図面 (/)

技術 建設機械

出願人 コベルコ建機株式会社
発明者 但馬一治上田浩司
出願日 2013年1月10日 (7年11ヶ月経過) 出願番号 2013-002350
公開日 2014年7月24日 (6年5ヶ月経過) 公開番号 2014-134015
状態 特許登録済
技術分野 掘削機械の作業制御 流体圧回路(1) 流体圧回路(2)
主要キーワード 旋回システム 旋回駆動源 ブレーキ体 ブレーキ解除作動 旋回停止状態 設定時間間隔 ブレーキ作動位置 旋回ブレーキ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2014年7月24日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

旋回停止時に、センサ出力実際値にかかわらず旋回速度を確実に0として正確な制御を実現する。

解決手段

旋回モータ8によって上部旋回体旋回駆動し、旋回操作手段としてのリモコン弁11が旋回操作されている間、コントローラ17において、旋回速度センサ27によって検出される旋回速度を設定された時間間隔で記憶し、リモコン弁11の中立復帰から設定時間経過後に旋回ブレーキ12を作動させるとともに、このブレーキ作動指令出力時点における旋回速度の記憶値を0と認識し設定するように構成した。

概要

背景

油圧ショベルを例にとって背景技術を説明する。

油圧ショベルは、図3に示すようにクローラ式下部走行体1上に上部旋回体2が地面に対して垂直となる軸Xの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、バケット5を備えた掘削用フロントアタッチメント6が取付けられて構成される。

この油圧ショベルにおいては、油圧旋回システムとして、駆動源としての旋回モータ(油圧モータ)と、これを制御するコントロールバルブとを結ぶ左右旋回用の両側管路間にブレーキ弁としてのリリーフ弁を設け、旋回操作手段としてのリモコン弁中立復帰したときに、油圧ポンプら旋モータへの油の供給を停止するとともに、リリーフ弁のリリーフ作動によって旋回モータを減速させ、かつ、旋回ブレーキ(メカニカルブレーキ。所謂パーキングブレーキ)を作動させて上部旋回体を停止保持持する構成がとられている。

また、この油圧旋回システムを前提として、上部旋回体の旋回速度を旋回速度センサによって検出し、検出された旋回速度に基づいて種々の制御が行われる。

たとえば、特許文献1には、検出される旋回速度がリモコン弁操作量から求められる目標速度に達すると等速運転移行する技術が開示されている。

また、油圧ポンプの吐出量を旋回速度に応じて制御する技術も知られている。

概要

旋回停止時に、センサ出力実際値にかかわらず旋回速度を確実に0として正確な制御を実現する。旋回モータ8によって上部旋回体を旋回駆動し、旋回操作手段としてのリモコン弁11が旋回操作されている間、コントローラ17において、旋回速度センサ27によって検出される旋回速度を設定された時間間隔で記憶し、リモコン弁11の中立復帰から設定時間経過後に旋回ブレーキ12を作動させるとともに、このブレーキ作動指令出力時点における旋回速度の記憶値を0と認識し設定するように構成した。

目的

本発明は、旋回停止時に、センサ出力の実際値にかかわらず旋回速度を確実に0として正確な制御を実現することができる建設機械を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

下部走行体と、この下部走行体上に搭載された上部旋回体と、この上部旋回体の旋回駆動源としての旋回モータと、この旋回モータの油圧源としての油圧ポンプと、上記旋回モータに対する油の給排を制御するコントロールバルブと、このコントロールバルブを切換操作する旋回操作手段と、上記旋回操作手段の中立復帰に基づき上記旋回モータにブレーキ力を加えて上記上部旋回体を機械的に停止させかつ停止状態に保持する旋回ブレーキと、上記上部旋回体の旋回速度を検出する旋回速度センサと、上記旋回操作手段の操作を検出する旋回操作検出手段と、上記旋回速度センサ及び上記旋回操作検出手段からの信号が入力される制御手段とを備え、上記制御手段は、(i)上記旋回操作手段が旋回操作されている間、上記旋回速度センサによって検出される旋回速度を設定された時間間隔で記憶し、(ii)上記旋回操作手段の中立復帰に基づいて上記旋回ブレーキを作動させ、(iii)上記旋回ブレーキの作動時における上記旋回速度の記憶値を0と認識するように構成したことを特徴とする建設機械

請求項2

上記コントロールバルブと上記旋回モータとを結ぶモータ両側管路間にブレーキ弁としてのリリーフ弁を設け、上記旋回操作手段の中立復帰による上記コントロールバルブの中立状態で上記油圧ポンプから上記旋回モータへの油の供給を停止するとともに、リリーフ弁のリリーフ作動によって油圧ブレーキを働かせるように構成し、上記制御手段は、上記旋回操作手段が中立復帰してから設定時間経過後に上記旋回ブレーキに作動指令を出力し、このブレーキ作動指令出力時点における上記旋回速度の記憶値を0と認識するように構成したことを特徴とする請求項1記載の建設機械。

技術分野

0001

本発明は油圧ショベル等の旋回式建設機械に関するものである。

背景技術

0002

油圧ショベルを例にとって背景技術を説明する。

0003

油圧ショベルは、図3に示すようにクローラ式下部走行体1上に上部旋回体2が地面に対して垂直となる軸Xの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、バケット5を備えた掘削用フロントアタッチメント6が取付けられて構成される。

0004

この油圧ショベルにおいては、油圧旋回システムとして、駆動源としての旋回モータ(油圧モータ)と、これを制御するコントロールバルブとを結ぶ左右旋回用の両側管路間にブレーキ弁としてのリリーフ弁を設け、旋回操作手段としてのリモコン弁中立復帰したときに、油圧ポンプら旋モータへの油の供給を停止するとともに、リリーフ弁のリリーフ作動によって旋回モータを減速させ、かつ、旋回ブレーキ(メカニカルブレーキ。所謂パーキングブレーキ)を作動させて上部旋回体を停止保持持する構成がとられている。

0005

また、この油圧旋回システムを前提として、上部旋回体の旋回速度を旋回速度センサによって検出し、検出された旋回速度に基づいて種々の制御が行われる。

0006

たとえば、特許文献1には、検出される旋回速度がリモコン弁操作量から求められる目標速度に達すると等速運転移行する技術が開示されている。

0007

また、油圧ポンプの吐出量を旋回速度に応じて制御する技術も知られている。

先行技術

0008

特開2011−179280号公報

発明が解決しようとする課題

0009

ところが、旋回速度センサの特性上、温度変化等によってセンサ出力オフセット(仕様に対するばらつき)が発生することがある。具体的には、すでに旋回停止しているにもかかわらず、センサ出力が0とならない現象が起こる。

0010

このため、従来、正確な旋回速度を検出することができず、誤差を含んだセンサ出力を用いることで狙い通りの制御ができない、あるいは制御精度が悪くなるという問題があった。

0011

そこで本発明は、旋回停止時に、センサ出力の実際値にかかわらず旋回速度を確実に0として正確な制御を実現することができる建設機械を提供するものである。

課題を解決するための手段

0012

上記課題を解決する手段として、本発明においては、下部走行体と、この下部走行体上に搭載された上部旋回体と、この上部旋回体の旋回駆動源としての旋回モータと、この旋回モータの油圧源としての油圧ポンプと、上記旋回モータに対する油の給排を制御するコントロールバルブと、このコントロールバルブを切換操作する旋回操作手段と、上記旋回操作手段の中立復帰に基づき上記旋回モータにブレーキ力を加えて上記上部旋回体を機械的に停止させかつ停止状態に保持する旋回ブレーキと、上記上部旋回体の旋回速度を検出する旋回速度センサと、上記旋回操作手段の操作を検出する旋回操作検出手段と、上記旋回速度センサ及び上記旋回操作検出手段からの信号が入力される制御手段とを備え、上記制御手段は、
(i) 上記旋回操作手段が旋回操作されている間、上記旋回速度センサによって検出される旋回速度を設定された時間間隔で記憶し、
(ii) 上記旋回操作手段の中立復帰に基づいて上記旋回ブレーキを作動させ、
(iii) 上記旋回ブレーキの作動時における上記旋回速度の記憶値を0と認識する
ように構成したものである。

0013

このように、旋回ブレーキの作動時が上部旋回体の停止時であるという前提で、旋回ブレーキのブレーキ作動前(旋回操作中)に旋回速度の検出値を時間間隔を置いて記憶しておき、旋回ブレーキ作動時の記憶値を、実際の記憶値にかかわらず「0」と認識するため、旋回停止ごとに自動的に旋回速度センサの0調整を行い、同センサのオフセット誤差等を補正することができる。

0014

ここで、上記コントロールバルブと上記旋回モータとを結ぶモータ両側管路間にブレーキ弁としてのリリーフ弁を設け、上記旋回操作手段の中立復帰による上記コントロールバルブの中立状態で上記油圧ポンプから上記旋回モータへの油の供給を停止するとともに、リリーフ弁のリリーフ作動によって油圧ブレーキを働かせるように構成し、上記制御手段は、上記旋回操作手段が中立復帰してから設定時間経過後に上記旋回ブレーキに作動指令を出力し、このブレーキ作動指令出力時点における上記旋回速度の記憶値を0と認識するように構成するのが望ましい(請求項2)。

0015

油圧ショベル等の実際の建設機械においては、前記のように旋回操作手段の中立復帰後、リリーフ弁による減速作用により旋回速度をほぼ0まで落とした上で旋回ブレーキを作動させる構成をとる。

0016

具体的には、中立復帰から減速に要する時間として予め設定された時間が経過したときに旋回ブレーキを作動させる構成をとる。この場合、通常は、制御手段から旋回ブレーキに作動指令が出力された時点が上部旋回体の旋回停止時点となる。

0017

そこで、請求項2のように、旋回ブレーキに作動指令が出力された時点における旋回速度の記憶値を0と認識する構成をとることにより、旋回停止時点での0調整をより正確に行うことができる。

発明の効果

0018

本発明によると、旋回停止時に、センサ出力を実際値にかかわらず確実に0として正確な制御を実現することができる。

図面の簡単な説明

0019

本発明の実施形態に係る旋回システムの構成図である。
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。
本発明の適用対象の一つである油圧ショベルの概略側面図である。

実施例

0020

実施形態は油圧ショベルを適用対象としている。

0021

図1は実施形態に係る油圧ショベルにおける油圧旋回システムを示す。

0022

同図において、7は油圧源としての油圧ポンプ、8はこの油圧ポンプ7からの圧油により回転する旋回モータ(油圧モータ)、9はこの旋回モータ8を駆動源とする旋回駆動装置(図ではモータ軸9aと旋回ギヤ9bのみを示す)で、この旋回駆動装置9によって図3の上部旋回体2が旋回駆動される。

0023

油圧ポンプ7と旋回モータ8との間に、油圧パイロット切換弁であるコントロールバルブ10が設けられ、このコントロールバルブ10によって旋回モータ8に対する油の給排、すなわち、旋回モータ8の回転/停止、回転方向、回転速度が制御される。Tはタンクである。

0024

一方、コントロールバルブ10を操作する旋回操作手段としてのリモコン弁11と、コントロールバルブ10の中立状態で旋回モータ8にブレーキ力を加えて上部旋回体2を機械的に停止、保持するメカニカルブレーキである旋回ブレーキ(所謂パーキングブレーキ)12と、この旋回ブレーキ12の作動を制御するブレーキ切換弁13と、旋回ブレーキ12の油圧源である(リモコン弁11の油圧源でもある)パイロットポンプ14とが設けられている。

0025

リモコン弁11の二次側は、左右旋回用のパイロットライン15,16を介してコントロールバルブ10の両側パイロットポート10a,10bに接続され、リモコン弁11の操作方向と操作量に応じたパイロット圧がコントロールバルブ10に加えられて同バルブ10が中立左旋回、右旋回の各位置イ,ロ,ハ間で切換わり作動する。

0026

ブレーキ切換弁13は、制御手段としてのコントローラ17からの信号によってブレーキ作動位置イとブレーキ解除位置ロとの間で切換わる電磁切換弁として構成され、旋回操作時にはパイロットポンプ14からの油圧を旋回ブレーキ12に供給するブレーキ解除位置ロに、旋回停止時には旋回ブレーキ12に対する油圧の供給を停止するブレーキ作動位置イにそれぞれセットされる。

0027

旋回ブレーキ12は、伸縮作動によってブレーキ作動及びブレーキ解除作動を行うブレーキシリンダ油圧シリンダ)18と、このブレーキシリンダ18の伸長作動時に旋回駆動装置9に接触してブレーキ力を発揮するブレーキ体19とを備えている。

0028

ブレーキシリンダ18は、加圧されないときはバネ力によってブレーキ作動し、加圧時にバネに抗してブレーキ解除するネガティブブレーキとして構成されている。

0029

また、コントロールバルブ10と旋回モータ8とを結ぶモータ両側管路20,21間にブレーキ弁としての一対のリリーフ弁22,23が設けられている。24,25はキャビテーション防止用チェック弁である。

0030

ここまでの構成において、旋回操作後にリモコン弁11を中立復帰させると、コントロールバルブ10が中立位置イに戻り、旋回モータ8に対する圧油の供給が停止する一方、リリーフ弁22または23のリリーフ作動によって減速作用(油圧ブレーキ)が働く。

0031

これにより、上部旋回体2が慣性により回転しながら減速して停止し、停止後は、理論的にはコントロールバルブ10での油のブロック作用によって停止保持される。

0032

但し、この旋回停止状態で、旋回モータ8やコントロールバルブ10での油のリークによって停止保持作用が不確実となり、傾斜地等では動き出すおそれがある。

0033

そこで、旋回駆動装置9に機械的なブレーキ力を付与する旋回ブレーキ12が併用され、コントローラ17により、リモコン弁11の中立復帰後、前記油圧ブレーキ作用によって確実に旋回停止するまでの時間として予め設定された時間の経過後にこの旋回ブレーキ12を作動させて、確実な旋回停止及び停止保持作用を得ることとしている。

0034

いいかえれば、通常、上部旋回体2は旋回ブレーキ12の作動時点で実質的に旋回停止状態にあり、この旋回停止状態を旋回ブレーキ12で保持する構成となっている。

0035

この油圧ショベルにおいては、上記油圧旋回システムを前提として、リモコン弁11からコントロールバルブ10に加えられるパイロット圧を通じてリモコン弁11の操作を検出する旋回操作検出手段としての操作センサ(圧力センサ)26と、上部旋回体2の旋回速度を検出する旋回速度センサ27が設けられ、これらからの信号がコントローラ17に入力される。

0036

図1中、28はリモコン弁パイロット圧を選択して操作センサ26に導くシャトル弁である。

0037

コントローラ17は、操作センサ26からの信号に基づいてリモコン弁11が旋回操作されているか中立復帰したかを判断し、ブレーキ切換弁13に対し、旋回操作中であればブレーキ解除指令信号(ブレーキ解除位置ロへの切換わり信号)を、中立復帰であれば中立復帰時点から設定時間経過後にブレーキ作動指令信号(ブレーキ作動位置イへの切換わり信号)をそれぞれ出力する。

0038

また、コントローラ17は、旋回速度センサ27からの信号に基づき、油圧ポンプ7の吐出量を旋回速度に応じて制御する等の種々の制御を行うほか、旋回停止ごとにセンサ出力の0調整を自動的に行う。

0039

すなわち、コントローラ17は、リモコン弁11が左または右に旋回操作されている間、旋回速度センサ27によって検出される旋回速度を、予め設定された時間間隔で記憶する。

0040

そして、リモコン弁11が中立復帰操作されると、中立復帰時点から前記設定時間経過したときにブレーキ切換弁13にブレーキ作動指令を出力する。

0041

また、このブレーキ作動指令の出力時点での旋回速度の記憶値を「0」と認識し設定する。

0042

図2のフローチャートによってさらに説明すると、ステップS1でリモコン弁11からの旋回操作信号が有るか否かを判断し、YESの場合は、ステップS2で、旋回速度センサ27からの旋回速度の検出値を設定時間間隔で記憶(更新)する。

0043

ステップS1でNO(旋回操作信号無し)の場合はステップS3に移行し、旋回操作信号がなくなってから(リモコン弁11が中立復帰してから)設定時間が経過したか否かを判断し、YES(設定時間経過)のときに、ステップS4でブレーキ切換弁13に向けてブレーキ作動指令を出力する。

0044

また、ステップS5において、ブレーキ作動指令の出力時点での旋回速度の記憶値(最新更新値)を、その実際の記憶値にかかわらず「0」と認識し設定する。

0045

従って、次の旋回操作があれば、旋回速度センサ27によって検出される旋回速度は、コントローラ17では「0」からスタートする。

0046

こうして旋回停止ごとにセンサ出力の「0調整」が自動的に行われ、この0調整された速度検出値に基づいて、旋回速度に応じてポンプ吐出量を制御する等の各種制御が実行される。

0047

このように、旋回ブレーキ12の作動時が上部旋回体2の停止時であるという前提で、旋回ブレーキ12のブレーキ作動前(旋回操作中)に旋回速度の検出値を時間間隔を置いて記憶しておき、旋回ブレーキ作動時の記憶値を、実際の記憶値にかかわらず「0」と認識するため、旋回停止ごとに自動的にセンサ出力の0調整を行い、旋回速度センサ27のオフセット誤差等を補正することができる。

0048

この場合、実施形態では、通常、コントローラ17からブレーキ作動指令が出力された時点で、油圧ブレーキ作用によって上部旋回体2が旋回停止状態にあるという現実に基づいて、ブレーキ作動指令が出力された時点における旋回速度の記憶値を「0」と認識する構成をとっているため、旋回停止時点での0調整をより正確に行うことができる。

0049

ところで、建設機械の旋回ブレーキ特性として、ブレーキ作動指令の出力時点よりも少し後または前に上部旋回体2が旋回停止することが明らかとなっている場合には、ブレーキ作動指令の出力時点よりも少し後、または前の時点での記憶値を「0」と認識するようにしてもよい。

0050

請求項1における「旋回ブレーキの作動時」とはこれらを含めたものをいう。

0051

また、本発明は油圧ショベルに限らず、油圧ショベルを母体として構成される解体機等の他の旋回式の建設機械にも広く適用することができる。

0052

1下部走行体
2上部旋回体
7油圧ポンプ
8旋回モータ
10コントロールバルブ
11旋回操作手段としてのリモコン弁
12旋回ブレーキ
13ブレーキ切換弁
17 制御手段としてのコントローラ
18 旋回ブレーキを構成するブレーキシリンダ
19 同、ブレーキ体
20モータ両側管路
22ブレーキ弁としてのリリーフ弁
26 旋回操作検出手段としての操作センサ
27旋回速度センサ

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ