JP2013167108A

JP2013167108A - 深掘掘削機の油圧回路

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Publication number: JP2013167108A
Application number: JP2012031751A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Suzuki; 雅史鈴木; Akira Inamoto; 昭稲元; Shigeya Tada; 茂也多田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2012-02-16
Publication date: 2013-08-29
Anticipated expiration: 2032-02-16
Also published as: JP5706840B2

Abstract

【課題】テレスコアームに伸縮シリンダを介してクラムシェルバケットを取付け、バケット開または閉と伸縮シリンダの伸長または収縮を一連の動作を行なう深掘掘削機において、操作性および安全性が向上した深掘掘削機の油圧回路を提供する。
【解決手段】テレスコアームとクラムシェルバケット１６との間に伸縮シリンダ１７を設ける。バケット１６を開閉するコントロール弁５０と管路５３，５４を伸縮シリンダ１７の伸縮に兼用する。シーケンス弁５８Ａにより、バケット１６の開きを伸縮シリンダ１７の伸長に先行させる。シーケンス弁５８Ｂにより、バケット１６の閉じを伸縮シリンダ１７の収縮に先行させる。シーケンス弁５８Ａより低い動作圧力のバケットリリーフ弁７１を設け、このバケットリリーフ弁７１を回路に投入するか否かを、ストップ弁７０の切換えで選択する。
【選択図】図６

Description

本発明は、自走式車両にブーム等を介してテレスコアームを取付け、その先端にクラムシェルバケットを取付けて構成される深掘掘削機の油圧回路に関する。

縦穴等を掘削するため、自走式車両に起伏可能にブームを取付け、このブームに下方に延出可能なテレスコアーム（複数段のアームを油圧シリンダ等により伸縮可能に組み合わせたもの）を取付け、このテレスコアームの下端に油圧シリンダにより開閉されるクラムシェルバケットを取付けて構成される深掘掘削機が知られている（例えば特許文献１参照）。

このような深掘掘削機において、より深い縦穴を掘削したいという要求に応えるために、テレスコアームとクラムシェルバケットとの間に深掘のための吊ブラケットを付加して作業を行なうことが行なわれる。

特公平０３−０１２１７９号公報

しかしながら、このような吊ブラケットを付加すると、クラムシェルバケットを地上に引き上げて運搬用車両の荷台上に位置させ、クラムシェルバケットを開いて荷台上に掘削土砂を積み込む場合、クラムシェルバケットと荷台との高低差が小さくなり、十分な積み込み量の確保が困難となるので、あまり長い吊ブラケットを付加することはできない。このため、吊ブラケットの付加によれば掘削深さの増加をあまり期待できない。

そこで本出願人は、特願２０１１−０３４４１５号において、掘削深さの増加を達成しながらも、運搬用車両への積み込み性を確保することができる深掘掘削機を提案している。この先願に係る深掘掘削機は、テレスコアームとクラムシェルバケットとの間に伸縮シリンダを設けると共に、この伸縮シリンダとクラムシェルバケット開閉用のバケットシリンダとで油圧配管を兼用するため、これらのコントロール弁を前記両シリンダに兼用し、コントロール弁の二次側管路を伸縮シリンダ用とバケットシリンダ用に分岐し、伸縮シリンダ用の油圧配管には所定の動作圧力以上で開くシーケンス弁を設け、掘削、排土の際にはバケットシリンダの動作を伸縮シリンダの動作に先行させて行なうようにしたものである。

すなわちこの先願に係る深掘掘削機によれば、掘削の際にコントロール弁をバケット開側に操作すると、まずバケットシリンダが開き、その後バケットシリンダストロークエンドまで開くと、コントロール弁のバケット開側のコントロール弁の二次側管路の油圧が上昇する。そして、この油圧が伸縮シリンダ伸長用シーケンス弁の動作圧力を超えると、このシーケンス弁が開き、伸縮シリンダのボトム室に圧油が供給されて伸縮シリンダが伸長し、孔底に達する。続いてこの状態でコントロール弁をバケット閉側に操作すると、まずバケットシリンダが閉じて掘削が行なわれ、その後バケットシリンダが最収縮状態に達すると、コントロール弁のバケット閉側のコントロール弁の二次側管路の油圧が上昇し、その油圧が伸縮シリンダ収縮用シーケンス弁の動作圧力を超えると、伸縮シリンダのロッド室に圧油が供給されて伸縮シリンダが収縮する。

そしてこのように掘削による土砂をバケット内に保持して伸縮シリンダを収縮させた状態で、テレスコアームを収縮させてバケットを地上に引き上げ、バケットを運搬用車両の荷台上等にて開いて排土すれば、伸縮シリンダが収縮した状態であるため、バケットが荷台や荷台上の土砂につかえることなく、排土が行なえ、運搬用車両への積み込み性を確保することができる。すなわち、掘削の際には伸縮シリンダを伸ばして掘削することができ、排土の際には伸縮シリンダを短かくして排土することができるので、従来の吊ブラケットに比較して排土におけるバケット高さの制約が緩和され、より深い箇所における掘削が行なえる。

また、伸縮シリンダは、既存の深掘掘削機のテレスコアームに添設される油圧ホースを増加させることなく、油圧ホースやコントロール弁もそのまま兼用できるので、既存の深掘掘削機の若干の改変により実施することができ、安価に提供可能となる。

しかしながらこの先願に係る発明には操作性の面で改良の余地があった。そこで本発明は、先願の深掘掘削機の長所を維持しつつ、操作性を向上させ、オペレータの負担を軽減させる深掘掘削機の油圧回路を提供することを目的とする。

請求項１の深掘掘削機の油圧回路は、
自走式車両に起伏可能にブームを取付け、前記ブームに傾動可能にテレスコアームを取付け、前記テレスコアームの下端にクラムシェルバケットを取付けて構成される深掘掘削機の油圧回路において、
前記テレスコアームと前記クラムシェルバケットとの間に伸縮シリンダを設け、
前記伸縮シリンダと前記クラムシェルバケット開閉用のバケットシリンダとに兼用するコントロール弁を備え、
前記コントロール弁の一方の二次側ポートに接続された第１の管路に、前記バケットシリンダの開き側管路と前記伸縮シリンダの伸長側管路とを接続し、
前記コントロール弁の他方の二次側ポートに接続された第２の管路に、前記バケットシリンダの閉じ側管路と前記伸縮シリンダの収縮側管路とを接続し、
前記コントロール弁の一方の側への切換操作により、前記第１の管路に作動油が供給された際に、前記バケットの開きを先行させ、バケットが開いた後に前記伸縮シリンダを伸長させるように動作圧力が設定された第１のシーケンス弁を前記伸縮シリンダの伸長側管路に設け、
前記コントロール弁の他方の側への切換操作により、前記第２の管路に作動油が供給された際に、前記バケットの閉じ動作を前記伸縮シリンダの収縮より先行させ、バケットが閉じた後に前記伸縮シリンダを収縮させるように動作圧力が設定された第２のシーケンス弁を前記伸縮シリンダの収縮側管路に設け、
前記第１の管路と油タンクとの間に、オペレータにより開閉操作されるストップ弁とこのストップ弁に直列接続されたバケット開き時の最高圧設定用バケットリリーフ弁とを設け、
前記バケットリリーフ弁の動作圧力を前記第１のシーケンス弁の動作圧力より低く設定した
ことを特徴とする。

請求項２の深掘掘削機の油圧回路は、
自走式車両に起伏可能にブームを取付け、前記ブームに傾動可能にテレスコアームを取付け、前記テレスコアームの下端にクラムシェルバケットを取付けて構成される深掘掘削機の油圧回路において、
前記テレスコアームと前記クラムシェルバケットとの間に伸縮シリンダを設け、
前記伸縮シリンダと前記クラムシェルバケット開閉用のバケットシリンダとに兼用するコントロール弁を備え、
前記コントロール弁の一方の二次側ポートに接続された第１の管路に、前記バケットシリンダの開き側管路と前記伸縮シリンダの伸長側管路とを接続し、
前記コントロール弁の他方の二次側ポートに接続された第２の管路に、前記バケットシリンダの閉じ側管路と前記伸縮シリンダの収縮側管路とを接続し、
前記コントロール弁の一方の側への切換操作により、前記第１の管路に作動油が供給された際に、前記バケットの開きを先行させ、バケットが開いた後に前記伸縮シリンダを伸長させるように動作圧力が設定された第１のシーケンス弁を前記伸縮シリンダの伸長側管路に設け、
前記コントロール弁の他方の側への切換操作により、前記第２の管路に作動油が供給された際に、前記バケットの閉じ動作を前記伸縮シリンダの収縮より先行させ、バケットが閉じた後に前記伸縮シリンダを収縮させるように動作圧力が設定された第２のシーケンス弁を前記伸縮シリンダの収縮側管路に設け、
前記コントロール弁の前記第１、第２の管路と油タンクとの間に、オペレータにより開閉操作されるストップ弁とこのストップ弁に直列接続されたバケット開閉時の最高圧設定用バケットリリーフ弁とを、前記第１、第２の管路とについてそれぞれ別箇に、または前記第１、第２の管路にシャトル弁を介して共通に設け、
前記各バケットリリーフ弁の動作圧力を前記第１、第２のシーケンス弁の動作圧力より低く設定した
ことを特徴とする。

請求項３の深掘掘削機の油圧回路は、請求項１または２に記載の深掘掘削機の油圧回路において、
前記コントロール弁の前記第１、第２の管路の最高圧として、前記シーケンス弁の動作圧力より高い油圧が設定されたオーバーロードリリーフ弁と、
前記コントロール弁のパイロット弁が操作されたことを前提条件として前記ストップ弁を連通側に切換え可能とするストップ弁のパイロット回路とを備えた
ことを特徴とする。

請求項４の深掘掘削機の油圧回路は、請求項１から３までのいずれか１項に記載の深掘掘削機の油圧回路において、
前記コントロール弁のパイロット弁は操作レバーを有すると共に、前記操作レバーに前記ストップ弁を切換え操作するスイッチを備え、
前記ストップ弁のパイロット回路は、オペレータによる前記スイッチのオン操作によって前記ストップ弁を連通側に切換える構成とした
ことを特徴とする。

請求項５の深掘掘削機の油圧回路は、請求項１から３までのいずれか１項に記載の深掘掘削機の油圧回路において、
前記コントロール弁のパイロット弁は操作レバーを有すると共に、前記操作レバーに前記ストップ弁を切換え操作するスイッチを備え、
前記ストップ弁のパイロット回路は、オペレータによる前記スイッチのオン操作によって前記ストップ弁を遮断側に切換える構成とした
ことを特徴とする。

先願の油圧回路の構成による場合、シーケンス弁の動作圧力は、バケット開閉に要する油圧より高く設定されているため、コントロール弁をバケット開き側に操作ままとすると、まずバケットが開き、その後、バケットが伸長するという一連の動作となる。また、コントロール弁をバケット閉じ側に操作したままとすると、まずバケットが閉じ、その後、バケットが収縮するという一連の動作となる。そしてこのような一連の動作を中止させるには、バケット開閉および伸縮シリンダの伸縮動作からなる一連の動作中にコントロール弁を中立位置に戻す必要がある。

ここで、運搬用車両の荷台上の排土において、バケットを開いて排土した後、伸縮シリンダの伸長に移行する前にコントロール弁の中立位置への復帰操作を怠ると、伸縮シリンダの伸長により、バケットが荷台に衝突するおそれがある。このため、運搬用車両の荷台上での排土を行なう場合には、オペレータは伸縮シリンダの伸長を止めるタイミングに注意を払う必要がある。

しかし、請求項１の発明のようにコントロール弁のバケット開き側管路と油タンクとの間にバケットリリーフ弁とストップ弁を設けておき、排土の際には予めストップ弁を連通側に設定しておけば、コントロール弁の二次側管路である第１の管路の油圧はバケットリリーフ弁の動作圧力以上にならない。このため、バケット開き後の伸縮シリンダの伸長が禁止されるため、伸縮シリンダ伸長によってバケットが荷台に衝突するおそれがなくなり、排土時におけるオペレータの注意負担を軽減でき、操作性が向上する。

また、請求項１の発明は、先願の効果もそのまま奏することができる。すなわち伸縮シリンダを収縮させた状態でバケットを地上に引き上げ、運搬用車両の荷台上等にてバケットを開いて排土すれば、伸縮シリンダが収縮した状態であるため、バケットが荷台や荷台上の土砂につかえることなく、排土が行なえ、運搬用車両への積み込み性を確保することができる。すなわち、掘削の際には伸縮シリンダを伸ばして掘削することができ、排土の際には伸縮シリンダを短かくして排土することができるので、従来の吊ブラケットに比較して排土におけるバケット高さの制約が緩和され、より深い箇所における掘削が行なえる。

また、本発明の伸縮シリンダは、既存の深掘掘削機のテレスコアームに添設される油圧ホースを増加させることなく、油圧ホースやコントロール弁もそのまま兼用できるので、既存の深掘掘削機の若干の改変により実施することができ、安価に提供可能である。

請求項２の発明は、バケット閉じ側の管路についても、バケット閉じ側専用のバケットリリーフ弁を設けるか、またはバケット開き側と兼用されるバケットリリーフ弁を設けたものであり、伸縮シリンダを収縮させる必要が無い作業においてはストップ弁を連通側としてこのバケットリリーフ弁を回路に作用させ、コントロール弁の二次側管路の油圧がシーケンス弁の動作圧力を超えないようにしておくことにより、伸縮シリンダが伸縮せず、バケット開閉のみが行なえる使用形態をとることができる。

請求項３の発明によれば、前記コントロール弁の二次側管路の最高圧として、前記シーケンス弁の動作圧力より高い油圧が設定されたオーバーロードリリーフ弁と、前記コントロール弁のパイロット弁が操作されたことを前提条件として前記ストップ弁を連通側に切換え可能とするストップ弁のパイロット回路とを備えたので、バケットリリーフ弁はバケットや伸縮シリンダが操作される場合にのみ作用可能となり、これらの操作が行なわれない場合には、コントロール弁の二次側油圧はオーバーロードリリーフ弁による最高圧に設定されるため、バケットや伸縮シリンダに何らかの外力が作用しても、バケットが開閉したり、伸縮シリンダが伸縮することが防止される。

請求項４の発明によれば、コントロール弁を操作する操作レバーにストップ弁を切換えるスイッチを設けたの、片手でコントロール弁の操作とストップ弁の切換え操作を行なうことができ、操作が容易となる。

また、オペレータによる前記スイッチのオン操作によって前記ストップ弁を連通側に切換える構成、すなわちバケットリリーフ弁がスイッチオン操作で働く構成としたので、例えば運搬用車両の荷台上で排土する時のみスイッチオンとすればよく、スイッチ操作の時間が短くなり、操作が楽になる。また、１つのコントロール弁操作によりバケット開から伸縮シリンダ伸長への一連の動作や、バケット閉から伸縮シリンダ収縮への一連の動作を行なう操作に慣れたオペレータにとっては、荷台上での排土操作についてのみ注意すればよいため、操作が楽になる。

請求項５の発明によれば、請求項４と同様にコントロール弁を操作する操作レバーにストップ弁を切換えるスイッチを設けたので、片手でコントロール弁の操作とストップ弁の切換え操作を行なうことができ、操作が容易となる。

また、オペレータによる前記スイッチのオン操作によって前記ストップ弁を遮断側に切換える構成、すなわちバケットリリーフ弁がスイッチオン操作で作用しなくなる構成としたので、荷台上での排土操作の際にはスイッチを操作しないかぎり伸縮シリンダが伸長しないため、バケットが荷台に衝突するおそれが無くなり、オペレータの注意負担を軽減することができる。

本発明による深掘掘削機の一実施の形態を掘削作業状態で示す側面図である。本実施の形態の深掘掘削機において、土砂を運搬用車両に積み込んでいる状態を示す側面図である。本実施の形態のテレスコアームの一例を示す構成図である。本実施の形態の伸縮シリンダとバケットとの連結構造を示す側面図である。本実施の形態のバケットの構成を示す側面図である。本実施の形態のバケット開閉および伸縮シリンダ伸縮のための油圧回路図である。本発明の他の実施の形態を示す油圧回路図である。本発明の他の実施の形態をさらに示す油圧回路図である。本発明の他の実施の形態をさらに示す油圧回路図である。本発明の他の実施の形態をさらに示す油圧回路図である。

図１、図２は本発明による深掘掘削機の一実施の形態を、それぞれ掘削状態と、運搬用車両への土砂積み込み状態とで示す側面図である。図１、２において、１は下部走行体、３はこの下部走行体１上に旋回装置２を介して設置された上部旋回体である。この上部旋回体３は、旋回フレーム３ａ上に油圧パワーユニット４、キャブ５およびカウンタウエイト６等を搭載して構成される。下部走行体１および上部旋回体２により自走式車両でなる掘削機本体を構成する。なお、図１に示すように、キャブ５は前後に移動可能とし、掘削作業時にはキャブ５を前方に移動させることにより、キャブ５内のオペレータが縦穴７内の掘削箇所を目視可能となるようにしている。

８は旋回フレーム３ａにブームシリンダ９により起伏可能に取付けられたブームである。１０はテレスコアームであり、この例においては、ブーム８にテレスコアーム１０が直接取付けられているが、非伸縮式のアーム（図示せず）を介してテレスコアーム１０が取付けられる場合もある。

このテレスコアーム１０は、アウタアーム１０ａとセンターアーム１０ｂとインナアーム１０ｃとをテレスコピックに組み合わせて構成される。このテレスコアーム１０は、図２に示すように、アウタアーム１０ａをブーム８の先端にピン１１により連結し、アウタアーム１０ａとブーム８との間に、両端をピン１２，１３により連結してアームシリンダ１４を取付け、このアームシリンダ１４の伸縮によりブーム８に対するテレスコアーム１０の傾斜角を変更可能としている。

１６はクラムシェルバケット、１７はテレスコアーム１０のインナアーム１０ｃとクラムシェルバケット１６との間に本発明により付加して設けた伸縮シリンダである。この例においては、伸縮シリンダ１７はこれを保護するための内外筒体を伸縮可能に嵌合してなる伸縮ロッド１８内に収容して取付けられている。この伸縮ロッド１８はインナアーム１０ｃにピン１９により連結して取付けられる。

図３はテレスコアーム１０の構成例を示す。この例のテレスコアーム１０は伸縮シリンダ２０を内蔵し、伸縮シリンダ２０のロッドをアウタアーム１０ａの上端部にピン２１により連結し、チューブの上部をセンターアーム１０ｂにピン２２により連結している。２３は伸縮シリンダ２０を収縮させるときにセンターアーム１０ｂに対してインナアーム１０ｃを引き上げるロープである。この引き上げロープ２３は、一端をアウタアーム１０ａに接続部２４で接続し、中間部をセンターアーム１０ｂの頂部に取付けたシーブ２５に掛け、他端をインナアーム１０ｃの頂部に設けた接続部２６で接続して取付ける。

２８は伸縮シリンダ２０を伸長させるときにセンターアーム１０ｂに対してインナアーム１０ｃを押し下げるロープである。この押し下げロープ２８は、一端をアウタアーム１０ａに接続部２９で接続し、中間部をセンターアーム１０ｂの下端部に取付けたシーブ３０に掛け、他端をインナアーム１０ｃの頂部に設けた接続部３１で接続して取付けられる。この構成により、伸縮シリンダ２０の伸縮により、ロープ２３，２８およびシーブ２５，３０が連動してテレスコアーム１０が伸縮する。引き上げロープ２３はバケット１６の開閉と伸縮シリンダ１７の伸縮を行なわせるための作動油を流すための油圧ホース（図示せず）を添設したものである。インナアーム１０ｃ内には、バケット１６の開閉と伸縮シリンダ１７の伸縮を行なわせるための作動油を流すための油圧ホース３２のみが設けられる。

なお、テレスコアームの構成としてはこの他、例えば２本の油圧シリンダをそのロッドが反対向きに突出するように組み合わせ、２本の油圧シリンダのチューブをセンターアーム１０ｂに連結し、一方の油圧シリンダのロッドをアウタアーム１０ａに連結し、他方の油圧シリンダのロッドをインナアーム１０ｃに連結したもの等、図３のものに限らず、他の伸縮手段を有するテレスコアームを用いることができ、組み合わせるアームの本数も２本あるいは４本以上とすることもできる。

図４はクラムシェルバケット（以下バケットと称す。）１６と本発明により付加した伸縮シリンダ１７および伸縮ロッド１８の構造を拡大して示す側面図である。伸縮ロッド１８は断面形状が角形をなす外筒１８ａと内筒１８ｂとを伸縮可能に嵌合してなるものであり、図４に示すように、テレスコアーム１０のインナアーム１０ｃの下端に、伸縮ロッド１８の外筒１８ａの上端に設けたブラケット１８ｘを、左右方向に向けたピン１９により連結し、伸縮ロッド１８の内筒１８ｂの下端に設けたブラケット１８ｙに、バケット１６の上端を、前後方向に向けたピン３３により連結し、これにより、テレスコアーム１０に対してバケット１６を前後、左右に揺動可能として、バケット１６に過大な力がかかることを防止する構成としている。

伸縮シリンダ１７は、伸縮ロッド１８に対する取付け部の強度を上げ、かつ補強部材として構造を簡単化するため、伸縮シリンダ１７のチューブ側端部を伸縮ロッド１８の外筒１８ａの上端のブラケット１８ｘにピン３４により連結し、伸縮シリンダ１７のロッド側端部を、伸縮ロッド１８の内筒１８ｂの下端のブラケット１８ｙにピン３５に連結している。そして伸縮シリンダ１７を収縮させると、バケット１６の底部はＨに示す上昇した位置となり、伸縮シリンダ１７を伸長させると、Ｌに示す下降した位置となり、伸縮シリンダ１７の伸長状態の長さを付加した深掘が可能となる。

図５にバケット１６の構造を示す。この実施の形態のバケット１６は、中心部にバケットシリンダ３６を設けたものであり、このバケットシリンダ３６は、ピストン３６ａを中間部に固定したロッド３６ｂに対してチューブ３６ｃが上下動可能に外嵌された構造を有するものである。また、このロッド３６ｂは後述のシェル４１の支持体の役目も果たすものである。このバケットシリンダ３６は、チューブ３６ｃ内におけるピストン３６ａより上部、下部にそれぞれ密閉した開き側室（バケットを開く際に作動油を供給する油室）３６ｄと閉じ側室（バケットを閉じる際に作動油を供給する油室）３６ｅを形成する。

バケットシリンダ３６のロッド３６ｂの下端にフレーム４０を溶接等により固定する。このフレーム４０に、一対のシェル４１，４１をピン４２，４２により開閉可能に枢着する。４３はチューブ３６ｃの上下動によりシェル４１を開閉させる連結アームであり、これらの連結アーム４３は上端をチューブ３６ｃにピン４４により連結し、下端をピン４５によりシェル４１に連結して取付ける。

図６は前記伸縮シリンダ１７の伸縮とバケット１６の開閉を行なうための油圧回路図である。図６において、４７は地上の掘削機本体の旋回フレーム３ａに搭載した油圧パワーユニット４に含まれる主油圧ポンプ、４８は同じくパイロット油圧ポンプである。５０はバケット１６を開閉するコントロール弁であり、本発明においてはこのコントロール弁５０を伸縮シリンダ１７の伸縮に兼用する。５１はこのコントロール弁５０を操作するためのパイロット弁であり、操作レバー５１ａを有すると共に、後述の機能を有するスイッチ５１ｂをこの操作レバー５１ａに取付けたものである。

５３はコントロール弁５０の一方の二次側ポートＡに接続された第１の管路、５４は他方の二次側ポートＢに接続された第２の管路である。第１の管路５３は管路５３Ａと管路５３Ｂとに分岐する。管路５３Ａはバケットシリンダ３６の開き側室３６ｄ（図５参照）に接続された開き側管路である。管路５３Ｂは伸縮シリンダ１７のボトム室１７ａに接続された伸長側管路である。

第２の管路５４は管路５４Ａと管路５４Ｂとに分岐する。管路５４Ａはバケットシリンダ３６の閉じ側室３６ｅ（図５参照）に接続された閉じ側管路である。５４Ｂは伸縮シリンダ１７のロッド室１７ｂに接続された収縮側管路である。５６，５７はそれぞれ第１の管路５３と第２の管路５４の最高油圧を設定するオーバーロードリリーフ弁であり、その動作圧力は例えば３５ＭＰａである。

５８Ａは伸縮シリンダ１７の伸長側管路５３Ｂに設けたシーケンス弁（第1のシーケンス弁）であり、５９Ａはこのシーケンス弁５８Ａに並列に設けた逆止弁である。このシーケンス弁５８Ａは、コントロール弁５０を右位置に切換操作して、前記第１の管路５３を介してバケット１６のバケットシリンダ３６の開き側室３６ｄと伸縮シリンダ１７のボトム室１７ａに作動油が同時に供給された際に、バケット１６の開きを先行させるものである。このシーケンス弁５８Ａの動作圧力はオーバーロードリリーフ弁５６，５７の動作圧力より低い例えば２５ＭＰａに設定される。

５８Ｂは伸縮シリンダ１７の収縮側管路５４Ｂに設けたシーケンス弁（第2のシーケンス弁）であり、５９Ｂはこのシーケンス弁５８Ｂに並列に設けた逆止弁である。このシーケンス弁５８Ｂは、コントロール弁５０を左位置に切換操作して、前記第２の管路５４を介してバケット１６のバケットシリンダ３６の閉じ側室３６ｅと伸縮シリンダ１７のロッド室１７ｂに作動油が同時に供給された際に、バケット１６の閉じを先行させるものである。このシーケンス弁５８Ｂの動作圧力もオーバーロードリリーフ弁５６，５７の動作圧力より低い例えば２５ＭＰａに設定される。

６０は伸縮シリンダ１７のボトム室１７ａとロッド室１７ｂとを結ぶバイパス管路、５８Ｃ１，５８Ｃ２はこのバイパス管路６０に直列に接続して設けられたシーケンス弁であり、伸縮シリンダ１７の伸長の際に、ロッド室１７ｂの作動油をボトム室１７ａに還流させるためのものである。５９Ｃ１，５９Ｃ２はこれらのシーケンス弁５８Ｃ１，５８Ｃ２にそれぞれ並列に設けた逆止弁である。６２は伸縮シリンダ１７のロッド室１７ｂとシーケンス弁５８Ｂとの間に設けた逆止弁であり、伸縮シリンダ１７を伸長させる際に、ロッド室１７ｂからの作動油をボトム室１７ａ側にのみ還流させるためのものである。

６１はシーケンス弁５８Ｃ１，５８Ｃ２のパイロット管路であり、このパイロット管路６１は、伸縮シリンダ１７の収縮側管路５４Ｂにおけるシーケンス弁５８Ｂと逆止弁６２との間とシーケンス弁５８Ｃ１，５８Ｃ２のパイロット室との間を接続する。このパイロット管路６１は、伸縮シリンダ１７が収縮される際に、前記還流用のシーケンス弁５８Ｃ１，５８Ｃ２の動作圧力を高めてロッド室１７ｂに加える作動油圧力を確保し、確実に伸縮シリンダ１７を収縮させるために設けられる。

６５は伸縮シリンダ１７の伸長側管路５３Ｂにおけるシーケンス弁５８Ａと伸縮シリンダ１７のボトム室１７ａとの間に設けたパイロット逆止弁である。６６ａはパイロット逆止弁６５のパイロット管路であり、このパイロット管路６６は、伸縮シリンダ１７の収縮側管路５４Ｂに設けたシーケンス弁５８Ｂと逆止弁６２との間の油圧をパイロット圧としてパイロット逆止弁６５のパイロット室に加え、このパイロット管路の油圧がある場合にパイロット逆止弁６５における逆方向への作動油の流れを許容するものである。２５はこれらのシーケンス弁５８Ａ，５８Ｂ，５８Ｃ１，５８Ｃ２や逆止弁５９Ａ，５９Ｂ，５９Ｃ１，５９Ｃ２，６２，６５が１つのブロックとして構成されることを示す。

７０はストップ弁、７１はこのストップ弁７０に直列に接続された開き時最高圧設定用バケットリリーフ弁、７２はこのバケットリリーフ弁７１に並列接続された逆止弁である。これらの弁７０〜７２は、コントロール弁５０の第１の管路５３と油タンク７３との間に設けられる。バケットリリーフ弁７１の動作圧力は、シーケンス弁５８Ａの動作圧力（例えば２５ＭＰａ）より低く（例えば２０ＭＰａ）設定される。

７４はストップ弁７０のパイロット弁であり、このパイロット弁７４はコントロール弁５０のパイロット弁５１のバケット開き側二次側管路７５と油タンク７３との間に設けられる。このパイロット弁７４は電磁操作式のものであり、コントロール弁５０のパイロット弁５１の操作レバー５１に取付けたスイッチ５１ｂをオン操作すると、ソレノイド７４ａに通電されて図示の左位置から右位置に切換えられるものである。

この深掘掘削機により掘削を行なう場合は、図６に示した操作レバー５１ａを矢印７６の方向に操作すると、パイロット管路７５にパイロット油圧ポンプ４８からのパイロット圧油が供給されてコントロール弁５０を右位置に切換わる。これにより主油圧ポンプ４７から吐出された作動油が第１の管路５３に供給され、まずバケットシリンダ３６の開き側室３６ｄ（図５参照）に管路５３Ａを介して作動油が供給されるため、チューブ３６ｃが上昇してシェル４１，４１がピン４２，４２を中心として２点鎖線で示すように上方に回動し、バケット１６が開く。

ここで、オペレータがスイッチ５１ｂをオン操作しなければ、ストップ弁７０は図示の遮断位置にあり、バケットリリーフ弁７１は回路から遮断された状態にあるので作用しない。

この状態において、伸縮シリンダ１７の伸長側の管路５３Ｂに設けられたシーケンス弁５８Ａは、バケット１６を開く際に必要とされる油圧では開かないように動作圧力が設定されているため、バケット１６の開き動作の途中ではシーケンス弁５８Ａは開かず、伸縮シリンダ１７は伸長しない。バケット１６が最大開度まで開くと、第１の管路５３の油圧の上昇により、シーケンス弁５８Ａが開き、伸縮シリンダ１７が伸長する。このため、図１に示した縦穴７の深い箇所を掘削する際には、まずバケット１６が開いた状態で伸縮シリンダ１７が伸長する。このように、伸縮シリンダ１７を伸長させた状態でテレスコアーム１０を伸長させるか、あるいはテレスコアーム１０を最大に伸長させた状態で伸縮シリンダ１７を伸長させることにより、バケット１６を縦穴７の底部に押し付けることができる。

前記伸縮シリンダ１７の伸長の際には、逆止弁６２の作用により、ロッド室１７ｂの油タンク７３への戻りが阻止され、油圧シリンダ１７のロッド室１７ｂの作動油をシーケンス弁５８Ｃ１，５８Ｃ２を通してボトム室１７ａに還流させるので、伸縮シリンダ１７を高速で伸長させることができる。このような還流が可能になる理由は、ボトム室１７ａの断面積がロッド室１７ｂの断面積より大きいことと、この断面積の差により、ボトム室１７ａ側からピストンを押圧する力がロッド室１７ｂ側からピストンを押圧する力より大きいためである。

次にキャブ５内のオペレータがパイロット弁５１の操作レバー５１ａを矢印７９方向に操作してコントロール弁５０を左位置に切換えると、主油圧ポンプ４７から吐出された作動油は第２の管路５４に供給される。ここで、通常の掘削においては、シーケンス弁５８Ｂの動作圧力は、バケット１６を閉じる際に必要とされる油圧では開かないように設定されているため、シーケンス弁５８Ｂは開かず、伸縮シリンダ１７は収縮しない。このため、バケットシリンダ３６のチューブ３６ｃが上昇したバケット開き状態から、チューブ３６ｃが下降し、シェル４１，４１がピン４２，４２を中心に下方に回動し、バケット１６が閉じて掘削が行なわれる。

バケット１６が閉じると、第２の管路５４の油圧の上昇により、シーケンス弁５８Ｂが開き、これに伴い、パイロット管路６６の油圧の上昇によりパイロット逆止弁６５も開き、同時に、シーケンス弁５８Ｃ１、５８Ｃ２のパイロット室にパイロット管路６１からパイロット圧が加わり、シーケンス弁５８Ｃ１，５８Ｃ２の動作圧力が高まってシーケンス弁５８Ｃ１，５８Ｃ２を通しての作動油の流れが阻止され、作動油がロッド室１７ｂに導入され、ボトム室１７ａの作動油がパイロット逆止弁６５を通して流出し、伸縮シリンダ１７が収縮する。

このように、バケット１６内に土砂を収容し、かつ伸縮シリンダ１７が収縮した状態となったら、コントロール弁５０を中立位置に戻し、テレスコアーム１０を収縮させ、図２に示したように、運搬用車両の荷台６３上にバケット１６を位置させてコントロール弁５０を再び右位置に切換えることにより、伸縮シリンダ１７を閉じたままでバケット１６を開き、バケット１６内の土砂を荷台６３上に積み込むことができる。

このように、この実施の形態においては、テレスコアーム１０の下端に伸縮シリンダ１７を介してバケット１６を取付け、掘削の際には伸縮シリンダ１７を伸ばして掘削することができるので、より深い箇所の掘削が可能となり、一方、排土の際には伸縮シリンダ１７を短かくして排土することができるので、バケット１６が荷台６３や荷台６３上の土砂６４につかえることなく、排土が行なえる。すなわち、従来の吊ブラケットに比較して排土におけるバケット高さの制約が緩和され、より深い箇所における掘削が行なえる。

また、伸縮シリンダ１７を作動させるための油圧管路５３，５４やコントロール弁５０は、バケット１６用のものを兼用しているので、既存の深掘掘削機のテレスコアーム１０に添設される油圧ホースやコントロール弁５０もそのまま用いることができるので、既存の深掘掘削機の若干の改変により実施することができ、安価に提供可能である。

上記のようにバケット１６を閉じて掘削を行なう際に、掘削対象に岩石が含まれる等の理由により、第２の管路５４の油圧が上昇すると、伸縮シリンダ１７のロッド室１７ｂに加わる油圧の上昇により、伸縮シリンダ１７が収縮して掘削対象から若干上昇し、第２の管路５４の油圧の低下によりバケット１６が再度閉じる方向に切換わる。このような動作により、掘削抵抗が過大になることを回避しながら掘削を行なえるので、効率のよい掘削が行なえる。

また、この実施の形態においては、伸縮シリンダ１７の伸長側管路５３Ｂにおけるシーケンス弁５８Ａと伸縮シリンダ１７のボトム室１７ａとの間に、伸縮シリンダ１７の収縮側管路５４Ｂに設けたシーケンス弁５８Ｂと伸縮シリンダ１７のロッド室１７ｂとの間の油圧をパイロット圧として開くパイロット逆止弁６５を設けたので、掘削時の反力を伸縮シリンダ１７で受けることができ、掘削力を確保することができる。

以上の説明はオペレータがバケット開き時に操作レバー５１ａに取付けたスイッチ５１ｂをオン操作せず、バケットリリーフ弁７１が作用しない時の動作である。オペレータがバケット開き時にスイッチ５１ｂをオン操作すると、ストップ弁７０のパイロット弁７４のソレノイド７４ａに不図示の電源から通電され、パイロット弁７４が右位置に切換わる。このため、パイロット弁５１の操作レバー５１ａを矢印７６の方向に操作することにより、バケット開き側パイロット管路７５に供給されたパイロット圧油がパイロット弁７４を通してストップ弁７０の操作室に供給されるので、ストップ弁７０が右側の連通位置に切換わり、バケットリリーフ弁７１が回路に投入された状態となる。

このようにストップ弁７０が連通側に切換えられた状態において、バケット１６が最も開いた状態になると、第１の管路５３の油圧が上昇するが、バケットリリーフ弁７１の作用により、このバケットリリーフ弁７１で設定された動作圧力以上に第１の管路５３の油圧は上昇しない。ここで、このバケットリリーフ弁７１の動作圧力は、シーケンス弁５８Ａの動作圧力より低く設定されているので、シーケンス弁５８Ａは開かず、伸縮シリンダ１７は伸長しない。

このように、この実施の形態においては、コントロール弁５０のバケット開き側管路である第１の管路５３と油タンク７３との間にバケットリリーフ弁７１とストップ弁７０を設けておき、排土の際には予めスイッチ５１ｂをオンとしてストップ弁７０を連通側に操作しておけば、コントロール弁５０の第１の管路５３はバケットリリーフ弁７１の動作圧力以上にならない。このため、バケット１６の開き後の伸縮シリンダ１７の伸長が禁止されるため、伸縮シリンダ１７の伸長によってバケット１６が荷台６３（図２参照）に衝突するおそれがなくなり、排土におけるオペレータの注意負担を軽減でき、操作性が向上する。

また、この実施の形態においては、コントロール弁５０の二次側管路５３，５４の最高圧設定手段として、バケットリリーフ弁７１の動作圧力より高い動作圧力のオーバーロードリリーフ弁５６，５７を設けると共に、コントロール弁５０のパイロット弁５１が操作されたことを前提条件としてストップ弁７０を連通側に切換え可能とするストップ弁７０のパイロット回路の構成としたので、バケットリリーフ弁７１はバケット１６や伸縮シリンダ１７が操作される場合にのみ作用可能となる。そして操作レバー５１ａの操作が行なわれない場合には、コントロール弁５０の二次側油圧はオーバーロードリリーフ弁５６，５７による最高圧に設定されるため、バケット１６や伸縮シリンダ１７に何らかの外力が作用しても、これらが開閉あるいは伸縮することが防止される。

また、本発明を実施する場合、スイッチ５１ｂ等のようなストップ弁７０の操作手段はコントロール弁５０の操作レバー５１ａと別の場所に設けてもよいが、この実施の形態においては、操作レバー５１ａにスイッチ５１ｂを設けたため、ストップ弁７０の切換え操作が容易となる。

また、この実施の形態においては、オペレータによるスイッチ５１ｂのオン操作によってストップ弁７０を連通側に切換える構成、すなわちバケットリリーフ弁７１がスイッチ５１ｂのオン操作で働く構成としたので、運搬用車両の荷台６３上で排土する時のみスイッチ５１ｂをオンとすればよく、スイッチ操作の時間が短くなり、操作が楽になる。また、１つのコントロール弁５０の操作によりバケット１６の開から伸縮シリンダ１７の伸長への一連の動作や、バケット１６の閉から伸縮シリンダ１７の収縮への一連の動作を行なう操作に慣れたオペレータにとっては、荷台６３上での排土操作についてのみ注意すればよいため、操作が楽になる。

図７は本発明の他の実施の形態を示す油圧回路図である。この実施の形態の油圧回路は、バケット閉じおよび伸縮シリンダ収縮側の第２の管路５４と油タンク７３との間にも、ストップ弁７０Ａとバケットリリーフ弁７１Ａおよび逆止弁７２Ｂを設けたものである。ここで、ストップ弁７０，７０Ａに対しては共通のパイロット弁７４を設け、このパイロット弁７４に、パイロット弁５１の二次側パイロット管路７５，７７にシャトル弁７８を介して接続する。

図７の実施の形態においては、操作レバー５１ａが矢印７６に示すようにバケット開き側に操作されるか、または矢印７９に示すようにバケット閉じ側に操作されたことを前提条件として、スイッチ５１ｂがオン操作されると、パイロット弁７４が切り換わり、ストップ弁７０，７０Ａが左の遮断位置から右の連通位置に切換わるので、バケット１６を開いた後の伸縮シリンダ１７の伸長のみならず、バケット１６を閉じた後の伸縮シリンダ１７の収縮も防止することができる。

図８は図７の変形例となる実施の形態であり、バケットリリーフ弁７１をバケット開閉に兼用したものである。すなわちストップ弁７０と第１の管路５３および第２の管路５４との間にそれぞれ逆止弁８０，８１を設けたものである。この実施の形態においては、図７のものよりストップ弁７０とバケットリリーフ弁７１の数を少なくすることができる。

図９は図８の変形例となる実施の形態であり、バケットリリーフ弁７１をバケット開閉に兼用すると共に、オーバーロードリリーフ弁５６を第１、第２の管路５３，５４に兼用したものである。すなわち、逆止弁８０，８１の接続点に、ストップ弁７０のみならず、オーバーロードリリーフ弁５６を接続したものである。この実施の形態においては、図８のものよりオーバーロードリリーフ弁５６の数を少なくすることができる。

図１０は本発明の他の実施の形態であり、図６に示すストップ弁７０のように、スイッチ５１ｂをオンとした際にストップ弁７０が連通側に切換わるのではなく、反対に、図１０の回路においては、スイッチ５１ｂをオンとした際にストップ弁７０のパイロット弁８２のソレノイド８２ａに通電されて、このパイロット弁８２が連通側（左位置）から遮断位置（右位置）に切換わるように構成したものである。このため、スイッチ５１ｂをオン操作しないときは、ストップ弁７０が右側の連通位置にあり、バケットリリーフ弁７１が回路に投入された状態にある。

図１０の実施の形態によれば、オペレータによるスイッチ５１ｂのオン操作によってストップ弁７０を遮断側に切換える構成としたので、図２のように荷台６３上での排土操作の際にはスイッチ５１ｂを操作しないかぎり伸縮シリンダ１７が伸長しないため、バケット１６が荷台６３に衝突するおそれが無くなり、オペレータの注意負担を軽減することができる。

図１０に示すように、スイッチ５１ｂをオンとした際にストップ弁７０が遮断位置となる構成は、図７ないし図９のように、バケット開き側のみならず、閉じ側のいずれについても伸縮シリンダ１７の動作を連続させるか否かを選択する回路としても実現できる。

本発明は、バケット１６の構造として、ロッド３６とシェル４１との間に開閉用の油圧シリンダを取付けたものにも適用できる。また本発明は、上記実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱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：上部旋回体、３ａ：旋回フレーム、４：油圧パワーユニット、５：キャブ、６：カウンタウエイト、７：縦穴、８：ブーム、９：ブームシリンダ、１０：テレスコアーム：１０ａ：アウタアーム、１０ｂ：センターアーム、１０ｃ：インナアーム、１４：アームシリンダ、１６：クラムシェルバケット、１７：伸縮シリンダ、１８：伸縮ロッド、２０：伸縮シリンダ、２３：引き上げロープ、２５：シーブ、２８：押し下げロープ、３０：シーブ、３２：油圧ホース、３６：バケットシリンダ、３６ａ：ピストン、３６ｂ：ロッド、３６ｃ：チューブ、３６ｄ：開き側室、３６ｅ：閉じ側室、４０：フレーム、４１：シェル、４３：連結アーム、４７：主油圧ポンプ、４８：パイロット油圧ポンプ、５０：コントロール弁、５１：パイロット弁、５１ａ：操作レバー、５１ｂ：スイッチ、５３：第１の管路、５３Ａ：開き側管路、５３Ｂ：伸長側管路、５４：第２の管路、５４Ａ：閉じ側管路、５４Ｂ：収縮側管路、５８Ａ，５８Ｂ，５８Ｃ１，５８Ｃ２：シーケンス弁、５９Ａ，５９Ｂ，５９Ｃ１，５９Ｃ２：逆止弁、６０：バイパス管路、６１：パイロット管路、６２：逆止弁、６３：運搬用車両の荷台、６４：土砂、６５：パイロット逆止弁、６６：パイロット管路、７０，７０Ａ：ストップ弁、７１，７１Ａ：バケットリリーフ弁、７２，７２Ａ：逆止弁、７３：油タンク、７４：パイロット弁、７８：シャトル弁、８０，８１：逆止弁

Claims

自走式車両に起伏可能にブームを取付け、前記ブームに傾動可能にテレスコアームを取付け、前記テレスコアームの下端にクラムシェルバケットを取付けて構成される深掘掘削機の油圧回路において、
前記テレスコアームと前記クラムシェルバケットとの間に伸縮シリンダを設け、
前記伸縮シリンダと前記クラムシェルバケット開閉用のバケットシリンダとに兼用するコントロール弁を備え、
前記コントロール弁の一方の二次側ポートに接続された第１の管路に、前記バケットシリンダの開き側管路と前記伸縮シリンダの伸長側管路とを接続し、
前記コントロール弁の他方の二次側ポートに接続された第２の管路に、前記バケットシリンダの閉じ側管路と前記伸縮シリンダの収縮側管路とを接続し、
前記コントロール弁の一方の側への切換操作により、前記第１の管路に作動油が供給された際に、前記バケットの開きを先行させ、バケットが開いた後に前記伸縮シリンダを伸長させるように動作圧力が設定された第１のシーケンス弁を前記伸縮シリンダの伸長側管路に設け、
前記コントロール弁の他方の側への切換操作により、前記第２の管路に作動油が供給された際に、前記バケットの閉じ動作を前記伸縮シリンダの収縮より先行させ、バケットが閉じた後に前記伸縮シリンダを収縮させるように動作圧力が設定された第２のシーケンス弁を前記伸縮シリンダの収縮側管路に設け、
前記第１の管路と油タンクとの間に、オペレータにより開閉操作されるストップ弁とこのストップ弁に直列接続されたバケット開き時の最高圧設定用バケットリリーフ弁とを設け、
前記バケットリリーフ弁の動作圧力を前記第１のシーケンス弁の動作圧力より低く設定した
ことを特徴とする深掘掘削機の油圧回路。
自走式車両に起伏可能にブームを取付け、前記ブームに傾動可能にテレスコアームを取付け、前記テレスコアームの下端にクラムシェルバケットを取付けて構成される深掘掘削機の油圧回路において、
前記テレスコアームと前記クラムシェルバケットとの間に伸縮シリンダを設け、
前記伸縮シリンダと前記クラムシェルバケット開閉用のバケットシリンダとに兼用するコントロール弁を備え、
前記コントロール弁の一方の二次側ポートに接続された第１の管路に、前記バケットシリンダの開き側管路と前記伸縮シリンダの伸長側管路とを接続し、
前記コントロール弁の他方の二次側ポートに接続された第２の管路に、前記バケットシリンダの閉じ側管路と前記伸縮シリンダの収縮側管路とを接続し、
前記コントロール弁の一方の側への切換操作により、前記第１の管路に作動油が供給された際に、前記バケットの開きを先行させ、バケットが開いた後に前記伸縮シリンダを伸長させるように動作圧力が設定された第１のシーケンス弁を前記伸縮シリンダの伸長側管路に設け、
前記コントロール弁の他方の側への切換操作により、前記第２の管路に作動油が供給された際に、前記バケットの閉じ動作を前記伸縮シリンダの収縮より先行させ、バケットが閉じた後に前記伸縮シリンダを収縮させるように動作圧力が設定された第２のシーケンス弁を前記伸縮シリンダの収縮側管路に設け、
前記コントロール弁の前記第１、第２の管路と油タンクとの間に、オペレータにより開閉操作されるストップ弁とこのストップ弁に直列接続されたバケット開閉時の最高圧設定用バケットリリーフ弁とを、前記第１、第２の管路とについてそれぞれ別箇に、または前記第１、第２の管路にシャトル弁を介して共通に設け、
前記各バケットリリーフ弁の動作圧力を前記第１、第２のシーケンス弁の動作圧力より低く設定した
ことを特徴とする深掘掘削機の油圧回路。
請求項１または２に記載の深掘掘削機の油圧回路において、
前記コントロール弁の前記第１、第２の管路の最高圧として、前記シーケンス弁の動作圧力より高い油圧が設定されたオーバーロードリリーフ弁と、
前記コントロール弁のパイロット弁が操作されたことを前提条件として前記ストップ弁を連通側に切換え可能とするストップ弁のパイロット回路とを備えた
ことを特徴とする深掘掘削機の油圧回路。
請求項１から３までのいずれか１項に記載の深掘掘削機の油圧回路において、
前記コントロール弁のパイロット弁は操作レバーを有すると共に、前記操作レバーに前記ストップ弁を切換え操作するスイッチを備え、
前記ストップ弁のパイロット回路は、オペレータによる前記スイッチのオン操作によって前記ストップ弁を連通側に切換える構成とした
ことを特徴とする深掘掘削機の油圧回路。
請求項１から３までのいずれか１項に記載の深掘掘削機の油圧回路において、
前記コントロール弁のパイロット弁は操作レバーを有すると共に、前記操作レバーに前記ストップ弁を切換え操作するスイッチを備え、
前記ストップ弁のパイロット回路は、オペレータによる前記スイッチのオン操作によって前記ストップ弁を遮断側に切換える構成とした
ことを特徴とする深掘掘削機の油圧回路。