JPH0643524Y2 - クレ−ンの旋回コントロ−ルバルブ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、油圧モータによって旋回作動するクレーンの
旋回コントロールバルブ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

クレーンの旋回方向切換弁においては、中立位置から旋
回位置への加速操作時、または旋回位置から反対側の旋
回位置への所謂逆レバー操作による減速操作時に、荷揺
れの原因となる急加速・急減速操作を防止して加速度の
急変のないスムーズな旋回動作が行われるように、加速
または減速圧力の変化状況を運転者に感知させるのが望
ましい。

従来、このような観点から、実公昭58−3976号公報に示
されているように、コントロールバルブのタンク側スプ
ールランドの外径寸法をポンプ側スプールランドの外径
寸法よりも大きく設定することにより、旋回方向切換弁
の加減速操作時に、タンク側スプールランドとポンプ側
スプールランドに作用する圧力に差をもたせ、この差力
を操作反力としてレバーにフィードバックするように構
成したものが提案されている。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところが、このように切換弁の内部に反力の発生させる
公知の構成によると、上記両側スプールランドの外径差
が一旦決定されると、これによって反力の発生状況が一
パターンに固定されてしまう。

すなわち、この構成によると、第５図中のＡのように、
加速圧力（または減速圧力、以下同じ）に対する反力の
変化の傾きが一種類に特定されてしまう。また、反力の
最大値も、リリーフ弁による加速圧力の最大値（第５図
のＭ点）に応じて特定されてしまう。

従って、反力単独での調整の自由度が全くなくなる。

このため、 （イ）クレーンの大きさによって異なる旋回体の重量
（慣性モーメント）に応じた反力値の調整ができないた
め、クレーンの大きさに応じて上記外径差等が異なる複
数種類の切換弁を使い分けなければならない。

（ロ）望ましい反力のかけ方として、第５図のC1,C2の
ように、旋回開始の低圧力段階では反力の立上りを急に
して手応えを明確にし、ある圧力以上の範囲では反力を
抑えて運転者の操作疲労を軽減する方式があるが、従来
構成では、上記のように反力が外径差によって決められ
た一定の関係でしか変化しないため、このような反力変
化のパターンを得ることができない。

（ハ）使用段階で、反力値（反力の変化の傾き）を、運
転者の体力や経験等に応じた最適値に変更したい要望が
あるにもかかわらず、上記公知構成では反力値が一律に
固定されてしまい、最適値を選択することができない。

なお、上記（ハ）問題の対策として、操作レバーのリン
ク比を変えるか、あるいは切換弁全体を必要に応じてス
プールランド径の異なるものに取替えることが考えられ
るが、前者では操作感覚が大きく変わってしまい、後者
では反力値の異なる複数種類の切換弁の加工が実際上困
難であること等からいずれも実用に適さない。

そこで本考案は、反力を、切換弁そのものに発生させる
のではなく、切換弁の外部に発生させて切換弁のスプー
ルに伝えることにより、反力の発生状況を容易に選択、
調整することができる油圧切換弁装置を提供するもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１の考案は、レバー操作により中立位置と両側旋
回位置との間で切換わり作動する手動式の旋回方向切換
弁がポンプおよびタンクと旋回用の油圧モータ回路との
間に設けられ、この旋回方向切換弁のスプールが同切換
弁の外部に延長され、このスプール延長部分に同スプー
ルと一体にストローク作動する反力ピストン、この反力
ピストンの両側に反力室が設けられて反力シリンダが構
成され、上記旋回方向切換弁の外部において、この反力
シリンダの入口側に、上記旋回方向切換弁の旋回位置で
上記油圧モータ回路に発生する加速または減速圧力を反
力シリンダに導入する入口側管路、出口側に、タンクに
通じる出口側管路がそれぞれ接続されて反力シリンダ回
路が構成され、この反力シリンダ回路に、反力シリンダ
の圧力を規制する圧力規制手段が設けられてなるもので
ある。

請求項２の考案は、請求項１の構成において、圧力規制
手段が、入口側および出口側両管路に設けられた絞りに
よって構成されたものである。

請求項３の考案は、請求項１の構成において、圧力規制
手段が、入口側管路に設けられた絞りと出口側管路に設
けられたリリーフ弁とによって構成されたものである。

請求項４の考案は、レバー操作により中立位置と両側旋
回位置との間で切換わり作動する手動式の旋回方向切換
弁がポンプおよびタンクと旋回用の油圧モータ回路との
間に設けられ、この旋回方向切換弁のスプールが同切換
弁の外延長され、このスプール延長部分に同スプールと
一体にストローク作動するピストン、このピストンの両
側に反力室が設けられて反力シリンダが構成され、上記
旋回方向切換弁の外部において、この反力シリンダの入
口側に、上記旋回方向切換弁の旋回位置で上記油圧モー
タ回路に発生する加速または減速圧力を反力シリンダに
導入する圧力導入管路が接続され、この圧力導入管路に
減圧弁が設けられてなるものである。

〔作用〕 請求項１乃至３の構成により、反力シリンダ回路の圧力
規制手段の選択によって反力発生状況を容易に選択、調
整することができる。

具体的には、圧力規制手段として入口側および出口側管
路に絞りを設けることにより、この絞りの選択、開度調
節によって反力値を選択、調整することができる。

また、圧力規制手段として絞りとリリーフ弁の組合わ
せ、または減圧弁を用いることにより、反力の上限値を
規制して高負荷段階での反力値を小さく抑えることがで
きる。

一方、請求項４の構成により、上記絞りとリリーフ弁の
組合せを用いる場合と同様の作用を得ることができる。

〔実施例〕

第１実施例（第１図参照） 第１図において、１はポンプ、２はこのポンプ１からの
吐出油によって回転駆動される旋回用油圧モータ（以
下、旋回モータという）、３はこの旋回モータ２の作動
を制御する旋回方向切換弁（以下、単に切換弁という）
で、この切換弁３と旋回モータ２とモータ回路４によっ
て接続されている。

モータ回路４は、左旋回時にポンプ吐出油を旋回モータ
２の左旋回時流入口MAに供給する左旋回側圧油供給管路
（以下、図の方向性に従って左側管路という）4aと、右
旋回時にポンプ吐出油を旋回モータ２の右旋回時流入口
MBに供給する右旋回側圧油供給管路（以下、右側管路と
いう）4bとから成っている。

切換弁３は、中立第１図イと左および右旋回位置ロおよ
びハを備え、旋回レバー3aの押し引き操作により、スプ
ール3bがストローク作動してこれら各位置間で切換わり
作動する。

この切換弁３は、この実施例では中立フリーの弁構成、
すなわち、左または右旋回位置ロまたはハから中立位置
イに操作されたときにポンプ１をタンク５に短絡させ、
ポンプ吐出油を、慣性回転するモータ２に吸込まれる分
を除いてタンク５に戻すように構成されている。

この切換弁３のスプール3bは切換弁外部に延長され、こ
のスプール延長部分3b1に、同スプール3bと一体にスト
ローク作動する反力ピストン6a、この反力ピストン6aの
両側に反力室6b,6c（以下、図の方向性に従って左側反
力室、右側反力室という）が設けられて反力シリンダ６
が構成されている。

この反力シリンダ６は、切換弁３の外部において、左側
反力室6bの圧力ポートがモータ回路４の左側管路4aに、
右側反力室6cの圧力ポートが右側管路4bにそれぞれ入口
側管路7,8によって接続されている。

また、両反力室6a,6bのタンクポートは、それぞれチェ
ック弁9,10を介して出口側管路11に接続され、この出口
側管路11がタンク５に接続されている。

こうして、反力シリンダ６と入口側側管路7,8と出口側
管路11とによって反力シリンダ回路12が構成されてい
る。

この反力シリンダ回路12には、入口側管路7,8に固定絞
り13,13、出口側管路11に可変絞り14がそれぞれ設けら
れ、これらによって圧力規制手段が構成されている。

次にこの旋回コントロールバルブ装置の作用を説明す
る。

切換弁３が中立位置イから左旋回位置ロまたは右旋回位
置ハに加速操作されると、モータ回路４に発生する加速
圧力である左側管路4aまたは右側管路4bの圧力が反力シ
リンダ６の左側反力室6bまたは右側反力室6cに導入さ
れ、この圧力がスプール3bをその操作方向と反対方向に
戻そうとする操作反力として作用する。

これにより、加速圧力がレバー3aを通じて運転者に伝達
され、加速圧力が大きいときには大きな反力、加速圧力
が小さいときには小さな反力を運転者に感知させること
ができる。

従って、旋回中に、急加速方向への誤操作によって加速
圧力が増加すると、操作反力も増加して運転者に感知さ
せることができるため、急加速操作を未然に防止するこ
とができる。

これにより、速度の急変（荷揺れ）のないスムーズな旋
回動作を行わせることができる。

この場合、反力シリンダ６に導入される圧力は、入口側
の固定絞り13と出口側の可変絞り14の流路面積差によっ
て決定される。

従って、この面積差を変えること、すなわち、切換弁３
の外部で、出口側の可変絞り14の開度を調整することに
よって、負荷圧力に対する反力の傾きを、第５図のB1〜
B2等、種々のパターンのうちから任意に、そして簡単に
調整することができる。

このため、クレーンの大小（旋回体の重量＝慣性モーメ
ント）に応じて、また使用段階で運転者の体力や経験等
に応じて反力の最適値を得ることができる。

ところで、この第１実施例の変形例として、同実施例と
は逆に、反力シリンダ６の入口側絞りを可変に、出口側
絞りを固定としてもよい。

また、入口および出口両側ともに固定絞りとし、その一
方または双方を、クレーンの大小や運転者の所望等に応
じて取替えることによって反力調整を行なうようにして
もよい。

この固定絞りの取替えは、流路を形成する小孔付きボル
トの取替えのみにより、可変絞りの開度調整とほぼ同等
の手間で簡単に、そして多様に行なうことができる。

なお、第１図中、15は最大負荷力設定用リリーフ弁、1
6,16はキャビテーション防止用のチェック弁である。

第２実施例（第２図参照） 第１実施例との相違点を説明する。

上記第１実施例では、反力シリンダ６の入口側および出
口側双方の絞り13,14を設けて、加速圧力に対する反力
の傾きを調整しうるようにしたのに対し、第２実施例に
おいては、反力シリンダ６の出口側（出口側管路11）
に、絞りに代えて反力制御用リリーフ弁17を設けてい
る。

この反力制御用リリーフ弁17の設定圧は、最大負荷圧力
設定用リリーフ弁15の設定圧より低くしており、この反
力制御用リリーフ弁17により、切換弁操作時に反力シリ
ンダ６に作用する圧力（反力）の最大値を制限するよう
にしている。

この構成とすれば、第５図のC1,C2等のように、反力
が、加速圧力が低い範囲では加速圧力に比例して一定の
傾きでストレートに変化し、加速圧力が設定最大値Ｍに
近づくある値以上の範囲では傾きが零（反力一定）とな
る。

こうして、反力値に上限を設けることにより、操作に慎
重を期すべき、旋回し始めの低圧力段階では加速圧力が
反力として明確に運転者に伝えられ、反力が大きくなる
急加速状態では反力を抑えて運転者の操作疲労を軽減す
ることができる。

なお、反力値の上限値は、リリーフ弁17の設定圧の調整
によって種々任意に調整することができる。

第３実施例（第３図参照） 第３実施例では、第２実施例の変形例として、反力シリ
ンダ回路12の入口側に、第１および第２両実施例の入口
側管路7,8に相当する圧力導入管路18,19を接続し、この
圧力導入管路18,19に減圧弁20,20を設け、この減圧弁20
により、第２実施例の場合と同様に反力値の上限を設け
るようにしている。この構成の場合、第１および第２両
実施例の場合と異なり、反力シリンダ６の出口側はタン
ク５に対して連通させる必要がないため、第１および第
２両実施例の出口側管路11は不要となる。

なお、第３図中、20a,20aは減圧弁20に内蔵されたチェ
ック弁である。

この構成によっても、第２実施例と同様の作用効果を得
ることができる。

第４実施例（第４図参照） 上記第１乃至第３各実施例では、反力シリンダ６の入口
側を、両側反力室6b,6cごとに別々の入口側管路7,8また
は圧力導入管路18,19を介してモータ回路４の両側管路4
a,4bに接続したが、中立フリー方式の場合、モータ回路
４の高圧側圧力とポンプ圧とが等しいため、ポンプ圧を
反力シリンダ６に導入するようにしてもよい。

第４実施例では、この観点から、反力シリンダ６に一つ
のポンプポートＰを設け、このポンプポートＰを一つの
管路21を介してポンプ回路に接続することにより、ポン
プ圧を反力シリンダ６に導入するように構成している。

また、この構成の場合、ポンプ圧を切換弁操作方向と反
対方向の力（反力）として導入する必要から、ピストン
6aに工夫を加えている。

すなわち、ピストン6aには、中央部22の両側に小径ブロ
ック23a,23b、この小径部23a,23bのさらに外側に最も大
径の受圧部24a,24bをそれぞれ設け、この受圧部24a,24b
と中央部22a,22bとの間に両側反力室6b,6cを形成すると
ともに、中央部22に、切換弁操作方向に応じてポンプポ
ートＰをこの両側反力室6b,6cの一方に連通させる流路2
5a,25bを設けている。

この構成において、たとえば左旋回操作により、ピスト
ン6aが切換弁３のスプール3bとともに図左側に移動する
と、反力シリンダ６の右側反力室6cがポンプポートＰに
連通して同反力室6bにポンプ圧が導入される。このポン
プ圧は、右側の受圧部24bに作用するため、ピストン6a
に操作方向と反対方向の力が作用し、これが反力とな
る。

なお、このポンプ圧導入方式は、第１実施例の出入口チ
ェック弁方式、および第２実施例の絞りとリリーフ弁の
組合わせ方式、ならびに第３実施例の減圧弁方式のいず
れにも適用可能である。但し、第３実施例の減圧弁方式
への適用にあたっては、シリンダ出口側はタンク５に対
して非連通状態とする。

このポンプ圧導入方式によると、反力シリンダ６の入口
側管路が一つですむため回路構成が簡単ですむ。

ところで、上記各実施例では、中立フリー方式をとる切
換弁を例にとって説明したが、本考案は要は中立位置か
ら旋回位置への操作時に、一定の規制された反力を発生
させるものであるから、中立ブレーキ方式をとる切換弁
に対しても適用することができる。

〔考案の効果〕

上記のように本考案によるときは、旋回方向切換弁その
ものに反力を発生させるのではなく、同切換弁の外部
に、加速または減速操作によって発生する圧力を操作反
力として導入される反力シリンダを設け、圧力規制手段
によりこの反力シリンダの圧力を規制するようにしたか
ら、この圧力規制手段の選択によって反力発生状況を容
易に選択、調整することができる。

この場合、圧力規制手段として入口側および出口側管路
に絞りを設けることにより、この絞りの選択、開度調節
によって反力値、すなわち加減速圧力に対する反力の傾
きを種々任意に選択、調整することができる。

また、圧力規制手段として入口側に絞り、出口側にリリ
ーフ弁を用いることにより、あるいは請求項４のように
シリンダ入口側の圧力導入管路に減圧弁を設けることに
より、反力の上限値を規制して高負荷段階での反力値を
小さく抑え、反力による運転者の操作疲労を軽減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例、第２図は同第２実施例、
第３図は同第３実施例をそれぞれ示す油圧回路構成図、
第４図は本考案の第４実施例にかかる反力シリンダの具
体的構成を示す図、第５図は従来装置および本装置によ
る反力特性図である。 １……ポンプ、２……旋回用油圧モータ、３……旋回方
向切換弁、イ……同切換弁の中立位置、ロ……同左旋回
位置、ハ……同右旋回位置、3b……同切換弁のスプー
ル、3b1……同スプールの切換弁外部への延長部分、４
……旋回用油圧モータ回路、4a……同回路の左旋回側圧
油供給管路、4b……同右旋回側圧油供給管路、５……タ
ンク、６……反力シリンダ、6a……同シリンダの反力ピ
ストン、6b,6c……反力室、7,8,19……同シリンダの入
口側管路、11……出口側管路、12……反力シリンダ回
路、13……圧力規制手段を構成する反力シリンダ入口側
絞り、14……同出口側絞り、17……同リリーフ弁、18,1
9……圧力導入管路、20,20……減圧弁。

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】レバー操作により中立位置と両側旋回位置
   との間で切換わり作動する手動式の旋回方向切換弁がポ
   ンプおよびタンクと旋回用の油圧モータ回路との間に設
   けられ、この旋回方向切換弁のスプールが同切換弁の外
   部に延長され、このスプール延長部分に同スプールと一
   体にストローク作動する反力ピストン、この反力ピスト
   ンの両側に反力室が設けられて反力シリンダが構成さ
   れ、上記旋回方向切換弁の外部において、この反力シリ
   ンダの入口側に、上記旋回方向切換弁の旋回位置で上記
   油圧モータ回路に発生する加速または減速圧力を反力シ
   リンダに導入する入口側管路、出口側に、タンクに通じ
   る出口側管路がそれぞれ接続されて反力シリンダ回路が
   構成され、この反力シリンダ回路に、反力シリンダの圧
   力を規制する圧力規制手段が設けられてなることを特徴
   とするクレーンの旋回コントロールバルブ装置。
2. 【請求項２】圧力規制手段が、入口側および出口側両管
   路に設けられた絞りによって構成されたことを特徴とす
   る請求項１記載のクレーンの旋回コントロールバルブ装
   置。
3. 【請求項３】圧力規制手段が、入口側管路に設けられた
   絞りと出口側管路に設けられたリリーフ弁とによって構
   成されたことを特徴とする請求項１記載のクレーンの旋
   回コントロールバルブ装置。
4. 【請求項４】レバー操作により中立位置と両側旋回位置
   との間で切換わり作動する手動式の旋回方向切換弁がポ
   ンプおよびタンクと旋回用の油圧モータ回路との間に設
   けられ、この旋回方向切換弁のスプールが同切換弁の外
   部に延長され、このスプール延長部分に同スプールと一
   体にストローク作動する反力ピストン、この反力ピスト
   ンの両側に反力室が設けられて反力シリンダが構成さ
   れ、上記旋回方向切換弁の外部において、この反力シリ
   ンダの入口側に、上記旋回方向切換弁の旋回位置で上記
   油圧モータ回路に発生する加速または減速圧力を反力シ
   リンダに導入する圧力導入管路が接続され、この圧力導
   入管路に減圧弁が設けられてなることを特徴とするクレ
   ーンの旋回コントロールバルブ装置。