JPH11124882A - 土木建設機械の作業シリンダ用振動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バケットシリンダ20により土砂の掘り起こ
しを行っている途中において該バケットシリンダ20を振
動モードに切換える。 【解決手段】 制御弁 124を第１位置Ｔから第２位置
Ｓに切換えて流体ポンプ45からの流体をバケットシリン
ダ20に供給するが、このとき、バケットシリンダ20に供
給される流体は切換え手段53によって方向が交互に繰り
返し切換えられた後の流体であるため、バケットシリン
ダ20のピストン39は往復動し振動する。このようにバケ
ットシリンダ20により土木建設作業を行っている途中に
おいて、該バケットシリンダ20を振動モードに簡単、確
実に切換えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、土木建設機械で
土木建設作業を行う際に用いられる作業シリンダを振動
させる振動装置に関する。

【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、地固め、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
ョベルの作業シリンダ、例えばブーム、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すく
い取りあるいは地面、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、地固め、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、作業シリンダにより土木建設
作業を行っている途中において該作業シリンダを振動モ
ードに切換えることができる土木建設機械の作業シリン
ダ用振動装置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、土木
建設作業を行う際に用いられる作業シリンダを有する土
木建設機械の作業シリンダ用振動装置において、流体源
からの流体の方向を交互に繰り返し切換える切換え手段
と、流体源からの流体を前記作業シリンダに供給する第
１位置および前記切換え手段により切換えられた流体を
前記作業シリンダに供給する第２位置を有する制御弁と
を設けることにより達成することができる。

【０００６】今、制御弁が第１位置に位置することで流
体源からの流体が作業シリンダに供給され、これによ
り、該作業シリンダが作動して土木建設作業、例えば掘
り起こし、地固め、杭打ちが行われているとする。この
ような作業の途中において作業シリンダを振動させる場
合には、制御弁を第１位置から第２位置に切換え、切換
え手段によって方向が切換えられた流体源からの流体を
作業シリンダに供給する。このとき、前記切換え手段は
流体源からの流体の方向を交互に繰り返し切換えるの
で、作業シリンダのピストンは往復動し振動する。この
ように作業シリンダにより土木建設作業を行っている途
中に、該作業シリンダを振動モードに簡単、確実に切換
えることができるのである。

【０００７】また、請求項２に記載のように構成すれ
ば、簡単な構造で流体の方向を交互に繰り返し確実に切
換えることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の第１実施形態を
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し、土
木建設作業、例えば土砂の掘り起こし、地固め、杭打ち
等を行う。

【０００９】図２において、30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
切換弁であり、この切換弁30と旋回フレーム13に設置さ
れた流体源としての流体ポンプ31および排出源としての
タンク32とはそれぞれ供給通路33および排出通路34によ
って接続されている。なお、35は流体ポンプ31とタンク
32とを接続する吸込通路、36は供給通路33とタンク32と
の間に介装されたリリーフ弁である。また、前記バケッ
トシリンダ20は内部にシリンダ室38が形成され、このシ
リンダ室38は該シリンダ室38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39
によってヘッド側室38ａとロッド側室38ｂとに仕切られ
ている。前記切換弁30とバケットシリンダ20のヘッド側
室38ａとは一方の給排通路41によって接続され、切換弁
30の切換えによって流体ポンプ31からの流体をヘッド側
室38ａに供給あるいはヘッド側室38ａからの流出流体を
タンク32に排出する。また、前記切換弁30とバケットシ
リンダ20のロッド側室38ｂとは一方の給排通路41と対を
なす他方の給排通路42によって接続され、切換弁30の切
換えによって流体ポンプ31からの流体をロッド側室38ｂ
に供給あるいはロッド側室38ｂからの流出流体をタンク
32に排出する。

【００１０】45は吸い込み通路46を介してタンク47に接
続された流体源としての流体ポンプあり、この流体ポン
プ45と手動の３ポート２位置切換弁48との間は供給通路
49により接続され、この供給通路49の途中とタンク47と
の間にはリリーフ弁50が介装されている。53は切換え手
段であり、この切換え手段53と前記切換弁48とは供給路
54によって接続され、この供給路54の途中にはパイロッ
ト式の流量調節弁55（パイロット式の流量調整弁でもよ
い）が介装されている。また、前記切換弁48と流量調節
弁55との間の供給路54には途中にパイロット式の流量調
節弁56（パイロット式の流量調整弁でもよい）が介装さ
れた枝分れ路57の一端が接続され、この枝分れ路57の他
端は前記切換え手段53に接続されている。そして、これ
らの流量調節弁55、56はパイロット路58、59からのパイ
ロット圧によって、後述する流体モータ75に流体ポンプ
45からの流体が先立って流入するように調節している。
また、60は切換え手段53と排出源としてのタンク61とを
接続する排出路であり、62、63は前記切換え手段53に接
続された一対の接続通路である。この結果、前記切換え
手段53は、これら一対の接続通路62、63と前記流体ポン
プ45、タンク61との間に介装されることになる。そし
て、この切換え手段53は、一方の接続通路62と流体ポン
プ45同士および他方の接続通路63とタンク61同士が接続
した状態と、一方の接続通路62とタンク61同士および他
方の接続通路63と流体ポンプ45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ることにより、流体ポン
プ45からの流体の方向を交互に繰り返し切換える。

【００１１】図２、３、４、５、６、７、８、９、１
０、１１、１２において、前記切換え手段53は、ケース
本体67の収納穴68内に収納され軸方向長さが収納穴68よ
り短い中間ブロック69を有し、この中間ブロック69内に
は先端側に向かって延びている断面円形の弁室70が形成
されている。中間ブロック69より基端側の収納穴68内に
は、中央に貫通した接続孔71が形成された円板状の仕切
りプレート72が配置され、この仕切りプレート72より基
端側の収納穴68内には円板状の固定プレート73が収納さ
れている。ここで、固定プレート73は仕切りプレート72
から所定距離だけ離れており、この結果、これら仕切り
プレート72、固定プレート73間の収納穴68は空間となっ
てモータ室74を構成する。この結果、このモータ室74と
前記弁室70とは接続孔71を介して接続されていることに
なる。

【００１２】このモータ室74内には内接歯車型流体モー
タ75が収納され、この流体モータ75は、内周に複数、こ
こでは５個の内歯76が形成された略円筒状の内歯車77
と、この内歯車77内に収納され、外周に内歯車77の内歯
76に噛み合う複数、ここでは内歯76より１枚だけ少ない
４枚の外歯78が形成され、内歯車77の軸線を中心として
偏心回転（公転）する外歯車79と、から構成され、この
外歯車79の中央部には内周にスプライン内歯80を有する
貫通したスプライン孔81が形成されている。82は収納穴
68の基端開口を閉止するカバーであり、このカバー82は
ケース本体67の基端に固定されている。84は中間ブロッ
ク69、仕切りプレート72、内歯車77、固定プレート73を
貫通するピンであり、このピン84の両端部はケース本体
67およびカバー82にそれぞれ挿入固定されている。この
結果、中間ブロック69、仕切りプレート72、内歯車77、
固定プレート73はケース本体67およびカバー82に回り止
めされながら固定されていることになる。前述したケー
ス本体67、中間ブロック69、仕切りプレート72、固定プ
レート73、カバー82は全体として、内部にモータ室74、
該モータ室74と同軸の弁室70およびこれらモータ室74と
弁室70とを接続する接続孔71が形成されたケーシング85
を構成する。

【００１３】前記弁室70内にはスラストベアリング88お
よび内部に貫通孔89が形成された円筒状の回転弁体90と
が収納され、この回転弁体90は流体モータ75の内歯車77
と同軸関係を保持しながら軸線回りに回転することがで
きる。そして、この回転弁体90の貫通孔89の内周にはス
プライン内歯91が形成されている。前述した中間ブロッ
ク69、回転弁体90は全体として回転弁92を構成する。95
は接続孔71を貫通する連結ロッドであり、この連結ロッ
ド95の先端側は貫通孔89内に挿入され、基端側がスプラ
イン孔81内に挿入されている。そして、この連結ロッド
95の先端外周に形成されたスプライン外歯96は前記スプ
ライン内歯91に噛み合い、また、その基端外周に形成さ
れたスプライン外歯97は前記スプライン内歯80に噛み合
い、これにより、連結ロッド95は回転弁体90と流体モー
タ75の外歯車79とを連結する。そして、この連結ロッド
95は流体モータ75の外歯車79の回転を先端部を中心とす
る歳差運動をしながら回転弁体90に伝達し、該回転弁体
90を軸線回りに回転させる。また、前述した切換え手段
53はこれら流体モータ75、回転弁92、連結ロッド95だけ
で構成されているため、構造が簡単であり、しかも、流
体の流れ方向を確実に切換えることができる。

【００１４】99は弁室70の内周と回転弁体90の外周との
間、詳しくは回転弁体90の外周に形成された周方向に連
続して延びる排出環状溝であり、この排出環状溝99の底
面には貫通孔89に連通する半径方向に延びた連通孔 100
が形成されている。 101は連結ロッド95の中央部外周に
一端が開口した排出孔であり、この排出孔 101の他端は
該連結ロッド95の基端面に開口している。 102はケーシ
ング85内、詳しくは固定プレート73、カバー82内に形成
され、一端がスプライン孔81に連通し他端がカバー82の
外周に開口した排出通路であり、この排出通路 102の他
端開口は前記排出路60に接続されている。そして、この
排出通路 102は排出環状溝99から連通孔100、貫通孔8
9、排出孔 101を通じてスプライン孔81に流出した流体
を切換え手段90からタンク61に排出する。 104、 105は
弁室70の内周と回転弁体90の外周との間、ここでは回転
弁体90の外周で排出環状溝99の軸方向両側にそれぞれ設
けられた第１、第２供給環状溝であり、これらの第１、
第２供給環状溝 104、 105は共に周方向に連続して延び
ている。 106はケーシング85内、詳しくは中間ブロック
69、仕切りプレート72、内歯車77、固定プレート73、カ
バー82内に形成された第１供給通路であり、この第１供
給通路 106の一端は前記第１供給環状溝 104に連通し、
他端はカバー82の外周に開口している。そして、この第
１供給通路 106の他端開口は前記枝分れ路57に接続さ
れ、これにより、この第１供給通路 106は流体ポンプ45
からの高圧流体を第１供給環状溝 104に供給することが
できる。 108はケーシング85内、詳しくは中間ブロック
69、仕切りプレート72、内歯車77、固定プレート73、カ
バー82内に形成されるとともに、前記第１供給通路 106
から周方向に所定角度だけ離れて配置された第２供給通
路であり、この第２供給通路108の一端は前記第２供給
環状溝 105に連通し、他端はカバー82の外周に開口して
いる。そして、第２供給通路 108の他端開口は前記供給
路54に接続され、これにより、この第２供給通路 108は
流体ポンプ45からの流体を第２供給環状溝 105に供給す
ることができる。

【００１５】110は回転弁体90の外周に周方向に等距離
離れて形成された複数の第１凹溝であり、これらの第１
凹溝 110は第１供給環状溝 104から排出環状溝99に向か
って軸方向に延びている。 111は回転弁体90の外周に周
方向に等距離離れて形成された複数の第２凹溝であり、
これらの第２凹溝 111は第２供給環状溝 105から排出環
状溝99に向かって軸方向に延びている。 112は回転弁体
90の外周に周方向に等距離離れて形成されるとともに、
第１凹溝 110と周方向に交互に配置された複数の第３凹
溝であり、これらの第３凹溝 112は排出環状溝99から第
１供給環状溝 104に向かって軸方向に延びるとともに、
第１供給環状溝 104に近接する先端部が第１凹溝 110の
排出環状溝99に近接する先端部に周方向に重なり合って
いる。 113は回転弁体90の外周に周方向に等距離離れて
形成されるとともに、第２凹溝 111と周方向に交互に配
置された複数の第４凹溝であり、これらの第４凹溝 113
は排出環状溝99から第２供給環状溝 105に向かって軸方
向に延びるとともに、第２供給環状溝 105に近接する先
端部が第２凹溝 111の排出環状溝99に近接する先端部に
周方向に重なり合っている。

【００１６】116はケーシング85内、詳しくは中間ブロ
ック69、仕切りプレート72内に周方向に等距離離れて形
成された複数、ここでは内歯車77の内歯76と同数の給排
通路であり、これらの給排通路 116の一端は前記第１、
第３凹溝 110、 112同士の重なり合い部に対向するよう
弁室70の内周に開口し、その他端は内歯車77と外歯車79
との間の流体室117に内歯76間においてそれぞれ連通し
ている。そして、これら給排通路 116は第１凹溝 110か
ら流体室 117に流体を供給あるいは流体室 117から第３
凹溝 112に流体を排出する。 119、 120はケーシング85
内、詳しくは中間ブロック69内に周方向に離れて形成さ
れた複数、ここでは２本の誘導通路であり、これらの誘
導通路 119、 120の一端は第２凹溝 111、第４凹溝 113
同士の重なり合い部に対向するよう弁室70の内周に開口
し、その他端が中間ブロック69の先端面に開口してい
る。そして、これらの誘導通路 119、 120は第２凹溝 1
11からの流体を誘導するとともに第４凹溝 113への流体
を誘導する。

【００１７】図２、３において、前記中間ブロック69よ
り先端側のケース本体67内には制御弁 124が設けられ、
この制御弁 124は、ケース本体67内に形成されキャップ
126によって一端開口が閉止された半径方向に延びるス
プール室 125と、このスプール室 125内に移動可能に収
納されたスプール 127と、スプール 127の他端とスプー
ル室 125の他端面（底面）との間に介装され、前記スプ
ール 127を一端側に向かって付勢する弾性体としてのス
プリング 128と、から構成されている。そして、前記ス
プール 127には一端から他端に向かって順次第１、第
２、第３、第４ランド 129、 130、 131、 132が形成さ
れ、この結果、これら第１、第２、第３、第４ランド 1
29、 130、 131、 132間には第１、第２、第３環状溝 1
33、 134、135が設けられる。

【００１８】前記ケース本体67内には前記切換え手段5
3、詳しくは誘導通路 119、 120に基端がそれぞれ接続
された一対の通路が形成されているが、これらの通路は
前述した接続通路62、63であり、これらの接続通路62、
63の先端は前記制御弁 124に接続、詳しくは、スプール
室 125の軸方向中央部に軸方向に離れて開口している。
137はケース本体67内に形成され、一端が接続通路62、6
3より他端側のスプール室 125に、他端がケース本体67
の外周に開口した第１通路、また、 138はケース本体67
内に形成され、一端が第１通路 137に対向するスプール
室 125に、他端がケース本体67の先端面に開口した第２
通路であり、これらの第１、第２通路 137、 138は前記
他方の給排通路42の一部を構成している。この結果、前
記制御弁 124は他方の給排通路42の途中に介装されてい
ることになる。 139、 140はケース本体67内に形成さ
れ、一端が接続通路62、63に対向したスプール室 125に
開口し、他端がケース本体67の先端面に開口した第３、
第４通路であり、これらの第３、第４通路 139、 140は
それぞれ、一端が制御弁 124に他端が一方および他方の
給排通路41、42の途中に連結された対をなす連通通路 1
41、 142の一部を構成する。この結果、一方の連通通路
141は一方の給排通路41を介してバケットシリンダ20の
ヘッド側室38ａと制御弁 124とを接続し、他方の連通通
路 142は他方の給排通路42を介してバケットシリンダ20
のロッド側室38ｂと制御弁 124とを接続することにな
る。また、 143はケーシング85、詳しくはケース本体6
7、カバー82内に形成され、一端が接続通路62、63より
一端側のスプール室 125に開口し、他端がカバー82の外
周に開口する第５通路であり、この第５通路 143は前記
切換弁48と制御弁 124とを接続するパイロット通路 144
の一部を構成する。そして、切換弁48が流れ位置に切換
えられたとき、流体ポンプ45から吐出された高圧流体は
該パイロット通路 144を通じてスプール 127の一端面よ
り一方側のスプール室 125に流入し、該スプール 127に
他側に向かう流体力を付与する。この結果、スプール 1
27はスプリング 128に対抗しながら他側に移動し、制御
弁 124は第１位置Ｔから第２位置Ｓに切換えられる。こ
こで、前記切換弁 124が第１位置Ｔに位置しているとき
には、第１、第２通路 137、 138、即ち他方の給排通路
42はスプール127の第３環状溝 135を通じて連通してい
るが、接続通路62、63と連通通路 141、 142（第３、第
４通路 139、 140）とはスプール 127の第３、第２ラン
ド 131、 130によってそれぞれ遮断されているため、流
体ポンプ31からの流体が給排通路41または42を通じてバ
ケットシリンダ20のヘッド側室38ａまたはロッド側室38
ｂに供給される。一方、切換弁 124が第２位置Ｓに位置
しているときには、第１、第２通路 137、 138、即ち他
方の給排通路42はスプール 127の第３ランド 131によっ
て遮断されているが、接続通路62、63と連通通路 141、
142（第３、第４通路 139、 140）とはスプール 127の
第２、第１環状溝 134、 133を通じてそれぞれ連通して
いるため、前記切換え手段53によって切換えられ流体が
バケットシリンダ20のヘッド側室38ａまたはロッド側室
38ｂに供給される。なお、 150はケース本体67に形成さ
れたエア抜き孔である。

【００１９】次に、この発明の第１実施形態の作用につ
いて説明する。今、切換弁30が交差流れ位置に切換えら
れており、一方、制御弁 124は第１位置Ｔに位置し、他
方の給排通路42を連通するとともに、接続通路62、63と
連通通路 141、 142とを遮断しているとする。このと
き、流体ポンプ31から吐出された高圧流体は切換弁30、
一方の給排通路41を通じてバケットシリンダ20のヘッド
側室38ａに供給され、該バケットシリンダ20を作動させ
てピストン39、ピストンロッド21を突出側に移動させ
る。これにより、油圧ショベル10のバケット19は回動
し、土木建設作業、例えば土砂の掘り起こし作業を行
う。このとき、バケットシリンダ20のロッド側室38ｂか
ら流出した低圧の戻り流体は、制御弁 124が第１位置Ｔ
であるため連通している他方の給排通路42、切換弁30、
排出通路34を通じてタンク32に排出される。

【００２０】このような掘り起こし作業の途中におい
て、バケット19が大きな石に突き当たり掘り起こしが簡
単にできなくなった場合には、切換弁48を遮断位置から
流れ位置に切換え、流体ポンプ45から吐出された高圧流
体をパイロット通路 144（第５通路 143）を通じて制御
弁 124のスプール 127の一端に導き、該スプール 127を
スプリング 128に対抗して他側へ移動させる。これによ
り、制御弁 124は第１位置Ｔから第２位置Ｓに切換わ
り、他方の給排通路42が第３ランド 131によって途中で
遮断され、一方、接続通路62、63と連通通路 141、 142
とは第２、第１環状溝 134、 133を通じてそれぞれ連通
される。

【００２１】また、前記切換弁48の流れ位置への切換え
によって、流体ポンプ45からの高圧流体は供給路54、枝
分かれ路57、第１、第２供給通路 106、 108を通じて第
１、第２供給環状溝 104、 105に供給される。このと
き、ある給排通路 116が第１凹溝 110に、誘導通路 119
が第２凹溝 111にそれぞれ連通するとともに、残りの給
排通路 116が第３凹溝 112に、誘導通路 120が第４凹溝
113にそれぞれ連通しているとすると、前述したある給
排通路 116を通じて流体モータ75の流体室 117の一部に
第１供給環状溝 104から高圧流体が供給される。これに
より、流体モータ75の外歯車79は流入した流体から駆動
力を受けて内歯車77の軸線を中心として偏心回転（公
転）するが、このとき、該外歯車79は歯数が１枚だけ多
い内歯車77に噛み合っているので、外歯車79は公転の他
に自身の軸線回りに自転もする。ここで、連結ロッド95
のスプライン外歯96、97が回転弁体90、外歯車79のスプ
ライン内歯91、80にそれぞれ噛み合っているため、この
流体モータ75の外歯車79の自転に基づく回転駆動力が歳
差運動をする連結ロッド95を介して回転弁体90に伝達さ
れ、該回転弁体90を軸線回りに回転させる。このとき、
流体モータ75の流体室 117の残部から戻り流体が残りの
給排通路 116に押し出されるが、この流体は第３凹溝 1
12、排出環状溝99、連通孔 100、貫通孔89、排出孔 10
1、排出通路 102、排出路60を通じてタンク61に排出さ
れる。一方、第２供給環状溝 105に供給された高圧流体
は誘導通路 119、接続通路62、制御弁 124の第２環状溝
134、連通通路 141（第３通路 139）、一方の給排通路
41を通じてバケットシリンダ20のヘッド側室38ａに供給
されるとともに、バケットシリンダ20のロッド側室38ｂ
が他方の給排通路42、連通通路 142（第４通路 140）、
制御弁 124の第１環状溝 133、接続通路63、誘導通路 1
20、第４凹溝 113、排出環状溝99、連通孔 100、貫通孔
89、排出孔 101、排出通路 102、排出路60を通じてタン
ク61に排出される。この結果、バケットシリンダ20のヘ
ッド側室38ａには、常時供給されている流体ポンプ31か
らの高圧流体の他に流体ポンプ45からの高圧流体も流入
し、ピストン39およびピストンロッド21が通常より僅か
に多く突出する。

【００２２】次に、前述した流体モータ75からの回転駆
動力を受けて回転弁体90が若干回転すると、給排通路 1
16と第１、第３凹溝 110、 112との連通形態が周方向に
ずれて高圧流体が供給される位置が周方向に移動し、こ
れにより、流体モータ75の外歯車79は同一方向に回転を
継続する。なお、このときも、流体モータ75から排出さ
れた戻り流体は排出環状溝99、排出通路 102、排出路60
を通じてタンク61に排出される。一方、前述した回転弁
体90の回転により、今まで第２凹溝 111に連通していた
誘導通路 119は第４凹溝 113に、また、第４凹溝 113に
連通していた誘導通路 120は第２凹溝 111に連通するよ
うになり、流体ポンプ45からの高圧流体が第２供給環状
溝 105、誘導通路 120、接続通路63、制御弁 124の第１
環状溝 133、連通通路 142（第４通路 140）、他方の給
排通路42を通じてバケットシリンダ20のロッド側室38ｂ
に流入するようになる。このとき、バケットシリンダ20
のヘッド側室38ａはタンク61に接続され、該ヘッド側室
38ａ内の流体が一方の給排通路41、連通通路 141、制御
弁 124の第２環状溝 134、接続通路62、誘導通路 119、
第４凹溝 113、排出環状溝99、連通孔 100、貫通孔89、
排出孔 101、排出通路 102、排出路60を通じてタンク61
に排出される。この結果、バケットシリンダ20のヘッド
側室38ａは流体ポンプ31から高圧流体が供給されている
にも拘らず圧力が低下するとともに、ロッド側室38ｂは
高圧となってピストン39およびピストンロッド21が僅か
に引っ込む。

【００２３】次に、流体モータ75により回転弁体90が同
一方向にさらに若干回転すると、給排通路 116と第１、
第３凹溝 110、 112との連通形態がさらに周方向にず
れ、また第２凹溝 111が誘導通路 119に、第４凹溝 113
が誘導通路 120にそれぞれ連通するようになり、再び、
流体ポンプ45からの高圧流体がバケットシリンダ20のヘ
ッド側室38ａに流入するようになる。このように切換弁
48を流れ位置に切換えると、一方の接続通路62と流体ポ
ンプ45同士を接続するとともに、他方の接続通路63とタ
ンク61同士を接続した状態と、一方の接続通路62とタン
ク61同士を接続するとともに、他方の接続通路63と流体
ポンプ45同士を接続した状態と、に交互に高周波で繰り
返し切換えられ、即ち、流体ポンプ45からの流体の流れ
方向が交互に繰り返し切換えられ、一方の接続通路62、
一方の連通通路 141、バケットシリンダ20のヘッド側室
38ａと、他方の接続通路63、他方の連通通路 142、バケ
ットシリンダ20のロッド側室38ｂとに、前記方向が切換
えられた流体ポンプ45からの高圧流体が交互に繰り返し
供給される。この結果、バケットシリンダ20のピストン
39に突出側および引っ込み側に向かう流体力が繰り返し
作用し、結果として、該ピストン39は突出側に移動する
状態で前後に高周波で振動する。このようにバケットシ
リンダ20によって土木建設作業（掘り起こし作業）を行
っている途中に、該バケットシリンダ20を振動モードに
簡単、確実に切換えることができるのである。そして、
前述のようにピストン39が振動すると、バケット19は石
に押し付けられながら高周波で振動するため、掘削力が
増大し、この結果、大きな石に突き当たっていても、こ
れを容易に掘り起こすことができるようになるのであ
る。ここで、ピストン39、バケット19は、油圧ショベル
10と共振を起こさないよう、油圧ショベル10の共振周波
数をある程度超えた高周波で振動させるようにしてい
る。このようにして大きな石を掘り起こすと、切換弁48
を流れ位置から遮断位置に切換えて制御弁 124を第２位
置Ｓから第１位置Ｔに切換え、バケットシリンダ20に流
体ポンプ31からの流体のみを供給するようにする。

【００２４】このようにしてバケット19により土砂をす
くい取ると、旋回フレーム13を適宜旋回させるととも
に、ブームシリンダ14、アームシリンダ16を適宜作動さ
せ、バケット19を排出位置の直上まで移動させる。次
に、バケット19を反転してすくい上げられた土砂をバケ
ット19から排出するが、この場合には、切換弁30を平行
流れ位置に切換え、流体ポンプ31と他方の給排通路42と
を接続するとともに、タンク32と一方の給排通路41とを
接続し、バケットシリンダ20のロッド側室38ｂに流体ポ
ンプ31からの高圧流体を他方の給排通路42、第１位置Ｔ
の制御弁 124を通じて供給してピストン39、ピストンロ
ッド21を引っ込み側に移動させる。このとき、バケット
シリンダ20のヘッド側室38ａから流出した低圧の戻り流
体は一方の給排通路41を通じてタンク32に排出される。

【００２５】このような反転の途中において、前記すく
い上げた土砂が軟弱でバケット19に多量に付着している
ような場合には、該付着している土砂をバケット19から
振り落とす作業を行う。このような場合には、バケット
19が適当な位置まで回動したとき、切換弁48を遮断位置
から流れ位置に切換えて制御弁 124を第１位置Ｔから第
２位置Ｓに切換える。これにより、今までバケットシリ
ンダ20のロッド側室38ｂに高圧を供給していた他方の給
排通路42は、制御弁 124のスプール 127の第３ランド 1
31によって途中で遮断され、ロッド側室38ｂに流体ポン
プ31からの流体が供給できなくなる。このとき、流体ポ
ンプ45からの高圧流体は切換え手段53の前述と同様の作
動によって連通通路 141、 142を通じてバケットシリン
ダ20のヘッド側室38ａおよびロッド側室38ｂに交互に高
周波で繰り返し供給される。この結果、ピストン39は前
述のように突出側に移動する状態ではなく、当該停止し
た位置を中心として前後に高周波で振動し、バケット19
から土砂を振り落すのである。なお、このような振り落
とし作業は、ピストン39が引っ込み側のストロークエン
ドまで到達した後、切換弁30を中立位置に切換えた後に
切換弁48を流れ位置に切換えることによって行うことも
できる。このように、既に設置されているバケットシリ
ンダ20に振動機能を付与するようにしたので、振動用の
特別なシリンダを設置する必要はなく、振動装置の構造
が簡単となる。そして、このような土砂の振り落とし作
業が終了すると、切換弁48を流れ位置から遮断位置に切
換える。

【００２６】図１３はこの発明の第２実施形態を示す図
である。この実施形態においては、前記第１実施形態の
ものに、切換弁30と制御弁 124との間の他方の給排通路
42と制御弁 124とを接続するパイロット通路 153を追加
したものであり、具体的には、図示していないが、前記
第１通路 137の途中からスプール 127の他端より他側の
スプール室 125まで延びる通路を形成するとともに、エ
ア抜き孔 150を省略したものである。そして、このよう
なパイロット通路 153を設けると、他方の給排通路42が
高圧であるとき、該他方の給排通路42内の高圧流体が制
御弁 124に供給されてスプール 127の他端に作用するの
で、該制御弁 124を第１位置Ｔに流体的にロックされる
のである。この結果、ピストン39が引っ込み側に移動し
ているときに制御弁 124が第１位置Ｔから第２位置Ｓに
切換わるのを阻止することができ、振動装置をピストン
39の突出側への移動時のみの振動付与に特殊化すること
ができる。

【００２７】図１４はこの発明の第３実施形態を示す図
である。この実施形態においては、前記連通通路 141を
一方の給排通路41の途中に接続せず、バケットシリンダ
20のヘッド側室38ａに直接接続するとともに、その接続
位置を一方の給排通路41の接続位置からほぼ半周離れた
位置としている。このようにすれば切換弁30が交差流れ
位置に切換えられているとき、流体ポンプ31から吐出さ
れた高圧流体を、一旦バケットシリンダ20のヘッド側室
38ａに流入させることができる。なお、他の構成、作用
は前記第２実施形態と同様である。

【００２８】図１５はこの発明の第４実施形態を示す図
である。この実施形態においては、切換弁30とバケット
シリンダ20のヘッド側室38ａとを接続する一方の給排通
路155の途中に一対の接続通路62、63が接続された制御
弁 156を介装するとともに、該制御弁 156が第１位置Ｔ
に位置しているときには、一方の給排通路 155を連通す
るとともに、接続通路62、63と連通通路 141、 142とを
遮断し、逆に、第２位置Ｓに位置しているときには、一
方の給排通路 155を遮断するとともに、接続通路62、63
と連通通路 141、 142とをそれぞれ連通させるようにし
ている。このように構成すれば、切換弁30が交差流れ位
置に切換えられてバケットシリンダ20のロッド側室38ｂ
に流体ポンプ31からの高圧流体が供給され、ピストン39
が引っ込み側に移動する状態のとき、該バケット19に付
着している土砂を迅速かつ確実に振り落とすことができ
るのである。即ち、このときには、制御弁 156を第１位
置Ｔから第２位置Ｓに切換えて、接続通路62、63と連通
通路 141、 142とを連通させるとともに、流体ポンプ45
から吐出された高圧流体を切換え手段53によってバケッ
トシリンダ20のヘッド側室38ａ、ロッド側室38ｂに交互
に繰り返し供給し、これによりピストン39を引っ込み側
に移動させる状態で前後に高周波で振動させるのであ
る。これによりバケット19が振動して該バケット19に付
着している土砂が迅速かつ確実に振り落とされる。他の
構成、作用は前記第２実施形態と同様である。なお、こ
の実施形態においては、切換弁30を平行流れ位置に切換
えてバケットシリンダ20のヘッド側室38ａに流体を供給
し、ピストン39を突出側に移動させているとき、即ち、
バケット19によって土砂を掘り起こしているとき、切換
弁48を流れ位置に切換えて制御弁 156を第１位置Ｔから
第２位置Ｓに切換えようとしても、一方の給排通路 155
内の高圧流体がパイロット通路 153を通じて制御弁 156
に導かれ該制御弁 156を第１位置Ｔに流体的にロックし
ているので、第２位置Ｓに切換わることはない。しかし
ながら、前記パイロット通路 153を省略した場合には、
前述のようにすると制御弁 156は第２位置Ｓに切換わ
り、バケットシリンダ20のピストン39は突出側あるいは
引っ込み側に移動することなく、当該停止位置において
前後に振動する。

【００２９】図１６はこの発明の第５実施形態を示す図
である。この実施形態においては連通通路 142をバケッ
トシリンダ20のロッド側室38ｂに直接連結するととも
に、他方の給排通路 157を連通通路 142から約半周離し
た位置においてロッド側室38ｂに接続するようにしてい
る。このようにすれば、流体ポンプ31からの高圧流体を
一旦バケットシリンダ20のロッド側室38ｂに流入させる
ことができる。

【００３０】なお、前述の実施形態においては、バケッ
ト19によって大きな石を掘り起こす際に該バケット19を
振動させるようにしたが、この発明においては、バケッ
ト19によって地固めを行う際に該バケット19を振動させ
て地固めを迅速かつ良好に行うようにしてもよい。ま
た、この発明においては、作業シリンダをアームシリン
ダ16とし、バケット19によって斜面の地固めを行ってい
るとき、アームシリンダ16のピストンを振動させること
により、該斜面の地固めを迅速かつ良好に行うようにし
てもよく、あるいは、作業シリンダをブームシリンダ14
とし、バケット19によって杭打ちを行っているとき、ブ
ームシリンダ14のピストンを振動させて杭打ちを迅速か
つ良好に行うようにしてもよい。なお、このとき、ブー
ムシリンダ14は通常２本設置されているので、前述のよ
うな振動装置を２組並列に設け、これら２本のブームシ
リンダ14を別々に制御してもよく、あるいは、前述のよ
うな振動装置を１組設けるとともに、途中から分岐させ
て２本のブームシリンダ14を一括して制御するようにし
てもよい。さらに、前述の実施形態においては、流体ポ
ンプ31、45およびタンク32、47、61をそれぞれ別体とし
たが、まとめて１個の流体ポンプ、タンクとしてもよ
い。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、作業シリンダにより土木建設作業を行っている途中
において該作業シリンダを振動モードに切換えることが
できる。そして、このような振動作業により土木建設作
業は効率的にしかも容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態を油圧ショベルに適用
した状態を示す概略全体正面図である。

【図２】その回路図である。

【図３】切換え手段の正面断面図である。

【図４】切換え手段の平面図である。

【図５】図３のＡーＡ矢視断面図である。

【図６】図３のＢーＢ矢視断面図である。

【図７】図３のＣーＣ矢視断面図である。

【図８】図３のＤーＤ矢視断面図である。

【図９】図３のＥーＥ矢視断面図である。

【図１０】図３のＦーＦ矢視断面図である。

【図１１】図３のＧーＧ矢視断面図である。

【図１２】図３のＨーＨ矢視断面図である。

【図１３】この発明の第２実施形態の回路図である。

【図１４】この発明の第３実施形態を示す制御弁近傍の
回路図である。

【図１５】この発明の第４実施形態の回路図である。

【図１６】この発明の第５実施形態を示す制御弁近傍の
回路図である。

【符号の説明】

10…土木建設機械 20…作業シリンダ 31、45…流体源 53…切換え手段 75…流体モータ 90…回転弁体 92…回転弁 124…制御弁 Ｔ…第１位置 Ｓ…第２位置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】土木建設作業を行う際に用いられる作業シ
   リンダを有する土木建設機械の作業シリンダ用振動装置
   において、流体源からの流体の方向を交互に繰り返し切
   換える切換え手段と、流体源からの流体を前記作業シリ
   ンダに供給する第１位置および前記切換え手段により切
   換えられた流体を前記作業シリンダに供給する第２位置
   を有する制御弁とを設けたことを特徴とする土木建設機
   械の作業シリンダ用振動装置。
2. 【請求項２】前記切換え手段は、回転弁体を有する回転
   弁と、該回転弁体を回転させる流体モータとを有してい
   る請求項１記載の土木建設機械の作業シリンダ用振動装
   置。