JPH11270505A - 伸縮アーム式深穴掘削機における油圧制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 伸縮アーム式深穴掘削機において、伸縮アー
ムがフルストロークしたときの衝撃を緩和する。 【解決手段】 伸縮アーム５に上昇検出センサ１５と下
降検出センサ１６と位置検出用凸部とからなる行程検出
機構を設け、伸縮行程の両端に設定した減速領域に入っ
たときにセンサから検出信号が出力されるように構成す
る。伸縮駆動用油圧シリンダ７を制御する方向制御弁２
１のパイロット管路２２，２３に切換式減圧弁２４，２
５を設け、制御部２８がセンサの信号によって切換式減
圧弁を制御する。例えば、伸縮アームが下げ行程で行程
端の減速領域に入ると、下降検出センサ１６から検出信
号が出力され、制御部２８が切換え式減圧弁２５を減圧
位置に切換える。方向制御弁２１は減圧された二次パイ
ロット圧に応じて絞られ、油圧シリンダ７の伸長速度が
減速されて、行程終端で停止する際の衝撃が緩和され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、伸縮アーム式深
穴掘削機における油圧制御回路に関するものであり、特
に、伸縮アームの行程端における衝撃を緩和するための
油圧制御回路に関するものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】多段伸縮アームを油圧
シリンダにて伸縮駆動する伸縮アーム式深穴掘削機にお
いては、伸縮アームの伸縮速度が掘削能率に関係し、伸
縮速度を可及的に高速化することが望ましいが、伸縮ア
ームの質量が大きいことから伸縮速度の高速化に伴っ
て、行程の終端で停止する際の衝撃が増大するという問
題がある。

【０００３】停止時の衝撃を緩衝する手段としては、油
圧シリンダ内の両端部にエンドクッションを設け、行程
終端のピストン速度をエンドクッションにより減速させ
て衝撃を緩和するように構成したものが知られている
が、ピストンがエンドクッションに突入して減速する際
にシリンダ内の油圧が急激に上昇し、油圧シリンダの消
耗を加速させ、内部機構の破損を招くこともある。

【０００４】そこで、油圧シリンダに過負荷を与えるこ
となく行程終端の衝撃を緩和できるようにして、伸縮ア
ーム式深穴掘削機の耐久性と作業性を向上するために解
決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は上
記課題を解決することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために提案するものであり、油圧シリンダによ
り伸縮駆動される伸縮アームと、前記油圧シリンダを制
御する方向制御弁と、方向制御弁をパイロット操作する
リモートコントロール弁を備えた伸縮アーム式深穴掘削
機において、伸縮アームにスイッチまたはセンサと被検
出部材とからなる二組の行程検出機構を設け、一方の伸
長行程検出機構は、伸長行程端から一定範囲で検出信号
を出力し、他方の収縮行程検出機構は、収縮行程端から
一定範囲で検出信号を出力するように形成するととも
に、前記方向制御弁とリモートコントロール弁を接続す
る伸長側パイロット管路と収縮側パイロット管路のそれ
ぞれに、減圧解除と減圧動作とに切換え可能な切換式減
圧弁を設け、伸長行程検出機構の検出信号により伸長側
パイロット管路の切換式減圧弁が減圧動作状態に切換わ
り、収縮行程検出機構の検出信号により収縮側パイロッ
ト管路の切換式減圧弁が減圧動作状態に切換わる制御手
段を設け、行程端近傍における油圧シリンダ及び伸縮ア
ームの伸縮速度を減速させるようにした伸縮アーム式深
穴掘削機における油圧制御回路を提供するものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
図に従って詳述する。図１は、伸縮アーム式深穴掘削機
１を示し、下部走行体２上に搭載された上部旋回体３の
ブーム４に、三段式の伸縮アーム５が取付けられてい
る。伸縮アーム５は、内部に設けた油圧シリンダにより
伸縮駆動され、伸縮アーム５の先端に取付けたクラムシ
ェルバケット６にて地盤を掘削する。

【０００７】図２は、伸縮アーム５の長さを縮小して図
示した構成解説図であり、７はテレスコープ形の油圧シ
リンダである。伸縮アーム５は外筒８と中間筒９と内筒
１０との三段構成となっていて、外筒８と中間筒９を油
圧シリンダ７にて連結している。そして、外筒８の下端
部に二本のワイヤ１１，１２の端部を係止し、一方のワ
イヤ１１は中間筒９の上部に設けた滑車１３を経由して
内筒１０の上部に係止し、他方のワイヤ１２は中間筒９
の下部に設けた滑車１４を経由して内筒１０の上部に係
止して同期伸縮機構を構成している。即ち、外筒８と中
間筒９とに介装した油圧シリンダ７を伸長すれば、外筒
８に対する中間筒９の移動量に対して内筒１０は二倍の
移動量で中間筒９と内筒１０とが連動して伸びる。尚、
油圧シリンダ７並びに滑車１３，１４による送り機構に
ついては種々の形式のものが知られており、図示した形
式に限定するものではない。

【０００８】そして、外筒８の下端部位とそのやや上方
に上昇側減速領域検出用近接センサ１５と下降側減速領
域検出用近接センサ１６を中間筒９に向けて取付け、こ
れら二つのセンサ１５，１６を、後述する油圧制御回路
の制御部に接続している。また、中間筒９の下部外周面
に上昇位置検出用凸部１７を設け、上部外周面に下降位
置検出用凸部１８を設けて、近接センサ１５，１６と凸
部１７，１８とにより伸縮アーム５の行程検出機構を構
成している。尚、行程検出機構は近接センサ１５，１６
に代えてリミットスイッチと凸部１７，１８とによって
構成してもよい。

【０００９】同図に示す伸縮アーム５の最収縮位置にお
いては、上昇側減速領域検出用近接センサ１５（以下、
単に上昇検出センサという）が上昇位置検出用凸部１７
の下端近傍に対向して、上昇検出センサ１５からオン信
号が出力されている。そして、油圧シリンダ７を伸長し
て中間筒９がある程度下降し、上昇位置検出用凸部１７
が上昇検出センサ１５の前面の検出範囲から外れると、
上昇検出センサ１５の出力信号はオフする。伸縮アーム
５が下降行程の終端に近づき、下降位置検出用凸部１８
が下降側減速領域検出用近接センサ１６（以下、下降検
出センサという）の前面の検出範囲に入ると、下降検出
センサ１６から減速領域進入を示すオン信号が出力され
る。

【００１０】また、上昇行程においても、伸縮アーム５
が上昇行程の終端に近づいて、上昇位置検出用凸部１７
が上昇検出センサ１５の前面の検出範囲に入ったときに
上昇検出センサ１５からオン信号が出力される。

【００１１】このように、下降と上昇の両行程において
行程の終端の直前から終端まで下降検出センサ１６また
は上昇検出センサ１５からオン信号が出力される。図３
は、伸縮アーム５の油圧制御回路を示し、深穴掘削機１
のキャビン内の伸縮アーム操作ペダル１９によって操作
されるリモートコントロール弁２０と、コントロールバ
ルブユニット（図示せず）内の伸縮アーム用方向制御弁
２１（以下、単に方向制御弁という）のパイロット受圧
室２１ａ，２１ｂは収縮側パイロット管路２２と伸長側
パイロット管路２３によって接続され、収縮側パイロッ
ト管路２２と伸長側パイロット管路２３のそれぞれに切
換え式減圧弁２４，２５が挿入されている。

【００１２】切換え式減圧弁２４，２５は，それぞれソ
レノイド切換弁２６，２７によってパイロット操作さ
れ、上昇検出センサ１５または下降検出センサ１６のオ
ン信号に応じて制御部２８が出力する電流によりソレノ
イド切換弁２６，２７が切換わり、切換え式減圧弁２
４，２５を開放位置に固定、または固定を解除した減圧
動作状態の何れかに切換える。

【００１３】伸縮アーム５が減速領域以外の行程位置に
あるときは、上昇検出センサ１５または下降検出センサ
１６の出力はオフし、ソレノイド切換弁２６，２７が開
いて切換え式減圧弁２４，２５にパイロット圧が供給さ
れる。これにより、切換え式減圧弁２４，２５は開放位
置に固定されて減圧機能は働かず、リモートコントロー
ル弁２０からのパイロット圧は減圧されずに方向制御弁
２１へ供給されるので、方向制御弁２１のスプールはリ
モートコントロール弁２０の操作に応じてフルストロー
ク可能である。

【００１４】一方、伸縮アーム５が行程端に近づいて減
速領域に入り、上昇検出センサ１５または下降検出セン
サ１６の出力がオンになると、ソレノイド切換弁２６ま
たは２７が閉鎖位置に切換わり、切換え式減圧弁２４ま
たは２５を開放位置に固定しているパイロット圧が解除
され、切換え式減圧弁２４または２５が減圧弁としての
機能を発揮する。したがって、リモートコントロール弁
２０からの一次圧に対して切換え式減圧弁２４または２
５以降の二次圧が低下し、方向制御弁２１のスプールは
二次圧に応じたストローク位置となり、ストローク範囲
が縮小されて伸長側または収縮側にフルストロークでき
なくなる。

【００１５】例えば、リモートコントロール弁２０を下
げ側に操作すると、パイロットポンプ２９からの圧油が
方向制御弁２１の下げ側受圧室２１ｂに作用し、方向制
御弁２１のスプールが下げ側にストロークし、メインポ
ンプ３０からの圧油を油圧シリンダ７に送り伸縮アーム
５が伸びる。

【００１６】伸縮アーム５が伸長して、行程終端の近傍
で下降検出センサ１６が下降位置検出用凸部１８を検出
したときに、下降検出センサ１６からオン信号が出力さ
れ、伸長側パイロット管路２３の切換え式減圧弁２５が
減圧位置に切換わり、二次圧が低下する。これにより、
方向制御弁２１のスプールは減圧された二次圧に応じた
ストローク位置に移動し、油圧シリンダ７への供給油量
が減じられて油圧シリンダ７の伸縮速度が減速される。
この減速状態は下降検出センサ１６が下降位置検出用凸
部１８を検出している間持続し、伸縮アーム５は行程終
端まで減速状態で進み、行程終端で停止する際の衝撃が
緩和される。

【００１７】また、伸縮アーム５を上昇させる場合も、
上記の下げ行程と同様に、上昇行程終端の近傍で上昇検
出センサ１５が上昇位置検出用凸部１７を検出したとき
に、収縮側パイロット管路２２の切換え式減圧弁２４が
減圧動作に入り、油圧シリンダ７への供給油量が減少し
て油圧シリンダ７の収縮速度が減速され、行程終端で停
止する際の衝撃は極めて低下する。

【００１８】尚、減速領域の範囲は、図２に示した上昇
位置検出用凸部１７並びに下降位置検出用凸部１８の上
下方向の寸法によって変更できる。また、切換え式減圧
弁２４，２５の二次圧設定により減速比が変化し、油圧
シリンダ７の高速動作速度と減速動作速度のバランスを
任意に設定することができる。

【００１９】尚、この発明は上記の実施形態に限定する
ものではなく、この発明の技術的範囲内において種々の
改変が可能であり、この発明がそれらの改変されたもの
に及ぶことは当然である。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、伸縮ア
ームの行程終端の直前に油圧シリンダへの供給油量を減
少して伸縮速度を減速させるので、行程終端の衝撃を緩
和でき、従来のエンドクッションにより減速させるもの
とは異なり、減速の際に油圧シリンダ内の油圧が急激に
上昇することがなく、円滑に減速させることができる。
したがって、油圧シリンダの消耗や破損を招く虞れが解
消され、伸縮アーム式深穴掘削機の耐久性と作業性の向
上に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】伸縮アーム式深穴掘削機の側面図。

【図２】本発明の実施形態を示し、深穴掘削機の伸縮ア
ームの構成解説図。

【図３】本発明の油圧制御回路の回路図。

【符号の説明】

１ 伸縮アーム式深穴掘削機 ５ 伸縮アーム ７ 油圧シリンダ ８ 外筒 ９ 中間筒 １０ 内筒 １５ 上昇側減速領域検出用近接センサ １６ 下降側減速領域検出用近接センサ １７ 上昇位置検出用凸部 １８ 下降位置検出用凸部 ２１ 伸縮アーム用方向制御弁 ２２ 収縮側パイロット管路 ２３ 伸長側パイロット管路 ２４ 収縮側切換え式減圧弁 ２５ 伸長側切換え式減圧弁 ２６ 収縮側ソレノイド切換弁 ２７ 伸長側ソレノイド切換弁 ２８ 制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧シリンダにより伸縮駆動される伸縮
   アームと、前記油圧シリンダを制御する方向制御弁と、
   方向制御弁をパイロット操作するリモートコントロール
   弁を備えた伸縮アーム式深穴掘削機において、 伸縮アームにスイッチまたはセンサと被検出部材とから
   なる二組の行程検出機構を設け、一方の伸長行程検出機
   構は、伸長行程端から一定範囲で検出信号を出力し、他
   方の収縮行程検出機構は、収縮行程端から一定範囲で検
   出信号を出力するように形成するとともに、 前記方向制御弁とリモートコントロール弁を接続する伸
   長側パイロット管路と収縮側パイロット管路のそれぞれ
   に、減圧解除と減圧動作とに切換え可能な切換式減圧弁
   を設け、 伸長行程検出機構の検出信号により伸長側パイロット管
   路の切換式減圧弁が減圧動作状態に切換わり、収縮行程
   検出機構の検出信号により収縮側パイロット管路の切換
   式減圧弁が減圧動作状態に切換わる制御手段を設け、 行程端近傍における油圧シリンダ及び伸縮アームの伸縮
   速度を減速させるようにした伸縮アーム式深穴掘削機に
   おける油圧制御回路。