JP2004052846A - 回路装置および作業機械 - Google Patents

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Mitsunori Osuda
大須田 光宣
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Caterpillar Mitsubishi Ltd
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Caterpillar Mitsubishi Ltd
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Abstract

【課題】従来の落下防止弁に対するパイロット配管の問題を解決できる回路装置を提供する。
【解決手段】パイロット操作式のコントロール弁32は、ポンプ31からブームシリンダ22およびアームシリンダ24に供給する作動油を制御する。ブームシリンダ22およびアームシリンダ24にて荷重負荷による負荷圧が生ずる負荷圧発生側に落下防止弁51,52を設ける。落下防止弁51,52は、荷重負荷によるブームシリンダ22およびアームシリンダ24の自重落下運動を防止するロジック弁55,62と、電気信号により作動してロジック弁55,62の落下防止機能を解除する電磁式切換弁56,63とを備えている。電気信号供給手段70,75は、コントロール弁32を負荷下降側に操作するパイロット圧を検出して、落下防止弁51,52の電磁式切換弁56,63に落下防止解除用の電気信号を供給する。
【選択図】    図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、荷重負荷の自重落下を防止する落下防止弁を備えた回路装置および作業機械に関する。
【0002】
【従来の技術】
図4は、油圧ショベルを用いて、ショベルクレーン11を構成した例であり、このショベルクレーン11は、履帯を装着した下部走行体12に対し旋回部13を介し上部旋回体14が旋回可能に設けられ、この上部旋回体14上にキャブ15および動力装置16とともに、フロント作業装置17が設けられている。
【0003】
このフロント作業装置17は、上部旋回体14に対しブーム21が上下方向回動可能に設けられ、このブーム21を回動するブームシリンダ22が上部旋回体14とブーム21との間に設けられ、このブーム21の先端に対しアーム23が内外方向回動可能に設けられ、このアーム23を回動するアームシリンダ24がブーム21の背面とアーム23の基端との間に設けられ、このアーム23の先端に対しバケット25が回動可能に設けられ、このバケット25をリンケージ26を介し回動するバケットシリンダ27がアーム23の背面とリンケージ26との間に設けられている。
【0004】
バケット25のリンケージ接続部分には、荷物吊下げ用のフック28が設けられ、このフック28にワイヤ29などを介して荷物Wが吊下げられている。
【0005】
そして、ブーム21をブームシリンダ22により上下方向に回動することにより、あるいはアーム23をアームシリンダ24により内外方向に回動することにより、荷物Wを上下方向に移動し、また、上部旋回体14の旋回動作により、荷物Wを水平方向に移動する。
【0006】
ブーム21は、ブームシリンダ22の伸長によりブーム上げ動作し、ブームシリンダ22の収縮によりブーム下げ動作する。アーム23は、アームシリンダ24の伸長によりアームイン動作し、アームシリンダ24の収縮によりアームアウト動作する。
【0007】
図5は、この油圧ショベルの油圧回路を示し、前記動力装置16のエンジンにより駆動されるポンプ31から荷物を上下動するブームシリンダ22、アームシリンダ24などに供給される作動油を制御するパイロット操作式のコントロール弁32が設けられている。
【0008】
このコントロール弁32は、ブームシリンダ制御用のスプール33、アームシリンダ制御用のスプール34、バケットシリンダ制御用のスプール35、旋回部13の旋回モータ制御用のスプール36、下部走行体12の左走行用モータ制御用のスプール37および右走行用モータ制御用のスプール38などを内蔵している。
【0009】
これらのスプール33〜38などのスプール端部には、前記キャブ15内に設けられた操作レバーにより手動操作されるパイロット弁(いわゆるリモコン弁)からそれぞれパイロット通路を経て供給されるパイロット圧が作用される。
【0010】
例えば、ブームシリンダ制御用のスプール33の一端部には、ブーム上げ操作用のパイロット通路41を経てブーム上げ操作パイロット圧が作用され、このスプール33の他端部には、ブーム下げ操作用のパイロット通路42を経てブーム下げ操作パイロット圧が作用される。
【0011】
このブームシリンダ制御用のスプール33は、これらのパイロット圧によりスプール位置を制御され、ポンプ31からブームシリンダ22に供給される作動油およびブームシリンダ22からタンク43に戻される戻り油を制御して、ブームシリンダ22の作動方向、作動速度、停止位置などを制御する。
【0012】
同様に、アームシリンダ制御用のスプール34の一端部には、アームアウト操作用のパイロット通路44を経てアームアウト操作パイロット圧が作用され、このスプール34の他端部には、アームイン操作用のパイロット通路45を経てアームイン操作パイロット圧が作用される。
【0013】
このアームシリンダ制御用のスプール34は、これらのパイロット圧によりスプール位置を制御され、ポンプ31からアームシリンダ24に供給される作動油およびアームシリンダ24からタンク43に戻される戻り油を制御して、アームシリンダ24の作動方向、作動速度、停止位置などを制御する。
【0014】
また、コントロール弁32内には、各スプール33,34の出力通路46に発生した異常に高圧の負荷圧油をタンク通路47を経てタンク43に逃がすためのオーバーロードリリーフ弁48と、出力通路46がタンク通路47より低圧となった場合の作動油補充を可能とするメイクアップ用チェック弁49とが、それぞれ内蔵されている。
【0015】
また、ブームシリンダ22のヘッド側およびアームシリンダ24のロッド側の各シリンダポート出口直後には、これらのシリンダ22,24の荷重負荷の自重落下を防止する落下防止弁51,52が、それぞれ一体的に固定接続されている。
【0016】
さらに、ブームシリンダ22のヘッド側には、このヘッド側の負荷圧を検出し換算することにより荷物Wの吊り荷重を計測する圧力センサ53が設けられている。
【0017】
ブームシリンダ22のヘッド側に固定された落下防止弁51は、ブームシリンダ22のヘッド側とコントロール弁32からのメイン配管54との間に設けられたロジック弁55と、このロジック弁55に作用する背圧をオン/オフ制御する切換弁56と、ブームシリンダ22のヘッド側に発生した異常に高圧の負荷圧油をタンク43に逃がすためのオーバーロードリリーフ弁57とを備えている。
【0018】
ブームシリンダ22のロッド側とコントロール弁32との間は、メイン配管58により直接連通させる。
【0019】
同様に、アームシリンダ24のロッド側に固定された落下防止弁52は、アームシリンダ24のロッド側とコントロール弁32からのメイン配管61との間に設けられたロジック弁62と、これらのロジック弁62に作用する背圧をオン/オフ制御する切換弁63と、アームシリンダ24のロッド側に発生した異常に高圧の負荷圧油をタンク43に逃がすためのオーバーロードリリーフ弁64とを備えている。
【0020】
アームシリンダ24のヘッド側とコントロール弁32との間は、メイン配管65により直接連通させる。
【0021】
このような回路において、ブームシリンダ22に固定された落下防止弁51の切換弁56は、パイロット操作式切換弁であり、そのパイロット作用部には、ブームシリンダ制御用のスプール33に対して配設されたブーム下げ操作パイロット圧導入用のパイロット通路42から分岐されたパイロット配管66が連通されている。
【0022】
同様に、アームシリンダ24に固定された落下防止弁52の切換弁63は、パイロット操作式切換弁であり、そのパイロット作用部には、アームシリンダ制御用のスプール34に対して配設されたアームイン操作パイロット圧導入用のパイロット通路45から分岐されたパイロット配管67が連通されている。
【0023】
次に、この図5に示された油圧回路の作用を説明する。
【0024】
コントロール弁32内のブームシリンダ制御用のスプール33がパイロット通路41のブーム上げ操作パイロット圧により変位すると、ポンプ31から吐出された作動油は、このスプール33により方向制御されてメイン配管54を通って落下防止弁51のロジック弁55に至り、このロジック弁55を内部スプリングに抗して開き、ブームシリンダ22のヘッド側に供給され、ブームシリンダ22を伸長動作させ、図4に示されたブーム21は、ブーム上げ方向に操作される。
【0025】
同様に、コントロール弁32内のアームシリンダ制御用のスプール34がパイロット通路44のアームアウト操作パイロット圧により変位すると、ポンプ31から吐出された作動油は、このスプール34により方向制御されてメイン配管61を通って落下防止弁52のロジック弁62に至り、このロジック弁62を内部スプリングに抗して開き、アームシリンダ24のロッド側に供給され、アームシリンダ24を収縮動作させ、図4に示されたアーム23は、アームアウト方向に操作される。
【0026】
一方、パイロット通路42に、コントロール弁32を負荷下降側に操作するブーム下げ操作パイロット圧が発生すると、コントロール弁32内のブームシリンダ制御用のスプール33がブーム下げ操作パイロット圧により変位し、ポンプ31から吐出された作動油は、このスプール33により方向制御されてメイン配管58を通り、ブームシリンダ22のロッド側に供給され、そのピストンをブーム下げ方向に押圧する。
【0027】
このとき同時に、このスプール33に作用したブーム下げ操作パイロット圧は、パイロット配管66を経て落下防止弁51の切換弁56にも作用し、この切換弁56を図示される位置から他の位置に切換えて、この切換弁56によりロジック弁55のスプリング室側の背圧をタンク43にドレンさせるので、ロジック弁55による落下防止作用が解除され、ブームシリンダ22のピストンによりヘッド側から押出された戻り油は、ロジック弁55、メイン配管54、スプール33を経てタンク43に戻されるため、ブームシリンダ22をブーム下げ方向に動かすことができる。
【0028】
同様に、パイロット通路45に、コントロール弁32を負荷下降側に操作するアームイン操作パイロット圧が発生すると、コントロール弁32内のアームシリンダ制御用のスプール34がアームイン操作パイロット圧により変位し、ポンプ31から吐出された作動油は、このスプール34により方向制御されてメイン配管65を通って、アームシリンダ24のヘッド側に供給され、そのピストンをアームイン方向に押圧する。
【0029】
このとき同時に、スプール34に作用したアームイン操作パイロット圧は、パイロット配管67を経て落下防止弁52の切換弁63にも作用し、この切換弁63を図示される位置から他の位置に切換えて、この切換弁63によりロジック弁62のスプリング室側の背圧をタンク43にドレンさせるので、ロジック弁62による落下防止作用が解除され、アームシリンダ24のピストンによりロッド側から押出された戻り油は、ロジック弁62、メイン配管61、スプール34を経てタンク43に戻されるため、アームシリンダ24をアームイン方向に動かすことができる。
【0030】
また、ブームシリンダ22またはアームシリンダ24が停止して荷物Wなどの荷重負荷を支えているときは、コントロール弁32内のブームシリンダ制御用のスプール33、またはアームシリンダ制御用のスプール34に、いかなるパイロット圧も作用されず、パイロット配管66,67にもパイロット圧が発生しないので、各落下防止弁51,52の切換弁56,63は、図示されたスプリングリターン位置にそれぞれ位置する。
【0031】
このため、荷物Wなどの荷重負荷によりブームシリンダ22のヘッド側またはアームシリンダ24のロッド側に発生した負荷圧は、切換弁56,63を経て各ロジック弁55,62のスプリング室内に背圧として作用するので、各ロジック弁55,62はそれぞれ強制的に閉じられ、ブームシリンダ22のブーム下げ動作や、アームシリンダ24のアームイン動作、すなわち自重による急落下動作が確実に防止される。
【0032】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ショベルクレーンでは、ブームシリンダ22およびアームシリンダ24の各シリンダポート出口直後にそれぞれ落下防止弁51,52を固定して、これらの各シリンダポート出口直後にて落下防止機能を持たせなければならないので、これらの落下防止弁51,52を装着して通常作業をするにあたり、ブーム下げ操作パイロット圧およびアームイン操作パイロット圧を各落下防止弁51,52の切換弁56,63まで導くためのパイロット配管66,67がそれぞれ必要となり、配管レイアウトが煩雑になる問題がある。
【0033】
また、パイロット配管66,67が必要となる分、これらのパイロット配管66,67からの油漏れ故障の確率が高くなる問題もある。
【0034】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、従来の落下防止弁に対するパイロット配管の問題を解決できる回路装置およびこの回路装置を組込んだ作業機械を提供することを目的とするものである。
【0035】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載された発明は、荷重負荷を作動する流体圧アクチュエータにポンプから供給される作動流体を制御するパイロット操作式のコントロール弁と、流体圧アクチュエータにて荷重負荷による負荷圧が生ずる負荷圧発生側に設けられ荷重負荷による流体圧アクチュエータの自重落下運動を防止するとともに電気信号により落下防止を解除可能の落下防止弁と、コントロール弁を負荷下降側に操作するパイロット圧を検出して落下防止弁に落下防止解除用の電気信号を供給する電気信号供給手段とを具備した回路装置であり、落下防止弁の落下防止機能を電気信号により解除可能とし、電気信号供給手段により、コントロール弁を負荷下降側に操作するパイロット圧を検出して落下防止弁に落下防止解除用の電気信号を供給するようにしたので、従来のような落下防止弁に対するパイロット配管が不要となり、配管レイアウトを簡素化できるとともに、配管に要する部品点数の削減によりコストダウンを図れ、また、パイロット配管での流体漏れ故障のおそれもなくなり、さらに、パイロット圧信号より高速の電気信号により落下防止解除をするので、コントロール弁を負荷下降側に操作するパイロット圧を検出してから落下防止弁が反応するまでの応答時間を短縮でき、負荷下降操作時の応答性が良くなり、操作性を向上できる。
【0036】
請求項2に記載された発明は、請求項1記載の回路装置における落下防止弁が、流体圧アクチュエータの負荷圧発生側とコントロール弁から配設された配管との間に設けられ負荷圧を背圧として閉止方向に作用することで流体圧アクチュエータの負荷圧発生側から配管への流体の流出を遮断するロジック弁と、ロジック弁に作用する背圧をオン/オフ制御する電磁式切換弁とを具備したものであり、流体圧アクチュエータの負荷圧を背圧として閉止方向に作用するロジック弁により流体圧アクチュエータの負荷圧発生側から配管への流体の流出を遮断することで、確実な落下防止を図れるとともに、ロジック弁に作用する背圧をオン/オフ制御する電磁式切換弁を落下防止解除用の電気信号により反応良く切換えることで、ロジック弁の落下防止機能を短時間で解除でき、負荷下降操作時の操作性を向上できる。
【0037】
請求項3に記載された発明は、自走可能な下部走行体と、下部走行体に対し旋回可能に設けられた上部旋回体と、上部旋回体に対し上下方向回動可能に設けられたブームと、ブームを回動するブームシリンダと、ブームに対し内外方向回動可能に設けられたアームと、アームを回動するアームシリンダと、ブームおよびアームを作業腕部としてその作業腕部の先端部分に設けられた荷物吊下げ用の係合部と、ブームシリンダおよびアームシリンダを流体圧アクチュエータとしてこれらの流体圧アクチュエータに対して設けられた請求項1または2記載の回路装置とを具備した作業機械であり、下部走行体に対する上部旋回体の旋回、上部旋回体に対するブームのブームシリンダによる上下方向の回動、ブームに対するアームのアームシリンダによる内外方向の回動によって、ブームおよびアームを作業腕部としてその作業腕部の先端部分の係合部に吊下げられた荷物を上下方向および水平方向に移送するクレーン作業において、ブーム下げ操作や、アームイン操作により荷物を下降させる際に、落下防止弁の落下防止機能を電気信号により解除可能としたことで、コントロール弁を荷物下降側に操作するパイロット圧を検出してから落下防止弁が落下防止機能を解除するまでの応答時間を短縮でき、荷物下降操作時の応答性が良くなり、クレーン作業をする上での操作性を向上できる。
【0038】
請求項4に記載された発明は、請求項3記載の作業機械における荷物吊下げ用の係合部が、アームの先端に回動可能に設けられた掘削用のバケットに取付けられたものであり、荷物吊下げ用の係合部がバケットに取付けられたので、バケットによる掘削作業からクレーン作業への切換を容易にできる。
【0039】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の回路装置を、図1に示された第1の実施の形態、図2に示された第2の実施の形態、図3に示された第3の実施の形態をそれぞれ参照しながら詳細に説明するとともに、本発明の作業機械を、図4に示された作業機械の一実施の形態を参照しながら詳細に説明する。なお、図4に示された作業機械としてのショベルクレーン11に関する説明は、従来の技術の説明と重複するので、同一符号を付して、説明を省略する部分もある。
【0040】
図4に示されるように、左右の走行モータにより自走可能な下部走行体12に対し上部旋回体14が旋回可能に設けられ、上部旋回体14に対しブーム21が上下方向回動可能に設けられ、上部旋回体14とブーム21との間にブーム21を回動する流体圧アクチュエータとしてのブームシリンダ22が設けられ、ブーム21に対しアーム23が内外方向回動可能に設けられ、ブーム21とアーム23との間にアーム23を回動する流体圧アクチュエータとしてのアームシリンダ24が設けられ、ブーム21およびアーム23を作業腕部としてその作業腕部の先端部分に荷物吊下げ用の係合部としてのフック28が設けられている。
【0041】
すなわち、この荷物吊下げ用のフック28は、アーム23の先端に回動可能に設けられた掘削用のバケット25に取付けられている。
【0042】
ブームシリンダ22およびアームシリンダ24は、荷重負荷を上下方向に作動する流体圧アクチュエータであり、これらの流体圧アクチュエータに対して図1に示される回路装置が設けられている。
【0043】
図1に示される回路装置は、動力装置16のエンジンにより駆動されるポンプ31と、荷物Wを上下動するブームシリンダ22およびアームシリンダ24などとの間に、ポンプ31からこれらのシリンダ22,24などに供給される作動流体としての作動油を制御するパイロット操作式のコントロール弁32が設けられている。
【0044】
このコントロール弁32は、ブームシリンダ制御用のスプール33、アームシリンダ制御用のスプール34、バケットシリンダ制御用のスプール35、旋回部13の旋回モータ制御用のスプール36、下部走行体12の左走行用モータ制御用のスプール37および右走行用モータ制御用のスプール38などを内蔵している。
【0045】
これらのスプール33〜38などのスプール端部には、前記キャブ15内に設けられた操作レバーにより手動操作されるパイロット弁(いわゆるリモコン弁)からそれぞれパイロット通路を経て供給されるパイロット圧が作用される。
【0046】
例えば、ブームシリンダ制御用のスプール33の一端部には、ブーム上げ操作用のパイロット通路41を経てブーム上げ操作パイロット圧が作用され、このスプール33の他端部には、ブーム下げ操作用のパイロット通路42を経てブーム下げ操作パイロット圧が作用される。
【0047】
このブームシリンダ制御用のスプール33は、これらのパイロット圧によりスプール位置を制御され、ポンプ31からブームシリンダ22に供給される作動油およびブームシリンダ22からタンク43に戻される戻り油を制御して、ブームシリンダ22の作動方向、作動速度、停止位置などを制御する。
【0048】
同様に、アームシリンダ制御用のスプール34の一端部には、アームアウト操作用のパイロット通路44を経てアームアウト操作パイロット圧が作用され、このスプール34の他端部には、アームイン操作用のパイロット通路45を経てアームイン操作パイロット圧が作用される。
【0049】
このアームシリンダ制御用のスプール34は、これらのパイロット圧によりスプール位置を制御され、ポンプ31からアームシリンダ24に供給される作動油およびアームシリンダ24からタンク43に戻される戻り油を制御して、アームシリンダ24の作動方向、作動速度、停止位置などを制御する。
【0050】
また、コントロール弁32内には、各スプール33,34の出力通路46に発生した異常に高圧の負荷圧油をタンク通路47を経てタンク43に逃がすためのオーバーロードリリーフ弁48と、出力通路46がタンク通路47より低圧となった場合の作動油補充を可能とするメイクアップ用チェック弁49とが、それぞれ内蔵されている。
【0051】
また、ブームシリンダ22およびアームシリンダ24にて荷重負荷による負荷圧が生ずる負荷圧発生側、すなわちブームシリンダ22のヘッド側およびアームシリンダ24のロッド側の各シリンダポート出口直後には、荷重負荷によるブームシリンダ22およびアームシリンダ24の自重落下運動を防止するとともに電気信号により落下防止を解除可能の落下防止弁51,52が、それぞれ一体的に固定接続されている。
【0052】
ショベルクレーン11では、ブームシリンダ22およびアームシリンダ24の各シリンダポート出口直後にそれぞれ落下防止弁51,52を一体的に固定接続し、そのシリンダ・落下防止弁間に配管をしないことで、配管の損傷、配管の接続不良などによる油漏れを防止して、確実な落下防止を図る。
【0053】
さらに、ブームシリンダ22のヘッド側には、このヘッド側の負荷圧を検出し換算することにより荷物Wの吊り荷重を計測する圧力センサ53が設けられている。
【0054】
ブームシリンダ22の負荷圧発生側であるヘッド側に固定された落下防止弁51は、ブームシリンダ22のヘッド側とコントロール弁32から配設された配管としてのメイン配管54との間に設けられたロジック弁55を備えている。このロジック弁55は、ブームシリンダ22の負荷圧を背圧として閉止方向に作用することで、ブームシリンダ22の負荷圧発生側からメイン配管54への油の流出を遮断するものである。
【0055】
さらに、落下防止弁51は、このロジック弁55に作用する背圧をオン/オフ制御する電磁式切換弁56と、ブームシリンダ22のヘッド側に発生した異常に高圧の負荷圧油をタンク43に逃がすためのオーバーロードリリーフ弁57とを備えている。
【0056】
ブームシリンダ22のロッド側とコントロール弁32との間は、メイン配管58により直接連通させる。
【0057】
同様に、アームシリンダ24の負荷圧発生側であるロッド側に固定された落下防止弁52は、アームシリンダ24のロッド側とコントロール弁32から配設された配管としてのメイン配管61との間に設けられたロジック弁62を備えている。このロジック弁62は、アームシリンダ24の負荷圧を背圧として閉止方向に作用することで、アームシリンダ24の負荷圧発生側からメイン配管61への油の流出を遮断するものである。
【0058】
さらに、落下防止弁52は、このロジック弁62に作用する背圧をオン/オフ制御する電磁式切換弁63と、アームシリンダ24のロッド側に発生した異常に高圧の負荷圧油をタンク43に逃がすためのオーバーロードリリーフ弁64とを備えている。
【0059】
アームシリンダ24のヘッド側とコントロール弁32との間は、メイン配管65により直接連通させる。
【0060】
ブームシリンダ22に固定された落下防止弁51の電磁式切換弁56は、そのソレノイド56aに供給される電気信号により、図1に示される上側位置から、落下防止を解除可能の下側位置に切換えられるものである。
【0061】
これに対応して、コントロール弁32を負荷下降側に操作するパイロット圧を検出して落下防止弁51の電磁式切換弁56に落下防止解除用の電気信号を供給する電気信号供給手段70が設けられている。
【0062】
この電気信号供給手段70は、ブームシリンダ制御用のスプール33に対して配設されたブーム下げ操作パイロット圧導入用のパイロット通路42に圧力スイッチ71が設けられ、この圧力スイッチ71が電気配線72によりコントローラなどの通電制御部73の入力端子に接続され、この通電制御部73の出力端子が電気配線74を経て前記電磁式切換弁56のソレノイド56aに接続されている。
【0063】
同様に、アームシリンダ24に固定された落下防止弁52の電磁式切換弁63は、そのソレノイド63aに供給される電気信号により、図1に示される上側位置から、落下防止を解除可能の下側位置に切換えられるものである。
【0064】
これに対応して、コントロール弁32を負荷下降側に操作するパイロット圧を検出して落下防止弁52の電磁式切換弁63に落下防止解除用の電気信号を供給する電気信号供給手段75が設けられている。
【0065】
この電気信号供給手段75は、アームシリンダ制御用のスプール34に対して配設されたアームイン操作パイロット圧導入用のパイロット通路45に圧力スイッチ76が設けられ、この圧力スイッチ76が電気配線77により通電制御部73の入力端子に接続され、この通電制御部73の出力端子が電気配線78を経て前記電磁式切換弁63のソレノイド63aに接続されている。
【0066】
次に、この図1に示された油圧回路の作用を説明する。
【0067】
コントロール弁32内のブームシリンダ制御用のスプール33がパイロット通路41のブーム上げ操作パイロット圧により変位すると、ポンプ31から吐出された作動油は、このスプール33により方向制御されてメイン配管54を通って落下防止弁51のロジック弁55に至り、このロジック弁55を内部スプリングに抗して開き、ブームシリンダ22のヘッド側に供給され、ブームシリンダ22を伸長動作させ、図4に示されたブーム21は、ブーム上げ方向に操作され、荷物Wを上昇させる。
【0068】
同様に、コントロール弁32内のアームシリンダ制御用のスプール34がパイロット通路44のアームアウト操作パイロット圧により変位すると、ポンプ31から吐出された作動油は、このスプール34により方向制御されてメイン配管61を通って落下防止弁52のロジック弁62に至り、このロジック弁62を内部スプリングに抗して開き、アームシリンダ24のロッド側に供給され、アームシリンダ24を収縮動作させ、図4に示されたアーム23は、アームアウト方向に操作され、荷物Wを上昇させる。
【0069】
一方、パイロット通路42に、コントロール弁32を負荷下降側に操作するブーム下げ操作パイロット圧が発生すると、コントロール弁32内のブームシリンダ制御用のスプール33がブーム下げ操作パイロット圧により変位し、ポンプ31から吐出された作動油は、このスプール33により方向制御されてメイン配管58を通り、ブームシリンダ22のロッド側に供給され、そのピストンをブーム下げ方向に押圧する。
【0070】
このとき同時に、このスプール33に作用したブーム下げ操作パイロット圧は、圧力スイッチ71により検出され、圧力スイッチ71からの電気信号を受けた通電制御部73は、落下防止弁51の電磁式切換弁56のソレノイド56aに切換用電気信号を供給して、この電磁式切換弁56を図示される位置から下方位置に切換えて、この電磁式切換弁56によりロジック弁55のスプリング室側の背圧をタンク43にドレンさせるので、ロジック弁55による落下防止作用が解除され、ブームシリンダ22のピストンによりヘッド側から押出された戻り油は、ロジック弁55、メイン配管54、スプール33を経てタンク43に戻されるため、ブームシリンダ22をブーム下げ方向に動かすことができる。
【0071】
同様に、パイロット通路45に、コントロール弁32を負荷下降側に操作するアームイン操作パイロット圧が発生すると、コントロール弁32内のアームシリンダ制御用のスプール34がアームイン操作パイロット圧により変位し、ポンプ31から吐出された作動油は、このスプール34により方向制御されてメイン配管65を通って、アームシリンダ24のヘッド側に供給され、そのピストンをアームイン方向に押圧する。
【0072】
このとき同時に、このスプール34に作用したアームイン操作パイロット圧は、圧力スイッチ76により検出され、圧力スイッチ76からの電気信号を受けた通電制御部73は、落下防止弁52の電磁式切換弁63のソレノイド63aに切換用電気信号を供給して、この電磁式切換弁63を図示される位置から下方位置に切換えて、この電磁式切換弁63によりロジック弁62のスプリング室側の背圧をタンク43にドレンさせるので、ロジック弁62による落下防止作用が解除され、アームシリンダ24のピストンによりロッド側から押出された戻り油は、ロジック弁62、メイン配管61、スプール34を経てタンク43に戻されるため、アームシリンダ24をアームイン方向に動かすことができる。
【0073】
また、ブームシリンダ22またはアームシリンダ24が停止して荷物Wなどの荷重負荷を支えているときは、コントロール弁32内のブームシリンダ制御用のスプール33、またはアームシリンダ制御用のスプール34に、いかなるパイロット圧も作用されず、圧力スイッチ71,76もオフのままであるから、各落下防止弁51,52の電磁式切換弁56,63は、図示されたスプリングリターン位置にそれぞれ位置する。
【0074】
このため、荷物Wなどの荷重負荷によりブームシリンダ22のヘッド側またはアームシリンダ24のロッド側に発生した負荷圧は、電磁式切換弁56,63を経て各ロジック弁55,62のスプリング室内に背圧として作用するので、各ロジック弁55,62はそれぞれ強制的に閉じられ、ブームシリンダ22のブーム下げ動作や、アームシリンダ24のアームイン動作、すなわち自重による急落下動作が確実に防止される。
【0075】
次に、この図1および図4に示された実施の形態の効果を説明する。
【0076】
落下防止弁51,52の落下防止機能を電気信号により解除可能とし、圧力スイッチ71,76などの電気信号供給手段70,75により、コントロール弁32を負荷下降側に操作するパイロット圧を検出して、落下防止弁51,52に落下防止解除用の電気信号を供給するようにしたので、従来のような落下防止弁51,52に対するパイロット配管66,67(図5)が不要となり、配管レイアウトを簡素化できるとともに、配管に要する部品点数の削減によりコストダウンを図れ、また、パイロット配管66,67での流体漏れ故障のおそれもなくなり、さらに、パイロット圧信号より高速の電気信号により落下防止解除をするので、コントロール弁32を負荷下降側に操作するパイロット圧を検出してから落下防止弁51,52が反応するまでの応答時間を短縮でき、負荷下降操作時の応答性が良くなり、操作性を向上できる。
【0077】
また、ブームシリンダ22のヘッド側またはアームシリンダ24のロッド側に発生した負荷圧を背圧として閉止方向に作用するロジック弁55,62により、ブームシリンダ22またはアームシリンダ24の負荷圧発生側からメイン配管54,61への油の流出を遮断することで、確実な落下防止を図れるとともに、ロジック弁55,62に作用する背圧をオン/オフ制御する電磁式切換弁56,63を落下防止解除用の電気信号により反応良く切換えることで、ロジック弁55,62の落下防止機能を短時間で解除でき、負荷下降操作時の操作性を向上できる。
【0078】
さらに、下部走行体12に対する上部旋回体14の旋回、上部旋回体14に対するブーム21のブームシリンダ22による上下方向の回動、ブーム21に対するアーム23のアームシリンダ24による内外方向の回動によって、ブーム21およびアーム23を作業腕部としてその作業腕部の先端部分のフック28に吊下げられた荷物Wを上下方向および水平方向に移送するクレーン作業において、ブーム下げ操作や、アームイン操作により荷物Wを下降させる際に、落下防止弁51,52の落下防止機能を電気信号により解除可能としたことで、コントロール弁32を荷物下降側に操作するパイロット圧を検出してから落下防止弁51,52が落下防止機能を解除するまでの応答時間を短縮でき、荷物下降操作時の応答性が良くなり、クレーン作業をする上での操作性を向上できる。
【0079】
荷物吊下げ用のフック28がバケット25に取付けられたので、バケット25による掘削作業からクレーン作業への切換を容易にできる。
【0080】
次に、図2は、本発明に係る回路装置の第2の実施の形態を示す回路図であり、コントローラなどの通電制御部73に対して、モード切換スイッチ81を接続した点で、図1に示された第1の実施の形態と異なる。
【0081】
このモード切換スイッチ81は、通常掘削作業に対応する掘削モードと、ショベルクレーン作業に対応するショベルクレーンモードとを切換えるためのものである。
【0082】
そして、モード切換スイッチ81がショベルクレーンモードにあるときは、図1に示された第1の実施の形態と同一の作用効果を得るようにし、また、モード切換スイッチ81が掘削モードにあるときは、通電制御部73は、電磁式切換弁56,63のソレノイド56a,63aに電気信号を供給して、電磁式切換弁56,63をオン状態にし、ロジック弁55,62を閉止方向に作用する背圧を解除することで、落下防止弁51,52がメイン配管54,61中に介在することによる操作性の悪化を防止する。
【0083】
次に、図3は、本発明に係る回路装置の第3の実施の形態を示す回路図であり、ブームシリンダ22のヘッドエンド側にある落下防止弁51の2次側のメイン配管54に、このメイン配管54内の圧力を検出するための圧力センサ82が設けられ、この圧力センサ82の出力ラインが通電制御部73に接続され、また、ロジック弁55の緊急遮断状態を解除するための緊急解除スイッチ83が通電制御部73に接続された構造が付加された点で、図1に示された第1の実施の形態と異なる。
【0084】
そして、圧力センサ82により検出された圧力値を通電制御部73にてモニタリングし、メイン配管54などのブーム配管破損時にブームシリンダ22からのリターン圧の急激な圧力低下(破損時はリターン圧が0近辺になる)を感知した段階で、通電制御部73は、圧力スイッチ71の値に関わらず、電磁式切換弁56のソレノイド56aに供給される電気信号をなくして、電磁式切換弁56が作動しないようにすることで、ロジック弁55に常に背圧を供給してロジック弁55の閉止状態を維持する。
【0085】
このロジック弁55の閉止状態を解除する場合は、同じく通電制御部73に接続された緊急解除スイッチ83を操作する。この緊急解除スイッチ83の操作中は、圧力スイッチ71の信号に比例して電磁式切換弁56が作動し、ロジック弁55の背圧がタンク43に開放されるので、ロジック弁55を開くことが可能となる。
【0086】
この配管破損などの緊急状態を検出する圧力センサ82がない場合は、吊り作業中にブームシリンダ22のメイン回路(メイン配管54など)が破断した際に、もしブーム下げを行うと、圧力スイッチ71が働き、電磁式切換弁56をオン状態にし、ロジック弁55を開いて、破断したメイン回路を開放してしまうおそれもあるが、この第3の実施の形態では、圧力センサ82を付け加えることで、前記のようにメイン回路の破断対策を図ることができる。また、修理などで、ロジック弁55の閉止状態を解除したいときは、この圧力センサ82の働きを緊急解除スイッチ83により解除できる。
【0087】
なお、本回路装置は、例えばブームシリンダ22がブーム21に対し2本装着された場合にも適用できる。
【0088】
また、本回路装置は、ショベルクレーン11のみに限定されるものではなく、クレーン作業専用の、いわゆるクレーン車にも適用できる。
【0089】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、落下防止弁の落下防止機能を電気信号により解除可能とし、電気信号供給手段により、コントロール弁を負荷下降側に操作するパイロット圧を検出して落下防止弁に落下防止解除用の電気信号を供給するようにしたので、従来のような落下防止弁に対するパイロット配管が不要となり、配管レイアウトを簡素化できるとともに、配管に要する部品点数の削減によりコストダウンを図れ、また、パイロット配管での流体漏れ故障のおそれもなくなり、さらに、パイロット圧信号より高速の電気信号により落下防止解除をするので、コントロール弁を負荷下降側に操作するパイロット圧を検出してから落下防止弁が反応するまでの応答時間を短縮でき、負荷下降操作時の応答性が良くなり、操作性を向上できる。
【0090】
請求項2記載の発明によれば、流体圧アクチュエータの負荷圧を背圧として閉止方向に作用するロジック弁により流体圧アクチュエータの負荷圧発生側から配管への流体の流出を遮断することで、確実な落下防止を図れるとともに、ロジック弁に作用する背圧をオン/オフ制御する電磁式切換弁を落下防止解除用の電気信号により反応良く切換えることで、ロジック弁の落下防止機能を短時間で解除でき、負荷下降操作時の操作性を向上できる。
【0091】
請求項3記載の発明によれば、下部走行体に対する上部旋回体の旋回、上部旋回体に対するブームのブームシリンダによる上下方向の回動、ブームに対するアームのアームシリンダによる内外方向の回動によって、ブームおよびアームを作業腕部としてその作業腕部の先端部分の係合部に吊下げられた荷物を上下方向および水平方向に移送するクレーン作業において、ブーム下げ操作や、アームイン操作により荷物を下降させる際に、落下防止弁の落下防止機能を電気信号により解除可能としたことで、コントロール弁を荷物下降側に操作するパイロット圧を検出してから落下防止弁が落下防止機能を解除するまでの応答時間を短縮でき、荷物下降操作時の応答性が良くなり、クレーン作業をする上での操作性を向上できる。
【0092】
請求項4記載の発明によれば、荷物吊下げ用の係合部がバケットに取付けられたので、バケットによる掘削作業からクレーン作業への切換を容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る回路装置の第1の実施の形態を示す回路図である。
【図2】本発明に係る回路装置の第2の実施の形態を示す回路図である。
【図3】本発明に係る回路装置の第3の実施の形態を示す回路図である。
【図4】同上回路装置を備えた作業機械の一実施の形態を示す正面図である。
【図5】従来の回路装置の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
12  下部走行体
14  上部旋回体
21  ブーム
22  流体圧アクチュエータとしてのブームシリンダ
23  アーム
24  流体圧アクチュエータとしてのアームシリンダ
25  バケット
28  係合部としてのフック
31  ポンプ
32  コントロール弁
51,52  落下防止弁
54  配管としてのメイン配管
55  ロジック弁
56  電磁式切換弁
61  配管としてのメイン配管
62  ロジック弁
63  電磁式切換弁
70,75  電気信号供給手段

Claims (4)

  1. 荷重負荷を作動する流体圧アクチュエータにポンプから供給される作動流体を制御するパイロット操作式のコントロール弁と、
    流体圧アクチュエータにて荷重負荷による負荷圧が生ずる負荷圧発生側に設けられ荷重負荷による流体圧アクチュエータの自重落下運動を防止するとともに電気信号により落下防止を解除可能の落下防止弁と、
    コントロール弁を負荷下降側に操作するパイロット圧を検出して落下防止弁に落下防止解除用の電気信号を供給する電気信号供給手段と
    を具備したことを特徴とする回路装置。
  2. 落下防止弁は、
    流体圧アクチュエータの負荷圧発生側とコントロール弁から配設された配管との間に設けられ負荷圧を背圧として閉止方向に作用することで流体圧アクチュエータの負荷圧発生側から配管への流体の流出を遮断するロジック弁と、
    ロジック弁に作用する背圧をオン/オフ制御する電磁式切換弁と
    を具備したことを特徴とする請求項1記載の回路装置。
  3. 自走可能な下部走行体と、
    下部走行体に対し旋回可能に設けられた上部旋回体と、
    上部旋回体に対し上下方向回動可能に設けられたブームと、
    ブームを回動するブームシリンダと、
    ブームに対し内外方向回動可能に設けられたアームと、
    アームを回動するアームシリンダと、
    ブームおよびアームを作業腕部としてその作業腕部の先端部分に設けられた荷物吊下げ用の係合部と、
    ブームシリンダおよびアームシリンダを流体圧アクチュエータとしてこれらの流体圧アクチュエータに対して設けられた請求項1または2記載の回路装置と
    を具備したことを特徴とする作業機械。
  4. 荷物吊下げ用の係合部は、アームの先端に回動可能に設けられた掘削用のバケットに取付けられた
    ことを特徴とする請求項3記載の作業機械。
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JP2010013855A (ja) * 2008-07-03 2010-01-21 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の油圧回路装置
KR102263246B1 (ko) * 2020-11-27 2021-06-10 주식회사 대진에이치에스 로직밸브를 내포하는 세이프티 락 기능이 있는 굴삭기 붐/아암 비상 하강장치

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