JPH07115834B2 - 旋回体の停止制御装置 - Google Patents

旋回体の停止制御装置

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JPH07115834B2
JPH07115834B2 JP14685587A JP14685587A JPH07115834B2 JP H07115834 B2 JPH07115834 B2 JP H07115834B2 JP 14685587 A JP14685587 A JP 14685587A JP 14685587 A JP14685587 A JP 14685587A JP H07115834 B2 JPH07115834 B2 JP H07115834B2
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東一 平田
国昭 吉田
秀明 田中
正和 羽賀
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、慣性の大きい旋回体の旋回を停止させるため
に用いられる旋回体の停止制御装置に関する。
〔従来の技術〕
作業機械には、慣性の大きな旋回体を備えているものが
多い。その典型例として油圧シヨベルやクレーンの旋回
体がある。このような旋回体は、油圧モータにより駆動
されることが多い。以下、油圧シヨベルの上部旋回体を
駆動する油圧モータ(以下、旋回モータという)の油圧
回路について説明する。
第5図は従来の旋回モータの油圧回路の系統図である。
図で、1は油圧ポンプ、2は油圧ポンプ1を駆動するエ
ンジン、3は油圧ポンプ1で駆動される旋回モータ、4
は旋回モータ3に連結された油圧シヨベルの上部旋回体
を示す。5は旋回モータ3の駆動を制御する方向切換弁
であり、この方向切換弁5と旋回モータ3とは主管路A,
Bで接続されている。6は主管路A,B間に接続された圧力
設定器であり、2つのリリーフ弁および2つのチエツク
弁で構成されている。7は作動油タンクを示す。
8は旋回モータ3の駆動を制御する旋回操作レバー(以
下、単にレバーという)である。9はレバー8の操作位
置を検出するレバー位置検出器であり、レバー8の操作
量に比例した電気信号を出力する。10は制御装置であ
り、レバー位置検出器9の信号を入力し、これに応じて
方向切換弁5を操作する。
旋回モータ3を矢印M方向に回転すべく、レバー8を矢
印L方向に操作すると、制御装置10はこれに応じて方向
切換弁5を制御する。これにより、油圧ポンプ1の圧油
は方向切換弁5を介して主管路Aに供給され、油圧モー
タ3を矢印M方向に回転させ、上記旋回体4が旋回す
る。
次に、旋回している上部旋回体4を停止すべくレバー8
を中立位置に戻すと制御装置10は方向切換弁5を中立位
置とする。このため主管路A,Bはブロツクされる。一
方、上部旋回体4はその慣性により旋回を続けるので、
旋回モータ3は油圧ポンプとして機能し、主管路Aの油
は旋回モータ3に吸込まれて主管路Bに吐出される。こ
のため主管路Bの油圧が高圧となり、これが制動力とな
つて旋回モータ3は急速に減速し停止する。なお、主管
路Bの油圧は、圧力設定器に設定された圧力になると、
油の一部がリリーフ弁を介して作動油タンク7に排出さ
れ、主管路Bの上限の圧力を上記設定された圧力に規定
して油圧回路の諸要素を保護する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、上記従来の油圧回路においては、旋回モータ
3を円滑に停止させることは困難である。その理由は第
6図(a)〜(c)に示す波形図を参照しながら説明す
る。前述のように、旋回モータ3の回転中、第6図
(a)に示すように、時刻t1にレバー8を中立位置とす
ると、旋回モータ3は上部旋回体4の慣性により直ちに
は停止せず、第6図(b)に示すように時刻t2まで回転
を続ける。一方、レバー8が中立位置に戻り旋回モータ
3が回転を続けると、第6図(c)に示すように主管路
Aの圧力PAは急速に低下し、逆に主管路Bの圧力PBは急
速に上昇する。圧力PBの上昇により制動力が働き、旋回
モータ3は時刻t2に至つて停止する。このとき、作動油
はその圧縮性により主管路Bに圧縮して押込められた状
態で高圧となつており、この高圧の作動油により旋回モ
ータ3は第6図(b)に示すように、矢印Mとは逆方向
へ回転せしめられる。
この旋回モータ3の逆回転により、第6図(c)に示す
ように主管路Bの圧力PBは低下するが、主管路Aには主
管路Bにあつた作動油が押し込められ、その圧力PAが上
昇する。旋回モータ3の逆回転が時刻t3に至つて停止す
ると、今度は主管路Aに押し込められた作動油の圧縮性
により、旋回モータ3は矢印M方向へ回転し、主管路A
の圧力PAが低下し主管路Bの圧力PBが上昇する。このよ
うな現象が繰り返された後、旋回モータ3は時刻t4に至
つてはじめて停止する。
このように、旋回モータ3はその停止時に矢印M方向の
回転とその逆方向の回転を数回繰り返す動作(ゆり返
し)をする。このゆり返しは、油圧シヨベルを操作して
いるオペレータに対して大きな不快感および疲労を与え
るとともに、上部旋回体4を正確な位置に停止させるこ
とができず位置決めが困難となり、この点でもオペレー
タに疲労を与え、かつ、作動効率を低下せしめる。
本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、旋回モータ
を、ゆり返しを生じさせることなく円滑に停止させるこ
とができる旋回体の停止制御装置を提供するにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の目的を達成するため、本発明は、旋回操作レバー
で制御される旋回モータにより駆動される旋回体におい
て、旋回体の旋回速度を検出する旋回速度検出手段と、
旋回操作レバーの中立位置を検出するレバー位置検出手
段と、旋回モータの両側のポートの圧力を等しくする弁
と、前記旋回操作レバーが中立位置にあり、かつ,旋回
体の旋回速度が所定値になつたときを基準として弁の連
通および遮断の動作を制御する制御部とを設けたことを
特徴とする。
〔作 用〕
制御部は、旋回速度検出手段およびレバー位置検出手段
から入力される信号により、旋回速度およびレバー位置
を判断する。そして、レバー位置が中立位置であり、か
つ、旋回速度が予め定められた所定速度になつたとき、
弁の連通、遮断の制御動作を開始し、最初に弁を連通さ
せて旋回モータの両主管路の圧油を弁を介してタンクに
逃がした後に弁を遮断する。
〔実施例〕
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。
第1図は本発明の実施例に係る旋回体の停止制御装置を
用いた旋回モータの油圧回路の系統図である。図で、第
5図に示す部分と同一部分には同一符号を付して説明を
省略する。11a,11bはそれぞれ主管路A、Bとタンク7
との間に接続された切換弁である。各切換弁11a,11bは
電磁式の切換弁であり、常時は図示のように遮断位置に
あり、励磁により連通位置となる。12は旋回モータ3の
回転速度(したがつて上部旋回体4の旋回速度)を検出
する速度検出器であり、旋回モータ3の回転速度に比例
した信号を出力する。13はレバー8および速度検出器12
の信号を入力して所定の制御を実行する制御部である。
次に本実施例の動作を第2図(a)〜(d)に示す波形
図および第3図に示すフローチヤートを参照しながら説
明する。本実施例では、旋回モータ3が停止したとき切
換弁11a,11bを切換えて主管路A,Bをタンク7に連通し、
これら両主管路A,Bの圧力を等しくしてゆり返しを生じ
ることなく旋回モータ3を停止させようとするものであ
る。このような手段においては、速度検出器12により旋
回モータ3の速度0を検出しなければならないが、速度
0の検出は極めて困難であるので、本実施例では速度0
の代りに第2図(b)に示されるように、速度0に近い
ある速度N0が定められ、さらに、旋回モータ3が速度N0
から速度0になるまでに要すると想定される時間Tが定
められる。又、切換弁11a,11bを連通する時間ΔTも種
々の条件を勘案して定められる。これらの値N0,T,ΔT
は制御部13に設定されることになる。
今、速度検出器の検出信号をN,レバー位置検出器9の検
出信号をXとすると、制御部13は常時、信号N,Xを入力
している(第3図に示すフローチヤートの手順S1)。旋
回モータ3を矢印M方向に回転すべくレバー8が矢印L
方向に操作されると、制御部13はこれに応じた入力信号
Xにより方向切換弁5を切換える。これにより旋回モー
タ3は矢印M方向に旋回を開始する。
制御部13は入力した信号Nと設定された速度N0とを比較
する動作を行なうが、この処理はデイジタル的に行なわ
れるので、速度N0の前後の値のみが読込まれ、丁度速度
N0の値が読込まれないおそれがある。これを防止するた
めに、本実施例では第2図(b)に示すように速度N0
中心にその前後にある微小速度範囲ΔNを定めておき、
(ただしΔN>N0とする。)速度Nが速度N0に対して微
小速度範囲ΔNにあるか否かを判断する。即ち、制御部
13は速度信号Nを読込み、(N−N0)の演算を行ない、
その絶対値がΔN以下(|N−N0|<ΔN)か否かを判断
する(手順S2)。
旋回モータ3の旋回開始直後、その速度Nは第2図
(b)に示すように直ちに微小速度範囲ΔNに入る。こ
のとき、制御部13では手順S2において(|N−N0|<Δ
N)と判断し、次に(×=0)か否か、即ちレバー8が
中立位置か否かを判断する(手順S3)。この場合、レバ
ー8は中立位置にないので、制御部13は前述の時間T,Δ
Tをカウンタに設定する(手順S4)。次いで、制御部13
は切換弁11a,11bを遮断位置とし(手順S5)、その後に
手順S1に戻る。速度Nが微小速度範囲ΔNから外れて大
きくなると、制御部13における処理は手順S1,S2,S5の繰
返しとなる。
今、時刻t0で、第2図(a)に示すようにレバー8が中
立位置方向に操作され、時刻t1で中立位置にされたとす
る。この場合、第2図(c)に示すように、主管路Aの
圧力PAは低下し、主管路Bの圧力PBは急速に上昇し、こ
れにより制動力が作用して旋回モータ3の速度は第2図
(b)に示すように低下してゆく。
このように、速度が低下してゆき、やがて時刻t2付近で
微小速度範囲ΔNに入ると、制御部13では手順S2におい
て(|N−N0|≦ΔN)と判断し、次に手順S4で信号Xが
0であるか否か、即ちレバー8が中立位置とされている
か否かの判断がなされる。この場合、レバー8は既に中
立位置にあるので、制御部13は手順S4で時間Tを設定し
たカウンタのカウントを開始する。そして、このカウン
タがカウントアツプしたか否かを判断し(手順S6)、カ
ウントアツプするまで手順S1,S2,S3,S6,S5の処理を繰り
返す。
時間Tが経過すると、制御部13は時間ΔTを設定したカ
ウンタのカウントを開始し、このカウンタがカウントア
ツプしたか否かをみる(手順S7)。カウント開始時はカ
ウントアツプに至つていないので、制御部13は切換弁11
a,11bをそれぞれ第1図で上方に切換えて主管路A,Bと作
動油タンクとの間を連通せしめる(手順S8)。
以上の手順S6,S7,S8を第2図(b)〜(d)で説明する
と、第2図(b)に示すように、旋回モータ3の速度N
が微小速度範囲ΔNに入つた時刻t2から時間Tのカウン
トが開始され、この間、主管路Bの圧力PBは高いので旋
回モータ3は減速を続ける。この状態で時間Tが時刻t3
においてカウントアツプしたとき、旋回モータ3の速度
は第2図(b)に示すようにほとんど0となり、ほぼ停
止状態にある。そして、時間Tのカウントアツプにより
今度は時間ΔTのカウントが開始されるとともに切換弁
11a,11bが第2図(d)に示すように切換えられ、主管
路A,Bと作動油タンク7とが連通する。したがつて、第
2図(c)に示すように、主管路Bの圧力PBは急速に低
下し、主管路Aの圧力PAに等しい低い圧力PCとなる。こ
の状態で、ほぼ停止状態にある旋回モータ3は時刻t4
おいて停止する。
一方、制御部13は手順S1,S2,S3,S6,S7,S8の処理を繰り
返し、第2図(b),(c)に示すように時刻t5におい
て時間ΔTが経過したことが判断されると、処理は手順
S5に移り、第2図(d)に示すように切換弁11a,11bを
遮断する。
このように、本実施例では、旋回モータの速度に0に近
い設定範囲を設け、旋回モータの停止時、その速度が設
定範囲内となつたとき、この設定範囲から速度が0とな
るまでの想定された時間経過後に一定時間だけ各切換弁
を切換えて両主管路を作動油タンクに連通するようにし
たので、旋回モータが停止したとき、両主管路の作動油
は各切換弁を経て作動油タンクに排出され、両主管路の
圧力を等しくすることができ、これによりゆり返しを防
止して旋回モータの円滑な停止を行なうことができる。
そして、このような円滑な停止を行なうことができるた
め、停止位置の位置決めが容易となり、作業能率を向上
せしめることができるばかりでなく、オペレータの不快
感をなくし、疲労感を減少せしめることができる。又、
各切換弁を連通しているとき以外は、常に切換弁を遮断
する処理を実行しているので、旋回停止時、一旦レバー
を中立位置に戻した後、さらに旋回の必要が生じて再度
レバーを操作した場合、旋回モータをこの操作に応じて
直ちに駆動させることができる。
第4図は本発明の他の実施例に係る旋回体の停止制御装
置を用いた旋回モータの油圧回路の系統図である。図
で、第1図に示す部分と同一部分には同一符号を付して
説明を省略する。15は制御弁であり、主弁C1〜C4とパイ
ロツト弁E1〜E4で構成されている。パイロツト弁E1〜E4
を制御することにより第1図に示す方向切換弁5と同じ
機能を達成することができる。なお、パイロツト弁E1,E
2に対する制御ラインの図示は省略されている。このよ
うな制御弁15は、特許出願公表昭58−501781号公報に詳
細に示されているので、その説明は省略する。他の構成
は第1図に示すさきの実施例と同じであり、又、その動
作もさきの実施例に準じる。ただ、さきの実施例におい
ては、時間T経過後、切換弁11a,11bを導通状態とした
が、本実施例においてはパイロツト弁E3,E4を導通状態
とするものである。これにより、主管路A,BはΔT時
間、作動油タンク7に連通し、第2図(c)に示すよう
に両主管A,Bの圧力PA,PBは低いレベルで同一圧力とな
る。
本実施例は、さきの実施例と同じ効果を奏するととも
に、別途2つの切換弁を設ける必要はなく、それだけ回
路構成を簡素化することができるという効果をも有す
る。
なお、上記各実施例の説明では、旋回体として油圧シヨ
ベルの上部旋回体を例示して説明したが、油圧モータで
駆動される旋回体であればすべて本発明を適用すること
が可能である。又、2つの設定時間の計測にそれぞれカ
ウンタを用いる例について説明したが、1つのカウンタ
に2つの設定時間の合計を設定することができるのは明
らかである。又、速度の判断に(|N−N0|<ΔN)を用
いたが(N<N0)を判断するようにしてもよい。
〔発明の効果〕
以下述べたように、本発明では、レバーが中立位置にあ
り、かつ、旋回体の旋回速度が所定値になつた時点を基
準として、両主管路とタンクとの間を弁で連通する制御
を行なうようにしたので、旋回体を、ゆり返しなく円滑
に停止させることができ、これにより、旋回体を正確な
位置に停止させることができ作業効率を向上せしめるこ
とができるとともに、オペレータの不快感を除き、か
つ、疲労を減少せしめることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係る旋回体の停止制御装置を
用いた旋回モータの油圧回路の系統図、第2図(a),
(b),(c),(d)は第1図に示す停止制御装置の
動作を説明する波形図、第3図はフローチヤート、第4
図は本発明の他の実施例に係る旋回体の停止制御装置を
用いた旋回モータの油圧回路の系統図、第5図は従来の
旋回モータの油圧回路の系統図、第6図(a),
(b),(c)は第5図に示す各部の動作を説明する波
形図である。 1……油圧ポンプ、3……旋回モータ、4……上部旋回
体、8……レバー、9……レバー位置検出器、11a,11b
……切換弁、12……速度検出器、13……制御部、15……
制御弁、E3,E4……パイロツト弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽賀 正和 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭62−258025(JP,A) 実開 昭62−176258(JP,U) 実開 昭57−106700(JP,U) 実開 昭61−86387(JP,U) 実開 昭54−153669(JP,U) 特表 昭58−501781(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】旋回操作レバーで制御される旋回モータに
    より駆動される旋回体において、この旋回体の旋回速度
    を検出する旋回速度検出手段と、前記旋回操作レバーの
    中立位置を検出するレバー位置検出手段と、前記旋回モ
    ータの両側のポートの圧力を等しくする弁と、前記旋回
    操作レバーが中立位置にありかつ前記旋回体の旋回速度
    が所定値になったときを基準として前記弁の連通、遮断
    を制御する制御部とを設けたことを特徴とする旋回体の
    停止制御装置。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第(1)項において、前記
    制御部は、前記旋回操作レバーが中立位置にありかつ前
    記旋回体の旋回速度が所定値になってからある設定時間
    経過後前記弁を連通する連通手段と、前記弁の連通から
    ある設定時間経過後前記弁を遮断する遮断手段とを備え
    ていることを特徴とする旋回体の停止制御装置。
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