JPS61270424A - 建設機械の旋回モ−タ制御装置 - 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 この発明は上部旋回体などの慣性体を有する建設機械の
旋回モータ制御装置に関する。

従来の技術 従来可変容量モータポンプ（以下可変モータポンプとい
う）により駆動される慣性体の慣性エネルギーを回収し
て次の動作の駆動力とする液圧回路として例えばドイツ
国特許第２７３’？９６ｇ号明細書に記載の第９図に示
すものが公知である。上記液圧回路では可変モータポン
プαの斜板すを制御するサーボシリンダＣに圧力比例制
御弁ｄより液圧を供給して、斜板すを傾転すると、可変
ポンプｔ５よってアキュムレータｆ内に蓄圧された液圧
が可変モータポンプαへ流入して、可変モータポンプα
に接続された図示しない慣性体が駆動されるようになっ
ている。また可変モータポンプαには機械的に連動され
た固定容量ポンプ（以下固定ポンプという）ｈが設げら
れていて、可変モータポンプαの回転に伴い速度に応じ
た液圧をサーボシリンダＣへ吐出し、可変モータポンプ
αの回転速度を調整すると共に、慣性体が操作位置に達
したら、可変モータポンプαの斜板Ｃをいままでの回転
方向と逆方向忙傾転させて、慣性体の慣性により可変モ
ータポンプαを逆駆動し、可変モータポンプαより吐出
された液圧をアキュムレータｆ内に蓄圧回収するように
構成されている。

また上記旋回モータを制御する回路としては第７図に示
すものがすでに特願昭５９−４９１８９号などで提案さ
れている。

上記制御回路では慣性体を駆動する可変モータポンプα
に固定ボンプルを接続し、可変モータポンプαの回転に
伴い固定ポンプｈより吐出される液圧で、上記可変モー
タポンプαの傾転角を制御すると共に、上記可変モータ
ポンプαに接続された管路ダに、可変モータポンプαへ
液圧を供給し、また慣性体の慣性により駆動される可変
モータポンプαからの吐出圧を蓄圧するアキュムレータ
ｆを設けたものにおいて、上記固定ポンプｈｉ接続され
た２路の管路’、）゛の間Ｋ、流通方向を逆にした少な
（とも２路の減圧弁におよび可変オリフィスｔよりなる
直列回路を設け、上記減圧弁には自己の下流圧および可
変オリフィスｔの下流圧をパイロット圧として導入し、
また可変オリフィスｔは自己の下流圧及び圧力比例制御
弁肩からの操作量に比例した圧力をパイロット圧として
導入すると共Ｋ。

上記管路ｉ＋、Ｆ′の圧力を両端側に、また圧力比例制
御弁ｍからの圧力を一端側にパイロット圧として導入し
たパイロット調圧弁ｎを設け、これらパイロット調圧弁
ｎを介して容量調整回路用液圧源Ｏよりパイロット圧を
供給することにより、可変モータポンプαの斜板傾転を
制御している。

発明が解決しようとする問題点 上記旋回モータ制御回路では圧力比例制御弁の操作量に
比例した回転トルクが可変モータポンプに得られると共
Ｋ、可変モータポンプの容量調整が固定ポンプに依存し
ないため、微速調整などが圧力比例制御弁の操作のみで
容易に行なえるようになる。また可変モータポンプの容
量調整中は液圧域が固定ポンプと独立しているため、振
動などにより固定ポンプの吐出量に外乱などが生じても
、この影響を受けることがないと共に、任意な回転速度
が容易に得られるため、操作性も一段と向上するなどの
作用効果が得られる。

この発明は上記旋回モータの制御回路をさらに改善する
目的でなされたものである。

問題点を解決するだめの手段及び作用 慣性体を旋回する旋回モータに固定ポンプを設けて、旋
回モータの回転速度を信号圧として検出し、この回転信
号圧と、旋回操作弁からの操作弁出力圧とを調圧弁へ入
力して、両者の差信号から制御出力圧を得、得られた制
御出力圧により上記旋回モータの斜板角を制御すること
により、旋回モータの回転を制御するようＫした建設機
械の旋回モータ制御装置。

実施例 この発明の一実施例を図面を参照して詳述する。図にお
いて１は旋回モータ、２は該旋回モータに直結された固
定ポンプで、旋回モータ１の回転に伴い管路３または管
路４に旋回モータ１の回転速度に比例した量の信号圧Ｐ
ＮＬ　、　ＰＮＲを吐出する。上記管路３，４の一方３
はパイロットチェック弁５を介して調圧弁６，７の一端
側へ、そして他方４は、パイロットチェック弁８を介し
て調圧弁６，７の他端側へそれぞれ供給されるよりにな
っている。上記調圧弁６，７は第２図に示すようなスプ
ール６α、７αを有している。一方の調圧弁６のスプー
ル６αには、中間部及び両側にそれぞれ断面積Ｓｏが等
しいランド６ｘ、６ａ、６３を有しており、スプール６
αの一端側は圧力室６ｂ内に収容されたピストン６Ｃに
当接されている。上記ピストン６Ｃは断面積８Ｎとなっ
ていて、固定ポンプ２より管路３へ吐出された左回転信
号圧ＰＮＬはピストン６Ｃの断面積ＳＯにそれぞれ作用
してスプール６αを右方へ押圧する。またスプールｆ３
ａの他端側には圧力室６ｄ内に収容された断面積ＳＯか
らなるピストン６−の小径部６　、Ｉが当接されていて
、圧力室６１内に固定ポンプ２より管路４へ吐出された
右回転信号圧ＰＮＲが供給され、さらに反対側の圧力室
６ｆ内には旋回操作弁１０より吐出される左操作弁出力
圧ＰｉＬが供給されて、スプール６αを左方へ押圧する
ようになっている。

一方他方の調圧弁７も上記調圧弁６と同−形状のスゲ−
ルアαを有しており、このスプール７αの両端側に上記
調圧弁６のピストン６Ｃ９６＃が調圧弁６と左右逆配置
となるよう設けられている。また固定ポンプ２より管路
３へ吐出された左回転信号圧ＰＮＬはピストン７−を収
容した圧力室７ｅＬ内に供給されてスプール７αを右方
へ押圧すると共に、旋回操作弁ｉｏより吐出される右操
作弁出力圧Ｐｉｎはピストン７Ｃの小径部７　ｇＬとス
プール７αの轟接部に形成された圧力室７ｆへ供給され
ている。

そして固定ポンプ２より管路４へ吐出された右回転信号
圧ＰＮＲはピストン７Ｃの断面積ＳＮに作用してスプー
ル７ａを左方へ押圧する。

一方上記各調圧弁６，７のうち、調圧弁６社ランド６２
と６３の間に、そして調圧弁７はランド７１と７２の間
に容量調整用液圧源１１よう液圧が供給されると共に、
旋回ポンプ１の斜板制御に必要な制御圧はボート６ｇ、
７！１へ出力される。

ボート６！ｉへ吐出された制御圧ＰＯＩ、は圧力室６Ａ
と、旋回モータ１の斜板角を制御するサーボ機構１αへ
、そしてボート７ｙへ吐出された制御圧ＰＯＲは圧力室
７んと上記サーボ機構１αへそれぞれ供給される。

また旋回操作弁１０より吐出される出力圧Ｐｉｒ＝　。

ＰｉＲの一部はシャトル弁１３よりパイロットチェック
弁５，６及び管路３，４間を接続する可変絞り１４へそ
れぞれパイロット圧として供給されるようになっている
。

次に作用を説明すると、上記制御回路に使用されている
調圧弁６，７のスプール６α、７α及びピストン６ｈ、
６ｄ、７ｈ、７ｃＬの断面積８０、ＳＮの比が例えばＳ
Ｎ／８ｏ＝：ｒ：Ｖｃ段設定れている場合に、いま旋回
モータｉにより図示しない慣性体を、例えば左旋回すべ
く旋回操作弁１０を左旋回方向へ操作すると、旋回操作
弁１０より左旋回操作弁出力ＰｉＬが調圧弁６の圧力室
６ｆへ供給されて、スプール６αが左方へ押圧される。

これによって液圧源１１とボート６ｇの間が連通されて
、液圧源１１より制御圧ＰＯＬが旋回モータ１のサーボ
機構１αへト流入し、旋回モータ１の斜板角が操作量に
応じて傾転される。これＫよって旋回モータ１が慣性体
の左回転を開始する。

また旋回モータ１の回転に伴いこれに連動された固定ポ
ンプ２より管路３へ左回転信号圧ＰＮＬが吐出され、こ
の出力圧ＰＮＬは調圧弁６の圧力室６ｈと調圧弁７の圧
力室７ｄ−へそれぞれ供給されて、ピストン６Ｃ及びピ
ストン７−を介して、スプール６α、７αを右方へ押す
。

ピストン７αを右方へ押すことによつ【液圧源１１から
ボート７！！を経て制御圧ＰＯＲがサーボ機構１αへと
流入し、サーボ機構１αは制御圧ＰＯＬとＰＯＲの差圧
ＰｓＤ　Ｋより動作されて旋回モータ１の斜板傾転角を
制御する。すなわち左旋回時の差圧ＰＢＤは、旋回モー
タ１の実回転数が目標回転数以下のとき次式により与え
られる。

ＰＳＤ　＝ＰＮＩ、　　ＰｉＬ また同様に右旋回時における差圧ＰＡＤはＰＳＤ　”　
ＰｉＲＰＮＲ Ｋより与えられる。

一方旋回モータ１の回転が上って、旋回操作弁１１によ
り設定された目標回転速度を越えたとき（Ｐｉｎ≦ＰＮ
ＲまたはＰｉＬ≦ＰＮＬのとき）の斜板制御圧の差圧は
次式により与られる。

またこのときのゲインはＸの値（ＳＮ／８０）により第
３図に示すように変化する。

従って旋回モータ１の実回転速度が目標値に達するまで
の斜板制御圧の差圧は旋回操作弁１１の出力圧と固定ポ
ンプ２より吐出される回転信号圧の差に比例するが、目
標回転速度を越える、　　ｌ とゲインか□倍となって慣性体に大きな制御　　−ｘ 動力が働くため、慣性体を目標回転速度に維持できる。

またスプール６α、７α及びピストン６ｃ。

７Ｃの断面積比、すなわち８　Ｎ　／　Ｓ　ｏを選択す
ることによって制動時のゲインを１〜ωの範囲で任意に
設定できるようになる。

以上は２段ゲイン型の調圧弁６，７を用いた場合の実施
例であるが、単一ゲイン型の調圧弁を用いた実施例を次
に説明する。

第４図は単一ゲイン型の調圧弁６’　、　７’を用いた
回路図、第Ｓ図に調圧弁６’　、　７’の構造を示す。

これら図から明らかなように、前記実施例の２段ゲイン
型調圧弁６，７の断面積ＳＮを有するピストン（、ｃ、
７ａを省略して構造の簡素化を図っている。

動作は上記実施例とほぼ同様なので説明は省略するが、
５Ｎ＝Ｏとなっているので、旋回モータ１の斜板制御圧
の差は常に旋回操作弁１１より出力される出力圧と、固
定ポンプ２より吐出される回転信号圧の差に等しくゲイ
ンは一定となる。

発明の効果 この発明は以上詳述したように、操作弁より出力される
操作弁出力圧と、旋回モータの回転に伴い固定ボンダよ
り吐出される回転信号圧から斜板制御圧を算出し、この
制御圧で旋回モータの斜板角を制御するようにしたもの
で、旋回モータの回転が目標回転速度に達するまでは制
御圧の差が操作弁出力圧と回転信号圧の差に比例するた
め、短時間で旋回モータの回転を目標回転速度にまで上
げることができる。また旋回モータの回転が目標回転速
度を起えると大きな制動力が作用するため、旋回モータ
の回転を目標回転速度に維持するのが容易になると共に
、制動時のゲインの設定が調圧弁のスプール径を選択す
ることにより容易に行なえるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、第１図は回路図、第
２図は調圧弁の構造を示す詳細図、１は旋回モータ、２
は固定ポンプ、６，７は調圧弁、１０は旋回操作弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 慣性体を旋回する旋回モータ１に固定ポンプ２を設けて
   、旋回モータ１の回転を速度を信号圧として検出し、こ
   の回転信号圧と、旋回操作弁１０からの操作弁出力圧と
   を調圧弁６、７へ入力して、制御出力圧を算出し、この
   制御出力圧により上記旋回モータ１の斜板角を制御して
   なる建設機械の旋回モータ制御装置。