(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自己圧Ｐにより傾転角を制御する可変容量型油圧モータの傾転可変機構において、傾転可変機構を構成するシリンダへ入る油（Pin）の流速と出る油（Pout）の流速に差を付ける手段を設けた可変容量型油圧モータの傾転制御装置であって、
前記傾転可変機構を構成するシリンダへ入る油（Pin）とシリンダから出る油（Pout）とに速度差を付ける手段として、シリンダ内のピストンに大径部と小径部を設け、大径部と小径部が別々に自己圧を受ける構成とし、大径部側に通ずる管路（ｂ）に自己圧側とタンク側とに切換え可能な切換弁を介在させ、該切換弁の切換用パイロット油圧回路に、固定絞り弁付逆止弁を介在させ、絞り弁からパイロット圧が作用するようにしたことを特徴とする可変容量型油圧モータの傾転制御装置。
【請求項２】
切換弁の切換へのためのパイロット圧が、逆止弁側からも自己圧が作用するようにした請求項１記載の可変容量型油圧モータの傾転制御装置。
【請求項３】
切換弁のPin側とPout側とで、スプールの開口面積を異ならしめたことを特徴とする請求項１記載の可変容量型油圧モータの傾転制御装置。
【請求項４】
切換弁のスプールのPin側に絞り弁を設けた請求項１記載の可変容量型油圧モータの傾転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、可変容量型油圧モータの傾転制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械、例えばクローラクレーンの起伏装置では、ワイヤロープを利用したウインチによってジブの起伏を行う。ジブはロープで支持されており、このロープの伸び等により衝撃が加わると、図５で示したように自由減衰振動が発生する。ウインチによってロープを介しジブの起伏動作を行う場合には、振動のない滑らかな動きが要求される。このことは荷を吊り上げるためのウインチにおいても同様である。
【０００３】
昨今の作業スピードの高速化により、油圧ポンプや油圧モータに吸収量の可変機構をもつ可変容量型のものの利用が多くなった。このような可変容量型では、負荷圧をフィードバックする事により、フィードバックされた負荷圧力に見合った吸収量とする事が出来る。
【０００４】
しかし外力（吊り荷等）が振動した場合には、負荷圧も変動するため、この変動に伴い可変機構が吸収量を変化させる。そして外力の振動と可変機構による吸収量の変化が同期し、図５に示すごとくモータの回転数ｎの変動が生じ、この振動が減衰せずに継続または増幅する。
【０００５】
このような振動が発生すると、ウインチ装置では荷を吊るためのロープが速度変化を起こし、速度コントロールが出来なくなり操作性を悪くすることになる。また、クレーンの場合には吊り荷の揺れ、転倒を引き起こす原因にもなる。
【０００６】
図８は従来型可変機構の例である。図８で１は可変容量型モータで、２はその可変機構である。可変機構２はシリンダ４内のピストン５の片側に設けたスプリング３と自己圧Ｐとの力関係によって制御される。自己圧Ｐを直接可変機構２のシリンダ４に送り、これを操作圧として利用しているので、可変機構２のシリンダ４へ入る油（Pin）と出る油（Pout）との流速には差がない。このため負荷が振動すると同時に傾転角も変化し、外力の振動を増幅することになる。
【０００７】
又図９の可変機構の例では、自己圧Ｐが大径部と小径部よりなるピストン５の両側に作用する。そしてピストン５の片側（図の大径側）は切換弁６を介して接続されており、この切換弁６を自己圧Ｐで切換えて容量の大小を制御する構成となっている。この例でも、ピストンの大径側シリンダに入る油（Pin）と出る油（Pout）には流速に差がない。
図８と図９に示したような機構では、外力の固有振動数に対して可変機構２のPinとPoutの流速を遅くする（鈍くする）ことで外力の固有振動数と同期し難くしている。しかしこの方法では、外力の振動周期が最も大きい値に対して可変機構２の流速を決めなければならない。従ってこれでは可変機構による吸収量変化が遅くなり応答性が問題となっていた。
【０００８】
更に、PinとPoutのうち片側が吸収量の変化により出力馬力を上げないようにする側へ働く場合には、吸収量の変化が遅くなることで寿命を低下させたり、破損へつながるため、応答性を遅くするにも限界があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのように外力に振動が生じても、図７に示すごとく、でき得る限りモータの回転数ｎ又は外力Ｆの振動を短時間で減衰させることのできる傾転制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（１）そのため、本発明の可変容量型油圧モータの傾転制御装置は、自己圧Ｐにより傾転角を制御する可変容量型油圧モータの傾転可変機構において、傾転可変機構を構成するシリンダへ入る油（Pin）の流速と出る油（Pout）の流速に差を付ける手段を設け、前記傾転可変機構を構成するシリンダへ入る油（Pin）とシリンダから出る油（Pout）とに速度差を付ける手段として、シリンダ内のピストンに大径部と小径部を設け、大径部と小径部が別々に自己圧を受ける構成とし、大径部側に通ずる管路（ｂ）に自己圧側とタンク側とに切換え可能な切換弁を介在させ、該切換弁の切換用パイロット油圧回路に、固定絞り弁付逆止弁を介在させ、絞り弁からパイロット圧が作用するようにした。
（２）上記（１）の構成において、切換弁の切換へのためのパイロット圧が、逆止弁側からも自己圧が作用するようにした。
（３）また（１）の構成において、切換弁のPin側とPout側とで、スプールの開口面積を異ならしめた。
（４）さらに（１）の構成において、切換弁のスプールのPin側に絞り弁を設けた。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（実施の形態その１）
図１・ａで可変機構２はシリンダ４内にピストン５があり、その片側にスプリング３、反対側が自己圧Ｐの作用側になっている。図１・ａの場合には自己圧Ｐの作用側に逆止弁付固定絞７を設け、これにより可変機構２のシリンダ４へ入る油（Pin）の流速と、シリンダ４から出る油（Pout）の流速とに差をつける手段とした。即ち、逆止弁付固定絞り７は逆止弁７ａと固定絞り７ｂが並列に設けられており、固定絞り７ｂの存在により、入る油（Pin）側と出る油（Pout）側の流速とが１対１に対応せず多少の差を生ずるように構成されている。即ち可変機構２のシリンダ４へ通じる管路ａに入る油（Pin）と同じく管路ａから出る油（Pout）とに流速差を生じさせることにより、振動を短時間で減衰させることができる。
【００１２】
（実施の形態その２）
図１・ａでは、固定絞り７ｂ側をPinとしたが、これを図１・ｂの如く逆にし、固定絞り７ｂ側をPoutとし、チェック弁７ａ側をPinとしてもよい。この構造でも、前記実施形態その１と同様、PinとPoutとの間に流速差を生じさせることができる。
【００１３】
（実施の形態その３）
次に図２・ａを参照するに、この例ではピストン８´が大径部と小径部の２段構成となっている。そして大径部はシリンダ４´内で、又小径部はシリンダ４´´内で自己圧Ｐを受ける構成である。このようにピストン８´の両側の受圧面積に大小をつけている。図２の例ではＳ1＞Ｓ2となっている。図２・ａで１０はばね９を備えた切り換え弁で、これによりピストン８´の大径部側に通ずる管路ｂを自己圧Ｐ側とタンクＴ側とに切換えることができる。タンクＴ側への切換えは、パイロット油圧回路に逆止弁付固定絞りが設けられており、固定絞り弁７ｂを介し、切換弁１０に自己圧Ｐが作用し、これを切換えるようになっている。
【００１４】
（実施の形態その４）
図２・ｂは、切換弁１０のパイロット油圧回路に逆止弁付固定絞りが設けられている点は図２・ａと類似している。しかしこの例では、逆止弁の方向が図２・ａと逆になっており、吸収量が増える時と減る時で変化に要する時間を変えることができるようになっている。
【００１５】
（実施の形態その５）
図３は一見図９の従来技術と全く同じに見える。しかし、この例では切換弁のスプールの開口面積をＡ位置側とＢ位置側で異らしめ、これにより可変機構のシリンダへ入る油の流速が変化し、ピストン移動時間に差をつける構成となっている。因みに図１０を参照するに図１０・ａはスプールの開口面積に差のない従来例の場合のスプールストロークと開口面積の関係グラフ、図１０・ｂは本願発明のスプール開口面積に差をつけた場合である。この例ではPout側の開口面積をPin側より大にしている。
【００１６】
（実施の形態その６）
図３・ｂは図３・ａでは切換弁のスプールの開口面積を異らしめたが、この例では、切換弁のスプールのPin側の開口部に絞りを設け、これによってPin側とPout側とで、流速に差を生じさせる構成としている。
【００１７】
（作動）
さて、一般に振動の増幅は、以下のように発生する。
（１）外力の振動が発生すると、（２）自己圧Ｐの変動が生じ→（３）傾転角が変動する→（４）すると可変モータ１のモータ軸の回転数が変動し、（５）さらに外力の振動を増幅する。
【００１８】
本発明はこのような外力の振動と、油の吸収量の変化が同期しないようにするために、上記振動の増幅過程において、（２）の自己圧Ｐの変動から（３）の傾転角変動に移る部分へ、本発明の傾転制御装置を付加することにより、自己圧Ｐの変動から傾転角変動に移る過程における外力の振動数をずらすことにより、外力の固有振動数で振動が継続するのを防ぐものである。
【００１９】
本発明では、図４・ａに示すような外力Ｆの振動と共に変化する負荷圧Ｐの変動があった場合、従来は図４・ｂの如くモータの吸収量（ｑ）の変化によりモータ軸回転数（ｎ）の変動があったものを、図４・ｃに示す如く、吸収量ｑの変化によるモータ軸の回転数ｎの変動を、プラス側とマイナス側で変えることで、図７の様に短時間で振動を抑える（減衰）ことができる。
【００２０】
（応用分野）
可変容量型の油圧ポンプで利用した場合には、外力の変化で自己圧が変化することにより吐出流量が変化し、流量の変化によりアクチュエータの速度変動が起こる。そして油圧モータの場合と同様に外力の振動と同期し減衰しないことがある。このような場合、以上のべた本発明の油圧モータに対する対策を油圧ポンプにも応用することができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明に係る可変容量型油圧モータの傾転制御装置は、可変機構を構成するシリンダへ入る油側と、出る油側との間に流速差をつける手段を設け、入る油と出る油を切換える切換弁のパイロット圧回路に絞り弁付逆止弁を設けたことにより、外力の振動と共に変化する負荷圧と傾転角変動の変動振幅をプラス側とマイナス側で変化させることができ、短時間で振動を抑えることができ、滑らかな作動が可能になるとともに、外力の変動時に、シリンダへ入る油と出る油との間に速度差が確実に生じ、ピストン移動時間に差をつけることができ、外力の振動の影響をうけ難くなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかわる固定絞り付逆止弁をつけた傾転制御装置の例を示す回路図で（ａ）はPin側に絞り弁、（ｂ）はPout側に絞り弁を設けた例を示す。
【図２】切換弁の切換用パイロット圧回路に固定絞り付逆止弁をつけたもので、（ａ）は絞り弁を介し切換弁が切換わる例を、（ｂ）は絞り弁と逆止弁双方とも切換弁のパイロット圧として作用しうるようにした回路を示す。
【図３】傾転制御機構のシリンダに入る油と出る油で流速差を付ける手段を、切換弁のスプールに施した例を示し、（ａ）は開口面積を異らしめたもの、（ｂ）は絞り弁を設けた例を示す。
【図４】外力Ｆと自己圧Ｐの変動に対する油圧モータのモータ軸回転数ｎの本発明前と本発明後を対比したグラフ。
【図５】従来のロープに生ずる振動状態を示すグラフ。
【図６】外力の振動と可変機構による吸収量の変化の同期により振動が減衰しないで増幅する状態を示すグラフ。
【図７】本発明により達せられるモータ回転数ｎと外力Ｆの振動の減衰状態を示す図。
【図８】公知自己圧を直接可変機構の操作圧として利用する回路図の第１例回路図。
【図９】同じく第２例を示す回路図。
【図１０】（ａ）は従来例におけるスプールストロークと開口面積の関係図、（ｂ）は切換弁のスプール開口面積を異らしめた場合のスプールストロークと開口面積の関係図。
【符号の説明】
１  可変容量型モータ            ２  可変機構
３  スプリング                  ４  シリンダ
５  ピストン                    ６  ２位置切換弁
７  逆止弁付固定絞り            7a  逆止弁
7b  固定絞り                    ８  ピストン
９  スプリング                  10  切り換え弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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