JP2001341984A - カウンタバランス弁を有する油圧回路およびクレーン - Google Patents
カウンタバランス弁を有する油圧回路およびクレーンInfo
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- Control And Safety Of Cranes (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 巻下時の送り側管路の圧力を低減させる。
【解決手段】 カウンタバランス弁20のスプール22
の両端部にそれぞれ油室Va,Vbを設け、一方の油室
Vaを送り側管路(巻下側管路)10に連通するととも
に、他方の油室Vbにバネ23を介装し、その油室Vb
を電磁比例リリーフ弁13を介して戻り側管路(巻上側
管路)9に連通する。送り側管路10と油室Vbに圧力
センサ11,12を接続し、圧力センサ11,12からの
信号に応じ、送り側管路10の圧力P1が所定の目標圧
力Psとなるように、電磁比例リリーフ弁13のリリー
フ圧Prを制御する。
の両端部にそれぞれ油室Va,Vbを設け、一方の油室
Vaを送り側管路(巻下側管路)10に連通するととも
に、他方の油室Vbにバネ23を介装し、その油室Vb
を電磁比例リリーフ弁13を介して戻り側管路(巻上側
管路)9に連通する。送り側管路10と油室Vbに圧力
センサ11,12を接続し、圧力センサ11,12からの
信号に応じ、送り側管路10の圧力P1が所定の目標圧
力Psとなるように、電磁比例リリーフ弁13のリリー
フ圧Prを制御する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カウンタバランス
弁を有する油圧回路およびその油圧回路を有するクレー
ンに関する。
弁を有する油圧回路およびその油圧回路を有するクレー
ンに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ウインチの油圧回路において
は、油圧モータの巻上時の圧油入口側管路(以下、巻上
側管路)に吊り荷の落下防止用のカウンタバランス弁が
設けられる。カウンタバランス弁はそのスプールの駆動
に応じて絞り面積が変化し、これによって、巻下時に保
持管路から巻上側管路へと流れる圧油量が調整され、油
圧モータの巻下速度が制御される。この場合、スプール
の両端部にはそれぞれ油室が形成され、その一端側油室
は油圧モータの巻下時の圧油入口側管路(以下、巻下側
管路)に連通される。また、他端側油室は例えば巻上側
管路に連通され、油室にはバネが介装される。これによ
って、スプールの一端側には絞り面積を増加させるよう
に巻下側管路からの圧力が作用し、他端側には絞り面積
を減少させるようにバネ力と巻上側管路からの圧力が作
用する。スプールはこれら両者の差により駆動される。
は、油圧モータの巻上時の圧油入口側管路(以下、巻上
側管路)に吊り荷の落下防止用のカウンタバランス弁が
設けられる。カウンタバランス弁はそのスプールの駆動
に応じて絞り面積が変化し、これによって、巻下時に保
持管路から巻上側管路へと流れる圧油量が調整され、油
圧モータの巻下速度が制御される。この場合、スプール
の両端部にはそれぞれ油室が形成され、その一端側油室
は油圧モータの巻下時の圧油入口側管路(以下、巻下側
管路)に連通される。また、他端側油室は例えば巻上側
管路に連通され、油室にはバネが介装される。これによ
って、スプールの一端側には絞り面積を増加させるよう
に巻下側管路からの圧力が作用し、他端側には絞り面積
を減少させるようにバネ力と巻上側管路からの圧力が作
用する。スプールはこれら両者の差により駆動される。
【0003】このような油圧回路では、巻下時にカウン
タバランス弁を通過する圧油によりスプールにはさらに
絞り面積を減少させるような流体力(フローフォース)
が作用する。したがって、巻下時にスプールを所定の位
置でバランスさせるために必要とされる巻下側管路から
の圧力は、バネ力と巻上側管路からの圧力とフローフォ
ースとを足し合わせた値となる。
タバランス弁を通過する圧油によりスプールにはさらに
絞り面積を減少させるような流体力(フローフォース)
が作用する。したがって、巻下時にスプールを所定の位
置でバランスさせるために必要とされる巻下側管路から
の圧力は、バネ力と巻上側管路からの圧力とフローフォ
ースとを足し合わせた値となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フロー
フォースは流量に比例するため、モータの高速化が進む
今日ではフローフォースは非常に大きな値(例えば10
00N)となり、その分だけ巻下側管路の圧力は増大す
る。その結果、油圧ポンプの負荷が大きくなり燃費が悪
化するばかりか、モータに高負荷が作用して耐久性が低
下するおそれがある。
フォースは流量に比例するため、モータの高速化が進む
今日ではフローフォースは非常に大きな値(例えば10
00N)となり、その分だけ巻下側管路の圧力は増大す
る。その結果、油圧ポンプの負荷が大きくなり燃費が悪
化するばかりか、モータに高負荷が作用して耐久性が低
下するおそれがある。
【0005】本発明の目的は、油圧モータの巻下時の送
り側管路の圧力を低減させることができるカウンタバラ
ンス弁を有する油圧回路およびクレーンを提供すること
にある。
り側管路の圧力を低減させることができるカウンタバラ
ンス弁を有する油圧回路およびクレーンを提供すること
にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】(1) 一実施の形態を
示す図1を参照して説明すると、請求項1の発明は、油
圧ポンプ1と、油圧ポンプ1から吐出される圧油により
駆動する油圧モータ2と、油圧モータ2の巻下駆動時の
戻り側管路(巻上側管路)9に介装されたカウンタバラ
ンス弁20とを有する油圧回路に適用される。そして、
カウンタバランス弁20が、シリンダ21内部の一端側
に形成され、油圧モータ2の巻下駆動時の送り側管路
(巻下側管路)10の圧油を導く第1の油室Vaと、第
1の油室Vaに対向してシリンダ内部の他端側に形成さ
れた第2の油室Vbと、第1の油室Vaと第2の油室V
bにそれぞれ作用する力の差により移動し、移動量に応
じて戻り側管路9(巻上側管路)の通路面積を増減する
スプール22とを有し、油圧モータ2の巻下駆動時に、
スプール22に作用するフローフォースによって送り側
管路(巻下側管路)10の圧力が増加しないように第2
の油室Vbの圧力を制御する圧力制御手段11〜14を
備えることにより上述した目的は達成される。 (2) 請求項2の発明は、請求項1に記載のカウンタ
バランス弁を有する油圧回路において、圧力制御手段
が、第1の油室Vaの圧力を検出する第1の圧力検出手
段11と、第2油室Vbの圧力を検出する第2の圧力検
出手段12とを有し、第1の圧力検出手段11および第
2の圧力検出手段12からの検出値P1,Pbに応じて
第2の油室Vbの圧力を制御するものである。 (3) 請求項3の発明は、請求項1または2に記載の
カウンタバランス弁を有する油圧回路において、圧力制
御手段13,14が、油圧モータ2の巻下駆動時にスプ
ール22に作用するフローフォースによる第1の油室V
aの圧力上昇分を相殺するように第2の油室Vbの圧力
を低減するものである。 (4) 請求項4の発明は、図1,4に示すように、油
圧ポンプ1と、油圧ポンプ1から吐出される圧油により
駆動する油圧モータ2と、油圧モータ2の巻下駆動時の
戻り側管路(巻上側管路)9に介装されたカウンタバラ
ンス弁20とを有する油圧回路を備えたクレーンに適用
される。そして、カウンタバランス弁20が、シリンダ
21内部の一端側に形成され、油圧モータ2の巻下駆動
時の送り側管路(巻下側管路)10の圧油を導く第1の
油室Vaと、第1の油室Vaに対向してシリンダ内部の
他端側に形成された第2の油室Vbと、第1の油室Va
と第2の油室Vbにそれぞれ作用する力の差により移動
し、移動量に応じて戻り側管路(巻上側管路)9の通路
面積を増減するスプール22とを有し、油圧モータ2の
巻下駆動時に、スプール22に作用するフローフォース
によって送り側管路(巻下側管路)10の圧力が増加し
ないように第2の油室Vbの圧力を制御する圧力制御手
段11〜14を備えた油圧回路を有することにより上述
した目的は達成される。
示す図1を参照して説明すると、請求項1の発明は、油
圧ポンプ1と、油圧ポンプ1から吐出される圧油により
駆動する油圧モータ2と、油圧モータ2の巻下駆動時の
戻り側管路(巻上側管路)9に介装されたカウンタバラ
ンス弁20とを有する油圧回路に適用される。そして、
カウンタバランス弁20が、シリンダ21内部の一端側
に形成され、油圧モータ2の巻下駆動時の送り側管路
(巻下側管路)10の圧油を導く第1の油室Vaと、第
1の油室Vaに対向してシリンダ内部の他端側に形成さ
れた第2の油室Vbと、第1の油室Vaと第2の油室V
bにそれぞれ作用する力の差により移動し、移動量に応
じて戻り側管路9(巻上側管路)の通路面積を増減する
スプール22とを有し、油圧モータ2の巻下駆動時に、
スプール22に作用するフローフォースによって送り側
管路(巻下側管路)10の圧力が増加しないように第2
の油室Vbの圧力を制御する圧力制御手段11〜14を
備えることにより上述した目的は達成される。 (2) 請求項2の発明は、請求項1に記載のカウンタ
バランス弁を有する油圧回路において、圧力制御手段
が、第1の油室Vaの圧力を検出する第1の圧力検出手
段11と、第2油室Vbの圧力を検出する第2の圧力検
出手段12とを有し、第1の圧力検出手段11および第
2の圧力検出手段12からの検出値P1,Pbに応じて
第2の油室Vbの圧力を制御するものである。 (3) 請求項3の発明は、請求項1または2に記載の
カウンタバランス弁を有する油圧回路において、圧力制
御手段13,14が、油圧モータ2の巻下駆動時にスプ
ール22に作用するフローフォースによる第1の油室V
aの圧力上昇分を相殺するように第2の油室Vbの圧力
を低減するものである。 (4) 請求項4の発明は、図1,4に示すように、油
圧ポンプ1と、油圧ポンプ1から吐出される圧油により
駆動する油圧モータ2と、油圧モータ2の巻下駆動時の
戻り側管路(巻上側管路)9に介装されたカウンタバラ
ンス弁20とを有する油圧回路を備えたクレーンに適用
される。そして、カウンタバランス弁20が、シリンダ
21内部の一端側に形成され、油圧モータ2の巻下駆動
時の送り側管路(巻下側管路)10の圧油を導く第1の
油室Vaと、第1の油室Vaに対向してシリンダ内部の
他端側に形成された第2の油室Vbと、第1の油室Va
と第2の油室Vbにそれぞれ作用する力の差により移動
し、移動量に応じて戻り側管路(巻上側管路)9の通路
面積を増減するスプール22とを有し、油圧モータ2の
巻下駆動時に、スプール22に作用するフローフォース
によって送り側管路(巻下側管路)10の圧力が増加し
ないように第2の油室Vbの圧力を制御する圧力制御手
段11〜14を備えた油圧回路を有することにより上述
した目的は達成される。
【0007】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図1は、本発明の実施の形
態に係わるカウンタバランス弁を有する油圧回路の構成
を示す図(油圧回路図)であり、図4は、その油圧回路
を有するクレーンの側面図である。図4に示すように、
クレーンは、走行体41と、走行体41上に旋回装置4
2を介して旋回可能に搭載された旋回体43と、旋回体
43の先端部に起伏可能に取り付けられたブーム44と
を有し、巻上ロープ45の巻回された巻上ドラム46を
巻上または巻下駆動することで、ブーム先端からフック
47を介して吊り下げられた吊り荷48が昇降する。
施の形態について説明する。図1は、本発明の実施の形
態に係わるカウンタバランス弁を有する油圧回路の構成
を示す図(油圧回路図)であり、図4は、その油圧回路
を有するクレーンの側面図である。図4に示すように、
クレーンは、走行体41と、走行体41上に旋回装置4
2を介して旋回可能に搭載された旋回体43と、旋回体
43の先端部に起伏可能に取り付けられたブーム44と
を有し、巻上ロープ45の巻回された巻上ドラム46を
巻上または巻下駆動することで、ブーム先端からフック
47を介して吊り下げられた吊り荷48が昇降する。
【0009】図1に示すように、カウンタバランス弁を
有する油圧回路は、原動機Mによって駆動される可変容
量型の油圧ポンプ1と、油圧ポンプ1から吐出される圧
油によって駆動する巻上用油圧モータ2と、油圧ポンプ
1から油圧モータ2に供給される圧油の流れを制御する
方向制御弁3と、減速機2aを介して出力される油圧モ
ータ2からの駆動トルクによって巻上巻下駆動される巻
上ドラム46と、オペレータが巻上ドラム46の駆動指
令を入力する操作レバー5と、操作レバー5により操作
されるパイロット弁6A,6Bと、パイロット弁6A,6
Bに圧油を供給するパイロット油圧源7と、油圧モータ
2の巻上側管路9に保持管路8を形成し、保持管路8か
ら巻上側管路9への流れを規制して油圧モータ2の巻下
速度を制御するカウンタバランス弁20と、油圧モータ
2の巻下側管路10の圧力P1を検出する圧力センサ1
1と、カウンタバランス弁20の内部に形成された油室
Vbの圧力を検出する圧力センサ12と、その油室12
の圧力Pbを調整する電磁比例リリーフ弁13と、電磁
比例リリーフ弁13のリリーフ圧Prを制御するコント
ローラ14とを有している。
有する油圧回路は、原動機Mによって駆動される可変容
量型の油圧ポンプ1と、油圧ポンプ1から吐出される圧
油によって駆動する巻上用油圧モータ2と、油圧ポンプ
1から油圧モータ2に供給される圧油の流れを制御する
方向制御弁3と、減速機2aを介して出力される油圧モ
ータ2からの駆動トルクによって巻上巻下駆動される巻
上ドラム46と、オペレータが巻上ドラム46の駆動指
令を入力する操作レバー5と、操作レバー5により操作
されるパイロット弁6A,6Bと、パイロット弁6A,6
Bに圧油を供給するパイロット油圧源7と、油圧モータ
2の巻上側管路9に保持管路8を形成し、保持管路8か
ら巻上側管路9への流れを規制して油圧モータ2の巻下
速度を制御するカウンタバランス弁20と、油圧モータ
2の巻下側管路10の圧力P1を検出する圧力センサ1
1と、カウンタバランス弁20の内部に形成された油室
Vbの圧力を検出する圧力センサ12と、その油室12
の圧力Pbを調整する電磁比例リリーフ弁13と、電磁
比例リリーフ弁13のリリーフ圧Prを制御するコント
ローラ14とを有している。
【0010】カウンタバランス弁20はシリンダ21
と、シリンダ21の内部に摺動可能に挿入されたスプー
ル22と、油室Vbに介装されたバネ23とを有してい
る。バネ23の両端部はスプール22とシリンダ21の
端面にそれぞれ当接し、スプール22はバネ力によって
図の左方へ付勢されている。スプール22の反対側端面
とシリンダ21の間には油室Vbに対向して油室Vaが
形成され、油室Vaは固定絞り24を介して油圧モータ
2の巻下側管路10に連通されるとともに、固定絞り2
5を介してタンクに連通されている。巻下側管路10の
圧力P1と油室Vaの圧力との関係はこれら絞り24,
25の面積や油圧モータ2に作用する負荷によって決定
される。
と、シリンダ21の内部に摺動可能に挿入されたスプー
ル22と、油室Vbに介装されたバネ23とを有してい
る。バネ23の両端部はスプール22とシリンダ21の
端面にそれぞれ当接し、スプール22はバネ力によって
図の左方へ付勢されている。スプール22の反対側端面
とシリンダ21の間には油室Vbに対向して油室Vaが
形成され、油室Vaは固定絞り24を介して油圧モータ
2の巻下側管路10に連通されるとともに、固定絞り2
5を介してタンクに連通されている。巻下側管路10の
圧力P1と油室Vaの圧力との関係はこれら絞り24,
25の面積や油圧モータ2に作用する負荷によって決定
される。
【0011】スプール22は第1ランド22aと第2ラ
ンド22bを有し、第1ランド22aと第2ランド22
bの間のシリンダ21の内周面、および第2ランド22
bの外側のシリンダ21の内周面にはぞれぞれ溝状の通
路21a,21bが全周にわたって形成されている。通
路21aは保持管路8に接続されるとともに、チェック
弁26を介して巻上側管路9に接続され、通路21bは
巻上側管路9に接続されている。これによって、スプー
ル22がバネ力に抗して図の右方に移動すると、第2ラ
ンド22bとシリンダ21の間の絞り部27を介して通
路21aと通路21bが連通し、保持管路8からの圧油
は巻上側管路9に流される。
ンド22bを有し、第1ランド22aと第2ランド22
bの間のシリンダ21の内周面、および第2ランド22
bの外側のシリンダ21の内周面にはぞれぞれ溝状の通
路21a,21bが全周にわたって形成されている。通
路21aは保持管路8に接続されるとともに、チェック
弁26を介して巻上側管路9に接続され、通路21bは
巻上側管路9に接続されている。これによって、スプー
ル22がバネ力に抗して図の右方に移動すると、第2ラ
ンド22bとシリンダ21の間の絞り部27を介して通
路21aと通路21bが連通し、保持管路8からの圧油
は巻上側管路9に流される。
【0012】電磁比例リリーフ弁13は油室Vbと巻上
側管路9の間に設けられている。したがって、油室Vb
の圧力Pbが電磁比例リリーフ弁13のリリーフ圧Pr
を越えると油室Vbから巻上側管路9へと圧油がリリー
フし、油室Vbの圧力Pbはリリーフ圧Prに制御され
る。また、油室Vbと巻上側管路9の間には巻上側管路
9から油室Vbへの圧油の流れを許容するチェック弁2
8が電磁比例リリーフ弁13と並列に設けられている。
側管路9の間に設けられている。したがって、油室Vb
の圧力Pbが電磁比例リリーフ弁13のリリーフ圧Pr
を越えると油室Vbから巻上側管路9へと圧油がリリー
フし、油室Vbの圧力Pbはリリーフ圧Prに制御され
る。また、油室Vbと巻上側管路9の間には巻上側管路
9から油室Vbへの圧油の流れを許容するチェック弁2
8が電磁比例リリーフ弁13と並列に設けられている。
【0013】図2は、コントローラ14からの制御信号
Iとその制御信号Iにより制御される電磁比例リリーフ
弁13のリリーフ圧Prとの関係を示す図である。図2
に示すように、制御信号Iの増加に伴いリリーフ圧Pr
は比例的に増加しており、制御信号Iとリリーフ圧Pr
との間は次式(I)のようになる。 I=k・Pr ただし、k:比例定数 (I)
Iとその制御信号Iにより制御される電磁比例リリーフ
弁13のリリーフ圧Prとの関係を示す図である。図2
に示すように、制御信号Iの増加に伴いリリーフ圧Pr
は比例的に増加しており、制御信号Iとリリーフ圧Pr
との間は次式(I)のようになる。 I=k・Pr ただし、k:比例定数 (I)
【0014】コントローラ14では圧力センサ11,1
2からの信号に応じて以下のような処理が実行される。
図3はコントローラ14で実行される処理の一例を示す
フローチャートである。このフローチャートは操作レバ
ー5の巻下操作によりスタートする。図3に示すよう
に、まず、ステップS1で圧力センサ11,12からの
信号により巻下側管路8の圧力P1と油室Vbの圧力P
bをそれぞれ検出する。次いで、ステップS2で巻下側
管路10の圧力検出値P1が予め設定された所定の目標
圧力Ps以下か否かを判定する。ここで設定される所定
の目標圧力Psとは巻下側管路10の目標圧力であり、
バネ23のセット圧に油室Vaと巻下側管路10との間
の圧力損失やモータ2の圧力損失、巻上側管路9の圧力
損失などを加えた値とされる。
2からの信号に応じて以下のような処理が実行される。
図3はコントローラ14で実行される処理の一例を示す
フローチャートである。このフローチャートは操作レバ
ー5の巻下操作によりスタートする。図3に示すよう
に、まず、ステップS1で圧力センサ11,12からの
信号により巻下側管路8の圧力P1と油室Vbの圧力P
bをそれぞれ検出する。次いで、ステップS2で巻下側
管路10の圧力検出値P1が予め設定された所定の目標
圧力Ps以下か否かを判定する。ここで設定される所定
の目標圧力Psとは巻下側管路10の目標圧力であり、
バネ23のセット圧に油室Vaと巻下側管路10との間
の圧力損失やモータ2の圧力損失、巻上側管路9の圧力
損失などを加えた値とされる。
【0015】ステップS2が否定されるとステップS3
に進み、次式(II)により、すなわち、目標圧力Psから
巻下側管路10の圧力検出値P1を減じた値に所定のゲ
インGを乗じ、それに油室Vbの圧力検出値Pbを加算
して油室Vbの目標圧力Pb0が算出される。 Pb0=Pb+G・(Ps−P1) (II) なお、この場合、ゲインGの値はカウンタバランス弁1
0の応答性や制御の安定性などを考慮して決定される。
次いで、ステップS4で目標圧力Pb0に前述した比例
係数kを乗じて制御信号Iを算出し、ステップS5でそ
の制御信号Iを電磁比例リリーフ弁13に出力する。こ
れによって、電磁比例リリーフ弁13のリリーフ圧Pr
が目標圧力Pb0に設定される。ステップS5の処理が
終了するとステップS1に戻り、以降、ステップS2が
肯定されるまで同様な処理が繰り返される。
に進み、次式(II)により、すなわち、目標圧力Psから
巻下側管路10の圧力検出値P1を減じた値に所定のゲ
インGを乗じ、それに油室Vbの圧力検出値Pbを加算
して油室Vbの目標圧力Pb0が算出される。 Pb0=Pb+G・(Ps−P1) (II) なお、この場合、ゲインGの値はカウンタバランス弁1
0の応答性や制御の安定性などを考慮して決定される。
次いで、ステップS4で目標圧力Pb0に前述した比例
係数kを乗じて制御信号Iを算出し、ステップS5でそ
の制御信号Iを電磁比例リリーフ弁13に出力する。こ
れによって、電磁比例リリーフ弁13のリリーフ圧Pr
が目標圧力Pb0に設定される。ステップS5の処理が
終了するとステップS1に戻り、以降、ステップS2が
肯定されるまで同様な処理が繰り返される。
【0016】ステップS2が肯定されるとステップS6
に進み、油室Vbの圧力検出値Pbを目標圧力Pb0と
して設定する。次いで、ステップS7でこの目標圧力P
b0に比例係数kを乗じて制御信号Iを算出し、ステッ
プS8でその制御信号Iを電磁比例リリーフ弁13に出
力し、リターンする。これによって、電磁比例リリーフ
弁13のリリーフ圧Prが目標圧力Pb0に設定され
る。
に進み、油室Vbの圧力検出値Pbを目標圧力Pb0と
して設定する。次いで、ステップS7でこの目標圧力P
b0に比例係数kを乗じて制御信号Iを算出し、ステッ
プS8でその制御信号Iを電磁比例リリーフ弁13に出
力し、リターンする。これによって、電磁比例リリーフ
弁13のリリーフ圧Prが目標圧力Pb0に設定され
る。
【0017】次に、本発明の実施の形態の動作について
説明する。図1の油圧回路において、操作レバー5を巻
上操作すると、その操作量に応じてパイロット弁6Aが
駆動され、パイロット油圧源7からの圧油はパイロット
弁6Aを介して方向制御弁3のパイロットポートに供給
される。このパイロット圧の供給により方向制御弁3は
位置A側に切り換えられ、油圧ポンプ1からの圧油は方
向制御弁3、チェック弁26、通路21a、保持管路8
を介して油圧モータ2に供給される。これによって、油
圧モータ2は巻上方向に回転し、モータ2からの駆動ト
ルクによってドラム46は巻上駆動され、吊り荷48が
上昇する。
説明する。図1の油圧回路において、操作レバー5を巻
上操作すると、その操作量に応じてパイロット弁6Aが
駆動され、パイロット油圧源7からの圧油はパイロット
弁6Aを介して方向制御弁3のパイロットポートに供給
される。このパイロット圧の供給により方向制御弁3は
位置A側に切り換えられ、油圧ポンプ1からの圧油は方
向制御弁3、チェック弁26、通路21a、保持管路8
を介して油圧モータ2に供給される。これによって、油
圧モータ2は巻上方向に回転し、モータ2からの駆動ト
ルクによってドラム46は巻上駆動され、吊り荷48が
上昇する。
【0018】一方、操作レバー5を巻下操作すると、そ
の操作量に応じてパイロット弁6Bが駆動され、パイロ
ット油圧源7からの圧油はパイロット弁6Bを介して方
向制御弁3のパイロットポートに供給される。これによ
り、方向制御弁3は位置B側に切り換えられ、油圧ポン
プ1からの圧油は方向制御弁3および巻下側管路10を
介して油圧モータ2へ供給されるとともに、巻下側管路
10からの圧油は絞り24を介して油室Vaに供給され
る。このとき、レバー操作駆動直後においては巻下側管
路10の圧力P1は所定値Psよりも小さく、電磁比例
リリーフ弁13のリリーフ圧Prは前述したステップS
6〜ステップS9の処理により油室Vbの圧力検出値P
bに等しい値に設定される。油室Vaと油室Vbの差圧
がバネ力よりも小さいときは、スプール22のストロー
クSはゼロのままであり、巻下側管路10の圧力P1と
保持管路8の圧力および油室Vaの圧力がともに増加す
る。
の操作量に応じてパイロット弁6Bが駆動され、パイロ
ット油圧源7からの圧油はパイロット弁6Bを介して方
向制御弁3のパイロットポートに供給される。これによ
り、方向制御弁3は位置B側に切り換えられ、油圧ポン
プ1からの圧油は方向制御弁3および巻下側管路10を
介して油圧モータ2へ供給されるとともに、巻下側管路
10からの圧油は絞り24を介して油室Vaに供給され
る。このとき、レバー操作駆動直後においては巻下側管
路10の圧力P1は所定値Psよりも小さく、電磁比例
リリーフ弁13のリリーフ圧Prは前述したステップS
6〜ステップS9の処理により油室Vbの圧力検出値P
bに等しい値に設定される。油室Vaと油室Vbの差圧
がバネ力よりも小さいときは、スプール22のストロー
クSはゼロのままであり、巻下側管路10の圧力P1と
保持管路8の圧力および油室Vaの圧力がともに増加す
る。
【0019】油室Vaと油室Vbの差圧がバネ力にうち
勝つとスプール22は図の右方に移動を開始し、差圧と
バネ力とがバランスしたところでスプール22は停止す
る。このスプール22の移動によって、絞り部27の面
積は増加し、油圧モータ2からの圧油は保持管路8、通
路21a、絞り部27、通路21bを介して巻上側管路
9へと流される。その結果、油圧モータ2は巻下方向に
回転し、モータ2からの駆動トルクによってドラム46
は巻下駆動され、吊り荷48が下降する。
勝つとスプール22は図の右方に移動を開始し、差圧と
バネ力とがバランスしたところでスプール22は停止す
る。このスプール22の移動によって、絞り部27の面
積は増加し、油圧モータ2からの圧油は保持管路8、通
路21a、絞り部27、通路21bを介して巻上側管路
9へと流される。その結果、油圧モータ2は巻下方向に
回転し、モータ2からの駆動トルクによってドラム46
は巻下駆動され、吊り荷48が下降する。
【0020】モータ2の巻下駆動時には、カウンタバラ
ンス弁10を通過する圧油の流れによりスプール22に
左向きのフローフォースが発生する。これにより、スプ
ール22が左方に押し戻され絞り部27の面積が減少す
るが、絞り部27の面積の減少により圧油の流れが妨げ
られて巻下側管路10の圧力P1が増大するため、スプ
ール22は再び右方に押し戻される。このとき、油室V
bの圧力Pbをなんら制御しなければ、巻下側管路10
の圧力P1はフローフォースの分だけ増大してスプール
22がバランスする。ところが、本実施の形態では、前
述したように電磁比例リリーフ弁13の駆動により油室
Vbの圧力Pbを制御するため、巻下側管路10の圧力
P1が以下のように減少する。
ンス弁10を通過する圧油の流れによりスプール22に
左向きのフローフォースが発生する。これにより、スプ
ール22が左方に押し戻され絞り部27の面積が減少す
るが、絞り部27の面積の減少により圧油の流れが妨げ
られて巻下側管路10の圧力P1が増大するため、スプ
ール22は再び右方に押し戻される。このとき、油室V
bの圧力Pbをなんら制御しなければ、巻下側管路10
の圧力P1はフローフォースの分だけ増大してスプール
22がバランスする。ところが、本実施の形態では、前
述したように電磁比例リリーフ弁13の駆動により油室
Vbの圧力Pbを制御するため、巻下側管路10の圧力
P1が以下のように減少する。
【0021】すなわち、左向きのフローフォースがスプ
ール22に作用したとき、スプール22の移動により絞
り部27の面積が減少し、巻下側管路10の圧力P1が
所定値Psを越えると、前述したステップS3〜ステッ
プS5の処理により電磁比例リリーフ弁13のリリーフ
圧Prが低くなるように設定される。これによって、油
室Vbから巻上側管路9へと圧油がリリーフして油室V
bの圧力Pbが減少し、スプール22は右方に押し戻さ
れる。その結果、絞り部27の面積は増加し、巻下側管
路10の圧力P1が所定値Psまで減少する。なお、油
室Vbと巻上側管路9とはチェック弁28で接続されて
いるため、リリーフ弁13によって制御される油室Vb
の圧力Pbは巻上側管路9の圧力よりも大きくなること
はない。
ール22に作用したとき、スプール22の移動により絞
り部27の面積が減少し、巻下側管路10の圧力P1が
所定値Psを越えると、前述したステップS3〜ステッ
プS5の処理により電磁比例リリーフ弁13のリリーフ
圧Prが低くなるように設定される。これによって、油
室Vbから巻上側管路9へと圧油がリリーフして油室V
bの圧力Pbが減少し、スプール22は右方に押し戻さ
れる。その結果、絞り部27の面積は増加し、巻下側管
路10の圧力P1が所定値Psまで減少する。なお、油
室Vbと巻上側管路9とはチェック弁28で接続されて
いるため、リリーフ弁13によって制御される油室Vb
の圧力Pbは巻上側管路9の圧力よりも大きくなること
はない。
【0022】その状態から操作レバー5を中立位置に戻
し操作すると、パイロット弁6Bも中立位置に戻り、方
向制御弁3のパイロットポートに作用するパイロット圧
油はパイロット弁6Bを介してタンクに回収される。こ
れによって、方向制御弁3はレバー操作に追従して中立
位置に切り換えられ、巻下側管路10の圧力P1の低下
によりスプール22が左方に移動し、絞り部27が閉じ
られる。その結果、油圧モータ2に油圧ブレーキ力が作
用し、油圧モータ2の回転は速やかに停止する。
し操作すると、パイロット弁6Bも中立位置に戻り、方
向制御弁3のパイロットポートに作用するパイロット圧
油はパイロット弁6Bを介してタンクに回収される。こ
れによって、方向制御弁3はレバー操作に追従して中立
位置に切り換えられ、巻下側管路10の圧力P1の低下
によりスプール22が左方に移動し、絞り部27が閉じ
られる。その結果、油圧モータ2に油圧ブレーキ力が作
用し、油圧モータ2の回転は速やかに停止する。
【0023】このように本実施の形態によると、カウン
タバランス弁10の油室Vbと巻上側管路9との間に電
磁比例リリーフ弁13を設け、巻下側管路10の圧力P
1と油室Vbの圧力Pbによりフローフォースを検出す
る。そして、その検出値に応じてそのリリーフ圧Prを
制御し、油室Vbの圧力をスプール22に作用するフロ
ーフォースに相当する分だけ減少させるようにした。し
たがって、スプール22の移動に要する圧力をバネ力と
巻上側管路9の圧力との和まで減少させることができ、
巻下側管路10の圧力が低減される。その結果、ポンプ
出力が低く抑えられ、燃費が向上するとともに、モータ
2の出入口ポートに高負荷が作用することを阻止するこ
とができ、耐久性が向上する。
タバランス弁10の油室Vbと巻上側管路9との間に電
磁比例リリーフ弁13を設け、巻下側管路10の圧力P
1と油室Vbの圧力Pbによりフローフォースを検出す
る。そして、その検出値に応じてそのリリーフ圧Prを
制御し、油室Vbの圧力をスプール22に作用するフロ
ーフォースに相当する分だけ減少させるようにした。し
たがって、スプール22の移動に要する圧力をバネ力と
巻上側管路9の圧力との和まで減少させることができ、
巻下側管路10の圧力が低減される。その結果、ポンプ
出力が低く抑えられ、燃費が向上するとともに、モータ
2の出入口ポートに高負荷が作用することを阻止するこ
とができ、耐久性が向上する。
【0024】なお、上記実施の形態は、スプール22に
作用するフローフォースによって巻下側管路10の圧力
が増加しないように、カウンタバランス弁10の油室V
bの圧力Pbを制御して巻下側管路10の圧力を減少さ
せることを特徴とするものであり、それは上記実施の形
態に限らず種々の形態で実施することができる。例え
ば、上記実施の形態では、スプール22に作用するフロ
ーフォースに応じて電磁比例リリーフ弁13のリリーフ
圧Prを比例的に制御するようにしたが、電磁比例リリ
ーフ弁13の代わりに高圧,低圧の2段階に切り換え可
能な可変リリーフ弁を設け、巻下駆動時にフローフォー
スに応じて可変リリーフ弁の設定圧を高圧から低圧に切
り換えるようにしてもよい。この場合、フローフォース
と相関関係を有する物理量(例えばモータ流量など)が
所定値以上となったときに、可変リリーフ弁の設定圧を
切り換えればよい。
作用するフローフォースによって巻下側管路10の圧力
が増加しないように、カウンタバランス弁10の油室V
bの圧力Pbを制御して巻下側管路10の圧力を減少さ
せることを特徴とするものであり、それは上記実施の形
態に限らず種々の形態で実施することができる。例え
ば、上記実施の形態では、スプール22に作用するフロ
ーフォースに応じて電磁比例リリーフ弁13のリリーフ
圧Prを比例的に制御するようにしたが、電磁比例リリ
ーフ弁13の代わりに高圧,低圧の2段階に切り換え可
能な可変リリーフ弁を設け、巻下駆動時にフローフォー
スに応じて可変リリーフ弁の設定圧を高圧から低圧に切
り換えるようにしてもよい。この場合、フローフォース
と相関関係を有する物理量(例えばモータ流量など)が
所定値以上となったときに、可変リリーフ弁の設定圧を
切り換えればよい。
【0025】以上の実施の形態と請求項との対応におい
て、油室Vaが第1の油室を、油室Vbが第2の油室
を、圧力センサ11,12と電磁比例リリーフ弁13と
コントローラ14が圧力制御手段を、圧力センサ11が
第1の圧力検出手段を、圧力センサ12が第2の圧力検
出手段をそれぞれ構成する。
て、油室Vaが第1の油室を、油室Vbが第2の油室
を、圧力センサ11,12と電磁比例リリーフ弁13と
コントローラ14が圧力制御手段を、圧力センサ11が
第1の圧力検出手段を、圧力センサ12が第2の圧力検
出手段をそれぞれ構成する。
【0026】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、カウンタバランス弁のスプールの両端部に第1の
油室および第2の油室を形成し、油圧モータの巻下駆動
時に、スプールに作用するフローフォースによって送り
側管路(巻下側管路)の圧力が増加しないように第2の
油室の圧力を制御するようにした。これにより、油圧モ
ータの送り側管路(巻下側管路)の圧力が低減され、ポ
ンプ出力が低く抑えられて燃費が向上するとともに、モ
ータの出入口ポートに高負荷が作用することが阻止さ
れ、耐久性が向上する。とくに、請求項3の発明によれ
ば、スプールに作用するフローフォースによる第1の油
室の圧力の上昇分を相殺するように第2の油室の圧力を
低減するようにしたので、油圧モータの送り側管路(巻
下側管路)の圧力を最小とすることができる。
れば、カウンタバランス弁のスプールの両端部に第1の
油室および第2の油室を形成し、油圧モータの巻下駆動
時に、スプールに作用するフローフォースによって送り
側管路(巻下側管路)の圧力が増加しないように第2の
油室の圧力を制御するようにした。これにより、油圧モ
ータの送り側管路(巻下側管路)の圧力が低減され、ポ
ンプ出力が低く抑えられて燃費が向上するとともに、モ
ータの出入口ポートに高負荷が作用することが阻止さ
れ、耐久性が向上する。とくに、請求項3の発明によれ
ば、スプールに作用するフローフォースによる第1の油
室の圧力の上昇分を相殺するように第2の油室の圧力を
低減するようにしたので、油圧モータの送り側管路(巻
下側管路)の圧力を最小とすることができる。
【図1】本発明の実施の形態に係るカウンタバランス弁
を有する油圧回路の構成を示す図。
を有する油圧回路の構成を示す図。
【図2】本実施の形態に係わる油圧回路を構成する電磁
比例リリーフ弁の弁特性を示す図。
比例リリーフ弁の弁特性を示す図。
【図3】本実施の形態に係わる油圧回路を構成するコン
トローラで実行される処理の一例を示すフローチャー
ト。
トローラで実行される処理の一例を示すフローチャー
ト。
【図4】本発明が適用されるクレーンの側面図。
1 油圧ポンプ 2 油圧モータ 3 方向制御弁 8 保持管路 9 巻上側管路 10 巻下側管路 11,12 圧力センサ 13 電磁比例
リリーフ弁 14 コントローラ 20 カウンタ
バランス弁 22 スプール Va,Vb 油室
リリーフ弁 14 コントローラ 20 カウンタ
バランス弁 22 スプール Va,Vb 油室
フロントページの続き Fターム(参考) 3F204 AA04 BA02 CA05 FA02 FB05 FC08 FD02 3H089 AA09 AA20 BB02 CC08 DA03 DA14 DB08 DB33 DB47 DB49 EE07 EE13 EE17 EE22 EE31 FF07 FF12 GG02 JJ08
Claims (4)
- 【請求項1】 油圧ポンプと、 前記油圧ポンプから吐出される圧油により駆動する油圧
モータと、 前記油圧モータの巻下駆動時の戻り側管路に介装された
カウンタバランス弁とを有する油圧回路において、 前記カウンタバランス弁は、 シリンダ内部の一端側に形成され、前記油圧モータの巻
下駆動時の送り側管路の圧油を導く第1の油室と、 前記第1の油室に対向して前記シリンダ内部の他端側に
形成された第2の油室と、 前記第1の油室と第2の油室にそれぞれ作用する力の差
により移動し、移動量に応じて前記戻り側管路の通路面
積を増減するスプールとを有し、 前記油圧モータの巻下駆動時に、前記スプールに作用す
るフローフォースによって前記送り側管路の圧力が増加
しないように前記第2の油室の圧力を制御する圧力制御
手段を備えることを特徴とするカウンタバランス弁を有
する油圧回路。 - 【請求項2】 請求項1に記載のカウンタバランス弁を
有する油圧回路において、 前記圧力制御手段は、前記第1の油室の圧力を検出する
第1の圧力検出手段と、前記第2油室の圧力を検出する
第2の圧力検出手段とを有し、前記第1の圧力検出手段
および第2の圧力検出手段からの検出値に応じて前記第
2の油室の圧力を制御することを特徴とするカウンタバ
ランス弁を有する油圧回路。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載のカウンタバラ
ンス弁を有する油圧回路において、 前記圧力制御手段は、前記油圧モータの巻下駆動時に前
記スプールに作用するフローフォースによる前記第1の
油室の圧力上昇分を相殺するように前記第2の油室の圧
力を低減することを特徴とするカウンタバランス弁を有
する油圧回路。 - 【請求項4】 油圧ポンプと、 前記油圧ポンプから吐出される圧油により駆動する油圧
モータと、 前記油圧モータの巻下駆動時の戻り側管路に介装された
カウンタバランス弁とを有する油圧回路を備えたクレー
ンにおいて、 前記カウンタバランス弁は、 シリンダ内部の一端側に形成され、前記油圧モータの巻
下駆動時の送り側管路の圧油を導く第1の油室と、 前記第1の油室に対向して前記シリンダ内部の他端側に
形成された第2の油室と、 前記第1の油室と第2の油室にそれぞれ作用する力の差
により移動し、移動量に応じて前記戻り側管路の通路面
積を増減するスプールとを有し、 前記油圧モータの巻下駆動時に、前記スプールに作用す
るフローフォースによって前記送り側管路の圧力が増加
しないように前記第2の油室の圧力を制御する圧力制御
手段を備えた油圧回路を有することを特徴とするクレー
ン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000163947A JP2001341984A (ja) | 2000-06-01 | 2000-06-01 | カウンタバランス弁を有する油圧回路およびクレーン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000163947A JP2001341984A (ja) | 2000-06-01 | 2000-06-01 | カウンタバランス弁を有する油圧回路およびクレーン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001341984A true JP2001341984A (ja) | 2001-12-11 |
Family
ID=18667628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000163947A Pending JP2001341984A (ja) | 2000-06-01 | 2000-06-01 | カウンタバランス弁を有する油圧回路およびクレーン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001341984A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2667038A3 (de) * | 2012-05-25 | 2015-07-15 | Wessel-Hydraulik GmbH | Hydraulische Schaltungsanordnung |
-
2000
- 2000-06-01 JP JP2000163947A patent/JP2001341984A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2667038A3 (de) * | 2012-05-25 | 2015-07-15 | Wessel-Hydraulik GmbH | Hydraulische Schaltungsanordnung |
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