JPH0610907A - 油圧モータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 傾斜した状態での油圧モータの操縦を簡単化
する。 【構成】 方向切換弁１４の操作に応じて油圧モータ１
１の運転が制御される制御装置において、油圧モータ１
１の負荷であるターンテーブル１０を制動するブレーキ
装置３０と、ターンテーブル１０の旋回方向モーメント
を検出する旋回方向モーメントセンサ２３と、方向切換
弁１４の切換方向を検出する位置センサ２１と、油圧モ
ータ１１の入口側の圧力を検出する圧力センサ２０と、
これらセンサによる検出データに基づいてブレーキ装置
３０のアクチュエータ３８を制御するコントローラ２２
とを備えており、コントローラ２２は、モーメントセン
サ２３による旋回方向Ｍ_L 、Ｍ_R と、方向切換弁１４の
切換方向Ｌ、Ｒとの関係に対応して、圧力センサ２０に
よって検出される圧力と、ブレーキ装置３０のアクチュ
エータ３８とを制御するように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧モータの制御装置
に関し、例えば、油圧式トラッククレーン、油圧式ショ
ベル等の油圧式建設機械におけるターンテーブルの駆動
に使用される油圧モータの制御装置に利用して有効なも
のに関する。

【０００２】

【従来の技術】トラッククレーン等の建設機械におい
て、ブームが搭載されているターンテーブルの旋回駆動
は油圧モータによって行われている。また、この油圧モ
ータの駆動制御を行う手段として、手動式または油圧パ
イロット式、電磁操作式等の方向切換弁が使用されてお
り、クレーンオペレータがこの切換弁を操作することに
より、方向、速さ、力が調整されている。

【０００３】すなわち、油圧ポンプから送られて来た作
動油は方向切換弁を通る。方向切換弁の操作位置が中立
位置にある時には、油圧モータの回転が停止状態にな
る。その操作位置が正位置では、油圧モータは正方向に
回転する。油圧モータの駆動機能がターンテーブルの旋
回の場合は、例えば、左旋回になる。逆に、方向切換弁
の操作位置が逆位置では、油圧モータは逆方向に回転す
る。油圧モータの駆動機能がターンテーブルの旋回の場
合は右旋回になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、油圧式建設
機械としてのトラッククレーンは、各種荷役や土木作業
等で広く使用されているため、傾斜地で使用される場合
が発生する。このように、トラッククレーンが傾斜地で
使用される場合、油圧モータの回転駆動トルクと、負荷
としてのターンテーブル側からの負荷トルク（負荷側旋
回力）との相対関係で、油圧モータの始動時に、油圧モ
ータのスリップによって、クレーンのターンテーブルが
傾斜に沿って所望の方向とは逆の方向に回転してしまう
問題が発生する。

【０００５】そこで、クレーンオペレータはターンテー
ブルの不慮の逆回転を回避するために、クレーンの操縦
につき細心の注意を払うことになる。そして、細心の注
意を払って逆回転を回避した結果、逆に、ターンテーブ
ルの回り出しが急になってしまう問題を発生する場合が
ある。

【０００６】このように、傾斜地でのトラッククレーン
の操縦はクレーンオペレータにとって多大な負担になっ
ており、この負担を軽減することができる油圧モータの
制御装置の開発が要望されている。

【０００７】本発明の目的は、負荷が傾斜した状態での
油圧モータの操縦を簡単化することができる油圧モータ
の制御装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る油圧モータ
の制御装置は、油圧源とタンクとを結ぶ油圧回路に介設
されて圧油の供給方向に応じて正逆方向に回転する油圧
モータに、圧油の流れる方向を正逆方向に切り換える方
向切換弁が接続されており、方向切換弁の操作に応じて
油圧モータの運転が制御される油圧モータの制御装置に
おいて、前記油圧モータに接続された負荷を制動するブ
レーキ装置と、負荷の旋回方向モーメントを検出する旋
回方向モーメントセンサと、前記方向切換弁の切換方向
を検出する位置センサと、前記油圧モータの入口側の圧
力を検出する圧力センサと、これらセンサによる検出デ
ータに基づいて前記ブレーキ装置のアクチュエータを制
御するコントローラとを備えており、前記コントローラ
は、前記旋回方向モーメントセンサによる旋回方向と、
前記位置センサによる方向切換弁の切換方向との関係に
対応して、前記圧力センサによって検出される圧力と、
前記ブレーキ装置のアクチュエータとを制御するように
構成されていることを特徴とする。

【０００９】

【作用】前記した手段によれば、負荷の傾斜等による不
正な旋回力の旋回方向と、方向切換弁の所望の切換方向
との関係に対応した制御がコントローラによって実行さ
れるため、油圧モータについては不正な旋回力の旋回方
向に見合った駆動制御が自動的に実施されることにな
る。したがって、例えば、油圧モータの負荷が重力に対
して傾斜している場合においても、オペレータの方向切
換弁の操作による油圧モータの操縦についての負担は軽
減されることになる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例である油圧モータの
制御装置を示す回路図、図２はその作用を説明するため
のフローチャート図である。

【００１１】本実施例において、本発明に係る油圧モー
タの制御装置は、トラッククレーンにおけるブームが搭
載されたターンテーブル１０の旋回を駆動するための油
圧モータ１１を制御するものとして構成されている。

【００１２】制御対象である油圧モータ１１は油圧源１
２およびタンク１３に方向切換弁１４を介して接続され
ており、方向切換弁１４は３位置・６ポート・手動操作
式スプール方向切換弁（以下、スプール弁という。）と
して構成されている。

【００１３】スプール弁１４のＢポートと油圧モータ１
１とを連絡する管路と、Ｃポートと油圧モータ１１とを
連絡する管路との間には、３本の管路１６、１７、１８
がそれぞれ橋絡されており、各管路１６、１７、１８に
は逆止弁１９が２個宛それぞれ介設されている。また、
第１管路１６と第２管路１７との間には、油圧モータ１
１の入口側圧力を制御するためのリリーフ弁１５が介設
されている。

【００１４】リリーフ弁１５の一次側には圧力センサ２
０が接続されており、この圧力センサ２０はリリーフ弁
１５の一次側圧力を検出するように構成されている。ま
た、圧力センサ２０の出力端はマイクロコンピュータ等
によって構成されているコントローラ２２に接続されて
おり、その検出データをコントローラ２２に送信するよ
うになっている。

【００１５】一方、スプール弁１４のスプールには位置
センサ２１が配設されており、この位置センサ２１はス
プールの切換位置Ｌ、Ｎ、Ｒを検出するように構成され
ている。また、位置センサ２１の出力端は圧力センサ２
０が接続された前記コントローラ２２に接続されてお
り、その検出データをコントローラ２２に送信するよう
になっている。

【００１６】他方、クレーンの機台（図示せず）におけ
るターンテーブル１０に対向する位置にはブレーキ装置
３０が設備されている。このブレーキ装置３０はシリン
ダ装置３１を備えており、シリンダ装置３１のシリンダ
室３２にはピストン３３が摺動自在に嵌装されている。
ピストン３３のロッド３４はターンテーブル１０の一部
に対向されており、このロッド３４の対向端部にはブレ
ーキシュー３５が固定されている。シリンダ室３２内に
はリターンスプリング３６がピストン３３をターンテー
ブル１０の方向へ常時付勢するように装着されている。

【００１７】また、シリンダ装置３１のシリンダ室３２
は油圧回路３７により一方で油圧モータ１１に接続さ
れ、他方でタンク１３に接続されている。さらに、シリ
ンダ室３１は管路３９を介して前記リリーフ弁１５に接
続されており、この管路３９の途中には絞り弁４０が介
設されている。

【００１８】ターンテーブル１０には旋回方向モーメン
ト検出器２３が設備されており、この検出器２３はター
ンテーブル１０の旋回方向モーメントを検出するように
構成されている。また、検出器２３の出力端は前記コン
トローラ２２に接続されており、その検出データをコン
トローラ２２に送信するようになっている。

【００１９】また、ターンテーブル１０には回転センサ
２４が配設されており、この回転センサ２４はターンテ
ーブル１０の回転数（回転速度）を検出するように構成
されている。また、回転センサ２４は前記コントローラ
２２に接続されており、その検出データをコントローラ
２２に送信するようになっている。

【００２０】コントローラ２２の出力側には電磁リリー
フ弁３８が接続されている。このコントローラ２２は圧
力センサ２０、位置センサ２１、旋回方向モーメント検
出器２３および回転センサ２４の各検出出力に基づい
て、電磁リリーフ弁３８を後述する作用の通りに制御す
るように構成されている。

【００２１】すなわち、コントローラ２２は後述する旋
回方向モーメントＭに対応した設定値Ｐ１、Ｐ２が記憶
されているメモリー（図示せず）を備えており、コント
ローラ２２は、油圧モータ１１の入口側圧力Ｐｉに相当
する圧力センサ２０による検出値Ｐｘが、負荷側トルク
に相当するターンテーブル１０の軸モーメントに見合っ
た値に達した後に、電磁リリーフ弁３８にブレーキ解除
指令を送信するように構成されている。

【００２２】次に作用を説明する。油圧モータ１１によ
ってクレーンのターンテーブル１０が正方向に旋回（以
下、左旋回とする。）される場合、クレーンオペレータ
によってスプール弁１４が中立位置Ｎから正方向切換位
置Ｌに切換られる。この際、スプール弁１４が微動操作
領域のストローク範囲を越えて操作されると、スプール
弁１４におけるＡポートおよびＰポートは完全に閉じら
れ、ＤポートとＣポートの相互間、および、Ｂポートと
Ｔポートの相互間は全開される。

【００２３】これにより、大量の作動油が油圧源１２か
らスプール弁１４を経て油圧モータ１１に順方向に流れ
るため、油圧モータ１１が正方向に回転され、ターンテ
ーブル１０が左旋回される。

【００２４】逆に、油圧モータ１１によってクレーンの
ターンテーブル１０が逆方向に右旋回される場合、クレ
ーンオペレータによってスプール弁１４が中立位置Ｎか
ら逆方向切換位置Ｒに切換られる。

【００２５】これにより、大量の作動油が、油圧源１２
→スプール弁１４のＤポート→Ｂポート→油圧モータ１
１→スプール弁１４のＣポート→Ｔポート→タンク１３
と、前記とは逆方向に流れるため、油圧モータ１１が逆
方向に回転され、ターンテーブル１０が逆方向に右旋回
される。

【００２６】ところで、トラッククレーンが傾斜地等に
おいて使用される場合、ターンテーブル１０にはクレー
ンのブームの荷重が偏って作用するため、ターンテーブ
ル１０にはこの作用力によってターンテーブル１０を不
慮に旋回させようとする不正な力（以下、負荷側旋回力
という。）が加わる。

【００２７】この負荷側旋回力が油圧モータ１１による
旋回方向と一致している場合には、ターンテーブル１０
の回り出しが急になり、反対である場合には、ターンテ
ーブル１０が油圧モータ１１のスリップによって不慮に
逆旋回する危険性がある。

【００２８】ターンテーブル１０の不慮の逆旋回現象
は、ブレーキ装置３０によってターンテーブル１０の制
動力を制御することにより、防止することができる。ま
た、ターンテーブル１０の急な回り出し現象は、油圧モ
ータ１１による旋回力の増強に連動させてブレーキ装置
３０の制動力を徐々に解除することにより、防止するこ
とができる。

【００２９】そして、本実施例によれば、コントローラ
２２による電磁リリーフ弁３８の制御によって、前記現
象の発生が自動的に防止される。

【００３０】以下、トラッククレーンが傾斜地で使用さ
れ、ターンテーブル１０に負荷側旋回力が加わる場合に
おけるコントローラ２２による自動制御作用を、図２を
参照にして説明する。なお、説明の簡単化のため、負荷
側旋回力の大きさの変動に関する点は省略する。

【００３１】トラッククレーンの運転停止中、ターンテ
ーブル１０はブレーキ装置３０により制動された状態に
なっている。すなわち、シリンダ装置３１のリターンス
プリング３６によってピストン３３が押され、ブレーキ
シュー３５がピストンロッド３４を介してターンテーブ
ル１０に押接された状態になっている。

【００３２】スプール弁１４が中立位置Ｎから左旋回位
置Ｌまたは右旋回位置Ｒに切り換えられると同時に、コ
ントローラ２２による制御が開始される。

【００３３】まず、コントローラ２２は位置センサ２１
からの検出信号によってスプール弁１４の切換位置Ｌま
たはＲおよびストローク量を判定する。

【００３４】同時に、コントローラ２２は旋回方向モー
メント検出器２３からの検出信号によって負荷側旋回力
の方向Ｍ_L またはＭ_R を判定する。

【００３５】続いて、コントローラ２２は、スプール弁
１４の切換位置ＬまたはＲによるターンテーブル１０の
所望の旋回方向ＬまたはＲと、負荷側旋回力の方向Ｍ_L
またはＭ_R との関係を判定する。すなわち、Ｌ＝Ｍ_L 、
Ｒ＝Ｍ_R 、または、Ｒ＝Ｍ_L、Ｌ＝Ｍ_R のいずれの関係
にあるか判定する。

【００３６】スプール弁１４の切換位置ＬまたはＲと、
負荷側旋回力の方向Ｍ_L またはＭ_Rとが一致している場
合、すなわち、Ｌ＝Ｍ_L 、Ｒ＝Ｍ_R の場合には、コント
ローラ２２は、圧力センサ２０による検出圧力値Ｐｘが
予め設定されてメモリーに記憶された第１設定圧力値Ｐ
１以上、すなわち、Ｐｘ≧Ｐ１になっているか否かを判
定する。

【００３７】そして、圧力センサ２０による検出圧力値
Ｐｘが設定値Ｐ１以上になっている場合には、コントロ
ーラ２２は電磁リリーフ弁３８にブレーキ解除指令を送
信する。これにより、このルーチンによる制御が完了す
る。

【００３８】このブレーキ解除指令の送信によって電磁
リリーフ弁３８が作動され、もってブレーキ装置３０の
シリンダ室３２におけるスプリング３６と反対側の圧力
室に圧油が送給される。その結果、ピストンロッド３４
が後退されるため、ブレーキシュー３５によるターンテ
ーブル１０の拘束が解除される。

【００３９】このようにしてブレーキ装置３０による制
動が解除されると、ターンテーブル１０は油圧モータ１
１によって旋回駆動されることになる。このとき、油圧
モータ１１が予め設定された圧力値Ｐ１によって制御さ
れるため、ターンテーブル１０は急な回り出しを起こす
ことなく、適正に回り出すことになる。

【００４０】そして、ターンテーブル１０の旋回速度は
回転センサ２４によって検出され、コントローラ２２に
送信される。なお、コントローラ２２はこの検出データ
によって、ターンテーブル１０の回転速度を必要に応じ
てフィードバック制御することもできる。

【００４１】反対に、スプール弁１４の切換位置Ｌまた
はＲと、負荷側旋回力Ｍ_L またはＭ_R の方向とが一致し
ていない場合、すなわち、Ｌ＝Ｍ_R 、Ｒ＝Ｍ_L の場合に
は、コントローラ２２は、圧力センサ２０による検出圧
力値Ｐｘが予め設定されてメモリーに記憶された負荷側
旋回力に応じた第２設定圧力値Ｐ２以上、すなわち、Ｐ
ｘ≧Ｐ２、になっているか否かを判定する。

【００４２】そして、圧力センサ２０による検出圧力値
Ｐｘが設定値Ｐ２以上になっている場合には、コントロ
ーラ２２は電磁リリーフ弁３８にブレーキ解除指令を送
信する。これにより、このルーチンによる制御が完了す
る。

【００４３】このブレーキ解除指令の送信によって電磁
リリーフ弁３８が作動され、もって、ブレーキ装置３０
のシリンダ室３２におけるスプリング３６と反対側の圧
力室に圧油が送給される。その結果、ピストンロッド３
４が後退されるため、ブレーキシュー３５によるターン
テーブル１０の拘束が解除される。

【００４４】このとき、コントローラ２２は電磁リリー
フ弁３８にピストンロッド３４を徐々に後退させる制御
信号を送信する。したがって、ブレーキシュー３５によ
るターンテーブル１０の押圧力は徐々に小さくなり、こ
のブレーキシュー３５によるターンテーブル１０のブレ
ーキ力は徐々に解除されることになる。

【００４５】そして、ブレーキ力が徐々に解除されて行
き、油圧モータ１１の駆動力がブレーキ力よりも勝った
ところで、ターンテーブル１０はスプール弁１４が指定
した所望の方向へ油圧モータ１１によって駆動されるこ
とになる。

【００４６】このとき、油圧モータ１１は予め設定され
た圧力値Ｐ２によって駆動制御されるため、ターンテー
ブル１０は負荷側旋回力Ｍ_L またはＭ_R によって逆旋回
されることなく、クレーンオペレッタの操作によってス
プール弁１４に指定された所望の旋回方向ＬまたはＲに
適正に回り出すことになる。

【００４７】そして、ターンテーブル１０の旋回速度は
回転センサ２４によって検出され、コントローラ２２に
送信される。

【００４８】以上のようにして本実施例によれば、トラ
ッククレーンが傾斜地等で使用された場合であっても、
ターンテーブル１０の適正な旋回始動を自動的に制御す
ることができるため、クレーンオペレータのターンテー
ブルの逆旋回現象や急な回り出し現象についての負担を
軽減させることができるとともに、これらの現象による
不測の事故の発生を未然に防止することができる。

【００４９】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々
変更可能であることはいうまでもない。

【００５０】例えば、ターンテーブルを制動するための
ブレーキ装置はシリンダ装置によって構成するに限ら
ず、油圧ジャッキ装置や電動ジャッキ装置等によって構
成してもよい。

【００５１】また、ブレーキ装置を制御するためのアク
チュエータとしては電磁比例式リリーフ弁を使用するに
限らず、他の圧力制御弁や可変絞り弁、さらには、電力
供給装置等を使用することができる。

【００５２】なお、前記実施例においては、ターンテー
ブルの負荷側旋回力と方向切換弁との方向関係を主にし
て制御作用を説明したが、これに負荷側旋回力と油圧モ
ータの始動時の駆動力（入口側圧力）との大きさについ
ての要素を加えてもよい。これらの関係はコントローラ
に予めプログラムすることができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
油圧モータ始動時における負荷側旋回力による影響を自
動的に制御することができるため、オペレータの操縦に
ついての負担を軽減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である油圧モータの制御装置
を示す回路図である。

【図２】その作用を説明するためのフローチャート図で
ある。

【符号の説明】

１１…油圧モータ、１２…油圧源、１３…タンク、１４
…方向切換弁（スプール弁）、１５…リリーフ弁、１
６、１７、１８…管路、１９…逆止弁、２０…圧力セン
サ、２１…位置センサ、２２…コントローラ、２３…旋
回方向モーメント検出器、２４…回転センサ、３０…ブ
レーキ装置、３１…シリンダ装置、３２…シリンダ室、
３３…ピストン、３４…ピストンロッド、３５…ブレー
キシュー、３６…リターンスプリング、３７…油圧回
路、３８…電磁比例式リリーフ弁（アクチュエータ）、
３９…油圧回路、４０…絞り弁、Ｌ…左（正）方向旋
回、Ｒ…右（逆）方向旋回、Ｍ_L …左方向の負荷側旋回
力、Ｍ_R …右方向の負荷側旋回力、Ｐｘ…圧力センサの
検出圧力値、Ｐ１…第１設定圧力値、Ｐ２…第２設定圧
力値。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧源とタンクとを結ぶ油圧回路に介設
   されて圧油の供給方向に応じて正逆方向に回転する油圧
   モータに、圧油の流れる方向を正逆方向に切り換える方
   向切換弁が接続されており、方向切換弁の操作に応じて
   油圧モータの運転が制御される油圧モータの制御装置に
   おいて、 前記油圧モータに接続された負荷を制動するブレーキ装
   置と、負荷の旋回方向モーメントを検出する旋回方向モ
   ーメントセンサと、前記方向切換弁の切換方向を検出す
   る位置センサと、前記油圧モータの入口側の圧力を検出
   する圧力センサと、これらセンサによる検出データに基
   づいて前記ブレーキ装置のアクチュエータを制御するコ
   ントローラとを備えており、 前記コントローラは、前記旋回方向モーメントセンサに
   よる旋回方向と、前記位置センサによる方向切換弁の切
   換方向との関係に対応して、前記圧力センサによって検
   出される圧力と、前記ブレーキ装置のアクチュエータと
   を制御するように構成されていることを特徴とする油圧
   モータの制御装置。