JP3562730B2 - 油圧ショベルの作業機振動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、油圧ショベルの振動装置に係り、特に作業機の掘削作業時または転圧作業時の振動モードの切換えを容易にする振動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の油圧振動杭打機の振動装置の先行技術として、例えば、特開昭５７−４００２５号公報においては、図１６に示すように、油圧振動杭打機が上下に振動する把持装置１０２であって、方向切換弁１０７を切換えると、流量調整弁１０５により所定の流量に制御された発振用圧油供給部１０９の圧油が管路１１０を介して油圧モータ１０３に流入し、油圧モータ１０３は所定の回転数で回転する。したがって、振動切換弁１０４が油圧モータ１０３の回転数に応じた振動数で作動し、方向切換弁１０６を切換えると、振動切換弁１０４の振動によって圧油供給部１０８から圧油が管路１１１を介してシリンダ１００に流入する圧油の方向が交互に切換えられるのでシリンダ１００，ピストン１０１が振動を開始する技術が記載されている。この振動装置はピストンを上下に作動させて振動させるものである。
【０００３】
また、油圧ショベル作業機振動装置の他の先行技術として、例えば、実開昭６２−６０６５８号公報においては、バイブレーションモードを指示するスイッチ手段と、このスイッチ手段によってバイブレーションモードが指示された際に、作業機駆動用アクチュエータに間欠的に圧油を供給する手段とを備えたものが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１６に示す特開昭５７−４００２５号公報による振動装置では、ピストン１０２を上下に振動制御させるのみである。また、実開昭６２−６０６５８号公報による振動装置によると作業機シリンダの上げ側の振幅と下げ側の振幅を一定に制御するものである。これらの先行技術は、地盤の締固め位置が変化する不整地の転圧振動作業では空打ちして振動を充分に与えることができないとの問題がある。
【０００５】
ところで、油圧シヨベルは道路工事等の掘削作業や転圧作業に多く用いられている。
掘削作業において、軟らかい土砂の場合はバケットとアームの複合操作で掘削作業を行っているが、固い土砂の場合はバケットやアームまたはブームに振動を与えて土砂をほぐしてから掘削作業を行っている。
また、転圧作業においては、バケットを用いて道路に撒いた土砂の締固めを行っている。
これらの作業はいずれも平坦な地盤では作業機（ブーム、アーム、バケット）に一定の振動を与えることにより作業が可能であるが、傾斜のついた地盤または不整地では締固め位置が変化するので空打ちして振動を充分に与えることができないとの問題がある。
【０００６】
このように、各種土質、地形等に応じた土木作業における油圧ショベルの作業機振動装置が必要となっている。
【０００７】
また、油圧ショベルの作業機を振動させながら作業を行うと作業機（ブーム、アーム、バケット）全体が振動し、特にブームからの振動が上部旋回体に伝わり乗り心地が悪い。また、振動による作業機の亀裂発生が起こる問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたもので、油圧ショベル等の建設車両を用いて、各種土質、地形に応じた土木作業における掘削作業、転圧作業等の振動作業を効率的に行う作業機振動装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る油圧ショベルの作業機振動装置は、油圧シヨベルのブーム、アーム、バケット等から成る作業機を振動せしめる作業機用アクチュエータあるいは振動用アクチュエータの振動装置であって、油圧源からの圧油の方向を連続的に切換える回転式振動弁と、この回転式振動弁により切換えられた圧油を連続して一方向に、あるいは圧油の流れを交互に切換える位置を有する振動モード切換弁を設けた構成としたものである。
この回転式振動弁から吐出される圧油の方向が連続的に切換えられて、この圧油を振動モード切換弁にて更に圧油の方向を切換えることにより油圧ショベルの作業機用アクチュエータを一方向の振動あるいは往復振動のいずれかに選択可能としたものである。
【００１０】
また、上記構成において、油圧源から作業機用アクチュエータのうちの少なくとも一つのアクチュエータへ圧油の供給をパイロット弁からのパイロット圧で切換わるように制御する第２方向切換弁と、回転式振動弁および振動モード切換弁を介して振動用アクチュエータに供給する油圧源からの圧油を制御する第１方向切換弁から成る構成としたものである。
【００１１】
更に、上記構成において、油圧源から作業機用アクチュエータのうちの少なくとも一つのアクチュエータへ圧油の供給をパイロット弁からのパイロット圧で切換わるように制御する第２方向切換弁と、回転式振動弁および振動モード切換弁を介して作業機用アクチュエータのうちの少なくとも一つのアクチュエータに供給する油圧源からの圧油を制御する第１方向切換弁から成る構成とすることができる。
【００１２】
また、上記構成において、少なくとも一つのアクチュエータがバケット用アクチュエータに供給する油圧源からの圧油を制御する第１方向切換弁から成る構成としても良い。
【００１３】
更に、上記構成において、第１方向切換弁は、振動モード切換手段からの信号を受けて切換わる構成としたものである。
【００１４】
また、上記構成において、回転式振動弁を駆動する油圧モータと、油圧源からの圧油の供給を制御する油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁と、この油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁からの供給流量を調整する流量調整弁とを設け、この流量調整弁からの所定の流量により油圧モータを回転せしめると共に、この油圧モータの回転数に応じて回転式振動弁の振動周波数を制御する構成としたものである。
【００１５】
そして、上記構成において、油圧源からブーム用アクチュエータへ圧油の供給を制御する第２方向切換弁と、このブーム用アクチュエータの油室に、アキュムレータと、切換弁を接続すると共に、この第２方向切換弁と、切換弁とをパイロット弁からのパイロット圧信号あるいは振動モードスイッチからの電気信号により切換わる構成としたものである。
【００１６】
更に、油圧シヨベルのブーム、アーム、バケット等から成る作業機を振動せしめる振動用アクチュエータの作業機振動装置において、油圧源からの圧油の方向を連続的に切換える回転式振動弁と、この回転式振動弁により切換えられた圧油を連続して一方向に切換える位置を有する振動モード切換弁と、回転式振動弁および振動モード切換弁を介して振動用アクチュエータに供給する油圧源からの圧油を制御する方向切換弁と、回転式振動弁を駆動する油圧モータと、油圧源からの圧油の供給を制御する油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁とを設け、作業機用アクチュエータのうちの少なくとも一つのアクチュエータの駆動圧力を検出する油圧スイッチからの信号を受けて、油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁、方向切換弁、および振動モード切換弁とを切換える油圧信号を送る電磁式切換弁に制御信号を発信する制御手段を備え、油圧源から振動用アクチュエータへ圧油の供給を制御する構成とすることができる。
また、油圧シヨベルのブーム、アーム、バケット等から成る作業機を振動せしめる振動用アクチュエータの作業機振動装置において、油圧源からの圧油の方向を連続的に切換える回転式振動弁と、この回転式振動弁により切換えられた圧油を連続して一方向に切換える位置を有する振動モード切換弁と、回転式振動弁および振動モード切換弁を介して振動用アクチュエータに供給する油圧源からの圧油を制御する方向切換弁と、回転式振動弁を駆動する電気モータと、作業機用アクチュエータのうちの少なくとも一つのアクチュエータの駆動圧力を検出する油圧スイッチからの信号を受けて、方向切換弁、振動モード切換弁、および電気モータとを切換える電気信号を発信する制御手段を備え、油圧源から振動用アクチュエータへ圧油の供給を制御する構成とすることができる。
【００１７】
【作用】
上記構成によれば、油圧ショベルの作業機用アクチュエータまたは振動用アクチュエータのピストンの往復振動させる転圧モードあるいは一方向に振動させる掘削モードが任意に選択することが可能となったので、油圧ショベルの各種作業の中で、土木工事等の固い土砂の場合はバケットやアームまたはブームに振動を与えて土砂をほぐしてから掘削作業が容易に行うことが可能となり、また、傾斜のついた地盤または不整地においても締固めが容易になり、転圧作業が容易に行うことが可能となった。
【００１８】
また、振動作業中に地盤の位置が下がっても一方向に振動させる掘削モードで作業することにより、空打ちを防止することが可能となる。
このように、各種土質、地形等に応じた土木作業における油圧ショベルの作業機に振動を与えて掘削作業や転圧作業が容易となり作業性が向上する。
【００１９】
更に、油圧ショベルの作業機用アクチュエータに発生する振動をアキュムレータにより振動抑制するようにしたので、油圧ショベルの安定性および信頼性が向上する。
【００２０】
そして、振動用アクチュエータを設けて、他の作業機用アクチュエータの駆動圧を検出して、他の作業機用アクチュエータが駆動中は振動用アクチュエータを連動させて自動振動させるようにしたので作業性が向上する。
【００２１】
【実施例】
以下に、本発明に係る油圧ショベルの振動装置の一実施例を図１乃至図１３を参照して説明する。
【００２２】
本発明に係る油圧ショベルの構造と、転圧作業、掘削作業について、図１にて説明する。油圧ショベル１の下部走行体２は図示しない走行モータの駆動により走行自在となっている。この下部走行体２の上に図示しない旋回モータの駆動により旋回可能な上部旋回体３が設けられており、上部旋回体３に作業機が装着されており、この作業機のブーム４が図示しないブラケットにより取着されている。作業機はブーム４，アーム６，バケット８，複数の油圧アクチュエータ５，７，９，チルトレバー９ｈ，リンク９ｊからなっている。ブーム４はブーム用アクチュエータ５の駆動により上下揺動自在となっている。このブーム４の先端にはアーム６が取着されており、このアーム６はアーム用アクチュエータ７の駆動により上下揺動自在となっている。また、このアーム６の先端にはバケット８が取着されており、バケット用アクチュエータ９の一端とチルトレバー９ｈの一端を連結し、このチルトレバー９ｈの他端はアーム６と連結すると共に、このチルトレバー９ｈはバケット用リンク９ｊを介してバケット８に連結されている。このようにバケット８はバケット用アクチュエータ９の駆動により回動自在となっている。この図に示すように、ブーム、アーム、バケット用の各アクチュエータ５，７，９のピストンの少なくともいずれかを往復振動あるいは一方向の振動を与えることにより地盤の土砂をほぐして掘削作業あるいは土砂を締固める転圧作業を行うことが可能となっている。尚、図９にて後述する上記バケット用リンク９ｊに換えて振動用アクチュエータ３０を装着することは可能となっている。
【００２３】
本発明の油圧ショベルの作業機振動装置の油圧回路の第１実施例について、図２乃至図６にて詳述する。
先ず第２図に示す油圧源１０ａは第１方向切換弁１１に接続している。第１方向切換弁１１は管路１８ａ，管路１８ｂにより回転式振動弁１５に接続し、この回転式振動弁１５の下流側に振動モード切換弁１７を配設している。この振動モード切換弁１７は管路１８ｅにより作業機用アクチュエータ５，７，９のボトム油室５ａと接続している。また振動モード切換弁１７は管路１８ｄにより作業機用アクチュエータ５，７，９のヘッド油室５ｂに接続している。
【００２４】
油圧源１０ｂは第２方向切換弁１３に接続している。第２方向切換弁１３は管路１９ａを介して管路１８ｅに接続している。また第２方向切換弁１３は管路１９ｂを介して管路１８ｄに接続している。
【００２５】
油圧源２０は油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁１２と接続している。この油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁１２は管路１２ｂにより流量調整弁１６に接続している。流量調整弁１６は管路１２ｄにより油圧モータ１４に接続されている。この油圧モータ１４は回転式振動弁１５を回転可能に連結している。１２ｃは戻り管路である。
【００２６】
次に、前記第１，第２方向切換弁１１，１３，油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁１２，振動モード切換弁１７のパイロット操作回路について説明する。
【００２７】
油圧源２０はパイロット弁２１ａ，２１ｂと接続している。振動モード切換手段２１の操作部材２１ｃは、パイロット弁２１ａ，２１ｂと接続している。このパイロット弁２１ａはパイロット管路２２と接続している。このパイロット管路２２は分岐管路２２ａに接続している。この分岐管路２２ａは第１方向切換弁１１の操作部１１ａに接続している。またパイロット管路２２は振動モード切換弁１７の操作部１７ａと接続している。前記パイロット弁２１ｂはパイロット管路２３と接続している。このパイロット管路２３は分岐管路２３ａと接続している。この分岐管路２３ａは第１方向切換弁１１の操作部１１ｂに接続している。このパイロット管路２３は振動モード切換弁１７の操作部１７ｂと接続している。
【００２８】
このパイロット管路２２，２３は分岐管路２２ｂ，２３ｂを有している。この分岐管路２２ｂと分岐管路２３ｂ間にシャトル弁２５を接続している。このシャトル弁２５はパイロット管路２４により油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁１２の操作部１２ａに接続している。
【００２９】
パイロット用油圧源２０はパイロット弁２４ａ，２４ｂに接続している。操作レバー２６はパイロット弁２４ａ，２４ｂに接続している。このパイロット弁２４ａはパイロット管路２８ａに接続している。このパイロット管路２８ａは第２方向切換弁１３の操作部１３ａに接続している。パイロット弁２４ｂはパイロット管路２８ｂと接続している。このパイロット管路２８ｂは第２方向切換弁１３の操作部１３ｂに接続している。２７はタンクである。
【００３０】
図３乃至図８は第１実施例の回転式振動弁１５と振動モード切換弁１７の断面図について説明する。図２と同一符号を付した部品は共通でありここでは説明を詳略する。
【００３１】
先ず図３に示す油圧モータ１４の駆動軸１４ａは回転式振動弁１５のロータ１５ｈとスプライン１４ｂにより結合している。このロータ１５ｈの外周に図４，図５で説明する複数の通路孔１５ａ〜１５ｄを有している。この回転式振動弁１５の下流側に振動モード切換弁１７を配設している。この振動モード切換弁１７の両端に操作部１７ａ，１７ｂを設けている。
この図は第１方向切換弁１１と振動モード切換弁１７にパイロット圧が作用していない状態を示し、振動モード切換弁１７のスプール１７ｇは中立位置にある。このスプール１７ｇが中立位置にある時は、この振動モード切換弁１７の通路１７ａ，１７ｂ，１７ｃと通路１７ｄ，１７ｅ，１７ｆは閉じた状態にある。
第１方向切換弁１１は管路１８ａにより回転式振動弁１５の通路１５ａに接続している。油圧モータ１４は駆動されていない状態を示し、作業機用アクチュエータ５，７，９は停止状態を示す。
【００３２】
図４乃至図７は第１実施例の回転式振動弁１５と振動モード切換弁１７の作動状態を示す断面図である。
【００３３】
先ず図４に示す油圧モータ１４が駆動状態にあって、回転式振動弁１５がｂ位置にある時、振動モード切換弁１７の操作部１７ｂと第１方向切換弁１１の操作部１１ｂにパイロット圧が作用している時は、このパイロット圧により第１方向切換弁１１はｂ位置に切換わっている。このパイロット圧により振動モード切換弁１７はｂ位置に切換わっている。これらの第１方向切換弁１１と振動モード切換弁１７がｂ位置に切換わっている時は、通路１５ａと通路１５ｂが連通している。
この通路１５ｂは振動モード切換弁１７の通路１７ｂと通路１７ｅに連通している。この通路１７ｅから管路１８ｄを介して作業機用アクチュエータ５，７，９のヘッド油室５ｂに接続している。この作業機用アクチュエータ５，７，９のボトム油室５ａは管路１８ｅと接続している。管路１８ｅは振動モード切換弁１７の通路１７ｄと接続している。この通路１７ｄと通路１７ａが連通し、通路１７ａから回転式振動弁１５の通路１５ｃが連通している。この通路１５ｃと通路１７ｃが連通し、通路１７ｃと通路１７ｆが連通している。この通路１７ｆは、管路１８ａを介してタンク２７と接続している。
【００３４】
図５に示す回転式振動弁１５がａ位置にある時は、振動弁１５の通路１５ａと通路１５ｄが連通している。この通路１５ｄと通路１７ａが連通し、通路１７ａから通路１７ｄが連通している。通路１７ｄから管路１８ｅを介して作業機用アクチュエータ５，７，９のボトム油室５ａに接続している。この作業機用アクチュエータ５，７，９のヘツド油室５ｂは管路１８ｄと接続している。この管路１８ｄと通路１７ｅが接続されている。通路１７ｅと通路１７ｂが連通し、通路１７ｂから通路１７ｃが連通している。この通路１７ｃと通路１７ｆが連通し、通路１７ｆは、管路１８ａを介してタンク２７と接続している。
【００３５】
次に図６に示す回転式振動弁１５がａ位置にある時は、第１方向切換弁１１と振動モード切換弁１７がａ位置に切換わっても回転式振動弁１５の通路１５ａ，通路１５ｂと振動モード切換弁１７の通路１７ｅ〜１７ｆのいずれとも繋がっていない。
【００３６】
図７に示す回転式振動弁１５がｂ位置にある時、および第１方向切換弁１１と振動モード切換弁１７がａ位置に切換わっている時は、振動弁１５の通路１５ａと通路１５ｄが連通している。この通路１５ｄと通路１７ａが連通し、通路１７ａと通路１７ｄが連通している。この通路１７ｄから管路１８ｅを介して作業機用アクチュエータ５，７，９のボトム油室５ａに接続している。この作業機用アクチュエータ５，７，９のヘツド油室５ｂは管路１８ｄと接続している。この管路１８ｄと通路１７ｅが接続されている。通路１７ｅと通路１７ｆが連通し、通路１７ｆから管路１８ｂを介してタンク２７と接続している。
【００３７】
図８は、図６で説明した振動モード切換弁１７の他の実施例である。この振動モード切換弁１７のスプール１７ｇに絞り１７ｈを設けている。作業機用アクチュエータ５，７，９のボトム油室５ａは、管路１８ｅを介して通路１７ｄに連通すると共に、通路１７ｄは通路１５ｃと連通し、この通路１５ｃから通路１７ｃに連通している。通路１７ｃは絞り１７ｈを介して通路１７ｅに連通している。この通路１７ｅと通路１７ｆが連通し、この通路１７ｆから管路１８ｂを介してタンク２７と接続している。
【００３８】
上記図２で説明した第１実施例の構成によれば、油圧ショベルの作業機に振動を与えて掘削モードにて作業を行う時は、振動モード切換手段２１の操作部材２１ｃを掘削側に操作すると第１方向切換弁１１と振動モード切換弁１７がａ位置に切換わる。油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁１２もａ位置に切り換わって油圧源２０からの圧油は流量調整弁１６を介して油圧モータ１４に流入し、回転を開始する。この油圧モータ１４の回転数は流量調整弁１６の開口度により増減するようになっており図示しない制御手段で調整可能となっている。
この油圧モータ１４の回転数に応じた振動数で回転式振動弁１５は矢印に示す方向にａ位置とｂ位置を交互に連続的に作動する。油圧源１０からの圧油は第１方向切換弁１１のａ位置から管路１８ａを通って回転式振動弁１５から断続的に吐出され、振動モード切換弁１７のａ位置から管路１８ｅを通って作業機用アクチュエータ５，７，９のボトム油室５ａに断続的に供給される。この時、作業機用アクチュエータ５，７，９のヘッド油室５ｂの油は管路１８ｄから管路１８ｂを通ってタンク２７へドレーンされる。
このようであるから、作業機用アクチュエータ５，７，９は一方向の振動の発生が可能となり、土木作業における固い地盤の土砂に振動を与えて掘削を容易に行うことが可能となる。
【００３９】
また、油圧ショベルの作業機に振動を与えて転圧モードにて作業を行う時は、振動モード切換弁２１の操作部材２１ｃを転圧側に操作すると第１方向切換弁１１と振動モード切換弁１７がｂ位置に切換わる。上記と同様に油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁１２もａ位置に切り換わって油圧源２０からの圧油は流量調整弁１６を介して油圧モータ１４に流入し、回転を開始する。この油圧モータ１４の回転数に応じた振動数で回転式振動弁１５は矢印に示す方向にａ位置とｂ位置を交互に連続的に作動する。
この回転式振動弁１５のａ位置とｂ位置を交互に連続的に作動する状態において、振動モード切換弁１７のｂ位置は３ポートとなっているので油圧源１０からの圧油は管路１８ｂから管路１８ｃを介して管路１８ｄから作業機用アクチュエータ５，７，９のヘッド油室５ｂに供給されるのと、圧油は管路１８ｂから管路１８ｃを介して管路１８ｅからボトム油室５ａに供給されるのが連続的に切換えが行われるので作業機用アクチュエータ５，７，９のピストンは往復の振動の発生が可能となり、土木作業における土砂に振動を与えて締固める転圧を容易に行うことが可能となる。
【００４０】
また、操作レバー２６を矢印に示すアクチュエータの伸長側または短縮側に操作することにより油圧源２０からのパイロット圧はパイロッ弁２４ａ，または２４ｂから第２方向切換弁１３の操作部１３ａ，または１３ｂに作用し、この第２方向切換弁１３は中立位置ｎからａ位置またはｂ位置に切換わり、この第２方向切換弁１３からの吐出する圧油によって作業機用アクチュエータ５，７，９の駆動が可能となつている。この操作レバー２６の操作によって通常の作業機用アクチュエータ５，７，９の駆動が可能となっている。
【００４１】
このようであるから、振動モード切換手段２１を掘削側または転圧側に操作することにより作業機用アクチュエータ５，７，９を掘削モードあるいは転圧モードによる振動が可能となっている。また、操作レバー２６の操作によって作業機用アクチュエータ５，７，９の伸縮が可能となっており、このアクチュエータ５，７，９による油圧ショベルの通常の作業を行うことができる。
【００４２】
上記図２の第１実施例の第１方向切換弁１１，回転式振動弁１５，振動モード切換弁１７の作動を更に図３〜図７の断面図にて詳細説明する。また、図８の他の実施例の作動を説明する。
【００４３】
先ず図３に示す第１方向切換弁１１と振動モード切換弁１７にパイロット圧が作用していない状態であって、振動モード切換弁１７のスプール１７ｃは中立位置にある。このスプール１７ｃが中立位置にある時は、この振動モード切換弁１７の通路１７ａ，１７ｂ，１７ｃと通路１７ｄ，１７ｅ，１７ｆは閉じた状態にあり中立状態を示す。
【００４４】
図４は転圧モードの作動状態を示すものである。図に示す油圧モータ１４が駆動状態にあって、回転式振動弁１５がｂ位置にある時は、振動モード切換弁１７の操作部１７ｂと第１方向切換弁１１の操作部１１ｂにパイロット圧が作用して、このパイロット圧により第１方向切換弁１１はｂ位置に切換わっている。このパイロット圧により振動モード切換弁１７はｂ位置に切換わっている。これらの第１方向切換弁１１と振動モード切換弁１７がｂ位置に切換わっている時は、通路１５ａと通路１５ｂが連通しており、油圧源１０ａからの圧油は通路１５ｂを介して振動モード切換弁１７の通路１７ｂから通路１７ｅを通って、管路１８ｄから作業機用アクチュエータ５，７，９のヘツド油室５ｂに流入し、この作業機用アクチュエータ５，７，９を短縮せしめる。この状態から図５に示す回転式振動弁１５がａ位置に切換わった時は、振動弁１５の通路１５ａと通路１５ｄが連通しており、油圧源１０ａからの圧油は通路１５ｄを介して振動モード切換弁１７の通路１７ａから通路１７ｄを通って、管路１８ｅから作業機用アクチュエータ５，７，９のボトム油室５ａに流入し、この作業機用アクチュエータ５，７，９を伸長せしめる。このように回転式振動弁１５がａ位置とｂ位置を交互に切換えることにより作業機用アクチュエータ５，７，９を伸縮（往復動）を繰り返し転圧モードの振動を発生させることが可能となっている。
【００４５】
図６は掘削モードの停止状態を示すものである。図に示す油圧モータ１４が駆動状態にあって、振動モード切換弁１７の操作部１７ａと第１方向切換弁１１の操作部１１ａにパイロット圧が作用し、この振動モード切換弁１７がａ位置に切換わり、第１方向切換弁１１がａ位置に切換わっていても回転式振動弁１５がａ位置にある時は、油圧源１０ａからの圧油は振動モード切換弁１７でブロックされて作業機用アクチュエータ５，７，９へ流入しないようになっている。この状態から図７に示す回転式振動弁１５がｂ位置に切換わった時は、回転式振動弁１５の通路１５ａと通路１５ｄが連通しており、油圧源１０ａからの圧油は通路１５ｄを介して振動モード切換弁１７の通路１７ａから通路１７ｄを通って、管路１８ｅから作業機用アクチュエータ５，７，９のボトム油室５ａに流入し、この作業機用アクチュエータ５，７，９を伸長せしめる。このように回転式振動弁１５がａ位置とｂ位置を交互に切換えることにより作業機用アクチュエータ５，７，９を伸長（一方向）し、掘削モードの振動を発生させることが可能となっている。
【００４６】
図８は、図６で説明した振動モード切換弁１７の他の実施例である。掘削モード作動状態において１方向（アクチュエータが伸長する方向）に、この作業機用アクチュエータ５，７，９が伸長しすぎるので、これを補正するためにアクチュエータの停止状態の時に、ボトム油室５ａと接続する通路１７ｃから絞り１７ｈを介して通路１７ｅ，通路１７ｆから管路１８ｂに連通し、ボトム油室５ａにブロックされた油の１部を絞り１７ｈを介して通路１８ｂからタンク２７へドレーンさせるようにしたので、アクチュエータ５，７，９に加わる外部負荷（例えばバケットに加わる振動掘削時の負荷）により、このアクチュエータ５，７，９は短縮する方向に動き、アクチュエータが伸長しすぎるのを補正することが可能となっている。
【００４７】
本発明の油圧回路の第２実施例について、図９にて説明する。尚、図２と同一符号を付したものは共通部品であり、ここでは説明を省略する。
振動モード切換弁１７に振動用アクチュエータ３０を接続すると共に、作業機用アクチュエータ５，７，９は油圧ショベルの通常の作業に用いるようにする。
このような第２実施例によれば、振動用アクチュエータ３０で振動を与えながら作業機用アクチュエータ５，７，９で掘削、転圧作業が可能となる。例えば振動用アクチュエータ３０の一端を作業機のチルトレバー９ｈと連結し、他端をバケット８に連結するようにしても良い。
【００４８】
本発明の油圧回路の第３実施例について、図１０にて説明する。尚、第１実施例の油圧式に対して電気式にしたものである。
油圧源３１ａから吐出する圧油の流量制御する第１電磁式方向切換弁３２は、管路４１ａと管路４１ｂを介して回転式振動弁３５から電磁式振動モード切換弁３６に接続している。この電磁式振動モード切換弁３６から送出される圧油は管路４１ｅと管路４１ｄを介して作業機用アクチュエータ５，７，９のボトム油室５ａとヘッド油室５ｂに接続されている。油圧源３１ｂから吐出する圧油の流量制御する第２電磁式方向切換弁３３は、管路４２ａと管路４２ｂを介して管路４１ｅと管路４１ｄに接続されている。
【００４９】
次に、前記第１，第２電磁式方向切換弁３２，３３，電磁式振動モード切換弁３６の電気回路について説明する。
先ず、電気式振動モード切換手段４５の掘削モードスイッチ４５ａ，転圧モードスイッチ４５ｂからの信号をコントローラ４０に入力する。電気レバー３７の操作角度を検出するレバー傾斜角センサ３８からの信号をコントローラ４０に入力する。電気モータ用操作ボックス３９からの信号をコントローラ４０に入力する。この電気式振動モード切換手段４５の掘削モードスイッチ４５ａをＯＮ動作すると第１電磁式方向切換弁３２の操作部３２ａと電磁式振動モード切換弁３６の操作部３６ａに信号を作用する。この転圧モードスイッチ４５ｂをＯＮ動作すると第１電磁式方向切換弁３２の操作部３２ｂと電磁式振動モード切換弁３６の操作部３６ｂに信号を作用する。電気レバー３７を矢印のアクチユエータ伸長側に操作すると第２電磁式方向切換弁３３の操作部３３ａに信号を作用する。この電気レバー３７を矢印のアクチユエータ短縮側に操作すると第２電磁式方向切換弁３３の操作部３３ｂに信号を作用する。電気モータ用操作ボックス３９の振動周波数コントロール操作手段３９ａまたは３９ｂからの信号により電気モータ３４の回転数を制御できるようになっている。この電気モータ３４に回転式振動弁３５が連結されている。
【００５０】
上記の第３実施例の構成によれば、油圧ショベルの作業機に振動を与えて掘削モードにて作業を行う時は、電気式振動モード切換手段４５の掘削モードスイッチ４５ａのＯＮ動作と、電気モータ用操作ボックス３９の振動周波数コントロール操作手段３９ａ，または３９ｂを操作すると、この電気モータ３４の回転数に応じた振動数で回転式振動弁３５は矢印に示す方向にａ位置とｂ位置を交互に連続的に作動し、油圧源３１からの圧油は第１電磁式方向切換弁３２のａ位置から管路４１ａを通って回転式振動弁３５から断続的に吐出され、電磁式振動モード切換弁３６のａ位置から管路４１ｅを通って作業機用アクチュエータ５，７，９のボトム油室５ａに断続的に供給される。この時、作業機用アクチュエータ５，７，９のヘッド油室５ｂの油は管路４１ｄから管路４１ｂを通ってタンク４１へドレーンされるので作業機用アクチュエータ５，７，９は一方向の振動の発生が可能となり、土木作業における固い地盤の土砂に振動を与えて掘削を容易に行うことが可能となる。
【００５１】
更に、油圧ショベルの作業機に振動を与えて転圧モードにて作業を行う時は、電気式振動モード切換手段４５の掘削モードスイッチ４５ｂのＯＮ動作と、電気モータ用操作ボックス３９の振動周波数コントロール操作手段３９ａ，または３９ｂを操作すると、この電気モータ３４の回転数に応じた振動数で回転式振動弁３５は矢印に示す方向にａ位置とｂ位置を交互に連続的に作動し、油圧源３１からの圧油は第１電磁式方向切換弁３２のｂ位置から管路４１ｂを通って回転式振動弁３５から断続的に吐出され、電磁式振動モード切換弁３６のｂ位置は３ポートとなっているので油圧源３１からの圧油は管路４１ｂから管路４１ｃを介して管路４１ｄから作業機用アクチュエータ５，７，９のヘッド油室５ｂに供給されるのと、管路４１ｂから管路４１ｃを介して管路４１ｅからボトム油室５ａに供給されるのが連続的に切換えが行われるので作業機用アクチュエータ５，７，９のピストンは往復の振動の発生が可能となり、土木作業における土砂に振動を与えて締固める転圧作業を容易に行うことが可能となっている。
【００５２】
また、電気レバー３７を矢印に示すアクチュエータの伸長側または短縮側に操作することにより、この電気レバー３７の傾斜角を検出するレバー傾斜角センサ３８からの信号に応じてコントローラ４０から第２電磁式方向切換弁３３の操作部３３ａに作用し、第２電磁式方向切換弁３３の操作部３３ａ，または３３ｂに作用し、この第２電磁式方向切換弁３３は中立位置ｎからａ位置またはｂ位置に切換わり、この第２電磁式方向切換弁３３からの吐出する圧油を管路４２ａまたは４２ｂから管路４１ｅまたは管路４１ｄを介して作業機用アクチュエータ５，７，９に供給して駆動が可能となつている。この電気レバー３７の矢印に示すアクチュエータの伸長側または短縮側に操作によって油圧ショベルの通常の作業が可能となっている。
【００５３】
本発明の油圧回路の第４実施例について、図１１にて説明する。尚、図１０と同一符号を付したものは共通部品であり、ここでは説明を省略する。
電磁式振動モード切換弁３６は管路４１ｅにより振動用アクチュエータ３０のボトム油室３０ａと接続している。また電磁式振動モード切換弁３６は管路４１ｄにより振動用アクチュエータ３０のヘッド油室３０ｂと接続している。第２電磁式方向切換弁３３は管路４２ａにより作業機用アクチュエータ５，７，９，のボトム油室５ａと接続している。また第２電磁式方向切換弁３３は管路４２ｂにより作業機用アクチュエータ５，７，９，のヘッド油室５ｂと接続している。作業機用アクチュエータ５，７，９は油圧ショベルの通常の作業に用いるようにする。
このような第４実施例の構成によれば、振動用アクチュエータ３０で振動を与えながら作業機用アクチュエータ５，７，９で掘削、転圧作業が可能となる。振動用アクチュエータ３０は例えば図７と同様に振動用アクチュエータ３０の一端を作業機のチルトレバー９ａと連結し、他端をバケット８に連結するようにしても良い。
【００５４】
本発明の油圧回路の第５実施例について、図１２にて説明する。尚、図２，図９と同一符号を付したものは共通部品であり、ここでは説明を省略する。
油圧源１０ｂと第２方向切換弁１３を接続している。第２方向切換弁１３は管路１９ａによりブーム用アクチュエータ５のボトム油室５ａに接続している。また第２方向切換弁１３は管路１９ｂによりブーム用アクチュエータ５のヘッド油室５ｂに接続している。この管路１９ｂに分岐管路１９ｃを接続している。分岐管路１９ｃにアキュムレータ用切換弁２９を接続している。アキュムレータ用切換弁２９の下流側に絞り２９ｂ，アキュムレータ２９ｃを連設している。
図２で説明したパイロット管路２２，２３の分岐管路２２ｂと２３ｂにシャトル弁２５が接続されている。このシャトル弁２５と分岐管路２４ａを接続している。この分岐管路２４ａとアキュムレータ用切換弁２９の操作部２９ａと接続している。
【００５５】
このような第５実施例の構成によれば、ブーム用アクチュエータ５のヘッド油室５ｂに接続された管路１９ｂに圧力変動が生じた時は管路１９ｂ，分岐管路１９ｃとアキュムレータ用切換弁２９および絞り２９ｂを介してアキュムレータ２９ｃと連通しているので、このヘッド油室５ｂ内の油がアキュムレータ２９ｃに流入し、この時のアキュムレータ２９ｃのバネ作用と絞り２９ｂの圧損による減衰作用によって振動エネルギーが吸収される。このためブーム用アクチュエータ５の振動が抑制される。
また、アキュムレータ用切換弁２９，絞り２９ｂ，アキュムレータ２９ｃを管路１９ａに連設して、ブーム用アクチュエータ５のボトム油室５ａに発生する圧力変動による振動を抑制するようにしても良い。
【００５６】
本発明の油圧回路の第６実施例について、図１３にて説明する。尚、図１０と同一符号を付したものは共通部品であり、ここでは説明を省略する。
油圧源３１ｂと第２電磁式方向切換弁３３を接続している。この第２電磁式方向切換弁３３管路４２ａによりブーム用アクチュエータ５のボトム油室５ａに接続している。また第２電磁式方向切換弁３３は管路４２ｂによりブーム用アクチュエータ５のヘッド油室５ｂに接続している。この管路４２ｂに分岐管路４２ｃを接続している。分岐管路４２ｃにアキュムレータ用切換弁４３を接続している。アキュムレータ用切換弁４３の下流側に絞り４３ｂ，アキュムレータ４３ｃを連設している。
図１０で説明した振動モード切換手段４５の掘削モードスイッチ４５ａ，または転圧モードスイッチ４５ｂの信号をアキュムレータ用切換弁４３の操作部４３ａに入力する。
【００５７】
このような第６実施例の構成によれば、ブーム用アクチュエータ５のヘッド油室５ｂに接続された管路４２ｂに圧力変動が生じた時は管路４２ｂ，分岐管路４２ｃとアキュムレータ用切換弁４３および絞り４３ｂを介してアキュムレータ４３ｃと連通しているので、このヘッド油室５ｂ内の油がアキュムレータ４３ｃに流入し、この時のアキュムレータ４３ｃのバネ作用と絞り４３ｂの圧損による減衰作用によって振動エネルギーが吸収される。このためブーム用アクチュエータ５の振動が抑制される。
また、アキュムレータ用切換弁４３，絞り４３ｂ，アキュムレータ４３ｃを管路４２ａに連設して、ブーム用アクチュエータ５のボトム油室５ａに発生する圧力変動による振動を抑制するようにしても良い。
【００５８】
本発明の油圧回路の第７実施例について、図１４にて説明する。尚、図２と同一符号を付したものは共通部品であり、ここでは説明を省略する。
【００５９】
図に示す作業機用アクチュエータ５，７，９，油圧源１０ａ，１０ｂ，第１方向切換弁１１，第２方向切換弁１３，油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁１２，油圧モータ１４，回転式振動弁１５，流量調整弁１６，振動モード切換弁１７は図２で詳細説明しているのでここでは説明を省略する。
油圧源１０ｂとブーム用方向切換弁１３（図２に示す第２方向切換弁１３と同一）を接続している。このブーム用方向切換弁１３は管路１８ｅによりブーム用アクチュエータ５のボトム油室５ａに接続している。またブーム用方向切換弁１３は管路１８ｄによりブーム用アクチュエータ５のヘッド油室５ｂに接続している。この管路１８ｄと圧力検出管路５３ａと接続している。この圧力検出管路５３ａと圧力スイッチ５３を接続している。
油圧源１０ｂとアーム用方向切換弁１３（図２に示す第２方向切換弁１３と同一）を接続している。このアーム用方向切換弁１３は管路１８ｅによりアーム用アクチュエータ７のボトム油室７ａに接続している。またアーム用方向切換弁１３は管路１８ｄによりアーム用アクチュエータ７のヘッド油室７ｂに接続している。この管路１８ｅと圧力検出管路５４ａと接続している。この圧力検出管路５４ａと圧力スイッチ５４を接続している。
油圧源１０ｂとバケット用方向切換弁１３（図２に示す第２方向切換弁１３と同一）を接続している。このバケット用方向切換弁１３は管路１８ｅによりバケット用アクチュエータ９のボトム油室９ａに接続している。またバケット用方向切換弁１３は管路１８ｄによりバケット用アクチュエータ９のヘッド油室９ｂに接続している。この管路１８ｅと圧力検出管路５５ａと接続している。この圧力検出管路５５ａと圧力スイッチ５５を接続している。
これらの圧力スイッチ５３，５４，５５はコントローラ６０に接続している。
【００６０】
これらの圧力スイッチ５３，５４，５５からの信号に応じてコントローラ６０から比例電磁切換弁６１に信号を入力する。油圧源５６と比例電磁切換弁６１を接続している。この比例電磁切換弁６１とパイロット管路６１ａと接続している。このパイロット管路６１ａと分岐管路６１ｂと接続している。この分岐管路６１ｂと振動用方向切換弁６２の操作部６２ａと接続している。このパイロット管路６１ａと分岐管路６１ｃと接続している。この分岐管路６１ｃと油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁１２の操作部１２ａと接続している。またパイロット管路６１ａと振動モード切換弁６３と接続している。
【００６１】
このような第７実施例によれば、作業機のブーム用アクチュエータ５のブーム下げ側圧力と，アーム用アクチュエータ７の掘削側圧力と，またはバケツト用アクチュエータ９のチルト圧力を検出して、これらのアクチュエータ５，７，９の少なくとも一つのアクチュエータの駆動圧が発生した時に、振動用方向切換弁６２，油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁１２，振動モード切換弁６３をいずれもａ位置に切換えて、自動的に振動用アクチュエータ３０に圧油を供給して一方向の掘削振動が可能となっている。振動回路については図２と同一となっているので、ここでは説明を省略する。
【００６２】
本発明の油圧回路の第８実施例について、図１５にて説明する。尚、図１０と同一符号を付したものは共通部品であり、ここでは説明を省略する。
【００６３】
図に示す作業機用アクチュエータ５，７，９，油圧源３１ａ，３１ｂ，第１電磁式方向切換弁３２，第２電磁式方向切換弁３３，電気モータ３４，回転式振動弁３５，電磁式振動モード切換弁３６は図１０で詳細説明しているのでここでは説明を省略する。
油圧源３１ｂとブーム用電磁式方向切換弁３３（図１０に示す第２電磁式方向切換弁３３と同一）を接続している。このブーム用電磁式方向切換弁３３は管路４１ｅによりブーム用アクチュエータ５のボトム油室５ａに接続している。またブーム用電磁式方向切換弁３３は管路４１ｄによりブーム用アクチュエータ５のヘッド油室５ｂに接続している。この管路４１ｄと圧力検出管路５３ａと接続している。この圧力検出管路５３ａと圧力スイッチ５３を接続している。
油圧源３１ｂとアーム用電磁式方向切換弁３３（図１０に示す第２電磁式方向切換弁３３と同一）を接続している。このアーム用方向切換弁３３は管路４１ｅによりアーム用アクチュエータ７のボトム油室７ａに接続している。また電磁式方向切換弁３３は管路４１ｄによりアーム用アクチュエータ７のヘッド油室７ｂに接続している。この管路４１ｅと圧力検出管路５４ａと接続している。この圧力検出管路５４ａと圧力スイッチ５４を接続している。
油圧源３１ｂとバケット用電磁式方向切換弁３３（図１０に示す第２電磁式方向切換弁３３と同一）を接続している。このバケット用電磁式方向切換弁３３は管路４１ｅによりバケット用アクチュエータ９のボトム油室９ａに接続している。またバケット用電磁式方向切換弁３３は管路４１ｄによりバケット用アクチュエータ９のヘッド油室９ｂに接続している。この管路４１ｅと圧力検出管路５５ａと接続している。この圧力検出管路５５ａと圧力スイッチ５５を接続している。これらの圧力スイッチ５３，５４，５５はコントローラ６０に接続している。このコントローラ６０は電磁弁８１，８２，と電気モータ３４に接続している。
【００６４】
このような第８実施例の構成によれば、作業機のブーム用アクチュエータ５のブーム下げ側圧力と，アーム用アクチュエータ７の掘削側圧力と，またはバケツト用アクチュエータ９のチルト圧力を検出して、これらの圧力のすくなくともいずれかが発生した時に振動用電磁式方向切換弁８１を閉位置ｃから開位置ａに切換えるようにした。また、電磁式振動モード切換弁８２を閉位置ｃから開位置ａに切換えるようにしたので、油圧源３１ａからの圧油を自動的に振動用アクチュエータ３０に供給して掘削振動させることが可能となっている。尚、振動回路については図１０と同一であり、ここでは説明を省略する。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る油圧ショベルの作業機振動装置によれば、油圧ショベルの作業機の転圧モードあるいは掘削モードが任意に選択することが可能となり、油圧ショベルの掘削作業や転圧作業が容易に行うことが可能となったので作業性が向上する。
【００６６】
また、振動作業中に地盤の位置が下がっても一方向に振動させる掘削モードで作業することにより、空打ちを防止することが可能となり安全性が向上する。
【００６７】
更に、油圧ショベルの作業機用アクチュエータに発生する振動をアキュームレータにより振動抑制するようにしたので、油圧ショベルの乗り心地が良くなり、安定性および信頼性が向上する。
【００６８】
そして、振動用アクチュエータを設けて、他の作業機用アクチュエータの駆動圧を検出して、他の作業機用アクチュエータが駆動中は振動用アクチュエータを連動させて自動振動させるようにしたので作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】油圧ショベルの側面図である。
【図２】本発明の油圧ショベルの作業機振動装置の第１実施例の説明図である。
【図３】本発明の振動モード切換弁、回転式振動弁断面図である。
【図４】本発明の振動モード切換弁ｂ位置、回転式振動弁ｂ位置の転圧モード作動説明図である。
【図５】本発明の振動モード切換弁ｂ位置、回転式振動弁ａ位置の転圧モード作動説明図である。
【図６】本発明の振動モード切換弁ａ位置、回転式振動弁ａ位置の掘削モード停止状態説明図である。
【図７】本発明の振動モード切換弁ａ位置、回転式振動弁ｂ位置の掘削モード作動説明図である。
【図８】本発明の他の振動モード切換弁作動説明図である。
【図９】本発明の作業機振動装置の第２実施例の説明図である。
【図１０】本発明の作業機振動装置の第３実施例の説明図である。
【図１１】本発明の作業機振動装置の第４実施例の説明図である。
【図１２】本発明の作業機振動装置の第５実施例の説明図である。
【図１３】本発明の作業機振動装置の第６実施例の説明図である。
【図１４】本発明の作業機振動装置の第７実施例の説明図である。
【図１５】本発明の作業機振動装置の第８実施例の説明図である。
【図１６】従来の作業機振動装置の説明図である。
【符号の説明】
１…油圧ショベル、５…ブーム用アクチュエータ、７…アーム用アクチュエータ、９…パケット用アクチュエータ、１０ａ，１０ｂ…油圧源、１１…第１方向切換弁、１２…油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁、１３…第２方向切換弁、１４…油圧モータ、１５…回転式振動弁、１６…流量調整弁、１７…振動モード切換弁、２１…振動モード切換手段。
【産業上の利用分野】
本発明は、油圧ショベルの振動装置に係り、特に作業機の掘削作業時または転圧作業時の振動モードの切換えを容易にする振動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の油圧振動杭打機の振動装置の先行技術として、例えば、特開昭５７−４００２５号公報においては、図１６に示すように、油圧振動杭打機が上下に振動する把持装置１０２であって、方向切換弁１０７を切換えると、流量調整弁１０５により所定の流量に制御された発振用圧油供給部１０９の圧油が管路１１０を介して油圧モータ１０３に流入し、油圧モータ１０３は所定の回転数で回転する。したがって、振動切換弁１０４が油圧モータ１０３の回転数に応じた振動数で作動し、方向切換弁１０６を切換えると、振動切換弁１０４の振動によって圧油供給部１０８から圧油が管路１１１を介してシリンダ１００に流入する圧油の方向が交互に切換えられるのでシリンダ１００，ピストン１０１が振動を開始する技術が記載されている。この振動装置はピストンを上下に作動させて振動させるものである。
【０００３】
また、油圧ショベル作業機振動装置の他の先行技術として、例えば、実開昭６２−６０６５８号公報においては、バイブレーションモードを指示するスイッチ手段と、このスイッチ手段によってバイブレーションモードが指示された際に、作業機駆動用アクチュエータに間欠的に圧油を供給する手段とを備えたものが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１６に示す特開昭５７−４００２５号公報による振動装置では、ピストン１０２を上下に振動制御させるのみである。また、実開昭６２−６０６５８号公報による振動装置によると作業機シリンダの上げ側の振幅と下げ側の振幅を一定に制御するものである。これらの先行技術は、地盤の締固め位置が変化する不整地の転圧振動作業では空打ちして振動を充分に与えることができないとの問題がある。
【０００５】
ところで、油圧シヨベルは道路工事等の掘削作業や転圧作業に多く用いられている。
掘削作業において、軟らかい土砂の場合はバケットとアームの複合操作で掘削作業を行っているが、固い土砂の場合はバケットやアームまたはブームに振動を与えて土砂をほぐしてから掘削作業を行っている。
また、転圧作業においては、バケットを用いて道路に撒いた土砂の締固めを行っている。
これらの作業はいずれも平坦な地盤では作業機（ブーム、アーム、バケット）に一定の振動を与えることにより作業が可能であるが、傾斜のついた地盤または不整地では締固め位置が変化するので空打ちして振動を充分に与えることができないとの問題がある。
【０００６】
このように、各種土質、地形等に応じた土木作業における油圧ショベルの作業機振動装置が必要となっている。
【０００７】
また、油圧ショベルの作業機を振動させながら作業を行うと作業機（ブーム、アーム、バケット）全体が振動し、特にブームからの振動が上部旋回体に伝わり乗り心地が悪い。また、振動による作業機の亀裂発生が起こる問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたもので、油圧ショベル等の建設車両を用いて、各種土質、地形に応じた土木作業における掘削作業、転圧作業等の振動作業を効率的に行う作業機振動装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る油圧ショベルの作業機振動装置は、油圧シヨベルのブーム、アーム、バケット等から成る作業機を振動せしめる作業機用アクチュエータあるいは振動用アクチュエータの振動装置であって、油圧源からの圧油の方向を連続的に切換える回転式振動弁と、この回転式振動弁により切換えられた圧油を連続して一方向に、あるいは圧油の流れを交互に切換える位置を有する振動モード切換弁を設けた構成としたものである。
この回転式振動弁から吐出される圧油の方向が連続的に切換えられて、この圧油を振動モード切換弁にて更に圧油の方向を切換えることにより油圧ショベルの作業機用アクチュエータを一方向の振動あるいは往復振動のいずれかに選択可能としたものである。
【００１０】
また、上記構成において、油圧源から作業機用アクチュエータのうちの少なくとも一つのアクチュエータへ圧油の供給をパイロット弁からのパイロット圧で切換わるように制御する第２方向切換弁と、回転式振動弁および振動モード切換弁を介して振動用アクチュエータに供給する油圧源からの圧油を制御する第１方向切換弁から成る構成としたものである。
【００１１】
更に、上記構成において、油圧源から作業機用アクチュエータのうちの少なくとも一つのアクチュエータへ圧油の供給をパイロット弁からのパイロット圧で切換わるように制御する第２方向切換弁と、回転式振動弁および振動モード切換弁を介して作業機用アクチュエータのうちの少なくとも一つのアクチュエータに供給する油圧源からの圧油を制御する第１方向切換弁から成る構成とすることができる。
【００１２】
また、上記構成において、少なくとも一つのアクチュエータがバケット用アクチュエータに供給する油圧源からの圧油を制御する第１方向切換弁から成る構成としても良い。
【００１３】
更に、上記構成において、第１方向切換弁は、振動モード切換手段からの信号を受けて切換わる構成としたものである。
【００１４】
また、上記構成において、回転式振動弁を駆動する油圧モータと、油圧源からの圧油の供給を制御する油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁と、この油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁からの供給流量を調整する流量調整弁とを設け、この流量調整弁からの所定の流量により油圧モータを回転せしめると共に、この油圧モータの回転数に応じて回転式振動弁の振動周波数を制御する構成としたものである。
【００１５】
そして、上記構成において、油圧源からブーム用アクチュエータへ圧油の供給を制御する第２方向切換弁と、このブーム用アクチュエータの油室に、アキュムレータと、切換弁を接続すると共に、この第２方向切換弁と、切換弁とをパイロット弁からのパイロット圧信号あるいは振動モードスイッチからの電気信号により切換わる構成としたものである。
【００１６】
更に、油圧シヨベルのブーム、アーム、バケット等から成る作業機を振動せしめる振動用アクチュエータの作業機振動装置において、油圧源からの圧油の方向を連続的に切換える回転式振動弁と、この回転式振動弁により切換えられた圧油を連続して一方向に切換える位置を有する振動モード切換弁と、回転式振動弁および振動モード切換弁を介して振動用アクチュエータに供給する油圧源からの圧油を制御する方向切換弁と、回転式振動弁を駆動する油圧モータと、油圧源からの圧油の供給を制御する油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁とを設け、作業機用アクチュエータのうちの少なくとも一つのアクチュエータの駆動圧力を検出する油圧スイッチからの信号を受けて、油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁、方向切換弁、および振動モード切換弁とを切換える油圧信号を送る電磁式切換弁に制御信号を発信する制御手段を備え、油圧源から振動用アクチュエータへ圧油の供給を制御する構成とすることができる。
また、油圧シヨベルのブーム、アーム、バケット等から成る作業機を振動せしめる振動用アクチュエータの作業機振動装置において、油圧源からの圧油の方向を連続的に切換える回転式振動弁と、この回転式振動弁により切換えられた圧油を連続して一方向に切換える位置を有する振動モード切換弁と、回転式振動弁および振動モード切換弁を介して振動用アクチュエータに供給する油圧源からの圧油を制御する方向切換弁と、回転式振動弁を駆動する電気モータと、作業機用アクチュエータのうちの少なくとも一つのアクチュエータの駆動圧力を検出する油圧スイッチからの信号を受けて、方向切換弁、振動モード切換弁、および電気モータとを切換える電気信号を発信する制御手段を備え、油圧源から振動用アクチュエータへ圧油の供給を制御する構成とすることができる。
【００１７】
【作用】
上記構成によれば、油圧ショベルの作業機用アクチュエータまたは振動用アクチュエータのピストンの往復振動させる転圧モードあるいは一方向に振動させる掘削モードが任意に選択することが可能となったので、油圧ショベルの各種作業の中で、土木工事等の固い土砂の場合はバケットやアームまたはブームに振動を与えて土砂をほぐしてから掘削作業が容易に行うことが可能となり、また、傾斜のついた地盤または不整地においても締固めが容易になり、転圧作業が容易に行うことが可能となった。
【００１８】
また、振動作業中に地盤の位置が下がっても一方向に振動させる掘削モードで作業することにより、空打ちを防止することが可能となる。
このように、各種土質、地形等に応じた土木作業における油圧ショベルの作業機に振動を与えて掘削作業や転圧作業が容易となり作業性が向上する。
【００１９】
更に、油圧ショベルの作業機用アクチュエータに発生する振動をアキュムレータにより振動抑制するようにしたので、油圧ショベルの安定性および信頼性が向上する。
【００２０】
そして、振動用アクチュエータを設けて、他の作業機用アクチュエータの駆動圧を検出して、他の作業機用アクチュエータが駆動中は振動用アクチュエータを連動させて自動振動させるようにしたので作業性が向上する。
【００２１】
【実施例】
以下に、本発明に係る油圧ショベルの振動装置の一実施例を図１乃至図１３を参照して説明する。
【００２２】
本発明に係る油圧ショベルの構造と、転圧作業、掘削作業について、図１にて説明する。油圧ショベル１の下部走行体２は図示しない走行モータの駆動により走行自在となっている。この下部走行体２の上に図示しない旋回モータの駆動により旋回可能な上部旋回体３が設けられており、上部旋回体３に作業機が装着されており、この作業機のブーム４が図示しないブラケットにより取着されている。作業機はブーム４，アーム６，バケット８，複数の油圧アクチュエータ５，７，９，チルトレバー９ｈ，リンク９ｊからなっている。ブーム４はブーム用アクチュエータ５の駆動により上下揺動自在となっている。このブーム４の先端にはアーム６が取着されており、このアーム６はアーム用アクチュエータ７の駆動により上下揺動自在となっている。また、このアーム６の先端にはバケット８が取着されており、バケット用アクチュエータ９の一端とチルトレバー９ｈの一端を連結し、このチルトレバー９ｈの他端はアーム６と連結すると共に、このチルトレバー９ｈはバケット用リンク９ｊを介してバケット８に連結されている。このようにバケット８はバケット用アクチュエータ９の駆動により回動自在となっている。この図に示すように、ブーム、アーム、バケット用の各アクチュエータ５，７，９のピストンの少なくともいずれかを往復振動あるいは一方向の振動を与えることにより地盤の土砂をほぐして掘削作業あるいは土砂を締固める転圧作業を行うことが可能となっている。尚、図９にて後述する上記バケット用リンク９ｊに換えて振動用アクチュエータ３０を装着することは可能となっている。
【００２３】
本発明の油圧ショベルの作業機振動装置の油圧回路の第１実施例について、図２乃至図６にて詳述する。
先ず第２図に示す油圧源１０ａは第１方向切換弁１１に接続している。第１方向切換弁１１は管路１８ａ，管路１８ｂにより回転式振動弁１５に接続し、この回転式振動弁１５の下流側に振動モード切換弁１７を配設している。この振動モード切換弁１７は管路１８ｅにより作業機用アクチュエータ５，７，９のボトム油室５ａと接続している。また振動モード切換弁１７は管路１８ｄにより作業機用アクチュエータ５，７，９のヘッド油室５ｂに接続している。
【００２４】
油圧源１０ｂは第２方向切換弁１３に接続している。第２方向切換弁１３は管路１９ａを介して管路１８ｅに接続している。また第２方向切換弁１３は管路１９ｂを介して管路１８ｄに接続している。
【００２５】
油圧源２０は油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁１２と接続している。この油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁１２は管路１２ｂにより流量調整弁１６に接続している。流量調整弁１６は管路１２ｄにより油圧モータ１４に接続されている。この油圧モータ１４は回転式振動弁１５を回転可能に連結している。１２ｃは戻り管路である。
【００２６】
次に、前記第１，第２方向切換弁１１，１３，油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁１２，振動モード切換弁１７のパイロット操作回路について説明する。
【００２７】
油圧源２０はパイロット弁２１ａ，２１ｂと接続している。振動モード切換手段２１の操作部材２１ｃは、パイロット弁２１ａ，２１ｂと接続している。このパイロット弁２１ａはパイロット管路２２と接続している。このパイロット管路２２は分岐管路２２ａに接続している。この分岐管路２２ａは第１方向切換弁１１の操作部１１ａに接続している。またパイロット管路２２は振動モード切換弁１７の操作部１７ａと接続している。前記パイロット弁２１ｂはパイロット管路２３と接続している。このパイロット管路２３は分岐管路２３ａと接続している。この分岐管路２３ａは第１方向切換弁１１の操作部１１ｂに接続している。このパイロット管路２３は振動モード切換弁１７の操作部１７ｂと接続している。
【００２８】
このパイロット管路２２，２３は分岐管路２２ｂ，２３ｂを有している。この分岐管路２２ｂと分岐管路２３ｂ間にシャトル弁２５を接続している。このシャトル弁２５はパイロット管路２４により油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁１２の操作部１２ａに接続している。
【００２９】
パイロット用油圧源２０はパイロット弁２４ａ，２４ｂに接続している。操作レバー２６はパイロット弁２４ａ，２４ｂに接続している。このパイロット弁２４ａはパイロット管路２８ａに接続している。このパイロット管路２８ａは第２方向切換弁１３の操作部１３ａに接続している。パイロット弁２４ｂはパイロット管路２８ｂと接続している。このパイロット管路２８ｂは第２方向切換弁１３の操作部１３ｂに接続している。２７はタンクである。
【００３０】
図３乃至図８は第１実施例の回転式振動弁１５と振動モード切換弁１７の断面図について説明する。図２と同一符号を付した部品は共通でありここでは説明を詳略する。
【００３１】
先ず図３に示す油圧モータ１４の駆動軸１４ａは回転式振動弁１５のロータ１５ｈとスプライン１４ｂにより結合している。このロータ１５ｈの外周に図４，図５で説明する複数の通路孔１５ａ〜１５ｄを有している。この回転式振動弁１５の下流側に振動モード切換弁１７を配設している。この振動モード切換弁１７の両端に操作部１７ａ，１７ｂを設けている。
この図は第１方向切換弁１１と振動モード切換弁１７にパイロット圧が作用していない状態を示し、振動モード切換弁１７のスプール１７ｇは中立位置にある。このスプール１７ｇが中立位置にある時は、この振動モード切換弁１７の通路１７ａ，１７ｂ，１７ｃと通路１７ｄ，１７ｅ，１７ｆは閉じた状態にある。
第１方向切換弁１１は管路１８ａにより回転式振動弁１５の通路１５ａに接続している。油圧モータ１４は駆動されていない状態を示し、作業機用アクチュエータ５，７，９は停止状態を示す。
【００３２】
図４乃至図７は第１実施例の回転式振動弁１５と振動モード切換弁１７の作動状態を示す断面図である。
【００３３】
先ず図４に示す油圧モータ１４が駆動状態にあって、回転式振動弁１５がｂ位置にある時、振動モード切換弁１７の操作部１７ｂと第１方向切換弁１１の操作部１１ｂにパイロット圧が作用している時は、このパイロット圧により第１方向切換弁１１はｂ位置に切換わっている。このパイロット圧により振動モード切換弁１７はｂ位置に切換わっている。これらの第１方向切換弁１１と振動モード切換弁１７がｂ位置に切換わっている時は、通路１５ａと通路１５ｂが連通している。
この通路１５ｂは振動モード切換弁１７の通路１７ｂと通路１７ｅに連通している。この通路１７ｅから管路１８ｄを介して作業機用アクチュエータ５，７，９のヘッド油室５ｂに接続している。この作業機用アクチュエータ５，７，９のボトム油室５ａは管路１８ｅと接続している。管路１８ｅは振動モード切換弁１７の通路１７ｄと接続している。この通路１７ｄと通路１７ａが連通し、通路１７ａから回転式振動弁１５の通路１５ｃが連通している。この通路１５ｃと通路１７ｃが連通し、通路１７ｃと通路１７ｆが連通している。この通路１７ｆは、管路１８ａを介してタンク２７と接続している。
【００３４】
図５に示す回転式振動弁１５がａ位置にある時は、振動弁１５の通路１５ａと通路１５ｄが連通している。この通路１５ｄと通路１７ａが連通し、通路１７ａから通路１７ｄが連通している。通路１７ｄから管路１８ｅを介して作業機用アクチュエータ５，７，９のボトム油室５ａに接続している。この作業機用アクチュエータ５，７，９のヘツド油室５ｂは管路１８ｄと接続している。この管路１８ｄと通路１７ｅが接続されている。通路１７ｅと通路１７ｂが連通し、通路１７ｂから通路１７ｃが連通している。この通路１７ｃと通路１７ｆが連通し、通路１７ｆは、管路１８ａを介してタンク２７と接続している。
【００３５】
次に図６に示す回転式振動弁１５がａ位置にある時は、第１方向切換弁１１と振動モード切換弁１７がａ位置に切換わっても回転式振動弁１５の通路１５ａ，通路１５ｂと振動モード切換弁１７の通路１７ｅ〜１７ｆのいずれとも繋がっていない。
【００３６】
図７に示す回転式振動弁１５がｂ位置にある時、および第１方向切換弁１１と振動モード切換弁１７がａ位置に切換わっている時は、振動弁１５の通路１５ａと通路１５ｄが連通している。この通路１５ｄと通路１７ａが連通し、通路１７ａと通路１７ｄが連通している。この通路１７ｄから管路１８ｅを介して作業機用アクチュエータ５，７，９のボトム油室５ａに接続している。この作業機用アクチュエータ５，７，９のヘツド油室５ｂは管路１８ｄと接続している。この管路１８ｄと通路１７ｅが接続されている。通路１７ｅと通路１７ｆが連通し、通路１７ｆから管路１８ｂを介してタンク２７と接続している。
【００３７】
図８は、図６で説明した振動モード切換弁１７の他の実施例である。この振動モード切換弁１７のスプール１７ｇに絞り１７ｈを設けている。作業機用アクチュエータ５，７，９のボトム油室５ａは、管路１８ｅを介して通路１７ｄに連通すると共に、通路１７ｄは通路１５ｃと連通し、この通路１５ｃから通路１７ｃに連通している。通路１７ｃは絞り１７ｈを介して通路１７ｅに連通している。この通路１７ｅと通路１７ｆが連通し、この通路１７ｆから管路１８ｂを介してタンク２７と接続している。
【００３８】
上記図２で説明した第１実施例の構成によれば、油圧ショベルの作業機に振動を与えて掘削モードにて作業を行う時は、振動モード切換手段２１の操作部材２１ｃを掘削側に操作すると第１方向切換弁１１と振動モード切換弁１７がａ位置に切換わる。油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁１２もａ位置に切り換わって油圧源２０からの圧油は流量調整弁１６を介して油圧モータ１４に流入し、回転を開始する。この油圧モータ１４の回転数は流量調整弁１６の開口度により増減するようになっており図示しない制御手段で調整可能となっている。
この油圧モータ１４の回転数に応じた振動数で回転式振動弁１５は矢印に示す方向にａ位置とｂ位置を交互に連続的に作動する。油圧源１０からの圧油は第１方向切換弁１１のａ位置から管路１８ａを通って回転式振動弁１５から断続的に吐出され、振動モード切換弁１７のａ位置から管路１８ｅを通って作業機用アクチュエータ５，７，９のボトム油室５ａに断続的に供給される。この時、作業機用アクチュエータ５，７，９のヘッド油室５ｂの油は管路１８ｄから管路１８ｂを通ってタンク２７へドレーンされる。
このようであるから、作業機用アクチュエータ５，７，９は一方向の振動の発生が可能となり、土木作業における固い地盤の土砂に振動を与えて掘削を容易に行うことが可能となる。
【００３９】
また、油圧ショベルの作業機に振動を与えて転圧モードにて作業を行う時は、振動モード切換弁２１の操作部材２１ｃを転圧側に操作すると第１方向切換弁１１と振動モード切換弁１７がｂ位置に切換わる。上記と同様に油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁１２もａ位置に切り換わって油圧源２０からの圧油は流量調整弁１６を介して油圧モータ１４に流入し、回転を開始する。この油圧モータ１４の回転数に応じた振動数で回転式振動弁１５は矢印に示す方向にａ位置とｂ位置を交互に連続的に作動する。
この回転式振動弁１５のａ位置とｂ位置を交互に連続的に作動する状態において、振動モード切換弁１７のｂ位置は３ポートとなっているので油圧源１０からの圧油は管路１８ｂから管路１８ｃを介して管路１８ｄから作業機用アクチュエータ５，７，９のヘッド油室５ｂに供給されるのと、圧油は管路１８ｂから管路１８ｃを介して管路１８ｅからボトム油室５ａに供給されるのが連続的に切換えが行われるので作業機用アクチュエータ５，７，９のピストンは往復の振動の発生が可能となり、土木作業における土砂に振動を与えて締固める転圧を容易に行うことが可能となる。
【００４０】
また、操作レバー２６を矢印に示すアクチュエータの伸長側または短縮側に操作することにより油圧源２０からのパイロット圧はパイロッ弁２４ａ，または２４ｂから第２方向切換弁１３の操作部１３ａ，または１３ｂに作用し、この第２方向切換弁１３は中立位置ｎからａ位置またはｂ位置に切換わり、この第２方向切換弁１３からの吐出する圧油によって作業機用アクチュエータ５，７，９の駆動が可能となつている。この操作レバー２６の操作によって通常の作業機用アクチュエータ５，７，９の駆動が可能となっている。
【００４１】
このようであるから、振動モード切換手段２１を掘削側または転圧側に操作することにより作業機用アクチュエータ５，７，９を掘削モードあるいは転圧モードによる振動が可能となっている。また、操作レバー２６の操作によって作業機用アクチュエータ５，７，９の伸縮が可能となっており、このアクチュエータ５，７，９による油圧ショベルの通常の作業を行うことができる。
【００４２】
上記図２の第１実施例の第１方向切換弁１１，回転式振動弁１５，振動モード切換弁１７の作動を更に図３〜図７の断面図にて詳細説明する。また、図８の他の実施例の作動を説明する。
【００４３】
先ず図３に示す第１方向切換弁１１と振動モード切換弁１７にパイロット圧が作用していない状態であって、振動モード切換弁１７のスプール１７ｃは中立位置にある。このスプール１７ｃが中立位置にある時は、この振動モード切換弁１７の通路１７ａ，１７ｂ，１７ｃと通路１７ｄ，１７ｅ，１７ｆは閉じた状態にあり中立状態を示す。
【００４４】
図４は転圧モードの作動状態を示すものである。図に示す油圧モータ１４が駆動状態にあって、回転式振動弁１５がｂ位置にある時は、振動モード切換弁１７の操作部１７ｂと第１方向切換弁１１の操作部１１ｂにパイロット圧が作用して、このパイロット圧により第１方向切換弁１１はｂ位置に切換わっている。このパイロット圧により振動モード切換弁１７はｂ位置に切換わっている。これらの第１方向切換弁１１と振動モード切換弁１７がｂ位置に切換わっている時は、通路１５ａと通路１５ｂが連通しており、油圧源１０ａからの圧油は通路１５ｂを介して振動モード切換弁１７の通路１７ｂから通路１７ｅを通って、管路１８ｄから作業機用アクチュエータ５，７，９のヘツド油室５ｂに流入し、この作業機用アクチュエータ５，７，９を短縮せしめる。この状態から図５に示す回転式振動弁１５がａ位置に切換わった時は、振動弁１５の通路１５ａと通路１５ｄが連通しており、油圧源１０ａからの圧油は通路１５ｄを介して振動モード切換弁１７の通路１７ａから通路１７ｄを通って、管路１８ｅから作業機用アクチュエータ５，７，９のボトム油室５ａに流入し、この作業機用アクチュエータ５，７，９を伸長せしめる。このように回転式振動弁１５がａ位置とｂ位置を交互に切換えることにより作業機用アクチュエータ５，７，９を伸縮（往復動）を繰り返し転圧モードの振動を発生させることが可能となっている。
【００４５】
図６は掘削モードの停止状態を示すものである。図に示す油圧モータ１４が駆動状態にあって、振動モード切換弁１７の操作部１７ａと第１方向切換弁１１の操作部１１ａにパイロット圧が作用し、この振動モード切換弁１７がａ位置に切換わり、第１方向切換弁１１がａ位置に切換わっていても回転式振動弁１５がａ位置にある時は、油圧源１０ａからの圧油は振動モード切換弁１７でブロックされて作業機用アクチュエータ５，７，９へ流入しないようになっている。この状態から図７に示す回転式振動弁１５がｂ位置に切換わった時は、回転式振動弁１５の通路１５ａと通路１５ｄが連通しており、油圧源１０ａからの圧油は通路１５ｄを介して振動モード切換弁１７の通路１７ａから通路１７ｄを通って、管路１８ｅから作業機用アクチュエータ５，７，９のボトム油室５ａに流入し、この作業機用アクチュエータ５，７，９を伸長せしめる。このように回転式振動弁１５がａ位置とｂ位置を交互に切換えることにより作業機用アクチュエータ５，７，９を伸長（一方向）し、掘削モードの振動を発生させることが可能となっている。
【００４６】
図８は、図６で説明した振動モード切換弁１７の他の実施例である。掘削モード作動状態において１方向（アクチュエータが伸長する方向）に、この作業機用アクチュエータ５，７，９が伸長しすぎるので、これを補正するためにアクチュエータの停止状態の時に、ボトム油室５ａと接続する通路１７ｃから絞り１７ｈを介して通路１７ｅ，通路１７ｆから管路１８ｂに連通し、ボトム油室５ａにブロックされた油の１部を絞り１７ｈを介して通路１８ｂからタンク２７へドレーンさせるようにしたので、アクチュエータ５，７，９に加わる外部負荷（例えばバケットに加わる振動掘削時の負荷）により、このアクチュエータ５，７，９は短縮する方向に動き、アクチュエータが伸長しすぎるのを補正することが可能となっている。
【００４７】
本発明の油圧回路の第２実施例について、図９にて説明する。尚、図２と同一符号を付したものは共通部品であり、ここでは説明を省略する。
振動モード切換弁１７に振動用アクチュエータ３０を接続すると共に、作業機用アクチュエータ５，７，９は油圧ショベルの通常の作業に用いるようにする。
このような第２実施例によれば、振動用アクチュエータ３０で振動を与えながら作業機用アクチュエータ５，７，９で掘削、転圧作業が可能となる。例えば振動用アクチュエータ３０の一端を作業機のチルトレバー９ｈと連結し、他端をバケット８に連結するようにしても良い。
【００４８】
本発明の油圧回路の第３実施例について、図１０にて説明する。尚、第１実施例の油圧式に対して電気式にしたものである。
油圧源３１ａから吐出する圧油の流量制御する第１電磁式方向切換弁３２は、管路４１ａと管路４１ｂを介して回転式振動弁３５から電磁式振動モード切換弁３６に接続している。この電磁式振動モード切換弁３６から送出される圧油は管路４１ｅと管路４１ｄを介して作業機用アクチュエータ５，７，９のボトム油室５ａとヘッド油室５ｂに接続されている。油圧源３１ｂから吐出する圧油の流量制御する第２電磁式方向切換弁３３は、管路４２ａと管路４２ｂを介して管路４１ｅと管路４１ｄに接続されている。
【００４９】
次に、前記第１，第２電磁式方向切換弁３２，３３，電磁式振動モード切換弁３６の電気回路について説明する。
先ず、電気式振動モード切換手段４５の掘削モードスイッチ４５ａ，転圧モードスイッチ４５ｂからの信号をコントローラ４０に入力する。電気レバー３７の操作角度を検出するレバー傾斜角センサ３８からの信号をコントローラ４０に入力する。電気モータ用操作ボックス３９からの信号をコントローラ４０に入力する。この電気式振動モード切換手段４５の掘削モードスイッチ４５ａをＯＮ動作すると第１電磁式方向切換弁３２の操作部３２ａと電磁式振動モード切換弁３６の操作部３６ａに信号を作用する。この転圧モードスイッチ４５ｂをＯＮ動作すると第１電磁式方向切換弁３２の操作部３２ｂと電磁式振動モード切換弁３６の操作部３６ｂに信号を作用する。電気レバー３７を矢印のアクチユエータ伸長側に操作すると第２電磁式方向切換弁３３の操作部３３ａに信号を作用する。この電気レバー３７を矢印のアクチユエータ短縮側に操作すると第２電磁式方向切換弁３３の操作部３３ｂに信号を作用する。電気モータ用操作ボックス３９の振動周波数コントロール操作手段３９ａまたは３９ｂからの信号により電気モータ３４の回転数を制御できるようになっている。この電気モータ３４に回転式振動弁３５が連結されている。
【００５０】
上記の第３実施例の構成によれば、油圧ショベルの作業機に振動を与えて掘削モードにて作業を行う時は、電気式振動モード切換手段４５の掘削モードスイッチ４５ａのＯＮ動作と、電気モータ用操作ボックス３９の振動周波数コントロール操作手段３９ａ，または３９ｂを操作すると、この電気モータ３４の回転数に応じた振動数で回転式振動弁３５は矢印に示す方向にａ位置とｂ位置を交互に連続的に作動し、油圧源３１からの圧油は第１電磁式方向切換弁３２のａ位置から管路４１ａを通って回転式振動弁３５から断続的に吐出され、電磁式振動モード切換弁３６のａ位置から管路４１ｅを通って作業機用アクチュエータ５，７，９のボトム油室５ａに断続的に供給される。この時、作業機用アクチュエータ５，７，９のヘッド油室５ｂの油は管路４１ｄから管路４１ｂを通ってタンク４１へドレーンされるので作業機用アクチュエータ５，７，９は一方向の振動の発生が可能となり、土木作業における固い地盤の土砂に振動を与えて掘削を容易に行うことが可能となる。
【００５１】
更に、油圧ショベルの作業機に振動を与えて転圧モードにて作業を行う時は、電気式振動モード切換手段４５の掘削モードスイッチ４５ｂのＯＮ動作と、電気モータ用操作ボックス３９の振動周波数コントロール操作手段３９ａ，または３９ｂを操作すると、この電気モータ３４の回転数に応じた振動数で回転式振動弁３５は矢印に示す方向にａ位置とｂ位置を交互に連続的に作動し、油圧源３１からの圧油は第１電磁式方向切換弁３２のｂ位置から管路４１ｂを通って回転式振動弁３５から断続的に吐出され、電磁式振動モード切換弁３６のｂ位置は３ポートとなっているので油圧源３１からの圧油は管路４１ｂから管路４１ｃを介して管路４１ｄから作業機用アクチュエータ５，７，９のヘッド油室５ｂに供給されるのと、管路４１ｂから管路４１ｃを介して管路４１ｅからボトム油室５ａに供給されるのが連続的に切換えが行われるので作業機用アクチュエータ５，７，９のピストンは往復の振動の発生が可能となり、土木作業における土砂に振動を与えて締固める転圧作業を容易に行うことが可能となっている。
【００５２】
また、電気レバー３７を矢印に示すアクチュエータの伸長側または短縮側に操作することにより、この電気レバー３７の傾斜角を検出するレバー傾斜角センサ３８からの信号に応じてコントローラ４０から第２電磁式方向切換弁３３の操作部３３ａに作用し、第２電磁式方向切換弁３３の操作部３３ａ，または３３ｂに作用し、この第２電磁式方向切換弁３３は中立位置ｎからａ位置またはｂ位置に切換わり、この第２電磁式方向切換弁３３からの吐出する圧油を管路４２ａまたは４２ｂから管路４１ｅまたは管路４１ｄを介して作業機用アクチュエータ５，７，９に供給して駆動が可能となつている。この電気レバー３７の矢印に示すアクチュエータの伸長側または短縮側に操作によって油圧ショベルの通常の作業が可能となっている。
【００５３】
本発明の油圧回路の第４実施例について、図１１にて説明する。尚、図１０と同一符号を付したものは共通部品であり、ここでは説明を省略する。
電磁式振動モード切換弁３６は管路４１ｅにより振動用アクチュエータ３０のボトム油室３０ａと接続している。また電磁式振動モード切換弁３６は管路４１ｄにより振動用アクチュエータ３０のヘッド油室３０ｂと接続している。第２電磁式方向切換弁３３は管路４２ａにより作業機用アクチュエータ５，７，９，のボトム油室５ａと接続している。また第２電磁式方向切換弁３３は管路４２ｂにより作業機用アクチュエータ５，７，９，のヘッド油室５ｂと接続している。作業機用アクチュエータ５，７，９は油圧ショベルの通常の作業に用いるようにする。
このような第４実施例の構成によれば、振動用アクチュエータ３０で振動を与えながら作業機用アクチュエータ５，７，９で掘削、転圧作業が可能となる。振動用アクチュエータ３０は例えば図７と同様に振動用アクチュエータ３０の一端を作業機のチルトレバー９ａと連結し、他端をバケット８に連結するようにしても良い。
【００５４】
本発明の油圧回路の第５実施例について、図１２にて説明する。尚、図２，図９と同一符号を付したものは共通部品であり、ここでは説明を省略する。
油圧源１０ｂと第２方向切換弁１３を接続している。第２方向切換弁１３は管路１９ａによりブーム用アクチュエータ５のボトム油室５ａに接続している。また第２方向切換弁１３は管路１９ｂによりブーム用アクチュエータ５のヘッド油室５ｂに接続している。この管路１９ｂに分岐管路１９ｃを接続している。分岐管路１９ｃにアキュムレータ用切換弁２９を接続している。アキュムレータ用切換弁２９の下流側に絞り２９ｂ，アキュムレータ２９ｃを連設している。
図２で説明したパイロット管路２２，２３の分岐管路２２ｂと２３ｂにシャトル弁２５が接続されている。このシャトル弁２５と分岐管路２４ａを接続している。この分岐管路２４ａとアキュムレータ用切換弁２９の操作部２９ａと接続している。
【００５５】
このような第５実施例の構成によれば、ブーム用アクチュエータ５のヘッド油室５ｂに接続された管路１９ｂに圧力変動が生じた時は管路１９ｂ，分岐管路１９ｃとアキュムレータ用切換弁２９および絞り２９ｂを介してアキュムレータ２９ｃと連通しているので、このヘッド油室５ｂ内の油がアキュムレータ２９ｃに流入し、この時のアキュムレータ２９ｃのバネ作用と絞り２９ｂの圧損による減衰作用によって振動エネルギーが吸収される。このためブーム用アクチュエータ５の振動が抑制される。
また、アキュムレータ用切換弁２９，絞り２９ｂ，アキュムレータ２９ｃを管路１９ａに連設して、ブーム用アクチュエータ５のボトム油室５ａに発生する圧力変動による振動を抑制するようにしても良い。
【００５６】
本発明の油圧回路の第６実施例について、図１３にて説明する。尚、図１０と同一符号を付したものは共通部品であり、ここでは説明を省略する。
油圧源３１ｂと第２電磁式方向切換弁３３を接続している。この第２電磁式方向切換弁３３管路４２ａによりブーム用アクチュエータ５のボトム油室５ａに接続している。また第２電磁式方向切換弁３３は管路４２ｂによりブーム用アクチュエータ５のヘッド油室５ｂに接続している。この管路４２ｂに分岐管路４２ｃを接続している。分岐管路４２ｃにアキュムレータ用切換弁４３を接続している。アキュムレータ用切換弁４３の下流側に絞り４３ｂ，アキュムレータ４３ｃを連設している。
図１０で説明した振動モード切換手段４５の掘削モードスイッチ４５ａ，または転圧モードスイッチ４５ｂの信号をアキュムレータ用切換弁４３の操作部４３ａに入力する。
【００５７】
このような第６実施例の構成によれば、ブーム用アクチュエータ５のヘッド油室５ｂに接続された管路４２ｂに圧力変動が生じた時は管路４２ｂ，分岐管路４２ｃとアキュムレータ用切換弁４３および絞り４３ｂを介してアキュムレータ４３ｃと連通しているので、このヘッド油室５ｂ内の油がアキュムレータ４３ｃに流入し、この時のアキュムレータ４３ｃのバネ作用と絞り４３ｂの圧損による減衰作用によって振動エネルギーが吸収される。このためブーム用アクチュエータ５の振動が抑制される。
また、アキュムレータ用切換弁４３，絞り４３ｂ，アキュムレータ４３ｃを管路４２ａに連設して、ブーム用アクチュエータ５のボトム油室５ａに発生する圧力変動による振動を抑制するようにしても良い。
【００５８】
本発明の油圧回路の第７実施例について、図１４にて説明する。尚、図２と同一符号を付したものは共通部品であり、ここでは説明を省略する。
【００５９】
図に示す作業機用アクチュエータ５，７，９，油圧源１０ａ，１０ｂ，第１方向切換弁１１，第２方向切換弁１３，油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁１２，油圧モータ１４，回転式振動弁１５，流量調整弁１６，振動モード切換弁１７は図２で詳細説明しているのでここでは説明を省略する。
油圧源１０ｂとブーム用方向切換弁１３（図２に示す第２方向切換弁１３と同一）を接続している。このブーム用方向切換弁１３は管路１８ｅによりブーム用アクチュエータ５のボトム油室５ａに接続している。またブーム用方向切換弁１３は管路１８ｄによりブーム用アクチュエータ５のヘッド油室５ｂに接続している。この管路１８ｄと圧力検出管路５３ａと接続している。この圧力検出管路５３ａと圧力スイッチ５３を接続している。
油圧源１０ｂとアーム用方向切換弁１３（図２に示す第２方向切換弁１３と同一）を接続している。このアーム用方向切換弁１３は管路１８ｅによりアーム用アクチュエータ７のボトム油室７ａに接続している。またアーム用方向切換弁１３は管路１８ｄによりアーム用アクチュエータ７のヘッド油室７ｂに接続している。この管路１８ｅと圧力検出管路５４ａと接続している。この圧力検出管路５４ａと圧力スイッチ５４を接続している。
油圧源１０ｂとバケット用方向切換弁１３（図２に示す第２方向切換弁１３と同一）を接続している。このバケット用方向切換弁１３は管路１８ｅによりバケット用アクチュエータ９のボトム油室９ａに接続している。またバケット用方向切換弁１３は管路１８ｄによりバケット用アクチュエータ９のヘッド油室９ｂに接続している。この管路１８ｅと圧力検出管路５５ａと接続している。この圧力検出管路５５ａと圧力スイッチ５５を接続している。
これらの圧力スイッチ５３，５４，５５はコントローラ６０に接続している。
【００６０】
これらの圧力スイッチ５３，５４，５５からの信号に応じてコントローラ６０から比例電磁切換弁６１に信号を入力する。油圧源５６と比例電磁切換弁６１を接続している。この比例電磁切換弁６１とパイロット管路６１ａと接続している。このパイロット管路６１ａと分岐管路６１ｂと接続している。この分岐管路６１ｂと振動用方向切換弁６２の操作部６２ａと接続している。このパイロット管路６１ａと分岐管路６１ｃと接続している。この分岐管路６１ｃと油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁１２の操作部１２ａと接続している。またパイロット管路６１ａと振動モード切換弁６３と接続している。
【００６１】
このような第７実施例によれば、作業機のブーム用アクチュエータ５のブーム下げ側圧力と，アーム用アクチュエータ７の掘削側圧力と，またはバケツト用アクチュエータ９のチルト圧力を検出して、これらのアクチュエータ５，７，９の少なくとも一つのアクチュエータの駆動圧が発生した時に、振動用方向切換弁６２，油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁１２，振動モード切換弁６３をいずれもａ位置に切換えて、自動的に振動用アクチュエータ３０に圧油を供給して一方向の掘削振動が可能となっている。振動回路については図２と同一となっているので、ここでは説明を省略する。
【００６２】
本発明の油圧回路の第８実施例について、図１５にて説明する。尚、図１０と同一符号を付したものは共通部品であり、ここでは説明を省略する。
【００６３】
図に示す作業機用アクチュエータ５，７，９，油圧源３１ａ，３１ｂ，第１電磁式方向切換弁３２，第２電磁式方向切換弁３３，電気モータ３４，回転式振動弁３５，電磁式振動モード切換弁３６は図１０で詳細説明しているのでここでは説明を省略する。
油圧源３１ｂとブーム用電磁式方向切換弁３３（図１０に示す第２電磁式方向切換弁３３と同一）を接続している。このブーム用電磁式方向切換弁３３は管路４１ｅによりブーム用アクチュエータ５のボトム油室５ａに接続している。またブーム用電磁式方向切換弁３３は管路４１ｄによりブーム用アクチュエータ５のヘッド油室５ｂに接続している。この管路４１ｄと圧力検出管路５３ａと接続している。この圧力検出管路５３ａと圧力スイッチ５３を接続している。
油圧源３１ｂとアーム用電磁式方向切換弁３３（図１０に示す第２電磁式方向切換弁３３と同一）を接続している。このアーム用方向切換弁３３は管路４１ｅによりアーム用アクチュエータ７のボトム油室７ａに接続している。また電磁式方向切換弁３３は管路４１ｄによりアーム用アクチュエータ７のヘッド油室７ｂに接続している。この管路４１ｅと圧力検出管路５４ａと接続している。この圧力検出管路５４ａと圧力スイッチ５４を接続している。
油圧源３１ｂとバケット用電磁式方向切換弁３３（図１０に示す第２電磁式方向切換弁３３と同一）を接続している。このバケット用電磁式方向切換弁３３は管路４１ｅによりバケット用アクチュエータ９のボトム油室９ａに接続している。またバケット用電磁式方向切換弁３３は管路４１ｄによりバケット用アクチュエータ９のヘッド油室９ｂに接続している。この管路４１ｅと圧力検出管路５５ａと接続している。この圧力検出管路５５ａと圧力スイッチ５５を接続している。これらの圧力スイッチ５３，５４，５５はコントローラ６０に接続している。このコントローラ６０は電磁弁８１，８２，と電気モータ３４に接続している。
【００６４】
このような第８実施例の構成によれば、作業機のブーム用アクチュエータ５のブーム下げ側圧力と，アーム用アクチュエータ７の掘削側圧力と，またはバケツト用アクチュエータ９のチルト圧力を検出して、これらの圧力のすくなくともいずれかが発生した時に振動用電磁式方向切換弁８１を閉位置ｃから開位置ａに切換えるようにした。また、電磁式振動モード切換弁８２を閉位置ｃから開位置ａに切換えるようにしたので、油圧源３１ａからの圧油を自動的に振動用アクチュエータ３０に供給して掘削振動させることが可能となっている。尚、振動回路については図１０と同一であり、ここでは説明を省略する。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る油圧ショベルの作業機振動装置によれば、油圧ショベルの作業機の転圧モードあるいは掘削モードが任意に選択することが可能となり、油圧ショベルの掘削作業や転圧作業が容易に行うことが可能となったので作業性が向上する。
【００６６】
また、振動作業中に地盤の位置が下がっても一方向に振動させる掘削モードで作業することにより、空打ちを防止することが可能となり安全性が向上する。
【００６７】
更に、油圧ショベルの作業機用アクチュエータに発生する振動をアキュームレータにより振動抑制するようにしたので、油圧ショベルの乗り心地が良くなり、安定性および信頼性が向上する。
【００６８】
そして、振動用アクチュエータを設けて、他の作業機用アクチュエータの駆動圧を検出して、他の作業機用アクチュエータが駆動中は振動用アクチュエータを連動させて自動振動させるようにしたので作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】油圧ショベルの側面図である。
【図２】本発明の油圧ショベルの作業機振動装置の第１実施例の説明図である。
【図３】本発明の振動モード切換弁、回転式振動弁断面図である。
【図４】本発明の振動モード切換弁ｂ位置、回転式振動弁ｂ位置の転圧モード作動説明図である。
【図５】本発明の振動モード切換弁ｂ位置、回転式振動弁ａ位置の転圧モード作動説明図である。
【図６】本発明の振動モード切換弁ａ位置、回転式振動弁ａ位置の掘削モード停止状態説明図である。
【図７】本発明の振動モード切換弁ａ位置、回転式振動弁ｂ位置の掘削モード作動説明図である。
【図８】本発明の他の振動モード切換弁作動説明図である。
【図９】本発明の作業機振動装置の第２実施例の説明図である。
【図１０】本発明の作業機振動装置の第３実施例の説明図である。
【図１１】本発明の作業機振動装置の第４実施例の説明図である。
【図１２】本発明の作業機振動装置の第５実施例の説明図である。
【図１３】本発明の作業機振動装置の第６実施例の説明図である。
【図１４】本発明の作業機振動装置の第７実施例の説明図である。
【図１５】本発明の作業機振動装置の第８実施例の説明図である。
【図１６】従来の作業機振動装置の説明図である。
【符号の説明】
１…油圧ショベル、５…ブーム用アクチュエータ、７…アーム用アクチュエータ、９…パケット用アクチュエータ、１０ａ，１０ｂ…油圧源、１１…第１方向切換弁、１２…油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁、１３…第２方向切換弁、１４…油圧モータ、１５…回転式振動弁、１６…流量調整弁、１７…振動モード切換弁、２１…振動モード切換手段。
Claims (9)
- 油圧シヨベルのブーム(4) 、アーム(6) 、バケット(8) 等から成る作業機を振動せしめる作業機用アクチュエータ(5,7,9) あるいは振動用アクチュエータ(30)の作業機振動装置において、油圧源(10a)
からの圧油の方向を連続的に切換える回転式振動弁(15)と、この回転式振動弁(15)により切換えられた圧油を連続して一方向に、あるいは圧油の流れを交互に切換える位置を有する振動モード切換弁(17)を設けたことを特徴とする油圧ショベルの作業機振動装置。 - 前記請求項１記載の油圧ショベルの作業機振動装置において、油圧源(10b) から作業機用アクチュエータ(5,7,9) のうちの少なくとも一つのアクチュエータへ圧油の供給をパイロット弁(24a,24b)
からのパイロット圧で切換わるように制御する第２方向切換弁(13)と、回転式振動弁(15)および振動モード切換弁(17)を介して振動用アクチュエータ(30)に供給する油圧源(10a)からの圧油を制御する第１方向切換弁(11)から成ることを特徴とする油圧ショベルの作業機振動装置。 - 前記請求項１記載の油圧ショベルの作業機振動装置において、油圧源(10b) から作業機用アクチュエータ(5,7,9) のうちの少なくとも一つのアクチュエータへ圧油の供給をパイロット弁(24a,24b)
からのパイロット圧で切換わるように制御する第２方向切換弁(13)と、回転式振動弁(15)および振動モード切換弁(17)を介して作業機用アクチュエータ(5,7,9)
のうちの少なくとも一つのアクチュエータに供給する油圧源(10a) からの圧油を制御する第１方向切換弁(11)から成ることを特徴とする油圧ショベルの作業機振動装置。 - 前記請求項３記載の油圧ショベルの作業機振動装置において、少なくとも一つのアクチュエータがバケット用アクチュエータ(9) に供給する油圧源(10a) からの圧油を制御する第１方向切換弁(11)から成ることを特徴とする油圧ショベルの作業機振動装置。
- 前記第１方向切換弁(11)は、振動モード切換手段(21)からの信号を受けて切換わることを特徴とする請求項２又は３又は４のいずれかに記載の油圧ショベルの作業機振動装置。
- 回転式振動弁(15)を駆動する油圧モータ(14)と、油圧源(20)からの圧油の供給を制御する油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁(12)と、この油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁(12)からの供給流量を調整する流量調整弁(16)とを設け、この流量調整弁(16)からの所定の流量により油圧モータ(14)を回転せしめると共に、この油圧モータ(14)の回転数に応じて回転式振動弁(15)の振動周波数を制御することを特徴とする請求項２乃至５のうちのいずれかに記載の油圧ショベルの作業機振動装置。
- 油圧源(10b,31b)
からブーム用アクチュエータ(5) へ圧油の供給を制御する第２方向切換弁(13,33) と、このブーム用アクチュエータ(5) の油室(5b)に、アキュムレータ(29c,43c)
と、切換弁(29,43) を接続すると共に、この第２方向切換弁(13) をパイロット弁 (24a,24b) からのパイロット圧信号により切換わるようにすると共に、切換弁(29)をパイロット弁(21a,21b)
からのパイロット圧信号により切換わるようにした、あるいは第２方向切換弁 (33) と、切換弁 (43) とを電気レバー (37)からの電気信号により切換わるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の油圧ショベルの作業機振動装置。 - 油圧シヨベルのブーム (4) 、アーム (6) 、バケット (8) 等から成る作業機を振動せしめる振動用アクチュエータ (30) の作業機振動装置において、油圧源 (10a) からの圧油の方向を連続的に切換える回転式振動弁 (15) と、この回転式振動弁 (15) により切換えられた圧油を連続して一方向に切換える位置を有する振動モード切換弁 (63) と、回転式振動弁 (15) および振動モード切換弁 (63) を介して振動用アクチュエータ (30) に供給する油圧源 (10a)
からの圧油を制御する方向切換弁 (62) と、回転式振動弁 (15) を駆動する油圧モータ (14) と 、油圧源 (20) からの圧油の供給を制御する油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁 (12) とを設け、作業機用アクチュエータ(5,7,9) のうちの少なくとも一つのアクチュエータの駆動圧力を検出する油圧スイッチ(53,54,55)からの信号を受けて、油圧モータＯＮ−ＯＦＦ切換弁(12)、方向切換弁(62)、および振動モード切換弁(63)とを切換える油圧信号を送る電磁式切換弁(61)に制御信号を発信する制御手段 (60) を備え、油圧源(10a)
から振動用アクチュエータ(30)へ圧油の供給を制御することを特徴とする油圧ショベルの作業機振動装置。 - 油圧シヨベルのブーム (4) 、アーム (6) 、バケット (8) 等から成る作業機を振動せしめる振動用アクチュエータ (30) の作業機振動装置において、油圧源 (31a) からの圧油の方向を連続的に切換える回転式振動弁 (35) と、この回転式振動弁 (35) により切換えられた圧油を連続して一方向に切換える位置を有する振動モード切換弁 (82) と、回転式振動弁 (35) および振動モード切換弁 (82) を介して振動用アクチュエータ (30) に供給する油圧源 (31a)
からの圧油を制御する方向切換弁 (81) と、回転式振動弁 (35) を駆動する電気モータ (34) と、作業機用アクチュエータ (5,7,9) のうちの少なくとも一つのアクチュエータの駆動圧力を検出する油圧スイッチ (53,54,55) からの信号を受けて、方向切換弁 (81) 、振動モード切換弁 (82) 、および電気モータ (34) とを切換える電気信号を発信する制御手段 (60) を備え、油圧源 (31a)
から振動用アクチュエータ (30) へ圧油の供給を制御することを特徴とする油圧ショベルの作業機振動装置。
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