JPH0674657U - 建設機械等の旋回制動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 油圧ショベル等の建設機械において、横方向
掘削等の旋回方向の負荷にも対応できる旋回制動装置を
提供する。 【構成】 油圧ポンプ１の吐出油を切換弁２で方向制御
して旋回モータ５へ供給する。旋回モータ５は旋回減速
機７を介してピニオンギア13を回転する。ピニオンギア
13は、下部走行体に固定された旋回ベアリング内輪15a
のインターナルギア16と噛み合いながら公転し、外輪15
b とともに上部旋回体フロア17を旋回させる。上部旋回
体フロア17の旋回運動をロックするときは、切換弁２を
中立にして旋回モータ５をロックするとともに、外部か
らの信号により切換弁28を切換える。切換弁28は、パイ
ロットポンプ24から供給された油圧を制動シリンダ22に
導く。制動シリンダ22は、制動機構６の押え板21を作動
して軸10を固定し、ピニオンギア14をロックし、その公
転を阻止することで上部旋回体の旋回をロックする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は建設機械等の旋回制動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図４に基づき、従来の建設機械等に用いられる旋回制動装置を旋回用油圧回路 を含め説明する。油圧ポンプ１から吐出された圧油は、オペレータの操作する切 換弁２にて方向制御され、油路3-1 ，3-2 の一方を経て旋回モータ５の入口ポー トに流入し、旋回モータ５を回転させた後、出口ポートから流出して油路3-1 ， 3-2 の他方および切換弁２を経てタンクへ戻る。

【０００３】 前記旋回モータ５の回転力は旋回減速機７を経てピニオンギア13に至り、この ピニオンギア13は旋回ベアリング15の内輪15a に設けられたインターナルギア16 と噛み合っている。前記旋回ベアリング15は下部走行体側に固定された内輪15a と、上部旋回体フロア17に固定された外輪15b とから成る。上記油圧ポンプ１、 切換弁２、旋回モータ５および旋回減速機７等は上部旋回体に配置され固定され ている。

【０００４】 以上のように旋回用油圧回路および旋回機構が構成されているため、前記切換 弁２を一側へ切換えて前記旋回モータ５を駆動することにより、旋回減速機７を 経てピニオンギア13が回転し、このピニオンギア13は旋回ベアリング内輪15a の インターナルギア16と噛み合いながら公転するので、上部旋回体フロア17はピニ オンギア13の公転とともに旋回する。また、前記切換弁２を反対側に切換えるこ とにより旋回モータ５は逆回転し、上部旋回体フロア17も逆方向に旋回する。

【０００５】 旋回ブレーキ時には切換弁２を中立位置に戻すと、切換弁２と旋回モータ５の 出口ポートとの間の油路が高圧になって旋回モータ５に制動力が働き、この制動 力が旋回減速機７を経てピニオンギア13に伝わり、固定側の旋回ベアリング内輪 15a に対するピニオンギア13の公転が強制停止されるから、上部旋回体に制動力 が働き上部旋回体フロア17の旋回が停止する。

【０００６】 前記切換弁２と旋回モータ５との間の油路3-1 ，3-2 には相互にリリーフ弁51 ，52が設けてあり、この各リリーフ弁51，52が設定圧以上の油圧上昇を防ぐこと により、油路および旋回モータ等の破損を防いでいる。

【０００７】 また、旋回モータ５にはメカニカルブレーキ53が装着してあり、ブレーキ用油 圧シリンダ54に対し油路55を経て供給される外部油圧信号を解除することにより 、シリンダ内スプリングによってメカニカルブレーキ53を作動させ、坂路での停 車時等において、上部旋回体に外部から力が加わった時に旋回モータ５の内部リ ークにより上部旋回体が徐々に旋回することを防いでいる。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

前述のごとく図４に示された従来の旋回制動装置においては、旋回モータ５の 容量、旋回減速機７の減速比、リリーフ弁51，52の設定圧力等により決められる 旋回モータ停止時の制動力は作業機の掘削力と比較するとずっと小さいものであ り、また、メカニカルブレーキ53は単に坂路等での上部旋回体の自重による動き を抑えるためのものであり、その制動力は旋回モータ５の制動力より大きいもの ではない。

【０００９】 一方、建設機械には単純な掘削、運搬作業だけなく、近年の脱３Ｋ（危険・き つい・汚い）といわれているように人間の苦渋作業の代わりができる多機能型の 作業機、作業ロボット的な機能が要求されてきており、作業方向も一方向だけで なく障害物の回避、横方向掘削および作業など上部旋回体の旋回方向に負荷のか かる作業が必要になってきており、従来の旋回モータ５の停止による旋回制動で は制動力が不足している。

【００１０】 本考案は、このような点に鑑みなされたもので、横方向掘削等の旋回方向の負 荷にも対応できる建設機械等の旋回制動装置を提供することを目的とするもので ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前述のような課題を解消するために、下部走行体に対し旋回ベアリ ングを介し旋回自在に設けられた上部旋回体を旋回モータ等により駆動する建設 機械等において、外部から入力された制動信号によりオン、オフ作動して制動力 を出力する制動機構と、該制動機構の制動力を前記旋回ベアリングに伝えて上部 旋回体の旋回を制動する伝達機構とを具備するように構成した建設機械等の旋回 制動装置である。

【００１２】

【作用】

本考案は、上記のように構成された旋回制動装置において、上部旋回体の旋回 を停止するときは、旋回モータを停止させてロックするとともに、外部からの制 動信号により制動機構を作動させ、この制動機構により生じた制動力を伝達機構 を介して旋回ベアリングに伝えることにより、上部旋回体の制動力を必要なとき に大幅に増加させる。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図１乃至図３に示される油圧ショベルの旋回用油圧 回路等を参照して説明する。

【００１４】 図１において１は油圧ポンプであり、この油圧ポンプ１の吐出口から引出され た管路およびタンクに連通する管路に切換弁２が接続されている。この切換弁２ は、管路3-1 ，3-2 を経て旋回モータ５へ供給される油圧ポンプ１の吐出油を方 向制御するもので、旋回モータ５の回転方向を切換えることができる。管路3-1 ，3-2 間には相互にリリーフ弁51，52が設けられ、このリリーフ弁51，52により 各管路3-1 ，3-2 の最高圧力を設定する。

【００１５】 前記油圧ポンプ１、切換弁２および旋回モータ５とともに旋回減速機７が上部 旋回体に配置され固定されている。この旋回減速機７は、軸９から旋回モータ５ の回転力を受けて減速した後、ピニオン軸11を介してピニオンギア13に回転を伝 達する。

【００１６】 このピニオンギア13は、旋回ベアリング15の内輪15a に形成されたインターナ ルギア16と噛み合っている。前記旋回ベアリング15は、内輪15a の外周面に、上 部旋回体フロア17の下面に固定された外輪15b が回転自在に嵌合されたものであ る。

【００１７】 前記旋回モータ５にはメカニカルブレーキ53が設けられている。このメカニカ ルブレーキ53は油圧シリンダ54により操作され、外部からのパイロット油圧信号 が油路55を経て油圧シリンダ54に入力されたときにブレーキ解除となり、また、 上記油路55の油圧信号がないときはシリンダ内スプリングによりメカニカルブレ ーキ53が作動する。

【００１８】 図１において６は制動機構であり、この制動機構６のケーシング6aは、上部旋 回体フロア17上に固定された制動側減速機８の本体と一体的に設けられている。 この制動側減速機８は、上側の軸10の回転を減速して言換えると軸10にかかる制 動力を増幅して下側の軸12に伝えるものである。

【００１９】 この制動側減速機８の軸12にはピニオンギア14が一体的に嵌着され、このピニ オンギア14は旋回ベアリング内輪15a のインターナルギア16に噛み合っている。 この制動側減速機８からピニオンギア14に至る一連の機構が、前記制動機構６の 制動力を旋回ベアリング内輪15a に伝える伝達機構を構成している。

【００２０】 前記制動機構６は、回転側の軸10にスプライン18を介して軸方向摺動自在に嵌 合された複数のディスク19と、固定側のケーシング6aに軸方向摺動自在にスプラ イン嵌合された複数のパッド20とが交互に組み合わされ、また、これらの上側に 押え板21が配置されている。

【００２１】 この制動機構６のケーシング6a上には制動シリンダ22が一体的に取付けられ、 この制動シリンダ22内のピストン22a はスプリング23により上方に付勢されてい る。このピストン22a にロッドを介し前記制動機構６の押え板21が連結されてい る。よって、制動シリンダ22が押え板21を押し付けることによりディスク19とパ ッド20とが密着して軸10は固定側のケーシング6aと一体的にロックされ、また、 制動シリンダ22のピストン22a が前記スプリング23により上方に押し上げられた ときは押え板21が上昇し、ディスク19とパッド20との相対回転が許容され、軸10 のロックが解除される。

【００２２】 図１において24は前記制動シリンダ22に圧油を供給するパイロットポンプであ り、このパイロットポンプ24に連通された油路25と、前記制動シリンダ22に連通 された油路26と、タンクに連通された油路27とが切換弁28に接続されている。こ の切換弁28は、ソレノイドに対する外部信号（ソレノイド励磁信号）により切換 作動し、パイロットポンプ24から吐出された圧油を油路26を介して制動シリンダ 22に伝える。

【００２３】 また、この切換弁28のソレノイドに対する外部信号がない場合は、すなわち切 換弁28が図１に示されるスプリングリターン状態にあるときは、切換弁28が油路 26をタンク油路27に接続するので、制動シリンダ22内に油圧が発生せず、シリン ダ22内のピストン22a はスプリング23により上方に付勢されて押し上げられてい る。このとき、押え板21は引き上げられ、ディスク19とパッド20との相対回転が 許容されて、軸10は自由に回転し得る。

【００２４】 一方、前記切換弁28がそのソレノイドに対する外部信号により切換わると、前 記パイロットポンプ24から油路25を経て供給されたパイロット油圧が油路26を経 て制動シリンダ22内に導かれ、スプリング23に抗してピストン22a を押し下げる 。この制動シリンダ22により押え板21は下方へ押し付けられ、ディスク19および パッド20間の摩擦力により回転側の軸10が固定側のケーシング6aと一体化され、 その回転がロックされる。

【００２５】 図２は上記旋回用油圧回路を備えた油圧ショベル30を示し、上部旋回体31のフ ロア17の上側に前記旋回モータ５および制動機構６が固定され、フロア17の下側 に旋回ベアリング外輪15b が固定されている。32は履帯などの下部走行体であり 、この下部走行体32の上側に旋回ベアリング内輪15a が固定されている。

【００２６】 上部旋回体31には油圧シリンダにより上下方向へ回動される第１ブーム33が軸 支され、この第１ブーム33に油圧シリンダにより上下方向へ回動される第２ブー ム34が軸支され、この第２ブーム34に油圧シリンダにより回動されるアーム35が 軸支され、このアーム35に下部アーム36が旋回自在に装着され、この下部アーム 36に油圧シリンダにより回動されるサブアーム37が軸支され、このサブアーム37 に油圧シリンダにより回動されるバケット38が軸支されている。下部アーム36は アーム35上に設けられた油圧モータ39により水平回転される。

【００２７】 このようにして構成された旋回制動装置の機能を、図２および図３に示される 油圧ショベル30の例にて説明する。

【００２８】 油圧モータ39によりアーム35に対し下部アーム36を回転させると、サブアーム 37およびバケット38の向きを図３に示されるように変えることができる。この状 態で、第１ブーム33および第２ブーム34によるバケット上下動操作と、サブアー ム37およびバケット38の揺動操作とを組合わせることにより、横方向の掘削およ び整地作業等を行うことができる。

【００２９】 すなわち、このような油圧ショベル30では、本来のＸ方向の作業だけでなく、 従来の油圧ショベルでは不可能であったＹ方向の掘削および整地作業が可能とな り、油圧ショベルの作業範囲機能を大幅に拡大できる。このようなＹ方向掘削に おいては、掘削負荷が旋回方向に作用されるので掘削反力を旋回ベアリング15を 介して旋回モータ５および制動機構６の両方で支える必要がある。

【００３０】 このようなときに外部信号を前記切換弁28に入力すると、この切換弁28が切換 わってパイロット油圧が制動シリンダ22に導かれ、この制動シリンダ22が押え板 21によりディスク19とパッド20とを押し付け、制動機構６が作動して減速機８を ロックするので、ピニオンギア14の旋回ベアリング内輪15a に対する公転を阻止 する強力なロック力が働き、任意の位置で上部旋回体31が掘削反力により回転す るのを防止することができる。また切換弁28への外部信号を解除すれば従来通り 自由に旋回可能である。

【００３１】 このように本考案の制動機構６を設ければ従来のＸ方向だけでなく、あらゆる 方向の掘削が可能となり、図２および図３に示したような多機能型の油圧ショベ ルにおいても図３に示される横方向掘削が可能となるなど、その機能を有効に発 揮させることができる。

【００３２】 なお、前記制動機構６は、実施例の摩擦板方式でなく他の方式を用いても良く 、また、複数個設けても良い。さらに本考案は、油圧ショベルに限らず上部旋回 体を旋回させ作業する他の作業機においても有効に用いることができる。

【００３３】

【考案の効果】

本考案によれば、外部信号により制動機構を作動することにより任意の旋回位 置で上部旋回体に対する制動力を大きくすることができ、上部旋回体の旋回方向 に負荷のかかるような作業が可能となり、作業機の機能を最大限に引き出すこと ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の建設機械等の旋回制動装置の一実施例
を示す油圧回路図および機構部断面図である。

【図２】同上旋回制動装置を搭載した油圧ショベルの正
面図である。

【図３】図２に示された油圧ショベルの平面図である。

【図４】従来の旋回用油圧回路を示す回路図である。

【符号の説明】

５ 旋回モータ ６ 制動機構 ８ 伝達機構の減速機 15 旋回ベアリング 31 上部旋回体 32 下部走行体

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部走行体に対し旋回ベアリングを介し
   旋回自在に設けられた上部旋回体を旋回モータ等により
   駆動する建設機械等において、 外部から入力された制動信号によりオン、オフ作動して
   制動力を出力する制動機構と、 該制動機構の制動力を前記旋回ベアリングに伝えて上部
   旋回体の旋回を制動する伝達機構とを具備したことを特
   徴とする建設機械等の旋回制動装置。