JPS61248899A - 油圧駆動装置の巻上下速度制御装置 - 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、ジブクレーンやカーゴウィンチ等の荷投機械
の巻上下装置における油圧駆動装置の巻上下速度制御装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に荷投機械の巻上装置においては、荷役効率をあげ
るため、軽負荷時（定格荷重の１／２以下）に定格時の
約２倍以上の速度を出せるようになっているが、この場
合油圧ポンプのみで速度制御する場合には、軽負荷時に
定格負荷時の２倍以上の油量を流せる油圧ポンプが必要
となり、非常に大きな馬力を必要とする。このため、一
般には軽負荷時に負荷圧を検出し、２段又は３段切換式
油圧モータを使用して油圧モータのチャンバー切換えに
より巻上下速度をあげる方法がとられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述の従来手段にあっては、１）定格速
度から２倍速へ切換わるときにショックが発生し、荷振
れが生じるおそれがある、１１）定格速度から２倍速へ
の切換えがノツチ式のためこの間でのリニアコントロー
ルができず、従って軽負荷時の最大速度も制限を受ける
、 ｍ）　　使用機器の定格負荷に応じて、個々に軽負荷時
の圧力検出器のセット圧を調整する必要があるため油圧
モータの製作に手間がかかる、ｉｖ）　　負荷圧検出に
よる切換えが油圧式のため精度が悪く、設定ポイントが
ずれると大きな馬力を発生し、又１／２負荷以外の点で
馬力ロスが多い、 Ｖ）　　２台以上の荷投機械にて重量物の巻上等を行う
場合、両巻上根の特性を合わせることが難しい、 等の問題があった。

本発明は上記実情に鑑み、無負荷から定格負荷までの全
領域にわたり巻上下速度の無段階制御を行い得るように
し、負荷に応じた馬力制御を行って油圧ポンプと油圧モ
ータを最も効率の良い状態で使用し得るようにすること
を目的としてなしたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明では、巻上装置のワイヤードラムを回転させる可
変容量形の油圧モータを駆動させ得るよう主管路を介し
て前記油圧モータへ圧油を供給する可変容量形の油圧ポ
ンプと、制御用の油圧ポンプからの圧油により前記可変
容量形の油圧モータ及び油圧ポンプの夫々の斜板又は斜
軸の傾転角を変える２組の傾転シリンダーと、夫々の傾
転シリンダーに指令信号に比例させた圧力を作用させる
よう前記制御用の油圧ポンプと前記２組の傾転シリンダ
ーを結ぶ管路に設けられた比例電磁式圧力制御弁と、コ
ントローラからの指令信号及び負荷に比例した圧力を検
出するための圧力検出器と、該圧力検出器からの信号を
電気信号に変換する信号変換器と、該信号変換器からの
信号により前記２組の比例電磁式圧力制御弁へ与える指
令信号を発生させるための函数発生器を設けている。

〔作　　用〕

従って本発明では、函数発生器からの指令信号によって
無負荷から定格負荷までの全領域にわたり巻上速度の無
段階制御が行われ、負荷に応じた馬力制御が行われる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する
。

第１図は本発明の一実施例で、可変容量形の油圧ポンプ
１と同じく可変容量形の油圧モータ２とは主管路３，４
によシ接続され、油圧モータ２にはワイヤードラム５が
油圧モータ２によシ駆動されるよう連結されている。又
制御用の固定形の油圧ポンプ６に接続した主管路７の先
端には電磁方向切換弁８が接続され、該電磁方向切換弁
８を切換えることにより油圧モータ２のブレーキ用油圧
シリンダ−９に圧油を送り、ワイヤードラム５用のブレ
ーキ１０を開放させ得池ようになっている。

主管路３，４はリリーフ弁１１．１２及びチェック弁１
３，１４を具備せる管路１５，１６によシ接続され、油
は主管路５、リリーフ弁１１、チェック弁１３から主管
路４へ流れ得るようになっていると共に主管路４、リリ
ーフ弁１２、チェック弁１４から主管路３へ流れ得るよ
うになっている。リリーフ弁１１．１２はワイヤーロー
プの繰出し時及び巻込み時に油圧モータ２を過負荷より
保護するための安全装置であり、チェック弁１３．１４
は油圧回路の流れに方向性を与えるためのものである。

油圧ポンプ１の斜板又は斜軸には、該斜板又は斜軸の傾
斜角θを変えるための傾転シリンダー１７が取付けられ
、該傾転シリンダー１７へ圧油を供給するベント管路１
８．１９には比例電磁式圧力制御弁２０が接続され、管
路７よりの圧油は管路２１、ベント管路２２、比例電磁
式圧力制御弁２０、ベント管路１８又は１９から傾転シ
リンダー１７へ送給し得るようになっており、傾転シリ
ンダー１７から排出された油はベント管路１８又は１９
、比例電磁式圧力制御弁２０、ベント管路２３からタン
ク２８へ戻り得るようになっている。又ベント管路１８
．１９には制御回路のジャンピング現象を防止するため
に流量を調整する絞り弁２４．２５が設けられている。

管路２１のベント管路２２接続部より下流側にはサージ
圧を吸収し油圧回路の圧力変動をやわらげるためのアキ
ュムレータ２６が接続され、管路２１のアキュムソータ
２６接続部より下流側には制御回路圧を一定に保持する
ためのリリーフ弁２７が設けられ、油はり＋７−フ弁２
７がらタンク２８へ戻り得るようになっている。

管路２１に接続された管路２９は、比例電磁式圧力制御
弁３１に接続され、管路２９に接続した管路３２は、油
圧モータの斜板又は斜軸の傾転角γを変えるための傾転
シリンダー３０のロンド側に接続され、管路２９，５２
からの圧油により傾転シリンダー３０が作動して油圧モ
ータ２の斜板又は斜軸の傾転角γが大きくなる方　　　
−向へ傾き得るようになっており、比例電磁式圧力制御
弁５１と傾転シリンダー３０反ロッド側は管路３３によ
り接続され、比例電磁式圧力制御弁３１が切換えられて
管路２９と３３が連通した場合に管路２９から比例電磁
式圧力制御弁３１、管路３３を通り送られて来た圧油に
より傾転シリンダー３０が作動して油圧モータ２の斜板
又は斜軸の傾転角ｒが小さくなるようになっている。

レバーを所定の方向へ所定の角度傾けることによ・り所
定の指令信号を出力し得るようにしたコントローラ３４
を配設し、該コントローラ３４からは電磁方向切換弁８
及び函数発生器（コンピュータ）３５に指令信号を出力
し得るようになっており、該函数発生器３５からは制御
増幅器３６．３７に指令信号を出力し得るようになって
いる。又制御増幅器３６からは接点３８或いは３９を介
して比例電磁式圧力制御弁２０に指令信号を出力し得る
ようになっていると共に制御増幅器３７からは比例電磁
式圧力制御弁３１に指令信号を出力し得るようになって
いる。

更に主管路３の油圧モータ２の近辺には圧力検出器４０
が接続され、圧力検出器４０で検出された圧力信号ＰＬ
は信号変換器４１で電圧信号−Ｖ。

に変換されて前記函数発生器３５へ送り得るようになっ
ている。図中４２は油圧回路への異物の混入を防止する
だめのフィルターである。

次、に本発明の作動について説明する。

ワイヤーロープを巻取り或いは巻戻す場合には、コント
ローラ３４のレバーを所定の方向へ所定の角度に傾ける
（第２図参照）。そうするとレバー傾き方向に従いレバ
ー傾は角度に比例した指令信号が電磁方向切換弁８へ送
られて該切換弁８が切換り、油圧ポンプ６からの吐出圧
が管路７、電磁方向切換弁８からブレーキ用油圧シリン
ダ−９へ伝えられ、ブレーキ用油圧シリンダ−９が作動
してブレーキ１０が開放される。又油圧ポンプ６の吐出
圧は管路７，２１゜２９．５２から傾転シリンダー３０
のロンド側に伝えられ、該傾転シリンダー３０によって
油圧モータ２の斜板又は斜軸の傾転角γは最大に傾いて
いる。

ワイヤードラム５によシ巻上げる負荷が所定値より小さ
く、コントローラ３４のレバーを第２図のレバー傾き方
向＋２まで傾けると、上述のようにブレーキ１０が開放
され且つ油圧モータ２の斜板又は斜軸の傾転角γが最大
になると共にコントロールレバー３４からの指令信号Ｖ
２が函数発生器３５に与えられ、且つ圧力検出器４０で
検出されたコントローラ３４からの指令信号及び負荷に
比例した圧力信号ＰＬは信号変換器４１で電圧信号−ｖ
Ｌに変換され函数発生器３５に送られる。而して、関数
発生器５５では、コントローラ３４で与えられた指令信
号がｖｌより大きい場合は第３図に示すように第２図の
Ｖ、−Ｖ、の部分を光だけカットした指令信号が制御増
幅器３６、接点３８から比例電磁式圧力制御弁２０に与
えられると共に第４図に示すように第２図のｖＩからＶ
、を差し引いた指令信号が制御増幅器３７に与えられる
。

比例電磁式圧力制御弁２ｏでは制御増幅器３６からの指
令信号に比例してスプールが第１図の右方向へ移動し、
指令信号に比例した開度でベント管路２２，１８が連通
すると共にベント管路１９．２３が連通ずる。このため
油圧ポンプ６からの圧油は管路７，２１、ベント管路２
２、比例電磁式圧力制御弁２０、ベント管路１８を通っ
て傾転シリンダー１７の油圧ポンプ１側油室に供給され
、傾転シリンダー１７のピストンロッドは図の右方向へ
移動し、油圧ポンプ１の斜板又は斜軸を制御増幅器３６
出力信号に比例した傾転角θに傾ける。従ってこの場合
には傾転角は最大となり、油圧ポンプ１からは最大流量
の圧油が主管路３へ吐出され、主管路３から油圧モータ
１へ供給される。

一方、函数発生器３５から制御増幅器３７へ送られて来
た指令信号は制御増幅器３７で第５図に示すように巻下
側が反転されると共に負荷が大きく巻上下速度が遅い場
合にも所定の指令信号が出力されるように修−正される
。而して制御増幅器３７からは巻上でレバー傾き角が第
２図の＋２の場合には第５図のレバー傾き角＋２に対応
した指令信号が比例電磁式圧力制御弁３１に与えられ、
比例電磁式圧力制御弁３１のスプールは指令信号に比例
して第１図の右方向へ移動し、管路２９，５５が連通ず
る。このため油圧ポンプ６から吐出された圧油は主管路
７、管路２１，２９、比例電磁式圧力制御弁３１、管路
３３から傾転シリンダー３０の反ロンド側油室に供給さ
れ、油圧モータ２の斜板又は斜軸の傾転角γが小さくな
る。而して、この場合は、傾転角は最小となり、しかも
油圧ポンプ１から吐出される圧油は最大流量であるため
油圧モータ２の回転速度は高速となる。この場合の巻上
速度と負荷との関係は第６図のイに示すようになる。

ワイヤードラム５により巻上げる負荷が最大の場合にコ
ントローラ３４のレバーを第２図のレバー傾き角＋１ま
で傾けると函数発生器３５には指令信号■１が与えられ
、該函数発生器５５からは上述と同様にして第３図のレ
バー傾き角が＋１の場合に対応した指令信号が比例電磁
式圧力制御弁２０へ送られ、該比例電磁式圧力制御弁２
０のスプールは第１図の右方向へ移動し、管路２８，１
８が連通し、管路２３，１９が連通し、油圧ポンプ６か
らの圧油によって傾転シリンダー１７のロッドは第１図
の右方向へ移動し、油圧ポンプ１の斜板又は斜軸の′傾
転角θは大きくなる方向に傾けられる。この場合油圧ポ
ンプ１の斜板又は斜軸の傾転角は最大となるため油圧ポ
ンプ１から吐出される圧油量は最大となる。

一方、函数発生器３５からは第４図のレバー傾き角が＋
１の場合に対応した指令信号が制御増幅器３７に出力さ
れ、該制御増幅器３７がらは第５図のレバー傾き角＋１
に対応した指令信号が出力され、比例電磁式圧力制御弁
３１は管路２９．５５が遮断されるよう切換えられる。

このため油圧ポンプ６から吐出された圧油は傾転シ。

リンダ−３０のロンド側油室に供給されて油圧モータ２
の斜板又は斜軸の傾転角γは最大になる。従って、油圧
ポンプ１から吐出される圧油流量は最大であるが、油圧
モータ２の斜板又は斜軸の傾転角γが最大のため油圧モ
ータ２の回転速度は中速となる。この場合の巻上速度と
負荷との関係は第６図の点口になる。

負荷がある値より大きく最大負荷の間にある場合、コン
トローラ３４のレバー傾キ角ヲ第２図の＋１と＋２の間
に傾けると、第３図のグラフから明らかなように、比例
電磁式圧力制御弁２０への指令信号は最大であるため、
油圧ポンプ１の斜板又は斜軸の傾転角θは最大となるが
、第５図から明らがなよ°うに比例電磁式圧力制御弁３
１へ与えられる指令信号は最大値と最小値の中間である
ため、この指令信号に対応して比例電磁式圧力制御弁３
１のスプールが移動し、その結果圧油が傾転シリンダー
３０のロンド側或いは反ロンド側の油室に供給されて油
圧モータ２の斜板又は斜軸の傾転角ｒが指令信号に比例
した位置に制御される。このため油圧ポンプ１から吐出
される圧油流量は最大流量であるが、油圧モータ２は斜
板又は斜軸の傾転角γに反比例した回転速度で回転する
。この場合の巻上速度と負荷の関係は第６図の曲線ハに
示すようになる。

負荷が最大の場合コントローラ３４のレバー傾き角を第
２図の０と＋１との間、例えば＋０．５に位置させると
、函数発生器３５からは第３図のレバー傾き角＋０．５
に対応した指令信号が制御増幅器３６及び接点３８を介
して比例電磁式圧力制御弁２０に与えられる。このため
管路２８．１４の開度が制御され、スプールは第１図の
左方向へ移動し、管路２２から管路１８へ送られる圧油
量が制御され、傾転シリンダー１７も第１図の左方向へ
所定量移動して油圧ポンプ１の斜板又は斜軸の傾転角θ
が最大の傾転角よシも小さい所定の傾転角になる。又函
数発生器３５からはレバー傾き角が第５図の＋０．５に
対応する指令信号が制御増幅器３７へ出力され、制御増
幅器５７からはレバー傾き角が第５図の＋０．５に対応
した巻上の指令信号が与えられ、管路２９と管路３３が
遮断されているため油圧モータ２の斜板又は斜軸の傾転
角γは最大傾転角に保持されている。従って油圧ポンプ
１からは最大油量よりも減少した圧油が吐出され、油圧
モータ２は導入される圧油流量に比例して低速で回転す
る。この場合の巻上速度と負荷の関係は油圧ポンプ１の
斜板又は斜軸の傾転角θに比例して第６図の直線二に沿
い変化する。

負荷を巻下げる場合には、コントローラ３４のレバーを
第２図の一方向へ傾ける。而して、この場合の制御は接
点３９がオンになり、各指令信号は第５図、第４図、第
５図のレバー傾き角が負の電圧となる。又油圧ポンプ１
からは主管路４側に圧油が吐出され、巻下速度と負荷と
の関係は第６図の下半分に示す線図で表わされる。具体
的な制御は＋と−が逆になるだけで上述の場合と同様に
行われるため、詳細説明は省略する。

なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく
、本発明の要旨を逸脱しな・い範囲内で種々変更（例え
ば、比例電磁式圧力制御弁の代りにサーボモータやサー
ボパルプ等を使用する。）を加え得ることは勿論である
。

〔発明の効果〕

本発明の油圧駆動装置の巻上下速度制御装置によれば、 Ｉ）無負荷から定格負荷までの全領域にわたり巻上下速
度の無段階制御を行うことが可能となり、従って負荷に
応じた馬力制御を行うことができ、油圧ポンプと油圧モ
ータを最も効率の良い状態で使用することができる、■
）定格速度から２倍速へ切換わるときにショックがなく
、荷振れの危険性が少ない、１）　　ＩＪニアコントロ
ールのだめ軽負荷時の最大速度を大きくできる、 ■）圧力検出器は個々にセット圧を調整する必要がない
ため油圧モータの製作が簡単である、■）制御精度が良
いため設定ポイントがずれず、馬力ロスが少い、 Ｖｌ）　　２台以上の荷投機械にて重量物の巻上等を行
う場合でも両巻上機の特性を合わせることが容易である
、 等、種々の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の油圧駆動装置の巻上下速度制御装置の
一実施例の説明図、第２図はコントローラにより指令さ
れるレバー傾き角と指令信号との関係を表わすグラフ、
第３図は函数発生器から油圧ポンプ側の制御増幅器へ与
えられる指令信号のレバー傾き角との関係を表わすグラ
フ、第４図は函数発生器から油圧モータ側の上段側制御
増幅器へ与えられる指令信号のレバー傾き角との関係を
表わすグラフ、第５図は函数発生器から油圧モータ側の
下段側制御増幅器へ与えられる指令信号のレバー傾き角
との関係を表わすグラフ、第６図は第１図に示す装置に
より制御を行った場合の巻上下速度と負荷との関係を表
わすグラフである。 図中１は油圧ポンプ、２は油圧モータ、６は油圧ポンプ
、８は電磁方向切換弁、９はブレーキ用油圧シリンダ−
，１７は傾転シリンダー、２０は比例電磁式圧力制御弁
、３０は傾転ツリンダー、６１は比例電磁式圧力制御弁
、３４はコントローラ、６５は函数発生器、３６は制御
増幅器、３７は制御増幅器、４０は圧力検出器、４１は
信号変換器を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）巻上装置のワイヤードラムを回転させる可変容量形
   の油圧モータを駆動させ得るよう主管路を介して前記油
   圧モータへ圧油を供給する可変容量形の油圧ポンプと、
   制御用の油圧ポンプからの圧油により前記可変容量形の
   油圧モータ及び油圧ポンプの夫々の斜板又は斜軸の傾転
   角を変える２組の傾転シリンダーと、夫々の傾転シリン
   ダーに指令信号に比例させた圧力を作用させるよう前記
   制御用の油圧ポンプと前記２組の傾転シリンダーを結ぶ
   管路に設けられた比例電磁式圧力制御弁と、コートロー
   ラからの指令信号及び負荷に比例した圧力を検出するた
   めの圧力検出器と、該圧力検出器からの信号を電気信号
   に変換する信号変換器と、該信号変換器からの信号によ
   り前記２組の比例電磁式圧力制御弁へ与える指令信号を
   発生させるための函数発生器を設けたことを特徴とする
   油圧駆動装置の巻上下速度制御装置。