KR910004035B1 - Control apparatus of hydraulic winch - Google Patents
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Abstract
내용 없음.No content.
Description
제 1,2 도는 종래의 장치의 회로도와 그 출력특성도.1 and 2 are circuit diagrams and output characteristics diagrams of a conventional apparatus.
제 3 도는 본 발명의 회로도.3 is a circuit diagram of the present invention.
제 4 도는 그 유압모터 및 기타의 밸브의 제어특성도.4 is a control characteristic diagram of the hydraulic motor and other valves.
제 5 도는 다른실시예의 회로도.5 is a circuit diagram of another embodiment.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
20 : 유압원 22,22A : 방향절환밸브20: hydraulic source 22,22A: direction switching valve
22a,50 : 조절밸브 20.24A : 유압모우터22a, 50: Control valve 20.24A: Hydraulic motor
30,30 : 조절기로서의 유압실린더 34 : 유실(油室)30,30: Hydraulic cylinder as a regulator 34: Oil loss
36,38 : 고압선택밸브로서의 역지밸브36,38: check valve as a high pressure selection valve
40,40A : 제어밸브로서의 감압밸브 42 : 캠기구40, 40A: Pressure reducing valve as control valve 42: Cam mechanism
본 발명은 부하의 변화에 응하여 가변용량형 액압모우터의 용량을 변화시켜 거의 일정마력 출력특성을 가지게한 액압원치에 적용되는 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a control device applied to a hydraulic pressure source that changes the capacity of a variable displacement hydraulic motor in response to a change in load to have a substantially constant horsepower output characteristic.
원치드럼을 구동하는 가변용량형 유압모우터의 용량을 부하의 증감에 응하여 증감하고 거의 일정마력 출력특성을 얻게한 유압원치가 종래부터 알려져 있다. 이 원치에서는 대부하시에는 저속, 대토오크가 또한 소부하에서는 고속, 소토오크의 제어특성이 얻어진다.Background Art Hydraulic pressure sources that increase or decrease the capacity of a variable displacement hydraulic motor for driving a primary drum in response to a load increase or decrease and obtain almost constant horsepower output characteristics have conventionally been known. In this principle, low speed and large torque are obtained at high loads, and high speed and small torque control characteristics are obtained at light loads.
이 종류의 원치로서 특개소 58-52196호에 선행기술로서 표시된 것이 있지만 이것은 제 1 도에 표시하는 회로구성과 제 2 도에 표시하는 제어특성을 가지는 것으로서 제 1 도의 유압원(1)의 유압은 가변용량형 유압모우터(2)에 방향절환밸브(3)를 거쳐서 공급되고, 유압모우터(2)의 용적은 유압실린더(4)에 의하여 제어된다. (5)는 일정마력 제어밸브이고, 고압선택밸브(6)의 압력이 피스톤(7)에 인도되어 고압선택밸브(6)의 압력이 압축스프링(8)의 압력과 평형한다. 절환밸브(3)의 권상(卷上)위치 (a)에서는 유압원(1)의 압유는 평형추밸브(9)의 역지밸브, 고압선택밸브(6)를 통하여 피스톤(7) 및 스푸울(10)을 도면 상우방향으로 이동시킨다. 이 결과 고압선택밸브(6)의 압력이 실린더(4)의 대실(4a)에 인도되어, 모우터(2)의 용적은 증가해가서 부하에 상응하는 용적으로 된다. 피스톤(7)에 가해지는 압력은 모우터(2)의 부하 대소에 응하여 증가하므로 대부하시에 모우터(2)는 대용량으로 되어 이때 모우터(2)는 저속, 대토오크로 된다. 즉 제 2 도의 쌍곡선으로 표시하는 일정마력특성이 얻어진다.Although this kind of raw material is shown in the prior art in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-52196, it has a circuit configuration shown in FIG. 1 and control characteristics shown in FIG. 2, and the hydraulic pressure of the hydraulic source 1 of FIG. It is supplied to the variable displacement
이와 같이 구성된 종래장치에서는 무부하상태에서 절환밸브(3)가 중립위치라면 고압선택밸브(6)의 압력이 저압으로되므로 스푸울(10)은 스프링(8)에 의하여 좌측방향으로 밀어지고 고압선택밸브(6)는 실린더(4)의 소실(4b)에 연통하고 실린더(4)의 대실(4a)은 스푸울(10)을 거쳐서 유압원(1)의 탱크에 연통하고 있기 때문에 실린더(4)는 도면중 좌측방향으로 이동한다. 즉, 모우터(2)는 최소용적으로 되어 있다. 이 상태에서는 모우터(2)는 최소토오크의 위치에 있고, 기름의 공급량이 일정이라면 최대속도를 낼 수 있는 상태에 있다.In the conventional apparatus configured as described above, if the switching valve 3 is in a neutral position and the pressure is selected as the low pressure of the high pressure selection valve 6, the
이것 때문에 소부하에서 모우터(2)를 기동시키게 절환밸브(3)를 제어하여도 절환밸브(3)의 조작량에 대한 모우터(2)의 회전수 변화의 비율이 크기 때문에 모우터(2)는 적시 고속으로 회전되어, 미속도제어가 대단히 곤란하게 된다는 문제가 생긴다. 또 하물을 공중에 매달리게 하는 경우, 절환밸브(3)가 중립위치에 있으면 유압모우터(2)의 용량은 부하에 상응하는 용량으로 되어있기 때문에 동일부하의 경우에는 유압모우터(2)의 용량의 2승에 역비례하는 낙하량이 유압모우터(2)가 최대용량에 잇는 경우에 비하여 크게된다는 문제도 있었다. 즉 원치의 속도가 조종자의 의사에 반하여 고속도로되고 만다는 문제가 있다.For this reason, even if the switching valve 3 is controlled to start the
본 발명은 이와같은 사정에 비추어된 것으로서 모우터 기동시에 있어서의 미속도제어를 안정하게 행할 수가 있는 액압원치의 제어장치를 제공하는 것을 제 1의 목적으로 한다. 또 부하의 급격감소시 등에 조종자의 의사에 반하여 원치속도가 상승하는 일 없이 조종자의 의사에 따른 속도제어를 가능하게 하여 하역작업성을 향상시킬 수가 있는 액압원치의 제어장치를 제공하는 것을 제 2의 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, the present invention has a first object to provide a control device for a hydraulic pressure source capable of stably performing slow speed control at the time of starting a motor. In addition, it is possible to provide a hydraulic pressure control device capable of improving the handling performance by enabling the speed control according to the operator's intention without increasing the original speed against the operator's intention when the load suddenly decreases. The purpose.
본 발명은 방향절환밸브를 제어하는 조절레버의 중립위치 부근의 소정조작범위내에서 액압모우터를 최대 용량으로 하도록 제어하는 것에 의하여 상기 제 1의 목적을 달성하였다. 즉 제 1의 목적은 원치드럼을 구동하는 가변용량형 액압모우터와 액압원과를 방향절환밸브를 거쳐서 접속하고 상기 액압모우터의 용량을 조절기에 의하여 부하에 응하여 변화시키고 거의 일정마력 출력 특성을 가지게 한 액압원치에 있어서 상기 방향 절환밸브를 제어하는 조절레버의 중립위치부근의 소정조작범위내에서 상기 액압모우터를 최대용량으로 하도록 상기 조절기를 작동시키는 제어밸브를 구비하도록 구성하는 것에 의하여 달성된다.The first object of the present invention is achieved by controlling the hydraulic motor to have a maximum capacity within a predetermined operating range near the neutral position of the control lever for controlling the directional control valve. In other words, the first object is to connect a variable displacement hydraulic motor and a hydraulic pressure source for driving the unwanted drum through a directional valve, and change the capacity of the hydraulic motor in response to the load by means of a regulator. And a control valve for operating the regulator so as to maximize the hydraulic motor within a predetermined operating range near the neutral position of the control lever controlling the directional control valve in the hydraulic pressure source. .
또 상기 제 2의 목적은 상기의 제어밸브에 조절레버의 상기 소정조작범위 이상에서의 조작량의 증가에 응하여 조절기의 자동압력을 감소시키는 기능을 부가하여 액압모우터의 부하의 증감에 의하여 증감하는 조절기작동 압력과 상기 조절레버에 의하여 결정되는 조절기 작동 압력과의 어느 고압측의 조절기 작동 압력에 의하여 액압모우터 용량을 증대시키는 방향에 조절기를 작동시키는 것에 의하여 달성된다. 즉 액압모우터의 용량을 부하의 증감에 의하여 결정되는 용량과 조절레버의 조작량에 의하여 결정되는 용량과의 어느 큰 용량에 하도록 제어한다.The second object is a regulator which increases or decreases by increasing or decreasing the load of the hydraulic motor by adding a function of reducing the automatic pressure of the regulator in response to the increase in the operation amount of the control lever above the predetermined operating range of the control lever. By operating the regulator in the direction of increasing the hydraulic motor capacity by the regulator operating pressure on any high pressure side between the operating pressure and the regulator operating pressure determined by the regulating lever. That is, the capacity of the hydraulic motor is controlled to be any larger capacity between the capacity determined by the increase and decrease of the load and the capacity determined by the operation amount of the control lever.
이하 도시의 실시예에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.
이하의 실시예는 액압으로서 유압을 사용한 실시예이다.The following example is an example using hydraulic pressure as hydraulic pressure.
제 3 도는 일실시예의 회로도, 제 4 도는 유압모우터 및 기타의 밸브의 제어 특성도이다. 제 3 도 에서(20)는 4포오트 3위치 ABR접속의 수동방향 절환밸브,(24)는 가변용량형 유압모우터이고 이들은 작동유체인 기름을 순환하도록 접속되어 있다. 방향절환밸브(22)는 교축밸브가 붙은 것으로서 그 조절래버의 조작각 θ가 θ3-θ1의 작은 사이에서는 유량이 θ에 거의 비례하고 θ가 이 범위를 넘어서 크게 되면 유량은 일정하게 되는 유량조정특성을 가진다(제 4 도). 유압원(20)의 토출구와 절환밸브(22)의 P포트와의 사이에는 외부파일럿형 유량조절밸브(26)가 접속되어 이 유량조절밸브(26)는 절환밸브(22)의 A, B 포오트 간에 접속된고압선택밸브(27)부터 인도되는 유압과 유량조절밸브(26)직후의 액압과의 압력차에 의하여 작동하고 어느 유량 이상에서는 원치에 가해지는 부하조건의 변화에 불구하고 거의 일정의 유량을 유압모우터(24)에 공급한다.3 is a circuit diagram of one embodiment, and FIG. 4 is a control characteristic diagram of a hydraulic motor and other valves. In FIG. 3, 20 is a four-port, three-position ABR connection manually switching valve, 24 is a variable displacement hydraulic motor, which is connected to circulate oil, which is a working fluid. The direction switching valve 22 has an throttling valve, and when the operating angle θ of the control lever is small between θ 3 and θ 1 , the flow rate becomes almost proportional to θ and the flow rate becomes constant when θ becomes larger than this range. It has adjustment characteristics (Fig. 4). An external pilot type
(28)은 외부파일럿형 평형추밸브로서, 모우터(24)의 권상시의 기름 유입구와 절환밸브(22)의 A포오트와의 사이에 접속되어 부하의 권하시에 안정한 속도로 권하가 될 수 있게 작용한다. 이 평형추밸브(28)의 파일럿 압력은 모우터(24)의 권상시의 기름 유출구부터 취출되어 있다.(28) is an external pilot type counterweight valve, which is connected between the oil inlet at the time of hoisting of the
(30)은 조절기로서의 유압실린더로서 유압모우터(24)의 용량을 제어하는 구동력을 발생한다. 이 실린더(30)는 압축코일스프링(32)에 의하여 모우터(24)를 최소용량으로 하는 방향에 복귀습성이 부여되고, 유실(34)의 내압을 올리는 것에 의하여 모우터(24)의용량을 증대한다. 이 유실(34)에는 고압선택밸브로서의 역지밸브(36),(38)을 거쳐서 모우터(24)의 유입구와 유출구의 압력중 고압측이 조절기작동 압력으로서 공급되어 있다.30 generates a driving force for controlling the capacity of the
(40)은 유압원(20)의 토출측과 상기 유실(34)와의 사이에 개재하는 제어밸브로서의 유압감압밸브이고, 이 감압밸브(40)의 출력압력은 캠기구(42)를 거쳐서 방향절환밸브(22)에 연동하여 제 4 도와 같이 변환한다.40 is a hydraulic pressure reducing valve as a control valve interposed between the discharge side of the
즉 절환밸브(22)의 중립위치 부근인 θ1-θ3의 소정조작범위 내에서는 모우터(24)의 최대용량으로 하게 유실(34)에 유압원(20)의 압유를 인도하고 절환밸브(22)의 조작각 θ가 이 θ1-θ3을 넘어서 중가함에 따라 감압량이 증가하여 이 압력은 조절레버에 의하여 결정되는 조절기작동 압력으로서 유실(34)에 공급된다.That is, within the predetermined operating range of θ 1 -θ 3 near the neutral position of the switching valve 22, the hydraulic oil of the
(44)는 역지밸브가 붙은 유량조정밸브이고, 감압밸브(44)와 유실(34)와의 사이에 개재되고 이 유량조절밸브(44)에 조입된 역지밸브(44a)는 상기 역지밸브(36).(38)와 협동하여 부하에 의하여 결정되는 조절기 작동압력과 조절레버에 의하여 결정되는 조절기작동 압력과의 어느 큰 편을 유실(34)에 인도하여 모우터(24)의 용량을 결정한다.
다음에 동작을 설명한다. 우선 조절레버(22a)의 조작각 θ의 0일 때는 절환밸브(22)는 중립위치에 있고 유압원(20)의 압유가 감압밸브(40) 및 역지밸브(44a)를 통하여 유실(34)에 인도된다. 이때 감압밸브(40)가 발생하는 압력은 유압모우터(29)를 최대용량으로 유지하기 위하여 요하는 압력보다 충분히 높으므로 유압모우터(24)는 최대용량을 되어 있다. 감압밸브(40)가 발생하는 압력이 유압모우터(24)의 용량을 최대로 유지하는 것은 조절레버(22a)의 조작각 θ가 θ1-θ3의 사이이고 이 범위에서는 유압모우터(24)는 항상 최대용량으로 고정되어 있다. 이것 때문에 조작각 θ가 0°일 때, 즉 절환밸브(22)가 중립일 때에 하물을 공중에 매달리게 하여도 동일부하에 대한 하물의 낙하량이 최소로되어 유압원치의 기동정지가 가장 안정한 상태에서 행하여 지는 것이 된다.Next, the operation will be described. First, when the operating angle θ of the
더욱이 조절레버(22a)의 조작각 θ가 θ1-θ3의 사이에서는 유압모우터(24)의 용량은 최대이고 변하지 않기 때문에 유압모우터(24)의 속도는 절환밸브(22)를 통과하는 액량에 비례한다. 즉 절환밸브(22)를 통과하는 유량을 조절레버(22a)의 θ1-θ3의 조작범위내에서 조작각 θ에 거의 비례하도록 하면 원치의 속도는 조절레버(22a)의 조작각θ에 의하여 미묘하게 제어되어, 미속도제어가 안정하게 행하여 진다. 본 발명의 제 1의 목적은 이상과 같이하여 달성된다.Furthermore, since the operating capacity θ of the
조절레버(22a)의 조작각 θ가 θ1-θ3의 범위까지 크게되면 감압밸브(40)가 발생하는 압력은 조절기작동 입력으로서 유압모우터(24)의 조절기(30)의 유실(34)에 작용하여 유압모우터(24)의 용량을 감소하는 압력으로 되간다.When the operating angle θ of the
즉 조절레버(22a)의 조작각 θ가 크게 됨에 따라 유압모우터(24)의 용량은 작게된다. 따라서 동일공급액량에 대하여 유압모우터(24)의 회전속도는 증가하여 원치의 속도도 증가한다. 한편 유압모우터(24)에 가해지는 낙하에 의하여 이 모우터(24)에 발생하는 유압은 동일 부하이면 유압부하이면 유압모우터(24)의 용량에 반비례하기 때문에 조절레버의 조작각 θ를 크게하여 유압모우터(24)의 용량을 작게해가면 부하에 의하여 발생하는 유압이 상승한다.That is, as the operation angle θ of the
이때의 유압이 감압밸브(40)의 발생하는 압력보다 높아지면 역지밸브(36) 또는 (38)의 한쪽에 의하여 선택된 고압측 압력이 조절기 작동 압력으로서 유실(34)에 인도되어 유압 모우터(24)의 용량은 조절레버(22a)의 조작각 θ에 우선하여 부하에 의하여 결정된다. 따라서 이때에는 속도는 부하에 의하여 결정되고 제 4 도에 표시한 바와 같은 거의 일정마력 출력특성으로 된다.When the hydraulic pressure at this time is higher than the pressure generated by the
즉 이 유압원치의 제어회로에서는 감압밸브(40)가 발생하는 조절기작동 압력이 우선하여 유압모우터(24)의 용량을 결정하는 범위에서는, 부하의 변동에 상관없이 원치속도를 조절레버(22a)에 의하여 안정되게 할 수가 있다.In other words, in the control circuit of the hydraulic pressure value, the regulator operating pressure generated by the
또 그 이외의 범위 즉 부하가 유압모우터(24)에 발생시키는 조절기 작동 압력이 우선하는 범위에서는 거의 일정마력 출력특성이 얻어진다.In addition, in the other range, that is, the range in which the regulator operating pressure generated by the load in the
이와 같이 하여 원치의 속도제어가 안정하여 제어성과 작업성이 향상하여 본 발명의 상기 제 2의 목적이 달성된다.In this way, the speed control of the original value is stabilized, the controllability and the workability are improved, and the second object of the present invention is achieved.
또 제 4 도에서는 편의상 절환밸브(22)의 유량제어범위(θ1-θ3)와, 원치의 권상, 권하의 범위 (θ1-θ2, θ3-θ4)를 θ1과 θ3에서 절환하게 하였지만, 본 발명은 양 제어범위가 중복하여도 혹은 떨어져도 상관은 없고 이러한 경우도 포함된다.In FIG. 4, for convenience, the flow control range (θ 1 -θ 3 ) of the switching valve 22 and the hoisting and hoisting ranges of the original value (θ 1 -θ 2 , θ 3 -θ 4 ) are shown as θ 1 and θ 3. In the present invention, the present invention does not matter whether the two control ranges overlap or fall, and such cases are included.
제 5 도는 본 발명의 다른 실시예의 회로도이고, 이 실시예는 방향절환밸브(22A) 및 유압감압밸브(40A)를 조절레버(50)에 의하여 유압제어하는 것이다. 즉 도시의 중립위치부터 레버(50)를 우로 넘어뜨리면, 절환밸브(22A)는 우로 이동하고, 유압모우터(24A)는 권상방향에 회전한다. 이 때 레버(50)의 조작이 작으면 감압밸브(40A)의 출력인 조절기 작동압력은 고압으로 되므로 조절기(30A)의 절환밸브(52)는 좌측으로 이동하여 조절기(30A)의 피스톤은 우에 이동한다. 따라서 모우터(24A)의 용량은 최대로 된다.5 is a circuit diagram of another embodiment of the present invention, in which the direction switching valve 22A and the hydraulic pressure reducing valve 40A are hydraulically controlled by the control lever 50. As shown in FIG. That is, when the lever 50 is turned to the right from the neutral position in the figure, the switching valve 22A moves to the right, and the
레버(50)를 더욱 크게 우에 넘어뜨리면 감압밸브(40A)의 조절기작동 압력은 감소하여 절환밸브(52)는 우에 이동하고 모우터(24A)의 용량은 감소한다. 레버(50)의 좌에의 조작시는 모우터(24A)가 역전하여 제어계는 상기와 거의 동일하고 또 제어특성도 상기 제 3 도의 것과 거의 동일하므로 그 설명은 반복하지 않는 다. 또 제 5 도에서는 제 3 도와 동일부분의 동일부호에 "A"를 붙여서 표시하였다.When the lever 50 is pushed further to the right, the regulator operating pressure of the pressure reducing valve 40A decreases so that the switching
이상의 실시예에서는 작동유체로서 유압을 사용하지만 본 발명에서는 유압이외의 물등의 유체를 사용하는 것도 포함하는 것이다. 또 모우터(24)의 용량을 제어하는 조절기는 본 실시예에서는 유압실린더(30)로 하고, 제어밸브는 유압감압밸브(40)로 하여 제어계를 유압으로 구성하였지만, 본 발명에 있어서의 조절기나 제어밸브는 공기압제어나 전기적 제어를 행하는 것이라도 좋다. 또 방향절환밸브, 제어밸브등의 형은 본 실시예에 한정되는 것이 아니라는 것도 물론이다.In the above embodiment, although the hydraulic pressure is used as the working fluid, the present invention also includes using a fluid such as water other than the hydraulic pressure. Moreover, although the regulator which controls the capacity of the
본 발명은 이상과 같이 조절레버의 중립위치부근의 소정조작범위내에서 액압모우터를 최대 용량으로 하고 방향절환밸브에 의하여 액압모우터에의 작동액유량을 제어하게 하였으므로 부하의 변동에 불구하고 미속도의 제어성이 양호하게 되어 속도제어가 안정하게 행하여진다.As described above, the present invention allows the hydraulic motor to be the maximum capacity within a predetermined operating range near the neutral position of the control lever, and the hydraulic fluid flow to the hydraulic motor is controlled by the direction switching valve. The controllability of the speed becomes good, and the speed control is performed stably.
또 하물이 공중에 매달려 있는 상태와 같이 액압모우터의 부하에 의하여 압력이 발생하고 있는 경우에는 모우터의 용량이 최대이므로 제동력도 최대가 되어 하물의 낙하량이 타에 비하여 최소로 되어 작업성이 좋게 된다.When the pressure is generated by the load of the hydraulic motor such as the load suspended in the air, the capacity of the motor is the maximum, so the braking force is the maximum, and the drop amount of the load is minimal compared to the other so that the workability is good. do.
한편 조절레버의 조작량에 의하여 조절기를 제어하고 모우터의 용량을 변경하는 것도 할 수 있으므로 그 조작량에 의하여 원치의 최고속도가 한정된다.On the other hand, it is also possible to control the regulator and change the capacity of the motor by the operation amount of the control lever, so that the maximum speed of the original value is limited by the operation amount.
따라서 조종자의 의지를 반영할 수 있는 원치제어특성으로 되어 안정성, 작업성이 향상한다.Therefore, it is a remote control characteristic that can reflect the intention of the operator, improving stability and workability.
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