JP2766895B2 - 建設機械の旋回駐車ブレーキ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は油圧式掘削機等の建設機械における旋回駐車
ブレーキ装置に関する。

（従来の技術） 従来、油圧式掘削機等の上部旋回体を備えた建設機械
においては運転停止時、或いは坂道で旋回停止状態で作
業する場合旋回油圧回路中での油圧ロックでは往々にし
て旋回モータ、操作弁等から油洩れが生じて不測に旋回
して作業が円滑に出来なかったり、或いは危険を引起す
こともあるから、従来かかる旋回停止保持のための旋回
駐車ブレーキ装置が装備されており、例えば第２図に示
すようなものがある。図において、操作レバー4aを動か
すと、該操作レバー4aに直結されたパイロット弁4bのス
プールが作動し、旋回用操作弁３のスプール側端部3aに
パイロットポンプ５からパイロット圧が流れ、スプール
を移動させて、油圧ポンプ１からの油圧は旋回用油圧モ
ータ２に入ると共に、パイロット圧は圧力スイッチ６
を″ON″にしてブレーキ解除用電磁弁７を切換えるので
パイロットポンプ５からの油圧はブレーキ解除シリンダ
10に流れ、バネ10aを圧縮してブレーキ解除するので、
旋回用油圧モータ２は回転自在となる。旋回用油圧モー
タ２よりの戻り油は旋回用操作弁３を経て、タンク15に
戻される。操作レバー4aを″中立″に戻すと、旋回用操
作弁３のスプール側端部3aに作用していた油圧はタンク
15に戻されるので、旋回用操作弁３は″中立″状態とな
り、油圧ポンプ１からの圧油は旋回用油圧モータ２には
供給されなくなると同時に、圧力スイッチ６もパイロッ
ト圧が作用しなくなって設定が離されるので、ブレーキ
解除用電磁弁７は元に戻されブレーキ解除シリンダ10の
油圧はドレンされ、該ブレーキ解除シリンダ10はバネ10
aの付勢で前記ブレーキ装置14を制動状態にする。

しかし、上記旋回制御回路では、旋回用油圧モータ２
が使用されている時には、旋回用油圧モータ２のブレー
キ装置14は解除されているが、図示しない作業機用油圧
アクチュエータの操作装置と、旋回用油圧モータのブレ
ーキ回路とは何等関係付けされていないので、操作レバ
ーを操作した場合、前記作業機用油圧アクチュエータは
作動するが、旋回用油圧モータのブレーキ装置14は作動
されたままなので、作業機であるブーム、アーム、バケ
ットのみを動かす掘削作業中、掘削時バケットの側面が
土砂に押されたり、傾斜地での作業時旋回リングギヤに
旋回力が作用することがあるが、このような場合旋回用
油圧モータ２のブーム装置14が解除されていないので、
旋回反力を旋回用油圧モータ２用のリリーフ弁装置2aの
リリーフトルクとブレーキ装置14の制動力で受けること
になり、旋回リングギヤと噛合っている旋回駆動ギヤ12
とブレーキ装置14との間にある減速機13に過大な負荷が
かかり、その寿命を低下させている。

もっとも、上記のような不具合を解消するための手段
として例えば特開昭63−4132が提案されており、これに
よれば回路中に補助ポンプを特設して、作業機の操作装
置の少なくとも１つが操作された時には旋回ブレーキ解
除シリンダを前記補助油圧ポンプに連通させて、該ブレ
ーキを解除するようにしている。

しかも、上記提案においては既述した作業機操作中の
旋回駐車ブレーキ制動状態の不具合は解消されるが、そ
のための手段として補助ポンプを設けなければならない
という問題に併せて、特に坂道等の傾斜地での旋回停止
状態で掘削、整地等の作業している場合に旋回駐車ブレ
ーキを全面的に解除して油圧回路中の油圧ロックによる
旋回停止保持のみでは過大な旋回装置に加わる横方向の
荷重に対して困難であって旋回油圧モータ、操作弁、或
いは管路から油洩れが生じ徐々に下り方向側に旋回して
しまい作業が適切に行えないという不具合がある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記従来の不具合を改善する目的でなされた
もので、特に傾斜地での作業時における旋回駐車ブレー
キの入り状態での横方向荷重による不具合を防止すると
共に、切り状態での自然旋回現象を防止した建設機械の
旋回駐車ブレーキ装置を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段及び作用） 本発明は上記目的を達成するために、上部旋回体を有
し、該上部旋回軸部にばね力でブレーキを制動し油圧力
で、該ブレーキを解除するようにしたブレーキ機構を備
えた建設機械の旋回駐車ブレーキ装置において、パイロ
ットポンプと前記ブレーキ機構との油路中間にブレーキ
解除用電磁弁を設けたうえ、該電磁弁をして旋回操作時
には電子制御コントロールからの出力信号により作動さ
せて前記ブレーキ解除を行うと共に、作業機の単独操作
時には、前記コントローラに付設したパルス発生エンコ
ーダから予め設定されたパルス幅変調のパルス信号を出
力して、前記電磁弁を開閉作動させて、前記ブレーキを
断続的に解除するようにして、傾斜地での旋回停止状態
での作業において、旋回装置に加わる旋回反力としての
横方向荷重に対して断続的な駐車ブレーキの解除によっ
て、蓄積された潜在応力を逃しながら作業をするように
して前記旋回装置の損傷及び自然旋回による危険を防止
した建設機械の旋回駐車ブレーキ装置を提供するもので
ある。

（実施例） 本発明の一実施例を添付図面により詳述する。第１図
は本発明の実施例として油圧式掘削機の制御回路を示
し、図において21はエンジン22で回転駆動される油圧ポ
ンプであって、23、24は該油圧ポンプ21の吐出油路25に
設けられた操作弁であって、一方の操作弁23は旋回用油
圧モータ26の回転制御により左、或いは右旋回を行うた
めのものであり、また他方の操作弁24は作業機操作の油
圧アクチュエータ27を伸縮制御によって図示しない作業
機を所要に応じた動作を行うためのものである。

なお、油圧式掘削機においては作業機部材としてブー
ム，アーム、及びバケット等のツールから成っており、
これら部材には夫々操作用油圧アクチュエータ、及び操
作弁が前記油圧ポンプ21の吐出油路25に設けられてお
り、また、これら作業機のほかに走行用油圧モータ、該
油圧モータの操作弁が同様に前記吐出油路に設けられて
いるが説明を簡明にするために、これらの油圧アクチュ
エータ及び操作弁を代表して１組の作業機油圧アクチュ
エータ27及び操作弁24を図示したものである。28a、28b
は旋回及び作業機の作動制御を行うための操作レバーで
あって、これら操作レバー28a、28bは電気レバーから成
り、レバーの変位信号が電子制御コントローラ29を介し
て前記操作弁23、24に出力されて、これらの操作弁を切
換えて旋回用油圧モータ26及び作業機用油圧アクチュエ
ータ27を作動制御するようになっている。次いで、30は
旋回油圧モータ軸部31に設けられた旋回駐車ブレーキ装
置で常時制動方向に付勢されパイロットポンプ32からの
旋回駐車ブレーキ操作油路33から油圧が送給されたとき
のみブレーキ解除する。ネガイブブレーキ機構となって
おり、該ブレーキ機構は減速機34、旋回駆動歯車35を取
設した油圧モータ軸31に設けられたメカニカルブレーキ
装置36及びばね37で常時付勢されたブレーキ解除シリン
ダ38から成り、そして該ブレーキ解除シリンダ38へのパ
イロットポンプ32からの油圧送給回路33には開閉弁から
なるブレーキ解除用電磁弁39が介設されてあって常時は
閉止状態でコントローラ29からの指令があった場合のみ
開いて油圧を前記ブレーキ解除シリンダ38へ送給してブ
レーキ解除作動を行うようになっている。

そして、40はパルス発生エンコーダであって、上記ブ
レーキ解除用電磁弁39へのコントローラ29からのブレー
キ解除指令があった特定の場合に前記コントローラ29の
指令により、図示のような予め所定されてあるパルス波
形パターン信号を出力して、前記電磁弁39を断続的に開
閉作動させ、それによりブレーキ解除を断続的に行なう
ようにするためのものである。次に上記旋回駐車ブレー
キ装置30の作用について説明する。

（Ｉ）旋回単独操作時 旋回用操作レバー28aを中立位置から所定方向に傾動
することにより、その変位に応じた操作信号が信号回路
41によってコントローラ29に入力されたうえ、所定の制
御信号が信号回路42を経て旋回用操作弁23に出力され
て、所望の右、或いは左旋回側ポートに切換えられて旋
回油圧モータへの油圧の供給方向を変え、該油圧モータ
26をして右、或いは左回転させるようになっている。か
かる旋回操作において、前記コントローラ29に上記操作
レバー28aからの旋回信号が入力されると旋回用操作弁2
3に切換えの指令信号が出力されると同時に、該コント
ローラ29は信号回路43によってブレーキ解除用電磁弁39
に出力され、該電磁弁を開側ポートに切換えパイロット
油圧を油路33を経てブレーキ解除シリンダ38に供給し
て、それまでばね37により付勢されて制動されていたの
を解除するようになっている。

（II）旋回、作業機の同時操作時 旋回しながら作業機を操作する際には旋回用操作レバ
ー28a及び作業機用操作レバー28bを同時に操作するが旋
回操作が伴うことから上記（Ｉ）での旋回単独操作時と
同様な制御によりブレーキ解除が成される。

（III）作業機単独操作時 旋回停止保持状態で作業機を操作する際には、作業機
用操作レバー28bを所望方向に傾動すると、その操作信
号は信号回路44によりコントローラ29に入力されたう
え、該コントローラから作業機用操作弁24に信号回路47
を介して出力され所定ポートに切換えて作業機油圧アク
チュエータ27を伸長、或いは縮小して作業機を操作する
が上記作業機用操作レバー28bのコントローラ29への操
作信号の入力があると、該コントローラ29に付勢してあ
るパルス発生エンコーダ40に信号回路45によって入力さ
れるようになっており、この入力信号を受けた該エンコ
ーダ40は予め設定されてあるパルス波形信号を信号回路
46によってブレーキ解除用電磁弁39に出力して、該電磁
弁の開閉作動を図示の如くパルス振幅がON→OFF作動と
なって断続的に繰返し、この前記電磁弁の開閉作動によ
ってブレーキ解除シリンダ38への油圧の供給も、それに
伴って断続的となってブレーキ解除も従って断続的に行
うようになる。

（発明の効果） 本発明は以上の如く構成したから、旋回駐車ブレーキ
による旋回停止保持状態での作業、殊に坂道などの傾動
地での作業においては旋回装置の旋回駆動歯車、旋回リ
ング歯車、軸受等の部材に加わる横方向荷重による蓄積
された応力を、この断続的なブレーキ解除で逃がすこと
ができ、それによって、これら旋回装置の歪み、損傷を
防止できると共に、ブレーキの全面解除による傾斜地の
下り方向への自然旋回を防止できる。しかも、上記ブレ
ーキの断続的な解除手段としてパルス方式を用いたの
で、パルス波形を変えることによって自由に所要間隔で
ブレーキ断続解除を行えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の旋回駐車ブレーキ装置に好適な実施例
としての油圧式掘削機の制御回路図、第２図は従来の同
制御回路図である。 23……旋回用操作弁 24……作業機用操作弁 26……旋回用油圧モータ 27……作業機用アクチュエータ 28a……旋回用操作レバー 28b……作業機用操作レバー 29……電子制御コントローラ 30……旋回駐車ブレーキ 36……ブレーキ装置 38……ブレーキ解除シリンダ 39……ブレーキ解除用電磁弁 40……パルス発生エンコーダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 茂 大阪府枚方市上野３―１―１ 株式会社 小松製作所大阪工場内 (56)参考文献 特開 昭63−4132（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−106054（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−196258（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E02F 9/22 E02F 9/12

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上部旋回体を有し、該上部旋回体の旋回軸
   部にばね力でブレーキを制御し、油圧力でブレーキを解
   除するようにしたブレーキ機構を備えた建設機械の旋回
   駐車ブレーキ装置において、パイロットポンプと前記ブ
   レーキ機構との油路中間にブレーキ解除用電磁弁を設け
   たうえ、該電磁弁をして旋回操作時には電子制御コント
   ローラからの出力信号により作動させてブレーキ解除を
   行うと共に、作業機の単独操作時には、前記コントロー
   ラに付設したパルス発生エンコーダから予め設定された
   パルス幅変調のパルス信号を出力して、前記電磁弁を開
   閉作動させて、前記ブレーキを断続的に解除するように
   したことを特徴とする建設機械の旋回駐車ブレーキ装
   置。