JP2001163583A - 旋回制御装置 - Google Patents

旋回制御装置

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JP2001163583A
JP2001163583A JP34897199A JP34897199A JP2001163583A JP 2001163583 A JP2001163583 A JP 2001163583A JP 34897199 A JP34897199 A JP 34897199A JP 34897199 A JP34897199 A JP 34897199A JP 2001163583 A JP2001163583 A JP 2001163583A
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JP34897199A
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Tsutomu Udagawa
勉 宇田川
Teruo Igarashi
照夫 五十嵐
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Hitachi Constr Mach Co Ltd
日立建機株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成により中立フリー/中立ブレーキ
モードの選択を可能とし、オペレータにとって扱いやす
いものとする。 【解決手段】 旋回用油圧モータ2と旋回用方向制御弁
1とを結ぶ2本の管路6A,6Bを電比例磁弁9を介し
て接続し、操作レバー5に装着されたフリー指令スイッ
チ11の操作量に応じて電磁比例弁9を開閉する。これ
により、スイッチの操作量に応じて中立フリー/中立ブ
レーキモードが実現されるとともに、中立フリーの状態
を任意に変更することができ、オペレータにとって扱い
やすいものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、中立フリー方式と
中立ブレーキ方式を任意に選択可能としたクレーン等の
建設機械における旋回制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、旋回の制御システムには、操作レ
バーを中立に戻したときにモータを旋回体の慣性により
回転させる方式(中立フリー方式と呼ぶ)と、操作レバ
ーを中立に戻したときにモータの回転を停止させる方式
(中立ブレーキ方式と呼ぶ)とがある。これらの方式は
作業内容に応じて使い分けられるのが望ましく、例えば
特許第2549420号公報には、1台の機械で各方式
を任意に選択可能とした装置が開示されている。この公
報記載の装置では、油圧モータの出入口ポートに接続す
る管路にそれぞれリリーフ弁を設け、操作レバーの操作
量とリリーフ弁のリリーフ圧との関係を、中立フリー/
中立ブレーキの各方式ごとにパターン化して予め定めて
おく。そして、リリーフ圧の特性(パターン)に沿って
リリーフ弁を制御し、これによって、旋回体の駆動を中
立フリー/中立ブレーキの各方式に対応して制御する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記公報記載の装置で
は、操作レバーの操作量や油圧モータの回転方向に基づ
いてリリーフ弁を制御するので、制御構成が複雑になる
とともに、複数のリリーフ弁やセンサが必要となるので
装置が大型化し、コストも上昇する。
【0004】また、上記公報記載の装置のリリーフ圧の
特性は、操作レバーの操作量の増加に伴いリリーフ圧の
変化量が大きくなるように設定されており、この特性に
沿ってリリーフ圧を制御するので、操作レバーを同一量
だけ減速操作した場合であっても、操作レバーをどこの
位置から操作したかによってリリーフ圧の変化量は異な
る。すなわち、リリーフ圧特性の傾きが大きい位置では
リリーフ圧は大きく変化するが、特性の傾きが小さい位
置ではリリーフ圧はほとんど変化しない。その結果、操
作レバーを同一量だけ減速操作した場合であっても、操
作レバーの操作位置によってモータの減速度に大きな差
が生じ、オペレータにとって扱いにくいものとなる。
【0005】本発明の目的は、簡易な構成によって中立
フリー/中立ブレーキ方式を選択可能にするとともに、
オペレータにとって扱いやすい旋回制御装置を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図面
を参照して説明する。 (1) 請求項1の発明は、図1に示すように、油圧ポ
ンプ3と、該油圧ポンプ3から吐出される圧油により駆
動する旋回用油圧モータ2と、油圧ポンプ3から旋回用
油圧モータ2に供給される圧油の流れを制御する制御弁
1と、制御弁1を切り換える操作レバー5とを備えた旋
回制御装置に適用される。そして、旋回用油圧モータ2
の出入口ポートにそれぞれ接続する2本の管路6A,6
Bを連通および遮断する弁装置9と、オペレータの操作
により中立ブレーキモードおよび中立フリーモードを択
一的に指令する指令手段11aと、指令手段11により
中立フリーモードが指令されると、指令手段11の操作
量に応じた開度で2本の管路6A,6Bを連通し、指令
手段11により中立ブレーキモードが指令されると、2
本の管路6A,6Bを遮断するように弁装置9の駆動を
制御する制御手段10とを備えることにより上述した目
的は達成される。 (2) 請求項2の発明は、図3,6に示すように、油
圧ポンプ3と、 該油圧ポンプ3から吐出される圧油に
より駆動する旋回用油圧モータ2と、油圧ポンプ3から
旋回用油圧モータ2に供給される圧油の流れを制御する
制御弁1と、制御弁1を切り換える操作レバー5とを備
えた旋回制御装置に適用される。そして、旋回用油圧モ
ータ2の出入口ポートにそれぞれ接続する2本の管路6
A,6Bを連通および遮断する弁装置9,13と、中立ブ
レーキモードおよび中立フリーモードを択一的に指令す
る指令手段11A,14aと、指令手段11A,14aに
より中立フリーモードが指令されると、2本の管路6
A,6Bを徐々に連通し、指令手段11A,14aにより
中立ブレーキモードが指令されると、2本の管路6A,
6Bを徐々に遮断するように弁装置9,13の駆動を遅
延制御する制御手段10A,12,14とを備えることに
より上述した目的は達成される。 (3) 請求項3の発明は、指令手段11,11Aを操
作レバー5に備えたものである。
【0007】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。
【0008】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。 −第1の実施の形態− 図1は本発明の実施の形態に係る旋回制御装置の構成を
示す回路図、図2はその旋回制御装置が用いられるクレ
ーンの構成を示す側面図である。図2に示すように、移
動式クレーンは、走行体61と、走行体61上に搭載さ
れた旋回可能な旋回体62と、旋回体62に起伏可能に
支持されたブーム63とからなり、ブーム63の先端に
設けられたシーブ64を介して巻上ロープ67に接続さ
れたフック65により吊り荷66を吊り上げる。吊り荷
66は巻上ロープ67の巻き取りまたは繰り出しによっ
て昇降する。
【0009】この移動式クレーンの旋回用の油圧回路
は、図1に示すように、原動機101によって駆動され
る油圧ポンプ3と、油圧ポンプ3から吐出される圧油に
よって駆動する旋回用油圧モータ2と、油圧ポンプ3か
ら旋回用油圧モータ2に供給される圧油の流れる方向と
流量を制御する方向制御弁1と、オペレータが旋回指令
を入力する旋回用操作レバー5と、操作レバー5により
操作されるパイロット弁4A,4Bと、旋回用油圧モー
タ2の出入口ポートに接続された2本の管路6A,6B
と、パイロット弁4A,4Bに圧油を供給するパイロッ
ト油圧源7と、旋回用方向制御弁1のセンターポートと
管路6A,6Bの間に接続されたチェック弁8A,8B
と、2本の管路6A,6Bを連通または遮断する電磁比
例流量制御弁9(以下、電磁比例弁と呼ぶ)と、オペレ
ータが中立フリー状態を指令するフリー指令スイッチ1
1と、フリー指令スイッチ11からの信号に基づいて電
磁比例弁9に制御信号を出力するコントローラ10とか
らなる。方向制御弁1は中立時に油圧モータ2の出入口
ポートへ連通される一対のポートを遮断する。
【0010】フリー指令スイッチ11は図示の如く操作
レバー5に装着されている。フリー指令スイッチ11は
自動復帰式のスイッチであり、非操作時にはばね11a
により初期位置に復帰してオフ状態が維持される。フリ
ー指令スイッチ11にはポテンショメータPMが設けら
れ、スイッチ11の操作量に応じた信号(操作信号)が
コントローラ10に入力される。コントローラ10で
は、その操作信号に基づいて電磁比例弁9のソレノイド
に制御信号Iを出力する。すなわち、フリー指令スイッ
チ11をオン(操作)するとその操作量に応じて電磁比
例弁9は位置(イ)側に切り換えられて所定の開度とな
り、スイッチ11をオフ(非操作)すると電磁比例弁9
は位置(ロ)に切り換えられて全閉される。
【0011】ここで、中立フリー/中立ブレーキの各モ
ードについて説明する。中立フリーモードとは、操作レ
バー5の操作方向に駆動トルクを発生させ油圧モータ2
を駆動するモードであり、このモードにおいては操作レ
バー5を中立位置に戻しても油圧モータ2には旋回抵抗
以外のブレーキ力が作用せず、旋回体62は慣性力で回
転する。本実施の形態では、電磁比例弁9を位置(イ)
側に切り換えて管路6A,6B間の連通を許容すること
で中立フリーモードとする。この中立フリーモードにお
いては、中立時に油圧モータ2からの戻り油は電磁比例
弁9を通って油圧モータ2へ循環し、これにより油圧モ
ータ2は旋回体の慣性力で回転する。さらに、本実施の
形態では、電磁比例弁9の開口面積を変更することで圧
油の循環量を制御し、中立フリーモードのレベルを変更
する。
【0012】一方、中立ブレーキモードとは、操作レバ
ー5の操作量に応じて油圧モータ2を駆動するモードで
あり、このモードにおいては操作レバー5を中立位置に
戻すと油圧モータ2に油圧ブレーキ力が作用し、旋回体
62の回転が停止する。本実施の形態では、方向制御弁
1を中立ブロック型とした上で、電磁比例弁9を位置
(ロ)に切り換えて管路6A,6B間の連通を阻止する
ことで中立ブレーキモードとする。この中立ブレーキモ
ードにおいては、中立時に油圧モータ2からの圧油は電
磁比例弁9,方向制御弁1でブロックされ、これにより
油圧モータ2に油圧ブレーキが与えられてその回転は停
止する。なお、管路6A,6B間には、図示しないクロ
スオーバーロードリリーフ弁が設けられる。
【0013】次に、第1の実施の形態の動作について説
明する。図1の油圧回路において、操作レバー5をA方
向またはB方向へ操作すると、その操作量に応じてパイ
ロット弁4Aまたは4Bが駆動され、パイロット油圧源
7からの圧油はパイロット弁4Aまたは4Bで調圧され
て方向制御弁1のパイロットポートに供給される。方向
制御弁1はパイロットポートに作用するパイロット圧力
に応じて位置A側または位置B側に切り換えられてその
開度が調整され、油圧ポンプ3からの圧油は方向制御弁
1、管路6Aまたは6Bを介して油圧モータ2へ供給さ
れる。これによって、油圧モータ2は正転または逆転
し、旋回体62は操作レバー5の操作量に応じた速度で
駆動される。
【0014】ここで、中立ブレーキモードにより旋回体
62を減速させる方式で運転する場合には、フリー指令
スイッチ11をオフ(非操作)しておく。これによっ
て、電磁比例弁9は位置(ロ)に切り換えられ、管路6
A,6B間の連通が阻止される。A方向もしくはB方向
に操作されている操作レバー5を中立側へ戻し操作する
と、レバー操作量に応じてパイロット圧が減少し、方向
制御弁1は中立側へ切り換えられる。その結果、モータ
2からの吐き出し側管路6Aまたは6B内の圧力は増加
してブレーキ圧が生じ、旋回体62の回転は減速され
る。操作レバー5を完全に中立位置に戻すと、管路6
A,6Bは油圧ポンプ3およびタンクからブロックさ
れ、旋回体の回転は速やかに停止される。この状態で
は、旋回体62に何らかの外力(例えば風)が作用して
も旋回体62は回転されない。なお、通常の作業はフリ
ー指令スイッチ11の非操作による中立ブレーキモード
により行われる。
【0015】減速時に吊り荷の揺れ等を減少させる場合
には、フリー指令スイッチ11をオン(操作)する。フ
リー指令スイッチ11をオンするとその操作量に応じて
電磁比例弁9は位置(イ)側に所定量切り換えられてそ
の開度が調整される。管路6A,6B間の連通が許容さ
れて中立フリーモードとされる。これにより、操作レバ
ー5を中立位置に戻し操作しても電磁比例弁9を介して
管路6Aから6Bへ、あるいは管路6Bから6Aへと圧
油がバイパスされるので、管路6A,6B内のブレーキ
圧力は中立ブレーキモード時に比べて大きく増加するこ
とがない。その結果、旋回体62は慣性力で回転し続け
る。
【0016】この中立フリーモードにおいては、オペレ
ータがフリー指令スイッチ11の操作量をコントロール
することで、中立フリーのレベルを微妙に調整すること
ができる。すなわち、レバー5を中立に戻したときに旋
回体62が慣性力によって流れすぎているときは、スイ
ッチ11の操作量を少なくして管路6A,6B間の連通
量を減少させ、旋回体62の減速の度合いを強める。ま
た、旋回体62の慣性力にる旋回が不足して吊り荷の揺
れが大きくなった場合には、スイッチ11の操作量を多
くして管路6A,6B間の連通量を増加させ、旋回体6
2の減速の度合いを弱めて吊り荷の揺れを抑える。この
ように、スイッチ11の操作量に応じて管路6A,6B
間の開口面積を制御することで、オペレータの意にそっ
た最適な中立フリー状態が実現される。なお、グランド
上の吊り荷を地切るといった地切り作業においても、フ
リー指令スイッチ11のオン操作により中立フリーモー
ドとした上で、巻上レバーの操作により吊り荷を巻き上
げれば、巻上ロープ張力によって旋回体62が回転し、
ブーム63の真下から吊り荷を地切ることができ、その
結果、吊り荷の揺れを抑えることができる。
【0017】このように第1の実施の形態によると、油
圧モータ2の出入り口ポートを連通/遮断する電磁比例
弁9を設け、フリー指令スイッチ11の操作量に応じて
電磁比例弁9の開口面積を調節するようにしたので、簡
易な構成により中立フリー/中立ブレーキモードを任意
に選択することができるとともに、スイッチ11の操作
量に応じた中立フリー状態が実現され、オペレータにと
って旋回操作がし易くなる。また、旋回用操作レバー5
にフリー指令スイッチ11を設けるようにしたので、吊
り荷の揺れを抑えながら位置合わせをするといった作業
も容易に行える。さらに、フリー指令スイッチ11が操
作されたときに、すなわち、オペレータの意思が働いた
ときに中立ブレーキモードから中立フリーモードに切り
換えるようにしたので、スイッチ11の切換忘れにより
常時中立フリーモードとされるのが防止され、風などで
旋回体62が不所望に動きだすことがない。
【0018】−第2の実施の形態− 図3は、本発明の第2の実施の形態に係わる旋回制御装
置の構成を示す回路図である。なお、図1と同一の箇所
には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明
する。第2の実施の形態が第1の実施の形態と異なるの
は、フリー指令スイッチ11Aの構成と、コントローラ
10Aでの処理内容である。
【0019】すなわち、図3に示すように、第2の実施
の形態のフリー指令スイッチ11Aはポテンショメータ
を有せず、コントローラ10にはスイッチ操作に応じた
オン/オフ信号が入力される。コントローラ10には遅
れ要素10aが設けられ、スイッチ11Aからの入力信
号に対して図4(b)に示すような1次遅れの処理を行
う。これによって、フリー指令スイッチ11のオン/オ
フ時に制御信号Iは徐々に増加/減少され、電磁比例弁
9が徐々に開閉される。その結果、中立フリー/中立ブ
レーキの切換時のショックが低減され、旋回体62の動
きがスムーズになって作業性が向上するとともに、油圧
機器に過大な力(ピーク応力)が作用することなく装置
の耐久性が向上する。
【0020】なお、フリー指令スイッチ11はオン/オ
フ式ではなく、第1の実施の形態と同様、ポテンショメ
ータ式として構成してもよい。フリー指令スイッチ11
をポテンショメータ式で構成すると、図5(a)に示す
ように、コントローラ10にはスイッチ11の操作量に
応じた信号(例えばON1,ON2)が入力され、その入
力信号に対して図5(b)に示すような遅れ処理が実行
される。これにより、切換時のショックもなくスイッチ
11の操作量に応じた中立フリーモードが実現され、旋
回フィーリングが一層向上する。この場合、切換時のシ
ョックを気にしながらスイッチ11を徐々に操作すると
いった必要がないので、オペレータにとって一層扱いや
すいものとなる。
【0021】−第3の実施の形態− 図6は、本発明の第3の実施の形態に係わる旋回制御装
置の構成を示す回路図である。なお、図1,3と同一の
箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に
説明する。第3の実施の形態では、コントローラ10を
用いないハード的な構成によって中立フリー/中立ブレ
ーキモードが実現される。
【0022】図6に示すように、管路6A,6B間には
電磁比例弁9の代わりに油圧切換弁13が設けられてい
る。油圧切換弁13のパイロットポートは絞り12、切
換弁14を介して油圧源7またはタンクに接続され、切
換弁14は切換レバー14aの操作によって切り換えら
れる。これによって、油圧切換弁13のパイロットポー
トへパイロット圧が供給されて油圧切換弁13が位置
(イ)側に切り換えられ、レバー操作に応じて中立フリ
ーモードが実現される。この場合、油圧切換弁13のパ
イロットポートへのパイロット圧の供給は絞り12によ
って遅延されるので、第2の実施の形態と同様、中立フ
リー/中立ブレーキ切換時のショックも低減される。な
お、切換弁14をレバー操作量に応じて切り換えられる
パイロット弁として構成すれば、第1の実施の形態と同
様、オペレータからの操作量に応じた中立フリー状態が
実現される。また、切換弁14を電磁弁として構成すれ
ば、図1,3と同様、操作レバー5に指令スイッチを設
けることができ、中立フリーを指令する際の操作性が向
上する。
【0023】なお、上記実施の形態における旋回制御装
置はクレーンに適用するようにしたが、油圧ショベルに
も同様に適用することができる。また、フリー指令スイ
ッチ11を旋回用操作レバー5に設けるようにしたが、
操作性が向上するならどこに設けてもよい。さらに、中
立フリー/中立ブレーキをスイッチ11によって指令す
るようにしたが、スイッチ以外の例えばダイヤルによっ
て指令してもよい。
【0024】以上の実施の形態と請求項との対応におい
て、電磁比例弁9および油圧切換弁13が弁装置を、フ
リー指令スイッチ11,11Aおよび切換レバー14a
が指令手段を、コントローラ10,10Aおよび絞り1
2と切換弁14が制御手段をそれぞれ構成する。
【0025】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば以下のような効果を奏する。 (1) 請求項1の発明によれば、旋回用油圧モータの
出入口ポートにそれぞれ接続する2本の管路を連通およ
び遮断する弁装置を設け、指令手段により中立フリーモ
ードが指令されると指令手段の操作量に応じた開度で2
本の管路を連通し、中立ブレーキモードが指令されると
2本の管路を遮断するようにしたので、簡易な構成によ
り中立フリー/中立ブレーキ方式が選択可能になるとと
もに、指令手段の操作量に応じた中立フリー状態が実現
され、オペレータにとって扱いやすいものとなる。 (2) 請求項2の発明によれば、旋回用油圧モータの
で出入口ポートにそれぞれ接続する2本の管路を連通お
よび遮断する弁装置を設け、指令手段により中立フリー
モードが指令されると2本の管路を徐々に連通し、中立
ブレーキモードが指令されると2本の管路を徐々に遮断
するようにしたので、簡易な構成により中立フリー/中
立ブレーキ方式が選択可能になるとともに、中立フリー
/中立ブレーキ切換時のショックが低減され、オペレー
タにとって扱いやすいものとなる。 (3) 請求項3の発明によれば、指令手段を操作レバ
ーに備えるようにしたので、操作レバーを操作しながら
中立フリー/中立ブレーキモードを任意に切り換えるこ
とができ、吊り荷の揺れを抑えながら位置合わせをする
といった作業が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る旋回制御装置
の油圧回路図。
【図2】本発明が適用されるクレーンの全体構成図。
【図3】本発明の第2の実施の形態に係る旋回制御装置
の油圧回路図。
【図4】本発明における操作レバーからの入力信号に対
し、コントローラで1次遅れの処理が実行される様子を
示す図。
【図5】本発明における操作レバーからの入力信号に対
し、コントローラで1次遅れの処理が実行される別の様
子を示す図。
【図6】本発明の第3の実施の形態に係る旋回制御装置
の油圧回路図。
【符号の説明】
1 方向制御弁 2 旋回用油圧モー
タ 3 油圧ポンプ 5 旋回用操作レバ
ー 6A,6B 管路 9 電磁弁 10,10A コントローラ 10a 遅れ要素 11,11A フリー指令スイッチ 12 絞り 13 油圧切換弁 14 切換弁 14a 切換レバー 62 旋回体

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 油圧ポンプと、 該油圧ポンプから吐出される圧油により駆動する旋回用
    油圧モータと、 前記油圧ポンプから前記旋回用油圧モータに供給される
    圧油の流れを制御する制御弁と、 前記制御弁を切り換える操作レバーとを備えた旋回制御
    装置において、 前記旋回用油圧モータの出入口ポートにそれぞれ接続す
    る2本の管路を連通および遮断する弁装置と、 オペレータの操作により中立ブレーキモードおよび中立
    フリーモードを択一的に指令する指令手段と、 前記指令手段により中立フリーモードが指令されると、
    前記指令手段の操作量に応じた開度で前記2本の管路を
    連通し、前記指令手段により中立ブレーキモードが指令
    されると、前記2本の管路を遮断するように前記弁装置
    の駆動を制御する制御手段とを備えることを特徴とする
    旋回制御装置。
  2. 【請求項2】 油圧ポンプと、 該油圧ポンプから吐出される圧油により駆動する旋回用
    油圧モータと、 前記油圧ポンプから前記旋回用油圧モータに供給される
    圧油の流れを制御する制御弁と、 前記制御弁を切り換える操作レバーとを備えた旋回制御
    装置において、 前記旋回用油圧モータの出入口ポートにそれぞれ接続す
    る2本の管路を連通および遮断する弁装置と、 中立ブレーキモードおよび中立フリーモードを択一的に
    指令する指令手段と、 前記指令手段により中立フリーモードが指令されると、
    前記2本の管路を徐々に連通し、前記指令手段により中
    立ブレーキモードが指令されると、前記2本の管路を徐
    々に遮断するように前記弁装置の駆動を遅延制御する制
    御手段とを備えることを特徴とする旋回制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の旋回制御装置
    において、 前記指令手段は、前記操作レバーに備えることを特徴と
    する旋回制御装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017105583A (ja) * 2015-12-09 2017-06-15 日立住友重機械建機クレーン株式会社 作業機械
CH713006A1 (de) * 2016-10-04 2018-04-13 Liebherr Machines Bulle Sa Hydraulikantrieb für eine Arbeitsmaschine, insbesondere für ein Drehwerk.

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017105583A (ja) * 2015-12-09 2017-06-15 日立住友重機械建機クレーン株式会社 作業機械
CH713006A1 (de) * 2016-10-04 2018-04-13 Liebherr Machines Bulle Sa Hydraulikantrieb für eine Arbeitsmaschine, insbesondere für ein Drehwerk.

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