JP3023449B2 - 作業機の操作速度切換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、アタッチメント
を組換えて使用する建設作業機の操作速度切換装置の技
術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】アタッチメントを組換えて使用する建設
作業機では、低速で操作するアタッチメントと高速で操
作するアタッチメントを組換えて使用する場合がある。
この様な作業機では低速の油圧回路で高速アタッチメン
トを操作すると操作速度が遅く、作業効率が落ちるのみ
でなく、オペレータもいらいらする。また、逆に低速ア
タッチメントを高速の油圧回路で操作すると操作が不安
定になり不便である。そこで、従来はアタッチメントの
シリンダライン上に手動可変絞りを設け適正な速度にな
るよう調整していた。また、操作速度を切り換える油圧
回路も提案されている。例えば、特開平７−３１０３３
７号公報、特開平７−３１０３３８号公報に超ロングア
タッチメントとバックホー用アタッチメントを組換えて
使用する油圧作業車の油圧回路が記載されている。

【０００３】以下、特開平７−３１０３３７号公報記載
の油圧回路について述べる。この作業機は下部走行体と
上部旋回体を備えた作業車両のフロント部に長尺形のブ
ームを有する複数個のブームを順次連結し、その先端側
のブーム先端にアームを連結し、そのアームの先端に破
砕機を連結し、上記複数個のブーム、アーム、破砕機を
それぞれ油圧シリンダにより前後方向に屈折回動できる
ようにした超ロングアタッチメントを取付ける建設機械
に関するものである。この建設機械は少なくとも１つの
ブームを取外してバックホー用アタッチメントに組換え
て使用する油圧回路を備えている。

【０００４】この作業機に使用されている油圧回路は、
所定のアクチュエータを制御する切換弁を２つのグルー
プＡ、Ｂに分け、そのＡ、Ｂグループにそれぞれ第１、
第２ポンプから圧油を供給するようにし、また各グルー
プでは走行モータ制御用切換弁をグループの最前列に設
け、これと他のアクチュエータ制御用切換弁をタンデム
に連結し、他のアクチュエータはそれぞれ並列に連結し
ている。上記Ａ、Ｂグループ以外の他アクチュエータ用
切換弁は２つのグループのいずれかの側から圧油を供給
するように構成している。

【０００５】上記油圧回路は、さらに、複数個のブーム
シリンダのうち少なくとも１つのブームの取外し状態時
にＡグループ内のアームシリンダとＢグループ内の第１
ブームシリンダに対する合流を行うために以下の油圧回
路を付加している。即ち、アームシリンダの合流側油室
とＢグループの圧油供給回路とをアーム合流用パイロッ
ト開閉弁を介して連通すると共に、そのアーム合流用パ
イロット開閉弁のパイロットポートとアームシリンダ制
御用パイロット切換弁の合流作動側パイロットポートと
をパイロット管路によって連通し、また第１ブームシリ
ンダの合流側油室とＡグループの圧油供給回路とをブー
ム合流用パイロット開閉弁を介して連通し、さらに、ブ
ーム合流用パイロットポートと第１ブームシリンダ制御
用パイロット切換弁の合流作動側パイロットポートをパ
イロット管路により連結し、上記両パイロット管路にそ
れぞれセレクタバルブを介設している。

【０００６】この作業機は操作速度の切換を以下のよう
にして行っている。即ち、超ロングアタッチメントを取
付けているときは両方のセレクタバルブを遮断状態にし
ておき、超ロングアタッチメントをゆっくりと低速で屈
折回動させる。また、バックホー用アタッチメントに組
換えしたときは両方のセレクタバルブを開通状態に切り
換え、アームの作動速度を所定の遅い速度に切り換え
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来は手動絞りバルブまたは手動のセレクタバルブを使
用しているため、アタッチメントを組換える度毎に複数
のバルブを手動で操作しなければならず、操作が煩雑で
あるという問題、さらには、一部のバルブの調整または
切換操作を忘れたりすると事故または故障も起こるかも
知れないという問題があった。本発明は上記問題を解消
し、速度モードの切換操作が簡単で安全な操作速度切換
装置を提供することを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の装置は、アームシリンダ用第１方向
切換弁の上流側第１入力ポートを第１油圧ポンプにチェ
ック弁を介して配管接続し、ブームシリンダ用第２方向
切換弁の上流側第１入力ポートを第２油圧ポンプにチェ
ック弁を介して配管接続し、該第１及び第２方向切換弁
の第２入力ポートを各々油タンクに配管接続し、該第１
及び第２方向切換弁の下流側第１、第２出力ポートに各
々アームシリンダの両ポートとブームシリンダの両ポー
トを配管接続すると共に、該第１及び第２方向切換弁の
左右のパイロットポートをリモコン弁のアーム用パイロ
ットポート及びブーム用パイロットポートに各々配管接
続した作業機の油圧回路において、中立状態で油路が連
通する第３入出力ポートを前記各第１及び第２方向切換
弁に設け、該第３入力ポートを各々第１、第２油圧ポン
プに配管接続すると共に該第３出力ポートに各々第１及
び第２合流回路切換弁を介して油タンクに配管接続し、
該第１及び第２合流回路切換弁の上流側管路から分岐油
路を設けて前記第２及び第１方向切換弁の上流側管路に
合流回路を形成するようにチェック弁を介して反対側管
路に配管接続すると共に、前記リモコン弁のアーム用パ
イロットポート及びブーム用パイロットポート管路から
分岐油路を設け、各々第１ソレノイド弁及び第２ソレノ
イド弁を介して各々反対側の第２及び第１合流回路切換
弁のパイロットポートに配管接続すると共に、該第１及
び第２ソレノイドバルブを１個のスイッチでオン・オフ
制御できるようにしたことを特徴としている。この発明
では、１個のスイッチで第１ソレノイドバルブ及び第２
ソレノイドバルブが同時に切り換えられ、それによって
合流油圧切換弁が制御され、アーム用方向切換弁とブー
ム用方向切換弁の各第１入力ポートへの合流回路が制御
される。即ち、１個のスイッチをオンまたはオフするこ
とにより、低速操作モードと高速操作モードが切り換わ
る。

【０００９】また、請求項２に記載の装置は、請求項１
に記載の装置で、前記スイッチはリミットスイッチまた
は近接スイッチで構成し、該スイッチをロックオン及び
ロックオフするロック装置を作業機キャブ内の適宜の箇
所に設けたことを特徴としている。請求項２記載の発明
では、さらに、ロック装置によりモードを固定保持でき
るので、オペレータが知らないうちに、独りでにモード
が切り換わることはない。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面１〜４を参照して本発
明を油圧堀削作業機に適用した実施形態を説明する。図
１は本発明を実施した油圧回路を示す。図２は本発明の
ロック装置を示す。図３は堀削機アタッチメントを取り
付けた作業機を示す。図４はバックホー用アタッチメン
トを取り付けた作業機を示す。

【００１１】図３において、堀削作業機１は、走行車体
２上に上部旋回体３が設けられ、上部旋回体３の前面部
にブーム４が上下方向に回動自在に取り付けられてお
り、ブームシリンダ５により仰伏動作が制御されてい
る。ブーム４の先端には堀削用アタッチメント７が前後
方向（図の左右方向）に回動自在に連結されている。ブ
ーム４にアームシリンダ６の基端が回動自在に取り付け
られており、また、アームシリンダ６の先端は堀削用ア
タッチメント７に回動自在に取り付けられている。アー
ムシリンダ６の伸縮により堀削用アタッチメント７の回
動角度が制御されている。

【００１２】堀削用アタッチメント７は多段式伸縮アー
ム(テレスコアーム）８と先端アーム９に取り付けられ
たバケット１０を具備しており、バケット１０の上下動
はロープ１２を介して昇降シリンダ１１によって制御さ
れている。

【００１３】堀削用アタッチメントを組換えてバックホ
ー用アタッチメントを取り付けた作業機の概略図が図４
に示されている。図４で図３と同じ要素には同一の番号
を付してある。図４で、ブーム４の先端にアーム１５が
上下方向に回動自在に連結されており、さらにアーム１
５の先端にバケット１６が回動自在に取り付けられてい
る。アーム１５の回動はアームシリンダ６によって制御
され、バケットの回動はバケットシリンダ１７によって
制御されている。これらの図から推測できるように、堀
削用アタッチメント７を取り付けた場合のアームシリン
ダ６、ブームシリンダ５を伸縮する操作速度は遅く、バ
ックホー用アタッチメントを取り付けた場合のアームシ
リンダ６、ブームシリンダ５を伸縮する操作速度は速い
ことが要求されることが判る。以下に本装置の操作速度
を切換える油圧回路について説明する。

【００１４】図１においてこの油圧回路１９は、アーム
シリンダ６とブーム５のアクチュエータを制御する制御
ユニット２０と、制御ユニット２０に圧油を供給する油
圧ポンプユニット２１と、制御ユニット２０を遠隔操作
するリモコンユニット２２と、上記のアクチュエータの
操作速度を切換える切換ユニット２３とから構成されて
いる。なお、上記アクチュエータの他に走行用モータ、
旋回モータ等も存在するが、本発明と関連性が薄いの
で、ここでは説明を省略する。

【００１５】制御ユニット２０は、アームシリンダ６を
制御する方向切換弁２６、ブームシリンダ５を制御する
切換弁２５と、合流回路切換弁２７、２８と、合流回路
２９、３０とから構成されている。以下に制御ユニット
２０の詳細を説明する。なお、説明を簡単にするため、
方向切換弁２６の各ポートを左側から順に、第２ポー
ト、第３ポート、第１ポートと呼び、方向切換弁２５の
各ポートを右側から順に、第２ポート、第３ポート、第
１ポートと呼ぶことにする。

【００１６】アームシリンダ６を制御する方向切換弁２
６の下流側第１、第２出力ポートはアームシリンダ６の
イン側ポート（下側ポート）とアウト側ポート（上側ポ
ート）の両ポートに配管接続されており、上流側第１入
力ポートはチェック弁３１を介して第１油圧ポンプ３３
に配管接続されている。また、この第２入力ポートは油
タンク３５に配管接続されている。次に、ブームシリン
ダ５、５を制御する方向切換弁２５の下流側第１ポート
はブームシリンダ５のダウン側ポート（上側ポート）に
配管接続され、第２ポートはチェック弁５１を介してブ
ームシリンダ５のアップ側ポート（下側ポート）に配管
接続されている。方向切換弁２５の上流側第１入力ポー
トはチェック弁３２を介して第２油圧ポンプ３４に配管
接続されており、第２入力ポートは油タンク３５に配管
接続されている。

【００１７】方向切換弁２６、２５は中立状態で連通す
る第３入出力ポートを具備し、各第３入力ポートは油圧
ポンプ３３、３４に配管接続されると共に、第３出力ポ
ートは合流回路切換弁２７、２８を介して油タンク３５
に配管接続されている。合流回路２９は合流回路切換弁
２７の上流側油路から分岐して、チェック弁３７を介し
て方向切換弁２５の第１入力ポート（チェック弁３２の
下流側管路）に合流している。また、合流回路３０は合
流回路切換弁２８の上流側油路から分岐して、チェック
弁３８を介して方向切換弁２６の第１入力ポート（チェ
ック弁３１の下流側管路）に合流している。

【００１８】油圧ポンプユニット２１は、油圧ポンプ３
３、３４とパイロット油圧ポンプ４０とこれらを駆動す
るモータＭから構成される。油圧ポンプ３３、３４は上
記したように方向切換弁２５、２６に配管接続されてお
り、パイロット油圧ポンプ４０はリモコンユニット２２
に配管接続されている。

【００１９】リモコンユニット２２は、アームシリンダ
６の「伸び」（アームイン）を作動するリモコン弁４
１、アームシリンダ６の「縮み」（アームアウト）を作
動するリモコン弁４２とブームシリンダ５の「縮み」
（ブームダウン）を作動するリモコン弁４３、ブームシ
リンダ５の「伸び」（ブームアップ）を作動するリモコ
ン弁４４とから構成されている。リモコン弁４１、４２
の出力ポートは方向切換弁２６の右側パイロットポート
（アームアウト側）、左側パイロットポート（アームイ
ン側）に各々配管接続されている。また、リモコン弁４
３、４４の出力ポートは方向切換弁２５の左側パイロッ
トポート（ブームダウン側）、右側パイロットポート
（ブームアップ側）に各々配管接続されている。

【００２０】さらに、リモコン弁４１、４２の出力ポー
トはシャトル弁４５を介して切換ユニット２３のソレノ
イドバルブ４６に配管接続され、リモコン弁４４の出力
ポートはソレノイドバルブ４７の入力ポートに配管接続
されている。ソレノイドバルブ４６の出力ポートはパイ
ロット油圧が作用したときに合流回路切換弁２８が遮断
状態になるように、合流回路切換弁２８の右側パイロッ
トポートに配管接続されている。また、ソレノイドバル
ブ４７の出力ポートはパイロット油圧が作用したときに
合流回路切換弁２７が遮断状態になるように、合流回路
切換弁２７の左側パイロットポートに配管接続されてい
る。ソレノイドバルブ４６、４７の各ソレノイドはスイ
ッチ４８を介して直流電源４９に並列接続されている。
なお、ソレノイドの配線接続は並列接続に限るものでは
なく直列接続にしてもよい。

【００２１】図２に本実施形態のロック装置５１の側面
概略図を示す。ロック装置５１はキャブ内に設けられた
取付板５２の適宜の位置に設けられている。取付板５２
上に取付部材５３が設けられ、この取付部材５３に枢軸
５４が設けられ、枢軸５４にロック部材５５が上下方向
に回動自在に取り付けられている。ロック部材５５の下
側中央部に切欠５７が設けられており、切欠５７は停止
用ピン５８と嵌合して操作ペダルの回動を制限する（図
の実線の位置）。また、停止用ピン５８は操作ペダル５
６に固設されている。また、ロック部材５５は操作ペダ
ル５６に固設された停止部材６５の上面と当接して回動
を制限する停止部が設けられている（図の鎖線の位
置）。ロック部材５５は、さらに、スプリング５９が取
付けられており、これによって図の実線の位置または鎖
線の位置のいずれかで停止するように構成されている。

【００２２】スイッチ４８を内部に設けたプラグ６０が
固定部材に固設されている。スイッチ４８は、ロック部
材５５が実線の位置で停止したときにロック部材５５の
右側下端部に設けられた被検出体６１を検出してスイッ
チがオン状態になるように近接スイッチから構成されて
いる。近接スイッチ４８のオン・オフ信号は電気コード
６３に接続されたプラグ６４を介して直流電源４９とソ
レノイドバルブ４６、４７のソレノイドとの間の接続を
オン・オフ制御している。近接スイッチ４８は磁気を利
用した磁気センサーまたは光を利用した光センサーを用
いて構成されている。なお、近接スイッチ４８の代わり
にリミットスイッチを使用してもよい。

【００２３】本実施形態は以上のように構成されている
ので以下のように作動する。まず、堀削アタッチメント
を作業機に取り付けて、アームシリンダ６、ブームシリ
ンダ５を低速で操作したいときはロック部材５５を前側
に倒し鎖線の位置に停止させる。この操作により、スイ
ッチ４８はオフ状態となり、ソレノイドバルブ４６、４
７は何れも遮断状態になる。このとき、ロック解除の状
態となって操作ペダル５６が回動自在となり、テレスコ
アームが操作可能となる。

【００２４】従って、リモコン弁４１を作動させるとパ
イロット油圧が方向切換弁２６の右側パイロットポート
に流れ、油圧ポンプ３３からの圧油がチェック弁３１、
方向切換弁２６を経てアームシリンダのイン側（下側）
ポートに流れ、同時にアームシリンダ６のアウト側（上
側）ポートからの圧油が方向切換弁２６を経て油タンク
３５に還流する。これにより、アームシリンダが上方に
伸長する。また、逆に、リモコン弁４２を作動させたと
きは油圧ポンプ３３からの圧油流れは方向切換弁２６に
より流れ方向が逆になり、アームシリンダは下方に短縮
する。

【００２５】リモコン弁４３を作動させるとパイロット
油圧が方向切換弁２５の左側パイロットポートに流れ、
油圧ポンプ３４からの圧油がチェック弁３２、方向切換
弁２５を介してブームシリンダ５のダウン側（上側）ポ
ートに流れ、同時にブームシリンダ５の下側ポートから
の圧油が減圧弁５２を経て油タンク３５に還流する。こ
れにより、ブームシリンダは下方に短縮し、ブーム４は
下方向に回動する。また、リモコン弁４４を作動させる
とパイロット油圧が方向切換弁２５の右側ポートに流
れ、油圧ポンプ３４からの圧油れの流れ方向は逆にな
り、ブームシリンダ５は伸長し、ブーム４は上方向に回
動する。

【００２６】次に、アタッチメントをバックホー用アタ
ッチメントに組換えてアーム１５及びブーム４を高速で
操作させたいとき、即ち、高速操作モードを使用したい
ときはロック部材５５を手前側に倒しロック状態にする
（図２の実線の位置）。この操作によって、スイッチ４
８がオン状態になり、ソレノイドバルブ４６、４７のソ
レノイドに電流が流れ、ソレノイドバルブ４６、４７を
導通状態にする。このときは、操作ペダルがロックさ
れ、伸縮アーム作業が不能となるが、バックホー用アタ
ッチメントでは伸縮アームは存在しないので支障はな
い。

【００２７】従って、リモコン弁４１、４２の何れかを
作動させ、リモコン弁４３、４４を作動しないときは、
リモコン弁４１または４２からのパイロット油圧がシャ
トル弁４５、ソレノイドバルブ４６を介して合流回路切
換弁２８の右側パイロットポートに流れ、合流回路切換
弁２８を遮断状態にする。リモコン弁４３、４４は作動
されていないので、方向切換弁２５は中立状態にあり、
油圧ポンプ３４からの圧油は方向切換弁２５の第３入出
力ポート、チェック弁３８を介して合流回路３０により
方向切換弁２６の第１入力ポートに（チェック弁３１の
下流側油路に）合流する。このため圧油流量が増大し、
アームシリンダ６の操作速度が速くなる。

【００２８】次に、リモコン弁４１及び４２を作動させ
ないでリモコン弁４４を作動させたときは、リモコン弁
４４からのパイロット油圧はソレノイドバルブ４７を介
して合流回路切換弁２７の左側パイロットポートに作動
して、合流回路切換弁２７を遮断状態にする。これによ
り、油圧ポンプ３３からの圧油は方向切換弁２６の第３
入出力ポート、チェック弁３７を介して合流回路２９に
より方向切換弁２５の第１入力ポートに（チェック弁３
２の下流側油路に）合流する。従って、リモコン弁４４
を作動させるとき、即ち、ブーム４を上方向に回動させ
るときは操作速度が速くなる。

【００２９】以上に説明したように、この実施形態の装
置では、テレスコアーム操作ペダル５６のロック部材５
５を前側に倒すだけで、高速モードから低速モードに操
作モードが切換わる。従って、操作モードの切換が容易
で、かつ、切換操作は単一操作であるので、切換の一部
操作を忘れたりすることがないので安全な操作ができ
る。バックホー作業時はテレスコ操作が不要であるので
ロック状態とする。このときロック状態で高速仕様に切
換わる。すなわち、操作対象により速度が切換わる。

【００３０】以上、この発明の実施形態および実施例を
図面により詳細に説明してきたが、具体的な構成は以上
の説明又は例示されたものに限られるものではなく、こ
の発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても
この発明に含まれる。例えば、アームシリンダ用及びブ
ームシリンダ用第１方向切換弁は単一に限るものではな
く、複数個をタンデムに連結してもよい。また、シャト
ル弁４５は両方に設けてた場合も、両方とも設けない場
合も本発明の範囲に含まれる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、１つのスイッチをオン・オフするだけ
で、操作モードが切換わるので、操作が容易になるとい
う効果が得られる。請求項２記載の発明では、各操作モ
ードが保持されるので、操作が安全であるという効果が
さらに得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を実施した油圧回路の構成図を示す。

【図２】 本発明を実施したロック装置の側面図を示
す。

【図３】 堀削機アタッチメントを取り付けた作業機を
示す。

【図４】 バックホー用アタッチメントを取り付けた作
業機を示す。

【符号の説明】

５ ブームシリンダ ６ アームシリンダ ２５ 方向切換弁（ブームシリンダ用
第２方向切換弁） ２６ 方向切換弁（アームシリンダ用
第１方向切換弁） ２７、２８ 合流回路切換弁 ２９、３０ 合流回路 ３１、３２、３７、３８ チェック弁 ３３、３４ 第１、第２油圧ポンプ ３５ 油タンク ４１、４２ アーム用リモコン弁 ４３、４４ ブーム用リモコン弁 ４６、４７ 第１、第２ソレノイドバルブ ４８ スイッチ ５１ ロック装置

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アームシリンダ用第１方向切換弁の上流
   側第１入力ポートを第１油圧ポンプにチェック弁を介し
   て配管接続し、ブームシリンダ用第２方向切換弁の上流
   側第１入力ポートを第２油圧ポンプにチェック弁を介し
   て配管接続し、該第１及び第２方向切換弁の第２入力ポ
   ートを各々油タンクに配管接続し、該第１及び第２方向
   切換弁の下流側第１、第２出力ポートに各々アームシリ
   ンダの両ポートとブームシリンダの両ポートを配管接続
   すると共に、該第１及び第２方向切換弁の左右のパイロ
   ットポートをリモコン弁のアーム用パイロットポート及
   びブーム用パイロットポートに各々配管接続した作業機
   の油圧回路において、 中立状態で油路が連通する第３入出力ポートを前記各第
   １及び第２方向切換弁に設け、該第３入力ポートを各々
   第１、第２油圧ポンプに配管接続すると共に該第３出力
   ポートに各々第１及び第２合流回路切換弁を介して油タ
   ンクに配管接続し、該第１及び第２合流回路切換弁の上
   流側管路から分岐油路を設けて前記第２及び第１方向切
   換弁の上流側管路に合流回路を形成するようにチェック
   弁を介して各々反対側管路に配管接続すると共に、前記
   リモコン弁のアーム用パイロットポート及びブーム用パ
   イロットポート管路から分岐油路を設け、各々第１ソレ
   ノイド弁及び第２ソレノイド弁を介して各々反対側の第
   ２及び第１合流回路切換弁のパイロットポートに配管接
   続すると共に、該第１及び第２ソレノイドバルブを１個
   のスイッチでオン・オフ制御できるようにしたことを特
   徴とする作業機の操作速度切換装置。
2. 【請求項２】 前記スイッチはリミットスイッチまたは
   近接スイッチで構成し、該スイッチをロック・オン及び
   ロック・オフするロック装置を作業機キャブ内の適宜の
   箇所に設けたことを特徴とする請求項１に記載の作業機
   の操作速度切換装置。