(57)【要約】【課題】電磁切換弁の作動不良がなく、簡単な回路で作動油の発熱・昇温を抑制して連続駆動を可能にするバケットの油圧回路を提供する。【解決手段】バケット３２開閉用の油圧シリンダ１４，１５と、作動油を前記油圧シリンダ１４，１５に切換供給し、油圧シリンダ１４，１５の作動方向を切り換える正転・逆転方式の油圧ポンプ１９と、ヘッド側吐出管５ａと、ロッド側吐出管５ｂと、油圧ポンプ１９を正転・逆転駆動が可能な電動機４と、シャトル弁１１と、シャトル弁１１に接続された圧力スイッチ１６と、圧力スイッチ１６が信号を出力したときに、電動機４の回転を減速または停止させるモータ回転制御部８と、油圧機器を制御する油圧制御部１８と、を備えたバケット３２の油圧回路１００である。【選択図】図３
2007269463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バケット開閉用の油圧シリンダと、
作動油を前記油圧シリンダのヘッド側室とロッド側室に切換供給し、前記油圧シリンダの作動方向を切り換える二つの吐出口を備えた正転・逆転方式の油圧ポンプと、
前記油圧ポンプの一方の吐出口に接続され、前記ヘッド側室へ作動油を供給するヘッド側吐出管と、
前記油圧ポンプの他方の吐出口に接続され、前記ロッド側室へ作動油を供給するロッド側吐出管と、
前記油圧ポンプを正転・逆転駆動が可能な電動機と、
前記ヘッド側吐出管と前記ロッド側吐出管との間に配置されたシャトル弁と、
前記シャトル弁に接続され、このシャトル弁を経由して前記ヘッド側吐出管および前記ロッド側吐出管の少なくとも一方の内圧が予め設定された圧力以上になったことを検出して信号を出力する圧力スイッチと、
前記バケットの掴み完了、および、開き完了の少なくとも一方で前記油圧シリンダがストロークエンド停止し、前記圧力スイッチが前記信号を出力したときに、前記電動機の回転を減速または停止させるモータ回転制御部と、
油圧機器を制御する油圧制御部と、
を備えたことを特徴とするバケットの油圧回路。
【請求項２】
前記ヘッド側吐出管に設けられ、前記ヘッド側吐出管内の圧力が所定の設定圧力以上になったときに、前記ヘッド側吐出管内の作動油を排出するヘッド側圧力制御弁と、
前記ロッド側吐出管に設けられ、前記ロッド側吐出管内の圧力が所定の設定圧力以上になったときに、前記ロッド側吐出管内の作動油を排出するロッド側圧力制御弁と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のバケットの油圧回路。
【請求項３】
バケット開閉用の油圧シリンダと、
作動油を前記油圧シリンダのヘッド側室とロッド側室に切換供給し、前記油圧シリンダの作動方向を切り換える二つの吐出口を備えた正転・逆転方式の油圧ポンプと、
前記油圧ポンプの一方の吐出口に接続され、前記ヘッド側室へ作動油を供給するヘッド側吐出管と、
前記油圧ポンプの他方の吐出口に接続され、前記ロッド側室へ作動油を供給するロッド側吐出管と、
前記油圧ポンプを正転・逆転駆動が可能な電動機と、
前記油圧シリンダがストロークエンド停止したときに、前記電動機の電気的負荷値が、予め設定した前記電気的負荷値以上を示したときには、前記電動機の回転を減速または停止させるための電気的負荷値判定部と、
前記バケットの掴み完了、および、開き完了の少なくとも一方で前記油圧シリンダがストロークエンド停止することによって、前記電気的負荷値判定部が前記予め設定した電気的負荷値以上を検出したときに、前記電動機の回転を減速または停止させるモータ回転制御部と、
油圧機器を制御する油圧制御部と、
を備えたことを特徴とするバケットの油圧回路
【請求項４】
前記モータ回転制御部は、インバータ制御部とすることを特徴とする請求項１または請求項３に記載のバケットの油圧回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バケットの油圧回路に関し、特に、電磁切換弁の作動不良がなく、簡単な回路で作動油の発熱・昇温を抑制して連続駆動を可能にするとともに、省エネルギー化を可能としたバケットの油圧回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は従来のグラブバケット駆動装置の油圧回路図、図６は従来のグラブバケット駆動装置の電気回路図である。
図５に示すように、従来のグラブバケットの油圧回路２１２には、電動モータ２１３の駆動によってオイルタンク２１４内の油を逆止弁２１５および電磁切換弁２１６を介して油圧シリンダ２０６に圧送する油圧ポンプ２１７が設けられている。
電磁切換弁２１６が、位置２１６ａに切り換えられると、油圧シリンダ２０６は短縮してグラブバケットが開き、位置２１６ｂに切り換えられると、油圧シリンダ２０６は伸張してグラブバケットが閉じるようになっている。また、中立位置２１６ｃに切り換えられると、油圧シリンダ２０６への作動油の供給は遮断され、グラブバケットの作動が停止（アンロード）する。
【０００３】
油圧回路２１２にはアンロード時に油圧ポンプ２１７からの油圧を逃がすアンロード回路２１８が設けられている。このアンロード回路２１８の電磁切換弁２１６にはセンターバイパス形が用いられ、電磁切換弁２１６が中立位置２１６ｃに切り換えられると、作動油は流路２１９を経由してオイルタンク２１４に戻されるようになっている。安全弁２２０は油圧が所定圧を超えたときにフィルタ２２１を通り、オイルタンク２１４に戻る。
【０００４】
そして、図６に示すように、油圧ポンプ２１７を駆動するモータ２１３には、アンロード時に回転数を下げるインバータ制御装置２２２が接続されている。このインバータ制御装置２２２には、グラブバケット開閉用操作レバー（図略）と連動して、オン・オフされるスイッチ２２３，２２４が設けられている。スイッチ２２３がオンされると、リレー２２５がオンされ、その接点２２５ａがオンされて電磁切換弁２１６が位置２１６ａに切り換えられるようになっている。
また、スイッチ２２４がオンされると、リレー２２６がオンされ、その接点２２６ａがオンされて電磁切換弁２１６が位置２１６ｂに切り換えられ、スイッチ２２３，２２４がともにオフの場合には、リレー接点２２５ａ，２２６ａがともにオフとなって電磁切換弁２１６が中立位置２１６ｃに切り換えられるようになっている。特に、スイッチ２２３，２２４がともにオフの場合には、リレー２２７がオンされ、インバータ制御装置２２２内の図示しない接点がオンされてモータ２１３への給電周波数を下げ、例えば、ロード時には１８００ｍｉｎ−１の回転数をアンロード時にはその１／１０に下げるようになっている。
【０００５】
このように構成されたグラブバケット駆動装置によれば、図５に示すように、油圧シリンダ２０６を作動させないアンロード時には、スイッチ２２３，２２４がともにオフとなり、インバータ制御装置２２２によってモータ２１３の回転数が１／１０の回転数に下げられるため、アンロード回路２１８を流れる油量が減り、流路抵抗による油温の上昇が防止される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３０９７９７６号（第２〜第３頁、図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、例えば、清掃工場において、ゴミを投入・攪拌する際に使用される荷役運搬用のグラブバケットは、２４時間３６５日間稼働することが要求されている。さらに、ごみハンドリングの場合、攪拌、投入の繰り返しは１サイクル１８０ｓｅｃ前後であり、追い掴み（掴み直し）を２〜３回行うため、従来の電磁切換弁の動作が４５秒/回と非常に多く、電磁切換弁の摩耗が起こり、電磁切換弁での作動不良（トラブル）が一番多いという問題があった。
さらに、掴みの過程で２〜３回の追い掴みを自動的に行なっており、電動機の回転数を下げる対策であっても油圧回路における作動油の発熱・昇温を完全の防止することは十分とはいえないという問題があつた。
また、作動油が発熱・昇温した場合に、アラームの鳴動や作動を停止する機能が組み込まれており、外気温が高い場合など作動油が発熱・昇温して作動が停止され、連続作業ができずに油温が下がるまで運転を待機したり、別な装置と入れ替えたりするなど、大変な作業を要するという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は前記課題を解決するために創案されたものであり、電磁切換弁の作動不良がなく、簡単な構造で作動油の発熱・昇温を抑制して連続作業を可能にするとともに、省エネルギー化を可能としたバケットの油圧回路を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、バケット（３２）の油圧回路（１００）であって、バケット（３２）開閉用の油圧シリンダ（１４，１５）と、作動油を前記油圧シリンダ（１４，１５）のヘッド側室（１４ａ，１５ａ）とロッド側室（１４ｂ，１５ｂ）に切換供給し、前記油圧シリンダ（１４，１５）の作動方向を切り換える二つの吐出口（１９ａ，１９ｂ）を備えた正転・逆転方式の油圧ポンプ（１９）と、前記油圧ポンプ（１９）の一方の吐出口（１９ａ）に接続され、前記ヘッド側室（１４ａ，１５ａ）へ作動油を供給するヘッド側吐出管（５ａ）と、前記油圧ポンプ（１９）の他方の吐出口（１９ｂ）に接続され、前記ロッド側室（１４ｂ，１５ｂ）へ作動油を供給するロッド側吐出管（５ｂ）と、前記油圧ポンプ（１９）を正転・逆転駆動が可能な電動機（４）と、前記ヘッド側吐出管（５ａ）と前記ロッド側吐出管（５ｂ）との間に配置されたシャトル弁（１１）と、前記シャトル弁（１１）に接続され、このシャトル弁（１１）を経由して前記ヘッド側吐出管（５ａ）および前記ロッド側吐出管（５ｂ）の少なくとも一方の内圧が予め設定された圧力以上になったことを検出して信号を出力する圧力スイッチ（１６）と、前記バケット（３２）の掴み完了、および、開き完了の少なくとも一方で前記油圧シリンダ（１４，１５）がストロークエンド停止し、前記圧力スイッチ（１６）が前記信号を出力したときに、前記電動機（４）の回転を減速または停止させるモータ回転制御部（８）と、油圧機器を制御する油圧制御部（１８）と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のバケット（３２）の油圧回路（１００）であって、前記ヘッド側吐出管（５ａ）に設けられ、前記ヘッド側吐出管（５ａ）内の圧力が所定の設定圧力以上になったときに、前記ヘッド側吐出管（５ａ）内の作動油を排出するヘッド側圧力制御弁（１０ａ）と、前記ロッド側吐出管（５ｂ）に設けられ、前記ロッド側吐出管（５ｂ）内の圧力が所定の設定圧力以上になったときに、前記ロッド側吐出管（５ｂ）内の作動油を排出するロッド側圧力制御弁（１０ｂ）と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載のバケット（３２）の油圧回路（１００）は、バケット（３２）開閉用の油圧シリンダ（１４，１５）と、作動油を前記油圧シリンダ（１４，１５）のヘッド側室（１４ａ，１５ａ）とロッド側室（１４ｂ，１５ｂ）に切換供給し、前記油圧シリンダ（１４，１５）の作動方向を切り換える二つの吐出口（１９ａ，１９ｂ）を備えた正転・逆転方式の油圧ポンプ（１９）と、前記油圧ポンプ（１９）の一方の吐出口（１９ａ）に接続され、前記ヘッド側室（１４ａ，１５ａ）へ作動油を供給するヘッド側吐出管（５ａ）と、前記油圧ポンプ（１９）の他方の吐出口（１９ｂ）に接続され、前記ロッド側室（１４ｂ，１５ｂ）へ作動油を供給するロッド側吐出管（５ｂ）と、前記油圧ポンプ（１９）を正転・逆転駆動が可能な電動機（４）と、前記油圧シリンダ（１４，１５）がストロークエンド停止したときに、前記電動機（４）の電気的負荷値が、予め設定した前記電気的負荷値以上を示したときには、前記電動機（４）の回転を減速または停止させるための電気的負荷値判定部（２１）と、前記バケット（３２）の掴み完了、および、開き完了の少なくとも一方で前記油圧シリンダ（１４，１５）がストロークエンド停止することによって、前記電気的負荷値判定部（２１）が前記予め設定した電気的負荷値以上を検出したときに、前記電動機（４）の回転を減速または停止させるモータ回転制御部（８）と、油圧機器を制御する油圧制御部（１８）と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項３に記載のバケット（３２）の油圧回路（１００）であって、前記モータ回転制御部（８）は、インバータ制御部とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、バケットの掴み完了、および、開き完了のいずれか一方で油圧シリンダがストロークエンド停止したときの吐出圧を圧力スイッチで検出して、電動機の回転を減速、または、停止させるため、従来よりも木目細かなタイミングで制御できることから、油圧ポンプや電動機に対する高負荷状態が解消されるため、作動油の発熱・昇温を抑制して連続駆動を可能にするとともに、省エネルギー化もできる。
さらに、従来から使用されてきた電磁切換弁の代わりに電動機の正転と逆転とを使用することにより、電磁切換弁の作動不良を無くすることができるとともに、油圧回路が簡素化されて消耗部品を少なくすることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、ヘッド側圧力制御弁とロッド側圧力制御弁を備えたことによって、ヘッド側吐出管内、または、ロッド側吐出管内の圧力が所定圧力以上になったときに、パイロット圧がヘッド側圧力制御弁とロッド側圧力制御弁のどちらかを開放するため、管内の作動油の発熱・昇温を抑えることができる。
また、圧力制御弁を作動させることにより、所定の掴み力（開、閉の力）を確保することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、バケットの掴み完了、および、開き完了の少なくとも一方で油圧シリンダがストロークエンド停止することによって、電気的負荷値判定部が予め設定した電気的負荷値以上を検出したときに、電動機の回転を必要最小限の回転数まで減速または停止させるモータ回転制御部と、油圧機器を制御する油圧制御部とを備えたことによって、従来よりも木目細かなタイミングで制御できることから、油圧ポンプや電動機の高負荷状態が解消され、作動油の発熱・昇温を抑制して連続作業を可能にするとともに、省エネルギー化ができる。
また、バケット開閉完了して油圧回路が高負荷状態になったことを、電気的負荷、例えば、電流値で検出することができるようにしたことによって、油圧回路をさらにシンプルにできる。
また、消耗部品を少なくすることができるとともに、電磁切換弁のトラブルを解消することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、インバータ制御部を設けたことにより、電動機の回転を所定の回転数まで減速させて低速回転、または、停止させるという木目細かな制御により、昇温を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係るグラブバケットの正面図、図２は、このグラブバケットの右側面図、図３は、第１の実施形態に係るグラブバケットに適用される油圧回路図である。
【００１７】
本発明に適用されるグラブバケットの全体構造について図１、図２を参照して説明する。
図１、図２に示すように、グラブバケット３０は、ガーダ３１の下部に支持固定された軸３１ａ，３１ｂに、上部を回動自在に軸支させて取り付けられた左右一対の左バケット３２ａ、右バケット３２ｂと、軸３１ａ，３１ｂよりも上方で、左バケット３２ａ、右バケット３２ｂの上端部において、左バケット３２ａと右バケット３２ｂとの間に両端を連結部により回動自在に軸支させて掛け渡たされたバケット開閉用の油圧シリンダ１４，１５と、連結リング３３、サイド軸受３８と、ガーダ３１の上部に設置された油圧ポンプユニット３と、から主要部が構成されている。
【００１８】
図１に示すように、ガーダ３１の内部には油圧ポンプ１９が設けられ、その下方にはオイルタンク１が設けられている。
連結リンク３３は、左バケット３２ａの連結部Ｐ１と右バケット３２ｂの連結部Ｐ３間に掛け渡されている。また、サイド軸受３８は、左バケット３２ａの軸３１ａと右バケット３２ｂの軸３１ｂとの間に掛け渡たされている。左バケット３２ａと右バケット３２ｂは、軸３１ａ，３１ｂにより回動自在に軸支されており、しかも軸３１ａ，３１ｂは回動の支点となっている。
爪３２ｃ，３２ｄは、左右バケット３２ａ，３２ｂの先端部に設けられており、左バケット３２ａと右バケット３２ｂが閉じたときに互いに噛み合わされる。
バッファ３４は、左バケット３２ａ、右バケット３２ｂの両側面に取り付けられた弾性体、例えば、タイヤなどで構成され、クラブバケット３０が壁などに衝突した場合であっても衝撃を吸収できる緩衝体である。
【００１９】
吊下材３５は、ガーダ３１の上部に固定され、この吊下材３５に取り付けられた図示しない吊下金具を介してワイヤロープ（図略）がクレーン（図略）に連結されている。
これによって、グラブバケット３０は、吊り上げられ、または吊り下げられる。
キャブタイヤケーブル３７は、電動機４などへ電力などを供給するケーブルである。
油圧ポンプユニット３は、外部からのゴミなどが侵入しないように周囲をパネル６（図２参照）で囲まれている。プロテクター（カバー）３６は、油圧ポンプユニット３などを周囲から保護している。
【００２０】
図３に示すように、電動機４は、ここではインバータ制御のモータであり、正転、逆転させ、油圧ポンプ１９からの作動油を油圧シリンダ１４，１５に直接輸送し、グラブバケット３０の開閉を行うものである。したがって、従来から使用された電磁切換弁はなく、電動機４の正転・逆転がその代わりをしている。
例えば、この電動機４の回転方向が、油圧シリンダ１４，１５のロッド側室１４ｂ，１５ｂヘ、油圧ポンプ１９から作動油を吐出するように切り換わると、油圧シリンダ１４，１５のロッド１４ｃ，１５ｃが短縮（図３に示す状態）する。
このとき、図１、図２に示すように、油圧シリンダ１４，１５のヘッド側の連結部Ｐ１は左バケット３２ａに取り付けられており、油圧シリンダ１４，１５のロッド側は右バケット３２ｂに取り付けられていることによって、油圧シリンダ１４，１５のヘッド側の連結部Ｐ１は、軸３１ａを中心に円弧を描きながら連結部Ｐ１′に移動する。
同様に、油圧シリンダ１４，１５のロッド側の連結部Ｐ２は、軸３１ｂを中心に円弧を描きながら連結部Ｐ２′に移動する。そして、左右一対のバケット３２ａ，３２ｂが、軸３１ａ，３１ｂを中心にして左右対称に回動し、バケット３２ａ，３２ｂは「開」の状態になる。
【００２１】
その反対に、電動機４の回転方向が切り換わると、吸い込み側が吐出側、吐出側が吸い込み側になり、油圧シリンダ１４，１５のロッド１４ｃ，１５ｃが伸張して、左バケット３２ａに設けられた油圧シリンダ１４，１５のヘッド側の連結部Ｐ１′は軸３１ａを中心に円弧を描きながら連結部Ｐ１に移動する。
同様に、右バケット３２ｂに設けられた油圧シリンダ１４，１５のロッド側の連結部Ｐ２′は、軸３１ｂを中心に円弧を描きながら連結部Ｐ２に移動する。そして、左右一対のバケット３２ａ，３２ｂが、軸３１ａ，３１ｂを回動中心として縦中心線に対して対称に回動して、バケット３２ａ，３２ｂは閉の状態になる。
なお、グラブバケット３０では、バケット３２ａ，３２ｂが「閉」の状態を実線で示し、「開」の状態を２点鎖線で示している。
【００２２】
＜第１の実施形態＞
次に、グラブバケット３０に適用されるバケット３２を開閉制御する油圧回路１００の構成を図３に基づいて詳細に説明する。
図３に示すように、本実施形態の油圧回路１００では、定吐出型の正転・逆転方式の油圧ポンプ（以下、油圧ポンプと称す）１９を適用している。
この油圧回路１００の下流の末端にバケット３２が接続されている。このバケット３２は左バケット３２ａ、右バケット３２ｂから構成されており、左バケット３２ａ、右バケット３２ｂに油圧シリンダ１４，１５が掛け渡されている。
【００２３】
油圧シリンダ１４は、ヘッド側室１４ａ、ロッド側室１４ｂ、およびロッド１４ｃを備えている。また、油圧シリンダ１５は、ヘッド側室１５ａ、ロッド側室１５ｂ、およびロッド１５ｃを備えている。各側室に作動油が供給されて、ロッドが伸縮される。
図１に示すように、左バケット３２ａにはヘッド側室１４ａ，１５ａの先端が連結部Ｐ１によって連結されており、右バケット３２ｂにはロッド１４ｃ，１５ｃの先端が連結部Ｐ２によって連結されて、このロッド１４ｃ，１５ｃの伸縮によって左バケット３２ａ、右バケット３２ｂを開閉動作させるようになっている。
つまり、ロッド１４ｃ，１５ｃが伸張したときはバケット３２が閉状態、短縮したときはバケット３２が開状態になる。
【００２４】
カウンタバランス弁９は、この油圧シリンダ１４，１５の上流に設けられている。このカウンタバランス弁９には、方向制御弁９ａと逆止弁９ｂが備えられている。そして、このカウンタバランス弁９は、バケット３２が開状態にセットされ、ロッド側室１４ｂ，１５ｂの作動油を保持するようになっており、バケット３２が閉じないように開状態が安定的に保持される。
つまり、ヘッド側吐出管５ａに圧力がかからないと油圧回路が開かないようになっているので、油圧シリンダ１４，１５のヘッド側室１４ａ，１５ａ側に作動油が入り、圧力が上昇しないと、油圧シリンダ１４，１５のロッド側室１４ｂ，１５ｂの作動油はロッド側吐出管５ｂに戻らないので、バケット３２は急激な閉まりは防止できる。
また、開状態保持の時にはヘッド側吐出管５ａに圧力がかからないため、方向制御弁９ａは開かず、逆止弁９ｂで作動油は止まり、圧力を保持しているのでバケット３２は閉じないようになっている。なお、このカウンタバランス弁９のプリセット圧力は、１．０ＭＰａに設定されている。
【００２５】
パイロット逆止弁１３は、さらに、カウンタバランス弁９の上流のヘッド側吐出管５ａに設けられている。これによって、バケット３２が「閉」の状態のときにヘッド側室１４ａ，１５ａの作動油を安定的に保持するようになっている。
また、カウンタバランス弁９の上流側には、圧力制御弁１０が設けられている。圧力制御弁１０は、ヘッド側圧力制御弁１０ａとロッド側圧力制御弁１０ｂとを備えている。
なお、この圧力制御弁１０は、ヘッド側吐出管５ａにおいてはパイロット逆止弁１３の下流側に位置している。
【００２６】
そして、ヘッド側吐出管５ａから分岐した管路７ａには、リリーフバルブであり、２１Ｍｐａにセットされたヘッド側圧力制御弁１０ａが常時「閉」で設けられている。このヘッド側圧力制御弁１０ａは、ヘッド側吐出管５ａ内の管内圧力が設定圧力（２１ＭＰａ）に達することによって、パイロット圧がヘッド側圧力制御弁１０ａを開放し、ヘッド側吐出管５ａ内の作動油を、管路１２ａからドレン管１２を経由してオイルタンク１へ排出する。
そして、ロッド側吐出管５ｂから分岐したもう一方の管路７ｂには、ロッド側圧力制御弁１０ｂが常時「閉」で設けられており、このロッド側圧力制御弁１０ｂも、ロッド側吐出管５ｂ内の管内圧力が、例えば、設定圧力（２１ＭＰａ）に達することによって、パイロット圧がロッド側圧力制御弁１０ｂを開放し、ロッド側吐出管５ｂ内の作動油を、管路１２ｂからドレン管１２を経由してオイルタンク１へ排出する。
【００２７】
シャトル弁１１は、圧力制御弁１０の上流の、ヘッド側吐出管５ａとロッド側吐出管５ｂとの間に配置され、管２２を介して圧力スイッチ１６が接続されている。このシャトル弁１１は、ヘッド側吐出管５ａにおいてはパイロット逆止弁１３の上流側に位置している。シャトル弁１１の内部には、圧力の高低によって左右にボールが移動して、作動油の流路を制御する弁が備えられている。
つまり、シャトル弁１１は圧力が掛かっている（作動油が吐出されている）方の圧力、つまり、ヘッド側吐出管５ａと、ロッド側吐出管５ｂのいずれかを検出するものである。例えば、閉側配管のヘッド側吐出管５ａに圧力が掛かると、内部のボールはロッド側吐出管５ｂ側に移動してロッド側吐出管５ｂ側の配管路をふさぐため、ヘッド側吐出管５ａ側の圧力は、シャトル弁１１ａから管２２を経由して圧力スイッチ１６と伝わって圧力を検出する。この圧力は１８Ｍｐａにセットされている。
ロッド側吐出管５ｂ側の場合にはこの反対になり、同様に圧力スイッチ１６にて圧力を検出する。このように、シャトル弁１１を使用することにより、圧力スイッチは1つでよい。なお、シャトル弁１１を使用しないで、圧力スイッチ１６を２つ使用してもよい。この場合、圧力調整は２回必要になる。
【００２８】
パイロット逆止弁１３ａ，１３ｂは、油圧ポンプ１９のすぐ下流に配置されている。このパイロット逆止弁１３ａ，１３ｂの目的は、シリンダロッド１４ｃ，１５ｃ分の作動油が開閉動作で変化するため、その作動油を逃がすためである。
油圧ポンプ１９は、このシャトル弁１１の上流に設けられている。この油圧ポンプ１９には、ヘッド側吐出口１９ａとロッド側吐出口１９ｂとが備えられている。このヘッド側吐出口１９ａとロッド側吐出口１９ｂから吐出される作動油によって、油圧シリンダ１４，１５の作動方向が切り換えられるようになっている。
【００２９】
また、油圧ポンプ１９にはインバータ制御された電動機４が正逆（双方向）回転自在に連結されている。
インバータ制御部８は、電動機４に流れる電流値により、周波数を変更して、電動機４の回転停止および回転速度を制御する。
これによって、油圧ポンプ１９から吐出された作動油は、インバータ制御された電動機４の回転方向にしたがって、ヘッド側吐出管５ａ、またはロッド側吐出管５ｂのいずれかの方向へ吐出される。
また、圧力スイッチ１６がＯＮすると、電動機４の回転を必要最小限の回転数まで減速させて低速回転させる、または、その後に停止させる等制御するモータ回転制御部８であるインバータ制御部８を備えている。
なお、油圧シリンダ１４，１５が全ストロークで「開」、または、「閉」するのに必要な油圧ホンプ１９の回転数は約３００ｍｉｎ−１前後であり、１８００ｍｉｎ−１といった高速回転は全く不要である点、発熱・昇温の抑制には有利である。
【００３０】
次に、図３に基づいて油圧回路１００の動作を詳細に説明する。
ここでは、例えば、ヘッド側吐出管５ａに作動油を送り出す方向へ電動機４が回転するときの回転方向を正転（正回転）として説明する。
電動機４が正回転すると、油圧ポンプ１９の作動油はヘッド側吐出管５ａ側へ送り出され、作動油は油圧シリンダ１４，１５のヘッド側室１４ａ，１５ａに流入し、ロッド１４ｃ，１５ｃが伸張する。そして、バケット３２は閉状態になるとともに、ヘッド側吐出管５ａの内部圧が高まり、高負荷状態となって予め設定された設定圧力に達すると、圧力スイッチ１６がＯＮになる。このとき、油圧制御装置１８は電動機４の回転を必要最小限の所定の回転数まで減速させて低速回転させる。または、停止させる。
なお、高負荷状態とは、駆動部がストロークエンドなどによって、油圧ポンプの圧力が所定以上に高くなった状態をいう。
【００３１】
これによって、ヘッド側室１４ａ，１５ａの圧力が、例えば、ここでは設定圧力（１８ＭＰａ）より高くなると、圧力スイッチ１６がＯＮし、ヘッド側室１４ａ，１５ａの内部圧力を保持するとともに、電動機４の回転を減速させて停止させ、バケット３２ａ，３２ｂを閉の状態に維持する。
【００３２】
特に、ヘッド側吐出管５ａには、ヘッド側圧力制御弁１０ａとシャトル弁１１との間に、パイロット逆止弁１３が設けられている。このパイロット逆止弁１３は、常時、ヘッド側吐出管５ａの作動油の逆流をブロックしているが、ロッド側吐出管５ｂの作動油が高圧になると、ロッド側吐出管５ｂからのパイロット圧を受けることによって、パイロット逆止弁１３を開放し、ヘッド側室１４ａ，１５ａの作動油を油圧ポンプ１９に戻す。
【００３３】
逆回転の場合も同様に、電動機４が逆回転を開始すると、作動油はロッド側吐出管５ｂ側へ送り出され、油圧シリンダ１４，１５のロッド１４ｃ，１５ｃが短縮する。このとき、バケット３２は開状態になるとともに、ロッド側吐出管５ｂの内部圧が高まり、高負荷状態となって、圧力スイッチ１６がＯＮする。油圧制御装置１８は電動機４の回転を減速させて、停止させる。
【００３４】
ここで、具体的に、グラブバケット３０を用いて、例えば、ゴミの回収動作と投入動作などを例に説明する。図示しないゴミを掴むときに、図３に示すように、グラブバケット３０は、例えば、バケット３２の左バケット３２ａおよび右バケット３２ｂを左右に開いた、いわゆる、「開」の状態にして、図示しないクレーンの旋回動作により、ゴミ集積位置（図略）に移動する。ゴミ集積位置に移動したグラブバケット３０は、ゴミを掴んで回収するために、油圧回路１００によって、電動機４の回転方向を切り換え、左バケット３２ａ、右バケット３２ｂを「開」の状態から「閉」の状態にする。
【００３５】
すなわち、左バケット３２ａ、右バケット３２ｂを「開」の状態から「閉」の状態にするために、インバータ駆動の電動機４が油圧ポンプ１９を、例えば、左方向（正方向）へ回転駆動させると、作動油は、油圧ポンプ１９からヘッド側吐出管５ａ側へ吐出される。吐出された作動油は、ヘッド側吐出管５ａを経由して油圧シリンダ１４，１５のヘッド側室１４ａ，１５ａを充填する。これと併行して、ヘッド側吐出管５ａへ作動油を吐出する油圧ポンプ１９の吐出圧力が所定の設定圧力（１８ＭＰａ）に達し、油圧ポンプ１９の吐出圧力が設定圧力まで昇圧したことを検出する圧力スイッチ１６から出力された信号を受けて、電動機４の回転を減速させて停止させるとともに、ロッド側室１４ｂ，１５ｂに充填されていた作動油は、油圧ポンプ１９に戻る。さらに、ヘッド側吐出管５ａの圧力が上昇すると、ヘッド側圧力制御弁１０ａを開放し、ヘッド側吐出管５ａ内の作動油は管路１２ａを経由してドレン管１２からオイルタンク１へ排出され、設定された閉圧力を維持する。
【００３６】
このように、ヘッド側室１４ａ，１５ａの圧力が、設定圧力（１８ＭＰａ）より高くなっていることを圧力スイッチ１６が検出すると、油圧回路１００は、ヘッド側室１４ａ，１５ａの内部圧力を保持するとともに、インバータ制御部８は、電動機４の回転を減速させて停止させ、左バケット３２ａ、右バケット３２ｂを設定された圧力で「閉」の状態に維持する。
【００３７】
つぎに、グラブバケット３０は、バケット３２の左バケット３２ａ、右バケット３２ｂを「閉」の状態にして、図示しないクレーンの旋回動作を行ない、グラブバケット３０は、荷（掴み物）の投入動作をするために、油圧回路１００によって、電動機４の回転方向を切り換え、左バケット３２ａ、右バケット３２ｂを「閉」の状態から「開」の状態にする。
すなわち、図３に示すように、左バケット３２ａと右バケット３２ｂを「閉」の状態から「開」の状態にするために、電動機４が油圧ポンプ１９を、例えば、右方向へ回転駆動させると、作動油が油圧ポンプ１９からロッド側吐出管５ｂへ吐出される。吐出された作動油は、ロッド側吐出管５ｂを経由して油圧シリンダ１４，１５のロッド側室１４ｂ，１５ｂに流入する。これと併行して、ロッド側吐出管５ｂへ作動油を吐出する油圧ポンプ１９の吐出圧力が所定の設定圧力（１８ＭＰａ）に達し、油圧ポンプ１９の吐出圧力が設定圧力まで昇圧したことを検出する圧力スイッチ１６から出力された信号を受けた油圧制御装置１８によって、電動機４の回転を必要最小限まで低減、または、停止するとともに、ヘッド側室１４ａ，１５ａに充填されていた作動油は、ヘッド側吐出管５ａを経由して油圧ポンプ１９に戻る。また、パイロット圧がヘッド側圧力制御弁１０ｂを開放し、ヘッド側吐出管５ｂ内の作動油は管路１２ｂを経由してドレン管１２からオイルタンク１へ排出される。
この時、開方向に作動圧油が入っており、バケットは開状態である。したがって、閉側に圧力はない。
なお、開状態に長く圧力をかけておく必要はないため、圧力スイッチで検出したらすぐに電動機４は必要最小限まで減速、または、停止する。
【００３８】
このように、ロッド側室１４ｂ，１５ｂの設定圧力（１８ＭＰａ）より高くなっていることを圧力スイッチ１６が検出すると、油圧回路１００は、ロッド側室１４ｂ，１５ｂの内部圧力を保持するとともに、インバータ制御部８は、電動機４の回転を必要最小限まで低減、または、停止させ、左バケット３２ａ、右バケット３２ｂを設定された圧力で「閉」の状態に維持する。
【００３９】
つまり、バケット３２が完全に閉状態となり油圧ポンプ１９からシリンダへの作動圧油で閉じている状態では、バケット３２には閉じる力が作用しているので、開いてつかみ物を落すことはない。さらに、油圧ポンプ１９からの圧油が止まってもパイロットチェック弁１３が働き、バケット３２は開くことはなく、つかみ物を落すことはない。
また、バケット３２が完全に開状態の場合には、カウンタバランス弁９の働きによってバケット３２は油圧ポンプ１９からの圧油が止まっても閉じ方向には動かない。
そのため、油圧ポンプ１９は停止が可能になる。なお、「開」または「閉」動作の途中でも同様にパイロットチェック弁１３とカウンタバランス弁９が機能し、その状態を保持するようになっている。
【００４０】
このように、電動機４の回転を減速させて停止させることによって、バケット３２ａ，３２ｂの開閉のいずれかの状態が維持されるとともに、吐出圧は自動的にゼロとなり、作動油の発熱・昇温を確実に抑制して連続作業を可能にする。
さらに、インバータ制御の電動機を用いることによって、バケット３２の開閉を木目細かく設定ができるので、最適な回転数で運転でき、省エネ化に効果的である。
したがって、たとえ油圧機器が密閉された状態であっても、あるいは、油圧式グラブバケットが追い掴み運転を多用するような場合であっても、油圧回路の連続運転が可能となり、気温が上昇する夏場でも、もしくは、高い気温の雰囲気中においても、油圧式のグラブバケットの連続運転を確実にすることができるとともに、省エネルギー化を可能としたグラブバケットの油圧回路を提供することができる。
【００４１】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態に係るグラブバケットの油圧回路について、図４を参照して説明する。
第２の実施形態が、前記した第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態では、設定圧力を検出する圧力スイッチを用いて説明したが、第２の実施形態では、予め設定した電気的負荷値（以下、電流値という）を検出する電気的負荷値判定部（以下、電流値判定部という）を用いて説明する。
なお、第１の実施形態と重複する部分は同符号を付して、その説明は省略する。
【００４２】
図４は、第２の実施形態に係るグラブバケットに適用される油圧回路図である。
図４に示すように、インバータ制御部８には、電動機４に印加される電流値を計測して、予め設定した電流値と比較した結果を出力する電流値判定部２１を備えている。
すなわち、電動機４には、インバータ制御部８と電流値判定部２１が接続され、このインバータ制御部８は、電動機４に流れる電流値により、周波数を変更して、電動機４の回転停止および回転速度を制御する。
なお、第１の実施形態にて用いた圧力スイッチ１６と電流値判定部２１をともに備えて稼動させても構わない。
【００４３】
この電動機４には、電動機４に流れる電流値を計測して、予め設定した電流値と比較した結果を出力する電流値判定部２１が接続されている。この電流値判定部２１は、単に、電流計と、この電流計によって得られた電流値を予め設定した電流値と比較する。
【００４４】
また、バケット３２ａ，３２ｂの掴み完了、および開き完了のいずれかで油圧シリンダ１４，１５がストロークエンド停止したときに、電流値判定部２１において、電動機４に供給される電流値を検出し、この電流値と、電流値判定部２１に予め設定された電流値とが比較され、設定電流値以上の電流値が検知されたときに、電動機４の回転が必要最小限の回転数まで減速、または、停止される。
また、油圧回路１００には油圧制御装置１８が接続されており、この油圧制御装置１８は、電動機４の駆動信号、および回転方向を切り換える制御信号を電動機４に出力する。
【００４５】
電動機４が、例えば、スイッチ操作を「閉」に行い正回転すると、油圧ポンプ１９の作動油はヘッド側吐出管５ａ側へ送り出され、油圧シリンダ１４，１５のロッド１４ｃ，１５ｃが伸張する。このとき、バケット３２は閉状態になるとともに、ヘッド側吐出管５ａの内部圧が高負荷状態となって、電動機４に流れる電流値が、予め設定された電流値に達すると、電流値判定部２１がこの設定電流値を検出して、油圧制御装置１８は電動機４の回転を必要最小限の所定の回転数まで減速し、停止する。
【００４６】
そして、スイッチ操作を「開」に行った場合、電動機４が逆回転すると、作動油はロッド側吐出管５ｂ側へ送り出され、油圧シリンダ１４，１５のロッド１４ｃ，１５ｃが短縮する。このとき、バケット３２は開状態になるとともに、ロッド側吐出管５ｂの内部圧が高負荷状態となって、電動機４に流れる電流値が、予め設定された電流値に達すると、電流値判定部２１がこの設定電流値を検出して、油圧制御装置１８は電動機４の回転を必要最小限の所定の回転数まで減速し、停止する。
このように、バケット３２の開閉を木目細かく切り換えることができるので、従来の油圧回路と比較して１／３の作動油の発熱・昇温に抑えることができる。
【００４７】
なお、この油圧回路１００は、基本的には閉回路であり、同じ作動油が配管の中で油圧ポンプ１９を経由して往復する。これは従来の油圧回路とは大きく相違するもう１つの特徴である。したがって、作動油はその都度、オイルタンク１には戻らず、油圧シリンダ１４，１５から戻ってきた油をそのまま利用することになる。
図３に示すように、ロッド側室１４ｂ，１５ｂに流入した作動油は、オイルタンク１を経由せずにロッド側吐出管５ｂを経由して直接油圧ポンプ１９に戻り、油圧ポンプ１９からヘッド側吐出管５ａを経由して直接ヘッド側室１４ａ，１５ａに入る。
要するに、電動機４が停止すれば、その流れは停止し、作動油の発熱・昇温を抑える。また、油圧ポンプ１９のドレンおよび吸い込み口は、油圧シリンダ１４，１５のロッド側とヘッド側の容積差を吸収し、油圧回路中の作動油の過不足調整を行うときだけのものである。
【００４８】
油圧回路中の作動油は、吐出も戻りも全てポンプが原点になっている。
ただし、閉（開）圧力保持時に管路１２ａ，１２ｂからリリーフされる分のみ、油圧回路から直接オイルタンク１に戻ることはある。
また、この油圧回路１００には、従来から使用されてきた電磁切換弁はどこにもない。そのため、電磁切換弁の発熱による作動油の発熱・昇温もない。さらに、電磁切換弁がないことにより、これに起因する故障もない。また、必要な油量が少なくできる。さらに、油圧配管回路中の油と、温度変化、シリンダ容積差等による変動分の作動油量分は必要となるが、オイルタンク１を小さくでき、しかも、使用する作動油量を少なくできるという効果もある。
【００４９】
以上、好ましい実施の形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することのない範囲内において適宜の変更が可能なものである。例えば、本実施形態では、バケットの荷（掴み物）は都市ゴミなどのゴミについて説明したが、これに限定されるものでなく、石炭、鉄鉱石、砂利、木材、粉体、ヘドロなど、その他種々の荷に対して適用することができる。
また、電動機はインバータ制御可能な電動機として説明したが、例えば、直流電動機、誘導電動機、同期電動機など、その他の電動機であってもよい。
また、電動機の電気的負荷値は、第２の実施形態では電流値として説明したが、電流値のほかに、電圧値、電力値であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施形態に係るグラブバケットの正面図である。
【図２】本実施形態に係るグラブバケットの右側面図である。
【図３】第１の実施形態に係るグラブバケットに適用される油圧回路図である。
【図４】第２の実施形態に係るグラブバケットに適用される油圧回路図である。
【図５】従来のグラブバケット駆動装置の油圧回路図である。
【図６】従来のグラブバケット駆動装置の電気回路図である。
【符号の説明】
【００５１】
４      電動機
５ａ    ヘッド側吐出管
５ｂ    ロッド側吐出管
７ａ，７ｂ  管路
８      モータ回転制御部（インバータ制御部）
９      カウンタバランス弁
９ａ    方向制御弁
９ｂ    逆止弁
１０    圧力制御弁（リリーフバルブ）
１０ａ  ヘッド側圧力制御弁
１０ｂ  ロッド側圧力制御弁
１１，１１ａ，１１ｂ  シャトル弁（逆止弁）
１２，１２ａ，１２ｂ  管路
１３，１３ａ，１３ｂ  パイロット逆止弁
１４，１５  油圧シリンダ
１４ａ，１５ａ  ヘッド側室
１４ｂ，１５ｂ  ロッド側室
１４ｃ，１５ｃ  ロッド（シリンダロッド）
１６    圧力スイッチ
１８    油圧制御装置
１９    油圧ポンプ
１９ａ  ヘッド側吐出口
１９ｂ  ロッド側吐出口
２１    電気的負荷値判定部（電流値判定部）
２２    管
２３    パイロット管
３０    グラブバケット
３１ａ，３１ｂ  軸
３２    バケット
３２ａ  左バケット
３２ｂ  右バケット
３３    連結リンク
３８    サイド軸受
１００  油圧回路
Ｒ      ロッド圧
Ｈ      ヘッド圧
【図１】
2007269463.tif 000003
【図２】
2007269463.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007269463.tif 000007
【図６】
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