JPS61192902A - 油圧機器用制御装置 - 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 本発明は油圧機器用制御装置に関する。

従来の技術 例えば、油圧制御クレーン等の油圧機器を搭載する車輛
においては、油圧機器を車輛から離れた所でも操作する
ことができるように、リモートコントロール装置が装備
されている。この種のリモートコントロール装置は、母
機の作動部へ導入される作動油を制御する方向切換弁に
、該方向切換弁を駆動するハイロットピストンが配設さ
れている。そして、この／やイロットピストンへの油路
に設けられた複数の電磁弁を、リモートコントロールメ
ツクス内に設けられたスイッチにょシ選択的に開閉操作
し、これにより、車輛から離れた所でクレーン等の油圧
機器の制御を操作することができるようにし、方向切換
弁を手動で操作する場合には、上記電磁弁を全て開状態
として／ヤイロ、トビストンを中立位置とする操作をリ
モートコントロールが、クス内のスイ、テにより行ない
、これにより・々イロ、トビストンの動きを自由とする
構成となっている（例えば、特開昭５７−９３０６号公
報参照）。

発明が解決しようとする問題点 しかし、上述した従来の油圧機器用制御装置では、リモ
ートコントロール状態から手動制御状態ＫＩｆｆ換える
ＩＩＫ、リモートコントロール＆、クスのスイ、テ操作
によりパイロットピストンを中立位置に位置決めする操
作が行なわれ、リモートコントロールがツクスカＣ）　
−臂イａツ）　ｋ’Ｘ　）　：／を中立位置く位置決め
する信号が出力された時に全ての電磁弁が開き、／譬イ
ロットピストンが所定のばねの力を受けて中立位置に位
置決めされる構成となっている。従って、外気温が低く
、作動油及び各部の潤滑油の粘度が高い場合には、ばね
の力のみＫよっては、／中イロットピストンの作動が緩
慢であル、方向切換弁が操作側に追従し中立位置まで迅
速に移動することができないという不具合いが生じる。

このため、母機が操作者の意図しない動作を行なってし
まう等の危険が生じ、安全性にも問題があった。

本発明の目的は、従って、ノ母イロ、トシリングと切換
弁とによりりそ一トコントロールを可能とした油圧機器
用制御装置において、手動操作を可能とするために／４
イロットシリンダを中立位置に位置せしめるための信号
が出力された場合、パイロ、トシリングを迅速に中立位
置へ位置せしめ、リモートコントロールから手動制御へ
の切換を迅速且つ安全に行なうことができるようにした
油圧機器用制御装置を提供することに６る。

問題点を解決するための手段 本発明の構成は、油圧機器の油圧回路に供給される油圧
の方向を切換えるための方向切換弁と、該方向切換弁を
制御する念め該方向切換弁に連結されたノやイロ、トビ
ストンと、該・９イロツトピストンの位置を検出しその
位置を示す位置信号を出力する検出手段と、すそ−トコ
ントロール用の設定部材に連動し上記パイロットピスト
ンの設定位置を指示するための指示信号を出力する位置
設定手段と、上記位置信号と上記指示信号との偏差に応
じて上記／ｆイロットピストンの位置決めを行なう制御
手段と、上記位置信号と上記指示信号とに応答し、上記
指示信号により上□記・ｌイロ、トビスト／を中立位置
に位置決めすることが指令され、これＫより上記位置信
号と上記指示信号との偏差が所定の範囲内に入ったとき
に、上記制御手段による制御動作を停止させ以後／９イ
ロツトピストンの動きを自由にする第１手段と、上記指
示信号に応答し上記第１手段による上記制御手段の制御
動作停止を解除する第２手段とを備えた点に特徴を有す
る。

作用 この油圧機器用制御装置では、／＃イロ、トビストンの
動作を自由にし、方向切換弁を手動で操作できるようＫ
するため、位置設定手段により／４イａ、）ピストンを
中立位置く位置決めする操作が行なわれると、先ず、制
御手段がこれに応答してＩ９イロットピストンを油圧力
により中立位置に迅速に移動せしめ、これにより、位置
信号と指示信号との偏差が所定範囲内に入ったときに、
第１手段が作動し、制御手段によって・９イロ、トビス
トンに与えられている拘束力がここで除去され、方向切
換弁を手動゛で操作することが可能となる。このように
して、遠隔制御から手動制御への切換が一旦行なわれた
後は、手動操作によジノやイロットピストンが移動し、
位置信号と指示信号との偏差が再び大きくなっても、第
１手段の働きにより制御子・段はパイロットピストンの
位置制御を行なわない。第１手段による制御手段の動作
停止の状態は、位置設定手段の操作により、・９イロッ
トビスドンの設定位置が例えば中立位置以外のところに
設定されたことに応答して、第２手段により解除される
。

実施例 以下、図示の実施例により本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明による油圧機器用制御装置２０により制
御される油圧機器の系統図が示されている。圧力制御弁
１は、送油ポンプ２によりタンク３から吸い上げられた
作動油の油路４内の圧力を一定に保持するためのもので
、この圧力制御弁１により圧力調整された作動油は油路
４を通り手動操作レバー５に連結された方向切換弁６を
介して、例えばクレーンの如き母機１９の油圧装置（図
示せず）に供給される。戻り油路７は、母機１９とタン
ク３とを方向切換弁６を介して連通している。

作動油路４はチェ、クパル２８．減圧弁９を介し・臂イ
ロ、ト油路１０と連通し、該・母イロット油路１０の圧
力は圧力制御弁１１によ多制御される。

この圧力制御弁１１により圧力の設定され九ノ９イロッ
ト油路１０には直列配置の３つの電磁弁１２゜１３．１
４が接続されている。方向切換弁６にはｐ４イロ、トビ
ストン１５が連結されており、手動レバー５により方向
切換弁６とパイロ、トビストン１５とが一体に変位する
ようになっている。こノハイロットピストン１５の一方
の室１６は常閉型電磁弁１２と常開型電磁弁１３との間
の油路に接続され、他方の室１７は常開型電磁弁１３゜
１４間の油路と接続されている。また、室１７の受圧面
積は室１６の受圧面積よシも大きく、例えば２倍程度に
形成されている。常閉を電磁弁１２はソレノイド１２８
が付勢されると開位置に切換えられ、常開型電磁弁１３
．１４は夫々ソレノイド１３ｆ９，１４Ｂが付勢される
と閉位置に切換えられる。電磁弁１２がオンで電磁弁１
３；１４が夫々オフの状態においては、室１６．１７は
電磁弁１３を介して互いに連通され、ピストン１５の移
行が自由となシ、従って、手動操作レバー５により方向
切換弁６を自由に切換制御することができる。電磁弁１
２がオフ、電磁弁１３．１４が共にオンとなった場合に
はこれらの各電磁弁１２゜１３．１４がｚ？イロット油
路１０を閉じるため、ノ母イロットピストン１５はその
位置で固定される。

また、この状態においては手動操作レバー５による方向
切換弁６の切換操作はできない。電磁弁１２．１３がオ
ン、電磁弁１４がオフのときには、・母イロ、ト油路１
０の作動油が／々イロ、トビストン１５の室１６に流入
し、一方室１７の作動油はタンク３に戻シ、従って、／
−イロ、トビストン１５は左方向（矢印Ａ方向）へ移行
し、方向切換弁６を左方へ移動させ位置６Ａ側に切換え
る。また、電磁弁１２．１４がオン、１３がオフの場合
には／４イロット油路１０の作動油が共に室１６゜１７
内に流入する。しかしながら、前述したように室１７の
受圧面積の方が室１６の受圧面積よシも大きく形成され
ているため、ピストン１５は右方向（矢印Ａ′方向）へ
移行し、方向切換弁６を右方向へ移動させ位置６Ｂ側に
切換える。更に、パイロットピストン１５の一方端側１
５＆には位置検出器１８が取付けられておシ、パイロッ
トピストン１５の変位を検出するようになっている。

この位置検出器１８は、例えばポテンショメータを用い
て構成されてお夛、パイロ、トビストン１５の変位に応
じてレベルの変化する位置信号Ｖ、を出力する。この位
置信号Ｖ、のレベルは、／４イロットピストン１５の移
行に応じて例えば／ｆイロ、トビストン１５が中央位置
にあるときに１２Ｖで、左方向に移行するほど高く、右
方向に移行する＃１ど低く、／ｆイロットピストン１５
の位置に応じた電圧が発生するように設定されている。

油圧機器制御装置２０は、ノヤイロットピストン１５の
設定位置を示す指示信号Ｖよを出力する目的で、操作レ
バー２１を含んで成る位置設定器２２と、位置信号Ｖ、
及び指示信号ｖＩＮに応答して作動し、指示信号ＶＩＮ
によって示される位置にパイロットピストン１５を位置
せしめるために電磁弁１２乃至１４の開閉制御を行なう
制御ユニット３０と、位置信号Ｖ、及び指示信号Ｖ□Ｎ
に応答し指示信号ＶＩＮ＜従って制御ユニット３０によ
るリモート制御モードと手動操作レバー５による手動制
御モードとの間の切換の制御を行なうための切換制御ユ
＝、）４０とから成りている。

位置設定器２２は例えばポテンショメータから成り、操
作レ−４−２１の位置に応じた指示信号ＶｔＮｔ−出力
する。この操作レバー２１の時計方向（矢印Ｃ方向ン、
反時計方向（矢印Ｃ方向）の動きと方向切換弁６の左方
向、右方向との動きが対応するように設定されている。

そして、位置設定器２２指示信号Ｖ□９は操作レバー２
１を時計方向に最大位置まで回動したとき、例えば％　
４ｖ、中立位置のときに１２ｖ、反時計方向に最大位置
まで回動したときに２０Ｖとなシ、その間においては回
動位置に応じて変化するように設定されている。

第２図には、油圧機器制御装置２０の回路図が示されて
いる。ここで、制御ユニット３ｏは、／４イロットピス
トン１５の位置が指示信号ＶＩＮによって示される位置
に位置決めされるよう、位置信号ｖ１を用いてフィード
バック制御を行なうための回路ユニットであシ、制御ユ
ニｙ）３Ｇ内において行なわれる制御演算結果に基づい
た制御信号Ｖ、　、　Ｖｂｅ　Ｖｄが出力される。制御
信号Ｖ、　、　Ｖｂ。

ｖｄＦｉ、夫々、ソレノイド１４Ｓ、１３Ｓ及び１２Ｓ
に印加され、これＫよジノダイロットピストン１５の位
置制御が行なわれ、方向切換弁６を所望の状態に制御す
ることができる。位置信号Ｖ、と指示信号ｖＸＮとに応
答して・母イロットピストン１５、すなわち方向切換弁
６を所望の位置に位置決めするようにフィードバック制
御を行なう回路構成は公知であるから、本明細書におい
ては、制御ユニツ）３００回路構成の詳細を図示するの
を省略する。

次に、切換制御ユニット４０について説明すると、Ｒ，
乃至Ｒ１４は抵抗器％Ｑ１乃至Ｑ６はトランジスタ、Ｄ
ｌ乃至Ｄ４はダイオード、Ｃ１乃至Ｃ４は出力がオープ
ンコレクタ聾の電圧比較器である。端子４１には、図示
しないバッテリの正極が接続され、その端子電圧Ｕ、が
与えられている。

端子４２には、バッテリの電圧を電圧安定化回路（図示
せず）により安定化させることにより得られた回路用の
電圧ｖｃｅが印加されておシ、端子４３゜４４には、位
置信号Ｖ、及び指示信号Ｖよが夫々印加されている。電
圧比較器ＣｌＩＣ！は、指示信号ｖｘＮのレベルがＶ、
　）Ｖ□Ｈ）　Ｖ　ｚの範囲内にあるか否かを検出する
丸めのウィンドコン／４’レータ回路４５を構成してい
る。電圧ｖ１　　＊　Ｖ　Ｂの値は、抵抗器Ｒ１ｅ　Ｒ
ｘ　＊　Ｒｓの値の調節により、指示信号Ｖ□、のレイ
ルがノ々イロットピストン１５を中立位置へ位置決めす
るように指示するための所定のレベルＬｏ　Ｋなったか
否かをウィンドコンパレータ回路４５によって所要の精
度で検出することができるような値に設定されている。

従りて、Ｖ、　＞ＶＩや＞ＶＩとなり九ときにのみ、電
圧比較器Ｃ１，Ｃ，の各出力の接続点の電圧ｖ３のレベ
ルが「Ｈ」となる。

電圧比較器Ｃ！＊Ｃ４もまたウィンドコンパレータ回路
４６を構成しておシ、このウィンドコンパレータ回路４
６は、位置信号ｖ２のレベル弁別を行なうよりになって
いる。クインドコン・量レータ回路４６におけるレベル
弁別の基準電圧は、電圧比較器Ｃ３の非反転入力端子の
電圧ｖ４及び電圧比較器Ｃ４の反転入力端子の電圧Ｖ、
でアシ、Ｖａ　＞Ｖｙ＞Ｖｓ　Ｏ場合にのみ、電圧比較
器Ｃ３＋Ｃ４の各出力の接続点の電位が「Ｈ」レベルと
なる。

電圧比較器Ｃ４の反転入力端子に蝶、抵抗器１１１１　
Ｒ１ｍから成る分圧回路４７が接続されると共に、エミ
、りがアースされているトランジスタＱｓのコレクタが
抵抗器ｉｔｓを介して接続されてお９、電圧Ｖ、のレベ
ルは、トランジスタＱ３がオフの場合には分圧回路４７
の出力レベルＬ、と一致し、トランジスタＱ３がオンの
場合には略アースレベルとなる。

一方、電圧比較器Ｃ３の非反転入力端子には、抵抗器Ｒ
＠　　＊　Ｒ１゜から成る分圧回路４８が接続されると
共に、エミッタが端子４２に接続されているトランジス
タＱ４のコレクタが抵抗器Ｒ１４を介して接続され、更
に、エミッタがアースされているトランジスタＱ！のコ
レクタが接続されている。

従って、電圧ｖ４のレベルは、トランジスタＱ２ｅＱ４
が共にオフの場合には、分圧回路４８の出力レベルＬ４
と一致し、トランジスタＱ３のみがオンの場合には略ア
ースレベルとなシ、一方、トランジスタＱ４のみがオン
の場合には略ｖｃｃのレベルに等しくなる。

トランジスタＱ２は、電圧ｖ３のレベルがｒＬＪとなっ
てトランジスタＱ１がオフとなり九ときにオンとなる。

トランジスタＱ３は、クインドコン・ｆレータ回路４６
の出力型／Ｅ　Ｖ　ｓがｒＨＪレベルとなったときにオ
ンし、トランジスタＱ４　も、また出力電圧ｖ６がｒＴ
（ＪレベルとなってトランジスタＱ５がオンしたときに
オンとなる。

次に、第２図に示し九切換制御ユニット４０の動作につ
いて説明する。

リモートコントロール操作ヲレバー２１によって実行す
るため、指示信号Ｖよのレベルが、ｖＩＮ＞Ｖｌ又はｖ
ｘＮ＜ｖ！となっていると、ウィンドコンノ４レータ回
路４５の出力電圧ｖ３のレベルはｒＬＪとなシ、従って
、トランジスタＱ１はオフ、トランジスタＱ２はオンと
なっている。この結果、電圧ｖ４のレベルはほぼアース
レベルに等しくなる。とζろで、位置信号ｖＦのレベル
は、／９イロットピストン１５の通常の作動範囲におい
てアース電位よシも１〜２ｖ程度高い値から、電源電圧
ｖｃｃより１〜２ｖ程度低い値の間において変化するよ
う、位置検出器１８が設計されている。従って、トラン
ジスタＱ２がオンとなっている状態にありては必ずｖ、
＞ｖ４となるので、電圧比較器Ｃ３の出力レベルはｒＬ
」となり、出力電圧ｖ６のレベルもｒＬＪとなる。従っ
て、トランジスタＱｓはオフとなるので、トランジスタ
Ｑ６もまたオフであシ、トランジスタＱ６のコレクタに
接続されてイルタイオードＤ３及びＤ４のアノードはア
ースレベルとなる。これらのダイオードＤＪ、Ｄ４のカ
ソードは、各ソレノイド１４８．１３８に対応して制御
ユニｙ　）　３０内に設けられている出力トランジスタ
Ｑ７−Ｑｌｌのペースに接続されており。

従って、トランジスタＱ６がオフの場合には各出力トラ
ンジスタＱｙ−Ｑａの動作を妨げることがない。しかる
に、各電磁弁１２乃至１４のソレノイド１２Ｂ乃至１４
Ｓは、制御ユニツ）３０の演算結果に従って作動し、レ
バー２１の操作に従ったノ９イロットピストン１５の位
置決め操作が、既述のようにしてフィードバック制御さ
れることになる。

パイロ、トビストン１５の位置を中立位置とし。

これにより、手動操作レバー５による手動操作に切換え
るため、ｖｌＮのレベルがＬ６となるようにレバー１２
の操作が行なわれると、先ず、ウィンドコンノ４レータ
回路４５がこれに応答してトランジスタＱ２をオフとす
る。この状態においては、出力電圧ｖ６のレベルは「Ｌ
」であシ、トランジスタＱｓ　、Ｑ４　、Ｑｓはいずれ
もオフとなりておシ、従って、電圧ｖ４．ｖ、のレベル
は、各分圧回路４８．４７により定められるレベルＬ４
＋Ｌ５となっている。ところで、レベルＬ４　　＊　Ｌ
ｇ　Ｆｉ、電圧Ｖｌ　、Ｖ２のレベルに夫々等しくなる
ように設定されており、従って、指示信号ＷＩＮのレベ
ルがＬｏとなっても、ｖ４＞ｖ、＞ｖ、とならない限り
、出力電圧ｖ６のレベルは「Ｌ」となったままである。

従って、指示信号ＶＩＮのレベルがり、となっても、位
置検出器１８によってパイロットピストン１５の位置が
中立位置となったことが検出されないうちは、パイロッ
トピストン１５の位置は制御ユニ、ｌ’３０によってＶ
工＝ｖ２となるようにフィードバック制御される。この
ようにして、Ｖ４）ｖ、）ｙ、となると、出力電圧ｖ６
のレベルがｒＨＪとなシ、トランジスタＱ６がオンとな
シ、出力トランジスタＱ７−Ｑｌ　をオフ状態にロック
する。この結果、電磁弁１２は制御ユニｔ　ｌ’　３０
によりオン、オフ制御され、電磁弁１３．１４は夫々オ
フ状態となシ、−譬イロ、トビストン１５の動作がフリ
ーとなシ、手動操作レバー５による方向切換弁６の手動
操作が可能な状態となる。

出力電圧ｖ６のレベルが「Ｈ」となると、トランジスタ
Ｑｓ及びＱ４もまたオンとをシ、電圧ｖ４はほぼ電源電
圧ｖｃｃと等しくなり、一方、電圧ｖｓはアース電位に
等しくなる。この結果、方向切換弁６を手動操作するこ
とにより位置検出器１８からの位置信号ｖＦのレベルが
変化しても、位置信号Ｖ！のレベルは、この時の電圧ｖ
４１　ｖｓ　で定められるレベル範囲外となることはな
く、ウィントコ／／４レータ回路４６の出力電圧ｖ６の
レベルは、上述の手動制御モード中、「Ｈ」レベルに保
持されている。

即ち、指示信号Ｖよのレベルがり、となることに応答し
、ｖＩＮ＝ｖＦとなるまで制御ユニｙ　）　３０によｌ
）　／４１イロ、トビストン１５の位置を中立位置ヘ戻
し、■□、＝ｖ、となりたことが判別された場合に、制
御ユニット３０によるノ母イロ、トビストン１５・の位
置決め作動を停止させ、以後、方向切換弁６を手動で自
由に位置決めできる状態に保持する。従って、指示信号
ｖ０、のレベルがＬ６　となったことにより、直ちに制
御ユニットの作動を停止させ、ノ譬イ四ットピストン１
５を例えばばね力のみによってその中立位置に位置せし
める従来の装置に比べ、・譬イロ、トビストン１５をよ
シ迅速に中立位置へ移行させることができる。この結果
、リモートコントロールモードから手動制御モードへの
切換が、迅速に行なわれる。これは、特に、外気温が低
く、油の粘度が高くなっていて油圧機構の動作が緩慢な
場合に、その切換を迅速に行なうのく効果的である。こ
のように、制御モードの切換が外気温の高低に拘らず迅
速に行なわれると、その切換の間に母機が所望ｌ−堂い
動作を行なってしまう等の不具合を起すことがなく、安
全性も著しく改善されるものである。

手動制御モードにおいて、レバー２１を作動させ、指示
信号ＶＩＮのレベルＬｏが変化し、ＶｌＮ＞Ｖｌ又はＶ
ｌＮ＜Ｖｌとなると、ウィンドコンパレータ回路４５の
出力電圧ｖ３のレベルがｒＬＪとなり、トランジスタＱ
２がオンとなるので、出力電圧ｖ６のレベルが再びｒＬ
Ｊとなシ、トランジスタＱ３　。

Ｑｓ　、Ｑａは全てオフとなる。この結果、制御モード
は、レバー２１の操作によるリモートコントロールモー
ドに切換えられ、ソレノイド１２Ｓ乃至１４８は制御ユ
ニツ）３０からの信号に基づいて駆動される。

尚、本発明は、クレーンを始めとする各種の油圧機器の
制御装置に広く適用することができるものであることは
、上記実施例に基づく説明から容易に理解されるところ
である。

効果 本発明によれば、上述の如く、油圧機器の制御モードを
、リモートコントロールモードカラ手動コントロールモ
ードに切換える場合に、外気温が低くても極めて迅速な
切換を実現することができ、従って切換の過渡期間にお
いて油圧機器に生じ品い油圧機器の暴走を有効に防止す
ることができる優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による油圧機器用制御装置を備えた油圧
装置の構成を示すプロ、り図、第２図は第１図に示した
油圧機器用制御装置の回路図である。 ５・・・手動操作レバー、６・・・方向切換弁、１２゜
１３．１４・・・電磁弁、１２ｇ、１３Ｓ、１４Ｓ・・
・ソレノイド、１５・・・／譬イロットピストン、１８
・・・位置検出器、１９・・・母機、２０・・・油圧機
器制御装置、２１・・・操作レバー、２２・・・位置設
定器、３０・・・制御ユニ２）％４０・・・切換制御ユ
ニット。 特許出願人　　ヂーゼル機器株式会社 代理人　弁理士　　　高　　野　　昌　　俊第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、油圧機器の油圧回路に供給される油圧の方向を切換
   えるための方向切換弁と、該方向切換弁を制御するため
   該方向切換弁に連結されたパイロットピストンと、該パ
   イロットピストンの位置を検出しその位置を示す位置信
   号を出力する検出手段と、リモートコントロール用の設
   定部材に連動し前記パイロットピストンの設定位置を指
   示するための指示信号を出力する位置設定手段と、前記
   位置信号と前記指示信号との偏差に応じて前記パイロッ
   トピストンの位置決めを行なう制御手段と、前記位置信
   号と前記指示信号とに応答し前記指示信号により前記パ
   イロットピストンを中立位置に位置決めすることが指令
   されこれにより前記位置信号と前記指示信号との偏差が
   所定の範囲内に入ったときに前記制御手段による制御動
   作を停止させ以後前記パイロットピストンの動きを自由
   にする第１手段と、前記指示信号に応答し前記第１手段
   による前記制御手段の制御動作の停止を解除する第２手
   段とを備えて成ることを特徴とする油圧機器用制御装置
   。