JPS5852196A - 定馬力形油圧ウインチ制御装置 - 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】 本発明は定馬力形油圧ウィンチ制御装置の改良に関する
。

一般に定馬力制御弁ウィンチ装置は、定容量形油圧ポン
プを備える油圧源から可変容量形油圧モータへの供給流
量および供給圧力を一定に保って、可変容量形油圧モー
タの容積が変わると回転数ならびに出力トルクが変化し
第２図に示す如き定馬力特性が得られる。

本発明の先行技術を図面によって説明する。

第１図において、油圧源（１）と可変容量形油圧モータ
（２）〔以下単に油圧モータという〕は方向制御弁（３
）、カウンタバランス弁（４）を介装した流路で接続し
て循環回路を構成し、油圧モータ（２）の容積増減機構
（５）の大室（６）と小室（７）には、カウンタバラン
ス弁（４）のチェック弁（８）と油圧モータ（２）間の
液圧を高圧選択弁（９）、定馬力制御弁Ｑｌを経て選択
的に導く。

定、−力制御弁（１〔は、ケーシング（１１）に摺動自
在に嵌挿された哀プールａ秒一端にピストン（１３を、
他端にばねＩを配設し、ピストン０には高圧選択弁（９
）からの液圧を作用させる。その際、ピストン０９のス
プール押圧力かばねαａのセット力に等しいとき、スプ
ール（１２１は中立位置にあって大室（６）と小室（７
）をブロックし、ピストンＱ３１のスプール押圧力かば
ねα滲の力に打ち勝つと、スプール（１２１は右行して
１次ボート（１５）と大室ボート（１６１およびタンク
ボートαηと小室ボートａ印を連通し、逆にばね（１滲
の力がピストン（１３）のスプール押圧力に打ち勝つと
、スプールａ２は左行して１次ボート（＋５）と小室ポ
ート（＋８およびタンクボートａηと大室ポー）Ｑ６）
を連通ずる。なお、タンクボート（１７）は戻シ流路０
９を経てタンク側に通じている。

この従来装置においては、荷を巻上げるべく方向制御弁
（３）を中立位置から位置Ａに切換えて油圧源（１）か
らのポンプ作動液をカウンタバランス弁（４）のチェッ
ク弁（８）を経て油圧モータ（２）に導くと、第３図に
示す如く、その作動液の一部は高圧選択弁（９）から定
馬力制御弁００の１次ポート（１９′に入り、その液圧
はピストン（１３）に作用する。

ねａ４のセット力が釣合うと、スプール（１２１は図示
の如く中立位置に位置して大室（６）と小室（７）をブ
ロックし、油圧モータ（２）は定馬力特性を発揮する。

ここで、荷重の変化によりピストンＱ３＋に作用する圧
力が低下すると、スプール（１２１はばね０弔により左
行し、第４図に示す如く、１次ポート０ωと小室ポート
（国およびタンクボート０７）と大室ポー）　（１６）
が連通して作動液が小室（７）に流入し油圧モータ（２
）の容積は減少する。この場合、圧力は油圧モータの容
積の減少と共に上昇しこの圧力がピストンａ〜のスプー
ル押圧力とばね０１のセット力が等しくなる基準圧力に
達すると、スプール（１２１は大室（６）と小室（力を
ブロックする中立位置に戻り−〔第６図〕、定馬力制御
となる。このときの油圧モータ（２）の容積はその前の
スプール中立位置のときより小さい。ついで、荷重の変
化によりピストン（１３）に作用する液圧が上昇すると
、スプール（１２１はばねα４に抗して右行し、１次ポ
ート（１５１と大室ポー）　（１６１およびタンクボー
ト０ηと小室ポート（１樟を連通し、作動液は大室（６
）に流入し油圧モータ（２）の容積は増える。これによ
り圧力は低下して前記基準圧力に達すると、スプール（
１２は中立位置に戻る。このときの油圧モータ（２）の
容積はその前のスプール中立位置のときより大きくなっ
ている。

即ち、荷重上げ時においては、第２図に示す如く、荷重
が重くなると油圧キータの容積が増して巻上速度が低下
し、荷重が軽くなると油圧モータの容積が減って巻上速
度が大となる。

次に、荷を巻下げるべく方向制御弁（３）を位置Ｂに切
換えてポンプ作動液を流路■より油圧モータ（２）に導
くと、第５図に示す如く、油圧モータ（２）からの排出
液がカウンタバランス弁（４）を通過する際、カウンタ
バランス弁（４）のチェック弁（８）上流に制動圧力が
生じ、この圧力はぞ一タ入ロ圧力より高いので、高圧選
択弁（９）を通ってピストンＨに作用する。この場合、
ピストン（１３）のスプール押圧力とばね０勢の力が釣
合うと大室（６）と小室（７）はスプール（１２１でブ
ロックされる。また、荷重の変化でピストン０□□□の
スプール押圧力がばねα滲の力に打ち勝つと、スプール
（１２＋は右行し、大室（６）に作動液が流入して油圧
モータ（２）の容積が増し、巻下速度が低下する。これ
とは逆に、荷重の変化でピストン０３）のスプール押圧
力かばね（１勺の力より低下すると、スプール（１３は
左行し、小室（７）に作動液が流入して油圧モータ（２
）の容積が減り、巻下速度が大となる。従って、巻下速
度は、第２図に示す如く、荷重上げ時の場合と同様、荷
重に対応した速度となる。これがため、荷重下げ時にお
いては、高速が得られるのは軽荷重に限定されるから、
作業能率が大幅に低下する。

次に、荷を宙吊りにした状態では、第６図に示す如く、
カウンタバランス弁（４）によって生じた制動圧力が定
馬力制御弁００）のピストン（＋３１に作用し、前述の
荷重上げ、荷重下げ時と同様、油圧モータ（２）の容積
は荷重に対応して変化する。

従って、油圧モータの容積が小さい場合は、油圧モータ
の容積の２乗に逆比例するサグ量（荷のずり落ち量）が
大きくなる。

これを説明すると、す、グ量をΔＮ１荷重をＰ１油圧モ
ータの容積をｑ１油圧モータ等がらの油もれ量をΔＱと
すれば、次の関係式が得られるΔＱｏＣｐ　　　・・・
（１） ΔＮ＝ΔＱ／ｑ　　・・、・（２） 油圧キータの出力トルクＴは、 Ｔ　　＝Ｐ−ｑ／２Ｔ　　・・（３） 荷重が一定の場合、出力トルクＴは一定となり、（３）
式より、 ｐ　ｃ−ｅ　ｉ　／ｑ　　　・・・（４）、“、ΔＮ＝
ΔＱ／ｑｏｃＰ／ｑｏｃ１／ｑ’　　−−（５）即ち、
サグ量ΔＮは油圧モータの容積ｑの２乗に逆比例するの
で、荷宙吊り時油圧モータの容積が小さい場合はサグ量
が大となり、危険な作業となる。

、　本発明は、前記の点に鑑み、比較的簡潔な構成によ
り、荷重上げ時には荷重に対応した速度となし、荷宙吊
り時油圧モータの容積を最大に保ってサグ量を小さくし
て荷役作業の安全を図ると共に、荷重下げ時荷重の軽重
と無関係に油圧モータの容積を最小に保って高速巻下げ
とすることにより荷役作業の能率アップを図ることを目
的としている。

以下本発明の実施例を図面について説明する。第７図に
おいて、定容量形油圧ポンプを備えた油圧源（１）と可
変容量形油圧モータ（２）〔以下油圧モータという〕を
方向制御弁（３）、カウンタバランス弁（４）を介装し
た流路Ｑυ、（２）、　＋２３１．　ａｎで接続して循
環回路を構成し、油圧モータ（２）両側の流路（２）と
＠は流路（ハ）と（ハ）で高圧選択弁面に接続し、この
高圧選択弁■からの作動液は定馬力制御弁（至）によシ
油圧モータ（２）の容積増減機構器の大室艶と小室Ｃ３
１）に選択的に導くようにしている。以上の構成は第１
図に示した従来装置と略同−じ構成である。しかし、本
実施例では、定馬力制御弁（ハ）の構造が従来装置と異
り、また、定馬力制御弁（至）を制御する油圧切換弁０
２１およびこの油圧切換弁を切換えるシーケンス弁（至
）を備えている。

定馬力制御弁（２８）は、ケーシング（財）に摺動自在
に嵌挿されたスプール６５）の一端に液室（至）に嵌挿
された小径ピストン（３７）を当接し、他端にばね（至
）、ついで液室（３ｇｌに嵌挿された大径ピストン（４
１を配設し、スプール６つが図示中立位置から左行する
と、１次ボート（４υと小室ポート（４δおよびタンク
ポート（４３と大室ポート（４４）が連通し、スプール
ｃ３９が図示中立位置から右行すると、１次ボート（４
υと大室ポート（４４）およびタンクポート（４３と小
室ポート（４りが連通するようＫＬ−”ｑいる。

高圧選択弁（２′０の２次ポート（４９と定馬力制御弁
困の１次ボート（４υをつなぐ通路０ｅは、ここの液圧
をパイロット圧にとったシーケンス弁（至）に分岐通路
（４ηで接続し、このシーケンス弁峙は常態において、
即ち、過大荷重の巻下げ以外は位置Ａにあって、分岐通
路（４７）をブロックすると共に、流路（２０より分岐
した通路（４８１を油圧切換弁ｃ３２１のパイロット通
路ｔ４９に連通し、そして保持回路印を戻シ流路（５１
）に連通している。また、過大荷重の巻下げ時は位置Ｂ
にあって、分岐通路（４ηを保持回路６Ｉにつなぎ、通
路禰をブロックし、油圧切換弁Ｃ３２１のパイロット通
路（４特を戻り通路６１）に連通ずる。

油圧切換弁６３は、通路（４（９より分岐した通路６３
と、方向制御弁（３）とカウンタバランス弁（４）間の
流路から分岐した通路（至）を、定馬力制御弁＠の液室
０６）とＯＩに選択的に接続するようにしている。荷重
下げ時は、パイロット通路四に導かれたポンプ液圧で位
置Ｂに切換わシ、通路６２の液圧を液室Ｏ９に導き、液
室（至）を方向制御弁（３）を介してタンクに導いてい
る。

本実施例は前記するような構成であるから、第９図にお
いて、荷を巻上げるべく方向制御弁（３）を位置Ａに切
換えてポンプ作動液を流路Ｑυ。

＠、チェック弁（８）を経て油圧モータ（２）に導くと
、ポンプ作動液の一部は高圧選択弁（２ηを経て定馬力
制御弁Ｃａｌの１次ポート（４υに達し、一方、油圧切
換弁Ｃ３２１はパイロット通路（４９がタンク側に通じ
ているので位置Ａにあって、高圧選択弁Ｃηからの液圧
を定馬力制御弁（至）の一方の液室（至）に導き、通路
Ｓ□□□の液圧を他方の液室Ｇ１に導く。これにより大
径ピストン（４０は左行程端に位置してばね關を所定の
セット圧に設定し、この場合、ばね（至）の力と小径ピ
ストン６ηのスプール押圧力が釣合うと、スプールＣ３
５１は中立位置に位置して大索（至）と小室６１）をブ
ロックし、油圧モータ（２）は定馬力特性を発揮する。

ここで、荷重が重くなって小径ピストン１３７）に作用
する圧力が高くなり、スプール押圧力かばね（至）の力
に打ち勝つと（スプール（ハ）は右行して１次ボー）　
（４１）と大室ポート（４４）およびタンクポート（４
３と小室ポー）　（４２１を連通し、作動液が大室（至
）に流入し油圧モータ（２）の容積は増す。この場合、
圧力は油圧モータの容積の増大と共に低下し、この圧力
が小径ピストンｃ３ηのスプール押圧力とばね国の士ツ
ートカが等しぐなる基準圧力にまで低下すると、スプー
ル６っけ大室間と小室（３１）をブロックする中立位置
に戻り、定馬力制御となる。このときの油圧モータ（２
）の容積はその前のスプール中立位置のときより大きい
。ついで、荷が軽くなって小径ピストン肋に作用する圧
力が低下すると、スプールｃ１９はばね（至）によシ左
行して１次ポート（４１）と小室ポー）（４３およびタ
ンクボート（４りと大室ボート（４４）を連通し、作動
液が小室０１）に流入し油圧モータの容積は減る。これ
により圧力が上昇して前記基準圧力に達するとスプール
６５）は中立位置に戻り、大室０■と小室ＯＢをブロッ
クする。このときの油圧モータ（２）の容積はその前の
スプール中立位置のときよシ小さい。

即ち、荷重上げ時においては、第８図に示す如く、荷重
が重くなると油圧モータの容積が増して巻上速度が低下
し、荷重が軽くなると油圧モータの容積が減って巻上速
度が大となる。

荷を宙吊りにした状態においては、第１０図に示す如く
、カウンタバランス弁（４）によって生じた制動圧力が
高圧選択弁（２７）、油圧切換弁關を経て定馬力制御弁
（至）の小径ピストンｃ３７）に作用し、一方、液室Ｏ
Ｉは油圧切換弁０２、通路（５３）、流路（２２１，方
向制御弁（３）、流路（２３を経てタンクに通じ、ばね
（至）は大径ピストン（４〔を右行程端に押付けてばね
力が低下しているため、スプール６５１は右行程端にあ
って、１次ポート（４０と大室ポー）（４１）およびタ
ンクボート（４３と小室ポー）　（４２）を連通し、油
圧モータ（２）の容積は最大となる。これがため、油圧
モータ等のもれによるすべり回転量が小となり、サグ量
を最小にすることができる。

次に、荷を巻下げるべく方向制御弁（３）を位置Ｂに切
換えてポンプ作動液を流路（２１）、　（２４）を経て
油圧モータ（２）に導くと、第１１図に示す如く、ポン
プ液圧は流路■、通路（４印、シーケンス弁關）パイロ
ット通路（至）を経て油圧切換弁ｃ１２を位置Ｂに切換
えるので、定馬力制御弁（ハ）の液室０６）は油圧切換
弁（３２、通路（至）、流路（２２、方向制御弁（３）
、流路（ハ）を経てタンクに通じ、一方、油圧′モータ
（２）からの排出液がカウンタバランス弁（４）　全通
過する際チェック弁（８）上流に生じる制動圧力が高圧
選択弁（ロ）、油圧切換弁（３）を経て液室０９に導か
れ、大径ピストン（４１を左行程端に位置せしめるので
゛、スプール６っは荷重の軽重に関係なく左行程端にあ
って１次ポート（４１）と小室ポー）　（４２１および
タンクポート（４３と大室ボー）（４４）を連通ずる。

従って、油圧モータ（２）の容積は最小となり、荷重下
げ速度は、第８図に示す如く、荷の軽重と蕪関係に最高
速度が得られ、作業能率が向上する。

また、方向制御弁（３）を位置Ｂに切換えて過大荷重を
巻下げる場合には、第１２図に示す如く、油圧モータ（
２）からの排出液がカウンタバランス弁（４）を通過す
る際チェック弁（８）上流に生じる制動圧力が高圧選択
弁（５）を経て通路（４Ｉに導かれ、シーケンス弁間を
位置Ｂに切換え、とのＢ位置は保持回路（５のに導かれ
た通路（４？）からの液圧で保持されることによシ、油
圧切換弁０２１のパイロット通路（４９は戻り流路６υ
を経てタンク側に連通ずる。これにより油圧切換弁６っ
け位置Ａに切換わり、定馬力制御弁例の小径ピストン（
３７１には高圧選択弁（５）からの圧力が作用し、液室
Ｃ３９）は油圧切換弁（３２１，通路艶、流路（２２、
方向制御弁（３）、流路（２３）を経てタンクに通じ、
ばね関は伸張してばね力が低下するため、スプール６５
）は右行程端に位置し、１次ポー［４１）と大室ポート
（４４）およびタンクポート（４３と小室ポート（４つ
を連通ずる。よって、作動液が大室（至）に流入して油
圧モータ（２）の容積は最大となり、圧力が低下すると
共に、荷重下速度は最低速度となるから、安全に荷役作
業ができる。

以上説明した如く本発明によれば、可変容量形油圧モー
タの容積、増減機構を制御する定馬力制御弁とこれを切
換える油圧切換弁の組合せにより、荷重上げ時荷重に対
応した巻上速度を得ると共に、荷宙吊時油圧モータの容
積を最大にしているので、サグ量が小さくなり安全に荷
役作業を行うことができる。また、荷重下げ時荷重の軽
重と無関係に油圧モータの容積を最小に保つようにして
いるので、荷重の軽重に関係なく高速巻下げとなり、作
業能率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の油圧回路図、第２図は従来装置にお
ける荷重（油圧モータの容積）と荷重上げ・荷重下げ速
度との関係を示す図表、第３図〜第６図は従来装置の動
作説明図で、第６図は荷重上げ時における定馬力制御中
の油圧回路図、第４図は荷重上げ時の油圧回路図、第５
図は荷重下げ時における定馬力制御中の油圧回路図、第
６図は荷重量り時の油圧回路図、第７図は本発明の実施
例を示す油圧回路図、第８図は本発明装置における荷重
と荷重上げ・巻下げ速度との関係を示す図表、第９図〜
第１２図は本実施例の動作説明図セ、第９−図は荷重上
げ時における定馬力制御中の油圧回路図、第１０図は荷
宙吊シ時の油圧回路図、第１１図は荷重下げ時の油圧回
路図、第１２図は過大荷重巻下げ時の油圧回路図である
。 １・・・油圧源、２・・・可変容量形油圧モータ、６・
・・方向制御弁、４・・・カウンタバランス弁、８・・
・チェック弁、２７・・・高圧選択弁、２８・・・定馬
力制御弁、２９・・・容積増減機構、３０・・・大室、
３１・・・小室、３２・・・油圧切換弁、３３・・・シ
ーケンス弁、３５・・・スプール、６７・・・小径ピス
トン（３８・・・ばね、４０・・・大径ピストン。 特許出願人　　川崎重工業株式会社 代理人　弁理士太田謙三 第１図 ｊ１１２図 第３図　　　　　　　第４図 第Ｓ図　　　　　　　第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 り７ 第１１図 第１２図 ６００

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ウィンチドラムを連結した可変容量形油圧モータと油圧
   源とを方向制御弁、カウンタバランス弁を介装した流路
   で接続して循環回路を構成し、定馬力制御弁により可変
   容量形油圧モータの容積増減機構の大室と小室に液圧を
   選択的に導いて可変容量形油圧モータの容積を変えるよ
   うにしたものにおいて、定馬力制御弁は、スプールの一
   端に小径ピストンを、スプールの他端に順次ばね、大径
   ピストンを配設し、この定馬力制御弁の小径ピストンと
   大径ピストンに前記カウンタバランス弁のチェック弁の
   前後の圧力を選択的に導く油圧切換弁を設け、この油圧
   切換弁は、荷巻下げ時前記チェック弁の可変容量形油圧
   モータ側液圧を大径ピストンに、前記チェック弁の前記
   方向制御弁側液圧を小径ピストンに導き、荷巻上げ時お
   よび荷重量り時前記チェック弁の可変容量形油圧モータ
   側液圧を小径ピストンに、前記チェック弁の方向制御弁
   側液圧を大径ピストンに導くようにしたことを特徴とす
   る定馬力形油圧ウィンチ制御装置。