(57)【要約】【課題】旋回体の旋回速度が変化する場合であっても、操作レバーの操作量に応じた所望のブレーキ力を旋回モータに付与することが可能であり、旋回ブレーキ動作における操作性が向上した旋回駆動装置、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１００は、旋回体１０を旋回させる旋回モータ２０と、油圧ポンプ５２と、操作レバー５６と、コントロールバルブ５４と、ブレーキバルブ７１と、ブレーキ弁制御部８３と、を備える。ブレーキ弁制御部８３は、操作レバー５６が旋回モータ２０のブレーキ操作を受けた場合に、旋回モータ２０の差圧が、操作レバー５６がうける操作量に応じた所定の目標圧Ｐｔとなるように、ブレーキバルブ７１における作動油の流量を調整し、ブレーキバルブ７１において作動油に圧力損失を発生させる。【選択図】図２
2019002558.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、前記旋回モータから排出される戻り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第１旋回用位置と、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第２旋回用位置と、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中立旋回用位置とに切換わることが可能であるコントロールバルブと、
前記排出用油路に配置されるブレーキバルブであって、前記排出用油路における作動油の流通を許容する開口部を形成し、前記開口部を通過する作動油の流量を変化させるように作動するブレーキバルブと、
前記旋回体が前記第１方向に旋回している状態で前記被操作部が前記第１操作領域から前記中立操作領域を経由して前記第２操作領域に至る第１ブレーキ操作を受けた場合、または、前記旋回体が前記第２方向に旋回している状態で前記被操作部が前記第２操作領域から前記操作中間領域を経由して前記第１操作領域に至る第２ブレーキ操作を受けた場合に、前記旋回モータの差圧が、前記被操作部がうける操作量に応じた所定の目標圧となるように、前記開口部を通過する作動油の流量を調整し前記ブレーキバルブにおいて作動油に圧力損失を発生させる、ブレーキ制御部と、を備える、旋回駆動装置。
【請求項２】
前記ブレーキバルブは、前記開口部の開口面積を調整可能な流量制御弁であって、
前記ブレーキ制御部は、前記被操作部が前記第１ブレーキ操作または前記第２ブレーキ操作をうけた場合に、前記旋回モータの差圧が前記目標圧となるように、前記流量制御弁の前記開口部の開口面積を調整する、請求項１に記載の旋回駆動装置。
【請求項３】
前記ブレーキバルブは、前記排出用油路のうち前記開口部と前記油圧ポンプとの間の圧力を所定のリリーフ圧以下に保持するように開弁動作を行う、可変リリーフ弁であって、
前記ブレーキ制御部は、前記被操作部が前記第１ブレーキ操作または前記第２ブレーキ操作をうけた場合に、前記旋回モータの差圧が前記目標圧となるように、前記可変リリーフ弁のリリーフ圧を調整する、請求項１に記載の旋回駆動装置。
【請求項４】
前記油圧ポンプは、可変容量型油圧ポンプであって、
前記旋回体が前記第１方向または前記第２方向に旋回するように操作される場合における前記油圧ポンプの容量に比べて、前記被操作部が前記第１ブレーキ操作または前記第２ブレーキ操作をうけた場合の前記油圧ポンプの容量を小さくするポンプ制御部を更に備える、請求項１乃至３の何れか１項に記載の旋回駆動装置。
【請求項５】
前記ブレーキ制御部は、前記油圧ポンプの容量の低下に伴う前記旋回モータに対するブレーキ力の低下を補うように、前記目標圧を設定する、請求項４に記載の旋回駆動装置。
【請求項６】
前記ブレーキ制御部は、前記被操作部が前記第１ブレーキ操作後に前記第２操作領域から前記中立操作領域に至る第１ブレーキ解除操作を受けると、または、前記被操作部が前記第２ブレーキ操作後に前記第１操作領域から前記中立操作領域に至る第２ブレーキ解除操作を受けると、前記第１ブレーキ操作または前記第２ブレーキ操作をうけた場合に小さくされた前記油圧ポンプの容量を大きくするポンプ容量復帰動作を開始するとともに、前記開口部を通過する作動油の流量を調整することで前記ブレーキバルブにおいて発生させている前記作動油の圧力損失を前記ポンプ容量復帰動作の開始から所定の時間経過後に消失させるようなブレーキ解除動作を実行する、請求項４または５に記載の旋回駆動装置。
【請求項７】
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配置され、作動油の供給を受けて上部旋回体が旋回するように作動する。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しばしば採用される。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、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替えられる。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。このようなブレーキ制御技術では、作業者の操作性の向上のために、操作レバーに与えられる操作量に応じて、旋回モータにかかるブレーキ力を調整することが望まれる。
【０００５】
特許文献１には、コントロールバルブのブリードオフ回路に、ブリードオフ制御弁が設けられた技術が開示されている。当該技術では、操作レバーに与えられる操作量に応じて、ブリードオフ制御弁の開口面積が調整される。操作レバーに与えられる操作量が大きい場合には、ブリードオフ制御弁の開口面積が小さく設定される。この結果、ブリードオフ回路を通じてタンクに排出される際の圧力が上昇し、旋回モータに大きなブレーキ力が付与される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１４３６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような技術では、作業者が操作レバーにあたえる操作量と、旋回モータにかかるブレーキ力とが相関しにくく、旋回ブレーキ動作における操作レバーの操作性が充分確保できないという問題があった。具体的には、上記の技術では、ブリードオフ制御弁における作動油の圧力損失に応じて、旋回モータにかかるブレーキ力の大きさが決定される。作動油の圧力損失は、制御弁の開口面積および開口を通過する作動油の通過流量によって変化する。この場合、旋回モータの回転速度（上部旋回体の旋回速度）に応じてモータ吐出流量が変化するため、操作レバーに与えられる操作量が同じであっても、旋回モータの回転速度に応じて旋回モータにかかるブレーキ力が変化してしまう。この結果、作業者が操作レバーにあたえる操作量と、旋回モータにかかるブレーキ力とが相関しにくく、旋回ブレーキ動作における操作レバーの操作性が充分確保できなくなる。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、旋回体の旋回速度が変化する場合であっても、被操作部がうける操作量に応じた所望のブレーキ力を旋回モータに付与することが可能であり、旋回ブレーキ動作における操作性が向上した旋回駆動装置、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】
【０００９】
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、前記旋回モータから排出される戻り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第１旋回用位置と、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第２旋回用位置と、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中立旋回用位置とに切換わることが可能であるコントロールバルブと、前記排出用油路に配置されるブレーキバルブであって、前記排出用油路における作動油の流通を許容する開口部を形成し、前記開口部を通過する作動油の流量を変化させるように作動するブレーキバルブと、前記旋回体が前記第１方向に旋回している状態で前記被操作部が前記第１操作領域から前記中立操作領域を経由して前記第２操作領域に至る第１ブレーキ操作を受けた場合に、前記旋回モータの差圧が、前記被操作部がうける操作量に応じた所定の目標圧となるように、前記第２開口部を通過する作動油の流量を調整し前記ブレーキバルブにおいて作動油に圧力損失を発生させる一方、前記旋回体が前記第２方向に旋回している状態で前記被操作部が前記第２操作領域から前記操作中間領域を経由して前記第１操作領域に至る第２ブレーキ操作を受けた場合に、前記旋回モータの差圧が、前記被操作部がうける操作量に応じた所定の目標圧となるように、前記開口部を通過する作動油の流量を調整し前記ブレーキバルブにおいて作動油に圧力損失を発生させる、ブレーキ制御部と、を備える。
【００１０】
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操作領域に至る第１ブレーキ操作を受けた場合、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操作領域に至る第２ブレーキ操作を受けた場合に、コントロールバルブの位置変更によって、旋回モータにブレーキ圧が付与される。この際、ブレーキ制御部は、前記旋回モータの差圧が、被操作部がうける操作量に応じた所定の目標圧となるように、ブレーキバルブにおける作動油の流量を調整しブレーキバルブにおいて作動油に圧力損失を発生させる。この結果、作業機械の作業中に、旋回モータの回転速度に応じて旋回モータの吐出流量が変化することや、油圧ポンプの吐出流量が変化することがあっても、被操作部の操作量に応じた所望のブレーキ力を旋回モータに付与することができる。
【００１１】
上記の構成において、前記ブレーキバルブは、前記開口部の開口面積を調整可能な流量制御弁であって、前記ブレーキ制御部は、前記被操作部が前記第１ブレーキ操作または前記第２ブレーキ操作をうけた場合に、前記旋回モータの差圧が前記目標圧となるように、前記流量制御弁の前記開口部の開口面積を調整することが望ましい。
【００１２】
この場合、ブレーキ制御部が、流量制御弁の開口部の開口面積を調整することによって、被操作部の操作量に応じた所望のブレーキ力を旋回モータに付与することができる。
【００１３】
前記ブレーキバルブは、あるいは、前記ブレーキバルブは、前記排出用油路のうち前記開口部と前記油圧ポンプとの間の圧力を所定のリリーフ圧以下に保持するように開弁動作を行う、可変リリーフ弁であって、前記ブレーキ制御部は、前記被操作部が前記第１ブレーキ操作または前記第２ブレーキ操作をうけた場合に、前記旋回モータの差圧が前記目標圧となるように、前記可変リリーフ弁のリリーフ圧を調整するものであってもよい。
【００１４】
本構成によれば、ブレーキ制御部が可変リリーフ弁のリリーフ圧を調整することによって、被操作部の操作量に応じた所望のブレーキ力を旋回モータに付与することができる。
【００１５】
上記の構成において、前記油圧ポンプは、可変容量型油圧ポンプであって、前記旋回体が前記第１方向または前記第２方向に旋回するように操作される場合における前記油圧ポンプの容量に比べて、前記被操作部が前記第１ブレーキ操作または前記第２ブレーキ操作をうけた場合の前記油圧ポンプの容量を小さくするポンプ制御部を更に備えることが望ましい。更に、前記ブレーキ制御部は、前記油圧ポンプの容量が小さく設定されることに伴う前記旋回モータに対するブレーキ力の低下を補うように、前記目標圧を設定することが望ましい。
【００１６】
本構成によれば、旋回モータに対して積極的な作動油の供給が不要なブレーキ操作時には、油圧ポンプのポンプ容量が小さく設定され油圧ポンプが消費するエネルギーが低減されることで、旋回駆動装置の省エネ化が実現される。この際、ブレーキバルブの作動によって旋回モータに対するブレーキ力の低下が抑止されながら、被操作部の操作量に応じたブレーキ力を付与することができる。
【００１７】
上記の構成において、前記ブレーキ制御部は、前記被操作部が前記第１ブレーキ操作後に前記第２操作領域から前記中立操作領域に至る第１ブレーキ解除操作を受けると、または、前記被操作部が前記第２ブレーキ操作後に前記第１操作領域から前記中立操作領域に至る第２ブレーキ解除操作を受けると、前記第１ブレーキ操作または前記第２ブレーキ操作をうけた場合に小さくされた前記油圧ポンプの容量を大きくするポンプ容量復帰動作を開始するとともに、前記開口部を通過する作動油の流量を調整することで前記ブレーキバルブにおいて発生させている前記作動油の圧力損失を前記ポンプ容量復帰動作の開始から所定の時間経過後に消失させるようなブレーキ解除動作を実行することが望ましい。
【００１８】
本構成によれば、ポンプ容量復帰動作においてポンプ容量の増大に所定の時間がかかる場合であっても、ポンプ容量が増大する前に、ブレーキバルブにおいて発生されていた圧力損失が消失することが抑止される、換言すればブレーキバルブが全開となることが抑止される。この結果、ブレーキ圧力が過渡的に低下する現象を防止することができる。
【００１９】
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。
【００２０】
本構成によれば、作業機械の作業中に、旋回モータの回転速度に応じて旋回モータの吐出流量が変化することや、油圧ポンプの吐出流量が変化することがあっても、被操作部の操作量に応じて旋回モータに所望のブレーキ力を付与することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、旋回体の旋回速度が変化する場合であっても、被操作部がうける操作量に応じて旋回モータに所望のブレーキ力を付与することが可能であり、旋回ブレーキ動作における操作性が向上した旋回駆動装置、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】
【００２２】
【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】本発明の第１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。
【図３】本発明の第１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】本発明の第１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た場合の図２の旋回駆動装置の油圧回路図の一部を示す図である。
【図５】本発明の第１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６】本発明の第１実施形態に係る旋回駆動装置において、レバー操作量およびモータ回転速度と目標圧との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の第１実施形態に係る旋回駆動装置において、レバー操作量と目標圧との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第１実施形態に係る旋回駆動装置において、レバー操作量と目標圧との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の第２実施形態に係る作業機械の旋回駆動装置の油圧回路図を示す図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る作業機械の旋回駆動装置の油圧回路図を示す図である。
【図１１】本発明の第４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１２】本発明の第５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１３】本発明の第５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の一部である。
【図１４】本発明の第８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。
【図１５】本発明の第８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た場合の図１４の旋回駆動装置の油圧回路図の一部を示す図である。
【図１６】本発明の第８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た場合の図１４の旋回駆動装置の油圧回路図の一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ、本発明の第１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。
【００２４】
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、後記の操作レバー５６およびブレーキ調整装置９０（図２、図３）が備えられている。
【００２５】
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。
【００２６】
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（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と上部スプレッダ１３１との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。
【００２７】
クレーン１０は、更に、吊り荷（被吊り上げ体）の巻上げ及び巻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の巻上げ及び巻下げが行われる。
【００２８】
＜第１実施形態＞
クレーン１は、更に旋回駆動装置１００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１００の油圧回路図である。旋回駆動装置１００は、走行体１１に対して旋回体１０を相対的に旋回駆動する。
【００２９】
旋回駆動装置１００は、旋回モータ２０と、回転速度センサ２０Ｓ（回転検出部）と、油圧ポンプ５２と、第１供給ライン５５Ａ（第１油路）と、第２供給ライン５５Ｂ（第２油路）と、ブリードオフライン５５Ｃ（排出用油路）と、コントロールバルブ５４と、操作レバー５６（被操作部）と、リリーフ弁５９と、ブレーキバルブ７１と、コントローラ８０と、ブレーキ調整装置９０と、を備える。なお、図２乃至図４に示される圧力センサ５２Ｐは、後記の実施形態（第６実施形態）において説明されるものであり、本実施形態においては、必ずしも必須な構成ではない（図９、図１０も同様）。
【００３０】
旋回モータ２０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。具体的に、旋回モータ２０は、ピニオンを含むモータ軸を備え、旋回体１０に固定されている。一方、走行体１１は、円周状に形成された不図示の旋回ギアを備える。旋回モータ２０のピニオンと旋回ギアとが噛み合うことで、旋回モータ２０の回転に応じて旋回体１０が旋回する。このため、旋回モータ２０は、旋回ギアの円周付近に位置するように配置されている。旋回モータ２０は、旋回体１０を旋回駆動する油圧式の旋回モータである。旋回モータ２０は、モータ第１ポート２０Ａ（第１ポート）およびモータ第２ポート２０Ｂ（第２ポート）を有する。旋回モータ２０は、モータ第１ポート２０Ａ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（たとえば左方向）に旋回させるとともに、モータ第２ポート２０Ｂを通じて作動油を排出する。一方、旋回モータ２０は、モータ第２ポート２０Ｂ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（たとえば右方向）に旋回させるとともにモータ第１ポート２０Ａを通じて作動油を排出する。
【００３１】
回転速度センサ２０Ｓは、旋回モータ２０の回転速度（または回転数）を検出する。また、回転速度センサ２０Ｓは、旋回モータ２０の回転方向（第１方向、第２方向）を検出する。
【００３２】
油圧ポンプ５２は、不図示のエンジン（駆動源）の駆動力をうけ、旋回モータ２０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５２は、可変容量型油圧ポンプからなり、当該油圧ポンプ５２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５２の容量ｑｐ（押しのけ容積）が変化し、これにより油圧ポンプ５２から吐出される作動油の流量であるポンプ吐出流量Ｑｐ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８２（図３）から出力される。
【００３３】
第１供給ライン５５Ａおよび第２供給ライン５５Ｂは、それぞれ図２に示すように、油圧ポンプ５２と旋回モータ２０のモータ第１ポート２０Ａおよびモータ第２ポート２０Ｂとを連通する油路である。ブリードオフライン５５Ｃは、コントロールバルブ５４のバルブ位置に応じて第１供給ライン５５Ａおよび第２供給ライン５５Ｂに連通可能とされ、作動油（旋回モータ２０から排出される戻り油）をタンクに導く油路である。本実施形態では、ブリードオフライン５５Ｃは、ブレーキライン５５Ｄを備える。ブレーキライン５５Ｄは、コントロールバルブ５４の切換え位置に応じて、ブリードオフライン５５Ｃの一部を構成する。ブレーキライン５５Ｄは、コントロールバルブ５４の開口Ａ３、Ｂ３およびＣ３に連通可能とされている。
【００３４】
コントロールバルブ５４は、油圧ポンプ５２と旋回モータ２０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５４は、油圧ポンプ５２から旋回モータ２０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５４は、第１供給ライン５５Ａを介して旋回モータ２０のモータ第１ポート２０Ａに接続され、かつ、第２供給ライン５５Ｂを介して旋回モータ２０のモータ第２ポート２０Ｂに接続される。
【００３５】
コントロールバルブ５４は、本実施形態では電磁切換式の方向切換弁（電磁弁）により構成され、当該コントロールバルブ５４に入力される切換信号に応じて左旋回位置５４Ａ（第１旋回用位置）、中立位置５４Ｂ（中立旋回用位置）および右旋回位置５４Ｃ（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５４は、一対のパイロットポート、すなわち左旋回パイロットポート５３Ａおよび右旋回パイロットポート５３Ｂを有する。コントロールバルブ５４は、左旋回パイロットポート５３Ａ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５４Ｂに保たれる。コントロールバルブ５４は、左旋回パイロットポート５３Ａにパイロット圧が入力されると左旋回位置５４Ａに切換えられ、右旋回パイロットポート５３Ｂにパイロット圧が入力されると右旋回位置５４Ｃに切換えられる。そして、コントロールバルブ５４は、前記パイロット圧に応じた開口面積で開弁し、作動油の流量を変化させる。
【００３６】
コントロールバルブ５４の左旋回位置５４Ａには、開口Ａ１、Ａ２、Ａ３が形成されている。左旋回位置５４Ａでは、コントロールバルブ５４は、油圧ポンプ５２から吐出される作動油を開口Ａ１で受け入れ、当該作動油を第１供給ライン５５Ａを通じてモータ第１ポート２０Ａに供給するとともに、モータ第２ポート２０Ｂから排出される作動油を開口Ａ２で受け入れ、当該作動油をブリードオフライン５５Ｃを通じてタンクに導く油路を形成する。なお、開口Ａ３は、主に後記のブレーキ動作において機能する。コントロールバルブ５４の右旋回位置５４Ｃには、開口Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が形成されている。右旋回位置５４Ｃでは、コントロールバルブ５４は、油圧ポンプ５２から吐出される作動油を開口Ｃ２で受け入れ、当該作動油を第２供給ライン５５Ｂを通じてモータ第２ポート２０Ｂに供給するとともに、モータ第１ポート２０Ａから排出される作動油を開口Ｃ１で受け入れ、当該作動油をブリードオフライン５５Ｃを通じてタンクに導く油路を形成する。なお、開口ｃ３は、主に後記のブレーキ動作において機能する。また、コントロールバルブ５４の中立位置５４Ｂには、開口Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３が形成されている。中立位置５４Ｂでは、コントロールバルブ５４は、開口Ｂ１およびＢ２を通じて、当該コントロールバルブ５４よりも油圧ポンプ５２に近い位置で第１供給ライン５５Ａと第２供給ライン５５Ｂとを互いに連通する油路を形成することで、モータ第１ポート２０Ａとモータ第２ポート２０Ｂとの間で作動油が循環することを許容する。
【００３７】
操作レバー５６は、キャブ１２（図１）内に配置され、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。操作レバー５６は、旋回体１０を前記第１方向に旋回させる第１操作領域Ｓ１と、旋回体１０を前記第２方向に旋回させる第２操作領域Ｓ２と、第１操作領域と第２操作領域との間の中立操作領域ＳＳ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Ｓ１および第２操作領域Ｓ２における当該操作レバー５６の操作量は可変とされている。
【００３８】
操作レバー５６が作業者によって第１操作領域Ｓ１に操作されると（第１旋回操作）、操作レバー５６がうける操作量に応じて図２の左旋回指令ライン５７Ａを通じてコントロールバルブ５４の左旋回パイロットポート５３Ａへのパイロット圧が変化（減圧）される。また、操作レバー５６が作業者によって第２操作領域Ｓ２に操作されると（第２旋回操作）、操作レバー５６がうける操作量に応じて図２の右旋回指令ライン５７Ｂを通じて、コントロールバルブ５４の右旋回パイロットポート５３Ｂへのパイロット圧が変化（減圧）される。なお、操作レバー５６がうける操作情報（操作領域、操作量）は、コントローラ８０にも送信される。
【００３９】
リリーフ弁５９は、ブリードオフライン５５Ｃの圧力が所定の圧力を超えないように作動する。詳しくは、リリーフ弁５９は、一次圧がリリーフ圧に達すると開弁することにより、当該一次圧をリリーフ圧以下の圧力に保つように作動する。
【００４０】
ブレーキバルブ７１は、ブリードオフライン５５Ｃの一部を構成するブレーキライン５５Ｄに配置される。本実施形態では、ブレーキバルブ７１は、図２に示すように流量制御弁（電磁比例弁）である。ブレーキバルブ７１は、旋回モータ２０による旋回体１０の旋回動作が行われる際には、ブレーキライン５５Ｄにおける作動油の流通を遮断する。一方、旋回体１０に対するブレーキ動作が行われる際には、ブレーキバルブ７１は、後記のコントローラ８０から受ける指令信号に応じて、ブレーキライン５５Ｄにおける作動油の流量を調整することで、旋回モータ２０に対するブレーキ圧を調整する。
【００４１】
ブレーキバルブ７１は、ブレーキライン５５Ｄ（ブリードオフライン５５Ｃ）における作動油の流通を許容する開口部を形成している。そして、ブレーキバルブ７１は、前記開口部の開口面積を変化させることで、当該開口部を通過する作動油の流量を変化させるように作動する。
【００４２】
ブレーキ調整装置９０は、作業者の好みの操作感覚に応じた、旋回モータ２０にかかるブレーキ力を調整する調整量をコントローラ８０に出力する機能を備える。ブレーキ調整装置９０は、キャブ１２（図１）内に配置されており、不図示の操作ダイヤル、トリマなどを含む。
【００４３】
図３は、本実施形態に係る旋回駆動装置１００のコントローラ８０（制御部）の電気的なブロック図である。コントローラ８０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、回転速度センサ２０Ｓ、操作レバー５６、ブレーキ調整装置９０、油圧ポンプ５２およびブレーキバルブ７１などに電気的に接続されている。なお、コントローラ８０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。
【００４４】
コントローラ８０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、ブレーキ状態判定部８１、油圧ポンプ制御部８２（ポンプ制御部）、ブレーキ弁制御部８３、ブレーキ量演算部８４および記憶部８５を機能的に有するよう動作する。
【００４５】
ブレーキ状態判定部８１は、回転速度センサ２０Ｓと操作レバー５６を通じて、旋回モータ２０に対するブレーキ指令が入力された否かを判定する。
【００４６】
油圧ポンプ制御部８２は、可変容量型の油圧ポンプ５２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５２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５２から吐出される作動油の流量であるポンプ吐出流量Ｑｐが変化する。
【００４７】
ブレーキ弁制御部８３は、旋回モータ２０に対する第１旋回操作（左旋回）、第２旋回操作（右旋回）、第１ブレーキ操作（左旋回ブレーキ）および第２ブレーキ操作（右旋回ブレーキ）が操作レバー５６に入力されることに対応して、ブレーキバルブ７１の開口部の開口面積を切換える。
【００４８】
ブレーキ量演算部８４は、操作レバー５６に入力される操作量などに応じて、旋回モータ２０に対するブレーキ圧（ブレーキ量）を演算する。
【００４９】
記憶部８５は、ブレーキ状態判定部８１、油圧ポンプ制御部８２、ブレーキ弁制御部８３、ブレーキ量演算部８４によって参照される各種のパラメータなどを予め記憶している。
【００５０】
図４は、本実施形態に係るクレーン１の旋回体１０がブレーキ指令をうけた場合の図２の油圧回路図の一部を示す図である。
【００５１】
＜ブレーキ力の調整について＞
図２および図４を参照して、旋回モータ２０が所定の方向に回転されている状態において、旋回モータ２０にブレーキ指示が発せられた場合の旋回駆動装置１００の動作について説明する。前述のように、旋回駆動装置１００は、回転速度センサ２０Ｓ（図２）を備えている。このため、回転速度センサ２０Ｓが検出する旋回モータ２０の回転方向と、操作レバー５６（図２）が受ける操作方向（操作領域）とが異なる場合、コントローラ８０のブレーキ状態判定部８１は、旋回モータ２０（旋回体１０）に対するブレーキ操作が入力されたと判定することができる。
【００５２】
より詳しくは、図２において、旋回体１０の旋回動作が停止した状態で、操作レバー５６が旋回体１０を左方向に旋回させる第１操作領域Ｓ１に操作されると、操作レバー５６から左旋回指令ライン５７Ａを介して左旋回パイロットポート５３Ａのパイロット圧が変化される。当該操作情報は、コントローラ８０のブレーキ状態判定部８１にも出力される。そして、コントロールバルブ５４が左旋回位置５４Ａに切換えられる。この際、回転速度センサ２０Ｓが検出する旋回モータ２０の回転方向（旋回方向）が左方向の場合、ブレーキ状態判定部８１は旋回モータ２０が通常の駆動操作（旋回操作）を受けていると判定する。一方、旋回モータ２０の回転方向が右方向の場合、ブレーキ状態判定部８１は、旋回モータ２０がブレーキ操作を受けていると判定する。すなわち、ブレーキ状態判定部８１は、操作レバー５６が受ける操作の方向と旋回モータ２０の回転方向とが逆の場合に、ブレーキ状態（減速状態）と判定する。
【００５３】
上記のようなブレーキ状態判定部８１によるブレーキ状態の判定について、ノイズ等により当該判定が振動的となり制御の不安定化を招くことを抑止するために、それぞれの検出値に対する判定閾値にヒステリシスを設けてもよい。具体的に、回転速度センサ２０Ｓを用いた旋回状態の判定においては、旋回モータ２０の回転速度０（ゼロ）が閾値とされ、ブレーキ状態判定部８１が、回転速度センサ２０Ｓの検出速度と当該閾値とを比較することで、旋回モータ２０の回転方向を判定しても良い。また、予め任意の回転速度の閾値が設定され、回転速度センサ２０Ｓの検出速度が当該閾値以下の場合、ブレーキ状態判定部８１は中立状態であると判定し、回転速度センサ２０Ｓの検出速度が当該閾値を超えた場合に、ブレーキ状態判定部８１は旋回モータ２０が所定の方向に回転していると判定しても良い。また、当該閾値は中立状態から回転状態に切り替わる場合と、回転状態から中立状態に切り替わる場合とで異なる値に設定されてもよい。
【００５４】
更に、操作レバー５６の操作方向の判定においても、ブレーキ状態判定部８１は、操作レバー５６の操作量０（ゼロ）を閾値として操作方向を判定しても良いし、予め任意の操作量の閾値が設定され、操作レバー５６が受ける操作量が当該閾値以下の範囲では非操作状態であると判定し、操作レバー５６が受ける操作量が当該閾値を超えた場合に特定方向に操作されていると判定しても良い。また、当該閾値は非操作状態から操作状態に切り替わる場合と、操作状態から非操作状態に切り替わる場合とで異なる値に設定されてもよい。
【００５５】
なお、旋回体１０の通常の旋回動作では、たとえば操作レバー５６が中立操作領域ＳＳから第１操作領域Ｓ１に操作され旋回体１０が左方向に旋回している場合、コントロールバルブ５４は左旋回位置５４Ａに設定される。この状態から旋回体１０にブレーキをかけるために、作業者は、操作レバー５６を第１操作領域Ｓ１から中立操作領域ＳＳを経由して第２操作領域Ｓ２に操作する。旋回体１０が左方向に旋回している場合、第１供給ライン５５Ａからモータ第１ポート２０Ａに作動油が供給され、旋回モータ２０のモータ第２ポート２０Ｂから作動油が吐出される。ブレーキ操作の過程において、操作レバー５６が一時的に中立操作領域ＳＳに位置すると、コントロールバルブ５４は中立位置５４Ｂに設定される。この場合、旋回モータ２０から吐出された作動油は、第２供給ライン５５Ｂからコントロールバルブ５４の開口Ｂ２、Ｂ１を経由して、旋回モータ２０のモータ第１ポート２０Ａに流入する。また、油圧ポンプ５２が吐出する作動油の一部は、ブレーキライン５５Ｄ、開口Ｂ３およびブリードオフライン５５Ｃの下流側部分を経由してタンクに排出されることが可能である。しかしながら、操作レバー５６が中立操作領域ＳＳに設定された状態では、開口Ｂ１、Ｂ２およびＢ３の開口面積は大きく設定されているため、作動油の圧力損失は小さく、旋回モータ２０に大きなブレーキ力が作用することはない。この結果、旋回モータ２０は慣性によって回転し続ける。この際、ブレーキバルブ７１の開口が最大となるように、ブレーキ弁制御部８３がブレーキバルブ７１の開弁動作を制御することで、ブレーキバルブ７１が旋回モータ２０の回転挙動に影響を与えることが抑止される。
【００５６】
上記のブレーキ操作の過程において、作業者によって、操作レバー５６が中立操作領域ＳＳから第２操作領域Ｓ２に更に操作されると、コントロールバルブ５４が右旋回位置５４Ｃに設定される。この結果、左方向に旋回されている旋回体１０に対するブレーキ動作が実行される。なお、コントロールバルブ５４は、中立位置５４Ｂから右旋回位置５４Ｃに徐々に切換る。この際、図２の旋回モータ２０と油圧ポンプ５２との間の各油路を、図４のようにモデル化することができる。すなわち、図４を参照して、操作レバー５６の操作に応じて、コントロールバルブ５４の開口Ｂ１は閉じていき、開口Ｂ２は開口Ｃ２に切換る。また、開口Ｂ３は開口Ｃ３に切換り、開口Ｃ１は開いていく。
【００５７】
旋回モータ２０から吐出された作動油は、第２供給ライン５５Ｂから開口Ｂ２（Ｃ２）を通過して油圧ポンプ５２の吐出ラインに流入した後、油圧ポンプ５２が吐出した作動油と合流する。合流した作動油の一部は、開口Ｂ１を通過して第１供給ライン５５Ａから旋回モータ２０に流入する。ただし、開口Ｂ１は徐々に閉じていくため、圧力損失が生じる。また、合流した作動油の残りは、ブレーキバルブ７１、開口Ｂ３（Ｃ３）を通過してブリードオフライン５５Ｃからタンクに排出される。
【００５８】
ここで、図４の示すように、作動油の油路のうち油圧ポンプ５２とコントロールバルブ５４との間であって、第１供給ライン５５Ａおよび第２供給ライン５５Ｂの分岐点よりも上流側における作動油の圧力（ポンプ下流側圧力）がＰｐ（ＭＰａ）、旋回モータ２０の吸入側圧力がＰ１（ＭＰａ）、旋回モータ２０の吐出側圧力がＰ２（ＭＰａ）、ブリードオフライン５５Ｃの圧力がＰｒ（ＭＰａ）と定義される。また、開口Ｂ２（開口Ｃ２）における差圧がΔＰｂ２（Ｍｐａ）と定義される。なお、開口Ｂ２（開口Ｃ２）の開口面積は相対的に大きく設定されているため、ΔＰｂ２は充分小さいと仮定してもよい。このため、旋回モータ２０の吐出側圧力Ｐ２は、下記の式１を満たす。
【００５９】
【数１】
2019002558.tif 000003
【００６０】
この結果、旋回モータ２０のモータ第１ポート２０Ａ側とモータ第２ポート２０Ｂ側との間の差圧（モータ差圧ΔＰｍ）は、下記の式２によって導かれる。
【００６１】
【数２】
2019002558.tif 000004
【００６２】
更に、旋回モータ２０の容量がｑｍ（ｃｃ）と定義されると、旋回モータ２０のモータトルクＴｍは、下記の式３によって導かれる。
【００６３】
【数３】
2019002558.tif 000005
【００６４】
式３から、旋回モータ２０のモータ差圧ΔＰｍの値を変化させることによって、旋回モータ２０にかかるブレーキ力Ｔｍを制御することが可能となる。そして、モータ差圧ΔＰｍは、ポンプ下流側圧力Ｐｐを調整することで変化させることができる（式２）。ここで、圧力Ｐ１、Ｐｒは、ブレーキ動作時において圧力Ｐ２、Ｐｐと比較して低圧であり、その変動量も小さい。このため、これらの圧力は、予め設定された定数とみなされてもよく、また、ゼロに近似されてもよい。
【００６５】
次にブレーキバルブ７１を制御する方法について説明する。旋回モータ２０の作動油の吐出流量がＱｍ（Ｌ／ｍｉｎ）と定義され、油圧ポンプ５２の作動油の吐出流量がＱｐ（Ｌ／ｍｉｎ）と定義される。また、旋回モータ２０の回転数がＮｍ（ｒｐｍ）と定義され、油圧ポンプ５２の回転数がＮｐ（ｒｐｍ）と定義される。この際、旋回モータ２０の吐出流量Ｑｍ、油圧ポンプ５２の吐出流量がＱｐは、下記の式４、式５によって導かれる。なお、ｑｐ（ｃｃ）は油圧ポンプ５２のポンプ容量である。
【００６６】
【数４】
2019002558.tif 000006
【００６７】
【数５】
2019002558.tif 000007
【００６８】
また、ポンプ下流側圧力Ｐｐの目標圧がＰｔと定義されると、目標状態において開口Ｂ１を通過する作動油の流量Ｑｂ１は、下記の式６によって導出される。
【００６９】
【数６】
2019002558.tif 000008
【００７０】
なお、Ｃｖは、作動油の流量係数であり、Ａｂ１は、開口Ｂ１の開口面積（ｍｍ２）であり、既知の値として記憶部８５に格納されている。更に、目標状態において開口Ｂ３を通過する作動油の流量Ｑｂ３は、下記の式７によって導出される。
【００７１】
【数７】
2019002558.tif 000009
【００７２】
ここで、前述のように、圧力Ｐ１、Ｐｒは、ブレーキ動作時において圧力Ｐ２、Ｐｐと比較して低圧であり、その変動量も小さい。このため、これらの圧力は、予め設定された定数とみなされてもよく、また、ゼロに近似されてもよい。一方、目標状態において開口Ｂ３（Ｃ３）で生じる差圧ΔＰ３（ＭＰａ）は、開口Ｂ３（Ｃ３）の開口面積をＡｂ３（ｍｍ２）と定義すると、下記の式８によって導出される。
【００７３】
【数８】
2019002558.tif 000010
【００７４】
なお、Ａｂ３は、既知の値として記憶部８５に予め記憶されている。以上より、ブレーキバルブ７１において発生させるブレーキバルブ制御圧ΔＰｋは、下記の式９より導出される。
【００７５】
【数９】
2019002558.tif 000011
【００７６】
上記において、ブリードオフライン５５Ｃの圧力Ｐｒは定数またはゼロとみなすこともできる。このブレーキバルブ制御圧ΔＰｋを用いて、ブリードオフバルブ７１の開口面積Ａｋ（ｍｍ２）は、下記の式１０によって導出される。
【００７７】
【数１０】
2019002558.tif 000012
【００７８】
以上のように、ブレーキバルブ７１の開口面積Ａｋを調整することによって、式２よりモータ差圧ΔＰｍが目標圧Ｐｔおよび圧力Ｐ１によってＰｔ−Ｐ１に設定され（差圧ΔＰｂ２はゼロとみなす）、旋回モータ２０に狙いのブレーキ力を付与することができる。すなわち、本実施形態では、ポンプ下流側圧力Ｐｐを目標圧Ｐｔに設定することによって、モータ差圧ΔＰｍが調整され、狙いのブレーキ力が付与される。そして、ポンプ下流側圧力Ｐｐを目標圧Ｐｔに設定するために、ブレーキバルブ７１の開口面積Ａｋが調整される。ここで、式７には、旋回モータ２０の吐出流量Ｑｍが含まれているため、ブレーキ力に対する旋回モータ２０の回転速度の影響を打ち消すように、ブレーキバルブ７１の開口面積Ａｋを設定することができる。
【００７９】
＜ブレーキ処理フローについて＞
図５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を参照して、旋回モータ２０のブレーキ動作の処理フローについて説明する。クレーン１の使用時に、コントローラ８０のブレーキ状態判定部８１（図３）は、旋回モータ２０のブレーキ状態を判定する（ステップＳ１）。すなわち、旋回モータ２０が左方向（第１方向）に旋回している状態で操作レバー５６が第１操作領域Ｓ１から中立操作領域ＳＳを経由して第２操作領域Ｓ２に至る操作（第１ブレーキ操作）を受けた場合、または、旋回モータ２０が右方向（第２方向）に旋回している状態で操作レバー５６が第２操作領域Ｓ２から操作中間領域ＳＳを経由して第１操作領域Ｓ１に至る操作（第２ブレーキ操作）を受けた場合に、ブレーキ状態判定部８１は、旋回モータ２０がブレーキ状態であると判定する（ステップＳ１でＹＥＳ）。
【００８０】
次に、コントローラ８０のブレーキ量演算部８４が、旋回モータ２０の回転速度（回転数Ｎｍ）から旋回モータ２０の吐出流量Ｑｍを式４に基づいて演算する（ステップＳ２）。
【００８１】
次に、ブレーキ量演算部８４は、ブレーキバルブ７１において発生させるブレーキバルブ制御圧ΔＰｋを決定する（図５のステップＳ３）。この際、ブレーキ量演算部８４は、記憶部８５に格納された目標圧Ｐｔおよび圧力Ｐ１、Ｐｒを取得する。図６は、操作レバー５６の操作量（レバー操作量Ｒ）およびモータ回転速度Ｍと目標圧Ｐｔとの関係を示すグラフである。図６に示されるような目標圧Ｐｔの情報が、記憶部８５に予め格納されている。目標圧Ｐｔは操作レバー５６の操作量Ｒおよび旋回モータ２０の回転速度Ｍ（または回転数Ｎｍ）に応じて設定されている。特に、図６に示すように、旋回モータ２０の回転速度が大きいほど、目標圧Ｐｔが大きく設定されているため、旋回モータ２０に過剰なブレーキ力がかかることが抑止される。そして、ブレーキ量演算部８４は、取得された圧力Ｐ１、Ｐｒ、目標圧Ｐｔをもとに、ブレーキバルブ制御圧ΔＰｋ（差圧）を算出する。
【００８２】
次に、ブレーキ量演算部８４は、ブレーキバルブ７１の開口面積Ａｋ（ブレーキバルブ開口面積Ａｋ）を演算する（ステップＳ４）。そして、ブレーキ量演算部８４は、式４乃至式１０に基づいて、ブレーキバルブ７１の開口面積Ａｋ（ブレーキバルブ開口面積Ａｋ）を演算する。
【００８３】
この結果、ブレーキ弁制御部８３が、ブレーキバルブ７１を制御して、開口部の開口面積を調整する（ステップＳ５）。なお、図５のステップＳ１において、旋回モータ２０がブレーキ状態ではないと判定された場合（ステップＳ１でＮＯ）、ブレーキ弁制御部８３はブレーキバルブ７１の開口面積を最大の面積に設定する。この結果、ブレーキバルブ７１の開口部が全開とされる（ステップＳ６）。
【００８４】
以上のように、本実施形態では、ブレーキ弁制御部８３は、ポンプ下流側圧力Ｐｐが、操作レバー５６がうける操作量に応じた所定の目標圧Ｐｔとなるように、ブレーキバルブ７１の開口部の開口面積を調整し、ブレーキバルブ７１において作動油に圧力損失を発生させる。この結果、クレーン１の作業中に、旋回モータ２０の回転速度に応じて旋回モータ２０の吐出流量Ｑｍが変化することや、油圧ポンプ５２の吐出流量Ｑｐが変化することがあっても、操作レバー５６の操作量に応じて旋回モータ２０に所望のブレーキ力を付与することができる。
【００８５】
特に、本実施形態では、ブレーキバルブ７１は、開口部の開口面積が連続的に変化するように、当該開口面積を調整可能な流量制御弁からなる。そして、ブレーキ弁制御部８３は、操作レバー５６がブレーキ操作をうけた場合に、旋回モータ２０の差圧が目標圧Ｐｔとなるようにブレーキバルブ７１の開口面積を調整する。この結果、ブレーキバルブ７１の開口部を通過する作動油の流量を高い精度で調整することができるとともに、操作レバー５６の操作に応じて、旋回モータ２０にかかるブレーキ力をスムーズに調整することが可能となる。
【００８６】
なお、上記では、図６のように予め記憶部８５（図３）に格納された目標圧Ｐｔに応じて旋回モータ２０のブレーキ力が調整される態様にて説明したが、作業者によって当該ブレーキ力が好みの大きさに更に調整されてもよい。図７および図８は、それぞれ、旋回駆動装置１００において、操作レバー５６のレバー操作量Ｒと目標圧Ｐｔとの関係を示すグラフである。作業者がキャブ１２においてブレーキ調整装置９０を操作すると、ブレーキ量演算部８４がブレーキ操作時に目標圧Ｐｔの値を補正する。図７では、作業者が、ブレーキ調整装置９０をブレーキ力アップ側に調整すると、レバー操作量Ｒが大きいほど目標圧Ｐｔが増大される。一方、作業者が、ブレーキ調整装置９０をブレーキ力ダウン側に調整すると、レバー操作量Ｒが大きいほど目標圧Ｐｔが減少される。一方、図８では、レバー操作量Ｒの中央付近において、ブレーキ力を大きく補正することができる。このように補正された目標圧Ｐｔは、図５のステップＳ２、Ｓ３において、参照される（式６、式９）。
【００８７】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図９は、本実施形態に係るクレーン１の旋回駆動装置１００Ａの油圧回路図を示す図である。本実施形態では、第１実施形態と比較して、コントロールバルブ５４の構成およびブレーキバルブ７１の配置において相違するため、当該相違点について説明する。
【００８８】
本実施形態では、図９に示すように、コントロールバルブ５４は、図３の開口Ａ３、Ｂ３およびＣ３を備えていない。また、ブリードオフライン５５Ｃは、前述のブレーキライン５５Ｄを備えていない。そして、ブレーキバルブ７１は、第１供給ライン５５Ａと第２供給ライン５５Ｂとが合流する合流位置とタンクとの間において、ブリードオフライン５５Ｃ上に配置されている。このような構成であっても、クレーン１の作業中に、旋回体１０のブレーキ動作が指令されると、ブレーキバルブ７１の開口が調整され、ブリードオフライン５５Ｃにおいて旋回モータ２０からの戻り油に対して圧力損失が付与される。そして、当該ブレーキ動作に対して、旋回モータ２０の回転速度に応じて旋回モータ２０の吐出流量Ｑｍが変化することや、油圧ポンプ５２の吐出流量Ｑｐが変化することがあっても、操作レバー５６の操作量に応じた所望のブレーキ力を旋回モータ２０に付与することができる。
【００８９】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図１０は、本実施形態に係るクレーン１の旋回駆動装置１００の油圧回路図を示す図である。本実施形態では、上記の第２実施形態と比較して、ブレーキバルブ７２の構造において相違するため、当該相違点について説明する。
【００９０】
本実施形態では、ブレーキバルブ７２は、可変リリーフ弁である。具体的には、可変リリーフ弁は、一次圧がリリーフ圧に達すると開弁することにより、当該一次圧をリリーフ圧以下の圧力に保つとともに、外部からの指令信号の入力によってリリーフ圧を変化させることが可能に構成されている。ブレーキバルブ７２は、ブリードオフライン５５Ｃのうちブレーキバルブ７２の開口部と油圧ポンプ５２との間の圧力（圧力Ｐｐ）を所定のリリーフ圧以下に保持するように開弁動作を行う。ブレーキバルブ７２のリリーフ圧は、コントローラ８０のブレーキ弁制御部８３によって制御される。
【００９１】
本実施形態では、コントローラ８０のブレーキ弁制御部８３（図３）は、操作レバー５６が前記第１ブレーキ操作または前記第２ブレーキ操作をうけた場合に、旋回モータ２０の差圧が目標圧Ｐｔとなるように、ブレーキバルブ７２のリリーフ圧を調整する。この結果、クレーン１の作業中に、旋回モータ２０の回転速度に応じて旋回モータ２０の吐出流量Ｑｍが変化することや、油圧ポンプ５２の吐出流量Ｑｐが変化することがあっても、操作レバー５６の操作量に応じた所望のブレーキ力を旋回モータ２０に付与することができる。
【００９２】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図１１は、図２の構成において、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。本実施形態では、第１実施形態と比較して、ブレーキ動作の処理フローのうち油圧ポンプ５２の容量低下制御において相違するため、当該相違点について説明する。
【００９３】
本実施形態では、コントローラ８０のブレーキ状態判定部８１（図３）が、旋回モータ２０がブレーキ状態であると判定すると（ステップＳ１１でＹＥＳ）、油圧ポンプ制御部８２（図３）が、旋回体１０を第１方向または第２方向に旋回させる場合（第１旋回操作、第２旋回操作）に比べて油圧ポンプ５２のポンプ容量ｑｐを小さくする（ステップＳ１２）。ここで、油圧ポンプ５２を駆動するエンジンへの負荷動力Ｗは、下記の式１１によって導かれる。
【００９４】
【数１１】
2019002558.tif 000013
【００９５】
ここで、Ｎｐは、油圧ポンプ５２の回転数である。したがって、旋回モータ２０への積極的な作動油の供給が不要なブレーキ操作時には、ポンプ容量ｑｐを小さく設定することで、クレーン１の省エネ化を実現することができる。なお、図１１のステップＳ１３からステップＳ１６までは、図５のステップＳ２からステップＳ５までと同様である。なお、ステップＳ１１において、ブレーキ状態判定部８１が旋回モータ２０のブレーキ状態ではないと判定すると、ブレーキバルブ７１の開口部の開口面積が最大の面積に調整され、ブレーキバルブ７１の開口部が全開とされる（ステップＳ１８）。
【００９６】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態について説明する。図１２は、図２の構成において、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り、図１３は図１２のステップＳ２４の内容を詳細に示したフローチャートである。本実施形態では、第４実施形態と比較して、ブレーキ動作の処理フローのうち目標圧Ｐｔの設定方法において相違するため、当該相違点を中心に説明する。
【００９７】
上記の第４実施形態では、旋回モータ２０のブレーキ動作に際して、油圧ポンプ５２のポンプ容量ｑｐが小さく設定されることで、クレーン１の省エネ化が実現される。しかしながら、ポンプ容量ｑｐが小さく設定されると、ブリードオフライン５５Ｃにおける作動油の流量（図４のＱｂ３）が低下する。この結果、ブリードオフライン５５Ｃにおいて発生する作動油の圧力損失が低下することで、ポンプ下流側圧力Ｐｐが下がり、旋回モータ２０に付与されるブレーキ力が低下する。本実施形態では、このブレーキ力の低下を補うように高い目標圧Ｐｔ（アシスト目標圧Ｐｔａ）が設定される。図１２のステップＳ２２において、油圧ポンプ制御部８２が油圧ポンプ５２のポンプ容量ｑｐを低下させると、図５のステップＳ２と同様に、旋回モータ２０の吐出容量Ｑｍが演算された後（ステップＳ２３）、アシスト目標圧Ｐｔａが演算される（ステップＳ２４）。アシスト目標圧Ｐｔａが演算された後、ステップＳ２５からステップＳ２７において、ブレーキバルブ７１の開口面積が演算された後、ブレーキバルブ７１の開口が調整される。
【００９８】
図１３を参照して、アシスト目標圧Ｐｔａの設定フローについて説明する。ここでは、一例として、旋回駆動装置１００がブレーキバルブ７１を備えない場合であって、ポンプ容量ｑｐが低下されない場合と同等のブレーキ力（作業者が従来の技術において馴染みのあるブレーキ感覚）が旋回モータ２０に設定されるための、アシスト目標圧Ｐｔａが演算される。
【００９９】
アシスト目標圧Ｐｔａの演算フローが開始されると（ステップＳ２４）、ブレーキ量演算部８４（図３）は、基準ブリードオフライン流量Ｑｂ３’（Ｌ／ｍｉｎ）を演算する（ステップＳ２４１）。ここで、基準ブリードオフライン流量Ｑｂ３’とは、ステップＳ２２において低下される前のポンプ容量ｑｐ’に応じた油圧ポンプ５２の吐出流量Ｑｐ’に基づく、ブリードオフライン５５Ｃに流れる作動油の流量である。基準ブリードオフライン流量Ｑｂ３’は、開口Ｂ１の開口面積Ａｂ１と開口Ｂ３の開口面積Ａｂ３を用いて下記の式１２によって算出される。
【０１００】
【数１２】
2019002558.tif 000014
【０１０１】
吐出流量Ｑｍは、ステップＳ２３の演算結果が参照される。圧力Ｐ１、圧力Ｐｒは、ゼロまたは定数とみなされてもよく、不図示の圧力計によって計測されてもよい。また、式１２のＱｐ’は、下記の式１３によって算出される。なお、Ｎｐは油圧ポンプ５２の回転数である。
【０１０２】
【数１３】
2019002558.tif 000015
【０１０３】
次に、ブレーキ弁制御部８３は、アシスト目標圧Ｐｔａを演算する（ステップＳ２４２）。当該アシスト目標圧Ｐｔａは、油圧ポンプ５２がポンプ容量ｑｐ’に設定された場合の開口Ｂ３（ブリードオフ開口）において生じる圧力損失に相当する。アシスト目標圧Ｐｔａは、下記の式１４によって算出される。
【０１０４】
【数１４】
2019002558.tif 000016
【０１０５】
基準ブリードオフライン流量Ｑｂ３’は、ステップＳ２４１の演算結果が参照される。また、流量係数Ｃｖおよび開口面積Ａｂ３は、予め記憶部８５（図３）に格納されている。また、前述のように、ブリードオフライン５５Ｃの圧力Ｐｒは、ゼロまたは定数とみなされてもよく、不図示の圧力計によって計測されてもよい。
【０１０６】
ステップＳ２４（Ｓ２４１〜Ｓ２４２）においてアシスト目標圧Ｐｔａが演算されると、図１２のステップＳ２５において、ブレーキバルブ７１において発生させる圧力（ブレーキバルブ制御圧ΔＰｋ）が演算される。この際、ブレーキ弁制御部８３は、目標状態において開口Ｂ１を通過する作動油の流量Ｑｂ１（Ｌ／ｍｉｎ）を、下記の式１５を用いて演算する。
【０１０７】
【数１５】
2019002558.tif 000017
【０１０８】
また、下記の式１６を用いて上記圧力ΔＰｋを演算する。
【０１０９】
【数１６】
2019002558.tif 000018
【０１１０】
アシスト目標圧Ｐｔａは、ステップＳ２４２の算出結果が参照される。その後、先の実施形態と同様に、図１２のステップＳ２６、Ｓ２７においてブレーキバルブ７１の開口部の開口面積が演算されるとともに、当該開口部の開度が調整される。
【０１１１】
このように、本実施形態では、旋回モータ２０のブレーキ動作に際して、油圧ポンプ５２のポンプ容量ｑｐの低下に伴うブレーキ力の低下を防止するまたは補うように、アシスト目標圧Ｐｔａが設定されるとともに、ブレーキバルブ７１の開口部の開口面積が調整される。このため、クレーン１の省エネ化と操作レバー５６の操作量に応じたブレーキ動作とが両立可能とされる。
【０１１２】
なお、本実施形態のように油圧ポンプ５２のポンプ容量ｑｐの低下に伴うブレーキ力の低下が抑止された後、操作レバー５６におけるブレーキ操作が解除されたことがブレーキ状態判定部８１によって判定されると、油圧ポンプ制御部８２が油圧ポンプ５２のポンプ容量ｑｐを復帰（増大）させるとともに、ブレーキ弁制御部８３がブレーキバルブ７１を全開にする。この際、油圧ポンプ５２とブレーキバルブ７１との間で応答性の違いがあると、油圧ポンプ５２のポンプ容量ｑｐが戻りきる前に、ブレーキバルブ７１が全開となり、ブレーキバルブ７１におけるブレーキ力が過渡的に低下する可能性がある。したがって、旋回モータ２０における減速状態（ブレーキ操作）の判定が解除された場合に、油圧ポンプ５２に対する容量増大指令よりも、ブレーキバルブ７１の開放動作に所定の遅れ（時間差）を生じさせることが望ましい。
【０１１３】
具体的に、操作レバー５６が前記第１ブレーキ操作後に第２操作領域Ｓ２から中立操作領域ＳＳに至る操作を受けると、ブレーキ状態判定部８１は、第１ブレーキ解除操作が実行されたと判定する。同様に、操作レバー５６が前記第２ブレーキ操作後に第１操作領域Ｓ１から中立操作領域ＳＳに至る操作を受けると、ブレーキ状態判定部８１は、第２ブレーキ解除操作が実行されたと判定する。この結果、油圧ポンプ制御部８２は、前記第１ブレーキ操作または前記第２ブレーキ操作をうけた場合に小さくされた油圧ポンプ５２の容量を大きくするポンプ容量復帰動作を開始する。更に、ブレーキ弁制御部８３は、ブレーキバルブ７１の開口部を通過する作動油の流量を調整することでブレーキバルブ７１において発生させている作動油の圧力損失を前記ポンプ容量復帰動作の開始から所定の時間（たとえば０．１ｓｅｃ）経過後に消失させるようなブレーキ解除動作を実行する。この際、ブレーキ弁制御部８３は、前記ポンプ容量復帰動作の開始から所定の時間経過後に、ブレーキバルブ７１に対する指令信号を出力する。当該指令信号を出力するまでの時間差は、各機器の応答性のバランスに応じて設定されればよく、たとえば１次遅れ特性に基づいて設定されてもよく、レートリミッタのように時間当たりの変化量を線形に制限する特性に基づいて設定されてもよい。いずれの場合であっても、油圧ポンプ５２の容量が復帰され始めてから所定の時間経過後に、ブレーキバルブ７１が完全に開放されるような制御が実行される。
【０１１４】
このような制御によって、ポンプ容量復帰動作において油圧ポンプ５２のポンプ容量ｑｐの増大に所定の時間（応答遅れ）がかかる場合であっても、ポンプ容量ｑｐが増大する前に、ブレーキバルブ７１において発生されていた圧力損失が消失することが抑止される、換言すれば、ブレーキバルブ７１が全開となることが抑止される。この結果、ブレーキバルブ７１のブレーキ圧力が過渡的に低下する現象を防止することができる。なお、ブレーキ状態判定部８１は、旋回モータ２０の旋回速度の変化に基づいて、ブレーキ操作が解除されたことを判定してもよい。
【０１１５】
なお、上記の第４実施形態および第５実施形態では、油圧ポンプ５２のポンプ容量ｑｐの低下に伴って旋回体１０に対するブレーキ力が低下するが、言い換えれば、旋回体１０に対するブレーキ力の設定領域（下限）を広げることが可能となる。したがって、旋回体１０に対するブレーキ力を小さく設定することが望まれる場合（図７、図８のブレーキ力ダウン参照）に、油圧ポンプ制御部８２が、通常旋回操作時と比較して油圧ポンプ５２のポンプ容量ｑｐを小さく設定する制御を行ってもよい。
【０１１６】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態では、先の第１実施形態と比較して、圧力センサ５２Ｐが用いられる点で相違するため、当該相違点を中心に説明し、共通する点の説明を省略する。前述のように、本実施形態に係る旋回駆動装置１００は、圧力センサ５２Ｐ（圧力検出部）を更に備える。圧力センサ５２Ｐは、作動油の油路において油圧ポンプ５２とコントロールバルブ５４との間に配置され、作動油の圧力（前述のポンプ下流側圧力Ｐｐ）を検出する。また、図３のように、前述のコントローラ８０は、圧力センサ５２Ｐに接続されている。更に、ブレーキ量演算部８４は、操作レバー５６に入力される操作量、圧力センサ５２Ｐによって検出されたポンプ下流側圧力Ｐｐなどに応じて、旋回モータ２０に対するブレーキ圧（ブレーキ量）を演算する。
【０１１７】
先の第１実施形態では、式６において、ポンプ下流側圧力Ｐｐの目標圧Ｐｔが代入される態様にて説明したが、本実施形態では、圧力センサ５２Ｐによって検出されたポンプ下流側圧力Ｐｐが、Ｐｔに代わって式６に代入される。第１実施形態では、所望の目標値Ｐｔを得るために、ブリードオフバルブ７１の開口面積Ａｋが直接算出、調整された。一方、本実施形態では、実際のポンプ下流側圧力Ｐｐが測定され、当該ポンプ下流側圧力Ｐｐに基づいて、ブリードオフバルブ７１の開口面積Ａｋが算出、調整される。このため、第１実施形態と比較して、ブリードオフバルブ７１の開口面積Ａｋの調整に若干の遅れが生じる。しかしながら、クレーン１などの建設機械では、油圧ポンプ５２の作動状況を確認するために、圧力センサ５２Ｐが予め備えられていることが多い。このため、圧力センサ５２Ｐの検出結果を利用して、ブリードオフバルブ７１の開口面積Ａｋを調整することができる。また、第１実施形態と比較して、記憶部８５（図３）に多くの目標値Ｐｔを記憶する領域を確保する必要が低減される。そして、本実施形態においても、ポンプ下流側圧力Ｐｐに基づいて、モータ差圧ΔＰｍが目標の圧力に調整され、旋回モータ２０に狙いのブレーキ力が付与される。また、先の第２〜第５実施形態に係る態様を本実施形態に適用してもよい。
【０１１８】
＜第７実施形態＞
次に、本発明の第７実施形態について説明する。本実施形態では、先の第１実施形態と比較して、圧力センサによってモータ差圧が検出される点で相違するため、当該相違点を中心に説明し、共通する点の説明を省略する。図４を参照して、本実施形態では、第１実施形態の油圧回路において、図４の圧力Ｐ１および圧力Ｐ２をそれぞれ測定する不図示の圧力センサが、第１供給ライン５５Ａおよび第２供給ライン５５Ｂに配設される。この結果、旋回モータ２０の上下流におけるモータ差圧ΔＰｍが測定可能とされる。
【０１１９】
本実施形態では、先の第１実施形態の式６、式９に代わって、下記の式１７、１８を用いることができる。モータ差圧ΔＰｍの目標圧がＰｔと定義されると、式１７によって目標状態において開口Ｂ１を通過する作動油の流量Ｑｂ１が導出される。
【０１２０】
【数１７】
2019002558.tif 000019
【０１２１】
また、ブレーキバルブ７１において発生させるブレーキバルブ制御圧ΔＰｋは、式１８より導出される。なお、ΔＰ３は、前述の式８によって導出される。
【０１２２】
【数１８】
2019002558.tif 000020
【０１２３】
また、式１７、式１８のいずれにおいても、開口Ｂ２（開口Ｃ２）における差圧ΔＰｂ２（Ｍｐａ）は、下記の式１９によって導出される。なお、開口Ｂ２の面積Ａｂ２が十分に大きい場合には、ΔＰｂ２をゼロとみなすこともできる。
【０１２４】
【数１９】
2019002558.tif 000021
【０１２５】
式１８によって導出されるブレーキバルブ制御圧ΔＰｋを用いて、ブリードオフバルブ７１の開口面積Ａｋ（ｍｍ２）は、前述の式１０によって導出される。
【０１２６】
以上のように、本実施形態においても、ブレーキバルブ７１の開口面積Ａｋを調整することによって、モータ差圧ΔＰｍがＰｔに設定され、旋回モータ２０に狙いのブレーキ力を付与することができる。すなわち、本実施形態では、旋回モータ２０のモータ差圧ΔＰｍを構成する圧力Ｐ１、Ｐ２が各圧力センサによって測定されることによって、モータ差圧ΔＰｍが操作レバー５６の操作量に応じた値に調整され、狙いのブレーキ力が付与される。そして、モータ差圧ΔＰｍが目標の値に設定されるために、ブレーキバルブ７１の開口面積Ａｋが調整される。ここで、式１９には、旋回モータ２０の吐出流量Ｑｍが含まれているため、ブレーキ力に対する旋回モータ２０の回転速度の影響を打ち消すように、ブレーキバルブ７１の開口面積Ａｋを設定することができる。
【０１２７】
また、本実施形態においても、前述の第４実施形態に加え、第５実施形態におけるアシスト目標圧Ｐｔａを用いた制御が適用可能である。この際、アシスト目標圧Ｐｔａの算出には、前述の式１４に代えて、下記の式２０を用いることができる。
【０１２８】
【数２０】
2019002558.tif 000022
【０１２９】
このような制御によれば、旋回モータ２０のブレーキ動作に際して、油圧ポンプ５２のポンプ容量ｑｐの低下に伴うブレーキ力の低下を防止するまたは補うように、アシスト目標圧Ｐｔａが設定されるとともに、ブレーキバルブ７１の開口部の開口面積が調整される。このため、クレーン１の省エネ化と操作レバー５６の操作量に応じたブレーキ動作とが両立可能とされる。
【０１３０】
＜第８実施形態＞
次に、本発明の第８実施形態について説明する。図１４は、本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。図１５は、本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た場合の図１４の旋回駆動装置の油圧回路図の一部を示す図である。図１６は、本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た場合の図１４の旋回駆動装置の油圧回路図の一部を示す図である。なお、図１５では、主に、各弁の開閉状態について示し、図１６では、主に、各弁における作動油の圧力（差圧）について示している。本実施形態では、第１実施形態と比較して、コントロールバルブ５４の構造において相違するため、当該相違点を中心に説明する。また、本実施形態では、先の第１実施形態と同様に、圧力センサ５２Ｐを必要としない。
【０１３１】
先の第１実施形態と同様に、コントロールバルブ５４は、本実施形態では電磁切換式の方向切換弁（電磁弁）により構成され、当該コントロールバルブ５４に入力される切換信号に応じて左旋回位置５４Ａ（第１旋回用位置）、中立位置５４Ｂ（中立旋回用位置）および右旋回位置５４Ｃ（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５４は、一対のパイロットポート、すなわち左旋回パイロットポート５３Ａおよび右旋回パイロットポート５３Ｂを有する。コントロールバルブ５４は、左旋回パイロットポート５３Ａ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５４Ｂに保たれる。コントロールバルブ５４は、左旋回パイロットポート５３Ａにパイロット圧が入力されると左旋回位置５４Ａに切換えられ、右旋回パイロットポート５３Ｂにパイロット圧が入力されると右旋回位置５４Ｃに切換えられる。そして、コントロールバルブ５４は、前記パイロット圧に応じた開口面積で開弁し、作動油の流量を変化させる。
【０１３２】
左旋回位置５４Ａでは、コントロールバルブ５４は、油圧ポンプ５２から吐出される作動油を第１供給ライン５５Ａを通じてモータ第１ポート２０Ａに供給するとともに、モータ第２ポート２０Ｂから排出される作動油をブリードオフライン５５Ｃを通じてタンクに導く油路を形成する。左旋回位置５４Ａには、開口Ａ１、Ａ２、Ａ３に加えＡ４が形成されている。右旋回位置５４Ｃでは、コントロールバルブ５４は、油圧ポンプ５２から吐出される作動油を第２供給ライン５５Ｂを通じてモータ第２ポート２０Ｂに供給するとともに、モータ第１ポート２０Ａから排出される作動油をブリードオフライン５５Ｃを通じてタンクに導く油路を形成する。右旋回位置５４Ｃには、開口Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３に加えＣ４が形成されている。また、中立位置５４Ｂでは、コントロールバルブ５４は、第１供給ライン５５Ａと第２供給ライン５５Ｂとを互いに連通することでモータ第１ポート２０Ａとモータ第２ポート２０Ｂとの間で作動油が循環することを許容する。中立位置５４Ｂには、開口Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３に加えＢ４およびＢ５が形成されている。また、前述のように、本実施形態では、圧力センサ５２Ｐが備えられていない。図１５、図１６では、圧力Ｐｐが図示されているが、当該圧力Ｐｐは各演算のために仮想的に示されているものである。なお、その他の旋回駆動装置１００の構造については、図２と同様である。
【０１３３】
先の第１実施形態では、コントロールバルブ５４が左旋回位置５４Ａに設定されると、右旋回位置５４Ｃに形成されているＣ１ラインが閉じられる。同様に、コントロールバルブ５４が右旋回位置５４Ｃに設定されると、左旋回位置５４Ａに形成されているＡ２ラインが閉じられる。また、コントロールバルブ５４が中立位置５４Ｂに設定されると、上記のＣ１ラインおよびＡ２ラインが閉じられる。一方、本実施形態では、コントロールバルブ５４が左旋回位置５４Ａに設定されると、Ａ４ラインを通じて上記のＣ１ラインが開いた状態とされる。同様に、コントロールバルブ５４が右旋回位置５４Ｃに設定されると、Ｃ４ラインを通じて上記のＡ２ラインが開いた状態とされる。更に、コントロールバルブ５４が中立位置５４Ｂに設定されると、Ｂ４およびＢ５ラインを通じて、上記のＣ１ラインおよびＡ２ラインが開いた状態とされる。
【０１３４】
図１４に示されるコントロールバルブ５４およびブレーキバルブ７１の構成においても、ブレーキ弁制御部８３によって、ブレーキバルブ７１の開口面積Ａｋが導出可能とされる。
【０１３５】
本実施形態においても、旋回体１０の通常の旋回動作では、たとえば操作レバー５６が中立操作領域ＳＳから第１操作領域Ｓ１に操作され旋回体１０が左方向に旋回している場合、コントロールバルブ５４は左旋回位置５４Ａに設定される。この状態から旋回体１０にブレーキをかけるために、作業者は、操作レバー５６を第１操作領域Ｓ１から中立操作領域ＳＳを経由して第２操作領域Ｓ２に操作する。この結果、コントロールバルブ５４が右旋回位置５４Ｃに設定され、左方向に旋回されている旋回体１０に対するブレーキ動作が実行される。この際、コントロールバルブ５４は、中立位置５４Ｂから右旋回位置５４Ｃに徐々に切換るため、図１４の旋回モータ２０と油圧ポンプ５２との間の各油路を、図１５および図１６のようにモデル化することができる。すなわち、図１５を参照して、操作レバー５６の操作に応じて、コントロールバルブ５４の開口Ｂ１は閉じていき、開口Ｂ２は開口Ｃ２に切換る。また、開口Ｂ３は開口Ｃ３に切換り、開口Ｂ４は開口Ｃ１に切換る。更に、開口Ｂ５は開口Ｃ４に切換る。
【０１３６】
旋回モータ２０から吐出された作動油は、第２供給ライン５５Ｂから開口Ｂ２（Ｃ２）を通過して油圧ポンプ５２の吐出ラインに流入した後、油圧ポンプ５２が吐出した作動油と合流する。合流した作動油の一部は、開口Ｂ１を通過して第１供給ライン５５Ａから旋回モータ２０に流入する。ただし、開口Ｂ１は徐々に閉じていくため、圧力損失が生じる。また、合流した作動油の残りは、ブレーキバルブ７１、開口Ｂ３（Ｃ３）を通過してブリードオフライン５５Ｃからタンクに排出される。なお、本実施形態では、第２供給ライン５５Ｂからコントロールバルブ５４に流入した作動油の一部は、ブレーキバルブ７１を経由することなく開口Ｂ５（Ｃ４）を通じてもブリードオフライン５５Ｃに流入することができる。また、コントロールバルブ５４が右旋回位置５４Ｃに至ると、前述のように開口Ｂ１が閉じられるため、第１供給ライン５５Ａから旋回モータ２０への作動油の流入はやがて遮断される。
【０１３７】
図１５および図１６において、前述の各符号に加え、開口Ｃ４における作動油の差圧がΔＰｃ４（Ｍｐａ）、開口Ｃ４の開口面積がＡｃ４（ｍｍ２）、開口Ｃ４を通過する作動油の流量がＱｃ４（Ｌ／ｍｉｎ）と定義される。また、本実施形態でも、第１供給ライン５５Ａにおいて旋回モータ２０に流入する作動油の圧力がＰ１（ＭＰａ）、旋回モータ２０から吐出された作動油の圧力がＰ２（ＭＰａ）、ブリードオフライン５５Ｃにおける作動油の圧力がＰｒ（ＭＰａ）、油圧ポンプ５２の吐出圧がＰｐ（ＭＰａ）と定義される。
【０１３８】
図１４乃至図１６を参照して、前述のブレーキ操作の途中で旋回モータ２０から吐出された作動油がコントロールバルブ５４を通じてタンクに導かれる油路が開いているとする。この場合、式７の代わりに下記の式２１が参照される。
【０１３９】
【数２１】
2019002558.tif 000023
【０１４０】
ここで、式２１における流量Ｑｃ４は、開口Ｃ４の開口面積Ａｃ４を用いて、下記の式２２によって導出される。
【０１４１】
【数２２】
2019002558.tif 000024
【０１４２】
式２１、式２２を先の第１実施形態に適用することで、式１０に基づいてブレーキバルブ７１の開口面積Ａｋを調整することによって、旋回モータ２０に狙いのブレーキ力を付与することができる。
【０１４３】
更に、本実施形態では、先の第４実施形態と同様に、省エネ化を目的として油圧ポンプ５２のポンプ容量ｑｐが低下される。更に、第５実施形態と同様に、ポンプ容量ｑｐが低下されない場合と同等のブレーキ力が旋回モータ２０に設定されるために、アシスト目標圧Ｐｔａが演算可能とされる。以下に、その導出過程について説明する。
【０１４４】
当該過程においても、図１４に示すように、ブレーキ操作の途中で旋回モータ２０から吐出された作動油がコントロールバルブ５４を通じてタンクに導かれる油路が開いているとする。この場合、図１６を参照して、油圧ポンプ５２の吐出圧Ｐｐの釣り合いから、下記の式２３が満たされる。
【０１４５】
【数２３】
2019002558.tif 000025
【０１４６】
ここでも、圧力ΔＰｂ１’、ΔＰｂ３’、ΔＰＥ’は、それぞれ油圧ポンプ５２のポンプ容量ｑｐが小さく設定される前の状態における開口Ｂ１、Ｂ３およびブレーキバルブ７１における差圧に相当する。式２３においても、先の第１実施形態と同様に、Ｐ１＝Ｐｒ＝０とみなすことができるため、式２３から式２４が導かれる。
【０１４７】
【数２４】
2019002558.tif 000026
【０１４８】
先と同様に、式２４に公知のオリフィスの式を適用すると、式２５が導かれる。
【０１４９】
【数２５】
2019002558.tif 000027
【０１５０】
なお、Ｃｖは、作動油の流量係数である。また、Ａｂ３＿ｎｅｗは、開口Ｂ３およびブレーキバルブ７１の開口（最大開口面積Ａｅ）を仮想的に一つの開口とみなした合成開口Ｂ３＿ｎｅｗの開口面積に相当する。開口面積Ａｂ３＿ｎｅｗは、下記の式２６によって導出される。
【０１５１】
【数２６】
2019002558.tif 000028
【０１５２】
ここで、開口Ｂ１を通過する作動油の流量Ｑｂ１’は、下記の式２７から導かれる。
【０１５３】
【数２７】
2019002558.tif 000029
【０１５４】
そして、式２７を式２６に代入し、Ｑｂ３’について整理すると、式２８が導かれる。
【０１５５】
【数２８】
2019002558.tif 000030
【０１５６】
次に、図１６を参照して、タンクから開口Ｃ４を経由して圧力Ｐ２に至る油路と、タンクから開口Ｂ３、ブレーキバルブ７１およびＢ２を経由して圧力Ｐ２に至る油路との圧力バランスから、式２９が導かれる。
【０１５７】
【数２９】
2019002558.tif 000031
【０１５８】
ここで、先の第１実施形態と同様に、ΔＰｂ２’＝０と仮定すると、下記の式３０が成立する。
【０１５９】
【数３０】
2019002558.tif 000032
【０１６０】
ここでも、公知のオリフィスの式を用いて、式３０を置換するとともに、流量Ｑｂ３’について整理すると、式３１が導かれる。
【０１６１】
【数３１】
2019002558.tif 000033
【０１６２】
式２８および式３１は、いずれも流量Ｑｂ３’に関するため、各式の右辺を等号で結ぶと、式３２が成立する。
【０１６３】
【数３２】
2019002558.tif 000034
【０１６４】
式３２を、流量Ｑｃ４’について解くと、式３３が導かれる。
【０１６５】
【数３３】
2019002558.tif 000035
【０１６６】
そして、式３３を、式３１に代入して整理すると、式３４が導かれる。
【０１６７】
【数３４】
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【０１６８】
式３４においても、流量Ｑｐ’は前述の式１３から算出され、流量Ｑｍは式４から算出される。また、各開口面積Ａｂ１、Ａｃ４は既知であり、開口面積Ａｂ３＿ｎｅｗは式２６から算出される。油圧ポンプ５２のポンプ容量ｑｐが低減される前に開口Ｂ３を流れる作動油の流量Ｑｂ３’が式３４から算出される。また、式２３の関係およびＰ１＝Ｐｒ＝０を前提として、式２５の右辺から油圧ポンプ５２のポンプ容量ｑｐが低減される前の油圧ポンプ５２の下流側の圧力Ｐｐが算出される。ここで算出された圧力Ｐｐをアシスト目標圧Ｐｔａに設定することによって、油圧ポンプ５２のポンプ容量ｑｐが小さくされる前の状態と同等のブレーキ力を旋回モータ２０にかけることができる。
【０１６９】
以上、本発明の各実施形態に係る旋回駆動装置を備えた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。
【０１７０】
（１）上記の実施形態では、旋回体１０が左方向に旋回している状態で、操作レバー５６が第１操作領域Ｓ１から中立操作領域ＳＳを経由して第２操作領域Ｓ２に操作された場合に、旋回体１０に対してブレーキ操作が入力されたと判定され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。旋回体１０が左方向に旋回している状態で、操作レバー５６が第２操作領域Ｓ２に操作されることで、旋回体１０に対してブレーキ操作が入力されたと判定されてもよい。また、不図示のセンサによって、コントロールバルブ５４につながるパイロットラインの油の流れやソレノイドに対する入力信号が検知されることで、ブレーキ操作の入力が判定されてもよい。
【０１７１】
（２）上記の第５実施形態では、アシスト目標圧Ｐｔａが演算される態様にて説明したが、図７の目標圧Ｐｔのように、アシスト目標圧Ｐｔａは予め記憶部８５に記憶されている態様でもよい。
【０１７２】
（３）また、上記の実施形態では、旋回駆動装置１００がブレーキ調整装置９０を備える態様にて説明したが、旋回駆動装置１００はブレーキ調整装置９０を備えていない態様でもよい。
【符号の説明】
【０１７３】
１  クレーン
１０  旋回体
１１  走行体（機体）
２０  旋回モータ
２０Ａ  モータ第１ポート（第１ポート）
２０Ｂ  モータ第２ポート（第２ポート）
２０Ｓ  回転速度センサ
５２  油圧ポンプ
５２Ｐ  圧力センサ（圧力検出部）
５３Ａ  左旋回パイロットポート
５３Ｂ  右旋回パイロットポート
５４  コントロールバルブ
５４Ａ  左旋回位置（第１旋回用位置）
５４Ｂ  中立位置（中立旋回用位置）
５４Ｃ  右旋回位置（第２旋回用位置）
５５Ａ  第１供給ライン（第１油路）
５５Ｂ  第２供給ライン（第２油路）
５５Ｃ  ブリードオフライン（排出用油路）
５５Ｄ  ブレーキライン
５６  操作レバー（被操作部）
７１、７２  ブレーキバルブ
８０  コントローラ
８１  ブレーキ状態判定部
８２  油圧ポンプ制御部
８３  ブレーキ弁制御部（ブレーキ制御部）
８４  ブレーキ量演算部
８５  記憶部
９０  ブレーキ調整装置
１００  旋回駆動装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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