JP6541457B2

JP6541457B2 - 油圧式作業機

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Publication number: JP6541457B2
Application number: JP2015125797A
Authority: JP
Inventors: 磯貝　隆明; 隆明磯貝
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2015-06-23
Filing date: 2015-06-23
Publication date: 2019-07-10
Anticipated expiration: 2035-06-23
Also published as: JP2017008604A

Description

本発明は、油圧式作業機に関し、詳しくは、作業中にエンジンや油圧ポンプに異常が発生して自走不可能となった場合でも、作業場所から安全な場所に脱出させることができる油圧式作業機に関する。

鉄道軌道の敷設作業や保守作業、周辺施設の整備作業などに、エンジンにより駆動される油圧ポンプからコントロールバルブなどの油圧制御部を介して供給される作動油により作動する走行装置及び作業装置を備えた油圧式作業機が用いられている。通常、鉄道軌道内での作業は、最終列車が通過した後、始発列車が運転を開始する前までの間に行われており、作業終了後は速やかに鉄道軌道内から待避する必要がある。

また、架線下や跨線橋下、トンネル内などの鉄道軌道内で作業を行う際には、何らかの原因で油圧式作業機のエンジンや油圧ポンプに異常が発生して走行装置などに作動油を供給できなくなり、油圧式作業機が鉄道軌道内から待避できなくなった場合に備えて、油圧式作業機を外部から作動させて油圧式作業機を鉄道軌道内から脱出させるための緊急脱出装置を待機させておくことが行われている（例えば、特許文献１，２参照。）。

特開２０１０−１８０５３７号公報特開２０１０−１８０５４０号公報

特許文献１，２に記載された緊急脱出装置は、脱出させる油圧式作業機と同じような構成を有する油圧式作業機や、各種油圧機器に作動油を供給する油圧ユニットを緊急脱出装置として使用できるように改造したものであるから、作動油を昇圧する油圧ポンプ、油圧ポンプを駆動するエンジン、作動油を貯留する作動油タンク、油圧回路接続用の油圧ホースを巻回するホースリールなどを備えており、緊急脱出装置内の作動油タンクから吸い込んだ作動油を油圧ポンプで昇圧し、供給側の油圧ホースを介して油圧式作業機に供給し、使用後の作動油を戻り側の油圧ホースを介して緊急脱出装置内の作動油タンクに循環させるようにしている。したがって、脱出させる油圧式作業機には、緊急脱出装置から供給された作動油を使用後に緊急脱出装置に戻すための油圧回路を設けておく必要がある。

一方、油圧式作業機を脱出させるために必要な作動油は、油圧式作業機内の作動油タンクに貯留されている作動油を使用することが可能であり、この作動油を使用する際には、緊急脱出装置内に作動油タンクを設ける必要はない。この場合の緊急脱出装置は、最も簡易な構成では、油圧ポンプとエンジンとを備えていればよいことになる。しかし、脱出させる油圧式作業機内の作動油タンクに貯留されている作動油を緊急脱出用に使用するためには、緊急脱出装置の油圧ポンプが油圧式作業機内の作動油タンクから作動油を吸い込む油圧回路を設けておく必要がある。

すなわち、緊急脱出装置が、該緊急脱出装置内の作動油タンクの作動油を使用するときの油圧式作業機内の油圧回路と、油圧式作業機内の作動油タンクの作動油を使用するときの油圧式作業機内の油圧回路とは異なることになるため、作業現場で使用する緊急脱出装置の種類に対応した油圧回路を有する油圧式作業機を用意する必要があった。

そこで本発明は、２種類の緊急脱出装置のいずれにも対応可能な緊急脱出用油圧回路を備えた油圧式作業機を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の油圧式作業機は、エンジンにより駆動される油圧ポンプから油圧制御部を有する油圧回路を介して供給される作動油により作動する油圧式作業機において、前記油圧回路は、前記油圧ポンプから前記油圧制御部に作動油を供給する吐出配管から分岐した供給配管接続回路と、該供給配管接続回路の分岐点と前記油圧ポンプとの間の配管に設けられて油圧ポンプ方向への作動油の流れを規制する手段と、使用後の作動油を作動油タンクに戻す作動油戻り配管から分岐した戻り配管接続回路と、該戻り配管接続回路の分岐点に設けられて作動油の戻り方向を前記作動油タンク方向と前記戻り配管接続回路方向とに切り替える戻り方向切替弁と、作動油タンク内の作動油を吸い込む作動油吸込接続回路とを備え、該油圧式作業機が故障したときに、該油圧式作業機の作動油タンク内の作動油を使用する第１の緊急脱出装置を用いて該油圧式作業機を緊急脱出させるときには、前記第１の緊急脱出装置の油圧ポンプから吐出された作動油を前記供給配管接続回路を介して前記油圧制御部に供給するとともに、前記戻り方向切替弁により使用後の作動油の戻り方向を前記作動油戻り配管に設定して使用後の作動油を該油圧式作業機の作動油タンクに戻し、該作動油タンク内の作動油を前記作動油吸込接続回路を介して前記第１の緊急脱出装置の油圧ポンプで吸い込むように設定し、該油圧式作業機が故障したときに、第２の緊急脱出装置の作動油タンク内の作動油を使用する第２の緊急脱出装置を用いて該油圧式作業機を緊急脱出させるときには、前記第２の緊急脱出装置の油圧ポンプから吐出された作動油を前記供給配管接続回路を介して前記油圧制御部に供給するとともに、前記戻り方向切替弁により使用後の作動油の戻り方向を戻り配管接続回路に設定し、前記作動油戻り配管を介して前記第２の緊急脱出装置の作動油タンクに前記使用後の作動油を戻し、前記第２の緊急脱出装置の作動油タンク内の作動油を前記第２の緊急脱出装置の油圧ポンプで吸い込むように設定することを特徴としている。

さらに、本発明の油圧式作業機は、前記供給配管接続回路、前記戻り配管接続回路及び前記作動油吸込接続回路は、前記緊急脱出装置の油圧回路に接続するための油圧ホースとの接続部にセルフシールカップリングをそれぞれ備えていることを特徴としている。

本発明の油圧式作業機によれば、故障したときに使用する緊急脱出装置が、作動油タンクを持たないものでも、作動油タンクを有するものでも対応することができ、作業現場に配置された緊急脱出装置がいずれの場合でも、故障した油圧式作業機を脱出させることができる。

本発明の油圧式作業機の一形態例を示すもので、作動油タンクを持たない緊急脱出装置を接続した状態を示す油圧回路図である。同じく、作動油タンクを有する緊急脱出装置を接続した状態を示す油圧回路図である。

本形態例は、油圧式作業機として杭打機を例示したものであって、本形態例に示す杭打機１１は、下部走行体の上に上部旋回体を旋回可能に設け、該上部旋回体に、杭打作業に必要な各種機器を設けるとともに、これらを作動させるための制御手段を有するエンジン駆動式の油圧回路を設けたものである。

杭打機１１に設けられた油圧回路１２は、エンジン１３によって駆動される複数の油圧ポンプ１４と、下部走行体の走行手段や旋回手段、オーガ昇降手段、オーガ回転手段、ウインチなどに設けられた複数の油圧モータ１５と、リーダの起伏手段や傾斜手段、ジャッキ手段、チャック手段などに設けられた複数の油圧シリンダ１６と、これらの機器に対する作動油の流れを制御するためのコントロールバルブ、ソレノイドバルブなどの複数の各種バルブからなる油圧制御部１７と、作動油を貯留する作動油タンク１８と、これらの各種機器を接続する油圧配管とを備えており、運転台やリモコンに設けられた操作レバーやスイッチなどによって各油圧制御部１７を操作することにより、杭打機１１の走行、上部旋回体の旋回、杭打作業などを行えるように形成されている。

さらに、前記油圧回路１２には、緊急脱出用油圧回路として、複数の油圧ポンプ１４から対応する各油圧制御部１７に昇圧した作動油をそれぞれ供給する吐出配管１４ａから分岐した供給配管接続回路２１と、該供給配管接続回路２１の分岐点２１ａと前記油圧ポンプ１４との間の前記吐出配管１４ａに設けられて油圧ポンプ１４方向への作動油の流れを規制する手段であるチェックバルブ２２と、各種機器で使用後の作動油を前記作動油タンク１８に戻す作動油戻り配管１９から分岐した戻り配管接続回路２３と、該戻り配管接続回路２３の分岐点２３ａに設けられて作動油の戻り方向を前記作動油タンク１８方向と前記戻り配管接続回路２３方向とに切り替える戻り方向切替弁２４と、作動油タンク１８内の作動油を緊急脱出装置の油圧ポンプが吸い込むための作動油吸込接続回路２５とを備えている。なお、パイロット用油圧回路の作動油戻り配管１９ａと戻り配管接続回路２３との分岐点２３ａの部分には、戻り方向切替弁に代えて、作動油タンク１８への油圧回路を開閉する開閉弁２４ａを設けている。

また、前記供給配管接続回路２１、前記戻り配管接続回路２３及び前記作動油吸込接続回路２５は、緊急脱出装置の油圧回路に接続するための油圧ホースとの接続部にセルフシールカップリング２６をそれぞれ備えており、油圧ホースを接続したときにのみ回路が開き、油圧ホース非接続時には回路が閉じた状態となっている。

杭打機１１の通常の単独作業状態では、各接続回路に緊急脱出装置からの油圧ホースは接続されておらず、前記戻り方向切替弁２４は、作動油の戻り方向が前記作動油タンク１８の方向になるように設定され、開閉弁２４ａは開状態に設定されている。各油圧ポンプ１４から吐出配管１４ａに吐出された所定圧力の作動油は、チェックバルブ２２を通過して対応する油圧制御部１７にそれぞれ供給される。このとき、供給配管接続回路２１は、先端がセルフシールカップリング２６によって閉塞されているため、供給配管接続回路２１に作動油が流れることはない。各油圧制御部１７から各種機器に供給された作動油は、使用後に、作動油戻り配管１９，１９ａを通って作動油タンク１８に戻る。作動油タンク１８内の作動油は、図示しない吸込配管によって各油圧ポンプ１４に吸い込まれて循環する。これにより、杭打機１１は、単独で通常の杭打作業を行うことができる。

杭打機１１のエンジン１３や油圧ポンプ１４の故障によって作業が継続できず、作業場所から待避できなくなったときには、図１に示す第１の緊急脱出装置３１又は図２に示す第２の緊急脱出装置５１を使用して杭打機１１を作業場所から所定の待避場所に脱出させる。

まず、図１に示す第１の緊急脱出装置３１は、作動油タンクを持たないシンプルな構造を有する緊急脱出装置であって、前記杭打機１１を脱出させるために必要な台数の脱出用油圧ポンプ３２と、該脱出用油圧ポンプ３２を駆動するためのエンジン３３と、脱出用油圧ポンプ３２の吐出管３２ａと吸込管３２ｂとにそれぞれ設けられたセルフシールカップリング３４とを備えている。

この第１の緊急脱出装置３１は、前記セルフシールカップリング３４と、前記杭打機１１に設けた前記供給配管接続回路２１及び前記作動油吸込接続回路２５のセルフシールカップリング２６との間が油圧ホース４１でそれぞれ接続される。但し、前記戻り配管接続回路２３には油圧ホースを接続せず、戻り配管接続回路２３はセルフシールカップリング２６で閉塞状態としておく。また、戻り方向切替弁２４は、作動油タンク１８方向のまま、開閉弁２４ａは開状態のままとしておく。

各油圧ホース４１を接続した状態で第１の緊急脱出装置３１を作動させ、脱出用油圧ポンプ３２から所定圧力の作動油をそれぞれ供給すると、各作動油は、各吐出管３２ａから油圧ホース４１を通って供給配管接続回路２１に供給される。供給配管接続回路２１に供給された作動油は、前記チェックバルブ２２によって杭打機１１の油圧ポンプ１４の方向には流れず、油圧制御部１７にそれぞれ供給される。各油圧制御部１７から各種機器に供給された作動油は、使用後に、作動油戻り配管１９を通って作動油タンク１８に戻る。作動油タンク１８内の作動油は、作動油吸込接続回路２５に吸い込まれ、油圧ホース４１を通り、吸込管３２ｂから各脱出用油圧ポンプ３２に吸い込まれて循環する。

これにより、杭打機１１の運転台やリモコンに設けた操作レバーやスイッチなどによって各油圧制御部１７を操作することにより、単独作業時と同様に、杭打機１１の走行、上部旋回体の旋回、杭打作業などを行うことが可能となる。したがって、上部旋回体の旋回状態やオーガの状態を走行可能な状態とした後、下部走行体の走行手段を作動させることにより、杭打機１１を走行させることができ、安全な待避場所に待避させることができる。

図２に示す第２の緊急脱出装置５１は、前記杭打機１１より小型の杭打機をベースとして緊急脱出用の油圧回路を付加したものである。すなわち、通常の杭打機と同様に、第２の緊急脱出装置５１の油圧回路５２は、エンジン５３によって駆動される複数の油圧ポンプ５４と、下部走行体の走行手段や旋回手段、オーガ昇降手段、オーガ回転手段、ウインチなどに設けられた複数の油圧モータ５５と、リーダの起伏手段や傾斜手段、ジャッキ手段、チャック手段などに設けられた複数の油圧シリンダ５６と、これらの機器に対する作動油の流れを制御するためのコントロールバルブ、ソレノイドバルブなどの複数の各種バルブからなる油圧制御部５７と、作動油を貯留する作動油タンク５８と、これらの各種機器を接続する油圧配管とを備えており、緊急脱出装置として使用しないときには、運転台などに設けられた操作レバーやスイッチなどによって各油圧制御部５７を操作することにより、走行、上部旋回体の旋回、杭打作業などを行えるように形成されている。なお、図２では、緊急脱出用として関係のない機器、例えば、リーダの起伏シリンダなどは、図示を省略している。

緊急脱出装置５１における緊急脱出用の油圧回路は、杭打作業では使用するが、緊急脱出用としては使用しない機器の油圧回路、例えば、オーガ回転手段やオーガ昇降手段の油圧モータ５５に接続する油圧回路を、杭打機１１を脱出させる作動油を供給するための作動油供給回路６１及び杭打機１１で使用後の作動油を作動油タンク５８に戻すための作動油戻り回路６２として使用するとともに、ウインチ用油圧モータの回路を杭打機１１のパイロット用の作動油を供給するための作動油供給回路６３とし、オーガ昇降用油圧モータの回路の一つを使用後のパイロット作動油を作動油タンク５８に戻すための作動油戻り回路６４として使用している。各回路の先端には、前記同様に、セルフシールカップリング６５が設けられている。

この緊急脱出装置５１を使用して杭打機１１を脱出させる際には、杭打機１１における戻り方向切替弁２４は、作動油タンク１８方向から戻り配管接続回路２３方向に切り替え、開閉弁２４ａは、閉じ状態に切り替えた状態で、所定のセルフシールカップリング間を油圧ホース４１でそれぞれ接続する。

これにより、緊急脱出装置５１の作動油タンク５８から吸い込まれ、油圧ポンプ５４から吐出された所定圧力の作動油は、オーガ回転手段やオーガ昇降手段、ウインチの油圧モータ５５を通る作動油供給回路６１，６３を通り、油圧ホース４１を通って杭打機１１の供給配管接続回路２１に供給される。杭打機１１の供給配管接続回路２１に供給された作動油は、前記同様に、各油圧制御部１７から各種機器に供給され、使用後に、作動油戻り配管１９を通る作動油は、戻り配管接続回路２３側に切り替えられている戻り方向切替弁２４から戻り配管接続回路２３、油圧ホース４１、作動油戻り回路６２を通り、油圧モータ５５及び油圧制御部５７の戻り側回路６２ａを流れて作動油タンク５８に戻る。また、作動油戻り配管１９ａを通るパイロット用の作動油は、開閉弁２４ａが閉じられているので、戻り配管接続回路２３、油圧ホース４１、作動油戻り回路６４を通り、オーガ昇降手段の油圧モータ５５の戻り側回路６２ｂを流れて作動油タンク５８に戻る。

これにより、前記同様に、杭打機１１の運転台などに設けた操作レバーなどによって各油圧制御部１７を操作することにより、上部旋回体の旋回状態やオーガの状態を走行可能な状態とした後、下部走行体の走行手段を作動させることにより、杭打機１１を走行させることができ、安全な待避場所に杭打機１１を待避させることができる。

このように、前記杭打機１１は、緊急脱出装置が、図１に示すように、作動油タンクを持たない第１の緊急脱出装置３１であっても、図２に示すように、作動油タンクを有する第２の緊急脱出装置５１であっても、油圧ホース４１の接続箇所と、戻り方向切替弁２４及び開閉弁２４ａの切り替えとによって対応することができる。したがって、作業現場で待機させる緊急脱出装置の形式に関係なく杭打機１１を使用することができ、緊急脱出装置の形式に応じた油圧回路を有する杭打機を選択する必要がなくなる。

なお、前記形態例では、緊急脱出装置を使用して脱出させる油圧式作業機として、鉄道軌道内で杭打作業を行う杭打機を例示したが、本発明の油圧式作業機は、エンジンにより駆動される油圧ポンプから油圧回路を介して供給される作動油により作動する走行装置を備えたクレーン、ショベルをはじめとする各種油圧式作業機に適用できる。また、油圧式作業機の作業場所も特に限定されるものではなく、架線下や橋梁下、トンネル内などのクレーンを使用できない場所で作業する各種油圧式作業機に適用できる。

また、油圧ホース接続部にセルフシールカップリングを用いることにより、油圧ホースの着脱によって油圧回路の開閉を自動的に行うことができ、操作性の向上を図ることができるが、開閉弁を用いて油圧回路の開閉を行うこともできる。

１１…杭打機、１２…油圧回路、１３…エンジン、１４…油圧ポンプ、１４ａ…吐出配管、１５…油圧モータ、１６…油圧シリンダ、１７…油圧制御部、１８…作動油タンク、１９，１９ａ…作動油戻り配管、２１…供給配管接続回路、２１ａ…分岐点、２２…チェックバルブ、２３…戻り配管接続回路、２３ａ…分岐点、２４…戻り方向切替弁、２４ａ…開閉弁、２５…作動油吸込接続回路、２６…セルフシールカップリング、３１…第１の緊急脱出装置、３２…脱出用油圧ポンプ、３２ａ…吐出管、３２ｂ…吸込管、３３…エンジン、３４…セルフシールカップリング、４１…油圧ホース、５１…第２の緊急脱出装置、５２…油圧回路、５３…エンジン、５４…油圧ポンプ、５５…油圧モータ、５６…油圧シリンダ、５７…油圧制御部、５８…作動油タンク、６１…作動油供給回路、６２…作動油戻り回路、６２ａ，６２ｂ…戻り側回路、６３…作動油供給回路、６４…作動油戻り回路、６５…セルフシールカップリング

Claims

エンジンにより駆動される油圧ポンプから油圧制御部を有する油圧回路を介して供給される作動油により作動する油圧式作業機において、前記油圧回路は、前記油圧ポンプから前記油圧制御部に作動油を供給する吐出配管から分岐した供給配管接続回路と、該供給配管接続回路の分岐点と前記油圧ポンプとの間の配管に設けられて油圧ポンプ方向への作動油の流れを規制する手段と、使用後の作動油を作動油タンクに戻す作動油戻り配管から分岐した戻り配管接続回路と、該戻り配管接続回路の分岐点に設けられて作動油の戻り方向を前記作動油タンク方向と前記戻り配管接続回路方向とに切り替える戻り方向切替弁と、作動油タンク内の作動油を吸い込む作動油吸込接続回路とを備え、
該油圧式作業機が故障したときに、該油圧式作業機の作動油タンク内の作動油を使用する第１の緊急脱出装置を用いて該油圧式作業機を緊急脱出させるときには、前記第１の緊急脱出装置の油圧ポンプから吐出された作動油を前記供給配管接続回路を介して前記油圧制御部に供給するとともに、前記戻り方向切替弁により使用後の作動油の戻り方向を前記作動油戻り配管に設定して使用後の作動油を該油圧式作業機の作動油タンクに戻し、該作動油タンク内の作動油を前記作動油吸込接続回路を介して前記第１の緊急脱出装置の油圧ポンプで吸い込むように設定し、
該油圧式作業機が故障したときに、第２の緊急脱出装置の作動油タンク内の作動油を使用する第２の緊急脱出装置を用いて該油圧式作業機を緊急脱出させるときには、前記第２の緊急脱出装置の油圧ポンプから吐出された作動油を前記供給配管接続回路を介して前記油圧制御部に供給するとともに、前記戻り方向切替弁により使用後の作動油の戻り方向を戻り配管接続回路に設定し、前記作動油戻り配管を介して前記第２の緊急脱出装置の作動油タンクに前記使用後の作動油を戻し、前記第２の緊急脱出装置の作動油タンク内の作動油を前記第２の緊急脱出装置の油圧ポンプで吸い込むように設定することを特徴とする油圧式作業機。
前記供給配管接続回路、前記戻り配管接続回路及び前記作動油吸込接続回路は、前記緊急脱出装置の油圧回路に接続するための油圧ホースとの接続部にセルフシールカップリングをそれぞれ備えていることを特徴とする請求項１記載の油圧式作業機。