JPH04203506A - 油圧モータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油圧モータの制御装置に関し、例えば、油圧
式トラッククレーン、油圧式シダベル等の油圧式建設機
械に使用される油圧モータの制御装置に利用して有効な
ものに関する。

〔従来の技術〕

トラッククレーン等の建設機械において、ブームの旋回
やウィンチ駆動は油圧モータによって行われている。ま
た、この油圧モータの駆動制御を行う手段として、手動
式または油圧パイロットＬ電気制御式等の方向切換弁が
使用されており、りレーンオペレータがこの切換弁を操
作することにより、方向、速さ、力が調整されている。

すなわち、油圧ポンプから送られて来た作動油は方向切
換弁を遣る。切換弁の操作位置が中立位置にある時には
、油圧モータの回転が停止状態になる。その操作位置が
正位置では、油圧モータは正方向に回転する。油圧モー
タの駆動状態がブームの旋回の場合は例えば右回転にな
り、これがウィンチの場合は、例えば、参上作動になる
。逆に、切換弁の操作位置が逆位置では、油圧モータは
逆方向に回転する。油圧モータの駆動機能がブームの旋
回の場合は左回転になり、これがウィンチの場合は巻下
げ作動になる。

〔発明が解決しようとする課題〕

油圧式建設機械は各種荷役や土木作業等、広く使用され
ているが、近年は建設機械の大型化、都市開発のための
狭あい地における作業等により微動操作の要求が高まっ
ている０例えば、大型クレーンで長尺ブームを伸ばして
の建屋作業、鉄筋同士のボルト孔合わせに見られるよう
な位置決め作業の如きである。この種の作業は高い位置
合わせ精度が要求さるため、クレーンオペレータは旋回
、ウィンチ等を細かく動かしながら、位置決めする必要
がある。そして、クレーン作業のもう一方の作業者であ
る玉掛作業者の指示と一致させる必要がある。仮に、ク
レーンオペレータと玉掛作業者の連携がうまく行かない
場合は、作業能率の低下のみならず場合によっては高所
に居る玉掛作業者の安全上の問題や、器物の損傷等を伴
うことになる。また、建設機械はエンジンによる油圧ポ
ンプの回転変化、負荷状態により同じ油圧モータで微速
回転を得るための切換バルブによる制御操作位置は、必
ずしも同じ位置になるとは限らない、すなわち、第２図
において、従来は切換パルプのＰポートからＣボートに
至る開口面積が斜線部で表されるうちスプールストロー
クに対して最大の開口面積になっていたため、クレーン
用モータを動かす圧力を得るためには同一のポンプ流量
であっても、クレーン負荷が異なれば成る回転数を得る
ためのスプールストローク位置は、その時々の負荷に応
じて変えねばならなかった。

このような一連の作業中、特に、クレーンオペレータは
精神を集中して微動操作することが要求される。その上
、この作業が繰り返すことになれば相当の疲労を伴う、
このような問題は以前から取り挙げられ、切換弁の改善
や、油圧モータの改善努力により徐々に良くなって来て
いる。

しかし、一方ではクレーンオペレータの世代交代や、増
大する建設機械台数に対して就業者数が不足する等の理
由により、クレーンオペレータに完全なＷ熟考でない人
も含まれるようになって来ている。このような理由によ
り、従来の改善レベルでは満足しないユーザが多く見ら
れるようになり、微動操作性向上の要求は年々高まる一
方である。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、油圧モータの微動制御操作を簡
単化することができる油圧モータのｗｉ御装置を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る油圧モータの制御装置は、油圧モータと、
これに接続された油圧源およびタンクとの間に介設され
ている切換弁により、油圧モータの運転が制御されるよ
うに構成されている油圧モータの制御装置において、 前記切換弁のノーマル位置のポンプ吐出流が前記切換弁
から出てタンクへ通ずる油圧回路に可変流量制御弁が介
在されているとともに、この可変流量制御弁はコントロ
ーラによりその絞り量を変更調整されるように構成され
ており、 また、前記切換弁にその操作量を検出する位置センサが
設けられているとともに、この位置センサはその検出デ
ータを前記コントローラに送信するように構成されてお
り、 さらに、前記油圧モータの回転速度を検出する回転セン
サが設けられているとともに、この回転センサはその検
出データを前記コントローラに送信するように構成され
ており、 前記コントローラは前記位置センサの検出データに基づ
いて可変流量制御弁の絞り量を変更調整するとともに、
前記回転センサの検出データに基づいて可変流量制御弁
の絞り置を変更調整することにより、前記油圧モータの
微動を一定に維持するように構成されていることを特徴
とする。

〔作用〕

前記した手段によれば、例えば、クレーンオペレータに
より切換弁が微動操作領域に操作されると、位置センサ
によりその操作状態が自動的に検出される。コントロー
ラはこの検出に基づいて、可変流量制御弁を制御すると
ともに、この制御および回転センサの検出結果に基づく
フィードバック制御により、油圧モータの出力回転が一
定になるように自動制御する。この自動制御によりクレ
ーンオペレータは難度の高い微動操作から解放されるこ
とになる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例である油圧モータの制御装置
を示す回路図、第２図および第３図はその作用を説明す
るための各線図、である。

本実施例においては、本発明に係る油圧モータのｍＩＩ
ａｔはクレーン装置におけるブームのターンテーブル（
図示せず）の旋回を駆動するための油圧モータを制御す
るものとして構成されている。

制御対象である油圧モータ１１は油圧１１ｉ１２および
タンク１３に切換弁１４を介して接続されており、切換
弁１４は３位置・６ボート・手動操作式スプール切換弁
として構成されている。切換弁（以下スプール弁という
、）１４のＣボートには可変流量制御弁１５が接続され
ており、この可変流量制御弁１５は他方においてタンク
１３に接続されている。この可変流量制御弁１５の絞り
量を変更するための操作＄１１６は、油圧シリンダ装置
１７により駆動されるように構成されており、この油圧
シリンダ装置１７には電磁弁１８を介して油圧源１２が
接続されている。そして、電磁弁１８は油圧シリンダ装
置１１７のストロークを操作棒１６を介して制御するこ
とにより、可変流量制御弁１５の絞り量を変更調整する
ようになっている。

一方、スプール弁１４のスプール２０には位置センサ２
１が配設されており、位置センサ２１はスプール２０の
ストローク量を検出するように構成されている。この位
置センサ２１はマイクロコンピュータ等を備えているコ
ントローラ２２に接続されており、その検出データをコ
ントローラ２２に送信するようになっている。他方、油
圧モータ１１には回転センサ２３が配設されており、回
転センサ２３は油圧モータ１１の回転を検出するように
構成されている。この回転センサ２３は前記コントロー
ラ２２に接続されており、その検出データをコントロー
ラ２２に送信するようになっている。コントローラ２２
の出力側には前記電磁弁１８が接続されており、コント
ローラ２２は後述するような作用を実行するように構成
されている。

次に作用を説明する。

油圧モータ１１によりブームのターンテーブル（図示せ
ず）が正方向に旋回される場合、クレーンオペレータに
よりスプール弁１４が中立位置から正方向切換位置に切
換られる。この際、第２図に示されているように、スプ
ール２ｏが後述する微動操作領域のストローク範囲Ｓを
越えて操作されると、スプール弁１４におけるＣボート
およびＤボートは完全に閉じられ、ＰボートとＡボート
、および、ＢポートとＴボートは全開される。

これにより、大量の作動油が油圧源１２がらスプール弁
１４を経て油圧モータ１１に流れるため、油圧モータ１
１が正方向に回転され、ターンテーブルが正方向に旋回
される。

逆に、油圧モータ１１によりブームのターンテーブルが
逆方向に旋回される場合、クレーンオペレータによりス
プール弁１４が中立位置から逆方向切換位１に切換られ
る。

これにより、大量の作動油が、油圧１１１２→スプール
弁１４のＰポート→Ｂボート→油圧モータ１１→スプー
ル弁１４のＡボート→Ｔボート→タンク１３と、前記と
は逆方向に流れるため、油圧モータ１１が逆方向に回転
され、ターンテーブルが逆方向に旋回される。

ところで、ターンテーブルが微動される隙、クレーンオ
ペレータによりスプール弁１４のスプール２０がゆっく
りと、極僅かずつ操作される。

今、スプール弁１４のスプール２０が正方向にゆっくり
と極僅かずつ操作された場合におけるターンテーブルの
微動作動について説明する。

スプール２０が正方向に操作されると、位置センサ２１
によりストロークが検出される。スプール２０のストロ
ークが第２図に示されている微動操作領域のストローク
範囲Ｓに達し、そのストローク範囲Ｓに所定時間（例え
ば、０．５秒間）、滞在すると、コントローラ２２は第
３図に示されているようなテーブルに基づいて油圧モー
タ１１を回転させるための作動指令信号を演真し、この
作動指令信号を電磁弁１８に送信する。

ここで、第３図は、スプール弁１４の微動操作領域のス
トローク範囲Ｓにおけるストローク量と、油圧モータ１
１の回転速度との関係を示す線図であり、前記構成に係
る油圧モータの制御装置が用いられた実験や、それの設
計データが用いられたコンピュータシュミレーシぢン等
の実証的手法により得られるデータである。この線図に
対応するデータがテーブルとしてコントローラ２２に記
憶されている。コントローラ２２は位置センサ２１から
入力されるストローク量をこのテーブルに照合し、制御
すべき油圧モータ１１の回転速度を設定する０例えば、
位夏センサ２１から入力されたストローク量が、ＳＩ、
である場合、油圧モータ１１の回転速度は、ＮＩ、に設
定される。

そして、コントローラ２２は設定された油圧モータ１１
の回転速度Ｎ、を得るために必要な可変流量制御弁１５
の絞り量を予め設定されたテーブル（図示せず）に照合
して求める。このテーブルも前述した実証的手法により
求めることができる。

続いて、コントローラ２２は求められた絞り量を得るた
めの油圧シリンダ１７の作動制御信号を演夏して電磁弁
１８に送信する。

電磁弁１８はコントローラ２２からの指令信号に基づい
て油圧シリンダ装置１７を指令に従って作動させる。こ
の油圧シリンダ装置１７の作動により、可変流量制御弁
１５が操作棒１６を介して所定量だけ絞られる。

可変流量制御弁１５が絞られると、スプール弁１４のＣ
ボートにおける圧力が高まるため、切り換え途中にある
スプール弁１４のＡまたはＢボートの圧力が通常よりも
増加する。このスプール弁１４のＡまたはＢポートの圧
力増加により、油圧モータ１１がコントローラ２２で指
定された低速度（例えば、５ｒｐｍ程度）で回転される
ため、ターンテーブルは極ｉっくりと、微動されること
になる。

他方、油圧モータ１１が低速度で回転されると、その回
転速度（回転数）は回転センサ２３により検出され、そ
の検出データがコントローラ２２に送信される。コント
ローラ２２はこの検出された実際の回転速度と、前述し
たように、スプール２０のストローク量ＳＩに対応して
設定されている目標値（回転速度）Ｎｌとを比較し、実
際の回転速度を目標値に維持させるために必要なフィー
ドバック制御信号を求め、その制御信号を電磁弁１８に
フィードバックする。

そして、このフィードバック制御信号により電磁弁１８
は油圧シリンダ装置１７を作動させて、可変流量制御弁
１５の絞り量を調整することにより、油圧モータ１１の
回転速度を一定に維持させる。このようにしして、油圧
モータ１１の回転が一定の低速度に維持されることによ
り、ターンテーブルはゆっくりと微動されることになる
。

本実施例によれば、油圧ポンプの回転変化、負荷状態に
応じ同じ微速回転を得るために、従来のようにスプール
２０の操作位置を変えることなく、クレーンオペレータ
はスプール弁１４のスプール２０を微動操作領域のスト
ローク範囲に操作するだけで、ターンテーブルをゆっく
りと微動させることができるため、ターンテーブルの微
動操作を簡単に、しかも、正確に実施することができる
。

したがって、クレーン作業を正確かつ安全に実施するこ
とができる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であ
ることはいうまでもない。

例えば、可変流量制御弁を操作する操作手段としては、
油圧ノリンダ装置およびｔｍ弁の組み合わせを使用する
に限らず、電磁プランジャ装置等を使用してもよいや 前記実施例においては、クレーンのターンテーブルの駆
動に使用される油圧モータの制御について説明したが、
本発明はこれに限らず、クレーンのブームの昇陳や、ウ
ィンチの回転駆動に使用される油圧モータ、さらには、
各種建設機械や工作機械等に使用される油圧モータの制
御装置全般に通用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、スプール弁のス
プールを微動操作領域のストローク範囲に操作するだけ
で、可変流量制御弁とコントローラの作用とにより第２
図の斜線の範囲のスプール開口面積を自動的に調整する
ので、油圧モータを簡単かつ正確に微動作動させること
ができる。また、このため建設機械作業において、能率
増大、安全性向上およびクレーンオペレータの疲労軽減
に役立てることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である油圧モータの制御装置
を示す回路図、第２図および第３図はその作用を説明す
るための各線図、である。 １１・・・油圧モータ、１２・・・油圧源、１３・・・
タンク、１４・・・切換弁、１５・・・可変流量制御弁
、１６・・・操作棒、１７・・・油圧シリンダ装置、１
８・・・電磁弁、２０・・・スプール、２１・・・位置
セン号、２２・・・コントローラ、２３・・・回転セン
サ、Ｓ・・・微動操作領域のストローク範囲。 代理人　弁理士　梶　原　辰　也 第１図 スフー歩ス１ｏ−７ 第３図 Ｓ＋　　　− スクールのストロー７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、油圧モータと、これに接続された油圧源およびタン
   クとの間に介設されている切換弁により、油圧モータの
   運転が制御されるように構成されている油圧モータの制
   御装置において、 前記切換弁のノーマル位置のポンプ吐出流が前記切換弁
   から出てタンクへ通ずる油圧回路に可変流量制御弁が介
   在されているとともに、この可変流量制御弁はコントロ
   ーラによりその絞り量を変更調整されるように構成され
   ており、また、前記切換弁にその操作量を検出する位置
   センサが設けられているとともに、この位置センサはそ
   の検出データを前記コントローラに送信するように構成
   されており、 さらに、前記油圧モータの回転速度を検出する回転セン
   サが設けられているとともに、この回転センサはその検
   出データを前記コントローラに送信するように構成され
   ており、 前記コントローラは前記位置センサの検出データに基づ
   いて可変流量制御弁の絞り量を変更調整するとともに、
   前記回転センサの検出データに基づいて可変流量制御弁
   の絞り量を変更調整することにより、前記油圧モータの
   微動を一定に維持するように構成されていることを特徴
   とする油圧モータの制御装置。