(57)【要約】【課題】キャビンへは、新たに油圧回路を増やすことがなく、キャビンへの油圧配管工事がなく、また操作者が手元操作式にも対応できる油圧回路を提供する。【解決手段】油圧アタッチメントの油圧シリンダ２に接続され、両側にパイロット回路を有するパイロット方向切換弁３と、メインポンプ４と、左シャトルバルブ５ａと、右シャトルバルブ５ｂと、電磁比例減圧弁６と、足踏みペダル式操作バルブ７と、パイロットポンプ８と、建設機械のキャビン内にて手動操作を行う手元操作用スイッチ１０とが接続され、電磁比例減圧弁６を手元操作用スイッチ１０の指令によりコントロールするコントロール用アンプ９と、手動操作を行う手元操作用スイッチ１０とを備えたことを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械の油圧アタッチメントの油圧回路であって、
パイロット方向切換弁のそれぞれのパイロットポートにパイロット圧油を通すそれぞれのシャトルバルブと、
前記それぞれのシャトルバルブにパイロット圧油を供給する電磁比例減圧弁と、
前記電磁比例減圧弁を制御するためのコントロール用アンプおよび手元操作用スイッチと、
を備えたことを特徴とする油圧アタッチメントの油圧回路。
【請求項２】
建設機械の油圧アタッチメントの油圧回路であって、
前記油圧アタッチメントのシリンダに接続されたパイロット方向切換弁と、前記パイロット方向切換弁に圧油を供給するメインポンプと、
前記パイロット方向切換弁の左パイロットポートに接続された左シャトルバルブと、
前記パイロット方向切換弁の右パイロットポートに接続された右シャトルバルブと、
前記シャトルバルブのそれぞれ一方の供給口に接続され、入力された電圧に比例するように油圧を制御する電磁比例減圧弁と、
前記シャトルバルブのそれぞれの他方の供給口に接続され、足踏みペダル式でペダルを操作することにより油圧を制御する足踏みペダル式操作バルブと、
前記電磁比例減圧弁と前記足踏みペダル式操作バルブとのＰポートに接続されたパイロット用ポンプと、
前記電磁比例減圧弁と前記足踏みペダル式操作バルブとのＴポートに接続されたタンクと、前記電磁比例減圧弁を手元操作用スイッチの指令によりコントロールするコントロール用アンプと、
手動操作を行う前記手元操作用スイッチと、
を備えたことを特徴とする油圧アタッチメントの油圧回路。
【請求項３】
前記手元操作用スイッチの握り強さを最大にしても、所定以上の油流量が油圧アタッチメントに流れない保護回路を電気回路に組込んだことを特徴とする請求項１または請求項２に記載された油圧アタッチメントの油圧回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械の油圧ショベルのアーム先端に取付けられる油圧アタッチメントの油圧回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械、特に油圧ショベル（パワーショベルともいう）には、数多くの油圧アタッチメント、例えば、大割圧砕用、小割圧砕用、鉄骨カッター用、破砕用などの油圧アタッチメントが開発され、解体現場で使用されている。これらの油圧アタッチメントには、大型の油圧シリンダが組み込まれており、油圧力を利用して解体を行っている。図４は、油圧ショベル２０のバケット部に鉄骨カッター・破砕用油圧アタッチメントを取付けた外観図である。
図４に示すように、油圧ショベル２０は、移動式台車に旋回可能な架台を設け、架台にはキャビン（運転室）１２とカバー２１に覆われたディーゼルエンジン、ミッション等（図示せず）が搭載されており、ブーム１４、アーム１５、油圧アタッチメント１６が接続され、これらを駆動するブーム用シリンダ（図示せず）、アーム用シリンダ１７、油圧アタッチメント用シリンダ１８がそれぞれ配置されている。キャビン１２の後方の左側部には、メインポンプ４とタンクＴ、複数の切換弁１３が設けられ、それらの機器を介して各シリンダに供給する油圧ホース１９ａ、パイプ１９ｂ等が配設されている。油圧アタッチメント１６は、カッター作業の他、破砕作業や穿孔作業を可能としている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は油圧アタッチメント１６のツメの開閉を操作する従来の油圧回路を示す油圧回路図１１である。油圧アタッチメント１６には、図示しない大型の油圧シリンダが内蔵されている（図４参照）。図５に示すように、この油圧回路図１１のシリンダ２に接続され、キャビン１２の床下に配設されたアタッチメント用のバルブであり、クローズドセンタでパイロット操作弁であるパイロット方向切換弁３と、パイロット方向切換弁３に所定圧の作動油を供給するメインポンプ４と、運転席の足元に配設され、足踏みペダル式でのペダルを操作することによってパイロット方向切換弁３の左右に、パイロット圧油を油送する足踏みペダル式操作バルブ７と、その足踏みペダル式操作バルブ７へパイロット圧油を供給するためのパイロット用ポンプ８とが備えられている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３０９３８１号公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、操作者は、例えば破砕作業ができる油圧アタッチメント１６のツメ１６ｂ、１６ｃを開閉するために、足踏みペダル式のペダルを踏み代えて操作を行う必要があり、靴底での足踏み操作で、微妙な感覚での操作は熟練を要し、操作者にとって非常に負担になっているという問題があった。また、これを手動式にするためには、当然ながら新たに油圧回路を増設し、油圧ホースまたはパイプを引き回さなければならず、煩わしい配管が増えるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、このような従来の問題を解決するために創案されたものであり、キャビンへは新たに油圧回路が増えることがなく、キャビンへの油圧配管工事がなく、また操作者が手元操作式にも対応できる油圧回路を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、建設機械の油圧アタッチメントの油圧回路であって、パイロット方向切換弁のそれぞれのパイロットポートにパイロット圧油を通すそれぞれのシャトルバルブと、前記それぞれのシャトルバルブにパイロット圧油を供給する電磁比例減圧弁と、前記電磁比例減圧弁を制御するためのコントロール用アンプおよび手元操作用スイッチとを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、電磁比例減圧弁、シャトルバルブ、コントロール用アンプおよび手元操作用スイッチ等の機器の追加により、キャビンへ新たに油圧回路を設けることがなく、複数の油圧機器を挿入するだけであり、配管工事を極力回避することができる。また、操作者は足踏みペダル式の他に手元操作式でも操作ができるため、どちらかを選択することができ、利便性を向上できる。また、手元操作式により、油圧アタッチメントの操作が可能になり、操作者の疲労が軽減できる。このように、取付が簡単で汎用性が高く、すべてのメーカーの油圧ショベルに対応できる油圧回路を提供することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、建設機械の油圧アタッチメントの油圧回路であって、前記油圧アタッチメントのシリンダに接続されたパイロット方向切換弁と、前記パイロット方向切換弁に圧油を供給するメインポンプと、前記パイロット方向切換弁の左パイロットポートに接続された左シャトルバルブと、前記パイロット方向切換弁の右パイロットポートに接続された右シャトルバルブと、前記シャトルバルブのそれぞれ一方の供給口に接続され、入力された電圧に比例するように油圧を制御する電磁比例減圧弁と、前記シャトルバルブのそれぞれの他方の供給口に接続され、足踏みペダル式でペダルを操作する足踏みペダル式操作バルブと、前記電磁比例減圧弁と前記足踏みペダル式操作バルブとのＰポートに接続されたパイロット用ポンプと、前記電磁比例減圧弁と前記足踏みペダル式操作バルブとのＴポートに接続されたタンクと、前記電磁比例減圧弁を手元操作用スイッチの指令によりコントロールするコントロール用アンプと、手動操作を行う前記手元操作用スイッチとを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、複数の機器の追加により、キャビンに新たに油圧回路を設けることがなく、配管工事を極力回避することができる。また、操作者は足踏みペダル式の他に手元操作方式でも操作ができるため、どちらかを選択することができ、利便性を向上できる。このように、操作性のよい建設機械の油圧アタッチメントの油圧回路を有するコントロールシステムを提供することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載された油圧アタッチメントの油圧回路であって、手元操作用スイッチの握り強さを最大にしても、所定以上の油流量が油圧アタッチメントに流れない保護回路を電気回路に組込んだことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、手元操作用スイッチの握り強さを最大にしても、所定以上の油流量が油圧アタッチメントに流れない保護回路を電気回路に組込んだことにより、取付けが簡単で汎用性が高く、この油圧アタッチメントの油圧回路は各社の油圧ショベルに対応できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明に係る建設機械の油圧アタッチメントを駆動する油圧回路を示す油圧回路図である。油圧アタッチメントのコントロールシステムは、パイロット方向切換弁３、メインポンプ４、シャトルバルブ５、電磁比例減圧弁６、コントロール用アンプ９および手元操作スイッチ１０によって構成されている。
なお、図５と同じ機器には、同符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１４】
図１に示すように、パイロット方向切換弁（以下、パイロット切換弁という）３は、クローズドセンタを有する切換弁であり、油圧アタッチメントのツメを開閉するシリンダ２に接続されている。パイロット切換弁３の両側は、パイロットラインに接続されており、パイロット圧を受けることによりパイロット切換弁内部のスプールが移動し、シリンダ２のピストンが作動するように接続されている。パイロット切換弁３には、油圧ショベル２０に搭載されているメインポンプ４の圧油が供給される。
【００１５】
シャトルバルブ５は、パイロット切換弁３の左右にそれぞれ計２個配置され、パイロット切換弁３のパイロットポート３ａ、３ｂに接続される。
シャトルバルブ５は、２つの供給口Ａ、Ｂと、１つの吐出口Ｃとを有するＴ字状のバルブであり、一方の供給口Ａに作動油を供給すると、もう一方の供給口Ｂは閉じられ、作動油は吐出口Ｃに供給される。
つまり、パイロット切換弁３の左側３ａには、左シャトルバルブ５ａのＣポートが接続され、パイロット切換弁３の右側３ｂには、右シャトルバルブ５ｂのＣポートが接続され、また、左シャトルバルブ５ａのＡポートに電磁比例減圧弁６のＡポートが接続され、左シャトルバルブ５ａのＢポートには、足踏みペダル式操作バルブ７のＡポートが接続されている。さらに、右シャトルバルブ５ｂのＡポートに電磁比例減圧弁６のＢポートが接続され、右シャトルバルブ５ｂのＢポートには、足踏みペダル式操作バルブ７のＢポートが接続されている。
【００１６】
電磁比例減圧弁６は、ダイレクト形の電磁比例式の減圧弁であり、キャビン床下に設置される。電磁比例減圧弁６のＡポートは、左シャトルバルブ５ａのＡポートに接続され、電磁比例減圧弁６のＢポートは、右シャトルバルブ５ｂのＡポートに接続されており、電磁比例減圧弁６のＰポートは、パイロット用ポンプ８に接続され、Ｔポートは、タンクＴに接続されている。
電磁比例減圧弁６へは、油圧ショベルに搭載されているパイロット用ポンプ８から圧油が供給される。
【００１７】
足踏みペダル式操作バルブ７は、右足または左足を使用して靴底でペダルを踏みながらパイロット切換弁３のパイロットポート３ａ、３ｂにシャトルバルブ５を介してパイロット圧油を送る足踏みペダル式の操作ペダルである。足踏みペダル式操作バルブ７のＡポートは、左シャトルバルブ５ａのＢポートが接続され、足踏みペダル式操作バルブ７のＢポートは、右シャトルバルブ５ｂのＢポートに接続されており、足踏みペダル式操作バルブ７のＰポートは、パイロット用ポンプ８に接続され、Ｔポートは、タンクＴに接続されている。
【００１８】
さらに、キャビン１２の運転席１２ａの前に手動操作を行うための手元操作用スイッチ１０を設け、電磁比例減圧弁６を制御するコントロール用アンプ９は、手元操作用スイッチ１０に接続されている。
図２は、キャビン内の手元操作用スイッチ１０と制御バルブのコントロール用アンプ９、下方は電磁比例減圧弁６とシャトルバルブ５ａ、５ｂを示す説明図である。
図２に示すように、手元操作用スイッチ１０は、操作レバー１０ｃの外周面から突出した押釦１０ａ、１０ｂであり、この押釦１０ａ、１０ｂは一体に形成されており、押釦１０ａか、押釦１０ｂのどちらかが有効になるシーソー式となっている。また、手元操作スイッチ１０は、可変抵抗式であり、その可変抵抗によって電圧を変化させコントロール用アンプ９により電磁比例減圧弁６を制御し、パイロット圧油を調整する。そして、油圧アタッチメント１６のツメ１６ｂ、１６ｃ（図４参照）の開閉速度を調節する。
コントロール用アンプ９は、キャビン１２の空きスペースにセットされ、手元操作スイッチ１０は、キャビン内の運転席１２ａの近傍に設けられる。
【００１９】
図２の下方に示すように、キャビン床下に設けられた電磁比例切換弁６は、アダプタ６ｃが配設され、カバー６ｄにて覆われている。シャトルバルブ５ａ、５ｂは、電磁比例減圧弁６に設けられたアダプタ６ｃにニップル６ｅが螺着され、そのニップル６ｅに螺着されて油圧関係の配管が接続されている。
【００２０】
このように、作業者の手元に手元操作用スイッチ１０を配し、その押釦１０ａ、１０ｂを指で軽く押すことで、作業者の負担を軽減させることができる。また、キャビン１２までの油圧ホースを通すような配管の引き回しは不要にできる。また、シャトルバルブ５ａ、５ｂが組み込まれているため、従来通り、足踏みペダル式操作バルブ７でも操作することができる。
【００２１】
同仕様、同クラスの油圧ショベルであっても、ショベルメーカによってはメインポンプから吐出される油量に差があり、時として、油圧アタッチメントの最大仕様油量を超えることがある。そのため、油圧アタッチメントの仕様最大流量を超える吐出量を有する油圧ショベルに対しては吐出流量を制限する必要がある。
図３は、油圧アタッチメント１のコントロール用アンプ９の電気回路図である。図３に示すように、電源はＤＣ２４Ｖ、電源入切用はトグルスイッチＳＳ１である。保護回路は、ポテンションメータ２であり、可変抵抗器である。トグルスイッチＳＳ２は、片方に倒す（ＯＮさせる）と、ポテンションメータ２に電気回路が通じ、手元操作用スイッチ１０を最大にしてもポテンションメータ２で設定した以上の電圧が発生せず、油圧アタッチメント１には所定以上の油量が供給されることはないようになっている。
なお、足踏みペダル式操作バルブ７には、ペダル部分にストッパーが取付けられており、必要以上に踏込めないようになっている。
【００２２】
建設機械の油圧アタッチメントのコントロールシステムを使用して、油圧アタッチメントの取付手順について図１〜３を参照して説明する。
１．建設機械のバケットを油圧アタッチメントに交換する（図４参照）。
２．シャトルバルブ５と電磁比例減圧弁６をキャビン床下の配置し、配管、配線等を接続する（図２参照）。
３．コントロール用アンプ９と手元操作スイッチ１０とをキャビン内に配置し、電線を接続し、コントロール用アンプ９の調整をする。（図２参照）。
４．コントロール用アンプ９の電源は、油圧ショベルの運転席前に備えられたシガレットプラグ用ソケットにシガレットプラグ２２を接続する（図２参照）。以上の取付手順により、油圧アタッチメントの取付けが完了する。
【００２３】
ここで、油圧アタッチメント１６の動作について図１〜３を参照して説明する。まず、操作者は運転席１２ａに座り、メインポンプ４とパイロット用ポンプ８を起動する。図２に示すように、シガレットプラグ２２をシガレットプラグ用ソケットに差し込み、接続する（図２参照）。操作レバー１０ｃを握り、手元操作スイッチ１０ａを指で軽く押すと、コントロール用アンプ９から指令を受けて電磁比例減圧弁６が作動し、油圧を制御してＡポートよりパイロット圧油を、シャトルバルブ５ａを介して油圧アタッチメント用のパイロット方向切換弁３のパイロットポート３ａへパイロット圧油を流入させ、シリンダ２に圧油が流入し、油圧アタッチメント１６のツメ１６ｂ、１６ｃを開放する。
また、その反対に、操作レバー１０ｃの手元操作スイッチ１０ｂを指で軽く押すと、油圧を制御してＢポートよりパイロット圧油を、シャトルバルブ５ｂを経由して油圧アタッチメント用のパイロット方向切換弁３のパイロットポート３ｂへパイロット圧油を流入させ、シリンダ２に圧油が流入し、油圧アタッチメント１６のツメ１６ｂ、１６ｃを閉鎖する。
このように、従来の技術では、足踏みペダル式操作バルブ７による足踏み操作であったが、簡単な改造と小さな配管、配線工事により、手元操作方式にも対応できるコントロールシステムを提供することができる。
【００２４】
なお、本発明はその技術思想の範囲内で種々の改造、変更が可能であり、本発明はこの改造、変更された発明にも及ぶことは当然である。
たとえば、ここでは、従来からある足踏みペダル式操作バルブ７をそのままにしているが、取り外しても構わない。取り外すことにより、シャトルバルブ５も不要にしても構わない。また、手元操作方式のスイッチは、これに限るものではなく、他のスイッチであってもよい。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、電磁比例減圧弁、シャトルバルブ、コントロール用アンプおよび手元操作用スイッチ等の機器の追加により、キャビンへ新たに油圧回路を設けることがなく、複数の油圧機器を挿入するだけであり、配管工事を極力回避することができる。また、操作者は足踏みペダル式の他に手元操作式でも操作ができるため、どちらかを選択することができ、利便性を向上できる。また、手元操作式により、油圧アタッチメントの操作が可能になり、操作者の疲労が軽減できる。
【００２６】
請求項２に記載の発明によれば、複数の機器の追加により、キャビンに新たに油圧回路を設けることがなく、配管工事を極力回避することができる。また、操作者は足踏みペダル式の他に手元操作方式でも操作ができるため、どちらかを選択することができ、利便性を向上できる。このように、操作性のよい建設機械の油圧アタッチメントの油圧回路を提供することができる。
【００２７】
請求項３に記載の発明によれば、手元操作用スイッチの握り強さを最大にしても、所定以上の油流量が油圧アタッチメントに流れない保護回路を電気回路に組込んだことにより、取付けが簡単で汎用性が高く、この油圧アタッチメントの油圧回路は各社の油圧ショベルに対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る油圧アタッチメントを駆動する油圧回路を示す油圧回路図である。
【図２】キャビン内の手元操作用スイッチとコントロール用アンプ、キャビン床下に設けられた電磁比例減圧弁とシャトルバルブを示す説明図である。
【図３】油圧アタッチメントのコントロール用アンプの電気回路図である。
【図４】油圧ショベルのバケットの代わりにアタッチメントを取付けた外観図である。
【図５】油圧アタッチメントを操作する従来の油圧回路を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
１、１１  油圧回路
２  シリンダ
３  パイロット方向切換弁（パイロット切換弁）
４  メインポンプ
５  シャトルバルブ
５ａ  左シャトルバルブ
５ｂ  右シャトルバルブ
６  電磁比例減圧弁
７  足踏みペダル式操作バルブ
８  パイロット用ポンプ
９  コントロール用アンプ
１０  手元操作用スイッチ
１０ａ、１０ｂ  押釦
１０ｃ  操作レバー
１２  キャビン（運転室）
１３  切換弁
１６  油圧アタッチメント
１６ａ  取付部
１６ｂ、１６ｃ  ツメ
１８  油圧アタッチメント用シリンダ
２２  シガレットプラグ
Ｔ  タンク
【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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