JPH0438258B2 - - 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作動用の手動レバ式油
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、旋回作業
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
的に油圧制動トルクが発生し、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１
０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
ないようにリリーフ弁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、高度の技量が必要で、さもな
くばサイクルタイムの低下のみならず危険であつ
た。

また、同じ荷役作業であつても第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ことあ
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
メントを装置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、連通させる電磁切換弁を設ける。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
手動操作レバ式油圧切換弁の操作レバに連動し
て、該操作レバが中立以外のときにのみ電気回路
を閉じるリミツトスイツチからの電気信号により
電磁切換弁作動用の電気回路を遮断し、通常は閉
路している継電器を設け、自由に開閉操作のでき
るスイツチにより電源を上記リミツトスイツチお
よび継電器に供給する如く電器回路を設ける。

作 用 スイツチを閉じ、リミツトスイツチおよび継電
器に電源回路を通ずる。

この状態で、旋回油圧モータ作動用の油圧切換
弁の操作レバが中立のとき、すなわ旋回操作をし
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、内部の電気回路が開路されており、継
電器に励磁電流を送らないので、電源回路は該継
電器の内部電器回路を経て電磁切換弁の励磁コイ
ルに通ずる。その結果、油圧モータに圧油を供給
する１対の作動回路は連通し、油圧モータは外力
により容易に回転し得る状態となる。次いで油圧
モータ作動用油圧切換弁の操作レバにより旋回操
作を開始すると、操作レバの動きに連動するリミ
ツトスイツチが働らき、電源回路が閉路となり、
継電器を励磁するので、該継電器の内部電器回路
は開路され、電源から電磁切換弁の励磁コイルに
送られていた電気信号は断たれる。その結果、１
対の油圧モータ作動油圧回路の連通は解かれ、そ
れぞれ独立した回路形成となるので、旋回操作時
には通常の起動・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
と再び前記の如く電磁切換弁は継電器からの励磁
電流で作動され、油圧モータはフリー旋回状態と
なる。

次に、スイツチを開放すると、電磁切換弁は、
操作レバの位置如何にかかわらず、励磁されない
ので、旋回システムは通常の油圧シヨベルと同様
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１６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１６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、
更にリリーフ動作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。

なお、パイロツトポンプ３の吐出油は、後述の
旋回ブレーキ装置２３を併用した場合などの操作
用補助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
２０、油路２５を通つて所定の機器類に導かれて
いる。

更に、油路６，７の間には、励磁されないとき
は両油路を遮断し、励磁されると相互に連通する
油路を形成する２位置電磁切換弁１３が設けてあ
り、該電磁切換弁１３の励磁コイルは、電線２
８、継電器１４、電線２７、スイツチ２２を経て
電源３２に結合されている。また、継電器１４
は、励磁されないときは内部電器回路を閉路して
おり、励磁されると開路となる形式になつてお
り、その励磁コイルは、油圧モータ５作動用の油
圧切換弁４の操作レバ１６の動きに連動して、該
操作レバ１６が中立以外のときに内部電器回路が
閉路となるリミツトスイツチ１５の作用により電
源３２と、スイツチ２２、上記リミツトスイツチ
１５、電線２６を経て通じている。

なお、スイツチ２２は運転室内の操作し易い位
置に設けられており、電源２３の回路開閉用の既
知のスイツチで、運転者の自由意志によつて操作
するものであり、閉路時には、圧力スイツチ１
５、継電器１４の主回路に電源電圧を同時に供給
するものである。

次に以上の構成からなる油圧・電器回路におけ
る作動について詳述する。

先づ、スイツチ２２が開路状態で、圧力スイツ
チ１５、継電器１４に通電されていないときは、
電磁切換弁１３は励磁されないので、該電磁切換
弁１３のスプール位置は常にＤ位置、すなわち、
油路６，７を連通せしめない。従つて、この状態
において、旋回操作レバを操作して、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せしめたり、停止保持
をせしめたりするときは、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。

次にスイツチ２２を操作し、リミツトスイツチ
１５、継続器１４に通電したときについて述べ
る。

旋回操作をしないとき、すなわち、操作レバ中
立のときは、リミツトスイツチ１５は作動され
ず、従つて該リミツトスイツチ１５の内部電気回
路は開路しているので継電器１４のコイルは励磁
されず、その内部電器回路は閉路となつている。
従つて電源３２からの電気は、スイツチ２２、電
線２７、継電器１４の内部回路、電線２８を通つ
て電磁切換弁１３の励磁コイルに至り、該電磁切
換弁１３のスプールをＥ位置に切換える結果、油
路６，７は連通状態となる。

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、リミツトスイツチ
１５の内部電器回路が閉路されると、電源３２
は、スイツチ２２、リミツトスイツチ１５の内部
電気回路、電線２６を通つて継電器１４のコイル
を励磁し、該継電器１４の内部電器回路を開き、
電磁切換弁１３を励磁していた電源回路を遮断す
るので、該電磁切換弁１３のスプールはＥ位置か
らＤ位置に切換わり、油路６，７は遮断され、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旋回をし、次
いで所定の位置に停止させるため、旋回操作レバ
を中立位置に戻すと、リミツトスイツチ１５が作
用して、その内部電器回路は開路となり、継電器
１４の励磁は中断されるので、該継電器１４の内
部電器回路は、再び閉路となり、電磁切換弁１３
が励磁されて、そのスプール位置はＤ位置からＥ
位置へ切換わるので、油路６，７は位置通路によ
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つくり停止させると
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２
３を備えておき操作する方法をとつてもよい。

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
にクレーン装置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
み具を装着したときの側面図、第５図は、従来の
油圧シヨベルの旋回システム油圧回路図である。 ４……油圧切換弁、８，８′……リリーフ弁、
９，９′……チエツク弁、１３……電磁切換弁、
１４……継電器、１５……リミツトスイツチ、１
６……操作レバ、２２……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、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、電気信号により連
   通せしめる電磁切換弁と、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
   開路し、常時は閉路している継電器とを設け、運
   転席付近のスイツチから該継電器を経由して前記
   電磁切換弁との間に電気回路を設けると共に、上
   記リミツトスイツチを経由して継電器を励磁する
   電器回路を設けたことを特長とする油圧シヨベル
   のフリー旋回システム。