JPS58121304A - 油圧シリンダの伸縮保持方法とその油圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、油圧クレーンのズーム伸縮および保持用の油
圧シリンダ等の油圧シリンダの伸縮保持方法とその油圧
回路に関するものである。

油圧クレーンの伸縮ブーム内には伸縮および保持用の油
圧シリンダ（以下、伸縮シリンダと称す）が内蔵されて
いる。この伸縮シリンダは非常に厳しい保持性能が要求
されるため、油密性の優れたピストンシールやホールデ
ィング弁（たとえばカクンタバランス弁）が使用されて
いる。しかしながら、ピストンシールやホールディング
弁を用いただけでは油洩れを完全に止めることは非常に
難しい。

また、ブームを伸縮させ、停止させた後、ある時間が経
過すると、伸縮シリンダ内の油温の低下と前記油洩れに
起因して該シリンダが縮み、ブームが縮むという現象が
生じる′。すなわち、クレーン作業を連続して行うと、
作動油の温度が上昇し、その油が伸縮シリンダ内に注入
されると、該シリンダが長尺で放熱面積が大きいために
、急速に油温か低下する。そのため、伸縮シリンダを伸
縮させた後、停止させると、当初、ズームはその停止直
後の伸縮シリンダ内の圧油の初期圧力Ｐ１　　と、ズー
ム内に設けられたスライディングパッド等の摩擦力とに
よって保持されるが、その後、ある時間経過するＡ１伸
縮シリンダ内の圧油の温度低下により、該圧油が収縮し
、この圧油の収縮と内部リークによってシリンダ内の油
の体積が減少する。

このとき、前記摩擦力によってブームおよび伸縮シリン
ダが保持され、シリンダ内容積が固定されているので、
該シリンダ内の圧力が低下し、該圧力がＰ２　まで低下
すると、シリンダが前記摩擦力に打ち勝って瞬間的に長
さｅ分だけ縮み、その結果、ブームが同長さ分だけ縮む
。その後、シリンダ内の容積と油の体積とが釣合ってシ
リンダ内の圧力が前記初期圧力とほぼ等しい圧力まで回
復し、シリンダおよびブームが停止して再び保持され、
以下、上記同様の現象が数回繰返される。

なお、大型の油圧クレーンでは一般にブームが、５段に
形成され、１段目と２段目、２段目と３段目、３段目と
４段目および５段目の各ブーム間に、第１、第２、第３
の各伸縮シリンダが設けられ、各伸縮シリンダ毎に上記
のような油温の低下と内部リークによる縮み現象が生じ
る。そして、各シリンダの縮みすべてがブーム全長の縮
みとなって表われる。このようにブームが縮むとそれだ
け吊荷が降下することになり、とくに吊荷を吊ったます
で、溶接や組立て等の作業をする場合に非常に危険であ
る。

そこで、上記ブームの縮みを防止するために、ブーム内
に設けられたスライディングパッド部やピストンシール
部において、ブーム伸縮停止後に機械的にロックする方
法が考えられるが、これらスライディングパッド部やピ
ストンシール部は、本来摩擦を小さくするために設けら
れるものであるため、このような部分でロックすること
は全く逆の性能を要求することにな′す、従って、この
ようなロック方法は事実上極めて困難である。

本発明は、このような点に鑑み、油圧クレーンのブーム
伸縮シリンダ等のように、スライプ゛イングバツド等の
摩擦力によっである程度の保持力が得られるようにした
油圧シリンダにおいて、油温の低下および内部リークに
より油圧による保持力が低下し、前記摩擦力に打ち勝っ
て油圧シリンダが縮もうとした際に、直ちに油圧による
保才、１力を初期の値に補正させて油圧シリンダが縮む
ことを防止できる油圧シリンダの伸縮保持方法とその油
圧回路を提供するものである。

本発明の第１の要旨は、方向制御弁の切換え（（より、
油圧ポンプの吐出油を油圧シリンダの両側の油室のうち
の一方の油室に供給すると共に、他方の油室の油をタン
クに還流させて油圧シリンダを伸縮させ、方向制御弁の
中立位置で油圧ポンプの吐出油をタンクに還流させると
共に、油圧シリンダの負荷保持側の油室に連なる保持側
回路をカクンタバランス弁によりブロックして油圧シリ
ンダの停止姿勢を保持するようにした油圧シリンダの伸
縮保持末法において、油圧シリンダの停止時に、前記油
圧ポンプとは別の圧油供給源からの圧油を前記カタンク
バランス弁の上流側の保持側回路から油圧シリンダの負
荷保持側油室に供給して負荷保持側油室内の油圧力を所
定圧力に保持することを特徴とする油圧シリンダの伸縮
保持方法にある。

捷た、第２の要旨は、油圧ポンプの吐出回路に方向制御
弁を介して油圧シリンダの両側の油室が接続され、方向
制御弁は、オフセット位置で油圧ポンプの吐出油を油圧
シリンダの一方の油室に導くと共に、他方の油室の油を
タンクに導き、かつ、中立位置で油圧ポンプの吐出油を
タンクに導くとりＩミに、油圧シリンダの負荷保持側の
油室に連なる保持側回路をブロックするように形成され
、該保持側流路途中にはカウンタバランス弁が設けられ
ている油圧シリンダの伸縮保持用油圧回路において、カ
ウンタバランス弁の上流の保持側流路に、前記油圧ポン
プとは別の補助油圧ポンプと、該補助ｌ＋１１圧ポンプ
からの圧油を前記保持側流路に導く位置とタンクに導く
位置とに切換自在の切換弁と、補助油圧ポンプから前記
保持側流路に導かれる圧油の圧力を制御する圧力制御弁
が接続されているｉ　　　ことを特徴とする油圧シリン
ダの伸縮保持用油迂回１信しこある。

以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説明する。

■は油圧ポンプ（以下、主ポンプと称す）で、その吐出
回路１１にプーム伸縮および保持用油圧シリンダすなわ
ち伸縮シリンダ４に圧油を導く方向制御弁２を接続して
いる。１２は主ＩＪ　ＩＪ−フ弁、。

１３けタンクである。

３はカウンタバランス弁で、伸縮シリンダ４の抑制（保
持側）油室４３と方向制御弁２の間の回路２１と回路２
２０間に設けられている。図面では分り易くするために
、カウンタバランス弁３を伸縮シリンダ４から離して図
示しているが、該ブ１３け通常は伸縮シリンダ４に直結
されるものである。また、伸縮シリンダ４はプーム５内
に装備され、プーム５は下位プーム５１に上位プーム５
２が摺動自在に挿入され、伸縮シリンダ４によって伸縮
されるもので、図面では分り易くするために０、シリン
ダボトム４１のヘッド側を下位シーム５１内に固着し、
ピストンカッド４２の先端を一ヒｆ！７．フーム５２内
に固着しているが、通常はシリンダボトム４１のヘッド
側を上位プーム５２内に、ビストシロツド４２の先端を
下位プーム５１内にそれぞｈ−１，ｊｊ１着し、そのロ
ッド先端からロッド内に設けらノ１．た孔を利用してシ
リンダ内の伸側油室４３と引側油室４４に圧油を供給で
きるように構成する。

５３　、’　５４はスライディングパッドである。

６は、伸縮シリンダ４の縮み防止のための圧油を供給す
る圧油供給源としての補助油圧ポンプ（以下、補助ポン
プと称す）で、その吐出回路６１にｕＪ換＊−７を介し
て補助回路７１とタンク１３への民り回路７２とを接続
している。補助回路７１はカウンタバランス弁３の上流
側の回路２１に合流する如く接続され、該補助回路７１
の途中には圧力制御弁としての補助リリーフ弁７３が接
続されている。７４は逆止弁である。前記補助リリーフ
弁７３の設定圧力ＰＨを高くすると伸縮シリンダ４を保
持する際に同シリンダ４が伸びるおそれがあり、また、
低くすると伸縮シリンダ４の保持力がｔｊ！られなくな
るので、その設定圧力ＰＨは伸縮シリンダ４の停止直後
における押倒油室４３内の初期圧力Ｐ１　　と、その後
の油温の低下に起因してシリンダ４が縮むときの押倒油
室４３内の圧力Ｐ２　との間の圧力に設定されている。

次に作用について説明する。

今、プーム５を伸ばすときは、切換弁７を図示の位置に
保持したままで、方向制御弁２を図面左位置に切換える
。これにより、主ポンプ１の吐出油が矢印イ方向に導か
れ、カウンタバランス弁３を経て伸縮シリンダ４の押倒
油室４３内に流入し、同シリンダ４が伸ばされ、プーム
５が伸ばされる。

このとき、引例油室４４内の油は矢印口方向ｉｃ　ｊｇ
かれタンク１３に還流される。

上記プーム５の伸長作動時には、切換弁７を図示の位置
に保持させであるので、補助ポンプ６の吐出油は矢印ハ
方向に導かれてタンク１３に還流され、従って、該補助
ポンプ６の吐出油が補助回路７１および伸側油室４３に
導かれることはない。

次に、プーム５を所望の長さまで伸長させた後、方向制
御弁２を中立に戻すと、主ポンプ１の吐出油は矢印二方
向に導かれてタンク１３に還流さ１１１回路２１は方向
制御弁２によりブロックされ、回ＦＶ’＋　２２はカタ
ンクバランス弁３によりブロックさ７ｉ、　Ｏｏこれに
よって、伸縮シリンダ４およびブーｔ、　５の伸長は停
止され、上位プーム５２が伸縮シリンダ４の伸側油室４
３内の油圧力とスライディングパッド５３．５４等の摩
擦力によって保持される。

その後、前記プーム伸長時に昇温しで伸側油室４３内［
流入した圧油の温度が、シリンダボトム４１の放熱等に
よって次第に低下し、これに伴りて伸側油室４３内の圧
油が次第に収縮する。このとき、スライディングパッド
５３．５４等の摩擦力によって上位プーム５２が保持さ
れ、押倒油室４３の内容積が固定されているので、該油
室４３内の圧力が次第に低下する。そして、上記プーム
停止後にある時間が経過すると、前記摩擦力に打ち月４
１つて上位プーム５２が降下しようとする。

、　　　　　　Ｌかし、この場合、上記方向制御弁２を
中立に戻した際、これと同時にあるいはその後プーム５
が降下する直ｉｆ１までに、切換弁７を図面右位置に切
換えておけば、補助ポンプ６の吐出油が矢印ホ方向に導
かれ、補助回路７１、カクンタ／＜ランノ弁３、回路２
２を経て伸側油室４３内に流入し、これによって伸縮シ
リンダ４およびプーム５の緬みが防止される。すなわち
、伸縮シリンダ４が作動停止された後、油温の低下によ
って押開油室４：３内の圧油が収縮しかつ内部リークが
生じても、その収縮量および内部リークに見合った圧油
が補助ポンプ６から伸側油室４３内に補給され、押倒ｎ
Ｊｊ室４３内の容積と圧油の体積とが釣合うように抽圧
される。このとき、補助ポンプ６から押倒油室４３に導
かれる圧油の圧力は補助リリーフ弁７３によって決めら
れ、その圧力がＰＨとなる。この圧力ＰＨは上記伸縮シ
リンダ４が油温の低下に起因して縮むときの伸側油室４
３内の圧力Ｐ２　　よりも高いため、該シリンダ４が縮
むことはない。また、前記圧力ＰＨはシリンダ停止直後
の伸側油室４３内の初期圧力Ｐ１　以下であるため、補
助ポンプ７からの圧油によって伸縮シリンダ４が伸ばさ
れることもない。従って、伸縮シリンダ４は停止状態に
保持され、プーム５の縮みすなわち上位プーム５２およ
び吊荷の降下が防止される。

次Ｖこ、プーム６を短縮させるときは、切換弁７を図示
の位置に戻し、方向制御弁３を図面右位置にで切換えれ
ばよい。これにより、主ポンプ１の吐出油が矢印へ方向
に導かれて伸縮シリンダ４の開側油室４４に流入すると
共に、伸側油室４３内のＭｌが矢Ｅｌ］ト方向に導かれ
、カタンクバランス弁３等を経てタンク１３に還流され
、以って、伸縮シリンダ４が縮められ、プーム５が縮め
られる。このとき、切換弁７が図示の位置にあるので、
補助ポンプ６の吐出油は矢印ハ方向に導かれ、従って、
この吐出油がｆｒｌＩ記伸縮シリンダ４の短縮作動に影
響をおよぼすことはない。

こうしてプーム短縮作動した後は、方向制御弁２を中立
に戻し、切換弁７を図面右位置に切換えることにより、
以下、プーム伸長作動後と同じ作用で伸縮シリンダ４お
よびプーム５の停止状態を保持できる。

ところで、上記油圧回路において、方向制御弁２のリノ
換えに連動して切換弁７を切換えるようにしてもよい。

この場合、たとえば切換弁７を方向制御弁２に連結して
３位置に切換自在とし、方向制御弁２が中立位置にある
ときは、切換弁７も中立位置にあり、この切換弁７の吊
立位置で補助ホンプロの吐出油を押倒油室４３に導くよ
うにし、方向制御弁２を左または右のオフセット位置に
切換えたときは、切換弁７も左または右のオフセット位
置に切換えられ、この位置で補助ポンプ６の吐出油をタ
ンクに導（ようにすればよい。こうすれば、伸縮シリン
ダ４の伸縮作動を停止すれば、自動的に補助ポンプ４の
吐出油が押倒油室４３に導かれ、該シリンダ４の停止姿
勢を保持できる。

上記実施例では、伸縮シリンダ４を保持するために、主
ポンプｌとは別の圧油供給源として補助ポンプ６を用い
たが、補助ポンプ６０代りにアキュムレータを用い、主
ポンプ１の作動時ＫＭアキュムレータに圧油を蓄圧し、
伸縮シリンダ４を保持する際にこのアキュムレータから
伸縮シリンダ４に圧油を補給するようにしてもよい。

また、上記実施例では、−木の伸縮シリンダ４ンこりい
てのみ説明したが、油圧クレーンにはズームが２〜５段
に設けられており、各ブーム間に設けらｈた。伸縮シリ
ンダ毎に本発明による方法および泪１圧回路を採用して
各ブームの縮みを防止できるものである。

なお、本発明は、油圧クレーンのブーム伸縮および保持
用の油圧シリンダに限らず、油圧シリンダをその伸縮作
動後に同シリンダの押開油室内の油圧力と、スライディ
ングパッドやピストンシールまたはこれらに類似する案
内部材による摩擦力とによって保持し得る機能を備えた
油圧シリンダであれば、本発明の採用が可能である。ま
た、油圧シリンダを上下逆向きにしてロンド側油室内の
圧油で負荷を保持する場合にも本発明を適用できること
はいうまでもない。

以上説明したように、本発明によれば、油圧シリンダの
伸縮作動停止後、主ポンプとは別の圧油６　　　供給源
からの圧油を油圧シリンダの負荷保持側（押１１ｔ！Ｉ
または引側）油室に供給して同油室内の油圧力を所定圧
力に保持することによって、油圧シリまた、本発明の油
圧回路によれば、補助１１１１路の圧力供給源から切換
弁および圧力制御弁を経てカクンタバランス弁と方向制
御弁の間の流路に圧油を導き、該圧油を油圧シリンダの
負荷保持側油室に流入させて、同油室の圧力を所定の保
持圧力に制御するように構成しであるので、簡単な回路
構成で油圧シリンダの停止状態を保持でき、油圧シリン
ダが停止後に伸び過ぎたり縮み過ぎたりすることなく、
所望の停止位置に保持させて安全性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示す油圧回路図である。 １・・・主油圧ポンプ　１１・・・その吐出回路、２・
・・方向制御弁、２１．２２・・・回路（保持側）、３
・・・カクンタバランス弁、４川油圧シリンダ、４３・
・・押倒（負荷保持側）油室、４４・・・引例油室、５
・・・ブーム、６・・・補助油圧ポンプ、７川切換弁、
７１・・・補助回路、７２・・・戻り回路、７３・・・
補助リリーフ弁（圧力制御弁）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　方向制御弁の切換えにより、油圧ポンプの吐出油
   を油圧シリンダの両側の油室のうちの一方の油室に供給
   すると共に、他方の油室の油をタンクに還流させて油圧
   シリンダを伸縮させ、方向制御弁の中立位置で油圧ポン
   プの吐出油をタンクに還流させると共に、油圧シリンダ
   の負荷保持側の油室に連なる保持側回路をカタンクバラ
   ンス弁によりブロックして油圧シリンダの停止姿勢を保
   持するようにした油圧シリンダ′の伸縮保持方法におい
   て、油圧シリンダの停止時に、前記油圧ポンプとは別の
   圧油供給源からの圧油を前記カクンタバランス弁の上流
   側の保持側回路から油圧シリンダの負荷保持値油室に供
   給して負荷保持側油室内の油圧力を所定圧力に保持する
   ことを特徴とする油圧シリンダの伸縮保持方法。 ２、油圧ポンプの吐出ａｌｌ＋に方向制御弁を介して油
   圧シリンダの両側の油室が接続され、方向制御弁は、オ
   フセット位置で油圧ポンプの吐出油を油圧シリンダの一
   方の油室に導くと共に、他方の油室の油をタンクに導き
   、かつ、中立位置で油圧ポンプの吐出油をタンクに導く
   と共に、油圧シリンダの負荷保持側の油室に連なる保持
   側回路をブロックするように形成され、該保持側回路途
   中にはカタンクバランス弁が設けられている油圧シリン
   ダの伸縮保持用油圧回路において、カクンタバランス弁
   の上流の保持側回路に、前記油圧ポンプとは別の補助油
   圧ポンプと、該補助油圧ポンプからの圧油を前記保持側
   回路に導く位置とタンクに導く位置とに切換自在の切換
   弁と、補助油圧ポンプから前記保持側回路に導かれる圧
   油の圧力を制御する圧力制御弁が接続されていることを
   特徴とする油圧シリンダの伸縮保持用油圧回路。