JP5280985B2

JP5280985B2 - 作業機械

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Publication number: JP5280985B2
Application number: JP2009245209A
Authority: JP
Inventors: 宏一清水
Original assignee: Takeuchi Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Takeuchi Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-10-26
Filing date: 2009-10-26
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2029-10-26
Also published as: JP2011089355A

Description

本発明は、車体に設けられたアームにバケットや杭打ち装置等の各種アタッチメントが着脱可能に取り付けられる作業機械に関する。

上記のような作業機械として、地面を掘削したり掘削した土砂等を移動させる際に使用されるショベルローダやバックホーなどが広く知られている。このような作業機械は、車体に上下揺動可能に設けられたアームの先端部に、バケットやブレード、チップブレーカ、オーガ装置などの各種アタッチメントが着脱可能に構成されており、アタッチメントを作業目的に応じて着脱交換することにより、一台の作業機械を多目的、多機能に使用可能になっている（例えば、特許文献１を参照）。

このような作業機械において、アタッチメントを交換するには、アームとアタッチメントとを連結するピンの抜き差しや固定作業が必要となる。アタッチメントは一般的に重量物であり、これを人力で行うとすれば多くの労力を要する。そのため、アームの先端部にアタッチメントを係脱させる着脱させる油圧作動型のクイックヒッチ機構を設け、この機構を作動させるクイックヒッチシリンダに供給する圧油の供給方向を流路切り換え弁により切り換えて、アタッチメントを係止状態と解除状態とに切り換えるように構成された作業機械が実用されている。クイックヒッチシリンダに供給される圧油は、アタッチメントがアームに係止されれば、以降、低い保持圧で足りる。このため、クイックヒッチシリンダへの供給油路は、一般的に、車体各部の油圧制御機器に信号圧を供給する信号圧供給油路から分岐して設けられる（例えば、特許文献２を参照）。

特開２００５−３３６７６７号公報特開２００４−０３６６３５号公報

ところが、上記のような作業機械では、アームとアタッチメントとの連結機構部がドロ詰まり等により固着状態となることがあり、クイックヒッチ機構への圧油の供給方向を切り換えても、シリンダ推力が不足して、解除状態に切り替わらないことが生じ得る。ここで、クイックヒッチシリンダの供給油路を含め信号圧供給油路の設定圧を高めることが考えられる。しかし、このような設定にすれば、油圧ポンプを駆動するエンジンやモータ等への負荷が増大し、好ましくない。

一方、作業機械には、アームを上下揺動させるアームシリンダや、作業台を旋回させる旋回モータ、車両を走行させる走行モータなど、作業装置を駆動する油圧アクチュエータが用いられており、これらの他の油圧アクチュエータは、信号圧回路と異なる高圧の油圧回路（メインの油圧回路）に設けられたコントロールバルブに接続されて作動が制御される。そこで、他の油圧アクチュエータのいずれか、例えばアームシリンダへの供給油路に流路切り換え弁を設け、アタッチメントの取り外し時に高圧の圧油をクイックヒッチシリンダに供給して解除状態に切り換える構成が考えられる。ところが、このような構成では、アタッチメントを係止保持する信号圧供給油路の流路切り換え弁と、アームシリンダへの供給油路の流路切り換え弁、並びにメインのコントロールバルブを連動制御する必要が生じ、油圧回路及び制御回路の構成が複雑化する。アームシリンダへの供給油路は高圧・大流量であるため、この供給油路に設ける流路切り換え弁は大型となり、配置スペース、コストがともに増大する。さらに、アームシリンダの供給油路に設けられた流路切り換え弁を切り換えたときに、アームシリンダへの供給圧が変動してアームが一瞬動くなど、操作性が低下するという課題があった。

本発明は上記のような課題に鑑みてなされたものであり、簡明な構成で、アームとアタッチメントとの連結機構部がドロ詰まり等により固着状態になったような場合でも、アタッチメントの着脱を確実に実現可能な作業機械を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、車体に着脱可能に構成されたアタッチメント（例えば、実施形態におけるバケット２２、くい打ち装置２７等）と、車体に設けられアタッチメントを車体に着脱させる油圧作動型のクイックヒッチ機構とを備え、車体側の油圧源（例えば、実施形態における第２油圧ポンプＰ₂）とクイックヒッチ機構を作動させる油圧アクチュエータ（例えば、実施形態におけるクイックヒッチシリンダ５５）とを結ぶ着脱油路に設けられた着脱切り換え弁（例えば、実施形態におけるクイックヒッチ制御弁４５）により、油圧アクチュエータに供給される圧油の供給方向を切り換えて、車体にアタッチメントを係止する係止状態と、アタッチメントの係止を解除する解除状態とに切り換え可能に構成された作業機械（例えば、実施形態におけるショベルローダ１）である。そのうえで、前記着脱油路は、油圧源により発生された圧油を車体に設けられた油圧制御機器に供給する信号圧供給油路（例えば、実施形態における油路７１）から分岐して設けられるとともに、着脱油路の分岐位置よりも下流側に位置する信号圧供給油路に、前後の油路をそのまま接続する通常位置と絞りを介して接続する絞り位置とに切り換える油路径切り換え弁が設けられ、着脱切り換え弁が切り換えられるときに、油路径切り換え弁が絞り位置に設定されるように構成される。

なお、油路径切り換え弁は、着脱切り換え弁が解除状態に切り換えられるときに、絞り位置に設定されることが好ましい構成態様である。

本発明の作業機械において、クイックヒッチ機構に圧油を供給する着脱油路は、車体各部の油圧制御機器に圧油を供給する信号圧供給油路から分岐して設けられている。この信号圧供給油路には、着脱油路の分岐位置よりも下流側に位置して油路径切り換え弁が設けられ、着脱切り換え弁が切り換えられるときに、油路径切り換え弁が絞り位置に設定される。すなわち、クイックヒッチ機構を利用してアタッチメントの着脱作業が行われるときに、油路径切り換え弁が絞り位置に設定される。このため、信号圧供給油路は流路断面積が絞られて（縮小されて）油路径切り換え弁よりも上流側の油圧が上昇し、クイックヒッチ機構の油圧アクチュエータに昇圧された圧油が供給される。一方、着脱切り換え弁が切り換え操作されていないときには油路切り換え弁は通常位置にあり、クイックヒッチ機構の油圧アクチュエータにはアタッチメントを保持するのに必要な保持圧が供給される。このように、本構成の作業機械によれば、信号圧供給油路に油路径切り換え弁を設けた簡明な構成で、高い推力が求められるアタッチメント着脱時に、昇圧された圧油を油圧アクチュエータに供給することができ、アタッチメントの着脱を確実に実現可能な作業機械を提供することができる。

なお、着脱切り換え弁が解除状態に切り換えられるときに、油路径切り換え弁が絞り位置に設定されるような構成によれば、アタッチメントを着脱する場合に、最も多く発生するアタッチメントの連結機構部のドロ詰まりや固着に対し、極めて簡明な回路構成で、アタッチメントの脱着を確実化した作業機械を提供することができる。

本発明を適用した作業機械の一例として示すショベルローダの（ａ）平面図及び（ｂ）側面図である。上記ショベルローダの正面図である。上記ショベルローダの油圧機器等の構成を示すブロック図である。上記ショベルローダに杭打ち装置を取り付けた状態の側面図である。図１(ｂ)中のV−V矢視方向に見たクイックヒッチ機構の背面図である。クイックヒッチ機構の油圧回路図である。コントロールユニットによる制御形態を説明するための説明図である。コントロールユニットによる他の制御形態を説明するための説明図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。本発明に係る作業機械の一例として、図１〜４にショベルローダ１を示しており、まず、この図を参照してショベルローダ１の概要構成を説明する。

ショベルローダ１は、走行可能に構成された車体１０と、この車体１０に設けられたローダ装置２０とを備え、ローダ装置２０におけるアームの先端にバケット２２や杭打ち装置２７などのアタッチメント（作業装置）が着脱可能に設けられて構成される。

車体１０は、ショベルローダ１の躯体をなす車体フレーム１１と、この車体フレーム１１の上部に設けられたオペレータキャビン１２と、車体フレーム１１の左右に設けられた一対のクローラ機構からなる走行装置１５などを備えて構成される。

車体フレーム１１は、車体後部において上方に突出する左右の側部フレーム１１ａと、これらの側部フレーム１１ａの間を繋ぐ上部フレーム１１ｂ、および車体１０の後端面を形成する後部フレーム１１ｃなどからなり、これらに囲まれた車体フレーム１１の内部に、動力源であるエンジン、エンジン駆動される油圧ポンプ、コントロールバルブなどが配設されている。

オペレータキャビン１２は、車体１０の前後方向中央部に位置し、車体フレーム１１から上方に突出する矩形箱型のフレーム状に形成される。本構成形態においては、車両前方が開放され、左右側方が多数の矩形孔部が形成された側板により保護された形態の構成例を示す。

走行装置１５は、車体１０の左右に設けられた一対のクローラ機構１６からなり、各々車体フレーム１１の内部に設けられた油圧モータ（走行モータ）により回転駆動されるスプロケット１６ａ、車体フレーム１１に回転自在に支持されたアイドラ１６ｂおよびトラッククローラ１６ｃ、スプロケット１６ａとアイドラ１６ｂとの間に掛け渡されたトラックベルト（履帯）１６ｄなどから構成される。

ローダ装置２０は、側部フレーム１１ａに上下揺動可能に設けられた左右一対のアーム２１と、アーム２１を起伏動させるアームシリンダ５１とを主体として構成される。アーム２１は、基端側が側部フレーム１１ａの上部に枢結されて車体前方に延びるベースアーム部２１ａと、ベースアーム部２１ａの先端側と繋がって斜め下方に屈曲する屈曲アーム部２１ｂからなり、アームシリンダ５１のチューブ側端部が側部フレーム１１ａに枢結され、ロッド側端部が屈曲アーム部２１ｂの基端側に枢結されている。このため、アームシリンダ５１を伸縮作動させることにより、アーム２１を上下に揺動（起伏）させることができる。

左右アーム２１，２１の先端側は車体フレーム１１の前方に延び、前端部に枢結ピン２３を介してバックプレート２４が上下揺動可能に枢結され、このバックプレート２４に、後述するクイックヒッチ機構６０を介してバケット２２が取り付けられる。アーム２１の先端部とバックプレート２４との間には、バケットシリンダ５２が跨設されており、このバケットシリンダ５２を伸縮作動させることにより、アーム２１に対してバケット２２が上下に揺動される。

オペレータキャビン１２の内部には、作業者が車両前方を向いて着座可能なオペレータシート１３が設けられ、このオペレータシート１３の周囲に、走行装置１５やローダ装置２０、アタッチメント等の作動操作を行う操作装置３０が設けられている。操作装置３０は、車両の走行操作を行う第１操作レバー３１、アーム２１およびバケット２２（アタッチメント）の揺動操作を行う第２操作レバー３２のほか、杭打ち装置２７のオーガモータ５３等の作動操作を行う補助操作レバー３３や、クイックヒッチ機構６０の作動操作を行うクイックヒッチ操作スイッチ３５（図３を参照）などから構成される。

車体フレーム１１の内部には、操作装置３０（３１，３２，３３…３５等）から出力される操作信号を受けて、車体各部に設けられた油圧アクチュエータを作動させる油圧制御回路が設けられている。図３に、ローダ装置２０およびクイックヒッチ機構６０を主体とする油圧制御回路のブロック図を示す。なお、図３では走行装置１５に関する制御系の記載を省略している。

油圧制御回路には、操作装置３０から操作信号が入力される多連マニホールドタイプ（積層タイプ）のコントロールバルブ４０が備えられている。コントロールバルブ４０は、ローダ装置２０およびアタッチメントに設けられた各油圧アクチュエータ５１，５２，５３…に対応する複数の制御弁４１，４２，４３…からなり、エンジン駆動の第１油圧ポンプＰ₁から供給されるアタッチメント駆動用のライン圧の圧油を、操作レバー３２，３３…から入力される操作信号に基づいて各油圧アクチュエータに給排制御する。すなわち、コントロールバルブは、アームシリンダ５１に対応するアーム制御弁４１、バケットシリンダ５２に対応するバケット制御弁４２、オーガモータ５３等の補助機器に対応する補助制御弁４３などが積層連結されて構成される。

操作装置３０の第２操作レバー３２は、アーム操作とバケット操作を行う複合操作装置になっており、第２操作レバー３２の中立位置からの傾動方向および傾倒角度位置に応じた操作信号を、アーム制御弁４１およびバケット制御弁４２に出力する。例えば、第２操作レバー３２を中立位置から前方／後方に傾動したときにアーム下げ／アーム上げ、中立位置から左方／右方に傾動したときにバケットすくい上げ／バケットダンプのように設定される。

具体的には、第２操作レバー３２を中立位置から所定角度後方に傾動させると、その傾動方向および角度位置に応じた「アーム上げ」の操作信号がアーム制御弁４１に入力され、アーム制御弁４１がこの操作信号に応じたスプール移動方向およびバルブ開度で作動されて、アームシリンダ５１にアーム上げの供給方向および供給量でライン圧の圧油が供給され、アーム２１が傾倒角度位置に応じた速度で上方に搖動される。また、第２操作レバー３２を中立位置から所定角度左方に傾動させると、その傾動方向および角度位置に応じた「バケットすくい上げ」の操作信号が制御弁４２に入力され、バケット制御弁４２がこの操作信号に応じたスプール移動方向およびバルブ開度で作動されて、バケットシリンダ５２にバケットすくい上げの供給方向および供給量でライン圧の圧油が供給され、バケット２２が傾倒角度位置に応じた速度で上方に搖動される。

補助操作レバー３３についても同様であり、補助操作レバー３３の傾動方向および傾倒角度位置に応じた操作信号が補助制御弁４３に入力される。補助制御弁４３には、アーム２１に沿って前方に延び、前端にクイックカップリング４９が設けられた油路が接続されている。バックプレート２４には、バケット２２のほか、図４に例示する杭打ち装置（オーガ装置）２７、ミキサー、ドロップハンマのような各種アタッチメントを、クイックヒッチ機構６０により容易に着脱可能になっている。補助制御弁４３には、アーム２１に沿って前方に延び、前端にクイックカップリング４９が設けられた油路が接続されており、クイックカップリング４９にアタッチメント側の油圧ホースを接続することにより、圧油を供給可能になっている。

杭打ち装置２７は、補助制御弁４３から圧油の供給を受けて回転駆動されるオーガモータ５３と、オーガモータ５３に接続されたオーガ減速機２８とを備え、下方に突出するオーガ減速機２８の駆動軸に杭部材ＰＩＬが係脱可能に接続される。このため、補助操作レバー３３が操作されると、補助制御弁４３が操作信号に応じた供給方向および供給量でオーガモータ５３に圧油を供給してオーガモータ５３を正・逆方向に回転させ、これによりオーガ減速機２８を介して杭部材ＰＩＬが平面視における時計回りまたは反時計回りに回動される。

このように概要構成されるショベルローダ１にあって、アーム２１に取り付けられたバックプレート２４に、バケット２２や杭打ち装置２７等のアタッチメントを着脱交換自在に装着するクイックヒッチ機構６０が設けられている。以下では、図５に示すクイックヒッチ機構６０の背面図、および図６に示すクイックヒッチ機構６０の油圧回路図を併せて参照しながら、クイックヒッチ機構６０について詳細に説明する。ここでは、アタッチメントとしてバケット２２を例示し、説明の便宜上、図５に示す背面視における左右方向を左右と称して説明する。

クイックヒッチ機構６０は、バックプレート２４の上部に設けられたクイックヒッチシリンダ５５、バックプレート２４の左右に上下移動可能に配設され、クイックヒッチシリンダ５５の伸縮に応じてバケット２２と係脱する連結シャフト６５を主体として構成される。

クイックヒッチシリンダ５５は、リンクアーム６２ａ，６２ｂを介してバックプレート２４の上部に配設される。すなわち、クイックヒッチシリンダ５５は、一端が枢結ピン６１ａによりバックプレート２４の左上部に枢結され、他端側が枢結ピン６３ａによりチューブエンドのクレビスに枢結されたリンクアーム６２ａと、一端が枢結ピン６１ｂによりバックプレート２４の右上部に枢結され、他端側が枢結ピン６３ｂによりロッドエンドのクレビスに枢結されたリンクアーム６２ｂとを介して、バックプレート２４の上部に左右に延びて取り付けられている。

図５は、クイックヒッチシリンダ５５が伸長してリンクアーム６２ａ，６２ｂが図示省略するストッパに当接した伸張状態を示している。この伸長状態からクイックヒッチシリンダ５５を縮長動させると、リンクアーム６２ａが枢結ピン６１ａを中心として反時計回りに回動し、リンクアーム６２ｂが枢結ピン６１ｂを中心として時計回りに回動して、クイックヒッチシリンダ５５が略水平姿勢のまま、スウィングするように上方に移動する。

伸長状態におけるクイックヒッチシリンダ５５のチューブエンド、及びロッドエンドの下方に位置して、連結シャフト６５，６５が上下移動可能に配設される。連結シャフト６５は、下端にテーパ状の連結部６５ｔが形成された大径の連結杆部６５ａと、この連結杆部６５ａと繋がって上方に延びる小径の作動杆部６５ｂとからなる段付きロッド状をなす。作動杆部６５ｂには、鍔付きカラー６６が上下に摺動自在に嵌挿されるとともに、作動杆部６５ｂの上端に固定されたカムフランジ６８の下面と鍔付きカラー６６の上面との間に位置する作動杆部６５ｂの外周部にコイルバネ６７が支持されている。

バックプレート２４には、連結杆部６５ａを上下に挿通させる連結杆案内孔２５ｈを有するハウジング部２５が形成されており、連結杆案内孔２５ｈに連結杆部６５ａを挿入して、ハウジング部上部のカラー固定部に鍔付きカラー６６を固定することにより、連結シャフト６５がバックプレート２４に上下移動可能に取り付けられる。連結シャフト６５の取り付け位置は、クイックヒッチシリンダ５５が伸長状態とされ、リンクアーム６２ａ，６２ｂがデッドポイントを幾分超えた角度位置にあるときの枢結ピン６３ａ，６３ｂの下方に設定されている。

ここで、連結シャフト６５は、鍔付きカラー６６とカムフランジ６８との間に装着されたコイルバネ６７のバネ力により上方に付勢されており、カムフランジ６８に押圧力が作用していない状態では、連結シャフト６５が上方に位置し、連結杆部下端の連結部６５ｔがハウジング部２５内に収容された収容状態に保持される。

クイックヒッチシリンダ５５が伸長動されると、リンクアーム６２ａが時計回り、リンクアーム６２ｂが反時計回りに回動し、リンクアーム６２ａ，６２ｂの下面が各連結シャフト６５のカムフランジ６８に当接し、コイルバネ６７の付勢力に抗して連結シャフト６５を押し下げる。このため、左右の連結シャフト６５が下動して下端の連結部６５ｔがハウジング部２５から下方に突出し、バケット２２に形成された連結シャフト受容孔２２ｔに嵌入して、バックプレート２４にバケット２２が連結固定された係止状態になる。

この状態から、クイックヒッチシリンダ５５が縮長動されると、リンクアーム６２ａ，６２ｂは、それぞれ反時計回り、時計回りに回動し、連結シャフト６５を下方に押圧していたリンクアーム６２ａ，６２ｂが、カムフランジ６８から離れて上方に移動する。このため、連結シャフト６５はコイルバネ６７の付勢力により上動して連結部６５ｔがハウジング部２５の内部に収容され、バックプレート２４とバケット２２との連結が解除された解除状態になる。

このように、クイックヒッチシリンダ５５を伸縮動させるクイックヒッチ機構６０の制御回路は、クイックヒッチ操作スイッチ３５から出力され信号線８１を介して入力される操作信号を受けてバルブ駆動信号を出力するコントロールユニット８０、コントロールユニット８０から出力され信号線８５，８６を介して入力されるバルブ駆動信号により作動が制御されるクイックヒッチ制御弁４５および油路径切り換え弁４６、これらを接続する油路７１〜７６，７８、油路に設けられたリリーフ弁４７，４８などから構成される。

第２油圧ポンプＰ₂から吐出された作動油は、油路７１，７２を介して車体各部の油圧制御機器５６に供給され、油路７２から分岐する油路７３にリリーフ弁４７が設けられている。油路７２は、車体各部の油圧制御機器５６、例えば各部の作動操作を行う操作レバーに設けられた操作制御弁や、走行モータの容量を切り換える変速制御弁などの機器に制御用の信号圧を供給する信号圧供給油路であり、リリーフ弁４７の設定圧は３．５[MPa]程度の比較的低圧力に設定される。

第２油圧ポンプＰ₂は、左右の走行モータに圧油を供給するメインポンプ（不図示）、アームシリンダ５１やバケットシリンダ５２に圧油を供給する第１油圧ポンプＰ₁などよりも低圧小流量のパイロットポンプである。但し、クイックヒッチ制御弁４５が切り替えられ、クイックヒッチシリンダ５５に圧油が供給されるときでも車体各部の油圧制御機器５６に十分な流量の圧油が供給可能な容量が確保されている。このため、通常では余剰油がリリーフ弁４７を介してオイルタンクＴにドレンされ、油路７１，７２，７４が上記所定の信号圧に保持される。

油路７１には、コントロールユニット８０により作動が制御される油路径切り換え弁４６が設けられている。油路径切り換え弁４６は、２ポート２ポジションの電磁弁であり、前後の油路７１，７２をそのまま接続する通常位置と、通常位置のオリフィス径よりも小径の絞りを介して接続する絞り位置とに切り換える。本構成形態においては、コントロールユニット８０からバルブ駆動信号が入力されていないとき（励磁コイルがオフ状態のとき）に通常位置、信号線８６を介してバルブ駆動信号が入力されたとき（励磁コイルがオン状態のとき）に絞り位置に切り換えられる形態を示す。

油路径切り換え弁４６よりも上流側の油路７１から分岐して、クイックヒッチシリンダ５５に繋がる油路７４，７５（７５ａ，７５ｂ）が設けられ、この油路に、第２油圧ポンプＰ₂からクイックヒッチシリンダ５５供給される圧油のへの供給方向および供給量を制御するクイックヒッチ制御弁４５が設けられる。また、油路７４から分岐してオイルタンクＴに繋がる油路７８が設けられ、この油路７８にリリーフ弁４８が介装される。リリーフ弁４８の設定圧は、リリーフ弁４７の設定圧よりも高く、例えば２１[MPa]程度の高圧力に設定される。

クイックヒッチ制御弁４５は、４ポート２ポジションの電磁弁であり、この制御弁のＰポート（ポンプポート）４５ｐに、油路７４，７１を介して第２油圧ポンプＰ₂、Ｔポート（タンクポート）４５ｔに油路７６を介してオイルタンクＴ、Ａポート４５ａに油路７５ａを介してクイックヒッチシリンダ５５のボトム側油室５５ａ、Ｂポート４５ｂに油路７５ｂを介してクイックヒッチシリンダ５５のロッド側油室５５ｂが接続される。

クイックヒッチ制御弁４５は、コントロールユニット８０からバルブ駆動信号が入力されていないとき（励磁コイルがオフ状態のとき）に、Ｐポート４５ｐとＡポート４５ａ、Ｔポート４５ｔとＢポート４５ｂとが接続され、信号線８５を介してバルブ駆動信号が入力されたとき（励磁コイルがオン状態のとき）に、Ｐポート４５ｐとＢポート４５ｂ、Ｔポート４５ｔとＡポート４５ａとが接続される。

このため、コントロールユニット８０からバルブ駆動信号が入力されていない通常時には、第２油圧ポンプから油路７１，７４を介して供給される圧油が油路７５ａを通ってクイックヒッチシリンダのボトム側油室５５ａに供給され、クイックヒッチシリンダ５５が伸長されてバケット２２が係止状態に保持される。このバルブポジションを、便宜的に保持位置という。

一方、コントロールユニット８０からバルブ駆動信号が入力されると、第２油圧ポンプから供給される圧油が油路７５ｂを通ってクイックヒッチシリンダのロッド側油室５５ｂに供給され、クイックヒッチシリンダ５５が縮長されてバケット２２の係止が解除された解除状態になる。このバルブポジションを、便宜的に解除位置という。

ところが、例えばリンクアーム６２ａ，６２ｂとバックプレート２４との間や、クイックヒッチシリンダ５５のクレビス部に泥や砂利等が詰まり、乾燥して固着状態になることがある。このような場合に、クイックヒッチシリンダ５５に供給される作動油の油圧は比較的低圧の信号圧であることから、圧油の供給方向を切り換えてクイックヒッチシリンダ５５を伸縮動させようとしても、シリンダ推力が不足して作動しない場合が生じ得る。とくにクイックヒッチシリンダ５５を縮小動させる際には、ピストンの受圧面積がピストンロッドの断面積分小さいことに加えて、左右の連結シャフト６５からコイルバネ６７の付勢力が作用しているため、縮動起動時に推力不足が生じやすい状況となる。

そこで、ショベルローダ１においては、クイックヒッチシリンダ５５に圧油を供給する油路７４の分岐点よりも下流側の信号圧供給用の油路７１に、油路径切り換え弁４６を設け、クイックヒッチ制御弁４５が切り換えられるときに、油路径切り換え弁４６が絞り位置に設定されるように構成されている。

図７は、コントロールユニット８０によるクイックヒッチ制御弁４５および油路径切り換え弁４６の第１の制御形態を示す。本構成形態において、クイックヒッチ制御弁４５にバルブ駆動信号を出力する信号線８５と、油路径切り換え弁４６にバルブ駆動信号を出力する信号線８６とが一本に接続され、接続された信号線８４がリレーＲ１を介してバッテリＢに接続される。

コントロールユニット８０は、クイックヒッチ操作スイッチ３５が固定解除位置にスイッチ操作され、信号線８１を介して固定解除の操作信号（以下、便宜的に「解除信号」という）が入力されると、リレーＲ１のリレー接点を閉状態（接続状態）にする。これによりクイックヒッチ制御弁４５および油路径切り換え弁４６の励磁コイルにバッテリＢから電力が供給され、クイックヒッチ制御弁４５が解除位置、油路径切り換え弁４６が絞り位置に切り換えられる。

油路径切り換え弁４６が絞り位置に切り換えられると、バルブの流路径が通常位置よりも小径になり、油路７１，７２間に流路断面積の狭い絞りが設けられた状態になる。このため、油路７３を介してリリーフ弁４７からオイルタンクにリリーフされる余剰油量が減少する一方で、油路径切り換え弁４６よりも上流側の油路７１，７４，７８等の圧力が上昇する。

こうして昇圧された圧油は、油路７４から解除位置に切り換えられたクイックヒッチ制御弁４５および油路７５ｂを通ってクイックヒッチシリンダ５５のロッド側油室５５ｂに供給され、ピストンロッドを縮小方向に押圧する。油路７４から分岐する油路７８に設けられたリリーフ弁４８の設定圧は、リリーフ弁４７の設定圧よりも高圧であり、油路７４，７５ｂの油圧は最大でリリーフ弁４８の設定圧（例えば、２１[MPa]）まで上昇する。

このため、クイックヒッチシリンダ５５は大きなシリンダ推力を発生し、仮にリンクアーム６２ａ，６２ｂが泥詰まり等により固着状態になっていたとしても、乾燥固着した泥等を破砕してクイックヒッチシリンダ５５が縮長作動し、これにより連結シャフト６５が上動してバケット２２の固定が解除されて、クイックヒッチ機構６０が解除状態に切り換えられる。クイックヒッチシリンダのボトム側油室５５ａに保持されていた作動油は、シリンダの縮長動に伴ってボトム側油室５５ａから排出され、油路７５ａ，７６を通ってオイルタンクＴに流下する。

クイックヒッチ操作スイッチ３５が固定位置にスイッチ操作され、固定操作の操作信号（以下、便宜的に「固定信号」という）が入力された場合（解除信号が入力されていない場合を含む）には、コントロールユニット８０は、リレーＲ１のリレー接点を開状態（遮断状態）にする。これによりクイックヒッチ制御弁４５および油路径切り換え弁４６への電力供給が遮断され、クイックヒッチ制御弁４５が保持位置、油路径切り換え弁４６が通常位置に切り換えられる。

このとき、油路７４からクイックヒッチ制御弁４５に供給される信号圧の作動油は、油路７５ａを通ってクイックヒッチシリンダ５５のボトム側油室５５ａに供給され、ピストンロッドを伸長方向に押圧する。クイックヒッチシリンダ５５は伸長作動し連結シャフト６５が下動してバケット２２が係止状態に切り換えられる。クイックヒッチシリンダのロッド側油室５５ｂに保持されていた作動油は、シリンダの伸長動に伴ってロッド側油室５５ｂから排出され、油路７５ｂ，７６を通ってオイルタンクＴに流下する。ボトム側油室５５ａには信号圧が作用しており、バケット２２はバックプレート２４に係止された係止状態に保持される。

従って、このように構成されるショベルローダ１によれば、車体各部の油圧制御機器に信号圧を供給する油路７１に油路径切り換え弁４６を設け、クイックヒッチ制御弁４５と同時に切り換える簡明な構成で、とくに高い推力が求められるアタッチメントの解除時に高いシリンダ推力を発生させることができ、アタッチメントの固定解除を確実に行うことができる。

なお、以上の説明では、コントロールユニット８０内にリレーＲ１を設け、クイックヒッチ操作スイッチ３５から解除信号がコントロールユニット８０に入力されたときに、リレーＲ１を電磁接続してクイックヒッチ制御弁４５および油路径切り換え弁４６に電力供給させる構成を例示した。しかし、コントロールユニット８０（リレーＲ１）を介することなく、バッテリＢからの電力の供給・遮断をクイックヒッチ操作スイッチ３５によって直接切り替えるように構成してもよい。このような構成によれば、さらに簡明な構成で、アタッチメントの固定解除を確実に行うことができるショベルローダを提供することができる。

次に、コントロールユニット８０によるクイックヒッチ制御弁４５および油路径切り換え弁４６の第２の制御形態を示す。この構成形態は、信号線８５を介してクイックヒッチ制御弁４５にバルブ駆動信号を出力する回路と、信号線８６を介して油路径切り換え弁４６にバルブ駆動信号を出力する回路の各々に、リレーＲ１１およびリレーＲ１２が設けられ、クイックヒッチ操作スイッチ３５からコントロールユニット８０に入力される操作信号に応じて各バルブにバッテリ電力が供給される。

具体的に、第１の実施例として、上述した制御形態と同様の制御を行うことができる。すなわち、コントロールユニット８０は、クイックヒッチ操作スイッチ３５から解除信号が入力されたときに、リレーＲ１１およびリレーＲ１２のリレー接点をともに閉状態とし、クイックヒッチ操作スイッチ３５から固定信号が入力されたときに、リレーＲ１１およびリレーＲ１２のリレー接点をともに開状態にする。これにより、クイックヒッチ操作スイッチ３５から解除信号が入力されたときに、クイックヒッチ制御弁４５および油路径切り換え弁４６にバッテリＢから電力が供給されて、クイックヒッチ制御弁４５が解除位置、油路径切り換え弁４６が絞り位置に切り換えられ、昇圧された圧油がクイックヒッチシリンダのロッド側油室５５ｂに供給される。

従って、このような制御形態によれば、上述した第１制御形態のショベルローダ１と同様に、簡明な構成で、アタッチメントの解除時に高いシリンダ推力を発生させることができ、アタッチメントの固定解除を確実に行うことができる。

第２の実施例では、クイックヒッチ操作スイッチ３５から解除信号が入力されたとき、およびクイックヒッチ操作スイッチ３５から固定信号が入力されたときの両方について、リレーＲ１１の開閉制御とともに、これらの信号が入力されてから所定時間だけリレーＲ１２のリレー接点を閉状態とし、所定時間の経過後リレーＲ１２のリレー接点を開状態にする。上記所定時間は、リンクアーム６２ａ，６２ｂが泥詰まり等により固着状態になっていた状態で、油路径切り換え弁４６を絞り位置に切り換えて油路７４を昇圧したときに、クイックヒッチシリンダ５５が縮長・伸長作動するまでの時間を基準として予め設定され、例えば５〜３０秒程度の時間（タイマー）が設定される。

このような制御形態によれば、クイックヒッチ操作スイッチ３５が操作され、クイックヒッチ制御弁４５が切り換えられるときに、所定時間油路径切り換え弁４６が絞り位置に設定されて油路７４の油圧が昇圧され、高圧の圧油がクイックヒッチシリンダ５５に供給される。すなわち、アタッチメントの固定解除時のみならず、アタッチメントの固定時にも、クイックヒッチシリンダ５５が伸長または縮長を開始する起動時に昇圧された圧油が供給される。

なお、クイックヒッチ操作スイッチ３５が切り換え操作されたときに、まずリレーＲ１２の接点を閉状態として油路径切り換え弁４６を絞り位置とし、数秒後にリレーＲ１１の接点を閉状態または開状態としてクイックヒッチ制御弁４５を切り換えてもよい。このような構成によれば、油路７４の油圧が一定圧まで昇圧された状態でクイックヒッチ制御弁４５が切り換えられるため、圧油のインパクトをクイックヒッチシリンダ５５に与えることができ、伸長動または縮長動のインパクトを固着部に作用させて、泥等の破砕をさらに確実化することができる。

このように、本構成形態のショベルローダによれば、油路７１に油路径切り換え弁４６を設け、クイックヒッチ制御弁４５と連動制御する簡明な構成で、アタッチメントの固定時及び解除時の両方について高いシリンダ推力を発生させることができ、アタッチメントの着脱を確実に行うことができる。

以上説明した実施形態では、クイックヒッチ制御弁として４ポート２ポジションの電磁弁を例示したが、４ポート３ポジションの電磁弁、例えば中立位置で全ポートを遮断する全ポートブロック方式、あるいはＰポートをブロックしてＡ、ＢポートとＴポートとを連通させるＰポートブロック方式の電磁弁を用いて構成してもよい。また、バケット２２等のアタッチメントを着脱させるための油圧アクチュエータとして直動シリンダを用い、リンクアーム６２ａ，６２ｂを介して連結シャフトを移動させる形態を例示したが、リンクアーム等を介することなく直動シリンダで直接的に固定解除を行うものであってもよく油圧アクチュエータは回動型の油圧シリンダなど他の作動形態のアクチュエータであってもよい。さらに、本発明を適用した作業機械の一例としてショベルローダを示したが、本発明は、ショベルローダに限られるものではなく、ブルドーザやバックホー等についても同様に適用し同様の効果を得ることができる。

１ショベルローダ（作業機械）
１０車体
１５走行装置
２０ローダ装置
２１アーム
２２バケット（アタッチメント）
２７杭打ち装置（アタッチメント）
３０操作装置
３３補助操作レバー
３５クイックヒッチ操作スイッチ
４５クイックヒッチ制御弁（着脱切り換え弁）
４６油路径切り換え弁
５５クイックヒッチシリンダ（油圧アクチュエータ）
５６車体各部の油圧制御機器
６０クイックヒッチ機構
６５連結シャフト
７１〜７６，７８油路
８０コントロールユニット
Ｐ₁ 第１油圧ポンプ
Ｐ₂ 第２油圧ポンプ（油圧源）

Claims

車体に着脱可能に構成されたアタッチメントと、前記車体に設けられ前記アタッチメントを前記車体に着脱させる油圧作動型のクイックヒッチ機構とを備え、
車体側の油圧源と前記クイックヒッチ機構を作動させる油圧アクチュエータとを結ぶ着脱油路に設けられた着脱切り換え弁により、前記油圧アクチュエータに供給される圧油の供給方向を切り換えて、前記車体に前記アタッチメントを係止する係止状態と、前記アタッチメントの係止を解除する解除状態とに切り換え可能に構成された作業機械において、
前記着脱油路は、前記油圧源により発生された圧油を前記車体に設けられた油圧制御機器に供給する信号圧供給油路から分岐して設けられるとともに、
前記着脱油路の分岐位置よりも下流側に位置する前記信号圧供給油路に、前後の油路をそのまま接続する通常位置と絞りを介して接続する絞り位置とに切り換える油路径切り換え弁が設けられ、
前記着脱切り換え弁が切り換えられるときに、前記油路径切り換え弁が前記絞り位置に設定されるように構成したことを特徴とする作業機械。
前記油路径切り換え弁は、前記着脱切り換え弁が前記解除状態に切り換えられるときに、前記絞り位置に設定されることを特徴とする請求項１に記載の作業機械。