JPH0241641B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 大形建設機械では、複数個のアクチユエータを
複数個の制御弁で操作し、同時に複数台の液圧ポ
ンプを制御弁の絞り加減に応じて吐出量を制御
し、省エネルギーおよび操作性の向上を図つてい
るが、この制御弁と液圧ポンプの制御にパイロツ
ト圧力信号によるリモートコントロールが使用さ
れている。本発明は、このような方式の液圧制御
装置に関するものである。

従来の主巻ウインチと補巻ウインチを持つ大形
クレーンの油圧回路は、たとえば、第１図に示す
ような構成からなつている。同図において、１は
主巻ウインチ駆動用の油圧モータ、２は補巻ウイ
ンチ駆動用の油圧モータ、３は図示されていない
他のアクチユエータ制御用の切換弁、４は主巻ウ
インチ用の主制御弁、５は補巻ウインチ用の増速
制御弁、６は図示されていない他のアクチユエー
タ制御用の切換弁、７は主巻ウインチ用の増速制
御弁、８は補巻ウインチ用の主制御弁である。９
は主巻用の油圧ポンプで、また補巻用の増速用油
圧ポンプでもある。１０はこのポンプ９の吐出量
制御用可変レギユレータである。１１は補巻用の
油圧ポンプで、また主巻用の増速用油圧ポンプで
もある。１２はこのポンプ１１の吐出量制御用可
変レギユレータ、１３は主巻ウインチ制御用のリ
モートコントロールレバー、１４は前記主制御弁
４と増速制御弁７で主巻ウインチの巻上速度を制
御するためのパイロツト圧力コントロール弁、１
５は前記主制御弁４と増速制御弁７で主ウインチ
の巻下速度を制御するためのパイロツト圧力コン
トロール弁、１６は補巻ウインチ制御用のリモー
トコントロールレバー、１７は前記主制御弁８と
増速制御弁５で補巻ウインチの巻上速度を制御す
るためのパイロツト圧力コントロール弁、１８は
前記主制御弁８と増速制御弁５で補巻ウインチの
巻下速度を制御するためのパイロツト圧力コント
ロール弁、１９，２０，２１，２２は作動時の圧
力保持用のチエツク弁、１Ａ，２Ａ，１Ｂ，２Ｂ
はパイロツト圧力ラインである。

そして、前記油圧ポンプ９，１１は、ポンプ吐
出量を自由に変えることができる可変容量ポンプ
であり、それぞれの油圧ポンプ９，１１に付属し
ている可変レギユレータ１０，１２に接続してい
るパイロツト圧力をそれぞれ変化させることによ
り、それぞれのポンプ吐出量を変化させている。

第１図に示したクレーンは、リモートコントロ
ールレバー１３と１６により操作されるが、この
操作について、主巻を例にして説明する。

リモートコントロールレバー１３を巻上側（第
１図では左向きの矢印方向）または巻下側（第１
図では右向きの矢印方向）に倒し、パイロツト圧
力コントロール弁１４または１５のばねを圧縮し
て二次側に信号としてのパイロツト圧力を発生さ
せる。主制御弁４はパイロツト圧力P₁からP₂の
範囲で操作され、増速制御弁７はパイロツト圧力
P₃からP₄の範囲で操作される。ただし、P₁＜P₂
＜P₃＜P₄である。油圧ポンプ９はウインチを操
作しない間は、油圧ポンプ９の性能上、可能な最
小吐出量q₁で運転されているが、パイロツト圧力
の上昇、すなわち、リモートコントロールレバー
１３の操作量に応じてポンプ吐出量が増大するよ
うP₁からP₂のパイロツト圧力に応じてポンプ吐
出量が増減するようなポンプ可変レギユレータ１
０を備えている。２個のチエツク弁１９はパイロ
ツト圧力コントロール弁１４または１５からの圧
力を選択して該レギユレータ１０に伝える。リモ
ートコントロールレバー１３の操作量をさらに増
し、パイロツト圧力が増加してP₃〜P₄になると、
油圧ポンプ１１の吐出量も増加しなくてはならな
いので、該ポンプ１１の可変レギユレータ１２も
前記レギユレータ１０と同じようにパイロツト圧
力で操作される関係から、パイロツト圧力ライン
１Ａまたは２Ａの圧力はP₂より若干高いクラツ
キング圧力を持つチエツク弁２０を通つて該レギ
ユレータ１２に伝達される。チエツク弁２０のク
ラツキング圧がそのまま抵抗となるため、可変レ
ギユレータ１２へのパイロツト圧力は該ライン１
Ａまたは２Ａの圧力よりチエツク弁２０のクラツ
キング圧だけ低い圧力、すなわち、P₁〜P₂相当
の圧力となる。

このように制御されたポンプ吐出量は、巻上の
場合を例にとると、この後、主制御弁４や増速制
御弁７で必要とする巻上速度に見合うように、油
圧モータ１に流入する油量がコントロールされ、
巻上または巻下速度がリモートコントロールレバ
ー１３の倒し角度によつて制御される。

この関係を第２図の線図により示すと、第２図
の左上のはレバー変位とパイロツト圧力の関係
を、第２図の右上のはパイロツト圧力と制御弁
のスプール偏位の関係を示す。主制御弁４および
７は第１図のごとく、中立点付近でバイパスポー
トを持つので、スプールの偏位とバルブポートの
開度の関係は第２図ののようになる。同図にお
ける点線h₁は該制御弁４におけるバイパスポー
ト、実線h₂は該制御弁４におけるアクチユエータ
ポート、点線h₃は該制御弁７におけるバイパスポ
ート、実線h₄は該制御弁７におけるアクチユエー
タポートの各弁のポート開度を示している。すな
わち、イ，ロ，ハの区間では両方のポートに通じ
ているので、ポンプ吐出量の一部はバイパスポー
トを通じてバイパスし、そのバイパス量はそれぞ
れのバイパスポートの開度と負荷（圧力）の大き
さにより決定される。第２図のはパイロツト圧
力P_pとポンプ吐出量Ｑの関係を示す。ただし、
ｅはポンプレギユレータ変位である。

第１図に示した制御回路において、ウインチの
速度は前述のとおり、リモートコントロールレバ
ー１３の操作によつて決定されるが、いわゆるイ
ンチング操作のような微速制御は、油圧モータへ
の油量を絞つて行なうため、通常、第２図のの
イ，ロ，ハの間で行なう。

このようなバイパスポートとアクチユエータポ
ートの一部をともに開き、各々の開度比率でアク
チユエータへの油量をコントロールするいわゆる
ブリードオフ制御では、種々の利点があるため、
従来から広く利用されている。

しかし、その反面、ポンプ吐出量、バイパス
量、負荷の変動等によつて、アクチユエータへの
油量が変化するため、確実な速度コントロールが
難しい面もあつた。

本発明は、従来、確実な巻上および巻下の微速
操作が困難であつたものを、容易に行なうことが
できるようにした液圧制御装置を提供することを
目的とするものである。

このため、本発明の構成は、リモートコントロ
ールレバーの操作により生ずるパイロツト圧力に
よりアクチユエータ制御用の方向制御弁と液圧ポ
ンプの吐出量が相関的にコントロールされ、該液
圧ポンプの吐出量の大きさが前記パイロツト圧力
の大きさとそれに対向するばねの特性とによつて
定まるピストンの変位で決められるレギユレータ
を備えた液圧制御装置において、前記方向制御弁
の開度に対して該液圧ポンプの吐出量の増加の開
始点が、該方向制御弁のバイパスポートの閉じた
直後になるように、前記ピストンのばね側に一定
の大きさの圧力を与えるパイロツト圧力供給ライ
ンと、このラインの前記パイロツト圧力の供給を
切換える切換え装置とを備えていることを特徴と
している。

本発明によれば、液圧ポンプに付属しているレ
ギユレータのピストンのばね側に一定の大きさの
圧力を与えるパイロツト圧力供給ラインと、この
ラインの前記パイロツト圧力の供給を切換える切
換え装置とを備えているので、該切換え装置で、
前記パイロツト圧力供給ラインを切換えてそのパ
イロツト圧力を前記レギユレータに供給すること
ができ、すなわち、方向制御弁の開度に対して前
記液圧ポンプの吐出量の増加の開始点を、該方向
制御弁のバイパスポートが閉じた直後になるよう
にすることができる。

以下、本発明の一実施例について、第３図ない
し第５図を参照しながら説明する。

第３図は本発明の一実施例を示したもので、第
１図と重複するところについては、図示を省略す
るか、または同一符号をつけている。

第３図において、１０′は前記可変レギユレー
タ１０に対応するレギユレータ、１２′は前記可
変レギユレータ１２に対応するレギユレータ、１
９′と２３は後述するシヤトル弁、２１′と２４も
シヤトル弁、２５は後述する電磁切換弁、２６は
圧力調整弁（減圧弁）、２７は前記切換弁２５と
同様な電磁切換弁、２８は圧力制御弁である。

第４図は前記ポンプ可変レギユレータ１０′の
詳細を示したもので、前記ポンプ可変レギユレー
タ１２′も同様な構成からなつている。第４図に
おいて、２９はばね、３０は第１ピストン、３１
は第２ピストンである。また第１ピストン３０の
ロツド側の作動面積はａで、パイロツト圧力P_p1
が作用し、ばね側の作動面積はｂで、切換弁２５
が作動した場合に一定の圧力P_p2が作用するよう
になつている。なお第２ピストン３１のロツド調
の作動面積はシリンダヘツド側の作動面積よりも
ロツドの断面積だけ小であり、該ピストン３１が
矢印３２の方向に移動すると、油圧ポンプ９の吐
出油量が減少し、矢印３３の方向に移動すると増
加するようになる。

つぎに、第３図および第４図により、第１図の
場合のように、主巻の例について説明する。前記
１９′はパイロツト圧力ライン１Ａまたは２Ａの
圧力を採取するシヤトル弁、２３は補巻側からの
パイロツト圧力を採取するシヤトル弁である。ま
ず、パイロツト圧力P_p1の圧力により、第４図に
みられるばね２９を縮めてその変位により前記ポ
ンプ９の吐出量が決定される。いま、ばね２９の
ばね常数をｋとすると、ばね２９の変位量ｅは、 ｅ＝ｋ（P_p1×ａ） ……(1) となり、第５図のように、ばね特性によつて決ま
るが、ここで、電磁切換弁２５を作動させて、圧
力P_p1に対向して一定の圧力P_p2を第４図のばね室
に与えると、このP_p2による力をｃとすると、 ｃ＝ｋ（P_p2×ｂ） ……(2) となる。この力ｃ（一定）がばね２９に加算され
ることにより、ばね特性が平行移動して生じる変
位e′は、前記(1)式から(2)式を引いたものとなる。

すなわち、 e′＝ｅ−ｃ ……(3) となる。すなわち、電磁切換弁２５が作動しない
ときは、ばね２９の変位量はｅであるが、作動す
ると、圧力調整弁２６によつて一定圧力P_p2がば
ね２９のあるばね室に与えられ、ばね２９の変位
量がe′となる。つまり、ちようど、力ｃ分のバイ
アスを掛けたのと同じ効果になる。したがつて、
電磁切換弁２５を作動させると、方向制御弁の開
度に対してポンプ９の吐出量の増加の開始点がず
れることになる。このため、ウインチ操作を微速
でインチングしようとする場合、前記切換弁２５
のソレノイドを励磁させると、パイロツト圧力ラ
イン１Ａまたは２Ａの圧力が第５図のP₁′になる
まで、レギユレータ１０′は変位することなく、
P₁′を越えてから始めて変位を開始し、この変位
の開始した時点からポンプ吐出量が増大する。こ
の関係は第２図のに示すようになる。同様に、
第２図ので説明すると、該制御弁４のポート開
度がハの位置を過ぎてからポンプ９の吐出量が増
加を始めるように、前記バイアスの力ｃを設定す
ると、つまり、第２図ののq₂に設定すると、ポ
ンプ９の吐出油はバイパスポートh₁が閉じてから
吐出するので、バイパスしないで、全量がアクチ
ユエータに送られることになり、通常のブリード
オフ制御が形成されず、負荷の影響を受けること
なく、パイロツト圧力をハ以降に導くレバー操作
で、ポンプ吐出量の増減が、そのままアクチユエ
ータの速度制御に直結することにより、微妙な速
度調整、つまり、インチング操作を行なうことが
できる。

なお、上記実施例では油圧制御について説明し
たが、油圧以外の液圧でも同様にして実施するこ
とができる。

上述のように、本発明の液圧制御装置には、液
圧ポンプに付属しているレギユレータのピストン
のばね側に一定の大きさの圧力を与えるパイロツ
ト圧力供給ラインと、このラインの前記パイロツ
ト圧力の供給を切換える切換え装置とを備えてい
るので、該切換え装置で、前記パイロツト圧力供
給ラインを切換えてそのパイロツト圧力を前記レ
ギユレータに供給することができ、すなわち、方
向制御弁の開度に対して前記液圧ポンプの吐出量
の増加の開始点を、該方向制御弁のバイパスポー
トが閉じた直後になるようにすることができる。
したがつて、本発明によれば、従来操作では困難
であつた巻上および巻下の微速操作（インチン
グ）をきわめて容易に、かつ、確実に行なうこと
ができる。しかも、従来の装置に対し、小数の制
御弁の追加によつて、所望の性能を得ることがで
き、また従来のシステムに対してオプシヨンとし
て追加することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の主巻と補巻のウインチを有する
クレーンの油圧回路の一例を示した説明図、第２
図は制御特性を示した線図、第３図は本発明の一
実施例を示した説明図、第４図は第３図のポンプ
可変レギユレータの拡大詳細説明図、第５図は前
記レギユレータの作動特性を示した線図である。 １，２……油圧モータ、４，８……主制御弁、
９，１１……油圧ポンプ、１０，１０′，１２，
１２′……可変レギユレータ、１３，１６……リ
モートコントロールレバー、２５，２７……電磁
切換弁、２６，２８……圧力調整弁、２９……ば
ね、３０，３１……ピストン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ リモートコントロールレバーの操作により生
   ずるパイロツト圧力によりアクチユエータ制御用
   の方向制御弁と液圧ポンプの吐出量が相関的にコ
   ントロールされ、該液圧ポンプの吐出量の大きさ
   が前記パイロツト圧力の大きさとそれに対向する
   ばねの特性とによつて定まるピストンの変位で決
   められるレギユレータを備えた液圧制御装置にお
   いて、前記方向制御弁の開度に対して該液圧ポン
   プの吐出量の増加の開始点が、該方向制御弁のバ
   イパスポートの閉じた直後になるように、前記ピ
   ストンのばね側に一定の大きさの圧力を与えるパ
   イロツト圧力供給ラインと、このラインの前記パ
   イロツト圧力の供給を切換える切換え装置とを備
   えていることを特徴とする液圧制御装置。