WO2012150651A1

WO2012150651A1 - 旋回式作業機械

Info

Publication number: WO2012150651A1
Application number: PCT/JP2012/002722
Authority: WO
Inventors: 昌之小見山; 佑介上村
Original assignee: コベルコ建機株式会社
Priority date: 2011-05-02
Filing date: 2012-04-19
Publication date: 2012-11-08
Also published as: US20140013752A1; US8826653B2; EP2706153A1; CN103502540B; CN103502540A; EP2706153A4; EP2706153B1

Abstract

　旋回式作業機械は、第１及び第２ポート１１ａ，１１ｂを有して上部旋回体を旋回駆動する油圧モータ１１と、油圧ポンプ１０と、操作部材１２ａを含む旋回操作装置１２と、その操作信号に基づいて油圧モータ１１を制御するコントロールバルブ１３と、油圧モータ１１の第１及び第２ポート１１ａ，１１ｂとコントロールバルブとをつなぐ第１及び第２管路１４，１５と、両管路１４，１５とタンクＴとの間の連通及び遮断の切換が可能な連通切換装置２５，２６と、電動機２９と、蓄電器３０と、コントローラ２７と、を備える。コントローラ２７は、旋回動作中、出口側の管路をタンクＴに連通させるとともに、減速操作時に電動機２９と蓄電器３０による回生作用によってブレーキをかけ、回生電力を蓄電器３０に蓄えさせ、電気システムに異常が発生したときは、連通切換装置２５，２６を連通遮断状態にして回生作用を停止させて旋回動作を確保する。

Description

旋回式作業機械

　本発明は、ショベル等の旋回式作業機械に関するものである。

　本発明の背景技術を、ショベルを例にとって説明する。

　一般的なショベルは、例えば図３に示すように、クローラ式の下部走行体１と、その上に地面に対して鉛直な軸Ｘまわりに旋回自在に搭載される上部旋回体２と、この上部旋回体２に装着される掘削アタッチメント３と、を備える。掘削アタッチメント３は、起伏自在なブーム４と、このブーム４の先端に取付けられたアーム５と、このアーム５の先端に取付けられたバケット６と、前記ブーム４、アーム５及びバケット６をそれぞれ動かすためのシリンダ（油圧シリンダ）であるブームシリンダ７、アームシリンダ８及びバケットシリンダ９と、を有する。

　特開２０１０－６５５１０号公報（特許文献１）は、前記のようなショベルにおいて、上部旋回体を旋回させるための油圧モータと、この油圧モータに接続される電動機と、蓄電器と、を備え、前記旋回の減速時に前記電動機が回生作用を行ってブレーキ力を発揮するとともにその回生電力を前記蓄電器に蓄えるものを、開示する。

　しかし、この技術では、前記電動機、前記蓄電器、及びこれらを制御する制御系を含む電気システムに異常が発生した場合、例えば電動機が故障してブレーキトルクを発生させることができなくなった場合や、蓄電器が回生電力を回収しきれない状態になった場合、正常な回生作用（ブレーキ作用及び電力回収作用）が得られなくなる。このような異常が旋回動作中に発生すると、旋回停止は不能になり、また、電動機または蓄電器の破損を招くおそれがある。従って、その後は修理をしない限り旋回動作ができなくなり、作業不能となる。

特開２０１０－６５５１０号公報

　本発明の目的は、旋回動作中での回生のための電動機及び蓄電器を有し、かつ、これらを含む電気システムの異常発生時に前記旋回動作を維持しながら前記電動機及び蓄電器を保護することが可能な旋回式作業機械を提供することである。本発明により提供される旋回式作業機械は、下部走行体と、この下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と、第１及び第２ポートを有してその一方のポートから作動油の供給を受けて他方のポートから作動油を吐出し、これにより上部旋回体を旋回駆動するように作動する油圧モータと、この油圧モータに供給される作動油を吐出する油圧ポンプと、前記油圧モータにより回転駆動されて回生作用を行う電動機と、この電動機の回生電力を蓄える蓄電器と、前記旋回駆動についての指令を入力するために操作される操作部材を含み、この操作部材の操作に対応した操作信号を出力する旋回操作装置と、この旋回操作装置の操作信号に基づいて前記油圧モータへの作動油の供給及び前記油圧モータからの作動油の吐出を制御するように作動するコントロールバルブと、前記油圧モータの第１ポートと前記コントロールバルブとをつなぐ第１管路と、前記油圧モータの第２ポートと前記コントロールバルブとをつなぐ第２管路と、前記第１及び第２管路に接続され、前記操作部材が減速方向に操作された減速操作時に前記油圧モータに対する油圧ブレーキ作用を行うブレーキ弁と、前記両管路のうちの前記油圧モータの出口側の管路を前記コントロールバルブを介さずにタンクまたは前記両管路のうちの前記油圧モータの入口側の管路に連通する連通状態と、この連通を遮断する連通遮断状態とに切換えられることが可能な連通切換装置と、前記旋回操作装置の操作部材の操作を検出する操作検出器と、この操作検出器からの検出信号に基づいて前記連通切換装置の切換を制御するコントローラと、を具備する。このコントローラは、前記電動機及び蓄電器とそれぞれの制御系を含む電気システムからの信号に基づいて電動機と蓄電器による回生作用が不能または不適となる異常事態が発生したか否かを判断し、前記異常事態が発生していないと判断した場合であって、少なくとも前記減速操作時である場合には、前記連通切換装置を前記連通状態に切換えるとともに、前記電動機に回生作用を行わせるための駆動指令を出力し、前記電気システムが異常状態になったと判断した場合には、前記連通切換装置を前記連通遮断状態に切換えるとともに、前記電動機に回生作用を行わせないための非駆動指令を出力するものである。

本発明の実施形態に係る油圧回路を示す図である。前記実施形態に係るコントローラの制御動作を示すフローチャートである。一般的なショベルを示す側面図である。

　本発明の実施形態を説明する。この実施形態は、前記の背景技術と同じく、図３に示すショベルを適用対象としている。

　図１は、本発明の実施形態に係る油圧回路を示す。この回路は、図示しないエンジンによって駆動される油圧源としての油圧ポンプ１０と、この油圧ポンプ１０から吐出された作動油の供給により回転して上部旋回体２を旋回駆動する旋回用の油圧モータ１１と、その旋回駆動の指令を入力するために操作されるレバー１２ａを含む、旋回操作装置としてのリモコン弁１２と、油圧ポンプ１０及びタンクＴと油圧モータ１１との間に設けられ、前記リモコン弁１２により操作されることが可能な油圧パイロット式の切換弁であるコントロールバルブ１３と、を含む。

　前記油圧モータ１１は、それぞれ第１ポート及び第２ポートである左ポート１１ａ及び右ポート１１ｂを有し、左ポート１１ａから作動油が供給されるときはこれを右ポート１１ｂから吐出して図３に示す上部旋回体２を左旋回させ、逆に右ポート１１ｂから作動油が供給されるときはこれを左ポート１１ａから吐出して前記上部旋回体２を右旋回させる。

　前記リモコン弁１２のレバー１２ａは、中立位置と左右の旋回位置との間で操作され、リモコン弁１２はその操作方向に対応するポートから操作量に対応した大きさのパイロット圧を出力する。このパイロット圧によりコントロールバルブ１３が図示の中立位置１３ａから左旋回位置１３ｂまたは右旋回位置１３ｃに切換えられ、これにより、油圧モータ１１への作動油の供給方向及び油圧モータ１１からの左右の吐出方向と、その作動油の流量とが制御される。換言すれば、旋回状態の切換、すなわち（起動を含む）加速、速度一定での定常運転、減速、停止の各状態への切換と、旋回方向および旋回速度の制御と、が行われる。

　この回路は、それぞれ第１管路及び第２管路である左旋回管路１４及び右旋回管路１５と、リリーフ弁回路１８と、チェック弁回路２１と、連通路２２と、メイクアップライン２３と、を含む。

　左旋回管路１４は前記コントロールバルブ１３と油圧モータ１１の左ポート１１ａとを接続し、右旋回管路１５は前記コントロールバルブ１３と前記油圧モータ１１の右ポート１１ｂとを接続する。前記リリーフ弁回路１８、チェック弁回路２１、及び連通路２２は、両旋回管路１４，１５同士の間に設けられている。

　前記リリーフ弁回路１８は、両旋回管路１４，１５同士を接続するように設けられる。このリリーフ弁回路１８は、ブレーキ弁に相当する一対のリリーフ弁１６，１７を含み、これらのリリーフ弁１６，１７がその出口同士が互いに対向し且つ接続されるように配置されている。

　前記チェック弁回路２１は、前記リリーフ弁回路１８よりも前記油圧モータ１１に近い位置で両旋回管路１４，１５同士を接続するように当該リリーフ弁回路１８と並列状態で設けられる。このチェック弁回路２１は、一対のチェック弁１９，２０を含み、これらのチェック弁１９，２０がその入口同士が互いに対向しかつ接続されるように配置されている。

　前記連通路２２は、前記リリーフ弁回路１８のうち両リリーフ弁１６，１７同士の間に位置する部位と、前記チェック弁回路２１のうち両チェック弁１９，２０同士の間に位置する部位とを接続する。前記メイクアップライン２３は、作動油を吸い上げるために前記連通路２２をタンクＴに接続する。このメイクアップライン２３には背圧弁２４が設けられている。

　この装置において、リモコン弁１２が操作されないとき、すなわちそのレバー１２ａが中立位置にあるときはコントロールバルブ１３が図１に示される中立位置１３ａに保持される。この状態からレバー１２ａが操作されると、コントロールバルブ１３は中立位置１３ａから図左側の位置（左旋回位置）１３ｂまたは右側の位置（右旋回位置）１３ｃにその操作量に応じたストロークで作動する。

　コントロールバルブ１３は、前記中立位置１３ａでは、両旋回管路１４，１５をポンプ１０からブロックし、油圧モータ１１を回転させない。この状態からリモコン弁１２のレバー１２ａが左または右旋回側に操作されると、コントロールバルブ１３は左旋回位置１３ｂまたは右旋回位置１３ｃに切換えられて油圧ポンプ１０から左旋回管路１４または右旋回管路１５への圧油の供給を許容する。これにより、油圧モータ１１が左または右に回転して上部旋回体２を旋回駆動する状態、すなわち加速または定常運転状態となる。このとき、油圧モータ１１から吐出された油はコントロールバルブ１３を経由してタンクＴに戻る。

　たとえば右旋回駆動中にリモコン弁１２が減速操作されると、すなわち、そのレバー１２ａが中立位置に戻され、または中立位置に戻る方向に操作されると、油圧モータ１１への圧油の供給及び油圧モータ１１からタンクＴへの油の戻りが停止し、あるいはその供給される作動油の流量及び戻り油の流量が減少する。その一方、油圧モータ１１は上部旋回体２の慣性によって右旋回を続けるため、そのメータアウト側である左旋回管路１４に圧力が立ち、これが一定値に達すると図左側のリリーフ弁１６が開いて左旋回管路１４の油が図１の破線矢印で示されるように前記リリーフ弁１６、連通路２２、図右側のチェック弁２０、及び右旋回管路（メータイン側管路）１５を順に通って油圧モータ１１に流入する。これにより、油圧モータ１１が慣性回転しながら前記リリーフ作用による油圧ブレーキ力を受けて減速し停止する。左旋回からの減速／停止時もこれと同じである。また、この減速中、旋回管路１４または１５が負圧傾向になると、メイクアップライン２３、連通路２２、チェック弁回路２１のルートで旋回管路１４または１５にタンク油が吸い上げられ、これによりキャビテーションが防止される。

　さらに、この実施形態に係る回路は、連通切換装置を構成する第１連通弁及び第２連通弁である左連通弁２５及び右連通弁２６と、コントローラ２７と、油圧モータ１１により回転駆動されることが可能な旋回電動機２９と、蓄電器３０と、前記コントローラ２７からの指令に基づいて前記電動機２９及び前記蓄電器３０を制御する電動機・蓄電器制御器３１と、操作検出器である圧力センサ３２，３３と、速度検出器である速度センサ３４と、を備える。

　前記各連通弁２５，２６は、電磁切換弁により構成され、前記コントローラ２７から入力される指令信号によって開き位置ａと閉じ位置ｂとの間で切換わる。各連通弁２５，２６は、前記旋回管路１４，１５にそれぞれ接続される入口側ポートと、通路２８を介してリリーフ弁回路１８のうち両リリーフ弁１６，１７同士の間の部位にそれぞれ接続される出口側ポートと、を有する。このリリーフ弁回路１８の部位は、前記のように連通路２２及びメイクアップライン２３を介してタンクＴに接続されているため、各連通弁２５，２６は開き位置ａにセットされると各旋回管路１４，１５をそれぞれコントロールバルブ１３を介さずに直接タンクＴに連通する。

　前記各圧力センサ３２，３３は、前記リモコン弁１２から出力されるパイロット圧を通じてリモコン弁１２の操作を検出する。すなわち、そのレバー１２ａが中立位置にあるかあるいは左または右旋回操作されているか、を検出する。具体的には、前記リモコン弁１２から出力される各パイロット圧に対応した操作検出信号を出力する。前記速度センサ３４は、前記旋回電動機２９の回転速度、すなわち上部旋回体２の旋回速度に対応する速度、を検出して旋回速度検出信号を出力する。

　前記コントローラ２７は、前記圧力センサ３２，３３から入力される操作検出信号と、前記速度センサ３４から入力される旋回速度検出信号と、に基づいて、上部旋回体２について旋回駆動時（起動時を含む加速時または定常運転時）か、減速時か、あるいは停止状態かを判断し、旋回駆動時と判断したときは、前記両連通弁２５，２６のうち操作された側と反対側のもの、すなわち、両旋回管路１４，１５のうち油圧モータ１１から作動油が吐出される出口側管路に相当する管路につながる連通弁（右旋回時では左旋回管路１４につながる左連通弁２５、左旋回時では右旋回管路１５につながる右連通弁２６：以下、「出口側連通弁」という）のみを開き位置ａに切換える。

　従って、旋回駆動時に油圧モータ１１から左旋回管路１４または右旋回管路１５に吐出された作動油は、コントロールバルブ１３を通らずに、その出口側管路につながる連通弁２５または２６を通じてタンクＴに直接戻される。たとえば右旋回時には、図１の太線及び実線矢印により示されるように、油圧モータ１１から吐出された作動油は左旋回管路１４、左側連通弁２５、通路２８、連通路２２、及びメイクアップライン２３を順に通ってタンクＴに戻る。この旋回駆動中、旋回電動機２９は油圧モータ１１に所謂連れ回りするように回転する。換言すれば、当該油圧モータ１１により駆動される。

　例えば前記の右旋回状態からリモコン弁１２のレバー１２ａが減速方向に操作されると、すなわち中立位置に復帰するように、または中立位置に近づく向きに操作されると、前記作動油は、図１に破線矢印で示されるように、前記連通路２２からチェック弁回路２１の右側チェック弁２０を通って右旋回管路１５に戻るように循環する。このとき、旋回電動機２９は、コントローラ２７からの回生指令に基づいて発電機（回生）作用を行い、油圧モータ１１の回転に対してブレーキ力を発揮するとともに、発生した回生電力を蓄電器３０に送って蓄えさせる。この回生作用により油圧モータ１１の回転にブレーキがかけられ、上部旋回体２が減速／停止する。

　一方、旋回停止状態では、コントローラ２７からの指令信号によって連通弁２５，２６が閉じるとともに、リリーフ弁回路１８による油圧ブレーキによって油圧モータ１１及び上部旋回体２が停止状態に保持される。

　前記コントローラ２７には、電気システムの異常の有無を判断するための情報として、電動機２９からその状態（速度、温度等）に関する情報が、蓄電器３０からその状態（温度、電圧等）に関する情報が、電動機・蓄電器制御器３１からその状態（電圧、電流、温度等）に関する情報がそれぞれ常時入力される。コントローラ２７は、これらの情報に基づいて異常の有無を判断する異常判断部と、正常時には前記のように電動機２９に対する駆動指令を電動機・蓄電器制御器３１に入力し、異常時には電動機２９に非駆動指令（回生停止指令）を入力する指令部と、を有する。

　このコントローラ２７が行う具体的な制御動作を、図２のフローチャートを参照しながら説明する。

　コントローラ２７は、制御の開始にあたり、ステップＳ１，Ｓ２で、電動機２９、蓄電器３０、制御器３１からの状態信号に基づいてこれら及び配線を含めた電気システム全体の異常判定を行う。ここでＹＥＳの場合、すなわち全て異常なしの場合、ステップＳ３で操作の有無及び旋回速度に基づいて、旋回動作状態にあるか否か、つまり旋回駆動状態、旋回減速状態のいずれかの状態にあるか否かを判断する。ここで旋回駆動状態は、旋回加速状態及び定常運転状態の双方を含み、旋回減速状態は、リモコン弁１２のレバー１２ａが左旋回位置または右旋回位置から中立位置側に戻し操作されることによる減速状態と、前記レバー１２ａが中立位置まで戻されることによる減速状態の双方を意味する。

　コントローラ２７は、ステップＳ３でＹＥＳ、すなわち旋回動作状態であると判断したときは、ステップＳ４で、両連通弁２５，２６のうち操作側と反対側のものである出口側連通弁、たとえば右旋回時には左側連通弁２５、に指令信号を入力してこれを開弁させる。このように開弁した連通弁すなわち出口側連通弁は、油圧モータ１１から吐出された油がコントロールバルブ１３を介さずに直接タンクに戻ることを可能にし、これにより、コントロールバルブ１３での絞り作用に起因する背圧を無くすことを可能にする。このことは、旋回駆動時に油圧モータ１１のメータアウト側に作用する背圧を低減してメータイン側の圧力を落とし、ポンプ圧を低下させることを可能にし、これにより、油圧ポンプ１０の動力損失を抑えてエネルギーの無駄を省くことを可能にする。

　また、コントローラ２７は、リモコン弁１２における操作量と目標速度について予め設定されたマップを記憶しており、このマップと前記リモコン弁１２の実際の操作量とに基づいて目標速度を決定し、この目標速度と実際の旋回速度との比較に基づいて油圧モータ１１が旋回駆動中であるか減速中であるかを判断する。そして、旋回駆動中と判断した場合には、前記のとおり連通弁２５，２６のうちの出口側連通弁に開弁指令を入力するが、減速中と判断した場合は、前記開弁指令に加えて、電動機２９に対する駆動指令を電動機・蓄電器制御器３１に入力する。この駆動指令を受けた電動機２９は回生ブレーキ動作を行い、油圧モータ１１にブレーキをかけるとともに回生電力を蓄電器３０に蓄えさせる。

　このように、電気システムが正常状態であれば、減速時に電動機２９と蓄電器３０による回生作用が働く。

　これに対し、ステップＳ２でＮＯと判断した場合、すなわち、電気システムに含まれる特定の要素について異常ありと判断した場合、または、ステップＳ３で旋回動作状態でないすなわち旋回停止状態であると判断した場合はいずれも、ステップＳ５に移行する。ここで「異常」とは、たとえば電動機２９については加熱や過速度、過負荷等、蓄電器３０については高温、セル不均衡、過電圧、設定電圧異常等、制御器３１についてはセンサ異常、過電流、ＣＰＵ異常、入力過電圧、入力電圧不足、過熱等をいう。コントローラ２７は、ステップＳ５では、連通弁２５，２６を閉じるとともに、電動機２９に対して非駆動指令、すなわち回生作用を停止させる指令、を出す。これにより、電動機２９及び蓄電器３０による回生作用を停止させ、リリーフ弁回路１８に油圧ブレーキ作用を働かせる。

　このように、この作業機械では、電気システムの正常時には旋回駆動時の背圧を低減してポンプ圧を低下させることができるのに加え、減速時には電動機２９及び蓄電器３０による回生作用を行わせて旋回エネルギーを回生することができ、これによりエネルギー効率を上げることができる。一方、電気システムに異常が発生した場合、連通弁２５，２６による連通を遮断するととともに、回生作用を停止させることにより、電動機２９も蓄電器３０も連通弁２５，２６もない通常の油圧ショベルと同じ状態にした上で、減速時にブレーキ弁による油圧ブレーキを働かせる構成としたから、旋回動作を確保して作業を継続することができる。また、前記回生作用の停止は、電動機２９及び蓄電器３０における過電流及び過電圧の発生を回避してこれらを保護することを可能にする。

　本発明は以上の実施の形態に限定されず、例えば次のような態様も含む。

　（１）前記実施形態に係る連通切換装置は、モータ両側管路１４，１５とタンクＴとの間にそれぞれ設けられる連通弁２５，２６を含み、それぞれの連通弁がモータ出口側管路をタンクＴに連通させる開き位置ａとこの連通を遮断する閉じ位置ｂとの間で切換わるものであるが、特許文献１に記載された短絡切換弁と同様にモータ両側管路を短絡させる位置と両側管路をコントロールバルブに接続する位置との間で切換わる連通弁を含んでこれらがモータ両側管路とコントロールバルブとの間に設けられてもよい。この態様では、旋回減速時のみに連通弁が開き位置に切換えられて回生ブレーキを働かせればよく、これにより、前記実施形態と基本的に同じ作用効果を得ることができる。

　（２）前記実施形態では、速度センサ２９からの電動機速度信号を用いて旋回状態（旋回停止等）が判断されるが、たとえば旋回操作装置の操作部材（リモコン弁１２のレバー１２ａ）が中立位置にとなって一定時間が継続したときに旋回停止と判断する等、電動機速度信号を用いない他の手段によって旋回状態を判断することもできる。

　（３）前記実施形態に係る連通弁２５，２６は旋回停止状態でも連通遮断位置にセットされるが、本発明では、旋回停止状態で連通切換装置が開き状態とされた上で電動機の位置保持制御やメカニカルブレーキ等によって停止状態が保持されてもよい。

　（４）本発明に係る旋回式作業機械は、ショベルに限られない。例えばショベルの母体を利用して構成される解体機や破砕機等の他の旋回式作業機械にも適用され得る。

　以上のように、本発明によれば、旋回動作中での回生のための電動機及び蓄電器を有し、かつ、これらを含む電気システムの異常発生時に前記旋回動作を維持しながら前記電動機及び蓄電器を保護することが可能な旋回式作業機械が提供される。この旋回式作業機械は、下部走行体と、この下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と、第１及び第２ポートを有してその一方のポートから作動油の供給を受けて他方のポートから作動油を吐出し、これにより上部旋回体を旋回駆動するように作動する油圧モータと、この油圧モータに供給される作動油を吐出する油圧ポンプと、前記油圧モータにより回転駆動されて回生作用を行う電動機と、この電動機の回生電力を蓄える蓄電器と、前記旋回駆動についての指令を入力するために操作される操作部材を含み、この操作部材の操作に対応した操作信号を出力する旋回操作装置と、この旋回操作装置の操作信号に基づいて前記油圧モータへの作動油の供給及び前記油圧モータからの作動油の吐出を制御するように作動するコントロールバルブと、前記油圧モータの第１ポートと前記コントロールバルブとをつなぐ第１管路と、前記油圧モータの第２ポートと前記コントロールバルブとをつなぐ第２管路と、前記第１及び第２管路に接続され、前記操作部材が減速方向に操作された減速操作時に前記油圧モータに対する油圧ブレーキ作用を行うブレーキ弁と、前記両管路のうちの前記油圧モータの出口側の管路を前記コントロールバルブを介さずにタンクまたは前記両管路のうちの前記油圧モータの入口側の管路に連通する連通状態と、この連通を遮断する連通遮断状態とに切換えられることが可能な連通切換装置と、前記旋回操作装置の操作部材の操作を検出する操作検出器と、この操作検出器からの検出信号に基づいて前記連通切換装置の切換を制御するコントローラと、を具備し、このコントローラは、前記電動機及び蓄電器とそれぞれの制御系を含む電気システムからの信号に基づいて電動機と蓄電器による回生作用が不能または不適となる異常事態が発生したか否かを判断し、前記異常事態が発生していないと判断した場合であって、少なくとも前記減速操作時である場合に前記連通切換装置を前記連通状態に切換えるとともに、前記電動機に回生作用を行わせるための駆動指令を出力し、前記電気システムが異常状態になったと判断したときに、前記連通切換装置を前記連通遮断状態に切換えるとともに、前記電動機に回生作用を行わせないための非駆動指令を出力するものである。

　この作業機械では、電気システムが正常な状態では、少なくとも旋回減速時に連通弁が開いて油圧モータの出口側の管路をタンクまたは入口側の管路に連通することにより、電気システムが正常な状態での減速時に電動機に回生作用を働かせてブレーキ力を発揮させながら旋回エネルギーを回収することができる。一方、電動機及び蓄電器を含む電気システムに異常が発生すると、前記連通弁が閉じて前記連通を遮断し、かつ、電動機の回生作用が停止するため、通常の油圧ショベルと同様に減速時にブレーキ弁が油圧ブレーキ作用を発揮することができる。これにより、旋回動作を確保して作業を継続させながら、回生作用の停止によって蓄電器及び電動機を保護することができる。

　前記連通切換装置は、例えば、前記第１及び第２管路と前記タンクとの間に設けられ、両管路とタンクとを遮断する状態と、第１管路とタンクとを連通して第２管路とタンクとの間を遮断する状態と、第２管路とタンクとを連通して第１管路とタンクとの間を遮断する状態とに切換えられることが可能であるものが、好適である。この場合、前記コントローラは、前記電気システムが正常状態でかつ旋回動作中は前記第１及び第２管路のうち前記油圧モータの出口側の管路である出口側管路に該当する管路とタンクとを連通して他方の管路とタンクとの間を遮断するように前記連通切換装置を作動させるのが、よい。前記の連通は、前記の回生効果に加えて、旋回加速時及び定常運転時の背圧を低減する効果を生む。

　より具体的に、前記連通切換装置としては、前記第１管路と前記タンクとの間に設けられ、両者を連通する開き位置と両者の間を遮断する閉じ位置とに切換えられる第１連通弁と、前記第２管路と前記タンクとの間に設けられ、両者を連通する開き位置と両者の間を遮断する閉じ位置とに切換えられる第２連通弁と、を含むものが、好適である。この場合、前記コントローラは、前記電気システムが正常状態でかつ旋回動作中は前記第１及び第２連通弁のうち前記出口側管路につながる連通弁を開き位置にして他方の連通弁を閉じ位置にするのが、よい。

　また、前記コントローラは、旋回停止時に前記連通切換装置を連通遮断状態に切換えるものが、好ましい。このことは、ブレーキ弁による油圧ブレーキを作用させて油圧モータ及び上部旋回体を停止状態に保持することを可能にし、旋回停止状態で電動機を位置保持制御する場合と比べて省電力に寄与することができる。

Claims

　旋回式作業機械であって、
　下部走行体と、
　この下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と、
　第１及び第２ポートを有してその一方のポートから作動油の供給を受けて他方のポートから作動油を吐出し、これにより上部旋回体を旋回駆動するように作動する油圧モータと、
　この油圧モータに供給される作動油を吐出する油圧ポンプと、
　前記油圧モータにより回転駆動されて回生作用を行う電動機と、
　この電動機の回生電力を蓄える蓄電器と、
　前記旋回駆動についての指令を入力するために操作される操作部材を含み、この操作部材の操作に対応した操作信号を出力する旋回操作装置と、
　この旋回操作装置の操作信号に基づいて前記油圧モータへの作動油の供給及び前記油圧モータからの作動油の吐出を制御するように作動するコントロールバルブと、
　前記油圧モータの第１ポートと前記コントロールバルブとをつなぐ第１管路と、
　前記油圧モータの第２ポートと前記コントロールバルブとをつなぐ第２管路と、
　前記第１及び第２管路に接続され、前記操作部材が減速方向に操作された減速操作時に前記油圧モータに対する油圧ブレーキ作用を行うブレーキ弁と、
　前記両管路のうちの前記油圧モータの出口側の管路を前記コントロールバルブを介さずにタンクまたは前記両管路のうちの前記油圧モータの入口側の管路に連通する連通状態と、この連通を遮断する連通遮断状態とに切換えられることが可能な連通切換装置と、
　前記旋回操作装置の操作部材の操作を検出する操作検出器と、
　この操作検出器からの検出信号に基づいて前記連通切換装置の切換を制御するコントローラと、を具備し、このコントローラは、前記電動機及び蓄電器とそれぞれの制御系を含む電気システムからの信号に基づいて電動機と蓄電器による回生作用が不能または不適となる異常事態が発生したか否かを判断し、前記異常事態が発生していないと判断した場合であって、少なくとも前記減速操作時である場合には、前記連通切換装置を前記連通状態に切換えるとともに、前記電動機に回生作用を行わせるための駆動指令を出力し、前記電気システムが異常状態になったと判断した場合には、前記連通切換装置を前記連通遮断状態に切換えるとともに、前記電動機に回生作用を行わせないための非駆動指令を出力する、旋回式作業機械。
　請求項１記載の旋回式作業機械であって、前記連通切換装置は、前記第１及び第２管路と前記タンクとの間に設けられ、両管路とタンクとを遮断する状態と、第１管路とタンクとを連通して第２管路とタンクとの間を遮断する状態と、第２管路とタンクとを連通して第１管路とタンクとの間を遮断する状態とに切換えられることが可能であり、前記コントローラは、前記電気システムが正常状態でかつ旋回動作中は前記第１及び第２管路のうち前記油圧モータの出口側の管路である出口側管路に該当する管路とタンクとを連通して他方の管路とタンクとの間を遮断するように前記連通切換装置を作動させる旋回式作業機械。
　請求項２記載の旋回式作業機械であって、前記連通切換装置は、前記第１管路と前記タンクとの間に設けられ、両者を連通する開き位置と両者の間を遮断する閉じ位置とに切換えられる第１連通弁と、前記第２管路と前記タンクとの間に設けられ、両者を連通する開き位置と両者の間を遮断する閉じ位置とに切換えられる第２連通弁と、を含み、前記コントローラは、前記電気システムが正常状態でかつ旋回動作中は前記第１及び第２連通弁のうち出口側管路につながる連通弁を開き位置にして他方の連通弁を閉じ位置にする、旋回式作業機械。
　請求項１～３のいずれかに記載の旋回式作業機械であって、前記コントローラは、旋回停止時に前記連通切換装置を連通遮断状態に切換える、旋回式作業機械。