JPH0438256B2 - - Google Patents

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 従来から油圧シヨベルはそのフロントアタツチ
メントを取かえることにより本来の用途であるバ
ツクホウ、ローデイングシヨ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巾広く利用されることが
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、旋回操作レバを旋
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上に役立たせている。こ
の種の油圧回路の実施例は第５図に示すようなも
ので、旋回用油圧モータ５操作用手動レバ操作式
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、旋回ピニオン、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
動中に中立位置すなわちＣ位置にすると、メイン
ポンプ２からの圧油供給は断たれ、旋回モータ５
の油の流入、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、一方のポートから油を吸入し、高
圧となつて他方のポ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の反対側のポ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
ヨ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
動的に油圧制御トルクが発生し、上部旋回体の旋
回速度を減速し、短時間で停止させる能力を与え
てある。なお、油圧モータ５が制動トルクを発生
するためには、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、回転中の油が不足すると制動トルクを発
揮し得なくなるので、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ユエータからの主戻り回路
１０の油を油路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となつたとき、
何等かの原因で油路６，７に異常高圧が閉込めら
れないようリリーフ弁１２，１２′が設けてある。

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役機
械としては長所となるが、反面フロントアタツチ
メントを変更し、他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てある。例え
ば、第２図に示すブーム３４、アーム３５、バツ
クホウバケツト３６を備えた一般の油圧バツクホ
ウでは、ブーム３４、アーム３５、バツクホウバ
ケツト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、旋回操作レバを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或程度
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３図に示すように、アーム３
５の先端にウインチボツクス３７を取付け、ワイ
ヤロープ４０によりフツクブロツク３８をつる
し、つり荷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、旋回操作レバの中立に戻すと、
上部旋回体と一体となつて動くウインチボツクス
３７は旋回ブレーキ力により大きい減速度をもつ
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、このようなアタツチメントを装備
した機械には熟練した運転員が慎重に、ゆつくり
と旋回の加速、減速をして、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を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、高度の技倆が必要でさもなく
ばサイクルタイムの低下にもなつていた。

また、荷役作業においても第４図に示す如く、
アーム４１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役機械では、旋回ブレーキ力
が働いても振子運動は起り難く、むしろ或程度強
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 上述の如く、油圧シヨベルのフロントアタツチ
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
あつたり、短所であつたりすることがあるので、
１台の油圧シヨベルにおいて、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・電気回路構成としている。

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のパイロツト切換弁が設
け、油圧モータの作動回路に圧油を切換え供給す
る手動操作レバ式油圧切換弁の操作レバに連通し
て、該操作レバが中立以外の状態のときのみ電気
回路を閉じるリミツトスイツチからの電気信号に
より通路を開閉する第２の切換弁と、パイロツト
油圧源からの油圧回路を、スイツチ操作による電
気信号その他の手段により開閉する第３の切換弁
を設け、パイロツト油圧源の圧油を第２、第３の
切換弁を経由して、第１のパイロツト切換弁のパ
イロツト油室に導く油路を設ける。

作 用 スイツチその他の手段により第３の切換弁を作
動させると、遮断されていたパイロツト油圧源の
圧油第３の切換弁の内部開放通路を通つて第２の
切換弁の流入ポートに達する。このとき、旋回用
油圧モータ作動用手動操作レバ式油圧切換弁の操
作レバが中立のとき、すなわち、旋回操作をして
いないときは、操作レバに連動するリミツトスイ
ツチは電気回路を開路しており、第２の切換弁を
作動せしめないので、入口ポートに達している圧
油は該第２の切換弁の開放通路を通り第１のパイ
ロツト切換弁のパイロツト油室に流入し、該パイ
ロツト切換弁を作動し、油圧モータの１対の作動
回路を連通するので、油圧モータは外力により自
由に回転する。次いで、手動操作レバ式油圧切換
弁の操作レバを操作、すなわち、旋回動作を開始
すると、リミツトスイツチからの電信号により第
２の切換弁は、第３の切換弁を経て送られる圧油
は遮断し、第１のパイロツト切換弁のパイロツト
油室は第２の切換弁を経てタンクと連通するの
で、第１のパイロツト切換弁は油圧モータの１対
の作動回路の連通を解きそれぞれ独立させ、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、旋回操作レバを中立に戻すと再び上記の如
く第１のパイロツト切換弁は連通位置となりフリ
ー旋回状態となり、またスイツチを開放するとパ
イロツト油圧源からの圧油は第３の切換弁で遮断
され、従つて第１のパイロツ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ヨベルと同
様に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図は本発明の実施例を示す油圧・電気回路
図であり、１はメインポンプ２、パイロツトポン
プ３を駆動するエンジンで、タンク２１からサク
シヨンストレーナ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
の手動操作レバ式油圧切換弁４に通じ、該切換弁
４の操作レバ２８が中立、すなわち、Ｃ位置のと
きには、圧油はＣ位置開放油路、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
となつてタンク２１へ流入する。油圧切換弁４の
操作レバ２８を押・引すると、該油圧切換弁４の
スプールが移動し、ＡまたはＢ位置に切換わりメ
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２１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へ向け開放されるようになつ
ているリリーフ弁であり、慣性の大きい油圧シヨ
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することを防止し、
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を通つて油を補給する向
きに設けてあるので、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
なつている。更に、油路６，７にはそれぞれリリ
ーフ弁１２，１２′が設けてあり油圧切換弁４が
Ｃ位置になつたとき、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
くしてある。

一方、パイロツトポンプ３の吐出油は、パイロ
ツ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、フイルタ２
０、油路２９を通つて電磁切換弁１５の入口ポー
トに通じている。この電磁切換弁１５は、運転室
内の操作し易い位置に取付けてあるスイツチ２２
を開閉することにより作動し、出力ポートに通ず
る油路３０をタンク２１または油路２９の何れか
に通じさせる。

油路６，７の間には、パイロツト圧が作用しな
いときは両油路を遮断し、パイロツト圧が作用し
たときには相互に連通する油路を形成する第１の
２位置、パイロツト切換弁１３が設けてあり、該
パイロツト切換弁１３のパイロツト油室は、第２
の２位置電磁弁切換弁１４の出口ポートと油路３
１で連通している。そうして、該電磁切換弁１４
は操作レバ２８の作動に連動して電気回路を、中
立時には開路し、操作時には閉路とするリミツト
スイツチ３２により作動し、油路３１を油路３０
またはタンク２１へ選択的に連通させるようして
ある。

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。

先づ、スイツチ２２が開路状態で電磁切換弁１
５が励磁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３０はタンク２１に開放されているの
で操作レバ２８を操作してリミツトスイツチ３２
が閉路し、電気信号が電磁切換弁１４に作用しス
プールの位置がＦあるいはＧの何れの位置にあつ
ても油路３１はタンク２１に通じており、従つて
パイロツト切換弁１３のスプールは常にＤ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５図の通常の油
圧シヨベルと同様の旋回油圧回路状態を維持して
いる。次いで、スイツチ２２を閉路し、電磁切換
弁１５を励磁すると、該電磁切換弁１５のスプー
ルは位置に切換り、パイロツトポンプ３からの
圧油は、油路２９、電磁切換弁１５の位置通
路、油路３０を通つて電磁切換弁１４の入口ポー
トに達する。このとき、操作レバが中立、すなわ
ち、リミツトスイツチ３２が開路状態で電磁切換
弁１４が励磁されていないと、該電磁切換弁１４
はＧ位置となつているので、油路３０の圧油はＧ
位置通路、油路３１通りパイロツト切換弁１３の
パイロツト油室に達し、該パイロツト切換弁１３
のスプールをＥ位置に切換わるので、油路６，７
はＥ位置通路により連通する。この状態から、油
圧モータ５を回転させようとして操作レバ２８を
操作すると油圧切換弁４はＣ位置からＡ位置また
はＢ位置になると同時に、リミツトスイツチ３２
の電気回路は閉路され、電磁切換弁１４を励磁
し、該電磁切換弁１４をＦ位置に切換える。この
結果、油路３０の圧油は閉止され、油路３１はタ
ンク２１に通じパイロツト切換弁１３のパイロツ
ト油室はタンク圧となり、該パイロツト切換弁１
３はＤ位置となり、油路６，７は遮断されるので
前述第５図と同様の油圧回路状態に復帰し、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、操作
レバ２８を中立位置に戻すと、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に通じるポートを遮断するが、そ
れと同時に電磁切換弁１４を励磁していたリミツ
トスイツチ３２からの電気信号は消滅するので該
電磁切換弁１４はＧ位置となり、油路３０の圧油
はＧ位置通路、油路３１を通りパイロツト切換弁
１３のパイロツト油室に流入し、該パイロツト切
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、ブレーキト
ルクを発生しないので、第３図の如きアタツチメ
ントを垂下しているときも、そのつり荷の荷振れ
は起らない。また惰力のついた上部旋回体をゆつ
くりと停止させるときは旋回操作レバを逆旋回の
方向に徐々に或いわ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
とつてもよい。なお、この実施例のパイロツト油
圧源油路開閉用の電磁切換弁１５は必らずしも電
磁式である必要はなく、油圧パイロツト式、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 油圧シヨ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
ロントアタツチメントを変更し、作業内容が変つ
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
席近くのスイツ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図は本発明の実施例を示す油圧・電気回路
図、第２図は油圧式バツクホウの側面図、第３図
は油圧シヨベルのフロントアタツチメントにクレ
ーンを装備したときの側面図、第４図は油圧シヨ
ベルのフロントアタツチメントに掴み具を装備し
たときの側面図、第５図は従来の油圧シヨベルの
旋回システムの油圧回路図である。 ３……パイロツトポンプ、４……油圧切換弁、
８，８′……リリーフ弁、９，９′……チエツク
弁、１２，１２′……リリーフ弁、１３……パイ
ロツト切換弁、１４……電磁切換弁、１５……電
磁切換弁、２２……スイツチ、２８……操作レ
バ、３２……リミツトスイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 手動操作レバを操作して油圧切換弁を切換え
   て油圧モータを正転・逆転・停止させ、その回転
   力によつて上部旋回体を旋回させる旋回駆動シス
   テムにおいて、該油圧モータの圧油流入・流出ポ
   ートに通ずる１対の油路を、油圧信号により遮
   断・連通せしめる第１の切換弁と、上記油圧モー
   タ作動用手動操作レバ式油圧切換弁の操作レバに
   連動して、該操作レバが中立位置以外のときには
   電気回路を閉じるリミツトスイツチからの電気信
   号により油路を開閉する第２の切換弁と、電気信
   号、油圧信号または手動によりパイロツト油圧源
   からの油路を開閉する第３の切換弁とを設け、第
   １の切換弁のパイロツト油室には第２の切換弁の
   出口ポートと、第２の切換弁の入口ポートには第
   ３の切換弁の出口ポートとをそれぞれ油路により
   連通した油圧シヨベルのフリー旋回システム。