(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧シリンダからなる主アクチュエータで爪を開閉し、１方向回転型の油圧モータからなる副アクチュエータで本体を旋回させる建設機械の作業アタッチメントにおける油圧回路であって、主アクチュエータが作動限度に至って爪を全開又は全閉させると副アクチュエータが作動して本体を旋回させるように前記主副アクチュエータを切り換える作動アクチュエータ切換用油圧回路において、共通油送り配管及び共通油戻し配管を主アクチュエータに至る主油送り配管及び副油送り配管と副アクチュエータに至る副油送り配管及び副油戻し配管とに分岐し、前記主油送り配管又は主油戻し配管に油抵抗回路を、前記副油送り配管又は副油戻し配管に油圧作動切換弁をそれぞれ設けてなり、油抵抗回路に発生する差圧により油圧作動切換弁を初期位置から変位させて副油送り配管又は副油戻し配管を遮断し、主アクチュエータが作動限度に至ることで油が主油送り配管又は主油戻し配管を流れなくなり、油抵抗回路の差圧がなくなれば油圧作動切換弁を初期位置へ復帰させて副油送り配管又は副油戻し配管を導通することを特徴とする作動アクチュエータ切換用油圧回路。
【請求項２】
油抵抗回路は、絞り弁で構成した請求項１記載の作動アクチュエータ切換用油圧回路。
【請求項３】
油抵抗回路は、絞り弁を含むブリッジ回路で構成した請求項１記載の作動アクチュエータ切換用油圧回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主アクチュエータが作動限度に至ると副アクチュエータが作動し始めるように主副アクチュエータを切り換える建設機械の作動アクチュエータ切換用油圧回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建造物の解体に使用する建設機械は、本体に爪を備えた作業アタッチメントに対して油圧シリンダ(主アクチュエータ)と油圧モータ(副アクチュエータ)とを備え、油圧シリンダで爪(開閉部)を開閉し、油圧モータで本体を旋回させる。このような作業アタッチメントを使用するには、各アクチュエータにそれぞれ油送り配管及び油戻し配管が必要だから、計４本の油圧配管をブームやアームに付設する。当然、爪の開閉と本体の旋回とは、互いに無関係で独立した操作である。
【０００３】
爪の開閉と本体の旋回とを個別に操作することは煩わしく、なにより油圧配管の付設が面倒であるため、一般に「当て回し(フリー旋回方式)」と呼ばれる方法を用いて本体を旋回する例が多かった。これは、本体が旋回自由な状態(油圧モータの制動を解除した状態)で、アームとの接続部位である旋回面にラッチ機構を設けて特定角度毎に旋回角度を保持できるようにする。作業者は、ブーム又はアームを操作して作業アタッチメントを壁等にぶつけ、その衝撃によって一時的にラッチによる旋回角度保持を解除し、かつ衝撃で本体を旋回させる。この「当て回し」を用いる場合、旋回用油圧回路は必要なく、作業者から見て本体の旋回が直観的でわかりやすく、好まれて使用されている。
【０００４】
「当て回し」による本体の旋回は、油圧モータが不要なので、前記油圧モータに関わる油圧配管の付設に係わる手間や労力が低減できる。しかし、作業アタッチメントと壁等との衝突角度や衝撃の程度によって本体の旋回角度が左右されるため、作業者の希望通りに本体を旋回させることが難しく、熟練を要していた。何よりも、周囲に爪や本体をぶつける壁等が存在しない場合、本体の旋回ができなくなる問題があった。
【０００５】
こうしたことから、油圧モータを設けながら、爪の開閉と本体の旋回とを連続的に実現する油圧回路が、例えば実開昭57-061036号や特開2000-027239号に提案されている。前者は切換弁による旋回用油圧回路(本発明に言う副油送り配管又は副油戻し配管)の遮断及び導通を切り換える技術であるが、別途切換弁の操作が必要な点で旧来と変わりはない。これに対して、後者は油圧作動のシーケンスバルブを利用して、油圧シリンダの全開又は全閉(作動限度)を受けて旋回用油圧回路の遮断及び導通が切り換り、作業者が意識することなく爪の開閉及び本体の旋回が連続して操作できる利点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開2000-027239号の技術は、必要な油圧配管の数を減らすと共に、爪の開閉及び本体の旋回が連続して操作できる利点がある。しかし、油圧シリンダの全開又は全閉時に生ずる油圧と、開動作中又は閉動作中に生ずる油圧との差により、シーケンスバルブの作動又は非作動を決定するのは、建設機械の仕様や規模によって一律的な設定が難しい問題がある。
【０００７】
また、油圧シリンダの全開又は全閉時に生ずる油圧のみで作動するようにシーケンスバルブの作動油圧を設定すると、油圧回路を保護するためのリリーフ弁が作動してしまい、実質的にシーケンスバルブに十分な油圧をかけることができないこともありうる。多くの建設機械はレンタルであるため、リリーフ弁まで変更できないからである。そこで、特開2000-027239号同様に、わかりやすい操作性を実現しながら自律的な本体の旋回を可能とし、かつ油圧配管の数の低減を目指す構成を踏まえながら、より確実に連続的な爪の開閉及び本体の旋回を実現する油圧回路について検討した。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
検討の結果開発したものが、主アクチュエータが作動限度に至ると副アクチュエータが作動し始めるように主副アクチュエータを切り換える油圧回路であって、主アクチュエータに至る主油送り配管又は主油戻し配管に油抵抗回路を、副アクチュエータに至る副油送り配管又は副油戻し配管に油圧作動切換弁を設け、油抵抗回路に発生する差圧により油圧作動切換弁を変位させて副油送り配管又は副油戻し配管を遮断し、主アクチュエータが作動限度に至ることで油が主油送り配管又は主油戻し配管を流れなくなり、油抵抗回路の差圧がなくなれば油圧作動切換弁を復帰させて副油送り配管又は副油戻し配管を導通する建設機械の作動アクチュエータ切換用油圧回路である。アクチュエータの主副は、作動順序を説明する便宜上のもので、機能的な主副を意味するものではない。
【０００９】
本発明は、主アクチュエータの作動時には主油送り配管又は主油戻し配管に必ず油が流れ、主アクチュエータが作動限度に至ると前記油の流れがなくなることを利用している。例えば、作動限度に至った主アクチュエータに油を流し続ければ、主油送り配管には油が流れないから、油圧作動切換弁が副油送り配管を導通させ、以後は副アクチュエータを作動させることができる。これから、主アクチュエータは作動限度のある油圧シリンダとなるが、副アクチュエータは油圧シリンダでも油圧モータでもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。図１及び図２は主副アクチュエータ１,２をいずれも油圧シリンダとし、油抵抗回路３を絞り弁で構成した本発明の基本原理を説明する油圧回路図で、図１は主アクチュエータ１が作動中の状態、図２は主アクチュエータ１が作動限度に至って副アクチュエータ２が作動し始めた状態を表している。また、図３及び図４は主アクチュエータ１を油圧シリンダ、副アクチュエータ２を油圧モータとし、油抵抗回路３をブリッジ回路で構成した本発明の適用例を説明する油圧回路図で、図３は主アクチュエータ１が作動中の状態、図４は主アクチュエータ１が作動限度に至って副アクチュエータ２が作動し始めた状態を表している。
【００１１】
本発明の切換用油圧回路４は、図１に見られるように、主アクチュエータ１への配管に介在し、副アクチュエータ２への分岐配管を設ける構成である。具体的には、主副アクチュエータ両用の共通油送り配管５から主アクチュエータ１の主油送り配管６と副アクチュエータ２の副油送り配管７を分岐し、同じく共通油戻し配管８から主アクチュエータ１の主油戻し配管９と副アクチュエータ２の副油戻し配管10を分岐している。油抵抗回路３を構成する絞り弁は、主油送り配管６の副油送り配管７接続点以降に設けており、副油送り配管７に設けた油圧作動切換弁11に対して、主アクチュエータ１へ油が流れる間差圧Ｐを与える。この差圧Ｐにより、油圧作動切換弁11は変位して副油送り配管７を遮断し、副アクチュエータ２へ油が流れ込むことはない。
【００１２】
主アクチュエータ１が作動限度に至る(油圧シリンダのピストンがデッドエンドに至る)と、図２に見られるように、主油送り配管６の油の流れが停止し、油抵抗回路３に発生した差圧Ｐが消失する。これにより、油圧作動切換弁11は初期位置へ復帰し、副油送り配管７を導通状態にする。以後、共通油送り配管５を通して供給される油は、副油送り配管７を通じて副アクチュエータ２へ送られ、副アクチュエータ２を作動させることになる。本例の副アクチュエータ２は油圧シリンダであり、主アクチュエータ１からの切り換り以後、作動限度まで副アクチュエータ２を作動させることができる。
【００１３】
絞り弁単体に代えて、絞り弁を含むブリッジ回路から油抵抗回路３を構成してもよい。図３では、主油戻し配管９にブリッジ回路を構成している。上述同様、主アクチュエータ１へ油が流れている間は、主油戻し配管９にも油が流れ、油抵抗回路を構成するブリッジ回路における絞り弁には差圧Ｐが発生する。この差圧Ｐは、副油送り配管７の油圧作動切換弁11を変位させ、主アクチュエータ１が作動している間は副油送り配管７を遮断している。しかし、主アクチュエータ１が作動限度に至ると差圧Ｐは消失するから、図４に見られるように、油圧作動切換弁11は復帰して副油送り配管７を導通させ、副アクチュエータ２を作動させることができる。本例の副アクチュエータ２は油圧モータであり、主アクチュエータ１からの切り換り以後、永続的に副アクチュエータ２を作動させることができる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明により、爪の開閉と本体の旋回とのように、複数の動きを実現する作業アタッチメントにおける主副アクチュエータの作動を連続的切り換え、良好な操作性を作業者に提供できるようになる。しかも、副アクチュエータに対しては、本発明の切換用油圧回路を経た副油送り配管及び副油戻し配管を追加するだけで済み、切換用油圧回路までは主副アクチュエータ兼用の共通送り配管及び共通戻し配管を用いることができるので、油圧配管の数の低減も実現しうる。なによりも、本発明の切換用油圧回路を用いた作動アクチュエータの切換は、新たな操作系及び駆動系を要しないので、レンタル用の建設機械にも適用しやすい。
【図面の簡単な説明】
【図１】主アクチュエータが作動中の状態の基本原理を説明する油圧回路図である。
【図２】主アクチュエータが作動限度に至って副アクチュエータが作動し始めた状態の基本原理を説明する油圧回路図である。
【図３】主アクチュエータが作動中の状態の適用例を説明する油圧回路図である。
【図４】主アクチュエータが作動限度に至って副アクチュエータが作動し始めた状態の適用例を説明する油圧回路図である。
【符号の説明】
１  主アクチュエータ
２  副アクチュエータ
３  油抵抗回路
４  切換用油圧回路
５  共通油送り配管
６  主油送り配管
７  副油送り配管
８  共通油戻し配管
９  主油戻し配管
10  副油戻し配管
11  油圧作動切換弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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