JPH0654902U - カウンタバランス弁の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 建設作業中の環境変化に応じて、作動油の油
温や流量等に変動が生じた場合であっても、巻下げ作業
を安定的に行う。 【構成】 油圧モーター４の回転数Ｎ_M を検出する手段
２６と、油圧モーター４の保持圧Ｐ2 を検出する手段２
７をカウンタバランス弁７の後段側に設ける。又、方向
制御弁３の操作レバー２８の操作量Ｐ_S を検出する手段
２９と、油温θを検出する手段３０を設け、上記各検出
手段の検出値に基づいて電磁比例減圧弁２０を制御する
制御装置２３を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は建設機械の油圧回路に関するものであり、特に、カウンタバランス弁 の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図７は、従来のカウンタバランス弁を用いた油圧回路図である。エンジン１に よって油圧ポンプ２を駆動し、方向制御弁３の操作によって油圧モーター４を回 転させ、ウインチドラム５を正逆何れかに回転して吊り荷６を上下動する。方向 制御弁３の後段にはカウンタバランス弁７が設けられ、吊り荷６を下降させる場 合について述べれば、油圧モーター４の巻下げ側へ導出する巻下げ圧Ｐ1 の一部 をカウンタバランス弁７へ分岐し、絞り８及び絞り９によってカウンタバランス 弁７のスプール１０の受圧部１１にスプール駆動圧Ｐ_A を生じさせる。

【０００３】 該スプール１０はばね室１２に介装したばね１３により受圧部１１方向へ付勢 されており、受圧部１１のスプール駆動圧Ｐ_A が高くなってばね１３のばね圧よ り大になったときは、スプール１０がばね１３に抗して図中右方向へスライドし 、油圧モーター４の保持圧Ｐ2 側の油が流量制御部１４を通過してカウンタバラ ンス弁７の外へ排出されるとともに、ばね室１２内の油も絞り１５を通過して外 へ排出される。

【０００４】 吊り荷６を下降させる場合、作業効率を向上させるためには巻下げ圧Ｐ1 を小 さくすればよいが、巻下げ圧Ｐ1 を極端に小にするとキャビテーションが生じて 油圧機器に損傷を与えることになる。従来のカウンタバランス弁を用いた油圧回 路に於いては、定常状態での流量制御部１４が開き始める巻下げ圧Ｐ1 の大きさ 、並びに巻下げ圧Ｐ1 の変化量に対する流量制御部１４の開口面積の変化量の割 合等の静特性については、ばね１３のばね力及び初期たわみ量、絞り８及び９の 大きさの比、受圧部１１の面積、流量制御部１４の形状等によって決まる。又、 巻下げ圧Ｐ1 の変化に対するスプール１０の応答性即ち動特性については、ばね １３のばね力及び絞り８，９，１５の大きさ並びに受圧部１１の面積によって決 定している。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

従来のカウンタバランス弁を用いた油圧回路では、前述したように多種の要素 によって巻下げ圧の制御を安定化させているが、建設機械を実動させた場合には 、作動油の速度（流量）、荷重（圧力）等の動作条件範囲が広域に亘り、設計段 階での予測が困難である。従って、操作性を常に良好に維持するためには、前述 した各種要素の調整が必要となり、作業の都度之等の調整を行うことは現実的に は不可能である。

【０００６】 そこで、実際の作業環境に応じて作動油の油温や流量等に変動が生じた場合で あっても、巻下げ作業を安定的に行うために解決すべき技術的課題が生じてくる のであり、本考案はこの課題を解決することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記目的を達成するために提案されたものであり、油圧モーターを制 御する方向制御弁の後段に設けられるカウンタバランス弁に於いて、油圧モータ ーの回転数を検出する手段と、該油圧モーターの保持圧を検出する手段をカウン タバランス弁の後段側に設け、前記方向制御弁の操作レバーの操作量を検出する 手段と、作動油の油温を検出する手段を設け、カウンタバランス弁のスプール駆 動圧を発生させる電磁比例減圧弁を設けて、前記各検出手段の検出値に基づいて 該電磁比例減圧弁を制御するようにしたカウンタバランス弁の制御装置を提供す るものである。

【０００８】

【作用】

油圧モーターの保持圧を検出し、方向制御弁の操作レバーの操作量に応じて変 化する油圧モーターの回転数を検出する。これと同時に、作動油の油温を検出し 、之等の検出値に基づいて電磁比例減圧弁を制御し、カウンタバランス弁のスプ ール駆動圧を制御する。各検出値が変化したときは、夫々の検出値の変化に応じ て電磁比例減圧弁を制御し、カウンタバランス弁のスプール駆動圧を変化させる 。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図１乃至図６に従って詳述する。尚、説明の都合上 、従来技術と同一の構成部分は同一符号を付して説明は省略する。図１に於いて 、油圧モーター４の巻下げ側の油路１６から油路１７を分岐し、その途中にチェ ック弁１８を介装する。油圧源１９から電磁比例減圧弁２０を介して前記油路１ ７及びカウンタバランス弁７の受圧部１１側へ接続する。電磁比例減圧弁２０の ソレノイド２１には駆動アンプ２２が接続され、制御装置２３で制御するように 構成されている。尚、ばね室１２の油は油路２４により、流量制御部１４の排出 油とともに方向制御弁３を介してタンク２５へ戻る。

【００１０】 ここで、油圧モーター４の回転数Ｎ_M を検出する手段２６を油圧モーター４へ 設け、油圧モーター４の保持圧Ｐ2 を検出する手段２７をカウンタバランス弁７ の後段側に設ける。又、方向制御弁３の操作レバー２８の操作量Ｐ_S を検出する 手段２９を設けるとともに、作動油の油温θを検出する手段３０を設ける。 而して、本考案の作用を図２のフローチャートに従って説明する。先ず、検出 手段２６，２７で油圧モーター４の回転数Ｎ_M 及び保持圧Ｐ2 を読み込み、検出 手段２９にて操作レバー２８の操作量Ｐ_S を読み込むとともに、検出手段３０に て油温θを読み込む（ステップ１）。次に、ステップ２でカウンタバランス弁７ のスプール１０の基本位置Ｙ₀ を求める。Ｙ₀ は次式で求められる。

【００１１】

【数１】

【００１２】 但し、ｆ₁ は図３に示すような関数である。 ステップ３で油圧モーター４の回転数Ｎ_M によるスプール１０の補正位置Ｙ₁ を算出する。Ｙ₁ は次式で求められる。

【００１３】

【数２】

【００１４】 但し、ｆ₂ は図４に示すように、ある基準値Ｎ_M0に対して、Ｎ_M ＜Ｎ_M0であると きはＹ₁ が正、即ち開口面積が大きくなる方向へスプール１０が移動する。これ に対して、Ｎ_M ＞Ｎ_M0であるときはＹ₁ が負、即ち開口面積が小となる方向へス プール１０が移動する。 ステップ４で油温θによるスプール１０の補正位置Ｙ₂ を算出する。Ｙ₂ は次 式で求められる。

【００１５】

【数３】

【００１６】 但し、ｆ₃ は図５に示すように、ある基準値θ₀ に対して、θ＜θ₀ であるとき はＹ₂ が正、即ち開口面積が大きくなる方向へスプール１０が移動する。これに 対して、θ＞θ₀ であるときはＹ₂ が負、即ち開口面積が小となる方向へスプー ル１０が移動する。 ステップ５は油圧モーター４の保持圧Ｐ2 、即ち負荷の変動によるスプール１ ０の補正位置Ｙ₃ を算出する。Ｙ₃ は次式で求められる。

【００１７】

【数４】

【００１８】 但し、ｆ₄ は図６に示すように、ある基準値Ｐ2₀に対して、Ｐ2 ＜Ｐ2₀であると きはＹ₃ が負、即ち開口面積が小となる方向へスプール１０が移動する。これに 対して、Ｐ2 ＞Ｐ2₀であるときはＹ₃ が正、即ち開口面積が大となる方向へスプ ール１０が移動する。 ステップ６では上記各検出値に基づいて実際のスプール１０の位置Ｙを算出す る。Ｙは次式で求められる。

【００１９】

【数５】

【００２０】 ステップ７で、スプール１０が上記Ｙの位置に移動するための受圧部１１に掛 かるスプール駆動圧Ｐ_A に変換する。 ステップ８では、電磁比例減圧弁２０の二次圧即ちスプール駆動圧Ｐ_A がステ ップ７で算出した値となるように、制御装置２３から駆動アンプ２２へ信号を出 力し、駆動アンプ２２からソレノイド２１へ電気信号を通電して電磁比例減圧弁 ２０を制御する。

【００２１】 斯くして、油圧モーター４の保持圧Ｐ2 （即ち負荷）或いはモーター回転数Ｎ _M （即ち流量）及び油温θの変動に対しても、操作レバー２８の操作量Ｐ_S に応 じて安定したウインチ操作性を得ることができる。 尚、本考案は、本考案の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、 そして、本考案が該改変されたものに及ぶことは当然である。

【００２２】

【考案の効果】

本考案は上記一実施例に詳述したように、油圧モーターの回転数と保持圧並び に油温を常時検出し、操作レバーの操作量に応じた最適のスプール位置を制御装 置で算出する。そして、電磁比例減圧弁を制御して、上記算出された最適のスプ ール駆動圧を発生させてスプールの位置を保持するため、各種要素の変動に対し て巻下げ操作が急変することがなく、安定した作業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のカウンタバランス弁の制御装置を用い
た油圧回路図。

【図２】本考案の作用を示すフローチャート。

【図３】レバー操作量とＹ₀ との関係を示すグラフ。

【図４】油圧モーター回転数とＹ₁ との関係を示すグラ
フ。

【図５】油温とＹ₂ との関係を示すグラフ。

【図６】油圧モーターの保持圧とＹ₃ との関係を示すグ
ラフ。

【図７】従来のカウンタバランス弁を用いた油圧回路
図。

【符号の説明】

３ 方向制御弁 ４ 油圧モーター ７ カウンタバランス弁 １０ スプール １１ 受圧部 ２０ 電磁比例減圧弁 ２３ 制御装置 ２６，２７ 検出手段 ２９，３０ 検出手段 Ｐ1 巻下げ圧 Ｐ2 保持圧 Ｐ_A スプール駆動圧 Ｎ_M 油圧モーターの回転数 Ｐ_S 操作レバーの操作量 θ 油温

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧モーターを制御する方向制御弁の後
   段に設けられるカウンタバランス弁に於いて、油圧モー
   ターの回転数を検出する手段と、該油圧モーターの保持
   圧を検出する手段をカウンタバランス弁の後段側に設
   け、前記方向制御弁の操作レバーの操作量を検出する手
   段と、作動油の油温を検出する手段を設け、カウンタバ
   ランス弁のスプール駆動圧を発生させる電磁比例減圧弁
   を設けて、前記各検出手段の検出値に基づいて該電磁比
   例減圧弁を制御するようにしたことを特徴とするカウン
   タバランス弁の制御装置。