JP3950259B2

JP3950259B2 - 掘削機の油圧操作装置

Info

Publication number: JP3950259B2
Application number: JP13135999A
Authority: JP
Inventors: 峰明尾形
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1999-05-12
Filing date: 1999-05-12
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2019-05-12
Also published as: JP2000319942A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削作業機を有し、該作業機を油圧アクチュエーターで駆動し、該油圧アクチュエーターの作動を切り換える切換バルブをパイロット式で操作する構成において、エンジン停止後においても切換操作可能とする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からバックホー等の掘削作業機において、本機よりアームやブーム等を介してバケットやフォークを装着して、前記アームやブーム等は油圧シリンダー等の油圧アクチュエーターを作動させることによって作業を行うようにしている。この油圧アクチュエーターを作動させるために、切換バルブが使用され、この切換バルブの切換は手動により行われていたが、操作力が若干大きいために長時間操作を行うと疲れてしまう。そこで、油圧パイロット式の切換バルブを用いて、メインの油圧切換バルブをパイロットバルブ（リモコン弁）を切り換えることによって、軽い操作で切り換えられるようした技術が採用されるようになってきた。
【０００３】
しかし、パイロット式の切換バルブを用いた場合、作業機を上昇した位置で止めて作業を終了すると、操作レバーの操作だけではメインの油圧切換バルブを切り換えることができないので、油圧が徐々に抜けて作業機の下方に位置した部品等を壊したり、油圧ホースを交換するときに作動油が噴き出したりしていた。これを防止するには作業機を下げた状態にすればよいのであるが、エンジンを再び始動させて油圧を上げてからパイロットバルブを切換操作する必要があるため面倒な操作となっていたのである。そこで、パイロットバルブだけを操作できるように、パイロットバルブの操作油圧回路にアキュムレータを配置した技術が公知となっている。例えば、特開平６−２９９５７５号の技術である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、アキュムレータは別部品で構成されるため、バルブケース等に後付けする構成となり、コストアップとなり、また、アキュムレータを取り付けるためのスペースや配管等が必要となって、油圧制御装置が大きくなり、取り付け位置が制限されることがあったのである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決する為の手段を説明する。
掘削作業機（５）を、ブームシリンダー（１６）とアームシリンダー（１７）とバケットシリンダー（１９）と旋回モーター（２２）によって駆動し、該油圧アクチュエーターへの圧油の送油を切り換えるブーム昇降切換バルブ（３５）と、アーム回動切換バルブ（３６）と、バケット回動切換バルブ（３７）と、旋回切換バルブ（３９）を、パイロット式の切換バルブとし、それぞれの切換バルブはパイロット油路を介してパイロットバルブ（４０・４１）と接続され、該パイロットバルブ（４０・４１）は運転席（３）の前部に設けた操作レバーの回動によって切り換え可能とし、前記パイロットバルブ（４０・４１）へは油圧ポンプ（Ｐ４）からパイロット油圧を供給すべく構成し、該油圧ポンプ（Ｐ４）とパイロットバルブ（４０・４１）との間にセーフティバルブ（４７）を設け、該セーフティバルブ（４７）を、油圧ポンプ（Ｐ４）のポンプケース（４５）に付設し、更に、該ポンプケース（４５）には、アキュムレータ（５０）を一体的に付設し、作業時において油圧ポンプ（Ｐ４）から吐出された作動油が、該アキュムレータ（５０）に蓄圧され、エンジン（３０）を停止させると、該セーフティバルブ（４７）が切り換えられてアキュムレータ（５０）内に油圧が維持され、前記エンジン（３０）を停止させた後において、該セーフティバルブ（４７）を手動又は自動で切り換えて、操作レバーを操作すれば、該アキュムレータ（５０）からの圧油がパイロットバルブ（４０・４１）を介して、前記切換バルブに送油され、該切換バルブを切り換え可能とし、掘削作業機（５）を上昇させることは不可能だが、下降を可能としたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、掘削作業機をバックホーとした本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。図１はバックホーの全体側面図、図２は油圧回路図、図３は同じく要部の油圧回路図、図４は油圧ポンプの平面図、図５は同じく正面図、図６は同じく側面図である。
【０００７】
まず、バックホーの全体構成から説明する。図１において、左右一対のクローラー２を装備したクローラー式走行装置１の上部に、旋回可能に旋回台４を取り付け、該旋回台４上に運転席３や操作レバー等を収納したキャビン６配設し、該キャビン６の右側に掘削作業機５の基部を支持している。該旋回台４の後部は平面視半円状に構成され、クローラー式走行装置１の幅内で旋回できるようにしている。前記キャビン６の後部には、エンジンやバッテリーや燃料タンク等を配置してカバー７で覆っている。また、前記クローラー式走行装置１の前部に排土板９が装着している。
【０００８】
前記掘削作業機５は、第一ブーム１１、第二ブーム１２、第三ブーム１３よりなる三つに分割されたブームと、該ブームの先端に取り付けられたアーム１４とバケット１５からなり、第一ブーム１１は旋回台４に前後方向に上下回動可能に枢支され、該第一ブーム１１と旋回台４との間に、ブームシリンダー１６が取り付けられ、該ブームシリンダー１６の伸縮によりブームを上下回動可能としている。前記第三ブーム１３に、アーム１４が前後方向に回動可能に枢支され、該アーム１４と第三ブーム１３との間にアームシリンダー１７が介装されて、該アームシリンダー１７の伸縮よりアーム１４を回動可能とし、該アーム１４の先端にバケット１５を枢結して、両者の間にバケットシリンダー１９が介装され、バケットシリンダー１９を伸縮させることによって、バケット１５をダンプさせたり掬い込み動作させることができる。
【０００９】
また、前記第一ブーム１１の先端に第二ブーム１２が左右回動可能に枢支され、該第二ブーム１２先端に第三ブーム１３が左右回動可能に枢支され、該第一ブーム１１と第三ブーム１３の間には第二ブームと平行となるようにオフセットロッドが枢結され、該オフセットロッドと略平行にオフセットシリンダー２１が第二ブーム１２と第三ブーム１３の間に介装されている。こうして、第一ブーム１１と第二ブーム１２と第三ブーム１３とオフセットロッドによって平行４連リンク機構が構成され、オフセットシリンダー２１を伸縮させることで、アーム１４及びバケット１５は前後方向のまま左右平行移動され、側溝掘り作業等でオフセットさせた状態で作業できるようにしている。
【００１０】
次に前記油圧シリンダーを駆動するための油圧回路について説明する。図２に示すように、エンジン３０の出力軸に第一油圧ポンプＰ１、第二油圧ポンプＰ２、第三油圧ポンプＰ３、第四油圧ポンプＰ４が並列に駆動できるように連設され、該第一油圧ポンプＰ１と第二油圧ポンプＰ２の吐出側には操向切換バルブ３１・３２を介してクローラー式走行装置１に設けた油圧モーター３３・３４と接続されて、切換バルブや変速レバーの操作で走行および左右旋回が可能としている。
【００１１】
また、第一油圧ポンプＰ１の吐出油路から分岐して、ブーム昇降切換バルブ３５、バケット回動切換バルブ３７、オフセット駆動切換バルブ３８に圧油を供給可能に接続され、前記第二油圧ポンプＰ２の吐出油路は旋回切換バルブ３９、アーム回動切換バルブ３６に圧油を供給可能に接続されている。
【００１２】
そして、前記ブーム昇降切換バルブ３５の二次側にブームシリンダー１６が接続され、アーム回動切換バルブ３６の二次側にアームシリンダー１７が、バケット回動切換バルブ３７の二次側にバケットシリンダー１９が、オフセット駆動切換バルブ３８の二次側にオフセットシリンダー２１が、旋回切換バルブ３９の二次側に旋回モーター２２がそれぞれ接続されている。ただし、排土板を昇降するシリンダー及び切換バルブは図示していない。
【００１３】
また、ブーム昇降切換バルブ３５、アーム回動切換バルブ３６、バケット回動切換バルブ３７、旋回切換バルブ３９はパイロット式の切換バルブであって、それぞれの操作部はパイロット油路を介してパイロットバルブ４０・４１と接続されている。該パイロットバルブ４０・４１は運転席３の前部に設けた操作レバーの回動によって切り換え、前記油圧シリンダーを作動できるようにしている。そして、前記パイロットバルブ４０・４１へは前記第四油圧ポンプＰ４からパイロット油圧が供給されるようにしている。
【００１４】
前記第一油圧ポンプＰ１、第二油圧ポンプＰ２、第三油圧ポンプＰ３、第四油圧ポンプＰ４はポンプユニットＵとしてポンプケース４５内に収納されており、図２、図３に示すように、ポンプケース４５に前記ポンプＰ１・Ｐ２・Ｐ３・Ｐ４に加えて一体的に第一・第二セーフティバルブ４６・４７とリリーフバルブ４９と本発明のアキュムレータ５０が設けられている。前記第一セーフティバルブ４６の二次側はパイロット油路を介してクローラー式走行装置１に設けたブレーキ解除用バルブと接続され、前記第二セーフティバルブ４７の二次側がフィルター５１・５１を介して前記パイロットバルブ４０・４１と接続されている。
【００１５】
そして、第二セーフティバルブ４７の一次側にはポンプポートともう一つのサブポンプポートがあり、このサブポンプポートに本発明のアキュムレータ５０が接続されている。そして、図４乃至図６に示すように、該アキュムレータ５０はポンプケース４５に一体的に設けられており、ポンプユニットＵはポンプケース４５の中央にポンプ軸５２が横架されて、一端を突出してエンジン３０の出力軸と連結している。該ポンプケース４５内には四つの油圧ポンプＰ１・Ｐ２・Ｐ３・Ｐ４が収納され、底部に設けた吸入ポートより作動油を吸入し、ポンプケース４５上面に油圧ポンプＰ１・Ｐ２・Ｐ３の吐出ポート６１・６２・６３がそれぞれ設けられている。
【００１６】
そして、ポンプケース４５の側面に電磁バルブからなる前記第一・第二セーフティバルブ４６・４７を収納したバルブケース５３が固設され、該バルブケース５３の一側にソレノイド４６ａ・４７ａが突設され、他側にアキュムレータ５０が配設されて連通されている。該アキュムレータ５０はポンプケース４５と一体的に形成され、または、着脱可能に形成され、前記バルブケース５３側方の空間に配置され、ソレノイド４６ａ・４７ａとは反対側に配置して、無駄なスペースを有効に利用できる形状としている。そして、バルブケース５３の上面と側面と下面にパイロット油圧の吐出ポート６４〜６７が配設されている。
【００１７】
このように、前記パイロット油圧を供給する油圧ポンプＰ４と油圧アクチュエーターの切換バルブ３５〜３９との間にセーフティバルブ４７を設け、該セーフティバルブ４７をポンプケース４５に付設し、該セーフティバルブ４７のバルブケース４５側部にアキュムレータ５０を配置したので、バルブケース側部の空間を有効に利用することが可能となり、省スペースのアキュムレータを構成することが可能となるのである。
【００１８】
このように構成において、バックホーによって掘削作業を終了してブームを上げた状態でエンジン３０を停止した場合、掘削作業機５の自重とわずかなリークによってブームが下降する可能性があるので、下げておくほうが好ましい。そこで、操作レバーを操作すると従来ではパイロット油圧がかかっていないために、ブーム昇降切換バルブ３５やアーム回動切換バルブ３６やバケット回動切換バルブ３７を切り換えることはできないが、本発明では、作業時において油圧ポンプＰ４から吐出された作動油がアキュムレータ５０に蓄圧されており、エンジン３０を停止させると、第二セーフティバルブ４７が切り換えられてアキュムレータ５０内に油圧が維持され、エンジン３０を停止させた後において、第二セーフティバルブ４７を切り換えて、操作レバーを操作すれば、アキュムレータ５０からの圧油がパイロット油路を介して切換バルブの操作部に送油されて切り換えることができるのである。このとき、上昇させることはできないが、下降させることはできるのである。但し、前記第二セーフティバルブ４７は本実施例では電磁バルブとしてソレノイドの作動によって切り換えられるようにしているが、手動によっても切り換えられるバルブとすることも可能である。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。
掘削作業機（５）を、ブームシリンダー（１６）とアームシリンダー（１７）とバケットシリンダー（１９）と旋回モーター（２２）によって駆動し、該油圧アクチュエーターへの圧油の送油を切り換えるブーム昇降切換バルブ（３５）と、アーム回動切換バルブ（３６）と、バケット回動切換バルブ（３７）と、旋回切換バルブ（３９）を、パイロット式の切換バルブとし、それぞれの切換バルブはパイロット油路を介してパイロットバルブ（４０・４１）と接続され、該パイロットバルブ（４０・４１）は運転席（３）の前部に設けた操作レバーの回動によって切り換え可能とし、前記パイロットバルブ（４０・４１）へは油圧ポンプ（Ｐ４）からパイロット油圧を供給すべく構成し、該油圧ポンプ（Ｐ４）とパイロットバルブ（４０・４１）との間にセーフティバルブ（４７）を設け、該セーフティバルブ（４７）を、油圧ポンプ（Ｐ４）のポンプケース（４５）に付設し、更に、該ポンプケース（４５）には、アキュムレータ（５０）を一体的に付設し、作業時において油圧ポンプ（Ｐ４）から吐出された作動油が、該アキュムレータ（５０）に蓄圧され、エンジン（３０）を停止させると、該セーフティバルブ（４７）が切り換えられてアキュムレータ（５０）内に油圧が維持され、前記エンジン（３０）を停止させた後において、該セーフティバルブ（４７）を手動又は自動で切り換えて、操作レバーを操作すれば、該アキュムレータ（５０）からの圧油がパイロットバルブ（４０・４１）を介して、前記切換バルブに送油され、該切換バルブを切り換え可能とし、掘削作業機（５）を上昇させることは不可能だが、下降を可能としたので、アキュムレータを別部品として新たに構成して配管途中に配置する必要がなくなり、部品点数を削減して、組立工数を減少し、コスト低減化も図れたのである。
また、アクチュエーターの残圧を抜くことができて、メンテナンス時に配管を外した時等に作動油の吹き出しを防止することができ、また、エンジン停止後において、アキュムレータからの圧油によって作業機を安定した姿勢に操作できるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】バックホーの全体側面図である。
【図２】油圧回路図である。
【図３】同じく要部の油圧回路図である。
【図４】油圧ポンプの平面図である。
【図５】同じく正面図である。
【図６】同じく側面図である。
【符号の説明】
５掘削作業機
１１第一ブーム
１６ブームシリンダー
３０エンジン
３５ブーム昇降切換バルブ
４５ポンプケース
５０アキュムレータ
５３バルブケース
Ｐ１〜Ｐ４油圧ポンプ

Claims

掘削作業機（５）を、ブームシリンダー（１６）とアームシリンダー（１７）とバケットシリンダー（１９）と旋回モーター（２２）によって駆動し、該油圧アクチュエーターへの圧油の送油を切り換えるブーム昇降切換バルブ（３５）と、アーム回動切換バルブ（３６）と、バケット回動切換バルブ（３７）と、旋回切換バルブ（３９）を、パイロット式の切換バルブとし、それぞれの切換バルブはパイロット油路を介してパイロットバルブ（４０・４１）と接続され、該パイロットバルブ（４０・４１）は運転席（３）の前部に設けた操作レバーの回動によって切り換え可能とし、前記パイロットバルブ（４０・４１）へは油圧ポンプ（Ｐ４）からパイロット油圧を供給すべく構成し、
該油圧ポンプ（Ｐ４）とパイロットバルブ（４０・４１）との間にセーフティバルブ（４７）を設け、該セーフティバルブ（４７）を、油圧ポンプ（Ｐ４）のポンプケース（４５）に付設し、更に、該ポンプケース（４５）には、アキュムレータ（５０）を一体的に付設し、作業時において油圧ポンプ（Ｐ４）から吐出された作動油が、該アキュムレータ（５０）に蓄圧され、エンジン（３０）を停止させると、該セーフティバルブ（４７）が切り換えられてアキュムレータ（５０）内に油圧が維持され、前記エンジン（３０）を停止させた後において、該セーフティバルブ（４７）を手動又は自動で切り換えて、操作レバーを操作すれば、該アキュムレータ（５０）からの圧油がパイロットバルブ（４０・４１）を介して、前記切換バルブに送油され、該切換バルブを切り換え可能とし、掘削作業機（５）を上昇させることは不可能だが、下降を可能としたことを特徴とする掘削機の油圧操作装置。