JPH0415143B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、上部旋回体が下部走行体に対して
旋回可能の構成となつている建設・荷役機械の上
部旋回体用のブレーキ装置に関するものである。

従来の技術 上部旋回体を備えた建設・荷役機械、例えば、
油圧シヨベルは、そのフロントアタツチメントを
交換することにより、バツクホウなどのような土
砂の掘削作業に使用したり、クラムシエルやクレ
ーンのような荷役作業に使用できるなど、各種の
工種に対し、巾広い用途がある。そうして、その
最大の特徴は上部旋回体を全旋回させることによ
り先端工具である例えばバツクホウバケツト、ク
ラムシエルバケツト、クレーンフツクなどの位置
を旋回作業範囲内の如何なる位置へも移動させ、
正確に位置決めすることが容易な点であるが、作
業工種によつて位置決めをするための旋回体のブ
レーキ操作方法、ブレーキ特性もそれぞれ異質な
ものが要求される。すなわち、油圧シヨベルを第
２図に示すバツクホウとして使用するときは、旋
回操作レバを操作して左右所望の旋回をなし、先
端工具が所定の位置近くにくると旋回操作レバを
中立位置に戻すことにより自動的に旋回油圧モー
タに作用する油圧ブレーキによつて制動力がかか
り停止することが要求される。反面、第３図に示
すようなクレーンとして使用するとき、あるいは
図示しないクラムシエルの場合も同様であるが、
フロントアタツチメントの先端から、ワイヤロー
プ３６を介してウインチ３５によりフツクブロツ
ク３７を上下させて作業を行うものにあつては、
上記バツクホウの場合と同様の油圧ブレーキ力で
旋回体が停止しようとすると、クレーンのフツク
ブロツク３７、またはクラムシエルバケツトは慣
性力のため、振子運動を起こし所定の位置に上記
フツクブロツク３７またはクラムシエルなどの位
置決めをすることができないので、このときは、
旋回操作レバを中立にしたときも旋回油圧モータ
に全く制動トルクが発生しないか、または極く僅
かの制動トルクが発生するのみにしておいて、別
個の手段で必要に応じ制動力を加減することので
きるダイナミツクブレーキ装置を備える。また、
何れの種類のフロントアタツチメントを装着した
ときにおいても、機械休止時における安全のた
め、外力により上部旋回体が旋回することを防止
する駐車時旋回ブレーキが必要である。

以上の要件を満たすため、従来から実旋されて
いた手段としては次のようなものがあつた。すな
わち、主として、例えば第２図に示すバツクホウ
バケツト３４にて土砂を掘削し、積込む用途のと
きは第４図に示す油圧回路が適しており、図の油
圧切換弁３を切換えて旋回モータ４を駆動し、上
部旋回体を旋回させ、然る後に油圧切換弁３を中
立位置にすると油路２４，２５は閉止されるが上
部旋回体は、その慣性力により旋回モータ４を強
制的に回転させようとして油路２４または２５に
高圧が発生し、同時に旋回モータ４にはロツク圧
による油圧ブレーキトルクが発生するが、この値
が過大とならないよう、油路２４，２５の間に設
けたリリーフ弁９，９′と、また作動回路に作動
油が不足することを防止する目的で設けた補給用
のチエツク弁１０，１０′とからなるいわゆるブ
レーキ弁を設けてあるので上部旋回体の回転慣性
力は一定のブレーキトルクの下で吸収され、次第
に減速し停止に至る。また、機械駐車中、または
ある旋回位置を保持させる駐車ブレーキを具備さ
せるときは、第５図の電気・油圧回路図に示す如
く、旋回モータ４の出力軸に固定したブレーキデ
イスク６を設け、上部旋回体の回転慣性力が上記
油圧ブレーキトルクにより完全吸収された後に作
用させるスプリングローデツド油圧レリーズタイ
プのブレーキシリンダ１３′を配し、該ブレーキ
シリンダ１３′のレリーズ油室には、運転席付近
に設けたスイツチ１５の開閉に応じ、切換わる電
磁切換弁１２を介しタンク３１またはパイロツト
ポンプ２で得られる油圧源圧油の油路が通じる。
従つて、油圧シヨベル運転に先立ち、先ずスイツ
チ１５を閉じ、電源１６を電磁切換弁１２に通じ
ると、該電磁切換弁１２は切換わりパイロツトポ
ンプ２の圧油はブレーキシリンダ１３′のレリー
ズ油室に流入するのでブレーキデイスク６にブレ
ーキトルクは発生せず、油圧シヨベルの旋回作動
は自由となる。次に、旋回操作の一時中断、機械
休止などのとき、スイツチ１５を開路したり、パ
イロツトポンプ２の駆動が停止されるとブレーキ
シリンダ１３′のレリーズ油室は電磁切換弁１２
を介してタンク３１に連通したり、油圧源圧油が
消滅したりするので、内蔵のスプリングの付勢力
によりブレーキデイスク６に制動力が与えられ
る。この方式の駐車ブレーキ装置においては、上
部旋回体を停止保持する必要がある都度スイツチ
１５を操作しなければならないので、作業内容に
よつては煩雑であつたり、また、上部旋回体が旋
回中であるにもかかわらず誤つてスイツチ１５を
開路するようなことがあると機械の破損のみなら
ず危険をともなうことともなるので、近年では更
に改良を加えた第６図の如き回路が採用されたも
のもある。すなわち、図において旋回モータ作動
用の油圧切換弁３を切換えることにより、その何
れかのパイロツト油室にパイロツト圧が作用する
と、そのパイロツト圧油がシヤトル弁１４を経て
圧力スイツチ３２を閉路させると、電源１６は電
磁切換弁１２に通じ、これを作動せしめ、油圧切
換弁３のパイロツト油室にパイロツト圧が作用し
なくなり、該油圧切換弁３が中立位置に復帰する
と共に圧力スイツチ３８は開路するが、タイマ３
９の作用により、その何秒か後、すなわち、上部
旋回体が完全に停止してから電磁切換弁１２への
通電が断たれ、ブレーキシリンダ１３′（第５図）
が作用する。

一方、第３図に例示したような荷役作業のと
き、前述の第４，５，６図に示す回路では、旋回
動作終了に伴い油圧切換弁３を中立にすると自動
的に強力な油圧ブレーキがかかるため、つり荷は
揺れて正常な作業ができなくなるので、これに対
応する従来の一実施例として第７図の如く油圧回
路およびブレーキ装置を一部変更する。すなわ
ち、第７図における、油圧切換弁３′は中立位置
では旋回モータ４の作動回路である油路２４，２
５を相互に内部で連通させており、また、該油路
２４，２５それぞれに補給用のチエツク弁１０，
１０′を設けるがリリーフ弁は設けないか、また
は設けても中立時において非常に低い圧力に設定
したリリーフ弁（図示せず）が作用するように工
夫してある。従つて、上部旋回体を起動し、次に
油圧切換弁３′を中立位置にすると、旋回モータ
４は上部旋回体の慣性力により回転されるが、そ
れによる吐出油は、油路２４，２５、油圧切換弁
３′の中立位置連通路、あるいは前記低圧リリー
フ弁を殆ど自由に流通するので旋回モータ４には
ブレーキトルクは発生しないか、あるいは発生し
ても極く僅かである。反面、つり荷が大きく揺れ
ないように上部旋回体を所定の位置に停止させる
必要があるので、別途、図に示すように旋回モー
タ出力軸に固設したブレーキデイスク６と、スプ
リングレリーズ油圧作動タイプのブレーキシリン
ダ１３を設け、適宜ブレーキペダル１７を踏込
み、これに連動するマスタシリンダ１８からの圧
油を上記ブレーキシリンダ１３の作動油室に送油
してブレーキデイスク６を制動するダイナミツク
ブレーキを設ける。また、駐車ブレーキをかける
ときは、ブレーキペダル１７を踏込みブレーキデ
イスク６が制動された状態のブレーキペダル１７
の位置を保持するロツクボタン１９を押込みロツ
クする。

発明が解決しようとする課題 例示の油圧シヨベルのフロントアタツチメント
を交換し、掘削土工作業や荷役作業に使用すると
きは、上述の如く、要求される旋回ブレーキ性能
も自ら異なり、従つて同一作業現場で異なつた工
種があるときは、それぞれの目的にあつた旋回ブ
レーキ性能を持つ複数台の油圧シヨベルを持込む
か、さもなくば、その都度改造・調整が必要とな
るが狭隘な作業現場には適さないばかりか、経済
的、時間的損失が大きい。

本発明では、これらの点に鑑み、１台の油圧シ
ヨベルの油圧回路に簡単な変更を加え、土工作
業、荷役作業それぞれに適した旋回ブレーキ性能
を自由に得られる選択用の操作手段を備えた旋回
体のブレーキ装置を実現しようとするものであ
る。

課題を解決するための手段 上述の機能を併せもつブレーキ装置実現のため
に講じた本発明の手段は、 イ 旋回モータ作動用圧油の流出入油路のそれぞ
れに、所定最高圧力を規制するリリーフ弁と、
リリーフして不足する油量を補給するチエツク
弁とからなるブレーキ弁を設け、該油路を連通
する油路の中間には、常時は内部通路が開路
し、受信部に信号が作用すると閉路する第１の
連通弁と、常時は内部通路が閉路し、受信部に
信号が作用すると開路する第２の連通弁とを直
列に設け、 ロ 更に、常時は油路により、油圧源からの圧油
信号を上記第１の連通弁の受信部に、また、旋
回モータ作動用油圧切換弁の２個のパイロツト
油室に通ずるパイロツト圧油のうち、何れかの
高い側の圧油を取出すシヤトル弁からの圧油信
号を上記第２の連通弁の受信部に、それぞれ独
立して導き、運転席付近の操作手段を操作する
と切換わり、第１、第２の連通弁の受信部に通
ずる油路を、前記とは逆に切換えて接続する切
換手段を設ける。

ハ 旋回モータ出力軸上には、ブレーキシリンダ
により制動されるブレーキデイスクを設け、上
記ブレーキシリンダ作動油室には、運転席付近
に設けたブレーキペダルに連動するマスタシリ
ンダからの圧油を導いたダイナミツクブレーキ
装置を設ける。

作 用 バツクホウなどの土工作業に従事するときは、
運転席近くのスイツチを開路した状態にしておく
と、旋回モータ用油圧切換弁の操作位置には関係
なく、油圧源からの圧油が前記切換手段の内部通
路を通り、第１の連通弁の受信部に作用するの
で、該連通弁の内部通路は閉路されるので、旋回
モータ作動用油圧切換弁の操作位置には関係な
く、旋回モータ作動用圧油の流出入油路を連通す
る油路は形成されず、従つて、この状態で旋回用
油圧切換弁を操作し旋回体に回転力を与え、次い
で上記油圧切換弁を中立位置にすると、油圧モー
タは旋回体の慣性力により強制的に回転され、作
動回路に高圧が発生するが、その回路中に設けた
リリーフ弁の作用により所定の圧力を越えること
なく、その設定圧力に応じた油圧ロツクによる制
動トルクを発生する。

荷役機械として使用するときは、操作手段を操
作し、切換手段を切換えておく。そうすると、油
圧源の圧油は切換手段の内部通路を通り第２の連
通弁の受信部に作用し、該連通弁の内部通路を開
路する。また、第１の連通弁の受信部に信号が作
用しない限り、該第１の連通弁の内部通路は開路
しているので、油圧モータ作動用圧油の流出入油
路は互いに連通する。この状態で旋回用油圧切換
弁を操作すると、該油圧切換弁の２個のパイロツ
ト油室に通ずるパイロツト油路の何れか一方にパ
イロツト圧が発生し、その圧油は分岐油路、シヤ
トル弁、前記切換手段の内部通路を経て第１の連
通弁の受信部に作用し、内部通路を閉路するの
で、油圧モータ作動用圧油の流出入油路相互の連
通は消滅し、旋回用油圧切換弁からの高圧油は全
量、支障なく旋回モータに流入し正常な起動、旋
回動作がなされる。次いで旋回モータ作動用油圧
切換弁を中立位置にすると、該油圧切換弁のパイ
ロツト油室のパイロツト圧は消滅し、前記第１の
連通弁の受信部への信号も作用しなくなるので、
該第１の連通弁は開路し、旋回モータには流出入
する２個の油路は連通し、旋回モータには油圧ロ
ツクによるブレーキトルクは発生しない。上述の
如く、上部旋回体がフリー旋回中に所要のブレー
キをするには、運転席近くのブレーキペダルを加
減しながら踏み込んでいなければよい。また、油
圧源用ポンプを駆動するエンジンを停止すると、
そのポンプからの油圧は低下し、同時に油圧切換
弁を切換えるパイロツト圧の圧油源も消滅するの
で切換手段の作動位置には関係なく、第２の連通
弁は閉路され、旋回モータは油圧ロツクによる制
動状態を保つ。

実施例 第１図はこの発明の一実施例を示す電気油圧回
路図である。第１図において、１は油圧シヨベル
の動力源となる高圧油を発生するメインポンプ
で、２はメインポンプ１と共に駆動されるパイロ
ツトポンプである。メインポンプ１の吐出油は油
路２２を通りパイロツト圧作動式油圧切換弁３に
流入し、該油圧切換弁３は、旋回用操作レバ２１
を操作することによりパイロツト弁２０からパイ
ロツト油路２８または２９にパイロツト圧が発生
すると、左右位置イまたはロに切換えられ、高圧
油は油路２４または２５を通り、旋回モータ４に
送油され、該旋回モータ４を駆動し、戻り油は反
対側の油路、油圧切換弁３のイまたはロ位置通路
を通りタンク３１へ戻るが、油圧切換弁３が中立
位置ハのときには、油路２４，２５はそれぞれ独
立して閉塞され、メインポンプ１からの高圧油は
中立位置ハの通路を経て油路２３によりタンク３
１へ、あるいは途中で分岐して他の油圧切換弁へ
流入する。

また、旋回モータ４の作動回路である油路２
４，２５の連通油路の中間には、リリーフ弁９，
９′、チエツク弁１０，１０′を設け、旋回モータ
４の保護と作動の確実性とを保つブレーキ弁を構
成していることは従来の油圧シヨベル用の旋回作
動回路と同一であるが、その他に本発明では油路
２４，２５の間に、更に他の連通路を設け、その
中間に、常時は内部通路が開路しているが、パイ
ロツト油室に信号が作用すると閉路する第１の連
通弁１１と、常時は内部通路が閉路しているが、
パイロツト油室に信号圧力が作用すると開路する
第２の連通弁１１′とを直列に設け、更に常時は
パイロツトポンプ２からの油路２７を上記第１の
連通弁１１のパイロツト油室へパイロツト油路３
２により通じさせ、パイロツト弁２０からのパイ
ロツト油路２８，２９の分岐油路のうち高圧側の
圧油を取出すシヤトル弁１４の出口ポートに接続
する油路３０を、油路３３により第２の連通弁１
１′のパイロツト油室に通じさせているが、運転
席近くに設けたスイツチ１５を閉路し電源１６で
励磁すると上記油路２７をパイロツト油路３３
に、パイロツト油路３０をパイロツト油路３２に
切換えて接続する電磁切換弁１２が設けてある。
また、旋回モータ４の出力軸上に固設したブレー
キデイスク６はブレーキシリンダ１３を併設して
おり、ブレーキペダル１７の操作に連動するマス
タシリンダ１８からの圧油により制動力が与えら
れるようになつており。その踏力の大小に応じて
制動力も加減される。

なお、５は旋回モータ４の出力軸に直結した減
速機、７は該減速機５の出力軸端に固設した旋回
ピニオンで、一般的には何れも上部旋回体（図示
なし）側に設けられ、８は下部走行体（図示な
し）側に固設された旋回ギヤ、２６はパイロツト
ポンプ２の圧油をパイロツト弁２０に供給する油
路である。

以上の回路、構成からなる本発明の作動につい
て説明する。

先ず、油圧シヨベルを本来の土工機械として使
用するときには、スイツチ１５を開路しておく。
そうすると、電磁切換弁１２は励磁されず、チ位
置を保持するので、パイロツトポンプ２の圧油は
油路２７、電磁切換弁１２のチ位置油路、パイロ
ツト油路３２を通り第１の連通弁１１のパイロツ
ト油室に流入し、該連通弁１１はホ位置となり、
内部通路を閉止する。この状態でパイロツト弁２
０の操作レバ２１を操作して油圧切換弁３のパイ
ロツト油室に連通するパイロツト油路２８または
２９にパイロツト圧が発生すると上記油圧切換弁
３はハ位置からイまたはロ位置に切換わると同時
に、パイロツト油路２８または２９のパイロツト
圧のうち何れか高い側の圧力がシヤトル弁１４に
より取出され、パイロツト油路３０、電磁切換弁
１２のチ位置通路、パイロツト油路３３を通り第
２の連通弁１１′のパイロツト油室に作用し、該
連通弁１１′をヘ位置からト位置に切換え、内部
通路を開路するが、前記した如く、連通弁１１が
ホ位置を保持しているので油圧切換弁３のイまた
はロ位置通路を通つて送油されるメインポンプ１
の高圧油は油路２４または２５を通り、全量旋回
モータ４に流入し、該旋回モータ４を駆動し、そ
れに連なる減速機５を経て、旋回ギヤ８に係合す
る旋回ピニオンを回転され、その反力で上部旋回
体が旋回する。上部旋回体の旋回中において、操
作レバ２１を中立位置にすると、パイロツト油路
２８、２９にはパイロツト圧は消滅し、タンク３
１と連通するので第２の連通弁１１′のパイロツ
ト油室の圧力も低下し、該第２の連通弁１１′は
ヘ位置に切換わり、第１の連通弁１１はパイロツ
トポンプ２が駆動されている限りホ位置を保持し
ており、しかも油圧切換弁３は中立位置ハとなる
ので油路２４，２５はそれぞれ独立して閉止さ
れ、旋回モータ４はリリーフ弁９，９′、チエツ
ク弁１０，１０′からなるブレーキ弁の作用によ
り、従来の油圧シヨベルにおける旋回停止操作時
と全く同一の旋回ブレーキ性能を発揮する。

次に油圧シヨベルを荷役作業または類似の用途
に使用するときは、スイツチ１５を閉じて旋回操
作を行う。そうすると電磁切換弁１２は励磁さ
れ、チ位置からリ位置に切換わるので、パイロツ
トポンプ２の圧油は油路２７、電磁切換弁１２の
リ位置通路、パイロツト油路３３を通り第２の連
通弁１１′のパイロツト油室に導入され、該第２
の連通弁１１′をヘ位置からト位置に切換え、内
部通路を開路する。

この状態で操作レバを操作すると前記と同様、
油圧切換弁３はイまたはロ位置となり、パイロツ
ト油路３０に導出されたパイロツト圧は電磁切換
弁１２のリ位置通路、パイロツト油路３２を経て
第１の連通弁１１のパイロツト油室に作用し、該
第１の連通弁１１をニ位置からホ位置に切換え、
内部通路を閉路するので、油路２４，２５は互い
に連通せず、独立しており、従つて油圧切換弁３
のイまたはロ位置通路を通つて油路２４または２
５に流入する高圧油は全量旋回モータ４に供給さ
れ、該旋回モータ４、すなわち上部旋回体は支障
なく起動し、旋回をする。次いで、上部旋回体の
旋回中に操作レバを中立位置にすると、第２の連
通弁１１′はト位置を保持しているが、第１の連
通弁１１は、そのパイロツト油室がパイロツト油
路３２、電磁切換弁１２のリ位置通路、パイロツ
ト油路３０、シヤトル弁１４およびパイロツト油
路２８，２９、パイロツト弁２０などを経由して
タンク３１に連通する結果、ホ位置からニ位置に
切換わり内部通路を開路するので、油路２４と２
５は第１および第２の連通弁１１，１１′を介し
て連通する。従つて、油路２４，２５は油圧切換
弁３のハ位置により閉止されるが上記第１，第２
の連通弁１１，１１′で連通するので旋回モータ
４は上部旋回体の慣性力により自由に回転させら
れる。更に、荷役作業中において上部旋回体に適
当な制動力を加え、減速または停止に至らしめる
には、ブレーキペダル１７を加減しながら踏み込
むことにより制動すればよく、また、駐車その他
のため、持続して旋回モータ４にロツク圧による
ブレーキ力を維持させる必要のあるときは、スイ
ツチ１５を開路すれば第１の連通弁１１のホ位置
により、あるいはパイロツトポンプ２の駆動を停
止すれば連通弁１１′のヘ位置により油路２４，
２５の連通路は閉止されるので自動的に目的は達
せられる。

なお、図における電磁切換弁１２は必ずしも電
磁式である必要はなく、例えば手動式でもよく、
第１、第２の連通弁１１，１１′を切換える信号
媒体としてパイロツト圧油を使用しているが、電
気その他のおきかえることも容易である。

発明の効果 この発明においては、油圧シヨベルの如く、上
部旋回体を備えた機械の旋回ブレーキ性能を、運
転席から容易に、油圧ロツクによる自動ブレーキ
方式と任意のブレーキ力を随時、意のままに作用
させることのできるダイナミツクブレーキ方式の
何れを利用するかの選択をすることができる上
に、上記２つのブレーキ方式の選択状態に関係な
く、パイロツトポンプの駆動を停止すると自動的
に、油圧ロツクによるブレーキ力が与えられるの
で、各種フロントアタツチメント、先端工具など
をとりかえて工事を行うような多工種現場におい
ても、本発明のブレーキ装置を装備した油圧シヨ
ベルの如き本体が１台あればよいので経済的であ
る。しかも駐車時に、万一自動ブレーキ方式への
切換操作を失念しても、メインポンプ、パイロツ
トポンプなどを駆動するエンジンを停止しておけ
ば自動ブレーキ方式となるので安全である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブレーキ装置を示す電気・油
圧回路図、第２図はフロントアタツチメントにバ
ツクホウバケツトを装着した油圧シヨベルの側面
図、第３図はクレーン装備をした油圧シヨベルの
側面図、第４図は従来の油圧シヨベルにおける旋
回作動用油圧回路図の実施例、第５図は従来の油
圧シヨベルの旋回作動用油圧回路に旋回駐車ブレ
ーキを付加した電気・油圧回路図の実施例、第６
図は第５図に示す実施例の改良変形例を示す電
気・油圧回路図、第７図は荷役作業を主体とする
旋回作動用油圧回路図である。 ６……ブレーキデイスク、１１……第１の連通
弁、１１′……第２の連通弁、１２……電磁切換
弁、１３……ブレーキシリンダ、１７……ブレー
キペダル、１８……マスタシリンダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 旋回モータ作動用圧油の流出入油路のそれぞ
   れに、該油路の圧力を所定の値に規制するリリー
   フ弁と不足油量を補給するチエツク弁とからなる
   油圧ロツク式のブレーキ弁を設けた旋回体のブレ
   ーキ装置において、上記流出入油路を連通する油
   路と、該油路の中間にあつて、常時は内部通路が
   開路しているが、受信部に信号が作用すると閉路
   する第１の連通弁と、常時は内部通路が閉路して
   いるが、受信部に信号が作用すると開路する第２
   の連通弁と、常時は油圧源からの圧油信号を上記
   第１の連通弁の受信部に、また、旋回モータ作動
   用油圧切換弁の２個のパイロツト油室に通じるパ
   イロツト圧油のうち何れか高い圧力を取り出すシ
   ヤトル弁からの圧油を、上記第２の連通弁の受信
   部に、それぞれ独立して通じているが、運転席付
   近の操作手段を操作すると切換わり、前記第１の
   連通弁の受信部に上記シヤトル弁からの圧油を、
   また、前記第２の連通弁の受信部に、上記油圧源
   からの圧油信号を通ぜしめる切換手段と、ブレー
   キペダルに連動するマスターシリンダで作動する
   ブレーキシリンダにより旋回モータ出力軸上のブ
   レーキデイスクを制動するダイナミツクブレーキ
   装置と、から構成されたことを特徴とする旋回体
   のブレーキ装置。