特許 7569472 建設機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-08

(45)【発行日】2024-10-17

(54)【発明の名称】建設機械

(51)【国際特許分類】

   E02F 3/40 20060101AFI20241009BHJP

   E02F 9/24 20060101ALI20241009BHJP

【ＦＩ】

E02F3/40 E

E02F9/24 M

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2024511228

(86)(22)【出願日】2022-12-16

(86)【国際出願番号】 JP2022046416

(87)【国際公開番号】W WO2023188593

(87)【国際公開日】2023-10-05

【審査請求日】2024-03-05

(31)【優先権主張番号】P 2022060801

(32)【優先日】2022-03-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】398071668

【氏名又は名称】株式会社日立建機ティエラ

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】弁理士法人開知

(72)【発明者】

【氏名】岡 大輔

(72)【発明者】

【氏名】高橋 究

(72)【発明者】

【氏名】竹林 圭文

【審査官】柿原 巧弥

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／１５８７９７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００７－００９６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２００１０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１８１８１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１４７７５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０９１０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１４８１７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ３／４０

Ｅ０２Ｆ ９／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

クイックヒッチを介してアタッチメントが装着されるフロント作業機と、
前記フロント作業機を駆動するアクチュエータと、
作動油を貯留するタンクと、
前記タンクから吸入した作動油を吐出する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから吐出された圧油を制御して前記アクチュエータを駆動する方向制御弁と、
前記方向制御弁を操作する操作レバーと
を備えた建設機械において、
前記クイックヒッチのロックシリンダの動作によって前記アタッチメントを把持する際に前記ロックシリンダのロック側油室に前記油圧ポンプからの圧油を導くロックポートと、
前記クイックヒッチのロックシリンダの動作によって前記アタッチメントの把持状態を解除する際に前記ロックシリンダのアンロック側油室に前記油圧ポンプからの圧油を導くアンロックポートと、
前記ロックポート及び前記アンロックポートの接続先を前記油圧ポンプ及び前記タンクのいずれかに切り換える切換弁と、
前記切換弁を操作するスイッチと、
前記油圧ポンプ及び前記切換弁を接続する油路に設けられたパイロット駆動式のリリーフ弁と、
前記リリーフ弁の受圧室に前記操作レバーの操作に伴って昇圧する油圧配管を接続するリリーフパイロット配管とを備え、
前記切換弁は、前記油圧ポンプと前記方向制御弁とを接続する前記油圧ポンプの吐出配管に接続され、
前記油圧配管は、前記油圧ポンプの吐出配管である
ことを特徴とする建設機械。

【請求項2】

クイックヒッチを介してアタッチメントが装着されるフロント作業機と、
前記フロント作業機を駆動するアクチュエータと、
作動油を貯留するタンクと、
前記タンクから吸入した作動油を吐出する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから吐出された圧油を制御して前記アクチュエータを駆動する方向制御弁と、
前記方向制御弁を操作する操作レバーと
を備えた建設機械において、
前記クイックヒッチのロックシリンダの動作によって前記アタッチメントを把持する際に前記ロックシリンダのロック側油室に前記油圧ポンプからの圧油を導くロックポートと、
前記クイックヒッチのロックシリンダの動作によって前記アタッチメントの把持状態を解除する際に前記ロックシリンダのアンロック側油室に前記油圧ポンプからの圧油を導くアンロックポートと、
前記ロックポート及び前記アンロックポートの接続先を前記油圧ポンプ及び前記タンクのいずれかに切り換える切換弁と、
前記切換弁を操作するスイッチと、
前記油圧ポンプ及び前記切換弁を接続する油路に設けられたパイロット駆動式のリリーフ弁と、
前記リリーフ弁の受圧室に前記操作レバーの操作に伴って昇圧する油圧配管を接続するリリーフパイロット配管と、
パイロット油を吐出するパイロットポンプと、
前記操作レバーにより操作されて前記パイロット油の圧力を減じ、前記方向制御弁を駆動するパイロット圧を出力するパイロット弁とを備え、
前記油圧配管は、前記パイロット弁を前記方向制御弁の受圧室に繋ぐパイロット配管であることを特徴とする建設機械。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の建設機械において、
前記油圧ポンプ及び前記切換弁の間に設けられ、前記切換弁を介して前記ロックポート及び前記油圧ポンプが接続状態にあるときの前記ロック側油室からの圧油の流出を防止する逆止弁を備えていることを特徴とする建設機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、油圧ショベル等の建設機械に関する。

【背景技術】

【0002】

油圧ショベル等のフロント作業機を持つ建設機械では、フロント作業機に装着するアタッチメントが必要に応じて交換される。このアタッチメントの交換作業の容易化に寄与するものとして、フロント作業機の先端に装着して使用するクイックヒッチと呼ばれるアタッチメント脱着用の油圧機器が知られている（特許文献１等）。クイックヒッチは、ロックシリンダを伸縮させることにより、アタッチメントを把持（ロック）したり把持状態を解除（アンロック）したりすることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－２００１０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般に、クイックヒッチのロックシリンダは、建設機械の油圧ポンプと切換弁を介して接続され、専用のスイッチでアンロック操作が行われると、切換弁を介してロックシリンダのアンロック側の油室が油圧ポンプに繋がり、アンロック動作する。

【0005】

このとき、クイックヒッチには、アンロック動作をするために２段階操作を要することが望まれる。そのため、クイックヒッチの駆動回路は、スイッチでアンロック操作をした後、建設機械のアクチュエータ操作用の操作レバーを操作することで、ロックシリンダがアンロック動作するように構成される場合がある。例えば、スイッチ操作で切換弁を駆動してロックシリンダのアンロック側の油室を油圧ポンプに繋げ、更に操作レバーを操作して油圧ポンプの吐出配管を昇圧させることにより、先のアンロック側の油室を加圧してロックシリンダを駆動する構成が挙げられる。

【0006】

ところで、クイックヒッチに搭載されるロックシリンダは、フロント作業機の先端に配置される都合上一般に容量が小さく、条件によっては操作レバーを操作していないときのポンプ圧が油室に加わった程度でも動作する可能性がある。この場合には、操作レバーを操作していないにも関わらず、スイッチ操作をした段階でオペレータの意図に反してロックシリンダが動作する可能性がある。

【0007】

それに対し、特許文献１に記載された油圧回路では、クイックヒッチのロックシリンダと建設機械の油圧ポンプとを２つの切換弁を介して接続している。この油圧回路では、スイッチ操作で第１切換弁を駆動した後、レバー操作で第２切換弁を駆動して初めて、ロックシリンダのアンロック側の油室が油圧ポンプに繋がると共に油圧ポンプの吐出圧が上昇し、ロックシリンダがアンロック動作する。つまり、スイッチ操作をした段階では、第２切換弁によりロックシリンダのアンロック側の油室と油圧ポンプとの油路が遮断された状態が保たれ、意図的にレバー操作が行われる前にロックシリンダが動作しないように構成されている。

【0008】

しかし、特許文献１に記載された油圧回路では、レバー操作の操作圧やアクチュエータの回路圧を圧力センサでセンシングし、制御装置によって圧力センサの出力に基づいてレバー操作を判定して第２切換弁を制御する構成が採用されている。この場合、圧力センサやその配線等の電気系統に異常が発生した場合、クイックヒッチを操作することができなくなってしまう。

【0009】

本発明の目的は、センサを用いることなく、安定的に２段階操作でクイックヒッチを駆動することができる建設機械を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するために、本発明は、クイックヒッチを介してアタッチメントが装着されるフロント作業機と、前記フロント作業機を駆動するアクチュエータと、作動油を貯留するタンクと、前記タンクから吸入した作動油を吐出する油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出された圧油を制御して前記アクチュエータを駆動する方向制御弁と、前記方向制御弁を操作する操作レバーとを備えた建設機械において、前記クイックヒッチのロックシリンダの動作によって前記アタッチメントを把持する際に前記ロックシリンダのロック側油室に前記油圧ポンプからの圧油を導くロックポートと、前記クイックヒッチのロックシリンダの動作によって前記アタッチメントの把持状態を解除する際に前記ロックシリンダのアンロック側油室に前記油圧ポンプからの圧油を導くアンロックポートと、前記ロックポート及び前記アンロックポートの接続先を前記油圧ポンプ及び前記タンクのいずれかに切り換える切換弁と、前記切換弁を操作するスイッチと、前記油圧ポンプ及び前記切換弁を接続する油路に設けられたパイロット駆動式のリリーフ弁と、前記リリーフ弁の受圧室に前記操作レバーの操作に伴って昇圧する油圧配管を接続するリリーフパイロット配管とを備え、パイロット油を吐出するパイロットポンプと、前記操作レバーにより操作されて前記パイロット油の圧力を減じ、前記方向制御弁を駆動するパイロット圧を出力するパイロット弁とを備え、前記油圧配管は、前記パイロット弁を前記方向制御弁の受圧室に繋ぐパイロット配管である建設機械を提供する。
また、本発明は、クイックヒッチを介してアタッチメントが装着されるフロント作業機と、前記フロント作業機を駆動するアクチュエータと、作動油を貯留するタンクと、前記タンクから吸入した作動油を吐出する油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出された圧油を制御して前記アクチュエータを駆動する方向制御弁と、前記方向制御弁を操作する操作レバーとを備えた建設機械において、前記クイックヒッチのロックシリンダの動作によって前記アタッチメントを把持する際に前記ロックシリンダのロック側油室に前記油圧ポンプからの圧油を導くロックポートと、前記クイックヒッチのロックシリンダの動作によって前記アタッチメントの把持状態を解除する際に前記ロックシリンダのアンロック側油室に前記油圧ポンプからの圧油を導くアンロックポートと、前記ロックポート及び前記アンロックポートの接続先を前記油圧ポンプ及び前記タンクのいずれかに切り換える切換弁と、前記切換弁を操作するスイッチと、前記油圧ポンプ及び前記切換弁を接続する油路に設けられたパイロット駆動式のリリーフ弁と、前記リリーフ弁の受圧室に前記操作レバーの操作に伴って昇圧する油圧配管を接続するリリーフパイロット配管と、パイロット油を吐出するパイロットポンプと、前記操作レバーにより操作されて前記パイロット油の圧力を減じ、前記方向制御弁を駆動するパイロット圧を出力するパイロット弁とを備え、前記油圧配管は、前記パイロット弁を前記方向制御弁の受圧室に繋ぐパイロット配管である建設機械を提供する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、センサを用いることなく、安定的に２段階操作でクイックヒッチを駆動することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の第１実施形態に係る建設機械の側面図

【図2】図１に示した建設機械に装着したクイックヒッチの側面図

【図3】図１に示した建設機械に備わった油圧システムの回路図

【図4】本発明の第２実施形態に係る建設機械に備わった油圧システムの回路図

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。

【0014】

（第１実施形態）
－建設機械－
図１は本発明の第１実施形態に係る建設機械の側面図である。以降、図１における左方向を旋回体３の前方とする。なお、本実施形態ではフロント作業機の先端にアタッチメント（作業具）ＡＴとしてバケットを装着した油圧ショベルを例示して説明するが、グラップルやブレーカ、チゼル等、アタッチメントＡＴは作業に応じた種類のものに適宜交換される。また、本発明は、クイックヒッチを介してフロント作業機にアタッチメントを装着できる建設機械であれば適用でき、油圧ショベル以外の建設機械、例えばホイールローダにも本発明は適用可能である。

【0015】

同図に示した油圧ショベル１は、多関節型のフロント作業機１Ａと車体１Ｂとを含んで構成される。車体１Ｂは、左右の走行モータ（不図示）により走行する走行体２と、走行体２の上部に取り付けられた旋回体３とで構成される。旋回体３は、旋回モータ（不図示）により走行体２に対して旋回する。旋回体３の旋回中心軸は油圧ショベル１が水平地に停車した状態で鉛直である。旋回体３には運転室４が設けられている。

【0016】

フロント作業機１Ａは、鉛直面内でそれぞれ回動する複数の被駆動部材（ブーム５及びアーム６）を連結して構成されている。ブーム５の基端は、旋回体３の前部に回動可能に連結されている。このブーム５の先端には、アーム６が回動可能に連結されている。アーム６の先端には、クイックヒッチＱ（後述）を介してアタッチメントＡＴが回動可能に連結されている。ブーム５は、ブームシリンダ７によって駆動される（上げ動作及び下げ動作する）。アーム６は、アームシリンダ８によって駆動される（クラウド動作及びダンプ動作する）。アタッチメントＡＴは、アタッチメントシリンダ９によってクイックヒッチＱと共に駆動される（クラウド動作及びダンプ動作する）。図１の油圧ショベル１では、ブームシリンダ７、アームシリンダ８及びアタッチメントシリンダ９が、フロント作業機１Ａを駆動するアクチュエータを構成する。

【0017】

上記の通り、フロント作業機１Ａには、クイックヒッチＱを介してアタッチメントＡＴを装着することができる。クイックヒッチＱは、フロント作業機１ＡにアタッチメントＡＴを脱着可能に連結する油圧駆動式のジョイント装置である。このクイックヒッチＱは、ピンＰ１，Ｐ２を介してフロント作業機１Ａの先端（アーム６の先端）に装着される。

【0018】

－連結ユニット－
図２はクイックヒッチＱの側面図である。クイックヒッチＱは、図２に示したように、本体フレームＢ、凹部Ｒ１，Ｒ２、フックＦ、及びロックシリンダＣを含んで構成されている。

【0019】

本体フレームＢは、左右の縦板Ｂ１と左右の縦板Ｂ１を連結する横板Ｂ２とを含んで構成されている。図２ではクイックヒッチＱを左方から見て表しているため、左右の縦板Ｂ１は重なっており、左側の縦板Ｂ１のみが見えている。先に触れた通り、クイックヒッチＱは、ピンＰ１，Ｐ２を介して作業機２０の先端に取り付けられる。具体的には、ピンＰ１を介して本体フレームＢとアタッチメントリンク１０が回動自在に連結され、ピンＰ２を介して本体フレームＢとアーム６の先端部が回動自在に連結されている。アタッチメントリンク１０は、アタッチメントシリンダ９とアーム６とを連結するリンク機構の要素である。本体フレームＢの左右の縦板Ｂ１には、作業機２０に近い側（図２中の右側）にボスＢ３，Ｂ４が設けられている。ピンＰ１がボスＢ３を介してアタッチメントリンク１０に、ピンＰ２がボスＢ４を介してアーム６に通される。このようにしてクイックヒッチＱがフロント作業機１Ａの先端部に装着され、フロント作業機１Ａのアタッチメントリンク１０及びアーム６がクイックヒッチＱを介して連結される。

【0020】

凹部Ｒ２は、図２の姿勢において、本体フレームＢの左右の縦板Ｂ１の下部に位置するＵ字状の溝である。凹部Ｒ２は下向き（アームクラウド方向）に開口しており、アタッチメントＡＴに装着されたピンＰ４に被さって、このピンＰ４と係り合う。

【0021】

凹部Ｒ１も、本体フレームＢの左右の縦板Ｂ１に設けた溝であり、図２の姿勢において凹部Ｒ２よりも上側に位置する。凹部Ｒ１は、アタッチメントＡＴに向かって開口し、アタッチメントＡＴに装着されたピンＰ３に被さって、このピンＰ３と係り合う。クイックヒッチＱにアタッチメントＡＴを装着する際、凹部Ｒ２とピンＰ４とが係り合った状態で、ピンＰ４を支点にしてクイックヒッチＱを図中の左回りに回動させると、ピンＰ３に凹部Ｒ１が被さる。そのため、凹部Ｒ１の間口はピンＰ３の直径よりも広く設定されている。

【0022】

フックＦは、凹部Ｒ１に入ったピンＰ３を抱え込んで把持する金具であり、本実施形態においては、左右の縦板Ｂ１の間に介在する。フックＦは、本体フレームＢの左右の縦板Ｂ１に対してピンＦ１を介して回動可能に連結されており、凹部Ｒ２と反対側に爪を向けた姿勢で本体フレームＢに取り付けられている。

【0023】

ロックシリンダＣは、フックＦを回動させる油圧アクチュエータであり、フックＦと同様に左右の縦板Ｂ１の間に介在している。ロックシリンダＣの一端は本体フレームＢの左右の縦板Ｂ１に対してピンＣ１を介して回動可能に連結されており、他端はフックＦに対してピンＣ２を介して回動可能に連結されている。

【0024】

ロックシリンダＣは、油圧ポンプ２２（図３）から吐出される圧油で駆動され、ロックシリンダＣが伸長するとフックＦが閉じ、収縮するとフックＦが開く。凹部Ｒ１，Ｒ２にピンＰ３，Ｐ４が入った状態で、ロックシリンダＣが伸長することにより、フックＦが凹部Ｒ２から離れる方向（図２では右回り）に回動してピンＰ３を抱え込み、凹部Ｒ１内でピンＰ３が拘束される（ロックされる）。反対に、ロックシリンダＣが収縮することにより、フックＦが凹部Ｒ２に近付く方向（図２では左回り）に回動して凹部Ｒ１を開放し、ピンＰ３の拘束が解かれる（アンロックされる）。このようにして、クイックヒッチＱにアタッチメントＡＴが脱着される。

【0025】

－油圧システム－
図３は図１に示した油圧ショベルに備わった油圧システムの回路図である。図３に示した油圧回路は、アタッチメントシリンダ９及びロックシリンダＣを駆動する回路を抽出したものである。代表的な構成要素として、タンク２１、油圧ポンプ２２、パイロットポンプ２３、方向制御弁２４、電磁切換弁ユニット２５等を抜き出して同図に示してある。

【0026】

タンク２１は、作動油を貯留する容器であり、旋回体３に搭載されている。

【0027】

油圧ポンプ２２は、可変容量型のポンプであり、タンク２１から吸入した作動油を加圧し、アタッチメントシリンダ９等の油圧アクチュエータを駆動する圧油を吐出する。この油圧ポンプ２２は、旋回体３に搭載された原動機（エンジン（内燃機関）又はモータ）により駆動される。油圧ポンプ２２の容量は、レギュレータ（不図示）によって制御される。レギュレータは、パイロット弁２６（後述）等からのパイロット圧、又は油圧ポンプ２２の前後差圧等に応じて作動し、油圧ポンプ２２の容量を制御する。なお、油圧ポンプ２２には、固定容量型を採用することもできる。

【0028】

パイロットポンプ２３は、タンク２１から吸入した作動油を加圧してパイロット油を吐出する固定容量型のポンプ（ギヤポンプ等）である。パイロット油は、方向制御弁２４等の油圧駆動式の回路要素の動力源となる。

【0029】

方向制御弁２４は、油圧ポンプ２２から吐出された圧油を制御してアタッチメントシリンダ９を駆動するバルブであり、アタッチメントシリンダ９の始動／停止及び伸縮方向の切り換え等を制御する。本実施形態において、方向制御弁２４には、油圧ポンプ２２をタンク２１に繋ぐセンタバイパスライン２４ａが中央の切換位置に設けられた３位置切換弁が用いられている。

【0030】

なお、方向制御弁２４は、方向制御弁群２４Ｕを構成する複数の方向制御弁の１つである。図３では、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、旋回モータ、走行モータを駆動する各回路が図示省略されているが、方向制御弁群２４Ｕには、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、旋回モータ、走行モータをそれぞれ駆動する方向制御弁が含まれる。ブームシリンダ７、アームシリンダ８、旋回モータ、走行モータを駆動する回路は、アタッチメントシリンダ９を駆動する回路と同様の構成である。

【0031】

パイロット弁（減圧弁）２６は、パイロットポンプ２３が吐出するパイロット油の圧力を操作に応じて減圧し、方向制御弁２４等を駆動するパイロット圧を生成し出力する。このパイロット弁２６は、パイロット配管２６ａ，２６ｂを介して、方向制御弁２４のスプールの両側に配置された受圧室に接続し、これにより方向制御弁２４の受圧室にパイロットポンプ２３が接続される。パイロット弁２６は、操作レバー２６ｌで操作される。操作レバー２６ｌは、運転室４の内部において運転席（不図示）の横に配置される。前述した通り、パイロット弁２６が出力するパイロット圧で方向制御弁２４が駆動されることから、方向制御弁２４は、パイロット弁２６を操作する操作レバー２６ｌにより操作されることとなる。

【0032】

例えば、操作レバー２６ｌを一方側に倒すと、パイロットポンプ２３が吐出するパイロット油の圧力を元圧として、パイロット弁２６でパイロット圧が生成される。このパイロット圧がパイロット配管２６ａに出力され、方向制御弁２４の図３における左側の受圧室に作用する。これにより、方向制御弁２４のスプールが同図中で右側に移動し（左側の切換位置に切り換わり）、油圧ポンプ２２の吐出油がアタッチメントシリンダ９のボトムポートに供給され、アタッチメントシリンダ９が伸長しアタッチメントＡＴがクラウド方向に回動する。

【0033】

反対に、操作レバー２６ｌを他方側に倒すと、パイロットポンプ２３が吐出するパイロット油を基にパイロット弁２６で生成されたパイロット圧が、パイロット配管２６ｂを介して方向制御弁２４の図３における右側の受圧室に作用する。これにより、方向制御弁２４のスプールが同図中で左側に移動し（右側の切換位置に切り換わり）、油圧ポンプ２２の吐出油がアタッチメントシリンダ９のロッドポートに供給され、アタッチメントシリンダ９が収縮しアタッチメントＡＴがダンプ方向に回動する。

【0034】

操作レバー２６ｌを中立位置に戻すと、方向制御弁２４へのパイロット圧の作用が停止し、方向制御弁２４のスプールがばね２４ｓの復元力によって中立位置（中央の切換位置）に復帰する。これにより、アタッチメントシリンダ９が油圧ポンプ２２やタンク２１から回路的に切り離され、保持圧によりアタッチメントシリンダ９が静止する。方向制御弁２４のスプールが中立位置にある場合、油圧ポンプ２２から供給される圧油は、センタバイパスライン２４ａを通ってタンク２１に戻る。

【0035】

電磁切換弁ユニット２５は、ロックシリンダＣを制御してクイックヒッチＱによるアタッチメントＡＴの脱着を制御するバルブユニットであり、切換弁２７、リリーフ弁２８、逆止弁２９を含んで構成される。図３の油圧回路のロックポート３１及びアンロックポート３２は、この電磁切換弁ユニット２５を介して油圧ポンプ２２及びタンク２１に接続される。ロックポート３１は、ロック側油室Ｃ３に接続され、ロック側油室Ｃ３に油圧ポンプ２２からの圧油を導く。ロック側油室Ｃ３は、ロックシリンダＣの動作によってクイックヒッチＱがアタッチメントＡＴを把持する際に受圧するロックシリンダＣの油室（本実施形態ではボトム側油室）である。アンロックポート３２は、アンロック側油室Ｃ４に接続され、アンロック側油室Ｃ４に油圧ポンプ２２からの圧油を導く。アンロック側油室Ｃ４は、ロックシリンダＣの動作によってクイックヒッチＱがアタッチメントＡＴの把持状態を解除する際に受圧するロックシリンダＣの油室（本実施形態ではロッド側油室）である。

【0036】

切換弁２７は、ロックポート３１及びアンロックポート３２の各接続先を油圧ポンプ２２及びタンク２１のいずれかに切り換えるバルブである。この切換弁２７は、油圧ポンプ２２と方向制御弁２４とを接続する油圧ポンプ２２の吐出配管２２ａに接続されており、吐出配管２２ａに方向制御弁２４と並列に接続されている。本実施形態の切換弁２７は電磁弁である。切換弁２７を操作するスイッチ３３は、運転室４に設けられている。スイッチ３３から出力される操作信号に応じてコントローラ（制御装置）３４から指令信号が出力され、コントローラ３４からの指令信号によりソレノイドが励磁又は消磁されて切換弁２７が作動する。

【0037】

但し、切換弁２７をスイッチ３３と機械的に連携させ、コントローラ３４を介することなく、スイッチ３３の動作に連動して切換弁２７が動作する構成としても良い。また、切換弁２７に油圧駆動式のバルブを採用すると共に、スイッチ３３で操作されるパイロット弁を回路に組み込み、スイッチ操作に応じてパイロット弁から出力されるパイロット圧により切換弁２７が動作する構成としても良い。

【0038】

本実施形態においては、スイッチ３３がオン操作されると、コントローラ３４からの指令信号で切換弁２７のソレノイドが励磁され、切換弁２７のスプールが図３中の左方向に移動する（右側の切換位置に切り換わる）。これにより、油圧ポンプ２２の吐出配管２２ａがアンロックポート３２に繋がり、同時にタンク２１がロックポート３１に繋がる。

【0039】

反対に、スイッチ３３がオフのとき、コントローラ３４からの指令信号が出力されず切換弁２７のソレノイドが消磁され、切換弁２７のスプールがばね２７ｓにより図３中の右方向に押し付けられる（左側の切換位置になる）。これにより、油圧ポンプ２２の吐出配管２２ａがロックポート３１に繋がり、同時にタンク２１がアンロックポート３２に繋がる。

【0040】

リリーフ弁２８は、油圧ポンプ２２及び切換弁２７を接続する油路に設けられたパイロット駆動式のリリーフ弁である。より具体的には、リリーフ弁２８は、油圧ポンプ２２の吐出配管２２ａにおける他のアクチュエータの駆動回路との分岐部２２ｂと切換弁２７の間の位置に設けられている。リリーフ弁２８の受圧室（パイロット室）は、操作レバー２６ｌの操作に伴って昇圧する油圧配管と、リリーフパイロット配管２８ａを介して接続している。本実施形態において、リリーフパイロット配管２８ａを介してリリーフ弁２８の受圧室と接続される油圧配管は、油圧ポンプ２２の吐出配管２２ａである。つまり、リリーフ弁２８のばね２８ｓによって規定される設定圧力を吐出配管２２ａの圧力が超えると、リリーフ弁２８が開く。吐出配管２２ａの圧力が設定圧力を下回ると、リリーフ弁２８が閉じる。図３では、リリーフ弁２８として可変式リリーフ弁を図示してあるが、リリーフ弁２８は固定式リリーフ弁であっても良く、また図示した構成に限らず、例えばノンリーク型のリリーフ弁を用いることもできる。

【0041】

逆止弁２９は、切換弁２７を介してロックポート３１及び油圧ポンプ２２が接続状態（つまりアタッチメントＡＴを把持した状態）にあるときのロックシリンダＣのロック側油室Ｃ３からの圧油の流出を防止するバルブである。この逆止弁２９は、油圧ポンプ２２及び切換弁２７の間（具体的には、油圧ポンプ２２の吐出配管２２ａの分岐部２２ｂと切換弁２７の間の位置）に設けられる。本実施形態において、逆止弁２９は、リリーフ弁２８と切換弁２７の間に設けられている。図３では、逆止弁２９としてスプリング式の逆止弁を図示してあるが、逆止弁２９はスイング式等の他の方式の逆止弁であっても良く、また図示した構成に限らず、例えばオペレートチェック弁を用いることもできる。

【0042】

－動作－
（１）アタッチメントの取り付け
クイックヒッチＱを介してフロント作業機１ＡにアタッチメントＡＴを装着する際の典型的な手順を説明する。

【0043】

まず、予めフロント作業機１ＡにクイックヒッチＱを装着しておき、所定の場所に設置されたアタッチメントＡＴのピンＰ４にクイックヒッチＱの凹部Ｒ２が被さるように、走行体２、旋回体３、フロント作業機１Ａを適宜操作する。ピンＰ４に凹部Ｒ２が被さったら、スイッチ３３をオンにして油圧ポンプ２２をアンロックポート３２に接続した状態でアタッチメントシリンダ９を伸ばし、ピンＰ４を中心にしてクイックヒッチＱをクラウド方向に回動させる。この間、方向制御弁２４のセンタバイパスライン２４ａが絞られて（若しくはレギュレータによりポンプ容量が制御されて）油圧ポンプ２２の吐出配管２２ａの圧力が上昇し、リリーフ弁２８が開いて油圧ポンプ２２の吐出油がアンロックポート３２に導かれる。これにより、ロックシリンダＣが収縮しフックＦが開放された状態でクイックヒッチＱが回動し、アタッチメントＡＴのピンＰ３にクイックヒッチＱの凹部Ｒ１が被さる。

【0044】

アタッチメントＡＴのピンＰ３，Ｐ４がクイックヒッチＱの凹部Ｒ１，Ｒ２に入ったら、スイッチ３３をオフに戻して油圧ポンプ２２をロックポート３１に接続した状態とし、油圧ショベル１のアクチュエータを動かす。その際の操作は、アタッチメントシリンダ９を伸長させる操作（アタッチメントクラウド操作）が望ましい。アタッチメントＡＴ及びフロント作業機１Ａの相対姿勢が変わらないためである。こうして油圧ショベル１のアクチュエータを駆動することにより、再び油圧ポンプ２２の吐出配管２２ａが昇圧し、リリーフ弁２８が開いて油圧ポンプ２２の吐出油がロックポート３１に導かれる。これにより、ロックシリンダＣが伸長しフックＦが閉じてクイックヒッチＱによってアタッチメントＡＴが把持され、フロント作業機１ＡにアタッチメントＡＴが確りと装着される。

【0045】

フロント作業機１ＡにアタッチメントＡＴが装着されたら、スイッチ３３をオフにしたまま、各油圧アクチュエータを操作して油圧ショベル１を操縦する。この間、油圧ショベル１の油圧アクチュエータが駆動される度に、クイックヒッチＱのロックシリンダＣのロック側油室Ｃ３が加圧され、アタッチメントＡＴを把持する力が加わる。その一方で、ロックシリンダＣのロック側油室Ｃ３は逆止弁２９で封止されため、ロック側油室Ｃ３が加圧されないときも、ロック側油室Ｃ３からの圧油の流出が防止され、クイックヒッチＱがアタッチメントＡＴを確りと把持した状態が維持される。

【0046】

（２）アタッチメントの取り外し
クイックヒッチＱからアタッチメントＡＴを取り外す際の典型的な手順を説明する。

【0047】

まず、所定の場所にアタッチメントＡＴが接地するように、走行体２、旋回体３、フロント作業機１Ａを適宜操作する。アタッチメントＡＴを安定した姿勢で接地させたら、スイッチ３３をオンにして油圧ポンプ２２をアンロックポート３２に接続する。

【0048】

次に、油圧ショベル１のアクチュエータを動かす。その際の操作は、アタッチメントシリンダ９を収縮させる操作（アタッチメントダンプ操作）が望ましい。アタッチメントＡＴ及びフロント作業機１Ａの相対的な位置変化が小さいためである。こうして油圧ショベル１のアクチュエータを駆動することにより、油圧ポンプ２２の吐出配管２２ａが昇圧し、リリーフ弁２８が開いて油圧ポンプ２２の吐出油がアンロックポート３２に導かれる。これにより、ロックシリンダＣが収縮し、フックＦが開いてクイックヒッチＱによるアタッチメントＡＴの把持状態が解除される。

【0049】

フックＦが開いたら、更にアタッチメントシリンダ９を縮め、アタッチメントＡＴのピンＰ４を中心にしてクイックヒッチＱをダンプ方向に回動させ、アタッチメントＡＴのピンＰ３からクイックヒッチＱの凹部Ｒ１を離反させる。更に、例えばブーム上げ操作等をしてアタッチメントＡＴのピンＰ４からクイックヒッチＱの凹部Ｒ２を離反させ、クイックヒッチＱを持ち上げる。これにより、フロント作業機１ＡからアタッチメントＡＴが取り外される。

【0050】

－効果－
（１）油圧ポンプ２２とアンロックポート３２との間にリリーフ弁２８を設けたことにより、クイックヒッチＱによるアタッチメントＡＴの把持状態の解除動作を、スイッチ３３の操作及び油圧ショベル１のアクチュエータ操作の２段階で安定的に操作できる。

【0051】

例えば、油圧ショベル１の油圧アクチュエータを操作していない状態でも、油圧ポンプ２２の吐出配管２２ａの圧力は、作動油の性状等の複数の要因により安定しない場合がある。そのため、図３の油圧回路において、仮にリリーフ弁２８を省略した場合、スイッチ３３をオンにして切換弁２７を駆動した段階でロックシリンダＣが収縮してしまう可能性もある。

【0052】

それに対し、本実施形態においては、油圧ポンプ２２とアンロックポート３２との間にリリーフ弁２８があることにより、吐出配管２２ａの圧力がばね２８ｓで規定される設定圧力を超えなければロックシリンダＣは収縮しない。従って、スイッチ３３を操作しただけでロックシリンダＣが収縮することがなく、スイッチ３３を操作した上で意図的に油圧ショベル１のアクチュエータを操作して吐出配管２２ａを昇圧させて初めて、ロックシリンダＣを収縮させることができる。

【0053】

このとき、単に２段階操作でロックシリンダＣを収縮させるだけなら、リリーフ弁２８の代わりに電磁駆動式の開閉弁を設け、油圧ショベル１のアタッチメント操作をセンサで検知し、これに応じてコントローラ３４からの信号により開閉弁を開く構成でも良い。しかし、この場合には、仮にセンサやその電気系統に異常が発生した場合、ロックシリンダＣを操作できずアタッチメントＡＴの脱着に支障を来す。

【0054】

これに対しても、本実施形態では、油圧駆動式のリリーフ弁２８を用い、更にアクチュエータ操作に伴って昇圧する油圧配管（本例では吐出配管２２ａ）の圧力をリリーフ弁２８のパイロット圧に利用することで、センサ等の異常の影響を受けることがない。

【0055】

以上の通り、本実施形態によれば、センサを用いることなく、安定的に２段階操作でクイックヒッチＱを駆動することができる。

【0056】

（２）また、クイックヒッチに搭載されるロックシリンダのサイズや油圧回路は製造元により異なる。そのため、従来、スイッチ操作をした段階でロックシリンダの油室にかかる圧力を、マージンを考慮しつつロックシリンダの容量に応じて調整する等、使用するクイックヒッチに合わせて建設機械側の油圧回路をチューニングする必要があった。それに対し、本実施形態では、クイックヒッチＱに応じたチューニングを必要とせず、高い汎用性が確保されることも大きな利点である。

【0057】

（３）フロント作業機１ＡにアタッチメントＡＴを装着して作業する間、油圧ショベル１の油圧アクチュエータが駆動される度に、ロックシリンダＣのロック側油室Ｃ３が加圧され、クイックヒッチＱがアタッチメントＡＴを把持する力が加わる。その一方で、ロックシリンダＣのロック側油室Ｃ３は逆止弁２９で封止されるため、ロック側油室Ｃ３が加圧されないときも、ロック側油室Ｃ３からの圧油の流出が防止され、クイックヒッチＱがアタッチメントＡＴを確りと把持した状態が維持される。

【0058】

（第２実施形態）
図４は本発明の第２実施形態に係る建設機械に備わった油圧システムの回路図である。図４において第１実施形態と同一又は対応する要素には、既出図面と同符号を付して説明を省略する。

【0059】

本実施形態が第１実施形態と相違する点は、リリーフパイロット配管２８ａを介してリリーフ弁２８の受圧室と接続される油圧配管が、パイロット弁２６（図３）を方向制御弁２４の受圧室に繋ぐパイロット配管２６ａ，２６ｂである点である。本実施形態におけるその他の構成は第１実施形態と同様であり、アタッチメントＡＴの脱着時の操作も第１実施形態と同様である。

【0060】

本実施形態では、アタッチメントＡＴを装着する際、スイッチ３３をオフにしてアタッチメントシリンダ９を動かす（例えば伸長させる）と、パイロット弁２６が出力するパイロット圧がリリーフパイロット配管２８ａを介してリリーフ弁２８の受圧室に作用する。これにより、第１実施形態と同様、リリーフ弁２８が開いてロックシリンダＣが伸長し、クイックヒッチＱによりアタッチメントＡＴが把持される。アタッチメントＡＴを取り外す際は、スイッチ３３をオンにしてアタッチメントシリンダ９を動かす（例えば収縮させる）。これにより、パイロット弁２６が出力するパイロット圧がリリーフ弁２８の受圧室に作用し、リリーフ弁２８が開いてロックシリンダＣが収縮し、フックＦが開きクイックヒッチＱによるアタッチメントＡＴの把持状態が解除される。

【0061】

本実施形態でも、第１実施形態と同様に、センサを用いることなく、安定的に２段階操作でクイックヒッチＱを駆動することができる。

【0062】

また、アタッチメントシリンダ９の動作に係るパイロット圧でリリーフ弁２８を駆動するので、クイックヒッチＱの２段階目の操作をアタッチメントシリンダ９の操作に限定できる。クイックヒッチＱの２段階目の操作がアタッチメントシリンダ９の操作に限定されることで、アタッチメントＡＴの脱着時のフロント作業機１ＡとアタッチメントＡＴとの位置関係の変化が必然的に抑制され、アタッチメントＡＴの脱着作業が円滑化される。

【0063】

なお、本実施形態では、リリーフパイロット配管２８ａを介してパイロット弁２６のパイロット配管２６ａ，２６ｂをリリーフ弁２８の受圧室に接続する構成を説明したが、必ずしもこの構成には限定されない。アタッチメントＡＴの脱着時のアクチュエータ操作を、アタッチメントシリンダ９の伸長操作及び収縮操作のいずれか一方に限定する場合、パイロット配管２６ａ，２６ｂのいずれか一方をリリーフ弁２８の受圧室に接続する構成とすることができる。また、必要に応じてアタッチメントシリンダ９以外の操作でロックシリンダＣを操作する仕様とする場合、リリーフ弁２８の受圧室の接続元を他の油圧アクチュエータに係るパイロット配管に変更しても良い。

【符号の説明】

【0064】

１…油圧ショベル（建設機械）、１Ａ…フロント作業機、７…ブームシリンダ（アクチュエータ）、８…アームシリンダ（アクチュエータ）、９…アタッチメントシリンダ（アクチュエータ）、２１…タンク、２２…油圧ポンプ、２２ａ…吐出配管（油圧配管）、２３…パイロットポンプ、２４…方向制御弁、２６…パイロット弁、２６ａ，２６ｂ…パイロット配管（油圧配管）、２６ｌ…操作レバー、２７…切換弁、２８…リリーフ弁、２８ａ…リリーフパイロット配管、２９…逆止弁、３１…ロックポート、３２…アンロックポート、３３…スイッチ、ＡＴ…アタッチメント、Ｃ…ロックシリンダ、Ｃ３…ロック側油室、Ｃ４…アンロック側油室、Ｑ…クイックヒッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】