JPH07332316A - 土木建設機械の作業シリンダ用流体回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バケットシリンダ20を種々の作業モードに
おいて確実に高周波で振動させる。 【構成】 バケットに振動を付与するときは、制御弁
75をいずれかの位置Ｄ、Ｅ、Ｆに、モード切換弁86を振
動位置Ｈに切換え、回転弁46から接続通路44、45に交互
に供給された高圧流体を、既設のバケットシリンダ20の
シリンダ分室81ａ、81ｂに交互に導き、該シリンダ20を
振動させる。このとき、切換弁36が位置Ａ、Ｂにある
と、シリンダ分室81ａ、81ｂに高圧流体が分岐通路71、
72からも供給され、ピストンロッド21が移動しながら振
動するようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、土木建設機械、例え
ば油圧ショベル等に装着されているバケットシリンダ等
の作業シリンダを作動させる流体回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、土木建設機械、例えば油圧ショ
ベルは土砂の掘り起こし、転圧、杭打ち作業などを行う
際に用いられているが、このような作業は、該油圧ショ
ベルのブーム、アーム、バケットシリンダを適宜作動さ
せてバケットにより土砂を掘り起こしあるいは地面、杭
を押し付けることにより行っている。ここで、前述のよ
うに土砂を掘り起こしているときにバケットが大きな石
に突き当たると、該バケットに高周波の振動を与えて掘
削力を増大させてやれば、大きな石であってもこれを簡
単に掘り出せることが経験的に知られており、また、転
圧、杭打ちを行うときあるいはバケットに付着している
土砂を振り落とすときにも、バケットに高周波の振動を
与えればこれらの作業が迅速かつ良好に行えることが知
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
土木建設機械にあっては、作業シリンダ、即ちブームシ
リンダ、アームシリンダ、バケットシリンダが制御弁を
介して流体源、排出源に接続されているだけであるた
め、これらのシリンダのピストンロッドは大ストローク
で円滑に突出、引っ込みを行うだけで、高周波で振動す
ることができないという問題点があった。

【０００４】この発明は、作業シリンダを種々の作業モ
ードにおいて確実に高周波で振動させることができる土
木建設機械の作業シリンダ用流体回路を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的は、流体
源、排出源にそれぞれ接続された供給、排出通路と一対
の給排通路との間に配置され、切換わることにより流体
源からの高圧流体をいずれかの給排通路に導くことがで
きる切換弁と、流体源、排出源にそれぞれ接続された送
出し、戻り通路と一対の接続通路との間に配置され、送
出し通路、一方の接続通路同士および戻り通路、他方の
接続通路同士が接続した状態と、送出し通路、他方の接
続通路同士および戻り通路、一方の接続通路同士が接続
した状態と、に交互に高周波で切換える切換え手段と、
給排通路の途中からそれぞれ分岐した一対の分岐通路お
よび前記一対の接続通路と一対の中間通路との間に配置
され、前記切換弁が切換わって前記一方の給排通路およ
び一方の分岐通路の双方が高圧となるとともに、他方の
給排通路および他方の分岐通路の双方が低圧となったと
き、該一方の分岐通路内の高圧を受けて第１流れ位置に
切換わり、一方の分岐通路および一方の接続通路と一方
の中間通路とを接続するとともに、他方の接続通路と他
方の中間通路とを接続する一方、他方の分岐通路を両中
間通路から遮断し、また、前記切換弁が切換わって前記
他方の給排通路および他方の分岐通路の双方が高圧とな
るとともに、一方の給排通路および一方の分岐通路の双
方が低圧となったとき、該他方の分岐通路内の高圧を受
けて第２流れ位置に切換わり、他方の分岐通路および他
方の接続通路と他方の中間通路とを接続するとともに、
一方の接続通路と一方の中間通路とを接続する一方、一
方の分岐通路を両中間通路から遮断し、さらに、前記切
換弁が切換わって前記両給排通路および両分岐通路の双
方が低圧となったとき、中間位置に切換わり、一方の接
続通路と一方の中間通路とを接続するとともに、他方の
接続通路と他方の中間通路とを接続する一方、両分岐通
路を両中間通路から遮断する制御弁と、ピストンによっ
て２つのシリンダ分室に仕切られたシリンダ室を内部に
有する土木建設機械の作業シリンダと、該作業シリンダ
のシリンダ分室にそれぞれ接続された一対の流体通路
と、前記一対の給排通路および一対の中間通路と前記流
体通路との間に配置され、通常位置に切換わったとき、
一方の給排通路、一方の流体通路同士および他方の給排
通路、他方の流体通路同士を接続するとともに、両中間
通路を両流体通路から遮断し、また、振動位置に切換わ
ったとき、一方の中間通路、一方の流体通路同士および
他方の中間通路、他方の流体通路同士を接続するととも
に、両給排通路を両流体通路から遮断するモード切換弁
と、を備えることにより達成することができる。

【０００６】

【作用】今、例えば、作業シリンダが油圧ショベル（土
木建設機械）のバケットシリンダであり、この作業シリ
ンダでバケットを回動させ土砂を掘り起こしているとす
る。このとき、モード切換弁は通常位置に切換えられて
いるため、一方の給排通路、一方の流体通路同士および
他方の給排通路、他方の流体通路同士が接続されてお
り、この結果、流体源からの高圧流体は供給通路、切換
弁、いずれかの給排通路（ここでは、例えば一方の給排
通路）、モード切換弁および一方の流体通路を通じて作
業シリンダの一方のシリンダ分室に流入し、一方、作業
シリンダの他方のシリンダ分室から流出した低圧の戻り
流体は、他方の流体通路、モード切換弁、残りの給排通
路（他方の給排通路）、切換弁および排出通路を通じて
排出源に排出されている。なお、このとき、一方の分岐
通路にも流体源からの高圧流体が一方の給排通路を通じ
て供給されているので、制御弁はこの一方の分岐通路内
の高圧流体により第１流れ位置に切換わり、この結果、
一方の分岐通路と一方の中間通路とが接続されて、該一
方の中間通路に一方の分岐通路から高圧流体が導かれ
る。しかしながら、この高圧流体は、モード切換弁が通
常位置に切換えられて一方の中間通路を両流体通路から
遮断しているので、作業シリンダのシリンダ分室に供給
されることはない。

【０００７】このような掘り起こし作業中において、バ
ケットが大きな石に突き当たり、掘り起こしが簡単にで
きなくなると、バケットに振動を付与して掘削力を増大
させ、大きな石でも掘り起こしができるようにする。こ
の場合には、モード切換弁を振動位置に切換え、一方の
中間通路、一方の流体通路同士および他方の中間通路、
他方の流体通路同士を接続するとともに、切換え手段を
作動して、送出し通路、一方の接続通路同士および戻り
通路、他方の接続通路同士が接続した状態と、送出し通
路、他方の接続通路同士および戻り通路、一方の接続通
路同士が接続した状態と、に交互に高周波で切換える。
ここで、前記送出し通路、一方の接続通路同士および戻
り通路、他方の接続通路同士が接続している場合には、
一方の中間通路には一方の分岐通路内の高圧流体に加え
て一方の接続通路内の高圧流体が供給されて合流し、そ
の後、合流した高圧流体はこの一方の中間通路から作業
シリンダの一方のシリンダ分室に流入する。このとき、
他方のシリンダ分室から流出した戻り流体は、他方の中
間通路、他方の接続通路、戻り通路を通じて排出源に排
出される。逆に、前記送出し通路、他方の接続通路同士
および戻り通路、一方の接続通路同士が接続した状態と
なると、他方の中間通路には他方の接続通路内の高圧流
体のみが導かれるが、この高圧流体は、その後、この他
方の中間通路から作業シリンダの他方のシリンダ分室に
流入する。このとき、一方のシリンダ分室から流出した
戻り流体は、一方の中間通路、一方の接続通路を通じて
排出源に排出されるが、前記一方の中間通路には一方の
分岐通路も接続されているので、この一方の分岐通路内
の流体（流体源からの高圧流体）も排出源に排出され、
これにより、一方のシリンダ分室が一方の分岐通路内の
流体によって高圧になることはない。このようにして作
業シリンダの一方および他方のシリンダ分室に交互に高
圧流体が繰り返し高周波で供給されると、作業シリンダ
は逆方向の流体力を繰り返し受けて高周波で振動し、掘
削中のバケットに高周波振動を伝達する。これにより、
バケットの掘削力が増大し、大きな石であっても容易に
掘り起こすことができるようになる。そして、このよう
な大きな石の掘り起こしが終了すると、モード切換弁を
再び通常位置に切換えるとともに、切換え手段の作動を
停止させる。

【０００８】次に、バケットを反転し、掘り起こした土
砂をバケットから排出する場合には、切換弁を切換えて
供給通路といずれかの給排通路（ここでは、他方の給排
通路）と、および排出通路と残りの給排通路（一方の給
排通路）とを接続し、作業シリンダの他方のシリンダ分
室に他方の給排、流体通路を通じて流体源からの高圧流
体を供給するとともに、一方のシリンダ分室からの戻り
流体を一方の流体、給排通路を通じて排出源に排出す
る。このとき、制御弁は他方の分岐通路内の高圧を受け
て第２流れ位置に切換わっており、これにより、他方の
分岐通路が他方の中間通路に接続されて該他方の中間通
路に他方の分岐通路から高圧流体が導かれるが、この高
圧流体は、モード切換弁が通常位置に切換えられて他方
の分岐通路を両流体通路から遮断しているので、作業シ
リンダのシリンダ分室に供給されることはない。

【０００９】このような反転中において、バケットに付
着している土砂を該バケットから効率的に振り落とすに
は、該バケットに高周波の振動を付与するが、この場合
には、前述と同様に切換え手段を作動させるとともに、
モード切換弁を振動位置に切換える。この結果、他方の
シリンダ分室および一方のシリンダ分室には、それぞれ
他方の中間通路において合流した他方の分岐、接続通路
内の高圧流体および他方の接続通路内の高圧流体が交互
に流入する。ここで、一方のシリンダ分室に高圧流体が
流入しているとき、前記他方の中間通路と他方の分岐通
路とが接続されているので、この他方の分岐通路内の流
体も排出源に排出され、これにより、他方のシリンダ分
室が他方の分岐通路内の流体によって高圧になることは
ない。このようにして作業シリンダの他方および一方の
シリンダ分室に交互に高圧流体が繰り返し高周波で供給
されると、反転中のバケットに高周波振動が付与され、
この結果、バケットに付着していた土砂は確実に振り落
とされる。そして、このような土砂の振り落しが終了す
ると、モード切換弁を再び通常位置に切換えるととも
に、切換え手段の作動を停止させる。

【００１０】また、前記バケットによって転圧を行う場
合には、切換弁を切換えて両給排通路および両分岐通路
を低圧とすることにより、制御弁を中間位置に切換えて
一方の接続、中間通路同士を接続するとともに、他方の
接続、中間通路同士を接続させる。このとき、切換え手
段を作動して一方および他方の接続通路に交互に流体源
からの高圧流体を供給するとともに、モード切換弁を振
動位置に切換える。これにより、作業シリンダの一方お
よび他方のシリンダ分室には流体源からの高圧流体が交
互に繰り返し高周波で供給され、この結果、バケットは
停止位置を中心として振動し、転圧が迅速かつ良好に行
われる。なお、作業シリンダがアームシリンダで、バケ
ットにより斜面を転圧しているとき、あるいは、作業シ
リンダがブームシリンダで、バケットにより杭打ちを行
っているときに、切換弁、モード切換弁を前述のように
切換えるとともに、切換え手段を作動させると、バケッ
トが振動して前記転圧、杭打ちが迅速かつ良好に行われ
る。このように、既に設置されている作業シリンダに振
動機能を付与させるようにしたので、振動用の特別なシ
リンダを設置する必要はなく、流体回路の構造が簡単と
なる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図１において、10は土木建設機械としての油
圧ショベルであり、この油圧ショベル10はクローラ12が
走行することにより前進あるいは後退する走行フレーム
11を有する。この走行フレーム11上には水平面内で旋回
することができる旋回フレーム13が支持され、この旋回
フレーム13にはブームシリンダ14によって上下に揺動す
るブーム15の基端が連結されている。このブーム15の先
端にはアームシリンダ16によって上下に揺動するアーム
17の基端部が連結され、このアーム17の先端にはピン18
を介して土砂の掘り起こし等を行うバケット19が連結さ
れている。20はヘッド側がアーム17の基端に連結された
作業シリンダとしてのバケットシリンダであり、このバ
ケットシリンダ20のピストンロッド21の先端は、一端が
ピン22を介してアーム17の先端部に連結されたブラケッ
ト23の他端部にピン24を介して連結されている。25はブ
ラケット23とバケット19との間に介装された連結ロッド
であり、この連結ロッド25の基端は前記ピン24に連結さ
れ、その先端部はピン26を介してバケット19に連結され
ている。そして、このバケット19は前記バケットシリン
ダ20が作動することにより、ピン18を中心として上下に
揺動する。

【００１２】図２において、30、31は油圧ショベル10の
旋回フレーム13にそれぞれ設置された流体源としての流
体ポンプおよび排出源としてのタンクであり、これらの
流体ポンプ30およびタンク31にはそれぞれ供給通路32お
よび排出通路33が接続されている。34、35は一対の給排
通路であり、これら給排通路34、35と前記供給通路32、
排出通路33との間には、油圧ショベル10の旋回フレーム
13の運転台に設置された手動の４ポート３位置切換弁36
が配置されている。ここで、この切換弁36が平行流位置
Ａに切換わると、供給通路32、一方の給排通路34同士が
接続されるとともに、排出通路33、他方の給排通路35同
士が接続され、また、交差流位置Ｂに切換わると、供給
通路32、他方の給排通路35同士が接続されるとともに、
排出通路33、一方の給排通路34同士が接続され、さら
に、中立位置Ｃに切換わると、供給、排出通路32、33と
両給排通路34、35との間が遮断される。この結果、この
切換弁36が、例えば平行流位置Ａあるいは交差流位置Ｂ
に切換わると、流体ポンプ30からの高圧流体は供給通路
32からいずれかの給排通路、ここでは一方あるいは他方
の給排通路34、35にそれぞれ導かれる。なお、37は供給
通路32とタンク31との間に介装されたリリーフ弁、38は
流体ポンプ30とタンク31とを接続する吸込通路である。

【００１３】図２、３、４、５において、40は流体源と
しての流体ポンプであり、この流体ポンプ40と前記タン
ク31とは吸込通路41によって接続されている。42、43は
前記流体ポンプ40およびタンク31にそれぞれ接続された
送出し通路および戻り通路であり、また、44、45は一対
の接続通路である。前記送出し通路42、戻り通路43と接
続通路44、45との間には切換え手段としての回転弁46が
配置され、この回転弁46は内部に収納室47が形成された
ケーシング48を有し、このケーシング48の周壁には軸方
向に離れた第１、第２流体口49、50が形成されている。
そして、前述した送出し通路42、戻り通路43はこれら第
１、第２流体口49、50にそれぞれ接続されている。前記
ケーシング48の収納室47には円柱状の回転弁体51が回転
可能に収納され、この回転弁体51の他端部には前記ケー
シング48の他端に取り付けられた流体モータ52の出力軸
53の一端部が挿入されてスプライン結合されている。こ
の結果、前記流体モータ52が作動すると、回転弁体51は
その軸線回りに回転する。54、55は回転弁体51の外周に
軸方向に離れて形成された第１、第２環状溝であり、前
記第１環状溝54は前記第１流体口49に、また、第２環状
溝55は前記第２流体口50にそれぞれ常時連通している。

【００１４】前記ケーシング48の一端壁には貫通した第
３、第４流体口56、57がそれぞれ２個ずつ形成され、こ
れらの第３、第４流体口56、57は周方向に90度ずつ離れ
て交互に配置されるとともに、一端壁の中心から等距離
離れている。そして、前述した一方および他方の接続通
路44、45はこれら第３、第４流体口56、57にそれぞれ接
続されているのである。また、前記回転弁体51内にはＬ
字形をした第１、第２通路60、61がそれぞれ２個ずつ形
成され、これらの第１、第２通路60、61は周方向に90度
ずつ離れて交互に配置されている。前記第１通路60の一
端は第１環状溝54に、第２通路61の一端は第２環状溝55
にそれぞれ接続され、また、第１通路60の他端はケーシ
ング48の一端壁に対向する回転弁体51の一端面に、第２
通路61の他端も同様に回転弁体51の一端面に開口し、前
述した第３、第４流体口56、57と同一距離だけ一端壁の
中心から離れている。この結果、回転弁体51が流体モー
タ52によって高速で駆動回転されると、第１、第２通路
60、61の他端は第３、第４流体口56、57に交互に連通
し、これにより、送出し通路42、一方の接続通路44同士
および戻り通路43、他方の接続通路45同士が接続した状
態と、送出し通路42、他方の接続通路45同士および戻り
通路43、一方の接続通路44同士が接続した状態と、に交
互に高周波で繰り返し切換えられる。なお、62は押圧ピ
ストン63を介して回転弁体51をケーシング48の一端壁に
押し付けることにより、回転弁体51とケーシング48の一
端壁との間のシールを行う複数のスプリングである。ま
た、64は前記送出し通路42の途中に介装され足踏みペダ
ルにより切換えられる開閉弁であり、65は送出し通路42
とタンク31との間に介装されたリリーフ弁である。そし
て、この開閉弁64と回転弁46との間の送出し通路42には
途中にパイロット式の流量調節弁66（パイロット式の流
量調整弁でもよい）が介装されたモータ通路67が接続さ
れ、このモータ通路67は前記流体モータ52に接続されて
いる。そして、前記流量調節弁66を調節することで、回
転弁46の流体の切換え速度、即ちバケットシリンダ20の
振動数を所定の一定値にセットすることができる。

【００１５】図２において、71、72は前記一対の給排通
路34、35の途中からそれぞれ分岐した一対の分岐通路で
あり、また、73、74は一対の中間通路である。前記分岐
通路71、72および接続通路44、45の双方と中間通路73、
74との間には制御弁75が配置され、この制御弁75は前記
切換弁36が平行流位置Ａに切換わって前記一方の給排通
路34および一方の分岐通路71の双方が高圧になるととも
に、他方の給排通路35および他方の分岐通路72の双方が
低圧になったとき、該一方の分岐通路71内の高圧をパイ
ロット通路76を通じて受けることにより、第１流れ位置
Ｄに切換わる。また、この制御弁75は前記切換弁36が交
差流位置Ｂに切換わって前記他方の給排通路35および他
方の分岐通路72の双方が高圧になるとともに、一方の給
排通路34および一方の分岐通路71の双方が低圧になった
とき、該他方の分岐通路72内の高圧をパイロット通路77
を通じて受けることにより、第２流れ位置Ｅに切換わ
り、さらに、前記切換弁36が中立位置Ｃに切換わって前
記両給排通路34、35および両分岐通路71、72の双方が低
圧になったとき、復帰スプリング78、79に付勢されて中
間位置Ｆに切換わる。そして、この制御弁75が前述のよ
うに第１流れ位置Ｄに切換わると、一方の分岐通路71お
よび一方の接続通路44の双方と一方の中間通路73とを接
続するとともに、他方の接続通路45と他方の中間通路74
とを接続し、さらに、他方の分岐通路72を両中間通路7
3、74から遮断する。また、この制御弁75が前述のよう
に第２流れ位置Ｅに切換わると、他方の分岐通路72およ
び他方の接続通路45の双方と他方の中間通路74とを接続
するとともに、一方の接続通路44と一方の中間通路73と
を接続し、さらに、一方の分岐通路71を両中間通路73、
74から遮断する。さらに、前記制御弁75が前述のように
中間位置Ｆに切換わると、一方の接続通路44と一方の中
間通路73とを接続するとともに、他方の接続通路45と他
方の中間通路74とを接続する一方、両分岐通路71、72を
両中間通路73、74から遮断する。

【００１６】前記バケットシリンダ20は内部にシリンダ
室81が形成され、このシリンダ室81は該シリンダ室81内
に摺動可能に収納されるとともに前記ピストンロッド21
が連結されたピストン82によって一方のシリンダ分室81
ａと他方のシリンダ分室81ｂとに仕切られている。そし
て、前記バケットシリンダ20には一対の流体通路83、84
が連結され、このうち一方の流体通路83は一方のシリン
ダ分室81ａに、残り他方の流体通路84は他方のシリンダ
分室81ｂにそれぞれ接続されている。前記一対の給排通
路34、35および一対の中間通路73、74の双方と一対の流
体通路83、84との間にはモード切換弁86が配置され、こ
のモード切換弁86には送出し通路42から分岐したパイロ
ット通路87が接続されている。そして、このモード切換
弁86は、前記パイロット通路87が低圧であるとき、スプ
リング88に付勢されて通常位置Ｇに切換わり、一方の給
排通路34、一方の流体通路83同士および他方の給排通路
35、他方の流体通路84同士を接続するとともに、両中間
通路73、74を両流体通路83、84から遮断し、一方、パイ
ロット通路87が高圧であるとき、スプリング88に対抗し
ながら振動位置Ｈに切換わり、一方の中間通路73、一方
の流体通路83同士および他方の中間通路74、他方の流体
通路84同士を接続するとともに、両給排通路34、35を両
流体通路83、84から遮断する。

【００１７】図２、４において、前記バケットシリンダ
20のシリンダ分室81ａ、81ｂには、モード切換弁86が振
動位置Ｈにあるとき、制御弁75がいずれの切換え位置に
あっても回転弁46から高圧流体が交互に供給されるが、
ここで、シリンダ分室81ｂはピストンロッド21が内部に
存在しているので、このシリンダ分室81ｂの断面積（ピ
ストンロッド21の断面積を除いた値）はシリンダ分室81
ａの断面積より小さく、この結果、等量の流体がこれら
シリンダ分室81ａ、81ｂに交互に供給されると、時間の
経過と共にピストンロッド21が引っ込み側に移動してし
まう。このため、この実施例ではシリンダ分室81ａの断
面積とシリンダ分室81ｂの断面積との比が、第４流体口
57の開口面積と第３流体口56の開口面積との比に等しく
なるようにし、これにより、シリンダ分室81ａ、81ｂに
これらの断面積に応じた量の流体を交互に供給するよう
にして、ピストンロッド21を前後に振動させるようにし
ている。

【００１８】図１、２において、前記流体ポンプ30、4
0、タンク31、切換弁36、開閉弁64は旋回フレーム13
に、一方、回転弁46、制御弁75、モード切換弁86はアー
ム17に設置されているが、この際、流量調節弁66をアー
ム17側に設置すると、ブーム15に沿って延びる通路（配
管、ホース等）の本数が、旋回アーム13側に設置した場
合に比較して１本少なくなり、構造が簡単となる。しか
も、このとき、回転弁46、流量調節弁66、制御弁75、モ
ード切換弁86を一体化すれば、アーム17側への取付けが
容易となる。

【００１９】次に、この発明の一実施例の作用について
説明する。今、例えば、油圧ショベル10のバケットシリ
ンダ20でバケット19を回動させ土砂を掘り起こしている
とする。このとき、切換弁36は平行流位置Ａに切換えら
れて供給通路32、一方の給排通路34同士および排出通路
33、他方の給排通路35同士が接続されている。また、こ
のとき、開閉弁64は閉状態に切換えられているので、パ
イロット通路87は低圧となっており、この結果、モード
切換弁86はスプリング88に付勢されて通常位置Ｇに切換
えられ、これにより、一方の給排通路34、一方の流体通
路83同士および他方の給排通路35、他方の流体通路84同
士が接続されている。このようなことから流体ポンプ30
から吐出された高圧流体は、供給通路32、切換弁36、一
方の給排通路34、モード切換弁86および一方の流体通路
83を通じてバケットシリンダ20の一方のシリンダ分室81
ａに流入する。このとき、バケットシリンダ20の他方の
シリンダ分室81ｂから流出した低圧の戻り流体は、他方
の流体通路84、モード切換弁86、他方の給排通路35、切
換弁36および排出通路33を通じてタンク31に排出されて
いる。なお、このとき、一方の分岐通路71にも流体ポン
プ30からの高圧流体が一方の給排通路34を通じて供給さ
れているので、制御弁75にはこの一方の分岐通路71内の
高圧流体がパイロット通路76を通じて導かれ、該制御弁
75は第１流れ位置Ｄに切換わっている。この結果、一方
の分岐通路71と一方の中間通路73とが接続されて、該一
方の中間通路73に一方の分岐通路71から高圧流体が導か
れるが、この高圧流体は、モード切換弁86が前述のよう
に通常位置Ｇに切換えられて一方の中間通路73と両流体
通路83、84との間が遮断されているので、バケットシリ
ンダ20のシリンダ分室81ａ、81ｂに供給されることはな
い。

【００２０】このような掘り起こし作業中において、バ
ケット19が大きな石に突き当たり、掘り起こしが簡単に
できなくなると、バケット19に振動を付与して掘削力を
増大させ、大きな石でも掘り起こしができるようにす
る。この場合には、開閉弁64を開に切換え、流体ポンプ
40から吐出された高圧流体を、送出し通路42およびモー
タ通路67を通じて回転弁46の第１流体口49および流体モ
ータ52に供給するとともに、パイロット通路87を通じて
モード切換弁86に導き、該モード切換弁86をスプリング
88に対抗して振動位置Ｈに切換える。そして、前述のよ
うに流体モータ52に高圧流体が供給されると、該流体モ
ータ52が作動して回転弁体51を駆動回転させるが、この
ように回転弁体51が回転すると、第１、第２通路60、61
と第３、第４流体口56、57とが交互に高周波で接続さ
れ、これにより、送出し通路42、一方の接続通路44同士
および戻り通路43、他方の接続通路45同士が接続した状
態と、送出し通路42、他方の接続通路45同士および戻り
通路43、一方の接続通路44同士が接続した状態と、に交
互に高周波で切換えられる。

【００２１】ここで、前記送出し通路42、一方の接続通
路44同士および戻り通路43、他方の接続通路45同士が接
続している場合には、前記第１流体口49に供給された高
圧流体は一方の接続通路44に流入するが、この一方の接
続通路44に流入した高圧流体は、制御弁75が前述のよう
に第１流れ位置Ｄに切換わって、一方の接続、分岐通路
44、71の双方を一方の中間通路73に接続しているため、
一方の中間通路73内に一方の分岐通路71内の高圧流体と
合流しながら供給される。その後、この合流した高圧流
体は、モード切換弁86が前述のように振動位置Ｈに切換
わって、一方の中間、流体通路73、83同士が接続されて
いるので、この一方の中間通路73から一方の流体通路83
を通じてバケットシリンダ20の一方のシリンダ分室81ａ
に流入し、ピストンロッド21を通常より僅かに多く突出
させる。このとき、他方のシリンダ分室81ｂから流出し
た戻り流体は、制御弁75およびモード切換弁86が前述の
ように第１流れ位置Ｄおよび振動位置Ｈにそれぞれ切換
えられ、他方の接続、中間通路45、74同士および他方の
中間、流体通路74、84同士が接続されているので、他方
の流体通路84、他方の中間通路74、他方の接続通路45、
戻り通路43を通じてタンク31に排出される。

【００２２】そして、流体モータ52の作動により回転弁
体51が回転し、前述とは逆に、送出し通路42、他方の接
続通路45同士および戻り通路43、一方の接続通路44同士
が接続した状態となると、他方の中間通路74には第１流
体口49から他方の接続通路45に流入した高圧流体が導か
れるが、この高圧流体は、その後、この他方の中間通路
74から他方の流体通路84を通じてバケットシリンダ20の
他方のシリンダ分室81ｂに流入し、ピストンロッド21を
僅かに引っ込ませる。このとき、一方のシリンダ分室81
ａから流出した戻り流体は、一方の流体、中間、接続通
路83、73、44および戻り通路43を通じてタンク31に排出
される。ここで、前記一方の中間通路73には流体ポンプ
30からの高圧流体が流入している一方の分岐通路71も接
続されているので、この一方の分岐通路71内の高圧流体
が一方のシリンダ分室81ａに流入するとも考えられる
が、このとき、前記一方の中間通路73が一方の接続通路
44、戻り通路43を通じてタンク31に接続されているの
で、この一方の分岐通路71内の流体はタンク31に排出さ
れ、一方のシリンダ分室81ａが高圧になるようなことは
ない。

【００２３】このように回転弁体51が回転することで、
バケットシリンダ20の一方および他方のシリンダ分室81
ａおよび81ｂに交互に高圧流体が繰り返し高周波で供給
されると、バケットシリンダ20のピストンロッド21は突
出しながら逆方向の流体力を繰り返し受けて高周波で振
動し、この高周波振動を掘削中のバケット19に伝達す
る。これにより、バケット19の掘削力が増大し、大きな
石であっても容易に掘り起こすことができるようにな
る。そして、このような大きな石の掘り起こしが終了す
ると、開閉弁64を閉に切換え、モード切換弁86をスプリ
ング88の付勢力によって再び通常位置Ｇに切換えるとと
もに、回転弁46、流体モータ52の作動を停止させる。

【００２４】次に、バケット19を反転し、掘り起こされ
た土砂を該バケット19から排出する場合には、切換弁36
を交差流位置Ｂに切換え、供給通路32、他方の給排通路
35同士および排出通路33、一方の給排通路34同士を接続
する。このとき、モード切換弁86は通常位置Ｇに切換わ
っているので、バケットシリンダ20の他方のシリンダ分
室81ｂに他方の給排、流体通路35、84を通じて流体ポン
プ30からの高圧流体が供給されるとともに、一方のシリ
ンダ分室81ａからの戻り流体が一方の流体、給排通路8
3、34を通じてタンク31に排出される。このとき、制御
弁75はパイロット通路77を通じて他方の分岐通路72内の
高圧を受けることにより第２流れ位置Ｅに切換わってい
るため、他方の分岐通路72が他方の中間通路74に接続さ
れて該他方の中間通路74に他方の分岐通路72から高圧流
体が導かれるが、この高圧流体は、モード切換弁86が前
述のように通常位置Ｇに切換えられて他方の中間通路74
を両流体通路83、84から遮断しているので、バケットシ
リンダ20のシリンダ分室81ａ、81ｂに供給されるような
ことはない。

【００２５】このような反転中において、バケット19に
付着している土砂を該バケット19から効率的に振り落と
すには、該バケット19に高周波の振動を付与するが、こ
の場合には、前述と同様に開閉弁64を開に切換え、流体
ポンプ40からの高圧流体を流体モータ52、回転弁46に供
給して該回転弁46により送出し通路42、戻り通路43と接
続通路44、45とを高周波で交互に切換えるとともに、モ
ード切換弁86を振動位置Ｈに切換える。この結果、他方
のシリンダ分室81ｂには他方の中間通路74において合流
した他方の分岐、接続通路72、45からの高圧流体が、ま
た、一方のシリンダ分室81ａには一方の接続通路44から
の高圧流体が交互に流入する。ここで、一方のシリンダ
分室81ａに高圧流体が流入しているとき、前記他方の中
間通路74と他方の分岐通路72とが接続されているので、
この他方の分岐通路72内の流体もタンク31に排出され、
これにより、他方のシリンダ分室81ｂが他方の分岐通路
72内の流体によって高圧になることはない。このように
してバケットシリンダ20の他方および一方のシリンダ分
室81ｂ、81ａに交互に高圧流体が繰り返し高周波で供給
されると、反転中のバケット19に高周波振動が付与さ
れ、この結果、バケット19に付着していた土砂が確実に
振り落とされる。そして、このような土砂の振り落しが
終了すると、開閉弁64を閉に切換え、これにより、モー
ド切換弁86を再び通常位置Ｇに切換えるとともに、回転
弁46、流体モータ52の作動を停止させる。

【００２６】また、前記バケット19によってならし作業
や固め作業のために転圧を行う場合には、該バケット19
を土砂の表面に押し付けた状態で切換弁36を中立位置Ｃ
に切換え、両給排通路34、35および両分岐通路71、72を
低圧にする。これにより、制御弁75は復帰スプリング7
8、79に付勢されて中間位置Ｆに切換わり、一方の接
続、中間通路44、73同士が接続されるとともに、他方の
接続、中間通路45、74同士が接続される。このとき、開
閉弁64を開に切換え、流体モータ52により回転弁46の回
転弁体51を回転させて一方および他方の接続通路44およ
び45に交互に流体ポンプ40からの高圧流体を供給すると
ともに、パイロット通路87に導かれた高圧流体によりモ
ード切換弁86を振動位置Ｈに切換える。これにより、バ
ケットシリンダ20の一方および他方のシリンダ分室81ａ
および81ｂには流体ポンプ40からの高圧流体が交互に繰
り返し高周波で供給され、この結果、バケット19は停止
位置を中心として振動し、転圧が迅速かつ良好に行われ
る。このように、この実施例によれば、既に設置されて
いるバケットシリンダ20に振動機能を付与させるように
したので、振動用の特別なシリンダを設置する必要はな
く、流体回路の構造が簡単となる。なお、作業シリンダ
がアームシリンダ16で、バケット19により斜面を転圧し
ているとき、あるいは、作業シリンダがブームシリンダ
14で、バケット19により杭打ちを行っているときに、切
換弁、モード切換弁を前述と同様に切換えるとともに、
回転弁を作動させてバケットを振動させると、このよう
な転圧、杭打ちを迅速かつ良好に行うこともできる。

【００２７】なお、前述の実施例おいては、流体ポンプ
30、40を別体としたが、まとめて１個の流体ポンプとし
てもよい。また、前述の実施例においては、土木建設機
械が油圧ショベル10であったが、この発明においては、
バックホー、ブルドーザー等であってもよい。また、掘
削、砂落し、転圧等の種々の作業モード時における振動
数を、各モードに応じて変更する場合には、前記流量調
節弁66の流量を調整すればよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、作業シリンダを種々の作業モードにおいて確実に高
周波で振動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を油圧ショベルに適用した一実施例を
示す全体正面図である。

【図２】その回路図である。

【図３】回転弁近傍の断面図である。

【図４】図３のＩーＩ矢視図である。

【図５】図３のIIーII矢視断面図である。

【符号の説明】

20…作業シリンダ 30、40…流体源 31…排出源 32…供給通路 33…排出通路 34、35…給排通路 36…切換弁 42…送出し通路 43…戻り通路 44、45…接続通路 46…切換え手段 71、72…分岐通路 73、74…中間通路 75…制御弁 81…シリンダ室 81ａ、81ｂ…シリンダ
分室 82…ピストン 83、84…流体通路 86…モード切換弁 Ｄ…第１流れ位置 Ｅ…第２流れ位置 Ｆ…中間位置 Ｇ…通常位置 Ｈ…振動位置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体源30、排出源31にそれぞれ接続された
   供給、排出通路32、33と一対の給排通路34、35との間に
   配置され、切換わることにより流体源30からの高圧流体
   をいずれかの給排通路34、35に導くことができる切換弁
   36と、流体源40、排出源31にそれぞれ接続された送出
   し、戻り通路42、43と一対の接続通路44、45との間に配
   置され、送出し通路42、一方の接続通路44同士および戻
   り通路43、他方の接続通路45同士が接続した状態と、送
   出し通路42、他方の接続通路45同士および戻り通路43、
   一方の接続通路44同士が接続した状態と、に交互に高周
   波で切換える切換え手段46と、給排通路34、35の途中か
   らそれぞれ分岐した一対の分岐通路71、72および前記一
   対の接続通路44、45と一対の中間通路73、74との間に配
   置され、前記切換弁36が切換わって前記一方の給排通路
   34および一方の分岐通路71の双方が高圧となるととも
   に、他方の給排通路35および他方の分岐通路72の双方が
   低圧となったとき、該一方の分岐通路71内の高圧を受け
   て第１流れ位置Ｄに切換わり、一方の分岐通路71および
   一方の接続通路44と一方の中間通路73とを接続するとと
   もに、他方の接続通路45と他方の中間通路74とを接続す
   る一方、他方の分岐通路72を両中間通路73、74から遮断
   し、また、前記切換弁36が切換わって前記他方の給排通
   路35および他方の分岐通路72の双方が高圧となるととも
   に、一方の給排通路34および一方の分岐通路71の双方が
   低圧となったとき、該他方の分岐通路72内の高圧を受け
   て第２流れ位置Ｅに切換わり、他方の分岐通路72および
   他方の接続通路45と他方の中間通路74とを接続するとと
   もに、一方の接続通路44と一方の中間通路73とを接続す
   る一方、一方の分岐通路71を両中間通路73、74から遮断
   し、さらに、前記切換弁36が切換わって前記両給排通路
   34、35および両分岐通路71、72の双方が低圧となったと
   き、中間位置Ｆに切換わり、一方の接続通路44と一方の
   中間通路73とを接続するとともに、他方の接続通路45と
   他方の中間通路74とを接続する一方、両分岐通路71、72
   を両中間通路73、74から遮断する制御弁75と、ピストン
   82によって２つのシリンダ分室81ａ、81ｂに仕切られた
   シリンダ室81を内部に有する土木建設機械の作業シリン
   ダ20と、該作業シリンダ20のシリンダ分室81ａ、81ｂに
   それぞれ接続された一対の流体通路83、84と、前記一対
   の給排通路34、35および一対の中間通路73、74と前記流
   体通路83、84との間に配置され、通常位置Ｇに切換わっ
   たとき、一方の給排通路34、一方の流体通路83同士およ
   び他方の給排通路35、他方の流体通路84同士を接続する
   とともに、両中間通路73、74を両流体通路83、84から遮
   断し、また、振動位置Ｈに切換わったとき、一方の中間
   通路73、一方の流体通路83同士および他方の中間通路7
   4、他方の流体通路84同士を接続するとともに、両給排
   通路34、35を両流体通路83、84から遮断するモード切換
   弁86と、を備えたことを特徴とする土木建設機械の作業
   シリンダ用流体回路。