(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切換バルブによって油圧源とオイルタンクに交互に連通する一対の共通油圧回路を複数の対の個別油圧回路に分岐し、各対の個別油圧回路を個々の油圧アクチュエータの一対のポートに接続した油圧回路であって、いずれかの油圧アクチュエータの一対の個別油圧回路の各々に、他の油圧アクチュエータの作動油圧よりも高い設定圧で回路を開くリリーフバルブを設けるとともに、各々の共通油圧回路から分岐したリリーフ回路の各々に、前記個別油圧回路のリリーフバルブよりも小さい設定圧で回路を開くリリーフバルブを設け、さらに、各々のリリーフ回路を開閉するか、もしくは、リリーフ回路のリリーフバルブを閉位置にロックして該リリーフ回路の油の流れを選択的に停止させる閉鎖手段を設けたことを特徴とする油圧回路構成
【請求項２】
複数の油圧アクチュエータを備えた土工機械の掘削アタッチメントに請求項１記載の油圧回路を配管し、前記リリーフバルブを有しない個別油圧回路のアクチュエータを掘削アタッチメントの一方の油圧アクチュエータとし、前記リリーフバルブを有する個別油圧回路のアクチュエータを掘削アタッチメントの他方の油圧アクチュエータとしたことを特徴とする掘削アタッチメント
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数の油圧アクチュエータを一つの油圧源に通ずる共通油圧回路で操作する油圧回路構成に関し、特に、複数のアクチュエータを優先順位に従って操作できるようにした油圧回路構成に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
油圧源に連通する共通の油圧回路の先端側を複数の個別油圧回路に分岐し、各個別油圧回路をそれぞれのアクチュエータのポートに接続することによって、一つの油圧回路で複数のアクチュエータを操作することは可能である。しかしながらこのような油圧回路は共通油圧回路からの作動油が複数のアクチュエータに無秩序に流れてしまうため複数のアクチュエータを優先順位に従って操作したり、特定のアクチュエータだけを操作することはできない。
【０００３】
ところが、例えば、ポール伸縮用の油圧シリンダの先端にクラムシェルを連結し、別の油圧シリンダでクラムシェルを開閉するようにした掘削アタッチメントを土工機械本体に取り付けて使用する場合に、クラムシェルを開いた状態で地面に降ろす必要から、先ずクラムシェルの油圧シリンダを伸長し、しかる後にポール伸縮用の油圧シリンダを伸長させたり、あるいは、ポール伸縮油圧シリンダを不動にしてクラムシェルの油圧シリンダだけを伸縮操作させる必要が生ずるが、従来の油圧回路ではこれに対応することができなかった。
【０００４】
従って、従来、このような要請に応えるには油圧源を別にする独自の油圧回路を個々のアクチュエータ毎に設けなければならず、このため、油圧源や油圧配管のコストが高くなり、また、操作手順も複雑になるという問題があった。
【０００５】
従って、本発明の第１の目的は、共通油圧回路によって操作される複数のアクチュエータを優先順位に従って作動させることができる油圧回路構成を提供することある。
【０００６】
本発明の第２の目的は、上記の機能に加えて共通の油圧回路によって操作される複数のアクチュエータのうち特定のアクチュエータだけを作動させ、他を不動にして使用できる油圧回路構成を提供することにある。
【０００７】
本発明の第３の目的は、上記の油圧回路を使用した掘削アタッチメントを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、本発明の油圧回路は、切換バルブによって油圧源とオイルタンクに交互に連通する一対の共通油圧回路を複数の対の個別油圧回路に分岐し、各対の個別油圧回路を個々の油圧アクチュエータの一対のポートに接続した油圧回路であって、いずれかの油圧アクチュエータの一対の個別油圧回路の各々に、他の油圧アクチュエータの作動油圧よりも高い設定圧で回路を開くリリーフバルブを設けることを特徴とする。
【０００９】
また、上記第２の目的を達成するために、本発明の油圧回路は、切換バルブによって油圧源とオイルタンクに交互に連通する一対の共通油圧回路を複数の対の個別油圧回路に分岐し、各対の個別油圧回路を個々の油圧アクチュエータの一対のポートに接続した油圧回路であって、いずれかの油圧アクチュエータの一対の個別油圧回路の各々に、他の油圧アクチュエータの作動油圧よりも高い設定圧で回路を開くリリーフバルブを設けるとともに、各々の共通油圧回路から分岐したリリーフ回路の各々に、前記個別油圧回路のリリーフバルブよりも小さい設定圧で回路を開くリリーフバルブを設け、さらに、各々のリリーフ回路を開閉するか、もしくは、リリーフ回路のリリーフバルブを閉位置にロックして該リリーフ回路の油の流れを選択的に停止させる閉鎖手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
さらに上記第３の目的は、複数の油圧アクチュエータを備えた土工機械の掘削アタッチメントに、請求項１又は２記載の油圧回路を配管し、前記リリーフバルブを有しない個別油圧回路のアクチュエータを掘削アタッチメントの一方の油圧アクチュエータとし、前記リリーフバルブを有する個別油圧回路のアクチュエータを掘削アタッチメントの他方の油圧アクチュエータとすることによって達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は請求項１の発明の一実施形態を示す油圧回路構成図であり、この油圧回路は油圧源１とオイルタンク２に通ずる一対の共通油圧回路３ａ、３ｂを有し、この一対の共通油圧回路３ａ、３ｂは切換弁４によって油圧源１とオイルタンク２に交互に切換えられるようになっている。
【００１２】
切換弁４は、油圧源１とオイルタンク２への共通油圧回路３ａ、３ｂの切換えのほか、共通油圧回路３ａ、３ｂを閉じる閉鎖機構を備えている。
油圧源１の油圧回路３ａは切換弁４の下流側からオイルタンク２に向けて分岐した閉鎖リリーフ回路５にリリーフバルブ６を設け、共通油圧回路３ａ、３ｂが閉鎖されたときに油圧源１からのオイルがオイルタンク２に流れるようになっている。
以上の構成は従来の油圧回路と何ら異らず例示的に述べたものである。
【００１３】
一対の共通油圧回路３ａ、３ｂの先端側は２対の個別油圧回路７ａ、７ｂ及び８ａ、８ｂに分岐され、各対の個別油圧回路７ａ、７ｂと８ａ、８ｂは油圧シリンダなどの二つの油圧アクチュエータ９、１０の一対のポート９ａ、９ｂ及び１０ａ、１０ｂにそれぞれ対応して接続されている。すなわち、一対の個別油圧回路７ａ、７ｂは油圧アクチュエータ９の両側ポート９ａ、９ｂに別々に接続され、一対の個別油圧回路８ａ、８ｂは油圧アクチュエータ１０の両側ポート１０ａ、１０ｂに別々に接続されている。
【００１４】
図１は上記の油圧回路構成において、共通油圧回路によって複数の油圧アクチュエータを優先位置に従って操作できるようにするもので、このために、油圧アクチュエータ１０の個別油圧回路８ａ、８ｂのそれぞれに、各々の側の油圧回路が前記アクチュエータ９の作動油圧よりも高い所定の設定圧になると該個別油圧回路８ａまたは８ｂを開くリリーフバルブ１１を設けてある。
【００１５】
図の実施例のリリーフバルブ１１は、スプリング１２に支持された開閉弁１３を個別油圧回路８ａまたは８ｂから分岐したパイロット油圧回路１４の油圧で開閉操作する構造になっている。この場合、リリーフバルブ１１の閉鎖部は図のように逆止弁１３´を用いるのがオイル漏れ等を防ぐ上で望ましい。
【００１６】
前記のように油圧源１に通じる共通油圧回路３ａの分岐回路５にリリーフバルブ６を設ける場合は、当然ながら該リリーフバルブ６の開放作動設定圧は前記個別油圧回路８ａ、８ｂのリリーフバルブ１１の設定圧よりも大きくする。
【００１７】
図の実施例では、個別油圧回路８ａ、８ｂから引き出したパイロット油圧回路１４でリリーフバルブ１１を制御する構成にしてあるが、共通油圧回路３ａ及び個別油圧回路８ａ、９ａは等圧になっているのでこのパイロット油圧回路１４は共通油圧回路３ａ及び個別油圧回路９ａから引き出しても良い。
【００１８】
次に、図１の油圧回路の作用を説明する。
図１の状態から共通油圧回路３ａに油圧源１からの圧縮オイルが流れるように切換弁４を操作すると、オイルが油圧アクチュエータ９の一方のポート９ａから入り、他方のポート９ｂから排出されて油圧アクチュエータ９が作動する。
このとき他方のアクチュエータ１０の個別油圧回路８ａは前記油圧アクチュエータ９の作動油圧よりも高い所定の設定圧でのみ作動するリリーフバルブ１１によって閉じているので作動しない。従って、油圧アクチュエータ９が単独で作動する。
【００１９】
次いで、油圧アクチュエータ９が死点に達するかもしくは所定の抵抗をうけると、共通油圧回路３ａ、個別油圧回路７ａ及び油圧アクチュエータ１０の個別油圧回路８ａのリリーフバルブ１１下流側の圧力が上昇し、この油圧がリリーフバルブ１１の設定圧を超えるとリリーフバルブ１１が開き、油圧アクチュエータ１０が作動する。このように、図１の油圧回路では一方の油圧アクチュエータ９が優先的に作動し、次いで他方のアクチュエータ１０が作動する。このことはまた、リリーフバルブ１１の設定圧以下の油圧では一方のアクチュエータ９だけが操作されることを意味する。
【００２０】
図２は本件請求項２の発明の油圧回路構成を示すものである。この油圧回路構成は前記図１の油圧回路構成を含んでおり、同一参照番号は同一の部材を示している。
【００２１】
図２の油圧回路構成は、図１の油圧回路にさらに下記の構成を付加している。
すなわち、切換弁４下流側の各々の共通油圧回路３ａ、３ｂからリリーフ回路１５を分岐し、このリリーフ回路１５、１５に前記油圧アクチュエータ１０の個別油圧回路８ａ、８ｂの設定圧よりも小さい設定圧で開く別のリリーフバルブ１６、１６を設け、さらに、このリリーフ回路１５、１５のオイルの流れを選択的に停止させる閉鎖手段１７を設けてある。
【００２２】
図２に例示したリリーフ回路１５のリリーフバルブ１６は、リリーフバルブ１６上流側油圧が設定圧を超えると該上流側のオイルがパイロット回路１８を介してリリーフバルブ１６の油圧チヤンバ１９内に導入され、リリーフバルブ１６の弁体を押圧してリリーフ回路１５を開通させる構成になっている。
【００２３】
また、図２実施例の閉鎖手段１７は、リリーフバルブ１６の油圧チヤンバ１９に連通するオイル排出回路２０とこのオイル排出回路２０を開閉するソレノイドバルブなどの開閉弁２１で構成されている。
【００２４】
前記のように、リリーフバルブ１６は個別油圧回路８ａ、８ｂのリリーフバルブ１１よりも低い設定圧にする必要があり、例えばリリーフバルブ１１の設定圧を２３０ｋｇ／ｃｍ2にした場合は、リリーフバルブ１６の設定圧は２１０ｋｇ／ｃｍ2に設定する。また共通油圧回路３ａから分岐した閉鎖リリーフ回路５を設ける場合、このリリーフ回路５のリリーフバルブ６の設定圧は、前記のようにリリーフバルブ１１より大きい設定圧、例えば２５０ｋｇ／ｃｍ2に設定されている。
【００２５】
そこで図２の油圧回路の作用を説明すると、先ず、閉鎖手段１７の開閉弁２１を閉じた状態ではリリーフバルブ１６のチヤンバ１９はパイロット回路１８からのオイルが導入されないようにロックされるので共通油圧回路３ａ、３ｂの油圧がいかに上昇してもリリーフ回路１５は閉鎖状態に維持される。従って、この状態では図２の油圧回路は図１のそれとまったく同じ作用をし、二つのアクチュエータ９、１０が優先順位に従って操作されることになる。
【００２６】
他方、開閉弁２１を開に操作するとリリーフバルブ１６が作動可能の状態になり、例えば共通油圧回路３ａの油圧が設定圧の２１０ｋｇ／ｃｍ2になるとオイルの一部はリリーフ回路１５から排出され共通油圧回路３ａの油圧は常にリリーフバルブ１６の設定圧以下に維持される。従ってリリーフバルブ１６の設定圧よりも大きい油圧でのみ開くリリーフバルブ１１を介装した個別油圧回路８ａのアクチュエータ１０は作動せず、アクチュエータ９だけがリリーフバルブ１６の設定圧以下で単独操作が可能になる。
【００２７】
図２の閉鎖手段１７はリリーフバルブ１６を制御する油圧回路を開閉することで制御できるので装置が小型ですむという利点は大きい。但し、本発明のリリーフバルブ１６及び閉鎖手段１７はこれに限定されるものではない。例えば、リリーフバルブ１６に前記リリーフバルブ１４と同様のものを使用し、リリーフ回路１５自体に開閉弁を設けてもよい。
【００２８】
本発明の油圧回路構成は油圧を使用する種々の機器に適用できるものであるが特に、図３ａ、図３ｂのように、油圧シリンダ２２を使用した伸縮支持ポール２３の先端に油圧シリンダ２４で開閉するクラムシェルバケット２５を連結した掘削アタッチメント２６に本発明の油圧回路を適用することによって、一つの油圧回路で種々の形態の作業ができる。
【００２９】
例えば、伸縮支持ポール２３の油圧シリンダ２２を図１、または図２の油圧回路の前記油圧アクチュエータ９とし、クラムシェルバケット２５の油圧シリンダ２４を前記油圧アクチュエータ１０として使用することができる。
なお、図３ａ、図３ｂはクラムシェルバケット２５を開いてから支持ポール２３を伸ばし、その状態でクラムシェルバケット２５を開閉操作する使用例を示している。
【００３０】
図３ａ、図３ｂは、油圧シリンダを有する伸縮支持ポールの先端に別の油圧シリンダによって開閉されるクラムシェルバケットを連結した掘削アタッチメントに本発明の油圧回路構成を適用した場合を例示したが、本発明は複数の油圧アクチュエータを備え、これら複数の油圧アクチュエータの油圧回路として前記油圧回路構成を組み込んだ他の掘削アタッチメントを全て包含するものである。
【００３１】
例えば、図は省略したが、クラムシェルバケットの開閉用油圧アクチュエータとクラムシェルバケットの回転角度制御用油圧アクチュエータを有する掘削アタッチメントに本発明の油圧回路を適用し、前記油圧回路構成のリリーフバルブを有しない個別油圧回路  のアクチュエータ９を前記アタッチメントの一方の油圧アクチュエータとし、リリーフバルブを有する個別油圧回路  のアクチュエータ１０をアタッチメントの他方の油圧アクチュエータとすることもできる。
【００３２】
【効果】
請求項１の本発明は共通の油圧回路によって駆動する複数の油圧アクチュエータを優先順位に従って作動させることができるので、複数のアクチュエータを順序立てて作動させる自動制御にきわめて有用である。
【００３３】
請求項２の発明は上記の油圧回路を使用し、しかも、必要に応じて、油圧上昇に関係なく他方のアクチュエータを不動にし、一方のアクチュエータだけを操作することができるので上記の作用、効果に加え、さらに操作の多様性が増加する。
【００３４】
上記の油圧回路を利用した掘削アタッチメントは、クラムシェルを開いてから支持ポールを伸長させるなどの時間差動作を一つの油圧回路で自動制御できるので、目的の動作に合った高機能の掘削アタッチメントを低コストで得ることができるとともに、操作手順が容易且つ簡潔になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の油圧回路構成図
【図２】  本発明の他の油圧回路構成図
【図３ａ】  本発明の油圧回路を使用した掘削アタッチメント及びその使用説明図
【図３ｂ】  本発明の油圧回路を使用した掘削アタッチメント及びその使用説明図
【符号の説明】
１…油圧源
２…オイルタンク
３ａ、３ｂ…共通油圧回路
４…開閉弁
５…閉鎖リリーフ回路
６…リリーフバルブ
７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ…個別油圧回路
９、１０…油圧アクチュエータ
１１…リリーフバルブ
１２…スプリング
１３…開閉弁
１３´…逆止弁
１４…パイロット油圧回路
１５…リリーフ回路
１６…リリーフバルブ
１７…閉鎖手段
１８…パイロット回路
１９…油圧チヤンバ
２０…オイル排出回路
２１…開閉弁
２２…油圧シリンダ
２３…伸縮支持ポール
２４…油圧シリンダ
２５…クラムシェルバケット
２６…掘削アタッチメント
【図１】
0003803186.tif 000002
【図２】
0003803186.tif 000003
【図３ａ】
0003803186.tif 000004
【図３ｂ】
0003803186.tif 000005