JP2012042000A - 油圧ジャッキの回路構造 - Google Patents

Abstract

【課題】絞り弁を使用することなく電気的制御により行うことができ、しかも、揚重物の吊り下げ時の油圧エネルギを電気エネルギとして有効に回収することができる、油圧ジャッキの回路構造を提供する。
【解決手段】油圧シリンダ３を備え、油圧シリンダ３の下室３ａに作動油を供給して、ピストンロッド２を伸長させることにより揚重物Ｗを吊り上げ、油圧シリンダ３の上室３ｂに作動油を供給して、ピストンロッド２を収縮させることにより揚重物Ｗを吊り下げる、油圧ジャッキの回路構造において、揚重物Ｗの吊り下げ時において、下室３ａから排出される作動油により回転する発電機１７と、発電機１７により発電された電気エネルギを蓄えるキャパシタ１８と、キャパシタ１８の容量を調整することにより、発電機１７の発電負荷を変化させて、揚重物Ｗを一定速度で下降させる定速コントローラ１９とを備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、油圧ジャッキの回路構造、特に、揚重物の重量によらず、一定速度で揚重物を下降させることができ、かつ、油温の影響による作動油の粘度の変化に合わせて作動油の絞り量を絞り弁を使用して調整し、かくして、揚重物の吊り下げ時の下降速度を一定に維持する従来油圧回路構造と同じことを、絞り弁を使用することなく電気的制御により行うことができ、しかも、揚重物の吊り下げ時の油圧エネルギを電気エネルギとして有効に回収することができる、油圧ジャッキの回路構造に関するものである。

構造が複雑で部品点数が多いことから、故障が生じ易い等の問題を有する電磁式切換バルブに代えて、正逆２方向に作動油を供給可能な油圧ポンプを備えた油圧ジャッキの回路構造が知られているが、この回路構造では、特に、揚重物等を下降させる場合に、油圧ジャッキの作動油が高温になり易い。すなわち、揚重物等を下降させる場合に、通常約半分の作業油が油圧ポンプに戻って循環し、残りの約半分の作動油が高圧に設定された安全弁を通って高温のまま油タンクに戻る。

従って、作動油を十分に冷却しない場合には、高温の作動油が油圧回路を循環するので、作動油の酸化が促進されて作動油の寿命が短くなり、作動油としての機能を十分に発揮することができない。

上記問題点を解決した、油圧ジャッキの回路構造が特許文献１（特開平１０−６１６１７号公報）に開示されている。以下、この回路構造を従来油圧回路構造といい、図面を参照しながら説明する。

図２は、従来油圧回路構造を示す図である。

図２に示すように、従来油圧回路構造は、正逆２方向に作動油を供給する油圧ポンプ１と、油圧ポンプ１からの作動油によりピストンロッド２を伸長あるいは収縮させる油圧シリンダ３と、油圧ポンプ１に作動油を供給する油タンク４とを備えた油圧システムからなっている。なお、図中、油圧ポンプ１のＡは、正方向に作動油を流す場合の作動油の吸引口であり、油圧ポンプ１のＢは、逆方向に作動油を流す場合の作動油の吸引口である。

上記油圧システムには、各２組の、供給チェック弁５ａ、５ｂと、送りチェック弁６ａ、６ｂと、戻しパイロットチェック弁７ａ、７ｂとが設けられている。油タンク４には、油圧回路を形成させたクーラ８が設けられ、クーラ８から吐出される冷却作動油を油圧ポンプ１に送る分岐流路９が設けられている。

油圧ポンプ１により正方向に作動油を流すと、作動油は、送りチェック弁６ａと流量調節弁ブロック１０とを経由して、油圧シリンダ３の下室３ａに入り、ピストンロッド２を伸長させる。これにより、揚重物（Ｗ）が吊り上げられる。油圧シリンダ３の上室３ｂから排出された作動油は、作動油のパイロット圧により開いた戻しパイロットチェック弁７ａを経由して、油タンク４に戻される。

流量調節弁ブロック１０は、揚重物（Ｗ）の吊り下げ時の揚重物（Ｗ）の落下防止および速度調整を行う機能を有し、パイロットチェック弁１０ａとオーバーセンタ弁等からなる流量調節弁１０ｂとチェック弁１０ｃとからなっている。パイロットチェック弁１０ａと流量調節弁１０ｄとは、油圧シリンダ３の上室３ｂに接続されたパイロットライン１１に接続されている。揚重物（Ｗ）を吊り上げる場合には、作動油は、チェック弁１０ｃを通過して、油圧シリンダ３の下室３ａに入る。

油圧ポンプ１により逆方向に作動油を流すと、作動油は、送りチェック弁６ｂを経由して、油圧シリンダ３の上室３ｂに入り、ピストンロッド２を収縮させる。これにより、揚重物（Ｗ）が吊り下げられる。油圧シリンダ３の下室３ａから排出された作動油は、作動油のパイロット圧により開いたパイロットチェック弁１０ａと流量調節弁１０ｂとパイロット圧により開いた戻しパイロットチェック弁７ｂとを経由して、油タンク４に戻される。

このようにして、揚重物（Ｗ）の吊り上げ、吊り下ろしが行われる。

クーラ８は、油圧ポンプ１２、フィルタ１３、ラジエータ１４を備えている。クーラ８は、通常、４０℃程度に自動設定されており、作動油が４０℃以下になると、クーラ８の運転が停止し、油タンク４内の作動油は、バイパス用チェック弁１５を経て、そのまま、分岐流路９を経由して、油圧ポンプ１内に吸引される。クーラ８により冷却された余剰の作動油は、チェック弁１６を経て油タンク４内に戻される。

特開平１０−６１６１７号公報

上述した従来油圧回路構造によれば、温度上昇した作動油をクーラ８により適温に冷却することができるので、常に、作動油としての機能を十分に発揮することができるといった効果がもたらされるが、以下のような問題があった。

揚重物（Ｗ）を吊り下ろす場合、上述したように、流量調節弁ブロック１０の流量調節弁１０ｂにより油圧シリンダ３の下室３ａから排出される作動油の流量を絞ることによって、油圧エネルギを熱エネルギに変換し、かくして、揚重物（Ｗ）の吊り下ろしの安定化を図っているが、発生した熱エネルギは、作動油の温度上昇にのみ寄与し、有効利用されない。

温度上昇した作動油は、クーラ８により適温に冷却された後、油圧シリンダ３に循環供給されるが、流量調節弁１０ｂでの作動油の流量調整が適正でないと、揚重物（Ｗ）のバウンズ現象の発生や油温の大幅な上昇を招く。なお、バウンズ現象とは、揚重物（Ｗ）が流量調節弁ブロック１０の落下防止機能により断続的に下降する現象をいい、有害な現象である。流量調節弁１０ｂでの作動油の絞り量は、通常、油圧ジャッキの最大吊り上げ荷重のときに適正速度となるように設定されていて、揚重物（Ｗ）の荷重が最大吊り上げ荷重より軽い場合には、油圧シリンダ３の上室３ｂに作動油を強制的に送ることによって、吊り下げ速度を適正速度に維持している。従って、この分、無駄な油圧エネルギが消費されていることになる。

また、作動油は、油温上昇により粘度が下がる特性を有しているので、油温の上昇に合わせて作動油の絞り量を大きくしなければならないが、これはエネルギー的に大きなロスとなる。なお、油温の影響による作動油の粘度の変化に合わせて作動油の絞り量を調整して、揚重物の吊り下げ速度を一定に維持するには、作動油の絞り量をその都度、適正に調整する必要があるが、これには、時間と手間がかかるので、通常は、上述のように、絞り量は、固定されている。

従って、この発明の目的は、揚重物の重量によらず、一定速度で揚重物を下降させることができ、かつ、油温の影響による作動油の粘度の変化に合わせて作動油の絞り量を絞り弁を使用して調整し、かくして、作動油の絞り量を調整して、揚重物の吊り下げ時の下降速度を一定に維持する従来油圧回路構造と同じことを、絞り弁を使用することなく電気的制御により行うことができ、しかも、揚重物の吊り下げ時の油圧エネルギを電気エネルギとして有効に回収することができる、油圧ジャッキの回路構造を提供することにある。

また、この発明の他の目的は、通常の揚重物の吊り下げ時には、発電機をフリーに回転させ、一方、揚重物の重量が過剰になった場合や油圧ジャッキの異常により油圧シリンダの収縮方向に圧力が生じなくなった場合には、油圧ブレーキを作動させて発電機の回転を停止させて、揚重物の落下の危険性を未然に確実に防止することができる、油圧ジャッキの回路構造を提供することにある。

この発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、下記を特徴とする。

請求項１に記載の発明は、油圧シリンダを備え、前記油圧シリンダの下室に作動油を供給して、ピストンロッドを伸長させることにより揚重物を吊り上げ、前記油圧シリンダの上室に作動油を供給して、ピストンロッドを収縮させることにより揚重物を吊り下げる、油圧ジャッキの回路構造において、揚重物の吊り下げ時において、前記下室から排出される作動油により回転する発電機と、前記発電機により発電された電気エネルギを蓄えるキャパシタと、前記キャパシタの容量を調整することにより、前記発電機の発電負荷を変化させて、揚重物を一定速度で下降させる定速コントローラとを備えたことに特徴を有するものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の油圧ジャッキの回路構造において、前記発電機の油圧ブレーキと、前記発電機と並列に設けられた、前記下室に対して加圧することができるチェック弁とを備え、前記油圧ブレーキは、前記上室の圧力をパイロット圧として前記油圧ブレーキを解放し、前記パイロット圧がなくなった時に、前記油圧ブレーキを作動させる油圧回路を有していることに特徴を有するものである。

この発明によれば、揚重物の吊り下げ時において、油圧シリンダから排出される作動油によって回転する発電機と、発電機により発電された電気エネルギを蓄えるキャパシタと、キャパシタの容量を調整することにより、発電機の発電負荷を変化させて、揚重物を一定速度で下降させる定速コントローラとを備えることによって、揚重物の重量によらず、一定速度で揚重物を下降させることができ、かつ、油温の影響による作動油の粘度の変化に合わせて作動油の絞り量を絞り弁を使用して調整し、かくして、揚重物の吊り下げ時の下降速度を一定に維持する従来油圧回路構造と同じことを、絞り弁を使用することなく電気的制御により行うことができ、しかも、揚重物の吊り下げ時の油圧エネルギを電気エネルギとして有効に回収することができる。

また、発電機に油圧ブレーキを設けると共に、発電機と並行に、油圧シリンダの下室に対して加圧することができるチェック弁を設け、油圧シリンダの上室の圧力をパイロット圧として、通常の揚重物の吊り下ろし時には、油圧ブレーキを解放し、一方、上室のパイロット圧がなくなる異常時、すなわち、揚重物の重量が過剰になった場合や油圧ジャッキの異常により油圧シリンダの収縮方向に圧力が生じなくなった場合には、油圧ブレーキを作動させて発電機の回転を停止させる油圧回路を油圧ブレーキに設けることにより、揚重物の落下の危険性を未然に確実に防止することができる。

この発明の、油圧ジャッキの回路構造を示す図である。 従来油圧回路構造を示す図である。

この発明の、油圧ジャッキの回路構造の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。

図１は、この発明の、油圧ジャッキの回路構造を示す図である。

図１において、図２に示す番号と同一番号は、同一物を示し、説明は省略する。１７は、流量調整弁ブロック１０のパイロットチェック弁１０ａおよび流量調整弁１０ｂの代わりに設けられた発電機である。発電機１７は、油圧シリンダ３の下室３ａから排出された作動油によって回転する。

１８は、発電機１７により発電された電気エネルギを蓄えるキャパシタ（バッテリ）である。

１９は、揚重物（Ｗ）の荷重および作動油の粘度に応じて発電負荷を調整する定速コントローラである。すなわち、揚重物（Ｗ）の荷重が大きい場合、または、作動油の油温が高く、作動油の粘度が低い場合には、発電負荷が大きくなるようにキャパシタ１８の容量を増加させ、一方、揚重物（Ｗ）の荷重が小さい場合、または、作動油の油温が低く、作動油の粘度が高い場合には、発電負荷が小さくなるようにキャパシタ１８の容量を減少させる。これにより、揚重物（Ｗ）の荷重の大きさによらず、揚重物（Ｗ）を常時、一定速度で吊り下ろすことができる。

なお、発電機１７には、油圧ブレーキ２０が取り付けられている。油圧ブレーキ２０には、油圧シリンダ３の上室３ｂの圧力をパイロット圧として油圧ブレーキ２０を解放し、上室３ｂのパイロット圧がなくなった場合に油圧ブレーキ２０を作動させる油圧回路が設けられている。図１にパイロットラインを（Ｌ）で示す。

この油圧回路を設けることによって、通常の揚重物（Ｗ）の吊り下ろし時には、油圧ブレーキ２０が解放されるので、発電機１７は、フリーに回転する。一方、油圧シリンダ３の上室３ｂのパイロット圧がなくなる異常時、すなわち、揚重物（Ｗ）の重量が過剰になった場合や油圧ジャッキの異常により油圧シリンダ３の収縮方向に圧力が生じなくなった場合には、油圧ブレーキ２０が作動して発電機１７の回転は、停止する。これにより、揚重物（Ｗ）の落下の危険性を未然に確実に防止することができる。

また、キャパシタ１８に逆潮流防止装置２１を介してＡＣ電源２２を接続すると共に、油圧ポンプ１および１２に逆潮流防止装置２１を介してＡＣ電源２２を接続し、これらを切替スイッチ２３により切替可能とすれば、キャパシタ１８の充電が行えると共に、キャパシタ１８の充電不足時には、ＡＣ電源２２により油圧ポンプ１および１２を駆動させることができ、さらに、発電した電力が外部に漏洩することを防止することができる。

発電機１７は、次のようにして回転する。油圧ポンプ１により逆方向、すなわち、油圧ポンプ１のＢが吸引口となる方向に作動油を流すと、作動油は、送りチェック弁６ｂを経由して、油圧シリンダ３の上室３ｂに送られ、ピストンロッド２を収縮させる。これにより、揚重物（Ｗ）が吊り下げられる。油圧シリンダ３の下室３ａから排出された作動油は、発電機１７に送り込まれて発電機１７を回転させる。このとき、上室３ｂのパイロット圧によって油圧ブレーキ２０は、解放されるので、発電機１７は、フリーに回転する。発電機１７を回転させることにより作動油の温度は若干上昇するが、従来油圧回路構造における流量調整弁１０ｂに比べると温度上昇ははるかに小さい。

一方、油圧ポンプ１により正方向、すなわち、油圧ポンプ１のＡが吸引口になる方向に作動油を流すと、作動油は、油圧シリンダ３の下室３ａに送られ、ピストンロッド２を伸長させる。これにより、揚重物（Ｗ）は、吊り上げられる。このとき、油圧シリンダ３の上室３ｂの作動油は、そのまま油タンク４に戻されるので上室３ｂのパイロット圧は、なくなる。この結果、油圧ブレーキ２０が作動して、発電機１７は、回転せず、作動油は、チェック弁１０ｃを通って油圧シリンダ３の下室３ａに送られる。

以上説明したように、この発明によれば、以下のような効果がもたらされる。

（１）従来油圧回路構造では、揚重物（Ｗ）の吊り下ろし時の油圧エネルギが熱エネルギとして無駄に消費されていたが、この発明によれば、揚重物（Ｗ）の吊り下げ時の油圧エネルギを電気エネルギとして有効に回収することができる。

（２）定速コントローラ１９によりキャパシタ１８の容量を変えて、発電機１７の発電負荷を調整することにより、揚重物（Ｗ）の吊り下げ速度を一定に維持することができる。

（３）油温の影響による作動油の粘度の変化に合わせて作動油の絞り量を調整して、揚重物（Ｗ）の吊り下げ速度を一定に維持する従来油圧回路構造と同じことを電気的制御により行うことができる。

（４）作動油の油温上昇を抑制することができるので、場合によっては、クーラ８が不要となる。

（５）作動油の油温上昇を抑制することができるので、作動油の寿命が長くなり、作動油としての機能を十分に発揮することができる。

（６）発電機１７に油圧ブレーキ２０を設け、油圧ブレーキ２０に油圧シリンダ３の上室の圧力をパイロット圧として油圧ブレーキ２０を解放する油圧回路を設けることによって、通常の揚重物（Ｗ）の吊り下げ時には、発電機１７をフリーに回転させ、揚重物の重量が過剰になった場合や油圧ジャッキの異常により油圧シリンダの収縮方向に圧力が生じなくなった場合には、油圧ブレーキを作動させて発電機の回転を停止させることができるので、揚重物の落下の危険性を未然に確実に防止することができる。

１：油圧ポンプ
２：ピストンロッド
３：油圧シリンダ
４：油タンク
５ａ、５ｂ：供給チェック弁
６ａ、６ｂ：送りチェック弁
７ａ、７ｂ：戻りパイロットチェック弁
８：クーラ
９：分岐流路
１０：流量調整弁ブロック
１０ａ：パイロットチェック弁
１０ｂ：流量調整弁
１０ｃ：チェック弁
１１：パイロットライン
１２：油圧ポンプ
１３：フィルタ
１４：ラジエータ
１５：バイパス用チェック弁
１６：チェック弁
１７：発電機
１８：キャパシタ
１９：定速コントローラ
２０：油圧ブレーキ
２１：逆潮流防止装置
２２：ＡＣ電源
２３：切替スイッチ

Claims (2)

1. 油圧シリンダを備え、前記油圧シリンダの下室に作動油を供給して、ピストンロッドを伸長させることにより揚重物を吊り上げ、前記油圧シリンダの上室に作動油を供給して、ピストンロッドを収縮させることにより揚重物を吊り下げる、油圧ジャッキの回路構造において、揚重物の吊り下げ時において、前記下室から排出される作動油により回転する発電機と、前記発電機により発電された電気エネルギを蓄えるキャパシタと、前記キャパシタの容量を調整することにより、前記発電機の発電負荷を変化させて、揚重物を一定速度で下降させる定速コントローラとを備えたことを特徴とする、油圧ジャッキの回路構造。
2. 前記発電機の油圧ブレーキと、前記発電機と並列に設けられた、前記下室に対して加圧することができるチェック弁とを備え、前記油圧ブレーキは、前記上室の圧力をパイロット圧として前記油圧ブレーキを解放し、前記パイロット圧がなくなった時に、前記油圧ブレーキを作動させる油圧回路を有していることを特徴とする、請求項１に記載の、油圧ジャッキの回路構造。

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