JPH0730628Y2 - 油圧ウインチの制御装置 - Google Patents

油圧ウインチの制御装置

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JPH0730628Y2
JPH0730628Y2 JP1990011057U JP1105790U JPH0730628Y2 JP H0730628 Y2 JPH0730628 Y2 JP H0730628Y2 JP 1990011057 U JP1990011057 U JP 1990011057U JP 1105790 U JP1105790 U JP 1105790U JP H0730628 Y2 JPH0730628 Y2 JP H0730628Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は油圧ウインチの制御装置に関するものである。
(従来技術) 第8図に公知制御回路の一例を示す。1a及び1bは油圧ポ
ンプで、通常は馬力一定制御付である。その特性は第15
図に示すごとく吐出圧力P1が上昇すると吐出油量qが減
少してポンプの入力馬力を一定以下に制御する。又通常
は第2ポンプ1bとクロスセンシングを行っており、第2
ポンプ1bの吐出圧P2の上昇に伴って吐出量が第15図の実
線から点線そして破線というふうに減少し、第1ポンプ
I3と第2ポンプ1bの合計の入力馬力を一定以下に制御し
ている。
2a,2bはリリーフ弁、3a,3bは補巻用の流量方向制御弁で
ある。そして弁3aは1速制御用、弁3bは2速制御用で、
夫々の特性を第16図と第17図に示す。この流量特性は負
荷側圧の増加に従いパイロット操作圧Piは図の如く増加
方向に変化するが、圧力補償付の弁を用いると負荷圧に
無関係に破線の様になる。
4a,4bは主巻用の流量方向制御弁で、4bが1速用の制御
弁、4aが2速用の制御弁である。5a,5bはカウンターバ
ランス弁、6a,6bはウインチの巻上モータである。前記
制御弁3a,3bと4a,4bはパイロット操作圧Piにより通常遠
隔操作される。
このパイロット操作圧Piを発生させるのが第10図に示す
リモコン弁9a,9bである。このリモコン弁のレバー操作
角θとパイロット操作圧Piの関係を第14図に示す。通常
1速と2速を区別するディテントが中間付近にあり、そ
の時のパイロット操作圧をP1、フルストローク時のパイ
ロット操作圧をP2とする。この回路でリモコン弁9aの操
作レバーを徐々に倒してゆくと、パイロット操作圧Piは
第14図に従い増加してゆき、方向制御弁3aが先づ開き始
めて第16図に従い油がモータへ流れ巻上モータ6aが回転
して荷が巻上がる。さらにレバーを倒して1速のディテ
ント部P1では方向制御弁3aは完全に切換り、油圧ポンプ
1aの吐出油はすべて巻上モータ6aに流れ込む。さらにリ
モコン弁9aを操作すると2速域に入り、2速制御用の方
向制御弁3aが開いてゆき、油圧ポンプ1bの油が合流され
て巻上モータ6aはさらに加速されてゆく。この時負荷圧
が低ければ第12図の実線の如く変化し、中間での足ぶみ
状態はあるものの、レバーを倒せば速度は増加してゆ
く。中間でのデテントによる足ぶみは圧力補償付の弁を
用いれば第18図実線の如く過大なデテントによる足ぶみ
状態は容易に解消できる。
ところが負荷圧が大きくなると1速域では第2ポンプ1b
は無負荷である為、第1ポンプ1aの圧力−吐出量特性は
第15図実線の様になり、高負荷域でも流量の大きな低下
はなく、第12図(第18図)のN2迄モータ回転速度は上昇
する。
次に2速域にはいると、第2ポンプ1bにも第1ポンプ1a
と同じ高圧が発生する。この圧力を第1ポンプ1aがクロ
スセンシングする為、第1ポンプ1aの圧力−吐出量特性
は第15図破線の如く変化し、第1ポンプ1aの吐出量が急
激に減少しモータ回転速度は第12図のN3迄低下する。さ
らにリモコン弁9aを操作すれば第17図の破線に従い油圧
ポンプ1bの油が方向制御弁3bを通過して巻上モータ6aに
供給される為、巻上モータ6aの回転速度は再び第12図
(第18図)の破線に従い増加する。2速域初期における
モータ回転速度の低下は、ポンプ吐出量自体の低下の
為、圧力補償付のバルブを使用しても第18図の如くさけ
られず速度を増加させようとしているのに速度が急激に
下るという矛盾が生じ、操作性を悪化させる不具合があ
る。
又補巻を2速域にし主巻を1速域に操作すると、方向制
御弁3a,3b,4bが切換り、方向制御弁4aは中立のままとな
る。この時巻上モータ6aの戻り油が方向制御弁3aを通
り、方向制御弁4aの中立部を通ってタンクへ逃げ、方向
制御弁3bを通って負荷のある方向制御弁4b側へは流れな
い現象が起き、巻上モータ6bが操作しているにもかかわ
らず回転しない不具合が生じる。又第1ポンプ1aと第2
ポンプ1bの吐出油を合流させている為、低負荷時は大流
量が巻上モータに供給されること、あるいは合流させる
為配管が複雑になる等により圧損が発生し、効率上問題
がある。
次に第9図に公知回路のもう1つの例を示す。7a,7bは
容量可変型モータ、8a,8bはモータの定馬力制御装置で
第11図にその1例を示す。10はモータ吸収量を可変にす
る為のサーボピストン、11は定馬力制御する為の制御弁
である。このモータの回路圧−出力トルク特性を第19図
に例示する。回路の最高圧以下に設定圧Psを決める。容
量可変型モータ7a,7bは回路圧が設定圧Ps以下の時は最
小吸収量qminになる様に構成されており、回路圧が上昇
し設定値Psを超えると で求められるqまでモータの吸収量が増加して回路圧を
設定圧Psに保持する。さらに負荷トルクTが上昇して前
記(2)式より求めるq=qmaxとなった以降はこれ以上
モータ吸収量は増加しえないのでさらに回路圧が上昇し
てゆく。
この方式でのレバー操作角の変化即ちパイロット操作圧
Piの変化とモータ回転速度の関係を例示したのが第13図
である。リモコン弁の特性は前述の如く第14図であるか
ら、操作レバーの操作角θ即ちパイロット操作圧Piとモ
ータ回転速度Nの関係が負荷の変化により大きく変化す
るという不具合が生ずる事がわかる。これは圧力補償付
の流量方向制御弁を用いる事により第20図のレベルまで
改善はできるが、レバーの操作量と速度が1対1の対応
というには程遠いものである。
この方式は第1速のポジション即ち第1速と第2速間の
小さな足ぶみ状態が無いこと、比較的低い速度で主巻・
補巻を同調させようとしても、速度が負荷により変化す
る為、同調が困難でバケツ等の複索作業に適さないこと
等の問題がある。
(考案が解決しようとする課題) 従来技術の問題点に鑑み、 1)1本のレバーで微速から最高速度迄を任意に制御可
能にすること、 2)1速と2速を使い分けられる様にすること、 3)レバー位置と速度が1対1の対応とする様にするこ
と、 4)主巻と補巻の組合せで禁止の組合せをなくすこと、 5)流量を減らし圧損によるロスを下げること、等を可
能とする制御回路を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 第1の可変容量ポンプ12aと、第1の可変容量ポンプと
独立して設けられた第2の可変容量ポンプ12bとを有
し、前記第1の可変容量ポンプ12aに接続され外部信号
により制御可能な流量方向制御弁15aと、該流量方向制
御弁15aとカウンターバランス弁17a及び外部信号により
制御可能で保持圧が一定に達するとそれ以上モータ吸収
容量が減少しない容量制御装置18aとを介し接続された
可変容量モータ19aと、前記第2の可変容量ポンプ12bに
接続され外部信号により制御可能な流量方向制御弁15b
と、該流量方向制御弁15bとカウンターバランス弁17b及
び外部信号により制御可能で保持圧が一定に達するとそ
れ以上モータ吸収容量が減少しない容量制御装置18bと
を介し接続された可変容量モータ19bとで構成され、リ
モコン弁等の外部信号により速度指令を漸増させると、
先づ流量方向制御弁15a,15bが作用して可変容量モータ1
9a,19bへのモータ流入量を増加させ、流量方向制御弁15
a,15bが全開となった付近から次に可変容量モータ19a,1
9bの容量を減少させ、モータ回転数を増加させる様にし
た。
そして前記容量制御装置18をサーボピストン20と外部信
号によって制御可能なサーボ弁21との組合せで構成し
た。
(実施例) 第1図〜第7図に基づいて本発明の実施例を説明する。
12a,12bは可変容量ポンプ、13a,13bはリリーフ弁、14a,
14bは可変容量ポンプ12aの前後に配管した圧力補償用コ
ンペンセータ、15a,15bは流量方向制御弁、16a,16bはシ
ャトル弁、17a,17bはカウンターバランス弁、18a,18bは
可変容量モータ19a,19bの容量制御装置である。
第2図は容量制御装置18(18a,18b)の1例で、これは
容量可変用サーボピストン20とサーボ弁21よりなり、そ
の特性を第4図に例示する。本システムは通常パイロッ
ト操作圧Piにより遠隔制御されるが、Piを発生するリモ
コン回路を第3図に例示する。22(22a,22b)はリモコ
ン弁、23(23a,23b)はシャトル弁である。
(作動) 次に本考案の作動につき説明する。リモコン弁22(第3
図)を操作すると第14図の如くレバー操作角θに対応し
たパイロット操作圧Piが立つ。通常は1速域P0≦Pi≦P1
と2速域P1≦Pi≦P2に区別されており、Pi≒Piの所でデ
ィテント保持できる様になっている。パイロット操作圧
Piにより流量方向制御弁15が作動する。その流量特性は
第16図の圧力補償付の場合となりパイロット操作圧Piに
ほぼ1対1に対応した油が通過してモータに供給され
る。モータ吸収量qmとパイロット操作圧Piの関係は第4
図の通りであるから、1速域Pi≦P1ではモータ吸収量qm
は最大になっており、負荷の大小にかかわらず一定であ
る。従ってモータ回転速度は第5図に例示した様に、パ
イロット操作圧Pi即ちレバー操作角とほぼ1対1で対応
する。さらにレバーを操作し、パイロット操作圧PiP1
上にすると第4図に従いモータの吸収量qmが減少する。
従って負荷が小さい時は第5図実線の如くモータ速度が
上昇していく。
負荷が大きい時にモータ吸収量qmを減らしてゆくと、前
記(1)式より明らかな様に必要なトルクTを発生する
回路圧が上昇してゆき、やがてはリリーフ弁13の設定圧
Psに達して止ってしまう不具合が出る。従ってこのモー
タは回路圧がリリーフ弁13の設定圧Psに達した時点で容
量制御装置18のサーボ弁21(第2図)に信号(e又は
f)を送り、モータ吸収量qmがさらに減少するのを止め
る様に構成されている。第4図の特性は負荷が増加する
につれ実線→点線→破線の方向へ無段階に変化すること
を示す。今、回路設定圧Psを、第15図でポンプの馬力制
御の始まる圧力PLより弱干低めに設定しておけば、モー
タ吸収量の減少に伴う回路圧の上昇はポンプの馬力制御
域P>PLに入らない為、モータ吸収量qmの減少中にポン
プ吐出量qの減少は起らない。
一方2速域になっても第2ポンプの吐出油はタンクへ逃
げている為、P2の上昇に共う第1ポンプ吐出油量の減少
も起らない。従って第5図の如く2速域に入ってもある
速度に達するとそれ以上の速度にはならないだけで速度
の変化領域では常にレバー操作角とモータ速度が1対1
で対応し非常に操作しやすくなる。
(効果) 第1の可変容量ポンプ12aと、第1の可変容量ポンプと
独立して設けられた第2の可変容量ポンプ12bとを有
し、前記第1の可変容量ポンプ12aに接続され外部信号
により制御可能な流量方向制御弁15aと、該流量方向制
御弁15aとカウンターバランス弁17a及び外部信号により
制御可能で保持圧が一定に達するとそれ以上モータ吸収
容量が減少しない容量制御装置18aとを介し接続された
可変容量モータ19aと、前記第2の可変容量ポンプ12bに
接続され外部信号により制御可能な流量方向制御弁15b
と、該流量方向制御弁15bとカウンターバランス弁17b及
び外部信号により制御可能で保持圧が一定に達するとそ
れ以上モータ吸収容量が減少しない容量制御装置18bと
を介し接続された可変容量モータ19bとで構成され、リ
モコン弁等の外部信号により速度指令を漸増させると、
先づ流量方向制御弁15a,15bが作用して可変容量モータ1
9a,19bへのモータ流入量を増加させ、流量方向制御弁15
a,15bが全開となった付近から次に可変容量モータ19a,1
9bの容量を減少させ、モータ回転数を増加させる様にし
た。
このような構成にしたので、 (1)リモコン弁の1本のレバーの操作で微速から最高
速度迄を任意に制御可能となった。
(2)1速と2速を使いわけることができるようになっ
た。
(3)レバー位置と速度が1対1の対応をする様になっ
た。
(4)主巻と補巻の組合せで禁止の組合せをなくすこと
が可能となった。
(5)流量を減らし圧損によるロスを下げることが可能
となった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の制御回路を示す図。 第2図は容量制御装置の一例を示す図。 第3図はリモコン弁の詳細図。 第4図はパイロット操作圧とモータ吸収量及び負荷の関
係を示す図。 第5図はパイロット操作圧とモータ回転数及び負荷の関
係を示す図。 第6図はパイロット操作圧とポンプ吸収量及び負荷の関
係を示す図。 第7図はパイロット操作圧とモータ回転数及び負荷の関
係を示す図。 第8図は公知制御回路を示す図。 第9図は同じく別の公知制御回路を示す図。 第10図はリモコン弁の詳細を示す図。 第11図はモータの定馬力制御装置。 第12図はパイロット操作圧とモータ回転数及び負荷との
関係を示す図。 第13図はレバー操作圧とモータ回転速度及び負荷の関係
を示す図。 第14図はリモコン弁のレバー操作角とパイロット圧の関
係を示す図。 第15図は油圧ポンプの特性図。 第16図と第17図は流量方向制御弁の流量特性図。 第18図はパイロット操作圧と回転速度及び負荷の関係
図。 第19図はモータの回路圧−トルク図。 第20図はパイロット操作圧と回転速度及び負荷の関係
図。 図において; 1a…第1ポンプ、1b…第2ポンプ 2a,2b…リリーフ弁、3a,3b…流量方向制御弁 4a,4b…流量方向制御弁、5a,5b…カウンターバランス弁 6a,6b…巻上モータ、7a,7b…容量可変型モータ 8a,8b…(モータの)定馬力制御装置 9a,9b…リモコン弁、10…サーボピストン 11…制御弁、12a,12b…可変容量ポンプ 13a,13b…リリーフ弁 14a,14b…圧力補償用コンペンセータ 15a,15b…流量方向制御弁、16a,16b…シャトル弁 17a,17b…カウンターバランス弁 18a,18b…容量制御装置、19a,19b…可変容量モータ 20…サーボピストン、21…サーボ弁 22a,22b…リモコン弁、23a,23b…シャトル弁

Claims (2)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の可変容量ポンプ(12a)と第1の可
    変容量ポンプと独立して設けた第2の可変容量ポンプ
    (12b)を有し、前記第1の可変容量ポンプ(12a)に接
    続されリモコン弁等の外部信号により制御可能な流量方
    向制御弁(15a)と、該流量方向制御弁(15a)とカウン
    ターバランス弁(17a)及び外部信号により制御可能
    で、保持圧が一定に達するとそれ以上モータ吸収容量が
    減少しない容量制御装置(18a)とを介し接続された可
    変容量モータ(19a)と、前記第2の可変容量ポンプ(1
    2b)に接続され外部信号により制御可能な流量方向制御
    弁(15b)と、該流量方向制御弁(15b)とカウンターバ
    ランス弁(17b)及び外部信号により制御可能で保持圧
    が一定に達するとそれ以上モータの吸収容量が減少しな
    い容量制御装置(18b)とを介し接続された可変容量モ
    ータ(19b)とで構成され、前記外部信号により速度指
    令を漸増させると、先づ流量方向制御弁(15a,15b)が
    作用して可変容量モータ(19a,19b)へのモータ流入量
    を増加させ、流量方向制御弁(15a,15b)が全開となっ
    た付近から次に可変容量モータ(19a,19b)の容量を減
    少させ、モータ回転数を増加させる様にしたことを特徴
    とする油圧ウインチの制御装置。
  2. 【請求項2】容量制御装置(18)がサーボピストン(2
    0)と前記外部信号によって制御可能なサーボ弁(21)
    の組合せからなる請求項第1項記載の油圧ウインチの制
    御装置。
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