JP2001341984A - Hydraulic circuit having counterbalance valve and crane - Google Patents

Hydraulic circuit having counterbalance valve and crane

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JP2001341984A
JP2001341984A JP2000163947A JP2000163947A JP2001341984A JP 2001341984 A JP2001341984 A JP 2001341984A JP 2000163947 A JP2000163947 A JP 2000163947A JP 2000163947 A JP2000163947 A JP 2000163947A JP 2001341984 A JP2001341984 A JP 2001341984A
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JP
Japan
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pressure
oil chamber
hydraulic
oil
spool
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Application number
JP2000163947A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Nakayama
中山  晃
Teruo Igarashi
照夫 五十嵐
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce pressure in a feed pipe passage during lowering. SOLUTION: Oil chambers Va, Vb are respectively provided at both ends of a spool 22 of a counterbalance valve 20, one oil chamber Va being communicated with the feed pipe passage (a lowering pipe passage) 10 and the other oil chamber Vb, in which a spring 23 is mounted, being communicated with a return pipe passage (a hoisting pipe passage) 9 via a solenoid proportional relief valve 13. Pressure sensors 11, 12 are connected to the feed pipe passage 10 and the oil chamber Vb, respectively, for controlling a relieve pressure Pr in the solenoid proportional relief valve 13 in accordance with signals from the pressure sensors 11, 12 so that a pressure P1 in the feed pipe passage 10 can be a target pressure Ps as predetermined.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カウンタバランス
弁を有する油圧回路およびその油圧回路を有するクレー
ンに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic circuit having a counterbalance valve and a crane having the hydraulic circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、ウインチの油圧回路において
は、油圧モータの巻上時の圧油入口側管路(以下、巻上
側管路)に吊り荷の落下防止用のカウンタバランス弁が
設けられる。カウンタバランス弁はそのスプールの駆動
に応じて絞り面積が変化し、これによって、巻下時に保
持管路から巻上側管路へと流れる圧油量が調整され、油
圧モータの巻下速度が制御される。この場合、スプール
の両端部にはそれぞれ油室が形成され、その一端側油室
は油圧モータの巻下時の圧油入口側管路(以下、巻下側
管路)に連通される。また、他端側油室は例えば巻上側
管路に連通され、油室にはバネが介装される。これによ
って、スプールの一端側には絞り面積を増加させるよう
に巻下側管路からの圧力が作用し、他端側には絞り面積
を減少させるようにバネ力と巻上側管路からの圧力が作
用する。スプールはこれら両者の差により駆動される。
2. Description of the Related Art Generally, in a winch hydraulic circuit, a counterbalance valve for preventing a drop of a suspended load is provided in a hydraulic oil inlet side pipe (hereinafter referred to as a winding upper pipe) when a hydraulic motor is hoisted. The throttle area of the counterbalance valve changes in accordance with the drive of its spool, whereby the amount of hydraulic oil flowing from the holding pipeline to the winding-up pipeline during unwinding is adjusted, and the unwinding speed of the hydraulic motor is controlled. You. In this case, an oil chamber is formed at each end of the spool, and the oil chamber on one end side is communicated with a pressure oil inlet-side pipe (hereinafter referred to as a lower-side pipe) when the hydraulic motor is lowered. In addition, the other end side oil chamber is communicated with, for example, a winding upper conduit, and a spring is interposed in the oil chamber. As a result, the pressure from the lower winding line acts on one end of the spool to increase the throttle area, and the spring force and the pressure from the upper winding line decrease the throttle area on the other end. Works. The spool is driven by the difference between the two.

【0003】このような油圧回路では、巻下時にカウン
タバランス弁を通過する圧油によりスプールにはさらに
絞り面積を減少させるような流体力(フローフォース)
が作用する。したがって、巻下時にスプールを所定の位
置でバランスさせるために必要とされる巻下側管路から
の圧力は、バネ力と巻上側管路からの圧力とフローフォ
ースとを足し合わせた値となる。
[0003] In such a hydraulic circuit, a hydraulic force (flow force) that further reduces the throttle area on the spool by the pressure oil passing through the counterbalance valve at the time of unwinding.
Works. Therefore, the pressure from the lower side pipeline required to balance the spool at a predetermined position during the lowering is a value obtained by adding the spring force, the pressure from the upper side pipeline, and the flow force. .

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フロー
フォースは流量に比例するため、モータの高速化が進む
今日ではフローフォースは非常に大きな値(例えば10
00N)となり、その分だけ巻下側管路の圧力は増大す
る。その結果、油圧ポンプの負荷が大きくなり燃費が悪
化するばかりか、モータに高負荷が作用して耐久性が低
下するおそれがある。
However, since the flow force is proportional to the flow rate, the flow force is very large today (for example, 10
00N), and the pressure in the lower pipeline increases accordingly. As a result, not only the load on the hydraulic pump is increased and fuel economy is deteriorated, but also a high load is applied to the motor, and durability may be reduced.

【0005】本発明の目的は、油圧モータの巻下時の送
り側管路の圧力を低減させることができるカウンタバラ
ンス弁を有する油圧回路およびクレーンを提供すること
にある。
It is an object of the present invention to provide a hydraulic circuit and a crane having a counterbalance valve that can reduce the pressure of a feed-side conduit when the hydraulic motor is lowered.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】(1) 一実施の形態を
示す図1を参照して説明すると、請求項1の発明は、油
圧ポンプ1と、油圧ポンプ1から吐出される圧油により
駆動する油圧モータ2と、油圧モータ2の巻下駆動時の
戻り側管路(巻上側管路)9に介装されたカウンタバラ
ンス弁20とを有する油圧回路に適用される。そして、
カウンタバランス弁20が、シリンダ21内部の一端側
に形成され、油圧モータ2の巻下駆動時の送り側管路
(巻下側管路)10の圧油を導く第1の油室Vaと、第
1の油室Vaに対向してシリンダ内部の他端側に形成さ
れた第2の油室Vbと、第1の油室Vaと第2の油室V
bにそれぞれ作用する力の差により移動し、移動量に応
じて戻り側管路9(巻上側管路)の通路面積を増減する
スプール22とを有し、油圧モータ2の巻下駆動時に、
スプール22に作用するフローフォースによって送り側
管路(巻下側管路)10の圧力が増加しないように第2
の油室Vbの圧力を制御する圧力制御手段11〜14を
備える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、請求項1に記載のカウンタ
バランス弁を有する油圧回路において、圧力制御手段
が、第1の油室Vaの圧力を検出する第1の圧力検出手
段11と、第2油室Vbの圧力を検出する第2の圧力検
出手段12とを有し、第1の圧力検出手段11および第
2の圧力検出手段12からの検出値P1,Pbに応じて
第2の油室Vbの圧力を制御するものである。 (3) 請求項3の発明は、請求項1または2に記載の
カウンタバランス弁を有する油圧回路において、圧力制
御手段13,14が、油圧モータ2の巻下駆動時にスプ
ール22に作用するフローフォースによる第1の油室V
aの圧力上昇分を相殺するように第2の油室Vbの圧力
を低減するものである。 (4) 請求項4の発明は、図1,4に示すように、油
圧ポンプ1と、油圧ポンプ1から吐出される圧油により
駆動する油圧モータ2と、油圧モータ2の巻下駆動時の
戻り側管路(巻上側管路)9に介装されたカウンタバラ
ンス弁20とを有する油圧回路を備えたクレーンに適用
される。そして、カウンタバランス弁20が、シリンダ
21内部の一端側に形成され、油圧モータ2の巻下駆動
時の送り側管路(巻下側管路)10の圧油を導く第1の
油室Vaと、第1の油室Vaに対向してシリンダ内部の
他端側に形成された第2の油室Vbと、第1の油室Va
と第2の油室Vbにそれぞれ作用する力の差により移動
し、移動量に応じて戻り側管路(巻上側管路)9の通路
面積を増減するスプール22とを有し、油圧モータ2の
巻下駆動時に、スプール22に作用するフローフォース
によって送り側管路(巻下側管路)10の圧力が増加し
ないように第2の油室Vbの圧力を制御する圧力制御手
段11〜14を備えた油圧回路を有することにより上述
した目的は達成される。
Means for Solving the Problems (1) Referring to FIG. 1 showing one embodiment, the invention of claim 1 is driven by a hydraulic pump 1 and a pressure oil discharged from the hydraulic pump 1. The present invention is applied to a hydraulic circuit having a hydraulic motor 2 to be driven and a counterbalance valve 20 interposed in a return-side pipeline (winding-up pipeline) 9 when the hydraulic motor 2 is driven down. And
A first oil chamber Va formed at one end side of the inside of the cylinder 21 for guiding the hydraulic oil of the feed-side pipe (lower-side pipe) 10 when the hydraulic motor 2 is driven down; A second oil chamber Vb formed on the other end side inside the cylinder so as to face the first oil chamber Va, and a first oil chamber Va and a second oil chamber V
b, which moves by the difference in the forces acting on the respective b, and which increases and decreases the passage area of the return pipe 9 (winding upper pipe) in accordance with the amount of movement.
In order to prevent the pressure in the feed-side pipeline (lower-side pipeline) 10 from increasing due to the flow force acting on the spool 22, the second
The above-mentioned object is achieved by providing the pressure control means 11 to 14 for controlling the pressure of the oil chamber Vb. (2) According to a second aspect of the present invention, in the hydraulic circuit having the counterbalance valve according to the first aspect, the pressure control unit detects a pressure in the first oil chamber Va; A second pressure detecting means for detecting a pressure in the second oil chamber, and a second pressure detecting means for detecting a pressure in the second oil chamber according to detection values of the first pressure detecting means and the second pressure detecting means. It controls the pressure in the oil chamber Vb. (3) According to a third aspect of the present invention, in the hydraulic circuit having the counterbalance valve according to the first or second aspect, the pressure control means (13, 14) acts on the spool (22) when the hydraulic motor (2) is driven down. First oil chamber V
This is to reduce the pressure in the second oil chamber Vb so as to offset the rise in the pressure a. (4) The invention according to claim 4 is, as shown in FIGS. 1 and 4, a hydraulic pump 1, a hydraulic motor 2 driven by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 1, The present invention is applied to a crane provided with a hydraulic circuit having a counterbalance valve 20 interposed in a return-side pipeline (wind-up pipeline) 9. A counterbalance valve 20 is formed at one end side inside the cylinder 21, and the first oil chamber Va that guides the pressure oil of the feed-side pipe (lower-side pipe) 10 at the time of the lowering drive of the hydraulic motor 2. A second oil chamber Vb formed on the other end side inside the cylinder in opposition to the first oil chamber Va, and a first oil chamber Va
And a spool 22 that moves by the difference between the forces acting on the second oil chamber Vb and increases and decreases the passage area of the return-side pipeline (winding-up pipeline) 9 according to the amount of movement. Pressure control means 11 to 14 for controlling the pressure of the second oil chamber Vb so that the pressure of the feed-side pipeline (wind-down pipeline) 10 is not increased by the flow force acting on the spool 22 at the time of the lowering drive. The above-mentioned object is achieved by having a hydraulic circuit provided with:

【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。
In the section of the means for solving the above-mentioned problems, which explains the configuration of the present invention, the drawings of the embodiments of the present invention are used to make the present invention easy to understand. However, the present invention is not limited to this.

【0008】[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。図1は、本発明の実施の形
態に係わるカウンタバランス弁を有する油圧回路の構成
を示す図(油圧回路図)であり、図4は、その油圧回路
を有するクレーンの側面図である。図4に示すように、
クレーンは、走行体41と、走行体41上に旋回装置4
2を介して旋回可能に搭載された旋回体43と、旋回体
43の先端部に起伏可能に取り付けられたブーム44と
を有し、巻上ロープ45の巻回された巻上ドラム46を
巻上または巻下駆動することで、ブーム先端からフック
47を介して吊り下げられた吊り荷48が昇降する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram (hydraulic circuit diagram) showing a configuration of a hydraulic circuit having a counterbalance valve according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a side view of a crane having the hydraulic circuit. As shown in FIG.
The crane includes a traveling body 41 and a swing device 4 on the traveling body 41.
A revolving body 43 rotatably mounted on the revolving body 2 and a boom 44 attached to the tip of the revolving body 43 so as to be able to undulate, and wind a hoisting drum 46 on which a hoisting rope 45 is wound. By driving up or down, the suspended load 48 suspended from the end of the boom via the hook 47 moves up and down.

【0009】図1に示すように、カウンタバランス弁を
有する油圧回路は、原動機Mによって駆動される可変容
量型の油圧ポンプ1と、油圧ポンプ1から吐出される圧
油によって駆動する巻上用油圧モータ2と、油圧ポンプ
1から油圧モータ2に供給される圧油の流れを制御する
方向制御弁3と、減速機2aを介して出力される油圧モ
ータ2からの駆動トルクによって巻上巻下駆動される巻
上ドラム46と、オペレータが巻上ドラム46の駆動指
令を入力する操作レバー5と、操作レバー5により操作
されるパイロット弁6A,6Bと、パイロット弁6A,6
Bに圧油を供給するパイロット油圧源7と、油圧モータ
2の巻上側管路9に保持管路8を形成し、保持管路8か
ら巻上側管路9への流れを規制して油圧モータ2の巻下
速度を制御するカウンタバランス弁20と、油圧モータ
2の巻下側管路10の圧力P1を検出する圧力センサ1
1と、カウンタバランス弁20の内部に形成された油室
Vbの圧力を検出する圧力センサ12と、その油室12
の圧力Pbを調整する電磁比例リリーフ弁13と、電磁
比例リリーフ弁13のリリーフ圧Prを制御するコント
ローラ14とを有している。
As shown in FIG. 1, a hydraulic circuit having a counterbalance valve includes a variable displacement hydraulic pump 1 driven by a prime mover M, and a lifting hydraulic pressure driven by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 1. The motor 2, a directional control valve 3 for controlling the flow of pressure oil supplied from the hydraulic pump 1 to the hydraulic motor 2, and a hoisting and lowering drive by a driving torque from the hydraulic motor 2 output via a speed reducer 2 a. Hoist drum 46, an operating lever 5 for an operator to input a drive command for hoist drum 46, pilot valves 6A and 6B operated by operating lever 5, and pilot valves 6A and 6
A holding hydraulic line 8 is formed in a pilot hydraulic power source 7 for supplying pressurized oil to the hydraulic motor B and a winding line 9 of the hydraulic motor 2, and a flow from the holding line 8 to the winding line 9 is regulated. Counter valve 20 for controlling the unwinding speed of the hydraulic motor 2 and a pressure sensor 1 for detecting the pressure P1 of the unwinding line 10 of the hydraulic motor 2
1, a pressure sensor 12 for detecting a pressure in an oil chamber Vb formed inside the counterbalance valve 20, and an oil chamber 12
And a controller 14 for controlling a relief pressure Pr of the electromagnetic proportional relief valve 13.

【0010】カウンタバランス弁20はシリンダ21
と、シリンダ21の内部に摺動可能に挿入されたスプー
ル22と、油室Vbに介装されたバネ23とを有してい
る。バネ23の両端部はスプール22とシリンダ21の
端面にそれぞれ当接し、スプール22はバネ力によって
図の左方へ付勢されている。スプール22の反対側端面
とシリンダ21の間には油室Vbに対向して油室Vaが
形成され、油室Vaは固定絞り24を介して油圧モータ
2の巻下側管路10に連通されるとともに、固定絞り2
5を介してタンクに連通されている。巻下側管路10の
圧力P1と油室Vaの圧力との関係はこれら絞り24,
25の面積や油圧モータ2に作用する負荷によって決定
される。
The counter balance valve 20 is provided with a cylinder 21
And a spool 22 slidably inserted into the cylinder 21 and a spring 23 interposed in the oil chamber Vb. Both ends of the spring 23 abut against the end faces of the spool 22 and the cylinder 21, respectively, and the spool 22 is urged leftward in the figure by a spring force. An oil chamber Va is formed between the opposite end face of the spool 22 and the cylinder 21 so as to face the oil chamber Vb. The oil chamber Va is communicated with the lower winding line 10 of the hydraulic motor 2 via a fixed throttle 24. And fixed aperture 2
5 is connected to the tank. The relationship between the pressure P1 of the lower winding line 10 and the pressure of the oil chamber Va is determined by these throttles 24,
25 and the load acting on the hydraulic motor 2.

【0011】スプール22は第1ランド22aと第2ラ
ンド22bを有し、第1ランド22aと第2ランド22
bの間のシリンダ21の内周面、および第2ランド22
bの外側のシリンダ21の内周面にはぞれぞれ溝状の通
路21a,21bが全周にわたって形成されている。通
路21aは保持管路8に接続されるとともに、チェック
弁26を介して巻上側管路9に接続され、通路21bは
巻上側管路9に接続されている。これによって、スプー
ル22がバネ力に抗して図の右方に移動すると、第2ラ
ンド22bとシリンダ21の間の絞り部27を介して通
路21aと通路21bが連通し、保持管路8からの圧油
は巻上側管路9に流される。
The spool 22 has a first land 22a and a second land 22b, and the first land 22a and the second land 22b.
b and the inner peripheral surface of the cylinder 21 and the second land 22
Channel-shaped passages 21a and 21b are formed over the entire circumference on the inner peripheral surface of the cylinder 21 on the outer side of b. The passage 21 a is connected to the holding line 8, is connected to the winding line 9 via a check valve 26, and the passage 21 b is connected to the winding line 9. As a result, when the spool 22 moves to the right in the drawing against the spring force, the passage 21a and the passage 21b communicate with each other through the throttle portion 27 between the second land 22b and the cylinder 21, and Is passed through the upper winding line 9.

【0012】電磁比例リリーフ弁13は油室Vbと巻上
側管路9の間に設けられている。したがって、油室Vb
の圧力Pbが電磁比例リリーフ弁13のリリーフ圧Pr
を越えると油室Vbから巻上側管路9へと圧油がリリー
フし、油室Vbの圧力Pbはリリーフ圧Prに制御され
る。また、油室Vbと巻上側管路9の間には巻上側管路
9から油室Vbへの圧油の流れを許容するチェック弁2
8が電磁比例リリーフ弁13と並列に設けられている。
An electromagnetic proportional relief valve 13 is provided between the oil chamber Vb and the winding-side pipe 9. Therefore, the oil chamber Vb
Is the relief pressure Pr of the electromagnetic proportional relief valve 13
Is exceeded, the pressure oil is relieved from the oil chamber Vb to the winding-up pipe line 9, and the pressure Pb of the oil chamber Vb is controlled to the relief pressure Pr. Further, between the oil chamber Vb and the winding line 9, a check valve 2 that allows the flow of pressurized oil from the winding line 9 to the oil chamber Vb.
8 is provided in parallel with the electromagnetic proportional relief valve 13.

【0013】図2は、コントローラ14からの制御信号
Iとその制御信号Iにより制御される電磁比例リリーフ
弁13のリリーフ圧Prとの関係を示す図である。図2
に示すように、制御信号Iの増加に伴いリリーフ圧Pr
は比例的に増加しており、制御信号Iとリリーフ圧Pr
との間は次式(I)のようになる。 I=k・Pr ただし、k:比例定数 (I)
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the control signal I from the controller 14 and the relief pressure Pr of the electromagnetic proportional relief valve 13 controlled by the control signal I. FIG.
As shown in the figure, as the control signal I increases, the relief pressure Pr
Increases proportionally, and the control signal I and the relief pressure Pr
Is as shown in the following equation (I). I = k · Pr where k: proportionality constant (I)

【0014】コントローラ14では圧力センサ11,1
2からの信号に応じて以下のような処理が実行される。
図3はコントローラ14で実行される処理の一例を示す
フローチャートである。このフローチャートは操作レバ
ー5の巻下操作によりスタートする。図3に示すよう
に、まず、ステップS1で圧力センサ11,12からの
信号により巻下側管路8の圧力P1と油室Vbの圧力P
bをそれぞれ検出する。次いで、ステップS2で巻下側
管路10の圧力検出値P1が予め設定された所定の目標
圧力Ps以下か否かを判定する。ここで設定される所定
の目標圧力Psとは巻下側管路10の目標圧力であり、
バネ23のセット圧に油室Vaと巻下側管路10との間
の圧力損失やモータ2の圧力損失、巻上側管路9の圧力
損失などを加えた値とされる。
In the controller 14, the pressure sensors 11, 1
The following processing is executed in accordance with the signal from the second.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a process executed by the controller 14. This flowchart is started by the lowering operation of the operation lever 5. As shown in FIG. 3, first, in step S1, the pressure P1 of the lower winding line 8 and the pressure P of the oil chamber Vb are determined based on signals from the pressure sensors 11 and 12.
b is detected. Next, in step S2, it is determined whether or not the detected pressure value P1 of the lower pipe 10 is equal to or lower than a predetermined target pressure Ps. The predetermined target pressure Ps set here is a target pressure of the lower winding line 10, and
The set pressure of the spring 23 is a value obtained by adding the pressure loss between the oil chamber Va and the lower winding line 10, the pressure loss of the motor 2, the pressure loss of the upper winding line 9, and the like.

【0015】ステップS2が否定されるとステップS3
に進み、次式(II)により、すなわち、目標圧力Psから
巻下側管路10の圧力検出値P1を減じた値に所定のゲ
インGを乗じ、それに油室Vbの圧力検出値Pbを加算
して油室Vbの目標圧力Pb0が算出される。 Pb0=Pb+G・(Ps−P1) (II) なお、この場合、ゲインGの値はカウンタバランス弁1
0の応答性や制御の安定性などを考慮して決定される。
次いで、ステップS4で目標圧力Pb0に前述した比例
係数kを乗じて制御信号Iを算出し、ステップS5でそ
の制御信号Iを電磁比例リリーフ弁13に出力する。こ
れによって、電磁比例リリーフ弁13のリリーフ圧Pr
が目標圧力Pb0に設定される。ステップS5の処理が
終了するとステップS1に戻り、以降、ステップS2が
肯定されるまで同様な処理が繰り返される。
If step S2 is negative, step S3
Then, a predetermined gain G is multiplied by the following equation (II), that is, a value obtained by subtracting the pressure detection value P1 of the lower pipe 10 from the target pressure Ps, and the pressure detection value Pb of the oil chamber Vb is added thereto. Then, the target pressure Pb0 of the oil chamber Vb is calculated. Pb0 = Pb + G. (Ps-P1) (II) In this case, the value of the gain G is determined by the counterbalance valve 1
It is determined in consideration of the responsiveness of 0, control stability, and the like.
Next, in step S4, the control signal I is calculated by multiplying the target pressure Pb0 by the above-described proportional coefficient k, and the control signal I is output to the electromagnetic proportional relief valve 13 in step S5. Thereby, the relief pressure Pr of the electromagnetic proportional relief valve 13 is
Is set to the target pressure Pb0. When the process in step S5 ends, the process returns to step S1, and thereafter, the same process is repeated until step S2 is affirmed.

【0016】ステップS2が肯定されるとステップS6
に進み、油室Vbの圧力検出値Pbを目標圧力Pb0と
して設定する。次いで、ステップS7でこの目標圧力P
b0に比例係数kを乗じて制御信号Iを算出し、ステッ
プS8でその制御信号Iを電磁比例リリーフ弁13に出
力し、リターンする。これによって、電磁比例リリーフ
弁13のリリーフ圧Prが目標圧力Pb0に設定され
る。
If step S2 is affirmed, step S6 is reached.
Then, the detected pressure value Pb of the oil chamber Vb is set as the target pressure Pb0. Next, in step S7, the target pressure P
The control signal I is calculated by multiplying b0 by the proportional coefficient k, and the control signal I is output to the electromagnetic proportional relief valve 13 in step S8, and the routine returns. Thus, the relief pressure Pr of the electromagnetic proportional relief valve 13 is set to the target pressure Pb0.

【0017】次に、本発明の実施の形態の動作について
説明する。図1の油圧回路において、操作レバー5を巻
上操作すると、その操作量に応じてパイロット弁6Aが
駆動され、パイロット油圧源7からの圧油はパイロット
弁6Aを介して方向制御弁3のパイロットポートに供給
される。このパイロット圧の供給により方向制御弁3は
位置A側に切り換えられ、油圧ポンプ1からの圧油は方
向制御弁3、チェック弁26、通路21a、保持管路8
を介して油圧モータ2に供給される。これによって、油
圧モータ2は巻上方向に回転し、モータ2からの駆動ト
ルクによってドラム46は巻上駆動され、吊り荷48が
上昇する。
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described. In the hydraulic circuit shown in FIG. 1, when the operating lever 5 is hoisted, the pilot valve 6A is driven in accordance with the operation amount, and the hydraulic oil from the pilot hydraulic source 7 is supplied to the pilot valve of the direction control valve 3 via the pilot valve 6A. Supplied to the port. By supplying the pilot pressure, the direction control valve 3 is switched to the position A side, and the pressure oil from the hydraulic pump 1 is supplied to the direction control valve 3, the check valve 26, the passage 21a, and the holding line 8
Is supplied to the hydraulic motor 2 via As a result, the hydraulic motor 2 rotates in the hoisting direction, the drum 46 is driven to hoist by the driving torque from the motor 2, and the suspended load 48 rises.

【0018】一方、操作レバー5を巻下操作すると、そ
の操作量に応じてパイロット弁6Bが駆動され、パイロ
ット油圧源7からの圧油はパイロット弁6Bを介して方
向制御弁3のパイロットポートに供給される。これによ
り、方向制御弁3は位置B側に切り換えられ、油圧ポン
プ1からの圧油は方向制御弁3および巻下側管路10を
介して油圧モータ2へ供給されるとともに、巻下側管路
10からの圧油は絞り24を介して油室Vaに供給され
る。このとき、レバー操作駆動直後においては巻下側管
路10の圧力P1は所定値Psよりも小さく、電磁比例
リリーフ弁13のリリーフ圧Prは前述したステップS
6〜ステップS9の処理により油室Vbの圧力検出値P
bに等しい値に設定される。油室Vaと油室Vbの差圧
がバネ力よりも小さいときは、スプール22のストロー
クSはゼロのままであり、巻下側管路10の圧力P1と
保持管路8の圧力および油室Vaの圧力がともに増加す
る。
On the other hand, when the operation lever 5 is lowered, the pilot valve 6B is driven in accordance with the operation amount, and the hydraulic oil from the pilot hydraulic source 7 is supplied to the pilot port of the direction control valve 3 via the pilot valve 6B. Supplied. As a result, the direction control valve 3 is switched to the position B side, and the pressure oil from the hydraulic pump 1 is supplied to the hydraulic motor 2 via the direction control valve 3 and the lowering line 10, and the lowering side pipe is The pressure oil from the passage 10 is supplied to the oil chamber Va via the throttle 24. At this time, immediately after the lever operation drive, the pressure P1 of the lowering side pipe line 10 is smaller than the predetermined value Ps, and the relief pressure Pr of the electromagnetic proportional relief valve 13 is set at the above-described step S.
The pressure detection value P of the oil chamber Vb is obtained through the processing from step 6 to step S9
Set to a value equal to b. When the differential pressure between the oil chamber Va and the oil chamber Vb is smaller than the spring force, the stroke S of the spool 22 remains zero, and the pressure P1 of the lower winding line 10, the pressure of the holding line 8, and the oil chamber. Va pressure increases together.

【0019】油室Vaと油室Vbの差圧がバネ力にうち
勝つとスプール22は図の右方に移動を開始し、差圧と
バネ力とがバランスしたところでスプール22は停止す
る。このスプール22の移動によって、絞り部27の面
積は増加し、油圧モータ2からの圧油は保持管路8、通
路21a、絞り部27、通路21bを介して巻上側管路
9へと流される。その結果、油圧モータ2は巻下方向に
回転し、モータ2からの駆動トルクによってドラム46
は巻下駆動され、吊り荷48が下降する。
When the differential pressure between the oil chamber Va and the oil chamber Vb exceeds the spring force, the spool 22 starts moving to the right in the drawing, and stops when the differential pressure and the spring force are balanced. Due to the movement of the spool 22, the area of the throttle portion 27 increases, and the pressure oil from the hydraulic motor 2 flows to the winding-up channel 9 via the holding pipeline 8, the passage 21a, the throttle portion 27, and the passage 21b. . As a result, the hydraulic motor 2 rotates in the lowering direction, and the driving torque from the motor 2 causes the drum 46 to rotate.
Is driven down, and the suspended load 48 descends.

【0020】モータ2の巻下駆動時には、カウンタバラ
ンス弁10を通過する圧油の流れによりスプール22に
左向きのフローフォースが発生する。これにより、スプ
ール22が左方に押し戻され絞り部27の面積が減少す
るが、絞り部27の面積の減少により圧油の流れが妨げ
られて巻下側管路10の圧力P1が増大するため、スプ
ール22は再び右方に押し戻される。このとき、油室V
bの圧力Pbをなんら制御しなければ、巻下側管路10
の圧力P1はフローフォースの分だけ増大してスプール
22がバランスする。ところが、本実施の形態では、前
述したように電磁比例リリーフ弁13の駆動により油室
Vbの圧力Pbを制御するため、巻下側管路10の圧力
P1が以下のように減少する。
When the motor 2 is driven down, a flow of pressure oil passing through the counterbalance valve 10 generates a leftward flow force on the spool 22. As a result, the spool 22 is pushed back to the left, and the area of the throttle portion 27 decreases. However, the decrease in the area of the throttle portion 27 impedes the flow of pressurized oil and increases the pressure P1 of the lower pipeline 10. , The spool 22 is pushed back to the right again. At this time, the oil chamber V
If the pressure Pb of b is not controlled, the lower pipeline 10
Is increased by the flow force, and the spool 22 is balanced. However, in the present embodiment, since the pressure Pb of the oil chamber Vb is controlled by driving the electromagnetic proportional relief valve 13 as described above, the pressure P1 of the lower pipe 10 decreases as follows.

【0021】すなわち、左向きのフローフォースがスプ
ール22に作用したとき、スプール22の移動により絞
り部27の面積が減少し、巻下側管路10の圧力P1が
所定値Psを越えると、前述したステップS3〜ステッ
プS5の処理により電磁比例リリーフ弁13のリリーフ
圧Prが低くなるように設定される。これによって、油
室Vbから巻上側管路9へと圧油がリリーフして油室V
bの圧力Pbが減少し、スプール22は右方に押し戻さ
れる。その結果、絞り部27の面積は増加し、巻下側管
路10の圧力P1が所定値Psまで減少する。なお、油
室Vbと巻上側管路9とはチェック弁28で接続されて
いるため、リリーフ弁13によって制御される油室Vb
の圧力Pbは巻上側管路9の圧力よりも大きくなること
はない。
That is, when the leftward flow force acts on the spool 22, the movement of the spool 22 reduces the area of the constricted portion 27, and if the pressure P1 of the lower-side pipeline 10 exceeds a predetermined value Ps, the above-described operation is performed. The relief pressure Pr of the electromagnetic proportional relief valve 13 is set to be low by the processing of steps S3 to S5. As a result, the pressure oil is relieved from the oil chamber Vb to the winding-up pipe 9 and the oil chamber V
The pressure Pb at b decreases, and the spool 22 is pushed back to the right. As a result, the area of the constricted portion 27 increases, and the pressure P1 of the lower pipe 10 decreases to a predetermined value Ps. Since the oil chamber Vb and the winding-up pipe 9 are connected by the check valve 28, the oil chamber Vb controlled by the relief valve 13
Does not become larger than the pressure of the winding-up conduit 9.

【0022】その状態から操作レバー5を中立位置に戻
し操作すると、パイロット弁6Bも中立位置に戻り、方
向制御弁3のパイロットポートに作用するパイロット圧
油はパイロット弁6Bを介してタンクに回収される。こ
れによって、方向制御弁3はレバー操作に追従して中立
位置に切り換えられ、巻下側管路10の圧力P1の低下
によりスプール22が左方に移動し、絞り部27が閉じ
られる。その結果、油圧モータ2に油圧ブレーキ力が作
用し、油圧モータ2の回転は速やかに停止する。
When the operation lever 5 is returned to the neutral position from this state, the pilot valve 6B also returns to the neutral position, and the pilot pressure oil acting on the pilot port of the direction control valve 3 is collected in the tank via the pilot valve 6B. You. As a result, the direction control valve 3 is switched to the neutral position following the lever operation, and the spool 22 moves to the left due to a decrease in the pressure P1 of the lower pipeline 10, and the throttle portion 27 is closed. As a result, the hydraulic brake force acts on the hydraulic motor 2, and the rotation of the hydraulic motor 2 stops immediately.

【0023】このように本実施の形態によると、カウン
タバランス弁10の油室Vbと巻上側管路9との間に電
磁比例リリーフ弁13を設け、巻下側管路10の圧力P
1と油室Vbの圧力Pbによりフローフォースを検出す
る。そして、その検出値に応じてそのリリーフ圧Prを
制御し、油室Vbの圧力をスプール22に作用するフロ
ーフォースに相当する分だけ減少させるようにした。し
たがって、スプール22の移動に要する圧力をバネ力と
巻上側管路9の圧力との和まで減少させることができ、
巻下側管路10の圧力が低減される。その結果、ポンプ
出力が低く抑えられ、燃費が向上するとともに、モータ
2の出入口ポートに高負荷が作用することを阻止するこ
とができ、耐久性が向上する。
As described above, according to the present embodiment, the electromagnetic proportional relief valve 13 is provided between the oil chamber Vb of the counter balance valve 10 and the winding line 9, and the pressure P of the winding line 10 is reduced.
1 and the pressure Pb of the oil chamber Vb, the flow force is detected. Then, the relief pressure Pr is controlled according to the detected value, and the pressure in the oil chamber Vb is reduced by an amount corresponding to the flow force acting on the spool 22. Therefore, the pressure required for the movement of the spool 22 can be reduced to the sum of the spring force and the pressure of the winding-up conduit 9,
The pressure in the lower pipe 10 is reduced. As a result, the pump output is kept low, fuel efficiency is improved, and a high load is prevented from acting on the inlet / outlet port of the motor 2, thereby improving durability.

【0024】なお、上記実施の形態は、スプール22に
作用するフローフォースによって巻下側管路10の圧力
が増加しないように、カウンタバランス弁10の油室V
bの圧力Pbを制御して巻下側管路10の圧力を減少さ
せることを特徴とするものであり、それは上記実施の形
態に限らず種々の形態で実施することができる。例え
ば、上記実施の形態では、スプール22に作用するフロ
ーフォースに応じて電磁比例リリーフ弁13のリリーフ
圧Prを比例的に制御するようにしたが、電磁比例リリ
ーフ弁13の代わりに高圧,低圧の2段階に切り換え可
能な可変リリーフ弁を設け、巻下駆動時にフローフォー
スに応じて可変リリーフ弁の設定圧を高圧から低圧に切
り換えるようにしてもよい。この場合、フローフォース
と相関関係を有する物理量(例えばモータ流量など)が
所定値以上となったときに、可変リリーフ弁の設定圧を
切り換えればよい。
In the above embodiment, the oil chamber V of the counter balance valve 10 is controlled so that the pressure in the lower pipe 10 does not increase due to the flow force acting on the spool 22.
It is characterized by controlling the pressure Pb of b to reduce the pressure of the lower winding line 10, which can be implemented in various forms other than the above embodiment. For example, in the above embodiment, the relief pressure Pr of the electromagnetic proportional relief valve 13 is proportionally controlled in accordance with the flow force acting on the spool 22, but instead of the electromagnetic proportional relief valve 13, a high pressure and a low pressure are used. A variable relief valve that can be switched in two stages may be provided, and the set pressure of the variable relief valve may be switched from high pressure to low pressure according to the flow force during the lowering drive. In this case, the set pressure of the variable relief valve may be switched when a physical quantity having a correlation with the flow force (for example, a motor flow rate) becomes equal to or more than a predetermined value.

【0025】以上の実施の形態と請求項との対応におい
て、油室Vaが第1の油室を、油室Vbが第2の油室
を、圧力センサ11,12と電磁比例リリーフ弁13と
コントローラ14が圧力制御手段を、圧力センサ11が
第1の圧力検出手段を、圧力センサ12が第2の圧力検
出手段をそれぞれ構成する。
In the correspondence between the above embodiment and the claims, the oil chamber Va corresponds to the first oil chamber, the oil chamber Vb corresponds to the second oil chamber, the pressure sensors 11 and 12 and the electromagnetic proportional relief valve 13 The controller 14 constitutes pressure control means, the pressure sensor 11 constitutes first pressure detection means, and the pressure sensor 12 constitutes second pressure detection means.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、カウンタバランス弁のスプールの両端部に第1の
油室および第2の油室を形成し、油圧モータの巻下駆動
時に、スプールに作用するフローフォースによって送り
側管路(巻下側管路)の圧力が増加しないように第2の
油室の圧力を制御するようにした。これにより、油圧モ
ータの送り側管路(巻下側管路)の圧力が低減され、ポ
ンプ出力が低く抑えられて燃費が向上するとともに、モ
ータの出入口ポートに高負荷が作用することが阻止さ
れ、耐久性が向上する。とくに、請求項3の発明によれ
ば、スプールに作用するフローフォースによる第1の油
室の圧力の上昇分を相殺するように第2の油室の圧力を
低減するようにしたので、油圧モータの送り側管路(巻
下側管路)の圧力を最小とすることができる。
As described above in detail, according to the present invention, the first oil chamber and the second oil chamber are formed at both ends of the spool of the counterbalance valve, and the hydraulic oil motor is driven at the time of lowering drive. The pressure in the second oil chamber is controlled so that the pressure in the feed-side pipe (lower-side pipe) does not increase due to the flow force acting on the spool. As a result, the pressure in the feed-side pipe (lower-side pipe) of the hydraulic motor is reduced, the pump output is suppressed low, fuel efficiency is improved, and a high load is prevented from acting on the motor inlet / outlet port. And the durability is improved. In particular, according to the third aspect of the present invention, the pressure in the second oil chamber is reduced so as to offset the increase in the pressure in the first oil chamber due to the flow force acting on the spool. Can be minimized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係るカウンタバランス弁
を有する油圧回路の構成を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a hydraulic circuit having a counterbalance valve according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施の形態に係わる油圧回路を構成する電磁
比例リリーフ弁の弁特性を示す図。
FIG. 2 is a view showing valve characteristics of an electromagnetic proportional relief valve constituting the hydraulic circuit according to the embodiment.

【図3】本実施の形態に係わる油圧回路を構成するコン
トローラで実行される処理の一例を示すフローチャー
ト。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of a process executed by a controller constituting the hydraulic circuit according to the embodiment.

【図4】本発明が適用されるクレーンの側面図。FIG. 4 is a side view of a crane to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 油圧ポンプ 2 油圧モータ 3 方向制御弁 8 保持管路 9 巻上側管路 10 巻下側管路 11,12 圧力センサ 13 電磁比例
リリーフ弁 14 コントローラ 20 カウンタ
バランス弁 22 スプール Va,Vb 油室
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydraulic pump 2 Hydraulic motor 3 Direction control valve 8 Holding line 9 Upper winding line 10 Lower winding line 11, 12 Pressure sensor 13 Electromagnetic proportional relief valve 14 Controller 20 Counter balance valve 22 Spool Va, Vb Oil chamber

フロントページの続き Fターム(参考) 3F204 AA04 BA02 CA05 FA02 FB05 FC08 FD02 3H089 AA09 AA20 BB02 CC08 DA03 DA14 DB08 DB33 DB47 DB49 EE07 EE13 EE17 EE22 EE31 FF07 FF12 GG02 JJ08 Continued on front page F term (reference) 3F204 AA04 BA02 CA05 FA02 FB05 FC08 FD02 3H089 AA09 AA20 BB02 CC08 DA03 DA14 DB08 DB33 DB47 DB49 EE07 EE13 EE17 EE22 EE31 FF07 FF12 GG02 JJ08

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 油圧ポンプと、 前記油圧ポンプから吐出される圧油により駆動する油圧
モータと、 前記油圧モータの巻下駆動時の戻り側管路に介装された
カウンタバランス弁とを有する油圧回路において、 前記カウンタバランス弁は、 シリンダ内部の一端側に形成され、前記油圧モータの巻
下駆動時の送り側管路の圧油を導く第1の油室と、 前記第1の油室に対向して前記シリンダ内部の他端側に
形成された第2の油室と、 前記第1の油室と第2の油室にそれぞれ作用する力の差
により移動し、移動量に応じて前記戻り側管路の通路面
積を増減するスプールとを有し、 前記油圧モータの巻下駆動時に、前記スプールに作用す
るフローフォースによって前記送り側管路の圧力が増加
しないように前記第2の油室の圧力を制御する圧力制御
手段を備えることを特徴とするカウンタバランス弁を有
する油圧回路。
1. A hydraulic system comprising: a hydraulic pump; a hydraulic motor driven by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump; and a counterbalance valve interposed in a return-side conduit when the hydraulic motor is driven to lower. In the circuit, the counterbalance valve is formed at one end side inside the cylinder, and a first oil chamber that guides pressure oil in a feed-side pipeline at the time of the lowering drive of the hydraulic motor; A second oil chamber formed on the other end side of the inside of the cylinder and moving by a difference between forces acting on the first oil chamber and the second oil chamber. A spool for increasing or decreasing a passage area of a return-side pipeline, wherein the second oil is arranged to prevent the pressure of the feed-side pipeline from increasing due to a flow force acting on the spool when the hydraulic motor is driven down. Pressure control hand to control chamber pressure A hydraulic circuit having a counter balance valve characterized in that it comprises a.
【請求項2】 請求項1に記載のカウンタバランス弁を
有する油圧回路において、 前記圧力制御手段は、前記第1の油室の圧力を検出する
第1の圧力検出手段と、前記第2油室の圧力を検出する
第2の圧力検出手段とを有し、前記第1の圧力検出手段
および第2の圧力検出手段からの検出値に応じて前記第
2の油室の圧力を制御することを特徴とするカウンタバ
ランス弁を有する油圧回路。
2. The hydraulic circuit having a counterbalance valve according to claim 1, wherein the pressure control means is configured to detect a pressure in the first oil chamber, and the second oil chamber. And second pressure detecting means for detecting the pressure of the second oil chamber, and controlling the pressure of the second oil chamber in accordance with the detection values from the first pressure detecting means and the second pressure detecting means. A hydraulic circuit having a counterbalance valve.
【請求項3】 請求項1または2に記載のカウンタバラ
ンス弁を有する油圧回路において、 前記圧力制御手段は、前記油圧モータの巻下駆動時に前
記スプールに作用するフローフォースによる前記第1の
油室の圧力上昇分を相殺するように前記第2の油室の圧
力を低減することを特徴とするカウンタバランス弁を有
する油圧回路。
3. The hydraulic circuit having the counterbalance valve according to claim 1, wherein the pressure control unit is configured to control the first oil chamber by a flow force acting on the spool when the hydraulic motor is driven down. A hydraulic circuit having a counterbalance valve, wherein the pressure in the second oil chamber is reduced so as to offset the increase in the pressure of the second oil chamber.
【請求項4】 油圧ポンプと、 前記油圧ポンプから吐出される圧油により駆動する油圧
モータと、 前記油圧モータの巻下駆動時の戻り側管路に介装された
カウンタバランス弁とを有する油圧回路を備えたクレー
ンにおいて、 前記カウンタバランス弁は、 シリンダ内部の一端側に形成され、前記油圧モータの巻
下駆動時の送り側管路の圧油を導く第1の油室と、 前記第1の油室に対向して前記シリンダ内部の他端側に
形成された第2の油室と、 前記第1の油室と第2の油室にそれぞれ作用する力の差
により移動し、移動量に応じて前記戻り側管路の通路面
積を増減するスプールとを有し、 前記油圧モータの巻下駆動時に、前記スプールに作用す
るフローフォースによって前記送り側管路の圧力が増加
しないように前記第2の油室の圧力を制御する圧力制御
手段を備えた油圧回路を有することを特徴とするクレー
ン。
4. A hydraulic system comprising: a hydraulic pump; a hydraulic motor driven by pressurized oil discharged from the hydraulic pump; and a counterbalance valve interposed in a return pipe when the hydraulic motor is driven to lower. In a crane provided with a circuit, the counterbalance valve is formed at one end side inside a cylinder, and a first oil chamber that guides pressure oil in a feed-side pipe at the time of lowering drive of the hydraulic motor; A second oil chamber formed on the other end side of the inside of the cylinder in opposition to the first oil chamber, and moving by a difference between forces acting on the first oil chamber and the second oil chamber. A spool that increases or decreases the passage area of the return-side pipeline in accordance with the above-mentioned condition, and that during the lowering drive of the hydraulic motor, the pressure of the feed-side pipeline is not increased by the flow force acting on the spool. Control the pressure in the second oil chamber Crane, characterized in that it comprises a hydraulic circuit with a pressure control means for.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2667038A3 (en) * 2012-05-25 2015-07-15 Wessel-Hydraulik GmbH Hydraulic circuit assembly

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