JP2003269406A - シリンダの速度制御装置 - Google Patents
シリンダの速度制御装置Info
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Abstract
合とで生じるシリンダの速度差を小さくすることができ
るシリンダの速度制御装置を提供する。 【解決手段】 負荷Wを支持した状態で昇降するシリン
ダ2と、このシリンダ2に圧油を供給するポンプ4と、
このポンプ4とシリンダ2との間に介設され、シリンダ
2に供給する圧油の方向および流量を制御する切換弁5
と、ポンプ4とシリンダ2を結ぶ両管路7のうち、負荷
圧が作用する負荷側管路7bに設けられ負荷の降下を防
止する絞り8と、負荷圧が作用しない非負荷側管路7a
に設けられその管路の圧力を設定するリリーフ弁11
と、を備えた油圧制御回路において、リリーフ弁11の
圧力ポート11a,11bに、負荷側油路7bの圧力と
非負荷側管路7aの圧力を導いたことを特徴とする。
Description
が作用するシリンダに好適であるシリンダの速度制御装
置に関するものである。
上部旋回体50に備えられたラチスブーム51は伸縮で
きないため、輸送時には分解されるようになっている。
て、上部旋回体50に取り付ける場合、上部旋回体50
の後部に備えられたガントリ52が立てられる。ガント
リ52には2本の油圧シリンダ54a,54bが備えら
れており、各シリンダを連動して伸長させることにより
ガントリ52を矢印A方向に立てていく。
御回路を示したものである。
は、操作信号によってコントロールバルブ55を中立位
置aからb位置に切り換え、油圧ポンプ56からの圧油
をチェック弁57を通じて油圧シリンダ54のヘッド側
54aに供給する。
合にはコントロールバルブ55を中立位置aからc位置
に切り換え、圧油を管路58を通じてロッド側54bに
供給する。ただし、このガントリ下げ操作では、自重降
下によってガントリ52が急激に下がらないよう、ガン
トリ52の重量に見合った固定絞り59を設定してお
り、また、管路58内で生じる余剰油についてはリリー
フ弁60からタンクに逃がすようにしている。
ガントリ52は、ガントリ支持部53(図4参照)によ
って所定の姿勢に保持されるため、もはや油圧シリンダ
54a,54bを作動させることはない。にもかかわら
ず油圧シリンダ54のロッドを伸長させたままにしてい
るとロッド54cが錆びる虞れがある。
ロッド54cとガントリ52とを連結している連結ピン
を取り外し、ロッド54cを縮小させておくことがあ
る。このとき、ヘッド側54aには負荷(縮小方向の
力)が加わっていないが、絞り59の設定は変わらない
ため、ロッド54cの縮小動作は極めて緩慢になり、チ
ューブ内に完全に格納するまで時間がかかってしまう。
ンプ56を可変容量型にすることも考えられるが、滅多
に使用しないガントリ52の起伏動作のために高いコス
トをかけることは実用的でない。
用の油圧制御回路における課題を考慮してなされたもの
であり、負荷が加わっている場合と加わっていない場合
とで生じるシリンダの速度差を小さくすることできるシ
リンダの速度制御装置を提供するものである。
た状態で昇降するシリンダと、このシリンダに圧油を供
給するポンプと、このポンプとシリンダとの間に介設さ
れ、シリンダに供給する圧油の方向および流量を制御す
る切換弁と、ポンプとシリンダを結ぶ両管路のうち、負
荷圧が作用する負荷側管路に設けられ負荷の降下を防止
する絞り部と、負荷圧が作用しない非負荷側管路に設け
られその管路の圧力を設定するリリーフ弁と、を備えた
油圧制御回路において、リリーフ弁の圧力ポートに、負
荷側管路の圧力と非負荷側管路の圧力を導いたシリンダ
の速度制御装置である。
向に作用している状態でシリンダを縮小動作させると、
負荷側管路の圧力がリリーフ弁の圧力ポートに導入され
る。この圧力ポートには非負荷側管路の圧力も導かれて
いるため、結局、リリーフ弁のリリーフ圧は両者の圧力
の和によって低く設定されることになる。それにより、
負荷圧が作用している場合には、シリンダの速度勾配が
緩慢になる。
圧の増加に応じてリリーフ圧が次第に低くなるため、負
荷圧に応じてシリンダの速度が制御されることになる。
が立たないため、リリーフ弁のリリーフ圧は非負荷側管
路の圧力のみで設定されることになり、リリーフ圧を高
く設定することができる。それにより、非負荷側管路の
管路圧が高くなり、絞り抵抗に打ち勝つ押し込み圧によ
ってシリンダを縮小させることができるようになる。
としては、クレーンのブーム起伏装置を構成するガント
リを支持するものが示される。
明を適用すれば、ガントリを立てた後にそのガントリと
の連結を解除してシリンダを縮小させる場合に、負荷側
管路に負荷圧が立たなくとも、負荷圧が作用していると
きに近いシリンダ速度でシリンダを縮小させることがで
きる。
基づいて本発明を詳細に説明する。
装置をガントリの起伏装置に適用したものである。
レーンの上部旋回体後方に配置されてブーム起伏装置を
構成しているガントリであり、作業時には支点1aを中
心として矢印A方向に回転することによって起立する。
対の油圧シリンダ2によって支持されており、その油圧
シリンダ2のロッド2aを伸長させることによってガン
トリ1が起立し、また、ロッド2aを縮小させることに
よりガントリ1が伏せられるようになっている。なお、
図では手前側の油圧シリンダ2のみ図示している。
いて説明する。
圧ポンプ4が駆動し、この油圧ポンプ4から吐出される
圧油はコントロールバルブ5によってその方向および流
量が制御される。
5a,5bにはガントリ起伏操作用のリモコン弁6が接
続されている。
がパイロットポート5aに作用し、コントロールバルブ
5が中立位置aからb位置に切り換わり、一方、下げ操
作すると、油圧信号がパイロットポート5bに作用し、
中立位置aからc位置に切り換わるようになっている。
流量が制御された圧油は、給排路7を通じて油圧シリン
ダ2に供給される。
側油室2bに通じる管路7aとヘッド側油室2cに通じ
る管路7bとを有している。なお、上記油圧シリンダ2
は、ガントリ1を支持しており、常に一方向に(ヘッド
側に)負荷圧が作用するものであるため、以下の説明で
は管路7aを非負荷側管路と呼び、管路7bを負荷側管
路と呼ぶ。
り8とチェック弁9からなるスローリターン回路10が
備えられており、油圧シリンダ2を縮小させる際にガン
トリ1による自重降下を防止するようになっている。
力を設定するためのリリーフ弁11が設けられている。
11aおよび11bを備えており、一方の圧力ポート1
1aは負荷側管路7bから分岐した分岐管路7b′と接
続され、他方の圧力ポート11bは非負荷側管路7aか
ら分岐した分岐管路7a′と接続されている。すなわ
ち、このリリーフ弁11の圧力ポートには負荷側管路7
bと非負荷側管路7aの両管路圧が導入されることにな
る。
の釣り合いは、 W=PH・SH−Pr・Sr ……(1) となる。ただし、PH:ヘッド側圧,SH:ヘッド側面
積,Pr:ロッド側圧,Sr:ロッド側面積とする。
積、すなわちSH/Sr=kとおくと、 Pr=kPH−(1/Sr)W ……(3) が得られる。
圧部とバネ圧(圧力換算値)とによって決まるためリリ
ーフ圧Pkは、 m・PH+Pr=Pk ……(4) となる。ただし、m:圧力ポートにおける分岐路(ヘッ
ド側)11aと分岐路(ロッド側)11bの面積比(4)
式に(3)式を代入してPHを求めると、 m・PH+kPH−(1/Sr)W=Pk PH=(Pk/(m+k))+(1/(Sr(m+k)))W ……(5) となり、ヘッド側圧PHは負荷Wの一次関数となる。
仮にk=2と置くと、(5)式のPHは、 PH=(Pk/(m+2))+(1/(Sr(m+2)))W ……(6) となる。
ート11aに導く分岐路7bが存在しないため、m=0
とおくと、 PH=Pk/2+(1/(2Sr))W ……(7) となる。
(圧力ポートにおける分岐路(ヘッド側)11aと分岐
路(ロッド側)11bの面積が同一)とすると、 PH=Pk/3+(1/(3Sr))W ……(8) となる。
フにしたものである。
まで増加するとき、例えば、ガントリ1が垂直に近い状
態で起立しているとき負荷Wはゼロに近いが、油圧シリ
ンダ2を徐々に縮小させてガントリ1を伏せていくと、
ガントリ1の自重が油圧シリンダ2に加わってくるた
め、負荷Wが増加する。
形態の油圧制御回路のヘッド側圧P H特性L2に従え
ば、従来のヘッド側圧PH特性L1におけるヘッド側圧
増加量ΔPHに比べ、ヘッド側圧増加量ΔPH′を66%
(=2/3)に抑制することができる。
る圧油流量も少なくすることができ、結果として負荷の
有無によって生じる油圧シリンダ2の速度差を小さくす
ることができる。
Hを従来のヘッド側圧PHと同等にしたければ、リリーフ
圧Pk、具体的にはリリーフ弁11のバネ圧をPk/2
÷Pk/3=3/2倍にすればよい。この場合のヘッド
側圧PH特性を図中、L3に示す。
る場合とは、例えば、ガントリ1を立てた後にロッド2
aが錆びることを防止する目的でそのガントリ1との連
結を解除してロッド2aをチューブ内に格納するような
場合である。
弁11のバネ圧を調整することにより、負荷が作用して
いるときに近いシリンダ速度でシリンダを縮小させるこ
とが可能になる。
(ヘッド側)11aと分岐路(ロッド側)11bの面積
比m=3とした場合(k=2の場合)である。
にできる分、さらにヘッド側圧増加量ΔPH′′を小さ
くすることができ、油圧シリンダ2の速度差を小さくす
ることができる。
L4から5/2倍に上げた場合のヘッド側圧PH特性を
示したものである。この特性L5に従えば、無負荷時の
シリンダ速度を確保しつつ負荷時には押し込み圧を小さ
くすることができる。
小方向に作用する構成について説明したが、これに限ら
ず、負荷がシリンダ伸長方向に作用する構成についても
本発明を適用することができる。
請求項1の本発明によれば、無負荷側管路のリリーフ弁
の圧力ポートに負荷側管路の圧力と無負荷側管路の圧力
とを導入するように構成したため、例えば、負荷がシリ
ンダ縮小方向に作用している状態でシリンダを縮小動作
させると、リリーフ圧は両者の圧力の和によって設定さ
れるため、シリンダの速度勾配が緩慢になり、一方、無
負荷時には、負荷側管路に負荷圧が立たないため、リリ
ーフ弁のリリーフ圧は非負荷側管路の圧力のみで設定さ
れて非負荷側管路の管路圧が高くなり、絞り抵抗に打ち
勝つ押し込み圧によってシリンダを縮小させることがで
きるようになる。
わっていない場合とで生じるシリンダの速度差を小さく
することができる。
てた後にそのガントリとの連結を解除してシリンダを縮
小させる場合に、負荷側管路に負荷圧が立たなくとも、
負荷圧が作用しているときに近いシリンダ速度でシリン
ダを縮小させることができる。
である。
特性を示すグラフである。
側圧特性を示すグラフである。
である。
ある。
Claims (2)
- 【請求項1】 負荷を支持した状態で昇降するシリンダ
と、このシリンダに圧油を供給するポンプと、このポン
プと上記シリンダとの間に介設され、上記シリンダに供
給する圧油の方向および流量を制御する切換弁と、上記
ポンプと上記シリンダを結ぶ両管路のうち、負荷圧が作
用する負荷側管路に設けられ負荷の降下を防止する絞り
部と、負荷圧が作用しない非負荷側管路に設けられその
管路の圧力を設定するリリーフ弁と、を備えた油圧制御
回路において、 上記リリーフ弁の圧力ポートに、上記負荷側管路の圧力
と上記非負荷側管路の圧力を導いたことを特徴とするシ
リンダの速度制御装置。 - 【請求項2】 上記シリンダが、クレーンのブーム起伏
装置を構成するガントリを支持するものである請求項1
記載のシリンダの速度制御装置。
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- 2002-03-18 JP JP2002074595A patent/JP3858737B2/ja not_active Expired - Fee Related
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