JP2016142279A - 旋回制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】メータイン流量及びメータアウト開口面積を独立して制御可能であり、旋回操作特性を作業者の意図するものに変更可能な、簡略化された構造を有する旋回制御装置を提供すること。【解決手段】旋回制御装置100は、移動式クレーンにおける旋回台を旋回可能な油圧モータ3と、油圧モータ3に対して作動油を供給する可変容量型の油圧ポンプ5と、油圧モータ3に対して流出入する作動油の流通路を有するコントロールバルブ6と、油圧ポンプ5の吐出量の制御により、油圧モータ3に流入する作動油の流量を制御すると共に、コントロールバルブ6の弁開度の制御により、油圧モータ3から流出する側の前記流通路の開口面積を制御するコントローラ7とを備える。【選択図】図2

Description

本発明は、旋回制御装置に関し、特に、メータイン流量及びメータアウト開口面積を独立して制御することで、旋回操作特性を作業者の意図するものに変更可能な、簡略化された構造を有する旋回制御装置に関する。
従来の旋回制御装置は、例えば移動式クレーン等の旋回台を有する作業機に設けられている。旋回制御装置は、旋回台を旋回可能な油圧モータと、油圧モータに対して作動油を供給する油圧ポンプと、油圧モータに対して流出入する作動油の流通路を制御するコントロールバルブとを備えたものが知られている。
コントロールバルブ内に油圧モータに対して流出入する作動油の流通路を制御するコントロールスプールが1本だけ設けられている形態では、操作レバーを介して入力される操作量により制御されるコントロールスプールのストローク位置に対して、一意的にメータイン及びメータアウト等の各流路の開口面積が決定される。このため、旋回操作特性は一意的に定まり、旋回操作特性を作業者の意図するものに変更することが困難であった。
旋回操作特性を作業者の意図するものに変更可能な発明として、メータイン及びメータアウト等の各開口面積を独立して制御する個別のコントロールスプールを備え、全てのコントロールスプールを独立して制御する油圧アクチュエータの制御装置が知られている(特許文献1参照)。また、メータイン制御のためのコントロールバルブと、メータアウト制御のためのコントロールバルブとを併用する油圧シリンダ回路も知られている(特許文献2参照)。
特許第3948122号公報 特開2003−130005号公報
しかしながら、メータイン及びメータアウト等の各開口面積を、複数のコントロールバルブ、コントロールスプール等の組合せで制御する場合、装置の構造及び制御工程の複雑化を招いていた。
よって、本発明が解決しようとする課題は、メータイン流量及びメータアウト開口面積を独立して制御可能であり、旋回操作特性を作業者の意図するものに変更可能な、簡略化された構造を有する旋回制御装置を提供することである。
前記課題を解決するための手段として、本発明に係る旋回制御装置は、作業機における旋回台を旋回可能な油圧モータと、前記油圧モータに対して作動油を供給する可変容量型の油圧ポンプと、前記油圧モータに対して流出入する作動油の流通路を有するコントロールバルブと、前記油圧ポンプの吐出量の制御により、前記油圧モータに流入する作動油の流量を制御するメータイン制御部と、前記コントロールバルブの弁開度の制御により、前記油圧モータから流出する側の前記流通路の開口面積を制御するメータアウト制御部と、を備える。
また、本発明に係る旋回制御装置において、前記作業機の作業状態を検出する検出器を備え、前記メータイン制御部は、前記油圧ポンプを駆動する原動機の回転数と、前記検出器により検出された前記作業機の作業状態とに応じて、可変容量型の前記油圧ポンプの吐出量を制御するのが好ましい。
更に、本発明に係る旋回制御装置において、前記メータイン制御部は、前記コントロールバルブの制御により、前記油圧モータの回転方向を制御するのが好ましい。
本発明に係る旋回制御装置において、任意の操作特性を入力可能な操作特性入力部を備え、前記メータイン制御部及び前記メータアウト制御部は、前記操作特性入力部において入力された操作特性に基づいて駆動するのが好ましい。
本発明によると、メータイン制御部の油圧ポンプの制御によって油圧モータに対する作動油の流入量が制御され、メータアウト制御部のコントロールバルブの制御によって作動油の流通路における流出側の開口面積を制御し、油圧モータの作動油の流出側に生じるブレーキ圧力を制御する。したがって、例えば複数のコントロールバルブを設ける制御系等の複雑な構造を採る必要が無くなるので、メータイン及びメータアウトを独立して制御可能であると共に、制御に係る装置の構造の簡略化が可能な旋回制御装置を提供することができる。更に、本発明によると、メータイン及びメータアウトを独立して制御することによって、旋回操作特性を作業者の意図するものに変更可能な旋回制御装置を提供することができる。また、本発明によると、油圧ポンプとして既存の可変容量型油圧ポンプを用いることができるので、作動油の吐出量の調整に複雑な機器類及び制御が不要となり、結果としてより一層簡略化された構造を有する旋回制御装置を提供することができる。本発明によると、油圧モータへ流入するメータイン流量は可変容量型ポンプの吐出量によって決定されるため、メータイン制御に圧力補償付き流量制御弁及びブリードオフ回路を必要とせず、制御の簡略化及び安定的な制御が容易な旋回制御装置を提供することができる。
更に、本発明の好ましい形態によると、油圧ポンプを駆動するための原動機の回転数と、作業機の作業状態を検出する各種検出器からの検出結果とに応じて、可変容量型の油圧ポンプの吐出量を制御することができる。
なお、作業機によっては、作業者の所望の旋回台の駆動量を入力する操作レバーと、油圧ポンプを駆動するための原動機の回転数を制御するアクセルペダルと、を独立して操作可能な形態がある。このような形態の作業機において、操作レバーにより決定される油圧ポンプ容量が一定であっても、アクセルペダルの操作によって原動機の回転数が変化することによって、油圧ポンプによる作動油の吐出量が変化する。原動機の回転数変化に対する油圧ポンプ吐出量の最適な変化割合は、作業機の作業状態及び作業者の好み等に応じて異なる。本発明の好ましい形態であれば、原動機の回転数変化に対する油圧ポンプの作動油の吐出量の変化割合を、作業機の作業状態及び作業者の好み等に応じて適宜に変更可能な旋回制御装置を提供することができる。
本発明の他の好ましい形態によると、複雑な制御工程を経ることなく、メータイン制御部だけで油圧モータの回転方向及びメータイン流量を確定可能な旋回制御装置を提供することができる。なお、油圧モータの回転方向が確定すればメータイン及びメータアウトの流通経路も確定するので、結果として作動油の流通経路と油圧モータの回転方向とメータイン流量とを、メータイン制御部のみで確定することができる。
また、本発明の他の好ましい形態によると、例えば予め作業機に搭載される記憶手段等に記憶させておいた種々の操作特性パターン等を操作特性入力部を用いて入力することによって、メータイン制御部及びメータアウト制御部の各制御形態の様々な組合せを、作業機の作業状態等に応じて適宜に実行可能な旋回制御装置を提供することができる。
移動式クレーンの側面図である。 本発明に係る旋回制御装置の一実施形態を示す概略構成図である。 本発明に係る旋回制御装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
以下に、本発明に係る旋回制御装置について、図面を参照しつつ説明する。
まず、本発明が適用される作業機の一例である移動式クレーン1の概略について、図1を参照しつつ説明する。図1は、移動式クレーン1の側面図である。
図1に示すように、移動式クレーン1は、走行する車両10と、クレーン装置20とを備えている。
なお、移動式クレーン1として、図1にラフテレーンクレーンを示している。本発明が適用される車両としてはラフテレーンクレーンに限られず、例えば作業時に旋回動作が可能であり、旋回動作を制御する装置において構造の簡略化が求められている作業車両、具体的には高所作業車に適用することができる。
車両10は、車輪11を有し、図2に示すエンジンEを動力源として走行する。また、車両10の前側及び後側の左右両側には、クレーン作業時に移動式クレーン1の転倒を防止すると共に、移動式クレーン1を安定的に支持するためのアウトリガ12が設けられている。アウトリガ12は、車両幅方向外側に張り出し可能であると共に、油圧式のジャッキシリンダによって下方に伸長可能である。アウトリガ12は、下端を接地させることにより移動式クレーン1を接地面に対して安定的に支持する。
また、クレーン装置20は、旋回台21と、ブーム22と、キャビン23とを有する。
旋回台21は、車両10の前後方向略中央部に水平面上を旋回可能に設けられる部材である。旋回台21は、車両10の上部に対して旋回自在に設けられている。旋回台21は、図2に示す油圧モータ3によって旋回する。油圧モータ3の駆動については、図2を参照しつつ後述する。
ブーム22は、旋回台21に対して起伏可能に設けられると共に、伸縮可能に設けられる部材である。ブーム22は、入れ子状に配置される複数本の筒体から成り、油圧式の伸縮シリンダで該筒体を相互に進退させることによって伸縮する。ブーム22において最も外側に配置される筒体は、その基端部が旋回台21の上部に立設されるブラケット24に揺動自在に連結されている。図1に示すように、ブーム22における最も外側の筒体の下面部とブラケット24との間には、油圧式の起伏シリンダ25が連結されている。該起伏シリンダ25の伸縮動作によってブーム22が起伏する。ブーム22の先端には、例えばフックブロック26がワイヤロープにより吊下されている。フックブロック26には荷物を係止可能であり、フックブロック26に荷物を係止した状態でワイヤロープの巻取り長さが調整されることによってフックブロック26及び荷物を上下動させることができる。
キャビン23は、旋回台21の上部であってブラケット24の側方に設けられる箱状の部材であり、旋回台21と共に旋回可能である。キャビン23には作業者が乗り込むことができ、内部に設けられた操作レバー、操作ボタン及びタッチパネル等を含む操作入力部4(図2参照)によって、車両10の走行に係る操作、ブーム22の伸縮及び起伏に係る操作等を入力可能になっている。
ブーム22の伸縮動作に用いられる伸縮シリンダ、起伏動作に用いられる起伏シリンダ25、旋回動作に用いられる油圧モータ3は、作動油の供給又は排出によって作動する。ここで、油圧モータ3を制御する旋回制御装置100について、図2を参照しつつ説明する。
なお、図2は本発明に係る旋回制御装置の一実施形態を示す概略構成図である。
図2に示すように、旋回制御装置100は、油圧モータ3と、操作入力部4と、油圧ポンプ5と、コントロールバルブ6と、コントローラ7とを備える。
油圧モータ3は、作動油が供給されると駆動し、上記旋回台21を旋回させることができる。油圧モータ3に対する作動油の流入方向及び流出方向を切り替えることによって、油圧モータ3の回転方向を切り替えることができる。油圧モータ3の回転方向が切り替わることによって、旋回台21の一方向への旋回動作、及び逆方向への旋回動作を行うことができる。
操作入力部4は、図2に操作レバーとして示している。本実施形態においては、操作入力部4を傾倒することによって、旋回動作に係る操作を入力することができる。なお、本発明において操作入力部としては、操作レバー以外に、押ボタン、ペダル及びタッチパネル等を採用しても良い。
油圧ポンプ5は、油圧モータ3に対して作動油を供給する部材である。油圧ポンプ5は、上記車両10の駆動源と同様に、エンジンEを駆動源としている。油圧ポンプ5にはエンジンEの動力を取り出すためのPTO(パワーテイクオフ)機構8が接続されている。PTO機構8で取り出されたエンジンEの動力が油圧ポンプ5に伝達されることによって、油圧ポンプ5が駆動して作動油を吐出する。
なお、エンジンEは本発明における原動機の一例である。本発明において原動機としては、燃料を燃焼させるエンジンEに代えて、例えば電動モータ等であっても良い。
本実施形態における油圧ポンプ5は可変容量型の油圧ポンプである。よって、後述のコントローラ7から入力される電気信号に応じて、油圧ポンプ5が吐出する作動油の量が調整可能となっている。
コントロールバルブ6は、油圧モータ3に対して流出入する作動油の流通路を有する部材である。具体的にコントロールバルブ6は、周面に溝状のメータイン流路及びメータアウト流路が形成された長尺状のスプールを内蔵する。コントロールバルブ6は比例ソレノイドを有し、スプールの移動量の調整及び移動方向の切り替えが可能である。該スプールは、比例ソレノイドに入力される電気信号に応じて、スプールの軸方向に沿って移動可能になっている。
本実施形態のコントロールバルブ6においては、図2に示すように、メータイン流路及びメータアウト流路の組み合わせが2組設けられ、スプールの移動によって作動油の流通方向が切り替え可能に形成されている。これにより、スプールの移動する方向を切り替えると、作動油の流通方向を変更することができる。
また、本実施形態におけるコントロールバルブ6は、メータアウト流路の開口面積がスプールの移動量に応じて変化する。よって、スプールの移動量すなわちメータアウト流路の開口面積を制御することにより、メータアウト流量に起因した油圧モータ3の作動油の排出側に生じるブレーキ圧力が制御される。なお、本実施形態においてメータイン流路は、スプールが中立位置からいずれかの方向に移動すると、すぐに全開状態又は略全開状態になるように形成されている。換言すると、メータイン流路の開口面積は、スプールが中立位置から移動すると最大又は略最大になる。このため、本実施形態においては、メータアウト流路の開口面積の制御がコントロールバルブ6の弁開度の制御となる。
コントロールバルブ6は、前述の通り、メータイン流路については流通方向のみを制御し、メータアウト流路についてのみ、必要な開口面積を得るための弁開度の制御を行う。このため、スプールは1本設けるだけで良く、コントロールバルブ6としては、既存の1本のスプールを用いた単純構造を有するコントロールバルブに若干の設計変更を加えるだけで良い。なお、従来ではメータイン流量及びメータアウト流量の様々な制御形態が必要である場合は複数本のスプールを用いていた。
コントローラ7は、後述の各種センサ等から種々の電気信号が入力され、適宜の演算処理が可能であり、油圧ポンプ5及びコントロールバルブ6に対してそれぞれ駆動信号を出力することができる部材である。コントローラ7は、例えばCPU、ROM及びRAM等から構成される。
なお、コントローラ7は本発明におけるメータイン制御部とメータアウト制御部とを兼ねている。
コントローラ7におけるメータイン制御部としての機能は、油圧ポンプ5の吐出量の制御により、油圧モータ3に流入する作動油の流量を制御する機能、及び、操作入力部4で入力される旋回台21の旋回方向に応じたコントロールバルブ6のスプールの移動方向を制御する機能を挙げることができる。また、コントローラ7におけるメータアウト制御部としての機能は、コントロールバルブ6の弁開度の制御によりメータアウト流路の開口面積を制御し、油圧モータ3の作動油の流出側に生じるブレーキ圧力を制御する機能を挙げることができる。
本実施形態においてコントローラ7には、操作入力部4における操作の入力に係る信号、操作特性の入力に係る信号、移動式クレーン1の状態に係る信号、及び、原動機の回転数に係る信号等が入力される。コントローラ7に対して信号を入力する部材として具体的には、図2に示すように、ストロークセンサ71、第1荷重センサ72、第2荷重センサ73、旋回角度センサ74、起伏角度センサ75、回転数センサ76、レバー位置センサ77及び操作特性入力部78が設けられている。これらのコントローラ7に対して信号を入力する部材は、移動式クレーン1の作業状態を検出する検出器の一例である。コントローラ7は入力された種々の電気信号に基づいて、油圧ポンプ5及びコントロールバルブ6に対して駆動、作動油の流量の増減、及び停止に係る電気信号を出力する。
ストロークセンサ71は、ブーム22の伸縮長さを検出するセンサ部材である。コントローラ7では、ストロークセンサ71により入力される電気信号に基づいて、ブーム22の長さに係る情報が得られる。
第1荷重センサ72は、ブーム22の先端部に作用する荷重を検出するセンサ部材である。コントローラ7では、第1荷重センサ72により入力される電気信号に基づいて、荷物の質量を含む荷重に係る情報が得られる。
第2荷重センサ73は、車両10又はクレーン装置20等に搭載されるカウンタウエイトの質量を検出するセンサ部材である。コントローラ7では、第2荷重センサ73により入力される電気信号に基づいて、カウンタウエイトの質量に係る情報が得られる。
旋回角度センサ74は、旋回台21の旋回角度を検出するセンサ部材である。コントローラ7では、旋回角度センサ74により入力される電気信号に基づいて、旋回台21の旋回角度に係る情報、及び、旋回台21の単位時間当たりの旋回角度を算出することで旋回速度に係る情報が得られる。
起伏角度センサ75は、起伏シリンダ25の駆動によるブーム22の起伏角度を検出するセンサ部材である。コントローラ7では、ストロークセンサ71及び起伏角度センサ75により入力される電気信号に基づいて、作業半径に係る情報が得られる。
回転数センサ76は、エンジンEの回転数を検出するセンサ部材である。コントローラ7では、回転数センサ76により入力される電気信号に基づいて、エンジンEの回転数に係る情報が得られる。
レバー位置センサ77は、操作入力部4である操作レバーを倒した度合い、つまり操作量を検出するセンサ部材である。コントローラ7では、レバー位置センサ77により入力される電気信号に基づいて、操作入力部4の操作量に係る情報が得られる。
操作特性入力部78は、操作入力部4と同様にキャビン23内に設けられ、作業者によって操作特性の選択及び調整に係る入力がなされる部材である。本実施形態における操作特性は、例えば操作入力部4における操作量と、車両10及びクレーン装置20の駆動量との関係性である。操作特性を調整することによって、例えば小さい操作量で大きい駆動量を得られる特性、大きい操作量で小さい駆動量を得られる特性、旋回台21の旋回精度より旋回速度を重視した特性、及び、旋回台21の旋回速度より旋回精度を重視した特性等を切り替えることができる。コントローラ7では、操作特性入力部78により入力される電気信号に基づいて、入力された作業者の所望の操作特性に係る情報が得られる。
従来において、操作特性入力部78等を介して入力される作業者の意図する操作特性は、複数のコントロールバルブ、複数のスプール、及び圧力補償付きの流量制御弁等を適宜に組合せて制御することによって実現していた。
しかしながら、この場合は既存の構造及び形状を有するコントロールバルブ及びスプール等に対して大幅な設計変更を加えた上で複数の部材を用いる必要があったので、装置全体の構造及び制御工程が複雑化してしまい、装置が高価になっていた。
なお、従来のブリードオフ流路を有するメータイン制御の場合においては、弁開度、つまりブリードオフ流路の開口面積が一定であっても、回路圧力に応じて油圧ポンプから作動油タンクへと逃げているブリードオフ流量が変動するため、旋回負荷の変動に応じてメータイン流量が変動する。また、ブリードオフ流路を有する従来の回路構成の場合、コントロールバルブへの流入流量、つまりエンジン回転数によって変動する油圧ポンプの吐出量によっても、メータイン流量は変動する。
したがって、従来のブリードオフ流路を有するメータイン制御の場合、操作入力部で入力される操作量に応じてメータイン流量を得るためには、回路圧力、ポンプ吐出量を常時検出し、更に検出値の変動がメータイン流量に及ぼす影響を補正するようにブリードオフ開口面積を制御する必要があった。これは、装置全体の構造及び制御工程の複雑化を招いていた。
また、別の従来例としては、圧力補償付き流量制御弁をメータイン制御に用いた形態が知られている。この形態の場合、回路圧力とコントロールバルブに流入する作動油の流量とのそれぞれの変動に対して、圧力補償付き流量制御弁がブリードオフ流量を補正することによって、操作入力部で入力される操作量に応じたメータイン流量を得ることができるようになっていた。
しかしながら、移動式クレーンの旋回動作のように旋回する部材の大きな重量に起因して大きな慣性力が生じる場合、このような作業機に備えられるアクチュエータは、旋回速度を操作量に応じた大きさに即座に制御することはできなかった。例えば、操作量より旋回速度が遅い場合、つまり入力された操作量によって指定されたメータイン流量より油圧モータの回転数が低い場合は、油圧モータの作動油の流入側の圧力が上昇し、結果として旋回動作は加速状態となる。逆に、操作量より旋回速度が速い場合は、上記流入側の圧力が低下し、結果として主に油圧モータの作動油の流出側のメータアウト制御により生じるブレーキ圧力によって、旋回動作は減速状態となる。このような加減速の切り換わりは、移動式クレーンの旋回動作において頻繁に生じる。圧力補償付き流量制御弁をメータイン制御に用いた場合、加減速の多数回の切り換わりによる回路圧力の変動によって、圧力補償付き流量制御弁による制御が不安定になり易く、旋回速度のハンチング、及びショックを伴う急激な旋回速度の変動等の不都合を生じ易かった。
また、特にメータイン及びメータアウトを独立制御することによって旋回操作特性を変更可能とした場合、圧力補償付き流量制御弁が安定した制御を維持しつつ、作業機の作業状態、及び作業者の好み等に応じた多種多様な旋回操作特性の全てを実現することは困難であった。
よって、メータイン流量及びメータアウト流路の開口面積を従来よりも確実にかつ独立して制御可能であり、更に簡略化された構造を有し、油圧モータ3の操作特性を容易に変更可能な旋回制御装置が求められていた。
これに対して、本実施形態では、回路圧力の変動、及び、コントロールバルブ6に流入する作動油の流量変動に起因した影響を受け易いブリードオフ流路は設けていない。また、本実施形態は、圧力補償付き流量制御弁も用いることなく、メータイン流量はエンジンEの回転数と油圧ポンプ5の容量とにのみ依存する回路構成を採用している。これにより、コントローラ7のメータイン制御部による制御以外の要因、つまり上記回路圧力及びコントロールバルブ6への流入流量の変動によって、本実施形態におけるメータイン流量は変動しない又はし難い。したがって、本実施形態では、操作入力部4及び操作特性入力部78を介して入力される旋回動作に係る操作及び操作特性等が従来よりも確実にかつ正確に油圧モータ3において実行される。
更に、油圧モータ3に流入する作動油の流量と、流出側に生じるブレーキ圧力とは、別部材において独立して制御される。具体的には、油圧モータ3に流入する作動油の流量の制御は、エンジンEの回転数と移動式クレーン1の作業状態とに応じた油圧ポンプ5の吐出量の制御によって達成される。また、油圧モータ3から流出する側の作動油の流通路に生じるブレーキ圧力の制御は、コントロールバルブ6の弁開度の制御によって達成される。
つまり、本実施形態に係る旋回制御装置100は、従来のように複数のコントロールバルブ、複数のスプール及び流量制御弁等を組合せて作動油の流量制御をする必要が無い。また、旋回制御装置100は、相互に影響を与えない別部材、つまり独立した部材を用いて作動油のメータイン流量とメータアウト開口面積との制御が可能であるので、装置の構造及び制御系が複雑にならない又はなり難い。
旋回制御装置100は、油圧ポンプ5及びコントロールバルブ6という独立した部材によって油圧モータ3に流出入する作動油の各流量の制御を行うので、独立した部材による各制御形態をそれぞれ変更することにより操作特性の変更が容易であり、従来に比べて操作特性の変更可能な範囲も広いので好ましい。また、油圧ポンプ5の吐出量制御によりメータイン制御を行うため、エンジンEの回転数に対する油圧ポンプ5の吐出量の依存度、すなわちエンジンEの回転数に対するメータイン流量の依存度を自由に設定することができる。
また、旋回制御装置100は、各種センサ71〜75からの信号によって検出した移動式クレーン1の作業状態に応じて、メータイン、メータアウトの各制御形態を変更することにより、操作特性を最適なものに変更することができる。例えば、ストロークセンサ71により検出されるブーム22の伸縮長さ、起伏角度センサ75によって検出されるブーム22の起伏角度により作業半径を算出し、算出された作業半径、及び吊り荷の負荷等に応じて、メータイン流量に対するメータアウト開口面積の割合、つまりブレーキ圧力の大きさを制御することによって、旋回精度が求められる状況等に微操作を行い易くするという旋回操作特性の変更を行うことができる。
本発明の変形例としては、例えば図3に示す旋回制御装置101を挙げることができる。該旋回制御装置101と、図2に示した旋回制御装置100との相違点のみを以下に説明する。相違点以外は共通の部材を用いているので、図2及び図3において共通の参照符号を付している。
図3は、本発明に係る旋回制御装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
図3に示すように、旋回制御装置101は、2つの切替バルブ91及び92と、絞り弁93及び94とを備える。
切替バルブ91及び92は、切り替え手段としてソレノイドを有し、コントローラ7から入力される電気信号に応じて流路が開閉される。図3に示すように、切替バルブ91は、油圧ポンプ5とコントロールバルブ6との間において、油圧ポンプ5で吐出された作動油の一部がタンクに流通するように形成された分岐流路に配置されている。該分岐流路内で絞り弁93が切替バルブ91の下流側に配置されている。また、図3に示すように、切替バルブ92及び絞り弁94は、コントロールバルブ6と油圧モータ3との間においてメータイン流路とメータアウト流路とを接続するように形成された分岐流路に配置されている。
切替バルブ91及び92と絞り弁93及び94とに流通する作動油の流量は、絞り弁93及び94の開度によって、少量になるように設定されている。切替バルブ91及び92と絞り弁93及び94とは、少量の作動油をタンクに逃がす流路を形成することによって、旋回台21の旋回動作の開始及び停止の際に旋回動作を滑らかにすることができる。
なお、絞り弁93及び94を通過する作動油の量は、油圧ポンプ5及びコントロールバルブ6による制御によって決定される油圧モータ3の駆動にはほとんど影響しない量であるので、旋回制御装置101は、上記旋回制御装置100と同様の制御が可能である。
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により、本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
1:移動式クレーン、100及び101:旋回制御装置、10:車両、11:車輪、12:アウトリガ、20:クレーン装置、21:旋回台、22:ブーム、23:キャビン、24:ブラケット、25:起伏シリンダ、26:フックブロック、3:油圧モータ、4:操作入力部、41:操作レバー、42:レバー位置センサ、5:油圧ポンプ、6:コントロールバルブ、7:コントローラ、71:ストロークセンサ、72:第1荷重センサ、73:第2荷重センサ、74:旋回角度センサ、75:起伏角度センサ、76:回転数センサ、77:レバー位置センサ、78:操作特性入力部、8:PTO機構、91及び92:切替バルブ、93及び94:絞り弁、E:エンジン

Claims (4)

  1. 作業機における旋回台を旋回可能な油圧モータと、
    前記油圧モータに対して作動油を供給する可変容量型の油圧ポンプと、
    前記油圧モータに対して流出入する作動油の流通路を有するコントロールバルブと、
    前記油圧ポンプの吐出量の制御により、前記油圧モータに流入する作動油の流量を制御するメータイン制御部と、
    前記コントロールバルブの弁開度の制御により、前記油圧モータから流出する側の前記流通路の開口面積を制御するメータアウト制御部と、を備える、
    旋回制御装置。
  2. 前記作業機の作業状態を検出する検出器を備え、
    前記メータイン制御部は、前記油圧ポンプを駆動する原動機の回転数と、前記検出器により検出された前記作業機の作業状態とに応じて、可変容量型の前記油圧ポンプの吐出量を制御する、
    請求項1に記載の旋回制御装置。
  3. 前記メータイン制御部は、前記コントロールバルブの制御により、前記油圧モータの回転方向を制御する、
    請求項1又は2に記載の旋回制御装置。
  4. 任意の操作特性を入力可能な操作特性入力部を備え、
    前記メータイン制御部及び前記メータアウト制御部は、前記操作特性入力部において入力された操作特性に基づいて駆動する、
    請求項1〜3のいずれかに記載の旋回制御装置。
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JP2020045618A (ja) * 2018-09-14 2020-03-26 日立建機株式会社 建設機械

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7069620B2 (ja) 2017-09-29 2022-05-18 コベルコ建機株式会社 油圧システム
CN109469666A (zh) * 2018-10-17 2019-03-15 江苏谷登工程机械装备有限公司 一种水平定向钻机液压控制系统
CN111485590A (zh) * 2020-05-28 2020-08-04 三一重机有限公司 液压控制系统、挖掘机及挖掘机控制方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09208187A (ja) * 1996-02-02 1997-08-12 Komatsu Ltd クレーンの旋回用油圧回路
JP3323734B2 (ja) * 1996-04-24 2002-09-09 日立建機株式会社 作業機の旋回制御装置
JPH10159809A (ja) * 1996-11-28 1998-06-16 Kobe Steel Ltd 油圧アクチュエータの流量制御装置
JPH10212092A (ja) * 1997-01-29 1998-08-11 Kobe Steel Ltd 旋回式作業機械の旋回停止制御方法および同装置
US20140208728A1 (en) * 2013-01-28 2014-07-31 Caterpillar Inc. Method and Hydraulic Control System Having Swing Motor Energy Recovery

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020045618A (ja) * 2018-09-14 2020-03-26 日立建機株式会社 建設機械

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