JP2011140791A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】第１のブームと第２のブームとの関節部の角度を安定した状態に保持でき、第１のブームと第２のブームとの関節部の角度保持を解除した際には、第２のブームを第１のブームに対して速やかに回動できる建設機械を提供する。
【解決手段】第２のブームの腹側にピストンロッドの先端を連結し、第１のブームの腹側に基端部を連結した第１のポジショニングシリンダと、第２のブームの背側にピストンロッドの先端を連結し、第１のブームの背側に基端部を連結した第２のポジショニングシリンダと、第２のポジショニングシリンダのボトム側室と第１のポジショニングシリンダのピストンロッド側室との連通閉止を切換える第１のオンオフ弁と、第２のポジショニングシリンダのボトム側室と作動油タンクとの連通閉止を切換える第２のオンオフ弁と、作業機，アームのクラウド操作に応働して、第１，第２のオンオフ弁に切換指令を出力する操作手段とを備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、多関節構造のフロント作業機を備えた建設機械に係り、更に詳しくは、フロント作業機を構成するブームがセパレートタイプの多関節構造のフロント作業機を備えた建設機械に関するものである。

フロント作業機におけるブームを第１のブームと第２のブームとで構成したセパレートタイプの多関節構造のフロント作業機を備えた建設機械において、フロント作業機の先端にはバケット等の作業機が設けられており、この作業機をダンピング（掘削）動作、又はリフト動作させた場合にも、第１のブームと第２のブームとの関節部の角度を安定した状態に保持するために、第１のブームと第２のブームとの腹側間に第１のポジショニングシリンダを、第１のブームの背側と第２のブームの基端側端部に第２のポジショニングシリンダを設け、第１のポジショニングシリンダのボトム側室を第２のポジショニングシリンダのピストンロッド側室に連通可能にし、また、第１のポジショニングシリンダのピストンロッド側室を第２のポジショニングシリンダのボトム側室に連通可能にしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００２−２２０８５１号公報

上述した従来技術においては、第１のブームと第２のブームとの関節部の角度を安定した状態に保持することはできるが、第１のブームに対して、第２のブームを回動させる場合、油圧ポンプから供給される圧油は、方向切換弁の操作によって、第１のポジショニングシリンダのピストンロッド側室と第２のポジショニングシリンダのボトム側室、又は第１のポジショニングシリンダのボトム側室と第２のポジショニングシリンダのピストンロッド側室に分流して供給される。

この際、第１のポジショニングシリンダと第２のポジショニングシリンダとの戻り油は、合流して配管内を通り、方向切換弁を介して作動油タンクに排出される。このため、戻り油は配管系で管路抵抗を受けるので、第２のブームを第１のブームに対して回動させる場合、第２のブームの回動動作が遅くなり、オペレータはもどかしさを感じるとともに、作業性が低下する等の問題がある。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、第１のブームと第２のブームとの関節部の角度を安定した状態に保持することができるとともに、第１のブームと第２のブームとの関節部の角度保持を解除した場合には、第２のブームを第１のブームに対して速やかに回動させることができる建設機械を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、第１の発明は、ブームを屈曲可能な第１のブームと第２のブームとで構成し、前記第２のブームの先端側にアームを回動可能に装設し、前記アームの先端側に作業機を回動可能に装設した多関節構造のフロント作業機を備えた建設機械において、前記第２のブームの腹側にピストンロッドの先端を連結し、前記第１のブームの腹側に基端部を連結した第１のポジショニングシリンダと、前記第２のブームの背側にピストンロッドの先端を連結し、前記第１のブームの背側に基端部を連結した第２のポジショニングシリンダと、前記第１のポジショニングシリンダのピストンロッド側室に連結した第１の管路と、前記第１のポジショニングシリンダのボトム側室に連結した第２の管路と、前記第１及び第２の管路と連結し、連通先を油圧ポンプ，作動油タンク又は閉止に切換える切換弁と、前記第１の管路と前記第２のポジショニングシリンダのボトム側室とを連通する第３の管路と、前記第２のポジショニングシリンダのボトム側室を前記作動油タンクに連通する第４の管路と、前記第２のポジショニングシリンダのピストンロッド側室を前記作動油タンクに連通する第５の管路と、前記第３の管路上に設けられ、通常時、管路閉止位置に保持されている第１のオンオフ弁と、前記第４の管路上に設けられ、通常時、管路連通位置に保持されている第２のオンオフ弁と、前記作業機及び前記アームの少なくとも一方のクラウド操作に応働して、前記第１のオンオフ弁に管路連通位置への切換指令と、前記第２のオンオフ弁に前記第２のポジショニングシリンダのボトム側室と前記作動油タンクとの連通を遮断する管路閉止位置への切換指令を出力する操作手段とを備えたことを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、前記操作手段によって操作される前記第１のオンオフ弁は、付勢ばねと前記第１のポジションシリンダ操作用のパイロット圧油の一部とによって、通常時、管路閉止位置に保持され、前記第２のオンオフ弁は、付勢ばねと前記第１のポジションシリンダ操作用のパイロット圧油の一部とによって、通常時、管路連通位置に保持されていることを特徴とする。

更に、第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記操作手段は、前記第１及び第２のオンオフ弁のパイロット操作部に、パイロット圧油を供給遮断する開閉弁と、前記開閉弁の電磁式操作部に接続する操作スイッチとを備えたことを特徴とする。

また、第４の発明は、第２の発明において、前記開閉弁には、前記作業機及び前記アームのクラウド操作のためのパイロット圧油の一部が管路及びシャトル弁を介して供給されることを特徴する。

更に、第５の発明は、第３又は第４の発明において、前記操作スイッチは、前記建設機械の運転室内に配置したことを特徴とする。

本発明によれば、第１及び第２のポジショニングシリンダの協働により、第１のブームと第２のブームとの関節部の角度を安定した状態に保持することができるので、フロント作業機の先端に設けた作業機による重掘削作業が可能になるとともに、第１のブームと第２のブームとの関節部の角度保持を解除した場合には、第２のポジショニングシリンダがフリー状態になり、第１のポジショニングシリンダによって、第２のブームを第１のブームに対して、速やかに回動させることができるので、多関節構造のフロント作業機の動作速度が向上し、作業性を更に改善することができる。

本発明の建設機械の一実施の形態を示す側面図である。 本発明の建設機械の一実施の形態を構成する油圧回路の一例を示す油圧回路図である。 本発明の建設機械の一実施の形態を構成する油圧回路の一例において、保持スイッチをオフし、アームクラウド操作を行う場合の動作及び作用を説明する油圧回路図である。 本発明の建設機械の一実施の形態を構成する油圧回路の一例において、保持スイッチをオンし、アームクラウド操作を行う場合の動作及び作用を説明する油圧回路図である。 本発明の建設機械の一実施の形態を構成する油圧回路の一例において、保持スイッチをオフし、バケットクラウド操作を行う場合の動作及び作用を説明する油圧回路図である。 本発明の建設機械の一実施の形態を構成する油圧回路の一例において、保持スイッチをオンし、バケットクラウド操作を行う場合の動作及び作用を説明する油圧回路図である。 本発明の建設機械の一実施の形態を構成する油圧回路の一例において、保持スイッチをオンし、アームクラウド操作又はバケットクラウド操作を行い、かつ第２のブームのダンプ操作を行う場合の動作及び作用を説明する油圧回路図である。

以下、本発明の建設機械の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図１及び図２は本発明の建設機械の一実施の形態を示すもので、図１は本発明の建設機械の一実施の形態を示す側面図、図２は本発明の油圧ショベルの一実施の形態を構成する油圧回路の一例を示す油圧回路図である。

図１において、１は建設機械における履帯式の走行体、２は走行体１上に旋回可能に設けた旋回体、３は旋回体２の前部左側に設けた運転室、４は旋回体２前部に装設した多関節構造のフロント作業機である。

フロント作業機４は、多関節構造であり、基端部を旋回体２に連結ピン（図示ぜず）を介して俯仰動可能に設けた第１のブーム５ａと第１のブーム５ａの先端部に連結ピン６を介して上下方向に回動可能に設けた第２のブーム５ｂとからなるブーム５と、第２のブーム５ｂの先端部に連結ピン７を介して上下方向に回動可能に設けたアーム８と、アーム８の先端側に連結ピン９を介して回動可能に設けた作業機としての掘削バケット１０とを備えている。

旋回体２と第１ブーム５ａとの間には、基端部を旋回体に、ピストンロッド１１Ｘの先端を第１のブーム５ａの側面に連結したブーム操作用シリンダ１１が設けられている。第１のブーム５ａと第の２ブーム５ｂの腹側には、基端部を第１のブーム５ａの腹側に、ピストンロッド１２Ｘの先端を第２のブーム５ｂの腹側に連結した第１のポジショニングシリンダ１２が設けられている。第１のブーム５ａと第２のブーム５ｂの背側には、基端部を第１のブーム５ａの背側に、ピストンロッド１３Ｘの先端を第２のブーム５ｂの背側に設けたブラケット１４に連結した第２のポジショニングシリンダ１３が設けられている。

また、第２のブーム５ｂの背側とアーム８との間には、基端部をブラケット１４に、ピストンロッド１５Ｘをアーム８の基端部に連結したアーム操作用シリンダ１５が設けられている。更に、アーム８と掘削バケット１０との間には、基端部をアーム８の背側に、ピストンロッド１６Ｘをリンク１７を介して掘削バケット１０に連結したバケット操作用シリンダ１６が設けられている。

上述した第１のポジショニングシリンダ１２及び第２のポジショニングシリンダ１３は、第１のブーム５ａと第２のブーム５ｂとの間の角度を維持する機能を発揮する。また、第１のブーム５ａと第２のブーム５ｂとの関節部の角度維持を解除した場合、第１のポジショニングシリンダ１２は、その伸長、縮小により第２のブーム５ｂを第１のブーム５ａに対して回動操作する。その際、第２のポジショニングシリンダ１３は、第１のポジショニングシリンダ１２による第２のブーム５ｂの回動を許容するように、フリー状態に制御される。

次に、上述した多関節構造のフロント作業機を操作する油圧回路の一例を、図２を用いて説明する。この図２において、図１と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
図２に示す油圧回路は、上記構成の建設機械に設けられるものであり、第１及び第２の油圧ポンプ１８，１９と、１つのパイロット油圧ポンプ２０と、第１及び第２の油圧ポンプ１８，１９から吐出される圧油が供給され、第２のブーム５ｂ，アーム８，及びバケット１０をそれぞれ駆動する第１のポジショニングシリンダ１２，アーム操作用シリンダ１５，及びバケット操作用シリンダ１６と、第１及び第２の油圧ポンプ１８，１９からこれらシリンダ１２，１５，１６に供給される圧油の方向及び流量を制御する３個の方向切換弁２２〜２４と、作動油タンク２１とを有している。

また、第１のブーム５ａと第２のブーム５ｂとの関節部の角度を保持する第２のポジショニングシリンダ１３のボトム側室１３ｂが、後述する第１のオンオフ弁２５を介して第１のポジショニングシリンダ１２のピストンロッド側室１２ａと接続されている。なお、第２のポジショニングシリンダ１３は、後述する電磁駆動式開閉弁２７の動作により制御される第１のオンオフ弁２５，第２のオンオフ弁２６，及びリリーフ弁２８により、駆動制御される。

方向切換弁２２〜２４は、いずれもセンタバイパス型の切換弁であり、第２のブーム用方向切換弁２２は、第１のポジショニングシリンダ１２のピストンロッド側室１２ａと第１のオンオフ弁２５、及び第１のポジショニングシリンダ１２のボトム側室１２ｂとにそれぞれ第１の管路４０と第２の管路４１を介して接続され、アーム用方向切換弁２３は、アーム操作用シリンダ１５のピストンロッド側室とボトム側室とに管路を介して接続され、バケット用方向切換弁２４はバケット操作用シリンダ１６のピストンロッド側室とボトム側室とに管路を介して接続されている。また、第１及び第２の管路４０，４１には、管路の圧力が規定値以上になったときに連通するリリーフ弁４０ａ，４１ａがそれぞれ設けられており、第１のポジショニングシリンダ１２の各室にかかる最大圧力を規定している。なお、同様に、各方向切換弁２３，２４と各シリンダ１５，１６とを接続する管路には、その管路の圧力が規定値以上になったときに連通するリリーフ弁がそれぞれ設けられており、各シリンダ１５，１６の油室にかかる最大圧力を規定している。

第１及び第２の油圧ポンプ１８，１９は、図示しない共通の原動機でそれぞれ駆動される可変容量型ポンプであり、第２のブーム用方向切換弁２２への圧油を吐出する第１の油圧ポンプ１８と、アーム用方向切換弁２３とバケット用方向切換弁２４とに圧油を吐出する第２油圧ポンプ１９とから構成されている。また、第１及び第２の油圧ポンプ１８，１９の吐出管路には、その吐出管路の圧力が規定値以上になったときに連通するリリーフ弁１８ａ，１９ａがそれぞれ設けられており、第１及び第２の油圧ポンプ１８，１９の最大吐出圧を規定するようになっている。

また、図２に示す油圧回路は、さらに、被駆動部材である第２のブーム５ｂ、アーム８、バケット１０の動作を指示するために各シリンダ１２，１５，１６それぞれに対応して設けられた操作手段として、第２のブーム用操作レバー装置３０，アーム用操作レバー装置３１，及びバケット用操作レバー装置３２を備えている。操作レバー装置３１〜３２は、パイロット圧により対応する方向切換弁２２〜２４をそれぞれ駆動して切り換える油圧パイロット方式であり、それぞれオペレータにより操作される操作レバー３０１〜３２１と、操作レバー３０１〜３２１の操作量と操作方向に応じたパイロット圧を生成する一対の減圧弁３０ａ，３０ｂ〜３２ａ，３２ｂとにより構成されている。

一対の減圧弁３０ａ，３０ｂ〜３２ａ，３２ｂの一次ポート側は、パイロット油圧ポンプ２０にそれぞれ接続されている。また、二次ポート側については、第２のブーム用操作レバー装置３０のクラウド側の減圧弁３０ａは、パイロットライン５０を介して第２のブーム用方向切換弁２２の一方の駆動部に接続され、ダンプ側の減圧弁３０ｂは、パイロットライン５１を介して第２のブーム用方向切換弁２２の他方の駆動部に接続されている。同様に、アーム用操作レバー装置３１のクラウド側の減圧弁３１ａは、パイロットライン５２を介してアーム用方向切換弁２３の一方の駆動部に接続され、ダンプ側の減圧弁３１ｂは、パイロットライン５３を介してアーム用方向切換弁２３の他方の駆動部に接続されている。さらに、バケット用操作レバー装置３２のクラウド側の減圧弁３２ａは、パイロットライン５４を介してバケット用方向切換弁２４の一方の駆動部に接続され、ダンプ側の減圧弁３２ｂは、パイロットライン５５を介してバケット用方向切換弁２４の他方の駆動部に接続されている。

また、第２のブーム用操作レバー装置３０のクラウド側のパイロットライン５０の中間部をその一入力端に接続し、ダンプ側のパイロットライン５１の中間部をその他入力端に接続した第１のシャトル弁６０と、アーム用操作レバー装置３１のクラウド側のパイロットライン５２の中間部をその一入力端に接続し、バケット用操作レバー装置３２のクラウド側のパイロットライン５４の中間部をその他入力端に接続した第２のシャトル弁６１とが後述する第２のポジショニングシリンダ１３用の油圧回路として設けられている。

上述した構成により、操作レバー装置３０〜３２からの操作信号によって、対応する方向切換弁２２〜２４が切換えられ、第１及び第２の油圧ポンプ１８，１９から対応する油圧シリンダ１２，１５，１６に供給される圧油の方向及び流量を制御するようになっている。

次に、第２のポジショニングシリンダ１３を駆動する油圧回路を詳細に説明する。
第１のポジショニングシリンダ１２のピストンロッド側室１２ａに供給された圧油は、第１の管路４０に連通する第３の管路４２に設けた２ポート位置型の第１のオンオフ弁２５と第１の管路４０とを介して第２のポジショニングシリンダ１３のボトム側室１３ｂに供給される。第２のポジショニングシリンダ１３のボトム側室１３ｂの圧油は、作動油タンク２１に連通する第４の管路４３に設けた２ポート位置型の第２のオンオフ弁２６を介して作動油タンク２１に排出される。第４の管路４３には、管路４３の圧力が規定値以上になったときに連通するリリーフ弁２８が設けられており、第２のポジショニングシリンダ１３のボトム側室１３ｂの最大圧力を規定するようになっている。また、第２のポジショニングシリンダ１３のピストンロッド側室１３ａは、第５の管路４４を介して作動油タンク２１と連通している。

また、第１のブーム５ａと第２のブーム５ｂとの関節部の角度を保持するために、被駆動部材である第２のブーム５ｂの動作を保持する操作手段を構成する要素の１つとして、操作スイッチとしての保持スイッチ２９を備えている。保持スイッチ２９は、２ポート位置型の電磁駆動式開閉弁２７の電磁式操作部へ電気信号を印加／遮断するものであって、運転室３に配置されていて、オペレータにより操作される。

電磁駆動式開閉弁２７において、入力側のポートは、パイロットライン７０を介して第２のシャトル弁６１の出力側と接続されていて、出力側のポートは、パイロットライン７１を介して第１のオンオフ弁２５及び第２のオンオフ弁２６の一方の駆動部にそれぞれ接続されている。また、第１のオンオフ弁２５及び第２のオンオフ弁２６の他方の駆動部は、パイロットライン７２を介して第１のシャトル弁６０の出力側と接続されている。また、第１のオンオフ弁２５及び第２のオンオフ弁２６の他方側の駆動部にバネ部材２５ａ，２６ａが配設されていて、付勢されたバネ部材により、通常状態では他方側のポートが選択されている。この結果、図２に示すように、第１のオンオフ弁２５は通常管路閉止位置にポートが保持されていて、第２のオンオフ弁２６は通常管路連通位置にポートが保持されている。

第２のシャトル弁６１から出力されたパイロット圧油は、電磁駆動式開閉弁２７とパイロットライン７１とを介して、第１のオンオフ弁２５及び第２のオンオフ弁２６の一方の駆動部にそれぞれ供給され、第１のオンオフ弁２５及び第２のオンオフ弁２６のポートを一方側に切り換え、第１のシャトル弁６０から出力されたパイロット圧油は、パイロットライン７２を介して、第１のオンオフ弁２５及び第２のオンオフ弁２６の他方の駆動部にそれぞれ供給され、第１のオンオフ弁２５及び第２のオンオフ弁２６のポートを他方側に切り換える。

なお、第１のオンオフ弁２５及び第２のオンオフ弁２６において、一方側の駆動部と他方側の駆動部とに同時にパイロット圧油が供給された場合には、バネ部材２５ａ，２６ａが配設されている他方側の駆動部が優先されて、第１のオンオフ弁２５及び第２のオンオフ弁２６のポートを他方側に切り換える。

上記構成における、第１のポジショニングシリンダ１２、アーム操作用シリンダ１５、バケット操作用シリンダ１６、第２のポジショニングシリンダ１３に係る動作及びその作用を、（１）保持スイッチ２９をオフし、アームクラウド操作を行う場合、（２）保持スイッチ２９をオンし、アームクラウド操作を行う場合、（３）保持スイッチ２９をオフし、バケットクラウド操作を行う場合、（４）保持スイッチ２９をオンし、バケットクラウド操作を行う場合、（５）保持スイッチ２９をオンし、アームクラウド操作又はバケットクラウド操作を行い、かつ第２のブームのダンプ操作を行う場合、の順で以下説明する。

（１）保持スイッチ２９をオフし、アームクラウド操作を行う場合
図３は、本発明の油圧ショベルの一実施の形態を構成する油圧回路において、保持スイッチ２９をオフし、アームクラウド操作を行う場合の動作及び作用を説明する油圧回路図である。図３において、図１乃至図２と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。

まず、アーム操作用シリンダ１５側の動作を説明する。アーム用操作レバー装置３１の操作レバー３１１をクラウド操作すると、アームクラウド側の減圧弁３１ａがパイロット油圧ポンプ２０から一次ポート側に供給されるパイロット圧油をアームクラウド側のパイロットライン５２へ供給する。このパイロットライン５２のパイロット圧が立ち、このパイロットライン５２に接続されたアーム用方向切換弁２３の駆動部、および、第２のシャトル弁６１の一入力端にパイロット圧油が導かれてアーム用方向切換弁２３が中立側からクラウド側に切り換えられ、第２の油圧ポンプ１９の圧油がアーム用方向切換弁２３を介してアーム操作用シリンダ１５のボトム側油室に流入する。このとき、ロッド側油室からの戻り油はこの油室に接続されているアーム用方向切換弁２３のクラウド側切換位置を介して作動油タンク２１へ排出される。これによって、アーム８がクラウド動作する。

次に、第２のポジショニングシリンダ１３側の動作を説明する。上述したように、アーム用操作レバー装置３１の操作レバー３１１のクラウド操作により、第２のシャトル弁６１の一入力端にパイロットライン５２を介してパイロット圧油が供給され、第２のシャトル弁６１の出力側からパイロットライン７０を介して電磁駆動式開閉弁２７の入力端にパイロット圧油が供給されている。

保持スイッチ２９がオフのため、パイロットライン７０と接続する電磁駆動式開閉弁２７のポートは閉止の状態となり、出力側のパイロットライン７１にパイロット圧油は供給されない。この結果、第１のオンオフ弁２５及び第２のオンオフ弁２６の駆動部にパイロット圧油が供給されず、これらのオンオフ弁２５，２６のポートは変化しない。

したがって、図３に示すように、第２のポジショニングシリンダ１３のボトム側室１３ｂとロッド側室１３ａは、第２のオンオフ弁２６と第４の管路４３及び第５の管路４４とを介して連通していて、ピストンロッド１３Ｘは伸縮自在の状態となっている。一方、第１のオンオフ弁２５のポートは閉止の状態となり、第１のポジショニングシリンダ１２のロッド側室１２ａの圧油は第２のポジショニングシリンダ１３のボトム室側室１３ｂとは連通しない。

この状態において、例えば、アームクラウドしながら重掘削作業をした場合には、第１のポジショニングシリンダ１２のピストンロッド１２Ｘを伸長する方向（図３の矢印で示す方向）と第２のポジショニングシリンダ１３のピストンロッド１３Ｘを縮小する方向（図３の矢印で示す方向）に外力が作用する。上述したように第２のポジショニングシリンダ１３のピストンロッド１３Ｘは伸縮自在の状態となっている。一方、第１のポジショニングシリンダ１２のピストンロッド１２Ｘが伸長方向に外力を受けると、ロッド側室１２ａの室内と第１の管路４０内の圧油の圧力が上昇する。リリーフ弁４０ａの設定圧力以上に上昇した場合には、リリーフ弁４０ａが連通して作動油タンク２１に圧油を排出する。したがって、このような場合には、第１のポジショニングシリンダ１２のピストンロッド１２Ｘの外力による伸びを適切に防止することはできない。ただし、重掘削作業のように、第１のブーム５ａと第２のブーム５ｂとの関節部の角度を安定した状態で保持する必要がある作業以外でアームクラウド作業する場合には、問題とはならない。

（２）保持スイッチ２９をオンし、アームクラウド操作を行う場合
図４は、本発明の油圧ショベルの一実施の形態を構成する油圧回路において、保持スイッチ２９をオンし、アームクラウド操作を行う場合の動作及び作用を説明する油圧回路図である。図４において、図１乃至図３と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。

まず、アーム操作用シリンダ１５側の動作は、上述した（１）の場合と同じである。
次に、第２のポジショニングシリンダ１３側の動作を説明する。上述したように、アーム用操作レバー装置３１の操作レバー３１１のクラウド操作により、第２のシャトル弁６１の一入力端にパイロットライン５２を介してパイロット圧油が供給され、第２のシャトル弁６１の出力側からパイロットライン７０を介して電磁駆動式開閉弁２７の入力端にパイロット圧油が供給されている。

ここで、保持スイッチ２９をオンすると、電磁駆動式開閉弁２７の電磁式操作部へ電気信号が印加され、パイロットライン７０と接続する電磁駆動式開閉弁２７のポートが連通の状態となり、出力側のパイロットライン７１を介して、第１のオンオフ弁２５及び第２のオンオフ弁２６の駆動部にパイロット圧油が供給される。この結果、これらのオンオフ弁２５，２６のポートが切り換る。

まず、第１のオンオフ弁２５のポートが、閉止状態から連通状態に切り換り、第１のポジショニングシリンダ１２のロッド側室１２ａの圧油が、第１の管路４０，第３の管路４２，及び第１のオンオフ弁２５を介して第２のポジショニングシリンダ１３のボトム室側室１３ｂに供給される。一方、第２のオンオフ弁２６のポートは、連通状態から閉止状態に切り換り、第２のポジショニングシリンダ１３のボトム側室１３ｂ及び第４の管路４３は、閉止状態となる。リリーフ弁２８で規定される最大圧まで、第２のポジショニングシリンダ１３はピストンロッド１３Ｘを縮小する方向の外力に耐えうることになる。

この状態において、例えば、アームクラウドしながら重掘削作業をした場合には、第１のポジショニングシリンダ１２のピストンロッド１２Ｘを伸長する方向と第２のポジショニングシリンダ１３のピストンロッド１３Ｘを縮小する方向に外力が作用する。第１のポジショニングシリンダ１２のロッド側室１２ａと第２のポジショニングシリンダ１３のボトム側室１３ｂとが連通しているので、第１のポジショニングシリンダ１２のピストンロッド１２Ｘを伸長する方向に外力が働くと、ロッド側室１２ａの圧油が第２のポジショニングシリンダ１３のボトム側室１３ｂに供給される。第２のポジショニングシリンダ１３のボトム側室１３ｂに圧油が供給されることにより、第２のポジショニングシリンダ１３は、第２のポジショニングシリンダ１３のピストンロッド１３Ｘを縮小する方向の外力に十分対抗することができる。

したがって、このような場合には、第１のポジショニングシリンダ１２のピストンロッド１２Ｘの外力による伸びを適切に防止することができる。この結果、重掘削作業のように、第１のブーム５ａと第２のブーム５ｂとの関節部の角度を安定した状態で保持する必要がある作業において、アームクラウド作業しても、適切な作業を継続実施することができる。

（３）保持スイッチ２９をオフし、バケットクラウド操作を行う場合
図５は、本発明の油圧ショベルの一実施の形態を構成する油圧回路において、保持スイッチ２９をオフし、バケットクラウド操作を行う場合の動作及び作用を説明する油圧回路図である。図５において、図１乃至図４と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。

まず、バケット操作用シリンダ１６側の動作を説明する。バケット用操作レバー装置３２の操作レバー３２１をクラウド操作すると、バケットクラウド側の減圧弁３２ａがパイロット油圧ポンプ２０から一次ポート側に供給されるパイロット圧油をバケットクラウド側のパイロットライン５４へ供給する。このパイロットライン５４のパイロット圧が立ち、このパイロットライン５４に接続されたバケット用方向切換弁２４の駆動部、および、第２のシャトル弁６１の一入力端にパイロット圧油が導かれてバケット用方向切換弁２４が中立側からクラウド側に切り換えられ、主油圧ポンプ１９の圧油がバケット用方向切換弁２４を介してバケット操作用シリンダ１６のボトム側油室に流入する。このとき、ロッド側油室からの戻り油はこの油室に接続されているバケット用方向切換弁２４のクラウド側切換位置を介して作動油タンク２１へ排出される。これによって、バケット１０がクラウド動作する。

次に、第２のポジショニングシリンダ１３側の動作を説明する。上述したように、バケット用操作レバー装置３２の操作レバー３２１のクラウド操作により、第２のシャトル弁６１の一入力端にパイロットライン５４を介してパイロット圧油が供給され、第２のシャトル弁６１の出力側からパイロットライン７０を介して電磁駆動式開閉弁２７の入力端にパイロット圧油が供給されている。

保持スイッチ２９がオフのため、パイロットライン７０と接続する電磁駆動式開閉弁２７のポートは閉止の状態となり、出力側のパイロットライン７１にパイロット圧油は供給されない。この結果、第１のオンオフ弁２５及び第２のオンオフ弁２６の駆動部にパイロット圧油が供給されず、これらのオンオフ弁２５，２６のポートは変化しない。

したがって、図５に示すように、第２のポジショニングシリンダ１３のボトム側室１３ｂとロッド側室１３ａは、第２のオンオフ弁２６と第４の管路４３及び第５の管路４４を介して連通していて、ピストンロッド１３Ｘは伸縮自在の状態となっている。一方、第１のオンオフ弁２５のポートは閉止の状態となり、第１のポジショニングシリンダ１２のロッド側室１２ａの圧油は第２のポジショニングシリンダ１３のボトム室側室１３ｂとは連通しない。

この状態において、例えば、バケットクラウドしながら重掘削作業をした場合には、第１のポジショニングシリンダ１２のピストンロッド１２Ｘを伸長する方向（図５の矢印で示す方向）と第２のポジショニングシリンダ１３のピストンロッド１３Ｘを縮小する方向（図５の矢印で示す方向）に外力が作用する。上述したように第２のポジショニングシリンダ１３のピストンロッド１３Ｘは伸縮自在の状態となっている。一方、第１のポジショニングシリンダ１２のピストンロッド１２Ｘが伸長する方向に外力を受けると、ロッド側室１２ａの室内と第１の管路４０内の圧油の圧力が上昇する。リリーフ弁４０ａの設定圧力以上に上昇した場合には、リリーフ弁４０ａが連通して作動油タンク２１に圧油を排出する。したがって、このような場合には、第１のポジショニングシリンダ１２のピストンロッド１２Ｘの外力による伸びを適切に防止することはできない。ただし、重掘削作業のように、第１のブーム５ａと第２のブーム５ｂとの関節部の角度を安定した状態で保持する必要がある作業以外でバケットクラウド作業する場合には、問題とはならない。

（４）保持スイッチ２９をオンし、バケットクラウド操作を行う場合
図６は、本発明の油圧ショベルの一実施の形態を構成する油圧回路において、保持スイッチ２９をオンし、バケットクラウド操作を行う場合の動作及び作用を説明する油圧回路図である。図６において、図１乃至図５と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。

まず、バケット操作用シリンダ１６側の動作は、上述した（３）の場合と同じである。
次に、第２のポジショニングシリンダ１３側の動作を説明する。上述したように、バケット用操作レバー装置３２の操作レバー３２１のクラウド操作により、第２のシャトル弁６１の一入力端にパイロットライン５４を介してパイロット圧油が供給され、第２のシャトル弁６１の出力側からパイロットライン７０を介して電磁駆動式開閉弁２７の入力端にパイロット圧油が供給されている。

ここで、保持スイッチ２９をオンすると、電磁駆動式開閉弁２７の電磁式操作部へ電気信号が印加され、パイロットライン７０と接続する電磁駆動式開閉弁２７のポートが連通の状態となり、出力側のパイロットライン７１を介して、第１のオンオフ弁２５及び第２のオンオフ弁２６の駆動部にパイロット圧油が供給される。この結果、これらのオンオフ弁２５，２６のポートが切り換る。

まず、第１のオンオフ弁２５のポートが、閉止状態から連通状態に切り換り、第１のポジショニングシリンダ１２のロッド側室１２ａの圧油が、第１の管路４０，第３の管路４２，及び第１のオンオフ弁２５を介して第２のポジショニングシリンダ１３のボトム室側室１３ｂに供給される。一方、第２のオンオフ弁２６のポートは、連通状態から閉止状態に切り換り、第２のポジショニングシリンダ１３のボトム側室１３ｂ及び第４の管路４３は、閉止状態となる。リリーフ弁２８で規定される最大圧まで、第２のポジショニングシリンダ１３はピストンロッド１３Ｘを縮小する方向の外力に耐えうることになる。

この状態において、例えば、バケットクラウドしながら重掘削作業をした場合には、第１のポジショニングシリンダ１２のピストンロッド１２Ｘを伸長する方向と第２のポジショニングシリンダ１３のピストンロッド１３Ｘを縮小する方向に外力が作用する。第１のポジショニングシリンダ１２のロッド側室１２ａと第２のポジショニングシリンダ１３のボトム側室１３ｂが連通しているので、第１のポジショニングシリンダ１２のピストンロッド１２Ｘを伸長する方向に外力が働くと、ロッド側室１２ａの圧油が第２のポジショニングシリンダ１３のボトム側室１３ｂに供給される。第２のポジショニングシリンダ１３のボトム側室１３ｂに圧油が供給されることにより、第２のポジショニングシリンダ１３は、第２のポジショニングシリンダ１３のピストンロッド１３Ｘを縮小する方向の外力に十分対抗することができる。したがって、このような場合には、第１のポジショニングシリンダ１２のピストンロッド１２Ｘの外力による伸びを適切に防止することができる。この結果、重掘削作業のように、第１のブーム５ａと第２のブーム５ｂとの関節部の角度を安定した状態で保持する必要がある作業において、バケットクラウド作業しても、適切な作業を継続実施することができる。

（５）保持スイッチ２９をオンし、アームクラウド操作又はバケットクラウド操作を行い、かつアッパブームダンプ操作を行う場合
図７は、本発明の油圧ショベルの一実施の形態を構成する油圧回路において、保持スイッチをオンし、アームクラウド操作又はバケットクラウド操作を行い、かつ第２のブームのダンプ操作を行う場合の動作及び作用を説明する油圧回路図である。図７において、図１乃至図６と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。

まず、アーム操作用シリンダ１５側又はバケット操作用シリンダ１６側の動作は、上述した（１）又は（３）の場合と同じである。
次に、第１のポジショニングシリンダ１２側の動作を説明する。第２のブーム用操作レバー装置３０の操作レバー３０１をダンプ操作すると、第２のブームダンプ側の減圧弁３０ｂがパイロット油圧ポンプ２０から一次ポート側に供給されるパイロット圧油を第２のブームダンプ側のパイロットライン５１へ供給する。このパイロットライン５１のパイロット圧が立ち、このパイロットライン５１に接続された第２のブーム用方向切換弁２２の駆動部、および、第１のシャトル弁６０の一入力端にパイロット圧油が導かれて第２のブーム用方向切換弁２２が中立側からダンプ側に切り換えられ、第１の油圧ポンプ１８の圧油が第２のブーム用方向切換弁２２を介して第１のポジショニングシリンダ１２のボトム側油室１２ｂに流入する。このとき、ロッド側油室１２ａからの戻り油はこの油室に接続されている第２のブーム用方向切換弁２２のダンプ側切換位置を介して作動油タンク２１へ排出される。これによって、第２のブーム５ｂがダンプ動作する。

次に、第２のポジショニングシリンダ１３側の動作を説明する。上述したように、アーム用操作レバー装置３１の操作レバー３１１のクラウド操作、又はバケット用操作レバー装置３２の操作レバー３２１のクラウド操作により、第２のシャトル弁６１の一入力端にパイロットライン５２または５４を介してパイロット圧油が供給され、第２のシャトル弁６１の出力側からパイロットライン７０を介して電磁駆動式開閉弁２７の入力端にパイロット圧油が供給されている。

ここで、保持スイッチ２９をオンすると、電磁駆動式開閉弁２７の電磁式操作部へ電気信号が印加され、パイロットライン７０と接続する電磁駆動式開閉弁２７のポートが連通の状態となり、出力側のパイロットライン７１を介して、第１のオンオフ弁２５及び第２のオンオフ弁２６の一方側の駆動部にパイロット圧油が供給される。

一方、アッパブーム用操作レバー装置３０の操作レバー３０１のダンプ操作により、第１のシャトル弁６０の一入力端にパイロットライン５１を介してパイロット圧油が供給され、第１のシャトル弁６０の出力側からパイロットライン７２を介して、第１のオンオフ弁２５及び第２のオンオフ弁２６の他方側の駆動部にパイロット圧油が供給される。このように、第１のオンオフ弁２５及び第２のオンオフ弁２６の一方側の駆動部と他方側の駆動部とに同時にパイロット圧油が供給された場合には、バネ部材２５ａ，２６ａが配設されている他方側の駆動部が優先されて、第１のオンオフ弁２５及び第２のオンオフ弁２６のポートを他方側に切り換える。

したがって、図７に示すように、第２のポジショニングシリンダ１３のボトム側室１３ｂとロッド側室１３ａは、第２のオンオフ弁２６と第４の管路４３及び第５の管路４４とを介して連通していて、ピストンロッド１３Ｘは伸縮自在の状態となっている。一方、第１のオンオフ弁２５のポートは閉止の状態となり、第１のポジショニングシリンダ１２のロッド側室１２ａの圧油は第２のポジショニングシリンダ１３のボトム室側室１３ｂとは連通しない。

このように、例えば、保持スイッチ２９をオンしてアームクラウド又はバケットクラウドしながら重掘削作業をしている場合であっても、オペレータが第２のブーム５ｂの操作を希望する場合には、第２のポジショニングシリンダ１３のピストンロッド１３Ｘを伸縮自在の状態として、第１のポジショニングシリンダ１２のピストンロッド１２Ｘの伸縮を可能とすることが望まれる。したがって、このような場合には、第１のポジショニングシリンダ１２のピストンロッド１２Ｘの外力による伸びを適切に防止することはできないが、重掘削作業のように、第１のブーム５ａと第２のブーム５ｂとの関節部の角度を安定した状態で保持する必要がある作業以外でアームクラウド又はバケットクラウド作業する場合には、問題とはならない。

上述した本発明の建設機械の一実施の形態によれば、第１及び第２のポジショニングシリンダ１２，１３の協働により、第１のブーム５ａと第２のブーム５ｂとの関節部の角度を安定した状態に保持するこができるので、フロント作業機４の先端に設けた作業機１０による重掘削作業が可能になるとともに、第１のブーム５ａと第２のブーム５ｂとの関節部の角度保持を解除した場合には、第２のポジショニングシリンダ１３がフリー状態になり、第１のポジショニングシリンダ１２によって、第２のブーム５ａを第１のブーム５ｂに対して、速やかに回動させることができるので、多関節構造のフロント作業機４の動作速度が向上し、作業性を更に改善することができる。

また、本発明の建設機械の一実施の形態によれば、第２のポジショニングシリンダ１３が第１のポジショニングシリンダ１２の伸びを防止するので、ポジションシリンダ１２を太くする必要がない。この結果、第２のブーム５ｂの操作速度を速くすることができ、操作性が向上する。

また、本発明の建設機械の一実施の形態によれば、第２のポジショニングシリンダ１３が保持力を発生させるのは、所定の条件が成立したときのみなので、第２のブーム５ｂにかかる応力疲労を軽減させることができ、第２のブーム５ｂの耐久性や安全性を向上させることができる。

１ 走行体
２ 旋回体
３ 運転室
４ フロント作業機
５ ブーム
５ａ 第１のブーム
５ｂ 第２のブーム
８ アーム
１０ 掘削バケット
１１ ブーム操作用シリンダ
１２ 第１のポジショニングシリンダ
１３ 第２のポジショニングシリンダ
１５ アーム操作用シリンダ
１６ バケット操作用シリンダ
１８ 第１の油圧ポンプ
１９ 第２の油圧ポンプ
２０ パイロット油圧ポンプ
２１ 作動油タンク
２２ 第２のブーム用方向切換弁
２３ アーム用方向切換弁
２４ バケット用方向切換弁
２５ 第１のオンオフ弁
２６ 第２のオンオフ弁
２７ 電磁駆動式開閉弁
２８ リリーフ弁
２９ 保持スイッチ
３０ 第２のブーム用操作レバー装置
３１ アーム用操作レバー装置
３２ バケット用操作レバー装置
４０ 第１の管路
４１ 第２の管路
４２ 第３の管路
６０ 第１のシャトル弁
６１ 第２のシャトル弁

Claims (5)

1. ブームを屈曲可能な第１のブームと第２のブームとで構成し、前記第２のブームの先端側にアームを回動可能に装設し、前記アームの先端側に作業機を回動可能に装設した多関節構造のフロント作業機を備えた建設機械において、
   前記第２のブームの腹側にピストンロッドの先端を連結し、前記第１のブームの腹側に基端部を連結した第１のポジショニングシリンダと、
   前記第２のブームの背側にピストンロッドの先端を連結し、前記第１のブームの背側に基端部を連結した第２のポジショニングシリンダと、
   前記第１のポジショニングシリンダのピストンロッド側室に連結した第１の管路と、
   前記第１のポジショニングシリンダのボトム側室に連結した第２の管路と、
   前記第１及び第２の管路と連結し、連通先を油圧ポンプ，作動油タンク又は閉止に切換える切換弁と、
   前記第１の管路と前記第２のポジショニングシリンダのボトム側室とを連通する第３の管路と、
   前記第２のポジショニングシリンダのボトム側室を前記作動油タンクに連通する第４の管路と、
   前記第２のポジショニングシリンダのピストンロッド側室を前記作動油タンクに連通する第５の管路と、
   前記第３の管路上に設けられ、通常時、管路閉止位置に保持されている第１のオンオフ弁と、
   前記第４の管路上に設けられ、通常時、管路連通位置に保持されている第２のオンオフ弁と、
   前記作業機及び前記アームの少なくとも一方のクラウド操作に応働して、前記第１のオンオフ弁に管路連通位置への切換指令と、前記第２のオンオフ弁に前記第２のポジショニングシリンダのボトム側室と前記作動油タンクとの連通を遮断する管路閉止位置への切換指令を出力する操作手段とを備えた
   ことを特徴とする建設機械。
2. 請求項１に記載の建設機械において
   前記操作手段によって操作される前記第１のオンオフ弁は、付勢ばねと前記第１のポジションシリンダ操作用のパイロット圧油の一部とによって、通常時、管路閉止位置に保持され、前記第２のオンオフ弁は、付勢ばねと前記第１のポジションシリンダ操作用のパイロット圧油の一部とによって、通常時、管路連通位置に保持されている
   ことを特徴とする建設機械。
3. 請求項１又は２に記載の建設機械において、
   前記操作手段は、前記第１及び第２のオンオフ弁のパイロット操作部に、パイロット圧油を供給遮断する開閉弁と、前記開閉弁の電磁式操作部に接続する操作スイッチとを備えた
   ことを特徴とする建設機械。
4. 請求項２に記載の建設機械において、
   前記開閉弁には、前記作業機及び前記アームのクラウド操作のためのパイロット圧油の一部が管路及びシャトル弁を介して供給される
   ことを特徴する建設機械。
5. 請求項３又は４に記載の建設機械において、
   前記操作スイッチは、前記建設機械の運転室内に配置した
   ことを特徴とする建設機械。

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