(57)【要約】【課題】油圧ショベルの作業腕に装着されたアタッチメントを路面、地面などに適切に接地させることができるようにして、アタッチメントとして例えば路面清掃装置を装着した場合に、清掃効率を良くし、清掃装置の損傷を防止し、作業腕の煩雑な上下操作の必要性をなくし、清掃作業を容易に行えるようにする。【解決手段】油圧アクチュエータにより揺動作動される作業腕を、操作手段による作動操作の可能な「操作モード」と作動操作が不可能でかつ自重あるいは外力による揺動の自由な「浮きモード」に切換える切換手段を、油圧アクチュエータと操作手段により操作される方向制御弁とを結ぶ油路に設ける。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧アクチュエータにより揺動作動される油圧ショベルの作業腕を、油圧アクチュエータの操作手段による作動操作の可能な「操作モード」と作動操作が不可能でかつ作業腕が自重あるいは外力による揺動の自由な「浮きモード」とに選択的に切換える切換手段を備え、
該切換手段が、該油圧アクチュエータと該操作手段により操作される方向制御弁とを結ぶ油路に設けられた油路切換弁を備えている、ことを特徴とする作業腕浮きモードを備えた油圧ショベル。
【請求項２】
該油路切換弁が電磁弁により構成され、この油路電磁弁を該「操作モード」又は「浮きモード」に切換える切換スイッチを備えている、請求項１記載の作業腕浮きモードを備えた油圧ショベル。
【請求項３】
アクチュエータを有するアタッチメントが該作業腕に装着され、
該切換スイッチは、該アタッチメントのアクチュエータの作動状態に応じて、停止状態のときは「操作モード」が、作動状態のときは「浮きモード」が選択される、請求項２記載の作業腕浮きモードを備えた油圧ショベル。
【請求項４】
該切換スイッチが「浮きモード」の状態にあっても、該操作手段が操作状態にあるときは、作業腕を作動操作の可能な「操作モード」に設定する浮き解除スイッチを備えている、請求項２又は３記載の作業腕浮きモードを備えた油圧ショベル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベルの作業腕にアタッチメントとして例えば路面清掃装置を装備するのに好適な、作業腕浮きモードを備えた油圧ショベルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の油圧ショベルは、その揺動作動の自在な作業腕に種々のアタッチメントを装着することにより様々な作業を遂行することができる、汎用性の高い作業機械である。したがってこの作業腕には、アタッチメントの種類に応じた機能、制御性能が要求され、作業腕を揺動作動させる油圧回路には種々の改良がなされている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このアタッチメントの一例として、路面清掃装置（例えば特許文献２参照）がある。油圧ショベルは、路面清掃装置を装着することにより、広い範囲の床面、路面、狭隘な場所などを清掃するのに好適な自走式の清掃作業機械として用いられる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−８１８１３号公報（第１図）
【特許文献２】
特許第２８８３２８７号公報（第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら油圧ショベルの作業腕に路面清掃装置のようなアタッチメントを装着した場合には、次のような解決すべき問題がある。
【０００６】
すなわち、装着した路面清掃装置（以下単に清掃装置と呼ぶことがある）を、作業腕の上下方向への駆動操作により清掃する床面、路面などの清掃面に適切に接地させないと、例えば清掃装置が清掃面に接地していない離れた状態では清掃効率が悪くなり、逆に清掃装置を清掃面に接地させるために過度に作業腕により押さえ付けると清掃装置を損傷される可能性がある。さらに清掃面に「うねり」のような凹凸があるとそれに合わせて作業腕を頻繁に上下に移動操作をしなければならない。したがって路面清掃装置の取扱いには熟練を要するとともに、作業腕の作動操作に関連して取扱いが難しい問題がある。
【０００７】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、油圧ショベルの作業腕に装着されたアタッチメントを路面、地面などに適切に接地させることができるようにして、例えばアタッチメントとして路面清掃装置を装着した場合に、清掃効率を良くし、清掃装置の損傷を防止し、また作業腕の煩雑な上下操作の必要性をなくし、清掃作業を容易に行うことができるようにした油圧ショベルを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、油圧アクチュエータにより揺動作動される油圧ショベルの作業腕を、油圧アクチュエータの操作手段による作動操作の可能な「操作モード」と作動操作が不可能でかつ作業腕が自重あるいは外力による揺動の自由な「浮きモード」とに選択的に切換える切換手段を備え、該切換手段が、該油圧アクチュエータと該操作手段により操作される方向制御弁とを結ぶ油路に設けられた油路切換弁を備えている、ことを特徴とする作業腕浮きモードを備えた油圧ショベルである。
【０００９】
そして、作業腕を「操作モード」又は「浮きモード」に切換手段により選択的に切換えできるようにして、「浮きモード」を選択することにより路面清掃装置のようなアタッチメントを装着したときに作業腕の自重あるいは外力による揺動を自由にし、清掃装置が清掃面に適切に接地できるように、また清掃面の凹凸に追従することができるようにする。
【００１０】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の作業腕浮きモードを備えた油圧ショベルにおいて、該油路切換弁が電磁弁により構成され、この油路電磁弁を該「操作モード」又は「浮きモード」に切換える切換スイッチを備えているものである。
【００１１】
そして、切換スイッチにより必要なときに「浮きモード」を選択することができるようにする。切換スイッチは、例えば油圧ショベルの運転席に備えるのが好都合である。
【００１２】
請求項３に記載された発明は、請求項２記載の作業腕浮きモードを備えた油圧ショベルにおいて、アクチュエータを有するアタッチメントが該作業腕に装着され、該切換スイッチは、該アタッチメントのアクチュエータの作動状態に応じて、停止状態のときは「操作モード」が、作動状態のときは「浮きモード」が選択されるものである。
【００１３】
そして、作業腕に装着されたアタッチメントを作動させているときには、切換スイッチが「浮きモード」に位置付けられるようにする。
【００１４】
請求項４に記載された発明は、請求項２又は３記載の作業腕浮きモードを備えた油圧ショベルにおいて、該切換スイッチが「浮きモード」の状態にあっても、該操作手段が操作状態にあるときは、作業腕を作動操作の可能な「操作モード」に設定する浮き解除スイッチを備えているものである。
【００１５】
そして、「浮きモード」のときに作業腕の操作手段を操作すると、自動的に「操作モード」にして作業腕の揺動操作が可能になるようにする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された作業腕浮きモードを備えた油圧ショベルについて、その好適実施形態を図示している添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。
【００１７】
図１を参照して、先ず作業腕を備えた油圧ショベルについてその概要を説明する。全体を番号２で示す油圧ショベルは、下部走行体４と、下部走行体４上に軸線５を中心に水平方向に旋回自在に取付けられた上部旋回体６を備えている。上部旋回体６には、運転室８及び上下方向に揺動作動の自在な作業腕１０が備えられている。作業腕１０の先端にアタッチメントである路面清掃装置１２が装着されている。
【００１８】
作業腕１０は、上部旋回体６に上下方向に揺動自在に取付けられたブーム１０ａ、ブーム１０ａの先端に上下方向に揺動自在に取付けられたアーム１０ｂ、ブーム１０ａと上部旋回体６との間に介在され、作業腕１０を揺動させる一対のブームシリンダ１０ｃ、１０ｃ（図１の紙面に垂直の方向に対に配設されている）、ブーム１０ａとアーム１０ｂの間に介在されたアームシリンダ１０ｄ、及び一端がアーム１０ｂに取付けられたアタッチメントシリンダ１０ｅを備えている。路面清掃装置１２は、アーム１０ｂの先端とアタッチメントシリンダ１０ｅの他端に連結されたリンク１０ｆの先端に取付けられている。
【００１９】
路面清掃装置１２は、路面Ｇに当接される回転の自在な前後の支持輪１２ａ、１２ｂ、油圧ショベルの上部旋回体６から供給される作動油により回転駆動されるアクチュエータである主ブラシ１２ｃ及びサイドブラシ１２ｄ、並びに塵埃を収容するバケット（図示していない）などを備えた、周知のものである。したがって路面清掃装置１２についての詳細な説明は省略する。
【００２０】
図１とともに図２を参照して次に、作業腕１０、路面清掃装置１２などの駆動を制御する油圧制御装置について説明する。この油圧制御装置に作業腕浮きモードを構成する手段が含まれている。
【００２１】
油圧制御装置は、エンジン１４により駆動される一対の可変容量型の油圧ポンプ１６ａ、１６ｂ、その吐出油を制御して油圧アクチュエータであるブームシリンダ１０ｃ、１０ｃ、アームシリンダ１０ｄ、アタッチメントシリンダ１０ｅ、並びに下部走行体４に設けられた左右一対の走行モータ１１ａ、１１ａ、上部旋回体６を旋回させる旋回モータ１１ｂなどに給排する、方向制御弁群１８を備えている。方向制御弁群１８にはこれらの油圧アクチュエータに対応して方向制御弁が備えられ、方向制御弁の各々は操作手段からのパイロット圧油によって操作される。路面清掃装置１２のアクチュエータを制御する方向制御弁群２０には、方向制御弁群１８の中立油路を通して油圧ポンプ１６ａの吐出油が供給されている。
【００２２】
作業腕１０を上下に揺動作動させる油圧アクチュエータであるブームシリンダ１０ｃ、１０ｃには、方向制御弁２２及び操作手段２４が接続さられている。方向制御弁２２は操作手段２４からの操作に応じて出力されるパイロット圧油によって操作される。図２においてブームシリンダ１０ｃ、１０ｃ以外の操作手段の図示は省略されている。
【００２３】
方向制御弁２２はブームシリンダ１０ｃ、１０ｃのヘッド側ポートと油路２６によって、ロッド側ポートと油路２８によってそれぞれ結ばれている。方向制御弁２２に操作手段２４からのパイロット圧油の供給のないとき、すなわち操作手段２４が操作されない方向制御弁２２が中立状態（図２の状態）のときには、ブームシリンダ１０ｃ、１０ｃは、作動油が給排されない、伸縮しない保持状態に維持される。操作手段２２が操作され、パイロット圧油が方向制御弁２２のいずれかの端に供給されると、ブームシリンダ１０ｃ、１０ｃのそれに対応したヘッド側ポートあるいはロッド側ポートに作動油が供給され、ブームシリンダ１０ｃ、１０ｃが伸縮作動し、作業腕１０が揺動作動される。
【００２４】
路面清掃装置１２は、主ブラシ１２ｃを回転させる油圧モータ３０ａ及びサイドブラシ１２ｄを回転させる油圧モータ３０ｂそれぞれに作動油を給排する電磁弁により構成された方向制御弁２０ａ、２０ｂを備えている。方向制御弁２０ａ、２０ｂには操作手段３２が連結されている。操作手段３２の操作スイッチ３４により方向制御弁２０ａ、２０ｂへの通電をオンオフすることによって方向制御弁２０ａ、２０ｂはオンオフされ、主ブラシ１２ｃ（油圧モータ３０ａ）及びサイドブラシ１２ｄ（油圧モータ３０ｂ）は作動状態に、あるいは停止状態に制御される。
【００２５】
ブームシリンダ１０ｃ、１０ｃとその方向制御弁２２とを結ぶ油路２６、２８に、その油路の接続関係を切換える切換手段３６が備えられている。この切換手段３６には、路面清掃装置１２の操作スイッチ３４のオンオフ出力信号が、またブームシリンダ１０ｃ、１０ｃの操作手段２４の操作を検出する検出スイッチ３８のオンオフ出力信号が接続されている。
【００２６】
切換手段３６について、図３及び図４主として図３を参照して説明する。切換手段３６は、上述の油路２６、２８の、方向制御弁２２とブームシリンダ１０ｃとの接続関係を切換える油路切換弁４０を備えている。油路切換弁４０は電磁弁により構成されている。油路切換弁４０は油路２６、２８を、方向制御弁２２とブームシリンダ１０ｃとが連結される図３に示した状態と、図４に示した方向制御弁２２とブームシリンダ１０ｃの油路２６、２８の接続が断たれブームシリンダ１０ｃ側の油路２６、２８同士が短絡され、またタンク４２に接続される状態に選択的に切換える。
【００２７】
かくして、切換手段３６の油路切換弁４０を切換えることによって（切換えの制御については後に説明する）ブームシリンダ１０ｃにより揺動作動される作業腕１０を、操作手段２４を操作して方向制御弁２２によるブームシリンダ１０ｃの伸縮作動の可能な「操作モード」と、方向制御弁２２による伸縮作動が不可能で、かつブームシリンダ１０ｃのロッド側とヘッド側が短絡されブームシリンダ１０ｃの伸縮が自由な、すなわち作業腕１０の自重あるいは外力による揺動が自由な「浮きモード」とに選択的に切換えられる。
【００２８】
油路切換弁４０には電源４４との間に通電をオンオフするスイッチである切換スイッチ４６が備えられている。切換スイッチ４６は常時オフの電磁スイッチで構成されている。切換スイッチ４６は路面清掃装置１２の操作手段３２の操作スイッチ３４のオンオフ信号がオンになると通電されてオンになり、通電がないとオフになる。切換スイッチ４６がオンされ油路切換弁４６に通電されると油路切換弁４０は図４に示す「浮きモード」の状態に切換えられ、通電されないと図３に示す「操作モード」の状態に位置付けられる。
【００２９】
そして切換スイッチ４６は、路面清掃装置１２の操作スイッチ３４のオンオフ信号に連動してオンオフ操作されるので、路面清掃装置１２のアクチュエータである主ブラシ１２ｃ及びサイドブラシ１２ｄが操作スイッチ３４によりオンの作動状態のときには、切換スイッチ４６は通電されてオンになり油路切換弁４０は「浮きモード」になる。操作スイッチ３４がオフされて停止状態のときは切換スイッチ４６はオフの状態になり油路切換弁４０は「操作モード」になる。
【００３０】
図３及び図４と共に図５を参照して説明を続けると、切換手段３６はさらに、ブームシリンダ１０ｃの方向制御弁２２を操作する操作手段２４が操作状態にあるときには油路切換弁４０を作業腕１０を作動操作の可能な「操作モード」に設定するための浮き解除スイッチ４８を備えている。浮き解除スイッチ４８は常時オンの電磁スイッチによって構成されており、前述の切換スイッチ４６と電源４４との間に直列に接続されている。
【００３１】
ブームシリンダ１０ｃの操作手段２４の操作状態を検出する検出スイッチ３８は、図５に示すリミットスイッチ３８ａと、操作手段２４の操作レバー２４ａに設けられたカム板３８ｂを備えている。リミットスイッチ３８ａは、操作手段２４が操作されない操作レバー２４ａが中立位置（図５（ａ）の状態）のときにはその接触子３８ｃがカム板３８ｂの凹部に当接してオフになり、操作レバー２４ａが図５（ａ）に二点鎖線で示す一方の操作位置Ａあるいは他方の操作位置Ｂに操作されると、図５（ｂ）に実線で一方の操作位置Ａの状態を示したごとく、接触子３８ｃはスイッチ３８ａの本体側にカム板３８ｂによって押されてオフになる。検出スイッチ３８は、操作レバー２４ａの位置を検出することができるものであればよいから、非接触型の光電スイッチなど適宜の手段を用いることができる。
【００３２】
したがって浮き解除スイッチ４８は、検出スイッチ３８からの信号がオンの、操作手段２４が操作状態のときにはオフになり、電源４４と切換スイッチ４６との接続を断つので、切換スイッチ４６がオンの「浮きモード」にあっても、油路切換弁４０には通電されず「浮きモード」は解除され、油路切換弁４０は「操作モード」に位置付けられる。
【００３３】
上述したとおりの形態の、作業腕浮きモードを備えた油圧ショベルの作用について、主として図２及び図３を参照して説明する。
【００３４】
（１）「操作モード」と「浮きモード」を備えた：
作業腕１０を、油圧アクチュエータであるブームシリンダ１０ｃの操作手段２４による作動操作の可能な「操作モード」と作動操作が不可能でかつ作業腕１０が自重あるいは外力による揺動の自由な「浮きモード」とに選択的に切換える切換手段３６を備えたので、「浮きモード」を用いることにより、作業腕１０に装着されたアタッチメントを路面Ｇ（図１）に適切に接地させることができる。アタッチメントとして路面清掃装置１２を装着した場合には、清掃効率を良くし、清掃装置の損傷を防止し、また作業腕１０の煩雑な上下操作の必要性をなくし、清掃作業を容易に行うことができる。そして「操作モード」を選択すれば作業腕１０をアタッチメントとともに任意に上下に揺動作動させることができる。
【００３５】
（２）切換手段の設置が容易：
切換手段３６を油圧アクチュエータ１０ｃと操作手段２４により操作される方向制御弁２２とを結ぶ油路に設けるようにしたので、方向制御弁群１８を改造する必要がなく、また必要なときに油路の途中に後付けすることができ、設置が容易である。
【００３６】
（３）操作が容易：
「操作モード」及び「浮きモード」を切換える切換スイッチ４６を、アタッチメント１２のアクチュエータ３０ａ、３０ｂの作動に合わせて自動的に、すなわちアクチュエータ３０ａ、３０ｂの操作中は「浮きモード」になるようにし、また切換スイッチ４６が「浮きモード」の状態にあっても、操作手段２４による作業腕１０の作動操作に連動して「操作モード」に設定する浮き解除スイッチ４８を備えたので、作業腕１０及びそれに装着したアタッチメント１２を容易に操縦操作することができる。また、スイッチの手動による操作の煩わしさを除き、スイッチの切り忘れあるいは入れ忘れも防止することができる。
【００３７】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えば下記のように、本発明の範囲内においてさまざまな変形あるいは修正ができるものである。
【００３８】
（１）作業腕のアタッチメント：
本実施の形態においては、作業腕に装着されるアタッチメントとして路面清掃装置が装着され、また路面清掃装置にはアクチュエータが備えられているが、浮きモードを備えた作業腕に装着されるアタッチメントは路面清掃装置に限定されるものではなく、またアクチュエータを備えるものでなくてもよい。例えば、地面の凹凸に合わせて地均しを行う排土板装置、除雪を行う除雪プラウ装置などにも好適である。
【００３９】
（２）切換スイッチ：
本実施の形態においては、「操作モード」及び「浮きモード」の切換スイッチ４６を、アタッチメント１２のアクチュエータ３０ａ、３０ｂの作動に合わせて自動的に切換わる電磁スイッチにしたが、切換スイッチは図６に示すように、単独で手動によりオンオフする切換スイッチ５０であってもよい。そしてこの切換スイッチ５０を、運転席の操作パネル、あるいは操作レバーの握り部など、操作の容易な場所に設置するとよい。
【００４０】
（３）浮き解除スイッチ：
本実施の形態においては、図３に示すように、切換スイッチ４６とともに浮き解除スイッチ４８を備えたが、作業腕１０に装着するアタッチメントの形態などによって単に切換スイッチのみでよい場合には、図６に示すように浮き解除スイッチは設けないで切換スイッチ５０のような切換スイッチのみにしてもよい。
【００４１】
（４）切換手段の油路切換弁：
本実施の形態においては、切換手段３６の油路切換弁４０として電磁弁が用いられたが、油路切換弁は、例えば上述のように浮き解除スイッチを設けない場合には、電磁弁でなく手動切換弁、パイロット切換弁など他の切換弁であってもよい。
【００４２】
【発明の効果】
本発明に従って構成された作業腕浮きモードを備えた油圧ショベルによれば、選択切換可能に作業腕の「操作モード」と「浮きモード」を備えたので、作業腕に装着されたアタッチメントを「浮きモード」により路面、地面などに適切に接地させることができ、また「操作モード」により作業腕を適宜に任意に作動操作させることができ、例えばアタッチメントとして路面清掃装置を装着した場合に、清掃効率を良くし、清掃装置の損傷を防止し、また作業腕の煩雑な上下操作の必要をなくし、清掃作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る作業腕浮きモードを備えた油圧ショベルの側面図。
【図２】図１に示す油圧ショベルの油圧制御装置の回路図。
【図３】図２の油圧制御装置に備えられた切換手段の回路図。
【図４】図３の切換手段に備えられた油路切換弁の部分を「浮きモード」の状態で示した回路図。
【図５】操作手段の操作状態を検出する検出スイッチの作動説明図で、（ａ）は操作手段が操作されない中立状態、（ｂ）は操作状態を示している。
【図６】切換手段の他の実施形態を示した回路図。
【符号の説明】
２：油圧ショベル
１０：作業腕
１０ｃ：ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）
１２：路面清掃装置（アタッチメント）
１２ｃ：主ブラシ（回転ブラシ）
１２ｄ：サイドブラシ（回転ブラシ）
２２：方向制御弁
２４：操作手段
２６：油路
２８：油路
３０ａ：アタッチメントのアクチュエータ
３０ｂ：アタッチメントのアクチュエータ
３２：操作手段
３４：操作スイッチ
３６：切換手段
４０：油路切換弁
４６：切換スイッチ
５０：切換スイッチ
【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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