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JP2003194013A - クレーンの可変ディザ制御装置 - Google Patents

クレーンの可変ディザ制御装置

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JP2003194013A
JP2003194013A JP2001395203A JP2001395203A JP2003194013A JP 2003194013 A JP2003194013 A JP 2003194013A JP 2001395203 A JP2001395203 A JP 2001395203A JP 2001395203 A JP2001395203 A JP 2001395203A JP 2003194013 A JP2003194013 A JP 2003194013A
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JP
Japan
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signal
spool
control valve
switching control
dither
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JP2001395203A
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Teruo Ito
輝男 伊藤
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Furukawa Co Ltd
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Furukawa Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディザ信号による悪影響を低減して、切換制
御弁のスプールの制御性を向上させ、遠隔操作器の速度
レバーの引き代信号に対するスプールの応答性を向上さ
せる。 【解決手段】 クレーンの油圧アクチュエータの作動を
制御するパイロット操作可能な切換制御弁20と、切換
制御弁20の遠隔操作を行うための遠隔操作器60と、
切換制御弁20のスプール21の移動量を検出する位置
検出器40と、遠隔操作器60からの操作信号と位置検
出器40の検出値に基づいて、切換制御弁20にパイロ
ット制御信号とともに強さを変化させたディザ信号を出
力する演算部50と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、クレーンの切換制
御弁を遠隔操作する場合に、遠隔操作器の速度レバーの
引き代に対する切換制御弁のスプールの応答性を向上さ
せる、クレーンの可変ディザ制御装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図5に示すように、従来のクレーン1
は、アウトリガ2を備えたベース4上にコラム6が旋回
自在に設けられ、このコラム6の上端部に伸縮するブー
ム7が起伏自在に枢支されている。コラム6にはウイン
チ11が設けられており、このウインチからワイヤロー
プ12をブーム7の先端部に導いて、ブーム7の先端部
の滑車(図示略)を介して吊荷用のフック13に掛回す
ことにより、フック13をブーム7の先端部から吊下し
ている。
【0003】このクレーン1では、コラム6の旋回、ブ
ーム7の伸縮と起伏、及びウインチ11の巻上巻下の作
動を行うための油圧アクチュエータとして、旋回用油圧
モータ5、ブーム伸縮用油圧シリンダ8、ブーム起伏用
油圧シリンダ9、及びウインチ用油圧モータ10を備え
ており、これらを作業の内容に応じて作動するよう切換
制御弁装置3で制御する。切換制御弁装置3は、ブーム
伸縮用油圧シリンダ8、ブーム起伏用油圧シリンダ9、
旋回用油圧モータ5、ウインチ用油圧モータ10の各ア
クチュエータをそれぞれ制御するためのブーム伸縮用、
ブーム起伏用、旋回用、及びウインチ用の各切換制御弁
を連結して構成した多連結弁装置である。
【0004】各切換制御弁には、スプールが内蔵されて
おり、このスプールは、左右のスプリングで通常は中立
位置に保持されている。スプールの一端は、リンクを介
して操作レバー14と連結されている。他端にはスプー
ルを切換操作するピストンが形成されている。また、切
換制御弁は、ピストンの制御を行う比例電磁式パイロッ
ト弁とピストンの位置を検出する位置検出器とを備えて
いる。比例電磁式パイロット弁のソレノイドには、演算
部から制御信号が送られる。
【0005】比例電磁式パイロット弁は、ソレノイドに
パイロット制御信号が入力されるとパイロットスプール
が摺動し、ピストンの左右の油室へのパイロット圧油の
供給を制御する。ピストンの左右の油室の何れか一方に
パイロット圧油が供給されると、スプールが右又は左に
移動して、切換制御弁は、油圧アクチュエータを作動さ
せる。このとき、位置検出器はピストンの変位量を検出
して、検出値を演算部に送る。これによりスプールの変
位量が演算部にフィードバックされる。
【0006】この切換制御弁装置3により、クレーン1
は機側操作及び遠隔操作が可能となっている。クレーン
1を機側操作する場合には、オペレータが操作レバー1
4で切換制御弁装置3の各切換制御弁のスプールの移動
量を直接制御する。クレーン1を遠隔操作する場合に
は、通常、オペレータが遠隔操作器で切換制御弁装置3
の各切換制御弁のスプールの移動量を制御する。
【0007】遠隔操作器には、クレーン1の各作動を選
択するための複数のタクトスイッチと、各作動の速度を
制御する速度レバーが設けられており、各タクトスイッ
チと速度レバーの操作によって油圧アクチュエータの選
択信号と速度レバーの引き代信号が、操作信号として遠
隔操作器から演算部に送られる。この操作信号によっ
て、演算部は、操作すべき切換制御弁を選択し、その切
換制御弁の比例電磁式パイロット弁のソレノイドに、速
度レバーの引き代信号に対応してスプールが移動するよ
うパイロット制御信号を送る。
【0008】ところで、クレーン1を遠隔操作する場合
に、切換制御弁のスプールに摩擦(スプールが静止状態
から移動を始めるときは静止摩擦、スプールの移動中は
動摩擦)による抵抗があると、遠隔操作器からの操作信
号に対してスプールの移動が追従できず、0.5〜1秒
程度の応答遅れを生じることがある。そこで、演算部か
ら比例電磁式パイロット弁のソレノイドへ、遠隔操作器
からの操作信号に対応するパイロット制御信号とは別に
ディザ信号を送り、ピストンの左右の油室へ断続的にパ
イロット圧油を供給して、スプールに絶えず微振動を与
えるようにしている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このデ
ィザ信号は、常に一定の強さで出力されているため、ス
プールの移動量が大きく摩擦抵抗が小さい場合(例えば
速度レバーを急激に操作したとき)には、ディザ信号の
スプールに与える影響が過大となり、逆に、スプールの
移動量が小さく摩擦抵抗が大きい場合(例えばインチン
グ操作時や速度レバーを緩やかに操作したとき)には、
ディザ信号のスプールに与える影響が過小となって、ス
プールの制御性に悪影響を及ぼすことがある。
【0010】本発明は、クレーンの制御における上記問
題を解決するものであって、ディザ信号による悪影響を
低減して、切換制御弁のスプールの制御性を向上させ、
遠隔操作器の速度レバーの引き代信号に対するスプール
の応答性を向上させることのできるクレーンの可変ディ
ザ制御装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のクレーンの可変
ディザ制御装置は、クレーンの油圧アクチュエータの作
動を制御するパイロット操作可能な切換制御弁と、切換
制御弁の遠隔操作を行うための遠隔操作器と、切換制御
弁のスプールの移動量を検出する位置検出器と、遠隔操
作器からの操作信号と位置検出器の検出値に基づいて、
切換制御弁にパイロット制御信号とともに強さを変化さ
せたディザ信号を出力する演算部と、を備えることによ
り、上記課題を解決している。
【0012】このクレーンの可変ディザ制御装置では、
遠隔操作を行う場合に、演算部が遠隔操作器からの操作
信号と位置検出器の検出値に基づいて、切換制御弁にパ
イロット制御信号とともに強さ可変のディザ信号を出力
する。ディザ信号を一定とせず、スプールの作動状態に
応じて変化させるので、ディザ信号による悪影響が低減
され、切換制御弁のスプールの制御性が向上し、遠隔操
作器の速度レバーの引き代信号に対するスプールの応答
性が向上する。
【0013】演算部が、切換制御弁のスプールの摩擦抵
抗の大小を判断し、摩擦抵抗が大きいとき強いディザ信
号、摩擦抵抗が小さいとき弱いディザ信号を出力する
と、摩擦抵抗が大きい場合にディザ信号のスプールに与
える影響が過小となり、摩擦抵抗が小さい場合にディザ
信号のスプールに与える影響が過大となるという一定デ
ィザ信号による悪影響が低減され、スプールの制御性が
向上する。演算部が、パイロット制御信号の指令値の変
化量の大きさに応じてディザ信号を変化させると、遠隔
操作器の速度レバーの引き代に対するスプールの応答性
が向上する。
【0014】演算部が、パイロット制御信号の指令値と
位置検出器の検出値との差に応じてディザ信号を変化さ
せると、スプールの制御性が向上する。
【0015】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の一形態を示
すクレーンの可変ディザ制御装置の構成図、図2は可変
ディザ制御装置の制御特性図、図3は指令値の変化量が
大きい場合のディザ信号の強さを示す図、図4は指令値
の変化量が小さい場合のディザ信号の強さを示す図であ
る。このクレーンの可変ディザ制御装置は、図5に示す
ものと同様のクレーンの制御に用いられる。
【0016】すなわち、この可変ディザ制御装置で制御
されるクレーン1は、アウトリガ2を備えたベース4上
にコラム6が旋回自在に設けられ、このコラム6の上端
部に伸縮するブーム7が起伏自在に枢支されている。コ
ラム6にはウインチ11が設けられており、このウイン
チからワイヤロープ12をブーム7の先端部に導いて、
ブーム7の先端部の滑車(図示略)を介して吊荷用のフ
ック13に掛回すことにより、フック13をブーム7の
先端部から吊下している。
【0017】クレーン1は、コラム6の旋回、ブーム7
の伸縮と起伏、及びウインチ11の巻上巻下の作動を行
うための油圧アクチュエータとして、旋回用油圧モータ
5、ブーム伸縮用油圧シリンダ8、ブーム起伏用油圧シ
リンダ9、及びウインチ用油圧モータ10を備えてお
り、これらを作業の内容に応じて作動するよう切換制御
弁装置3で制御する。切換制御弁装置3は、ブーム伸縮
用油圧シリンダ8、ブーム起伏用油圧シリンダ9、旋回
用油圧モータ5、ウインチ用油圧モータ10の各アクチ
ュエータをそれぞれ制御するためのブーム伸縮用、ブー
ム起伏用、旋回用、及びウインチ用の各切換制御弁を連
結して構成した多連結弁装置である。
【0018】図1に示すように、各切換制御弁20に
は、スプール21が内蔵されており、このスプール21
は、左右のスプリング22で通常は中立位置に保持され
ている。スプール21の一端は、リンク15を介して操
作レバー14と連結されている。他端にはスプール21
を切換操作するピストン37が形成されており、ピスト
ンロッド38の先端には鉄心39が設けられている。こ
の鉄心39は、位置検出器40の差動トランス35内に
挿入されている。
【0019】また、切換制御弁20は、ピストン37の
制御を行う比例電磁式パイロット弁41L、41Rを備
えている。比例電磁式パイロット弁41L、41Rのソ
レノイド42L、42Rには、演算部50からデジタル
アナログコンバータ(DAC)45、46を介して制御
信号が送られる。比例電磁式パイロット弁41L、41
Rは、油圧ポンプからパイロット圧油が供給されるポー
トPが常時閉、タンクへ作動油を戻すポートTが常時開
となっており、ソレノイド42L又はソレノイド42R
に制御電流が入力されると左右のパイロットスプール4
3L又はパイロットスプール43Rが摺動し、入力電流
値によってPポートの開口量が制御できる。従って、パ
イロットピストン37の左右の油室37L、37Rへの
パイロット圧油の供給が制御される。
【0020】油室37L、37Rの何れか一方にパイロ
ット圧油が供給されると、ピストン37と共にスプール
21が右又は左に移動して、サービスポートB、又はサ
ービスポートAとポンプポートPとを連通させる。サー
ビスポートB、及びサービスポートAは、クレーン1の
油圧アクチュエータ、すなわちブーム伸縮用油圧シリン
ダ8、ブーム起伏用油圧シリンダ9、旋回用油圧モータ
5、又はウインチ用油圧モータ10の作動管路に接続さ
れており、これらの作動管路に圧油を供給して油圧アク
チュエータを作動させる。
【0021】このとき、位置検出器40はピストン37
の変位量を検出し、検出値をアナログデジタルコンバー
タ(ADC)47を介して演算部に送る。これによりス
プール21の変位量が演算部50にフィードバックされ
る。この切換制御弁装置3により、クレーン1は機側操
作及び遠隔操作が可能となっている。クレーン1を機側
操作する場合には、オペレータが操作レバー14で切換
制御弁装置3の各切換制御弁20のスプール21の移動
量を直接制御する。
【0022】クレーン1を遠隔操作する場合には、オペ
レータが遠隔操作器60で切換制御弁装置3の各切換制
御弁20のスプール21の移動量を制御する。遠隔操作
器60には、クレーン1の各作動を選択するための複数
のタクトスイッチ(図示略)と、各作動の速度を制御す
る速度レバー(図示略)が設けられており、各タクトス
イッチと速度レバーの操作によって油圧アクチュエータ
の選択信号と速度レバーの引き代信号が、操作信号とし
て遠隔操作器60から演算部50に送られる。
【0023】この操作信号によって、演算部50は、操
作すべき切換制御弁20を選択し、その切換制御弁20
のスプール21を速度レバーの引き代信号に対応して移
動させるための指令値を求め、比例電磁式パイロット弁
41L、41Rのソレノイド42L、42Rにパイロッ
ト制御信号を送る。このとき、演算部50から比例電磁
式パイロット弁41L、41Rのソレノイドソレノイド
42L、42Rへ、遠隔操作器60からの操作信号に対
応するパイロット制御信号とは別にディザ信号を送り、
ピストン37の左右の油室37L、37Rへ断続的にパ
イロット圧油を供給して、スプール21に絶えず微振動
を与える。
【0024】このディザ信号は一定とせず、演算部50
が、切換制御弁20のスプール21の摩擦抵抗の大小を
判断し、摩擦抵抗が大きいとき強いディザ信号、摩擦抵
抗が小さいとき弱いディザ信号を出力する。スプール2
1の摩擦抵抗の大小を判断するため、演算部50は、一
定時間Δt内に出力したパイロット制御信号の指令値と
位置検出器40からフィードバックされた位置検出器4
0の検出値すなわちスプール21の変位量とのずれを求
める。
【0025】図2に示す例では、時間が0.5〜1sの
ところで指令値Cに対してスプール21の変位量Mに遅
れが生じている。また、時間が10.5〜11sのとこ
ろでも指令値Cに対してスプール21の変位量Mに遅れ
が生じている。このとき、演算部50は、切換制御弁2
0のスプール21の摩擦抵抗が大きいと判断し、強いデ
ィザ信号Dを出力する。一方、時間が3〜4sのところ
では、指令値Cに対してスプール21の変位量Mには殆
ど遅れが生じていない。このとき、演算部50は、切換
制御弁20のスプール21の摩擦抵抗が小さいと判断
し、弱いディザ信号Dを出力する。
【0026】従って、演算部50から比例電磁式パイロ
ット弁41L、41Rのソレノイドソレノイド42L、
42Rへ送られる制御信号OL、ORは図示されるよう
に変化している。このように、演算部50が、パイロッ
ト制御信号の指令値Cと位置検出器40の検出値との差
に応じてディザ信号Dを変化させることで、スプール2
1の制御性が向上する。
【0027】また、例えば遠隔操作器60の速度レバー
を急激に操作したときなど、図3のように一定時間Δt
における指令値Cの変化が大きい場合には、スプール2
1の移動量が大きく摩擦抵抗が小くなる。この場合には
弱いディザ信号Dを出力する。逆に、例えばインチング
操作時や速度レバーを緩やかに操作したときなど、図4
のように一定時間Δtにおける指令値Cの変化が小さい
場合には、スプール21の移動量が小さく摩擦抵抗が大
きくなる。この場合には、強いディザ信号を出力する。
【0028】このように、演算部50が、パイロット制
御信号の指令値Cの変化量の大きさに応じてディザ信号
Dを変化させると、遠隔操作器60の速度レバーの引き
代に対するスプール21の応答性が向上する。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のクレー
ンのディザ可変制御装置は、ディザ信号を一定とせず、
スプールの作動状態に応じて変化させるので、ディザ信
号による悪影響が低減され、切換制御弁のスプールの制
御性が向上し、遠隔操作器の速度レバーの引き代信号に
対するスプールの応答性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態を示すクレーンの可変デ
ィザ制御装置の構成図である。
【図2】可変ディザ制御装置の制御特性図である。
【図3】指令値の変化量が大きい場合のディザ信号の強
さを示す説明図である。
【図4】指令値の変化量が小さい場合のディザ信号の強
さを示す説明図である。
【図5】クレーンの構成図である。
【符号の説明】
1 クレーン 3 切換制御弁装置 5 旋回用油圧モータ 6 コラム 7 ブーム 8 ブーム伸縮用油圧シリンダ 9 ブーム起伏用油圧シリンダ 10 ウインチ用油圧モータ 11 ウインチ 14 操作レバー 15 リンク 20 切換制御弁 21 スプール 37 ピストン 40 位置検出器 41L、41R 比例電磁式パイロット弁 42L、42R ソレノイド 43L、43R パイロットスプール 50 演算部 60 遠隔操作器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クレーンの油圧アクチュエータの作動を
    制御するパイロット操作可能な切換制御弁と、切換制御
    弁の遠隔操作を行うための遠隔操作器と、切換制御弁の
    スプールの移動量を検出する位置検出器と、遠隔操作器
    からの操作信号と位置検出器の検出値に基づいて、切換
    制御弁にパイロット制御信号とともに強さ可変のディザ
    信号を出力する演算部とを備えたクレーンの可変ディザ
    制御装置。
  2. 【請求項2】 演算部が、切換制御弁のスプールの摩擦
    抵抗の大小を判断し、摩擦抵抗が大きいとき強いディザ
    信号、摩擦抵抗が小さいとき弱いディザ信号を出力する
    ことを特徴とする請求項1記載のクレーンの可変ディザ
    制御装置。
  3. 【請求項3】 演算部が、パイロット制御信号の指令値
    の変化量の大きさに応じてディザ信号を変化させること
    を特徴とする請求項1または請求項2記載のクレーンの
    可変ディザ制御装置。
  4. 【請求項4】 演算部が、パイロット制御信号の指令値
    と位置検出器の検出値との差に応じてディザ信号を変化
    させることを特徴とする請求項1、請求項2または請求
    項3記載のクレーンの可変ディザ制御装置。
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