JP3893857B2 - 油圧駆動ウインチの制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧モータで駆動されるウインチドラムの回転を制御する油圧駆動ウインチの制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、油圧駆動ウインチの制御装置として、特公昭63-35555号公報に示されているように、ウインチドラムにクラッチと、ネガティブ・ポジティブ両ブレーキとを設け、ドラム駆動、ドラム停止、フリーフォール(吊荷の自由落下)の各運転状態に応じてこれらクラッチ及びブレーキをオン・オフ制御するものが公知である。
【0003】
しかし、この装置によると、フリーフォールのためにクラッチ及びポジティブブレーキとこれらの制御系が必要となるため、装置構成が複雑となり、コストが高くなる等の欠点があった。
【0004】
そこで本出願人は、フリーフォールのためのクラッチ及びブレーキを不要とする装置として、特開平11-79679号公報に示されているように、油圧モータの回転速度は同一流量でもモータ容量に反比例し、モータ容量が小さいほど回転速度が高くなる点に着目し、フリーフォール運転時にモータを小容量に設定することによりウインチドラムを高速で巻下回転させる技術を提案した。
【0005】
また、この技術の中で、エンジン回転数の変化によるモータ流量(モータ回転数)の変動を防止する技術をも提案した。
【0006】
すなわち、油圧モータの油圧源である油圧ポンプは、ウインチ用油圧モータ専用ではなく、複数のアクチュエータの油圧源として共用されるため、各アクチュエータの負荷の合計によってエンジン回転数が変化し、このエンジン回転数の変化によってポンプ流量が変化し、モータ流量が変化する。
【0007】
こうなると、フリーフォール運転時に、同じコントロールバルブの位置でモータ流量が変化し、エンジン回転数の上昇時にモータ回転数が許容回転数を超えて巻下速度が高くなり過ぎたり、乱巻を起こしたりするおそれがある。
【0008】
そこでこの点の対策として、コントロールバルブを巻下側に操作する巻下操作手段として、通常巻下用の第1の巻下操作手段(第1のリモコン弁)とは別に、油圧モータの流量がモータ容量最小値での許容流量を超えないようにコントロールバルブの通過流量を規制するフリーフォール運転用の第2の巻下操作手段(第2のリモコン弁)を設け、フリーフォール運転時にこの第2の巻下操作手段でコントロールバルブを操作することによりコントロールバルブの通過流量(モータ流量)を規制するようにした。
【0009】
こうすることにより、モータ流量を適正に保って過回転を防止し、フリーフォール運転を安全に行うことができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記構成によると、巻下操作手段として通常巻下用とフリーフォール運転用の二つの操作手段が必要となるため、たとえば巻上運転とフリーフォール運転を連続して行う連続操作時等において操作が煩雑となり、誤操作のおそれが生じる。
【0011】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、フリーフォール運転中のエンジン回転数の増加によるモータの過回転を防止でき、しかも巻下操作手段を通常巻下操作とフリーフォール操作とに共用することができる油圧駆動ウインチの制御装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、ウインチドラムと、このウインチドラムを駆動する可変容量型の油圧モータと、この油圧モータの油圧源としての油圧ポンプと、上記油圧モータに対する圧油の給排を制御するコントロールバルブと、このコントロールバルブを巻上側に操作する巻上操作手段と、コントロールバルブを巻下側に操作する巻下操作手段と、上記油圧モータの容量を制御するモータ容量制御手段と、フリーフォール指令を出力するフリーフォール指令手段とを備え、上記フリーフォール指令手段からのフリーフォール指令に基づき、上記モータ容量制御手段を作動させて上記油圧モータを小容量に設定し、この状態で上記巻下操作手段を操作することにより、上記ウインチドラムを高速で巻下回転させてフリーフォール運転を行うように構成された油圧駆動ウインチの制御装置において、上記フリーフォール運転時に上記油圧モータヘの供給流量が同モータの許容流量以下となるように、上記巻下操作手段の操作量に対する上記コントロールバルブの開度を、上記フリーフォール指令がない通常巻下運転時よりも小さく規制するコントロールバルブ規制手段が設けられたことを特徴とする油圧駆動ウインチの制御装置。
【0013】
請求項2の発明は、コントロールバルブとして巻上側及び巻下側両パイロットポートを備えた油圧パイロット式のもの、巻下操作手段としてリモコン弁がそれぞれ用いられ、コントロールバルブ規制手段が次のように構成された油圧駆動ウインチの制御装置である。
【0014】
(i) 上記コントロールバルブの巻下側パイロットポートとして、相対的に受圧面積の大きい通常巻下側ポートと、受圧面積の小さいフリーフォール側ポートが設けられていること。
【0015】
(ii) 上記巻下操作手段からのパイロット圧を、通常巻下運転時には上記通常巻下側ポートに導入し、フリーフォール運転時には上記フリーフォール側ポートに導入するパイロット圧切換弁が設けられていること。
【0016】
請求項3の発明は、コントロールバルブとして巻上側及び巻下側両パイロットポートを備えた油圧パイロット式のもの、巻下操作手段としてリモコン弁がそれぞれ用いられ、コントロールバルブ規制手段として、上記コントロールバルブの巻上側パイロットポートに、フリーフォール運転時にパイロット圧が供給される補助ポートが設けられ、この補助ポートに、パイロット圧導入時に同バルブの巻下側へのストロークを規制するストッパが設けられた油圧駆動ウインチの制御装置である。
【0017】
請求項4の発明は、請求項1記載の油圧駆動ウインチの制御装置において、コントロールバルブとして巻上側及び巻下側両パイロットポートを備えた油圧パイロット式のもの、巻下操作手段としてリモコン弁がそれぞれ用いられ、コントロールバルブ規制手段として、上記巻下操作手段からのパイロット圧を、フリーフォール運転時には通常巻下運転時よりも減圧してコントロールバルブのパイロットポートに導入するパイロット圧切換手段が設けられた油圧駆動ウインチの制御装置である。
【0018】
請求項5の発明は、ウインチドラムと、このウインチドラムを駆動する可変容量型の油圧モータと、この油圧モータの油圧源としての油圧ポンプと、上記油圧モータに対する圧油の給排を制御するコントロールバルブと、このコントロールバルブを巻上側に操作する巻上操作手段と、コントロールバルブを巻下側に操作する巻下操作手段と、上記油圧モータの容量を制御するモータ容量制御手段と、フリーフォール指令を出力するフリーフォール指令手段とを備え、上記フリーフォール指令手段からのフリーフォール指令に基づき、上記モータ容量制御手段を作動させて上記油圧モータを小容量に設定し、この状態で上記巻下操作手段を操作することにより、上記ウインチドラムを高速で巻下回転させてフリーフォール運転を行うように構成された油圧駆動ウインチの制御装置において、上記モータ容量制御手段は、油圧ポンプを駆動するエンジンの回転数を検出し、エンジン回転数が許容回転数を超えた場合に、このエンジン回転数に応じてモータ容量を高エンジン回転数側で連続的に増加させることにより、上記フリーフォール運転時に上記油圧モータの回転数を同モータの許容回転数以下に抑制するように構成されている油圧駆動ウインチの制御装置である。
【0019】
請求項6の発明は、請求項5記載の油圧駆動ウインチの制御装置において、モータ容量制御手段として、油圧モータの容量を変化させるモータ容量調整用アクチュエータと、このアクチュエータを作動させる油圧パイロット式のアクチュエータ制御弁と、このアクチュエータ制御弁に導入されるパイロット圧を制御するパイロット圧制御弁と、エンジン回転数に応じてこのパイロット圧制御弁を制御するコントローラとを具備する油圧駆動ウインチの制御装置である。
【0020】
請求項1〜4の各発明によると、フリーフォール運転時に、巻下操作手段の操作量に対するコントロールバルブの開度(通過流量)が絞られ、請求項5,6の各発明によると、エンジン回転数の上昇に応じてモータ容量が大きくなる。
【0021】
それにより、フリーフォール運転時のモータの過回転、これによる乱巻の発生が防止される。
【0022】
ここで、請求項1〜4の発明によるモータ過回転防止の具体的作用として、請求項2ではパイロット圧がコントロールバルブの巻下側パイロットポートにおける小受圧面積のフリーフォール側ポートに導入されることによって、また請求項3ではパイロット圧が巻下側パイロットポートの補助ポートに導入されてストッパが作動することによって、さらに請求項4では巻下操作手段(リモコン弁)からのパイロット圧が減圧されてコントロールバルブのパイロットポートに導入されることによって、それぞれコントロールバルブのストロークが抑えられ、その開度が絞られる。
【0023】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図によって説明する。
【0024】
第1実施形態(図1〜図5参照)
1はウインチドラムで、このウインチドラム1の回転軸1aが可変容量型のウインチ用油圧モータ2に直結または減速機を介して連結され、同モータ2によってウインチドラム1が回転駆動される。
【0025】
この油圧モータ2の駆動回路を構成する巻上側及び巻下側両管路3,4は、中立、巻上、巻下の三位置イ,ロ,ハを備えた油圧パイロット切換式のコントロールバルブ5を介して油圧ポンプ6に接続され、このコントロールバルブ5によってモータ2に対する圧油の給排(駆動、停止、駆動時の回転方向と速度)が制御される。
【0026】
7はこのコントロールバルブ5を巻上側に操作する巻上操作手段としての巻上側リモコン弁、8は動力巻下時に同バルブ5を巻下側に操作する巻下操作手段としての巻下側リモコン弁で、この両リモコン弁7,8の操作量に応じたパイロット圧がパイロット圧ライン9,10を通じてコントロールバルブ5の巻上側、巻下側両パイロットポート5a,5bに送られる。
【0027】
なお、巻上側、巻下側両リモコン弁7,8は、通常、一体として構成され、一つのレバーで選択操作される。
【0028】
11は動力巻下回転時に巻上側管路3に油圧ブレーキ力を発生させるブレーキ弁としてのカウンタバランス弁、Eは油圧ポンプ6を駆動するエンジンである。
【0029】
油圧モータ2の容量を制御するモータ容量制御手段について説明する。
【0030】
12は油圧モータ2の傾転角を変えることによってモータ容量を変化させるモータ容量調整用アクチュエータとしてのシリンダ(以下、容量調整シリンダという)で、油圧モータ2は、同シリンダ12が縮小した状態で大容量に設定され、シリンダ伸長状態で小容量にセットされる。
【0031】
この容量調整シリンダ12の縮小側油室12aは、油圧パイロット切換式のシリンダ制御弁(アクチュエータ制御弁)13を介して巻上側管路3に接続されている。
【0032】
このシリンダ制御弁13は大容量位置イと小容量位置ロとを有し、大容量位置イでシリンダ伸長側油室12aがタンクTに連通して容量調整シリンダ12が縮小する(油圧モータ2が大容量にセットされる)。
【0033】
一方、同制御弁13が小容量位置ロに切換わると、巻上側管路3の油がシリンダ伸長側油室12aに導入されることによりシリンダ12が伸長する(油圧モータ2が小容量域にセットされる)。
【0034】
シリンダ制御弁13の小容量パイロットポート13aは、モータ容量切換ライン14を介してフリーフォール指令手段としてのフリーフォール弁(電磁切換弁)15の出力ポートに接続されている。
【0035】
このフリーフォール弁15は、通常運転時(フリーフォール運転時以外)は図の非作用位置イにセットされ、この状態ではシリンダ制御弁13は図示の大容量位置イに保持される。
【0036】
この状態からフリーフォールスイッチ16が操作されるとフリーフォール弁15が作用位置ロに切換わり、パイロット油圧源Ppの油圧がシリンダ制御弁13の小容量側パイロットポート13aに供給されて同制御弁13が小容量位置ロに切換わる。
【0037】
これにより、容量調整シリンダ12が伸長作動して油圧モータ2が小容量にセットされる。
【0038】
一方、シリンダ制御弁13の大容量側パイロットポート13bは巻上側圧力検出ライン17によって巻上側管路3に接続され、同管路3の圧力が高くなるとシリンダ制御弁13が大容量位置イ側に作動してモータ容量が増加する。
【0039】
次に、フリーフォール運転時にポンプ圧を小さく設定するためのポンプ圧制御手段について説明する。
【0040】
18はポンプ圧を設定するポンプ圧設定手段としての可変リリーフ弁で、このリリーフ弁18のバネ側圧力ポートには、閉じ位置イと開き位置ロとの間で切換わる油圧パイロット式のポンプ圧切換弁19と、ポンプ圧設定弁20とが直列に接続されている。
【0041】
ポンプ圧切換弁19のパイロットポート19aにはポンプ圧制御ライン21が接続され、このポンプ圧制御ライン21がフリーフォール弁15の出力ポートに接続されている。
【0042】
この構成により、フリーフォール弁15が作用位置ロにセットされたときに、パイロット油圧源Ppからの油圧がポンプ圧切換弁19のパイロットポート19aに供給されて同切換弁19が閉じ位置イから開き位置ロに切換わる。
【0043】
これにより、リリーフ弁18の設定圧、すなわちポンプ圧が、ポンプ圧設定弁20の設定圧によって決まる値に設定される。
【0044】
なお、ポンプ圧設定弁20によって決まるポンプ圧は、
ポンプ圧と吊荷重量による巻下回転力>ドラム回転抵抗
の関係が成立する値に設定される。
【0045】
ここまでの構成において、通常の巻上・巻下運転時にはフリーフォール弁15は非作用位置イにセットされる。
【0046】
この状態では、モータ容量は大容量、ポンプ圧は高圧に設定され、油圧モータ2が巻上側または巻下側両リモコン弁7,8の操作量(コントロールバルブ5のストローク)に応じた速度で回転して通常の巻上または巻下運転が行われる。
【0047】
次に、フリーフォール運転を行う時は、フリーフォールスイッチ16を操作してフリーフォール弁15を作用位置ロに切換える。
【0048】
この状態で巻下側リモコン弁8を操作すると、モータ容量が小容量に、ポンプ圧が低圧にそれぞれ設定されるため、油圧モータ2が高速で巻下回転し、フリーフォール運転が行われる。
【0049】
このとき、巻下側リモコン弁8の操作量に応じてコントロールバルブ5の開度が変化し、モータ容量が変化するため、リモコン弁8によってフリーフォール速度を調節し、また停止させることができる。
【0050】
このように、モータ容量を小容量に設定することにより油圧モータ2を高速で巻下回転させてフリーフォール機能を得る構成であるため、フリーフォールのためのクラッチ及びポジティブブレーキとこれらの制御系が不要となる。
【0051】
また、このとき同時にポンプ圧を低圧に設定するため、モータ回転速度が高くなり過ぎず、ロープの緩みや乱巻が生じない本来のフリーフォールに近い運転を行うことができる。
【0052】
一方、前記したように油圧ポンプ6はウインチ用の油圧モータ2専用ではなく、図示しない一乃至複数のアクチュエータの油圧源として共用される。このため、エンジン回転数は合計負荷の変動によって変化し、このエンジン回転数の変化によってポンプ流量が変化してモータ流量が変わることにより、モータ2の過回転が発生するおそれがある。
【0053】
この点の対策について次に説明する。
【0054】
コントロールバルブ5の巻下側パイロットポート5bは、相対的に受圧面積の大きい通常巻下側ポート5b1と、受圧面積の小さいフリーフォール側ポート5b2を備えた2ポート構造とされ、両ポート5b1,5b2から導出されたパイロット管路10a,10bが油圧パイロット式のモード切換弁22を介して巻下側パイロットライン10に接続されている。
【0055】
モード切換弁22のパイロットポート22aは、フリーフォール弁15の出力ポートに接続され、図示のようにフリーフォール弁15が非作用位置イにあるときは図示の通常巻下位置イにセットされる。
【0056】
この状態で巻下側リモコン弁8が操作されると、パイロット圧がコントロールバルブ5の巻下側パイロットポート5bにおける通常巻下側ポート5b1に供給される。このとき、フリーフォール側ポート5b2はタンクTに連通する。
【0057】
従って、この状態ではコントロールバルブ5は巻下側リモコン弁8の操作量(パイロット圧)に応じたストロークでなんら規制を受けずに作動し、その開度が変化する。
【0058】
次に、フリーフォール弁15が作用位置ロに切換えられると、モード切換弁22がフリーフォール位置ロに切換わるため、リモコン弁8からのパイロット圧がコントロールバルブ5の巻下側パイロットポート5bにおけるフリーフォール側ポート5b2に供給される一方、通常巻下側ポート5b1がタンクTに連通する。
【0059】
この状態では、フリーフォール側ポート5b2の受圧面積が通常巻下側ポート5b1の受圧面積よりも小さく、コントロールバルブ5の巻下側へのストローク作動力も小さくなるため、巻下側リモコン弁8の操作量に対する同バルブストローク(開度)が通常巻下運転時よりも小さくなる。
【0060】
このため、図2に示すように、最大パイロット圧Pfに対するフリーフォール運転時のコントロールバルブ5のストローク(最大ストローク=最大開度)Ssが通常巻下運転時のバルブストロークSfよりも小さくなり、図3に示すようにこの最大バルブストロークSsでのコントロールバルブ5の通過流量(最大通過流量=許容流量)Qsが通常巻下運転時の最大通過流量Qmaxよりも小さくなる。
【0061】
また、図4に示すように、エンジン回転数(最小値Nmin、最大値Nmax)とポンプ流量(最小値Qmin、最大値Qmax)との関係において、最小エンジン回転数Nminよりも少し高い所定の低回転数Nsで上記許容流量Qsが得られるように設定する。
【0062】
従って、図5に示すように、エンジン回転数が上記低回転数Nsを超えてもモータ流量は許容流量Qs以上には増加しない。
【0063】
このような設定とすれば、フリーフォール運転時に、低エンジン回転数(Ns以下)ではポンプ流量の全部が油圧モータ2に送られるのに対し、Nsを超える高エンジン回転数域ではポンプ流量の一部である許容流量Qsのみが油圧モータ2に送られる。
【0064】
このとき、余剰流量をタンクTに戻すため、図1に示すようにポンプラインに流量制御弁23が設けられている。
【0065】
この構成によると、エンジン回転数の変動に関係なくモータ流量が許容流量Qs内に抑えられるため、エンジン回転数の増加によって油圧モータ2が許容回転数を超えて過回転状態となったり、乱巻が生じたりするおそれがなくなる。
【0066】
しかも、通常運転時と共通の操作手段(リモコン弁8)によってフリーフォール運転を行うことができるため、両運転を別々の操作手段で行う構成とした場合のように、特に、巻上運転からフリーフォール運転を連続して行う場合の連続操作が煩雑となったり誤操作を招いたりする虞れがない。
【0067】
第2実施形態(図6参照)
なお、以下に説明する第2〜第8の各実施形態において、第1実施形態と同じ構成要素については同一符号を付して示してその説明を省略する。
【0068】
第2実施形態においては、巻上側パイロットポート5aに補助ポート5a1が付設され、この補助ポート5a1内にストッパ24がスプール5cと対向して進退自在に設けられ、フリーフォール運転時(フリーフォール弁15の作用位置ロへの切換わり時)に、パイロット油圧源Ppの油圧がストッパ油圧ライン25を介して巻上側パイロットポート5aにおける補助ポート5a1に供給されることにより、ストッパ24がスプール5c側(図の右方向)に進出してそのストロークを制限するように構成されている。
【0069】
この構成によっても第1実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
【0070】
第3実施形態(図7〜図9参照)
第3実施形態においては、フリーフォール運転時にコントロールバルブ5の巻下側パイロットポート5bに供給されるパイロット圧を抑制する構成がとられている。
【0071】
すなわち、巻下側パイロットライン10が、巻下側リモコン弁8からのパイロット圧をそのままパイロットポート5bに通す非減圧管路26と、パイロット圧を減圧弁27によって減圧する減圧管路28とに分岐されている。
【0072】
この両管路26,28とパイロットポート5bとの間に油圧パイロット式のモード切換弁29が設けられ、同切換弁29が通常巻下位置イにセットされた状態では非減圧管路26がパイロットポート5bに連通し、図8の実線で示すようにリモコン弁8の操作量に応じた通常のパイロット圧(図中、Pfは最大パイロット圧)が供給される。
【0073】
これに対し、フリーフォール弁15が作用位置ロに切換えられるとモード切換弁29がフリーフォール位置ロに切換わり、減圧管路28が選択されて、図8の一点鎖線で示すように通常巻下運転時よりも低いパイロット圧(図中、Psはこのときの最大パイロット圧)がコントロールバルブ5の巻下側ポート5bに供給される。
【0074】
図9はこの実施形態において設定されたパイロット圧とコントロールバルブストロークの関係を示し、フリーフォール運転時の最大パイロット圧Psで得られる最大ストロークSsでモータ2の許容流量(許容回転数)が得られる。
【0075】
これにより、第1、第2両実施形態と同様にフリーフォール運転時のモータ回転数が許容回転数以下に抑えられ、油圧モータ2の過回転が防止される。
【0076】
また、この第3実施形態によると、モータ許容流量の調整、変更を減圧弁27の設定によって容易に行うことができるという独得の効果を奏する。
【0077】
第4実施形態(図10参照)
巻下側パイロットライン10に、コントローラ30によって制御される電磁比例式の減圧弁31が設けられている。
【0078】
コントローラ30はフリーフォールスイッチ16がオフのとき(通常巻下運転時)には信号を出力せず、この状態では減圧弁31は高圧に設定される。
【0079】
一方、フリーフォールスイッチ16がオン操作されたとき(フリーフォール運転時)にコントローラ30からの信号によって減圧弁31が低圧に設定される。
【0080】
これにより、コントロールバルブ5の最大ストロークが図9のSsに規制され、モータ2の過回転が防止される。
【0081】
第5実施形態(図11〜図14参照)
第1〜第4各実施形態では、フリーフォール運転時にコントロールバルブ5の巻下側へのストロークを規制することによってモータ流量を規制する構成がとられているのに対し、第5実施形態ではフリーフォール運転中にエンジン回転数が上昇したときにモータ容量を増加させてモータ回転数を制限する構成がとられている。
【0082】
すなわち、モータ容量を切換えるモータ容量切換ライン14に電磁比例式の減圧弁32が設けられ、この減圧弁32がコントローラ33によって制御される。
【0083】
コントローラ33は、回転数センサ34によって検出されるエンジン回転数に応じて出力電流が変化し、図12に示すようにモータ小容量時のモータ許容回転数に対応する流量Qsがポンプ6から吐出されるエンジン回転数(以下、許容エンジン回転数という)Ns以下ではフル電流Imaxを出力し、これ以上のエンジン回転数域ではエンジン回転数に反比例して出力電流が減少するように設定されている。
【0084】
従って、フリーフォール運転時において、エンジン回転数が許容回転数Ns以下のときは、減圧弁32からはパイロット油圧源Ppからの油圧がそのままシリンダ制御弁13に出力されて同制御弁13が小容量位置ロにセットされる。このため、容量調整シリンダ12が伸長作動し、図13に示すように油圧モータ2が小容量qminにセットされる。
【0085】
一方、エンジン回転数が許容回転数Nsを超えると、図12の設定に従い減圧弁32の入力電流が減少してその二次圧(シリンダ制御弁13の入力圧)が低下し、シリンダ制御弁13が大容量位置イ側に作動して図13に示すようにモータ容量が増加する。
【0086】
これにより、図14に示すようにエンジン回転数が許容回転数Ns以上に増加してモータ流入流量が増えても、モータ回転数が許容回転数Msを超えることがない。
【0087】
第6実施形態(図15〜図17参照)
図15に示す構成では、フリーフォール運転開始時に巻下げ初速を小さくするとともに操作量に応じて巻下げ速度を加速できるように構成している。
【0088】
同図において、巻下げ側リモコン弁(操作手段)8のリモコン圧Piは圧力センサ40によって検出され、この圧力センサ40から出力される信号はコントローラ41に与えられる。コントローラ41には選択スイッチ(フリーフォール指令手段)42が接続されている。この選択スイッチ42には通常の巻上げと巻下げを行う通常操作ボタン42aとフリーフォール操作ボタン42bとが備えられ、フリーフォール操作ボタン42bを押すと、コントローラ41に対してフリーフォール指令が与えられ、コントローラ41は予め設定されたモータ容量特性で油圧モータ2の容量を設定する。
【0089】
図16は上記フリーフォール指令が出力された場合に設定されるモータ容量特性(リモコン圧Piとモータ容量Mqの関係)を示したものである。同図に示されるように、モータ容量特性Mは、リモコン圧Piが小さい場合には大きく、リモコン圧Piが増加するにつれて小さくなるようになっている。
【0090】
具体的には、フリーフォール運転開始時においてリモコン圧Piが小さいとき、コントローラ41は減圧弁43の二次圧(シリンダ制御弁13の入力圧)を低下させ、シリンダ制御弁13を大容量位置イ側に作動させることにより、モータ容量を大きく設定する。
【0091】
また、フリーフォール指令が出力されたときにコントローラ41はフリーフォール弁15をイ位置からロ位置に切り換え、パイロット油路44には固定圧Pcの代わりに可変のリモコン圧Piが供給されることになる。
【0092】
このリモコン圧Piは、設定圧力制御弁45と保持圧制御弁46とに分岐して導入される。
【0093】
上記設定圧力制御弁45は、連通から遮断に切り換わる切換位置を有し(図では便宜的に切換位置イ〜ハで示す)、フリーフォール弁15がイ位置からロ位置に切り換えられた時、巻下げ側リモコン弁8が操作されていない状態ではイ位置にある。そして巻下げレバー8aが操作されると、その操作量に応じてロ位置→ハ位置と切り換わる。
【0094】
この設定圧力制御弁45がイ位置からハ位置に切り換わるにつれて、圧力制御弁18はその設定圧が最小から最大まで変化し、これに伴って巻下げ圧(巻下側管路4の圧力)が最小から最大まで変化する。
【0095】
一方、保持圧制御弁46は、フリーフォール運転が選択されたときにリモコン圧Piによって連通位置に切り換えられる。
【0096】
このように、リモコン圧Piが小さい場合、すなわち、フリーフォール運転において操作レバー8aを操作し始める時にモータ容量Mqを大きくし、且つ巻下げ圧を低くしておくと、フリーフォール運転開始直後はモータ容量Mqが大きいために油圧モータ2の回転に多くの油量を必要とすることにより初速が遅くなる。その結果、特に重負荷時においてもフリーフォール巻下げ開始直後に発生するショックは極めて小さくなり安全に運転することが可能になる。しかも、フリーフォール時の巻下げ速度は操作レバー8aの操作量に比例して速くなるように構成しているため、安定して定常操作状態に移行させることができ、オペレータの意に即した運転を行うことができるようになる。
【0097】
上記コントローラ41,フリーフォール弁15,設定圧力制御弁45及び圧力制御弁18はフリーフォール運転制御手段として機能する。
【0098】
図17(a)は上記レバー操作量の変化を示し、(b)はウインチドラム1の動き始めの状態を示したものである。
【0099】
レバー操作によって巻下げ側油路4の圧力が上昇し、ウインチドラム1が回転を開始するが、巻下げ開始時にモータ容量を小さく設定した場合ではウインチドラム1の回転数が急激に増加し(グラフN1参照)、吊り負荷の状態によってはショックを発生する虞れがある。ところが、本実施形態ではウインチドラム1回転数の増加が緩やかであり、ショックを伴わず定常操作状態に移行させることができるようになる(グラフN2参照)。
【0100】
第7実施形態(図18参照)
本実施形態の構成では、巻下げ側リモコン弁8からのリモコン圧Piと、その巻下げ側リモコン弁8とは別に設けられたパイロット圧供給弁(コントロールバルブ切換手段)50からのパイロット圧Pjとのいずれか一方によってコントロールバルブ5を切り換えるように構成している。
【0101】
ただし、Pj>Piとする。また、51はリモコン圧Piとパイロット圧Pjの高位選択を行うためのシャトル弁である。
【0102】
モードスイッチ42のフリーフォール操作ボタン42bが押されると、コントローラ41はパイロット圧供給弁50をイ位置からロ位置に切り換え、パイロット圧供給弁50からパイロット圧Pjが導出されると、シャトル弁51ではパイロット圧Pjとリモコン圧Piとの高位選択を行い、Pj>Piであるためにパイロット圧Pjをコントロールバルブ5のパイロットポート5bに与える。それにより、巻下げ側リモコン弁8の操作に優先してコントロールバルブ5を巻下げ位置ハに切り換える。
【0103】
この構成によれば、フリーフォール操作時に巻下げ側リモコン弁8からのリモコン圧Piを待たずしてコントロールバルブ5を素早く巻下げ位置に切り換えることができる。従って、巻下げ開始時から巻下げ最高速度に至る時間を短縮することができ、加速性を高めることができる。
【0104】
なお、フリーフォールモードが選択されない場合は、パイロット圧Pjが導出されず、巻下げ側リモコン弁8から導出されるリモコン圧Piがコントロールバルブ5のパイロットポート5bに導入されるため、通常の速度で巻き上げ、巻下げ操作を行うことができる。
【0105】
第8実施形態(図19、図20参照)
本実施形態の構成では、バイパス油路4aに設けられたリリーフ弁55をコントローラ41で直接制御するように構成している。
【0106】
すなわち、操作レバー8aのレバーストローク(リモコン圧Pi)に応じて電磁リリーフ弁55のリリーフ圧を低圧から高圧へ所定のパターンで変更するためのリリーフ圧特性をコントローラ41のメモリ内に予め記憶しておき、圧力センサ40によって検出されるリモコン圧Piに応じてそのメモリからリリーフ圧を読み出し、電磁リリーフ弁55にリリーフ圧信号として与えるようになっている。
【0107】
図20は上記リリーフ圧特性を示したものであり、リモコン圧PiがP0からPAではリリーフ圧P1は一定であり、リモコン圧がPAからPBに増加するにつれてリリーフ圧P1がP1からP1に増加するようになっている。
【0108】
この構成によれば、リリーフ圧特性を任意に設定することができ、しかも速度応答性が速く、操作フィーリングも優れるという利点がある。
【0109】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、フリーフォール運転時に、請求項2の発明ではパイロット圧をコントロールバルブの巻下側パイロットポートにおける小受圧面積のフリーフォール側ポートに導入することによって、また、請求項3の発明ではパイロット圧を巻下側パイロットポートの補助ポートに導入してストッパを作動させることによって、請求項4の発明では巻下操作手段(リモコン弁)からのパイロット圧を減圧してコントロールバルブのパイロットポートに導入することによって、それぞれコントロールバルブのストロークを抑えてその開度を絞るように構成し、または請求項5及び6の発明ではエンジン回転数の上昇に応じてモータ容量を増加させる構成としたから、フリーフォール運転時のモータの過回転、これによる乱巻の発生を防止することができる。
【0110】
しかも、通常運転時と共通の操作手段(リモコン弁)によってフリーフォール運転を行うことができるため、両運転を別々の操作手段で行う構成とした場合のように、とくに巻上運転からフリーフォール運転を連続して行う場合の連続操作が煩雑となったり誤操作を招いたりする虞れがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態を示す回路構成図である。
【図2】 第1実施形態におけるリモコン弁からのパイロット圧とコントロールバルブのストロークの関係を示す図である。
【図3】 第1実施形態におけるコントロールバルブのストロークと同バルブ通過流量の関係を示す図である。
【図4】 第1実施形態におけるエンジン回転数とポンプ流量の関係を示す図である。
【図5】 第1実施形態におけるエンジン回転数とモータ流量の関係を示す図である。
【図6】 本発明の第2実施形態を示す回路構成図である。
【図7】 本発明の第3実施形態を示す回路構成図である。
【図8】 第3実施形態におけるリモコン弁操作量とパイロット圧の関係を示す図である。
【図9】 第3実施形態におけるリモコン弁パイロット圧とコントロールバルブのストロークの関係を示す図である。
【図10】 本発明の第4実施形態を示す回路構成図である。
【図11】 本発明の第5実施形態を示す回路構成図である。
【図12】 第5実施形態におけるエンジン回転数(ポンプ流量)と電磁比例減圧弁の入力電流の関係を示す図である。
【図13】 第5実施形態におけるエンジン回転数とモータ容量の関係を示す図である。
【図14】 第5実施形態におけるエンジン回転数とモータ回転数の関係を示す図である。
【図15】 本発明の第6実施形態を示す回路構成図である。
【図16】 第6実施形態におけるパイロット圧とモータ容量の関係を示すグラフである。
【図17】 (a)は第6実施形態におけるレバー操作量を示すグラフ、(b)はウインチドラム回転数を従来例と対比したグラフである。
【図18】 本発明の第7実施形態を示す回路構成図である。
【図19】 本発明の第8実施形態を示す回路構成図である。
【図20】 第8実施形態におけるリモコン圧とリリーフ圧の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 ウインチドラム
2 ウインチドラム用油圧モータ
5 コントロールバルブ
6 油圧ポンプ
7 巻上側リモコン弁
8 巻下側リモコン弁
22 モード切換弁(コントロールバルブ規制手段)
12 容量調整シリンダ(モータ容量制御手段)
13 シリンダ制御弁
15 フリーフォール弁(フリーフォール指令手段)
24 ストッパ
26 非減圧管路(コントロールバルブ規制手段)
29 モード切換弁
31 電磁比例式の減圧弁(コントロールバルブ規制手段)
30 コントローラ
32 電磁比例式減圧弁(モータ容量制御手段)
34 回転数センサ
Claims (6)
- ウインチドラムと、このウインチドラムを駆動する可変容量型の油圧モータと、この油圧モータの油圧源としての油圧ポンプと、上記油圧モータに対する圧油の給排を制御するコントロールバルブと、このコントロールバルブを巻上側に操作する巻上操作手段と、コントロールバルブを巻下側に操作する巻下操作手段と、上記油圧モータの容量を制御するモータ容量制御手段と、フリーフォール指令を出力するフリーフォール指令手段とを備え、上記フリーフォール指令手段からのフリーフォール指令に基づき、上記モータ容量制御手段を作動させて上記油圧モータを小容量に設定し、この状態で上記巻下操作手段を操作することにより、上記ウインチドラムを高速で巻下回転させてフリーフォール運転を行うように構成された油圧駆動ウインチの制御装置において、上記フリーフォール運転時に上記油圧モータヘの供給流量が同モータの許容流量以下となるように、上記巻下操作手段の操作量に対する上記コントロールバルブの開度を、上記フリーフォール指令がない通常巻下運転時よりも小さく規制するコントロールバルブ規制手段が設けられたことを特徴とする油圧駆動ウインチの制御装置。
- コントロールバルブとして巻上側及び巻下側両パイロットポートを備えた油圧パイロット式のもの、巻下操作手段としてリモコン弁がそれぞれ用いられ、コントロールバルブ規制手段が次のように構成されたことを特徴とする請求項1記載の油圧駆動ウインチの制御装置。
(i) 上記コントロールバルブの巻下側パイロットポートとして、相対的に受圧面積の大きい通常巻下側ポートと、受圧面積の小さいフリーフォール側ポートが設けられていること。
(ii) 上記巻下操作手段からのパイロット圧を、通常巻下運転時には上記通常巻下側ポートに導入し、フリーフォール運転時には上記フリーフォール側ポートに導入するパイロット圧切換弁が設けられていること。 - コントロールバルブとして巻上側及び巻下側両パイロットポートを備えた油圧パイロット式のもの、巻下操作手段としてリモコン弁がそれぞれ用いられ、コントロールバルブ規制手段として、上記コントロールバルブの巻上側パイロットポートに、フリーフォール運転時にパイロット圧が供給される補助ポートが設けられ、この補助ポートに、パイロット圧導入時に同バルブの巻下側へのストロークを規制するストッパが設けられたことを特徴とする請求項1記載の油圧駆動ウインチの制御装置。
- 請求項1記載の油圧駆動ウインチの制御装置において、コントロールバルブとして巻上側及び巻下側両パイロットポートを備えた油圧パイロット式のもの、巻下操作手段としてリモコン弁がそれぞれ用いられ、コントロールバルブ規制手段として、上記巻下操作手段からのパイロット圧を、フリーフォール運転時には通常巻下運転時よりも減圧してコントロールバルブのパイロットポートに導入するパイロット圧切換手段が設けられたことを特徴とする油圧駆動ウインチの制御装置。
- ウインチドラムと、このウインチドラムを駆動する可変容量型の油圧モータと、この油圧モータの油圧源としての油圧ポンプと、上記油圧モータに対する圧油の給排を制御するコントロールバルブと、このコントロールバルブを巻上側に操作する巻上操作手段と、コントロールバルブを巻下側に操作する巻下操作手段と、上記油圧モータの容量を制御するモータ容量制御手段と、フリーフォール指令を出力するフリーフォール指令手段とを備え、上記フリーフォール指令手段からのフリーフォール指令に基づき、上記モータ容量制御手段を作動させて上記油圧モータを小容量に設定し、この状態で上記巻下操作手段を操作することにより、上記ウインチドラムを高速で巻下回転させてフリーフォール運転を行うように構成された油圧駆動ウインチの制御装置において、上記モータ容量制御手段は、油圧ポンプを駆動するエンジンの回転数を検出し、エンジン回転数が許容回転数を超えた場合に、このエンジン回転数に応じてモータ容量を高エンジン回転数側で連続的に増加させることにより、上記フリーフォール運転時に上記油圧モータの回転数を同モータの許容回転数以下に抑制するように構成されたことを特徴とする油圧駆動ウインチの制御装置。
- 請求項5記載の油圧駆動ウインチの制御装置において、モータ容量制御手段として、油圧モータの容量を変化させるモータ容量調整用アクチュエータと、このアクチュエータを作動させる油圧パイロット式のアクチュエータ制御弁と、このアクチュエータ制御弁に導入されるパイロット圧を制御するパイロット圧制御弁と、エンジン回転数に応じてこのパイロット圧制御弁を制御するコントローラとを具備することを特徴とする油圧駆動ウインチの制御装置。
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