JPS62156437A - 油圧シヨベルのフリ−旋回システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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 従来から油圧ショベルはそのフロントアタッチメントを
取かえることにより本来の用途であるバックホウ、ロー
ディングショヘ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２、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、旋回匿作レバを旋
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、１・下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作動用の手
動レバ式油圧切換弁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４１１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、
高圧となっ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
圧ショ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である。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にはチェック弁９．９″を介して旋回モータ
その他のアクチュエータからの主戻り回路ＩＯ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となったとき、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
°が設けである。

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投機械としては長所
となるが、反面フロントアタッチメントを変更し、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
々にしである。例えば、第２図に示すブーム３４、アー
ム３５、バックホウバケット３６を備えた一Ｍの油圧バ
ックホウでは、プーム３４、アーム３５、バックホウバ
ケット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
停止後は車体が成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の先端にウィンチボックス３７を取付け、ワイヤ
ロープ４０によりフッタブロック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って動く
ウィンチボックス３７は旋回ブレーキ力により大きい減
速度をもって停止しようとし、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、このようなアタッチメントを装備した機械
には熟練した運転員が慎重に、ゆっくりと旋回の加速、
減速をして、つりｒ：Ｉ３９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■
が必要で、さもなくばサイクルタイムの低下のみならず
危険であった。

また、同じ荷役作業であっても第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
形式の荷投機械では、旋回ブレーキ力が働いても振子運
動は起り難く、むしろ成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、油圧ショベルのフロントアタッチメントを
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ったり、短所であったりする
ことがあるので、１台の油圧ショベルにおいて、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、電気（３号により、連通
させる電磁切換弁を設ける。そうして抽圧モータの作動
回路に圧油を切換え供給する手動操作レバ式油圧切換弁
の操作レバに連動して、該操作レバが中立以外のときに
のみ電気回路を閉じるリミットスイッチからの電気信号
によりＴｊ、（ａ切換弁作動用の電気回路を遮断し、通
常は閉路している継電器を設け、自由に開閉操作のでき
るスイッチにより電源を上記リミットスイッチおよび継
電器に供給する如く電気回路を設ける。

作用 スイッチを閉し、リミットスイッチおよび継電器に電源
回路を通ずる。

この状態で、旋回油圧モータ作動用の油圧切換弁の操作
レバが中立のとき、すなわち旋回操作をしていないとき
は、操作レバに連動するりミツトスイッチは、内部の電
気回路が開路されており、継電器に励磁電流を送らない
ので、電源回路は該継電器の内部電気回路を経て電磁切
換弁の励磁コイルに通ずる。その結果、油圧モータに圧
油を供給ずろｌ対の作動回路は連通し、油圧モータは外
力により容易に回転し得る状態となる。次いで油圧モー
タ作動用油圧切換弁の操作レバにより旋回操作を開始す
ると、操作レバの動きに連動するりミノトスインチが働
らき、電源回路が閉路となり、継電器を励磁するので、
該ｍ電器の内部電気回路は開路され、電源から電磁切換
弁の励磁コイルに送られていた電気信号は断たれる。そ
の結果、１対の油圧モータ作動油圧回路の連通は解かれ
、それぞれに独立した回路形成となるので、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、スイッチを開放すると、電磁切換弁は、畏怖レバ
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ョ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図は本発明の実施例を示す油圧・電気回路図であり
、１はメインポンプ２、パイロットポンプ３を駆動する
エンジンで、タンク２１からサタンヨンストレーナ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作動用の手動氏作レバ式油圧切換弁４に通
じ、該切換弁４の操作レバ１６が中立、すなわち、Ｃ位
置のときには、圧油はＣ（ｉ７．置開放油路、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となっ
てタンク２１へ流入する。油圧切換弁４の操作レバ１６
を押・引すると、該油圧切換弁４のスプールが移動し、
ＡまたはＣ位置に切換わリメインボンプ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７か
ら６へ向は開放されるようになっているリリーフ弁であ
り、４ｎ性の大きい油圧ショ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
モーフ５に与えるためのものである。また油路６．７に
向け、それぞれチェック弁９．９″が、主戻り回路ｌＯ
から油路１１を通って油を補給する向きに設けであるの
で、油路６．７、油圧モーフ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っている。

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位置になったとき、作動
回路に異常とし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
りも高くしである。

なお、バイロフトポンプ３の吐出油は、後述の旋回ブレ
ーキ装置２３を併用した場合などの操作用補助油圧源と
なるもので、回路圧を一定値に保つためにリリーフ弁１
８を有しており、フィルタ２０、油路２５を通って所定
の機器類に導かれている。

更に、油路６．７の間には、励磁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ずる油路を形成する
２位置電（ｎ切換弁１３が設けてあり、該電磁切換弁１
３の励磁コイルは、電線２８、継電２Ｓ１４、電線２７
、スイッチ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Ｃ〃されると開路となる形式になってお
り、その励（５１コイルは、油圧モータ５作動用の油圧
切換弁４の操作レバ１６の動きに連動して、該操作レバ
■６が中立以外のときに内部電気回路が閉路となるリミ
ットスイッチ１５の作用により電源３２と、スイッチ２
２、上記リミットスイッチｌ　５　、電Ｎ３２６を経て
通じている。

なお、スイッチ２２は運転室内の操作し易い位置に設け
られており−ＴＬ’！ｌ！：１２３の回路開閉用の既知
のスイッチで、運転者の自由意志によって操作するもの
であり、閉路時には、圧力スイッチ１５、継電器１４の
主回路に電源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、スイッチ２２が開路状態で、圧力スイッチ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、すなわら、油路６．７を連通せしめない
。従って、この状態において、旋回操作レバを操作し”
Ｃ１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
ョベルと同様の旋回油圧回路状態を維持している。

次にスイッチ２２を操作し、リミットスイッチ１５、継
電２Ｓ１４に通電したときについて述べる。

旋回操作をしないとき、すなわち、操作レバ中立のとき
は、リミ・ノトスイソチ１５は作動されず、従って該リ
ミットスイッチ１５の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
閉路となっている。従って電源３２からの電気は、スイ
ッチ２２、電線２７、継電器１４の内部回路、電線２８
を通って電磁切換弁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、リミットスイッチ１５の内部電気
回路が閉路されると、電源３２は、スイッチ２２、リミ
ットスイッチ１５の内部電気回路、電線２６を通って継
電器１４のコイルを励磁し、該ｍ電器１４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、惧性の大きい上部
旋回体も旋回をし、次いで所定の位置に停止させるため
、旋回操作レバを中立位置に戻すと、リミットスイッチ
１５が作用して、その内部電気回路は開路となり、継電
２′＆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、再び閉路となり、電磁切換弁１３が励磁
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は位置通路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図の如きアク
ソ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っくりと停
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
操作する方法をとってもよい。

発明の効果 油圧ショ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、フロントアタッチ
メントを変更し、作業内容が変った場合においても、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、運転席近くのスイッ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】図は、本発明の実施例を示す油圧・電気回路図、第
２図は、油圧式バックホウの側面図、第３図は、油圧シ
ョベルのフロントアタッ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、油圧ショベルのフロント
アタッチメントに凹み具を装着したときの側面図、第５
図は、従来の油圧ショベルの旋回システム油圧回路図で
ある。 ４・・・・・・・・・油圧切換弁 ８．８”・・・・・・　リリーフ弁 ９．９°・・・・・・チェック弁 １３・・・・・・・電磁切換弁 １４・・・・・・・継電器 １５　・・・・・・・　リミットスイッチ１６・・・・
・・・操作レバ ２２・・・・・・・　スイッチ 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 手動操作レバを操作して油圧切換弁を切換え、油圧モー
   タを正転・逆転・停止させ、その回転力によって上部旋
   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
   気信号により連通せしめる電磁切換弁と、上記油圧モー
   タ作動用手動操作レバ式油圧切換弁の操作レバに連動し
   て、該操作レバが中立位置以外のときに電気回路を閉じ
   るリミットスイッチからの電気信号により開路し、常時
   は閉路している継電器とを設け、運転席付近のスイッチ
   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、上記リミットスイッチを経由して継
   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
   ショベルのフリー旋回システム。