JP2001213590A - 油圧駆動ウインチの制御装置 - Google Patents
油圧駆動ウインチの制御装置Info
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Abstract
加によるモータの過回転を防止でき、しかも巻下操作手
段を通常巻下運転時とフリーフォール運転時とに共用す
る。 【解決手段】 コントロールバルブ5の巻下側パイロッ
トポート5bを、受圧面積の大きい通常巻下側ポート5
b1と受圧面積の小さいフリーフォール側ポート5b2
を備えた2ポート構造とし、モータ2を小容量に設定し
て行うフリーフォール運転時に、巻下側リモコン弁8の
パイロット圧をモード切換弁22を介してフリーフォー
ル側ポート5b2に供給することにより、コントロール
バルブ5のストロークを抑えてモータ2の回転数が許容
回転数を超えないようにした。
Description
れるウインチドラムの回転を制御する油圧駆動ウインチ
の制御装置に関するものである。
て、特公昭63-35555号公報に示されているように、ウイ
ンチドラムにクラッチと、ネガティブ・ポジティブ両ブ
レーキとを設け、ドラム駆動、ドラム停止、フリーフォ
ール(吊荷の自由落下)の各運転状態に応じてこれらク
ラッチ及びブレーキをオン・オフ制御するものが公知で
ある。
ルのためにクラッチ及びポジティブブレーキとこれらの
制御系が必要となるため、装置構成が複雑となり、コス
トが高くなる等の欠点があった。
のクラッチ及びブレーキを不要とする装置として、特開
平11-79679号公報に示されているように、油圧モータの
回転速度は同一流量でもモータ容量に反比例し、モータ
容量が小さいほど回転速度が高くなる点に着目し、フリ
ーフォール運転時にモータを小容量に設定することによ
りウインチドラムを高速で巻下回転させる技術を提案し
た。
変化によるモータ流量(モータ回転数)の変動を防止す
る技術をも提案した。
ポンプは、ウインチ用油圧モータ専用ではなく、複数の
アクチュエータの油圧源として共用されるため、各アク
チュエータの負荷の合計によってエンジン回転数が変化
し、このエンジン回転数の変化によってポンプ流量が変
化し、モータ流量が変化する。
じコントロールバルブの位置でモータ流量が変化し、エ
ンジン回転数の上昇時にモータ回転数が許容回転数を超
えて巻下速度が高くなり過ぎたり、乱巻を起こしたりす
るおそれがある。
バルブを巻下側に操作する巻下操作手段として、通常巻
下用の第1の巻下操作手段(第1のリモコン弁)とは別
に、油圧モータの流量がモータ容量最小値での許容流量
を超えないようにコントロールバルブの通過流量を規制
するフリーフォール運転用の第2の巻下操作手段(第2
のリモコン弁)を設け、フリーフォール運転時にこの第
2の巻下操作手段でコントロールバルブを操作すること
によりコントロールバルブの通過流量(モータ流量)を
規制するようにした。
保って過回転を防止し、フリーフォール運転を安全に行
うことができる。
よると、巻下操作手段として通常巻下用とフリーフォー
ル運転用の二つの操作手段が必要となるため、たとえば
巻上運転とフリーフォール運転を連続して行う連続操作
時等において操作が煩雑となり、誤操作のおそれが生じ
る。
容量に設定することによりウインチドラムを高速で巻下
回転させる構成では、吊荷荷重が大きくなるにつれて巻
下げ開始時の速度が速くなるため、急激なレバー操作を
行った場合には車体にショックが発生する虞れがある。
また、初速が大きいとカウンタバランス弁の動きが吊荷
に追従できずハンチングを起こす虞れもある。
あり、第一の目的は、フリーフォール運転中のエンジン
回転数の増加によるモータの過回転を防止でき、しかも
巻下操作手段を通常巻下操作とフリーフォール操作とに
共用することができる油圧駆動ウインチの制御装置を提
供することにあり、第二の目的は、吊荷荷重が大きい場
合であっても初速が小さいために巻下げ開始時のショッ
クが発生せず、ハンチングの発生も防止することのでき
る油圧駆動ウインチの制御装置を提供することにある。
インチドラムと、このウインチドラムを駆動する可変容
量型の油圧モータと、この油圧モータの油圧源としての
油圧ポンプと、上記油圧モータに対する圧油の給排を制
御するコントロールバルブと、このコントロールバルブ
を巻上側に操作する巻上操作手段と、コントロールバル
ブを巻下側に操作する巻下操作手段と、上記油圧モータ
の容量を制御するモータ容量制御手段と、フリーフォー
ル指令を出力するフリーフォール指令手段とを備え、上
記フリーフォール指令手段からのフリーフォール指令に
基づき、上記モータ容量制御手段を作動させて上記油圧
モータを小容量に設定し、この状態で上記巻下操作手段
を操作することにより、上記ウインチドラムを高速で巻
下回転させてフリーフォール運転を行うように構成され
た油圧駆動ウインチの制御装置において、上記フリーフ
ォール運転時に上記油圧モータヘの供給流量が同モータ
の許容流量以下となるように、上記巻下操作手段の操作
量に対する上記コントロールバルブの開度を、上記フリ
ーフォール指令がない通常巻下運転時よりも小さく規制
するコントロールバルブ規制手段が設けられたことを特
徴とする油圧駆動ウインチの制御装置。
として巻上側及び巻下側両パイロットポートを備えた油
圧パイロット式のもの、巻下操作手段としてリモコン弁
がそれぞれ用いられ、コントロールバルブ規制手段が次
のように構成された油圧駆動ウインチの制御装置であ
る。
イロットポートとして、相対的に受圧面積の大きい通常
巻下側ポートと、受圧面積の小さいフリーフォール側ポ
ートが設けられていること。
圧を、通常巻下運転時には上記通常巻下側ポートに導入
し、フリーフォール運転時には上記フリーフォール側ポ
ートに導入するパイロット圧切換弁が設けられているこ
と。
として巻上側及び巻下側両パイロットポートを備えた油
圧パイロット式のもの、巻下操作手段としてリモコン弁
がそれぞれ用いられ、コントロールバルブ規制手段とし
て、上記コントロールバルブの巻上側パイロットポート
に、フリーフォール運転時にパイロット圧が供給される
補助ポートが設けられ、この補助ポートに、パイロット
圧導入時に同バルブの巻下側へのストロークを規制する
ストッパが設けられた油圧駆動ウインチの制御装置であ
る。
駆動ウインチの制御装置において、コントロールバルブ
として巻上側及び巻下側両パイロットポートを備えた油
圧パイロット式のもの、巻下操作手段としてリモコン弁
がそれぞれ用いられ、コントロールバルブ規制手段とし
て、上記巻下操作手段からのパイロット圧を、フリーフ
ォール運転時には通常巻下運転時よりも減圧してコント
ロールバルブのパイロットポートに導入するパイロット
圧切換手段が設けられた油圧駆動ウインチの制御装置で
ある。
このウインチドラムを駆動する可変容量型の油圧モータ
と、この油圧モータの油圧源としての油圧ポンプと、上
記油圧モータに対する圧油の給排を制御するコントロー
ルバルブと、このコントロールバルブを巻上側に操作す
る巻上操作手段と、コントロールバルブを巻下側に操作
する巻下操作手段と、上記油圧モータの容量を制御する
モータ容量制御手段と、フリーフォール指令を出力する
フリーフォール指令手段とを備え、上記フリーフォール
指令手段からのフリーフォール指令に基づき、上記モー
タ容量制御手段を作動させて上記油圧モータを小容量に
設定し、この状態で上記巻下操作手段を操作することに
より、上記ウインチドラムを高速で巻下回転させてフリ
ーフォール運転を行うように構成された油圧駆動ウイン
チの制御装置において、上記モータ容量制御手段は、油
圧ポンプを駆動するエンジンの回転数に応じてモータ容
量を高エンジン回転数側で増加させることにより、上記
フリーフォール運転時に上記油圧モータの回転数を同モ
ータの許容回転数以下に抑制するように構成されている
油圧駆動ウインチの制御装置である。
駆動ウインチの制御装置において、モータ容量制御手段
として、油圧モータの容量を変化させるモータ容量調整
用アクチュエータと、このアクチュエータを作動させる
油圧パイロット式のアクチュエータ制御弁と、このアク
チュエータ制御弁に導入されるパイロット圧を制御する
パイロット圧制御弁と、エンジン回転数に応じてこのパ
イロット圧制御弁を制御するコントローラとを具備する
油圧駆動ウインチの制御装置である。
このウインチドラムを駆動する可変容量型の油圧モータ
と、この油圧モータの油圧源としての油圧ポンプと、上
記油圧モータに対する圧油の給排を制御するコントロー
ルバルブと、このコントロールバルブを巻上側に操作す
る巻上操作手段と、コントロールバルブを巻下側に操作
する巻下操作手段と、上記油圧モータの容量を制御する
モータ容量制御手段と、フリーフォール指令を出力する
フリーフォール指令手段と、フリーフォール制御手段と
を備え、上記フリーフォール制御手段は、上記巻下操作
手段の操作量に比例して上記可変容量モータの容量を大
容量から小容量に変化させる油圧駆動ウインチの制御装
置である。
制御手段は、上記巻下げ操作手段の操作量に比例して上
記コントロールバルブから上記油圧モータに通じる巻下
げ側油路の圧力を高めていくように構成されている油圧
駆動ウインチの制御装置である。
が選択されたときに、上記巻下操作手段からの切換え操
作に優先して上記コントロールバルブを巻下げ側に切り
換えるコントロールバルブ切換手段が備えられている油
圧駆動ウインチの制御装置である。
ォール運転時に、巻下操作手段の操作量に対するコント
ロールバルブの開度(通過流量)が絞られ、請求項5,
6の各発明によると、エンジン回転数の上昇に応じてモ
ータ容量が大きくなる。
タの過回転、これによる乱巻の発生が防止される。
防止の具体的作用として、請求項2ではパイロット圧が
コントロールバルブの巻下側パイロットポートにおける
小受圧面積のフリーフォール側ポートに導入されること
によって、また請求項3ではパイロット圧が巻下側パイ
ロットポートの補助ポートに導入されてストッパが作動
することによって、さらに請求項4では巻下操作手段
(リモコン弁)からのパイロット圧が減圧されてコント
ロールバルブのパイロットポートに導入されることによ
って、それぞれコントロールバルブのストロークが抑え
られ、その開度が絞られる。
ル指令手段によってフリーフォール運転が選択される
と、例えば可変容量モータの傾転角を制御することによ
り、可変容量モータの容量が巻下げ操作量に比例して大
容量から小容量に設定される。そこで、フリーフォール
運転と操作が共通する操作手段を用いて巻下げ操作を行
うと、フリーフォール運転開始時には可変容量モータの
容量が大きいためにフリーフォールの初速が遅くなり、
フリーフォール運転を安全に行うことができる。
始めた時点では巻下げ側油路の圧力が低く設定されるた
め、吊下げ負荷が大きい場合であっても巻下げ開始時に
ショックを発生することがない。しかも、巻下げ側油路
は操作手段の操作量に比例して圧力が高められるため、
操作量に応じてフック落下速度の増速、減速を行うこと
ができ、例えば可変容量モータの容量が小さく設定され
ている状態で巻下げ操作量を大きくすれば、フリーフォ
ールを高速で行なうことができる。
ル運転が開始されると、操作手段からの切り換え操作を
待たずにコントロールバルブ切換手段が独自にコントロ
ールバルブを巻下げ側に切り換える。それにより、吊下
げ負荷が加わっている状態でフリーフォール開始時から
最大巻下げ速度に到達するまでの時間が短縮されるため
応答性を高めることができる。
明する。
ル操作とを共通の操作手段で行なえるようにし且つモー
タの過回転を防止する第一の形態と、(b)巻下げ操作と
フリーフォール操作とを共通の操作手段で行なえるよう
にし且つ吊下げ負荷が大きい場合であってもフリーフォ
ール運転開始時のショックを防止する第二の形態とがあ
る。
形態に基づいて説明する。 (a-1) 第1実施形態(図1〜図5参照) 1はウインチドラムで、このウインチドラム1の回転軸
1aが可変容量型のウインチ用油圧モータ2に直結また
は減速機を介して連結され、同モータ2によってウイン
チドラム1が回転駆動される。
上側及び巻下側両管路3,4は、中立、巻上、巻下の三
位置イ,ロ,ハを備えた油圧パイロット切換式のコント
ロールバルブ5を介して油圧ポンプ6に接続され、この
コントロールバルブ5によってモータ2に対する圧油の
給排(駆動、停止、駆動時の回転方向と速度)が制御さ
れる。
操作する巻上操作手段としての巻上側リモコン弁、8は
動力巻下時に同バルブ5を巻下側に操作する巻下操作手
段としての巻下側リモコン弁で、この両リモコン弁7,
8の操作量に応じたパイロット圧がパイロット圧ライン
9,10を通じてコントロールバルブ5の巻上側、巻下
側両パイロットポート5a,5bに送られる。
は、通常、一体として構成され、一つのレバーで選択操
作される。
圧ブレーキ力を発生させるブレーキ弁としてのカウンタ
バランス弁、Eは油圧ポンプ6を駆動するエンジンであ
る。
制御手段について説明する。
によってモータ容量を変化させるモータ容量調整用アク
チュエータとしてのシリンダ(以下、容量調整シリンダ
という)で、油圧モータ2は、同シリンダ12が縮小し
た状態で大容量に設定され、シリンダ伸長状態で小容量
にセットされる。
2aは、油圧パイロット切換式のシリンダ制御弁(アク
チュエータ制御弁)13を介して巻上側管路3に接続さ
れている。
小容量位置ロとを有し、大容量位置イでシリンダ伸長側
油室12aがタンクTに連通して容量調整シリンダ12
が縮小する(油圧モータ2が大容量にセットされる)。
わると、巻上側管路3の油がシリンダ伸長側油室12a
に導入されることによりシリンダ12が伸長する(油圧
モータ2が小容量域にセットされる)。
ート13aは、モータ容量切換ライン14を介してフリ
ーフォール指令手段としてのフリーフォール弁(電磁切
換弁)15の出力ポートに接続されている。
(フリーフォール運転時以外)は図の非作用位置イにセ
ットされ、この状態ではシリンダ制御弁13は図示の大
容量位置イに保持される。
が操作されるとフリーフォール弁15が作用位置ロに切
換わり、パイロット油圧源Ppの油圧がシリンダ制御弁
13の小容量側パイロットポート13aに供給されて同
制御弁13が小容量位置ロに切換わる。
作動して油圧モータ2が小容量にセットされる。
ロットポート13bは巻上側圧力検出ライン17によっ
て巻上側管路3に接続され、同管路3の圧力が高くなる
とシリンダ制御弁13が大容量位置イ側に作動してモー
タ容量が増加する。
小さく設定するためのポンプ圧制御手段について説明す
る。
段としての可変リリーフ弁で、このリリーフ弁18のバ
ネ側圧力ポートには、閉じ位置イと開き位置ロとの間で
切換わる油圧パイロット式のポンプ圧切換弁19と、ポ
ンプ圧設定弁20とが直列に接続されている。
9aにはポンプ圧制御ライン21が接続され、このポン
プ圧制御ライン21がフリーフォール弁15の出力ポー
トに接続されている。
作用位置ロにセットされたときに、パイロット油圧源P
pからの油圧がポンプ圧切換弁19のパイロットポート
19aに供給されて同切換弁19が閉じ位置イから開き
位置ロに切換わる。
なわちポンプ圧が、ポンプ圧設定弁20の設定圧によっ
て決まる値に設定される。
ポンプ圧は、 ポンプ圧と吊荷重量による巻下回転力>ドラム回転抵抗 の関係が成立する値に設定される。
下運転時にはフリーフォール弁15は非作用位置イにセ
ットされる。
プ圧は高圧に設定され、油圧モータ2が巻上側または巻
下側両リモコン弁7,8の操作量(コントロールバルブ
5のストローク)に応じた速度で回転して通常の巻上ま
たは巻下運転が行われる。
リーフォールスイッチ16を操作してフリーフォール弁
15を作用位置ロに切換える。
と、モータ容量が小容量に、ポンプ圧が低圧にそれぞれ
設定されるため、油圧モータ2が高速で巻下回転し、フ
リーフォール運転が行われる。
応じてコントロールバルブ5の開度が変化し、モータ容
量が変化するため、リモコン弁8によってフリーフォー
ル速度を調節し、また停止させることができる。
ることにより油圧モータ2を高速で巻下回転させてフリ
ーフォール機能を得る構成であるため、フリーフォール
のためのクラッチ及びポジティブブレーキとこれらの制
御系が不要となる。
定するため、モータ回転速度が高くなり過ぎず、ロープ
の緩みや乱巻が生じない本来のフリーフォールに近い運
転を行うことができる。
ンチ用の油圧モータ2専用ではなく、図示しない一乃至
複数のアクチュエータの油圧源として共用される。この
ため、エンジン回転数は合計負荷の変動によって変化
し、このエンジン回転数の変化によってポンプ流量が変
化してモータ流量が変わることにより、モータ2の過回
転が発生するおそれがある。
ポート5bは、相対的に受圧面積の大きい通常巻下側ポ
ート5b1と、受圧面積の小さいフリーフォール側ポー
ト5b2を備えた2ポート構造とされ、両ポート5b
1,5b2から導出されたパイロット管路10a,10
bが油圧パイロット式のモード切換弁22を介して巻下
側パイロットライン10に接続されている。
aは、フリーフォール弁15の出力ポートに接続され、
図示のようにフリーフォール弁15が非作用位置イにあ
るときは図示の通常巻下位置イにセットされる。
ると、パイロット圧がコントロールバルブ5の巻下側パ
イロットポート5bにおける通常巻下側ポート5b1に
供給される。このとき、フリーフォール側ポート5b2
はタンクTに連通する。
5は巻下側リモコン弁8の操作量(パイロット圧)に応
じたストロークでなんら規制を受けずに作動し、その開
度が変化する。
に切換えられると、モード切換弁22がフリーフォール
位置ロに切換わるため、リモコン弁8からのパイロット
圧がコントロールバルブ5の巻下側パイロットポート5
bにおけるフリーフォール側ポート5b2に供給される
一方、通常巻下側ポート5b1がタンクTに連通する。
b2の受圧面積が通常巻下側ポート5b1の受圧面積よ
りも小さく、コントロールバルブ5の巻下側へのストロ
ーク作動力も小さくなるため、巻下側リモコン弁8の操
作量に対する同バルブストローク(開度)が通常巻下運
転時よりも小さくなる。
ット圧Pfに対するフリーフォール運転時のコントロー
ルバルブ5のストローク(最大ストローク=最大開度)
Ssが通常巻下運転時のバルブストロークSfよりも小
さくなり、図3に示すようにこの最大バルブストローク
Ssでのコントロールバルブ5の通過流量(最大通過流
量=許容流量)Qsが通常巻下運転時の最大通過流量Q
maxよりも小さくなる。
(最小値Nmin、最大値Nmax)とポンプ流量(最
小値Qmin、最大値Qmax)との関係において、最
小エンジン回転数Nminよりも少し高い所定の低回転
数Nsで上記許容流量Qsが得られるように設定する。
数が上記低回転数Nsを超えてもモータ流量は許容流量
Qs以上には増加しない。
運転時に、低エンジン回転数(Ns以下)ではポンプ流
量の全部が油圧モータ2に送られるのに対し、Nsを超
える高エンジン回転数域ではポンプ流量の一部である許
容流量Qsのみが油圧モータ2に送られる。
め、図1に示すようにポンプラインに流量制御弁23が
設けられている。
に関係なくモータ流量が許容流量Qs内に抑えられるた
め、エンジン回転数の増加によって油圧モータ2が許容
回転数を超えて過回転状態となったり、乱巻が生じたり
するおそれがなくなる。
モコン弁8)によってフリーフォール運転を行うことが
できるため、両運転を別々の操作手段で行う構成とした
場合のように、特に、巻上運転からフリーフォール運転
を連続して行う場合の連続操作が煩雑となったり誤操作
を招いたりする虞れがない。 (a-2) 第2実施形態(図6参照) なお、以下に説明する第2〜第8の各実施形態におい
て、第1実施形態と同じ構成要素については同一符号を
付して示してその説明を省略する。
トポート5aに補助ポート5a1が付設され、この補助
ポート5a1内にストッパ24がスプール5cと対向し
て進退自在に設けられ、フリーフォール運転時(フリー
フォール弁15の作用位置ロへの切換わり時)に、パイ
ロット油圧源Ppの油圧がストッパ油圧ライン25を介
して巻上側パイロットポート5aにおける補助ポート5
a1に供給されることにより、ストッパ24がスプール
5c側(図の右方向)に進出してそのストロークを制限
するように構成されている。
作用効果を得ることができる。 (a-3) 第3実施形態(図7〜図9参照) 第3実施形態においては、フリーフォール運転時にコン
トロールバルブ5の巻下側パイロットポート5bに供給
されるパイロット圧を抑制する構成がとられている。
が、巻下側リモコン弁8からのパイロット圧をそのまま
パイロットポート5bに通す非減圧管路26と、パイロ
ット圧を減圧弁27によって減圧する減圧管路28とに
分岐されている。
5bとの間に油圧パイロット式のモード切換弁29が設
けられ、同切換弁29が通常巻下位置イにセットされた
状態では非減圧管路26がパイロットポート5bに連通
し、図8の実線で示すようにリモコン弁8の操作量に応
じた通常のパイロット圧(図中、Pfは最大パイロット
圧)が供給される。
位置ロに切換えられるとモード切換弁29がフリーフォ
ール位置ロに切換わり、減圧管路28が選択されて、図
8の一点鎖線で示すように通常巻下運転時よりも低いパ
イロット圧(図中、Psはこのときの最大パイロット
圧)がコントロールバルブ5の巻下側ポート5bに供給
される。
イロット圧とコントロールバルブストロークの関係を示
し、フリーフォール運転時の最大パイロット圧Psで得
られる最大ストロークSsでモータ2の許容流量(許容
回転数)が得られる。
にフリーフォール運転時のモータ回転数が許容回転数以
下に抑えられ、油圧モータ2の過回転が防止される。
許容流量の調整、変更を減圧弁27の設定によって容易
に行うことができるという独得の効果を奏する。 (a-4) 第4実施形態(図10参照) 巻下側パイロットライン10に、コントローラ30によ
って制御される電磁比例式の減圧弁31が設けられてい
る。
チ16がオフのとき(通常巻下運転時)には信号を出力
せず、この状態では減圧弁31は高圧に設定される。
操作されたとき(フリーフォール運転時)にコントロー
ラ30からの信号によって減圧弁31が低圧に設定され
る。
ストロークが図9のSsに規制され、モータ2の過回転
が防止される。 (a-5) 第5実施形態(図11〜図14参照) 第1〜第4各実施形態では、フリーフォール運転時にコ
ントロールバルブ5の巻下側へのストロークを規制する
ことによってモータ流量を規制する構成がとられている
のに対し、第5実施形態ではフリーフォール運転中にエ
ンジン回転数が上昇したときにモータ容量を増加させて
モータ回転数を制限する構成がとられている。
量切換ライン14に電磁比例式の減圧弁32が設けら
れ、この減圧弁32がコントローラ33によって制御さ
れる。
よって検出されるエンジン回転数に応じて出力電流が変
化し、図12に示すようにモータ小容量時のモータ許容
回転数に対応する流量Qsがポンプ6から吐出されるエ
ンジン回転数(以下、許容エンジン回転数という)Ns
以下ではフル電流Imaxを出力し、これ以上のエンジン
回転数域ではエンジン回転数に反比例して出力電流が減
少するように設定されている。
エンジン回転数が許容回転数Ns以下のときは、減圧弁
32からはパイロット油圧源Ppからの油圧がそのまま
シリンダ制御弁13に出力されて同制御弁13が小容量
位置ロにセットされる。このため、容量調整シリンダ1
2が伸長作動し、図13に示すように油圧モータ2が小
容量qminにセットされる。
超えると、図12の設定に従い減圧弁32の入力電流が
減少してその二次圧(シリンダ制御弁13の入力圧)が
低下し、シリンダ制御弁13が大容量位置イ側に作動し
て図13に示すようにモータ容量が増加する。
回転数が許容回転数Ns以上に増加してモータ流入流量
が増えても、モータ回転数が許容回転数Msを超えるこ
とがない。 (b) 次に第二の形態を第6〜8実施形態に基づいて説
明する。
参照) 図15に示す構成では、フリーフォール運転開始時に巻
下げ初速を小さくするとともに操作量に応じて巻下げ速
度を加速できるように構成している。
手段)8のリモコン圧Piは圧力センサ40によって検
出され、この圧力センサ40から出力される信号はコン
トローラ41に与えられる。コントローラ41には選択
スイッチ(フリーフォール指令手段)42が接続されて
いる。この選択スイッチ42には通常の巻上げと巻下げ
を行う通常操作ボタン42aとフリーフォール操作ボタ
ン42bとが備えられ、フリーフォール操作ボタン42
bを押すと、コントローラ41に対してフリーフォール
指令が与えられ、コントローラ41は予め設定されたモ
ータ容量特性で油圧モータ2の容量を設定する。
れた場合に設定されるモータ容量特性(リモコン圧Pi
とモータ容量Mqの関係)を示したものである。同図に
示されるように、モータ容量特性Mは、リモコン圧Pi
が小さい場合には大きく、リモコン圧Piが増加するに
つれて小さくなるようになっている。
おいてリモコン圧Piが小さいとき、コントローラ41
は減圧弁43の二次圧(シリンダ制御弁13の入力圧)
を低下させ、シリンダ制御弁13を大容量位置イ側に作
動させることにより、モータ容量を大きく設定する。
きにコントローラ41はフリーフォール弁15をイ位置
からロ位置に切り換え、パイロット油路44には固定圧
Pcの代わりに可変のリモコン圧Piが供給されること
になる。
5と保持圧制御弁46とに分岐して導入される。
に切り換わる切換位置を有し(図では便宜的に切換位置
イ〜ハで示す)、フリーフォール弁15がイ位置からロ
位置に切り換えられた時、巻下げ側リモコン弁8が操作
されていない状態ではイ位置にある。そして巻下げレバ
ー8aが操作されると、その操作量に応じてロ位置→ハ
位置と切り換わる。
置に切り換わるにつれて、圧力制御弁18はその設定圧
が最小から最大まで変化し、これに伴って巻下げ圧(巻
下側管路4の圧力)が最小から最大まで変化する。
ル運転が選択されたときにリモコン圧Piによって連通
位置に切り換えられる。
合、すなわち、フリーフォール運転において操作レバー
8aを操作し始める時にモータ容量Mqを大きくし、且
つ巻下げ圧を低くしておくと、フリーフォール運転開始
直後はモータ容量Mqが大きいために油圧モータ2の回
転に多くの油量を必要とすることにより初速が遅くな
る。その結果、特に重負荷時においてもフリーフォール
巻下げ開始直後に発生するショックは極めて小さくなり
安全に運転することが可能になる。しかも、フリーフォ
ール時の巻下げ速度は操作レバー8aの操作量に比例し
て速くなるように構成しているため、安定して定常操作
状態に移行させることができ、オペレータの意に即した
運転を行うことができるようになる。
15,設定圧力制御弁45及び圧力制御弁18はフリー
フォール運転制御手段として機能する。
示し、(b)はウインチドラム1の動き始めの状態を示
したものである。
が上昇し、ウインチドラム1が回転を開始するが、巻下
げ開始時にモータ容量を小さく設定した場合ではウイン
チドラム1の回転数が急激に増加し(グラフN1参
照)、吊り負荷の状態によってはショックを発生する虞
れがある。ところが、本実施形態ではウインチドラム1
回転数の増加が緩やかであり、ショックを伴わず定常操
作状態に移行させることができるようになる(グラフN
2参照)。
モコン圧Piと、その巻下げ側リモコン弁8とは別に設
けられたパイロット圧供給弁(コントロールバルブ切換
手段)50からのパイロット圧Pjとのいずれか一方に
よってコントロールバルブ5を切り換えるように構成し
ている。
リモコン圧Piとパイロット圧Pjの高位選択を行うた
めのシャトル弁である。
ボタン42bが押されると、コントローラ41はパイロ
ット圧供給弁50をイ位置からロ位置に切り換え、パイ
ロット圧供給弁50からパイロット圧Pjが導出される
と、シャトル弁51ではパイロット圧Pjとリモコン圧
Piとの高位選択を行い、Pj>Piであるためにパイ
ロット圧Pjをコントロールバルブ5のパイロットポー
ト5bに与える。それにより、巻下げ側リモコン弁8の
操作に優先してコントロールバルブ5を巻下げ位置ハに
切り換える。
に巻下げ側リモコン弁8からのリモコン圧Piを待たず
してコントロールバルブ5を素早く巻下げ位置に切り換
えることができる。従って、巻下げ開始時から巻下げ最
高速度に至る時間を短縮することができ、加速性を高め
ることができる。
い場合は、パイロット圧Pjが導出されず、巻下げ側リ
モコン弁8から導出されるリモコン圧Piがコントロー
ルバルブ5のパイロットポート5bに導入されるため、
通常の速度で巻き上げ、巻下げ操作を行うことができ
る。
参照) 本実施形態の構成では、バイパス油路4aに設けられた
リリーフ弁55をコントローラ41で直接制御するよう
に構成している。
ーク(リモコン圧Pi)に応じて電磁リリーフ弁55の
リリーフ圧を低圧から高圧へ所定のパターンで変更する
ためのリリーフ圧特性をコントローラ41のメモリ内に
予め記憶しておき、圧力センサ40によって検出される
リモコン圧Piに応じてそのメモリからリリーフ圧を読
み出し、電磁リリーフ弁55にリリーフ圧信号として与
えるようになっている。
であり、リモコン圧PiがP0からPAではリリーフ圧P
1は一定であり、リモコン圧がPAからPBに増加するに
つれてリリーフ圧P1がP1からP1に増加するようにな
っている。
に設定することができ、しかも速度応答性が速く、操作
フィーリングも優れるという利点がある。
第一の形態によれば、フリーフォール運転時に、請求項
2の本発明ではパイロット圧をコントロールバルブの巻
下側パイロットポートにおける小受圧面積のフリーフォ
ール側ポートに導入することによって、また、請求項3
の本発明ではパイロット圧を巻下側パイロットポートの
補助ポートに導入してストッパが作動させることによっ
て、請求項4の本発明では巻下操作手段(リモコン弁)
からのパイロット圧を減圧してコントロールバルブのパ
イロットポートに導入することによって、それぞれコン
トロールバルブのストロークを抑えてその開度を絞るよ
うに構成し、または請求項5及び6の本発明ではエンジ
ン回転数の上昇に応じてモータ容量を増加させる構成と
したから、フリーフォール運転時のモータの過回転、こ
れによる乱巻の発生を防止することができる。
モコン弁)によってフリーフォール運転を行うことがで
きるため、両運転を別々の操作手段で行う構成とした場
合のように、とくに巻上運転からフリーフォール運転を
連続して行う場合の連続操作が煩雑となったり誤操作を
招いたりする虞れがない。
発明では、フリーフォール指令手段によってフリーフォ
ール運転が選択されると、例えば可変容量モータの傾転
角を制御することにより、可変容量モータの容量が巻下
げ操作量に比例して大容量から小容量に設定される。そ
こで、フリーフォール運転と操作が共通する操作手段を
用いて巻下げ操作を行うと、フリーフォール運転開始時
には可変容量モータの容量が大きいためにフリーフォー
ルの初速が遅くなり、フリーフォール運転を安全に行う
ことができる。
た時点では巻下げ側油路の圧力が低く設定されるため、
吊下げ負荷が大きい場合であっても巻下げ開始時にショ
ックを発生することがない。
て圧力が高められるため、操作量に応じてフック落下速
度の増速、減速が行え、例えば可変容量モータの容量が
小さく設定されている状態で巻下げ操作量を大きくすれ
ば、フリーフォールを高速で行なうことができる。
転が開始されると、操作手段からの切り換え操作を待た
ずにコントロールバルブ切換手段が独自にコントロール
バルブを巻下げ側に切り換える。それにより、吊下げ負
荷が加わっている状態でフリーフォール開始時から最大
巻下げ速度に到達するまでの時間が短縮されるため応答
性を高めることができる。
る。
ット圧とコントロールバルブのストロークの関係を示す
図である。
トロークと同バルブ通過流量の関係を示す図である。
流量の関係を示す図である。
流量の関係を示す図である。
る。
る。
ロット圧の関係を示す図である。
とコントロールバルブのストロークの関係を示す図であ
る。
る。
る。
プ流量)と電磁比例減圧弁の入力電流の関係を示す図で
ある。
タ容量の関係を示す図である。
タ回転数の関係を示す図である。
る。
容量の関係を示すグラフである。
を示すグラフ、(b)はウインチドラム回転数を従来例
と対比したグラフである。
る。
る。
圧の関係を示すグラフである。
段) 30 コントローラ 32 電磁比例式減圧弁(モータ容量制御手段) 34 回転数センサ
Claims (9)
- 【請求項1】 ウインチドラムと、このウインチドラム
を駆動する可変容量型の油圧モータと、この油圧モータ
の油圧源としての油圧ポンプと、上記油圧モータに対す
る圧油の給排を制御するコントロールバルブと、このコ
ントロールバルブを巻上側に操作する巻上操作手段と、
コントロールバルブを巻下側に操作する巻下操作手段
と、上記油圧モータの容量を制御するモータ容量制御手
段と、フリーフォール指令を出力するフリーフォール指
令手段とを備え、上記フリーフォール指令手段からのフ
リーフォール指令に基づき、上記モータ容量制御手段を
作動させて上記油圧モータを小容量に設定し、この状態
で上記巻下操作手段を操作することにより、上記ウイン
チドラムを高速で巻下回転させてフリーフォール運転を
行うように構成された油圧駆動ウインチの制御装置にお
いて、上記フリーフォール運転時に上記油圧モータヘの
供給流量が同モータの許容流量以下となるように、上記
巻下操作手段の操作量に対する上記コントロールバルブ
の開度を、上記フリーフォール指令がない通常巻下運転
時よりも小さく規制するコントロールバルブ規制手段が
設けられたことを特徴とする油圧駆動ウインチの制御装
置。 - 【請求項2】 コントロールバルブとして巻上側及び巻
下側両パイロットポートを備えた油圧パイロット式のも
の、巻下操作手段としてリモコン弁がそれぞれ用いら
れ、コントロールバルブ規制手段が次のように構成され
たことを特徴とする請求項1記載の油圧駆動ウインチの
制御装置。 (i) 上記コントロールバルブの巻下側パイロットポー
トとして、相対的に受圧面積の大きい通常巻下側ポート
と、受圧面積の小さいフリーフォール側ポートが設けら
れていること。 (ii) 上記巻下操作手段からのパイロット圧を、通常巻
下運転時には上記通常巻下側ポートに導入し、フリーフ
ォール運転時には上記フリーフォール側ポートに導入す
るパイロット圧切換弁が設けられていること。 - 【請求項3】 コントロールバルブとして巻上側及び巻
下側両パイロットポートを備えた油圧パイロット式のも
の、巻下操作手段としてリモコン弁がそれぞれ用いら
れ、コントロールバルブ規制手段として、上記コントロ
ールバルブの巻上側パイロットポートに、フリーフォー
ル運転時にパイロット圧が供給される補助ポートが設け
られ、この補助ポートに、パイロット圧導入時に同バル
ブの巻下側へのストロークを規制するストッパが設けら
れたことを特徴とする請求項1記載の油圧駆動ウインチ
の制御装置。 - 【請求項4】 請求項1記載の油圧駆動ウインチの制御
装置において、コントロールバルブとして巻上側及び巻
下側両パイロットポートを備えた油圧パイロット式のも
の、巻下操作手段としてリモコン弁がそれぞれ用いら
れ、コントロールバルブ規制手段として、上記巻下操作
手段からのパイロット圧を、フリーフォール運転時には
通常巻下運転時よりも減圧してコントロールバルブのパ
イロットポートに導入するパイロット圧切換手段が設け
られたことを特徴とする油圧駆動ウインチの制御装置。 - 【請求項5】 ウインチドラムと、このウインチドラム
を駆動する可変容量型の油圧モータと、この油圧モータ
の油圧源としての油圧ポンプと、上記油圧モータに対す
る圧油の給排を制御するコントロールバルブと、このコ
ントロールバルブを巻上側に操作する巻上操作手段と、
コントロールバルブを巻下側に操作する巻下操作手段
と、上記油圧モータの容量を制御するモータ容量制御手
段と、フリーフォール指令を出力するフリーフォール指
令手段とを備え、上記フリーフォール指令手段からのフ
リーフォール指令に基づき、上記モータ容量制御手段を
作動させて上記油圧モータを小容量に設定し、この状態
で上記巻下操作手段を操作することにより、上記ウイン
チドラムを高速で巻下回転させてフリーフォール運転を
行うように構成された油圧駆動ウインチの制御装置にお
いて、上記モータ容量制御手段は、油圧ポンプを駆動す
るエンジンの回転数に応じてモータ容量を高エンジン回
転数側で増加させることにより、上記フリーフォール運
転時に上記油圧モータの回転数を同モータの許容回転数
以下に抑制するように構成されたことを特徴とする油圧
駆動ウインチの制御装置。 - 【請求項6】 請求項5記載の油圧駆動ウインチの制御
装置において、モータ容量制御手段として、油圧モータ
の容量を変化させるモータ容量調整用アクチュエータ
と、このアクチュエータを作動させる油圧パイロット式
のアクチュエータ制御弁と、このアクチュエータ制御弁
に導入されるパイロット圧を制御するパイロット圧制御
弁と、エンジン回転数に応じてこのパイロット圧制御弁
を制御するコントローラとを具備することを特徴とする
油圧駆動ウインチの制御装置。 - 【請求項7】 ウインチドラムと、このウインチドラム
を駆動する可変容量型の油圧モータと、この油圧モータ
の油圧源としての油圧ポンプと、上記油圧モータに対す
る圧油の給排を制御するコントロールバルブと、このコ
ントロールバルブを巻上側に操作する巻上操作手段と、
コントロールバルブを巻下側に操作する巻下操作手段
と、上記油圧モータの容量を制御するモータ容量制御手
段と、フリーフォール指令を出力するフリーフォール指
令手段と、フリーフォール制御手段とを備え、 上記フリーフォール制御手段は、上記巻下操作手段の操
作量に比例して上記可変容量モータの容量を大容量から
小容量に変化させることを特徴とする油圧駆動ウインチ
の制御装置。 - 【請求項8】 上記フリーフォール制御手段は、上記巻
下げ操作手段の操作量に比例して上記コントロールバル
ブから上記油圧モータに通じる巻下げ側油路の圧力を高
めていくように構成されている請求項7記載の油圧駆動
ウインチの制御装置。 - 【請求項9】 フリーフォール運転が選択されたとき
に、上記巻下操作手段からの切換え操作に優先して上記
コントロールバルブを巻下げ側に切り換えるコントロー
ルバルブ切換手段が備えられている請求項7または8に
記載の油圧駆動ウインチの制御装置。
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