JPH0438255B2 - - Google Patents

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 従来から油圧シヨベルはそのフロントアタツチ
メントを取かえることにより本来の用途であるバ
ツクホウ、ローデイングシヨ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、高圧となつ
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、油圧シヨベルの
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
圧制御トルクが発生し、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てある。
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、
回転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にはチエツク弁９，９′を介して旋回モータそ
の他のアクチユ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となつたとき、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
うにリリーフ弁１２，１２′が設けてある。

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役機
械としては長所となるが、反面フロントアタツチ
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てある。例え
ば、第３図に示すブーム３４、アーム３５、バツ
クホウバケツト３６を備えた一般の油圧バツクホ
ウでは、ブーム３４、アーム３５、バツクホウバ
ケツト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或程度
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４図に示すように、アーム３
５の先端にウインチボツクス３７を取付け、ワイ
ヤロープ４０によりフツクブロツク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つて動くウインチボツクス
３７は旋回ブレーキ力により大きい減速度をもつ
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、このようなアタツチメントを装備
した機械には熟練した運転員が慎重に、ゆつくり
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を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、高度の技量が必要で更にはサ
イクルタイムの低下にもなつていた。

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役機械では、旋回ブレーキ力
が働いても振子運動は起り難く、むしろ或程度強
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、油圧シヨベルのフロントアタツチ
メントを装置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
あつたり、短所であつたりすることがあるので、
１台の油圧シヨベルにおいて、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のパイロツト切換弁が設け
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
ツト油圧回路のパイロツト圧のうち、高圧側の信
号圧を選択的に取出すシヤトル弁を設け、該シヤ
トル弁からの信号圧をパイロツト圧または圧力ス
イツチを介して作動される第２の切換弁と、パイ
ロツト油圧源からの油圧回路をスイツチ操作によ
り送られる電気信号、その他により開閉する第３
の切換弁によつてパイロツ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のパイロツト
の切換弁のパイロツト油室に導く油路を設ける。

作 用 スイツチを閉じ電磁弁を作動させると、パイロ
ツ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
切換弁のパイロツ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
シヤトル弁の出口圧力は低く、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
パイロツト切換弁のパイロツト油室に流入し、該
パイロツト切換弁を作動し油圧モータの１対の作
動回路を連通するので、油圧モータは外力により
自由に回転する。次いで、油圧モータ作動用油圧
切換弁のパイロツ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、
シヤ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のパイロツト切
換弁のパイロツト油室は第２の切換弁を経てタン
クと連通するので、第１のパイロツト切換弁は油
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のパイロツト切換弁は
連通位置となりフリー旋回状態となり、またスイ
ツチを開放するとパイロツト油圧源からの圧油は
第３の切換弁で遮断され、従つて第１のパイロツ
ト切換弁は遮断状態となり、旋回システムは通常
の油圧シヨベルと同様に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
式油圧シヨ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、パイロツトポンプ３を駆
動するエンジンで、メインポンプ２はタンク２１
からサクシヨンストレーナ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。
２５，２６は旋回操作用パイロツト弁（図示せ
ず）により調圧された信号圧油を油圧切換弁４の
パイロツト油室に導入するパイロツト油路であ
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位置にに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へ向け開放されるようになつてい
るリリーフ弁であり、慣性の大きい油圧シヨベル
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、それぞれチエツク弁９，９′が、主戻
り回路１０から油路１１を通つて油を補給する向
きに設けてあるので、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
なつている。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位置になつたとき、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
くしてある。

一方、パイロツトポンプ３の吐出油は、パイロ
ツ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、フイルタ２
０、油路２８を通つてパイロツト弁に導かれてい
る。

油路６，７の間には、パイロツト圧が作用しな
いときは両油路を遮断し、パイロツト圧が作用し
たときには相互に連通する油路を形成する第１の
２位置、パイロツト切換弁１３が設けてあり、該
パイロツト切換弁１３のパイロツト油室は、第２
の２位置、パイロツト切換弁１４の出口ポートと
油路３１で連通している。該パイロツト切換弁１
４のパイロツト油室には、油圧切換弁４の右また
は左のパイロツト油室に通じるパイロツト油路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り出すシヤトル弁１６からパ
イロツト油路２７が導いてあり、該パイロツト油
路２７の圧力が上昇すると上記パイロツト切換弁
１４が切換わり電磁切換弁１５の出口ポートとパ
イロツト切換弁１４の入口ポートとを連通する油
路３０を遮断し、油路３１をタンク２１に通ぜし
め、パイロツト油路２７の圧力が低下すると油路
３０と油路３１と連通するようになつている。

また、電磁切換弁１５の流入ポートには、パイ
ロツト油圧源の油路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
けられたスイツチ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、スイツチ２２が開路状態で電磁切換弁１
５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、パイロツト油路２７の圧力によりパイロツト
切換弁１４のスプール位置はＦまたはＧとなる
が、何れの位置にあつても油路３１はタンク２１
に通じており、従つてパイロツト切換弁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図の通常の油圧シヨベルと同様の旋回油
圧回路状態を維持している。次いで、スイツチ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Ｉ位置に切換り、旋回操作レバを
中立すなわち、パイロツト油路２５，２６の何れ
にも信号圧が発生していないときは、パイロツト
切換弁１４はＧ位置に切換つているので、パイロ
ツトポンプ３からの圧油は油路２９、電磁切換弁
１５の位置通路、油路３０を通り、パイロツト
切換弁１４の流入ポートに達し、更にＧ位置通
路、油路３１を経て、パイロツト切換弁１３のパ
イロツト油室に達し、該パイロツト切換弁１３を
Ｅ位置に切換るので、油路６，７は連通した状態
となつている。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
ツト油路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位置に
切換ると同時にシヤトル弁１６により、パイロツ
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、パイロツト油路２７を
通りパイロツト切換弁１４のパイロツト油室に送
り、該パイロツト切換弁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３１はタ
ンク２１に通じパイロツト切換弁１３のパイロツ
ト油室はタンク圧となり、該パイロツト切換弁１
３はＤ位置となり、油路６，７は遮断されので前
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、パイロツト油路２５，２
６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、パイロツト油路２７の圧力もタンク圧と
なり、パイロツト切換弁１４はＧ位置となり、油
路３０の圧油は該パイロツト切換弁１４のＧ位置
通路、油路３１を通りパイロツト切換弁１３のパ
イロツト油室に流入し、該パイロツト切換弁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図の如きアタツチメントを垂
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つくりと停
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つて
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パイロツト式であ
る。

この実施例では、パイロツト切換弁１４の代り
に、電磁切換弁１４′を使用し、シヤトル弁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ツチ３３に導き、該圧力スイ
ツチ３３の電気信号によつて上記電磁切換弁１
４′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１５は必らずしも電磁式である必要はなく、
油圧パイロツト式、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 油圧シヨ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
ロントアタツチメントを変更し、作業内容が変つ
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
席近くのスイツ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図は油圧式バツクホウの側
面図、第４図は油圧シヨベルのフロントアタツチ
メントにクレーンを装備したときの側面図、第５
図は油圧シヨベルのフロントアタツチメントに掴
み具を装着したときの側面図、第６図は従来の油
圧シヨベルの旋回システムの油圧回路図である。 ３……パイロツトポンプ、４……油圧切換弁、
８，８′……リリーフ弁、９，９′……チエツク
弁、１３，１４……パイロツト切換弁、１４′，
１５……電磁切換弁、１６……シヤトル弁、２２
……スイツチ、３３……圧力スイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ パイロツ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
   転力によつ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
   ポートに通じる１対の油路と、該油路を圧力信号
   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ツト
   油室の圧力信号のうちの高圧側圧力信号により油
   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ツ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
   の切換弁のパイロツト油室には第２の切換弁の出
   力ポートを、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を、それぞれ油路により連
   通した油圧シヨベルのフリー旋回システム。