JP6717880B2

JP6717880B2 - 旋回式作業機械の旋回駆動装置

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Publication number: JP6717880B2
Application number: JP2018107125A
Authority: JP
Inventors: 直人堀; 亮太犬飼; 拓朗岸; 角尾　泰輔; 泰輔角尾
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd; Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd; Kobe Steel Ltd
Priority date: 2018-06-04
Filing date: 2018-06-04
Publication date: 2020-07-08
Anticipated expiration: 2038-06-04
Also published as: JP2019210091A

Description

本発明は、クレーン等の旋回式作業機械を油圧によって駆動するための装置に関する。

クレーン等のように旋回体を含む旋回式作業機械には、一般に、旋回駆動装置が搭載され、当該旋回駆動装置によって前記旋回体が旋回方向に駆動される。さらに近年は、予め設定された作業制限領域に前記旋回体が進入するのを防ぐように当該作業制限領域を基準としてオペレータに適当な警告を与える機能を備えたものが提案されている。例えば特許文献１は、前記作業制限領域よりも旋回体の旋回方向の手前側に警告領域を設定し、当該警告領域に旋回体が進入した時点でオペレータに警告を与えるものが開示されている。

特開２０００−４４１７７号公報

前記特許文献１に記載された装置では、前記旋回体が前記警告領域に進入した時点でオペレータが既に作業制限領域への接近を意識していて旋回速度を十分に抑えた運転をしているにもかかわらず警告が行われるため、当該オペレータに対して不快感を与えるとともに、このような過剰な警告の繰返しにより当該警告に対するオペレータの反応が鈍くなるおそれがある。また、前記装置はオペレータに警告を与えるだけなので、当該警告が行われてもオペレータが旋回操作をそのまま続行することによる前記作業制限領域への前記旋回体の進入を防ぐことはできない。

本発明は、旋回式作業機械における旋回体を油圧により旋回方向に駆動するための旋回駆動装置であって、オペレータの操作にかかわらず、設定された作業制限領域内への前記旋回体の進入を確実に抑止することができ、かつ、オペレータに対して適正な警告を行うことが可能な装置を提供することを目的とする。

提供される前記旋回駆動装置は、作動油を吐出するように作動する油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの作動油の供給を受けて前記旋回体を旋回させるように作動する油圧モータからなる旋回モータと、前記油圧ポンプと前記旋回モータとの間に介在し、パイロット圧の供給を受けることにより当該油圧ポンプから当該旋回モータに供給される作動油の流れ方向及び流量を変化させるように作動するとともに前記パイロット圧の供給を受けない中立状態に復帰するのに従って前記旋回モータに制動を与える機能を有する中立ブレーキ式のコントロールバルブと、前記旋回モータを作動させるための旋回指令操作を受ける旋回操作部材と、前記コントロールバルブに前記パイロット圧を与えるための油圧を生成するパイロット油圧源と、前記パイロット油圧源から前記コントロールバルブに与えられる前記パイロット圧を前記旋回操作部材に与えられる前記旋回指令操作に対応した操作パイロット圧に制御するパイロット圧制御部と、予め設定された作業制限領域への前記旋回体の進入を阻止するように当該旋回体の旋回方向について当該作業制限領域の手前側に旋回制動領域を設定する旋回制動領域設定部と、前記旋回制動領域において前記旋回体の旋回を制動させるための前記パイロット圧の上限値である制限パイロット圧を特定し、前記旋回体が前記旋回制動領域にある状態で前記操作パイロット圧が前記制限パイロット圧よりも大きい場合には前記旋回指令操作にかかわらず前記コントロールバルブに与えられる前記パイロット圧を前記操作パイロット圧よりも小さい前記制限パイロット圧に制限し、前記旋回体が前記旋回制動領域にある状態で前記操作パイロット圧が前記制限パイロット圧以下の場合には前記旋回指令操作に対応する前記操作パイロット圧がそのまま前記コントロールバルブに与えられることを許容するパイロット圧制限部と、前記旋回操作部材に前記旋回指令操作を与えるオペレータに対して警告動作を行うことが可能な警告装置と、前記操作パイロット圧が前記制限パイロット圧よりも大きいために前記コントロールバルブに入力される前記パイロット圧が前記パイロット圧制限部によって前記操作パイロット圧よりも小さい前記制限パイロット圧に制限されていることを判定するための制限判定条件を格納し、当該制限判定条件が満たされた時点で前記警告装置に前記警告動作を開始させる一方、前記旋回体が前記旋回制動領域内にあっても前記制限判定条件が満たされるまでは前記警告動作を保留する警告制御部と、を備える。

この旋回駆動装置によれば、旋回体が旋回制動領域内に入るまでは前記パイロット圧制御部が前記コントロールバルブのパイロット圧をオペレータが旋回操作部材に与える旋回指令操作に対応した操作パイロット圧に制御することにより、オペレータの意思を尊重した旋回体の駆動が行われる一方、旋回体が前記旋回制度領域内に入ると前記パイロット圧制限部が前記パイロット圧を制限パイロット圧以下の圧力に制限することにより、前記旋回指令操作にかかわらず前記旋回体の旋回が制動され、これにより作業制限領域内への旋回体の進入が防がれる。さらに、警告制御部は、前記パイロット圧制限部により前記パイロット圧が制限されていることを判定するための制限判定条件が満たされた時点で警告装置に警告動作を開始させることにより、前記コントロールバルブに入力されるパイロット圧が前記操作パイロット圧よりも低い制限パイロット圧に制限されていること、つまり、オペレータが旋回操作部材に与えている旋回指令操作よりも旋回体の動作が制限されていることを的確に知らせることができる一方、前記旋回体が前記旋回制動領域内にあっても前記制限判定条件が満たされるまでは前記警告動作を保留することにより、オペレータが旋回操作部材に与える旋回指令操作が小さくてパイロット圧の制限がされていない状態での不必要な警告を抑制することができる。

前記パイロット圧制御部は、例えば、前記旋回操作部材に連結されるとともに前記パイロット油圧源と前記コントロールバルブとの間に介在し、前記旋回操作部材に与えられる前記旋回指令操作に対応したパイロット弁二次圧を発生させるように当該旋回操作部材に連動して開弁するパイロット弁を含むものが、好適である。この場合、前記パイロット圧制限部は、前記パイロット弁と前記コントロールバルブとの間に介在して前記制限パイロット圧を指定するための制限パイロット圧指令信号の入力を受けることが可能な電磁式の減圧弁であって、前記パイロット弁二次圧が前記制限パイロット圧指令信号に対応した前記制限パイロット圧以下の場合には当該パイロット弁二次圧がそのまま前記コントロールバルブに入力されるのを許容する一方、前記パイロット弁二次圧が前記制限パイロット圧を超える場合には前記コントロールバルブに入力されるパイロット圧を前記制限パイロット圧に制限する減圧弁と、前記旋回体が前記旋回制動領域内にあるときに前記制限パイロット圧を特定して当該制限パイロット圧に対応する前記制限パイロット圧指令信号を前記減圧弁に入力する制限パイロット圧指令部と、を有することにより、前記コントロールバルブに入力されるパイロット圧の適正な制限を行うことが可能である。

前記パイロット圧制御部が前記パイロット弁を含む態様において、前記警告制御部は、例えば、前記パイロット弁二次圧を検出するパイロット弁二次圧検出器と、前記制限判定条件として前記パイロット弁二次圧と前記制限パイロット圧との差が予め設定された値以上であるという条件を格納し、当該条件が満たされた時点で前記警告装置に警告指令を入力して前記警告動作を開始させる警告指令部と、を有するものが好適である。当該警告制御部は、実際に検出されるパイロット弁二次圧と前記制限パイロット圧との大小関係に基づいて、前記減圧弁によりパイロット圧の制限が行われるべき状態にあるか否かを判定することが可能である。

前記態様において、前記警告制御部は、あるいは、前記減圧弁の二次圧を検出する減圧弁二次圧検出器と、前記制限判定条件として前記制限パイロット圧と前記減圧弁二次圧との差が予め設定された値以上であるという条件を格納し、当該条件が満たされた時点で前記警告装置に警告指令を入力して前記警告動作を開始させる警告指令部と、を有するものでもよい。当該警告制御部は、前記制限パイロット圧と実際に検出される減圧弁二次圧との大小関係に基づいて、実際に減圧弁によってパイロット圧が制限されているか否かの判定を行うことができる。

前記態様において、前記警告制御部は、あるいは、前記パイロット弁二次圧を検出するパイロット弁二次圧検出器と、前記減圧弁の二次圧を検出する減圧弁二次圧検出器と、前記制限判定条件として前記パイロット弁二次圧と前記減圧弁二次圧との差が予め設定された値以上であるという条件を格納し、当該条件が満たされた時点で前記警告装置に警告指令を入力して前記警告動作を開始させる警告指令部と、を有するものでもよい。当該警告制御部は、実際に検出される前記減圧弁の前後差圧に基づいて、当該減圧弁によって実際にパイロット圧が制限されているか否かの適正な判定を行うことができる。

前記パイロット圧制御部は、あるいは、前記旋回操作部材に連結されるとともに当該旋回操作部材に与えられる前記旋回指令操作に対応した操作パイロット圧についての電気信号である旋回指令信号を生成して出力する指令信号出力装置と、前記パイロット弁と前記コントロールバルブとの間に介在してパイロット圧指令信号の入力を受けることが可能な電磁式の減圧弁であって前記パイロット圧指令信号に対応する二次圧を発生させるように開弁する減圧弁と、前記旋回指令信号の入力を受けて前記操作パイロット圧に対応するパイロット圧指令信号を生成しかつこれを前記減圧弁に入力するパイロット圧指令部と、を含むものでもよい。この場合、前記パイロット圧制限部は、前記旋回体が前記旋回制動領域内にあるときに、前記制限パイロット圧を特定するとともに前記パイロット圧指令部にパイロット圧制限指令を入力するパイロット圧制限指令部を含み、前記パイロット圧指令部は、前記パイロット圧制限指令の入力を受けかつ前記操作パイロット圧が前記制限パイロット圧よりも高い場合に当該操作パイロット圧に代えて当該制限パイロット圧に対応したパイロット圧指令信号を生成してこれを前記減圧弁に入力するように構成されているのが、よい。これにより、前記コントロールバルブに入力されるパイロット圧の電気的制御を行いながら当該パイロット圧の適正な制限を行うことが可能である。

この態様において、前記警告制御部は、前記制限判定条件として、前記操作パイロット圧が前記パイロット圧制限指令部により特定される前記制限パイロット圧よりも大きいという条件を格納するのが、よい。

前記警告制御部が前記警告動作を停止させるタイミングは適宜設定することが可能である。当該警告制御部は、例えば、前記警告動作の開始後、前記制限判定条件が満たされなくなった時点、つまり制限が行われなくなったと判定できる時点、で前記警告装置による警告動作を停止させるように構成されてもよい。これにより、実際にパイロット圧の制限がされていないにもかかわらず警告動作が継続されるのを抑制することができる。前記警告制御部は、あるいは、前記旋回操作部材に与えられる前記旋回指令操作がなくなるまで前記警告装置による警告動作を継続させてもよい。

以上のように、本発明によれば、旋回式作業機械の旋回体を駆動するための装置であって、オペレータの操作にかかわらず、設定された作業制限領域内への前記旋回体の進入を確実に抑止することができ、かつ、オペレータに対して適正な警告を行うことが可能な旋回駆動装置が、提供される。

本発明のそれぞれの実施の形態に係る旋回駆動装置が搭載された作業機械の一例である油圧式クレーンを示す側面図である。本発明の第１の実施の形態に係る旋回駆動装置の主要な構成要素を示す油圧回路図である。本発明の第１の実施の形態に係る旋回駆動装置に含まれるコントローラの機能構成を示すブロック図である。図３に示されるコントローラにおいて設定される作動制限領域及び旋回制動領域と残り旋回角度との関係を示す平面図である。図３に示されるコントローラが行う演算制御動作を示すフローチャートである。前記残り旋回角度とパイロット弁二次圧及び減圧弁二次圧との関係を示すとともに警告が行われる期間を示すグラフである。本発明の第２の実施の形態に係る旋回駆動装置の主要な構成要素を示す油圧回路図である。本発明の第２の実施の形態に係る旋回駆動装置に含まれるコントローラの機能構成を示すブロック図である。本発明の第３の実施の形態に係る旋回駆動装置の主要な構成要素を示す油圧回路図である。本発明の第３の実施の形態に係る旋回駆動装置に含まれるコントローラの機能構成を示すブロック図である。本発明の第４の実施の形態に係る旋回駆動装置の主要な構成要素を示す油圧回路図である。本発明の第４の実施の形態に係る旋回駆動装置に含まれるコントローラの機能構成を示すブロック図である。図１２に示されるコントローラが行う演算制御動作を示すフローチャートである。

本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は、それぞれの実施の形態に係る旋回駆動装置が搭載される旋回式作業機械の一例である油圧クレーン１を示す。この油圧クレーン１は、旋回体１０と、当該旋回体１０を旋回可能に支持する支持本体と、を備える。当該支持本体は、当該油圧クレーン１においては地面上を走行可能な走行体２である。

前記旋回体１０は、前記走行体２に支持される旋回フレーム１１と、当該旋回フレーム１１の前部に搭載されて運転室を画定するキャブ１２と、当該キャブ１２の側方で前記旋回フレーム１１に起伏可能に連結されるブーム１３と、ブーム起伏装置と、吊り荷昇降装置と、を含む。

前記ブーム起伏装置は、前記旋回フレーム１１上に立設されるガントリ１４と、複数のシーブを含んで前記ガントリ１４の頂部に連結される上部スプレッダ１５Ａと、複数のシーブを含んで前記ブーム１３の頂部にガイライン１５Ｃを介して連結される下部スプレッダ１５Ｂと、前記上部スプレッダ１５Ａに含まれる前記シーブと前記下部スプレッダ１５Ｂに含まれる前記シーブとの間に掛け渡されるブーム起伏ロープ１７と、前記旋回フレーム１１に搭載されるブーム起伏ウィンチ１６と、を有する。当該ブーム起伏ウィンチ１６は前記ブーム起伏ロープ１７の巻取り及び巻出しを行うことにより前記ブーム１３を起伏させる。

前記吊り荷昇降装置は、前記ブーム１３の先端に設けられたブームポイントシーブ１３２から垂下する垂下部分１９Ａを有する吊り荷ロープ１９と、前記垂下部分１９Ａの下端に接続される吊り荷用フック１９Ｆと、前記旋回フレーム１１上に搭載される吊り荷用ウィンチ１８と、を有する。当該吊り荷用ウィンチ１８は、前記吊り荷ロープ１９の巻取り及び巻出しを行うことにより前記吊り荷用フック１９Ｆ及びこれに係合される吊り荷の巻上げ及び巻下げを行う。

次に、前記油圧式クレーン１に搭載されて前記旋回体１０を旋回させる旋回駆動装置であって本発明の第１の実施の形態に係る旋回駆動装置を、図２〜図６を併せて参照しながら説明する。

図２は、前記第１の実施の形態に係る旋回駆動装置の主要な構成要素を示す油圧回路図である。当該旋回駆動装置は、油圧ポンプ２０と、旋回モータ２２と、パイロット油圧源２４と、旋回操作レバー２６と、旋回パイロット弁２８と、コントロールバルブ３０と、左旋回減圧弁３６Ａと、右旋回減圧弁３６Ｂと、複数のセンサと、コントローラ４０と、警告装置５０と、を備える。

前記油圧ポンプ２０は、図示されない駆動源であるエンジンに連結され、タンク内の作動油を吸入して吐出するように駆動される。

前記旋回モータ２２は、油圧モータからなり、前記旋回体１０に減速機構を介して連結された出力軸を有する。当該旋回モータ２２は、前記油圧ポンプ２０により吐出される作動油の供給を受けることにより、当該作動油の流れ方向に対応した旋回方向に当該作動油の流量に対応した速度で前記旋回体１０を旋回させるように作動する。具体的に、当該旋回モータ２２は、左旋回ポート２２ａ及び右旋回ポート２２ｂを有し、左旋回ポート２２ａに作動油が供給されると右旋回ポート２２ｂから作動油を排出しながら前記旋回体１０を左旋回させるように作動し、逆に右旋回ポート２２ｂに作動油が供給されると左旋回ポート２２ａから作動油を排出しながら前記旋回体１０を右旋回させるように作動する。

前記コントロールバルブ３０は、前記油圧ポンプ２０と前記旋回モータ２２との間に介在し、パイロット圧の供給を受けることにより当該パイロット圧の供給を受けない中立状態から作動して当該油圧ポンプ２０から当該旋回モータ２２に供給される作動油の流れ方向及び流量を変化させる機能と、逆に前記中立状態に復帰するのに従って前記旋回モータ２２に制動を与える機能と、を有する。

具体的に、この実施の形態に係るコントロールバルブ３０は、互いに直列に配置された方向制御バルブ部３２とブレーキバルブ部３４とを有し、これらの方向制御バルブ部３２及びブレーキバルブ部３４に共通のパイロット圧が供給される。

前記方向制御バルブ部３２は、パイロット操作式の３位置方向切換弁からなり、かつ、そのストロークに応じて作動油の流量を変化させる流量調節機能を有する。当該方向制御バルブ部３２は、互いに反対の側に配置された左旋回パイロットポート３２ａ及び３２ｂを有する。

前記方向制御バルブ部３２は、前記左旋回及び右旋回パイロットポート３２ａ，３２ｂのいずれにもパイロット圧が供給されない状態で中立位置３３Ｎに保持され、この中立位置３３Ｎでは前記旋回モータ２２が自由回転をして前記旋回体１０の自由旋回を許容するように作動油が周回するための油路を形成する。つまり、この方向制御バルブ部３２は、中立フリー式の方向制御弁である。

前記方向制御バルブ部３２は、前記左旋回パイロットポート３２ａにパイロット圧が供給されると、当該パイロット圧の大きさに対応したストロークで前記中立位置３３Ｎから左旋回位置３３Ｌに切換えられ、この左旋回位置３３Ｌでは前記ストロークに対応した開口面積をもつ油路であって前記油圧ポンプ２０から前記旋回モータ２２の左旋回ポート２２ａに作動油が供給されるのを許容する油路を形成する。前記方向制御バルブ部３２は、逆に前記右旋回パイロットポート３２ｂにパイロット圧が供給されると、当該パイロット圧の大きさに対応したストロークで前記中立位置３３Ｎから右旋回位置３３Ｒに切換えられ、この右旋回位置３３Ｒでは前記ストロークに対応した開口面積をもつ油路であって前記油圧ポンプ２０から前記旋回モータ２２の右旋回ポート２２ｂに作動油が供給されるのを許容する油路を形成する。

前記ブレーキバルブ部３４は、パイロット操作式の３位置切換弁からなり、かつ、その中立位置３５Ｎから離れるに従って開口面積が増大するように開弁する特性を有する。換言すれば、前記中立位置３５Ｎに復帰するのに従って流路の開口面積を絞って前記旋回モータ２２に制動を与える特性を有する。

具体的に、前記ブレーキバルブ部３４は、互いに反対側に配置された左旋回パイロットポート３４ａ及び右旋回パイロットポート３４ｂを有し、当該左旋回及び右旋回パイロットポート３４ａ，３４ｂには前記方向制御バルブ部３２の左旋回及び右旋回パイロットポート３２ａ，３２ｂにそれぞれ与えられるパイロット圧と同等のパイロット圧が供給される。当該ブレーキバルブ部３４は、前記左旋回及び右旋回パイロットポート３４ａ，３４ｂのいずれにもパイロット圧が供給されない状態で前記中立位置３５Ｎに保持され、この中立位置３５Ｎでは前記方向制御バルブ部３２と前記旋回モータ２２の左旋回及び右旋回ポート２２ａ，２２ｂとをそれぞれ結ぶ油路の開口面積を最小面積まで絞る一方、前記左旋回パイロットポート３４ａまたは右旋回パイロットポート３４ｂにパイロット圧が供給されると当該パイロット圧の大きさに対応したストロークで前記中立位置３５Ｎから左旋回位置３５Ｌまたは右旋回位置３５Ｒに切換えられ、当該ストロークに対応した度合いで前記油路の開口面積を増大させる。

以上のように構成された前記方向制御バルブ部３２及びブレーキバルブ部３４は、互いに直列に配置されることにより、いわゆる中立ブレーキ方式の前記コントロールバルブ３０を構成する。具体的に、左旋回パイロットポート３２ａ，３４ａまたは右旋回パイロットポート３２ｂ，３４ｂにパイロット圧が供給されると、そのパイロット圧に対応した流量で当該作動油が左旋回ポート２２ａまたは右旋回ポート２２ｂに供給されるのを許容する一方、前記パイロット圧が低下するのにつれて中立状態（方向制御バルブ部３２及びブレーキバルブ３４がそれぞれ中立位置３３Ｎ，３５Ｎにある状態）に戻り、当該中立状態への復帰につれて前記旋回モータ２２に制動を与える特性を実現する。

なお、前記ブレーキバルブ部３４と前記旋回モータ２２の左右旋回ポート２２ａ，２２ｂとの間の管路は図示されないリリーフ弁を介してタンクに接続されている。当該リリーフ弁は前記両バルブ部３２，３４がそれぞれ中立位置３３Ｎ，３５Ｎに復帰するのに従って前記旋回モータ２２から排出される作動油の圧力がリリーフ設定圧まで上昇した時点で開弁し、これにより、当該作動油の圧力の上限値を当該リリーフ設定圧すなわちブレーキ圧に規定する。

本発明に係るコントロールバルブはその中立状態への復帰に伴ってブレーキ作用を発揮するものであればよく、その構成は必ずしも図２に示されるコントロールバルブ３０の構成に限定されない。例えば、図２に示される方向制御バルブ部３２及びブレーキバルブ部３４にそれぞれ個別にパイロット圧が与えられるものでもよい。あるいは、両バルブ部３２，３４に代えて中立位置で前記旋回モータ２２を前記油圧ポンプ２０及びタンクからブロックする中立ブロック式の方向制御弁が採用されてもよい。

前記パイロット油圧源２４は、前記コントロールバルブ３０に前記パイロット圧を与えるための油圧を生成する。当該パイロット油圧源２４は、例えば、前記エンジンに連結されて作動油を吐出するように駆動されるパイロットポンプである。

前記旋回操作レバー２６及び前記旋回パイロット弁２８はともに前記キャブ１２内に配置されていわゆる旋回リモコン弁を構成する。当該旋回リモコン弁はオペレータによる旋回指令操作を受けて当該旋回指令操作に対応したパイロット圧が前記コントロールバルブ３０に供給されるのを許容する機能を有する。

前記旋回操作レバー２６は、前記旋回指令操作を受ける旋回操作部材である。当該旋回操作レバー２６は、前記旋回指令操作を受けることにより所定の軸回りに回動することが可能となるように前記旋回パイロット弁２８に連結される。前記旋回指令操作は、前記旋回モータ２２を左旋回方向に作動させるための左旋回指令操作と、前記旋回モータ２２を右旋回方向に作動させるための右旋回指令操作と、を含む。この実施の形態において、前記左旋回指令操作は前記旋回操作レバー２６をその中立位置から左方向に傾倒させる操作であり、前記右旋回指令操作は前記旋回操作レバー２６をその中立位置から右方向に傾倒させる操作である。しかし、本発明に係る旋回指令操作はこれに限定されない。当該旋回指令操作は、例えば、旋回操作部材をスライド移動させる操作や、旋回操作部材を押圧する操作であってもよい。

前記旋回パイロット弁２８は、前記パイロット油圧源２４と前記コントロールバルブ３０の各パイロットポートとの間に介在し、当該パイロット油圧源２４から当該コントロールバルブ３０に与えられる前記パイロット圧を前記旋回操作レバー２６に与えられる前記旋回指令操作に対応した操作パイロット圧に制御するパイロット圧制御部を構成する。具体的に、前記旋回パイロット弁２８は、前記旋回操作レバー２６に左旋回指令操作が与えられると、その左旋回指令操作の大きさに対応した開度で開弁し、これにより、前記パイロット油圧源２４から前記コントロールバルブ３０の左旋回パイロットポート３２ａ，３４ａのそれぞれにパイロット圧が供給されるのを許容するとともに、当該旋回パイロット弁２８の二次側の圧力（パイロット弁二次圧）を前記左旋回指令操作の大きさに対応した操作パイロット圧にする。逆に、前記旋回パイロット弁２８は、前記旋回操作レバー２６に右旋回指令操作が与えられると、その右旋回指令操作の大きさに対応した開度で開弁し、これにより、前記パイロット油圧源２４から前記コントロールバルブ３０の右旋回パイロットポート３２ｂ，３４ｂのそれぞれにパイロット圧が供給されるのを許容するとともに、当該旋回パイロット弁２８の二次側の圧力（パイロット弁二次圧）を前記右旋回指令操作の大きさに対応した操作パイロット圧にする。

前記左旋回減圧弁３６Ａは、前記旋回パイロット弁２８と前記コントロールバルブ３０の左旋回パイロットポート３２ａ，３４ａとの間に介在して当該旋回パイロット弁２８から当該左旋回パイロットポート３２ａ，３４ａに供給されるパイロット圧の上限を制限する機能を有する。同様に、前記右旋回減圧弁３６Ｂは、前記旋回パイロット弁２８と前記コントロールバルブ３０の右旋回パイロットポート３２ｂ，３４ｂとの間に介在して当該旋回パイロット弁２８から当該右旋回パイロットポート３２ｂ，３４ｂに供給されるパイロット圧の上限を制限する機能を有する。

具体的に、前記左旋回及び右旋回減圧弁３６Ａ，３６Ｂのそれぞれは、制限パイロット圧を指定するための制限パイロット圧指令信号の入力を受けることが可能な電磁式の減圧弁により構成される。当該左旋回及び右旋回減圧弁３６Ａ，３６Ｂのそれぞれは、前記旋回パイロット弁２８の開弁によりその二次側に生成される前記パイロット弁二次圧が前記制限パイロット圧指令信号に対応した前記制限パイロット圧以下の場合には当該パイロット弁二次圧がそのまま前記コントロールバルブ３０に入力されるのを許容する一方、前記パイロット弁二次圧が前記制限パイロット圧を超える場合には前記コントロールバルブ３０に入力されるパイロット圧を前記制限パイロット圧に制限する特性を有する。

前記複数のセンサは、この実施の形態では、旋回角度センサ２３と、左旋回パイロット弁二次圧センサ３７Ａと、右旋回パイロット弁二次圧センサ３７Ｂと、を含む。前記旋回角度センサ２３は、前記走行体２に対する前記旋回体１０の相対的な旋回方向の角度である旋回角度を検出し、当該旋回角度に対応する電気信号である旋回角度検出信号を生成して前記コントローラ４０に入力する。前記左旋回パイロット弁二次圧センサ３７Ａは、前記旋回操作レバー２６に前記左旋回指令操作が与えられたときに前記旋回パイロット弁２８の二次側（換言すれば左旋回減圧弁３６Ａの一次側）に生成される圧力である左旋回パイロット弁二次圧を検出し、これに対応する電気信号である左旋回パイロット弁二次圧検出信号生成して前記コントローラ４０に入力する。同様に、前記右旋回パイロット弁二次圧センサ３７Ｂは、前記旋回操作レバー２６に前記右旋回指令操作が与えられたときに前記旋回パイロット弁２８の二次側（換言すれば右旋回減圧弁３６Ｂの一次側）に生成される圧力である右旋回パイロット弁二次圧を検出し、これに対応する電気信号である右旋回パイロット弁二次圧検出信号生成して前記コントローラ４０に入力する。

前記警告装置５０は、前記キャブ１２内に配置され、前記コントローラ４０から警告指令の入力を受けたときに前記旋回操作レバー２６を操作するオペレータに対して所定の警告動作を行うように作動する。当該警告動作は、例えば、警告ランプの点灯やブザーによる警告音の生成である。

前記コントローラ４０は、例えばマイクロコンピュータからなる。当該コントローラ４０は、前記複数のセンサと、前記左旋回及び右旋回減圧弁３６Ａ，３６Ｂと、前記警告装置５０と、に電気的に接続され、当該複数のセンサから入力される検出信号に基づいて前記各減圧弁３６Ａ，３６Ｂ及び警告装置５０の動作を制御する機能を有する。具体的に、当該コントローラ４０は、当該制御に関連する機能として、図３に示すような旋回制動領域設定部４２と、制限パイロット圧指令部４４と、警告指令部４６と、を有する。

前記旋回制動領域設定部４２は、作業制限領域が設定されている場合に当該作業制限領域に基づいて旋回制動領域を設定する。前記作業制限領域は、旋回体１０と障害物との干渉の防止や、作業員の安全な作業を確保するために設定される領域であり、例えば、オペレータが適当な入力装置を用いて入力を行うことにより設定される。前記旋回制動領域は、前記作業制限領域への前記旋回体１０の進入を阻止するために前記旋回体１０の旋回方向について当該作業制限領域の手前側に設定される領域、換言すれば、前記旋回体１０を前記作業制限領域の手前で安全に（つまり無理のない減速度で）停止させるために前記旋回体１０の制動が行われるべき領域である。

図４は、前記作業制限領域及びこれを基準に設定される旋回制動領域の一例を示す。これらの領域の境界は、旋回体１０の旋回中心Ｏｓを通る旋回半径方向の直線によって特定される。図４では、前記作業制限領域の境界を特定する直線Ｌ１と、当該直線Ｌ１よりも旋回方向上流側に位置する直線Ｌ２と、で挟まれる領域が旋回制動領域である。換言すれば、当該直線Ｌ１，Ｌ２により形成される角度ＡＬが前記旋回体１０の安全な制動及び停止のために必要な制動必要旋回角度である。前記旋回制動領域設定部４２は、安全を見越して前記旋回制動領域及び制動必要旋回角度ＡＬを大きめに設定してもよいし、前記旋回体１０の現在の旋回速度や慣性モーメント、ブームの構成または姿勢に基づいて前記旋回制動領域及び制動必要旋回角度ＡＬを算定してもよい。

前記制限パイロット圧指令部４４は、前記旋回体１０が前記旋回制動領域内にあるときに前記制限パイロット圧を特定して当該制限パイロット圧に対応する前記制限パイロット圧指令信号を前記左旋回減圧弁３６Ａまたは右旋回減圧弁３６Ｂに入力する。前記制限パイロット圧は、前記旋回制動領域において前記旋回体１０の旋回を適正な減速度で制動させるために規定されるべき前記パイロット圧の上限値である。この制限パイロット圧を指定する制限パイロット圧指令信号が前記左旋回及び右旋回減圧弁３６Ａ，３６Ｂのいずれか一方に入力されると、その減圧弁は、当該減圧弁の一次側の操作パイロット圧が前記制限パイロット圧よりも大きい場合に当該減圧弁の二次圧すなわち前記コントロールバルブ３０に与えられるパイロット圧を前記制限パイロット圧に制限する。従って、前記制限パイロット圧指令部４４及び前記左旋回及び右旋回減圧弁３６Ａ，３６Ｂは、前記旋回体１０が前記旋回制動領域にある状態で前記左旋回パイロット弁二次圧または前記右旋回パイロット弁二次圧である操作パイロット圧が前記制限パイロット圧よりも大きい場合に前記旋回指令操作にかかわらず前記コントロールバルブ３０に与えられる前記パイロット圧を前記制限パイロット圧に制限するパイロット圧制限部を構成する。

この実施の形態において、前記制限パイロット圧指令部４４は、図４に示すような残り旋回角度ＡＮ、すなわち、現在の旋回体１０の旋回方向の位置から前記作業制限領域の境界（図４では直線Ｌ１）に至るまでの角度、をリアルタイムで算定する。そして、当該残り角度ＡＮが前記制動必要旋回角度ＡＬ以下となった時点から前記制限パイロット圧の特定及び前記左旋回減圧弁３６Ａまたは右旋回減圧弁３６Ｂへの制限パイロット圧指令信号の入力を開始する。

前記警告指令部４６は、予め設定された制限判定条件を格納し、当該制限判定条件が満たされた時点で前記警告装置５０に前記警告指令を入力して前記警告動作を開始させる。前記制限判定条件は、前記コントロールバルブ３０に入力される前記パイロット圧が前記パイロット圧制限部によって制限されていること、具体的には前記左旋回減圧弁３６Ａまたは前記右旋回減圧弁３６Ｂが前記制限パイロット圧指令信号の入力を受けかつその一次側のパイロット弁二次圧を減圧していること、を判定するための条件である。

この実施の形態では、前記制限判定条件として、前記パイロット弁二次圧センサ３７Ａ，３７Ｂのうち実際の旋回方向に対応するセンサが検出するパイロット弁二次圧ＰＳが前記制限パイロット圧指令部４４により特定される前記制限パイロット圧ＰＬよりも大きいこと、つまり両圧力の差が０よりも大きいこと（ＰＳ−ＰＬ＞０）、が設定されている。

従って、前記警告指令部４６は、前記左旋回及び右旋回パイロット弁二次圧センサ３７Ａ，３７Ｂとともに、前記警告装置５０の警告動作を制御する警告制御部を構成する。

次に、前記コントローラ４０が具体的に行う演算制御動作を図５のフローチャートを参照しながら説明する。

前記作業制限領域が設定されていない場合（ステップＳ１でＮＯ）、当該コントローラ４０の旋回制動領域設定部４２は旋回制動領域の設定を行わず、制限パイロット圧指令部４４は現在の旋回体１０の旋回角度にかかわらず左旋回及び右旋回減圧弁３６Ａ，３６Ｂへの制限パイロット圧指令信号の入力を常時停止する（ステップＳ２）。従って、コントロールバルブ３０には、常に、前記旋回操作レバー２６に与えられる旋回指令操作に対応した操作パイロット圧が入力され、これにより、当該旋回指令操作に対応した旋回体１０の旋回駆動が実行される（通常制御）。例えば、前記旋回操作レバー２６に左旋回指令操作が与えられた場合、旋回パイロット弁２８はその左旋回指令操作の大きさに対応した度合いで開弁して左旋回パイロット弁二次圧を発生させ、当該左旋回パイロット弁二次圧がそのまま操作パイロット圧として前記コントロールバルブ３０の左旋回パイロットポート３２ａ，３４ａに入力される。これにより、当該コントロールバルブ３０は、前記操作パイロット圧の大きさに対応した流量で作動油が油圧ポンプ２０から旋回モータ２２の左旋回ポート２２ａに供給されることを許容するように開動作し、当該旋回モータ２２は当該流量に対応した速度で旋回体１０を旋回させる。

このとき、前記コントローラ４０の警告指令部４６は、警告装置５０への警告指令の入力を停止した状態を保つ（ステップＳ３）。つまり、警告装置５０に警告動作は行わせない。

一方、前記作業制限領域が例えばオペレータの入力操作によって設定された場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、前記コントローラ４０の旋回制動領域設定部４２は、当該作業制限領域に基づいて旋回制動領域及びこれに対応する制動必要旋回角度ＡＬを設定する（ステップＳ４）。一方、制限パイロット圧指令部４４は旋回角度センサ２３から入力される旋回角度検出信号を取り込んで（ステップＳ５）、当該旋回角度検出信号に基づき作業制限領域までの残り旋回角度ＡＮを演算する（ステップＳ６）。

前記制限パイロット圧指令部４４は、前記残り旋回角度ＡＮが前記制動必要旋回角度ＡＬよりも大きいとき（ステップＳ７でＮＯ）、つまり、旋回体１０が旋回制動領域に未だ進入していない間は、制限パイロット圧指令信号の生成は行わないが（ステップＳ２）、前記残り旋回角度ＡＮが前記制動必要旋回角度ＡＬ以下となった時点（ステップＳ７でＹＥＳ）すなわち旋回体１０が旋回制動領域に進入した時点から、当該旋回制動領域内で旋回体１０を制動させるための制限パイロット圧ＰＬを特定し（ステップＳ８）、これに対応する制限パイロット圧指令信号を左旋回減圧弁３６Ａ及び右旋回減圧弁３６Ｂのうち現在の旋回方向に対応する減圧弁（以下「対応減圧弁」と称する。）に入力する（ステップＳ９）。

前記対応減圧弁は、当該対応減圧弁に入力される前記操作パイロット圧（つまりパイロット弁二次圧であって減圧弁一次圧）ＰＳが前記制限パイロット圧ＰＬ以下のときは当該操作パイロット圧がそのままコントロールバルブ３０に入力されることを許容する。しかし、前記操作パイロット圧が前記制限パイロット圧を上回るとき、前記対応減圧弁はその二次圧である減圧弁二次圧を前記操作パイロット圧から前記制限パイロット圧まで減圧するように作動する。つまり、コントロールバルブ３０に入力されるパイロット圧を前記制限パイロット圧に制限する。これにより、旋回操作レバー２６に実際に与えられる旋回指令操作の大きさにかかわらず、作業制限領域内への旋回体１０の進入を阻止するための旋回制動制御が実現される。

一方、前記コントローラ４０の警告指令部４６は、現在の旋回駆動状態が制限判定条件を満たしているか否か、つまり、前記左旋回及び右旋回パイロット弁二次圧センサ３７Ａ，３７Ｂが検出する二次圧のうちの前記対応減圧弁の一次圧に相当するパイロット弁二次圧（操作パイロット圧）ＰＳが前記制限パイロット圧ＰＬよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１０）。当該制限判定条件が満たされた時点で（ステップＳ１０でＹＥＳ）、当該警告指令部４６は、警告装置５０に警告指令を入力して警告動作を開始させる（ステップＳ１１）。この警告により、オペレータは自らが旋回操作レバー２６に与えている旋回指令操作よりも実際の旋回体１０の速度が制限されていることを確実に認知することができる。ここで、前記制限判定条件は、左旋回及び右旋回パイロット弁二次圧センサ３７Ａ，３７Ｂの一方により実際に検出されるパイロット弁二次圧センサに基づくものであるので、対応減圧弁の作動誤差にかかわらず、実際にパイロット圧が制限されているか否かを的確に判定することを可能にする。

これに対し、前記警告指令部４６は、旋回体１０が既に前記旋回制動領域に進入していても、前記制限判定条件が満たされるまでは前記警告装置５０への警告指令の入力を保留する（ステップＳ１０でＮＯ、ステップＳ３）。具体的には、前記制限パイロット圧指令信号が前記対応減圧弁に入力されていても、当該対応減圧弁の一次圧すなわちパイロット弁二次圧である操作パイロット圧ＰＳが制限パイロット圧ＰＬ以下であって実質上パイロット圧の制限がされていない場合、警告指令部４６は警告装置５０に警告動作を行わせない。このことは、オペレータが旋回操作レバー２６に与えている旋回指令操作が十分に小さいにもかかわらず警告が行われるのを防ぎ、当該警告が過剰な頻度で実行されることによりオペレータの反応が鈍くなることを有効に抑止する。

また、この実施の形態では、前記警告動作を受けたオペレータが旋回操作レバー２６を中立位置に近づける操作を行った場合にその操作によって前記操作パイロット圧ＰＳが制限パイロット圧ＰＬ以下まで下がった時点で警告動作が停止される（ステップＳ１０でＮＯ、ステップＳ１１）。このことは、オペレータが制動の必要性を十分に認識しているにもかかわらず警告動作が続行されてオペレータに違和感を与えることを防ぐ。

図６は、前記コントローラ４０の制御下での残り旋回角度ＡＮと各圧力との関係の一例を示したものである。図において、実線６１は操作パイロット圧に相当するパイロット弁二次圧ＰＳ、破線６２は制限パイロット圧ＰＬ、一点鎖線６３は対応減圧弁の二次圧すなわち実際にコントロールバルブ３０に入力されるパイロット圧、をそれぞれ示す。実線６１に示す操作パイロット圧（パイロット弁二次圧ＰＳ）が期間ＰＤ１では破線６２に示す制限パイロット圧ＰＬに制限されることで、実際には一点鎖線６３に示すパイロット圧がコントロールバルブ３０に入力される。なお、前記旋回制動領域以外の領域では制限パイロット圧は特定されないが、図６では便宜上、当該領域における破線６２は前記制限パイロット圧の最大値を示している。

前記破線６２に示されるように、前記旋回体１０が旋回制動領域内に進入すると残り旋回角度ＡＮの減少につれて（つまり図６の左側に移行するにつれて）制限パイロット圧ＰＬが減少し、当該制限パイロット圧ＰＬを操作パイロット圧すなわちパイロット弁二次圧ＰＳ（実線６１）が上回った時点（図６では残り旋回角度ＡＮ１）からパイロット圧の実質上の制限が開始される。また、これと同期して、左旋回パイロット弁二次圧センサ３７Ａまたは右旋回パイロット弁二次圧センサ３７Ｂにより検出されるパイロット弁二次圧（操作パイロット圧の検出値）ＰＳが前記制限パイロット圧ＰＬを上回った時点で警告装置５０による警告動作が開始される。

その後、前記警告を受けたオペレータが例えば旋回操作レバー２６を中立位置に戻すことにより操作パイロット圧すなわちパイロット弁二次圧ＰＳが急減して前記制限パイロット圧ＰＬ以下となった時点、つまり、ＰＳ＞ＰＬという制限判定条件が満たされなくなった時点、で前記警告動作が停止される。従って、実際に警告動作が行われるのは実質的にパイロット圧が制限されている期間（図６では期間ＰＤ１）のみとなる。

前記制限判定条件は、パイロット弁二次圧ＰＳが制限パイロット圧ＰＬを上回ること、つまり、両者の差が０よりも大きいこと（ＰＳ＞ＰＬ）に限定されない。例えば、当該制限判定条件は、両者の差が０に近い所定の値δよりも大きいこと（ＰＳ−ＰＬ＞δ）、換言すれば、パイロット弁二次圧ＰＳが制限パイロット圧ＰＬに前記値δを加えた値を上回ること（ＰＳ＞ＰＬ＋δ）であってもよい。

前記値δは、負の値及び正の値のいずれであってもよい。当該値δが負の値である場合、ＰＬ＋δは例えば図６において点線６４で示されるように制限パイロット圧ＰＬよりも低い値となり、よって警告動作は残り旋回角度が前記角度ＡＮ１よりも大きい角度ＡＮ２に達した時点、つまり前記角度ＡＮ１に達するよりも前の時点、で早めに開始される。このことは、実際にパイロット圧の制限が開始される時点よりも僅かに早いタイミングでオペレータに予報的な警告を行うことを可能にする。逆に、前記値δが正の値である場合、警告動作は残り旋回角度ＡＮが前記角度ＡＮ１よりも小さい角度に達するまで行われない。このことは、減圧弁等の作動誤差も見越して確実にパイロット圧の制限が行われている時点から警告動作を開始することを可能にする。

前記警告動作を終了するタイミングも適宜設定可能である。例えば、前記警告動作の頻繁なオンオフを避けるために、警告動作を開始するための条件（制限判定条件）と警告動作を終了するための条件との間にヒステリシスが与えられてもよい。この場合も、実質上、制限判定条件が満たされなくなった時点で警告動作を終了することにより、警告が行われる期間を有効に制限することができる。逆に、旋回操作レバー２６が中立位置に戻されるまで警告動作が継続されてもよい。この場合、図６において実際に警告が行われる期間は前記期間ＰＤ１よりも長い期間ＰＤ２となる。

本発明の第２の実施の形態を、図７及び図８を参照しながら説明する。

この実施の形態に係る装置は、第１の実施の形態に係る左旋回パイロット弁二次圧センサ３７Ａ及び右旋回パイロット弁二次圧センサ３７Ｂに代えて、左旋回減圧弁二次圧センサ３８Ａ及び右旋回減圧弁二次圧センサ３８Ｂを具備する。前記左旋回減圧弁二次圧センサ３８Ａは、左旋回減圧弁３６Ａの二次圧すなわち実際にコントロールバルブ３０の左旋回パイロットポート３２ａ，３４ａに入力されるパイロット圧を検出してこれに対応する検出信号をコントローラ４０に入力する。同様に、前記右旋回減圧弁二次圧センサ３８Ｂは、右旋回減圧弁３６Ｂの二次圧すなわち実際にコントロールバルブ３０の右旋回パイロットポート３２ｂ，３４ｂに入力されるパイロット圧を検出してこれに対応する検出信号をコントローラ４０に入力する。

前記コントローラ４０は、第１の実施の形態と同様に旋回制動領域設定部４２、制限パイロット圧指令部４４及び警告指令部４６を有するが、当該警告指令部４６は、前記制限判定条件として、前記制限パイロット圧指令部４４が特定する前記制限パイロット圧ＰＬと前記左旋回及び右旋回減圧弁二次圧センサ３８Ａ，３８Ｂが検出する減圧弁二次圧のうちの対応減圧弁の二次圧（つまり実際にコントロールバルブ３０に入力されるパイロット圧）ＰＣのとの差が所定の値δ以上である（ＰＬ−ＰＣ＞δ）という条件を格納し、当該条件が満たされた時点で警告装置５０に警告指令を入力して前記警告動作を開始させる。この態様においても、前記値δは０（つまり制限判定条件がＰＬ＞ＰＣ）であってもよいし、０に近い負の値あるいは正の値であってもよい。

この第２の実施の形態では、前記警告指令部４６は、前記左旋回及び右旋回減圧弁二次圧センサ３８Ａ，３８Ｂとともに、前記警告装置５０の警告動作を制御する警告制御部を構成する。前記のような制限判定条件を格納する前記警告指令部４６は、前記制限パイロット圧ＰＬと実際に検出される減圧弁二次圧ＰＣとの大小関係に基づいて、実際に減圧弁によってコントロールバルブ３０のパイロット圧が制限されているか否かの判定を行うことが可能である。

本発明の第３の実施の形態を、図９及び図１０を参照しながら説明する。

この実施の形態に係る装置は、前記第１の実施の形態に係る左旋回パイロット弁二次圧センサ３７Ａ及び右旋回パイロット弁二次圧センサ３７Ｂと、前記第２の実施の形態に係る左旋回減圧弁二次圧センサ３８Ａ及び右旋回減圧弁二次圧センサ３８Ｂと、の双方を具備する。一方、コントローラ４０は、第１及び第２の実施の形態と同様に旋回制動領域設定部４２、制限パイロット圧指令部４４及び警告指令部４６を有するが、当該警告指令部４６は、前記制限判定条件として、前記左旋回及び右旋回パイロット弁二次圧センサ３７Ａ，３７Ｂが検出するパイロット弁二次圧のうち対応減圧弁の一次圧に相当するパイロット弁二次圧すなわち操作パイロット圧ＰＳと、前記左旋回及び右旋回減圧弁二次圧センサ３８Ａ，３８Ｂが検出する減圧弁二次圧のうちの対応減圧弁の二次圧ＰＣと、の差が所定の値δ以上である（ＰＳ−ＰＣ＞δ）という条件を格納し、当該条件が満たされた時点で警告装置５０に警告指令を入力して前記警告動作を開始させる。この態様においても、前記値δは０（つまり制限判定条件がＰＳ＞ＰＣ）であってもよいし、０に近い負の値あるいは正の値であってもよい。

この第３の実施の形態では、前記警告指令部４６は、前記左旋回及び右旋回パイロット弁二次圧センサ３７Ａ，３７Ｂ及び前記左旋回及び右旋回減圧弁二次圧センサ３８Ａ，３８Ｂとともに、前記警告装置５０の警告動作を制御する警告制御部を構成する。前記のような制限判定条件を格納する前記警告指令部４６は、実際に検出される２つの圧力ＰＳ，ＰＣ、つまり実際の対応減圧弁の前後差圧、に基づいて、当該減圧弁によって実際にパイロット圧が制限されているか否かの適正な判定を行うことができる。

本発明の第４の実施の形態を図１１〜図１３を参照しながら説明する。

前記第１〜第３の実施の形態に係るパイロット圧制御部は、旋回操作部材である旋回操作レバー２６と機械的に連動してパイロット圧を操作する旋回パイロット弁２８により構成されるのに対し、第４の実施の形態に係るパイロット圧制御部は、前記旋回操作レバー２６に与えられる旋回指令操作を電気信号である旋回指令信号に変換して操作パイロット圧の電気的な制御を行うように、構成されている。

具体的に、この第４の実施の形態に係る旋回駆動装置は、前記第１の実施の形態に係る装置と次の点において、相違し、それ以外の点で一致するものである。

（ａ）第４の実施の形態に係る装置は、前記第１の実施の形態に係る旋回パイロット弁２８に代え、指令信号出力装置６８を具備する。当該指令信号出力装置６８は、前記旋回操作レバー２６と連結されて当該旋回操作レバー２６とともに電気レバー装置を構成する。当該指令信号出力装置６８は、当該旋回操作レバー２６に与えられる前記旋回指令操作に対応した操作パイロット圧ＰＳについての電気信号である旋回指令信号を生成してこれを出力する。当該指令信号出力装置６８は、例えば前記旋回操作レバー２６の傾倒角度に対応した電気信号を出力するポテンショメータを内蔵し、当該電気信号を前記旋回指令信号として出力する。

（ｂ）第４の実施の形態に係る装置は、第１の実施の形態に係る左旋回減圧弁３６Ａ及び右旋回減圧弁３６Ｂに代えて左旋回減圧弁６６Ａ及び右旋回減圧弁６６Ｂを備える。ただし、左旋回減圧弁６６Ａ及び右旋回減圧弁６６Ｂは、その目的が前記左旋回減圧弁３６Ａ及び右旋回減圧弁３６Ｂと相違するのみであり、当該左旋回減圧弁３６Ａ及び右旋回減圧弁３６Ｂと同等の機能及び構成を有する。すなわち、左旋回減圧弁６６Ａ及び右旋回減圧弁６６Ｂはいずれもパイロット圧指令信号の入力を受けることが可能な電磁式の減圧弁であり、当該左旋回減圧弁６６Ａ及び右旋回減圧弁６６Ｂの二次圧ＰＣ、つまりコントロールバルブ３０に入力されるパイロット圧、を前記パイロット圧指令信号により指定されるパイロット圧まで減圧するように開弁する。

（ｃ）第４の実施の形態に係る装置は、第１の実施の形態に係るコントローラ４０に代えてコントローラ７０を備える。当該コントローラ７０は、図１２に示すようなパイロット圧指令部７１、旋回制動領域設定部７２、パイロット圧制限指令部７４及び警告指令部７６を有する。

前記パイロット圧指令部７１は、前記指令信号出力装置６８からの前記旋回指令信号の入力を受けて前記操作パイロット圧ＰＳに対応するパイロット圧指令信号を生成しかつこれを前記左旋回減圧弁６６Ａ及び右旋回減圧弁６６Ｂのうち旋回方向に対応する減圧弁である対応減圧弁に入力する。従って、当該パイロット圧指令部７１は、前記左旋回及び右旋回減圧弁６６Ａとともに、コントロールバルブ３０に入力されるパイロット圧を前記旋回指令操作に対応した操作パイロット圧に制御するパイロット圧制御部を構成する。

前記旋回制動領域設定部７２は、第１の実施の形態に係る旋回制動領域設定部４２と同じく、作業制限領域が設定されている場合に当該作業制限領域に基づいて旋回制動領域を設定する。

前記パイロット圧制限指令部７４は、旋回体１０が前記旋回制動領域内にあるときに、当該旋回体１０を制動させるための制限パイロット圧ＰＬを特定するとともに前記パイロット圧指令部７２にパイロット圧制限指令を入力する。ここにおいて、前記パイロット圧指令部７２は、前記パイロット圧制限指令の入力を受けかつ前記操作パイロット圧ＰＳが前記制限パイロット圧ＰＬよりも高い場合に当該操作パイロット圧ＰＳに代えて当該制限パイロット圧ＰＬに対応したパイロット圧指令信号を生成してこれを前記対応減圧弁に入力するように構成されている。従って、この第４の実施の形態では前記減圧弁二次圧ＰＣが前記操作パイロット圧ＰＳ及び前記制限パイロット圧ＰＬのうち低い方の圧力まで減圧される。

前記警告指令部７６は、制限判定条件として、前記パイロット圧指令部７１により演算される操作パイロット圧ＰＳが前記パイロット圧制限指令部７４により特定される制限パイロット圧ＰＬよりも大きいという条件、換言すれば、両者の差が０よりも大きいという条件（ＰＳ−ＰＬ＞０）を格納する。第１の実施の形態と同様に、前記差が所定の値δ（当該値δは０若しくは０以外の正または負の値）という条件であってもよい。当該警告指令部７６は、第１の実施の形態に係る警告指令部４６と同様に前記制限判定条件が満たされた時点で警告装置５０に警告指令を入力して警告動作を開始させる。

以上の構成は、前記コントロールバルブ３０に入力されるパイロット圧の電気的制御を行いながら当該パイロット圧の適正な制限を行うことを可能にする。具体的に、前記コントローラ７０が行う演算制御動作を、図１３のフローチャートを参照しながら説明する。図１３に示されるフローチャートにおけるステップＳ１，Ｓ３〜Ｓ８，Ｓ１０〜Ｓ１２は図５に示されるフローチャートのそれと同等である。図１３に示されるフローチャートは、図５に示されるフローチャートのステップＳ２，Ｓ９のそれぞれに代えてステップＳ１２，Ｓ１９を含む。

この第４の実施の形態では、作業制限領域の設定の有無にかかわらずコントローラ７０のパイロット圧指令部７１は指令信号出力装置６８から入力される旋回指令信号に対応したパイロット圧、すなわち旋回操作レバー２６に与えられる旋回指令操作に対応する操作パイロット圧ＰＳ、を演算する（ステップＳ０）。そして、作業制限領域が設定されていない場合（ステップＳ１でＮＯ）、当該パイロット圧指令部７１は当該操作パイロット圧ＰＳに対応するパイロット圧指令信号をそのまま対応減圧弁に入力する（ステップＳ１２）。当該パイロット圧指令信号の入力を受けた対応減圧弁は、その二次圧であってコントロールバルブ３０に入力される減圧弁二次圧ＰＣを前記操作パイロット圧ＰＳに合致させるように開弁する。これにより、コントロールバルブ３０は前記旋回指令操作に対応した方向及び流量で旋回モータ２２に作動油が供給されることを許容するように開弁し、当該旋回モータは当該方向に対応した旋回方向に当該流量に対応した速度で旋回体１０を旋回させる。

一方、警告指令部７６は、警告装置５０への警告信号の入力を停止した状態を保つ（ステップＳ３）。

前記作業制限領域が設定されている場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、コントローラ７０は第１の実施の形態に係るコントローラ４０と同様に旋回制動領域及び制動必要旋回角度ＡＬの設定と、旋回角度の取込みと、残り旋回角度ＡＮの演算と、を行う（ステップＳ４〜Ｓ６）。そして、当該残り旋回角度ＡＮが当該制動必要旋回角度ＡＬよりも大きい間つまり旋回体１０が前記旋回制動領域に進入するまでの間は（ステップＳ７でＮＯ）、作業制限領域が設定されていない場合と同様、パイロット圧指令部７１は操作パイロット圧ＰＳに対応するパイロット圧指令信号を対応減圧弁に入力し（ステップＳ１２）、警告指令部７６は警告指令入力の停止を保つ（ステップＳ３）。

前記残り旋回角度ＡＮが前記制動必要旋回角度ＡＬ以下になると、パイロット圧制限指令部７４は前記旋回体１０を制動させるための制限パイロット圧ＰＬを特定して前記パイロット圧指令部７１にパイロット圧制限指令を入力する（ステップＳ８）。当該パイロット圧制限指令の入力を受けたパイロット圧指令部７１は、前記操作パイロット圧ＰＳと前記制限パイロット圧ＰＬとの対比に基づくパイロット圧指令信号の生成及び対応減圧弁への入力を行う（ステップＳ１０，Ｓ１９，Ｓ１２）。

具体的に、前記操作パイロット圧ＰＳが前記制限パイロット圧ＰＬを上回る場合（ステップＳ１０でＹＥＳ）、前記パイロット圧指令部７１は、前記操作パイロット圧ＰＳに代えて当該制限パイロット圧ＰＬに対応するパイロット圧指令信号を対応減圧弁に入力する（ステップＳ１９）。当該入力を受けた対応減圧弁は、その二次圧すなわちコントロールバルブ３０に実際のパイロット圧として入力される減圧弁二次圧ＰＣを前記制限パイロット圧ＰＬまで減圧し、これにより、旋回モータ２２の制動を行わせる。また、警告指令部７６は、ＰＳ＞ＰＬという制限判定条件が満たされていると判断して警告装置５０に警告指令を入力し（ステップＳ１１）、警告動作を開始させる。

一方、前記操作パイロット圧ＰＳが前記制限パイロット圧ＰＬ以下である場合（ステップＳ１０でＮＯ）、前記パイロット圧指令部７１は、当該操作パイロット圧ＰＳに対応するパイロット圧指令信号を対応減圧弁に入力する（ステップＳ１２）。このとき、警告指令部７６は、旋回体１０が旋回制動領域に入っていてもＰＳ＞ＰＬという制限判定条件が満たされていないので、警告装置５０への警告指令の入力は行わない（ステップＳ３）。また、警告装置５０の警告動作が一旦開始された後に前記操作パイロット圧ＰＳが前記制限パイロット圧ＰＬ以下の圧力まで降下した時点で、警告指令部７６はその時点で警告装置５０への警告指令の入力を停止して警告動作を停止させる（ステップＳ１０でＮＯ，ステップＳ３）。

従って、この第４の実施の形態では、コントロールバルブ３０に与えられるパイロット圧の電気的な制御を行いながら、第１〜第３の実施の形態と同様に、前記パイロット圧の制限が実際に開始された時点から適正な警告の開始を行うことが可能である。

１油圧クレーン（旋回式作業機械）
１０旋回体
１１旋回フレーム
２０油圧ポンプ
２２旋回モータ
２３旋回角度センサ
２４パイロット油圧源
２６旋回操作レバー（旋回操作部材）
２８旋回パイロット弁
３０コントロールバルブ
３６Ａ左旋回減圧弁
３６Ｂ右旋回減圧弁
３７Ａ左旋回パイロット弁二次圧センサ
３７Ｂ右旋回パイロット弁二次圧センサ
３８Ａ左旋回減圧弁二次圧センサ
３８Ｂ右旋回パイロット弁二次圧センサ
４０コントローラ
４２旋回制動領域設定部
４４制限パイロット圧指令部
４６警告指令部
５０警告装置
６６Ａ左旋回減圧弁
６６Ｂ右旋回減圧弁
６８指令信号出力装置
７０コントローラ
７１パイロット圧指令部
７２旋回制動領域設定部
７４パイロット圧制限指令部
７６警告指令部

Claims

旋回式作業機械における旋回体を油圧により旋回方向に駆動するための旋回駆動装置であって、
作動油を吐出するように作動する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプからの作動油の供給を受けて前記旋回体を旋回させるように作動する油圧モータからなる旋回モータと、
前記油圧ポンプと前記旋回モータとの間に介在し、パイロット圧の供給を受けることにより当該油圧ポンプから当該旋回モータに供給される作動油の流れ方向及び流量を変化させるように作動し、前記パイロット圧の供給を受けない中立状態に復帰するのに従って前記旋回モータに制動を与える機能を有する中立ブレーキ式のコントロールバルブと、
前記旋回モータを作動させるための旋回指令操作を受ける旋回操作部材と、
前記コントロールバルブに前記パイロット圧を与えるための油圧を生成するパイロット油圧源と、
前記パイロット油圧源から前記コントロールバルブに与えられる前記パイロット圧を前記旋回操作部材に与えられる前記旋回指令操作に対応した操作パイロット圧に制御するパイロット圧制御部と、
予め設定された作業制限領域への前記旋回体の進入を阻止するように当該旋回体の旋回方向について当該作業制限領域の手前側に旋回制動領域を設定する旋回制動領域設定部と、
前記旋回制動領域において前記旋回体の旋回を制動させるための前記パイロット圧の上限値である制限パイロット圧を特定し、前記旋回体が前記旋回制動領域にある状態で前記操作パイロット圧が前記制限パイロット圧よりも大きい場合には前記旋回指令操作にかかわらず前記コントロールバルブに与えられる前記パイロット圧を前記操作パイロット圧よりも小さい前記制限パイロット圧に制限し、前記旋回体が前記旋回制動領域にある状態で前記操作パイロット圧が前記制限パイロット圧以下の場合には前記旋回指令操作に対応する前記操作パイロット圧がそのまま前記コントロールバルブに与えられることを許容するパイロット圧制限部と、
前記旋回操作部材に前記旋回指令操作を与えるオペレータに対して警告動作を行うことが可能な警告装置と、
前記操作パイロット圧が前記制限パイロット圧よりも大きいために前記コントロールバルブに入力される前記パイロット圧が前記パイロット圧制限部によって前記操作パイロット圧よりも小さい前記制限パイロット圧に制限されていることを判定するための制限判定条件を格納し、当該制限判定条件が満たされた時点で前記警告装置に前記警告動作を開始させる一方、前記旋回体が前記旋回制動領域内にあっても前記制限判定条件が満たされるまでは前記警告動作を保留する警告制御部と、を備える、旋回駆動装置。
請求項１記載の旋回駆動装置であって、前記パイロット圧制御部は、前記旋回操作部材に連結されるとともに前記パイロット油圧源と前記コントロールバルブとの間に介在し、前記旋回操作部材に与えられる前記旋回指令操作に対応したパイロット弁二次圧を発生させるように当該旋回操作部材に連動して開弁するパイロット弁を含み、前記パイロット圧制限部は、前記パイロット弁と前記コントロールバルブとの間に介在して前記制限パイロット圧を指定するための制限パイロット圧指令信号の入力を受けることが可能な電磁式の減圧弁であって、前記パイロット弁二次圧が前記制限パイロット圧指令信号に対応した前記制限パイロット圧以下の場合には当該パイロット弁二次圧がそのまま前記コントロールバルブに入力されるのを許容する一方、前記パイロット弁二次圧が前記制限パイロット圧を超える場合には前記コントロールバルブに入力されるパイロット圧を前記制限パイロット圧に制限する減圧弁と、前記旋回体が前記旋回制動領域内にあるときに前記制限パイロット圧を特定して当該制限パイロット圧に対応する前記制限パイロット圧指令信号を前記減圧弁に入力する制限パイロット圧指令部と、を有する、旋回駆動装置。
請求項２記載の旋回駆動装置であって、前記警告制御部は、前記パイロット弁二次圧を検出するパイロット弁二次圧検出器と、前記制限判定条件として前記パイロット弁二次圧と前記制限パイロット圧との差が予め設定された値以上であるという条件を格納し、当該
条件が満たされた時点で前記警告装置に警告指令を入力して前記警告動作を開始させる警告指令部と、を有する、旋回駆動装置。
請求項２記載の旋回駆動装置であって、前記警告制御部は、前記減圧弁の二次圧を検出する減圧弁二次圧検出器と、前記制限判定条件として前記制限パイロット圧と前記減圧弁二次圧との差が予め設定された値以上であるという条件を格納し、当該条件が満たされた時点で前記警告装置に警告指令を入力して前記警告動作を開始させる警告指令部と、を有する、旋回駆動装置。
請求項２記載の旋回駆動装置であって、前記警告制御部は、前記パイロット弁二次圧を検出するパイロット弁二次圧検出器と、前記減圧弁の二次圧を検出する減圧弁二次圧検出器と、前記制限判定条件として前記パイロット弁二次圧と前記減圧弁二次圧との差が予め設定された値以上であるという条件を格納し、当該条件が満たされた時点で前記警告装置に警告指令を入力して前記警告動作を開始させる警告指令部と、を有する、旋回駆動装置。
請求項１記載の旋回駆動装置であって、前記パイロット圧制御部は、前記旋回操作部材に連結されるとともに当該旋回操作部材に与えられる前記旋回指令操作に対応した操作パイロット圧についての電気信号である旋回指令信号を生成して出力する指令信号出力装置と、前記パイロット弁と前記コントロールバルブとの間に介在してパイロット圧指令信号の入力を受けることが可能な電磁式の減圧弁であって前記パイロット圧指令信号に対応する二次圧を発生させるように開弁する減圧弁と、前記旋回指令信号の入力を受けて前記操作パイロット圧に対応するパイロット圧指令信号を生成しかつこれを前記減圧弁に入力するパイロット圧指令部と、を含み、前記パイロット圧制限部は、前記旋回体が前記旋回制動領域内にあるときに、前記制限パイロット圧を特定するとともに前記パイロット圧指令部にパイロット圧制限指令を入力するパイロット圧制限指令部を含み、前記パイロット圧指令部は、前記パイロット圧制限指令の入力を受けかつ前記操作パイロット圧が前記制限パイロット圧よりも高い場合に当該操作パイロット圧に代えて当該制限パイロット圧に対応したパイロット圧指令信号を生成してこれを前記減圧弁に入力するように構成されている、旋回駆動装置。
請求項６記載の旋回駆動装置であって、前記警告制御部は、前記制限判定条件として、前記操作パイロット圧が前記パイロット圧制限指令部により特定される前記制限パイロット圧よりも大きいという条件を格納する、旋回駆動装置。
請求項１〜７のいずれかに記載の旋回駆動装置であって、前記警告制御部は、前記警告動作の開始後、前記制限判定条件が満たされなくなった時点で前記警告装置による警告動作を停止させるように構成されている、旋回駆動装置。