JP2000230505A - 建設機械の油圧同調回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の油圧モータの同調機能を損なう恐れが
なく、かつ同調管が破損したときに素早く閉弁して作動
油流出管内の作動油の圧力低下を防止し、油圧モータの
損傷を防止することができる建設機械の油圧同調回路を
提供する。 【解決手段】 油圧モータ１，１のカウンタバランス弁
４が介装されてなる作動油流出管３同志を連通させる同
調管５の作動油流出管３との接続側のそれぞれに、同調
管５内の作動油の圧力と作動油流入管２内の作動油の圧
力との総圧に基づく力が、前記作動油流出管３内の作動
油の圧力に基づく力よりも強くなったときに開弁するパ
イロット式チェック弁６を介装し、同調管５が損傷した
ときにパイロット式チェック弁６を瞬時に閉弁させるた
めに、その１次ポート６ｃ側と２次ポート６ｄ側とを、
絞り９が介装されてなるポート連通管８で連通させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設機械の油圧同
調回路の改善に関し、より詳しくは、作動油の給排によ
り作動する複数の油圧アクチュエータの同調性を損なう
ことなく、これら油圧アクチュエータから作動油が流出
する作動油流出路同志を連通させる同調路が破損して
も、前記油圧アクチュエータを安全に停止させ得るよう
にした建設機械の油圧同調回路の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】建設機械の油圧同調回路としては、例え
ば実公昭６４−１３４５号公報に開示されてなるものが
公知である。以下、この実公昭６４−１３４５号に開示
されてなる従来例に係る建設機械の油圧同調回路を、そ
の油圧同調回路図の図３を参照しながら説明する。

【０００３】即ち、カウンタバランス弁５４を備えてな
る複数の油圧アクチュエータ５１，５１を同調駆動する
ために、これら油圧アクチュエータ５１，５１から作動
油が流出する作動油流出路である作動油流出管５３，５
３同志を互いに連通させる同調路である同調管５５が設
けられている。そして、この同調管５５の作動油流出管
５３との接続側のそれぞれに、後述する構成になるヒュ
ーズ弁６１が介装されている。このヒューズ弁６１は、
前記同調管５５が損傷した場合に、油圧アクチュエータ
５１，５１を安全に停止させることを目的として設けら
れているものである。より詳しくは、ヒューズ弁６１
は、同調管５５内の作動油の圧力と作動油流出管５３内
の作動油の圧力との差圧によって生じる力が、このヒュ
ーズ弁６１に設けられたスプリング７２の設定圧力と油
圧アクチュエータ５１，５１に作動油を流入させる作動
油流入路である作動油流入管５２，５２内の作動油の圧
力によって発生する力とを加算した力よりも大きくなっ
た場合に閉弁するように構成されている。

【０００４】従って、通常の作動状態において生じる僅
かな差圧（同調管５５内の作動油の圧力と作動油流出５
３内の作動油の圧力との差圧）ではヒューズ弁６１，６
１が閉弁するようなことがないので、複数の油圧アクチ
ュエータ５１，５１の同調が妨げられるようなことがな
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例に係る建設
機械の油圧同調回路は、それなりに有用であると考えら
れる。しかしながら、未だ下記に説明するような解決す
べき課題を持っている。即ち、ヒユーズ弁６１は、差圧
（同調管５５内の作動油の圧力と作動油流出管５３内の
作動油の圧力との差圧）を検知するために、図３から良
く理解されるように、同調管５５と作動油流出管５３と
は全開弁状態にあっても絞り７３を介して連通してい
る。そのため、例えばカウンタバランス弁５４に特性差
（完全になくすることは不可能である。）があって、同
調管５５内を作動油が流れる場合には、絞り７３の存在
によって差圧が生じてしまう。つまり、同調管５５の目
的は、複数のアクチュエータ５１，５１を同調させるこ
とであるにもかかわらず、ヒユーズ弁６１内で差圧が生
じる結果、アクチュエータ５１，５１に作用する負荷が
偏よることとなり、本来の同調回路の目的が損なわれる
恐れがあるという解決すべき課題があった。

【０００６】さらに、ヒューズ弁６１は構成が複雑（多
ポートで特殊）で、油圧同調回路の製造コストが嵩むと
いう解決すべき課題もあった。

【０００７】従って、本発明の目的は、複数のアクチュ
エータの同調性を損なうことなく、アクチュエータから
作動油が流出する作動油流出路同志を連通させる同調路
が破損したときに、これらアクチュエータを安全に停止
させることのできる建設機械の油圧同調回路を提供する
ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであって、従って本発明の請求
項１に係る建設機械の油圧同調回路が採用した手段は、
作業機駆動用の複数の油圧アクチュエータを備え、これ
ら油圧アクチュエータのそれぞれに、方向切換弁から作
動油が流入する作動油流入路と、カウンタバランス弁が
介装され、作動油が流出する作動油流出路とが並列に連
通すると共に、前記作動油流出路同志が同調路で連通し
てなる建設機械の油圧同調回路において、前記同調路の
前記作動油流出路との接続側のそれぞれに、前記作動油
流入路内の作動油の圧力と同調路内の作動油の圧力との
総圧力に基づく力が、前記作動油流出路内の作動油の圧
力に基づく力よりも大きくなったときに開弁する弁を介
装したことを特徴とする。

【０００９】本発明の請求項２に係る建設機械の油圧同
調回路が採用した手段は、請求項１に記載の建設機械の
油圧同調回路において、前記弁が、外部ドレーン形で、
かつ１次ポート側から流入する作動油を２次ポート側に
流出させ、２次ポート側から流入する作動油の１次ポー
ト側への流出を阻止するパイロット操作式の弁であるこ
とを特徴とする。

【００１０】本発明の請求項３に係る建設機械の油圧同
調回路が採用した手段は、請求項２に記載の建設機械の
油圧同調回路において、前記弁の２次ポート側に前記油
圧アクチュエータ側が接続され、１次ポート側に前記同
調路側が接続されると共に、パイロットポートが前記作
動油流入路に接続されてなることを特徴とする。

【００１１】本発明の請求項４に係る建設機械の油圧同
調回路が採用した手段は、請求項１，２または３のうち
の何れか一つの項に記載の建設機械の油圧同調回路にお
いて、前記弁の２次ポート側と１次ポート側とを連通さ
せるポート連通路を設け、このポート連通路に絞りが介
装されてなることを特徴とする。

【００１２】本発明の請求項５に係る建設機械の油圧同
調回路が採用した手段は、請求項１，２，３または４の
うちの何れか一つの項に記載の建設機械の油圧同調回路
において、前記弁のクラッキング圧力が、前記カウンタ
バランス弁のクラッキング圧力よりも低圧に設定されて
なることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態１に係
る建設機械の油圧同調回路を、その油圧同調回路図の図
１（ａ）と、パイロット操作式の弁の断面構成説明図の
図１（ｂ）とを参照しながら説明する。

【００１４】図１（ａ）に示す符号１は２台の油圧アク
チュエータである油圧モータであって、これら２台の油
圧モータ１のそれぞれには油圧ポンプ２１からパイロッ
ト制御弁２３で制御され、かつ３位置６ポートの方向切
換弁２２を介して、作動油が流入する作動油流入路であ
る作動油流入管２が連通すると共に、この作動油流入管
２が連通するカウンタバランス弁制御用パイロット管１
２からの作動油の流入により開弁制御されるカウンタバ
ランス弁４が介装され、作動油が流出する作動油流出路
である作動油流出管３が連通している。

【００１５】そして、これら作動油流出管３，３同志の
油圧モータ１とカウンタバランス弁４との間が同調路で
ある同調管５を介して連通している。この同調管５の作
動油流出管３との接続側のそれぞれには、後述する構成
になる弁が介装されている。即ち、この弁は、外部ドレ
ーン形であって、かつ１次ポート６ｃ側から流入する作
動油を２次ポート６ｄ側に流出させる一方、２次ポート
６ｄ側から流入する作動油の１次ポート６ｃ側への流出
を阻止するパイロット操作式の弁、つまり極く一般的な
構成になる市販のパイロット式チェック弁６である。

【００１６】前記パイロット式チェック弁６の２次ポー
ト６ｄのそれぞれには同調管５の作動油流出管３との接
続側が連通すると共に、１次ポート６ｃ同志が同調管５
により互いに連通している。そして、パイロットポート
６ｅのそれぞれには、一端側が作動油流入管２に連結さ
れてなるチェック弁制御用パイロット管７の他端側が接
続されると共に、ドレーンポート６ｆは作動油タンク２
０に連通している。

【００１７】つまり、このパイロット式チェック弁６
は、作動油流入管２内の作動油の圧力と同調路５内の作
動油の圧力との総圧力に基づく力が、作動油流出管３内
の作動油の圧力に基づく力よりも大きくなったときに開
弁するようになっており、同調管５が正常な場合には１
次ポート６ｃ側と２次ポート６ｄ側とが完全に連通して
いるが、同調管５の１次ポート６ｃ同志を連通させる部
分が破損した場合には、チェック機能が働き、油圧モー
タ１の作動油流出側が瞬時に大気圧状態になるのを防止
し得るように構成されている。

【００１８】また、前記パイロット式チェック弁６それ
ぞれの２次ポート６ｄ側と１次ポート６ｃ側とは、絞り
９が介装されてなるポート連通路８によって連通してい
る。このように、絞り９が介装されてなるポート連通路
８を設けたのは、通常油圧モータ１を作動させる負荷分
だけ作動油流出管３内の作動油の圧力が作動油流入管２
内の作動油の圧力よりも高圧であるため、同調管５内の
作動油の圧力が低過ぎると、パイロット圧が作用しても
パイロット式チェック弁６が開弁せず、同調の機能を果
たすことができないが、絞り９の存在により作動油流出
管３と同調管５とが連通し、作動油流出管３内の作動油
の圧力と同調管５内の作動油の圧力とが打ち消し合うの
で、パイロット式チェック弁６をパイロット圧だけで簡
単に開弁させることが可能になるからである。なお、前
記絞り９はパイロット式チェック弁６に内蔵されてなる
構成であっても良い。

【００１９】また、前記作動油流入管２と作動油流出管
３の同調管５の接続部とカウンタバランス弁４との間
は、リリーフ弁１１が介装されてなるリリーフ管１０に
より連通している。さらに、前記パイロット式チェック
弁６のクラッキング圧力が、カウンタバランス弁４のク
ラッキング圧力よりも低圧に設定されている。これは、
カウンタバランス弁４が開弁して、油圧モータ１の作動
が始まるときには、既にパイロット式チェック弁６が開
弁していて、これら油圧モータ１，１の同調作動が可能
になることを狙いとしたものである。

【００２０】以下、上記構成になる建設機械の油圧同調
回路の作用態様を説明すると、パイロット制御弁２３に
より方向切換弁２２を切換えて油圧ポンプ２１から吐出
される作動油を作動油流入管２に流入すると、作動油流
入管２に流入した作動油は油圧モータ１を経由して作動
油流出管３内に流出する。カウンタバランス弁４は中立
で閉弁した状態にあるので、作動油流出管３内の作動油
の圧力が上昇し、その圧力は油圧モータ１を介して作動
油流入管２内の作動油の圧力を上昇させる。作動油流入
管２内で圧力が上昇した作動油は、チェック弁制御用パ
イロット管７を介してパイロット式チェック弁６に流入
し、パイロットピストン６ａ〔図１（ｂ）参照。〕を介
してポペット６ｂを押し上げて、作動油流出管３と同調
管５とを連通させる。

【００２１】作動油流入管２内の作動油の圧力はさらに
上昇し、圧力が上昇した作動油がカウンタバランス弁制
御用パイロット管１２を介してカウンタバランス弁４に
流入すると、このカウンタバランス弁４が開弁し始め
る。そして、開弁すると、作動油流入管２、作動油流出
管３内の作動油の圧力が共に低下し、カウンタバランス
弁が閉弁する方向に作動する。

【００２２】このような動作の繰り返しによってカウン
タバランス弁４の開口面積と作動油流入管２内の作動油
の圧力とが自動調整され、開口面積によって定まるカウ
ンタバランス弁４の作動油の通過流量、つまり油圧モー
タ１を通過する作動油の流量が定まり、油圧モータ１の
回転速度が定まるので、この回転速度で油圧モータ１が
回転する。そして、上記のとおり、カウンタバランス弁
４のクラッキング圧力は、パイロット式チェック弁６の
クラッキング圧力よりも高圧になるように設定されてい
るので、カウンタバランス弁４と作動油流入管２内の作
動油の圧力の自動調整に際に、作動油流入管２内の作動
油の圧力変化によってパイロット式チェック弁６が開弁
したり、閉弁したりするようなことがない。

【００２３】上記のような油圧モータ１の回転中におい
て、同調管５が損傷してこの同調管５のパイロット式チ
ェック弁６，６同志の間の作動油が漏れだして大気圧状
態になったとすると、１次ポート６ｃ側の圧力が低下し
てパイロット圧だけでは開弁状態を保持することができ
なくなるのでこれらパイロット式チェック弁６，６が閉
弁する。勿論、絞り９を介して作動油流出管３内の作動
油が流出するが、この絞り９の絞り面積を十分に小さく
設定すれば、作動油流出管３内の作動油の圧力の急激な
低下を防止することができ、作動油流出側の急激な圧力
低下に起因する油圧モータ１の損傷を防止することがで
きる。そして、例えば、油圧モータ１を吊荷を吊持する
ワイヤロープを巻取り、巻戻すクレーンのウインチに適
用した場合でも、吊荷の急落下を防止することができ
る。

【００２４】そして、上記のとおり、油圧モータ１の作
動時には、パイロット式チェック弁６，６が開弁してい
て、従来のように、絞りを介して連通していないから、
パイロット式チェック弁６，６内に差圧が生じるような
ことがなく、本来の油圧同調回路の目的が損なわれる恐
れがないのに加えて、このパイロット式チェック弁６は
極く一般的な構成であるから、構成が複雑なヒューズ弁
に比較してコスト的に有利になるという経済効果もあ
る。

【００２５】次に、本発明の実施の形態２に係る建設機
械の油圧同調回路を、その油圧同調回路図の図２を参照
しながら説明する。但し、本実施の形態２が上記実施の
形態２と相違するところは，同調管５の連結状態と、パ
イロット式チェック弁の配設数が相違するだけだから、
上記実施の形態１と同一のものならびに同一機能を有す
るものに同一符号を付して、その相違する点について説
明する。

【００２６】即ち、本実施の形態１に係る建設機械の油
圧同調回路は、一方の作動油流出管３に介装されてなる
カウンターバランス弁４のばね室と他方の作動油流出管
３とを同調管５で連通させ、この同調管５の他方の作動
油流出管３との接続側にパイロット式チェック弁６を介
装すると共に、このパイロット式チェック弁６の２次ポ
ート６ｄ側と１次ポート６ｃ側とを絞り９が介装されて
なるポート連通路８によって連通させる。

【００２７】そして、一方の作動油流出管３には流出管
圧力測定用圧力センサ１３を、また同調管５には同調管
圧力測定用圧力センサ１４をそれぞれ取付け、流出管圧
力測定用圧力センサ１３で検出される作動油流出管３内
の作動油の圧力と、同調管圧力測定用圧力センサ１４で
検出される同調管５内の作動油の圧力との差圧が、予め
設定したある一定の値よりも大きくなったときに、同調
管５が破損しているということを知らせる図示しない警
報装置を設けた構成としたものである。

【００２８】本実施の形態２に係る建設機械の油圧同調
回路によれば、同調管５が破損したときには、パイロッ
ト式チェック弁６が閉弁していて油圧モータ１，１の同
調駆動ができなくなっているものの、パイロット制御弁
２３による方向切換弁２２の制御により油圧モータ１，
１を通常動作に近い状態で操作することができるので、
建設機械の操縦者が油圧モータ１，１が同調できなくな
っていることや同調管５が破損していることを気づくこ
とができない。

【００２９】しかしながら、流出管圧力測定用圧力セン
サ１３により検出される作動油流出管３内の作動油の圧
力と、同調管圧力測定用圧力センサ１４により検出され
る同調管５内の作動油の圧力との差圧がある一定の値よ
りも大きくなると警報装置により同調管５が破損してい
ることを知ることができ、これにより油圧モータ１，１
の作動を停止させることができるので、本実施の形態２
に係る建設機械の油圧同調回路は上記実施の形態１に係
る建設機械の油圧同調回路と同等の効果を奏することが
できる。

【００３０】勿論、上記のとおり、同調管５が破損して
も油圧モータ１，１を通常動作に近い状態で操作するこ
とができるので、油圧モータ１，１の損傷を防止するこ
とができると共に、油圧モータ１，１を吊荷を吊持する
ワイヤロープを巻取り、巻戻すクレーンのウインチに適
用しても吊荷の急落下を防止することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
に係る建設機械の油圧同調回路によれば、建設機械の油
圧同調回路の同調路の前記作動油流出路との接続側のそ
れぞれに、前記作動油流入路内の作動油の圧力と同調路
内の作動油の圧力との総圧力に基づく力が、前記作動油
流出路内の作動油の圧力に基づく力よりも大きくなった
ときに開弁する弁を介装した。

【００３２】従って、同調路が破損すると、この同調路
内の作動油の圧力が低下し、作動油流入路内の作動油の
圧力だけでは開弁状態を保持することができなくなって
弁が閉弁するので、作動油流出路内の作動油の圧力の急
激な低下が防止され、従来例と同様に油圧アクチュエー
タの損傷が防止されるが、油圧アクチュエータの作動時
には、弁が開弁していて、従来例のように、絞りを介し
て連通していないから、この弁内に差圧が生じるような
ことがなく、本来の油圧同調回路の目的が損なわれるよ
うな恐れがない。

【００３３】本発明の請求項２または３に係る建設機械
の油圧同調回路によれば、弁は、外部ドレーン形で、か
つ１次ポート側から流入した作動油を２次ポート側に流
出させる一方、２次ポート側から流入した作動油の１次
ポート側への流出を阻止するパイロット操作式の弁、つ
まりパイロット式チェック弁であるから、容易に開弁さ
せることができ、応答遅れが少なくて済むのに加えて、
このパイロット式チェック弁は従来例に係る油圧同調回
路のヒューズ弁に比較して構成が簡単であるから、コス
ト的にも有利になるという経済効果がある。

【００３４】本発明の請求項４に係る建設機械の油圧同
調回路によれば、弁の２次ポート側と１次ポート側とを
連通させるポート連通路を設け、このポート連通路に絞
りが介装されているので、さらに容易に開弁させること
ができ、応答遅れがさらに少なくなる。

【００３５】本発明の請求項５に係る建設機械の油圧同
調回路によれば、弁のクラッキング圧力が、前記カウン
タバランス弁のクラッキング圧力よりも低圧に設定され
ているので、カウンタバランス弁の開弁による油圧アク
チュエータの作動が始まるまえに、既に油圧アクチュエ
ータの同調作動が可能な状態になり、同調機能が損なわ
れるようなことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係り、図１（ａ）は建
設機械の油圧同調回路図、図１（ｂ）はパイロット操作
式の弁の断面構成説明図である。

【図２】本発明の実施の形態２に係る建設機械の油圧同
調回路図である。

【図３】従来例に係る建設機械の油圧同調回路図であ
る。

【符号の説明】

１…油圧モータ ２…作動油流入管 ３…作動油流出管 ４…カウンタバランス弁 ５…同調管 ６…パイロット式チェック弁，６ａ…パイロットピスト
ン．６ｂ…ポペット，６ｃ…１次ポート，６ｄ…２次ポ
ート，６ｅ…パイロットポート，６ｆ…ドレ−ンポート ７…チェック弁制御用パイロット管 ８…ポート連通管 ９…絞り １０…リリーフ管 １１…リリーフ弁 １２…カウンタバランス弁制御用パイロット管 １３…流出管圧力測定用圧力センサ １４…同調管圧力測定用圧力センサ ２０…作動油タンク ２１…油圧ポンプ ２２…方向切換弁 ２３…パイロット制御弁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業機駆動用の複数の油圧アクチュエー
   タを備え、これら油圧アクチュエータのそれぞれに、方
   向切換弁から作動油が流入する作動油流入路と、カウン
   タバランス弁が介装され、作動油が流出する作動油流出
   路とが並列に連通すると共に、前記作動油流出路同志が
   同調路で連通してなる建設機械の油圧同調回路におい
   て、前記同調路の前記作動油流出路との接続側のそれぞ
   れに、前記作動油流入路内の作動油の圧力と同調路内の
   作動油の圧力との総圧力に基づく力が、前記作動油流出
   路内の作動油の圧力に基づく力よりも大きくなったとき
   に開弁する弁を介装したことを特徴とする建設機械の油
   圧同調回路。
2. 【請求項２】 前記弁が、外部ドレーン形で、かつ１次
   ポート側から流入する作動油を２次ポート側に流出さ
   せ、２次ポート側から流入する作動油の１次ポート側へ
   の流出を阻止するパイロット操作式の弁であることを特
   徴とする請求項１に記載の建設機械の油圧同調回路。
3. 【請求項３】 前記弁の２次ポート側に前記油圧アクチ
   ュエータ側が接続され、１次ポート側に前記同調路側が
   接続されると共に、パイロットポートが前記作動油流入
   路に接続されてなることを特徴とする請求項２に記載の
   建設機械の油圧同調回路。
4. 【請求項４】 前記弁の２次ポート側と１次ポート側と
   を連通させるポート連通路を設け、このポート連通路に
   絞りが介装されてなることを特徴とする請求項１，２ま
   たは３のうちの何れか一つの項に記載の建設機械の油圧
   同調回路。
5. 【請求項５】 前記弁のクラッキング圧力が、前記カウ
   ンタバランス弁のクラッキング圧力よりも低圧に設定さ
   れてなることを特徴とする請求項１，２，３または４の
   うちの何れか一つの項に記載の建設機械の油圧同調回
   路。