JPH07247577A - 建設機械の機体持上がり防止方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バックホーや油圧ショベルなどのバケット底
面を使ったブーム下げ操作による整地作業において、ブ
ーム下げフルレバー時でも機体が持上がらないように
し、オペレータの負担を軽減する。 【構成】 油圧ポンプ11からブームスプール12を経てブ
ームシリンダ13に作動油を供給する。ブームスプール12
にブーム上げポジション12a と、中立ポジション12b
と、通常のブーム下げポジション12c と、機体持上がり
防止ポジション12c'とを設ける。整地作業時に作動され
たブーム下げストッパ17によりブームスプール12を機体
持上がり防止ポジション12c'で係止する。ブームシリン
ダ13のロッド側13c へ供給される作動油の一部を絞り16
を経てドレンし、ロッド側13c へ供給される作動油圧を
ブーム下げポジション12c での通常圧より低圧に制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バックホーや油圧ショ
ベルなどの建設機械の機体持上がり防止方法およびその
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、神戸製鋼製バックホーにはＦＣモ
ードと呼ばれるブーム用コントロールバルブのスプール
規制モードがある。これは、ブーム用コントロールバル
ブのスプールのブーム下げパイロット圧投入側と逆側に
ストッパを設け、ＦＣモード時は、このストッパにより
ブーム用スプールのストロークを規制して流量を低減
し、ブーム下げスピードを抑えることによって、ブーム
下げの微操作性を改善するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来の流量制御モ
ードでは、例えばブーム下げ操作によりバケット底面を
地面に押付けるようにして整地作業を行う場合、ブーム
操作レバーをフル操作すると、ブーム用シリンダのロッ
ド側に強力なブーム下げ圧が発生するため、機体の持上
がりが発生してオペレータは円滑に作業を行えない。

【０００４】このため、オペレータはブーム操作レバー
を注意しながら常に微操作する必要があり、ブーム下げ
の押付け作業をフルレバー操作できない欠点がある。

【０００５】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、建設機械のバケット底面を使ったブーム下げ操作
による整地作業において、ブーム下げフルレバー時でも
機体が持上がらないようにし、オペレータの負担を軽減
することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、油圧ポンプからコントロールバルブを経てブーム、
アームおよびバケットからなる作業機の各油圧シリンダ
に作動油を供給する建設機械において、ブーム用コント
ロールバルブからブーム用油圧シリンダのロッド側へ供
給される作動油圧を通常圧より低圧に切換制御する点に
特徴を有する建設機械の機体持上がり防止方法である。

【０００７】請求項２に記載の発明は、油圧ポンプから
コントロールバルブを経てブーム、アームおよびバケッ
トからなる作業機の各油圧シリンダに作動油を供給する
建設機械において、ブーム用コントロールバルブのスプ
ールに、ブーム用油圧シリンダのロッド側へ作動油を供
給する通常のブーム下げポジションに加えて、ブーム用
油圧シリンダのロッド側へ供給される作動油の一部をド
レンする機体持上がり防止ポジションが設けられた点に
特徴を有する建設機械の機体持上がり防止装置である。

【０００８】請求項３に記載の発明は、油圧ポンプから
コントロールバルブを経てブーム、アームおよびバケッ
トからなる作業機の各油圧シリンダに作動油を供給する
建設機械において、ブーム用コントロールバルブとブー
ム用油圧シリンダのロッド側との間の管路に対し、設定
圧を高低切換可能の圧力制御弁が設けられた点に特徴を
有する建設機械の機体持上がり防止装置である。

【０００９】

【作用】請求項１に記載の発明は、通常の掘削作業時は
油圧ポンプからブーム用コントロールバルブを経てブー
ム用油圧シリンダに供給される作動油圧を通常圧に制御
して、ブーム用油圧シリンダのロッド側へ通常の高圧作
動油を供給し、ときには機体が持上がるほどの強力なブ
ーム下げ力により機体荷重を利用した強力な掘削作業を
行う。一方、ブーム下げ操作によりバケット底面を使っ
た整地作業を行うときは、ブーム用コントロールバルブ
からブーム用油圧シリンダのロッド側へ供給される作動
油圧を通常圧より低圧に制御し、ブーム用油圧シリンダ
によるブーム下げ力を低下させて、前記整地作業で機体
が持上がらないようにする。

【００１０】請求項２に記載の発明は、通常の掘削作業
時はブーム用コントロールバルブのスプールを通常のブ
ーム下げポジションに制御し、ブーム用油圧シリンダの
ロッド側へ通常の高圧作動油を供給して強力な掘削作業
を行う。一方、ブーム下げ操作によりバケット底面を使
った整地作業を行うときは、ブーム用コントロールバル
ブのスプールを機体持上がり防止ポジションに制御し、
ブーム用コントロールバルブからブーム用油圧シリンダ
のロッド側へ供給される作動油の一部をドレンすること
により、そのロッド側に供給される作動油圧を比較的低
圧に制御し、ブーム用油圧シリンダによるブーム下げ力
を低下させて、前記整地作業で機体が持上がらないよう
にする。

【００１１】請求項３に記載の発明は、通常の掘削作業
時は圧力制御弁の設定圧を高圧とすることにより、ブー
ム用油圧シリンダのロッド側へ通常の高圧作動油を供給
し、強力な掘削作業を行う。一方、ブーム下げ操作によ
りバケット底面を使った整地作業を行うときは、圧力制
御弁の設定圧を低圧側へ切換えることにより、この圧力
制御弁によりブーム用コントロールバルブからブーム用
油圧シリンダのロッド側に供給される作動油圧を比較的
低圧に制御し、ブーム用油圧シリンダによるブーム下げ
力を低下させて、前記整地作業で機体が持上がらないよ
うにする。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図１に示される一実施例およ
び図２に示される他の実施例を参照して詳細に説明す
る。

【００１３】先ず、図１を参照しながら本発明の一実施
例を説明すると、バックホーや油圧ショベルなどの建設
機械には、油圧ポンプ11からコントロールバルブを経て
ブーム、アームおよびバケットからなる作業機の油圧シ
リンダに作動油を供給する油圧回路が設けられている。
なお、図１にはブーム動作を制御するためのブーム用コ
ントロールバルブのスプール（以下、ブームスプール12
という）およびブーム用油圧シリンダ（以下、ブームシ
リンダ13という）のみが示されている。

【００１４】前記油圧ポンプ11の吐出管路は、途中でチ
ェック弁14を有する作動油供給ラインと、ブームスプー
ル12を経てタンクに連通されるドレンライン15とに分岐
されている。

【００１５】ブームスプール12には、ブーム上げパイロ
ット圧によりブームシリンダ13のヘッド側13a へ作動油
を供給するブーム上げポジション12a と、ブームシリン
ダ13のヘッド側13a およびロッド側13c のいずれにも作
動油を供給しない中立ポジション12b と、ブーム下げパ
イロット圧によりブームシリンダ13のロッド側13c へ作
動油を供給する通常のブーム下げポジション（以下、ブ
ーム下げ２段目ポジション12c という）とが設けられて
いる。

【００１６】さらに、このブーム下げ２段目ポジション
12c に追加して、ブーム下げ時の機体持上がりを防止す
るためにブームシリンダ13のロッド側13c へ供給される
作動油の一部をドレンする機体持上がり防止ポジション
（以下、ブーム下げ１段目ポジション12c'という）が設
けられ、全部で４ポジションに形成されている。

【００１７】追加するブーム下げ１段目ポジション12c'
では、油圧ポンプ11からタンクへ連通するラインに、バ
ケット底面を使った整地作業に必要なブームシリンダ圧
を確保できるとともにブーム下げフルレバー操作時でも
機体を持上げるほどの圧力を発生させないように設定さ
れた絞り16が設けられている。

【００１８】また、ブームスプール12のブーム下げパイ
ロット圧作用部の逆側にはブーム下げストッパ17が対向
して設けられている。このブーム下げストッパ17はシリ
ンダ18内に摺動自在に嵌合され、このシリンダ18は切換
弁19を経て油圧源11a またはタンクに接続されている。

【００１９】次に、この実施例の作用を説明すると、通
常の掘削作業時は図１（Ａ）に示されるようにブーム下
げストッパ17を作動せず、ブームスプール12はブーム上
げポジション12a 、中立ポジション12b 、ブーム下げ２
段目ポジション12c の３ポジションをとる。

【００２０】ブームスプール12のブーム下げ２段目ポジ
ション12c は、油圧ポンプ11からブーム用油圧シリンダ
13のロッド側へ13c へ通常の高圧作動油を供給し、とき
には機体が持上がるほどの強力なブーム下げ力により機
体荷重を利用した強力な掘削作業を行う。

【００２１】一方、ブーム下げ操作によってバケット底
面を使った整地作業を行うときは、図１（Ｂ）に示され
るように機体持上がり防止信号により切換弁19を作動し
て、油圧源11a から供給される作動圧によりブーム下げ
ストッパ17をシリンダ18から突出作動させると、このス
トッパ17がブームスプール12をブーム下げ１段目ポジシ
ョン12c'で係止して、ブーム下げフルレバー時でもこの
ブーム下げ１段目ポジション12c'が維持される。

【００２２】このように、ブームスプール12がブーム下
げ１段目ポジション12c'となっているときは、油圧ポン
プ11からの作動油はブームシリンダ13のロッド側13c の
みでなく、作動油の一部は絞り16を経てタンクへ排出さ
れるため、ブームスプール12からブームシリンダ13のロ
ッド側13c へ供給される作動油圧は、ブーム下げ２段目
ポジション12c の通常圧より低圧に制御される。このた
め、ブームシリンダ13によるブーム下げ力も低下し、前
記整地作業でバケット底面を地面に押さえつけても、油
圧ポンプ11の吐出側には機体を持上げるだけの圧力が発
生せず、機体は持上がらない。

【００２３】次に、図２を参照しながら本発明の他の実
施例を説明する。なお、この図において図１と同様の部
分には同一符号を付してその説明を省略する。

【００２４】図２に示されるように、ブーム用コントロ
ールバルブのスプール（以下、ブームスプール12とい
う）には、ブーム上げポジション12a 、中立ポジション
12b およびブーム下げポジション12c の３ポジションの
みが設けられている。

【００２５】前記ブーム用コントロールバルブとブーム
シリンダ13のロッド側13c との間の管路21に対し、設定
圧を高低切換可能の圧力制御弁としてのオーバーロード
リリーフバルブ（以下、単にリリーフバルブ22という）
が設けられている。

【００２６】このブームシリンダ13のロッド側圧力を制
御するリリーフバルブ22には設定切換圧作用部23が設け
られ、この設定切換圧作用部23に機体持上がり防止信号
によって作動する切換弁24が接続され、この切換弁24に
ブーム下げパイロット圧を供給するパイロット圧ライン
25またはタンクが接続され、この切換弁24によってリリ
ーフバルブ22は高低２種の設定圧を選択できる。

【００２７】そして、通常の掘削作業時は、図２（Ａ）
において切換弁24のソレノイドに励磁信号が入らないの
で、この状態で、パイロット圧ライン25にブーム下げパ
イロット圧を供給してブーム下げ操作を行うと、そのブ
ーム下げパイロット圧が切換弁24を経てリリーフバルブ
22の設定切換圧作用部23にも導かれ、リリーフバルブ22
は高圧側に設定される。このとき、油圧ポンプ11からブ
ームスプール12のブーム下げポジション12c および管路
21を経てブームシリンダ13のロッド側13c へ供給される
作動油は高圧に保たれ、ときには掘削作業で機体が持上
がるほどの強力なロッド下げ圧が発生する。

【００２８】一方、ブーム下げ操作によりバケット底面
を使った整地作業を行うときは、図２（Ｂ）に示される
ように切換弁24を機体持上がり防止信号によって切換え
ることにより、リリーフバルブ22の設定切換圧作用部23
からブーム下げパイロット圧が解放され、リリーフバル
ブ22は低圧側に設定される。この状態でブーム下げ操作
を行うと、前記ブームスプール12のブーム下げポジショ
ン12c からブームシリンダ13のロッド側13c へ供給され
る作動油圧は、リリーフバルブ22にて通常圧より低圧で
リリーフされ、ブームシリンダ13のロッド側13c に機体
を持上げるだけのロッド下げ圧が発生しない。

【００２９】以上のように、図１に示される実施例の場
合も図２に示される実施例の場合も、機体持上がり防止
信号の発生している間は、ブームレバーを下げ方向へフ
ル操作しても機体が持上がらない。

【００３０】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、バケッ
ト下面を使用した整地作業を行うときは、ブーム用コン
トロールバルブからブーム用油圧シリンダのロッド側へ
供給される作動油圧を通常圧より低圧に制御することに
より、ブーム用油圧シリンダによるブーム下げ力を通常
掘削作業時より低下させて、強力なブーム下げ力による
機体の持上がりを防止でき、ブーム下げの微操作性も確
保できるから、整地作業での作業性を改善してオペレー
タの負担を軽減できる。

【００３１】請求項２に記載の発明によれば、ブーム用
コントロールバルブのスプールに設けられた機体持上が
り防止ポジションにより、ブーム用油圧シリンダのロッ
ド側へ供給される作動油の一部をドレンすることによ
り、ブーム用油圧シリンダのロッド側へ供給される作動
油圧を通常圧より低圧に制御し、ブーム用油圧シリンダ
によるブーム下げ力を低下させて、整地作業での機体の
持上がりを防止できる。また、この発明は改良されたコ
ントロールバルブを使用することにより既存の油圧回路
を利用できる利点がある。

【００３２】請求項３に記載の発明によれば、ブーム用
コントロールバルブとブーム用油圧シリンダのロッド側
との間の管路に対し設けられた圧力制御弁によって、設
定圧を低圧側へ切換えることにより、ブーム用コントロ
ールバルブからブーム用油圧シリンダのロッド側へ供給
される作動油圧を通常圧より低圧に制御し、ブーム用油
圧シリンダによるブーム下げ力を低下させて、整地作業
での機体の持上がりを防止できる。また、この発明は圧
力制御弁を追加することにより既存のコントロールバル
ブを利用できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の建設機械の機体持上がり防止
方法およびその装置の一実施例を示す油圧回路図であ
り、（Ｂ）はその機体持上がり防止モードの油圧回路図
である。

【図２】（Ａ）は本発明の建設機械の機体持上がり防止
方法およびその装置の他の実施例を示す油圧回路図であ
り、（Ｂ）はその機体持上がり防止モードの油圧回路図
である。

【符号の説明】

11 油圧ポンプ 12 ブーム用コントロールバルブのスプール 12c 通常のブーム下げポジション 12c' 機体持上がり防止ポジション 13 ブーム用油圧シリンダ 13c ロッド側 21 管路 22 圧力制御弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧ポンプからコントロールバルブを経
   てブーム、アームおよびバケットからなる作業機の各油
   圧シリンダに作動油を供給する建設機械において、 ブーム用コントロールバルブからブーム用油圧シリンダ
   のロッド側へ供給される作動油圧を通常圧より低圧に切
   換制御することを特徴とする建設機械の機体持上がり防
   止方法。
2. 【請求項２】 油圧ポンプからコントロールバルブを経
   てブーム、アームおよびバケットからなる作業機の各油
   圧シリンダに作動油を供給する建設機械において、 ブーム用コントロールバルブのスプールに、ブーム用油
   圧シリンダのロッド側へ作動油を供給する通常のブーム
   下げポジションに加えて、ブーム用油圧シリンダのロッ
   ド側へ供給される作動油の一部をドレンする機体持上が
   り防止ポジションが設けられたことを特徴とする建設機
   械の機体持上がり防止装置。
3. 【請求項３】 油圧ポンプからコントロールバルブを経
   てブーム、アームおよびバケットからなる作業機の各油
   圧シリンダに作動油を供給する建設機械において、 ブーム用コントロールバルブとブーム用油圧シリンダの
   ロッド側との間の管路に対し、設定圧を高低切換可能の
   圧力制御弁が設けられたことを特徴とする建設機械の機
   体持上がり防止装置。