| 【発明の名称】 |
建設機械の油圧回路およびアタッチメント緊急駆動方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】尾上 裕
【氏名】田中 泰
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| 【要約】 |
【課題】簡単な構成で安全に緊急時のフロントアタッチメントの駆動を可能とする。
【解決手段】エンジンにより駆動される油圧ポンプ１１と、油圧ポンプ１１の吐出油により駆動されてフロントアタッチメントＦＡを駆動するアクチュエータ１と、パイロット油圧により切換えられ、アクチュエータ１への圧油の流入／流出を制御する油圧パイロット式制御弁１２とを備えた建設機械の油圧回路において、パイロット油圧を制御弁１２に導くパイロット管路２３ｂに、手動油圧ポンプ３０が接続可能な圧油注入ポート２５を設け、ポート２５から手動油圧ポンプ３０によりパイロット管路２３ｂに圧油を供給して制御弁１２を切換可能に構成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 エンジンにより駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプの吐出油により駆動されてフロントアタッチメントを駆動するアクチュエータと、パイロット油圧により切換えられ、前記アクチュエータへの圧油の流入／流出を制御する油圧パイロット式制御弁とを備えた建設機械の油圧回路において、前記パイロット油圧を前記制御弁に導くパイロット管路に、手動油圧ポンプが接続可能な圧油注入ポートを設け、該ポートから前記手動油圧ポンプにより前記パイロット管路に圧油を供給して前記制御弁を切換可能に構成したことを特徴とする建設機械の油圧回路。
【請求項２】 前記フロントアタッチメントは、建設機械本体に対して上下に回動可能なブームを含み、前記圧油注入ポートは、前記ブームの下げ側のパイロット管路に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械の油圧回路。
【請求項３】 前記圧油注入ポートは、前記フロントアタッチメントの移動軌跡から外れた位置に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の建設機械の油圧回路。
【請求項４】 前記手動油圧ポンプは、グリースガンであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の建設機械の油圧回路。
【請求項５】 エンジンにより駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプの吐出油により駆動されてフロントアタッチメントを駆動するアクチュエータと、パイロット油圧により切換えられ、前記アクチュエータへの圧油の流入／流出を制御する油圧パイロット式制御弁とを備えた建設機械のアタッチメント緊急駆動方法であって、前記パイロット油圧を前記制御弁に導くパイロット管路に手動のグリースガンを用いて圧油を供給し、その圧油で前記制御弁を切換えて前記アクチュエータを作動させることにより前記アタッチメントを駆動することを特徴とする建設機械のアタッチメント緊急駆動方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧パイロット式制御弁を用いてフロントアタッチメント駆動用のアクチュエータを駆動する建設機械の油圧回路およびアタッチメント緊急駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】油圧ポンプの吐出油により油圧シリンダを駆動してフロントアタッチメントを作動せしめる建設機械では、油圧ポンプを駆動するエンジン等の故障によりフロントアタッチメントが中空で停止したまま作動不能となることがある。安全性を考慮すると、アタッチメントが中空に停止したままの状態は好ましくないので、何らかの手段によりアタッチメントを地面に降ろす必要がある。
【０００３】上記の問題を解決した建設機械の油圧回路として、実開昭５９−７６６５９号明細書に開示されたものがある。これは、油圧パイロット式のコントロールバルブを用いてブームシリンダを駆動するものにおいて、ブームシリンダのシリンダ室と油圧パイロット管路とを連通可能なバイパス管路を設けるとともに、このバイパス管路に手動切換弁を介装したものである。ブームを含むフロントアタッチメントが中空で停止した場合に上記切換弁を手動で切換えると、ブームシリンダのシリンダ室の圧力（アタッチメントの自重による圧力）がバイパス管路を介してパイロット管路に導かれ、その圧力がコントロールバルブのパイロットポートに作用してコントロールバルブをブーム下げ位置に切換える。これによりシリンダ室がコントロールバルブを介してタンクに連通され、ブームが自重により下降する。また他の方法として、パイロット油圧源の吐出管路にアキュムレータを設け、エンジン停止時にアキュムレータに畜圧された圧力でコントロールバルブを切換えるようにしたものも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公報に開示されたものではバイパス管路や手動切換弁などが新たに必要となり、またアキュムレータを用いるものもアキュムレータが必要となるため、部品点数の増加によるコストアップを招く。
【０００５】本発明の目的は、ごく簡単な構成で安全に緊急時のフロントアタッチメントの駆動が可能な建設機械の油圧回路を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図１〜図３に対応づけて説明すると、請求項１の発明は、エンジンにより駆動される油圧ポンプ１１と、油圧ポンプ１１の吐出油により駆動されてフロントアタッチメントＦＡを駆動するアクチュエータ１と、パイロット油圧により切換えられ、アクチュエータ１への圧油の流入／流出を制御する油圧パイロット式制御弁１２とを備えた建設機械の油圧回路に適用される。そして、パイロット油圧を制御弁１２に導くパイロット管路２３ｂに、手動油圧ポンプ３０が接続可能な圧油注入ポート２５を設け、ポート２５から手動油圧ポンプ３０によりパイロット管路２３ｂに圧油を供給して制御弁１２を切換可能に構成し、これにより上記問題点を解決する。請求項２の発明は、フロントアタッチメントＦＡがブーム２を含むもので、圧油注入ポート２５をブーム２の下げ側のパイロット管路２３ｂに設けたものである。請求項３の発明は、圧油注入ポート２５をフロントアタッチメントＦＡの移動軌跡から外れた位置に設けたものである。請求項４の発明は、手動油圧ポンプとしてグリースガン３０を用いたものである。請求項５の発明は、建設機械のアタッチメント緊急駆動方法に適用されるもので、パイロット油圧を制御弁１２に導くパイロット管路２３ｂに手動のグリースガン３０を用いて圧油を供給し、その圧油で制御弁１２を切換えてアクチュエータ１を作動させることによりアタッチメント２を駆動するものである。
【０００７】なお、本発明の構成を説明する上記課題を解決するための手段の項では、本発明を分かり易くするために実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【０００８】
【発明の実施の形態】−第１実施形態−図１〜図３により本発明の第１実施形態を説明する。図１は本実施形態における油圧ショベルを示している。上部旋回体に連結されるフロントアタッチメントＦＡは、ブームシリンダ１により駆動されるブーム２と、アームシリンダ３により駆動されるアーム４と、バケットシリンダ５により駆動されるバケット６とから成る。
【０００９】図２は上記油圧ショベルのブーム駆動用油圧回路を示している。不図示のエンジンにより駆動される油圧ポンプ１１とブームシリンダ１との間には、油圧パイロット式コントロールバルブ１２が介装され、コントロールバルブ１２の切換えによりブームシリンダ１に流入／流出される圧油の流量および方向が制御される。コントロールバルブ１２はパイロット油圧回路２０のパイロット油圧によって切換えられる。パイロット油圧回路２０は、パイロット油圧ポンプ２１と、パイロット油圧ポンプ２１の吐出圧力を減圧するパイロット弁（減圧弁）２２ａ，２２ｂと、パイロット弁２２ａ，２２ｂの二次圧をコントロールバルブ１２のパイロットポート１２ａ，１２ｂに導くパイロット管路２３ａ，２３ｂとから成り、パイロット弁２２ａ，２２ｂは運転室に設けられた操作レバー２２ｃにより操作される。
【００１０】パイロット管路２３ａ，２３ｂのうちブーム下げ側の管路２３ｂには、ストップバルブ２４が介装されるとともに、その下流に設けられた圧油注ポート２５には油圧カップリング２６が装着されている。通常は、ストップバルブ２４は開状態で、圧油注入ポート２５は油圧カップリング２６によって閉じられているため、パイロット弁２２ｂの二次圧は支障なくパイロットポート１２ｂに作用する。一方、緊急時には注入ポート２５からパイロット管路２３ｂに手動で圧油を供給することになるが、この作業には図３に示すようなグリースガン３０が用いられる。グリースガン３０は、関節部等にグリースを補充すべく油圧ショベルに標準装備されるものであるが、ここでは圧油を供給するための手動油圧ポンプとして用いる。その手順および作用については後述する。ここで、注入ポート２５は、圧油の注入作業が行い易く、かつ安全性を考慮してフロントアタッチメントＦＡの移動軌跡から外れた位置に設けられる。
【００１１】以上の構成において、操作レバー２２ｃによりブーム上げ操作を行うと、パイロット油圧ポンプ２１の吐出圧力がパイロット弁２２ａで減圧され、その二次圧（パイロット油圧）がパイロット管路２３ａを介してコントロールバルブ１２のパイロットポート１２ａに作用する。これによりコントロールバルブ１２が図示左側の位置に切換わり、油圧ポンプ１１の吐出油がコントロールバルブ１２を介してブームシリンダ１のボトム室１ａに導かれるとともに、ロッド室１ｂがタンク１３と連通し、ブームシリンダ１が伸張してブーム２が上昇する。一方、操作レバー２２ｃによりブーム下げ操作を行うと、同様にパイロット弁２２ｂの二次圧がパイロット管路２３ｂを介してコントロールバルブ１２のパイロットポート１２ｂに作用し、コントロールバルブ１２が図示右側の位置に切換わる。これにより油圧ポンプ１１の吐出油がコントロールバルブ１２を介してブームシリンダ１のロッド室１ｂに導かれるとともに、ボトム室１ａがタンク１３と連通し、ブームシリンダ１が収縮してブーム２が下降する。
【００１２】ここで、ブーム２が上昇しバケット６が中空にある状態でエンジンが緊急停止し、作動不能となった場合、オペレータは次の手順でバケット６を接地させる。まず、ブーム下げ側パイロット管路２３ａにあるストップバルブ２４を締めて圧油のパイロット弁２２ｂ側への流入を阻止し、次いで上記グリースガン３０を用いて注入ポート２５から圧油を注入する。すなわち、グリースが充填されたカートリッジに代えて、作動油が充填されたカートリッジをグリースガン３０に装填し、グリースガン３０のホース３１（図３）の先端に設けられた油圧カップリング３２を上記注入ポート２５側の油圧カップリング２６に係合させる。
【００１３】この状態でグリースガン３０を操作し、作動油を圧油としてパイロット管路２３ｂに注入する。ストップバルブ２４が閉じているため、注入された圧油はコントロールバルブ１２のパイロットポート１２ｂに導かれ、コントロールバルブ１２を図示右側の位置に切換える。これによりブームシリンダ１のボトム室１ａがコントロールバルブ１２を介してタンク１３と連通するため、ブーム２は自重により下降し、バケット６が地面に接地すると停止する。
【００１４】このように本実施形態では、グリースガン３０を用いてパイロット回路２３ｂに圧油を供給することでコントロールバルブ１２を切換え、これによりブーム２を下降させるようにしたので、パイロット管路２３ａに圧油注入ポート２５を設けるだけの改良で済み、従来方式と比べてコストダウンが図れる。また圧油の注入の程度によりコントロールバルブ１２の切換量を調節できるので、ブームの下降速度を自由にコントロールできる。加えて圧油注入ポート２５はフロントアタッチメントＦＡの移動軌跡から外れた位置に設けられているので、安全性にも優れている。
【００１５】以上の実施形態において、ブームシリンダ１がアクチュエータを、コントロールバルブ１２が油圧パイロット式制御弁を、グリースガン３０が手動油圧ポンプをそれぞれ構成する。
【００１６】−第２実施形態−図４〜図７によりオフセット仕様の油圧ショベルに本発明を適用した場合の一実施形態を説明する。なお、第１の実施形態と同様の役割を果たす部材には１００番台の符号を付し、下２桁を上述と同一番号とした。図４において、油圧ショベルの上部旋回体には、キャビン５１，エンジン５２，油圧ポンプ１１１，コントロールバルブユニットＶＵ等が搭載されるとともに、図示右側にはフロントアタッチメントＦＡ’が連結されている。フロントアタッチメントＦＡ’は、ブームシリンダ１０１により駆動されるブーム１０２と、アームシリンダ１０３により駆動されるアーム１０４と、バケットシリンダ１０５により駆動されるバケット１０６等から成る。
【００１７】ブーム１０２は基端部１０２Ａと先端部１０２Ｂとから成り、オフセットシリンダ６１の伸縮により先端部１０２Ｂが図５に示すように基端部１０２Ａに対して回動する。先端部１０２Ｂに回動可能に連結されたシリンダステー６２は、先端部１０２Ｂの回動により基端部１０２Ａと平行状態を保ったまま左右に移動し、その先端に連結されたアーム１０４およびバケット１０６が一体に左右にオフセットする。したがって、油圧ショベルの側方の地面に溝を掘削するいわゆる側溝掘りが可能である。
【００１８】図６は上記油圧ショベルのブーム駆動用油圧回路を示している。図２との相違点は、パイロット管路１２３ａ，１２３ｂが共通の電磁弁ユニット７０を通過する点である。この電磁弁ユニット７０は、図４に示すようにキャビン５１の左側部に配置されており、ブームシリンダ１０１に限らず、オフセットシリンダ６１，アームシリンダ１０３，バケットシリンダ１０５等の各アクチュエータ駆動用のパイロット管路が電磁弁ユニット７０を通過する。そのため電磁弁ユニット７０は、各管路が接続される複数のポート（入力および出力ポート）を有し、必要に応じてパイロット管路の組み替えが行える。本実施形態ではこのポートを緊急時の圧油注入ポートとして用いる。
【００１９】上述したようにブーム１０２が上昇しバケット１０６が中空にある状態でエンジン５２が緊急停止し、作動不能となった場合、オペレータは手動によるブーム下げ動作を行うが、ブーム１０２を前方に降ろすか後方に降ろすかはフロントアタッチメントＦＡ’姿勢によって異なる。フロントアタッチメントＦＡ’の重心位置がブーム回動軸よりも前方にある場合には前方に降ろし、後方にある場合には後方に降ろすことになる。
【００２０】前方に降ろす場合には、まず電磁弁ユニット７０の入口ポートのうち、ブーム下げ側パイロット管路１２３ｂが接続されるポート７０ｂ（図６）から管路１２３ｂを外し、代わりにグリースガン３０のホースを接続する。上述したと同様にグリースガン３０には予め作動油が充填されたカートリッジを装填しておく。グリースガン３０を操作し、作動油を圧油としてパイロット管路１２３ｂに注入することで、コントロールバルブ１１２を右側の位置に切換え、ブームシリンダ１０１のボトム室１０１ａをタンク１１３と連通させてブーム１０２を自重により前方に下降させる。
【００２１】一方、ブーム１０２を後方に降ろす場合には、ブーム上げ側パイロット管路１２３ａが接続されるポート７０ａにグリースガン３０で圧油を注入し、コントロールバルブ１１２を左側の位置に切換え、ブームシリンダ１０１のボトム室１０１ｂをタンク１１３と連通させ、ブーム１０２を自重により後方に下降させる。
【００２２】ところで、ブーム１０２は図７に示す角度範囲で回動するが、上述した電磁弁ユニット７０が配置されるキャビン５１の左側部位置は、フロントアタッチメントＦＡ’の移動軌跡から完全に外れており、アタッチメントＦＡ’のオフセット状態やブーム１０２，アーム１０４の回動角に拘わらず、電磁弁ユニット７０の近傍をアタッチメントＦＡ’が通過することはない。したがって、電磁弁ユニット７０に対して上記ブーム下げ作業が安全に行える。
【００２３】因みにブーム下げ作業は、例えばブームシリンダ１０１の出入口管路に配置されるオーバーロードリリーフ弁（不図示）から圧油を抜くことでも達成できる。しかし、一般にオーバーロードリリーフ弁は、コントロールバルブユニットＶＵを構成するコントロールバルブ１０２に一体化されるものであるから、圧油抜き作業はコントロールバルブユニットＶＵに対して行われることになる。このコントロールバルブユニットＶＵは、図４から分かるようにキャビン５１の右側に設けられており、フロントアタッチメントＦＡ’が図５に示すように右オフセットしているときには、コントロールバルブユニットＶＵの近傍がフロントアタッチメントＦＡ’の移動軌跡内となる。したがって、コントロールバルブユニットＶＵに対するブーム下げ作業は安全性に問題がある。
【００２４】なお、手動によって駆動すべきアタッチメントはブームに限定されず、緊急時に移動させる必要のあるものであれば他のアタッチメントでもよい。建設機械も油圧ショベルに限定されない。またグリースガンを用いて圧油を注入するようにしたが、他の手動の油圧ポンプを用いてもよい。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、パイロット油圧を制御弁に導くパイロット管路に圧油注入ポートを設け、このポートから手動油圧ポンプ（例えば、グリースガン）によりパイロット管路に圧油を供給して制御弁を切換可能としたので、従来のようなバイパス管路や切換弁，アキュムレータ等を設ける必要がなく、ごく簡単な改良を施すだけでフロントアタッチメントを緊急駆動でき、以てコストダウンが図れる。特に圧油注入ポートをフロントアタッチメントの移動軌跡から外れた位置に設ければ、圧油の供給作業を安全に行える。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５５２２
【氏名又は名称】日立建機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年５月３１日（２０００．５．３１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８４４１２
【弁理士】
【氏名又は名称】永井 冬紀
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３３６１７７（Ｐ２００１−３３６１７７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１２月７日（２００１．１２．７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１６１４６８（Ｐ２０００−１６１４６８） |
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