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JP3446023B2 - 油圧装置 - Google Patents

油圧装置

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Publication number
JP3446023B2
JP3446023B2 JP06995097A JP6995097A JP3446023B2 JP 3446023 B2 JP3446023 B2 JP 3446023B2 JP 06995097 A JP06995097 A JP 06995097A JP 6995097 A JP6995097 A JP 6995097A JP 3446023 B2 JP3446023 B2 JP 3446023B2
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JP
Japan
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hydraulic cylinder
hydraulic
side port
valve
rod side
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Application number
JP06995097A
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JPH10266587A (ja
Inventor
恭男 森川
信行 座光寺
Original Assignee
大淀小松株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by 大淀小松株式会社 filed Critical 大淀小松株式会社
Priority to JP06995097A priority Critical patent/JP3446023B2/ja
Priority to EP98100126A priority patent/EP0867567A3/en
Priority to US09/004,246 priority patent/US5996465A/en
Publication of JPH10266587A publication Critical patent/JPH10266587A/ja
Application granted granted Critical
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/96—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements
    • E02F3/965—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements of metal-cutting or concrete-crushing implements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2203—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function
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    • F15B11/024—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member by means of differential connection of the servomotor lines, e.g. regenerative circuits
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は油圧装置に関し、詳
しくは、コンクリート構造物等を解体する際に使用され
る破砕機などのように油圧シリンダを具備し、その油圧
シリンダに接続されたアクチュエータで処理対象物に対
して所定の処理を実行する油圧装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、コンクリート構造物の解体現場
などにおいては、コンクリート塊や鉄骨などを破砕・切
断するため、図７及び図８に示すような破砕機が使用さ
れるのが一般的である。この破砕機は、油圧シリンダ１
によって駆動される可動上顎２を、パワーショベルのブ
ーム先端などに取り付けられた固定下顎３に枢軸４を介
して開閉可能に枢着することにより構成される。
【０００３】具体的に、前述した可動上顎２を駆動する
油圧シリンダ１は、そのヘッド側が枢軸５を介して固定
下顎３に枢着され、かつ、ロッド側が枢軸６を介して可
動上顎２に枢着される。この油圧シリンダ１の伸長によ
り固定下顎３に対して可動上顎２を下方へ揺動させて閉
成し、逆に、油圧シリンダ１の縮小により固定下顎３に
対して可動上顎２を上方へ揺動させて開成する。
【０００４】この破砕機によりコンクリート塊などを破
砕しようとする場合、前述した油圧シリンダ１の縮小に
より可動上顎２を大きく開成し、その固定下顎３と可動
上顎２との間にコンクリート塊などを収容し、その上で
油圧シリンダ１の伸長により可動上顎２を閉成してその
油圧力でもってコンクリート塊を破砕する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来の破砕機では、固定下顎３と可動上顎２とでコンクリ
ート塊などを破砕する場合、可動上顎２を開成するのが
油圧シリンダ１の縮小方向であるため、縮小させるのに
必要な油量がロッド体積分少なくて済み、可動上顎２の
開成動作が比較的速い。これに反して、可動上顎２の開
成後、その可動上顎２が閉成開始してからコンクリート
塊に当接するまでの無負荷時には、油圧シリンダ１が伸
長方向にあるため、伸長させるのに必要な油量が多く、
可動上顎２の閉成力が強力であるがスピードは非常に遅
い。そのため、作業のスピードアップを図ることが非常
に困難であった。
【０００６】そこで、本発明は上記問題点に鑑みて提案
されたもので、その目的とするところは、可動上顎が閉
成開始してからコンクリート塊に当接するまでの無負荷
時、その可動上顎の閉成動作をスピードアップして破砕
作業を開始するまでの時間を短縮することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の技術的手段として、本発明は、アクチュエータに接続
された油圧シリンダの伸長により前記アクチュエータを
作動させて処理対象物に対して所定の処理を実行する油
圧装置であって、前記油圧シリンダのロッド側ポートと
油タンクとの間に接続されたカウンタバランス弁と、前
記油圧シリンダのロッド側ポートとヘッド側ポートとの
間に接続されたパイロットチェック弁と、前記油圧シリ
ンダのロッド側ポートと油タンクとの間に前記カウンタ
バランス弁と並列的に接続されたスローリターンチェッ
ク弁とからなる増速バルブを備え、ヘッド側の受圧面積
がロッド側の受圧面積より大きいピストンを有する前記
油圧シリンダの伸縮を切り換え、前記アクチュエータの
作動開始から前記油圧シリンダの伸長によりアクチュエ
ータが前記処理対象物に当接するまでの無負荷時、前記
油圧シリンダのヘッド側ポートとロッド側ポートとを連
通させ、前記カウンタバランス弁が閉じた状態を保持す
ることにより、ロッド側から油タンクへの排油を遮断し
た状態でそのロッド側の作動油を前記パイロットチェッ
ク弁を介してヘッド側へ流入させることを特徴とし、作
業スピードの向上を図る。また、前記処理対象物の作業
をしない時、前記スローリターンチェック弁により作動
油の漏れ分を油圧シリンダのロッド側からパイロットチ
ェック弁のパイロット側に補充することにより、油圧シ
リンダが勝手に作動してアクチュエータが動作すること
はなくなる。
【０００８】尚、前記アクチュエータとしては、枢軸を
介して開閉可能に枢着され、閉成により被破砕物を破砕
する破砕機の破砕顎が適用可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図１乃至図６
に示して以下に詳述する。
【００１０】本発明が適用される破砕機は、前述したよ
うに油圧シリンダ１によって駆動されるアクチュエータ
である可動上顎２を、パワーショベルのブーム先端など
に取り付けられた固定下顎３に枢軸４を介して開閉可能
に枢着することにより構成される（図７及び８参照）。
具体的に、前述した可動上顎２を駆動する油圧シリンダ
１は、そのヘッド側が枢軸５を介して固定下顎３に枢着
され、かつ、ロッド側が枢軸６を介して可動上顎２に枢
着される。この油圧シリンダ１の伸長により固定下顎３
に対して可動上顎２を下方へ揺動させて閉成し、逆に、
油圧シリンダ１の縮小により固定下顎３に対して可動上
顎２を上方へ揺動させて開成する。
【００１１】この可動上顎２を駆動する油圧シリンダ１
には、本発明の特徴である増速バルブ１１が接続される
（図５参照）。この増速バルブ１１は、図１の油圧回路
で示すように油圧シリンダ１のヘッド側ポート１ｂ及び
ロッド側ポート１ａに配管接続部Ｂ２，Ａ２でそれぞれ
接続され、図示しないが方向制御弁及び油圧ポンプを介
して油タンクに配管接続部Ｂ１，Ａ１で接続される。増
速バルブ１１は、図１及び図６に示すようにマニホール
ド１２内にカウンタバランス弁１３、パイロットチェッ
ク弁１４、スローリターンチェック弁１５等を組み込む
ことにより構成される。
【００１２】具体的に、前述したカウンタバランス弁１
３はマニホールド１２内で油圧シリンダ１のロッド側ポ
ート１ａと油タンクとの間に接続される。また、パイロ
ットチェック弁１４はマニホールド１２内で油圧シリン
ダ１のロッド側ポート１ａとヘッド側ポート１ｂとの間
に接続される。更に、スローリターンチェック弁１５は
マニホールド１２内で油圧シリンダ１のロッド側ポート
１ａと油タンクとの間に前述したカウンタバランス弁１
３と並列的に接続される。尚、１６はカウンタバランス
弁１３にパイロット圧を安定して加えるための絞りであ
る。
【００１３】以下、前述した油圧回路に基づいて増速バ
ルブ１１による油圧シリンダ１の伸縮でもって可動上顎
２の開閉動作を詳述する。
【００１４】まず、処理対象物であるコンクリート塊な
どを可動上顎２と固定下顎３との間に収容するために可
動上顎２を開成する場合、図３に示すように油圧ポンプ
により油タンクから方向制御弁を介して作動油を増速バ
ルブ１１の配管接続部Ａ１からカウンタバランス弁１３
を経由させて油圧シリンダ１のロッド側ポート１ａへ供
給する。この時、作動油はパイロットチェック弁１４を
経由して油圧シリンダ１のヘッド側へ逃げようとする
が、そのパイロットチェック弁１４のパイロット側ポー
ト面積がロッド側ポート面積よりも大きくしているので
（例えば１．８倍程度）、パイロットチェック弁１４の
パイロット側ポートとロッド側ポートとに加わる油圧が
同一でもパイロットチェック弁１４を閉じようとする力
が開こうとする力よりも大きくなり、パイロットチェッ
ク弁１４が閉じた状態を保持できて油圧シリンダ１のヘ
ッド側ポート１ｂへ作動油が流入することはない。
【００１５】このようにして可動上顎２が大きく開成し
た状態から、コンクリート塊を収容した上でその可動上
顎２を閉成開始する。この場合、油圧シリンダにはほと
んど力がいらず、発生する油圧も低い。方向制御弁が切
り換えられて図１に示すように油圧ポンプにより油タン
クからの作動油が増速バルブ１１の配管接続部Ｂ１，Ｂ
２を介して油圧シリンダのヘッド側ポートへ供給され
る。この可動上顎が閉成開始してからコンクリート塊に
当接するまでは無負荷であるため、絞り１６を介してカ
ウンタバランス弁１３に加わるパイロット圧はそのカウ
ンタバランス弁１３のばね力より小さく、その結果、カ
ウンタバランス弁１３は閉じた状態を保持することによ
り、油圧シリンダ１のロッド側ポート１ａから油タンク
へ作動油が戻る流路が遮断される。
【００１６】この時、油圧シリンダ１においてヘッド側
の受圧面積がロッド側の受圧面積よりも大きいので、ピ
ストン１７がロッド側方向に押されてそのロッド側ポー
ト１ａからパイロットチェック弁１４を経由してヘッド
側ポート１ｂへ作動油が流入する。その結果、油圧ポン
プにより増速バルブ１１の配管接続部Ｂ１，Ｂ２を経由
して油圧シリンダ１のヘッド側ポート１ｂへ供給される
作動油に加えて、前述したように油圧シリンダ１のロッ
ド側ポート１ａからパイロットチェック弁１４を介して
ヘッド側ポート１ｂへ流入する作動油が存在するため
に、作動油の量が多くなって油圧シリンダ１の伸長を速
くすることができ、可動上顎２をコンクリート塊に当接
するまで迅速に閉成させることができる。
【００１７】油圧シリンダは、理論的にヘッド側でピス
トン１７を押す面積とロッド側でピストン１７を押す面
積との差でピストン１７を押すので、ピストン１７の太
さがロッドと同じになったと考えてよい。つまり、一時
的に油圧シリンダ１が細くなったことになる。
【００１８】一方、可動上顎２がコンクリート塊に当接
すると力が必要になるので油圧が上昇する。ここで、油
圧シリンダ１のヘッド側ポート１ｂとロッド側ポート１
ａとを連通させておくと、ロッド面積だけでピストン１
７を押すことになるので力がでないため、両ポート１
ａ，１ｂを切り離す。この切り替えは、可動上顎２がコ
ンクリート塊に当接したときのヘッド側の油圧上昇を検
出することにより行われる。
【００１９】即ち、可動上顎２がコンクリート塊に当接
した後には、図２に示すように油圧シリンダ１に負荷が
かかるため、絞り１６を介してカウンタバランス弁１３
に加わるパイロット圧はそのカウンタバランス弁１３の
ばね力より大きくなり、その結果、カウンタバランス弁
１３が開き、油圧シリンダ１のロッド側ポート１ａから
作動油が増速バルブ１１の配管接続部Ａ２，Ａ１を経由
して油タンクに戻る。これによりロッド側の油圧が下降
し、所定の油圧力でもって油圧シリンダ１が伸長してコ
ンクリート塊を破砕する。
【００２０】尚、コンクリート塊の破砕作業をしない場
合には、図４に示すように方向制御弁１８により増速バ
ルブ１１及び油圧シリンダ１内の作動油は動かない。し
かし、方向制御弁１８から少量の作動油の漏れが発生し
やすい。方向制御弁１８とカウンタバランス弁１３との
間でこの作動油の少量の漏れが発生すると、増速バルブ
１１においてパイロットチェック弁１４を閉じようとす
るパイロット圧力が小さくなる。そのため、パイロット
チェック弁１４が開き、可動上顎２や油圧シリンダ１の
自重により油圧シリンダ１のロッド側ポート１ａからヘ
ッド側ポート１ｂへ作動油が流入し、可動上顎２が予期
せず勝手に動作する危険性がある。
【００２１】そこで、スローリターンチェック弁１５に
より方向制御弁１８から少量ずつ漏れる作動油をその漏
れ分だけ油圧シリンダ１のロッド側から補充するように
している。この結果、パイロットチェック弁１４のロッ
ド側とパイロット側とで常に同圧となり、このように同
圧とすることによりパイロット側のポート径が１．８倍
の場合パイロットチェック弁１４が開くことはないの
で、油圧シリンダ１が勝手に作動して可動上顎２が動作
することはなくなる。
【００２２】尚、以上の実施形態では、コンクリート構
造物等を解体する際に使用される破砕機に適用した場合
について説明したが、本発明はこれに限定されることな
く、破砕顎以外の他のアクチュエータを具備し、また、
コンクリート塊以外の他の処理対象物について破砕以外
のせん断や運搬等の他の処理を実行する油圧装置にも適
用可能である。
【００２３】
【発明の効果】本発明を破砕機に適用した場合、破砕顎
の閉成開始から前記油圧シリンダの伸長により破砕顎が
被破砕物に当接するまでの無負荷時、前記油圧シリンダ
のヘッド側ポートとロッド側ポートとを連通させ、ロッ
ド側から油タンクへの排油を遮断した状態でそのロッド
側の作動油をヘッド側へ流入させる増速バルブを具備し
たことにより、破砕顎が閉成開始してから被破砕物に当
接するまでの動作を、簡単な手段によりスピードアップ
することができて破砕作業を開始するまでの時間を短縮
化でき、作業効率の向上が図れてその実用的価値は大き
い。また、前記増速バルブは、破砕作業をしない時、前
記スローリターンチェック弁により作動油の漏れ分を油
圧シリンダのロッド側からパイロットチェック弁のパイ
ロット側に補充するようにしていることから、油圧シリ
ンダが勝手に作動して破砕顎が予期せず勝手に動作する
危険性がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の破砕機における油圧シリンダ及び増速
バルブを示し、可動上顎が閉成開始してコンクリート塊
に当接するまでの無負荷時に油圧シリンダを伸長させる
状態での油圧回路図
【図２】可動上顎がコンクリート塊に当接した後に閉成
動作する際に油圧シリンダを伸長させる状態での油圧回
路図
【図３】可動上顎を開成させるために油圧シリンダを縮
小させる状態での油圧回路図
【図４】可動上顎が動作しない状態での油圧回路図
【図５】油圧シリンダと増速バルブとを示す組立分解斜
視図
【図６】（ａ）は増速バルブを構成するマニホールドを
示す背面図 （ｂ）は（ａ）の平面図 （ｃ）は（ｂ）の正面図 （ｄ）は（ｂ）の側面図
【図７】破砕機の固定下顎及び可動上顎を示す斜視図
【図８】図７の組立分解斜視図
【符号の説明】
１ 油圧シリンダ １ａ ロッド側ポート １ｂ ヘッド側ポート ２ アクチュエータ（可動上顎） １１ 増速バルブ １７ ピストン

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アクチュエータに接続された油圧シリン
    ダの伸長により前記アクチュエータを作動させて処理対
    象物に対して所定の処理を実行する油圧装置であって、
    前記油圧シリンダのロッド側ポートと油タンクとの間に
    接続されたカウンタバランス弁と、前記油圧シリンダの
    ロッド側ポートとヘッド側ポートとの間に接続されたパ
    イロットチェック弁と、前記油圧シリンダのロッド側ポ
    ートと油タンクとの間に前記カウンタバランス弁と並列
    的に接続されたスローリターンチェック弁とからなる増
    速バルブを備え、ヘッド側の受圧面積がロッド側の受圧
    面積より大きいピストンを有する前記油圧シリンダの伸
    縮を切り換え、前記アクチュエータの作動開始から前記
    油圧シリンダの伸長によりアクチュエータが前記処理対
    象物に当接するまでの無負荷時、前記油圧シリンダのヘ
    ッド側ポートとロッド側ポートとを連通させ、前記カウ
    ンタバランス弁が閉じた状態を保持することにより、ロ
    ッド側から油タンクへの排油を遮断した状態でそのロッ
    ド側の作動油を前記パイロットチェック弁を介してヘッ
    ド側へ流入させると共に、前記処理対象物の作業をしな
    い時、前記スローリターンチェック弁により作動油の漏
    れ分を油圧シリンダのロッド側からパイロットチェック
    弁のパイロット側に補充することを特徴とする油圧装
    置。
  2. 【請求項２】 前記アクチュエータは、枢軸を介して開
    閉可能に枢着され、閉成により被破砕物を破砕する破砕
    機の破砕顎であることを特徴とする請求項１記載の油圧
    装置。
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