JPH02128026A - 油圧式掘削機の油圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、走行体上に、ブーム、アーム、パケット等の
フロント部材からなるフロントアタッチメントを設けた
油圧式掘削機の油圧回路に関する。

〔従来技術〕

第２図は本願の対象とする油圧式掘削機においてクレー
ン作業をおこなっている状態を示す側面図である。この
掘削機は、走行体上に旋回可能に設けた本体４５と、ブ
ーム４６、アーム４８、パケット４９等のフロント部材
と、ブーム４６、アーム４８、パケット４９をそれぞれ
駆動するブームシリンダ３１、アームシリンダ４７、パ
ケットシリンダ３２等のアクチュエータを備えている。

そして、パケット４９の底部に取付けたフックにロープ
をかけてヒユーム管５０を吊り上げている。

このような掘削機にあっては、一般に吊り上げ物が大き
くなるほど吊り上げ能力が低下し、また作業範囲（吊り
上げ可能範囲）が狭くなるが、これらの能力や作業範囲
は、掘削機全体の安定性およびブームシリンダ３１の持
ち上げ力により決定される。そして、普通の掘削機にお
いては、パケット４９の荷積重量により安定性およびブ
ームシリンダ３１の持ち上げ力が定まる。

第３図は、このような掘削機に備えられる従来の油圧回
路を示す回路図である。油圧ポンプ１、油圧ポンプ３か
らの圧油は管路９を介して集合切換弁１５に供給され、
油圧ポンプ２、油圧ポンプ４からの圧油は管路８を介し
て集合切換弁１０に供給される。そして、油圧ポンプ１
の圧油と油圧ポンプ３の圧油とが合流され、油圧ポンプ
２の圧油と油圧ポンプ４の圧油とが合流されるが、それ
ぞれのポンプ吐出管路には逆流を防止するチエツク弁５
を設けである。

上述した集合切換弁１０は、走行用切換弁１１、第１の
ブーム用切換弁１２、予備用切換弁１３、第１のアーム
用切換弁１４から成っており、この集合切換弁１０には
油圧ポンプ２，４から吐出される圧油の圧力を規定する
リリーフ弁２０が設けられ、また、予備用切換弁１３に
負荷防止用のオーバーロードリリーフ弁２２，２３が設
けられ、第１のアーム用切換弁１４にオーバーロードリ
リーフ弁２４が設けられている。

また、上述した集合切換弁１５は、第２のアーム用切換
弁１６、パケット用切換弁１７、第２のブーム用切換弁
１８、走行用切換弁１９がら成っており、この集合切換
弁１５には油圧ポンプ１゜３から吐出される圧油の圧力
を規定するリリーフ弁２１が設けられ、また、第２のア
ーム用切換弁１６にオーバーロードリリーフ弁２５．２
６が設けられ、パケット用切換弁１７にオーバーロード
リリーフ弁２６．２８が設けられ、第２のブーム用切換
弁１８にオーバーロードリリーフ弁２９゜３０が設けら
れている。そして、集合切換弁１０の第１のブーム用切
換弁１２と、集合切換弁１５の第２のブーム用切換弁１
８とを通る圧油が合流されてブームシリンダ３１に供給
されるようになっており、またパケット用切換弁１７を
通る圧油はパケットシリンダ３２に供給されるようにな
っている。

そして、操作バルブ７が操作されると、パイロットポン
プ６からの操作圧が操作圧回路３３を経て切換弁１２．
１８の駆動部に供給され、これによって第１のブーム用
切換弁１２、第２のブーム用切換弁１８が切換えられる
。

上記したリリーフ弁２０．２１の設定圧力は、通常の掘
削作業が可能な一定の圧力に設定してあり、オーバーロ
ードリリーフ弁２２．２３．２４゜２５．２６．２７．
２８．２９．３０の設定圧力は、リリーフ弁２０．２１
の設定圧力よりも例えば２０〜３０ｋｇ／ｃｍ”高い設
定圧力にしである。

なお、説明を簡単にするために、第３図にあってはアー
ムシリンダを省略してあり、また切換弁１２．１８以外
の各切換弁を切換える操作圧を供給する操作回路を省略
しである。

ところで、上記のような従来例にあっては、例えば前述
のようなりレーン作業の能率の向上を図るために、リリ
ーフ弁２０．２１およびオーバーロードリリーフ弁２２
，２３，２４，２５．２６゜２７．２８，２９．３０の
設定圧を通常の掘削作業時におけるよりもあらかじめ十
分に高く設定することが考えられるがこのように高く設
定すると通常の掘削作業時に逆に過大な力が生じること
になり、掘削機全体特にブーム、アーム、パケットのフ
ロント部材の強度が問題となり、これらのフロント部材
の破損を生じる：懸念がある。

なお、上述のようなりレーン作業の能率向トを考慮して
ブームシリンダ３１、アームシリンダ４７、パケットシ
リンダ３２の容量をあらかじめ大きく設定することが考
えられるが、このようにすると全体の基本寸法の大幅な
変更が必要になり、改造が著しく大損りなものとなり、
実用的でない。

そこで、本出願人は、特願昭６２−２５９６３７号とし
て、フロント部材を駆動するアクチュエータと、このア
クチュエータを駆動する圧油を供給する油圧ポンプと、
この油圧ポンプからアクチュエータに供給される圧油の
流れを制御する切換弁と、油圧ポンプから供給される圧
油の圧力を規定するリリーフ弁とを備えた油圧式掘削機
の油圧回路において、リリーフ弁が、油圧ポンプの吐出
圧をｉｍ常の掘削作業時に相応する圧力に規定する第１
のリリーフ弁と、この第１のリリーフ弁の設定圧力より
も大きい設定圧力を有する第２のリリーフ弁とからなる
とともに、第１のリリーフ弁の作動を選択的に阻止する
阻止手段を設けた回路構成を桿案した。

この具体的な油圧回路を第４図に示す。なお、この図に
おいて、前述した機器と同等のものは同じ符号で示しで
ある。すなわち、この実施例にあっても、油圧ポンプ１
，２，３，４、チエツク弁５、集合切換弁１０．１５、
油圧ポンプ２．４と集合切換弁１０を連絡する管路８、
油圧ポンプ１゜３と集合切換弁１５を連絡する管路９、
ブームシリンダ３１、パケットシリンダ３２の他、パイ
ロットポンプ６、操作バルブ７、ブーム用切換弁１２゜
１８を切換える操作圧を導く操作圧回路３３を備えてい
る。

そして、この実施例では、油圧ポンプ２，４と集合切換
弁１０とを連絡する管路８に連通する管路３９を設けて
あり、この管路３９中に油圧バイロフト式切換弁３４ａ
を介してリリーフ弁３５ａを配置しである。同様に１．
油圧ポンプ１．３と集合切換弁１５とを連絡する管路９
に連通ずる管路４０を設けてあり、この管路４０中に油
圧パイロット式切換弁３４ｂを介してリリーフ弁３５ｂ
を配置しである。また、集合切換弁１ｏ位置に別のリリ
ーフ弁２０ａを設けてあり、集合切換弁１５位置にリリ
ーフ弁２１ａを設けである。油圧パイロット式切換弁３
４ａは、リリーフ弁３５ａと集合切換弁１０とを連絡、
あるいはしゃ断する２つの切換位置を有し、油圧パイロ
ット式切換弁３４ｂはリリーフ弁３５ｂと集合切換弁１
５を連絡、あるいはしゃ断する２つの切換位置を有して
いる。

上述したリリーフ弁３５ａ、３５ｂは、油圧ポンプ２，
４、あるいは油圧ポンプ１，３のそれぞれの吐出圧を、
通常の掘削作業時に相応する圧力に規定する第１のリリ
ーフ弁を構成している。また、上述したリリーフ弁２０
ａ、２１ａは、上記のリリーフ弁３５ａ、３５ｂの設定
圧力よりも大きい設定圧力を有する第２のリリーフ弁を
構成している。なお、オーバーロードリリーフ弁２２゜
２３．２４．２５，２６．２７．２８，２９．３０のそ
れぞれの設定圧力は、リリーフ弁２０ａ、２１ａの設定
圧力よりも更に２０〜３０ｋｇ／ｃｍ”高い圧力に設定
しである。

また、この実施例では、パイロットポンプ６と操作バル
ブ７とを連絡する管路に連通する管路３８と、切換弁３
４ａ、３４ｂのそれぞれの駆動部に連通ずる操作圧回路
３７と、これらの管路３８と操作圧回路３７間に配置さ
れ、これらの管路３８と操作圧回路３７とを接続、しゃ
断可能な電磁切換弁３６と、この電磁切換弁３６の駆動
部に信号線４４を介して接続される電気スイッチ４１、
この電気スイッチ４１に接続されたパイロットランプ４
２と、電気スイッチ４１に接続され、ＯＮされている時
間を計測するアワメータ４３とを備えている。

上記した油圧パイロット式切換弁３４ａ、３４ｂ、操作
圧回路３７、電磁切換弁３６、信号線４４、電気スイッ
チ４１、および管路３８は、リリーフ弁３５ａ、３５ｂ
の作動を選択的に阻止する阻止手段を構成している。

このように構成しである実施例にあっては、電気スイッ
チ４１がＯＦＦの状態ではパイロットランプ４２が点灯
せず、アワメータ４３が作動せず、電磁切換弁３６は第
４図に示すように管路３８と操作圧回路３７を連通させ
る位置に切換えられており、切換弁３４ａはリリーフ弁
３５ａと集合切換弁ＩＯとをしゃ断する第４図に示す位
置に切換えられており、切換弁３４ｂはリリーフ弁３５
ｂと集合切換弁１５とをしゃ断する第４図に示す位置に
切換えられている。

この状態から操作バルブ７を操作するとパイロットポン
プ６の圧油が管路３８、電磁切換弁３６、操作圧回路３
７を介して切換弁３４ａ、３４ｂの駆動部に導かれ、切
換弁３４ａがリリーフ弁３５ａと集合切換弁１０とを連
通ずる左位置に切換えられ、切換弁３４ｂがリリーフ弁
３５ｂと集合切換弁１５とを連通ずる右位置に切換えら
れる。またパイロットポンプ６の圧油が操作バルブ７、
操作圧回路３３を介して第１のブーム用切換弁１２の駆
動部、および第２のブーム用切換弁１８の駆動部に導か
れて、これらの第１のブーム用切換弁１２、第２のブー
ム用切換弁１８が切換えられ、油圧ポンプ２および油圧
ポンプ４の圧油が合流されてリリーフ弁３５ａで規定さ
れた圧力で管路８、集合切換弁１０を介してブームシリ
ンダ３１に供給され、油圧ポンプ１および油圧ポンプ３
の圧油が合流されてリリーフ弁３５ｂで規定された圧力
で管路９、集合切換弁１５を介してブームシリンダ３１
に供給され、これによりブームシリンダ３１が駆動して
通常の掘削作業をおこなうことができる。

そして、クレーン作業時等にあっては、電気スイッチ４
１をＯＮにすればよく、これによってパイロットランプ
４２が点灯し、アワメータ４３が時間の計測を開始する
とともに、電磁切換弁３６が左位置に切換えられる。こ
れにより、管路３８と操作圧回路３７との連通がしゃ断
され、操作圧回路３７がタンクに連通し、切換弁３４ａ
がリリーフ弁３５ａと集合切換弁１０との連絡をしゃ断
する第４図に示す位置に切換えられ、切換弁３４ｂがリ
リーフ弁３５ｂと集合切換弁１５との連通をしゃ断する
第４図に示す位置に切ｔａえられる。

これにより油圧ポンプ２．４の圧油はリリーフ弁２０ａ
で規定された比較的高い圧力でブームシリンダ３１に供
給され、油圧ポンプ１．３の圧油はリリーフ弁２１ａで
規定された比較的高い圧力でブームシリンダ３１に供給
され、通常の掘削作業時におけるよりも大きな力でブー
ムシリンダ３１を駆動できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記のようにリリーフ弁２０ａ、２１ａで規
定される比較的高い圧力をブームシリンダ３１に供給し
てクレーン作業を行ったあとに、通常の掘削作業をおこ
なうときには、電気ス・イッチ４１を作動すなわちＯＮ
にして、比較的低い基本的な圧力に戻すことになる。し
かし、上記のクレーン作業後に作業者が電気スイッチ４
１をＯＮにすることを忘れてクレーン作業時の高い圧力
で通常の掘削作業を行うことが考えられる。そのため、
上記提案に係る油圧回路では、まだ、通常の掘削作業時
に過大な力が生じる戊があり、作業機全体の強度に対し
て不安が残ることになる。

したがって、本発明は、上記本出願人提案の発明の改良
を意図してなされたもので、その目的は、上記提案に係
る発明において、クレーン作業時等の高い圧力での掘削
作業の実行を阻止することが可能で、作業に際し、上記
のような過大な力が生じる虞のない油圧式掘削機の油圧
回路を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、フロント部材を駆動するアクチュエータと
、このアクチュエータを駆動する圧油を供給する油圧ポ
ンプと、この油圧ポンプから上記アクチュエータに供給
される圧油の流れを制御する切換弁と、油圧ポンプから
供給される圧油の圧力を規定するリリーフ弁とを備えた
油圧式掘削機の油圧回路において、上記リリーフ弁が、
上記油圧ポンプの吐出圧を通常の掘削作業時に相応する
圧力に規定する第１のリリーフ弁と、この第１のリリー
フ弁の設定圧力よりも大きい設定圧力を有する第２のリ
リーフ弁からなるとともに、上記第１のリリーフ弁の作
動を選択的に阻止可能な阻止手段と、阻止手段が作動し
たときに上記油圧ポンプの吐出量を最小にする制御手段
とを設けることによって達成される。

〔作用〕

上記手段によれば、第１のリリーフ弁の作動を阻止して
、第２のリリーフ弁によって設定される比較的高い圧力
のもとて作業を行うときには、油圧ポンプの吐出量が必
ず最小になっているので、第１のリリーフ弁を作動させ
て比較的低い圧力で作業を開始する際には、常に阻止手
段の作動を解除して油圧ポンプの吐出量を最小レベルか
ら回復させなければ、通常の比較的低い圧力での適正な
作業ができなくなる。したがって、第１のリリーフ弁の
作動を阻止したときには、その第１のリリーフ弁の作動
阻止の解除が必須となり、これにより、比較的高い圧力
を許容した状態で通常の掘削作業等が行われる虞はなく
なる。

〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の実施例に係る油圧回路図である。な
お、同図において、前述した油圧回路に開示された各部
と同一もしくは同一とみなせる各構成要素には同一の符
号を付し、重複する説明は省略する。

第１図において、操作バ°ルブ７から延出したパイロッ
ト管路５１にはシャトルブロック５２が接続され、さら
にこのシャトルブロック５２からパイロット管路５３が
延出し、電磁切換弁５４に接続されている。また、この
電磁切換弁５４から前述の油圧ポンプ１，２，３．４の
各斜板１ａ、２ａ、３ａ、４ａの駆動部にパイロット管
路５５を介して圧油が供給されるようになっている。電
磁切換弁５４は電気信号回路５６を介し、前記電気スイ
ッチ４１のＯＮ、ＯＦＦ操作によって切り換えられるよ
うに設定され、電気スイッチ４１のＯＮによって斜板１
ａ、２ａ、３ａ、４ａの駆動部は油圧タンクに開放され
、電気スイッチ４１のＯＦＦにより、パイロット管路５
３と斜板１ａ、２ａ、３ａ、４ａの駆動部とがパイロッ
ト管路５５を介してそれぞれ連通される。その他の各部
は全て第４図に示した既提案に係る油圧回路と同一に構
成されている。

なお、この実施例の場合、パイロット管路５１゜５３．
５５、シャトルブロック５２、電磁切換弁５４および電
気スイッチ４１が阻止手段が作動したときに油圧ポンプ
１，２．３．４の吐出量を最小にする制御手段を構成し
ている。

引き続き上記のように構成された油圧回路の動作につい
て説明する。

まず、電気スイッチ４１がＯＦＦの状態では、第４図に
示した従来例と同様に、パイロットランプ４２が非点灯
、アワーメータ非作動であって、電磁切換弁３６は管路
３８と操作圧回路３７とを連通させる位置、切換弁３４
ａはリリーフ弁３５ａと集合切換弁１５とをしゃ断する
位置、電磁切換弁５４は第１図に示すパイロット管路５
３と各斜板１ａ、２ａ、３ａ、４ａの駆動部とを連通ず
る位置にそれぞれ切り換えられている。

この状態から操作バルブ７を操作すると、前記第４図に
そって説明した動作に加えて、パイロット管路５１、シ
ャトルブロック５２、パイロット管路５３、電磁切換弁
５４およびパイロット管路５５を介して各斜板１ａ、２
ａ、３ａ、４ａの駆動部に圧油が供給され、各斜板ｌａ
、’ｌａ、３ａ。

４ａは流量を増加させる側に位置し、パイロットボング
６の圧油が操作パルプ７、操作圧回路３３を介して第１
のブーム用切換弁１２の駆動部および第２のブーム用切
換弁１８の駆動部に導かれて、これらの第１のブーム用
切換弁１２と第２のブーム用切換弁１８が切り喚えられ
、油圧ポンプ２および油圧ポンプ４の圧油が合流されて
、リリーフ弁３５ａで規定された圧力で管路８、集合切
換弁１０を介してブームシリンダ３１に供給される。

これと同時に、油圧ポンプ１および油圧ポンプ３の圧油
が合流されてリリーフ弁３５ｂで規定された圧力で管路
９、集合切換弁１５を介してブームシリンダ３１に供給
され、これにより、ブームシリンダを駆動し、通常の掘
削作業を行うことができる。

これに対し、クレーン作業時等にあっては、電気スイッ
チ４１をＯＮにすれば、電磁切換弁３６゜５４がそれぞ
れ第１図において左位置に切り換えられるとともに、パ
イロットランプ４２が点灯、アワメータ４３が時間の計
測を開始する。これにより、管路３８と操作圧回路３７
との連通がしゃ断され、操作圧回路３７が油圧タンクに
連通ずるとともに、各斜板ｌａ、２ａ、３ａ、４ａの駆
動部もｔｍ切換弁５４によってパイロット管路５３との
連通を断たれ、油圧タンクに連通ずる。このしゃ断動作
によって、各斜板１ａ、２ａ、３ａ。

４ａは油圧ポンプ１，２．３．４の最小流量位置に位置
することになり、切換弁３４ａがリリーフ弁３５ａと集
合切換弁１０との連通をしゃ断する第１図に示す位置に
切り換えられ、切換弁３４ｂがリリーフ弁３５ｂと集合
切換弁１５との連通をしゃ断する第１図に示す位置に切
り換えられる。

このように切り換えられることにより、油圧ポンプ２．
４の圧油は、リリーフ弁２０ａで規定された比較的高い
圧力でブームシリンダ３１に供給され、前述のものと同
様に、通常の掘削作業時におけるよりも大きな力でブー
ムシリンダを駆動することができる。なお、この際、電
磁切換弁５４等がない従来のクレーン作業では油圧ポン
プ１．２゜３．４の吐出量が大であるので、作業速度を
遅くするため吐出量が少なくなるように制御する必要が
あったが、この実施例によれば、油圧ポンプ１゜２．３
．４の流量が自動的に最小になるので、特に吐出量を独
自に制御することが不要になり、操作性の向上をも図る
ことができることになる。

そして、上記のようにしてクレーン作業等を行った後、
再度、通常の掘削作業を行うときには、電気スイッチ４
１がＯＮのままでは、油圧ポンプ１．２，３．４の吐出
流量が最小になっているので、掘削作業を行うだけの作
業速度を確保することができない、したがって、掘削作
業を行うにあたって、適正な掘削作業が行えない場合に
は、必然的に電気スイッチ４１のＯＮ、ＯＦＦを確認し
、ＯＦＦに戻した後、掘削作業を行うことになる。

このため、クレーン等の比較的高い圧力で作業を行った
後に、その高い設定圧力を保ったまま、低い圧力での作
業が行われる心配はない。これにより、パイロットラン
プ４２の点灯という方法で作業者にクレーン等の作業で
あることの確認をさせる以外に、物理的に作業が適正に
できなくするように構成しであるので、作業機の予め設
定された安全強度を越えて作業が行われる虞はない。

〔発明の効果〕

これまでの説明で明らかなように、低圧側の圧力を規定
するリリーフ弁の作動を選択的に阻止可能な阻止手段と
、阻止手段が作動したときに上記油圧ポンプの吐出量を
最小にする制御手段とを設けた本発明によれば、阻止手
段の作動により、高圧で作業するときには油圧ポンプの
吐出量が最小になっているので、再度低圧で作業すると
きには、作業に対応するだけの作業速度が確保できなく
なり、必ず油圧ポンプの吐出量を最小にする制御手段の
作動を解除しなければ、その作業を適正に行うことがで
きない、したがって、高圧状態のまま低圧の作業が行わ
れることはなく、作業機の安全強度以上の高い力での掘
削作業の実行を阻止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る油圧式掘削機の油圧回
路の回路図、第２図は油圧式掘削機においてクレーン作
業を行っている状態を示す側面図、第３図は従来例に係
る油圧式掘削機の油圧回路の回路図、第４図は既提案に
係る油圧式掘削機の油圧回路の回路図である。 １．２．３．４・・・・・・・・・油圧ポンプ、ｌａ、
　　２ａ。 ３ａ、４ａ・・・・・・・・・斜板、２０ａ、２０ｂ・
・・・・・・・・リリーフ弁（第２のリリーフ弁）、３
１・・・・・・・・・ブームシリンダ、３４ａ、３４ｂ
・・・・・・・・・油圧パイロット式切換弁、３５ａ、
３５ｂ・・・・・・・・・リリーフ弁（第１のリリーフ
弁）、３６・・・・・・・・・電磁切換弁、３７・・・
・・・・・・操作圧回路、３８，３９．４０・・・・・
・・・・管路、４１・・・・・・・・・電気スイッチ、
４６・・・・・・・・・ブーム、５１，５３．５５・・
・・・・・・・パイロット管路、５２・・・・・・・・
・シャトルブロック、５４・・・・・・・・・を磁切換
弁。 、　　ＬＪ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. フロント部材を駆動するアクチュエータと、このアクチ
   ュエータを駆動する圧油を供給する油圧ポンプと、この
   油圧ポンプから上記アクチュエータに供給される圧油の
   流れを制御する切換弁と、油圧ポンプから供給される圧
   油の圧力を規定するリリーフ弁とを備えた油圧式掘削機
   の油圧回路において、上記リリーフ弁が、上記油圧ポン
   プの吐出圧を通常の掘削作業時に相応する圧力に規定す
   る第１のリリーフ弁と、この第１のリリーフ弁の設定圧
   力よりも大きい設定圧力を有する第２のリリーフ弁とか
   らなるとともに、上記第１のリリーフ弁の作動を選択的
   に阻止可能な阻止手段と、阻止手段が作動したときに上
   記油圧ポンプの吐出量を最小にする制御手段とを設けた
   ことを特徴とする油圧式掘削機の油圧回路。