JP2001279723A - 慣性負荷減衰油圧装置 - Google Patents

慣性負荷減衰油圧装置

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JP2001279723A JP2001032266A JP2001032266A JP2001279723A JP 2001279723 A JP2001279723 A JP 2001279723A JP 2001032266 A JP2001032266 A JP 2001032266A JP 2001032266 A JP2001032266 A JP 2001032266A JP 2001279723 A JP2001279723 A JP 2001279723A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 揺動フレームによって発生する慣性力を減衰
するための装置におけるキャビテーション防止回路の供
給油圧を確保する。 【解決手段】 油圧装置には第１の供給ライン４４を介
して制御弁４０へ供給するポンプ４２が設けられてい
る。制御弁からの流体は、作動ライン４６を介して油圧
シリンダへ導かれ、油圧シリンダから排出された流体は
制御弁を介して第１の圧力レベルに設定されている背圧
逆止弁５２を有している排出ライン５０へと導かれる。
油圧シリンダには、互いに平行に取り付けられてた圧力
逃がし弁５６、５８と、キャビテーション防止弁６０、
６２が設けられている。排出ラインを充填状態に保つた
めに、第２の供給ライン７０が、第１の供給ラインと排
出ラインとの間に延びている。第２の供給ラインには、
背圧逆止弁の第１のレベルよりも低い第２の圧力レベル
に設定された減圧弁７２が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、第２の供給ライン
が、排出ラインを加圧された油圧流体が充填された状態
に維持するようになされた、慣性負荷減衰油圧装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】車体が停止されたときに大きな慣性力を
生じる大きな本体を動かすためには、線形油圧シリンダ
の形態の油圧モーター及びロータリーモーターが使用さ
れる。負荷が急激に停止されたときに、モーターの片側
のオイルは逃がし（ｒｅｌｉｅｆ）側に付勢され、モー
ターの反対側のオイルはキャビテーション（ｃａｖｉｔ
ａｔｉｏｎ）を受ける。流体は、キャビテーション防止
弁を介してキャビテーション側へと導かれる。クローズ
ド・センター制御弁（ｃｌｏｓｅｄ ｃｅｎｔｅｒ ｃ
ｏｎｔｒｏｌ ｖａｌｖｅ）を有している装置において
は、停止されたときに負荷の振動を生じさせるモーター
のキャビテーション側に供給するのには流体が不十分で
あるかもしれない。
【０００３】この振動の問題を受けるかもしれない機械
の一つの例はバケット掘削機である。バケット掘削機に
は、揺動フレームによって車両に取り付けられている枢
動腕材が設けられている。揺動フレームには、バケット
掘削機を車両に対して垂直軸を中心に枢動させるための
垂直枢軸が設けられている。腕材が素早く揺動され且つ
停止されると腕材は振動するであろう。この振動は、ク
ローズド・センター制御弁が閉じられたときに高圧によ
って逃がし弁に対して押し出される油圧揺動シリンダか
らの戻り流体によって惹き起こされる。これと同時に、
油圧揺動シリンダの供給側は流体の損失すなわちキャビ
テーションを受ける。油圧揺動シリンダの油圧揺動シリ
ンダの戻り流体にもたらされた高圧は、腕材をキャビテ
ーション側に向かって押し戻して同キャビテーション側
の圧力を上昇させる。この新しく発生された圧力は、次
いで、油圧揺動シリンダを押す。この振動は、揺動エネ
ルギが損失され腕材の振動が停止するまで継続する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、油圧モータ
ーによって駆動される本体によって発生された高い慣性
力を減衰させるたの慣性負荷減衰装置を提供することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、油圧モ
ーターのキャビテーション防止回路が正しく供給される
のを確保するために、加圧された油圧流体が減圧弁を介
して排出ラインへと導かれることである。
【０００６】この装置のための油圧回路には、第１の供
給ラインを介して制御弁に導かれる加圧された油圧流体
の供給源が設けられている。制御弁から、流体が油圧モ
ーターへの作動ラインに導かれる。以下の記載において
説明される一つの例においては、油圧モーターは、バケ
ット掘削機上の腕材を揺動させるために使用される２つ
の油圧揺動シリンダである。油圧モーターから排出され
た油圧流体は、制御弁を介して第１の圧力レベルに設定
された背圧（ｂａｃｋ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）逆止弁を有
する排出ラインに導かれる。背圧逆止弁は、制御弁に隣
接した排出ライン内に、弁の設定された圧力レベルによ
って指示されるように、特定量の油圧を維持する。油圧
モーターには、互いに平行に取り付けられた圧力逃がし
弁とキャビテーション防止弁とが設けられている。キャ
ビテーション防止弁は、排出ラインに油圧的に結合され
ている。クローズド・センター制御弁においては、加圧
された油圧流体が排出ラインを連続的ではなく通過し、
従って、背圧逆止弁によって設定される背圧は、この弁
によって指令される圧力によりも遥かに小さいかも知れ
ない。排出ラインを充分に充填された状態に保つため
に、第２の供給ラインが第１の供給ラインと排出ライン
との間に延びている。第２の供給ラインには、第２の圧
力レベルに設定されている減圧弁が設けられている。減
圧弁の第２の圧力レベルは、背圧逆止弁の第１の圧力レ
ベルよりも低い。
【０００７】好ましい実施形態においては、油圧装置
は、加圧された油圧流体を供給するのに使用される可変
容積型ポンプを有するＰＣＬＳ（圧力補償負荷検知）装
置である。この油圧モーターは、複動式の油圧シリンダ
である。更に、減圧弁は、機械の種々の動作を制御する
ために、弁スタック（ｖａｌｖｅ ｓｔａｃｋ）に配置
することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は、フレームを支持し且つ推
進させるための地面と係合する車輪１４が取り付けられ
る支持フレーム１２を有しているバケット掘削機１０を
示している。本発明は、車輪付きの作業車両に取り付け
られているものとして図示されているけれども、従来の
鋼又はゴム製の軌道を有する無限軌道作業車両に取り付
けることもできる。バケット掘削機１０の前方には、支
持フレーム１２に対してローダーバケットを操作するた
めの適切なローダーバケットリンク１７を有しているロ
ーダーバケット１６が設けられている。支持フレーム１
２の後方には、揺動フレーム１８が設けられている。腕
材２０が揺動フレーム１８に枢動自在に結合されてお
り、ディッパステッキ（ｄｉｐｐｅｒｓｔｉｃｋ）２２
がこの腕材に枢動可能に結合されており、バケット２６
がディッパステッキ２２に枢動可能に結合されている。
バケットを作動させる油圧シリンダ２８は、バケットリ
ンクを介してバケット２６を操作する。バケット掘削機
ローダーには２つのスタビライザ３０も設けられてい
る。車両の動作は、オペレータステーション３２から制
御される。
【０００９】揺動フレーム１８は、一般的な方法で、垂
直軸によって車両フレーム１２に枢動可能に結合されて
いる。油圧シリンダ３６が、垂直枢軸によって画成され
た垂直軸を中心に、揺動フレーム１８を支持フレーム１
２に対して枢動させる。揺動フレーム１８の支持フレー
ム１２に対する位置は、三位置制御弁４０によって制御
される。制御弁４０は、右側揺動位置、左側揺動位置及
び静止位置を有している。加圧された油圧流体の供給源
４２からの加圧された油圧流体は、第１の供給ライン４
４によって制御弁４０に結合されている。図示した実施
形態においては、加圧された油圧流体の供給源は可変容
積型ポンプである。次いで、制御弁４０は、第１及び第
２の作動ライン４６及び４８によって、油圧揺動シリン
ダ３６に油圧的に結合されている。加圧され且つ排出さ
れた油圧流体は、作動ライン４６及び４８を通過する。
油圧揺動シリンダ３６から排出された油圧流体は、制御
弁４０を通って排出ライン５０へと流れる。排出ライン
５０には、第１の圧力レベルを有している背圧逆止弁５
２が設けられている。一つの例においては、背圧逆止弁
は７５８．４２３ｋｐａ（１１０ｐｓｉ（平方インチ当
たりのポンド））に設定される。圧力が７５８．４２３
ｋｐａ（１１０ｐｓｉ）より小さい場合には弁は閉じら
れる。圧力が７５８．４２３ｋｐａ（１１０ｐｓｉ）の
第１の圧力レベルを超えると、弁は開き、油圧流体が排
出されてオイル冷却器を介してタンク５４へと戻され、
ポンプ４２へと戻される。
【００１０】油圧揺動シリンダ３６の各々には、圧力逃
がし弁５６及び５８並びにキャビテーション防止弁６０
及び６２も設けられている。圧力逃がし弁５６は、キャ
ビテーション防止弁と平行に結合されている。これらの
弁５６及び６０の両方とも、作動ライン４６と排出ライ
ン５０との間に油圧的に配置されている。同様に、圧力
逃がし弁５８は、キャビテーション防止弁６２と平行に
結合されている。同様に、これらの弁の両方とも、作動
ライン４８と排出ライン５０との間に油圧的に位置決め
されている。
【００１１】上記した揺動シリンダ油圧構造は、ＰＣＬ
Ｓ油圧装置を有するバケット掘削機のための従来技術の
典型例である。本発明は、第２の供給ライン７０と減圧
弁７２とを備えている点において従来技術とは異なって
いる。第２の供給ライン７０は、第１の供給ライン４４
と排出ライン５０との間に延びている。この短い経路を
通る加圧された油圧流体の流れは、第２の供給ライン７
０内に油圧的に配置され且つ背圧逆止弁５２の第１の圧
力レベルよりも低い第２の圧力レベルに設定されている
減圧レベルに設定されている減圧弁７２によって制御さ
れる。上記の例においては、減圧弁７２は、背圧逆止弁
５２の７５８．４２３ｋｐａ（１１０ｐｓｉ）という設
定値よりも６８．９４７ｋｐａ小さい６８９．４７６ｋ
ｐａ（１００ｐｓｉ）に設定されている。このようにし
て、背圧逆止弁５２と制御弁４０との間の排出ライン
は、６８９．４７６ｋｐａ（１００ｐｓｉ）の最小圧力
及び７５８．４２３ｋｐａ（１１０ｐｓｉ）の最大維持
圧力に維持されている。従って、キャビテーション防止
弁６０及び６２の背圧は、排出ライン内では同じ圧力レ
ベルに有り、排出ライン５０からの追加の流体は、油圧
揺動シリンダ３６のキャビテーション側へ供給すること
ができる。流体を迅速にキャビテーション側へ供給する
ことによって、大きな本体が突然に停止されたときの振
動が減衰される。
【００１２】本発明は、上記の実施形態に限定されるべ
きではなく、特許請求の範囲にのみ限定されるべきであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】自己推進型のバケット掘削機ローダーの後方斜
視図である。
【図２】本発明による慣性負荷油圧減衰装置の油圧回路
図である。
【符号の説明】
１０ バケット掘削機、 １２ 支持フレーム、
１４ 車輪、１６ ローダーバケット、 １８ 揺動
フレーム、２０ 腕材、 ２２ ディッパステッキ、
２６ バケット、 ２８ バケットを作動させる油圧
シリンダ、３０ スタビライダ、 ３２ オペレータ
ステーション、３６ 油圧揺動シリンダ、 ４０ 三
位置制御弁、４２ 油圧流体供給源、 ４４ 第１の
供給ライン、４６ 作動ライン、 ５０ 排出ライ
ン、５２ 背圧逆止弁、 ５４ タンク、 ５６、
５８ 圧力逃がし弁、６０、６２ キャビテーション防
止弁、７０ 第２の供給ライン、 ７２ 減圧弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１５Ｂ 11/02 Ｆ１５Ｂ 11/02 Ｗ

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 バケット掘削機であって、 支持フレームと、 垂直軸を中心に枢動可能に前記支持フレームに取り付け
    られた揺動フレームと、 同揺動フレームに枢動可能に取り付けられた腕材と、 同腕材に枢動可能に取り付けられたディッパステッキ
    と、 同ディッパステッキに枢動可能に取り付けられた作業装
    置と、を含み、 前記揺動フレームを垂直枢軸を中心に枢動させるため
    に、前記支持フレームと前記揺動フレームとの間に油圧
    揺動シリンダが延びており、 油圧回路が、前記油圧揺動シリンダに油圧的に結合され
    ており且つ加圧された油圧流体の供給源を含んでおり、
    加圧された油圧流体の供給源からの加圧された油圧流体
    が、第１の供給ラインを介して揺動制御弁に導かれ、加
    圧された油圧流体及び排出された油圧流体が前記揺動制
    御弁から作動ラインを介して油圧シリンダへ及び同油圧
    シリンダから導かれ、排出された油圧流体は、第１の圧
    力レベルに設定された背圧逆止弁を有する排出ラインを
    介して加圧された油圧流体の供給源へと戻され、キャビ
    テーション防止弁が、排出ラインと作動ラインとの間に
    油圧的に配置されており、第２の供給ラインが、前記第
    １の供給ラインと排出ラインとの間に延びており、減圧
    弁が、第２の供給ライン内に油圧的に配置され且つ第２
    の圧力レベルに設定されており、それによって、第２の
    圧力レベルが第１の圧力レベルよりも低くなされてい
    る、バケット掘削機。
  2. 【請求項２】 請求項２に記載のバケット掘削機であっ
    て、 前記加圧された油圧流体の供給源がポンプである、バケ
    ット掘削機。
  3. 【請求項３】 請求項２の記載のバケット掘削機であっ
    て、 前記揺動制御弁が、クローズド・センター制御弁であ
    る、バケット掘削機。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載のバケット掘削機であっ
    て、 前記圧力逃がし弁が、キャビテーション防止弁と平行に
    油圧的に取り付けられている、バケット掘削機。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載のバケット掘削機であっ
    て、 前記油圧揺動シリンダが複動式の油圧シリンダである、
    バケット掘削機。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載のバケット掘削機であっ
    て、 第２の油圧揺動シリンダが、前記油圧揺動シリンダと結
    合された揺動フレームを揺動させ、この第２の油圧揺動
    シリンダもまた複動式の油圧シリンダであり、従って、
    前記揺動制御弁と第２の油圧揺動シリンダとの間に延び
    ている第２の作動ラインが存在し、第２の作動ラインと
    排出ラインとの間に油圧的に配置された第２のキャビテ
    ーション防止弁と第２の圧力逃がし弁が前記第２のキャ
    ビテーション弁に平行に取り付けられている、バケット
    掘削機。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載のバケット掘削機であっ
    て、 前記支持フレームを支持し且つ推進させるための支持フ
    レーム手段から延びている地面係合手段を更に含んでい
    る、バケット掘削機。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載のバケット掘削機であっ
    て、 前記支持フレームに、当該バケット掘削機の動作を制御
    するためのオペレータステーションが設けられている、
    バケット掘削機。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載のバケット掘削機であっ
    て、 前記揺動フレームと腕材とが前記支持構造の後方に配置
    されており、ローダーバケットとそれに関連するローダ
    ーリンクとが前記支持フレームの前方に配置されてい
    る、バケット掘削機。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載のバケット掘削機であ
    って、 前記作業装置がバケットである、バケット掘削機。
  11. 【請求項１１】 油圧モーターによって駆動されつつあ
    る本体によって発生される高い慣性力を減衰させるため
    の油圧装置であって、 加圧された油圧流体の発生源を含み、 第１の供給ラインが加圧された油圧流体の発生源に結合
    されており、 制御弁が前記第１の供給ラインに結合されており、 作動ラインが、前記制御弁から油圧モーターまで延びて
    おり、 前記制御弁に排出ラインが結合されており、この排出ラ
    インは、排出された油圧流体を前記加圧された油圧流体
    の発生源へと戻し、 第１の圧力レベルに設定された背圧逆止弁が前記排出ラ
    イン内に油圧的に配置されており、 前記排出ラインと前記作動ラインとの間にキャビテーシ
    ョン防止弁が配置されており、 前記第１の供給ラインと前記排出ラインとの間に第２の
    供給ラインが延びており、 前記第２の供給ライン内には減圧弁が油圧的に配置され
    ており、同減圧弁は第２の圧力レベルにあり、第２の圧
    力レベルが前記第１の圧力レベルよりも低くなされてい
    る、バケット掘削機。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載のバケット掘削機で
    あって、 前記加圧された油圧流体の発生源がポンプである、バケ
    ット掘削機。
  13. 【請求項１３】 請求項１２に記載のバケット掘削機で
    あって、 前記制御弁がクローズド・センター制御弁である、バケ
    ット掘削機。
  14. 【請求項１４】 請求項１３に記載のバケット掘削機で
    あって、 前記キャビテーション防止弁と平行に圧力逃がし弁が油
    圧的に取り付けられている、バケット掘削機。
  15. 【請求項１５】 請求項１４に記載のバケット掘削機で
    あって、 前記油圧モーターが複動式の油圧シリンダである、バケ
    ット掘削機。
  16. 【請求項１６】 請求項１５に記載のバケット掘削機で
    あって、 前記ポンプが可変容積型ポンプである、バケット掘削
    機。
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