WO2005098147A1

WO2005098147A1 - 旋回式作業機械

Info

Publication number: WO2005098147A1
Application number: PCT/JP2005/006612
Authority: WO
Inventors: Hideaki Yoshimatsu
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co., Ltd.
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2005-04-04
Publication date: 2005-10-20
Also published as: EP1748114B1; US7345441B2; US20070186451A1; JP4270012B2; CN1942633B; JP2005299102A; EP1748114A4; CN1942633A; EP1748114A1

Abstract

【課題】　掘削反力等によって発生する旋回外力がパーキングブレーキや旋回駆動部に作用してこれらが損傷することを防止するとともに、旋回体を停止保持する。【解決手段】　旋回停止状態でアーム操作、バケット操作、走行操作の少なくとも一つが行なわれ、アーム操作及びバケット操作についてはアームシリンダ７またはバケットシリンダ８のシリンダ推力が設定値以上となったことを条件として、コントローラ３１によってパーキングブレーキ２２を解除するとともに、旋回電動機２０を速度フィードバック制御または位置フィードバック制御して上部旋回体を停止保持するようにした。

Description

明細書

旋回式作業機械

技術分野

[0001] 本発明は電動機によって旋回体を旋回駆動する旋回式作業機械に関するものである。

背景技術

[0002] ショベルやクレーン等の旋回式作業機械において、特許文献 1に示されているように旋回駆動源として電動機を用い、電動機の回転方向と速度を変えることによって旋回方向と旋回速度をコントロールする電動機駆動方式が公知である。

[0003] この電動機駆動方式によると、油圧モータ駆動方式と比較してエネルギー効率を改善することができる。

[0004] また、この電動機駆動方式において、特許文献 2に示されているように、旋回停止状態でパーキングブレーキを作動させ、旋回体を停止保持する技術が公知である。

[0005] このパーキングブレーキ付きの作業機械において、たとえばショベルの作業装置（ブーム、アーム、パケット)による掘削時に掘削反力によって旋回体に旋回方向の外力 (以下、旋回外力という)が発生する場合がある。

[0006] この場合、パーキングブレーキが作動して、ると、旋回外力によってパーキングブレーキ及び旋回駆動部 (旋回電動機、減速機構)に過大な力が作用してこれらが損傷するおそれがある。

[0007] 一方、油圧モータを駆動源とする油圧モータ駆動方式の機械において、特許文献 3に示されているように、作業装置が操作されたときにパーキングブレーキを解除する技術が提案されている。この考え方は電動機駆動方式の機械にも適用可能であり、パーキングブレーキの解除により旋回外力を逃がして同ブレーキや旋回駆動部を保護することができる。

特許文献 1 :特開平 11 93210号公報

特許文献 2：特開 2001— 11897号公報

特許文献 3 :特開 2003— 184808号公報発明の開示

[0008] ところが、作業装置の操作という条件のみでパーキングブレーキを解除すると、たとえば作業装置を空中で作動させる場合のような掘削反力が働力ない状況や、小さな掘削反力し力働かない状況でも一律にパーキングブレーキが解除されてしまう。

[0009] この状態では、電動機駆動方式の場合、電動機に電流が流れておらず、電動機は出力トルクを発生しな、ため、制動力が全く働かな、。

[0010] このため、坂道等で作業装置の操作が行なわれると旋回体が勝手に動いてしまつたり、わず力な掘削反力でも旋回体が動いて作業能率が悪くなつたりする弊害が生じる。

[0011] また、公知技術によると、次のような問題点もあった。

[0012] (i) パーキングブレーキが解除されると、あとは旋回体のコントロールがきかない状態となるため、たとえば溝掘削時において直線状の壁面を掘削または整形する場合に、掘削反力の旋回分力で自由に旋回してしまい、作業能率が悪くなる。

[0013] (ii) 路面の傾斜や凹凸があると、走行時に、上部旋回体や作業装置に作用する慣性力によって旋回外力が発生する。この場合、パーキングブレーキが解除されていないと過大な反力が作用し、パーキングブレーキが解除されていると自由に旋回してしまうこととなる。

[0014] そこで本発明は、作業装置の操作時であっても、実際にパーキングブレーキゃ旋回駆動部分の損傷のおそれがある旋回外力が働いた場合に限り、パーキングブレーキを解除し得る旋回式作業機械を提供するものである。

[0015] また本発明は、作業装置の操作や走行操作が行なわれたときにパーキングブレーキを解除する方式をとる場合に、ブレーキ解除状態での旋回体の動きをコントロールすることができる旋回式作業機械を提供するものである。

[0016] 上記問題を解決するため、本発明は次のように構成を採用した。

[0017] すなわち、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、この上部旋回体に取付けられた作業装置と、上部旋回体を旋回駆動する旋回電動機と、上部旋回体の旋回動作を指令する旋回用操作手段と、上記作業装置の作業動作を指令する作業用操作手段と、上記上部旋回体を停止保持するパーキングブレーキと、このパーキングブレーキの作動を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、上記旋回用操作手段の非操作状態で上記作業用操作手段の操作が行なわれ、かつ、この操作に基づく作業装置の出力が設定値以上であるときに上記パーキングブレーキの作動を解除するように構成した。

[0018] また、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、この上部旋回体に取付けられた作業装置と、上部旋回体を旋回駆動する旋回電動機と、上記下部走行体の走行動作、上記上部旋回体の旋回動作、上記作業装置の作業動作をそれぞれ指令する走行用、旋回用、作業用各操作手段と、上記上部旋回体を停止保持するパーキングブレーキと、このパーキングブレーキの作動を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、上記旋回用操作手段の非操作状態で作業用及び走行用の少なくとも一方の操作手段の操作が行なわれたときに、上記パーキングブレーキの作動を解除し、かつ、上記上部旋回体を停止状態に保持するための旋回電動機の制御を行なうように構成した。

[0019] 本発明によると、作業装置の出力が設定値よりも大きい場合に限ってパーキングブレーキが解除される。

[0020] 従って、パーキングブレーキや旋回駆動部が掘削反力 (旋回外力)によって損傷するおそれがない一方、空中で作業装置を動力した場合のようにパーキングブレーキや旋回駆動部が損傷するおそれのない小さな旋回力ではパーキングブレーキブレーキが解除されないように設定値を定めることにより、坂道で旋回体が勝手に動いてしまったり、わず力な掘削反力にも対抗できずに作業能率が悪くなつたりする弊害を防止することができる。

[0021] また、本発明によると、作業操作時または走行操作時にパーキングブレーキを解除するとともに、上部旋回体を停止保持する電動機制御 (速度フィードバック制御または位置フィードバック制御)を行なうため、上記のように旋回外力によるパーキングブレーキ等の損傷を防止しながら、別の特長として、旋回電動機に旋回外力に対抗する力を発揮させることができる。

[0022] このため、掘削時に掘削反力を受け止めて作業能率を上げ、または走行時に路面の傾斜や凹凸による上部旋回体の不測の旋回を防止することができる。図面の簡単な説明

[0023] [図 1]本発明の適用対象例であるショベルの概略側面図である。

[図 2]本発明の第 1実施形態を示すブロック構成図である。

[図 3]同実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。

[図 4]本発明の第 2実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。

[図 5]同実施形態における旋回電動機の回転数とトルクの関係を示す図である。

[図 6]本発明の第 3実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。

[図 7]本発明の第 4実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。

[図 8]本発明の第 5実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。

[図 9]本発明の第 6実施形態を示すブロック構成図である。

[図 10]同実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。

発明を実施するための最良の形態

[0024] 第 1実施形態 (図 1〜図 3参照）

図 1に適用対象例であるショベルを示す。

[0025] このショベルは、クローラ式の下部走行体 1上に上部旋回体 2が垂直軸まわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体 2に、ブーム 3、アーム 4、パケット 5及びこれらを駆動するブーム、アーム、バケツト各シリンダ (油圧シリンダ) 6,7,8から成る作業 (掘削) 装置 9が装着されて構成される。

[0026] 図 2はこのショベル全体の駆動系及び制御系のブロック構成を示す。

[0027] 同図に示すようにエンジン 10によって油圧ポンプ 11が駆動され、その吐出油がブーム、アーム、バケツト各シリンダ 6〜8、及び下部走行体 1を走行駆動する左右の走行モータ 12,13にコントロールバルブ 14(ァクチユエータごとに設けられる力ここでは一つのバルブブロックとして示す)を介して供給される。

[0028] また、エンジン 10には、増速機構 15を介して発電機 16が連結され、この発電機 16 で作られた電力力電圧及び電流を制御する制御器 17を介してバッテリ 18に蓄えられるとともに、インバータ 19を介して旋回電動機 20に加えられる。

[0029] これにより旋回電動機 20が回転し、その回転力が旋回用減速機構 21を介して上部旋回体 2に伝えられて同旋回体 2が左または右に旋回する。 [0030] 旋回電動機 20は、旋回加速時にはインバータ制御されて発電機 16及びバッテリ 1

8の少なくとも一方の電力で電動機作用を行い、減速時にはインバータ制御されて発電機作用を行い、回生発電によって生じた電力をバッテリ 18に蓄える。

[0031] 旋回電動機 20には、機械的ブレーキ力を発生させるパーキングブレーキ (メカ-力ルブレーキ ₎₂₂が設けられて、る。

[0032] このパーキングブレーキ 22は、油圧式のネガティブブレーキとして構成されている。

すなわち、コントローラ 31からの指令によって電磁切換弁 24が切換え位置 bに切換えられると、ブレーキ油圧源 23から電磁切換弁 24を介してパーキングブレーキ 22に油圧が導入されることでブレーキ力が解除され、この状態で旋回動作が行なわれる。また、電磁切換弁 24が切換え位置 aに切換わると、パーキングブレーキ 22のロッド側の圧油がタンク Tに排出されることでパーキングブレーキ 22による機械的ブレーキ力が発生する。

[0033] 一方、操作手段として、ブーム、アーム、バケツト各シリンダ 6〜8及び左右の走行モータ 12,13、旋回電動機 20のァクチユエータごとにレバー式の操作部 (たとえばポテンショメータ) 25〜30が設けられている。以下、必要に応じてこれらをブーム操作部、アーム操作部、パケット操作部、左走行操作部、右走行操作部、旋回操作部といい、これらの操作をブーム操作、アーム操作、パケット操作、左走行操作、右走行操作、旋回操作という。

[0034] 各操作部 25〜30からの操作信号 (非操作の信号を含む)は、インバータ 19とともに制御手段を構成するコントローラ 31に送られ、旋回操作信号以外の操作信号に基づいてコントローラ 31からコントロールバルブ 14にそれぞれの操作方向と操作量に応じた作動指令信号が出力される。これにより、ブーム、アーム、バケツト各シリンダ 6〜8 及び左右の走行モータ 12, 13が操作通りに作動制御される。

[0035] また、旋回操作信号に基づいてコントローラ 31からインバータ 19に指令が出され、この指令に基づいて旋回電動機 20の加減速制御が行なわれる。

[0036] さらに、この機械においては、アーム、バケツト両シリンダ 7,8のヘッド側及びロッド側両圧力を検出する圧力センサ 32〜35が設けられ、この圧力センサ 32〜35からの圧力信号がコントローラ 31に送られる。 [0037] コントローラ 31は、アーム、バケツト両シリンダ 7,8に発生するシリンダ推力を、ヘッド側受圧面積 Xヘッド側圧力ロッド側受圧面積 Xロッド側圧力で求める。

[0038] また、旋回電動機 20の回転位置を検出してコントローラ 31に送る手段としてェンコーダ 36が設けられている。

[0039] このエンコーダ 36は、たとえば旋回電動機 20におけるステータとロータの相対位置 (角度)を検出し、コントローラ 31においてこの検出信号力も旋回停止状態力否かが判断される。なお、このエンコーダ信号は、第 2実施形態以降で説明するように旋回停止時の上部旋回体 2の旋回位置信号として使用することもできる。さらに、この位置信号力電動機速度を算出することもできる。

[0040] コントローラ 31は、以上の各信号に基づき、

a) 旋回操作がないこと、

b) 旋回停止状態であること、

c) アーム、バケツト両操作の少なくとも一方があったこと、

d) シリンダ推力が設定値 (たとえば図示しないリリーフ弁圧力で決まる最大推力の 50%)以上であること

を条件として、電磁切換弁 24にパーキングブレーキ解除の指令信号を出力する。

[0041] これを図 3のフローチャートによって説明する。

[0042] 制御開始とともにステップ S1でアーム操作が有った力否かが判断され、 NOの場合はさらにステップ S2でパケット操作が有った力否かが判断され、ここでも NOの場合は制御の必要なしとしてリターンとなる。

[0043] ステップ S1で YESの場合はアームシリンダ推力力ステップ S2で YESの場合はバケットシリンダ推力がそれぞれ設定値 FA,FB以上カゝ否かが判断され (ステップ S3,S4

), NOの場合はリターン、 YESの場合はステップ S 5に移行する。

[0044] ステップ S5では旋回操作された力否力、続くステップ S6では旋回電動機 20が停止状態か否かがそれぞれ判断され、、ずれも YESの場合のみステップ S7でパーキングブレーキ 22が解除される (NOの場合はリターン)。

[0045] このように、旋回操作されず、かつ旋回電動機 20が停止した状態で作業操作 (ァーム操作とパケット操作の少なくとも一方)が行なわれ、しかもこの操作による出力が設定値以上であるときにパーキングブレーキ 22が解除される。

[0046] 従って、パーキングブレーキ 22や、旋回駆動部 (旋回電動機 20及び旋回用減速機構 21)が掘削に伴う旋回外力によって損傷することを確実に防止することができる。

[0047] し力も、作業操作の空中で作業装置を動力した場合のようにパーキングブレーキ 2

2や旋回駆動部が損傷するおそれのない小さな旋回力ではパーキングブレーキ 22 が解除されないように設定値を定めることにより、坂道で上部旋回体 2が勝手に動いてしまったり、わず力な掘削反力にも対抗できずに作業能率が悪くなつたりする弊害を防止することができる。

[0048] なお、掘削時には、アーム、バケツト両シリンダ 7,8のロッド側には圧力は立たないのが普通であるため、ヘッド側圧力のみを圧力センサ 32,34によって検出し、これに基づヽてシリンダ推力を求めるようにしてもょ、。

[0049] 第 2実施形態 (図 4,5参照）

以下の各実施形態では第 1実施形態との相違点のみを説明する。

[0050] 第 1実施形態では、アーム操作及びパケット操作の少なくとも一方が行なわれたときに、パーキングブレーキ 22及び旋回駆動部を保護することを主眼としてパーキングブレーキ 22の解除のみを行なう構成とした。これに対し、第 2実施形態以降では、パ一キングブレーキ 22を解除するとともに、上部旋回体 2を停止状態に保持する方向に旋回電動機 20を制御する構成をとつて、る。

[0051] また、第 2〜第 5各実施形態においては、ハードの構成自体は第 1実施形態と同じで、制御内容のみが異なるため、ハード構成は図 2を援用し、制御内容のみを説明する。

[0052] 第 2実施形態においては、図 4に示すように、ステップ S11でアーム操作が有ったか否か、ステップ S 12でパケット操作が有ったカゝ否かがそれぞれ判断され、いずれか一方が YESの場合に、さらにステップ S3で旋回操作が無いか否力、ステップ S4で旋回電動機 20が停止して、るか否かが判断される。

[0053] そして、いずれも YESの場合にステップ S 15でパーキングブレーキ 22が解除される。

[0054] また、ステップ S 16で旋回電動機 20の速度フィードバック制御、すなわち、ェンコ一ダ 36からの位置信号に基づいてコントローラ 31で算出される電動機速度 (実際速度）力 SOになるように、目標速度 (0)と実際速度の偏差でフィードバック制御が行なわれる

[0055] この制御方式では、アーム操作またはパケット操作によって発生した旋回外力が電動機トルクよりも大きくなると旋回電動機 20が外力によって動力されるが、その動いた先で常に速度が 0になるように旋回電動機 20が制御される。

[0056] この電動機制御により、旋回電動機 20に旋回外力に対抗する力を発揮させることができる。このため、掘削時に掘削反力を受け止めて作業能率を上げ、または走行時に路面の傾斜や凹凸による上部旋回体 2の不測の旋回を防止することができる。

[0057] また、この速度フィードバック制御によると、旋回反力に対して旋回電動機 20による制動力が働くため、たとえば溝を目標方向に掘進する場合の作業能率が良いものとなる。

[0058] ところで、この電動機制御時に、旋回電動機 20の最大トルクを旋回駆動トルクの最大値以下に制限するのが望ましい。

[0059] 図 5は旋回加速時及び減速時における旋回電動機 20の回転数 Nとトルク Tの関係を例示するもので、図中、回転数 Nが正の領域は左旋回、負の領域は右旋回である。また、第 1、第 3象限は電動機トルクによる旋回加速時の回転数 Nとトルク Tの関係、第 2、第 4象限は電動機トルクによる旋回減速時の回転数 Nとトルク Tの関係をそれぞれ示す。

[0060] 図中、太線で描!、た特性は、旋回時に旋回電動機 20を最大トルク T ,— Tで制御

0 0 する場合を表し、旋回駆動時には旋回電動機 20がこの最大トルク T , -T内でトルク

0 0

制御される。

[0061] この実施形態では、パーキングブレーキ解除とともに行う電動機制御時において、旋回電動機 20の最大トルクも、太線で描く旋回駆動トルクの最大値以下に制限される。

[0062] これにより、旋回駆動部に過大なトルクが作用することを防止することができる。

[0063] 第 3実施形態 (図 6参照）

第 3実施形態では、第 2実施形態の速度フィードバック制御に代えて位置フィードノック制御を行なう構成をとつてヽる。

[0064] すなわち、ステップ S21〜S24は図 4のステップ S11〜S14と同じで、ステップ S25 でそのときの旋回位置を記憶し、ステップ S26でパーキングブレーキ 22を解除する。その後、ステップ S27で位置フィードバック制御、つまり、エンコーダ 36からの位置信号に基づいて制御開始時点の位置と、その後に検出される位置の偏差でフィードバック制御が行なわれる。

[0065] この制御方式では、外力が電動機トルクよりも大きくなると旋回電動機 20が外力によって動くが、外力が電動機トルクよりも小さくなると同電動機 20が目標位置に戻るように制御される。

[0066] この位置フィードバック制御によると、第 2実施形態と同様に、掘削時に掘削反力を受け止めて作業能率を上げ、または走行時に路面の傾斜や凹凸による上部旋回体 2の不測の旋回を防止できることに加えて、溝掘削のような決まった形状の掘削作業の能率を上げることができる。

[0067] また、走行時に、慣性力によって旋回したとしても、走行終了時には元の旋回位置に戻る。

[0068] なお、この位置フィードバック制御においても、第 2実施形態と同様に、電動機制御時の旋回電動機 20の最大トルクを旋回駆動トルクの最大値以下に制限するのが望ましい。

[0069] 第 4実施形態 (図 7参照）

第 4実施形態では、第 3実施形態をベースに、第 1実施形態で用いた、アーム、バケット両シリンダ 7,8のシリンダ推力が設定値以上であるという条件をパーキングブレーキ解除及び電動機制御の開始条件として加えている。

[0070] すなわち、ステップ S31,S32でアーム操作、パケット操作が有ったか否かを判断し

、アーム操作が有ればステップ S33で、またパケット操作があればステップ S34でそれぞれ、そのときのシリンダ推力と設定値とを比較する。

[0071] ここで YESとなると、ステップ S35で旋回操作が無いか否力、ステップ S36で旋回電動機 20が停止しているか否かをそれぞれ判断し、双方 YESの場合にステップ S3

7〜ステップ S39で旋回位置の記憶、パーキングブレーキ解除、旋回電動機 20の位置フィードバック制御を行なう。

[0072] なお、位置フィードバック制御に代えて、第 2実施形態の速度フィードバック制御を行なうようにしてもよい。

[0073] この第 4実施形態によれば、第 3ほたは第 2)実施形態の効果に加えて、第 1実施形態の効果、すなわち、パーキングブレーキ 22や旋回駆動部が損傷するおそれのない小さな旋回力ではパーキングブレーキブレーキ 22が解除されないため、坂道で上部旋回体 2が勝手に動いてしまったり、わず力な掘削反力にも対抗できずに作業能率が悪くなつたりする弊害を防止できるという効果が得られる。

[0074] 第 5実施形態 (図 8参照）

路面の傾斜や凹凸があると、走行時に、アーム操作やパケット操作が行なわれなくても上部旋回体 2に旋回外力が働くため、パーキングブレーキ 22や旋回駆動部に過大なトルクが作用してこれらが損傷するおそれがある。

[0075] そこで第 5実施形態では、アーム操作またはパケット操作だけでなく走行操作が行なわれたときもパーキングブレーキ 22を解除するとともに、上部旋回体 2を停止保持するための電動機制御 (ここでは位置フィードバック制御)を行なう構成をとつている。

[0076] すなわち、ステップ S41でアーム操作が有ったか否か、ステップ S42でパケット操作が有ったカゝ否かをそれぞれ判断することに加えて、左右の走行操作部 28,29からの操作信号に基づいてステップ S43で走行操作が有ったカゝ否かが判断される。

[0077] これらのうち、いずれか一つでも YESとなると、旋回操作なしか否かの判断 (ステツプ S44)、旋回電動機 20が停止しているか否かの判断 (ステップ S45)が行なわれ、いずれも YESで旋回位置の記憶 (ステップ S46)、パーキングブレーキ 22の解除 (ステツプ S47)、位置フィードバック制御 (ステップ S48)がそれぞれ行なわれる。

[0078] この制御により、走行時にも第 2〜第 4各実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

[0079] なお、位置フィードバック制御に代えて速度フィードバック制御を行なうようにしてもよい。また、第 4実施形態のようにアーム操作及びパケット操作に対して、その結果としてのシリンダ推力に応じてパーキングブレーキ解除及び電動機制御を行なうか否かを判断するようにしてもょヽ。 [0080] 第 6実施形態 (図 9,10参照）

第 2〜第 5各実施形態では、パーキングブレーキブレーキ 22の解除時に行なう電動機制御として、予め、速度フィードバック制御と位置フィードバック制御のいずれか一方を定めておく構成をとつたのに対し、第 6実施形態では、オペレータの意思により電動機制御モードをこの両制御方式のうちから任意に選択できる構成をとっている

[0081] すなわち、図 9に示すように、制御モードを二種類の間で切換えてコントローラ 31に指令するモード切換スィッチ 37が設けられ、コントローラ 31により、選択されたモードの電動機制御が実行されるように構成されて、る。

[0082] 制御内容を図 10によって説明する。ここでは図 8に示す第 5実施形態 (走行操作もパーキングブレーキ解除及び電動機制御の条件とする)をベースにしており、ステツプ S51〜ステップ S55は図 8のステップ S41〜ステップ S45と同じである。

[0083] ステップ S56で、選択された制御モードが位置フィードバック制御か否かが判断され、 YES (位置フィードバック制御)の場合は、ステップ S57で旋回位置を記憶した上で、ステップ S58でパーキングブレーキ 22を解除し、ステップ S59で位置フィードバック制御が行なわれる。

[0084] これに対し、ステップ S56で NO (速度フィードバック制御)の場合は、直ちにステップ S60でパーキングブレーキ 22を解除し、ステップ S61で速度フィードバック制御が行なわれる。

[0085] このように、制御モードを速度フィードバック制御と位置フィードバック制御の二種類のうちから任意に選択し切換えることができるため、作業の種類やオペレータの好み等に適合したものを選択することで作業能率、操作性を向上させることができる。

[0086] 以上のように本発明は、作業装置の出力が設定値よりも大きい場合に限ってパーキングブレーキを解除するものである。

[0087] また本発明は、作業操作時または走行操作時にパーキングブレーキを解除するとともに、上部旋回体を停止保持する電動機制御 (速度フィードバック制御または位置フィードバック制御)を行なうものである。

[0088] この場合、請求項 3の発明によると、空中で作業装置を動力した場合のように旋回力が小さくて問題にならない場合にはパーキングブレーキが働いたままとなるため、坂道等で旋回体が勝手に動かず、余分な電動機制御も行なわれな、。

[0089] また、請求項 4の発明によると、電動機制御として、目標速度 (0)と実際速度の偏差を無くする速度フィードバック制御を行なわれる。この制御方式では、旋回外力が電動機トルクよりも大きくなると電動機が外力によって動くが、その動いた先で常に速度力 SOになるように制御される。

[0090] 従って、この制御方式によると、とくに掘削時に、旋回方向の掘削反力に対して旋回電動機による制動力が働くため、溝を目標方向に掘進する場合の作業能率が良いものとなる。

[0091] これに対し、請求項 5の発明によると、電動機制御として、目標位置と実際の位置の偏差を無くする位置フィードバック制御が行なわれる。この制御方式では、外力が電動機トルクよりも大きくなると電動機が外力によって動くが、外力が電動機トルクよりも小さくなると目標位置に戻るように制御される。

[0092] この制御方式によると、溝掘削のような決まった形状の掘削作業の能率を上げることができる。また、走行時に慣性力によって旋回したとしても、走行終了時には元の旋回位置に戻る。

[0093] 請求項 6の発明によると、制御方式として上記二方式のうちから作業に適したもの（速度フィードバック制御モード力位置フィードバック制御モード)を任意に選択し切換えることができる。

[0094] 請求項 7の発明によると、上記電動機制御時に、旋回電動機の最大トルクを旋回駆動トルクの最大値以下に制限するため、旋回駆動部に過大なトルクが作用することを防止することができる。

産業上の利用可能性

[0095] 本発明によれば、パーキングブレーキを備えた電動機制御方式の作業機械にお!ヽて、実際にパーキングブレーキや旋回駆動部分の損傷のおそれがある旋回外力が働いた場合に限ってパーキングブレーキを解除するという有用な効果を奏するものである。

Claims

請求の範囲

[1] 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、この上部旋回体に取付けられた作業装置と、上部旋回体を旋回駆動する旋回電動機と、上部旋回体の旋回動作を指令する旋回用操作手段と、上記作業装置の作業動作を指令する作業用操作手段と、上記上部旋回体を停止保持するパーキングブレーキと、このパーキングブレーキの作動を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、上記旋回用操作手段の非操作状態で上記作業用操作手段の操作が行なわれ、かつ、この作業用操作手段の操作に基づく作業装置の出力が設定値以上であるときに上記パーキングブレーキの作動を解除するように構成されたことを特徴とする旋回式作業機械。

[2] 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、この上部旋回体に取付けられた作業装置と、上部旋回体を旋回駆動する旋回電動機と、上記下部走行体の走行動作、上記上部旋回体の旋回動作、上記作業装置の作業動作をそれぞれ指令する走行用、旋回用、作業用各操作手段と、上記上部旋回体を停止保持するパーキングブレーキと、このパーキングブレーキの作動を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、上記旋回用操作手段の非操作状態で作業用及び走行用の少なくとも一方の操作手段の操作が行なわれたときに上記パーキングブレーキの作動を解除し、かつ、上記上部旋回体を停止状態に保持するための旋回電動機の制御を行なうように構成されたことを特徴とする旋回式作業機械。

[3] 制御手段は、作業用操作手段が操作されたことに加えて、この作業用操作手段の操作に基づく作業装置の出力が設定値以上であることを条件としてパーキングブレーキの作動解除及び電動機制御を行なうように構成されたことを特徴とする請求項 2 記載の旋回式作業機械。

[4] 制御手段は、電動機制御として、旋回速度を 0にするための旋回電動機の速度フィードバック制御を行なうように構成されたことを特徴とする請求項 2または 3記載の旋回式作業機械。

[5] 制御手段は、電動機制御として、パーキングブレーキの作動が解除された旋回位置を保持するための旋回電動機の位置フィードバック制御を行なうように構成されたことを特徴とする請求項 2または 3記載の旋回式作業機械。

[6] モード切換手段を備え、このモード切換手段は、制御手段による電動機制御のモードを、

A) 旋回速度が 0になるように旋回電動機の速度フィードバック制御を行なう速度フイードバック制御モードと、

B) パーキングブレーキブレーキの作動が解除された旋回位置を保持するように旋回電動機の位置フィードバック制御を行なう位置フィードバック制御モード

の間で切換えるように構成されたことを特徴とする請求項 2または 3記載の旋回式作業機械。

[7] 制御手段は、電動機制御時の旋回電動機の最大トルクを旋回駆動トルクの最大値以下に制限するように構成されたことを特徴とする請求項 4乃至 6のいずれか 1項に記載の旋回式作業機械。