、圧力検知の設定圧を下回ることがなく、負荷時の回路が維持され無負荷時から負荷時への切換え動作が安定する。【００１２】
前記本発明の油圧装置においては、以下の各種構成としてもよい。前記切換弁は、前記ボトムラインに介在させた第１切換弁を含んでおり、前記ボトムラインのうち、前記増速シリンダのボトム側区画と前記第１切換弁とを接続するラインを第１ボトムライン、前記作動シリンダのボトム側区画と前記第１切換弁とを接続するラインを第２ボトムラインとすると、前記第１切換弁は、無負荷時に前記第１ボトムラインと前記第２ボトムラインとを接続し、負荷時に前記第１ボトムラインの圧力に基いて、前記給排ラインと前記第１ボトムラインとを接続することが好ましい。この構成では、圧力検知の位置を作動シリンダに近づけることができ、負荷時の切換え動作の応答性を高めることができる。【００１３】
前記作動シリンダの油の容量よりも前記増速シリンダの油の容量が大きいことが好ましい。この構成によれば、作動シリンダのロッドが伸張し切った状態においても、増速シリンダのボトム側区画にピストンが移動し得る容積を残すことができ、作動シリンダのロッドの本来の伸張量を確実に確保できる。また、作動シリンダのロッドが縮短し切った状態においても、増速シリンダのロッド側区画にピストンが移動し得る容積を残すことができ、作動シリンダのロッドの本来の縮短量を確実に確保できる。【００１４】
前記無負荷時に前記作動シリンダのロッドを伸長する際の前記増速シリンダのロッド側区画に供給される油の圧力で開く第１リリーフ弁が介在した第１リリーフラインをさらに備えており、前記無負荷時に前記作動シリンダのロッドを伸長する際に、前記作動シリンダのロッドが伸長し切る前に、前記増速シリンダのロッドが縮短し切ったときに、前記増速シリンダのロッド側区画に供給されていた油が、前記第１リリーフラインを経て、前記作動シリンダのボトム側区画に供給されることが好ましい。この構成によれば、無負荷時に作動シリンダのロッドを伸長する際に、作動シリンダと増速シリンダとの同期が不完全となった場合であっても、作動シリンダのロッドの伸長量が不足することを防止できる。あわせて、作動シリンダのピストンと増速シリンダのピストンの位置関係を正規の位置に戻した状態で、新たに作動シリンダと増速シリンダの同期を開始させることができる。【００１５】
前記負荷時に前記作動シリンダのロッドを伸長する際は、前記作動シリンダのロッド側区画から排出された油が、前記増速シリンダのロッド側区画に供給される回路となり、前記負荷時に前記作動シリンダのロッドを伸長する際の前記作動シリンダのロッド側区画から排出される油の圧力で開く第２リリーフ弁が介在した第２リリーフラインをさらに備えており、前記負荷時に前記作動シリンダのロッドを伸長する際に、前記作動シリンダのロッドが伸長し切る前に、前記増速シリンダのロッドが縮短し切ったときに、前記作動シリンダのロッド側区画から排出され前記増速シリンダのロッド側区画に供給されていた油が前記第２リリーフラインを経て排出されることが好ましい。この構成によれば、負荷時に作動シリンダのロッドを伸長する際に、作動シリンダと増速シリンダとの同期が不完全となった場合であっても、作動シリンダのロッドの伸長量が不足することを防止できる。あわせて、作動シリンダのピストンと増速シリンダのピストンの位置関係を正規の位置に戻した状態で、新たに作動シリンダと増速シリンダの同期を開始させることができる【００１６】
前記作動シリンダのロッドを縮短する際は、前記作動シリンダのロッド側区画に油が供給され、前記作動シリンダのボトム側区画から排出された油が、前記増速シリンダのボトム側区画に供給される回路となり、前記作動シリンダのロッドを縮短する際の前記作動シリンダのボトム側区画から排出される油の圧力で開く第３リリーフ弁が介在した第３リリーフラインをさらに備えており、前記作動シリンダのロッドを縮短する際に、前記作動シリンダのロッドが縮短し切る前に、前記増速シリンダのロッドが伸長し切ったときに、前記作動シリンダのボトム側区画から排出され前記増速シリンダのボトム側区画に供給されていた油が前記第３リリーフラインを経て排出されることが好ましい。この構成によれば、作動シリンダのロッドを縮短する際に、作動シリンダと増速シリンダとの同期が不完全となった場合であっても、作動シリンダのロッドの縮短量が不足することを防止できる。あわせて、作動シリンダのピストンと増速シリンダのピストンの位置関係を正規の位置に戻した状態で、新たに作動シリンダと増速シリンダの同期を開始させることができる【００１７】
前記増速シリンダが複数であり、前記無負荷時に前記作動シリンダのロッドを伸長する際は、前記給排ラインから前記各増速シリンダのロッド側区画に油が供給され、前記各増速シリンダのボトム側区画から排出された油が、前記ボトムラインを経て前記作動シリンダのボトム側区画に供給されるようにしてもよい。この構成によれば、各増速シリンダの容量を小さくでき、各増速シリンダの設置に必要な空間も小さくなる。このことにより、油圧装置の設置対象物の空き空間の有効利用を図ることも可能になる。【００１８】
前記作動シリンダが１つであり、前記各増速シリンダのボトム側区画から排出された油が、前記ボトムラインを経て前記１つの作動シリンダのボトム側区画に供給されるようにしてもよい。この構成によれば、例えば上下顎を有する破砕機において、上下両方の顎を作動シリンダで駆動できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、増速シリンダを追加して作動シリンダのロッドの伸長が増速される油圧装置において、無負荷時の回路から負荷時の回路への切り換えは、無負荷時に、増速シリンダのボトム側区画と作動シリンダのボトム側区画との間を接続するボトムラインの圧力に基いて行われる。ボトムラインは低圧側であるので、回路切り換えにより、ボトムラインと高圧側のラインが接続されると、ボトムラインの圧力は上昇する。この場合、ボトムラインは、圧力検知の設定圧を下回ることがなく、負荷時の回路が維持され無負荷時から負荷時への切換え動作が安定する
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る油圧装置を備えた破砕機の概略図。
【図２】本発明の一実施形態において、無負荷時に作動シリンダのロッドを伸長する場合の油圧回路図。
【図３】本発明の一実施形態において、負荷時に作動シリンダのロッドを伸長する場合の油圧回路図。
【図４】本発明の一実施形態において、作動シリンダのロッドを縮短する場合の油圧回路図。
【図５】本発明の一実施形態において、作動シリンダのロッドが縮短し切った状態を示す図。
【図６】本発明の一実施形態において、作動シリンダのロッドが伸張し切った状態を示す図。
【図７】増速シリンダを複数とした本発明の一実施形態を示す図。
【図８】作動シリンダを複数とした本発明の一実施形態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係る油圧装置１を備えた破砕機１０の概略図を示している。図１は説明の便宜のために、破断線により破砕機１０の内部を示している。破砕機１０は、建設機械等の本体に取り付けて用いるアタッチメントであり、本体から供給される油の油圧により作動する。
【００２２】
破砕機１０は、上顎１８及び下顎１９を備えており、上顎１８に下顎１９が回転軸９を介して回転可能に取り付けられている。作動シリンダ２及び増速シリンダ３は、破砕機１０に内蔵された油圧装置１の構成部品である。油圧装置１は増速回路を構成しており、作動シリンダ２のロッドの伸長速度を増速させるようにしている。油圧装置１の詳細については、後に図２〜４を参照しながら説明する。
【００２３】
作動シリンダ２にはロッドが内蔵されており、ロッドの伸縮と一体に下顎支持部１７が移動する。下顎支持部１７には、回転軸１６を介して下顎１９が取り付けられている。作動シリンダ２のロッドが伸びると、これと一体に下顎支持部１７が下顎１９を押すように移動し、下顎１９は回転軸９を中心に回転し、下顎１９は上顎１８に近づいて行く（矢印ａ方向）。このことにより、上顎１８と下顎１９との間に挟まれた破砕対象物が破砕される。破砕対象物の破砕後は、作動シリンダ２のロッドを縮短させることにより、下顎１９は破砕時とは逆方向（矢印ｂ方向）回転し、上顎１８と下顎１９との間が開放し切った図１の状態に戻る。
【００２４】
図２〜４は、本発明の一実施形態に係る油圧装置１の油圧回路図である。各図は同一構成の油圧装置１を示している。油圧装置１の配管の接続関係は、負荷の有無に応じて切り換わる。図２は無負荷時に作動シリンダ２のロッド６を伸長する場合の油圧回路図である。図３は負荷時に作動シリンダ２のロッド６を伸長する場合の油圧回路図である。図４は作動シリンダ２のロッド６を縮短する場合の油圧回路図である。
【００２５】
油圧装置１は、作動シリンダ２、増速シリンダ３、第１切換弁３１、第２切換弁３２及び第３切換弁３３を備えている。各構成部品間に接続された配管により油を流通させる流路が構成されている。これらの流路を以下「ライン」という。また、各図の油圧装置１は主要構成を示しており、本発明と直接関係しない構成、例えば安全回路や各種弁の図示は省略している。
【００２６】
作動シリンダ２は、チューブ４内にピストン５及びこれと一体のロッド６を内蔵している。チューブ４内は、ピストン５を介してロッド６側のロッド側区画８とロッド６と反対側のボトム側区画７とに区画されている。図２〜４では図示を省略しているが、図１に示した下顎支持部１７は、ロッド６の伸縮と一体に移動する。
【００２７】
増速シリンダ３は作動シリンダ２と同一構成であるが、説明の便宜のために、構成部品には作動シリンダ２とは異なる符号を付している。増速シリンダ３は、チューブ１１内にピストン１２及びこれと一体のロッド１３を内蔵している。チューブ１１内は、ピストン１２を介してロッド側区画１５とボトム側区画１４とに区画されている。
【００２８】
作動シリンダ２のボトム側区画７に油を供給すると、ピストン５が移動しロッド６がチューブ４から伸長し、ロッド側区画８から油が排出される。ロッド側区画８の油中はロッド６が貫通しているため、ピストン５の移動によるロッド側区画８からの油の排出流量は、ボトム側区画７への供給流量より小さくなる。本実施形態では、ボトム側区画７に供給した油の流量に対するロッド側区画８から排出される油の流量の割合を給排割合という。増速シリンダ３についても同様である。ボトム側区画７に流量「２」の油を供給し、ロッド側区画８から流量「１」の油が排出されるときは、給排割合は２：１となる。
【００２９】
次に、図２を参照しながら、無負荷時の油圧装置１の動作を説明する。本実施形態では、作動シリンダ２の給排割合を２：１とする。この場合、作動シリンダ２と同一仕様の増速シリンダ３についても給排割合は２：１となる。図２の無負荷時には、給排ライン２０に本体側のポンプの稼働により油が供給される（矢印Ａ）。油圧装置１内を流通した油は、給排ライン２１を経て本体側のタンクに回収される（矢印Ｂ）。
【００３０】
図２において、第１切換弁３１は、給排ライン２０と中間ライン２３とを接続している。第２切換弁３２は、中間ライン２３と第１ロッドライン２４とを接続している。また、第１切換弁３１は、第１ボトムライン２６と第２ボトムライン２７とを接続している。さらに、第２切換弁３２は、第２ロッドライン２８と給排ライン２１とを接続している。
【００３１】
この回路では、給排ライン２０からの油は中間ライン２３及び第１ロッドライン２４を経て、増速シリンダ３のロッド側区画１５に供給される。これにより、ロッド側区画１５の容積が増しつつピストン１２が移動し、ロッド１３のチューブ１１からの出代が縮短する。前記の通り、増速シリンダ３の給排割合は２：１である。この場合、ロッド側区画１５に流量「１」の油が供給されると、ボトム側区画１４から流量「２」の油が排出される。
【００３２】
この流量「２」の油は、第１ボトムライン２６及び第２ボトムライン２７を経て、作動シリンダ２のボトム側区画７に供給される。これにより、ボトム側区画７の容積が増しつつピストン５が移動し、ロッド６がチューブ４から伸長するとともに、ロッド側区画８から油が排出される。
【００３３】
前記の通り、増速シリンダ３のボトム側区画１５に供給される油が流量「１」であっても、作動シリンダ２のボトム側区画７には流量「２」の油が供給される。したがって、作動ピストン５及びこれと一体のロッド６の移動速度が増速される。一方、作動シリンダ２の給排割合は２：１であるので、作動シリンダ２のボトム側区画７に流量「２」の油が供給されると、作動シリンダ２のロッド側区画８からは流量「１」の油が排出される。
【００３４】
前記の一連の油の流れにおいて、給排ライン２０に流量「１」の油が供給されると、給排ライン２１から排出される油の流量も「１」になる。したがって、本実施形態では、作動シリンダ２のピストン５を押す油の流量は増加するが、ポンプから給排ライン２０を経て供給される油の流量と、給排ライン２１を経てタンクに戻される油の流量が同じになる。
【００３５】
ここで、油圧装置１を図１のようにアタッチメントである破砕機１０に用いた場合、破砕機１０は建設機械等の本体に取り付けられて動作する。この構成では、本体から油圧装置１に油が供給され、油圧装置１から本体に油が回収される。本体に回収される油の流量が大きくなるほど、圧力損失が大きくなる。前記のように、本実施形態に係る油圧装置１では、ポンプ（本体側）から流量「１」の油が供給されると、作動シリンダ２のピストン５を押す油は流量「２」に増加する。しかしながら、この増加した流量が維持されて本体に回収されるのではなく、本体へ回収される油の流量は、ポンプからの供給時の油の流量と同じ流量「１」にまで低下し、圧力損失の発生が抑制される。このことにより、作動シリンダ２のロッド６の移動速度の増速効果も有効に発揮されることになる。
【００３６】
次に、図２と図３を比較しながら、負荷時の油圧装置１の動きを説明する。最初に無負荷時と負荷時とで回路を切り換える理由について説明する。図２の増速シリンダ３において、ロッド側区画１５ではピストン１２にロッド１３が一体になっているので、ロッド側区画１５におけるピストン１２の面積は、ボトム側区画１４におけるピストン１２の面積に比べて小さくなる。本実施形態では、ピストン１２の両面の面積比を１：２とする。この場合、ピストン１２に作用する力の釣り合いから、ロッド側区画１５の圧力を「１００」とすると、ボトム側区画１４の圧力は半分の「５０」になる。
【００３７】
図２の無負荷時には、増速シリンダ３のボトム側区画１４と作動シリンダ２のボトム側区画７は、第１ボトムライン２６及び第２ボトムライン２７を介して接続されている。このため、作動シリンダ２のボトム側区画７の圧力は、増速シリンダ３のボトム側区画１４と同じ圧力「５０」になる。したがって、増速シリンダ３のロッド側区画１５に圧力「１００」の油を供給しても、作動シリンダ２のピストン５は圧力「５０」の油で押されることになる。このため、負荷時には図３の回路に切り換え、作動シリンダ２のロッド６の推進力を高めるようにしている。以下、負荷時の回路について説明する。
【００３８】
本実施形態では、圧力検知により、負荷時には自動的に図２の無負荷時の回路から図３の負荷時の回路に切り換えるようにしている。図１の破砕機１０において、上顎１８と下顎１９との間に破砕対象物があるときは、上顎１８及び下顎１９の双方に破砕対象物が当接するまでは、図２の無負荷時の回路により破砕機１０が作動する。
【００３９】
上顎１８及び下顎１９の双方に破砕対象物が当接した後は、図２において、作動シリンダ２のボトム側区画７の油圧が上昇し、これに伴いボトム側区画７に接続された第２ボトムライン２７の油圧も上昇する。本実施形態では、第２ボトムライン２７の油圧を検知して、図２の無負荷時の回路から図３の負荷時の回路に切り換えるようにしている。以下、この回路切り換えについて説明する。
【００４０】
図２において、第２ボトムライン２７のＰ１点にパイロットライン４０が接続されている。第１切換弁３１、第２切換弁３２及び第３切換弁３３は、ばね圧と給排ライン２１に接続されたバルブライン４４〜４６により、図２の位置が維持されている。第２ボトムライン２７の圧力が設定圧に達すると、パイロットライン４０の圧力が上昇する。この圧力上昇により第３切換弁３３は、矢印ｄ方向に移動する。このことにより、図３の負荷時の回路では第３切換弁３３を介してパイロットライン４０と切換ライン４１とが接続されている。切換ライン４１は、切換ライン４２と切換ライン４３とに分岐している。
【００４１】
したがって、図３の負荷時の回路では、パイロットライン４０に接続された切換ライン４１の圧力が上昇するとともに、切換ライン４１から分岐した切換ライン４２及び切換ライン４３の圧力も上昇する。この圧力上昇により、切換ライン４２に接続された第１切換弁３１及び切換ライン４３に接続された第２切換弁３２は、図２の位置から矢印ｅ方向に移動し、図２の回路から図３の回路に切り換る。
【００４２】
図３の回路では、第１切換弁３１及び第２切換弁３２の位置移動により、油の流通経路が図２の回路から変更されている。図２では第１切換弁３１を介して給排ライン２０と中間ライン２３とが接続されていたのに対し、図３では給排ライン２０は第１切換弁３１を介して第２ボトムライン２７に接続されている。このことにより、図３では給排ライン２０からの油は、第２ボトムライン２７を経て作動シリンダ２のボトム側区画７に直接供給される。すなわち、給排ライン２０における油圧がそのままボトム側区画７の油圧になる。したがって、本体側のポンプから給排ライン２０に圧力「１００」の油を供給すると、作動シリンダ２のピストン５は圧力「１００」の油で押されることになり、図２の回路に比べ作動シリンダ２のロッド６の推進力を高めることができる。
【００４３】
一方、負荷時から無負荷時になると、パイロットライン４０の圧力が下降し、図３の位置にある第３切換弁３３は、矢印ｆ方向に移動し図２の位置に戻る。これに伴い、切換ライン４２及び切換ライン４３の油は、切換ライン４１及び切換ライン４６を経て給排ライン２１へ流れる。このことにより、図３の位置にある第１切換弁３１及び第２切換弁３２は、矢印ｇ方向に移動し図２の位置に戻り、図２の無負荷時の回路に切り換わる。
【００４４】
本実施形態では、圧力検知の位置を第２ボトムライン２７にしていることにより、無負荷時から負荷時への切換動作の安定化を図っている。このことについて、以下説明する。最初に比較のために、圧力検知の位置が給排ライン２０のＰ２点である場合について説明する。
【００４５】
作動シリンダ２に負荷が加わると、油の供給元である給排ライン２０の圧力が上昇することは直接的に理解可能であり、負荷時の回路に切り換えるための圧力検知位置を、給排ライン２０とすることは直接的に設定可能である。しかし、本願発明者は実験の結果、圧力検知位置を給排ライン２０にすると、無負荷時から負荷時への切換動作が不安定になることを確認した。この理由は以下のように考えられる。
【００４６】
図２の無負荷時の回路において、給排ライン２０の圧力が「１００」の場合、作動シリンダ２に負荷が加わると、油の供給元である給排ライン２０の圧力は「１００」を超える。したがって、図３の負荷時の回路に切り換えるＰ２点の設定圧は「１００」を超える値にしておく必要がある。図３の負荷時の回路に切り換わると、給排ライン２０は第２ボトムライン２７に接続される。前記の通り、図２の無負荷時の回路において、給排ライン２０の圧力が「１００」の場合、第２ボトムライン２７の圧力は「５０」になる。
【００４７】
したがって、図３の負荷時の回路に切り換わった直後は、給排ライン２０及び第２ボトムライン２７の圧力は、それぞれ給排ライン２０の圧力と第２ボトムライン２７の圧力の中間値に安定しようとする。すなわち、圧力「５０」の低圧側の第２ボトムライン２７の圧力は上昇し、圧力「１００」を超える高圧側の給排ライン２０の圧力は一時的に下降する。
【００４８】
給排ライン２０の圧力が下降すると、給排ライン２０の圧力は設定圧を下回ってしまう。この場合、第３切換弁３３は図２の状態に戻り、これに伴い第１切換弁３１及び第２切換弁３２も図２の状態に戻り、図２の無負荷時の回路に戻ってしまう。負荷が加わった状態が継続していれば、給排ライン２０の圧力が再度設定圧に達し、図３の無負荷の状態に切り換る。しかし、前記の通り図３の負荷時の回路に切り換った直後は、給排ライン２０の圧力が一時的に下降し、図２の無負荷時の回路に再度戻ってしまう。したがって、負荷時の圧力検知の位置が給排ライン２０上にあると、第１切換弁３１、第２切換弁３２及び第３切換弁３３が図２の無負荷時の位置と、図３の負荷時の位置とを行き来し、動作が不安定になる。
【００４９】
これに対し、本実施形態では、回路切り換えのための圧力検知の位置は、第２ボトムライン２７のＰ１点に設けている。前記の通り、無負荷時においては、給排ライン２０の圧力が「１００」の場合、第２ボトムライン２７の圧力は「５０」になる。図２の無負荷時の回路において、作動シリンダ２に負荷が加わると、ボトム側区画７の圧力は「５０」を超え、第２ボトムライン２７の圧力も「５０」を超える。したがって、負荷時の回路に切り換える設定圧は、給排ライン２０の圧力「１００」を超える値にする必要はなく、ボトム側区画７の圧力「５０」を超える値で足りることになる。
【００５０】
一方、図３の負荷時の回路に切り換ると、低圧側の第２ボトムライン２７は、高圧側である給排ライン２０に接続される。このことは、第２ボトムライン２７の圧力を上昇させるように作用する。すなわち、本実施形態では、負荷時の回路に切り換るための圧力検知の位置は負荷時の回路への切り換わり時に圧力が上昇する第２作動ボトムライン２７のＰ１点にある。このため、図３の負荷時の回路に切り換わっても、第２ボトムライン２７は、圧力検知の設定圧を下回ることがない。このため、図３の負荷時の回路に切り換わった後は、第３切換弁３３は図３の状態に維持され、同様に第１切換弁３１及び第２切換弁３２も図３の状態が維持され、図３の回路が維持され動作が安定する。
【００５１】
前記実施形態では、負荷時の回路に切り換るための圧力検知の位置Ｐ１点は、第２ボトムライン２７上にあるが、第１ボトムライン２６上としてもよい。第２ボトムライン２７と第１ボトムライン２６は、第１切換弁３１を介して別個のラインとなっているが、両ライン２７、２６は同圧の低圧側のラインであるためである。本実施形態のように、圧力検知の位置を第２ボトムライン２７にした場合は、圧力検知の位置を作動シリンダに近づけることができ、負荷時の切換え動作の応答性を高めることができる。
【００５２】
以上のように、負荷時の回路に切り換えるための圧力検知の位置を、第２ボトムライン２７又は第１ボトムライン２７とすることにより、無負荷時から負荷時への切換動作を安定させることができる。
【００５３】
次に、作動シリンダ２と増速シリンダ３との同期について説明する。図２の無負荷時の回路では、作動シリンダ２のロッド側区画８から排出される油は、第２ロッドライン２８及び給排ライン２１を経て本体側のタンクに戻される。負荷時においてもこの回路を維持してもよいが、図３の負荷時の回路では、作動シリンダ２のロッド側区画８から排出される油は、タンクに直接戻さず増速シリンダ３のロッド側区画１５に供給するようにしている。
【００５４】
図３の回路では、第２切換弁３２を介して、第２ロッドライン２８と第１ロッドライン２４とが接続されている。このことにより、作動シリンダ２のロッド側区画８から排出される油は、第１ロッドライン２４に接続された増速シリンダ３のロッド側区画１５に供給される。この場合、増速シリンダ３のピストン１２は、作動シリンダ２のピストン５と同じ量だけ移動する。
【００５５】
一方、増速シリンダ３のボトム側区画１４に接続された第１ボトムライン２６に、第１切換弁３１を介して中間ライン２３が接続されている。また、第２切換弁３２を介して、中間ライン２３と給排ライン２１とが接続されている。したがって、増速シリンダ３のボトム側区画１４から排出される油は、第１ボトムライン２６、中間ライン２３及び給排ライン２１を経てタンクに戻される。このような油の流れによれば、負荷時においても、作動シリンダ２のピストン５の移動と増速シリンダ３のピストン１２の移動の同期を図ることができる。
【００５６】
ここで、作動シリンダ２の給排割合は２：１であるので、図３において、作動シリンダ２のボトム側区画７に流量「１」の油が供給されると、作動シリンダ２のロッド側区画からは流量「０．５」の油が排出される。一方、増速シリンダ３の給排割合も２：１であるので、増速シリンダ３のロッド側区画１５に、作動シリンダ２から排出された流量「０．５」の油が供給されると、増速シリンダ３のボトム側区画１４からは、流量「１」の油が排出される。この流量「１」の油は、前記の通り給排ライン２１を経て本体側のタンクに戻される。したがって、図２の無負荷時の回路と同様に、給排ライン２０に流量「１」の油が供給されると、給排ライン２１から排出される油の流量も「１」になる。実際には、負荷により給排ライン２１から排出される油の流量はさらに減少する。このため、負荷時の回路は、無負荷時の回路に比べ建設機械等の本体に回収される流量が増加することはなく、回収流量による圧力損失に関しては、無負荷時の回路に比べ不利になることはない。
【００５７】
次に、図４を参照しながら、作動シリンダ２のロッド６を縮短する場合について説明する。図４では第１切換弁３１、第２切換弁３２及び第３切換弁３３による各ラインの接続状態は、図２の無負荷時の回路と同じである。図４では、油の流れが図２の回路と逆であり、給排ライン２１に本体側のポンプからの油が供給され（矢印Ｃ）、給排ライン２０から本体側のタンクへ油が戻される（矢印Ｄ）。給排ライン２１に供給された油は、第２ロッドライン２８を経て作動シリンダ２のロッド側区画８に供給される。
【００５８】
これにより、作動シリンダ２のロッド側区画８の容積が増しつつピストン５が移動し、ロッド６がチューブ４内に引き込まれる。前記の通り、作動シリンダ２の給排割合は２：１である。したがって、作動シリンダ２のロッド側区画８に流量「１」の油が供給されると、作動シリンダ２のボトム側区画７から流量「２」の油が排出される。
【００５９】
作動シリンダ２から排出された流量「２」の油は、第２ボトムライン２７及び第１ボトムライン２６を経て、増速シリンダ３のボトム側区画１４に供給される。これにより、ボトム側区画１４の容積が増しつつピストン１２が移動し、ロッド１３がチューブ１１から伸長するとともに、ロッド側区画１５から油が排出される。
【００６０】
増速シリンダ３の給排割合も２：１である。したがって、増速シリンダ３のボトム側区画１４に流量「２」の油が供給されると、増速シリンダ３のロッド側区画１５から流量「１」の油が排出される。この流量「１」の油は、第１ロッドライン２４、中間ライン２３及び給排ライン２０を経て本体側のタンクに戻される。したがって、図４の回路においても、図２及び図３の回路と同様に、本体側に回収される油の流量は、本体側から供給する油の流量と同じ流量に抑えられ、圧力損失の発生を抑制することができる。
【００６１】
作動シリンダ２のロッド６の縮短時には、ポンプからの流量「１」の油が増量されずに流量「１」のまま、作動シリンダ２のロッド側区画８に供給されてロッド６が縮短する。このため、ロッド６の縮短時には、ロッド６の縮短を直接的に増速させる効果は得られない。しかし、前記の通り、図４の回路では圧力損失の発生を抑制することができる。このため、圧力損失による作動シリンダ２のロッド６の減速を防止でき、増速シリンダ３を用いない回路に比べ、ロッド６の縮短を増速させることができる。
【００６２】
前記実施形態では、作動シリンダ２と増速シリンダ３とが同一仕様の例で説明したが、この例に限るものではない。例えば、作動シリンダ２と増速シリンダ３のチューブ径やチューブ長さ等が異なっていてもよい。
【００６３】
前記実施形態では、作動シリンダ２と増速シリンダ３の給排割合がいずれも２：１で同一の例で説明したが、両シリンダ２、３の給排割合が異なっていてもよい。例えば、増速シリンダ３の給排割合を１．９：１とし、作動シリンダ２の給排割合を２：１としてもよい。この例では、増速シリンダ３のロッド側区画１５に供給される油が流量「１」の場合、作動シリンダ２のボトム側区画７には流量「１．９」の油が供給され、作動シリンダ２のロッド６の移動速度が増速される。一方、作動シリンダ２の給排割合は２：１であるので、作動シリンダ２のボトム側区画７に流量「１．９」の油が供給されると、作動シリンダ２のロッド側区画８からの排出流量は流量「０．９５」に半減される。したがって、建設機械等の本体に回収される流量が抑えられ、圧力損失が抑制される。すなわち、作動シリンダ２と増速シリンダ３の給排割合が異なっていても、給排割合が同じである場合と同様に、増速効果及び圧力損失の抑制効果が得られる。
【００６４】
また、図４の作動シリンダ２のロッド６の縮短時においては、ポンプから作動シリンダ２のロッド側区画８に流量「１」の油が供給されると、作動シリンダ２のボトム側区画７から流量「２」の油が排出される。この流量「２」の油は、増速シリンダ３のボトム側区画１４に供給され、ロッド側区画１５から流量「２／１．９＝１．０５」の油が排出される。この流量は、ポンプからの供給流量よりも増加しているが、作動シリンダ２のボトム側区画７から排出される流量「２」は約半分に低下するので、建設機械等の本体に回収される流量が抑えられ、圧力損失が抑制される。
【００６５】
また、増速シリンダ３の油の容量を作動シリンダ２の油の容量よりも大きくしてもよい。以下、この例について説明する。図５は、作動シリンダ２のロッド６が縮短し切った状態を示している。図６は、作動シリンダ２のロッド６が伸張し切った状態を示している。図５及び図６の回路は図２の無負荷時の回路と同じであるが、簡略化して図示している。増速シリンダ３のチューブ１１は、作動シリンダ２のチューブ４に比べ、チューブ長を長くし油の容量を大きくしている。チューブ１１内にチューブ４の両端を破線で示している。対比の便宜のために、チューブ長以外の両シリンダの仕様は同じである。
【００６６】
図５の状態から、増速シリンダ３のロッド側区画１５に油が供給されると、ロッド１３が縮短し、増速シリンダ３のボトム側区画１４の油が、第１ボトムライン２６及び第２ボトムライン２７を経て、作動シリンダ２のボトム側区画７に供給される。このことにより、作動シリンダ２のロッド６が伸張する。作動シリンダ２のボトム側区画７に油が供給され続けると、作動シリンダ２のロッド６が伸張し切った図６の状態になる。
【００６７】
図６において、増速シリンダ３のピストン１２がロッド１３を縮短する方向（矢印ｈ方向）に移動し切っていると、増速シリンダ３のボトム側区画１４から油を排出することはできず、これ以上作動シリンダ２のロッド６を伸張させることはできない。すなわち、作動シリンダ２のロッド６が伸張し切る前に、ピストン１２が矢印ｈ方向に移動し切ってしまうと、作動シリンダ２のロッド６の本来の伸張量が確保できないことになる。
【００６８】
本実施形態では、作動シリンダ２のチューブ４の油の容量よりも増速シリンダ３のチューブ１１の油の容量を大きくしている。このことにより、図６のように作動シリンダ２のロッド６が伸張し切った状態においても、増速シリンダ３のピストン１２は移動し切った状態ではなく、ボトム側区画１４には、ピストン１２が移動し得る容積が残されている。この構成によれば、作動シリンダ２のロッド６が伸張し切る前に、増速シリンダ３のピストン１２が移動し切ってしまうことを防止でき、作動シリンダ２のロッド６の本来の伸張量を確実に確保できる。
【００６９】
作動シリンダ２のロッド６の縮短時には、ロッド６が伸張し切った図６の状態から、ロッド６が縮短し切った図５の状態になる。図５に示したように、増速シリンダ３のピストン１２は矢印ｉ方向に移動し切った状態ではなく、ロッド側区画１５には、ピストン１２が移動し得る容積が残されている。この構成によれば、作動シリンダ２のロッド６が縮短し切る前に、増速シリンダ３のピストン１２が移動し切ってしまうことを防止でき、作動シリンダ２のロッド６の本来の縮短量を確実に確保できる。
【００７０】
図５は図２の無負荷時の回路の例で説明したが、図３の負荷時の回路においても、作動シリンダ２のピストン５の移動と増速シリンダ３のピストン１２の移動は同期する。このため、図３の負荷時の回路であっても、前記の効果は得られる。また、増速シリンダ３のチューブ１１のチューブ長を長くして、チューブ１１の油の容量を作動シリンダ２のチューブ４の油の容量よりも大きくした例で説明したが、この例に限るものでない。増速シリンダ３のチューブ１１の油の容量を作動シリンダ２のチューブ４の油の容量よりも大きくすればよく、チューブ直径を長くしてもよく、チューブ長及びチューブ直径を長くしてもよい。
【００７１】
前記の通り本実施形態では、作動シリンダ２のピストン５の動きと増速シリンダ３のピストン１２の動きを同期させている。本実施形態は、この同期が不完全となった場合であっても、作動シリンダ２のロッド６の伸張及び縮短の移動量が不足することを防止できる構成をさらに備えている。
【００７２】
無負荷時を示す図２において、作動シリンダ２及び増速シリンダ３の破線は、作動シリンダ２と増速シリンダ３との同期が不完全となった状態を示している。増速シリンダ３の破線はロッド１３が縮短し切った状態を示しており、作動シリンダ２の破線はロッド６が伸張し切っていない状態を示している。この状態では、第１ボトムライン２６及び第２ボトムライン２７により油を作動シリンダ２のボトム側区画７に供給することができず、作動シリンダ２のロッド６を破線の状態から伸張させることができない。
【００７３】
一方、図２において、給排ライン２０とパイロットライン４０との間に第１リリーフライン５４が接続されている。第１リリーフライン５４には、第１リリーフ弁５０が介在している。増速シリンダ３のロッド１３が縮短し切った状態で、給排ライン２０から増速シリンダ３のロッド側区画１５に油が供給され続けると、給排ライン２０の圧力が上昇する。この圧力が第１リリーフ弁５０の設定圧を超えると、第１リリーフ弁５０が開いて流通状態になり、給排ライン２０に供給された油は、第１リリーフライン５４、パイロットライン４０及び第２ボトムライン２７を経て、作動シリンダ２のボトム側区画７に供給される。このことにより、破線の位置にあった作動シリンダ２のロッド６は伸張し切るまで移動する。
【００７４】
作動シリンダ２のロッド６が伸張し切った状態は、増速シリンダ３と作動シリンダ２との同期が正常に実施された状態と同じになり、作動シリンダ２のロッド６の縮短開始の初期状態と同じになる。すなわち、作動シリンダ２のロッド６の縮短時には、作動シリンダ２のピストン５及び増速シリンダ３のピストン１２が正規の位置にある状態から作動シリンダ２と増速シリンダ３の同期が開始することになる。
【００７５】
したがって、本実施形態によれば、作動シリンダ２と増速シリンダ３との同期が不完全となった場合であっても、作動シリンダ２のロッド６の移動量が不足することを防止できる。あわせて、作動シリンダ２のピストン５と増速シリンダ３のピストン１２の位置関係を正規の位置に戻した状態で、新たに作動シリンダ２と増速シリンダ３との同期を開始させることができる。このことは、下記の通り、負荷時及び作動シリンダ２のロッド６の縮短時においても同様である。
【００７６】
負荷時を示す図３において、作動シリンダ２及び増速シリンダ３の破線は、作動シリンダ２と増速シリンダ３との同期が不完全となった状態を示している。増速シリンダ３の破線はロッド１３が縮短し切った状態を示しており、作動シリンダ２の破線はロッド６が伸張し切っていない状態を示している。この状態では、作動シリンダ２のロッド側区画８からの油を、第２ロッドライン２８及び第１ロッドライン２４により増速シリンダ３のロッド側区画１５に供給することができず、作動シリンダ２のロッド６を破線の状態から伸張させることができない。
【００７７】
一方、第２ロッドライン２８と給排ライン２１との間には、第２リリーフライン５５が接続されている。第２リリーフライン５５には、第２リリーフ弁５１が介在している。増速シリンダ３のロッド１３が縮短し切った状態で、給排ライン２０及び第２ボトムライン２７から作動シリンダ２のボトム側区画７に油が供給され続けると、第２ロッドライン２８の圧力が上昇する。この圧力が第２リリーフ弁５１の設定圧を超えると、第２リリーフ弁５１が開き流通状態になり、作動シリンダ２のロッド側区画８から排出された油は、第２リリーフライン５５及び給排ライン２１を経て排出される。このことにより、破線の位置にあった作動シリンダ２のロッド６は伸張し切るまで移動する。
【００７８】
作動シリンダ２のロッド６が伸張し切った状態は、増速シリンダ３と作動シリンダ２との同期が正常に実施された状態と同じになり、作動シリンダ２のロッド６の縮短開始の初期状態と同じになる。したがって、作動シリンダ２のロッド６の縮短時には、作動シリンダ２のピストン５及び増速シリンダ３のピストン１２が正規の位置にある状態から作動シリンダ２と増速シリンダ３との同期が開始することになる。
【００７９】
作動シリンダ２のロッド６の縮短時を示す図４において、作動シリンダ２及び増速シリンダ３の破線は、作動シリンダ２と増速シリンダ３との同期が不完全となった状態を示している。増速シリンダ３の破線はロッド１３が伸張し切った状態を示しており、作動シリンダ２の破線はロッド６が縮短し切っていない状態を示している。この状態では、作動シリンダ２のボトム側区画７からの油を、第２ボトムライン２７及び第１ボトムライン２６により増速シリンダ３のボトム側区画１４に供給することができず、作動シリンダ２のロッド６を破線の状態から縮短させることができない。
【００８０】
一方、第１ボトムライン２６と給排ライン２０との間には、第３リリーフライン５６が接続されている。第３リリーフライン５６には、第３リリーフ弁５２が介在している。給排ライン２１及び第２ロッドライン２８から作動シリンダ２のロッド側区画８に油が供給され続けると、第２ボトムライン２７及び第１ボトムライン２６の圧力が上昇する。この圧力が第３リリーフ弁５２の設定圧を超えると、第３リリーフ弁５２が開いて流通状態になり、作動シリンダ２のボトム側区画７から排出された油は、第３リリーフライン５６及び給排ライン２０を経て排出される。このことにより、破線の位置にあった作動シリンダ２のロッド６は縮短し切るまで移動する。
【００８１】
作動シリンダ２のロッド６が縮短し切った状態は、増速シリンダ３と作動シリンダ２との同期が正常に実施された状態と同じになり、作動シリンダ２のロッド６の伸張開始の初期状態と同じになる。したがって、作動シリンダ２のロッド６の伸張時には、作動シリンダ２のピストン５及び増速シリンダ３のピストン１２が正規の位置にある状態から作動シリンダ２と増速シリンダ３との同期が開始することになる。
【００８２】
本実施形態では、３つのリリーフライン５４〜５６を備えた例で説明したが、前記の通り、リリーフライン５４〜５６は、同期が不完全になったときに効果を発揮する構成である。このため、不完全な同期が生じなければ、リリーフライン５４〜５６は設けなくてもよく、リリーフライン５４〜５６の少なくとも一つを設けた構成であってもよい。
【００８３】
また、前記実施形態では、増速シリンダ３が１本の例で説明したが、増速シリンダ３が複数であってもよい。図７は、増速シリンダ３が２本の例を示している。図７は、図２と同様に無負荷時の回路を示している。図７の２つの増速シリンダ３の容量の合計は、作動シリンダ２の容量に等しい。図７の２つの増速シリンダ３は、容量を除けば図２の増速シリンダ３と同一仕様であり、給排割合も２：１である。図７の回路は、図２の回路に第３ロッドライン３５及び第３ボトムライン３６を追加して、新たな増速シリンダ３を追加している。
【００８４】
第１ロッドライン２４中を、増速シリンダ３に向かって流れる油は、分岐点Ａにおいて、第１ロッドライン２４をそのまま進む流れと、第３ロッドライン３５を進む流れに分流する。分流前の流量「１」の油が、それぞれ流量「０．５」の２つの流れに分流するとする。各増速シリンダ３には、流量「０．５」の油が供給され、流量「１」の油が排出される。各増速シリンダ３から排出されたそれぞれ流量「１」の油は、分岐点Ｂで合流し、流量「２」の流れとなって、第１ボトムライン２６、第２ボトムライン２７を進み、作動シリンダ２のボトム側区画７に供給される。そして、作動シリンダ２のロッド側区画８からは、流量「１」の油が排出される。
【００８５】
したがって、図７の回路においても図２の回路と同様に、給排ライン２０から流量「１」の油が供給されたときは、作動シリンダ２に流量「２」の油が供給され、作動シリンダ２から流量「１」の油が排出される。すなわち、増速シリンダ３の本数を増やしても、図２の回路と等価な回路を構成できる。増速シリンダ３の本数を増やしたことにより、各増速シリンダ３の容量を小さくでき、各増速シリンダ３の設置に必要な空間も小さくなる。このことにより、油圧装置１の設置対象物の空き空間を有効利用して増速シリンダ３を設置することも可能になる。図７では、増速シリンダ３が２本の例で説明したが、３本以上とすることにより、増速シリンダ３の１本当たりの容量をより小さくできる。
【００８６】
前記実施形態では、作動シリンダ２が１本の例で説明したが、作動シリンダ２が複数本であってもよい。例えば、図１の破砕機１０は、下顎１９のみが作動シリンダ２で駆動される例であるが、作動シリンダ２を２本用いれば、上顎１８及び下顎１９の両方を作動シリンダ２で駆動する構成にできる。図８は、作動シリンダ２が２本の例を示している。図８は、作動シリンダ２近傍のみを図示しているが、図示の省略部分は図２の回路と同じである。図８では、第３ボトムライン３７及び第３ロッドライン３８を追加して、新たな作動シリンダ２を追加している。増速シリンダ３については、２つの作動シリンダ２の合計容量に合わせた容量にすればよい。
【００８７】
図２を用いて説明したように、無負荷時に給排ライン２０に流量「１」の油が供給されると、第２ボトムライン２７には、流量「２」の油が供給される。第２ボトムライン２７を作動シリンダ２に向かって流れる油は、分岐点Ｃにおいて、第２ボトムライン２７をそのまま進む流れと、第３ボトムライン３７を進む流れに分流する。分流前の流量「２」の油が、それぞれ流量「１」の２つの流れに分流するとする。この場合、各作動シリンダ２には、流量「１」の油が供給され、流量「０．５」の油が排出される。各作動シリンダ２から排出されたそれぞれ流量「０．５」の油は、分岐点Ｄで合流し、流量「１」の流れとなって、第２ロッドライン２８を進み、給排ライン２１から排出される。
【００８８】
この例では、給排ライン２０に流量「１」の油が供給されると、各作動シリンダ２には、流量「１」の油が供給される。一方、増速シリンダ３を設けず、作動シリンダ２に直接油が供給される例では、供給元からの流量「１」が供給されると、各作動シリンダ２には流量「０．５」の油が供給されることになる。この流量「０．５」は本実施形態の流量「１」の半分である。したがって、本実施形態において作動シリンダ２を２本とした構成は、増速シリンダ３を設けず作動シリンダ２を２本とした構成に比べロッド６の伸張速度を速めることができる。
【００８９】
一方、前記の例では、各作動シリンダ２への供給流量は、作動シリンダ２が１本の例と比べると半分になる。しかしながら、前記のように、上顎１８及び下顎１９の両方を作動シリンダ２で駆動する構成では、上顎１８及び下顎１９の両方が移動して破砕機１０が閉じるので、増速効果について特別不利になることはない。
【００９０】
以上、増速シリンダ３、作動シリンダ２のそれぞれが複数本の例を説明したが、増速シリンダ３及び作動シリンダ２の両方を複数にしてもよい。
【００９１】
前記実施形態では、本発明の油圧装置を破砕機に用いた例を説明したが、破砕機は、少なくとも一つの顎を可動させて対象物を破砕できる構成であればよく、図１の構成に限るものではない。また、本発明の油圧装置の用途は、破砕機に限るものではない。本発明は作動シリンダに増速シリンダを追加して増速回路を構成した油圧装置において、無負荷時から負荷時への切換動作を安定させることができるので、プレス機等の各種油圧機器の油圧装置として用いることができる。
【００９２】
また、前記実施形態では、第１切換弁３１、第２切換弁３２及び第３切換弁３３により、無負荷時の回路と負荷時の回路とを切り換えるようにしているが、この例に限るものではない。作動シリンダ２及び増速シリンダ３を駆動させる回路が、図２及び図３の回路と等価となるように、切換弁の構造及び個数を適宜選択して回路を構成すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
以上のように、本発明の油圧装置は、無負荷時から負荷時への切換動作が安定しているので、破砕機、プレス機等の各種油圧機器の油圧装置として有用である。
【符号の説明】
【００９４】
１  油圧装置
２  作動シリンダ
３  増速シリンダ
４，１１  チューブ
５，１２  ピストン
６，１３  ロッド
７，１４  ボトム側区画
８，１５  ロッド側区画
１０  破砕機
２０，２１  給排ライン
２４  第１ロッドライン
２６  第１ボトムライン
２７  第２ボトムライン
２８  第２ロッドライン
５０  第１リリーフ弁
５１  第２リリーフ弁
５３  第３リリーフ弁
５４  第１リリーフライン
５５  第２リリーフライン
５６  第３リリーフライン
【図１】
2013114556.tif 000003
【図２】
2013114556.tif 000004
【図３】
2013114556.tif 000005
【図４】
2013114556.tif 000006
【図５】
2013114556.tif 000007
【図６】
2013114556.tif 000008
【図７】
2013114556.tif 000009
【図８】
2013114556.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成27年2月23日(2015.2.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動シリンダと増速シリンダとを備えた油圧装置であって、
前記作動シリンダ及び前記増速シリンダは、
ピストンと、
前記ピストンと一体に移動するロッドと、
前記ピストン及び前記ロッドを内蔵するチューブとを備えており、
前記チューブは、前記ピストンを介して前記ロッド側のロッド側区画と前記ロッドと反対側のボトム側区画とに区画されており、
無負荷時と負荷時の回路を切り換える切換弁と、
油の供給元になる給排ラインと、
前記増速シリンダのボトム側区画と前記作動シリンダのボトム側区画との間を接続可能にするボトムラインとを備え、
前記無負荷時に前記作動シリンダのロッドを伸長する際は、前記給排ラインから前記増速シリンダのロッド側区画に油が供給され、前記増速シリンダのボトム側区画から排出された油が、前記ボトムラインを経て前記作動シリンダのボトム側区画に供給される回路となり、
前記負荷時に前記作動シリンダのロッドを伸長する際は、前記給排ラインからの油が、前記増速シリンダを介さずに前記作動シリンダのボトム側区画に油が供給される回路となり、
前記切換弁は、前記ボトムラインの圧力に基いて、前記無負荷時の回路を前記負荷時の回路へ切り換えることを特徴とする油圧装置。
【請求項２】
前記切換弁は、前記ボトムラインに介在させた第１切換弁を含んでおり、前記ボトムラインのうち、前記増速シリンダのボトム側区画と前記第１切換弁とを接続するラインを第１ボトムライン、前記作動シリンダのボトム側区画と前記第１切換弁とを接続するラインを第２ボトムラインとすると、前記第１切換弁は、無負荷時に前記第１ボトムラインと前記第２ボトムラインとを接続し、負荷時に前記第２ボトムラインの圧力に基いて、前記給排ラインと前記第２ボトムラインとを接続する請求項１に記載の油圧装置。
【請求項３】
前記作動シリンダの油の容量よりも前記増速シリンダの油の容量が大きい請求項１に記載の油圧装置。
【請求項４】
前記無負荷時に前記作動シリンダのロッドを伸長する際の前記増速シリンダのロッド側区画に供給される油の圧力で開く第１リリーフ弁が介在した第１リリーフラインをさらに備えており、
前記無負荷時に前記作動シリンダのロッドを伸長する際に、前記作動シリンダのロッドが伸長し切る前に、前記増速シリンダのロッドが縮短し切ったときに、前記増速シリンダのロッド側区画に供給されていた油が、前記第１リリーフラインを経て、前記作動シリンダのボトム側区画に供給される請求項１に記載の油圧装置。
【請求項５】
前記負荷時に前記作動シリンダのロッドを伸長する際は、前記作動シリンダのロッド側区画から排出された油が、前記増速シリンダのロッド側区画に供給される回路となり、
前記負荷時に前記作動シリンダのロッドを伸長する際の前記作動シリンダのロッド側区画から排出される油の圧力で開く第２リリーフ弁が介在した第２リリーフラインをさらに備えており、
前記負荷時に前記作動シリンダのロッドを伸長する際に、前記作動シリンダのロッドが伸長し切る前に、前記増速シリンダのロッドが縮短し切ったときに、前記作動シリンダのロッド側区画から排出され前記増速シリンダのロッド側区画に供給されていた油が前記第２リリーフラインを経て排出される請求項１に記載の油圧装置。
【請求項６】
前記作動シリンダのロッドを縮短する際は、前記作動シリンダのロッド側区画に油が供給され、前記作動シリンダのボトム側区画から排出された油が、前記増速シリンダのボトム側区画に供給される回路となり、
前記作動シリンダのロッドを縮短する際の前記作動シリンダのボトム側区画から排出される油の圧力で開く第３リリーフ弁が介在した第３リリーフラインをさらに備えており、
前記作動シリンダのロッドを縮短する際に、前記作動シリンダのロッドが縮短し切る前に、前記増速シリンダのロッドが伸長し切ったときに、前記作動シリンダのボトム側区画から排出され前記増速シリンダのボトム側区画に供給されていた油が前記第３リリーフラインを経て排出される請求項１に記載の油圧装置。
【請求項７】
前記増速シリンダが複数であり、前記無負荷時に前記作動シリンダのロッドを伸長する際は、前記給排ラインから前記各増速シリンダのロッド側区画に油が供給され、前記各増速シリンダのボトム側区画から排出された油が、前記ボトムラインを経て前記作動シリンダのボトム側区画に供給される請求項１に記載の油圧装置。
【請求項８】
前記作動シリンダが複数であり、前記増速シリンダのボトム側区画から排出された油が、前記ボトムラインを経て前記複数の作動シリンダのボトム側区画に供給される請求項１に記載の油圧装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
前記本発明の油圧装置においては、以下の各種構成としてもよい。前記切換弁は、前記ボトムラインに介在させた第１切換弁を含んでおり、前記ボトムラインのうち、前記増速シリンダのボトム側区画と前記第１切換弁とを接続するラインを第１ボトムライン、前記作動シリンダのボトム側区画と前記第１切換弁とを接続するラインを第２ボトムラインとすると、前記第１切換弁は、無負荷時に前記第１ボトムラインと前記第２ボトムラインとを接続し、負荷時に前記第２ボトムラインの圧力に基いて、前記給排ラインと前記第２ボトムラインとを接続することが好ましい。この構成では、圧力検知の位置を作動シリンダに近づけることができ、負荷時の切換え動作の応答性を高めることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
前記作動シリンダが複数であり、前記増速シリンダのボトム側区画から排出された油が、前記ボトムラインを経て前記複数の作動シリンダのボトム側区画に供給されるようにしてもよい。この構成によれば、例えば上下顎を有する破砕機において、上下両方の顎を作動シリンダで駆動できる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
給排ライン２０の圧力が下降すると、給排ライン２０の圧力は設定圧を下回ってしまう。この場合、第３切換弁３３は図２の状態に戻り、これに伴い第１切換弁３１及び第２切換弁３２も図２の状態に戻り、図２の無負荷時の回路に戻ってしまう。負荷が加わった状態が継続していれば、給排ライン２０の圧力が再度設定圧に達し、図３の負荷時の状態に切り換る。しかし、前記の通り図３の負荷時の回路に切り換った直後は、給排ライン２０の圧力が一時的に下降し、図２の無負荷時の回路に再度戻ってしまう。したがって、負荷時の圧力検知の位置が給排ライン２０上にあると、第１切換弁３１、第２切換弁３２及び第３切換弁３３が図２の無負荷時の位置と、図３の負荷時の位置とを行き来し、動作が不安定になる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
以上のように、負荷時の回路に切り換えるための圧力検知の位置を、第２ボトムライン２７又は第１ボトムライン２６とすることにより、無負荷時から負荷時への切換動作を安定させることができる。
【国際調査報告】
2013114556.tif 000011
2013114556.tif 000012
2013114556.tif 000013
2013114556.tif 000014