JP3708832B2 - 旋回作業機の安全装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バックホー等の旋回作業機の安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、バックホーにおいては、旋回台の前部に掘削装置を装備した標準機及び後方小旋回機、旋回台の中央部に掘削装置を装備した超小旋回機があり、これらの各機種では、いずれも操縦装置の操縦ボックスを旋回台上の運転席の前方に配置している。
この操縦ボックスの上面には、旋回、ブーム、アーム及びバケットを操縦するための操縦レバーが立設されており、この操縦レバーは操縦ボックス内に収納されたパイロットバルブに揺動自在に連結され、このパイロットバルブの出力ポートはマニホールド及び油圧配管を介してコントロールバルブユニットを構成するパイロット操作式の制御バルブに接続されている。
【０００３】
かかる旋回作業機の操縦装置においては、操縦者が運転席から降りる場合に誤って操縦レバーに触れ、ブームやアーム等が意に反して作動するのを未然に防止するための安全装置が組み込まれており、かかる安全装置は、操縦ボックスの側面に切り換えレバーを回動自在に枢着し、この切り換えレバーの切り換え動作に伴ってパイロットバルブのパイロット圧を立たせたり開放したりするアンロードバルブを設けることによって構成されている（例えば、特開平７−１８０１９１号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来公報に記載の安全装置では、アンロードバルブは旋回台の内部に配置された電磁弁よりなり、この電磁弁を切り換え操作するスイッチを操縦ボックス内に設け、このスイッチを切り換えレバーによってオンオフ操作するようにしている。
このため、比較的高価な電磁弁が必要である点、操縦ボックス内のスイッチと旋回台内の電磁弁との間を電気的に配線する必要がある点、及び、スイッチをオンオフ操作するための操作具を切り換えレバーの回動軸に取り付ける必要がある点で極めて構造が複雑であり、旋回作業機の安全装置の材料コスト及び製作コストが非常に高くなっていた。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑み、切り換えレバーとアンロードバルブとの連動機構を極力簡便なものにして、旋回作業機の安全装置の材料コスト及び製作コストを低減することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明は次の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明は、旋回台上の運転席の前方側に操縦ボックスが配置され、この操縦ボックス内の上部に収納されかつ同操縦ボックスの外部に突出する操縦レバーが揺動自在に連結されているパイロットバルブユニットを備え、このパイロットバルブユニットのパイロット圧で操作される複数のパイロット操作方式の制御バルブを有するコントロールバルブユニットが前記操縦ボックス内の下部に収納され、操縦ボックス内の、コントロールバルブユニットとパイロットバルブユニットとの間に、パイロットバルブユニットのパイロット圧を立たせたり開放したりするアンロードバルブが配置され、操縦ボックスを左右方向に貫通し且つ中間部がアンロードバルブの油路切り換え用のロータリ軸に直結された回動ロッドと、この回動ロッドの両端部に直交状に固定されていて、該回動ロッドを左右軸回りに回動させてパイロットバルブユニットのパイロット圧を立たせる状態とパイロットバルブユニットのパイロット圧を開放する状態とにロータリ軸を切り換え操作する操作ロッドとから構成された切り換えレバーが設けられていることを特徴とする。
【０００７】
この場合、切り換えレバーの回動軸を操縦ボックス内に組み込まれたアンロードバルブの油路切り換え用のロータリ軸に直結するようにしたので、比較的高価な電磁弁を使用する必要がなくなり、それに伴って旋回台の内部と操縦ボックスの内部との間を電気的に配線する必要もなくなり、しかも、スイッチをオンオフ操作するための操作具を切り換えレバーの回動軸に取り付ける必要もなくなり、切り換えレバーとアンロードバルブとの連動機構を極めて簡便なものにすることができる。
【０００８】
本発明において、アンロードバルブの取り付け方法は特に限定しないが、同バルブを操縦ボックス内においてパイロットバルブユニットを支持するマニホールドに直結するようにすれば、アンロードバルブを操縦ボックス内に固定するための特別なブラケットも不要になり、この点で、安全装置の材料コスト及び製作コストをより低減することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
図４において、旋回作業機として例示する後方小旋回型のバックホー１は、クローラ走行装置２と、この走行装置２上に旋回自在に設けられた旋回台３と、この旋回台３に装着された掘削装置４とから主構成されている。
クローラ走行装置２は、トラックフレーム５と、その左右両側に設けられたサイドフレーム６とを備えている。この各サイドフレーム６は、その前後部に配置された駆動輪及び従動輪と、その中間部に配置された複数個の転輪を有し、その駆動輪から従動輪に渡るように巻き付けられたゴム製又は鉄製のクローラ７を油圧駆動の走行モータ８で駆動するようになっている。
【００１０】
トラックフレーム５の上面中央部には旋回ベアリングを介して前記旋回台３が搭載されており、この旋回台３はその内部に配置された旋回モータ９によって縦方向の旋回軸心Ｘを中心に旋回自在になっている。なお、トラックフレーム５の前端部にはドーザ１０が枢着されており、このドーザ１０はドーザシリンダ１１によって昇降することができる。
旋回台３は、旋回ベアリングが取り付けられたベースプレート１２に各種機器を取り付けるための取付フレームやブラケットを溶着して形成されており、この旋回台３の内部に、エンジン、燃料タンク及びオイルタンク等が搭載されている。旋回台３の後部はボンネット１３で覆われていて、このボンネット１３上に運転席１４が設けられている。旋回台３における運転席１４前側のフロア部分は乗降ステップとなっており、ベースプレート１２の前端部に固定した支持ブラケットには前記掘削装置４が縦軸回りに揺動自在に装着されている。
【００１１】
この掘削装置４は、支持ブラケットに縦軸を介して支持されたスイングブラケット１５と、このスイングブラケット１５に上下揺動自在に枢着されたブーム１６と、このブーム１６の先端部に上下揺動自在に枢着されたアーム１７と、このアーム１７の先端部に上下揺動自在に枢着されたバケット１８とを備え、スイングブラケット１５は旋回台３内の前部に設けられたスイングシリンダ１９によって左右に揺動自在になっている。
また、ブーム１６は、スイングブラケット１５と当該ブーム１６の中央部間に架設されたブームシリンダ２０によって揺動され、アーム１７は、ブーム１６の中央部上面に突設した中間ブラケットと当該アーム１７の基端部に形成した基端ブラケットの間に架設されたアームシリンダ２１によって揺動され、バケット１８は、アーム１７の基端ブラケットとバケットリンクの間に架設されたバケットシリンダ２２によって揺動されるようになっている。
【００１２】
旋回台３上の前部には、前記各シリンダ１１，１９〜２２等の油圧アクチュエータを制御してクローラ走行装置１、旋回台３及び掘削装置４を所望通りに操縦するための操縦装置２５が設けられており、この操縦装置２５は、旋回台３上のフロア前部に配置された操縦ボックス２６と、この操縦ボックス２６内に収納されかつ同操縦ボックス２６の上面から外部に突出する左右一対の操縦レバー２７と、この操縦レバー２７間に設けられた左右一対の走行レバー２８と、を備えている。
【００１３】
図１及び図２に示すように、この操縦装置２５は、また、前記旋回モータ９や掘削装置４を駆動する各シリンダ１９〜２２等の油圧アクチュエータへの圧油を制御する多数の制御バルブＶを集中させたコントロールバルブユニット２９を備えており、この各制御バルブＶを遠隔操作するための操縦部材のうち、左右走行用の走行レバー２８やドーザ用のペダル３０（図１参照）といった使用頻度が比較的少ない操作部材は、リンク３１及びロッド３２を介してメカ操作式の制御バルブＶｍに連動連結されている。
【００１４】
これに対して、旋回、ブーム、アーム及びバケットといった頻繁かつ繊細な操作を必要とする油圧アクチュエータは、左右一対の操縦レバー２７によってパイロットバルブユニット３３を介してパイロット操作式の制御バルブＶ１〜Ｖ４によって制御される。すなわち、図３に示すように、旋回モータ９、ブームシリンダ２０、アームシリンダ２１及びバケットシリンダ２２を制御する各制御バルブＶ１〜Ｖ４は、パイロット操作式のものが採用されており、左右一対の操縦レバー２７で操作されるパイロットバルブユニット３３からのパイロット圧油によって切り換えられるように油圧回路が構成されている。
【００１５】
左右一対の操縦レバー２７のうち、左側の操作レバー２７Ｌは、前後方向及び左右方向に揺動操作自在となるように左側のパイロットバルブユニット３３Ｌのケーシングに支持されており、このケーシング内のパイロット弁Ｐ１〜Ｐ４を切り換え操作すると、旋回用の制御バルブＶ１とアーム用の制御バルブＶ２を制御できるようになっている。
また、右側の操作レバー２７Ｒは、同じく前後方向及び左右方向に揺動操作自在となるように右側のパイロットバルブユニット３３Ｒのケーシングに支持されており、このケーシング内のパイロット弁Ｐ５〜Ｐ８を切り換え操作することにより、ブーム用の制御バルブＶ３とパケット用の制御バルブＶ４を制御できるようになっている。
【００１６】
図１及び図２に示すように、操縦ボックス２６の内部には、上記操縦レバー２６の基端部がそれぞれ前後左右に揺動自在となるように連結された各パイロットバルブユニット３３と、このパイロットバルブユニット３３の出力ポートに接続されているマニホールド３４と、メカ式の制御バルブＶｍとパイロット操作式の制御バルブＶ１〜Ｖ４を左右方向に連続的に接合してなる前記コントロールバルブユニット２９と、そのパイロット操作式の各制御バルブＶ１〜Ｖ４とマニホールド３４の間を配管する複数本の油圧配管４０と、が収納されている。
【００１７】
このうち、マニホールド３４は、旋回台３に立設された支持フレーム３５に固定されかつ内部に油路を有する第一支持プレート３６と、この支持プレート３６の下面に固定された手動の切り換えバルブ３７と、この切り換えバルブ３７の下面に固定されかつ内部に油路を有する第二支持プレート３８とを備え、第一支持プレート３６の左右両端部上面に各パイロットバルブユニット３３が固定されている。コントロールバルブユニット２９は、各制御バルブＶ１〜Ｖ４のスプールが上下方向に向くように、かつ、その流入口３９を真上に向けて操縦ボックス２６内におけるマニホールド３４の下方空間に配置されている。
【００１８】
第一支持プレート３６の右側端部には、右側のパイロットバルブユニット３３Ｒに連通する油路の吐出口が下向きに形成されており、ブーム用の制御バルブＶ３とバケット用の制御バルブＶ４の流入口３９はその各吐出口と同じ平面位置に配置されている。一方、第二支持プレート３８の左側端部には、上記切り換えバルブ３７を介して左側のパイロットバルブユニット３３Ｌに連通する油路の吐出口が下向きに形成されており、旋回用の制御バルブＶ１とアーム用の制御バルブＶ２の流入口３９はその各吐出口と同じ平面位置に配置されている。
【００１９】
本実施形態の油圧配管４０は、金属製ないし硬質樹脂製の真っ直ぐな非可撓管よりなり、かかる非可撓管よりなる油圧配管４０によってパイロット操作式の各制御バルブＶ１〜Ｖ４の流入口３９がマニホールド３４側の各吐出口に接続されている。このように、本実施形態の操縦装置２５によれば、上方に向いているパイロット操作式の制御バルブＶ１〜Ｖ４の流入口３９が下方に向いているマニホールド３４側の吐出口と同じ平面位置になっているので、これらの間を油圧配管４０で繋ぐ場合に油圧ホースを屈曲させたり曲がり管を使用したりする必要がなく、この点でマニホールド３４に対する配管作業が非常に簡単になっている。
【００２０】
このため、コントロールバルブユニット２９を無理なく操縦ボックス２６内に組み込むことが可能となり、マニホールド３４に対して長い油圧ホースで配管する必要がなくなるので、操縦装置２５の材料コスト及び製作コストを低減することができる。また、本実施形態では、油圧配管４０として真っ直ぐな非可撓管を使用しているので、その両端の接続口に制御バルブＶ１〜Ｖ４の流入口３９やマニホールド３４の吐出口を強制的に差し込む際に当該非可撓管が撓んで傾斜したり湾曲したりすることがなく、油圧ホースを使用する場合に比べてマニホールド３４に対する配管作業がより簡単になるという利点もある。
【００２１】
なお、本実施形態では、旋回用及びアーム用の制御バルブＶ１，Ｖ２と第一支持プレート３６の間に油路切り換え用の切り換えバルブ３７を介在させているので、ユーザーの好みに応じて旋回及びアームの操作方向を入れ換えることができる。もっとも、かかる切り換えバルブ３７を省略して旋回用及びアーム用の制御バルブＶ１，Ｖ２を第一支持プレート３６に直接配管してもよいし、ブーム及びバケット用の制御バルブＶ３，Ｖ４に対しても当該切り換えバルブ３７を介在させるようにしてもよい。
【００２２】
前記操縦装置２５には、操縦者が運転席１４に着座しているときは操縦レバー２７による操作を許容し、操縦者が運転席１４から降りるときはその操作を不能にして、誤って掘削装置４等が作動するのを未然に阻止するようにした安全装置４２が組み込まれている。
すなわち、図３の油圧回路に示すように、各パイロットバルブユニット３３のパイロットバルブＰ１〜Ｐ８に対する圧油供給路に、圧油供給状態と供給停止状態との二位置に切り換え自在なアンロードバルブ４３が介装されており、図１及び図２に示すように、このアンロードバルブ４３は、操縦ボックス２６内においてパイロットバルブユニット３３を支持する前記マニホールド３４の第一支持プレート３６の下面に直結されている。
【００２３】
操縦ボックス２６の側面には上記アンロードバルブ４３を切り換え操作するための切り換えレバー４４が回動自在に枢着されていて、この切り換えレバー４４は、操縦ボックス２６の中央部を左右方向に貫通する回動ロッド４５と、この回動ロッド４５の両端部に直交状に固定された操作ロッド４６とからほぼコの字状の枠型に形成されている。また、回動ロッド４５の中間部は、操縦ボックス２６内に組み込まれたアンロードバルブ４３の油路切り換え用のロータリ軸４７に直結され、回動ロッド４５の突出端部は運転席１４の下部の乗降通路に張り出す位置まで延設されている。
【００２４】
そして、操作ロッド４６が水平状態に張り出すように切り換えレバー４４を回動すると、アンロードバルブ４３が供給停止状態に切り換わって操縦レバー２７による操作が不能になり、操作ロッド４６がほぼ垂直状態となるように切り換えレバー４４を回動すると、アンロードバルブ４３が圧油供給状態に切り換わって操縦レバー２７による掘削装置４等の運転が許容されるようになっている。
かかる本実施形態の安全装置４２によれば、切り換えレバー４４の回動ロッド４５を操縦ボックス２６内に組み込まれたアンロードバルブ４３の油路切り換え用のロータリ軸４７に直結しているので、切り換えレバー４４とアンロードバルブ４３との連動機構が極めて簡便なものになり、当該安全装置４２の材料コスト及び製作コストを大幅に低減することができる。
【００２５】
また、アンロードバルブ４３を操縦ボックス２６内においてパイロットバルブユニット３３を支持するマニホールド３４を構成する第一支持プレート３６の下面に直結しているので、アンロードバルブ４３とマニホールド３４との間の油圧配管が不要になり、しかも、アンロードバルブ４３を操縦ボックス２６内に固定するための特別なブラケットも不要になり、この点でも、操縦装置２５ないし安全装置４２の材料コスト及び製作コストの低減に寄与している。
なお、本発明は、後方小旋回型のバルブ１だけでなく、標準型や超小旋回型のバックホーにも採用することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、切り換えレバーとアンロードバルブとの連動機構が極めて簡便なものになるので、旋回作業機の安全装置の材料コスト及び製作コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】バックホーの操縦装置及び安全装置の運転席側から見た正面図である。
【図２】同操縦装置及び安全装置の左側面図である。
【図３】バックホーの駆動系の油圧回路図である。
【図４】バックホーの左側面図である。
【符号の説明】
３ 旋回台
２６ 操縦ボックス
２７ 操縦レバー
２９ コントロールバルブユニット
３３ パイロットバルブユニット
３４ マニホールド
４２ 安全装置
４３ アンロードバルブ
４４ 切り換えレバー
４７ ロータリ軸

Claims (2)

1. 旋回台（３）上の運転席の前方側に操縦ボックス（２６）が配置され、この操縦ボックス（２６）内の上部に収納されかつ同操縦ボックス（２６）の外部に突出する操縦レバー（２７）が揺動自在に連結されているパイロットバルブユニット（３３）を備え、このパイロットバルブユニット（３３）のパイロット圧で操作される複数のパイロット操作方式の制御バルブ（Ｖ１〜Ｖ４）を有するコントロールバルブユニット（２９）が前記操縦ボックス（２６）内の下部に収納され、操縦ボックス（２６）内の、コントロールバルブユニット（２９）とパイロットバルブユニット（３３）との間に、パイロットバルブユニット（３３）のパイロット圧を立たせたり開放したりするアンロードバルブ（４３）が配置され、操縦ボックス（２６）を左右方向に貫通し且つ中間部がアンロードバルブ（４３）の油路切り換え用のロータリ軸（４７）に直結された回動ロッド（４５）と、この回動ロッド（４５）の両端部に直交状に固定されていて、該回動ロッド（４５）を左右軸回りに回動させてパイロットバルブユニット（３３）のパイロット圧を立たせる状態とパイロットバルブユニット（３３）のパイロット圧を開放する状態とにロータリ軸（４７）を切り換え操作する操作ロッド（４６）とから構成された切り換えレバー（４４）が設けられていることを特徴とする旋回作業機の安全装置。
2. アンロードバルブ（４３）は操縦ボックス（２６）内においてパイロットバルブユニット（３３）の下方側に配置されていて該パイロットバルブユニット（３３）の出力ポートに接続されているマニホールド（３４）に直結され、該マニホールド（３４）にコントロールバルブユニット（２９）が油圧配管（４０）を介して接続されていることを特徴とする請求項１に記載の旋回作業機の安全装置。

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