JPH0438850B2 - - 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作動用パイロツト油圧
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。反面、第３図に示すように、アーム
３５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、つに荷
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、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
らの圧力信号により電気回路を閉路とする圧力ス
イツチと、通常は閉路状態で、該圧力スイツチか
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
きるスイツチにより電源を上記圧力スイツチおよ
び継電器に供給する如く電気回路を設ける。

作 用 スイツチを閉じ、圧力スイツチおよび継電器に
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、圧力スイツチ内の電
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対の作動回路は連結され、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
上昇した側のパイロツト圧が選択的に取出され、
圧力スイツチを閉路とする如く作動し、圧力スイ
ツ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。従つて、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、スイツチを開放すると、電磁切換弁は、
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ヨベルと同様
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
式油圧シヨ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
うリリーフ弁であり、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が閉止された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の位置になつたとき、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。

更に、油路６，７の間には、例示されないとき
は両油路を遮断し、励磁されると相互に連通する
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３
１、継電器１４、電線３１、スイツチ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つてお
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出すシヤ
トル弁１６からのパイロツト油路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ツチ１５、電線２９によ
り、スイツチ２２を経て電源３２に結合されてい
る。

なお、スイツチ２２は運転室内の操作し易い位
置に設けられており、電源２３の回路開閉用の既
知のスイツチで、運転車の自由意志によつて操作
するものであり、閉路時には、圧力スイツチ１
５、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、スイツチ２２が開路状態で、圧力スイツ
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。従つて、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を操作し、圧力スイツチ
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、パイロツト油
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の圧力も低圧となつており、
圧力スイツチ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つている。従つ
て電源３２からの電気は、スイツチ２２、電線３
０、継電器１４の内部回路、電線３１を通つて電
磁切換弁１３の励磁コイルに至り、該電磁切換弁
１３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位置へ切換ると同時
に、シヤトル弁１６の作用によるパイロツト油路
２５または２６の何れか油圧の上昇した側の信号
圧力が、パイロツト油路２７を通り、圧力スイツ
チ１５に作用し、該圧力スイツチ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
ツチ２２、圧力１５の内部電気回路、電線２９を
通つて継電器１４のコイルを励磁し、該継電器１
４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、該電磁切換弁
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２５，２６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、パイロツト油路２
７の圧力もタンク圧となり、圧力スイツチ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
如きアタチツ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もよい。

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
にクレーン装置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、従来の
油圧シヨベルの旋回システム油圧回路図である。 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……電磁切換弁、１４……継電器、１５
……圧力スイツチ、１６……シヤトル弁、２２…
…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ツト油室の圧力
   信号のうち、シヤトル弁を介して得た高圧側の信
   号圧力により電気回路を閉路する圧力スイツチ
   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、運転席付近のスイツチから、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、上記圧力スイツチを経由して
   継電器を励磁する電気回路を設けたことを特長と
   する油圧シヨベルのフリー旋回システム。