JPS638063A - 旋回体のブレーキ装置 - 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、上部旋回体が下部走行体に対して旋回可能
の構成となっている建設・荷投機械の上部旋回体用のブ
レーキシステムに関するものである。

従来の技術 油圧ショベルは、そのフロントアタッチメントを交換す
ることにより、バック示つなどのような土砂の掘削作業
に使用したり、タラムシエルやクレーンのような荷役作
業に使用できるなど、各種の工種に対し、巾広い用途が
ある。そうして、その最大の特長は上部旋回体を全旋回
させることにより先端工具である例えばバックホウパケ
ット、クラムシェルパケット、クレーンフックなどの位
置を旋回作業範囲内の如何なる位置へも移動させ、正確
に位置決めすることが容易な点であるが、作業工種によ
って位置決めをするための旋回体のブレーキ操作方法、
ブレーキ特性もそれぞれ異質なものが要求される。すな
わち、油圧ショベルを第２図に示すバックホウとして使
用するときは、旋回操作レバを操作して左右所望の旋回
をなし、先端工具が所定の位置近くにくると旋回操作レ
バを中立位置に戻すことにより自動的に旋回油圧モータ
に作用する油圧ブレーキによって制動力がかかり停止す
ることが要求される０反面、第３図に示すようなりレー
ンとして使用するときは、クラムシェルの場合も同様で
あるが、フロントアタッチメントの先端から、ワイヤロ
ーブ３６を介してウィンチ３５によりフックブロック３
７を上下させて作業を行うものにあっては、上記バック
ホウの場合と同様の油圧ブレーキ力で旋回体が停止しよ
うとすると、クレーンのフックブロック３７は慣性力の
ため、振子運動を起し所定の位置に上記フックブロック
３７またはクラムシェルなどの位置決めをすることがで
きないので、このときは、旋回操作レバを中立にしたと
きも旋回油圧モータに全く制動トルクが発生しないか、
または掻く僅かの制動トルクが発生するのみにしておい
て、別個の手段で必要に応じ制動力を加減することがで
きるダイナミックブレーキ装置を備える。また、何れの
種類のフロントアタッチメントを装着したときにおいて
も、機械休止時における安全のため、外力により上部旋
回体が旋回することを防止する駐車時旋回ブレーキが必
要である。

以上の要件を満たすため、従来から実施されていた手段
としては次のようなものがあった。すなわち、主として
、例えば第２図に示すバックホウパケット３４にて土砂
を掘削し、積込む用途のときは第４図に示す油圧回路が
適しており、図の油圧切換弁３を切換えて旋回モータを
駆動し、上部旋回体を旋回させ、然る後に油圧切換弁３
を中立位置にすると油路２４．２５は閉止されるが上部
旋回体は、その慣性力により旋回モータ４を強制的に回
転させようとして油路２４または２５に高圧が発生し、
同時に旋回モータ４にはロック圧による油圧ブレーキト
ルクが発生するが、この値が過大とならないよう、油路
２４．２５の間にリリーフ弁９．９”を設け、また作動
回路に作動油が不足することを防止する補給用のチェッ
ク弁１０．１０゛を設けであるので上部旋回体の回転慣
性力は一定のブレーキトルクで自動的に減速し停止に至
る。また、機械駐車中、または成る旋回位置を保持させ
る駐車ブレーキを具備させるときは、第５図の電気・油
圧回路図に示す如く、旋回モータ４の出力軸に固定した
ブレーキディスク６に、旋回動作が油圧ブレーキにより
自動停止した後に作用させるスプリングローデツド油圧
レリーズタイプのブレーキシリンダ１３”を配し、該ブ
レーキシリンダ１３°のレリーズ油室には、運転席付近
に設けたスイッチ１５の開閉に応じ、パイロットポンプ
２などの油圧源圧油を閉止、或いは流通させる電磁切換
弁１２を経てタンク３１または油圧源圧油の油路を導い
である。従うて、油圧シッペル運転に先立ち、先づスイ
ッチ１５を閉じ、電源１６を電磁切換弁１２に通じると
、該電磁切換弁１２は切換ねりパイロットポンプ２の圧
油はブレーキシリンダ１３°のレリーズ油室に流入する
のでブレーキディスク６は自由に回転できるので油圧シ
ョベルの旋回作動は通常となる０次に、旋回操作の一時
中断、機械休止などのとき、スイッチ１５を開路したり
、パイロットポンプ２の駆動が停止されるとブレーキシ
リンダ１３′のレリーズ油室はタンク３１に連通するの
で、内蔵のスプリングの付勢力によりブレーキディスク
６に制動力が与えられる。この方式の駐車ブレーキ装置
においては、上部旋回体を停止保持する必要のある都度
スイッチ１５を操作しなければならないので、作業内容
によっては煩雑であったり、また、上部旋回体が旋回中
であるにもかかわらず誤ってスイッチ１５を開路し機械
の破損のみならず危険をともなうことともなるので、近
年では更に改良を加えた第６図の如き回路が採用された
ものもある。すなわち、図において旋回モータ作動用の
油圧切換弁３を切換えるため、その何れかのパイロット
油室にバイロフト圧が作用すると、そのパイロット圧油
がシャトル弁１４を経て圧力スイッチ３２を閉路される
と同時に電ａ１６を電磁切換弁１２に通じ、油圧切換弁
３のパイロット油室にバイロフト圧が作用しなくなり、
次いで該油圧切換弁３が中立位置に復帰すると共に圧力
スイッチ３８は開路し、タイマ３９の作用により、その
何秒か後、すなわち、上部旋回体が完全に停止してから
電磁切換弁１２へのｉｌｌが断たれ、ブレーキシリンダ
が作用する。

一方、第３図に例示したような荷役作業のとき、前述の
第４．５．６図に示す回路では、旋回動作終了に伴い油
圧切換弁３を中立にすると自動的に強力な油圧ブレーキ
がかかるため、つり荷は揺れて正常な作業ができなくな
るので、これに対応する従来の一実施例として第７図の
如く油圧回路およびブレーキ装置を一部変更する。第７
図においては、油圧切換弁３”は中立位置では旋回モー
タ４の作動回路である油路２４．２５は内部で連通して
おり、該油路２４．２５相互間に補給用のチェック弁１
０，１０’を設けるがリリーフ弁は設けないか、または
設けても非常に低い圧力に設定したリリーフ弁（図示せ
ず）が作用するように工夫しである。従って上部旋回体
を起動し、次に油圧切換弁３゛などを中立位置にすると
、旋回モータ４は上部旋回体の慣性力により回転される
が、それによる吐出油は、油路２４．２５、油圧切換弁
３°の中立位置連通路、或いは前記低圧リリーフ弁を殆
んど自由に流通するので旋回モータ４にはブレーキトル
クは発生しないか、或いは掻く僅かであしる０反面、つ
り荷が大きく揺れないように上部旋回体を所定の位置に
停止させる必要があるので、別途、図に示すように旋回
モータ出力軸に固設したブレーキディスク６にスプリン
グレリーズ油圧作動タイプのブレーキシリンダ１３を設
け、適宜ブレーキペダル１７を踏込み、これに連動する
マスタシリンダ１Ｂからの圧油を上記ブレーキシリンダ
１３の作動油室に送油してブレーキディスク６を制動す
るダイナミックブレーキを設ける。また、駐車ブレーキ
をかけるときは、ブレーキペダル１７を踏込みブレーキ
ディスク６が制動された状態のブレーキペダル１７の位
置を保持する口７クボタン１９を押込みロックする。

発明が解決しようとする問題点 油圧ショベルのフロントアタッチメントを交換し、掘削
土工作業や荷役作業に使用するときは、上述の如く、要
求される旋回ブレーキ性能や自ら異なり、従って同一作
業現場で異なった工種のあるときは、それぞれの目的に
合った旋回ブレーキ性能を持つ複数台の油圧シラペルを
持込むか、さもなくば、その都度改造・調整が必要とな
るが狭隘な作業現場には通さない詐りか、経済的、時間
的損失が大きい。

本発明では、これらの点に鑑み、１台の油圧シラペルの
油圧回路に簡単な変更を加え、土工作業、荷役作業それ
ぞれに適した旋回ブレーキ性能を自由に得られる選択用
スイッチを備えた旋回体のブレーキ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 上述のブレーキシステム実現のために講じた本発明の手
段は、 イ、油圧ショベルの旋回作動回路における旋回モータ作
動用圧油の流出入油路を連通ずる油路の中間に、常時は
内部通路が開路し、パイロット油室に信号圧力が作用す
ると閉路する第１の流通弁と、常時は内部通路が閉路し
、パイロット油室に信号圧力が作用すると開路する第２
の流通弁とを直列に設け、 口、更に、常時は油路によりパイロットポンプなどの油
圧源からの圧油を上記第１の連通弁のパイロ−／　ト油
室に、また、旋回モータ作動用油圧切換弁の２個のパイ
ロット油室に通ずるパイロット圧油のうち、何れか高い
側の圧油を取出すシャトル弁の出口ポートの圧油を前記
第２の連通弁のパイロット油室に、それぞれ独立して導
き、運転席付近のスイッチにより通電すると、第１、第
２の流通弁のバイロフト油室に通ずる油路を、前記と逆
に切換え、接続する電磁切換弁を設ける。

ハ、旋回モータ出力軸上には、ブレーキシリンダにより
制動されるブレーキディスクを設け、上記ブレーキシリ
ンダ作動油室には、運転席付近に設けたブレーキペダル
に連動するマスタシリンダからの圧油を導いたダイナミ
ックブレーキ装置を設ける。

作用 バックホウなどの土工作業に従事するときは、運転席近
くのスイッチを開路した状態にしておくと、旋回モータ
用油圧切換弁の操作位置には関係なく、パイロットポン
プなどからの圧油が電磁切換弁の内部通路を通り、常時
第１の流通弁のパイロット油室に流入し、該流通弁の内
部通路を閉止されているので旋回モータ作動用圧油の流
出入油路を連通する油路は形成されず、従って、この状
態で旋回用油圧切換弁を操作し旋回体に回転力を与え、
次いで上記油圧切換弁を中立位置にすると、油圧モータ
は作動回路に発生するリリーフ弁の設定圧力に応じた油
圧ロックによる制動トルクを発生する。

荷投機械として使用するときは、上記スイッチを閉路し
ておくと、パイロットポンプなどからの圧油は電磁切換
弁の内部通路を通り常時第２の流通弁のパイロット油室
に流入し、該流通弁の内部通路は開路すると共に第１の
流通弁のパイロット油室に信号圧力が加わらない限り該
第１の流通弁の内部通路も開路しているので、油圧モー
タ作動用圧油の流出入油路は互いに連通ずる。この状態
で旋回用油圧切換弁を操作するため、該油圧切換１弁の
２個のパイロット油室に通ずるパイロット油路の何れか
一方にバイロフト圧が発生すると、その圧油は分岐油路
、シャトル弁、前記電磁切換弁の内部通路を経て第１の
流通弁のバイロフト油室に流入し、内部通路を閉路する
ので、油圧モータ作動用圧油の流出入油路相互の連通は
消滅し、旋回用油圧切換弁からの高圧油は全量、支障な
（旋回モータに流入し正常な起動、旋回動作がなされる
０次いで油圧切換弁を中立位置にすると、該油圧切換弁
のパイロット油室のパイロット圧とともに、第１の流通
弁のバイロフト圧も低下するので、該第１の流通弁は開
路し、旋回モータに流出入する２個の油路は連通し、旋
回モータには油圧ロックによるブレーキトルクは発生し
ない、更に、上述の如く、上部旋回体がフリー旋回中に
所要のブレーキをするには、運転席近くのブレーキペダ
ルを加減しながら踏み込んでゆけばよい、また、パイロ
ットポンプなどを駆動するエンジンを停止すると、パイ
ロットポンプからの油圧は低下し、同時に油圧切換弁を
切換えるパイロット圧の圧油源も消滅するので電磁切換
弁の作動位１には関係なく第２の流通弁は閉止され、旋
回モータは油圧ロックによる制動状態を保つ。

実施例 第１図はこの発明の一実施例を示す電気油圧回路図であ
る。第１図において、１は油圧ショベルの動力源となる
高圧油を発生するメインポンプで、２はメインポンプ１
と共に駆動されるパイロットポンプである。メインポン
プ１の吐出油は油路２２を通りバイロフト圧作動式油圧
切換弁３に流入し、該油圧切換弁３は、旋回用操作レバ
２１を操作することによりパイロット弁２０からパイロ
。

ト油路２８または２９にパイロット圧が発生すると、左
右位置イまたは口に切換えられ、高圧油は油路２４また
は２５を遺り、旋回モータ４に送油され、該旋回モータ
４を駆動し、戻り油は反対側の油路、油圧切換弁３のイ
または口位置通路を通りタンク３１へ戻るが、油圧切換
弁３が中立位置への時には、油路２４．２５はそれぞれ
独立して閉塞され、メインポンプ１からの高圧油は中立
位置への通路を経て油路２３によりタンク３１へ、或い
は途中で分岐して他の油圧切換弁へ流入する。

また、旋回モータ４の作動回路である油路２４．２５を
連通する油路の中間には、リリーフ弁９．９゛、チェッ
ク弁１０．１０’などで構成する旋回モータ４の保護回
路が設けであることは従来の油圧ショベル用の旋回作動
回路と同一であるが、その他に本発明では更に他の連通
油路を設け、その中間に、常時は内部通路が開路してお
り、パイロット油室に信号圧力が作用すると閉路する第
１の連通弁１１と、常時は内部通路が閉路しており、パ
イロット油室に信号圧力が作用すると開路する第２の連
通弁１１°とを直列に設け、更に常時はパイロットポン
プ２からの油路２７を第１の連通弁１１のパイロット油
室ヘパイロット油路３２により通じさせ、パイロット弁
２０からのパイロット油路２８．２９の分岐油路のうち
高圧側の圧油を取出すシャトル弁１４の出口ポートに接
続する油路３０を、油路３３により第２の連通弁１１°
のパイロット油室に通じさせ、また運転席近くに設けた
スイッチ１５を閉路し電ｔＡ１６で励磁すると上記油路
２７をパイロット油路３３に、パイロット油路３０をパ
イロット油路３２に切換えて接続するｔＭ１切換弁１２
が設けである。また、旋回モータ４の出力軸上に固設し
たブレーキディスク６はブレーキシリンダー３を併設し
ており、ブレーキペダル１７の操作に連動するマスタシ
リンダ１８からの圧油により制動力が与えられるように
なっており、その踏力の大小に応じて制動力も加減され
る。

なお、５は旋回モータ４の出力軸に直結した減速機、７
は該減速機５の出力軸端に固設した旋回ピニオンで、一
般的には何れも上部旋回体（図示なし）側に設けられ、
８は下部走行体（図示なし）側に固設された旋回ギヤ、
２６はパイロットポンプ２の圧油をパイロット弁２０に
供給する油路である。

以上の回路、構成からなる本発明の作動について説明す
る。

先づ、油圧ショベルを本来の土工機械として使用すると
きは、スイッチ１５を開路しておく、そうすると、ｔｆ
ｆｆ切換弁Ｉ２は励磁されず、チ位置を保持するのでパ
イロットポンプ２の圧油は油路２７、電磁切換弁１２の
千位置油路、パイロット油路３２を通り第１の連通弁１
１のパイロット油室に流入し、該連通弁１１は水位置と
なり、内部通路を閉止する。この状態でバイロフト弁２
０の操作レバ２１を操作して油圧切換弁３のパイロ。

ト油室に連通ずるパイロット油路２８または２９にバイ
ロフト圧が発生すると上記油圧切換弁３はハ位置からイ
または口位置に切換わると同時に、パイロット油路２８
または２９のパイロット圧のうち何れか高い側の圧力が
シャトル弁１４により取出され、パイロット油路３０、
電磁切換弁１２のチ位置通路、パイロット油路３３を遺
り第２の連通弁１１’のパイロット油室に作用し、該連
通弁１１゛をへ位置からト位置に切換え、内部通路を開
路するが、前記した如く、連通弁１１が水位置を保持し
ているので油圧切換弁３のイまたは口位置通路を通って
送油されるメインポンプｌの高圧油は油路２４または２
５を通り、全量旋回モータ４に流入し、該旋回モータ４
を駆動し、それに連なる減速機５を経て、旋回ギヤ８に
係合する旋回ピニオンを回転させ、その反力で上部旋回
体が旋回する。上部旋回体の旋回中において、操作レバ
２１を中立位置にすると、パイロット油路２８．２９に
はパイロット圧は消滅し、タンク３１と連通ずるので第
２の連通弁１１゛のパイロット油室の圧力も低下し、該
第２の連通弁１１”はへ位置に切換わり、第１の連通弁
１１はパイロットポンプ２が駆動されている限りホ位１
を保持しており、しかも油圧切換弁３は中立位置へとな
るので油路２４．２５はそれぞれ独立して閉止され、旋
回モータ４は従来の油圧ショベルにおける旋回停止操作
時と全く同一の旋回ブレーキ性能を発揮する。

次に油圧ショベルを荷役作業または類似の用途に使用す
るときは、スイッチ１５を閉じて旋回操作を行う、そう
するとｔＴ６１切換弁１２は励磁され、チ位買からり位
置に切換ねるので、パイロ７）ポンプ２の圧油は油路２
７、電磁切換弁１２のり位置通路、バイロフト油路３３
を通り第２の連通弁１１°のパイロット油室に導入され
、該第２の連通弁１１°をへ位置からト位置に切換え、
内部通路を開路する。

この状態で操作レバを操作すると前記と同様、油圧切換
弁３はイまたは口位置となり、パイロット／Ｉｔｌ路３
０に１出されたバイロフト圧は電磁切換弁１２のり位置
通路、パイロット油路３２を経て第１の連通弁１１のバ
イロフト油室に作用し、該第１の連通弁１１を二位置か
ら水位置に切換え、内部通路を閉路するので、油路２４
．２５は互いに連通せず、独立しており、従って油圧切
換弁３のイまたは口位置通路を通って油路２４または２
５に流入する高圧油は全量旋回モータ４に供給され、該
旋回モータ４、すなわち上部旋回体は支障なく起動し、
旋回をする０次いで、上部旋回体が旋回中において操作
レバを中立位置にすると、第２の連通弁１１’はト位置
を保持しているが、第１の連通弁１１は、そのパイロッ
ト油室がパイロット油路３２、！破切換弁１２のり位置
通路、パイロット油路３０、シャトル弁１４およびパイ
ロット油路２８．２９、パイロット弁２０などを経由し
てタンク３１に連通ずる結果、水位置から二位置に切換
ねり内部通路を開路すまので、油路２４と２５は第１お
よび第２の連通弁１１．１１°を介して連通ずる。従っ
て、油路２４．２５は油圧切換弁３のハ位置により閉止
されるが上記第」、第２の連通弁１１，１１’で連通ず
るので旋回モータ４は上部旋回体の慣性力により自由に
回転させられる。更に、荷役作業中において上部旋回体
に適当な制動力を加え、減速または停止に至らしめるに
は、ブレーキペダル１７を加減しながら踏み込むことに
より制動すればよく、また、駐車その他のため、持続し
て旋回モータ４にロック圧によるブレーキ力を維持させ
る必要のあるときは、スイッチ１５を開放すれば第１の
連通弁１１の水位置により、或いはパイロットポンプ２
の駆動を停止すれば連通弁１１°のへ位置により油路２
４．２５の連通路は閉止されるので自動的に目的は達せ
られる。

なお、図における電磁切換弁１２は必ずしも電磁式であ
る必要はなく、例えば手動式でもよく、第１１第２の連
通弁１１，１１’を切換える信号媒体としてパイロット
圧油を使用しているが、電気その他におきかえることも
容易である。

発明の効果 この発明においては、油圧ショベルの旋回ブレーキ性能
を、運転席から容易に、油圧ロックによる自動ブレーキ
方式と、任意のブレーキ力を随時、意のままに作用させ
ることのできるダイナミックブレーキ方式に選択するこ
とができる上に、上記２つのブレーキ方式の選択状態に
関係なく、パイロ７）ポンプの駆動を停止すると自動的
に、油圧ロックによるブレーキ力が与えられるので、各
種フロントアタッチメント、先端工具などをとりかえて
工事を行うような多工程現場においても、本発明のブレ
ーキシステムを装備した油圧ショベル本体が１台あれば
よいので経済的であり、しかも駐車時に、万一自動ブレ
ーキ方式への切換操作を失念しても、メインポンプ、パ
イロットポンプなどを駆動するエンジンを停止しておけ
ば自動ブレーキ方式となるので安全である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブレーキシステムを示す電気・油圧回
路図、第２図はフロントアタッチメントにバンクホウパ
ケットを装着した油圧ショベルの側面図、第３図はクレ
ーン装備をした油圧ショベルの側面図、第４回は従来の
油圧ショベルにおける旋回作動システムを示す油圧回路
図の実施例、第５図は従来の油圧ショベルの旋回作動シ
ステムに旋回駐車ブレーキを付加した電気・油圧回路図
の実施例、第６図は第５図に示す実施例の改良変形例を
示す電気・油圧回路図、第７図は荷役作業を主体とする
旋回システムを示す油圧回路図である。 ６・・・・・・・・ブレーキディスク １１・・・・・・・第１の連通弁 １１゛・・・・・・・第２の連通弁 １２・・・・・・・電磁切換弁 １３・・・・・・・ブレーキシリンダ １７・・・・・・・ブレーキペダル １８・・・・・・・マスタシリンダ 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 旋回モータ作動用圧油の流出入油路相互間に、リリーフ
   弁、チェック弁などから構成される油圧ロック式自動旋
   回ブレーキ弁の他に、上記流出入油路を連通する油路の
   中間に、常時は内部通路が開路し、パイロット油室に信
   号圧力が作用すると閉路する第１の連通弁と、常時は内
   部通路が閉路し、パイロット油室に信号圧力が作用する
   と開路する第２の連通弁とを直列に配置し、常時は油路
   によりパイロットポンプなどの油圧源からの圧油を上記
   第１の連通弁のパイロット油室に、また、旋回モータ作
   動用油圧切換弁の２個のパイロット油室に通ずるパイロ
   ット圧油のうち何れか高い側の圧油を取出すシャトル弁
   の出口ポートの圧油を前記第２の流通弁のパイロット油
   室に、それぞれ独立して導き、運転席付近のスイッチに
   より通電すると第１の流通弁、第２の流通弁のパイロッ
   ト油室に通ずる油路を前記と逆に切換え接続する電磁切
   換弁を設けると共に、運転席付近のブレーキペダルに連
   動するマスタシリンダで作動するブレーキシリンダによ
   り旋回モータ出力軸上のブレーキディスクを制動するダ
   イナミックブレーキを備えたことを特長とする油圧ショ
   ベル旋回体のブレーキシステム。