JP4889420B2

JP4889420B2 - 作業機の油圧シリンダ損傷防止回路

Info

Publication number: JP4889420B2
Application number: JP2006253536A
Authority: JP
Inventors: 直人川淵
Original assignee: Tadano Ltd
Current assignee: Tadano Ltd
Priority date: 2006-09-19
Filing date: 2006-09-19
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2026-09-19
Also published as: JP2008075703A

Description

本発明は、作業機に着脱自在とされた油圧シリンダにおける、作業機から取り外した時の油温上昇にともなう内部作動油体積膨張による当該油圧シリンダの損傷防止技術に関する。

移動式クレーン等の作業機には油圧シリンダが多く使用されるが、使用上の都合からその一部の油圧シリンダが作業機に対し着脱自在な構成とされる場合がある。図４はトラクタートレーラ連結車両で着脱自在とされたトレーラの油圧シリンダの油圧回路図を示している（特許文献１参照。）。トレーラ１２に設けられジャッキとして作用する油圧シリンダ３０は、トラクター１０側に配置されたタンク２８、油圧ポンプ２４、切換弁２６等から構成された油圧供給装置とセルフシールカップリング３６を介して連結されている。また、油圧シリンダ３０のシリンダ側油室とロッド側油室に通じる油路にはそれぞれパイロットチェック弁３２、３４が介装されている。

そして、トレーラ１２とトラクター１０の連結を解除する際には、前記セルフシールカップリング３６の連結を解除することにより、トレーラ１２側の油圧シリンダ３０とトラクター１０側の油圧供給装置との連結を解除する。油路の連結が解除された油圧シリンダ３０のシリンダ側とロッド側の油室には作動油が満たされているが、その油室に通じる油路にはパイロットチェック弁３２、３４が閉じているため、両油室の作動油は完全に閉じ込められた状態となっている。炎天下にトレーラ１２が放置され油圧シリンダ３０内の作動油の温度が上昇すると、その体積が膨張しようとするが閉じ込められた状態であるためその内圧が上昇する。特に、油圧シリンダ３０のロッド側油室内の作動油圧力は、シリンダ側油室内の作動油圧力に対し油圧シリンダ３０のシリンダ側とロッド側の面積比を掛けた圧力となるため非常に高圧となる。

しかし、特許文献１に記載された油圧回路では、上記現象に対する配慮がなされていないため油圧シリンダ３０、パイロットチェック弁３２、３４及び油圧配管等が損傷する恐れがあった。
実開平１−１７０００６号全文公報（第４−１０頁、第２図）

そこで、作業機から着脱自在とされる油圧シリンダであって、そのシリンダ側油室及びロッド側油室への給排油路に着脱に便利なようにセルフシールカップリングを備え、さらにその装着時には伸長方向に外力を受けるため前記油圧シリンダのロッド側油室とセルフシールカップリングとを連絡する油路にパイロットチェック弁が介装された作業機の油圧シリンダの油圧回路では、前記油圧シリンダのロッド側油室と前記パイロットチェック弁とを連絡する油路から分岐した油路に損傷防止リリーフ弁を介装する技術が採用されていた。これによって、温度上昇により作動油が膨張して油圧シリンダロッド側油室内が高圧となっても、前記損傷防止リリーフ弁が開弁して膨張した作動油を開放するので油圧シリンダ等が損傷することが防止される。

ところが、損傷防止リリーフ弁から流出した作動油をそのまま周囲に放出すると周囲の環境を汚損させてしまう。さらに、単に流出した作動油を油圧シリンダと一体となった容器等に受ける構造とすると、油圧シリンダの姿勢変化に伴う容器の傾斜で容器内の作動油がこぼれてしまう。また、容器に溜まった作動油は前もって処分して容器を空にしておかなければ再度損傷防止リリーフ弁から作動油が流出しても容器からあふれてしまう。

そこで、本発明は、油圧シリンダの姿勢変化があっても損傷防止リリーフ弁から流出した作動油がこぼれることがなく、さらに前記流出作動油がタンクに戻る回路とし流出作動油の処分の手間がかからない作業機の油圧シリンダ損傷防止回路を提案しようとするものである。

本願の請求項１に記載された作業機の油圧シリンダ損傷防止回路は、作業機に着脱自在とされその装着時には伸長方向に外力を受ける油圧シリンダと、当該油圧シリンダのシリンダ側油室及びロッド側油室への給排油路に介装されたセルフシールカップリングと、前記油圧シリンダのロッド側油室とセルフシールカップリングとを連絡する油路に介装され前記油圧シリンダに作用する外力を保持する時には当該油室からの油の流出を阻止し前記油圧シリンダを縮小する時には油の流出を許容するパイロットチェック弁と、を備えた作業機の油圧シリンダ損傷防止回路であって、前記油圧シリンダのロッド側油室と前記パイロットチェック弁とを連絡する油路から分岐した油路に介装された損傷防止リリーフ弁と、当該損傷防止リリーフ弁のリリーフ油流出側とタンク側セルフシールカップリングのシリンダ側とを接続するリリーフ油流出側油路と、当該リリーフ油流出側油路に接続されたアキュムレータと、を備えたことを特徴とする。

本願の請求項１に記載された作業機の油圧シリンダ損傷防止回路では、油圧シリンダのロッド側油室とセルフシールカップリングとを連絡する油路にパイロットチェック弁が介装されているので、当該油圧シリンダを作業機から取り外した状態で油圧シリンダ内の作動油の温度が上昇し膨張すると前記ロッド側油室内の油圧が異常に上昇する恐れがある。その場合、前記油圧シリンダのロッド側油室と前記パイロットチェック弁とを連絡する油路から分岐した油路に介装された損傷防止リリーフ弁が開弁し膨張した作動油が前記アキュムレータに吸収される。
それにより、油圧シリンダ等の損傷が防止されるとともに、油圧シリンダと一体に配置されたアキュムレータからは油圧シリンダの姿勢が変化しても作動油がこぼれ出る恐れがない。さらにアキュムレータに吸収した作動油は再度容易に作動油タンクに戻すことができるので当該作動油を再使用することができる。また、前記流出作動油がタンクに戻る回路なので、流出作動油の処分の手間がかからない。

図１に、本発明の実施の形態に係る油圧シリンダの損傷防止回路を示す。４０は移動式クレーンの旋回台に着脱自在とされる油圧シリンダであって、旋回台後部に装着されるカウンタウエイトの着脱に使用されるものである。図２は旋回台後部４１にサブウインチユニット４２を連結し、さらにサブウインチユニット４２に前記油圧シリンダ４０のロッド部４３を連結した状態を示したものである。油圧シリンダ４０のシリンダ部４５は最下層の第１ウエイト４７と一体に構成されている。第１ウエイト４７は移動式クレーンの下部フレーム上面４６の所定位置に置かれている。第１ウエイト４６の上部には、移動式クレーンの作業に応じたカウンタウエイト必要重量となるよう、第２ウエイト４７、第３ウエイト４８を積み重ねることができるようになっている。

第１ウエイト４６等の分割ウエイトの旋回台後部４１への装着にあたっては、図２に示した状態から油圧シリンダ４０を縮小することにより、第１ウエイト４６等の分割ウエイトをサブウインチユニット４２の下面に向けて引き上げる。そのため、油圧シリンダ４０にはその作動時に伸長方向（下向き方向）にウエイト重量による外力を受ける。図１に示した５０は油圧シリンダ４０のロッド側油室５１からの油路５５に介装されたパイロットチェック弁であって、油圧シリンダ４０に作用する外力を保持する時にはロッド側油室５１からの作動油の流出を阻止し、油圧シリンダ４０を縮小する時には作動油の流出を許容するものである。

図３は図２のＡ−Ａ矢視図であって、油圧シリンダ４０と第１ウエイト４７を上方から見た図である。油圧シリンダ４０は第１ウエイト４７の左右対称な位置に、一対配置されている。左右一対配置されているものについては、その番号に右側のものにはＲ、左側のものにはＬを連続して付与するものとする。５２は第１ウエイト４７の前方左端部に配置されたセルフシールカップリングである。図１に示すように、セルフシールカップリング５２はポンプ側カップリング５２Ｐとタンク側カップリング５２Ｔとの２つのセルフシールカップリングから構成されている。そして、セルフシールカップリング５２Ｐと５２Ｔは、油圧シリンダ４０Ｒと４０Ｌのロッド側油室５１Ｒ、５１Ｌ及びシリンダ側油室５３Ｒ、５３Ｌへの給排油路に介装されている。本実施の形態では当該給排油路にシリンダ４０Ｒと４０Ｌの伸縮を操作するソレノイド式切換弁５４が介装されている。

図１に示した５８は油圧シリンダ４０のシリンダ側油室５３に接続する油路５６から分岐されタンク側カップリング５２Ｔに接続された油路５７に介装された伸び側リリーフ弁である。ポンプ側カップリング５２Ｐに接続される図示しない油圧源の設定圧は２８ＭＰａであって油圧シリンダ４０が縮小動作しカウンタウエイトを引き上げるに十分な出力となるものに設定されているが、カウンタウエイトを降ろす際には油圧シリンダ４０の大きな出力は不要であるので、伸び側リリーフ弁５８の設定圧は７．８ＭＰａと油圧源の設定圧よりも低く設定されている。

図１に示した６０は油圧シリンダ４０のロッド側油室５１とパイロットチェック弁５０とを連絡する油路５５から分岐した油路６１に介装された損傷防止リリーフ弁である。損傷防止リリーフ弁６０の設定圧は３１．４ＭＰａであって油圧源の設定圧より十分高いため、油圧シリンダ４０の通常の作動時には開弁しないようになっている。

６３は損傷防止リリーフ弁６０のリリーフ油流出側油路６２に介装されたアキュムレータである。アキュムレータ６３は２本の油圧シリンダ４０から温度上昇により膨張して溢れ出した作動油を吸収するのに十分な容量のものが選定される。また、アキュムレータ６３は油路６２によってタンク側カップリング５２Ｔと接続されている。

図３に示すように図１の油圧回路に表された油圧機器と油圧配管は全て第１ウエイト４７に取り付けられている。ソレノイド式切換弁５４、伸び側リリーフ弁５８、損傷防止リリーフ弁６０、アキュムレータ６３は第１ウエイト４７の中央凹部に配置されている。それらの油圧機器と第１ウエイト４７の左右に配置された油圧シリンダ４０Ｒ、４０Ｌ及びセルフシールカップリング５２とは油圧配管によって連絡されている。

以上のような構成からなる移動式クレーンの油圧シリンダ損傷防止回路の作用は以下の通りである。第１ウエイト４７が旋回台後部４１から取り外され、セルフシールカップリング５２での油圧源との連結も解除された時には、油圧シリンダ４０Ｒと４０Ｌを含んだ油圧機器及び配管は、図３に示した状態で炎天下放置される場合がある。

その場合、油圧シリンダ４０のロッド側油室５１とセルフシールカップリング５２とを連絡する油路５５にパイロットチェック弁５０が介装されているので、当該油圧シリンダ４０を移動式クレーンから取り外した状態で油圧シリンダ内の作動油の温度が上昇し膨張すると前記ロッド側油室５１内の油圧が異常に上昇する恐れがある。しかし、前記油圧シリンダ４０のロッド側油室５１と前記パイロットチェック弁５０とを連絡する油路５５から分岐した油路６１に介装された損傷防止リリーフ弁６０が開弁し膨張した作動油がアキュムレータ６３に吸収される。その後、逆に油圧シリンダ４０が冷えるとその内部の作動油体積が縮小するので油圧シリンダ４０は作動油を吸い込もうとする。その場合は、アキュムレータ６３内部の作動油は逆流可能な損傷防止リリーフ弁６０を通って油圧シリンダ４０に吸い込まれることとなる。

以上によって、油圧シリンダ４０等の損傷が防止されるとともに、油圧シリンダ４０と一体に第１ウエイト４７に配置されたアキュムレータ６３からはその姿勢が変化しても作動油がこぼれ出る恐れがない。さらにアキュムレータ６３に吸収した作動油は、セルフシールカップリング５２を油圧源に接続した際に、タンク側カップリング５２Ｔを経由してタンクに戻るので、当該作動油を容易に再使用することができる。また、流出作動油がタンクに戻る回路なので、流出作動油の処分の手間がかからない。

本発明の実施の形態に係る油圧シリンダの損傷防止回路である。旋回台後部４１のサブウインチユニット４２に油圧シリンダ４０のロッド４３を連結した状態である。図２のＡ−Ａ矢視図であって、油圧シリンダ４５と第１ウエイト４７を上方から見た図である。特許文献１に示された、トラクタートレーラ連結車両で着脱自在とされた油圧シリンダの油圧回路図である。

符号の説明

４０：油圧シリンダ
５０：パイロットチェック弁
５１：ロッド側油室
５２：セルフシールカップリング
５３：シリンダ側油室
６０：損傷防止リリーフ弁
６３：アキュムレータ

Claims

作業機に着脱自在とされその装着時には伸長方向に外力を受ける油圧シリンダと、当該油圧シリンダのシリンダ側油室及びロッド側油室への給排油路に介装されたセルフシールカップリングと、前記油圧シリンダのロッド側油室とセルフシールカップリングとを連絡する油路に介装され前記油圧シリンダに作用する外力を保持する時には当該油室からの油の流出を阻止し前記油圧シリンダを縮小する時には油の流出を許容するパイロットチェック弁と、を備えた作業機の油圧シリンダ損傷防止回路であって、
前記油圧シリンダのロッド側油室と前記パイロットチェック弁とを連絡する油路から分岐した油路に介装された損傷防止リリーフ弁と、
当該損傷防止リリーフ弁のリリーフ油流出側とタンク側セルフシールカップリングのシリンダ側とを接続するリリーフ油流出側油路と、
当該リリーフ油流出側油路に接続されたアキュムレータと、を備えたことを特徴とする作業機の油圧シリンダ損傷防止回路。