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技術 作業機械のアタッチメント、並びに、作業機械のアタッチメント用油圧作動弁

出願人 オカダアイヨン株式会社
発明者 長尾慎吾岩本光広井口務
出願日 2018年6月28日 (2年6ヶ月経過) 出願番号 2018-123458
公開日 2020年1月9日 (11ヶ月経過) 公開番号 2020-002647
状態 未査定
技術分野 既存建築物への作業 流体圧回路(1) 掘削機械の作業制御 逆止弁
主要キーワード 往き方向 交差通路 流れ順 通路位置 逆止機構 閉止バネ 空回り状態 通常方向
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (11)

課題

作業アーム予期せぬ旋回を防ぐことができる作業機械アタッチメント及びアタッチメント用油圧作動弁を提供する。

解決手段

切り替え弁20と旋回用油圧モータ5を連通する開閉用油圧流路と、開閉用油圧流路であって破砕アーム開状態となる際に作動油の供給側となる側から分岐され旋回用油圧モータ5と連通する往き側分岐流路26と、旋回用油圧モータ5と切り替え弁20を連通し旋回用油圧モータ5を通過した作動油を戻す戻り側分岐流路27を有している。往き側分岐流路26又は戻り側分岐流路27には、常時は閉鎖され所定圧力以上に達したときに連通する開閉弁42が介在されている。戻り側分岐流路27には、開閉弁50とリリーフ弁35があり、開閉弁50は、開口を有する弁座と、当該弁座を封止する弁体と、前記弁体を前記弁座側押圧する押圧手段と、弁体を弁座から離す開放手段を有し、作動油は弁体を弁座に押しつける方向に流れる。

概要

背景

油圧ショベル等の自走式作業台車のアームの先端に装着されるアタッチメントとして、例えば、破砕機、掴み機、切断機、振るい機等が知られている。
破砕機に着目すると、破砕機は、指状や蟹の爪の様な破砕アームを持ち、この破砕アームを、油圧シリンダを利用して開閉させるものである。

破砕機を使用して建造物解体作業を行う場合、破砕対象物に合わせて破砕機の位置や姿勢および破砕アームの開閉方向の角度などを調節する必要がある。そのために開閉アームを全体的に旋回させる必要がある。ここで破砕機の破砕アームを旋回させるための手段として、油圧モータによって旋回させる方式がある。
また油圧モータに作動油を供給し、油圧モータを制御するための配管を簡素化する技術が特許文献1〜3に開示されている。

特許文献1〜3に開示された破砕機は、破砕アームを開閉させるための油圧回路分岐し、これに油圧モータを接続している。そして油圧モータに対して往き側となる分岐流路リリーフ弁が介在されている。
従来技術の破砕機において、破砕アームを旋回させるには、破砕アームの油圧シリンダに作動油を供給し、破砕アームを広げる。破砕アームを限界まで広げ、さらに油圧シリンダに作動油を供給し続けると、油圧回路の破砕アームを開き側の圧力が上昇し、往き側分岐流路のリリーフ弁が開いて油圧モータに作動油が流れ、油圧モータが回転して破砕アームが旋回する。

概要

作業アーム予期せぬ旋回を防ぐことができる作業機械のアタッチメント及びアタッチメント用油圧作動弁を提供する。切り替え弁20と旋回用油圧モータ5を連通する開閉用油圧流路と、開閉用油圧流路であって破砕アームが開状態となる際に作動油の供給側となる側から分岐され旋回用油圧モータ5と連通する往き側分岐流路26と、旋回用油圧モータ5と切り替え弁20を連通し旋回用油圧モータ5を通過した作動油を戻す戻り側分岐流路27を有している。往き側分岐流路26又は戻り側分岐流路27には、常時は閉鎖され所定圧力以上に達したときに連通する開閉弁42が介在されている。戻り側分岐流路27には、開閉弁50とリリーフ弁35があり、開閉弁50は、開口を有する弁座と、当該弁座を封止する弁体と、前記弁体を前記弁座側押圧する押圧手段と、弁体を弁座から離す開放手段を有し、作動油は弁体を弁座に押しつける方向に流れる。

目的

本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、アタッチメントの作業アームの予期せぬ旋回を防ぐことができる作業機械のアタッチメント、並びに、作業機械のアタッチメント用油圧作動弁を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

作業機械に装着される作業機械のアタッチメントであって、開閉油圧アクチェータによって開閉される作業アームと、旋回用油圧モータによって駆動されて前記作業アームを旋回する旋回機構と、前記開閉用油圧アクチェータに供給される作動油の流れ方向を切り替える切り替え手段と、前記切り替え手段と前記開閉用油圧アクチェータを連通する開閉用油圧流路と、前記開閉用油圧流路であって作業アームが開状態となる際に作動油の供給側となる側から分岐され前記旋回用油圧モータと連通する往き側分岐流路と、前記旋回用油圧モータと前記切り替え手段を連通し旋回用油圧モータを通過した作動油を戻す戻り側分岐流路を有し、前記往き側分岐流路又は戻り側分岐流路には、常時は閉鎖され所定圧力以上に達したときに連通する閉止・連通手段が介在され、作業アームが開状態であって前記開閉用油圧アクチェータにかかる圧力が所定圧力以上に達すると前記閉止・連通手段が連通して旋回用油圧モータに作動油が供給されて旋回用油圧モータが作動する作業機械のアタッチメントにおいて、前記戻り側分岐流路には、開閉手段と背圧発生手段があり、前記開閉手段は、開口を有する弁座と、当該弁座を封止する弁体と、前記弁体を前記弁座側押圧する押圧手段と、弁体を弁座から離す開放手段を有し、作動油は弁体を弁座に押しつける方向に流れるものであることを特徴とする作業機械のアタッチメント。

請求項2

前記開閉手段はパイロット式逆止弁であり、開放手段はパイロット圧を利用して弁体を弁座から離すものであることを特徴とする請求項1に記載の作業機械のアタッチメント。

請求項3

往き側分岐流路と開閉手段のパイロットポートが接続され、往き側分岐流路の圧力が一定以上となった際に弁体が弁座から離れることを特徴とする請求項2に記載の作業機械のアタッチメント。

請求項4

前記背圧発生手段は、リリーフ弁であり、前記開閉手段よりも前記切り替え手段側に設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の作業機械のアタッチメント。

請求項5

旋回用油圧モータは、作動油が出入りする一対のポートを有するものであり、旋回用油圧モータに衝撃的な外力が掛かった際に前記一対のポートを短絡させる衝撃圧バイパス手段を有し、当該衝撃圧バイパス手段と、前記閉止・連通手段と、前記背圧発生手段と、前記開閉手段が一体化されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の作業機械のアタッチメント。

請求項6

作業機械のアタッチメント用油圧作動弁であって、往き側流路(往き側内部流路)と戻り側流路(戻り側内部流路)を有し、往き側流路の両端に、作動油導入側ポートAと作動油供給側ポートCを有し、戻り側流路の両端に、作動油排出側ポートBと作動油戻り側ポートDを有し、前記往き側内部流路には、常時は閉鎖され所定圧力以上に達したときに連通する閉止・連通弁と、作動油供給側ポートCに向かう流れを許容しその逆を阻止する往き側逆止弁とを有し、前記閉止・連通弁と作動油供給側ポートCの間の流路が、外部と連通可能なポートEと連通し、前記戻り側内部流路には、開閉弁があり、その作動油排出側ポートB側に背圧発生弁があり、前記開閉弁は、パイロット式逆止弁であって、開口を有する弁座と、当該弁座を封止する弁体と、前記弁体を前記弁座側に押圧する押圧手段と、弁体を弁座から離す開放手段を有し、作動油は弁体を弁座に押しつける方向に流れるものであり、背圧発生弁と作動油排出側ポートBの間の流路が、外部と連通可能なポートFと連通し、さらに衝撃圧バイパス流路を有し、当該衝撃圧バイパス流路は、作動油供給側ポートC又は作動油戻り側ポートDに衝撃的な外力が掛かった際に前記一対のポートC、Dを短絡させるものであることを特徴とする作業機械のアタッチメント用油圧作動弁。

請求項7

駆動シリンダ開閉駆動される作業アームと、旋回用油圧モータによって駆動されて前記作業アームを旋回する旋回機構と、作業アームを開閉させる切り替え弁を備えたアタッチメントに搭載され、前記切り替え弁と前記旋回用油圧モータの間を繋ぐアタッチメント用油圧作動弁であって、前記切り替え弁に接続される作動油導入側ポートAと、作動油排出側ポートBと、前記旋回用油圧モータに接続される作動油供給側ポートCと、作動油戻り側ポートDを有し、内部に作動油導入側ポートAと作動油供給側ポートCを繋ぐ往き側内部流路と、作動油排出側ポートBと作動油戻り側ポートDを繋ぐ戻り側内部流路を有し、前記往き側内部流路には、常時は閉鎖され所定圧力以上に達したときに連通する閉止・連通弁と、作動油供給側ポートCに向かう流れを許容しその逆を阻止する往き側逆止弁とを有し、前記閉止・連通弁と作動油供給側ポートCの間の流路が、外部と連通可能なポートEと連通し、前記戻り側内部流路には、開閉弁があり、その作動油排出側ポートB側に背圧発生弁があり、前記開閉弁は、パイロット式逆止弁であって、開口を有する弁座と、当該弁座を封止する弁体と、前記弁体を前記弁座側に押圧する押圧手段と、弁体を弁座から離す開放手段を有し、作動油は弁体を弁座に押しつける方向に流れるものであり、背圧発生弁と作動油排出側ポートBの間の流路が、外部と連通可能なポートFと連通し、さらに衝撃圧バイパス流路を有し、当該衝撃圧バイパス流路は、作動油供給側ポートC又は作動油戻り側ポートDに衝撃的な外力が掛かった際に前記一対のポートC、Dを短絡させるものであることを特徴とする作業機械のアタッチメント用油圧作動弁。

請求項8

内部に移動可能なピストンを備えた遅延シリンダを有し、前記ポートE、Fが、それぞれ前記遅延シリンダ内のピストンの両側の領域に連通していることを特徴とする請求項6又は7に記載の作業機械のアタッチメント用油圧作動弁。

技術分野

0001

本発明は、自走式作業台車等の作業機械に装着するアタッチメントに関するものである。また本発明は、当該アタッチメントを動作させる作業機械のアタッチメント用油圧作動弁に関するものである。

背景技術

0002

油圧ショベル等の自走式作業台車のアームの先端に装着されるアタッチメントとして、例えば、破砕機、掴み機、切断機、振るい機等が知られている。
破砕機に着目すると、破砕機は、指状や蟹の爪の様な破砕アームを持ち、この破砕アームを、油圧シリンダを利用して開閉させるものである。

0003

破砕機を使用して建造物解体作業を行う場合、破砕対象物に合わせて破砕機の位置や姿勢および破砕アームの開閉方向の角度などを調節する必要がある。そのために開閉アームを全体的に旋回させる必要がある。ここで破砕機の破砕アームを旋回させるための手段として、油圧モータによって旋回させる方式がある。
また油圧モータに作動油を供給し、油圧モータを制御するための配管を簡素化する技術が特許文献1〜3に開示されている。

0004

特許文献1〜3に開示された破砕機は、破砕アームを開閉させるための油圧回路分岐し、これに油圧モータを接続している。そして油圧モータに対して往き側となる分岐流路リリーフ弁が介在されている。
従来技術の破砕機において、破砕アームを旋回させるには、破砕アームの油圧シリンダに作動油を供給し、破砕アームを広げる。破砕アームを限界まで広げ、さらに油圧シリンダに作動油を供給し続けると、油圧回路の破砕アームを開き側の圧力が上昇し、往き側分岐流路のリリーフ弁が開いて油圧モータに作動油が流れ、油圧モータが回転して破砕アームが旋回する。

先行技術

0005

特開2000−27239号公報
特開2001−116005号公報
特開2003−232301号公報

発明が解決しようとする課題

0006

特許文献1〜3に開示された破砕機によると、破砕アームを開閉する制御弁と、破砕アームを旋回する制御弁を共用することができ、配管系統が大幅に簡略化される。
ところで特許文献1〜3に開示された破砕機は、破砕アームが意図せず旋回してしまう現象が生じた。即ち破砕機の破砕アームが何かに当たったり、当て回しを行った際に、破砕アームが予想される範囲を超えて旋回してしまう。即ち、あたかも力が抜けたかのごとくに破砕アームがぐるりと回ってしまう。
切断機、掴み機、振るい機等の、自走式作業台車のアームの先端に装着される他のアタッチメントも、破砕機と同様に旋回する部位を有しており、同様の問題がある。
本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、アタッチメントの作業アーム予期せぬ旋回を防ぐことができる作業機械のアタッチメント、並びに、作業機械のアタッチメント用油圧作動弁を提供することを課題とするものである。

課題を解決するための手段

0007

本発明者らは、破砕アームが予想される範囲を超えて旋回してしまう原因を検討した。その結果、当て回し作業中に、意図しない作動油の漏れによって、旋回用油圧モータの吸い込み油量が不足し、真空状態になったり、外気を吸い込むことで、旋回用油圧モータがあたかも空回り状態となる場合があることが判った。
この知見に基づいて完成された態様は、作業機械に装着される作業機械のアタッチメントであって、開閉用油圧アクチェータによって開閉される作業アームと、旋回用油圧モータによって駆動されて前記作業アームを旋回する旋回機構と、前記開閉用油圧アクチェータに供給される作動油の流れ方向を切り替える切り替え手段と、前記切り替え手段と前記開閉用油圧アクチェータを連通する開閉用油圧流路と、前記開閉用油圧流路であって作業アームが開状態となる際に作動油の供給側となる側から分岐され前記旋回用油圧モータと連通する往き側分岐流路と、前記旋回用油圧モータと前記切り替え手段を連通し旋回用油圧モータを通過した作動油を戻す戻り側分岐流路を有し、前記往き側分岐流路又は戻り側分岐流路には、常時は閉鎖され所定圧力以上に達したときに連通する閉止・連通手段が介在され、作業アームが開状態であって前記開閉用油圧アクチェータにかかる圧力が所定圧力以上に達すると前記閉止・連通手段が連通して旋回用油圧モータに作動油が供給されて旋回用油圧モータが作動する作業機械のアタッチメントにおいて、前記戻り側分岐流路には、開閉手段と背圧発生手段があり、前記開閉手段は、開口を有する弁座と、当該弁座を封止する弁体と、前記弁体を前記弁座側押圧する押圧手段と、弁体を弁座から離す開放手段を有し、作動油は弁体を弁座に押しつける方向に流れるものであることを特徴とする作業機械のアタッチメントである。

0008

ここで、作業機械のアタッチメントとは、多関節のアーム(作業アームではない)を有する作業機械の当該アームの先端に装着され、コンクリート構造物瓦礫廃棄木材等を破砕する破砕機、鉄骨、瓦礫、廃棄木材等を掴む掴み機、廃棄木材や鉄骨等を切断する切断機等を指す。

0009

本態様の作業機械のアタッチメントでは、戻り側分岐流路に背圧発生手段が設けられている。背圧発生手段は、例えばリリーフ弁であり、旋回用油圧モータの戻り側に常時適度の背圧を掛けておくことができる。
また本態様の作業機械のアタッチメントでは、背圧発生手段に加えて開閉手段が設けられている。
さらに本態様で採用する開閉手段は、開口を有する弁座と、当該弁座を封止する弁体と、前記弁体を前記弁座側に押圧する押圧手段を有するものであり、且つ作動油は弁体を弁座に押しつける方向に流すものである。
本態様で採用する開閉手段では、弁体は押圧手段によって弁座側に押し付けられ、さらに作動油の圧力によっても弁体が弁座側に押し付けられる。
そのため本態様で採用する開閉手段は、封止性能が高く、作動油の漏れが少ないので、当て回し作業中における戻り側分岐流路内の作動油を確保でき、作業アームの予期せぬ旋回を防止または抑制できる。

0010

上記した態様において、前記開閉手段はパイロット式逆止弁であり、開放手段はパイロット圧を利用して弁体を弁座から離すものであることが望ましい。

0011

上記した態様において、往き側分岐流路と開閉手段のパイロットポートが接続され、往き側分岐流路の圧力が一定以上となった際に弁体が弁座から離れることが望ましい。

0012

往き側分岐流路から旋用油圧モータに作動油が供給されると、いち早く開閉手段を開成することが望ましい。本態様は、この要求を満足するものである。
即ち往き側分岐流路の圧力が上昇する場合は、作業者が作業アームを旋回しようとして作業アームを限界まで広げ、さらにひき続いて油圧シリンダに作動油を供給し続けた場合であり、旋回用油圧モータに作動油が供給される場合である。そのため本態様によると、往き側分岐流路から旋回用油圧モータに作動油が供給されると、開閉手段が開く。

0013

上記した各態様において、前記背圧発生手段は、リリーフ弁であり、前記開閉手段の前後どちら側に設けてもよいが、前記切り替え手段側に設けられていることが望ましい。

0014

上記した各態様において、旋回用油圧モータは、作動油が出入りする一対のポートを有するものであり、旋回用油圧モータに衝撃的な外力が掛かった際に前記一対のポートを短絡させる衝撃圧バイパス手段を有し、当該衝撃圧バイパス手段と、前記閉止・連通手段と、前記背圧発生手段と、前記開閉手段が一体化されていることが望ましい。

0015

上記した課題を解決するためのもう一つの態様は、作業機械のアタッチメント用油圧作動弁であって、往き側流路と戻り側流路を有し、往き側流路の両端に、作動油導入側ポートAと作動油供給側ポートCを有し、戻り側流路の両端に、作動油排出側ポートBと作動油戻り側ポートDを有し、前記往き側内部流路には、常時は閉鎖され所定圧力以上に達したときに連通する閉止・連通弁と、作動油供給側ポートCに向かう流れを許容しその逆を阻止する往き側逆止弁とを有し、前記閉止・連通弁と作動油供給側ポートCの間の流路が、外部と連通可能なポートEと連通し、前記戻り側内部流路には、開閉弁があり、その作動油排出側ポートB側に背圧発生弁があり、前記開閉弁は、パイロット式逆止弁であって、開口を有する弁座と、当該弁座を封止する弁体と、前記弁体を前記弁座側に押圧する押圧手段と、弁体を弁座から離す開放手段を有し、作動油は弁体を弁座に押しつける方向に流れるものであり、背圧発生弁と作動油排出側ポートBの間の流路が、外部と連通可能なポートFと連通し、さらに衝撃圧バイパス流路を有し、当該衝撃圧バイパス流路は、作動油供給側ポートC又は作動油戻り側ポートDに衝撃的な外力が掛かった際に前記一対のポートC、Dを短絡させるものであることを特徴とする作業機械のアタッチメント用油圧作動弁である。

0016

また、別の態様は、駆動シリンダ開閉駆動される作業アームと、旋回用油圧モータによって駆動されて前記作業アームを旋回する旋回機構と、作業アームを開閉させる切り替え弁を備えたアタッチメントに搭載され、前記切り替え弁と前記旋回用油圧モータの間を繋ぐアタッチメント用油圧作動弁であって、前記切り替え弁に接続される作動油導入側ポートAと、作動油排出側ポートBと、前記旋回用油圧モータに接続される作動油供給側ポートCと、作動油戻り側ポートDを有し、内部に作動油導入側ポートAと作動油供給側ポートCを繋ぐ往き側内部流路と、作動油排出側ポートBと作動油戻り側ポートDを繋ぐ戻り側内部流路を有し、前記往き側内部流路には、常時は閉鎖され所定圧力以上に達したときに連通する閉止・連通弁と、作動油供給側ポートCに向かう流れを許容しその逆を阻止する往き側逆止弁とを有し、前記閉止・連通弁と作動油供給側ポートCの間の流路が、外部と連通可能なポートEと連通し、前記戻り側内部流路には、開閉弁があり、その作動油排出側ポートB側に背圧発生弁があり、前記開閉弁は、パイロット式逆止弁であって、開口を有する弁座と、当該弁座を封止する弁体と、前記弁体を前記弁座側に押圧する押圧手段と、弁体を弁座から離す開放手段を有し、作動油は弁体を弁座に押しつける方向に流れるものであり、背圧発生弁と作動油排出側ポートBの間の流路が、外部と連通可能なポートFと連通し、さらに衝撃圧バイパス流路を有し、当該衝撃圧バイパス流路は、作動油供給側ポートC又は作動油戻り側ポートDに衝撃的な外力が掛かった際に前記一対のポートC、Dを短絡させるものであることを特徴とする作業機械のアタッチメント用油圧作動弁である。

0017

これらの態様において、内部に移動可能なピストンを備えた遅延シリンダを有し、前記ポートE、Fが、それぞれ前記遅延シリンダ内のピストンの両側の領域に連通しているのが好ましい。

0018

ここで作業機械のアタッチメントとは、作業機械の多関節のアーム(作業アームではない)の先端に装着され、コンクリート構造物、瓦礫、廃棄木材等を破砕する破砕機、鉄骨、瓦礫、廃棄木材等を掴む掴み機、廃棄木材や鉄骨等を切断する切断機、瓦礫等を振るい分ける振るい機等を想定している。振るい機とは、振るい用のドラムを備えたバケットを、作業機械のアームの先端に旋回可能に支持したものである。

0019

本態様の作業機械のアタッチメント用油圧作動弁を使用すると、アタッチメントの油圧配管の敷設がより一層簡単になる。

0020

また、本態様に関連する態様は、自走式作業台車のアームに装着される破砕機であって、開閉用油圧アクチェータによって開閉される破砕アームと、旋回用油圧モータによって駆動されて前記破砕アームを旋回する旋回機構と、前記開閉用油圧アクチェータに供給される作動油の流れ方向を切り替える切り替え手段と、前記切り替え手段と前記開閉用油圧アクチェータを連通する開閉用油圧流路と、前記開閉用油圧流路であって破砕アームが開状態となる際に作動油の供給側となる側から分岐され前記旋回用油圧モータと連通する往き側分岐流路と、前記旋回用油圧モータと前記切り替え手段を連通し旋回用油圧モータを通過した作動油を戻す戻り側分岐流路を有し、前記往き側分岐流路又は戻り側分岐流路には、常時は閉鎖され所定圧力以上に達したときに連通する閉止・連通手段が介在され、破砕アームが開状態であって前記開閉用油圧アクチェータにかかる圧力が所定圧力以上に達すると前記閉止・連通手段が連通して旋回用油圧モータに作動油が供給されて旋回用油圧モータが作動する破砕機において、前記戻り側分岐流路には、開閉手段と背圧発生手段があり、前記開閉手段は、開口を有する弁座と、当該弁座を封止する弁体と、前記弁体を前記弁座側に押圧する押圧手段と、弁体を弁座から離す開放手段を有し、作動油は弁体を弁座に押しつける方向に流れるものであることを特徴とする破砕機である。

0021

さらに、本態様に関連する別の態様は、破砕用シリンダで駆動される破砕アームと、旋回用油圧モータによって駆動されて破砕アームを旋回する旋回機構と、破砕アームを開閉させる切り替え弁を備えた破砕機に搭載され、前記切り替え弁と前記旋回用油圧モータの間を繋ぐ破砕機用油圧作動弁であって、前記切り替え弁に接続される作動油導入側ポートAと、作動油排出側ポートBと、前記旋回用油圧モータに接続される作動油供給側ポートCと、作動油戻り側ポートDを有し、内部に作動油導入側ポートAと作動油供給側ポートCを繋ぐ往き側内部流路と、作動油排出側ポートBと作動油戻り側ポートDを繋ぐ戻り側内部流路を有し、前記往き側内部流路には、常時は閉鎖され所定圧力以上に達したときに連通する閉止・連通弁と、作動油供給側ポートCに向かう流れを許容しその逆を阻止する往き側逆止弁とを有し、前記閉止・連通弁と作動油供給側ポートCの間の流路が、外部と連通可能なポートEと連通し、前記戻り側内部流路には、開閉弁があり、その作動油排出側ポートB側に背圧発生弁があり、前記開閉弁は、パイロット式逆止弁であって、開口を有する弁座と、当該弁座を封止する弁体と、前記弁体を前記弁座側に押圧する押圧手段と、弁体を弁座から離す開放手段を有し、作動油は弁体を弁座に押しつける方向に流れるものであり、背圧発生弁と作動油排出側ポートBの間の流路が、外部と連通可能なポートFと連通し、さらに衝撃圧バイパス流路を有し、当該衝撃圧バイパス流路は、作動油供給側ポートC又は作動油戻り側ポートDに衝撃的な外力が掛かった際に前記一対のポートC、Dを短絡させるものであることを特徴とする破砕機用油圧作動弁である。

発明の効果

0022

本発明の作業機械のアタッチメントは、作業アームの予期しない旋回が起こりにくい。同様に、本発明の作業機械のアタッチメント用油圧作動弁を使用した作業機械のアタッチメントは、作業アームの予期しない旋回が起こりにくい。また本発明の作業機械のアタッチメント用油圧作動弁を使用すると、簡単な作業で、作業機械のアタッチメントの油圧配管を完成させることができる。

図面の簡単な説明

0023

本発明の実施形態に係る破砕機の正面図である。
図1の破砕機の配管系統図である。
図1の破砕機で採用する破砕機用油圧作動弁の系統図である。
図1の破砕機で採用する開閉弁(開閉手段)の断面図であり、弁体が弁座に押圧されて流路が閉成した状態を示す。
図1の破砕機で採用する開閉弁(開閉手段)の断面図であり、弁体が開放手段に押圧されて弁座から離れて流路が開成した状態を示す。
図1の破砕機で採用する開閉弁(開閉手段)の断面図であり、弁体が押圧手段の押圧力に抗して開弁した状態を示す。
図4の開閉弁(開閉手段)の内部構造を示す分解斜視図である。
図2とは別の実施形態に係る破砕機の配管系統図である。
図8の閉止・連通手段として機能する開閉弁の断面図であり、(a)は、閉弁した状態を示し、(b)は、開弁した状態を示している。
(a)は破砕機用油圧作動弁を正面側から観察した斜視図であり、(b)は破砕機用油圧作動弁を裏面側から観察した斜視図である。

実施例

0024

以下さらに本発明の実施形態について説明する。
アームを有する自走式作業台車等の作業機械の、当該アームに装着するアタッチメントとしては、破砕機、掴み機、切断機、振るい機等があるが、以下では、破砕機について説明する。

0025

最初に本実施形態の破砕機1の機械的構造について説明する。
本実施形態の破砕機1(アタッチメント)は、自走式作業台車(作業機械)のアーム8(図1)の先端に装着されており、中間部をピン2、2で開閉自在に枢着した1対の破砕アーム3、3(作業アーム)を有している。アーム8は、複数の関節を有していて、先端部分を自在に所望する位置へ移動させることができるものであり、図1はその先端部分のみを図示している。両破砕アーム3、3の後端部には、ピン7、7を介して開閉用油圧シリンダ(開閉用油圧アクチェータ;駆動シリンダ)10が連結されており、開閉用油圧シリンダ10(破砕用シリンダ)を伸縮することによって破砕アーム3、3の先端部が開閉駆動される。
また本実施形態の破砕機1は、旋回用油圧モータ5を有する。旋回用油圧モータ5は作動油が出入りする一対のポートを有している。旋回用油圧モータ5の一方のポートから他方のポートに作動油を通過させることにより、破砕アーム3、3を旋回することができる。すなわち、破砕アーム3、3は、旋回機構6を有し、旋回機構6は、旋回用油圧モータ5によって駆動される。旋回機構6が駆動されると、破砕アーム3、3が旋回する。旋回機構6は、本発明の主要部ではなく、周知の構造を有するものであり、旋回機構6の内部構造の図示及び説明は省略する。

0026

次に、破砕機1(アタッチメント)の油圧回路について説明する。
破砕機1の油圧回路は、図2の通りであり、基礎配管11と、開閉用油圧流路12と旋回用分岐流路13によって構成されている。
基礎配管11は、破砕機1(図1)を備えた油圧ショベル等の自走式作業台車(図示せず)に備えられた作動油タンク16(図2)及び油圧ポンプ17(図2)を有し、切り替え弁20(切り替え手段)とこれらとを接続する配管系統である。
開閉用油圧流路12は、切り替え弁20と開閉用油圧シリンダ10を繋ぐ配管であり、切り替え弁20から排出された作動油を開閉用油圧シリンダ10に供給したり、開閉用油圧シリンダ10から切り替え弁20側に作動油を戻す流路である。

0027

本実施形態では、開閉用油圧シリンダ10のボトム側21に作動油が供給されると、破砕アーム3、3が閉じる。逆に開閉用油圧シリンダ10のロッド22側に作動油が供給されると、破砕アーム3、3が開く。
本実施形態では、切り替え弁20と開閉用油圧シリンダ10のロッド22側を繋ぐ流路(以下アーム開き側流路)23が、破砕アーム3、3が開状態となる際に作動油の供給側となる。また切り替え弁20と開閉用油圧シリンダ10のボトム側21を繋ぐ流路は、アーム閉じ側流路25である。

0028

本実施形態では旋回用分岐流路13は、開閉用油圧流路12のアーム開き側流路23から分岐されて旋回用油圧モータ5に至る往き側分岐流路26(往き側内部流路101)と、旋回用油圧モータ5とアーム閉じ側流路25を繋ぎ、切り替え弁20に至る戻り側分岐流路27(戻り側内部流路102)を有している。戻り側分岐流路27は、旋回用油圧モータ5と切り替え弁20(切り替え手段)を連通し、旋回用油圧モータ5を通過した作動油を作動油タンク16側に戻す流路である。
旋回用分岐流路13における作動油の流れは、切り替え弁20から往き側分岐流路26に入り、旋回用油圧モータ5を通過して戻り側分岐流路27に流れ、切り替え弁20に戻る方向を想定しており、当該方向の流れを「順方向」と称する。またこれと逆方向の流れを「逆方向」と称する。

0029

往き側分岐流路26には、図2の様に作動油の順方向の流れ順に、第一絞り弁30、開閉弁42(閉止・連通手段、又は閉止・連通弁)、第二絞り弁32、逆止弁33(往き側逆止弁)が介在されている。開閉弁42は、後記する様に常時閉の弁であり、パイロット圧によって開く。逆止弁33は、往き側分岐流路26内の順方向に向かう作動油の流れを許容し、逆方向の流れを阻止する方向に取り付けられている。

0030

また戻り側分岐流路27には、作動油の順方向の流れ順に、開閉弁50(開閉手段)とリリーフ弁(背圧発生手段、又は背圧発生弁)35が介在されている。
開閉弁50は、後記する様にパイロット式逆止弁であり、戻り側分岐流路27内の順方向の流れを阻止し、逆方向の流れを許容する。即ち開閉弁50は、戻り側分岐流路27内における通常方向の流れを阻止する方向に取り付けられた逆止弁である。
ただし開閉弁50は、パイロット圧を受けて開き、順方向の流れを許容する。

0031

リリーフ弁35は、導入側の圧力が一定値を超えると開き、導入側の圧力を一定に保つ働きをする。また本実施形態ではリリーフ弁35は、ある程度の逆止機能をもち、作動油が逆方向に流れることをある程度阻止する。

0032

往き側分岐流路26であって、開閉弁42の下流側がさらに分岐され、遅延シリンダ36の一方のキャビティ(遅延用作動油導入キャビティ)45に接続されている。遅延シリンダ36の他方のキャビティ(対向側キャビティ)46は、戻り側分岐流路27のリリーフ弁35の下流側に接続されている。ここで、キャビティ45、46は、遅延シリンダ36におけるピストン44の両側の領域である。
破砕機1の油圧回路は、以上説明した様に各部材及び弁が接続されて構成されている。

0033

次に、戻り側分岐流路27に設けた開閉弁50(開閉手段)の詳細な構造について説明する。
本実施形態では、開閉弁50としてパイロット式逆止弁が採用されている。開閉弁(パイロット式逆止弁)50は、図4の様に、管状の本体51内に弁体52と、押圧手段53と、弁体側押さえ部材75と、開放手段55と、開放手段側押さえ部材77及び開放バネ82が内蔵されたものである。

0034

図4に示す様に、開閉弁50の本体51は、貫通された筒形状を呈している。すなわち、内部には本体51に沿ってのびる貫通孔が形成されている。本体51の貫通孔は、大径の孔と小径の孔が連続した構造を有している。本体51の両端付近には比較的大径の孔が設けられており、本体51の中央部分には空間69を構成する比較的小径の孔が設けられている。すなわち、空間69の両側に大径の孔があり、これらが連続している。

0035

そして、一方の大径の孔の開口が導入ポート56として機能する。本体51における導入ポート56側の大径の孔と中央の空間69(小径の孔)の接続部分には、段部60が形成されている。段部60の開口は、弁座61として機能する。

0036

また、本体51の他方の大径の孔は、パイロットポート58として機能する。パイロットポート58には、後述の開放手段55(大径部55a)が配置されている。パイロットポート58側の大径の孔と中央の空間69(小径の孔)の接続部分には、段部76が形成されている。

0037

また、本体51の側面(筒の途中の部位)には、導入ポート56と連通する排出ポート57として機能する開口が設けられている。すなわち、排出ポート57は、本体51における空間69(小径の孔)が形成された部位に設けられており、空間69と連通している。排出ポート57の開口付近にはネジ57aが設けられている。図4に示す様に、導入ポート56から排出ポート57に至る流路は、略L字形を呈している。

0038

本体51の内面であって、導入ポート56側の近傍にはネジ96が形成されている。
本体51の内面であって、パイロットポート58側の近傍にはネジ97が設けられている。

0039

ネジ96には、弁体側押さえ部材75が螺合して取り付けられている。すなわち、弁体側押さえ部材75の外周面には本体51のネジ96と螺合するネジが設けられている。弁体側押さえ部材75は、貫通孔78を有する筒状の部材である。
本体51に取り付けられた弁体側押さえ部材75は、本体51の導入ポート56側の大径の孔の内径を部分的に狭める内向きフランジの様な形態を呈する。
そして、弁体側押さえ部材75と段部60の間には、空間79が形成されている。
空間79は、段部60と、弁体側押さえ部材75と本体51の内壁仕切られている。
また、空間79は、小径の孔である空間69と連続している。

0040

空間79には、弁体52と押圧手段53が配置されている。

0041

弁体52は、外径が比較的大径の部位と、比較的小径の部位を有する略円柱形の部材である。弁体52の比較的大径の部位は摺動面を構成しており、本体51の大径の孔の内壁に対して液密を保ちながら摺動可能である。空間79に弁体52を配置すると、本体51と弁体52の小径の部位の間には環状の空間79aが形成される。

0042

図4に示す様に、弁体52の内部には凹部65が設けられている。凹部65は、弁体52の大径の孔側が開口している。凹部65の開口付近の内壁には、バネ係合部52aが設けられている。バネ係合部52aは、凹部65の内壁に設けられた環状の段で構成されている。弁体52の側面の複数箇所には、凹部65と環状の空間79aを連通させる連通孔52bが設けられている。環状の空間79aは、弁体側押さえ部材75の貫通孔78と弁体52内の凹部65を介して導入ポート56と常時連通している。
また、弁体52の凹部65とは反対側の端部にはテーパ面62が設けられている。

0043

押圧手段53は圧縮バネである。
押圧手段53は、弁体側押さえ部材75と弁体52のバネ係合部52aの間に縮設されている。押圧手段53は、弁体52を弁座61側へ付勢し、弁体52を弁座61に着座させる機能(閉弁機能)を有する。
弁体52が弁座61に着座する(閉弁する)と、環状の空間79aと空間69(小径の孔)が遮断され、弁体52が弁座61から離れる(開弁する)と、空間79aと空間69が連通する。

0044

本体51のネジ97には、開放手段側押さえ部材77が螺合している。すなわち、開放手段側押さえ部材77の外周面には、本体51のネジ97と螺合するネジが設けられている。開放手段側押さえ部材77は、貫通孔80を有する筒状の部材である。

0045

開放手段側押さえ部材77と、本体51の内壁と、段部76とで空間81が形成されている。空間81には、開放手段55と開放バネ82が配置されている。

0046

開放手段55は、大径部55aと小径部55bを有する部材である。開放手段55の大径部55aは、空間81内に配置されている。また、開放手段55の小径部55bは、本体51の空間69(小径の孔)に突出してのびている。
大径部55aの外径は、空間81の内径と略一致している。よって、大径部55aは、本体51の空間81の内壁に沿って液密を保ちながら摺動可能である。
小径部55bの外径は、段部76に形成された孔72よりも若干小径であり、段部60に形成された孔よりも小径である。
小径部55bと段部76に形成された孔72の間には若干の隙間があり、両者間で液密は保たれていない。よって、空間69と空間81とは若干の隙間を介して連通している。また、小径部55bが段部60の孔に進入すると、小径部55bと段部60の孔の間には環状の隙間が形成される。
小径部55bの先端部は、弁体52に近接している。

0047

空間81には、開放バネ82が配置されている。開放バネ82は圧縮バネであり、段部76と開放手段55の大径部55aの間に縮設されている。開放バネ82に押圧された開放手段55の大径部55aは、パイロットポート58側の開放手段側押さえ部材77に当接して停止している。このとき、開放手段55の小径部55b側の先端部は、弁体52に近接している。

0048

パイロットポート58側から開放手段55に開放バネ82の付勢力打ち勝つ大きさの作動油圧が作用すると、開放手段55は開放バネ82の付勢力に抗して本体51に沿って移動可能である。その際、空間81内の作動油は、孔72と小径部55bの間(若干の隙間)から空間69側へ押し出される。開放手段55が移動すると、小径部側の先端部が弁体52に当接し、弁体52を押圧して開弁させる(すなわち、弁体52を弁座61から離間させる)ことができる。

0049

弁体52は、押圧手段53によって常時弁座61に押圧されており、弁体52のテーパ面62が、段部60の開口(弁座61)の角と常時接していて閉鎖されている。
そのため弁体52によって弁座61が封鎖され、導入ポート56側の空間79と排出ポート57側の空間69は閉成されている。すなわち、導入ポート56と排出ポート57は遮断されている。
また作動油は導入ポート56から排出ポート57側に向かって流すので、作動油の圧力によっても弁体52が弁座61に押圧される。

0050

一方、排出ポート57側から作動油を導入すると、作動油は弁体52を押圧し、図6に示す様に、弁体52を弁座61から離す。すなわち、開閉弁50は開弁する。

0051

開閉弁50は、弁座61の開口に弁体52を押し付けて封鎖するものであり、押圧手段53の付勢力と、作動油の圧力によって、弁体52が弁座61側に常時付勢されている。そのため開閉弁50は封止性能が高く、漏れが少ない。

0052

次に、図2に示す往き側分岐流路26に設けられた開閉弁42(閉止・連通手段、又は閉止・連通弁)について説明する。
開閉弁42は、戻り側分岐流路27に設けられた開閉弁50(開閉手段)と同様の構造を有するものであり、重複する説明は省略する。

0053

すなわち、開閉弁42は、パイロット式逆止弁であり、一方方向にだけ流体の通過を許し、逆方向の流通を阻止するものであるが、パイロット圧を受けると逆止機構解除され、両方向に流体を流すことができる。また、開閉弁42は、図2に示す様にパイロット回路部66と共に組み合わせ弁31を構成している。

0054

パイロット回路部66は、リリーフ弁43と逆止弁67によって構成されている。リリーフ弁43は、入力圧力が一定圧力を越えると入力側から出力側への流れを許容する弁である。逆止弁67は、リリーフ弁43の二次側圧を排除し易く、開閉弁42の閉止応答性を向上させる効果がある。本実施形態では、往き側分岐流路26の圧力が一定値を越えるとリリーフ弁43が開いて開閉弁42にパイロット圧が掛かり、逆止機構が解除され、両方向に流体を流すことができる状態となる。

0055

図2に示す様に、開閉弁42(組み合わせ弁31)は、往き側分岐流路26における第一絞り弁30と第二絞り弁32の間に設けられている。また、本実施形態では、往き側分岐流路26には、組み合わせ弁31に対して並列的に逆止弁34が接続されている。すなわち、逆止弁34は、往き側内部流路101から分岐した分岐流路101aに設けられている。分岐流路101aは、往き側内部流路101における、開閉弁42aと第二絞り弁32の間と、第一絞り弁30とポートAの間とを繋ぐ流路である。逆止弁34は、逆方向に向かう作動油の流れを許容し、順方向の流れを阻止する方向に取り付けられている。

0056

本実施形態では、往き側分岐流路26のパイロット式逆止弁である開閉弁42(閉止・連通手段)の下流側が開閉弁50(開閉手段)のパイロットポート58と接続されており、往き側分岐流路26の開閉弁42の下流側の圧力が上昇すると、開閉弁50(開閉手段)が開く。

0057

すなわち、往き側分岐流路26の開閉弁42の下流側と連通した開閉弁50(開閉手段)のパイロットポート58の圧力が上昇し、開閉弁50の開放手段55が、開放バネ82の付勢力に抗して、図4に示す位置から図5に示す位置に移動し、弁体52を押し開く。その結果、開閉弁50の導入ポート56と排出ポート57が連通する。

0058

また本実施形態では、往き側分岐流路26(往き側内部流路101)と戻り側分岐流路27(戻り側内部流路102)の間には、図2に示す様に衝撃圧バイパス回路37(衝撃圧バイパス手段、又は、衝撃圧バイパス流路)が設けられている。
衝撃圧バイパス回路37は、往き側分岐流路26の圧力が過多となった場合に戻り側分岐流路27側に圧力を逃がす往き・戻り方向バイパス流路38と、戻り側分岐流路27の圧力が過多となった場合に往き側分岐流路26側に圧力を逃がす戻り・往き方向バイパス流路40によって構成されている。
いずれも流路中にリリーフ弁47、48が介在されたものであり、往き側分岐流路26の圧力が過多となった場合には往き・戻り方向バイパス流路38のリリーフ弁47が開いて戻り側分岐流路27側に圧力を逃がし、戻り側分岐流路27の圧力が過多となった場合には戻り・往き方向バイパス流路40のリリーフ弁48が開いて往き側分岐流路26側に圧力を逃がす。

0059

さらに本実施形態では、旋回用油圧モータ5の内部リークを排出するための排出回路90、91の2回路が設けられている。一方の排出回路90は、往き側分岐流路26の上流部と、戻り側分岐流路27の下流部を接続するものである。他方の排出回路91は、往き側分岐流路26の下流部と、戻り側分岐流路27の上流部を接続するものである。
排出回路90、91、いずれも逆止弁92、93の吐出側を対向させた回路である。排出回路91の逆止弁92、93の吐出側同士の間には、旋回用油圧モータ5が接続されている。
排出回路90、91は、往き側分岐流路26の上流部と下流部、戻り側分岐流路27の上流部と下流部の最も圧力低い位置を選択して逃がす。

0060

破砕機1の油圧回路は、以上説明した構成を有している。

0061

次に、本実施形態の破砕機1の動作について説明する。
本実施形態では、切り替え弁20を操作することによって、破砕アーム3、3の開閉と旋回を行うことができる。
本実施形態で採用する切り替え弁20は、手動弁であり、中立と平行通路クロス通路の3位置を有する3位置4方弁である。本実施形態では、切り替え弁20を手動式としたが、手動式に限るものではない。
図2に示す回路において、切り替え弁20を交差通路位置に切り換えると、開閉用油圧シリンダ10のボトム側21に作動油が供給されて破砕アーム3、3が閉じ、破砕アーム3、3でコンクリート片等を挟んで破砕することができる。

0062

旋回用分岐流路13は、戻り側分岐流路27の圧力が高まるが、旋回用分岐流路13にはリリーフ弁35があり、当該リリーフ弁35が逆止弁として機能し、作動油の逆方向の流れを阻止する。また旋回用分岐流路13の往き側分岐流路26に逆止弁33があり、当該逆止弁33は、作動油の逆方向の流れを阻止する方向に設けられている。
ただし、旋回用分岐流路13の戻り側分岐流路27であって、切り替え弁20とリリーフ弁35の間は高圧となるので、遅延シリンダ36の対向側キャビティ46に作動油が導入され、ピストンに押されて遅延用作動油導入キャビティ45内の作動油は排出される。

0063

一方、図2に示す回路において、切り替え弁20を平行通路位置に切り換えると、開閉用油圧シリンダ10のロッド22側に作動油が供給され、破砕アーム3、3が開く。この際には、破砕機1の破砕アーム開動作無負荷作動圧が低いので、往き側分岐流路26における組み合わせ弁31の開閉弁42に掛かるパイロット圧は低く、開閉弁42は閉じたままである。

0064

破砕アーム3、3が全開に達して供給圧力が上昇し、作動油の圧力が所定圧力以上に達すると、組み合わせ弁31のリリーフ弁43が開いて開閉弁42にパイロット圧が掛かり、開閉弁42が開く。すなわち、開閉弁42のパイロットポート58に作動油が供給されて開閉弁42が開弁する。

0065

その結果、開閉弁42の導入ポート56と排出ポート57が連通し、作動油が開閉弁42を順方向(往き方向)に通過する。
ここで、作動油は遅延シリンダ36の遅延用作動油導入キャビティ45に優先的に流れ、遅延シリンダ36のピストンが完全に伸長して遅延用作動油導入キャビティ45が満杯になった後、油圧モータ5側に作動油が供給される。そのため組み合わせ弁31から作動油が流れ出た直後には油圧モータ5に作動油が流れず、直ちに油圧モータ5が回転することが回避される。

0066

また遅延シリンダ36の遅延用作動油導入キャビティ45に作動油が満たされると、開閉弁42の下流側の圧力が上昇し、開閉弁42の下流側の圧力が戻り側分岐流路27に設けられた開閉弁50のパイロットポート58に掛かり、図4に示す開閉弁50の弁体52が開放手段55に押圧されて押圧手段53に抗して動き、弁座61が開放される。すなわち、開放手段55は、パイロット圧を利用して弁体52を弁座61から離す。そのため、開閉弁50が開き、旋回用分岐流路13が順方向(戻り方向)に開通する。
すなわち、導入ポート56と排出ポート57の間の、弁体側押さえ部材75の貫通孔78、空間79、弁体52の凹部65、連通孔52b、環状の空間79a、本体51の小径の孔である空間69が連通する。
その結果、作動油が油圧モータ5に供給され、油圧モータ5が回転して破砕機1の破砕アーム3、3が旋回する。

0067

破砕アーム3、3を所定の角度まで旋回した後に、切り替え弁20を中立位置に戻し、作動油の供給を遮断して破砕アーム3、3の旋回を停止する。次に作業台車(図示せず)を操作し、破砕機1の破砕アーム3、3を解体対象部分に進入させてから、切り替え弁20を交差通路位置に切り換える。この結果、作動油は切り替え弁20から開閉用油圧シリンダ10のボトム側21に作動油が供給され、破砕アーム3、3が閉動作して破砕作業を行う。

0068

本実施形態の破砕機1では、破砕アーム3、3が開いて限界に達し、アーム開き側流路23が所定以上の高圧になると、組み合わせ弁31の上流側の圧力が上昇して組み合わせ弁31(閉止・連通手段である開閉弁42)が開き、開閉弁42の下流側に作動油が流れる。
作動油は、遅延シリンダ36の遅延用作動油導入キャビティ45に優先的に流れ、開閉弁42の下流側の圧力上昇にはしばらく時間が掛かる。
遅延シリンダ36の遅延用作動油導入キャビティ45が満杯になると組み合わせ弁31の下流側の圧力が上昇し、この圧力を受けて開閉弁50のパイロットポート58の圧力が上昇して開閉弁50を開く。
また戻り側分岐流路27の圧力が上昇してリリーフ弁35が開く。その結果、油圧モータ5に作動油が通過して油圧モータ5が回転する。ここで油圧モータ5の下流側にはリリーフ弁35があり、油圧モータ5の下流側には一定の背圧が確保されるので、油圧モータ5が急回転することはない。

0069

従来技術においては、油圧モータの下流側で作動油がリークし、破砕作業を行っている際に破砕アームに外力がかかると、油圧モータが空回り状態となり、破砕アームが過度に旋回してしまう場合があった。これに対して本実施形態によると、戻り側分岐流路27に開閉弁50(開閉手段)が設けられているので、油圧モータ5の下流側に作動油が確保され、油圧モータ5が空回りすることはなく、破砕アーム3、3が過度に旋回することがない。

0070

油圧モータ5には、その停止時に回路内に異常に高い衝撃圧が作用したり、破砕作業中に破砕機1に大きな捻れ力が作用して過大な負荷が作用する場合がある。すなわち、当て回しを行う際には、破砕機1に過大な負荷(衝撃的な外力)が作用する。この場合には、衝撃圧バイパス回路37が作動して低圧側に異常高圧を逃がす。衝撃圧バイパス回路37は、油圧モータ5のいずれのポートが高圧になっても、リリーフ弁47、48のいずれかが高圧ポート側から低圧ポート側に向けてリリーフするので、衝撃圧と過負荷のいずれの高圧からも油圧モータ5などの機器を保護できる。

0071

また油圧モータ5内で作動油がリークした場合、排出回路90、91を経由して作動油が回収される。すなわち、旋回用油圧モータ5にリーク(作動油漏れ)が発生した場合には、排出回路90、91は、作動油が出入りする一対のポート(作動油導入側ポートAと、作動油排出側ポートB、及び、作動油供給側ポートCと、作動油戻り側ポートD)を短絡させる。

0072

本実施形態では、アタッチメントとして破砕機について説明したが、作業アームを有する掴み機、切断機等のその他のアタッチメントについても同様に本発明を実施することができる。

0073

本実施形態では、切り替え弁20と旋回用油圧モータ5の間の油圧回路内に、一つの破砕機用油圧作動弁100(作業機械のアタッチメント用油圧作動弁)が組み込まれている。即ち図2二点鎖線内の回路が、破砕機用油圧作動弁100である。図3は、図2の二点鎖線内の回路(破砕機用油圧作動弁100)を図示したものである。また図10は、破砕機用油圧作動弁100の外観を表している。

0074

破砕機用油圧作動弁100は、図2図3図10の様に、作動油導入側ポートAと、作動油排出側ポートBと、作動油供給側ポートCと、作動油戻り側ポートDと、シリンダ向けポートE、F(遅延シリンダ向けポート)を有している。シリンダ向けポートE、Fは、破砕機用油圧作動弁100の外部と連通可能なポートである。
破砕機用油圧作動弁100には、内部に作動油導入側ポートAと作動油供給側ポートCを繋ぐ往き側内部流路101(往き側流路)と、作動油排出側ポートBと作動油戻り側ポートDを繋ぐ戻り側内部流路102(戻り側流路)がある。すなわち、往き側内部流路101の両側に作動油導入側ポートA、Cが設けられており、戻り側内部流路102の両側に作動油排出側ポートB、Dが設けられている。
往き側内部流路101は、往き側分岐流路26の一部として機能するものであり、作動油導入側ポートA側から作動油供給側ポートC側に向かって順に第一絞り弁30、組み合わせ弁31、第二絞り弁32、逆止弁33が介在されている。また組み合わせ弁31に対して並列的に逆止弁34が設けられている。

0075

戻り側内部流路102は、戻り側分岐流路27の一部として機能するものであり、作動油戻り側ポートDから作動油排出側ポートBに向かって順に開閉弁50とリリーフ弁(背圧発生手段)35が介在されている。

0076

往き側内部流路101であって、組み合わせ弁31の下流側に分岐された流路があり、当該流路はシリンダ向けポートEに開いている。
またシリンダ向けポートFは、戻り側内部流路102のリリーフ弁35と作動油排出側ポートBの間に接続されており、外部と連通可能である。

0077

破砕機用油圧作動弁100の作動油導入側ポートAと、作動油排出側ポートBは、前記した切り替え弁20(図2)に接続される。具体的には、作動油導入側ポートAと切り替え弁20は、アーム開き側流路23と往き側分岐流路26を介して接続されており、作動油排出側ポートBと切り替え弁20は、アーム閉じ側流路25、戻り側分岐流路27を介して接続されている。図2に示す例では、作動油導入側ポートAと切り替え弁20の間、及び/又は、作動油排出側ポートBと切り替え弁20の間には何も設けられていないが、作動油導入側ポートAと作動油排出側ポートBは、必ずしも切り替え弁20と直接接続されていなければならないわけではなく、図示しない別の構成を介して切り替え弁20と間接的に接続されていてもよい。

0078

また、作動油供給側ポートCと、作動油戻り側ポートDは、前記した旋回用油圧モータ5(図2)に接続される。すなわち、作動油供給側ポートCと作動油戻り側ポートDは、直接又は間接的に旋回用油圧モータ5と配管接続されている。
破砕機用油圧作動弁100の外部と連通可能な遅延シリンダ向けポートE、Fは、遅延シリンダ36(図2)に接続されている。すなわち、遅延シリンダ向けポートE、Fは、直接又は間接的に遅延シリンダ36と配管接続されている。

0079

ここで破砕機用油圧作動弁100は、図10に示す様な独立した一つのユニットとして構成するのが好ましい。図10に示す破砕機用油圧作動弁100は、筐体内に油圧回路が設けられている。すなわち、図3に示す、衝撃圧バイパス回路37(衝撃圧バイパス手段)、開閉弁42(閉止・連通手段)、リリーフ弁35(背圧発生手段)、及び開閉弁50(開閉手段)を一体化(ユニット化)し、筐体の表面に露出した各ポートA〜Fに外部配管を接続し、図2に示す油圧回路を構成するのが好ましい。図2に示す例では、破砕機用油圧作動弁100のポートE、Fには、遅延シリンダ36のキャビティ45、46(ピストン44の両側の領域)が連通している。すなわち、ポートE、Fには、遅延シリンダ36を接続可能である。

0080

本実施形態の破砕機用油圧作動弁100は、破砕機1に容易に搭載することができ、破砕機1の配管工事が大幅に簡略化される。

0081

本実施形態に係る破砕機用油圧作動弁100(作業機械のアタッチメント用油圧作動弁)では、当て回し作業中における戻り側分岐流路27内の作動油を確保できる。
そして、本実施形態に係る破砕機1(アタッチメント)では、当て回し作業中の破砕アーム3、3(作業アーム)の予期せぬ旋回を防止または抑制することができる。

0082

次に、図8を参照しながら、別の実施形態に係る破砕機用油圧作動弁200(作業機械のアタッチメント用油圧作動弁)について説明する。破砕機用油圧作動弁200において、破砕機用油圧作動弁100と同じ構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
破砕機用油圧作動弁200は、破砕機用油圧作動弁100と同様に、ポートA乃至Fを有しており、切り替え弁20と旋回用油圧モータ5の間に設置される。

0083

破砕機用油圧作動弁200では、破砕機用油圧作動弁100の組み合わせ弁31の代わりに、開閉弁42a(閉止・連通手段)、パイロットリリーフ弁95が使用されている。
開閉弁42aは、往き側内部流路101(ポートAとポートCの間の流路)上に設けられている。開閉弁42aの詳細な構造は後述する。
逆止弁34は、往き側内部流路101から分岐した分岐流路101aに設けられている。分岐流路101aは、往き側内部流路101における、開閉弁42aと第二絞り弁32の間と、第一絞り弁30とポートAの間とを繋ぐ流路である。
パイロットリリーフ弁95は、開閉弁42aのパイロットポート580と、戻り側内部流路102(ポートBとポートDの間の流路)におけるリリーフ弁35の下流側(順方向)を接続する配管103上に設けられている。

0084

すなわち、破砕機用油圧作動弁200では、破砕機用油圧作動弁100のリリーフ弁43と逆止弁67の代わりにパイロットリリーフ弁95が設けられている。そして、破砕機用油圧作動弁200は、破砕機用油圧作動弁100と同様に作用し、破砕アーム3、3(図1)の動作を司ることができる。

0085

以下、開閉弁42aの構造について説明する。

0086

開閉弁42aは、図9(a)、図9(b)の様に、管状(筒状)の本体510内に弁体520と押圧手段530(閉止バネ)が内蔵されたものである。

0087

図9(a)、図9(b)に示す様に、本体510は、貫通された筒状構造を有する。すなわち、本体510は、内部に空間780を有する。
本体510の一端は比較的大径の開口を構成し、内周面にはネジ960(雌ネジ)が形成されている。本体510の他端は、内向きフランジ部600を有し、内向きフランジ部600の中央には比較的小径の孔570が設けられている。本体510のネジ960には、弁体側封圧部材750が螺合して取り付けられている。すなわち、本体510の一端は弁体側封圧部材750によって閉塞されている。図示していないが、本体510と弁体側封圧部材750の間(ネジ960以外の部位)には、図示しないオーリングを介在させて油封処理がなされている。また、本体510の他端の孔570は、排出ポート570として機能する。排出ポート570(孔570)の内部側の縁は、弁座610を構成している。排出ポート570は、空間780と連通している。

0088

本体510の側壁には、筒の長手方向の離間した二カ所に空間780と外部を連通させる孔560、580が設けられている。孔560は、排出ポート570付近に設けられており、孔560は導入ポート560として機能する。また、孔580は、弁体側封圧部材750付近に設けられており、パイロットポート580として機能する。

0089

弁体520は、外形略円筒形状を呈しており、大外径部520aと小外径部520bを有する。すなわち、弁体520の外形は、外径が大きい大外径部520aと外径が小さい小外径部520bが同芯状に連続した形状を呈している。大径部の外径は、本体510の内径と略一致しており、弁体520の長さは、弁体側封圧部材750と内向きフランジ部600の間隔よりも短い。よって、弁体520は、本体510の空間780内で本体510に沿って往復移動が可能である。

0090

弁体520は、内部に凹部650からなる空間を有している。凹部650は、大外径部520a側の端部が開口しており、小外径部520b側の端部が閉塞している。また、弁体520の小外径部520bには、凹部650と外部を連通させる連通孔521が形成されている。凹部650の内径は一様ではなく、大内径部650aと小内径部650bを有している。すなわち、凹部650は、大きな内径の大内径部650aと、小さな内径の小内径部650bが連続した構造を有する。

0091

大内径部650aと小内径部650bの接続部は、段部651を構成している。また、小内径部650bには、ネジ部652が設けられている。ネジ部652には、固定絞り550が取り付けられている。固定絞り550は環状構造を呈しており、小内径部650bの内径をさらに狭める機能(すなわち、絞る機能)を有する。固定絞り550を設けることによって、固定絞り550の前後の作動油の圧力に差を生じさせることができる。

0092

また、弁体520の小外径部520b側の端部の環状の縁は、テーパ面620を構成している。

0093

本体510の空間780に弁体520が収容されると、本体510の内壁と弁体520の小外径部520bの外壁の間に、環状の空間790が形成される。すなわち、空間790は本体510の空間780の一部である。環状の空間790は、導入ポート560と連通孔521を連通させている。すなわち、導入ポート560は、空間790、連通孔521、凹部650(小内径部650b及び大内径部650a)、空間780を介してパイロットポート580と連通している。

0094

段部651と弁体側封圧部材750の間には、押圧手段530が設置されている。押圧手段530は圧縮バネである。すなわち、弁体520は、押圧手段530によって排出ポート570側へ付勢されており、テーパ面620が排出ポート570の弁座610に当接(着座)している。弁体520が弁座610に着座する(閉弁する)と、排出ポート570が閉鎖され、排出ポート570と導入ポート560が遮断され、弁体520が弁座610から離れる(開弁する)と、排出ポート570と導入ポート560が連通する。

0095

破砕アーム3、3が全開に達して供給圧力が上昇し、作動油の圧力が所定圧力以上に達すると、パイロットリリーフ弁95が開いて開閉弁42aにパイロット圧が掛かり、開閉弁42aが開く。

0096

具体的には、図9(a)に示す様に、導入ポート560とパイロットポート580が、環状の空間790、弁体520の連通孔521、凹部650(小内径部650b、固定絞り550、大内径部650a)、空間780を介して連通しており、開閉弁42aの上流側の圧力が上昇して一定値を越えると、パイロットリリーフ弁95(図8)が開放され、開閉弁42aの空間790と空間780の間(弁体520の前後)に圧力差が発生し、弁体520は、弁体側封圧部材750側へ移動し、逆止機構が解除され、両方向に作動油を流すことができる状態になる。

0097

パイロットリリーフ弁95が開放されると、図9(a)に示す開閉弁42aの空間790と空間780の間(弁体520の前後)に圧力差が発生し、弁体520は、弁体側封圧部材750側へ移動し、閉止バネ530(押圧手段)の付勢力に抗して、図9(a)に示す位置から図9(b)に示す位置に移動し、弁体520が弁座610から離れて開弁する。その結果、開閉弁42aの導入ポート560と排出ポート570が連通する。そして、作動油が順方向(往き方向)に開閉弁42aを通過して流れる。

0098

本実施形態では、作業機械のアタッチメント用油圧作動弁として破砕機用油圧作動弁100、200について説明したが、掴み機、切断機、振るい機等の作業アームを有するその他のアタッチメントの油圧作動弁として実施することも可能である。

0099

1破砕機(アタッチメント)
3破砕アーム(作業アーム)
5旋回用油圧モータ
6旋回機構
10開閉用油圧シリンダ(開閉用油圧アクチェータ;駆動シリンダ)
11基礎配管
12開閉用油圧流路
13旋回用分岐流路
20切り替え弁(切り替え手段)
23アーム開き側流路
25 アーム閉じ側流路
26往き側分岐流路
27戻り側分岐流路
31組み合わせ弁
35リリーフ弁(背圧発生手段)
36遅延シリンダ
37衝撃圧バイパス回路
42、42a開閉弁(閉止・連通手段)
44 遅延シリンダのピストン
45、46キャビティ(遅延シリンダのピストンの両側の領域)
50 開閉弁(開閉手段)
52弁体
53押圧手段
55開放手段
58パイロットポート
61弁座
75弁体側押さえ部材
81 空間
90、91衝撃吸収回路
100、200 破砕機用油圧作動弁(作業機械のアタッチメント用油圧作動弁)
101 往き側内部流路(往き側流路)
102 戻り側内部流路(戻り側流路)
A作動油導入側ポート
B 作動油排出側ポート
C 作動油供給側ポート
D 作動油戻り側ポート
E 遅延シリンダ向けポート
F 遅延シリンダ向けポート

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