JP2005330070A

JP2005330070A - 作業機の旋回装置

Info

Publication number: JP2005330070A
Application number: JP2004151380A
Authority: JP
Inventors: Hisataka Masuda; 尚隆増田; Naoto Kawabuchi; 直人川淵
Original assignee: Tadano Ltd
Current assignee: Tadano Ltd
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2004-05-21
Publication date: 2005-12-02

Abstract

【課題】旋回輪４２に設けたギア１９と当該ギア１９にかみ合わせたピニオンギアとのバックラッシによるガタをなくするための防止策を施す際に、回転方向を逆回転方向に操作しても確実にバックラッシによるガタを生じさせないようにする作業機の旋回装置を提供する。
【解決手段】第１油圧モータ１５ａで駆動する第１ピニオンギア１７と第２油圧モータ１６ａで駆動する第２ピニオンギア１８とを旋回輪に設けたギア１９にかみ合わせ、第１油圧モータ１５ａで駆動して旋回輪４２を正回転させているときには第２油圧モータ１６ａを従動回転させ油圧ポンプとして作用させ、第２油圧モータ１６ａで駆動して旋回輪４２を逆回転させているときに第１油圧モータ１５ａを従動回転させ油圧ポンプとして作用させ、各油圧モータを互いに逆回転する状態にして、バックラッシによるガタを生じさせないようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、作業機の旋回装置に関するものであり、旋回輪に設けたギアにピニオンギアをかみ合わせた旋回装置におけるバックラッシによるガタの防止に関するものである。

この種の作業機の旋回装置は、移動式クレーンあるいは高所作業車等の建設機械に使用されている。例えば図４に図示する移動式クレーンでは、走行台車４０に旋回台４１を旋回輪（ベアリング）４２を介して旋回自在に取付け、走行台車４０側の旋回輪４２にギアを設け、旋回台側に油圧モータで駆動されるピニオンギアを前記旋回輪に設けたギアにかみ合わせて取付けている。そして、油圧モータを駆動してピニオンギアを回転させ、走行台車４０に対して旋回台４１を旋回させるようにしている。このような旋回装置は、旋回輪４２に設けたギアとピニオンギアのバックラッシによるガタを防止するための対策が施されている。

例えば、図５に図示する旋回装置が公知である。この旋回装置は、旋回輪に設けたギア５０に沿って駆動用ピニオンギア５１と反力用ピニオンギア５２とを並設配置し、第１の油圧モータ５３の出力軸に駆動用ピニオンギア５１を嵌着し、第２の油圧モータ５４の出力軸に反力用ピニオンギア５２を嵌着し、第１の油圧モータ５３の正転側と第２の油圧モータ５４の逆転側を接続するとともに、第１の油圧モータ５３の逆転側と第２の油圧モータ５４の正転側を接続して、方向制御弁５５を介して油圧源からの圧油を供給するようにしている。そして第２の油圧モータ５４は、第１の油圧モータ５３より小容量にしている。

このように構成した旋回装置は、駆動用ピニオンギア５１と反力用ピニオンギア５２とが相互に逆方向へ回転するようにし、第１の油圧モータ５３より第２の油圧モータ５４の容量が小さいため、モータ容量差によって反力用ピニオンギア５２は反力を保ちながら駆動用ピニオンギア５１と同一方向へ回転することになる。すなわち、駆動用ピニオンギア５１と反力用ピニオンギア５２とは、旋回輪に設けたギア５０を介して反対方向へ押し合った状態を維持しながら回転するので、ギアのガタが解消される。

ところが駆動用ピニオンギア５１を正方向へ駆動している時に逆方向へ駆動させるように方向制御弁５５を切換えると、駆動用ピニオンギア５１と反力用ピニオンギア５２とは、これまでとは反対方向に旋回輪に設けたギア５０にかみ合うように一旦作用し、再び反対方向へ、駆動用ピニオンギア５１と反力用ピニオンギア５２とが押し合った状態を維持しながら逆方向に回転する。すなわち、駆動方向を変更するために方向制御弁５５を切換えた時に生じるバックラッシによるガタについては対策が取られていない。また、駆動方向の変更時だけでなく、加速から減速に移る際にも同様に生じるバックラッシによるガタについては対策が取られていない（例えば、特許文献１参照。）。
特開平９−２５６４７公報（第２頁〜第３頁、図２）

このように、回転方向を逆回転方向に操作した際や、加速から減速に移る際に、旋回輪に設けたギアと当該ギアにかみ合わせたピニオンギアとのバックラッシによるガタを確実に生じさせないようにする作業機の旋回装置が要求されていた。

本発明は、このような要求を満たす作業機の旋回装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１記載の作業機の旋回装置は、第１油圧モータで駆動する第１ピニオンギアと第２油圧モータで駆動する第２ピニオンギアとを旋回輪に設けたギアにかみ合わせ、第１ピニオンギアを第１油圧モータで駆動して旋回輪を正回転させ第１油圧モータを駆動中には第２油圧モータを従動回転させ油圧ポンプとして作用させるとともに、第２ピニオンギアを第２油圧モータで駆動して旋回輪を逆回転させ第２油圧モータを駆動中には第１油圧モータを従動回転させ油圧ポンプとして作用させるようにした作業機の旋回装置であって、油圧源から油圧の供給を受け各油圧モータを駆動するよう切換え操作して旋回輪の旋回操作を行う切換弁と、当該切換弁の給排ポートの一方を第１油圧モータの正回転側供給口に接続する正回転供給油路と、切換弁の給排ポートの他方を第２油圧モータの逆回転側供給口に接続する逆回転供給油路と、第１油圧モータの正回転駆動時の排出口と第２油圧モータの逆回転駆動時の排出口とを接続する接続油路と、切換弁の排出ポートとタンク間に配置され切換弁からの排出油に背圧を持たせてタンクに帰還させる排出用背圧弁と、当該排出用背圧弁の前段と前記接続油路を接続する補助油路とを、備えたことを特徴とするものである。

請求項２記載の作業機の旋回装置は、第１油圧モータで駆動する第１ピニオンギアと第２油圧モータで駆動する第２ピニオンギアとを旋回輪に設けたギアにかみ合わせ、第１ピニオンギアを第１油圧モータで駆動して旋回輪を正回転させ第１油圧モータを駆動中には第２油圧モータを従動回転させ油圧ポンプとして作用させるとともに、第２ピニオンギアを第２油圧モータで駆動して旋回輪を逆回転させ第２油圧モータを駆動中には第１油圧モータを従動回転させ油圧ポンプとして作用させるようにした作業機の旋回装置であって、油圧源から油圧の供給を受け各油圧モータを駆動するよう切換え操作して旋回輪の旋回操作を行う切換弁と、当該切換弁の給排ポートの一方を第１油圧モータの正回転側供給口に接続する正回転供給油路と、切換弁の給排ポートの他方を第２油圧モータの逆回転側供給口に接続する逆回転供給油路と、第１油圧モータの正回転駆動時の排出口と第２油圧モータの逆回転駆動時の排出口とを接続する接続油路と、切換弁の排出ポートとタンク間に順に直列に配置され切換弁からの排出油に背圧を持たせてタンクに帰還せる第１排出用背圧弁および第２排出用背圧弁と、第１排出用背圧弁の前段から前記正回転供給油路および逆回転供給油路に油圧の供給を許容し逆方向への油圧の供給を規制する各第１チエック弁と、第１排出用背圧弁の後段から前記接続油路に接続する補助油路とを、備えたことを特徴とするものである。
請求項３記載の作業機の旋回装置は、請求項１または請求項２において、正回転供給油路および逆回転供給回路にそれぞれ介挿され切換弁から各油圧モータへの油圧の供給を許容し逆方向への油圧の供給を規制する第２チエック弁と、当該第２チエック弁と並列にそれぞれ配置され各油圧モータが油圧ポンプとして作用した時に負荷として機能する背圧弁とを備えたことを特徴とするものである。

請求項４記載の作業機の旋回装置は、請求項３において、各背圧弁のベント通路を各背圧弁の二次側油路に開閉接続させる電磁弁を配置し、必要に応じて各背圧弁の機能を無効にできるようにしたことを特徴とするものである。

請求項１に係る本発明の作業機の旋回装置は、正回転時には第１ピニオンギアを第１油圧モータで駆動し第２油圧モータを従動回転させ油圧ポンプとして作用させ、逆回転時には第２ピニオンギアを第２油圧モータで駆動し第１油圧モータを従動回転させ油圧ポンプとして作用させる。駆動回転する油圧モータの排出口から排出される排出油は、排出用背圧弁で背圧を持たせるようにしてあるものだから、従動回転する油圧モータには十分な油量の供給を確保でき、キャビテーションの発生を防止し油圧ポンプとして作用させることができる。そして従動回転する油圧モータを油圧ポンプとして作用させる時に、油圧ポンプとして作用する従動回転する油圧モータから吐出される油量は、管路ならびに切換弁の排出ポートを経過させるようにしており、これらを経過する際の通過抵抗が従動回転する油圧モータの油圧ポンプとしての負荷として機能するものであるから、各ピニオンギアと旋回輪に設けたギアとのかみ合い状況は、あたかも各ピニオンギアが旋回輪に設けたギアを互いに逆回転させる状態となりその状態が保持されたまま回転する。しかも回転方向を逆方向に回転するべく切換弁を操作しても、各ピニオンギアが旋回輪に設けたギアを互いに逆回転させるように歯面を密着させたかみ合い状態より逆回転をスタートするものであるから、駆動方向を変更するために切換弁を切換えてもバックラッシによるガタを生じさせないようにすることができる。同様に加速から減速に移る操作をしても、駆動回転している油圧モータが駆動回転している限り各ピニオンギアが旋回輪に設けたギアを互いに逆回転させる状態となりその状態が保持されたまま回転しているものだから、バックラッシによるガタを生じさせない。

請求項２に係る本発明の作業機の旋回装置は、請求項１の場合と同様に、正回転時には第１ピニオンギアを第１油圧モータで駆動し第２油圧モータを従動回転させ油圧ポンプとして作用させ、逆回転時には第２ピニオンギアを第２油圧モータで駆動し第１油圧モータを従動回転させ油圧ポンプとして作用させる。駆動回転する油圧モータの排出口から排出される排出油は、第２排出用背圧弁で背圧を持たせるようにしてあるものだから、従動回転する油圧モータには十分な油量の供給を確保でき、キャビテーションの発生を防止し油圧ポンプとして作用させることができる。そして従動回転する油圧モータを油圧ポンプとして作用させる時に、油圧ポンプとして作用する従動回転する油圧モータから吐出される油量は、管路ならびに切換弁の排出ポートを経過させるようにしており、これらを経過する際の通過抵抗が従動回転する油圧モータの油圧ポンプとしての負荷として機能するものであるから、各ピニオンギアと旋回輪に設けたギアとのかみ合い状況は、あたかも各ピニオンギアが旋回輪に設けたギアを互いに逆回転させる状態となりその状態が保持されたまま回転する。しかも回転方向を逆方向に回転するべく切換弁を操作しても、各ピニオンギアが旋回輪に設けたギアを互いに逆回転させるように歯面を密着させたかみ合い状態より逆回転をスタートするものであるから、駆動方向を変更するために切換弁を切換えてもバックラッシによるガタを生じさせないようにすることができる。同様に加速から減速に移る操作をしても、駆動回転している油圧モータが駆動回転している限り各ピニオンギアが旋回輪に設けたギアを互いに逆回転させる状態となりその状態が保持されたまま回転しているものだから、バックラッシによるガタを生じさせない。

次に、切換弁の排出ポートより排出される排出油は、第１排出用背圧弁で背圧を持たせて接続油路に接続してあるものだから、切換弁を操作して減速制御操作をすると、駆動回転している油圧モータには切換弁から油圧の供給が減じられ、旋回している作業機から慣性により逆に回転させられるように作用しょうとする状態になる。しかしながら、切換弁の排出ポートより排出される排出油は、第１排出用背圧弁で背圧を持たせて接続油路に接続し、第１排出用背圧弁の前段側から前記正回転供給油路および逆回転供給油路に油圧の供給を許容し逆方向へを規制する各第１チエック弁を配置してあるものだから、第１排出用背圧弁による背圧分だけ駆動回転している油圧モータに油圧を供給することができ、駆動回転している油圧モータは作業機から慣性力を受けても油圧ポンプとして作用することはない。したがって、減速させる場合に駆動回転している油圧モータが油圧ポンプとして作用しないようにしてあるものだから、各ピニオンギアが旋回輪に設けたギアを互いに逆回転させる状態となりその状態が保持されたまま回転して、バックラッシによるガタを生じさせない。

請求項３に係る本発明の作業機の旋回装置は、請求項１または請求項２において、正回転供給油路および逆回転供給回路にそれぞれ介挿され切換弁から各油圧モータへの油圧の供給を許容し逆方向への油圧の供給を規制する第２チエック弁と、当該第２チエック弁と並列にそれぞれ配置され各油圧モータが油圧ポンプとして作用した時に負荷として機能する背圧弁とを備えている。よって、油圧モータとして駆動させる時に駆動回転させる油圧モータに切換弁より駆動油圧を供給するようにチエック弁が機能し、従動回転させる油圧モータを油圧ポンプとして作用させる時に油圧ポンプの負荷として背圧弁が機能しバックラッシによるガタを防止するための十分な反トルクを発生させることができる。

請求項４に係る本発明の作業機の旋回装置は、請求項３において、各背圧弁のベント通路を各背圧弁の二次側油路に開閉接続させる電磁弁を配置し、必要に応じて各背圧弁の機能を無効にできるようにしたものである。すなわち、電磁弁で各背圧弁のベント通路を各背圧弁の二次側油路に接続させると、各背圧弁は背圧弁としての機能を失い、従動側の油圧モータが油圧ポンプとして作用する場合の負荷が軽減するので、駆動側の油圧モータは回路効率よく旋回駆動することができ、大きな旋回能力を確保できる。また、電磁弁で各背圧弁のベント通路を各背圧弁の二次側油路に接続させるのを阻止すると、各背圧弁は背圧弁として機能させ、回路効率が多少悪くなるがバックラッシによるガタを防止するための十分な反トルクを発生させることができ、確実にバックラッシによるガタ防止機能を持たせることができる。

以下本発明に係る作業機の旋回装置について、移動式クレーンに実施される場合の実施形態を図１〜図４に図示し以下に説明する。移動式クレーンは、図４に図示し説明したように、走行台車４０に旋回台４１を旋回輪（ベアリング）４２を介して旋回自在に取付け、走行台車４０側の旋回輪４２にギアを設け、旋回台側に油圧モータで駆動されるピニオンギアを前記旋回輪に設けたギアにかみ合わせて取付けている。そして、油圧モータを駆動してピニオンギアを回転させ、走行台車４０に対して旋回台４１を旋回させるようにしている。このような旋回装置は、旋回輪４２に設けたギアとピニオンギアによるバックラッシによるガタを防止するために次のような対策を施している。

図３は、旋回輪４２のギア１９とピニオンギアのかみ合い状態を説明する説明図である。図３において、１７，１８は第１ピニオンギアと第２ピニオンギアであって、旋回輪４２に設けたギア１９に平面視において１８０度対向した位置にかみ合わせて配置している。なお、図３においては、旋回輪４２に設けたギア１９に平面視において１８０度対向した位置に第１ピニオンギア１７と第２ピニオンギア１８をかみ合わせているが、第１ピニオンギア１７と第２ピニオンギア１８は旋回輪４２に設けたギア１９の円周上の任意位置にかみ合わせるようにしておけばよく、必ずしも１８０度対向した位置にかみ合わせて配置しておかなくてもよい。

図１及び図２は、本発明に係る作業機の旋回装置を説明する説明図である。図１において、１５は、第１旋回ユニットであって、第１油圧モータ１５ａと減速機１５ｂとブレーキ装置１５ｃとで構成している。すなわち、第１油圧モータ１５ａと減速機１５ｂを介して第１ピニオンギア１７を連結させ、第１ピニオンギア１７を第１油圧モータ１５ａで駆動して旋回輪４２を正回転するようにしている。ブレーキ装置１５ｃは、ブレーキシリンダを備え、常時はスプリング力で第１油圧モータ１５ａと減速機１５ｂを連結する軸の回転を規制し、ブレーキシリンダの作動時にはスプリング力に抗して作動するので前記規制を解除するようになっている。

同様に１６は、第２旋回ユニットであって、第２油圧モータ１６ａと減速機１６ｂとブレーキ装置１６ｃとで構成している。すなわち、第２油圧モータ１６ａと減速機１６ｂを介して第２ピニオンギア１８を連結させ、第２ピニオンギア１８を第２油圧モータ１６ａで駆動して旋回輪４２を逆回転するようにしている。ブレーキ装置１６ｃは、ブレーキシリンダを備え、常時はスプリング力で第２油圧モータ１６ａと減速機１６ｂを連結する軸の回転を規制し、ブレーキシリンダの作動時にはスプリング力に抗して作動するので前記規制を解除するようになっている。

第１旋回ユニット１５と第２旋回ユニット１６は、対に配置してあるもので、第１油圧モータ１５ａと第２油圧モータ１６ａは略同容量の油圧モータで構成し、減速機１５ｂと減速機１６ｂ、および第１ピニオンギア１７と第２ピニオンギア１８、ブレーキ装置１５ｃとブレーキ装置１６ｃも同じものを使用している。

５は、ブレーキ開放用切換弁であって、電磁切換弁で構成し、通電時にパイロット油圧２をブレーキシリンダに供給してブレーキを開放させ、非通電時にブレーキシリンダからの油圧をドレインに連通させブレーキを効かせるようにしている。

３は、旋回バルブであって、油圧パイロット式の切換弁３ａとリリーフ弁３ｂとを備えている。油圧パイロット式の切換弁３ａは、図示しないが油圧パイロット操作弁の操作に基づいて旋回輪４２を正回転あるいは逆回転するように切換えられるようになっており、中立時には油圧源１からの油圧を次に説明する補助油路を経過してタンクに帰還させるキャリオーバ油路を構成している。そして切換弁３ａのＰポート（油圧供給ポート）を油圧源１に接続し、Ｔポート（排出ポート）を次に説明する補給油路に接続している。リリーフ弁３ｂは、油圧源１からの油圧を切換弁３ａのＰポートに接続する油路と次に説明する補助油路間に介挿させている。

４は、排出用背圧弁で、切換弁３ａのＴポートから排出される排出油をタンクに帰還させる油路に介挿させ、排出油に背圧を持たせるために配置している。２０は、前記切換弁３ａの給排ポートの一方を第１油圧モータ１５ａの正回転側供給口に接続する正回転供給油路であり、２１は、切換弁３ａの給排ポートの他方を第２油圧モータ１６ａの逆回転側供給口に接続する逆回転供給油路である。２３は、油圧モータ１５ａの正回転駆動時の排出口と油圧モータ１５ｂの逆回転駆動時の排出口を接続する接続油路であり、２２は、前記排出用背圧弁４の前段と接続油路２３を接続する補助油路であって、切換弁３ａのＴポートから排出される排出油に背圧を持たせ、当該背圧を接続油路２３に導き各油圧モータが油圧ポンプとして作用している時に、油圧ポンプの吸入側にバキュームによるキャビテーションの発生をしないようにしたものである。

６は、正回転供給油路２０に介挿され切換弁３ａから第１油圧モータ１５ａへの油圧の供給を許容し逆方向への油圧の供給を規制する第２チエック弁である。９は、逆回転供給回路２１に介挿され切換弁３ａから第２油圧モータ１６ａへの油圧の供給を許容し逆方向への油圧の供給を規制する第２チエック弁である。

７は、第２チエック弁６と並列に配置され第１油圧モータ１５ａが油圧ポンプとして作用した時に負荷として機能する背圧弁である。１０は、第２チエック弁９と並列に配置され第２油圧モータ１６ａが油圧ポンプとして作用した時に負荷として機能する背圧弁である。これらの背圧弁７，１０の設定圧は、各油圧モータが油圧ポンプとして作用した時に、負荷として機能させ駆動側の油圧モータに対してバックラッシによるガタの防止をするに十分な反力を作用させるに足りるような設定圧に予め設定してある。

８は、電磁弁であって、各背圧弁７，１０のベント通路を各背圧弁７，１０の二次側油路に開閉接続させ、必要に応じて各背圧弁７，１０の機能を無効にできるようにしたものである。

１３，１４は、各油圧モータ１５ａ，１６ａにそれぞれ並列配置されたオーバロードリリーフバルブである。１１，１２は、接続油路２３からそれぞれ正回転供給油路２０あるいは逆回転供給油路２１に油圧の供給を許容し逆方向を阻止する第１チエック弁である。この第１チエック弁１１，１２は、各油圧モータ１５ａ，１６ａを駆動回転させている時に油圧モータへの油圧の供給が不足状態になるのを防止のために配置したものである。

このように構成した本発明に係る作業機の旋回装置は、次のように作用する。まず、背圧弁７，１０を機能させる場合について説明する。電磁弁８への通電を断ち、各背圧弁７，１０のベント通路を各背圧弁７，１０の二次側油路との接続を閉にする。そして旋回輪４２が目的の方向に旋回するよう油圧パイロット操作弁を操作し、切換弁３ａを切換える。油圧パイロット操作弁の操作に連動してブレーキ開放用切換弁５に通電し、ブレーキ装置１５ｃ，１６ｃのブレーキシリンダを作動させ、第１油圧モータ１５ａと第２油圧モータ１６ａのブレーキを開放する。

いま旋回輪４２が正回転する方向に油圧パイロット操作弁を操作したとする。油圧源１からの油圧は、切換弁３ａの給排ポートから正回転供給油路２０により、第２チエック弁６を経過して第１油圧モータ１５ａの正回転側供給口に供給される。そして第１油圧モータ１５ａの排出口は接続油路２３および補助油路２２を経過して排出用背圧弁４を介してタンクに接続されているものであるから、第１油圧モータ１５ａは正回転駆動し、第２油圧モータ１６ａは駆動しない。

第１油圧モータ１５ａの正回転に伴って、減速機１５ｂを介して第１ピニオンギア１７を回転させ、旋回輪４２を正方向に回転させる。旋回輪４２の正方向の回転に伴って第２ピニオンギア１８が回転させられ、減速機１６ｂを介して第２油圧モータ１６ａを回転させる。すなわち、第２油圧モータ１６ａを従動回転させて油圧ポンプとして作用させるもので、第１油圧モータ１５ａの排出口から排出され排出用背圧弁４で背圧を持った排出油が第２油圧モータ１６ａに接続油路２３を経過して吸入され、第２油圧モータ１６ａの逆回転側供給口より逆回転供給油路２１に排出する。

逆回転供給油路２１には背圧弁１０を介挿させているので、第２油圧モータ１６ａから吐出する油圧は背圧弁１０で設定されている圧力にまで昇圧して切換弁３ａを経過して補助油路２２から排出用背圧弁４を介してタンクに帰還する。そして補助油路２２の一部の油圧は、接続油路２３に供給され、第１油圧モータ１５ａから排出される排出油で不足する油量を第２油圧モータ１６ａに補給する。

よって図３に図示するように、第１ピニオンギア１７は旋回輪４２に設けたギア１９を正方向に回転させるように作用するものであるから、第１ピニオンギア１７と旋回輪４２に設けたギア１９とのかみ合い部は、１７ａで接触する。一方第２ピニオンギア１８は旋回輪４２に設けたギア１９で回転させられるように作用するものであるから、第２ピニオンギア１８と旋回輪４２に設けたギア１９とのかみ合い部は、１８ｂで接触する。すなわち、あたかも各ピニオンギア１７，１８が旋回輪４２に設けたギア１９を互いに逆回転させる状態となりその状態が保持されたまま回転するのである。したがって、バックラッシによるガタの発生を阻止することができる。しかも従動回転させる第２油圧モータ１６ａを油圧ポンプとして作用させる時に、油圧ポンプの負荷として背圧弁１０が機能し、バックラッシのガタを防止するための十分な反トルクを発生させることができる。

次に、旋回輪４２を逆回転方向に旋回するよう油圧パイロット操作弁を操作し、切換弁３ａを切換える。油圧パイロット操作弁の操作に連動してブレーキ開放用切換弁５に通電し、ブレーキ装置１５ｃ，１６ｃのブレーキシリンダを作動させ、第１油圧モータ１５ａと第２油圧モータ１６ａのブレーキを開放する。

旋回輪４２が逆回転する方向に油圧パイロット操作弁を操作すると、油圧源１からの油圧は、切換弁３ａの給排ポートから逆回転供給油路２１により、第２チエック弁９を経過して第２油圧モータ１６ａの逆回転側供給口に供給される。そして第２油圧モータ１６ａの排出口は接続油路２３および補助油路２２を経過して排出用背圧弁４を介してタンクに接続されているものであるから、第２油圧モータ１６ａは逆回転駆動し、第１油圧モータ１５ａは駆動しない。

第２油圧モータ１６ａの逆回転に伴って、減速機１６ｂを介して第２ピニオンギア１８を回転させ、旋回輪４２を逆方向に回転させる。旋回輪４２の逆方向の回転に伴って第１ピニオンギア１７が回転させられ、減速機１５ｂを介して第１油圧モータ１５ａを回転させる。すなわち、第１油圧モータ１５ａを従動回転させて油圧ポンプとして作用させるもので、第２油圧モータ１６ａの排出口から排出され排出用背圧弁４で背圧を持った排出油が第１油圧モータ１５ａに接続油路２３を経過して吸入され、第１油圧モータ１５ａの正回転側供給口より正回転供給油路２０に排出する。

正回転供給油路２０には背圧弁７を介挿させているので、第１油圧モータ１５ａから吐出する油圧は背圧弁７で設定されている圧力にまで昇圧して切換弁３ａを経過して補助油路２２から排出用背圧弁４を介してタンクに帰還する。そして補助油路２２の一部の油圧は、接続油路２３に供給され、第２油圧モータ１６ａから排出される排出油で不足する油量を第１油圧モータ１５ａに補給する。

よって図３に図示するように、第２ピニオンギア１８は旋回輪４２に設けたギア１９を逆方向に回転させるように作用するものであるから、第２ピニオンギア１８と旋回輪４２に設けたギア１９とのかみ合い部は、１８ｂで接触する。一方第１ピニオンギア１７は旋回輪４２に設けたギア１９で回転させられるように作用するものであるから、第１ピニオンギア１７と旋回輪４２に設けたギア１９とのかみ合い部は、１７ａで接触する。すなわち、あたかも各ピニオンギア１７，１８が旋回輪４２に設けたギア１９を互いに逆回転させる状態となりその状態が保持されたまま回転するのである。したがって、バックラッシによるガタの発生を阻止することができる。しかも従動回転させる第１油圧モータ１５ａを油圧ポンプとして作用させる時に、油圧ポンプの負荷として背圧弁７が機能し、バックラッシのガタを防止するための十分な反トルクを発生させることができる。

以上のように、旋回輪４２を正方向ならびに逆方向のいずれの方向に回転させる場合においても、第１ピニオンギア１７と旋回輪４２に設けたギア１９とのかみ合い部は１７ａで接触し、第２ピニオンギア１８と旋回輪４２に設けたギア１９とのかみ合い部は１８ｂで接触するものである。よって、回転方向を逆方向に回転するべく切換弁３ａを操作しても、各ピニオンギア１７、１８が旋回輪４２に設けたギア１９を互いに逆回転させるように歯面を密着させたかみ合い状態から逆回転をスタートさせることができるものであるから、バックラッシによるガタを生じさせることなく逆回転をさせることができる。

次に、背圧弁７，１０を機能させない場合について説明する。電磁弁８へ通電し、各背圧弁７，１０のベント通路と各背圧弁７，１０の二次側油路との接続を開にする。そして旋回輪４２が目的の方向に旋回するよう油圧パイロット操作弁を操作し、切換弁３ａを切換える。油圧パイロット操作弁の操作に連動してブレーキ開放用切換弁５に通電し、ブレーキ装置１５ｃ，１６ｃのブレーキシリンダを作動させ、第１油圧モータ１５ａと第２油圧モータ１６ａのブレーキを開放する。

逆回転供給油路２１には背圧弁１０を介挿させているが、電磁弁８へ通電し、各背圧弁７，１０のベント通路を各背圧弁７，１０の二次側油路との接続を開にして、各背圧弁７，１０の機能を無効にするようにしているものであるから、第２油圧モータ１６ａから吐出する油圧は背圧弁１０で設定されている圧力にまで昇圧しないで、切換弁３ａを経過して補助油路２２から排出用背圧弁４を介してタンクに帰還する。そして補助油路２２の一部の油圧は、接続油路２３に供給され、第１油圧モータ１５ａから排出される排出油で不足する油量を第２油圧モータ１６ａに補給する。

すなわち、第２油圧モータ１６ａから吐出する油量は背圧弁１０が機能しなくても逆回転供給油路２１などの油路ならびに切換弁３ａの排出ポートを経過させるようにしており、これらを経過する際の通過抵抗が従動回転する第２油圧モータ１６ａの油圧ポンプとしての負荷として機能するものである。

よって図３に図示するように、第１ピニオンギア１７は旋回輪４２に設けたギア１９を正方向に回転させるように作用するものであるから、第１ピニオンギア１７と旋回輪４２に設けたギア１９とのかみ合い部は、１７ａで接触する。一方第２ピニオンギア１８は旋回輪４２に設けたギア１９で回転させられるように作用するものであるから、第２ピニオンギア１８と旋回輪４２に設けたギア１９とのかみ合い部は、１８ｂで接触する。すなわち、あたかも各ピニオンギア１７，１８が旋回輪４２に設けたギア１９を互いに逆回転させる状態となりその状態が保持されたまま回転するのである。したがって、バックラッシによるガタの発生を阻止することができる。

しかも回転方向を逆方向に回転するべく切換弁３ａを操作しても、各ピニオンギア１７，１８が旋回輪４２に設けたギア１９を互いに逆回転させるように歯面を密着させたかみ合い状態より逆回転をスタートするものであるから、駆動方向を変更するために切換弁１３ａを切換えてもバックラッシによるガタを生じさせないようにすることができる。同様に加速から減速に移る操作をしても、駆動回転している油圧モータが駆動回転している限り各ピニオンギア１７，１８が旋回輪４２に設けたギア１９を互いに逆回転させる状態となりその状態が保持されたまま回転しているものだから、バックラッシによるガタを生じさせない。

次に、背圧弁７，１０を機能させないで、旋回輪４２を逆回転する方向に油圧パイロット操作弁を操作する場合については、上記から同様に作用することは容易に理解できるのでこの場合についての説明を省略する。

このように、電磁弁８で各背圧弁７，１０のベント通路を各背圧弁７，１０の二次側油路に接続させると、各背圧弁７，１０は背圧弁としての機能を失い、従動側の油圧モータが油圧ポンプとして作用する場合の負荷が軽減するので、駆動側の油圧モータは回路効率よく旋回駆動することができ、大きな旋回能力を確保できる。また、電磁弁８で各背圧弁７，１０のベント通路を各背圧弁の二次側油路に接続させるのを阻止すると、各背圧弁は背圧弁として機能させ、回路効率が多少悪くなるがバックラッシのガタを防止するための十分な反トルクを発生させることができ、確実にバックラッシによるガタ防止機能を持たせることができる。

したがって、上記実施形態では、背圧弁７，８を正回転供給油路２０および逆回転供給油路２１に配置したが配置しなくてもよい。この場合は、背圧弁７，８の機能を無効にした場合と同様に作用することが明らかであるので詳細な説明を省略する。

なお、上記実施形態では、各背圧弁７，１０のベントを電磁弁８で各背圧弁７，１０の二次側に開閉接続させるようにしたが、二次側でなく直接タンクあるいはドレイン油路に開閉接続させるようにしてもよい。

次に、旋回バルブ３に流量制御装置２７を用いた実施形態について図２に図示し以下に説明する。図２に図示し説明する実施形態は、図１に図示し説明した実施形態と以下に説明する点で構成が相違しており、それ以外の部分は図１に図示し説明した実施形態と同じであるので同じ構成の部分は説明を省略する。

図２において、切換弁３ａのＴポート（排出ポート）とタンク間に、第１排出用背圧弁２５と第２排出用背圧弁２４を直列に配置し、切換弁３ａからの排出油に背圧を持たせてタンクに帰還させるようにしている。切換弁３ａの排出ポートと第１排出用背圧弁２５の連結路（第１排出用背圧弁２５の前段）から前記正回転供給油路２０および逆回転供給油路２１に油圧の供給を許容し逆方向への油圧の供給を規制する各第１チエック弁１１，１２と、第１排出用背圧弁２５と第２排出用背圧弁２４の連結路（第１排出用背圧弁２５の後段）を前記接続油路２３に連結する補助油路２６を備えている。

このように構成することにより、図１に図示し説明したものと同様の作用効果を得ることができることは勿論であるが、更に次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、切換弁３ａの排出ポートより排出される排出油は、第１排出用背圧弁２５で背圧を持たせて接続油路２３に接続してあるものだから、切換弁３ａを操作して減速制御操作をすると、駆動回転している油圧モータには切換弁３ａから油圧の供給が減じられ、旋回している作業機から慣性により逆に回転させられるように作用しょうとする状態になる。しかしながら、切換弁３ａの排出ポートより排出される排出油は、第１排出用背圧弁２５で背圧を持たせて接続油路２３に接続し、第１排出用背圧弁２５の前段側から前記正回転供給油路２０および逆回転供給油路２１に油圧の供給を許容し逆方向への油圧の供給を規制する各第１チエック弁１１，１２を配置してあるものだから、第１排出用背圧弁２５による背圧分だけ駆動回転している油圧モータに油圧を供給することができ、駆動回転している油圧モータは作業機から慣性力を受けても油圧ポンプとして作用することはない。したがって、減速させる場合に駆動回転している油圧モータが油圧ポンプとして作用しないようにしてあるものだから、各ピニオンギア１７，１８が旋回輪に設けたギア１９を互いに逆回転させる状態となりその状態が保持されたまま回転して、バックラッシによるガタを生じさせない。

なお、上記実施形態では、旋回輪４２の内輪にギア１９を設け、第１ピニオンギア１７と、第１ピニオンギア１８をかみ合わせるようにした場合を説明したが、旋回輪４２の外輪にギア１９を設け各ピニオンギア１７，１８をかみ合わせるようにしてもよい。

上記実施形態では、移動式クレーンに適用した場合を例に説明したが、高所作業車、穴掘建柱車、掘削機、等、旋回駆動させるようにした作業機の旋回ガタ防止装置として適用できること勿論のことである。

本発明に係る作業機の旋回装置を説明する説明図である。本発明に係る作業機の旋回装置を説明する説明図で、他の実施形態を説明する説明図である。旋回輪に設けたギアと各ピニオンギアのかみ合い状態を説明する説明図である。移動式クレーンに用いられる旋回装置を説明する説明図である。従来の旋回装置を説明する説明図である。

符号の説明

４排出用背圧弁
６第２チエック弁
７背圧弁
８電磁弁
９第２チエック弁
１０背圧弁
１１第１チエック弁
１２第１チエック弁
１５ａ第１油圧モータ
１６ａ第２油圧モータ
１７第１ピニオンギア
１８第２ピニオンギア
１９ギア
３ａ切換弁
２０正回転供給油路
２１逆回転供給油路
２２補助油路
２３接続油路
２４第２排出用背圧弁
２５第１排出用背圧弁
２６補助油路
４２旋回輪

Claims

第１油圧モータで駆動する第１ピニオンギアと第２油圧モータで駆動する第２ピニオンギアとを旋回輪に設けたギアにかみ合わせ、第１ピニオンギアを第１油圧モータで駆動して旋回輪を正回転させ第１油圧モータを駆動中には第２油圧モータを従動回転させ油圧ポンプとして作用させるとともに、第２ピニオンギアを第２油圧モータで駆動して旋回輪を逆回転させ第２油圧モータを駆動中には第１油圧モータを従動回転させ油圧ポンプとして作用させるようにした作業機の旋回装置であって、
油圧源から油圧の供給を受け各油圧モータを駆動するよう切換え操作して旋回輪の旋回操作を行う切換弁と、当該切換弁の給排ポートの一方を第１油圧モータの正回転側供給口に接続する正回転供給油路と、切換弁の給排ポートの他方を第２油圧モータの逆回転側供給口に接続する逆回転供給油路と、第１油圧モータの正回転駆動時の排出口と第２油圧モータの逆回転駆動時の排出口とを接続する接続油路と、切換弁の排出ポートとタンク間に配置され切換弁からの排出油に背圧を持たせてタンクに帰還させる排出用背圧弁と、当該排出用背圧弁の前段と前記接続油路を接続する補助油路とを、備えたことを特徴とする作業機の旋回装置。
第１油圧モータで駆動する第１ピニオンギアと第２油圧モータで駆動する第２ピニオンギアとを旋回輪に設けたギアにかみ合わせ、第１ピニオンギアを第１油圧モータで駆動して旋回輪を正回転させ第１油圧モータを駆動中には第２油圧モータを従動回転させ油圧ポンプとして作用させるとともに、第２ピニオンギアを第２油圧モータで駆動して旋回輪を逆回転させ第２油圧モータを駆動中には第１油圧モータを従動回転させ油圧ポンプとして作用させるようにした作業機の旋回装置であって、
油圧源から油圧の供給を受け各油圧モータを駆動するよう切換え操作して旋回輪の旋回操作を行う切換弁と、当該切換弁の給排ポートの一方を第１油圧モータの正回転側供給口に接続する正回転供給油路と、切換弁の給排ポートの他方を第２油圧モータの逆回転側供給口に接続する逆回転供給油路と、第１油圧モータの正回転駆動時の排出口と第２油圧モータの逆回転駆動時の排出口とを接続する接続油路と、切換弁の排出ポートとタンク間に順に直列に配置され切換弁からの排出油に背圧を持たせてタンクに帰還せる第１排出用背圧弁および第２排出用背圧弁と、第１排出用背圧弁の前段から前記正回転供給油路および逆回転供給油路に油圧の供給を許容し逆方向への油圧の供給を規制する各第１チエック弁と、第１排出用背圧弁の後段から前記接続油路に接続する補助油路とを、備えたことを特徴とする作業機の旋回装置。
請求項１または請求項２において、正回転供給油路および逆回転供給回路にそれぞれ介挿され切換弁から各油圧モータへの油圧の供給を許容し逆方向への油圧の供給を規制する第２チエック弁と、当該第２チエック弁と並列にそれぞれ配置され各油圧モータが油圧ポンプとして作用した時に負荷として機能する背圧弁とを備えたことを特徴とする作業機の旋回装置。
請求項３において、各背圧弁のベント通路を各背圧弁の二次側油路に開閉接続させる電磁弁を配置し、必要に応じて各背圧弁の機能を無効にできるようにしたことを特徴とする作業機の旋回装置。