JP3663137B2 - 慣性負荷減衰油圧装置 - Google Patents

Description

【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（ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ）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 ｃｏｎｔｒｏｌ 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１２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１２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４４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５２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７５８．４２３ｋｐａ（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、ＰＣＬＳ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７０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６８９．４７６ｋｐａ（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

Claims (16)

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. 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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