JP2983452B2 - 油圧作動機器の作動速度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧作動機器の作
動速度制御装置に関し、例えばクレーン装置において、
ブーム起伏シリンダ、ブーム伸縮シリンダ、旋回モー
タ、ウインチモータなどの油圧作動機器の制御に利用さ
れる。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばクレーン装置において、ブ
ームの起伏作動、伸縮作動、及び旋回、並びにウインチ
の作動は、ブーム起伏シリンダ、ブーム伸縮シリンダ、
旋回モータ、及びウインチモータなどの油圧作動機器に
より行われており、上記各油圧作動機器は、操作装置に
設けられた操作レバーの操作量に対応して作動するよう
にその作動量が制御されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のように単に操作レバーの傾倒角度に対応して各油圧
作動機器の作動を制御するものでは、作業性の面から操
作レバーの操作に対して各油圧作動機器が迅速に作動す
るように設定されており、このため操作レバーの微小操
作により油圧作動機器の微速操作を行うのが困難であ
り、例えば、重い吊り荷をゆっくりと移動させたい場合
や、吊り荷の位置を少しだけ移動させたい場合などには
適さず、操作を誤って事故を起こす危険もあった。

【０００４】そこで、従来においては、特開平４−３４
７００１号公報記載のものに見られるように、微速モー
ドとパワーモードとの切り換えにより微速操作を行うも
のが提供されている。

【０００５】しかしながら、操作途中において微速モー
ドからパワーモードへ切り換えると、圧油の供給が急増
し、これにより油圧作動機器に大きなショックを与える
ことから、クレーン作動の場合には荷振れなどが起こり
危険であった。従って、微速モードからパワーモードへ
の切り換えは、通常、一旦操作を停止した後に行ってお
り、操作性が悪いという問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の油圧作動機器の
作動速度制御装置は、駆動手段により作動される圧油供
給源からの圧油の供給により作動される油圧作動機器を
制御する制御弁と、前記駆動手段の駆動を増減する増減
手段と、前記制御弁の開度を制御する制御弁作動手段
と、前記油圧作動機器の作動を微速モードとパワーモー
ドとの間で連続的に回動操作可能なモード設定手段を有
し、上記増減手段及び制御弁作動手段を操作するための
操作手段と、前記モード設定手段からのモード設定信号
を含む操作手段からの操作信号が入力され、これら入力
信号に基づいて増減手段及び制御弁作動手段に制御信号
を出力する制御手段とを備え、微速モード時においては
前記駆動手段の駆動を予め設定された設定量に維持した
状態で前記操作手段による操作量が最大時に前記制御弁
の開度が最大となるよう該操作量に応じて制御し、パワ
ーモード時においては操作手段の一定操作量までで制御
弁の開度を最大にし、それ以上の操作量に応じて前記駆
動手段の駆動量を増減制御し、さらに、前記モード設定
手段の回動操作に応じて前記制御弁の開度を制御しなが
ら微速モードからパワーモードに連続的に移行されるよ
うに構成されたものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。なお、本実施の形態では本発明に
係る油圧作動機器の作動速度制御装置をトラック搭載型
クレーンに適用した場合について説明する。

【０００８】図１はトラック搭載型クレーンの概略の全
体構成を示している。

【０００９】トラック搭載型クレーン１は、車体２上に
荷箱２ａが設けられ、車体２の荷箱２ａの前方に旋回ポ
スト３が旋回モータ１５（図２参照）によって旋回自在
に搭載されている。旋回ポスト３の上端部にはブーム４
が設けられている。

【００１０】ブーム４は多段伸縮式であって、伸縮シリ
ンダ１７（図２参照）によって伸縮自在、且つブーム４
と旋回ポスト３との間に配設した起伏シリンダ５によっ
て起伏自在に構成されている。

【００１１】ブーム４の基端部にはウインチ６が設けら
れており、ウインチモータ１６（図２参照）によりフッ
ク７ａを備えたワイヤ７を巻き上げもしくは繰り出すよ
うに構成されている。

【００１２】また、車体２の荷箱２ａの前方左右両側に
は、車体側方ヘそれぞれ張り出し可能なアウトリガ（図
示省略）が設けられており、これらアウトリガに伸縮自
在になされたジャッキ８が垂設されている。

【００１３】図２及び図３は上述のように構成されたト
ラック搭載型クレーンの油圧回路の主要部を示してい
る。

【００１４】図２において、１１〜１４は前記旋回モー
タ１５、起伏シリンダ５、ウインチモータ１６、伸縮シ
リンダ１７に連通された制御弁である。

【００１５】各制御弁１１〜１４は、スプールの移動に
伴い中立位置から左位置もしくは右位置に徐々に変化す
るように構成されており、スプールの移動により徐々に
開度が変化するようになされている。

【００１６】上記スプールの一端部は図３に示すロッド
（制御弁作動手段）２１〜２４の一端に連結されてい
る。

【００１７】ロッド２１〜２４は、各ソレノイドバルブ
Ａ１〜Ａ４、Ｂ１〜Ｂ４の切換えにより図３中左右に移
動自在に構成されており、ロッド２１〜２４の移動によ
り前記スプールを移動させ各制御弁１１〜１４を切換え
作動させることができる。

【００１８】また、ロッド２１〜２４の他端は差動トラ
ンス２１ａ〜２４ａに連結されており、この差動トラン
ス２１ａ〜２４ａによってロッド２１〜２４の移動位
置、すなわちスプールの移動による各制御弁１１〜１４
の切換位置（各制御弁の開度）を検出することができ
る。

【００１９】２５は、ソレノイドバルブＡ５，Ｂ５の切
換えにより図３中左右に移動自在に構成されたロッド
（増減手段）で、ロッド２５の一端はエンジンの回転数
を操作するアクセルに連結されるとともに、他端が差動
トランス２５ａに連結されており、差動トランス２５ａ
によってロッド２５の移動位置、すなわちアクセル操作
によるエンジンの回転数を検出することができる。

【００２０】なお、各制御弁１１〜１４の切換位置及び
エンジンの回転数の検出は、差動トランス２１ａ〜２５
ａによるものに限らず、他の適宜な検出装置を用いても
よい。

【００２１】Ｐは動力取出装置を介して連係されたエン
ジンにより作動するポンプ（圧油供給源）で、上記アク
セル操作によるエンジン回転数の増減により該ポンプＰ
からの油の吐出量を増減するように構成されている。

【００２２】上記旋回モータ１５、起伏シリンダ５、ウ
インチモータ１６、及び伸縮シリンダ１７の作動による
旋回ポスト３の旋回、ウインチ６の作動、ブーム４の起
伏及び伸縮は、図４に示す操作装置（操作手段）３０に
より操作される。

【００２３】操作装置３０には、上下に配置された２本
のジョイスティックレバー３１，３２と、モード切換ダ
イヤル（モード設定手段）３３とが備えられている。

【００２４】上方のジョイスティックレバー３１は、例
えば上下方向への傾倒でブーム４の伸縮を操作するよう
に構成されており、上方への傾倒でブーム４の伸長を、
下方への傾倒でブーム４の縮退を操作するとともに、左
右方向への傾倒でウインチ６によるワイヤ７の巻き上げ
・繰り出しを操作するように構成されており、左方への
傾倒でワイヤ７の巻き上げを、右方への傾倒でワイヤ７
の繰り出しを操作することができる。

【００２５】下方のジョイスティックレバー３２は、例
えば上下方向への傾倒でブーム４の起伏を操作するよう
に構成されており、上方への傾倒でブーム４の起立を、
下方への傾倒でブーム４の伏倒を操作するとともに、左
右方向への傾倒で旋回ポスト３の旋回を操作するように
構成されており、左方への傾倒で旋回ポスト３を左回り
に、右方への傾倒で旋回ポスト３を右回りに旋回操作す
ることができる。

【００２６】モード切換ダイヤル３３は、微速モードと
パワーモードとに切り換え可能に構成されており、後述
する制御装置により、微速モードとパワーモードとのモ
ード位置に基づいて、上記各ジョイスティックレバー３
１，３２の傾倒角度に対応してロッド２５を移動させる
ことによりエンジンの回転数を制御してポンプＰによる
圧油の吐出量を制御するとともに、各ロッド２１〜２４
を移動させることによりスプールの移動位置を制御して
各制御弁１１〜１４の開度を制御する。

【００２７】図５はパワーモードにおけるジョイスティ
ックレバー３１の傾倒角度と伸縮シリンダ１７の伸縮ス
ピード（すなわち、ブーム４の伸縮スピードとなる）と
の関係を表したものである。

【００２８】パワーモードの場合には、図６に示す傾倒
角Ｘから傾倒角Ｙ（例えば前記最大傾倒角Ｚの約半分の
角度）へのジョイスティックレバー３１の傾倒に比例し
て制御弁１４が徐々に開いて傾倒角Ｙで制御弁１４が全
開となる。この時、エンジンの回転数はアイドリングか
ら若干高い値で維持されており、これにより伸縮シリン
ダ１７の伸縮スピードが比例して増幅する。つまり、最
大傾倒角Ｚの約半分の傾倒角Ｙで制御弁１４が全開する
ことになる。そして、この角度Ｙから最大傾倒角Ｚにか
けてはこの傾倒角に比例してエンジンの回転数を上げ
る。この結果、伸縮シリンダ１７の伸縮スピードが実線
で示すように急増する。

【００２９】なお、パワーモードにおいてはモード切換
ダイヤル３３のＭＩＮからＭＡＸまでの設定位置によっ
て図５に示す破線や一点鎖線のような特性を示すことに
なる。つまり、各設定位置での最大値（最大傾倒角Ｚで
の最大伸縮スピード）も変化する。換言すれば、パワー
モードにおいて夜間作業などで騒音防止のためエンジン
の最大回転数を低下させたい時にはモード切換ダイヤル
３３を任意のＭＩＤ位置あるいはＭＩＮ位置に設定すれ
ばよい。これによりエンジンの駆動による騒音を抑えて
静粛に作業することができる。

【００３０】図７は、微速モードにおけるジョイスティ
ックレバー３１の傾倒角度と伸縮シリンダ１７の伸縮ス
ピードとの関係を表したものである。

【００３１】微速モードの場合には、図６に示す傾倒角
Ｘから最大傾倒角Ｚへのジョイスティックレバー３１の
傾倒に比例して制御弁１４が徐々に開いて最大傾倒角Ｚ
で制御弁１４が全開となる。この時、ポンプＰからの圧
油の吐出量を調整するエンジンの回転数はアイドリング
から若干高い値で維持されており、この結果、傾倒角に
比例して伸縮シリンダ１７の伸縮スピードが増幅する。

【００３２】ここで、上記微速モードにおいても、モー
ド切換ダイヤル３３の回動位置に応じて伸縮シリンダ１
７の伸縮スピードが増減するように構成されている。

【００３３】モード切換ダイヤル３３は、図８に示すよ
うにθ０°〜３０°の間で微速モードであり、該モード
切換ダイヤル３３を調整することで、図９に示すように
制御弁の開度が制御される。即ち、微速モードにおいて
は制御弁のみの開閉を行っているため、この制御弁の開
度が伸縮シリンダ１７の伸縮スピードと対応することに
なる。

【００３４】図９に示す微速モードにおけるモード切換
ダイヤル３３の変位に基づくジョイスティックレバー３
１の傾倒角度と制御弁開度の関係は、例えば図１０のフ
ローチャートに示す関係式に基づいて得られるもので、
後述するＣＰＵ５２において演算処理される。

【００３５】ここで、図１０に示すＣＰＵでの演算処理
について説明すると、ステップＳ１では、ジョイスティ
ックレバー３１の傾倒角がＹ以上であるか否かを判断
し、傾倒角がＹ以下であれば、ステップＳ２に進み演算
処理する。

【００３６】また、ステップＳ１においてジョイスティ
ックレバー３１の傾倒角がＹ以上であれば、ステップＳ
３で、θが５°以上であるか否かを判断し、５°以内で
あれば前記ステップＳ２に進み演算処理する。

【００３７】そして、ステップＳ３でθが５°以上であ
れば、ステップＳ４に進み演算処理する。

【００３８】このように処理することで、微速モードに
おいては図９に示すような制御がなされる。つまり、モ
ード切換ダイヤル３３の位置、すなわちθが変われば、
随時演算処理され、この演算結果に基づいて制御弁１４
の開度が制御される。

【００３９】よって、モード切換ダイヤル３３をパワー
モード側に回動操作することにより制御弁１４の開度は
回動操作量に応じて変位し、続いてパワーモードに連続
的に切り換えられることになる。

【００４０】また、旋回モータ１５による旋回ポスト３
の旋回速度、ウインチモータ１６によるウインチ６の作
動速度、起伏シリンダによるブーム４の起伏速度も、モ
ード切換ダイヤル３３のモードに基づくジョイスティッ
クレバー３１，３２の操作により上述と同様に制御され
る。

【００４１】これにより切換時のショックが緩和され、
このショックに起因する荷物の荷振れ等を防止すること
ができる。

【００４２】図１１は、制御装置５０の構成を示すブロ
ック図である。

【００４３】図１１において、５１は各フィードバック
信号、各ジョイスティック３１，３２のポテンショメー
タからの電圧信号、モード切換ダイヤル３３のポテンシ
ョメータからの電圧信号が入力されるＡ／Ｄ変換器、５
２はＣＰＵ、５３はＲＡＭ、５４はＲＯＭ、５５は入出
力ポート、５６は電源回路、５７はスイッチ、５８はＬ
ＥＤ、５９は数字表示器、６０は異常を検知するウオッ
チドッグタイマー、６１〜７０はドライブ回路、ＡＳ１
〜ＡＳ５及びＢＳ１〜ＢＳ５はソレノイドバルブＡ１〜
Ａ５、Ｂ１〜Ｂ５のソレノイドである。

【００４４】次に、このように構成された制御装置５０
の動作について説明する。

【００４５】まず、モード切換ダイヤル３３を微速モー
ドにしている場合について説明する。

【００４６】作業に応じて各ジョイスティックレバー３
１，３２を傾倒させると、これらジョイスティックレバ
ー３１，３２の電圧信号が操作信号としてＡ／Ｄ変換器
５１を介してＣＰＵ５２に入力される。

【００４７】ＣＰＵ５２では、アクセルの回転数を検出
する差動トランス２５ａからのフィードバック信号とア
イドリングアップの信号との偏差を算出し、その偏差に
基づいて予め設定された不感帯を越えた時にドライブ回
路６１もしくは６２に作動信号を出力し、ソレノイドＡ
Ｓ５もしくはＢＳ５を励磁してロッド２５を移動させ、
アクセルの回転数を所定の回転数に上げる。

【００４８】これとともに、各制御弁１１〜１４の開度
を検出する差動トランス２１ａ〜２４ａからのフィード
バック信号と各操作信号との偏差をそれぞれ算出し、そ
の偏差に基づいて予め設定された不感帯を越えた時に各
ドライブ回路６３〜７０に作動信号を出力し、ソレノイ
ドＡＳ１〜ＡＳ４もしくはＢＳ１〜ＢＳ４を励磁してロ
ッド２１〜２４を移動させることで、制御弁１１〜１４
の開度をそれぞれ前述した演算処理に基づいて制御す
る。

【００４９】これにより旋回モータ１５、起伏シリンダ
５、ウインチモータ１６、伸縮シリンダ１７への油の供
給量が制御され、例えば伸縮シリンダ１７の伸縮スピー
ド、すなわちブーム４の伸縮スピードが図７に示すよう
に制御される。

【００５０】上述した微速モードの操作は、モード切換
ダイヤル３３が一定の位置にある場合であるが、操作中
においてモード切換ダイヤル３３を回動操作すること
で、制御弁１１〜１４の開度は、モード切換ダイヤル３
３の回動位置に応じて随時演算処理され、図９に示す関
係が成り立つように制御されていく。

【００５１】このようにして微速モード内において制御
弁１１〜１４の開度が制御されながら、後述するパワー
モードに移行する。

【００５２】次に、モード切換ダイヤル３３をパワーモ
ードにしている場合について説明する。

【００５３】作業に応じて各ジョイスティックレバー３
１，３２を傾倒させると、これらジョイスティックレバ
ー３１，３２の電圧信号が操作信号としてＡ／Ｄ変換器
５１を介してＣＰＵ５２に入力される。

【００５４】ＣＰＵ５２では、この各操作信号のうち一
番大きな電圧の操作信号と、モード切換ダイヤル３３の
パワーモードにおけるＭＩＮからＭＡＸまでの設定位置
とに応じて作動信号を積算し、その信号と差動トランス
２５ａからのフィードバック信号との偏差を算出し、そ
の偏差に基づいて予め設定された不感帯を越えた時にド
ライブ回路６１もしくは６２に作動信号を出力しソレノ
イドＡＳ５もしくはＢＳ５を励磁してロッド２５を移動
させ、アクセルを介してエンジン回転数の増減を制御す
る。

【００５５】一方、各操作信号は、それぞれ補正され、
これら補正信号と各制御弁１１〜１４の開度を検出する
差動トランス２１ａ〜２４ａからのフィードバック信号
との偏差をそれぞれ算出し、その偏差に基づいて予め設
定された不感帯を越えた時に各ドライブ回路６３〜７０
に作動信号を出力しソレノイドＡＳ１〜ＡＳ４もしくは
ＢＳ１〜ＢＳ４を励磁してロッド２１〜２４を移動さ
せ、制御弁１１〜１４の開度をそれぞれ制御する。

【００５６】これにより旋回モータ１５、起伏シリンダ
５、ウインチモータ１６、伸縮シリンダ１７への油の供
給量が制御され、例えば伸縮シリンダ１７の伸縮スピー
ド、すなわちブーム４の伸縮スピードが図５に示すよう
に制御される。

【００５７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、モ
ード設定手段による微速モードからパワーモードへの切
換えを、モード設定手段による回動操作量に応じて制御
弁の開度を徐々に制御しながら、当該微速モードからパ
ワーモードに連続的に移行するように構成したため、微
速モードからパワーモードへの切換えを油圧作動機器に
大きなショックを与えることなく円滑に移行でき、クレ
ーン作動の場合には荷振れなどを起こすことなく安全
で、しかも操作性が良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラック搭載型クレーンの概略の全体構成を示
す側面図である。

【図２】トラック搭載型クレーンの油圧回路図である。

【図３】トラック搭載型クレーンの油圧回路図である。

【図４】操作装置を示す斜視図である。

【図５】パワーモードにおけるジョイスティックレバー
の傾倒角度と伸縮シリンダの伸縮スピードとの関係を表
す図である。

【図６】ジョイスティックレバーの傾倒角を示す図であ
る。

【図７】微速モードにおけるジョイスティックレバーの
傾倒角度と伸縮シリンダの伸縮スピードとの関係を表す
図である。

【図８】モード切換ダイヤルを示す正面図である。

【図９】微速モードにおけるジョイスティックレバーの
傾倒角と制御弁の開度との関係を示す図である。

【図１０】微速モードにおけるＣＰＵでの演算処理を示
すフローチャート図である。

【図１１】制御装置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

５ 起伏シリンダ（油圧作動機器） １１〜１４ 制御弁 １５ 旋回モータ（油圧作動機器） １６ ウインチモータ（油圧作動機器） １７ 伸縮シリンダ（油圧作動機器） ３０ 操作装置（操作手段） ３１，３２ ジョイスティクレバー ３３ モード切換ダイヤル（モード設定手段） ５０ 制御装置（制御手段） Ｐ ポンプ（圧油供給源）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動手段により作動される圧油供給源か
   らの圧油の供給により作動される油圧作動機器を制御す
   る制御弁と、 前記駆動手段の駆動を増減する増減手段と、 前記制御弁の開度を制御する制御弁作動手段と、 前記油圧作動機器の作動を微速モードとパワーモードと
   の間で連続的に回動操作可能なモード設定手段を有し、
   上記増減手段及び制御弁作動手段を操作するための操作
   手段と、 前記モード設定手段からのモード設定信号を含む操作手
   段からの操作信号が入力され、これら入力信号に基づい
   て増減手段及び制御弁作動手段に制御信号を出力する制
   御手段とを備え、 微速モード時においては前記駆動手段の駆動を予め設定
   された設定量に維持した状態で前記操作手段による操作
   量が最大時に前記制御弁の開度が最大となるよう該操作
   量に応じて制御し、パワーモード時においては操作手段
   の一定操作量までで制御弁の開度を最大にし、それ以上
   の操作量に応じて前記駆動手段の駆動量を増減制御し、
   さらに、前記モード設定手段の回動操作に応じて前記制
   御弁の開度を制御しながら微速モードからパワーモード
   に連続的に移行されるように構成されたことを特徴とす
   る油圧作動機器の作動速度制御装置。