JPH047295A - クレーンの旋回制御装置 - 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、旋回体を有するクレーンの旋回制御装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

走行体の上に旋回体を搭載し、旋回体に多段伸縮ブーム
を起伏自在に支持させてなる油圧トラッククレーン等の
クレーンにおいて、その吊上能力は、ブーム長さ、ブー
ム角度、アウトリガの張出し状態、旋回角度等の作業条
件によって変動する。

たとえばトラッククレーンで４本のアウトリガをすべて
最大に張出した場合には所定の吊上能力を発揮できるが
、周囲の状況によりいずれか１乃至数本のアウトリガの
張出し長さを小さくすると、それに対応する旋回領域の
吊上能力が低下する。

このためにアウトリガの張出し状態に応じて旋回範囲を
制限する必要がある。また、建物等、周囲の障害物に吊
荷やブーム等が接触するのを防止するために旋回範囲を
制限する必要がある。このような事情により旋回作業中
に、必要に応じて旋回を自動停止できるようにすること
が要求される。

従来、旋回を自動停止させる装置として、■　特公昭６
０−２０３１９号公報に記載のように、旋回の安全領域
と危険領域とを設定し、旋回が危険領域に達する以前に
、自動停止信号を出力し、その信号により電磁開閉弁を
切換え、ポンプと中立ブロックの旋回方向切換弁との間
に設けたメインリリーフ弁のベント回路をタンクに連通
させることにより、ポンプの吐出油をタンクにアンロー
ドさせるようにしたもの、 ■　特開昭６２−３１７０３号公報、特開昭６２−１３
６１９号公報に記載のように、旋回の制動停止時に、そ
の慣性モーメントに応じて旋回モータの排出側の圧力を
可変リリーフ弁等で制御し、制動トルクを制御するよう
にしたもの、■　実開平２−１８４８５号公報に記載の
ように、旋回の制動停止時に、モータの吐出油をアンロ
ードさせるとともに、電磁比例圧力制御弁によりモータ
排出側の圧力を制御するようにしたもの、等が知られて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来技術■のように、旋回中に自動
停止信号を入力したときにポンプの吐出油をアンロード
するだけでは、旋回モータの吸込み側の圧力（加速圧力
）を０にすることはできるが、旋回モータの排出側の圧
力（制動圧力）を可変制御することはできない。このた
めポンプをアンロードさせても方向切換弁を旋回位置に
切換えたままでは旋回モータを積極的に停止することは
できず、旋回体は慣性により回り続けることになる。し
たがって、積極的に停止させるためには方向切換弁を中
立ブロック位置に切換える操作が必要であり、その操作
が遅れると、旋回体が危険領域まで旋回してしまう危険
性がある。

従来技術■のように、旋回の制動時に、旋回モータへの
圧油の流入を遮断した上で、慣性モーメントに応じてモ
ータ排出側の圧力を制御するものでは、モータ排出側の
圧力は制御できても、吸込み側の圧力は制御できないた
め、モータ排出側の圧力と、吸込み側の圧力との差圧を
正確に制御することばできず、旋回を目標位置に正確に
停止させることは困難である。

また、旋回の制御方式には、方向切換弁を中立に戻した
ときに旋回モータの両側回路をブロックして旋回を停止
する中立ブレーキ方式と、旋回モータの両側回路を互い
に連通させ、モータを慣性により回転させて旋回流し運
転を行う中立フリー方式とがあるが、上記従来技術■■
ではいずれも中立ブロックの旋回方向切換弁を用いる必
要があるため、中立ブレーキ方式の機械にしか適用でき
ない。

一方、従来技術■のように、旋回の制動時に、ポンプの
吐出油をアンロードさせるとともに、旋回モータの排出
側の圧力を電磁比例圧力制御弁で可変制御することによ
って、旋回モータの排出側の圧力と吸込み側の圧力との
差圧を上記従来技術■■に比べて正確に制御でき、従来
技術■■よりも制動停止の精度を高くでき、かつ、中立
ブレーキ方式、中立フリ一方式のいずれにも適用できる
。

しかし、この従来技術■において、とくにクレーンの旋
回で全制動トルクの小さい場合の旋回停止時に、吊荷の
振れが僅かに残る場合があることが判明した。

すなわち、旋回の制動時において、理論的には旋回モー
タの排出側の圧力と吸込み側の圧力との差圧を０にすれ
ば、旋回（制動）トルクが０となって旋回モータが停止
し、吊荷の振れを残さずに旋回体が停止する筈であるが
、旋回の動力伝達系の中でのモータの内部摩擦や旋回減
速ユニットの内部摩擦等による固有の制動トルクが存在
するため、上記差圧を０にしても、全体としての制動ト
ルク（固有制動トルクと、油圧制動トルクとの和）を完
全に０にすることはできない。このため、旋回の制動停
止時に、上記差圧を０にし、全制動トルクを０にして旋
回を停止させたつもりが、上記のように残存する制動ト
ルクによって、吊荷の振れが残るという現象が生じてく
る。したがって、吊荷の振れを残さずに旋回を停止させ
るには、全制動トルクを小さくしさらに０にするため、
上記差圧を０よりも小さくする必要がある。

なお、上記各従来技術では、いずれもモータの差圧を０
よりも小さく、すなわちモータ排出側の圧力をモータ吸
込み側の圧力よりも低くなるように制御することができ
ず、この点の早期解決が望まれていた。

本発明は、このような問題を解決するためになされたも
のであり、中立ブレーキ方式、中立フリ一方式のいずれ
にも効果的に使用でき、旋回作業中、旋回体等が危険領
域に達する以前等、旋回制動の必要が生じたときに、旋
回制御弁を旋回位置に切換えたままであっても、旋回体
を所定の旋回位置に自動的に速やかに停止させることが
でき、とくに、旋回（制動）トルクの小さい範囲でも、
吊荷の振れが残ることなく、所定の旋回位置に正確に、
かつ、スムーズに停止させることができるクレーンの旋
回制御装置を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、油圧ポンプの吐出油を旋回制御弁を介して旋
回モータに供給し旋回モータの回転方向および回転速度
を制御する油圧旋回式クレーンにおいて、旋回モータの
排出側の圧力を可変制御する制動圧力制御弁と、旋回モ
ータの吸込み側の圧力を可変制御する加速圧力制御弁と
を設け、旋回体の制動時にクレーンの作動状態に応じて
決まる圧力制御信号を上記各圧力制御弁に出力し、旋回
モータの排出側の圧力と吸込み側の圧力との双方を制御
してその差圧を制御する制御手段を設けたことを特徴と
するものである。

この構成において、上記旋回モータの排出側の圧力を制
御する制動圧力制御弁が、制御手段からの信号に応じた
二次圧を出力する電磁比例減圧弁と、その二次圧を外部
パイロット圧として設定圧が制御される可変圧力制御弁
とによって構成される。

また、旋回モータの吸込み側の圧力を可変制御する加速
圧力制御弁が、油圧ポンプの吐出油路と、旋回制御弁の
ブリードオフ油路とにそれぞれ設けられる。

〔作　用〕

上記の構成により、旋回制動時に、制御手段からの信号
で各圧力制御弁を介して旋回モータの排出側の圧力と吸
込み側の圧力との双方が同時に制御され、旋回モータの
排出側と吸込み側との差圧が制御され、旋回体が自動的
に効率よく制動される。とくに、全制動トルクが小さい
範囲では、上記差圧を負にする等の制御によってモータ
や旋回減速ユニットの内部摩擦等による固有の制動トル
クに影響されずに、微妙なトルク制御が可能となり、吊
荷の振れが残ることなく、旋回体が所定の位置に正確に
停止される。また、旋回モータの排出側と、吸込み側と
の圧力制御によって旋回の制動制御が行われるので、旋
回制御弁が中立ブレーキ方式であっても、中立フリ一方
式であっても、旋回の制動の制御が常に適正に行われる
。

〔実施例〕

本発明が適用されるクレーンの一例を第２図に示す。こ
のクレーン１００は、アウトリガ１０１を備えた走行体
１０２上に鉛直方向の旋回中心１０３まわりに旋回可能
な旋回体１０４を備え、この旋回体１０４に伸縮自在の
ブーム１０６がブームフットピン１０５を中心に起伏自
在に支持され、ブーム１０６の先端部（ブームポイント
シーブ）から巻上ロープ１０７が垂下され、この巻上ロ
ープ１０７で吊荷１０８の巻上下げが行われる。

このクレーン１００において、旋回作業を行う際、旋回
体１０４は後述する旋回制御装置の旋回用モータ６と旋
回減速ユニット６７等を介して旋回される。その旋回を
制動する場合、旋回体１０４、ブーム１０６、吊荷１０
８等が慣性によって旋回しようとするため、モータ６は
その吸込み側に流入する油圧によって回転するモータ作
用ではなく、排出側に圧力を立てて回るポンプ作用をす
ることになる。このときの旋回トルクすなわち制動トル
クＴＢと、モータ排ａ側の圧力ＰＢと吸込み側の圧力Ｐ
Ａとの差圧ΔＰ（ΔＰ＝ＰＢ−ＰＡ）との関係は、第３
図に示すようになる。

ここで、理論的には制動トルクＴＢは次式で求められ、
第３図の細線■に示すようにモータ３の差圧ΔＰと比例
する。

をΔＰく０のある値ΔＰ□となるように制御する必要が
ある。一般的には、ΔＰ１＝−１０〜−２０　（ｋｇ／
ａｌ）程度の値であることが、この出願の発明者らによ
って確認されている。

一方、制動トルクＴＢと旋回角速度ωとの間には、次の
関係が成立する。

ΔＰ−ＣＩ ＴＢ　＝　　　　　　　　　×　ｉｏ　　　　　　　　
・・・　（１）２００　π ６０ｗ　　　　　　　　ｄωＣ ＴＢ　＝Ｉｗ　　　　　　＋ＩＣ−＝　　（２）ｄｔ　
　　　　　　　　　　ｄｔ ただし、ｑ：モータ６の容量 １０　：旋回減速ユニット６７の減速比しかし、旋回の
動力伝達系の中には、前述したようにモータ６の内部摩
擦や旋回減速ユニット６７の内部摩擦等が存在するため
、制動トルクＴＢが小さい範囲では、その制動トルクＴ
Ｂとモータ差圧ΔＰとの関係が第３図の太線■に示すよ
うになり、差圧ΔＰ＝０でも制動トルクＴｌｌが存在す
る。制動トルクＴＢ＝０にするためには差圧ΔＰただし
、Ｉ　Ｗ　：吊荷１０８の旋回慣性モーメント■ｃ　：
上部旋回体１０４、ブーム１０６等による旋回慣性モー
メント ωＷ：吊荷の旋回角速度 ωＣ：上部旋回体の旋回角速度 ここで、旋回体１０４（ブーム１０６を含む）と、吊荷
１０８とが共にω。の角速度で吊荷の振れがなく旋回し
ている状態から、吊荷１０８の振れを残さずに旋回体１
０４を制動するためには、旋回体１０４を第４図に示す
ように等角加速度で制動すればよいことが分っている。

この場合、旋回部の角速度ωＣが箪４図案線■のように
直線的に減少するのに対し、吊荷１０８の角速度ωＷは
同図破線■に示すように１周期分の振動波形に沿って減
少し、制動を開始してからｔ。時間後に、旋回体１０４
の角速度ω。と、吊荷１０９の角速度ωＷとがいずれも
０となって振れがなく停止する。すなわち、旋回体１０
４を等角加速度で制動すれば、制動開始時の旋回角速度
ω。をω。とすると、制動に要する時間はｔ。である。

なお、このときの等角加速度は次式によって求められる
。

ただし、！＝巻上ロープ１０８の長さ （ブームポイントシーブの中心か ら吊荷１０９の重心までの距離） ｇ：重力加速度 また、吊荷１０８の角速度は次式で表わされる。

ω　Ｏ ω。　＝ω。　−ｔ ｔ。

ｄω。

ω　０ ・・・　（３） ・・・　（５） 上記　（２）式に　（３）　　（４）　　（５）式を代
入すると、次ｔ ｔ。

式が得られる。

・・・　（６） 上記　（６）式により、 巻上ロープ長さｌが長い程、 旋回慣性モーメントＩＣ２Ｉｗが小さい程、制動開始時
の角速度ω。が小さい程、 制動トルクＩＴＢＩは小さくなることが分る。

そして、実際にクレーン１００の使用範囲内で、旋回を
目標位置に、吊荷１０８の振れを残さずに停止させるた
めには、制動トルクＩＴＢＩを第３図で示した制動トル
クＩＴ−＋１よりも小さい値で制動する必要が生じる場
合がある＠このため・次のような旋回制御装置が用いら
れる。

第１図は本発明の実施例を示す油圧回路図である。なお
、本発明の装置は中立ブレーキ方式と、中立フリ一方式
のいずれにも有効に適用できるものであり、したがって
、この実施例では説明の便宜上、中立ブレーキ方式と、
中立フリ一方式とに切換え可能な回路に適用した場合を
例にとって以下説明する。

第１図において、１は油圧ポンプ、２は中立ブレーキモ
ードと中立フリーモードとを選択する選択弁、３は旋回
の方向切換弁、６は旋回モータ、７はタンク、８はコン
トローラ（制御手段）を示す。上記モータ６に、忌旋回
減速ユニット６７を介して旋回体１０４（第２図参照）
が連結される。

上記ポンプ１の吐出油路１０にはポンプ１の吐出圧力を
可変制御する可変メインリリーフ弁１１が接続され、タ
ンク７へのリターン油路７４には設定圧（クラッキング
圧力）がＰＣｌｌ（５ＩＣｇ／ａり）背圧弁７５が接続
されている。可変メインリリーフ弁１１には、通常、親
弁と子弁（図示省略）とからなるバランスピストン形の
アンロードリリーフ弁が用いられ、その設定圧ＰＰを可
変制御するため、上記子弁のベント油路１１１に三位直
切換弁１２が接続されている。三位直切換弁１２はコン
トローラ８からの信号によってベント油路１１１をタン
ク７へのドレン油路１２１に連通させるａ位置と、設定
圧制御用リリーフ弁１３に連通させるｂ位置と、ベント
油路１１１をブロックするＣ位置との三位置に切換えら
れる。

これによって可変メインリリーフ弁１１のリリーフ設定
圧Ｐ、は、三位直切換弁１２がａ位置のときに最低設定
圧Ｐｒｏ　（Ｏｋｇ／ａ＋ｆ）　、ｂ位置のときに背圧
用リリーフ弁１３によって決まる設定圧Ｐｐｒ　（２０
ｋｇ／ｃｄ）　、Ｃ位置のときに最高段定圧ＰＰ２　（
２１０ｋｇ／ａｌ）の三段階に切換えられる。

上記可変メインリリーフ弁１１と、設定圧切換弁１２と
、背圧用リリーフ弁１３とによってポンプ１の吐出圧力
を制御し、その結果旋回モータ６の吸込み側の圧力を制
御する加速圧力制御弁が構成される。

選択弁２はパイロット式切換弁であって、ポンプ１の吐
出油路１０にパラレルに接続されたチエツク弁１４，１
５．１６を有する第１．第２．第３の各分岐油路１７，
１８．１９と、それに対応する各中間油路２１，２２．
２３とを個々に連通させるｄ位置（中立ブレーキモード
）と、すべて連通させるＣ位置（中立フリーモード）と
に切換自在に設けられている。２４は選択弁２を切換え
るための電磁切換弁、２５は操作用油圧源を示す。

なお、選択弁２は手動式でも電磁式でもよい。

旋回の方向切換弁３には、通常、操作レバー３０によっ
て中立位置から旋回位置−，３ａ、３ｂに切換えられる
８ボ一ト３位置切換弁が用いられる０３ａ’、３ｂ’　
は過渡位置を示す。この弁３の第１、第２．第３の各ポ
ート３１，３２．３３には各中間油路２１．２２．２３
が接続され、第４゜第５ポート３４．３５にはモータ側
油路４１，４２が接続され、第６．第７の各ポート３６
．３７にはタンク７へのリターン油路７４が接続され、
第８ポート３８にはブリードオフ油路７１が接続されて
いる。４３．４４はバイパス油路で、チエツク弁４３ａ
、４４ａを具備している。上記選択弁２と、方向切換弁
３と、各チエツク弁１４．１５．１６，４５．４６とに
よって旋回制御弁が構成される。

上記方向切換弁３のブリードオフ油路７１には可変圧力
制御弁７２が接続され、この弁７２の出口側が上記リタ
ーン油路７４に接続されている。

可変圧力制御弁７２のベント油路にはコントローラ８か
らの信号によって切換えられる二位置切換弁７３が接続
され、その設定圧Ｐａが二段階に制御される。すなわち
切換弁７３がｆ位置のとき、可変圧力制御弁７２のベン
ト油路がタンク７へのドレン油路に接続され、その設定
圧Ｐａが背圧弁７５の設定圧Ｐ　ｃｍ　（５ｋｇ　／　
ａｌ　）よりも低い最低設定圧Ｐ　ａ　ｏ　　（４ｋｇ
／　ｃｄ）となり、ｇ位置のとき、ベント油路が設定圧
制御用リリーフ弁１３の一次側が連通され、設定圧Ｐａ
が上記リリーフ弁１３によって決まる設定圧Ｐ、、　（
２０ｋｇ／ａｌ）となる。

なお、設定圧制御用リリーフ弁１３をポンプ１の吐出油
路１１の圧力制御用とブリードオフ油路７１の圧力制御
用とを兼用させているのは、リリーフ弁を１個省略して
コストダウンを図るためであり、ブリードオフ油路７１
の圧力制御用として別個にリリーフ弁を設けてもよいこ
とは勿論である。また、旋回方向切換弁３のブリードオ
フ通路の開度の設定の仕方によっては、ブリードオフ流
量があるときでもポンプ圧力をある程度高くしておくこ
とが可能であり、そのような場合には可変圧力制御弁７
２および二位置切換弁７３は省略してもよい。

上記方向切換弁３とモータ６の間の油路、すなわち油路
４１と６１との間および油路４２と６２との間には、そ
れぞれ方向切換弁３からモータ６側への油の流入を許容
するチエツク弁５１．５２と、可変圧力制御弁５３．５
４とがパラレルに接続されている。可変圧力制御弁５３
．５４は第６図に示すようにポペット式で、そのポペッ
ト５３ａ、５４ａのばね５３ｂ、５４ｂ側の油室に電磁
比例減圧弁５５の二次側を接続し、その電磁比例減圧弁
５５の一次側に操作用油圧源２５を接続している。電磁
比例減圧弁５５はコントローラ８からの制御信号（電流
りに応じて二次圧を出力するもので、その二次圧を外部
パイロット圧として上記可変圧力制御弁５３．５４の設
定圧Ｐｂが第５図に示すように最低設定圧Ｐｂｏ　（４
ｋｇ／ｃｄ）から最高設定圧Ｐ　ｂ、　　（１９０ｋｇ
／ｃｉ）の範囲で無段階に可変制御される。この可変圧
力制御弁５３．５４’と電磁比例減圧弁５５とによって
モータ６から方向切換弁３側への排出油の圧力すなわち
制動圧力を制御する制動圧力制御弁が構成される。

このようにポペット式の可変圧力制御弁５３．５４を用
いることにより、標準的な電磁比例リリーフ弁を使う場
合に比べて油のリークがなくなるとともに、ポペット５
３ａ、５４ａの外径とシート径との差がなくなるので、
設定圧力は下流の油路４１．４２の圧力の影響を受けず
に正確に制御できる。

６３．６４はオーバーロードリリーフ弁であり、その設
定圧Ｐ、は可変メインリリ゛−フ弁１１の最高設定圧Ｐ
Ｐ２より低圧で、可変圧力制御弁５３゜５４の最高設定
圧Ｐｂ１より高圧（２００ｋｇ／ａＩｒ）に設定される
。６４．６５はアンチキャビテーションチエツク弁、９
１．９２は圧力検出器を示す。

８１は吊上荷重Ｗの検出器、８２はブーム長さＬｏの検
出器、８３はブーム角度φの検出器、８４はアウトリガ
の張出し状態の検出器、８５は旋回角度の検出器、８６
は旋回速度（角速度ω）の検出器、８７は巻上ロープ長
さｌの検出器、８８は旋回操作検出器（レバー操作スイ
ッチ）であり、これら各検出器は第２図のクレーン１０
０に装備されている。なお、上記検出器の数および組合
わせはこの実施例に限定されず、クレーンの機種その他
所型に応じて任意に増減、選択されるものである。

次に、作用について説明する。

工、中立ブレーキ （ａ）　　通常の旋回作業 電磁切換弁２４を消磁し、選択弁２を図示のｄ位置（中
立ブレーキモード）に保持した状態で、レバー３０を矢
印Ａ方向に操作し、方向切換弁３を旋回位置３ａ側に切
換える。すると、方向切換弁３の過渡位置３　ａ　／に
おいて、ポンプ１の吐出油のうち、スプールストローク
に応じた流量がポーｈ３２．３５を通過し、矢印イ方向
に流れて旋回モータ６に流入され、旋回モータ６がたと
えば時計方向に旋回加速され、旋回モータ６からの排出
油が矢印口方向に流れてタンク７に戻される。

このとき上記吐出油の残りの流量がポート３３からスプ
ールの絞り（ノツチ）を経てポート３８にブリードオフ
され、矢印凸方向に流れてターンク７に戻される。

この旋回加速時において、通常の旋回使用時、すなわち
旋回の制動（減速、停止）の自動制御をしないときは、
コントローラ８からの信号により二位置切換弁７３がｆ
位置で、可変圧力制御弁７２の設定圧Ｐａが最低設定圧
Ｐａ　ｏ　　（４ｋｇ／　ａｌ）に保持され、設定圧切
換弁１２がＣ位置で、可変メインリリーフ弁１１の設定
圧Ｐ、が最高設定圧Ｐ　Ｉ’２　（２１０ｋｇ／　Ｃｉ
）に保持される。また、コントローラ８から電磁比例減
圧弁５５に出力される信号ｉがＯで、可変圧力制御弁５
３（５４）の設定圧ｐｂが最低設定圧Ｐｂｏ　　（４ｋ
ｇ、／ｃａｒ）に保持される。

これによりモータ６の吸込み側において、方向切換弁３
のスプールストロークに応じた流入流量および上記可変
メインリリーフ弁１１の最高設定圧ＰＰ２以下で、旋回
体等による負荷に対応する圧力（加速圧力）によりモー
タ６が旋回加速される。

このときモータ６の排出側において、可変圧力制御弁５
３の最低設定圧Ｐｂｏ　（４ｋｇ／ａＩｒ）に対応する
背圧が作用するが、この最低設定圧ＰｂＯをそれより下
流の背圧弁７５の設定圧Ｐ　Ｃ，（５ｋｇ／ｃｄ）より
も小さくしであるので、可変圧力制御弁５３の前後の圧
力差は０となる。したがってモータ６からの排出油は可
変圧力制御弁５３に干渉されずにタンク７に戻されるこ
とになり、通常の旋回制御と同様に使用できる。

（ｂ）　　旋回の自動制動 上記旋回作業中、各検出器８１〜８８および９１．９２
からの各検出信号と、予め記憶装置に記憶されたクレー
ン１００の吊上能力および旋回慣性モーメントとに基づ
いてコントローラ８により旋回体１０４の制動の要否が
判別され、要制動時に、コントローラ８から電磁比例減
圧弁５５に所定のパターンの制御信号ｉが出力されると
ともに、切換弁１２．７３に切換信号が出力される。

すなわち、コントローラ８により旋回体１０４の要停止
点あるいはそれよりも若干余裕をみた停止点を目標停止
点として計算により求め、そのときの旋回体１０４の角
速度ωを０にするために要する最適時間ｔ。を求めると
ともに、上記　（６）式により制動トルクＴＢを算出し
、目標停止点から上記ｔ。時間前に制動トルクＴＢで制
動の自動制御を開始するように、上記信号を出力する。

そして、制動トルクＴＢに応じてモータ６の吸込み側の
圧力ＰＡと、排出側の圧力Ｐ、とが次のように制御され
る。

（ｂ）　−１制動トルクＴＢが大のとき、制動トルクＴ
Ｂが第３図に示す基準点Ｔｉ２（１７００ｋｇ−ｍ）以
上のときは、まず、コントローラ８からの信号により切
換弁１２がａ位置に切換えられ、可変メインリリーフ弁
１１の設定圧ＰＰが最低設定圧Ｐ　、ｏ（Ｏｋｇ／ａｌ
ｆ）に制御される。なお、切換弁７３はｆ位置に保持さ
れたままで、圧力制御弁７２は最低設定圧Ｐ　ａ　ｏ　
　（Ｏｋｇ／　ａｌｒ）に保持されている。このため、
仮に方向切換弁３を旋回位置３ａに切換えた状態であっ
ても、ポンプ１の吐出油は、上記設定圧Ｐ１゜、Ｐａ（
、（いずれもＯ１ｃｇ／ａｌｆ）でアンロードされ、モ
ータ６の吸込み側の圧力（加速圧力）ＰＡがＯｋｇ／ａ
ｌとなる。

一方、モータ６の排出側において、上記制動トルクＴＢ
に応じてコントローラ８から電磁比例減圧弁５５に信号
ｉが出力され、その二次圧力が制御され、その二次圧力
をパイロット圧として可変圧力制御弁５３の設定圧ｐｂ
が第５図に示すように制御される。このとき背圧弁７２
の設定圧Ｐｃｔが５　ｋｇ／ａ！ｒであるので、電磁比
例減圧弁５５に対する信号ｌが０で、可変圧力制御弁５
３の設定圧Ｐｂが最低設定圧Ｐ　ｂｏ　（４ｋｇ／　ｃ
ｄ）であれば、この可変圧力制御弁５３の前後の圧力差
が０となり、その下流の管路抵抗をたとえば５　ｋｇ／
ｃｏｆとしても、上流側すなわちモータ６の排出側の圧
力ＰＢは、最低でも１０ｋｇ／ａｔとなる。したがって
、上記信号ｌがＯで、モータ６の排出側と吸込み側との
差圧ΔＰが１０ｋｇ／ｃａｒとなる状態から制動の自動
制御が開始される。また、制動トルクＴＢに応じて電磁
比例減圧弁５５に対する信号ｉを増大することにより、
上記可変圧力制御弁５３の設定圧ｐｂが４〜１９０ｋｇ
／ｃ１１の範囲（第５図参照）で制御されるので、上記
モータ６の排出側の圧力ＰＢは１０〜１９０ｋｇ／ｄに
制御される。

こうして、モータ６の排出側の圧力Ｐ、と吸込み側の圧
力ＰＡとを制御することにより、その差圧ΔＰが、ΔＰ
≧１０ｋｇ／ｃｄで、制動トルクＴ。

≧１７００〜−ｍでの制動が可能となり、旋回体１０４
が効率よく制動され、上記目標停止点に速やかに、かつ
、荷振れが残ることなく、確実に停止される。

（ｂ）　−２制動トルクＴＢが小のとき制動トルクＴＢ
が第３図に示す基準点Ｔ−２（１７００１１ｇ−ｍ）よ
り小さいときは、コントローラ８からの信号により切換
弁１２がｂ位置に、切換弁７３がｇ位置にそれぞれ切換
えられ、可変メインリリーフ弁１１の設定圧ＰＰおよび
ブリードオフ油路７１の可変圧力制御弁７２の設定圧Ｐ
ａがいずれも設定圧制御用リリーフ弁１３の設定圧Ｐ、
□（２０ｋｇ／ａ＋ｆ）に制御される。このため、ポン
プ１の吐出油は上記設定圧Ｐ、！　（２０ｋｇ／Ｃｉ）
でアンロードされ、モータ６の吸込み側の圧力（加速圧
力）ＰＡが２０ｋｇ／ｃｄとなる。

このときモータ６の排出側の圧力ＰＢは、上記（ｂ）−
１と同様に制御される。そして、コントローラ８からの
信号ｉが０のとき、背圧弁７５の設定圧Ｐ　、、　（５
ｋｇ／ａｌ）と、可変圧力制御弁５３よりも下流の管路
抵抗（５ｋｇ／ｄ）とによって、Ｐ、＝１０ｋｇ／ｆｆ
ｌに制御される。したがって、モータ６の差圧ΔＰは、 ΔＰ＝ＰＢ−ＰＡ ＝１０−２０＝−１０（ｋｇ／ａ＋ｆ）となる。そして
、上記信号ｌにより可変圧力制御弁５３の設定圧ｐｂを
制御することによって、差圧ΔＰが一１０ｋｇ／ｃ！１
以上、すなわち第３図の太線■で制御トルクＴＢ≧Ｏｋ
ｇ／ａＩｒの範囲で微妙なトルク制御が可能とな、る。

これによってとくに、旋回慣性モーメントＩ、、ＩＣが
小さい場合や、巻上ロープ長さｌが長い場合であっても
、吊荷１０４の振れが残ることなく、旋回を目標位置に
スムーズに制動、停止させることができる。

（ｃ）　　旋回手動停止（中立ブレーキ）一方、上記（
ａ）の旋回加速後に、方向切換弁３を旋回位置３ａから
中立方向に戻すと、その過渡位置３ａ′において、モー
タ６から矢印凸方向に導かれた排出油が方向切換弁３を
経てタンク７に排出される際に、メータアウト側でスプ
ールの絞りにより排出流量が絞られる。このときモータ
６の排出油の一部が通路４１からバイパス通路４３にも
流入するが、この中立ブレーキモードでは選択弁２が図
示の位置２ａにあるので、上記バイパス通路４３に流入
してきたモータ６からの排出油はチエツク弁１４によっ
てブロックされる。

したがって、メータアウト側はボート３４からポート３
６に通じる１通路だけとなり、方向切換弁３を旋回位置
３ａから過渡位置３ａ　に戻すに伴って、モータ６から
の排出油がメータアウト側の絞りにより絞られながらタ
ンク７に戻され、このメータアウト制御により通路４１
の圧力が制御され、モータ６は制動される。なお、ポン
プ１の吐出油は、その一部がブリードオフ制御されなが
らタンク７に戻されるとともに、モータ６に対して必要
流量が流入される。

その後、方向切換弁３を中立位置に戻すと、メータアウ
ト側の絞りが閉じられるため、モータ６からの排出油が
オーバーロードリリーフ弁６３を経てタンク７にリリー
フされ、このリリーフ弁６３の設定圧Ｐ　Ｒ（２００ｋ
ｇ／ｃｊ）に応じた制動圧力がモータ６に作用し、モー
タ６すなわち旋回体は速やかに停止される。なお、ポン
プ１の吐出油は矢印二方向に導かれてタンク７にブリー
ドオフされる。また、モータ６の吸込み側にはアンチキ
ャビテーションチエツク弁４８を経て油が流入され、モ
ータ６の停止までの不足分の油が補給される。

なお、上記旋回自動停止制御時（ｂ）において、方向切
換弁３を旋回位置３ａから中立位置に戻した場合、上記
方向切換弁３のメータアウト制御により、可変圧力制御
弁５３の下流の通路４１の圧力が上昇することになるが
、そのベント油路に接続された電磁比例減圧弁５５の下
流がドレン接続であり、その設定圧ｐｂが前後差圧式で
はな（、絶対圧式で制御されるので、その設定圧Ｐｂは
下流の通路４１の圧力に影響されず、コントローラ８か
らの信号ｉに応じて適正に制御される。これによりコン
トローラ８からの信号ｌに基づいて旋回の自動停止制御
が適正に行われる。

しかし、この自動停止制御時に、たとえばオペレータが
危険に気付き、レバー３０を直ちに中立位置に戻す等に
より、方向切換弁３のメータアウト制御による通路４１
の圧力を、コントローラ８からの信号ｉに基づいて制御
されている可変圧力制御弁５３の設定圧Ｐｂよりも高く
なるように操作すれば、その高い方の圧力つまりメータ
アウト制御圧力によってモータ６が制動されることにな
り、いわゆる手動優先となって自動制御中でもオペレー
タが制御に介入でき、緊急停止が可能である。

■、中立フリー （ａ）　　旋回加速 電磁切換弁２４を励磁して右位置に切換え、操作用油圧
源２５からの圧油を選択弁２のパイロット部に導き、選
択弁２をＣ位置（中立フリーモード）に切換える。この
とき三位直切換弁１２はＣ位置で、可変メインリリーフ
弁１１は最高設定圧ＰＰ２に保持され、二位置切換弁７
３がＦ位置で、可変圧力制御弁７２は最低設定圧ＰａＯ
に保持され、コントローラ８からの電気信号ｉは０で、
可変圧力制御弁７２は最低設定圧Ｐｂ０に保持されてい
る。この状態でレバー３０を矢印Ａ方向に倒し、方向切
換弁３を旋回位置３に切換えると、上記Ｉ　（ａ）の中
立ブレーキの加速時とほぼ同様の作用により、モータ６
が回転加速され、旋回体が旋回される。

（ｂ）　旋回流し 上記旋回加速後に、方向切換弁３を旋回位置３ａから中
立位置に戻すと、モータ６は慣性により引続いて回転し
ているので、その排出油が矢印口方向に導かれ、可変圧
力制御弁５３に流入されるが、このときコントローラ８
からの信号ｉがＯで、可変圧力制御弁５３が最低設定値
Ｐｂｏに保持されているので、この可変圧力制御弁５３
による制動作用は働かず、モータ６の排出油は可変圧力
制御弁５３を通って方向切換弁３に流入される。

ここで、方向切換弁３の過渡位置３ａ’において、メー
タアウト側で、モータ６からの排出油がポート３４から
ポート３６を経てタンク７に流出される際に、スプール
の絞りによって流出流量が絞られることになるが、この
とき排出油の一部がバイパス通路４３および選択弁２の
Ｃ位置を経てポート３３に流入され、さらにポート３７
を経てタンク７に流出される。したがって、方向切換弁
３を旋回位置３ａから過渡位置３ａ’　に戻しても、ト
ータル的にメータアウト側は絞られることはない。また
、可変圧力制御弁５３の設定圧ｐｂも最低設定値Ｐｂ０
のままであり、しかも、背圧弁７２の設定圧Ｐ。ｌＩが
上記最低設定圧Ｐｂ０以上に設定されており、その分だ
け全体のシステム圧力が上がっているので、上記可変圧
力制御弁５３によってモータ６の排出側に無用の背圧（
制動圧力）がかかることはなく、モータ６は慣性により
スムーズに回転し続ける。また、モータ６の吸込み側で
はポンプ１からポート３３．３７を経てタンク７にブリ
ードオフされた残りの吐出油と、上記バイパス油路４３
および選択弁２のＣ位置を経てポート３２に導かれたモ
ータ６からの排出油の一部とが合流してモータ６に流入
される。これによってモータ６は慣性により引続いてス
ムーズに回転される。

その後、方向切換弁３が上記過渡位置３　ａ　／から中
立位置に戻されると、方向切換弁３の各ポート３１〜３
８が選択弁２のｅ位置ですべて連通されるため、ポンプ
１の吐出油が矢印凸方向に導かれてタンク７にブリード
オフされ、モータ６の吸込み側に駆動圧力が発生しなく
なる。ただし、モータ６は引続いて慣性により回転し、
モータ６からの排出油がバイパス油路４３、選択弁２の
ｅ位置、方向切換弁３の中立位置を経てモータ６の吸込
み側に流入される。したがって、モータ６は直ちに停止
することはなく、慣性によって回転し、旋回流し運転が
行われ、その後、旋回体１０４は風等の外力および油に
対する配管抵抗等によって徐々に制動される。

（ｃ）　　旋回自動停止 上記旋回加速時および旋回流し運転を行っている際に、
コントローラ８から自動制御信号ｉが出力されると、上
記中立ブレーキモードでの旋回自動停止時と同様の作用
により、三位買切換弁１２がａ位置に切換えられ、ポン
プ１の吐出油がタンク７にアンロードされるとともに、
可変圧力制御弁５３の設定圧Ｐｂがコントローラ８から
の信号ｌによって第３図に示すように制御される。これ
により方向切換弁３が旋回位置３ａに切換えられたまま
であっても、ポンプ１の吐出圧力つまりモータ６の吸込
み側の圧力（加速圧力）がほぼ０になるとともに、モー
タ６の排ａ側の圧力（制動圧力）が制御され、モータ６
がその差圧ΔＰに応じた制動トルクＴｌｌで制動される
。

（ｄ）　　旋回手動停止（逆レバー） 一方、上記（ｂ）の慣性による旋回流し運転時において
、旋回体すなわちモータ６を手動操作で速く停止させた
いときは、レバー３０を上記操作方向Ａとは逆方向に操
作、つまり逆レバー操作して方向切換弁３を位置３ｂ’
、３ｂに切換える。

これにより方向切換弁３の過渡位置３ｂ’　において、
モータ６からの排出油がバイパス油路４３、選択弁２の
ｅ位置を経て方向切換弁３のポート３３に導かれ、さら
にスプールの絞りを経てポート３８に流出され、可変圧
力制御弁７２（ただし、最低設定圧Ｐａ、））を経てタ
ンク７に戻される。

このときスプールの絞り作用によってモータ６が制動さ
れる。なお、ポンプ１からの吐出油は、選択弁２のｅ位
置で、上記モータ６からの排出油と合流して方向切換弁
３のポート３３に導かれ、スプールの絞り作用を受けな
がら、上記排出油とともに、ポート３８等を経てタンク
５にブリードオフされる。こうして逆レバー操作で方向
制御弁３を位置３ｂ’　に入れることにより制動圧力の
制御が可能となり、さらに、位置３ｂまで入れるとオー
バーロードリリーフ弁６３で決まる最高圧で制動作用が
発揮され、逆レバーのストロークに応じた制動圧力でモ
ータ６が制動される。

また、上記■の（Ｃ）の旋回自動停止を行っている際に
、オペレータが危険に気付き、上記（ｄ）の逆レバー操
作により方向切換弁３のブリードオフ通路を絞り、通路
４１．６１の圧力を上記可変圧力制御弁５３の設定圧Ｐ
ｂよりも高くすれば、この中立フリーモードでも上記中
立ブレーキモードの場合と同様に手動操作（逆レバー）
でモータ６を制動でき、手動優先となって自動制御中で
もオペレータが制御に介入でき、緊急停止が可能となる
。

ところで、クレーンの場合、水平堅上の上に設置して機
体の傾きがない状態で使用するのが原則であるが、機体
に若干の傾きがある状態で使用する場合がある。このよ
うな場合には制動トルクの制御に、機体の傾きの影響を
付加する必要がある。

とくに傾きを登る側に制動する場合、制動側の圧力制御
だけでは制動力が過剰になるおそれがあるが、そのよう
な場合には、上記のようにクレーンの使用状態に応じて
、モータ６の吸込み側の圧力制御を行うことによって旋
回を目標位置に、荷の振れが生じることなく旋回停止す
ることができる。

なお、上記実施例で示した多弁の設定圧その他の数値は
一例であって、これに限定されるものではなく、各数値
は任意に設定されるものである。

上記実施例ではポンプ１の吐出油路１０に設けた可変圧
力制御弁１１を三位買切換弁１２と設定圧制御用リリー
フ弁１３とによって、また、ブリ−ドオフ油路７１に設
けた可変圧力制御弁７２を二位置切換弁７３によって、
それらの設定圧を段階的に制御するように構成したが、
上記各可変圧力制御弁１１．７２をそれぞれ第７図ａ、
ｂに示すように電磁比例圧力制御弁１１’、７２’　に
よって構成し、その設定圧を無段階に制御するように構
成してもよい。

なお、本発明の装置は中立ブレーキ専用タイプでも、中
立フリー専用タイプでも適用できることはいうまでもな
い。

〔発明の効果〕

以上のように本発明の装置によれば、旋回作業中に、旋
回体を停止する必要が生じた場合、モータの排出側の圧
力と、吸込み側の圧力とを制御し、その差圧を制御する
ことにより、モータを所定の制動トルクで自動的に制動
でき、旋回を速やかに制動できる。とくに、この差圧を
制御することによって、モータの内部摩擦や、旋回減速
ユニット等による固有の制動トルクに影響されず制動制
御でき、制動トルクの小さい場合であっても、精度よく
制御でき、吊荷の振れが生じることなく、目標位置に正
確に旋回停止させることができる。しかも、上記自動制
御中であっても手動優先でオペレータが制御に介入でき
、緊急停止が可能で、操作性ならびに安全性を向上でき
る。さらに、中立ブレーキ方式でも、中立フリ一方式で
もいずれの方式にも適用でき、旋回の自動停止が可能で
、装置の汎用性を高めることができる。

また、請求項２のように、旋回モータの排出側の圧力を
制御する制動圧力制御弁を、制御手段からの信号に応じ
た二次圧を出力する電磁比例減圧弁と、その二次圧を外
部パイロット圧として設定圧が制御される可変圧力制御
弁とによって構成することにより、内部リークが生じる
ことなく、制動の制御精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す油圧回路図、第２図は本
発明装置が適用されるクレーンの一例を示す側面図、第
３図はモータの差圧と制動トルクとの関係図、第４図は
旋回の角速度と停止時間との関係図、第５図は制動圧力
制御弁としての可変圧力制御弁の制御特性図、第６図は
制動圧力制御弁の具体例を示す要部油圧回路図、第７図
ａ１第７図すはブリードオフ油路およびポンプの吐出油
路に設けられる可変圧力制御弁の別の実施例を示す図で
ある。 １・・・油圧ポンプ、２・・・選択弁、３・・・方向切
換弁（旋回制御弁）、６・・・旋回モータ、７・・・タ
ンク、８・・・コントローラ（制御手段）、１０・・・
吐出油路、１１・・・可変メインリリーフ弁、１２・・
・三位買切換弁、４１，４２．６１．６２・・・モータ
側通路、５３．５４・・・可変圧力制御弁（制動圧力制
御弁）、５５・・・電磁比例減圧弁、５３ａ、５４ａ・
・・ポペット、７５・・・背圧弁。 第　　３ 図 第　　４ 図 特許出願人　　　　株式会社神戸製鋼所代　理　人　　
　　弁理士　　小谷悦司同　　　　　　弁理士　　長１
）正 量　　　　　　弁理士　　伊藤孝夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、油圧ポンプの吐出油を旋回制御弁を介して旋回モー
   タに供給し旋回モータの回転方向および回転速度を制御
   する油圧旋回式クレーンにおいて、旋回モータの排出側
   の圧力を可変制御する制動圧力制御弁と、旋回モータの
   吸込み側の圧力を可変制御する加速圧力制御弁とを設け
   、旋回体の制動時にクレーンの作動状態に応じて決まる
   圧力制御信号を上記各圧力制御弁に出力し、旋回モータ
   の排出側の圧力と吸込み側の圧力の双方を制御してその
   差圧を制御する制御手段を設けたことを特徴とするクレ
   ーンの旋回制御装置。 ２、上記旋回モータの排出側の圧力を制御する制動圧力
   制御弁が、制御手段からの信号に応じた二次圧を出力す
   る電磁比例減圧弁と、その二次圧を外部パイロット圧と
   して設定圧が制御される可変圧力制御弁とによって構成
   されていることを特徴とする請求項１記載のクレーンの
   旋回制御装置。 ３、旋回モータの吸込み側の圧力を可変制御する加速圧
   力制御弁が、油圧ポンプの吐出油路と、旋回制御弁のブ
   リードオフ油路とにそれぞれ設けられていることを特徴
   とする請求項１または２記載のクレーンの旋回制御装置
   。