特開 2024-164963 建設機械用旋回ブレーキ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024164963

(43)【公開日】2024-11-28

(54)【発明の名称】建設機械用旋回ブレーキ装置

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/12 20060101AFI20241121BHJP

【ＦＩ】

E02F9/12 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023080716

(22)【出願日】2023-05-16

(71)【出願人】

【識別番号】000005197

【氏名又は名称】株式会社不二越

(74)【代理人】

【識別番号】100120400

【弁理士】

【氏名又は名称】飛田 高介

(74)【代理人】

【識別番号】100124110

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 大介

(72)【発明者】

【氏名】野田 悠介

(72)【発明者】

【氏名】横田 貴也

(72)【発明者】

【氏名】林 新悟

(57)【要約】

【課題】簡略な構成でブレーキの遅延速度を精密に制御することができ、ブレーキの損傷を好適に防止することが可能な建設機械用旋回ブレーキ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明にかかる建設機械用旋回ブレーキ装置（ブレーキ装置１００）の構成は、建設機械の上部旋回体を旋回させる旋回モータ１１０と、旋回モータ１１０の回転を制止するブレーキ１２０と、ブレーキ１２０を動作させるブレーキ弁２００と、ブレーキ弁２００のスプリング室２４２のドレン回路１８０に配置された遅延回路１７０と、を備え、遅延回路１７０は、ブレーキ１２０を解除する方向の作動油の流れを許容するチェック弁１７２と、チェック弁１７２と並列に配置されブレーキ１２０を作動させる際に作動油が通過する絞り１７４と、を有することを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

建設機械の上部旋回体を旋回させる旋回モータと、
前記旋回モータの回転を制止するブレーキと、
前記ブレーキを動作させるブレーキ弁と、
前記ブレーキ弁のスプリング室のドレン回路に配置された遅延回路と、
を備え、
前記遅延回路は、
前記ブレーキを解除する方向の作動油の流れを許容するチェック弁と、
前記チェック弁と並列に配置され前記ブレーキを作動させる際に作動油が通過する絞りと、
を有することを特徴とする建設機械用旋回ブレーキ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建設機械の上部旋回体を旋回させる旋回モータと、旋回モータを制止するブレーキを含む建設機械用旋回ブレーキ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

土木や建設の作業現場において用いられる建設機械は、作業員が搭乗するキャビン等の上部旋回体を旋回させて作業を行う。上部旋回体は、旋回時には旋回モータによって駆動し、非旋回時にはブレーキによって旋回モータが制止される。例えば特許文献１には、旋回掘削機の旋回制御回路が開示されている。

【0003】

特許文献１の旋回制御回路は、「旋回操作弁より旋回制御弁へ供給されるパイロット圧を取出してブレーキ弁を切換えることにより、旋回モータに設けられた軸ブレーキをオンオフ制御するものにおいて、ブレーキ弁に、軸ブレーキの開放時「ブレーキシリンダ内の油を」徐々にドレンする遅延手段を設けてなる」ことを特徴としている。特許文献１によれば、慣性旋回すべく旋回操作弁を中立へ操作しても軸ブレーキが急激に作用しないようにできるため、軸ブレーキの焼き付きや早期の摩耗が改善されるとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実開昭６１－１９３１６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の旋回制御回路では、ブレーキ弁に自己保持回路が設けられている。そしてブレーキ弁の連通ポジションとドレンポジションとを切り替える（油路を切り替える）ことにより、軸ブレーキのブレーキシリンダの油が、ブレーキ弁の自己保持回路を経由してスローリターンバルブ（遅延手段）の絞りを経てドレンされる。しかしブレーキピストンのブレーキシリンダに供給される圧油は旋回駆動圧力と同一の高圧であり、且つ負荷により圧力が変動するため、特許文献１の構成であるとブレーキの遅延速度を精密に制御することが難しい。

【0006】

本発明は、このような課題に鑑み、簡略な構成でブレーキの遅延速度を精密に制御することができ、ブレーキの損傷を好適に防止することが可能な建設機械用旋回ブレーキ装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明にかかる建設機械用旋回ブレーキ装置の代表的な構成は、建設機械の上部旋回体を旋回させる旋回モータと、旋回モータの回転を制止するブレーキと、ブレーキを動作させるブレーキ弁と、ブレーキ弁のスプリング室のドレン回路に配置された遅延回路と、を備え、遅延回路は、ブレーキを解除する方向の作動油の流れを許容するチェック弁と、チェック弁と並列に配置されブレーキを作動させる際に作動油が通過する絞りと、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、簡略な構成でブレーキの遅延速度を精密に制御することができ、ブレーキの損傷を好適に防止することが可能な建設機械用旋回ブレーキ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態にかかる建設機械用旋回ブレーキ装置を説明する図である。

【図2】ブレーキ弁および遅延回路を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0011】

図１は、本実施形態にかかる建設機械用旋回ブレーキ装置（以下、ブレーキ装置１００と称する）を説明する図である。図１に示すように本実施形態のブレーキ装置１００は、建設機械の上部旋回体（不図示）を旋回させる旋回モータ１１０と、旋回モータ１１０の回転を制止するブレーキ１２０とを備える。

【0012】

上部旋回体の旋回方向（左旋回または右旋回）は、操作レバー１０２を介して入力される。旋回方向が入力されると、その旋回方向に応じて双方向コントロールバルブ１３０内の出力ポート（油路）が切り替えられる。そして油圧タンク１４２の作動油が油圧ポンプ１４０によって旋回モータ１１０に送り出され、旋回モータ１１０によって上部旋回体が入力された旋回方向に旋回する。

【0013】

油圧ポンプ１４０と双方向コントロールバルブ１３０との間には、安全装置としてのリリーフバルブ１４４が設けられている。また双方向コントロールバルブ１３０と旋回モータ１１０との間にも、タンクからの作動油を吸入可能とするチェック弁１１２ａ、１１２ｂおよびリリーフバルブ１１４ａ、１１４ｂが設けられている。

【0014】

上述した旋回モータ１１０にはその回転を制止するブレーキ１２０が接続されていて、ブレーキ１２０はパイロットポンプ１６０の圧油をブレーキ弁２００によって開閉することによって動作させられる。

【0015】

図２はブレーキ弁２００および遅延回路１７０を説明する図であって、図２（ａ）はＯＮ状態（励磁状態：開状態）、図２（ｂ）はＯＦＦ状態（非励磁状態：閉状態）を示している。図２に示すブレーキ弁２００は弁の開度に応じて油の流量を調整できる電磁比例弁であって、通常時には弁が閉じていて駆動時に開くノーマルクローズ型である。

【0016】

ブレーキ弁２００は、ほぼ筒状のスリーブ２１０と、スリーブ２１０の内側に摺動可能に支持されたスプール２２０と、スプール２２０を駆動する電磁部２３０とを備える。電磁部２３０はスリーブ２１０の一端に取り付けられていて、コイル２３２と、プランジャ２３４と、プッシャ２３６とを有する。

【0017】

電磁部２３０は、コイル２３２が励磁されることで生じる吸引力によってプランジャ２３４を移動させ、プッシャ２３６を介しスプール２２０をスリーブ２１０の他端（図中右側）に向かって移動させる。

【0018】

スリーブ２１０は、作動油が供給される入力ポート２１２と、ブレーキ弁２００が開の時に作動油を出力する出力ポート２１４と、フィードバックポート２１６と、ドレンポート２１８とを有する。フィードバックポート２１６は、図示のように出力ポート２１４から分岐して作動油の一部が戻される。

【0019】

スプール２２０の、電磁部２３０の反対側（図示右側）には、スプール２２０を電磁部２３０に向かって付勢するリターンスプリング２４０が備えられている。リターンスプリング２４０はアジャスタ２５０の内壁に当接した状態で、アジャスタ２５０内に収容されている。アジャスタ２５０はスリーブ２１０の端部と螺合していて、回転させることでリターンスプリング２４０の荷重（セット荷重）を調整することができる。

【0020】

ここで、リターンスプリング２４０が収容されている空間をスプリング室２４２と称する。スプリング室２４２は、詳細には、アジャスタ２５０の内面と、スプール２２０の端部（電磁部２３０の反対側）と、スリーブ２１０の端部によって囲まれた空間である。そしてスリーブ２１０には、スプリング室２４２と外部とを連通する排出ポート２１９が設けられている。

【0021】

本実施形態のブレーキ装置１００の特徴として、ブレーキ弁２００のスプリング室２４２とドレン１８２との間のドレン回路１８０に、遅延回路１７０が設けられている。遅延回路１７０は、ブレーキ１２０を解除する方向の作動油の流れを許容するチェック弁１７２と、チェック弁１７２と並列に配置されブレーキ１２０を作動させる際に作動油の流れを制限する絞り１７４とを含んで構成される。

【0022】

図２（ａ）に示すように、本実施形態のブレーキ装置１００において、ブレーキ１２０の解除時（左右旋回時）は、操作レバー１０２からの電気信号がＯＮとなる。これにより、ブレーキ弁２００の電磁部２３０のコイル２３２が励磁されて、スプール２２０が弁を開く方向（図示右方向）へ移動する。

【0023】

このとき、ブレーキ弁２００のスプリング室２４２の容積が減少するため、スプリング室２４２内の作動油は排出ポート２１９からドレン回路１８０に導かれ、遅延回路１７０のチェック弁１７２を通じて速やかにドレン１８２に排出される。

【0024】

図２（ｂ）に示すように、ブレーキ１２０の作動時は、操作レバー１０２が中立位置となり、操作レバー１０２からの電気信号がＯＦＦとなる。これにより、ブレーキ弁２００の電磁部２３０のコイル２３２が非励磁となり、スプール２２０がリターンスプリング２４０に押されて弁を閉じる方向（図示左方向）に戻ろうとする。

【0025】

するとブレーキ弁２００のスプリング室２４２の容積が増大するため、ドレン１８２の作動油を吸い込もうとする。このとき作動油は遅延回路１７０において、チェック弁１７２を通過できないため、それと並列に配置された絞り１７４を通過してスプリング室２４２に徐々に流入する。したがってスプール２２０は急峻に戻ることができず緩やかに移動する。ブレーキ１２０のシリンダー内の作動油は出力ポート２１４からドレンポート２１８へと流れるが、スプール２２０の動きが緩慢であるために、ブレーキ１２０も遅れて作動する。結果的に、操作レバー１０２の操作に対して遅延してブレーキ１２０が作動する。

【0026】

上記説明したように本実施形態のブレーキ装置１００では、ブレーキ弁２００のスプリング室２４２に流入する作動油の経路に絞り１７４を配置している。上述した特許文献１の構成では、ブレーキピストンのブレーキシリンダの作動油を排出する経路に絞りを配置していた。

【0027】

ブレーキ弁２００のスプリング室２４２に流入する作動油は、ドレン１８２に連通しているため、特許文献１に記載の構成のようにブレーキシリンダから排出される作動油よりも格段に低圧かつ圧力が変動しないため、流量の制御が安定する。したがって本実施形態のブレーキ装置１００によれば、チェック弁１７２および絞り１７４からなる簡略な構成の遅延回路１７０によってブレーキ１２０の遅延速度を精密に制御することができ、ブレーキ１２０の摩耗や損傷を好適に防止することが可能となる。

【0028】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は斯かる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【産業上の利用可能性】

【0029】

本発明は、建設機械の上部旋回体を旋回させる旋回モータと、旋回モータを制止するブレーキを含む建設機械用旋回ブレーキ装置として利用することができる。

【符号の説明】

【0030】

１００…ブレーキ装置、１０２…操作レバー、１１０…旋回モータ、１１２ａ…チェック弁、１１２ｂ…チェック弁、１１４ａ…リリーフバルブ、１１４ｂ…リリーフバルブ、１２０…ブレーキ、１３０…双方向コントロールバルブ、１４０…油圧ポンプ、１４２…油圧タンク、１６０…パイロットポンプ、１７０…遅延回路、１７２…チェック弁、１７４…絞り、１８０…ドレン回路、１８２…ドレン、２００…ブレーキ弁、２１０…スリーブ、２１２…入力ポート、２１４…出力ポート、２１６…フィードバックポート、２１８…ドレンポート、２１９…排出ポート、２２０…スプール、２３０…電磁部、２３２…コイル、２３４…プランジャ、２３６…プッシャ、２４０…リターンスプリング、２４２…スプリング室、２５０…アジャスタ

【図1】

【図2】