JPS58121306A - 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、油圧クレーンのブ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しい保持性能が要求
されるため、油密性の優ｔｒ。

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して難しい。とくに、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
が仲４ａ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、急激に油温か低下し、それ
に伴って該シリンダ内の圧油が収縮し、その結果、伸縮
シリンダか縮み、ブームが縮むという問題があった。こ
のブームの縮み現象をさらに詳述すると次の通りである
。

今、伸縮シリンダを作動させた後、停止させると、ブー
ムはその停止直後の伸縮シリンダ内の圧油の切用圧力Ｐ
１　　と、ブーム内に設け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、伸縮シリンダ内の油３品の低下による油の収縮
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、ブームおよびシリンダは前記摩擦力によ
って保持され、内容積が固定されているので、シリンダ
内の油の圧力が低下する。そして、該シリンダ内の１Ｉ
ＩＩ　’Ｅ力がＰ２　ｔ：で低下すると、シリンダは前
記摩擦力１（打ち勝つて瞬間的に長さｌ！１　分だけ縮
む。

、　　　’ｔ　Ｃ’）（ｉ）−・＞ＩＪ＞り’Ｙ＠Ｈｔ
°ｍｏ＊ｓａ””ｔ’Ｊ　４°７シリノダ内の圧力が前
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１υ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［・」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１１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第１図に示すようｆｘ縮み現象が生
じる。第１図において、線Ｃ１は第１仲、縮シリンダ、
線Ｃ２は第２伸縮シリンダ、線Ｃ３は第３伸縮シリンダ
の各長さの変化を表わしている。

この場合、各シリンダ毎に内容積が異るため（（縮みの
周期は異るが、各シリンダの縮みすべてがズーム全長の
縮みとなって表われる。このようにゲームが縮むとそれ
だけ吊荷が降丁することになり、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ト部やピスト
ンシール部において、ブーム伸縮後に槻械的にロックす
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１．このような部分でロックす
ることは全く逆の・１生ｆｒｌＥ、を要求することにな
り、従って、このような【ｒツタ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ｂ′）ブ
ーム伸縮シリンダ等のように、スライディングバンド等
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Ｆにより油圧による
保持力が低下し、前記摩隙力Ｌｃ打ち［涛って油圧シリ
ンダが縮もうとした際ｅこ、簡単な切換操作で油圧によ
る保持力を初期の＠に補ＩＩ：、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、油圧ポンプと、油圧シリ
ンダと、油圧ポンプから油圧シリンダの両画の油室に対
する圧油〜の供給方向を切換える方向制御弁と、該方向
制御弁と油圧シリンダの負荷保持ｆＵＵ油室との間の負
荷保持回路途中に接続され・るカクノクバランス弁と、
前記油圧ポンプをオンロードさせる位置とアシロードさ
せる位置とりこ切換自在の第１切換弁と、前記油圧ポン
プとは別σ）圧油供給源と、該圧油供給源からの！ｆ油
を前記臼荷保持回路に供給する供給位置とその供給を停
止する非供給位置とに切換自在の第２　ｖＪ換弁と、９
瀉圧油供給源から負荷保持回路に導く圧油の圧力を制御
する可変減圧弁と、前記第１、第２切換Ｊ［を切換える
切換手段とを有し、該切換手段により、油圧シリンダの
作動時に第１切換弁を油圧ポンプのオンロード位置に切
換えると共に第２切換ｆ［を非供給位置に切換え、油圧
シリンダの停止姿勢を保持する際に第１切換弁を油圧ポ
ンプのアンロード位置に切換えると共に第２切換弁を供
給位置に切換えるようにした点にある。

以下、本発明を第２図、第３図に示す’Ｊ＜　：＊　ｔ
ａｌｌ　ｉ’こ基づいて説明する。

ｌは油圧ポンプ（以下、主ポンプと称す）−Ｃ，。

その吐出回路１１に、ブーム俯仰用油圧シリンダ（以下
、俯仰シリンダと称す、（＋：＋Ｌ図示省略）（・こ圧
油を導く方向制御弁２と、ブーム伸縮および１゛４コ性
用のｌ山王シリンダすなわち伸縮シリンダ５に圧１ＩＬ
Ｉｔ、“早く方向制御弁３とを図示の如く接続している
。１２ｉ、ｉアンロード弁で、そのベント回路１３に第
１電磁切換弁１４が接続され、ブーム６の俯仰角度が所
定の角度範囲内にあって自−動停止スイッチがＯＦ　Ｆ
されているときは、第１電磁切換弁１４が図示の位置に
あって主ポンプ、１がオンロードされ、・俯仰角度が所
定の角度範″囲から外れて自１ｒｌＩＩ序止スイッチが
ＯＮされると、第１電磁切換弁１４が図面右位置に切換
えられて主ポンプ１′がアン１コードさ八る。１５け油
タンクである。

４はカタンクバランス弁で、伸縮シリンダ５と方向制御
弁３の間に設けられている。図面では分り易くするため
に、カウンクバランス弁４を伸縮シリンダ５から離して
図示しているが、皺伸４は通常はＯＩノ縮クシリンダ５
直結される。

、　　　　４３は第１圧力検出器で、カタンクバランス
弁４と伸縮シリンダ５の負荷保持側油室この場合は伸側
油室５３との間の負荷保持回路すなわち伸側回路４１の
途中に設けられ、押倒油室５３内の圧力を検出する。

伸縮シリンダ５はブーム６内に装備され、ブーム６は下
位ブーム６１に上位ブーム６２が抽Ｕ」自在に挿入され
、伸縮シリンダ５によつで伸縮さ才りるもので、図面で
は分り易くするために、シリンダボトム５１のヘッド側
を下位ブーム６１内に固着し、ピストンロッド６２の先
端を上位フ−ムロ゛２内に固着しているが、通常はシリ
ンダホトＩ、５１のヘッド側を上位ブーム６２内（ｃｌ
　ピストンロッド６２の先端を下位ブーム６１内にそれ
ぞれ固着し、そのロッド先端からロンド内に設けらｊｔ
た孔を利用してシリンダ内の伸側油室５３と開側油室５
４に圧油を供給できるように構成する。

６３．６４はスライディングパッドである。

７は補助ポンプで、図例では旋回回路に＋ｆ７＋＋を供
給するための旋回用ポンプを用い、その、吐出面をプラ
イオリティ弁７１を介して補助回路７２８１こ優先的に
導く↓うにしている。補助ポンプ７Ｇでは旋回以外のポ
ンプを用いてもよい。補助回路７２にはアンロード弁７
３とアキュムレータ７４を接続し、補助ポンプ７から常
時優先的にアキュムレータ７４に圧油を導いてアキュム
レータ７４に所定のＩＥ圧力囲（たとえば９０〜１２０
　／ｃ９／ｍ）の圧油」を晶圧できるようにし、さらに
、アキュムレータ７４から第２電磁切換弁７５、可変減
圧弁７６、回路７７および逆止弁７８を経て前記方向制
御弁３とカクンタバランス弁４との間の負荷保持回路す
なわち伸側回路３１に圧油を導くようにしている。１１
ｆ変減圧弁７６は、アキュムレータ７４から導入される
一次側の圧力に対して二次側に導出する圧力すなわち回
路７７から伸側回路３１に流入させる圧油の圧力を設定
した一定値に制御するためのもので、回路７７に接続し
た第２圧力検出器７９によって二次側に導出する圧力を
検出できるものである。

なお、前記第１電磁切換弁１４と第２電磁切換ｆｆ７５
は、第３図の電気回路図に示す如く保持後構付の切換ス
イッチ８に接続され、この切換スイッチ８がＯＦＦのと
きは両電磁切換弁１４．７５がともに消磁されて第２図
々示の位置にあり、切換スイッチ８がＯＮされることに
より、両？［磁１７Ｊ換弁１４，７５がともに励磁され
て切換えられる。

８１はダイオードで、ブーム俯仰角度カニ所定ｊｒｊ度
範囲外になったときに、切換スイッチ８のＯＮ。

ＯＦＦに関係なく。、ブーム側から送られる自ｆｉＩＩ
％’止信号を第１電磁切換弁１４のみに導いて同舟１４
を切換え、主ポンプ１をアンロードするように設けてい
る。

次に作用について説明する。

今、ブーム６を伸ばすときは、俯仰Ｉｎ　’ｊｊ　（ｉ
：＋］　ｉｌｌ　ｉ開弁２を中立位置に保持し、かり、
切換スイッチ８をＯＦＦし、第１電磁切換弁１４と第２
電磁１ｕＪ　（灸弁７５を消磁して両弁１４．’７ｓを
図示の（ｉＬｔＲｃ保持した状態で、伸縮用方向制御弁
３を図面左（装置に切換えることにより、主ポンプ１の
吐出氾」力；矢印イ方向に導かれ、カクンタノくランス
弁４を経て伸縮シリンダ５の押倒油室５３内に流入する
と共に、引例油室５４内の油が矢印口方向ＶＣ導力・ｊ
Ｌ。

油タンク１５に還流され、以って、伸縮シＩＪシタ゛５
が伸ばされ、ブーム６が伸ばされる。

なお、プーム６を短縮させるときは、前記同様に俯仰用
す向制御弁２を中立位置に保持し、切換スイッチ８をＯ
ＦＦしたままで、伸縮用方向制御弁３を図面ｔｊ位置に
切換えればよい。これにより、土ポツプ１の吐出油が矢
印ハ方向に導かれて伸縮シリンダ５の列側油室５４に流
入すると共に、押［１１＋１油室５３内の油が矢印二方
向に導かれ、カクンタバランス弁４等を経て油タンク１
５に還流され、１゛！、って、伸縮シリンダ５が縮めら
れ、プーム６が縮められる。

上記プーム６の伸縮作動時には、切換スイッチ８をＯＦ
Ｆしているので、第１電磁切換弁１４は図示の位置にあ
って、主ポンプｌはオンロードされ、かつ、第２電磁切
換弁７７も図示の位置にあるので、アキュムレータ７４
からの圧油は押倒回路３１に導かれることはなく、また
、回路７７に逆止弁７８を設けであるので、主ポンプ１
からのイ １′　　　吐出油および押倒油室５３からの戻り油が可
変減圧弁７６側に流入することもなく、従って、従来の
油１ｆ回路と同様の作用でプーム６を伸縮させることが
できる。

次に、プーム６を所望の長さまで伸長または短縮させた
後、伸縮用方向制御弁３を中立に仄すと、主ポンプ１の
吐出油は矢印ホ方向に導かれて油タンク１５に還流され
、押倒回路３１は方向制御弁３１Ｃよりブロックされ、
押倒回路４１はカクンタバランス弁４によりブロックさ
れ、伸縮シリンダ５およびプーム６は停止され、上位プ
ーム６２が伸縮シリンダ５の押倒油室５３内の油圧力と
スライディングパッド６３．６４％の摩擦力ｔｃよって
保持される。

ところで、上記プーム６を長時間停止させる場合、プー
ム６の停止後、そのプーム伸縮作動時Ｃて昇温して押倒
油室５３内に流入した圧油の温度がシリンダボトム５１
の放熱等によって次第１Ｃ低丁し、押倒油室５３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
６３．６４等の摩擦力によりて上位プーム６２が保持さ
れ、押倒油室５３の内容積が固定されているので、該油
室５３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Ｉｃ打ち肋
って上位プーム６２が降下しようとする。

このような場合、切換スイッチ８をＯＮすることにより
、伸縮シリンダ５およびプーム６が縮°むことを防止で
き、プーム６を所望の停止位置に保持できる。

すなわち、切換スイッチ８をＯＮすると、第２電磁切換
弁７５が励磁されて図面左位置に切換えられ、アキュム
レータ７４からの圧油が矢印へ方向１’Ｉ：導かれ、第
２電磁切換弁７５、可変減圧弁７６、逆止弁７８、カク
ンタバランス弁４を経て仲〜ｄシリンダ５の押倒油室５
３に流入する。こののトキ、アキュムレータ７４から押
倒油室５３に流入する圧油の圧力は、可変減圧弁７６に
よってｉｒｌ＋御されるもので、その制御手段として、
第２圧力険出２：÷７９によって検出される可変減圧弁
７６の二次側圧力が、プーム６の停止直後に第１Ｕｆ：
、力検出器４３に□よって検出された押倒油室５３の初
期保持圧力に対Ｉぴする圧力となるように、可変減圧弁
７６を調節する。これにより、アキュムレータ７４から
押倒油室５３に対して前記初旬ｊ仙Ｓ士ケ王力に対応す
る圧力の圧油が供給され、Ｂｔって、０１」記ブーム停
止後に押倒油室５３内の圧油力玉温度代下等により収縮
あるいは不可避的な油洩れ力；、１）ｉｔ。

でも、その収縮量および油洩れに見合う圧油力；ＪＩＴ
’側油室５３内に補給されることになり、（［＋］Ａｔ
１ｆシ１ノンダ５およびプーム６が縮むこと７５；防止
される。

なお、その後、第２電磁切換弁７５を励磁したままで放
置しておいても、アキュムレータ７４力・ら押倒油室５
３に供給される圧油は可変減圧弁７６によって初期保持
圧力に対応する圧力にｉ制御されているので、該アキュ
ムレータ７４力）らの圧油によって伸縮シリンダ５が伸
ばされるふ・それｆｄない。また、上記可変減圧弁７６
の圧力設定に多少の誤差があっても、プーム６の摩擦に
よる保持力が働いているので、アキュムレータ７４力≧
らの圧油によって伸縮シリンダ５が伸びたりあるいは縮
んだりするおそれはなく、伸縮シリンダ５およびプーム
６は初期の停止位置に確実に保持されるのである。

さらに、上記ブーム６を保持しているときは、前記切換
スイッチ８のＯＮによって第１電磁切換弁１４が励磁さ
れて図面右位置に切換えられ、アンロード弁１２のベン
ト回路１３が油タンク１５に開放され、主ポンプ１がア
シロードされているの−Ｃ１伸縮用方向制御弁３を切換
えても主ポンプｌから伸縮シリンダ５に圧油が供給され
ることはなく、また、俯仰用方向制御弁２を切換えても
主ポンプ１から俯仰用シリンダに圧油が供給されること
もない。つまり、上記ブーム保持の作動中に、ゲーム６
０俯仰角度やズーム長さを変えると、伸縮シリンダ５の
保持に必要な押倒油室５３内の圧力が変化し、この油室
５３内の圧力と前記可変減圧弁７６によって設定された
アキュムレータ７４からの供給Ｔカとがアンバランスと
なり、ブーム６が伸縮するおそれがあるので、上記の如
く、ブーム保持の作動中は、”切換スイッチ８によって
第げ １電磁切換弁１４を切換えて主ポンプ１をアンロードさ
せ、ブーム俯仰や伸縮ができないようにすることによっ
て、安全性を確保できるのである。

ところで、上記実施例では、−木の伸縮シリンダ５につ
いてのみ説明したが、油圧クレーンにはブームが２〜５
段に設けられており、各ブーム間に設けられた伸縮シリ
ンダ毎に本発明による保持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。

また、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
伸縮作動後に、補助回路から同シリンダの負荷保持側油
室へ圧油を供給することによって、負荷保持側油室内の
圧力をシリンダ保持に心火な圧力に設定し、油圧シリン
ダの停止状態を確実に保持できる。また、補助回路に設
けた可変減圧弁によって、１ＪｆＪ記油室に導く圧油の
圧力をシリンダ保持に必要な圧力に遂次適正に制御でき
、油圧シリングが佇止後に伸び過ぎたり、縮み過ぎたり
することなく、所望の停止位置にそのまま保持させるこ
とができ、制御の安定性ならびに安全性を南北できるの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は油圧クレーンの各ブーム間に設けられた伸縮シ
リンダの縮み現象の説明図、第２図は本発明の実施例を
示す油圧回路図、第３図はその電気回路図である。 １・・・主ポンプ、２・・・ブーム俯仰用油圧シリンダ
、３・・・ブーム伸縮用方向制御弁、４・・・カクンタ
パラシス弁、５・・・ズーム伸縮および保持用油圧シリ
ンダ（伸縮シリンダ）、６・・・ズーム、７・・・補助
ポンプ、８・・・切換スイッチ、１２・・・アンロード
弁、１４・・・第１電磁切換弁、３１．４１・・・負荷
保持側回路、４３・・・第１圧力検出器、５３・・・押
倒油室（負荷保持側ｉ室）、５４・・・引例油室、６１
・・・−［イ立プーム　６２−０．上位ブーム、６３．
６４・・・スライディングパッド、７２・・・補助回路
、７３・・・アンロード弁、７４・・・アキュムレータ
、７５・・・第２電磁切換弁、７６・・・可変減圧弁、
７７・・・回路、７８・・・第２圧力検出器。 特許出願人　　株式会社神戸製鋼所 代理人　弁理士　　　小　　谷　　悦　　ｉ−ｉ］１し
争 ’＋４−’ 第　　３　　図 １ 自＠碑止信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　油圧ポンプと、油圧シリンダと、油圧ポンプから
   油圧シリンダの両側の油室に対する圧油の供給方向を切
   換える方向制御弁と、該方向制御弁と油圧シリンダの負
   荷保持側油室との間の負荷保持回路途中に接続されるカ
   クンタバランス弁と、前記油圧ポンプをオンロードさせ
   る位置とアシロードさせる位置とに切換自在の第１切換
   弁と、前・配油圧ポンプとｔ″ｉ別の圧油供給源と、該
   圧油供給源からの圧油を前記負荷保持回路に供給する供
   給位置とその供給を停止する非供給位置とに切換自在の
   第２切換弁と５．該圧油供給源から負荷保持回ｌｖこ導
   く圧油の圧力を制御する可変減圧弁と、前記第１、第２
   切換弁を切換える切換手段とを有し、該切換手段により
   、油圧シリンダの作動時に第１切換介を油圧ポンプのオ
   ンロード位置にｆｌ、すると共ＣＣ第２切換弁を非供給
   位置に切換え、油圧シリンダの停止姿勢を保持する際に
   第１切換弁（１，油圧ポンプのアンロード位置に切換え
   ると共しで第２切換弁を供給位置に切換えるようにした
   ことを特徴とする油圧シリンダの伸縮保持用油圧回路。