カウンタウエイト脱着装置用油圧回路
【課題】カウンタウエイトの昇降用油圧シリンダが熱膨張して関係部位が損傷することを、作業機の作業を中断することなく防止することが可能となるカウンタウエイト脱着装置用油圧回路を提供する。
【解決手段】コントロール弁５３と油圧シリンダ２５のボトム室２５ａとの間の第１の主管路５６に第１の遮断弁５９を設ける。第１の遮断弁５９のシーケンス弁５９ａはボトム室２５ａからの作動油の流出を制御する方向に設けられ、ロッド室２５ｂの油圧が外部パイロット圧として加えられる。コントロール弁５３と油圧シリンダ２５のロッド室２５ｂとの間の第２の主管路５７に第２の遮断弁６０を設ける。第２の遮断弁６０のシーケンス弁６０ａは、ロッド室２５ｂからの作動油の流出を制御する方向に設けられ、ロッド室２５ｂの油圧が内部パイロット圧として加えられる。
【解決手段】コントロール弁５３と油圧シリンダ２５のボトム室２５ａとの間の第１の主管路５６に第１の遮断弁５９を設ける。第１の遮断弁５９のシーケンス弁５９ａはボトム室２５ａからの作動油の流出を制御する方向に設けられ、ロッド室２５ｂの油圧が外部パイロット圧として加えられる。コントロール弁５３と油圧シリンダ２５のロッド室２５ｂとの間の第２の主管路５７に第２の遮断弁６０を設ける。第２の遮断弁６０のシーケンス弁６０ａは、ロッド室２５ｂからの作動油の流出を制御する方向に設けられ、ロッド室２５ｂの油圧が内部パイロット圧として加えられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル、解体機、クレーン等の作業機の本体後部にカウンタウエイトを脱着する装置に用いる油圧回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル、解体機、クレーン等の作業機においては、作業機本体の前部に掘削、破砕、荷役等を行なうための作業装置を取付け、作業機本体の後部に、これらの作業装置と重量バランスを取るためのカウンタウエイトを搭載している。このようなカウンタウエイトは、作業装置の交換に伴い、作業装置の作業内容や重量に応じて好適な重さのカウンタウエイトに交換したり、あるいは分割されたカウンタウエイトを付加するかまたは一部取外したり、作業機の輸送に当たってカウンタウエイトを分離輸送し現地で組立てたりする等のため、作業機本体に対して脱着する必要がある。このようなカウンタウエイト脱着装置として、例えば特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
この特許文献１に記載されたカウンタウエイト脱着装置は、作業機本体の後部に上下に回動可能に取付けられたカウンタウエイト昇降用油圧シリンダと、作業機本体の後部に取付けられ、油圧シリンダの伸縮により上下に回動される回動アームと、この回動アームの先端より回動可能に垂下され、カウンタウエイトに連結する連結具とにより構成される。そしてカウンタウエイトを作業機本体に取付ける際には、油圧シリンダを収縮させて回動アームを下げ、地上に置いたカウンタウエイトに連結具を連結し、次に油圧シリンダを伸長させて回動アームを上げることによりカウンタウエイトを作業機本体に持ち上げ、カウンタウエイトを作業機本体にボルトにより固定する。
【０００４】
このようにカウンタウエイトを作業機本体に持ち上げて作業機本体に固定した後、油圧シリンダを若干縮めることにより、油圧シリンダ、回動アームおよび連結具にはカウンタウエイトによる荷重がかからない非拘束状態にして作業を行なう。このような非拘束状態においては、カウンタウエイト側から連結具、回動アームおよび油圧シリンダに力が伝達されない状態である。このようにカウンタウエイトを作業機本体に取付けた後、油圧シリンダを若干縮めて非拘束状態とする理由は、作業中に作業機本体からカウンタウエイトに伝達される振動が連結具や回動フレーム等に伝わり、その結果、脱着装置の関係部位、特に連結具に用いる連結ボルト等が折損する等の損傷を防止するためである。
【０００５】
図７はこのようなカウンタウエイト脱着装置に用いられた従来の油圧回路である。図７において、２５は不図示のカウンタウエイトを昇降する油圧シリンダ、５０，５１はそれぞれ作業機本体に搭載された主油圧ポンプとパイロット油圧ポンプ、５３はパイロット弁５４により切換え操作されるコントロール弁である。５６は油圧ポンプ２５のボトム室２５ａとコントロール弁２５との間を接続する主管路であり、この主管路５６には、スローリターン弁５８と、圧力センサ７０と、カウンタウエイト脱着装置を使用しない間は閉じておくストップ弁７１と、パイロット付き逆止弁７２とが設けられている。パイロット付き逆止弁７２は、油圧シリンダ２５の不作動時はボトム室２５ａからの油の流出を防ぎ、油圧シリンダ２５を収縮させるときはロッド室２５ｂ側主管路５７の油圧がパイロット圧として加えられて連通するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２９２２７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のように、カウンタウエイト脱着装置は、カウンタウエイトを作業機本体に固定した後は、油圧シリンダはこのシリンダ等にカウンタウエイトの荷重がかからない位置に変位させて非拘束状態にしておく。しかしながら、従来のカウンタウエイト脱着用の油圧回路は、主管路５６にこの主管路５６を遮断するカウンタウエイト落下防止用のパイロット付き逆止弁７２を有している。このため、このパイロット付き逆止弁７２からボトム室２５ａまでの回路は、パイロット付き逆止弁７２で閉ざされた油室となっている。このような状態において、油圧シリンダ２５内の作動油は、エンジン等の放射熱や、外気温度の変化によって収縮、膨張を繰り返す。そして、油圧シリンダ２５が作動油の熱膨張により伸長すると、油圧シリンダ２５が非拘束状態から、作業機本体にボルトにより固定されているカウンタウエイトを押し上げるような負荷がかかる拘束状態となり、この負荷が過大になると、油圧シリンダや連結具等の関係部位が損傷する原因となる。
【０００８】
このような熱膨張に対処するため、従来は油圧シリンダ２５のボトム室に接続された主管路５６に圧力センサ７０を設け、この圧力センサ７０が異常な圧力を検出するとオペレータに知らせ、オペレータはこの異常な圧力上昇を知ると、油圧シリンダのコントロール弁５３を操作して油圧シリンダ２５を収縮側に操作することにより、油圧シリンダ２５や連結具等の関係部位の損傷を回避している。しかし、この圧力センサ７０の警報発生による場合は、オペレータが作業機による作業を中断して油圧シリンダ２５を適正位置に操作する必要があるので、作業効率の低下を招くという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑み、カウンタウエイトの昇降用油圧シリンダが熱膨張して関係部位が損傷することを、作業機の作業を中断することなく防止することが可能となるカウンタウエイト脱着装置用油圧回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のカウンタウエイト脱着装置用油圧回路は、
油圧源が設けられた作業機本体と、
前記作業機本体に着脱可能に搭載されるカウンタウエイトと、
前記作業機本体に取付けられ、前記油圧源からの作動油をボトム室とロッド室に給排することにより、前記カウンタウエイトを昇降させて前記作業機本体に着脱する昇降用油圧シリンダと、
前記油圧源と前記昇降用油圧シリンダとの間に設けられたコントロール弁とを備えたカウンタウエイト脱着装置用油圧回路において、
前記コントロール弁と前記昇降用油圧シリンダのボトム室との間の第１の主管路に前記ボトム室からの作動油の流出を制御する方向に設けられ、前記ロッド室の油圧が外部パイロット圧として加えられるシーケンス弁、およびこのシーケンス弁に並列接続された逆止弁からなる第１の遮断弁と、
前記コントロール弁と前記昇降用油圧シリンダのロッド室との間の第２の主管路に前記ロッド室からの作動油の流出を制御する方向に設けられ、前記ロッド室の油圧が内部パイロット圧として加えられ、前記第１の遮断弁のシーケンス弁を連通させる前記外部パイロット圧より高い内部パイロット圧で連通するシーケンス弁、およびこのシーケンス弁に並列接続された逆止弁からなる第２の遮断弁とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、前記第１の遮断弁のシーケンス弁に、前記ボトム室の油圧を内部パイロット圧として加える内部パイロット管路を備えると共に、前記シーケンス弁を連通させる内部パイロット圧の設定圧を、前記油圧シリンダにより前記カウンタウエイトを支持可能なボトム室の油圧に設定したことを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記第２の遮断弁のシーケンス弁に外部パイロット管路を備え、前記外部パイロット管路に、前記油圧シリンダの操作時に前記シーケンス弁の外部パイロット圧油を供給して前記シーケンス弁を連通させる構成にしたことを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記ロッド室の油を油タンクに排出可能な管路を設け、前記管路にストップ弁を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の油圧回路においては、カウンタウエイトが作業機本体にボルトにより固定され、かつ昇降用油圧シリンダが非拘束状態、すなわちカウンタウエイトによる拘束が解かれた状態において、ボトム室、ロッド室の両者が密閉された油室となるので、ボトム室、ロッド室の油が熱膨張するとその油圧が高くなる。本発明の油圧回路においては、ロッド室の油圧が第１の遮断弁のシーケンス弁の操作部に外部パイロット圧として加わるので、油の熱膨張により第１の遮断弁のシーケンス弁が開いてボトム室の油が一部排出され、油圧シリンダの伸長が防止される。このため、油圧シリンダ内の油の熱膨張により起こる伸長によりカウンタウエイトが非拘束状態から拘束状態に戻って油圧シリンダや連結具が過大な力を受けることが防止され、油圧シリンダや連結具の損傷を防止することができる。
【００１５】
一方、前述のようにカウンタウエイトが作業機本体にボルトにより固定され、油圧シリンダ内の油の熱膨張によりボトム室の油が流出すると、油圧シリンダが収縮する。このような収縮が続き、カウンタウエイトを押し下げる方向の油圧シリンダの拘束状態が発生した場合、ロッド室の油圧が上昇する。ここで、ロッド室の油圧は第２の遮断弁のシーケンス弁の内部パイロット圧として加えられるため、ロッド室の油圧の上昇により第２の遮断弁のシーケンス弁が開き、ロッド室の油圧が低下する。このため、油圧シリンダの収縮による過大な力の発生も防止され、油圧シリンダや連結具等の関係部位の損傷が防止される。
【００１６】
また、このようなボトム室またはロッド室からの油の流出は自動的に行なわれるため、オペレータは作業を中断して油圧シリンダの伸長度合を調整する操作を行なう必要がなく、作業能率が向上する。
【００１７】
本発明において、前記第１の遮断弁のシーケンス弁に、前記ボトム室の油圧を内部パイロット圧として加え、その設定圧をカウンタウエイトを支持可能な値に設定した内部パイロット管路を備えることにより、第１の遮断弁を、それぞれ異なる２つのパイロット圧により開く２つの弁を１つの弁として兼用することができ、装置のコンパクト化が可能となる。
【００１８】
また、本発明において、前記第２の遮断弁のシーケンス弁に外部パイロット管路を備え、前記外部パイロット管路に、前記油圧シリンダの操作時に前記シーケンス弁の外部パイロット圧を加えて連通させる構成にすることにより、第２の遮断弁を、それぞれ異なる２つのパイロット圧により開く２つの弁を１つの弁として兼用することができ、装置のコンパクト化が可能となる。
【００１９】
また、本発明において、前記ロッド室の油を油タンクに排出可能な管路を設け、前記管路にストップ弁を設け、カウンタウエイト未装着の輸送中にこのストップ弁を開いておくことにより、カウンタウエイト未装着の輸送中にボトム室が熱膨張しても、ロッド室の油圧が上昇しないため、第１の遮断弁が開いてボトム室での油が油タンクに排出されるおそれがない。このため、カウンタウエイト未装着の輸送中における油圧シリンダのボトム室の油の排出によって油圧シリンダが収縮し、他の機器に油圧シリンダが圧接して損傷を起こす等の事態の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の作業機のカウンタウエイト脱着装置用油圧回路を適用する作業機の一例を示す側面図である。
【図２】本発明のカウンタウエイト脱着装置用油圧回路を適用するカウンタウエイト脱着装置の一例を示す背面図である。
【図３】図２のＥ−Ｅ断面図である。
【図４】本例のカウンタウエイト脱着装置において、地上に置いたカウンタウエイトにカウンタウエイト脱着装置の連結具を連結した状態を示す側面図である。
【図５】本例のカウンタウエイト脱着装置において、カウンタウエイトを作業機本体に取付けた後、昇降用油圧シリンダを若干収縮させた非拘束状態を示す側面図である。
【図６】本発明のカウンタウエイト脱着装置用油圧回路の一実施の形態を示す油圧回路図である。
【図７】従来のカウンタウエイト脱着装置用油圧回路を示す油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は本発明のカウンタウエイト脱着装置用油圧回路を適用する作業機の一例を示す側面図である。この例では作業機が油圧ショベルである場合について示す。図１において、１は下部走行体、２はこの下部走行体1上に旋回装置３を介して旋回可能に設置された上部旋回体（作業機本体）であり、４はこの上部旋回体２のフレームとなる旋回フレームである。旋回フレーム４には運転室５と、原動機や油圧ポンプ等を含み油圧パワーユニットを構成する機械室６が搭載されると共に、後部にはカウンタウエイト７が搭載され、前部には作業装置８が取付けられる。カウンタウエイト７は、作業装置８等に対して作業機全体の重量をバランスさせるために設けられる。
【００２２】
作業装置８は、旋回フレーム４の前部にブームシリンダ９により俯仰動可能に取付けられたブーム１０と、このブーム１０の先端にアームシリンダ１１により回動可能に取付けられたアーム１２と、このアーム１２の先端にバケットシリンダ１３により回動可能に取付けられたバックホウバケット１４とからなる。
【００２３】
図２は本発明の油圧回路を適用するカウンタウエイト脱着装置の一例を示す背面図、図３はそのＥ−Ｅ断面図、図４は地上のカウンタウエイトに連結具を連結している状態を示す側面図、図５は油圧シリンダの非拘束状態を示す側面図である。図３および図４において、４は旋回フレーム、２４は旋回フレーム４の後端部に一体に設けたカウンタウエイト衝合板である。この衝合板２４は、カウンタウエイト７の左右幅と同様の幅を有する。この衝合板２４にはカウンタウエイト７の前面が衝合され、カウンタウエイト７を貫通するボルト４０とこれに螺合するナット４１（図３参照）により旋回フレーム４にカウンタウエイト７を固定する構成となっている。
【００２４】
２０はカウンタウエイト脱着装置であり、この装置２０は上部旋回体２を構成する旋回フレーム４の後端部に取付けられる。図３に示すように、カウンタウエイト７の前面には、カウンタウエイト脱着装置２０を収容するための凹部７ａが、上下方向に貫通して設けられている。この凹部７ａは、その上部が後方に拡大された凹部７ｂとして形成されている。この拡大された凹部７ｂの底面には、一対の連結板２３が、溶接またはボルト付けにより取付けられている。この連結板２３は、カウンタウエイト脱着装置２０に設けられた後述の一対の連結具２１をピン２２により着脱可能に連結するためのピン孔２３ａを有する。このピン孔２３ａは、図５のように油圧シリンダ２５を若干収縮させて非拘束状態とすることを可能にするため、前後方向に長く、後下がりに傾斜した長孔に形成している。
【００２５】
カウンタウエイト脱着装置２０は、昇降用油圧シリンダ２５と回動アーム２６と連結具２１とにより構成される。回動アーム２６は、この油圧シリンダ２５の伸縮を上下動に変換する可動体として設ける。連結具２１は回動アーム２６の自由端に取付けられる。
【００２６】
図２に示すように、衝合板２４の左右方向の中央部に溶接によりブラケット２７，２７を取付ける。そして油圧シリンダ２５のボトム側端部のボス２５ａを、ブラケット２７，２７間に、筒状スペーサ２８，２８を介して入れ、このブラケット２７，２７のピン孔、スペーサ２８，２８およびボトム側端部のボス２５ａに枢着ピン２９を挿着する。油圧シリンダ２５はこの枢着ピン２９を中心として上下方向に回動可能である。
【００２７】
回動アーム２６は、油圧シリンダ２５の左右にそれぞれ１本ずつ、合計２本設けられる。各回動アーム２６を取付けるため、衝合板２４の左右のブラケット２７の外側にそれぞれブラケット３０を溶接する。そしてこれらのブラケット２７，３０間に回動アーム２６の根本部を環状スペーサ３１を介して挟み、ブラケット２７，３０に設けたピン孔、スペーサ３１および回動アーム２６の根本部に設けたピン孔に枢着ピン３２を挿着し、各枢着ピン３２を中心として各回動アーム２６を回動可能に取付ける。左右の回動アーム２６の枢着ピン３２は同じ高さで同心をなす。また、これらの回動アーム２６の枢着ピン３２は、油圧シリンダ２５の枢着ピン２９より高い位置に設ける。
【００２８】
油圧シリンダ２５のピストンロッド先端のボス２５ｂは、回動アーム２６の自由端間に筒状スペーサ３４，３４を介して挟持され、回動アーム２６，２６の自由端に設けたピン孔と、スペーサ３４，３４と、ボス２５ｂとに挿着する連結ピン３５により回動アーム２６，２６の先端に連結する。
【００２９】
回動アーム２６，２６の自由端には、連結具２１を取付けるためのピン３７が、これらの回動アーム２６，２６に設けたピン孔２６ａ，２６ａに貫挿して取付けられる。連結具２１はその上下にそれぞれ上下に長いピン孔２１ａ、２１ｂを有する。そしてピン３７の両端部を回動アーム２６，２６から外側に突出させ、その突出した両端部を連結具２１の上方のピン孔２１ａに上下動可能に挿着する。ピン３７の両端面には連結具２１がピン３７から抜けることを防止する抜け止め具４２を取付ける。各連結具２１は、その上部にねじ孔２１ｃを有し、このねじ孔２１ｃにボルト３８を螺合してピン孔２１ａに至るように貫通する。
【００３０】
各連結具２１の下部には、前後方向に貫通しかつ下方が開放された溝２１ｄを設け、各溝２１ｄにそれぞれカウンタウエイト７に設けた連結板２３を入れ、連結板２３に設けたピン孔２３ａと連結具２１に設けたピン孔２１ｂにピン２２を着脱可能に挿着することにより、連結具２１にカウンタウエイト７を着脱可能に連結する。
【００３１】
この連結具２１は、ボルト３８のねじ孔２１ｃに対するねじ込み深さを変えてボルト３８に螺合したナット４３を締めてナット４３とボルト３８を連結具２１に固定する。そしてボルト３８の下端に固定した受け具３８ａをピン３７の上面に当接させる構造としている。そしてボルト３８の連結具２１に対するねじ込み深さを変えることにより、カウンタウエイト７を吊り下げた際のピン３７とピン２２との上下間隔を調整可能としている。このように、ボルト３８の下端の受け具３８ａをピン３７の上面に当接させる構造としたことにより、ボルト３８には曲げ力がかからず、ボルト３８の破損が回避される構造としている。
【００３２】
このカウンタウエイト脱着装置を用いてカウンタウエイト７の取付けを行なう際は、図４に示すように、油圧シリンダ２５を収縮させることにより回動アーム２６を下げ、地面に置いてあるカウンタウエイト７の連結板２３に連結具２１をピン２２により連結する。その後、油圧シリンダ２５を伸長させることにより、回動アーム２６を枢着ピン３２を中心として回動させてカウンタウエイト７を持ち上げる。そして図３に示したように、カウンタウエイト７の前面を衝合板２４に衝合させ、ボルト４０、ナット４１によりカウンタウエイト７を旋回フレーム４に固定する。
【００３３】
その後、図５に示すように、油圧シリンダ２５を若干収縮させることにより、回動アーム２６を矢印ｒで示すように回し、連結具２１を下げて油圧シリンダ２５に負荷がかからない非拘束状態とする。この非拘束状態では、油圧シリンダ２５はカウンタウエイト７の荷重を担うことなく、連結具２１にはカウンタウエイト７による張力は発生しない。カウンタウエイト７を旋回フレーム４から取外して地面に降下させる場合には、前述の工程と逆の手順をとる。
【００３４】
図６は本発明によるカウンタウエイト脱着装置の油圧回路の一実施の形態を示す油圧回路図である。図６において、５０，５１は機械室６内に油圧源として設置された主油圧ポンプおよびパイロット油圧ポンプである。５３は主油圧ポンプ５０の吐出管路５２に設けられた昇降用油圧シリンダ２５用のコントロール弁である。このコントロール弁５３は旋回フレーム４上に搭載されているものであり、コントロール弁５３は予備コントロール弁として備えられたものである。５４は運転室５に操作レバーが設けられたコントロール弁５３用のパイロット弁である。
【００３５】
５６は昇降用油圧シリンダ２５のボトム室２５ａとコントロール弁５３との間に設けられた第１の主管路、５７は昇降用油圧シリンダ２５のロッド室２５ｂとコントロール弁５３との間に設けられた第２の主管路である。５８は第１の主管路５６に設けられたスローリターン弁、５９は第１の主管路５６にスローリターン弁５８に対して直列に接続して設けられた第１の遮断弁である。スローリターン弁５８は油圧シリンダ２５を収縮させてカウンタウエイト７を下ろす際に、カウンタウエイト７の荷重によって油圧シリンダ２５が急激に収縮することを防止するための可変絞り弁５８ａと、この可変絞り弁５８ａに並列に接続された逆止弁５８ｂとからなる。
【００３６】
第１の遮断弁５９はボトム室２５ａからの作動油の流出を制御する方向に設けられたシーケンス弁５９ａと、このシーケンス弁５９ａに並列に設けられた逆止弁５９ｂとからなる。このシーケンス弁５９ａは、ボトム室２５ａの油圧が内部パイロット管路５９ｃを介して弁連通側内部パイロット圧として加えられると共に、前記ロッド室２５ｂの油圧が外部パイロット管路５９ｄを介して弁連通側外部パイロット圧として加えられる。
【００３７】
シーケンス弁５９ａを連通させる内部パイロット圧の設定圧は、カウンタウエイト７の荷重が支持可能な油圧（例えば２０ＭＰａ）より高い例えば３０Ｍａに設定する。シーケンス弁５９ａを連通させる外部パイロット管路５９ｄ内の油の外部パイロット圧の設定圧は、例えば６ＭＰａ程度に設定する。
【００３８】
６０は第２の主管路５７に設けられた第２の遮断弁である。この第２の遮断弁６０は、ロッド室２５ｂからの作動油の流出を制御する方向に設けられたシーケンス弁６０ａと、このシーケンス弁６０ａに並列に設けられた逆止弁６０ｂとからなる。このシーケンス弁６０ａは、ロッド室２５ｂの油圧が内部パイロット管路６０ｃを介して内部パイロット圧として加えられる。このシーケンス弁６０ａを連通させる内部パイロット圧の設定圧は例えば１０ＭＰａに設定される。この設定圧は、前記第１の遮断弁５９のシーケンス弁５９ａの外部パイロット管路５９ｄの設定圧（例えば５ＭＰａ）より高く設定される。
【００３９】
第２の遮断弁６０のシーケンス弁６０ａの外部パイロット管路６０ｄは、主油圧ポンプ５０の吐出管路５２に設けられた切換弁６１の二次側に接続される。この切換弁６１は、パイロット弁５４の二次側パイロット管路５４ａ，５４ｂ間に設けたシャトル弁６２からのパイロット圧が操作部に加わることにより、遮断位置から連通位置に切換えられ、コントロール弁５３を通してのボトム室２５ａやロッド室２５ｂへの主油圧ポンプ５０からの作動油の供給を可能とするものである。シーケンス弁６０ａを連通させる外部パイロット管路６０ｄ内パイロット圧の設定圧は、例えば５ＭＰａ程度に設定する。
【００４０】
６３はロッド室２５ｂと油タンク６４との間を接続する管路、６５はこの管路６３に設けられたストップ弁である。このストップ弁６５は、作業機をカウンタウエイト７の未装着状態で輸送する際に開けることにより、回動アーム２６が下がることを防止するものである。６６，６７はそれぞれ主管路５６，５７と油タンク６４との間に設けられ、これらの主管路５６，５７の最高圧を設定するリリーフ弁である。６８はボトム室２５ａの油圧を検出する圧力センサであり、その出力信号により、油圧シリンダ２５が現在カウンタウエイトの昇降作業中であるか否かをランプ等によって運転室内のオペレータに報知するとともに、カウンタウエイト７を旋回フレーム４に固定した後、油圧シリンダ２５を非拘束状態とする操作を忘れた際の油圧シリンダ２５内の油圧の上昇をオペレータに知らせるものである。
【００４１】
この油圧回路において、油圧シリンダ２５を伸長させる際には、ストップ弁６５を閉じた状態としておき、パイロット弁５４の伸長側パイロット管路５４ａにパイロット圧油を供給する操作により、コントロール弁５３を左位置に切換える。同時に、パイロット圧油がシャトル弁６２を通して切換弁６１の操作室に供給され、切換弁６１が連通位置に切換わる。これにより、パイロット管路６０ｄの油圧が高くなり、第２の遮断弁６０のシーケンス弁６０ａが開き、主油圧ポンプ５０からの圧油は、コントロール弁５３、第１の主管路５６の逆止弁５８ｂ，５９ｂを介してボトム室２５ａに供給されると同時に、ロッド室２５ｂの油は、第２の遮断弁６０のシーケンス弁６０ａ、コントロール弁５３を通して油タンク６４に排出され、油圧シリンダ２５が伸長する。
【００４２】
反対に、油圧シリンダ２５を収縮させる際には、ストップ弁６５を閉じた状態としておき、パイロット弁５４の収縮側パイロット管路５４ｂにパイロット圧油を供給する操作により、コントロール弁５３を右位置に切換える。同時に、パイロット弁５４からパイロット管路５４ｂに供給されたパイロット圧油がシャトル弁６２を通して切換弁６１の操作室に供給され、切換弁６１が連通位置に切換わる。これにより主油圧ポンプ５０からの圧油が第２の遮断弁６０の逆止弁６０ｂを通してロッド室２５ｂに供給される。同時に、パイロット管路５９ｄを通して第１の遮断弁５９のシーケンス弁５９ａの操作部に供給されるパイロット圧油により第１の遮断弁５９のシーケンス弁５９ａが開く。このため、ボトム室２５ａの油は、第１の遮断弁５９のシーケンス弁５９ａ、可変絞り弁５８ａおよびコントロール弁５３を通して油タンク６４に排出され、油圧シリンダ２５が収縮する。
【００４３】
ここで、図５に示したように油圧シリンダ２５が非拘束状態、すなわちボルト４０、ナット４１（図３参照）によりカウンタウエイト７が旋回フレーム４に固定されると共に、油圧シリンダ２５を最伸長状態から若干収縮させてカウンタウエイト７による油圧シリンダ２５の拘束が解かれた状態においては、前記同様に、ストップ弁６５を閉じた状態である。この状態においては、ボトム室２５ａとこのボトム室２５ａから第１の遮断弁５９に至る管路は密閉された油室となる。同様に、ロッド室２５ｂとこのロッド室２５ｂから第２の遮断弁６０に至る管路は密閉された油室となる。
【００４４】
この状態でエンジンからの放射熱や作業環境が高温である等の理由によりボトム室２５ａとロッド室２５ｂの油が熱膨張するとその油圧が高くなる。なお、ボトム室２５ａとロッド室２５ｂとの断面積の差から、ロッド室２５ｂの油圧はボトム室２５ａの油圧の約２倍となる。そして、ロッド室２５ｂの油圧が第１の遮断弁５９のシーケンス弁５９ａの外部パイロット圧の設定圧（例えば５ＭＰａ）を超えると、シーケンス弁５９ａが連通位置に切換わる。このため、ボトム室２５ａ内の油はシーケンス弁５９ａ、スローリターン弁５８の可変絞り弁５８ａを通り、一部は中立位置ではクローズド回路（２次側の主管路５６，５７が短絡すると共に、これらの主管路５６，５７が油タンク６４に連通した回路）となっているコントロール弁５３を通して油タンク６４に流出し、残部は第２の主管路５７、第２の遮断弁６０の逆止弁６０ｂを通してロッド室２５ｂに流入し、油圧シリンダ２５が若干収縮する。これにより、油圧シリンダ２５の熱膨張による伸長が防止され、油圧シリンダ２５の熱膨張に伴う伸長により油圧シリンダ５がカウンタウエイト７による拘束状態になって過大な力を受けることが防止される。
【００４５】
しかしながら、作業時の作動油の熱膨張により前述のようにボトム室２５ａの油が一部流出し、油圧シリンダ２５が収縮する動作が連続し、その結果、油圧シリンダ２５がカウンタウエイト７を押し下げる方向の力が発生するような拘束状態となった場合、ロッド室２５ｂの油圧が上昇する。そして、ロッド室２５ｂの油圧が上昇し、第２の遮断弁６０のシーケンス弁６０ａの内部パイロット圧の設定圧（例えば１０ＭＰａ）に達すると、シーケンス弁６０ａが開く。このため、ロッド室２５ｂの一部がこのシーケンス弁６０ａと中立位置にあるコントロール弁５３を通して油タンク６４に流出する。このため、収縮側における過大な力の発生も防止され、油圧シリンダ２５や連結具２１等の関係部位の損傷が防止される。
【００４６】
なお、オペレータがカウンタウエイト７を旋回フレーム４上に上げてボルト４０、ナット４１により衝合板２４に固定した後、図５に示す非拘束状態とすることを忘れた場合、油圧シリンダ２５は伸長方向に拘束された状態であるため、ボトム室２５ａ内の油の熱膨張によりボトム室２５ａの油圧が上昇する一方、ロッド室２５ｂは上昇しないため、第１の遮断弁５９のシーケンス弁５９ａは連通位置に切り換わらない事態が発生する。この場合は、パイロット弁５４が操作されていないことを条件として、ボトム室２５ａの油圧がある値（例えば１０ＭＰａ）に達した場合には運転室にある警報手段により拘束状態が解除されていない旨の警報を発生させ、オペレータに油圧シリンダ２５を非拘束状態とすることを促す。このような警報を発するボトム室の油圧（例えば１０ＭＰａ）は、熱膨張によりシーケンス弁５９ａを開く外部パイロット管路５９ｄの設定圧（例えば５ＭＰａ）に対応するボトム室側油圧２．５ＭＰａより高く設定されたものである。
【００４７】
本発明を実施する場合、第１の遮断弁５９において、外部パイロット管路５９ｄのパイロット圧により連通するシーケンス弁と、内部パイロット管路５９ｃによって連通するシーケンス弁とを別々に並列に設けてもよい。しかしながら、本実施の形態のように１つのシーケンス弁５９ａに２つのパイロット管路５９ｃ，５９ｄを設けることにより、２つのシーケンス弁を１つで兼用することができ、装置のコンパクト化が可能となる。
【００４８】
また、第２の遮断弁６０においても、内部パイロット管路６０ｃのパイロット圧により連通するシーケンス弁と、外部パイロット管路６０ｄによって連通するシーケンス弁とを別々に並列に設けてもよい。しかしながら、本実施の形態のように１つのシーケンス弁６０に２つのパイロット管路６０ｃ，６０ｄを設けることにより、２つのシーケンス弁を１つで兼用することができ、装置のコンパクト化が可能となる。
【００４９】
また、本実施の形態においては、ロッド室２５ｂの油を油タンク６４に排出可能な管路６３を設けると共に、この管路６３にストップ弁６５を設け、カウンタウエイト未装着の輸送中にはこのストップ弁６５を連通状態とする。このため、カウンタウエイト未装着の輸送中にボトム室２５ａ内の油が熱膨張しても、ロッド室２５ｂの油圧が上昇しないため、第１の遮断弁５９のシーケンス弁５９ａが開くことがなく、ボトム室の油が油タンクに排出されるおそれがない。このため、ボトム室２５ａの油の排出によって油圧シリンダが収縮し、油圧シリンダ２５が他の機器に圧接して損傷を起こす等の事態の発生を防止することができる。
【００５０】
以上本発明を実施の形態により説明したが、本発明は、上記実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更、付加が可能である。本発明は例えば作業機本体が非旋回式である場合にも適用できる。また、昇降用油圧シリンダの伸縮によりシーブやスプロケットを上下動させ、シーブに掛けたロープ（可動体）やスプロケットに掛けたチェーン（可動体）にカウンタウエイトを接続してカウンタウエイトを上下動させる構成とすることもできる。
【符号の説明】
【００５１】
１：下部走行体、２：上部旋回体（作業機本体）、３：旋回装置、４：旋回フレーム、５：運転室、６：機械室、7：カウンタウエイト、７ａ，７ｂ：凹部、８：作業装置、２０：カウンタウエイト脱着装置、２１：連結具、２２：ピン、２３：連結板、２４：衝合板、２５：昇降用油圧シリンダ、２６：回動アーム、２７，３０：ブラケット、２９，３２：枢着ピン、３５：連結ピン、３７：ピン、３８：ボルト、４０：ボルト、４１：ナット、５０：主油圧ポンプ、５１：パイロット油圧ポンプ、５３：コントロール弁、５４：パイロット弁、５６：第１の主管路、５７：第２の主管路、５８：スローリターン弁、５９：第１の遮断弁、５９ａ：シーケンス弁、５９ｂ：逆止弁、５９ｃ：内部パイロット管路、５９ｄ：外部パイロット管路、６０：第２の遮断弁、６０ａ：シーケンス弁、６０ｂ：逆止弁、６０ｃ：内部パイロット管路、６０ｄ：外部パイロット管路、６１：切換弁、６２：シャトル弁、６３：管路、６４：油タンク、６５：ストップ弁、６６，６７：リリーフ弁、６８：圧力センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル、解体機、クレーン等の作業機の本体後部にカウンタウエイトを脱着する装置に用いる油圧回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル、解体機、クレーン等の作業機においては、作業機本体の前部に掘削、破砕、荷役等を行なうための作業装置を取付け、作業機本体の後部に、これらの作業装置と重量バランスを取るためのカウンタウエイトを搭載している。このようなカウンタウエイトは、作業装置の交換に伴い、作業装置の作業内容や重量に応じて好適な重さのカウンタウエイトに交換したり、あるいは分割されたカウンタウエイトを付加するかまたは一部取外したり、作業機の輸送に当たってカウンタウエイトを分離輸送し現地で組立てたりする等のため、作業機本体に対して脱着する必要がある。このようなカウンタウエイト脱着装置として、例えば特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
この特許文献１に記載されたカウンタウエイト脱着装置は、作業機本体の後部に上下に回動可能に取付けられたカウンタウエイト昇降用油圧シリンダと、作業機本体の後部に取付けられ、油圧シリンダの伸縮により上下に回動される回動アームと、この回動アームの先端より回動可能に垂下され、カウンタウエイトに連結する連結具とにより構成される。そしてカウンタウエイトを作業機本体に取付ける際には、油圧シリンダを収縮させて回動アームを下げ、地上に置いたカウンタウエイトに連結具を連結し、次に油圧シリンダを伸長させて回動アームを上げることによりカウンタウエイトを作業機本体に持ち上げ、カウンタウエイトを作業機本体にボルトにより固定する。
【０００４】
このようにカウンタウエイトを作業機本体に持ち上げて作業機本体に固定した後、油圧シリンダを若干縮めることにより、油圧シリンダ、回動アームおよび連結具にはカウンタウエイトによる荷重がかからない非拘束状態にして作業を行なう。このような非拘束状態においては、カウンタウエイト側から連結具、回動アームおよび油圧シリンダに力が伝達されない状態である。このようにカウンタウエイトを作業機本体に取付けた後、油圧シリンダを若干縮めて非拘束状態とする理由は、作業中に作業機本体からカウンタウエイトに伝達される振動が連結具や回動フレーム等に伝わり、その結果、脱着装置の関係部位、特に連結具に用いる連結ボルト等が折損する等の損傷を防止するためである。
【０００５】
図７はこのようなカウンタウエイト脱着装置に用いられた従来の油圧回路である。図７において、２５は不図示のカウンタウエイトを昇降する油圧シリンダ、５０，５１はそれぞれ作業機本体に搭載された主油圧ポンプとパイロット油圧ポンプ、５３はパイロット弁５４により切換え操作されるコントロール弁である。５６は油圧ポンプ２５のボトム室２５ａとコントロール弁２５との間を接続する主管路であり、この主管路５６には、スローリターン弁５８と、圧力センサ７０と、カウンタウエイト脱着装置を使用しない間は閉じておくストップ弁７１と、パイロット付き逆止弁７２とが設けられている。パイロット付き逆止弁７２は、油圧シリンダ２５の不作動時はボトム室２５ａからの油の流出を防ぎ、油圧シリンダ２５を収縮させるときはロッド室２５ｂ側主管路５７の油圧がパイロット圧として加えられて連通するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２９２２７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のように、カウンタウエイト脱着装置は、カウンタウエイトを作業機本体に固定した後は、油圧シリンダはこのシリンダ等にカウンタウエイトの荷重がかからない位置に変位させて非拘束状態にしておく。しかしながら、従来のカウンタウエイト脱着用の油圧回路は、主管路５６にこの主管路５６を遮断するカウンタウエイト落下防止用のパイロット付き逆止弁７２を有している。このため、このパイロット付き逆止弁７２からボトム室２５ａまでの回路は、パイロット付き逆止弁７２で閉ざされた油室となっている。このような状態において、油圧シリンダ２５内の作動油は、エンジン等の放射熱や、外気温度の変化によって収縮、膨張を繰り返す。そして、油圧シリンダ２５が作動油の熱膨張により伸長すると、油圧シリンダ２５が非拘束状態から、作業機本体にボルトにより固定されているカウンタウエイトを押し上げるような負荷がかかる拘束状態となり、この負荷が過大になると、油圧シリンダや連結具等の関係部位が損傷する原因となる。
【０００８】
このような熱膨張に対処するため、従来は油圧シリンダ２５のボトム室に接続された主管路５６に圧力センサ７０を設け、この圧力センサ７０が異常な圧力を検出するとオペレータに知らせ、オペレータはこの異常な圧力上昇を知ると、油圧シリンダのコントロール弁５３を操作して油圧シリンダ２５を収縮側に操作することにより、油圧シリンダ２５や連結具等の関係部位の損傷を回避している。しかし、この圧力センサ７０の警報発生による場合は、オペレータが作業機による作業を中断して油圧シリンダ２５を適正位置に操作する必要があるので、作業効率の低下を招くという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑み、カウンタウエイトの昇降用油圧シリンダが熱膨張して関係部位が損傷することを、作業機の作業を中断することなく防止することが可能となるカウンタウエイト脱着装置用油圧回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のカウンタウエイト脱着装置用油圧回路は、
油圧源が設けられた作業機本体と、
前記作業機本体に着脱可能に搭載されるカウンタウエイトと、
前記作業機本体に取付けられ、前記油圧源からの作動油をボトム室とロッド室に給排することにより、前記カウンタウエイトを昇降させて前記作業機本体に着脱する昇降用油圧シリンダと、
前記油圧源と前記昇降用油圧シリンダとの間に設けられたコントロール弁とを備えたカウンタウエイト脱着装置用油圧回路において、
前記コントロール弁と前記昇降用油圧シリンダのボトム室との間の第１の主管路に前記ボトム室からの作動油の流出を制御する方向に設けられ、前記ロッド室の油圧が外部パイロット圧として加えられるシーケンス弁、およびこのシーケンス弁に並列接続された逆止弁からなる第１の遮断弁と、
前記コントロール弁と前記昇降用油圧シリンダのロッド室との間の第２の主管路に前記ロッド室からの作動油の流出を制御する方向に設けられ、前記ロッド室の油圧が内部パイロット圧として加えられ、前記第１の遮断弁のシーケンス弁を連通させる前記外部パイロット圧より高い内部パイロット圧で連通するシーケンス弁、およびこのシーケンス弁に並列接続された逆止弁からなる第２の遮断弁とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、前記第１の遮断弁のシーケンス弁に、前記ボトム室の油圧を内部パイロット圧として加える内部パイロット管路を備えると共に、前記シーケンス弁を連通させる内部パイロット圧の設定圧を、前記油圧シリンダにより前記カウンタウエイトを支持可能なボトム室の油圧に設定したことを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記第２の遮断弁のシーケンス弁に外部パイロット管路を備え、前記外部パイロット管路に、前記油圧シリンダの操作時に前記シーケンス弁の外部パイロット圧油を供給して前記シーケンス弁を連通させる構成にしたことを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記ロッド室の油を油タンクに排出可能な管路を設け、前記管路にストップ弁を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の油圧回路においては、カウンタウエイトが作業機本体にボルトにより固定され、かつ昇降用油圧シリンダが非拘束状態、すなわちカウンタウエイトによる拘束が解かれた状態において、ボトム室、ロッド室の両者が密閉された油室となるので、ボトム室、ロッド室の油が熱膨張するとその油圧が高くなる。本発明の油圧回路においては、ロッド室の油圧が第１の遮断弁のシーケンス弁の操作部に外部パイロット圧として加わるので、油の熱膨張により第１の遮断弁のシーケンス弁が開いてボトム室の油が一部排出され、油圧シリンダの伸長が防止される。このため、油圧シリンダ内の油の熱膨張により起こる伸長によりカウンタウエイトが非拘束状態から拘束状態に戻って油圧シリンダや連結具が過大な力を受けることが防止され、油圧シリンダや連結具の損傷を防止することができる。
【００１５】
一方、前述のようにカウンタウエイトが作業機本体にボルトにより固定され、油圧シリンダ内の油の熱膨張によりボトム室の油が流出すると、油圧シリンダが収縮する。このような収縮が続き、カウンタウエイトを押し下げる方向の油圧シリンダの拘束状態が発生した場合、ロッド室の油圧が上昇する。ここで、ロッド室の油圧は第２の遮断弁のシーケンス弁の内部パイロット圧として加えられるため、ロッド室の油圧の上昇により第２の遮断弁のシーケンス弁が開き、ロッド室の油圧が低下する。このため、油圧シリンダの収縮による過大な力の発生も防止され、油圧シリンダや連結具等の関係部位の損傷が防止される。
【００１６】
また、このようなボトム室またはロッド室からの油の流出は自動的に行なわれるため、オペレータは作業を中断して油圧シリンダの伸長度合を調整する操作を行なう必要がなく、作業能率が向上する。
【００１７】
本発明において、前記第１の遮断弁のシーケンス弁に、前記ボトム室の油圧を内部パイロット圧として加え、その設定圧をカウンタウエイトを支持可能な値に設定した内部パイロット管路を備えることにより、第１の遮断弁を、それぞれ異なる２つのパイロット圧により開く２つの弁を１つの弁として兼用することができ、装置のコンパクト化が可能となる。
【００１８】
また、本発明において、前記第２の遮断弁のシーケンス弁に外部パイロット管路を備え、前記外部パイロット管路に、前記油圧シリンダの操作時に前記シーケンス弁の外部パイロット圧を加えて連通させる構成にすることにより、第２の遮断弁を、それぞれ異なる２つのパイロット圧により開く２つの弁を１つの弁として兼用することができ、装置のコンパクト化が可能となる。
【００１９】
また、本発明において、前記ロッド室の油を油タンクに排出可能な管路を設け、前記管路にストップ弁を設け、カウンタウエイト未装着の輸送中にこのストップ弁を開いておくことにより、カウンタウエイト未装着の輸送中にボトム室が熱膨張しても、ロッド室の油圧が上昇しないため、第１の遮断弁が開いてボトム室での油が油タンクに排出されるおそれがない。このため、カウンタウエイト未装着の輸送中における油圧シリンダのボトム室の油の排出によって油圧シリンダが収縮し、他の機器に油圧シリンダが圧接して損傷を起こす等の事態の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の作業機のカウンタウエイト脱着装置用油圧回路を適用する作業機の一例を示す側面図である。
【図２】本発明のカウンタウエイト脱着装置用油圧回路を適用するカウンタウエイト脱着装置の一例を示す背面図である。
【図３】図２のＥ−Ｅ断面図である。
【図４】本例のカウンタウエイト脱着装置において、地上に置いたカウンタウエイトにカウンタウエイト脱着装置の連結具を連結した状態を示す側面図である。
【図５】本例のカウンタウエイト脱着装置において、カウンタウエイトを作業機本体に取付けた後、昇降用油圧シリンダを若干収縮させた非拘束状態を示す側面図である。
【図６】本発明のカウンタウエイト脱着装置用油圧回路の一実施の形態を示す油圧回路図である。
【図７】従来のカウンタウエイト脱着装置用油圧回路を示す油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は本発明のカウンタウエイト脱着装置用油圧回路を適用する作業機の一例を示す側面図である。この例では作業機が油圧ショベルである場合について示す。図１において、１は下部走行体、２はこの下部走行体1上に旋回装置３を介して旋回可能に設置された上部旋回体（作業機本体）であり、４はこの上部旋回体２のフレームとなる旋回フレームである。旋回フレーム４には運転室５と、原動機や油圧ポンプ等を含み油圧パワーユニットを構成する機械室６が搭載されると共に、後部にはカウンタウエイト７が搭載され、前部には作業装置８が取付けられる。カウンタウエイト７は、作業装置８等に対して作業機全体の重量をバランスさせるために設けられる。
【００２２】
作業装置８は、旋回フレーム４の前部にブームシリンダ９により俯仰動可能に取付けられたブーム１０と、このブーム１０の先端にアームシリンダ１１により回動可能に取付けられたアーム１２と、このアーム１２の先端にバケットシリンダ１３により回動可能に取付けられたバックホウバケット１４とからなる。
【００２３】
図２は本発明の油圧回路を適用するカウンタウエイト脱着装置の一例を示す背面図、図３はそのＥ−Ｅ断面図、図４は地上のカウンタウエイトに連結具を連結している状態を示す側面図、図５は油圧シリンダの非拘束状態を示す側面図である。図３および図４において、４は旋回フレーム、２４は旋回フレーム４の後端部に一体に設けたカウンタウエイト衝合板である。この衝合板２４は、カウンタウエイト７の左右幅と同様の幅を有する。この衝合板２４にはカウンタウエイト７の前面が衝合され、カウンタウエイト７を貫通するボルト４０とこれに螺合するナット４１（図３参照）により旋回フレーム４にカウンタウエイト７を固定する構成となっている。
【００２４】
２０はカウンタウエイト脱着装置であり、この装置２０は上部旋回体２を構成する旋回フレーム４の後端部に取付けられる。図３に示すように、カウンタウエイト７の前面には、カウンタウエイト脱着装置２０を収容するための凹部７ａが、上下方向に貫通して設けられている。この凹部７ａは、その上部が後方に拡大された凹部７ｂとして形成されている。この拡大された凹部７ｂの底面には、一対の連結板２３が、溶接またはボルト付けにより取付けられている。この連結板２３は、カウンタウエイト脱着装置２０に設けられた後述の一対の連結具２１をピン２２により着脱可能に連結するためのピン孔２３ａを有する。このピン孔２３ａは、図５のように油圧シリンダ２５を若干収縮させて非拘束状態とすることを可能にするため、前後方向に長く、後下がりに傾斜した長孔に形成している。
【００２５】
カウンタウエイト脱着装置２０は、昇降用油圧シリンダ２５と回動アーム２６と連結具２１とにより構成される。回動アーム２６は、この油圧シリンダ２５の伸縮を上下動に変換する可動体として設ける。連結具２１は回動アーム２６の自由端に取付けられる。
【００２６】
図２に示すように、衝合板２４の左右方向の中央部に溶接によりブラケット２７，２７を取付ける。そして油圧シリンダ２５のボトム側端部のボス２５ａを、ブラケット２７，２７間に、筒状スペーサ２８，２８を介して入れ、このブラケット２７，２７のピン孔、スペーサ２８，２８およびボトム側端部のボス２５ａに枢着ピン２９を挿着する。油圧シリンダ２５はこの枢着ピン２９を中心として上下方向に回動可能である。
【００２７】
回動アーム２６は、油圧シリンダ２５の左右にそれぞれ１本ずつ、合計２本設けられる。各回動アーム２６を取付けるため、衝合板２４の左右のブラケット２７の外側にそれぞれブラケット３０を溶接する。そしてこれらのブラケット２７，３０間に回動アーム２６の根本部を環状スペーサ３１を介して挟み、ブラケット２７，３０に設けたピン孔、スペーサ３１および回動アーム２６の根本部に設けたピン孔に枢着ピン３２を挿着し、各枢着ピン３２を中心として各回動アーム２６を回動可能に取付ける。左右の回動アーム２６の枢着ピン３２は同じ高さで同心をなす。また、これらの回動アーム２６の枢着ピン３２は、油圧シリンダ２５の枢着ピン２９より高い位置に設ける。
【００２８】
油圧シリンダ２５のピストンロッド先端のボス２５ｂは、回動アーム２６の自由端間に筒状スペーサ３４，３４を介して挟持され、回動アーム２６，２６の自由端に設けたピン孔と、スペーサ３４，３４と、ボス２５ｂとに挿着する連結ピン３５により回動アーム２６，２６の先端に連結する。
【００２９】
回動アーム２６，２６の自由端には、連結具２１を取付けるためのピン３７が、これらの回動アーム２６，２６に設けたピン孔２６ａ，２６ａに貫挿して取付けられる。連結具２１はその上下にそれぞれ上下に長いピン孔２１ａ、２１ｂを有する。そしてピン３７の両端部を回動アーム２６，２６から外側に突出させ、その突出した両端部を連結具２１の上方のピン孔２１ａに上下動可能に挿着する。ピン３７の両端面には連結具２１がピン３７から抜けることを防止する抜け止め具４２を取付ける。各連結具２１は、その上部にねじ孔２１ｃを有し、このねじ孔２１ｃにボルト３８を螺合してピン孔２１ａに至るように貫通する。
【００３０】
各連結具２１の下部には、前後方向に貫通しかつ下方が開放された溝２１ｄを設け、各溝２１ｄにそれぞれカウンタウエイト７に設けた連結板２３を入れ、連結板２３に設けたピン孔２３ａと連結具２１に設けたピン孔２１ｂにピン２２を着脱可能に挿着することにより、連結具２１にカウンタウエイト７を着脱可能に連結する。
【００３１】
この連結具２１は、ボルト３８のねじ孔２１ｃに対するねじ込み深さを変えてボルト３８に螺合したナット４３を締めてナット４３とボルト３８を連結具２１に固定する。そしてボルト３８の下端に固定した受け具３８ａをピン３７の上面に当接させる構造としている。そしてボルト３８の連結具２１に対するねじ込み深さを変えることにより、カウンタウエイト７を吊り下げた際のピン３７とピン２２との上下間隔を調整可能としている。このように、ボルト３８の下端の受け具３８ａをピン３７の上面に当接させる構造としたことにより、ボルト３８には曲げ力がかからず、ボルト３８の破損が回避される構造としている。
【００３２】
このカウンタウエイト脱着装置を用いてカウンタウエイト７の取付けを行なう際は、図４に示すように、油圧シリンダ２５を収縮させることにより回動アーム２６を下げ、地面に置いてあるカウンタウエイト７の連結板２３に連結具２１をピン２２により連結する。その後、油圧シリンダ２５を伸長させることにより、回動アーム２６を枢着ピン３２を中心として回動させてカウンタウエイト７を持ち上げる。そして図３に示したように、カウンタウエイト７の前面を衝合板２４に衝合させ、ボルト４０、ナット４１によりカウンタウエイト７を旋回フレーム４に固定する。
【００３３】
その後、図５に示すように、油圧シリンダ２５を若干収縮させることにより、回動アーム２６を矢印ｒで示すように回し、連結具２１を下げて油圧シリンダ２５に負荷がかからない非拘束状態とする。この非拘束状態では、油圧シリンダ２５はカウンタウエイト７の荷重を担うことなく、連結具２１にはカウンタウエイト７による張力は発生しない。カウンタウエイト７を旋回フレーム４から取外して地面に降下させる場合には、前述の工程と逆の手順をとる。
【００３４】
図６は本発明によるカウンタウエイト脱着装置の油圧回路の一実施の形態を示す油圧回路図である。図６において、５０，５１は機械室６内に油圧源として設置された主油圧ポンプおよびパイロット油圧ポンプである。５３は主油圧ポンプ５０の吐出管路５２に設けられた昇降用油圧シリンダ２５用のコントロール弁である。このコントロール弁５３は旋回フレーム４上に搭載されているものであり、コントロール弁５３は予備コントロール弁として備えられたものである。５４は運転室５に操作レバーが設けられたコントロール弁５３用のパイロット弁である。
【００３５】
５６は昇降用油圧シリンダ２５のボトム室２５ａとコントロール弁５３との間に設けられた第１の主管路、５７は昇降用油圧シリンダ２５のロッド室２５ｂとコントロール弁５３との間に設けられた第２の主管路である。５８は第１の主管路５６に設けられたスローリターン弁、５９は第１の主管路５６にスローリターン弁５８に対して直列に接続して設けられた第１の遮断弁である。スローリターン弁５８は油圧シリンダ２５を収縮させてカウンタウエイト７を下ろす際に、カウンタウエイト７の荷重によって油圧シリンダ２５が急激に収縮することを防止するための可変絞り弁５８ａと、この可変絞り弁５８ａに並列に接続された逆止弁５８ｂとからなる。
【００３６】
第１の遮断弁５９はボトム室２５ａからの作動油の流出を制御する方向に設けられたシーケンス弁５９ａと、このシーケンス弁５９ａに並列に設けられた逆止弁５９ｂとからなる。このシーケンス弁５９ａは、ボトム室２５ａの油圧が内部パイロット管路５９ｃを介して弁連通側内部パイロット圧として加えられると共に、前記ロッド室２５ｂの油圧が外部パイロット管路５９ｄを介して弁連通側外部パイロット圧として加えられる。
【００３７】
シーケンス弁５９ａを連通させる内部パイロット圧の設定圧は、カウンタウエイト７の荷重が支持可能な油圧（例えば２０ＭＰａ）より高い例えば３０Ｍａに設定する。シーケンス弁５９ａを連通させる外部パイロット管路５９ｄ内の油の外部パイロット圧の設定圧は、例えば６ＭＰａ程度に設定する。
【００３８】
６０は第２の主管路５７に設けられた第２の遮断弁である。この第２の遮断弁６０は、ロッド室２５ｂからの作動油の流出を制御する方向に設けられたシーケンス弁６０ａと、このシーケンス弁６０ａに並列に設けられた逆止弁６０ｂとからなる。このシーケンス弁６０ａは、ロッド室２５ｂの油圧が内部パイロット管路６０ｃを介して内部パイロット圧として加えられる。このシーケンス弁６０ａを連通させる内部パイロット圧の設定圧は例えば１０ＭＰａに設定される。この設定圧は、前記第１の遮断弁５９のシーケンス弁５９ａの外部パイロット管路５９ｄの設定圧（例えば５ＭＰａ）より高く設定される。
【００３９】
第２の遮断弁６０のシーケンス弁６０ａの外部パイロット管路６０ｄは、主油圧ポンプ５０の吐出管路５２に設けられた切換弁６１の二次側に接続される。この切換弁６１は、パイロット弁５４の二次側パイロット管路５４ａ，５４ｂ間に設けたシャトル弁６２からのパイロット圧が操作部に加わることにより、遮断位置から連通位置に切換えられ、コントロール弁５３を通してのボトム室２５ａやロッド室２５ｂへの主油圧ポンプ５０からの作動油の供給を可能とするものである。シーケンス弁６０ａを連通させる外部パイロット管路６０ｄ内パイロット圧の設定圧は、例えば５ＭＰａ程度に設定する。
【００４０】
６３はロッド室２５ｂと油タンク６４との間を接続する管路、６５はこの管路６３に設けられたストップ弁である。このストップ弁６５は、作業機をカウンタウエイト７の未装着状態で輸送する際に開けることにより、回動アーム２６が下がることを防止するものである。６６，６７はそれぞれ主管路５６，５７と油タンク６４との間に設けられ、これらの主管路５６，５７の最高圧を設定するリリーフ弁である。６８はボトム室２５ａの油圧を検出する圧力センサであり、その出力信号により、油圧シリンダ２５が現在カウンタウエイトの昇降作業中であるか否かをランプ等によって運転室内のオペレータに報知するとともに、カウンタウエイト７を旋回フレーム４に固定した後、油圧シリンダ２５を非拘束状態とする操作を忘れた際の油圧シリンダ２５内の油圧の上昇をオペレータに知らせるものである。
【００４１】
この油圧回路において、油圧シリンダ２５を伸長させる際には、ストップ弁６５を閉じた状態としておき、パイロット弁５４の伸長側パイロット管路５４ａにパイロット圧油を供給する操作により、コントロール弁５３を左位置に切換える。同時に、パイロット圧油がシャトル弁６２を通して切換弁６１の操作室に供給され、切換弁６１が連通位置に切換わる。これにより、パイロット管路６０ｄの油圧が高くなり、第２の遮断弁６０のシーケンス弁６０ａが開き、主油圧ポンプ５０からの圧油は、コントロール弁５３、第１の主管路５６の逆止弁５８ｂ，５９ｂを介してボトム室２５ａに供給されると同時に、ロッド室２５ｂの油は、第２の遮断弁６０のシーケンス弁６０ａ、コントロール弁５３を通して油タンク６４に排出され、油圧シリンダ２５が伸長する。
【００４２】
反対に、油圧シリンダ２５を収縮させる際には、ストップ弁６５を閉じた状態としておき、パイロット弁５４の収縮側パイロット管路５４ｂにパイロット圧油を供給する操作により、コントロール弁５３を右位置に切換える。同時に、パイロット弁５４からパイロット管路５４ｂに供給されたパイロット圧油がシャトル弁６２を通して切換弁６１の操作室に供給され、切換弁６１が連通位置に切換わる。これにより主油圧ポンプ５０からの圧油が第２の遮断弁６０の逆止弁６０ｂを通してロッド室２５ｂに供給される。同時に、パイロット管路５９ｄを通して第１の遮断弁５９のシーケンス弁５９ａの操作部に供給されるパイロット圧油により第１の遮断弁５９のシーケンス弁５９ａが開く。このため、ボトム室２５ａの油は、第１の遮断弁５９のシーケンス弁５９ａ、可変絞り弁５８ａおよびコントロール弁５３を通して油タンク６４に排出され、油圧シリンダ２５が収縮する。
【００４３】
ここで、図５に示したように油圧シリンダ２５が非拘束状態、すなわちボルト４０、ナット４１（図３参照）によりカウンタウエイト７が旋回フレーム４に固定されると共に、油圧シリンダ２５を最伸長状態から若干収縮させてカウンタウエイト７による油圧シリンダ２５の拘束が解かれた状態においては、前記同様に、ストップ弁６５を閉じた状態である。この状態においては、ボトム室２５ａとこのボトム室２５ａから第１の遮断弁５９に至る管路は密閉された油室となる。同様に、ロッド室２５ｂとこのロッド室２５ｂから第２の遮断弁６０に至る管路は密閉された油室となる。
【００４４】
この状態でエンジンからの放射熱や作業環境が高温である等の理由によりボトム室２５ａとロッド室２５ｂの油が熱膨張するとその油圧が高くなる。なお、ボトム室２５ａとロッド室２５ｂとの断面積の差から、ロッド室２５ｂの油圧はボトム室２５ａの油圧の約２倍となる。そして、ロッド室２５ｂの油圧が第１の遮断弁５９のシーケンス弁５９ａの外部パイロット圧の設定圧（例えば５ＭＰａ）を超えると、シーケンス弁５９ａが連通位置に切換わる。このため、ボトム室２５ａ内の油はシーケンス弁５９ａ、スローリターン弁５８の可変絞り弁５８ａを通り、一部は中立位置ではクローズド回路（２次側の主管路５６，５７が短絡すると共に、これらの主管路５６，５７が油タンク６４に連通した回路）となっているコントロール弁５３を通して油タンク６４に流出し、残部は第２の主管路５７、第２の遮断弁６０の逆止弁６０ｂを通してロッド室２５ｂに流入し、油圧シリンダ２５が若干収縮する。これにより、油圧シリンダ２５の熱膨張による伸長が防止され、油圧シリンダ２５の熱膨張に伴う伸長により油圧シリンダ５がカウンタウエイト７による拘束状態になって過大な力を受けることが防止される。
【００４５】
しかしながら、作業時の作動油の熱膨張により前述のようにボトム室２５ａの油が一部流出し、油圧シリンダ２５が収縮する動作が連続し、その結果、油圧シリンダ２５がカウンタウエイト７を押し下げる方向の力が発生するような拘束状態となった場合、ロッド室２５ｂの油圧が上昇する。そして、ロッド室２５ｂの油圧が上昇し、第２の遮断弁６０のシーケンス弁６０ａの内部パイロット圧の設定圧（例えば１０ＭＰａ）に達すると、シーケンス弁６０ａが開く。このため、ロッド室２５ｂの一部がこのシーケンス弁６０ａと中立位置にあるコントロール弁５３を通して油タンク６４に流出する。このため、収縮側における過大な力の発生も防止され、油圧シリンダ２５や連結具２１等の関係部位の損傷が防止される。
【００４６】
なお、オペレータがカウンタウエイト７を旋回フレーム４上に上げてボルト４０、ナット４１により衝合板２４に固定した後、図５に示す非拘束状態とすることを忘れた場合、油圧シリンダ２５は伸長方向に拘束された状態であるため、ボトム室２５ａ内の油の熱膨張によりボトム室２５ａの油圧が上昇する一方、ロッド室２５ｂは上昇しないため、第１の遮断弁５９のシーケンス弁５９ａは連通位置に切り換わらない事態が発生する。この場合は、パイロット弁５４が操作されていないことを条件として、ボトム室２５ａの油圧がある値（例えば１０ＭＰａ）に達した場合には運転室にある警報手段により拘束状態が解除されていない旨の警報を発生させ、オペレータに油圧シリンダ２５を非拘束状態とすることを促す。このような警報を発するボトム室の油圧（例えば１０ＭＰａ）は、熱膨張によりシーケンス弁５９ａを開く外部パイロット管路５９ｄの設定圧（例えば５ＭＰａ）に対応するボトム室側油圧２．５ＭＰａより高く設定されたものである。
【００４７】
本発明を実施する場合、第１の遮断弁５９において、外部パイロット管路５９ｄのパイロット圧により連通するシーケンス弁と、内部パイロット管路５９ｃによって連通するシーケンス弁とを別々に並列に設けてもよい。しかしながら、本実施の形態のように１つのシーケンス弁５９ａに２つのパイロット管路５９ｃ，５９ｄを設けることにより、２つのシーケンス弁を１つで兼用することができ、装置のコンパクト化が可能となる。
【００４８】
また、第２の遮断弁６０においても、内部パイロット管路６０ｃのパイロット圧により連通するシーケンス弁と、外部パイロット管路６０ｄによって連通するシーケンス弁とを別々に並列に設けてもよい。しかしながら、本実施の形態のように１つのシーケンス弁６０に２つのパイロット管路６０ｃ，６０ｄを設けることにより、２つのシーケンス弁を１つで兼用することができ、装置のコンパクト化が可能となる。
【００４９】
また、本実施の形態においては、ロッド室２５ｂの油を油タンク６４に排出可能な管路６３を設けると共に、この管路６３にストップ弁６５を設け、カウンタウエイト未装着の輸送中にはこのストップ弁６５を連通状態とする。このため、カウンタウエイト未装着の輸送中にボトム室２５ａ内の油が熱膨張しても、ロッド室２５ｂの油圧が上昇しないため、第１の遮断弁５９のシーケンス弁５９ａが開くことがなく、ボトム室の油が油タンクに排出されるおそれがない。このため、ボトム室２５ａの油の排出によって油圧シリンダが収縮し、油圧シリンダ２５が他の機器に圧接して損傷を起こす等の事態の発生を防止することができる。
【００５０】
以上本発明を実施の形態により説明したが、本発明は、上記実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更、付加が可能である。本発明は例えば作業機本体が非旋回式である場合にも適用できる。また、昇降用油圧シリンダの伸縮によりシーブやスプロケットを上下動させ、シーブに掛けたロープ（可動体）やスプロケットに掛けたチェーン（可動体）にカウンタウエイトを接続してカウンタウエイトを上下動させる構成とすることもできる。
【符号の説明】
【００５１】
１：下部走行体、２：上部旋回体（作業機本体）、３：旋回装置、４：旋回フレーム、５：運転室、６：機械室、7：カウンタウエイト、７ａ，７ｂ：凹部、８：作業装置、２０：カウンタウエイト脱着装置、２１：連結具、２２：ピン、２３：連結板、２４：衝合板、２５：昇降用油圧シリンダ、２６：回動アーム、２７，３０：ブラケット、２９，３２：枢着ピン、３５：連結ピン、３７：ピン、３８：ボルト、４０：ボルト、４１：ナット、５０：主油圧ポンプ、５１：パイロット油圧ポンプ、５３：コントロール弁、５４：パイロット弁、５６：第１の主管路、５７：第２の主管路、５８：スローリターン弁、５９：第１の遮断弁、５９ａ：シーケンス弁、５９ｂ：逆止弁、５９ｃ：内部パイロット管路、５９ｄ：外部パイロット管路、６０：第２の遮断弁、６０ａ：シーケンス弁、６０ｂ：逆止弁、６０ｃ：内部パイロット管路、６０ｄ：外部パイロット管路、６１：切換弁、６２：シャトル弁、６３：管路、６４：油タンク、６５：ストップ弁、６６，６７：リリーフ弁、６８：圧力センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧源が設けられた作業機本体と、
前記作業機本体に着脱可能に搭載されるカウンタウエイトと、
前記作業機本体に取付けられ、前記油圧源からの作動油をボトム室とロッド室に給排することにより、前記カウンタウエイトを昇降させて前記作業機本体に着脱する昇降用油圧シリンダと、
前記油圧源と前記昇降用油圧シリンダとの間に設けられたコントロール弁とを備えたカウンタウエイト脱着装置用油圧回路において、
前記コントロール弁と前記昇降用油圧シリンダのボトム室との間の第１の主管路に前記ボトム室からの作動油の流出を制御する方向に設けられ、前記ロッド室の油圧が外部パイロット圧として加えられるシーケンス弁、およびこのシーケンス弁に並列接続された逆止弁からなる第１の遮断弁と、
前記コントロール弁と前記昇降用油圧シリンダのロッド室との間の第２の主管路に前記ロッド室からの作動油の流出を制御する方向に設けられ、前記ロッド室の油圧が内部パイロット圧として加えられ、前記第１の遮断弁のシーケンス弁を連通させる前記外部パイロット圧より高い内部パイロット圧で連通するシーケンス弁、およびこのシーケンス弁に並列接続された逆止弁からなる第２の遮断弁とを備えたことを特徴とするカウンタウエイト脱着装置用油圧回路。
【請求項２】
請求項１に記載のカウンタウエイト脱着装置用油圧回路において、
前記第１の遮断弁のシーケンス弁に、前記ボトム室の油圧を内部パイロット圧として加える内部パイロット管路を備えると共に、前記シーケンス弁を連通させる内部パイロット圧の設定圧を、前記油圧シリンダにより前記カウンタウエイトを支持可能なボトム室の油圧に設定したことを特徴とするカウンタウエイト脱着装置用油圧回路。
【請求項３】
請求項１または２に記載のカウンタウエイト脱着装置用油圧回路において、
前記第２の遮断弁のシーケンス弁に外部パイロット管路を備え、前記外部パイロット管路に、前記油圧シリンダの操作時に前記シーケンス弁の外部パイロット圧油を供給して前記シーケンス弁を連通させる構成にしたことを特徴とするカウンタウエイト脱着装置用油圧回路。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載のカウンタウエイト脱着装置用油圧回路において、
前記ロッド室の油を油タンクに排出可能な管路を設け、前記管路にストップ弁を設けたことを特徴とするカウンタウエイト脱着装置用油圧回路。
【請求項１】
油圧源が設けられた作業機本体と、
前記作業機本体に着脱可能に搭載されるカウンタウエイトと、
前記作業機本体に取付けられ、前記油圧源からの作動油をボトム室とロッド室に給排することにより、前記カウンタウエイトを昇降させて前記作業機本体に着脱する昇降用油圧シリンダと、
前記油圧源と前記昇降用油圧シリンダとの間に設けられたコントロール弁とを備えたカウンタウエイト脱着装置用油圧回路において、
前記コントロール弁と前記昇降用油圧シリンダのボトム室との間の第１の主管路に前記ボトム室からの作動油の流出を制御する方向に設けられ、前記ロッド室の油圧が外部パイロット圧として加えられるシーケンス弁、およびこのシーケンス弁に並列接続された逆止弁からなる第１の遮断弁と、
前記コントロール弁と前記昇降用油圧シリンダのロッド室との間の第２の主管路に前記ロッド室からの作動油の流出を制御する方向に設けられ、前記ロッド室の油圧が内部パイロット圧として加えられ、前記第１の遮断弁のシーケンス弁を連通させる前記外部パイロット圧より高い内部パイロット圧で連通するシーケンス弁、およびこのシーケンス弁に並列接続された逆止弁からなる第２の遮断弁とを備えたことを特徴とするカウンタウエイト脱着装置用油圧回路。
【請求項２】
請求項１に記載のカウンタウエイト脱着装置用油圧回路において、
前記第１の遮断弁のシーケンス弁に、前記ボトム室の油圧を内部パイロット圧として加える内部パイロット管路を備えると共に、前記シーケンス弁を連通させる内部パイロット圧の設定圧を、前記油圧シリンダにより前記カウンタウエイトを支持可能なボトム室の油圧に設定したことを特徴とするカウンタウエイト脱着装置用油圧回路。
【請求項３】
請求項１または２に記載のカウンタウエイト脱着装置用油圧回路において、
前記第２の遮断弁のシーケンス弁に外部パイロット管路を備え、前記外部パイロット管路に、前記油圧シリンダの操作時に前記シーケンス弁の外部パイロット圧油を供給して前記シーケンス弁を連通させる構成にしたことを特徴とするカウンタウエイト脱着装置用油圧回路。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載のカウンタウエイト脱着装置用油圧回路において、
前記ロッド室の油を油タンクに排出可能な管路を設け、前記管路にストップ弁を設けたことを特徴とするカウンタウエイト脱着装置用油圧回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１１１４４（Ｐ２０１３−１１１４４Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４５８３１（Ｐ２０１１−１４５８３１）
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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