JPS63315496A - 旋回体の停止制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ョ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、油圧ショ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０
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ョベルの上部旋回体
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
ェッ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。ｌＯ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
印り方向に操作すると、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はブロックされる。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、これが制動力となって旋回モータ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。

その理由を第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ｔ、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
１ｇ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ＰＩは急速に上昇する。圧力Ｐｍの上昇により
制動力が働き、旋回モータ３は時刻ｔ２に至って停止す
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っており、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Ｐ、は低下するが、主管路Ａには
主管路Ｂにあっ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ｔ、に至って
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
管路への圧力Ｐ＾が低下し主管路Ｂの圧力Ｐ８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
ｔ、に至っ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、油圧ショベルを操作してい
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とタンクポートとの連
通および遮断を行なう弁と、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ったとき
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ったとき、
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。ｌｌａ、ｌｌｂ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１１
ａ、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（したがって上部旋回体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の信号を人力して
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図に示すフローチャートを参照しながら説
明する０本実施例では、旋回モータ３が停止したとき切
換弁１１２．１１ｂ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Ｏ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Ｎｏ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、ｌ
ｌｂを連通ずる時間ΔＴも種々の条件を′勘案して定め
られる。

これらの値Ｎ。ＩＴＩ　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図に示すフローチャートの手順Ｓ
１）。旋回モータ３を矢印Ｍ方向に回転すべくレバー８
が矢印り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、この処理はディジタル的に行
なわれるので、速度Ｎ。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を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ΔＮＡＮＯとする。）速度Ｎが速度
Ｎ、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−Ｎｏ
）の演算を行ない、その絶対値がΔＮ以下（ＩＮ−ＮＯ
＋＜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（ＩＮ　　Ｎｏ　
　ｌ＜ΔＮ）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。

ΔＴ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、ｌｌｂを遮断位置としく手順Ｓ
、）、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．Ｓｔ、Ｓ。

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Ｐ、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１を付近
で微小速度範囲ΔＮに入ると、制御部１３では手順Ｓ８
において（ＩＮ−Ｎ（ｌ　　ｌ≦ΔＮ）と判断し、次に
手順Ｓ４で信号ＸがＯ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
を判断しく手順Ｓ、）、カウントアツプするまで手順Ｓ
＋　、Ｓｔ、Ｓｓ、Ｓｈ、Ｓ％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Ｓ？）。カウント開始時
はカウントアツプに至っていないので、制御部１３は切
換弁１１ａ、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Ｓ、）。

以上の手順Ｓ＆、Ｓｔ、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に入った時刻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Ｐ、
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Ｏ
となり、はぼ停止状態にある。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、Ｉｌｂ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
が連通ずる。したがって、第２図（ｃ）に示すように、
主管路Ｂの圧力Ｐ、は急速に低下し、主管路Ａの圧力Ｐ
Ａに等しい低い圧力ＰＣとなる。この状態で、はぼ停止
状態にある旋回モータ３は時刻ｔ４において停止する。

一方、制御部１３は手順３１．Ｓｔ、Ｓ３゜Ｓｈ、Ｓｔ
　、Ｓｓの処理を繰り返し、第２図（ｂ）。

（ｃ）に示すように時刻１．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Ｓ、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Ｏ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
定範囲内となったとき、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ずるようにし
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Ｃ２〜Ｃ１と
パイロット弁Ｅ１〜Ｅ４で構成されている。パイロン）
　弁Ｅ　＋〜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、
パイロット弁Ｅ、、Ｅ、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
ット弁Ｅ１．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待時間作動油タンク７に連通
し、第２図（ｃ）に示すように両生管Ａ、Ｂの圧力Ｐ＾
＋Ｐｌ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コ
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（ＩＮ−Ｎ、　　１＜Δ
Ｎ）を用いたが（Ｎ＜Ｎｏ）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った時点を基
準として、両生管路とタンクとの間を弁で連通ずる制御
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、がっ
、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図はフローチャート
、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、Ｅ、
、Ｅ、・・・・・・・・・パイロット弁。 代　理　人　弁理士　弐　順次部（外１名）第１図 第２図 汁予閣 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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
   両側のポートとタンクポートとの連通および遮断を行な
   う弁と、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つ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. （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つ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。