JPH0489933A - 油圧ショベルの旋回ロック装置およびその旋回ロック装置を用いた旋回ロックシステム - 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〕 本願発明は油圧ショベルの旋回ロック装置およびその旋
回ロック装置を用いた旋回ロックシステムに関するもの
であって、油圧ショベルの上部旋回体と下部走行体をつ
なぐ旋回ベアリングは、油圧ショベルが高速走行した時
など機体の受ける振動、衝撃などで損傷を受けることが
よくある旋回ベアリングの損傷を防止するため旋回ベア
リングのがたを殺し、固定する旋回ベアリングロックシ
ノンダを備えることにより油圧ショベルの運転を安全に
かつ高速で長距離を走行出来るようにしたものである。

［従来の技術］ 従来、油圧ショベルの上部旋回体と下部走行体とをつな
ぐ旋回ベアリングは、油圧ショベルが高速走行した時な
どの機体の受ける振動、衝撃などで損傷を受けることが
しばしばあったが、その損傷を未然に防ぐ手段等の対策
については、いまだ具体的な解決策は見出されていない
。

したがって、高速走行をなるだけさけることによって機
体の受ける振動、衝撃などの望ましくない外力が旋回ベ
アリングにががることを排除する努力をしてきた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第１図には上部旋回体、下部走行体、及び、作業機から
なる油圧ショベルを示し、その上部旋回体には運転席が
設置されていて上部旋回体と下部走行体は第２図に示す
如く、旋回ベアリングを介して結合されているが、旋回
ベアリングは、インナレース、アウタレース、及び、数
十個のボールからなり、前記インナレースは下部走行体
フレームに、前記アウタレースは上部旋回体フレームに
それぞれボルトで結合されている。そして、インナレー
ス内径側周面には内歯が切られていて、上部旋回体フレ
ームには油圧旋回モータと旋回減速機が取り付けられて
おり、旋回減速機の出力ビニオンは旋回ベアリングのイ
ンナレースの内径に切られた内歯と噛み合っている。そ
して、上部旋回体とこれに支えられた作業機は一体とな
り、上部旋回体フレームに取り付けられた旋回減速機の
出力ビニオンとこれに噛み合う旋回ベアリングインナレ
ース内歯を介して油圧旋回モータにより駆動され下部走
行体に対し３６０・旋回可能である。

ところで、旋回ベアリングには、第３図に示す如く、ス
ラスト方向の隙間２９、ラジアル方向の隙間２８、及び
、モーメント方向の隙間３ｏがあるため外部から種々の
力が働くと、上部旋回体と下部走行体は旋回ベアリング
の各種隙間により、相対的に変位してボールにがかる負
荷が不均衡になり、旋回ベアリングにががる外力が大き
いときには、旋回ベアリングそのものを損傷、破壊する
ようなことになりかねない。また、上部旋回体に設置さ
れた運転席の動揺は運転者にとって愉快なものではなく
、運転不能な状態にもなりがねない。かように種々の問
題が生じていた。

本願発明は、上記の問題を解決することを目的とするも
のである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するための具体的構成を図面に従い説明
すると、本願発明を施した油圧ショベルの旋回ロック装
置であって、旋回ベアリングのがたを殺し、固定する装
置の一例を第４図に示すと旋回ベアリングの外周に沿っ
て３組以上の油圧ロックシリンダを配し、それぞれはサ
ポートを介して下部走行体フレームに取り付けられてい
る。前記油圧ロックシリンダは主としてシリンダとピス
トンからなりそのピストンはロック油圧ラインとリリー
ス油圧ラインへの圧油切り替えにより出たり、入ったり
する。一方、旋回ベアリングの外周に配置された油圧ロ
ックシリンダに対応するようにテーパ座ぐりが施されて
いる。そして、機体が大きな振動や衝撃を受けることを
運転者が予測した時など、その運転者が、運転席から油
圧ロックシリンダのロック油圧ラインに圧油を送るよう
に操作すると旋回ベアリング外周に配置された全部の油
圧ロックシリンダのピストンが出てゆきそれらのピスト
ンの先端部が旋回ベアリング外周部に設けられたテーパ
座ぐっと噛み合いアウターレスが下部走行体に油圧ロッ
クシリンダを介して固定するように働き、旋回ベアリン
グのがたは完全に殺される。反対に運転者がリリース油
圧ラインに圧油を送るように操作すると、全油圧ロック
シノンダのピストンは引っ込み旋回ベアリングアウタレ
ースとの噛み合いが外れ、旋回ベアリングは本来の機能
を回復するように構成している。

また、第６図のシステムにあっては、運転者が上部旋回
体を旋回させ、作業機を第９図に示す安全走行の可能な
姿勢にしたつもりでも作業機は機体前進方向と正しく一
致したことの保証はない。

即ち、運転者が旋回ベアリングロック操作スイッチ１５
を入りに操作しても下部走行体に取り付けられている油
圧ロックシリンダの位置と上部旋回体に取り付けられた
旋回ベアリングアウタレースの外周部に設けられたテー
パ座ぐりの位置が正しく合わない場合が生じる。その時
には油圧ロックシリンダは正しく働かないことになる。

第１０図に示すように上部旋回体にリミットスイッチ５
１を、下部走行体にカムプレート５２を、取り付ける。

運転者が上部旋回体を旋回させ作業機が機体前進方向と
正しく一致したときに、カムプレート５２がリミットス
イッチ５１のローラを蹴りスイッチが閉じるよう取り付
ける。電気回路は第７図に示す如くリミットスイッチ５
１と旋回ベアリングロック操作スイッチ１５と、ソレノ
イドバルブ１４を直列回路で結ぶ。また、作業機が機体
前進方向と正しく一致したことを運転者に知らせるため
にランプ５３を配し、リミットスイッチ５１が閉じると
点灯するように結線する。

第７図のシステムにあっては運転者が上部旋回体を旋回
させ作業機を第９図に示す安全走行の可能な姿勢にする
べく操作する。作業機が機体前進方向と正しく一致する
とカムプレート５２はリミットスイッチ５１のローラを
押し上げスイッチが閉じランプ５３が点灯する。運転者
は作業機が機体前進方向と正しく一致したことを知ると
ともに下部走行体に取り付けられている油圧ロックシリ
ンダと上部旋回体に取り付けられた旋回ベアリングアウ
タレースの外周部に設けられたテーパ座ぐ一つの位置が
正しく噛み合う位置にあることを知る。そこで運転者が
旋回ベアリングロック操作スイッチ１５を閉に操作する
とソレノイドバルブ１４への電気信号回路が閉じバルブ
が切り替わる。その結果、油圧ポンプ３からの圧油はロ
ック油圧ライン１６ｂを通して油圧ロックシリンダ１７
の圧油室１８に達する。ピストン１９が出てゆきそのピ
ストン１９の先端部が旋回ベアリング２１のアウタレー
ス外周に設けられたテーパ座ぐり２２と噛み合い旋回ベ
アリングのがたは完全に殺される。運転者が、旋回ベア
リングロック操作スイッチ１５を開に操作するとソレノ
イドバルブ１４への電気信号は切れ、ソレノイドバルブ
が切り替わり油圧ポンプ３からの圧油は、リリース油圧
ライン１６ａを通して油圧ロックシリンダ１７の圧油室
２０に達する。ピストン１９が引っ込み旋回ベアＪング
アウタレースのテーパ座ぐりとの噛み合いは外れる。旋
回ベアリングは本来の機能を回復し旋回可能となる。ま
た、作業機が機体前進方向と正しく一致していないま゛
まで旋回ペアリングロツり操作スイッチ１５を閉に操作
してもソレノイドバルブ１４への電気信号回路はリミッ
トスイッチ５１で開になっておりソレノイドバルブ１４
は切り替わらない。即ち、旋回ベアリングはロックされ
ない。このように作業機が機械前進方向と正しく一致し
、安全な走行が可能な姿勢になったとき、即ち、下部走
行体に取り付けられている油圧ロックシリンダと上部旋
回体に取り付けられた旋回ベアリングアウタレースの外
周部に設けられたテーパ座ぐりの位置が正しく噛み合う
位置にあるときにのみ旋回ベアリング油圧ロックシリン
ダが働くようにしたものである。

次に、上記構成から生じる作用効果を述べると油圧ショ
ベル等の旋回式建設機械では、その旋回ベアリングにダ
メージを与える機体の大きな振動や衝撃は主として高速
走行時に走行路面の凹凸の影響によって生じると考えら
れるが、そのような条件下で生じるダメージが蓄積され
破損に至る。

高速、且つ、長距離走行をするとダメージの蓄積が大き
いので油圧ロックシリンダを働かせ旋回ベアリングのが
たを殺すと破損の防止に有効である。又、高速、且つ、
長距離走行をする時には通常第９図に示すように作業を
機体の進行方向の正面に向けて走行する。運転席から油
圧ロックシリンダを操作するためのシステムの一例を第
６図に示す。運転者は安全に高速、且つ、長距離の走行
が出来るようにまづ作業機を第９図に示すような位置に
来るよう操作する。即ち作業機が機体の前進方向と一致
する方向に上部旋回体を旋回させる。

作業機が第９図に示すような位置に来たことを確認し、
次に、旋回ベアリングロック操作スイッチ１５を閉に操
作すると電気信号回路が閉じロックシリンダ操作用ソレ
ノイド弁１４は、切り替わりエンジンで駆動される油圧
ポンプ３からの圧油をロック油圧ライン１６ｂを通して
、旋回ベアリング２１の外周部に配置された油圧ロック
シリンダ１７の圧油室１８に送られる。ピストン１９が
出てゆきそのピストン１９の先端部が旋回ベアリング２
１のアウタレース外周に設けられたテーパ座ぐり２２と
噛み合い旋回ベアリングのがたは完全に殺される。その
後、左右一対の走行操作レバー５と１０を操作すると、
リンク６と１１を介して左右走行操作弁４と９が切り替
えられエンジンで駆動される油圧ポンプ１と２からの圧
油が走行操作弁４と９を通り、圧油配管８ａ、又は、８
ｂと１３ａ、又は、１３ｂを通って、対応する左右の油
圧走行モーター７と１２に達しモーターの回転力により
機体は走行する。この時、旋回ベアリングは走行時の大
きな振動や衝撃を受けることがら守られている。旋回ベ
アリングに本来の機能を回復させるためには、旋回ベア
リングロック操作スイッチ１５を開に操作するとロック
シリンダ操作用ソレノイド弁１４は切り替わりエンジン
で駆動される油圧ポンプ３がらの圧油をリリース油圧ラ
イン１６ａを通して油圧ロックシリンダ１７の圧油室２
０に送られる。ピストン１９が引っ込み旋回ペアリング
アウタレースのテーパ座ぐり２２との噛み合いは外れる
。旋回ベアリングは本来の機能を回復し旋回可能となる
。それ故に本願発明を施した油圧ショベルの旋回ロック
装置の下部走行体と上部旋回体をつなぐ旋回ベアリング
のインナーレースを上言己下部走行体フレームに固着し
、上記旋回ベアリングのアウターレースに対する旋回ロ
ック機構を上記下部走行体フレームに設けることにより
、上記のように操作することにより旋回へリングのがた
を殺し、上部旋回体と下部走行体とを旋回ロック機構を
介して確実に固定して旋回ベアリングの損傷を防止でき
るとともに、旋回ロック機構の係脱の作動を簡単かつ確
実に作動させつる効果がある。

第６図のシステムにあっては、運転者が上部旋回体を旋
回させ作業機を第９図に示す安全走行の可能な姿勢にし
たつもりでも作業機は機体前進方向と正しく一致したこ
との保証はない。即ち、運転者が旋回ベリングロック操
作スイッチ１５を入りに操作しても下部走行体に取り付
けられている油圧ロックシリンダの位置と上部旋回体に
取り付けられた旋回ベアリングアウタレースの外周部に
設けられたテーパ座ぐりの位置が正しく合わない場合が
生じる。その時には油圧ロックシリンダは正しく働かな
いことになる。第１０図に示すように上部旋回体にリミ
ットスイッチ５１を、下部走行体にカムプレート５２を
取り付けることになるが、そのような配置にして運転者
が上部旋回体を旋回させ作業機が機体前進方向と正しく
一致したときにカムプレート５２がリミットスイッチ５
１のローラを蹴りスイッチが閉じるよう取り付ける。電
気回路は第７図に示す如（リミットスイッチ５１と旋回
ベアリングロック操作スイッチ１５とソレノイドバルブ
１４を直列回路で結ぶことにより、油圧ロック機構を確
実に作動させて油圧ロックシリンダを正しく働かせつる
効果がある。なお、作業機が機体前進方向と正しく一致
したことを運転者に知らせるためにはランプ５３を配し
、リミットスイッチ５１が閉じると点灯するように結線
するとよい。かようにランプの点灯で、油圧ロック機構
を働かせることができるので運転者は油圧ロック機構を
作動させるタイミングをつかみ易い効果がある。

第７図のシステムにあっては、運転者が上部旋回体を旋
回させ作業機を第９図に示す安全走行の可能な姿勢にす
るべ（操作する。作業機が機体前進方向と正しく一致す
るとカムプレート５２はリミットスイッチ５１のローラ
を押し上げスイッチが閉じランプ５３が点灯する。運転
者は作業機が機体前進方向と正しく一致したことを知る
とともに下部走行体に取り付けられている油圧ロックシ
リンダと上部旋回体に取り付けられた旋回ベアリングア
ウタレースの外周部に設けられたテーパ座ぐりの位置が
正しく噛み合う位置にあることを知るのであるがそこで
運転者が旋回ベアリングロック操作スイッチ１５を閉に
操作するとソレノイドバルブ１４への電気信号回路が閉
じバルブが切り替わる。その結果油圧ポンプ３からの圧
油はロック油圧ライン１６ｂを通して油圧ロックシリン
ダ１７の圧油室１８に達する。ピストン１９が出てゆき
そのピストン１９の先端部が旋回ベアリング２１のアウ
タレース外周に設けられたテーパ座ぐり２２と噛み合い
旋回ベアリングのがたは完全に殺される。運転者が旋回
ベアリングロック操作スイッチ１５を開に操作すると、
ソレノイドバルブ１４への電気信号は切れ、ソレノイド
バルブが切り替わり油圧ポンプ３からの圧油はリリース
油圧ライン１６ａを通して油圧ロックシリンダ１７の圧
油室２０に達する。ピストン１９が引っ込み旋回ベアリ
ングアウタレースのテーパ座ぐりとの噛み合いは外れる
。旋回ベアリングは本来の機能を回復し旋回可能となる
。また、作業機が機体前進方向と正しく一致していない
ままで旋回ベアリングロック操作スイッチ１５を閉に操
作しても、ソレノイドバルブ１４への電気信号回路はリ
ミットスイッチ５１で開になっておりソレノイドバルブ
１４は切り替わらない。即ち、旋回ベアリングはロック
されない。このように作業機が機体前進方向と正しく一
致し、安全な走行が可能な姿勢になったとき、即ち、下
部走行体に取り付けられている油圧ロックシリンダと上
部旋回体に取り付けられた旋回ベアリングアウタレース
の外周部に設けられたテーパ座ぐりの位置が正しく噛み
合う位置にあるときにのみ旋回ベアリング油圧ロックシ
リンダが働くようにしたので、作業機が機体前進方向と
正しく一致して安全な走行が可能な状態で旋回ベアリン
グロック機構が確実に上部旋回体と下部走行体との相互
運動を阻止するように係止することにより起伏の激しい
凹凸の地表面でも急速走行ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は油圧ショベルの全体構造を示した概念図であり
、第２図は第１図の油圧ショベルの要部を拡大して示し
た縦断面図であり、第３図は第２図の油圧ショベルの旋
回ベアリングの各種隙間の発生状態を示した縦断面図で
あり、第４図は本願発明を施した油圧ショベルの旋回ロ
ック装置の配置状態を示した平面図であり、第５図は第
４図のＡ−Ａ線を断面にした本願発明を施した油圧ショ
ベルの旋回ロック装置のピストンの出没状態を示した縦
断面図であり、第６図は本願発明を施した油圧ショベル
の旋回ロック装置の走行モーター及び旋回ロック装置制
御システムを示した油圧回路及び電気回路図であり、第
７図は下部走行体と上部旋回体の２部材の所定の位置関
係において旋回ロック機能を奏しつるようにした走行モ
ーター及び旋回ロック装置制御システムを示した油圧回
路及び電気回路図であり、第８図は第１図に示した油圧
ショベルの作業機を機体の前方に位置させた状態の側面
図であり、第９図は第８図の平面図であり、第１０図は
上部旋回体にそなえたリミットスイッチと下部走行体に
そなえたカムプレートの一致した状態を示した概念図で
ある。 １　　油圧ポンプ ２　　油圧ポンプ ３　　油圧ポンプ ４　”左右走行操作弁 ５　　走行操作レバー ６　　リンク ７　　油圧走行モーター ８ａ　圧油配管 ８ｂ　圧油配管 ９　　左右走行操作弁 １０　　走行操作レバー ３ａ ３ｂ ６ａ ６ｂ リンク 油圧走行モーター 圧油配管 圧油配管 ソレノイドバルブ 旋回ベアリングロック操作スイッチ リリース油圧ライン ロック油圧ライン 油圧ロックシリンダ 圧油室 ピストン 圧油室 旋回ベアリング テーパー座ぐり 下部走行体 上部旋回体 旋回ベアリングインナーレース 旋回ベアリングアウターレース 旋回ベアリングボール ラジアル隙間 スラスト隙間 モーメント隙間 サポート 下部走行体フレーム リザーバー インナーレース内歯 旋回減速櫟呂カビニオン 旋回モーター 旋回減速機 上部旋回体フレーム 作業機 運転席 エンジン リミットスイッチ カムプレート ランプ も（目 図面の浄書 芽″３１目 ４ｑ ２Ｆ？ 茅４図 千７Ｉ２］

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）下部走行体と上部旋回体をつなぐ旋回ベアリングの
   インナーレースを上記下部走行体フレームに固着し上記
   旋回ベアリングのアウターレースに対する旋回ロック機
   構を上記下部走行体フレームに設けてなる油圧ショベル
   の旋回ロック装置。 ２）上部旋回体フレームに固着した旋回ベアリングのア
   ウターレースの所望位置に旋回ロック機構の油圧ピスト
   ン先端部受け用の凹入部を設け、前記旋回ロック機構の
   前記油圧ピストン支持用シリンダーを下部走行体フレー
   ムに固着してなる特許請求の範囲１記載の油圧ショベル
   の旋回ロック装置。 ３）旋回ベアリングロック操作スイッチを閉にすること
   によりロックシリンダー操作用ソレノイド弁が働きロッ
   ク油圧ラインを開いて油圧ポンプ３からの圧油が油圧ロ
   ックシリンダーのピストン押し出し用の圧油室に送られ
   てピストンが前進し、そのピストンの先端部が旋回ベア
   リングのアウターレースに設けられた凹入部に突入して
   係止され、前記旋回ベアリングロック操作スイッチを開
   にすることによりロックシリンダー操作用ソレノイド弁
   を切り替え、油圧ポンプからの圧油をリリース油圧ライ
   ンを通して油圧ロックシリンダーのピストン引き込み用
   の圧油室に送られてピストンが後退し、そのピストンの
   先端部が旋回ベアリングのアウターレースに設けられた
   凹入部から離脱して係止状態が解除されるようにしてな
   る油圧ショベルの旋回ロックシステム。 ４）上部旋回体或いは下部走行体のいずれか一方にリミ
   ットスイッチ或いはそれに代る信号部材を設け、そのリ
   ミットスイッチ或いはそれに代る信号部材に対応して、
   カムプレート或いはそれに代る信号部材を上記の下部走
   行体或いは上部旋回体の他方に設けてなり、リミットス
   イッチ或いはそれに代る信号部材が閉じたところで、旋
   回ベアリングロック操作機構を作動させるようにしてな
   る特許請求の範囲３記載の油圧ショベルの旋回ロックシ
   ステム。 ５）作業機が機体前進方向と一致するところで旋回ベア
   リングロック機構が作動して、その旋回ベアリングロッ
   ク機構により上部旋回体と下部走行体とを係止させてな
   る特許請求の範囲３記載の油圧ショベルの旋回ロックシ
   ステム。 ６）上部旋回体に取り付けられたリミットスイッチと、
   下部走行体に取り付けられたカムプレートにより作業機
   が機体前進方向と正しく一致し、下部走行体に取り付け
   られている油圧ロックシリンダと上部旋回体に取り付け
   られた旋回ベアリングアウタレースの外周部に設けられ
   たテーパ座ぐりの位置が正しく噛み合う位置にあること
   を検出し、リミットスイッチと旋回ベアリングロック操
   作スイッチを直列回路にし、作業機が機体前進方向と正
   しく一致し、安全な走行が可能な姿勢になったときのみ
   旋回ベアリング油圧ロックシリンダが働くようにしてな
   る特許請求の範囲４記載の油圧ショベルの旋回ロックシ
   ステム。