JP2002039107A - カウンタバランス弁を有する油圧回路およびクレーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 巻下駆動時のハンチングを防止するととも
に、巻下停止時のサージ圧を低減する。 【解決手段】 カウンタバランス弁１０のスプール１２
の両端部にそれぞれ油室Ｖａ,Ｖｂを設け、一方の油室
Ｖａを巻下側管路Ｌ１に連通する。また、他方の油室
（ダンピング室）Ｖｂを絞り１６を介して巻上側管路Ｌ
３に連通するとともに、電磁弁２１を介して油室Ｖｂ2
に接続する。圧力センサ８により巻下停止指令が検出さ
れると電磁弁２１にオン信号を出力し、油室Ｖｂと油室
Ｖｂ2を連通する。これによって、ダンピング室の容積
Ｖが増大し、スプール１２の応答性が遅れて、サージ圧
が低減される。巻下停止以外では油室Ｖｂと油室Ｖｂ2
の連通を阻止してダンピング室の容積Ｖを小さくするの
で、スプールの応答性が向上し、ハンチングが防止され
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、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。

【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摺動可能なスプール
を有し、そのスプールの移動に応じて保持管路と巻上側
管路を連通する通路面積が変化する。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。

【０００３】カウンタバランス弁のスプールの両端部に
はそれぞれ油室が形成され、その一端側油室は絞りを介
して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、他端側油室は絞りを介して巻上側
管路に連通される。また、他端側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通路面積を
増加させるように巻下側管路からの圧力が、他端側には
通路面積を減少させるようにバネ力と巻上側管路からの
圧力がそれぞれ作用し、スプールはこれら両端に作用す
る力の差により移動する。この場合、スプールの移動に
伴い各油室の容積が変化するため、各油室から巻上側管
路または巻下側管路へと油が流れる。この圧油量は絞り
によって規制され、スプールの移動を遅らせる。このよ
うなカウンタバランス弁を有する油圧回路は、例えば特
開平６−１５９３１６号公報に開示されている。

【０００４】上述した回路では、バネの介装された油室
（以下、ダンピング室）の容積が大きいほど、スプール
の応答性が遅れ、巻下駆動時にハンチングが発生しやす
くなる。したがって、ハンチングを防止するために、従
来は、ダンピング室の容積を極力小さく設定し、スプー
ルの応答性をよくしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ハンチ
ングを防止するためにダンピング室の容積を小さく設定
すると、巻下急停止時にスプールの移動により保持管路
と巻上側管路を連通する通路が即座に閉じられ、油圧機
器に高圧のサージ圧が作用する。とくに、今日では、作
業効率を向上させるなどの理由から、ウインチを高速駆
動させる傾向にあり、この場合に発生するサージ圧は無
視できないほどの大きさとなり、油圧機器の耐久性など
に悪影響を及ぼす。

【０００６】本発明の目的は、巻下駆動時のハンチング
を防止するとともに、巻下急停止時のサージ圧を低減す
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。

【０００７】

【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１Ａ,１Ｂと、油圧ポンプ１Ａ,１Ｂ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）Ｌ３に介装さ
れたカウンタバランス弁１０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１０が、シリンダ
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）Ｌ１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（ダンピング室）Ｖｂと、第
２の油室（ダンピング室）Ｖｂに介装されたバネ１３
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（Ｐａ−Ｐｂ）と、バネ１３の付勢力との差に
より移動し、移動量に応じて戻り側管路（巻上側管路）
Ｌ３の通路面積１７を増減するスプール１２と、第２の
油室（ダンピング室）Ｖｂに供給または排出される圧油
量を制限する絞り手段１６とを有し、油圧モータ２の巻
下駆動の停止指令を検出する停止指令検出手段８と、第
２の油室（ダンピング室）Ｖｂの容積Ｖを変更する容積
変更手段２１,Ｖｂ２と、停止指令検出手段８により油
圧モータ２の停止指令が検出されると、第２の油室（ダ
ンピング室）Ｖｂの容積Ｖが大きくなるように容積変更
手段２１を制御する制御手段２０と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、容積変更手段が、
第２の油室Ｖｂに連通または遮断可能に設けられた第３
の油室Ｖｂ2と、第２の油室Ｖｂと第３の油室Ｖｂ2を連
通または遮断する連通手段２１とからなり、第２の油室
Ｖｂと第３の油室Ｖｂ2の遮断時に、第３の油室Ｖｂ2の
圧力Ｐｂ2を第２の油室Ｖｂの圧力Ｐｂよりも低くした
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、吊り荷４
８の巻下速度Ｖrを検出する速度検出手段９を有し、制
御手段２０が、速度検出手段９によって検出された巻下
速度Ｖrが所定値ＶRを越えた場合にのみ、第２の油室Ｖ
ｂの容積Ｖが大きくなるように容積変更手段２１を制御
するものである。 （４）請求項４の発明は、油圧ポンプ１Ａ,１Ｂと、油
圧ポンプ１Ａ,１Ｂ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）Ｌ３に介装されたカウンタバランス弁
１０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１０が、シリンダ内部
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）Ｌ１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（ダンピング室）Ｖｂと、第２の
油室（ダンピング室）Ｖｂに介装されたバネ１３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（Ｐａ−Ｐｂ）と、バネ１３の付勢力との差により移
動し、移動量に応じて戻り側管路（巻上側管路）Ｌ３の
通路面積１７を増減するスプール１２と、第２の油室
（ダンピング室）Ｖｂに供給または排出される圧油量を
制限する絞り手段１６とを有し、油圧モータ２の巻下駆
動の停止指令を検出する停止指令検出手段８と、第２の
油室（ダンピング室）Ｖｂの容積Ｖを変更する容積変更
手段２１,Ｖｂ2と、停止指令検出手段８により油圧モー
タ２の停止指令が検出されると、第２の油室（ダンピン
グ室）Ｖｂの容積Ｖが大きくなるように容積変更手段２
１を制御する制御手段２０と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。

【０００８】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。

【０００９】

【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。

【００１０】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
量型の一対の油圧ポンプ１Ａ,１Ｂと、これら油圧ポン
プ１Ａ,１Ｂから吐出される圧油によって駆動される巻
上用油圧モータ２と、油圧ポンプ１Ａ,１Ｂから油圧モ
ータ２に供給される圧油の流れをそれぞれ制御する方向
制御弁３Ａ,３Ｂ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６
Ａ,６Ｂに圧油を供給するパイロット油圧源７と、巻下
側のパイロット弁６Ａからのパイロット圧を検出する圧
力センサ８と、ドラム４６の回転数を検出する回転数セ
ンサ９と、油圧モータ２の巻上側管路Ｌ３に保持管路Ｌ
２を形成し、保持管路Ｌ２から巻上側管路Ｌ３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１０と、カウンタバランス弁１０の内部に形
成された油室（ダンピング室）Ｖｂに連通または遮断さ
れる油室Ｖｂ2と、油室Ｖｂと油室Ｖｂ2とを連通または
遮断する電磁弁２１と、電磁弁２１の駆動を制御するコ
ントローラ２０とを有している。

【００１１】操作レバー５の操作量Ｓとパイロット弁６
Ｂからのパイロット圧Ｐiとの関係は、図２に示すとお
りであり、レバー操作量Ｓ1でパイロット圧はＰi0とな
る。パイロット圧がＰi0で制御弁３Ａがフルストローク
に達するように、制御弁３Ａの巻上側および巻下側のバ
ネ設定圧がセットされている。一方、パイロット圧がＰ
i0を越えると制御弁３Ｂがストロークを開始するよう
に、制御弁３Ｂのバネ設定圧がセットされている。これ
によって、パイロット圧がＰi0以下では油圧ポンプ１Ａ
からの圧油が油圧モータ２へ供給されるのに対し、パイ
ロット圧がＰi0を越えると油圧ポンプ１Ａと１Ｂからの
圧油が油圧モータ２へ供給され、モータ２の高速回転が
可能となる。なお、油圧ポンプ１Ａから油圧モータ２へ
と圧油が供給される状態を１速状態と呼び、油圧ポンプ
１Ａ,１Ｂから油圧モータ２へと圧油が供給される状態
を２速状態と呼ぶ。

【００１２】カウンタバランス弁１０はシリンダ１１
と、シリンダ１１の内部に摺動可能に挿入されたスプー
ル１２と、油室Ｖｂに介装されたバネ１３とを有してい
る。バネ１３の両端部はスプール１２とシリンダ１１の
端面にそれぞれ当接し、スプール１２はバネ力によって
図の左方へ付勢されている。スプール１２の反対側端面
とシリンダ１１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１４を介して油圧モータ
２の巻下側管路Ｌ１に連通されている。これによって、
油室Ｖａ,Ｖｂ内の差圧により右方向に作用する力とバ
ネ力により左方向に作用する力との差に応じてスプール
１２は移動する。

【００１３】スプール１２は第１ランド１２ａと第２ラ
ンド１２ｂを有し、第１ランド１２ａと第２ランド１２
ｂの間のシリンダ１１の内周面、および第２ランド１２
ｂの外側のシリンダ１１の内周面にはぞれぞれ溝状の通
路１１ａ,１１ｂが全周にわたって形成されている。な
お、第２ランド１２ｂの左端部には周方向に複数のノッ
チが設けられている。通路１１ａは保持管路Ｌ２に接続
されるとともに、チェック弁１５を介して巻上側管路Ｌ
３に接続され、通路１１ｂは巻上側管路Ｌ３に接続され
ている。これによって、スプール１２がバネ１３のバネ
力に抗して図の右方に移動すると、第２ランド１２ｂと
シリンダ１１の間の絞り部１７を介して通路１１ａと通
路１１ｂが連通し、保持管路Ｌ２からの圧油は巻上側管
路Ｌ３に流れる。

【００１４】油室Ｖｂは第２ランド１２ｂを貫通して設
けられた絞り１６を介して巻上側管路Ｌ３に接続され、
絞り１６は油室Ｖaに連通する絞り１４よりも開口面積
が小さく設定されている。これによって、スプール１２
の右方向への移動時に油室Ｖｂからの圧油の流れは絞り
１６によって制限され、絞り１６はスプール１２の速度
抵抗として作用する。

【００１５】コントローラ２０には、圧力センサ８と回
転数センサ９が接続されている。コントローラ２０では
これらからの入力信号に基づいて後述するような処理を
実行し、電磁弁２１にオン／オフ信号を出力する。電磁
弁２１にオン信号が出力されると電磁弁２１は位置イに
切り換えられ、油室Ｖｂと油室Ｖｂ2が電磁弁２１を介
して連通する。これによって、ダンピング室、すなわ
ち、バネ側油室の容積Ｖが油室Ｖｂ2の分だけ増大し
（Ｖ＝Ｖｂ＋Ｖｂ2）、スプール１２の右端面には油室
ＶｂとＶｂ2内の圧力およびバネ力が作用する。一方、
電磁弁２１にオフ信号が出力されると電磁弁２１は位置
ロに切り換えられ、油室Ｖｂと油室Ｖｂ2の連通が阻止
される。これによって、ダンピング室の容積Ｖは油室Ｖ
ｂの容積に等しくなり（Ｖ＝Ｖｂ）、スプール１２の右
端面には油室Ｖｂ内の圧力およびバネ力が作用する。こ
のように電磁弁２１の切換によりダンピング室の容積Ｖ
が大小２段階に切り換えられる。

【００１６】図３はコントローラ２０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
トは例えばエンジンキースイッチのオンによってスター
トする。なお、初期状態で電磁弁２１は閉じられてい
る。図３に示すように、まず、ステップＳ１で圧力セン
サ８からの信号により巻下パイロット圧を検出する。次
いで、ステップＳ２でその検出値Ｐiが予め設定された
所定値（例えば図２のＰi0）より大きいか否かを判定
し、肯定されるとステップＳ３に進み、否定されるとリ
ターンする。ステップＳ３ではステップＳ１と同様、圧
力センサ８により巻下パイロット圧を検出し、次いで、
ステップＳ４でその検出値Ｐiが所定値Ｐi0以下か否
か、すなわち、モータ速度が２速から１速に減速された
か否かを判定する。ステップＳ４が肯定されるとステッ
プＳ５に進み、否定されるとステップＳ３に戻って同様
な処理が繰り返す。

【００１７】ステップＳ５では回転数センサ９によって
検出されたドラム４６の回転数にドラム半径を乗じてロ
ープ速度を算出する。次いで、ステップＳ６でその算出
値Ｖrが予め設定された所定値ＶRより大きいか否かを判
定し、肯定されるとステップＳ７に進み、否定されると
リターンする。巻下急停止時に発生するサージ圧はドラ
ム４６の慣性力が大きいほど大きくなる。本実施の形態
では、モータ速度が２速から１速に減速されたとき、ロ
ープ速度が所定値ＶRより大きい場合に、サージ圧が無
視できないほど大きくなると判定し、ステップＳ７以降
でサージ圧を低減させるような処理を実行する。

【００１８】ステップＳ７では、タイマカウント値ｔを
リセットする（ｔ＝０）。次いで、ステップＳ８で電磁
弁２１にオン信号を出力して電磁弁２１を位置イへ切り
換え、ステップＳ９に進む。これによって、ダンピング
室の容積Ｖが増大する。ステップＳ９ではタイマカウン
ト値ｔが所定時間Δｔを計時したか否かを判定する。こ
の場合、ロープ速度が速いほど所定時間Δｔが長くなる
ような関係を予め定めておき、この関係から速度検出値
Ｖrに対応した所定時間Δｔを算出する。ステップＳ９
が肯定されるとステップＳ１０に進み、否定されるとス
テップＳ８に戻って同様な処理を繰り返す。ステップＳ
１０では、電磁弁２１にオフ信号を出力して電磁弁２１
を位置ロへ切り換え、リターンする。これによって、ダ
ンピング室の容積Ｖが減少する。

【００１９】次に、本発明の実施の形態の動作について
説明する。 （１）巻上駆動時 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３Ａ,３Ｂのパイロットポートに供給さ
れる。このとき、レバー操作量が図２のＳ１以上ではパ
イロット圧が所定値Ｐi0を越え、方向制御弁３Ａは完全
に位置Ｂ側に切り換えられるとともに、方向制御弁３Ｂ
は巻上パイロット圧に応じて位置Ｂ側に切り換えられ、
油圧ポンプ１Ａ,１Ｂからの圧油は方向制御弁３Ａ,３Ｂ
を介して巻上側管路Ｌ３に合流し、チェック弁１５、保
持管路Ｌ２を通過して油圧モータ２に供給される。これ
によって、油圧モータ２は２速状態で巻上方向に回転
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が高速で上昇する。なお、巻上
パイロット圧が所定値Ｐi0以下では方向制御弁３Ｂは中
立位置のままであり、油圧ポンプ１Ａからの圧油のみが
油圧モータ２へ供給され、油圧モータ２は１速状態で駆
動される。

【００２０】（２）巻下駆動時 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
Ａ,３Ｂのパイロットポートに供給される。このとき、
レバー操作量が図２のＳ１以上ではパイロット圧が所定
値Ｐi0を越え、方向制御弁３Ａは完全に位置Ａ側に切り
換えられるとともに、方向制御弁３Ｂは巻下パイロット
圧に応じて位置Ａ側に切り換えられる。これによって、
油圧ポンプ１Ａ,１Ｂからの圧油は方向制御弁３Ａ,３Ｂ
を介して巻下側管路Ｌ１に合流し、油圧モータ２に供給
されるとともに、絞り１４を介して油室Ｖａに供給され
る。ここで、レバー操作直後等で油室Ｖａと油室Ｖｂの
差圧（Ｐａ−Ｐｂ）がバネ力よりも小さいときは、スプ
ール１２の右方へのストロークＳはゼロのままであり、
巻下側管路Ｌ１の圧力Ｐ1と保持管路Ｌ２の圧力Ｐ２お
よび油室Ｖａの圧力Ｐａがともに増加する。

【００２１】油室Ｖａの圧力の増加により差圧（Ｐａ−
Ｐｂ）がバネ力にうち勝つと、スプール１２は図の右方
に移動を開始し、差圧（Ｐａ−Ｐｂ）とバネ力がバラン
スしたところでスプール１２は停止する。このスプール
１２の移動によって、絞り部１７の面積は増加し、油圧
モータ２からの圧油は保持管路Ｌ２、通路１１ａ、絞り
部１７、通路１１ｂを介して巻上側管路Ｌ３へと流れ
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。このとき、スプール１２の
移動に伴いダンピング室Ｖｂの圧油は絞り１６を介して
巻上側管路Ｌ３へと排出され、スプール１２の移動速度
が規制される。

【００２２】上述した巻下駆動においては、コントロー
ラ２０での処理により電磁弁２１は位置ロに切り換えら
れており、ダンピング室の容積Ｖは小さい。したがっ
て、ダンピング室の圧力Ｐ（＝Ｐｂ）は絞り１６を通過
する圧油によって即座に変化し、スプール１２の応答性
は良好となる。その結果、操作レバー５の操作に追従し
てドラム４６を応答性よく巻下駆動することができ、ハ
ンチングなどが防止される。

【００２３】（３）巻下停止時 モータ２が２速で巻き下げられている状態から操作レバ
ー５を中立位置に戻し操作すると、ロープ速度が所定値
ＶR以下の場合には、前述したコントローラ２０での処
理により電磁弁２１は位置ロに切り換えられ、ダンピン
グ室の容積Ｖは小さくされる（Ｖ＝Ｖｂ）。これと同時
に方向切換弁３Ａ,３Ｂのパイロットポートに作用する
パイロット圧は減少し、方向切換弁３Ａ,３Ｂは中立位
置に切り換えられ、巻下側管路Ｌ１および油室Ｖａの圧
力がともに減少する。これによって、スプール１２に作
用する差圧（Ｐａ−Ｐｂ）がバネ力より小さくなってス
プール１２は左方に移動し、絞り部１７の面積が減少す
る。

【００２４】この場合、ダンピング室の容積Ｖは小さい
ので、スプール１２は絞り１６によって速度規制されな
がら、比較的速く左方へと移動する。これによって、絞
り部１７が閉じられ、保持管路Ｌ２に圧油が閉じこめら
れて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。このとき、ドラム４６の慣性力によっ
て保持管路Ｌ２の圧力Ｐ２が増加するが、ロープ速度が
所定値ＶR以下のため、ドラム慣性力は小さく、サージ
圧の発生は問題とならない。なお、モータ２が１速で巻
下られている状態から操作レバー５を中立位置に戻し操
作したときも同様である。

【００２５】一方、モータ２が２速で巻き下げられてい
る状態から操作レバー５を中立位置に戻し操作したと
き、ロープ速度が所定値ＶRを越えている場合には、前
述したコントローラ２０での処理により電磁弁２１は位
置イに切り換えられ、ダンピング室の容積Ｖは大きくさ
れる（Ｖ＝Ｖｂ＋Ｖｂ2）。これと同時に方向切換弁３
Ａ,３Ｂのパイロットポートに作用するパイロット圧は
減少し、方向切換弁３Ａ,３Ｂは中立位置に切り換えら
れ、巻下側管路Ｌ１および油室Ｖａの圧力Ｐ１,Ｐａが
ともに減少する。

【００２６】この場合、電磁弁２１が位置ロに切り換え
られている状態では、後述するように油室Ｖｂ2の圧力
Ｐｂ2は油室Ｖｂの圧力Ｐｂよりも小さい（Ｐｂ2＜Ｐ
ｂ）。したがって、電磁弁２１が位置イに切り換えられ
た直後はダンピング室の圧力Ｐは低下するが（Ｐ＜Ｐ
ｂ）、油室Ｖａとダンピング室の差圧（Ｐａ−Ｐ）がバ
ネ力よりも大きくなってスプール１２は右方に移動す
る。しかしながら、時間の経過により油室Ｖａの圧力Ｐ
ａが低下するとともに、スプール１２の右方移動に伴い
ダンピング室の圧力Ｐが増加するため、差圧（Ｐａ−
Ｐ）はすぐにバネ力よりも小さくなってスプール１２は
左方に移動する。このとき、ダンピング室の容積Ｖは大
きいので、絞り１６を通過する圧油量に対してダンピン
グ室の圧力変化の応答性は鈍い。これによって、スプー
ル１２の応答性は遅く、絞り部１７はゆっくりと閉じら
れる。その結果、保持管路Ｌ２の圧力Ｐ２の急激な増加
が避けられ、高圧のサージ圧の発生を防止することがで
きる。

【００２７】電磁弁２１が位置イに切り換えられてから
所定時間Δｔが経過すると、コントローラ２０での処理
により電磁弁２１は位置ロに切り換えられる。このと
き、スプール１２の左方への移動に伴いダンピング室の
圧力Ｐは次第に減少するため、所定時間Δｔ経過後にお
けるダンピング室の圧力Ｐは、巻下急停止直後の油室Ｖ
ｂの圧力Ｐｂより小さくなっており、油室Ｖｂ2にはそ
のときの圧力Ｐｂ2（＜Ｐｂ）が一時的に蓄えられる
が、電磁弁２１のリークによって、Ｐｂ＝Ｐｂ2（この
ときＰｂはタンク圧）となる。電磁弁２１が位置ロに切
り換えられると、ダンピング室の容積Ｖは小さくなり、
スプール１２の応答性が向上して絞り部１７が即座に閉
じられ、モータ２の回転が停止する。この場合、所定時
間Δｔはロープ速度に応じて決定され、所定時間Δｔ後
にはドラム慣性力は既に低下しているので、絞り部１７
を閉じてもサージ圧の発生は問題とならない。

【００２８】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に電磁弁２１を介して油室
Ｖｂ2を接続し、高速巻下中の停止時には油室Ｖｂと油
室Ｖｂ2を連通してダンピング室の容積Ｖを大きくする
ようにしたので、スプール１２の応答性が遅れ、サージ
圧を低減することができる。この場合、油室Ｖｂ2の圧
力Ｐｂ2は油室Ｖｂの圧力Ｐｂよりも小さいので、油室
Ｖｂ,Ｖｂ2の連通直後はスプール１２は一旦右方に移動
することなり、スプール１２の戻りを一層遅らせること
ができる。また、高速巻下中の停止時以外では、油室Ｖ
ｂと油室Ｖｂ2の連通を阻止してダンピング室の容積Ｖ
を小さくするようにしたので、この場合はスプール１２
の応答性が良好となり、レバー操作に追従してドラム４
６を駆動することができ、ハンチングが防止される。

【００２９】さらに、油圧モータ２が１速で巻下のとき
に停止指令がなされたときでも、ロープ速度が所定値Ｖ
Rを越えていることを条件にダンピング室の容積Ｖを大
きくするようにしたので、ドラム慣性力が小さくサージ
圧の発生が問題とならない場合にはレバー操作に追従し
てドラム４６を即座に停止することができ、効率的な作
業が可能である。さらにまた、ロープ速度が速いほどダ
ンピング室の容積Ｖを大きくする時間Δｔを長くしたの
で、ドラム慣性力が大きい場合であってもサージ圧を確
実に許容値以下に低減することができる。

【００３０】なお、上記実施の形態では、スプール１２
の左方移動によりダンピング室の圧力Ｐが下がったとき
に電磁弁２１を閉じてそのときの圧力Ｐｂ2を油室Ｖｂ2
に蓄え、巻下急停止直後の油室Ｖｂ2の圧力Ｐｂ2を油室
Ｖｂの圧力Ｐｂよりも小さくしたが、圧力ＰｂとＰｂ2
を等しくしてもよい。これによって、電磁弁２１の位置
イへの切換時にスプール１２は右方に移動せず、ゆっく
りと左方に移動する。また、電磁弁２１によりダンピン
グ室の容積Ｖをオン／オフ的に切り換えるようにした
が、電磁比例弁によりダンピング室の容積Ｖを徐々に増
減するようにしてもよい。さらに、巻下停止時におい
て、ロープ速度が所定値ＶRより大きいときにダンピン
グ室の容積Ｖを大きくするようにしたが、ロープ速度の
２乗に吊り荷の重量を乗じてドラム慣性力に対応する値
を求め、これが所定値より大きいときにダンピング室の
容積を大きくするようにしてもよい。

【００３１】また、ロープ速度が速いほど所定時間Δｔ
を長くするようにしたが、これに加え、吊り荷の重量が
重いほど所定時間Δｔを長くするようにしてもよい。さ
らに、ロープ速度の検出にあたりロープ巻き層を考慮し
てもよい。さらにまた、上記実施の形態では、巻下パイ
ロット圧に応じて巻下停止指令を検出したが、操作レバ
ー５を電気レバーとして構成し、電気レバーの操作量の
検出により巻下停止指令を検出するようにしてもよい。

【００３２】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、油室Ｖｂ2が第３の油室を、絞り１６が絞り手段
を、圧力センサ８が停止指令手段を、電磁弁２１と油室
Ｖｂ2が容積変更手段を、コントローラ２０が制御手段
を、電磁弁２１が連通手段を、回転数センサ９が速度検
出手段を、それぞれ構成する。

【００３３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、次のような効果を奏する。 （１）請求項１、４の発明によれば、油圧モータの巻下
駆動の停止指令が検出されると、カウンタバランス弁の
バネの介装された第２の油室（ダンピング室）の容積を
大きくするようにしたので、スプールの応答性が遅れて
サージ圧を低減することができるとともに、巻下駆動時
のスプールの応答性は良好となり、ハンチングを防止す
ることができる。 （２）請求項２の発明によれば、カウンタバランス弁の
第２の油室に連通可能に第３の油室を設け、第２の油室
と第３の油室の遮断時に第３の油室の圧力を第２の油室
の圧力よりも低くしたので、油圧モータの巻下駆動の停
止指令が検出されると、第２の油室と第３の油室が連通
されてスプールは一旦開き側（右方）に移動することと
なり、スプールの応答性を一層遅らせることができる。 （３）請求項３の発明によれば、吊り荷の巻下速度が所
定値を越えた場合にのみ第２の油室の容積を大きくする
ようにしたので、必要以上にスプールの応答性を遅らせ
ることはなく、効率的な作業が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【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。

【図２】本実施の形態に係わる油圧回路を構成する操作
レバーの操作量とパイロット圧との関係を示す図。

【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。

【図４】本発明が適用されるクレーンの側面図。

【符号の説明】

１Ａ,１Ｂ 油圧ポンプ ２ 油圧モータ ８ 圧力センサ ９ 回転数センサ １０ カウンタバランス弁 １２ スプール １３ バネ １６ 絞り ２０ コントローラ ２１ 電磁弁 Ｖａ,Ｖｂ,Ｖｂ2 油室 Ｌ１ 巻下側管路 Ｌ３ 巻上側管路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3F204 AA04 BA02 CA07 GA01 3H089 AA66 BB08 BB10 CC08 DA03 DA14 DB08 DB13 DB44 DB47 DB49 DB75 DC01 EE17 EE22 FF07 JJ08

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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２の油室に介装されたバネと、 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
   と、前記バネの付勢力との差により移動し、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、 前記第２の油室に供給または排出される圧油量を制限す
   る絞り手段とを有し、 前記油圧モータの巻下駆動の停止指令を検出する停止指
   令検出手段と、 前記第２の油室の容積を変更する容積変更手段と、 前記停止指令検出手段により前記油圧モータの停止指令
   が検出されると、前記第２の油室の容積が大きくなるよ
   うに前記容積変更手段を制御する制御手段とを備えるこ
   とを特徴とするカウンタバランス弁を有する油圧回路。
2. 【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、 前記容積変更手段は、前記第２の油室に連通または遮断
   可能に設けられた第３の油室と、前記第２の油室と第３
   の油室を連通または遮断する連通手段とからなり、前記
   第２の油室と第３の油室の遮断時に、前記第３の油室の
   圧力を前記第２の油室の圧力よりも低くしたことを特徴
   とするカウンタバランス弁を有する油圧回路。
3. 【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、 吊り荷の巻下速度を検出する速度検出手段を有し、 前記制御手段は、前記速度検出手段によって検出された
   巻下速度が所定値を越えた場合にのみ、前記第２の油室
   の容積が大きくなるように前記容積変更手段を制御する
   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。
4. 【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２の油室に介装されたバネと、 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
   と、前記バネの付勢力との差により移動し、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、 前記第２の油室に供給または排出される圧油量を制限す
   る絞り手段とを有し、 前記油圧モータの巻下駆動の停止指令を検出する停止指
   令検出手段と、 前記第２の油室の容積を変更する容積変更手段と、 前記停止指令検出手段により前記油圧モータの停止指令
   が検出されると、前記第２の油室の容積が大きくなるよ
   うに前記容積変更手段を制御する制御手段とを備えた油
   圧回路を有することを特徴とするクレーン。