JP2012026245A - Construction machinery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械に関し、特に、土砂またはスクラップ材等の荷物を吊り上げて運搬するのに好適に用いられる建設機械に関する。 The present invention relates to a construction machine such as a hydraulic excavator or a hydraulic crane, and more particularly to a construction machine suitably used for lifting and transporting loads such as earth and sand or scrap materials.
一般に、油圧ショベル等の建設機械は、旋回体の前部側にブーム、アーム等の作業装置を設け、旋回体の後部側には、旋回体全体の重量バランスをとるためにカウンタウエイトを設ける構成としている。このカウンタウエイトは、旋回体の後部側に通常は固定して設けられている(例えば、特許文献1参照)。 Generally, a construction machine such as a hydraulic excavator is provided with a working device such as a boom and an arm on the front side of the revolving structure, and a counterweight on the rear side of the revolving structure to balance the weight of the entire revolving structure. It is said. This counterweight is normally fixedly provided on the rear side of the revolving structure (see, for example, Patent Document 1).
また、作業装置のブームには、その先端側にアームを上,下方向で回動可能に設け、ブームの後端側には、前記アームの動きに追従してカウンタウエイトを上,下に揺動するように移動可能に設ける構成としたものがある(例えば、特許文献2参照)。 In addition, the boom of the work device is provided with an arm that can be pivoted up and down at the tip side, and the counterweight is swung up and down following the movement of the arm at the rear end side of the boom. There is one that is configured to be movable so as to move (see, for example, Patent Document 2).
しかし、特許文献2による従来技術は、ブームの先端側に設けたアームの重心移動を、ブームの後端側に設けたカウンタウエイトの重心移動によりバランスさせるものであり、ブームを俯仰動させるブームシリンダの伸縮動作を活用して、カウンタウエイト側に位置エネルギを蓄える構成としたものではない。
However, the prior art disclosed in
ところで、上述した従来技術では、作業装置のブームを旋回体の前部で上,下に俯仰動させるときに、油圧源(油圧ポンプ)からブームシリンダに圧油を給排して該ブームシリンダのロッドを伸縮する構成としているだけであり、圧油のエネルギが無駄に消費されるという問題がある。 By the way, in the above-described prior art, when the boom of the working device is moved up and down at the front of the revolving structure, pressure oil is supplied to and discharged from the hydraulic cylinder (hydraulic pump) to the boom cylinder. There is a problem in that the energy of the pressure oil is wasted because the rod is merely configured to expand and contract.
即ち、作業装置のブームを下向きに俯動するときには、作業装置全体の重量がブームシリンダの縮小方向に付加されるため、油圧源からブームシリンダに給排される圧油は、実質的な仕事を行うことなく、タンクに排出されるだけであり、このときには圧油のエネルギが無駄に消費されるという問題がある。 That is, when the boom of the working device is swung downward, the weight of the entire working device is added in the direction of contraction of the boom cylinder, so that the pressure oil supplied to and discharged from the hydraulic source to the boom cylinder performs substantial work. There is a problem that the pressure oil energy is wasted in this case.
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、圧油のエネルギをカウンタウエイトの位置エネルギとして蓄えることにより、エネルギ効率を高め、省力化を図ることができるようにした建設機械を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to store energy of pressure oil as potential energy of a counterweight, thereby improving energy efficiency and saving labor. It is to provide a construction machine.
上述した課題を解決するために本発明は、ベース上に旋回可能に設けられた旋回体と、該旋回体の前部に俯仰動可能に設けられブームシリンダにより駆動される作業装置のブームと、前記旋回体の後部に設けられ前記作業装置に対して前記旋回体の重量バランスをとるカウンタウエイトとを備えてなる建設機械に適用される。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a revolving body provided on a base so as to be able to turn, a boom of a working device provided on a front portion of the revolving body so as to be able to be raised and lowered, and driven by a boom cylinder, The present invention is applied to a construction machine provided with a counterweight provided at a rear portion of the swivel body to balance the weight of the swivel body with respect to the working device.
そして、請求項1の発明が採用する構成の特徴は、前記カウンタウエイトは、前記旋回体の後部側で上向きに上昇する上昇位置と下向きに下降した待機位置との間で移動可能な構成とし、前記旋回体と前記カウンタウエイトとの間には、該カウンタウエイトを前記上昇位置と待機位置とに移動させるウエイト移動用アクチュエータを設け、前記旋回体と前記ブームとの間には、前記ブームシリンダと一緒に伸縮して前記ブームを俯仰動させるブーム移動用アクチュエータを設け、該ブーム移動用アクチュエータと前記ウエイト移動用アクチュエータとの間には、両者の間を接続する管路により圧油を流通させる圧油流通機構を設け、該圧油流通機構は、前記ブームが俯動するときに前記ブーム移動用アクチュエータからウエイト移動用アクチュエータに向け前記管路を介して圧油を流通させることにより前記カウンタウエイトを上昇位置に移動させ、前記ブームが仰動するときには前記ウエイト移動用アクチュエータからブーム移動用アクチュエータに向け前記管路を介して圧油を流通させることにより前記カウンタウエイトを待機位置に移動させる構成としたことにある。
A feature of the configuration adopted by the invention of
また、請求項2の発明によると、前記ブーム移動用アクチュエータと前記ウエイト移動用アクチュエータとは、それぞれロッド側油室とボトム側油室とを有した油圧シリンダにより構成し、前記圧油流通機構は、前記ブーム移動用アクチュエータのロッド側油室に接続されたブームロッド側管路と、前記ブーム移動用アクチュエータのボトム側油室に接続されたブームボトム側管路と、前記ウエイト移動用アクチュエータのロッド側油室に接続されたウエイトロッド側管路と、前記ウエイト移動用アクチュエータのボトム側油室に接続されたウエイトボトム側管路と、前記ブームロッド側管路を前記ウエイトロッド側管路に対して連通,遮断するロッド側管路切換弁と、前記ブームボトム側管路を前記ウエイトボトム側管路に対して連通,遮断するボトム側管路切換弁とを含む構成としている。 According to a second aspect of the present invention, the boom moving actuator and the weight moving actuator are each constituted by a hydraulic cylinder having a rod side oil chamber and a bottom side oil chamber, and the pressure oil circulation mechanism is A boom rod side pipe line connected to the rod side oil chamber of the boom movement actuator, a boom bottom side pipe line connected to the bottom side oil chamber of the boom movement actuator, and a rod of the weight movement actuator A weight rod side pipe connected to the side oil chamber, a weight bottom side pipe connected to the bottom side oil chamber of the weight moving actuator, and the boom rod side pipe to the weight rod side pipe The rod side pipe switching valve that communicates and shuts off, and the boom bottom side pipe communicates with and blocks the weight bottom side pipe. It has a configuration comprising a bottom side pipeline control valve for.
また、請求項3の発明によると、前記カウンタウエイトは、前記旋回体の後部側に上,下方向で昇降可能に取付け、前記上昇位置では前記旋回体のフレームから上方に向けて持上げられ、前記待機位置では前記旋回体のフレーム上に載置される構成としている。 According to a third aspect of the present invention, the counterweight is attached to the rear side of the revolving structure so as to be movable up and down, and is lifted upward from the frame of the revolving structure at the raised position. It is set as the structure mounted on the flame | frame of the said revolving body in the stand-by position.
さらに、請求項4の発明によると、前記カウンタウエイトは、前記旋回体の後部側に上,下方向で揺動可能に取付け、前記上昇位置では前記旋回体のフレームから後方に向けて延び、前記待機位置では前記旋回体のフレームから下方に向けて延びる構成としている。 According to a fourth aspect of the present invention, the counterweight is attached to the rear side of the swinging body so as to be swingable upward and downward, and extends rearward from the frame of the swinging body at the raised position. In the standby position, it is configured to extend downward from the frame of the revolving structure.
上述の如く、請求項1の発明によれば、ブーム移動用アクチュエータがブームシリンダと一緒に縮小してブームを俯動させるときに、圧油流通機構は、ブーム移動用アクチュエータから排出される圧油を管路を介してカウンタウエイト側のウエイト移動用アクチュエータに導くことにより、該ウエイト移動用アクチュエータでカウンタウエイトを上昇位置に持上げることができ、このときに位置エネルギを蓄えることができる。そして、ブーム移動用アクチュエータがブームシリンダと一緒に伸長してブームを仰動させるときには、前記ウエイト移動用アクチュエータにより蓄えられたカウンタウエイトの位置エネルギを活用して、ブーム移動用アクチュエータを伸長方向に駆動することができる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, when the boom moving actuator is contracted together with the boom cylinder to swing the boom, the pressure oil distribution mechanism is configured to discharge the pressure oil discharged from the boom moving actuator. Is guided to the weight moving actuator on the counter weight side through the conduit, so that the counter weight can be lifted to the ascending position by the weight moving actuator, and the potential energy can be stored at this time. When the boom moving actuator extends together with the boom cylinder to lift the boom, the boom moving actuator is driven in the extending direction by utilizing the potential energy of the counterweight stored by the weight moving actuator. can do.
即ち、ブーム移動用アクチュエータとウエイト移動用アクチュエータとの間に設けた圧油流通機構は、ブームが俯動するときに前記ブーム移動用アクチュエータが縮小するに従って、該ブーム移動用アクチュエータからウエイト移動用アクチュエータに向けて圧油を流通させ、カウンタウエイトを上昇位置に移動させることができる。一方、ブームが仰動するときには、前記ウエイト移動用アクチュエータからブーム移動用アクチュエータに向けて圧油を流通させることにより、前記カウンタウエイトが待機位置に移動するまでブーム移動用アクチュエータを伸長方向に駆動できる。これにより、ブームが仰動するときのスピードを速めることができ、エネルギ効率を高め、省力化を図ることができる。 That is, the pressure oil distribution mechanism provided between the boom moving actuator and the weight moving actuator is configured so that the boom moving actuator is reduced from the boom moving actuator as the boom moving actuator is contracted when the boom swings. The pressure oil can be circulated toward the counter and the counterweight can be moved to the raised position. On the other hand, when the boom is lifted, the boom moving actuator can be driven in the extending direction until the counterweight moves to the standby position by circulating pressure oil from the weight moving actuator to the boom moving actuator. . Thereby, the speed when the boom is lifted can be increased, energy efficiency can be improved, and labor saving can be achieved.
従って、作業装置のブームを下向きに俯動するときには、作業装置全体の重量を位置エネルギとして活用し、カウンタウエイトを上昇位置まで持上げるための運動エネルギに変換することができる。一方、作業装置のブームを上向きに仰動するときには、ウエイト移動用アクチュエータでカウントウエイト側に蓄えられた位置エネルギを、ブーム移動用アクチュエータを伸長方向に駆動するための運動エネルギとして活用することができる。 Therefore, when the boom of the working device is swung downward, the weight of the entire working device can be used as potential energy and converted to kinetic energy for lifting the counterweight to the raised position. On the other hand, when the boom of the working device is lifted upward, the potential energy stored on the count weight side by the weight moving actuator can be used as kinetic energy for driving the boom moving actuator in the extending direction. .
また、請求項2の発明は、ブーム移動用アクチュエータとウエイト移動用アクチュエータとを、それぞれロッド側油室およびボトム側油室を有した油圧シリンダにより構成しているので、前記ウエイト移動用アクチュエータ(油圧シリンダ)の伸長時にはカウンタウエイトを上昇位置に持上げることができ、縮小時にはカウンタウエイトを待機位置へと下降させることができる。そして、圧油流通機構のロッド側管路切換弁とボトム側管路切換弁とを共に連通位置に切換えることにより、ブーム移動用アクチュエータのロッド側油室とウエイト移動用アクチュエータのロッド側油室とを連通させ、ブーム移動用アクチュエータのボトム側油室とウエイト移動用アクチュエータのボトム側油室とを連通させることができ、両アクチュエータ(油圧シリンダ)の動きを連動させることができる。一方、圧油流通機構の前記各管路切換弁を遮断位置に切換えたときには、両アクチュエータ(油圧シリンダ)間を互いに遮断することができ、例えばカウンタウエイトを待機位置に保持した状態で、ブームをブームシリンダとブーム移動用アクチュエータとによって俯仰動することができる。 According to a second aspect of the present invention, the boom moving actuator and the weight moving actuator are constituted by hydraulic cylinders each having a rod-side oil chamber and a bottom-side oil chamber. When the cylinder) is extended, the counterweight can be lifted to the raised position, and when it is reduced, the counterweight can be lowered to the standby position. Then, by switching both the rod side pipe switching valve and the bottom side pipe switching valve of the pressure oil circulation mechanism to the communication position, the rod side oil chamber of the boom moving actuator and the rod side oil chamber of the weight moving actuator And the bottom oil chamber of the boom moving actuator and the bottom oil chamber of the weight moving actuator can be communicated, and the movements of both actuators (hydraulic cylinders) can be linked. On the other hand, when each of the pipe switching valves of the pressure oil circulation mechanism is switched to the shut-off position, the actuators (hydraulic cylinders) can be shut off from each other. It can be moved up and down by the boom cylinder and the boom moving actuator.
また、請求項3の発明は、カウンタウエイトを旋回体の後部側に上,下方向で昇降可能に取付けることにより、ウエイト移動用アクチュエータは、旋回体のフレームから上方の上昇位置までカウンタウエイトを持上げることができ、待機位置では前記旋回体のフレーム上にカウンタウエイトを載置する位置まで下降することができる。
Further, according to the invention of
さらに、請求項4の発明は、カウンタウエイトを旋回体の後部側に上,下方向で揺動可能に取付けることにより、ウエイト移動用アクチュエータは、旋回体のフレームから後方に向けて延びる上昇位置までカウンタウエイトを持上げるように揺動することができ、待機位置では前記旋回体のフレームからカウンタウエイトが下方に向けて延びるように揺動することができる。これにより、旋回体の前側でブームが下向きに俯動されるときには、旋回体の後部側でカウンタウエイトをフレームから後方に向けて延びる上昇位置に配置することができ、前記ブームとカウンタウエイトとのモーメントによって旋回体の前,後における重量バランスを取ることができる。
Further, in the invention of
以下、本発明の実施の形態による建設機械を、所謂標準機と呼ばれる中型の油圧ショベルに適用した場合を例に挙げて、添付図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, a construction machine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, taking as an example a case where the construction machine is applied to a medium-sized hydraulic excavator called a so-called standard machine.
ここで、図1ないし図10は本発明の第1の実施の形態を示している。図中、1は建設機械としての油圧ショベルで、該油圧ショベル1は、ベースを構成する自走可能な下部走行体2と、該下部走行体2上に旋回可能に搭載され、下部走行体2と共に油圧ショベル1の車体を構成する旋回体としての上部旋回体3と、後述の作業装置7とにより大略構成されている。
Here, FIG. 1 to FIG. 10 show a first embodiment of the present invention. In the figure,
4は上部旋回体3のフレームを構成する旋回フレームで、この旋回フレーム4は、複数の鋼板等を溶接することにより形成された頑丈な支持構造体として構成されている。そして、旋回フレーム4上には、その前部側に運転室を画成するキャブ5が設けられ、該キャブ5の後側には、例えばエンジン(図示せず)、後述の油圧ポンプ21等を内部に収容する建屋カバー6等が設けられている。
また、旋回フレーム4の後部側には、図3、図4に示す如くウエイト取付部4Aが設けられ、該ウエイト取付部4Aは、高い剛性をもった鋼板等の板材を旋回フレーム4の後部側に溶接等の手段で固着したものである。ここで、ウエイト取付部4Aは、例えば旋回フレーム4の左,右の縦板(図示せず)と同様に左,右方向に離間した一対のビームとして形成されている。そして、これらのウエイト取付部4Aの後端側には、後述するウエイト昇降機構15のインナチューブ16が溶接等の手段で固着されている。
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, a
7は旋回フレーム4の前側に設けられた作業装置で、該作業装置7は、基端側が旋回フレーム4の前部に俯仰動可能に取付けられた長尺なブーム8と、該ブーム8の先端側に回動可能に取付けられたアーム9と、該アーム9の先端側に回動可能に設けられた作業具としてのクラムシェルバケット10と、ブーム8を上,下に俯仰動させる左,右一対のブームシリンダ11と、アーム9を上,下に回動させる左,右一対のアームシリンダ12とを含んで構成されている。
作業装置7は、旋回フレーム4の前部側でブームシリンダ11を伸縮させることによりブーム8を俯仰動させつつ、アームシリンダ12の伸縮によってアーム9を上,下方向に回動する。この状態で作業装置7は、クラムシェルバケット10を駆動して土砂、廃材またはスクラップ等の荷物を掬い上げると共に、この荷物を吊り上げて運搬する作業を行うものである。
The
13は旋回フレーム4とブーム8との間に設けられたブーム移動用アクチュエータとしてのブームバランスシリンダで、該ブームバランスシリンダ13は、図1、図5〜図8に示すように、油圧シリンダにより構成され、ブームシリンダ11と一緒に伸縮してブーム8を上,下に俯仰動させる。このため、ブームバランスシリンダ13は、ブーム8に負荷される荷重(自重を含む)をブームシリンダ11と分担して支持し、ブームシリンダ11の荷重負担を軽減させる機能も有している。
ここで、ブームシリンダ11は、図5に示すようにチューブ11Aと、該チューブ11A内に摺動可能に挿嵌されたピストン11Bと、一端側が該ピストン11Bに固着され他端側がチューブ11A外に突出したロッド11Cとにより構成されている。ピストン11Bは、チューブ11A内をロッド側油室11Dとボトム側油室11Eとに画成している。
Here, as shown in FIG. 5, the
ブームバランスシリンダ13は、ブームシリンダ11と同様に構成され、チューブ13A、ピストン13B、ロッド13C、ロッド側油室13Dおよびボトム側油室13Eを有している。そして、ブームバランスシリンダ13がブームシリンダ11と一緒に伸長するときに、ブーム8は図5、図6中の矢示A方向に仰動され、ブームバランスシリンダ13がブームシリンダ11と一緒に縮小するときに、ブーム8は矢示B方向に俯動される。
The
14は旋回フレーム4の後端側に設けられるカウンタウエイトで、該カウンタウエイト14は、前部側の作業装置7に対して上部旋回体3全体の重量バランスをとるものである。ここで、カウンタウエイト14は、後述のウエイト昇降機構15により上,下方向に昇降される。このため、カウンタウエイト14は、旋回フレーム4の後端側で位置エネルギを蓄える上昇位置と、下向きに下降した待機位置との間で移動される。
15はウエイト昇降機構で、該ウエイト昇降機構15は、図2に示す如くカウンタウエイト14の幅方向中間となる位置に、左,右方向に離間して設けられて左,右一対のインナチューブ16、アウタチューブ17と、後述のウエイトバランスシリンダ18とを含んで構成されている。インナチューブ16は、図3、図4に示すように下端側がウエイト取付部4Aの後端側に固着され、その上端側は上向き(鉛直方向)に延びて自由端となっている。
アウタチューブ17は、カウンタウエイト14の内部を高さ方向(上,下方向)に貫通して延びた円筒状のパイプからなり、カウンタウエイト14の一部をなすように一体化されている。そして、アウタチューブ17は、その内周側がインナチューブ16の外周側に挿嵌して設けられ、カウンタウエイト14と一緒にインナチューブ16に沿って上,下方向に摺動変位する構成となっている。アウタチューブ17の上端は、カウンタウエイト14の上面から突出する突出部17Aとなり、この突出部17Aには、後述する連結ピン20の軸方向両端が廻止め、抜止め状態で取付けられている。
The
18はウエイト昇降機構15の一部をなすウエイト移動用アクチュエータとしてのウエイトバランスシリンダである。このウエイトバランスシリンダ18は、ブームシリンダ11とほぼ同様に油圧シリンダを用いて構成され、チューブ18A、ピストン18B、ロッド18C、ロッド側油室18Dおよびボトム側油室18E(図5参照)を有している。ウエイトバランスシリンダ18はインナチューブ16内に装入され、チューブ18Aのボトム側がインナチューブ16の下端側に連結ピン19を介して固定されている。
ロッド18Cの上端(突出端)側は、アウタチューブ17の突出部17Aに連結ピン20を介して固定されている。ウエイトバランスシリンダ18は、ボトム側油室18E内に圧油が供給されると、ロッド18Cがチューブ18Aから伸長し、これによって、アウタチューブ17をインナチューブ16に沿って上向きに上昇させ、カウンタウエイト14を図4に示す上昇位置に移動させる。また、ロッド18Cがチューブ18A内に向けて縮小するときには、アウタチューブ17がインナチューブ16に沿って下向きに摺動変位し、カウンタウエイト14は、旋回フレーム4の後端側(例えば、ウエイト取付部4A上)に載置される待機位置まで下降される(図3参照)。
The upper end (projecting end) side of the
21は図5に示すタンク22と共に油圧源を構成する油圧ポンプで、該油圧ポンプ21は、図1に示す上部旋回体3の建屋カバー6内に設けられた前記エンジンにより回転駆動される。油圧ポンプ21は、タンク22内から吸込んだ作動油を加圧し、ブームシリンダ11等に向けて圧油を吐出するものである。
23A,23Bはブームシリンダ11と油圧ポンプ21,タンク22との間に設けられた一対の主管路で、該主管路23A,23Bは、油圧ポンプ21からの圧油を後述のブーム用制御弁24を介してブームシリンダ11のロッド側油室11D,ボトム側油室11Eに給排するものである。
24は方向制御弁からなるブーム用制御弁で、該ブーム用制御弁24は、油圧ポンプ21,タンク22とブームシリンダ11との間に位置して主管路23A,23Bの途中に設けられている。ブーム用制御弁24は、例えば左,右両側に油圧パイロット部24A,24Bを有し、例えばオペレータが操作レバー(図示せず)を操作したときに、該油圧パイロット部24A,24Bに供給されるパイロット圧に従って中立位置(イ)から左,右の切換位置(ロ),(ハ)に切換えられる。
そして、ブーム用制御弁24は、図6に示すように中立位置(イ)から切換位置(ロ)に切換えられると、油圧ポンプ21からの圧油を主管路23Bを介してブームシリンダ11のボトム側油室11Eに供給し、ロッド側油室11D内の油液を主管路23A側からタンク22に向けて排出させる。これにより、ブームシリンダ11のロッド11Cは、チューブ11Aから突出するように伸長する。
When the
一方、ブーム用制御弁24が中立位置(イ)から切換位置(ハ)に切換えられたときには、油圧ポンプ21からの圧油が主管路23Aを介してブームシリンダ11のロッド側油室11Dに供給され、ボトム側油室11E内の油液が主管路23B側からタンク22に向けて排出される。これにより、ブームシリンダ11のロッド11Cは、チューブ11A内に向けて縮小するように変位する。
On the other hand, when the
25は本実施の形態で採用した圧油流通機構で、該圧油流通機構25は、図5〜図8に示すように、ブームバランスシリンダ13とウエイトバランスシリンダ18との間に設けられ、後述の再生モードが選択されたときに両シリンダ13,18を互いに連繋して作動させる。圧油流通機構25は、このときに後述のロッド側管路切換弁29とボトム側管路切換弁31とを連通位置(b)に切換えることにより、ブームバランスシリンダ13とウエイトバランスシリンダ18との間に油圧閉回路を形成する。
ここで、圧油流通機構25は、ブームバランスシリンダ13のロッド側油室13Dに接続されたブームロッド側管路26Aと、ブームバランスシリンダ13のボトム側油室13Eに接続されたブームボトム側管路26Bと、ウエイトバランスシリンダ18のロッド側油室18Dに接続されたウエイトロッド側管路27Aと、ウエイトバランスシリンダ18のボトム側油室18Eに接続されたウエイトボトム側管路27Bと、後述のロッド側管路切換弁29、ボトム側管路切換弁31およびソレノイド弁35等とを含んで構成されている。
Here, the pressure
28A,28Bは一対の分岐管路で、該分岐管路28A,28Bは、圧油流通機構25の一部を構成している。このうち分岐管路28Aは、ブームシリンダ11とブーム用制御弁24との間で主管路23Aから分岐し、後述するロッド側管路切換弁29の位置まで延びている。分岐管路28Bは、ブームシリンダ11とブーム用制御弁24との間で主管路23Bから分岐し、後述するボトム側管路切換弁31の位置まで延びている。
28A and 28B are a pair of branch pipelines, and the
29は油圧パイロット式方向制御弁からなるロッド側管路切換弁で、該ロッド側管路切換弁29は、油圧パイロット部29Aを有し、常時はばね29Bにより初期位置(a)に配置されている。このとき、ロッド側管路切換弁29は、ブームロッド側管路26Aを分岐管路28Aに連通させ、ウエイトロッド側管路27Aをタンク管路30を介してタンク22に連通させる。このため、ブームロッド側管路26Aとウエイトロッド側管路27Aとは、ロッド側管路切換弁29により互いに遮断された状態となる。
しかし、ロッド側管路切換弁29は、後述のソレノイド弁35から油圧パイロット部29Aにパイロット圧が供給されると、図7に示すように初期位置(a)から連通位置(b)に切換えられる。このとき、ロッド側管路切換弁29は、ブームロッド側管路26Aとウエイトロッド側管路27Aとを互いに連通させ、分岐管路28Aとタンク管路30とを遮断した状態に切換える。
However, when the pilot pressure is supplied from the
31は油圧パイロット式方向制御弁からなるボトム側管路切換弁で、該ボトム側管路切換弁31は、油圧パイロット部31Aを有し、常時はばね31Bにより初期位置(a)に配置されている。このとき、ボトム側管路切換弁31は、ブームボトム側管路26Bを分岐管路28Bに連通させ、ウエイトボトム側管路27Bをタンク管路32を介してタンク22に連通させる。このため、ブームボトム側管路26Bとウエイトボトム側管路27Bとは、ボトム側管路切換弁31により互いに遮断された状態となる。
しかし、ボトム側管路切換弁31は、後述のソレノイド弁35から油圧パイロット部31Aにパイロット圧が供給されると、図7に示すように初期位置(a)から連通位置(b)に切換えられる。このとき、ボトム側管路切換弁31は、ブームボトム側管路26Bとウエイトボトム側管路27Bとを互いに連通させ、分岐管路28Bとタンク管路32とをそれぞれ遮断した状態に切換える。
However, when the pilot pressure is supplied from the
33A,33Bはウエイトロッド側管路27Aとウエイトボトム側管路27Bとの間に設けられた一対のリリーフ弁で、該リリーフ弁33A,33Bは、ウエイトロッド側管路27A,ウエイトボトム側管路27B内に過剰圧が発生すると開弁し、この圧力をタンク22側にリリーフさせる。これにより、リリーフ弁33A,33Bは、ウエイトバランスシリンダ18等に過剰圧が発生するのを防ぐ機能を有している。
33A and 33B are a pair of relief valves provided between the weight rod
34は補助ポンプとしてのパイロットポンプで、該パイロットポンプ34は、前記エンジンにより油圧ポンプ21と一緒に回転駆動され、ロッド側管路切換弁29およびボトム側管路切換弁31に対するパイロット油圧源を構成するものである。
35はパイロットポンプ34からのパイロット圧をパイロット管路36,37側に供給する再生選択弁としてのソレノイド弁である。このソレノイド弁35は、ばね35Aにより通常時は低圧位置(c)に置かれ、パイロット管路36,37内の圧力をタンク圧状態に保つ。しかし、後述の如く再生選択スッチ41が操作され、圧油流通機構25を再生モードで作動させるときには、ソレノイド弁35が低圧位置(c)から高圧位置(d)に切換えられる。
A
高圧位置(d)に切換わったソレノイド弁35は、パイロットポンプ34からのパイロット圧をパイロット管路36を介してロッド側管路切換弁29の油圧パイロット部29Aに供給すると共に、パイロット管路37を介してボトム側管路切換弁31の油圧パイロット部31Aに供給する。このため、ロッド側管路切換弁29とボトム側管路切換弁31とは、それぞれ初期位置(a)から連通位置(b)に切換わり、ブームバランスシリンダ13とウエイトバランスシリンダ18との間に油圧閉回路を形成するように、両シリンダ13,18を互いに連繋して作動させる。
The
38はブーム8の位置検出を行うリミットスイッチで、該リミットスイッチ38は、図5〜図8に示すように予め決められた位置に配置され、ブーム8が上向きに仰動されるまでは開成(OFF)状態におかれる。しかし、ブーム8が予め決められた角度まで仰動されると、リミットスイッチ38は閉成(ON)されるものである。
38 is a limit switch for detecting the position of the
39はカウンタウエイト14の位置検出を行う他のリミットスイッチで、該リミットスイッチ39は、図5〜図8に示すように予め決められた位置に配置され、カウンタウエイト14が待機位置に下降されたときに閉成(ON)状態におかれる。しかし、カウンタウエイト14が待機位置から上向きに移動されると、リミットスイッチ39は開成(OFF)されるものである。
40はマイクロコンピュータ等からなる制御手段としてのコントローラで、該コントローラ40は、図10に示すように、入力側がリミットスイッチ38,39および再生選択スイッチ41等に接続され、その出力側はソレノイド弁35および表示器42等に接続されている。また、コントローラ40は、ROM,RAM等からなる記憶部40Aを有し、該記憶部40A内には、後述の図9に示す処理プログラム等が格納されている。
再生選択スイッチ41は、例えばキャブ5内のオペレータが手動操作することによりOFF(開成)状態とON(閉成)状態とに切換えられ、開成されている間は、後述の再生モードが無効化される。再生選択スイッチ41を閉成したときには、リミットスイッチ38,39が共に閉成されたときに限り、後述の再生モードが選択され、ブームバランスシリンダ13とウエイトバランスシリンダ18とが互いに連繋して作動される。表示器42は、例えばコントローラ40による制御処理で再生モードが選択されているか、再生モードが無効化されているか等を画面表示するものである。
The
本実施の形態による油圧ショベル1は、上述の如き構成を有するもので、次にコントローラ40による制御処理について、図9を参照して説明する。
The
まず、処理動作がスタートすると、ステップ1で再生選択スイッチ41が閉成されているか否かを判定し、「NO」と判定する間は、再生選択スイッチ41が開成されているので、次のステップ2に移ってソレノイド弁35を低圧位置(c)におく。このため、パイロット管路36,37内の圧力は、タンク圧とほぼ同じ圧力まで下がり、ロッド側管路切換弁29とボトム側管路切換弁31とは、それぞれ初期位置(a)に戻った状態に置かれる(ステップ3参照)。
First, when the processing operation starts, it is determined in
この結果、ステップ4に示すようにブームバランスシリンダ13とウエイトバランスシリンダ18とは、相互の連繋を解除され、再生モードを無効化した状態に設定される。即ち、図5、図6に示すように、初期位置(a)のロッド側管路切換弁29は、ブームロッド側管路26Aを分岐管路28Aに連通し、ウエイトロッド側管路27Aをタンク管路30を介してタンク22に連通する。初期位置(a)のボトム側管路切換弁31は、ブームボトム側管路26Bを分岐管路28Bに連通し、ウエイトボトム側管路27Bをタンク管路32を介してタンク22に連通させる。
As a result, as shown in
このため、ブームシリンダ11とブームバランスシリンダ13とは、夫々のロッド側油室11D,13Dが互いに連通され、ボトム側油室11E,13Eが互いに連通される。この状態で、図6に示すようにブーム用制御弁24を中立位置(イ)から切換位置(ロ)に切換えると、油圧ポンプ21からの圧油が主管路23Bを介してブームシリンダ11のボトム側油室11Eに供給されると共に、分岐管路28Bを介してブームバランスシリンダ13のボトム側油室13Eに供給され、ロッド側油室11D,13D内の油液は主管路23A側からタンク22に向けて排出させる。
Therefore, in the
これにより、ブームシリンダ11のロッド11Cは、チューブ11Aから突出するように伸長し、ブームバランスシリンダ13のロッド13Cも、チューブ13Aから突出するように伸長する。この結果、ブーム8は、ブームシリンダ11とブームバランスシリンダ13とによって上向きに仰動され、作業装置7による荷物等の吊り上げ力を、合計4本のシリンダ(2本のブームシリンダ11と1本または2本のブームバランスシリンダ13)によって増大することができる。その後はステップ5でリターンする。
Thereby, the
一方、ステップ1で「YES」を判定したときには、再生選択スイッチ41が閉成され、再生モードを選択する場合であるから、次のステップ6に移ってブーム8側のリミットスイッチ38が閉成されているか否かを判定する。ステップ6で「NO」と判定する間は、ステップ2〜5の処理を繰返し、ブーム8が図6に示すように仰動されてリミットスイッチ38が閉成されるのを待つ。
On the other hand, when “YES” is determined in
ステップ6で「YES」を判定したときには、リミットスイッチ38が閉成されているので、ステップ7に移ってカウンタウエイト14側のリミットスイッチ39が閉成されているか否かを判定する。ステップ7で「NO」と判定する間は、ステップ2〜5の処理を繰返し、カウンタウエイト14が図6に示すように待機位置に下降されるのを待つ。なお、カウンタウエイト14は、通常は待機位置に下降されている。
If “YES” is determined in
ステップ7で「YES」を判定したときには、リミットスイッチ38,39が共に閉成され、図6、図7に示すように、ブーム8は上向きに所定の高さ位置まで仰動されると共に、カウンタウエイト14は所定の待機位置に下降されている。これにより、ブームバランスシリンダ13とウエイトバランスシリンダ18とを再生モードで作動させるための条件が成立する。
When "YES" is determined in
そこで、この場合には、ステップ8に移ってソレノイド弁35を低圧位置(c)から高圧位置(d)に切換える。これにより、パイロット管路36,37内にはパイロットポンプ34からのパイロット圧が供給され、ステップ9においてロッド側管路切換弁29とボトム側管路切換弁31とは、それぞれ初期位置(a)から連通位置(b)に切換えられる。このため、ステップ10に示すようにブームバランスシリンダ13とウエイトバランスシリンダ18とは、「スピード&燃費重視モード」である再生モードに設定され、両者が連繋して作動される。
Therefore, in this case, the process proceeds to step 8 where the
即ち、この状態でオペレータがブーム用制御弁24を図7に示すように切換位置(ハ)に切換えると、ブームシリンダ11は、油圧ポンプ21からの圧油が主管路23Aを介してロッド側油室11Dに供給されると共に、ボトム側油室11E内の油液は主管路23B側からタンク22に向けて排出される。しかも、このときには、ブーム8の自重および作業装置7全体の重量がブームシリンダ11に対して縮小方向(図7中の矢示B方向)に作用しているので、ブームシリンダ11が縮小し、ブーム8は下向きに俯動される。
That is, in this state, when the operator switches the
このため、ブームバランスシリンダ13も縮小方向に駆動され、ブームバランスシリンダ13のボトム側油室13Eから油液がブームボトム側管路26Bに向けて排出される。この油液は、連通位置(b)に切換わっているボトム側管路切換弁31、ウエイトボトム側管路27Bを介してウエイトバランスシリンダ18のボトム側油室18Eに供給される。また、ウエイトバランスシリンダ18のロッド側油室18Dからはウエイトロッド側管路27Aに向けて油液が排出され、この油液は連通位置(b)に切換わっているロッド側管路切換弁29、ブームロッド側管路26Aを介してブームバランスシリンダ13のロッド側油室13Dに供給される。
For this reason, the
この結果、ウエイトバランスシリンダ18は、ブームバランスシリンダ13のロッド13Cが縮小するに伴ってロッド18Cがチューブ18Aから上向きに伸長し、カウンタウエイト14を上昇位置まで持上げることができ、位置エネルギを蓄えることができる。このように、連通位置(b)に切換わったロッド側管路切換弁29とボトム側管路切換弁31とは、ブームバランスシリンダ13とウエイトバランスシリンダ18との間に油圧閉回路を形成した状態で、両シリンダ13,18を互いに連繋して作動させる。
As a result, as the
また、この状態でオペレータがブーム用制御弁24を図8に示すように切換位置(ロ)に切換えると、ブームシリンダ11は、油圧ポンプ21からの圧油が主管路23Bを介してボトム側油室11Eに供給されると共に、ロッド側油室11D内の油液は主管路23A側からタンク22に向けて排出される。このとき、ブームバランスシリンダ13のボトム側油室13Eには、ウエイトバランスシリンダ18のボトム側油室18Eからウエイトボトム側管路27B、ボトム側管路切換弁31、ブームボトム側管路26Bを介して圧油が供給される。ブームバランスシリンダ13のロッド側油室13Dからは、ウエイトバランスシリンダ18のロッド側油室18Dに向けて油液が排出される。
Further, in this state, when the operator switches the
このため、ブームバランスシリンダ13のロッド13Cは、ウエイトバランスシリンダ18側から供給される圧油(即ち、ウエイトバランスシリンダ18によって蓄えられたカウンタウエイト14の位置エネルギ)により伸長方向に駆動され、ブームシリンダ11と協働してブーム8を上向き(図7中の矢示A方向)に仰動することができる。
For this reason, the
このように、再生モードをモード選択した状態で、ブームバランスシリンダ13をブームシリンダ11と一緒に伸長させてブーム8を仰動するときには、ウエイトバランスシリンダ18により予め蓄えたカウンタウエイト14の位置エネルギを活用して、ブームバランスシリンダ13を伸長方向に駆動することができ、これによりブーム8が仰動するときのスピードを速めることができ、エネルギ効率を高め、省力化を図ることができる。
Thus, when the
即ち、ブームバランスシリンダ13とウエイトバランスシリンダ18との間に設けた圧油流通機構25は、ブーム8が矢示B方向に俯動するときにブームバランスシリンダ13を縮小させつつ、このブームバランスシリンダ13からウエイトバランスシリンダ18に向けて圧油を流通させ、カウンタウエイト14を位置エネルギが蓄えられる上昇位置まで移動することができる。一方、ブーム8が矢示A方向に仰動するときには、ウエイトバランスシリンダ18からブームバランスシリンダ13に向けて圧油を流通させることにより、カウンタウエイト14が待機位置に移動するまでブームバランスシリンダ13を伸長方向に駆動でき、ブーム8の仰動速度を速めることができる。
That is, the pressure
従って、作業装置7のブーム8を下向きに俯動するときには、作業装置7全体の重量を位置エネルギとして活用し、カウンタウエイト14を上昇位置まで持上げるための運動エネルギに変換することができる。一方、作業装置7のブーム8を上向きに仰動するときには、ウエイトバランスシリンダ18でカウントウエイト14側に蓄えられた位置エネルギを、ブームバランスシリンダ13を伸長方向に駆動するための運動エネルギとして活用することができる。
Therefore, when the
次に、図9中のステップ11では、再生選択スイッチ41が閉成されているか否かを判定し、「YES」と判定する間は、前記ステップ8〜10にわたる処理を繰返し、ブームバランスシリンダ13とウエイトバランスシリンダ18とを再生モードで作動させる。即ち、カウンタウエイト14の位置エネルギを活用してエネルギ効率を高め、省力化を図るように設定する。一方、ステップ11で「NO」と判定したときには、再生選択スイッチ41が開成されているので、前述したステップ2〜4の処理を行う。即ち、このときには再生モードを無効化し、作業装置7による荷物等の吊り上げ力を重視した作業モードの制御を行うようにする。
Next, in
かくして、本実施の形態によれば、圧油流通機構25のロッド側管路切換弁29とボトム側管路切換弁31とを共に遮断位置である初期位置(a)に配置したときに、ブームバランスシリンダ13とウエイトバランスシリンダ18との間で圧油(油液)が互いに流通するのを遮断でき、このときにはカウンタウエイト14を待機位置に保持した状態で、ブーム8をブームシリンダ11とブームバランスシリンダ13とによって吊り上げ力を重視した作業モードで俯仰動することができる。
Thus, according to the present embodiment, when both the rod-side
一方、圧油流通機構25のロッド側管路切換弁29とボトム側管路切換弁31とを共に連通位置(b)に切換えて再生モードを選択したときには、ブームバランスシリンダ13のロッド側油室13Dとウエイトバランスシリンダ18のロッド側油室18Dとを連通させ、ブームバランスシリンダ13のボトム側油室13Eとウエイトバランスシリンダ18のボトム側油室18Eとを連通させることができ、両シリンダ13,18の動きを連動させることができる。
On the other hand, when the regeneration mode is selected by switching both the rod side
これにより、作業装置7のブーム8を下向きに俯動するときには、ブームバランスシリンダ13が縮小するに伴って、ウエイトバランスシリンダ18を上向きに伸長させ、カウンタウエイト14を上昇位置まで持上げて位置エネルギを蓄えることができる。一方、作業装置7のブーム8を上向きに仰動するときには、ウエイトバランスシリンダ18でカウントウエイト14側に蓄えられた位置エネルギを、ブームバランスシリンダ13を伸長方向に駆動するための運動エネルギとして活用することができる。
As a result, when the
従って、本実施の形態によれば、作業装置7のブーム8を下向きに俯動するときに、油圧ポンプ21から供給される圧油のエネルギが無駄に消費されるのを抑え、カウンタウエイト14側に位置エネルギを蓄えることができる。そして、ブーム8を仰動するときには、カウンタウエイト14の位置エネルギを活用してブームバランスシリンダ13を駆動することができ、エネルギ効率を高め、省力化を図ることができる。
Therefore, according to the present embodiment, when the
次に、図11は本発明の第2の実施の形態を示し、本実施の形態では、前述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、第2の実施の形態の特徴は、リレー回路を用いて再生モードの選択、解除を行う構成としたことにある。 Next, FIG. 11 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Shall. However, the feature of the second embodiment resides in that the playback mode is selected and canceled using a relay circuit.
即ち、前記第1の実施の形態にあっては、ソレノイド弁35の切換制御をコントローラ40により行う構成としている。しかし、第2の実施の形態では、コントローラ40等の制御手段に替えて、後述する2個のリレー53,54を用いた電気回路によりソレノイド弁35の切換制御を行う構成としているものである。
That is, in the first embodiment, the
この場合、再生選択スイッチ41は、オペレータが手動で切換操作する可動接点41Aと、該可動接点41Aの基端側に位置する共通端子41Bと、可動接点41Aの先端側が切換可能に接続される第1,第2の切換端子41C,41Dとを有している。再生選択スイッチ41は、切換端子41Dが電源としてのバッテリ51に接続され、可動接点41Aを切換端子41Cから切換端子41D側に切換えることにより、開成(OFF)状態から閉成(ON)状態に切換えられる。
In this case, the
再生選択スイッチ41の共通端子41Bとソレノイド弁35との間にはリード線52が設けられている。このリード線52は、ブーム8側のリミットスイッチ38の一方の端子と共通端子41Bとの間に接続して設けられた第1配線部52Aと、リミットスイッチ38の他方の端子とカウンタウエイト14のリミットスイッチ39の一方の端子との間に接続して設けられた第2配線部52Bと、リミットスイッチ39の他方の端子と後述のリレーコイル53Aとの間に接続して設けられた第3配線部52Cと、後述のリレーコイル53Aと後述のリレーコイル54Aとの間に接続して設けられた第4配線部52Dと、後述のリレーコイル54Aとソレノイド弁35との間に接続して設けられた第5配線部52Eとを含んで構成されている。
A lead wire 52 is provided between the
また、リード線52は、ブーム8側のリミットスイッチ38を跨いで第1,第2配線部52A,52B間を接続し後述するリレー53の端子53B,53Cが途中位置に設けられた第1並列配線部52Fと、カウンタウエイト14のリミットスイッチ39を跨いで第2,第3配線部52B,52C間を接続し後述するリレー54の端子54B,54Cが途中位置に設けられた第2並列配線部52Gとを有している。
The lead wire 52 is connected between the first and
53はブーム8側のリミットスイッチ38と並列に設けられた第1のリレー(継電器)で、該第1のリレー53は、リード線52の第3,第4配線部52C,52D間に接続して設けられたリレーコイル53Aと、該リレーコイル53Aへの通電(励磁),非通電(消磁)に従って端子53B,53C間を閉成,開成する可動接点53Dとを含んで構成されている。
53 is a first relay (relay) provided in parallel with the
ここで、第1のリレー53は、端子53B,53Cが第1並列配線部52Fの途中に設けられ、リレーコイル53Aへの通電により可動接点53Dが閉成されると、端子53B,53C間を導通状態に保つ。このため、この状態でリミットスイッチ38が開成されても、第1のリレー53は、リード線52の第1,第2配線部52A,52B間を第1並列配線部52Fを介して電気的な導通状態に保持する。
Here, in the
54はカウンタウエイト14側のリミットスイッチ39と並列に設けられた第2のリレー(継電器)で、該第2のリレー54は、リード線52の第4,第5配線部52D,52E間に接続して設けられたリレーコイル54Aと、該リレーコイル54Aへの通電(励磁),非通電(消磁)に従って端子54B,54C間を閉成,開成する可動接点54Dとを含んで構成されている。
ここで、第2のリレー54は、端子54B,54Cが第2並列配線部52Gの途中に設けられ、リレーコイル54Aへの通電により可動接点54Dが閉成されると、端子54B,54C間を導通状態に保つ。このため、この状態でリミットスイッチ39が開成されても、第2のリレー54は、リード線52の第2,第3配線部52B,52C間を第2並列配線部52Gを介して電気的な導通状態に保持する。
Here, in the
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第1の実施の形態で採用したコントローラ40等の制御手段に替えて、2個のリレー53,54等を含んだ電気回路を用いることによりソレノイド弁35の切換制御を行うことができ、ブームバランスシリンダ13とウエイトバランスシリンダ18とを互いに連繋して作動させる再生モードの選択、解除を行うことができる。
Thus, also in the present embodiment configured as described above, an electric circuit including two
即ち、再生選択スイッチ41の可動接点41Aを切換端子41Cから切換端子41D側に切換えて閉成したときには、リミットスイッチ38,39が一旦閉成され、その後に開成されたとしても、リレー53,54を閉成状態に保つことにより、ブームバランスシリンダ13とウエイトバランスシリンダ18とを再生モードで作動させ、カウンタウエイト14の位置エネルギを活用してエネルギ効率を高め、省力化を図ることができる。
That is, when the
一方、このような再生モードを解除するときには、再生選択スイッチ41の可動接点41Aを切換端子41D側に戻して開成することにより、リレー53,54に対する通電を解除してソレノイド弁35を高圧位置(d)から低圧位置(c)に戻すことができ、このときには再生モードを無効化し、作業装置7による荷物等の吊り上げ力を重視した作業モードの制御を行うことができる。
On the other hand, when canceling such a regeneration mode, the
次に、図12は本発明の第3の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、油圧ショベルの旋回体をベースとなる支柱を用いて高所位置に配置する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 12 shows a third embodiment of the present invention. The feature of the present embodiment is that the swing body of the excavator is arranged at a high position using a support column as a base. is there. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図中、61は建設機械としての油圧ショベルで、該油圧ショベル61は、前記第1の実施の形態で述べた油圧ショベル1とほぼ同様に構成され、旋回体としての上部旋回体62および作業装置7を有している。しかし、この場合の上部旋回体62は、ベースとなる支柱63を用いて高所位置に配置されている点で、第1の実施の形態とは異なっている。
In the figure,
64は上部旋回体62のフレームを構成する旋回フレームで、この旋回フレーム64は、第1の実施の形態で述べた旋回フレーム4とほぼ同様に構成され、旋回フレーム64上には、キャブ5、建屋カバー6等が設けられている。しかし、旋回フレーム64の後部側には、後述のカウンタウエイト65を上,下方向で揺動可能に支持する支持ブラケットとしてウエイト取付部64Aが後方に突出して設けられている。また、旋回フレーム64の下面側には、後述するウエイトバランスシリンダ66のボトム側が回動可能に連結されるシリンダ取付部64Bが下向きに突出して設けられている。
65は旋回フレーム64の後端側に設けられるカウンタウエイトで、該カウンタウエイト65は、第1の実施の形態で述べたカウンタウエイト14とほぼ同様に構成され、前部側の作業装置7に対して上部旋回体62全体の重量バランスをとるものである。しかし、カウンタウエイト65は、旋回フレーム64のウエイト取付部64Aに対して揺動可能に連結して設けられ、後述のウエイトバランスシリンダ66により上,下方向に昇降される。
このため、カウンタウエイト65は、図12中に実線で示すように旋回フレーム64の後端側で後方に向けて延び位置エネルギを蓄える上昇位置と、図12中に二点鎖線で示すように下向きに下降した待機位置との間で移動される。この待機位置では、カウンタウエイト65が旋回フレーム64のウエイト取付部64Aから下向きに回動され、ほぼ垂直に下方に向けて延びている。
For this reason, the
66はウエイト移動用アクチュエータとしてのウエイトバランスシリンダで、該ウエイトバランスシリンダ66は、例えばブームシリンダ11とほぼ同様に油圧シリンダを用いて構成され、そのボトム側が旋回フレーム64のシリンダ取付部64Bに連結ピン67等を用いて回動可能に連結されている。また、ウエイトバランスシリンダ66は、ロッド側がカウンタウエイト65に連結ピン68等を用いて回動可能に連結されている。
ウエイトバランスシリンダ66は、図12中に実線で示すように最大伸長した状態でカウンタウエイト65を上昇位置に持上げ、このときにカウンタウエイト65は、旋回フレーム64の後端側で位置エネルギを蓄えるように後方に向けて延びている。ウエイトバランスシリンダ66を縮小させたときには、図12中に二点鎖線で示すようにカウンタウエイト65が待機位置まで下降し、このときにカウンタウエイト65は、旋回フレーム64のウエイト取付部64Aから垂下されるように下方に向けて延びる位置に配置される。
The
ここで、ウエイトバランスシリンダ66は、第1の実施の形態で述べたウエイトバランスシリンダ18と同様に、ウエイトロッド側管路27Aを介してロッド側管路切換弁29に接続され、ウエイトボトム側管路27Bを介してボトム側管路切換弁31に接続されている(図5〜図8参照)。
Here, as with the
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第1の実施の形態と同様に、ロッド側管路切換弁29とボトム側管路切換弁31とを連通位置(b)に切換えることにより再生モード選択すれば、ブームバランスシリンダ13とウエイトバランスシリンダ66とを互いに連繋して作動させることができ、カウンタウエイト14の位置エネルギを活用してエネルギ効率を高め、省力化を図ることができる。
Thus, also in the present embodiment configured as described above, by switching the rod side
特に、第3の実施の形態では、上部旋回体62を支柱63上に旋回可能に設けて高所位置に配置する構成としているので、例えば第1の実施の形態で述べた油圧ショベル1よりも高所位置での運搬作業等をより効率的に行うことができる。また、旋回フレーム64の前側で作業装置7のブーム8を上,下に俯仰動するときに、後端側のカウンタウエイト65を上,下方向に揺動して上部旋回体62全体の重量バランスを良好に確保することができる。
In particular, in the third embodiment, the
なお、前記第1の実施の形態では、2本のウエイトバランスシリンダ18を用いてカウンタウエイト14を上,下方向に昇降するウエイト昇降機構15を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば1本のウエイトバランスシリンダ、または3本以上のウエイトバランスシリンダを用いてカウンタウエイトを昇降する構成としてもよい。また、第2の実施の形態についても、複数本のウエイトバランスシリンダを用いる構成としてもよい。
In the first embodiment, the
一方、前記各実施の形態では、作業装置7のアーム9に作業具としてのクラムシェルバケット10を取付けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば廃材、スクラップ、木材等の掴み装置(把持具)、ブレーカ等の破砕機、加振機またはバックホウ式のバケット等の作業具をアーム9の先端側に設ける構成としてもよい。
On the other hand, in each said embodiment, the case where the
また、本発明の適用対象は、必ずしも油圧ショベルに限るものではなく、例えば旋回体の前部側に作業装置を設け、後端側にはカウンタウエイトを設ける構成とした種々の建設機械にも適用できるものである。また、建設機械の原動機としては、エンジンに限るものではなく、例えば電動モータを原動機として用いる構成としてもよい。 Further, the application object of the present invention is not necessarily limited to the hydraulic excavator. For example, the present invention is also applicable to various construction machines in which a working device is provided on the front side of the revolving structure and a counterweight is provided on the rear end side. It can be done. Further, the prime mover of the construction machine is not limited to the engine, and for example, an electric motor may be used as the prime mover.
さらに、前記第1の実施の形態では、ウエイト移動用アクチュエータを油圧シリンダからなるウエイトバランスシリンダ18により構成し、カウンタウエイト14を上,下に昇降させる場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば油圧モータによりウエイト移動用アクチュエータを構成し、油圧モータの回転をカウンタウエイト14の上,下方向移動に変換するようにウエイト昇降機構を構成してもよいものである。この点は、第2の実施の形態についても同様である。
Further, in the first embodiment, the case where the weight moving actuator is constituted by the
1,61 油圧ショベル(建設機械)
2 下部走行体(ベース)
3,62 上部旋回体(旋回体)
4,64 旋回フレーム
4A,64A ウエイト取付部
5 キャブ
7 作業装置
8 ブーム
9 アーム
10 クラムシェルバケット(作業具)
11 ブームシリンダ
12 アームシリンダ
13 ブームバランスシリンダ(ブーム移動用アクチュエータ)
14,65 カウンタウエイト
15 ウエイト昇降機構
16 インナチューブ
17 アウタチューブ
18,66 ウエイトバランスシリンダ(ウエイト移動用アクチュエータ)
21 油圧ポンプ(油圧源)
22 タンク
25 圧油流通機構
26A ブームロッド側管路
26B ブームボトム側管路
27A ウエイトロッド側管路
27B ウエイトボトム側管路
28A,28B 分岐管路
29 ロッド側管路切換弁
31 ボトム側管路切換弁
34 パイロットポンプ
35 ソレノイド弁
38 ブーム側のリミットスイッチ
39 カウンタウエイトのリミットスイッチ
40 コントローラ(制御手段)
41 再生選択スイッチ(位置検出手段)
53,54 リレー
63 支柱(ベース)
1,61 Hydraulic excavator (Construction machinery)
2 Lower traveling body (base)
3,62 Upper swing body (swivel body)
4,64
11
14, 65
21 Hydraulic pump (hydraulic power source)
22
41 Playback selection switch (position detection means)
53, 54
Claims (4)
前記カウンタウエイトは、前記旋回体の後部側で上向きに上昇する上昇位置と下向きに下降した待機位置との間で移動可能な構成とし、
前記旋回体と前記カウンタウエイトとの間には、該カウンタウエイトを前記上昇位置と待機位置とに移動させるウエイト移動用アクチュエータを設け、
前記旋回体と前記ブームとの間には、前記ブームシリンダと一緒に伸縮して前記ブームを俯仰動させるブーム移動用アクチュエータを設け、
該ブーム移動用アクチュエータと前記ウエイト移動用アクチュエータとの間には、両者の間を接続する管路により圧油を流通させる圧油流通機構を設け、
該圧油流通機構は、前記ブームが俯動するときに前記ブーム移動用アクチュエータからウエイト移動用アクチュエータに向け前記管路を介して圧油を流通させることにより前記カウンタウエイトを上昇位置に移動させ、前記ブームが仰動するときには前記ウエイト移動用アクチュエータからブーム移動用アクチュエータに向け前記管路を介して圧油を流通させることにより前記カウンタウエイトを待機位置に移動させる構成としたことを特徴とする建設機械。 A revolving body provided on the base so as to be capable of swiveling; a boom of a working device provided on a front portion of the revolving body so as to be movable up and down and driven by a boom cylinder; and On the other hand, in a construction machine comprising a counterweight that balances the weight of the swivel body,
The counterweight is configured to be movable between a rising position that rises upward on the rear side of the revolving structure and a standby position that is lowered downward,
Provided between the swivel body and the counterweight is a weight moving actuator that moves the counterweight to the raised position and the standby position;
Between the swivel body and the boom, provided is a boom moving actuator that extends and contracts together with the boom cylinder to move the boom up and down,
Between the boom moving actuator and the weight moving actuator, there is provided a pressure oil distribution mechanism for distributing pressure oil through a pipe line connecting the two,
The pressure oil circulation mechanism moves the counterweight to the raised position by causing pressure oil to flow from the boom moving actuator to the weight moving actuator toward the weight moving actuator when the boom swings, Construction wherein the counterweight is moved to a standby position by circulating pressure oil from the weight moving actuator to the boom moving actuator through the conduit when the boom is lifted. machine.
前記圧油流通機構は、前記ブーム移動用アクチュエータのロッド側油室に接続されたブームロッド側管路と、前記ブーム移動用アクチュエータのボトム側油室に接続されたブームボトム側管路と、前記ウエイト移動用アクチュエータのロッド側油室に接続されたウエイトロッド側管路と、前記ウエイト移動用アクチュエータのボトム側油室に接続されたウエイトボトム側管路と、前記ブームロッド側管路を前記ウエイトロッド側管路に対して連通,遮断するロッド側管路切換弁と、前記ブームボトム側管路を前記ウエイトボトム側管路に対して連通,遮断するボトム側管路切換弁とを含んで構成してなる請求項1に記載の建設機械。 The boom moving actuator and the weight moving actuator are each constituted by a hydraulic cylinder having a rod side oil chamber and a bottom side oil chamber,
The pressure oil circulation mechanism includes a boom rod side conduit connected to the rod side oil chamber of the boom moving actuator, a boom bottom side conduit connected to the bottom oil chamber of the boom moving actuator, The weight rod side conduit connected to the rod side oil chamber of the weight moving actuator, the weight bottom side conduit connected to the bottom oil chamber of the weight moving actuator, and the boom rod side conduit are connected to the weight A rod-side pipeline switching valve that communicates with and shuts off the rod-side pipeline, and a bottom-side pipeline switching valve that communicates and blocks the boom bottom pipeline with the weight bottom pipeline. The construction machine according to claim 1.
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- 2010-07-28 JP JP2010168954A patent/JP2012026245A/en active Pending
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