特開 2024-142486 建設機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024142486

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】建設機械

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/08 20060101AFI20241003BHJP

   E02F 9/20 20060101ALI20241003BHJP

   E02F 9/00 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

E02F9/08 Z

E02F9/20 K

E02F9/20 L

E02F9/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023054638

(22)【出願日】2023-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002365

【氏名又は名称】弁理士法人サンネクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】森川 雅俊

(72)【発明者】

【氏名】平澤 茂

(72)【発明者】

【氏名】武内 弘樹

【テーマコード（参考）】

2D003

【Ｆターム（参考）】

2D003AA01

2D003AB01

2D003AB02

2D003AB03

2D003BA08

2D003CA02

2D003DA04

(57)【要約】      （修正有）

【課題】掘削作業中に周囲の岩盤などの障害物との衝突、落石との衝突などがあったとしても、速やかに自走または牽引車による移動に適した姿勢をとることができる。
【解決手段】建設機械は、自走可能な車体と、車体に設けられた作業装置と、作業装置を駆動する複数の油圧アクチュエータとを備え、複数の油圧アクチュエータは、ブームを車体に対して回動させるブーム用アクチュエータと、アームをブームに対して回動させるアーム用アクチュエータとを含み、複数の電磁弁は、ブーム用アクチュエータにブームを上げる動作を行わせるブーム上げ用電磁弁２４とアーム用アクチュエータにアームを車体奥側に押し出す動作を行わせるアームダンプ用電磁弁２５とを含み、複数の電磁弁のうち少なくともブーム上げ用電磁弁およびアームダンプ用電磁弁は、コントロールバルブの底面とフレームの間に配置される。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

自走可能な車体と、前記車体に設けられた作業装置と、前記作業装置を駆動する複数の油圧アクチュエータとを備え、
前記作業装置は、前記車体に取り付けられたブームと、前記ブームの先端に取り付けられたアームとを有し、
前記車体は、ベースとなるフレームと、油圧ポンプから前記複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御するコントロールバルブと、操作に応じた電気信号を出力する電気式操作装置と、前記電気式操作装置からの電気信号に基づいて前記コントロールバルブを制御する複数の電磁弁と、を備えた建設機械において、
前記複数の油圧アクチュエータは、前記ブームを前記車体に対して回動させるブーム用アクチュエータと、前記アームを前記ブームに対して回動させるアーム用アクチュエータとを含み、
前記複数の電磁弁は、前記ブーム用アクチュエータに前記ブームを上げる動作を行わせるブーム上げ用電磁弁と前記アーム用アクチュエータに前記アームを車体奥側に押し出す動作を行わせるアームダンプ用電磁弁とを含み、
前記複数の電磁弁のうち少なくとも前記ブーム上げ用電磁弁および前記アームダンプ用電磁弁は、前記コントロールバルブの底面と前記フレームの間に配置されることを特徴とする建設機械。

【請求項2】

請求項１に記載の建設機械において、
前記車体は、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に取り付けられた上部旋回体とを含んで構成されており、
前記複数の油圧アクチュエータは、前記上部旋回体を前記下部走行体に対して旋回させる旋回用アクチュエータを含み、
前記複数の電磁弁は、前記旋回用アクチュエータに右旋回の動作を行わせる旋回右用電磁弁と、前記旋回用アクチュエータに左旋回の動作を行わせる旋回左用電磁弁と、を含み、
前記旋回右用電磁弁および前記旋回左用電磁弁のうちの少なくともいずれか一方は、前記コントロールバルブの底面と前記フレームの間に配置されている建設機械。

【請求項3】

請求項１に記載の建設機械において、
前記複数の油圧アクチュエータは、前記車体を走行させる左走行モータと右走行モータとを含み、
前記複数の電磁弁は、前記右走行モータに前進の動作を行わせる右側走行前進用電磁弁と、前記右走行モータに後進の動作を行わせる右側走行後進用電磁弁と、前記左走行モータに前進の動作を行わせる左側走行前進用電磁弁と、前記左走行モータに後進の動作を行わせる左側走行後進用電磁弁とを含み、
前記右側走行前進用電磁弁と前記左側走行前進用電磁弁、および前記右側走行後進用電磁弁と前記左側走行後進用電磁弁の少なくとも一方は、前記コントロールバルブの底面と前記フレームの間に配置されている建設機械。

【請求項4】

請求項１に記載の建設機械において、
前記フレームには、前記ブーム上げ用電磁弁および前記アームダンプ用電磁弁の下方側に開口部が形成されている建設機械。

【請求項5】

請求項１に記載の建設機械において、
前記作業装置は、前記アームの先端に回動可能に設けられたバケットを含み、
前記複数の油圧アクチュエータは、前記バケットを回動させるバケットシリンダを含み、
前記複数の電磁弁は、前記バケットシリンダに前記バケットを前記車体奥側に押し出す動作を行わせるバケットダンプ用電磁弁を含み、
前記バケットダンプ用電磁弁は、前記コントロールバルブの底面と前記フレームの間に配置されている建設機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建設機械に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、熟練オペレータの減少により、建設現場の省人化、建設機械の半自動化技術が普及しており、建設機械を半自動化する制御システムを構築するため、制御システムの開発が容易な電気式操作装置を備えた油圧ショベルが採用される。このような電気式操作装置を備えた油圧ショベルとして、特許文献１の構成が知られている。特許文献１には、下部走行体上に上部旋回体を設置し、前記上部旋回体の旋回フレームに多関節フロントを取付け、前記多関節フロントは、前記旋回フレームにブームシリンダにより俯仰可能に取付けたブームと、前記ブームにアームシリンダにより回動可能に取付けたアームと、前記アームにバケットシリンダにより回動可能に取付けたバケットとを備え、前記ブームシリンダ、アームシリンダおよびバケットシリンダの各油圧操作式コントロール弁のパイロット弁としてそれぞれ比例電磁弁を備え、前記比例電磁弁を制御するコントローラは、それぞれ前記比例電磁弁に対応して設けた電気式操作レバーからの電気信号を受けて前記比例電磁弁への操作信号を発生させる油圧ショベルの操作システムにおいて、前記ブームおよびアームの少なくともいずれかに取付けられた過負荷検出用の歪ゲージと、前記コントローラに設けられ、前記操作レバー操作の際に、前記歪ゲージにより検出される負荷信号が基準値を超えたか否かを判定する過負荷検出手段と、前記コントローラに設けられ、前記過負荷検出手段により過負荷が検出された際に前記比例電磁弁への前記操作信号を抑制する信号抑制手段とを備えたことを特徴とする油圧ショベルの操作システムが開示されている。

【0003】

電気式操作装置が設けられた油圧ショベルは、複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御するコントロールバルブの他に、電磁弁装置、電磁弁コントローラ、ケーブル等の電装品が付設されている。電磁弁コントローラは、電気式操作装置の操作に応じて電磁弁の弁開度の目標値を演算し、この目標値に応じた電気信号を電磁弁装置に出力する。電磁弁装置は、複数の電磁弁（比例電磁弁）によって構成され、コントロールバルブを構成する複数の方向制御弁に供給されるパイロット圧を、電磁弁コントローラからの電気信号に基づいて制御する。

【0004】

ここで、油圧ショベルの作業装置は、通常、上部旋回体に取付けられたブームと、ブームの先端に取付けられたアームと、アームの先端に取付けられたバケットと、油圧アクチュエータであるブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダとを含んで構成されている。そして、電磁弁装置は、ブームシリンダによってブームを動作させるブーム用電磁弁、アームシリンダによってアームを動作させるアーム用電磁弁、バケットシリンダによってバケットを動作させるバケット用電磁弁とを含む複数の電磁弁により構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２－７２６３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

油圧ショベルの作業時に、周囲の岩盤などの障害物との衝突、落石との衝突等により電磁弁装置が破損する可能性がある。電磁弁装置が破損した場合には、電気式操作装置を用いた油圧アクチュエータの操作を正常に行うことができなくなる。特に、地面の掘削作業時など、作業装置の先端が地面よりも低い位置にある状態で電磁弁装置が破損した場合に問題となる。具体的には、作業装置の先端が地面に引っ掛かった状態で止まることにより、油圧ショベルを自走させることも、牽引車を用いて油圧ショベルを移動させることもできなくなる。そのため、油圧ショベルを修理工場に搬送し、破損した電磁弁装置を迅速に修理すること自体が困難になるという問題がある。特許文献１に記載されている発明では、改善の余地がある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１の態様による建設機械は、自走可能な車体と、前記車体に設けられた作業装置と、前記作業装置を駆動する複数の油圧アクチュエータとを備え、前記作業装置は、前記車体に取り付けられたブームと、前記ブームの先端に取り付けられたアームとを有し、前記車体は、ベースとなるフレームと、油圧ポンプから前記複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御するコントロールバルブと、操作に応じた電気信号を出力する電気式操作装置と、前記電気式操作装置からの電気信号に基づいて前記コントロールバルブを制御する複数の電磁弁と、を備えた建設機械において、前記複数の油圧アクチュエータは、前記ブームを前記車体に対して回動させるブーム用アクチュエータと、前記アームを前記ブームに対して回動させるアーム用アクチュエータとを含み、前記複数の電磁弁は、前記ブーム用アクチュエータに前記ブームを上げる動作を行わせるブーム上げ用電磁弁と前記アーム用アクチュエータに前記アームを車体奥側に押し出す動作を行わせるアームダンプ用電磁弁とを含み、前記複数の電磁弁のうち少なくとも前記ブーム上げ用電磁弁および前記アームダンプ用電磁弁は、前記コントロールバルブの底面と前記フレームの間に配置される。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、掘削作業中に周囲の岩盤などの障害物との衝突、落石との衝突などがあったとしても、速やかに自走または牽引車による移動に適した姿勢をとることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】油圧ショベルの側面図

【図2】油圧ショベルの上面図

【図3】旋回フレームを示す図

【図4】コントロールバルブの斜視図

【図5】コントロールバルブの三面図

【図6】コントロールバルブの取付状態を示す図

【図7】油圧ショベルの自走や牽引のために動作させる作業装置の方向を示す図

【図8】開口部を示す図

【図9】油圧ショベルの操作系統を示す図

【図10】電磁弁コントローラを用いずにブーム上げおよびアームダンプを行うための回路図

【発明を実施するための形態】

【0010】

―第１の実施の形態―
以下、図１～図１０を参照して、建設機械である油圧ショベルの第１の実施の形態を説明する。

【0011】

図１は、油圧ショベル１の側面図である。図２は、油圧ショベル１の上面図である。図３は旋回フレーム６を示す図である。図１～図３を参照して油圧ショベル１の概要を説明する。本実施の形態では、油圧ショベル１の走行方向を前後方向とし、走行方向と直交する方向を左右方向として説明する。

【0012】

図１に示す油圧ショベル１は、前後方向に自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回装置３を介して旋回可能に搭載された上部旋回体４とを備える。油圧ショベル１の車体は、下部走行体２と上部旋回体４とにより構成される。下部走行体２は、走行用油圧アクチュエータとしての左走行モータ２Ａおよび右走行モータ２Ｂを有する。油圧ショベル１は、左走行モータ２Ａによって左クローラ２Ｃを駆動すると共に右走行モータ２Ｂによって右クローラ２Ｄを駆動することにより、不整地等を走行する。ただし右走行モータ２Ｂおよび右クローラ２Ｄは図示奥側に存在するため図示されていない。上部旋回体４の前側には作業装置５が設けられ、この作業装置５を用いて土砂の掘削作業等が行われる。

【0013】

作業装置５は、後述する旋回フレーム６に回動可能に取付けられたブーム５Ａと、ブーム５Ａの先端に回動可能に取付けられたアーム５Ｂと、アーム５Ｂの先端に回動可能に取付けられたバケット５Ｃとを備える。また、作業装置５を駆動する作業用油圧アクチュエータとして、ブーム５Ａを回動させる２本のブームシリンダ５Ｄ（以下、「ブーム用アクチュエータ」とも呼ぶ）と、アーム５Ｂを回動させるアームシリンダ５Ｅと、バケット５Ｃを回動させるバケットシリンダ５Ｆとを備える。

【0014】

上部旋回体４は、下部走行体２に旋回装置３を介して旋回可能に搭載される。旋回装置３には、作業用油圧アクチュエータとしての旋回モータ３Ａが設けられる。この旋回モータ３Ａを回転駆動することにより、上部旋回体４が下部走行体２上で旋回動作を行う。上部旋回体４は、ベースとなる旋回フレーム６を備え、旋回フレーム６には、カウンタウエイト１１、エンジン１２、油圧ポンプ１３、キャブ１４、外装カバー１５、コントロールバルブ１６、電磁弁装置１７等が搭載される。ただし図３ではコントロールバルブ１６および電磁弁装置１７が一体に示されている。

【0015】

車体フレームとしての旋回フレーム６は、下部走行体２に旋回装置３を介して取付けられる。図１および図２に示すように、旋回フレーム６の後端側にはカウンタウエイト１１が備えられる。カウンタウエイト１１は、作業装置５との重量バランスを保っている。原動機としてのエンジン１２は、カウンタウエイト１１の前側に位置して旋回フレーム６に搭載されている。エンジン１２は、旋回フレーム６の後端側に、不図示の防振マウントを介して支持される。エンジン１２は、クランク軸が左右方向に延びる横置き状態で旋回フレーム６に搭載され、油圧ポンプ１３およびパイロットポンプ１８を回転駆動する。

【0016】

キャブ１４は、旋回フレーム６の前部左側に配置される。キャブ１４は、内部が運転室となったボックス状に形成され、キャブ１４によって画成された運転室内には、オペレータが座る運転席（図示せず）と、運転席の前側に配置された左走行用操作装置２９および右走行用操作装置３０と、運転席の左右両側に配置された左作業用操作装置３１および右作業用操作装置３２とが設けられる。

【0017】

旋回フレーム６の右側には、油圧ポンプ１３の前側に位置して作動油タンク１９および燃料タンク２０が設けられる。燃料タンク２０内には、エンジン１２に供給される燃料が貯留され、作動油タンク１９内には、油圧ショベル１に搭載された各種の油圧アクチュエータに供給される作動油が貯留される。

【0018】

図４～図６を参照して、コントロールバルブ１６および電磁弁装置１７を説明する。コントロールバルブ１６は、取付台座２１を介して旋回フレーム６の略中央に設けられる。コントロールバルブ１６は、金属の鋳造によって形成された強固な弁ケーシング１６Ａと、弁ケーシング１６Ａ内に組込まれた複数の方向制御弁の集合体として構成される。

【0019】

コントロールバルブ１６を構成する複数の方向制御弁は、左走行モータ２Ａに供給される圧油の流れを制御する左走行モータ２Ａ用の方向制御弁と、右走行モータ２Ｂに供給される圧油の流れを制御する右走行モータ２Ｂ用の方向制御弁と、旋回モータ３Ａに供給される圧油の流れを制御する旋回モータ３Ａ用の方向制御弁と、作業装置５を構成する各種シリンダ用の方向制御弁とを含む。シリンダ用の方向制御弁は、作業装置５のブームシリンダ５Ｄに供給される圧油の流れを制御するブームシリンダ５Ｄ用の方向制御弁と、アームシリンダ５Ｅに供給される圧油の流れを制御するアームシリンダ５Ｅ用の方向制御弁と、バケットシリンダ５Ｆに供給される圧油の流れを制御するバケットシリンダ５Ｆ用の方向制御弁と、を含む。

【0020】

コントロールバルブ１６に設けられた圧油の流入口は油圧ポンプ１３に接続され、コントロールバルブ１６を構成する複数の方向制御弁は、それぞれ油圧管路２２を介して対応する油圧アクチュエータに接続される。ここでいう複数の方向制御弁とは、左走行モータ２Ａ用の方向制御弁、右走行モータ２Ｂ用の方向制御弁、旋回モータ３Ａ用の方向制御弁、ブームシリンダ５Ｄ用の方向制御弁、アームシリンダ５Ｅ用の方向制御弁、およびバケットシリンダ５Ｆ用の方向制御弁である。

【0021】

電磁弁装置１７は、コントロールバルブ１６の弁ケーシング直上に取り付けられた、金属の鋳造によって形成された強固な電磁弁ケーシング２３Ａおよび、弁ケーシング直下に配置された電磁弁ケーシング２３Ｂ内にそれぞれ設けられた複数の電磁弁（比例電磁弁）を備えた集合体（多連弁）として構成される。電磁弁ケーシング２３Ａに設けられた複数の電磁弁は、水平方向に取り付けられており、コントロールバルブ１６の車体右側側面、左側側面に１列に並んでいる。コントロールバルブ１６の弁ケーシング直下に取り付けられた電磁弁ケーシング２３Ｂに設けられた複数の電磁弁は、鉛直下方向に取り付けられており、２列に並んでいる。

【0022】

ブーム用電磁弁は、ブームシリンダ５Ｄ用の方向制御弁に設けられた２個の油圧パイロット部に対応する。ブーム用電磁弁は、ブームシリンダ５Ｄにブーム５Ａを持上げる動作を行わせるブーム上げ用電磁弁２４と、ブームシリンダ５Ｄにブーム５Ａを下げる動作を行わせるブーム下げ用電磁弁とにより構成される。ブーム上げ用電磁弁２４は、電磁弁装置１７を構成する２個の電磁弁ケーシング２３Ａ、２３Ｂのうち、電磁弁ケーシング２３Ｂの直下かつ、上方向からのコントロールバルブ１６の投影範囲内に設けられる。ここで、コントロールバルブ１６の投影範囲内とは、コントロールバルブ１６の外形を上部から旋回フレーム６側に向けて投影した範囲内である。

【0023】

アーム用電磁弁は、アームシリンダ５Ｅ用の方向制御弁に設けられた２個の油圧パイロット部に対応し、アームシリンダ５Ｅにアーム５Ｂの引き動作を行わせるアームクラウド用電磁弁と、アームシリンダ５Ｅにアーム５Ｂのダンプ動作を行わせるアームダンプ用電磁弁２５とにより構成される。アームダンプ用電磁弁２５は、電磁弁装置１７を構成する２個の電磁弁ケーシング２３Ａ、２３Ｂのうち、電磁弁ケーシング２３Ｂ直下かつ、上方向からのコントロールバルブ１６の投影範囲内に設けられる。

【0024】

バケット用電磁弁は、バケットシリンダ５Ｆ用の方向制御弁に設けられた２個の油圧パイロット部に対応し、バケットシリンダ５Ｆにバケット５Ｃのクラウド動作を行わせるバケットクラウド用電磁弁と、バケットシリンダ５Ｆにバケット５Ｃのダンプ動作を行わせるバケットダンプ用電磁弁４２により構成される。バケットダンプ用電磁弁４２は、電磁弁ケーシング２３Ｂ直下かつ、上方向からのコントロールバルブ１６の投影範囲内に設けられる。

【0025】

左走行用電磁弁は、左走行モータ２Ａ用の方向制御弁に設けられた２個の油圧パイロット部に対応し、左走行モータ２Ａを前進回転させる左側走行前進用電磁弁３９と、左走行モータ２Ａを後進回転させる左側走行後進用電磁弁４１とにより構成される。右走行用電磁弁は、右走行モータ２Ｂ用の方向制御弁に設けられた２個の油圧パイロット部に対応し、右走行モータ２Ｂを前進回転させる右側走行前進用電磁弁３８と、右走行モータ２Ｂを後進回転させる右側走行後進用電磁弁４０とにより構成される。

【0026】

旋回用電磁弁は、旋回モータ用の方向制御弁に設けられた２個の油圧パイロット部に対応し、旋回モータ３Ａを左旋回させる左旋回用電磁弁と、旋回モータ３Ａを右旋回させる右旋回用電磁弁とにより構成される。

【0027】

このように、電磁弁装置１７は、ブームシリンダ５Ｄにブーム５Ａを持上げる動作を行わせるブーム上げ用電磁弁２４、およびアーム５Ｂのダンプ動作を行わせるアームダンプ用電磁弁２５などの複数の電磁弁を含む。電磁弁装置１７に設けられたパイロット圧の流入口はパイロットポンプ１８に接続される。電磁弁装置１７を構成する複数の電磁弁は、コントロールバルブ１６を構成する複数の方向制御弁のうち、対応する方向制御弁の油圧パイロット部に、電磁弁ケーシング２３Ａ、２３Ｂ内部に設けられた油路を介して接続される。

【0028】

ここで、電磁弁装置１７を構成する複数の電磁弁のうち、ブーム上げ用電磁弁２４とアームダンプ用電磁弁２５は、他の電磁弁に比較して重要度が高い。例えば油圧ショベル１の作動時に、周囲の岩盤などの障害物との衝突、落石との衝突等により電磁弁装置１７が破損する可能性がある。このとき、バケット５Ｃの先端が地面よりも低い位置にある状態でブーム上げ用電磁弁２４が破損した場合には、バケット５Ｃの先端を地面より上に持上げることができなくなる。また、トンネル内部での作業や天井の存在する屋内作業など、油圧ショベル１の上方に障害物が存在する場合、ブーム上げ動作範囲が制限される。

【0029】

ブーム上げ動作のみでバケット５Ｃの先端を地面より上に持ち上げることができない状況下であっても、アームダンプ動作によってバケット５Ｃの先端を地面より上に持ち上げることができる。しかし、さらにブーム上げ用電磁弁２４だけでなくアームダンプ用電磁弁２５も破損した場合にはバケット５Ｃの先端を地面より上に持上げることができなくなる。この場合には、バケット５Ｃが地面に引っ掛かった状態で止まることにより、油圧ショベル１を自走させることも、牽引車を用いて移動させることもできず、油圧ショベル１を迅速に修理工場等に搬送することが困難となる。そのため本実施の形態では、ブーム上げ用電磁弁２４およびアームダンプ用電磁弁２５を外部からの衝撃による破損のリスクが低い場所に配置している。

【0030】

具体的には、ブーム上げ用電磁弁２４およびアームダンプ用電磁弁２５は、図５中の下面視において、コントロールバルブ１６の弁ケーシング１６Ａに重なる位置に配置される。また図６中の側面視において、弁ケーシング１６Ａの底面から旋回フレーム６の底板２６間の高さの位置に配置される。本実施の形態では、コントロールバルブ１６を旋回フレーム６に搭載した状態で、弁ケーシング１６Ａ直下に設けられた電磁弁ケーシング２３Ｂに直接にブーム上げ用電磁弁２４およびアームダンプ用電磁弁２５が取り付けられている。また電磁弁ケーシング２３Ａの直上にも同様に電磁弁ケーシングが設けられる。

【0031】

そのため、掘削作業時に上部旋回体４に落石等による衝撃が作用したとしても、強固な弁ケーシング１６Ａおよび上方向に設けられた電磁弁ケーシング２３Ａによって、ブーム上げ用電磁弁２４およびアームダンプ用電磁弁２５を保護することができる。さらに、次に説明するようにブーム上げ用電磁弁２４およびアームダンプ用電磁弁２５にアクセスするための構成を有する。

【0032】

図７は、油圧ショベル１の自走や牽引のために動作させる作業装置５の方向を示す図である。図７において破線は移動前の状態を示し、実線が移動後の状態を示す。ブーム５Ａは、高い方向に移動させることが望ましい。そのためブーム上げ用電磁弁２４を保護することが望ましい。アーム５Ｂは、車体奥側すなわちダンプ方向に移動させることが望ましい。そのため、アームダンプ用電磁弁２５を保護することが望ましい。バケット５Ｃは、車体奥側すなわちダンプ方向に移動させることが望ましい。そのため、バケットダンプ用電磁弁４２を保護することが望ましい。前述のように、これらの保護すべき電磁弁は、コントロールバルブ１６の直下に配する。

【0033】

図８は、開口部４４を示す図である。旋回フレーム６は、オペレータがブーム上げ用電磁弁２４およびアームダンプ用電磁弁２５をメンテナンスするために、コントロールバルブ１６の下方に開口部４４を備える。開口部４４は、コントロールバルブ１６の下部にアクセス可能な位置に配されていればよい。たとえば、コントロールバルブ１６を上方から旋回フレーム６への投影範囲に開口部４４が含まれてもよいし、コントロールバルブ１６を上方から旋回フレーム６への投影範囲と開口部４４とが隣接してもよい。また開口部４４が複数設けられてもよい。オペレータは、この開口部４４を利用することでブーム上げ用電磁弁２４およびアームダンプ用電磁弁２５のメンテナンスを迅速に行うことができる。

【0034】

図９は、油圧ショベル１の操作系統を示す図である。電磁弁コントローラ２７は、電磁弁装置１７を構成する複数の電磁弁にケーブル２８を介して電気的に接続される。電磁弁コントローラ２７の入力側には、電気式操作装置としての左走行用操作装置２９、右走行用操作装置３０、左作業用操作装置３１、および右作業用操作装置３２が電気的に接続される。

【0035】

左走行用操作装置２９および右走行用操作装置３０は、キャブ１４内に位置して運転席の前側に設けられ、左右方向で対向して配置される。左走行用操作装置２９は、左走行モータ２Ａを駆動するときに前後方向に傾転操作されるレバーペダル２９Ａを有する。左走行用操作装置２９は、レバーペダル２９Ａの操作方向および操作量に応じた電気信号を、ケーブル２９Ｂを介して電磁弁コントローラ２７に出力する。右走行用操作装置３０は、右走行モータ２Ｂを駆動するときに前後方向に傾転操作されるレバーペダル３０Ａを有する。右走行用操作装置３０は、レバーペダル３０Ａの操作方向および操作量に応じた電気信号を、ケーブル３０Ｂを介して電磁弁コントローラ２７に出力する。

【0036】

左作業用操作装置３１は、キャブ１４内に位置して運転席の左側に設けられる。左作業用操作装置３１は、左右方向および前後方向に傾転操作されるレバー３１Ａを有し、レバー３１Ａは、例えば旋回モータ３Ａを駆動するときには左右方向に傾転操作され、アームシリンダ５Ｅを駆動するときには前後方向に傾転操作される。左作業用操作装置３１は、レバー３１Ａの操作方向および操作量に応じた電気信号を、ケーブル３１Ｂを介して電磁弁コントローラ２７に出力する。

【0037】

右作業用操作装置３２は、キャブ１４内に位置して運転席の右側に設けられる。右作業用操作装置３２は、左右方向および前後方向に傾転操作されるレバー３２Ａを有し、レバー３２Ａは、例えばバケットシリンダ５Ｆを駆動するときには左右方向に傾転操作され、ブームシリンダ５Ｄを駆動するときには前後方向に傾転操作される。右作業用操作装置３２は、レバー３２Ａの操作方向および操作量に応じた電気信号を、ケーブル３２Ｂを介して電磁弁コントローラ２７に出力する。

【0038】

電磁弁コントローラ２７は、左走行用操作装置２９、右走行用操作装置３０、左作業用操作装置３１、および右作業用操作装置３２に対する操作方向および操作量（操作角）に応じて入力された電気信号に基づいて、電磁弁装置１７を構成する電磁弁の開度（弁開度）の目標値を演算する。そして、電磁弁コントローラ２７は、演算した目標値に応じて電磁弁の電磁パイロット部に出力される電流値を増減させ、電磁弁の弁開度を調整することにより、コントロールバルブ１６を構成する方向制御弁の油圧パイロット部に供給されるパイロット圧を制御する。

【0039】

これにより、左走行用操作装置２９のレバーペダル２９Ａに対する操作に応じて、左走行モータ２Ａの回転方向および回転数が制御され、右走行用操作装置３０のレバーペダル３０Ａに対する操作に応じて、右走行モータ２Ｂの回転方向および回転数が制御される。また、左作業用操作装置３１のレバー３１Ａに対する操作に応じて、旋回モータ３Ａの回転方向および回転数が制御され、アームシリンダ５Ｅの伸縮方向および伸縮量が制御される。さらに、右作業用操作装置３２のレバー３２Ａに対する操作に応じて、バケットシリンダ５Ｆの伸縮方向および伸縮量が制御され、ブームシリンダ５Ｄの伸縮方向および伸縮量が制御される。

【0040】

本実施の形態による油圧ショベル１は、上述した構成を有するので、キャブ１４に搭乗したオペレータは、例えば左走行用操作装置２９のレバーペダル２９Ａ、および右走行用操作装置３０のレバーペダル３０Ａを操作する。左走行用操作装置２９は、レバーペダル２９Ａの操作に応じた電気信号を電磁弁コントローラ２７に出力し、右走行用操作装置３０は、レバーペダル３０Ａの操作に応じた電気信号を電磁弁コントローラ２７に出力する。電磁弁コントローラ２７は、左走行用操作装置２９および右走行用操作装置３０からの電気信号に基づいて、電磁弁装置１７を構成する左走行モータ用電磁弁および右走行モータ用電磁弁の開度（弁開度）の目標値を演算する。

【0041】

そして、電磁弁コントローラ２７は、演算した弁開度の目標値に応じて、左走行モータ用電磁弁および右走行モータ用電磁弁の電磁パイロット部に出力される電流値を増減させる。これにより、左走行モータ用電磁弁および右走行モータ用電磁弁の弁開度が調整され、コントロールバルブ１６を構成する方向制御弁のうち、左走行モータ２Ａ用の方向制御弁の油圧パイロット部、および右走行モータ２Ｂ用の方向制御弁の油圧パイロット部に供給されるパイロット圧が制御される。

【0042】

これにより、左走行用操作装置２９（レバーペダル２９Ａ）に対する操作に応じて、左走行モータ２Ａの回転方向および回転数が制御され、右走行用操作装置３０（レバーペダル３０Ａ）に対する操作に応じて、右走行モータ２Ｂの回転方向および回転数が制御される。この結果、下部走行体２の左クローラ２Ｃおよび右クローラ２Ｄが駆動され、油圧ショベル１を作業現場に向けて走行させることができる。

【0043】

油圧ショベル１が作業現場まで走行した後には、オペレータは、左作業用操作装置３１のレバー３１Ａ、および右作業用操作装置３２のレバー３２Ａを操作する。左作業用操作装置３１は、レバー３１Ａの操作に応じた電気信号を電磁弁コントローラ２７に出力し、右作業用操作装置３２は、レバー３２Ａの操作に応じた電気信号を電磁弁コントローラ２７に出力する。電磁弁コントローラ２７は、左作業用操作装置３１および右作業用操作装置３２からの電気信号に基づいて、電磁弁装置１７を構成する旋回モータ用電磁弁、ブーム用電磁弁、アーム用電磁弁、バケット用電磁弁の弁開度の目標値を演算する。

【0044】

そして、電磁弁コントローラ２７は、演算した弁開度の目標値に応じて、旋回モータ用電磁弁、ブーム用電磁弁、アーム用電磁弁、バケット用電磁弁の電磁パイロット部に出力される電流値を増減させる。これにより、旋回モータ用電磁弁、ブーム用電磁弁、アーム用電磁弁、バケット用電磁弁の弁開度が調整され、コントロールバルブ１６を構成する方向制御弁のうち、旋回モータ３Ａ用の方向制御弁、ブームシリンダ５Ｄ用の方向制御弁、アームシリンダ５Ｅ用の方向制御弁、バケットシリンダ５Ｆ用の方向制御弁のそれぞれの油圧パイロット部に供給されるパイロット圧が制御される。

【0045】

これにより、左作業用操作装置３１（レバー３１Ａ）に対する操作に応じて、旋回モータ３Ａの回転方向および回転数が制御されると共に、アームシリンダ５Ｅの伸縮動作および伸縮量が制御される。また、右作業用操作装置３２（レバー３２Ａ）に対する操作に応じて、ブームシリンダ５Ｄの伸縮動作および伸縮量が制御されると共に、バケットシリンダ５Ｆの伸縮動作および伸縮量が制御される。このようにして、上部旋回体４を旋回させつつ、作業装置５を用いて掘削作業等を行うことができる。

【0046】

ところで、油圧ショベル１の作業時には、障害物との衝突、落石等の外部からの衝撃が上部旋回体４に作用することにより、例えば電磁弁コントローラ２７等の電装品が破損する可能性がある。電磁弁コントローラ２７等の電装品が破損した状態では、油圧ショベル１は正常な動作を行うことができないため、油圧ショベル１をトレーラ等に積載して修理工場等に搬送する必要がある。作業装置５が地面よりも上に出ている状態で電装品が破損した場合には、油圧ショベル１をトレーラまで自走させることや、牽引車を用いて油圧ショベル１をトレーラまで移動させることができる。

【0047】

しかし、作業装置５の先端（バケット５Ｃ）が、地面よりも低い位置にある状態で、電磁弁装置１７を構成するブーム上げ用電磁弁２４が破損した場合には次の問題がある。すなわち、ブームシリンダ５Ｄによってブーム５Ａを持上げる動作が行えないため、バケット５Ｃの先端を地面より上に持上げることができない。また、アームダンプ用電磁弁２５が破損した場合には、トンネル内部での作業や天井の存在する屋内作業など、ブーム５Ａを持ち上げる動作のみでバケット５Ｃの先端を地面より上に持ち上げることができない環境下では、アーム５Ｂを押し出す動作が行えないためバケット５Ｃの先端を地面より上に持上げることができない。この場合には、バケット５Ｃが地面に引っ掛かるため、油圧ショベル１をトレーラまで自走できないだけでなく、牽引車を用いて油圧ショベル１を移動させることもできない、という問題がある。

【0048】

しかし、本実施の形態では、ブーム５Ａを持上げる動作に係るブーム上げ用電磁弁２４およびアーム５Ｂを押し出す動作に関わるアームダンプ用電磁弁２５が物理的な配置の工夫により保護されているのでこの問題を回避できる。具体的には、ブーム上げ用電磁弁２４およびアームダンプ用電磁弁２５は、強固なコントロールバルブ１６の弁ケーシング１６Ａの直下に取り付けられている。そのため、落石等による外部からの衝撃が上部旋回体４に作用し、電磁弁装置１７の一部、または電磁弁コントローラ２７等が破損したとしても、前述の問題が生じない。すなわち、弁ケーシング１６Ａおよび上面の電磁弁ケーシング２３Ａによって、ブーム上げ用電磁弁２４およびアームダンプ用電磁弁２５を保護できる。

【0049】

図１０は、電磁弁コントローラ２７を用いずにブーム上げおよびアームダンプを行うための回路図である。落石などで電磁弁コントローラ２７が破損した場合には、図１０に示すように回路を構成することで、ブーム上げおよびアームダンプを行うことができる。すなわち図１０に示すように、ブーム上げ用電磁弁２４に外部コントローラ３３を接続する。これにより、仮にブーム上げ用電磁弁２４およびアームダンプ用電磁弁２５以外の電磁弁、電磁弁コントローラ２７等の電装品が破損した緊急時においても、外部コントローラ３３を用いてブーム５Ａおよびアーム５Ｂを持上げることができる。

【0050】

すなわち、電磁弁装置１７のブーム上げ用電磁弁２４またはアームダンプ用電磁弁２５に対し、ケーブル３４を介して外部コントローラ３３を電気的に接続する。外部コントローラ３３にはアクチュエータ駆動レバー３５が接続され、外部コントローラ３３は、アクチュエータ駆動レバー３５に対する操作に応じてブーム上げ用電磁弁２４の弁開度の目標値を演算する。そして、外部コントローラ３３は、演算した弁開度の目標値に応じて、ブーム上げ用電磁弁２４またはアームダンプ用電磁弁２５の電磁パイロット部に出力される電流値を増減させる。これにより、ブーム上げ用電磁弁２４またはアームダンプ用電磁弁２５の弁開度が調整される。そして、コントロールバルブ１６を構成する方向制御弁のうち、ブームシリンダ５Ｄまたはアームシリンダ５Ｅ用の方向制御弁の油圧パイロット部に供給されるパイロット圧が制御される。

【0051】

このため、アクチュエータ駆動レバー３５に対する操作に応じてブームシリンダ５Ｄの伸長動作が制御され、ブーム５Ａを持上げることにより、バケット５Ｃと地面との引っ掛かりを防止することができる。同様にアクチュエータ駆動レバー３５に対する操作に応じて、アームシリンダ５Ｅの収縮動作が制御されアーム５Ｂを押し出すことにより、バケット５Ｃと地面の引っ掛かりを防止することができる。この状態で、例えば牽引車を用いて油圧ショベル１をトレーラまで移動させることにより、油圧ショベル１をトレーラに積載して修理工場等に搬送することができる。なお、外部コントローラ３３への指示は、外部コントローラ３３に接続されたアクチュエータ駆動レバー３５の操作によって行うことに限らず、例えばアクチュエータ駆動レバー３５の代わりとして携帯端末を用いた有線通信または無線通信によって行うようにしてもよい。

【0052】

このように、電磁弁装置１７のうちブーム上げ用電磁弁２４またはアームダンプ用電磁弁２５以外の電磁弁や電磁弁コントローラ２７が破損した場合に次の操作が可能となる。すなわち、ブーム上げ用電磁弁２４またはアームダンプ用電磁弁２５に外部コントローラ３３を接続することにより、作業装置５を持上げて油圧ショベル１を移動させることができる。前述のように、旋回フレーム６のコントロールバルブ１６直下に位置する箇所は開口部４４が設けられている。そのため、オペレータは開口部４４を利用することでブーム上げ用電磁弁２４に容易にアクセスでき、ケーブル３４を介して外部コントローラ３３を接続する作業性を高めることができる。

【0053】

また、旋回右用電磁弁３６と旋回左用電磁弁３７のどちらかが高さ方向はコントロールバルブ１６底面と旋回フレーム６との間に、水平方向はコントロールバルブ１６の上方向からの投影範囲内に配置される構成としてもよい。右側走行前進用電磁弁３８と左側走行前進用電磁弁３９または右側走行後進用電磁弁４０と左側走行後進用電磁弁４１のどちらか一対が高さ方向はコントロールバルブ１６の底面と旋回フレーム６の間に、水平方向はコントロールバルブ１６の上方向からの投影範囲内に配置される構成としてもよい。

【0054】

このような構成とすることで、障害物との衝突、落石等の外部からの衝撃が上部旋回体４に作用し、コントロールバルブ１６上面に設けた電磁弁が破損したとしても、悪影響を少なく留めることができる。具体的には、コントロールバルブ１６の下面に設けた電磁弁を作動させることで、稼働方向に制限はでるものの旋回・走行動作を行う事ができる。そのため、自走または牽引に適した車体姿勢や車体方向に調整できる。

【0055】

この構成によれば、障害物との衝突、落石との衝突等による外部からの衝撃が上部旋回体４に作用したとしても、強度部材である弁ケーシング１６Ａ、コントロールバルブ上側に設けられた電磁弁ケーシング２３Ａによって、ブーム上げ用電磁弁２４とアームダンプ用電磁弁２５を保護することができる。このため、例えばブーム上げ用電磁弁２４に外部コントローラ３３を接続することにより、外部コントローラ３３を用いてブーム上げ用電磁弁２４またはアームダンプ用電磁弁２５を制御し、ブームシリンダ５Ｄの伸長動作、またはアームシリンダ５Ｅの収縮動作を制御することができる。従って、作業装置５を持上げてバケット５Ｃの先端を地面より上に持上げることにより、油圧ショベル１を移動させることができる。

【0056】

上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）建設機械である油圧ショベル１は、自走可能な車体と、車体に設けられた作業装置５と、少なくとも作業装置５を駆動する複数の油圧アクチュエータとを備える。作業装置５は、車体に取り付けられたブーム５Ａと、ブーム５Ａの先端に取り付けられたアーム５Ｂとを有する。車体は、ベースとなる旋回フレーム６と、油圧ポンプ１３から複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御するコントロールバルブ１６と、操作に応じた電気信号を出力する電気式操作装置と、電気式操作装置からの電気信号に基づいてコントロールバルブ１６を制御する複数の電磁弁を含む電磁弁装置１７とを備える。油圧アクチュエータは、ブーム５Ａを車体に対して回動させるブーム用アクチュエータとアーム５Ｂをブーム５Ａに対して回動させるアーム用アクチュエータとを含む。電磁弁装置１７は、ブーム用アクチュエータにブーム５Ａを上げる動作を行わせるブーム上げ用電磁弁２４とアーム用アクチュエータにアーム５Ｂを車体奥側に押し出す動作を行わせるアームダンプ用電磁弁２５を含む。ブーム上げ用電磁弁２４およびアームダンプ用電磁弁２５は、コントロールバルブ１６の底面と旋回フレーム６の間に配置される。そのため、油圧ショベル１が外部から衝撃を受けた際にもブーム上げおよびアームダンプが可能となり、油圧ショベル１の自走や牽引に適した姿勢、すなわちバケット５Ｃの先端を地面より上に持上げた姿勢をとることができる。

【0057】

（２）車体は、下部走行体２と下部走行体２に旋回可能に取り付けられた上部旋回体４とを含んで構成される。油圧ショベル１は、上部旋回体４を下部走行体２に対して旋回させる旋回用アクチュエータを含む。電磁弁装置１７は、旋回用アクチュエータに右旋回の動作を行わせる旋回右用電磁弁３６と、旋回用アクチュエータに左旋回の動作を行わせる旋回左用電磁弁３７とを備える。旋回右用電磁弁３６および旋回左用電磁弁３７のうちの少なくともいずれか一方は、コントロールバルブ１６の底面とフレームの間に配置される。そのため、油圧ショベル１が外部から力を受けても右旋回および左旋回のいずれかは可能であり、移動や牽引に適した状態に油圧ショベル１を遷移させることができる。

【0058】

（３）油圧ショベル１は、車体を走行させる左走行モータ２Ａと右走行モータ２Ｂとを含む。電磁弁装置１７は、右走行モータ２Ｂに前進の動作を行わせる右側走行前進用電磁弁３８と、右走行モータ２Ｂに後進の動作を行わせる右側走行後進用電磁弁４０と、左走行モータ２Ａに前進の動作を行わせる左側走行前進用電磁弁３９と、左走行モータ２Ａに後進の動作を行わせる左側走行後進用電磁弁４１とを含む。右側走行前進用電磁弁３８と左側走行前進用電磁弁３９および右側走行後進用電磁弁４０と左側走行後進用電磁弁４１の少なくとも一方は、コントロールバルブ１６の底面と旋回フレーム６の間に配置されている。そのため、油圧ショベル１が外部から力を受けても前進および後進の少なくとも一方は可能であり、油圧ショベル１を移動させられる。

【0059】

（４）旋回フレーム６には、ブーム上げ用電磁弁２４およびアームダンプ用電磁弁２５の下方側に開口部４４が形成されている。そのため図１０に示したように、電磁弁コントローラ２７が故障した際に外部コントローラ３３を容易に接続して油圧ショベル１のバケット５Ｃの先端を地面より上に持上げることができる。

【0060】

（５）油圧ショベル１は、アーム５Ｂの先端に配されるバケット５Ｃを回動させるバケットシリンダ５Ｆを含む。電磁弁装置１７は、バケットシリンダ５Ｆにバケット５Ｃを車体奥側に押し出す動作を行わせるバケットダンプ用電磁弁４２を含む。バケットダンプ用電磁弁４２は、高さ方向はコントロールバルブ１６の底面と旋回フレーム６の間に、水平方向はコントロールバルブ１６の上方向からの投影範囲内に配置されている。そのため、バケット５Ｃをダンプ状態に遷移させることで障害物との接触を解除するなど、油圧ショベル１の移動に資することができる。

【0061】

（変形例１）
上述した第１の実施の形態では、電磁弁ケーシング２３Ｂの直下かつ、上方向からのコントロールバルブ１６の投影範囲内に、ブーム上げ用電磁弁２４、アームダンプ用電磁弁２５、旋回左用電磁弁３７、右側走行前進用電磁弁３８、左側走行前進用電磁弁３９、およびバケットダンプ用電磁弁４２が配された。しかしこれらの全てを電磁弁ケーシング２３Ｂ直下かつ、上方向からのコントロールバルブ１６の投影範囲内に配することは必須の構成ではなく、少なくともブーム上げ用電磁弁２４、アームダンプ用電磁弁２５を電磁弁ケーシング２３Ｂ直下かつ、上方向からのコントロールバルブ１６の投影範囲内に配すればよい。

【0062】

（変形例２）
上述した第１の実施の形態において、旋回左用電磁弁３７の代わりに旋回右用電磁弁３６が電磁弁ケーシング２３Ｂ直下かつ、上方向からのコントロールバルブ１６の投影範囲内に配されてもよい。また、右側走行前進用電磁弁３８および左側走行前進用電磁弁３９の代わりに、右側走行後進用電磁弁４０および左側走行後進用電磁弁４１が電磁弁ケーシング２３Ｂ直下かつ、上方向からのコントロールバルブ１６の投影範囲内に配されてもよい。

【0063】

（変形例３）
上述した第１の実施の形態では、ブーム上げ用電磁弁２４およびアームダンプ用電磁弁２５などの重要な電磁弁は、上下方向はコントロールバルブ１６の底面と旋回フレーム６の間に、水平方向はコントロールバルブ１６の投影範囲内に設けられた。しかし、これら重要な電磁弁は少なくとも上下方向はコントロールバルブ１６の底面と旋回フレーム６の間に配されればよく、水平方向がコントロールバルブ１６の投影範囲内に設けられることは必須の構成要件ではない。

【0064】

上述した変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0065】

１ ：油圧ショベル
５ ：作業装置
５Ａ ：ブーム
５Ｂ ：アーム
５Ｃ ：バケット
５Ｄ ：ブームシリンダ
５Ｅ ：アームシリンダ
５Ｆ ：バケットシリンダ
６ ：旋回フレーム
１６ ：コントロールバルブ
１６Ａ ：弁ケーシング
１７ ：電磁弁装置
２３Ａ ：電磁弁ケーシング
２３Ｂ ：電磁弁ケーシング
２４ ：ブーム上げ用電磁弁
２５ ：アームダンプ用電磁弁
２７ ：電磁弁コントローラ
３６ ：旋回右用電磁弁
３７ ：旋回左用電磁弁
３８ ：右側走行前進用電磁弁
３９ ：左側走行前進用電磁弁
４０ ：右側走行後進用電磁弁
４１ ：左側走行後進用電磁弁
４２ ：バケットダンプ用電磁弁
４４ ：開口部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】