JPH1137321A

JPH1137321A - 切換弁並びに２速式油圧モータ制御方法及び制御回路

Info

Publication number: JPH1137321A
Application number: JP21126197A
Authority: JP
Inventors: Susumu Miura; 浦進三
Original assignee: AINTETSUKU KK
Current assignee: AINTETSUKU KK
Priority date: 1997-07-22
Filing date: 1997-07-22
Publication date: 1999-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】２速式油圧モータの負荷時かつ逆転時にのみ
作用する過負荷危険を解消制御する過負荷セフティ機構
を提案する。【解決手段】３ポート２位置切換弁の切換スプールを
作動させる２つのパイロットポートと、一方のパイロッ
トポート側に切換圧を設定するバネと、他方のパイロッ
トポート側に配設した異径２段パイロットピストンとよ
り構成された切換弁を含む２速式制御回路構成におい
て、油圧モータ及びカウンタバランス弁間の圧力を他方
のパイロットポートに導いてパイロットピストン小径受
圧面に作用させ、油圧モータ逆転時のモータ出口の排出
油側圧力を一方のパイロットポートに導きパイロットピ
ストンの大径受圧面に作用させた構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、陸用及び舶用ウインチ
に使用される２速型油圧モータを制御するために適用し
て好適な２速過負荷セフティ切換弁及び２速過負荷セフ
ティ制御回路並びに２速過負荷セフティ制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ウインチ等に採用されている油圧
モータは低速高トルク型が一般に採用され、更に２速タ
イプのものが操作上便宜のため利用されている。しかし
２速タイプの油圧モータは、しばしばウインチ荷重下に
おいて、巻き下げ時の落下事故を将来する場合がある。
これでは利用上危険であり、この油圧モータを含む油圧
回路に対し様々な改良がなされている。

【０００３】図３において、２速タイプの油圧モータ２
を採用した油圧回路において、１速で低速・高トルク、
２速で高速・低トルクとなる切換式のモータを採用して
ウインチ用油圧回路を構成したものである。そして巻き
上げ・巻き戻しのため手動式の切換弁により操作が可能
に構成されている。この場合、負荷時かつ巻き戻し時更
に２速状態においては、油圧ポンプから供給された圧油
は、一旦油圧モータに供給されるが、重力が加わるの
で、いわゆる失速状態に陥るので、この油圧回路に２速
過負荷セフティ弁を設けることにより、対応をしてい
る。

【０００４】２速過負荷セフティ弁は、油圧モータ・内
蔵カウンタバランス弁間の１速・２速切換の設定圧力を
２００kgf/cm²とし、それ以上の圧力になると、自動的
に油圧モータ内蔵の１速２速切換弁を切換え作動させる
圧力を発生させる目的で使用される。したがって、ウイ
ンチに使用した場合、負荷２速下降時に２００kgf/cm²
を超える圧力がモータ・カウンタバランス弁間に作用す
ると、自動的に２速から１速に切り替えることになる。
これにより、油圧モータ内部に発生する過大圧力・負圧
及びキャビテーションによる圧力波形の振幅が極端に小
さくなり安定した圧力波形を示し、２速タイプ油圧モー
タを採用したウインチの負荷２速下降時のアンバランス
状態を解消できることになる。

【０００５】しかし実際には２速から１速に切り換える
際に内部圧力が大きいため、油圧モータには過度的圧力
が発生することがある。したがって、油圧モータ回転変
化による回転軸に接続された負荷が過度的に衝撃的な応
力を発生し、また急激な慣性変化により、甚だしいとき
は吊りワイヤが切断する虞れがあり、極めて危険であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる点に鑑
み、ウインチ等に使用したときの負荷下降時における衝
撃的な応力を未然に防止することを主たる目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１に、３ポ
ート２位置切換弁において、切換スプールを作動させる
２つのパイロットポートを形成し、一方のパイロットポ
ート側にはバネを配設して切換圧を設定し、他方のパイ
ロットポート側にはパイロットピストンを配設したもの
であり、切換スプールのみの切換弁を使用して高圧の油
圧回路中に組み込んだ場合に、ノーマル位置から切換位
置まで移動させるための線径の太さを大きくせざるを得
ない等の切換設定用バネの必然的大型化が避けられない
が、パイロットピストンを設けてパイロットを圧をこの
パイロットピストンに作用させるようにした間接切換構
成としたので、パイロットピストンを切換圧設定を低い
圧力でも調整できることになり、よって、自由な圧力で
切り換えが可能となって油圧回路に管路の耐圧を軽減で
きるものである。

【０００８】本発明は、第２に、３ポート２位置切換弁
において、切換スプールを作動させる２つのパイロット
ポートを形成し、一方のパイロットポート側にはバネを
配設して切換圧を設定し、他方のパイロットポート側に
はパイロットピストンを配設し、パイロットピストンは
異径２段としたものであり、単なる柱状パイロットピス
トンの場合に生ずる２速形油圧モータのレンジ切り換え
の際のレンジ切換反復動作に伴う回転変動のムラ（ハン
チング現象）を防止するようにしたものである。

【０００９】本発明は第３に、上記異径パイロットピス
トンの小径側をコニカルポペットシート状としたもので
あり、パイロットピストン小径部の着座時に圧油の漏れ
を未然に防止し得るものである。

【００１０】本発明は第４に、３ポート２位置切換弁に
おいて、切換スプールを作動させる２つのパイロットポ
ートを形成し、一方のパイロットポート側にはバネを配
設して切換圧を設定し、他方のパイロットポート側には
パイロットピストンを配設し、パイロットピストンは異
径２段とし、他方のパイロットポートと異径２段パイロ
ットピストンの小径側との間にオリフィスを設けること
により、パイロットピストンの感圧反応時間を鈍化させ
て切換スプールの移動を遅くし、切換時のショックを解
消したものである。

【００１１】本発明は第５に、上記切換スプールに対し
スプールスリット（三角溝）を設けることにより、スプ
ールの切り換わり始めに流入される流量が少なく移動に
伴って徐々に多くなるようにして切換弁をファインコン
トロール可能にしたものである。

【００１２】本発明は第６に、更に他方のパイロットポ
ートからの圧力を直接受ける直動リリーフ弁をパイロッ
トピストンと並列に設け、このリリーフ弁の出口を異径
２段パイロットピストンの大径側に接続したことによ
り、危険域となる過大圧力発生時においてその圧力が直
動リリーフ弁に作用するため、パイロットピストンに連
動した切換スプールを瞬時に切り替え、油圧モータ内部
圧力の脈動を抑制して未然に自動的に危険域でのウイン
チの使用を不可能とし、使用の安全性を高め得るように
したものである。

【００１３】本発明は第７に、２速式油圧モータ及びそ
の附属油圧部品とで構成されて１速間２速に随時切り換
えて使用する制御回路において、油圧モータの負荷時か
つ逆転時にのみ作用する過負荷危険を解消制御する過負
荷セフティ機構を設けた制御回路としたので、ウインチ
等に使用したときの負荷下降時における衝撃的な応力を
未然に防止し得るものである。

【００１４】本発明は第８に、上記過負荷セフティ機構
は３ポート２位置切換弁の切換スプールを作動させる２
つのパイロットポートを形成し、一方のパイロットポー
ト側にはバネを配設して切換圧を設定し、他方のパイロ
ットポート側にはパイロットピストンを配設し、パイロ
ットピストンは異径２段とした切換弁を使用し、油圧モ
ータ及びカウンタバランス弁間の圧力を他方のパイロッ
トポートに導きパイロットピストン小径受圧面に作用さ
せ、油圧モータ逆転時のモータ出口の排出油側圧力を一
方のパイロットポートに導きパイロットピストンの大径
受圧面背面に作用させた油圧制御回路としたので、パイ
ロットピストンの１次及び２次側の圧力変動があっても
１次圧・２次圧両受圧面の差圧が油圧モータの正味負荷
圧として作用することにより、油圧モータ正転時一方及
び他方のパイロットポートが同圧になるため、パイロッ
トピストンはバネの作用によりシート面に確実に着座し
てモータレンジが１速（低速）から２速（高速）へ確実
に切り換え得るものである。

【００１５】本発明は第９に、上記油圧回路において、
油圧戻り管路にブースト背圧発生弁、油圧モータの逆転
時入口ポートにチェック弁を設けることにより、双方の
弁によって油圧モータ逆転時に戻り管路からバイパスさ
せた油量が油圧モータの逆転時入口ポートに供給される
ことにより、過負荷に基づくキャビテーション現象を未
然に抑制・防止し得るものである。

【００１６】本発明は第１０に、上記過負荷セフティ機
構は２速かつ逆転時にのみ作動するリミットスイッチ
と、リミットスイッチのオン時に働く圧力スイッチと、
圧力スイッチのオンにより１・２速切換弁を操作するた
めの電磁弁と、１・２速切換弁の切り換えにより油圧モ
ータが１速レンジに切り換えられるようにした電気制御
回路としたので、ウインチ等に使用したときの負荷下降
時における衝撃的な応力を未然に防止し得ると共に、電
気的処理によるため、衝撃対策のための設定・調整及び
応答性が向上するものである。

【００１７】本発明は第１１に、上記電気制御回路にお
いて、油圧モータ逆転時の油圧モータ及びカウンタバラ
ンス弁間の背圧を検出する圧力スイッチと内蔵カウンタ
バランス弁モータ出口の排出側の出口圧力を検出する圧
力スイッチとを設け、双方の圧力信号の演算信号を得る
ようにしたので、正確な油圧モータの制御、換言すれ
ば、ウインチ２速負荷制御が可能となるものである。

【００１８】本発明は第１２に、上記過負荷セフティ機
構は、油圧戻り管路にブースト背圧発生逆止弁、油圧モ
ータの逆転時入口ポートに逆止弁を設けることにより、
双方の弁によって油圧モータ逆転時に戻り管路からバイ
パスさせた油量が油圧モータの逆転時入口ポートに供給
されることにより、過負荷に基づくキャビテーション現
象を未然に抑制・防止し得るものである。

【００１９】

【実施例】以下本発明の一実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示す
過負荷セフティ切換弁の断面図である。

【００２０】図１において、１０は弁本体を示し、夫々
Ａポート、Ｐポート、Ｔポートが形成された２位置３ポ
ート切換弁である。そして夫々流路に通じる切換スプー
ル１１が収納され、円筒形スプール１１は内蔵バネ１２
によって図中左方向へ押圧されている。そしてこのスプ
ールの中央のランドには、図１，図２に示すように、三
角状の溝１６が形成されている。溝１６はスプール１１
が切換えられてＰポート又はＴポートからの圧油がＡポ
ートへ流入される際、最初は絞られ、徐々に流量が多く
なるように傾斜を設けたものである。

【００２１】弁体右部１０ａには突子１３を介してバネ
１２の圧力を調整するネジ１４が螺合され、弁体右部１
０ａに設けたパイロットポートＰＰ１からの圧油が切換
スプール１１へ作用されるように構成されている。

【００２２】弁体左部１０ｂには切換スプール１１と同
心位置にパイロットピストン２０が設けられている。パ
イロットピストン２０は更に異径とされ、切換スプール
１１側が大径とされ、反対側は小径とされる。切換スプ
ール１１のパイロットピストン２０側すなわち左端側の
溝１１ａと貫通孔１１ｂとによってパイロットポートＰ
Ｐ１からの圧力がパイロットピストン２０の大径側に加
わる。このような間接切換式の弁により、単なる柱状パ
イロットピストンの場合に生ずる２速形油圧モータの切
換レンジの回転変動のムラ（ハンチング現象）を防止し
得ることになる。

【００２３】更に、小径側２０ａはコニカルポペットシ
ート状に形成されている。これにより、パイロットピス
トン小径部２０ａのシート着座時に圧油の漏れを未然に
防止し得ることになる。パイロットピストン２０の小径
側はパイロットポートＰＰ２側と流路が通じている。

【００２４】パイロットポートＰＰ２にはパイロットピ
ストン２０との流路途中にオリフィス２１が形成されて
いる。これにより、パイロットピストンの移動時間を多
くしてパイロットピストンの感圧機能を鈍化させ、切換
スプール１１の移動を遅くすることになる。

【００２５】パイロットポートＰＰ２には更にパイロッ
トピストン２０の小径側に通じるバイパス流路２２が形
成され。その間に直動形リリーフ弁２５が設けられてい
る。これにより、危険域となる過大圧力発生時において
その圧力が直動リリーフ弁２５に作用するため、パイロ
ットピストン２０に連動した切換スプール１１を瞬時に
切り替え、油圧モータ２の内部圧力の脈動を抑制して未
然に危険域でのウインチの使用を自動的に不可能とし、
安全性を高め得る

【００２６】このような過負荷セフティ弁１は、図３に
示すような油圧回路に利用される。過負荷セフティ弁１
は高速低速回転を切り替え得る２速式油圧モータの駆動
に使用して好適なものである。

【００２７】２は２速式油圧モータを示し、モータ２の
回転軸にはキャプスタンが取り付けられてウインチとし
て使用される。切換弁３により圧油が順方向へ流れてモ
ータ２が順方向回転され、巻き込み（巻き上げ）が可能
となる。この場合、モータ２は１速レンジ（低速高トル
ク）又は２速レンジ（高速低トルク）と切り換えられ
る。すなわち図３に示すように、油圧モータ２内蔵のカ
ウンタバランス弁４と内蔵チェックポペット５との前後
圧差はこのチェックポペット５のクラッキング（開き）
圧力０．５kg/cm²分だけチェックポペット５の開き入口
側が高く設定している。したがって、過負荷セフティ弁
１のパイロットポートＰＰ１側の圧力がパイロットポー
トＰＰ２側の圧力より０．５kg/cm²高く、かつ過負荷セ
フティ弁１の内蔵バネ１２が作用しているため、過負荷
セフティ弁１はノーマル位置（図示）を保持するため、
過負荷セフティ弁１が作動することはない。

【００２８】次に荷重時巻き戻し時かつ２速レンジにお
いては、しばしば圧油供給管路６内が負圧となりキャビ
テーションが発生することがある。そのため種々の派生
障害が生ずる。そのため、図４に示すように、巻き戻し
戻油排出管７側と過負荷セフティ弁１のパイロットポー
トＰＰ１とを接続し、油圧モータ２及び内蔵カウンタバ
ランス弁４間の圧力をパイロットポートＰＰ２に供給可
能に接続し、油圧モータ２に内蔵の１・２速切換弁８の
供給側と過負荷セフティ弁１のＡポートとを接続し、Ｐ
ポート及びＴポートは夫々１・２速切換のための圧油供
給源及びドレインに接続されるように構成している。

【００２９】このような構成において、ウインチとして
使用した場合、荷重巻き戻し時に２速レンジにて使用す
るときは、予め過負荷セフティ弁１の調整ネジ１４にて
設定圧力、直動形リリーフ弁２５の設定圧力を夫々２０
０kgf/cm²としておく。したがって、油圧モータ２の２
速レンジから１速レンジに切り替える場合はパイロット
ピストン２０の小径側に作用する圧力は２００kgf/cm²
に相当する圧力が加わることが必要となる。すなわち図
１に示すように、パイロットピストンの小径側の径をｄ
₁とし、大径側の径をｄ₂とした場合、

【００３０】受圧面口径ｄ₁：ｄ₂ ＝圧力受圧面積Ｓ₁：Ｓ₂

【００３１】となり、

【００３２】Ｓ₁×リリーフ弁圧力２００kgf/cm²／Ｓ₂

【００３３】に相当する圧力で、パイロットピストン２
０を２速レンジから１速レンジに切換えられるため、切
換スプール１１が１速レンジにする切換位置に移動して
油圧モータ２が２速から１速に切り換えられることにな
る。

【００３４】この場合、パイロットポートＰＰ２側には
オリフィス２１が形成されているため、２速（高速）か
ら１速（低速）に切り換える際に、急速にレンジ変換し
たときに発生する油圧モータ２に連結したウインチドラ
ム負荷の急激慣性変化に伴い吊り荷振れショックが解消
され、レンジの切り換えに相当の時間がかかるため、緩
やかにファインセーブコントロールが可能となる。また
切り換えスプール１１に三角溝１６が形成されているた
め、移動初期においては油圧モータ２の内蔵カウンタバ
ランス弁４への作用圧油の流量が少なく、徐々に増加す
るように作用するため、同様の作用が生ずる。したがっ
て、双方の機構により、相乗効果を奏することになる。

【００３５】また荷重巻き戻し時において、急激に巻き
戻し管路の圧力が高くなり、直動形リリーフ弁２５の設
定圧を超えたときは、直動形リリーフ弁２５が作動し高
圧が直接パイロットピストン２０の大径側に作用して、
瞬時に切換スプール１１が移動して油圧モータ２の内蔵
切換弁８に瞬時に作用させるため、２速レンジから瞬時
に１速レンジに切り換えられることになる。直動形リリ
ーフ弁２５の設定圧以上の圧力の発生はウインチの過負
荷によるものである。

【００３６】よって以上の構成によれば、２速時の過負
荷の危険を回避して安全にするための切換弁として機能
することになる（２速過負荷セフティ機能）。また２速
（高速）から１速（低速）に切り換える際に瞬時でなく
徐々に切り換えられるので、切り換えの際のダンパ機能
も得られることになる（２速切換ダンパ機能）。

【００３７】またパイロットピストンの小径側の口径又
は調整ネジ１４にて設定圧力を変更することにより、設
定圧の比を変更できるため、ウインチの過負荷危険域よ
り大幅に低い圧力域でも２速（高速）から１速（低速）
に切り換え得るため、２速負荷での使用を自由に制限し
て荷役の安全性を徹底して図りうる（２速負荷制限機
能）。例えば設定圧を６０kgf/cm²にした場合は０．５
トン以上の負荷では２速レンジ下降（繰り出し）操作が
できないことになり、大幅に安全性を確保できる。

【００３８】更に、パイロットピストンの１次及び２次
側の圧力変動があっても１次圧・２次圧両受圧面の差圧
が油圧モータ２の正味負荷圧として作用することによ
り、油圧モータ正転時一方及び他方のパイロットポート
も同圧になるため、パイロットピストン２０はバネの作
用によりシート面に確実に着座して油圧モータ２のレン
ジが１速（低速）から２速（高速）へ確実に切り換えら
れることになる。

【００３９】尚、繰り出し操作時、操作者が誤って１速
レンジから２速レンジに切り換えようとしても、キャプ
スタン高速低速電磁切換弁９の出口ポートからの圧油は
過負荷セフティ弁１の入口Ｐポートで遮断されているた
め、この切換弁９の操作で切り換えの誤りを招来するこ
とはない。逆にウインチ巻き取り時においては、図３に
示すように、過負荷セフティ弁１自体が作用していない
ため、油圧モータの内蔵１速２速切換弁を切り換えられ
ることになる。

【００４０】図４は本発明の他の実施例を示す油圧回路
図である。ポンプ５０からの圧油は手動切換弁３を介し
て油圧モータ２の内蔵カウンタバランス弁４の供給側に
供給されている。油圧モータ２は１・２速切換式かつ自
己圧ブレーキ機構を内蔵したものである。過負荷セフテ
ィ弁１は２速過負荷の際の安全確保のために設けられて
いる。この場合、内蔵カウンタバランス弁４の通過容量
に対するカウンタバランス弁スプールのファインセーブ
ストロークが短いこと等の原因で、スプールの１次・２
次バランス圧力の変化（圧力振幅）が大きくなり、最悪
にはハンチング現象を来す虞れがある。特にウインチの
荷重巻き下げ（繰り出し）時においては負圧キャビテー
ション現象を誘発し易い環境となる。この圧力振幅を小
さくするために、油圧モータ２の逆転（ウインチドラム
繰り出し）時、排出ラインに圧力を加えるため背圧発生
弁を設けて所定の背圧を加え、その背圧に相当する圧油
を油圧モータ２の逆転供給口へ流入させる吸込弁を設け
たものである。すなわち手動切換弁３の戻り口及びタン
ク５８間のメイン戻りラインにブースト背圧発生逆止弁
６１を設けると共に、油圧モータ２の逆転時圧油供給口
Ｂ付近に背圧吸込逆止弁６２を設けている。逆止弁６１
のクラッキング圧力を大として戻り圧力を生成し、逆止
弁６２のクラッキング圧力を小として抵抗を与えないよ
うに設定される。

【００４１】したがって、油圧モータ２の逆転時、供給
油ラインの圧力が上昇し、内蔵カウンタバランス弁４の
スプールに加圧されるため、負荷外力による油圧モータ
内部の圧油供給不足による圧力脈動振幅を防ぎ、油圧モ
ータ内部のキャビテーションを防止し得ることになる。

【００４２】図５は本発明の他の実施例を示す油圧回路
図である。電気制御により２速過負荷セフティ機能を実
現するものである。

【００４３】図５において、巻取り時にウインチの２速
式油圧モータを１速（低速）から２速（高速）レンジへ
切り換えるため、図６，図７に示すように、選択スイッ
チ６１を高速側に切り換えることにより、電気制御ボッ
クス６２を介して高低速電磁切換弁６３が作動して高速
レンジに切り換わる。リミットスイッチ６５は、図６，
図７に示すように、油圧モータの逆転時にのみ作動し、
正転時（巻き揚げ時）及び停止時には常にオフに設定さ
れている。

【００４４】次に選択スイッチ６１を２速（高速）側に
切り換え、かつウインチ操作手動切換弁３のレバーにて
ウインチを逆転（下降）操作すると、ウインチ操作切換
弁３に連結しているリミットスイッチ６５がオンとな
り、ウインチ逆転を選択応答して２速逆転運転となる。
そして油圧モータ２のモータ・カウンタバランス弁４間
の圧力検出ポートに圧力スイッチ用圧力検知管６８が接
続され、高低速電磁切換弁９からのパイロット管路が油
圧モータの２速パイロットポートＰに接続されているた
め、２００kgf/cm²以上の異常高圧となったときは、設
定圧２００kgf/cm²にした圧力スイッチ６６が作動す
る。この場合、内蔵カウンタバランス弁４の出口に通じ
る管路に第２の圧力スイッチ６７を設けることにより、
双方の圧力スイッチ６６，６７による出力信号にて電気
的演算回路を組み、油圧モータ負荷の正味圧力相当信号
として出力させることができ、したがって、正確なウイ
ンチ負荷コントロールが可能となるものである。

【００４５】圧力スイッチ６６，６７よりの出力信号に
より、電磁切換弁９がオフとなり高低速切換弁が１速
（低速）位置に切り換わる。したがって、油圧パイロッ
ト管路からの圧油が油圧モータ内蔵の１・２速切換機構
が作用して１速レンジに切り換えられることになる。こ
の場合、２速から１速へ切り換わる際のショック緩和の
ため電磁切換弁９を電磁比例式切換弁とすることによ
り、２速切換ダンパ機能を実現し得ることになる。また
切換時の切換速度をゆっくりさせるため、増幅器を使用
することにより実現し得る。

【００４６】尚、上記実施例（図４）と同様に、ウイン
チ手動切換弁３の戻り口及びタンク間のメイン戻りライ
ンにブースト背圧発生逆止弁６１を設けると共に、油圧
モータ２の逆転時圧油供給口Ｂ付近に背圧吸込逆止弁６
２を設けているので、油圧モータ２の内蔵カウンタバラ
ンス弁４のスプールの１次・２次バランス圧力の変化
（圧力振幅）によるハンチング現象を来す虞れを解消で
きることになる。

【００４７】以上の構成の本発明は、１つの油圧モータ
と油圧回路との組み合わせであるが、この組み合わせを
２つ並列に設けて、２つのウインチ操作を同時に可能に
するように構成することもでき、更に本発明はクレーン
ウインチ、送電線ウインチ、台車走行ウインチ、車輌走
行駆動モータ装置、船用巻き込みウインチ、荷役用ウイ
ンチ、ウインドラス（揚錨機）、揚網ウインチにも適用
し得る。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、３
ポート２位置切換弁において、切換スプールを作動させ
る２つのパイロットポートを形成し、一方のパイロット
ポート側にはバネを配設して切換圧を設定し、他方のパ
イロットポート側にはパイロットピストンを配設したも
のであり、切換スプールのみの切換弁を使用して高圧の
油圧回路中に組み込んだ場合に、ノーマル位置から切換
位置まで移動させるための線径の太さを大きくせざるを
得ない等の切換設定用バネの必然的大型化が避けられな
いが、パイロットピストンを設けてパイロット圧をこの
パイロットピストンに作用させるようにした間接切換構
成としたので、パイロットピストンを切換圧設定を低い
圧力でも調整できることになり、よって、自由な圧力で
切り換えが可能となって油圧回路に管路の耐圧を軽減で
きる。

【００４９】また本発明によれば、３ポート２位置切換
弁において、切換スプールを作動させる２つのパイロッ
トポートを形成し、一方のパイロットポート側にはバネ
を配設して切換圧を設定し、他方のパイロットポート側
にはパイロットピストンを配設し、パイロットピストン
は異径２段としたものであり、従来の単なる柱状パイロ
ットピストンの場合に生ずる２速形油圧モータのレンジ
毎のモータ行程容積（２速レンジ時”１”、１速レンジ
時”２”）の違いから、このレンジ切り換えによりモー
タ・カウンタバランス弁間の作用圧力が２速時”２”、
１速時”１”の割合で変化するため、単なる柱状パイロ
ットピストンがレンジ切換反復動作を起こし、モータの
回転変動のムラ（ハンチング現象）が発生する。したが
って、上記の異径２段パイロットピストンによりレンジ
切換反復動作を無くし、モータのレンジ切換反復動作に
伴う回転変動のムラ（ハンチング現象）を防止すること
ができる。

【００５０】また本発明によれば、上記異径パイロット
ピストンの小径側をコニカルポペットシート状としたも
のであり、パイロットピストン小径部の着座時に圧油の
漏れを未然に防止し得る。

【００５１】更に本発明によれば、３ポート２位置切換
弁において、切換スプールを作動させる２つのパイロッ
トポートを形成し、一方のパイロットポート側にはバネ
を配設して切換圧を設定し、他方のパイロットポート側
にはパイロットピストンを配設し、パイロットピストン
は異径２段とし、他方のパイロットポートと異径２段パ
イロットピストンの小径側との間にオリフィスを設ける
ことにより、パイロットピストンの感圧反応時間を鈍化
させて切換スプールの移動を遅くし、切換時のショック
を解消し得る。

【００５２】更に本発明によれば、上記切換スプールに
対しスプールスリット（三角溝）を設けることにより、
スプールの切り換わり始めに流入される流量が少なく移
動に伴って徐々に多くなるようにして切換弁をファイン
コントロール可能となる。

【００５３】更に本発明によれば、更に他方のパイロッ
トポートからの圧力を直接受ける直動リリーフ弁をパイ
ロットピストンと並列に設け、このリリーフ弁の出口を
異径２段パイロットピストンの大径側に接続したことに
より、危険域となる過大圧力発生時においてその圧力が
直動リリーフ弁に作用するため、パイロットピストンに
連動した切換スプールを瞬時に切り替え、油圧モータ内
部圧力の脈動を抑制して未然に自動的に危険域でのウイ
ンチの使用を不可能とし、使用の安全性を高め得る。

【００５４】更に本発明によれば、２速式油圧モータ及
びその附属油圧部品とで構成されて１速・２速に随時切
り換えて使用する制御回路において、油圧モータの負荷
時かつ逆転時にのみ作用する過負荷危険を解消制御する
過負荷セフティ機構を設けた制御回路としたので、ウイ
ンチ等に使用したときの負荷下降時における衝撃的な応
力を未然に防止し得る効果を有する。

【００５５】更に本発明によれば、上記過負荷セフティ
機構は３ポート２位置切換弁の切換スプールを作動させ
る２つのパイロットポートを形成し、一方のパイロット
ポート側にはバネを配設して切換圧を設定し、他方のパ
イロットポート側にはパイロットピストンを配設し、パ
イロットピストンは異径２段とした切換弁を使用し、油
圧モータ及びカウンタバランス弁間の圧力を他方のパイ
ロットポートに導きパイロットピストン小径受圧面に作
用させ、油圧モータ逆転時のモータ出口の排出油側圧力
を一方のパイロットポートに導きパイロットピストンの
大径受圧面背面に作用させた油圧制御回路としたので、
パイロットピストンの１次及び２次側の圧力変動があっ
ても１次圧・２次圧両受圧面の差圧が油圧モータの正味
負荷圧として作用することにより、油圧モータ正転時一
方及び他方のパイロットポートが同圧になるため、パイ
ロットピストンはバネの作用によりシート面に確実に着
座してモータレンジが１速（低速）から２速（高速）へ
確実に切り換え得る。

【００５６】更に本発明によれば、上記油圧回路におい
て、油圧戻り管路にブースト背圧発生弁、油圧モータの
逆転時入口ポートにチェック弁を設けることにより、双
方の弁によって油圧モータ逆転時に戻り管路からバイパ
スさせた油量が油圧モータの逆転時入口ポートに供給さ
れることにより、過負荷に基づくキャビテーション現象
を未然に抑制・防止し得る効果を有する。

【００５７】更に本発明によれば、上記過負荷セフティ
機構は２速かつ逆転時にのみ作動するリミットスイッチ
と、リミットスイッチのオン時に働く圧力スイッチと、
圧力スイッチのオンにより１・２速切換弁を操作するた
めの電磁弁と、１・２速切換弁の切り換えにより油圧モ
ータが１速レンジに切り換えられるようにした電気制御
回路としたので、ウインチ等に使用したときの負荷下降
時における衝撃的な応力を未然に防止し得ると共に、電
気的処理によるため、衝撃対策のための設定・調整及び
応答性が向上する効果を有する。

【００５８】更に本発明によれば、上記電気制御回路に
おいて、油圧モータ逆転時の油圧モータ及びカウンタバ
ランス弁間の背圧を検出する圧力スイッチと内蔵カウン
タバランス弁モータ出口の排出油側の出口圧力を検出す
る圧力スイッチとを設け、双方の圧力信号の演算信号を
得るように構成したので、正確なウインチ負荷制御が可
能となる。

【００５９】更に本発明によれば、上記過負荷セフティ
機構は、油圧戻り管路にブースト背圧発生逆止弁、油圧
モータの逆転時入口ポートに逆止弁を設けることによ
り、双方の弁によって油圧モータ逆転時に戻り管路から
バイパスさせた油量が油圧モータの逆転時入口ポートに
供給されることにより、過負荷に基づくキャビテーショ
ン現象を未然に抑制・防止し得る効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す切換弁の断面図

【図２】本発明の一実施例を示す図１中ＩＩ−ＩＩ線
断面図

【図３】本発明の一実施例を示す油圧回路図

【図４】本発明の一実施例の動作状況及び他の例を示
す油圧回路図

【図５】本発明の他の実施例を示す回路図

【図６】本発明の他の実施例を示すブロック図

【図７】本発明の他の実施例を示す流れ図

【符号の説明】

１…過負荷セフティ弁、２…油圧モータ、９…１速２速
電磁切換弁、１１…スプール、１２…バネ、１６…三角
溝、２０…パイロットピストン、２１…オリフィス、２
５…直動リリーフ弁、６５…リミットスイッチ、６６…
圧力スイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ１５Ｂ 11/00 Ｆ１５Ｂ 11/00 Ｗ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３ポート２位置切換弁において、切換スプ
ールを作動させる２つのパイロットポートを形成し、一
方のパイロットポート側にはバネを配設して切換圧を設
定し、他方のパイロットポート側にはパイロットピスト
ンを配設したことを特徴とする間接切換弁。
【請求項２】３ポート２位置切換弁において、切換スプ
ールを作動させる２つのパイロットポートを形成し、一
方のパイロットポート側にはバネを配設して切換圧を設
定し、他方のパイロットポート側にはパイロットピスト
ンを配設し、パイロットピストンは異径２段としたこと
を特徴とする間接切換弁
【請求項３】上記異径パイロットピストンの小径側をコ
ニカルポペットシート状とした請求項２記載の間接切換
弁。
【請求項４】３ポート２位置切換弁において、切換スプ
ールを作動させる２つのパイロットポートを形成し、一
方のパイロットポート側にはバネを配設して切換圧を設
定し、他方のパイロットポート側にはパイロットピスト
ンを配設し、パイロットピストンは異径２段とし、他方
のパイロットポートと異径２段パイロットピストンの小
径側との間にオリフィスを設けたことを特徴とする間接
切換弁。
【請求項５】上記切換スプールに対しスプールスリット
（三角溝）を設けた請求項２記載の間接切換弁。
【請求項６】上記他方のパイロットポートからの圧力を
直接受ける直動リリーフ弁を並列に設け、直動リリーフ
弁の出口を異径２段パイロットピストンの大径側に接続
した請求項２記載の間接切換弁。
【請求項７】２速式油圧モータ及びその附属油圧部品と
で構成して１速・２速に随時切り換えて使用する制御方
法において、油圧モータの負荷時かつ逆転時にのみ作用
する過負荷危険を解消制御する過負荷セフティ機構を設
けたことを特徴とする２速式油圧モータ制御方法。
【請求項８】２速式油圧モータ及びその附属油圧部品と
で構成されて１速・２速に随時切り換えて使用する制御
回路において、油圧モータの負荷時かつ逆転時にのみ作
用する過負荷危険を解消制御する過負荷セフティ機構は
３ポート２位置切換弁の切換スプールを作動させる２つ
のパイロットポートを形成し、一方のパイロットポート
側にはバネを配設して切換圧を設定し、他方のパイロッ
トポート側にはパイロットピストンを配設し、パイロッ
トピストンは異径２段とした切換弁を使用し、油圧モー
タ及びカウンタバランス弁間の圧力を他方のパイロット
ポートに導きパイロットピストン小径受圧面に作用さ
せ、油圧モータ逆転時のモータ出口の排出油側圧力を一
方のパイロットポートに導きパイロットピストンの大径
受圧面背面に作用させたことを特徴とする２速式油圧モ
ータ制御回路。
【請求項９】上記油圧回路において、油圧戻り管路にブ
ースト背圧発生弁、油圧モータの逆転時入口ポートにチ
ェック弁を設けることにより、双方の弁によって油圧モ
ータ逆転時に戻り管路からバイパスさせた油量が油圧モ
ータの逆転時入口ポートに供給されるように構成したこ
とを特徴とする２速式油圧モータ制御回路。
【請求項１０】２速式油圧モータ及びその附属油圧部品
とで構成されて１速・２速に随時切り換えて使用する制
御回路において、油圧モータの負荷時かつ逆転時にのみ
作用する過負荷危険を解消制御する上記過負荷セフティ
機構は２速かつ逆転時にのみ作動するリミットスイッチ
と、リミットスイッチのオン時に働く圧力スイッチと、
圧力スイッチのオンにより１・２速切換弁を操作するた
めの電磁弁と、１・２速切換弁の切り換えにより油圧モ
ータが１速レンジに切り換えられるようにした２速式油
圧モータ電気制御回路。
【請求項１１】上記電気制御回路において、油圧モータ
逆転時の油圧モータ及び内蔵カウンタバランス弁間の背
圧を検出する圧力スイッチと、内蔵カウンタバランス弁
モータ出口の排出油側出口圧力を検出する圧力スイッチ
とを設け、双方の圧力信号の演算信号を得るようにした
ことを特徴とする２速式油圧モータ電気制御回路。
【請求項１２】上記過負荷セフティ機構は、油圧戻り管
路にブースト背圧発生逆止弁、油圧モータの逆転時入口
ポートに逆止弁を設けたことを特徴とする２速式油圧モ
ータ電気制御回路。