JP2983914B2 - 建設機械の伸縮アームに於けるアーム伸び再生回路 - Google Patents

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伸縮アー
ムに於けるアーム伸び再生回路に関するものであり、特
に、２本のシリンダを同調させて伸縮アームを伸長する
際にアーム伸び速度を早くするための再生回路に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】多段式の伸縮アームを備えた建設機械の
一例として、図３に深穴掘削機を示す。機体１にブーム
２を俯仰自在に取り付け、ブーム２の先端に伸縮アーム
３が枢着されている。該伸縮アーム３はアームシリンダ
４の作動により上下へ回動可能であり、伸縮アーム３の
先端にクラムバケット５を装着してある。該伸縮アーム
３は外筒３ａと中間筒３ｂと内筒３ｃとからなり、２本
のシリンダ６，７の伸縮作動により外筒３ａから中間筒
３ｂと内筒３ｃが繰り出されて伸縮アーム３の全長が変
化する。

【０００３】縦穴を掘削する場合は、二点鎖線で示すよ
うに、アームシリンダ４を伸長して伸縮アーム３を起立
状態にする。そして、前記クラムバケット５にて掘削を
行いながら伸縮アーム３を下方へ伸長していけば、クラ
ムバケット５の位置が下降して地表から深い位置まで掘
削できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の深穴掘削機は、
２本のシリンダの作動により伸縮アームの全長を変化さ
せているが、例えば伸縮アームを伸長する場合は、先ず
一方のシリンダが作動を開始して外筒から中間筒を繰り
出し、このシリンダが所定位置までストロークした後に
他方のシリンダが作動して中間筒から内筒を繰り出して
いる。伸縮アームを収縮する場合も同様に、片方のシリ
ンダが収縮作動を完了した後に、残りのシリンダが収縮
作動する。このように、２本のシリンダが順次作動する
ので、伸縮アームの伸縮速度が遅かった。

【０００５】これを改善するために、一方のシリンダの
ロッド側のポートと他方のシリンダのチューブ側のポー
トとを連通管路で接続し、２本のシリンダを直列接続し
て同時に伸縮動作させることにより、伸縮アームの伸縮
速度を早くした深穴掘削機も提案されている。

【０００６】また、油圧操作部の近傍にアーム縮み側の
管路とアーム伸び側の管路とを接続する再生管路を設
け、前記伸縮アームを伸長するときは、アーム縮み側の
管路から油圧操作部へ戻る作動油を、この再生管路を介
してアーム伸び側の管路へ供給し、前記一方のシリンダ
へ多量の作動油を送って伸縮アームの伸び速度を更に早
くするように構成することもある。

【０００７】しかし、再生管路からの戻り油をポンプか
らの吐出油と合流させるので、アーム伸び側の管路に大
流量の作動油が流れて圧力損失の増加を招く。この圧力
損失を防止するにはアーム伸び側の管路の口径を大きく
する必要があり、コストアップになる。

【０００８】そこで、２本のシリンダが同調作動して多
段式の伸縮アームを伸縮させる油圧回路に於いて、アー
ム伸び操作時にアーム伸び側の管路の圧力損失を増加さ
せることなく戻り油を再生して一方のシリンダへ供給
し、アーム伸び速度を早くするために解決すべき技術的
課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたものであり、外筒と中間筒と内筒
からなる多段式の伸縮アームを備えた建設機械であっ
て、該伸縮アームの外筒と中間筒を第１のシリンダにて
連結するとともに、中間筒と内筒を第２のシリンダにて
連結し、更に、該第１のシリンダのロッド側のポートと
第２のシリンダのチューブ側のポートとを連通管路で接
続し、第１のシリンダと第２のシリンダの伸縮動作を同
調させた油圧回路に於いて、アーム伸び側の管路を第１
のシリンダのチューブ側に接続するとともに、アーム縮
み側の管路を第２のシリンダのロッド側に接続し、第１
のシリンダのチューブ側と第２のシリンダのロッド側と
を再生管路で接続し、該再生管路に開閉弁を介装して第
１のシリンダのチューブ側圧力にて操作可能にし、更
に、第２のシリンダのアーム縮み側の管路に流量制御弁
を介装した建設機械の伸縮アームに於けるアーム伸び再
生回路を提供するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って詳述する。図３に示した一般的な深穴掘削機と
同一構成部分には同一符号を付して、その説明を省略す
る。図１は深穴掘削機の伸縮アーム３に於ける油圧回路
を示したものであり、外筒３ａと中間筒３ｂの間に第１
のシリンダ６を設け、該第１のシリンダ６のロッド６ａ
を外筒３ａに連結し、第１のシリンダ６のチューブ６ｂ
を中間筒３ｂに連結する。また、中間筒３ｂと内筒３ｃ
の間に第２のシリンダ７を設け、該第２のシリンダ７の
ロッド７ａを内筒３ｃに連結し、第２のシリンダ７のチ
ューブ７ｂを中間筒３ｂに連結する。

【００１１】ここで、第１のシリンダ６のＡ室（ロッド
側）の受圧面積と、第２のシリンダ７のＢ室（チューブ
側）の受圧面積とは等しく形成されており、Ａ室のポー
トとＢ室のポートとを連通管路８で連通し、予めＡ室及
びＢ室と連通管路８とに作動油を充満しておく。従っ
て、Ａ室とＢ室の作動油が移動することにより、第１の
シリンダ６と第２のシリンダ７は同時に伸縮し、Ａ室と
Ｂ室の受圧面積が等しいので第１及び第２のシリンダ
６，７の伸縮ストロークが同一となる。

【００１２】更に、深穴掘削機の機体１側に設けられた
油圧操作部９からアーム伸び側の管路１０とアーム縮み
側の管路１１を配管し、アーム伸び側の管路１０を第１
のシリンダ６のＣ室（チューブ側）へ接続するととも
に、アーム縮み側の管路１１を第２のシリンダ７のＤ室
（ロッド側）へ接続する。また、中間筒３ｂにホースシ
ーブ１２を枢着し、前記アーム縮み側の管路１１をこの
ホースシーブ１２へ巻回する。

【００１３】ここで、第１のシリンダ６のＣ室と第２の
シリンダ７のＤ室とを再生管路１３で接続し、該再生管
路１３に開閉弁１４を介装する。該開閉弁１４は前記第
１のシリンダ６のＣ室の圧力にて操作可能であり、Ｃ室
が低圧のときは閉止位置（イ）にあり、Ｃ室に作動油が
供給されて高圧になると開放位置（ロ）へ切り換わるよ
うに形成されている。尚、該開閉弁１４には逆止弁１５
が設けられており、Ｃ室からＤ室への逆流を阻止する。

【００１４】また、第２のシリンダ７にはアーム縮み側
の管路１１の接続部近傍に流量制御弁１６を介装する。
この流量制御弁１６は第２のシリンダ７のＤ室からアー
ム縮み側の管路１１へ戻る作動油の流量を調整するもの
で、絞りの開口度合いは予めオペーレターの操作に適合
するように調整しておく。尚、この流量制御弁１６には
逆止弁１７が設けられており、第２のシリンダ７のＤ室
からの作動油のみ流量が絞られ、油圧操作部９からの作
動油は流量を制限されずに全量通過する。

【００１５】而して、伸縮アーム３を伸長する場合に、
油圧操作部９からアーム伸び側の管路１０を介して第１
のシリンダ６のＣ室へ作動油を供給すれば、Ｃ室の容積
が増加して第１のシリンダ６が伸長する。また、第１の
シリンダ６のＡ室から排出される作動油は、連通管路８
を通過して第２のシリンダ７のＢ室へ導出され、Ｂ室の
容積が増加して第２のシリンダ７が伸長する。

【００１６】前述したように、Ａ室とＢ室の受圧面積が
等しいので第１のシリンダ６と第２のシリンダ７は同じ
ストロークで同時に伸長する。従って、図２に示すよう
に、外筒３ａに対する中間筒３ｂの移動量並びに中間筒
３ｂに対する内筒３ｃの移動量が夫々等しくなる。即
ち、外筒３ａに対する内筒３ｃの移動量は中間筒３ｂの
２倍となり、内筒３ｃは中間筒３ｂの２倍の速度で伸び
方向へ移動する。

【００１７】ここで、図２に示すように、第１のシリン
ダ６のＣ室へ作動油が供給されると、Ｃ室の圧力で前記
開閉弁１４が開放位置（ロ）に切り換わり、第１のシリ
ンダ６のＣ室と第２のシリンダ７のＤ室が再生管路１３
を介して連通する。また、前述したように、アーム縮み
側の管路１１への戻り油は流量制御弁１６により流量が
制限されるため、アーム縮み側の管路１１への戻り油の
一部がＤ室から前記再生管路１３を通過してＣ室へ再生
される。

【００１８】この再生油により第１のシリンダ６への供
給油量が増加し、第１のシリンダ６及び第２のシリンダ
７の作動速度が増速されて伸縮アーム３の伸び速度が早
くなる。第１のシリンダ６への再生油量は、前記流量制
御弁１６の絞りの開口度合いによって決定され、絞りの
開口が小であるほど再生油量が増加して、第１及び第２
のシリンダ６，７の作動速度が増速され、絞りを全閉に
した場合はＤ室の作動油の全量がＣ室へ再生されること
になって、第１及び第２のシリンダ６，７の作動速度が
最高になる。

【００１９】これに対して、前記流量制御弁１６の絞り
の開口が大であるほど再生油量が減少し、第１及び第２
のシリンダ６，７の作動速度は増速されなくなる。絞り
を全開にした場合はＤ室の作動油はすべてアーム縮み側
の管路１１へ戻されるので、再生油量が０となって第１
及び第２のシリンダ６，７の作動速度は通常の状態とな
る。

【００２０】一方、伸縮アーム３を収縮する場合は、油
圧操作部９からアーム縮み側の管路１１へ作動油を導出
するが、該作動油は前記流量制御弁１６の逆止弁１７を
通過するため、流量を絞られることなく第２のシリンダ
７のＤ室へ供給される。従って、第２のシリンダ７は通
常の作動速度で収縮する。

【００２１】また、第２のシリンダ７のＢ室から排出さ
れた作動油は連通油路８から第１のシリンダ６のＡ室へ
移動し、Ａ室の容積が増加して第１のシリンダ６も通常
の作動速度で収縮する。このとき、Ｃ室の作動油はアー
ム伸び側の管路１０へ戻されるのでＣ室の圧力は低圧と
なり、前記開閉弁１４が閉止位置（イ）を保持して再生
管路１３は閉止される。従って、アーム縮み操作時にＤ
室からＣ室へ作動油が流入することはない。

【００２２】而して、本発明は、本発明の精神を逸脱し
ない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明
が該改変されたものに及ぶことは当然である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では第１の
シリンダのチューブ側と第２のシリンダのロッド側とを
再生管路で接続してあり、流量制御弁によりアーム縮み
側の管路が絞られている。アーム伸び操作時には再生管
路の開閉弁が開放され、アーム縮み側の管路への戻り油
の一部が第２のシリンダから再生管路を介して第１のシ
リンダへ再生されるため、２本のシリンダの作動速度が
増速されて伸縮アームの伸び速度が早くなる。

【００２４】前記再生管路は２本のシリンダ間に設けら
れているので、再生時にアーム伸び側の管路の圧力損失
は増加せず、従来のように、アーム伸び側の管路の口径
を大きくする必要はない。斯くして、アーム伸び再生回
路を形成する際のコストダウンに寄与できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施の形態を示すものである。

【図１】伸縮アームが収縮時の油圧回路を示す解説図。

【図２】アーム伸び操作時の油圧回路を示す解説図。

【図３】多段式の伸縮アームを備えた深穴掘削機の側面
図。

【符号の説明】

３ 伸縮アーム ３ａ 外筒 ３ｂ 中間筒 ３ｃ 内筒 ６ 第１のシリンダ ７ 第２のシリンダ ６ａ，７ａ ロッド ６ｂ，７ｂ チューブ ８ 連通管路 １０ アーム伸び側の管路 １１ アーム縮み側の管路 １３ 再生管路 １４ 開閉弁 １６ 流量制御弁

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−3957（ＪＰ，Ａ) 実開 昭48−81572（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F15B 11/00 - 11/22

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外筒と中間筒と内筒からなる多段式の伸
   縮アームを備えた建設機械であって、該伸縮アームの外
   筒と中間筒を第１のシリンダにて連結するとともに、中
   間筒と内筒を第２のシリンダにて連結し、更に、該第１
   のシリンダのロッド側のポートと第２のシリンダのチュ
   ーブ側のポートとを連通管路で接続し、第１のシリンダ
   と第２のシリンダの伸縮動作を同調させた油圧回路に於
   いて、アーム伸び側の管路を第１のシリンダのチューブ
   側に接続するとともに、アーム縮み側の管路を第２のシ
   リンダのロッド側に接続し、第１のシリンダのチューブ
   側と第２のシリンダのロッド側とを再生管路で接続し、
   該再生管路に開閉弁を介装して第１のシリンダのチュー
   ブ側圧力にて操作可能にし、更に、第２のシリンダのア
   ーム縮み側の管路に流量制御弁を介装したことを特徴と
   する建設機械の伸縮アームに於けるアーム伸び再生回
   路。