JPS58121305A - 油圧シリンダの伸縮保持用油圧回路 - 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ヒ保持用の油
圧シリンダ等の油圧シリンダの伸縮保持用油圧回路に関
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仁い保持性能が要求
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（たとえば力タンクバランス弁）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。

ま九、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不可避的な油
洩れに起因して該シリンダが縮み、ブームが縮むという
現象がずじる。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、ブ
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、ある時間経過すると、
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
、この圧油の収縮と前記油洩れ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÷、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
ち勝つて瞬間的に長さ１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油洩れ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。このようにズームが縮むとそれ
だけ吊荷が降下することになり、とくに吊荷を吊ったま
まで、溶接や組立て等バ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だロックする方
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り、従、２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、スライディングパッド等の摩
擦力によっである程度の保持力が得られるよう比した油
圧シリンダにおいて、油温の低下による油の収縮および
不可避的な油洩れが生じてもその分だけ直ちに圧油を補
給でき、油圧によるシリンダ保持力を所定の値に保持さ
せて油圧シリンダが縮むと、とを防止できる油圧シリン
ダの伸縮保持用油圧回路を提供するものである。

本発明の特徴とするところは、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フ駁タバランス弁が設け
られ、カウンタバランス弁の下流の保持側［ｆｆ１Ｆｌ
ｌｔ［、緊急遮断弁およびスローリターンチェック弁を
介してアキュムレータを接続してなる油圧シリンダの伸
縮保持用油圧回路にある。

以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説明する。

１は油圧ポンプで、その吐出回路１１にブーム伸縮およ
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は主リリーフ弁、１３はタンクである。

３はカウンタバランス弁で、伸縮シリンダ４の押倒（保
持側）油室４３と方向制御弁２の同の回路２１と回路２
２の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、皺伸３は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はブーム５内に
装備され、ブーム５は下位ブーム５１に上位ブーム５２
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、シリンダボ
トム４１のヘッド′側を下位ブーム５１内に固着し、ピ
ストンロッド４２の先端を上位ブーム５２内に固着して
いるが、通常はシリンダボトム４１のヘッド側を上位ブ
ーム５２内に、ピストンロッド４２の先端を下位ブーム
５１内にそれぞれ固着し、そのロッド先端からロッド内
に設けられた孔を利用してシリンダ内の押倒油室４３と
開側油室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、伸相シリンダ４の縮み防止のための圧油補給用と
してのアキュムレータで、図外の旋回ポンプ等の圧力供
給源から導入された圧油が蓄圧される。アキュムレータ
６の出口回路６１　、６２の間にはスローリターンチェ
ック弁７が設けられ、回路６２の先端が緊急遮断弁８を
介してカクンタバランス弁３の上流側の回路２２に接続
されている。この場合、アキュムレータ６の蓄圧力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の保持力が得られなくなるので、該蓄圧力ＰＨは
伸縮シリンダ４の停止直後における伸側油室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が縮むときの伸側油室４３内の限界圧力Ｐ２　　
との間の圧力に設定さく　　　れている。

次に作用について説明する。

今、ブーム５を伸ばすときは、方向制御弁７を図面左位
置に切換える。これにより、油圧ポンプ１の吐出油が矢
印イ方向に導かれ、カタンクバランス弁３を経て伸縮シ
リンダ４の伸側油室４３内に流入し、同曲、室４３内の
圧力が上昇して該シリンダ４が伸ばされ、ブーム５が伸
ばされる。このとき、引側油室４４内の油は矢印口方向
に導かれタンク１３に還流される。

一方、ｙキュムレ−クロに蓄圧された圧油は、常時、回
路６１からスローリターンチェック弁７を経て回路６２
に導かれているが、上記ブーム伸長作動時には、矢印イ
方向に導かれた圧油の圧力ＦＡ　がアキュムレータ６の
蓄圧力ＰＨよりも高圧となっており、緊急遮断弁８が回
路２２側がら導かれたパイロット圧によって図面下位置
に切換えられ、回路２２と回路６２とが遮断される。そ
のため、アキュムレータ６からの圧油が前記押倒油室４
３に流入することはなく、また、油圧ポンプ１の吐出油
がアキュムレータ６側に流入することもなく、油圧ポン
プ１の吐出油のうち方向制御弁２のスプール開度に見合
りた流量の圧油が押倒油室４３に導かれる。従って、伸
縮シリンダ４の伸長作動をアキュムレータ６に干渉され
ずに方向制御弁２によって適正に制御でき、ブーム５を
スムーズに伸長させることができる。

次に、ブーム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、油圧ポンプ１の吐出油は矢印ハ
方向に導かれてタンク１３に還流され、回路２１ｉｒｉ
方向制御弁２によりブロックされ、回路２２はカクンタ
バランス弁３によりブロックされる。これによって、伸
縮シリンダ４およびブーム５の伸長は停止され、上位シ
ーム５２が伸縮シリンダ４の伸側油室４３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、前記ブーム伸長時に昇温しで伸側油室４３内に
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、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ブーム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、上記ブーム停止後にある
時同が経過すると、前記摩擦力に打ち勝つて上位プーム
５２が降下しようとする。

しかし、このように伸縮シリンダ４の作動停止後、油温
低下による圧油の収縮および不可避的なｆｉｔｌ洩れ等
によって、上記伸側油室４３内の圧力がシリンダ停止直
後の初期圧力Ｐ１　　より吐くなると、直ちに緊急遮断
弁８が回路６２側から導かれるパイロット圧とばね８１
による押圧力によって図示の位置に切換えられる。これ
によってアキュムレータ６に蓄圧されていた圧油が矢印
二方向に導かれ、前記圧油の収縮量および油洩れ蛍に見
合った圧油が伸側油室４３内に流入され、伸側油室４３
内の容積と圧油の体積とが釣合うように補正され、かつ
、伸側油室４３内の圧力がアキュムレータ６の蓄圧力Ｐ
Ｈに対応する圧力に補正される。このとき、蓄圧力ＰＨ
を伸縮シリンダ４が油温の低下等に起因して縮むときの
伸側油室４３内の限界圧力Ｐ２　　よりも高くしである
ため、押側油室４３内の圧力が前記限界圧力Ｐ２　　よ
りも低くなることはなく、伸縮シリンダ４が縮むことが
防止される。

また、蓄圧力ＰＨを前記初期圧力Ｐ１　以下に設定しで
あるので、押倒油室４３内の圧力が初期圧力Ｐ１　　よ
り高くなることはなく、伸縮シリンダ４が伸びることは
ない。以って、伸縮シリンダ４は停止状態に保持され、
ブーム５の縮みすなわち上位ブーム５２および吊荷の降
下が防止される。

次に、ブーム５を短縮させるときは、方向制御弁３を図
面右位置に切換えればよい。これにより、油圧ポンプｌ
の吐出油が矢印小方向に導かれて伸縮シリンダ４の引例
油室４４に流入すると共に、押倒油室４３内の油が矢印
へ方向に導かれ、カウンタバランス弁３等を経てタンク
１３ｖｃＭ流され、以って、伸縮シリンダ４が縮められ
、ブーム５が縮められる。

、　　　　　このとき、流路２２７ｊ？低圧となるため
、緊急遮１　　　新井８が図示の位置にあり、アキュム
レータ６から圧油がスローリターンチェック弁７、緊急
遮断弁８を経て回路２２に流入し、押倒油室４３からの
流出油と合流してタンク１３に流出されるが、このアキ
ュレータ６からの流出油はスローリタ・−ンチェック弁
７および緊急遮断弁８の各絞り弁によって流量制御され
るので、その流出量は僅少である。また、この流出量に
見合った流量は別途ｂｔｆｆ回ポンプ等の圧力供給源か
ら遂次補充される〇こうしてブーム短縮作動した後は、
方向ｊ１７制御六２を中立に戻すことにより、以下、プ
ーム仲艮作動後と同じ作用で伸縮シリンダ４およびブー
ム５の停止状態が保持される。

なお、上記油圧回路において、カウンタバランス弁３の
上流側の回路２１が破損したときは、回路２２がカウン
タバランス弁３によってブロックされる。また、アキュ
ムレータ６からの圧油」をカウンタバランス弁３の下流
側に導入するようにし−であるが、緊急遮断弁８をカウ
ンタバランス弁３に連結して設けであるので、回路６２
が破損したときは直ちに緊急遮断弁８が図面下位置に切
換えられる。従って、伸縮シリンダ４が急緻に細ん／こ
り、吊荷が急降下したりするおそれはない。

ところで、上記実施例では、−木の伸縮シリンダ４につ
いてのみ説明したが、油圧クレーンＶｃａ−プームが２
〜５段に設けられており、各ブーム間ｌこ、ｌとけられ
た伸縮シリンダ毎に本発明による方法および油圧回路を
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（ｔＨｉ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／１１１圧力と、
スライディングパッドやピストンシール捷たはこれらに
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。

以上説明した如く、本発明によれば、油圧シリンダの伸
縮作動停止後に、油温低下や不可避的な油洩りによって
負荷保持側の油室の圧力が低下しても、同油室に直ちに
アキュムレータから圧油を補給して同油室内の油圧力を
所定圧力に保持することができ、油圧シリンダの停止状
態を俯実に保持できる。また、アキュレークからの圧油
をカウンタバランス弁の下流側に導いて負荷保持側油室
に導くようにしであるので、圧力損失が少なくて応答性
がよく、伸縮シリンダの保持性能を向上でき、かつ、緊
急遮断弁の存在により安全性をも向上できるのである。

【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
・・・カウンタバランス弁、４・・・油圧シリンダ、４
３・・・抑制（負荷保持側）油室、４４・・・引例油室
、５・・・ブーム、６・・・アキュムレータ、７・・・
スローリターンチェック弁。 特許出願人　　株式会社神戸装鋲所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、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
   はカウンタバランス弁が設けられ、カウンタバランス弁
   の下流の保持側回路に、緊急遮断弁およびスローリター
   ンチェック弁を介してアキュムレータを接続してなるこ
   とを特徴とする油圧シリンダの伸縮保持用油圧回路。