JPS62137328A - 油圧シヨベルのフリ−旋回システム - 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 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 従来から油圧ショベルはそのフロントアタッチメントを
取かえることにより本来の用途であるバックホウ、ロー
ディングショ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
性工ふ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の作動操作をす
る油圧切換弁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、主ポンプ２からの圧油供給は断たれ、
旋回モータ５の油流入、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、高圧となって他方
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、油圧ショベルの上部
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
せる能力を与えである。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、回路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
ェック弁９．９′を介して旋回モータその他のアクチュ
エータからの主戻り回路１０の油を油路１）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
ったとき、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”が設けである。

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投機械としては長所
となるが、反面フロントアタッチメントを変更し、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
々にしである０例えば、第３図に示すブーム３４、アー
ム３５、バックホウパケット３６を備えた一般の油圧バ
ックホウでは、プーム３４、アーム３５、バックホウバ
ケット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
停止後は車体が成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０反面、第４図に示すように、アーム
３５の先端にウィンチボックス３７を取付け、ワイヤロ
ープ４０によりフックブロック３Ｂをつるし、つり荷３
９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って動くウ
ィンチボックス３７は旋回ブレーキ力により大きい減速
度をもって停止しようとし、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、このようなアタッチメントを装備した機械に
は！！！Ｍした運転員が慎重に、ゆっくりと旋回の加速
、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の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、高度の技価が
必要で更にはサイクルタイムの低下にもなっていた。

また、荷役作業においても第５図に示す如く、アーム４
１の先端に木材その他の閃み具４２を直接取付けた形式
の荷投機械では、旋回ブレーキ力が働いても振子運動は
起り難く、むしろ成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、油圧ショベルのフロントアタッチメントを
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ったり、短所であったりする
ことがあるので、１台の油圧ショベルにおいて、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Ｉ
対の作動回路を通常は遮断し、油圧信号るより連通させ
る第１のパイロット切換弁を設ける。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油圧切換弁の作動
をする左右のパイロット油圧回路のパイロット圧のうち
、高圧側の信号圧を選択的に取出すシャトル弁を設け、
該シャトル弁からの信号圧をパイロット圧または圧力ス
イッチを介して作動される第２の切換弁と、パイロット
油圧源からの油圧回路をスイッチ操作により送られる電
気信号、その他により開閉する第３の切換弁によってパ
イロット油圧源から分岐された圧油を、第２の切換弁を
経て第１のバイロフト切換弁のパイロット油室に導（油
路を設ける。

作用 スイッチを閉じ電磁弁を作動させると、パイロット油圧
源の圧油は第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油圧切換弁のパイロット油
室の圧力が左右何れも低圧のとき、すなわち、旋回操作
をしていないときはシャトル弁の出口圧力は低（、第２
の切換弁を作動せしめないので、第３の切換弁から送ら
れてきた圧油は第２の切換弁の開放通路を通り、第１の
パイロット切換弁のパイロット油室に流入し、該パイロ
ット切換弁を作動し油圧モータの１対の作動回路を連通
ずるので、油圧モータは外力により自由に回転する０次
いで、油圧モータ作動用油圧切換弁のパイロット油室の
何れか一方の圧力が上昇したとき、すなわち、旋回操作
を開始すると、シャトル弁により上昇した側の圧力を取
出し第２の切換弁を作動せしめるので、第３の切換弁を
経て送られる圧油は遮断され、第１のパイロット切換弁
のバイロフト油室は第２の切換弁を経てタンクと連通ず
るので、第１のパイロッ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るので旋回起動
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のパイロッ
ト切換弁は連通位置となりフリー旋回状態となり、また
スイッチを開放するとバイロフト油圧源からの圧油は第
３の切換弁で遮断され、従って第１のパイロット切換弁
は遮断状態となり、旋回システムは通常の油圧ショベル
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図は本発明を油圧リモートコントロール方式油圧シ
ョベルの旋回駆動システムに適用したときの第１実施例
を示す油圧・電気回路図である。

１はメインポンプ２、パイロットポンプ３を駆動するエ
ンジンで、メインポンプ１はタンク２１からサクション
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作動用の油圧切換弁４に通
じ、該切換弁４のスプールが中立時、すなわち、Ｃ位置
のときには油路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となり、タンク２１へ流入する。２５．２
６は旋回操作用パイロット弁（図示せず）により調圧さ
れた信号圧油を油圧切換弁４のパイロット油室に導入す
るパイロット油路であり、この信号圧により該油圧切換
弁４のスプールが移動しＡまたはＢ位置に切換わるとメ
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へ向は開放されるよ
うになっているリリーフ弁であリ、慣性の大きい油圧シ
ョ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、それぞれチェック弁
９．９°が、主戻り回路１０から油路１）を通って油を
補給する向きに設けであるので、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ってい
る。更に、油路６．７にはそれぞれリリーフ弁１２．１
２’が設けてあり油圧切換弁４がＣ位置になったとき、
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
圧よりも高くしである。

一方、パイロットポンプ３の吐出油は、バイロフト油圧
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１日を有しており、フィルタ２０、油路２８を通つて
バイロフト弁に導かれてい油路６．７の間には、パイロ
ット圧が作用しないときは両袖路を遮断し、パイロット
圧が作用したときには相互に連通ずる油路を形成する第
１の２位置、パイロ・ノド切換弁１３が設けてあり、該
パイロット切換弁１３のパイロット油室は、第２の２位
置、パイロット切換弁１４の出口ポートと油路３１で連
通している。該バイロフト切換弁１４のパイロット油室
には、油圧切換弁４の右または左のパイロット油室に通
じるパイロット油路２５．２６のどちらかの圧力が上昇
すると、その側の圧力を選択的に取り出すシャトル弁１
６からパイロット油路２７が導いてあり、該パイロット
油路２７の圧力が上昇すると上記パイロット切換弁１４
が切換わりｔｉｎｔ切換弁１５の出口ポートとパイロッ
ト切換弁１４の入口ポートとを連通ずる油路３０を遮断
し、油路３１をタンク２１に通ぜしめ、パイロット油路
２７の圧力が低下すると油路３０と油路３１と連通ずる
ようになっている。

また、電磁切換弁１５の流入ポートには、バイロフト油
圧源の油路２８から分岐した油路２９が通じており、運
転室などの操作し易い位置に取付けられたスイッチ２２
を開閉することにより、油路３０をタンク２１或いは油
路２９に連通させる。

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、スイッチ２２が開路状態で電磁切換弁１５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、パイロット油路２７の圧
力によりバイロフト切換弁１４のスプール位置はＦまた
はＧとなるが、何れの位置にあっても油路３１はタンク
２１に通じており、従ってパイロット切換弁１３のスプ
ールは常に０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Ｂ１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図の通常の油圧シラペルと同様の
旋回油圧回路状態を維持している０次いで、スイッチ２
２を閉路し、電磁切換弁１５を励磁すると、該電磁切換
弁１５は１位置に切換り、旋回操作レバを中立すなわち
、パイロット油路２５．２６の何れにも信号圧が発生し
ていないときは、パイロット切換弁１４は０位置に切換
っているので、パイロットポンプ３からの圧油は油路２
９、電磁切換弁１５の１位置通路、油路３０を通り、パ
イロット切換弁１４の流入ポートに達し、更に０位置通
路、油路３１を経て、パイロット切換弁１３のパイロッ
ト油室に達し、該パイロット切換弁１３を８位置に切換
るので、油路６．７は連通した状態となっている。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
レバを操作してパイロット油路２５または２６の油圧を
上昇せしめると、油圧切換弁４はＣ位置からＡまたは８
位置に切換ると同時にシャトル弁１６により、パイロッ
ト油路２５または２６の何れか油圧の上昇した側の圧力
信号のみを取出し、パイロット油路２７を通りパイ口・
ノド切換弁１４のパイロット油室に送り、該パイロット
切換弁１４をＦ位置に切換えるので、油路３０の圧油は
閉止され、油路３工はタンク２Ｉに通じパイロット切換
弁１３のパイロット油室はタンク圧となり、該バイロフ
ト切換弁１３はＤ位置となり、油路６．７は遮断される
ので前述第６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、旋回操作レバを中立位置に戻し、パ
イロット油路２５．２６の油圧がタンク圧まで低下する
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、パイロット油路２７の圧力もタンク圧となり
、パイロット切換弁１４はＣ位置となり、油路３０の圧
油は該パイロット切換弁１４のＣ位置通路、油路３１を
通りバイロフト切換弁１３のパイロット油室に流入し、
該パイロット切換弁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４図の如きアタッチメントを垂下
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っ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
ってもよい。

第２図は、本発明の第２実施例を示す油圧・電気回路図
であり、第１実施例と同様、油圧モータ５作動用の油圧
切換弁は油圧バイロンド式である。

この実施例では、パイロット切換弁１４の代りに、電磁
切換弁、１４゛を使用し、シャトル弁１６から送られる
信号圧力を、圧力が上昇すると閉路状態となる圧力スイ
ッチ３３に導き、該圧力スイッチ３３の電気信号によっ
て上記電磁切換弁１４°を作動させるようにしたもので
、この回路における圧油の流れおよび操作・作動につい
ては第１実施例と全く同様である。

なお、第１実施例、第２実施例における電磁切換弁■５
は必らずしも電磁式である必要はなく、油圧パイロット
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 油圧ショ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（と、フロントアタッチ
メントを変更し、作業内容が変った場合においても、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、運転席近くのスイッ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図は本発明の第１実施例を示す油圧・電気回路図、
第２図は本発明の第２実施例を示す油圧・電気回路図、
第３図は油圧式バックホウの側面図、第４図は油圧ショ
ベルのフロントアタッチメントにクレーンを装備したと
きの側面図、第５図は油圧ショベルのフロントアタッチ
メントに掴み具を装着したときの側面図、第６図は従来
の油圧ショベルの旋回システムの油圧回路図である。 ３・・・・・・・・・・・・・パイロットポンプ４・・
・・・・・・・・・・・油圧切換弁８．８゛・・・・・
・・・・　リリーフ弁９．９′・・・・・・・・・チェ
ック弁１３．１４・・・・・・パイロット切換弁１４’
・　１５・・・・・・電磁切換弁１６・・・・・・・・
・・・シャトル弁２２・・・・・・・・・・・　スイッ
チ３３・・・・・・・・・・・圧力スイッチ操作

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）パイロット油圧信号により油圧切換弁を切換えて
   油圧モータを正転・逆転・停止させ、その回転力によっ
   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油圧切換弁の左右のパイロッ
   ト油室の圧力信号のうち、シャトル弁を介して得た高圧
   側の信号圧力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ット油圧源油
   路から分岐した油路を開閉する第３の切換弁を設け、第
   １の切換弁のパイロット油室には第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ョベ
   ルのフリー旋回システム。
2. （２）シャトル弁を介して得た高圧側の信号圧力により
   電気回路を閉じる圧力スイッチの電気信号で作動する第
   ２の切換弁を設けた上記特許請求範囲第１項の油圧ショ
   ベルのフリー旋回システム。