JP4608384B2 - 旋回駆動装置、旋回制御装置、旋回制御方法、および建設機械 - Google Patents
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Description
速度およびモータ回転速度の偏差量が規定量以内であったとしても、例えば衝撃により回転駆動軸が折損している場合、回転駆動力がスイングサークルに伝達されない。このような場合、電動モータが空回りするためにモータ回転速度の変化量が著しく大きな値となる。このような場合でも、本発明では、速度制御手段は、モータ回転速度の変化量が所定量以上となることを認識すると、制動部を作動させて回転駆動軸を制動する。これにより、回転駆動軸からスイングサークルは制動部により制動され、旋回体の旋回が制動される。したがって、旋回体の旋回動作が制御不能に陥ることがない。
図1は、本実施形態に係る電動旋回ショベル(建設機械)1を示す平面図である。図2は、電動旋回ショベル1の要部を説明するためのブロック図である。図3は、旋回制御装置12の制御器13の概略構成を模式的に示すブロック図である。図4は、電動旋回ショベル1に搭載された旋回駆動装置5の断面図である。
電動旋回ショベル1は、図1および図2に示すように、下部走行体2を構成するトラックフレーム上にスイングサークル3を介して設置された旋回体4を備え、この旋回体4がスイングサークル3と噛合する電動駆動式の旋回駆動装置5によって旋回駆動される。旋回駆動装置5の電力源は、旋回体4に搭載された発電機18であり、この発電機18がエンジン15によって駆動される。
旋回要求速度認識手段132は、操作レバー11から入力される操作信号を認識する。
図4において、旋回駆動装置5は、電動モータ50と減速部51とを備えて構成されている。
次に電動旋回ショベル1の動作について図面に基づいて説明する。
図5は、電動旋回ショベル1を操作した際の旋回制御装置12の処理を示すフローチャートである。
図5において、旋回制御装置12は、まず、操作レバー11が操作され、所定の操作信号が入力されたか否かを判断する(ステップS101)。そして、このステップS101において、操作レバー11が操作されていない状態では、制御器13は、油圧バルブ17を制御してメカニカルブレーキ520の油圧室524Aに圧油が供給されない状態を維持し、ばね525の付勢力によりブレーキピストン524を下方側に付勢させて第1駆動軸511Cの回転を停止させておく。
前記したように、本実施形態の電動旋回ショベル1では、スイングサークル3に駆動力を伝達する旋回駆動装置5は、電力により回転駆動する電動モータ50と、この電動モータ50に接続され、電動モータ50の回転数を減少させて第1ないし第3減速部511,512,513と、第1減速部511および第2減速部512の間に設けられて、第1駆動軸511Cの回転を制動するメカニカルブレーキ520とを備えている。このため、メカニカルブレーキ520は、電動モータ50から出力された駆動力を1段階減速させて回転駆動される第1駆動軸511Cを制動することができる。したがって、電動モータによる高速回転を直接制動する必要がないため、メカニカルブレーキ520の制動力に大きな力を必要としない。よって、メカニカルブレーキ520のサイズを小型化することができ、例えば従来の油圧モータと同サイズのブレーキを利用することができ、旋回駆動装置5の生産コストも最小限に抑えることができる。さらに、回転速度がモータ歯車502より減少する第1駆動軸511Cを制動するため、連れ回りトルクを小さくでき、旋回駆動の効率低下を防止できる。さらには、高速回転軸を制動する専用のブレーキを用いる必要がなく、ブレーキパッド523およびブレーキディスク522により構成されるメカニカルブレーキ520を用いることができる。したがって、メカニカルブレーキ520のコスト削減に貢献できる。
なお、本発明は、前述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲で以下に示される変形をも含むものである。
Claims (8)
- 電動モータ(50)の駆動力をスイングサークル(3)に伝達することで旋回体(4)を旋回駆動する旋回駆動装置(5)であって、
前記電動モータ(50)および前記スイングサークル(3)の間に設けられた複数段の
減速部(51)と、
前記複数段の減速部(51)を構成するいずれかの出力軸(511C)を制動する制動部(520)と、を備え、
前記電動モータ(50)および前記制動部(520)の間に配置される回転駆動軸(511C,602)には、当該制動部(520)で制動される部位よりも前段位置に、周方向に連続して形成される凹状部(511E,604)が設けられ、当該回転駆動軸(511C,602)の凹状部(511E,604)が設けられる部位は、他部よりも径寸法が小さく縮径されている
ことを特徴とする旋回駆動装置(5)。 - 請求項1に記載の旋回駆動装置(5)において、
前記凹状部(604)は、前記電動モータ(50)の回転駆動軸(602)に設けられている
ことを特徴とする旋回駆動装置(5)。 - 請求項1または請求項2に記載の旋回駆動装置(5)を制御する旋回制御装置(12)であって、
前記電動モータ(50)の実際の回転速度を認識するモータ回転速度認識手段(131)と、
前記旋回体(4)を旋回させる旋回要求速度を認識する旋回要求速度認識手段(132)と、
前記モータ回転速度および前記旋回要求速度に基づいて、前記電動モータ(50)の回転速度および前記旋回要求速度との偏差量を演算する偏差演算手段(133)と、
前記偏差量に応じて前記電動モータ(50)の回転速度を制御するとともに、前記旋回駆動装置(5)の前記制動部(520)を制御する速度制御手段(137)とを備え、
前記速度制御手段(137)は、前記偏差量が所定の規定量以内であり、かつ前記電動モータ(50)の回転速度の変化量が所定の変化量以上である場合に、前記制動部(520)にて前記回転駆動軸(511C)を制動させる
ことを特徴とする旋回制御装置(12)。 - 請求項1または請求項2に記載の旋回駆動装置(5)を制御する旋回制御装置(12)であって、
前記電動モータ(50)の実際の回転速度を認識するモータ回転速度認識手段(131)と、
前記旋回体(4)を旋回させる旋回要求速度を認識する旋回要求速度認識手段(132)と、
前記モータ回転速度および前記旋回要求速度に基づいて、前記電動モータ(50)の回転速度および前記旋回要求速度との偏差量を演算する偏差演算手段(133)と、
前記偏差量に応じて前記電動モータ(50)の回転速度を制御するとともに、前記旋回駆動装置(5)の前記制動部(520)を制御する速度制御手段(137)とを備え、
前記速度制御手段(137)は、前記偏差量が所定の規定量を越える値であり、かつ前記電動モータ(50)が前記偏差量に応じた回転トルクを出力していない場合、前記制動部(520)にて前記回転駆動軸(511C)を制動させる
ことを特徴とする旋回制御装置(12)。 - 請求項3または請求項4に記載の旋回制御装置(12)において、
前記速度制御手段(137)にて前記制動部(520)が制御されると、制動部(520)が動作した旨の信号を警報手段に出力する警報信号出力手段(138)を備えている
ことを特徴とする旋回制御装置(12)。 - 請求項1または請求項2に記載の旋回駆動装置(5)を制御する旋回制御方法であって、
前記電動モータ(50)の実際の回転速度を認識し、
前記旋回体(4)を旋回させる旋回要求速度を認識し、
前記モータ回転速度および前記旋回要求速度に基づいて、前記電動モータ(50)の回転速度および前記旋回要求速度との偏差量を演算し、
前記偏差量に応じて前記電動モータ(50)の回転速度を制御するとともに、前記旋回駆動装置(5)の前記制動部(520)を制御するとともに、前記偏差量が所定の規定量以内であり、かつ前記電動モータ(50)の回転速度の変化量が所定の変化量以上である場合に、前記制動部(520)にて前記回転駆動軸(511C)を制動させる
ことを特徴とする旋回制御方法。 - 請求項1または請求項2に記載の旋回駆動装置(5)を制御する旋回制御方法であって、
前記電動モータ(50)の実際の回転速度を認識し、
前記旋回体(4)を旋回させる旋回要求速度を認識し、
前記モータ回転速度および前記旋回要求速度に基づいて、前記電動モータ(50)の回転速度および前記旋回要求速度との偏差量を演算し、
前記偏差量に応じて前記電動モータ(50)の回転速度を制御するとともに、前記旋回駆動装置(5)の前記制動部(520)を制御するとともに、前記偏差量が所定の規定量を越える値であり、かつ前記電動モータ(50)が前記偏差量に応じた回転トルクを出力していない場合、前記制動部(520)にて前記回転駆動軸(511C)を制動させる
ことを特徴とする旋回制御方法。 - 請求項1または請求項2に記載の旋回駆動装置(5)を備えていることを特徴とする建設機械(1)。
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