JP5986414B2 - 作業機械用油圧回路 - Google Patents

Description

本発明は、油圧によって作動する作業機械の油圧回路に関する。

油圧回路の配管内の作動油に空気が混入すると、作動油に比して空気は圧縮されやすいため、油圧による制動力が低下し、確実な姿勢維持が困難になってしまう。そのため、油圧回路の配管内の作動油に混入した空気を抜くための手段を油圧回路に設けることが提案されている。
例えば、特許文献１や特許文献２には、油圧回路に設けられた油圧シリンダのシリンダチューブにエア抜き装置を設けることが開示されている。

特開２００８−２５６００９号公報 特開平１１−２４１７３４号公報

しかしながら、油圧シリンダのシリンダチューブにエア抜き装置を設ける場合は、少なくとも油圧回路に設けられている油圧シリンダ全てにエア抜き装置を設ける必要があり、部品点数が増加してしまうという問題がある。また、手動でエア抜き作業を行う場合は、作業員が全ての油圧シリンダのエア抜き装置を操作する必要があり、作業工数が増加してしまうという問題がある。さらに、油圧シリンダが狭隘な場所に設けられている場合は、作業者の手が届きにくく、油圧シリンダのエア抜き装置の操作が困難となってしまう虞がある。

このような問題に対し、シリンダにエア抜き装置を設けずに、油圧回路の配管にエア抜き装置を接続することも考えられる。しかし、配管にエア抜き装置を接続した場合、エア抜き装置から離れた位置の空気をエア抜き装置まで移動させる必要があり、油路が上下した複雑な油路構造であると、配管内の全ての空気をエア抜き装置まで移動させて排出することが困難であった。

そこで、本発明は、配管内に混入した空気を容易に排出可能な油圧回路を提供することを目的とする。

第１の発明に係る作業機械用油圧回路は、作業機械に設けられ、作業機械の駆動部を駆動させるアクチュエータを備えた作業機械用油圧回路であって、油圧回路内の空気を外部に排出するエア抜き装置を備え、エア抜き装置は、油圧回路のアクチュエータ以外の部分かつ最上部に位置する部分に設けられ、前記作業機械は、道路走行用の車輪と、軌道走行用の鉄輪と、を備え、車体の前後両側にそれぞれ設けられた幅方向に対をなす鉄輪を下方に張り出すことによって軌道走行を行う軌陸車であり、前後方向の少なくとも一方の左右の鉄輪を、上下動自在とすることで、車体に対して互いに異なる高さに移動可能な鉄輪上下動機構と、作動油を吐出する油圧ポンプと、油圧ポンプから供給される作動油によって、鉄輪の上下動をロックする複数の揺動ロック用アクチュエータと、油圧ポンプと揺動ロック用アクチュエータが接続されたロック用油圧回路と、を備え、エア抜き装置は、ロック用油圧回路よりも高い位置に設けられたことを特徴とする。

また、第２の発明に係る作業機械用油圧回路は、第１の発明に係る作業機械用油圧回路であって、油圧回路は、アクチュエータからエア抜き装置に向かって上り方向に形成された油路構造であることを特徴とする。

また、第３の発明に係る作業機械用油圧回路は、第１または第２の発明に係る作業機械用油圧回路であって、回路を開放または閉鎖可能な揺動ロック解除コックを有し、複数の揺動ロック用アクチュエータ同士を接続するロック解除用油圧回路を備え、エア抜き装置は、ロック解除用油圧回路内に設けられたことを特徴とする。

また、第４の発明に係る作業機械用油圧回路は、第１の発明から第３の発明のいずれかに係る作業機械用油圧回路であって、エア抜き装置は、作業機械の外周側に設けられたことを特徴とする。

本発明によれば、油圧回路の最上部かつアクチュエータ以外の部分に配設されたエア抜き装置から、配管内に混入した空気を容易に排出することが可能になる。

軌陸車の一例を示す側面図である。 揺動フレームの一例を示す正面図である。 揺動フレームロック用油圧回路の一例を示す油圧回路図である。 揺動フレームロック用油圧回路の油路構造の一例を示す斜視図である。

図１乃至図４は、本発明の一実施形態を示すものである。

本実施形態は、作業機械用油圧回路のうち、軌道走行用鉄輪を張り出して軌道Ｒに接触させると道路走行用車輪が軌道Ｒから浮上するものであって、車体にブーム等を備えた高所作業機を搭載した軌陸車に用いる油圧回路を例にして説明する。なお、作業機械は、建設機械や荷役機械などの、その他の作業機械でもよい。

（軌陸車の構成）
本発明の軌陸車１は、図１に示すように、前部に運転キャブ２を有したトラック車両をベースに構成されており、車体３の前後の幅方向両側には道路走行用車輪６が設けられ、道路走行用車輪６は運転キャブ２の下部に設置されたエンジンＥにより駆動して、車両は道路上を走行可能である。

車体３の中央下部には軌陸車１を軌道Ｒ上に載せるための転車台１１が設けられている。転車台１１は、油圧シリンダの伸縮により伸縮可能であり、下方に張り出して車体３を持ち上げ支持可能であるとともに、車体３を水平旋回可能に構成されている。車体３の前後の幅方向両側には、車体３を持ち上げ支持するアウトリガジャッキ１２が設けられている。

車体３上には、前述した高所作業機２０が搭載されている。高所作業機２０は、車体３の後部に旋回可能に設けられた旋回台２１と、旋回台２１の上部に基端部が枢結されて先端側が起伏自在な伸縮ブーム２２と、伸縮ブーム２２の先端部に揺動且つ首振り可能に設けられた作業台２３とを有してなる。伸縮ブーム２２は旋回台２１との間に設けられた起伏シリンダ２２ａの伸縮によって起伏可能である。作業台２３は、伸縮ブーム２２と作業台２３との間に設けられたレベリングシリンダ２３ａの伸縮によって伸縮ブーム２２の起伏に拘わらずに常に水平な姿勢に維持される。

運転キャブ２の後側における車体３の前後方向に延びるシャシフレーム４上には、シャシフレーム４と同様に車体３の前後方向に延びるサブフレーム５が設けられている。そして、サブフレーム５の前側の下部幅方向両側に接続する鉄輪部支持部材９Ｆに、鉄輪ブラケット７Ｆが前後方向に回転自在に支持されている。鉄輪ブラケット７Ｆの先端部には、軌道走行用鉄輪８Ｆが回転自在に取り付けられている。鉄輪ブラケット７Ｆは、鉄輪部支持部材９Ｆとの間に設けられた図示しない張出格納油圧シリンダ１０Ｆの伸縮により、軌道走行用鉄輪８Ｆを張り出して軌道Ｒ上に接触する位置と軌道走行用鉄輪８Ｆを車体３に格納する位置に移動可能である。

図２に示すように、サブフレーム５の後方側の幅方向中央下部には、幅方向に延びる揺動フレーム３０が、前後方向に延びる揺動軸３１を介して揺動自在に枢支されている。そして、揺動フレーム３０の幅方向両端部には、鉄輪ブラケット７Ｂを前後方向に回転自在に支持する鉄輪部支持部材９Ｂが接続されている。この鉄輪ブラケット７Ｂの先端部には、軌道走行用鉄輪８Ｂが回転自在に取り付けられている。したがって、揺動フレーム３０が揺動すると、揺動フレーム３０の両端部に接続された鉄輪部支持部材９Ｂとともに、軌道走行用鉄輪８Ｂが上下動する。

鉄輪ブラケット７Ｂは、鉄輪部支持部材９Ｂとの間に設けられた張出格納油圧シリンダ１０Ｂの伸縮により、軌道走行用鉄輪８Ｂを張り出して軌道Ｒ上に接触する位置と軌道走行用鉄輪８Ｂを車体３に格納する位置に移動可能である。軌道走行用鉄輪８Ｆ、８Ｂは、エンジンＥから取り出された動力を受けて作動する油圧ポンプＰからの作動油の供給を受けて回転する油圧モータにより駆動する。

図３に示すように、揺動フレーム３０の上面とサブフレーム５の下面の間には、揺動フレーム３０の揺動をロックするための揺動ロック機構３２が設けられている。揺動ロック機構３２は、揺動軸３１を挟んで左右一対の揺動ロックシリンダ３４およびバネ３５と、揺動ロックシリンダ３４を作動させるための揺動フレームロック用油圧回路４０から構成される。

揺動ロックシリンダ３４のシリンダチューブ３６の上端部はサブフレーム５の下面に固定されている。また、揺動ロックシリンダ３４のピストンロッド３８は、上端部にピストン３７が設けられ、下端部にプレート３３が設けられている。さらに、揺動フレーム３０の上面には、揺動ロックシリンダ３４の伸長時にプレート３３の下面が当接する一対の当接部３９が設けられている。そして、揺動フレーム３０とプレート３３の間には、バネ３５が介挿されており、バネ３５は、揺動フレーム３０が揺動する際に、上下方向に付勢することでクッションの役割を果たす。

このような揺動ロック機構３２の構成により、揺動ロックシリンダ３４が伸長すると、プレート３３の下面が当接部３９に当接する。これにより、揺動ロックシリンダ３４が、サブフレーム５の下面と揺動フレーム３０の上面との間に張り出して、揺動フレーム３０の揺動をロックする。

また、揺動ロックシリンダ３４には、揺動ロックシリンダ３４の全縮を検出するためのリミットスイッチ４５が設けられ、揺動フレーム３０の上面には、プレート３３と当接部３９の当接を検出するための近接スイッチ４６が設けられている。なお、揺動ロックシリンダ３４の伸長をリミットスイッチ４５を用いて検出するようにしてもよいし、揺動ロックシリンダ３４の全縮を近接スイッチ４６を用いて検出するようにしてもよい。また、これらの検出を、その他の機械式スイッチや光電センサを用いて行ってもよい。

揺動フレームロック用油圧回路４０は、油圧ポンプＰと油圧電磁弁４１と、揺動ロックシリンダ３４Ｌ，３４Ｒを有し、互いに配管によって接続されている。油圧電磁弁４１のポンプポートは、油圧ポンプＰの吐出油路５１に接続し、油圧電磁弁４１のタンクポートは、タンクへの排出油路５２に接続している。吐出油路５１にはリリーフ弁４２が設けられている。

また、油圧電磁弁４１のＢポートは、揺動ロックシリンダ３４と接続する第１油路５３に接続する。第１油路５３は、第１油路５３Ｌと第１油路５３Ｒとに分岐し、それぞれパイロットチェック弁４３Ｌ、４３Ｒを介して、左右の揺動ロックシリンダ３４Ｌ、３４Ｒに接続されている。

また、油圧電磁弁４１のＡポートは、パイロットチェック弁４３にパイロット圧を供給する第２油路５４に接続している。第２油路５４は、第２油路５４Ｌと第２油路５４Ｒとに分岐し、それぞれパイロットチェック弁４３Ｌ、４３Ｒへパイロット圧を供給するポートへ接続している。そして、パイロットチェック弁４３Ｌ、４３Ｒは圧油の供給を受けると、揺動ロックシリンダ３４Ｌ、３４Ｒから第１油路５３Ｌ、５３Ｒへの作動油の流出を許容する。また、第２油路５４には、ポンプ圧を検出するための圧力スイッチ４４が設けられている。

油圧電磁弁４１は、４ポート３位置切替を備えた電磁弁であり、ソレノイドＳＯＬ４１ａを通電状態に切り替えると、ポンプポートとＢポートを接続して、吐出油路５１と第１油路５３を連通させるとともに、タンクポートとＡポートを接続して、第２油路５４と排出油路５２を連通させる。また、ソレノイドＳＯＬ４１ｂを通電状態に切り替えると、ポンプポートとＡポートを接続して、吐出油路５１と第２油路５４を連通させるとともに、Ｂポートとタンクポートを接続して、第１油路５３と排出油路５２を連通させる。さらに、ソレノイドＳＯＬ４１を無通電状態に切り替えると、ポンプポートを閉鎖して油圧ポンプＰからの第１油路５３と第２油路５４への圧油の供給を遮断する。

油圧電磁弁４１の制御は、図示しないコントローラから制御信号をソレノイドＳＯＬ４１ａおよびソレノイドＳＯＬ４１ｂに出力することにより行われる。

具体的には、揺動フレーム３０の揺動をロックする場合、コントローラからソレノイドＳＯＬ４１ａを通電状態に切り替える制御信号が出力される。油圧電磁弁４１の弁が切り替わり、吐出油路５１と第１油路５３が連通することにより、揺動ロックシリンダ３４Ｌと揺動ロックシリンダ３４Ｒへと圧油が供給される。これにより、揺動ロックシリンダ３４Ｌと揺動ロックシリンダ３４Ｒが伸長し、揺動フレーム３０がサブフレーム５に対して相対移動不能になり揺動が規制される。

そして、ソレノイドＳＯＬ４１ａが通電状態に切り替えられてから、所定時間（例えば３秒）経過すると、コントローラは、ソレノイドＳＯＬ４１ａ、４１ｂを無通電状態に切り替える処理を行う。油圧電磁弁４１の弁が切り替わり、吐出油路５１が遮断され、第１油路５３と第２油路５４への圧油の供給が停止されると、揺動ロックシリンダ３４が伸長したままとなり、揺動フレーム３０の揺動が規制された状態が維持される。

また、揺動フレーム３０の揺動のロックを解除する場合は、コントローラは、ソレノイドＳＯＬ４１ｂを通電状態に切り替える制御信号を出力する。油圧電磁弁４１の弁が切り替わると、吐出油路５１と第２油路５４が連通するとともに、第１油路５３と排出油路５２とが連通する。これにより、パイロットチェック弁４３Ｌ、４３Ｒへ圧油が供給されてパイロットチェック弁４３Ｌ、４３Ｒが切り替わり、揺動ロックシリンダ３４Ｌ、３４Ｒから第１油路５３Ｌ、５３Ｒへの作動油の流出が許容される。そのため、揺動ロックシリンダ３４Ｌ、３４Ｒの作動油が開放され、揺動ロックシリンダ３４Ｌ、３４Ｒは縮小可能になり、揺動フレーム３０がサブフレーム５に対し相対移動可能な状態となる。

第１油路５３Ｌは、揺動ロックシリンダ３４Ｌとパイロットチェック弁４３Ｌとの間で、第３油路５５Ｌに分岐しており、第１油路５３Ｒは、揺動ロックシリンダ３４Ｒとパイロットチェック弁４３Ｒとの間で、第３油路５５Ｒに分岐している。第３油路５５Ｌと第３油路５５Ｒとは、揺動ロック非常解除コック４７を介して接続している。そして、揺動ロック非常解除コック４７を連通状態に切り替えると、第３油路５５Ｌと第３油路５５Ｒとが連通し、揺動ロック非常解除コック４７を閉鎖状態に切り替えると、第３油路５５Ｌと第３油路５５Ｒとが遮断される。また、第３油路５５は、端部が開放されたエア抜き管５６に分岐している。エア抜き管５６には、開閉操作可能なエア抜きバルブ４８が設けられている。

揺動ロック非常解除コック４７は、コントローラや油圧電磁弁４１に不具合が生じてソレノイドＳＯＬ４１ｂを通電状態に切り替えることができない場合などの非常時に、揺動フレーム３０の揺動のロックを解除するために用いられる。揺動ロック非常解除コック４７を連通状態に切り替えることにより、一方の揺動ロックシリンダ３４から他方の揺動ロックシリンダ３４へ第３油路５５を経由して作動油を移動させることができる。これにより、一方の揺動ロックシリンダ３４は作動油が流出するので縮小し、他方の揺動ロックシリンダ３４は作動油が流入するので伸長する。したがって、ソレノイドＳＯＬ４１ｂを通電状態に切り替える場合に比して小さい伸縮幅であるものの、揺動ロックシリンダ３４は伸縮自在となるので、揺動フレーム３０の揺動のロックが解除された状態となる。

エア抜き管５６は、図４に示すように、揺動フレームロック用油圧回路４０の最も高い位置に設けられている。すなわち、第３油路５５は、揺動ロックシリンダ３４からエア抜きバルブ４８に向かって上り方向の配管となっており、揺動ロックシリンダ３４からエア抜きバルブ４８に至るまで、下り方向となる配管はない。また、第１油路５３や第２油路５４は、第３油路５５よりも下方に設けられている。このような構造により、揺動フレームロック用油圧回路４０の配管内に混入した空気は上方へと移動していき、エア抜きバルブ４８に集中することになる。また、エア抜きバルブ４８は、サブフレーム５の後方の外周側に設けられており、軌陸車１の後方から作業者が容易に開閉操作できるようになっている。なお、本実施形態では、エア抜きバルブ４８は、サブフレーム５の後方に設けられているが、これに限らず、例えば、サブフレーム５の左右の外周側に設けて軌陸車１の側方から操作容易にするなどしてもよい。

以上のような油路構造により、揺動フレームロック用油圧回路４０の配管内に混入した空気をエア抜きバルブ４８に集中させることができるので、作動油に混入した空気の排出が容易となり、混入した空気による揺動ロックシリンダ３４の姿勢変動を抑止して、姿勢維持の確実性を向上させることができる。
また、エア抜きバルブ４８は、揺動フレームロック用油圧回路４０の最も高い位置に配設されているので、揺動フレームロック用油圧回路４０を軌陸車１の低い位置に設けても、エア抜きバルブ４８を作業者が作業しやすい高さに配設することができる。また、揺動ロックシリンダ３４が狭隘な場所に設けられたとしても、揺動ロックシリンダ３４から離れて作業者の手が届き易い位置にエア抜きバルブ４８を配設することができる。
また、揺動ロックシリンダ３４からエア抜きバルブ４８までの配管は、全て上り方向に形成されているので、配管内の空気を全てエア抜きバルブ４８まで移動させることが容易となり、配管内に空気が残存することを防止することができる。
さらに、エア抜きバルブ４８を第３油路５５に設けることにより、複数の揺動ロックシリンダ３４内に混入した空気を容易にエア抜きバルブ４８に排出することができので、エア抜き装置はエア抜きバルブ４８を１箇所に設けるのみでよく、部品点数を削減することができる。また、１つのエア抜きバルブ４８を操作するのみで油圧回路内に混入した空気を排出することができるので、複数のエア抜き装置を用いる場合に比して作業者の作業負担を軽減することができる。

本実施形態では、エア抜きバルブ４８を有するエア抜き管５６がエア抜き装置に相当し、第３油路５５がロック解除用油圧回路に相当する。

１ 軌陸車
２ 運転キャブ
３ 車体
４ シャシフレーム
５ サブフレーム
６ 道路走行用車輪
７ 鉄輪ブラケット
８ 軌道走行用鉄輪
９ 鉄輪部支持部材
１０ 張出格納油圧シリンダ
１１ 転車台
１２ アウトリガジャッキ
２０ 高所作業機
２１ 旋回台
２２ 伸縮ブーム
２２ａ起伏シリンダ
２３ 作業台
２３ａレベリングシリンダ
３０ 揺動フレーム
３１ 揺動軸
３２ 揺動ロック機構
３３ プレート
３４ 揺動ロックシリンダ
３５ バネ
３６ シリンダチューブ
３７ ピストン
３８ ピストンロッド
３９ 当接部
４０ 揺動フレームロック用油圧回路
４１ 油圧電磁弁
４２ リリーフ弁
４３ パイロットチェック弁
４４ 圧力スイッチ
４５ リミットスイッチ
４６ 近接スイッチ
４７ 揺動ロック非常解除コック
４８ エア抜きバルブ
５１ 吐出油路
５２ 排出油路
５３ 第１油路
５４ 第２油路
５５ 第３油路
５６ エア抜き管
Ｅ エンジン
Ｐ 油圧ポンプ
Ｒ 軌道

Claims (4)

1. 作業機械に設けられ、作業機械の駆動部を駆動させるアクチュエータを備えた作業機械用油圧回路であって、
   油圧回路内の空気を外部に排出するエア抜き装置を備え、
   エア抜き装置は、油圧回路のアクチュエータ以外の部分かつ最上部に位置する部分に設けられ、
   前記作業機械は、道路走行用の車輪と、軌道走行用の鉄輪と、を備え、車体の前後両側にそれぞれ設けられた幅方向に対をなす鉄輪を下方に張り出すことによって軌道走行を行う軌陸車であり、
   前後方向の少なくとも一方の左右の鉄輪を、上下動自在とすることで、車体に対して互いに異なる高さに移動可能な鉄輪上下動機構と、
   作動油を吐出する油圧ポンプと、
   油圧ポンプから供給される作動油によって、鉄輪の上下動をロックする複数の揺動ロック用アクチュエータと、
   油圧ポンプと揺動ロック用アクチュエータが接続されたロック用油圧回路と、を備え、
   エア抜き装置は、ロック用油圧回路よりも高い位置に設けられたことを特徴とする作業機械用油圧回路。
2. 油圧回路は、アクチュエータからエア抜き装置に向かって上り方向に形成された油路構造であることを特徴とする請求項１に記載の作業機械用油圧回路。
3. 回路を開放または閉鎖可能な揺動ロック解除コックを有し、複数の揺動ロック用アクチュエータ同士を接続するロック解除用油圧回路を備え、
   エア抜き装置は、ロック解除用油圧回路内に設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の作業機械用油圧回路。
4. エア抜き装置は、作業機械の外周側に設けられたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の作業機械用油圧回路。

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