JP4017812B2 - Hydraulic circuit and crane with counterbalance valve - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カウンタバランス弁を有する油圧回路およびその油圧回路を有するクレーンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ウインチの油圧回路においては、油圧モータの巻上時の圧油入口側管路（以下、巻上側管路）に吊り荷の落下防止用のカウンタバランス弁が設けられる。カウンタバランス弁は摺動可能なスプールを有し、そのスプールの移動に応じて保持管路と巻上側管路を連通する通路面積が変化する。これによって、巻下時に保持管路から巻上側管路へと流れる圧油量が調整され、油圧モータの巻下速度が制御される。
【０００３】
カウンタバランス弁のスプールの両端部にはそれぞれ油室が形成され、その一端側油室は絞りを介して油圧モータの巻下時の圧油入口側管路（以下、巻下側管路）に連通され、他端側油室は絞りを介して巻上側管路に連通される。また、他端側油室にはバネが介装される。これによって、スプールの一端側には通路面積を増加させるように巻下側管路からの圧力が、他端側には通路面積を減少させるようにバネ力と巻上側管路からの圧力がそれぞれ作用し、スプールはこれら両端に作用する力の差により移動する。この場合、スプールの移動に伴い各油室の容積が変化するため、各油室から巻上側管路または巻下側管路へと油が流れる。この圧油量は絞りによって規制され、スプールの移動を遅らせる。このようなカウンタバランス弁を有する油圧回路は、例えば特開平６−１５９３１６号公報に開示されている。
【０００４】
上述した回路では、バネの介装された油室（以下、ダンピング室）の容積が大きいほど、スプールの応答性が遅れ、巻下駆動時にハンチングが発生しやすくなる。したがって、ハンチングを防止するために、従来は、ダンピング室の容積を極力小さく設定し、スプールの応答性をよくしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ハンチングを防止するためにダンピング室の容積を小さく設定すると、巻下急停止時にスプールの移動により保持管路と巻上側管路を連通する通路が即座に閉じられ、油圧機器に高圧のサージ圧が作用する。とくに、今日では、作業効率を向上させるなどの理由から、ウインチを高速駆動させる傾向にあり、この場合に発生するサージ圧は無視できないほどの大きさとなり、油圧機器の耐久性などに悪影響を及ぼす。
【０００６】
本発明の目的は、巻下駆動時のハンチングを防止するとともに、巻下急停止時のサージ圧を低減することができるカウンタバランス弁を有する油圧回路およびクレーンを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１） 一実施の形態を示す図１を参照して説明すると、請求項１の発明は、油圧ポンプ１Ａ,１Ｂと、油圧ポンプ１Ａ,１Ｂから吐出される圧油により駆動する油圧モータ２と、油圧モータ２の巻下駆動時の戻り側管路（巻上側管路）Ｌ３に介装されたカウンタバランス弁１０とを有する油圧回路に適用される。そして、カウンタバランス弁１０が、シリンダ内部の一端側に形成され、油圧モータ２の巻下駆動時の送り側管路（巻下側管路）Ｌ１の圧油を導く第１の油室Ｖａと、第１の油室Ｖａに対向してシリンダ内部の他端側に形成された第２の油室（ダンピング室）Ｖｂと、第２の油室（ダンピング室）Ｖｂに介装されたバネ１３と、第１の油室Ｖａと第２の油室Ｖｂにそれぞれ作用する力の差（Ｐａ−Ｐｂ）と、バネ１３の付勢力との差により移動し、移動量に応じて戻り側管路（巻上側管路）Ｌ３の通路面積１７を増減するスプール１２と、第２の油室（ダンピング室）Ｖｂに供給または排出される圧油量を制限する絞り手段１６とを有し、油圧モータ２の巻下駆動の停止指令を検出する停止指令検出手段８と、第２の油室（ダンピング室）Ｖｂの容積Ｖを変更する容積変更手段２１,Ｖｂ２と、停止指令検出手段８により油圧モータ２の停止指令が検出されると、第２の油室（ダンピング室）Ｖｂの容積Ｖが大きくなるように容積変更手段２１を制御する制御手段２０とを備えることにより上述した目的は達成される。
（２）請求項２の発明は、請求項１に記載のカウンタバランス弁を有する油圧回路において、容積変更手段が、第２の油室Ｖｂに連通または遮断可能に設けられた第３の油室Ｖｂ2と、第２の油室Ｖｂと第３の油室Ｖｂ2を連通または遮断する連通手段２１とからなり、第２の油室Ｖｂと第３の油室Ｖｂ2の遮断時に、第３の油室Ｖｂ2の圧力Ｐｂ2を第２の油室Ｖｂの圧力Ｐｂよりも低くしたものである。
（３）請求項３の発明は、請求項１または２に記載のカウンタバランス弁を有する油圧回路において、吊り荷４８の巻下速度Ｖrを検出する速度検出手段９を有し、制御手段２０が、速度検出手段９によって検出された巻下速度Ｖrが所定値ＶRを越えた場合にのみ、第２の油室Ｖｂの容積Ｖが大きくなるように容積変更手段２１を制御するものである。
（４）請求項４の発明は、油圧ポンプ１Ａ,１Ｂと、油圧ポンプ１Ａ,１Ｂから吐出される圧油により駆動する油圧モータ２と、油圧モータ２の巻下駆動時の戻り側管路（巻上側管路）Ｌ３に介装されたカウンタバランス弁１０とを有する油圧回路を備えたクレーンに適用される。そして、カウンタバランス弁１０が、シリンダ内部の一端側に形成され、油圧モータ２の巻下駆動時の送り側管路（巻下側管路）Ｌ１の圧油を導く第１の油室Ｖａと、第１の油室Ｖａに対向してシリンダ内部の他端側に形成された第２の油室（ダンピング室）Ｖｂと、第２の油室（ダンピング室）Ｖｂに介装されたバネ１３と、第１の油室Ｖａと第２の油室Ｖｂにそれぞれ作用する力の差（Ｐａ−Ｐｂ）と、バネ１３の付勢力との差により移動し、移動量に応じて戻り側管路（巻上側管路）Ｌ３の通路面積１７を増減するスプール１２と、第２の油室（ダンピング室）Ｖｂに供給または排出される圧油量を制限する絞り手段１６とを有し、油圧モータ２の巻下駆動の停止指令を検出する停止指令検出手段８と、第２の油室（ダンピング室）Ｖｂの容積Ｖを変更する容積変更手段２１,Ｖｂ2と、停止指令検出手段８により油圧モータ２の停止指令が検出されると、第２の油室（ダンピング室）Ｖｂの容積Ｖが大きくなるように容積変更手段２１を制御する制御手段２０とを備えた油圧回路を有することにより上述した目的は達成される。
【０００８】
なお、本発明の構成を説明する上記課題を解決するための手段の項では、本発明を分かり易くするために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係わるカウンタバランス弁を有する油圧回路の構成を示す図（油圧回路図）であり、図４は、その油圧回路を有するクレーンの側面図である。図４に示すように、クレーンは、走行体４１と、走行体４１上に旋回装置４２を介して旋回可能に搭載された旋回体４３と、旋回体４３の先端部に起伏可能に取り付けられたブーム４４とを有し、巻上ロープ４５の巻回された巻上ドラム４６を巻上または巻下駆動することで、ブーム先端からフック４７を介して吊り下げられた吊り荷４８が昇降する。
【００１０】
図１に示すように、カウンタバランス弁を有する油圧回路は、原動機Ｍによって駆動される可変容量型の一対の油圧ポンプ１Ａ,１Ｂと、これら油圧ポンプ１Ａ,１Ｂから吐出される圧油によって駆動される巻上用油圧モータ２と、油圧ポンプ１Ａ,１Ｂから油圧モータ２に供給される圧油の流れをそれぞれ制御する方向制御弁３Ａ,３Ｂと、減速機２ａを介して出力される油圧モータ２からの駆動トルクによって巻上巻下駆動される巻上ドラム４６と、オペレータが巻上ドラム４６の駆動指令を入力する操作レバー５と、操作レバー５により操作されるパイロット弁６Ａ,６Ｂと、パイロット弁６Ａ,６Ｂに圧油を供給するパイロット油圧源７と、巻下側のパイロット弁６Ａからのパイロット圧を検出する圧力センサ８と、ドラム４６の回転数を検出する回転数センサ９と、油圧モータ２の巻上側管路Ｌ３に保持管路Ｌ２を形成し、保持管路Ｌ２から巻上側管路Ｌ３への流れを規制して油圧モータ２の巻下速度を制御するカウンタバランス弁１０と、カウンタバランス弁１０の内部に形成された油室（ダンピング室）Ｖｂに連通または遮断される油室Ｖｂ2と、油室Ｖｂと油室Ｖｂ2とを連通または遮断する電磁弁２１と、電磁弁２１の駆動を制御するコントローラ２０とを有している。
【００１１】
操作レバー５の操作量Ｓとパイロット弁６Ｂからのパイロット圧Ｐiとの関係は、図２に示すとおりであり、レバー操作量Ｓ1でパイロット圧はＰi0となる。パイロット圧がＰi0で制御弁３Ａがフルストロークに達するように、制御弁３Ａの巻上側および巻下側のバネ設定圧がセットされている。一方、パイロット圧がＰi0を越えると制御弁３Ｂがストロークを開始するように、制御弁３Ｂのバネ設定圧がセットされている。これによって、パイロット圧がＰi0以下では油圧ポンプ１Ａからの圧油が油圧モータ２へ供給されるのに対し、パイロット圧がＰi0を越えると油圧ポンプ１Ａと１Ｂからの圧油が油圧モータ２へ供給され、モータ２の高速回転が可能となる。なお、油圧ポンプ１Ａから油圧モータ２へと圧油が供給される状態を１速状態と呼び、油圧ポンプ１Ａ,１Ｂから油圧モータ２へと圧油が供給される状態を２速状態と呼ぶ。
【００１２】
カウンタバランス弁１０はシリンダ１１と、シリンダ１１の内部に摺動可能に挿入されたスプール１２と、油室Ｖｂに介装されたバネ１３とを有している。バネ１３の両端部はスプール１２とシリンダ１１の端面にそれぞれ当接し、スプール１２はバネ力によって図の左方へ付勢されている。スプール１２の反対側端面とシリンダ１１の間には油室Ｖｂに対向して油室Ｖａが形成され、油室Ｖａは固定絞り１４を介して油圧モータ２の巻下側管路Ｌ１に連通されている。これによって、油室Ｖａ,Ｖｂ内の差圧により右方向に作用する力とバネ力により左方向に作用する力との差に応じてスプール１２は移動する。
【００１３】
スプール１２は第１ランド１２ａと第２ランド１２ｂを有し、第１ランド１２ａと第２ランド１２ｂの間のシリンダ１１の内周面、および第２ランド１２ｂの外側のシリンダ１１の内周面にはぞれぞれ溝状の通路１１ａ,１１ｂが全周にわたって形成されている。なお、第２ランド１２ｂの左端部には周方向に複数のノッチが設けられている。通路１１ａは保持管路Ｌ２に接続されるとともに、チェック弁１５を介して巻上側管路Ｌ３に接続され、通路１１ｂは巻上側管路Ｌ３に接続されている。これによって、スプール１２がバネ１３のバネ力に抗して図の右方に移動すると、第２ランド１２ｂとシリンダ１１の間の絞り部１７を介して通路１１ａと通路１１ｂが連通し、保持管路Ｌ２からの圧油は巻上側管路Ｌ３に流れる。
【００１４】
油室Ｖｂは第２ランド１２ｂを貫通して設けられた絞り１６を介して巻上側管路Ｌ３に接続され、絞り１６は油室Ｖaに連通する絞り１４よりも開口面積が小さく設定されている。これによって、スプール１２の右方向への移動時に油室Ｖｂからの圧油の流れは絞り１６によって制限され、絞り１６はスプール１２の速度抵抗として作用する。
【００１５】
コントローラ２０には、圧力センサ８と回転数センサ９が接続されている。コントローラ２０ではこれらからの入力信号に基づいて後述するような処理を実行し、電磁弁２１にオン／オフ信号を出力する。電磁弁２１にオン信号が出力されると電磁弁２１は位置イに切り換えられ、油室Ｖｂと油室Ｖｂ2が電磁弁２１を介して連通する。これによって、ダンピング室、すなわち、バネ側油室の容積Ｖが油室Ｖｂ2の分だけ増大し（Ｖ＝Ｖｂ＋Ｖｂ2）、スプール１２の右端面には油室ＶｂとＶｂ2内の圧力およびバネ力が作用する。一方、電磁弁２１にオフ信号が出力されると電磁弁２１は位置ロに切り換えられ、油室Ｖｂと油室Ｖｂ2の連通が阻止される。これによって、ダンピング室の容積Ｖは油室Ｖｂの容積に等しくなり（Ｖ＝Ｖｂ）、スプール１２の右端面には油室Ｖｂ内の圧力およびバネ力が作用する。このように電磁弁２１の切換によりダンピング室の容積Ｖが大小２段階に切り換えられる。
【００１６】
図３はコントローラ２０で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは例えばエンジンキースイッチのオンによってスタートする。なお、初期状態で電磁弁２１は閉じられている。図３に示すように、まず、ステップＳ１で圧力センサ８からの信号により巻下パイロット圧を検出する。次いで、ステップＳ２でその検出値Ｐiが予め設定された所定値（例えば図２のＰi0）より大きいか否かを判定し、肯定されるとステップＳ３に進み、否定されるとリターンする。ステップＳ３ではステップＳ１と同様、圧力センサ８により巻下パイロット圧を検出し、次いで、ステップＳ４でその検出値Ｐiが所定値Ｐi0以下か否か、すなわち、モータ速度が２速から１速に減速されたか否かを判定する。ステップＳ４が肯定されるとステップＳ５に進み、否定されるとステップＳ３に戻って同様な処理が繰り返す。
【００１７】
ステップＳ５では回転数センサ９によって検出されたドラム４６の回転数にドラム半径を乗じてロープ速度を算出する。次いで、ステップＳ６でその算出値Ｖrが予め設定された所定値ＶRより大きいか否かを判定し、肯定されるとステップＳ７に進み、否定されるとリターンする。巻下急停止時に発生するサージ圧はドラム４６の慣性力が大きいほど大きくなる。本実施の形態では、モータ速度が２速から１速に減速されたとき、ロープ速度が所定値ＶRより大きい場合に、サージ圧が無視できないほど大きくなると判定し、ステップＳ７以降でサージ圧を低減させるような処理を実行する。
【００１８】
ステップＳ７では、タイマカウント値ｔをリセットする（ｔ＝０）。次いで、ステップＳ８で電磁弁２１にオン信号を出力して電磁弁２１を位置イへ切り換え、ステップＳ９に進む。これによって、ダンピング室の容積Ｖが増大する。ステップＳ９ではタイマカウント値ｔが所定時間Δｔを計時したか否かを判定する。この場合、ロープ速度が速いほど所定時間Δｔが長くなるような関係を予め定めておき、この関係から速度検出値Ｖrに対応した所定時間Δｔを算出する。ステップＳ９が肯定されるとステップＳ１０に進み、否定されるとステップＳ８に戻って同様な処理を繰り返す。ステップＳ１０では、電磁弁２１にオフ信号を出力して電磁弁２１を位置ロへ切り換え、リターンする。これによって、ダンピング室の容積Ｖが減少する。
【００１９】
次に、本発明の実施の形態の動作について説明する。
（１）巻上駆動時
図１の油圧回路において、操作レバー５を巻上操作すると、その操作量に応じてパイロット弁６Ｂが駆動され、パイロット油圧源７からの圧油はパイロット弁６Ｂを介して方向制御弁３Ａ,３Ｂのパイロットポートに供給される。このとき、レバー操作量が図２のＳ１以上ではパイロット圧が所定値Ｐi0を越え、方向制御弁３Ａは完全に位置Ｂ側に切り換えられるとともに、方向制御弁３Ｂは巻上パイロット圧に応じて位置Ｂ側に切り換えられ、油圧ポンプ１Ａ,１Ｂからの圧油は方向制御弁３Ａ,３Ｂを介して巻上側管路Ｌ３に合流し、チェック弁１５、保持管路Ｌ２を通過して油圧モータ２に供給される。これによって、油圧モータ２は２速状態で巻上方向に回転し、モータ２からの駆動トルクによってドラム４６は巻上駆動され、吊り荷４８が高速で上昇する。なお、巻上パイロット圧が所定値Ｐi0以下では方向制御弁３Ｂは中立位置のままであり、油圧ポンプ１Ａからの圧油のみが油圧モータ２へ供給され、油圧モータ２は１速状態で駆動される。
【００２０】
（２）巻下駆動時
一方、操作レバー５を巻下操作すると、その操作量に応じてパイロット弁６Ａが駆動され、パイロット油圧源７からの圧油はパイロット弁６Ａを介して方向制御弁３Ａ,３Ｂのパイロットポートに供給される。このとき、レバー操作量が図２のＳ１以上ではパイロット圧が所定値Ｐi0を越え、方向制御弁３Ａは完全に位置Ａ側に切り換えられるとともに、方向制御弁３Ｂは巻下パイロット圧に応じて位置Ａ側に切り換えられる。これによって、油圧ポンプ１Ａ,１Ｂからの圧油は方向制御弁３Ａ,３Ｂを介して巻下側管路Ｌ１に合流し、油圧モータ２に供給されるとともに、絞り１４を介して油室Ｖａに供給される。ここで、レバー操作直後等で油室Ｖａと油室Ｖｂの差圧（Ｐａ−Ｐｂ）がバネ力よりも小さいときは、スプール１２の右方へのストロークＳはゼロのままであり、巻下側管路Ｌ１の圧力Ｐ1と保持管路Ｌ２の圧力Ｐ２および油室Ｖａの圧力Ｐａがともに増加する。
【００２１】
油室Ｖａの圧力の増加により差圧（Ｐａ−Ｐｂ）がバネ力にうち勝つと、スプール１２は図の右方に移動を開始し、差圧（Ｐａ−Ｐｂ）とバネ力がバランスしたところでスプール１２は停止する。このスプール１２の移動によって、絞り部１７の面積は増加し、油圧モータ２からの圧油は保持管路Ｌ２、通路１１ａ、絞り部１７、通路１１ｂを介して巻上側管路Ｌ３へと流れる。その結果、油圧モータ２は巻下方向に回転し、モータ２からの駆動トルクによってドラム４６は巻下駆動され、吊り荷４８が下降する。このとき、スプール１２の移動に伴いダンピング室Ｖｂの圧油は絞り１６を介して巻上側管路Ｌ３へと排出され、スプール１２の移動速度が規制される。
【００２２】
上述した巻下駆動においては、コントローラ２０での処理により電磁弁２１は位置ロに切り換えられており、ダンピング室の容積Ｖは小さい。したがって、ダンピング室の圧力Ｐ（＝Ｐｂ）は絞り１６を通過する圧油によって即座に変化し、スプール１２の応答性は良好となる。その結果、操作レバー５の操作に追従してドラム４６を応答性よく巻下駆動することができ、ハンチングなどが防止される。
【００２３】
（３）巻下停止時
モータ２が２速で巻き下げられている状態から操作レバー５を中立位置に戻し操作すると、ロープ速度が所定値ＶR以下の場合には、前述したコントローラ２０での処理により電磁弁２１は位置ロに切り換えられ、ダンピング室の容積Ｖは小さくされる（Ｖ＝Ｖｂ）。これと同時に方向切換弁３Ａ,３Ｂのパイロットポートに作用するパイロット圧は減少し、方向切換弁３Ａ,３Ｂは中立位置に切り換えられ、巻下側管路Ｌ１および油室Ｖａの圧力がともに減少する。これによって、スプール１２に作用する差圧（Ｐａ−Ｐｂ）がバネ力より小さくなってスプール１２は左方に移動し、絞り部１７の面積が減少する。
【００２４】
この場合、ダンピング室の容積Ｖは小さいので、スプール１２は絞り１６によって速度規制されながら、比較的速く左方へと移動する。これによって、絞り部１７が閉じられ、保持管路Ｌ２に圧油が閉じこめられて油圧ブレーキ力が作用し、油圧モータ２の回転は速やかに停止する。このとき、ドラム４６の慣性力によって保持管路Ｌ２の圧力Ｐ２が増加するが、ロープ速度が所定値ＶR以下のため、ドラム慣性力は小さく、サージ圧の発生は問題とならない。なお、モータ２が１速で巻下られている状態から操作レバー５を中立位置に戻し操作したときも同様である。
【００２５】
一方、モータ２が２速で巻き下げられている状態から操作レバー５を中立位置に戻し操作したとき、ロープ速度が所定値ＶRを越えている場合には、前述したコントローラ２０での処理により電磁弁２１は位置イに切り換えられ、ダンピング室の容積Ｖは大きくされる（Ｖ＝Ｖｂ＋Ｖｂ2）。これと同時に方向切換弁３Ａ,３Ｂのパイロットポートに作用するパイロット圧は減少し、方向切換弁３Ａ,３Ｂは中立位置に切り換えられ、巻下側管路Ｌ１および油室Ｖａの圧力Ｐ１,Ｐａがともに減少する。
【００２６】
この場合、電磁弁２１が位置ロに切り換えられている状態では、後述するように油室Ｖｂ2の圧力Ｐｂ2は油室Ｖｂの圧力Ｐｂよりも小さい（Ｐｂ2＜Ｐｂ）。したがって、電磁弁２１が位置イに切り換えられた直後はダンピング室の圧力Ｐは低下するが（Ｐ＜Ｐｂ）、油室Ｖａとダンピング室の差圧（Ｐａ−Ｐ）がバネ力よりも大きくなってスプール１２は右方に移動する。しかしながら、時間の経過により油室Ｖａの圧力Ｐａが低下するとともに、スプール１２の右方移動に伴いダンピング室の圧力Ｐが増加するため、差圧（Ｐａ−Ｐ）はすぐにバネ力よりも小さくなってスプール１２は左方に移動する。このとき、ダンピング室の容積Ｖは大きいので、絞り１６を通過する圧油量に対してダンピング室の圧力変化の応答性は鈍い。これによって、スプール１２の応答性は遅く、絞り部１７はゆっくりと閉じられる。その結果、保持管路Ｌ２の圧力Ｐ２の急激な増加が避けられ、高圧のサージ圧の発生を防止することができる。
【００２７】
電磁弁２１が位置イに切り換えられてから所定時間Δｔが経過すると、コントローラ２０での処理により電磁弁２１は位置ロに切り換えられる。このとき、スプール１２の左方への移動に伴いダンピング室の圧力Ｐは次第に減少するため、所定時間Δｔ経過後におけるダンピング室の圧力Ｐは、巻下急停止直後の油室Ｖｂの圧力Ｐｂより小さくなっており、油室Ｖｂ2にはそのときの圧力Ｐｂ2（＜Ｐｂ）が一時的に蓄えられるが、電磁弁２１のリークによって、Ｐｂ＝Ｐｂ2（このときＰｂはタンク圧）となる。電磁弁２１が位置ロに切り換えられると、ダンピング室の容積Ｖは小さくなり、スプール１２の応答性が向上して絞り部１７が即座に閉じられ、モータ２の回転が停止する。この場合、所定時間Δｔはロープ速度に応じて決定され、所定時間Δｔ後にはドラム慣性力は既に低下しているので、絞り部１７を閉じてもサージ圧の発生は問題とならない。
【００２８】
このように本実施の形態によると、カウンタバランス弁１０の油室Ｖｂに電磁弁２１を介して油室Ｖｂ2を接続し、高速巻下中の停止時には油室Ｖｂと油室Ｖｂ2を連通してダンピング室の容積Ｖを大きくするようにしたので、スプール１２の応答性が遅れ、サージ圧を低減することができる。この場合、油室Ｖｂ2の圧力Ｐｂ2は油室Ｖｂの圧力Ｐｂよりも小さいので、油室Ｖｂ,Ｖｂ2の連通直後はスプール１２は一旦右方に移動することなり、スプール１２の戻りを一層遅らせることができる。また、高速巻下中の停止時以外では、油室Ｖｂと油室Ｖｂ2の連通を阻止してダンピング室の容積Ｖを小さくするようにしたので、この場合はスプール１２の応答性が良好となり、レバー操作に追従してドラム４６を駆動することができ、ハンチングが防止される。
【００２９】
さらに、油圧モータ２が１速で巻下のときに停止指令がなされたときでも、ロープ速度が所定値ＶRを越えていることを条件にダンピング室の容積Ｖを大きくするようにしたので、ドラム慣性力が小さくサージ圧の発生が問題とならない場合にはレバー操作に追従してドラム４６を即座に停止することができ、効率的な作業が可能である。さらにまた、ロープ速度が速いほどダンピング室の容積Ｖを大きくする時間Δｔを長くしたので、ドラム慣性力が大きい場合であってもサージ圧を確実に許容値以下に低減することができる。
【００３０】
なお、上記実施の形態では、スプール１２の左方移動によりダンピング室の圧力Ｐが下がったときに電磁弁２１を閉じてそのときの圧力Ｐｂ2を油室Ｖｂ2に蓄え、巻下急停止直後の油室Ｖｂ2の圧力Ｐｂ2を油室Ｖｂの圧力Ｐｂよりも小さくしたが、圧力ＰｂとＰｂ2を等しくしてもよい。これによって、電磁弁２１の位置イへの切換時にスプール１２は右方に移動せず、ゆっくりと左方に移動する。また、電磁弁２１によりダンピング室の容積Ｖをオン／オフ的に切り換えるようにしたが、電磁比例弁によりダンピング室の容積Ｖを徐々に増減するようにしてもよい。さらに、巻下停止時において、ロープ速度が所定値ＶRより大きいときにダンピング室の容積Ｖを大きくするようにしたが、ロープ速度の２乗に吊り荷の重量を乗じてドラム慣性力に対応する値を求め、これが所定値より大きいときにダンピング室の容積を大きくするようにしてもよい。
【００３１】
また、ロープ速度が速いほど所定時間Δｔを長くするようにしたが、これに加え、吊り荷の重量が重いほど所定時間Δｔを長くするようにしてもよい。さらに、ロープ速度の検出にあたりロープ巻き層を考慮してもよい。さらにまた、上記実施の形態では、巻下パイロット圧に応じて巻下停止指令を検出したが、操作レバー５を電気レバーとして構成し、電気レバーの操作量の検出により巻下停止指令を検出するようにしてもよい。
【００３２】
以上の実施の形態と請求項との対応において、油室Ｖａが第１の油室を、油室Ｖｂが第２の油室を、油室Ｖｂ2が第３の油室を、絞り１６が絞り手段を、圧力センサ８が停止指令手段を、電磁弁２１と油室Ｖｂ2が容積変更手段を、コントローラ２０が制御手段を、電磁弁２１が連通手段を、回転数センサ９が速度検出手段を、それぞれ構成する。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、次のような効果を奏する。
（１）請求項１、４の発明によれば、油圧モータの巻下駆動の停止指令が検出されると、カウンタバランス弁のバネの介装された第２の油室（ダンピング室）の容積を大きくするようにしたので、スプールの応答性が遅れてサージ圧を低減することができるとともに、巻下駆動時のスプールの応答性は良好となり、ハンチングを防止することができる。
（２）請求項２の発明によれば、カウンタバランス弁の第２の油室に連通可能に第３の油室を設け、第２の油室と第３の油室の遮断時に第３の油室の圧力を第２の油室の圧力よりも低くしたので、油圧モータの巻下駆動の停止指令が検出されると、第２の油室と第３の油室が連通されてスプールは一旦開き側（右方）に移動することとなり、スプールの応答性を一層遅らせることができる。
（３）請求項３の発明によれば、吊り荷の巻下速度が所定値を越えた場合にのみ第２の油室の容積を大きくするようにしたので、必要以上にスプールの応答性を遅らせることはなく、効率的な作業が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るカウンタバランス弁を有する油圧回路の構成を示す図。
【図２】本実施の形態に係わる油圧回路を構成する操作レバーの操作量とパイロット圧との関係を示す図。
【図３】本実施の形態に係わる油圧回路を構成するコントローラで実行される処理の一例を示すフローチャート。
【図４】本発明が適用されるクレーンの側面図。
【符号の説明】
１Ａ,１Ｂ 油圧ポンプ ２ 油圧モータ
８ 圧力センサ ９ 回転数センサ
１０ カウンタバランス弁 １２ スプール
１３ バネ １６ 絞り
２０ コントローラ ２１ 電磁弁
Ｖａ,Ｖｂ,Ｖｂ2 油室
Ｌ１ 巻下側管路 Ｌ３ 巻上側管路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydraulic circuit having a counter balance valve and a crane having the hydraulic circuit.
[0002]
[Prior art]
Generally, in a hydraulic circuit for a winch, a counter balance valve for preventing a suspended load from dropping is provided in a pressure oil inlet side pipe (hereinafter referred to as a winding upper pipe) when the hydraulic motor is wound. The counter balance valve has a slidable spool, and the passage area connecting the holding pipe line and the hoisting pipe line changes according to the movement of the spool. As a result, the amount of pressure oil flowing from the holding pipeline to the winding upper pipeline at the time of lowering is adjusted, and the lowering speed of the hydraulic motor is controlled.
[0003]
Oil chambers are formed at both ends of the spool of the counter balance valve, respectively, and one end side oil chamber is connected to a pressure oil inlet side conduit (hereinafter referred to as a lowering side conduit) when the hydraulic motor is lowered through a throttle. The other end side oil chamber is communicated with the hoisting pipe line through the throttle. Further, a spring is interposed in the other end side oil chamber. As a result, the pressure from the lower side pipe line is increased at one end side of the spool, and the spring force and the pressure from the upper side pipe line are respectively decreased at the other end side to decrease the passage area. Acting, the spool moves due to the difference in force acting on both ends. In this case, since the volume of each oil chamber changes with the movement of the spool, the oil flows from each oil chamber to the winding upper line or the lower winding line. This amount of pressure oil is regulated by the throttle and delays the movement of the spool. A hydraulic circuit having such a counter balance valve is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-159316.
[0004]
In the circuit described above, the larger the volume of an oil chamber (hereinafter referred to as a damping chamber) in which a spring is interposed, the later the response of the spool is delayed, and hunting is likely to occur during the lowering drive. Therefore, conventionally, in order to prevent hunting, the volume of the damping chamber is set as small as possible to improve the responsiveness of the spool.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the volume of the damping chamber is set small to prevent hunting, the passage connecting the holding pipe and the upper pipe is immediately closed due to the movement of the spool during the sudden stop of the lowering, and a high-pressure surge is supplied to the hydraulic equipment. Pressure acts. In particular, today, there is a tendency to drive the winch at a high speed for reasons such as improving work efficiency, and the surge pressure generated in this case is so large that it cannot be ignored, which adversely affects the durability of hydraulic equipment. .
[0006]
The objective of this invention is providing the hydraulic circuit and crane which have a counter balance valve which can reduce the surge pressure at the time of rolling-down sudden stop while preventing the hunting at the time of rolling-down drive.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
(1) Referring to FIG. 1 showing an embodiment, the invention of claim 1 includes hydraulic pumps 1A and 1B, and a hydraulic motor 2 driven by pressure oil discharged from the hydraulic pumps 1A and 1B. The present invention is applied to a hydraulic circuit having a counter balance valve 10 interposed in a return side pipe (winding side pipe) L3 when the hydraulic motor 2 is driven to descend. A counter balance valve 10 is formed on one end side inside the cylinder, and a first oil chamber Va that guides the pressure oil in the feed side pipe (winding side pipe) L1 when the hydraulic motor 2 is driven to wind down. The second oil chamber (dumping chamber) Vb formed on the other end side inside the cylinder facing the first oil chamber Va, and the spring 13 interposed in the second oil chamber (dumping chamber) Vb And the difference between the force acting on the first oil chamber Va and the second oil chamber Vb (Pa-Pb) and the biasing force of the spring 13, respectively, and the return side pipe line according to the amount of movement (Winding side pipe line) A spool 12 for increasing or decreasing the passage area 17 of the L3, and a throttle means 16 for limiting the amount of pressure oil supplied to or discharged from the second oil chamber (damping chamber) Vb, and a hydraulic motor Stop command detecting means 8 for detecting a stop command for the lowering drive of 2 and a second oil chamber (damping chamber) V When the stop command for the hydraulic motor 2 is detected by the volume changing means 21 and Vb2 for changing the volume V of the oil and the stop command detecting means 8, the volume V of the second oil chamber (damping chamber) Vb is increased. The object described above is achieved by providing the control means 20 for controlling the volume changing means 21.
(2) The invention according to claim 2 is the hydraulic circuit having the counter balance valve according to claim 1, wherein the volume changing means is provided in the second oil chamber Vb so as to be able to communicate with or shut off. Vb2 and communication means 21 for communicating or blocking the second oil chamber Vb and the third oil chamber Vb2, and the third oil chamber when the second oil chamber Vb and the third oil chamber Vb2 are blocked. The pressure Pb2 of Vb2 is made lower than the pressure Pb of the second oil chamber Vb.
(3) A third aspect of the invention is the hydraulic circuit having the counter balance valve according to the first or second aspect, further comprising speed detecting means 9 for detecting the unwinding speed Vr of the suspended load 48, wherein the control means 20 The volume changing means 21 is controlled so that the volume V of the second oil chamber Vb is increased only when the lowering speed Vr detected by the speed detecting means 9 exceeds a predetermined value VR.
(4) The invention of claim 4 includes the hydraulic pumps 1A, 1B, the hydraulic motor 2 driven by the pressure oil discharged from the hydraulic pumps 1A, 1B, and the return side pipe line ( This is applied to a crane provided with a hydraulic circuit having a counter balance valve 10 interposed in a hoisting line L3. A counter balance valve 10 is formed on one end side inside the cylinder, and a first oil chamber Va that guides the pressure oil in the feed side pipe (winding side pipe) L1 when the hydraulic motor 2 is driven to wind down. The second oil chamber (dumping chamber) Vb formed on the other end side inside the cylinder facing the first oil chamber Va, and the spring 13 interposed in the second oil chamber (dumping chamber) Vb And the difference between the force acting on the first oil chamber Va and the second oil chamber Vb (Pa-Pb) and the biasing force of the spring 13, respectively, and the return side pipe line according to the amount of movement (Winding side pipe line) A spool 12 for increasing or decreasing the passage area 17 of the L3, and a throttle means 16 for limiting the amount of pressure oil supplied to or discharged from the second oil chamber (damping chamber) Vb, and a hydraulic motor Stop command detecting means 8 for detecting a stop command for the lowering drive of 2 and a second oil chamber (damping chamber) V When the stop command for the hydraulic motor 2 is detected by the volume changing means 21 and Vb2 for changing the volume V of the oil and the stop command detecting means 8, the volume V of the second oil chamber (damping chamber) Vb is increased. The object described above is achieved by including a hydraulic circuit including a control unit 20 that controls the volume changing unit 21.
[0008]
In the section of the means for solving the above-described problems for explaining the configuration of the present invention, the drawings of the embodiments of the invention are used for easy understanding of the present invention. It is not limited.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram (hydraulic circuit diagram) showing a configuration of a hydraulic circuit having a counter balance valve according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a side view of a crane having the hydraulic circuit. As shown in FIG. 4, the crane is attached to the traveling body 41, a revolving body 43 that is turnably mounted on the traveling body 41 via a swivel device 42, and a undulating structure attached to the tip of the revolving body 43. The hoisting load 48 suspended from the tip of the boom via the hook 47 is moved up and down by driving the hoisting drum 46 around which the hoisting rope 45 is wound.
[0010]
As shown in FIG. 1, a hydraulic circuit having a counter balance valve is driven by a pair of variable displacement hydraulic pumps 1A, 1B driven by a prime mover M and pressure oil discharged from these hydraulic pumps 1A, 1B. Hoisting hydraulic motor 2, directional control valves 3A and 3B for controlling the flow of pressure oil supplied to the hydraulic motor 2 from the hydraulic pumps 1A and 1B, and the hydraulic motor 2 output via the speed reducer 2a The hoisting drum 46 driven by hoisting and lowering by the driving torque from the operation lever 5, the operating lever 5 for the operator to input a driving command for the hoisting drum 46, pilot valves 6A and 6B operated by the operating lever 5, and the pilot valve The pilot hydraulic power source 7 that supplies pressure oil to 6A and 6B, the pressure sensor 8 that detects the pilot pressure from the pilot valve 6A on the lowering side, and the rotational speed of the drum 46 are detected. The rotation speed sensor 9 and the holding pipe L2 are formed in the winding line L3 of the hydraulic motor 2, and the flow from the holding pipe L2 to the winding line L3 is restricted to control the lowering speed of the hydraulic motor 2. The counter balance valve 10 to be controlled, the oil chamber Vb2 communicated with or cut off from the oil chamber (dumping chamber) Vb formed inside the counter balance valve 10, and the electromagnetic for communicating with or cut off between the oil chamber Vb and the oil chamber Vb2. It has a valve 21 and a controller 20 that controls the drive of the electromagnetic valve 21.
[0011]
The relationship between the operation amount S of the operation lever 5 and the pilot pressure Pi from the pilot valve 6B is as shown in FIG. 2, and the pilot pressure becomes Pi0 with the lever operation amount S1. The spring setting pressures on the upper and lower sides of the control valve 3A are set so that the pilot pressure is Pi0 and the control valve 3A reaches the full stroke. On the other hand, the spring set pressure of the control valve 3B is set so that the control valve 3B starts a stroke when the pilot pressure exceeds Pi0. Thus, when the pilot pressure is Pi0 or less, the pressure oil from the hydraulic pump 1A is supplied to the hydraulic motor 2, whereas when the pilot pressure exceeds Pi0, the pressure oil from the hydraulic pumps 1A and 1B is supplied to the hydraulic motor 2. Thus, the motor 2 can be rotated at high speed. A state in which pressure oil is supplied from the hydraulic pump 1A to the hydraulic motor 2 is referred to as a first speed state, and a state in which pressure oil is supplied from the hydraulic pumps 1A, 1B to the hydraulic motor 2 is referred to as a second speed state.
[0012]
The counter balance valve 10 includes a cylinder 11, a spool 12 slidably inserted into the cylinder 11, and a spring 13 interposed in the oil chamber Vb. Both end portions of the spring 13 abut against the end surfaces of the spool 12 and the cylinder 11, respectively, and the spool 12 is urged to the left in the drawing by the spring force. An oil chamber Va is formed between the opposite end surface of the spool 12 and the cylinder 11 so as to face the oil chamber Vb, and the oil chamber Va is communicated with the lower-side pipe line L1 of the hydraulic motor 2 via the fixed throttle 14. ing. As a result, the spool 12 moves according to the difference between the force acting in the right direction by the differential pressure in the oil chambers Va and Vb and the force acting in the left direction by the spring force.
[0013]
The spool 12 has a first land 12a and a second land 12b, and is provided on the inner peripheral surface of the cylinder 11 between the first land 12a and the second land 12b and on the inner peripheral surface of the cylinder 11 outside the second land 12b. The groove-shaped passages 11a and 11b are formed over the entire circumference. Note that a plurality of notches are provided in the circumferential direction at the left end of the second land 12b. The passage 11a is connected to the holding pipe L2, and is connected to the winding side pipe L3 via the check valve 15, and the passage 11b is connected to the winding side pipe L3. As a result, when the spool 12 moves to the right in the drawing against the spring force of the spring 13, the passage 11a and the passage 11b communicate with each other via the throttle portion 17 between the second land 12b and the cylinder 11, and the holding tube The pressure oil from the path L2 flows to the winding upper line L3.
[0014]
The oil chamber Vb is connected to the hoisting line L3 via a restrictor 16 penetrating the second land 12b. The restrictor 16 has an opening area smaller than that of the restrictor 14 communicating with the oil chamber Va. . As a result, when the spool 12 moves to the right, the flow of pressurized oil from the oil chamber Vb is limited by the throttle 16, and the throttle 16 acts as a speed resistance of the spool 12.
[0015]
A pressure sensor 8 and a rotation speed sensor 9 are connected to the controller 20. The controller 20 executes processing as described later based on the input signals from these, and outputs an on / off signal to the electromagnetic valve 21. When an ON signal is output to the electromagnetic valve 21, the electromagnetic valve 21 is switched to the position A, and the oil chamber Vb and the oil chamber Vb 2 communicate with each other via the electromagnetic valve 21. As a result, the volume V of the damping chamber, that is, the spring side oil chamber is increased by the amount of the oil chamber Vb2 (V = Vb + Vb2), and the pressure and spring force in the oil chambers Vb and Vb2 act on the right end surface of the spool 12. To do. On the other hand, when an OFF signal is output to the solenoid valve 21, the solenoid valve 21 is switched to the position B, and communication between the oil chamber Vb and the oil chamber Vb2 is prevented. Accordingly, the volume V of the damping chamber becomes equal to the volume of the oil chamber Vb (V = Vb), and the pressure and spring force in the oil chamber Vb act on the right end surface of the spool 12. In this way, the volume V of the damping chamber is switched between two levels, large and small, by switching the electromagnetic valve 21.
[0016]
FIG. 3 is a flowchart showing an example of processing executed by the controller 20. This flowchart is started, for example, when an engine key switch is turned on. In the initial state, the solenoid valve 21 is closed. As shown in FIG. 3, first, the lowering pilot pressure is detected by a signal from the pressure sensor 8 in step S1. Next, in step S2, it is determined whether or not the detected value Pi is larger than a predetermined value (for example, Pi0 in FIG. 2). If the result is affirmative, the process proceeds to step S3. If the result is negative, the process returns. In step S3, as in step S1, the lowering pilot pressure is detected by the pressure sensor 8, and then in step S4, whether or not the detected value Pi is equal to or less than a predetermined value Pi0, that is, the motor speed is reduced from the second speed to the first speed. It is determined whether or not it has been done. If step S4 is affirmed, the process proceeds to step S5. If denied, the process returns to step S3 and the same process is repeated.
[0017]
In step S5, the rope speed is calculated by multiplying the rotation speed of the drum 46 detected by the rotation speed sensor 9 by the drum radius. Next, in step S6, it is determined whether or not the calculated value Vr is larger than a predetermined value VR set in advance. If the result is affirmative, the process proceeds to step S7. If the result is negative, the process returns. The surge pressure generated during sudden unwinding stop increases as the inertia force of the drum 46 increases. In the present embodiment, when the motor speed is decelerated from the second speed to the first speed, it is determined that the surge pressure becomes so large that it cannot be ignored when the rope speed is larger than the predetermined value VR, and the surge pressure is reduced after step S7. Execute a process that causes
[0018]
In step S7, the timer count value t is reset (t = 0). Next, in step S8, an ON signal is output to the electromagnetic valve 21 to switch the electromagnetic valve 21 to the position A, and the process proceeds to step S9. This increases the volume V of the damping chamber. In step S9, it is determined whether or not the timer count value t has counted a predetermined time Δt. In this case, a relationship in which the predetermined time Δt becomes longer as the rope speed is higher is determined in advance, and the predetermined time Δt corresponding to the speed detection value Vr is calculated from this relationship. If step S9 is affirmed, the process proceeds to step S10. If denied, the process returns to step S8 and the same process is repeated. In step S10, an OFF signal is output to the electromagnetic valve 21, the electromagnetic valve 21 is switched to position B, and the process returns. As a result, the volume V of the damping chamber is reduced.
[0019]
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described.
(1) During hoisting drive
In the hydraulic circuit of FIG. 1, when the operation lever 5 is hoisted, the pilot valve 6B is driven according to the operation amount, and the pressure oil from the pilot hydraulic source 7 is directed to the direction control valves 3A, 3B via the pilot valve 6B. Supplied to the pilot port. At this time, when the lever operation amount is S1 or more in FIG. 2, the pilot pressure exceeds the predetermined value Pi0, the directional control valve 3A is completely switched to the position B side, and the directional control valve 3B is positioned according to the hoisting pilot pressure. The pressure oil from the hydraulic pumps 1A and 1B is joined to the hoisting line L3 via the direction control valves 3A and 3B, passes through the check valve 15 and the holding line L2, and is supplied to the hydraulic motor 2. Supplied. As a result, the hydraulic motor 2 rotates in the winding direction in the second speed state, the drum 46 is driven to wind by the driving torque from the motor 2, and the suspended load 48 rises at a high speed. When the hoisting pilot pressure is less than or equal to the predetermined value Pi0, the directional control valve 3B remains in the neutral position, and only the hydraulic oil from the hydraulic pump 1A is supplied to the hydraulic motor 2, and the hydraulic motor 2 is driven in the first speed state. The
[0020]
(2) When driving down
On the other hand, when the operation lever 5 is lowered, the pilot valve 6A is driven according to the operation amount, and the pressure oil from the pilot hydraulic source 7 is supplied to the pilot ports of the direction control valves 3A and 3B via the pilot valve 6A. Is done. At this time, when the lever operation amount is S1 or more in FIG. 2, the pilot pressure exceeds the predetermined value Pi0, the direction control valve 3A is completely switched to the position A side, and the direction control valve 3B is positioned according to the lowering pilot pressure. It is switched to the A side. As a result, the pressure oil from the hydraulic pumps 1A and 1B merges into the lower pipe L1 via the directional control valves 3A and 3B, and is supplied to the hydraulic motor 2 and into the oil chamber Va via the throttle 14. Supplied. Here, when the differential pressure (Pa−Pb) between the oil chamber Va and the oil chamber Vb is smaller than the spring force immediately after the lever operation or the like, the stroke S to the right of the spool 12 remains zero, and the lowering Both the pressure P1 in the side pipe L1, the pressure P2 in the holding pipe L2, and the pressure Pa in the oil chamber Va increase.
[0021]
When the differential pressure (Pa-Pb) prevails over the spring force due to an increase in the pressure in the oil chamber Va, the spool 12 starts moving to the right in the figure, and the differential pressure (Pa-Pb) and the spring force are balanced. The spool 12 stops. By the movement of the spool 12, the area of the throttle portion 17 increases, and the pressure oil from the hydraulic motor 2 flows to the winding side pipe L3 via the holding pipe line L2, the passage 11a, the throttle part 17, and the passage 11b. As a result, the hydraulic motor 2 rotates in the lowering direction, the drum 46 is driven to lower by the driving torque from the motor 2, and the suspended load 48 is lowered. At this time, as the spool 12 moves, the pressure oil in the damping chamber Vb is discharged to the hoisting line L3 through the restrictor 16, and the moving speed of the spool 12 is restricted.
[0022]
In the above-described lowering drive, the electromagnetic valve 21 is switched to the position B by the processing in the controller 20, and the volume V of the damping chamber is small. Therefore, the pressure P (= Pb) in the damping chamber is immediately changed by the pressure oil passing through the throttle 16, and the responsiveness of the spool 12 is improved. As a result, the drum 46 can be driven to roll down with good responsiveness following the operation of the operation lever 5, and hunting or the like is prevented.
[0023]
(3) When winding is stopped
When the operation lever 5 is returned to the neutral position from the state where the motor 2 is being wound at the second speed, when the rope speed is equal to or lower than the predetermined value VR, the electromagnetic valve 21 is moved to the position low by the processing in the controller 20 described above. The volume V of the damping chamber is reduced (V = Vb). At the same time, the pilot pressure acting on the pilot ports of the direction switching valves 3A and 3B decreases, the direction switching valves 3A and 3B are switched to the neutral position, and both the pressures in the lowering pipe L1 and the oil chamber Va decrease. . As a result, the differential pressure (Pa−Pb) acting on the spool 12 becomes smaller than the spring force, the spool 12 moves to the left, and the area of the throttle portion 17 decreases.
[0024]
In this case, since the volume V of the damping chamber is small, the spool 12 moves to the left relatively quickly while being regulated by the throttle 16. As a result, the throttle portion 17 is closed, pressure oil is confined in the holding pipe line L2, a hydraulic brake force is applied, and the rotation of the hydraulic motor 2 is quickly stopped. At this time, the pressure P2 of the holding pipe line L2 increases due to the inertial force of the drum 46, but since the rope speed is equal to or less than the predetermined value VR, the drum inertial force is small and the generation of surge pressure does not cause a problem. The same applies when the operation lever 5 is returned to the neutral position from the state where the motor 2 is being wound at the first speed.
[0025]
On the other hand, when the operation lever 5 is returned to the neutral position from the state where the motor 2 is wound at the second speed, if the rope speed exceeds the predetermined value VR, the process by the controller 20 described above causes electromagnetic The valve 21 is switched to the position A, and the volume V of the damping chamber is increased (V = Vb + Vb2). At the same time, the pilot pressure acting on the pilot ports of the direction switching valves 3A and 3B decreases, the direction switching valves 3A and 3B are switched to the neutral position, and the pressures P1 and Pa of the lowering pipe L1 and the oil chamber Va are reduced. Both decrease.
[0026]
In this case, in the state where the electromagnetic valve 21 is switched to the position B, the pressure Pb2 of the oil chamber Vb2 is smaller than the pressure Pb of the oil chamber Vb (Pb2 <Pb) as will be described later. Therefore, immediately after the solenoid valve 21 is switched to the position A, the pressure P in the damping chamber decreases (P <Pb), but the differential pressure (Pa−P) between the oil chamber Va and the damping chamber becomes larger than the spring force. Thus, the spool 12 moves to the right. However, the pressure Pa of the oil chamber Va decreases with time, and the pressure P of the damping chamber increases as the spool 12 moves to the right. Therefore, the differential pressure (Pa-P) is immediately smaller than the spring force. The spool 12 moves to the left. At this time, since the volume V of the damping chamber is large, the responsiveness of the pressure change in the damping chamber is dull with respect to the amount of pressure oil passing through the throttle 16. Thereby, the response of the spool 12 is slow, and the throttle portion 17 is closed slowly. As a result, a rapid increase in the pressure P2 in the holding pipe line L2 can be avoided, and the generation of a high surge pressure can be prevented.
[0027]
When a predetermined time Δt has elapsed since the solenoid valve 21 was switched to the position (a), the solenoid valve 21 is switched to the position (b) by the processing of the controller 20. At this time, since the pressure P in the damping chamber gradually decreases as the spool 12 moves to the left, the pressure P in the damping chamber after the lapse of the predetermined time Δt is greater than the pressure Pb in the oil chamber Vb immediately after the sudden winding stop. The pressure Pb2 (<Pb) at that time is temporarily stored in the oil chamber Vb2, but Pb = Pb2 (Pb is a tank pressure at this time) due to leakage of the solenoid valve 21. When the solenoid valve 21 is switched to the position B, the volume V of the damping chamber is reduced, the responsiveness of the spool 12 is improved, the throttle portion 17 is immediately closed, and the rotation of the motor 2 is stopped. In this case, the predetermined time Δt is determined in accordance with the rope speed, and after the predetermined time Δt, the drum inertia force has already decreased, so that the generation of surge pressure does not pose a problem even when the throttle portion 17 is closed.
[0028]
As described above, according to this embodiment, the oil chamber Vb2 is connected to the oil chamber Vb of the counter balance valve 10 via the electromagnetic valve 21, and the oil chamber Vb and the oil chamber Vb2 are communicated with each other at the time of stopping during high-speed winding. Since the volume V of the damping chamber is increased, the response of the spool 12 is delayed and the surge pressure can be reduced. In this case, since the pressure Pb2 in the oil chamber Vb2 is smaller than the pressure Pb in the oil chamber Vb, the spool 12 once moves rightward immediately after the communication between the oil chambers Vb and Vb2, further delaying the return of the spool 12. Can do. In addition, when the suspension is not during high-speed winding, the communication between the oil chamber Vb and the oil chamber Vb2 is prevented and the volume V of the damping chamber is reduced. In this case, the response of the spool 12 is improved, The drum 46 can be driven following the lever operation, and hunting is prevented.
[0029]
Further, even when a stop command is issued when the hydraulic motor 2 is being wound at the first speed, the volume V of the damping chamber is increased on the condition that the rope speed exceeds the predetermined value VR. When the inertial force is small and the generation of surge pressure does not cause a problem, the drum 46 can be stopped immediately following the lever operation, and efficient work is possible. Furthermore, since the time Δt for increasing the volume V of the damping chamber is increased as the rope speed is higher, the surge pressure can be reliably reduced below the allowable value even when the drum inertia force is large.
[0030]
In the above embodiment, when the pressure P in the damping chamber decreases due to the leftward movement of the spool 12, the solenoid valve 21 is closed, and the pressure Pb2 at that time is stored in the oil chamber Vb2, so Although the pressure Pb2 in the chamber Vb2 is made smaller than the pressure Pb in the oil chamber Vb, the pressures Pb and Pb2 may be made equal. As a result, the spool 12 does not move to the right but slowly moves to the left when the electromagnetic valve 21 is switched to the position (a). Moreover, although the volume V of the damping chamber is switched on / off by the electromagnetic valve 21, the volume V of the damping chamber may be gradually increased or decreased by an electromagnetic proportional valve. Further, when the rope speed is stopped, the volume V of the damping chamber is increased when the rope speed is larger than the predetermined value VR. However, the square of the rope speed is multiplied by the weight of the suspended load to cope with the drum inertia force. A value may be obtained and the volume of the damping chamber may be increased when this value is greater than a predetermined value.
[0031]
In addition, the predetermined time Δt is increased as the rope speed is higher. In addition, the predetermined time Δt may be increased as the weight of the suspended load is increased. Further, the rope winding layer may be taken into account when detecting the rope speed. Furthermore, in the above embodiment, the lowering stop command is detected according to the lowering pilot pressure. However, the operation lever 5 is configured as an electric lever, and the lowering stop command is detected by detecting the operation amount of the electric lever. You may do it.
[0032]
In the correspondence between the above embodiment and the claims, the oil chamber Va is the first oil chamber, the oil chamber Vb is the second oil chamber, the oil chamber Vb2 is the third oil chamber, and the throttle 16 is the throttle. The pressure sensor 8 is a stop command means, the electromagnetic valve 21 and the oil chamber Vb2 are volume changing means, the controller 20 is a control means, the electromagnetic valve 21 is a communication means, and the rotation speed sensor 9 is a speed detection means. Configure each.
[0033]
【The invention's effect】
As described above in detail, the present invention has the following effects.
(1) According to the first and fourth aspects of the present invention, when a stop command for lowering driving of the hydraulic motor is detected, the volume of the second oil chamber (damping chamber) in which the spring of the counter balance valve is interposed is detected. Since the response of the spool is delayed and the surge pressure can be reduced, the response of the spool at the time of lowering driving is improved and hunting can be prevented.
(2) According to the invention of claim 2, the third oil chamber is provided so as to communicate with the second oil chamber of the counter balance valve, and the third oil chamber is shut off when the second oil chamber and the third oil chamber are shut off. Since the pressure in the oil chamber is lower than the pressure in the second oil chamber, when the stop command for the lowering drive of the hydraulic motor is detected, the second oil chamber and the third oil chamber are communicated, and the spool Once it moves to the open side (right side), the responsiveness of the spool can be further delayed.
(3) According to the invention of claim 3, since the volume of the second oil chamber is increased only when the unloading speed of the suspended load exceeds a predetermined value, the responsiveness of the spool is increased more than necessary. It is possible to work efficiently without delay.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a hydraulic circuit having a counter balance valve according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an operation amount of an operation lever and a pilot pressure constituting a hydraulic circuit according to the present embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing an example of processing executed by a controller constituting the hydraulic circuit according to the present embodiment.
FIG. 4 is a side view of a crane to which the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
1A, 1B Hydraulic pump 2 Hydraulic motor
8 Pressure sensor 9 Speed sensor
10 Counter balance valve 12 Spool
13 Spring 16 Aperture
20 Controller 21 Solenoid valve
Va, Vb, Vb2 Oil chamber
L1 Lower winding line L3 Upper winding line

Claims (4)

油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから吐出される圧油により駆動する油圧モータと、
前記油圧モータの巻下駆動時の戻り側管路に介装されたカウンタバランス弁とを有する油圧回路において、
前記カウンタバランス弁は、
シリンダ内部の一端側に形成され、前記油圧モータの巻下駆動時の送り側管路の圧油を導く第１の油室と、
前記第１の油室に対向して前記シリンダ内部の他端側に形成された第２の油室と、
前記第２の油室に介装されたバネと、
前記第１の油室と第２の油室にそれぞれ作用する力の差と、前記バネの付勢力との差により移動し、移動量に応じて前記戻り側管路の通路面積を増減するスプールと、
前記第２の油室に供給または排出される圧油量を制限する絞り手段とを有し、
前記油圧モータの巻下駆動の停止指令を検出する停止指令検出手段と、
前記第２の油室の容積を変更する容積変更手段と、
前記停止指令検出手段により前記油圧モータの停止指令が検出されると、前記第２の油室の容積が大きくなるように前記容積変更手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とするカウンタバランス弁を有する油圧回路。A hydraulic pump;
A hydraulic motor driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump;
In a hydraulic circuit having a counter balance valve interposed in a return side pipe line at the time of lowering driving of the hydraulic motor,
The counter balance valve is
A first oil chamber formed on one end of the cylinder and guiding the pressure oil in the feed-side pipeline during the lowering drive of the hydraulic motor;
A second oil chamber formed on the other end side in the cylinder facing the first oil chamber;
A spring interposed in the second oil chamber;
A spool that moves due to a difference between a force acting on each of the first oil chamber and the second oil chamber and a biasing force of the spring, and increases or decreases the passage area of the return side pipe according to the amount of movement. When,
Throttle means for limiting the amount of pressurized oil supplied to or discharged from the second oil chamber;
A stop command detection means for detecting a stop command for the lowering drive of the hydraulic motor;
Volume changing means for changing the volume of the second oil chamber;
And a control means for controlling the volume changing means so that the volume of the second oil chamber is increased when the stop command of the hydraulic motor is detected by the stop command detecting means. Hydraulic circuit having a valve. 請求項１に記載のカウンタバランス弁を有する油圧回路において、
前記容積変更手段は、前記第２の油室に連通または遮断可能に設けられた第３の油室と、前記第２の油室と第３の油室を連通または遮断する連通手段とからなり、前記第２の油室と第３の油室の遮断時に、前記第３の油室の圧力を前記第２の油室の圧力よりも低くしたことを特徴とするカウンタバランス弁を有する油圧回路。In the hydraulic circuit having the counterbalance valve according to claim 1,
The volume changing means includes a third oil chamber provided so as to be able to communicate with or shut off from the second oil chamber, and a communicating means for communicating or shutting off the second oil chamber and the third oil chamber. The hydraulic circuit having a counter balance valve, wherein the pressure of the third oil chamber is made lower than the pressure of the second oil chamber when the second oil chamber and the third oil chamber are shut off. . 請求項１または２に記載のカウンタバランス弁を有する油圧回路において、
吊り荷の巻下速度を検出する速度検出手段を有し、
前記制御手段は、前記速度検出手段によって検出された巻下速度が所定値を越えた場合にのみ、前記第２の油室の容積が大きくなるように前記容積変更手段を制御することを特徴とするカウンタバランス弁を有する油圧回路。In the hydraulic circuit having the counter balance valve according to claim 1 or 2,
Having speed detecting means for detecting the unwinding speed of the suspended load;
The control means controls the volume changing means so that the volume of the second oil chamber is increased only when the lowering speed detected by the speed detecting means exceeds a predetermined value. A hydraulic circuit having a counter balance valve. 油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから吐出される圧油により駆動する油圧モータと、
前記油圧モータの巻下駆動時の戻り側管路に介装されたカウンタバランス弁とを有する油圧回路を備えたクレーンにおいて、
前記カウンタバランス弁は、
シリンダ内部の一端側に形成され、前記油圧モータの巻下駆動時の送り側管路の圧油を導く第１の油室と、
前記第１の油室に対向して前記シリンダ内部の他端側に形成された第２の油室と、
前記第２の油室に介装されたバネと、
前記第１の油室と第２の油室にそれぞれ作用する力の差と、前記バネの付勢力との差により移動し、移動量に応じて前記戻り側管路の通路面積を増減するスプールと、
前記第２の油室に供給または排出される圧油量を制限する絞り手段とを有し、
前記油圧モータの巻下駆動の停止指令を検出する停止指令検出手段と、
前記第２の油室の容積を変更する容積変更手段と、
前記停止指令検出手段により前記油圧モータの停止指令が検出されると、前記第２の油室の容積が大きくなるように前記容積変更手段を制御する制御手段とを備えた油圧回路を有することを特徴とするクレーン。A hydraulic pump;
A hydraulic motor driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump;
In a crane provided with a hydraulic circuit having a counter balance valve interposed in a return side pipe line at the time of lowering driving of the hydraulic motor,
The counter balance valve is
A first oil chamber formed on one end of the cylinder and guiding the pressure oil in the feed-side pipeline during the lowering drive of the hydraulic motor;
A second oil chamber formed on the other end side in the cylinder facing the first oil chamber;
A spring interposed in the second oil chamber;
A spool that moves due to a difference between a force acting on each of the first oil chamber and the second oil chamber and a biasing force of the spring, and increases or decreases the passage area of the return side pipe according to the amount of movement. When,
Throttle means for limiting the amount of pressurized oil supplied to or discharged from the second oil chamber;
A stop command detection means for detecting a stop command for the lowering drive of the hydraulic motor;
Volume changing means for changing the volume of the second oil chamber;
A hydraulic circuit having control means for controlling the volume changing means so that the volume of the second oil chamber is increased when the stop command of the hydraulic motor is detected by the stop command detecting means; Features crane.

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