JPH09203069A - ブームスイング式油圧ショベル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スイング可能なブームと運転室との干渉を確
実に防止でき、安全性の高いブームスイング式油圧ショ
ベルを提供する。 【解決手段】 スイングシリンダ５のロッド側と方向制
御弁６とを接続するロッド側管路２７にオペレートチェ
ック弁２８を設けるとともに、このオペレートチェック
弁２８にスイング用パイロット弁９からパイロット圧を
導くパイロット管路２９を設け、スイング左動作が制御
されたとき、方向制御弁６が中立位置に戻らない場合で
あっても、オペレートチェック弁２８によりスイングシ
リンダ５のロッド側管路２７が閉じられ、スイング左動
作を迅速に停止する。また、スイング動作の停止中に、
方向制御弁６等の内部リークに伴うスイングシリンダ５
の動作をオペレートチェック弁２８により阻止して停止
状態に保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、左右方向へスイン
グ可能なブームを備えたブームスイング式油圧ショベル
に係り、特に、超小旋回油圧ショベルとして用いて好適
なブームスイング式油圧ショベルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば実開平４−４６１４９
号公報に記載されているように、上部旋回体にブームを
スイングポストを介して装着し、スイングシリンダの操
作により作業機を左右方向に揺動させるようにしたブー
ムスイング式油圧ショベルが提案されている。

【０００３】この種のブームスイング式油圧ショベル
は、運転室を有する本体と、この本体の前記運転室の側
方に左右方向へスイング可能にかつ上下方向へ回動可能
に連結されたブームと、このブームに対して回動可能に
連結されたアームと、このアームに対して回動可能に連
結されたバケットと、これらブーム、アームおよびバケ
ットで構成される作業機を駆動するアクチュエータと、
各アクチュエータに供給される作動油の流れを制御する
方向制御弁とを備えている。

【０００４】図７は従来のブームスイング式油圧ショベ
ルの油圧回路図、図８は図７のブームスイング式油圧シ
ョベルに備えられるマイコンのブロック図である。図７
において、１は原動機、２，３は原動機１によりそれぞ
れ駆動される主ポンプおよびパイロットポンプ、４，５
はそれぞれ前記アクチュエータとしてのブームシリンダ
およびスイングシリンダ、６は主ポンプ２から各アクチ
ュエータに供給される作動油の流れを制御する方向制御
弁、７はブーム操作およびバケット操作を行なう第１の
パイロット弁、８は旋回操作およびアーム操作を行なう
第２のパイロット弁、９はブームスイング操作を行なう
スイング用パイロット弁である。これらパイロット弁７
〜９はそれぞれ前記パイロットポンプ３に連通する左側
の室と右側の室とを有しており、パイロットポンプ３か
ら吐出される圧油は、操作レバー等の操作手段からの指
示信号に応じてこれら左または右側の室に供給される。
なお、他のアームシリンダ，バケットシリンダや走行モ
ータ等の他のアクチュエータについては図示省略してあ
る。

【０００５】また、前記ブームスイング式油圧ショベル
には、図示せぬ前記作業機と運転室との位置関係を演算
する演算手段としてのマイコン１０と、このマイコン１
０の演算結果に応じて前記作業機の回動動作およびスイ
ング動作を制御する制御手段としての複数の電磁弁、例
えば電磁比例減圧弁１１〜１３とを備えている。これら
のうち、スイング左用電磁比例減圧弁１１は、スイング
用パイロット弁９と方向制御弁６とを接続するスイング
左パイロット管路１４に介設されている。ブーム上げ用
電磁比例減圧弁１２は、第１のパイロット弁７と方向制
御弁６とを接続するブーム上げパイロット管路１５に介
設されている。アーム引き用電磁比例減圧弁１３は、第
２のパイロット弁８と方向制御弁６とを接続するアーム
引きパイロット管路１６に介設されている。一方、他の
スイング右パイロット管路１７、ブーム下げパイロット
管路１８、およびアーム押しパイロット管路１９はそれ
ぞれ方向制御弁６に直接接続されている。

【０００６】また、前記パイロットポンプ３の吐出側に
は、マイコン１０により制御される非常停止用電磁切換
弁２０が設けられており、この電磁切換弁２０はタンク
に接続されるポートを有している。この電磁切換弁２０
はマイコン１０から出力される非常停止信号によって切
換えられ、この非常停止信号を入力した場合にのみ、パ
イロットポンプ３の吐出側に接続されるパイロット管路
２１を遮断してタンクに戻すようになっている。

【０００７】図８に示すように、前記マイコン１０に
は、図示せぬ作業機の相対的角度をそれぞれ検出する角
度検出器２２から各角度信号θが入力される。このマイ
コン１０は、前記角度信号θに基づいて作業機の基準位
置の角度を算出する角度演算部２３と、制御領域などの
制御用データマップをあらかじめ記憶する領域記憶部２
４と、角度演算部２３で算出された相対的角度が領域記
憶部２４に記憶される前記制御領域内にあるか否かを判
断し、その判断結果に応じて所定の制御信号を出力する
比較演算部２５と、この比較演算部２５からの制御信号
に基づいて電磁弁１１〜１３へ所定の制御信号を出力す
る駆動制御部２６とを備えている。

【０００８】前記スイング左用電磁比例減圧弁１１はタ
ンクに接続されるポートを有し、前記マイコン１０の駆
動制御部２６から出力される制御信号の電流値に比例し
て動作される。通常は最大レベルの電流信号に応じてス
イング左パイロット管路１４を全開し、制御信号として
最小レベルの電流信号を入力した場合、前記スイング左
パイロット管路１４の圧油を遮断してタンクに戻し、制
御信号として電流値が中間レベルの電流信号を入力した
場合、前記スイング左パイロット管路１４の圧油を絞っ
てパイロット圧を減圧する。また、ブーム上げ用電磁比
例減圧弁１２およびアーム引き用電磁比例減圧弁１３も
それぞれ同様である。

【０００９】このように構成したブームスイング式油圧
ショベルでは、作業機の相対的角度とスイング角度との
相互関係に応じてあらかじめ定められる制御領域をマイ
コン１０の領域記憶部２４に記憶し、角度演算部２３の
演算結果を基づいて比較演算部２５により前記作業機の
運転室に対する位置が前記制御領域に位置するか否かを
判定し、前記作業機が前記制御領域内に侵入した場合、
電磁比例減圧弁１１，１２，１３の少なくとも１つを作
動させて前記作業機の回動動作およびスイング動作の両
方または片方を制御することにより、前記作業機と運転
室との干渉を防止するようになっている。

【００１０】例えば、スイングシリンダ５のスイング左
動作に伴って作業機が前記制御領域に侵入し、スイング
左用電磁比例減圧弁１１の作動によりスイング左パイロ
ット管路１４が遮断された場合、スイング用パイロット
弁９のスイング左操作を行なっても方向制御弁６が中立
位置に戻っているため、スイングシリンダ５のスイング
左動作が禁止される。また、ブームシリンダ４の上げ動
作やアーム引き動作に伴って作業機が前記制御領域に侵
入した場合もそれぞれ同様である。

【００１１】さらに、マイコン１０からの作動指令の出
力にも拘らず、電磁比例減圧弁１１〜１３のいずれかの
故障により作業機の回動動作およびスイング動作の両方
または片方が続行された場合、マイコン１０から非常停
止指令が出力されるので、この非常停止指令に応じて非
常停止用電磁切換弁２０が作動する。その結果、パイロ
ットポンプ３から供給されるパイロット圧がタンク圧ま
で低減され、全ての方向制御弁６は中立位置に戻される
ため、当該油圧ショベルの全動作が停止する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のブームスイング式油圧ショベルでは、マイコン１０
からの作動指令の出力によりスイング左用電磁比例減圧
弁１１が動作したにもかかわらず、例えば異物の噛み込
みに起因するスティック現象等が生じて方向制御弁６が
中立位置に戻らない場合には、この方向制御弁６からス
イングシリンダ５に依然として作動油が供給されるた
め、ブームが運転室に近づくスイング左動作を停止でき
ないという問題があった。また、前記の電磁比例減圧弁
１１が動作した後、方向制御弁６の応答性の影響を強く
受けるため、この方向制御弁６が中立位置に戻って作動
油の供給が阻止され、スイングシリンダ５が停止するま
でに時間が掛るという問題もあった。

【００１３】また、スイング動作の停止中に作業機の自
重によりスイングシリンダ５のロッド側に負荷が掛った
場合、方向制御弁６の内部リークによりスイングシリン
ダ５が縮んでスイング左動作が行なわれるため、ブーム
が運転室と干渉する方向にスイングする懸念があった。
特に、傾斜地で作業機を前方に伸ばした状態で停止した
場合、作業機の自重により作業機に大きなスイングモー
メントが掛かり、しかもブームの根元部にスイングシリ
ンダ５が設けられているため、てこの原理によりスイン
グシリンダ５に大きな負荷が加えられ、したがって、前
述した方向制御弁６の内部リークに伴ってブームが運転
室と干渉する方向にスイングするという不具合があっ
た。

【００１４】本発明は、このような従来技術の実情に鑑
みてなされたもので、その目的は、スイング可能なブー
ムと運転室との干渉を確実に防止でき、安全性の高いブ
ームスイング式油圧ショベルを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、作業機と運転
室との位置関係に応じて、制御手段により前記作業機の
回動動作およびスイング動作を制御するとともに、ブー
ム用スイングシリンダから方向制御弁へ戻される作動油
の管路をオペレートチェック弁により閉じるようにし
た。これにより、例えば、作業機が運転室側に近づく方
向にスイング動作され、そのスイング角度が所定値を越
えると、前記制御手段によりブームのスイング動作が制
御される。このとき、前記方向制御弁がスティックして
中立位置に戻らない場合であっても、前記オペレートチ
ェック弁によりスイングシリンダから方向制御弁へ戻さ
れる作動油の管路を閉じるため、前記スイングシリンダ
が迅速に停止する。さらに、スイング動作の停止中に作
業機の自重によりスイングシリンダに負荷が掛った場合
であっても、前記オペレートチェック弁によりスイング
シリンダから方向制御弁への戻り管路が閉じられている
ため、この方向制御弁の内部リークに伴うスイングシリ
ンダの動作が阻止される。したがって、スイング可能な
ブームと運転室との干渉を確実に防止できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明のブームスイング式油圧シ
ョベルは、作業機の相対的角度をそれぞれ検出する角度
検出器と、この角度検出器から出力される検出値に基づ
いて前記作業機と前記運転室との位置関係を演算する演
算手段と、この演算手段の演算結果に応じて前記作業機
の回動動作およびスイング動作を制御する制御手段とを
備え、前記ブーム用のスイングシリンダと前記方向制御
弁との間に、前記制御手段により制御され前記スイング
シリンダから前記方向制御弁へ戻される作動油の管路を
開閉するオペレートチェック弁を設け、前記作業機の相
対的角度とスイング角度との相互関係に応じてあらかじ
め定められる制御領域を前記演算手段に記憶し、この演
算手段の演算結果に基づいて前記作業機の運転室に対す
る位置が前記制御領域に位置するか否かを判定し、前記
作業機が前記制御領域内に侵入した場合、前記作業機の
回動動作およびスイング動作の両方または片方を制御す
るとともに、その際のスイング動作の制御時に、前記オ
ペレートチェック弁により前記スイングシリンダから前
記方向制御弁へ戻される作動油の管路を閉じるようにし
た。

【００１７】また、前記制御手段が、前記作業機の回動
動作およびスイング動作を操作する複数のパイロット弁
から前記方向制御弁に供給されるパイロット圧をそれぞ
れ減圧する複数の電磁弁からなるとともに、スイング用
パイロット弁から前記方向制御弁に供給されるパイロッ
ト圧を前記オペレートチェック弁に導くパイロット管路
を設け、前記スイング用パイロット弁の操作時に所定の
パイロット圧により前記オペレートチェック弁を開き、
スイング用の前記電磁弁の制御動作に応じて前記所定の
パイロット圧を減圧することにより前記オペレートチェ
ック弁を閉じるようにした。

【００１８】また、前記オペレートチェック弁を、前記
方向制御弁と前記スイングシリンダのロッド側とを接続
する作動油管路に介設するとともに、前記スイング用電
磁弁を、前記スイング用パイロット弁と前記方向制御弁
との接続するスイング左パイロット管路に介設し、この
スイング左パイロット管路の前記スイング用パイロット
弁側に、前記オペレートチェック弁にパイロット圧を導
くパイロット管路の一端を接続した。

【００１９】

【実施例】実施例について図面に基づいて説明すると、
図１は本発明の一実施例に係るブームスイング式油圧シ
ョベルの油圧回路図、図２はスイング左動作を説明する
回路図、図３はスイング左動作を停止した状態を説明す
る回路図、図４はスイング左用電磁比例減圧弁の動作時
の状態を説明する回路図である。なお、図１〜図４にお
いて、前述した図７、図８に示すものと同等のものには
同一符号を付してある。

【００２０】図１に示す本実施例のブームスイング式油
圧ショベルは、図７に示す従来のブームスイング式油圧
ショベルに比べると、スイングシリンダ５のロッド側と
方向制御弁６とを接続するロッド側管路２７にオペレー
トチェック弁２８を設けた点と、このオペレートチェッ
ク弁２８にスイング用パイロット弁９からパイロット圧
を導くパイロット管路２９を設けた点とが主として異な
っており、その他の構成はほぼ同様である。

【００２１】前記オペレートチェック弁２８は、スイン
グ用パイロット弁９から所定のパイロット圧が供給され
るとロッド側管路２７を開くことにより、スイングシリ
ンダ５から方向制御弁６へ作動油が戻るのを許可し、一
方、スイング用パイロット弁９から供給されるパイロッ
ト圧が減圧されるとロッド側管路２７を閉じることによ
り、スイングシリンダ５から方向制御弁６へ作動油が戻
るのを阻止するようになっている。さらに、方向制御弁
６からスイングシリンダ５のロッド側へ作動油を供給す
る際に、前記オペレートチェック弁２８により妨げられ
ることはない。

【００２２】前記パイロット管路２９は、一端がスイン
グ左パイロット管路１４のパイロット弁９側に接続され
ており、このパイロット管路２９を介して、スイング左
用電磁比例減圧弁１１の入口側のパイロット圧が前記オ
ペレートチェック弁２８に導かれる。

【００２３】この実施例では、マイコン１０の駆動制御
部２６から出力される制御信号の電流値に比例してスイ
ング左用電磁比例減圧弁１１が動作される。例えば、ブ
ームのスイング角度が所定値内にあるとき、マイコン１
０の駆動制御部２６から出力される最大レベルの電流信
号に応じて、図２に示すように電磁比例減圧弁１１がス
イング左パイロット管路１４を全開するため、スイング
用パイロット弁９の操作に応じてスイング左パイロット
管路１４を介してパイロット圧が供給されるので、方向
制御弁６がストロークエンドまで作動するとともに、オ
ペレートチェック弁２８がスイングシリンダ５のロッド
側管路２７を開く。その結果、方向制御弁６からスイン
グシリンダ５のボトム側に作動油が供給されるととも
に、スイングシリンダ５のロッド側からロッド側管路２
７を介して方向制御弁６に作動油が戻されるので、スイ
ングシリンダ５が伸長してスイング左動作が行なわれ
る。

【００２４】また、図３に示すように、スイング用パイ
ロット弁９を操作しないとき、このスイング用パイロッ
ト弁９を介してパイロット圧が供給されないので、方向
制御弁６は作動せず中立位置に戻されているとともに、
オペレートチェック弁２８がスイングシリンダ５のロッ
ド側管路２７を閉じており、スイングシリンダ５は停止
状態に保持される。

【００２５】また、ブームが運転室側に近づく方向にス
イング動作され、そのスイング角度が所定値を越える
と、マイコン１０の駆動制御部２６から最小レベルの制
御信号が出力されるので、図４に示すように、スイング
左用電磁比例減圧弁１１が右方向に付勢され、スイング
左パイロット管路１４がタンクと接続されるので、この
スイング左パイロット管路１４およびパイロット管路２
９内のパイロット圧が減圧される。これに伴って、方向
制御弁６が中立位置へ戻るとともに、オペレートチェッ
ク弁２８がスイングシリンダ５のロッド側管路２７を閉
じるため、スイングシリンダ５は停止する。

【００２６】このように構成した実施例では、作業機が
所定の制御領域内に侵入し、スイング左用電磁比例減圧
弁１１の作動によりスイング動作が制御されると、方向
制御弁６がスティックして中立位置に戻らない場合であ
っても、オペレートチェック弁２８によりスイングシリ
ンダ５のロッド側管路２７が閉じられるため、前記スイ
ングシリンダ５の伸長動作が迅速に停止される。さら
に、スイング動作の停止中に作業機の自重によりスイン
グシリンダ５に伸長方向への負荷が掛った場合であって
も、前記オペレートチェック弁２８によりスイングシリ
ンダ５のロッド側管路２７が閉じられるため、方向制御
弁６の内部リークに伴うスイングシリンダ５の伸長動作
が阻止される。したがって、スイング可能なブームと運
転室との干渉を確実に防止できる。

【００２７】なお、本実施例ではパイロット管路２９の
一端をスイング左パイロット管路１４のパイロット弁９
側に接続した場合を例示したが、図５に示すように、パ
イロット管路２９の一端をスイング左パイロット管路１
４の方向制御弁６側に接続したり、あるいは図６に示す
ように、スイング左パイロット管路１４から分岐した分
岐管３０に電磁比例減圧弁１１の入口側を接続し、この
電磁比例減圧弁１１の出口側に前記パイロット管路２９
の一端を接続する場合もそれぞれ同様の効果が得られ
る。

【００２８】さらに、本実施例ではオペレートチェック
弁２８の開閉制御をパイロット圧を介して行なうように
したが、マイコン１０の駆動制御部２６から電気信号を
直接オペレートチェック弁２８に入力して、この電気信
号によりオペレートチェック弁２８の開閉制御を行なう
ようにしてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スイング用方向制御弁がスティックして中立位置に戻ら
ない場合であっても、オペレートチェック弁によりスイ
ングシリンダの戻り管路が閉じられるため、スイング動
作を迅速に停止できる。また、スイング動作の停止中に
作業機の自重によりスイングシリンダに負荷が掛った場
合であっても、方向制御弁等の内部リークに伴うスイン
グシリンダの動作を前記オペレートチェック弁により阻
止して停止状態に保持でき、ブームが運転室と干渉する
方向へスイングする動作を阻止できる。したがって、ス
イング可能なブームと運転室との干渉を確実に防止で
き、安全性の高いブームスイング式油圧ショベルが得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るブームスイング式油圧
ショベルの油圧回路図である。

【図２】スイング左動作を説明する回路図である。

【図３】スイング左動作を停止した状態を説明する回路
図である。

【図４】スイング左用電磁比例減圧弁の動作時の状態を
説明する回路図である。

【図５】本実施例のブームスイング式油圧ショベルに備
えられるパイロット管路の変形例を示す回路図である。

【図６】本実施例のブームスイング式油圧ショベルに備
えられるパイロット管路の他の変形例を示す回路図であ
る。

【図７】従来のブームスイング式油圧ショベルの油圧回
路図である。

【図８】図７のブームスイング式油圧ショベルに備えら
れるマイコンのブロック図である。

【符号の説明】

４ ブームシリンダ ５ スイングシリンダ ６ 方向制御弁 ９ スイング用パイロット弁 １０ マイコン（演算手段） １１〜１３ 電磁比例減圧弁（制御手段） １４ スイング左パイロット管路 ２２ 角度検出器 ２７ 管路 ２８ オペレートチェック弁 ２９ パイロット管路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 運転室を有する本体と、この本体の前記
   運転室の側方に左右方向へスイング可能にかつ上下方向
   へ回動可能に連結されたブームと、このブームに対して
   回動可能に連結されたアームと、このアームに対して回
   動可能に連結されたバケットと、これらブーム、アーム
   およびバケットで構成される作業機を駆動するアクチュ
   エータと、このアクチュエータに供給される作動油の流
   れを制御する方向制御弁とを備えたブームスイング式油
   圧ショベルにおいて、 前記作業機の相対的角度をそれぞれ検出する角度検出器
   と、この角度検出器から出力される検出値に基づいて前
   記作業機と前記運転室との位置関係を演算する演算手段
   と、この演算手段の演算結果に応じて前記作業機の回動
   動作およびスイング動作を制御する制御手段とを備え、
   前記ブーム用のスイングシリンダと前記方向制御弁との
   間に、前記制御手段により制御され前記スイングシリン
   ダから前記方向制御弁へ戻される作動油の管路を開閉す
   るオペレートチェック弁を設け、 前記作業機の相対的角度とスイング角度との相互関係に
   応じてあらかじめ定められる制御領域を前記演算手段に
   記憶し、この演算手段の演算結果に基づいて前記作業機
   の運転室に対する位置が前記制御領域に位置するか否か
   を判定し、前記作業機が前記制御領域内に侵入した場
   合、前記作業機の回動動作およびスイング動作の両方ま
   たは片方を制御するとともに、その際のスイング動作の
   制御時に、前記オペレートチェック弁により前記スイン
   グシリンダから前記方向制御弁へ戻される作動油の管路
   を閉じるようにしたことを特徴とするブームスイング式
   油圧ショベル。
2. 【請求項２】 請求項１の記載において、前記制御手段
   が、前記作業機の回動動作およびスイング動作を操作す
   る複数のパイロット弁から前記方向制御弁に供給される
   パイロット圧をそれぞれ減圧する複数の電磁弁からなる
   とともに、スイング用パイロット弁から前記方向制御弁
   に供給されるパイロット圧を前記オペレートチェック弁
   に導くパイロット管路を設け、前記スイング用パイロッ
   ト弁の操作時に所定のパイロット圧により前記オペレー
   トチェック弁を開き、スイング用の前記電磁弁の制御動
   作に応じて前記所定のパイロット圧を減圧することによ
   り前記オペレートチェック弁を閉じるようにしたことを
   特徴とするブームスイング式油圧ショベル。
3. 【請求項３】 請求項２の記載において、前記オペレー
   トチェック弁を、前記方向制御弁と前記スイングシリン
   ダのロッド側とを接続する作動油管路に介設するととも
   に、前記スイング用電磁弁を、前記スイング用パイロッ
   ト弁と前記方向制御弁との接続するスイング左パイロッ
   ト管路に介設し、このスイング左パイロット管路の前記
   スイング用パイロット弁側に、前記オペレートチェック
   弁にパイロット圧を導くパイロット管路の一端を接続し
   たことを特徴とするブームスイング式油圧ショベル。