(57)【要約】【課題】  駆動に大きな負荷圧を要する特設の作業具を常設作業具用の油圧シリンダに取り付けても、作業具の駆動時にその位置や姿勢の変動を抑制できる建設機械を提供する。【解決手段】  バケットとバケットシリンダ１３とバケット用の方向制御弁８とバケットを支持する揺動可能なブーム及びアームとブームシリンダ１４及びアームシリンダ１５とブーム用の方向制御弁９，１９及びアーム用の方向制御弁１０，１８とを備え、バケットに代えて破砕機３６をバケットシリンダ１３に取り付けて使用できるようにした建設機械において、バケットシリンダ１３及びアームシリンダ１５のボトム側とバケット用の方向制御弁８及びアーム用の方向制御弁１０，１８とをそれぞれ連結する連結油路８３，８５並びにブームシリンダ１４のロッド側とブーム用の方向制御弁９，１９とを連結する連結油路８４に、作業モード切換スイッチ１０２の切換時に電磁切換弁１０１で開放して各連結油路８３，８４，８５の圧油を作動油タンク３に逃がす圧抜き回路１０３，１０４，１０５を設けた。【選択図】        図１
2006089990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削作業等の建設作業を行う常設の作業具と、この常設の作業具を駆動し駆動停止時にボトム側及びロッド側の一方に保持圧を発生してその作業具の姿勢を保持する常設作業具用の油圧シリンダと、この作業具用の油圧シリンダの運動を制御する常設作業具用の方向制御弁と、常設の作業具を支持する揺動可能な少なくとも一つの作業腕と、この作業腕を揺動させるように駆動し駆動停止時にボトム側及びロッド側の一方に保持圧を発生して作業腕の姿勢を保持する作業腕用の油圧シリンダと、この作業腕用の油圧シリンダの運動を制御する作業腕用の方向制御弁とを備え、常設の作業具に代え、アタッチメントとしての特設の作業具を常設作業具用の油圧シリンダに取り付けて使用することができるように構成した建設機械において、常設作業具用の油圧シリンダのボトム側及びロッド側の他方と常設作業具用の方向制御弁とを連結する連結油路並びに作業腕用の油圧シリンダのボトム側及びロッド側の他方と作業腕用の方向制御弁とを連結する連結油路の少なくとも一つの連結油路に、前記特設の作業具の使用時に連結油路の圧油を作動油タンクに逃がすことができる圧抜き回路を設けたことをことを特徴とする建設機械。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械において、圧抜き回路を構成する場合に、同圧抜き回路の油路に絞りを設けることにより特設の作業具の使用時に連結油路の圧油を作動油タンクに逃がすことができるように構成したことを特徴とする建設機械。
【請求項３】
請求項１に記載の建設機械において、圧抜き回路を、特設の作業具の駆動が開始されたことを検出する駆動開始検出手段の信号に基づいて開放するようにしたことを特徴とする建設機械。
【請求項４】
請求項３に記載の建設機械において、駆動開始検出手段の信号が、特設の作業具で作業をする際に切り換える作業モード切換スイッチの操作信号であることを特徴とする建設機械。
【請求項５】
請求項３に記載の建設機械において、駆動開始検出手段の信号が、特設の作業具を駆動するための油圧アクチュエータの運動を制御する特設の作業具用の方向制御弁の操作信号であることを特徴とする建設機械。
【請求項６】
請求項３に記載の建設機械において、駆動開始検出手段の信号が、特設の作業具を駆動するための油圧アクチュエータとこの油圧アクチュエータの運動を制御する特設の作業具用の方向制御弁とを連結する連結油路の油圧であることを特徴とする建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バケット等の常設の作業具と、この常設の作業具を駆動するバケットシリンダ等の常設作業具用の油圧シリンダと、常設の作業具を支持する揺動可能なアーム、ブーム等の作業腕と、この作業腕を駆動するアームシリンダ、ブームシリンダ等の作業腕用の油圧シリンダとを備え、常設の作業具に代え、アタッチメントとしての特設の作業具を常設作業具用の油圧シリンダに取り付けて使用することができるように構成した油圧ショベル等の建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル等の建設機械では、掘削作業等の建設作業を行うバケット等の常設の作業具と、この常設の作業具を支持する揺動可能なアーム、ブーム等の作業腕とを備え、バケット等の常設の作業具をバケットシリンダ等の常設作業具用の油圧シリンダで駆動し、アーム、ブーム等の作業腕をアームシリンダ、ブームシリンダ等の作業腕用の油圧シリンダで揺動させるように駆動する。こうした建設機械の中には、常設の作業具に代え、アタッチメントとしてのアースドリルや破砕機等の特設の作業具をバケットシリンダ等の常設作業具用の油圧シリンダに取り付けて使用できるように構成したものがある。本発明は、こうした建設機械に設けられる特に油圧駆動回路を改良しようとするものである。この種の建設機械の油圧駆動回路に関する従来の技術としては、特許文献１に記載の油圧駆動回路を挙げることができる。
【０００３】
そこで、本発明の改良点を容易に理解できるようするため、特設の作業具を常設作業具用の油圧シリンダに取り付けて使用できるようにした前記の従来の建設機械やこうした建設機械に設けられる特許文献１に記載の油圧駆動回路、更にはその周辺の技術的事項について、図４乃至図７を用いて説明する。図４は、特設の作業具を常設作業具と交換して使用できるようにした従来の建設機械の一例を示す側面図、図５は、図４の建設機械に適用することが可能な従来の建設機械の油圧駆動回路の一例を示す油圧回路図、図６は、図５の油圧回路図の要部を拡大して示す油圧回路図、図７は、種々の油圧シリンダの運動を制御するための方向制御弁の内部構造を示す縦断面図である。なお、ここでは、建設機械が自走式の油圧ショベルである場合を例にして、以下の説明をする。
【０００４】
まず、アタッチメントとしての特設の作業具を、常設作業具用の油圧シリンダに取り付けることにより、常設の作業具に代えて交換使用できるようにした油圧ショベルの例を図４に基づいて説明する。
【０００５】
同図において、２０１は上部旋回体２０２を設置するための基台となり作業現場を走行することが可能なクローラ式の下部走行体、２０２はこの下部走行体２０１上に旋回可能に搭載された旋回フレーム２０３とこの旋回フレーム２０３の上部に設置された諸装置とからなる上部旋回体、２０３はこの上部旋回体２０２の基盤となる旋回フレーム、２０４は油圧ショベルの操縦を行うための運転室、２０５は、油圧ポンプ１，２（図５参照）やこれを駆動するエンジン等を設置した建屋カバー、２０６はフロント２１０による作業時に旋回フレーム２０３に作用する外力と釣り合わせるためのカウンタウエイト、２０７は下部走行体２０１を構成するクローラ式の走行体、２１０は土砂の掘削作業等を行うための油圧ショベルの作業機としてのフロントである。
【０００６】
下部走行体２０１は、一対のクローラ式の走行体２０７を左右両側に備えている。このクローラ式の走行体２０７は、ホイール（スプロケット）２０７ａにより駆動されるエンドレスチェーン状のクローラベルト２０７ｂを推進手段とする走行体である。左右のホイール２０７ａは、それぞれ、図５及び図６に示す左走行モータ１１及び右走行モータ２２で回転駆動される。旋回フレーム２０３は、下部走行体２０１上に旋回可能に設置され、図５及び図６に示す旋回モータ１２で旋回駆動される。この旋回フレーム２０３上には、運転室２０４、建屋カバー２０５、カウンタウエイト２０６等の諸装置が設置され、これらの集合体により上部旋回体２０２を構成している。
【０００７】
フロント２１０は、旋回フレーム２０３上の運転室２０４の傍らに設置されている。このフロント２１０は、掘削作業等の建設作業を行うための常設の作業具としてバケット２１１を備え、このバケット２１１を支持して種々の建設作業を行うための作業腕としてブーム２１２及びアーム２１３を備えている。なお、バケット２１１は、アースオーガ１３６の個所に別途取り付ける作業具であって図示できないので、その符号だけを、アースオーガの符号１３６の次に括弧で併記している。ブーム２１２は、後端部が旋回フレーム２０３上に揺動可能に軸着されて設置され、アーム２１３は、後端部がこのブーム２１２の前端部に揺動可能に軸着され、バケット２１１は、このアーム２１３の前端部に回動可能にかつ着脱可能に軸着されている。また、フロント２１０は、これらの常設の作業具や作業腕を駆動するための油圧アクチュエータとして、伸縮させてバケット２１１を回動させるように駆動するバケットシリンダ１３と、伸縮させてブーム２１２を揺動させるように駆動するブームシリンダ１４と、伸縮させてアーム２１３を揺動させるように駆動するアームシリンダ１５とを備えている。
【０００８】
この図４に示す油圧ショベルは、常設の作業具としてのバケット２１１に代え、アタッチメントとしてのアースドリル１３６や破砕機３６（図５、図６参照）等の特設の作業具をバケットシリンダ１３に取り付けて使用することができるように構成されている。ここでは、この油圧ショベルに、アースオーガ１３６をバケット２１１と交換して取り付けた例を示している。このアースオーガ１３６は、バケットシリンダ１３やアーム２１３の前端部に上下方向に取り付けて地中に縦穴を掘削するアタッチメントである。アースオーガ１３６は、回転させながら下降させて地山を穿穴するオーガスクリュ１３６ａと、このオーガスクリュ１３６ａを回転駆動するためのオーガ用油圧モータ１３６ｂと、オーガスクリュ１３６ａを上下方向にガイドするためのリーダ１３６ｃとを備えている。地中に縦穴を掘削する際には、オーガスクリュ１３６ａの先端位置や姿勢を正確に定めた後、その位置や姿勢が変動しないように縦穴の掘削を進行できるようにすることが要求される。
【０００９】
次に、図５及び図６に基づき、この種の油圧ショベルに適用することが可能な従来の建設機械の油圧駆動回路について説明する。
【００１０】
これらの図において、１，２は図示しないエンジンで駆動されバケットシリンダ１３やアームシリンダ１５等の油圧ショベルの種々の油圧アクチュエータを駆動するための圧油を発生する可変容量型の油圧ポンプ、１Ａ，２Ａはこれらの油圧ポンプ１，２にそれぞれ設けられた押しのけ容積可変機構としての斜板、２８，２９はこれらの斜板１Ａ，２Ａの傾転をそれぞれ制御するレギュレータ、３は作動油を貯溜するための作動油タンク、４，５は油圧ポンプ１，２で発生させた圧油を油圧ショベルの種々の油圧アクチュエータへ供給するためのセンターバイパス管路、６は左のセンターバイパス管路４に設けた種々の方向制御弁（方向切換弁）からなる第１の方向制御弁群である。
【００１１】
センターバイパス管路４及びセンターバイパス管路５には、第１の方向制御弁群６及び後述する第２の方向制御弁群１６の下流側に絞り部２４及び絞り部２５を設けており、これらの絞り部２４，２５の上流側には、センターバイパス管路４，５を流れる圧油により圧力信号としての制御圧が発生する。この絞り部２４，２５の上流側に発生した各制御圧は、それぞれ信号管路２６，２７を通じてレギュレータ２８，２９に導かれ、各レギュレータ２８，２９を介して斜板１Ａ，２Ａの傾転をそれぞれ制御する。
【００１２】
例えば、第１の方向制御弁群６中の方向制御弁が全て中立位置に操作されて信号管路２６の制御圧がオーバロードリリーフ弁３８の設定圧付近まで上昇したときには、その上昇した制御圧がレギュレータ２８に導かれることにより、油圧ポンプ１の吐出容量を最小にするように斜板１Ａの傾転を制御する。また、第１の方向制御弁群６中の方向制御弁のどれかが中立位置から左右何れかの位置に切り換えられて信号管路２６の制御圧が低下したときには、この制御圧の低下の程度に応じて油圧ポンプ１の吐出容量を増加させるように斜板１Ａの傾転をレギュレータ２８で制御する。信号管路２７の制御圧に基づくレギュレータ２９での油圧ポンプ２の斜板２Ａの制御も、同様のメカニズムで行われる。ここに示す例では、第１の方向制御弁群６は、左走行モータ１１、バケットシリンダ１３、ブームシリンダ１４、アームシリンダ１５を制御するための次に述べる方向制御弁７，８，９，１０からなる。
【００１３】
７は油圧ポンプ１から左走行モータ１１へ供給される圧油の流れや流量を切り換えて同モータ１１の運動を制御する左走行用の方向制御弁、８は油圧ポンプ１からバケットシリンダ１３へ供給される圧油の流れや流量を切り換えて同シリンダ１３の運動を制御するバケット用の方向制御弁、９は油圧ポンプ１からブームシリンダ１４へ供給される圧油の流れや流量を切り換えて同シリンダ１４の運動を制御するブーム用の方向制御弁、１０は油圧ポンプ１からアームシリンダ１５へ供給される圧油の流れや流量を切り換えて同シリンダ１５の運動を制御するアーム用の方向制御弁である。
【００１４】
左走行用の方向制御弁７は、操作手段の操作方向により操作信号（図示の例では油圧パイロット圧による操作信号）が左右何れかの信号受け部に送られて中立位置から左右何れかの位置に切り換えられ、これにより、センターバイパス管路４から左走行モータ１１へ供給される油圧ポンプ１の圧油の流れを切り換えて同走行モータ１１を正逆所望の方向に回転させることができる。その場合、操作手段の操作量に応じて開口量を調節することにより、左走行モータ１１の回転速度を制御することができる。
【００１５】
バケット用の方向制御弁８は、操作手段の操作方向により操作信号が左右何れかの信号受け部に送られて中立位置から左右何れかの位置に切り換えられ、左位置に切り換えられたときには、センターバイパス管路４の圧油をバケットシリンダ１３のボトム側に供給するとともに、これのロッド側の圧油をタンク管路２３に排出し、これにより、バケットシリンダ１３を伸長させることができる。また、右位置に切り換えられたときには、センターバイパス管路４の圧油をバケットシリンダ１３のロッド側に供給するとともに、これのボトム側の圧油をタンク管路２３に排出し、これにより、バケットシリンダ１３を縮小させることができる。その場合、操作手段の操作量に応じて開口量を調節することにより、バケットシリンダ１３の伸縮する速度を制御することができる。
【００１６】
ブーム用の方向制御弁９は、操作手段の操作方向により操作信号が左右何れかの信号受け部に送られて中立位置から左右何れかの位置に切り換えられ、左位置に切り換えられたときには、センターバイパス管路４の圧油をブームシリンダ１４のボトム側に供給するとともに、これのロッド側の圧油をタンク管路２３に排出し、これにより、ブームシリンダ１４を伸長させることができる。また、右位置に切り換えられたときには、センターバイパス管路４の圧油をブームシリンダ１４のロッド側に供給するとともに、これのボトム側の圧油をタンク管路２３に排出し、これにより、ブームシリンダ１４を縮小させることができる。その場合、操作手段の操作量に応じて開口量を調節することにより、ブームシリンダ１４の伸縮する速度を制御することができる。
【００１７】
アーム用の方向制御弁１０は、操作手段の操作方向により操作信号が左右何れかの信号受け部に送られて中立位置から左右何れかの位置に切り換えられ、左位置に切り換えられたときには、センターバイパス管路４の圧油をアームシリンダ１５のロッド側に供給するとともに、これのボトム側の圧油をタンク管路２３に排出し、これにより、アームシリンダ１５を縮小させることができる。また、右位置に切り換えられたときには、センターバイパス管路４の圧油をアームシリンダ１５のボトム側に供給するとともに、これのロッド側の圧油をタンク管路２３に排出し、これにより、アームシリンダ１５を伸長させることができる。その場合、操作手段の操作量に応じて開口量を調節することにより、アームシリンダ１５の伸縮する速度を制御することができる。
【００１８】
１１は左のホイール２０７ａを回転駆動する既述の左走行モータ、１２は旋回フレーム２０３を旋回駆動する既述の旋回モータ、１３はバケット２１１を回動させるように駆動する既述のバケットシリンダ、１４はブーム２１２を揺動させるように駆動する既述のブームシリンダ、１５はアーム２１３を揺動させるように駆動する既述のアームシリンダ、１６は右のセンターバイパス管路５に設けた種々の方向制御弁（方向切換弁）からなる第２の方向制御弁群である。なお、この第２の方向制御弁群１６は、次に述べる方向制御弁１７〜２１からなる。
【００１９】
１７は油圧ポンプ２から旋回モータ１２へ供給される圧油の流れや流量を切り換えて同モータ１２の運動を制御する旋回モータ用の方向制御弁、１８は油圧ポンプ２からアームシリンダ１５へ供給される圧油の流れや流量を切り換えて同シリンダ１５の運動を制御するアーム用の方向制御弁、１９は油圧ポンプ２からブームシリンダ１４へ供給される圧油の流れや流量を切り換えて同シリンダ１４の運動を制御するブーム用の方向制御弁、２０はアタッチメントとしての特設の作業具を駆動する油圧アクチュエータの運動を制御する予備の方向制御弁、２１は油圧ポンプ２から右走行モータ２２へ供給される圧油の流れや流量を切り換えて同モータ２２の運動を制御する右走行用の方向制御弁、２２は右のホイール２０７ａを回転駆動する既述の右走行モータ、２３はセンターバイパス管路４，５の圧油を作動油タンク３に戻すためのタンク管路である。
【００２０】
旋回モータ用の方向制御弁１７は、操作手段の操作方向により操作信号が左右何れかの信号受け部に送られて中立位置から左右何れかの位置に切り換えられ、これにより、センターバイパス管路５から旋回モータ１２へ供給される油圧ポンプ２の圧油の流れを切り換えて旋回モータ１２を正逆所望の方向に回転させることができる。その場合、操作手段の操作量に応じて開口量を調節することにより、旋回モータ１２の回転速度を制御することができる。
【００２１】
アーム用の方向制御弁１８は、操作手段による前記アーム用の方向制御弁１０の操作と連動して中立位置から左右何れかの位置に切り換えられ、これにより、センターバイパス管路５からアームシリンダ１５へ供給される油圧ポンプ２の圧油の流れを切り換えるが、その作用は、アーム用の方向制御弁１０の作用と変わらない。ブーム用の方向制御弁１９は、操作手段による前記ブーム用の方向制御弁９の操作と連動して中立位置から左右何れかの位置に切り換えられ、これにより、ブームシリンダ１４へ供給される油圧ポンプ２の圧油の流れを切り換えるが、その作用は、ブーム用の方向制御弁９の作用と変わらない。したがって、ブームシリンダ１４及びアームシリンダ１５は、油圧ポンプ１及び油圧ポンプ２の圧油を同時に供給することにより、所望の速度で伸縮させることができる。
【００２２】
右走行用の方向制御弁２１は、操作手段の操作方向により操作信号が左右何れかの信号受け部に送られて中立位置から左右何れかの位置に切り換えられ、これにより、センターバイパス管路５から右走行モータ２２へ供給される油圧ポンプ２の圧油の流れを切り換えて同走行モータ２２を正逆所望の方向に回転させることができる。その場合、操作手段の操作量に応じて開口量を調節することにより、右走行モータ２２の回転速度を制御することができる。なお、予備の方向制御弁２０については、後に詳述する。
【００２３】
第１の方向制御弁群６をなす方向制御弁７〜１０は、互いに直列に接続されたタンデム回路からなる多連弁として構成されている。同様にして、第２の方向制御弁群１６をなす方向制御弁１７〜２１も、互いに直列に接続されたタンデム回路からなる多連弁として構成されている。したがって、これらの方向制御弁７〜１０及び方向制御弁１７〜２１は、中立位置に操作したときに、それぞれ、油圧ポンプ１及び油圧ポンプ２の圧油をセンタバイパス通路４及びセンタバイパス通路５により下流側に流通させ、タンク管路２３を経て作動油タンク３に戻すことができる。
【００２４】
バケット用の方向制御弁８、ブーム用の方向制御弁９，１９及びアーム用の方向制御弁１０，１８が中立位置にあるときには、バケットシリンダ１３には、作業具としてのバケット２１１の姿勢を保持するための圧油による保持圧が発生し、ブームシリンダ１４及びアームシリンダ１５には、作業腕としてのブーム２１２及びアーム２１３の姿勢を保持するための保持圧が発生する。いま、バケットシリンダ１３、ブームシリンダ１４及びアームシリンダ１５が図４に示すような態様で設置されていたものとすると、バケットシリンダ１３のロッド側、ブームシリンダ１４のボトム側及びアームシリンダ１５のロッド側には、フロント２１０の重量と釣り合うだけの保持圧が発生して、それぞれ、バケット２１１、ブーム２１２及びアーム２１３の姿勢を保持する。このように作業具や作業腕の姿勢を保持することは、特に位置固定して作業が行われる位置固定型の特設の作業具をバケットシリンダ１３に取り付けて作業を行うときに重要なこととなる。
【００２５】
すでに述べたように、バケットシリンダ１３には、常設の作業具としてのバケット２１１に代え、アタッチメントとしてのアースドリル１３６や破砕機３６（図５、図６参照）等の特設の作業具を取り付けて使用することができるようにしているので、次に、これらのことに関連する事項について説明する。ここでは、バケットシリンダ１３に、特設の作業具として破砕機３６を取り付ける場合を例にして説明する。
【００２６】
３０はセンターバイパス管路４の圧油を予備の方向制御弁２０の圧油流入ポート２０Ａに供給して油圧ポンプ１，２の圧油を方向制御弁２０の流入側で合流させる働きをする合流切換弁、３１はセンターバイパス管路４の圧油を予備の方向制御弁２０の圧油流入ポート２０Ａに導く合流管路、３２はこの合流管路３１を通じて圧油流入ポート２０Ａに導かれる圧油が逆流するのを防止するチェック弁、３３は操作レバー３３Ａの操作により予備の方向制御弁２０の左右何れかの信号受け部にパイロット管路３４Ａ，３４Ｂを通じてパイロット圧を送ってその方向制御弁２０を（イ）位置（中立位置）から（ロ）位置（左位置）又は（ハ）位置（右位置）に切り換えるための操作手段としての操作弁、３６は建造物の破砕等を行うための破砕機、３７はこの破砕機３６を駆動するためのアクチュエータとしての破砕機駆動用シリンダである。
【００２７】
合流切換弁３０は、アーム用の方向制御弁１０と絞り部２４との間に配置している。この合流切換弁３０は、通常時には、バネ力により（ａ）位置（右位置）に切り換えられていて、油圧ポンプ１からのセンターバイパス管路４の圧油をタンク管路２３を通じて作動油タンク３に還流できるようにしている。また、パイロット管路７０を通じて左の信号受け部にパイロット圧が付与されたときには、（ｂ）位置（左位置）に切り換えられてセンターバイパス管路４の圧油がタンク管路２３に導入されるのを阻止し、これにより、センターバイパス管路４の圧油を合流管路３１に導入させるようにしている。こうした合流切換弁３０の（ｂ）位置への切換は、予備の方向制御弁２０を（ロ）位置（左位置）に切り換えたとき、後述する追加切換弁６３を（ロ）位置（左位置）又は（ハ）位置（右位置）に切り換えたときの何れかのときに、パイロット管路７０にパイロット圧を導入して行うようにしている。
【００２８】
破砕機３６は、アーム２１３の先端側にバケット２１１と交換して取り付けられ、破砕機３６の油圧アクチュエータとしての破砕機駆動用シリンダ３７を予備の方向制御弁２０で制御することにより、建造物の解体作業時等に解体対象物を把持したり、これを破砕機３６の把持力で砕いたりする等の作業を行う。この破砕機３６は、施工対象物の特定個所だけを限定的に破砕する場合、必要外の個所まで破砕しないようにするため、アースドリル１３６と同様、位置や姿勢を正確に定めて変動させないようにすることが必要がある。破砕機駆動用シリンダ３７は、破砕機３６に把持力を発生させるための比較的短尺の油圧シリンダであり、予備の方向制御弁２０を切り換えることによりその運動が制御される。この破砕機駆動用シリンダ３７は、使用しようとするときに、予備の方向制御弁２０に別途油圧管路で接続される。
【００２９】
予備の方向制御弁２０は、操作弁３３の操作により操作信号としてのパイロット圧がパイロット管路３４Ａ，３４Ｂを経て左右何れかの信号受け部に送られ、これにより（ロ）位置に切り換えられたときには、センターバイパス管路５の圧油と合流管路３１を通じてセンターバイパス管路５に合流したセンターバイパス管路４の圧油とを破砕機駆動用シリンダ３７のボトム側に供給するとともに、これのロッド側の圧油をタンク管路２３に排出し、これにより、破砕機駆動用シリンダ３７を伸長させて破砕機３６に強力な把持力を発生させる。また、（ハ）位置に切り換えられたときには、センターバイパス管路５の圧油を破砕機駆動用シリンダ３７のロッド側に供給するとともに、これのボトム側の圧油をタンク管路２３に排出し、これにより、破砕機駆動用シリンダ３７を縮小させて破砕機３６を拡開させる。
【００３０】
破砕機３６は、予備の方向制御弁２０を（ロ）位置に切り換えて破砕機３６に把持力を発生させるときに破砕機駆動用シリンダ３７のボトム側に著大な負荷圧（作業達成上アクチュエータに付与することが必要な油圧）を要し、（ハ）位置に切り換えて拡開させるときには、こうした著大な負荷圧は要しない。こうしたことから、パイロット管路３４Ａにパイロット圧を送って予備の方向制御弁２０を（ロ）位置に切り換えるときにだけ、そのパイロット圧を、パイロット管路６８、シャトル弁６９及びパイロット管路７０を通じて合流切換弁３０の左の信号受け部に導くことにより、合流切換弁３０を（ｂ）位置に切り換えて、油圧ポンプ１，２の圧油を予備の方向制御弁２０の流入側で合流させることができるようにしている。ここでは、アタッチメントとして破砕機３６を使用する例を示しているが、大きな負荷圧を要する既述のアースドリル１３６を使用してこれのオーガ用油圧モータ１３６ｂの駆動を予備の方向制御弁２０で制御するようにすることもできる。
【００３１】
破砕機３６を使用する際には、これを回動させることにより位置決めしたり、これで把持した破砕対象物に捩じり力を付与したりすることも必要になる。こうした動作を行えるようにするため、ここに示す例では、追加の油圧アクチュエータとして破砕機用油圧モータ４１を付設している。そこで、これに関連する事項について概説する。
【００３２】
４１は追加の油圧アクチュエータとして破砕機用油圧モータ、６１はアーム用の方向制御弁１０と合流切換弁３０の間の接続点６１Ａでセンターバイパス管路４から分岐しセンターバイパス管路４の油圧ポンプ１の圧油を追加の方向制御弁６３の圧油流入ポート６３Ａに導入する圧油導入管路、６２はこの圧油導入管路６１を通じて圧油流入ポート６３Ａに導かれる圧油が逆流するのを防止するチェック弁、６３はこの圧油導入管路６１から破砕機用油圧モータ４１へ供給される圧油の流れや流量を切り換えて同油圧モータ４１の運動を制御する追加の方向制御弁である。
【００３３】
６４は操作レバー６４Ａの操作により追加の方向制御弁６３の左右何れかの信号受け部に対しパイロット管路６５Ａ，６５Ｂを通じてパイロット圧を出力してその方向制御弁６３を（イ）位置（中立位置）から（ロ）位置（左位置）又は（ハ）位置（右位置）に切り換えるための操作手段としての操作弁、６６はパイロット管路６５Ａ，６５Ｂのパイロット圧のうちの高圧の方のパイロット圧を選択してパイロット管路６７に導くシャトル弁、６９はパイロット管路６７，６８のパイロット圧のうちの高圧の方のパイロット圧を選択してパイロット管路７０に導くシャトル弁、７０はこのシャトル弁６９で選択されたパイロット管路６７，６８の何れかのパイロット圧を合流切換弁３０の左の信号受け部に導いてこれを（ｂ）位置に切り換えてセンターバイパス管路４の圧油を合流管路３１や圧油導入管路６１に導入させるためのパイロット管路である。
【００３４】
以上のような従来の建設機械に係る油圧駆動回路にあっては、バケット用の方向制御弁８、ブーム用の方向制御弁９，１９及びアーム用の方向制御弁１０，１８が中立位置にある図示の状態において、パイロット管路３４Ａへパイロット圧を出力することにより、予備の方向制御弁２０を（ロ）位置に切り換えて、破砕機駆動用シリンダ３７に把持力を発生させるようにこれを駆動すると、パイロット管路３４Ａのパイロット圧は、パイロット管路６８、シャトル弁６９及びパイロット管路７０を通じて合流切換弁３０の左の信号受け部にも導かれて合流切換弁３０を（ｂ）位置に切り換える。そうすると、センターバイパス管路４は、この合流切換弁３０によりアーム用の方向制御弁１０の下流側地点で閉鎖されるため、油圧ポンプ１の圧油は、合流管路３１に送られて、予備の方向制御弁２０の流入側においてセンターバイパス管路５の油圧ポンプ２の圧油に合流する。
【００３５】
そのため、破砕機駆動用シリンダ３７は、大きな負荷圧により駆動することができる。
このとき、信号管路２６，２７に発生した制御圧によりレギュレータ２８，２９を通じて斜板１Ａ，２Ａの傾転を制御して、油圧ポンプ１，２を、前記負荷圧の大きさに応じて吐出容量を増加させるように制御するので、センタバイパス管路４，５の油圧が共に上昇する。その結果、破砕機駆動用シリンダ３７の上流側に位置するバケット用の方向制御弁８、ブーム用の方向制御弁９，１９及びアーム用の方向制御弁１０，１８が設けられた領域のセンタバイパス管路４，５の油圧も急上昇する。なお、合流切換弁３０が前記のように（ｂ）位置に切り換えられると、センターバイパス管路４の圧油が圧油導入管路６１にも導入されるので、破砕機用油圧モータ４１を追加の方向制御弁６３で制御しながら、センターバイパス管路４の圧油により駆動することも可能となる。
【００３６】
後述する本発明の技術課題の説明の便のため、実際の方向制御弁の構造について説明する。ここでは、図７に基づき、油圧シリンダの駆動を制御するための方向制御弁８，９，１９，１０，１８と同系統の方向制御弁１５０について説明する。
【００３７】
方向制御弁１５０は、大別すると、図７に示すように、内部に嵌入孔１５１ａを有する弁本体（ケーシング）１５１と、この弁本体１５１の嵌入孔１５１ａに摺動可能に嵌入したスプール１５２とで構成されている。弁本体１５１には、油圧ポンプの油圧を導入するための流入ポート（ポンプ側のポート）１５１ｂと、油圧シリンダのボトム側と連通するボトム側のポート１５１ｃと、油圧シリンダのロッド側と連通するロッド側のポート１５１ｄとを付設している。スプール１５２には、ポンプ側のポート１５１ｂに導入した圧油がボトム側のポート１５１ｃ又はロッド側のポート１５１ｄに流入するのを許容したり、遮断したりするための円形隔壁状の複数のランド１５２ａを突設している。
【００３８】
図７には、スプール１５２が中立位置に操作されている状態を示している。方向制御弁１５０は、前記のような構造を備えているので、スプール１５２がこうした中立位置の状態にある場合、ポンプ側のポート１５１ｂ付近の圧油が理論上はボトム側のポート１５１ｃ及びロッド側のポート１５１ｄに流入しないはずである。しかしながら、弁本体１５１の嵌入孔１５１ａの内周面とスプール１５２の外周面との間には、スプール１５２を円滑に摺動させることができるようにするために隙間があり、そのため、センタバイパス管路４，５の油圧が高圧になったときには、ポンプ側のポート１５１ｂ付近の圧油は、実際には、矢印Ｘ，Ｙで示すように、その隙間を通ってボトム側のポート１５１ｃ及びロッド側のポート１５１ｄの双方に漏出する。
【特許文献１】特開平１１−２３０１１２号公報（第２−１０頁、図１−２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３９】
以上述べたような油圧駆動回路を有する従来の建設機械において、アタッチメントとしての破砕機３６やアースオーガ１３６等の特設の作業具により建設作業を行うときには、この特設の作業具をアーム２１３の先端側にバケット２１１と交換して取り付けるとともにバケットシリンダ１３にも取り付ける。また、破砕機駆動用シリンダ３７やオーガ用油圧モータ１３６ｂ等の作業具駆動用の油圧アクチュエータを予備の方向制御弁２０で制御できるように設置する。次いで、バケットシリンダ１３、ブームシリンダ１４及びアームシリンダ１５を適宜駆動して特設の作業具の位置や姿勢を正確に定める。この状態においてバケット用の方向制御弁８、ブーム用の方向制御弁９，１９及びアーム用の方向制御弁１０，１８が中立位置にあるので、バケットシリンダ１３のロッド側、ブームシリンダ１４のボトム側及びアームシリンダのロッド側にフロント２１０の重量と釣り合うだけの保持圧が発生して、それぞれ、バケット２１１、ブーム２１２及びアーム２１３の姿勢を保持しており、特設の作業具の位置や姿勢が変動することはない。
【００４０】
こうして準備を終了した後、作業具駆動用の油圧アクチュエータを駆動すると、この種の油圧アクチュエータは、大きな負荷圧を要するため、油圧ポンプ１，２は、その負荷圧の上昇に応じて吐出容量を増加させるように斜板１Ａ，２Ａの傾転が制御され、その結果、センタバイパス管路４，５の油圧も上昇する。そうすると、バケット用の方向制御弁８、ブーム用の方向制御弁９，１９及びアーム用の方向制御弁１０，１８におけるポンプ側のポート付近の圧油がボトム側のポート及びロッド側のポートに漏出して、この漏出した圧油がバケットシリンダ１３、ブームシリンダ１４及びアームシリンダ１５のボトム側及びロッド側に浸入する。
【００４１】
こうして漏出した圧油が油圧シリンダ１３，１４，１５に浸入した場合、油圧シリンダ１３，１４，１５は、ボトム側空間の断面積がロッド側空間の断面積よりも大きいので、この漏出した圧油の圧力により油圧シリンダ１３，１４，１５が伸長する。すなわち、バケットシリンダ１３、ブームシリンダ１４及びアームシリンダ１５が伸長することとなって、アタッチメントとしての特設の作業具の位置や姿勢が変動する。その結果、特設の作業具で施工する建設作業の施工精度が低下し、特に、特設の作業具がアースオーガ１３６のような長尺のものの場合には、オーガスクリュ１３６ａに継ぎ足している連結軸等、長尺の用具が破損することもあり得る。
【００４２】
本発明は、こうした従来の技術にみられる問題を解決するため創作されたものであり、その技術課題は、駆動に大きな負荷圧を要する特設の作業具を常設の作業具に代えて常設作業具用の油圧シリンダに取り付けて使用しても、特設の作業具の駆動時にこの作業具の位置や姿勢が変動するのを抑制することができる建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４３】
本発明は、前記の技術課題を達成するため、
掘削作業等の建設作業を行う常設の作業具と、この常設の作業具を駆動し駆動停止時にボトム側及びロッド側の一方に保持圧を発生してその作業具の姿勢を保持する常設作業具用の油圧シリンダと、この作業具用の油圧シリンダの運動を制御する常設作業具用の方向制御弁と、常設の作業具を支持する揺動可能な少なくとも一つの作業腕と、この作業腕を揺動させるように駆動し駆動停止時にボトム側及びロッド側の一方に保持圧を発生して作業腕の姿勢を保持する作業腕用の油圧シリンダと、この作業腕用の油圧シリンダの運動を制御する作業腕用の方向制御弁とを備え、常設の作業具に代え、アタッチメントとしての特設の作業具を常設作業具用の油圧シリンダに取り付けて使用することができるように構成した建設機械において、
常設作業具用の油圧シリンダのボトム側及びロッド側の他方と常設作業具用の方向制御弁とを連結する連結油路並びに作業腕用の油圧シリンダのボトム側及びロッド側の他方と作業腕用の方向制御弁とを連結する連結油路の少なくとも一つの連結油路に、前記特設の作業具の使用時に連結油路の圧油を作動油タンクに逃がすことができる圧抜き回路を設けた。
【００４４】
こうした建設機械において、アタッチメントとしての破砕機やアースオーガ等の特設の作業具により建設作業を行うときには、まず、この特設の作業具を常設の作業具に代えて常設作業具用の油圧シリンダに取り付けた後、この常設作業具用の油圧シリンダ及び作業腕用の油圧シリンダをそれぞれ常設作業具用の方向制御弁及び作業腕用の方向制御弁の操作により適宜駆動して特設の作業具の位置や姿勢を正確に定める。しかる後、これらの方向制御弁を中立位置に切り換えることにより、常設作業具用の油圧シリンダ及び作業腕用の油圧シリンダに発生する保持圧で特設の作業具の姿勢を保持する。次いで、この特設の作業具を駆動して建設作業を行う。
【００４５】
このとき、従来の建設機械では、大きな負荷圧を加えてこれを駆動した場合に、常設作業具用の方向制御弁や作業腕用の方向制御弁の各流入ポート側の圧油がこれらの方向制御弁の各ボトム側及び各ロッド側のポートに漏出する。その結果、この漏出した圧油が作業具用の油圧シリンダ及び作業腕用の油圧シリンダの各ボトム側及び各ロッド側にそれぞれ浸入して、ボトム側空間とロッド側空間の断面積の差で生じる差圧よりこれらの油圧シリンダが伸長するため、アタッチメントとしての特設の作業具の位置や姿勢が変動する。
【００４６】
これに対し、本発明の建設機械では、前記の態様で圧抜き回路を設けたことにより、圧抜き回路を設けた連結油路が特設の作業具の使用時に低圧に保たれるので、常設作業具用の方向制御弁及び作業腕用の方向制御弁の各流入ポート側の圧油がこれらの方向制御弁の各ボトム側及び各ロッド側のポートに漏出しようとする場合に、これら各ボトム側及び各ロッド側のポートのうち、低圧に保たれる連結油路と連結している側のポートの方に漏出しやすくなる。その結果、低圧に保たれる連結油路と連結している常設作業具用の油圧シリンダ乃至は作業腕用の油圧シリンダにおいては、流入ポート側の圧油がボトム側及びロッド側のうちの保持圧を発生している側にはほとんど浸入することがなくなって、特設の作業具や作業腕の姿勢が変動しにくくなる。
【００４７】
したがって、本発明の建設機械によれば、駆動に大きな負荷圧を要する特設の作業具を常設の作業具に代えて常設作業具用の油圧シリンダに取り付けて使用しても、特設の作業具の駆動時にこの作業具の位置や姿勢が変動するのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００４８】
以下の説明から明らかなように、本発明の建設機械は、前記〔課題を解決するための手段〕の項に示したように構成しているので、駆動に大きな負荷圧を要する特設の作業具を常設の作業具に代えて常設作業具用の油圧シリンダに取り付けて使用しても、特設の作業具の駆動時にこの作業具の位置や姿勢が変動するのを抑制することができる。その結果、特設の作業具で建設作業を行う際に、従来の建設機械に比べて、その作業精度を低下させたり、特設の作業具の用具を損傷させたりする危険性を格段に少なくすることができる。
【００４９】
本発明の建設機械を具体化する場合、特に、特許請求の範囲の請求項２に記載のように具体化すれば、圧抜き回路を必要なときにだけ機能させることができ、そのため、常設の作業具による掘削作業等の圧抜き回路が機能すると不便な建設作業も円滑に実施することが可能となり、汎用性の高い建設機械が得られる。本発明の建設機械を具体化する場合、特に、特許請求の範囲の請求項３に記載のように具体化した場合にも、これと同様の効果を奏することができる。
【００５０】
特に、特許請求の範囲の請求項２に記載のように具体化した場合には、圧抜き回路を開閉するための切換弁やこの切換弁に操作信号を送るための信号路のような特別の制御用の部品を設けなくても、圧抜き回路を必要なときにだけ独りでに機能させることができる。そして、こうした性能を、圧抜き回路に絞りを設けるという簡単な構造により付加することができるので、圧抜き回路に関連する構造を、故障しにくいものに構成することができるとともに安価に製作することができる。本発明の建設機械を具体化する場合、特に、特許請求の範囲の請求項５に記載のように具体化すれば、駆動開始検出手段の信号に、既存の特設の作業具用の方向制御弁に関する操作信号をそのまま活用することができるため、圧抜き回路を必要なときにだけ機能させる性能を、既製の建設機械に、大きな改造を加えることなく付加することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下、本発明が実際上どのように具体化されるのかを図１乃至図３に基づいて説明することにより、本発明を実施するための望ましい形態を明らかにする。
【００５２】
図１は、本発明を具体化して構成した第１の例の建設機械に係る油圧駆動回路を示す油圧回路図、図２は、第２の例の建設機械に係る油圧駆動回路を示す図１と同様の油圧回路図、図３は、第３の例の建設機械に係る油圧駆動回路を示す図１と同様の油圧回路図である。これらの図において既述の図４乃至図６と同一の符号を付けた部分は、これら図４乃至図６と同等の部分を表すので、詳述しない。なお、これらの図には、従来例の建設機械と同様、建設機械が自走式の油圧ショベルである場合の例を示している。
【００５３】
以下に述べる建設機械は、すでに述べた従来の建設機械と同様、掘削作業等の建設作業を行う常設の作業具としてのバケット２１１と、このバケット２１１を駆動し駆動停止時にボトム側及びロッド側の一方に保持圧を発生してバケット２１１の姿勢を保持する常設作業具用の油圧シリンダとしてのバケットシリンダ１３と、このバケットシリンダ１３の運動を制御する常設作業具用の方向制御弁としてのバケット用の方向制御弁８とを備えている。また、従来の建設機械と同様、バケット２１１を支持する揺動可能な作業腕としてのブーム２１２及びアーム２１３と、これらブーム２１２及びアーム２１３を揺動させるように駆動し駆動停止時にボトム側及びロッド側の一方に保持圧を発生してブーム２１２及びアーム２１３の姿勢を保持するブームシリンダ１４及びアームシリンダ１５と、これらのブームシリンダ１４及びアームシリンダ１５の運動を制御する作業腕用の方向制御弁としてのブーム用の方向制御弁９，１９及びアーム用の方向制御弁１０，１８とを備えている。そして、常設の作業具としてのバケット２１１に代え、アタッチメントとしての破砕機やアースオーガ等の特設の作業具をバケットシリンダ１３に取り付けて使用することができるように構成しており、ベースとなる構造は従来の建設機械と変わらない。
【００５４】
本発明を具体化して構成した建設機械に係る図１乃至図３の油圧駆動回路は、何れも、前記の建設機械において、常設作業具用の油圧シリンダ（バケットシリンダ１３）のボトム側及びロッド側のうちの保持圧を発生する側と反対側の室と常設作業具用の方向制御弁（バケット用の方向制御弁８）とを連結する連結油路８３に、特設の作業具（破砕機３６）の使用時にその連結油路８３の圧油を作動油タンクに逃がすことができる圧抜き回路１０３を設けている。同様にして、作業腕用の油圧シリンダ（ブームシリンダ１４及びアームシリンダ１５）のボトム側及びロッド側のうちの保持圧を発生する側と反対側の室と作業腕用の方向制御弁（ブーム用の方向制御弁９，１９及びアーム用の方向制御弁１０，１８）とを連結する連結油路８４，８５にも、同様の圧抜き回路１０４，１０５をそれぞれ設けており、図１乃至図３の油圧駆動回路は、こうした点に最大の特徴がある。
【００５５】
図４から分かるように、ここに示す例では、保持圧がバケットシリンダ１３ではロッド側に、ブームシリンダ１４ではボトム側に、アームシリンダ１５ではロッド側に発生することから、保持圧を発生する側と反対側は、バケットシリンダ１３及びアームシリンダ１５ではボトム側に、ブームシリンダ１４ではロッド側になる。したがって、連結油路８３は、バケットシリンダ１３のボトム側とバケット用の方向制御弁８のボトム側のポートとを連結して、圧抜き回路１０３が設けられており、連結油路８４は、ブームシリンダ１４のロッド側とブーム用の方向制御弁９，１９のロッド側のポートとを連結して、圧抜き回路１０４が設けられており、連結油路８５は、アームシリンダ１５のボトム側とアーム用の方向制御弁１０，１８のボトム側のポートとを連結して、圧抜き回路１０５が設けられている。
【００５６】
バケットシリンダ１３及びアームシリンダ１５の保持圧は、各シリンダ１３，１５がフロント２１０の重量により伸長しようとするのを阻止する力であり、ブームシリンダ１４の保持圧は、同シリンダ１４がフロント２１０の重量により縮小しようとするのを阻止する力である。それゆえ、図４において、これらのシリンダ１３，１４，１５を、仮にボトム側及びロッド側が図と逆になるように配置したとしても、保持圧は、各シリンダ１３，１４，１５の何れも、ボトム側及びロッド側のうちの図４の例と同じ側に発生する。
【００５７】
本発明を具体化して構成した第１の例の建設機械に係る図１の油圧駆動回路では、圧抜き回路１０３，１０４，１０５を、特設の作業具としての破砕機３６の駆動が開始されたことを検出する駆動開始検出手段の信号に基づいて開放するようにしている。そのため、圧抜き回路１０３，１０４，１０５に、同回路１０３，１０４，１０５を開閉するための常閉の電磁切換弁１０１を設けるとともに、破砕機３６で作業をする際にオペレータが切り換えるための作業モード切換スイッチ１０２を設け、この作業モード切換スイッチ１０２を駆動開始検出手段にして、作業モード切換スイッチ１０２が破砕機３６による作業のモードに切換操作されたときに、その操作信号に基づいて電磁切換弁１０１を閉位置から開位置に切り換えるようにしている。
【００５８】
図１の電磁切換弁１０１は、作業モード切換スイッチ１０２が破砕機３６による作業のモード以外の作業モードに切り換えられているときは、図示の右位置に切り換えられており、圧抜き回路１０３，１０４，１０５の全てを閉鎖する。また、作業モード切換スイッチ１０２が破砕機３６による作業のモードに切り換えられたときには、この作業モード切換スイッチ１０２の操作信号が電気信号として電磁切換弁１０１の左の信号受け部に送られて、電磁切換弁１０１が左位置に切り換えられ、これにより、圧抜き回路１０３，１０４，１０５の全てを開放する。その結果、バケットシリンダ１３及びアームシリンダ１５のボトム側並びにブームシリンダ１４のロッド側、すなわち油圧シリンダにおける保持圧を発生する側と反対側を作動油タンク３に連通させる。
【００５９】
こうした油圧駆動回路を備えた建設機械において、特設の作業具である破砕機３６により建設作業を行うときには、まず、この破砕機３６を常設の作業具であるバケット２１１に代えてバケットシリンダ１３及びアーム２１３の前端部に取り付けるとともに、破砕機駆動用シリンダ３７を予備の方向制御弁２０に油圧管路で接続した後、バケットシリンダ１３、ブームシリンダ１４及びアームシリンダ１５を、それぞれバケット用の方向制御弁８、ブーム用の方向制御弁９，１９及びアーム用の方向制御弁１０，１８の操作により適宜駆動して破砕機３６、ブーム２１２及びアーム２１３の姿勢を適切に調節し、これにより、施工対象物の必要な個所を破砕機３６で把持したり破砕したりすることができるように、破砕機３６の位置や姿勢を正確に定める。
【００６０】
しかる後、これらの方向制御弁８，９，１９，１０，１８を中立位置に切り換えることにより、バケットシリンダ１３やアームシリンダ１５の各ロッド側及びブームシリンダ１４のボトム側にそれぞれ発生する保持圧で破砕機３６の位置や姿勢を保持する。次いで、作業モード切換スイッチ１０２を破砕機３６による作業のモードに切換操作し、これにより、電磁切換弁１０１を左位置に切り換えて圧抜き回路１０３，１０４，１０５を開放した後、破砕機駆動用シリンダ３７を駆動して破砕機３６で所期の建設作業を行う。
【００６１】
ところで、このとき、従来の建設機械では、大きな負荷圧を加えて破砕機駆動用シリンダ３７を駆動した場合に、バケット用の方向制御弁８、ブーム用の方向制御弁９，１９及びアーム用の方向制御弁１０，１８の各流入ポート側の圧油がこれらの方向制御弁８，９，１９，１０，１８の各ボトム側及び各ロッド側のポートに漏出する。その結果、この漏出した圧油がバケットシリンダ１３、ブームシリンダ１４及びアームシリンダ１５の各ボトム側及び各ロッド側にそれぞれ浸入して、ボトム側空間とロッド側空間の断面積の差で生じる差圧より、バケットシリンダ１３、ブームシリンダ１４及びアームシリンダ１５が伸長するため、破砕機３６の位置や姿勢が変動する。このように破砕機３６の位置や姿勢が変動すると、施工対象物の特定個所だけを限定的に破砕しようとする場合に、破砕する必要がない個所まで破砕してしまう危険性があり、かつ、使い勝手も良くない。
【００６２】
これに対し、本建設機械では、圧抜き回路１０３，１０４，１０５を設けて破砕機３６での作業時にこれを開放しているので、連結油路８３，８４，８５が圧抜き回路１０３，１０４，１０５を通じて作動油タンク３に連通することとなって低圧に保たれる。そうすると、これに伴って、バケット用の方向制御弁８及びアーム用の方向制御弁１０，１８の各ボトム側のポート並びにブーム用の方向制御弁９，１９のロッド側のポートも低圧に保たれる。そのため、方向制御弁８，９，１９，１０，１８の各ボトム側及び各ロッド側のポートに漏出する圧油は、低圧に保たれているバケット用の方向制御弁８及びアーム用の方向制御弁１０，１８の各ボトム側のポート並びにブーム用の方向制御弁９，１９のロッド側のポートの方にきわめて漏出しやすくなり、その当然の結果として、保持圧を発生するバケットシリンダ１３及びアームシリンダ１５のロッド側及びブームシリンダ１４のボトム側にはほとんど浸入できなくなる。本建設機械は、こうした作用を奏するので、破砕機３６やブーム２１２やアーム２１３の姿勢が変動しにくくなる。
【００６３】
ここでは、特設の作業具として破砕機３６を使用する例を述べたが、図４のアースオーガ１３６のような他の特設の作業具を使用し、これをバケット２１１に代えてバケットシリンダ１３及びアーム２１３の前端部に取り付けて駆動した場合でも、以上と同様の機能を発揮することができる。したがって、本建設機械によれば、駆動に大きな負荷圧を要する破砕機３６、アースオーガ１３６等の特設の作業具をバケット２１１のような常設の作業具に代えてバケットシリンダ１３のような常設作業具用の油圧シリンダに取り付けて使用しても、特設の作業具の駆動時にこの作業具の位置や姿勢が変動するのを抑制することができる。その結果、特設の作業具で建設作業を行う際に、従来の建設機械に比べて、その作業精度を低下させたり、特設の作業具の用具を損傷させたりする危険性を格段に少なくすることができる。
【００６４】
また、本建設機械では、圧抜き回路１０３，１０４，１０５を、破砕機３６の駆動が開始されたことを検出する駆動開始検出手段の信号、すなわち破砕機３６で作業をする際に切り換える作業モード切換スイッチ１０２の操作信号に基づいて開放するようにしているので、圧抜き回路１０３，１０４，１０５を必要なときにだけ機能させることができる。そのため、バケット２１１による掘削作業のような圧抜き回路１０３，１０４，１０５が機能すると不便な建設作業についてもこれを円滑に実施することが可能となり、汎用性の高い建設機械が得られる。なお、バケットシリンダ１３、ブームシリンダ１４及びアームシリンダ１５のボトム側及びロッド側のうちの保持圧発生側と反対側の圧油を、圧抜き回路１０３，１０４，１０５を通じて作動油タンク３に連通させても、これらの油圧シリンダ１３，１４，１５の保持圧は、フロント２１０の重量と釣り合っているので、バケット２１１、ブーム２１２及びアーム２１３の姿勢が変動することはない。
【００６５】
本発明を具体化して構成した第２の例の建設機械に係る図２の油圧駆動回路では、図１の油圧駆動回路と同様に、圧抜き回路１０３，１０４，１０５を、破砕機３６の駆動が開始されたことを検出するための駆動開始検出手段の信号に基づいて開放するようにしている。そのための手段として、圧抜き回路１０３，１０４，１０５に、同回路１０３，１０４，１０５を開閉するための常閉の油圧パイロット操作方式の切換弁１０８を設けるとともに、予備の方向制御弁２０を切換操作するための操作信号としてのパイロット圧を駆動開始検出手段の信号に利用して、このパイロット圧による操作信号に基づいて切換弁１０１を閉位置から開位置に切り換えるようにしている。
【００６６】
こうしたことを具現するため、パイロット管路３４Ａ，３４Ｂからそれぞれ分岐するパイロット分岐管路３４Ａ’，３４Ｂ’と、これらのパイロット分岐管路３４Ａ’，３４Ｂ’のうちの高圧の方のパイロット圧を選択してパイロット管路１０７に導くシャトル弁１０６と、このシャトル弁１０６で選択された何れかのパイロット分岐管路３４Ａ’，３４Ｂ’のパイロット圧を切換弁１０８の左の信号受け部に導くためのパイロット管路１０７とを設けている。そして、こうした油圧回路により、操作弁３３の操作時に出力されるパイロット圧をパイロット分岐管路３４Ａ’，３４Ｂ’からシャトル弁１０６及びパイロット管路１０７を通じて左の信号受け部に導いて、切換弁１０８を閉位置から開位置に切り換えるようにしている。
【００６７】
図２の切換弁１０８は、破砕機駆動用シリンダ３７を駆動していないときは、図示の右位置に切り換えられていて圧抜き回路１０３，１０４，１０５の全てを閉鎖している。また、操作弁３３の操作によりパイロット圧を出力して破砕機駆動用シリンダ３７を駆動したときには、このパイロット圧がパイロット分岐管路３４Ａ’，３４Ｂ’の何れかから切換弁１０８の左の信号受け部に送られて、切換弁１０８が左位置に切り換えられ、これにより、圧抜き回路１０３，１０４，１０５の全てを開放する。その結果、バケットシリンダ１３、ブームシリンダ１４及びアームシリンダ１５のボトム側及びロッド側のうちの保持圧を発生する側と反対側を作動油タンク３に連通させる。
【００６８】
この第２の例の建設機械は、第１の例の建設機械において作業モード切換スイッチ１０２の切換操作により行っていた圧抜き回路１０３，１０４，１０５の開放を操作弁３３の操作により行うようにした点で第１の例の建設機械と異なるだけであるので、この点を除けば、既述した第１の例の建設機械の作用効果と同様の作用効果を奏する。本建設機械では、破砕機３６の駆動が開始されたことを検出するための駆動開始検出手段の信号に、既存の予備の方向制御弁２０を切換操作するための操作信号をそのまま活用することができるため、圧抜き回路１０３，１０４，１０５を必要なときにだけ機能させる性能を、既製の建設機械に、大きな改造を加えることなく付加することができる。
【００６９】
ここに示す例では、駆動開始検出手段の信号として、予備の方向制御弁２０を切換操作するための操作信号を利用しているが、この操作信号に代えて、破砕機３６のアクチュエータとしての破砕機駆動用シリンダ３７とこの破砕機駆動用シリンダ３７の運動を制御する予備の方向制御弁２０とを連結する一対の連結油路の油圧を駆動開始検出手段の信号に利用して図２の方式に準じて切換弁１０８の信号受け部に送ることもできる。このように構成した場合でも、操作弁３３の操作により予備の方向制御弁２０から破砕機駆動用シリンダ３７に圧油を供給してこれを駆動したときには、圧油の供給側の連結油路の圧油が切換弁１０８の左の信号受け部に送られて切換弁１０８を左位置に切り換えることとなり、これにより、圧抜き回路１０３，１０４，１０５の全てを開放する。したがって、この場合でも、圧抜き回路１０３，１０４，１０５の開放を操作弁３３の操作で行うようにした点を除けば、既述した第１の例の建設機械の作用効果と同様の作用効果を奏する。
【００７０】
本発明を具体化して構成した第３の例の建設機械に係る図３の油圧駆動回路は、連結油路８３，８４，８５に、各連結油路８３，８４，８５の圧油を破砕機３６の使用時に作動油タンク３に逃がすことができる圧抜き回路１０３，１０４，１０５をそれぞれ設けている点では、図１及び図２の油圧駆動回路と共通しているが、破砕機３６の使用時に各連結油路８３，８４，８５の圧油を作動油タンク３に逃がすための手段は、これまでの例とは全く異なる。すなわち、この図３の油圧駆動回路では、破砕機３６の駆動の開始を検出する図１及び図２の例における駆動開始検出手段のようなものは設けずに、各圧抜き回路１０３，１０４，１０５の油路にそれぞれ絞り１０９，１１０，１１１を設けており、これにより、破砕機３６の使用時に各連結油路８３，８４，８５の圧油を作動油タンク３に逃がすようにしている。
【００７１】
本建設機械に係る油圧駆動回路では、各圧抜き回路１０３，１０４，１０５における各絞り１０９，１１０，１１１の上流側に、油圧シリンダ１３，１４，１５を駆動できるような大量の圧油が流れ込んだときには、絞り１０９，１１０，１１１の抵抗によりこれの上流側に油圧を立てることができ、また、これの上流側に少量の圧油しか流れないときには、その圧油を、絞り１０９，１１０，１１１を通じて作動油タンク３に円滑に逃がすことができる。したがって、絞り１０９，１１０，１１１の流路の断面積を適切に選定することにより、バケットシリンダ１３のような常設の作業具の使用時には、バケットシリンダ１３、ブームシリンダ１４及びアームシリンダ１５のボトム側及びロッド側のうちの保持圧発生側と反対側に圧油を供給して、掘削作業のような圧抜き回路１０３，１０４，１０５が機能すると不便な建設作業でも、円滑に実施することができる。また、破砕機３６のような特設の作業具の使用時には、絞り１０９，１１０，１１１の上流側に、漏出した少量の圧油しか流れ込まないので、これを円滑に作動油タンク３に逃がすことができる。
【００７２】
したがって、本建設機械によっても、絞り１０９，１１０，１１１によりもたらされる特有の作用効果を除けば、既述した第１の例の建設機械の作用効果と同様の作用効果を奏する。加えて、本建設機械では、圧抜き回路１０３，１０４，１０５を構成する場合に、特に、圧抜き回路１０３，１０４，１０５の油路に絞り１０９，１１０，１１１を設けることにより、破砕機３６の使用時に連結油路８３，８４，８５の圧油を作動油タンク３に逃がすことができるように構成しているので、圧抜き回路１０３，１０４，１０５を開閉するための切換弁１０１，１０８やこの切換弁１０１，１０８に操作信号を送るための信号路のような特別の制御用の部品を設けなくても、圧抜き回路１０３，１０４，１０５を必要なときにだけ独りでに機能させることができる。そして、こうした性能を、圧抜き回路１０３，１０４，１０５に絞り１０９，１１０，１１１を設けるという簡単な構造により付加することができるので、圧抜き回路１０３，１０４，１０５に関連する構造を、故障しにくいものに構成することができるとともに安価に製作することができる。
【００７３】
以上述べた例では、連結油路８３，８４，８５にそれぞれ圧抜き回路１０３，１０４，１０５を設けているが、例えば、破砕機３６の姿勢に直接影響をもたらすバケットシリンダ１３のボトム側とバケット用の方向制御弁８とを連結する連結油路８３だけに圧抜き回路１０３を設けても、破砕機３６の駆動時にこれの位置や姿勢の変動を抑制する効果は、少なからず発揮される。そして、この種の圧抜き回路を当該建設機械の連結油路のどの連結油路に設けるかは、当該特設の作業具による作業内容等を考慮しながら設計上選択されるべき事項であるから、要は、こうしたことを考慮しながら、常設作業具用の油圧シリンダのボトム側及びロッド側のうちの保持圧発生側と反対側と常設作業具用の方向制御弁とを連結する連結油路並びに作業腕用の油圧シリンダのボトム側及びロッド側のうちの保持圧発生側と反対側と作業腕用の方向制御弁とを連結する連結油路の少なくとも一つの連結油路に圧抜き回路を設ければよい。
【００７４】
図１の例では、作業モード切換スイッチ１０２を電磁切換弁１０１の切換のために設けているが、この作業モード切換スイッチ１０２は、油圧ポンプ１，２を作業モードに応じて制御するための作動スイッチと兼用するように構成することもできる。図１及び図２の例では、各圧抜き回路１０３，１０４，１０５を一つの電磁切換弁１０１や切換弁１０８で同時に開閉するようにしているが、一つの油路を開閉する切換弁を圧抜き回路１０３，１０４，１０５のそれぞれに設けて、それぞれの油路を個別的に開閉するようにすることもできる。図３の例では、各圧抜き回路１０３，１０４，１０５の油路にそれぞれ一つずつ絞り１０９，１１０，１１１を設けているが、この種の絞りを一つの圧抜き回路の油路に複数設けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明を具体化して構成した第１の例の建設機械に係る油圧駆動回路を示す油圧回路図である。
【図２】第２の例の建設機械に係る油圧駆動回路を示す図１と同様の油圧回路図である。
【図３】第３の例の建設機械に係る油圧駆動回路を示す図１と同様の油圧回路図である。
【図４】特設の作業具を常設作業具と交換して使用できるようにした従来の建設機械の一例を示す側面図である。
【図５】図４の建設機械に適用することが可能な従来の建設機械の油圧駆動回路の一例を示す油圧回路図である。
【図６】図５の油圧回路図の要部を拡大して示す油圧回路図である。
【図７】種々の油圧シリンダの運動を制御するための方向制御弁の内部構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１，２  （可変容量型の）油圧ポンプ
３    作動油タンク
４，５  センタバイパス管路
８    バケット用の方向制御弁
９，１９  ブーム用の方向制御弁
１０，１８  アーム用の方向制御弁
１３    バケットシリンダ
１４    ブームシリンダ
１５    アームシリンダ
２０    予備の方向制御弁
３０    合流切換弁
３３    操作弁
３４Ａ，３４Ｂ  パイロット管路
３６    破砕機
３７    破砕機駆動用シリンダ
６８，７０  パイロット管路
６９  シャトル弁
８３，８４，８５  連結油路
１０１    電磁切換弁
１０２    作業モード切換スイッチ
１０３，１０４，１０５  圧抜き回路
１０６    シャトル弁
１０７    パイロット管路
１０８    （油圧パイロット操作式の）切換弁
１０９，１１０，１１１  絞り
１３６    アースオーガ
１３６ｂ  オーガ用油圧モータ
２１０    フロント
２１１    バケット
２１２    ブーム
２１３    アーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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