JP2017105583A

JP2017105583A - 作業機械

Info

Publication number: JP2017105583A
Application number: JP2015240417A
Authority: JP
Inventors: 康太三吉; Kota Mitsuyoshi
Original assignee: Hitachi Sumitomo Heavy Industries Construction Crane Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Construction Crane Co Ltd
Priority date: 2015-12-09
Filing date: 2015-12-09
Publication date: 2017-06-15
Anticipated expiration: 2035-12-09
Also published as: JP6491083B2

Abstract

【課題】オペレータの誤操作による旋回体の急旋回を防止する。
【解決手段】作業機械は、中立フリー方式の作業機械であって、旋回ブレーキ装置、旋回操作装置、ブレーキ操作部材、制御装置、ならびに、旋回始動制限モードまたは旋回始動非制限モードを設定するモード設定部を備えている。制御装置は、旋回ブレーキ装置が作動している状態で、旋回体に対する旋回操作が行われている場合において、旋回始動制限モードが設定されているときには、旋回始動非制限モードが設定されているときに比べて旋回体に対する旋回駆動トルクを低減させ、旋回始動制限モードが設定され、旋回ブレーキ装置が作動している状態で、旋回体に対する旋回操作が行われている場合に、ブレーキ操作部材により旋回ブレーキ装置を解除する操作がなされたときには、旋回始動非制限モードが設定されているときに比べて、単位時間当たりの旋回体の旋回速度の増加率を小さくする。
【選択図】図２

Description

本発明は、作業機械に関する。

旋回体の旋回ブレーキ装置（旋回ロック装置）をブレーキ作動状態（ロック状態）にした場合、旋回操作をしても旋回用の油圧モータに旋回駆動トルクが発生しないようにした作業機械が知られている（特許文献１参照）。

特開２０００−２０４６０４号公報

上記特許文献１には、油圧ポンプと旋回用油圧モータとを中立ブロック位置を有する制御弁で接続した油圧回路を備えた中立ブロック方式の作業機械について開示されている。しかしながら、油圧ポンプと旋回用油圧モータとを中立フリー位置を有する制御弁で接続した油圧回路を備えた中立フリー方式の作業機械についての開示はない。中立フリー方式は、旋回操作レバーを旋回操作位置から中立位置に戻したときに旋回用油圧モータの両側管路を制御弁により連通させて旋回用油圧モータを慣性回転させる方式である。

中立フリー方式の作業機械では、作業機械が傾斜地に配置されている場合や風が強い場合、旋回始動時に旋回体が動いてしまうことを防止するために、旋回操作をしながら旋回ブレーキ装置を解除する操作が行われる。

特許文献１に記載の技術では、旋回駆動トルクを発生させるためには、旋回操作レバーを旋回操作位置から中立位置に戻し、旋回ブレーキ装置を解除してから、操作レバーを操作する必要がある。したがって、仮に、上記特許文献１に記載の発明を中立フリー方式の作業機械に適用した場合、予め旋回ブレーキ装置を作動させておき、旋回操作をしながら旋回ブレーキ装置を解除するという操作を行ったとしても、旋回ブレーキ装置の解除時には旋回駆動トルクが発生していないため、傾斜地や風の影響により旋回体が動いてしまうおそれがある。

一方、中立フリー方式の作業機械では、旋回ブレーキ装置が作動している状態で、旋回操作をした場合において、オペレータの誤操作により旋回ブレーキ装置が解除されたときには、オペレータの意図しない速度で旋回体が急旋回してしまうおそれがある。

本発明の一態様による作業機械は、油圧ポンプと油圧モータとを中立フリー位置を有する制御弁で接続した油圧回路を備えた作業機械であって、前記油圧モータにより旋回駆動される旋回体と、前記旋回体への制動力を発生する旋回ブレーキ装置と、前記旋回体に対する旋回操作を行う旋回操作装置と、前記旋回ブレーキ装置の作動および解除を操作するブレーキ操作部材と、旋回始動制限モードまたは旋回始動非制限モードを設定するモード設定部と、前記旋回ブレーキ装置が作動している状態で、前記旋回体に対する旋回操作が行われている場合において、前記旋回始動制限モードが設定されているときには、前記旋回始動非制限モードが設定されているときに比べて前記旋回体に対する旋回駆動トルクを低減させる制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記旋回始動制限モードが設定され、前記旋回ブレーキ装置が作動している状態で、前記旋回体に対する旋回操作が行われている場合に、前記ブレーキ操作部材により前記旋回ブレーキ装置を解除する操作がなされたときには、前記旋回始動非制限モードが設定されているときに比べて、単位時間当たりの前記旋回体の旋回速度の増加率を小さくする。

本発明によれば、オペレータの誤操作による旋回体の急旋回を防止することができる。

作業機械の一例であるクローラクレーンの外観側面図。本実施の形態に係るクレーンにおける旋回用油圧モータを駆動するための油圧回路を示す図。本実施の形態に係るコントローラにより実行される旋回始動制限制御プログラムによる処理の一例を示すフローチャート。パイロット圧入力部に作用するパイロット圧の時間変化を示すタイムチャート。油圧モータのモータ流量の時間変化を示すタイムチャート。変形例１に係るコントローラにより実行される旋回始動制限制御プログラムによる処理の一例を示すフローチャート。

図面を参照して、本発明による作業機械の一実施の形態を説明する。
図１は、作業機械の一例であるクローラクレーン（以下、単にクレーンと記す）の外観側面図である。クレーン１００は、走行体１０１と、旋回輪１０２を介して走行体上に旋回可能に設けられた旋回体１０３と、旋回体１０３に回動可能に軸支されたブーム１０４とを有する。

旋回体１０３には運転室が設けられ、巻上ドラム１０５と起伏ドラム１０６が搭載されている。巻上ドラム１０５には巻上ロープ１０５ａが巻回され、巻上ドラム１０５の駆動により巻上ロープ１０５ａが巻き取りまたは繰り出され、フック１１０が昇降する。起伏ドラム１０６には起伏ロープ１０６ａが巻回され、起伏ドラム１０６の駆動により起伏ロープ１０６ａが巻き取りまたは繰り出され、ブーム１０４が起伏する。

旋回体１０３は旋回輪１０２を介して旋回用油圧モータにより旋回駆動され、巻上ドラム１０５は巻上用油圧モータにより駆動され、起伏ドラム１０６は起伏用油圧モータにより駆動される。これら油圧モータの回転はブレーキ装置によって制動可能である。

図２は、本実施の形態に係るクレーン１００における旋回用油圧モータを駆動するための油圧回路ＨＣを示す図である。油圧回路ＨＣは、旋回用油圧ポンプ（以下、単に油圧ポンプ８と記す）と旋回用油圧モータ（以下、単に油圧モータ１と記す）とを中立フリー位置（Ｎ）を有する方向制御弁７で接続した中立フリー旋回油圧回路である。

油圧回路ＨＣは、エンジン（不図示）により駆動される可変容量型の油圧ポンプ８と、油圧ポンプ８から吐出される圧油により回転する油圧モータ１と、油圧モータ１の回転を制動する旋回ブレーキ装置２０と、油圧ポンプ８から吐出される圧油の最高圧力を規定するリリーフ弁９と、を備えている。また、油圧回路ＨＣは、油圧ポンプ８から油圧モータ１への圧油の流れを制御する方向制御弁７と、エンジン（不図示）により駆動されるパイロットポンプ１２と、旋回レバー装置６と、パイロットポンプ１２から吐出されるパイロット圧油の最高圧力を規定するリリーフ弁１１と、を備えている。

旋回レバー装置６は、旋回操作レバー６Ｌと、パイロットポンプ１２に接続されるパイロット弁６ａ，６ｂとを含む。旋回レバー装置６は、旋回操作レバー６Ｌの操作方向および操作量に応じて、パイロット弁６ａ，６ｂにより旋回体１０３の旋回動作を指示する操作パイロット圧を生成し、方向制御弁７のパイロット圧入力部７ａ，７ｂに出力することで、旋回体１０３に対する旋回操作を行う旋回操作装置である。

油圧モータ１には、方向制御弁７を介して油圧ポンプ８から吐出された圧油が供給される管路３０ａ，３０ｂが接続されている。油圧モータ１の回転力は、遊星減速機構（不図示）を介して旋回輪１０２（図１参照）に伝達される。

方向制御弁７は、中立フリー位置（Ｎ）を有するコントロールバルブであり、油圧ポンプ８と油圧モータ１との間の油路に介挿されている。方向制御弁７は、運転室内に設けられた旋回操作レバー６Ｌの操作に応じてパイロット弁６ａ，６ｂで生成される操作パイロット圧（パイロット圧油の圧力）によってスプールの位置が制御される。

オペレータが旋回操作レバー６Ｌを正転側に操作すると、パイロット弁６ａから出力される操作パイロット圧が方向制御弁７のパイロット圧入力部７ａに作用し、方向制御弁７が正転位置（Ａ）側に切り換わる。これにより油圧ポンプ８から吐出された圧油が管路３０ｂを介して油圧モータ１に供給され、油圧モータ１が正転し、旋回体１０３が正方向に旋回（たとえば左旋回）する。

オペレータが旋回操作レバー６Ｌを逆転側に操作すると、パイロット弁６ｂから出力される操作パイロット圧が方向制御弁７のパイロット圧入力部７ｂに作用し、方向制御弁７が逆転位置（Ｂ）側に切り換わる。これにより油圧ポンプ８から吐出された圧油が管路３０ａを介して油圧モータ１に供給され、油圧モータ１が逆転し、旋回体１０３が逆方向に旋回（たとえば右旋回）する。

オペレータが旋回操作レバー６Ｌを旋回操作位置から中立位置に戻すと、方向制御弁７が中立フリー位置（Ｎ）に切り換わり、管路３０ａと管路３０ｂとが連通状態となるので、油圧モータ１が外力を受けて回転可能な状態となる。したがって、旋回体１０３が慣性回転可能なフリー状態となる。この状態を中立フリーとも呼ぶ。中立フリーとなっている場合、後述する旋回ブレーキ装置２０を作動させ、旋回体１０３への制動力を発生することで旋回体１０３の旋回を停止できる。

油圧回路ＨＣには、電磁比例減圧弁１５ａ，１５ｂが設けられている。電磁比例減圧弁１５ａ，１５ｂは、旋回レバー装置６のパイロット弁６ａ，６ｂから出力され、方向制御弁７のパイロット圧入力部７ａ，７ｂに入力されるパイロット圧の大きさを調節するパイロット圧調節装置を構成する。

電磁比例減圧弁１５ａ，１５ｂは、コントローラ３に接続されており、コントローラ３からの制御電流Ｉにより、その減圧度が制御される。電磁比例減圧弁１５ａ，１５ｂの弁特性は、ソレノイドに入力される制御電流Ｉの増加に伴い減圧度が大きくなるように設定されている。

コントローラ３から出力される制御電流Ｉが最小電流Ｉｍｉｎ（たとえば、Ｉｍｉｎ＝０）の場合、パイロット弁６ａ，６ｂから出力された操作パイロット圧は、減圧されることなく、そのまま方向制御弁７のパイロット圧入力部７ａ，７ｂに作用する。コントローラ３から出力される制御電流Ｉが最大電流Ｉｍａｘの場合、パイロット弁６ａ，６ｂとパイロット圧入力部７ａ，７ｂとは電磁比例減圧弁１５ａ，１５ｂにより遮断される。このとき、パイロット圧入力部７ａ，７ｂは電磁比例減圧弁１５ａ，１５ｂを介してタンクＴと接続されるため、パイロット圧入力部７ａ，７ｂにはタンク圧が作用する。なお、最小電流Ｉｍｉｎと最大電流Ｉｍａｘの大小関係は、Ｉｍｉｎ＜Ｉｍａｘである。

旋回ブレーキ装置２０は、油圧モータ１の出力軸に設けられた旋回ブレーキ用ディスク（不図示）に押しつけるパッド２ｐを有する油圧シリンダ（以下、ブレーキ解除シリンダ２と記す）と、パイロットポンプ１２からブレーキ解除シリンダ２へ供給される圧油の流れを制御する旋回ブレーキバルブ１３と、を備えている。

旋回ブレーキ装置２０は、いわゆるネガティブブレーキであり、ブレーキ解除シリンダ２がタンクＴに連通している状態ではバネ力によってパッド２ｐが旋回ブレーキ用ディスク（不図示）に押しつけられ、旋回ブレーキが作動し、旋回体１０３への制動力が発生する。ブレーキ解除シリンダ２に解除圧が作用すると旋回ブレーキ装置２０が解除される。旋回ブレーキ装置２０が解除されている状態では、旋回ブレーキ用ディスク（不図示）とパッド２ｐとの間に隙間が形成されるため、旋回体１０３への制動力は発生しない。

旋回ブレーキバルブ１３は、パイロットポンプ１２とブレーキ解除シリンダ２との間に設けられている。旋回ブレーキバルブ１３は、解除位置（Ｃ）でパイロットポンプ１２からブレーキ解除シリンダ２への圧油の流れを許容し、作動位置（Ｄ）でパイロットポンプ１２からブレーキ解除シリンダ２への圧油の流れを禁止する電磁切換弁である。旋回ブレーキバルブ１３が作動位置（Ｄ）に切り換えられているときには、ブレーキ解除シリンダ２とタンクＴとが連通され、ブレーキ解除シリンダ２の油室の圧力はタンク圧となる。

油圧回路ＨＣは、パイロットポンプ１２とパイロット弁６ａ，６ｂとの間に設けられたゲートロックバルブ１０を備えている。ゲートロックバルブ１０は、切換位置（Ｅ）でパイロットポンプ１２からパイロット弁６ａ，６ｂへの圧油の流れを許容し、切換位置（Ｆ）でパイロットポンプ１２からパイロット弁６ａ，６ｂへの圧油の流れを禁止する電磁切換弁である。

パイロットポンプ１２は、ゲートロックバルブ１０を介して旋回ブレーキバルブ１３に接続されている。ゲートロックバルブ１０が切換位置（Ｆ）に切り換えられている場合、旋回ブレーキバルブ１３が解除位置（Ｃ）に切り換えられたとしても、ブレーキ解除シリンダ２へ圧油が供給されることはないため、旋回ブレーキ装置２０は作動状態（すなわち制動力が発生した状態）となる。旋回ブレーキ装置２０は、ゲートロックバルブ１０が切換位置（Ｅ）に切り換えられ、かつ、旋回ブレーキバルブ１３が解除位置（Ｃ）に切り換えられることで、解除される。

クレーン１００は、ＣＰＵや記憶装置であるＲＯＭおよびＲＡＭ、その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成されたコントローラ３を備えている。コントローラ３は、各種センサからの信号に基づき、クレーン１００の各部を制御する制御装置であり、後述するように、ブレーキ作動スイッチ（以下、ブレーキスイッチ４と記す）の操作に基づいて、旋回ブレーキ装置２０の作動および解除を制御する。

コントローラ３には、旋回ブレーキバルブ１３、ゲートロックバルブ１０、モード切換スイッチ１４、旋回速度制御ダイヤル１６、電磁比例減圧弁１５ａ，１５ｂ、および圧力センサ５ａ，５ｂが接続されている。旋回ブレーキバルブ１３は、運転室に設けられるブレーキスイッチ４を介してコントローラ３と電気的に接続され、ブレーキスイッチ４の操作に基づいて切り換えられる。ゲートロックバルブ１０は、運転室に設けられるゲートロックレバー（不図示）の操作に基づいて切り換えられる。

ブレーキスイッチ４は、オン（開）位置と、オフ（閉）位置とに切り換え可能なタンブラスイッチであり、旋回ブレーキ装置２０の作動および解除を操作する操作スイッチである。なお、ブレーキスイッチ４は、換言すれば、解除スイッチとも呼べる。ブレーキスイッチ４のオン操作は旋回ブレーキ装置２０を作動させる操作であり、解除スイッチ（４）とする場合のオフ操作（ブレーキ非解除操作）に相当する。また、ブレーキスイッチ４のオフ操作は旋回ブレーキ装置２０を解除する操作であり、解除スイッチ（４）とする場合のオン操作（ブレーキ解除操作）に相当する。以下、符号４で示す操作スイッチについては、ブレーキ作動スイッチ（ブレーキスイッチ）として説明する。

ブレーキスイッチ４がオフ（閉）位置に操作されると、コントローラ３の電源（不図示）から旋回ブレーキバルブ１３のソレノイドに電流が供給され、ソレノイドが励磁されることで、旋回ブレーキバルブ１３が解除位置（Ｃ）に切り換えられる。ブレーキスイッチ４がオン（開）位置に操作されると、コントローラ３の電源（不図示）から旋回ブレーキバルブ１３のソレノイドへの電流の供給が遮断され、ソレノイドが消磁されることで、旋回ブレーキバルブ１３がバネ力により作動位置（Ｄ）に切り換えられる。なお、ブレーキスイッチ４は、オン（開）位置に操作されたか否かを検出し、検出信号をコントローラ３に出力する検出部を備えている。

ゲートロックレバー（不図示）が解除位置（通行遮断位置ともいう）に操作されると、コントローラ３の電源（不図示）からゲートロックバルブ１０のソレノイドに電流が供給され、ソレノイドが励磁されることで、ゲートロックバルブ１０が切換位置（Ｅ）に切り換えられる。ゲートロックレバー（不図示）がロック位置（通行可能位置ともいう）に操作されると、コントローラ３の電源（不図示）からゲートロックバルブ１０のソレノイドへの電流の供給が遮断され、ソレノイドが消磁されることで、ゲートロックバルブ１０がバネ力により切換位置（Ｆ）に切り換えられる。

モード切換スイッチ１４は、旋回始動制限モードと、旋回始動非制限モードとを切り換えるためのトグルスイッチであり、運転室に設けられている。コントローラ３は、モード切換スイッチ１４が「旋回始動制限モード」位置に操作されると、「旋回始動制限モード」を選択して設定する。コントローラ３は、モード切換スイッチ１４が「旋回始動非制限モード」位置に操作されると、「旋回始動非制限モード」を選択して設定する。

旋回速度制御ダイヤル１６は、旋回体１０３が旋回を開始してからの単位時間当たりの旋回体１０３の旋回速度の増加率（時間変化率）、すなわち旋回体１０３の旋回始動時の加速度αを指示する操作装置である。コントローラ３は、旋回始動制限モードが設定されると、旋回速度制御ダイヤル１６から出力された指示信号に基づいて旋回体１０３の旋回始動時の加速度αを設定する。

圧力センサ５ａ，５ｂは、パイロット弁６ａ，６ｂで発生するパイロット圧を検出し、パイロット圧に相当する信号をコントローラ３に出力する。

コントローラ３は、旋回ブレーキ装置２０が作動状態にあるか否か、旋回操作がなされているか否か、ならびに、ブレーキスイッチ４により旋回ブレーキ装置２０を解除する操作がなされたか否かを判定する判定部としての機能を有する。

コントローラ３は、ブレーキスイッチ４がオフ（閉）位置にある場合、旋回ブレーキ装置２０は解除状態（非作動状態）にあると判定し、ブレーキスイッチ４がオン（開）位置にある場合、旋回ブレーキ装置２０が作動状態にあると判定する。

コントローラ３は、圧力センサ５ａ，５ｂで検出されたパイロット圧Ｐのいずれか一方が閾値Ｐ０以上の場合、旋回操作がなされていると判定し、圧力センサ５ａ，５ｂで検出されたパイロット圧Ｐの双方が閾値Ｐ０未満の場合、旋回操作はなされていないと判定する。閾値Ｐ０は、旋回操作がなされているか否かを判定するためのものであって、予めコントローラ３の記憶装置に記憶されている。

コントローラ３は、ブレーキスイッチ４がオン（閉）位置からオフ（開）位置に操作されると、ブレーキスイッチ４により旋回ブレーキ装置２０を解除する操作がなされたと判定する。

コントローラ３は、次の（条件１）〜（条件３）の全てが成立している場合には、旋回速度制限フラグをオンに設定し、（条件１）〜（条件３）のうち少なくともいずれか一つが成立していない場合には旋回速度制限フラグをオフに設定する。
（条件１）旋回始動制限モードが設定されている
（条件２）旋回ブレーキ装置２０が作動している
（条件３）旋回体１０３に対する旋回操作が行われている

コントローラ３は、旋回速度制限フラグがオンされると、旋回駆動トルク（油圧モータ１の回転トルク）を発生させないように、電磁比例減圧弁１５ａ，１５ｂに制御電流Ｉ＝Ｉｍａｘを出力し、パイロット弁６ａ，６ｂからパイロット圧入力部７ａ，７ｂへ出力される操作パイロット圧を遮断する。方向制御弁７の図示両側のパイロット圧入力部７ａ，７ｂのそれぞれにはタンク圧が作用するので、方向制御弁７のスプールは中立フリー位置（Ｎ）に移動する。

コントローラ３は、旋回速度制限フラグがオンに設定されると、ブレーキスイッチ４により旋回ブレーキ装置２０を解除する操作がなされたか否かを判定する。コントローラ３は、旋回速度制限フラグがオンに設定されている状態で、旋回ブレーキ装置２０を解除する操作がなされた場合、制御電流Ｉの出力値を最大電流Ｉｍａｘから最小電流Ｉｍｉｎに向かって徐々に減少させる。これにより、パイロット圧入力部７ａ，７ｂに入力される操作パイロット圧が徐々に増加する。このため、方向制御弁７のスプールが徐々に移動して、旋回駆動トルクが発生し、油圧モータ１の回転速度、すなわち旋回体１０３の旋回速度が徐々に増加する。

コントローラ３の記憶装置には、加速度αと単位時間当たりの制御電流Ｉの減少率とが対応付けられたデータテーブルが記憶されている。コントローラ３は、このデータテーブルを参照し、設定された加速度αに基づいて、単位時間当たりの制御電流Ｉの減少率を決定する。

図３は、コントローラ３により実行される旋回始動制限制御プログラムによる処理の一例を示すフローチャートである。図３のフローチャートに示す処理は、イグニッションスイッチ（不図示）がオンされ、かつ、モード切換スイッチ１４が旋回始動制限モード位置に操作されることにより開始され、所定の制御周期ごとに繰り返し実行される。図３のフローチャートに示す処理は、イグニッションスイッチ（不図示）がオフされる、あるいは、モード切換スイッチ１４が旋回始動非制限モード位置に操作されることにより終了する。なお、図示しないが、コントローラ３は、圧力センサ５ａ，５ｂを含む各種センサや旋回速度制御ダイヤル１６からの情報を所定の制御周期ごとに取得する。

図３に示すように、ステップＳ１００において、コントローラ３は、旋回速度制限フラグをオフに設定し、ステップＳ１１０へ進む。旋回速度制限フラグがオフに設定されると、コントローラ３は、電磁比例減圧弁１５ａ，１５ｂに出力する制御電流Ｉを最小電流Ｉｍｉｎに設定する。

ステップＳ１１０において、コントローラ３は、ブレーキスイッチ４がオン位置に操作されたか否かを判定する。すなわち、コントローラ３は、旋回ブレーキ装置２０が作動しているか否かを判定する。ステップＳ１１０で肯定判定されるとステップＳ１２０へ進み、ステップＳ１１０で否定判定されるとステップＳ１００へ戻る。

ステップＳ１２０において、コントローラ３は、圧力センサ５ａ，５ｂで検出されたパイロット圧Ｐのいずれか一方が閾値Ｐ０以上であるか否かを判定する。ステップ１２０で肯定判定されるとステップＳ１３０へ進み、ステップＳ１２０で否定判定されるとステップＳ１００へ戻る。

ステップＳ１３０において、コントローラ３は、旋回速度制限フラグをオンに設定し、ステップＳ１４０へ進む。旋回速度制限フラグがオンに設定されると、コントローラ３は、電磁比例減圧弁１５ａ，１５ｂへの制御電流Ｉを最大電流Ｉｍａｘに設定する。

ステップＳ１４０において、コントローラ３は、ブレーキスイッチ４がオン位置に操作されたか否かを判定する。換言すれば、コントローラ３は、オン位置に操作されたブレーキスイッチ４がオフ位置に操作されたか否か（ブレーキ解除操作がなされたか否か）を判定する。ステップＳ１４０で否定判定、すなわちブレーキスイッチ１４０がオフ位置に操作されたと判定されるとステップＳ１５０へ進み、ステップＳ１４０で肯定判定、すなわちブレーキスイッチ１４０がオン位置に操作されたままであると判定されるとステップＳ１２０へ戻る。

ステップＳ１５０において、コントローラ３は、旋回始動制限制御処理を実行する。旋回始動制限制御処理において、コントローラ３は、電磁比例減圧弁１５ａ，１５ｂのソレノイドに出力する制御電流Ｉを最大電流Ｉｍａｘから最小電流Ｉｍｉｎに向かって徐々に減少させる。これにより、パイロット圧入力部７ａ，７ｂに作用するパイロット圧が徐々に増加する。コントローラ３は、制御電流Ｉを最小電流Ｉｍｉｎまで減少させることで、旋回始動制限制御処理を完了し、ステップＳ１００へ戻る。制御電流Ｉの減少率は、旋回速度制御ダイヤル１６により指示された加速度αに基づいて設定される。

本実施の形態の動作をまとめると次のようになる。以下では、旋回操作については、正転側の操作を例に説明する。オペレータがゲートロックレバー（不図示）を解除位置（通行遮断位置）に操作すると、図２に示すゲートロックバルブ１０が切換位置（Ｅ）に切り換わり、旋回操作レバー６Ｌのパイロット弁６ａ，６ｂにパイロット圧油が供給される。なお、モード切換スイッチ１４は、「旋回始動制限モード」位置に設定されている。

ブレーキスイッチ４がオフ（閉）位置にあり、旋回ブレーキ装置２０が解除されている状態で、オペレータが旋回操作レバー６Ｌを操作すると、その操作方向に応じて方向制御弁７が切り換えられ、油圧ポンプ８から吐出された圧油が油圧モータ１の管路３０ａおよび管路３０ｂのいずれか一方に供給される。これにより、油圧モータ１が駆動され、旋回体１０３が旋回する。

ブレーキスイッチ４がオン（開）位置にあり、旋回ブレーキ装置２０が作動している状態で、オペレータが、旋回操作レバー６Ｌを操作すると、旋回速度制限フラグがオンに設定される（Ｓ１１０でＹｅｓ→Ｓ１２０でＹｅｓ→Ｓ１３０）。この状態では、操作パイロット圧が電磁比例弁１５ａ，１５ｂにより遮断されるので、旋回駆動トルクが発生していない。

旋回操作レバー６Ｌを正転側の旋回操作位置に操作した状態で、オペレータが誤ってブレーキスイッチ４をオフ（閉）位置に操作してしまった場合、電磁比例減圧弁１５ａの減圧度が徐々に小さくなる。つまり、パイロット圧入力部７ａに作用するパイロット圧が徐々に増加することになるので、オペレータの意図しない旋回体１０３の急旋回動作が防止される。

旋回速度制限フラグがオンに設定されている状態において、オペレータが旋回操作レバー６Ｌを中立位置に戻すと、旋回速度制限フラグがオフに設定される（ステップＳ１２０でＮｏ→ステップＳ１００）。その後、旋回ブレーキ装置２０を解除してから、旋回操作レバー６Ｌを旋回操作すれば、旋回操作レバー６Ｌの操作量に応じた旋回速度で旋回体１０３を旋回させることができる。

中立フリー方式のクレーン１００では、クレーン１００が傾斜地に配置されていたり、風が強いなどの環境にある場合、旋回始動時に旋回体１０３が意図しない方向に、意図しない速度で旋回してしまうおそれがある。このような場合、オペレータは、モード切換スイッチ１４を「旋回始動非制限モード」位置に操作する。コントローラ３により旋回始動非制限モードが設定されると、常に、旋回速度制限フラグがオフに設定される。これにより、予め旋回ブレーキ装置２０を作動させておき、旋回体１０３に対する旋回操作をしながら（すなわち旋回駆動トルクを発生させながら）ブレーキスイッチ４をオフ（開）位置に操作して、旋回ブレーキ装置２０を解除することで、旋回体１０３が傾斜地や風の影響により動いてしまうことを防止して、旋回体１０３を意図する方向に、意図する速度で旋回させることができる。

図４はパイロット圧入力部に作用するパイロット圧の時間変化を示すタイムチャートであり、図５は油圧モータ１のモータ流量の時間変化を示すタイムチャートである。図４（ａ）および図５（ａ）は、上記（条件１）は成立していないが、（条件２）および（条件３）の双方が成立している状態でブレーキスイッチ４がオフ位置に操作された場合の挙動について示している。図４（ｂ）および図５（ｂ）は、上記（条件１）〜（条件３）の全てが成立している状態でブレーキスイッチ４がオフ位置に操作された場合の挙動について示している。つまり、図４（ａ）および図５（ａ）は、旋回始動非制限モードが設定されているときの挙動を示し、図４（ｂ）および図５（ｂ）は、旋回始動制限モードが設定されているときの挙動を示している。

図４（ａ）に示す時点ｔ０では、旋回ブレーキ装置２０が作動した状態で旋回操作レバー６Ｌが左旋回方向（正転方向）に最大操作量で操作されている。旋回始動非制限モードでは、パイロット弁６ａで生成されたパイロット圧は、電磁比例減圧弁１５ａで減圧されることなく、そのままパイロット圧入力部７ａに作用している。このときのパイロット圧ＰをＰｘとする。

時点ｔ０において、方向制御弁７は、正転位置（Ａ）に切り換えられている。しかしながら、油圧モータ１は、旋回ブレーキ装置２０により停止しているので、油圧ポンプ８と油圧モータ１との間の油路は、リリーフ弁９により最高圧力に規定された状態となり、大きな旋回駆動トルクＴが発生している。時点ｔ０で発生している旋回駆動トルクの大きさをＴｘとする（Ｔ＝Ｔｘ＞０）。

時点ｔ１でブレーキスイッチ４がオフ位置に操作され、ブレーキ装置２０が解除されると、図５（ａ）に示すように、モータ流量が急激に増加し、時点ｔ２で最大流量Ｑｘとなる。モータ流量の増加は、旋回体１０３の旋回速度の増加を表している。つまり、旋回始動非制限モードにおいて、旋回ブレーキ装置２０を予め作動させておき、旋回操作レバー６Ｌを最大操作量で操作した状態で、ブレーキスイッチ４をオフ位置に操作して旋回ブレーキ装置２０を解除すると、旋回体１０３が急旋回することになる。なお、図示しないが、旋回駆動トルクは、旋回速度の上昇にしたがって低下し、旋回体１０３の加速度が０となり、旋回体１０３が一定の速度になると、一定の値となる。

図４（ｂ）に示す時点ｔ０では、旋回ブレーキ装置２０が作動した状態で旋回操作レバー６Ｌが左旋回方向（正転方向）に最大操作量で操作されている。旋回始動制限モードでは、旋回速度制限フラグがオンに設定されるので、パイロット圧入力部７ａに入力されるパイロット圧は、タンク圧Ｐｔになる。時点ｔ０において、方向制御弁７は、中立フリー位置（Ｎ）に切り換えられているので、旋回駆動トルクＴは発生していない（Ｔ＝０）。つまり、旋回始動制限モードが設定されている場合、時点ｔ０から時点ｔ１の間は、旋回始動非制限モードが設定されている場合に比べて、パイロット圧入力部７ａに入力されるパイロット圧の大きさが小さく、旋回駆動トルクも小さい。

時点ｔ１でブレーキスイッチ４がオフ位置に操作され、ブレーキ装置２０が解除されると、図４（ｂ）に示すように、時点ｔ１から時点ｔ３にかけて電磁比例減圧弁１５ａによる減圧度が徐々に小さくなり、パイロット圧入力部７ａに入力されるパイロット圧が徐々に大きくなる。

パイロット圧入力部７ａに作用するパイロット圧が増加すると、方向制御弁７のスプールが移動する。これにより、油圧ポンプ８から吐出された圧油が油圧モータ１に供給され、旋回駆動トルクが発生し、油圧モータ１が回転する。ここで、方向制御弁７の流路面積は徐々に増加するので、図５（ｂ）に示すように、時点ｔ１から時点ｔ３にかけて、モータ流量が徐々に増加する。すなわち、旋回体１０３の旋回速度が徐々に上昇する。

旋回始動非制限モードでは、単位時間当たりのモータ流量の増加率、すなわち単位時間当たりの旋回体１０３の旋回速度の増加率は、Ｑｘ／（ｔ２−ｔ１）である。旋回始動制限モードでは、単位時間当たりのモータ流量の増加率、すなわち単位時間当たりの旋回体１０３の旋回速度の増加率は、Ｑｘ／（ｔ３−ｔ１）である。（ｔ２−ｔ１）＜（ｔ３−ｔ１）であるから、旋回始動制限モードが設定されているときには、旋回始動非制限モードが設定されているときに比べて、単位時間当たりの旋回体１０３の旋回速度の増加率が小さい。

このように、旋回始動制限モードにおいて、旋回ブレーキ装置２０を予め作動させておき、旋回操作レバー６Ｌを最大操作量で操作した状態で、ブレーキスイッチ４をオフ位置に操作すると、旋回体１０３の旋回速度は徐々に上昇する。なお、旋回駆動トルクは、時点ｔ１から立ち上がり、旋回体１０３が一定の速度になると、一定の値となる。

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）コントローラ３は、モード切換スイッチ１４の操作に基づいて、旋回始動制限モードまたは旋回始動非制限モードを設定する。これにより、オペレータは、作業内容や周囲の環境に応じて、旋回始動制限モードと、旋回始動非制限モードとを選択することができる。

（２）コントローラ３は、旋回ブレーキ装置２０が作動している状態で、旋回体１０３に対する旋回操作が行われている場合において、旋回始動制限モードが設定されているときには、旋回始動非制限モードが設定されているときに比べて旋回体１０３に対する旋回駆動トルクを低減させる。本実施の形態では、旋回始動制限フラグオンのときの旋回駆動トルクはゼロである。これにより、旋回ブレーキ装置２０を作動させた状態において、旋回駆動トルクが発生する頻度を低減できるので、旋回ブレーキ装置２０の小型化を図ることができる。

（３）コントローラ３は、旋回始動制限モードが設定され、旋回ブレーキ装置２０が作動している状態で、旋回体１０３に対する旋回操作が行われている場合に、ブレーキスイッチ４により旋回ブレーキ装置２０を解除する操作がなされたときには、旋回始動非制限モードが設定されているときに比べて、単位時間当たりの旋回体１０３の旋回速度の増加率を小さくする（つまり、旋回体１０３の加速度αを小さくする）。このため、旋回操作中に、オペレータの誤操作により旋回ブレーキ装置２０の解除操作がなされたとしても、旋回体１０３が急旋回してしまうことを防止できる。

（４）コントローラ３は、旋回始動非制限モードが設定されると、旋回ブレーキ装置２０が作動している状態で、旋回体１０３に対する旋回操作が行われている場合に、ブレーキスイッチ４により旋回ブレーキ装置２０を解除する操作がなされたときには、旋回駆動トルクを発生させた状態で旋回ブレーキ装置２０を解除する。オペレータは、予め旋回ブレーキ装置２０を作動させておき、旋回操作をしながら（すなわち旋回駆動トルクを発生させながら）、旋回ブレーキ装置２０の解除操作を行うことで、旋回ブレーキ装置２０を解除することができる。これにより、クレーン１００が傾斜地に配置されている場合や風が強い場合、旋回始動時に旋回体１０３が動いてしまうことを防止することができる。

（５）方向制御弁７のパイロット圧入力部７ａ，７ｂに入力されるパイロット圧の大きさを調節するために、電磁比例減圧弁１５ａ，１５ｂを設けた。コントローラ３は、制御電流Ｉの大きさを変化させることで、パイロット圧入力部７ａ，７ｂに入力されるパイロット圧の大きさを任意に設定することができる。このため、電磁比例減圧弁１５ａ，１５ｂは、旋回体１０３の旋回速度の制御や、旋回範囲の制限の制御に用いることができ、複数の機能を持たせることができる。その結果、部品点数の低減、および、コストの低減を図ることができる。

（６）単位時間当たりの旋回体１０３の旋回速度の増加率（旋回体１０３の加速度α）を変更可能な旋回速度制御ダイヤル１６を設けた。オペレータは、ブーム１０４の長さや周囲の環境、作業内容等に応じて、旋回始動時の旋回体１０３の加速度αを調整することができるので、作業効率の向上を図ることができる。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
（変形例１）
上述した実施の形態では、ブレーキスイッチ４がオン位置に操作され、かつ、操作パイロット圧Ｐが閾値Ｐ０以上の場合に、旋回速度制限フラグをオンに設定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図６に示すように、ブレーキスイッチ４がオン位置に操作されたことが検出された場合に、旋回速度制限フラグをオンに設定してもよい。

本変形例では、ステップＳ１１０で肯定判定されるとステップＳ１３０へ進む。コントローラ３は、ステップＳ１３０で旋回速度制限フラグをオンに設定するとステップＳ１２０へ進む。ステップＳ１２０において、コントローラ３は、操作パイロット圧Ｐが閾値Ｐ０以上であるか否かを判定する。ステップＳ１２０で肯定判定されるとステップＳ１４０へ進み、ステップＳ１２０で否定判定されるとステップＳ２４５へ進む。

ステップＳ２４５において、コントローラ３は、ブレーキスイッチ４がオン位置に操作されているか否かを判定する。ステップＳ２４５で肯定判定されるとステップＳ１３０へ戻り、ステップＳ２４５で否定判定されるとステップＳ１００へ戻る。

ステップＳ１４０において、コントローラ３は、ブレーキスイッチ４がオン位置に操作されているか否かを判定する。ステップＳ１４０で否定判定されるとステップＳ１５０へ進み、ステップＳ１４０で肯定判定されるとステップＳ１３０へ戻る。

このように、処理の内容を一部、変更した場合であっても、上述した実施の形態と同様の作用効果を奏する。

（変形例２）
上述した実施の形態では、モードを切り換える操作部材として、モード切換スイッチ１４を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、リモートコントローラや、タッチパネル等の操作部材により、旋回始動制限モードと旋回始動非制限モードとを切り換えることができるようにしてもよい。音声により、旋回始動制限モードと旋回始動非制限モードとを切り換えることができるようにしてもよい。

（変形例３）
上述した実施の形態では、モード切換スイッチ１４により、旋回始動制限モードまたは旋回始動非制限モードを設定可能なクレーン１００について説明したが、本発明はこれに限定されない。モード切換スイッチ１４を省略することもできる。この場合、コントローラ３は、旋回ブレーキ装置２０が作動している状態で、旋回体１０３に対する旋回操作が行われている場合に、ブレーキスイッチ４により旋回ブレーキ装置２０を解除する操作がなされたとき、旋回速度制御ダイヤル１６により指示された旋回速度の増加率に基づいて、旋回体１０３が旋回を開始してからの旋回速度の増加率を設定する。このような変形例によれば、旋回体１０３の旋回速度の増加率が小さくなるように旋回速度制御ダイヤル１６を操作しておくことで、上述した実施の形態と同様に、旋回操作中に、オペレータの誤操作により旋回ブレーキ装置２０の解除操作がなされたとしても、旋回体１０３が急旋回してしまうことを防止できる。また、旋回体１０３の旋回速度の増加率が大きくなるように旋回速度制御ダイヤル１６を操作しておくことで、上述した実施の形態と同様に、クレーン１００が傾斜地に配置されている場合や風が強い場合、旋回始動時に旋回体１０３が動いてしまうことを防止することができる。

（変形例４）
上述した実施の形態では、油圧パイロット式の旋回レバー装置６および方向制御弁７を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。電気式の旋回レバー装置およびコントローラから出力される制御信号に応じて切り換えられる方向制御弁を備えたクレーンに本発明を適用してもよい。この場合、旋回操作が行われているか否かは、電気式の旋回レバー装置のレバー操作量（レバー操作角）に基づいて、コントローラ３により判定される。

（変形例５）
上述した実施の形態では、走行体１０１と、走行体１０１に対して旋回可能に設けられた旋回体１０３とを備えるクローラクレーンを例に説明したが、本発明はこれに限定されない。フレームと、フレームに対して旋回可能に設けられた旋回体とを備えた種々の中立フリー方式の作業機械に本発明を適用することができる。本発明は、たとえば、トラッククレーンや油圧ショベル等、他の作業機械に適用することができる。移動式の作業機械に限定されることもなく、固定式クレーンなど、固定フレームに対して旋回可能に設けられた旋回体を備える定置式の作業機械に本発明を適用することもできる。

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

１油圧モータ、３コントローラ（制御装置、モード設定部）、４ブレーキスイッチ（ブレーキ操作部材）、６旋回レバー装置（旋回操作装置）、７方向制御弁（制御弁）、７ａ，７ｂパイロット圧入力部、８油圧ポンプ、１５ａ，１５ｂ電磁比例減圧弁（トルク制限装置）、１６旋回速度制御ダイヤル（操作装置）、２０旋回ブレーキ装置、１００クレーン（作業機械）、１０３旋回体、ＨＣ油圧回路

Claims

油圧ポンプと油圧モータとを中立フリー位置を有する制御弁で接続した油圧回路を備えた作業機械であって、
前記油圧モータにより旋回駆動される旋回体と、
前記旋回体への制動力を発生する旋回ブレーキ装置と、
前記旋回体に対する旋回操作を行う旋回操作装置と、
前記旋回ブレーキ装置の作動および解除を操作するブレーキ操作部材と、
旋回始動制限モードまたは旋回始動非制限モードを設定するモード設定部と、
前記旋回ブレーキ装置が作動している状態で、前記旋回体に対する旋回操作が行われている場合において、前記旋回始動制限モードが設定されているときには、前記旋回始動非制限モードが設定されているときに比べて前記旋回体に対する旋回駆動トルクを低減させる制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記旋回始動制限モードが設定され、前記旋回ブレーキ装置が作動している状態で、前記旋回体に対する旋回操作が行われている場合に、前記ブレーキ操作部材により前記旋回ブレーキ装置を解除する操作がなされたときには、前記旋回始動非制限モードが設定されているときに比べて、単位時間当たりの前記旋回体の旋回速度の増加率を小さくすることを特徴とする作業機械。
請求項１に記載の作業機械において、
前記旋回操作装置は、前記旋回体の旋回を指示するパイロット圧を生成し、前記制御弁のパイロット圧入力部に出力することで、前記旋回体に対する旋回操作を行い、
前記制御装置は、前記旋回ブレーキ装置が作動している状態で、前記旋回体に対する旋回操作が行われている場合において、前記旋回始動制限モードが設定されているときには、前記旋回始動非制限モードが設定されているときに比べて前記制御弁の前記パイロット圧入力部に入力されるパイロット圧の大きさを小さくすることを特徴とする作業機械。
請求項２に記載の作業機械において、
前記制御装置は、前記旋回始動制限モードが設定され、前記旋回ブレーキ装置が作動している状態で、前記旋回体に対する旋回操作が行われている場合に、前記ブレーキ操作部材により前記旋回ブレーキ装置を解除する操作がなされたときには、前記制御弁の前記パイロット圧入力部に入力されるパイロット圧を徐々に大きくすることを特徴とする作業機械。
請求項１に記載の作業機械において、
単位時間当たりの前記旋回体の旋回速度の増加率を指示する操作装置を備えていることを特徴とする作業機械。
油圧ポンプと油圧モータとを中立フリー位置を有する制御弁で接続した油圧回路を備えた作業機械であって、
前記油圧モータにより旋回駆動される旋回体と、
前記旋回体への制動力を発生する旋回ブレーキ装置と、
前記旋回体に対する旋回操作を行う旋回操作装置と、
前記旋回ブレーキ装置の作動および解除を操作するブレーキ操作部材と、
単位時間当たりの前記旋回体の旋回速度の増加率を指示する操作装置と、
前記旋回ブレーキ装置が作動している状態で、前記旋回体に対する旋回操作が行われている場合に、前記ブレーキ操作部材により前記旋回ブレーキ装置を解除する操作がなされたとき、前記操作装置により指示された前記旋回速度の増加率に基づいて、前記旋回体が旋回を開始してからの前記旋回速度の増加率を設定する制御装置と、を備えていることを特徴とする作業機械。