JPH02243834A - 油圧ショベルのフリー旋回システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、慣性力の大きい油圧駆動回転体のフリー旋
回を選択的に行うことのできる油圧システムに関する。

従来の技術 従来から油圧ショベルはそのフロントアタッチメントを
取かえることにより本来の用途であるバックホウ、ロー
ゲイングショベルなどの土工機械としてのみならず、移
動式クレーンの性格を有する荷役作業機械としても中広
（利用されることが多いが、上部旋回体の旋回駆動シス
テムの機能は、最も汎用的に使用される土工機械に適し
た性能を付与していた。すなわち、旋回操作レバな旋回
位置から中立位置に復帰させると、自動的に旋回体の慣
性エネルギを油圧モータの油圧ブレーキトルクにより吸
収し、強制的に停止、保持せしめる方式の油圧回路方式
を採用し、土工作業の安全性とサイクルタイムの向−Ｆ
に役立たせている。この種の油圧回路の実施例は第６図
に示すようなもので、旋回用油圧モータ５の作動操作を
する油圧切換弁４を、図のＡ位置またはＢ位置に切換え
ることにより、旋回モータ５は正または逆の方向に回転
し、旋回ビニオン、ギヤなどにより上部旋回体を旋回せ
しめる。油圧切換弁４を、旋回作業中に中立位置すなわ
ちＣ位置にすると、主ポンプ２からの圧油供給は断たれ
、旋回モータ５の油流入、流出口に通ずる油路６．７は
共に油圧切換弁４のスプールで閉止されるが、上部旋回
体の回転慣性により、旋回モータ５は強制的に回転され
るので、一方のボートから油を吸入し、高圧となって他
方のボートから吐出される。この吐出した高圧油はリリ
ーフ弁８′または８を通り低圧側の油路６または７にリ
リーフし、再び油圧モータ５の反対側のボートから吸入
される。この動作を反復し、圧油がリリーフ弁８．８′
を通過し低圧となる間に、上部旋回体の回転慣性エネル
ギが消費され次第に速度は低下し、遂には停止しその位
置を保持するようになる。すなわち、油圧ショベルの上
部旋回体を旋回させた状態から油圧切換弁４をＣ位置に
切換えると油圧モータ５には自動的に油圧制動トルクが
発生し、」二部旋回体の旋回速度を減速し、短時間で停
止させる能力を与えである。なお、油圧モータ５が制動
トルクを発生ずるためには、該油圧モータ５の作動部油
室に油が充満していなければならず、制動中に油密部か
ら洩れ、回路中の油が不足すると制動トルクを発揮し得
な（なるので、これを防止するため、油路６および７に
はチエツク弁９．９′を介して旋回モータその他のアク
チュエータからの主戻り回路１０の油路１１を経て常時
補給を行い、また反面、油圧切換弁４が中立位置Ｃとな
ったとき、何等かの原因で油路６．７に異常高圧が閉込
められないようリリフ弁１２．１２′が設けである。

以上のような油圧回路構成の上部旋回体駆動システムに
おいては、土工機械または一部の荷投機械としては長所
となるが、反面フロントアタッチメントを変更し、伯の
用途に利用するときは、作業操作上短所となることも往
々にしである。例えば、第３図に示ずブーム３４、アー
ム３５、ハックポウパケット３６を備えた一般の油圧バ
ックホウでは、ブーム３４、アーム３５、バックホウパ
ケット３６を操作して土砂を掬い込み、旋回をして土砂
を運搬車または所定の位置に移動させるときには、旋回
操作レバな中立にするのみで自動的に旋回ブレーキがか
かり、所定の位置に停止させることは容易であり、また
停止後は車体が成程度傾斜しているような場合でも、何
等の操作をすることなく小時間定位置を保つこともでき
るので有効である。反面、第４図に示すように、アーム
３５の先端にウィンチボックス３７を取付け、ワイヤロ
ープ４０によりフックブロック３８をつるし、−）り荷
３９の荷役をする作業においては、つり荷３９をつり上
げ上部旋回体を旋回して所定の位置に移動させ、旋回操
作レバな中立に戻すと、上部旋回体と一体となって動（
ウィンチボックス３７は旋回ブレーキ力により大きい減
速度をもって停止しようとし、つり荷３９は慣性力によ
り振子運動を起す結果となり、所定の位置決めは至難で
ある。従来、このようなアタッチメントを装備した機械
には熟練した運転員が慎重に、ゆつ（つと旋回の加速、
減速を行い、つり荷３９に振子運動が起らないような運
転をしたり、また、つり荷３９の振子運動に合わせて旋
回作動を追随させて振れを止めるなど、高度の技量が必
要で、さもなくば、サイクルタイムの低下にもなってい
た。

また、荷役作業においても第５図に示す如（、アーム４
１の先端に木材その他の掴み具４２を直接取付けた形式
の荷投機械では、旋回ブレーキ力が働いても振子運動は
起り難く、むしろ成程度強制的に旋回停止をさせたほう
がサイクルタイムの向上、荷物の位置決めが容易となる
ものである。

発明が解決しようとする問題点 上記の如く、油圧ショベルのフロントアタッチメントを
装備がえして種々な用途に使用する場合、その作業内容
により旋回操作レバを中立にしたとき、旋回ブレーキ力
が作用することが長所であったり、短所であったりする
ことがあるので、１台の油圧ショベルにおいて、旋回操
作レバ中立時の自動ブレーキ性能とフリー旋回性能とを
、簡単な操作のみで自由に選択操作ができる油圧回路シ
ステムを実現しようとするものである。

問題点を解決するための手段 以上の機能を持たせるため、この発明は次のような油圧
・電気回路構成どしている。

すなわち、旋回駆動用の油圧モータに圧油を供給する１
対の作動回路を通常は遮断し、油圧信号により連通させ
る第１のパイロット切換弁を設ける。そうして油圧モー
タの作動回路に圧油を切換え供給する油圧切換弁の作動
をする左右のパイロット油圧回路のパイロット圧のうち
、高旺側の信号圧を選択的に取出すシャトル弁を設け、
該シャトル弁からの信号圧をパイロット圧または圧力ス
イッチを介して作動される第２の切換弁と、パイロット
油圧源からの油圧回路をスイッチ操作により送られる電
気信号、その他により開閉する第３の切換弁によってパ
イロット油圧源から分岐された圧油な、第２の切換弁を
経て第１のパイロット切換弁のパイロワｌ−油室にふく
油路を設ける。

作　　　用 スイッチを閉じ電磁弁を作動させると、パイロット油圧
源の圧油は第２の切換弁の流入ボートに達する。このと
き、旋回用油圧モータ作動用油圧切換弁のパイロット油
室の圧力が左右何れも低圧のとき、すなわち、旋回操作
をしていないときはシャトル弁の出口圧力は低（、第２
の切換弁を作動せしめないので、第３の切換弁から送ら
れてきた圧油は第２の切換弁の開放通路を通り、第１の
パイロット切換弁のパイロット油室に流入し、該パイロ
ット切換弁を作動し油圧モータの１対の作動回路を連通
ずるので、油圧モータは外力により自由に回転する。次
いで、油圧モータ作動用油圧切換弁のパイロット油室の
何れか一方の圧力が上昇したとき、すなわち、旋回操作
を開始すると、シャトル弁により上昇した側の圧力を取
出し第２の切換弁を作動せしめるので、第３の切換弁を
経て送られる圧油は遮断され、第１のパイロ・ソ１−切
換弁のパイロット油室は第２の切換弁を経てタンクと連
通ずるので、第１のパイロット切換弁は油圧モーフの１
対の作動回路の連通を解きそれぞれ独立させるので旋回
起動時は通常の旋回加速がなされる。なお旋回起動後、
旋回操作レバな中立に戻すと再び上述の如く第１のパイ
ロット切換弁Ｃ才連通位置となりフリー旋回状態となり
、またスイッチを開放するとパイ四ツ１〜油圧源からの
圧油は第３の切換弁で遮断される。従って第１のパイロ
ット切換弁は遮断状態となり、旋回システムは通常の油
圧ショベルと同様の回路構成に復帰する。

実　　　施　　　例 この発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の油圧リモートコントロール方式油圧シ
ョベルの旋回駆動システムに適用したときの第１実施例
を示す油圧・電気回路図である。

１はメインポンプ２、パイロットポンプ３を駆動するエ
ンジンで、メインポンプ２はタンク２１からサクション
ストレーナ１９を経て油を吸入し、吐出油はリリーフ弁
１７で調圧され旋回モータ５作動用の油圧切換弁４に通
じ、該切換弁４のスプールが中立時、すなわち、Ｃ位置
のとぎには油路２４を通り他の油圧切換弁（図示せず）
に達し、更に他の油圧切換弁群の戻り油路と合流して主
戻り回路１０となり、タンク２１へ流入する。

２５．２６は旋回操作用パイロット弁（図示せず）によ
り調圧された信号圧油を油圧切換弁４のパイロット油室
に導入するパイロット油路であり、この信号圧により該
油圧切換弁４のスプールが移動しＡまたはＢ位置に切換
ねるとメインポンプ２の吐出圧油は油路６、油圧モータ
５、油路７、油圧切換弁４のＡ位置通路を経てタンク２
１へ、或いは油路７、油圧モータ５、油路６、油圧切換
弁４のＢ位置通路を経てタンク２１へと流れ、油圧モー
タ５を正転または逆転させる働きをする。８．８′はそ
れぞれ油路６から７へ、および油路７から６へ向は開放
されるようになっているリリーフ弁であり、慣性の大き
い油圧ショベル上部旋回体を油圧モータ５により旋回せ
しめた後、急に油圧切換弁４をＣ位置にしたとき油路６
．７が閉止され高圧が発生ずることを防止し、更にリリ
ーフ作動中に一定の制動トルクを油圧モータ５に与える
ためのものである。また油路６．７に向け、それぞれチ
エツク弁９．９′が、主戻り回路１０から油路１１を通
って油を補給する向ぎに設けであるので、油路６．７、
油圧モータ５の内部作動油室内には常に油が充満し、油
圧モータ５が外力により駆動されても空転しないように
なっている。更に、油路６．７にはぞれぞれリリーフ弁
１２．１２′が設けてあり油圧切換弁４がＣ位置になっ
たとき１作動回路に異常とじ込め圧が発生することを防
止しており、その設定圧力は、一般にリリーフ弁８．８
′の設定圧よりも高くしである。

一方、パイロットポンプ３の吐出油は、パイロット油圧
源となるもので、回路圧を一定値に保つためにリリーフ
弁１８を有しており、フィルタ２０、油路２８を通って
パイロット弁に導かれている。

油路６．７の間には、パイロット圧が作用しないときは
両油路を遮断し、パイロット圧が作用したときには相互
に連通ずる油路を形成する第１の２位置、パイロット切
換弁１３が設けてあり、該パイロット切換弁１３のパイ
ロット油室は、第２の２位置、パイロット切換弁１４の
出ｌコボートと油路３１で連通している。該パイロット
切換弁１４のパイロット油室には、油圧切換弁４の右ま
たは左のパイロット油室に通じるパイロット油路２５．
２６のどちらかの圧力が上昇すると、その側の圧力を選
択的に取り出すシャトル弁１６からパイロット油路２７
が導いてあり、該パイロット油路２７の圧力が上昇する
と上記パイロット切換弁１４が切換わり電磁切換弁１５
の出口ポートとパイロット切換弁１４の入口ボートとを
連通ずる油ＦＪ８３０を遮断し、油路３１をタンク２１
に通ぜしめ、バイ四ツ１〜油路２７の圧力が低下すると
油路３０と油路３１と連通するようになっている。

また、電磁切換弁Ｉ５の流入ボートには、パイロット油
圧源の油路２８から分岐した油路２９が通じており、運
転室などの操作し易い位置に取付けられたスイッチ２２
を開閉することにより、油路３０をタンク２１或いは油
路２９に連通さぜる。

次に、以上の構成からなる油圧・電気回路における作動
について詳述する。

先ず、スーｒツチ２２が開路状態で電磁切換弁１５が励
＆ｆｉ［されないときを説明すると、該電磁切換弁１５
のスプールはＨ位置であり油路２９は遮断され、油路３
０はタンク２１に開放されているので、パイロット油路
２７の圧力によりパイロット切換弁１４のスプール位置
はＦまたはＧとなるが、何れの位置にあっても油路３１
はタンク２１に通じており、従ってパイロット切換弁１
３のスプールは常に９位置を保持し、油路６．７は相互
に遮断されている。この状態においては、旋回操作レバ
を操作し、油圧切換弁４がＡまたはＢ、或いはＣ位置と
なり、油圧モータ５を正転または逆転させたり、或いは
上部旋回体の慣性力に抗して減速したり停止保持をした
りするときは、先に述べた第６図の通常の油圧ショベル
と同様の旋回油圧回路状態を維持している。次いで、ス
イッチ２２を閉路し、電磁切換弁１５を励磁すると、該
励６Ｂ切換弁１５は１位置に切換り、旋回操作レバを中
立すなわち、パイロット油路２５．２６の何れにも信号
圧が発生していないときは、パイロット切換弁１４は６
位置に切換っているので、パイロットポンブ３からの圧
油は油路２９、電磁切換弁１５の１位置通路、油路３０
を通り、パイロット切換弁１４の流入ポートに達し、更
に６位置通路、油路３１を経て、パイロット切換弁１３
のパイロット油室に達し、該パイロット切換弁１３をＥ
位置に切換えるので、油路６．７は連通した状態となっ
ている。この状態から、油圧モータ５を回転させようと
して旋回操作レバを操作してパイロット油路２５または
２６の油圧を上昇せしめると、油圧切換弁４はＣ位置か
らＡまたは８位置に切換ると同時にシャトル弁１６によ
り、パイロット油路２５または２６の何れか油圧の一ト
昇した側の圧力信号のみを取出し、パイロット油路２７
を通りパイロット切換弁１４のパイロット油室に送り、
該パイロット切換弁１４をＦ位置に切換えるので、油路
３０の圧油は開田され、油路３１はタンク２１に通じパ
イロット切換弁１３のパイロット油室はタンク圧となり
、該パイロット切換弁１３は９位置となり、油路６．７
は遮断されるので前述第６図と同様の油圧回路状態に復
帰し１、油圧切換弁４を経由して送られてくる圧油によ
り、油圧モータ５は起動を始める。油圧モータ５の回転
にともない、慣性の大きい上部旋回体も旋回をし、次い
で所定の位置に停止せしめるため、旋回操作レバを中立
位置に戻し、パイロット油路２５．２６の油圧がタンク
圧まで低下すると、油圧切換弁４はＣ位置となり油圧モ
ータ５への送油、排出を停止し、油路６．７に通じるボ
ートを遮断すると同時に、パイロット油路２７の圧力も
タンク圧となり、パイロット切換弁１４はＣ位置となり
、油路３０の圧油は該パイロット切換弁１４０）Ｃ位置
通路、油路３１を通りバ１′ロット切換弁１３のパイロ
ット油室に流入し、該パイロット・切換弁１３をＥ位置
に切換えるので、油路６．７はＥ位置通路により、連通
し、油圧モータ５は上部旋回体の慣性によりフリー回転
を続け、ブレーギトルクを発生しないので、第４図の如
きアタッチメントを垂下しているときも、その先端の荷
振れは起らない。また惰力のついた上部旋回体をゆっく
りと停止させるときは、旋回操作レバを逆旋回の方向に
徐々に或いは断続的に操作するか、または第１図の油圧
・電気回路図に付記したように、旋回モータ５軸上に設
けた油圧リリーズ式などの旋回ブレーキ装置２３を備え
ておき操作する方法をとってもよい。

第２図は、本発明の第２実施例を示す油圧・電気回路図
であり、第１実施例と同様、油圧モー２５作動用の油圧
切換弁は油圧パイロット式である。

この実施例では、パイロット切換弁１４の代りに、電磁
切換弁１４′を使用し、シャトル弁１６から送られる信
号圧力を、圧力が上昇すると閉路状態となる圧力スイッ
チ３３に導き、該圧力スイッチ３３の電気信号によって
上記′＠電磁切換弁４′を作動させるようにしたもので
、この回路における圧油の流れおよび操作・作動に一つ
いては第１実施例と全（同様である。

なお、第１実施例、第２実施例における電１ｌｉＮ切換
弁１５は必らずしも電磁式である必要はなく、油圧パイ
ロット式、手動式などの切換弁でもよいが、要は運転席
付近で容易に操作できることが好ましい。

発明の効果 油圧ショベル上部旋回体の旋回システムに、この発明に
係る旋回油圧回路を具備しておくと、フロントアタッチ
メントを変更し、作業内容が変った場合においても、同
一機械で旋回自動ブレーキ機能、フリー旋回機能のどち
らの機能をも、運転席近くのスイッチ操作のみで選択が
自由にできるので、各種作業条件に応じ、最も安全でし
かも能率のよい作業が不馴れな運転者にも容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す油圧・電気回路図、
第２図は本発明の第２実施例を示す油圧・電気回路図、
第３図は油圧式バックホウの側面図、第４図は油圧ショ
ベルのフロントアタッチメントにクレーンを装備したと
きの側面図、第５図は油圧ショベルのフロントアタッチ
メント掴み具を装着したときの側面図、第６図は従来の
油圧ショベルの旋回システムの油圧回路図である。 ３　　・・・・・・・・　・・・・ ４　　・・　・・　・・　・・　・・　・・８．８′　
　・・・・・・・・ ９．９′　　・・・・・・・・ １３、１４　　・・・・ １４′、　ｌ　５　　・・・・ １６　　・・・・　・・　・・・・ ２２　　・・・・・・　・・・・ ３３　　・・・・・・・・・・ パイロットポンプ 油圧切換弁 リリーフ弁 チエツク弁 パイロット切換弁 電磁切換弁 シャトル弁 スイッチ 圧力スイッチ 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 旋回用油圧モータに通じる１対の油路に、油圧切換弁か
   らの圧油を供給し、該油圧モータを正転、逆転、停止さ
   せるようにした旋回駆動システムにおいて、作動回路を
   形成する上記１対の油路を連通する油路と、該油路の中
   間に設け受信部に作用する信号により内部油路を開閉す
   る切換弁と、油圧モータ用油圧切換弁の作動をさせる左
   右の受信部に作用する何れか大きい側の信号を選択的に
   取出す手段と、フリー旋回機能を選択する手段とから構
   成し、上記取出す手段と選択する手段とから得られる信
   号を組合わせて前記開閉弁の受信部へ信号を導いてなる
   油圧ショベルのフリー旋回システム。