JP2012052568A - 可変容量型油圧モータの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウインチ速度の低下、およびウインチ速度のレバー追従応答性の悪化を防止しつつ、ハンチングの発生を防止できる可変容量型油圧モータの制御装置を提供すること。
【解決手段】第１ピストン室２ａおよび第２ピストン室２ｂが両側に設けられ油圧モータ１の斜板の傾転角を変化させるピストン２と、一方の第１パイロット油室５ａが巻上側流路６−２に連通されているとともに他方の第２パイロット油室５ｃが巻下側流路７に連通された圧力補償弁５と、ピストン２と圧力補償弁５との間に配置されたスプール弁３と、を備える可変容量型油圧モータの制御装置１０１である。巻上側流路６−２と第１ピストン室２ａとを接続する流路１２に、隙間絞り５０および逆止弁５１を相互に並列に設けている。逆止弁５１は、傾転角が大きくなる方向の圧油の流れは許容し、傾転角が小さくなる方向の圧油の流れは遮断する向きに設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、クレーンのウインチを駆動する可変容量型油圧モータの制御装置に関する。

斜板の傾転角を変化させることで容量を変化させて回転速度を変更する可変容量型油圧モータで駆動されるウインチで吊荷を巻下げるとき、油圧モータの回転速度が変動して安定せずハンチングが発生する場合がある。ハンチングの発生を防止するための技術としては、例えば、特許文献１、２に記載されたものが知られている。なお、ハンチング発生の原因については、特許文献１、２に記載されているので必要に応じて参照されたい。

特許文献１では、油圧モータに必要なトルクを確保するために、油圧モータの吸収量（容量）が制限吸収量よりも小さい場合は、油圧モータの容量を電気的に制御して、当該容量を制限吸収量に置き換える制御を行っている。

特許文献２では、圧力補償弁の両側のパイロット油室に、それぞれ、巻上側流路から巻上側パイロット流路、巻下側流路から巻下側パイロット流路を連通させ、かつ巻下側パイロット流路に圧力補償方式切換弁を介装させるという構成を採用している。そして、巻上側流路の圧力と巻下側流路の圧力との差圧が圧力補償弁の設定値以下の所定圧に達すると、圧力補償方式切換弁を作動させて、巻下側パイロット流路を遮断し、かつ圧力補償弁のパイロット油室をタンクに連通させる制御を行っている。簡潔に言えば、巻上側流路の圧力と巻下側流路の圧力との差圧が圧力補償弁の設定値に達する前に、差圧制御型から絶対圧制御型に切換えている。

特開２００２−１１４４８８号公報 特開２００８−８２４８８号公報

特許文献１、２に記載されたいずれの制御によってもハンチングの発生を防止できる。しかしながら、特許文献１に記載された制御によると、吊荷の荷重の広い範囲において油圧モータの容量を制限することになり、結果として、吊荷の荷重の広い範囲においてウインチ速度が低下してしまう。

一方、特許文献２に記載された制御によると、圧力一定制御範囲内では絶対圧制御型となり吊荷の挙動は安定するが、ウインチ速度のレバー追従応答性が悪化するという問題がある。レバー追従応答性とは、レバー操作後、そのレバー操作量に見合っただけのウインチ速度に達するまでの時間の程度のことをいう。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ウインチ速度の低下、およびウインチ速度のレバー追従応答性の悪化を防止しつつ、ハンチングの発生を防止できる可変容量型油圧モータの制御装置を提供することである。

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、ピストンの一方に設けた第１ピストン室と油圧モータの巻上側流路とを接続する流路、または第１ピストン室とは反対側の第２ピストン室と油圧モータの巻上側流路とを接続する流路に、絞りおよび逆止弁を相互に並列に設けることで、前記課題を解決することができた。この知見に基づき本発明が完成するに至ったのである。

すなわち、本発明は、圧油が供給される第１ピストン室および第２ピストン室が両側に設けられ、油圧モータの斜板の傾転角を変化させるピストンと、一方の第１パイロット油室が巻上側流路に連通されているとともに他方の第２パイロット油室が巻下側流路に連通され、当該第１パイロット油室と当該第２パイロット油室との圧力差により作動して前記第２ピストン室への圧油の給排を切換える圧力補償弁と、前記ピストンと前記圧力補償弁との間に配置され、パイロット圧により作動して前記第２ピストン室への圧油の給排を切換えるスプール弁と、を備え、前記第１ピストン室に圧油を供給することで前記傾転角を大きくし、前記第２ピストン室に圧油を供給することで前記傾転角を小さくする、可変容量型油圧モータの制御装置であって、前記巻上側流路と前記第１ピストン室とを接続する流路、または前記巻上側流路と前記第２ピストン室とを接続する流路に、絞りおよび逆止弁が相互に並列に設けられ、前記逆止弁は、前記傾転角が大きくなる方向の圧油の流れは許容し、前記傾転角が小さくなる方向の圧油の流れは遮断する向きに設けられていることを特徴とする可変容量型油圧モータの制御装置である。

この構成によると、圧力フィードバック系の圧力変動は絞りにより抑えられ、斜板の傾転角は変動しにくくなる。その結果、ハンチングの発生を防止できる。ここで、上記絞りおよび逆止弁によるハンチング防止は、特許文献１に記載された制御のように、吊荷の荷重の広い範囲において油圧モータの容量を制限するものではない。ハンチングは、油圧モータの回転速度変化ゲインが大きくなる領域で発生しやすく、この回転速度変化ゲインが大きくなる領域で上記絞りは大きな減衰効果を発揮する。また、傾転角が大きくなる方向の圧油の流れを許容する逆止弁を、絞りと並列に設けることで、圧力補償弁の定馬力機能の応答性を維持することができる。すなわち、特許文献１や２に記載された制御に比べて、ウインチ速度の低下、およびウインチ速度のレバー追従応答性の悪化を防止しつつ、ハンチングの発生を防止できる。

また本発明において、前記巻上側流路と前記圧力補償弁とを接続する流路に、前記絞りおよび前記逆止弁が相互に並列に設けられていることが好ましい。

この構成によると、巻上側流路と第１・第２ピストン室とを接続する流路のうち、圧力補償弁と第１・第２ピストン室とを接続する流路ではなく、巻上側流路と圧力補償弁とを接続する流路に絞りを設けることで、油圧モータの容量の応答性が向上する。すなわち、ウインチ速度のレバー追従応答性をより向上させることができる。

さらに本発明において、前記絞りは、絞り位置と連通位置とを有する切換弁の絞り位置として設けられ、ドラム軸のトルクを検出するトルク検出手段と、前記トルク検出手段からの信号によって前記切換弁を作動させる制御手段とをさらに備え、検出されたドラム軸のトルクがハンチング発生領域にある場合、前記制御手段により前記切換弁が前記連通位置から前記絞り位置に切換えられることが好ましい。

この構成によると、絞りによる減衰効果を、油圧モータの出力トルク範囲のうち問題となるハンチング発生領域のみの狭い範囲で効かすことが可能となる。この範囲以外では、切換弁は連通位置にあるため、ウインチ速度のレバー追従応答性は絞りを入れていない場合と同じである。すなわち、ウインチ速度のレバー追従応答性をより向上させることができる。

さらに本発明において、前記トルク検出手段は、クレーンのブーム長さの一つを選択するブーム長さ選択手段と、ブームの起伏角度を検出するブーム角度検出手段と、ブームにかかる負荷を検出する負荷検出手段と、前記ブーム長さ選択手段により選択されたブーム長さ、前記ブーム角度検出手段により検出されたブーム角度、および前記負荷検出手段により検出されたブーム負荷から、ドラム軸のトルクを演算する演算手段と、を有することが好ましい。

この構成によると、クレーンに設けられている既存のモーメントリミッタ装置（ＭＬ）を利用してドラム軸のトルクを検出することができる。

さらに本発明において、ドラムのロープ巻層を検出するロープ巻層検出手段をさらに有し、前記ロープ巻層検出手段により検出されたロープ巻層を、ドラム軸のトルクの演算に用いることが好ましい。この構成によると、ドラム軸のトルクをより精度よく検出することができる。

さらに本発明において、前記絞りは、隙間絞りによって形成されていることが好ましい。この構成によると、通常の固定絞りに比べてより大きな減衰効果を得ることができる。

本発明によれば、本発明の構成要件、特に、巻上側流路と第１ピストン室とを接続する流路、または巻上側流路と第２ピストン室とを接続する流路に、絞りおよび逆止弁を相互に並列に設けることにより、ウインチ速度の低下、およびウインチ速度のレバー追従応答性の悪化を従来よりも抑制しつつ、ハンチングの発生を防止することができる。

本発明の第１実施形態に係る可変容量型油圧モータの制御装置の油圧回路図である。 図１に示した可変容量型油圧モータにおいて、巻上側流路と巻下側流路との圧力差と、モータ容量との関係を示すグラフである。 図１に示した可変容量型油圧モータのモータ出力トルクとモータ回転速度との関係を示すグラフである。 図１に示した制御装置の変形例を示す油圧回路図である。 本発明の第２実施形態に係る可変容量型油圧モータの制御装置の油圧回路図である。 本発明の第３実施形態に係る可変容量型油圧モータの制御装置の油圧回路図である。 図６に示した制御装置を備えるクローラクレーンの模式図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は、様々な形式のクレーンに適用することができる。例えば、クローラクレーンに適用することもできるし、ホイールクレーンに適用することもできる。ラチスブーム式のクレーンに適用することもできるし、伸縮ブーム式のクレーンに適用することもできる。

（第１実施形態）
（制御装置の構成）
本発明の第１実施形態に係る可変容量型油圧モータの制御装置１０１について、図１を参照しつつ説明する。制御対象である油圧モータ１は、斜板（不図示）の傾転角を変化させる方式の斜板形アキシャルピストンモータ、つまり可変容量型油圧モータである。ピストン２の両側に設けられた第１ピストン室２ａおよび第２ピストン室２ｂへ圧油を給排することでピストン２が動き、ピストン２で押されて斜板の傾転角が変化する。斜板の傾転角が変化すると、油圧モータ１のモータ容量（モータ吸収流量）が変化して出力トルクおよび回転速度が変わる。第１ピストン室２ａに圧油が供給されて第２ピストン室２ｂから圧油が抜けることで、ピストン２が第２ピストン室２ｂ側に動いて斜板の傾転角が大きくなり、油圧モータ１の回転は、高トルク低回転側に変化する。逆に、第２ピストン室２ｂに圧油が供給されて第１ピストン室２ａから圧油が抜けることで、ピストン２が第１ピストン室２ａ側に動いて斜板の傾転角が小さくなり、油圧モータ１の回転は、低トルク高回転側に変化する。この油圧モータ１の容量を制御する制御装置１０１は、油圧モータ１に組合されており、斜板を駆動するピストン２、スプール弁３、フィードバックレバー４（連結手段）、圧力補償弁５などから構成されている。

なお、油圧モータ１は、減速機（不図示）を介してウインチドラム２０を駆動し、ロープ２１・２４およびシーブ２２によって吊荷２３の巻上げ・巻下げ操作を行う油圧モータである。また、油圧モータ１には、作動油供給源（不図示の油圧ポンプ）からモータ供給圧ＰａまたはＰｂ（以下、モータ駆動圧という。）の作動油が切換え供給される、巻上側流路６と巻下側流路７とが接続されている。巻上側流路６から油圧モータ１を経由して巻下側流路７へ作動油が流れると、吊荷２３は巻上がる。逆に、巻下側流路７から油圧モータ１を経由して巻上側流路６へ作動油が流れると、吊荷２３は巻下がる。

（圧力補償弁）
圧力補償弁５は、一方の第１パイロット油室５ａが巻上側流路６−２に連通されているとともに他方の第２パイロット油室５ｃが巻下側流路７に連通され、当該第１パイロット油室５ａと当該第２パイロット油室５ｃとの圧力差により作動して第２ピストン室２ｂへの圧油の給排を切換える差圧制御型の弁である。

巻上側流路６−２と第１パイロット油室５ａとの間は、流路８・１１で接続されている。流路８は、巻上側流路６−２から分岐する流路であり、流路１１は、流路８から分岐する流路であり、第１パイロット油室５ａに接続されている。一方、巻下側流路７と第２パイロット油室５ｃとの間は、巻下側流路７から分岐する流路１４で接続されている。また、圧力補償弁５のポンプポートには、流路８から分岐する流路１６が接続され、圧力補償弁５のアクチュエータポートには、流路９が接続されている。

圧力補償弁５の第２パイロット油室５ｃ側には、セットスプリング５ｂが設けられている。圧力補償弁５は、セットスプリング５ｂのバネ力によって流路１６と流路９とを連通させるが、巻上側流路６−２と巻下側流路７との圧力差が定格値を超えると、セットスプリング５ｂのバネ力に抗して、流路１６と流路９とを遮断するとともに流路９をタンクＴに連通させる位置に切り換わる。

（スプール弁）
スプール弁３は、ピストン２と圧力補償弁５との間に配置され、パイロット圧Ｐｉにより作動して第２ピストン室２ｂへの圧油の給排を切換える弁である。スプール弁３のポンプポートには、圧力補償弁５からの流路９が接続され、スプール弁３のアクチュエータポートには、流路１０が接続されている。流路１０は、第２ピストン室２ｂとスプール弁３のアクチュエータポートとを連通させている。

また、スプール弁３は、パイロット圧Ｐｉの高さに応じてスプール３ａが移動するように、スプール３ａの一端部のパイロット油室に流路１３が接続されているとともに、他方の端部にスプリング３ｃが設けられている。そして、揺動自在に取付けられたフィードバックレバー４によって、スプール弁３のスリーブ３ｂが油圧モータ１の斜板と連結されている。パイロット圧Ｐｉを高めると、スプール３ａが移動し、第２ピストン室２ｂに作動油が供給されるので斜板の傾転角が小さくなるが、斜板の変位にともなってフィードバックレバー４を介してスリーブ３ｂが移動する。制御偏差がゼロになる位置までスリーブ３ｂが移動すると、流路１０が遮断されて斜板の変位が停止する。

（絞りおよび逆止弁）
流路１１からは流路１２が分岐しており、この流路１２は、ピストン２の第１ピストン室２ａに接続されている。ここで、第１ピストン室２ａ側のピストン２の受圧部は、第２ピストン室２ｂ側のピストン２の受圧部よりも受圧面積が小さく設定されている。第１ピストン室２ａおよび第２ピストン室２ｂに作用する巻上側流路６−２からの作動油の圧力が同圧の場合、ピストン２は第１ピストン室２ａ側に押されて斜板の傾転角が小さくなるようになっている。

ここで、巻上側流路６−２と第１ピストン室２ａとを接続する流路は、巻上側流路６−２側から順に、流路８、流路１１、および流路１２で構成されている。このうちの流路１２には、隙間絞り５０および逆止弁５１が相互に並列に設けられている。なお、逆止弁５１は、斜板の傾転角が大きくなる方向の圧油の流れは許容し、斜板の傾転角が小さくなる方向の圧油の流れは遮断する向きに設けられている。

なお、隙間絞り５０の構造を図１に示している。図１に示したように、隙間絞り５０とは、流路の中央に形成した部材５０ａの周囲を絞り流路５０ｆとする固定絞りのことをいう。隙間絞り５０によると、流路の中央を絞り流路とする通常の固定絞りに比べてより大きな減衰効果を得ることができる。なお、隙間絞り５０ではなく、流路の中央を絞り流路とする通常の固定絞りを用いてもよい。

（その他構成バルブ）
巻上側流路６のうち作動油供給源（不図示の油圧ポンプ）側には、カウンタバランス弁６ａが設けられている。また、巻上側流路６−２からの流路８の分岐ポイントと、カウンタバランス弁６ａとの間の巻上側流路６−２には、オーバーロードリリーフ弁１５ａが介装されてなる流路１５の一端が接続されている。流路１５の他端は巻下側流路７に接続されている。

（作用・効果）
図１〜３を参照しつつ流路１２に設けた隙間絞り５０および逆止弁５１の作用・効果について説明する。

まず、巻下げ荷重がハンチングが発生しない程度の軽荷重である場合を説明する。巻下げ操作の場合、作動油は、巻下側流路７から油圧モータ１へ流れ、油圧モータ１をでた作動油は巻上側流路６−２へ流れていく。この場合、巻下げ操作開始時にはしばらくの間、カウンタバランス弁６ａのダンピング機能により、カウンタバランス弁６ａのスプール開度が小さいままになっており、カウンタバランス状態となるまで時間がかかる。吊荷２３の負荷に応じて発生する保持圧は低く、カウンタバランス弁６ａのスプール開口部の前後差圧も小さいので、油圧ポンプ流量（モータ供給流量）とバランスする大きなスプール開度になるまでに時間を要し、その間、巻下側流路７・巻上側流路６−２の両方が高圧状態となる。

このとき、巻下側流路７の圧力は、圧力補償弁５の第２パイロット油室５ｃに流路１４を介して導入されている。一方、巻上側流路６−２の圧力は、圧力補償弁５の第１パイロット油室５ａに流路８・１１を介して導入されている。巻下側流路７・巻上側流路６−２の両方が高圧状態であっても、巻上側流路６−２の圧力と巻下側流路７の圧力との差は、セットスプリング５ｂのバネ力（セット圧力Ｐｓ）よりも小さいため、圧力補償弁５は作動しない。圧力補償弁５が作動しないので、油圧モータ１のモータ容量は大容量化せず、油圧モータ１は最小容量（ｑａ）で回転し続け（図２参照）、吊荷２３は最高速度で巻下がる。

次に、巻下げ荷重がハンチングが発生しやすい荷重である場合を説明する。モータ出力トルクがＴｃとなる巻下げ荷重の場合、巻下げ操作開始時には、カウンタバランス弁６ａはダンピングの影響を受けるが、吊荷２３の負荷に応じて巻上側流路６−２に発生する保持圧が高いので、カウンタバランス弁６ａのスプール開口部の前後差圧も大きく、油圧ポンプ流量（モータ供給流量）とバランスするスプール開度は小さくてよく、その開度になるまでの時間は短い。そして、カウンタバランス弁６ａがカウンタバランス状態になると、巻下側流路７側の供給圧は低圧、巻上側流路６−２側の保持圧は高圧状態となる。

巻上側流路６−２が高圧になっているので、巻上側流路６−２の圧力と巻下側流路７の圧力との差がセットスプリング５ｂのバネ力（セット圧力Ｐｓ）に達すると、圧力補償弁５が作動する。圧力補償弁５の作動により油圧モータ１は圧力一定制御となる。図３に示したように、モータ出力トルクがＴｃとなるトルク領域は、油圧モータ１の回転速度変化ゲインが大きくなる領域であり、巻下時、圧力補償弁５への圧力フィードバックによりハンチングが発生しやすい。

しかしながら、本発明においては、圧力補償弁５の第１パイロット油室５ａへの圧力フィードバック系の圧力変動は、流路１２に設けられた隙間絞り５０による減衰効果により抑えられ、斜板の傾転角は変動しにくくなる。その結果、ハンチングの発生は防止される。ここで、隙間絞り５０および逆止弁５１によるハンチング防止は、特許文献１に記載された制御のように、吊荷の荷重の広い範囲において油圧モータ１の容量を制限するものではない。前記したように、ハンチングは、油圧モータ１の回転速度変化ゲインが大きくなる領域で発生しやすく、この回転速度変化ゲインが大きくなる領域で隙間絞り５０は大きな減衰効果を発揮する。また、傾転角が大きくなる方向の圧油の流れを許容する逆止弁５１を、隙間絞り５０と並列に設けたことで、圧力補償弁５の定馬力機能の応答性を維持することができる。その結果、油圧モータ１の傾転角が大から小に変動する応答性が少し低下するだけである。すなわち、本発明によると、ウインチ速度の低下、およびウインチ速度のレバー追従応答性の悪化を従来よりも防止しつつ、ハンチングの発生を防止することができる。

また、ウインチ速度の低下、およびウインチ速度のレバー追従応答性の悪化を従来よりも抑制しつつ、ハンチングの発生を防止することができる、という効果を、巻上側流路６−２と第１ピストン室２ａとを接続する流路に、隙間絞り５０および逆止弁５１を設けるという安価な構成で得ることができている。すなわち、本実施形態によると、制御装置の製造コストを低く抑えることができるというメリットもある。

（変形例）
次に、図４を参照しつつ、第１実施形態の制御装置１０１の変形例について説明する。ここで、巻上側流路６−２と第２ピストン室２ｂとを接続する流路は、巻上側流路６−２側から順に、流路８、流路１６、流路９および流路１０で構成されている。図４に示したように、本変形例に係る制御装置１０１ａでは、隙間絞り５０および逆止弁５１を相互に並列に流路１０に設けている。なお、逆止弁５１が、斜板の傾転角が大きくなる方向の圧油の流れは許容し、斜板の傾転角が小さくなる方向の圧油の流れは遮断する向きに設けられていることは、第１実施形態の制御装置１０１と同じである。

図示を省略するが、同様の変形例として、巻上側流路６−２と第２ピストン室２ｂとを接続する流路のうち、圧力補償弁５とスプール弁３との間の流路９に、隙間絞り５０および逆止弁５１を相互に並列に設けてもよい。この場合も、斜板の傾転角が大きくなる方向の圧油の流れは許容し、斜板の傾転角が小さくなる方向の圧油の流れは遮断する向きに逆止弁５１を設けることは同じである。

（第２実施形態）
次に、図５を参照しつつ、第２実施形態に係る制御装置１０２について説明する。図５に示したように、本実施形態では、巻上側流路６−２と圧力補償弁５とを接続する流路８に、隙間絞り５０および逆止弁５１を設けている。逆止弁５１が、斜板の傾転角が大きくなる方向の圧油の流れは許容し、巻上側流路６−２の圧力低下により斜板の傾転角が小さくなる方向の圧油の流れを遮断して圧力の降下を減衰する向きに設けられている。なお、巻上側流路６−２から分岐する流路８は、巻上側流路６−２と第１ピストン室２ａとを接続する流路でもあるし、巻上側流路６−２と第２ピストン室２ｂとを接続する流路でもある。

本実施形態の制御装置１０２によると、第１実施形態の制御装置１０１とほぼ同様の効果が得られる。本実施形態では、さらに、圧力補償弁５と第１・第２ピストン室２ａ・２ｂとを接続する流路１２・９・１０ではなく、巻上側流路６−２と圧力補償弁５とを接続する流路８に絞りを設けることで、油圧モータ１の容量の応答性（斜板の傾転角の応答性）が向上する。結果として、ウインチ速度のレバー追従応答性をより向上させることができる。

第２実施形態の変形例として、流路８から分岐する流路１１に、隙間絞り５０および逆止弁５１を設けてもよい。この場合も、斜板の傾転角が大きくなる方向の圧油の流れは許容し、巻上側流路６−２の圧力低下により斜板の傾転角が小さくなる方向の圧油の流れを遮断して圧力の降下を減衰する向きに逆止弁５１を設けることは同じである。

（第３実施形態）
次に、図６および図７を参照しつつ、第３実施形態に係る制御装置１０３について説明する。本実施形態の制御装置１０３と、第２実施形態の制御装置１０２との相違点は、本実施形態では、絞り位置と連通位置とを有する切換弁５４の絞り位置として隙間絞り５０を設け、ドラム軸のトルクが所定の範囲になったときに切換弁５４を作動させて絞り位置と連通位置とを切換えている点である。連通位置から絞り位置に切換弁５４を切換えることで、第２実施形態と同様に本実施形態においても、巻上側流路６−２と圧力補償弁５とを接続する流路８に隙間絞り５０が設けられることになる。なお、ドラム軸とは、ロープ２１が巻かれるウインチドラム２０の軸（筒形態）のことである。

切換弁５４は、コントローラ３０（制御手段）からの信号によって単動ソレノイド５４ａが励磁されて作動する。単動ソレノイド５４ａの励磁により、連通位置から絞り位置に切り換わり、励磁を止めると連通位置に戻る。コントローラ３０には、クレーンの各所に設置された計器からの信号が入力される。切換弁５４は、油圧モータ１が巻下げ操作されているときに、ドラム軸のトルクがハンチング発生領域になったときに作動して流路８を絞るようにコントローラ３０で制御される。

ハンチング発生領域は、クレーンの設計段階で把握できるため、コントローラ３０内にハンチング発生領域を予め記憶させておく。ハンチング発生領域は、図３に示したように、油圧モータ１のトルク特性においてモータ回転速度が急変する点であるトルクＴｃの近傍である。したがって、モータ出力トルクＴｍに対して、ハンチング発生領域を式（１）のように設定してコントローラ３０内に記憶させておく。

ａ１×Ｔｃ＜Ｔｍ＜ａ２×Ｔｃ ・・・・・式（１）
Ｔｃ：ハンチング発生トルク
ここで、ａ１・ａ２は定数であり、例えば、ａ１＝０．９、ａ２＝１．１とする。

モータ出力トルクＴｍが、式（１）の範囲にある場合、コントローラ３０により、連通位置から絞り位置に切換弁５４が切り換わるように制御される。本実施形態によると、隙間絞り５０による減衰効果を、油圧モータ１の出力トルク範囲のうち問題となるハンチング発生領域のみの狭い範囲で効かすことが可能となる。この範囲以外では、切換弁５４は連通位置にあるため、ウインチ速度のレバー追従応答性は絞りを入れていない場合と同じである。すなわち、ウインチ速度のレバー追従応答性をより向上させることができる。

（モータ出力トルクＴｍの算出）
モータ出力トルクＴｍは、ドラム軸のトルクＴｄと、油圧モータ１とウインチドラム２０との間に設けられた減速機（不図示）の減速比Ｒと、から式（２）により算出する。モータ出力トルクＴｍの算出は、コントローラ３０内で行われる。
Ｔｍ＝Ｔｄ／Ｒ ・・・・・式（２）

ドラム軸のトルクＴｄの検出について図７を参照しつつ説明する。本実施形態では、トルクＴｄの検出手段は、クレーンのブーム４１の長さの一つを選択するブーム長さ選択手段（不図示）と、ブーム４１の起伏角度を検出するブーム角度計４５と、ブーム４１にかかる負荷を検出する荷重計４６（負荷検出手段）と、ウインチドラム２０のロープ巻層を検出するロープ巻層検出器４７と、これらからの信号からトルクＴｄを演算する演算手段（不図示）とからなる。なお、演算手段は、プログラムとして例えばコントローラ３０内に格納される。ブーム長さ選択手段は、例えばクレーンの運転室内にある。

ここで、ブーム４１の長さＬをブーム長さ選択手段で選択する。ブーム４１の起伏角度θをブーム角度計４５で検出する。ブーム起伏ロープ４２の負荷Ｆ（張力）を荷重計４６で検出する。また、ウインチドラム２０のロープ巻層をロープ巻層検出器４７で検出する。そして、これらからの信号から、演算手段に組み込まれた式（３）によりトルクＴｄを演算する。
Ｔｄ＝Ｆ×Ｒ３×Ｒ１（Ｌ、θ）／Ｒ２（Ｌ、θ） ・・・・・式（３）

Ｒ３は、ウインチドラム２０のロープ巻取り半径であり、ロープ巻層検出器４７で検出されたロープ巻層の値で補正されたものである。Ｒ１（Ｌ、θ）は、ブーム４１の支点からブーム起伏ロープ４２までの距離であり、ブーム４１の長さＬと起伏角度θとの関数である。また、Ｒ２（Ｌ、θ）は、ブーム４１の支点から吊荷２３までの水平距離であり、ブーム４１の長さＬと起伏角度θとの関数である。Ｒ３の算出式、Ｒ１（Ｌ、θ）、およびＲ２（Ｌ、θ）は、予め演算手段に組み込まれている。

ロープ巻層検出器４７で検出されたロープ巻層を、ドラム軸のトルクＴｄの演算に用いることで、トルクＴｄをより精度よく演算により求めることができる。なお、ロープ巻層は必ずしもトルクＴｄの演算に用いる必要はない。この場合、ウインチドラム２０のロープ巻取り半径Ｒ３を、例えば固定値として演算手段に組み込んでおく。

本実施形態によると、クレーンに設けられている既存のモーメントリミッタ装置（ＭＬ、不図示）を利用してドラム軸のトルクＴｄを検出することができる。この場合、モーメントリミッタ装置にコントローラ３０を組み込んでもよい。

なお、トルクＴｄ検出の変形例として、既存のクレーンに対して、計器が１つ増えることになるが、ウインチドラム２０の軸にトルク計を取り付け、ドラム軸のトルクＴｄをトルク計で直接、検出してもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能なものである。

１：油圧モータ（可変容量型油圧モータ）
２：ピストン
３：スプール弁
２ａ：第１ピストン室
２ｂ：第２ピストン室
５：圧力補償弁
５ａ：第１パイロット油室
５ｂ：セットスプリング
５ｃ：第２パイロット油室
６、６−２：巻上側流路
７：巻下側流路
１２：流路（巻上側流路と第１ピストン室とを接続する流路）
５０：隙間絞り
５１：逆止弁
１０１：制御装置

Claims (6)

1. 圧油が供給される第１ピストン室および第２ピストン室が両側に設けられ、油圧モータの斜板の傾転角を変化させるピストンと、
   一方の第１パイロット油室が巻上側流路に連通されているとともに他方の第２パイロット油室が巻下側流路に連通され、当該第１パイロット油室と当該第２パイロット油室との圧力差により作動して前記第２ピストン室への圧油の給排を切換える圧力補償弁と、
   前記ピストンと前記圧力補償弁との間に配置され、パイロット圧により作動して前記第２ピストン室への圧油の給排を切換えるスプール弁と、を備え、
   前記第１ピストン室に圧油を供給することで前記傾転角を大きくし、前記第２ピストン室に圧油を供給することで前記傾転角を小さくする、可変容量型油圧モータの制御装置であって、
   前記巻上側流路と前記第１ピストン室とを接続する流路、または前記巻上側流路と前記第２ピストン室とを接続する流路に、絞りおよび逆止弁が相互に並列に設けられ、
   前記逆止弁は、前記傾転角が大きくなる方向の圧油の流れは許容し、前記傾転角が小さくなる方向の圧油の流れは遮断する向きに設けられていることを特徴とする、可変容量型油圧モータの制御装置。
2. 請求項１に記載の可変容量型油圧モータの制御装置において、
   前記巻上側流路と前記圧力補償弁とを接続する流路に、前記絞りおよび前記逆止弁が相互に並列に設けられていることを特徴とする、可変容量型油圧モータの制御装置。
3. 請求項１または２に記載の可変容量型油圧モータの制御装置において、
   前記絞りは、絞り位置と連通位置とを有する切換弁の絞り位置として設けられ、
   ドラム軸のトルクを検出するトルク検出手段と、
   前記トルク検出手段からの信号によって前記切換弁を作動させる制御手段とをさらに備え、
   検出されたドラム軸のトルクがハンチング発生領域にある場合、前記制御手段により前記切換弁が前記連通位置から前記絞り位置に切換えられることを特徴とする、可変容量型油圧モータの制御装置。
4. 請求項３に記載の可変容量型油圧モータの制御装置において、
   前記トルク検出手段は、
   クレーンのブーム長さの一つを選択するブーム長さ選択手段と、
   ブームの起伏角度を検出するブーム角度検出手段と、
   ブームにかかる負荷を検出する負荷検出手段と、
   前記ブーム長さ選択手段により選択されたブーム長さ、前記ブーム角度検出手段により検出されたブーム角度、および前記負荷検出手段により検出されたブーム負荷から、ドラム軸のトルクを演算する演算手段と、を有することを特徴とする、可変容量型油圧モータの制御装置。
5. 請求項４に記載の可変容量型油圧モータの制御装置において、
   ドラムのロープ巻層を検出するロープ巻層検出手段をさらに有し、
   前記ロープ巻層検出手段により検出されたロープ巻層を、ドラム軸のトルクの演算に用いることを特徴とする、可変容量型油圧モータの制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の可変容量型油圧モータの制御装置において、
   前記絞りは、隙間絞りによって形成されていることを特徴とする、可変容量型油圧モータの制御装置。

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