JP2017145943A - 作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】旋回体の旋回中に、旋回操作をした状態で旋回ブレーキ装置が作動したときにおける損失馬力を低減する。
【解決手段】作業機械は、油圧ポンプ１１と油圧モータ１２とを中立フリー位置を有する制御弁１３で接続した油圧回路を備えた作業機械であって、油圧モータ１２により旋回駆動される旋回体と、旋回体への制動力を発生する旋回ブレーキ装置２０と、制御弁１３を制御して、旋回体の旋回操作を行う旋回操作装置１０と、旋回ブレーキ装置２０を操作するブレーキ操作部材２２と、旋回体が旋回している状態で、ブレーキ操作部材２２により旋回ブレーキ装置２０による制動力を発生させる操作がなされ、かつ、旋回操作装置１０により旋回体の旋回操作がなされたときに、旋回体に対する旋回駆動力を低減させる駆動力制限装置２１と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、作業機械に関する。

クレーンのように、下部のフレームに対して上部旋回体が旋回可能に設けられた作業機械が知られている。このような作業機械の中には、上部旋回体の旋回中に旋回レバーが中立位置へ操作されると、上部旋回体が慣性で旋回するように構成されているものがある。旋回中の上部旋回体を停止させるには、旋回方向とは逆の方向に旋回するように旋回レバーを操作するか、旋回ブレーキ装置が設けられている場合には旋回ブレーキ装置を作動させて上部旋回体を停止させる（特許文献１参照）。

特開２００９−１２１５００号公報

しかしながら、咄嗟に旋回を停止しなければならない場合などに、旋回レバーを操作した状態で旋回ブレーキ装置を作動させてしまうと、旋回駆動力に抗して旋回ブレーキ装置による制動力が発生することになる。このとき、旋回ブレーキ装置により旋回用油圧モータの出口側の流路が絞られることで、旋回用油圧モータの駆動用油圧回路の圧力が上昇し、大きな損失馬力が発生することになる。

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、前記制御弁を制御して、前記旋回体の旋回操作を行う旋回操作装置と、前記旋回ブレーキ装置を操作するブレーキ操作部材と、前記旋回体が旋回している状態で、前記ブレーキ操作部材により前記旋回ブレーキ装置による前記制動力を発生させる操作がなされ、かつ、前記旋回操作装置により前記旋回体の旋回操作がなされたときに、前記旋回体に対する旋回駆動力を低減させる駆動力制限装置と、を備えている。

本発明によれば、旋回体の旋回中に、旋回操作をした状態で旋回ブレーキ装置が作動したときにおける損失馬力を低減することができる。

本実施の形態に係る作業機械の一例としてのクローラクレーンの外観側面図。 旋回用油圧モータを駆動するための油圧回路を示す図。 コントローラにより実行される旋回駆動力制限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形態について説明する。図１は、本実施の形態に係る作業機械の一例としてのクローラクレーンの外観側面図である。クローラクレーン（以下、クレーンと記す）は、走行体１と、走行体１を構成するフレーム上に旋回輪２を介して旋回可能に設けられた旋回体３と、旋回体３に回動可能に軸支されたブーム４と、を備えている。

旋回体３には運転室３ａが設けられ、巻上ドラム５と起伏ドラム６が搭載されている。巻上ドラム５には巻上ロープ５ａが巻回され、巻上ドラム５の駆動により巻上ロープ５ａが巻き取りまたは繰り出され、フック７が昇降する。起伏ドラム６には起伏ロープ６ａが巻回され、起伏ドラム６の駆動により起伏ロープ６ａが巻き取りまたは繰り出され、ブーム４が起伏する。

旋回輪２は旋回用の油圧モータ１２（図２参照）により駆動され、巻上ドラム５は巻上用の油圧モータ（不図示）により駆動され、起伏ドラム６は起伏用の油圧モータ（不図示）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。以下では、とくに旋回用の油圧モータのブレーキ装置について説明する。

図２は、旋回用油圧モータを駆動するための油圧回路を示す図である。この油圧回路は、旋回用の油圧ポンプ（以下、単に油圧ポンプ１１と記す）と旋回用の油圧モータ（以下、単に油圧モータ１２と記す）とを中立フリー位置（Ｎ）を有する方向制御弁１３で接続した中立フリー旋回油圧回路である。油圧回路は、エンジン（不図示）により駆動されポンプレギュレータ（不図示）により押しのけ容積（ポンプ１回転あたりの吐出量）が変更される可変容量型の油圧ポンプ１１と、油圧ポンプ１１から吐出される圧油により回転し、旋回体３を旋回駆動する油圧モータ１２と、油圧モータ１２の回転を制動する旋回ブレーキ装置２０と、油圧ポンプ１１から吐出される圧油の最高圧力を規定するリリーフ弁５１と、を備えている。また、油圧回路は、油圧ポンプ１１から油圧モータ１２への圧油の流れを制御する方向制御弁１３と、エンジン（不図示）により駆動されるパイロットポンプ３１と、旋回操作装置１０と、を備えている。

旋回操作装置１０は、旋回を指示する操作レバー（以下、旋回レバー１４と記す）と、パイロットポンプ３１に接続されるパイロット弁１５ａ，１５ｂとを含む。旋回操作装置１０は、旋回レバー１４の操作方向および操作量に応じて、パイロット弁１５ａ，１５ｂにより旋回体３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１３のパイロット圧入力部１３ａ，１３ｂに出力することで、旋回体３の旋回操作を行う。

パイロット弁１５ａ，１５ｂは、パイロットポンプ３１からのパイロット圧油が供給され、旋回レバー１４の操作量に応じて二次圧力、すなわち操作パイロット圧Ｐｒ（駆動指令信号）を発生し、方向制御弁１３のパイロット圧入力部１３ａ，１３ｂに出力する。パイロット弁１５ａ，１５ｂは、旋回レバー１４の操作量の増加に伴い操作パイロット圧Ｐｒを増加させる。

方向制御弁１３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１１と油圧モータ１２との間の油路に介挿され、油圧ポンプ１１から油圧モータ１２への圧油の流れを制御する。方向制御弁１３は、パイロット圧入力部１３ａ，１３ｂに入力される操作パイロット圧Ｐｒによってスプールの位置が制御される。

油圧モータ１２には、方向制御弁１３を介して油圧ポンプ１１から吐出された圧油が供給される管路１２ａ，１２ｂが接続されている。油圧モータ１２の回転力は、遊星減速機構１６を介して旋回輪２（図１参照）に伝達される。油圧モータ１２の出力軸１２ｓは遊星減速機構１６を介してピニオン１７に連結されている。旋回輪２（図１参照）は、略リング状に形成された内輪２ａと、不図示の転動体を介して内輪２ａの外周側に相対回転可能に設けられた不図示の外輪とを有する。内輪２ａは走行体１から支持され、外輪は旋回体３から支持されている。内輪２ａの内周面にはリングギヤ１８が形成され、ピニオン１７はリングギヤ１８に噛合している。

オペレータが旋回レバー１４を正転側に操作すると、パイロット弁１５ａから出力される操作パイロット圧が方向制御弁１３のパイロット圧入力部１３ａに作用し、方向制御弁１３が正転位置（Ａ）側に切り換わる。これにより、油圧ポンプ１１から吐出された圧油が管路１２ａを介して油圧モータ１２に供給され、油圧モータ１２が正転する。油圧モータ１２が正転駆動されると、ピニオン１７が回転し、外輪に対し内輪２ａが相対回転することで、旋回体３が正方向に旋回（たとえば左旋回）する。

オペレータが旋回レバー１４を逆転側に操作すると、パイロット弁１５ｂから出力される操作パイロット圧が方向制御弁１３のパイロット圧入力部１３ｂに作用し、方向制御弁１３が逆転位置（Ｂ）側に切り換わる。これにより、油圧ポンプ１１から吐出された圧油が管路１２ｂを介して油圧モータ１２に供給され、油圧モータ１２が逆転する。油圧モータ１２が逆転駆動されると、ピニオン１７が回転し、外輪に対し内輪２ａが相対回転することで、旋回体３が逆方向に旋回（たとえば右旋回）する。

オペレータが旋回レバー１４を正転側または逆転側の旋回操作位置から中立位置に戻すと、パイロット圧入力部１３ａ，１３ｂに作用する圧力がタンク圧となり、方向制御弁１３が中立フリー位置（Ｎ）に切り換わる。方向制御弁１３が中立フリー位置（Ｎ）に切り換わると、管路１２ａと管路１２ｂとが連通状態となるので、油圧モータ１２が外力を受けて回転可能な状態となる。つまり、旋回体３が慣性で回転可能なフリーの状態となる。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、旋回ブレーキ装置２０や旋回パーキングブレーキ１２ｒを作動させ、旋回体３への制動力を発生することで旋回体３の旋回を停止できる。

旋回パーキングブレーキ１２ｒは、油圧モータ１２の出力軸１２ｓ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１２ｐを有する油圧シリンダ（以下、ブレーキ解除シリンダ１２ｃと記す）と、パイロットポンプ３１からブレーキ解除シリンダ１２ｃへ供給される圧油の流れを制御する電磁切換弁４３と、を備えている。

旋回パーキングブレーキ１２ｒ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１２ｃ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１２ｐが旋回ブレーキ用ディスク（不図示）に押しつけられ、旋回パーキングブレーキ１２ｒが作動し、旋回体３への制動力が発生する。ブレーキ解除シリンダ１２ｃに解除圧が作用すると旋回パーキングブレーキ１２ｒが解除される。旋回パーキングブレーキ１２ｒ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１２ｐとの間に隙間が形成されるため、旋回体３への制動力は発生しない。

電磁切換弁４３は、パイロットポンプ３１とブレーキ解除シリンダ１２ｃとの間に設けられている。電磁切換弁４３は、解除位置（Ｃ）でパイロットポンプ３１からブレーキ解除シリンダ１２ｃ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３１からブレーキ解除シリンダ１２ｃへの圧油の流れを禁止する電磁切換弁である。電磁切換弁４３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１２ｃとタンクＴとが連通され、ブレーキ解除シリンダ１２ｃの油室の圧力はタンク圧となる。

電磁切換弁４３は、コントローラ２１からの制御信号に基づいて、解除位置（Ｃ）または作動位置（Ｄ）に切り換えられる。コントローラ２１は、運転室３ａに設けられた旋回パーキングブレーキスイッチ（不図示）がブレーキ解除側に操作されたことを検出すると、電磁切換弁４３のソレノイドを励磁して電磁切換弁４３を解除位置（Ｃ）に切り換える。これにより、パイロットポンプ３１から吐出されるパイロット圧油が油圧モータ１２のブレーキ解除シリンダ１２ｃに供給され、旋回パーキングブレーキ１２ｒが解除され、旋回体３が旋回可能となる。

コントローラ２１は、旋回パーキングブレーキスイッチ（不図示）がブレーキ掛かり側（作動側）に操作されたことを検出すると、電磁切換弁４３のソレノイドを消磁して電磁切換弁４３を作動位置（Ｄ）に切り換える。これにより、パイロットポンプ３１からブレーキ解除シリンダ１２ｃへのパイロット圧油の供給が遮断され、旋回パーキングブレーキ１２ｒが作動され、旋回体３の旋回が禁止される。

旋回ブレーキ装置２０は、旋回ブレーキ装置２０を操作するブレーキペダル２２と、パイロット弁２３と、ブレーキ制御弁２４，２５と、チェック弁２６，２７と、コントローラ２１と、ブレーキペダル圧力センサ４１と、電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂと、を有する。パイロット弁２３は、パイロットポンプ３１からのパイロット圧油が供給され、ブレーキペダル２２の踏み込み操作量に応じて二次圧力、すなわちパイロット圧Ｐｂ（駆動指令信号）を生成し、ブレーキ制御弁２４，２５のパイロットポート２４ａ，２４ｂに出力する。パイロット弁２３は、ブレーキペダル２２の踏み込み操作量の増加に伴いパイロット圧Ｐｂを増加させる。

ブレーキ制御弁２４，２５は、油圧モータ１２の管路１２ａ，１２ｂに介挿され、油圧モータ１２の戻り側の圧油の流量と圧力を制御する減圧弁である。ブレーキ制御弁２４，２５は、パイロットポート２４ａ，２５ａに作用するパイロット圧Ｐｂと、パイロットポート２４ｂ，２５ｂに作用する油圧モータ１２の戻り側圧力、および、ばね２４ｃ，２５ｃの付勢力とに応じて駆動する。ブレーキ制御弁２４，２５は、パイロットポート２４ａ，２５ａに作用するパイロット圧Ｐｂが上昇すると、油圧モータ１２の戻り側の流路である管路１２ａ，１２ｂを絞り、油圧モータ１２の戻り側の圧油の圧力を増加させ、油圧モータ１２に対する制動力（油圧ブレーキ力）を発生する。ブレーキ制御弁２４，２５の設定圧力は、パイロット圧Ｐｂの増加にしたがって増加する。戻り側の圧油の圧力が増加することで、油圧モータ１２に作用する制動力（つまり、旋回体３に対する制動力）が増加し、油圧モータ１２の回転が制限される。

チェック弁２６，２７は、ブレーキ制御弁２４，２５と並列に管路１２ａ，１２ｂに介挿された逆止弁である。

電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂは、旋回操作装置１０のパイロット弁１５ａ，１５ｂと、方向制御弁１３のパイロット圧入力部１３ａ，１３ｂとの間に設けられている。電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂは、旋回操作装置１０のパイロット弁１５ａ，１５ｂから出力され、方向制御弁１３のパイロット圧入力部１３ａ，１３ｂに入力されるパイロット圧Ｐｒ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５０ａ，５０ｂは、コントローラ２１に接続されており、コントローラ２１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５０ａ，５０ｂ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２１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、パイロットポンプ３１から吐出されたパイロット圧油は、減圧されることなく、そのまま方向制御弁１３のパイロット圧入力部１３ａ，１３ｂに作用する。コントローラ２１から出力される制御電流Ｉが最大電流Ｉｍａｘの場合、電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂは全閉状態となり、パイロットポンプ３１とパイロット圧入力部１３ａ，１３ｂとは電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂにより遮断される。このとき、パイロット圧入力部１３ａ，１３ｂは電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂ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１３ａ，１３ｂ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。

コントローラ２１は、旋回体３が旋回している状態で、ブレーキペダル２２が踏み込み操作され、かつ、旋回レバー１４が旋回操作されているときに、電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂの励磁電流（制御電流Ｉ）を制御して、旋回体３に対する旋回駆動力を低減させる制御装置である。コントローラ２１は、ＣＰＵや、ＲＯＭおよびＲＡＭなどの記憶装置、その他の周辺回路を有する演算処理装置を含んで構成され、クレーンの各部の制御を行っている。

コントローラ２１には、ブレーキペダル圧力センサ４１、旋回レバー圧力センサ４２ａ，４２ｂ、旋回角センサ５５、電磁切換弁４３、および電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂが接続されている。ブレーキペダル圧力センサ４１は、パイロット弁２３で発生するパイロット圧Ｐｂを検出する圧力センサである。ブレーキペダル圧力センサ４１は、ブレーキペダル２２の操作量（ペダルの回動角度）に相当するパイロット圧Ｐｂを検出し、検出信号をコントローラ２１に出力する。コントローラ２１は、ブレーキペダル圧力センサ４１からの出力信号に基づいて、ブレーキペダル２２の操作量を検出する。

旋回レバー圧力センサ４２ａ，４２ｂは、パイロット弁１５ａ，１５ｂで発生するパイロット圧Ｐｒを検出するパイロット圧Ｐｒを検出する圧力センサである。旋回レバー圧力センサ４２ａ，４２ｂは、旋回レバー１４の操作量（レバーの回動角度）に相当するパイロット圧Ｐｒを検出し、検出信号をコントローラ２１に出力する。コントローラ２１は、旋回レバー圧力センサ４２ａ，４２ｂからの出力信号に基づいて、旋回レバー１４の操作量を検出する。

旋回角センサ５５は、ポテンショメータを含んで構成され、旋回体３の旋回角を検出し、検出信号をコントローラ２１に出力する。コントローラ２１は、旋回角センサ５５からの出力信号に基づいて、旋回体３の旋回位置、旋回方向および旋回速度ｖを検出する。

コントローラ２１は、旋回判定部２１ａと、ブレーキ操作判定部２１ｂと、旋回操作判定部２１ｃと、駆動力制御部２１ｄとを機能的に有している。

旋回判定部２１ａは、旋回角センサ５５で検出された旋回角と、コントローラ２１に内蔵されるタイマにより計測された時間により演算された旋回速度ｖに基づいて、旋回体３が旋回しているか否かを判定する。旋回判定部２１ａは、旋回体３の旋回速度ｖが閾値ｖ０未満の場合、旋回体３が停止していると判定し、旋回体３の旋回速度ｖが閾値ｖ０以上の場合、旋回体３が旋回している（すなわち旋回中である）と判定する。閾値ｖ０は、旋回体３が旋回し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２１の記憶装置に記憶されている。

ブレーキ操作判定部２１ｂは、ブレーキペダル圧力センサ４１で検出されたパイロット圧Ｐｂに基づいて、ブレーキペダル２２が踏み込み操作されているか否かを判定する。ブレーキ操作判定部２１ｂは、ブレーキペダル圧力センサ４１で検出されたパイロット圧Ｐｂが閾値Ｐｂ０未満の場合、ブレーキペダル２２は操作されていないと判定し、パイロット圧Ｐｂが閾値Ｐｂ０以上の場合、ブレーキペダル２２が踏み込み操作されていると判定する。閾値Ｐｂ０は、ブレーキペダル２２が踏み込み操作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２１の記憶装置に記憶されている。

旋回操作判定部２１ｃは、旋回レバー圧力センサ４２ａ，４２ｂで検出されたパイロット圧Ｐｒに基づいて、旋回操作装置１０により旋回体３の旋回が指示されているか否かを判定する。旋回操作判定部２１ｃは、旋回レバー圧力センサ４２ａ，４２ｂで検出されたパイロット圧Ｐｒのそれぞれが閾値Ｐｒ０未満の場合、旋回レバー１４は中立位置にあり、旋回体３の旋回は指示されていないと判定する。旋回操作判定部２１ｃは、旋回レバー圧力センサ４２ａ，４２ｂで検出されたパイロット圧Ｐｒの少なくともいずれか一方が閾値Ｐｒ０以上の場合、旋回操作装置１０により旋回体３の旋回が指示されていると判定する。閾値Ｐｒ０は、旋回体３の旋回が指示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２１の記憶装置に記憶されている。

駆動力制御部２１ｄは、次の（条件１）〜（条件３）の全てが成立している場合には、駆動力制限条件が成立していると判定し、駆動力制限フラグをオンに設定する。駆動力制御部２１ｄは、次の（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、駆動力制限条件が成立していないと判定し、駆動力制限フラグをオフに設定する。
（条件１）旋回体３が旋回している
（条件２）ブレーキペダル２２の踏み込み操作、すなわち制動力を発生させる操作がなされている
（条件３）旋回体３の旋回が指示されている

駆動力制限フラグがオフに設定されている場合、駆動力制御部２１ｄは、電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂのソレノイドに制御電流Ｉ＝Ｉｍｉｎを出力し、パイロット弁１５ａ，１５ｂで生成されたパイロット圧を減圧せずにパイロット圧入力部１３ａ，１３ｂに作用させる。したがって、駆動力制限フラグがオフに設定されている状態では、旋回レバー１４の操作方向および操作量に応じて、方向制御弁１３が制御される。

駆動力制限フラグがオンに設定されると、駆動力制御部２１ｄは、旋回駆動力（油圧モータ１２を回転させる駆動力）を発生させないように、電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂのソレノイドに制御電流Ｉ＝Ｉｍａｘを出力する。これにより、パイロット弁１５ａ，１５ｂからパイロット圧入力部１３ａ，１３ｂへ出力される操作パイロット圧が遮断される。方向制御弁１３の図示両側のパイロット圧入力部１３ａ，１３ｂのそれぞれにはタンク圧が作用するので、方向制御弁１３のスプールは中立フリー位置（Ｎ）に移動する。

つまり、駆動力制御部２１ｄは、駆動力制限条件が成立している場合、方向制御弁１３を中立フリー位置（Ｎ）に切り換えて、駆動力制限条件が成立していない場合に比べて、旋回体３に対する旋回駆動力を低減させる。

図３は、コントローラ２１により実行される旋回駆動力制限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）がオンされることにより開始され、図示しない初期設定を行った後、所定の制御周期ごとに繰り返し実行される。なお、図示しないが、コントローラ２１は、ブレーキペダル圧力センサ４１、旋回レバー圧力センサ４２ａ，４２ｂ、および旋回角センサ５５を含む各種センサからの情報を所定の制御周期ごとに取得する。初期設定では、駆動力制限フラグはオフに設定され、電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂは全開状態となっている。なお、図３では、駆動力制限条件が成立しているか否かに基づいて、電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂを制御する内容について示しており、他の情報に基づいて電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂを制御する内容については図示を省略している。たとえば、旋回範囲の限界に近づいたときに電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂを制御して、旋回体３の旋回速度ｖを減速させる制御などについては図示していない。

図３に示すように、ステップＳ１１０において、コントローラ２１は、旋回角センサ５５で検出された情報に基づいてコントローラ２１により演算された旋回速度ｖが閾値ｖ０以上であ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Ｓ１５０へ進む。

ステップＳ１２０において、コントローラ２１は、ブレーキペダル圧力センサ４１で検出されたパイロット圧Ｐｂが閾値Ｐｂ０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Ｓ１３０へ進み、ステップＳ１２０で否定判定されるとステップＳ１５０へ進む。

ステップＳ１３０において、コントローラ２１は、旋回レバー圧力センサ４２ａ，４２ｂで検出されたパイロット圧Ｐｒのうちの少なくとも一方が閾値Ｐｒ０以上であるか否かを判定する。ステップＳ１３０で肯定判定されるとステップＳ１４０へ進み、ステップＳ１３０で否定判定されるとステップＳ１５０へ進む。

ステップＳ１４０において、コントローラ２１は、電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂのそれぞれの制御電流Ｉを最大電流Ｉｍａｘに設定し、電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂのそれぞれを全閉状態にして、図３のフローチャートに示す処理を終了する。

ステップＳ１５０において、コントローラ２１は、電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂのそれぞれの制御電流Ｉを最小電流Ｉｍｉｎ＝０に設定し、電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂのそれぞれを全開状態にして、図３のフローチャートに示す処理を終了する。

本実施の形態に係る旋回ブレーキ装置２０の主要な動作を説明する。たとえば、オペレータが、旋回レバー１４を正転側の旋回操作位置に向かって回動操作すると（図２参照）、パイロット弁１５ａで生成されたパイロット圧Ｐｒにより方向制御弁１３は正転位置（Ａ）に切り換わり、油圧ポンプ１１から吐出された圧油が管路１２ａを介して油圧モータ１２に供給される。これにより油圧モータ１２が回転し、油圧モータ１２の回転が遊星減速機構１６、ピニオン１７を介してリングギヤ１８に伝達され、旋回体３が旋回する。このとき、ブレーキペダル２２が非操作であれば、ブレーキ制御弁２４，２５は開放弁となるので、油圧モータ１２からの戻り油の流れはブレーキ制御弁２５で制限されない。

旋回レバー１４が中立位置に戻されると、中立フリーとなり、旋回体３が慣性により回転する。このとき、電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂは全開状態となっている（Ｓ１１０でＹｅｓ，Ｓ１２０でＮｏ，Ｓ１５０）。この状態で、オペレータがブレーキペダル２２を踏み込み操作すると（Ｓ１１０でＹｅｓ，Ｓ１２０でＹｅｓ，Ｓ１３０でＮｏ，Ｓ１５０）、ブレーキペダル２２の操作量に応じて、パイロット弁２３の二次圧力（パイロット圧Ｐｂ）がブレーキ制御弁２４，２５のパイロットポート２４ａ，２５ａのそれぞれに作用する。これにより、ブレーキ制御弁２４，２５が絞り側に駆動され、ブレーキ制御弁２４，２５の流路面積が減少する。したがって、油圧モータ１２にはチェック弁２７を介して油圧ポンプ１１から吐出された圧油が供給されるが、油圧モータ１２の戻り油はブレーキ制御弁２４で制限される。このため、油圧モータ１２の戻り側圧力が上昇し、油圧モータ１２に制動力（油圧ブレーキ力）が作用する。

油圧モータ１２の戻り側圧力はブレーキ制御弁２４のパイロットポート２４ｂに作用し、パイロットポート２４ａに供給される圧油に対抗する。このため、油圧モータ１２の戻り側圧力が上昇すると、ブレーキ制御弁２４が開き側に駆動され、油圧ブレーキ力の増加が抑えられる。制動力を増加させる場合には、オペレータがブレーキペダル２２の踏み込み操作量を増やす。これにより、パイロットポート２４ａに作用する圧油の圧力が上昇してブレーキ制御弁２４の流路面積が小さくなり、戻り側圧力が上昇して、ブレーキ力が増加する。

このようなブレーキ操作に対して、旋回体３の旋回中に、旋回レバー１４を正転側または逆転側の旋回操作位置に操作したまま、ブレーキペダル２２を踏み込み操作した場合、電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂが全閉状態となる（Ｓ１１０でＹｅｓ，Ｓ１２０でＹｅｓ，Ｓ１３０でＹｅｓ，Ｓ１４０）。これにより、方向制御弁１３のパイロット圧入力部１３ａ，１３ｂに作用するパイロット圧がタンク圧となるので、旋回レバー１４を旋回操作位置に操作した状態であっても方向制御弁１３が中立フリー位置（Ｎ）に切り換えられる。その結果、大きな旋回駆動力が発生した状態で、油圧モータ１２に制動力を付与することを防止できる。

中立フリー方式のクレーンでは、クレーン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３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、予めブレーキペダル２２を踏み込んでおき、旋回体３の旋回操作をしながら（すなわち旋回駆動力を発生させながら）徐々にブレーキペダル２２の踏み込み操作量を小さくしていくことで、旋回体３が傾斜地や風の影響により動いてしまうことを防止することができる。本実施の形態では、旋回体３が停止しているときには、電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂが全開状態となっている（Ｓ１１０でＮｏ，Ｓ１５０）。このため、上述したように、傾斜地や風が強いなどの環境にある場合に旋回体３が意図せずに動いてしまうことを防止するために、ブレーキペダル２２を踏み込んだ状態で旋回レバー１４を旋回操作位置に操作することで、旋回駆動力を予め発生させておくことができる。

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）クレーンは、油圧ポンプ１１と油圧モータ１２とを中立フリー位置（Ｎ）を有する方向制御弁１３で接続した油圧回路を備えた作業機械であり、油圧モータ１２により旋回駆動される旋回体３と、旋回体３への制動力を発生する旋回ブレーキ装置２０と、方向制御弁１３のスプールの位置を制御して、旋回体３の旋回操作を行う旋回操作装置１０と、旋回ブレーキ装置２０を操作するブレーキペダル２２と、を備えている。クレーンは、旋回体３が旋回している状態で、ブレーキペダル２２により旋回ブレーキ装置２０による制動力を発生させる操作がなされ、かつ、旋回操作装置１０により旋回体３の旋回操作がなされたときに、旋回体３に対する旋回駆動力を低減させる駆動力制限装置を備えている。これにより、旋回体３の旋回中に、旋回操作をした状態で旋回ブレーキ装置２０が作動したときにおける損失馬力を低減することができる。その結果、燃費が向上する。

（２）駆動力制限条件が成立すると、油圧モータ１２の駆動用油圧回路の圧力がリリーフ圧以上となることを防止できるので、リリーフ弁５１から余剰な圧油がリリーフされることにより発生する騒音や振動を低減することもできる。
（３）作動油の温度上昇を抑制することができるので、作動油の寿命を向上することができ、作動油の冷却装置（不図示）の小型化を図ることもできる。
（４）駆動力制限条件が成立すると、旋回駆動力を低減させた状態で制動力を作用させることができるので、旋回体３が停止するまでの時間を短縮でき、作業効率を向上できる。
（５）油圧モータ１２の出入口ポートの両方に同時に高い圧力がかかることを抑制できるので、油圧モータ１２の寿命を向上できる。
（６）旋回体３が旋回していない状態（停止状態）では、駆動力制限条件は非成立となる。このため、ブレーキペダル２２を踏み込んだ状態で旋回レバー１４を旋回操作位置に操作することで、旋回駆動力を予め発生させておくことができる。これにより、傾斜地や風が強いなどの環境にある場合に旋回体３が意図せずに動いてしまうことを防止することができる。

（７）旋回操作装置１０は、旋回体３の旋回を指示するパイロット圧を生成し、方向制御弁１３のパイロット圧入力部１３ａ，１３ｂに出力するパイロット弁１５ａ，１５ｂを有している。駆動力制限装置は、パイロット弁１５ａ，１５ｂと方向制御弁１３のパイロット圧入力部１３ａ，１３ｂとの間に配置され、パイロット圧入力部１３ａ，１３ｂに入力されるパイロット圧の大きさを調整する電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂと、コントローラ２１により構成されている。コントローラ２１は、旋回体３が旋回している状態で、ブレーキペダル２２により旋回ブレーキ装置２０による制動力を発生させる操作がなされ、かつ、旋回操作装置１０により旋回体３の旋回操作がなされたときに、電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂによりパイロット圧入力部１３ａ，１３ｂに入力されるパイロット圧の大きさを小さくする。

コントローラ２１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１３ａ，１３ｂ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５０ａ，５０ｂは、駆動力制限条件の成立時に旋回駆動力を低減させる機能だけでなく、旋回体３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。

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、駆動力制限条件が成立したときに、電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂの双方を全閉状態に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、操作パイロット圧Ｐｒが閾値Ｐｒ０以上となったパイロット管路に設けられた電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂを判定し、その電磁比例減圧弁のみを全閉状態にしてもよい。

（変形例２）
上述した実施の形態では、油圧モータ１２が１基設けられている例について説明したが、本発明はこれに限定されない。２基以上の油圧モータ１２を設けてもよい。この場合、複数の油圧モータ１２のうちの少なくとも１以上の油圧モータ１２にブレーキ制御弁２４，２５を設ければよい。

上述した実施の形態では、コントローラ２１と、電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂとにより操作パイロット圧Ｐｒを調節し、旋回駆動力を制限する駆動力制限装置を構成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、電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂに代えて、全閉位置または全開位置に切り換えられる電磁切換弁を設けてもよい。この場合、コントローラ２１は、駆動力制限フラグがオンされると電磁切換弁を全閉位置に切り換え、駆動力制限フラグがオフされると電磁切換弁を全開位置に切り換える。

（変形例３）
上述した実施の形態では、方向制御弁１３のパイロット圧入力部１３ａとパイロット弁１５ａの間に電磁比例減圧弁５０ａを設け、方向制御弁１３のパイロット圧入力部１３ｂとパイロット弁１５ｂの間に電磁比例減圧弁５０ｂを設け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、電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂに代えて、パイロットポンプ３１と旋回操作装置１０との間に電磁比例減圧弁を１つ設けてもよい。

（変形例４）
上述した実施の形態では、旋回体３が旋回している状態で、ブレーキペダル２２により旋回ブレーキ装置２０による制動力を発生させる操作がなされ、かつ、旋回操作装置１０により旋回体３の旋回操作がなされたときに、電磁比例減圧弁５０ａ，５０ｂを全閉として、方向制御弁１３を中立フリー位置（Ｎ）に切り換える例について説明したが、本発明はこれに限定されない。

（変形例４−１）
リリーフ弁５１を、コントローラ２１からの電流値に応じて設定圧を変更できる設定圧可変式のリリーフ弁としてもよい。この場合、駆動力制限条件が成立したときに、コントローラ２１からリリーフ弁５１に制御信号（電流値）を出力して、駆動力制限条件が成立していないときに比べて、リリーフ弁５１の設定圧を下げることで、旋回駆動力を低減させる。

（変形例４−２）
駆動力制限条件が成立したときに、コントローラ２１から油圧ポンプ１１のポンプレギュレータ（不図示）に制御信号を出力して、駆動力制限条件が成立していないときに比べて、油圧ポンプ１１の押しのけ容積を小さくすることで、旋回駆動力を低減させてもよい。

（変形例４−３）
油圧モータ１２を、モータレギュレータにより押しのけ容積（モータ容量）を変更できる可変容量型の油圧モータとしてもよい。この場合、駆動力制限条件が成立したときに、コントローラ２１からモータレギュレータに制御信号を出力して、駆動力制限条件が成立していないときに比べて、油圧モータ１２の押しのけ容積を小さくすることで、旋回駆動力を低減させる。

（変形例５）
上述した実施の形態では、油圧パイロット式の旋回操作装置１０および方向制御弁１３を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。電気式の旋回操作装置およびコントローラ２１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、電気式の旋回操作装置の旋回レバーの操作量（レバー操作角）に基づいて、コントローラ２１により判定される。

（変形例６）
上述した実施の形態では、走行体１と、走行体１に対して旋回可能に設けられた旋回体３とを備えた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。

３ 旋回体、１０ 旋回操作装置、１１ 油圧ポンプ、１２ 油圧モータ、１３ 方向制御弁（制御弁）、１３ａ，１３ｂ パイロット圧入力部、１５ａ，１５ｂ パイロット弁（パイロット圧生成部）、２０ 旋回ブレーキ装置、２１ コントローラ（駆動力制限装置、弁制御部、パイロット圧制御部）、２２ ブレーキペダル（ブレーキ操作部材）、４１ ブレーキペダル圧力センサ、４２ａ，４２ｂ 旋回レバー圧力センサ、５０ａ，５０ｂ 電磁比例減圧弁（駆動力制限装置、パイロット圧調整装置）、５５ 旋回角センサ

Claims (3)

1. 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、
   前記制御弁を制御して、前記旋回体の旋回操作を行う旋回操作装置と、
   前記旋回ブレーキ装置を操作するブレーキ操作部材と、
   前記旋回体が旋回している状態で、前記ブレーキ操作部材により前記旋回ブレーキ装置による前記制動力を発生させる操作がなされ、かつ、前記旋回操作装置により前記旋回体の旋回操作がなされたときに、前記旋回体に対する旋回駆動力を低減させる駆動力制限装置と、を備えていることを特徴とする作業機械。
2. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記駆動力制限装置は、前記旋回体が旋回している状態で、前記ブレーキ操作部材により前記旋回ブレーキ装置による前記制動力を発生させる操作がなされ、かつ、前記旋回操作装置により前記旋回体の旋回操作がなされたときに、前記制御弁を中立フリー位置に切り換える弁制御部を有していることを特徴とする作業機械。
3. 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パイロット圧生成部を有し、
   前記駆動力制限装置は、
   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調整するパイロット圧調整装置と、
   前記旋回体が旋回している状態で、前記ブレーキ操作部材により前記旋回ブレーキ装置による前記制動力を発生させる操作がなされ、かつ、前記旋回操作装置により前記旋回体の旋回操作がなされたときに、前記パイロット圧調整装置により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パイロット圧制御部と、を有していることを特徴とする作業機械。

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