JP2000073410A - スイング式油圧ショベルの旋回同調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】オペレータに違和感を生じさせること無く、か
つ通常時と同じ操作性でフロント作業機を平行移動させ
ることができ、側溝堀作業を容易に行えるようにしたス
イング式油圧ショベルの旋回同調装置を提供する。 【解決手段】スイング操作手段２９のスイング操作量を
検出するポテンショメータ３１と、検出したスイング操
作量に基づきフロント作業機１３０のスイング方向と反
対方向にスイング角度と同じ角度だけ上部旋回体１２０
を旋回させる旋回指令値Ｅ２を計算し、これを出力する
演算装置３２を設け、指令値Ｅ２により比例電磁弁５１
ａ，５１ｂを作動させ、シャトル弁５２ａ，５２ｂを介
して旋回の流量制御弁１０を切り換え操作し、上部旋回
体を旋回させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スイング式油圧シ
ョベルの旋回同調装置に係わり、特に、フロント作業機
のスイング動作に同調して自動で上部旋回体を旋回さ
せ、フロント作業機を平行移動させるスイング式油圧シ
ョベルの旋回同調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】スイング式油圧ショベルは上部旋回体に
対してフロント作業機がスイング動作するショベルであ
る。このような油圧ショベルで側溝堀作業（作業機の平
行移動操作）を行おうとした場合、運転者は上部旋回体
の旋回動作とフロント作業機のスイング動作をそれぞれ
別個に行い、上部旋回体の旋回角とフロント作業機のス
イング角を同一になるよう操作する必要がある。

【０００３】このとき、運転者は運転席に座ったまま操
作するため目標とするフロント作業機の角度に対し実際
のフロント作業機の角度がどのようになっているかが判
別しにくく、バッケット等の代表点を見ながら、旋回と
スウィングを行うことになる。この結果、当初の代表点
が目標とするフロント作業機の角度の上にあっても、フ
ロント作業機の操作を行うとフロント作業機の軌跡が目
標とするフロント作業機の角度とずれ易く、作業性が低
下するといった問題点がある。この点を改良するために
フロント作業機を平行移動できるようにしたスイング式
油圧ショベルが特開昭６１−１２６２２５号公報に提案
されている。

【０００４】特開昭６１−１２６２２５号公報に提案の
油圧ショベルでは、溝堀指令スイッチを押すと（ＯＮに
すると）、そのときのフロント作業機の方向が記憶さ
れ、フロント作業機の目標とする方向が設定される。こ
の状態で旋回用の操作レバーを操作すると、操作レバー
による操作信号で上部旋回体が旋回すると同時に、この
上部旋回体の旋回方向と反対方向に旋回角度と同じ角度
だけフロント作業機が自動でスイングし、フロント作業
機が常に設定方向を向くように制御される。これにより
旋回操作に連動してフロント作業機を自動でスイングさ
せ、フロント作業機を平行移動することにより、アーム
を平行移動可能なオフセットフロント機構を有するオフ
セットフロント付き油圧ショベルの使い勝手に近づけて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭６１−
１２６２２５号公報に記載の油圧ショベルでは、フロン
ト作業機を平行移動させる同調操作を行うとき、オペレ
ータの意識としてはフロント作業機を平行にスイングさ
せたいのに、フロント作業機のスイング操作手段でなく
旋回用の操作レバーを操作しなければならず、動かした
い作業部材とオペレータが操作する操作手段とが一致せ
ず、操作に違和感が生じる。また、スイング動作の最大
角速度に対して旋回の最大角速度は極めて大きいため、
オペレータが旋回用操作レバーをフル操作した場合は、
旋回角度と同じ角度だけ反対方向にスイングさせること
ができず、旋回にスイングが追従しない。このため、オ
ペレータは旋回角速度がスイングの最大角速度を上回ら
ないように速度調整しなければならず、操作が面倒であ
る。また、システム的に同調操作時に旋回角速度を制限
することはシステムの調整及び関連する制御機器が必要
となり、コスト高となる。

【０００６】本発明の目的は、オペレータに違和感を生
じさせること無く、かつ通常時と同じ操作性でフロント
作業機を平行移動させることができ、側溝堀作業を容易
に行えるようにしたスイング式油圧ショベルの旋回同調
装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、下部走行体に対して旋回可能な上
部旋回体と、この上部旋回体に対してスイング動作可能
なフロント作業機と、このフロント作業機のスイング動
作を指示するスイング操作手段とを備えたスイング式油
圧ショベルの旋回同調装置において、前記スイング操作
手段のスイング操作量を検出する第１検出手段と、この
第１検出手段で検出したスイング操作量に基づき、前記
フロント作業機のスイング方向と反対方向にスイング角
度と同じ角度だけ上部旋回体を旋回させる旋回指令値を
計算し、これを出力する演算手段と、この演算手段から
出力された指令値により前記上部旋回体を旋回させる旋
回同調駆動手段とを備えるものとする。

【０００８】このように第１検出手段と演算手段と旋回
同調駆動手段を設け、フロント作業機のスイング方向と
反対方向にスイング角度と同じ角度だけ上部旋回体を旋
回させる旋回指令値を計算し、この指令値により上部旋
回体を旋回させることにより、スイング操作手段を操作
すると、フロント作業機のスイング角度と上部旋回体の
旋回角度が同じで方向が反対となるように自動的に操作
され、フロント作業機は平行移動する。このため、動か
したいフロント作業機の操作手段であるスイング操作手
段を操作してフロント作業機を平行移動でき、操作に違
和感を生じること無く、アームを平行移動可能なオフセ
ットフロント機構を有するオフセットフロント付き油圧
ショベルの使い勝手により近い感覚で操作でき、良好な
操作性が得られる。

【０００９】また、スイングの最大角速度は旋回の最大
角速度より小さく、このスイングの目標角速度を指令す
るスイング操作量に基づき旋回指令値を計算するので、
スイング操作手段を無造作に操作しても、旋回角速度が
スイング角速度より大きくなることはなく、極めて操作
が容易である。

【００１０】以上により、オペレータに違和感を生じさ
せること無く、かつ通常時と同じ操作性でフロント作業
機を平行移動させ、側溝堀作業を容易に行うことができ
る。

【００１１】（２）上記（１）において、好ましくは、
本発明のスイング式油圧ショベルの旋回同調装置は、前
記下部走行体に対する上部旋回体の旋回角度を検出する
第２検出手段を更に備え、前記演算手段は、前記第１検
出手段で検出したスイング操作量からスイングの目標角
度変化を計算し、これと大きさが同じで方向が反対の旋
回の目標角度変化を計算し、更に前記第２検出手段で検
出した旋回角度から上部旋回体の実角度変化を計算し、
この実角度変化が前記目標角度変化に一致するよう前記
旋回指令値を計算する。

【００１２】これによりフロント作業機のスイング方向
と反対方向にスイング角度と同じ角度だけ上部旋回体を
旋回させる旋回指令値が求まり、フロント作業機のスイ
ング角度と上部旋回体の旋回角度が同じで方向が反対と
なるように自動的に操作される。

【００１３】（３）また、上記（１）において、好まし
くは、本発明のスイング式油圧ショベルの旋回同調装置
は、前記フロント作業機のスイング角度を検出する第３
検出手段を更に備え、前記演算手段は、前記第３検出手
段で検出したスイング角度が前記フロント作業機のスイ
ング角度の限界に達すると、前記上部旋回体を停止させ
る指令値を出力する。

【００１４】これによりフロント作業機がスイング角度
の限界に達すれば、旋回は自動的に停止するので、フロ
ント作業機がスイング角度の限界に達した後上部旋回体
のみが旋回してフロント作業機が障害物にぶつかるなど
の事故を防止できる。また、溝堀作業中に気がつかない
うちに溝が斜めになってしまうことを回避できる。

【００１５】（４）また、上記（１）において、好まし
くは、本発明のスイング式油圧ショベルの旋回同調装置
は、前記下部走行体に対する上部旋回体の旋回角度を検
出する第２検出手段を更に備え、前記演算手段は、前記
第２検出手段で検出した旋回角度から旋回同調制御開始
後の旋回角度の変化量を計算すると共に、前記第１検出
手段で検出したスイング操作量から旋回同調制御開始後
のスイング角度の目標変化量を計算し、前記旋回角度の
変化量が前記スイング角度の目標変化量より大きくなる
と、前記上部旋回体を停止させる指令値を出力する。

【００１６】これにより傾斜を原因とする外力等により
上部旋回体の旋回が旋回指令値以上に流れようとする
と、旋回を停止させ、旋回が流れることを防止できる。

【００１７】（５）更に、上記（１）において、好まし
くは、本発明のスイング式油圧ショベルの旋回同調装置
は、旋回同調制御を行うかどうかを指示する選択スイッ
チを更に備え、前記演算手段は、前記選択スイッチから
旋回同調制御の指示が出ているときだけ前記旋回指令値
を計算する。

【００１８】このように選択スイッチを設けることによ
り、必要に応じて旋回同調制御を行うかどうかを選択で
きると共に、選択スイッチが操作されているときのみ旋
回同調制御を行えるようにすることでオペレータの注意
を喚起し、オペレータの意志に反して旋回同調制御が機
能するを防止できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。

【００２０】図１は本発明が係わるスイング式油圧ショ
ベルの油圧駆動系を本発明の第１の実施形態による旋回
同調装置と共に示す図である。

【００２１】図１において、２００，１，２はそれぞれ
主ポンプとしての油圧ポンプであり、３は旋回シリン
ダ、４はブームシリンダ、５はアームシリンダ、６はバ
ケットシリンダ、７はスイングシリンダ、８は右走行モ
ータ、９は左走行モータである。

【００２２】旋回シリンダ３に対しては油圧ポンプ２０
０から吐出された圧油が流量制御弁１０を介して供給可
能とされ、ブームシリンダ４に対しては油圧ポンプ１，
２から吐出された圧油が流量制御弁１１，１２を介して
合流して供給可能とされ、アームシリンダ５に対しては
油圧ポンプ１，２から吐出された圧油が流量制御弁１
３，１４を介して合流して供給可能とされ、バケットシ
リンダ６に対しては油圧ポンプ２から吐出された圧油が
流量制御弁１５を介して供給可能とされ、スイングシリ
ンダ１６に対しては油圧ポンプ１から吐出された圧油が
流量制御弁１６を介して供給可能とされ、右走行モータ
８に対しては油圧ポンプ１から吐出された圧油が流量制
御弁１７を介して供給可能とされ、左走行モータ９に対
しては油圧ポンプ２から吐出された圧油が流量制御弁１
８を介して供給可能とされている。

【００２３】２０はブーム用操作レバー装置、２１はバ
ケット用操作レバー装置、２２は旋回用操作レバー装
置、２３はアーム用操作レバー装置であり、それぞれ油
圧パイロット弁を内蔵している。また、ブーム用操作レ
バー装置２０とバケット用操作レバー装置２１は共通の
操作レバー２４を有し、旋回用操作レバー装置２２とア
ーム用操作レバー装置２３は共通の操作レバー２５を有
している。

【００２４】旋回用操作レバー装置２２の操作レバー２
５を十字の上下方向に操作すると、その操作方向と操作
量に応じて油圧パイロット弁が作動して、パイロットポ
ンプ２６の圧力を元圧として旋回指令信号としてのパイ
ロット圧力が生成され、このパイロット圧力はパイロッ
トライン２７ａ，２８ａ又は２７ｂ，２８ｂを介して流
量制御弁１０に与えられ、流量制御弁１０が切り換え操
作される。その結果、油圧ポンプ２００からの圧油が旋
回モータ３に供給され、旋回モータ３が回転駆動する。
その他の操作レバー装置２０，２１，２３についても、
操作レバーの操作方向又は操作する操作レバーが異なる
点を除いて同様である。走行モータ８，９に対しては操
作手段としてペダルが設けられているが、図示は省略し
ている。

【００２５】また、スイングシリンダ７に対してはスイ
ング操作ペダル３０を有するスイング操作手段２９が設
けられ、このスイング操作手段２９のスイング操作ペダ
ル３０には図２に示すようにポテンショメータ３１が連
結され、スイング操作ペダル３０の操作量に応じてスイ
ング操作の指令値Ｖを出力する。この指令値Ｖは演算装
置３２に入力され、演算装置３２は指令値Ｖによって決
まる指令値を比例電磁弁３３ａ，３３ｂに出力する。比
例電磁弁３３ａ，３３ｂはパイロットライン３４ａ，３
４ｂに設けられ、演算装置３２からの指令値に対し、パ
イロットポンプ２６の圧力を元圧としてスイング指令信
号としてのパイロット圧力を生成し、このパイロット圧
が流量制御弁１６に与えられ、流量制御弁１が切り換え
操作される。その結果、油圧ポンプ１からの圧油がスイ
ングシリンダ７に供給され、スイングシリンダ７を伸縮
駆動する。

【００２６】図３及び図４にスイング式油圧ショベルの
外観を示す。図３及び図４において、スイング式油圧シ
ョベルは、下部走行体１００と、上部旋回体１２０と、
フロント作業機１３０とを備え、下部走行体１００には
左右の走行モータ８，９（左側のみ図示）が搭載され、
クローラ１０２を回転駆動する。上部旋回体１２０は下
部走行体１００上に旋回可能に搭載され、上部旋回体１
２０の前部にはスイングポスト１２１が水平方向にスイ
ング可能に取り付けられ、フロント作業機１３０はこの
スイングポスト１２１に上下動可能に取り付けられてい
る。フロント作業機１３０はブーム１３０ａ、アーム１
３０ｂ、バケット１３０ｃからなっている。

【００２７】上部旋回体１２０は旋回モータ３により下
部走行体１００上を回転駆動され、スイングポスト１２
１はスイングシリンダ７により上部旋回体１２０に対し
て水平方向に回転駆動される。また、フロント作業機１
３０のブーム１３０ａ、アーム１３０ｂ、バケット１３
０ｃはそれぞれブームシリンダ４、アームシリンダ５、
バケットシリンダ６により上下方向に回転駆動される。

【００２８】以上のような油圧ショベルに本実施形態の
旋回同調装置が設けられている。この旋回同調装置は、
上記ポテンショメータ３１、演算装置３２、比例電磁弁
３３ａ，３３ｂと、上部旋回体１２０とフロント作業機
１３０のなす角度（以後スイング角度と表記）を検出す
る角度センサ４０と、旋回モータ３を有する旋回装置内
に取り付けられ上部旋回体１２０と下部走行体１００と
の角度の変化量を検出するピックアップセンサ４１と、
操作レバー４２の上部に設けられ、旋回同調制御をする
かどうかを選択する切換スイッチ４３とを備えている。
角度センサ４０は上部旋回体１２０とフロント作業機１
３０のなす角度（スイング角度）に応じた角度信号θ１
を出力し、ピックアップセンサ４１は旋回モータ３の出
力軸のスプラインを利用し旋回モータ３の回転数に応じ
た回転数信号ｆを出力し、切換スイッチ４３はＯＮ・Ｏ
ＦＦの選択信号Ｓを出力し、これらの信号θ１，ｆ，Ｓ
は上記の指令値Ｖと共に演算装置３２に入力され、演算
処理される。切換スイッチ４３が設けられる操作レバー
４２は、例えば旋回用操作レバー装置２２の操作レバー
２５とすることができる。

【００２９】また、旋回同調装置は、パイロットライン
５０ａ，５０ｂに設けられ、演算装置３２からの指令値
によりパイロットポンプ２６の圧力を元圧として旋回同
調信号としてのパイロット圧力を生成する比例電磁弁５
１ａ，５１ｂと、上述した旋回用操作レバー装置２２か
らのパイロット圧力と比例電磁弁５１ａ，５１ｂからの
パイロット圧力の高圧側を選択し、流量制御弁１０に出
力するシャトル弁５２ａ，５２ｂとを備えている。

【００３０】演算装置３２の処理内容を図５〜図８によ
り説明する。

【００３１】図５は演算装置３２の処理内容を示すフロ
ーチャートであり、信号θ１，ｆ，Ｖ，Ｓを入力すると
（ステップＳ１）、まずスイング操作の指令値Ｖから、
例えば図６に示すような予め記憶した関数Δθ１０＝ｆ
１（Ｖ）を用いてスイングの目標角度変化（角速度）Δ
θ１０を求め（ステップＳ２）、次に選択信号ＳがＯＮ
かどうかを判断し（ステップＳ３），選択信号ＳがＯＮ
ではないときは運転手に同調操作の意志無しと判断し、
比例電磁弁５１ａ，５１ｂに対する指令値Ｅ２を０と
し、比例電磁弁５１ａ，５１ｂを動作させないようにす
ると共に、比例電磁弁３３ａ，３３ｂに対しては、例え
ば図７に示すような予め記憶した関数Ｅ１＝ｆ２（Δθ
１０）により目標角度変化Δθ１０から指令値Ｅ１を求
め（ステップＳ４）、指令値Ｅ１を比例電磁弁３３ａ，
３３ｂに出力する（ステップＳ５）。

【００３２】一方、選択信号ＳがＯＮであると、運転手
に同調操作の意志有りと判断し、更にスイング角度信号
θ１から、スイング角度がスイングシリンダ７のストロ
ークエンドに対応する限界角度θ１ｍａｘ又はθ１ｍｉ
ｎに達しているかどうかを判断し（ステップＳ６）、ス
イング角度が限界角度θ１ｍａｘ又はθ１ｍｉｎに達し
ていれば、比例電磁弁３３ａ，３３ｂ及び比例電磁弁５
１ａ，５１ｂに対する指令値Ｅ１，Ｅ２を共に０とする
（ステップＳ７）。スイング角度が限界角度θ１ｍａｘ
又はθ１ｍｉｎに達していなければ、まず、上記スイン
グの目標角度変化Δθ１０から、Δθ２０＝−Δθ１０
の式によりスイングの目標角度変化と同じ角度変化で方
向が反対の旋回の目標角度変化（旋回角速度）Δθ２０
を求め（ステップＳ８）、更にピックアップセンサ４１
の回転数信号ｆから上部旋回体１２０と下部走行体１０
０との角度変化Δθ２を求め（ステップＳ９）、次いで
比例電磁弁３３ａ，３３ｂに対しては、ステップＳ４と
同様、図７に示す予め記憶した関数Ｅ１＝ｆ２（Δθ１
０）により目標角度変化Δθ１０から指令値Ｅ１を求
め、比例電磁弁５１ａ，５１ｂに対しては、旋回の目標
角度変化Δθ２０と、上部旋回体１２０と下部走行体１
００との実際の角度変化Δθ２とから指令値Ｅ２を求め
（ステップＳ１０）、これら指令値Ｅ１，Ｅ２を比例電
磁弁３３ａ，３３ｂ，５１ａ，５１ｂに出力する（ステ
ップＳ５）。

【００３３】図８にΔθ２０とΔθ２とからの指令値Ｅ
２の求め方を示す。まず、旋回の目標角度変化Δθ２０
と実際の角度変化Δθ２との偏差ΔΔθ２を計算し（減
算部６０）、この偏差ΔΔθ２に所定のゲインＫを掛け
て指令値Ｅ２を求める（関数６１）。これにより実際の
角度変化Δθ２が目標角度変化Δθ２０に一致するよう
指令値Ｅ２が計算される。

【００３４】次に、本実施形態の動作を説明する。

【００３５】まず、旋回同調制御を行わない場合につい
て説明する。

【００３６】操作レバー４２の上部に設けた切換スイッ
チ４３を操作せずにスイング操作ペダル３０を操作する
と、演算装置３２はポテンショメータ３１からの指令値
Ｖに基づきスイングの目標角度変化（角速度）Δθ１０
を計算し（図５のステップＳ１，Ｓ２）、指令値Ｅ１を
比例電磁弁３３ａ又は３３ｂに出力する（同ステップＳ
４，Ｓ５）。比例電磁弁３３ａ，３３ｂは指令値Ｅ１に
応じたパイロット圧力を生成し、流量制御弁１６を切り
換え操作してスイングシリンダ７を伸長又は収縮駆動す
る。これにより、フロント作業機１３０のみを単独でス
イングさせることが可能となる。

【００３７】旋回同調制御を行う場合について説明す
る。

【００３８】操作レバー４２の上部に設けらた切換スイ
ッチ４３を操作し（押し）、この状態でスイング操作ペ
ダル３０を操作すると、演算装置３２は上記と同様にポ
テンショメータ３１からの指令値Ｖに応じた指令値Ｅ１
を比例電磁弁３３ａ又は３３ｂに出力すると共に（同ス
テップＳ１〜Ｓ５）、ポテンショメータ３１からの指令
値Ｖから旋回の目標角度変化Δθ２０を求め（同ステッ
プＳ８）、このΔθ２０と実際の角度変化Δθ２とから
求めた指令値Ｅ２を比例電磁弁５１ａ又は５１ｂに出力
する（同ステップＳ９，Ｓ１０，Ｓ５）。

【００３９】比例電磁弁３３ａ，３３ｂは指令値Ｅ１に
応じたパイロット圧力を生成し、流量制御弁１６を切り
換え操作してスイングシリンダ７を伸長又は収縮駆動す
る。比例電磁弁５１ａ，５１ｂも指令値Ｅ２に応じたパ
イロット圧力を生成し、流量制御弁１０を切り換え操作
して旋回モータ３を回転駆動する。ここで、指令値Ｅ２
に係わる旋回の目標角度変化Δθ２０は、上述したよう
にスイングの目標角度変化Δθ１０と同じ角度変化で方
向が反対の角度変化であるので、フロント作業機１３０
のスイング角度θ１と上部旋回体１２０の旋回角度θ２
が同じで方向が反対となるように自動的に操作され、フ
ロント作業機１３０は平行移動する。

【００４０】また、上記の旋回同調制御中、スイングシ
リンダ７がストロークエンドに達すると、自動的に指令
値Ｅ１，Ｅ２は０となり（同ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ
５）、フロント作業機１３０のスイング及び上部旋回体
１２０は停止する。

【００４１】以上のように本実施形態によれば、スイン
グ操作ペダル３０を操作すると、フロント作業機１３０
のスイング角度と上部旋回体１２０の旋回角度が同じで
方向が反対となるように自動的に操作され、フロント作
業機１３０は平行移動する。このため、動かしたいフロ
ント作業機１３０の操作手段であるスイング操作ペダル
３０を操作してフロント作業機を平行移動でき、操作に
違和感を生じること無く、アームを平行移動可能なオフ
セットフロント機構を有するオフセットフロント付き油
圧ショベルの使い勝手により近い感覚で操作でき、良好
な操作性が得られる。

【００４２】また、スイングの最大角速度は旋回の最大
角速度より小さく、このスイングの目標角速度を指令す
るスイング操作量に基づき旋回指令値を計算するので、
スイング操作ペダルを無造作に操作しても、旋回角速度
がスイング角速度より大きくなることはなく、極めて操
作が容易である。

【００４３】更に、スイングシリンダがストロークエン
ドに達し、フロント作業機１３０がスイング角度の限界
に達すれば、旋回は自動的に停止するので、フロント作
業機１３０がスイング角度の限界に達した後上部旋回体
１２０のみが旋回してフロント作業機１３０が障害物に
ぶつかるなどの事故を防止できる。また、溝堀作業中に
気がつかないうちに溝が斜めになってしまうことを回避
できる。

【００４４】また、旋回同調制御の選択スイッチ４３を
設けたので、必要に応じて旋回同調制御を行うかどうか
を選択できると共に、選択スイッチが操作されていると
きのみ旋回同調制御を行えるようにすることでオペレー
タの注意を喚起し、オペレータの意志に反して旋回同調
制御が機能するを防止できる。

【００４５】以上により、オペレータに違和感を生じさ
せること無く、かつ通常時と同じ操作性でフロント作業
機１３０を平行移動させ、側溝堀作業を容易に行うこと
ができる。

【００４６】図９は本発明の第２の実施形態を示すもの
であり、図中、図５に示す処理と同じ処理には同じ符号
を付している。この実施形態では、スイング角度信号θ
１から、スイング角度がスイングシリンダ７のストロー
クエンドに対応する限界角度θ１ｍａｘ又はθ１ｍｉｎ
に達しているかどうかを判断し（ステップＳ６）、スイ
ング角度が限界角度θ１ｍａｘ又はθ１ｍｉｎに達して
いない場合、スイングの目標角度変化（角速度）Δθ１
０から旋回同調制御開始後のスイング角度の目標変化量
α１０を計算し（ステップＳ２０）、ピックアップセン
サ４１の回転数信号ｆから旋回同調制御開始後の旋回角
度の変化量α２を計算し（ステップＳ２１）、更に旋回
角度の変化量α２がスイング角度の目標変化量α１０よ
り大きいかどうかを判断し（ステップＳ２２）、旋回角
度の変化量α２がスイング角度の目標変化量α１０より
大きくなると、比例電磁弁３３ａ，３３ｂ及び比例電磁
弁５１ａ，５１ｂに対する指令値Ｅ１，Ｅ２を共に０と
する（ステップＳ７）。

【００４７】これにより傾斜を原因とする外力等により
旋回が旋回指令値Ｅ２以上に流れようとすると、上部旋
回体１２０の旋回を停止させ、旋回が流れることを防止
できる。また、スイング角度を検出する角度センサ４０
が故障した場合の事故を防止できる。

【００４８】本発明の第３の実施形態を図１０及び図１
１により説明する。図１０中、図１に示した部品と同様
のものには同じ符号を付している。本実施形態は、スイ
ング操作手段として油圧パイロット弁方式を用いた油圧
駆動系に本発明を適用したものである。

【００４９】図１０において、２９Ａは油圧パイロット
弁方式のスイング操作手段であり、このスイング操作手
段２９Ａは、先の実施形態と同様スイング操作ペダル３
０を有している。スイング操作ペダル３０を操作する
と、その操作方向と操作量に応じて油圧パイロット弁が
作動して、パイロットポンプ２６の圧力を元圧としてス
イング指令信号としての油圧パイロット圧力が生成さ
れ、このパイロット圧力はパイロットライン３４ａ，３
４ｂを介して流量制御弁１６に与えられ、流量制御弁１
６が切り換え操作される。その結果、油圧ポンプ１から
の圧油がスイングシリンダ７に供給され、スイングシリ
ンダ７を伸縮駆動する。

【００５０】また、本実施形態における旋回同調装置
は、スイング角度を検出する角度センサ４０、旋回角度
の変化量を検出するピックアップセンサ４１、旋回同調
制御をするかどうかを選択する切換スイッチ４３、演算
装置３２Ａを有すると共に、第１の実施形態のポテンシ
ョメータ３１に代え、パイロットライン３４ａ，３４ｂ
に設けられスイング指令信号としての油圧パイロット圧
力を検出する圧力センサ７０ａ，７０ｂを有している。

【００５１】演算装置３２Ａの処理内容を図１１に示す
フローチャートにより説明する。まず、角度センサ４０
の角度信号θ１、ピックアップセンサ４１の回転数信号
ｆ、圧力センサ７０ａ，７０ｂの圧力信号Ｐａ，Ｐｂ
（Ｐｉで代表する）、切換スイッチ４３の選択信号Ｓが
入力され（ステップＳ２１）、圧力信号Ｐｉから予め記
憶した関数Δθ１０＝ｇ１（Ｐｉ）を用いてスイングの
目標角度変化（角速度）Δθ１０を求め（ステップＳ２
２）、次に選択信号ＳがＯＮかどうかを判断し（ステッ
プＳ２３），選択信号ＳがＯＮではないときは運転手に
同調操作の意志無しと判断し、比例電磁弁５１ａ，５１
ｂに対する指令値Ｅ２を０とし、比例電磁弁５１ａ，５
１ｂを動作させないようにする。

【００５２】一方、選択信号ＳがＯＮであると、運転手
に同調操作の意志有りと判断し、更にスイング角度信号
θ１から、スイング角度がスイングシリンダ７のストロ
ークエンドに対応する限界角度θ１ｍａｘ又はθ１ｍｉ
ｎに達しているかどうかを判断し（ステップＳ２６）、
スイング角度が限界角度θ１ｍａｘ又はθ１ｍｉｎに達
していれば、比例電磁弁５１ａ，５１ｂに対する指令値
Ｅ２を０とする（ステップＳ２７）。スイング角度が限
界角度θ１ｍａｘ又はθ１ｍｉｎに達していなければ、
まず、上記スイングの目標角度変化Δθ１０から、Δθ
２０＝−Δθ１０の式によりスイングの目標角度変化と
同じ角度変化で方向が反対の旋回の目標角度変化（旋回
角速度）Δθ２０を求め（ステップＳ２８）、更にピッ
クアップセンサ４１の回転数信号ｆから上部旋回体１２
０と下部走行体１００との角度変化Δθ２を求め（ステ
ップＳ２９）、次いで旋回の目標角度変化Δθ２０と、
上部旋回体１２０と下部走行体１００との実際の角度変
化Δθ２とから比例電磁弁５１ａ，５１ｂに対する指令
値Ｅ２を求め（ステップＳ３０）、この指令値Ｅ２を比
例電磁弁５１ａ，５１ｂに出力する（ステップＳ２
５）。指令値Ｅ２の求め方は第１の実施形態で図８を用
いて説明したのと同じである。

【００５３】本実施形態においても、スイング操作手段
として油圧パイロット弁方式を用いた油圧駆動系で第１
の実施形態と同様の効果が得られる。

【００５４】なお、上記実施形態では、同調操作を指示
するスイッチを旋回用の操作レバー装置の操作レバーの
上部に設けたが、これ以外の操作レバー又は箇所に設け
ても良い。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、オペレータに違和感を
生じさせること無く、かつ通常時と同じ操作性でフロン
ト作業機を平行移動させ、側溝堀作業を容易に行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による旋回同調装置を
油圧駆動系と共に示す図である。

【図２】スイング操作手段の詳細を示す拡大図である。

【図３】本発明の第１の実施形態のおけるスイング式油
圧ショベルの側面図である。

【図４】本発明の第１の実施形態におけるスイング式油
圧ショベルの上面図である。

【図５】本発明の第１の実施例における旋回同調装置の
演算装置内の処理を示すフローチャートである。

【図６】スイング操作指令値からスイングの目標角度変
化を求める関数の一例を示す図である。

【図７】スイングの目標角度変化から指令値を求める関
数の一例を示す図である。

【図８】旋回の目標角度変化と実際の角度変化とから指
令値を求める演算の一例を示す図である。

【図９】本発明の第２の実施形態による旋回同調装置の
演算装置内の処理を示すフローチャートである。

【図１０】本発明の第３の実施形態による旋回同調装置
を油圧駆動系と共に示す図である。

【図１１】本発明の第３の実施形態における旋回同調装
置の演算装置内の処理を示すフローチャートである。

【符合の説明】

１，２ 油圧ポンプ ３ 旋回モータ ７ スイングシリンダ ８，９ 左右走行モータ １０ 旋回の流量制御弁 １６ スイングの流量制御弁 ２２ 旋回用操作レバー装置 ２９ スイング操作手段 ３０ スイング操作ペダル ３１ ポテンショメータ（第１検出手段） ３２ 演算装置 ３３ａ，３３ｂ 比例電磁弁 ４０ 角度センサ（第３検出手段） ４１ ピックアップセンサ（第２検出手段） ４２ 操作レバー ４３ 切換スイッチ（選択スイッチ） ５１ａ，５１ｂ 比例電磁弁（旋回同調駆動手段） ５２ａ，５２ｂ シャトル弁（旋回同調駆動手段） １００下部走行体 １２０ 上部旋回体 １３０ フロント作業機 ２００ 油圧ポンプ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下部走行体に対して旋回可能な上部旋回体
   と、この上部旋回体に対してスイング動作可能なフロン
   ト作業機と、このフロント作業機のスイング動作を指示
   するスイング操作手段とを備えたスイング式油圧ショベ
   ルの旋回同調装置において、 前記スイング操作手段のスイング操作量を検出する第１
   検出手段と、 この第１検出手段で検出したスイング操作量に基づき、
   前記フロント作業機のスイング方向と反対方向にスイン
   グ角度と同じ角度だけ上部旋回体を旋回させる旋回指令
   値を計算し、これを出力する演算手段と、 この演算手段から出力された指令値により前記上部旋回
   体を旋回させる旋回同調駆動手段とを備えることを特徴
   とするスイング式油圧ショベルの旋回同調装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のスイング式油圧ショベルの
   旋回同調装置において、 前記下部走行体に対する上部旋回体の旋回角度を検出す
   る第２検出手段を更に備え、 前記演算手段は、前記第１検出手段で検出したスイング
   操作量からスイングの目標角度変化を計算し、これと大
   きさが同じで方向が反対の旋回の目標角度変化を計算
   し、更に前記第２検出手段で検出した旋回角度から上部
   旋回体の実角度変化を計算し、この実角度変化が前記目
   標角度変化に一致するよう前記旋回指令値を計算するこ
   とを特徴とするスイング式油圧ショベルの旋回同調装
   置。
3. 【請求項３】請求項１記載のスイング式油圧ショベルの
   旋回同調装置において、 前記フロント作業機のスイング角度を検出する第３検出
   手段を更に備え、 前記演算手段は、前記第３検出手段で検出したスイング
   角度が前記フロント作業機のスイング角度の限界に達す
   ると、前記上部旋回体を停止させる指令値を出力するこ
   とを特徴とするスイング式油圧ショベルの旋回同調装
   置。
4. 【請求項４】請求項１記載のスイング式油圧ショベルの
   旋回同調装置において、 前記下部走行体に対する上部旋回体の旋回角度を検出す
   る第２検出手段を更に備え、 前記演算手段は、前記第２検出手段で検出した旋回角度
   から旋回同調制御開始後の旋回角度の変化量を計算する
   と共に、前記第１検出手段で検出したスイング操作量か
   ら旋回同調制御開始後のスイング角度の目標変化量を計
   算し、前記旋回角度の変化量が前記スイング角度の目標
   変化量より大きくなると、前記上部旋回体を停止させる
   指令値を出力することを特徴とするスイング式油圧ショ
   ベルの旋回同調装置。
5. 【請求項５】請求項１記載のスイング式油圧ショベルの
   旋回同調装置において、 旋回同調制御を行うかどうかを指示する選択スイッチを
   更に備え、 前記演算手段は、前記選択スイッチから旋回同調制御の
   指示が出ているときだけ前記旋回指令値を計算すること
   を特徴とするスイング式油圧ショベルの旋回同調装置。