JPH037599B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ウインチドラム駆動用二速度形油圧
モータを備えた油圧ウインチの制御装置に関する
ものである。

（従来技術） 油圧モータによりウインチドラムを駆動して吊
荷の巻上げ、巻下げを行うクレーンにおいて、作
業能率の向上等を目的として、たとえば実公昭57
−57114号公報に示されるように、油圧モータの
押しのけ容量を大容量、小容量に切替えて低速、
高速の二速度に選択できる二速度形油圧モータを
使用したものが知られている。

この装置は、手動切替弁により高速運転するか
低速運転するかを選択し、巻上げ時において、モ
ータが小容量で高速巻上げを行つている際に、モ
ータの巻上げ用圧油供給側の圧力すなわちモータ
負荷圧力がメインリリーフ弁の設定圧力を越えよ
うとすると、その圧力で容量切替弁が切替えられ
てモータが大容量となり、低速巻上げに切替えら
れるようにし、また、通常の高速巻上げ時におい
て、巻上げの上限で自動停止させる際に、モータ
を早目に自動的に高速から低速に切替えた後、自
動停止させるようにしたものである。

しかしこの装置では、巻下げ時において、モー
タが小容量の高速巻下げを行つている際に、方向
制御弁を中立側に操作して減速または停止させる
場合、その過渡期にモータの負荷圧力（オーバー
ロードリリーフ弁の一次側のブレーキ圧力）が急
上昇してモータの許容圧力よりも高くなり、モー
タが破損する場合がある。

すなわち、モータを高速巻下げから減速、停止
する場合、その当初はモータが小容量、高速運転
で運動エネルギーが大きいため、上記減速、停止
のためにモータ出口側のカウンタバランス弁が絞
られるとモータの負荷圧力が急上昇する。この場
合、上記モータ負荷圧力が容量切替弁の切替設定
圧力を越えると、その圧力で容量切替弁が切替え
られてモータが大容量に切替えられるが、この種
のモータの容量切替えはハンチング防止のために
徐々に切替えるようにしているため、上記容量切
替弁が切替えられた後にモータが上記小容量から
大容量に切替えられるまでにある程度の時間がか
かり、その間に上記モータ負荷圧力が急上昇して
モータの許容圧力よりも高くなり、モータを破損
することになる。

何故ならば、上記モータ負荷圧力がリリーフ設
定圧力を越えると、オーバーロードリリーフ弁が
作動してモータ入口側の管路にリリーフされる
が、従来ではオーバーロードリリーフ弁に、その
ドレンポートを二次側に連通させた内部ドレン形
のリリーフ弁を用いているため、この巻下げの減
速時にはモータ入口側の巻下げ指令圧力がオーバ
ーロードリリーフ弁の二次側に背圧として作用
し、オーバーロードリリーフ弁のリリーフ圧力が
その初期設定圧力より高くなつている。このため
減速開始からオーバーロードリリーフ弁が作動す
るまで、および上記容量切替弁が切替えられてモ
ータが大容量になるまでの過渡期に、モータの負
荷圧力が急上昇してモータ許容圧力よりも高くな
り、これに起因してモータが破損することにな
る。

このために従来ではオーバーロードリリーフ弁
の初期設定圧力を上記高速巻下げ時の背圧を見込
んで低く設定する必要があり、また、容量切替弁
の切替設定圧力も低く設定しなければならず、こ
のように容量切替弁の切替設定圧力を低くすれ
ば、巻上げ時の高速の範囲が小さくなり、クレー
ンの能力が低下するという問題がある。

（発明の目的） 本発明は、このような問題を解消するためにな
されたものであり、高速巻下げから減速および停
止する際にモータ負荷圧力がモータ許容圧力より
も上昇することを確実に防止して、モータが破損
することを防止するとともに、巻上げ時の高速運
転範囲を大きくしてクレーン能力を向上できる油
圧ウインチの制御装置を提供するものである。

（発明の構成） 本発明は、油圧ポンプの吐出油を方向制御弁と
カウンタバランス弁を介してウインチドラム駆動
用二速度形油圧モータに供給するように構成した
油圧ウインチの制御装置において、上記モータと
カウンタバランス弁との間に外部ドレン形のオー
バーロードリリーフ弁が設けられ、カウンタバラ
ンス弁の下流に、外部指令により高速位置と低速
位置とに切替えられる高低速選択弁と、容量切替
弁とが直列配置で設けられ、容量切替弁は、高低
速選択弁が高速位置で上記モータの負荷圧力が所
定圧力以下の時にモータ負荷圧力を上記モータに
付設されたレギユレータの小容量用油室に導くと
ともに大容量用油室をタンクに連通させる高速位
置と、高低速選択弁が高速位置でモータ負荷圧力
が所定圧力を越えた時および高低速選択弁が低速
位置の時にモータ負荷圧力を上記大容量用油室に
導くとともに小容量用油室をタンクに連通させる
低速位置とに切替自在に設けられ、上記オーバー
ロードリリーフ弁の設定圧力がモータの許容圧力
より低圧で、容量切替弁の切替設定圧力より高圧
に設定されているものである。

この構成により、高低速選択弁を低速位置に切
替えておけば、低速での巻上げおよび巻下げが行
われる。また、高低速選択弁を高速位置に切替え
ておけば、巻上げ時にモータの負荷圧力が小さい
軽荷重の時は自動的に高速低トルク巻上げとな
り、負荷圧力が大きい重荷重の時は自動的に低速
高トルク巻上げとなり、かつ、巻下げ時は負荷の
軽重に関係なく高速低トルク巻下げが行われる。
しかも、上記高速巻下げから減速、停止する場合
に、モータの負荷圧力の上昇に伴つて容量切替弁
が切替えられ、モータが自動的に大容量に切替え
られるとともに、その大容量への切替え過渡期
に、オーバーロードリリーフ弁がモータ許容圧力
より低圧で作動し、上記モータ負荷圧力がモータ
許容圧力を越えることが確実に防止され、モータ
の破損が防止され、しかも、このモータ破損防止
のためにオーバーロードリリーフ弁の初期設定圧
力および容量切替弁の切替設定圧力を下げる必要
はなく、それらの設定圧力を最大限に大きく設定
することが可能となり、クレーン能力の向上が図
れる。

（実施例） 第１図において、１は油圧ポンプ、２はメイン
リリーフ弁、３は方向制御弁、４はカウンタバラ
ンス弁、５はウインチドラム駆動用油圧モータ、
６は同モータ５のレギユレータ、７はオーバーロ
ードリリーフ弁、８は高低速選択弁、９は容量切
替弁である。

上記モータ５は可変容量形油圧モータの一種
で、レギユレータ６によりモータ押しのけ容量が
大容量と小容量に切替えられて高低二速度に切替
えられる二速度形油圧モータであり、レギユレー
タ６の大容量用油室６ａに圧力が導かれた時にモ
ータ５の傾転が小さく、押しのけ容量が小容量と
なり、モータ５が高速回転され、逆に小容量用油
室６ｂに圧力が導かれた時にモータ５の傾転が大
きく、大容量となり、モータ５が低速回転され
る。

オーバーロードリリーフ弁７はそのドレン通路
１２がタンク１３に連通された外部ドレン方式の
絶対圧力形リリーフ弁であり、カウンタバランス
弁４の下流で上記モータ５の巻上げ用圧油供給管
路１０と、巻下げ用圧油供給管路１１との間に設
けられている。

高低速選択弁８はスイツチ（図示省略）からの
電気信号（外部指令）により低速位置ｃと高速位
置ｄとに切替えられる電磁切替弁であり、カウン
タバランス弁４の下流にあつて、その低速位置ｃ
で、モータ巻上げ用圧油供給管路１０に接続され
た負荷圧力取出し用パイロツト管路１４を第１管
路１６に連通させるとともに、第２管路１７をタ
ンク１３への排出管路１５に連通させ、高速位置
ｄで、上記パイロツト管路１４を第２管路１７に
連通させるとともに、第１管路１６を上記排出管
路１５に連通させるようになつている。

容器切替弁９は上記高低速選択弁８とレギユレ
ータ６との間に直列配置で設けられ、上記第１管
路１６をレギユレータ６の大容量用油室６ａに連
通させるとともに第２管路１７を小容量用油室６
ｂに連通させるｅ位置と、第１管路１６を小容量
用油室６ｂに連通させるとともに第２管路１７を
大容量用油室６ａに連通させるｆ位置とに切替自
在となつており、常態でばね１９によりｅ位置に
保持されている。１８は容量切替弁のスプールの
一端に設けられた切替用パイロツトシリンダで、
そのヘツド側油室１８ａは第２管路１７に連通さ
れ、ロツド側油室１８ｂは上記レギユレータ６の
小容量用油室６ｂに連通されている。なお、この
容量切替弁９も絶対圧形で、そのドレン管路２０
が外部ドレン方式でタンク１３に連通されてい
る。

また、上記オーバーロードリリーフ弁７の設定
圧力をP₁、容量切替弁９の切替設定圧力をP₂、
モータ５の許容圧力をP₃とすると、 P₃＞P₁＞P₂ に設定されている。なお、メインリリーフ弁２の
設定圧力P₄はオーバーロードリリーフ弁７の設
定圧力P₁より低圧（P₁＞P₄）に設定されている
のが通例である。

次に、作用について説明する。

まず、方向制御弁３を巻上げ位置ａに切替える
と、ポンプ１の吐出油がカウンタバランス弁４お
よび巻上げ用圧油供給管路１０を経てモータ５に
供給され、モータ５が巻上げ方向に回転され、こ
のモータ５からの排出油が管路１１を経てタンク
１３に戻される。

この巻上げ運転時において、高低速選択弁８を
低速位置ｃに保持しておけば、パイロツト管路１
４が第１管路１６に連通されるとともに、第２管
路１７およびパイロツトシリンダ１８のヘツド側
油室１８ａがタンク１３に連通され、容量切替弁
９がばね１９により図示のｅ位置に保持されてい
る。このため上記管路１０の圧力すなわちモータ
５の負荷圧力P₀がパイロツト管路１４から第１
管路１６を経てレギユレータ６の大容量用油室６
ａに導かれ、モータ５が大容量となり、低速高ト
ルクで吊荷の巻上げ運転が行われる。

一方、上記巻上げ運転時に、高低速選択弁８を
高速位置ｄに切替えると、上記パイロツト管路１
４が第２管路１７および上記ヘツド側油室１８ａ
に連通されるとともに、第１管路１６がタンク１
３に連通される。このとき吊荷が軽荷重で、モー
タ５の負荷圧力P₀が容量切替弁９の切替設定圧
力P₂以下であれば、容量切替弁９が図示のｅ位
置に保持され、上記大容量用油室６ａがタンク１
３に連通されるとともに、モータ負荷圧力P₀が
レギユレータ６の小容量用油室６ｂに導かれ、モ
ータ５が小容量となり、高速低トルクで吊荷の巻
上げ運転が行われる。

また、上記巻上げ運転時で高低速選択弁８を高
速位置ｄに切替えた状態において、吊荷が重荷重
でモータ５の負荷圧力P₀が容量切替弁９の切替
設定圧力P₂を越えると、その圧力P₀で容量切替
弁９が自動的にｆ位置に切替えられる。このた
め、上記小容量用油室６ｂがタンク１３に連通さ
れるとともに、モータ負荷圧力P₀が第２管路１
７から大容量用油室６ａに導かれ、モータ５が大
容量となり、低速高トルクで吊荷の巻上げ運転が
行われる。

すなわち高低速選択弁８を高速位置ｄに切替え
た状態で巻上げ運転を行えば、吊荷が軽荷重の時
は高速低トルク運転、重荷重の時は低速高トルク
運転に自動的に切替えられ、荷重に応じて最適な
状態で効率のよい作業が行われる。

なお、上記容量切替弁９の切替え時において、
ｅ位置からｆ位置へ切替える時は、切替用パイロ
ツトシリンダ１８のヘツド側油室１８ａとロツド
側油室１８ｂの双方に負荷圧力P₀が導かれるた
め、その切替えのための有効受圧面積は両油室１
８ａ，１８ｂの面積差に相当する分だけで小さく
なつている。これに対し、容量切替弁９がｆ位置
に切替えられた後は、ロツド側油室１８ｂがタン
ク１３に連通されるので、ヘツド側油室１８ａの
受圧面積がそのまま切替えのための有効受圧面積
となり、その有効受圧面積が上記ｅ位置からｆ位
置へ切替える場合に比べて大きくなる。このた
め、上記容量切替弁９がｆ位置に切替えられた後
は、モータ５が大容量になるに伴つて負荷圧力
P₀が低下するが、このように負荷圧力P₀が下が
つても容量切替弁９がばね１９によつてｅ位置に
戻されることはなく、ｆ位置に保持されたままで
あり、モータ５が大容量のままで低速高トルク運
転が遂行される。

次に、方向制御弁３を巻下げ位置ｂに切替える
と、ポンプ１の吐出油が管路１１を経てモータ５
に供給され、モータ５が巻下げ方向に回転され
る。このとき上記管路１１の圧力（巻下げ指令圧
力）によりカウンタバランス弁４が開かれ、モー
タ５の排出油が管路１０からカウンタバランス弁
４を経てタンク１３に戻され、このカウンタバラ
ンス弁４とオーバーロードリリーフ弁７によりモ
ータ５が制動されながら巻下げ方向に回転され
る。

この巻下げ運転時に、高低速選択弁８が低速位
置ｃにあれば、上記低速巻上げ時と同様に、容量
切替弁９がｅ位置にあつて、管路１０のモータ負
荷圧力P₀がレギユレータ６の大容量用油室１８
ａに導かれ、モータ５が大容量となり、低速高ト
ルクで吊荷の巻下げ運転が行われる。

一方、上記巻下げ運転時に、高低速選択弁８を
高速位置ｄに切替えておけば、上記高速巻上げ時
と同様に、管路１０のモータ負荷圧力P₀がパイ
ロツト管路１４から第２管路１７を経て小容量用
油室１８ｂに導かれ、モータ５が小容量となり、
高速低トルク巻下げが行われる。

この場合、上記管路１０のモータ負荷圧力P₀
がパイロツトシリンダ１８のヘツド側油室１８ａ
に導かれるが、この管路１０はモータ出口側であ
るため、この巻下げ運転中は重荷重であつても管
路１０内のモータ負荷圧力P₀が容量切替弁９の
切替え設定圧力P₂より低圧であり、容量切替弁
９がｆ位置に切替えられることはなく、ｅ位置に
保持されたままであり、従つて、高低速選択弁８
が高速位置ｄにある限り、負荷の軽重に関係なく
高速低トルク巻下げが行われる。

次に、上記高速巻下げ時において、方向制御弁
３を巻下げ位置ｂから中立位置に戻して減速、停
止する場合、管路１１からモータ５への供給流量
が次第に少なくなるとともに、管路１１内の巻下
げ加速圧力が次第に低下し、これに伴つてカウン
タバランス弁４が次第に絞られ、モータ５から管
路１０およびカウンタバランス弁４を経てタンク
１３に流出される流量が次第に絞られ、モータ５
が減速、停止される。

このとき上記カウンタバランス弁４が絞られる
に伴つて、モータ出口側管路１０のモータ負荷圧
力P₀が次第に上昇し、その圧力P₀が容量切替弁
９の切替設定圧力P₂を越えると、容量切替弁９
がｆ位置に切替えられ、上記負荷圧力P₀がレギ
ユレータ６の大容量用油室６ａに導かれ、モータ
５が大容量に切替えられる。ただしこの場合、モ
ータ５はハンチング防止のために小容量から大容
量に徐々に切替えられる。このためモータ５が大
容量に切替え終るまでにモータ出口側管路１０の
負荷圧力P₀が引続いて上昇しようとする。

しかし、このように負荷圧力P₀が上昇しても、
その圧力P₀がオーバーロードリリーフ弁７の設
定圧力P₁を越えようとすると、オーバーロード
リリーフ弁７が作動し、上記モータ出口側管路１
０の負荷圧力P₀がモータ入口側の管路１１にリ
リーフされる。このときモータ入口側の巻下げ指
令圧力も上昇しているが、オーバーロードリリー
フ弁４が外部ドレン方式の絶対圧形リリーフ弁で
あるので、このリリーフ弁４に上記巻下げ指令圧
力が背圧として作用することはなく、オーバーロ
ードリリーフ弁４はその初期設定圧力P₁通りで
作動する。しかも、このオーバーロードリリーフ
弁４の設定圧力P₁がモータ５の許容圧力P₃より
低圧に設定されているので、上記負荷圧力P₀が
モータ許容圧力P₃を越えることはなく、モータ
５が破損するおそれはない。

また、上記モータ５が大容量に切替えられるま
でにモータ出口側の管路１０の負荷圧力P₀が上
昇しても、かつ、モータ入口側の管路１１の巻下
げ指令圧力が上昇しても、オーバーロードリリー
フ弁４が上記巻下げ指令圧力に影響されることな
く、常に確実に初期設定圧力P₁で作動するので、
このリリーフ弁４の設定圧力P₂を上記モータ５
の許容圧力P₃以下の範囲で最大限に大きく設定
でき、これに伴つて容量切替弁９の切替設定圧力
P₂も大きく設定でき、巻上げ時の高速運転範囲
を大きくでき、クレーン能力を向上できることに
なる。

上記実施例において、方向制御弁３は手動切替
弁に限らず、リモコン弁からのパイロツト圧によ
つて切替えるパイロツト式方向制御弁を用いても
よく、高低速選択弁８は手動切替弁でもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明は、高低速選択弁を低速位
置に切替えることにより、モータを大容量にして
低速での巻上げおよび巻下げを行うことができ
る。また、高低速選択弁を高速位置に切替えてお
けば、巻上げ時にモータの負荷圧力が小さい軽荷
重の時はモータが自動的に小容量となり、高速低
トルク巻上げを行うことができ、負荷圧力が大き
い重荷重の時はモータが自動的に大容量となり、
低速高トルク巻上げを行うことができ、さらに、
巻下げ時は負荷の軽重に関係なくモータが小容量
となり高速低トルク巻下げを行うことができる。

また、とくに上記高速巻下げから減速、停止す
る場合、モータの負荷圧力の上昇に伴つて容量切
替弁が切替えられ、モータが自動的に大容量に切
替えられるとともに、そのの大容量への切替え過
渡期に、オーバーロードリリーフ弁がモータ許容
圧力より低圧で作動するので、上記モータ負荷圧
力がモータ許容圧力を越えることを確実に防止で
き、モータの破損を確実に防止でき、機械寿命を
向上できる。

しかも、上記モータ破損防止のために従来のよ
うにオーバーロードリリーフ弁の初期設定圧力お
よび容量切替弁の切替設定圧力を下げる必要はな
く、それらの設定圧力を最大限に大きく設定する
ことができ、従来に比べて巻上げ時の高速運転範
囲を大きくでき、クレーン能力を大幅に向上でき
る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示す油圧回路図である。 １……油圧ポンプ、３……方向制御弁、４……
カウンタバランス弁、５……ウインチドラム駆動
用二速度形油圧モータ、６……レギユレータ、６
ａ……大容量用油室、６ｂ……小容量用油室、７
……オーバーロードリリーフ弁、８……高低速選
択弁、９……容量切替弁、１０，１１……管路、
１２……オーバーロードリリーフ弁のドレン通
路、１３……タンク、１４……モータ負荷圧力取
出し用パイロツト管路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 油圧ポンプの吐出油を方向制御弁とカウンタ
   バランス弁を介してウインチドラム駆動用二速度
   形油圧モータに供給するように構成した油圧ウイ
   ンチの制御装置において、上記モータとカウンタ
   バランス弁との間に外部ドレン形のオーバーロー
   ドリリーフ弁が設けられ、カウンタバランス弁の
   下流に、外部指令により高速位置と低速位置とに
   切替えられる高低速選択弁と、容量切替弁とが直
   列配置で設けられ、容量切替弁は、高低速選択弁
   が高速位置で上記モータの負荷圧力が所定圧力以
   下の時にモータ負荷圧力を上記モータに付設され
   たレギユレータの小容量用油室に導くとともに大
   容量用油室をタンクに連通させる高速位置と、高
   低速選択弁が高速位置でモータ負荷圧力が所定圧
   力を越えた時および高低速選択弁が低速位置の時
   にモータ負荷圧力を上記大容量用油室に導くとと
   もに小容量用油室をタンクに連通させる低速位置
   とに切替自在に設けられ、上記オーバーロードリ
   リーフ弁の設定圧力がモータの許容圧力より低圧
   で、容量切替弁の切替設定圧力より高圧に設定さ
   れていることを特徴とする油圧ウインチの制御装
   置。