(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウィンチドラムを回転駆動する可変容量型の油圧モータと、この油圧モータに対する圧油供給源としての可変容量型の油圧ポンプとの間に、上記油圧モータの回転方向と回転数を制御するコントロールバルブが設けられ、操作手段からの指令信号に基づく制御手段からの制御信号により、上記コントロールバルブの開度と油圧ポンプの容量と油圧モータの容量を変化させて油圧モータの回転数を制御するように構成された油圧ウィンチにおいて、上記制御手段は、
（Ａ）上記操作手段の操作量に応じて上記コントロールバルブの開度を連続的に変化させるとともに、このコントロールバルブの開度の変化区間で、上記油圧ポンプの容量を先に変化させ、このポンプ容量の変化が終了する前にモータ容量の変化を開始させ、
（Ｂ）操作手段の操作量に対するモータ流量の変化の度合いが、ポンプ容量の変化とモータ容量の変化が重なる領域の方がそれ以前の領域よりも小さくなってモータ回転数が０から最大値まで直線状に変化するように、コントロールバルブの開度とポンプ容量の少なくとも一方を制御する
ように構成されたことを特徴とする油圧ウィンチの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はクレーンや作業船等の作業機械におけるフック巻上用またはブーム巻上用の油圧ウィンチの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえばフック巻上用の油圧ウィンチは、油圧モータによってウィンチドラムを回転駆動し、このウィンチドラムから繰り出された巻上ロープを巻取りまたは巻戻すことによってフック（吊荷）を上げ下げするように構成されている。
【０００３】
油圧モータと、同モータに対する圧油供給源である油圧ポンプとの間にはコントロールバルブが設けられ、操作手段（たとえばリモコン弁）のレバー操作によりこのコントロールバルブが切換えられて油圧モータの回転方向（巻上・巻下）が切換えられ、かつ、制御手段により、次のようにして油圧モータの回転数制御が行われる。
【０００４】
油圧ポンプおよび油圧モータはそれぞれ可変容量型のものが用いられ、レバー（操作手段）中立状態ではポンプ容量最小、モータ容量最大の状態となる。
【０００５】
この状態からレバー操作されると、レバー操作量に応じてポンプ容量が増加し、ポンプ吐出量が増加する。これにより、第１段階としてモータ回転数が増加する。
【０００６】
そして、ポンプ容量が最大値に達してそれ以上ポンプ吐出量が増加しなくなると、第２段階として、レバー操作量に応じてモータ容量が変化し始め、これによってモータ回転数がさらに増加し、最大操作位置でモータ容量が最小値に達してモータ回転数が最高値となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のように従来技術においては、増速時に、まずポンプ容量を変化させ、これが限界に達した時点からモータ容量を変化させ始める方法をとっているため、油圧機器のバラツキ等によってポンプ容量の変化終了時点とモータ容量の変化開始時点にずれ（開き）が生じ、レバー操作してもモータ回転数が変化しない無反応領域が発生する場合があった。
【０００８】
こうなると、回転数変化が不連続となるため操作性が悪くなるとともに、モータ回転数が最高値に達する前にレバー操作量が最大値に達してしまい、モータの回転数範囲が狭くなる（能力が低くなる）という問題が発生する。
【０００９】
そこで本発明は、操作手段の操作に対してモータ回転数が変化しない無反応領域を無くし、モータ回転数を連続して変化させることができる油圧ウィンチの制御装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ウィンチドラムを回転駆動する可変容量型の油圧モータと、この油圧モータに対する圧油供給源としての可変容量型の油圧ポンプとの間に、上記油圧モータの回転方向と回転数を制御するコントロールバルブが設けられ、操作手段からの指令信号に基づく制御手段からの制御信号により、上記コントロールバルブの開度と油圧ポンプの容量と油圧モータの容量を変化させて油圧モータの回転数を制御するように構成された油圧ウィンチにおいて、上記制御手段は、
（Ａ）上記操作手段の操作量に応じて上記コントロールバルブの開度を連続的に変化させるとともに、このコントロールバルブの開度の変化区間で、上記油圧ポンプの容量を先に変化させ、このポンプ容量の変化が終了する前にモータ容量の変化を開始させ、
（Ｂ）操作手段の操作量に対するモータ流量の変化の度合いが、ポンプ容量の変化とモータ容量の変化が重なる領域の方がそれ以前の領域よりも小さくなってモータ回転数が０から最大値まで直線状に変化するように、コントロールバルブの開度とポンプ容量の少なくとも一方を制御する
ように構成されたものである。
【００１１】
上記構成によると、操作手段の操作量に応じてコントロールバルブの開度を連続的に変化させるとともに、このコントロールバルブの開度の変化区間で油圧ポンプの容量を先に変化させ、このポンプ容量の変化が終了する前にモータ容量の変化を開始させるため、ポンプ容量とモータ容量を前後して変化させる手法をとりながら、ポンプ容量の変化終期とモータ容量の変化始期をオーバーラップさせ、無反応領域の発生を防止することができる。
【００１２】
すなわち、本発明によると、操作手段の操作量の変化に応じてモータ回転数を０から最大値まで連続して変化させることができる。
【００１３】
また、ポンプ容量とモータ容量が重なって制御される領域で、モータ流量の変化が小さくなり、その結果、モータ回転数が０から最大値まで折れ線状でなく直線状に変化するようにコントロールバルブとポンプ容量の少なくとも一方が制御されるため、操作量に対するモータ回転数の変化の仕方が途中から変化する場合と比較して操作性が良いものとなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図によって説明する。
【００１５】
参考形態（図１〜図５参照）
図１に本発明の参考形態にかかる制御装置の油圧回路とその制御系の構成を示している。
【００１６】
同図において、１は図示しないウィンチドラムを巻上・巻下駆動する可変容量型の油圧モータ、２はこのモータ１に対する圧油供給源としての可変容量型の油圧ポンプ、３はこのモータ１とポンプ２との間に設けられた油圧パイロット式のコントロールバルブ、４は電気ジョイスティック式の操作部（操作手段）で、この操作部４からレバー操作量に応じた速度指令信号（電気信号）がコントローラ５に入力され、このコントローラ５によってコントロールバルブ３の動作方向と開度（スプールストローク）、モータ１およびポンプ２の容量がそれぞれ制御される。
【００１７】
すなわち、コントローラ５からの制御信号は、コントロールバルブ制御用、ポンプ容量制御用、モータ容量制御用の各電磁比例減圧弁（以下、単に減圧弁という）６ａ，６ｂ，７，８に入力され、これら減圧弁６ａ，６ｂ，７，８から速度指令信号に応じた二次圧がコントロールバルブ３、ポンプ容量制御機構９、モータ容量制御機構１０に出力される。
【００１８】
これにより、コントロールバルブ３の動作方向とその開度が制御されるとともに、ポンプ容量、モータ容量がそれぞれ制御されてモータ１の回転数が制御される。
【００１９】
１１は減圧弁用の外部油圧源、１２は負荷の落下を防止するためのカウンタバランス弁、１３は回路の最高圧力を設定するメインリリーフ弁である。
【００２０】
この参考形態におけるコントローラ５の制御による速度指令信号（操作部４のレバー操作量）とコントロールバルブ開度の関係を図２に、速度指令信号とポンプ容量（ポンプ吐出量）の関係を図３に、速度指令信号とモータ容量の関係を図４にそれぞれ示している。
【００２１】
各図に示すように、この参考形態においては、コントローラ５により、速度指令信号の最小値から最大値Ｓmaxまでの間でバルブ開度、ポンプ容量、モータ容量の三つの要素が一斉に（完全同時でもよいし多少の時間的ずれをもってでもよい）変化し始め、それぞれ操作部４の最大操作位置まで連続して変化し続けるように制御される。
【００２２】
これにより、モータ回転数は、図５に示すように速度指令信号に比例して０から最大値まで連続して直線状に増加し、従来技術の問題点であった、ポンプ容量の変化終了時点とモータ容量の変化開始時点の開きによる無反応領域（速度指令信号の変化に対してモータ回転数が変化しない領域）は発生しない。
【００２３】
実施形態（図６〜図８参照）
実施形態における油圧回路およびその制御系の基本構成は参考実施形態の場合と同じで、コントローラ５による制御内容のみが異なる。
【００２４】
すなわち、参考形態においてはコントローラ５により、速度指令信号に応じてコントロールバルブ開度、ポンプ容量、モータ容量を一斉に変化させるようにしたのに対し、実施形態においては、コントローラ５により、図２に示すように操作部４の操作量に応じてコントロールバルブ３の開度を連続的に変化させ、このコントロールバルブ３の変化区間で、図３に示すようにポンプ容量（ポンプ吐出量）を先に変化させ、このポンプ容量が限界値に達する前に図６に示すようにモータ容量の変化を開始させるようにしている。
【００２５】
図６，７のＳmaxは速度指令信号の最大値（操作部４の最大操作量）、Ｓｘはこの最大値に達する前の、モータ容量の変化が始まる速度指令信号値をそれぞれ示し、このような特性でバルブ開度、ポンプ容量、モータ容量を制御することにより、図７に示すようにモータ回転数が速度指令信号の最小値から最大値Ｓmaxまでの間で、変曲点Ｐ（信号値Ｓｘ、回転数Ｎｘ）を有する折れ線状に連続して変化する。
【００２６】
この構成によっても、無反応領域が発生せず、基本的に参考形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００２７】
ところで、上記構成のみでは、ポンプ容量の変化とモータ容量の変化が重なる領域で、それ以前の領域よりもモータ回転数の変化の度合いが増加するという折線特性（図７）を示す。
【００２８】
そこで実施形態においては、コントローラ５により、図８に示すように速度指令信号に対するモータ通過流量の変化の度合いが、図７の変曲点Ｐをつくる速度指令信号値Ｓｘから最大信号値Ｓmaxまでの領域で、それまでの領域よりも小さくなるように、コントロールバルブ開度およびポンプ容量（具体的には減圧弁６ａ，６ｂ，７）を制御し、これによって図９に示すようにモータ回転数が速度指令信号の変化に対して０から最大値まで一定の傾きで直線状に変化ように構成されている。
【００２９】
こうすれば、モータ回転数の変化の仕方に違和感がなく、操作性がさらに良いものとなる。
【００３０】
なお、図８の特性を得るための手段として、上記のようにコントロールバルブ開度とポンプ容量の双方でなく一方のみを制御するようにしてもよい。
【００３１】
また、操作部４からの速度指令信号、または減圧弁６ａ，６ｂ，７，８からの出力は二次関数等の曲線で変化させてもよい。
【００３２】
さらに、上記実施形態では電気ジョイスティック式の操作部４からの電気信号をコントローラ５に入力する構成をとったが、油圧リモコン弁の操作量を検出し、これを電気信号に変えてコントローラ５に入力する構成をとってもよい。
【００３３】
【発明の効果】
上記のように本発明によると、操作手段の操作量に応じてコントロールバルブの開度を連続的に変化させるとともに、このコントロールバルブの開度の変化区間で油圧ポンプの容量を先に変化させ、このポンプ容量の変化が終了する前にモータ容量の変化を開始させるため、ポンプ容量とモータ容量を前後して変化させる手法をとりながら、ポンプ容量の変化終期とモータ容量の変化始期をオーバーラップさせ、無反応領域の発生を防止することができる。
【００３４】
すなわち、本発明によるとモータ回転数を０から最大値まで終始連続して変化させることができる。このため、操作性が良くなるとともに、モータの回転数を最大値まで確実に変化させることができる。
【００３５】
また、モータ回転数が０から最大値まで折れ線状でなく直線状に変化するようにコントロールバルブとポンプ容量の少なくとも一方を制御するため、操作量に対するモータ回転数の変化の仕方が途中から変化する場合と比較して操作性がさらに良いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考形態にかかる制御装置の油圧回路とその制御系の構成図である。
【図２】  同装置における速度指令信号とコントロールバルブ開口度の関係を示す図である。
【図３】  同装置における速度指令信号とポンプ吐出量の関係を示す図である。
【図４】  同装置における速度指令信号とモータ容量の関係を示す図である。
【図５】  同装置における速度指令信号とモータ回転数の関係を示す図である。
【図６】  本発明の実施形態にかかる制御装置における速度指令信号とモータ容量の関係を示す図である。
【図７】  同装置における速度指令信号とモータ回転数の関係を示す図である。
【図８】  同装置における速度指令信号とモータ容量の関係を示す図である。
【図９】  同装置における速度指令信号とモータ回転数の関係を示す図である。
【符号の説明】
１  油圧モータ
２  油圧ポンプ
３  コントロールバルブ
４  電気ジョイスティック式の操作部（操作手段）
５  制御手段を構成するコントローラ
６ａ，６ｂ，７，８  制御手段を構成する電磁比例減圧弁
９  ポンプ容量制御機構
１０  モータ容量制御機構
【図１】
0004206546.tif 000002
【図２】
0004206546.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004206546.tif 000005
【図５】
0004206546.tif 000006
【図６】
0004206546.tif 000007
【図７】
0004206546.tif 000008
【図８】
0004206546.tif 000009
【図９】
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