JP2005194870A - ホイールタイプ掘削機のラムシリンダー制御装置 - Google Patents

ホイールタイプ掘削機のラムシリンダー制御装置 Download PDF

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Abstract

【課題】掘削機の動作モードに応じてラムシリンダーのロッキングやロッキング解除を自動的に行い、作業者の負担を低減することができるラムシリンダー制御装置を提供すること。
【解決手段】走行操作レバーの位置を検知するレバー位置検出スイッチ26a〜26cから前進信号または後進信号が送信されると共にブレーキ圧力検知センサー17から送信されたブレーキ圧力が設定圧力以下である場合、ラムシリンダー制御弁29に信号を送信し、レバー位置検出スイッチ26a〜26cから中立信号が送信されると共にブレーキ圧力が設定圧力以上である場合、ラムシリンダー制御弁29に送信される信号を遮断するコントローラ19を備える。これにより掘削機の動作モードに応じてラムシリンダーのロッキングやロッキング解除を自動的に行う。
【選択図】図2

Description

本発明はホイールタイプ掘削機において車軸と上部フレームとの間に配設されたラムシリンダーを制御する装置に関し、より詳しくは掘削機の動作モードに応じてラムシリンダーのロッキングやロッキング解除を自動的に行うことができるホイールタイプ掘削機のラムシリンダー制御装置に関するものである。
ホイールタイプ掘削機においては、走行中に荷重が大きい上部フレームの揺動による衝撃を緩和するために、車軸と上部フレームとの間にラムシリンダーが設けられている。このラムシリンダーは掘削機の動作モードに応じ、ラムシリンダー制御装置によってロッキングまたはロッキング解除される。ラムシリンダー制御装置は、掘削機の走行中にはラムシリンダーのロッキングを解除する。このため、路面の凹凸による上部旋回体の揺動を阻止することができる。一方、ラムシリンダー制御装置は、作業中にはラムシリンダーをロッキングする。このため、作業負荷による上部旋回体の過度の傾斜が防止される。
図1は従来のラムシリンダー制御装置の構成を示している。このホイールタイプ掘削機では、メイン油圧ポンプ101の圧油を制御弁102により制御し、制御された圧油を走行モーター103とその他の複数のアクチュエーターに供給して、これらを作動させる。
そしてパイロット油圧ポンプ105の圧油は、パイロット供給ライン106を経てパイロット制御弁107により制御され、制御された圧油は制御弁102を制御するパイロット圧力P1a−P2bとして作用する。
一方、パイロット油圧ポンプ105の圧油は、パイロット供給ライン106から分岐されたラムシリンダー油圧ライン108を流れる。このように流れる圧油はラムシリンダー油圧ライン108に配設されたラムシリンダー制御弁109により制御され、制御された圧油は車軸110に設けられた一対のラムシリンダー111をロッキングしたりロッキング解除したりするパイロット圧力として作用する。
一対のラムシリンダー111は車軸110の両側にそれぞれ配設され、これらラムシリンダー111は連結ライン111aを介して互いに連結されている。連結ライン111aには、各ラムシリンダー111からの圧油の排出を阻止するため、一対の逆止弁111bが配設されている。逆止弁111bはパイロット開放式逆止弁として、ラムシリンダー油圧ライン108を介して供給されるパイロット油圧ポンプ105のパイロット圧力によって作動する。このため、各ラムシリンダー111からの圧油は、パイロット圧力によりが排出されることになる。各ラムシリンダー111から圧油が排出されと、両側のラムシリンダー111の作動油は互いに連通され、ラムシリンダー111の伸縮運動が可能になる。一方、パイロット圧力が解消されると、一対の逆止弁111bは各ラムシリンダー111間の作動油の連通を遮断してラムシリンダー111の伸縮を停止し、ラムシリンダー111をロッキングする。
ブレーキ供給用補助ポンプ112の圧油は、ブレーキ供給弁113を経た後、ブレーキ制御弁114により制御され、制御された圧油がブレーキ115に供給されることによって車両を制動する。
前進走行制御弁117aと後進走行制御弁117bは、走行操作レバー118の前進、中立、後進の各ポジションにおけるレバーの位置に応じて出力される走行状態信号に基づいてパイロット油圧ポンプ105の圧油を制御する。こうして各制御弁102に前進走行パイロット圧力または後進走行パイロット圧力が提供される。走行操作レバー118により前進が選択されると、前進走行制御弁117aに信号が送信され、後進が選択されると後進走行制御弁117bに信号が送信される。なお、中立が選択された場合には、いずれの走行制御弁にも信号が送信されない。
ラムシリンダー111のロッキングやロッキング解除を行う制御装置は、パイロット油圧ポンプ105の圧油を逆止弁111bのパイロット受圧部に供給するラムシリンダー油圧ライン108と、ラムシリンダー油圧ライン108内を流れる圧油を制御するソレノイドラムシリンダー制御弁109と、ラムシリンダー制御弁109にソレノイド作動電源を供給または遮断するラムシリンダーロッキングスイッチ116とから構成されている。
走行中においてラムシリンダーのロッキングを解除するためには、ラムシリンダー制御装置によりロッキングスイッチ116をオンにしてラムシリンダー制御弁109に電源を印加する。このラムシリンダー制御弁109によりラムシリンダー油圧ライン108内を流れる圧油が逆止弁111bに供給されてパイロット圧力が提供される。そして逆止弁111bにパイロット圧力が提供されると、逆止弁11bは各ラムシリンダー111から圧油の排出を可能にし、ラムシリンダー111の伸縮運動が可能になる。したがってラムシリンダー111が上部フレームの走行中の振動を吸収することができるようになる。
一方、作業を行う場合には、ロッキングスイッチ116をオフにし、ラムシリンダー制御弁109を元の位置に復帰させ、逆止弁111bに供給されるパイロット圧力を解消する。逆止弁111bによりパイロット圧力が解消されると、逆止弁11bは各ラムシリンダー111からの圧油の排出を遮断し、ラムシリンダー111の伸縮運動を不可能にする。したがってラムシリンダー111はロッキングされ、作業中における上部フレームの揺動現象が防止される。
しかし、このような従来のラムシリンダー制御装置では、ラムシリンダー111のロッキングやロッキング解除は、作業者が手動によってロッキングスイッチ116を作動させなければならないという問題点があった。
本発明は上述した問題を解決するためになされたもので、その目的は、掘削機の動作モードに応じてラムシリンダーのロッキングやロッキング解除を自動的に行い、作業者の負担を低減することができるラムシリンダー制御装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、作業者が掘削機の動作モードに応じてラムシリンダーを操作し忘れた場合でも、ラムシリンダーのロッキングやロッキング解除を自動的に行い、ラムシリンダーの誤操作による事故を未然に防止することができるラムシリンダー制御装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るラムシリンダー制御装置は、ブレーキ装置と、走行操作レバーと、車体の上部フレームを支持する複数のラムシリンダーと、前記各ラムシリンダーを互いに連結する連結ラインと、前記各ラムシリンダーから連結ラインに排出される作動油を遮断して前記各ラムシリンダーをロッキングする複数のパイロット開放式逆止弁を備えるホイールタイプ掘削機のラムシリンダー制御装置において、パイロット油圧ポンプと;前記パイロット油圧ポンプと前記逆止弁のパイロット受圧部を連結するラムシリンダー油圧ラインと;送信される信号に基づいて復元位置から作動位置に切り換わり、前記ラムシリンダー油圧ラインを開放し、前記パイロット油圧ポンプの圧油により前記逆止弁の作動を可能とし、前記各ラムシリンダーからの作動油の排出を可能にするラムシリンダー制御弁と;前記ブレーキ装置に供給される圧油を検知するブレーキ圧力検知手段と;前記走行操作レバーの位置を検知するレバー位置検出手段と;前記レバー位置検出手段から前進信号または後進信号が送信されると共に、前記ブレーキ圧力検知手段から入力されたブレーキ圧力が設定圧力以下である場合、前記ラムシリンダー制御弁に信号を送信し、一方、前記レバー位置検出手段から中立信号が送信されると共に、前記ブレーキ圧力検知手段から送信されたブレーキ圧力が設定圧力以上である場合、前記ラムシリンダー制御弁に印加される信号を遮断するコントローラと;を含むことを特徴とする。
本発明に係る前記コントローラは、前記レバー位置検出手段から前進信号または後進信号が入力されると共に、前記ブレーキ圧力検知手段から入力されたブレーキ圧力が設定圧力以上である場合にも前記ラムシリンダー制御弁に送信される信号を遮断することが好ましい。
さらに本発明に係る前記コントローラは、前記ブレーキ圧力検知手段と前記レバー位置検出手段からの入力値に基づいて前記ラムシリンダー制御弁に信号を送信したり遮断したりする自動モードと;前記ラムシリンダー制御弁に信号を直接送信するロッキング解除固定モードと;前記ラムシリンダー制御弁に送信される信号を直接遮断するロッキング固定モードと;を含み、前記自動モードと前記ロッキング解除固定モードと前記ロッキング固定モードのうち、いずれかを選択できる選択スイッチをさらに含むことが望ましい。
さらに本発明に係る前記コントローラは、前記ブレーキ圧力検知手段と前記レバー位置検出手段からの入力値に基づいて前記ラムシリンダー制御弁に信号を送信したり遮断したりする解除モードと;前記ラムシリンダー制御弁に送信される信号を直接遮断するロッキング固定モードと;を含み、前記解除モードと前記ロッキング固定モードのうちのいずれかを選択できる選択スイッチをさらに含むことが好ましい。
本発明のラムシリンダー制御装置によれば、掘削機の状態、即ち、作業中であるか、または走行中であるかを識別し、ラムシリンダーのロッキングやロッキング解除を自動的に行うため、作業者の操作労力を著しく低減することができる。また、作業者が掘削機の状態に応じてラムシリンダーの操作を行わない場合でも、ラムシリンダーのロッキングやロッキング解除が適切かつ自動的に行われるため、これに起因する事故を未然に防止し、掘削機の安全性を飛躍的に高めることができた。
以下、本発明に係るホイールタイプ掘削機のラムシリンダー制御装置の好ましい実施形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
図2は本発明に係るラムシリンダー制御装置を備えたホイールタイプ掘削機の油圧回路図である。ホイールタイプ掘削機は走行モーター1等油圧アクチュエーターに圧油を提供するメイン油圧ポンプ10と、制御弁制御用パイロット圧力を提供するパイロット油圧ポンプ20と、車軸4に備えられたブレーキ装置5にブレーキ圧力を供給する補助ポンプ30とを備えている。
メイン油圧ポンプ10の圧油は、制御弁12の走行制御スプール12aを含んだ複数の制御スプール12b、12cにより制御され、走行モーター1及び他の複数の油圧アクチュエーターに供給され、これらを作動させる。この走行モーター1は車軸4を駆動する駆動軸3にトランスミッション2を介して連結されており、車両の走行に用いられる。
補助ポンプ30の圧油は、ブレーキ供給弁14を経てブレーキ制御弁15により制御された後、一対のブレーキライン16a、16bを介してブレーキ装置5に供給され、ブレーキ装置5を作動させる。なお、符号15aはブレーキペダルを示している。
補助ポンプ30の圧油をブレーキ装置5に供給するブレーキライン16a、16bには、ブレーキ圧力を検知するブレーキ圧力検知センサー17が設けられている。このブレーキ圧力検知センサー17は、一対のブレーキライン16a、16bの両ブレーキ圧力を検知し、それらの内、高いブレーキ圧力を示すものを後述するコントローラ19に送信する。
パイロット制御弁23はパイロット油圧ポンプ20の圧油を減圧し、制御弁12の走行制御スプール12aと、その他の複数の制御スプール12b、12cとを制御するパイロット信号圧力P1a、P1bとP2a、P2bとPTF、PTRとを生成する。なお、符号22は、パイロット油圧ポンプ20からパイロット供給ライン21よりパイロット制御弁23に供給される圧油の供給や遮断を行うパイロットカットオフ弁である。
走行操作レバー26は、前進、中立、後進の各ポジションの選択に用いられ、各ポジションにおけるレバーの位置に応じて前進信号、中立信号、後進信号を出力するように構成されている。走行操作レバー26は前進、中立、後進を検出できるレバー位置検出手段を備えており、このレバー位置検出手段は前進レバー位置スイッチ26aと、後進レバー位置スイッチ26bと、中立レバー位置スイッチ26cとから構成されている。
走行操作レバー26の操作により前進位置26aや後進位置26bにレバー26が移動すると、前進位置信号や後進位置信号が出力される。出力された信号は後述するコントローラ19に送信されると同時に、前進走行制御弁25aまたは後進走行制御弁25bにも各々送信され、これらの走行制御弁25a、25bを切り換える。前進走行制御弁25aまたは後進走行制御弁25bが切り換えられると、パイロット油圧ポンプ20の圧油は走行制御パイロットライン27a、27bを通じて走行制御スプール12aへ前進走行パイロット圧力または後進走行パイロット圧力を供給する。なお、走行操作レバー26により中立位置26cが選択された場合には、いずれの走行制御弁にも走行信号が送信されない。
車軸4には上部フレームを支持する一対のラムシリンダー24が設けられている。これらラムシリンダー24は連結ライン24aを介して互いに連結されている。この連結ライン24aには各ラムシリンダー24の圧油の排出を遮断することを目的とした一対の逆止弁24bが配設されている。
逆止弁24bはパイロット開放式逆止弁であり、ラムシリンダー油圧ライン18を介して供給されるパイロット油圧ポンプ20のパイロット圧力により作動する。逆止弁24bにより各ラムシリンダー24からの圧油の排出が可能となった場合には、両ラムシリンダー24間の作動油の移動が可能となり、ラムシリンダー24の伸縮運動を可能にする。一方、ラムシリンダー油圧ライン18が遮断されパイロット圧力が解消された場合には、一対の逆止弁24bは各ラムシリンダー24からの圧油の排出を遮断し、両ラムシリンダー24間における作動油の移動が不可能となりラムシリンダー24はロッキングされる。
ラムシリンダー油圧ライン18にはラムシリンダー24のロッキングやロッキング解除を行うラムシリンダー制御弁29が設けられている。このラムシリンダー制御弁29は作動位置29aと復元位置29bとの切り替えを可能とする。作動位置29aにおいては、パイロット油圧ポンプ20と逆止弁24bのパイロット受圧部を連通させてラムシリンダー24が伸縮作動する。また、復元位置29bにおいては、パイロット油圧ポンプ20と逆止弁24bのパイロット受圧部を遮断しラムシリンダー24の伸縮を制限すると共に、逆止弁24bに作用していたパイロット圧力をオイルタンクTにドレーン(排出)する。
ラムシリンダー制御弁29は、その片側に設けた復元バネ29cにより復元位置29bの方向に常に弾性付勢されている。そして、その反対側のソレノイド部29dへ信号が印加されると、作動位置29aの方向に切り換えられる。ソレノイド部29dはコントローラ19からラムシリンダーロッキング信号が印加されると作動する。
ソレノイド部29dにコントローラ19からラムシリンダーロッキング解除信号が印加された場合には、ラムシリンダー制御弁29は作動位置29aに切り換えられ、ラムシリンダー24のロッキングを解除する。一方、ソレノイド部29dにコントローラ19からラムシリンダーロッキング解除信号が印加されない場合には、ラムシリンダー制御弁29は復元位置29bに復帰しラムシリンダー24をロッキングする。
コントローラ19はブレーキ圧力検知センサー17と走行操作レバー26の各出力信号ラインと接続されている。以下、図3を参照しつつ、このコントローラ19の作動を説明する。最初に、走行操作レバー26から前進位置信号または後進位置信号が送信されると(S101)、ブレーキ圧力検知センサー17から送信されたブレーキ圧力が設定圧力以下であるかが判断される(S103)。そして、ブレーキ圧力が設定圧力以下である場合には現在走行中であると判断される。この場合、コントローラ19はラムシリンダーロッキング解除信号を前記ラムシリンダー制御弁29に出力する(S105)。さらに、ラムシリンダー制御弁29は作動位置29aに切り換えられ、パイロット油圧ポンプ20と逆止弁24bが連通し、ラムシリンダー24のロッキングを解除する(S107)。したがって、走行中車体の上部フレームの振動を吸収することが可能となる。
一方、コントローラ19へ走行操作レバー26から中立位置信号が送信(S101−1)され、または走行操作レバー26から前進位置信号または後進位置信号が送信(S101)されているもののブレーキ圧力検知センサー17から入力されるブレーキ圧力が設定圧力以上である場合(S103−1)には、作業中、または走行中に急制動したとの判断がなされる。この場合、ラムシリンダー制御弁29のソレノイド部29cに印加されたロッキング解除信号が遮断される(S109)。このためラムシリンダー制御弁29が復元位置29bに復帰し、パイロット油圧ポンプ20と逆止弁24bとが遮断され、ラムシリンダー24をロッキングされる(S111)。したがって、作業中、または走行中の急制動による車体の揺動現象が防止される。
なお、コントローラ19には上記自動モード(S113)の他に、走行操作レバー26やブレーキ圧力検知センサー17から送信される信号にかかわらず、ラムシリンダー制御弁29に直接ロッキング解除信号を送信するロッキング解除固定モード(S115)と、ラムシリンダー制御弁29に直接ロッキング信号を送信するロッキング固定モード(S117)を備えている。コントローラ19の外部には自動モード(S113)とロッキング解除固定モード(S115)とロッキング固定モード(S117)のうち、いずれかのモードを選択できるモード選択スイッチ33が設けられており、作業者がこれらモードを任意に選択することができる。
以下、図4を参照しつつ、コントローラ19の他の実施形態を説明する。このコントローラ19は上記実施形態とは異なり、ロッキング固定モード(S117)と解除モード(S119)のみを備えていることを特徴とする。この解除モード(S119)は、上記実施形態の自動モード(S113)と同じ構成を備えている。そして、ロッキング固定モード(S117)はラムシリンダー制御弁29に直接ロッキング信号を送信するように構成されている。なお、このコントローラ19もその外部にロッキング固定モード(S117)と解除モード(S119)の両モードを選択するためのモード選択スイッチ33を備えている。
このコントローラ19は、作業者が選択できるモードを限定することにより、作業者による各モードの選択における混同を防止することができ、コントローラ19の操作の簡素化を図ることができる。
以上、本発明の好ましい実施形態を例示したが、本発明の範囲はこのような特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範疇内において適宜変更することが可能である。
本発明のラムシリンダー制御装置は、ホイールタイプ掘削機のラムシリンダー制御装置に利用することが可能であり、掘削機の状態、即ち、作業中であるか、または走行中であるかを識別し、ラムシリンダーのロッキングやロッキング解除を自動的に行うことを可能とする。このため、作業者の操作労力を著しく低減することができ、また、作業者が掘削機の状態に応じてラムシリンダーの操作を行わない場合でも、これに起因する事故を未然に防止し、掘削機の安全性を飛躍的に高めることができる。
従来のホイールタイプ掘削機のラムシリンダー制御装置を示す油圧回路図である。 本発明に係る実施形態のホイールタイプ掘削機におけるラムシリンダー制御装置の構成を示す油圧回路図である。 図2に示すラムシリンダー制御装置を構成するコントローラの制御動作を示すブロック線図である。 図2に示すラムシリンダー制御装置を構成する他の実施形態におけるコントローラの制御動作を示すブロック線図である。
符号の説明
1 走行モーター
2 トランスミッション
3 駆動軸
4 車軸
5 ブレーキ装置
10 メイン油圧ポンプ
12 制御弁
12a 走行制御スプール
12b、12c 制御スプール
14 ブレーキ供給弁
15 ブレーキ弁
15a ペダル
16a、16b ブレーキライン
17 ブレーキ圧力検知センサー
18 ラムシリンダー油圧ライン
19 コントローラ
20 パイロット油圧ポンプ
21 パイロット供給ライン
22 パイロットカットオフ弁
23 パイロット制御弁
24 ラムシリンダー
24a 連結ライン
24b 逆止弁
25a、25b 走行制御弁
26 走行操作レバー
26a 前進レバー位置スイッチ
26b 後進レバー位置スイッチ
26c 中立レバー位置スイッチ
27a、27b 走行制御パイロットライン
29 ラムシリンダー制御弁
29a 作動位置
29b 復元位置
29c 復元バネ
29d ソレノイド部
30 補助ポンプ
33 モード選択スイッチ

Claims (6)

  1. ブレーキ装置5と、走行操作レバー26と、車体の上部フレームを支持する複数のラムシリンダー24と、 前記各ラムシリンダー24から排出される作動油を遮断して前記各ラムシリンダー24をロッキングする複数のパイロット開放式逆止弁24bを備えるホイールタイプ掘削機のラムシリンダー制御装置において、
    パイロット油圧ポンプ20と;
    前記パイロット油圧ポンプ20と前記逆止弁24bのパイロット受圧部を連結するラムシリンダー油圧ライン18と;
    送信される信号に基づいて復元位置29bから作動位置29aに切り換わり、前記ラムシリンダー油圧ライン18を開放し、前記パイロット油圧ポンプ20の圧油により前記逆止弁24bの作動を可能とし、前記各ラムシリンダー24からの作動油の排出を可能にするラムシリンダー制御弁29と;
    前記ブレーキ装置に供給される圧油を検知するブレーキ圧力検知手段と;
    前記走行操作レバーの位置を検知するレバー位置検出手段と;
    前記レバー位置検出手段から前進信号または後進信号が送信されると共に、前記ブレーキ圧力検知手段から入力されたブレーキ圧力が設定圧力以下である場合、前記ラムシリンダー制御弁29に信号を送信し、一方、前記レバー位置検出手段から中立信号が送信されると共に、前記ブレーキ圧力検知手段から送信されたブレーキ圧力が設定圧力以上である場合、前記ラムシリンダー制御弁29に送信された信号を遮断するコントローラ19と;を含むことを特徴とするホイールタイプ掘削機のラムシリンダー制御装置。
  2. 前記コントローラ19は、前記レバー位置検出手段から前進信号または後進信号が入力されると共に、前記ブレーキ圧力検知手段から入力されたブレーキ圧力が設定圧力以上である場合にも前記ラムシリンダー制御弁29に送信される信号を遮断することを特徴とする請求項1に記載のホイールタイプ掘削機のラムシリンダー制御装置。
  3. 前記コントローラ19は、前記ブレーキ圧力検知手段と前記レバー位置検出手段からの入力値に基づいて前記ラムシリンダー制御弁29に信号を送信したり遮断したりする自動モードと,前記ラムシリンダー制御弁29に信号を直接送信するロッキング解除固定モードと,前記ラムシリンダー制御弁29に送信される信号を直接遮断するロッキング固定モードとを有することを特徴とする請求項1または2に記載のホイールタイプ掘削機のラムシリンダー制御装置。
  4. 前記自動モードと前記ロッキング解除固定モードと前記ロッキング固定モードのうち、いずれかを選択できる選択スイッチ33をさらに含むことを特徴とする請求項3に記載のホイールタイプ掘削機のラムシリンダー制御装置。
  5. 前記コントローラ19は、前記ブレーキ圧力検知手段と前記レバー位置検出手段とからの入力値に基づいて前記ラムシリンダー制御弁29に信号を送信したり遮断したりする解除モードと,前記ラムシリンダー制御弁29に送信される信号を直接遮断するロッキング固定モードとを有することを特徴とする請求項1または2に記載のホイールタイプ掘削機のラムシリンダー制御装置。
  6. 前記解除モードと前記ロッキング固定モードのうちのいずれかを選択できる選択スイッチ33をさらに含むことを特徴とする請求項5に記載のホイールタイプ掘削機のラムシリンダー制御装置。
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