JP2591859B2 - 掘削機のロープ緩み防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、ワイヤロープにより吊持された開閉式バケ
ットの開閉により地面を掘削する掘削機に用いられるロ
ープ緩み防止装置に関する。

B.従来の技術 第３図はこの種の掘削機の一例を示す側面図である。

図において、掘削機本体50にはブーム51の基端部が取
付けられるとともにウインチ４が設けられている。また
ウインチ４から組み出されたワイヤロープ53がブーム51
の先端から垂下され、その先端にスイベルジョイント54
を介してケリーバ55が吊持される。ケリーバ55はフロン
トフレーム56のケリーバ駆動装置58と係合するととも
に、その先端にシェル油圧開閉式バケット（以下、単に
バケットと呼ぶ）57が取り付けられる。このバケット57
の下端に設けられたシェル57aは、一対の開閉シリンダ1
6の伸縮により開閉可能とされ、この開閉によって地面
が掘削される。

C.発明が解決しようとする課題 しかしながら掘削しようとする地面が固い場合には、
シェル57aが地面に食い込まず、シェル57aの閉じ動作に
伴ってバケット57が浮き上がってワイヤロープ53が緩
み、緩んだ状態でウインチ４を駆動して繰り込み動作を
行うと、乱巻となるおそれがある。

本発明の目的は、掘削しようする地面が固く地面に食
い込まず、バケットの閉じ動作に伴ってバケットが浮き
上がっても、ワイヤロープが緩まないようにした掘削機
のロープ緩み防止装置を提供することにある。

D.課題を解決するための手段 一実施例を示す第１図に対応付けて説明すると、本発
明は、ワイヤロープ53の繰り出し、繰り込みを行うウイ
ンチ４と、このウインチ４を油圧駆動する油圧ウインチ
回路1,2,3,31,32と、操作装置６が中立位置にあるとき
にウインチ４を制動し、操作位置への操作によりブレー
キを解除するブレーキ装置８と、ワイヤロープ53の先端
に吊持される油圧開閉式バケット57（第３図）とを備え
た掘削機に用いられ、油圧開閉式バケット57の閉じ動作
に伴って生じるワイヤロープ53の緩みを防止する掘削機
のロープ緩み防止装置に適用される。そして、上述した
目的は、バケット57の閉じ動作を検出する検出手段17
と、検出手段17によってバケット57の閉じ動作が検出さ
れたときに、ワイヤロープ53の緩みをとるに必要なだけ
のプリテンションをワイヤロープ53に与えられる圧力の
圧油を油圧ウインチ回路32に導入するプリテンション油
圧回路11,13,22と、検出手段17によってバケット57の閉
じ動作が検出されたときにブレーキ装置８の作動を解除
する解除手段7,10,11,13とを備えることにより達成され
る。

また、ブレーキ装置８にその作動を解除するための圧
油を供給するかしないかを切換えるブレーキ制御弁７を
設け、プリテンション回路からウインチ回路に導入され
る圧油でブレーキ制御弁７を操作してブレーキ装置８の
作動を解除することもできる。

E.作用 バケット57の閉じ動作が検出手段17により検出される
と、プリテンション回路11,13,22は、ワイヤロープ53の
緩みを取るだけのプリテンションを発生する圧力の圧油
をウインチ回路32に導入し、ワイヤロープ53にプリテン
ションが与えられる。またこれと同時にブレーキ装置８
の作動が解除され、したがって、地面が固くバケット57
が浮き上がったバケットでもワイヤロープ53が緩むこと
がない。

プリテンション回路から油圧ウインチ回路32に導入さ
れる圧油でブレーキ装置８の作動が解除され、ワイヤロ
ープ53にプリテンションが発生した状態でウインチ４の
ブレーキが解除される。

なお、本発明の構成を説明する上記Ｄ項およびＥ項で
は、本発明を分かり易くするために実施例の図を用いた
が、これにより本発明が実施例に限定されるものではな
い。

F.実施例 第１図により本発明を第３図の掘削機に適用した場合
の一実施例を説明する。

第１図は本発明に係る掘削機のロープ緩み防止装置の
一例を示している。油圧源１の吐出油は、油圧パイロッ
ト式制御弁２および管路31（繰り出し側管路）または管
路32（繰り込み側管路）を介してウインチ駆動用の油圧
モータ３に導かれ、油圧モータ３の回転によりウインチ
４が駆動されてワイヤロープ53の繰り出し，繰り込みが
行われる。なお繰り込み側管路32には、繰り出し時にワ
イヤロープ53の逸走を防止するためのカウンタバランス
弁60が設けられている。

制御弁２は、油圧源１から油圧モータ３に導かれる油
圧の流量および方向を制御するものであり、その切換え
はパイロット油圧回路からの圧力により行われる。この
パイロット油圧回路は、パイロット油圧源５と、レバー
6aにより操作されるパイロット弁６とから成り、レバー
6aの操作量に応じて油圧源５の吐出圧力がパイロット弁
６で減圧され、減圧された圧力が管路33または34（レバ
ー6aの操作方向によって決まる）を通って制御弁２のパ
イロットポート2aまたは2bに導かれ、これにより制御弁
２が切換わる。

油圧源５の吐出油はまた、切換弁７を介してネガティ
ブ型ブレーキシリンダ８のロッド室8aにも導かれるよう
になっている。シリンダ８は、ロッド室8aが低圧になる
とばね8bのばね力により伸長して上記ウインチ４の回転
を阻止し、ロッド室8aが高圧となるとばね8bのばね力に
抗して収縮してウインチ４の回転を許容する。切換弁７
は、シリンダ８のロッド室8aをタンク９と連通するａ位
置と、ロッド室8aに油圧源５からの圧油を導くb,c位置
に切換可能とされ、ｃ位置側のパイロットポート7aには
上記管路34の圧力が、ｂ位置側のパイロットポート7bに
は高圧選択弁10で選択された圧力が導かれる。高圧選択
弁10は、上記管路33の圧力および管路35の圧力のうち高
い方の圧力を選択する。

管路35は油圧源11と上記繰り込み側管路32とを結ぶも
のであり、この管路35にはチェック弁12および電磁弁13
が設けられている。電磁弁13は、ソレノイド部13aが消
磁されているときには油圧源11の吐出油をタンクに戻す
「イ」位置を保持し、ソレノイド部13aが励磁されると
管路32に油圧源11の吐出油を供給する「ロ」位置に切換
わる。

一方、油圧源14の吐出油は、切換弁15および管路36ま
たは37を介してシェル開閉シリンダ16に導かれるように
なっている。切換弁15は、油圧源14の吐出油を管路36,3
7にそれぞれ導くA,B位置およびＮ位置（中立位置）に切
換可能とされ、その切換は運転席の手動スイッチ（不図
示）の操作により行われる。管路36に導かれた圧油はシ
リンダ16のボトム室16aに導かれてシリンダ16を伸長さ
せ、管路37に導かれた圧油はシリンダ16のロッド室16b
に導かれてシリンダ16を収縮させる。そしてシリンダ16
の伸長によりバケット57のシェル57aが閉じ、収縮によ
りシェル57aが開く。

17は、管路（バケット閉じ方向管路）36の圧力に応じ
てオン・オフする圧力スイッチであり、管路36の圧力
が、シェル57aが無負荷状態で閉じるときの圧力を越え
るとオンするように設定されている。圧力スイッチ17の
一端は手動スイッチ18を介してバッテリ19に接続され、
他端は上記電磁弁13のソレノイド部13aに接続されてい
る。

また20,21,22,23は各油圧源1,5,11,14の最大吐出圧力
を設定するリリーフ弁である。特にリリーフ弁22の設定
リリーフ圧は、電磁弁13の「ロ」位置切換時にワイヤロ
ープ53の緩みをとるだけのプリテンションをワイヤロー
プ53に与えるような値に設定されている。

次に、実施例の動作を説明する。

掘削作業を行うに当たり、スイッチ18を予めオンして
おく。そして第１図の状態（このときバケット57のシェ
ル57aは開いているものとする）でレバー6aを図示Ｘ方
向に操作すると、油圧源５の吐出圧力がパイロット弁６
の操作量に応じて減圧され管路34を介して制御弁２のパ
イロットポート2bに導かれる。これにより制御弁２が上
記操作量に応じた量だけ切換わるので、油圧源１の吐出
油のうち制御弁２の切換量に応じた量が繰り出し側管路
31を介して油圧モータ３に導かれる。

一方、上記管路34の圧力は切換弁７のパイロットポー
ト7aにも作用するので、切換弁７はｃ位置に切換わり、
これにより油圧源５の吐出油が切換弁７を介してブレー
キシリンダ８のロッド室8aに導かれる。したがってシリ
ンダ８が収縮してウインチ４の回転が許容され、上記管
路31から油圧モータ３に導かれた圧油により油圧モータ
３が回転してウインチ４が駆動される。このウインチ４
の駆動によりワイヤロープ53が繰り出され、ケリーバ55
およびバケットが57一体に下降してゆく。シェル57aの
刃先が地面に接する時点でレバー6aを中立位置に戻す
と、パイロット弁６を介して管路34の圧油がタンクに戻
るので、制御弁２が中立位置に戻って油圧モータ３が停
止するとともに、切換弁７がａ位置に戻り、ブレーキシ
リンダ８のロッド室8aの圧油がタンク９に戻るので、シ
リンダ８が伸長してウインチ４が制動される。

ここで、シェル57aを閉じるべく切換弁15をＡ位置に
切換えると、油圧源14の圧油が管路36を通ってシェル開
閉シリンダ16のボトム室16aに導かれ、シリンダ16が伸
長してシェル57aが閉じる。ここで、地面が固い場合に
はシェル57aの閉じ動作によりバケット57およびケリー
バ55が一体に浮き上がってワイヤロープ53が緩もうとす
る。

しかし、上記切換弁15のＡ位置切換えにより管路36の
圧力が上昇して圧力スイッチ17がオンする。このときス
イッチ18はオンしているので、電磁弁13のソレノイド部
13aが励磁されて電磁弁13が「ロ」位置に切換わる。こ
れにより油圧源11からの吐出油が電磁弁13,管路35およ
びチェック弁12を介して繰り込み側管路32に導かれ、こ
の管路32の圧油はカウンタバランス弁60を介して油圧モ
ータ３に導かれる。一方、油圧源11の吐出油により管路
35の圧力が上昇し、この圧力が高圧選択弁10で選択され
て切換弁７のパイロットポート7bに作用するので、切換
弁７がｂ位置に切換わり、油圧源５の吐出油がブレーキ
シリンダ８のロッド室8aに導かれてウインチ４のブレー
キが解除される。したがって管路32の圧油により油圧モ
ータ３が上述とは逆方向に回転し、ウインチ４によりワ
イヤロープ53が繰り込まれ、ワイヤロープ53の緩みが防
止される。

ワイヤロープ53の緩みがとられると、管路35の圧力が
上昇してリリーフ弁22が開いて油圧源11の吐出油をタン
クに逃がし、油圧モータ３が停止される。すなわち、リ
リーフ弁22の設定圧力は、ワイヤロープ53の緩みをとる
程度の圧力である。

ここで上記シェル57aの閉時、地面が比較的柔らか
く、シェル57aが地面に食い込んだ場合には、ワイヤロ
ープ53が緩まないので、油圧モータ３にかかる負荷によ
り直ちにリリーフ弁22が開き、上記ワイヤロープ53の繰
り込みは行われない。またスイッチ18がオフしていると
きには圧力スイッチ17がオンしても電磁弁13のソレノイ
ド部13aが励磁されないので、この場合はワイヤロープ5
3にプリテンションが働かない。

さらにレバー6aをＹ方向に操作すると、その操作量に
応じた圧力が管路33にたち、制御弁22が切換わって管路
32に油圧源１の圧油が導かれ、油圧モータ４が回転して
ワイヤロープ53が繰り込まれる。

以上の実施例の構成において、油圧源1,制御弁2,油圧
モータ３、管路31,32などが油圧ウインチ回路を、圧力
スイッチ17が検出手段を、シャトル弁10,油圧源11,電磁
弁13,リリーフ弁22などがプリテンション回路を、ブレ
ーキシリンダ８などがブレーキ装置を、切換弁7,シャト
ル弁10,油圧源11、切換弁13が解除手段を、切換弁７が
ブレーキ制御弁をそれぞれ構成する。

以上では、管路36の圧力によりシェル57aの閉じ動作
を検出するようにしたが、例えば第２図に示すようにス
イッチSW1の切換えにより検出してもよい。スイッチSW1
は切換弁15の切換えを指令するものであり、このスイッ
チSW1がＡに切換られると切換弁15がＡ位置に切換わっ
て上述のようにシェル57aが閉じるとともに、電磁弁13
のソレノイド部13aも励磁されて電磁弁13が「ロ」位置
に切換わる。

なおシリンダ７の伸長によりシェル57aが閉じるよう
構成したが、シリンダ７の収縮により閉じるようにして
もよい。

G.発明の効果 本発明によれば、バケットの閉じ動作が検出されたと
きに、プリテンション回路から油圧ウインチ回路に所定
の圧油が供給され、ワイヤロープの緩みをとるに必要な
だけのプリテンションがワイヤロープに与えられるとと
もに、操作装置が中立位置にあってもブレーキ装置の作
動が解除されるので、掘削しようとする地盤が固くバケ
ットが閉時に地面に食い込まずバケットが浮き上がって
もワイヤロープの緩みが自動的に防止され、ワイヤロー
プの乱巻が防止される。

また、プリテンション回路の圧油でブレーキ制御弁を
切換えるようにしたので、プリテンションが発生してい
る状態でブレーキが解除され、信頼性の高いロープ緩み
防止装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るロープ緩み防止装置の構成を示す
図、第２図は変形例を示す図、第３図は掘削機を示す側
面図である。 1,5,11,14:油圧源 3:油圧モータ、4:ウインチ 8:ブレーキシリンダ、13:電磁弁 17:圧力スイッチ、22:リリーフ弁 53:ワイヤロープ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワイヤロープの繰り出し、繰り込みを行う
   ウインチと、 操作装置の操作指令に基づいて前記ウインチを油圧駆動
   する油圧ウインチ回路と、 前記操作装置が中立位置にあるときに前記ウインチを制
   動し、操作位置への操作によりブレーキを解除するブレ
   ーキ装置と、 前記ワイヤロープの先端に吊持される油圧開閉式バケッ
   トとを備えた掘削機に用いられ、 油圧開閉式バケットの閉じ動作に伴って生じる前記ワイ
   ヤロープの緩みを防止する掘削機のロープ緩み防止装置
   において、 前記バケットの閉じ動作を検出する検出手段と、 前記検出手段によってバケットの閉じ動作が検出された
   ときに、前記ワイヤロープの緩みをとるに必要なだけの
   プリテンションを前記ワイヤロープに与えられる圧力の
   圧油を前記油圧ウインチ回路に導入するプリテンション
   油圧回路と、 前記検出手段によってバケットの閉じ動作が検出された
   ときに前記ブレーキ装置の作動を解除する解除手段とを
   備えたことを特徴とする掘削機のロープ緩み防止装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載のロープ緩み
   防止装置において、 前記解除手段は前記ブレーキ装置にその作動を解除する
   ための圧油を供給するかしないかを切換えるブレーキ制
   御弁を含み、 前記プリテンション回路から前記ウインチ回路に導入さ
   れる圧油で前記ブレーキ制御弁を操作して前記ブレーキ
   装置の作動を解除することを特徴とする掘削機のロープ
   緩み防止装置。