(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端側作業部材（６２）を含んで構成されるオフセット機構（６）が設けられた旋回体（４）を制御するための旋回制御装置であって、
前記旋回体（４）の旋回操作に連動させて前記オフセット機構（６）を動かすように設けられており、
旋回操作開始時または旋回加速操作開始時に、旋回操作と連動させて前記先端側作業部材（６２）を旋回方向にオフセットさせる
ことを特徴とする旋回制御装置（５０）。
【請求項２】
先端側作業部材（６２）を含んで構成されるオフセット機構（６）が設けられた旋回体（４）を制御するための旋回制御装置であって、
前記旋回体（４）の旋回操作に連動させて前記オフセット機構（６）を動かすように設けられており、
旋回減速操作開始時に、旋回操作と連動させて前記先端側作業部材（６２）を旋回逆方向にオフセットさせる
ことを特徴とする旋回制御装置（５０）。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の旋回制御装置（５０）において、
旋回停止直前に、旋回操作と連動させて前記先端側作業部材（６２）を旋回逆方向にオフセットさせる
ことを特徴とする旋回制御装置（５０）。
【請求項４】
請求項３に記載の旋回制御装置（５０）において、
前記旋回体（４）の旋回状態に応じてオフセット量が調整可能である
ことを特徴とする旋回制御装置（５０）。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の旋回制御装置（５０）において、
生じたオフセット量を初期値方向へ補正する
ことを特徴とする旋回制御装置（５０）。
【請求項６】
建設機械において、
先端側作業部材（６２）を含んで構成されるオフセット機構（６）が設けられた旋回体（４）と、
この旋回体（４）を制御するための請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の旋回制御装置（５０）とを備えている
ことを特徴とする建設機械（１，２０，３０）。
【請求項７】
請求項６に記載の建設機械（１，３０）において、
前記オフセット機構（６）は、前記旋回体（４）に支承された基端側作業部材（６１）と、この基端側作業部材（６１）に連結されてオフセットする前記先端側作業機（６２）とを備えて構成されているとともに、
前記旋回体（４）は、電動モータ（５）により旋回駆動される
ことを特徴とする建設機械（１，３０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オフセット機構付き旋回体の旋回制御装置、旋回制御方法、およびその旋回制御装置を備えた建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、オフセットブームを備えた油圧ショベル等の建設機械が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このオフセットブームは、上部の旋回体に支承された第１ブームと、この第１ブームの先端に回動自在に連結された第２ブームとで構成されており、第２ブームの基端側と先端側のブラケットとをつなぐオフセットシリンダの伸縮により、第２ブームを第１ブームに対してオフセットさせることが可能である。【０００３】
また、近年では、旋回体を電動モータで駆動し、他の作業機や走行体を油圧アクチュエータで駆動するハイブリットタイプの電動旋回ショベルが開発されている（例えば、特許文献２参照）。
このような電動旋回ショベルでは、旋回体の旋回動作が電動モータで行われるため、油圧駆動されるブームやアームの上昇動作と同時に旋回体を旋回させても、旋回体の動作がブームやアームの上昇動作に影響されることがない。このため、旋回体をも油圧駆動する場合に比し、制御バルブ等でのロスを少なくでき、エネルギ効率が良好である。【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３７１５７９号公報
【特許文献２】特開２００１−１１８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ショベルにおいて、旋回体とブームとの連結部分や、ブームとアームとの連結部分には設計上のがたが存在するうえ、スイングサークルと駆動モータ側のギアとの噛み合い部分にも、バックラッシュといったがたが存在するため、旋回体を旋回させた直後には、それらのがたが詰まるために衝撃（ショック）が生じ、操作性を阻害するという問題がある。また、定常速度で旋回している旋回体を減速させる場合にも、がたが反対側に詰まろうとするために、やはり、同様に衝撃が生じる。特に、第１、第２ブームとの連結部分が増えるオフセットブーム付きのショベルでは、連結部分が多い分だけがた量も大きく、衝撃も大きい。【０００６】
また、電動旋回ショベルでは、油圧モータで旋回体を駆動させる場合に比し、旋回体の旋回動作が機敏になるため、衝撃の度合いがより大きく、その問題の解決が望まれている。ただし、油圧モータで駆動する場合にも、衝撃の度合いは電動モータで駆動する場合ほどではないが、衝撃をより緩和して操作性をより改善することが望まれている。【０００７】
さらに、オフセットブーム付きのショベルでは、がたがより大きいため、旋回体の停止時においては、バケットの位置決め精度が悪化するという問題もある。このため、がたの影響を少なくして旋回体の停止をスムーズに行え、バケットの位置精度を向上させることが必要となる。【０００８】
本発明の目的は、オフセットブーム等のオフセット機構が設けられた旋回体において、旋回操作時における衝撃を抑制して操作性を向上させることができ、また、旋回体の停止をスムーズに行え、停止位置精度を向上させることができる旋回制御装置、旋回制御方法、および建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の旋回制御装置は、先端側作業部材を含んで構成されるオフセット機構が設けられた旋回体を制御するための旋回制御装置であって、前記旋回体の旋回操作に連動させて前記オフセット機構を動かすように設けられており、旋回操作開始時または旋回加速操作開始時に、旋回操作と連動させて前記先端側作業部材を旋回方向にオフセットさせることを特徴とする。
【００１０】
このような本発明によれば、旋回操作に連動させてオフセット機構を動かすので、このオフセット機構の動きにより、バックラッシュを予め詰まった状態にすることが可能であり、旋回操作時における衝撃が抑制される。また、旋回停止直前にオフセット機構を動かすことで、旋回体の停止がスムーズに行われるようになり、作業部材の位置制度が向上する。【００１２】
このような本発明によれば、旋回操作開始時や旋回加速操作開始時に、先端側作業部材を旋回方向にオフセットするので、その際の反力により各部材のがたは、旋回開始時や加速開始時による衝撃が生じない側に詰まる。そして、その後に旋回体が実際に旋回を開始したり加速したりするから、衝撃が生じることなく旋回操作が行え、操作性が向上する。【００１３】
本発明の旋回制御装置は、先端側作業部材を含んで構成されるオフセット機構が設けられた旋回体を制御するための旋回制御装置であって、前記旋回体の旋回操作に連動させて前記オフセット機構を動かすように設けられており、旋回減速操作開始時に、旋回操作と連動させて前記先端側作業部材を旋回逆方向にオフセットさせることを特徴とする。
【００１４】
このような本発明によれば、旋回減速操作開始時に、先端側作業部材を旋回逆方向にオフセットさせるので、その際の反力により各部材のがたは、旋回体が減速する直前において、減速による衝撃が生じない側に詰まる。そして、その後に旋回体が実際に減速するから、がたが詰まった状態で減速するようになり、衝撃が生じることなく旋回減速操作が行え、やはり操作性が向上する。【００１５】
本発明の旋回制御装置において、旋回停止直前に、旋回操作と連動させて前記先端側作業部材を旋回逆方向にオフセットさせることが望ましい。【００１６】
このような本発明によれば、旋回停止直前に、先端側作業部材を旋回逆方向にオフセットさせるため、この際に先端側作業部材を狙った位置に停止させることで、旋回体側は先端側作業部材の停止後において、幾分流れるようにして停止することになるとともに、その分制動距離が長くなって急停止が防止され、旋回体がスムーズに停止するようになる。このことにより、旋回体の揺れ戻し等が生じにくくなり、作業部材の停止位置精度が向上し、例えばショベルの場合でいえば、バケットの停止位置精度が向上する。【００１７】
本発明の旋回制御装置において、前記旋回体の旋回状態に応じてオフセット変化量が調整可能であることが望ましい。【００１８】
このような本発明によれば、旋回体の旋回状態に応じてオフセット変化量が調整可能であるから、高速旋回状態から停止を行う場合にはオフセット変化量を大きくすればよく、こうすることにより、旋回体の流れる量も大きくなって制動距離が増し、やはりスムーズに停止するようになる。
ただし、旋回体の流れる量は、オペレータに違和感が生じない程度に抑えられることが望ましい。【００１９】
本発明の旋回制御装置において、生じたオフセットを初期値方向へ補正することが望ましい。
ここで、「初期値」とは、オペレータがオフセット操作を人為的に行った時の最終の値である。【００２０】
このような本発明によれば、生じたオフセットを初期値方向へ補正するので、旋回体が停止した状態では、先端側作業部材が旋回前のオフセット量に戻るようになり、オペレータにとって違和感なく旋回操作が行える。【００２３】
本発明の建設機械は、先端側作業部材を含んで構成されるオフセット機構が設けられた旋回体と、この旋回体を制御するための前述した本発明の旋回制御装置とを備えていることを特徴とする。
このような本発明によれば、前述した本発明の旋回制御装置を備えているので、同様の効果を有する建設機械が得られる。【００２４】
本発明の建設機械において、前記オフセット機構は、前記旋回体に支承された基端側作業部材と、この基端側作業部材に連結されてオフセットする前記先端側作業機とを備えて構成されているとともに、前記旋回体は、電動モータにより旋回駆動されることが望ましい。【００２５】
このような本発明によれば、オフセット機構が基端側作業機と先端側作業機との２部材を備えることで、これらの間に生じるがたをも詰めた状態で旋回操作されるので、操作性の向上がより顕著である。また、旋回体が電動モータで駆動されると一般には、旋回体の動きが機敏になってがたによる衝撃を感じやすいが、本発明では、そのような機敏な動きに対しても、がたの影響を少なくできるから、この点でも操作性の向上がより顕著である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る建設機械を示す全体斜視図。
【図２】建設機械の旋回体に設けられたオフセット機構の動きを模式的に示す平面図。
【図３】建設機械の要部を示すブロック図。
【図４】建設機械に搭載された旋回制御装置を示すブロック図である。
【図５】旋回制御方法を説明するためのフローチャート。
【図６】オフセットブームおよびアームの幾何学的な関係を説明するための模式図。
【図７Ａ】旋回制御方法を説明するための第１の模式図。
【図７Ｂ】旋回制御方法を説明するための第２の模式図。
【図７Ｃ】旋回制御方法を説明するための第３の模式図。
【図７Ｄ】旋回制御方法を説明するための第４の模式図。
【図７Ｅ】旋回制御方法を説明するための第５の模式図。
【図７Ｆ】旋回制御方法を説明するための第６の模式図。
【図７Ｇ】旋回制御方法を説明するための第７の模式図。
【図８】本発明の変形例を示すブロック図。
【図９】本発明の他の変形例を示すブロック図。
【符号の説明】
【００２７】
１，３０…電動旋回ショベル（建設機械）、４…旋回体、５…電動モータ、６…オフセット機構、２０…油圧ショベル（建設機械）、５０…旋回制御装置、６１…第１ブーム（基端側作業部材）、６２…第２ブーム（先端側作業部材）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
〔１〕全体構成
図１は、本発明の一実施形態に係る電動旋回ショベル（建設機械）１を示す全体斜視図、図２は、電動旋回ショベル１の旋回体４に設けられたオフセットブーム（オフセット機構）６の動きを模式的に示す平面図、図３は、電動旋回ショベル１の要部を示すブロック図、図４は、電動旋回ショベル１に搭載された旋回制御装置５０を示すブロック図である。【００２９】
図１、図２において、電動旋回ショベル１は、下部走行体２を構成するトラックフレーム上にスイングサークル３を介して設置された旋回体４を備え、この旋回体４がスイングサークル３と噛合する電動モータ５によって旋回駆動される。電動モータ５の電力源は、図示を省略するが、旋回体４に搭載の発電機であり、この発電機がエンジンによって駆動される。【００３０】
旋回体４には、それぞれ油圧シリンダ６Ａ，７Ａ，８Ａによって動作されるオフセットブーム６、アーム７、およびバケット８が設けられており、これらによって作業機９が構成されている。各油圧シリンダ６Ａ，７Ａ，８Ａの油圧源は、前記エンジンで駆動される油圧ポンプである。従って、電動旋回ショベル１は、油圧駆動の作業機９と電気駆動の旋回体４とを備えたハイブリット建設機械である。【００３１】
ここで、オフセットブーム６は、旋回体４に支承された基端側の第１ブーム（基端側作業部材）６１と、第１ブーム６１の先端側に回動自在に連結された第２ブーム（先端側作業部材）６２とを備えて構成されている。第２ブーム６２の先端には、縦軸回りに回動するブラケット６３が設けられており、このブラケット６３にアーム７が連結されている。また、ブラケット６３と第１ブーム６１の先端とは、それぞれの側方においてロッド６４で連結され、これら第１ブーム６１の先端部分、第２ブーム６２、ブラケット６３、およびロッド６４で平行リンクが構成されている。【００３２】
このようなオフセットブーム６では、第２ブーム６２の基端側とブラケット６３とは油圧式のオフセットシリンダ６５で連結されている。そして、このオフセットシリンダ６５を縮めることにより、図２に実線で示すように、第２ブーム６２が第１ブーム６１に対して右側に回動してオフセットし、伸ばすことにより、２点鎖線で示すように、左側に回動してオフセットするようになっている。【００３３】
以上の電動旋回ショベル１によれば、図３に示すように、旋回レバー１０（通常はアーム７操作用の作業機レバーを兼用）からは、傾倒角度に応じたレバー信号が旋回制御装置５０に出力される。そして、旋回制御装置５０は、レバー信号に基づき電動モータ５の駆動を制御することで、旋回体４の旋回動作を制御する。【００３４】
具体的に、このレバー信号は先ず、図４に示すように、旋回制御装置５０の速度指令値生成手段５１に入力され、ここで電動モータ５の速度指令値ω1comに変換される。速度指令値ω1comとフィードバックされた電動モータ５の実速度（実回転数）ωactの偏差は、トルク出力値生成手段５２において、速度ゲインとの掛算によりトルク指令値Ｔtarに変換される。従って、旋回レバー１０を大きく傾けても、実速度が上がらない場合には、トルク指令値Ｔtarを大きくして速度指令値ω1comに近づけるように制御する。ただし、このような制御は、一般的なＰ（Proportional：比例）制御による速度制御である。【００３５】
変換されたトルク指令値Ｔtarは、インバータ１１に出力される。インバータ１１は、入力されたトルク指令値Ｔtarを電流値および電圧値に変換し、電動モータ５を速度指令値ω1comで駆動するように制御する。【００３６】
〔２〕旋回制御装置の構成
次に、旋回制御装置５０の構成、特に前述の速度指令値生成手段５１およびトルク出力値生成手段５２以外の他の構成について詳説する。
図４において、旋回制御装置５０は、前記手段５１，５２の他、加速開始判定手段５３、減速開始判定手段５４、停止直前判定手段５５、オフセット指令値生成手段５６、を備えている。これらの各手段５１〜５６は、旋回制御装置５０内でコンピュータ処理される演算式等を含んだソフトウエアである。【００３７】
速度指令値生成手段５１は、旋回体４の目標速度ωcomを生成し、目標速度ωcomと後述する各判定手段５３〜５５の判定結果とに基づき、電動モータ５の速度指令値ω1com を生成する。ここで、目標速度ωcom はレバー信号に基づいて生成される値であり、速度指令値ω1comの基準値である。つまり、速度指令値生成手段５１は、後述するオフセット指令値生成手段５６からの指令時以外は、速度指令値ω1comに目標速度ωcomを用いる。【００３８】
加速開始判定手段５３は、旋回操作開始時か、または旋回加速操作開始時かを判定する。この判定には、例えば、レバー信号の立ち上がりを検出すればよい。旋回体４が旋回開始に伴って加速を開始する場合や、旋回レバー１０が所定角度倒し込まれて定常速度で旋回している途中から、さらに倒し込んで加速を開始する場合には、旋回レバー１０を操作した時点でレバー信号に立ち上がりが見られるため、これを検出して旋回体４が加速を開始する状態か否かを判定する。【００３９】
減速開始判定手段５４は、旋回減速操作開始時かを判定する。この判定には、例えば、レバー信号の立ち下がりを検出すればよい。旋回体４が定常速度で旋回している状態から、旋回レバー１０を所定角度戻して減速を開始する場合や、旋回レバー１０を一気にニュートラルまで戻す操作を行って減速を開始する場合には、前記とは逆に、旋回レバー１０を操作した時点でレバー信号に立ち下がりが見られるため、これを検出して旋回体４が減速を開始する状態か否かを判定する。【００４０】
停止直前判定手段５５は、旋回体４が停止する直前の状態か否かを判定する。旋回レバー１０がニュートラル位置つまりレバー信号がゼロで、かつ電動モータ５が所定の回転数（回転速度）以下または所定値以下の目標速度ωcomで駆動されている場合に、停止直前判定手段５５は、旋回体４が停止直前の状態にあると判定する。【００４１】
オフセット指令値生成手段５６は、各判定手段５３〜５５の判定結果に応じた指令信号を生成し、オフセットシリンダ６５制御用のオフセットブームバルブ６６と速度指令値生成手段５１とに出力する。すなわち、オフセット指令値生成手段５６は、各判定手段５３〜５５の判定結果に応じ、オフセットブーム６の第２ブーム６２を第１ブーム６１に対して旋回方向または旋回逆方向へオフセットさせる指令をオフセットブームバルブ６６に対して行うとともに、目標速度ωcomとは異なった値の速度指令値ω1comを生成するよう速度指令値生成手段５１に対して指令を行う。【００４２】
また、オフセット指令値生成手段５６は、旋回体４の停止直前のオフセット変化量をその旋回状態（本実施形態では、例えば、減速度の度合い）に応じて調整する機能を有している。旋回体４を高速旋回状態から停止させるような状態では、減速度が大きく、停止直前での旋回逆方向へのオフセット変化量を大きめに調整する。反対に、旋回体４を低速旋回状態から停止させるような状態では、減速度が比較的小さく、停止直前での旋回逆方向へのオフセット変化量を小さめに調整する。【００４３】
〔３〕旋回制御装置での旋回状態の判定フローおよび判定後の処理
次に、図５を参照し、旋回制御装置５０の各判定手段５３〜５５での旋回状態の判定フロー、および判定後のオフセット指令値生成手段５６の処理について説明する。【００４４】
先ず、旋回制御装置５０は、レバー信号の入力値を読取る（ＳＴ１）。
加速開始判定手段５３は、旋回レバー１０からのレバー信号を監視しており、レバー信号の立ち上がりを検出する（ＳＴ２）。検出されるとオフセット指令値生成手段５６は、第２ブーム６２を旋回方向にオフセットさせる指令を行う（ＳＴ３）。【００４５】
これに対し、定常速度による旋回中から旋回レバー１０を途中まで戻したり、あるいはニュートラルまで戻したりして、旋回減速操作を開始すると、レバー信号の立ち上がりは検出されず、減速開始判定手段５４がレバー信号の立ち下がりを検出する（ＳＴ４）。立ち下がりが検出されるとオフセット指令値生成手段５６は、第２ブーム６２を旋回逆方向にオフセットさせる指令を行う（ＳＴ５）。【００４６】
さらに、電動モータ５の回転数または目標速度ωcomが所定値を下回り、レバー信号もゼロであれば、停止直前判定手段５５は旋回体４が停止直前の状態にあると判断する（ＳＴ６）。この際、オフセット指令値生成手段５６は、作業機９先端のバケット８が絶対速度でゼロに見えるように、第２ブーム６２を旋回の動きと協調させて動かす指令を行う（ＳＴ７）。【００４７】
各判定手段５３〜５５での判定の結果、いずれのＳＴ２，４，６でも「Ｎ」で、さらにレバー信号がゼロではない、つまり旋回レバー１０がニュートラル位置ではないと旋回制御装置５０が判定すると（ＳＴ８）、オフセット指令値生成手段５６は、第２ブーム６２を旋回方向へオフセットさせ、停止直前の旋回逆方向へのオフセット変化量となるよう予めオフセット量を補正する指令を行う（ＳＴ９）。【００４８】
〔４〕旋回制御装置による旋回制御方法
次に、図６および図７を参照し、旋回体４の旋回制御方法について具体的に説明する。
先ず、旋回制御方法を説明する上で必要となる、第１ブーム６１、第２ブーム６２、およびアーム７の幾何学的な関係について説明する。図６は、作業機９の模式図であり、上から順に、作業機９を上方から見た図、第２ブーム６２の揺動面に対して垂直上方から見た図、作業機９を側方から見た図となっている。【００４９】
図６において、ｌb1、ｌb2、およびｌaは、電動旋回ショベル１を鉛直上方から見た場合の、第１ブーム６１、第２ブーム６２、およびアーム７に対する投影長さであり、第１ブーム６１の長さＬboom1、第２ブーム６１の長さＬboom2、アーム７の長さＬarm、各ブーム６１，６２間の鉛直方向角度Θoffおよび水平方向角度θ2、θarm0、θarm、ｌb2′等の幾何学的な関係により求まる。なお、鉛直方向角度Θoffは固定値、水平方向角度θ2はポテンショメータの測定値やオフセットシリンダストロークなどから求まる変動値である。また、θ1は旋回体４の旋回角度を示す。【００５０】
ここで、オフセットシリンダ６５は操作せず電動モータ５のみを動かした場合のバケット８の変位量、つまりアーム７の先端の変位量ｂは、下記の式（１）により求められる。
ｂ  ＝（ｌb1＋ｌb2＋ｌa）×sin（θ1）  ・・・・（１）
一方、電動モータ５は操作せずオフセットシリンダ６５のみを動かした場合のアーム７の先端の変位量ｂ′は、下記の近似式（２）により求められる。
ｂ′＝ｌb2×sin（θ2）  ・・・・（２）【００５１】
これより、電動モータ５の角速度をω1、第１ブーム６１に対する第２ブーム６２のθ2方向の角速度をω2とすると、電動モータ５のみを動かした場合のアーム７の先端における速度ｖは下記の式（３）により、オフセットシリンダ６５のみを動かした場合の速度ｖ′は下記の式（４）により求められる。
ｖ  ＝（ｌb1＋ｌb2＋ｌa）×ω1  ・・・・（３）
ｖ′＝ｌb2×ω2  ・・・・（４）【００５２】
従って、ｖ＝ｖ′の関係を満たすような指令を行えば、電動モータ５を動かした場合とオフセットシリンダ６５を動かした場合とで、バケット８の速度を同じにすることができる。旋回制御装置５０による旋回制御では、特に旋回体４の停止直前の制御でこの関係を利用している。【００５３】
次に、旋回体４の旋回制御方法について、図７Ａ〜図７Ｇを参照しながら、オペレータの旋回要求開始時から旋回体４の停止時までを例として具体的に説明する。
図７Ａにおいて、旋回体４は、第１ブーム６１に対し第２ブーム６２の水平方向角度θ2がΘ2の状態で停止している。ここで、オペレータが旋回レバー１０を倒し込み、停止中の旋回体４の旋回開始（本実施形態では右旋回を想定）または加速を要求すると、速度指令値生成手段５１は、レバー信号に基づく旋回体４の目標速度ωcomを生成する。【００５４】
加速開始判定手段５３が、旋回操作開始時または旋回加速操作開始時であると判定すると、オフセット指令値生成手段５６は、図７Ｂに示すように、先ず、オフセットブーム６の第２ブーム６２のみをオペレータの要求する旋回方向へオフセットさせる指令を行う。すなわち、オフセット指令値生成手段５６は、第２ブーム６２を旋回させる指令をオフセットブームバルブ６６に対して行い、速度指令値生成手段５１に対しては電動モータ５の速度指令値ω1comを目標速度ωcomの値ではなくゼロのままとさせる指令を行う。この際、第２ブーム６２のオフセットに対する目標角速度である速度指令値ω2comは、下記の式（５）により求められる。
ω2com ＝（ｌｂ１＋ｌｂ２＋ｌａ）／ｌｂ２×ωcom  ・・・・（５）【００５５】
目標速度ωcomの上昇に伴い、速度指令値ω2comが所定値ΩAより大きくなった場合、オフセット指令値生成手段５６は、図７Ｃに示すように、第２ブーム６２を旋回方向へオフセットさせつつ旋回体４の旋回も開始させる指令を行う。具体的に、オフセット指令値生成手段５６は、速度指令値ω1comを目標速度ωcomに向けて徐々に増加させる指令を速度指令値生成手段５１に対して行う。速度指令値生成手段５１は、速度指令値ω1comが目標速度ωcomに達するまで所定値Ω1づつ増加させる。その際、オフセット指令値生成手段５６は、速度指令値ω2comがゼロになるまで所定値ΩA2づつ減少させる指令をオフセットブームバルブ６６に対して行う。【００５６】
旋回操作開始時または旋回加速操作開始時にこのような処理をすることで、先ず第２ブーム６２のオフセットが行われ、その反力により旋回側のがたが詰められた後に、旋回体４が実際に旋回し始めることとなる。【００５７】
次いで、旋回体４は、オペレータによる旋回レバー１０の倒し込み量が一定であれば、目標速度ωcomに向け加速を続けた後、定常速度での旋回状態に移行する。この場合、オフセット指令値生成手段５６は、第２ブーム６２を図７Ｄに示すような旋回方向、または旋回逆方向へオフセットさせる指令をオフセットブームバルブ６６に対して行うことで、旋回開始以前のオフセット量（初期値）からの変化量が、停止直前の旋回逆方向へのオフセット変化量となるよう、予めオフセット量を補正する。【００５８】
具体的に、オフセット指令値生成手段５６は、θ2＞Θ2＋Θst＋ΔΘを満たす場合には第２ブーム６２を−Ω2の所定値ずつ旋回逆方向にオフセットさせ、その後θ2＜Θ2＋Θst＋ΔΘとなったら速度指令値ω2comをゼロとする指令を行う。一方、θ2＜Θ2＋Θst−ΔΘを満たす場合には、第２ブーム６２を所定値Ω2ずつ旋回方向にオフセットさせ、θ2＞Θ2＋Θst−ΔΘとなったら速度指令値ω2comをゼロとする指令を行う。ここで、Θ2、Θst、ΔΘはいずれも第１ブーム６１に対する第２ブーム６２の角度で、Θstは旋回操作開始前または旋回加速操作開始前の角度、ΔΘは所定値である。【００５９】
また、Θstは、後述する停止直前の旋回逆方向へのオフセット変化量を見込んだ所定値であり、この際の旋回逆方向へのオフセット変化量と略同程度の値である。このことは、停止直前で第２ブーム６２を旋回逆方向にオフセットさせるのに対し、このオフセット変化量を見込んで予め旋回方向へオフセットさせておくことを意味し、旋回終了後に第２ブーム６２を旋回開始以前のオフセット量に戻すよう補正していることを意味する。【００６０】
なお、オペレータによる旋回レバー１０の倒し込み量が、一定の状態からさらに倒し込まれれば、この旋回加速操作に伴って出力されるレバー信号の立ち上がりを加速開始判定手段５３が検出し、旋回操作開始時または旋回加速操作開始時の処理と同様に、定常速度での旋回中に生じたがたを詰め、この後に旋回体４を実際に加速させるようにする。【００６１】
その後、減速開始判定手段５４が旋回減速操作開始時であると判定すると、オフセット指令値生成手段５６は、図７Ｅに示すように、先ず、第２ブーム６２を旋回体４の旋回方向とは逆方向にオフセットさせる指令、すなわち、速度指令値ω2comを−Ω3の所定値ずつ旋回逆方向に所定時間オフセットさせる指令をオフセットブームバルブ６６に対して行う。なお、この際のオフセット変化量は、加速操作開始時の旋回方向へのオフセット変化量と同程度であってもよい。【００６２】
旋回減速操作開始時にこのような処理をすることで、先ず第２ブーム６２のオフセットが行われ、旋回体４が実際に減速するまでの間に、オフセット時の反力により旋回逆側のがたが詰められる。
所定時間経過後、速度指令値生成手段５１は、図７Ｆに示すように、通常通り速度指令値ω1comに目標速度ωcomを用いて旋回体４を減速させる。【００６３】
さらに、旋回体４が停止直前の状態にあると停止直前判定手段５５が判断すると、オフセット指令値生成手段５６は、図７Ｇに示すように、第２ブーム６２をさらに旋回逆方向にオフセットさせる指令をオフセットブームバルブ６６に対して行う。すなわち、オフセット指令値生成手段５６は、速度指令値ω1comが所定値ΩBよりも小さくなった場合、下記の式（６）によって求まる値に達するまで速度指令値ω2comを所定値Ω2づつ減少させる。
ω2com＝（ｌｂ１＋ｌｂ２＋ｌａ）／ｌｂ２×ω1com  ・・・・（６）
この際のオフセット変化量は、停止直前の減速度の大きさにもよるが、減速開始操作時のオフセット変化量よりも大きいことが考えられる。【００６４】
その後、オフセット指令値生成手段５６は、上記の式（６）により求められる速度指令値ω2comで第２ブーム６２を旋回させる指令をオフセットブームバルブ６６に対して行う。この際の第２ブーム６２の旋回速度は、作業機９先端のバケット８が絶対速度でゼロに見えるように旋回体４の旋回動作と協調された速度である。旋回体４の停止直前時にこのような処理をすることで、バケット８が略停止した状態から、旋回体４が多少旋回方向に流れるようにしてスムーズに停止する。【００６５】
なお、旋回中に行われる旋回方向へのオフセット変化量と、停止直前での旋回逆方向へのオフセット変化量との間で違いが生じると、第２ブーム６２が正しく初期値に戻らない可能性がある。そこで、前述のように旋回開始以前のオフセット量からの変化量を停止直前のオフセット変化量となるよう旋回中に予め補正しておくか、あるいは停止直後にずれ量をキャンセルするようにいずれかの方向にオフセットさせる必要がある。どちらの方法も可能であるが、オペレータに違和感を与えないことを重視するのであれば、旋回中に行うことが望ましい。【００６６】
〔５〕本実施形態による効果
このような本実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）オペレータによる旋回レバー１０を用いた旋回操作開始時や旋回加速操作開始時には、第２ブーム６２が旋回方向にオフセットされるので、その際の反力により作業機９を構成する各部材間のがたや、スイングサークル３と電動モータ５側のギアとの間のバックラッシュによるがたを、旋回方向に詰めることができる。従って、この後に旋回体４が実際に旋回を開始したり加速することで、旋回開始時や加速開始時による衝撃が生じることなく旋回操作が行え、操作性を向上させることができる。【００６７】
（２）旋回レバー１０を戻す等の旋回減速操作開始時には、第２ブーム６２が旋回逆方向にオフセットされるので、旋回体４が減速する直前において、その際の反力により各部材のがたを減速による衝撃が生じない側に詰めることができる。このため、その後に旋回体が実際に減速することで、がたが詰まった状態で減速させることができ、衝撃が生じることなく旋回減速操作が行え、やはり操作性を向上させることができる。【００６８】
（３）旋回停止直前においては、第２ブーム６２が旋回逆方向にオフセットされるため、この際に第２ブーム６２（バケット８）が狙った停止位置で、見かけ上の絶対速度がゼロに見えるよう旋回の動きと協調させたスピードでオフセットすることにより、旋回体４側を第２ブーム６２の停止後において、旋回方向に幾分流れるようにして停止させることができるとともに、その分制動距離を長くして急停止を防止でき、旋回体４をスムーズに停止させることができる。このことにより、旋回体４の揺れ戻し等を抑制でき、バケット８の停止位置精度を向上させることができる。【００６９】
（４）停止直前のオフセットにおいては、オフセット指令値生成手段５６により、旋回体４の旋回状態に応じてオフセット変化量が調整可能であるから、高速旋回状態から停止を行う場合にはオフセット変化量を大きくすればよく、こうすることにより、旋回体４の流れる量も大きくなって制動距離を長くでき、急停止を確実に防止してやはりスムーズに停止させることができる。【００７０】
（５）停止直前での旋回逆方向のオフセットは、旋回中に旋回方向へのオフセットにより補正され、キャンセルされるので、旋回体４が停止した状態では、第２ブーム６２を旋回前のオフセット量に戻すことができ、オペレータにとって違和感のない旋回操作を実現できる。【００７１】
（６）オフセット指令値生成手段５６は、停止直前での旋回逆方向のオフセット変化量と、その後の旋回中に旋回方向へのオフセット変化量とにずれが生じた場合には、このずれをなくすように指令を生成するため、第２ブームのオフセット量を旋回前の初期値に確実に戻すことができる。【００７２】
（７）オフセットブーム６自体が、第１、第２ブーム６１，６２の連結部分を有することで、がたの影響をより受けやすく、衝撃が生じやすいのであるが、このようなオフセットブーム６を備えた電動旋回ショベル１に本発明を適用することで、その連結部分でのがたによる衝撃も抑制でき、本発明を適用することのメリットは大きい。【００７３】
（８）旋回体４を電動モータ５で駆動する場合には一般的に、旋回体４の動きが機敏になってがたの影響を受けやすいのであるが、このような構造の電動旋回ショベル１に本発明を適用することでやはり、がたによる影響を軽減でき、本発明の効果が顕著である。【００７４】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態の電動旋回ショベル１では、旋回体４が電動モータ５で旋回駆動されていたが、図７に示す油圧ショベル（建設機械）２０のように、油圧モータ２１で旋回体４を駆動させてもよい。このような場合、旋回制御装置５０からは、油圧モータ２１を制御する操作バルブ２２等に制御信号が出力される。【００７５】
また、前記実施形態の電動旋回ショベル１では、第２ブーム６２のオフセットが油圧式のオフセットシリンダ６５の伸縮によって行われていたが、図８に示す電動旋回ショベル（建設機械）３０のように、電動式のオフセットモータ３１によりオフセットさせてもよく、このような場合には、オフセットモータ３１用のインバータ３２に対し、オフセット指令値に相当する指令値が出力される。【００７６】
さらに、前記実施形態では、本発明のオフセット機構として、第１、第２ブーム６１，６２で構成されたオフセットブーム６について説明したが、例えば、一本のブームが旋回体に対して左右（水平方向）に回動可能に支承された構造のオフセット機構であってもよい。このような場合には、当該ブームが本発明に係る先端側作業部材に相当し、旋回体の旋回状態に応じてオフセットされる。【００７７】
その他、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、オフセット機構を備えたあらゆる建設機械に適用可能である。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図７Ｇ】
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【図８】
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【図９】
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