JPS62160324A - 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
ディングシラ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作動用パイロッ
ト油圧切喚弁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フ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ＩＯ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。例えば、第２図に示すブーム３４、アー
ム３５、バンクホウバケット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、バンクホウバ
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も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
ある。従来、このようなアタッ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のみならず危険
であった。

また、同じ荷役作業であっても第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
なることもある。

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
装備がえして種々の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、電気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
弁からの圧力信号により電気回路を閉路とする圧力スイ
ッチと、通常は閉路状態で、該圧力スイッチからの励磁
電気信号で、電磁切換弁作動用の電気回路を遮断する継
電器を設け、自由に開閉操作のできるスイッチにより電
源を上記圧力スイッチおよび継電器に供給する如く電気
回路を設ける。

作用 スイッチを閉し、圧力スイッチおよびＮｕ　Ｔｈ器に電
源回路を通ずる。

この状態出、旋回油圧モータ作動用の油圧切換弁のパイ
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
低く、圧力スイソチ内の電気回路は開路されて、継電器
に励磁電流を送らないので、電源回路は該継電器を経て
電磁切換弁に連結される。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され、油圧モータは外
力により容易に回転する。

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パイロ
ット圧が選択的に取出され、圧力スイッチを閉路とする
如く作動し、圧力スイッチからの電気信号は継電器を励
磁し、該継電器内の電気回路を開路し、電磁切換弁を励
磁していた電源を遮断する。従って、１対の油圧モータ
作動回路の連通は解かれ、それぞれ独立させるので、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、スイッチを開放すると、！破切換弁は、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を罵区動する
エンジンで、メインポンプ２は夕〉′り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
に通し、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
．２６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位置に切換ねる
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、それぞれチェッ
ク弁９．９゛が、主戻り回路ＩＯ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、パイロット油圧
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１８を有しており、フィルタ２０、油路２８を通って
パイロット弁に導かれている。

更に、油路６．７の間には、励磁されないときは両袖路
を遮断し、励磁されると相互に連通ずる油路を形成する
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３１、継電器１４、電線３０、ス
イッチ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気回路を閉路し
ており、励磁されると開路となる形式になっており、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
右または左のパイロット油室に通じるパイロット油路２
５．２６のどちらかの圧力が上昇すると、その側の圧力
を選択的に取出すシャトル弁１６からのパイロット油路
２７が導かれ、該油路２７の圧力が上昇すると内部電気
回路を閉路する形式の圧力スイッチ１５、電線２９によ
り、スイッチ２２を経て電源３２に結合されている。

なお、スイッチ２２は運転室内の操作し易い位置に設け
られており、電ａ［２３の回路開閉用の既知のスイッチ
で、運転車の自由意志によって操作するものであり、閉
路時には、圧力スイッチ１５、継電器１４の主回路に電
磁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、圧力スイッチ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
、従って、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を操作し、圧力スイッチ１５、継
電器１４に通電したときについて述べる。

旋回操作レバが中立、すなわち、パイロット油路２５．
２６の何れにも信号圧力が発生し、ていないときは、油
路２７の圧力も低圧となっており、圧力スイッチ１５は
作動せず、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、その内部電気回路は閉路となっ
ている。従って電源３２からの電気は、スイッチ２２、
電線３０、継電器１４の内部回路、電ｗＡ３１を通゛っ
て電磁切換弁１３の励磁コイルに至り、該電磁切換弁１
３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フ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Ｂ位置へ切換ると同時に、シャトル弁１６の作用に
よるパイロット油路２５または２６の何れか油圧の上昇
した側の信号圧力が、パイロット油路２７を通り、圧力
スイッチ１５に作用し、該圧力スイッチ１５の内部電気
回路を閉回路とするので、電源３２の電気はスイッチ２
２、圧力スイッチ１５の内部電気回路、電線２９を通っ
て継電器１４のコイルを励磁し、該継電器１４の内部電
気回路を開き、電磁切換弁１３を励磁していた電源回路
を遮断するので、該電破切換弁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、田カスイ
ッチ１５の内部電気回路は開路され、継電器１４の励磁
は中断されるので該継電器１４の内部電気回路は再び閉
路され、電磁切換弁１３は励磁されて、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弐などの旋回ブレ
ーキ装置２３を備えておき操作する方法をとってもよい
。

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装置を装備
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着したときの側面図、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・・・・・・・電磁切換弁 １４・・・・・・・継電器 １５・・・・・・・圧力スイッチ １６・・・・・・・　シャトル弁 ２２・・・・・・・　スイッチ 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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、
   電気信号により遮断、連通せしめる電磁切換弁と、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
   圧力により電気回路を閉路する圧力スイッチと、常時閉
   路しており、電気信号により開路する継電器とを設け、
   運転席付近のスイッチから、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、上記圧力ス
   イッチを経由して継電器を励磁する電気回路を設けたこ
   とを特長とする油圧ショベルのフリー旋回システム。