JPH0549771B2 - - 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６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が
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、旋回操作レバを中立に戻すと、
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の振子運動に合わせて旋回動作を追随させて
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、油圧モータの圧油流入・流出ポート
に連なる１対の作動油路の間にシヤトル弁と、該
シヤトル弁の出口ポートから上記油圧モータの作
動油路への油の補給回路に連通する油路を構成す
る。そうして、該油路の途中には、常時は内部油
路は開路されているがパイロツト圧によつて閉路
されるパイロツト切換弁（以下旋回フリー弁と呼
称する。）と、電気信号、油圧信号または手動に
より内部油路を開閉する切換弁とを設ける。ま
た、上記パイロツト切換弁のパイロツト油室に
は、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、該操作レバが中立位置のと
きにのみ電気回路が開路する如きリミツトスイツ
チからの電気信号により内部油路を開閉する電磁
切換弁を経て、パイロツトポンプの吐出圧油を導
く。

作 用 １対の油圧モータ作動油路の間に設けたシヤト
ル弁の出口ポートと油の補給回路との連通油路の
途中にある切換弁を、電気信号、油圧信号または
手動により切換え開路状態にする。

この状態で、旋回操作レバが中立位置でリミツ
トスイツチの電気回路が開路されているとき、す
なわち、旋回操作をしていないときは、電磁切換
弁は励磁されず、内部油路はパイロツトポンプか
らの圧油を遮断し、旋回フリー弁のパイロツト油
室に圧油が供給されないので開路状態を保持して
おり、油圧モータ作動油路の一方の油路はシヤト
ル弁、旋回フリー弁、切換弁および補給回路用の
チエツク弁を通り他方の油圧モータ作動油路に連
通する。その結果、油圧モータに圧油を供給する
１対の作動油路は、相互に連通し、油圧モータは
外力により容易に回転させられる。

次いで、旋回操作レバに連動するリミツトスイ
ツチの電気回路が閉路されたとき、すなわち、旋
回操作を開始すると、電磁切換弁が励磁され、パ
イロツトポンプからの圧油は該電磁弁の内部油路
を通り旋回フリー弁のパイロツト油室に流入し該
旋回フリー弁を閉じ、１対の油圧モータ作動回路
は相互に、前記シヤトル弁により遮断され、それ
ぞれ独立回路状態となるので、旋回モータ作動時
は通常の旋回加速がなされる。旋回起動後におい
て、操作レバを中立に戻すと再び旋回フリー弁が
開路し、フリー旋回状態の回路に復帰する。

また、前記連通油路の途中にある切換弁を電気
信号、油圧信号または手動により閉路位置にする
と、油圧モータ作動用の操作レバの位置如何にか
かわらず、１対の油圧モータ作動油路は独立回路
となり、第６図に示す通常の油圧シヨベルの旋回
システムと同様の回路状態となる。

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・電界回路
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２５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２５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を通つて主を補給する向
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の圧油は後述の旋回
フリー弁１４作動用のパイロツト油圧源、旋回ブ
レーキ装置２３を併設したときの作動油圧源その
他に利用されるもので、その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２８を具えている。

また、１対の油路６，７を連通する如く設けた
油路の中間には、油路６が高圧となつたときは、
低圧側の油路７への通路を遮断し、油路７が高圧
となつたときは低圧側の油路６への通路を遮断し
て、高圧側の油路を出口ポートに通ぜしめるシヤ
トル弁１３があり、該シヤトル弁１３の出口ポー
トは油路３０，３１，３２により補給油路１１に
向け、電磁切換弁１５、旋回フリー弁１４（パイ
ロツト切換弁）を介して連通している。油路３
０，３１の間にある電磁切換弁１５は、スイツチ
２２により内部油路が開閉し、油路３１，３２の
間にある。旋回フリー弁１４のパイロツト油室に
は、油圧モータ５作動用油圧切換弁４の操作レバ
２５に連動して、該操作レバ２５が中立位置では
内部電気回路を開路し、前傾または後傾させると
閉路となるリミツトスイツチ２６の電気信号を電
線２７を経由して受信し、内部油路を開閉する電
磁切換弁１６の出口ポートが油路３３により通じ
ている。また、パイロツト油圧源油路２８から分
岐した油路２９は、上記電気切換弁１６の入口ポ
ートに通じ、該電磁切換弁１６励磁されると油路
２９，３３は連通し励磁が中断されると油路２９
は遮断され、油路３３はタンク２１に通じる。

なお、スイツチ２２は、運転席付近の操作し易
い位置に配置してあり、運転車の自由意志により
容易に電磁切換弁１５を切換えられるようになつ
ている。

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Ｄ位置であり油路３０，３１
は遮断されているので、シヤトル弁１３により選
択された油路６，７のうち高圧側の圧油は補給油
路１１に流入せず、従つて油路６，７は独立回路
を形成する。この状態においては、旋回操作レバ
２５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はＥ位置に切換わり、旋回操作レバ２
５が中立すなわち、リミツトスイツチ２６が開路
しているときは、電磁切換弁１６のスプールはＦ
位置を維持し、旋回フリー弁１４のパイロツト油
室はタンク２１に通じ、該旋回フリー弁１４の内
部油路は開路しているので、油圧モータ５の作動
油路６，７はそれぞれ、一方の圧油がシヤトル弁
１３の出口ポート、油路３２、旋回フリー弁１
４、油路３１、電磁切換弁１５のＥ位置通路、油
路３０、チエツク弁９または９′を経て、自由に
他方の油路７または６に流入し得るものであり、
油圧モータ５は外力により正逆何れの方向にもフ
リー回転が可能である。

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２５を前後傾させ、リミツトスイツ
チ２６の内部電気回路が閉路となると、電磁切換
弁１６は励磁され、スプールはＦ位置からＧ位置
に切換わるので、パイロツトポンプ３からの圧油
は油路２９、電磁切換弁１６のＧ位置油路、油路
３３を通り旋回フリー弁１４のパイロツト油室に
流入し、該旋回フリー弁１４の内部油路を閉路す
る。その結果、油圧モータ５の作動油路６，７
は、スイツチ２２を開路したときと同様の油圧回
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
部旋回体も旋回し、次いで所定の位置に停止せし
めるため、操作レバ２５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
遮断すると同時に、操作レバ２５に連動するリミ
ツトスイツチ２６の内部電気回路は開路し、電磁
切換弁１６のスプールはＧ位置からＦ位置に切換
わり、パイロツトポンプ３から油路２９を経て送
られる圧油は遮断され、旋回フリー弁１４のパイ
ロツト油室は油路３３、電磁切換弁１６のＦ位置
油路を通つてタンク２１に連通するので、該旋回
フリー弁１４の内部油路は開路となる。従つて、
油圧モータ５の作動回路は前述のフリー回転時と
同様の油圧回路構成となる。その結果として、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つてもよい。

第５図は本発明の第２実施例を示す油圧・電気
回路図であり、旋回フリー回路に切換える操作を
油圧パイロツト方式にしたものである。すなわ
ち、電磁切換弁１５にかえてパイロツト切換弁１
５′を、スイツチ２２にかえてデイテントタイプ
の２位置手動切換弁２２′を使用し、油圧源はパ
イロツトポンプ３の吐出側油路２８から分岐した
油路２９を経て切換弁２２′へ、また、該切換弁
２２′の出口ポートとパイロツト切換弁１５′のパ
イロツト油室とを油路により連通させる。第２実
施例においても、操作方法、作用、効果とも第１
実施例と全く同様である。

なお、第１実施例、第２実施例における旋回フ
リー回路に切換える操作をするスイツチ１５また
は切換弁１５′は、必ずしも電気・油圧により操
作する方式の切換弁である必要はなく、切換操作
可能位置が運転席付近の操作し易い場所にあれ
ば、手動操作方式の切換弁であつても一向にさし
つかえはない。

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、作業内容が異つ
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などの操作のみで自由に選択
できるので、各種作業条件に応じて最も安全で、
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
着したときの側面図、第５図は本発明の第２実施
例を示す油圧・電気回路図、第６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……シヤ
トル弁、１４……旋回フリー弁（パイロツト切換
弁）、１５……電磁切換弁、１５′……パイロツト
切換弁、２２……スイツチ、２２′……切換弁、
２５……操作レバ、２６……リミツトスイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 操作手段により油圧切換弁を切換えて油圧モ
   ータを作動させ、その回転力で上部旋回体を旋回
   させる旋回駆動システムにおいて、該油圧モータ
   への圧油流入・流出ポートに通じる１対の作動油
   路を連通する油路の途中に設けたシヤトル弁と、
   該シヤトル弁の出口ポートと上記油圧モータ作動
   油路への補給回路を接続する油路と、該油路の途
   中に直列に設け、受信部に信号が作用すると常時
   開放の内部油路を閉路する第１の切換弁と、外部
   からの任意の信号により内部油路を開閉する第２
   の切換弁と、前記切換弁が中立以外の位置になつ
   たことを検出し、信号を上記第１の切換弁の受信
   部へ供給する信号手段とからなることを特徴とす
   る油圧シヨベルのフリー旋回油圧回路。