JP2010185515A

JP2010185515A - 油圧駆動装置

Info

Publication number: JP2010185515A
Application number: JP2009030016A
Authority: JP
Inventors: Daisaku Isobe; 大策磯部; Takashi Akamatsu; 隆志赤松
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2009-02-12
Filing date: 2009-02-12
Publication date: 2010-08-26

Abstract

【課題】操作者に大きな違和感を与えることなく圧力損失の低減を図ること。
【解決手段】アーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣと、油の供給制御を行う方向切換弁１０との間を接続するヘッド通路１１及びボトム通路１２と、方向切換弁１０を経ることなくアーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣのボトム室ｂｃをタンクＴに接続するクイックリターン通路４０と、クイックリターン通路４０に介在し、アーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣのボトム室ｂｃとタンクＴとの間を断続させる圧力制御弁作動機構とを備え、圧力制御弁作動機構は、アーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣのヘッド室ｈｃに油を供給している間においてヘッド通路１１が設定圧力以上となった場合にのみアーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣのボトム室ｂｃとタンクＴとの間が連通可能状態となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、建設機械の油圧シリンダアクチュエータを駆動する油圧駆動装置に関するものである。

建設機械の油圧シリンダアクチュエータを駆動する油圧駆動装置には、油圧シリンダアクチュエータからの油の戻り回路における圧力損失を抑制するようにしたものが提供されている。例えば、特許文献１に記載された油圧駆動装置では、油圧シリンダアクチュエータのボトム室と方向切換弁との間を接続するボトム油通路にクイックリターン弁と称される圧力制御弁を介在させるようにしている。この圧力制御弁は、操作レバーによって油圧シリンダアクチュエータを縮退作動させる際に操作レバーからの操作パイロット圧によって開放されるものである。これにより、油圧シリンダアクチュエータのボトム室からボトム油通路に排出される油の一部が圧力制御弁から直接タンクに排出されるため、方向切換弁での圧力損失が抑制されることになる。

特開２００２−３３９９０４号公報

ところで、上記のような圧力制御弁を備える建設機械の油圧シリンダアクチュエータにおいては、建設作業を実施している際にヘッド室が負圧になる場合がある。例えば、油圧ショベルにおいて掘削作業を行う場合には、アームの先端部に取り付けたバケットを適宜動作させて土砂を掬い、そのままブームに対してアームの先端部を車両本体側に巻き込んだ姿勢（以下、「巻き込み姿勢」という）で土砂を運搬する。その後、ブームに対してアームの先端部を車両本体から遠ざかる姿勢（以下、「振り出し姿勢」という）となるように移動させ、さらにバケットをダンプして土砂を排出する作業を繰り返す。つまり、上述の掘削作業では、ブームに対してアームが鉛直姿勢を挟んで巻き込み姿勢と振り出し姿勢との間を移動することになる。

ここで、アームが巻き込み姿勢から鉛直姿勢となるまではその自重やバケット＋土砂の重量が加わるばかりでなく、上述した圧力制御弁を介してボトム室の油が排出されるため、油圧シリンダアクチュエータのヘッド室に対する油の供給量以上にアームが鉛直姿勢となるように移動してヘッド室が負圧となる。この状態においては、振り出し姿勢を取るべく操作レバーを操作しても、ヘッド室に油が充填されるまではアームが鉛直姿勢に維持されることになる。その後、ヘッド室に油が充填された時点で突如アームが振り出し姿勢に向けて移動するため、操作者に対して大きな違和感を与える恐れがある。

本発明は、上記実情に鑑みて、操作者に大きな違和感を与えることなく圧力損失の低減を図ることのできる油圧駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る油圧駆動装置は、油圧シリンダアクチュエータと、前記油圧シリンダアクチュエータに対する油の供給制御を行う方向切換弁と、前記油圧シリンダアクチュエータのヘッド室と前記方向切換弁との間を接続するヘッド通路と、前記油圧シリンダアクチュエータのボトム室と前記方向切換弁との間を接続するボトム通路と、前記方向切換弁を経ることなく前記油圧シリンダアクチュエータのボトム室をタンクに接続するクイックリターン通路と、前記クイックリターン通路に介在し、前記油圧シリンダアクチュエータのボトム室とタンクとの間を断続させる圧力制御弁作動機構とを備え、前記圧力制御弁作動機構は、前記ヘッド通路が設定圧力以上となった場合に前記クイックリターン通路を介して前記油圧シリンダアクチュエータのボトム室とタンクとの間を連通可能状態とすることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る油圧駆動装置は、上述した請求項１において、前記圧力制御弁作動機構は、前記クイックリターン通路に介在させた圧力制御弁と、前記圧力制御弁を動作させるための操作パイロット圧を供給するパイロット切換弁とを備え、前記パイロット切換弁は、前記ヘッド通路が設定圧力以上となった場合に前記圧力制御弁に操作パイロット圧を供給するものであり、前記圧力制御弁は、操作パイロット圧が供給されている間に前記ボトム通路の圧力が設定圧力以上となった場合に前記クイックリターン通路を開放するものであることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る油圧駆動装置は、上述した請求項１において、前記圧力制御弁作動機構は、前記クイックリターン通路に介在させた圧力制御弁と、前記圧力制御弁を動作させるための操作パイロット圧を供給するパイロット切換弁とを備え、前記パイロット切換弁は、前記ヘッド通路が設定圧力以上となった場合に前記圧力制御弁に操作パイロット圧を供給するものであり、前記圧力制御弁は、設定圧力以上の操作パイロット圧が供給された場合に前記クイックリターン通路を開放するものであることを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る油圧駆動装置は、上述した請求項１において、前記圧力制御弁作動機構は、前記クイックリターン通路に介在させた２つの圧力制御弁を備え、一方の圧力制御弁は、前記ヘッド通路が設定圧力以上となった場合にのみ前記圧力制御弁に前記クイックリターン通路を開放するものであり、他方の圧力制御弁は、前記油圧シリンダアクチュエータのヘッド室に油を供給している間において設定圧力以上の操作パイロット圧が供給された場合に前記クイックリターン通路を開放するものであることを特徴とする。

本発明によれば、油圧シリンダアクチュエータのボトム室から油を排出する場合にその一部をクイックリターン通路を介して直接タンクに案内することができ、方向切換弁での圧力損失を抑制することが可能となる。しかも、油圧シリンダアクチュエータにおいてヘッド室の圧力が低下した状況下においては、圧力制御弁が作動せず、クイックリターン通路が遮断された状態となるため、ヘッド室に負圧が発生するのを防止することができる。これにより、例えば操作レバーを操作しているにも関わらず油圧シリンダアクチュエータが動作しないという現象が発生する恐れもなく、操作者に大きな違和感を与える事態を招来することはない。

以下、添付図面を参照しながら本発明に係る油圧駆動装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１である油圧駆動装置を示したものである。ここで例示する油圧駆動装置は、油圧ショベルのブームとアームとの間に配設したアーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣを駆動するためのものである。図には明示していないが、アーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣは、シリンダ本体ＡＣ１の基端部がブームに揺動可能に取り付けられ、かつ作動ロッドＡＣ２の先端部がアームに揺動可能に取り付けられたものである。このアーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣは、伸長作動した場合にブームに対してアームの先端部を車両本体側に巻き込んだ姿勢（以下、「巻き込み姿勢」という）に移動させる一方、縮退作動した場合にブームに対してアームを車両本体から遠ざかる姿勢（以下、「振り出し姿勢」という）に移動させるように機能する。

この油圧駆動装置は、アーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣに対する油の供給制御を行う方向切換弁１０を備えている。方向切換弁１０は、操作弁２０から操作パイロット圧が供給された場合に２つのアクチュエータポートａ，ｂと、ポンプポートｃ及びドレンポートｄとの接続状態を切り換えるものである。本実施の形態１では、中立位置、巻込位置、振出位置の３位置に切り換えることのできる方向切換弁１０を例示している。

２つのアクチュエータポートａ，ｂは、アーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣに対して油を流通させるためのもので、一方（以下、「第１アクチュエータポートａ」という）がヘッド通路１１を介してアーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣのヘッド室ｈｃに接続し、他方（以下、「第２アクチュエータポートｂ」という）がボトム通路１２を介してアーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣのボトム室ｂｃに接続してある。ポンプポートｃは、供給通路１３を通じて油圧ポンプ３０から油が供給されるものである。ドレンポートｄは、ドレン通路１４を通じてタンクＴに接続されたものである。

操作弁２０は、操作レバー２１の操作方向及び操作量に応じた操作パイロット圧を方向切換弁１０に対して出力するものである。本実施の形態１では、操作レバー２１を振り出し方向に操作した場合に振り出し用操作圧供給通路２２を通じて方向切換弁１０に操作パイロット圧を供給し、方向切換弁１０を振出位置に配置させる一方、操作レバー２１を巻き込み方向に操作した場合に巻き込み用操作圧供給通路２３を通じて方向切換弁１０に操作パイロット圧を供給し、方向切換弁１０を巻込位置に配置させるように構成した操作弁２０を例示している。本実施の形態１では、操作弁２０から供給される操作パイロット圧が０〜３０ｋｇ／ｃｍ^２に設定してある。

この方向切換弁１０は、中立位置にある場合、２つのアクチュエータポートａ，ｂ、ポンプポートｃ及びドレンポートｄをそれぞれ遮断した状態に維持する。操作レバー２１を操作して方向切換弁１０を中立位置から巻込位置に配置させた場合には、第１アクチュエータポートａがドレンポートｄに接続される一方、第２アクチュエータポートｂがポンプポートｃに接続されることになる。従って、この巻込位置に配置された状態においては、油圧ポンプ３０から吐出された油がボトム通路１２を通じてアーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣのボトム室ｂｃに供給され、かつヘッド通路１１を通じてヘッド室ｈｃの油がタンクＴに排出されることになり、アーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣが伸長作動してアームが巻き込み姿勢となる。

これとは逆に、操作レバー２１を操作して方向切換弁１０を中立位置から振出位置に配置させた場合には、第１アクチュエータポートａがポンプポートｃに接続される一方、第２アクチュエータポートｂがドレンポートｄに接続される。従って、この振出位置に配置された状態においては、油圧ポンプ３０から吐出された油がヘッド通路１１を通じてアーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣのヘッド室ｈｃに供給され、かつボトム通路１２を通じてボトム室ｂｃの油がタンクＴに排出されることになり、アーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣが縮退作動してアームが振り出し姿勢となる。

一方、上記油圧駆動装置には、ボトム通路１２にクイックリターン通路４０が分岐接続してあるとともに、振り出し用操作圧供給通路２２にパイロット圧供給通路５０が分岐延接続してある。

クイックリターン通路４０は、アーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣのボトム室ｂｃをタンクＴに接続するもので、ボトム室ｂｃからタンクＴに至る間に圧力制御弁４１を備えている。この圧力制御弁４１は、通常状態においては内蔵スプリング４１ａの押圧力及びストッパプレート４１ｂを介したストッパスプリング４１ｃの押圧力によってクイックリターン通路４０を遮断するように機能する。この状態からストッパプレート４１ｂのパイロットポート（以下、「クイックパイロットポート４１ｄ」と称する）に予め設定した圧力以上の圧力が作用すると、ストッパプレート４１ｂを介したストッパスプリング４１ｃの押圧力が除去されることになり、圧力制御弁４１は、クイックリターン通路４０におけるボトム室ｂｃ側の圧力が予め設定した圧力を超えた場合にクイックリターン通路４０を開放してボトム室ｂｃをタンクＴに連通させるように機能する。

尚、本実施の形態１では、ストッパスプリング４１ｃが１９ｋｇ／ｃｍ^２に設定してあり、操作レバー２１の操作によって操作弁２０から供給される操作パイロット圧が１９ｋｇ／ｃｍ^２以上になった場合には常に、圧力制御弁４１に作用するストッパプレート４１ｂを介した押圧力が除去されるようになる。また、圧力制御弁４１の内蔵スプリング４１ａは２１ｋｇ／ｃｍ^２に設定してあり、操作弁２０から操作パイロット圧が供給された状態でクイックリターン通路４０におけるボトム室ｂｃ側の圧力が２１ｋｇ／ｃｍ^２を超えた場合にボトム室ｂｃがタンクＴに連通されることになる。

パイロット圧供給通路５０は、操作弁２０の振り出し用操作圧供給通路２２を圧力制御弁４１のクイックパイロットポート４１ｄに接続するもので、操作弁２０から圧力制御弁４１のクイックパイロットポート４１ｄに至る間にパイロット切換弁５１を備えている。パイロット切換弁５１は、本実施の形態１において上述の圧力制御弁４１と共に圧力制御弁作動機構を構成するものである。このパイロット切換弁５１は、通常状態においては予め設定した圧力以上の圧力が自身のパイロットポート（以下、「切換パイロットポート５１ｂ」と称する）に作用した場合にパイロット圧供給通路５０を開放してクイックパイロットポート４１ｄを振り出し用操作圧供給通路２２に接続するように機能する。一方、切換パイロットポート５１ｂに作用する圧力が予め設定した圧力未満となると、内蔵スプリング５１ａの押圧力によってパイロット圧供給通路５０を遮断する。このパイロット切換弁５１の切換パイロットポート５１ｂには、ヘッド通路１１から分岐延在したヘッド分岐通路（シリンダ圧力供給通路）６０が接続してある。

尚、本実施の形態１では、パイロット切換弁５１の内蔵スプリング５１ａが５ｋｇ／ｃｍ^２に設定してあり、ヘッド分岐通路６０を介して切換パイロットポート５１ｂに５ｋｇ／ｃｍ^２を超えた圧力が作用した場合にパイロット圧供給通路５０が開放されることになる。

上記のように構成した油圧駆動装置を適用する油圧ショベルでは、操作レバー２１を中立位置から巻き込み方向に操作し、操作弁２０が巻込位置に配置されると、第１アクチュエータポートａがドレンポートｄに接続される一方、第２アクチュエータポートｂがポンプポートｃに接続される。従って、油圧ポンプ３０から吐出された油がボトム通路１２を通じてアーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣのボトム室ｂｃに供給され、かつヘッド通路１１を通じてヘッド室ｈｃの油がタンクＴに排出される。これにより、アーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣが伸長作動してアームが巻き込み姿勢となり、例えばバケットに掬った土砂を運搬することができる。

この場合、タンクＴに接続されたヘッド通路１１の圧力が５ｋｇ／ｃｍ^２を超え、パイロット圧供給通路５０が開放したとしても、操作弁２０からクイックパイロットポート４１ｄに対して操作パイロット圧が作用することはなく、圧力制御弁４１が内蔵スプリング４１ａの押圧力及びストッパプレート４１ｂを介したストッパスプリング４１ｃの押圧力によってクイックリターン通路４０を遮断した状態に維持する。これにより、油圧ポンプ３０に接続されたボトム通路１２の圧力が３００ｋｇ／ｃｍ^２程度のシリンダアクチュエータ最高駆動圧となった場合にもボトム通路１２の油がクイックリターン通路４０を介してタンクＴに排出されることはなく、アーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣの伸長作動に影響を与える恐れはない。

一方、操作レバー２１を振り出し方向に操作し、操作弁２０が振出位置に配置されると、第１アクチュエータポートａがポンプポートｃに接続される一方、第２アクチュエータポートｂがドレンポートｄに接続される。従って、油圧ポンプ３０から吐出された油がヘッド通路１１を通じてアーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣのヘッド室ｈｃに供給され、かつボトム通路１２を通じてボトム室ｂｃの油がタンクＴに排出される。これにより、アーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣが縮退作動してアームが振り出し姿勢となり、例えばバケットをダンプして土砂を排出することができる。

さらに、操作弁２０が振出位置に配置された状態においては、油圧ポンプ３０に接続されたヘッド通路１１の圧力が５ｋｇ／ｃｍ^２を超えると、パイロット切換弁５１がパイロット圧供給通路５０を開放するようになり、操作弁２０から振り出し用操作圧供給通路２２に出力された操作パイロット圧がクイックパイロットポート４１ｄに作用する。従って、操作弁から振り出し用操作圧供給通路に出力された操作パイロット圧が１９ｋｇ／ｃｍ^２を超えた場合に、圧力制御弁４１に作用していたストッパスプリング４１ｃによる押圧力が除去され、さらにアーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣのボトム室ｂｃから排出された油の圧力が２１ｋｇ／ｃｍ^２を超えた時点でその一部がクイックリターン通路４０を通じて直接タンクＴに排出されることになる。このため、方向切換弁１０での圧力損失を抑制することができるようになる。

ところで、上述の油圧駆動装置を適用する油圧ショベルにおいても、アームが巻き込み姿勢から鉛直姿勢となるまではその自重やバケット＋土砂の重量が加わるため、クイックリターン通路４０を通じてボトム室ｂｃの油をタンクＴに排出した場合には、アーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣのヘッド室ｈｃに対する油の供給量以上にアームが鉛直姿勢となるように移動してヘッド室ｈｃが負圧となる恐れがある。

しかしながら、上記油圧駆動装置によれば、アームを縮退作動している間においてヘッド室ｈｃの圧力が低下し、パイロット切換弁５１の作動圧力、つまり５ｋｇ／ｃｍ^２を下回った場合、パイロット圧供給通路５０が遮断され、圧力制御弁４１に対して操作弁２０からの操作パイロット圧が作用しなくなる。この結果、圧力制御弁４１によってクイックリターン通路４０も遮断されることになり、アーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣのヘッド室ｈｃが負圧になる事態を未然に防止できるようになる。従って、巻き込み姿勢から鉛直姿勢を経て振り出し姿勢に移行させる場合においても、ヘッド室ｈｃに対する油の供給量は常に十分となる。これにより、その後にアームを鉛直姿勢から降り出し姿勢に移動させる際に、操作レバー２１を操作しているにも関わらずアーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣが動作しないという現象が発生する恐れはなく、操作者に大きな違和感を与える事態を招来することはない。

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２である油圧駆動装置を示したものである。ここで例示する油圧駆動装置は、実施の形態１と同様、油圧ショベルのブームとアームとの間に配設したアーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣを駆動するためのもので、実施の形態１とは圧力制御弁の構成のみが異なっている。すなわち、実施の形態２の油圧駆動装置では、弁本体７１と動作スプール部７２とを備えて圧力制御弁７０を構成している。

弁本体７１は、ボトム通路１２に分岐接続したクイックリターン通路４０を断続するように配設したものである。この弁本体７１は、一方の端面にクイックリターン通路４０におけるボトム室ｂｃ側の圧力が作用している一方、他方の端面に内蔵スプリング７１ａの押圧力と、ボトムパイロット圧通路７３を介して与えられるボトム通路１２の圧力とが作用しており、通常状態においてクイックリターン通路４０を遮断した状態に維持している。尚、本実施の形態２では、弁本体７１の内蔵スプリング７１ａが２１ｋｇ／ｃｍ^２に設定してある。

動作スプール部７２は、ボトムパイロット圧通路７３に分岐接続したパイロットドレン通路７４に介在したものである。この動作スプール部７２は、通常状態においては内蔵スプリング７２ａの押圧力によってパイロットドレン通路７４を遮断する一方、パイロット圧供給通路５０を通じてクイックパイロットポート７２ｂに操作パイロット圧が与えられた場合にパイロットドレン通路７４をタンクＴに連通させるものである。本実施の形態２では、動作スプール部７２の内蔵スプリング７２ａが１９ｋｇ／ｃｍ^２に設定してある。

尚、本実施の形態２において実施の形態１と同様の構成に関しては、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略している。また、操作弁２０から供給される操作パイロット圧が０〜３０ｋｇ／ｃｍ^２に設定してある点、並びにパイロット切換弁５１の内蔵スプリング５１ａが５ｋｇ／ｃｍ^２に設定してある点についても実施の形態１と同様である。さらに、本実施の形態２においては圧力制御弁７０とパイロット切換弁５１とによって圧力制御弁作動機構を構成している。

この場合、タンクＴに接続されたヘッド通路１１の圧力が５ｋｇ／ｃｍ^２を超え、パイロット圧供給通路５０が開放したとしても、操作弁２０からクイックパイロットポート７２ｂに対して操作パイロット圧が作用することはなく、圧力制御弁７０の動作スプール部７２によってパイロットドレン通路７４が遮断された状態を維持する。この結果、圧力制御弁７０の弁本体７１においては、一方の端面及び他方の端面にそれぞれボトム通路１２の圧力が作用することになる。これにより、油圧ポンプ３０に接続されたボトム通路１２の圧力が３００ｋｇ／ｃｍ^２程度のシリンダアクチュエータ最高駆動圧となった場合にもボトム通路１２の油がクイックリターン通路４０を介してタンクＴに排出されることはなく、アーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣの伸長作動に影響を与える恐れはない。

さらに、操作弁２０が振出位置に配置された状態においては、油圧ポンプ３０に接続されたヘッド通路１１の圧力が５ｋｇ／ｃｍ^２を超えると、パイロット切換弁５１がパイロット圧供給通路５０を開放するようになり、操作弁２０から振り出し用操作圧供給通路２２に出力された操作パイロット圧が動作スプール部７２のクイックパイロットポート７２ｂに作用する。操作弁２０から振り出し用操作圧供給通路に出力された操作パイロット圧が１９ｋｇ／ｃｍ^２を超えると、動作スプール部７２によってパイロットドレン通路７４がタンクＴに連通されるため、圧力制御弁７０の弁本体７１において一方の端面に作用していたボトム通路１２の圧力がタンク圧に下降することになる。この結果、アーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣのボトム室ｂｃから排出された油の圧力が２１ｋｇ／ｃｍ^２を超えた時点でその一部がクイックリターン通路４０を通じて直接タンクＴに排出されることになり、方向切換弁１０での圧力損失を抑制することができるようになる。

しかも、実施の形態１と同様に、アームを縮退作動している間においてヘッド室ｈｃの圧力が低下し、パイロット切換弁５１の作動圧力、つまり５ｋｇ／ｃｍ^２を下回った場合、パイロット圧供給通路５０が遮断され、圧力制御弁７０の動作スプール部７２に対して操作弁２０からの操作パイロット圧が作用しなくなる。この結果、圧力制御弁７０の弁本体７１によってクイックリターン通路４０も遮断されることになり、アーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣのヘッド室ｈｃが負圧になる事態を未然に防止できるようになる。従って、巻き込み姿勢から鉛直姿勢を経て振り出し姿勢に移行させる場合においても、ヘッド室ｈｃに対する油の供給量は常に十分となる。これにより、その後にアームを鉛直姿勢から降り出し姿勢に移動させる際に、操作レバー２１を操作しているにも関わらずアーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣが動作しないという現象が発生する恐れはなく、操作者に大きな違和感を与える事態を招来することはない。

（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３である油圧駆動装置を示したものである。ここで例示する油圧駆動装置は、実施の形態１と同様、油圧ショベルのブームとアームとの間に配設したアーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣを駆動するためのもので、実施の形態１とは圧力制御弁の構成のみが異なっている。すなわち、実施の形態３の油圧駆動装置では、２位置の方向制御弁によって圧力制御弁８０を構成している。

この圧力制御弁８０は、内蔵スプリング８０ａの押圧力によってクイックリターン通路４０を閉塞する一方、パイロット圧供給通路５０を通じてクイックパイロットポート８０ｂに操作パイロット圧が与えられた場合にクイックリターン通路４０をタンクＴに連通させるものである。本実施の形態３では、圧力制御弁８０の内蔵スプリング８０ａが１９ｋｇ／ｃｍ^２に設定してある。

尚、本実施の形態３において実施の形態１と同様の構成に関しては、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略している。また、操作弁２０から供給される操作パイロット圧が０〜３０ｋｇ／ｃｍ^２に設定してある点、並びにパイロット切換弁５１の内蔵スプリング５１ａが５ｋｇ／ｃｍ^２に設定してある点についても実施の形態１と同様である。さらに、本実施の形態３においては圧力制御弁８０とパイロット切換弁５１とによって圧力制御弁作動機構を構成している。

この場合、タンクＴに接続されたヘッド通路１１の圧力が５ｋｇ／ｃｍ^２を超え、パイロット圧供給通路５０が開放したとしても、操作弁２０からクイックパイロットポート８０ｂに対して操作パイロット圧が作用することはない。これにより、油圧ポンプ３０に接続されたボトム通路１２の圧力が３００ｋｇ／ｃｍ^２程度のシリンダアクチュエータ最高駆動圧となった場合にもボトム通路１２の油がクイックリターン通路４０を介してタンクＴに排出されることはなく、アーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣの伸長作動に影響を与える恐れはない。

さらに、操作弁２０が振出位置に配置された状態においては、油圧ポンプ３０に接続されたヘッド通路１１の圧力が５ｋｇ／ｃｍ^２を超えると、パイロット切換弁５１がパイロット圧供給通路５０を開放するようになり、操作弁２０から振り出し用操作圧供給通路２２に出力された操作パイロット圧が圧力制御弁８０のクイックパイロットポート８０ｂに作用する。操作弁２０から振り出し用操作圧供給通路に出力された操作パイロット圧が１９ｋｇ／ｃｍ^２を超えると、圧力制御弁８０によってクイックリターン通路４０が開放されることになり、アーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣのボトム室ｂｃから排出された油の一部がクイックリターン通路４０を通じて直接タンクＴに排出されることになり、方向切換弁１０での圧力損失を抑制することができるようになる。

しかも、実施の形態１と同様に、アームを縮退作動している間においてヘッド室ｈｃの圧力が低下し、パイロット切換弁５１の作動圧力、つまり５ｋｇ／ｃｍ^２を下回った場合、パイロット圧供給通路５０が遮断され、圧力制御弁８０に対して操作弁２０からの操作パイロット圧が作用しなくなる。この結果、圧力制御弁８０によってクイックリターン通路４０も遮断されることになり、アーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣのヘッド室ｈｃが負圧になる事態を未然に防止できるようになる。従って、巻き込み姿勢から鉛直姿勢を経て振り出し姿勢に移行させる場合においても、ヘッド室ｈｃに対する油の供給量は常に十分となる。これにより、その後にアームを鉛直姿勢から降り出し姿勢に移動させる際に、操作レバー２１を操作しているにも関わらずアーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣが動作しないという現象が発生する恐れはなく、操作者に大きな違和感を与える事態を招来することはない。

（実施の形態４）
図４は、本発明の実施の形態４である油圧駆動装置を示したものである。ここで例示する油圧駆動装置は、実施の形態１と同様、油圧ショベルのブームとアームとの間に配設したアーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣを駆動するためのもので、実施の形態１とは圧力制御弁作動機構の構成のみが異なっている。すなわち、実施の形態４の油圧駆動装置では、第１圧力制御弁９０及び第２圧力制御弁１００をそれぞれクイックリターン通路４０に介在させることによって圧力制御弁作動機構を構成している。

これら第１圧力制御弁９０及び第２圧力制御弁１００は、いずれも２位置の方向制御弁によって構成したもので、クイックリターン通路４０に直列に配設してある。第１圧力制御弁９０は、内蔵スプリング９０ａの押圧力によってクイックリターン通路４０を閉塞する一方、ヘッド通路１１から分岐延在したヘッド分岐通路６０を通じてパイロットポート９０ｂに圧力が作用した場合にクイックリターン通路４０を開放するものである。第２圧力制御弁１００は、内蔵スプリング１００ａの押圧力によってクイックリターン通路４０を閉塞する一方、パイロット圧供給通路５０を通じてクイックパイロットポート１００ｂに操作パイロット圧が作用した場合にクイックリターン通路４０を開放するものである。本実施の形態４では、第１圧力制御弁９０の内蔵スプリング９０ａが５ｋｇ／ｃｍ^２に設定してあり、かつ第２圧力制御弁１００の内蔵スプリング１００ａが１９ｋｇ／ｃｍ^２に設定してある。

尚、本実施の形態４において実施の形態１と同様の構成に関しては、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略している。また、操作弁２０から供給される操作パイロット圧が０〜３０ｋｇ／ｃｍ^２に設定してある点についても実施の形態１と同様である。

この場合、タンクＴに接続されたヘッド通路１１の圧力が５ｋｇ／ｃｍ^２を超え、第１圧力制御弁９０がクイックリターン通路４０を開放したとしても、操作弁２０からクイックパイロットポート１００ｂに対して操作パイロット圧が作用することはなく、第２圧力制御弁１００によってクイックリターン通路４０が遮断された状態を維持する。これにより、油圧ポンプ３０に接続されたボトム通路１２の圧力が３００ｋｇ／ｃｍ^２程度のシリンダアクチュエータ最高駆動圧となった場合にもボトム通路１２の油がクイックリターン通路４０を介してタンクＴに排出されることはなく、アーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣの伸長作動に影響を与える恐れはない。

さらに、操作弁２０が振出位置に配置された状態においては、油圧ポンプ３０に接続されたヘッド通路１１の圧力が５ｋｇ／ｃｍ^２を超えると、第１圧力制御弁９０がクイックリターン通路４０を開放する。さらに、操作弁２０から振り出し用操作圧供給通路２２に出力された操作パイロット圧が１９ｋｇ／ｃｍ^２を超えると、第２圧力制御弁１００においてもクイックリターン通路４０を開放する。この結果、アーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣのボトム室ｂｃから排出された油の一部がクイックリターン通路４０を通じて直接タンクＴに排出されることになり、方向切換弁１０での圧力損失を抑制することができるようになる。

しかも、実施の形態１と同様に、アームを縮退作動している間においてヘッド室ｈｃの圧力が低下し、第１圧力制御弁９０の作動圧力、つまり５ｋｇ／ｃｍ^２を下回った場合、第１圧力制御弁９０によってクイックリターン通路４０が遮断されることになり、アーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣのヘッド室ｈｃが負圧になる事態を未然に防止できるようになる。従って、巻き込み姿勢から鉛直姿勢を経て振り出し姿勢に移行させる場合においても、ヘッド室ｈｃに対する油の供給量は常に十分となる。これにより、その後にアームを鉛直姿勢から降り出し姿勢に移動させる際に、操作レバー２１を操作しているにも関わらずアーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣが動作しないという現象が発生する恐れはなく、操作者に大きな違和感を与える事態を招来することはない。

尚、第２圧力制御弁としては、実施の形態１で示した圧力制御弁４１もしくは実施の形態２で示した圧力制御弁７０の形態とすることもできるのはいうまでもない。

また、上述した実施の形態１〜４では、圧力制御弁４１，７０，９０，１００及びパイロット切換弁５１を油圧によって駆動するようにしているが、本発明ではこれに限定されない。例えば、ヘッド通路や操作弁からの操作パイロット圧を油圧計や圧力センサによって測定し、その圧力値が所定の圧力を超えた場合に電気信号によって圧力制御弁４１，７０，９０，１００及びパイロット切換弁５１を駆動する構成としても良い。

さらに、上述した実施の形態１〜４では、いずれも油圧ショベルのブームとアームとの間に配設したアーム用油圧シリンダアクチュエータＡＣを駆動するための油圧駆動装置を例示しているが、その他の油圧シリンダアクチュエータを駆動するものにももちろん適用することが可能である。

本発明の実施の形態１である油圧駆動装置を示した油圧回路図である。本発明の実施の形態２である油圧駆動装置を示した油圧回路図である。本発明の実施の形態３である油圧駆動装置を示した油圧回路図である。本発明の実施の形態４である油圧駆動装置を示した油圧回路図である。

１０方向切換弁
１１ヘッド通路
１２ボトム通路
４０クイックリターン通路
４１圧力制御弁
５０パイロット圧供給通路
５１パイロット切換弁
６０ヘッド分岐通路
７０圧力制御弁
７１弁本体
７２動作スプール部
８０圧力制御弁
９０第１圧力制御弁
１００第２圧力制御弁
ＡＣアーム用油圧シリンダアクチュエータ
Ｔタンク
ｂｃボトム室
ｈｃヘッド室

Claims

油圧シリンダアクチュエータと、
前記油圧シリンダアクチュエータに対する油の供給制御を行う方向切換弁と、
前記油圧シリンダアクチュエータのヘッド室と前記方向切換弁との間を接続するヘッド通路と、
前記油圧シリンダアクチュエータのボトム室と前記方向切換弁との間を接続するボトム通路と、
前記方向切換弁を経ることなく前記油圧シリンダアクチュエータのボトム室をタンクに接続するクイックリターン通路と、
前記クイックリターン通路に介在し、前記油圧シリンダアクチュエータのボトム室とタンクとの間を断続させる圧力制御弁作動機構と
を備え、前記圧力制御弁作動機構は、前記ヘッド通路が設定圧力以上となった場合に前記クイックリターン通路を介して前記油圧シリンダアクチュエータのボトム室とタンクとの間を連通可能状態とすることを特徴とする油圧駆動装置。
前記圧力制御弁作動機構は、前記クイックリターン通路に介在させた圧力制御弁と、前記圧力制御弁を動作させるための操作パイロット圧を供給するパイロット切換弁とを備え、
前記パイロット切換弁は、前記ヘッド通路が設定圧力以上となった場合に前記圧力制御弁に操作パイロット圧を供給するものであり、
前記圧力制御弁は、操作パイロット圧が供給されている間に前記ボトム通路の圧力が設定圧力以上となった場合に前記クイックリターン通路を開放するものである
ことを特徴とする請求項１に記載の油圧駆動装置。
前記圧力制御弁作動機構は、前記クイックリターン通路に介在させた圧力制御弁と、前記圧力制御弁を動作させるための操作パイロット圧を供給するパイロット切換弁とを備え、
前記パイロット切換弁は、前記ヘッド通路が設定圧力以上となった場合に前記圧力制御弁に操作パイロット圧を供給するものであり、
前記圧力制御弁は、設定圧力以上の操作パイロット圧が供給された場合に前記クイックリターン通路を開放するものである
ことを特徴とする請求項１に記載の油圧駆動装置。
前記圧力制御弁作動機構は、前記クイックリターン通路に介在させた２つの圧力制御弁を備え、
一方の圧力制御弁は、前記ヘッド通路が設定圧力以上となった場合にのみ前記圧力制御弁に前記クイックリターン通路を開放するものであり、
他方の圧力制御弁は、前記油圧シリンダアクチュエータのヘッド室に油を供給している間において設定圧力以上の操作パイロット圧が供給された場合に前記クイックリターン通路を開放するものである
ことを特徴とする請求項１に記載の油圧駆動装置。