(57)【要約】      （修正有）【課題】掘削機のブーム上げと旋回駆動の同時操作時、作業装置を容易に操作できるようにする。【解決手段】第１、２油圧ポンプ１６a、１６bと、第１油圧ポンプ１６aに連結されるブームシリンダ８と、第２油圧ポンプ１６bに連結され、直列に連結された一対の旋回モータ２、２aと、第１油圧ポンプ１６aとブームシリンダ８間の流路に設けられ、ブームシリンダ８を制御する第１制御弁２２と、第２油圧ポンプ１６bと旋回モータ２、２a間の流路に設けられ、旋回モータ２、２aを制御する第２制御弁２３と、第２油圧ポンプ１６bとブームシリンダ８間の流路に設けられ、第２油圧ポンプ１６bの吐出油の一部をブームシリンダ８に合流させる第３制御弁２４と、旋回モータ２と第２制御弁２３間の流路に設けられ、ブームシリンダ８と旋回モータ２を同時駆動する場合、外部信号により第２油圧ポンプ１６bの吐出油をブームシリンダ８に合流するブロックバルブ４０とを備える。【選択図】図５
2008038587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１、２油圧ポンプと、
前記第１油圧ポンプに連結される作業装置用第１アクチュエータと、
前記第２油圧ポンプに連結され、一対からなり、直列に連結された第２アクチュエータと、
前記第１油圧ポンプと、第１アクチュエータとの間の流路に設けられ、切換時、第１アクチュエータの起動、停止及び方向切換を制御する第１制御弁と、
前記第２油圧ポンプと第２アクチュエータとの間の流路に設けられ、切換時、第２アクチュエータの起動、停止及び方向切換を制御する第２制御弁と、
前記第２油圧ポンプと第１アクチュエータとの間の流路に設けられ、切換時、第２油圧ポンプの作動油一部を第１アクチュエータに合流させる第３制御弁と、
前記第２アクチュエータのうち、選ばれた何れかのアクチュエータと、第２制御弁との間の流路に設けられ、第２アクチュエータのみを駆動させる場合、第２油圧ポンプの作動油を選ばれたアクチュエータに供給し、且つ、第１、２アクチュエータを同時に駆動する複合作業の場合、外部より入力される制御信号によって切換えられ、選ばれたアクチュエータに供給されるはずの作動油を第１アクチュエータに補充供給するブロックバルブとを備えることを特徴とする掘削機のブーム速度増速装置。
【請求項２】
第１、２油圧ポンプと、
前記第１油圧ポンプに連結される作業装置用第１アクチュエータと、
前記第２油圧ポンプに連結される可変容量型第２アクチュエータと、
前記第１油圧ポンプと、第１アクチュエータとの間の流路に設けられ、切換時、第１アクチュエータの起動、停止及び方向切換を制御する第１制御弁と、
前記第２油圧ポンプと第２アクチュエータとの間の流路に設けられ、切換時、第２アクチュエータの起動、停止及び方向切換を制御する第２制御弁と、
前記第２油圧ポンプと第１アクチュエータとの間の流路に設けられ、切換時、第２油圧ポンプの作動油一部を第１アクチュエータに合流させる第３制御弁と、
前記第２アクチュエータに設けられ、前記第１、２アクチュエータを同時に駆動する複合作業の場合、外部より入力される制御信号により駆動され、前記第２油圧ポンプから第２アクチュエータに供給されるはずの作動油一部を第１アクチュエータに補充供給する容量可変器具とを備えることを特徴とする掘削機のブーム速度増速装置。
【請求項３】
前記ブロックバルブを切換えさせる制御信号として、前記第１アクチュエータを伸長駆動させるための第３制御弁を切換えさせるパイロット信号圧が用いられることを特徴とする請求項１に記載の掘削機のブーム速度増速装置。
【請求項４】
前記ブロックバルブを切換えさせる制御信号として、前記第１アクチュエータを伸長駆動させるための第３制御弁を切換えさせる電気的信号が用いられることを特徴とする請求項１に記載の掘削機のブーム速度増速装置。
【請求項５】
前記ブロックバルブは、オペレータによる物理的操作により切換えられることを特徴とする請求項１に記載の掘削機のブーム速度増速装置。
【請求項６】
前記ブロックバルブを切換えさせる制御信号として、前記第１アクチュエータを伸長駆動させるための前記第１制御弁を切換えさせるパイロット信号圧が用いられることを特徴とする請求項１に記載の掘削機のブーム速度増速装置。
【請求項７】
前記ブロックバルブを切換えさせる制御信号として、前記第１アクチュエータを伸長駆動させるための前記第１制御弁を切換えさせる電気的な信号が用いられることを特徴とする請求項１に記載の掘削機のブーム速度増速装置。
【請求項８】
前記第１アクチュエータはブームシリンダであり、前記第２アクチュエータは旋回モータであることを特徴とする請求項１に記載の掘削機のブーム速度増速装置。
【請求項９】
前記容量可変器具を駆動させる制御信号として、前記第１アクチュエータを伸長駆動させるための第３制御弁を切換えさせるパイロット信号圧が用いられることを特徴とする請求項２に記載の掘削機のブーム速度増速装置。
【請求項１０】
前記容量可変器具を駆動させる制御信号として、前記第１アクチュエータを伸長駆動させるための第３制御弁を切換えさせる電気的な信号が用いられることを特徴とする請求項２に記載の掘削機のブーム速度増速装置。
【請求項１１】
前記容量可変器具を駆動させる制御信号として、前記第１アクチュエータを伸長駆動させるための前記第１制御弁を切換えさせるパイロット信号圧が用いられることを特徴とする請求項２に記載の掘削機のブーム速度増速装置。
【請求項１２】
前記容量可変器具を駆動させる制御信号として、前記第１アクチュエータを伸長駆動させるための前記第１制御弁を切換えさせる電気的な信号が用いられることを特徴とする請求項２に記載の掘削機のブーム速度増速装置。
【請求項１３】
前記第１アクチュエータはブームシリンダであり、前記第２アクチュエータは可変容量型旋回モータであることを特徴とする請求項２に記載の掘削機のブーム速度増速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設装備のブーム上げと旋回駆動を同時に行う場合、ブーム駆動速度を大きくし、且つ、旋回速度を抑えて、作業を行うことができるようにした掘削機のブーム速度増速装置に関する。
【０００２】
さらに詳しくは、作業性を向上させるために掘削機のブーム上げと旋回駆動を同時に操作して複合作業を行う場合、旋回速度を抑え、ブームの駆動速度を相対的に大きくすることによって、オペレータに長年の経験と熟練を要求することなく、作業装置を容易に操作することができるようにした掘削機のブーム速度増速装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
図１に示されたように、一般の掘削機は、下部走行体１と、
下部走行体１に搭載され、旋回モータ２と、該旋回モータ２に固定されたピ二オンギヤ３と、ピ二オンギヤ３と噛み合っているインターナルギヤ４などを含めて、駆動手段により左側、又は右側方向に回転する上部旋回体５と、
上部旋回体５に搭載される運転室６及びエンジン室７と、
上部旋回体５に取り付けられ、ブームシリンダ８により駆動されるブーム９と、アームシリンダ１０により駆動されるアーム１１と、バケットシリンダ１２により駆動されるバケット１３とを含めて成された作業装置１４と、
上部旋回体５の後方に取り付けられ、作業中、装備のバランスが取れるように重量物(図示せず)が内装されるカウンタウェイト１５とを備えて構成される。
【０００４】
図２に示されたように、掘削機を駆動させる動力発生部は、エンジン１６と、エンジン１６により駆動され、作業装置１４のアクチュエータ(Ａ；８、１０、１２)に作動油を供給する油圧ポンプ１７と、油圧ポンプ１７とアクチュエータＡとの間の流路に設けられ、アクチュエータＡに供給される作動油を制御する制御弁１８(ＭＣＶをいう)とを含める。
【０００５】
図中、説明されていない符号１９はラジエータであり、符号２０は、戻る作動油を冷却させるオイルクーラであり、且つ、符号２１は、油圧タンクである。
【０００６】
図３に示されたように、従来技術によるブームと旋回モータを駆動させる油圧回路は、エンジン１６に連結される第１、２油圧ポンプ１６ａ、１６ｂと、
第１油圧ポンプ１６ａに連結される第１アクチュエータ８(ブームシリンダをいう)と、
第２油圧ポンプ１６ｂに連結される第２アクチュエータ２(旋回モータをいう)と、
第１油圧ポンプ１６ａと第１アクチュエータ８との間の流路２５、２６に設けられ、切換時、第１アクチュエータ８の起動、停止及び方向切換を制御する第１制御弁２２と、
第２油圧ポンプ１６ｂと第２アクチュエータ２との間の流路２９、３０に設けられ、切換時、第２アクチュエータ２の起動、停止及び方向切換を制御する第２制御弁２３と、
第２油圧ポンプ１６ｂと第１アクチュエータ８との間の流路２７、２８(ここで、流路２７、２８は第１制御弁に連結された流路２５、２６に連通されている)に設けられ、切換時、第２油圧ポンプ１６ｂの作動油を第１アクチュエータ８に合流させる第３制御弁２４とを含めてなされる。
【０００７】
(１)ブームを昇降させる駆動を図３に基づいて詳述する。
オペレータにより制御信号を第１制御弁２２の右側段に入力させる場合、内部スプールが、図に於いて、左側方向に切換えられる(ａ位置に切り換えられたことをいう)。第１油圧ポンプ１６ａより吐出される作動油が第１制御弁２２と流路２５とを通過し、第１アクチュエータ８のラージチャンバーに送られることによって、ブーム９を上昇させることになる。この際、第１アクチュエータ８から排出される作動油は、流路２６及び第１制御弁２２を通過し、油圧タンクに戻る。
【０００８】
これとは反対に、第１制御弁２２を、図に於いて、右側方向に切換させる場合(ｂ位置に切り換えられたことをいう)、第１油圧ポンプ１６ａから吐出される作動油が第１制御弁２２と流路２６とを通過し、第１アクチュエータ８のスモールチャンバーに送られることによって、ブーム９を下降させることになる。そこで、第１アクチュエータ８より排出される作動油は流路２５及び第１制御弁２２を通過し、油圧タンクに戻る。
【０００９】
(２)上部旋回体を回転させる駆動を図３に基づいて述べる。
オペレータにより制御信号を第２制御弁２３の左側段に入力させる場合、内部スプールが、図に於いて、右側方向に切換えられる(ｅ位置に切り換えられたことをいう)。第２油圧ポンプ１６ｂより吐出される作動油が第２制御弁２３と流路３０とを通過し、第２アクチュエータ２に送られることによって、旋回モータ２を回転させることになる。
【００１０】
これにより、旋回モータ２に固定されたピ二オンギヤ３が、上部旋回体５に固定されたインターナルギヤ４に噛み合うことによって、上部旋回体５を回転させる。この際、第２アクチュエータ２より排出される作動油は、流路２９及び第２制御弁２３を通過し、油圧タンクに戻る。
【００１１】
(３)ブームの駆動速度を上げる作業について図３を参照として述べる。
作業中、ブーム９の駆動速度を上げて作業を行う場合、オペレータにより制御信号を第３制御弁２４の左側段に入力させると、内部スプールが、図に於いて、右側方向に切換えられる(ｃ位置に切り換えられたことをいう)。第２油圧ポンプ１６ｂより吐出される作動油は、第３制御弁２４と流路２７、２５を通過し、第１アクチュエータ８に供給される。即ち、第２油圧ポンプ１６ｂから吐出される作動油の一部又は全部が第１アクチュエータ８側に合流されることから、ブーム９の駆動速度を増加させる。
【００１２】
第１アクチュエータ８から排出される作動油は、流路２６及び第１制御弁２２を介して油圧タンクに戻ると同時に、流路２８及び第３制御弁２４を介して油圧タンクに戻る。この際、第１制御弁２２が先に開かれ、第３制御弁２４が後から開くようになっている。
【００１３】
（４）ブーム上げと上部旋回体の回転とを同時に駆動させることについて図３を参照として説明する。
掘削機を用いてダンプトラックなどの荷台に土砂などを積む作業を行う場合、バケット１３で地面を掘削した後、ブーム９を上昇させ、次いで上部旋回体５を回転させ、ダンプトラックなどの荷台に土砂をダンプする作業を繰り返す。この際、オペレータは、サイクルタイムを少なくするために、ブーム９を上げる動作と上部旋回体５を回転させる動作とを同時に行う。
【００１４】
そこで、土砂の入ったバケット１３に負荷が生じることから、ブーム上げの速度が遅くなり、且つ、上部旋回体５の圧力が上がることから、回転速度は相対的に速くなる。これにより、オペレータはブーム９が上がってくるのを待つため、上部旋回体５の回転速度を人為的に抑えなければならない。このように、ブーム上げと旋回駆動を同時に操作して複合作業を行う場合は、長年の経験と熟練を必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の一実施例は、掘削機のブーム上げと旋回駆動を同時に操作して複合作業を行う場合、旋回の速度を抑え、且つ、ブーム駆動速度を相対的に大きくすることによって、作業装置の操作が容易となることから、作業性を向上させることができるようにした掘削機のブーム速度増速装置に関連する。
【００１６】
また、本発明の一実施例は、掘削機のブーム上げと旋回駆動とを同時に行う場合、作業経験のあまりない素人でも容易に操作することができ、オペレートに利便性を提供することが可能な掘削機のブーム速度増速装置に関連する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の一実施例による掘削機ブーム速度増速装置は、第１、２油圧ポンプと、
第１油圧ポンプに連結される作業装置用第１アクチュエータと、
第２油圧ポンプに連結され、一対からなり、直列に連結された第２アクチュエータと、
第１油圧ポンプと第１アクチュエータとの間の流路に設けられ、切換時、第１アクチュエータの起動、停止及び方向切換を制御する第１制御弁と、
第２油圧ポンプと第２アクチュエータとの間の流路に設けられ、切換時、第２アクチュエータの起動、停止及び方向切換を制御する第２制御弁と、
第２油圧ポンプと第１アクチュエータとの間の流路に設けられ、切換時、第２油圧ポンプの作動油一部を第１アクチュエータに合流させる第３制御弁と、
第２アクチュエータのうち、選ばれた何れかのアクチュエータと、第２制御弁との間の流路に設けられ、第２アクチュエータのみを駆動させる場合、第２油圧ポンプの作動油を選ばれたアクチュエータに供給し、且つ、第１、２アクチュエータを同時に駆動する複合作業の場合、外部より入力される制御信号によって切換えられ、選ばれたアクチュエータに供給されるはずの作動油を第１アクチュエータに補充供給するブロックバルブとを備える。
【００１８】
望ましい実施例によれば、前述したブロックバルブを切換えさせる制御信号として、次のような様々な手段が可能である。
１）第１アクチュエータを伸長駆動させるための第３制御弁を切換えさせるパイロット信号圧。
２）第１アクチュエータを伸長駆動させるための第３制御弁を切換えさせる電気的な信号。
３）オペレータの手や足による物理的な操作。
４）第１アクチュエータを伸長駆動させるための第１制御弁を切換えさせるパイロット信号圧。
５）第１アクチュエータを伸長駆動させるための第１制御弁を切換えさせる電気的な信号。
前述した第１アクチュエータはブームシリンダであり、第２アクチュエータは旋回モータである。
【００１９】
本発明の他の実施例による掘削機のブーム速度増速装置は、第１、２油圧ポンプと、
第１油圧ポンプに連結される作業装置用第１アクチュエータと、
第２油圧ポンプに連結される可変容量型第２アクチュエータと、
第１油圧ポンプと第１アクチュエータとの間の流路に設けられ、切換時、第１アクチュエータの起動、停止及び方向切換を制御する第１制御弁と、
第２油圧ポンプと第２アクチュエータとの間の流路に設けられ、切換時、第２アクチュエータの起動、停止及び方向切換を制御する第２制御弁と、
第２油圧ポンプと第１アクチュエータとの間の流路に設けられ、切換時、第２油圧ポンプの作動油一部を第１アクチュエータに合流させる第３制御弁と、
第２アクチュエータに設けられ、第１、２アクチュエータを同時に駆動する複合作業時、外部から入力される制御信号により駆動され、第２油圧ポンプから第２アクチュエータに供給される作動油一部を第１アクチュエータに補充供給する容量可変器具とを備える。
【００２０】
望ましい実施例によれば、前述した容量可変器具を駆動させる制御信号として、次のような様々な手段が可能である。
１）第１アクチュエータを伸長駆動させるための第３制御弁を切換えさせるパイロット信号圧。
２）第１アクチュエータを伸長駆動させるための第３制御弁を切換えさせる電気的な信号。
３）第１アクチュエータを伸長駆動させるための第１制御弁を切換えさせるパイロット信号圧。
４）第１アクチュエータを伸長駆動させるための第１制御弁を切換えさせる電気的な信号。
前述した第１アクチュエータはブームシリンダであり、且つ、第２アクチュエータは可変容量型旋回モータである。
【発明の効果】
【００２１】
以上述べたように、本発明の一実施例による掘削機のブーム速度増速装置は、次のような効果を奏する。掘削機のブーム上げと旋回駆動を同時に操作して複合作業を行う場合、旋回速度を抑えながら、ブーム駆動速度を相対的に上げることによって、サイクルタイムを少なくし、作業能率を向上させることが可能となる。
【００２２】
また、掘削機のブーム上げと旋回駆動を同時に操作する場合、長年の経験と熟練を要求することなく、簡単且つ容易に操作をすることができるため、オペレータに利便性を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の望ましい実施例を添付図面に基づいて説明するが、これは本発明の属する技術分野において通常の知識を有する者が発明を容易に実施し得る程度に詳しく説明するためのものであって、これにより本発明の技術的思想及び範疇が限定されることを意味するのではない。
【００２４】
図５に示されたように、本発明の一実施例による掘削機のブーム速度増速装置は、エンジン１６につながる第１、２油圧ポンプ１６ａ、１６ｂと、
第１油圧ポンプ１６ａに連結される作業装置用第１アクチュエータ８(ブームシリンダをいう)と、
第２油圧ポンプ１６ｂに連結され、一対からなり、直列に連結された第２アクチュエータ２、２ａ(旋回モータをいう)と、
第１油圧ポンプ１６ａと第１アクチュエータ８との間の流路２５、２６に設けられ、外部より制御信号が入力されることによって切換えられ、第１アクチュエータ８の起動、停止及び方向切換を制御する第１制御弁２２と、
第２油圧ポンプ１６ｂと第２アクチュエータ２、２ａとの間の流路２９、３０に設けられ、外部より制御信号が入力されることによって切換えられ、第２アクチュエータ２、２ａの起動、停止及び方向切換を制御する第２制御弁２３と、
第２油圧ポンプ１６ｂと第１アクチュエータ８との間の流路２７、２８(この際、流路２７、２８は、第１制御弁２２に連結された流路２５、２６に連通される)に設けられ、外部より制御信号が入力されることによって切換えられ、第２油圧ポンプ１６ｂの作動油一部を第１アクチュエータ８に合流させる第３制御弁２４と、
第２アクチュエータ２、２ａのうち、選ばれた何れかのアクチュエータ２ａと第２制御弁２３との間の流路４１、４２(ここで、流路４１、４２は、第２アクチュエータ２に連結の流路２９、３０に連通される)に設けられ、第２アクチュエータ２、２ａのみを駆動する場合は、第２油圧ポンプ１６ｂの作動油を選ばれたアクチュエータ２ａに供給し、且つ、第１、２アクチュエータ８、２を同時に駆動する複合作業の場合は、外部より入力される制御信号Ｐａによって切換えられ、選ばれた第２アクチュエータ２ａに供給されるはずの作動油を第１アクチュエータ８に補充供給するブロックバルブ４０とを備える。
【００２５】
この際、前述したブロックバルブ４０を切換させる制御信号Ｐａとして、第１アクチュエータ８を伸長駆動させるための第３制御弁２４を切換えさせるパイロット信号圧又は電気的信号が用いられる。
【００２６】
前述したブロックバルブ４０は、オペレータの手や足による物理的な操作により切換えられる。
【００２７】
前述したブロックバルブ４０を切換えさせる制御信号Ｐａとして、第１アクチュエータ８を伸長駆動させるための第１制御弁２２を切換えさせるパイロット信号圧又は電気的信号が使用される。
【００２８】
一方、図３に示されたものと実際に同様に適用される部品に対する図面符号については、図３のものと同様に付し、これらの構造及び作動の詳細な説明は省略する。
【００２９】
以下では、本発明の一実施例による掘削機のブーム速度増速装置の使用例を添付図面に基づいて詳しく説明する。
【００３０】
図５に示されるように、オペレータが第１制御弁２２を切換えると、第１油圧ポンプ１６ａから吐出される作動油は、第１アクチュエータ８(ブームシリンダをいう)を駆動する。第３制御弁２４を切換え、第２油圧ポンプ１６ｂから吐出される作動油一部を第１アクチュエータ８に合流させ、第１アクチュエータ８の駆動速度を増加させることは、図３に示されたものと実際に同様であるため、これらの詳細な説明は省略する。
【００３１】
(１)上部旋回体を駆動させることについて図５及び図６を参照とし説明する。
オペレータにより制御信号を第２制御弁２３の左側段に入力させる場合、内部スプールが、図に於いて、右側方向に切換えられる(ｅ位置に切換えられる)。第２油圧ポンプ１６ｂから吐出される作動油一部は、第２制御弁２３と流路３０とを通過し、第２アクチュエータ２に供給される。同時に、第２油圧ポンプ１６ｂから吐出される作動油一部は、第２制御弁２３、流路２９、４２及びブロックバルブ４０(ａ位置に切換えられた状態をいう)を順次に通過し、第２アクチュエータ２ａに供給される。
【００３２】
したがって、一対からなる旋回モータ２、２ａより出力される駆動力により回転されるピニオンギヤ３とインターナルギヤ４との噛合いによって、その反力で、上部旋回体５を回転させることが可能となる。
【００３３】
（２）作業中におけるサイクルタイムを少なくするために、ブーム上げと旋回とを同時に行うことについて図５を参照とし説明する。
オペレータにより制御信号Ｐａ(例えば、パイロット信号圧又は電気的信号をいう)をブロックバルブ４０の右側段に入力すると、内部スプールは、図に於いて、左側方向に切換えられる(ｂ位置に切換えられる)。この際、バルブバネ４０ａは圧縮される。
【００３４】
ブロックバルブ４０の入力側流路４１、４２が遮断された状態であるため、第２油圧ポンプ１６ｂから吐出される作動油は、流路２９、３０を通過し、第２アクチュエータ２にのみ供給される。つまり、上部旋回体５は、一対からなる第２アクチュエータ２、２ａのうち、第２アクチュエータ２から伝わる駆動力のみにより回転される。
【００３５】
この時、第２アクチュエータ２ａは、ブロックバルブ内の連通回路により、空転をする。したがって、旋回体を駆動するトルクが減少(第２アクチュエータ２、２ａが同一容量の場合には半減)するので、旋回体の加速度が少なくなり、速度上昇が抑えられる。したがって、第２アクチュエータ２の回転速度が減速されるから、必要となる油量が減少する。その減少した分だけ、第１アクチュエータ８側に供給される油量が増えることになり、その駆動速度が増速することになる。
【００３６】
図７に示されたように、掘削機を用いて土砂などをダンプトラックの荷台に積む作業を行う際、上部旋回体５は、通常、９０°の角度で旋回する。実際に実機試験をした結果、従来方式では、掘削後、上部旋回体５が９０°の角度で旋回した際、荷台の上方に上がってくるバケット１３の高さが３ｍを示した(曲線“ａ”で図示される)。
【００３７】
一方、本発明を適用した場合には、曲線“ｂ”で示されたように、掘削後、上部旋回体５が９０°の角度で旋回した際、荷台の上方に上がってくるバケット１３の高さが５ｍを示した。このことから、作業能率を高めるために、ブーム上げと旋回駆動を同時に操作する場合、ブーム９の上昇速度が速くなり、上部旋回体５の回転速度が相対的に抑えられるため、オペレータが、作業中、上部旋回体５の回転速度を人為的に減速させる動作が不必要となることが確認できた。
【００３８】
図８及び図９に示されたように、本発明の他の実施例による掘削機のブーム速度増速装置は、エンジン１６につながる第１、２油圧ポンプ１６ａ、１６ｂと、
第１油圧ポンプ１６ａに連結される作業装置用第１アクチュエータ８(ブームシンリンダをいう)と、
第２油圧ポンプ１６ｂに連結される可変容量型第２アクチュエータ２ｂ(旋回モータをいう)と、
第１油圧ポンプ１６ａと第１アクチュエータ８との間の流路２５、２６に設けられ、外部より制御信号が入力されることによって切換えられ、 第１アクチュエータ８の起動、停止及び方向切換を制御する第１制御弁２２と、
第２油圧ポンプ１６ｂと第２アクチュエータ２ｂとの間の流路２９、３０に設けられ、外部より制御信号が入力されることによって切換えられ、第２アクチュエータ２ｂの起動、停止及び方向切換を制御する第２制御弁２３と、
第２油圧ポンプ１６ｂと第１アクチュエータ８との間の流路２７、２８(ここで、流路２７、２８は、第１制御弁２２が設けられた流路２５、２６に連通される)に設けられ、外部より制御信号が入力されることによって切換えられ、第２油圧ポンプ１６ｂの作動油一部を第１アクチュエータ８に合流させる第３制御弁２４と、
第２アクチュエータ２ｂに設けられ、第１、２アクチュエータ８、２ｂを同時に駆動する複合作業時、外部より入力される制御信号Ｐａによって駆動され(第２アクチュエータ２ｂの斜板傾転角を制御して吐出流量を調節する)、第２油圧ポンプ１６ｂから第２アクチュエータ２ｂに供給されるはずの作動油一部を第１アクチュエータ８に補充供給する容量可変器具２ｃ(一例として、ピストンが用いられる)とを備える。
【００３９】
この際、前述した可変容量型第２アクチュエータ２ｂは、最大トルクを出力する最大容量出力モードと、容量可変器具２ｃの駆動により５０％程度のトルクを出力する最小容量吐出モードとを有する。
【００４０】
一方、前述した容量可変器具２ｃを駆動させる制御信号Ｐａとして、第１アクチュエータ８を伸張駆動させるための第３制御弁２４を切換させるパイロット信号圧又は電気的な信号が用いられる。
【００４１】
また、前述した容量可変器具２ｃを駆動させる制御信号Ｐａとして、第１アクチュエータ８を伸張駆動させるための第１制御弁２２を切換させるパイロット信号圧又は電気的な信号が用いられる。
【００４２】
ここで、前述した可変容量型第２アクチュエータ２ｂ及び容量可変器具２ｃを除いた構成は、図５に示された本発明の一実施例と実際に同様であるため、重複構成に対する図面符号は同様に付し、且つ、これらの構成及び作動の詳細な説明は略する。
【００４３】
以下では、本発明の他の実施例による掘削機ブーム速度増速装置の使用例を添付図面に基づいて詳しく説明する。
【００４４】
図８及び図９に示されたように、前述した第１制御弁２２を切換えさせ、第１油圧ポンプ１６ａから供給される作動油により第１アクチュエータ８を駆動させ、ブームを上昇・下降させる。第２制御弁２３を切換えさせ、第２油圧ポンプ１６ｂから供給される作動油により可変容量型第２アクチュエータ２ｂを駆動させ、上部旋回体を回転させる。この際、第３制御弁２４を切換えさせ、第２油圧ポンプ１６ｂからの作動油一部を第１アクチュエータ８に供給することによって、ブーム上げ速度を高めることが可能となる。
【００４５】
一方、掘削機を用いて土砂などをダンプの荷台に積む作業を行う際、作業サイクルタイムを少なくするためにブーム上げと上部旋回体とを同時に駆動させて作業を行う。この際、バケットに積載される荷重によりブーム上げ速度が遅くなり、上部旋回体の回転速度は相対的に速くなる。これにより、上部旋回体の回転速度を人為的に減速させる制御が求められる。
【００４６】
つまり、前述した第１制御弁２２を操作し、第１油圧ポンプ１６ａからの作動油を第１アクチュエータ８に供給し、ブームを上昇させると同時に、第２制御弁２３を操作し、第２油圧ポンプ１６ｂからの作動油を第２アクチュエータ２ｂに供給する。
【００４７】
これにより、第２アクチュエータ２ｂから出力される駆動力により回転されるピニオンギヤ３とインターナルギヤ４との噛合いによって、その反力で、上部旋回体５を回転させ、ダンプ積み作業を行うことができる。
【００４８】
この際、ブーム上げ速度を高めるために制御信号Ｐａ(一例として、第１制御弁２２又は第３制御弁２４を切換させるパイロット信号圧又は電気的信号をいう)を、第２アクチュエータ２ｂに設けられた容量可変器具２ｃに入力させると、第２アクチュエータ２ｂは最小容量吐出モードに変換する。
【００４９】
したがって、第２アクチュエータ２ｂのトルクが小さくなり、上部旋回体の回転速度は減速される。これにより、上部旋回体の回転に必要となる第２油圧ポンプ１６ｂからの作動油供給量が減少する。その減少した分だけの第２油圧ポンプ１６の作動油が、第１アクチュエータ８に補充供給されるので、ブーム上げのスピードが上がる。
【００５０】
即ち、ダンプ積みの実作業時、ブーム上げのスピードは速くなり、上部旋回体の回転速度は相対的に減速されるため、上部旋回体が９０°の旋回をする場合(バケットに積載の土砂などをダンプの荷台に排出するために旋回する)、バケットの高さが従来の３Ｍ(図７に曲線‘ａ’で図示される)から５Ｍ(図７に曲線‘ｂ’で図示される)に上昇されたことが確認できた。
【００５１】
上述したことから、ダンプ積みの作業中、オペレータは、上部旋回体の回転速度を人為的に減少させる動作が不必要となり、実作業における操作を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】一般の掘削機の側面図である。
【図２】掘削機を駆動させる動力発生部の概略図である。
【図３】従来技術による掘削機のブームと旋回モータとを駆動させる油圧回路図である。
【図４】従来技術により上部旋回体を旋回モータで駆動させることを説明するための図面である。
【図５】本発明の一実施例による掘削機ブーム速度増速装置の油圧回路図である。
【図６】本発明の一実施例により上部旋回体を旋回モータで駆動させることを説明するための図面である。
【図７】ブーム上げと旋回駆動を同時に操作する際、旋回角度とバケット高さとの関係を、従来技術と本発明とを比べて示したグラフである。
【図８】本発明の他の実施例による掘削機ブーム速度増速装置の油圧回路図である。
【図９】本発明の他の実施例により上部旋回体を旋回モータで駆動させることを説明するための図面である。
【符号の説明】
【００５３】
１  下部走行体
２、２ａ  第２アクチュエータ(旋回モータ)
５  上部旋回体
８  第１アクチュエータ(ブームシリンダ)
１６ａ  第１油圧ポンプ
１６ｂ  第２油圧ポンプ
１８  制御弁(ＭＣＶ)
２２  第１制御弁
２３  第２制御弁
２４  第３制御弁
２５、２６、２７、２８、２９、３０、４１、４２  流路
４０  ブロックバルブ
【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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【図８】
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【図９】
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