JP2002371593A

JP2002371593A - 作業機械

Info

Publication number: JP2002371593A
Application number: JP2001181334A
Authority: JP
Inventors: Yukio Koizumi; 幸雄小泉; Yoichi Yoshikawa; 洋一吉川; Hideki Fujimoto; 秀樹藤本; Eiji Arashitani; 映次新子谷; Takayuki Okunishi; 隆之奥西
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2001-06-15
Publication date: 2002-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】バケットを回転駆動する油圧モータの作動を
制御する弁として、外部からの電気信号を必要としない
弁を用いて油圧モータの作動トラブルを防止する。【解決手段】バケット１４を回転させる油圧モータ１
８の管路２１に油圧パイロット式のシーケンス弁２３を
設け、このシーケンス弁２３を、バケット開閉シリンダ
１７のバケット開き側のストロークエンドで発生する圧
力により開いて油圧モータ１８を回転させ、バケット１
４を回転させる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はたとえば油圧ショベ
ルを母体として、作業アタッチメントにバケット、破砕
機、フォーク等の開閉式の作業装置を取付けて構成され
る作業機械に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベルを母体として構成される深
穴掘削機を例にとって従来の技術を説明する。

【０００３】図３において、１はクローラ式の下部走行
体１で、この下部走行体１上に上部旋回体２が縦軸まわ
りに旋回自在に搭載されてベースマシン（ショベル本
体）Ａが構成され、このベースマシンＡの上部旋回体２
に掘削アタッチメント（作業アタッチメント）Ｂが取付
けられて深穴掘削機が構成される。

【０００４】掘削アタッチメントＢは、上部旋回体２に
起伏自在に取付けられたブーム３と、このブーム３の先
端に水平軸４まわりに上下方向に回動自在に取付けられ
た伸縮式のアーム５と、このアーム５の先端に取付けら
れた作業装置としてのクラムシェルバケット（以下、単
にバケットという）６を備え、かつ、上部旋回体２とブ
ーム３との間にブーム３を起伏させるブームシリンダ
７、ブーム３とアーム５との間にアーム５を回動させる
アーム回動シリンダ８、アーム５とバケット６との間に
バケット６を開閉させる開閉シリンダ９がそれぞれ設け
られて成っている。

【０００５】この掘削機においては、（イ）図３の二点
鎖線で示すようにアーム５を立てた状態でバケット６で
掘削し、（ロ）同図の実線で示すようにブーム３及びア
ーム５を起こした状態で、バケット６にすくい取った状
態で土砂をダンプするという動作を、必要に応じてアー
ム５を伸縮させながら繰り返すことにより、深穴を掘削
する。

【０００６】この場合、バケット６は平面視で矩形の穴
しか掘削できないため、基礎工事や井戸掘り工事に多い
円形の穴を掘る場合には、バケット６の周方向の向きを
変えて繰り返し掘削する必要がある。

【０００７】そこで、バケット６は縦軸まわりに回転自
在に取付けられ、油圧モータ（ここでは図示しない）に
よって回転駆動されるようになっている。

【０００８】このバケット回転駆動式をとる作業機械に
おけるバケット駆動回路として実開昭５７−６１０３６
号に示されたものが公知である。

【０００９】これを図４によって説明する。同図におい
て、１０は油圧ポンプで、この油圧ポンプ１０の吐出油
がコントロールバルブ（手動式、油圧パイロット式また
は電磁式の切換弁）１１を介して開閉シリンダ９及び油
圧モータ１２にパラレルに供給される。

【００１０】また、コントロールバルブ１１と油圧モー
タ１２とを結ぶ両側管路の一方に操作弁１３が設けら
れ、バケット６を回転させたいときにこの操作弁１３を
切換えて油圧モータ１２を回転させるように構成されて
いる。Ｔはタンクである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】この構成によると、配
管の便宜上、操作弁１３を掘削アタッチメントＢ側に配
置しなければならないことから、操作弁１３として、図
示のように上部旋回体２の運転室内から遠隔操作できる
電磁弁を用いなければならない。

【００１２】ところが、掘削アタッチメントＢは、泥、
埃等が付着し易いこと、及びこれを除去するために比較
的頻繁に水洗いしなければならないことから、付着物や
水が原因で操作弁１３の電磁操作部１３ａ、及びこれへ
の電気配線が不調を来たし、度々操作弁１３が作動不良
となってバケット６の回転運動ができなくなるという問
題があった。

【００１３】そこで本発明は、開閉式の作業装置の回転
駆動源である回転アクチュエータ（上記従来例では油圧
モータ）の作動を制御する弁として、外部からの電気信
号を必要としない弁を用いて回転アクチュエータの作動
トラブルを防止することができる作業機械を提供するも
のである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ベー
スマシンに作業アタッチメントが取付けられ、この作業
アタッチメントに、油圧式の開閉シリンダによって開閉
運動を行う作業装置が、油圧式の回転アクチュエータに
よって回転駆動される状態で設けられ、上記開閉シリン
ダ及び回転アクチュエータと、これらの油圧源である油
圧ポンプ及びタンクとの間に、開閉シリンダ及び回転ア
クチュエータの作動を制御するコントロールバルブが設
けられた作業機械において、上記コントロールバルブと
上記回転アクチュエータとを結ぶ管路に、開閉シリンダ
が少なくとも一方のストロークエンドに達したときに発
生する圧力によって開くシーケンス弁と、回転アクチュ
エータからの油の流出のみを許容するチェック弁が設け
られたものである。

【００１５】請求項２の発明は、請求項１の構成におい
て、油圧ポンプの吐出ラインに、設定圧力がシーケンス
弁の開弁圧力よりも低い低圧と開弁圧力よりも高い高圧
とに切換可能な２段リリーフ弁が設けられたものであ
る。

【００１６】請求項３の発明は、請求項２の構成におい
て、２段リリーフ弁として、外部からの電気切換信号に
よって設定圧力が切換えられる電磁式リリーフ弁が用い
られ、このリリーフ弁に電気切換信号を送るスイッチが
設けられたものである。

【００１７】請求項４の発明は、請求項３の構成におい
て、スイッチが、コントロールバルブを操作するレバー
に設けられたものである。

【００１８】上記構成によると、開閉シリンダのストロ
ークエンドで発生する圧力によってシーケンス弁が開
き、このシーケンス弁経由で回転アクチュエータに油が
供給されて同アクチュエータが回転する。

【００１９】すなわち、回転アクチュエータの作動を制
御する操作弁として、開閉シリンダの圧力で作動する、
外部からの電気信号を必要としない油圧パイロット式の
シーケンス弁を用いているため、水洗い等が原因で外部
信号系に不調を来たして回転アクチュエータの作動トラ
ブルが発生するおそれがなく、作業装置の確実な回転運
動を確保することができる。

【００２０】なお、この構成によると、回転運動が、作
業装置が開いた（または閉じた）後でしか行われないこ
とになるが、そもそも作業装置の向き調整は掘削動作等
を行う前に行われるため、何ら支障はない。

【００２１】一方、上記構成によると、開閉シリンダが
ストロークエンドに達すると作業装置が回転するため、
向き調整の必要のない場合に作業装置が無駄に回転する
可能性がある。

【００２２】この点、請求項２の構成によると、ポンプ
圧の最高値を設定するリリーフ弁として、設定圧力が、
シーケンス弁の開弁圧力よりも低い低圧と開弁圧力より
も高い高圧とに切換可能な２段リリーフ弁を用いたか
ら、作業装置を回転させたくない場合には、このリリー
フ弁を低圧側に設定しておくことにより、無駄な回転を
防止することができる。

【００２３】この場合、請求項３のように、２段リリー
フ弁として電磁式のものを用い、設定圧力の切換えをス
イッチで遠隔操作する構成とすれば、作業装置の回転と
停止を簡単に切換えることができる。

【００２４】とくに、請求項４のように上記スイッチを
コントロールバルブ操作用のレバーに手元スイッチとし
て設ければ上記切換操作がさらに楽になる。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図１，２によ
って説明する。

【００２６】第１実施形態（図１参照）この実施形態では、クラムシェルバケット１４が開閉及
び回転するアタッチメントを有する作業機械を適用対象
として例示している。

【００２７】図１において、１５は油圧源としての油圧
ポンプで、この油圧ポンプ１５の吐出油がコントロール
バルブ１６を介してバケット開閉用の開閉シリンダ１７
及びバケット回転用の油圧モータ１８に供給される。

【００２８】なお、ここではコントロールバルブ１６と
して、操作レバー１６ａによって手動操作される切換弁
を例示しているが、リモコン弁で操作される油圧パイロ
ット式切換弁やレバー操作に基づく電気信号で操作され
る電磁式切換弁を用いてもよい。

【００２９】開閉シリンダ１７は、上下両側にピストン
ロッド１７ａ，１７ｂを備えた両ロッド型油圧シリンダ
として構成され、上側ピストンロッド１７ａが図３に示
すアーム５の先端に取付けられ、下側ピストンロッド１
７ｂにバケット１４の開閉支点１４ａ，１４ａが設けら
れている。

【００３０】この開閉シリンダ１７は、図下側の閉じ側
油室１９に油が供給されたときにシリンダチューブ１７
ｃが下降してバケット１４が閉じ、開き側油室２０に油
が供給されたときにシリンダチューブ１７ｃが上昇して
バケット１４が開く。

【００３１】油圧モータ１８の両側管路２１，２２のう
ち、一方の管路２１はシーケンス弁２３を介して開閉シ
リンダ１７の開き側油室２０に接続され、他方の管路２
２は、モータ１８からの油の流出のみを許容するチェッ
ク弁２４を介して閉じ側油室１９に接続されている。

【００３２】従って、油圧モータ１８は、開閉シリンダ１７の開き作動時であること、シーケンス弁２３が開いたことを条件として回転する。

【００３３】そして、シーケンス弁２３は、開閉シリン
ダ１７が開き側にストロークエンドしたときに発生する
圧力（シリンダ作動圧力よりも高い圧力）によって開く
ように開弁圧力が設定されている。

【００３４】この構成によると、バケット１４が開き切
った後、さらに開き操作を続けることによりシーケンス
弁２３が開いて油圧モータ１８が回転し、バケット１４
が回転する。

【００３５】すなわち、コントロールバルブ１６をバケ
ット開き側にフル操作するだけでバケット１４を回転さ
せることができ、図４に示す公知技術の操作弁１３のよ
うにバケット回転時に外部から電気切換信号を送る必要
がなくなる。

【００３６】このため、この電気信号系が泥や埃、洗浄
水によりダメージを受けて不調を来たし、バケット１４
の回転運動ができなくなるおそれがない。

【００３７】なお、油圧モータ１８の回転（バケット１
４の回転）は、コントロールバルブ１６が中立またはバ
ケット閉じ側に操作されたときに、シーケンス弁２３が
閉じることによって停止する。

【００３８】２５はポンプ圧の最高値を設定するリリー
フ弁で、シーケンス弁２３の開弁圧力はこのリリーフ弁
２５の設定圧力よりも低い値に設定される。Ｔはタンク
である。

【００３９】第２実施形態（図２参照）第１実施形態との相違点のみを説明する。

【００４０】第１実施形態によると、コントロールバル
ブ１６がバケット開き側にフル操作されるとバケット１
４が回転するため、向き調整の必要のない場合にオペレ
ータの意思に反してバケット１４が無駄に回転する可能
性がある。

【００４１】そこで第２実施形態においては、第１実施
形態の設定圧力固定型のリリーフ弁２５に代えて２段リ
リーフ弁２６が設けられ、シーケンス弁２３の開弁圧力
が、このリリーフ弁２６の低圧側の設定圧力（たとえば
２１０Ｋｇ／ｃｍ²）と高圧側の設定圧力力（たとえば
２５０Ｋｇ／ｃｍ²）の中間の値（たとえば２３０Ｋｇ
／ｃｍ²）に設定されている。

【００４２】また、リリーフ弁２６は、コントロールバ
ルブ１６の操作レバー１６ａに設けられたスイッチ２７
のオン操作に基づく電気信号によって設定圧力が低圧か
ら高圧に切換わる電磁式リリーフ弁として構成されてい
る。２６ａはリリーフ弁２６の電磁操作部（電磁弁）で
ある。

【００４３】こうすれば、開閉シリンダ１７がバケット
開き側でストロークエンドに達しても、スイッチ２７が
オン操作されない限り（オペレータにバケット回転の意
思がない限り）、リリーフ弁２６が作動してリリーフ作
用が行われ、シーケンス弁２３は開かないため、油圧モ
ータ１８は回転しない。

【００４４】すなわち、開閉シリンダ１７がバケット開
き側にストロークエンドしたこと、及びスイッチ２７が
操作されたことの二つの条件が揃ったときのみにシーケ
ンス弁２３が開いて油圧モータ１８が回転し、バケット
回転作用が行われる。

【００４５】このため、バケット１４がオペレータの意
思に反して回転するおそれがなくなる。

【００４６】また、スイッチ２７が操作レバー１６ａに
手元スイッチとして設けられていため、バケット１４の
回転と停止の切換えをバケット操作時に簡単に行うこと
ができる。

【００４７】なお、電磁式の２段リリーフ弁２６は図３
のベースマシンＡ（上部旋回体２）に設置されるため、
アタッチメントＢに設置された場合のような泥や埃、水
による電気信号系のトラブル発生のおそれはない。

【００４８】他の実施形態（１）上記実施形態では、バケット１４を回転させる回
転アクチュエータとして最も一般的な油圧モータ１８を
用いたが、これに代えてシリンダの直線運動を歯車等に
よって回転運動に変換するアクチュエータを用いること
ができる。

【００４９】（２）上記実施形態では、バケット１４を
その開き時のみに回転させ得る構成をとったが、これと
は逆に閉じ時のみに回転させ得る構成、あるいは開き時
と閉じ時の双方で回転させ得る構成をとってもよい。

【００５０】前者の場合は、第１実施形態におけるシー
ケンス弁２３とチェック弁２４の位置を入れ替えればよ
く、後者の場合はシーケンス弁２３とチェック弁２４を
並列に接続し、この並列回路を油圧モータ１８の両側管
路２１，２２に設ければよい。

【００５１】（３）本発明は、上記実施形態で例示した
バケット付きの掘削アタッチメントＢを備えた作業機械
に限らず、一対の開閉アームでコンクリートブロック等
を圧砕する破砕機や、解体作業に使用される開閉式のフ
ォーク等が作業装置としてアタッチメントに設けられた
作業機械にも適用することができる。

【００５２】

【発明の効果】上記のように本発明によると、回転アク
チュエータの作動を制御する操作弁として、従来のよう
な電磁式の弁でなく油圧パイロット式のシーケンス弁を
用い、開閉シリンダのストロークエンドで発生する圧力
によりこのシーケンス弁を開いて回転アクチュエータを
作動させ、作業装置を回転させる構成としたから、洗浄
水等が原因で外部信号系に不調を来たして回転アクチュ
エータの作動トラブルが発生するおそれがなく、作業装
置の確実な回転運動を確保することができる。

【００５３】また、請求項２の発明によると、ポンプ圧
の最高値を設定するリリーフ弁として、設定圧力が、シ
ーケンス弁の開弁圧力よりも低い低圧と開弁圧力よりも
高い高圧とに切換可能な２段リリーフ弁を用いたから、
作業装置を回転させたくない場合には、このリリーフ弁
を低圧側に設定しておくことにより、無駄な回転を防止
することができる。

【００５４】この場合、請求項３の発明によると、２段
リリーフ弁として電磁式のものを用い、設定圧力の切換
えをスイッチで遠隔操作する構成としたから、作業装置
の回転と停止を簡単に切換えることができる。

【００５５】とくに、請求項４の発明によると、上記ス
イッチをコントロールバルブ操作用のレバーに手元スイ
ッチとして設けたから、上記切換操作がさらに楽にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示すバケット駆動部分
の油圧回路図である。

【図２】本発明の第２実施形態を示すバケット駆動部分
のさらに一部の油圧回路図である。

【図３】作業機械の一例である深穴掘削機の全体概略側
面図である。

【図４】従来のバケット駆動部分の油圧回路図である。

【符号の説明】

ＡベースマシンＢ掘削アタッチメント（作業アタッチメント）１４バケット（作業装置）１５油圧ポンプ１６コントロールバルブ１６ａコントロールバルブの操作レバー１７開閉シリンダ１８油圧モータ（回転アクチュエータ）２３シーケンス弁２４チェック弁２６電磁式の２段リリーフ弁２７スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉川洋一広島市安佐南区祇園３丁目12番25号コベルコ建機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者藤本秀樹広島市安佐南区祇園３丁目12番４号コベルコ建機株式会社広島本社内 (72)発明者新子谷映次広島市安佐南区祇園３丁目12番４号コベルコ建機株式会社広島本社内 (72)発明者奥西隆之広島市安佐南区祇園３丁目12番４号コベルコ建機株式会社広島本社内Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB04 BA01 BA04 BB03 CA09 DA02 2E176 AA01 AA09 DD01 3F004 EA36 NA08 PA06 PB06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベースマシンに作業アタッチメントが取
付けられ、この作業アタッチメントに、油圧式の開閉シ
リンダによって開閉運動を行う作業装置が、油圧式の回
転アクチュエータによって回転駆動される状態で設けら
れ、上記開閉シリンダ及び回転アクチュエータと、これ
らの油圧源である油圧ポンプ及びタンクとの間に、開閉
シリンダ及び回転アクチュエータの作動を制御するコン
トロールバルブが設けられた作業機械において、上記コ
ントロールバルブと上記回転アクチュエータとを結ぶ管
路に、開閉シリンダが少なくとも一方のストロークエン
ドに達したときに発生する圧力によって開くシーケンス
弁と、回転アクチュエータからの油の流出のみを許容す
るチェック弁が設けられたことを特徴とする作業機械。
【請求項２】油圧ポンプの吐出ラインに、設定圧力が
シーケンス弁の開弁圧力よりも低い低圧と開弁圧力より
も高い高圧とに切換可能な２段リリーフ弁が設けられた
ことを特徴とする請求項１記載の作業機械。
【請求項３】２段リリーフ弁として、外部からの電気
切換信号によって設定圧力が切換えられる電磁式リリー
フ弁が用いられ、このリリーフ弁に電気切換信号を送る
スイッチが設けられたことを特徴とする請求項２記載の
作業機械。
【請求項４】スイッチが、コントロールバルブを操作
するレバーに設けられたことを特徴とする請求項３記載
の作業機械。