(57)【要約】【課題】ウインチの軽負荷巻下げ開始時に巻下げ速度に加速性不良が発生せず、また重負荷巻下げ操作時にハンチング等の不安定挙動が発生しない、作業性と安定性に優れた可変容量型油圧モータの制御装置を提供する。【解決手段】制御装置の圧力補償弁５のセットスプリング５ｂに相対抗するパイロット油室に巻上げ側流路６から巻上げ側パイロット流路１１を連通させ、巻下げ側流路７からセットスプリング５ｂ側のパイロット油室に巻下げ側パイロット流路１４を連通させると共に、この流路１４に圧力補償方式切換弁１８を介装し、巻下げ操作されているときに、巻上げ側流路６の圧力と巻下げ側流路７の圧力との差圧が圧力補償弁５の設定値以下の所定圧に達すると、セットスプリング５ｂ側のパイロット油室をタンクＴに連通させるために圧力補償方式切換弁１８を切換える過負荷防止制御切換手段２０を設ける。【選択図】図１
2008082488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの傾転角を大きくする第一ピストンおよび傾転角を小さくする第二ピストンを有する油圧式ピストンを備え、パイロット圧に応じて第二ピストンへの流体の供給を切換えるスプールと、傾転の変位を伝達するフィードバックレバーを介して移動して第二ピストンへの流体の供給を遮断するスリーブとからなり、傾転角を一意に定めるスプール弁を備え、巻上げ側流路と巻下げ側流路とからなるモータ駆動回路を介してモータに供給されるモータ駆動圧が所定値に達すると第二ピストンに対する供給圧の供給を停止させ、モータ駆動圧が所定値を超えないように制御する圧力補償弁と、負荷方向への失速を防止するカウンタバランス弁を備えた可変容量型油圧モータの制御装置において、前記圧力補償弁のセットスプリングに相対抗するパイロット油室に前記巻上げ側流路から巻上げ側パイロット流路を連通させ、前記巻下げ側流路からセットスプリング側のパイロット油室に巻下げ側パイロット流路を連通させ、この巻下げ側パイロット流路に圧力補償方式切換弁を介装すると共に、巻下げ操作されているときに、前記巻上げ側流路の圧力と前記巻下げ側流路の圧力との差圧が前記圧力補償弁の設定値以下の所定圧に達すると、前記圧力補償方式切換弁を、前記巻下げ側パイロット流路を遮断し、かつ前記圧力補償弁のパイロット油室をタンクに連通させる位置に切換える過負荷防止制御切換手段を設けたことを特徴とする可変容量型油圧モータの制御装置。
【請求項２】
前記圧力補償方式切換弁は油圧パイロット切換弁であって、前記過負荷防止制御切換手段は、巻下げ操作パイロット圧により切換作動し、パイロット圧源のパイロット圧を二次側に出力する巻下げ操作検出用油圧パイロット切換弁と、巻上げ側流路の可変容量型油圧モータとカウンタバランス弁間の圧力がセットプリングに相対抗する方向に導かれると共に、巻下げ側流路の圧力がセットスプリングと同方向に導かれ、前記巻上げ側流路の圧力と前記巻下げ側流路の圧力との差圧が前記圧力補償弁の設定値以下の所定圧に達したときに切換わり、前記巻下げ操作検出用油圧パイロット切換弁の二次側流路の圧力を前記圧力補償方式切換弁のパイロット油室に導く油圧切換弁とからなることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型油圧モータの制御装置。
【請求項３】
前記圧力補償方式切換弁は電磁切換弁であって、前記過負荷防止制御切換手段は、巻下げ操作パイロット圧を検出する巻下げ操作パイロット圧力検出センサと、巻上げ側流路の可変容量型油圧モータとカウンタバランス弁間の圧力を検出する巻上げ側圧力検出センサと、巻下げ側流路の圧力を検出する巻下げ側圧力検出センサと、前記各圧力検出センサから圧力検出信号が入力され、巻下げ操作時に前記巻上げ側流路の圧力信号から得られる圧力と前記巻下げ側流路の圧力検出信号から得られる圧力との差圧が前記圧力補償弁の設定値以下の所定圧に達したときに前記圧力補償方式切換弁に切換信号を出力するコントローラとからなることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型油圧モータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーン等の建設機械のウインチ等に使用され、容量と共に回転速度等を変更する可変容量型油圧モータの制御装置に関し、より詳しくは吊荷の巻下げ開始直後の巻下げ速度の低下やハンチングの発生を防止することを可能ならしめるようにした可変容量型油圧モータの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
クレーン等の建設機械のウインチ等に使用され、モータの容量と共に回転速度等を変更することを可能ならしめるようにした可変容量型油圧モータの制御装置としては、例えば後述するような構成になるものが公知である。以下、このような従来例に係る可変容量型油圧モータの制御装置の典型例を紹介する。
【０００３】
従来例１に係る可変容量型油圧モータの制御装置を、添付図面を順次参照しながら説明する。図３は可変容量型油圧モータの容量制御と過負荷防止制御を行う制御装置の油圧回路図であり、図４は可変容量型油圧モータの制御装置による入力パイロット圧とモータ容量の関係を示す図である。また、図５は可変容量型油圧モータのモータ駆動圧とモータ容量の関係を示す図であり、図６は可変容量型油圧モータのモータ出力トルクとモータ回転速度の関係を示す図である。
【０００４】
図３に示す符号５１は可変容量型油圧モータであり、また符号５２は可変容量型油圧モータ５１のモータ容量を制御するサーボ式の容量制御機構である。この容量制御機構５２は、図示しない手段（例えば、リモートコントロール弁）からのパイロット圧Ｐｉにより制御される油圧パイロット式のスプール弁（サーボ弁）５３と、このスプール弁５３を介してモータ駆動圧Ｐａ，Ｐｂが入力されて、可変容量型油圧モータ５１の傾転機構を駆動する油圧式ピストン５４とから構成されており、パイロット圧Ｐｉに応じて油圧式ピストン５４が作動し、可変容量型油圧モータ５１のモータ容量を制御するように構成されている。可変容量型油圧モータ５１のモータ容量を制御するときのパイロット圧Ｐｉと、モータ容量との関係は、図４に示すとおりである。即ち、パイロット圧Ｐｉａ〜Ｐｉｂの間でパイロット圧に応じて、モータ容量が最大値ｑｂから最小値ｑａまで変化する。なお、図中におけるＰｉｘは、モータ容量が変化するパイロット圧Ｐｉａ〜Ｐｉｂ間の値であり、またｑｘは前記パイロット圧Ｐｉｘでのモータ容量である。
【０００５】
上記の構成を前提として、巻上げ側流路５７の圧力Ｐａと巻下げ側流路５８の圧力Ｐｂ、つまりモータ駆動圧Ｐａ，Ｐｂのうち、高圧側の圧力を選択する高圧選択弁（シャトル弁）５５とスプール弁５３との間に、圧力一定制御のための圧力補償弁５６が設けられている。この圧力補償弁５６は、図５に示すように、前記モータ駆動圧Ｐａ，Ｐｂが過負荷防止作用を開始すべき圧力として、予め設定された設定圧力Ｐｓに達すると、モータ容量が小容量ｑａから大容量ｑｂに切換えられ、高トルク−低回転でモータ運転が行われるように構成されている。この構成により、設定圧力Ｐｓでの圧力一定制御によって図６に示すような定馬力制御が行われ、可変容量型油圧モータ５１の過負荷が防止される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
従来例２に係る可変容量型油圧モータの制御装置を、可変容量型油圧モータの制御装置を簡略化した油圧回路図の図７を参照しながら説明する。この従来例２に係る制御装置の過負荷防止制御には、モータ駆動圧Ｐａ，Ｐｂの差圧（Ｐａ−Ｐｂ）＝Ｐｓで作動する圧力補償弁が設けられている。以下、図７に基づいて、より詳細に説明する。即ち、可変容量型油圧モータ６１は、斜板形ピストンモータで、図示しない油圧ポンプから圧油が油圧流路６３に供給されると、可変容量型油圧モータ６１はウインチを巻上げる方向に回転する。また、ウインチを巻下げる方向に可変容量型油圧モータ６１を回転させる場合には、圧油を油圧流路６４から可変容量型油圧モータ６１に供給する。この可変容量型油圧モータ６１は、斜板の傾転角度を変化させることによってモータ容量を変化させることができ、この斜板の傾転角度は、傾転角度制御手段６５により制御されるようになっている。
【０００７】
傾転角度制御手段６５は、斜板に連結された第１段付ピストン６６を備え、この第１段付ピストン６６の大径部６９は第１ピストン室６７に配置され、小径部７０は第２ピストン室６８に配置されている。後述する制御装置６２によって油圧流路６３と第１ピストン室６７とが接続されると、第１段付ピストン６６の大径部６９に供給圧力Ｐａの圧油が作用し、第１段付ピストン６６は一方側（図７の左方）に移動する。すると、可変容量型油圧モータ６１の斜板の傾転角度が小さくなり、モータ容量が減少する。また、油圧流路６３と第１ピストン室６７とが遮断されると、第１段付ピストン６６の小径部７０にのみ供給圧力Ｐａの圧油が作用し、第１段付ピストン６６は他方側（図７の右方）に移動する。
すると、可変容量型油圧モータ６１のモータ容量が増加する。
【０００８】
前記制御装置６２は、ＣＨＰ弁（コンスタントホースパワー弁）であって、モータ容量を自動で調整して、馬力を一定に制御する。つまり、供給圧力Ｐａが一定になるようにモータ容量を調整する。この制御装置６２は、外部指令によりモータ容量を調節するための、第１切換制御弁（スプール弁に相当する）７３および電磁比例減圧弁７４と、自動でモータ容量を調節するための第２切換制御弁（圧力補償弁に相当する）７５とを含んで構成されている。この制御装置６２では、外部指令によりモータ容量を増加させるとき、電磁比例減圧弁７４によりパイロット圧Ｐ１の圧油の圧力を減少させる。すると、第３ピストン室８０内のピストン８６が、スプール７３ａを一方側（図７の左方）に押圧する力が弱くなり、ばね７３ｂのばね力でスプール７３ａは他方側（図７の右方）に移動する。これによって、スプール７３ａは容量増加位置に配置される。
【０００９】
このとき、第１ピストン室６７はタンクＴに連通するので、第１段付ピストン６６は他方側に移動し、モータ容量が増加する。逆に、外部指令でモータ容量を減少させるとき、電磁比例減圧弁７４によりパイロット圧Ｐ１の圧油の圧力を増加させる。すると、ピストン８６がスプール７３ａを一方側（図７の左方）に押圧する力が強くなり、スプール７３ａはばね力に抗して一方側（図７の左方）に移動する。これによって、スプール７３ａは容量減少位置まで移動する。すると第１ピストン室６７は油圧流路６３に接続されるので、第１段付ピストン６６は一方側（図７の左方）に移動し、モータ容量が減少する。
【００１０】
供給圧力Ｐａが大きくなると、油圧流路６３から第４ピストン室８１に流入する圧油の圧力が大きくなるので、第２段付ピストン８３の小径部８４に作用する力が大径部８５に作用する力よりも大きくなる。供給圧力Ｐａが基準圧力Ｐｓｅｔ１に達すると、第２段付ピストン８３は、ばね７５ｂのばね力に抗して、スプール７５ａを容量増加位置まで移動させる。すると、第１ピストン室６７と油タンクＴとが接続されるので、第１ピストン室６７内の圧力が低下し、第１段付ピストン６６は、他方側（図の右方）に移動し、モータ容量が増加する。
【００１１】
モータ容量が増加すると供給圧力Ｐａが低下し、そして基準圧力Ｐｓｅｔ１まで低下すると、第２段付ピストン８３は、スプール７５ａを他方側（図７の右方）に移動させることができなくなり、スプール７５ａは、一方側（図７の左方）に移動して、図７に示す容量減少位置に配置される。これによって、油圧流路６３と第１ピストン室６７とが接続され、第１段付ピストン６６は一方側（図７の左方）に移動し、モータ容量が減少する。このような動作が順次繰返されて、供給圧力Ｐａが、基準圧力Ｐｓｅｔ１の近傍に維持されて、馬力が一定に保持されるようになっている（例えば、特許文献２参照。）。
【００１２】
なお、上記従来例２については、特許文献２の段落〔０００３〕、〔０００４〕、〔００１１〕乃至〔００１４〕において従来例２として開示されている技術である。
【特許文献１】特開平５−１２６１０３号公報
【特許文献２】特開２００１−３１７４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記従来例１に係る可変容量型油圧モータの制御装置は、可変容量型油圧モータのモータ駆動回路の巻上げ側流路と、巻下げ側流路との圧力のうち、高圧側の圧力が高圧選択弁（シャトル弁）を介して圧力補償弁にパイロット圧として作用させることによって、一定圧力制御されるように構成されている。ところで、このような可変容量型油圧モータをウインチの駆動に用いる場合、可変容量型油圧モータの負荷方向への失速を防止するために、制御装置にカウンタバランス弁が設けられている。カウンタバランス弁は、その作動安定性の確保のために、開弁方向側にダンピング性能が付与されているため、カウンタバランス弁の開弁速度は遅くなっている。そのため、巻下げ操作時に下記のような解決すべき課題が生じる。
【００１４】
即ち、吊荷を吊持しないフックだけを降下させる場合、あるいは軽量の吊荷を吊持しているフックを巻下げ操作する場合には、吊荷荷重を保持するために巻上げ側流路に発生するモータ保持圧は低圧である。一方、巻下げ操作開始時においては、巻上げ側流路に介装されているカウンタバランス弁のダンピング性能のために、暫くの間は、このカウンタバランス弁のスプール開度が小開度のままとなり、カウンタバランス状態になるまでに時間がかかる。巻上げ側流路に発生するモータ保持圧が低圧である場合、カウンタバランス弁のスプール開口部の前後差圧も小さいため、ポンプ流量（モータ供給流量）とバランスする大きなスプール開度になるまでに時間を要してしまい、その間、巻下げ側流路と、巻上げ側流路の可変容量型油圧モータとカウンタバランス弁の間の流路とが高圧状態になってしまう。従って、吊荷による負荷自体が小さいにもかかわらず、圧力補償弁のパイロット油室に高圧が導入されて一定圧力制御が作用してしまう結果、可変容量型油圧モータのモータ容量が最大化する。そのため、軽荷重の吊荷の巻下げ開始時には、可変容量型油圧モータの回転速度が低速度に規制されることになり、ウインチの巻下げ速度が低速になってしまう。つまり、軽荷重の吊荷の巻下げ開始時には、加速が極端に悪化してしまい、作業能率が低下するという問題があった。
【００１５】
上記従来例２の場合は、図７に示されているように、第２切換制御弁（圧力補償弁に相当する）７５のスプール７５ａの作動は、第４ピストン室８１に導入される供給圧力Ｐａ（モータ駆動圧Ｐａ）と、第５ピストン室８２に導入される供給圧力Ｐｂ（モータ駆動圧Ｐｂ）の差圧（Ｐｓ）で作動する第２段付ピストン８３により制御される。従って、巻下げ側流路と、巻上げ側流路の可変容量型油圧モータとカウンタバランス弁の間の流路との高圧状態は、圧力制御弁としてキャンセルされるので、従来例１のように、軽荷重の吊荷の巻下げ開始時に、ウインチの巻下げ速度が低速になってしまうというような問題が発生するようなことがない。
【００１６】
ところが、吊荷が大荷重の場合の巻下げ操作時には、カウンタバランス弁のカウンタバランス作用があって、巻下げ側流路（供給側）と巻上げ側流路（排出側）の圧力変動が逆位相（逆位相の圧力変動の影響を受けて、圧力補償弁がその変動を増徴する）になり易いこともあって、従来例２の場合には、回路的に不安定になり易い（ハンチング等の振動が発生し易い）という欠点があった。
【００１７】
従って、本発明の目的は、ウインチの軽負荷巻下げ開始時に巻下げ速度に加速性不良が発生するようなことがなく、また重負荷巻下げ操作時にハンチング等の不安定挙動が発生するようなことがない、作業性と安定性に優れた可変容量型油圧モータの制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る可変容量型油圧モータの制御装置が採用した手段は、モータの傾転角を大きくする第一ピストンおよび傾転角を小さくする第二ピストンを有する油圧式ピストンを備え、パイロット圧に応じて第二ピストンへの流体の供給を切換えるスプールと、傾転の変位を伝達するフィードバックレバーを介して移動して第二ピストンへの流体の供給を遮断するスリーブとからなり、傾転角を一意に定めるスプール弁を備え、巻上げ側流路と巻下げ側流路とからなるモータ駆動回路を介してモータに供給されるモータ駆動圧が所定値に達すると第二ピストンに対する供給圧の供給を停止させ、モータ駆動圧が所定値を超えないように制御する圧力補償弁と、負荷方向への失速を防止するカウンタバランス弁を備えた可変容量型油圧モータの制御装置において、前記圧力補償弁のセットスプリングに相対抗するパイロット油室に前記巻上げ側流路から巻上げ側パイロット流路を連通させ、前記巻下げ側流路からセットスプリング側のパイロット油室に巻下げ側パイロット流路を連通させ、この巻下げ側パイロット流路に圧力補償方式切換弁を介装すると共に、巻下げ操作されているときに、前記巻上げ側流路の圧力と前記巻下げ側流路の圧力との差圧が前記圧力補償弁の設定値以下の所定圧に達すると、前記圧力補償方式切換弁を、前記巻下げ側パイロット流路を遮断し、かつ前記圧力補償弁のパイロット油室をタンクに連通させる位置に切換える過負荷防止制御切換手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の請求項２に係る可変容量型油圧モータの制御装置が採用した手段は、請求項１に記載の可変容量型油圧モータの制御装置において、前記圧力補償方式切換弁は油圧パイロット切換弁であって、前記過負荷防止制御切換手段は、巻下げ操作パイロット圧により切換作動し、パイロット圧源のパイロット圧を二次側に出力する巻下げ操作検出用油圧パイロット切換弁と、巻上げ側流路の可変容量型油圧モータとカウンタバランス弁間の圧力がセットプリングに相対抗する方向に導かれると共に、巻下げ側流路の圧力がセットスプリングと同方向に導かれ、前記巻上げ側流路の圧力と前記巻下げ側流路の圧力との差圧が前記圧力補償弁の設定値以下の所定圧に達したときに切換わり、前記巻下げ操作検出用油圧パイロット切換弁の二次側流路の圧力を前記圧力補償方式切換弁のパイロット油室に導く油圧切換弁とからなることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の請求項３に係る可変容量型油圧モータの制御装置が採用した手段は、請求項１に記載の可変容量型油圧モータの制御装置において、前記圧力補償方式切換弁は電磁切換弁であって、前記過負荷防止制御切換手段は、巻下げ操作パイロット圧を検出する巻下げ操作パイロット圧力検出センサと、巻上げ側流路の可変容量型油圧モータとカウンタバランス弁間の圧力を検出する巻上げ側圧力検出センサと、巻下げ側流路の圧力を検出する巻下げ側圧力検出センサと、前記各圧力検出センサから圧力検出信号が入力され、巻下げ操作時に前記巻上げ側流路の圧力信号から得られる圧力と前記巻下げ側流路の圧力検出信号から得られる圧力との差圧が前記圧力補償弁の設定値以下の所定圧に達したときに前記圧力補償方式切換弁に切換信号を出力するコントローラとからなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の請求項１に係る可変容量型油圧モータの制御装置では、軽量の吊荷を吊持しているフックを巻下げ操作する場合には、カウンタバランス弁のダンピング性能のために、暫くの間、巻下げ側流路と、巻上げ側流路の可変容量型油圧モータとカウンタバランス弁の間の流路とが高圧状態になっているが、巻上げ側流路の圧力と巻下げ側流路の圧力との差圧が圧力補償弁の設定値以下の所定圧に達するまでの間は，圧力補償方式切換弁が切換わるようなことがない。
【００２２】
従って、本発明の請求項１に係る可変容量型油圧モータの制御装置によれば、圧力補償弁は差圧制御弁として機能し、ウインチの巻下げ速度が低速になってしまうことがないから、作業能率が低下するようなことがない。一方、吊荷が大荷重の場合の巻下げ操作時には、カウンタバランス弁のカウンタバランス作用があるが、巻上げ側流路の圧力と巻下げ側流路の圧力との差圧が圧力補償弁の設定値以下の所定圧に達すると、圧力補償方式切換弁が切換わって、巻下げ側パイロット流路が遮断され、かつ圧力補償弁のパイロット油室がタンクに連通するため、圧力補償弁は巻下げ側（巻上げ時の排出側）の圧力のみによる絶対圧制御弁として機能するため、回路的に不安定になるようなことがなく、ハンチング等の不安定挙動が発生するようなことがない。
【００２３】
本発明の請求項２に係る可変容量型油圧モータの制御装置によれば、圧力補償方式切換弁は、巻上げ側流路の圧力と巻下げ側流路の圧力との差圧が圧力補償弁の設定値以下の所定圧に達したときに切換わる油圧切換弁から巻下げ操作検出用油圧パイロット切換弁の二次側流路の圧力がパイロット油室に導入されることによって切換えられる。
【００２４】
本発明の請求項３に係る可変容量型油圧モータの制御装置によれば、圧力補償方式切換弁は、巻下げ操作パイロット圧を検出するパイロット圧検出センサと、巻上げ側流路の可変容量型油圧モータとカウンタバランス弁間の圧力を検出するモータ圧検出センサと、巻下げ側流路の圧力を検出する巻下げ圧検出センサから検出値が入力されコントローラからの切換信号によって切換えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態１，２に係る可変容量型油圧モータの制御装置を説明する。
先ず、本発明の実施の形態１に係る可変容量型油圧モータの制御装置を、その油圧回路図の図１を参照しながら説明する。
【００２６】
斜板の傾転角を変える方式の斜板形アキシャルピストンモータ、つまり可変容量型油圧モータ（以下、油圧モータという）１では、油圧式ピストン２の対向配設された第一、第二ピストン２ａ，２ｂで押されて斜板の傾転角が変ると、油圧モータ１のピストンストロークが変り、この油圧モータ１のモータ容量（１回転当りの必要油量）が変更されるように構成されている。この油圧モータ１のモータ容量を制御する制御装置は、油圧モータ１に組合わされており、斜板を駆動する油圧式ピストン２の他、スプール弁３、連結手段４、圧力補償弁５等から構成されている。
【００２７】
油圧モータ１には、図示しない作動油供給源からモータ供給圧ＰａまたはＰｂ（以下、モータ駆動圧という）の作動油が切換え供給される、巻上げ側流路６と巻下げ側流路７とからなるモータ駆動回路が接続されている。また、スプール弁３のパイロット油室には、圧力発生源からオペレータの操作で任意に設定されたパイロット圧Ｐｉが作用するパイロット流路１３が連通している。そして、前記巻上げ側流路６から分岐した流路８が圧力補償弁５のポンプポートに連通し、この圧力補償弁５のアクチュエータポートは流路９を介してスプール弁３のポンプポートに連通している。
【００２８】
前記スプール弁３のアクチュエータポートは流路１０を介して、斜板の傾転角を小さくして油圧モータ１のモータ容量を小さくする第二ピストン２ｂの受圧部に連通している。
また、前記流路８から巻上げ側パイロット流路１１が分岐しており、この巻上げ側パイロット流路１１は前記圧力補償弁５のセットスプリング５ｂに相対抗するパイロット油室に連通している。また，この巻上げ側パイロット流路１１から流路１２が分岐しており、この流路１２は斜板の傾転角を大きくして油圧モータ１のモータ容量を大きくする第一ピストン２ａの受圧部に連通している。前記第二ピストン２ｂの受圧部は、前記第一ピストン２ａの受圧部よりも受圧面積が大きく設定されており、両方に同圧のモータ駆動圧ＰａまたはＰｂが作用する場合、第二ピストン２ｂによって押されて斜板の傾転角が小さくなるようになっている。
【００２９】
前記圧力補償弁５のセットスプリング５ｂ側のパイロット油室には、巻下げ側流路７から、油圧パイロット切換式の圧力補償方式切換弁１８が介装されてなる巻下げ側パイロット流路１４が連通している。この圧力補償方式切換弁１８は、油圧モータ１が巻下げ側に操作されているときに、前記巻上げ側流路６の圧力と前記巻下げ側流路７の圧力との差圧が前記圧力補償弁５の設定値以下の所定圧に達すると、後述する構成になる過負荷防止制御切換手段２０からのパイロット圧により切換えられ、前記巻下げ側パイロット流路１４を遮断し、かつ前記圧力補償弁５のセットスプリング５ｂ側のパイロット油室をタンクＴに連通させるため、圧力補償弁５は絶対圧制御型の弁として機能するようになっている。
勿論、この圧力補償方式切換弁１８が切換えられない場合には、セットスプリング５ｂに相対抗するパイロット油室に巻上げ側流路６の圧力が導入されると共に、巻下げ側パイロット流路１４から巻下げ側流路７の圧力が導入されるため、圧力補償弁５は差圧制御型の弁として機能するようになっている。
【００３０】
前記過負荷防止制御切換手段２０は、巻下げ操作検出用パイロット切換弁２１と、この巻下げ操作検出用パイロット切換弁２１からのパイロット圧を圧力補償方式切換弁１８のパイロット油室に供給する油圧切換弁２３等から構成されている。より詳しくは、前記巻下げ操作検出用パイロット切換弁２１は、巻下げ圧Ｐｃにより切換わり、図示しないパイロット圧源のパイロット圧Ｐ０を、二次側流路２２を介して油圧切換弁２３に出力するものである。この油圧切換弁２３は２位置の切換弁で、この油圧切換弁２３のセットスプリング２３ｂに相対抗する側のパイロット油室に、巻上げ側流路６の油圧モータ１とカウンタバランス弁６ａ間の圧力が流路１７を介して導入されるようになっている。また、セットスプリング２３ｂ側のパイロット油室に巻下げ側流路７の圧力が流路１６を介して導入されるようになっている。前記油圧切換弁２３から前記圧力補償方式切換弁１８のパイロット油室に流路２４が連通している。
【００３１】
なお、符号１５ａはオーバーロードリリーフ弁であり、前記巻上げ側流路６のカウンタバランス弁６ａから流路８の分岐部までの間と、前記巻下げ側流路７の間を連通する流路１５に介装されており、巻下げ急停止時に発生する過大なサージ圧力をカットしてモータ等の機器を保護するために設けられている。
【００３２】
以下、本実施の形態１に係る油圧モータの制御装置の作用態様を説明する。前記スプール弁３のパイロット油室に、パイロット流路１３から外部パイロット圧Ｐｉの値としてＰｉｂが導入されており、油圧モータ１のモータ容量が最小容量ｑａになっている状態において、巻下げ操作されて巻下パイロット圧が発生したときの圧力補償弁５の作動について説明する。このとき、巻下パイロット圧Ｐｃにより巻下げ操作検出用パイロット切換弁２１が切換わり、パイロット圧源のパイロット圧Ｐ０が二次側流路２２に伝達されている。
【００３３】
先ず、巻下げ荷重が軽荷重である場合を説明する。この場合、巻下げ操作開始時には暫くの間、カウンタバランス弁６ａのタンピング性能により、このカウンタバランス弁６ａのスプールの開度が小さいままになっており、カウンタバランス状態になるまでに時間がかかる。吊荷の負荷に応じて発生する保持圧が低く、カウンタバランス弁６ａのスプール開口部の前後差圧も小さいので、ポンプ流量（モータ供給流量）とバランスする大きなスプール開度に至るまでに時間を要してしまい、その間、巻下げ側流路７、巻上げ側流路６の両側が高圧状態になる。そのため、これら巻下げ側流路７と、巻上げ側流路６のそれぞれから分岐して油圧切換弁２３の両パイロット油室に連通する流路１７、１６の圧力も両方が高圧状態となり、差圧は小さく所定圧ＰＷに達しないので、油圧切換弁２３は切換わらず、図１に示す位置で維持される。
【００３４】
この状態では、油圧切換弁２３から圧力補償方式切換弁１８のパイロット油室に連通する流路２４は油圧切換弁２３を介してタンクＴに連通していて、圧力補償方式切換弁１８は切換わっていないので、巻下げ側流路７の圧力が巻下げ側パイロット流路１４を介して圧力補償弁５のセットスプリング５ｂ側のパイロット室に導入されている。一方、巻上げ流路６の圧力が流路８、巻上げ側パイロット流路１１を介してセットスプリング５ｂに相対抗する側のパイロット油室に導入されているため、この圧力補償弁５は差圧制御型の弁として機能する。従って、巻下げ側流路７、巻上げ側流路６の両側が高圧状態になっていても、圧力補償弁５が作動しないためモータ容量が大容量化せず、油圧モータ１は最小容量ｑａで回転し続け、ウインチの巻下速度は最高速度で巻下がることになるから、加速性能は良好となる。
【００３５】
次に、巻下げ荷重が重荷重である場合を説明する。巻下げ操作開始時には、カウンタバランス弁６ａはダンピング性能の影響を受けるが、吊荷負荷に応じて巻上げ側流路６に発生する保持圧が大きいので、カウンタバランス弁６ａのスプール開口部の前後の差圧も大きく、ポンプ流量（モータ供給流量）とバランスするスプール開度は小さくて良く、その開度に至るまでの時間は短い。そして、カウンタバランス弁６ａがカウンタバランス状態になると、巻下げ側流路７側の巻下げ時における供給圧は低圧、巻上げ側流路６側の巻下げ時における保持圧は高圧状態になる。
【００３６】
巻下げ時における保持圧と巻下げ時における供給圧との差圧、つまり巻上げ側流路６の圧力と巻下げ側流路７の圧力との差圧が所定圧ＰＷに達すると、油圧切換弁２３が切換わり、流路２２と流路２４が連通して圧力補償方式切換弁１８のパイロット油室にパイロット圧源のパイロット圧Ｐ０が導入されるため、この圧力補償方式切換弁１８が切換わる。従って、パイロット流路１４はタンクＴに連通する一方、圧力補償弁５のセットスプリング５ｂに相対抗する側のパイロット油室に、巻上げ側流路６から流路８、巻上げ側パイロット流路１１を介して巻下時における保持圧のみが導入されるため、この圧力補償弁５は絶対圧制御型の弁として機能する。
【００３７】
上記のとおり、巻上げ側流路６は高圧状態になっているので、巻上げ側流路６の圧力がＰＳに達すると、圧力補償弁５が作動するため、油圧モータ１は圧力一定制御により運転される。巻下荷重が重荷重である場合には、カウンタバランス弁６ａのカウンタバランス作用もあって、供給側と排出側の圧力変動が逆位相になり易いが、圧力補償弁５の作動は絶対圧制御により行われるので、圧力補償弁５が圧力変動を増幅してハンチングなどの振動を発生させるようなことがない。
【００３８】
次に、本発明の実施の形態２に係る油圧モータの制御装置を、その油圧回路図の図２を参照しながら説明する。なお、本実施の形態２が上記実施の形態１と相違するところは、圧力補償方式切換弁が電磁切換弁に置換したところにあり、主要部は上記実施の形態１に係る油圧回路図の主要部と同構成であるから、同一のものに同一符号を付して、主として相違する点について説明する。
【００３９】
巻下げ側流路７から圧力補償弁５のセットスプリング５ｂ側のパイロット油室に連通する巻下げ側パイロット流路１４には、コントローラ３１によって切換制御される電磁切換式の圧力補償方式切換弁１８が介装されている。前記コントローラ３１には、油圧モータ１の回転速度や回転方向を制御するリモートコントロール弁１９の巻下げ側パイロット流路のパイロット圧を検出する巻下げ操作パイロット圧力検出センサ３２、巻下げ側流路７の圧力を検出する巻下げ側圧力検出センサ３３、巻上げ側流路６の油圧モータ１とカウンタバランス弁６ａ間の圧力を検出する巻上げ側圧力検出センサ３４のそれぞれから圧力検出信号が入力されるようになっている。
【００４０】
前記コントローラ３１は、巻下げ操作パイロット圧力検出センサ３２からの圧力検出信号からリモートコントロール弁１９が巻下げ側、巻上げ側の何れに操作されているかを判断する。そして、前記コントローラ３１は、巻下げ側に操作されていると判断すると、前記巻上げ側圧力検出センサ３４から入力された巻上げ側流路６の圧力信号から得られる圧力と、前記巻下げ側圧力検出センサ３３から入力された巻下げ側流路７の圧力検出信号から得られる圧力との差圧を演算する。演算により得られた差圧が、前記圧力補償弁５の設定値以下の所定圧Ｐｗに達したときに、前記圧力補償方式切換弁１８に切換信号を出力するように構成されている。なお、本実施の形態２における過負荷防止制御切換手段３０は、コントローラ３１、巻下げ操作パイロット圧力検出センサ３２、巻下げ側圧力検出センサ３３、および巻上げ側圧力検出センサ３４から構成されている。
【００４１】
本発明の実施の形態２に係る油圧モータの制御装置の作用態様を説明する。前記スプール弁３のパイロット油室に、パイロット流路１３から外部パイロット圧Ｐｉの値としてＰｉｂが導入されており、油圧モータ１のモータ容量が最小容量ｑａになっている状態において、巻下げ操作されて巻下パイロット圧が発生したときの圧力補償弁５の作動について説明する。このとき、巻下げ操作パイロット圧力検出センサ３２により巻下パイロット圧Ｐｃが検出されており、コントローラ３１に巻下げ操作検出信号が入力されている。
【００４２】
先ず、巻下げ荷重が軽荷重である場合を説明する。この場合、巻下げ操作開始時には暫くの間、カウンタバランス弁６ａのタンピング性能により、このカウンタバランス弁６ａのスプールの開度が小さいままになっており、カウンタバランス状態になるまでに時間がかかる。吊荷の負荷に応じて発生する保持圧が低く、カウンタバランス弁６ａのスプール開口部の前後差圧も小さいので、ポンプ流量（モータ供給流量）とバランスする大きなスプール開度に至るまでに時間を要してしまい、その間、巻下げ側流路７、巻上げ側流路６の両側が高圧状態になる。これら巻下げ側流路７と、巻上げ側流路６の圧力が巻上げ側圧力検出センサ３４、巻下げ側圧力検出センサ３３により検出された圧力検出信号としてコントローラ３１に入力されるが、これら圧力検出信号から得られる圧力の差圧は小さく所定圧ＰＷに達しないので、コントローラ３１から圧力補償方式切換弁１８に切換信号は出力されない。
【００４３】
この状態では、巻下げ側流路７の圧力が巻下げ側パイロット流路１４を介して圧力補償弁５のセットスプリング５ｂ側のパイロット室に導入されている。一方、巻上げ流路６の圧力が流路８、巻上げ側パイロット流路１１を介してセットスプリング５ｂに相対抗する側のパイロット油室に導入されているため、この圧力補償弁５は差圧制御型の弁として機能する。従って、巻下げ側流路７、巻上げ側流路６の両側が高圧状態になっていても、圧力補償弁５が作動しないためモータ容量が大容量化せず、油圧モータ１は最小容量ｑａで回転し続け、ウインチの巻下速度は最高速度で巻下がることになるから、加速性能は良好となる。
【００４４】
次に、巻下げ荷重が重荷重である場合を説明する。巻下げ操作開始時には、カウンタバランス弁６ａはダンピング性能の影響を受けるが、吊荷負荷に応じて巻上げ側流路６に発生する保持圧が大きいので、カウンタバランス弁６ａのスプール開口部の前後の差圧も大きく、ポンプ流量（モータ供給流量）とバランスするスプール開度は小さくて良く、その開度に至るまでの時間は短い。そして、カウンタバランス弁６ａがカウンタバランス状態になると、巻下げ側流路７側の巻下げ時における供給圧は低圧、巻上げ側流路６側の巻下げ時における保持圧は高圧状態になる。
【００４５】
これら巻下げ側流路７と、巻上げ側流路６の圧力が巻上げ側圧力検出センサ３４、巻下げ側圧力検出センサ３３により検出された圧力検出信号としてコントローラ３１に入力されるが、これら圧力検出信号から得られる圧力の差圧が所定圧ＰＷに達すると、コントローラ３１から圧力補償方式切換弁１８に切換信号が出力されるため、この圧力補償方式切換弁１８が切換わる。従って、パイロット流路１４はタンクＴに連通する一方、圧力補償弁５のセットスプリング５ｂに相対抗する側のパイロット油室に、巻上げ側流路６から流路８、巻上げ側パイロット流路１１を介して巻下時における保持圧のみが導入されるため、この圧力補償弁５は絶対圧制御型の弁として機能する。
【００４６】
上記のとおり、巻上げ側流路６は高圧状態になっているので、巻上げ側流路６の圧力がＰＳに達すると、圧力補償弁５が作動するため、油圧モータ１は圧力一定制御により運転される。巻下荷重が重荷重である場合には、カウンタバランス弁６ａのカウンタバランス作用もあって、供給側と排出側の圧力変動が逆位相になり易いが、圧力補償弁５の作動は絶対圧制御により行われるので、圧力補償弁５が圧力変動を増幅してハンチングなどの振動を発生させるようなことがない。
【００４７】
なお、本発明の上記実施の形態１，２に係る油圧モータの制御装置は、何れも本発明の具体例に過ぎないから、上記実施の形態１，２に係る油圧モータの制御装置の形態に限定されるものではなく、また本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内における設計変更等は自由自在である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る油圧モータの制御装置の油圧回路図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る油圧モータの制御装置の油圧回路図である。
【図３】従来例１に係り、油圧モータの容量制御と過負荷防止制御を行う制御装置の油圧回路図である。
【図４】従来例１に係り、油圧モータの制御装置による入力パイロット圧とモータ容量の関係を示す図である。
【図５】従来例１に係り、油圧モータのモータ駆動圧とモータ容量の関係を示す図である。
【図６】従来例１に係り、油圧モータのモータ出力トルクとモータ回転速度の関係を示す図である。
【図７】従来例２に係り、油圧モータの制御装置を簡略化した油圧回路図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…油圧モータ，２…油圧式ピストン，２ａ…第一ピストン，２ｂ…第二ピストン，３…スプール弁，４…連結手段，５…圧力補償弁，５ｂ…セットスプリング，６…巻上げ側流路，６ａ…カウンタバランス弁，７…巻下げ側流路，８…流路，９…流路，１０…流路
１１…巻上げ側パイロット流路，１２…流路，１３…パイロット流路，１４…巻下げ側パイロット流路，１５…流路，１５ａ…オーバーロードリリーフ弁，１６…流路，１７…流路，１８…圧力補償方式切換弁，１９…リモートコントロール弁
２０…過負荷防止制御切換手段，２１…巻下げ操作検出用パイロット切換弁，２２…二次側流路，２３…油圧切換弁，２３ｂ…セットスプリング，２４…流路
３０…過負荷防止制御切換手段，３１…コントローラ，３２…巻下げ操作パイロット圧力検出センサ，３３…巻下げ側圧力検出センサ，３４…巻上げ側圧力検出センサ
【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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