(57)【要約】【課題】  パイロットチェック弁を用いない中立ブロックの回路構成をとりながら、コントロールバルブを縮小操作後に中立復帰させたときの油圧シリンダの伸び縮みを防止する。【解決手段】  箱型伸縮ブームを伸縮駆動する第１及び第２両伸縮シリンダ４,５を、中立ブロックのコントロールバルブ１９を介して油圧ポンプ１３及びタンクＴに対してパラレルに接続するとともに、両シリンダ４,５の伸び側に分集流用のフローデバイダ１４とカウンタバランス弁１５,１６を設ける。また、縮み側圧油供給管路１１とタンクＴとの間に、タンクＴに連通する位置ロと遮断する位置イとの間で切換わり作動する圧抜き弁２０を設け、コントロールバルブ１９がシリンダ縮小位置から中立位置に復帰した時点から一定時間だけ圧抜き弁２０をタンク位置ロに切換えることにより、縮み側圧力を抜いてカウンタバランス弁１５,１６を閉じ状態に保持するように構成した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の油圧シリンダと、中立状態でシリンダポートをブロックするコントロールバルブとを備え、上記各油圧シリンダを上記コントロールバルブを介して油圧ポンプ及びタンクに対しパラレルに接続することにより同時に伸縮作動させ、かつ、シリンダ縮み側圧力をパイロット圧として作動するカウンタバランス弁により、上記コントロールバルブ中立状態でのシリンダ縮小作動を防止するように構成された油圧シリンダ回路において、上記各油圧シリンダの縮み側管路をタンクに連通させて同管路内の圧力を抜くタンク位置とこの連通を遮断する遮断位置との間で切換わり作動する圧抜き弁と、この圧抜き弁の切換わり作動を制御する制御手段と、上記コントロールバルブがシリンダ縮小位置から中立位置に復帰したことを検出して上記コントローラに送る検出手段とが設けられ、上記制御手段は、上記コントロールバルブの縮小位置からの中立復帰後、上記圧抜き弁をタンク位置に切換えて、シリンダ縮み側の圧力を、上記カウンタバランス弁の閉じ状態を保持する圧力まで低下させるように構成されたことを特徴とする油圧シリンダ回路。
【請求項２】
複数の油圧シリンダが、箱形伸縮ブームを構成する上下複数段の可動ブーム体を同時に伸縮させる伸縮駆動手段として用いられるとともに、コントロールバルブと各油圧シリンダの伸び側管路との間に分集流用のフローデバイダが設けられたことを特徴とする請求項１記載の油圧シリンダ回路。
【請求項３】
制御手段は、コントロールバルブの縮小位置からの中立復帰時点から、縮み側管路の圧力が、カウンタバランス弁の閉じ状態を保持する圧力に低下するまでの時間として予め設定された時間だけ圧抜き弁をタンク位置に切換えるように構成されたことを特徴とする請求項１または２記載の油圧シリンダ回路。
【請求項４】
圧抜き弁として、制御手段からの電気信号によって切換わる電磁式の切換弁が用いられたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の油圧シリンダ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の油圧シリンダを油圧ポンプ及びタンクに対しパラレルに接続して同時に伸縮させる油圧シリンダ回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
クレーンや高所作業車等に用いられる箱形伸縮ブームの油圧シリンダ回路を例にとって背景技術を説明する。
【０００３】
この種の箱型伸縮ブームにおいては、図２に示すように基本ブーム体(固定ブーム体)１に複数段の可動ブーム体(分かり易く二段の場合で説明する)２,３をテレスコープ状に嵌合させてブーム本体を構成し、第１伸縮シリンダ４によって第２段ブーム体２を、また第２伸縮シリンダ５によって第３段ブーム体３をそれぞれ伸縮させるように構成している。
【０００４】
この場合、特許文献１に示されるように両伸縮シリンダ４,５を同時に同量ずつ伸縮させる油圧シリンダ回路が公知である。
【０００５】
これを図３によって説明する。
【０００６】
両伸縮シリンダ４,５の伸び側(ヘッド側)油室４ａ,５ａは、伸び側管路６,７を介して伸び側圧油供給管路８に、また縮み側(ロッド側)油室４ｂ,５ｂは縮み側管路９,１０を介して縮み側圧油供給管路１１にそれぞれパラレルに接続され、伸び側及び縮み側両圧油供給管路８,１１がコントロールバルブ１２を介して油圧ポンプ１３及びタンクＴに接続されている。
【０００７】
コントロールバルブ１２は、図示しないリモコン弁の操作によって中立位置イから伸長位置ロ、または縮小位置ハに切換わり、このコントロールバルブ１２の切換わり作動によって両伸縮シリンダ４,５が同時に伸縮作動する。
【０００８】
この場合、シリンダ保持圧は、負荷が大きくなる下段側の第１伸縮シリンダ４で高く、上段側の第２伸縮シリンダ５で低くなるため、ポンプ吐出油が低圧側の第２伸縮シリンダ５側に多く流れて同時伸縮ができなくなる。
【０００９】
そこで、この同時伸縮作用を確保するために、伸び側管路６,７にフローデバイダ(分集流弁)１４が設けられている。
【００１０】
また、ブーム伸長状態で負荷によって両伸縮シリンダ４,５が縮まないように、伸び側管路６,７に安全弁としてのカウンタバランス弁１５,１６が設けられている。
【００１１】
この両カウンタバランス弁１５,１６は、縮み側圧力(縮み側管路９,１０の圧力)がパイロット圧として導入され、このパイロット圧が設定値以上となると開く。
【００１２】
このような油圧シリンダ回路において、たとえばブーム先端にドリルを取付けて穿孔作業を行う場合に、反力としてブーム先端に図２中矢印Ａで示す突き上げ力が働き、この突き上げ力によって両伸縮シリンダ４,５が勝手に伸びてしまうことがある。
【００１３】
この両伸縮シリンダ４,５の伸びを防止する手段として、図３に示すようにコントロールバルブ１２について中立リターン、つまり中立位置イで伸び側、縮み側両圧油供給管路８,１１を連通させる構成をとり、その上で、縮み側管路９,１０にパイロットチェック弁１７,１８を設けることにより、コントロールバルブ中立状態で両伸縮シリンダ４,５の縮み側油室４ｂ,５ｂからの油の流出(シリンダ４,５の伸び)を阻止する構成が採用されている。
【００１４】
しかし、この構成によると、高価なパイロットチェック弁１７,１８を用いるためコスト高となるという難点があった。
【００１５】
そこで代替手段として、図４に示すように中立ブロックのコントロールバルブ１９を用いる技術が公知である。
【００１６】
この中立ブロック方式では、中立状態で両シリンダポートがブロックされるため、基本的に両伸縮シリンダ４,５の伸びを防止することができる。しかも、中立リターン方式のパイロットチェック弁１７,１８が不要となるためコストが安くつく。
【特許文献１】実開平７−２８１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところが、この中立ブロックの回路構成をとると、次のような弊害が生じる。
【００１８】
すなわち、シリンダ縮小操作後にコントロールバルブ１９を中立復帰させた状態で、縮み側(油室４ｂ,５ｂ、管路９,１０及び圧油供給管路１１)に高圧が閉じ込められる場合がある。
【００１９】
この場合、カウンタバランス弁１５,１６が上記縮み側圧力をパイロット圧として受けて開いてしまい、両伸縮シリンダ４,５の伸び側油室４ａ,５ａ同士がカウンタバランス弁１５,１６及びフローデバイダ１４を介してつながった状態となる。
【００２０】
こうなると、両伸縮シリンダ４,５の保持圧に差があることから、伸び側の油が高圧側の第１伸縮シリンダ４から低圧側の第２伸縮シリンダ５に移動する。また、これに伴い縮み側油室４ｂ,５ｂ間でも油の移動が起こるため、第２伸縮シリンダ５(第３段ブーム体３)が伸びて第１伸縮シリンダ４(第２段ブーム体２)が縮む現象が発生してしまう。
【００２１】
従って、元々、伸び防止のために中立ブロックの回路構成をとったことの意義が失われてしまう。また、ブーム全長は一定でも細くて強度が低い第３段ブーム体３が長く伸びることでクレーン能力の点で不利となる。
【００２２】
そこで、本発明は、パイロットチェック弁を用いない中立ブロックの回路構成をとりながら、コントロールバルブを縮小操作後に中立復帰させたときの油圧シリンダの伸び縮みを確実に防止することができる油圧シリンダ回路を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
請求項１の発明は、複数の油圧シリンダと、中立状態でシリンダポートをブロックするコントロールバルブとを備え、上記各油圧シリンダを上記コントロールバルブを介して油圧ポンプ及びタンクに対しパラレルに接続することにより同時に伸縮作動させ、かつ、シリンダ縮み側圧力をパイロット圧として作動するカウンタバランス弁により、上記コントロールバルブ中立状態でのシリンダ縮小作動を防止するように構成された油圧シリンダ回路において、上記各油圧シリンダの縮み側管路をタンクに連通させて同管路内の圧力を抜くタンク位置とこの連通を遮断する遮断位置との間で切換わり作動する圧抜き弁と、この圧抜き弁の切換わり作動を制御する制御手段と、上記コントロールバルブがシリンダ縮小位置から中立位置に復帰したことを検出して上記コントローラに送る検出手段とが設けられ、上記制御手段は、上記コントロールバルブの縮小位置からの中立復帰後、上記圧抜き弁をタンク位置に切換えて、シリンダ縮み側の圧力を、上記カウンタバランス弁の閉じ状態を保持する圧力まで低下させるように構成されたものである。
【００２４】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、複数の油圧シリンダが、箱形伸縮ブームを構成する上下複数段の可動ブーム体を同時に伸縮させる伸縮駆動手段として用いられるとともに、コントロールバルブと各油圧シリンダの伸び側管路との間に分集流用のフローデバイダが設けられたものである。
【００２５】
請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、制御手段は、コントロールバルブの縮小位置からの中立復帰時点から、縮み側管路の圧力が、カウンタバランス弁の閉じ状態を保持する圧力に低下するまでの時間として予め設定された時間だけ圧抜き弁をタンク位置に切換えるように構成されたものである。
【００２６】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの構成において、圧抜き弁として、制御手段からの電気信号によって切換わる電磁式の切換弁が用いられたものである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、コントロールバルブの縮小位置からの中立復帰後、縮み側圧力を圧抜き弁によってタンクに抜き、カウンタバランス弁の閉じ状態を保持するように構成したから、中立状態での油圧シリンダ間の油の流通を阻止することができる。
【００２８】
すなわち、中立ブロックの回路構成をとりながら、その弊害である、中立復帰時に油圧シリンダが伸び縮みする現象の発生を確実に防止することができる。
【００２９】
この場合、請求項２の発明によると、箱形伸縮ブームの油圧シリンダ回路において、下段側シリンダが縮んで上段側シリンダが伸びる現象の発生を防止して本来のクレーン能力を確保することができる。
【００３０】
また、請求項３の発明によると、予め設定された時間(縮み側圧力がカウンタバランス弁を閉じ状態に保持する圧力に低下するまでの時間)だけ圧抜き弁による圧抜き作用を行わせるように構成したから、縮み側圧力を圧力センサで検出して圧抜き弁を切換える構成をとった場合と比較して、圧力センサが不要となる分、コスト的に有利となる。
【００３１】
一方、請求項４の発明によると、圧抜き弁として電磁式の切換弁を用いたから、油圧パイロット式の切換弁を用いた場合と比較して回路構成が簡単となり、圧抜き弁の切換えの応答性も良いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明の実施形態を図１によって説明する。
【００３３】
実施形態にかかる油圧シリンダ回路は、図４に示す従来の油圧シリンダ回路と同様に、箱型伸縮ブームを伸縮作動させるための第１及び第２両伸縮シリンダ４,５を備え、かつ、コントロールバルブ１９について中立ブロック、つまり中立位置イで両シリンダポートをブロックして油の流通を阻止する構成をとっている。
【００３４】
以下の実施形態において、図４に示す従来回路と同一部分には同一符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【００３５】
この油圧シリンダ回路においては、縮み側圧油供給管路１１とタンクＴとの間に電磁切換式の圧抜き弁２０が設けられている。
【００３６】
この圧抜き弁２０は、制御手段としてのコントローラ２１からの切換指令信号が入力されたときに、図示の遮断位置イからタンクＴに連通するタンク位置ロに切換わる。
【００３７】
一方、コントロールバルブ１９を制御するリモコン弁２２の縮小側パイロット圧を検出する圧力センサ２３が設けられ、この圧力センサ２３により、リモコン弁２２、すなわちコントロールバルブ１９がシリンダ縮み側に操作されたこと、及びこの縮み側から中立側に操作されたことが検出されてコントローラ２１に送られる。
【００３８】
コントローラ２１はタイマ２４を備え、このタイマ２４の計時作用により、上記のようにコントロールバルブ１９が一旦縮小操作された後に中立復帰した時点から予め設定した時間だけコントローラ２１から圧抜き弁２０に切換指令信号が送られる。
【００３９】
これにより、圧抜き弁２０が設定時間だけタンク位置ロに切換わり、両伸縮シリンダ４,５の縮み側圧力がタンクＴに抜かれる。
【００４０】
ここで、上記設定時間は、縮み側圧力がカウンタバランス弁１５,１６の閉じ圧力まで低下するのに必要かつ十分な時間として、適用対象である機械の作業条件等に応じて定められる。
【００４１】
従って、中立復帰時点で縮み側に高圧が閉じ込められた場合でも、この圧力が直ちに低下してカウンタバランス弁１５,１６が閉じ状態に保持されるため、中立状態での両伸縮シリンダ４,５間の油の流通を阻止することができる。
【００４２】
すなわち、中立ブロックの回路構成をとりながら、その弊害である、中立復帰時に伸縮シリンダ４,５が伸び縮みする現象の発生を確実に防止することができる。
【００４３】
このため、図２に示す箱型伸縮ブームにおいて、下段側の第２段ブーム体２が縮んで上段側の第３段ブーム体３が伸びるという、ブーム強度的に好ましくない現象の発生を防止して本来のクレーン能力を確保することができる。
【００４４】
他の実施形態
(１)  上記実施形態では、圧抜き弁２０による圧抜き作用を縮小操作後の中立復帰時点から設定時間だけ行わせる構成をとったが、縮み側圧力(たとえば縮み側圧油供給管路１１の圧力)を圧力センサで検出し、中立復帰後、この縮み側圧力に応じて圧抜き弁２０を切換える構成としてもよい。
【００４５】
(２)  圧抜き弁２０として、上記実施形態で挙げた電磁切換弁に代えて油圧パイロット式の切換弁を用い、コントローラ２１からの信号により、パイロット圧源からのパイロット圧を圧抜き弁２０に供給して切換える構成をとってもよい。
【００４６】
(３)  本発明は、複数段の可動ブーム体を同時に同量ずつ伸縮させる箱型伸縮ブーム用のシリンダ回路にとくに適するが、広く、複数の油圧シリンダをポンプ及びタンクに対してパラレルに接続し、一つのコントロールバルブの操作で各シリンダを伸縮作動させるシリンダ回路に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態にかかる油圧シリンダ回路の構成を示す図である。
【図２】本発明が適用される箱型伸縮ブームの概略構成を示す図である。
【図３】中立リターン方式のコントロールバルブを用いる従来の油圧シリンダ回路の構成を示す図である。
【図４】中立ブロック方式のコントロールバルブを用いる従来の油圧シリンダ回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
２  箱型伸縮ブームを構成する第２段(下段側)ブーム体
３  同第３段(上段側)ブーム体
４  第１伸縮シリンダ
５  第２伸縮シリンダ
４ａ,５ａ  伸び側油室
４ｂ,５ｂ  縮み側油室
６,７  伸び側管路
８  伸び側圧油供給管路
９,１０  縮み側管路
１１  縮み側圧油供給管路
１３  油圧ポンプ
Ｔ  タンク
１４  フローデバイダ(分集流弁)
１５,１６  カウンタバランス弁
１９  コントロールバルブ
２０  圧抜き弁
２１  制御手段としてのコントローラ
２２  リモコン弁
２３  検出手段としての圧力センサ
２４  タイマ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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