JPH0320367Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本案は油圧パワーシヨベル等の多関節機構を複
数のシリンダを介して駆動、制御する多関節機構
の液圧制御装置の改良に関するものである。

従来の油圧パワーシヨベルの多関節機構の液圧
制御装置を第１図乃至第４図により説明すると、
第１図の１はスイングテーブルで、フロント部を
保持し、旋回させるものである。また２はブー
ム、３はアーム、４はバケツトで図示するよう
に、ブーム２はスイングテーブル１にピン５で結
合されている。同様に、アーム３はブーム２に、
バケツト４はアーム３に、それぞれピン６、７で
結合されている。一方、ブームシリンダ８の両端
がスイングテーブル１とブーム２とにピン９，１
０で結合され、アームシリンダ１１の両端がブー
ム２とアーム３とにピン１２，１３で結合され、
バケツトシリンダ１４の両端がブーム２とリンク
１７，１８とにピン１５，１６で結合され、上記
リンク１７，１８の他端がアーム３とバケツト１
４とにピン１９，２０で結合されている。第２図
は、ローダフロントの一動作状態を示しており、
このとき、ブームシリンダ８は伸縮作動せず、ピ
ン９，１０の間の距離は不変である。一方、アー
ムシリンダ１１およびバケツトシリンダ１４は
a₁，b₁の長さに駆動され、バケツト４がアーム
３のストツパ（図示せず）に突き当つている。ま
た第３図は、第２図の状態から、アームシリンダ
１１を最大限なで伸ばして、バケツト４を最上位
置まで移行させた状態を示しており、アームシリ
ンダ１１がa₂、バケツトシリンダ１４がb₂の
長さになつている。

前記第２図の状態から前記第３図の状態に操作
した場合、第４図に示す従来の液圧制御装置には
次の危険が生じていた。即ち、同第４図におい
て、パイロツト弁３８，４０をともに操作して、
アームシリンダ１１バケツトシリンダ１４をとも
に伸張させたとき、コントロール弁３６（３５−
２）はタンデムに接続されているため、バケツト
シリンダ１４の作動中は、コントロール弁（３５
−２）のスプールがパイロツト弁３８の圧力によ
り切換わつても主ポンプ（３１−１）の吐出油が
バケツトシリンダ１１に供給されずに、主ポンプ
３１−１の吐出油がバケツトシリンダ１４に、主
ポンプ（３１−２）の吐出油がアームシリンダ１
１に、というに個別に供給される。このとき、バ
ケツト４はアーム３に設けたストツパ（図示せ
ず）に突き当つており、バケツト４がピン７を支
点として第２図の状態以上にアーム３の方向（時
計方向）に回転できない。そのため、バケツトシ
リンダ１４がピン間の距離b₁を超過して、これ
よりも長く伸張すると、バケツトシリンダ１４が
アーム３及びバケツト４の全体をピン６を支点と
して時計方向へ回転させて、全体を第３図に示す
ように持上げることになる。ピン６とピン１５と
の間の距離（第３図にＳとして示す）がピン６と
ピン１３との間の距離よりも小さい場合は、バケ
ツトシリンダ１４がわずかに伸張しただけで、ア
ームシリンダ１１が大きく伸張することになる。
アームシリンダ１１には主ポンプ（３１−２）の
吐出油が供給されているが、上述のようにバケツ
トシリンダ１４の伸張によりアームシリンダ１１
が引張られる速度が速いと、主ポンプ（３１−
２）の吐出流量では不足する場合がある。この場
合には、不足作動油量分だけ、アームシリンダ１
１内に空気層が生ずる。作動油中には体積割合で
約７〜10％の空気が溶解しており、作動油自身が
負圧になると、この溶解空気が分離して気体にな
るものと考えられ、このような空気により、上述
の空気層が形成される。いまアームシリンダ１１
及びバケツトシリンダ１４をともに第２図に示す
位置から同時に伸張させて、第３図の状態になつ
た時点で、直ちにパイロツト弁３８，４０を止め
ると、コントロール弁３５−１，３５−２は第４
図に示す中立位置に戻り、アームシリンダ１１へ
の主ポンプ３１−２の吐出油供給が中断されるの
で、アームシリンダ１１の大面積側油室には空気
層が発生したままになる。このとき、アーム３バ
ケツト４の重量をバケツトシリンダ１４のみで支
持していることになり、この第３図の状態で、パ
イロツト弁３９を急操作して、バケツトシリンダ
１４を収縮させると、アーム３バケツト４は支え
を失つて急激に落下する。すなわち、ピン６を支
点として反時計方向に急激に回転することとな
り、ダンプ積込作業中には極めて危険であつた。

本案は前記の問題点に対処するもので、油圧パ
ワーシヨベル等の多関節機構を複数のシリンダを
介して駆動、制御する多関節機構の液圧制御装置
においてある１つのシリンダを駆動して他のシリ
ンダに負圧が生じたときに同負圧により作動する
切換弁５１と、同切換弁５１が作動したときにパ
イロツトポンプからパイロツト弁を経てコントロ
ール弁に至る回路を遮断する切換弁５２とを具え
ていることを特徴とした多関節機構の液圧制御装
置に係り、その目的とする処は、操縦者の操作に
ミス等があつても、バケツトを急激に落下させる
ような危険を未然に防止できる改良された多関節
機構の液圧制御装置を供する点にある。

次に本案の多関節機構の液圧制御装置を第５図
に示す一実施例により説明すると、１１はアーム
シリンダ、１４はバケツトシリンダ、３１−１，
３１−２は主ポンプ、３２はパイロツトポンプ
で、同各ポンプがリリーフ弁３３および３４を具
えている。３５−１，３５−２はアームシリンダ
１１を駆動するためのコントロール弁３６はバケ
ツトシリンダ１４を駆動するためのコントロール
で、ともにパイロツト圧力で方向切換ができ、か
つ、パイロツト圧力がないときは、バネ力で中立
状態に復帰する機能をもつている。またコントロ
ール弁３６とコントロール弁３５−２とはタンデ
ムに接続されている。３７はアームシリンダ１１
を縮み方向へ駆動するパイロツト弁、３８はアー
ムシリンダ１１を伸び方向へ駆動するパイロツト
弁、３９はバケツトシリンダ１４を縮み方向へ駆
動するパイロツト弁４０はバケツトシリンダ１４
を伸び方向へ駆動するパイロツト弁で、いずれの
パイロツト弁も、パワーシヨベルの操縦者が、レ
バーあるいはペダル（図示せず）を操作すること
により操作される。６０はタンクである。以上は
第４図の回路と同じであるが、次に本実施例で付
加されている部分を説明する。５０は減圧弁で、
アームシリンダ１１の伸び側回路５３を一次圧と
して管路５４経二次圧を送るようになつている。
また５１はバネ復帰型切換弁で、減圧弁５０の二
次圧で、位置A₂に切換えられるようになつてい
る。また５２はバネ復帰型切換弁で、切換弁５１
が位置A₁のときはパイロツトポンプ３２の圧力
が管路５５，５６を経て制御圧力となり、位置
B₂を選択するが、切換弁５１が位置A₂のときは
管路５６の圧力がタンク６０へ抜けて、バネ力に
より位置B₁となる。また同切換弁５２が位置B₁
のときは、パイロツト弁４０の圧力が管路５７を
経てコントロール弁３６の制御圧力として働く
が、位置B₂のときは、管路５７の圧力がタンク
６０へ開放されるようになつている。

次に前記多関節機構の液圧制御装置の作用を説
明する。第１図に示したフロントの状態から、第
２図に示した状態に駆動するには、パイロツト弁
３７とパイロツト弁４０とを操作する。このと
き、アームシリンダ１１はを縮み動作をするが、
管路５３の圧力は、戻り圧もしくは背圧（タンク
加圧方式が多用されている）を受けて、常に正で
あるから、切換弁５１は位置A₂であり、路５６
の圧力は、タンク６０に開放されているので、切
換弁５２は、バネ力によつて位置B₁にあり、バ
ケツトシリンダ１４は伸び動作、すなわち、パイ
ロツト弁３５−１，３５−２に伝達されて、アー
ムシリンダ１１が伸び動作が可能である。次に第
２図の状態から、第３図のバケツ４持ち上げ状態
にするために、アームシリンダ１１伸び動作、す
なわち、パイロツト弁３８を操作する。このと
き、パイロツト弁３８の制御圧力が、コントロー
ル弁３５−１，３５−２に伝達されて、アームシ
リンダ１１が伸び動作を開始する。どれと同時に
パイロツト弁４０を操作すると、バケツトシリン
ダ１４の伸び作動力（ピン６とピン１５に距離Ｓ
がるために、回転力が働き、この回転力がアーム
シリンダ１１の伸び動作と一致する）が働き、主
ポンプ３１−２からの供給流量を受けるのみで、
アームシリンダ１１がのばされてしまう。

操縦者は、アームシリンダ１１が伸びて、バケ
ツト４が所望の位置に到達したら、パイロツト弁
３８を中立に戻す。いま〔b₂−b₁：ブーム２
とアーム３の姿勢によるバケツトシリンダ１４の
ストローク〕、〔a₂−a₁：ブーム２が固定で、
バケツト４を持上げるに要するアームシリンダ１
１のストローク〕とすると（b₂−b₁）＜（a₂
−a₁）であるので、アームシリンダ１１への流
量は全く追従できず、結果として、アームシリン
ダ１１の伸び側のシリンダ内および管路内が歩圧
になつたまゝで、コントロール弁３５−１，３５
−２は閉ざされるので、シリンダ内には作動油が
充満せず、作動油から遊離した空気等による空気
層が生ずる。次にパイロツト弁３９を操作して、
バケツトシリンダ１４を縮み方向に作動すると、
バケツトシリンダ１４の伸び側圧力が解除される
ので、その瞬間に、アーム３、バケツト４等の重
量により、アームシリンダ１１が急激に引き戻さ
れ、結果として、バケツト４が急激に落下する。
この不具合を解決するための作用は次の通りであ
る。アームシリンダ１１の管路５３の圧力が低下
して、ある設定以下になると、減圧弁５０（この
とき機能しない）と管路５４とを経て切換弁５１
のスプールを左方へ押す力が、バネ力に負け、同
弁が位置A₁になるので、パイロツトポンプ３２
の圧油が管路５４切換弁５１、管路５６を経て切
換弁５２を位置B₂に駆動する。そのため、パイ
ロツト弁４０からの圧油が切換弁５２で遮断さ
れ、かつ管路５７の圧力がタンクへ開放され、コ
ントロール弁３６がバネ力で中立に復帰し、バケ
ツトシリンダ１４への流路が閉じられる。すなわ
ち、アームシリンダ１１に負圧が発生しようとす
ると、バケツトシリンダ１４の動作を停止させる
ので、主ポンプ３１の吐出油量が常に正常にアー
ムシリンダ１１へ供給される。

本案の多関節機構の液圧制御装置は前記のよう
に構成されており、操縦者の操作にミス等があつ
ても、バケツトを急激に落下させるような危険を
未然に防止できる効果がある。またバケツト４が
アーム３のストツパに突き当つた状態で、アーム
シリンダ１１バケツトシリンダ１４をともに伸張
作動させたときに生ずる上記危険を、アーム３の
ストツパ部に設けた検出器（バケツト４がアーム
３のストツパに突き当つているか否かを検出する
検出器）を用いて防止するのは、ストツパ部に掘
削時、激しい衝撃が加わるので、検出器の耐久性
に問題が生じる。この点、本案ではアームシリン
ダ１１の大断面側油室の圧力がある値より下つた
らバケツト４がアーム３のストツパに突き当つた
ものとみなしており、前記効果を検出器を用いず
に達成できる。またバケツトシリンダ１４を伸張
させる作動油供給回路を閉止して、コントロール
弁３６を中立に戻せば、主ポンプ３１−１の吐出
油をアームシリンダ１１の大断面側へ供給可能と
なり、主ポンプ３１−１の吐出油を無駄なく活用
でき、アームシリンダ１１の伸張速度を速くする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１，２，３図は油圧パワーシヨベルの多関節
機構を示す説明図、第４図は従来の液圧制御装置
を示す回路図、第５図は本案に係る多関節機構の
液圧制御装置の一実施例を示す回路図である。 １〜１４……多関節機構、８，１１，１４……
シリンダ、３２……パイロツトポンプ、３６……
コントロール弁、４０……パイロツト弁、５１，
５２……切換弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 油圧パワーシヨベル等の多関節機構を複数のシ
   リンダを介して駆動、制御する多関節機構の液圧
   制御装置において、ある１つのシリンダを駆動し
   て他のシリンダに負圧が生じたときに同負圧によ
   り作動する切換弁５１と、同切換弁５１が作動し
   たときにパイロツトポンプからパイロツト弁を経
   てコントロール弁に至る回路を遮断する切換弁５
   ２とを具えていることを特徴とした多関節機構の
   液圧制御装置。