(57)【要約】【課題】  掘削機の旋回台を高速で旋回駆動することも、高トルクで旋回駆動することもできるようにする。【解決手段】  旋回台を旋回操作する旋回操作軸１１に可変容量油圧モータ２１を連動させてある。可変容量油圧モータ２１の容量変更操作部２１ｂを油圧シリンダ４１によって操作して、可変容量油圧モータ２１を小容量状態と大容量状態とに切り換え操作するように変速操作機構４０を構成してある。【選択図】        図２
2007056540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回台を備えた掘削機であって、
前記旋回台を旋回駆動する可変容量油圧モータを備え、前記可変容量油圧モータの容量変更操作を行う変速操作機構を備えてある掘削機。
【請求項２】
前記変速操作機構は、前記可変容量油圧モータの容量変更操作部に連動されるとともに可変容量油圧モータを小容量状態に切り換える側に付勢された単動形の油圧シリンダ、前記油圧シリンダに給油する給油状態と、前記油圧シリンダから排油する排油状態とに切り換え自在な速度制御弁を備えて、かつ、前記可変容量油圧モータの駆動負荷が大であると前記速度制御弁が給油状態になり、前記可変容量油圧モータの駆動負荷が小であると前記速度制御弁が排油状態になるように、可変容量油圧モータの駆動負荷に対応させて速度制御弁を切り換え操作する制御弁切り換え機構を備えて構成されている請求項１記載の掘削機。
【請求項３】
前記旋回台に制動作用するネガティブレーキを設け、
前記可変容量油圧モータを駆動する一対の油圧回路から高圧側の油圧回路を選択するとともに選択した高圧側の油圧回路から油圧を取り出して前記速度制御弁に供給する高圧選択弁を設け、
前記制御弁切り換え機構は、前記ネガティブレーキを操作するブレーキ油路からパイロット油圧を取り出して前記速度制御弁を排油状態に切り換えるように速度制御弁に供給する排油側パイロット油路、前記高圧選択弁からパイロット油圧を取り出して前記速度制御弁を給油状態に切り換えるように速度制御弁に供給する給油側パイロット油路を備えて構成されている請求項２記載の掘削機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋回台を備えた掘削機に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記掘削機において、従来、たとえば特許文献１に示されるように、定容量形の油圧ポンプＰｂ、この油圧ポンプＰｂに接続された定容量形の旋回用油圧モータＭＴを備えることにより、旋回台３の旋回駆動を可能にされていた。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３５５６１２号公報（段落〔００３１〕、〔００３４〕、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の掘削機において、作業装置のバケットを地面上に当て付けた状態にして旋回台を旋回駆動し、地面上をスライド移動するバケットによって地面均しをするという作業を行われることがある。この場合、バケットを地面上から上昇させた状態にして作業装置を旋回移動させるに比して大きな旋回駆動負荷が発生するため、従来の掘削機にあっては、バケットを地面上にあまり強く当て付けることができないとか、バケットによって排土される土の量をあまり多くすることができないなど、能率よく作業することができないことがあった。
【０００５】
本発明の目的は、バケットをドーザ手段にするなどの作業でも能率よく行うことができる掘削機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本第１発明にあっては、旋回台を備えた掘削機において、
前記旋回台を旋回駆動する可変容量油圧モータを備え、前記可変容量油圧モータの容量変更操作を行う変速操作機構を備えてある。
【０００７】
すなわち、変速操作機構を人為的や自動的に作動させ、可変容量油圧モータを大容量状態に切り換え操作すれば、この油圧モータに油圧供給する油圧ポンプに性能の変化がなくても、油圧モータが容量切り換え前よりも高いトルクで旋回台を旋回駆動するようになる。
【０００８】
従って、本第１発明によると、通常時は小容量状態に切り換えたり、切り換えられたりした油圧モータによって旋回台を高速駆動することができるものでありながら、上記した如くバケットをドーザ手段にするなどの作業を行う場合、大容量状態の油圧モータによって旋回台を通常時よりも高トルクで旋回駆動させ、作業装置を強力に旋回移動させて能率よく作業を行うことができる。
【０００９】
本第２発明にあっては、本第１発明の構成において、前記変速操作機構は、前記可変容量油圧モータの容量変更操作部に連動されるとともに可変容量油圧モータを小容量状態に切り換える側に付勢された単動形の油圧シリンダ、前記油圧シリンダに給油する給油状態と、前記油圧シリンダから排油する排油状態とに切り換え自在な速度制御弁を備えて、かつ、前記可変容量油圧モータの駆動負荷が大であると前記速度制御弁が給油状態になり、前記可変容量油圧モータの駆動負荷が小であると前記速度制御弁が排油状態になるように、可変容量油圧モータの駆動負荷に対応させて速度制御弁を切り換え操作する制御弁切り換え機構を備えて構成されている。
【００１０】
すなわち、油圧モータの駆動負荷が小であると、制御弁切り換え機構が速度制御弁を排油状態に切り換え操作して速度制御弁が油圧シリンダから排油操作し、油圧シリンダが油圧モータを小容量状態に切り換え操作する。油圧モータの駆動負荷が大であると、制御弁切り換え機構が速度制御弁を給油状態に切り換え操作して速度制御弁が油圧シリンダに給油操作し、油圧シリンダが油圧モータを大容量状態に切り換え操作する。
【００１１】
従って、本第２発明によると、作業装置を単に旋回移動させるなど、油圧モータの駆動負荷が小である場合、油圧モータが小容量状態に自動的に切り換え操作され、旋回台を高速駆動して能率よく作業を行うことができ、バケットによる地面均しを行うなど、油圧モータの駆動負荷が大である場合、油圧モータが大容量状態に自動的に切り換え操作され、旋回台を高トルクで駆動して能率よく作業を行うことができる。しかも、油圧モータが小容量状態と大容量状態に自動的に切り換えられて楽に作業を行うことができる。
【００１２】
本第３発明にあっては、本第２発明の構成において、
前記旋回台に制動作用するネガティブレーキを設け、
前記可変容量油圧モータを駆動する一対の油圧回路から高圧側の油圧回路を選択するとともに選択した高圧側の油圧回路から油圧を取り出して前記速度制御弁に供給する高圧選択弁を設け、
前記制御弁切り換え機構は、前記ネガティブレーキを操作するブレーキ油路からパイロット油圧を取り出して前記速度制御弁を排油状態に切り換えるように速度制御弁に供給する排油側パイロット油路、前記高圧選択弁からパイロット油圧を取り出して前記速度制御弁を給油状態に切り換えるように速度制御弁に供給する給油側パイロット油路を備えて構成されている。
【００１３】
すなわち、油圧モータ駆動用の油圧回路から高圧選択弁によって取り出された油圧を給油側パイロット油路によって速度制御弁にパイロット油圧として供給し、ブレーキ操作油路の油圧を排油側パイロット油路によって速度制御弁にパイロット油圧として供給し、給油側パイロット油路によるパイロット油圧が排油側パイロット油路によるパイロット油圧よりも大になることによって速度制御弁を給油状態に、給油側パイロット油路によるパイロット油圧が排油側パイロット油路によるパイロット油圧よりも小になることによって速度制御弁を排油状態にそれぞれ切り換え操作するものである。これにより、油圧モータの駆動負荷が小であれば、油圧回路の回路圧が小になって給油側パイロット油路によるパイロット圧が小になり、速度制御弁が排油状態に切り換え操作されて油圧モータ小容量状態に切り換え操作され、油圧モータの駆動負荷が大であれば、油圧回路の回路圧が大になって給油側パイロット油路によるパイロット圧が大になり、速度制御弁が給油状態に切り換え操作されて油圧モータが大容量状態に切り換え操作される。
【００１４】
従って、本第３発明によると、油圧モータの駆動負荷によって油圧モータが小容量状態と大容量状態に自動的に切り換えられるものでありながら、排油側パイロット油路及び給油側パイロット油路を備えるだけで構造簡単に制御弁切り換え機構を得ることができ、構造面でもコスト面で有利に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、左右一対のクローラ式走行装置１、ドーザ装置２を備えた自走機体３に、原動部４及び運転部５を有した旋回台６を旋回駆動自在に設けるとともに、この旋回台６の前端部にブラケット７を介してバックホウ装置８を連結して、ドーザ付きバックホウを構成してある。
【００１６】
図２に示すように、旋回台６を旋回操作する旋回操作機構１０（図３参照）の旋回操作軸１１に、遊星ギヤ利用の減速機構２０を介して旋回油圧モータ２１の出力軸２１ａを連動させ、前記旋回油圧モータ２１に一対の油圧回路２２，２２を介して接続された旋回制御弁２３の入力ポートに、給油路２４を介して油圧ポンプ２５を接続し、前記旋回制御弁２３の一対のパイロット操作部２３ａにパイロット操作油路２６を介してパイロット制御弁（図示せず）が接続された旋回操作装置２７の入力ポートに、パイロット給油路２８を介してパイロット油圧ポンプ２９を接続してある。
【００１７】
旋回油圧モータ２１にネガティブブレーキ３０が作用するように構成するとともに、このネガティブブレーキ３０の入力ポートを、ブレーキ油路３１を介して前記旋回操作装置２７の出力ポートに接続してある。
【００１８】
ネガティブブレーキ３０は、ブレーキ油路３１によって圧油が排出されると、ブレーキばね３２による入り操作力のために制動作動して旋回油圧モータ２１の出力軸２１ａに制動作用することによって旋回台６に制動作用するように入り状態になり、ブレーキ油路３１から圧油が供給されることにより、圧油による加圧のために解除作動して旋回油圧モータ２１の出力軸２１ａに対する制動作用を解除することによって旋回台６に対する制動作用を解除するように切り状態になる。
【００１９】
前記旋回油圧モータ２１を、斜板角の変更操作によって容量変更可能なアキシャルプランジャ形の油圧モータによって構成し、図２に示すように、この旋回油圧モータ２１に、変速油圧シリンダ４１を備えた変速操作機構４０を連係させてある。
【００２０】
図２に示すように、変速操作機構４０は、旋回油圧モータ２１の容量変更操作部２１ｂに連動された前記変速油圧シリンダ４１、この変速油圧シリンダ４１に変速油路４２を介して出力ポートが接続された速度制御弁４３、この速度制御弁４３の入力ポートに送出油路４４を介して出力ポートが接続された高圧選択弁４５、前記速度制御弁４３に連係された制御弁切り換え機構４６を備えて構成してある。
【００２１】
図３に示すように、変速油圧シリンダ４１は、旋回油圧モータ２１の容量変更操作部２１ｂとしての斜板にピストン４１ａが連動された単動形の油圧シリンダによって構成してある。この変速油圧シリンダ４１は、旋回油圧モータ２１の容量変更操作部２１ｂが小容量位置Ｈに自ずと復帰するように備える復帰力によって旋回油圧モータ２１を小容量状態に切り換える側に付勢されている。これにより、変速油圧シリンダ４１は、速度制御弁４３から圧油が供給されて旋回油圧モータ２１の容量変更操作部２１ｂによる付勢力によって決まる設定圧力以上に加圧されることにより、大容量側に作動して旋回油圧モータ２１の容量変更操作部２１ｂを大容量位置Ｌに切り換え操作して旋回油圧モータ２１を大容量状態に切り換え操作する。また、変速油圧シリンダ４１は、速度制御弁４３によって圧油排出されることにより、小容量側に作動して旋回油圧モータ２１の容量変更操作部２１ｂをこれの復帰力によって小容量位置Ｈに切り換え操作して旋回油圧モータ２１を小容量状態に切り換え操作する。
【００２２】
速度制御弁４３は、給油状態ＯＮと排油状態ＯＦに切り換え自在であり、給油状態ＯＮに切り換え操作されると、高圧選択弁４５からの油圧を変速油路４２を介して変速油圧シリンダ４１に供給し、排油状態ＯＦに切り換え操作されると、変速油路４２を介して変速油圧シリンダ４１から排油し、排油を排油路４７に流入させ、この排油路４７からネガティブブレーキ３２のドレン油路４８に、さらに、旋回油圧モータ２１のドレン油路４９に合流させる。
【００２３】
高圧選択弁４５の一対の入力部は、導入油路５０と５１を介し、旋回油圧モータ２１を駆動する前記一対の油圧回路２２，２２に各別に連通されており、高圧選択弁４５は、前記一対の油圧回路２２から旋回油圧モータ２１の駆動のために高圧になっている方の油圧回路２２を選択し、この高圧側の油圧回路２２から油圧を取り出すとともにこの油圧を送出油路４４を介して速度制御弁４３に供給する。
【００２４】
制御弁切り換え機構４６は、速度制御弁４３の一方のパイロット操作部４３ａに接続された排油側パイロット油路４６ａと、速度制御弁４３の他方のパイロット操作部４３ｂに接続された給油側パイロット油路４６ｂとを備えて構成してある。給油側パイロット油路４６ｂは、前記高圧選択弁４５からのパイロット油圧を前記送出油路４４から取り出し、速度制御弁４３を給油状態ＯＮに切り換え操作する側の前記パイロット操作部４３ｂに供給する。排油側パイロット油路４６ａは、ブレーキ油路３１からパイロット油圧を取り出し、速度制御弁４３を排油状態ＯＦに切り換え操作する側の前記パイロット操作部４３ａに供給する。
【００２５】
すなわち、旋回油圧モータ２１の駆動負荷が大になると、給油側パイッロ油路４６ｂによって速度制御弁４３のパイロット操作部４３ｂに高圧のパイロット油圧を供給し、給油側パイロット油路４６ｂからのパイロット油圧によって速度制御弁４３に発生する制御弁切り換え操作力を、排油側パイロット油路４６ａからのパイロット油圧によって速度制御弁４３に発生する制御弁切り換え操作力よりも大にすることにより、制御弁切り換え機構４６は、前記の制御弁切り換え操作力の差によって速度制御弁４３を給油状態ＯＮに切り換え操作する。これに対し、旋回油圧モータ２１の駆動負荷が小になると、給油側パイッロ油路４６ｂによって速度制御弁４３のパイロット操作部４３ｂに小圧のパイロット油圧を供給し、給油側パイロット油路４６ｂからのパイロット油圧によって速度制御弁４３に発生する制御弁切り換え操作力を、排油側パイロット油路４６ａからのパイロット油圧によって速度制御弁４３に発生する制御弁切り換え操作力よりも小にすることにより、制御弁切り換え機構４６は、前記の制御弁切り換え操作力の差によって速度制御弁４３を排油状態ＯＦに切り換え操作する。
【００２６】
つまり、旋回操作装置２７に揺動操作自在に備えられている旋回レバー２７ａを左旋回位置ＬＥや右旋回位置ＲＩに操作すると、この旋回操作装置２７がパイロット油圧モータ２９からのパイロット油圧をパイロット操作油路２６を介して旋回制御弁２３のパイロット操作部２３ａに供給して旋回制御弁２３を旋回レバー２７ａの操作位置に対応した左旋回側や右旋回側の駆動状態に切り換え操作し、旋回制御弁２３が油圧ポンプ２５からの油圧を一方の油圧回路２２を介して旋回油圧モータ２１に供給し、旋回モータ２１から他方の油圧回路２２に排出された圧油を旋回制御弁２３が排油路５２に排出する。このとき、旋回操作装置２７がパイロット油圧モータ２９からのパイロット油圧をブレーキ油路３１を介してネガティブブレーキ３０に供給し、ネガティブブレーキ３０が切り状態になって旋回台６に対する制動作用を解除している。これにより、旋回油圧モータ２１が旋回レバー２７ａの操作位置に対応した旋回方向に駆動されて減速機構２０を介して旋回操作機構１０の旋回操作軸１１を駆動し、旋回台６が旋回レバー２７ａの操作位置に対応した左旋回側や右旋回側に旋回駆動される。
【００２７】
旋回操作装置２７の旋回レバー２７ａを中立位置Ｎに操作すると、旋回操作装置２７がパイロット油路２６を介して旋回制御弁２３のいずれのパイロット操作部２３ａからも排油し、旋回制御弁２３が中立状態になって旋回油圧モータ２１に対する圧油供給を停止する。これにより、旋回油圧モータ２１が停止して旋回台６が停止する。このとき、旋回操作装置２７がブレーキ油路３１を介してネガティブブレーキ３０から排油してネガティブブレーキ３０が入り状態になり、旋回台６にブレーキが掛かる。
【００２８】
旋回台６が左旋回側や右旋回側に駆動されているとき、高圧選択弁４５が旋回油圧モータ２１の駆動のために高圧側になった方の油圧回路２２から油圧を取り出して速度制御弁４３に供給する。さらに、制御弁切り換え機構４６が給油側パイロット油路４６ｂによって高圧選択弁４５からのパイロット油圧を速度制御弁４３のパイロット操作部４３ｂに、排油側パイロット油路４６ａによってブレーキ油路３１からのパイロット油圧を速度制御弁４３のパイロット操作部４３ａにそれぞれ供給する。
【００２９】
このため、バックホウ装置８のバケット８ａ（図１参照）が地面上から上昇されて土壌による移動抵抗を受けない状態にして旋回台６を旋回駆動するなど、旋回油圧モータ２１の駆動負荷が小である場合、油圧回路２２に発生する回路圧が低圧になり、給油側パイロット油路４６ｂによって速度制御弁４３に供給されるパイロット油圧が低圧になることから、速度制御弁４３が排油状態ＯＦに切り換え操作され、変速油圧シリンダ４１が排油操作されて旋回油圧モータ２１を小容量状態に切り換え操作して旋回油圧モータ２１が高速駆動され、旋回台６を高速で旋回駆動することができる。
【００３０】
これに対し、バックホウ装置８のバケット８ａをドーザ手段にしながら旋回台６を旋回駆動して地面均しを行うなど、旋回油圧モータ２１の駆動負荷が大である場合、油圧回路２２に発生する回路圧が高圧になり、給油側パイロット油路４６ｂによって速度制御弁４３に供給されるパイロット油圧が高圧になることから、速度制御弁４３が給油状態ＯＮに切り換え操作され、変速油圧シリンダ４１が給油操作されて旋回油圧モータ２１を大容量状態に切り換え操作して旋回油圧モータ２１が低速駆動される状態に自動的に切り換わり、旋回台６を高トルクで旋回駆動することができる。
【００３１】
高圧選択弁４５によって油圧が取り出される高圧側の油圧回路２２の回路圧が、油圧回路２２に備えてあるリリーフ弁５３がふき始めるときのリリーフ弁５３のリリーフ圧と、リリーフ弁５３が全開状態になったときのリリーフ弁５３のリリーフ圧との間の圧力になったとき、旋回油圧モータ２１が小容量状態から大容量状態に切り換えられるように、速度制御弁４３を構成してある。これにより、変速ショックの発生を極力抑制しながら旋回油圧モータ２１を小容量状態と大容量状態に切り換えることができる。
【００３２】
図３に示すように、前記旋回操作機構１０は、自走機体３に支持された旋回レース１２を備えさせ、前記旋回レース１２にギヤ部１１ａが噛合った前記旋回操作軸１１を、旋回台６に固定の減速ケース１３に回動自在に支持させて構成してある。
【００３３】
図３に示すように、前記ネガティブブレーキ３０は、前記旋回油圧モータ２１のシリンダブロック２１ｃにブレーキディスク３３を一体回転自在に支持させ、前記旋回油圧モータ２１のモータケース内にブレーキピストン３４、及び、前記ブレーキばね３２を設けて構成してある。
【００３４】
すなわち、ブレーキピストン３４から前記ブレーキ油路３１に圧油が排出されると、ブレーキばね３２がブレーキピストン３４を介してブレーキディスク３３をモータケース部３５に圧接操作し、これにより、ネガティブブレーキ３０は、旋回油圧モータ２１の出力軸２１ａに摩擦ブレーキを掛けるように入り状態になる。ブレーキピストン３４に前記ブレーキ油路３１から圧油が供給されると、ブレーキピストン３４が加圧操作されてブレーキばね３２を圧縮操作し、ブレーキばね３２によるブレーキディスク３３のモータケース部３５に対する圧接を解除する。これにより、ネガティブブレーキ３０は、旋回油圧モータ２１の出力軸２１ａに対する制動付与を解除するように切り状態になる。
【００３５】
図３に示すように、前記速度制御弁４３、高圧選択弁４５を、旋回油圧モータ２１のモータケースに装着してある。前記油圧回路２２の前記一対のリリーフ弁５３（図２参照）は、旋回油圧モータ２１のシリンダブロック２１ｃを備えたモータ本体に対して前記高圧選択弁４５及び速度制御弁４３とは反対側に配置してモータケースに装着してある。図３に示す如く旋回油圧モータ２１のモータケースに設けたポートＡ，Ｂ，Ｍは、図２に示すポートＡ，Ｂ，Ｍに対応する。
【００３６】
〔別実施例〕
本発明は、バックホウの他、フェイスショベルなど各種の旋回台付きの掘削作業機にも適用できる。従って、バックホウ、フェイスショベルなどを総称して掘削機と呼称する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ドーザ付きバックホウの全体側面図
【図２】油圧回路図
【図３】旋回操作機構及び油圧モータの断面図
【符号の説明】
【００３８】
６        旋回台
２１      可変容量油圧モータ
２２      油圧回路
３０      ネガティブブレーキ
３１      ブレーキ油路
４０      変速操作機構
４１      油圧シリンダ
４３      速度制御弁
４５      高圧選択弁
４６      制御弁切り換え機構
４６ａ    排油側パイロット油路
４６ｂ    給油側パイロット油路
ＯＮ      速度制御弁の給油状態
ＯＦ      速度制御弁の排油状態
【図１】
2007056540.tif 000003
【図２】
2007056540.tif 000004
【図３】
2007056540.tif 000005