制动控制装置的制作方法

专利名称：制动控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种借助液压来对起重机等的旋转式作业机械中的旋转体进行制动 的制动控制装置。
背景技术：
在起重机等的旋转式作业机械中作为用于对其旋转体的旋转进行制动的装置，已 知有例如在日本特开2001-72381号公报中记载的装置。该装置具有旋转驱动用的液压马 达；作为该液压马达的液压源的液压泵；夹装在该液压马达和该液压泵之间的先导控制切 换式的控制阀(pilotcontrolled control valve)；与操作杆的操作相对应而产生先导控 制压(pilot pressure)的遥控阀；以及旋转制动用的一对制动阀。上述控制阀具有将到达上述液压马达的两口的供给油路关闭(从液压泵切断) 的中立位置；以及接受上述先导控制压的先导控制口，以与该先导控制压相对应的行程从 上述中立位置进行开阀动作。通过增大该控制阀的开度，从上述液压泵输出的动作油以与 上述行程相对应的方向且以与上述行程相对应的流量导向上述液压马达，从而旋转该液压 马达。上述各制动阀由先导控制式的可变溢流阀构成，夹装在上述供给油路与容器之 间。在上述操作杆从其操作状态突然被返回至中立位置(即上述控制阀被突然闭阀)时， 上述制动阀会进行开阀，由此防止对上述液压马达以及上部旋转体造成强大的冲击。但是在该装置中，用于制动的操作很难，该操作必须要熟练。具体而言，在该装置 中为了旋转的制动而需要将操作杆返回至中立的操作，其制动程度(减速度)基于该操作 杆的返回情况，而为了直观地掌握这样的操作杆的操作内容和实际的制动作用的关系，需 要足够的经验。另外，作为实现向中立位置的操作杆的恢复操作以外的制动操作的机构，已知有 如下机构在作业机械上设置机械式的制动装置(例如为带制动装置)，使该制动装置与制 动踏板的踏下操作连动而动作(例如日本特开2006-90080号公报)，这种机械式制动装置 存在以下不便制动带等的磨耗显著，需要其定期的更换，从而产生维护周期缩短。此外， 该制动装置的性能因砂土或水的浸入而容易降低，为了防止水土的浸入需要采用特别的结 构。

发明内容
本发明的目的为提供一种旋转式作业机械的制动控制装置，不使用机械式的制动 装置而能够实现直观地易于掌握的旋转制动操作。本发明涉及的制动控制装置，设置在具有旋转体、用于旋转该旋转体的液压马达、 以及用于向该液压马达供给动作油的液压泵的旋转式作业机械上，用于控制上述旋转体的 制动，该制动控制装置包括旋转检测部，检测与上述旋转体的旋转角速度相当的信息；旋 转操作部件，用于指定上述液压马达的旋转方向以及旋转角速度而被操作；流量控制阀，设置在上述液压马达与上述液压泵之间，具有切断该液压马达与该液压泵之间的切断位置， 通过从该切断位置开阀而容许以与其开度相对应的流量从该液压泵向该液压马达供给动 作油；流量控制阀操作部，与上述旋转操作部件的操作量相对应而使上述流量控制阀的开 度增大；压力控制阀，接受来自外部的压力指令信号的输入，设置在上述液压马达的入口侧 和出口侧，其中，设置在液压马达的入口侧的 压力控制阀将上述液压马达的入口侧压力的 最高值限制为与上述压力指令信号相对应的设定值，设置在液压马达的出口侧的压力控制 阀将上述液压马达的出口侧压力的最高值限制为与上述压力指令信号相对应的设定值；制 动操作部件，用于制动上述旋转体的旋转而被操作，与上述旋转操作部件另外设置；马达侧 压力控制机构，向上述液压马达的入口侧的压力控制阀和上述液压马达的出口侧的压力控 制阀分别输入压力指令信号，以将该液压马达的入口侧的压力控制阀的设定压保持在能够 驱动上述液压马达的压力、且将该液压马达的出口侧的压力控制阀的设定压成为能够获得 与上述制动操作部件的操作量相对应的制动力矩的设定压；以及开度限制机构，与上述制 动操作部件的操作相对应而使上述流量控制阀的开度减小到小于与上述旋转操作部件的 操作量相对应的开度。根据本发明，在不使用机械式的制动装置的情况下，能够实现直观地易于掌握的 旋转制动操作。


图1是表示本发明的各实施方式的作为旋转式作业机械的起重机的概略的主视 图。图2是表示本发明的第1实施方式的液压马达以及用于驱动该液压马达的液压回 路的图。图3是表示用于控制上述液压马达的驱动的控制器的功能构成的框图。图4是表示上述控制器的运算控制动作的流程图。图5是表示在上述控制器中被确定的制动系数与制动踏板操作量的关系图。图6是表示在上述控制器中被确定的先导控制压指令电流、制动踏板操作量以及 发动机转速之间的关系图。图7是表示本发明的第2实施方式的液压马达以及用于驱动该液压马达的液压回 路的图。图8是表示本发明的第3实施方式的液压马达以及用于驱动该液压马达的液压回 路的图。图9是表示本发明的第4实施方式的液压马达以及用于驱动该液压马达的液压回 路的图。图10是表示本发明的第5实施方式的液压马达以及用于驱动该液压马达的液压 回路的图。
具体实施例方式参照

本发明的各优选的实施方式。〈第1实施方式〉
在本实施方式中将本发明的制动控制装置应用于图1所示的起重机。但是，作为本发明的应用对象的旋转式作业机械只要是具有被液压驱动旋转的旋转体即可，例如也可 以是具有上部旋转体的液压挖掘机。图1表示本实施方式的起重机的概略。该起重机具有下部行进体10 ；以及能够 绕既定的纵轴Oz旋转地被搭载在该下部行进体10上的上部旋转体12。在上述下部行进体 10上设置有多个支撑起重器14。上部旋回体12包含动臂支持部件15 ；与该动臂支持部 件15连结且能够伸缩的动臂16 ；以及俯仰压力缸17。上述动臂支持部件15支承上述动臂 16的基端部，该动臂16的基端部以能够绕水平轴转动(即动臂16能够俯仰)的方式与上 述动臂支持部件15连结。从上述动臂16的顶端部18垂吊有吊钩20。在该动臂16的基端部的背面上搭载 有绞盘22，从该绞盘22的滚筒引出的绳24被架设在上述动臂16的顶端部18与上述吊钩 20之间。上述吊钩20具有用于在此垂吊起吊件26的钩。在上述下部行进体10上搭载有作为动力源的图略的发动机，并且搭载有用于利 用其输出而驱动上述上部旋转体12旋转的液压回路。该液压回路表示在图2中。该液压 回路包含液压泵30、液压马达32、控制阀34。上述液压泵30通过被上述发动机驱动而输出动作油并供给至上述液压马达32。 在与该液压泵30连接的输出油路上连接有主溢流阀33。该主溢流阀33将上述液压泵30 的输出压(泵压)限制为既定的压力以下。液压马达32具有与上述上部旋转体12连结的输出轴；以及一对的口(port) 32a 和口 32b。上述动作油被供给到这些口 32a、32b中的一方。液压马达32接受该供给而使上 述上部旋转体12向与该供给的方向相对应的方向旋转。具体而言，通过动作油从上述液压 马达32的一方的口向另一方的口流动而该液压马达32的输出轴动作，以与该动作油的流 量(马达流量)相对应的角速度使上述上部旋转体12向与该动作油的流动的方向相对应 的方向旋转。上述控制阀34设置在上述液压泵30与上述液压马达32之间。本实施方式的控 制阀34由三位置六口的液压先导控制切换阀构成，该控制阀34具有方向切换阀的功能和 流量控制阀的功能。根据方向切换阀的功能，该控制阀34能够切换从上述液压泵30供给 至上述液压马达32的动作油的方向；根据流量控制阀的功能，该控制阀34能够使该动作油 的流量发生变化。具体而言，该控制阀34具有图略的套筒；以及在该套筒内滑动的滑阀。该滑阀能 够在标注于图2中央的中立位置(切断位置)、和标注于其左右的供给位置之间移动。该滑 阀处于上述中立位置时，形成从上述液压泵30以及容器切断上述液压马达32且将液压泵 30的输出油放至容器的油路。该滑阀处于图2的左侧的供给位置时，形成用于令上述液压 泵30的输出油通过一方的马达侧油路31A而导向上述液压马达32的口 32a、并且令从该马 达32的口 32b排出的动作油通过另一方的马达侧油路31B而放至容器的油路。与此相对， 该滑阀处于图2的右侧的供给位置时，形成用于令上述液压泵30的输出油通过上述马达侧 油路31B而导向上述液压马达32的口 32b、并且令从该马达32的口 32a排出的动作油通过 上述马达侧油路31A而放至容器的油路。该滑阀处于上述两供给位置时所形成的油路的开 口面积与该滑阀从上述中立位置滑动的行程相对应地增大。
该控制阀34具有一对的先导控制口 34a和先导控制口 34b，在先导控制压(流量 操作用先导控制压)被输入至该一对先导控制口中的先导控制口 34a时，以与该先导控制 压相对应的行程从上述中立位置向上述左侧供给位置进行开阀动作。反之，在先导控制压 被输入至先导控制口 34b时，以与该先导控制压相对应的行程在上述右侧供给位置上进行 开阀动作。
在起重机的驾驶室内设置有用于操作上述控制阀34的操作装置40。该操作装置 40具有作为旋转操作部件的操作杆42 ；与该操作杆42连接的遥控阀44 ；以及作为上述控 制阀34的先导控制液压源的先导控制泵46。操作杆42被设置在驾驶室内，为了使上部旋 转体12旋转而以向左右方向倒伏的方式被操作。遥控阀44夹装在上述先导控制泵46与 上述控制阀34的各先导控制口 34a、34b之间，向两先导控制口 34a、34b中与上述操作杆42 的操作方向相对应的一侧的先导控制口输出与该操作量相对应的先导控制压。即，该遥控 阀44与上述先导控制泵46 —起构成先导控制压供给部。在本实施方式中，先导控制压限制阀48A、48B被分别设置在从上述遥控阀44分别 到达上述各先导控制口 34a、34b的先导控制油路中。这些先导控制压限制阀48A、48B为了后述的旋转制动，与上述操作杆42的操 作量无关地将随着其操作被输入至上述先导控制口 34a(或者34b)的先导控制压限制 为既定的压力，在本实施方式中，分别由具有螺线管的电磁比例减压阀(proportional electromagnetic pressurereducing valve)构成。艮口，上述先导控制压限制阀 48A、48B 与 分别输入的液压(遥控阀44的二次压)无关，将该先导控制压限制阀48A、48B的二次压限 制为与输入至上述螺线管的电信号(先导控制压指令信号)成比例的压力，将该受限制的 压力作为先导控制压提供给上述先导控制口 34a、34b。另一方面，在上述各马达侧油路31A、31B(即将液压马达32的各口 32a、32b与上 述控制阀34的输出口分别连接的供给油路)上，分别连接有压力控制阀50A、50B。这些压力控制阀50A、50B用于控制上述液压马达32的入口侧压力以及出口侧压 力，在本实施方式中，都由液压先导控制式的可变溢流阀构成。即各压力控制阀50A、50B分 别具有接受先导控制压(溢流用先导控制压)的输入的先导控制口 50a、50b，在该压力控 制阀50A、50B的一次压(马达侧油路31A的31B内的压力)到达与被输入上述先导控制口 50a、50b的先导控制压相对应的设定压(溢流压)的时刻开阀。该装置作为用于操作上述各压力控制阀50A、50B的溢流用先导控制压的溢流压 操作机构而具有与各压力控制阀50A、50B的先导控制口 50a、50b连接的溢流压控制阀 52A、52B ；和设置在其下流侧的油路切换阀54。上述各溢流压控制阀52A、52B在本实施方式中都由电磁比例溢流阀的构成。即上 述各溢流压控制阀52A、52B具有螺线管，在该溢流压控制阀52A、52B的一次压(先导控制 口 50a、50b侧的压力)在与被输入至上述螺线管的溢流压指令信号(即溢流压指令电流) 相对应的压力以上时开阀。即各溢流压控制阀52A，52B将上述各溢流用先导控制压限制为 与上述溢流压指令电流相当的压力以下的压力。上述油路切换阀54夹装在上述两溢流压控制阀52A、52B与液压泵30以及容器之 间，进行该溢流压控制阀52A、52B的二次侧的油路的切换。本实施方式的油路切换阀54由 三位置电磁切换阀构成，具有在图2中位于中央的中立位置、位于左侧的第1位置、和位于右侧的第2位置。在上述中立位置处时，开通令上述液压泵30的输出压(泵压)通过两溢 流压控制阀52A、52B而导向两压力控制阀50A、50B的先导控制口 50a、50b的油路。在上述 第1位置处时，开通令上述泵压经由溢流压控制阀52A导向一方的压力控制阀50A的先导 控制口 50a的油路，并且令另一方的压力控制阀50B的先导控制口 50b经由溢流压控制阀 52B与容器连通。在上述第2位置处时，开通令上述泵压经由溢流压控制阀52B而导向上述 压力控制阀50B的先导控制口 50b的油路，令上述压力控制阀50A的先导控制口 50a经由 溢流压控制阀52A而与容器连通。 在该起重机上搭载有各种传感器类。其中，作为有助于后述的旋转制动控制的传 感器，配设有在图2以及图3所示的位移传感器(potentiometer) 57 ；以及一对的压力传 感器56A、56B。位移传感器57与上述液压马达32的输出轴连接，输出该输出轴的旋转角度 位置、换言之与上述上部旋转体12的旋转角度位置θ相当的检测信号。压力传感器56Α、 56Β输出与从上述遥控阀44的左右的输出口被分别输出的液压(即与上述操作杆42的操 作量相对应的液压)相当的检测信号。通过这些检测信号，能够掌握操作杆42的操作方向 (即上部旋转体12的旋转方向)。另一方面，在驾驶室内，除了上述操作杆42之外，还设置有制动操作装置58以及 模式切换开关(模式切换机构)59。上述制动操作装置58具有为了旋转制动而被踏下操作的制动踏板(制动操作部 件)58a ；以及输出与该踏下操作量相对应的操作信号的踏板用位移传感器58b。模式切换开关59为了在制动操作优先模式与旋转操作优先模式之间选择地切换 该制动控制装置的控制模式而被操作，输出与该切换相对应的模式指令信号。在此，上述制 动操作优先模式为在上述操作杆42和上述制动操作装置58被同时操作时令后者(即制动 操作装置58)的操作优先的模式，上述旋转操作优先模式为在上述操作杆42和上述制动操 作装置58被同时操作时令前者(即操作杆42)的操作优先的模式。上述各模式下的控制由控制器60执行。该控制器60由微型计算机等构成，接受 上述各传感器的检测信号、以及上述制动操作装置58及上述模式切换开关59各自输出的 信号，执行用于旋转制动的运算控制动作。为了上述旋转制动控制，控制器60具有图3所示的功能构成。即该控制器60具 有旋转角速度运算部62、溢流压指令信号输入部64、溢流压切换操作部66、以及先导控制 压指令信号输入部68。上述旋转角速度运算部62运算由上述位移传感器57检测的旋转角度位置θ的 时间变化率(即旋转角速度ω)。该旋转角速度运算部62与上述位移传感器57 —起构成 本发明的制动控制装置中的“旋转检测部”。溢流压指令信号输入部64基于由旋转角速度运算部62运算的现在的旋转角速度 ω、以及从制动操作装置58的位移传感器58b输出的信号(即与制动踏板58a的踏下操作 量Sp相关的信号)，为了获得与该信号相对应的制动力矩而向与上述液压马达32的出口侧 的压力控制阀对应的溢流压控制阀(例如在右旋转时，该溢流压控制阀为与图2的右侧的 压力控制阀50B对应的溢流压控制阀52B)输入溢流压指令电流(溢流压指令信号)。另外，由于入口侧的压力控制阀的溢流压对于旋转制动没有特别影响，因此在本 实施方式中，如后述那样，为了运算控制动作的简略化而对两溢流压控制阀52A、52B输入同一的溢流压指令信号。上述溢流压切换操作部66基于由上述压力传感器56A、56B的输出信号而被识别 的上部旋转体12的旋转方向(即操作杆42的操作方向)，向上述油路切换阀54的螺线管 输出电信号而切换其位置。具体而言，该溢流压切换操作部66在上述操作杆42处于中立 位置时，上述油路切换阀54也处于中立位置。在上述操作杆42向左旋转方向被操作时，即 上述控制阀34被切换为左侧供给位置而向以压力控制阀50A为马达入口侧且压力控制阀 50B为马达出口侧的方向驱动液压马达32时，将上述油路切换阀54的位置切换为第1位 置。另外，在上述操作杆42向右旋转方向被操作时，即上述控制阀34被切换为右侧供给位 置而向压力控制阀50B为马达入口侧且压力控制阀50A为马达出口侧的方向驱动液压马达 32时，将上述油路切换阀54的位置切换为第2位置。原则上，上述先导控制压指令信号输入部68基于上述制动踏板58a的踏下操作量 Sp和发动机转速而形成先导控制压指令信号，向与上述操作杆42的操作方向对应的先导 控制压限制阀(例如在操作杆42向左旋转方向被操作时，该先导控制压限制阀为图2的左 侧的先导控制压限制阀48A)的螺线管输入该先导控制压指令信号，由此与上述踏板操作 量Sp相对应地限制控制阀34的开度。但是，本实施方式的先导控制压指令信号输入部68在借助上述模式切换开关59 的操作被选择的控制模式为旋转操作优先模式时，与上述制动踏板58a的操作无关，不进 行上述先导控制压指令信号的形成以及输出。换言之，该先导控制压指令信号输入部68仅 仅在上述控制模式为制动操作优先模式时，进行基于上述先导控制压指令信号的输入的先 导控制压的限制(控制阀34的开度的限制)。接着，参照图4的流程图以及图5和图6的关系图说明上述控制器60所进行的具 体的运算控制动作。(1)各状态量的取入(图4的步骤S1)控制器60首先进行各状态量的取入。该状态量除了由上述的各传感器检测出的 量之外，还包含操作杆42的操作量；及制动踏板58a的踏下操作量Sp。(2)溢流压指令电流的运算(图4的步骤S2 S4)控制器60的溢流压指令信号输入部64基于制动踏板58a的踏下操作量Sp运算 制动力矩Tb。具体而言，首先，确定用于运算后述的制动力矩(制动力矩)Tb的制动系数Kb (步 骤S2)。对于该制动系数Kb，上述操作量Sp越大则被设定为越大的值。具体而言，上述溢流 压指令信号输入部64例如以运算式或者图表的形态存储图5所示那样的制动踏板操作量 Sp和制动系数Kb之间的特性关系，基于该存储的信息和上述操作量Kb确定制动系数Kb。其次，该溢流压指令信号输入部64将上述制动系数Kb乘以旋转角速度(0的数值 作为制动力矩Tb而进行运算(步骤S3)，运算用于获得该制动力矩Tb的溢流压指令电流 (步骤S4)。具体而言，将该制动力矩Tb乘以适当的系数Kr的数值作为上述溢流压指令电 流而进行运算。该溢流压指令电流本来是为了操作上述压力控制阀50A、50B中马达出口侧的压 力控制阀的溢流压而被运算的，而在本实施方式的液压回路中，马达入口侧的压力控制阀 的溢流压实质上对于制动控制没有影响，因此为了运算内容的简略化，与旋转方向无关地对于两压力控制阀50A、50B运算共通的溢流压指令电流。(3)先导控制压指令电流的运算(步骤S5、S6)控制器60的先导控制压指令信号输入部68，在由模式切换开关59选择的控制模 式为制动操作优先模式时(在步骤S5中为“是”)，运算与制动踏板58a的操作量Sp相对 应的先导控制压指令电流。本实施方式的先导控制压指令信号输入部68存储图6所示那 样的特性关系，基于该特性关系确定与上述操作量Sp和发动机转速相对应的上述先导控 制压指令电流。在本实施方式中，如该图6所示，制动踏板58a的操作量Sp越小且发动机 转速越低，则运算出越大的先导控制压指令电流。另外，在上述控制模式为旋转操作优先模式时(在步骤S5中为“否”)，先导控制 压指令信号输入部68与制动踏板58a的操作量Sp无关地将先导控制压指令电流设定为最 大值(步骤S9)。换言之，此时不执行基于先导控制压指令信号输入部68以及先导控制压 限制阀48A、48B的流量操作用先导控制压的限制。(4)油路切换阀54的切换以及各指令电流的输出(步骤S7、S8)溢流压切换操作部66与现在的旋转方向(即操作杆42的操作方向)相对应地切 换油路切换阀54的位置，将泵压导向两压力控制阀50A、50B中马达入口侧的压力控制阀的 先导控制口，令马达出口侧的压力控制阀的先导控制口处于能够与容器连通的状态(步骤 S7)。而且，上述溢流压指令信号输入部64以及上述先导控制压指令信号输入部68分别将 指令电流输入至溢流压控制阀52A(或者52B)的螺线管以及先导控制压限制阀48A(或者 48B)的螺线管(步骤S8)。如以上所示的控制器60的运算控制动作使操作者如下那样地能够进行直观地易 于掌握的旋转操作以及旋转制动操作。首先，设想作为控制模式而选择制动操作优先模式的情况(在图4的步骤S5中为 “是”)。在此情况中，在不进行制动操作(即制动踏板58a的操作量Sp为0)时，从控制器 60输入至先导控制压限制阀48A、48B的先导控制压指令信号都为最大(图4的步骤S6以 及图6)，该先导控制压限制阀48A、48B不进行流量操作用先导控制压的限制(减压)。另 一方面，溢流压指令电流为0(步骤S4)，因此两溢流压控制阀50A、50B维持开阀状态。若在该状态下操作操作杆42，则对控制阀34的先导控制口 34a、34b中与上述操作 方向相对应的先导控制口供给与该操作的操作量相对应的流量操作用先导控制压。该先导 控制压以与该先导控制压相对应的开度使控制阀34开阀，并使液压马达32处于从与上述 操作方向相对应的口被供给与上述操作量相对应的流量的动作油的状态。另一方面，控制器60将油路切换阀54切换为与操作杆42的操作方向相对应的位 置(例如在进行压力控制阀50A为液压马达32的入口侧的左旋转操作时，该位置为图2的 左位置)(图4的步骤S7)，开通能够通过溢流压控制阀将泵压导向马达入口侧的压力控制 阀的先导控制口的油路(例如能够通过溢流压控制阀52A将泵压导向压力控制阀50A的先 导控制口 50a的油路)，并且开通能够令马达出口侧的压力控制阀的先导控制口通过溢流 压控制阀而与容器连通的油路(例如能够令压力控制阀50B的先导控制口 50b通过溢流压 控制阀52B而与容器连通的油路)。从而，无论溢流压控制阀的容量的大小，确保能够借助 上述动作油的供给来驱动液压马达32的马达入口压力(泵压以上的压力)，另一方面，马达出口侧的压力控制阀的溢流压的调节范围的下限被扩大到容器的压力。在如此地从上部旋转体12被旋转驱动的状态以适当的减速度制动该旋转时，以 往的装置必须进行通过微妙的加减来令操作杆42向中立位置接近的难易度高的操作。与 此不同，本实施方式的装置即使不操作上述操作杆42，也能够以与上述减速度相对应的操 作量Sp只通过踏下制动踏板58a而进行适当的制动。具体而言，若进行上述踏下，则控制器60运算与该踏下操作量Sp相对应的先导控 制压指令电流(图4的步骤S6以及图6)，向先导控制压限制阀48A、48B中与旋转方向相对 应的先导控制压限制阀的螺线管输入上述先导控制压指令电流(图4的步骤S8)。如图6 所示，运算上述操作量Sp越大则越小的先导控制压指令电流，令先导控制压限制阀的二次 压降低，从而相应地控制阀34的始于中立位置的行程减小，开度缩小，从液压泵30以及容 器的液压马达32的切断程度(闭合程度)增大。另一方面，控制器60运算制动力矩T b以及与此对应的溢流压指令电流(图4的 步骤S2 S4)，将该溢流压指令电流输入至溢流压控制阀52A、52B中与出口侧的压力控制 阀相对应的溢流压控制阀的螺线管(步骤S8)。由此，能够以与上述操作量Sp相对应的减 速度对于液压马达32的输出轴以及上部旋转体12的旋转施加制动。换言之，即使操作者 不改变操作杆42的操作量，也能够通过踏下制动踏板58a使上部旋转体12的旋转以与该 踏下操作量Sp相对应的减速度制动。其次，设想作为控制模式而选择旋转操作优先模式的情况(在步骤S5中为“否”)。在此情况中，控制器60与制动踏板58a的操作无关地将对于两先导控制压限制阀 48A、48B的先导控制压指令电流保持为最大(步骤S9)。从而，此时与制动踏板58a的踏下 无关，控制阀34的动作只追从于操作杆42的操作。即，只借助操作杆42的操作进行上部 旋转体12的旋转的加减速。操作者能够借助上述模式切换开关59的操作选择其喜好的控 制模式。〈第2 第5实施方式>在本发明中，作为用于控制上述压力控制阀50A、50B的溢流压的回路，除了上述 第1实施方式采用的方式之外，也可以采用各种各样的方式。首先，参照图7的液压回路说明本发明的第2实施方式。本实施方式的回路省略 了上述第1实施方式的两溢流压控制阀52A、52B，取而代之在油路切换阀54的二次侧(容 器侧)设置了单一的溢流压控制阀53。该溢流压控制阀53与上述溢流压控制阀52A、52B 相同，例如可以采用由电磁比例溢流阀构成的溢流压控制阀。该溢流压控制阀53通过设置 在上述油路切换阀54与容器之间的位置上，而兼用作用于控制双方的压力控制阀50A、50B 的溢流压的阀。再说，确保上述液压马达32的入口侧压力(即确保该入口侧的压力控制阀的溢流 压)的机构并不被限定于上述第1实施方式以及第2实施方式所示那样地利用了液压泵30 的泵压的方式。例如，除了只采用该液压泵30(即主泵)之外，还可以并设用于确保上述溢 流压的专用的液压泵。其次，参照图8的液压回路说明本发明的第3实施方式。本实施方式的回路不具 有上述第1实施方式的油路切换阀54。在本实施方式的回路中，两溢流压控制阀52A、52B 的二次侧都直接与容器连接，并且在这些溢流压控制阀52A、52B的一次侧分别设置有逆止
11阀。在为了液压马达32的驱动而要求的马达入口压力比较低的情况下，或者在为了确保该 入口压力而溢流压控制阀52A、52B具有足够的容量的情况下，可以如本实施方式那样地令 两溢流压控制阀52A、52B的二次侧与容器连接。此时，非制动时的马达入口压力的确保借 助该入口侧的溢流压控制阀的开度的缩小(溢流压指令电流的增加)而进行。其次，参照图9的液压回路说明本发明的第4实施方式。在本实施方式的回路中， 取代上述第2实施方式的回路(即图7所示的回路)中的油路切换阀54，设置有不具备用 于导出泵压的油路的油路切换阀55。在该油路切换阀55与各压力控制阀50A、50B的先导 控制口 50a、50b之间分别设置有逆止阀。上述油路切换阀55由三位置先导控制切换阀构成。其一方的先导控制口 55a与 为与控制阀34的先导控制口 34a相连的先导控制油路、且为上述先导控制压限制阀48A的 一次侧的油路连接，另一方的先导控制口 55b与为与控制阀34的先导控制口 34b相连的先 导控制油路、且为上述先导控制压限制阀48B的一次侧的油路连接。该油路切换阀55在该两先导控制口 55a、55b的先导控制压都不被供给时，即在上 述操作杆42为中立位置时，保持将两压力控制阀50A、50B的先导控制口 50a、50b都与容器 侧的溢流压控制阀53连接的中立位置。另外，在操作杆42被左旋转操作时，流量操作用先 导控制压被传递至上述先导控制口 55a，从而将压力控制阀50A的先导控制口 50a与上述溢 流压控制阀53连接而使溢流压控制成为可能，并且油路切换阀55被切换至关闭压力控制 阀50B的先导控制口 50b的位置(图的下位置)。相反，在操作杆42被右旋转操作时，上述 流量操作用先导控制压被供给至上述先导控制口 55b，从而将压力控制阀50B的先导控制 口 50b与上述溢流压控制阀53连接而使溢流压控制成为可能，并且油路切换阀55被切换 至关闭压力控制阀50A的先导控制口 50a的位置(图的上位置)。其次，参照图10的液压回路说明本发明的第5实施方式。如图10所示那样，本实 施方式的回路省略了上述图9中所示的油路切换阀55。在该图10所示的回路中，两压力控 制阀50A、50B的先导控制口 50a、50b经由共通的溢流压控制阀53而与液压泵30的输出油 路连接。在本实施方式的回路中，作为各压力控制阀50A、50B的先导控制压而保证泵压以 上的压力，并且借助共通的溢流压控制阀53的操作而令两压力控制阀50a、50b的溢流压被 同时操作。在本发明中，上述控制模式的切换不是必需的。即本发明的装置也可以在旋转操 作和制动操作被同时进行时，始终让制动操作优先地进行控制(例如，在图4的流程图中进 行步骤S6的先导控制压指令电流的运算的控制)。如上所述，本发明提供了一种旋转式作业机械的制动控制装置，不使用机械式的 制动装置而能够实现直观地易于掌握的制动操作。本发明涉及的制动控制装置，是设置在具有旋转体、用于旋转该旋转体的液压马 达、以及用于向该液压马达供给动作油的液压泵的旋转式作业机械上，并且用于控制上述 旋转体的制动的制动控制装置。该制动控制装置包括旋转检测部，检测与上述旋转体的旋 转角速度相当的信息；旋转操作部件，用于指定上述液压马达的旋转方向以及旋转角速度 而被操作；流量控制阀，设置在上述液压马达与上述液压泵之间，具有切断该液压马达与该 液压泵之间的切断位置，通过从该切断位置开阀而容许以与其开度相对应的流量从该液压 泵向该液压马达供给动作油；流量控制阀操作部，与上述旋转操作部件的操作量相对应地增大上述流量控制阀的开度；压力控制阀，接受来自外部的压力指令信号的输入，设置在上 述液压马达的入口侧和出口侧，其中，设置在液压马达的入口侧的压力控制阀将上述液压 马达的入口侧压力的最高值限制为与上述压力指令信号相对应的设定值，设置在液压马达 的出口侧的压力控制阀将上述液压马达的出口侧压力的最高值限制为与上述压力指令信 号相对应的设定值；制动操作部件，用于制动上述旋转体的旋转而被操作，与上述旋转操作 部件另外设置；马达侧压力控制机构，向上述液压马达的入口侧的压力控制阀和上述液压 马达的出口侧的压力控制阀分别输入压力指令信号，以将该液压马达的入口侧的压力控制 阀的设定压保持在能够驱动上述液压马达的压力、且将该液压马达的出口侧的压力控制阀 的设定压成为能够获得与上述制动操作部件的操作量相对应的制动力矩的设定压；以及开 度限制机构，与上述制动操作部件的操作相对应地将上述流量控制阀的开度减小到小于与 上述旋转操作部件的操作量相对应的开度。根据本制动控制装置，即使不具备机械式的制动装置，操作者也能够借助旋转操 作部件、和与该旋转操作部件不同的制动操作部件的并用而进行直观地易于掌握的制动动 作。上述制动操作部件和上述旋转操作部件可以隔开设置。具体而言，首先若上述旋转操作部件被操作，则与通常的旋转式作业机械相同，通 过与该操作量相对应而令流量控制阀开阀而从液压泵向液压马达供给动作油，以与上述操 作量相对应的速度进行旋转体的旋转驱动。若在该旋转中制动操作部件被操作，则与该操作量相对应地缩小上述流量控制阀 的开度而增加液压马达从液压泵被切断的程度，另一方面，通过向设置在上述液压马达的 出口侧的压力控制阀输入压力指令信号，调节上述压力控制阀的设定压，以便获得与上述 制动操作部件的操作量相对应的制动力矩。由此即便不进行将上述旋转操作部件返回至切 断位置(例如中立位置)的消极的操作、即直观地难于掌握与制动的关系的操作，也能够借 助以与被要求的制动的程度相对应的操作量操作制动操作部件的积极的操作，而容易地进 行旋转体的旋转的制动。在本发明中，作为上述各压力控制阀，例如优选先导控制式的溢流阀，例如与到达 上述液压马达的入口以及出口的马达侧油路连接、具有接受溢流用先导控制压的输入的先 导控制部而将上述液压马达的入口侧压力以及出口侧压力分别限制为与该溢流用先导控 制压相对应的设定压。此时，上述马达侧压力控制机构优选具有溢流压控制阀，与上述各 压力控制阀的先导控制部连接，接受溢流压指令信号而将上述溢流用先导控制压调节为与 该溢流压指令信号相对应的压力；溢流压指令信号输入部，向与上述液压马达的出口侧的 压力控制阀相对应的溢流压控制阀输入溢流压指令信号，以便获得与上述制动操作部件的 操作量相对应的制动力矩。具体而言，在上述制动控制装置中优选上述压力控制阀为液压 先导控制式溢流阀，该液压先导控制式溢流阀具有接受溢流用先导控制压的输入的先导控 制部，其中，上述液压马达的入口侧的压力控制阀连接在到达上述液压马达的入口的马达 侧油路上且将上述液压马达的入口侧压力限制为与其先导控制部接受的溢流用先导控制 压相对应的设定压，上述液压马达的出口侧的压力控制阀连接在到达上述液压马达的出口 的马达侧油路上且将上述液压马达的出口侧压力限制为与其先导控制部接受的溢流用先 导控制压相对应的设定压，上述马达侧压力控制机构具有溢流压控制阀，与上述液压马达 的入口侧的压力控制阀以及上述液压马达的出口侧的压力控制阀的各先导控制部连接，接受溢流压指令信号而将上述溢流用先导控制压调节为与该溢流压指令信号相对应的压力； 和溢流压指令信号输入部，向与上述液压马达的出口侧的压力控制阀对应的溢流压控制阀 输入溢流压指令信号，以便获得与上述制动操作部件的操作量相对应的制动力矩。该马达 侧压力控制机构能够通过向上述溢流压控制阀输入溢流压指令信号的简单的动作，使上述 先导控制式溢流阀的溢流用先导控制压(溢流压)发生变化而适当地控制液压马达的入口 侧压力以及出口侧压力。此时，上述马达侧压力控制机构更优选还具有将上述液压泵的输出压(泵压)导 向上述液压马达的入口侧的压力控制阀的先导控制部的油路，且该油路上设置上述溢流压 控制阀。这样的向压力控制阀的先导控制部的泵压的导入，即使在上述溢流压控制阀的容 量比较小时，即使入口侧的压力控制阀的溢流用先导控制压为最低也能够被保持在泵压以 上，由此，使为了驱动上述液压马达而必需的入口侧压力的确保成为可能。此外，通过这样 地利用泵压，无需为了上述入口侧压力的确保而附设专用的液压源。在上述制动控制装置中更加优选上述马达侧压力控制机构还具有油路切换 阀，具有开通将上述液压泵的输出压导向上述压力控制阀中一方的压力控制阀的先导控制 部的油路且将上述压力控制阀中另一方的压力控制阀的先导控制部与容器连通的第1位 置、和开通将上述液压泵的输出压导向上述另一方的压力控制阀的先导控制部的油路且将 上述一方的压力控制阀的先导控制部与容器连通的第2位置；和切换操作机构，与上述旋 转体的旋转方向相对应而切换上述油路切换阀的位置。根据本制动控制装置，在上述液压 马达被用于正反两方向的旋转时也能够与此相对应。具体而言，在从上述一方的压力控制阀的一侧向液压马达供给动作油时，通过将 上述油路切换阀切换为上述第1位置，将该一方的压力控制阀即入口侧的压力控制阀的溢 流压保持为泵压以上的压力，并且令用于上述另一方的压力控制阀即制动控制的出口侧的 压力控制阀的溢流压的下限扩大到容器压。相反，在从上述另一方的压力控制阀的一侧向 液压马达供给动作油时，通过将上述油路切换阀切换为上述第2位置，该另一方的压力控 制阀即入口侧的压力控制阀的溢流压保持为泵压以上的压力，并且上述一方的压力控制阀 即出口侧的压力控制阀的溢流压的下限被扩大到容器压。在本发明中，作为上述流量控制阀能够使用一般的先导控制切换阀(pilot controlled selector valve)，即具有接受流量操作用先导控制压的输入的一对的先导控 制部、向与该流量操作用先导控制压所输入的先导控制部相对应的朝向以与该流量操作用 先导控制压相对应的行程开阀的先导控制切换阀。此时，上述流量控制阀操作部优选具有 先导控制压供给部，经由先导控制油路而与上述各先导控制部连接，对于与上述旋转操作 部件的操作的朝向相对应的先导控制部供给与该旋转操作部件的操作量相对应的流量操 作用先导控制压；先导控制压限制阀，设置在上述各先导控制油路，接受先导控制压指令信 号的输入而将被输入至上述流量控制阀的先导控制部的流量操作用先导控制压限制在与 该先导控制压指令信号相对应的压力之下；先导控制压指令信号输入部，将与上述制动操 作部件的操作量相对应的先导控制压指令信号输入至与上述旋转操作部件的操作的朝向 相对应的先导控制压限制阀。具体而言，在上述制动控制装置中优选上述流量控制阀是先 导控制切换阀，具有接受流量操作用先导控制压的输入的一对的先导控制部，向与该流量 操作用先导控制压所输入的先导控制部对应的方向以与该流量操作用先导控制压对应的行程开阀，上述流量控制阀操作部具有先导控制压供给部，经由先导控制油路而与上述各 先导控制部连接，对于与上述旋转操作部件的操作方向相对应的先导控制部供给与该旋转 操作部件的操作量相对应的流量操作用先导控制压；先导控制压限制阀，设置在上述各先 导控制油路上，接受先导控制压指令信号的输入而将被输入至上述流量控制阀的先导控制 部的流量操作用先导控制压限制在与该先导控制压指令信号相对应的压力以下；以及先导 控制压指令信号输入部，将与上述制动操作部件的操作量相对应的先导控制压指令信号输 入至与上述旋转操作部件的操作方向相对应的先导控制压限制阀。根据本制动控制装置，上述流量控制阀操作部能够确保上述旋转操作部的操作与 上述流量控制阀(先导控制切换阀)的开阀动作的对应，且能够通过对设置在该先导控制 油路上的先导控制压限制阀输入先导控制压指令信号的简单的构成而实现上述流量控制 阀的开度的限制。本发明的制动控制装置也可以具有模式切换机构，上述模式切换机构为了在旋转 操作优先模式和制动操作优先模式之间切换该制动控制装置的控制模式而被操作，所述旋 转操作优先模式为在上述旋转操作部件和上述制动操作部件被同时操作时令该旋转操作 部件的操作优先的模式，所述制动操作优先模式为在上述旋转操作部件和上述制动操作部 件被同时操作时令该制动操作部件的操作优先的模式，上述开度限制机构为，仅仅在上述 控制模式被切换为上述制动操作优先模式时与上述制动操作部件的操作相对应而使上述 流量控制阀的开度减小到小于与上述旋转操作部件的操作量相对应的开度。具体而言，本 发明的制动控制装置优选还包括模式切换机构，用于在旋转操作优先模式和制动操作优 先模式之间切换该制动控制装置的控制模式而被操作，该旋转操作优先模式为在上述旋转 操作部件和上述制动操作部件被同时操作时令该旋转操作部件的操作优先的模式，该制动 操作优先模式为在上述旋转操作部件和上述制动操作部件被同时操作时令该制动操作部 件的操作优先的模式，其中，上述开度限制机构仅仅在上述控制模式被切换为上述制动操 作优先模式时，与上述制动操作部件的操作相对应而使上述流量控制阀的开度减小到小于 与上述旋转操作部件的操作量相对应的开度。这样的模式切换机构的配备，扩宽了基于操作者的操作形态的选择的范围。具体 而言，操作者通过选择上述制动操作优先模式而能够如上述那样地一边借助旋转操作部件 的操作使旋转体旋转，一边借助制动操作部件的操作进行该旋转的制动，另一方面，如果选 择上述旋转操作优先模式，则能够与制动操作部件的操作无关而使旋转操作部件的操作内 容始终与旋转体的旋转以及其制动相对应。
1权利要求
一种制动控制装置，设置在具有旋转体、用于旋转该旋转体的液压马达、以及用于向该液压马达供给动作油的液压泵的旋转式作业机械上，用于控制上述旋转体的制动，其特征在于包括旋转检测部，检测与上述旋转体的旋转角速度相当的信息；旋转操作部件，用于指定上述液压马达的旋转方向以及旋转角速度而被操作；流量控制阀，设置在上述液压马达与上述液压泵之间，具有切断该液压马达与该液压泵之间的切断位置，通过从该切断位置开阀而容许以与其开度相对应的流量从该液压泵向该液压马达供给动作油；流量控制阀操作部，与上述旋转操作部件的操作量相对应而使上述流量控制阀的开度增大；压力控制阀，接受来自外部的压力指令信号的输入，设置在上述液压马达的入口侧和出口侧，其中，设置在液压马达的入口侧的压力控制阀将上述液压马达的入口侧压力的最高值限制为与上述压力指令信号相对应的设定值，设置在液压马达的出口侧的压力控制阀将上述液压马达的出口侧压力的最高值限制为与上述压力指令信号相对应的设定值；制动操作部件，用于制动上述旋转体的旋转而被操作，与上述旋转操作部件另外设置；马达侧压力控制机构，向上述液压马达的入口侧的压力控制阀和上述液压马达的出口侧的压力控制阀分别输入压力指令信号，以将该液压马达的入口侧的压力控制阀的设定压保持在能够驱动上述液压马达的压力、且将该液压马达的出口侧的压力控制阀的设定压成为能够获得与上述制动操作部件的操作量相对应的制动力矩的设定压；以及开度限制机构，与上述制动操作部件的操作相对应而使上述流量控制阀的开度减小到小于与上述旋转操作部件的操作量相对应的开度。
2.如权利要求1所述的制动控制装置，其特征在于，上述压力控制阀为液压先导控制式溢流阀，该液压先导控制式溢流阀具有接受溢流用 先导控制压的输入的先导控制部，其中，上述液压马达的入口侧的压力控制阀连接在到达 上述液压马达的入口的马达侧油路上且将上述液压马达的入口侧压力限制为与其先导控 制部接受的溢流用先导控制压相对应的设定压，上述液压马达的出口侧的压力控制阀连接 在到达上述液压马达的出口的马达侧油路上且将上述液压马达的出口侧压力限制为与其 先导控制部接受的溢流用先导控制压相对应的设定压， 上述马达侧压力控制机构具有溢流压控制阀，与上述液压马达的入口侧的压力控制阀以及上述液压马达的出口侧的 压力控制阀的各先导控制部连接，接受溢流压指令信号而将上述溢流用先导控制压调节为 与该溢流压指令信号相对应的压力；和溢流压指令信号输入部，向与上述液压马达的出口侧的压力控制阀对应的溢流压控制 阀输入溢流压指令信号，以便获得与上述制动操作部件的操作量相对应的制动力矩。
3.如权利要求2所述的制动控制装置，其特征在于，上述马达侧压力控制机构还具有将上述液压泵的输出压导向上述液压马达的入口侧 的压力控制阀的先导控制部的油路，其中，在该油路上设置有上述溢流压控制阀。
4.如权利要求3所述的制动控制装置，其特征在于，上述马达侧压力控制机构还具有油路切换阀，具有开通将上述液压泵的输出压导向上述压力控制阀中一方的压力控制 阀的先导控制部的油路且将上述压力控制阀中另一方的压力控制阀的先导控制部与容器 连通的第1位置、和开通将上述液压泵的输出压导向上述另一方的压力控制阀的先导控制 部的油路且将上述一方的压力控制阀的先导控制部与容器连通的第2位置；和切换操作机构，与上述旋转体的旋转方向相对应而切换上述油路切换阀的位置。
5.如权利要求1所述的制动控制装置，其特征在于，上述流量控制阀是先导控制切换阀，具有接受流量操作用先导控制压的输入的一对的 先导控制部，向与该流量操作用先导控制压所输入的先导控制部对应的方向以与该流量操 作用先导控制压对应的行程开阀，上述流量控制阀操作部具有先导控制压供给部，经由先导控制油路而与上述各先导控制部连接，对于与上述旋转 操作部件的操作方向相对应的先导控制部供给与该旋转操作部件的操作量相对应的流量 操作用先导控制压；先导控制压限制阀，设置在上述各先导控制油路上，接受先导控制压指令信号的输入 而将被输入至上述流量控制阀的先导控制部的流量操作用先导控制压限制在与该先导控 制压指令信号相对应的压力以下；以及先导控制压指令信号输入部，将与上述制动操作部件的操作量相对应的先导控制压指 令信号输入至与上述旋转操作部件的操作方向相对应的先导控制压限制阀。
6.如权利要求1所述的制动控制装置，其特征在于还包括模式切换机构，用于在旋转操作优先模式和制动操作优先模式之间切换该制动控制装 置的控制模式而被操作，该旋转操作优先模式为在上述旋转操作部件和上述制动操作部件 被同时操作时令该旋转操作部件的操作优先的模式，该制动操作优先模式为在上述旋转操 作部件和上述制动操作部件被同时操作时令该制动操作部件的操作优先的模式，其中，上述开度限制机构仅仅在上述控制模式被切换为上述制动操作优先模式时，与上述制 动操作部件的操作相对应而使上述流量控制阀的开度减小到小于与上述旋转操作部件的 操作量相对应的开度。
全文摘要
本发明提供一种旋转式作业机械的制动控制装置，该制动控制装置具有流量控制阀操作部，与旋转操作部件的操作量相对应而使夹装在旋转用液压马达与液压泵之间的流量控制阀的开度增大；压力控制阀，将液压马达的入口侧以及出口侧的压力的最高值分别限制为与被输入的压力指令信号相对应的设定值；压力控制机构，将马达入口侧的压力控制阀的设定压保持在能够马达驱动的压力，并将马达出口侧的压力控制阀的设定压成为能够获得与制动操作部件的操作量相对应的制动力矩的设定压；开度限制机构，与制动操作部件的操作相对应而使流量控制阀的开度缩小。由此，不使用机械式的制动装置而能够实现直观地易于掌握的旋转制动操作。
文档编号B66C23/86GK101863425SQ20101016332
公开日2010年10月20日 申请日期2010年4月16日 优先权日2009年4月17日
发明者下村耕一, 小林隆博, 河合宏明, 筒井昭 申请人:株式会社神户制钢所;神钢起重机株式会社