JPH0860711A - 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には、制御弁76
を振動位置Ｅ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71ａ、71ｂ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が第１、第２流れ
位置Ａ、Ｂにあると、シリンダ分室71ａ、71ｂに高圧流
体が給排通路34、35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切換弁を
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、
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接続
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、両接続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、一方の給排通路および一方の接
続通路と一方の流体通路とを接続するとともに、他方の
給排通路および他方の接続通路と他方の流体通路とを接
続する制御弁と、を備え、該制御弁が、振動位置にある
ときに一方の給排通路から一方の流体通路への流体の流
れのみを許容する一方のチェック弁および他方の給排通
路から他方の流体通路への流体の流れのみを許容する他
方のチェック弁を有す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、切換弁は第１流れ位置に、また、制御弁
は通常位置に切換えられており、この結果、供給通路、
一方の給排通路同士および排出通路、他方の給排通路同
士が接続されるとともに、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
接続されている。これにより、流体源からの高圧流体は
供給通路、切換弁、一方の給排通路、制御弁、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、また、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、制御弁、他
方の給排通路、切換弁、排出通路を通じて排出源に排出
されている。

【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、制御弁を振動位置に切換え、一方の給排通
路および一方の接続通路と一方の流体通路とを接続する
とともに、他方の給排通路および他方の接続通路と他方
の流体通路とを接続し、さらに、切換え手段により、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、流体源からの
高圧流体は送出し通路を通じて一方の接続通路に供給さ
れるが、このとき、一方のチェック弁が一方の給排通路
から一方の流体通路への流体の流れを許容するため、一
方の流体通路には一方の接続通路内の高圧流体に加えて
一方の給排通路内の高圧流体が合流されて供給され、そ
の後、この高圧流体はこの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する。このとき、
他方のシリンダ分室から他方の流体通路に流出した戻り
流体は、他方のチェック弁によって他方の給排通路への
流出が阻止されるので、全量が他方の接続通路、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、流体源からの高圧流体
は他方の接続通路に供給され、その後、他方の流体通路
を通じて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、他方の流体通路と他方の給排通路とが接
続されるため、低圧である他方の給排通路に高圧流体が
流出するおそれがあるが、制御弁に設けられた他方のチ
ェック弁は他方の給排通路から他方の流体通路への流体
の流れのみを許容するものであるため、高圧流体は該他
方のチェック弁に阻止されて他方の給排通路に流出する
ことができないのである。また、一方のシリンダ分室か
ら流出した戻り流体は一方の流体通路、一方の接続通
路、戻り通路を通じて排出源に排出されるが、このと
き、一方の給排通路は、該一方の給排通路から一方の流
体通路に向かう流体の流れのみを許容する一方のチェッ
ク弁を通じて一方の流体通路に接続されているため、該
一方の給排通路内の高圧流体は一方のチェック弁を通過
した後前記戻り流体に合流して一方の接続通路に流出す
る。この結果、一方のシリンダ分室が一方の給排通路内
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、制御弁を再
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、切換弁を第２流れ
位置に切換えて供給通路、他方の給排通路同士および排
出通路、一方の給排通路同士を接続し、作業シリンダの
他方のシリンダ分室に他方の給排通路、他方の流体通路
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通路、一
方の給排通路を通じて排出源に排出する。

【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、
制御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
流体通路において合流した他方の供給通路、他方の接続
通路内の高圧流体および一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一方の
接続通路からの高圧流体が流入しているとき、前記他方
の給排通路から他方の接続通路への流体の流れを他方の
チェック弁が許容するので、この他方の給排通路内の流
体は他方のシリンダ分室から流出した戻り流体とともに
排出源に排出され、これにより、他方のシリンダ分室が
他方の給排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、制御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、切換弁を中立位置に切換えて両給排通路を低圧
とし、また、切換え手段を作動するとともに、制御弁を
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、制御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、これらの給排通路34、35と前記供給通路3
2、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が第１流
れ位置（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3
3、他方の給排通路35同士が接続され、また、第２流れ
位置（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、両給排通路34、35が共に低圧とな
る。この結果、この切換弁36が、例えば第１流れ位置Ａ
あるいは第２流れ位置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、即
ち一方あるいは他方の給排通路34あるいは35に導かれ
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、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。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、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り、このリリーフ弁65のセ
ット圧は通常、前述のリリーフ弁37のセット圧より低く
しておくことが好ましい。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、６において、前記バケットシリンダ
20は内部にシリンダ室71が形成され、このシリンダ室71
は該シリンダ室71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72によって一
方のシリンダ分室71ａと他方のシリンダ分室71ｂ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73、74が連結され、このうち一方の流体通
路73は一方のシリンダ分室71ａに、残り他方の流体通路
74は他方のシリンダ分室71ｂにそれぞれ接続されてい
る。

【００１６】前記一対の給排通路34、35および一対の接
続通路44、45の双方と一対の流体通路73、74との間には
制御弁76が配置され、この制御弁76は内部にスプール室
77が形成されたバルブケーシング78を有する。79、80は
スプール室77の内周に軸方向に離れて形成された第１、
第２外側環状溝であり、これらの第１、第２外側環状溝
79、80には一端が前記給排通路34、35にそれぞれ接続さ
れている第１、第２外側通路81、82の他端が連通してい
る。前記第１、第２外側環状溝79、80より軸方向外側の
スプール室77の内周には第３、第４外側環状溝83、84が
形成され、これらの第３、第４外側環状溝83、84には一
端が前記接続通路44、45にそれぞれ接続されている第
３、第４外側通路85、86の他端が連通している。また、
第３外側環状溝83より軸方向一端側のスプール室77の内
周および第１、第２外側環状溝79、80間のスプール室77
の内周にはそれぞれ第５、第６外側環状溝87、88が形成
され、これらの第５、第６外側環状溝87、88には一端が
前記一方の流体通路73に接続されている第５外側通路89
の他端が二股に分かれて連通している。さらに、前記第
２、第４外側環状溝80、84間のスプール室77の内周には
第７、第８外側環状溝90、91が形成され、これらの第
７、第８外側環状溝90、91には一端が前記他方の流体通
路74に接続されている第６外側通路92の他端が二股に分
かれて連通している。

【００１７】前記スプール室77内には円筒状のスプール
95が軸方向に摺動可能に収納され、このスプール95の軸
方向一端部外周には軸方向に離れた第１、第２内側環状
溝96、97が形成されている。そして、これらの第１、第
２内側環状溝96、97同士はスプール95内に形成された第
１内側通路98によって互いに連通している。また、前記
スプール95の軸方向他端部外周には軸方向に離れた第
３、第４内側環状溝99、100が形成され、これらの第
３、第４内側環状溝99、 100同士はスプール95内に形成
された第２内側通路 101によって互いに連通している。
また、前記第２内側環状溝97と第３内側環状溝99との間
のスプール95の外周および第３、第４内側環状溝99、 1
00間のスプール95の外周にはそれぞれ第５、第６内側環
状溝 102、 103が形成されている。前記スプール95より
他側のスプール室77内にはスプリング受け 106が収納さ
れ、このスプリング受け 106とスプール室77の他端面と
の間には、スプリング受け 106を介してスプール95を一
端側に向かって付勢するスプリング 107が介装されてい
る。そして、このスプール95がスプリング 107に付勢さ
れてスプール室77の一端面に当接するまで一端側に移動
することで制御弁76が通常位置Ｄに切換わると、図６に
示すように、一方の給排通路34と一方の流体通路73と
が、第１外側環状溝79、第５内側環状溝 102、第６外側
環状溝88を通じて接続するとともに、他方の給排通路35
と他方の流体通路74とが、第２外側環状溝80、第６内側
環状溝 103、第７外側環状溝90を通じて接続し、一方、
両接続通路44、45と両流体通路73、74とは、第３外側環
状溝83、第４外側環状溝84が第５外側環状溝87、第８外
側環状溝91からそれぞれ切り離されることで遮断され
る。 110はバルブケーシング78の一端部に形成されたパ
イロット通路であり、このパイロット通路 110の一端は
パイロット路 111を通じて回転弁46と開閉弁64との間の
送出し通路42に接続されている。また、このパイロット
通路 110の他端はスプール室77の一端に開口すること
で、前記送出し通路42内の高圧流体をスプール95の一端
面に導き、該スプール95をスプリング 107に対抗して他
端側に移動させる。そして、このスプール95が前記高圧
流体によりスプリング受け 106を介してスプール室77の
他端面に当接するまで他端側に移動することで制御弁76
が振動位置Ｅに切換わると、図７に示すように、一方の
給排通路34と一方の流体通路73とが第１外側環状溝79、
第２内側環状溝97、第１内側通路98、第１内側環状溝9
6、第５外側環状溝87を通じて接続するとともに、一方
の接続通路44と一方の流体通路73とが第３外側環状溝8
3、第１内側環状溝96、第５外側環状溝87を通じて接続
し、また、他方の給排通路35と他方の流体通路74とが第
２外側環状溝80、第３内側環状溝99、第２内側通路 10
1、第４内側環状溝 100、第８外側環状溝91を通じて接
続するとともに、他方の接続通路45と他方の流体通路74
とが第４外側環状溝84、第４内側環状溝 100、第８外側
環状溝91を通じて接続する。

【００１８】115、 116は制御弁76、詳しくは第１、第
２内側通路98、 101の途中に位置するようスプール95内
に設けられた一方および他方のチェック弁であり、これ
らのチェック弁 115、 116はそれぞれ、第１、第２内側
通路98、 101に設けられ弁座117、 118を有する弁室 11
9、 120と、弁室 119、 120内に移動可能に収納され、
弁座 117、 118に着座したとき第１、第２内側通路98、
101を遮断するボール121、 122とから構成されてい
る。そして、流体が第１内側通路98内を第２内側環状溝
97から第１内側環状溝96に向かって流れた場合にはボー
ル 121が弁座 117から離脱するが、逆に第１内側環状溝
96から第２内側環状溝97に向かって流れた場合にはボー
ル 121が弁座 117に着座するため、一方のチェック弁 1
15は振動位置Ｅにあるとき、一方の給排通路34から一方
の流体通路73への流体の流れのみを許容し、逆方向の流
体の流れを阻止する。また、流体が第２内側通路 101内
を第３内側環状溝99から第４内側環状溝 100に向かって
流れた場合にはボール 122が弁座 118から離脱するが、
逆に第４内側環状溝 100から第３内側環状溝99に向かっ
て流れた場合にはボール 122が弁座 118に着座するた
め、他方のチェック弁 116は振動位置Ｅにあるとき、他
方の給排通路35から他方の流体通路74への流体の流れの
みを許容し、逆方向の流体の流れを阻止する。

【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は第１流れ位置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、
パイロット路 111、パイロット通路 110は低圧となって
おり、この結果、スプール95がスプリング 107に付勢さ
れて一側端まで移動し制御弁76が通常位置Ｄに切換えら
れている。これにより、一方の給排通路34と一方の流体
通路73とが、第１外側環状溝79、第５内側環状溝 102、
第６外側環状溝88を通じて接続するとともに、他方の給
排通路35と他方の流体通路74とが、第２外側環状溝80、
第６内側環状溝 103、第７外側環状溝90を通じて接続さ
れる。このため、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、制御弁
76および一方の流体通路73を通じてバケットシリンダ20
の一方のシリンダ分室71ａ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71ｂから流出した
低圧の戻り流体は、他方の流体通路74、制御弁76、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に排出される。

【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、パイロット路 111、パイロ
ット通路 110を通じて制御弁76のスプール95の一端面に
導き、該制御弁76のスプール95をスプリング 107に対抗
して他側端まで移動させて制御弁76を振動位置Ｅに切換
える。これにより、一方の給排通路34と一方の流体通路
73とが第１外側環状溝79、第２内側環状溝97、第１内側
通路98、第１内側環状溝96、第５外側環状溝87を通じて
接続するとともに、一方の接続通路44と一方の流体通路
73とが第３外側環状溝83、第１内側環状溝96、第５外側
環状溝87を通じて接続し、また、他方の給排通路35と他
方の流体通路74とが第２外側環状溝80、第３内側環状溝
99、第２内側通路 101、第４内側環状溝 100、第８外側
環状溝91を通じて接続するとともに、他方の接続通路45
と他方の流体通路74とが第４外側環状溝84、第４内側環
状溝 100、第８外側環状溝91を通じて接続する。このと
き、流体ポンプ40から回転弁46への供給圧力は流体ポン
プ30から制御弁76への供給圧力より若干低い。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、流体ポンプ40からの高圧流体は送
出し通路42を通じて一方の接続通路44に供給されるが、
このとき、一方のチェック弁115が一方の給排通路34か
ら一方の流体通路73への流体の流れを許容するため、一
方の流体通路73には一方の接続通路44内の高圧流体に加
えて一方の給排通路34内の高圧流体が合流されて供給さ
れ、その後、この高圧流体は一方の流体通路73を通じて
バケットシリンダ20の一方のシリンダ分室71ａ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71ｂから他方の流体
通路74に流出した戻り流体は、他方のチェック弁 116に
よって他方の給排通路35への流出が阻止されるので、全
量が他方の接続通路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、流体ポンプ40からの高圧流体
は他方の接続通路45に供給され、その後、バケットシリ
ンダ20の他方のシリンダ分室71ｂ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、他方の流体通
路74と他方の給排通路35とが第２内側通路 101を通じて
接続されるため、低圧である他方の給排通路35に高圧流
体が流出するおそれがあるが、制御弁76に設けられた他
方のチェック弁116は他方の給排通路35から他方の流体
通路74への流体の流れのみを許容するものであるため、
この高圧流体は該他方のチェック弁 116のボール 122が
弁座 118に着座することで、他方の給排通路35側に流出
することが阻止される。また、このとき、一方のシリン
ダ分室71ａから流出した戻り流体は、一方の流体、接続
通路73、44および戻り通路43を通じてタンク31に排出さ
れるが、このとき、一方の給排通路34と一方の流体通路
73とは、一方の給排通路34から一方の流体通路73に向か
う流体の流れのみを許容する一方のチェック弁 115を通
じて接続されているため、該一方の給排通路34内の高圧
流体はボール 121を弁座 117から離脱させて一方のチェ
ック弁 115を通過した後、前記戻り流体に合流して低圧
である一方の接続通路44に流出する。この結果、一方の
シリンダ分室71ａが一方の給排通路34内の流体によって
高圧になることはない。

【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71
ａおよび71ｂ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、制御弁76をスプリング 1
07の付勢力によって再び通常位置Ｄ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
を第２流れ位置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、制御弁76は通常位置Ｄに位置してい
るので、バケットシリンダ20の他方のシリンダ分室71ｂ
に他方の給排、流体通路35、74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71ａからの戻り流体が一方の流体、給排通路73、34を
通じてタンク31に排出される。

【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、制
御弁76を振動位置Ｅに切換える。この結果、他方のシリ
ンダ分室71ｂには他方の流体通路74において合流した他
方の給排、接続通路35、45からの高圧流体が、また、一
方のシリンダ分室71ａ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
71ａに一方の接続通路44から高圧流体が流入していると
き、前記他方の給排通路35から他方の接続通路45への流
体の流れを他方のチェック弁 116が許容するので、この
他方の給排通路35内の流体は他方のシリンダ分室71ｂか
ら流出した戻り流体とともにタンク31に排出され、これ
により、他方のシリンダ分室71ｂが他方の給排通路35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71
ｂおよび71ａ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、制御
弁76を再び通常位置Ｄ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を低圧にするとともに、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を回転させるとともに、送出し通路42内の高圧
流体を制御弁76に導き該制御弁76を振動位置Ｅ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71ａおよび71ｂ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、制御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。

【図６】通常位置にあるときの制御弁の断面図である。

【図７】振動位置にあるときの制御弁の断面図である。

【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…シリンダ室 71ａ、71ｂ…シリンダ分室 72…ピストン 73、74…流体通路 76…制御弁 115、116…チェック弁 Ｄ…通常位置 Ｅ…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、ピストン72によって２つ
   のシリンダ分室71ａ、71ｂに仕切られたシリンダ室71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71ａ、71ｂにそれぞれ接続さ
   れた一対の流体通路73、74と、前記一対の給排通路34、
   35および一対の接続通路44、45と前記流体通路73、74と
   の間に配置され、通常位置Ｄに切換わったとき、一方の
   給排通路34、一方の流体通路73同士および他方の給排通
   路35、他方の流体通路74同士を接続するとともに、両接
   続通路44、45を両流体通路73、74から遮断し、また、振
   動位置Ｅに切換わったとき、一方の給排通路34および一
   方の接続通路44と一方の流体通路73とを接続するととも
   に、他方の給排通路35および他方の接続通路45と他方の
   流体通路74とを接続する制御弁76と、を備え、該制御弁
   76は、振動位置Ｅにあるときに一方の給排通路34から一
   方の流体通路73への流体の流れのみを許容する一方のチ
   ェック弁 115および他方の給排通路35から他方の流体通
   路74への流体の流れのみを許容する他方のチェック弁 1
   16を有する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。