(57)【要約】【課題】中立フリー仕様のもとで旋回体を旋回させる構成において風などの影響で旋回体が自然旋回する際の作業者の負担を低減することが可能な旋回駆動装置、およびこれを備えた作業機械を提供する。【解決手段】旋回駆動装置３は、旋回体１０を旋回させる旋回モータ３３と、油圧ポンプ３１と、操作レバー４２Ａと、コントロールバルブ３２と、ブレーキシリンダ３６と、制御部５０と、を備える。制御部５０は、自動ブレーキ実行部５０３と判定部５０４とを含む。自動ブレーキ実行部５０３は、制御部５０の判定部５０４によって風力が旋回体１０を自然旋回させると判定され、かつ、自然旋回に対するカウンタ操作が操作レバー４２Ａに入力されていると判定された場合に、ブレーキシリンダ３６をブレーキ状態に切換え、旋回モータ３３に機械的なブレーキ力を付与する。【選択図】図２
2020007088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体と、前記機体の上方に配置される旋回体とを備える作業機械に設けられ、前記機体に対して前記旋回体を相対的に旋回駆動する旋回駆動装置であって、
前記機体と前記旋回体との間に介在し、前記旋回体を旋回駆動する油圧式の旋回モータであって、当該旋回モータは第１ポートおよび第２ポートを有しており、前記第１ポートを通じて作動油の供給を受けることにより前記旋回体を第１方向に旋回させるとともに前記第２ポートを通じて作動油を排出する一方、前記第２ポートを通じて作動油の供給を受けることにより前記旋回体を第１方向とは反対の第２方向に旋回させるとともに前記第１ポートを通じて作動油を排出する、旋回モータと、
前記旋回モータに供給されるための作動油を吐出する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプと前記旋回モータの前記第１ポートとを連通する第１油路と、
前記油圧ポンプと前記旋回モータの前記第２ポートとを連通する第２油路と、
前記第１油路および前記第２油路に連通可能とされ、作動油をタンクに導く排出用油路と、
前記旋回体の旋回動作のために操作される被操作部であって、前記旋回体を前記第１方向に旋回させる第１操作領域と、前記旋回体を前記第２方向に旋回させる第２操作領域と、前記第１操作領域と前記第２操作領域との間の中立操作領域とに選択的に操作されることが可能であり、前記第１操作領域および前記第２操作領域における当該被操作部の操作量がそれぞれ可変とされている、被操作部と、
前記油圧ポンプと前記旋回モータとの間に介在するコントロールバルブであって、前記油圧ポンプから吐出される作動油を前記第１油路を通じて前記第１ポートに供給するとともに前記第２ポートから排出される作動油を前記排出用油路を通じてタンクに導く状態と、前記油圧ポンプから吐出される作動油を前記第２油路を通じて前記第２ポートに供給するとともに前記第１ポートから排出される作動油を前記排出用油路を通じてタンクに導く状態と、前記第１油路と前記第２油路とを互いに連通することで前記第１ポートと前記第２ポートとの間で作動油が循環することを許容する状態とに切換わることが可能であり、更に前記被操作部が受ける操作量に応じて前記旋回モータに供給する作動油の流量を調整可能なコントロールバルブと、
前記コントロールバルブの状態に関わらず前記旋回モータの回転を強制的に阻止するブレーキ状態と、前記旋回モータの回転を許容する非ブレーキ状態との間で切換え可能な機械式ブレーキと、
前記作業機械の周囲の風向および風速を検出可能な風向風速検出部と、
前記風向風速検出部によって検出される前記風向および前記風速を備えた風の風力が前記旋回体を自然旋回させるか否かを判定する自然旋回判定部と、
前記自然旋回に抗して前記旋回体の旋回を停止させるためのカウンタ操作が前記被操作部に入力されているか否かを判定する操作状態判定部と、
前記機械式ブレーキを前記ブレーキ状態と前記非ブレーキ状態との間で切換えるブレーキ切換部であって、当該ブレーキ切換部は、前記風力が前記旋回体を自然旋回させると前記自然旋回判定部が判定し、かつ、前記被操作部に前記カウンタ操作が入力されていると前記操作状態判定部が判定した場合に、前記機械式ブレーキを前記ブレーキ状態に切換える、ブレーキ切換部と、
を備える、旋回駆動装置。
【請求項２】
前記旋回体の旋回速度に対応する情報である速度情報を取得する速度情報取得部と、
前記風力が前記旋回体を自然旋回させる方向である自然旋回方向を前記第１方向と前記第２方向との間で判定する旋回方向判定部と、
を更に備え、
前記操作状態判定部は、前記機械式ブレーキが前記非ブレーキ状態に設定された状態で、前記旋回方向判定部によって判定される前記自然旋回方向とは逆の旋回方向に対応する操作が前記被操作部に入力され、かつ、前記速度情報取得部によって取得される前記速度情報が予め設定された閾値速度よりも小さい状態が所定時間継続した場合に、前記被操作部に前記カウンタ操作が入力されていると判定する、請求項１に記載の旋回駆動装置。
【請求項３】
前記旋回モータによって前記旋回体に付与される油圧旋回力および前記風力によって前記旋回体に付与される自然旋回力をそれぞれ演算する旋回力演算部を更に備え、
前記操作状態判定部は、前記機械式ブレーキが前記非ブレーキ状態に設定された状態で、前記旋回方向判定部によって判定される前記自然旋回方向とは逆の旋回方向に対応する操作が前記被操作部に入力され、かつ、前記旋回力演算部によって演算される前記油圧旋回力と前記自然旋回力とが互いに同等の大きさになると、前記カウンタ操作が前記被操作部に入力されていると判定する、請求項１に記載の旋回駆動装置。
【請求項４】
前記ブレーキ切換部は、前記機械式ブレーキが前記ブレーキ状態に設定された状態で、前記中立操作領域に設定された前記被操作部に対して前記旋回方向判定部によって判定される前記自然旋回方向とは逆の旋回方向に対応する操作が入力されると、前記旋回力演算部によって演算される前記油圧旋回力が前記自然旋回力よりも大きくなった場合に、前記機械式ブレーキを前記非ブレーキ状態に切換える、請求項３に記載の旋回駆動装置。
【請求項５】
前記旋回モータは、出力軸を有し、
前記旋回モータの前記出力軸に装着され、前記出力軸にかかる外力に応じた特性値を検出可能な特性値検出部を更に備え、
前記ブレーキ切換部は、前記機械式ブレーキが前記ブレーキ状態に設定された状態で、前記中立操作領域に設定された前記被操作部に対して前記旋回方向判定部によって判定される前記自然旋回方向とは逆の旋回方向に対応する操作が入力されると、前記特性値検出部によって検出される前記特性値が予め設定された閾値よりも大きくなった場合に、前記機械式ブレーキを前記非ブレーキ状態に切換える、請求項３に記載の旋回駆動装置。
【請求項６】
前記特性値検出部は、ひずみゲージであり、前記特性値として前記出力軸のひずみ量を検出する、請求項５に記載の旋回駆動装置。
【請求項７】
前記ブレーキ切換部は、前記機械式ブレーキが前記ブレーキ状態に設定された状態で、前記中立操作領域に設定された前記被操作部に対して前記旋回方向判定部によって判定される前記自然旋回方向と同じ旋回方向に対応する操作が入力されると、前記機械式ブレーキを前記非ブレーキ状態に切換える、請求項４乃至６の何れか１項に記載の旋回駆動装置。
【請求項８】
機体と、
前記機体の上方に配置される旋回体と、
請求項１乃至６の何れか１項に記載の旋回駆動装置と、
を備える、作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋回駆動装置およびこれを備えた作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
クレーンなどの作業機械は、一般に、下部走行体と、当該下部走行体の上方に配置される上部旋回体と、下部旋回体に対して上部旋回体を旋回駆動する旋回駆動装置と、を備える。
【０００３】
旋回駆動装置は、油圧式の旋回モータと、油圧ポンプと、コントロールバルブと、操作レバーと、を備える。旋回モータは、下部走行体と上部旋回体との間に介在するように配置され、作動油の供給を受けて上部旋回体を旋回させるように作動する。旋回モータは、作動油の吸排のための第１ポートおよび第２ポートを備える。油圧ポンプは、旋回モータに作動油を供給する。コントロールバルブは、旋回モータと油圧ポンプとの間に介在し、旋回モータへの作動油の供給流量を調整するとともに、作動油の供給路を切り替える。コントロールバルブは、たとえばパイロット操作式の方向切換弁によって構成される。コントロールバルブは、操作レバーに与えられる操作に応じて、中立位置と、正回転駆動位置と、逆回転駆動位置との間で切り替わることが可能とされている。コントロールバルブが正回転駆動位置に設定されると、油圧ポンプから吐出された作動油は、第１ポートから旋回モータに流入するとともに、第２ポートから吐出される。この結果、旋回モータが正方向に回転され、上部旋回体が右方向に旋回駆動される。一方、コントロールバルブが逆回転駆動位置に設定されると、油圧ポンプから吐出された作動油は、第２ポートから旋回モータに流入するとともに、第１ポートから吐出される。この結果、旋回モータが逆方向に回転され、上部旋回体が左方向に旋回駆動される。
【０００４】
作業機械には、コントロールバルブの中立位置において旋回モータに負荷トルクがかからない、いわゆる中立フリー仕様の油圧回路が採用されることがある。具体的には、コントロールバルブが中立位置に設定されると、旋回モータから吐出された作動油がコントロールバルブを介して旋回モータに戻されるため、上部旋回体は慣性によって回転し続ける。この際、一部の作動油は、排出用油路（ブリードオフ回路）を介して、タンクに排出される。このような中立フリー仕様の油圧回路では、旋回モータに対して、以下のように油圧ブレーキ力が付与される。コントロールバルブが正回転駆動位置に設定され旋回モータが右旋回した状態において、操作レバーのブレーキ操作に応じてコントロールバルブが中立位置を経由して逆回転駆動位置に切り換えられる。この結果、旋回モータから吐出される作動油と、油圧ポンプから供給される作動油とが合流する。この際に生じる圧力がブレーキ力として旋回モータに作用し、旋回モータの旋回速度が低下していく。
【０００５】
上記のような中立フリー仕様の旋回駆動装置では、作業者が操作レバーを中立位置に配置しても、上部旋回体の旋回動作に油圧ブレーキがかからない。このため、作業機械の周囲に強風が吹いた場合や作業機械が傾斜地に配置された場合には、上部旋回体が風力や重力の影響をうけて作業者の意に反して自然旋回することがある。このような自然旋回を抑制するために、旋回モータの出力軸などに機械的にブレーキ力を付与する技術が知られている。
【０００６】
特許文献１には、中立フリー仕様が採用された旋回駆動装置において、機械式ブレーキが作動する際の衝撃を低減する技術が開示されている。当該技術では、操作レバーが中立位置に配置されるとともに、回転センサによって旋回モータの回転停止が検出され、更に、作業者が旋回モータの停止指令を入力する停止指令スイッチがオンされることを条件として、機械式ブレーキが作動し上部旋回体の自然旋回が防止される。このため、作業者の意に反して機械式ブレーキが付与され、作業機械に大きな衝撃が発生することが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１７１９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載された技術では、風などの影響によって上部旋回体に自然旋回が生じた場合、当該自然旋回に抗して上部旋回体の旋回を停止させるために作業者の負担が大きくなるという問題があった。具体的に、特許文献１に記載された技術では、操作レバーが中立位置に配置され、旋回モータの回転が停止し、更に、停止指令スイッチがオンされた場合に、機械式ブレーキが付与される。しかしながら、中立フリー仕様の作業機械の作業中に強風が吹き上部旋回体が自然旋回を始めると、作業者は、操作レバーを中立位置に設定することなく、カウンタ操作を行うことが多い。すなわち、強風によって作業機械の上部旋回体に対して右旋回するような外力が掛かっている場合、作業者は操作レバーを左旋回側に操作することで前記外力との間でバランスを保つような油圧旋回力を発生させる。このような場合、操作レバーが中立位置に配置されることがなく、また、旋回モータの回転が停止することもないため、特許文献１に記載された技術では機械式ブレーキが作動しない。このため、作業者は、上部旋回体の旋回停止状態を維持するために、カウンタ操作を継続しなければならないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、中立フリー仕様のもとで旋回体を旋回させる構成において風などの影響で旋回体が自然旋回する際の作業者の負担を低減することが可能な旋回駆動装置、およびこれを備えた作業機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一の局面に係る旋回駆動装置は、機体と、前記機体の上方に配置される旋回体とを備える作業機械に設けられ、前記機体に対して前記旋回体を相対的に旋回駆動する旋回駆動装置であって、前記機体と前記旋回体との間に介在し、前記旋回体を旋回駆動する油圧式の旋回モータであって、当該旋回モータは第１ポートおよび第２ポートを有しており、前記第１ポートを通じて作動油の供給を受けることにより前記旋回体を第１方向に旋回させるとともに前記第２ポートを通じて作動油を排出する一方、前記第２ポートを通じて作動油の供給を受けることにより前記旋回体を第１方向とは反対の第２方向に旋回させるとともに前記第１ポートを通じて作動油を排出する、旋回モータと、前記旋回モータに供給されるための作動油を吐出する油圧ポンプと、前記油圧ポンプと前記旋回モータの前記第１ポートとを連通する第１油路と、前記油圧ポンプと前記旋回モータの前記第２ポートとを連通する第２油路と、前記第１油路および前記第２油路に連通可能とされ、作動油をタンクに導く排出用油路と、前記旋回体の旋回動作のために操作される被操作部であって、前記旋回体を前記第１方向に旋回させる第１操作領域と、前記旋回体を前記第２方向に旋回させる第２操作領域と、前記第１操作領域と前記第２操作領域との間の中立操作領域とに選択的に操作されることが可能であり、前記第１操作領域および前記第２操作領域における当該被操作部の操作量がそれぞれ可変とされている、被操作部と、前記油圧ポンプと前記旋回モータとの間に介在するコントロールバルブであって、前記油圧ポンプから吐出される作動油を前記第１油路を通じて前記第１ポートに供給するとともに前記第２ポートから排出される作動油を前記排出用油路を通じてタンクに導く油路を形成する状態と、前記油圧ポンプから吐出される作動油を前記第２油路を通じて前記第２ポートに供給するとともに前記第１ポートから排出される作動油を前記排出用油路を通じてタンクに導く油路を形成する状態と、前記第１油路と前記第２油路とを互いに連通することで前記第１ポートと前記第２ポートとの間で作動油が循環することを許容する状態とに切換わることが可能であり、更に前記被操作部が受ける操作量に応じて前記旋回モータに供給する作動油の流量を調整可能な、コントロールバルブと、前記コントロールバルブの状態に関わらず前記旋回モータの回転を強制的に阻止するブレーキ状態と、前記旋回モータの回転を許容する非ブレーキ状態との間で切換え可能な機械式ブレーキと、前記作業機械の周囲の風向および風速を検出可能な風向風速検出部と、前記風向風速検出部によって検出される前記風向および前記風速を備えた風の風力が前記旋回体を自然旋回させるか否かを判定する自然旋回判定部と、前記自然旋回に抗して前記旋回体の旋回を停止させるためのカウンタ操作が前記被操作部に入力されているか否かを判定する操作状態判定部と、前記機械式ブレーキを前記ブレーキ状態と前記非ブレーキ状態との間で切換えるブレーキ切換部であって、当該ブレーキ切換部は、前記風力が前記旋回体を自然旋回させると前記自然旋回判定部が判定し、かつ、前記被操作部に前記カウンタ操作が入力されていると前記操作状態判定部が判定した場合に、前記機械式ブレーキを前記ブレーキ状態に切換える、ブレーキ切換部と、を備える。
【００１１】
本構成によれば、旋回体が第１方向に旋回している状態で被操作部が第１操作領域から中立操作領域を経由して第２操作領域に至る操作を受けた場合、または、旋回体が第２方向に旋回している状態で被操作部が第２操作領域から中立操作領域を経由して第１操作領域に至る操作を受けた場合に、コントロールバルブの状態変更によって旋回モータに油圧的なブレーキが付与される。一方、被操作部が中立操作領域に設定されている場合、旋回モータには油圧的なブレーキ力が付与されない（中立フリー仕様）。したがって、被操作部が中立操作領域に設定されている状態で、作業機械の周囲に強い風が吹くと、旋回体が自然旋回する可能性がある。上記の構成では、自然旋回判定部が、前記風向風速検出部によって検出される前記風向および前記風速に対応する風力が前記旋回体を自然旋回させるか否かを判定する。また、操作状態判定部は、前記自然旋回に抗して前記旋回体の旋回を停止させるためのカウンタ操作が前記被操作部に入力されているか否かを判定する。そして、ブレーキ切換部は、前記自然旋回判定部によって前記風力が前記旋回体を自然旋回させると判定され、かつ、前記操作状態判定部によって前記被操作部に前記カウンタ操作が入力されていると判定された場合に、前記機械式ブレーキを前記ブレーキ状態に切換える。このように作業者が自然旋回に抗してカウンタ操作を行っている場合に機械式ブレーキがブレーキ状態に切換えられるため、作業者の意に沿って旋回体を強制的に停止させることができる。このため、作業者がカウンタ操作から解放され、その他の作業に集中することが可能となり、作業機械の作業効率を向上することができる。また、作業機械の通常の作業中において、作業者が旋回体の姿勢を調整するためのカウンタ操作を行っている場合に、誤って機械的ブレーキがかかることが抑止される。以上のように、中立フリー仕様のもとで旋回体を旋回させる構成において、風などの影響で旋回体が自然旋回する際の作業者の負担を低減することが可能とされる。
【００１２】
上記の構成において、前記旋回体の旋回速度に対応する情報である速度情報を取得する速度情報取得部と、前記風力が前記旋回体を自然旋回させる方向である自然旋回方向を前記第１方向と前記第２方向との間で判定する旋回方向判定部と、を更に備え、前記操作状態判定部は、前記機械式ブレーキが前記非ブレーキ状態に設定された状態で前記旋回方向判定部によって判定される前記自然旋回方向とは逆の旋回方向に対応する操作が前記被操作部に入力され、かつ、前記速度情報取得部によって取得される前記速度情報が予め設定された閾値速度よりも小さい状態が所定時間継続した場合に、前記被操作部に前記カウンタ操作が入力されていると判定することが望ましい。
【００１３】
本構成によれば、自然旋回方向とは逆方向に被操作部が操作されることに加え、旋回体の旋回速度が閾値速度よりも小さい状態が維持されていることによって、自然旋回に対して旋回体のバランスを保つような操作が入力されているとみなし作業者がカウンタ操作を行っていることを精度良く判定することができる。
【００１４】
上記の構成において、前記旋回モータによって前記旋回体に付与される油圧旋回力および前記風力によって前記旋回体に付与される自然旋回力をそれぞれ演算する旋回力演算部を更に備え、前記操作状態判定部は、前記機械式ブレーキが前記非ブレーキ状態に設定された状態で前記旋回方向判定部によって判定される前記自然旋回方向とは逆の旋回方向に対応する操作が前記被操作部に入力され、かつ、前記旋回力演算部によって演算される前記油圧旋回力と前記自然旋回力とが互いに同等の大きさになると、前記カウンタ操作が前記被操作部に入力されていると判定することが望ましい。
【００１５】
本構成によれば、旋回力演算部によって演算される自然旋回力と油圧旋回力とが同等の大きさになった場合に作業者がカウンタ操作を行っていると判定することができる。更に、自然旋回力と油圧旋回力とのバランスが保たれている状態で旋回モータにブレーキが掛かるため、ブレーキが掛かる際の旋回体の挙動を安定させることができる。
【００１６】
上記の構成において、前記ブレーキ切換部は、前記機械式ブレーキが前記ブレーキ状態に設定された状態で、前記中立操作領域に設定された前記被操作部に対して前記旋回方向判定部によって判定される前記自然旋回方向とは逆の旋回方向に対応する操作が入力されると、前記旋回力演算部によって演算される前記油圧旋回力が前記自然旋回力よりも大きくなった場合に、前記機械式ブレーキを前記非ブレーキ状態に切換えることが望ましい。
【００１７】
本構成によれば、ブレーキが掛かっている際に自然旋回方向とは逆方向の旋回操作が入力されると、油圧旋回力が自然旋回力よりも大きくなった場合に、機械式ブレーキのブレーキが解除される。このため、操作量が小さい状態で機械式ブレーキのブレーキが解除され、旋回体が自然旋回方向に旋回することを抑止することができる。
【００１８】
上記の構成において、前記旋回モータは、出力軸を有し、前記旋回モータの前記出力軸に装着され、前記出力軸にかかる外力に応じた特性値を検出可能な特性値検出部を更に備え、前記ブレーキ切換部は、前記機械式ブレーキが前記ブレーキ状態に設定された状態で、前記中立操作領域に設定された前記被操作部に対して前記旋回方向判定部によって判定される前記自然旋回方向とは逆の旋回方向に対応する操作が入力されると、前記特性値検出部によって検出される前記特性値が予め設定された閾値よりも大きくなった場合に、前記機械式ブレーキを前記非ブレーキ状態に切換えるものでもよい。この場合、前記特性値検出部は、ひずみゲージであり、前記特性値として前記出力軸のひずみ量を検出することが望ましい。
【００１９】
本構成によれば、自然旋回方向とは逆方向の旋回操作が入力されると、前記特性値検出部によって検出される前記特性値が予め設定された閾値よりも大きくなった場合に、機械式ブレーキのブレーキが解除される。このため、操作量が小さい状態で機械式ブレーキのブレーキが解除され、旋回体が自然旋回方向に旋回することを抑止することができる。
【００２０】
上記の構成において、前記ブレーキ切換部は、前記機械式ブレーキが前記ブレーキ状態に設定された状態で、前記中立操作領域に設定された前記被操作部に対して前記旋回方向判定部によって判定される前記自然旋回方向と同じ旋回方向に対応する操作が入力されると、前記機械式ブレーキを前記非ブレーキ状態に切換えることが望ましい。
【００２１】
本構成によれば、自然旋回方向と同じ方向の旋回操作が入力されると、機械式ブレーキのブレーキが解除される。このため、旋回体の旋回動作を速やかに再開することができる。
【００２２】
本発明の他の局面に係る作業機械は、機体と、前記機体の上方に配置される旋回体と、上記の何れかに記載の旋回駆動装置と、を備える。
【００２３】
本構成によれば、作業機械において作業者が自然旋回に抗してカウンタ操作を行っている場合に、機械式ブレーキがブレーキ状態に切換えられるため、作業者の意に沿って旋回体を強制的に停止させることができる。このため、作業者がカウンタ操作から解放され、その他の作業に集中することが可能となる。また、前記自然旋回判定部によって前記旋回体が風力によって自然旋回すると判定されるとともにカウンタ操作が入力されている場合に限って、機械式ブレーキがブレーキ状態に設定されるため、作業機械の通常の作業中において旋回体の姿勢を調整するためのカウンタ操作が入力された場合に、誤って機械的ブレーキがかかることが抑止される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、中立フリー仕様のもとで旋回体を旋回させるとともに風などの影響で旋回体が自然旋回する際の作業者の負担を低減することが可能な旋回駆動装置、およびこれを備えた作業機械が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る作業機械の側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る作業機械の旋回駆動装置の油圧回路図である。である。
【図３】本発明の一実施形態に係る旋回駆動装置の制御部の電気的なブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る作業機械の旋回体がブレーキ動作をうける場合のフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る作業機械の旋回体の自然旋回方向と操作部が受けるカウンタ操作方向との関係を示す模式図である。
【図６】本発明の変形実施形態に係る作業機械の旋回モータの周辺の構造を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るクレーン１（作業機械）の側面図である。なお、図１には、「上」、「下」、「前」および「後」の方向が示されているが、当該方向は、本実施形態に係るクレーン１の構造を説明するために便宜上示すものであり、本発明に係る作業機械の使用態様などを限定するものではない。
【００２７】
クレーン１は、地面上で走行可能な走行体１１（機体）と、走行体１１の上方に配置される旋回体１０と、起伏部材としてのブーム１３と、を備える。また、旋回体１０の前端部には、キャブ１２が備えられている。キャブ１２は、クレーン１の運転席に相当する。キャブ１２には、後記の操作ユニット５１が備えられている。
【００２８】
図１に示されるブーム１３は、いわゆるラチス型であり、下部ブーム１３Ａと、一または複数（図例では１個）の中間ブーム１３Ｂと、上部ブーム１３Ｃとから構成される。ブーム１３は、下端部に備えられたブームフット１３Ｓを支点として旋回体１０に回動可能に軸支（支持）されている。また、ブーム１３の先端部には、シーブ１３２が備えられている。
【００２９】
クレーン１は、上部スプレッダ１３１と、下部スプレッダ１３３と、ガントリを構成するコンプレッションメンバ１４およびテンションメンバ１５と、ブーム起伏用ウインチ１６と、ブーム起伏用ロープ１７と、を更に備える。上部スプレッダ１３１および下部スプレッダ１３３は、それぞれ複数のシーブからなる。また、上部スプレッダ１３１は、ブームガイライン１３Ｇ（ガイリンク）によってブーム１３の先端部に接続されている。コンプレッションメンバ１４は、旋回体１０の略中央部から上方かつ後方に向かって立設された支柱である。同様に、テンションメンバ１５は、旋回体１０の後端部から鉛直上方に立設された支柱であって、コンプレッションメンバ１４の上端部に接続されている。ガントリの先端部には、ガントリシーブ１４１が備えられている。ブーム起伏用ロープ１７は、ブーム起伏用ウインチ１６から引き出され、ガントリのガントリシーブ１４１に掛けられた後、下部スプレッダ１３３および上部スプレッダ１３１の各シーブ間で複数回掛け回される。ブーム起伏用ウインチ１６は、旋回体１０に配置される。なお、図１では、説明のためにブーム起伏用ウインチ１６がコンプレッションメンバ１４とテンションメンバ１５との間に配置されているが、実際には、ブーム起伏用ウインチ１６はキャブ１２よりも旋回中心側の不図示のセンターセクション（旋回フレーム）上に配置されている。ブーム起伏用ウインチ１６は、ブーム起伏用ロープ１７の巻き取りおよび繰り出しを行うことで、ブーム１３をガントリに対して相対的に回動させながらブーム１３を起伏させる。
【００３０】
クレーン１は、更に、吊り荷の巻き上げ及び巻き下げを行うための主巻用ウインチ１８を備えている。本実施形態に係るクレーン１では、主巻用ウインチ１８は、旋回体１０に備え付けられている。主巻用ウインチ１８から引き出された主巻用ロープ１９の先端部１９Ａには、吊荷用の主フック１９Ｆが備え付けられる。そして、主巻ロープ１９は、ブーム１３の先端部のシーブ１３２と、主フックに設けられた不図示のシーブブロックのシーブとの間に掛け渡される。従って、主巻用ウインチ１８が主巻ロープ１９の巻き取りや繰り出しを行うと、シーブ１３２と主フック１９Ｆのシーブとの間の距離が変わって、ブーム１３の先端部から垂下されたロープ先端部１９Ａに連結された主フック１９Ｆの巻き上げ及び巻き下げが行われる。なお、本発明の作業機械の構造は上記のクレーン１に限定されるものではない。
【００３１】
クレーン１は、更に旋回駆動装置３を備える。図２は、本実施形態に係るクレーン１の旋回駆動装置３の油圧回路図である。旋回駆動装置３は、走行体１１に対して旋回体１０を相対的に旋回駆動する。
【００３２】
旋回駆動装置３は、エンジン３０と、油圧ポンプ３１と、コントロールバルブ３２と、旋回モータ３３と、ポンプ吐出ライン３Ａと、第１油路３Ｂと、第２油路３Ｃと、排出用油路３Ｄと、第１チェック弁３４と、第２チェック弁３５と、ブレーキシリンダ３６と、リリーフ弁３７と、第１旋回圧センサ３８と、第２旋回圧センサ３９と、第１パイロット圧センサ４０と、第２パイロット圧センサ４１と、操作部４２と、回転速度センサ４３（速度情報取得部）と、を備える。
【００３３】
旋回モータ３３は、図１の走行体１１と旋回体１０との間に介在するように配置されている。旋回モータ３３は、旋回体１０を旋回駆動する油圧式の旋回モータである。
【００３４】
旋回モータ３３は、第１ポート３３Ａおよび第２ポート３３Ｂを有する（図２）。旋回モータ３３は、第１ポート３３Ａを通じて作動油の供給を受けることにより旋回体１０を第１方向（右方向）に旋回させるとともに、第２ポート３３Ｂを通じて作動油を排出する。一方、旋回モータ３３は、第２ポート３３Ｂを通じて作動油の供給を受けることにより旋回体１０を第１方向とは反対の第２方向（左方向）に旋回させるとともに第１ポート３３Ａを通じて作動油を排出する。
【００３５】
回転速度センサ４３は、旋回体１０（旋回モータ３３）の旋回速度（回転速度）に対応する情報である速度情報を検出する。また、回転速度センサ４３は、旋回モータ３３の旋回方向（第１方向、第２方向）を検出する。
【００３６】
エンジン３０は、クレーン１の旋回体１０に搭載されている。エンジン３０の駆動に伴って油圧ポンプ３１が回転される。
【００３７】
油圧ポンプ３１は、エンジン３０の駆動力をうけ、旋回モータ３３に供給されるべき作動油をタンクから吸い込んで吐出する。この実施形態に係る油圧ポンプ３１は、可変容量型油圧ポンプからなり、当該油圧ポンプ３１に含まれる図示されないレギュレータへのポンプ指令信号の入力により油圧ポンプ３１の容量（押しのけ容積）が変化し、これにより油圧ポンプ３１から吐出される作動油の流量が変化する。なお、上記のポンプ指令信号は、後記の油圧ポンプ制御部５０１（図３）から出力される。
【００３８】
ポンプ吐出ライン３Ａは、油圧ポンプ３１から吐出される作動油をコントロールバルブ３２に導く。第１油路３Ｂおよび第２油路３Ｃは、それぞれ図２に示すように、コントロールバルブ３２と旋回モータ３３の第１ポート３３Ａおよび第２ポート３３Ｂとを連通する油路である。排出用油路３Ｄは、コントロールバルブ３２のバルブ位置に応じて第１油路３Ｂおよび第２油路３Ｃに連通可能とされ、作動油をタンクに導く油路である。また、排出用油路３Ｄの一部は分岐して図２に示すように第１チェック弁３４と第２チェック弁３５との間の油路に連通している。
【００３９】
コントロールバルブ３２は、油圧ポンプ３１と旋回モータ３３との間に介在するように、作動油の油路に配置されている。コントロールバルブ３２は、油圧ポンプ３１から旋回モータ３３への作動油の供給の方向を切換えるとともに、作動油の流量を調整するように作動する。コントロールバルブ３２は、第１油路３Ｂを介して旋回モータ３３の第１ポート３３Ａに接続され、かつ、第２油路３Ｃを介して旋回モータ３３の第２ポート３３Ｂに接続される。
【００４０】
コントロールバルブ３２は、本実施形態では油圧切換式の方向切換弁により構成され、当該コントロールバルブ３２に入力されるパイロット圧に応じて右旋回用位置３２Ａ（第１旋回用位置）、中立位置３２Ｂ（中立旋回用位置）および左旋回用位置３２Ｃ（第２旋回用位置）の間で切換わるように作動する。コントロールバルブ３２は、一対のパイロットポート、すなわち左旋回用パイロットポート３２Ｊおよび右旋回用パイロットポート３２Ｋを有する。コントロールバルブ３２は、左旋回用パイロットポート３２Ｊおよび右旋回パイロットポートＢのいずれにもパイロット圧が入力されない場合には中立位置３２Ｂに保たれる。コントロールバルブ３２は、右旋回用パイロットポート３２Ｋにパイロット圧が入力されると右旋回用位置３２Ａに切換えられ、左旋回用パイロットポート３２Ｊにパイロット圧が入力されると左旋回用位置３２Ｃに切換えられる。そして、コントロールバルブ３２は、操作部４２が受ける操作量（パイロット圧）に応じた開口面積で開弁し、旋回モータ３３に供給する作動油の流量を変化させる（調整する）。
【００４１】
右旋回用位置３２Ａでは、コントロールバルブ３２は、油圧ポンプ３１から吐出される作動油を第１油路３Ｂを通じて第１ポート３３Ａに供給するとともに、第２ポート３３Ｂから排出される作動油を排出用油路３Ｄを通じてタンクに導く油路を形成する。左旋回用位置３２Ｃでは、コントロールバルブ３２は、油圧ポンプ３１から吐出される作動油を第２油路３Ｃを通じて第２ポート３３Ｂに供給するとともに、第１ポート３３Ａから排出される作動油を排出用油路３Ｄを通じてタンクに導く油路を形成する。また、中立位置３２Ｂでは、コントロールバルブ３２は、第１油路３Ｂと第２油路３Ｃとを互いに連通することで第１ポート３３Ａと第２ポート３３Ｂとの間で作動油が循環することを許容する。なお、コントロールバルブ３２は、上記のような３ポジション方式のバルブに限定されるものではなく、各ポジションにおける作動油の流れ（状態）を形成する他の態様でもよい。また、コントロールバルブ３２は、電磁切換式の方向制御弁でもよい。
【００４２】
操作部４２は、クレーン１のキャブ１２内に配置されている。操作部４２は、操作レバー４２Ａと、リモコン弁４２Ｂと、を有する。操作部４２の操作レバー４２Ａは、旋回体１０の旋回動作のために作業者によって操作される。なお、図２では左右方向の旋回操作を説明するために２つの操作部４２が描かれているが、これらの操作部４２は同じものを示している。操作レバー４２Ａ（図５参照）は、旋回体１０を前記第１方向に旋回させる第１操作領域ＲＰと、旋回体１０を前記第２方向に旋回させる第２操作領域ＬＰと、第１操作領域ＲＰと第２操作領域ＬＰとの間の中立操作領域ＮＰとに選択的に操作されることが可能である。また、第１操作領域ＲＰおよび第２操作領域ＬＰにおける当該操作レバー４２Ａの操作量は可変とされている。リモコン弁４２Ｂ（図２）は、不図示のパイロット油源と左旋回用パイロットライン４２Ｊおよび右旋回用パイロットライン４２Ｋとの間に配設されている。リモコン弁４２Ｂは、操作レバー４２Ａが受ける操作量に応じて、左旋回用パイロットライン４２Ｊおよび右旋回用パイロットライン４２Ｋに供給するパイロット圧を調整するように開弁する。
【００４３】
操作レバー４２Ａが作業者によって第１操作領域ＲＰに操作されると（第１旋回操作）、操作レバー４２Ａがうける操作量に応じて図２の右旋回用パイロットライン４２Ｋを通じてコントロールバルブ３２の右旋回用パイロットポート３２Ｋへのパイロット圧が変化（減圧）される。また、操作レバー４２Ａが作業者によって第２操作領域ＬＰに操作されると（第２旋回操作）、操作レバー４２Ａがうける操作量に応じて図２の左旋回用パイロットライン４２Ｊを通じて、コントロールバルブ３２の左旋回用パイロットポート３２Ｊへのパイロット圧が変化（減圧）される。なお、操作レバー４２Ａがうける操作情報（操作領域、操作量）は、後記の制御部５０にも送信される。
【００４４】
第１チェック弁３４および第２チェック弁３５は、コントロールバルブ３２と旋回モータ３３との間において、それぞれ第１油路３Ｂおよび第２油路３Ｃに連通する位置に配置されている。旋回モータ３３の旋回動作において、第１油路３Ｂが負圧になると、タンクの作動油が排出用油路３Ｄおよび第１チェック弁３４を通じて第１油路３Ｂに供給される。同様に、第２油路３Ｃが負圧になると、タンクの作動油が排出用油路３Ｄおよび第２チェック弁３５を通じて第２油路３Ｃに供給される。この結果、第１油路３Ｂおよび第２油路３Ｃにおけるキャビテーションの発生が抑止される。
【００４５】
ブレーキシリンダ３６（機械式ブレーキ）は、後記の旋回ブレーキバルブ５３から作動油の供給を受けることで収縮する一方、内部の作動油を排出することで予め設定されたばね部材の付勢力を受けて伸長する。ブレーキシリンダ３６のピストンロッドにはブレーキ押圧部３６Ａが固定されている。ブレーキシリンダ３６は、コントロールバルブ３２の切換位置に関わらず旋回モータ３３の回転を強制的に阻止するブレーキ状態と、旋回モータ３３の回転を許容する非ブレーキ状態との間で切換え可能なように作動する。ブレーキシリンダ３６のピストンが伸長すると、ブレーキ押圧部３６Ａが旋回モータ３３の出力軸と摺接し、旋回モータ３３の回転を強制的に停止させる。一方、ブレーキシリンダ３６のピストンが収縮すると、ブレーキ押圧部３６Ａが旋回モータ３３の出力軸から離間し、旋回モータ３３の回転を許容する。
【００４６】
リリーフ弁３７は、ポンプ吐出ライン３Ａの圧力が所定の圧力（リリーフ圧）を超えないように作動する。換言すれば、ポンプ吐出ライン３Ａの圧力がリリーフ圧を超えると、ポンプ吐出ライン３Ａの最大圧力が前記リリーフ圧以下になるように、リリーフ弁３７が開弁し作動油を排出用油路３Ｄからタンクに排出する。
【００４７】
第１旋回圧センサ３８は、第１油路３Ｂの第１ポート３３Ａ側の圧力を検出する。同様に、第２旋回圧センサ３９は、第２油路３Ｃの第２ポート３３Ｂ側の圧力を検出する。
【００４８】
第１パイロット圧センサ４０は、左旋回用パイロットライン４２Ｊの左旋回用パイロット圧Ｐａを検出し、第２パイロット圧センサ４１は、右旋回用パイロットライン４２Ｋの右旋回用パイロット圧Ｐｂを検出する。
【００４９】
図３は、本実施形態に係る旋回駆動装置３の制御部５０（制御部）の電気的なブロック図である。旋回駆動装置３は、制御部５０と、操作ユニット５１と、風向風速センサ５２（風向風速検出部）（図１）と、旋回ブレーキバルブ５３と、を備える。
【００５０】
操作ユニット５１（図３）は、旋回体１０のキャブ１２に備えられており、前述の操作部４２を含む。操作ユニット５１は、操作部４２以外に不図示のタッチパネル、入力ボタンなどを含む。作業者は、操作ユニット５１を通じて、各種の操作指令情報を入力することができる。一例として、作業者は操作ユニット５１に備えられた不図示のブレーキボタンを押圧することで、旋回モータ３３に対してブレーキシリンダ３６のブレーキ押圧部３６Ａによる機械的なブレーキ力を付与することができる。
【００５１】
風向風速センサ５２（図１）（風向風速検出部）は、クレーン１の周囲の風向および風速を検出するとともに、これらの検出値に応じた信号を制御部５０に出力する。本実施形態では、風向風速センサ５２は、ブーム１３の先端側に固定されている（図１）。
【００５２】
旋回ブレーキバルブ５３（図３）は、後記のブレーキバルブ制御部５０２および自動ブレーキ実行部５０３から受ける指令信号に応じて開弁し、ブレーキシリンダ３６に対して給排する作動油の流量を調整する。この結果、旋回モータ３３に対する機械的ブレーキのオン、オフが切り換えられる。
【００５３】
制御部５０は、クレーン１の動作を統括的に制御するもので、制御信号の送受先として、操作ユニット５１、第１旋回圧センサ３８、第２旋回圧センサ３９、第１パイロット圧センサ４０、第２パイロット圧センサ４１、回転速度センサ４３、油圧ポンプ３１、風向風速センサ５２、旋回ブレーキバルブ５３などに接続されている。なお、制御部５０は、クレーン１に備えられたその他のユニットにも電気的に接続されている。
【００５４】
制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成され、ＣＰＵが前記制御プログラムを実行することにより、油圧ポンプ制御部５０１、ブレーキバルブ制御部５０２、自動ブレーキ実行部５０３（ブレーキ切換部）、判定部５０４（自然旋回判定部、操作状態判定部、旋回方向判定部）、演算部５０５（旋回力演算部）、記憶部５０６を機能的に有するよう動作する。
【００５５】
油圧ポンプ制御部５０１は、可変容量型の油圧ポンプ３１のレギュレータにポンプ指令信号を出力することで、油圧ポンプ３１の容量（押しのけ容積）を変化させる。これにより、油圧ポンプ３１から吐出される作動油の流量であるポンプ吐出流量が変化する。
【００５６】
ブレーキバルブ制御部５０２は、操作ユニット５１に入力されるブレーキ作動指令に応じて旋回ブレーキバルブ５３を開弁させる。この結果、作業者の意思に沿ってブレーキシリンダ３６のブレーキ押圧部３６Ａによって旋回モータ３３に機械的なブレーキ力が付与される。
【００５７】
自動ブレーキ実行部５０３は、後記のとおり所定の条件が満たされた場合に、操作ユニット５１に入力されるブレーキ作動指令に関わらず、旋回ブレーキバルブ５３を開弁させ、旋回モータ３３にブレーキ力を付与する。特に、自動ブレーキ実行部５０３は、ブレーキシリンダ３６をブレーキ状態と非ブレーキ状態との間で切換えることが可能であって、判定部５０４によって旋回体１０が風力によって自然旋回すると判定され、かつ、判定部５０４によって操作部４２の操作レバー４２Ａにカウンタ操作が入力されていると判定された場合に、ブレーキシリンダ３６をブレーキ状態に切換える。
【００５８】
判定部５０４は、旋回駆動装置３が実行するブレーキ処理における各種の判定処理を実行する。判定部５０４は、風向風速センサ５２によって検出される風向および風速を備えた風の風力が旋回体１０を自然旋回させるか否かを判定する。また、判定部５０４は、前記自然旋回に抗して旋回体１０の旋回を停止させるためのカウンタ操作が作業者によって操作部４２の操作レバー４２Ａに入力されているか否かを判定する。更に、判定部５０４は、前記風力が旋回体１０を自然旋回させる方向である自然旋回方向を前記第１方向と前記第２方向との間で判定する。
【００５９】
演算部５０５は、旋回駆動装置３が実行するブレーキ処理における各種の演算処理を実行する。演算部５０５は、旋回モータ３３によって旋回体１０に付与される油圧旋回力Ｆおよび風力によって旋回体１０に付与される自然旋回力Ｗをそれぞれ演算する。
【００６０】
記憶部５０６は、油圧ポンプ制御部５０１、ブレーキバルブ制御部５０２、自動ブレーキ実行部５０３、判定部５０４および演算部５０５によって参照される各種の閾値、パラメータなどを予め記憶している。
【００６１】
図４は、本実施形態に係るクレーン１の旋回体１０がブレーキ動作をうける場合のフローチャートである。図５は、本実施形態に係る旋回体１０の自然旋回方向と操作部４２が受けるカウンタ操作方向との関係を示す模式図である。
【００６２】
前述のとおり、本実施形態に係るクレーン１の旋回駆動装置３では、ブレーキシリンダ３６によって旋回モータ３３に対して機械的かつ強制的なブレーキをかけることができる。作業者が自らの意志によって旋回モータ３３にブレーキを掛ける場合は、作業者が操作ユニット５１を操作することでブレーキバルブ制御部５０２が旋回ブレーキバルブ５３を開弁しブレーキシリンダ３６が伸長する。この結果、ブレーキ押圧部３６Ａが旋回モータ３３にブレーキ力を付与する。更に、本実施形態では、所定の条件が満たされると、自動ブレーキ実行部５０３が自動的に旋回モータ３３に対してブレーキを掛けることができる。
【００６３】
図４を参照して、クレーン１の作業中に上記の自動的なブレーキ力が付与される処理について説明する。クレーン１の作業中（エンジンの動作中）に判定部５０４は、旋回ブレーキバルブ５３の開弁状態を確認することで、旋回モータ３３に対してブレーキシリンダ３６のブレーキがかかっているか否かを判定する（ステップＳ１）。ここで、ブレーキがかかっている（ブレーキＯＮ、ステップＳ１でＮＯ）の場合は、自動的なブレーキ処理を行う必要がないため、フローは終了し、所定の時間後にステップＳ１以下が再開される（ＲＥＴＵＲＮ処理）。一方、ステップＳ１で旋回モータ３３に対してブレーキがかかっていない場合（ブレーキＯＦＦ、ステップＳ１でＹＥＳ）、風向風速センサ５２がクレーン１の周囲の風向および風速を検出する（ステップＳ２）。次に、判定部５０４は、検出された風速ＶＡｍと予め記憶部５０６に格納されている風速閾値ＶＡｓとの大小関係を比較する（ステップＳ３）。なお、風速閾値ＶＡｓは、クレーン１に自然旋回が発生する可能性のある風速として予め実験などで導出された風速である。
【００６４】
ステップＳ３において、ＶＡｓ≦ＶＡｍ、すなわち、検出された風速ＶＡｍが大きい場合（ステップＳ３でＹＥＳ）には、演算部５０５が、クレーン１が受ける風荷重Ｗ（自然旋回力）を算出する。風荷重Ｗは、下記の式１によって算出可能である。
Ｗ＝ｑ×Ｃ×Ａ  ・・・（式１）
式１において、ｑは風向風速センサ５２によって検出された速度圧であり、Ｃは予め設定された風力係数、Ａはクレーン１が受ける受圧面積である。ＣおよびＡは予め記憶部５０６に格納されている。風向風速センサ５２によって検出される風向と、式１で算出された風荷重Ｗとから、判定部５０４は、旋回体１０が自然旋回する自然旋回方向を第１方向（右方向）と第２方向（左方向）との間で判定する（ステップＳ４）。
【００６５】
次に、判定部５０４は、旋回カウンタ操作の有無を判定する（ステップＳ５）。当該判定は、旋回体１０に発生している自然旋回力に抗して、作業者が旋回体１０の旋回を停止させるような操作を行っているか否かを自動的に判定するものである。判定部５０４は、まず第１パイロット圧センサ４０および第２パイロット圧センサ４１の検出圧力から、操作部４２の操作レバー４２Ａに対して入力されている旋回操作の方向を判定する。当該判定方法は、一つの方法に限定されるものではないが、一例として、第１パイロット圧センサ４０の検出圧と第２パイロット圧センサ４１の検出圧の大小関係に応じて、旋回操作の方向を判定することができる。次に、判定部５０４は、ステップＳ４において判定された自然旋回方向とは逆の旋回方向に対応する操作が操作レバー４２Ａに入力されている場合、カウンタ操作が入力されている可能性があると判定する。更に、判定部５０４は、回転速度センサ４３によって取得される旋回体１０の旋回速度ＶＢｍ（速度情報）が記憶部５０６に格納されている閾値速度ＶＢｓよりも小さい状態が所定時間継続しているか否かを判定する。閾値速度ＶＢｓは、旋回体１０の旋回速度ＶＢｍがほぼゼロ（停止している）か否かを判定するために予め設定されている。
【００６６】
そして、判定部５０４は、ステップＳ４において判定した自然旋回方向とは逆の旋回方向に対応する操作が操作レバー４２Ａに入力され、かつ、回転速度センサ４３によって取得される旋回速度ＶＢｍが閾値速度ＶＢｓよりも小さい状態が所定時間継続した場合に、操作レバー４２Ａにカウンタ操作が入力されていると判定する（ステップＳ５でＹＥＳ）。このように、操作レバー４２Ａに入力される旋回操作の方向と自然旋回方向との一致、不一致に加え、旋回体１０の旋回速度がほぼゼロであるかを確認することによって、作業者が自然旋回を抑制するようなカウンタ操作を意図的に行っていることを判定することができる。
【００６７】
図５を参照して、上記のカウンタ操作について更に説明する。図５では、旋回体１０と操作レバー４２Ａとを仮想的に重ねて示している。旋回体１０は、旋回軸心ＣＬ回りに旋回可能である。操作レバー４２Ａが第１操作領域ＲＰに操作されると、旋回体１０が第１方向（右方向ＤＲ）に旋回し、操作レバー４２Ａが第２操作領域ＬＰに操作されると旋回体１０が第２方向（左方向ＤＬ）に旋回する。また、前述のように、操作レバー４２Ａが中立操作領域ＮＰに配置されると、旋回体１０が慣性で旋回することが可能である。クレーン１の周囲で矢印ＤＦ方向に強い風が吹いているとすると、旋回体１０には右旋回方向の自然旋回力Ｗが付与される。当該自然旋回力Ｗと同等の油圧旋回力Ｆによって旋回体１０が右旋回されるとすると、その際の操作レバー４２Ａの操作位置が図５の仮想位置ＦＰに相当する。作業者が自然旋回力Ｗに抗して旋回体１０の旋回を停止させたい場合、操作レバー４２Ａを第２操作領域ＬＰのカウンタ操作位置ＣＰに操作する。この結果、図２のコントロールバルブ３２が左旋回用位置３２Ｃに設定され、エンジン３０に油圧的なブレーキ力が付与される。図４のステップＳ５では、このようなカウンタ操作が作業者によって実行されているか否かが判定部５０４によって判定される。
【００６８】
図４に戻って、自動ブレーキ実行部５０３は、ステップＳ５においてカウンタ操作がありと判定されると（ステップＳ５でＹＥＳ）、旋回ブレーキバルブ５３を開弁させ、ブレーキシリンダ３６による機械的なブレーキ動作を実行する。なお、ステップＳ３においてＶＡｓ＞ＶＡｍの場合（ステップＳ３でＮＯ）、ステップＳ５において判定部５０４がカウンタ操作が入力されていないと判定した場合（ステップＳ５でＮＯ）には、自動ブレーキ実行部５０３は自動的なブレーキ動作を実行することなく処理を終了する（ＲＥＴＵＲＮ処理）。
【００６９】
以上のように本実施形態によれば、旋回体１０が第１方向に旋回している状態で操作レバー４２Ａが第１操作領域ＲＰから中立操作領域ＮＰを経由して第２操作領域ＬＰに至る操作を受けた場合、または、旋回体１０が第２方向に旋回している状態で操作レバー４２Ａが第２操作領域ＬＰから中立操作領域ＮＰを経由して第１操作領域ＲＰに至る操作を受けた場合に、コントロールバルブ３２の位置変更によって旋回モータ３３に油圧的なブレーキが付与される。一方、操作レバー４２Ａが中立操作領域ＮＰに設定されている場合、旋回モータ３３には油圧的なブレーキ力が付与されない（中立フリー仕様）。したがって、操作レバー４２Ａが中立操作領域ＮＰに設定されている状態で、クレーン１の周囲に強い風が吹くと、旋回体１０が自然旋回する可能性がある。上記の構成では、判定部５０４が、風向風速センサ５２によって検出される風向および風速を備えた風の風力が旋回体１０を自然旋回させるか否かを判定する。また、判定部５０４は、前記自然旋回に抗して前記旋回体１０の旋回を停止させるためのカウンタ操作が操作レバー４２Ａに入力されているか否かを判定する。そして、自動ブレーキ実行部５０３は、判定部５０４によって風力が旋回体１０を自然旋回させると判定され、かつ、判定部５０４によって操作レバー４２Ａに前記カウンタ操作が入力されていると判定された場合に、ブレーキシリンダ３６をブレーキ状態に切換える。この際、作業者が自然旋回に抗してカウンタ操作を行っている場合に、ブレーキシリンダ３６がブレーキ状態に切換えられるため、作業者の意に沿って旋回体１０を強制的に停止させることができる。このため、作業者がカウンタ操作から解放され、その他の作業に集中することが可能となり、クレーン１の作業効率を向上することができる。また、判定部５０４によって風力が旋回体１０を自然旋回させると判定されるとともにカウンタ操作が入力されている場合に限って、ブレーキシリンダ３６がブレーキ状態に設定されるため、クレーン１の通常の作業中において旋回体１０の姿勢を調整するためのカウンタ操作が入力された場合に、誤って機械的ブレーキがかかることが抑止される。以上のように、本実施形態では、中立フリー仕様のもとで旋回体１０を旋回させるとともに、風などの影響で旋回体１０が自然旋回する際の作業者の負担を低減することが可能とされる。
【００７０】
また、本実施形態では、ブレーキシリンダ３６が非ブレーキ状態に設定された状態で、自然旋回方向とは逆方向に操作レバー４２Ａが操作されることに加え、旋回体１０の旋回速度ＶＢｍが所定の閾値速度ＶＢｓよりも小さい状態が維持されていることに着目して、自然旋回に対して旋回体１０のバランスを保つような操作が入力されていると認定し、作業者がカウンタ操作を行っていることを精度良く判定することができる。
【００７１】
なお、クレーン１の油圧ポンプ３１が動作している間、演算部５０５は旋回モータ３３に係る油圧旋回力Ｆを所定の間隔（たとえば１秒）で演算する。油圧旋回力Ｆは油圧ポンプ３１から旋回モータ３３に供給される作動油の流量、換言すれば、旋回モータ３３の差圧によって旋回モータ３３に発生する旋回力である。油圧旋回力Ｆは、下記の式２によって算出される。
Ｆ＝Ｐ×Ｄ×Ｇ×η／２π  ・・・（式２）
式２において、Ｐはモータ差圧（第１旋回圧センサ３８が検出する圧力Ｐ１と第２旋回圧センサ３９が検出する圧力Ｐ２の差）であり、Ｄは旋回モータ３３の押しのけ容積であり、Ｇは旋回モータ３３に備えられた減速機の減速比であり、ηは旋回モータ３３のモータ効率である。Ｄ、Ｇおよびηは予め記憶部５０６に格納されている。
【００７２】
図４のステップＳ６において機械的なブレーキ力がエンジン３０に付与されると、操作ユニット５１の表示部に表示されるブレーキ付与情報またはブレーキシリンダ３６のブレーキ押圧部３６Ａが旋回モータ３３の出力軸を押圧する際の作動音によって、作業者はブレーキが付与されたことを認識する。このため、作業者は他の操作を行うために操作レバー４２Ａを中立操作領域ＮＰ（図５）に戻すことができる。その後、作業者が旋回体１０の旋回動作を再開したい場合には、自動ブレーキ実行部５０３が自動的にブレーキシリンダ３６のブレーキ動作を解除することができる。
【００７３】
具体的に、自動ブレーキ実行部５０３は、ブレーキシリンダ３６が前記ブレーキ状態に設定され操作レバー４２Ａが中立操作領域ＮＰに設定されている状態で、判定部５０４によって判定される前記自然旋回方向とは逆の旋回方向に対応する操作が操作レバー４２Ａに入力されると、上記の式２に基づいて演算部５０５によって演算される油圧旋回力Ｆが前記自然旋回力Ｗよりも大きくなった場合に、ブレーキシリンダ３６を前記非ブレーキ状態に切換える。
【００７４】
このような構成によれば、操作レバー４２Ａに自然旋回方向とは逆方向の旋回操作が入力されると、油圧旋回力Ｆが自然旋回力Ｗよりも大きくなった場合に、ブレーキシリンダ３６のブレーキが解除される。このため、操作量が小さい状態でブレーキが解除され、旋回体１０が作業者の意に反して自然旋回方向に旋回することを抑止することができる。更に、ブレーキが解除される際の旋回体の挙動を安定させることができる。
【００７５】
一方、自動ブレーキ実行部５０３は、ブレーキシリンダ３６が前記ブレーキ状態に設定された状態で、中立操作領域ＮＰに設定された操作レバー４２Ａに対して判定部５０４によって判定される前記自然旋回方向と同じ旋回方向に対応する操作が入力されると、そのままブレーキシリンダ３６を前記非ブレーキ状態に切換える。
【００７６】
このような構成によれば、操作レバー４２Ａに自然旋回方向と同じ方向の旋回操作が入力されると、ブレーキシリンダ３６のブレーキが解除される。このため、旋回体１０の旋回動作を速やかに再開することができる。
【００７７】
以上、本発明の一実施形態に係る旋回駆動装置３を備えたクレーン１（作業機械）について説明した。なお、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。本発明では、以下のような変形実施形態が可能である。
【００７８】
（１）上記の実施形態では、クレーン１の旋回駆動装置３が中立フリー仕様のみからなる態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。旋回駆動装置３は、中立フリー仕様と中立ブレーキ仕様とを兼ね備えており、作業者の指令に応じて両者を切換え可能な態様でもよい。なお、中立ブレーキ仕様は、操作レバー４２Ａが第１操作領域ＲＰと第２操作領域ＬＰとの間の中立操作領域ＮＰ（図５）に設定されると、旋回モータ３３に油圧的なブレーキ力が付与される公知の仕様である。このような２つの仕様を兼ね備える旋回駆動装置３においても、中立フリー仕様が選択された状態で、本発明が適用されればよい。
【００７９】
（２）また、上記の実施形態では、判定部５０４は、ブレーキシリンダ３６が非ブレーキ状態に設定された状態で、図４のステップＳ４において判定した自然旋回方向とは逆の旋回方向に対応する操作が操作レバー４２Ａに入力され、かつ、回転速度センサ４３によって取得される旋回速度ＶＢｍが閾値速度ＶＢｓよりも小さい状態が所定時間継続した場合に、操作レバー４２Ａにカウンタ操作が入力されていると判定する（図４のステップＳ５でＹＥＳ）。本発明は、当該判定に限定されるものではない。判定部５０４は、前記自然旋回方向とは逆の旋回方向に対応する操作が操作レバー４２Ａに入力され、更に、演算部５０５によって演算される前記油圧旋回力Ｆと前記自然旋回力Ｗとが互いに同等の大きさになると、前記カウンタ操作が操作レバー４２Ａに入力されていると判定してもよい。なお、互いに同等とは、所定の誤差を許容しつつ両者が同じ値になることをいう。
【００８０】
このような構成によれば、演算部５０５によって演算される自然旋回力Ｗと油圧旋回力Ｆとのバランスが維持されていることに着目して、作業者がカウンタ操作を行っていることを精度良く判定することができる。更に、上記のバランスが成立した状態でブレーキシリンダ３６によって旋回モータ３３にブレーキが付与されるため、ブレーキ付与時の旋回体１０の挙動を安定させることができる。
【００８１】
（３）また、図６は、本発明の変形実施形態に係る作業機械の旋回モータ３３の周辺の構造を示す模式的な断面図である。本変形実施形態では、クレーン１の旋回駆動装置３は、旋回ベアリング２１を備える。
【００８２】
旋回ベアリング２１は、円形の第１リング部２１Ａと、円形の第２リング部２１Ｂと、を有する。第１リング部２１Ａは、旋回体１０の旋回フレームの底壁２２１に形成された上面視でリング状のベアリング装着部２１Ｓに固定される。第２リング部２１Ｂは、第１リング部２１Ａの径方向内側に配置され、走行体１１の上面部１１０に形成された上面視でリング状のベアリング装着部１１０Ｓに固定される。第１リング部２１Ａは、第２リング部２１Ｂに対して前記旋回軸心ＣＬ回りに相対回転可能とされる。具体的に、第２リング部２１Ｂの内周面には、周方向に沿って複数のギア歯２１Ｃが形成されている。また、旋回体１０に固定された旋回モータ３３は、先端にピニオンギアが備えられた出力軸３３Ｐを有する。旋回モータ３３のピニオンギアが第２リング部２１Ｂのギア歯２１Ｃと係合する。そして、旋回モータ３３のピニオンギアが回転すると、旋回モータ３３とともに旋回フレームが走行体１０に対して回転することで、旋回体１０が旋回中心ＣＬ回りに旋回する。なお、上記の旋回ベアリング２１は、先の実施形態に係るクレーン１の旋回駆動装置３にも同様に備えられている。
【００８３】
更に、旋回駆動装置３はひずみゲージ３３Ｓ（特性値検出部）を有する（図６）。ひずみゲージ３３Ｓは、旋回モータ３３の出力軸３３Ｐに装着され、出力軸３３Ｐにかかる外力に応じた特性値を検出可能とされている。特に、ひずみゲージ３３Ｓは前記特性値として出力軸３３Ｐのひずみ量を検出する。
【００８４】
そして、本変形実施形態では、ひずみゲージ３３Ｐが検出するひずみ量に応じて、自動ブレーキ実行部５０３がブレーキシリンダ３６のブレーキ力を解除する。具体的に、自動ブレーキ実行部５０３は、ブレーキシリンダ３６が前記ブレーキ状態に設定された状態で、中立操作領域ＮＰに設定された操作レバー４２Ａに対して判定部５０４によって判定される前記自然旋回方向とは逆の旋回方向に対応する操作が入力されると、ひずみゲージ３３Ｐによって検出されるひずみ量が予め設定された閾値よりも大きくなった場合に、ブレーキシリンダ３６を前記非ブレーキ状態に切換える。
【００８５】
したがって、作業者が旋回体１０の旋回動作を再開させる際に、操作部４２が受ける操作量が小さい状態でブレーキシリンダ３６のブレーキが解除され旋回体１０が作業者の意に反して自然旋回方向に旋回することを抑止することができる。更に、ブレーキが解除される際の旋回体１０の挙動を安定させることができる。なお、本変形実施形態でも、先の実施形態と同様に、ブレーキシリンダ３６が前記ブレーキ状態に設定されている状態で、判定部５０４によって判定される前記自然旋回方向と同じ旋回方向に対応する操作が操作レバー４２Ａに入力されると、自動ブレーキ実行部５０３は、そのままブレーキシリンダ３６を前記非ブレーキ状態に切換えればよい。
【符号の説明】
【００８６】
１  クレーン（作業機械）
１０  旋回体（機体）
１１  走行体
１２  キャブ
１３  ブーム
３  旋回駆動装置
３Ａ  ポンプ吐出ライン（第１油路、第２油路）
３Ｂ  第１油路
３Ｃ  第２油路
３Ｄ  排出用油路
３０  エンジン
３１  油圧ポンプ３１
３２  コントロールバルブ
３２Ａ  右旋回用位置
３２Ｂ  中立位置
３２Ｃ  左旋回用位置
３３  旋回モータ
３３Ａ  第１ポート
３３Ｂ  第２ポート
３３Ｓ  ひずみゲージ（特性値検出部）
３６  ブレーキシリンダ（機械式ブレーキ）
３６Ａ  ブレーキ押圧部
４２  操作部
４２Ａ  操作レバー（被操作部）
４２Ｂ  リモコン弁
４３  回転速度センサ（速度情報取得部）
５０  制御部
５０１  油圧ポンプ制御部
５０２  ブレーキバルブ制御部
５０３  自動ブレーキ実行部（ブレーキ切換部）
５０４  判定部（自然旋回判定部、操作状態判定部、旋回方向判定部）
５０５  演算部（旋回力演算部）
５０６  記憶部
５１  操作ユニット
５２  風向風速センサ（風向風速検出部）
５３  旋回ブレーキバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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