JPS60191993A - 液圧ウインチの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、弁筒の変化に応じて可変容用型液・圧モータ
の容量？変化させ、はぼ定馬力出力特性を持たせた液圧
ウィンチに適用される制御装置に関するものである。

（従来技術） ウィンチドラムを駆動する可変容量型油圧モータの容量
を、負荷の増減に応じて増減して、はぼ定馬力出力特性
を得るようにした油圧ウィンチが従来より知られている
。このウィンチでは大負荷［Ｉζ′ｆＯこは低速・大ト
ルクが、また小負荷では高速・小トルクの制御特性が得
られる。

この種のウィンチとして特開昭５８−５２１９６号に示
されたものがある。これは第１図に示す回路構成と、第
２図に示す制御特性？有するものであり、第１図の力１
１圧源］の圧油は可変容量型油圧モータ２へ方向切換弁
３２介して供給され、油圧モータ２の容積は油圧シリン
ダ４によって制御される。５は定馬力制御弁であり、高
圧選択弁６の圧力がピストン７に導かれ、この高圧選択
弁６の圧力が圧縮ばね８の圧力と平衡する。切換弁３の
巻十げ位置ａでは油圧源１の圧油はカウンタバランス弁
９の逆１ト、弁、高圧壽択弁６を通ってピストン７およ
びスプール１０を図上右方向へ移動させる。この結果高
圧選択弁６の圧力がシリンダ４の大室４ａに導かれ、モ
ータ２の容積は増加してゆき、負荷に見合った容積にな
る。ピストン７に加わる圧力は、モータ２の負荷の大小
に応して増減するから、大負荷時にモータ２は大容量に
なり。

ち第２図の双曲線で示す定馬力特性が得られる。

このように構成された従来装置では、無負荷状態で切換
弁３が中立位置だと高圧選択弁６の圧力が低圧になるの
で、スプール１０はばね８によって左方へ押され高圧選
択弁６はシリンダ４の小室４ｂに連通し、シリンダ４の
大室４ａはスプール１０を介して油圧源１のタンクに連
通しているため、シリンダ４は図中左方に移動する。す
なわちモータ２は最小容積となっている。この状態では
。

モータ２は最小トルクの位置にあり、油の供給量が一定
であれば最大速度を出し得る状態にある。

このため小負荷でモータ２を起動させるべく切換弁３を
制御しても、切換弁３の操作用に対するモータ２の回転
数変化の割合が大きいため、モータ２はただちに高速で
回転してしまい、Ｗ速度制御が非常に困稀になるという
問題が生しる。

また荷？宙吊りにする場合、切換弁３が中立位置にある
と、油圧モータ２の容量は負荷に見合った容量となって
いるため、同一負荷のもとでは。

（ずり落ち計）は７ＩＩｊ圧モーク２が最大容量にある
場合に比べて大きくなるという問題もあった。すなわち
、ウィンチの速度が操縦者の意思に反して高速度になっ
てしまうという問題があった。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑みなされたものてあり、モ
ータ起動時におりる微速度制御を安定して行うことがで
きる液圧ウィンチの制御装置を提供することを第１の目
的とする。また負荷の急減時などに操縦者の意思に反し
てウィンチ速度が上昇したりすることがなく、操縦者の
意思に従った速度制御企可能にし、荷役作業性を向上さ
せることができる液圧ウィンチの制御装置を提供するこ
とを第２の目的とする。

（発明の構成） 本発明は、方向切換弁を制御するコントロールレバーの
中立位置付近の所定操作範囲内で、液圧モータを最大容
量とするように制御するこ七により、前記第１の目的を
達成した。ずなゎぢ第１の目的は、ウィンチドラムを駆
動する可変容量型液圧モータと液圧源とを、方向切換弁
を介して接続し、前記液圧モータの容量をレギュレータ
により負荷に応じて変化させ、はぼ定馬力出力特性を持
たせた液圧ウィンチにおいて、前記方向切換弁を制御す
るコントロールレバ〜の中立位置付近の所定操作範囲内
で前記液圧モ〜りを最大容量とするように前記レギュレ
ータを作動させる制御弁を備えるように構成することに
より達成される。

また前記第２の目的は、前記制御弁にコントロールレバ
ーの前記所定操作範囲以上での操作量の増加に応じてレ
ギュレータの作動圧力を減少させる機能を付加し、液圧
モータの負荷の増減により増減するレギュレータ作動圧
力と前記コントロールレバーにより決まるレギュレータ
作動圧力とのいずれか高圧側のレギュレータ作動圧力に
より。

液圧、％−タ容量を増大させる方向にレギュレータを作
動させることにより達成される。すなわち液圧モータの
容量を負荷の増減により決まる容量とコントロールレバ
ーの操作量により決まる容量とのいずれか大きい容量に
するように制御する。

（実施例） 以−１ミ図示の実施例に基づき１本発明の詳細な説明す
る。以下の実施例は液圧として油圧分用いた実施例であ
る。

第３図は一実施例の回路図、第４図はその油圧モーりそ
の他の弁の制御特性図である。第３図で２０は油圧源、
２２は４ボ一ト３位置ＡＢＲ接続の手動方向切換弁、２
４は可変容量型油圧モータであり、これらは作動流体で
ある前２循環するように接続されている。方向切換弁２
２は絞り弁何きのもので、そのフントロールレバーの操
作角θがθ３〜θ１の小さい間は流用がθにほぼ比例し
、θがこの範囲を越えて大きくなると流量は一定となる
流ｍ調整特性を持つ（第４図）。油圧源２０の吐出口と
切換弁２２のＰボートとの間には、善学外部パイロット
型流弼調整弁２６が接続され、この流量調整弁２６は切
換弁２２のＡ、Ｂボート間に接続された高ｒＦ選択弁２
７から導かれる油圧と流ｍ調整弁２６１σ後の液圧との
圧力差によって作動し、ある流用以上ではウィンチに加
わる負荷条件の変化にかかわらずほぼ一定の油引を油圧
モータ２４に供給する。

２８は外部パイロット型カウンタバウンス弁てあり、モ
ータ２４の巻上げ時の油流入口と切換弁２２のＡボート
との間に接続され、負荷の巻下げ時に安定した速度で巻
下げができるように作用する。このカウンタバランス弁
２８のパイロット厚刃は、モータ２４の巻上げ時の油流
出口からとり出されている。

３０はレギュレ〜りとしてのＭｂ圧シリンダであり、油
圧モータ２４の容量を制御する駆動力を発生ずる。この
シリンダ３ｏは、圧縮コイルばゎ３２によりモータ２４
を最小容量にする方向への復帰習性が付与され、油室３
４の内圧を−にげることにヨリモータ２４の容量は増大
する。この油室３４には、高圧選択弁としての逆止弁３
６，３８Ｅ介して、モータ２４の流入口と流出１コの圧
力のうち高圧側がし・ギュレ〜り作動圧力として供給さ
れている。

４０は油圧源２０の吐出側と前記油室３４との間に介在
する制御弁としての油圧減圧弁であり。

この減圧弁４０の出力圧力はカム機構４２を介して方向
切換弁２２に連動して第４図のように変化する。ずなわ
ち切換弁２２の中立位置側近であるθ１〜θ３の所定操
作範囲内ではモータ２４の最大容量とずべく油室３４に
油圧源２０の圧油を導き。

切換弁２２の操作角θがこのθ１〜θ３を越えて増える
に伴って減圧量が増え、この圧力はコントロールレバー
により決まるレギュレータ作動圧力として油室３４にイ
１１、給される。４４は逆市弁付き流量調整弁であり、
滅、圧弁４０と油室３４との間に介在され、この流量調
整弁４４に組込まれた逆止弁４４ａは前記逆止弁３６，
３８と１〃働し、負荷により決まるレギュレータ作動圧
力とコントロールレバーにより決まるレギュレータ作動
圧力とのいずれか大きい方を油室３４に導き、モータ２
４の容量を沈める。

次に動作２説明する。先づコントロールレバー２２ａの
操作角θがＯの時には切換弁２２は中立位＠Ｇこあり、
油圧源２０の圧油が減圧弁４０および逆止弁４４ａ２通
って油室３４に導かれる。この時、減圧弁４０の発生す
る圧力は油圧モータ２９を最大容量に保持するためＧこ
要する圧力より充分高いので、油圧モータ２４は般犬容
室となっている。減圧弁４０が発生する圧力カ穐１１圧
モータ２４の容量を最大に保持するのは、コントロール
レバー　２２　ａの操作角θがθｌ〜θ３の間てあり、
この範囲ては油圧モータ２４は常に最犬容電に固定され
ている。このため操作角θが０°の時、すなわち切換弁
２２が中立の時Ｇこ荷を宙吊りＧこしても同一負荷に対
するサグ量（荷のずり落ち量）は最小となり、油圧ウィ
ンチの起動停止が最も安定した状態で行われることにな
る。さらにコントロールレバー２２ａの操作角θがθｌ
〜θ３の間では、油圧モータ２４の容量は最大で変わら
ないため、油圧モータ２４の速度は切換弁２２を通過す
る液量に比例する。ずなわち切換弁２２を通過する油量
を、コントロールレバー２２ａのθ１〜θ３の操作範囲
内で操作角θにほぼ比例するようにすれば、ウィンチの
速度はコントロールレバー２２ａの操作角θによって微
妙に制御でき、微速度制御が安定して行える。本発明の
第１の１］的は以上のようにして達成される。

コントロールレバー２２１１１の操作角θがθ１〜０３
の範囲外まで大きくなると、減圧弁４０が発生ずる圧力
はレギュレータ作動圧力として油圧モータ２４のレギュ
レータ３０の油室３４に作用し、油圧モータ２４の容量
を減少する圧力になってくる。

すなわちコントロールレバー２２ａの操作角θが犬きく
なるのに伴って油圧モータ２４の容量は小さくなる。従
って同一供給液量に対しては油圧モータ２４の回転速度
は増加し、ウィンチの速度も増加する。一方油用モータ
２４に加わる負荷によってこのモータ２４に発生する油
圧は、同一負荷であれば油圧モータ２４の容量に反比例
するため。

コントロールレバーの操作角θを大きくして？［［Ｅモ
ータ２４の容量を小さくしてゆくと、負荷により発生す
る油圧が上昇する。この時の油圧が腋圧弁４０の発生す
る圧力より高くなると、逆止弁３６または３８の一方に
より選択された高圧側圧力がレギュレータ作動圧力とし
て油室３４に導かれ。

油圧モ〜り２４の容量はコントロールレバー２２ａの操
作角θに優先して負荷によって決定される。

従ってこの時には速度は負荷によって決まり、第４図に
示すようなほぼ定馬力出力特性となる。

すなわち、この油圧ウィンチの制御回路では。

減圧弁４０が発生するレギュレータ作動圧力が使先して
油圧モータ２４の容量を決定する範囲では。

負荷の変動にかかわりなくウィンチ速度２コントロール
レバー２２ａにより安定されることができる。またそれ
以外の範囲すなわち負荷が油圧モータ２４に発生させる
レギュレータ作動圧力が優先する範囲では、はぼ定馬力
出力特性が得られる。

このようにしてウィンチの速度制御が安定し、制御性と
作業性が向上し１本発明の前記第２の目的が達成される
。

なお第４図では９便宜上切換弁２２の油量制御範囲（θ
ｌ〜θ３）と、ウィンチの巻上げ・巻下げの範囲（θＩ
　”’−”２１　θ？〜θ４）２．θ１とθ３で切換え
るようにしたが９本発明は両制御範囲が重複しても或い
は離れても不都合はなくこのような場合も包含する。

第５図は本発明の他の実施例の回路図であり。

この実施例は方向切換弁２２Ａおよび油圧減圧弁４ＯＡ
’Ｅコントロールレバー５０によってｍ＋　圧制御する
ものである。すなわち図示の中立位置からレバー５０を
右に倒せば、切換弁２２Ａは右へ移動し油圧モータ２４
．　Ａは巻上げ方向に回転する。

この時レバー５０の操作が小さければ減圧弁４０Ａの出
力であるレギュレータ作動厚刃は高圧になるので、レギ
ュレータ３０Ａの切換弁５２は左方へ移動しレギュレー
タ３０Ａのピストンは右へ（’！動する。従ってモータ
２４Ａの容量は最大になる。

レバー５０をさらに大きく右へ倒せば減圧弁４０Ａのレ
ギュレータ作動圧は減り切換弁５２は右へ移動して、モ
ータ２４Ａの容量は減る。レバー５０キ の左へ操作時はモータ２４Ａが逆転し制御系は前記とほ
ぼ同しであり、また制御特性も前記第３図のものとほぼ
同一であるからその説明は繰り返さない。なお第５図で
は第３図と同一部分に同一符号にＫを付して示した。

以上の実施例では作動流体として油圧を用いるが１本発
明では油圧以外の水等の流体を用いるものも含むもので
ある。またモータ２４の容置全制御する　レギュレータ
は９本実施例では油圧シリンダ３０とし、制御弁は油圧
減圧弁４０として制御系を油圧で構成したが２本発明に
おけるレギュレータや制御弁は空気子制御や電気的制御
を行うものであってもよい。なお方向切換弁、制御弁等
のタイプは本実施例に限定されるものでないことも勿論
である。

（発明の効果） 本発明は以上のように、コントロールレバーの中立位置
付近の所定操作範囲内で液圧モータを最大容量とし、方
向切換弁により液圧モータへの作動液の流量を制御する
ようにしたので、負荷の変動にかかわらず微速度の制御
性が良好になり速度制御が安定して行える。

一−−−゛−−→→嘲→→→Ｈ優匈←引腫瞥吻千鴫を鴫
りト趙ナデ切噸増４−−角Ｎ←←邑珍陰モ三洋は一最汰
溶ｌトで瑯１働勇−も４脣（とな必効臼−Ｆ凛１１り状
態のよう６、＝、液圧モータに負荷によって圧力が発生
している場合には、モータの容量が最大なので制動力も
最大となり、荷のずり落ち量が他に比べて最小になり作
業性が良くなる。

一方コントロールレバーの操作量によってレギュレータ
を制御しモータの容量を変えることもできるので、その
操作量に応じてウィンチの最高速度が限定される。従っ
て操縦者の意志を反映し得るウィンチ制御特性となり、
安全性１作業性が向−［二する。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は従来装置の回路図とその出力特性図。 第３図は本発明の回路図、第４図はその油圧モータその
他の弁の制御特性図、また第５図は他の実施例の回路図
である。 ２０　・油圧源、２２，２２Ａ・・・方向切換弁。 ２４．２４Ａ・−油圧モータ。 ３０．３０Ａ・　レギュレータとしての油圧シリンダ。 ３４・・油室。 ３６．３８・高厚選択弁ζしての逆止弁。 ４０．４ＯＡ・・制御弁としての減圧弁。 ４２・・・カム機構。 特許出願人　株式会社　福島製作所 代理人　弁理士　山　１）　文　雄 第４図 を 第こ図 第５図 手糸売補正書（自発） 昭和５９年５　月２２１１ 特許庁長官　若杉和夫殿 ■、事件の表示 昭和５９年特許廓第４７３３６号 ２　発明の名称 液圧ウィンチの制御装置 ３、補正をする者 事件との関係　特　許　出願人 性　所　福島県福島市三河北町９番８０号名称　株式会
社福島製作所 代表者　大　込　恒　男 ４、代理人　〒１０５ 居　所　東京都港区西新橋１丁目６番２１号６、補正に
より増加する発明の数　０ ７、補正の対象 ８、補正の内容 （＋）明細書＄５頁第４行 「示された。もの」の前に「先行技術として」の語句を
挿入する。 （２）図面のｆｆＪ１図 別紙ｌの通り補正する。 （３）図面の第２図 別紙２の通り補正する。 （４）図面の第４図 別紙３の通り補正する。 （５）図面の第５図 別紙４の通り補正する。 （以上） 第１図 第２図 第４図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ウィンチドラム分駆動する可変容量型液圧モー
   タと液圧源とを、方向切換弁を介して接続し、前記液圧
   モータの容ｆｆｌ　Ｅレギュレータにより負荷に応じて
   変化させ、はぼ定馬力出力特性を持たせた液圧ウィンチ
   において。 前記方向切換弁を制御するコントロールレバーの中立位
   置付近の所定操作範囲内で前記液圧モータを最大容置と
   するように前記レギュレータを作動させる制御弁を備え
   ることを特徴とする液圧ウィンチの制御装置。
2. （２）　方向切換弁を通過する液隈は、フント′ロール
   レバーの前記所定操作範囲内でその操作９にはぼ比例し
   て増加する特許請求の範囲第１項記載の液圧ウィンチの
   制御装置。
3. （３）　レギュレータは、液圧モータを最小容量側へ復
   ＋１Ｍ−に４ａ−ｚ化、ＩＭ項Ｊ４ｙ−／−ＩＬ：＋４
   −１ｒ＋セｋｉ’＋てＸｔＩＩＨ／ｈ’フ１七カ成され
   、この液圧シリンダの液室は前記液圧モータの液流入口
   および液流出口に高圧選択弁を介して接続されている特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の液圧ウィンチの
   制御装置。
4. （４）制御弁は、液圧源の吐出側と液圧シリンダの液室
   上の間に介在する液圧減圧弁で構成さ才］、ている特許
   請求の範囲第３項記載の液圧ウィンチの制御装置。
5. （５）制御弁はコントロールレバーが所定操作範囲内に
   あることをカム機構により検出する特許請求の範囲第４
   項記載の液圧ウィンチの制御装置。
6. （６）　レギュレータは空気圧シリンダで形成され、制
   御弁はこの空気圧シリンダに供給される空気圧を制御す
   る特許請求の範囲第１項記載の液圧ウィンチの制御装置
   。
7. （７）　レギュレータは電動サーホ゛モータで形成され
   。 制御弁は方向切換弁の移動全電気的に検出して電動サー
   ボモータ２制御する特許請求の範囲第１項記載の液圧ウ
   ィンチの制御装置。
8. （８）　ウィンチドラムを駆動する■交宛渭刑妨康千−
   夕と液圧源とを、方向切換弁を介して接続し、前ウィン
   チにおいて。 前記方向切換弁を制御するコントロールレバーの中立位
   置イ」近の所定操作範囲内で前記液圧モータを最大容量
   とする方向Ｏこ前記レギュレータを作動させると共に前
   記フントロールレバーの操作用の増加に応じて前記レギ
   ュレータの作動圧力を減少させる制御弁と、前記液圧モ
   ータの液流入口お　３よび液流出口のいずれか高圧側の
   液圧を選択してレギュレータ作動圧力とする高圧選択弁
   とを備え。 前ハ己コントロールレバーにより決まるレギュレータ作
   動圧力と前記高ｒＦ、選択弁により選択されたレギュレ
   ータ作動圧力とのいずれか高圧側のレギュレータ作動圧
   力により液圧モータの容量を増大する方向にレギュレー
   タを制御すること企特徴とする液圧ウィンチの制御装置
   。
9. （９）　レギュレータは液圧モータを最小容量側へ復帰
   させる復帰習性をｆ」与された液圧シリンダで構成され
   、制御弁はコントロールレバーの所定操作量以上でその
   操作量に応じて減圧量が増加する液圧減圧弁で構成され
   、前記液圧減圧弁は液圧源の吐出側圧力を減圧してレギ
   ュレータ作動／ＥＦＪｙとして前記液圧シリンダの液室
   に供給する一方、液圧モータの液流入口および液流出口
   の高圧側液圧をレギュレータ作動圧力として前記液室に
   供給する特許請求の範囲第８項記載の液圧ウィンチの制
   御装置。