JPH0438257B2 - - 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２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３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機であつ
た。

また、同じ荷役作業であつても第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、油圧シヨベルのフロントアタツチ
メントを装置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。

問題点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、油圧モータの圧油流入・流出ポート
に連なる１対の作動油路にシヤトル弁と、そのシ
ヤトル弁の出口ポートから上記油圧モータの作動
油路への油の補給回路に連通する油路とを設け
る。そうして、この油路の中間には、常時は内部
油路は開放されているが、油圧モータ作動用油圧
切換弁の右または左のパイロツト油室の信号圧力
のうち、シヤトル弁によつて選択された高圧側の
信号圧力が加わつた時にのみ内部油路が遮断され
る如きパイロツト切換弁（以下旋回フリー弁と呼
称する）と、電気信号、油圧信号または手動によ
り油路を開閉する切換弁とを直列に配置する。

作 用 １対の油圧モータ作動油路の間に設けたシヤト
ル弁の出口ポートと油の補給回路との連通油路の
途中にある切換弁を、電気信号、油圧信号または
手動により切換え回路状態にする。

この状態で、旋回油圧モータ作動用の油圧切換
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、旋
回フリー弁のパイロツト油室にも圧力が発生しな
いので開路状態を保持しており、油圧モータ作動
油路の一方の油路はシヤトル弁、旋回フリー弁、
切換弁および補給回路用のチエツク弁を通り他方
の油圧モータ作動油路に連通する。その結果、油
圧モータに圧油を供給する１対の作動油路は、相
互に連通し、油圧モータは外力により容易に回転
させられる。

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、パイロツト油路
に設けたシヤトル弁により、上昇した側のパイロ
ツト圧が選択的に取出され旋回フリー弁のパイロ
ツト油室に作用し、内部油路を閉じるので、１対
の油圧モータ作動油路は相互に、前記シヤトル弁
により遮断され、それぞれ独立回路状態となるの
で、旋回モータ作動時は通常の旋回加速がなされ
る。旋回起動後において、操作レバを中立に戻す
と再び旋回フリー弁が開路し、フリー旋回状態の
回路に復帰する。

また、前記連通油路の途中にある切換弁を電気
信号、油圧信号または手動により閉路位置にする
と、油圧モータ作動用の操作レバの位置如何にか
かわらず、１対の油圧モータ作動油路は独立回路
となり、第６図に示す通常の油圧シヨベルの旋回
システムと同様の回路状態となる。

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位置い切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。

また、１対の油路６，７を連通する如く設けた
油路の中間には、油路６が高圧となつたときは、
低圧側の油路７への通路を遮断し、油路７が高圧
となつたときは低圧側の油路６への通路を遮断し
て、高圧側の油路を出口ポートに通ぜしめるシヤ
トル弁１３があり、該シヤトル弁１３の出口ポー
トと油路３０，３１，３２により補給油路１１に
向け、電磁切換弁１５、旋回フリー弁１４（パイ
ロツト切換弁）を介して連通している。油路３
０，３１の間にある電磁切換弁１５は、スイツチ
２２により内部油路が開閉し、油路３１，３２の
間にある旋回フリー弁１４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２５，２６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の圧力が上昇し
て旋回フリー弁１４に作用すると、その内部油路
が閉路する構造となつている。

なお、スイツチ２２は、運転席付近の操作し易
い位置に配置してあり、運転者の自由意志により
容易に電磁切換弁１５を切換えられるようになつ
ている。

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Ｄ位置であり油路３０，３１
は遮断されているので、シヤトル弁１３により選
択された油路６，７のうち高圧側の圧油は補給油
路１１に流入せず、従つて油路６，７は独立回路
を形成する。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をＡまたはＢ、或いはＣ
位置として、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２２を閉
路し、電磁切換弁１５を励磁すると、該電磁切換
弁１５はＥ位置に切換わり、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、旋回フリー弁１
４の内部通路は開路しているので、油路６または
７はそれぞれ、一方の圧油がシヤトル弁１３の出
口ポート、油圧３２、旋回フリー弁１４、油路３
１、電磁切換弁１５のＥ位置油路、油路３０、チ
エツク弁９または９′を経て、自由に他方の油路
７または６に流入し得るものであり、油圧モータ
５は外力により正逆何れの方向にもフリー回転が
可能である。

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の何れかの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を通り旋回フリ
ー弁１４の内部油路をパイロツト圧に比例して
徐々に絞り、遂には完全閉路位置に切換えて油路
３２の圧油は閉止されるので、スイツチ２２を開
路したとき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を旋回する。
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、旋回フリー弁１４の内部通路、電磁切変弁
１５の内部通路は、共に開路しているので、前述
のフリー回転時の如く油圧モータ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５図は本発明の第２実施例を示す油圧回路図
であり、第１実施例では旋回操作レバ中立時にお
ける旋回フリー操作のため電気回路を設けたが、
第２実施例においては、すべて油圧回路のみとし
た。すなわち、電磁切換弁１５にかえてパイロツ
ト切換弁１５′を、スイツチ２２にかえてデイテ
ントタイプの２位置手動切換弁２２′を使用し、
油圧源はパイロツトポンプ３の吐出油路２８から
分岐した油路２９を経て切換弁２２′へ、また該
切換弁２２′の出口ポートとパイロツト切換弁１
５′のパイロツト油室とを油路３３により連通す
る。この実施例においても、操作方法、作用、効
果とも第１実施例と全く同様である。

なお、第１実施例、第２実施例における旋回フ
リー回路に切換える操作をするスイツチ１５また
は切換弁１５′は、必ずしも電気・油圧により操
作する方式の切換弁である必要はなく、切換操作
可能位置が運転席付近の操作し易い場所にあれ
ば、手動操作方式の切換弁であつても一向にさし
つかえはない。

考案の効果 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
席近くのスイツチなどの操作のみで選択が自由に
できるうえ、旋回操作レバの操作量に応じて、１
対の油圧モータ作動回路間の連通具合が加減でき
るので、円滑な旋回の起動、停止が可能で、各種
作業条件に応じて、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図は油圧式バツクホウの側面図、第
３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４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５図は本発明の第２実施
例を示す油圧回路図、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、１２，１２′……リリーフ弁、１３……シヤ
トル弁、１４……旋回フリー弁（パイロツト切換
弁）、１５……電磁切換弁、１５′……パイロツト
切換弁、２２……スイツチ、２２′……切換弁。

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
   ポートに通ずる１対の作動油路の間にシヤトル弁
   と、該シヤトル弁の出口ポートと上記油圧モータ
   に通ずる作動油路に油を補給する補給回路との間
   に油路を設け、該油路の中間には、常時は内部油
   路は開放され、油圧モータ作動用油圧切換弁の右
   または左のパイロツト油室の信号圧力のうち、シ
   ヤトル弁を介して得た高圧側の信号圧力により内
   部油路が遮断されるパイロツト切換弁と、電気信
   号、油圧信号または手動により内部油路を開閉す
   る切換弁とを直列に配置したことを特徴とする油
   圧シヨベルのフリー旋回システム。