JP5203131B2 - Hydraulic circuit for construction machinery - Google Patents
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Description
本発明は、作業用アームの先端に取付けられるアダプタに、リフティングマグネット、グラップルバケット、ホークバケット等のように垂下して使用することのある垂下式作業具と、バックホウバケット等のように作業上回動させる必要のある回動式作業具とが交換可能に取付けられる建設機械の油圧回路に関する。 The present invention relates to a hanging work tool that may be used in a suspended manner, such as a lifting magnet, a grapple bucket, a hawk bucket, etc. The present invention relates to a hydraulic circuit of a construction machine to which a rotary work tool that needs to be moved can be exchanged.
建設機械において、多関節構造の作業用アームの先端にバックホウバケット(以下バックホウバケットのように作業中に回動させる必要のある作業具を回動式作業具と称す。)を取付ける場合、作業用アームの先端アームに油圧シリンダを取付け、この油圧シリンダのピストンロッドを、作業具の回動角増大用のリンク機構を介してバックホウバケットに連結する。前記リンク機構は、作業用の先端アームに枢着されるリンク(以下アームリンクと称す。)と、このアームリンクと前記油圧シリンダにピストンロッドに一端を連結し、他端を作業具に連結するリンク(以下作業具リンクと称す。)とからなる。 In a construction machine, when attaching a backhoe bucket (a work tool that needs to be rotated during operation like a backhoe bucket) to the tip of a multi-joint work arm. A hydraulic cylinder is attached to the tip arm of the arm, and the piston rod of the hydraulic cylinder is connected to the backhoe bucket via a link mechanism for increasing the rotation angle of the working tool. The link mechanism includes a link (hereinafter referred to as an arm link) pivotally attached to a work tip arm, one end connected to the piston rod to the arm link and the hydraulic cylinder, and the other end connected to a work tool. A link (hereinafter referred to as a work tool link).
マテアリアルハンドリングマシンのように長尺の先端アームにグラップルバケットを取付けて作業を行う場合、グラップルバケットを傾斜させた姿勢で作業を行うと、先端アームが長尺であるために先端アームに対する負担が大きくなるので、従来は一般にグラップルバケットが鉛直姿勢となるように油圧シリンダを操作して作業を行っている。しかしながら、このグラップルバケットの姿勢を考慮し、油圧シリンダを操作しながら作業を行うとオペレータの負担が増大するため、油圧シリンダと作業具とのリンク機構を介する連結を解いた状態で作業を行うこと(以下垂下して作業を行うことのある作業具を垂下式作業具と称す。)が望まれる。 When working with a grapple bucket attached to a long tip arm like a material handling machine, if the grapple bucket is tilted, the tip arm is long and the burden on the tip arm is Therefore, conventionally, the operation is generally performed by operating the hydraulic cylinder so that the grapple bucket is in a vertical posture. However, in consideration of the posture of the grapple bucket, if the operation is performed while operating the hydraulic cylinder, the burden on the operator increases. Therefore, the operation should be performed in a state in which the connection between the hydraulic cylinder and the work tool via the link mechanism is released. (Hereinafter, a working tool that hangs down and performs work is referred to as a hanging work tool.).
しかしながら、このように垂下式作業具と油圧シリンダとのリンク機構を介する連結を解き、垂下式作業具を先端アームに垂下して取付けると、作業具リンクの作業具側端部は垂下式作業具に連結しないため、宙ぶらりんとなり、作業用アームの作動につれて作業具リンクが揺動して先端アームに衝突し、先端アームを損傷させる。 However, when the suspension of the hanging work tool and the hydraulic cylinder via the link mechanism is released and the hanging work tool is suspended and attached to the tip arm, the working tool side end of the work tool link is the hanging work tool. As the working arm is actuated, the work tool link swings and collides with the tip arm, damaging the tip arm.
この垂下式作業具を用いる際の作業具リンクの揺動を防止するため、特許文献1には、先端アームに固定部材を設け、この固定部材に、作業具リンクの端部をピン付けし固定する作業具リンク揺れ止め防止装置が提案されている。また、この作業具リンクを先端アームに固定する構造を採用した場合、コントロール弁から油圧シリンダへの圧油のリークによって油圧シリンダが伸長し、このため作業具リンクを介して固定部材に無理な力がかかり、この固定部材が変形したり損傷したりするおそれがある。そこで特許文献1に記載の発明においては、さらに、この作業具リンクの固定部材の油圧シリンダ伸長による変形、損傷を防止するため、垂下式作業具を用いかつ作業具リンクを先端アームに固定した状態において、コントロール弁と油圧シリンダとの間の管路を遮断して油圧シリンダの伸長を防止する手段を付加した油圧回路が提案されている。
In order to prevent the swing of the work tool link when using this hanging work tool, in
一方、建設機械においては、先端アームに作業具を直接取付けるのではなく、特許文献2や特許文献3に記載のように、作業具の着脱を容易化しうるアダプタを先端アームに取付け、このアダプタを前記油圧シリンダにリンク機構を介して連結し、このアダプタに各種作業具を交換可能に装着することが行われる。このようなアダプタを用いれば、作業の種類によって異なる作業具を容易、迅速に交換することが可能となる。
On the other hand, in construction machines, instead of directly attaching the work tool to the tip arm, as described in
特許文献1に記載のように、クラムシェルバケットのような垂下式作業具とバックホウバケットのような回動式作業具を交換可能に取付ける建設機械において、特許文献2、3に記載のように、先端アームにアダプタを常時取付けておき、このアダプタに各種作業具を交換可能に装着することとすれば、作業具の交換を容易、迅速に行うことが可能となる。
As described in
しかしながら、特許文献1に示すように、垂下式作業具を用いる際に作業具リンクを先端アームに固定する構造は、特許文献2、3に記載のようにこの作業具リンクをアダプタに常時連結しておく構成をとる場合には採用できない。このため、作業具交換に要する時間、労力の削減が図れないという問題点がある
However, as shown in
本発明は、上記の問題点に鑑み、作業用アームにアダプタを取付けると共に油圧シリンダによりリンク機構を介してアダプタを回動可能に連結した建設機械においても、このアダプタに垂下式作業具を鉛直姿勢で取付けることが可能となると共に、垂下式作業具を使用する際の作業具リンクの揺動の問題が解消され、作業具の交換に要する時間、労力の削減が図れる建設機械の油圧回路を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, the present invention is a construction machine in which an adapter is attached to a work arm and the adapter is rotatably connected by a hydraulic cylinder via a link mechanism. A hydraulic circuit for construction machinery that eliminates the problem of swinging of the work tool link when using a hanging work tool and reduces the time and labor required to replace the work tool. The purpose is to do.
請求項1の建設機械の油圧回路は、作業具装着用アダプタを作業用アームの先端アームに回動可能に取付け、
前記先端アームに、前記アダプタをリンク機構を介して回動させる油圧シリンダを取付け、
前記作業具として、作業時に前記油圧シリンダの作動により回動される回動式作業具と、作業時に前記先端アームの傾斜角の変化に関わらず鉛直姿勢で前記先端アームから垂下されて使用されることがある垂下式作業具とが前記アダプタに交換可能に取付けられる建設機械の油圧回路において、
前記油圧シリンダのボトム室、ロッド室と前記油圧シリンダのコントロール弁との間の各管路の最高油圧を設定する可変リリーフ弁と、
各可変リリーフ弁にそれぞれ並列に接続された逆止弁と、
前記可変リリーフ弁の設定圧力を、前記管路への圧油の供給により前記回動式作業具を回動可能とするリリーフ圧である高圧側リリーフ圧と、前記垂下式作業具装着時の作業具自重により作業具が傾斜姿勢から鉛直姿勢へ回動可能でかつ作業具の揺れが抑制される程度の低圧側リリーフ圧とに選択的に切換え可能なリリーフ圧切換え手段とを備えたことを特徴とする。
The hydraulic circuit of the construction machine according to
A hydraulic cylinder that rotates the adapter via a link mechanism is attached to the tip arm,
As the work tool, a rotary work tool that is rotated by the operation of the hydraulic cylinder at the time of work, and is used by being suspended from the tip arm in a vertical posture regardless of a change in the inclination angle of the tip arm at the time of work. In a hydraulic circuit of a construction machine in which a hanging work tool that is sometimes attached to the adapter is replaceable,
A variable relief valve for setting a maximum hydraulic pressure of each pipe line between a bottom chamber of the hydraulic cylinder, a rod chamber and a control valve of the hydraulic cylinder;
A check valve connected in parallel to each variable relief valve;
The set pressure of the variable relief valve is a high-pressure relief pressure that is a relief pressure that allows the rotary work tool to be turned by supplying pressure oil to the pipe line, and work when the hanging work tool is mounted. Relief pressure switching means capable of selectively switching to a low-pressure side relief pressure that allows the work tool to be rotated from an inclined posture to a vertical posture by the tool's own weight and to suppress shaking of the work tool. And
請求項2の建設機械の油圧回路は、請求項1に記載の建設機械の油圧回路において、
前記リリーフ弁のリリーフ圧を切換える電磁弁と、
前記建設機械の運転室に設けられ、前記電磁弁を切換えるスイッチとを備えたことを特徴とする。
The hydraulic circuit for a construction machine according to
An electromagnetic valve for switching the relief pressure of the relief valve;
And a switch for switching the solenoid valve, provided in a cab of the construction machine.
請求項1の発明によれば、回動式作業具を使用する場合には、可変リリーフ弁のリリーフ圧を高圧側リリーフ圧に設定することにより、回動式作業具を油圧シリンダによって回動させて作業を行うことができる。一方、垂下式作業具を使用する場合は、可変リリーフ弁のリリーフ圧を低圧側リリーフ圧に設定する。この場合、作業用アームの作動によって先端アームの鉛直線に対する傾斜角が変化する。これに伴い、垂下式作業具の鉛直線に対する傾斜角も変化し、垂下式作業具の自重により、傾斜角に応じて油圧シリンダのボトム室(またはロッド室)に油圧を発生させる。そして、このボトム室(ロッド室)に発生した油圧により、ボトム室(ロッド室)につながる管路、その管路の可変リリーフ弁、ロッド室(ボトム室)側管路に接続された逆止弁を経てロッド室(ボトム室)へと作動油が還流し、垂下式作業具は鉛直姿勢に戻され、常に鉛直の姿勢で作業を行うことができる。このため、オペレータは垂下式作業具を垂直にするための煩雑な操作が不要となり、操作が容易になると共に、作業性が向上する。 According to the first aspect of the present invention, when the rotary work tool is used, the rotary work tool is rotated by the hydraulic cylinder by setting the relief pressure of the variable relief valve to the high pressure side relief pressure. Work. On the other hand, when a drooping type work tool is used, the relief pressure of the variable relief valve is set to the low pressure relief pressure. In this case, the inclination angle of the tip arm with respect to the vertical line is changed by the operation of the working arm. Along with this, the inclination angle of the drooping work tool with respect to the vertical line also changes, and hydraulic pressure is generated in the bottom chamber (or rod chamber) of the hydraulic cylinder according to the inclination angle by the weight of the drooping work tool. And, by the hydraulic pressure generated in the bottom chamber (rod chamber), a conduit connected to the bottom chamber (rod chamber), a variable relief valve for the conduit, and a check valve connected to the rod chamber (bottom chamber) side conduit After that, the working oil returns to the rod chamber (bottom chamber), the drooping work tool is returned to the vertical posture, and the work can always be performed in the vertical posture. For this reason, the operator does not need a complicated operation for making the hanging work tool vertical, so that the operation becomes easy and the workability is improved.
また、作業具交換の際には、可変リリーフ弁のリリーフ圧を高圧側リリーフ圧に設定しておくことにより、交換のためのアダプタの回動を行わせることができ、作業具の交換に要する時間、労力の削減が図れる。 Further, when exchanging the work tool, by setting the relief pressure of the variable relief valve to the high-pressure relief pressure, the adapter for the replacement can be rotated, which is necessary for exchanging the work tool. Time and labor can be reduced.
また、垂下式作業具を用いる場合、作業具リンクはアダプタに連結したままで拘束されているから、作業時における先端アームの傾斜角の変動に伴って作業具リンクが揺動することがなく、作業具リンクの揺動、衝突による先端アームの損傷が防止される。 Also, when using a hanging work tool, the work tool link is constrained while being connected to the adapter, so the work tool link does not swing with the change in the tilt angle of the tip arm during work, The tip arm is prevented from being damaged by the swing and collision of the work tool link.
また、垂下式作業具を用いて作業をしている際に、作業具がリンク機構を介して常に油圧シリンダに接続されているので、上部旋回体の旋回開始、停止時の作業具の慣性による垂下式作業具の揺れを、油圧シリンダにおける作動油の流れの抵抗によって抑制することができ、この揺れ防止のためのオペレータによる操作が不要となり、この意味においても操作が容易になると共に、オペレータの負担を軽減することができ、作業性を向上させることができる。特に垂下式作業具使用時の低圧側リリーフ圧をタンク圧よりも少し高いリリーフ圧に設定しておけば、この揺れ抑制効果が高まる。また、作業具の揺れが抑制されるので、作業具の位置決めも容易となる。 In addition, when working with a hanging work tool, the work tool is always connected to the hydraulic cylinder via the link mechanism, so that the upper swivel body starts turning and depends on the inertia of the work tool when it stops. The swinging of the drooping work implement can be suppressed by the resistance of the hydraulic fluid flow in the hydraulic cylinder, which eliminates the need for an operator operation to prevent this swinging. The burden can be reduced and workability can be improved. In particular, if the low-pressure relief pressure at the time of using the hanging work tool is set to a relief pressure that is slightly higher than the tank pressure, the effect of suppressing the shaking is enhanced. Further, since the swing of the work tool is suppressed, the work tool can be easily positioned.
また、垂下式作業具を用いて作業を行う場合であっても、特殊な作業上の要求により、作業具を傾斜させる必要がある場合には、リリーフ弁のリリーフ圧を高圧側リリーフ圧に設定すれば、作業具を傾斜させて作業を行うことが可能となり、作業現場への適用性が向上する。 Even when working with a hanging work tool, if the work tool needs to be tilted due to special work requirements, the relief valve relief pressure is set to the high pressure relief pressure. Then, it becomes possible to work by inclining the work tool, and the applicability to the work site is improved.
請求項2の発明によれば、リリーフ圧を切換え用電磁弁を切換えるスイッチを建設機械の運転室に設けたので、リリーフ圧の切換えが容易、迅速に行える。
According to the invention of
図1は本発明の建設機械の一例を示す側面図である。1は岸壁2の近傍の地面3上で荷役作業を行う建設機械であり、船舶4上に搭載する荷物の積み込み、積み降ろしを行なうものである。5は自走式下部走行体であり、この例ではこの下部走行体5がクローラ式走行体である場合について示しているが、ホイール式走行体あるいはレール上を転動する鉄輪を有するものを適用する場合もある。
FIG. 1 is a side view showing an example of the construction machine of the present invention.
下部走行体5の走行体フレーム上にタワー6を設置し、タワー6の頂部に旋回装置7を介して上部旋回体8を設置する。上部旋回体8上に油圧パワーユニット10と、運転室11と、カウンタウエイト12等を搭載する。タワー6の中途部分で上部旋回体8の下面に上部旋回体8に搭載した油圧パワーユニット10等の保守点検用の踊り場13を設ける。この踊り場13は上部旋回体8の下面から搭載機器の点検が可能な高さにあり、また、上部旋回体8の前後の幅に近い前後幅を有する。14はこの踊り場13に地上からオペレータや作業員等が昇降するために踊り場13に取付けた梯子である。踊り場13の周囲には安全のための手摺15を設ける。上部旋回体8にもこの上部旋回体8と踊り場13との間でオペレータ等が昇降するための昇降用梯子16を設ける。上部旋回体8にも踊り場17と手摺18とを設置する。
The
20は上部旋回体8に取付けられた多関節構造の作業用アームであり、この作業用アーム20は、油圧シリンダ21により上部旋回体8に起伏可能に取付けられた第1のアーム22と、この第1のアーム22の先端に油圧シリンダ23により上下方向に回動可能に取付けられた第2のアーム(以下先端アームと称す。)24とを有する。この作業用アーム20は3本以上のアームの多関節構造で構成される場合もある。
先端アーム24の先端にアダプタ25を介して垂下式作業具を取付ける。この実施の形態においては、この垂下式作業具がグラップルバケット26である場合について示している。28は先端アーム24に取付けられた油圧シリンダであり、作業具をアダプタ25と共にリンク機構29を介して回動させるものである。
A drooping work tool is attached to the tip of the
図2はグラップルバケット26の取付け構造およびこのグラップルバケット26の構造を拡大して示す図である。アダプタ25はピン30により先端アーム24の先端に回動可能に取付ける。油圧シリンダ28の一端(チューブ28a)は図1に示すように先端アーム24の上面に設けたブラケット31にピン32により連結して取付ける。リンク機構29を構成するリンクは、先端アーム24に一端をピン33により枢着したアームリンク34と、アダプタ25に一端をピン35により枢着した作業具リンク36とを有し、油圧シリンダ28の他端(ピストンロッド28b)をこれらのリンク34,36の先端にピン37により連結する。
FIG. 2 is an enlarged view showing the mounting structure of the
グラップルバケット26はその上部にアダプタ25に取付けるためのブラケット42を有する。このブラケット42は、2枚の平行板からなり、アダプタ25の下端部を挟んでピン40,41によりアダプタ25に着脱可能に連結するものである。このブラケット42の下部にフレーム43を設け、このフレーム43にそれぞれ枢着軸44を介して開閉可能に複数本の把持爪45を取付ける。フレーム43と各把持爪45との間にそれぞれ爪開閉用の油圧シリンダ46を取付ける。
The grapple
図3はアダプタ25の構造を示す側面図である。図3に示すように、アダプタ25の上部には、先端アーム24にピン30により連結する取付け部(ボス)47と、作業具リンク36にピン35により連結する取付け部(ボス)48とを設ける。アダプタ25の下部フレーム50の端部には、前記グラップルバケット26を連結するピン40を嵌合する固定フック51を設ける。52はこの固定フック51との間でピン40を抜け出し不能に把持する可動フックである。この可動フック52は、下部フレーム50に設けた軸53を中心に回動可能に取付ける。
FIG. 3 is a side view showing the structure of the
54はアダプタ25を作業具リンク36に連結するピン35を中心に回動可能に取付けた可動アームである。この可動アーム54にはグラップルバケット26を連結するピン41を嵌合して固定する凹状の嵌合部55を設ける。56はアダプタ25に作業具を着脱するための油圧シリンダである。この油圧シリンダ56は、一端をピン57により可動フック52に連結し、他端をピン58により可動アーム54に連結する。59は下部フレーム50に設けたピン孔であり、可動フック52をロックするロックピン60(図4(D)参照)を挿着するものである。
図4にアダプタ25に地上に置いたグラップルバケット26を装着する際の手順を示す。まず図4(A)に示すように、油圧シリンダ56を収縮させておくことにより、可動アーム54を下部フレーム50側に近接させ、可動フック52を固定フック51から離して開放状態としておく。そして図1に示した第1のアーム22を下げることにより、アダプタ25を下げ、図4(B)に示すように、予めグラップルバケット26に取付けている一方のピン40に固定フック51を嵌合する。
FIG. 4 shows a procedure for mounting the grapple
次に図1に示した第1のアーム22を少し持ち上げながら、図4(C)に示すように、先端アーム24に取付けた油圧シリンダ28を伸長させてアダプタ25を運転室11側に回動させてアダプタ25の後側を持ち上げることにより、固定フック51を上向きとし、ピン40を抜け止めする。同時に、可動アーム54の嵌合部55を、アダプタ25に予め取付けられている他方のピン41に対面、接触させる。
Next, while slightly lifting the
次に図4(D)に示すように、油圧シリンダ56を伸長させ、可動アーム54を回動させて嵌合部55をグラップルバケット26に取付けられているピン41に嵌合する。同時に、可動フック52をピン40に掛けてこの可動フック52と固定フック51との間でピン40を把持する。次に下部フレーム50に予め設けられた孔59にロックピン60を挿着して可動フック52の動きを防止し、可動フック52をロックする。
Next, as shown in FIG. 4D, the
グラップルバケット26をアダプタ25から外す際には、グラップルバケット26を地面に置き、ロックピン60を下部フレーム50から抜き、油圧シリンダ56を収縮させて可動フック52をピン40から離すと同時に、可動アーム54を回動させてピン41から嵌合部55を外し、油圧シリンダ28を収縮させ、かつ第1のアーム22を少し持ち上げてアダプタ25からグラップルバケット26を外す。
When the grapple
図5は回動式作業具の一例であるバックホウバケット61を先端アーム24にアダプタ25を介して取付けた状態を示す。図6は垂下式作業具の他の例であるリフティングマグネット62を先端アーム24にアダプタ25を介して取付けた例である。なお、垂下式作業具としてのグラップルバケット26やリフティングマグネット62は回動式に用いられることもある。また、例えばホークバケット等も回動式、垂下式のいずれの形態でも用いられる。
FIG. 5 shows a state in which a
図7は本発明の油圧回路の一実施の形態を示す油圧回路図である。63は前記油圧パワーユニット10に含まれる主ポンプ、64,65は同じくそれぞれパイロットポンプと油タンクである。66は主ポンプ63と油圧シリンダ28との間の油圧回路に設けられたコントロール弁である。67はコントロール弁66のパイロット弁である。
FIG. 7 is a hydraulic circuit diagram showing an embodiment of the hydraulic circuit of the present invention. 63 is a main pump included in the
このパイロット弁67は、操作レバー68を矢印69方向に操作すると、パイロットポンプ64からのパイロット圧油が管路70、弁71、管路72を介してコントロール弁66の操作室66aに供給されてコントロール弁66が上位置に切換わる。これにより、主ポンプ63からの圧油がコントロール弁66のポート66c,66d、管路75を通して油圧シリンダ28のボトム室28cに入り、ロッド室28dの作動油は管路76、コントロール弁66のポート66e,66f、管路77を通して油タンク65に戻され、油圧シリンダ28が伸長する。
In the
反対に、操作レバー68を矢印78の方向に操作すると、パイロットポンプ64からのパイロット圧油が管路70、弁79、管路80を介してコントロール弁66の操作室66bに供給されてコントロール弁66が下位置に切換わる。これにより、主ポンプ63からの圧油がコントロール弁66のポート66c,66e、管路76を通して油圧シリンダ28のロッド室28dに入り、ボトム室28cの作動油は管路75、コントロール弁66のポート66d,66f、管路77を通して油タンク65に戻され、油圧シリンダ28が収縮する。
On the contrary, when the
82,83はそれぞれコントロール弁66とボトム室28c、ロッド室28dとの間の管路75,76と、油タンク65との間に挿入された可変リリーフ弁である。93,94はそれぞれこれらの可変リリーフ弁82,83と並列に設けた逆止弁である。可変リリーフ弁82,83は操作室82a,83aを有し、これらの操作室82a,83aにパイロット圧油が供給された状態では可変リリーフ弁82,83のリリーフ圧は高圧(例えば17.6MPa)に設定される。この高圧側リリーフ圧は、図5に示したような回動式作業具であるバックホウバケット61等を回動させて作業を行う場合に必要とされる油圧である。反対に、操作室82a,83aにパイロット圧油が供給されない状態では可変リリーフ弁82,83のリリーフ圧は低圧(例えば3.9MPa)に設定される。この低圧側リリーフ圧は、図1、図2に示したような垂下式作業具であるグラップルバケット26等の自重により、垂下式作業具を鉛直姿勢へ回動させることが可能となる油圧である。
82 and 83 are variable relief valves inserted between the
84は可変リリーフ弁82,83のリリーフ圧を切換えるために設けた電磁弁である。85は上部旋回体8に搭載した電源、86は運転室11に取付けた電磁弁切換え用のスイッチ(図8参照)である。バックホウバケット61等の回動式作業具を用いる場合には、スイッチ86をオフ(開)とする。このとき、電磁弁84のソレノイド84aには通電されないから、電磁弁84は図示の下位置にある。このため、パイロットポンプ64からのパイロット圧油が管路87、電磁弁84、管路88、管路89,90を介して可変リリーフ弁82,83の操作室82a,83aに供給され、可変リリーフ弁82,83のリリーフ圧は高圧に設定される。このため、コントロール弁66の上位置または下位置に切換えて油圧シリンダ28の伸長、収縮動作を行う時に、管路75,76の油圧は高圧側リリーフ圧以上に設定されるから、回動式作業具の回動が可能である。
84 is an electromagnetic valve provided for switching the relief pressure of the
反対に、垂下式作業具を先端アーム24から垂下した状態で用いる場合には、スイッチ86をオン(閉)とする。これにより、電源85により電磁弁84のソレノイド84aに通電され、電磁弁84が上位置に切換えられる。このため、電磁弁84の二次側管路88は電磁弁84を介して油タンク65につながる管路91に連通する。このため、操作室82a,83aの油圧はタンク圧となり、可変リリーフ弁82,83のリリーフ圧が低圧となる。
On the other hand, when the hanging type work tool is used in a state of hanging from the
このように可変リリーフ弁82,83のリリーフ圧を低圧に設定している場合、図2に示すようにグラップルバケット26をアダプタ25を介して取付けた状態において、グラップルバケット26の重心Gがピン30より前方(上部旋回体8の反対側)にあるときは、グラップルバケット26の自重Fにより、ピン30を中心として矢印92に示す方向に回動力が生じる。
Thus, when the relief pressure of the
この場合、油圧シリンダ28のロッド室28dにこの自重による油圧が発生する。この自重により、重心Gとピン30とを結ぶ線の鉛直線に対してなす傾斜角度が実質的に垂直と把握できる角度以上であるときに低圧側リリーフ圧である3.9MPa以上となるようにロッド室28dの油圧が発生するように構成しておくと、コントロール弁66が図示の中立位置にあるにも関わらず、グラップルバケット26は自重によって回動する。すなわち、ロッド室28d内の作動油が管路76、可変リリーフ弁83、逆止弁93、管路75を通してボトム室28cに入る。このとき、ロッド室28dとボトム室28cとの間の断面積の差により、ボトム室28cには油タンク65より管路77、逆止弁93、管路75を通して作動油が補充される。
In this case, a hydraulic pressure is generated in the
重心Gがピン30よりも後方にある場合には作業具自重による油圧がボトム室28cに発生する。そしてこの油圧が低圧側リリーフ圧以上であれば、コントロール弁66が中立位置にあるにも関わらず、ボトム室28c内の作動油が管路75、可変リリーフ弁82、逆止弁94、管路76を通してロッド室28dに入る。このとき、このとき、ロッド室28dとボトム室28cとの間の断面積の差により、ボトム室28cから出た作動油の一部は、管路77より油タンク75に流出する。
When the center of gravity G is behind the
このようにボトム室28cに作業具自重による油圧が発生する場合、すなわち作業具が後側に向けて傾斜している場合、ロッド室28dとボトム室28cとの断面積の相違により、前側に向けて傾斜している場合に比較し、ボトム室28cに自重により発生する油圧は低くなり、可変リリーフ弁82,83の低圧側リリーフ圧を同じにすると、自重により回動可能な最小傾斜角は、作業具が後側に向けて傾斜している場合の方がやや大きくなる。この回動可能な最小傾斜角は低圧側リリーフ圧が低くなるほど小さくできるので、作業具の重量や作業具の種類等に応じてこの低圧側リリーフ圧を設定すればよい。この鉛直姿勢と把握できる最小傾斜角は、作業効率の観点から10度以下とすることが好ましい。また、グラップルバケット26の前方、後方の前記最小傾斜角を等しくするため、油圧シリンダ28における断面積が広い方のボトム室82c側の可変リリーフ弁82の低圧側リリーフ圧を、断面積が狭い側のロッド室28dより低く設定してもよい。
As described above, when hydraulic pressure is generated in the
このように、この実施の形態によれば、油圧シリンダ28につながる管路75,76の油圧を設定する可変リリーフ弁82,83を設け、グラップルバケット26のような垂下式作業具を使用する場合は、可変リリーフ弁82,83のリリーフ圧を低圧側リリーフ圧に設定するようにしたので、先端アーム24の角度の如何にかかわらず、グラップルバケット26等の垂下式作業具は自重により鉛直姿勢となるように回動し、垂下された状態で作業を行うことができ、オペレータは垂下式作業具を垂直姿勢にするための煩雑な油圧シリンダ28の操作が不要になり、操作が容易になると共に、作業性が向上する。また、作業具交換の際には、可変リリーフ弁82,83のリリーフ圧を高圧側リリーフ圧に設定しておくことにより、交換のためのアダプタ25の回動を行わせることができる。
As described above, according to this embodiment, the
したがって、先端アーム24にアダプタ25を介して回動式作業具または垂下式作業具を取付けたいずれの場合にも、本来の作業具の回動態様や垂下態様で作業を行うことができ、作業具の交換も行える。そして、垂下式作業具を取付けた場合、作業具リンク36はアダプタ25に連結したままで拘束されているから、作業用アーム20の作動に伴って作業具リンク36が揺動することがなく、作業具リンク36の揺動、衝突による先端アーム24の損傷が防止される。
Therefore, in any case where the rotary work tool or the hanging work tool is attached to the
また、グラップルバケット26やリフティングマグネット62等の垂下式作業具を用いる場合も、これらの作業具はリンク機構29を介して常に油圧シリンダ28に接続されているので、上部旋回体8の旋回開始、停止時の作業具26,62の慣性による揺れが、油圧シリンダ28のボトム室28c、ロッド室28d間、およびこれらの室28c,28dと油タンク65との間の作動油の流れの抵抗によって抑制される。このため、オペレータによる揺れ防止のための操作が不要となり、この意味においてもオペレータの負担を軽減することができ、作業性を向上させることができる。また、作業具の揺れが抑制されるので、作業具の位置決めも容易となる。また、垂下式作業具使用時の低圧側リリーフ圧をタンク圧よりも少し高いリリーフ圧に設定しておくことにより、この揺れ抑制効果を高めることができる。
Further, also when using hanging type work tools such as the grapple
また、グラップルバケット26等の垂下式作業具を使用している際に、例えばある構造物の下に把持したい対象物が存在する場合、可変リリーフ弁82,83のリリーフ圧を高圧側リリーフ圧に設定すれば、グラップルバケット26を横向きにして対象物を把持することができる。このため、垂下式作業具を使用する際の作業態様を拡大することができる。
Further, when a hanging work tool such as the grapple
また、上記実施の形態においては、図8の平面図に示すように、可変リリーフ弁82,83の切換え回路のリリーフ圧を切換えるスイッチ86を建設機械の運転室11内に設けたので、リリーフ圧の切換えが容易、迅速に行える。
Further, in the above embodiment, as shown in the plan view of FIG. 8, the
上記実施の形態においては、スイッチ86により電磁弁84を切換えることにより、可変リリーフ弁82,83のリリーフ圧を切換えるように構成したが、図9に示すように、手動式の操作手段82b,83bによりリリーフ圧を切換える構成も採用可能である。
In the above embodiment, the relief pressures of the
本発明は、上記実施の形態以外に、垂下式作業具として用いられることのある作業具を作業用アームに取付ける他の建設機械にも用いることができる。 In addition to the above-described embodiment, the present invention can also be used for other construction machines that attach a work tool that may be used as a hanging work tool to a work arm.
1:建設機械、2:岸壁、3:地面、4:船舶、5:下部走行体、6:タワー、7:旋回装置、8:上部旋回体、10:油圧パワーユニット、11:運転室、12:カウンタウエイト、13:踊り場、14:梯子、15:手摺、16:梯子、17:踊り場、18:手摺、20:作業用アーム、21:油圧シリンダ、22:第1のアーム、23:油圧シリンダ、24:先端アーム、25:アダプタ、26:グラップルバケット、28:油圧シリンダ、28c:ボトム室、28d:ロッド室、29:リンク機構、30,32,33,35,37:ピン、31:ブラケット、34:アームリンク、36:作業具リンク、40,41:ピン、42:ブラケット、43:フレーム、44:枢着軸、45:把持爪、46:油圧シリンダ、47,48:ボス、50:下部フレーム、51:固定フック、52:可動フック、53:軸、54:可動アーム、55:嵌合部、56:油圧シリンダ、57,58:ピン、59:ピン孔、60:ロックピン、61:バックホウバケット、62:リフティングマグネット、63:主ポンプ、64:パイロットポンプ、65:油タンク、66:コントロール弁、67:パイロット弁、68:操作レバー、82,83:リリーフ弁、82a,83a:操作室、82b,83b:手動式操作手段、84:電磁弁、85:電源、86:スイッチ、93,94:逆止弁 1: construction machine, 2: quay, 3: ground, 4: ship, 5: lower traveling body, 6: tower, 7: turning device, 8: upper turning body, 10: hydraulic power unit, 11: cab, 12: Counterweight, 13: landing, 14: ladder, 15: handrail, 16: ladder, 17: landing, 18: handrail, 20: working arm, 21: hydraulic cylinder, 22: first arm, 23: hydraulic cylinder, 24: tip arm, 25: adapter, 26: grapple bucket, 28: hydraulic cylinder, 28c: bottom chamber, 28d: rod chamber, 29: link mechanism, 30, 32, 33, 35, 37: pin, 31: bracket, 34: Arm link, 36: Work tool link, 40, 41: Pin, 42: Bracket, 43: Frame, 44: Pivoting shaft, 45: Holding claw, 46: Hydraulic cylinder, 47, 48: Boss 50: lower frame, 51: fixed hook, 52: movable hook, 53: shaft, 54: movable arm, 55: fitting part, 56: hydraulic cylinder, 57, 58: pin, 59: pin hole, 60: lock pin 61: Backhoe bucket, 62: Lifting magnet, 63: Main pump, 64: Pilot pump, 65: Oil tank, 66: Control valve, 67: Pilot valve, 68: Operation lever, 82, 83: Relief valve, 82a, 83a: operation chamber, 82b, 83b: manual operation means, 84: solenoid valve, 85: power supply, 86: switch, 93, 94: check valve
Claims (2)
前記先端アームに、前記アダプタをリンク機構を介して回動させる油圧シリンダを取付け、
前記作業具として、作業時に前記油圧シリンダの作動により回動される回動式作業具と、作業時に前記先端アームの傾斜角の変化に関わらず鉛直姿勢で前記先端アームから垂下されて使用されることがある垂下式作業具とが前記アダプタに交換可能に取付けられる建設機械の油圧回路において、
前記油圧シリンダのボトム室、ロッド室と前記油圧シリンダのコントロール弁との間の各管路の最高油圧を設定する可変リリーフ弁と、
各可変リリーフ弁にそれぞれ並列に接続された逆止弁と、
前記可変リリーフ弁の設定圧力を、前記管路への圧油の供給により前記回動式作業具を回動可能とするリリーフ圧である高圧側リリーフ圧と、前記垂下式作業具装着時の作業具自重により作業具が傾斜姿勢から鉛直姿勢へ回動可能でかつ作業具の揺れが抑制される程度の低圧側リリーフ圧とに選択的に切換え可能なリリーフ圧切換え手段とを備えたことを特徴とする建設機械の油圧回路。 A work tool mounting adapter is pivotally attached to the tip arm of the work arm,
A hydraulic cylinder that rotates the adapter via a link mechanism is attached to the tip arm,
As the work tool, a rotary work tool that is rotated by the operation of the hydraulic cylinder at the time of work, and is used by being suspended from the tip arm in a vertical posture regardless of a change in the inclination angle of the tip arm at the time of work. In a hydraulic circuit of a construction machine in which a hanging work tool that is sometimes attached to the adapter is replaceable,
A variable relief valve for setting a maximum hydraulic pressure of each pipe line between a bottom chamber of the hydraulic cylinder, a rod chamber and a control valve of the hydraulic cylinder;
A check valve connected in parallel to each variable relief valve;
The set pressure of the variable relief valve is a high-pressure relief pressure that is a relief pressure that allows the rotary work tool to be turned by supplying pressure oil to the pipe line, and work when the hanging work tool is mounted. Relief pressure switching means capable of selectively switching to a low-pressure side relief pressure that allows the work tool to be rotated from an inclined posture to a vertical posture by the tool's own weight and to suppress shaking of the work tool. And the hydraulic circuit of construction machinery.
前記リリーフ弁のリリーフ圧を切換える電磁弁と、
前記建設機械の運転室に設けられ、前記電磁弁を切換えるスイッチとを備えたことを特徴とする建設機械の油圧回路。 In the hydraulic circuit of the construction machine according to claim 1,
An electromagnetic valve for switching the relief pressure of the relief valve;
A hydraulic circuit for a construction machine, comprising a switch that is provided in a cab of the construction machine and that switches the solenoid valve.
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