JPS62200004A - 旋回体駆動用油圧モ−タの制御回路 - 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 この発明は慣性の大きい旋回体を油圧モータで駆動する
場合の制御油圧回路に関するものである。

従来の技術 従来から、慣性力の大きい旋回体を油圧モータの回転力
、ブレーキ力により起動・停止させる旋回駆動システム
では、旋回操作レバを旋回位置から中立位置に復帰させ
たときに自動的に旋回体の慣性エネルギを油圧モータの
ブレーキトルクにより吸収し、強制的に停止・保持作用
を発揮する自動ブレーキ方式と、旋回操作レバを中立位
置に戻すと油圧モータは外力により自由に回転する状態
となる、いわゆる、フリー旋回方式とが採用されており
、これらのことを第６図、第７図に回路図を用いて説明
する。

第６図は自動ブレーキ方式の旋回駆動システムの油圧回
路図であり、図において旋回操作レバ２９を傾斜すると
、パイロット弁３０または３０゛のパイロット圧により
油圧切換弁４は、図のＣ位置からＡ位置またはＢ位置に
切換えられ、油圧ポンプ２の圧油は油圧モータ５に流入
し、正または逆回転し、旋回ピニオン、ギヤ（図示なし
）などの減速機構を介して旋回体を旋回させる０次に油
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、油圧ポンプ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、旋回体の回転
慣性により、油圧モータ５と強制的に回転力が与えられ
、その結果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。このときの高圧油はリリ
ーフ弁１１または１１°でリリーフし、低圧側油路７ま
たは６に向けて設けられたチェ７り弁９′または９を経
て補給油となり、再び油圧モータ５の反対側のポートか
ら吸入される。このリリーフ動作を反復し、圧油がリリ
ーフ弁１１．１１’を通過し低圧となる間に、旋回体の
慣性エネルギは消費され、次第に減速し、遂には停止し
てその位置を保持するようになる。

第７図は後者のフリー旋回方式の旋回駆動システムの実
施例を示す油圧回路図であり、手動切換弁３２の操作に
よりパイロットポンプ３の吐出圧油を切換弁３１のパイ
ロット油室に通じさせるか閉止するかによって、フリー
旋回方式と自動ブレーキ方式とに使い分けするようにな
っている。すなわち、手動切換弁３２を■位置に切換え
て切換弁３１がＦ位置のとき、操作レバ２９を操作する
と油圧ポンプ２の圧油は油圧切換弁４により油路６また
は７に供給される。一方、油路６．７の間にはシャトル
弁１３が設けであるので油路６または７の高い圧力側の
圧油は、該シャトル弁１３の出口ポート、油路３３、旋
回フリー弁１４、切換弁３１戻り油路ｌＯを経てタンク
２１に流入しようとするが、操作レバ２９が操作され、
パイロット弁３０または３０’の何れかにパイロット圧
が発生しているときは、該パイロット圧はシャトル弁１
６により、高圧側のみ選択、取出され旋回フリー弁１４
のパイロット油室に流入し、その通路を閉路するので、
油路６．７の間にシャトル弁１３が設けてあっても、高
圧側の圧油は流出しないので油圧モータ５は通常の起動
をする０次いで操作レバ２９を中立にすると、パイロッ
ト弁３０．３０°のパイロット圧は何れも消失するので
旋回フリー弁１４の内部通路は開放され、油圧モータ５
から油路６または７に流出する油は、シャトル弁１３、
旋回フリー弁１４、切換弁３１のＦ位置通路を通り、戻
り油路ｌＯを経てタンク２１に流入するか、または、チ
ェック弁９″または９を通−って油路７または６に補給
される自由循環回路を形成するので、油圧モータ５は全
く抵抗を受けることなく、自由に外力により回転を続け
る。

また、手動切換弁３２をＨ位置におき操作レバ２９を操
作したときは、切換弁３１はＣ位置となり内部通路は閉
止されるので旋回フリー弁１４の機能は発揮せず、シャ
トル弁１３．１６が設けられていない第６図の油圧回路
図と同一の機能である自動ブレーキ方式となる。

発明が解決しようとする問題点 ところが、旋回機能を利用して各種の作業を行う作業用
機械においては、前述の従来方式である旋回システムが
自動ブレーキ方式か旋回フリ一方式かの２者択一のみで
は対処が困難であり、作業内容、作業条件、取扱い対象
物によって、その中間の機能が要求される０例えば、油
圧ショベルのフロントアタッチメントを取かえ、各種の
作業用機械として使用する場合を考慮するに、第３図に
示すブーム３４、アーム３５、バックホウパケット３６
を備えた一般の油圧バックホウでは、プーム３４、アー
ム３５、バックホウパケット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る程度傾斜して
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４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１４０によりフッ
クブロック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
低下のみならず危険であった。

また、同じ荷役作業であっても第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、むしろ成る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。

上述の如く、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旋回式作業機械においては、その作
業内容により旋回操作レバを中立にしたとき、強力な旋
回ブレーキ力が作用することが長所であったり、短所と
なったりすることがあるので、１台の機械で、自動ブレ
ーキ性能とフリー旋回性能と更にブレーキ力の広範な調
整とが簡単な操作のみで自由に選択できる旋回油圧回路
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 この発明は前記問題点を解決するものであって、以下そ
の内容を第１実施例に対応する第１図を用いて説明する
。

油圧モータ５に圧油が流入、流出する油路６．７の分岐
油路にそれぞれ、パイロット圧に比例してリリーフ設定
圧力が増減する可変圧力リリーフ弁２３．２３’を設け
、そのパイロット油室とシャトル弁１７の出口ポートと
を油路４４で連通させる。一方、油圧切換弁４のパイロ
ット油室に接続するパイロット油路２５．２６の分岐油
路をシャトル弁１６の両人ロポートにそれぞれ接続し、
出口ポートに接続されたパイロット油路２７のパイロッ
ト圧によりパイロットポンプ３からの油路２８の内部通
路を開路する切換弁３１の出口ポートと前記シャトル弁
１７の一方の入口ポートとを油路４５により連通し、他
の入口ポートには、通常はパイロットポンプ３の圧油の
バイパス油路４７を、励磁されると、パイロットポンプ
３の圧油を油圧源とし、可変電流スイッチ１９により出
口側圧力を増減させる電磁比例減圧弁１８の出口ポート
に連通した油路４８を、油路４６に開路する電磁切換弁
１５の出口ポートを接続するとともに、上記可変電流ス
イッチ１９と電磁切換弁１５とに電源２０を導き、該電
磁切換弁１５への電気回路にはスイッチ２２を設ける。

作用 スイッチ２２を閉路し、可変電流スイッチ１９を所望の
ブレーキ力になるよう調整したうえで旋回操作をすると
、油圧切換弁４を切換える、どちらか一方のパイロット
油圧は上昇するので、シャトル弁１６を経てパイロット
油路２７を通り切換弁３１をＦ位置に切換えるので、油
路２８の圧油は該切換弁３１のＦ位置通路、油路４５、
シャトル弁４７、油路４４を経て可変圧力リリーフ弁２
３．２３゛のパイロット油室に流入するので該可変圧力
リリーフ弁２３．２３”のリリーフ設定圧力は最大値と
なり、油圧モータ５は所定の起動トルクで回転を始める
。旋回体が旋回している状態で、油圧切換弁４を中立位
置Ｃにすると、パイロ７）油路２５．２６のパイロット
圧は共に消失しているので、切換弁３１はＧ位置に切換
わり、油路４５へ圧油は供給されなくなる。このとき、
電磁切換弁１５はＥ位置となっているので油路２８の圧
油は電磁比例減圧弁１８により、可変電流スイッチ１９
の指令値に基づき減圧され、油路４８、電磁切換弁１５
のＥ位置通路、油路４６、シャトル弁１７油路４４を通
り可変圧力リリーフ弁２３．２３゛のパイロット油室に
流入し、低いリリーフ設定圧力となるので油圧モータ５
のブレーキトルクは減少する。

次にスイッチ２２を開路し、電磁切換弁１５がＤ位置の
とき、旋回の起動・停止操作をすると、その操作には関
係なく、常時、油路２８はバイパス油路４７、電磁切換
弁１５のＤ位置通路、油路４６を経てシャトル弁１７に
通じているので、油圧モータ５は通常の起動トルクと停
止時には同一のブレーキトルクとを発揮する。

従って、油圧モータ５の起動時においては、如何なるス
イッチ操作、調整時にても通常の起動トルクを発生し、
スイッチ２２の開閉操作により、ブレーキトルクを起動
トルクと同一または低減させるかの選択をし、また、可
変電流スイッチ１９の調整によりブレーキトルクを加減
できる。

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
ョ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、パイロットポンプ３を駆動するエ
ンジンで、メインポンプ２はタンク２１からサクシラン
ストレーナを経て油を吸入し、吐出油はリリーフ弁で調
圧され、旋回モータ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（図示なし）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
操作レバで作動するパイロット弁３０１３０゛により調
圧された信号圧油を油圧切換弁４のパイロット油室に導
入するパイロット油路であり、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。２３．２３°はそ
れぞれ油路６から７へ、および油路７から６へ向はチェ
ック弁９．９゛を経て開放されるようになった可変圧力
リリーフ弁であり、慣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、それぞれチェック弁９．９″が、主
戻り回路ｌＯから油路を通９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
、可変圧力リリーフ弁２３．２３゛の最高設定圧力より
も高くしである。

一方、パイロットポンプ３の吐出油は、操作系の油圧源
となるもので、回路圧を一定に保つリリーフ弁があり、
フィルタ、油路２８を通って各アクチェエータ用のパイ
ロット弁（旋回用パイロット弁３０．３０“以外は省略
）および本発明の構成機器に導かれている。

また、パイロット油路２５．２６の分岐油路がシャトル
弁１６の入口ポートにそれぞれ連通し、出口ポートはパ
イロット油路２７で、パイロット圧が上昇すると油路２
Ｂの圧油を油路４５に通じさせる切換弁３１のパイロッ
ト油室に連通している。１８は電磁比例減圧弁であり、
可変電流スイッチ１９からの電気信号の大小に応じて油
路２８の圧油を減圧し、油路４８を通って、スイッチ２
２により切換えられるｔｍ切換弁１５の一方の人口ポー
トに導いである。該電磁切換弁１５の他方の人口ポート
はバイパス油路４７により、油路２８と常時連通し、出
口ポートには油路４６が設けてあり、励磁されると油路
４８と４６が、開放されると油路４７と４６とが連通ず
る。

更に、油路４５．４６は、それぞれシャトル弁１７の２
つの入口ポートに接続され、該シャトル弁１７の出口ポ
ートは油路４４により可変圧力リリーフ弁２３．２３゛
のパイロット油室に連通している。該可変圧力リリーフ
弁２３．２３°はパイロット信号圧力の高低に応じてリ
リーフ設定圧力が変化する既知の弁で、パイロット圧の
上昇に従い油路６または７からリリーフする圧力設定が
上昇し、パイロットポンプ３の吐出油が油路２８を通り
減圧されないままの圧力でパイロット油室に達すると、
旋回モータ５の起動に必要な最大設定圧。

力になるように調整しである。

次にこの発明の動作について説明する。

第３図に示す油圧バックホウを運転するときは第１図の
スイッチ２２を開路したまま、ブーム３４、アーム３５
、パケット３６を作動して掘削終了後、旋回用の操作レ
バ２９により、パイロット弁３０または３０’を作動さ
せると、パイロット油路２５または２６のパイロット圧
が上昇し、油圧切換弁４はＣ位置からＡまたはＢ位置に
切損わり、メインポンプ２の圧油は油路６または７に流
入し油圧モータ５を正転または逆転させる。このとき、
パイロット油路２５または２６の圧力はシャトル弁１６
、油路２７を経て切換弁３１をＦ位置に切換えるので油
路２８の圧油は、そのまま油路４５、シャトル弁１７、
油路４４、可変圧力リリーフ弁２３．２３°のパイロッ
ト油室に作用するので、該可変圧力リリーフ弁２３．２
３゛のリリーフ設定圧力は油圧モータ５を起動させるに
必要で十分な圧力に達している０次いで旋回動作により
、パケット３６が所定の位置近くまで旋回し、滉作レバ
２９を中立位置に戻すと、パイロット油路２７のパイロ
ット圧は消滅し、切換弁３１はＣ位置となり油路４５は
油路２８と連通しなくなるが、油路２８は、またバイパ
ス油路４７に接続しであるので、その圧油は電磁切換弁
１５のＤ位置通路、油路４６、シャトル弁１７、油路４
４を経て可変圧力リリーフ弁２３．２３’のパイロット
油室に通じているので、上記設定圧力は油圧モータ５の
起動時の起動トルクと同一のブレーキトルクが作用し旋
回体を所定の位置に速かに停止させ、その位置を保持す
る。

また、第４図の如きフロントアタッチメントを装備して
いるときは、旋回体起動後はフリー旋回で所定の角度だ
け旋回させることが望ましいのは前述のとおりである。

従って第１図におけるスイッチ２２を閉路し、可変電流
スイッチ１９は、電磁比例減圧弁１８で十分減圧或いは
出口圧力が情無となるような位置に調整したうえで運転
を開始すれば、油圧モータ５の起動時は前例と全く同様
の起動トルクを生ずるが、操作レバ２９を中立位置にす
ると可変圧力リリーフ弁２３．２３゛のパイロット油室
には、電磁比例減圧弁１８の出口ポートの圧力のみが作
用するので、上記可変圧力リリーフ弁２３．２３゛のリ
リーフ設定圧力は低下し、油圧モータ５は旋回体の慣性
力により回転され、油路６また７に吐出される圧油は該
可変圧力リリーフ弁２３．２３゛からリリーフし、チェ
ック弁９゛、９から反対側の油路に補給されるので旋回
抵抗はない。

更に、第５図の如きフロントアタッチメントを装備し、
中間程度の旋回ブレーキ力を必要とするときは、第１図
のスイッチ２２は閉路のまま、可変電流スイッチ１９を
、電磁比例減圧弁１８が中間の減圧作用をするように調
整しておくと、可変圧力リリーフ弁２３．２３゛のリリ
ーフ設定圧力も中間値となるので、油圧モータ５には、
それ相当のブレーキトルクが発生する。

第２図は、本発明の第２実施例を示す電気・油圧回路図
であり、第１実施例では油圧モータ作動時の保護回路を
兼ねて、可変圧力リリーフ弁２３．２３”とチェック弁
９．９゛を使用したが、第２実施例においては、一般的
な旋回システムにおけるリリーフ弁１１，１１“および
チェック弁９．９°からなる保護回路４９は装備したま
ま、追加して油路６．７に可変圧力リリーフ弁２３．２
３°をそれぞれ設けたものであり、その操作回路、作動
については第１実施例と全く同一である。この第２実施
例は、従来の旋回システムの油圧部品を取除くことなく
、新たに部品を付加するのみで容易に改造ができ、その
作用効果ともに第１実施例のとおりである。

なお、以上の実施例においては油圧切換弁４がパイロッ
ト圧操作方式のものについてのみ述べてきたが、手動切
換弁、電磁切換弁を使用したときにおいても、切換弁３
１を電磁切換弁に置きかえ、油圧切換弁の作動に応じて
励磁するなど多くの組合わせは可能であり、スイッチの
配置についても、その作業機の＃１類に応じて増設すれ
ばよい。

発明の効果 多目的作業機械の旋回体駆動システムに、この発明の制
御回路を設けておくと、その用途に応じて、旋回レバを
中心に戻したときの旋回ブレーキトルクを、スイッチや
調整ダイヤルなど簡単な操作のみで自由に、最小から最
大まで選択できるので、作業に最も適した性能をその都
度備えることが可能で、熟練運転者にとっては勿論のこ
と、未熟練者にも安全で能率のよい作業が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の旋回体駆動システムの第１実施例を示
す電気・油圧回路図、第２図は第２実施例を示す電気・
油圧回路図、第３図は油圧式バックホウの側面図、第４
図は油圧ショベルのフロントアタッチメントにクレーン
を装備したときの側面図、第５図は油圧ショベルのフロ
ントアタッチメントに掴み臭を装備したときの側面図、
第６図、第７図は従来の実施例を示す油圧回路図である
。 １５・・・・・・・・・電磁切換弁 １８・・・・・・・・・電磁比例減圧弁１９・・・・・
・・・・可変電流スイッチ２２・・・・・・・・・スイ
ッチ ２３．２３゛・・・・可変圧力リリーフ弁３１・・・・
・・・・・切換弁 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 油圧切換弁を切換えて油圧モータを正逆転せしめ旋回体
   を駆動する油圧システムにおいて、油圧モータの圧油流
   入流出ポートに接続された油路６、７の分岐油路に、そ
   れぞれパイロット圧の大小により設定圧力が増減する可
   変圧力リリーフ弁２３、２３′を設け、該可変圧力リリ
   ーフ弁２３、２３′のパイロット油室とシャトル弁１７
   の出口ポートとを油路により連通せしめ、該シャトル弁
   １７の一方の入口ポートには、前記油圧切換弁を切換え
   たときにのみパイロット油圧源の分岐油路を開路する切
   換弁３１の出口ポートを油路により連通し、他方の入口
   ポートには、通常はパイロット油圧源から分岐したバイ
   パス油路４７を、励磁されるとパイロット油圧源の圧油
   を可変電流スイッチ１９により二次圧を増減させる電磁
   比例減圧弁１８の出口ポートを油路により連通すると共
   に、上記可変電流スイッチ１９と電磁切換弁１５とに電
   源を導き、該電磁切換弁１５には開閉用スイッチを設け
   たことを特長とする旋回体駆動用油圧モータの制御回路
   。