JP2001082405A - 建設機械の速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微速、高速および定速の３種類の速度モード
に容易に変更することができるクレーンの速度制御装置
を提供する。 【解決手段】 油圧ポンプ２１の傾転角ｑ_ｐを制御する
レギュレータ２１ａと、油圧モータ２２の傾転角ｑ_ｍを
制御するレギュレータ２２ａをそれぞれ油圧切換弁３
１,３３、電磁比例減圧弁３２,３４を介してパイロット
油圧源２５に接続するとともに、モード切換スイッチ１
５ａと、速度設定ダイヤル１５ｂを演算器３６に接続す
る。モード切換スイッチ１５ａは速度モードに対応して
３位置に切り換え可能であり、演算器３６ではそのスイ
ッチ１５ａの位置とダイヤル１５ｂの設定値ａに応じて
所定の演算を実行し、電磁比例減圧弁３２,３４に制御
信号を出力する。これによって、速度モードに対応して
電磁比例減圧弁３２,３４の減圧度が制御され、ポンプ
傾転角ｑ_ｐの上限値とモータ傾転角ｑ_ｍの下限値が変化
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ポンプにより
駆動される油圧アクチュエータの駆動速度を複数設定す
ることが可能な建設機械の速度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧アクチュエータの駆動速度を複数設
定するようにした装置が例えば特開平６−２６３３８０
号公報に開示されている。この公報記載の装置では、操
作レバーのそれぞれに速度切換用のスイッチを設け、そ
のいずれかのスイッチ操作によりアクチュエータの駆動
速度を中高速または低微速のいずれかのモードに設定す
る。中高速モードに設定した場合には、油圧ポンプの傾
転角は操作レバーの操作量に応じた値に制御され、これ
によりポンプ吐出量が変化してアクチュエータは任意の
速度（中高速）で駆動される。また、低微速モードに設
定した場合には、ポンプ傾転角は微小値に固定され、こ
れによりポンプ吐出量は微小となってアクチュエータは
微速で駆動される。

【０００３】このように上記公報記載の装置では、アク
チュエータの駆動速度をスイッチ操作によって即座に低
微速または中高速に切り換えるようにしたので、操作レ
バーの操作により吊り荷を高速で巻き上げ、その後微速
で位置決めをするといったクレーン作業などを容易に行
うことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えばクレ
ーンの水平引き込み作業はブーム起伏用の操作レバーと
巻上用の操作レバーの複合操作により行われる。この場
合、各操作レバーの操作量を微妙に調整しながら吊り荷
の水平を保つことはオペレータにとって多大な労力を要
することとなる。したがって、操作レバーの操作量をデ
テントで固定した状態で、または操作レバーの操作量を
最大に操作した状態で水平引き込み作業を行うことが望
ましく、操作レバー以外の操作によりアクチュエータの
駆動速度を任意の値に設定可能とする必要がある。しか
しながら、上記公報記載の装置では切換スイッチの操作
によりアクチュエータの駆動速度を低微速に設定できて
も、低微速以外の任意の値に設定することはできない。
もし仮に、アクチュエータの駆動速度を水平引き込みに
適した任意の値に設定できたとしても、その設定値は微
速状態で作業を行うたびに微小値に変更されてしまい、
それ故、水平引き込みを繰り返し行う場合には駆動速度
を再度設定し直さねばならず、手間がかかる。

【０００５】本発明の目的は、アクチュエータの駆動速
度を任意の値に容易に設定できるとともに（定速モー
ド）、高速、微速および定速の各モードに容易に切り換
えることができる建設機械の速度制御装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】（１） 一実施の形態を
示す図４、８を参照して説明すると、請求項１の発明
は、原動機によって駆動される油圧ポンプ２１と、その
油圧ポンプ２１からの吐出油によって駆動される油圧モ
ータ２２と、油圧ポンプ２１から油圧モータ２２への圧
油の流れを制御する制御弁２３と、制御弁２３に駆動指
令を入力し、油圧モータ２２の駆動速度を調節する制御
弁操作手段１５とを備えた建設機械の速度制御装置に適
用される。そして、微速、高速および定速の３種類の速
度モードを選択する選択操作手段１５ａと、油圧モータ
２２の最高速度ｖ_ｍａｘを任意に設定する速度設定操作
手段１５ｂ,７３,７４と、選択操作手段１５ａにより微
速モードが選択されると速度設定操作手段１５ｂ,７３,
７４で設定された値に拘わらず最高速度ｖ_ｍａｘを第１
の所定速度に制限し、高速モードが選択されると速度設
定操作手段１５ｂ,７３,７４で設定された値に拘わらず
最高速度ｖ_ｍａｘを第１の所定速度より大きい第２の所
定速度に制限し、定速モードが選択されると速度設定操
作手段１５ｂ,７３,７４で設定された値に応じた第３の
所定速度に最高速度ｖ_ｍａｘを制限する速度制限装置３
１〜３４,３６,７１,７２とを備えたことにより上述し
た目的は達成される。 （２） 請求項２の発明は、油圧ポンプ２１が可変容量
式であり、速度制限装置３１,３２,３６,７１は選択操
作手段１５ａにより選択された速度モードに応じてポン
プ傾転角ｑ_ｐを制御するものである。 （３） 請求項３の発明は、油圧モータ２２が可変容量
式であり、速度制限装置３３,３４,３６,７２は選択操
作手段１５ａにより選択された速度モードに応じてモー
タ傾転角ｑ_ｍを制御するものである。 （４） 請求項４の発明は、図１、４に示すように、ウ
インチドラム１０に巻回されたロープ９の張力と相関関
係を有する物理量によってモータ傾転角ｑ_ｍの下限値を
制限するものである。 （５） 請求項５の発明は、図４、７に示すように、油
圧ポンプ２１と油圧モータ２２がともに可変容量式であ
り、かつ、速度設定操作手段１５ｂの可動操作部はその
操作位置を最小位置０％から最大位置１００％にかけて
連続的に操作可能であって、速度制御装置３１〜３４,
３６は、選択操作手段１５ａにより微速モードが選択さ
れるとポンプ傾転角ｑ_ｐの上限値を最小値ｑ_ｐ１に設定
するとともにモータ傾転角ｑ_ｍの下限値を最大値ｑ_ｍ２
に設定し、高速モードが選択されるとポンプ傾転角ｑ_ｐ
の上限値を最大値ｑ_ｐ２に設定するとともにモータ傾転
角ｑ_ｍの下限値を最小値ｑ_ｍ１に設定し、定速モードが
選択されると速度設定操作手段１５ｂの可動操作部が最
小位置０％から中間位置５０％の範囲に操作されたとき
はその操作位置に応じてポンプ傾転角ｑ_ｐの上限値を設
定するとともにモータ傾転角ｑ_ｍの下限値を最大値ｑ
_ｍ２に設定し、速度設定操作手段１５ｂの可動操作部が
中間位置５０％から最大位置１００％の範囲に操作され
たときはその操作位置に応じてモータ傾転角ｑ_ｍの下限
値を設定するとともにポンプ傾転角ｑ_ｐの上限値を最大
値ｑ_ｐ２に設定するものである。 （６） 請求項６の発明は、図２、３に示すように、選
択操作手段１５ａを制御弁操作手段１５の操作部に設置
するものである。 （７） 請求項７の発明は、図２〜４に示すように、選
択操作手段１５ａ,１７ａと、速度設定操作手段１５ｂ,
１７ｂと、速度制限装置３１〜３４,３６が、巻上ウイ
ンチと起伏ウインチに対応してそれぞれ設けられるもの
である。

【０００７】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。 −第１の実施の形態− 図１は、本発明が適用される油圧式クレーンの側面図で
ある。図１に示すように、クローラクレーンは走行体１
と、走行体１上に旋回装置２を介して旋回可能に搭載さ
れた旋回体３と、旋回体３上に起伏可能に軸支されたブ
ーム４とを有している。ブーム４の上端は、ペンダント
ロープ５を介して起伏ロープ６に支持されており、起伏
ドラム７による起伏ロープ６の繰り出しまたは巻き取り
によってブーム４は起伏される。主フック８は、主巻ロ
ープ９を介しブーム４の先端から懸吊され、主巻ドラム
１０による主巻ロープ９の繰り出しまたは巻き取りによ
って主フック８は昇降される。また、主フック８の前方
には補フック１１が懸吊され、補フック１１は補巻ドラ
ム１２による補巻ロープ１３の繰り出しまたは巻取りに
よって昇降される。クレーンの巻上,巻下,起伏の各動作
は、運転室１４でのレバー操作によって実行される。

【０００９】図２は、運転室１４内に配置された操作レ
バーを示す図であり、図３はその側面図である。図２、
３に示すように、運転室１４内には主巻ドラムの駆動を
指令する主巻用操作レバー１５、補巻ドラムの駆動を指
令する補巻用操作レバー１６、および起伏ドラム７の駆
動を指令する起伏用操作レバー１７がそれぞれ設けられ
ている。このうち、主補巻用操作レバー１５,１６は不
図示のデテント機構を有し、オペレータが操作を止めて
も操作レバー１５,１６を所定の位置（最大操作位置）
に拘束するようになっている。各操作レバー１５〜１７
の握り部にはそれぞれトグル式のモード切換スイッチ１
５ａ〜１７ａが設けられている。スイッチ１５ａ〜１７
ａはその上側または下側を図３の矢印方向に操作するこ
とで３段階に位置が切り換えられ、操作レバー１５〜１
７の操作をしながらスイッチ１５ａ〜１７ａの操作が可
能となっている。このスイッチ１５ａ〜１７ａの切換に
より、アクチュエータの駆動速度は後述するように高速
モード、微速モードおよび定速モードに切り換えられ
る。また、各操作レバー１５〜１７の下方には定速モー
ドにおいて速度設定を行う速度設定ダイヤル１５ｂ〜１
７ｂがそれぞれ設けられている。速度設定ダイヤル１５
ｂ〜１７ｂは、その拡大図である図８に示すように０％
〜１００％の範囲で連続的に操作が可能となっている。

【００１０】図４は、本発明の第１の実施の形態に係わ
る速度制御装置を有する油圧式クレーンの駆動回路を示
す図である。本実施の形態では、主巻ウインチと補巻き
ウインチと起伏ウインチの各回路は、油圧ポンプなどを
共有することなく互いに独立している。図４には例えば
主巻ウインチの駆動回路を示す。補巻ウインチの駆動回
路は図４と構成が同様であり、また、起伏ウインチの駆
動回路は後述するように一部を除いて構成が同様であ
り、その図示は省略する。

【００１１】図４に示すように、ウインチの駆動回路
は、図示しない原動機によって駆動される可変容量型の
油圧ポンプ２１と、油圧ポンプ２１からの吐出油で回転
してウインチドラム１０を駆動する可変容量型の油圧モ
ータ２２と、油圧ポンプ２１から油圧モータ２２への圧
油の流れを制御する方向制御弁２３と、オペレータがウ
インチの駆動指令を入力する操作レバー１５と、操作レ
バー１５により駆動されるパイロット弁２４Ａ,２４Ｂ
と、パイロット弁２４Ａ,２４Ｂにパイロット圧油を供
給するパイロット油圧源２５と、油圧ポンプ２１の傾転
角ｑ_ｐを制御するレギュレータ２１ａと、油圧モータ２
２の傾転角ｑ_ｍを制御するレギュレータ２２ａと、各レ
ギュレータ２１ａ,２２ａにそれぞれ駆動指令を出力し
て油圧モータ２２の駆動速度を制御する速度制御装置３
０とを有している。油圧ポンプ２１は図５に示す特性に
従って馬力制御され、油圧ポンプ２１の傾転角ｑ_ｐはｑ
_ｐ１≦ｑ_ｐ≦ｑ_ｐ２のの範囲で変更可能となっている。
また、油圧モータ２２の傾転角ｑ_ｍはｑ_ｍ１≦ｑ_ｍ≦ｑ
_ｍ２の範囲で変更可能となっている。ここで、油圧モー
タ２２のレギュレータ２２ａにはモータ保持圧が制御信
号として取り込まれ、このモータ保持圧によってモータ
傾転角ｑ_ｍの下限値が後述するように制限される。な
お、起伏ウインチの油圧モータは主補巻ウインチの油圧
モータ２２と異なり固定容量式であり、起伏ウインチに
ついてはポンプ傾転角ｑ_ｐのみが制御される。

【００１２】油圧ポンプ２１のレギュレータ２１ａは油
圧切換弁３１および電磁比例減圧弁３２（以下、単に電
磁比例弁）を介してパイロット油圧源２５に接続され、
油圧モータ２２のレギュレータ２２ａは油圧切換弁３３
および電磁比例減圧弁３４（以下、単に電磁比例弁）を
介してパイロット油圧源２５に接続されている。油圧切
換弁３１,３３のパイロットポートはシャトル弁３５を
介してパイロット弁２４Ａ,２４Ｂに接続されている。
油圧切換弁３１,３３は操作レバー１５が中立位置から
わずかにでも操作されると位置（ロ）に切り換えられる
ようにバネ圧が設定されている。油圧切換弁３１,３３
が位置（ロ）に切り換えられると、レギュレータ２１ａ
と電磁比例弁３２、およびレギュレータ２２ａと電磁比
例弁３４とはそれぞれ連通し、レギュレータ２１ａには
電磁比例弁３２の減圧度に応じた圧油ｐ21（２次圧）
が、レギュレータ２２ａには電磁比例弁３４の減圧度に
応じた圧油ｐ22（２次圧）がそれぞれ供給される。電磁
比例弁３２,３４の減圧度は、後述するように演算器３
６からの制御信号により各々独立して制御される。操作
レバー１５が中立位置に戻されると油圧切換弁３１,３
３は位置（イ）に切り換えられ、レギュレータ２１ａ,
２２ａはタンクと連通する。

【００１３】演算器３６には操作レバー１５に設けられ
たモード切換スイッチ１５ａと、その操作レバー１５に
対応して設けられた速度設定ダイヤル１５ｂとがそれぞ
れ接続されている。演算器３６ではこれらからの入力信
号に基づいて所定の演算を実行し、電磁比例弁３２,３
４に制御信号を出力する。この制御信号によってポンプ
傾転角ｑ_ｐの上限値とモータ傾転角ｑ_ｍの下限値が以下
のように制限され、その制限内でポンプ傾転角ｑ_ｐとモ
ータ傾転角ｑ_ｍがそれぞれ設定される。これによって、
操作レバー１５を最大に操作したときの油圧モータ２２
の駆動速度（これをモータ最高速度ｖ_ｍａｘと呼ぶ）が
制限される。

【００１４】モード切換スイッチ１５ａを高速モードに
切り換えると、端子ｓ１が接地されて演算器３６の入力
ポートDi1の電圧が0V、入力ポートDi2の電圧が5Vにな
る。この状態では速度設定ダイヤル１５ｂの設定値ａに
拘わりなく電磁比例弁３２,３４には所定の制御信号が
出力され、電磁比例弁３２を通過した後の２次圧ｐ21は
最大となってポンプ傾転角ｑ_ｐの上限が最大値ｑ_ｐ２で
制限され、また、電磁比例弁３４を通過した後の２次圧
ｐ22は最大になってモータ傾転角ｑ_ｍの下限が最小値ｑ
_ｍ１で制限される。その結果、モータ最高速度ｖ_ｍａｘ
は最大値ｖ2まで上昇可能となる。

【００１５】モード切換スイッチ１５ａを微速モードに
切り換えると、端子ｓ３が接地されて演算器３６の入力
ポートDi1の電圧が5V、入力ポートDi2の電圧が0Vにな
る。この状態では速度設定ダイヤル１５ｂの設定値ａに
拘わりなく電磁比例弁３２,３４には所定の制御信号が
出力され、電磁比例弁３２を通過した後の２次圧ｐ21は
最小となってポンプ傾転角ｑ_ｐの上限が最小値ｑ_ｐ１で
制限され、また、電磁比例弁３４を通過した後の２次圧
ｐ22は最小となってモータ傾転角ｑ_ｍの下限が最大値ｑ
_ｍ２で制限される。その結果、モータ最高速度ｖ_ｍａｘ
は最小値ｖ1まで上昇可能となる。

【００１６】モード切換スイッチ１５ａを定速モードに
切り換えると、端子ｓ２が接地されて演算器３６の入力
ポートDi1とDi2の電圧がそれぞれ5Vになる。この状態で
は電磁比例弁３２,３４には速度設定ダイヤル１５ｂの
出力電圧に応じた制御信号がそれぞれ入力され、電磁比
例弁３２,３４を通過した後の２次圧ｐ21,ｐ22はダイヤ
ル設定値ａに応じた値となって、ポンプ傾転角ｑ_ｐの上
限値とモータ傾転角ｑ _ｍの下限値は図６に示すように制
限される。

【００１７】図６の実線は、ダイヤル設定値ａに対応す
るポンプ傾転角ｑ_ｐの上限値とモータ傾転角ｑ_ｍの下限
値の特性を示しており、ポンプ傾転角ｑ_ｐとモータ傾転
角ｑ _ｍはそれぞれこの範囲内で、例えば後述する図６の
点線のように設定される。図６の実線に示すように、ダ
イヤル設定値ａが０％のときは、ポンプ傾転角ｑ_ｐの上
限が最小値ｑ_ｐ１で制限され、モータ傾転角ｑ_ｍの下限
が最大値ｑ_ｍ２で制限される。この状態は微速モードと
同様である。ダイヤル設定値ａが１００％のときは、ポ
ンプ傾転角ｑ_ｐの上限が最大値ｑ_ｐ２で制限され、モー
タ傾転角ｑ_ｍの下限が最小値ｑ_ｍ１で制限される。この
状態は高速モードと同様である。また、ダイヤル設定値
ａが０〜５０％の範囲ではモータ傾転角ｑ_ｍの下限が最
大値ｑ_{ｍ ２}で制限され、ポンプ傾転角ｑ_ｐの上限が設定
値ａに応じて変化する。ダイヤル設定値ａが５０％〜１
００％の範囲ではポンプ傾転角ｑ_ｐの上限が最大値ｑ
_ｐ２で制限され、モータ傾転角ｑ_ｍの下限が設定値ａに
応じて変化する。ダイヤル設定値ａに対応するレバー操
作量ｓとモータ速度ｖとの関係を図７に示す。図７に示
すように、ダイヤル設定値ａが大きいほどレバー操作の
変化量に対するモータ速度ｖの変化量は大きくなる。

【００１８】ところで、油圧ポンプ２１は図５の特性に
従って馬力制御されているので、ポンプ２１に作用する
負荷（ポンプ吐出圧Ｐ）が大きい領域ではポンプ傾転角
ｑ_ｐは小さくなり、例えばポンプ吐出圧Ｐ_ａでポンプ傾
転角ｑ_ｐａになる。したがって、ダイヤル設定値ａを大
きくしてもポンプ傾転角ｑ_ｐは最大値ｑ_ｐ２に達する前
にカットオフされ、ダイヤル操作に対応するポンプ傾転
角ｑ_ｐの特性は例えば図６の点線に示すようになる。こ
の場合、高速モードにおけるポンプ傾転角ｑ_ｐもｑ_ｐａ
に設定される。

【００１９】また、速度設定ダイヤル１５ｂの操作に伴
いモータ傾転角ｑ_ｍが小さくなるとモータ圧力Ｐ_ｍは大
きくなるが、モータ圧力Ｐ_ｍはリリーフ弁３８の設定圧
で上限値Ｐm1が制限されるので、吊り荷を吊り上げるた
めのモータ駆動トルクＴ（＝Ｐ_ｍ×ｑ_ｍ）が不足するお
それがある。そこで、本実施の形態では、前述したよう
にモータ保持圧によりモータ傾転角ｑ_ｍの下限を制限
し、モータ保持圧が大きい場合には例えば図６の点線に
示すように、モータ傾転角ｑ_ｍの下限値ｑ_ｍａが最小値
ｑ_ｍ１よりも大きく設定される。これにより、ダイヤル
設定値ａを最大にしても吊り荷を吊り上げるために必要
な駆動トルクＴが不足することはない。この場合、高速
モードにおけるモータ傾転角ｑ_ｍもｑ_ｍａに設定され
る。なお、モータ保持圧の代わりにモーメントリミッタ
の信号（ロープ張力）に基づいてモータ傾転角ｑ_ｍの下
限を制限してもよい。この場合、演算器３６において、
モーメントリミッタの信号から吊り荷を吊り上げるため
に必要なモータ駆動トルクを演算してモータ駆動トルク
Ｔに対応したモータ傾転角ｑ_ｍの下限値ｑ_ｍａ（＝Ｔ／
Ｐ_ｍ１）を算出し、モータ傾転角ｑ_ｍがこの下限値ｑ
_ｍａを下回らないように電磁比例弁３４に出力する制御
信号に制限をかければよい。

【００２０】次に、本実施の形態に係わる動作をより具
体的に説明する。例えば、操作レバー１５に設けられた
モード切換スイッチ１５ａを高速モードに切り換える
と、前述したように電磁比例弁３２を通過した後の２次
圧ｐ21は最大となり、電磁比例弁３４を通過した後の２
次圧ｐ22は最大となる。その状態で操作レバー１５を巻
上または巻下操作すると、その操作量に応じてパイロッ
ト弁２４Ａまたは２４Ｂが駆動され、油圧源２５からの
パイロット圧はパイロット弁２４Ａまたは２４Ｂおよび
シャトル弁を経由して油圧切換弁３１,３３のパイロッ
トポートに供給される。これによって、油圧切換弁３
１,３３はそれぞれ位置（ロ）側に切り換えられ、２次
圧ｐ21がレギュレータ２１ａに供給されてポンプ傾転角
ｑ_ｐの上限が最大値ｑ_ｐ２で制限され、２次圧ｐ22がレ
ギュレータ２２ａに供給されてモータ傾転角ｑ_ｍの下限
が最小値ｑ_ｍ１で制限される。それと同時に、油圧源２
５からのパイロット圧はパイロット弁２４Ａまたは２４
Ｂを経由して制御弁２３のパイロットポートに供給さ
れ、制御弁２３は位置Ａ側または位置Ｂ側に切り換えら
れる。その結果、油圧ポンプ２１から油圧モータ２２へ
と圧油が供給され、油圧モータ２２は操作レバー１５の
操作量に応じた速度で駆動される。

【００２１】このとき、ポンプ吐出圧Ｐが馬力制御を開
始する圧力Ｐ_ｓ（図５参照）以下であり、モータ圧力Ｐ
mがリリーフ圧Ｐm1を下回っていれば、ポンプ傾転角は
最大値ｑ_ｐ２に、モータ傾転角ｑ_ｍは最小値ｑ_ｍ１にそ
れぞれ設定される。したがって、操作レバー１５を最大
に操作したときの油圧モータ２２の速度（モータ最高速
度ｖ_ｍａｘ）は最大速度ｖ2となり、フック８は最高速
で昇降する。なお、油圧ポンプ２１に作用する負荷がポ
ンプ吐出圧Ｐ_ｓを越える場合には、前述したようにポン
プ傾転角ｑ_ｐは図５のＰ−ｑ線図で決定される値、例え
ばｑ_ｐａに設定されるので、モータ最高速度ｖ_ｍａｘは
負荷が小さい場合に比べて小さくなる。また、油圧モー
タ２２に作用する負荷がリリーフ圧Ｐm1に達し、モータ
駆動トルクＴが不足する場合には、前述したようにモー
タ傾転角ｑ_ｍは例えばｑ_ｍａに設定されるので、モータ
最高速度ｖ_ｍａｘは負荷が小さい場合に比べて小さくな
る。

【００２２】モード切換スイッチ１５ａを微速モードま
たは定速モードに切り換えた場合には、ポンプ傾転角ｑ
_ｐの上限値とモータ傾転角ｑ_ｍの下限値が前述したよう
に制限される。この場合、ポンプ吐出圧ＰがＰ_ｓ以下で
あり、モータ圧力Ｐmがリリーフ圧Ｐm1を下回っていれ
ば、微速モードにおいてはモータ最高速度ｖ_ｍａｘが最
小値ｖ1に、定速モードにおいてはモータ最高速度ｖ
_ｍａｘがダイヤル設定値ａに応じた所定値ｖにそれぞれ
制御される。その他の基本的な動作は上述した高速モー
ドのときと同様である。

【００２３】このように第１の実施の形態によると、３
位置に切換可能なモード切換スイッチ１５ａの切換位置
に応じて電磁比例弁３２,３４に制御信号を出力し、そ
の制御信号により電磁比例弁３２,３４の減圧度を制御
してレギュレータ２１ａ,２２ａへ供給される圧油量を
調整することで油圧ポンプ２１と油圧モータ２２の傾転
角ｑ_ｐ,ｑ_ｍを３段階に制限するようにしたので、高速
モード、微速モード、定速モードといった３種類の速度
モードにスイッチ操作のみで容易に切り換えることがで
きる。この場合、定速モードにおいては速度設定ダイヤ
ル１５ｂの操作に応じて油圧ポンプ２１と油圧モータ２
２の傾転角ｑ_ｐ,ｑ_ｍを任意に制御するようにしたの
で、操作レバー１５の操作量を一定にした状態で種々の
作業に適した任意の速度に容易に調整することができ
る。

【００２４】以上では主巻ウインチの動作について説明
したが、主巻ウインチと起伏ウインチの複合動作である
水平引き込み作業は例えば次のように実行される。ま
ず、モード切換スイッチ１５ａを高速モードに切り換
え、その状態で主巻用操作レバー１５を巻上操作し、吊
り荷を所定高さまで吊り上げる。次いで、モード切換ス
イッチ１５ａを定速モードに切り換え、その状態で起伏
用操作レバー１７を最大巻上操作するとともに、主巻用
操作レバー１５を最大巻下操作してデテントで固定す
る。すると、起伏ウインチのポンプ傾転角ｑ_ｐ、および
主巻ウインチのポンプ傾転角ｑ_ｐとモータ傾転角ｑ_ｍが
前述したようにそれぞれ速度設定ダイヤル１５ｂ,１７
ｂの設定値ａに応じた値に設定される。これによって、
ダイヤル１７ｂの設定値ａに応じた所定速度で起伏ドラ
ム７が巻上駆動されるとともに、ダイヤル１５ｂの設定
値ａに応じた所定速度で主巻ドラム１０が巻下駆動され
て吊り荷が引き込まれる。このとき、速度設定ダイヤル
１５ｂおよび１７ｂの操作によって、ブーム４の起伏速
度に対する吊り荷の巻下速度の割合（相対速度）を調整
し、吊り荷の水平が微調整される。なお、ブーム４の起
伏角度の増加に伴い、吊り荷の水平を保つために必要な
相対速度が変化するので、その場合にはダイヤル１５ｂ
および１７ｂの設定値ａをそれぞれ大体の値に調整し、
その後は操作レバー１７の操作量を調整することで水平
引き込みを行ってもよい。

【００２５】水平に引き込まれた吊り荷の位置を微調整
するときは、ダイヤル設定値ａはそのままの状態でモー
ド切換スイッチ１５ａおよび１７ａを微速モードに切り
換える。すると、主巻ウインチと起伏ウインチのポンプ
傾転角ｑ_ｐの上限はそれぞれ最小値ｑ_ｐ１で制限され、
主巻ウインチのモータ傾転角ｑ_ｍの下限は最大値ｑ_{ｍ ２}
で制限される。これによって、各ウインチは微速で駆動
され、吊り荷の微妙な位置合わせといった作業が容易に
なる。微速モードで吊り荷を所定位置にセットした後は
再びスイッチ１５ａおよび１７ａを高速モードに切り換
え、以降一連の作業を繰り返す。

【００２６】この繰り返し作業において、吊り荷の水平
を出すための速度設定ダイヤル１５ｂおよび１７ｂの操
作がいったん行われた後は、定速モードに切り換える度
に改めて速度設定をし直す必要がなく、作業性が向上す
る。また、モード切換スイッチ１５ａ,１７ａを操作レ
バー１５,１７の握り部に設けたので、操作レバー１５
〜１７から手を離すことなく作業を行うことができ、作
業性が向上する。

【００２７】−第２の実施の形態− 図９は、本発明の第２の実施の形態に係わる速度制御装
置を有する油圧式クレーンの駆動回路を示す図である。
なお、図９において図４と同一の箇所には同一の符号を
付し、以下ではその相違点を主に説明する。図９に示す
ように、油圧切換弁３１,３２には電磁比例弁３２,３４
の代わりに電磁切換弁７１,７２が接続されている。ま
た、速度設定ダイヤル１５ｂは省略されている。

【００２８】電磁切換弁７１,７２は３位置切換弁であ
り、モード切換スイッチ１５ａの切換位置に応じてその
位置が切り換えられる。モード切換スイッチ１５ａが高
速モードに切り換えられると、演算器３６からの制御信
号によって電磁切換弁７１は位置Ａに切り換えられ、電
磁切換弁７２は位置Ｂに切り換えられる。これによっ
て、レバー操作により油圧切換弁３１,３３が位置
（ロ）に切り換えられると、レギュレータ２１ａは油圧
切換弁３１、電磁切換弁７１を介してタンクに連通し、
ポンプ傾転角ｑ_ｐの上限が最小値ｑ_ｐ１で制限されると
ともに、レギュレータ２２ａは油圧切換弁３３、電磁切
換弁７２を介して油圧源２５に連通し、モータ傾転角ｑ
_ｍが最大値ｑ_ｍ２に設定される。モード切換スイッチ１
５ａが微速モードに切り換えられると電磁切換弁７１は
位置Ｂに切り換えられ、電磁切換弁７２は位置Ａに切り
換えられる。これによって、レバー操作時にレギュレー
タ２１ａは油圧切換弁３１、電磁切換弁７１を介して油
圧源２５に連通し、ポンプ傾転角ｑ_ｐの上限が最大値ｑ
_ｐ２で制限されるとともに、レギュレータ２２ａは油圧
切換弁３３、電磁切換弁７２を介してタンクに連通し、
モータ傾転角ｑ_ｍが最小値ｑ_ｍ１に設定される。また、
モード切換スイッチ１５ａが定速モードに切り換えられ
ると電磁切換弁７１,７２はともに位置Ｃに切り換えら
れ、レバー操作時にレギュレータ２１ａは油圧切換弁３
１、電磁切換弁７１、減圧弁７３を介して油圧源２５に
連通するとともに、レギュレータ２２ａは油圧切換弁３
３、電磁切換弁７２、減圧弁７４を介して油圧源２５に
連通する。減圧弁７３,７４は手動操作によるバネ圧の
調整によりその減圧度が変化し、これによって、ポンプ
傾転角ｑ_ｐの上限が任意の値で制限されるとともに、モ
ータ傾転角ｑ_ｍが任意の値に設定される。

【００２９】このように第２の実施の形態によると、減
圧弁７３,７４の減圧度を手動操作によって調整するよ
うにしたので、演算器３６からは電磁切換弁７１,７２
への切換信号のみが単に出力され、制御構成が簡素化さ
れる。

【００３０】なお、上記実施の形態では、ポンプ傾転角
ｑ_ｐの上限値とモータ傾転角ｑ_ｍの下限値を制御するこ
とにより油圧モータ２２の最高速度Ｖ_ｍａｘを制限する
ようにしたが、ポンプ傾転角ｑ_ｐの上限値とモータ傾転
角ｑ_ｍの下限値のいずれか、あるいは傾転角ｑ_ｐ,ｑ_ｍ
以外の制御（例えば原動機の回転数の制御）により油圧
モータ２２の最高速度Ｖ_ｍａｘを制限するようにしても
よい。また、上記実施の形態では、速度制御装置を巻上
およびブーム起伏に適用したが、走行や旋回などに適用
してもよい。さらに、上記実施の形態におけるモード切
換スイッチ１５ａ〜１７ａや速度設定ダイヤル１５ｂ〜
１７ｂの形状、取付箇所は一例であり、操作性を向上さ
せるものならいかなる形状、取付箇所であってもよい。

【００３１】以上の実施の形態と請求項との対応におい
て、操作レバー１５〜１７が制御弁操作手段を、モード
切換スイッチ１５ａ〜１７ａが選択操作手段を、速度設
定ダイヤル１５ｂ〜１７ｂが可動操作部を、速度設定ダ
イヤル１５ｂ〜１７ｂおよび減圧弁７３,７４が速度設
定操作手段を、油圧切換弁３１,３３と電磁比例減圧弁
３３,３４と演算器３６、または油圧切換弁３１,３３と
電磁切換弁７１,７２が速度制限装置をそれぞれ構成す
る。

【００３２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、選択操作手段により微速モードが選択されるとモ
ータ最高速度を第１の所定速度に制限し、高速モードが
選択されると第１の所定速度より大きい第２の所定速度
に制限し、定速モードが選択されると速度設定操作手段
で設定された値に応じた第３の所定速度に制限するよう
にしたので、選択操作手段の操作により３種類の速度モ
ードに容易に切り換えることができるとともに、定速モ
ードにおいては速度設定手段の操作により任意の速度に
容易に設定することができる。

【００３３】また、請求項２の発明によれば選択操作手
段により選択された速度モードに応じてポンプ傾転角を
制御し、請求項３の発明によればモータ傾転角を制御す
るようにしたので、油圧ポンプの回転数を一定に保った
まま油圧モータの駆動速度を変更することができる。さ
らに、請求項４の発明によれば、ウインチドラムに巻回
されたロープ張力と相関関係を有する物理量によりモー
タ傾転角の下限値を制限するようにしたので、モータ駆
動トルクの不足による吊り荷の落下を防止することがで
きる。

【００３４】さらにまた、請求項５の発明によれば、速
度設定操作手段の可動操作部を最小位置から最大位置に
かけて連続的に操作可能とし、選択操作手段により定速
モードが選択された際に、速度設定操作手段の可動操作
部が最小位置から中間位置の範囲に操作されたときはそ
の操作位置に応じてポンプ傾転角の上限値を設定すると
ともにモータ傾転角の下限値を最大値に設定し、速度設
定操作手段の可動操作部が中間位置から最大位置の範囲
に操作されたときはその操作位置に応じてモータ傾転角
の下限値を設定するとともにポンプ傾転角の上限値を最
大値に設定するようにしたので、速度設定操作手段の可
動操作部の操作によりモータ駆動速度を徐々に増減させ
ることができる。

【００３５】また、請求項６の発明によれば、選択操作
手段を制御弁操作手段の操作部に設置するようにしたの
で、制御弁操作手段を操作しながら速度モードを変更す
ることができ、作業性が向上する。さらに、請求項７の
発明によれば、選択操作手段と、速度設定操作手段と、
モータ最高速度を制限する速度制限装置とを巻上ウイン
チと起伏ウインチに対応してそれぞれ設けるようにした
ので、複数の操作レバーの同時操作を要する水平引き込
み作業などを容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される油圧式クレーンの側面図。

【図２】本発明の実施の形態に係わる速度制御装置を構
成する操作レバーの配置を示す図。

【図３】図２の側面図。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係わる速度制御装
置を有する油圧式クレーンの駆動回路を示す図。

【図５】本発明の実施の形態に係わる速度制御装置を構
成する油圧ポンプの馬力制御特性を示す図。

【図６】本発明の実施の形態に係わる速度制御装置を構
成する速度設定ダイヤルの設定値に対応するポンプ傾転
角とモータ傾転角の特性を示す図。

【図７】本発明の実施の形態に係わる速度制御装置を構
成する速度設定ダイヤルの設定値に対応したレバー操作
量とモータ速度との関係を示す図。

【図８】本発明の実施の形態に係わる速度制御装置を構
成する速度設定ダイヤルの拡大図。

【図９】本発明の第２の実施の形態に係わる速度制御装
置を有する油圧式クレーンの駆動回路を示す図。

【符号の説明】

６ 起伏ロープ ７ 起伏ドラム ９ 主巻ロープ １０ 主巻ドラム １５ 主巻用操作レバー １６ 補巻用操作レ
バー １７ 起伏用操作レバー １５ａ〜１７ａ モード切
換スイッチ １５ｂ〜１７ｂ 速度設定ダイヤル ２１ 油圧ポン
プ ２２ 油圧モータ ２３ 方向制御弁 ３１,３３ 油圧切換弁 ３２,３４ 電磁比例
減圧弁 １ 演算器 ７１,７２ 電磁切換弁 ７３,７４ 減圧弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｅ０２Ｆ 9/22 Ｅ０２Ｆ 9/22 Ｐ Ｑ Ｒ (72)発明者 船渡 孝次 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 成沢 順市 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 Ｆターム(参考） 2D003 AA06 AB04 AB05 BB01 BB12 CA02 DA03 DA04 3F204 AA04 AA09 CA05 FA02 FB03 FB12 FC08 FD08 3F205 AA05 AA20 DA17 DA18 KA10 3H089 AA32 AA44 BB15 CC09 DA03 DB05 EE05 EE35 GG02 JJ08

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原動機によって駆動される油圧ポンプ
   と、 その油圧ポンプからの吐出油によって駆動される油圧モ
   ータと、 前記油圧ポンプから前記油圧モータへの圧油の流れを制
   御する制御弁と、 前記制御弁に駆動指令を入力し、前記油圧モータの駆動
   速度を調節する制御弁操作手段とを備えた建設機械の速
   度制御装置において、 微速、高速および定速の３種類の速度モードを選択する
   選択操作手段と、 前記油圧モータの最高速度を任意に設定する速度設定操
   作手段と、 前記選択操作手段により微速モードが選択されると前記
   速度設定操作手段で設定された値に拘わらず前記最高速
   度を第１の所定速度に制限し、高速モードが選択される
   と前記速度設定操作手段で設定された値に拘わらず前記
   最高速度を前記第１の所定速度より大きい第２の所定速
   度に制限し、定速モードが選択されると前記速度設定操
   作手段で設定された値に応じた第３の所定速度に前記最
   高速度を制限する速度制限装置とを備えたことを特徴と
   する建設機械の速度制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の建設機械の速度制御装
   置において、 前記油圧ポンプは可変容量式であり、前記速度制限装置
   は前記選択操作手段により選択された速度モードに応じ
   てポンプ傾転角を制御することを特徴とする建設機械の
   速度制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の建設機械の速
   度制御装置において、 前記油圧モータは可変容量式であり、前記速度制限装置
   は前記選択操作手段により選択された速度モードに応じ
   てモータ傾転角を制御することを特徴とする建設機械の
   速度制御装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の建設機械の速度制御装
   置において、 前記油圧モータは、ウインチドラムに巻回されたロープ
   の張力と相関関係を有する物理量によってモータ傾転角
   の下限値が制限されることを特徴とする建設機械の速度
   制御装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の建設機械の速度制御装
   置において、 前記油圧ポンプと前記油圧モータはともに可変容量式で
   あり、かつ、前記速度設定操作手段の可動操作部はその
   操作位置を最小位置から最大位置にかけて連続的に操作
   可能であって、 前記速度制御装置は、前記選択操作手段により微速モー
   ドが選択されるとポンプ傾転角の上限値を最小値に設定
   するとともにモータ傾転角の下限値を最大値に設定し、
   高速モードが選択されるとポンプ傾転角の上限値を最大
   値に設定するとともにモータ傾転角の下限値を最小値に
   設定し、定速モードが選択されると前記速度設定操作手
   段の可動操作部が最小位置から中間位置の範囲に操作さ
   れたときはその操作位置に応じてポンプ傾転角の上限値
   を設定するとともにモータ傾転角の下限値を最大値に設
   定し、前記速度設定操作手段の可動操作部が中間位置か
   ら最大位置の範囲に操作されたときはその操作位置に応
   じてモータ傾転角の下限値を設定するとともにポンプ傾
   転角の上限値を最大値に設定することを特徴とする建設
   機械の速度制御装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の建設機
   械の速度制御装置において、 前記選択操作手段は前記制御弁操作手段の操作部に設置
   することを特徴とする建設機械の速度制御装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の建設機
   械の速度制御装置において、 前記選択操作手段と、前記速度設定操作手段と、前記速
   度制限装置は、巻上ウインチと起伏ウインチに対応して
   それぞれ設けられることを特徴とする建設機械の速度制
   御装置。