JP2013014914A - 可動式キャブの非常降下装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャブ内に高圧系統の油圧管路を引き込むことなく実施でき、かつ電気系統のトラブルによりキャブを降下させることができないという事態を回避することが可能となる可動式キャブの非常降下装置を提供する。
【解決手段】作業機のパイロット油圧ポンプ３５の吐出油を蓄えるアキュムレータ５０を設ける。キャブを昇降させる油圧シリンダ３０のボトム室３０ａと油タンク４８との間の管路に非常用切換弁４４を設ける。この非常用切換弁４４は、ボトム室３０ａと油タンク４８との間を遮断する遮断位置と、ボトム室３０ａと油タンク４８とを連通させる連通位置とで切換え可能とする。非常用切換弁４４の手動式操作弁５３をキャブ内に設ける。この手動式操作弁５３の手動操作によりアキュムレータ５０内パイロット圧油を非常用切換弁４４の油圧操作室４４ａに供給して非常用切換弁４４を連通位置に切換える。
【選択図】図３

Description

本発明は、作業機における昇降式キャブ等の可動式キャブをエンジントラブル等の非常時に降下させるための装置に関する。

旋回フレーム上にパワーユニットやキャブを搭載すると共に、旋回フレームに多関節アームやブームを取付け、その先端に作業具を取付けて構成される作業機において、キャブ上からの視界を良好にするため、キャブを持ち上げ可能に構成したリフトキャブ式のものがある。このリフトキャブ式の作業機としては、例えば多関節アームの先端にフォークやグラップルバケットを取付けて廃材や資材等の積み込み積み下ろし、あるいは集積等を行なう作業機や、多関節アームの先端にマグネットを取付けて構成されるリフティングマグネット機や、港湾作業機等がある。

このようなリフトキャブ式作業機において、エンジントラブルや燃料切れ等によりパワーユニットの原動機が停止すると、キャブを上下動させる昇降用油圧シリンダを作動させることができなくなるので、通常、キャブを上げ状態から自重により降下させる非常降下装置が備えられている。このようなキャブの非常降下装置として、特許文献１に記載のように、キャブを上下動させる昇降用油圧シリンダのボトム室とロッド室との間を接続するバイパス管を設け、そのバイパス管に非常用切換弁を設けたものがある。この従来構成の非常降下装置においては、非常時にはその非常用切換弁を開いてボトム室とロッド室とを連通させることにより、キャブの自重によって生じるボトム室側の圧油がロッド室内に還流し、一部は油タンクに流してキャブを降下させる。

ここで、非常用切換弁としては、特許文献１に記載の電磁操作式のものと、手動式のものとがある。これらのうち、電磁操作式のものは、非常用切換弁として電磁操作式切換弁を使用すると共に、キャブ内に操作用のスイッチを設け、オペレータがこのスイッチを操作することにより、前記電磁操作式切換弁を連通側に切換える方式のものである。また、手動式のものは、前記バイパス管をキャブ内に引き込むと共に、手動操作式の非常用切換弁をキャブ内に設け、その非常用切換弁をオペレータが手動で操作することによって前記ボトム室とロッド室および油タンクとを連通させるものである。

特開２００２−１０４７９５号公報

しかしながら、非常用切換弁を操作するスイッチをキャブ内に設け、スイッチ操作により電磁操作式切換弁でなる非常用切換弁を切換える方式の従来の非常降下装置は、油圧系統のみならず電気操作系統も故障した場合には非常用切換弁の切換えができず、キャブの降下ができなくなるという問題点がある。また、キャブ内に手動式の非常用切換弁を設けたものは、昇降用油圧シリンダを昇降させる高圧系の油圧管路をキャブ内に引き込むことになるので、キャブ内で配管が故障した場合にはキャブ内に作動油が勢い良く噴出するおそれがある。

本発明は、上記問題点に鑑み、キャブ内に高圧系統の管路を引き込むことなく実施でき、かつ電気系統のトラブルによりキャブを降下させることができないという事態を回避することが可能となる可動式キャブの非常降下装置を提供することを目的とする。

本発明の可動式キャブの非常降下装置は、作業機の旋回フレームに油圧シリンダにより高さまたは傾斜角度が変更可能に取付けられた可動式キャブの非常降下装置において、
作業機のパイロット油圧ポンプの吐出油を蓄えるアキュムレータと、
少なくとも前記油圧シリンダのボトム室と油タンクとの間の管路に設けられ、前記ボトム室と前記油タンクとを遮断する遮断位置と、前記ボトム室と前記油タンクとを連通させる連通位置とで切換え可能な非常用切換弁と、
前記キャブ内に設けられ、手動操作により前記アキュムレータに蓄えられたパイロット圧油を前記非常用切換弁の油圧操作室に供給して前記非常用切換弁を前記連通位置に切換え可能な操作弁とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、原動機停止や燃料切れ等の非常停止時においても、キャブ内に設けた操作弁を手動によって切換えることにより、アキュムレータに蓄えられたパイロット圧油が非常用切換弁の油圧操作室に供給されて非常用切換弁が連通位置に切換わり、油圧シリンダのボトム室が油タンクとロッド室に連通するので、油圧シリンダをキャブの自重により降下させることができる。

また、キャブ内に設置する操作弁は手動によって切換え可能なものであるため、電気系統の機器やラインを必要としない。このため、電気系統のトラブルによりキャブを降下させることができないという事態を回避することが可能となる。また、アキュムレータは低圧のパイロット圧油を蓄えておくものであり、キャブ内に設けた操作弁は、低圧の圧油を切換えるものであるため、故障によって圧油が勢い良く噴出する事態が発生せず、安全性が高まる。

本発明の可動式キャブの非常降下装置を適用する作業機の一例を示す側面図である。 図１の要部拡大側面図である。 本発明による可動式キャブの非常降下装置の一実施の形態を示す油圧回路図である。 本発明の可動式キャブの非常降下装置を適用するキャブの他の例を示す側面図である。

図１は本発明の可動式キャブの非常降下装置を適用する作業機の一例を示す側面図である。図１に示すように、この作業機は、下部走行体１上に旋回装置２を介して旋回フレーム３を設置し、この旋回フレーム３上にキャブ４、パワーユニット５およびカウンタウエイト６等を搭載して上部旋回体７を構成する。旋回フレーム３には作業用フロント８を取付ける。

この作業用フロント８は、旋回フレーム３にブームシリンダ１０により俯仰可能に取付けられたブーム１１と、このブーム１１にアームシリンダ１２により回動可能に取付けられたアーム１３と、このアーム１３の先端に作業具シリンダ１４とアームリンク１５および作業具リンク１６を介して回動可能に取付けられた作業具１７とを備える。この実施の形態においては、作業具１７がリフティングマグネットである場合について示す。このリフティングマグネットは、ケース内に電磁石を内蔵し、この電磁石の着磁、消磁により鉄屑等のスクラップあるいは鉄製資材の吸着、離脱を行なわせてこれらのスクラップ等を移動や積み込み、積み下ろしを行なうものである。なお、作業具１７としてフォークやグラップルバケット等の作業具を取付けて荷役作業等を行なう作業機として構成する場合もある。

キャブ４は、旋回フレーム３に昇降装置２０により高さを変更可能に取付けられる。図２はこの昇降装置２０の構成を拡大して示している。図２において、２１は旋回フレーム３に立設したキャブ支持枠、２２はキャブ４の基枠であり、支持枠２１と基枠２２との間は上下２本の同長のリンク２３，２４により、その一端をそれぞれ支持枠２１にピン２５，２６により連結し、他端をそれぞれピン２７，２８により連結して取付けられる。すなわち支持枠２１、基枠２２およびリンク２３，２４により平行リンクを構成する。３０はキャブ４を昇降させるための昇降用油圧シリンダである。この昇降用油圧シリンダ３０は、その一端を支持枠２１にピン３２により連結し、他端を基枠２２またはリンクリンク２３，２４のいずれかにピン３３により連結して取付けられる。

このキャブ４は、休車時には２点鎖線で示すようにキャブ４を旋回フレーム３上に載置した低い位置に保たれる。一方、作業時には、昇降用油圧シリンダ３０を伸長させることにより、リンク２３，２４を上げ方向に回動させ、キャブ４を実線で示すように高い位置に保持することができ、前記作業具１７による作業箇所を含む視界を広くすることができる。図１、図２において、５３はオペレータが非常時に操作してキャブ４を降下させるために設けた操作弁であり、その詳細については後述する。

図３は本発明による可動式キャブの非常降下装置の一実施の形態を示す油圧回路図である。図３において、３４は前記パワーユニット５に備えられた原動機駆動の主油圧ポンプ、３５は同じく原動機駆動のパイロット油圧ポンプである。なお原動機としては、エンジンのみならず、電動モータを使用する場合もある。主油圧ポンプ３４は作業機の走行、旋回、作業用フロント８の動作等のための油圧アクチュエータを作動させる作動油を発生させるものである。また、パイロット油圧ポンプ３５は、主として、前記油圧アクチュエータのコントロール弁の操作室にパイロット圧油を供給してコントロール弁を切換えるために設置される。

３６，３７はそれぞれ主油圧ポンプ３４、パイロット油圧ポンプ３５からそれぞれ吐出される圧油の最高圧を設定するリリーフ弁である。リリーフ弁３６に設定されるリリーフ圧、すなわち主油圧ポンプ３４の吐出圧油のリリーフ圧は例えば２０ＭＰａに設定される。また、リリーフ弁３７に設定されるリリーフ圧、すなわちパイロット油圧ポンプ３５から吐出されるパイロット圧油のリリーフ圧はリリーフ弁３６のリリーフ圧より低い例えば４ＭＰａに設定される。

３８は昇降用油圧シリンダ３０のコントロール弁であり、このコントロール弁３８は主油圧ポンプ３４から吐出される作動油の流路を切換えることにより、油圧シリンダ３０を伸縮させてキャブ４を昇降させるものである。３９はダブルパイロットチェック弁であり、このダブルパイロットチェック弁３９は、コントロール弁３８からそれぞれ油圧シリンダ３０のボトム室３０ａ、ロッド室３０ｂに至る管路４０，４１に挿入されたパイロットチェック弁４２，４３からなる。

４４は非常用切換弁であり、この非常用切換弁４４は燃料切れまたは電源喪失あるいは故障等により原動機が停止し、これにより主油圧ポンプ３４が停止した際に油圧シリンダ３０を自重により収縮させてキャブ４を降下させるものである。この非常用切換弁４４は２位置切換弁でなり、そのポンプポートＰは、油圧シリンダ３０のボトム室３０ａに可変絞り弁４６を有する管路４７により接続され、タンクポートＴは油タンク４８に接続される。また、二次側ポートＡ，Ｂは互いに短絡される。この実施の形態の非常用切換弁４４は油圧操作室４４ａと操作用ソレノイド４４ｂとを有するが、油圧操作室４４ａのみを操作手段として有するものであってもよい。

５０はパイロット油圧ポンプ３５の吐出油を蓄えるアキュムレータであり、５１はパイロット油圧ポンプ３５の停止時にアキュムレータ５０に蓄えられたパイロット圧油の流出を防止するチェック弁である。５３はキャブ４内に設置された操作弁であり、この実施の形態の操作弁５３は手動式操作杆５３ａと操作用ソレノイド５３ｂとを有するものであるが、手動式操作杆５３ａのみを操作手段として有するものであってもよい。

この構成において、昇降用油圧シリンダ３０が伸長してキャブ４が高い位置にある時、操作弁５３を操作しない通常状態においては、非常用切換弁４４は図示の下位置にあり、昇降用油圧シリンダ３０のボトム室３０ａは油タンク４８やロッド室３０ｂに対して遮断されている。原動機停止や燃料切れ等により主油圧ポンプ３４が停止すると、コントロール弁３８の切換えができず、コントロール弁３８の切換えによる昇降用油圧シリンダ３０の収縮はできず、キャブ４の降下はできない。

しかしオペレータがキャブ４内にある操作弁５３の操作杆５３ａを操作して操作弁５３を図示の下位置から上位置に切換えると、アキュムレータ５０に蓄えられていたパイロット圧油が管路５５、操作弁５３、管路５６を通して非常用切換弁４４の油圧操作室４４ａに供給され、非常用切換弁４４が上位置に切換わる。このため、ボトム室３０ａに接続された管路４７は、非常用切換弁４４を通して油タンク４８に連通する。このため、キャブ４の自重によってボトム室３０ａに生じている油圧により、ボトム室３０ａの圧油は油タンク４８に流出して油圧シリンダ３０が収縮し、その結果、キャブ４が降下する。なおこの時、ロッド室３０ｂに対し、油タンク４８からの油が中立位置にあるコントロール弁３８およびダブルパイロットチェック弁３９のパイロットチェック弁４３を通して供給される。

この実施の形態によれば、キャブ４内に設置する操作弁５３は手動によって切換え可能なものであるため、電気系統の機器やラインを必要としない。このため、電気系統の故障の際にもキャブを自重により降下させることができる。また、アキュムレータ５０はリリーフ弁３７により設定される例えば４ＭＰａ程度の低圧のパイロット圧油を蓄えておくものであり、したがってキャブ４内に設けられてこのアキュムレータ５０内のパイロット圧油を中継する操作弁５３は、低圧の圧油を切換えるものである。このため、キャブ４内の管路に故障が生じた場合であっても、圧油が勢い良く噴出する事態が発生しないため、安全性が高まる。

なお、この実施の形態においては、ボトム室３０ａと非常用切換弁４４とを接続する管路４７に可変絞り弁４６を設けているので、この可変絞り弁４６の開度を調整することにより、非常時におけるキャブ４の降下速度を好適な速度に調整することが可能である。この可変絞り弁４６は固定絞りであっても構わない。

本発明を適用する可動キャブは、図１、図２に示した平行リンク機構を用いたものではなく、旋回フレーム３に立設したガイド支柱に沿って昇降可能にキャブ４を取付け、油圧シリンダによってキャブをガイド支柱に沿って昇降させるものであってもよい。

また、解体機のように、高所に作業箇所がある場合には、図４に示すように、旋回フレーム３にキャブ４の後部の支軸６０を中心に傾動可能に設置し、旋回フレーム３とキャブ４との間にキャブ４を傾動させる傾動用油圧シリンダ６１を設け、作業時には、油圧シリンダ６１を伸長させることにより、キャブ４を斜め上向きに傾斜させる構成の作業機にも適用できる。このように、キャブ４を傾斜させる構成においても、キャブ４を傾斜させた状態においては、傾動用油圧シリンダ６１のボトム室にはキャブ４の自重による油圧が発生しているため、この圧油を油タンク側に抜くことにより、キャブ４が傾斜しない姿勢となるように降下させることができる。なお、図３に示す実施の形態においては、非常用切換弁４４の切換えにより油圧シリンダ３０のボトム室３０ａを油タンク４８に連通させたが、ロッド室３０ｂ側に連通して還流させても良い。

本発明は前記したリフティングマグネット機やスクラップ処理機あるいは解体機のみならず、クレーンその他のキャブの高さや姿勢を変更する必要のある各種の作業機に適用することが可能である。また本発明は、自走式作業機ではなく、据付式作業機にも適用可能である。また、本発明を実施する場合、上記実施の形態に限らず、本発明の要旨を変更しない範囲において、種々の変更、付加が可能である。

１：下部走行体、２：旋回装置、３：旋回フレーム、４：キャブ、５：パワーユニット、６：カウンタウエイト、８：作業用フロント、２０：昇降装置、２１：キャブ支持枠、２２：キャブ基枠、２３，２４：リンク、３０：昇降用油圧シリンダ、３０ａ：ボトム室、３０ｂ：ロッド室、３４：主油圧ポンプ、３５：パイロット油圧ポンプ、３６，３７：リリーフ弁、３８：コントロール弁、３９：ダブルパイロットチェック弁、４４：非常用切換弁、４４ａ：油圧操作室、４６：可変絞り弁、４８：油タンク、５０：アキュムレータ、５３：操作弁、５３ａ：手動式操作杆、６０：支軸、６１：傾動用油圧シリンダ

Claims (1)

1. 作業機の旋回フレームに油圧シリンダにより高さまたは傾斜角度が変更可能に取付けられた可動式キャブの非常降下装置において、
   作業機のパイロット油圧ポンプの吐出油を蓄えるアキュムレータと、
   少なくとも前記油圧シリンダのボトム室と油タンクとの間の管路に設けられ、前記ボトム室と前記油タンクとを遮断する遮断位置と、前記ボトム室と前記油タンクとを連通させる連通位置とで切換え可能な非常用切換弁と、
   前記キャブ内に設けられ、手動操作により前記アキュムレータに蓄えられたパイロット圧油を前記非常用切換弁の油圧操作室に供給して前記非常用切換弁を前記連通位置に切換え可能な操作弁とを備えたことを特徴とする可動式キャブの非常降下装置。

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