JP4448634B2 - Hydraulic drive - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の作業機械に設けられ、主管路に破断を生じた際には、油圧アクチュエータから当該主管路への圧油の流出を阻止可能な配管破断制御弁を有する油圧駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図6は、この種の従来の油圧駆動装置の構成を示すもので、中立時の状態を示す油圧回路図である。
【0003】
この図6に示す従来技術は、建設機械例えば油圧ショベルに備えられるもので、油圧ポンプ1と、タンク2と、油圧ポンプ1から吐出される圧油により駆動する油圧アクチュエータ、例えば油圧シリンダを形成し、ブーム3aを駆動するブームシリンダ3と、上述の油圧ポンプ1及びタンク2と、ブームシリンダ3とを連絡する主管路4,5と、これらの主管路4,5中に介設され、油圧ポンプ1からブームシリンダ3に供給される圧油の流れを制御する方向制御弁6と、この方向制御弁6を切換え制御するパイロット圧を発生させる操作装置7と、主管路4,5の最大圧力を規定する主リリーフ弁8,9とを備えている。上述した方向制御弁6と主リリーフ弁8,9とは1つの構造体を構成している。
【0004】
また、上述したブームシリンダ3に付設され、このブームシリンダ3と主管路4との間に配置され、操作装置7の操作に伴って発生するパイロット圧に応じてブームシリンダ3から主管路4へ流出する圧油の流量を制御し、主管路4に破断を生じたときには、ブームシリンダ3から主管路4への圧油の流出を阻止可能な配管破断制御弁10を備えている。
【0005】
この配管破断制御弁10は、ブームシリンダ3に連絡されるアクチュエータポート11と、主管路4に連絡される配管ポート12と、操作装置7で発生させたパイロット圧がパイロット管路13を介して供給されるパイロットポート14と、タンク2にドレン管路15を介して連絡されるドレンポート16とを有している。また、配管ポート12からアクチュエータポート11への圧油の流入を許容させるシート弁17と、このシート弁17を中立位置に復帰させるように付勢するばね17aと、シート弁17に接離可能に設けられ、上述したパイロット圧に応じて移動し、このパイロット圧の大きさに応じてシート弁17との間に形成される開口の面積を変化させるスプール18とを有している。さらに、スプール18に形成され、アクチュエータポート11に連通する絞り19と、この絞り19に連通し、スプール18内部に形成されるばね室20と、このばね室20に収容され、スプール18をシート弁17方向に付勢する第1復帰ばね21と、このばね21のばね受を形成する受け部材22と、この受け部材22の周囲に設けられ、ドレンポート16に連通するばね室23と、このばね室23に収容され、スプール18をシート弁17方向に付勢する第2復帰ばね24とを備えている。
【0006】
また、上述したブームシリンダ3に付設され、このブームシリンダ3と配管破断制御弁10のアクチュエータポート11とを連絡する油路25に配置され、この油路25に導かれる圧油の圧力が過大圧、すなわち設定圧となったときに、油路25に導かれる圧油をドレン管路26を介してタンク2に逃がすリリーフ弁27を備えている。このリリーフ弁27と上述した配管破断制御弁10とは1つの構造体に含まれている。
【0007】
なお、上述した主管路4,5、配管破断制御弁10に接続されるドレン管路15、リリーフ弁27に接続されるドレン管路26は、例えばゴム管で形成されている。また、主管路4,5及びドレン管路26は、ブームシリンダ3と配管破断制御弁10とを連絡する油路25等に比べてはるかに長く、また管径も大きく設定されている。
【0008】
このように構成される従来技術では、例えば操作装置7を操作して方向制御弁6を同図6の右位置に切換えると、油圧ポンプ1の圧油が方向制御弁6、主管路5を介してブームシリンダ3のロッド側室に供給されるとともに、操作装置7のパイロット圧がパイロット管路13を介して配管破断制御弁10のパイロットポート14に供給され、これによりスプール18が同図6の右方向に移動してシート弁17から離れ、開口が形成される。したがって、ブームシリンダ3のボトム側室の圧油は、油路25、配管破断制御弁10のアクチュエータポート11を経て、上述のシート弁17とスプール18間に形成される開口に導かれ、さらに主管路4、方向制御弁6を介してタンク2に戻される。これによりブームシリンダ3が収縮し、ブーム下げが実施される。すなわち、ブーム下げ時には、ブームシリンダ3のロッド側室からタンク2への戻り流量が、操作装置7の操作量に応じて作動する配管破断制御弁10により制御される。
【0009】
また、配管破断制御弁10が閉じられた状態において、ブーム3aに大きな負荷がかかり、ブームシリンダ3のボトム側室の圧力が、すなわちブームシリンダ3のボトム側室と配管破断制御弁10とを連絡する油路25の圧力が、リリーフ弁27の設定圧以上の過大圧になると、その過大圧がリリーフ弁27、ドレン管路26を介してタンク2に逃がされる。これによりブームシリンダ3の破損が防止される。
【0010】
また、主管路4に破断が生じたときには、操作装置7を中立にして方向制御弁7を中立に保持することにより、配管破断制御弁10のスプール18がシート弁17に当接してその開口が閉じられる。これによりブームシリンダ3のボトム側室、油路25を介して配管破断制御弁10のアクチュエータポート11に与えられる圧油の、破断した主管路4への流出を阻止することができる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術は、ブームシリンダ3に付設する構造体が、リリーフ弁27と配管破断制御弁10の2つを含むことから部品点数が多くなり、このため製造費が高くなるとともに、重量が増加し、ブームシリンダ3の剛性を高くするように大型にしなければならない問題がある。図6においては、ブームシリンダ3のボトム側にのみ、リリーフ弁27と配管破断制御弁10の組み合わせを設けてあるが、このような組み合わせをブームシリンダ3のロッド側にも設ける場合には、さらに部品点数が多くなり、上述の問題がより顕著なものとなる。
【0012】
また、上述したリリーフ弁27は、ブームシリンダ3のボトム側室から流れる圧油の全量を通過させることができるものであることから、大型になり、このためこのリリーフ弁27と配管破断制御弁10とが含まれる1つの構造体が大型化し、上記とは別の観点から重量が増加し、ブームシリンダ3の剛性を高くするように大型にしなければならない問題がある。
【0013】
また、上述のように、リリーフ弁27と配管破断制御弁10とが含まれる構造体が大型化することに伴い、ブーム3aを含むフロント作業機の駆動中に、この構造体が岩石等の障害物に衝突しやすくなり、このような衝突を生じたときには構造体に含まれる配管破断制御弁10が破損する懸念がある。
【0014】
さらに、リリーフ弁27とタンク2とを連絡するドレン配管26は、リリーフ弁27を経てブームシリンダ3から戻される圧油の全量を導くものであるので、主管路4,5と同様に管径を大きく設定しなければならず、このため製造費が高くなる問題がある。また、管径が大きいことからこのドレン配管26のコンパクトな引き回しが困難となり、このドレン配管26を含む配管設計に制約を受ける問題もある。
【0015】
なお、この種の配管破断制御弁を備えた油圧駆動装置としては、特開平11−303810号公報に示されるものなどが知られている。
【0016】
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、配管破断制御弁と油圧アクチュエータ間にリリーフ弁を設けることなく、配管破断制御弁と油圧アクチュエータ間に生じる過大圧を逃がすことができる油圧駆動装置を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る発明は、油圧ポンプと、タンクと、上記油圧ポンプから吐出される圧油により駆動する油圧アクチュエータと、上記油圧ポンプと上記油圧アクチュエータとを連絡する主管路と、この主管路中に介設され、上記油圧ポンプから上記油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する方向制御弁と、この方向制御弁を切換え操作する操作装置とを備えるとともに、上記油圧アクチュエータに付設され、上記油圧アクチュエータと上記主管路との間に配置され、上記操作装置の操作に伴って発生するパイロット圧に応じて上記油圧アクチュエータから上記主管路へ流出する圧油の流量を制御し、上記主管路に破断を生じた際には、上記油圧アクチュエータから当該主管路への圧油の流出を阻止する配管破断制御弁を備え、この配管破断制御弁が、上記油圧アクチュエータに連絡されるアクチュエータポートと、上記主管路に連絡される配管ポートと、上記パイロット圧が供給されるパイロットポートと、上記タンクに連絡されるドレンポートとを有し、上記配管ポートから上記アクチュエータポートへの圧油の流れを許容させるシート弁と、このシート弁に接離可能に設けられ、上記パイロット圧に応じて移動し、このパイロット圧の大きさに応じて上記シート弁との間に形成される開口の面積を変化させるスプールとを含む油圧駆動装置において、上記配管破断制御弁が、当該配管破断制御弁の上記アクチュエータポートに与えられる圧油の圧力が設定圧以上の圧力になったことを検知する圧力検知手段と、この圧力検知手段で上記設定圧以上の圧力が検知されたときに、上記シート弁と上記スプールとの間に開口を形成するように上記スプールを移動させるスプール駆動手段とを備えた構成にしてある。
【0018】
このように構成した請求項1に係る発明は、配管破断制御弁と油圧アクチュエータ間に過大圧が生じると、この過大圧が配管破断制御弁のアクチュエータポートに与えられるが、この過大圧が設定圧以上の圧力となると、これが圧力検知手段で検知され、スプール駆動手段が作動する。これにより配管破断制御弁のスプールが移動して、配管破断制御弁のシート弁とスプールとの間に開口が形成され、この開口を介して上述の過大圧を配管破断制御弁が接続される主管路に逃がすことができる。ここで、圧力検知手段もスプール駆動手段も配管破断制御弁に備えられるものであり、したがって配管破断制御弁と油圧アクチュエータ間にリリーフ弁を設けることを要せず、部品点数を少なくすることができる。
【0019】
また、請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において、上記配管破断制御弁の上記スプールが、上記アクチュエータポートに連通する絞りと、この絞りに連通し、当該スプールの内部に形成される室とを有するとともに、上記圧力検知手段が、上記スプールの上記室を介して導かれる圧油の圧力が上記設定圧以上の圧力になったときに開弁するポペットと、このポペットを閉弁方向に付勢する圧力設定用ばねとを含み、上記スプール駆動手段が、上記ポペットの開弁時に上記スプールの上記室を上記ドレンポートに連通させる経路から成る構成にしてある。
【0020】
このように構成した請求項2に係る発明は、配管破断制御弁のシート弁とスプールとの開口が閉じられている状態にあって、配管破断制御弁と油圧アクチュエータ間に過大圧が生じると、この過大圧が配管破断制御弁のアクチュエータポート、スプールの絞りを介して、このスプールの室内に与えられる。この室内の圧力が設定圧以上になると、圧力設定用ばねの力に抗してポペットが開き、経路を介してスプールの室と、この配管破断制御弁のドレンポートとが連通する。これによりスプールの室の圧力が低下し、これに伴ってスプールが移動してシート弁との間に開口が形成される。この開口を介して過大圧を主管路へ逃がすことができる。
【0021】
請求項3に係る発明は、請求項2に係る発明において、上記シート弁と、上記スプールと、上記ポペットとを同軸上に配置したことを特徴としている。
【0022】
請求項4に係る発明は、請求項1に係る発明において、上記設定圧を変更させる手段を備えたことを特徴としている。
【0023】
請求項5に係る発明は、請求項1に係る発明において、上記パイロット圧に対する上記配管破断制御弁の上記スプールの移動量を変更させる手段を備えたことを特徴としている。
【0024】
請求項6に係る発明は、請求項1〜5のいずれかに係る発明において、油圧ショベルに備えたことを特徴としている。
【0025】
請求項7に係る発明は、請求項1〜6のいずれかに係る発明において、上記油圧アクチュエータが油圧シリンダであることを特徴としている。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下,本発明の油圧駆動装置の実施形態を図に基づいて説明する。
【0027】
図1は本発明の一実施形態における中立時の状態を示す油圧回路図である。
【0028】
この図1及び後述する図2〜5において、前述した図6に示すものと同等のものは同じ符号で示してある。
【0029】
はじめに、前述と重複するが図6に示すものと同等のものについて説明する。
【0030】
図1に示す本実施形態も、建設機械例えば油圧ショベルに備えられるもので、油圧ポンプ1と、タンク2と、油圧ポンプ1から吐出される圧油により駆動する油圧アクチュエータ、例えば油圧シリンダを形成し、ブーム3aを駆動するブームシリンダ3と、上述の油圧ポンプ1及びタンク2と、ブームシリンダ3とを連絡する主管路4,5と、これらの主管路4,5中に介設され、油圧ポンプ1からブームシリンダ3に供給される圧油の流れを制御する方向制御弁6と、この方向制御弁6を切換え制御するパイロット圧を発生させる操作装置7と、主管路4,5の最大圧力を規定する主リリーフ弁8,9とを備えている。上述した方向制御弁6と主リリーフ弁8,9とは1つの構造体を構成している。
【0031】
また、上述したブームシリンダ3に付設され、このブームシリンダ3と主管路4との間に配置され、操作装置7の操作に伴って発生するパイロット圧に応じてブームシリンダ3から主管路4へ流出する圧油の流量を制御し、主管路4に破断を生じたときには、ブームシリンダ3から主管路4への圧油の流出を阻止可能な配管破断制御弁10を備えている。
【0032】
この配管破断制御弁10は、油路25を介してブームシリンダ3に連絡されるアクチュエータポート11と、主管路4に連絡される配管ポート12と、操作装置7で発生させたパイロット圧がパイロット管路13を介して供給されるパイロットポート14と、タンク2にドレン管路15を介して連絡されるドレンポート16とを有している。また、配管ポート12からアクチュエータポート11への圧油の流入を許容させるシート弁17と、このシート弁17を中立位置に復帰させるように付勢するばね17aと、シート弁17に接離可能に設けられ、上述したパイロット圧に応じて移動し、このパイロット圧の大きさに応じてシート弁17との間に形成される開口の面積を変化させるスプール18とを有している。さらに、スプール18に形成され、アクチュエータポート11に連通する絞り19と、この絞り19に連通し、スプール18内部に形成されるばね室20と、このばね室20に収容され、スプール18をシート弁17方向に付勢する第1復帰ばね21と、このばね21のばね受を形成する受け部材22と、この受け部材22の周囲に設けられ、ドレンポート16に連通するばね室23と、このばね室23に収容され、スプール18をシート弁17方向に付勢する第2復帰ばね24とを備えている。
【0033】
以上の構成については、前述した図6に示すものと同等である。
【0034】
本実施形態では特に、配管破断制御弁10が、この配管破断制御弁10のアクチュエータポート11に与えられる圧油の圧力が設定圧以上になったことを検知する圧力検知手段と、この圧力検知手段で設定圧以上の圧力が検知されたときに、シート弁17とスプール18との間に開口を形成するようにスプール18を移動させるスプール駆動手段とを備えている。
【0035】
上述の圧力検知手段は、ポペット30と、受け部材22に設けられ、スプール18のばね室20とポペット30とを連絡する通路31と、受け部材22に設けられ、ポペット30を移動可能に収容するばね室32と、このばね室32に収納され、ポペット32を閉弁方向に付勢する圧力設定用ばね33とを含む構成にしてある。上述したシート弁17とスプール18とポペット30とは同軸上に配置してある。
【0036】
上述のスプール駆動手段は、スプール18のばね室20に連通する前述の通路31と、この通路31に連通可能な前述のばね室32と、受け部材22に設けられ、ばね室32とばね室23とを連通させる通路34とを含む経路から成っている。
【0037】
また、ポペット30を付勢する上述の圧力設定用ばね33は、受け部材22に螺合する別の受け部材35によって支持させてある。この受け部材35は、上述の設定圧を変更させる手段を構成している。すなわち、受け部材35を適宜回転させることにより圧力設定用ばね33のばね力を変更でき、これに伴って上述の設定圧を変更させることができる。
【0038】
上述した第1復帰ばね21、第2復帰ばね24を支持する受け部材22は、操作装置7から出力させるパイロット圧に対する配管破断制御弁10のスプール18の移動量を変更させる手段を構成している。すなわち、受け部材22を適宜回転させることにより、第1復帰ばね21、第2復帰ばね24のばね力を変更でき、これに伴ってパイロット圧に対するスプール18の移動量を変更させることができる。
【0039】
なお、配管破断制御弁10のスプール18のシート弁17側の受圧面積と、スプール18内のばね室20の受圧面積とを等しく設定してあるとともに、スプール18に設けた絞り19を介してアクチュエータポート11とばね室20とを連通させてあるので、スプール18は負荷圧の変動に影響されることなく保持される。
【0040】
上述のように構成した本実施形態の動作について順次説明する。
【0041】
[ブーム上げ動作]
図2は本実施形態におけるブーム上げ時の状態を示す油圧回路図である。
【0042】
操作装置7を操作して方向制御弁6を図2の左位置に切換えると、油圧ポンプ1から吐出される圧油が方向制御弁6、主管路4を経て配管破断制御弁10の配管ポート12に与えられる。この圧油によりシート弁17がばね17aの力に抗して同図2の左方に移動し、シート弁17とスプール18との間に開口が形成される。この開口を圧油が通過し、アクチュエータポート11、油路25を介してブームシリンダ3のボトム側室に供給される。一方、ブームシリンダ3のロッド側室の圧油は、主管路5、方向制御弁6を介してタンク2に戻される。これにより、ブームシリンダ3は伸長し、ブーム上げが実施される。
【0043】
[ブーム下げ動作]
図3は本実施形態におけるブーム下げ時の状態を示す油圧回路図である。
【0044】
操作装置7を操作して方向制御弁6を同図3の右位置に切換えると、油圧ポンプ1から吐出された圧油は、方向制御弁6、主管路5を介してブームシリンダ3のロッド側室に供給される。ボトム側室の圧油は、油路25、配管破断制御弁10のアクチュエータポート11に与えられる。この間、操作装置7から出力されたパイロット圧がパイロット管路13を介して配管破断制御弁10のパイロットポート14に導かれ、このパイロット圧によりスプール18が同図3の右方に移動し、シート弁17とスプール18との間に開口が形成される。この開口の面積は、操作装置7の操作量に応じたパイロット圧の大きさに相応するものである。これにより、前述のようにアクチュエータポート11に与えられたブームシリンダ3のボトム側室の圧油が、スプール18の移動量に応じてその流量を制御されながら主管路4、方向制御弁6を介してタンク2に戻される。これらにより、ブームシリンダ3は収縮し、ブーム下げが実施される。
【0045】
[主管路4の破断時]
図4は本実施形態における主管路破断時の配管破断制御弁の働きについて説明する説明図である。
【0046】
例えば上述したようなブーム上げ時に、あるいはブーム下げ時に、主管路4に破断を生じたときには、操作装置7を中立位置に戻して方向制御弁6を中立復帰させることにより、配管破断制御弁10が中立に保持され、シート弁17にスプール18が当接する状態となる。これにより、ブームシリンダ3のボトム側室と配管破断制御弁10のアクチュエータポート11とを連絡する油路25と、主管路4とが遮断され、ブームシリンダ3のボトム側室からの圧油が主管路4に流出することが阻止される。これにより、ブーム3aの下降を防止することができる。
【0047】
[主管路4の破断時のブーム下げ]
図5は本実施形態における主管路破断時に、ブーム下げを実施する場合の配管破断制御弁の動作について説明する油圧回路図である。
【0048】
前述した図4に示すように、主管路4が破断して配管破断制御弁10によってブームシリンダ3のボトム室側からの圧油の主管路4への流出を阻止させているときには、例えばブーム3aは空中に停止保持される状態になるが、このようなときに安全等のために、ブーム3aを下げたい場合がある。
【0049】
このような場合には図5に示すように、操作装置7を操作して方向制御弁6を右位置に切換えればよい。これにより、油圧ポンプ1の圧油が主管路5を介してブームシリンダ3のロッド側室に供給されるとともに、操作装置7から出力されたパイロット圧がパイロット管路13に導かれ、配管破断制御弁10のスプール18が右方に移動し、シート弁17とスプール18との間に開口が形成され、上述したようにこの開口を経て、ブームシリンダ3のボトム側室の圧油が破断している主管路4に流出し、ブームシリンダ3が収縮してブーム3aを下げることができる。
【0050】
[過大圧のリリーフ動作]
また、図1に示す中立時等において、配管破断制御弁10とブームシリンダ3間に過大圧が生じると、この過大圧が配管破断制御弁10のアクチュエータポート11、スプール18の絞り19を介して、このスプール18のばね室20に与えられる。このばね室20の圧力が設定圧以上になると、圧力設定用ばね33の力に抗してポペット30が開き、通路31、ばね室32、通路34を介してばね室20とドレンポート16とが連通する。これによりスプール18のばね室32の圧力が低下し、これに伴ってスプール18が同図1の右方に移動してシート弁17との間に開口が形成される。この開口を介して過大圧を主管路4に逃がすことができ、さらに主リリーフ弁8を介してタンク2に逃がすことができる。これによりブームシリンダ3の破損を防止できる。
【0051】
以上のように、本実施形態によれば、配管破断制御弁10とブームシリンダ3間に過大圧が生じたとき、配管破断制御弁10のポペットの移動を介してその過大圧を主管路4に逃がすことができ、したがって配管破断制御弁10とブームシリンダ3間にリリーフ弁を設けることを要せずに所望の機能を確保でき、部品点数を少なくすることができる。これに伴い、製造費を安くすることができるとともに、ブームシリンダ3に付設する配管破断制御弁10が含まれる構造体の重量の軽減と小型化を実現でき、ブームシリンダ3の剛性を低く設定でき、小型化が可能となる。
【0052】
また、上述のように配管破断制御弁10が含まれる構造体の小型化を実現できることから、ブーム3aを含むフロント作業機の駆動中におけるこの構造体の岩石等の障害物への衝突の発生を少なくすることができ、このような衝突に伴う配管破断制御弁10の破損防止に貢献する。
【0053】
また上述のように、配管破断制御弁10とブームシリンダ3間に配置されるようなリリーフ弁を設けなくて済むことに伴い、このようなリリーフ弁とタンク2とを連絡する管径の大きなドレン管路も要することがなく、配管破断制御弁10のドレンポート16とタンク2とを連絡するドレン管路15は、ポペット30を通過する程度の小流量を導くものであり小さな管径のもので済むことから、ドレン配管15のコンパクトな引き回しを実現でき、このドレン配管15を含む配管設計に対する制約を緩和させることができる。
【0054】
【発明の効果】
本発明の各請求項に係る発明によれば、配管破断制御弁と油圧アクチュエータ間にリリーフ弁を設けることなく、配管破断制御弁と油圧アクチュエータ間に生じる過大圧を逃がすことができ、これにより従来に比べて部品点数を少なくすることができる。これに伴い、製造費を安くすることができるとともに、油圧アクチュエータに付設する配管破断制御弁が含まれる構造体の重量の軽減と小型化を実現でき、油圧アクチュエータの剛性を低く設定でき、小型化が可能となる。
【0055】
また、上述のように配管破断制御弁が含まれる構造体の小型化を実現できることから、この油圧駆動装置が備えられる作業機械の駆動中におけるこの構造体の岩石等の障害物への衝突の発生を少なくすることができ、このような衝突に伴う配管破断制御弁の破損防止に貢献する。
【0056】
さらに、配管破断制御弁と油圧アクチュエータ間に配置されるようなリリーフ弁を設けなくて済むことに伴い、このようなリリーフ弁とタンクとを連絡する管径の大きなドレン管路も要することがなく、配管設計に対する制約を従来よりも緩和させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の油圧駆動装置の一実施形態における中立時の状態を示す油圧回路図である。
【図2】本発明の一実施形態におけるブーム上げ時の状態を示す油圧回路図である。
【図3】本発明の一実施形態におけるブーム下げ時の状態を示す油圧回路図である。
【図4】本発明の一実施形態における主管路破断時の配管破断制御弁の働きについて説明する油圧回路図である。
【図5】本発明の一実施形態における主管路破断時に、ブーム下げを実施する場合の配管破断制御弁の動作について説明する油圧回路図である。
【図6】従来の油圧駆動装置における中立時の状態を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
1 油圧ポンプ
2 タンク
3 ブームシリンダ(油圧アクチュエータ)
3a ブーム
4 主管路
5 主管路
6 方向制御弁
7 操作装置
8 主リリーフ弁
9 主リリーフ弁
10 配管破断制御弁
11 アクチュエータポート
12 配管ポート
13 パイロット管路
14 パイロットポート
15 ドレン管路
16 ドレンポート
17 シート弁
17a ばね
18 スプール
19 絞り
20 ばね室
21 第1復帰ばね
22 受け部材
23 ばね室
24 第2復帰ばね
25 油路
30 ポペット(圧力検知手段)
31 通路(圧力検知手段)(スプール駆動手段)
32 ばね室(圧力検知手段)(スプール駆動手段)
33 圧力設定用ばね(圧力検知手段)
34 通路(スプール駆動手段)
35 受け部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a hydraulic drive device having a pipe breakage control valve provided in a work machine such as a hydraulic excavator and capable of preventing the flow of pressure oil from a hydraulic actuator to the main pipe line when the main pipe line is broken. About.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 shows a configuration of this type of conventional hydraulic drive device, and is a hydraulic circuit diagram showing a neutral state.
[0003]
The prior art shown in FIG. 6 is provided in a construction machine such as a hydraulic excavator, and forms a
[0004]
Further, it is attached to the
[0005]
The pipe
[0006]
Moreover, it is attached to the
[0007]
Note that the
[0008]
In the prior art configured as described above, for example, when the
[0009]
Further, when the pipe
[0010]
Further, when the main pipeline 4 is broken, the
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
Since the structure attached to the
[0012]
In addition, the relief valve 27 described above can pass the entire amount of pressure oil flowing from the bottom side chamber of the
[0013]
Further, as described above, as the structure including the relief valve 27 and the pipe
[0014]
Further, the
[0015]
In addition, as a hydraulic drive device provided with this kind of pipe breakage control valve, what is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-303810 is known.
[0016]
The present invention has been made from the actual situation in the prior art described above, and its purpose is to relieve the excessive pressure generated between the pipe break control valve and the hydraulic actuator without providing a relief valve between the pipe break control valve and the hydraulic actuator. An object of the present invention is to provide a hydraulic drive device that can perform the above-described operation.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to
[0018]
In the invention according to
[0019]
The invention according to
[0020]
The invention according to
[0021]
The invention according to
[0022]
The invention according to claim 4 is characterized in that, in the invention according to
[0023]
The invention according to
[0024]
The invention according to claim 6 is characterized in that in the invention according to any one of
[0025]
The invention according to
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a hydraulic drive device of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0027]
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram showing a neutral state in an embodiment of the present invention.
[0028]
In FIG. 1 and FIGS. 2 to 5 to be described later, the same components as those shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals.
[0029]
First, an explanation will be given of what is the same as that shown in FIG.
[0030]
This embodiment shown in FIG. 1 is also provided in a construction machine such as a hydraulic excavator, and forms a
[0031]
Further, it is attached to the
[0032]
The pipe
[0033]
The above configuration is the same as that shown in FIG.
[0034]
In the present embodiment, in particular, the pipe
[0035]
The pressure detection means described above is provided in the
[0036]
The above-described spool driving means is provided in the
[0037]
The
[0038]
The receiving
[0039]
The pressure receiving area on the
[0040]
The operation of the present embodiment configured as described above will be sequentially described.
[0041]
[Boom raising operation]
FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram showing a state when the boom is raised in the present embodiment.
[0042]
When the directional control valve 6 is switched to the left position in FIG. 2 by operating the
[0043]
[Boom lowering operation]
FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram showing a state when the boom is lowered in the present embodiment.
[0044]
When the directional control valve 6 is switched to the right position in FIG. 3 by operating the
[0045]
[When main pipe 4 breaks]
FIG. 4 is an explanatory view for explaining the function of the pipe breakage control valve when the main pipe line breaks in this embodiment.
[0046]
For example, when the main pipeline 4 is broken when the boom is raised or lowered as described above, the piping
[0047]
[Boom lowering when main pipeline 4 breaks]
FIG. 5 is a hydraulic circuit diagram for explaining the operation of the pipe break control valve when the boom is lowered when the main pipe line is broken in this embodiment.
[0048]
As shown in FIG. 4 described above, when the main pipe 4 is broken and the pipe
[0049]
In such a case, as shown in FIG. 5, the
[0050]
[Relief action of excessive pressure]
Further, when an excessive pressure is generated between the pipe breaking
[0051]
As described above, according to the present embodiment, when an excessive pressure is generated between the pipe
[0052]
Further, since the structure including the pipe
[0053]
Further, as described above, since there is no need to provide a relief valve arranged between the pipe
[0054]
【The invention's effect】
According to the inventions according to the respective claims of the present invention, an excessive pressure generated between the pipe breakage control valve and the hydraulic actuator can be released without providing a relief valve between the pipe breakage control valve and the hydraulic actuator. The number of parts can be reduced compared to. As a result, the manufacturing cost can be reduced, the weight of the structure including the pipe break control valve attached to the hydraulic actuator can be reduced and the size can be reduced, the rigidity of the hydraulic actuator can be set low, and the size can be reduced. Is possible.
[0055]
In addition, since the structure including the pipe break control valve can be downsized as described above, occurrence of a collision of the structure with an obstacle such as a rock during driving of the work machine provided with the hydraulic drive device. This contributes to the prevention of breakage of the pipe breakage control valve accompanying such a collision.
[0056]
Furthermore, since there is no need to provide a relief valve that is arranged between the pipe break control valve and the hydraulic actuator, there is no need for a drain pipe having a large pipe diameter that connects the relief valve and the tank. The restriction on the piping design can be relaxed as compared with the conventional case.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram showing a neutral state in an embodiment of a hydraulic drive device of the present invention.
FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram showing a state when the boom is raised in one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram showing a state when the boom is lowered in an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a hydraulic circuit diagram illustrating the operation of a pipe breakage control valve when a main pipe line breaks in one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a hydraulic circuit diagram for explaining the operation of the pipe break control valve when the boom is lowered when the main pipeline breaks in one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a hydraulic circuit diagram showing a neutral state in a conventional hydraulic drive device.
[Explanation of symbols]
1 Hydraulic pump
2 tanks
3 Boom cylinder (hydraulic actuator)
3a boom
4 main pipelines
5 Main pipeline
6-way control valve
7 Operating device
8 Main relief valve
9 Main relief valve
10 Pipe break control valve
11 Actuator port
12 Piping port
13 Pilot pipeline
14 Pilot port
15 Drain line
16 Drain port
17 Seat valve
17a spring
18 spools
19 Aperture
20 Spring chamber
21 First return spring
22 Receiving member
23 Spring chamber
24 Second return spring
25 Oilway
30 Poppet (pressure detection means)
31 Passage (pressure detection means) (spool drive means)
32 Spring chamber (pressure detection means) (spool drive means)
33 Pressure setting spring (pressure detection means)
34 Passage (spool drive means)
35 Receiving member
Claims (7)
上記油圧アクチュエータに付設され、上記油圧アクチュエータと上記主管路との間に配置され、上記操作装置の操作に伴って発生するパイロット圧に応じて上記油圧アクチュエータから上記主管路へ流出する圧油の流量を制御し、上記主管路に破断を生じた際には、上記油圧アクチュエータから当該主管路への圧油の流出を阻止する配管破断制御弁を備え、
この配管破断制御弁が、上記油圧アクチュエータに連絡されるアクチュエータポートと、上記主管路に連絡される配管ポートと、上記パイロット圧が供給されるパイロットポートと、上記タンクに連絡されるドレンポートとを有し、上記配管ポートから上記アクチュエータポートへの圧油の流れを許容させるシート弁と、このシート弁に接離可能に設けられ、上記パイロット圧に応じて移動し、このパイロット圧の大きさに応じて上記シート弁との間に形成される開口の面積を変化させるスプールとを含む油圧駆動装置において、
上記配管破断制御弁が、
当該配管破断制御弁の上記アクチュエータポートに与えられる圧油の圧力が設定圧以上の圧力になったことを検知する圧力検知手段と、
この圧力検知手段で上記設定圧以上の圧力が検知されたときに、上記シート弁と上記スプールとの間に開口を形成するように上記スプールを移動させるスプール駆動手段とを備えたことを特徴とする油圧駆動装置。A hydraulic pump; a tank; a hydraulic actuator driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump; a main line connecting the hydraulic pump and the hydraulic actuator; and the hydraulic pump interposed in the main line A directional control valve for controlling the flow of pressure oil supplied to the hydraulic actuator from above, and an operating device for switching the directional control valve,
A flow rate of pressure oil attached to the hydraulic actuator and disposed between the hydraulic actuator and the main pipeline and flowing out from the hydraulic actuator to the main pipeline in response to a pilot pressure generated in accordance with operation of the operating device A pipe breakage control valve that prevents outflow of pressure oil from the hydraulic actuator to the main pipe line when the main pipe line breaks,
The pipe break control valve includes an actuator port connected to the hydraulic actuator, a pipe port connected to the main pipe line, a pilot port supplied with the pilot pressure, and a drain port connected to the tank. A seat valve that allows the flow of pressure oil from the piping port to the actuator port, and a seat valve that can be brought into contact with and separated from the seat valve, and moves according to the pilot pressure. In accordance with a hydraulic drive device including a spool that changes an area of an opening formed between the seat valve and the seat valve,
The pipe break control valve is
Pressure detecting means for detecting that the pressure of the pressure oil applied to the actuator port of the pipe breakage control valve is equal to or higher than a set pressure;
And a spool driving means for moving the spool so as to form an opening between the seat valve and the spool when a pressure equal to or higher than the set pressure is detected by the pressure detecting means. Hydraulic drive device to do.
上記圧力検知手段が、上記スプールの上記室を介して導かれる圧油の圧力が上記設定圧以上の圧力になったときに開弁するポペットと、このポペットを閉弁方向に付勢する圧力設定用ばねとを含み、
上記スプール駆動手段が、上記ポペットの開弁時に上記スプールの上記室を上記ドレンポートに連通させる経路から成ることを特徴とする請求項1記載の油圧駆動装置。The spool of the pipe breakage control valve has a throttle communicating with the actuator port, a chamber communicating with the throttle and formed in the spool,
A poppet that opens when the pressure of the pressure oil guided through the chamber of the spool becomes equal to or higher than the set pressure, and a pressure setting that biases the poppet in the valve closing direction. For springs,
2. The hydraulic drive apparatus according to claim 1, wherein the spool drive means comprises a path for communicating the chamber of the spool with the drain port when the poppet is opened.
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