JPS62137329A - 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川口であるバックホウ、ロー
ディングシロ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、油圧シミ
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２図に示すブーム３４、アー
ム３５、バンクホウパケット３６を備えた一般の油圧バ
ックホウでは、ブーム３４、アーム３５、バックホウパ
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１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。反面、第３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
あ機械には熟練した運転員が慎重に、ゆっくりと旋回の
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
せて旋回作動を追随させて振れを止めるなど、高度の技
信が必要で、さもなくば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４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のバイロフト切換弁を設け、油圧モーフの作動回
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
きにのみ電気回路を閉じるリミットスイッチからの電気
信号により通路を開閉する第２の切換弁と、バイロフト
油圧源からの圧油回路を、スイッ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
ロット油圧源の圧油を第２、第３の切換弁を経由して、
第１のパイロット切換゛弁のパイロット油室に導く油路
を設ける。

作用 スイッ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ット油圧源の圧油は第３の切
換弁の内部開放通路を通って第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りミ
ントスイッ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、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、リミットスイッ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を
遮断し、第１のパイロット切換弁のパイロット油室は第
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、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パイ
ロッ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図は本発明の実施例を示す油圧・電気回路図であり
、ｌはメインポンプ２、バイロフトポンプ３を駆動する
エンジンで、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となってタン
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位置に切換わリメインポンプ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り
、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Ｉａ６．７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、それぞれチェック弁９．９゛が、主戻り回路１０か
ら油路１１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１２．１２゛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、パイロ・７１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、フィルタ２０、油路２９を通う
て電磁切換弁１５の入口ポートに通じている。この１ｔ
Ｍ１切換弁１５は、運転室内の操作し易い位置に取付け
であるスイッチ２２を開閉することにより作動し、出口
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、パイロット切
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位置電磁切Ｉ負弁１４の出口ポ
ートと油路３１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りミントスイッ
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にしである。

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操作レバ２８を操作してリ
ミットスイッチ３２が閉路し、電気信号が電磁切換弁１
４に作用しスプールの位置がＦあるいはＧの何れの位置
にあっても油路３１はタンク２１に通じており、従って
パイロ７）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、油圧モーフ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
通常の油圧ショベルと同様の旋回油圧回路状態を維持し
ている。次いで、スイッチ２２を閉路し、電磁切換弁１
５を励磁すると、咳ｔＭ１切換弁１５のスプールは１位
置に切換ねり、パイロットポンプ３からの圧油は、油路
２９、電磁切換弁１５の１位置通路、油路３０を通って
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、リミットスイッチ３２が開路状
態で電磁切換弁１４が励磁されていないと、該１を磁切
換弁１４はＣ位置となっているので、油路３０の圧油は
Ｃ位置通路、油路３１通りパイロット切換弁１３のパイ
ロ・ノド油室に達し、該パイロット切換弁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
より連通ずる。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、リミット
スイッチ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
に通じパイロット切換弁１３のパイロ・ノド油室はタン
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２
８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
励磁していたりミントスイッチ３２からの電気信号は消
滅するので該電磁切換弁１４はＣ位置となり、油路３０
の圧油はＣ位置通路、油路３１を通りパイロット切換弁
１３のパイロット油室に流入し、該パイロット切換弁１
３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図の如きアタッ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２
３を備えておき・操作する方法をとってもよい。

なお、この実施例のバイロフ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くと、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図は本発明の実施例を示す油圧・電気回路図、第２
図は油圧式バックホウの側面図、第３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４図は油圧ショベルのフロントアタッチメン
トに掴み具を装備したときの側面図、第５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 １２．１２’・・・・・　リリーフ弁 １３・・・・・・・・・バイロフト切換弁１４・・・・
・・・・・電磁切換弁 １５・・・・・・・・・電磁切換弁 ２２・・・・・・・・・　スイッチ ２８・・・・・・・・・操作レバ ３２・・・・・・・・・リミットスイッチ以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   回路を閉じるリミットスイッ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ッ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。