JPH069080Y2 - ド−ザ装置ブレ−ドの油圧制御回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は油圧ショベルの機体前方に取付けるドーザブ
レードを作動せしめる油圧回路に関するものである。

従来の技術 従来から土工機械の機体前方に取付けるドーザ装置に
は、ドーザブレードのカッティングエッジが、機体の進
行方向または地面に対して、なす角度により、ストレー
トドーザ、アングルドーザ、チルトドーザなどと称され
ているが、時代のニーズにより、１台の機械ですべての
形式に対応することが要求されている。この要求を充た
し、ドーザ装置の操作を油圧式にした実施例として、第
２、３、４図に示すクローラ式油圧ショベルの走行フレ
ーム前方にドーザ装置を装備したものがあるが、第２図
は、その側面図、第３図は平面図、第４図は正面図であ
り、運転室の油圧切換弁を操作してブレードを上下に作
動させるのは勿論であるが、ストレート、アングル、チ
ルトの３形態およびその組合わせ形態に自由に選択して
使いわけができるもので、この図では履帯を巻掛けた走
行フレーム６３の上面には旋回ベアリングを介してフロ
ントアタッチメント６２を装着した上部旋回体６０が搭
載してあり、上記走行フレーム６３の前進方向、前方に
ドーザ装置Ｄが設けられている。

ドーザ装置Ｄは、大別するとブレード９、ドーザフレー
ム３２、リフトシリンダ６、アングルシリンダ７、チル
トシリンダ８および、それらを連接する部品から構成さ
れ、上記各種油圧シリンダを選択して伸縮させ、ドーザ
９をストレート、アングル、チルト並びに上昇、下降を
させる。

このことを図に基づいて詳細に説明すると、第５図およ
び第６図において、ドーザフレーム３２の基部は下部走
行フレーム６３に固設したブラケット３６にピン３４に
より回動自在に枢支され、該ドーザフレーム３２先端中
央部にはブラケット４１が固設しており、ブレード９の
背面に固設したブラケット４２をピン４０で枢支してい
るが、ブレード９が地面に対して所定の角度だけ傾斜で
きるようボールジョイント結合としてあり、また、第７
図に図示するように、ブレード９の中央上部のブラケッ
ト５１とドーザフレーム３２上のブラケット５２との間
には、ターンバックル３３をピン５０，５０で組付けて
あり、ブレード９下端のカッティングエッジの掘削角度
を一定の角度に保つようにしてある。また、下部走行フ
レーム６３上の前記ブラケット３６よりも高い位置に固
設されたブラケット４３とドーザフレーム３２上に固設
されたブラケット４４との間にはリフトシリンダ６がピ
ン３５，３５で枢支され、更にブレード９背面左右の２
個所に固設したブラケット３８とドーザフレーム３２の
側面に固設したブラケット４５との間にはアングルシリ
ンダ７がユニバーサルジョイント３９，３９を介しピン
３７，３７で連結してある。

次に第７、８図はブレード９を地面に対し傾斜をさせる
チルト機構の一部断面の側面部およびチルトシリンダ８
の取付状態を示し、第７図のＸ−Ｘ矢視の平面図である
が、図において４６はドーザフレーム３２上のブラケッ
ト５２の前面に固設したブラケット、４７はブレード９
背面に固設した専用のブラケットであり、この両ブラケ
ット４６，４７の間にユニバーサルジョイント４９を介
してピン４８，４８で連結されているチルトシリンダ８
は、ドーザフレーム３２前端に固設されたブラケット４
１の中心からＬなる距離だけ離れるようブラケット４
６，４７の位置が設定してある。

上記構成からなるドーザ装置において、リフトシリンダ
６を伸縮させるとドーザフレーム３２はピン３４を中心
として揺動するので、その前端中央部において、ブラケ
ット４１，４２ピン４０などにより取付けられているブ
レード９は、これにともないアングルシリンダ７、チル
トシリンダ８と共に上昇、下降をする。次に第６図にお
ける上方のアングルシリンダ７′を収縮させ、下方のア
ングルシリンダ７を伸長させるとブレード９はピン４０
を中心とし、進行方向の右方に、アングルシリンダ７′
を伸長し、７を収縮させると左方に回動する。次に第
７、８図においてチルトシリンダ８を伸縮させるとブレ
ード９がブラケット４１，４２ピン４０などのボールジ
ョイント結合によりドーザフレーム３２に係止され、Ｌ
なる距離においてチルトシリンダ８の作動力が加わるの
で、ブレード９は地面に対し所定の角度範囲の揺動を行
う。

なお、ドーザフレーム３２とブレード９、チルトシリン
ダ８とブラケット４７、ターンバックル３３とブラケッ
ト５１，５２とを係止するピン４０，４８，５０などの
連結部分はブラケットまたはシリンダなどのボス部が相
互にピンの軸心を中心として回動するのみではなく、ブ
レード９の作動にともない、僅少ではあるが軸心を含む
平面上で揺動する必要があるため、それぞれボールジョ
イント形式となっており、その一例を示すと第９図の如
くなっている。すなわち、それぞれの個所におけるブラ
ケットをＥ，Ｆ、ピンをＧとすると、内径はピンＧを遊
挿し、外周部はピンＧの中心点Ｏを中心とする球状とな
ったボールブッシュＨを介してピンＧとブラケットＥ，
Ｆが連結されている。

以上の構成からなるドーザ装置Ｄを作動せしめる従来の
油圧回路の実施例は第１０図の如きものであり、１はド
ーザ装置Ｄ作動用の油圧源となる油圧ポンプで、その吐
出油は油路２３を通り、リリーフ弁５で規定の圧力に調
圧されて切換弁群５５内のリフトシリンダ６用の油圧切
換弁２、アングルシリンダ７用の油圧切換弁３およびチ
ルトシリンダ８用の油圧切換弁４へと並列的に流入し、
各油圧切換弁を操作しないときは、それらのセンタバイ
パス通路、油路２４を経てタンク２２へ戻る。

ブレード９を下降または上昇させるには、油圧切換弁２
を操作してＣ位置からＡまたはＢ位置に切換えると、油
圧ポンプ１からの圧油は上記ＡまたはＢ位置通路、スイ
ベルジョイント６４、油路２６または２７を通りリフト
シリンダ６を伸縮させ、アングルシリンダ７，７′、チ
ルトシリンダ８と共にドーザフレーム３２を上下動させ
ることにより実現される。次に油圧切換弁３を操作しＣ
位置からＡ位置に切換えると圧油は油路２８を通りアン
グルシリンダ７を伸長させブレード９を図において、右
回転させる。その結果アングルシリンダ７′は収縮し、
その油室からの戻り油は、油路２９を通って油圧切換弁
３のＡ位置通路、油路２４を経てタンク２２へと戻る。
上記と逆に油圧切換弁３をＢ位置にするとアングルシリ
ンダ７′は伸長しブレード９は左回転し、アングルシリ
ンダ７は収縮する。また、油圧切換弁４をＣ位置からＡ
またはＢ位置に切換えると、チルトシリンダ８は伸長ま
たは収縮して前述の如くブレード９をピン４０の中心点
Ｏを基準にして右傾、左傾させる。

上記ブレード９の作動のうち、リフトシリンダ６、アン
グルシリンダ７，７′の伸縮作動時は、他のシリンダに
関係なく単独または同時に作動させても円滑に行うこと
ができるが、チルトシリンダ８を単独で伸縮させるとき
は僅かではあるが、アングルシリンダ７，７′の伸縮を
伴うこととなる。すなわち、第５図、第６図においても
明らかなように、ドーザ装置Ｄの構成により多少の差異
は生ずるが、一般に、アングルシリンダ７，７′をブレ
ード９背面に取付けた位置であるピン３７は、ブレード
９が左傾、右傾するときの回転中心となるピン４０の中
心点Ｏから二次元的に離れた位置にあるため三次元的運
動を余儀なくされるので、アングルシリンダ７，７′
は、チルトシリンダ８の伸縮にともない、自動的に伸縮
さされることとなる。例えば、第６図に示す構成からな
るドーザ装置において、チルトシリンダ８が伸長しブレ
ード９が右傾するとアングルシリンダ７は収縮し、アン
グルシリンダ７′は伸長する必要が生ずるが、このと
き、油圧切換弁３，４を同時に人為的に微調整すること
は困難である。従って、第１０図に示す如く、従来は、
油路２８，２９の分岐油路にセーフティサクション弁６
５，６６を設け、アクグルシリンダ７の収縮にともなう
余剰油を、規定圧以上になるとリリーフさせ、アングル
シリンダ７′の伸長にともなう不足油を、上記リリーフ
油またはタンクに通ずる油路２５から補給していた。

考案が解決しようとする問題点 上述のような従来のドーザ装置操作用油圧回路を、上部
旋回体を有し、下部走行フレームにドーザ装置を有す
る、例えば油圧ショベルの如き土工機械に使用すると、
各作動用シリンダは下部走行フレーム側に装着され、油
圧源、油圧切換弁は上部旋回体側に設けてあるので相互
に通じる油路はスイベルジョイントを通らねばならない
ので、ブレードを定位置に保持しているとき外力が働ら
くと、当該油路に高圧が発生するのみならず、チルトシ
リンダを操作すると、ブレードの負荷に関係なく、アン
グルシリンダの油路にセーフティサクション弁のリリー
フ圧が長時間にわたり発生し、直接スイベルジョイント
に加わるので、その寿命を短くしたり、油路間の相互洩
れによりブレードの位置保持ができなくなったりする。
また、チルトシリンダを操作するとアングルシリンダは
セーフティサクション弁内のリリーフ圧に抗して縮小さ
れるので、ブレードに加わる外力以上にアングルシリン
ダ、チルトシリンダは大寸法が必要となり、更にはブレ
ードも必要以上に剛性の高いことが要求される。

問題点を解決するための手段 以上のような問題点を解決するために、この考案は次の
ような油圧回路構成としている。すなわち、 イ．リフトシリンダのブレード上昇側作動油室、アング
ルシリンダおよびチルトシリンダの作動油室に通ずる油
路に、その油室に向けて自由通路を形成し、パイロット
圧が作用すると逆流を可能とするパイロットチェック弁
を設ける。

ロ．リフトシリンダ作動油路に設けたパイロットチェッ
ク弁のパイロット油室はブレード下降側油室に通ずる油
路と連通する。

ハ．チルトシリンダ伸縮作動のそれぞれの油路に設けた
パイロットチェック弁のパイロット油室は、反対の作動
をさせる油室に通じる油路に連通させる。

ニ．更に、チルトシリンダを単独に作動させたときに縮
小する側のアングルシリンダの作動油室に通ずる油路に
設けたパイロットチェック弁のパイロット油室には、他
のアングルシリンダの作動油室に通ずる油路または当該
方向にブレードをチルトさせるチルトシリンダの作動油
室に通じる油路の何れか高い圧力を選択するシャトル弁
の出口ポートを連通する。

作用 ブレード用油圧切換弁を、リフトシリンダが縮小する位
置に切換えると圧油はパイロットチェック弁の自由通路
を通り、リフトシリンダのロッド側油室に流入しヘッド
側油室の油は上記油圧切換弁を経てタンクに流入し、ブ
レードは、その自重に抗して上昇する。ブレードを下降
させるには、リフトシリンダのヘッド側油室に圧油を供
給すると、ロッド側油室からの戻り油はパイロットチェ
ック弁で一旦、阻止されるが、これにともないヘッド側
油室の圧力が上昇してパイロットチエック弁を開路する
ので、ヘッド側油室に圧油が供給され続ける限り、リフ
トシリンダは伸長し、ブレードを下降させる。また、油
圧切換弁が中立位置にあるときは、ブレードの自重によ
り、リフトシリンダのロッド側油室の圧力は上昇する
が、パイロットチェック弁で流通を阻止され、該パイロ
ットチェック弁の下流側油路には圧力が発生しない。

アングル用油圧切換弁を操作して左または右のアングル
シリンダのヘッド側油室の何れか一方に圧油を供給する
と、その側のアングルシリンダは伸長し、その作動圧力
で他のアングルシリンダのヘッド側油室に通じる油路に
設けたパイロットチェック弁を開放するので、このアン
グルシリンダは自由に縮小する。アングル用油圧切換弁
が中立位置にあるとき、ブレードに加わる外力によりア
ングルシリンダの何れか一方が収縮さされようとする
と、そのヘッド側油室の圧力は上昇するが、パイロット
チェック弁により油路の流通は阻止されているのでブレ
ードは外力に対抗し、上記パイロットチェック弁より下
流の油路の圧力は上昇しない。

チルト用油圧切換弁を切換えて、チルトシリンダのヘッ
ド側またはロッド側油室に圧油を供給すると、その反対
側油室に通ずる油路に設けたパイロットチェック弁を開
路するのでチルトシリンダは支障なく伸縮しブレードは
チルトしようとするが、アングル用油圧切換弁は操作さ
れていないのでアングルシリンダに負荷が発生する。こ
れに対応して収縮しなければならない側のアングルシリ
ンダのヘッド側油室に通ずる油路に設けたパイロットチ
ェック弁のパイロット油室へチルトシリンダの作動側油
室に通ずる油路を分岐し、シャトル弁を介して連通して
いるので、アングル用油圧切換弁が操作されていなくて
も、チルトシリンダの伸縮に支障はない。なお、チルト
用油圧切換弁が中立位置のとき、チルトシリンダに外力
が加わり、その圧力が上昇してもパイロットチェック弁
により高圧側油路を開止しているので、該パイロットチ
ェック弁より下流側には高圧は発生せず、したがって、
スイベルジョイントは保護される。

実施例 この考案の実施例を、図面を参照しながら説明する。

第１図は本考案の実施例を示す油圧回路図であるが、図
において、１はドーザ装置Ｄ作動用の油圧ポンプ、５５
はドーザ９を作動させるリフトシリンダ６，６、アング
ルシリンダ７，７′、チルトシリンダ８伸縮用の油圧切
換弁２，３，４並びに油路２３を通って供給される圧油
を規定値に保つリリーフ弁５を含む油圧切換弁群であ
る。油圧切換弁２，３，４のポートは、それぞれ油路２
６，２７，２８，２９，３０，３１、スイベルジョイン
ト６４を通り各油圧シリンダの作動側油室と連通してい
るが、上記油路２６，２８，２９，３０，３１の中間に
は、ドーザ９を作動させるとき、必要以上に急激な油圧
シリンダの伸縮を回避し、ファインコントロールを容易
にするためにスロットルチェック弁１０，１１，１２，
１３，１４が設けてあり、更に、ブレード９の自重負荷
がかかるリフトシリンダ６ロッド側油室と上記スロット
ルチェック弁１０との間にはパイロットチェック弁１７
を設け、該パイロットチェック弁１７のパイロット油室
はパイロット油路により油路２７と連通し、アングルシ
リンダ７，７′のヘッド側油室とスロットルチェック弁
１１および１２との間には、それぞれパイロットチェッ
ク弁１８，１９を設け、該パイロットチェック弁１８の
パイロット油室はシャトル弁１６を介して油路２９およ
びチルトシリンダ８が作動して強制的にアングルシリン
ダ７を収縮させようとする側の油室に通ずる油路、例え
ば油路３１とに連通させ、パイロットチェック弁１９の
パイロット油室はシャトル弁１５を介して上記と同様、
油路２８，３０とに連通させ、チルトシリンダ８のヘッ
ド側油室と前記スロットルチェック弁１３との間にはパ
イロット油室が油路３１と連通したパイロットチェック
弁２０を、また、ロッド側油室とスロットルチェック弁
１４との間には、パイロット油室が油路３０と連通した
パイロットチェック弁２１をそれぞれ設ける。

なお、アングルシリンダ７，７′の作動側油室はヘッド
側のみであるが、一般には汎用の複動形式の油圧シリン
ダを使用するので、そのロッド側油室は油路２５、スイ
ベルジョイント６４を経てタンク２２に連通させてお
く。また油圧切換弁３はアングルシリンダ７または７′
がチルトシリンダ８の伸縮に伴い、強制的に伸長されヘ
ッド側油室に空隙を生じることがないよう、センタオー
プン形式を使用し、ヘッド側油室とタンク２２とを油路
により連通する。

以上の油圧回路におけるブレード９の作動について説明
する。

油圧切換弁２をＡ位置に切換えると油圧ポンプ１の圧油
は、油路２３、油圧切換弁２のＡ位置通路、油路２６、
スイベルジョイント６４、スロットルチェック弁１０の
チェック弁、パイロットチェック弁１７を通り、リフト
シリンダ６，６のロッド側油室に流入し該リフトシリン
ダ６，６を収縮させブレード９を上昇させると同時に、
ヘッド側油室の戻り油は油路２７、スイベルジョイント
６４、油圧切換弁２のＡ位置通路、油路２４を通り、タ
ンク２２へ戻る。油圧切換弁２をＢ位置にすると、圧油
の流れは上記と逆経路を経てドーザ９を下降させるが、
油路２７の圧力が上昇しない限りパイロットチェック弁
１７は開路しないのでブレード９の自重により先行して
リフトシリンダ６が伸長することはなく、またヘッド側
油室からの戻り油はスロットルチェック弁１０の絞り部
を通るので急激な伸長は起らない。油圧切換弁２がＣ位
置のときは油路２７は圧力が低下しているのでパイロッ
トチェック弁１７は閉止し、リフトシリンダの自然降
下、外力による縮小を防止する。

油圧切換弁３をＡ位置にすると、圧油は油路２８、スイ
ベルジョイント６４、スロットルチェック弁１１、パイ
ロットチェック弁１８を通りアングルシリンダ７のヘッ
ド側油室に流入して該アングルシリンダ７を伸長させブ
レード９の左端を前方に押し出し、その反力でアングル
シリンダ７′を収縮させようとするので油路２８および
分岐したパイロット油路の圧力も上昇しシャトル弁１５
を経てパイロットチェック弁１９のパイロット油室に達
するのでパイロットチェック弁１９は開路し、アングル
シリンダ７′のヘッド側油室からの戻り油は油路２９、
スロットルチェック弁１２の絞り部、スイベルジョイン
ト６４、油圧切換弁３のＡ位置通路、油路２４を経てタ
ンク２２へ流入する。油圧切換弁３をＢ位置にすると、
上記と逆の流れとなり、アングルシリンダ７′が伸長
し、７が縮小し、その戻り油は、シャトル弁１６を経て
油路２９の圧油が作用しパイロットチェック弁１８を開
路するのでスロットルチェック弁１１の絞り部を通る。
油圧切換弁３がＣ位置のときは、油路２８，２９は共に
タンク２２の圧力となるのでパイロットチェック弁１
８，１９は閉止しグレード９の位置を保持し、また外力
が加わっても該パイロットチェック弁１８，１９の下流
側油路２８，２９には圧力は発生しない。

油圧切換弁４をＡ位置にすると、圧油は油路３０、スロ
ットルチェック弁１３、パイロットチェック弁２０を通
りチルトシリンダ８のヘッド側油室に流入すると共に油
路３０の分岐油路はパイロットチェック弁２１のパイロ
ット油室に作用するので該パイロットチェック弁２１は
開路し、チルトシリンダ８は伸長し、ブレード９をチル
トさせ、チルトシリンダ８のロッド側油室の戻り油はパ
イロットチェック弁２１、油路３１、スロットルチェッ
ク弁１４の絞り部、スイベルジョイント６４、油圧切換
弁４のＡ位置通路、油路２４を通りタンク２２へ戻る。
チルトシリンダ８の伸長にともない、ドーザ装置Ｄの構
造上のリンクモーションによりアングルシリンダ７′は
僅かに縮小し、７は伸長するが、パイロットチェック弁
１９のパイロット油室には、油路３０の分岐油路、シャ
トル弁１５を通りパイロット油路が連通しているのでア
ングルシリンダ７′は障害なく縮小し、油路２８は油圧
切換弁３のＣ位置で油路２９，２４に連通しているので
アングルシリンダ７が強制的に伸長されても油の補給は
完全である。油圧切換弁４をＢ位置にすると、圧油、戻
り油の流れる方向は全く逆になりチルトシリンダ８は縮
小する。また、油圧切換弁４がＣ位置のときは他の油圧
切換弁がＣ位置のときと同様、パイロットチェック弁２
０または２１、スロットルチェック弁１３，１４の作用
により、ブレード９に外力が作用してもパイロットチェ
ック弁２０，２１より下流の油路３０または３１には高
圧は発生せず、作動も円滑である。

考案の効果 この考案にかかる油圧回路では、チルトシリンダを伸縮
させたとき、ドーザ装置の構造上、リンクモーションで
余儀なく起るアングルシリンダの伸縮を自由に行なわし
めるので、リンク機構、油圧シリンダ、ブレードなどに
余分の負荷がかかったり、余分の能力を必要とせず、ま
た、各シリンダの操作用油圧切換弁が中立位置のとき、
ブレードに外力が加わり、その作動油室が高圧になって
も、油路に設けたパイロットチェック弁により高圧油を
阻止するので、該パイロットチェック弁より下流側の油
路には高圧が発生せず、スイベルジョイントを保護し、
同時にブレードの位置保持能力も大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の油圧回路図、第２図、第３図、第４
図はそれぞれドーザ装置を装着したクローラ式油圧掘削
機を外観から見た側面図、平面図、正面図、第５図、第
６図はリフトシリンダ、アングルシリンダの作動機構を
一部断面を使用して示す側面図および平面図、第７図は
チルトシリンダの作動機構を示す側面図、第８図はチル
トシリンダ取付部詳細を示す平面図、第９図はボールジ
ョイントの一例を示す断面図、第１０図は従来技術の実
施例を示す油圧回路図である。 ６……リフトシリンダ ７，７′……アングルシリンダ ８……チルトシリンダ ３２……ドーザフレーム ３３……ターンバックル ５５……油圧切換弁群 ６０……上部旋回体 ６３……下部走行フレーム ６４……スイベルジョイント

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧切換弁からの圧油をスイベルジョイン
   トを経てリフトシリンダ、アングルシリンダ、チルトシ
   リンダに供給し走行フレーム前方のドーザ装置を作動さ
   せる油圧作動回路において、ブレード上昇側作動油室、
   アングルシリンダおよびチルトシリンダ作動油室に向け
   て自由通路を形成するパイロットチェック弁を油路の途
   中に設け、リフトシリンダのブレード上昇側油路のパイ
   ロットチェック弁のパイロット油室はブレード下降側油
   室に通じる油路に、２個のアングルシリンダの作動油路
   に設けたパイロットチェック弁のパイロット油室にはシ
   ャトル弁を介して他の側のアングルシリンダの作動油室
   に通ずる油路およびチルトシリンダの作動油室に通じる
   油路のうち、その作動にともない、それぞれのアングル
   シリンダを強制的に縮小させる側の油路とに、チルトシ
   リンダの各作動油室に通じる油路のパイロットチェック
   弁のパイロット油室は、他の側の作動油室に通じる油路
   に、それぞれ連通せしめたことを特長とする油圧ショベ
   ルの下部走行体前方に装備したドーザ装置ブレードの油
   圧制御回路。