特許 6901875 建設機械の油圧駆動システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6901875

(24)【登録日】2021年6月22日

(45)【発行日】2021年7月14日

(54)【発明の名称】建設機械の油圧駆動システム

(51)【国際特許分類】

   F15B 11/00 20060101AFI20210701BHJP

   F15B 20/00 20060101ALI20210701BHJP

   E02F 9/22 20060101ALI20210701BHJP

【ＦＩ】

   F15B11/00 V

   F15B20/00 A

   E02F9/22 D

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-46163(P2017-46163)

(22)【出願日】2017年3月10日

(65)【公開番号】特開2018-112303(P2018-112303A)

(43)【公開日】2018年7月19日

【審査請求日】2020年2月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】村岡 英泰

(72)【発明者】

【氏名】能勢 知道

(72)【発明者】

【氏名】木下 敦之

(72)【発明者】

【氏名】陵城 孝志

(72)【発明者】

【氏名】坂本 守行

【審査官】 所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０２−２６１９０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０７−０３８７０１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０９−２４２７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２４６２０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１５Ｂ １１／００

Ｅ０２Ｆ ９／２２

Ｆ１５Ｂ ２０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

旋回体を旋回させる旋回モータと、
操作レバーを含み、前記操作レバーの傾倒角に応じた旋回操作信号を出力する旋回操作装置と、
一対の給排ラインにより前記旋回モータと接続された旋回方向切換弁であって、スプールおよび指令電流を受けて前記スプールを駆動する駆動部を含み、前記一対の給排ラインをブロックする中立位置と、前記一対の給排ラインの一方をポンプライン、他方をタンクラインと連通する作動位置との間でシフトする旋回方向切換弁と、
前記旋回操作信号が大きくなるほど大きな指令電流を前記旋回方向切換弁へ送給する制御装置と、
前記旋回体の旋回速度を検出する速度検出器と、を備え、
前記制御装置は、前記旋回操作装置の操作レバーが中立状態に戻された場合、前記速度検出器で検出される旋回速度が第１閾値を下回ったときに、前記旋回方向切換弁が中立位置から排出側の給排ラインをタンクラインと連通する作動位置へシフトし、前記速度検出器で検出される旋回速度が前記第１閾値よりも小さな第２閾値を下回ったときに、前記旋回方向切換弁が作動位置から中立位置へシフトするように、前記旋回方向切換弁を制御する、建設機械の油圧駆動システム。

【請求項2】

旋回体を旋回させる旋回モータと、
操作レバーを含み、前記操作レバーの傾倒角に応じた旋回操作信号を出力する旋回操作装置と、
一対の給排ラインにより前記旋回モータと接続された旋回方向切換弁であって、スプールおよび指令電流を受けて前記スプールを駆動する駆動部を含み、前記一対の給排ラインをブロックする中立位置と、前記一対の給排ラインの一方をポンプライン、他方をタンクラインと連通する作動位置との間でシフトする旋回方向切換弁と、
前記旋回操作信号が大きくなるほど大きな指令電流を前記旋回方向切換弁へ送給する制御装置と、
前記旋回体の旋回速度を検出する速度検出器と、
前記旋回モータの流入圧および流出圧を検出する一対の圧力センサと、を備え、
前記制御装置は、前記旋回操作装置の操作レバーが中立状態に戻された場合、前記一対の圧力センサの一方で検出される前記旋回モータの流出圧が第１閾値を下回ったときに、前記旋回方向切換弁が中立位置から排出側の給排ラインをタンクラインと連通する作動位置へシフトし、前記速度検出器で検出される旋回速度が第２閾値を下回ったときに、前記旋回方向切換弁が作動位置から中立位置へシフトするように、前記旋回方向切換弁を制御する、建設機械の油圧駆動システム。

【請求項3】

旋回体を旋回させる旋回モータと、
操作レバーを含み、前記操作レバーの傾倒角に応じた旋回操作信号を出力する旋回操作装置と、
一対の給排ラインにより前記旋回モータと接続された旋回方向切換弁であって、スプールおよび指令電流を受けて前記スプールを駆動する駆動部を含み、前記一対の給排ラインをブロックする中立位置と、前記一対の給排ラインの一方をポンプライン、他方をタンクラインと連通する作動位置との間でシフトする旋回方向切換弁と、
前記旋回操作信号が大きくなるほど大きな指令電流を前記旋回方向切換弁へ送給する制御装置と、
前記旋回体の旋回速度を検出する速度検出器と、
前記旋回モータの流入圧および流出圧を検出する一対の圧力センサと、を備え、
前記制御装置は、前記旋回操作装置の操作レバーが中立状態に戻された場合、前記速度検出器で検出される旋回速度が閾値を下回ったときに、前記旋回方向切換弁が中立位置から排出側の給排ラインをタンクラインと連通する作動位置へシフトし、その後は排出側の給排ラインとタンクラインとの間の開度および供給側の給排ラインとポンプラインとの間の開度が前記一対の圧力センサで検出される旋回モータの流入圧と流出圧との差圧に応じた開度となるように、前記旋回方向切換弁を制御する、建設機械の油圧駆動システム。

【請求項4】

旋回体を旋回させる旋回モータと、
操作レバーを含み、前記操作レバーの傾倒角に応じた旋回操作信号を出力する旋回操作装置と、
一対の給排ラインにより前記旋回モータと接続された旋回方向切換弁であって、スプールおよび指令電流を受けて前記スプールを駆動する駆動部を含み、前記一対の給排ラインをブロックする中立位置と、前記一対の給排ラインの一方をポンプライン、他方をタンクラインと連通する作動位置との間でシフトする旋回方向切換弁と、
前記旋回操作信号が大きくなるほど大きな指令電流を前記旋回方向切換弁へ送給する制御装置と、
前記旋回モータの流入圧および流出圧を検出する一対の圧力センサと、を備え、
前記制御装置は、前記旋回操作装置の操作レバーが中立状態に戻された場合、前記一対の圧力センサの一方で検出される前記旋回モータの流出圧が閾値を下回ったときに、前記旋回方向切換弁が中立位置から排出側の給排ラインをタンクラインと連通する作動位置へシフトし、その後は排出側の給排ラインとタンクラインとの間の開度および供給側の給排ラインとポンプラインとの間の開度が前記一対の圧力センサで検出される旋回モータの流入圧と流出圧との差圧に応じた開度となるように、前記旋回方向切換弁を制御する、建設機械の油圧駆動システム。

【請求項5】

前記制御装置は、前記旋回操作装置の操作レバーが中立状態に戻され、前記旋回方向切換弁が排出側の給排ラインをタンクラインと連通する作動位置へシフトした後に、前記旋回モータの流入圧が流出圧よりも高くなったときは、前記旋回方向切換弁が供給側の給排ラインをタンクラインと連通する作動位置へシフトするように、前記旋回方向切換弁を制御する、請求項３または４に記載の建設機械の油圧駆動システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建設機械の油圧駆動システムに関する。

【背景技術】

【0002】

油圧ショベルや油圧クレーンのような建設機械には、旋回体を旋回させる旋回モータを含む油圧駆動システムが搭載されている（例えば、特許文献１参照）。旋回モータへは、旋回方向切換弁を介してポンプから作動液が供給される。

【0003】

具体的に、旋回方向切換弁は、一対の給排ラインにより旋回モータと接続されている。旋回方向切換弁は、一対の給排ラインをブロックする中立位置と、一対の給排ラインの一方をポンプライン、他方をタンクラインと連通する作動位置との間でシフトする。旋回方向切換弁は、旋回操作装置の操作レバーが傾倒されると中立位置から作動位置へシフトし、操作レバーの傾倒角（旋回操作量）に応じた開度となる。

【0004】

ところで、旋回中の旋回体を停止すべく旋回操作レバーが中立状態に戻されたときには、旋回方向切換弁によって一対の給排ラインがブロックされる。従って、旋回体の旋回速度がゼロまで減速されたときに、閉じ込み状態となる排出側の給排ラインと旋回減速時にタンクから直接的に作動液が流れ込んでいた供給側の給排ラインとの間に差圧が残り、その差圧によって旋回体が反転し、その反転によって給排ライン間の差圧の大小が逆転して旋回体がさらに反転することが繰り返される、いわゆる揺れ戻り現象が発生することがある。

【0005】

特許文献１に開示された油圧駆動システムでは、このような揺れ戻り現象を防止するために、反転防止弁が用いられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平９−３１０７０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１のように反転防止弁を用いた場合には、旋回回路のサイズが大きくなるとともに、コストが高くなる。

【0008】

そこで、本発明は、反転防止弁を用いずに旋回停止時の揺れ戻り現象を防止できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記課題を解決するために、本発明は、第１の側面から、旋回体を旋回させる旋回モータと、操作レバーを含み、前記操作レバーの傾倒角に応じた旋回操作信号を出力する旋回操作装置と、一対の給排ラインにより前記旋回モータと接続された旋回方向切換弁であって、スプールおよび指令電流を受けて前記スプールを駆動する駆動部を含み、前記一対の給排ラインをブロックする中立位置と、前記一対の給排ラインの一方をポンプライン、他方をタンクラインと連通する作動位置との間でシフトする旋回方向切換弁と、前記旋回操作信号が大きくなるほど大きな指令電流を前記旋回方向切換弁へ送給する制御装置と、前記旋回体の旋回速度を検出する速度検出器と、を備え、前記制御装置は、前記旋回操作装置の操作レバーが中立状態に戻された場合、前記速度検出器で検出される旋回速度が第１閾値を下回ったときに、前記旋回方向切換弁が中立位置から排出側の給排ラインをタンクラインと連通する作動位置へシフトし、前記速度検出器で検出される旋回速度が前記第１閾値よりも小さな第２閾値を下回ったときに、前記旋回方向切換弁が作動位置から中立位置へシフトするように、前記旋回方向切換弁を制御する、建設機械の油圧駆動システムを提供する。

【0010】

上記の構成によれば、旋回停止時（旋回操作装置の操作レバーが中立状態に戻された場合）に、旋回速度が第１閾値を下回れば旋回方向切換弁が作動位置へシフトする。これにより、排出側の給排ラインの圧力が速やかに低下することで給排ライン間の差圧が低減し、旋回体の反転が防止される。従って、反転防止弁を用いずに旋回停止時の揺れ戻り現象を防止することができる。

【0011】

また、本発明は、第２の側面から、旋回体を旋回させる旋回モータと、操作レバーを含み、前記操作レバーの傾倒角に応じた旋回操作信号を出力する旋回操作装置と、一対の給排ラインにより前記旋回モータと接続された旋回方向切換弁であって、スプールおよび指令電流を受けて前記スプールを駆動する駆動部を含み、前記一対の給排ラインをブロックする中立位置と、前記一対の給排ラインの一方をポンプライン、他方をタンクラインと連通する作動位置との間でシフトする旋回方向切換弁と、前記旋回操作信号が大きくなるほど大きな指令電流を前記旋回方向切換弁へ送給する制御装置と、前記旋回体の旋回速度を検出する速度検出器と、前記旋回モータの流入圧および流出圧を検出する一対の圧力センサと、を備え、前記制御装置は、前記旋回操作装置の操作レバーが中立状態に戻された場合、前記一対の圧力センサの一方で検出される前記旋回モータの流出圧が第１閾値を下回ったときに、前記旋回方向切換弁が中立位置から排出側の給排ラインをタンクラインと連通する作動位置へシフトし、前記速度検出器で検出される旋回速度が第２閾値を下回ったときに、前記旋回方向切換弁が作動位置から中立位置へシフトするように、前記旋回方向切換弁を制御する、建設機械の油圧駆動システムを提供する。

【0012】

上記の構成によれば、旋回停止時（旋回操作装置の操作レバーが中立状態に戻された場合）に、旋回モータの流出圧が第１閾値を下回れば旋回方向切換弁が作動位置へシフトする。これにより、排出側の給排ラインの圧力が速やかに低下することで給排ライン間の差圧が低減し、旋回体の反転が防止される。従って、反転防止弁を用いずに旋回停止時の揺れ戻り現象を防止することができる。

【0013】

また、本発明は、第３の側面から、旋回体を旋回させる旋回モータと、操作レバーを含み、前記操作レバーの傾倒角に応じた旋回操作信号を出力する旋回操作装置と、一対の給排ラインにより前記旋回モータと接続された旋回方向切換弁であって、スプールおよび指令電流を受けて前記スプールを駆動する駆動部を含み、前記一対の給排ラインをブロックする中立位置と、前記一対の給排ラインの一方をポンプライン、他方をタンクラインと連通する作動位置との間でシフトする旋回方向切換弁と、前記旋回操作信号が大きくなるほど大きな指令電流を前記旋回方向切換弁へ送給する制御装置と、前記旋回体の旋回速度を検出する速度検出器と、前記旋回モータの流入圧および流出圧を検出する一対の圧力センサと、を備え、前記制御装置は、前記旋回操作装置の操作レバーが中立状態に戻された場合、前記速度検出器で検出される旋回速度が閾値を下回ったときに、前記旋回方向切換弁が中立位置から排出側の給排ラインをタンクラインと連通する作動位置へシフトし、その後は前記旋回方向切換弁が前記一対の圧力センサで検出される旋回モータの流入圧と流出圧との差圧に応じた開度となるように、前記旋回方向切換弁を制御する、建設機械の油圧駆動システムを提供する。

【0014】

上記の構成によれば、旋回停止時（旋回操作装置の操作レバーが中立状態に戻された場合）に、旋回速度が閾値を下回れば旋回方向切換弁が作動位置へシフトする。これにより、排出側の給排ラインの圧力が速やかに低下することで給排ライン間の差圧が低減し、旋回体の反転が防止される。従って、反転防止弁を用いずに旋回停止時の揺れ戻り現象を防止することができる。しかも、上記の構成では、旋回方向切換弁が作動位置へシフトするときは旋回モータの流入圧と流出圧との差圧に応じた開度となるので、給排ライン間の差圧を極力小さく抑えることができる。

【0015】

また、本発明は、第４の側面から、旋回体を旋回させる旋回モータと、操作レバーを含み、前記操作レバーの傾倒角に応じた旋回操作信号を出力する旋回操作装置と、一対の給排ラインにより前記旋回モータと接続された旋回方向切換弁であって、スプールおよび指令電流を受けて前記スプールを駆動する駆動部を含み、前記一対の給排ラインをブロックする中立位置と、前記一対の給排ラインの一方をポンプライン、他方をタンクラインと連通する作動位置との間でシフトする旋回方向切換弁と、前記旋回操作信号が大きくなるほど大きな指令電流を前記旋回方向切換弁へ送給する制御装置と、前記旋回モータの流入圧および流出圧を検出する一対の圧力センサと、を備え、前記制御装置は、前記旋回操作装置の操作レバーが中立状態に戻された場合、前記一対の圧力センサの一方で検出される前記旋回モータの流出圧が閾値を下回ったときに、前記旋回方向切換弁が中立位置から排出側の給排ラインをタンクラインと連通する作動位置へシフトし、その後は前記旋回方向切換弁が前記一対の圧力センサで検出される旋回モータの流入圧と流出圧との差圧に応じた開度となるように、前記旋回方向切換弁を制御する、建設機械の油圧駆動システムを提供する。

【0016】

上記の構成によれば、旋回停止時（旋回操作装置の操作レバーが中立状態に戻された場合）に、旋回モータの流出圧が閾値を下回れば旋回方向切換弁が作動位置へシフトする。これにより、排出側の給排ラインの圧力が速やかに低下することで給排ライン間の差圧が低減し、旋回体の反転が防止される。従って、反転防止弁を用いずに旋回停止時の揺れ戻り現象を防止することができる。しかも、上記の構成では、旋回方向切換弁が作動位置へシフトするときは旋回モータの流入圧と流出圧との差圧に応じた開度となるので、給排ライン間の差圧を極力小さく抑えることができる。

【0017】

前記第３および第４の側面において、前記制御装置は、前記旋回操作装置の操作レバーが中立状態に戻され、前記旋回方向切換弁が排出側の給排ラインをタンクラインと連通する作動位置へシフトした後に、前記旋回モータの流入圧が流出圧よりも高くなったときは、前記旋回方向切換弁が供給側の給排ラインをタンクラインと連通する作動位置へシフトするように、前記旋回方向切換弁を制御してもよい。この構成によれば、たとえ旋回体が旋回停止時に反転したとしても、その後のさらなる反転を防止することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、反転防止弁を用いずに旋回停止時の揺れ戻り現象を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１実施形態に係る建設機械の油圧駆動システムの概略構成図である。

【図2】建設機械の一例である油圧ショベルの側面図である。

【図3】（ａ）〜（ｄ）は第１実施形態における旋回停止時のグラフであり、（ａ）は旋回方向切換弁のスプール変位の経時的変化を示し、（ｂ）は旋回速度の経時的変化を示し、（ｃ）は旋回モータの流入圧の経時的変化を示し、（ｄ）は旋回モータの流出圧の経時的変化を示す。

【図4】第１実施形態の変形例の油圧駆動システムの概略構成図である。

【図5】（ａ）〜（ｄ）は第２実施形態における旋回停止時のグラフであり、（ａ）は旋回方向切換弁のスプール変位の経時的変化を示し、（ｂ）は旋回速度の経時的変化を示し、（ｃ）は旋回モータの流入圧の経時的変化を示し、（ｄ）は旋回モータの流出圧の経時的変化を示す。

【発明を実施するための形態】

【0020】

（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態に係る建設機械の油圧駆動システム１を示し、図２に、その油圧駆動システム１が搭載された建設機械１０を示す。図２に示す建設機械１０は油圧ショベルであるが、本発明は、油圧クレーンなどの他の建設機械にも適用可能である。

【0021】

図２に示す建設機械１０は自走式であり、走行体７５と、走行体７５に旋回可能に支持された旋回体７６を含む。旋回体７６には、運転席を含むキャビンが設けられているとともに、ブームが連結されている。ブームの先端にはアームが連結され、アームの先端にはバケットが連結されている。ただし、建設機械１０は自走式でなくてもよい。

【0022】

油圧駆動システム１は、油圧アクチュエータとして、図２に示すブームシリンダ７１、アームシリンダ７２およびバケットシリンダ７３を含むとともに、図１に示す旋回モータ４および図示しない左右一対の走行モータを含む。旋回モータ４は、旋回体７６を旋回させる。また、油圧駆動システム１は、図１に示すように、それらのアクチュエータへ作動液を供給するポンプ２を含む。なお、図１では、図面の簡略化のために、旋回モータ４以外の油圧アクチュエータを省略している。

【0023】

さらに、油圧駆動システム１は、旋回モータ４に対する作動液の供給および排出を制御する旋回方向切換弁３と、旋回操作を受ける操作レバー５１を含む旋回操作装置５と、制御装置６を含む。

【0024】

ポンプ２は、傾転角が変更可能な、可変容量型のポンプである。ポンプ２は、斜板ポンプであってもよいし、斜軸ポンプであってもよい。ポンプ２の傾転角は、レギュレータ２１により調整される。レギュレータ２１は、電気信号により駆動されてもよいし、パイロット圧により駆動されてもよい。

【0025】

ポンプ２は、ポンプライン１１により旋回方向切換弁３と接続されている。ポンプライン１１には、逆止弁１２が設けられている。ポンプ２の吐出圧は、図略のリリーフ弁によって第１上限圧以下に保たれる。また、旋回方向切換弁３は、タンクライン１３によりタンクと接続されている。

【0026】

さらに、旋回方向切換弁３は、一対の給排ライン４１，４２により旋回モータ４と接続されている。給排ライン４１，４２のそれぞれからは逃しライン４３が分岐しており、逃しライン４３はタンクにつながっている。各逃しライン４３には、リリーフ弁４４が設けられている。つまり、給排ライン４１，４２のそれぞれの圧力は、リリーフ弁４４によって第２上限圧以下に保たれる。なお、第２上限圧は、上述した第１上限圧と等しくてもよいし、異なっていてもよい。

【0027】

また、給排ライン４１，４２のそれぞれは、メイクアップライン４５によりタンクと接続されている。各メイクアップライン４５には、給排ライン（４１または４２）に向かう流れは許容するがその逆の流れは禁止する逆止弁４６が設けられている。メイクアップライン（４１または４２）は、旋回減速時に供給側の給排ラインにタンクから直接的に作動液を流れ込ませる役割を果たす。

【0028】

旋回方向切換弁３は、給排ライン４１，４２の双方をブロックする中立位置と、給排ライン４１をポンプライン１１と連通し、給排ライン４２をタンクライン１３と連通する第１作動位置（図１の左側位置）と、給排ライン４２をポンプライン１１と連通し、給排ライン４１をタンクライン１３と連通する第２作動位置（図１の右側位置）との間でシフトする。

【0029】

旋回方向切換弁３は、電気信号により駆動される。具体的に、旋回方向切換弁３は、スプール３１と、指令電流を受けてスプール３１を駆動する駆動部３２を含む。例えば、駆動部３２は、互いに逆向きにスプール３１に作用する二次圧を出力する一対の電磁比例弁で構成されてもよいし、スプール３１と連結された、電気モータおよびボールねじ等を含む直動機構であってもよい。そして、旋回方向切換弁３は、駆動部３２へ送給される指令電流が大きくなるほど大きな開度となり、旋回モータ４への作動液の供給量および旋回モータ４からの作動液の排出量を増大させる。

【0030】

旋回操作装置５は、操作レバー５１の傾倒角（旋回操作量）に応じた旋回操作信号（右旋回操作信号または左旋回操作信号）を出力する。つまり、旋回操作装置５から出力される旋回操作信号は、操作レバー５１の傾倒角が大きくなるほど大きくなる。本実施形態では、旋回操作装置５が、旋回操作信号として電気信号を出力する電気ジョイスティックである。

【0031】

旋回操作装置５から出力される旋回操作信号（電気信号）は制御装置６へ入力される。例えば、制御装置６は、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリとＣＰＵを有し、ＲＯＭに格納されたプログラムがＣＰＵにより実行される。

【0032】

制御装置６は、旋回操作信号が大きくなるほど大きな指令電流を旋回方向切換弁３の駆動部３２へ送給する。これにより、旋回方向切換弁３のスプール３１が、旋回操作装置５の操作レバー５１の傾倒角が大きくなるほど、大きく移動する。

【0033】

制御装置６は、旋回体７６の旋回速度を検出する速度検出器６５と電気的に接続されている。速度検出器６５は、例えば旋回体７６に設けられたジャイロセンサである。ただし、速度検出器６５は、例えば、旋回モータ４に取り付けられたエンコーダやレボルバ等であってもよい。

【0034】

制御装置６は、旋回操作装置５の操作レバー５１が中立状態に戻された場合に、旋回停止時の揺れ戻り現象を防止するように旋回方向切換弁３を制御する。具体的に、制御装置６は、旋回操作装置５の操作レバー５１が中立状態に戻されたときに、旋回方向切換弁３の駆動部３２へ送給する指令電流をゼロとする。これにより、図３（ａ）に示すように、旋回方向切換弁３が作動位置（第１作動位置または第２作動位置）から中立位置へシフトする。その結果、図３（ｃ）に示すように旋回モータ４の流入圧（供給側の給排ラインの圧力）がゼロとなり、図３（ｄ）に示すように旋回モータ４の流出圧（排出側の給排ラインの圧力）が上昇する。

【0035】

旋回方向切換弁３が中立位置へシフトすると、排出側のリリーフ弁４４のブレーキ作用によって、図３（ｂ）に示すように、旋回体７６の旋回速度が徐々に低下する。速度検出器６５で検出される旋回体７６の旋回速度が第１閾値αを下回ったとき、制御装置６は、旋回方向切換弁３が中立位置から排出側の給排ラインをタンクライン１３と連通する作動位置へシフトするように、旋回方向切換弁３の駆動部３２へ指令電流を送給する。これにより、旋回モータ４の流出圧はゼロまで低下する。

【0036】

その後、速度検出器６５で検出される旋回体７６の旋回速度が第１閾値αよりも小さな第２閾値βを下回ったとき、制御装置６は、旋回方向切換弁３が作動位置から中立位置へシフトするように、旋回方向切換弁３の駆動部３２へ指令電流を送給する。これにより、旋回体７６が完全に停止する。

【0037】

上述した第１閾値αおよび第２閾値βは、予め定められた固定値であってもよいし、旋回停止前の旋回速度に係数を掛けることによってその都度算出されてもよい。例えば、第１閾値αおよび第２閾値βを固定値とする場合は、第１閾値αは最高速度の５〜２０％であり、第２閾値βは最高速度の１〜１０％である。

【0038】

以上説明したように、本実施形態では、旋回停止時に、旋回速度が第１閾値αを下回れば旋回方向切換弁３が作動位置へシフトする。これにより、排出側の給排ラインの圧力が速やかに低下することで給排ライン４１，４２間の差圧が低減し、旋回体７６の反転が防止される。従って、反転防止弁を用いずに旋回停止時の揺れ戻り現象を防止することができる。参考として、図３（ｃ）および（ｄ）中に、本実施形態の制御を行わずに揺れ戻り現象が発生したときの圧力変化を破線で示す。

【0039】

また、本実施形態では、旋回速度を低下させるタイミングやその低下度合を電子制御の調整により自在に設定することが可能である。従って、機体ごとの作動液温度の影響を補償するキャリブレーションが容易になる、オペレータの好みに合わせた調整をするなどの旋回停止の操作性の調整幅が拡大する。

【0040】

＜変形例＞
図４に示すように、給排ライン４１，４２には一対の圧力センサ６１，６２が設けられてもよい。圧力センサ６１，６２の一方は旋回モータ４の流入圧を検出し、圧力センサ６１，６２の他方は旋回モータ４の流出圧を検出する。

【0041】

図３（ａ）に示す例では、旋回操作装置５の操作レバー５１が中立状態に戻された後に旋回方向切換弁３が作動位置へシフトするときは、旋回方向切換弁３の開度（スプール３１の変位）が一定であった。これに対し、圧力センサ６１，６２が設けられる場合、旋回操作装置５の操作レバー５１が中立状態に戻された後に旋回方向切換弁３が作動位置へシフトするときは、旋回方向切換弁３が、圧力センサ６１，６２で検出される旋回モータ４の流入圧と流出圧との差圧に応じた開度となるように制御されてもよい。この構成によれば、給排ライン４１，４２間の差圧を極力小さく抑えることができる。

【0042】

さらに、圧力センサ６１，６２が設けられる場合、旋回操作装置５の操作レバー５１が中立状態に戻された後は、圧力センサ６１，６２の一方で検出される旋回モータ４の流出圧が第１閾値α’を下回ったときに、制御装置６が、旋回方向切換弁３が中立位置から排出側の給排ラインをタンクライン１３と連通する作動位置へシフトするように、旋回方向切換弁３の駆動部３２へ指令電流を送給してもよい。この構成でも、前記実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0043】

また、第１閾値α（またはα’）は、旋回単独操作用の閾値α１と、旋回操作が他の操作（例えば、ブーム操作、アーム操作またはバケット操作）と同時に行われる旋回複合操作用の閾値α２（＜α１）とに分けられてもよい。

【0044】

（第２実施形態）
次に、図５（ａ）〜（ｄ）を参照して、本発明の第２実施形態に係る建設機械の油圧駆動システムを説明する。第２実施形態の油圧駆動システムの構成は、図４に示す第１実施形態の変形例と同様である。

【0045】

本実施形態でも、制御装置６が、旋回操作装置５の操作レバー５１が中立状態に戻された場合に、旋回停止時の揺れ戻り現象を防止しるように旋回方向切換弁３を制御する。具体的に、制御装置６は、旋回操作装置５の操作レバー５１が中立状態に戻されたときに、旋回方向切換弁３の駆動部３２へ送給する指令電流をゼロとする。これにより、図５（ａ）に示すように、旋回方向切換弁３が作動位置（第１作動位置または第２作動位置）から中立位置へシフトする。その結果、図５（ｃ）に示すように旋回モータ４の流入圧（供給側の給排ラインの圧力）がゼロとなり、図５（ｄ）に示すように旋回モータ４の流出圧（排出側の給排ラインの圧力）が上昇する。

【0046】

旋回方向切換弁３が中立位置へシフトすると、排出側のリリーフ弁４４のブレーキ作用によって、図５（ｂ）に示すように、旋回体７６の旋回速度が徐々に低下する。速度検出器６５で検出される旋回体７６の旋回速度が閾値γを下回ったとき、制御装置６は、旋回方向切換弁３が中立位置から排出側の給排ラインをタンクライン１３と連通する作動位置へシフトするように、旋回方向切換弁３の駆動部３２へ指令電流を送給する。これにより、旋回モータ４の流出圧はゼロまで低下する。閾値γは、予め定められた固定値であってもよいし、旋回停止前の旋回速度に係数を掛けることによってその都度算出されてもよい。

【0047】

その後、制御装置６は、旋回方向切換弁３が圧力センサ６１，６２で検出される旋回モータ４の流入圧と流出圧との差圧に応じた開度となるように、旋回方向切換弁３の駆動部３２へ指令電流を送給する。より詳しくは、制御装置６は、旋回モータ４の流入圧と流出圧との差圧が大きくなるほど旋回方向切換弁３の開度を大きくする。

【0048】

旋回操作装置５の操作レバー５１が中立状態に戻され、旋回方向切換弁３が排出側の給排ラインをタンクライン１３と連通する作動位置へシフトした後、制御装置６は、旋回モータ４の流入圧が流出圧よりも高くなったときは、旋回方向切換弁３が供給側の給排ラインをタンクライン１３と連通する作動位置へシフトするように、旋回方向切換弁３を制御する。つまり、旋回方向切換弁３は、第１作動位置から第２作動位置へ、または第２作動位置から第１作動位置へ切り換わる。

【0049】

以上説明したように、本実施形態では、旋回停止時に、旋回速度が閾値γを下回れば旋回方向切換弁３が作動位置へシフトする。これにより、排出側の給排ラインの圧力が速やかに低下することで給排ライン４１，４２間の差圧が低減し、旋回体７６の反転が防止される。従って、反転防止弁を用いずに旋回停止時の揺れ戻り現象を防止することができる。しかも、本実施形態では、旋回方向切換弁３が作動位置へシフトするときは旋回モータ４の流入圧と流出圧との差圧に応じた開度となるので、給排ライン４１，４２間の差圧を極力小さく抑えることができる。

【0050】

また、本実施形態では、旋回速度を低下させるタイミングやその低下度合を電子制御の調整により自在に設定することが可能である。従って、機体ごとの作動液温度の影響を補償するキャリブレーションが容易になる、オペレータの好みに合わせた調整をするなどの旋回停止の操作性の調整幅が拡大する。

【0051】

さらに、本実施形態では、旋回モータ４の流入圧が流出圧よりも高くなったときは、旋回方向切換弁３の作動位置が切り換わるので、たとえ旋回体７６が旋回停止時に反転したとしても、その後のさらなる反転を防止することができる。

【0052】

＜変形例＞
旋回操作装置５の操作レバー５１が中立状態に戻された後は、圧力センサ６１，６２の一方で検出される旋回モータ４の流出圧が閾値γ’を下回ったときに、制御装置６が、旋回方向切換弁３が中立位置から排出側の給排ラインをタンクライン１３と連通する作動位置へシフトするように、旋回方向切換弁３の駆動部３２へ指令電流を送給してもよい。この構成でも、前記実施形態と同様の効果を得ることができる。この場合、速度検出器６５は省略されてもよい。

【0053】

また、旋回操作装置５の操作レバー５１が中立状態に戻された後に旋回方向切換弁３が作動位置へシフトするときは、旋回モータ４の流入圧および／または流出圧の変化率に応じて旋回方向切換弁３の開度を調整してもよい。

【0054】

さらに、閾値γ（またはγ’）は、旋回単独操作用の閾値γ１と、旋回操作が他の操作（例えば、ブーム操作、アーム操作またはバケット操作）と同時に行われる旋回複合操作用の閾値γ２（＜γ１）とに分けられてもよい。

【0055】

（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

【0056】

例えば、旋回操作装置５は、必ずしも電気ジョイスティックである必要はなく、旋回操作信号としてパイロット圧を出力するパイロット操作弁であってもよい。この場合、旋回操作装置５から出力されるパイロット圧が圧力センサにより検出されて制御装置６へ入力される。

【符号の説明】

【0057】

１ 油圧駆動システム
１１ 供給ライン
１３ タンクライン
３ 旋回方向切換弁
３１ スプール
３２ 駆動部
４ 旋回モータ
５ 旋回操作装置
５１ 操作レバー
６ 制御装置
６１，６２ 圧力センサ
６５ 速度検出器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】