可変容量型油圧モータの制御装置
【課題】吊荷の巻下げ時のハンチングの発生を抑制するとともに、ウインチ速度の悪化またはウインチ速度のレバー追従性の悪化を抑制する。
【解決手段】コントローラ９０は、ウインチドラム２１のドラム軸のトルクのうち、巻下げ時のハンチング発生トルク領域が予め記憶された記憶手段と、トルク計８０により検出されたドラム軸のトルクがハンチング発生トルク領域にある場合のみモータ容量制御装置４０を制御する動作制御手段と、を備える。動作制御手段は、巻上げ側流路３６から第２ピストン室４１ｂへの作動油の供給を制限するように圧力補償弁５０のセット荷重を制御する。
【解決手段】コントローラ９０は、ウインチドラム２１のドラム軸のトルクのうち、巻下げ時のハンチング発生トルク領域が予め記憶された記憶手段と、トルク計８０により検出されたドラム軸のトルクがハンチング発生トルク領域にある場合のみモータ容量制御装置４０を制御する動作制御手段と、を備える。動作制御手段は、巻上げ側流路３６から第２ピストン室４１ｂへの作動油の供給を制限するように圧力補償弁５０のセット荷重を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吊荷の巻上げ及び巻下げを行うウインチドラムを駆動する可変容量型油圧モータの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８に従来の可変容量型油圧モータの制御装置４０１を示す。制御装置４０１は、吊荷の巻上げ及び巻下げを行うウインチドラム２１を備えたクレーン等の建設機械に用いられる。ウインチドラム２１は、減速機２２を介して可変容量型の油圧モータ２３により駆動される。油圧モータ２３は、巻下げ側流路３１及び巻上げ側流路３６に接続される。そして、これらの流路を介して作動油供給源３２及び３７から作動油が供給され油圧モータ２３が駆動する。油圧モータ２３は、モータ容量制御装置４４０により負荷に応じて容量が制御される。モータ容量制御装置４４０は、油圧モータ２３の傾転角を調整する油圧式ピストン４１と、油圧式ピストン４１への作動油の供給を制御する圧力補償弁５０とを備える。
【０００３】
モータ容量制御装置４４０は次のように動作する。ウインチドラム２１で吊荷の巻上げ及び巻下げを行うと、油圧モータ２３に負荷が掛かる。油圧モータ２３の入口と出口との差圧（巻上げ側流路３６側の圧力Ｐａと巻下げ側流路３１側の圧力Ｐｂとの差圧Ｐａ−Ｐｂ）が所定値に達すると、モータ容量制御装置４４０は差圧Ｐａ−Ｐｂが所定値を超えないように制御する（圧力一定制御という）。圧力一定制御では、油圧モータ２３の出力トルクと、油圧モータ２３にかかる負荷トルクとがバランスするように、油圧モータ２３の容量が制御される。
【０００４】
ここで、油圧モータ２３の容量を変化させると、油圧モータ２３の回転速度が変動する。油圧モータ２３の回転速度が変動すると、吊荷が揺れたりして、油圧モータ２３にかかる負荷トルクが変動する。この負荷トルクの変動に対し、油圧モータ２３の負荷トルクと出力トルクとが再度バランスするようにモータ容量制御装置４４０は動作する。このように、油圧モータ２３やモータ容量制御装置４４０の動作が安定せず、ハンチング（不安定振動）が生じる場合がある。ハンチングが発生した場合、制御装置４０１を備えたクレーン等の建設機械のアタッチメント（ブーム）に振動が伝わり、作業が危険になる。
【０００５】
さらに、圧力補償弁５０が巻上げ側流路３６と巻下げ側流路３１との差圧Ｐａ−Ｐｂに応じて動作するとき（差圧制御型のとき）は、一方のみの流路の圧力に応じて動作するとき（絶対圧制御型のとき）に比べ、回路全体が不安定になりやすく、ハンチングが発生しやすい。
【０００６】
特許文献１には、油圧モータの容量が制限容量より小さい場合に、油圧モータの容量を強制的に増やすことでハンチングを防止する制御装置が記載されている。さらに詳しくは、油圧モータに必要なトルクを確保するために、油圧モータの制限容量（容量の下限値）を設定する。油圧モータの容量が制限容量より小さくなった場合には、油圧モータの容量を電気的な制御により制限容量に置き換える（強制的に容量を増やす）ことで、ハンチングを防止する。
【０００７】
特許文献２には、油圧モータの前後差圧（Ｐａ−Ｐｂ）が所定値のときに、圧力補償弁（５０）を差圧制御型から絶対圧制御型に切り替えることでハンチングを防止する制御装置が記載されている。さらに詳しくは、圧力補償弁の巻下げ側パイロット流路（６６）に、巻下げ側パイロット流路（６６）の連通と遮断とを切り替える圧力補償方式切替弁が設けられる。そして、巻下げ操作されているときに、油圧モータの前後差圧（Ｐａ−Ｐｂ）が圧力補償弁（５０）の設定値以下の所定の圧力（圧力一定制御の設定圧力Ｐｓ（図４参照）以下の所定圧）に達すると圧力補償方式切替弁を切り替える。これにより、巻下げ側パイロット流路（６６）を遮断し、かつ、圧力補償弁（５０）の巻下げ側パイロット油室（５６）とタンクとを連通させる。このようにして、圧力補償弁（５０）を差圧制御型から絶対圧制御型に切り替え、油圧回路の安定性を確保してハンチングを防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１１４４８８号公報（段落００１４〜００１５等）
【特許文献２】特開２００８−８２４８８号公報（図１等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の技術には次の問題がある。この技術では、ウインチドラム（２１）のドラム軸のトルクがハンチングの発生のおそれがないトルク領域でも、油圧モータ（２３）の容量が制限容量より小さくなりさえすれば、油圧モータ（２３）の容量が強制的に増やされる。このように油圧モータ（２３）の容量を増やした場合、増やさない場合に比べウインチドラムの回転速度が低下する。
【００１０】
特許文献２に記載の技術には次の問題がある。油圧モータ（２３）の前後差圧（Ｐａ−Ｐｂ）が、圧力一定制御を行う圧力（Ｐｓ（図５参照））以下の所定圧に達すると、圧力補償弁（５０）は差圧制御型から絶対圧制御型に切り替わる。そして、圧力一定制御範囲内では（差圧（Ｐａ−Ｐｂ）がＰｓのときは）、圧力補償弁（５０）は常に絶対圧制御型となる。すると、回路全体の安定性は向上するが、ウインチドラムの回転速度のレバー追従性が悪くなる（オペレータのレバー操作に応じてウインチドラムの回転速度が変化（追従）するところ、この追従性が悪くなる）。
【００１１】
そこで本発明は、吊荷の巻下げ時のハンチングの発生を抑制するとともに、ウインチ速度の悪化またはウインチ速度のレバー追従性の悪化を抑制できる可変容量型油圧モータの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１２】
第１の発明に係る可変容量型油圧モータの制御装置は、吊荷の巻上げ及び巻下げを行うウインチドラムを駆動する可変容量型油圧モータの制御装置である。可変容量型油圧モータの制御装置は、前記可変容量型油圧モータと作動油供給源とを接続する巻上げ側流路と、前記可変容量型油圧モータと作動油供給源とを接続する巻下げ側流路と、前記巻上げ側流路と前記巻下げ側流路とに接続されるとともに前記可変容量型油圧モータの容量を制御するモータ容量制御装置と、前記ウインチドラムのドラム軸のトルクを検出するトルク検出手段と、前記トルク検出手段および前記モータ容量制御装置に接続された制御手段と、を備える。前記モータ容量制御装置は、前記巻上げ側流路と前記巻下げ側流路との差圧が所定値を超えないように制御する装置である。前記モータ容量制御装置は、作動油が供給されることで前記可変容量型油圧モータの傾転角を大きくする第１ピストン室、および、作動油が供給されることで当該可変容量型油圧モータの傾転角を小さくする第２ピストン室を備えた油圧式ピストンを備える。前記モータ容量制御装置は圧力補償弁を備える。圧力補償弁は、前記巻上げ側流路に接続された巻上げ側パイロット油室と、前記巻下げ側流路に接続された巻下げ側パイロット油室と、を備えるとともに、当該巻上げ側流路から前記第２ピストン室への作動油の供給をセット荷重に基づいて制御する。前記制御手段は、前記ウインチドラムのドラム軸のトルクのうち、巻下げ時のハンチング発生トルク領域が予め記憶された記憶手段と、前記トルク検出手段により検出された前記ドラム軸のトルクが前記ハンチング発生トルク領域にある場合のみ前記モータ容量制御装置を制御する動作制御手段と、を備える。前記動作制御手段は、前記巻上げ側流路から前記第２ピストン室への作動油の供給を制限するように前記圧力補償弁のセット荷重を制御する、または、前記巻下げ側パイロット油室と前記巻下げ側流路とを遮断するとともに当該巻下げ側パイロット油室とタンクとを連通させるように制御する。
前記ハンチング発生トルク領域とは、前記ウインチドラムのドラム軸のトルクのうち、前記動作制御手段を備えない場合にハンチングが発生するトルク領域である。
【００１３】
この可変容量型油圧モータの制御装置の動作制御手段は、巻上げ側流路から第２ピストン室への作動油の供給を制限するように圧力補償弁のセット荷重を制御する場合がある。この場合、作動油が供給されることで可変容量型油圧モータの傾転角を小さくする第２ピストン室への作動油の供給が制限され、可変容量型油圧モータの容量が大きくなる。よって、ハンチングの発生を抑制できる。ただし、この場合、可変容量型油圧モータの容量を大きくしない場合に比べ、ウインチドラムの回転速度は低下する。
また、この可変容量型油圧モータの制御装置の動作制御手段は、圧力補償弁の巻下げ側パイロット油室と巻下げ側流路とを遮断するとともに巻下げ側パイロット油室とタンクとを連通させるように制御する場合がある。この場合、圧力補償弁は巻上げ側流路のみの圧力に応じて作動する、すなわち絶対圧制御型として作動する。よって、ハンチングの発生を抑制できる。ただし、この場合、圧力補償弁が差圧制御型として作動する場合に比べ、ウインチドラムの回転速度のレバー追従性は低下する。
また、この可変容量型油圧モータの制御装置の動作制御手段は、トルク検出手段により検出されたドラム軸のトルクがハンチング発生トルク領域にある場合のみモータ容量制御装置を上記のように制御する。すなわち、ドラム軸のトルクがハンチング発生トルク領域以外にある場合は、動作制御手段は上記の制御を行わない。したがって、ドラム軸のトルクがハンチング発生トルク領域以外にある場合のウインチドラムの回転速度や同回転速度のレバー追従性の低下を抑制できる。その結果、作業能率の低下を抑制できる。
【００１４】
第２の発明に係る可変容量型油圧モータの制御装置の前記モータ容量制御装置は、前記圧力補償弁の油圧源側パイロット油室に接続されたパイロット油圧源と、前記パイロット油圧源と前記油圧源側パイロット油室とを接続する流路に設けられた圧力制御手段と、を備える。前記動作制御手段による前記圧力補償弁のセット荷重の制御は、前記圧力制御手段を制御して前記油圧源側パイロット油室に作用させる圧力を制御することで行われる。
【００１５】
この可変容量型油圧モータの制御装置では、第１の発明の動作制御手段による「巻上げ側流路から第２ピストン室への作動油の供給を制限するように圧力補償弁のセット荷重を制御する」という制御を上記の構成により具体的に実現できる。
また、この可変容量型油圧モータの制御装置では、パイロット油圧源を用いて圧力補償弁のセット荷重を制御する。ここで、吊荷の巻上げ及び巻下げを行うウインチドラムを備えた作業機械はパイロット油圧源を通常は備えている。したがって、圧力補償弁のセット荷重を制御するためにパイロット油圧源とは別にエネルギー源を設ける必要がある場合に比べ、制御装置の製造コストを低く抑えることができる。
【００１６】
第３の発明に係る可変容量型油圧モータの制御装置の前記圧力制御手段は、電磁比例減圧弁または電磁切替弁を備える。前記動作制御手段による前記圧力補償弁のセット荷重の制御は、前記電磁比例減圧弁を制御して前記油圧源側パイロット油室に作用させる圧力を制御することで行われる、または、前記電磁切替弁を切り替えて前記油圧源側パイロット油室に作用させる圧力を制御することで行われる。
【００１７】
この可変容量型油圧モータの制御装置では、第２の発明の動作制御手段による「圧力制御手段を制御して油圧源側パイロット油室に作用させる圧力を制御する」という制御を上記の構成により具体的に実現できる。
【００１８】
第４の発明に係る可変容量型油圧モータの制御装置の前記モータ容量制御装置は、前記圧力補償弁の前記巻下げ側パイロット油室と前記巻下げ側流路とを接続する巻下げ側パイロット流路に設けられた切替弁を備える。前記切替弁は、前記巻下げ側パイロット油室と前記巻下げ側流路とを連通させる第１切替位置と、前記巻下げ側パイロット油室と前記巻下げ側流路とを遮断するとともに、前記巻下げ側パイロット油室とタンクとを連通させる第２切替位置と、を備える。前記動作制御手段による前記モータ容量制御装置の制御は、前記切替弁を前記第２切替位置に切り替えることで行われる。
【００１９】
この可変容量型油圧モータの制御装置では、第１の発明の動作制御手段による「巻下げ側パイロット油室と巻下げ側流路とを遮断するとともに巻下げ側パイロット油室とタンクとを連通させるように制御する」という制御を上記の構成により具体的に実現できる。
【００２０】
第５の発明に係る可変容量型油圧モータの制御装置の前記トルク検出手段は、ブームの長さの一つを選択する長さ選択手段と、前記ブームの起伏角度を検出する角度検出手段と、前記ブームにかかる負荷を検出する負荷検出手段と、を備える。前記ドラム軸のトルクは、前記長さ選択手段で選択された前記ブームの長さと、前記角度検出手段で検出された当該ブームの角度と、前記負荷検出手段で検出された当該ブームにかかる負荷と、を用いて演算される。
【００２１】
この可変容量型油圧モータの制御装置は、上記の構成によりドラム軸のトルクを演算するので、ドラム軸のトルクを検出する検出器を設ける必要がない。さらに、吊荷の巻上げ及び巻下げを行う作業機械が通常備えている既存のモーメントリミッタ装置は、トルク検出手段が備える長さ選択手段と、角度検出手段と、負荷検出手段とを備えている。よって、トルクを検出する装置を既存のモーメントリミッタ装置とは別に設ける必要がある場合に比べ、制御装置の製造コストを低く抑えることができる。
【００２２】
第６の発明に係る可変容量型油圧モータの制御装置は、前記ウインチドラムに巻かれたロープの巻層数を検出する巻層数検出手段を備える。前記巻層数検出手段により検出された前記ロープの巻層数を、第５の発明の前記ドラム軸のトルクの演算に用いる。
【００２３】
この可変容量型油圧モータの制御装置では、ウインチドラムに巻かれたロープの巻層数をドラム軸のトルクの演算に用いない場合に比べ、巻層数が変化したときでも精度良くドラム軸のトルクを演算できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】制御装置を備えたクレーンを示す図である。
【図２】制御装置の全体およびその周辺部を示す図である。
【図３】図２に示すコントローラ９０およびその周辺部を示す図である。
【図４】図２に示す油圧モータ２３の前後差圧とモータ容量との関係を示すグラフである。
【図５】図２に示す油圧モータ２３のモータ出力トルクとモータ回転速度との関係を示すグラフである。
【図６】第１実施形態の変形例１の図２相当図である。
【図７】第２実施形態の図２相当図である。
【図８】従来技術の図２相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（第１実施形態）
図１〜図５を参照して第１実施形態に係る制御装置１およびその周辺について説明する。制御装置およびその周辺の構成を説明した後、制御装置の動作について説明する。
【００２６】
（制御装置およびその周辺の構成）
クレーン１０は、図１に示すように、吊荷１５の巻上げ及び巻下げを行う建設機械（作業機械）である。クレーン１０は主に、旋回体１１と、旋回体１１に取り付けられたブーム１２（作業腕、アタッチメント）と、旋回体１１に取り付けられたガントリ１６とを備える。
【００２７】
ブーム１２は、ロープ１４を介して吊荷１５を吊り下げるとともに、旋回体１１に対して起伏する部材であり、例えばラチスブームである。ブーム１２の先端部にはシーブ１３が取り付けられ、ウインチドラム２１で巻上げ及び巻下げされるロープ１４がかけられる。
【００２８】
ガントリ１６は、ブーム１２を起伏させる部材である。ガントリ１６の先端部とブーム１２の先端部とがブーム起伏ロープ１７でつながれ、ブーム起伏ロープ１７を図示しないウインチで巻込み及び巻出しすることでブーム１２が起伏する。
【００２９】
ウインチドラム２１は、ロープ１４を介して吊荷１５の巻上げ及び巻下げを行う装置である。ウインチドラム２１のドラム軸にはトルク計８０（後述）が取り付けられる。図２に示すように、ウインチドラム２１は、油圧モータ２３により駆動される。
【００３０】
油圧モータ２３（可変容量型油圧モータ）は、図２に示すように、減速機２２を介してウインチドラム２１を駆動する可変容量型のモータである。油圧モータ２３は、斜板の傾転角を変える方式の斜板型アキシャルピストンモータであり、斜板の傾転角が変わると油圧モータ２３のピストンストロークが変わり、油圧モータ２３の容量（モータ吸収量、１回転あたりの必要油量）が変更されるように構成されている。油圧モータ２３の動作は、制御装置１で制御される。
【００３１】
制御装置１は、油圧モータ２３に組み合わされるとともに油圧モータ２３を制御する装置である。制御装置１は、油圧モータ２３に接続された巻下げ側流路３１および巻上げ側流路３６、油圧モータ２３の容量を制御するモータ容量制御装置４０、ウインチドラム２１のドラム軸のトルクＴｄを検出するトルク計８０、および、トルク計８０とモータ容量制御装置４０とに接続されたコントローラ９０（制御手段）を備える。
【００３２】
巻下げ側流路３１及び巻上げ側流路３６は、油圧モータ２３に作動油を供給する流路である。巻下げ側流路３１は、油圧モータ２３と作動油供給源３２（具体的には油圧ポンプ等）とを接続する。巻上げ側流路３６は、油圧モータ２３と作動油供給源３７とを接続する。これらにより、巻上げ側流路３６の圧力Ｐａの作動油、および、巻下げ側流路３１の圧力Ｐｂの作動油が油圧モータ２３に切り換え供給される。また、巻上げ側流路３６にはカウンタバランス弁３８が設けられる。なお、巻上げ側流路３６のうち、カウンタバランス弁３８と油圧モータ２３との間を巻上げ側流路３６ａ、カウンタバランス弁３８と作動油供給源３７との間を巻上げ側流路３６ｂとする。
【００３３】
カウンタバランス弁３８は、巻下げ側流路３１の圧力が所定値以上になったときに、巻上げ側流路３６ａから３６ｂへ作動油を流す弁であり、具体的にはスプール弁である。
【００３４】
モータ容量制御装置４０は、巻上げ側流路３６と巻下げ側流路３１とに接続されるとともに、油圧モータ２３の容量を制御する装置である。モータ容量制御装置４０は、巻上げ側流路３６と巻下げ側流路３１との差圧Ｐａ−Ｐｂが所定値を超えないように制御する装置である。モータ容量制御装置４０は、油圧モータ２３の傾転角を変える油圧式ピストン４１及びスプール弁４５と、巻上げ側流路３６からスプール弁４５を介して油圧式ピストン４１へ作動油を供給する圧力補償弁５０と、圧力補償弁５０に接続（「接続」には流路を介した接続を含む。以下同様）された電磁比例減圧弁７１とを備える。
【００３５】
油圧式ピストン４１は、フィードバックレバー４２を介して油圧モータ２３の傾転角を変える部材である。油圧式ピストン４１は、第１ピストンが配置された第１ピストン室４１ａと、第２ピストンが配置されるとともに第１ピストン室４１ａに対向して配置された第２ピストン室４１ｂとを備える。なお、第１ピストンと第２ピストンとは一体的に結合される。
【００３６】
第１ピストン室４１ａは、作動油が供給されることで油圧モータ２３の傾転角を大きくする、すなわち油圧モータ２３の容量を大きくする部分である。第１ピストン室４１ａは、巻上げ側流路３６に接続（連通）される。
【００３７】
第２ピストン室４１ｂは、作動油が供給されることで油圧モータ２３の傾転角を小さくする、すなわち油圧モータ２３の容量を小さくする部分である。第２ピストン室４１ｂは、圧力補償弁５０とスプール弁４５とを介して巻上げ側流路３６に接続される。
【００３８】
そして、第２ピストン室４１ｂに設けられた第２ピストンの受圧部は、第１ピストン室４１ａに設けられた第１ピストンの受圧部よりも受圧面積が大きく設定されている。これにより、第１ピストン室４１ａと第２ピストン室４１ｂとに同圧の作動油が作用する場合、第２ピストン室４１ｂから第１ピストン室４１ａへ向かう向きに第１ピストン及び第２ピストンが押され、油圧モータ２３の傾転角が小さくなる。
【００３９】
スプール弁４５は、フィードバックレバー４２を介して油圧モータ２３の傾転角を変える部材であり、圧力補償弁５０のアクチュエータポート５２と第２ピストン室４１ｂとを接続する流路に設けられる。スプール弁４５のパイロット油室には、オペレータの操作で任意に設定された入力パイロット圧Ｐｉが（例えば図示しない圧力発生源から）作用する。そして、入力パイロット圧Ｐｉを変化させることで、油圧モータ２３の傾転角が変化する。なお、後述する巻下げ時には、スプール弁４５は、圧力補償弁５０のアクチュエータポート５２と第２ピストン室４１ｂとを連通させる状態に設定される。
【００４０】
圧力補償弁５０は、油圧式ピストン４１と共に機能することで油圧モータ２３の容量を制御する弁である。さらに詳しくは、圧力補償弁５０は、巻上げ側流路３６から第２ピストン室４１ｂへの作動油の供給をセット荷重に基づいて制御する。圧力補償弁５０は、油圧モータ２３の入口出口の差圧Ｐａ−Ｐｂが所定の圧力Ｐｓ（図４参照）に達すると、差圧Ｐａ−Ｐｂが所定値を超えないように通常は制御する（圧力一定制御を行う）。
【００４１】
この圧力補償弁５０は、次のように構成および接続される。ポンプポート５１は、巻上げ側流路３６に接続（連通）される。アクチュエータポート５２は、スプール弁４５を介して第２ピストン室４１ｂに接続される。タンクポート５３はタンクＴに接続される。セットスプリング５５は、圧力補償弁５０のセット荷重を設定する。セットスプリング５５と同じ側に設けられた巻下げ側パイロット油室５６は、巻下げ側パイロット流路６６を介して巻下げ側流路３１に接続される。巻下げ側パイロット油室５６と反対側に設けられた巻上げ側パイロット油室５７は、巻上げ側パイロット流路６７を介して巻上げ側流路３６に接続される。また、巻上げ側パイロット油室５７と同じ側に設けられた油圧源側パイロット油室５８は、油圧源側パイロット流路６８を介してパイロット油圧源７２と接続される。
【００４２】
この圧力補償弁５０は、通常は次のように動作する（通常以外の動作は後述する）。巻上げ側パイロット油室５７に作用する圧力Ｐａと、巻下げ側パイロット油室５６に作用する圧力Ｐｂとの差圧Ｐａ−Ｐｂに応じて圧力補償弁５０が動作する。すなわち、圧力補償弁５０は差圧制御型の弁として通常は機能する。
差圧Ｐａ−Ｐｂが所定値未満の場合、ポンプポート５１とアクチュエータポート５２とが連通し、巻上げ側流路３６の作動油は第２ピストン室４１ｂへ供給される。これにより油圧モータ２３の容量は最小容量ｑａ（図４参照）となる。
差圧Ｐａ−Ｐｂが所定の圧力Ｐｓ（図４参照）の場合、圧力一定制御を行う。すなわち、差圧Ｐａ−Ｐｂが大きくなろうとすると、巻上げ側流路３６から第２ピストン室４１ｂへの作動油の供給を制限させる、または、アクチュエータポート５２をタンクＴと連通させる。これにより油圧モータ２３の容量が大きくなり、差圧Ｐａ−Ｐｂが小さくなる。一方で、差圧Ｐａ−Ｐｂが小さくなろうとすると、巻上げ側流路３６から第２ピストン室４１ｂへ作動油がより供給される。これにより油圧モータ２３の容量が小さくなり、差圧Ｐａ−Ｐｂが大きくなる。
【００４３】
電磁比例減圧弁７１（圧力制御手段）は、コントローラ９０からの入力電流の大きさに応じて、油圧源側パイロット油室５８に作用する圧力を制御する（圧力補償弁５０のセット荷重を制御する）弁である。電磁比例減圧弁７１は、パイロット油圧源７２と油圧源側パイロット油室５８とを接続する油圧源側パイロット流路６８に設けられる。
【００４４】
トルク計８０（トルク検出手段）は、ウインチドラム２１のドラム軸のトルクＴｄを直接的または間接的に検出する装置である。なお、トルク計８０は例えば、ウインチドラム２１のドラム軸、減速機２２の軸、またはブーム１２（図１参照）の先端部等に取り付けられる。
【００４５】
コントローラ９０（制御手段）は、トルク計８０とモータ容量制御装置４０とに接続されるとともに、モータ容量制御装置４０を制御する装置である。図３に示すように、コントローラ９０は、トルク算出手段９１、記憶手段９２、および、動作制御手段９３を備える。
【００４６】
トルク算出手段９１は、図３に示すように、トルク計８０で検出されたドラム軸のトルクＴｄに基づき、油圧モータ２３（図２参照）のモータ出力トルクＴｍを算出する（算出については後述）。なお、モータ出力トルクＴｍと、ドラム軸のトルクＴｄとは、１対１で対応する（相互に変換可能である）。
【００４７】
記憶手段９２は、ウインチドラム２１（図２参照）のドラム軸のトルクＴｄのうち、巻下げ時のハンチング発生トルク領域を予め記憶している。ハンチング発生トルク領域は、制御装置１（図２参照）の設計段階で把握することができる。巻下げ時のハンチング発生トルク領域は、トルクＴｄのうち、コントローラ９０（の動作制御手段９３）を備えない場合にハンチングが発生するトルク領域である（さらなる詳細は後述）。
【００４８】
動作制御手段９３は、図３に示すように、トルク計８０により検出されたドラム軸のトルクＴｄが記憶手段９２に記憶されたハンチング発生トルク領域にある場合（言い換えれば、図５に示すモータ出力トルクＴｍがＴｃ付近にある場合）のみ、モータ容量制御装置４０の電磁比例減圧弁７１（図２参照）を制御する。動作制御手段９３は、図２に示す巻上げ側流路３６から第２ピストン室４１ｂへの作動油の供給を制限するように圧力補償弁５０のセット荷重を制御する。動作制御手段９３（図３参照）による圧力補償弁５０のセット荷重の制御は、電磁比例減圧弁７１を制御して油圧源側パイロット油室５８に作用させる圧力（図２の場合、セットスプリング５５が伸びようとする力の向きに対向する向きに作用させる圧力）を制御することで行う。
【００４９】
（制御装置１の動作）
次に制御装置１の巻下げ時の動作を説明する。なお、巻下げ前の状態では油圧モータ２３（図２参照）の容量が最小容量ｑａ（図４参照）となっているとする。以下、油圧モータ２３（図２参照）にかかる荷重が、軽荷重の場合、所定の荷重の場合、および、所定値以上の荷重の場合について順に説明する。
【００５０】
（軽荷重の場合）
図２に示す油圧モータ２３にかかる荷重が軽荷重の場合、油圧モータ２３の容量は最小容量ｑａ（図４参照）である。以下、カウンタバランス弁３８の動作、および圧力補償弁５０の動作について順に説明する。
【００５１】
カウンタバランス弁３８は次のように動作する。巻下げ操作開始時にはしばらくの間、カウンタバランス弁３８のダンピング性能により、カウンタバランス弁３８のスプールの開度が小さいままになっており、スプールの開度が十分大きくなるまでに時間がかかる。さらに、吊荷１５の負荷に応じて巻上げ側流路３６に発生する保持圧が低く、カウンタバランス弁３８のスプール開口部の前後差圧（巻上げ側流路３６ａと巻上げ側流路３６ｂとの差圧）も小さい。よって、カウンタバランス弁３８を通過する作動油の流量と油圧モータ２３の流量とがバランスする状態に至るまでに時間を要する。その間、巻下げ側流路３１および巻上げ側流路３６の両側で圧力が上昇し、これら両側で高圧状態になる。
【００５２】
圧力補償弁５０は、上述したように、差圧制御型の弁として機能する。よって、巻下げ側流路３１および巻上げ側流路３６の両側（ＰａおよびＰｂ）が高圧状態になっても、これらの差圧Ｐａ−Ｐｂが小さい場合（具体的には圧力Ｐｓ（図４参照）未満の場合）は圧力補償弁５０は動作しない。この場合、圧力補償弁５０は、巻上げ側流路３６から第２ピストン室４１ｂへ作動油を供給（連通）する状態である。この状態では、油圧モータ２３の容量は大容量化しない。よって、油圧モータ２３は最小容量ｑａ（図４参照）、かつ、最高速度で回転する。その結果、ウインチドラム２１の回転速度（巻下げ速度）も最高速度となる。
【００５３】
（所定の荷重の場合）
油圧モータ２３にかかる荷重が所定の荷重の場合（具体的には差圧Ｐａ−Ｐｂが圧力Ｐｓ（図４参照）付近になるとともに、モータ出力トルクＴｍがＴｃ（図５参照）付近となる場合）、そのままでは油圧モータ２３の回転速度が急変してハンチングが生じるところ、このハンチングを抑制するように制御装置１は動作する。以下、カウンタバランス弁３８の動作、圧力補償弁５０の動作、記憶手段９２（図３参照）、および、動作制御手段９３（図３参照）の動作について順に説明する。
【００５４】
カウンタバランス弁３８は次のように動作する。巻下げ操作開始時には、カウンタバランス弁３８はダンピング性能の影響を受ける。しかしながら、上記の軽荷重の場合に比べ、吊荷１５の負荷に応じて巻上げ側流路３６に発生する保持圧が大きい。よって、カウンタバランス弁３８のスプール開口部の前後差圧（巻上げ側流路３６ａと巻上げ側流路３６ｂとの差圧）も大きい。よって、スプール開度が小さくても、カウンタバランス弁３８を通過する作動油の流量と油圧モータ２３の流量とがバランスする状態に至るまでの時間は上記の軽荷重の場合に比べて短い。カウンタバランス弁３８がカウンタバランス状態になると、巻下げ側流路３１の圧力Ｐｂは低圧、巻上げ側流路３６の圧力（保持圧）Ｐａは高圧になる。
【００５５】
圧力補償弁５０は、後述する動作制御手段９３による制御を行わない場合、次のように動作する。差圧Ｐａ−Ｐｂが圧力Ｐｓ（図４参照）に達すると、上述した圧力一定制御を行う（図４および図５において符号Ａ２を付した二点鎖線で示す）。このときのモータ出力トルクＴｍはＴｃであり、図５の符号Ａ３で示す部分のように、モータ出力トルクＴｍがわずかに変化しただけで、油圧モータ２３のモータ回転速度が大きく変化し（回転速度変化ゲインが大きく）ハンチングが発生しやすい。
【００５６】
ここで、記憶手段９２（図３参照）に記憶されている巻下げ時のハンチング発生トルク領域は、ドラム軸のトルクＴｄのうち、図５に示すモータ出力トルクＴｃの近傍に対応するトルクである。モータ出力トルクＴｃは、モータ出力トルクＴｍを零から大きくしていった場合に、油圧モータ２３の回転速度が急変する点（符号Ａ３参照）のモータ出力トルクである。また、モータ出力トルクＴｃは、図４に示す差圧Ｐａ−Ｐｂを零から大きくしていった場合に、差圧Ｐａ−Ｐｂが初めて所定の圧力Ｐｓになるときのモータ出力トルクである。記憶手段９２には、具体的には例えば、ハンチング発生トルク領域（ドラム軸のトルクＴｄの一部の領域）に対応するモータ出力トルクＴｍの領域が次式のように記憶されている。
ａ１×Ｔｃ＜Ｔｍ＜ａ２×Ｔｃ （式１）
ａ１及びａ２は定数であり、具体的にはａ１＝０．９、ａ２＝１．１などの数値を使用する。
【００５７】
油圧モータ２３（図２参照）のモータ出力トルクＴｍは、トルク計８０（図２参照）で検出されたドラム軸のトルクＴｄと、減速機２２の減速比Ｒとを用いて、トルク算出手段９１（図３参照）により次式より算出する。
Ｔｍ＝Ｔｄ／Ｒ （式２）
【００５８】
モータ出力トルクＴｍがハンチング発生トルク領域に対応する領域にある場合、動作制御手段９３（図３参照）は図２に示す電磁比例減圧弁７１を制御し、圧力補償弁５０の油圧源側パイロット油室５８に作用させる圧力を制御し、圧力補償弁５０のセット荷重を小さくする（図４の符号Ａ１を参照）。すなわち、差圧Ｐａ−ＰｂがＰｓ近傍のＰｓ未満の状態で圧力補償弁５０を動作させる。これにより、動作制御手段９３が上記制御をしない場合の油圧モータ２３の容量に比べ、油圧モータ２３の容量が大きくなる。よって、ウインチドラム２１の回転速度は低下するが（図５の符号Ａ１参照）、ハンチングを防止できる。
【００５９】
なお、モータ出力トルクＴｍが（式１）の条件を満たすか否かを判定することに換えて、図３に示すトルク計８０により検出されたドラム軸のトルクＴｄが、記憶手段９２に記憶されたハンチング発生トルク領域（ドラム軸のトルクＴｄの一部の領域）にあるか否かを判定しても良い。この場合、トルク算出手段９１を用いた（式２）の演算を行う必要がない。
【００６０】
（所定値以上の荷重の場合）
油圧モータ２３（図２参照）にかかる荷重が所定値以上の荷重、具体的には、油圧モータ２３の出力トルクがａ２×Ｔｃ以上となる場合、動作制御手段９３（図３参照）は動作しない。したがって、圧力補償弁５０（図２参照）のセット荷重は通常の設定となり、動作制御手段９３（図３参照）が動作する場合に比べウインチドラム２１（図２参照）の回転速度は低下しない。
【００６１】
（本実施形態の制御装置の特徴）
（特徴１−１）
この制御装置１の動作制御手段９３（図３参照）は、図２に示すように、巻上げ側流路３６から第２ピストン室４１ｂへの作動油の供給を制限するように圧力補償弁５０のセット荷重を制御する。この制御により、作動油が供給されることで油圧モータ２３の傾転角を小さくする第２ピストン室４１ｂへの作動油の供給が制限され、油圧モータ２３の容量が大きくなる。よって、ハンチング（制御装置１及び油圧モータ２３の不安定振動）の発生を抑制できる。ただし、この場合、油圧モータ２３の容量を大きくしない場合に比べ、ウインチドラム２１の回転速度は低下する。
また、この制御装置１の動作制御手段９３（図３参照）は、トルク計８０により検出されたウインチドラム２１のドラム軸のトルクがハンチング発生トルク領域にある場合のみモータ容量制御装置４０を上記のように制御する。すなわち、ウインチドラム２１のドラム軸のトルクがハンチング発生トルク領域以外にある場合は、動作制御手段９３（図３参照）は上記の制御を行わない。したがって、ウインチドラム２１のドラム軸のトルクがハンチング発生トルク領域以外にある場合の、ウインチドラム２１の回転速度の低下を抑制できる。その結果、クレーン１０（図１参照）でのクレーン作業の能率の低下を抑制できる。
【００６２】
（特徴２及び３−１）
この制御装置１では、動作制御手段９３（図３参照）による「巻上げ側流路３６から第２ピストン室４１ｂへの作動油の供給を制限するように圧力補償弁５０のセット荷重を制御する」という制御を、次の構成により具体的に実現できる。すなわち、モータ容量制御装置４０は、圧力補償弁５０の油圧源側パイロット油室５８に接続されたパイロット油圧源７２と、油圧源側パイロット流路６８に設けられた電磁比例減圧弁７１と、を備える。そして、動作制御手段９３（図３参照）による圧力補償弁５０のセット荷重の制御は、電磁比例減圧弁７１を制御して油圧源側パイロット油室５８に作用させる圧力を制御することで行われる。
また、この制御装置１では、パイロット油圧源７２を用いて圧力補償弁５０のセット荷重を制御する。ここで、吊荷１５の巻上げ及び巻下げを行うウインチドラム２１を備えたクレーン１０（図１参照）等の作業機械はパイロット油圧源７２を通常は備えている。したがって、圧力補償弁５０のセット荷重を制御するためにパイロット油圧源７２とは別にエネルギー源を設ける必要がある場合に比べ、制御装置１の製造コストを低く抑えることができる。
【００６３】
（第１実施形態の変形例１）
図６に、第１実施形態の変形例１の制御装置１０１を示す。上記実施形態では、圧力制御手段として電磁比例減圧弁７１（図２参照）を用いたが、電磁比例減圧弁７１を電磁切替弁１７１に置換しても良い。
【００６４】
電磁切替弁１７１（圧力制御手段）は、パイロット油圧源７２と油圧源側パイロット油室５８との連通と遮断とを切り替える２位置切替弁である。電磁切替弁１７１を切り替えて油圧源側パイロット油室５８に作用させる圧力を制御することで、圧力補償弁５０のセット荷重の制御が行われる。電磁切替弁１７１は、コントローラ９０の動作制御手段９３（図３参照）からの信号によって切替位置が切り替わる弁であり、切替位置１７１ａと切替位置１７１ｂとを備える。電磁切替弁１７１は、電磁比例減圧弁７１（図２参照）よりも一般に安価である。よって、電磁切替弁１７１を用いた場合は、電磁比例減圧弁７１を用いる場合に比べ、制御装置１０１の製造コストを低く抑えることができる。
【００６５】
切替位置１７１ａは、油圧源側パイロット油室５８とパイロット油圧源７２とを遮断するとともに、油圧源側パイロット油室５８とタンクＴとを連通させる。
切替位置１７１ｂは、油圧源側パイロット油室５８とパイロット油圧源７２とを連通させる。
【００６６】
ハンチング発生トルク領域では制御装置１０１は次のように動作する。動作制御手段９３（図３参照）は、電磁切替弁１７１を切替位置１７１ａから切替位置１７１ｂへ切り替える。この切り替えにより、油圧源側パイロット油室５８に圧力が作用する。これにより、巻上げ側流路３６から第２ピストン室４１ｂへの作動油の供給を制限するように圧力補償弁５０のセット荷重が制御される。
【００６７】
（本変形例の制御装置の特徴（特徴３−２））
この制御装置１０１では、図６に示すように、圧力補償弁５０のセット荷重の制御は、電磁切替弁１７１を切り替えて油圧源側パイロット油室５８に作用させる圧力を制御することで行われる。この構成により、動作制御手段９３による「圧力制御手段を制御して油圧源側パイロット油室５８に作用させる圧力を制御する」という制御を具体的に実現できる。
【００６８】
（第１実施形態の変形例２）
図３に二点鎖線で第１実施形態の変形例２のトルク検出手段２８０（巻層数検出器２８４をのぞく）を示す。上記実施形態では、ドラム軸のトルクＴｄをトルク計８０を用いて検出した。トルク検出手段２８０では、既存のモーメントリミッタ装置を用いてトルクＴｄを演算（推定）する。
【００６９】
図１に示すクレーン１０は、クレーン１０に過負荷がかかることを防止するモーメントリミッタ（図示なし）を備える。モーメントリミッタには、長さ選択手段２８１（図３参照）、角度計２８２（図３及び図１参照）、および荷重計２８３（図３及び図１参照）が接続される（モーメントリミッタ装置は、モーメントリミッタ（本体）に接続されるこれらの構成要素とモーメントリミッタ（本体）とを備える）。
【００７０】
長さ選択手段２８１（図３参照）は、図１に示すクレーン１０のブーム１２の長さＬの一つを選択する。すなわち、ブーム１２の長さとして様々な長さＬがモーメントリミッタに設定されているところ、そのうち一つの長さＬを選択する。
【００７１】
角度計２８２（角度検出手段）は、図３及び図１に示すように、ブーム１２の起伏角度θを検出する装置である。角度計２８２はブーム１２の例えば基端部などに取り付けられる。
【００７２】
荷重計２８３（負荷検出手段）は、ブーム１２にかかる負荷を検出する装置である。荷重計２８３は、具体的には例えばブーム起伏ロープ１７の張力を検出する。
【００７３】
コントローラ９０の演算手段２９４（図３参照）は、ドラム軸のトルクＴｄを演算する。演算手段２９４は、図３に示すように、長さ選択手段２８１で選択されたブーム１２（図１参照）の長さと、角度計２８２で検出されたブーム１２の角度と、荷重計２８３で検出されたブーム１２にかかる負荷と、を用いてドラム軸のトルクＴｄを演算する。なお、図３では、演算手段２９４はコントローラ９０の外部に設けているが、演算手段２９４をコントローラ９０の内部に設けても良く、また、演算手段２９４をモーメントリミッタ（本体）の内部に設けても良い。
【００７４】
この演算手段は、具体的には例えば次式からドラム軸のトルクＴｄを算出する。
Ｔｄ＝Ｆ・Ｒ３・Ｒ１（Ｌ，θ）／Ｒ２（Ｌ，θ） （式３）
ここで、Ｒ３はウインチドラム２１（図２参照）のロープ巻き取り半径であり、演算手段２９４内であらかじめ設定しておく。Ｒ１は、図１に示すブーム１２の支点（基端部）からブーム起伏ロープ１７までの距離である。Ｒ１は、ブーム１２の長さＬとブーム１２の起伏角度θとの関数であり、関係式を演算手段２９４（図３参照）内で設定しておく。Ｒ２は、ブーム１２の支点から吊荷１５までの距離（水平方向の距離）である。Ｒ２は、ブーム１２の長さＬとブーム１２の起伏角度θとの関数であり、関係式を演算手段２９４（図３参照）内で設定しておく。
【００７５】
（本変形例の制御装置の特徴（特徴５））
この制御装置１（１０１）は、図３に示すトルク検出手段２８０及び演算手段２９４により、ドラム軸のトルクＴｄを演算するので、ドラム軸のトルクＴｄを検出するトルク計８０（図２参照）等の検出器を設ける必要がない。さらに、吊荷１５の巻上げ及び巻下げを行うクレーン１０が通常備えている既存のモーメントリミッタ装置は、トルク検出手段２８０が備える長さ選択手段２８１と、角度計２８２と、荷重計２８３とを備えている。よって、ドラム軸のトルクＴｄを検出する装置を既存のモーメントリミッタ装置とは別に設ける必要がある場合に比べ、制御装置１（１０１）の製造コストを低く抑えることができる。
【００７６】
（第１実施形態の変形例３）
第１実施形態の変形例２では、（式３）のウインチドラム２１（図２参照）のロープ巻き取り半径Ｒ３は演算手段２９４（図３参照）内であらかじめ設定されたが、ウインチドラム２１におけるロープの巻層数を巻層数検出器２８４（図１及び図３参照）で検出しても良い。
【００７７】
巻層数検出器２８４（巻層数検出手段）は、図１に示すウインチドラム２１に巻かれたロープの巻層数を検出する装置である。検出した巻層数の信号は、図３に示す演算手段２９４に入力される。そして、検出した巻層数に応じて（式３）のロープ巻き取り半径Ｒ３を設定する。
【００７８】
（本変形例の制御装置の特徴（特徴６））
この制御装置１（１０１）では、巻層数検出器２８４（図３参照）により検出されたロープ１４（図１参照）の巻層数を、ドラム軸のトルクＴｄの演算に用いるので、図１に示すロープ１４の巻層数をドラム軸のトルクＴｄの演算に用いない場合に比べ、ロープ１４の巻層数が変化したときでも精度良くウインチドラム２１のドラム軸のトルクＴｄを演算できる。
【００７９】
（第２実施形態）
図７に第２実施形態の制御装置３０１を示す。第１実施形態では圧力制御手段（図２に示す電磁比例減圧弁７１、または、図６に示す電磁切替弁１７１）を用いて、ハンチング発生トルク領域のときにのみ圧力補償弁５０（図２または図６参照）のセット荷重を制御した。図７に示す制御装置３０１では、巻下げ側パイロット流路６６に圧力補償方式切替弁３７１（切替弁）が設けられ、ハンチング発生トルク領域のときにのみ圧力補償弁５０を絶対圧制御型として機能させ、ハンチング発生トルク領域以外のときには圧力補償弁５０を差圧制御型として機能させる。
【００８０】
圧力補償方式切替弁３７１（切替弁）は、図７に示すように、圧力補償弁５０の制御方法を差圧制御型と絶対圧制御型との間で切り替える２位置切替弁である。圧力補償方式切替弁３７１は、圧力補償弁５０の巻下げ側パイロット油室５６と巻下げ側流路３１とを接続する巻下げ側パイロット流路６６に設けられる。圧力補償方式切替弁３７１は、コントローラ９０の信号によって切替位置が切り替わる弁であり、第１切替位置３７１ａと、第２切替位置３７１ｂとを備える。
【００８１】
第１切替位置３７１ａは、差圧制御型で圧力補償弁５０を機能させる切替位置であり、巻下げ側パイロット油室５６と巻下げ側流路３１とを連通させる切替位置である。
第２切替位置３７１ｂは、絶対圧制御型で圧力補償弁５０を機能させる切替位置であり、巻下げ側パイロット油室５６と巻下げ側流路３１とを遮断するとともに、巻下げ側パイロット油室５６とタンクＴとを連通させる切替位置である。
【００８２】
油圧モータ２３のモータ出力トルクＴｍがハンチング発生トルク領域に対応する領域のときは動作制御手段９３（図３参照）は、圧力補償方式切替弁３７１を第２切替位置３７１ｂに切り替える。これにより、圧力補償弁５０が絶対圧制御型の弁として機能することになる。すなわち、巻上げ側流路３６の圧力とタンクＴとの差圧に応じて圧力補償弁５０が動作する。
なお、油圧モータ２３のモータ出力トルクＴｍがハンチング発生トルク領域に対応する領域以外のときは圧力補償方式切替弁３７１は第１切替位置となる。これにより、圧力補償弁５０は差圧制御型の弁として機能する。
【００８３】
（本実施形態の制御装置の特徴）
（特徴１−２）
この制御装置３０１の動作制御手段９３（図３参照）は、図７に示すように、圧力補償弁５０の巻下げ側パイロット油室５６と巻下げ側流路３１とを遮断するとともに巻下げ側パイロット油室５６とタンクＴとを連通させるように制御する。この制御により、圧力補償弁５０は巻上げ側流路３６のみの圧力（巻上げ側流路３６とタンクＴとの差圧）に応じて作動する、すなわち圧力補償弁５０は絶対圧制御型として作動する。よって、ハンチング（制御装置３０１及び油圧モータ２３の不安定振動）の発生を抑制できる。ただし、この場合、圧力補償弁５０が差圧制御型として作動する場合に比べ、ウインチドラム２１の回転速度のレバー追従性（オペレータのレバー操作に対する追従性）は低下する。
また、制御装置３０１の動作制御手段９３（図３参照）は、トルク計８０により検出されたウインチドラム２１のドラム軸のトルクＴｄがハンチング発生トルク領域にある場合のみモータ容量制御装置４０を上記のように制御する。すなわち、ドラム軸のトルクＴｄがハンチング発生トルク領域以外にある場合は、動作制御手段９３は上記の制御を行わない。したがって、ドラム軸のトルクＴｄがハンチング発生トルク領域以外にある場合の、ウインチドラム２１の回転速度のレバー追従性の低下を抑制できる。その結果、クレーン１０（図１参照）の作業能率の低下を抑制できる。
【００８４】
（特徴４）
この制御装置３０１では、動作制御手段９３による「巻下げ側パイロット油室５６と巻下げ側流路３１とを遮断するとともに巻下げ側パイロット油室５６とタンクＴとを連通させるように制御する」という制御を次の構成により具体的に実現できる。すなわち、モータ容量制御装置４０は、巻下げ側パイロット流路６６に設けられた圧力補償方式切替弁３７１を備える。圧力補償方式切替弁３７１は、巻下げ側パイロット油室５６と巻下げ側流路３１とを連通させる第１切替位置３７１ａと、巻下げ側パイロット油室５６と巻下げ側流路３１とを遮断するとともに、巻下げ側パイロット油室５６とタンクＴとを連通させる第２切替位置３７１ｂと、を備える。そして、動作制御手段９３（図３参照）によるモータ容量制御装置４０の制御は、圧力補償方式切替弁３７１を第２切替位置３７１ｂに切り替えることで行われる。
【００８５】
（第２実施形態の変形例１）
油圧モータ２３（図７参照）のモータ出力トルクＴｍを既存のモーメントリミッタ装置を用いて演算しても良い。すなわち、第２実施形態と、第１実施形態の変形例２とを組み合わせて実施しても良い。
【００８６】
（第２実施形態の変形例２）
巻層数検出器２８４（図３参照）で、図７に示すウインチドラム２１に巻かれたロープ１４の巻層数を検出し、検出されたロープ１４の巻層数を演算手段２９４（図３参照）でのドラム軸のトルクＴｄの演算に用いても良い。すなわち、第２実施形態と、第１実施形態の変形例３とを組み合わせて実施しても良い。
【００８７】
（その他の変形例）
上述した実施形態の制御装置１（１０１、３０１）等は様々に変形できる。
例えば、図１に示すガントリ１６はマストでも良い。この場合、マスト先端とブーム１２先端とがガイラインでつながれる。この場合は例えば、このガイラインの張力を検出することでブーム１２にかかる負荷を検出する。
また例えば、ブーム１２は伸縮ブームでも良い。この場合は例えば、伸縮ブームを起伏させる起伏シリンダにかかる負荷を検出することでブーム１２にかかる負荷を検出する。また、伸縮ブームの長さを検出し、検出されたブームの長さを用いて、長さ選択手段２８１による長さの選択を行っても良い。
【００８８】
また例えば、第１実施形態では、圧力制御手段（図２に示す電磁比例減圧弁７１または図６に示す電磁切替弁１７１）で圧力補償弁５０のセット荷重を制御したが、例えば電磁力など油圧以外の荷重により圧力補償弁５０のセット荷重を制御しても良い。
【００８９】
また例えば、第１実施形態では、図２及び図６に示すように、油圧源側パイロット油室５８に圧力をかけることで圧力補償弁５０のセット荷重を制御したが、セット荷重の具体的な制御方法は様々に変形できる。例えば、巻上げ側パイロット油室５７と同じ側にセットスプリング５５を配置し、巻下げ側パイロット油室５６と同じ側に油圧源側パイロット油室５８を配置し、油圧源側パイロット油室５８に予めかけておいた圧力を減らすことで圧力補償弁５０のセット荷重を制御しても良い。
【００９０】
また例えば、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせて実施しても良い。すなわち、図２に示す電磁比例減圧弁７１または図６に示す電磁切替弁１７１を備えるとともに、図７に示す圧力補償方式切替弁３７１を備えるように、制御装置１または１０１と制御装置３０１とを組み合わせても良い。この場合の制御装置は、上記の（特徴１−１）と（特徴１−２）とを備える。
【符号の説明】
【００９１】
１ 制御装置
１４ ロープ
１５ 吊荷
２１ ウインチドラム
２３ 油圧モータ（可変容量型油圧モータ）
３１ 巻下げ側流路
３２、３７ 作動油供給源
３６ 巻上げ側流路
４０ モータ容量制御装置
４１ 油圧式ピストン
４１ａ 第１ピストン室
４１ｂ 第２ピストン室
５０ 圧力補償弁
５６ 巻下げ側パイロット油室
５７ 巻上げ側パイロット油室
５８ 油圧源側パイロット油室
６６ 巻下げ側パイロット流路
７１ 電磁比例減圧弁（圧力制御手段）
７２ パイロット油圧源
８０ トルク計（トルク検出手段）
９０ コントローラ（制御手段）
９２ 記憶手段
９３ 動作制御手段
１７１ 電磁切替弁（圧力制御手段）
２８０ トルク検出手段
２８１ 長さ選択手段
２８２ 角度計（角度検出手段）
２８３ 荷重計（負荷検出手段）
２８４ 巻層数検出器（巻層数検出手段）
３７１ 圧力補償方式切替弁（切替弁）
３７１ａ 第１切替位置
３７１ｂ 第２切替位置
Ｔ タンク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吊荷の巻上げ及び巻下げを行うウインチドラムを駆動する可変容量型油圧モータの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８に従来の可変容量型油圧モータの制御装置４０１を示す。制御装置４０１は、吊荷の巻上げ及び巻下げを行うウインチドラム２１を備えたクレーン等の建設機械に用いられる。ウインチドラム２１は、減速機２２を介して可変容量型の油圧モータ２３により駆動される。油圧モータ２３は、巻下げ側流路３１及び巻上げ側流路３６に接続される。そして、これらの流路を介して作動油供給源３２及び３７から作動油が供給され油圧モータ２３が駆動する。油圧モータ２３は、モータ容量制御装置４４０により負荷に応じて容量が制御される。モータ容量制御装置４４０は、油圧モータ２３の傾転角を調整する油圧式ピストン４１と、油圧式ピストン４１への作動油の供給を制御する圧力補償弁５０とを備える。
【０００３】
モータ容量制御装置４４０は次のように動作する。ウインチドラム２１で吊荷の巻上げ及び巻下げを行うと、油圧モータ２３に負荷が掛かる。油圧モータ２３の入口と出口との差圧（巻上げ側流路３６側の圧力Ｐａと巻下げ側流路３１側の圧力Ｐｂとの差圧Ｐａ−Ｐｂ）が所定値に達すると、モータ容量制御装置４４０は差圧Ｐａ−Ｐｂが所定値を超えないように制御する（圧力一定制御という）。圧力一定制御では、油圧モータ２３の出力トルクと、油圧モータ２３にかかる負荷トルクとがバランスするように、油圧モータ２３の容量が制御される。
【０００４】
ここで、油圧モータ２３の容量を変化させると、油圧モータ２３の回転速度が変動する。油圧モータ２３の回転速度が変動すると、吊荷が揺れたりして、油圧モータ２３にかかる負荷トルクが変動する。この負荷トルクの変動に対し、油圧モータ２３の負荷トルクと出力トルクとが再度バランスするようにモータ容量制御装置４４０は動作する。このように、油圧モータ２３やモータ容量制御装置４４０の動作が安定せず、ハンチング（不安定振動）が生じる場合がある。ハンチングが発生した場合、制御装置４０１を備えたクレーン等の建設機械のアタッチメント（ブーム）に振動が伝わり、作業が危険になる。
【０００５】
さらに、圧力補償弁５０が巻上げ側流路３６と巻下げ側流路３１との差圧Ｐａ−Ｐｂに応じて動作するとき（差圧制御型のとき）は、一方のみの流路の圧力に応じて動作するとき（絶対圧制御型のとき）に比べ、回路全体が不安定になりやすく、ハンチングが発生しやすい。
【０００６】
特許文献１には、油圧モータの容量が制限容量より小さい場合に、油圧モータの容量を強制的に増やすことでハンチングを防止する制御装置が記載されている。さらに詳しくは、油圧モータに必要なトルクを確保するために、油圧モータの制限容量（容量の下限値）を設定する。油圧モータの容量が制限容量より小さくなった場合には、油圧モータの容量を電気的な制御により制限容量に置き換える（強制的に容量を増やす）ことで、ハンチングを防止する。
【０００７】
特許文献２には、油圧モータの前後差圧（Ｐａ−Ｐｂ）が所定値のときに、圧力補償弁（５０）を差圧制御型から絶対圧制御型に切り替えることでハンチングを防止する制御装置が記載されている。さらに詳しくは、圧力補償弁の巻下げ側パイロット流路（６６）に、巻下げ側パイロット流路（６６）の連通と遮断とを切り替える圧力補償方式切替弁が設けられる。そして、巻下げ操作されているときに、油圧モータの前後差圧（Ｐａ−Ｐｂ）が圧力補償弁（５０）の設定値以下の所定の圧力（圧力一定制御の設定圧力Ｐｓ（図４参照）以下の所定圧）に達すると圧力補償方式切替弁を切り替える。これにより、巻下げ側パイロット流路（６６）を遮断し、かつ、圧力補償弁（５０）の巻下げ側パイロット油室（５６）とタンクとを連通させる。このようにして、圧力補償弁（５０）を差圧制御型から絶対圧制御型に切り替え、油圧回路の安定性を確保してハンチングを防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１１４４８８号公報（段落００１４〜００１５等）
【特許文献２】特開２００８−８２４８８号公報（図１等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の技術には次の問題がある。この技術では、ウインチドラム（２１）のドラム軸のトルクがハンチングの発生のおそれがないトルク領域でも、油圧モータ（２３）の容量が制限容量より小さくなりさえすれば、油圧モータ（２３）の容量が強制的に増やされる。このように油圧モータ（２３）の容量を増やした場合、増やさない場合に比べウインチドラムの回転速度が低下する。
【００１０】
特許文献２に記載の技術には次の問題がある。油圧モータ（２３）の前後差圧（Ｐａ−Ｐｂ）が、圧力一定制御を行う圧力（Ｐｓ（図５参照））以下の所定圧に達すると、圧力補償弁（５０）は差圧制御型から絶対圧制御型に切り替わる。そして、圧力一定制御範囲内では（差圧（Ｐａ−Ｐｂ）がＰｓのときは）、圧力補償弁（５０）は常に絶対圧制御型となる。すると、回路全体の安定性は向上するが、ウインチドラムの回転速度のレバー追従性が悪くなる（オペレータのレバー操作に応じてウインチドラムの回転速度が変化（追従）するところ、この追従性が悪くなる）。
【００１１】
そこで本発明は、吊荷の巻下げ時のハンチングの発生を抑制するとともに、ウインチ速度の悪化またはウインチ速度のレバー追従性の悪化を抑制できる可変容量型油圧モータの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１２】
第１の発明に係る可変容量型油圧モータの制御装置は、吊荷の巻上げ及び巻下げを行うウインチドラムを駆動する可変容量型油圧モータの制御装置である。可変容量型油圧モータの制御装置は、前記可変容量型油圧モータと作動油供給源とを接続する巻上げ側流路と、前記可変容量型油圧モータと作動油供給源とを接続する巻下げ側流路と、前記巻上げ側流路と前記巻下げ側流路とに接続されるとともに前記可変容量型油圧モータの容量を制御するモータ容量制御装置と、前記ウインチドラムのドラム軸のトルクを検出するトルク検出手段と、前記トルク検出手段および前記モータ容量制御装置に接続された制御手段と、を備える。前記モータ容量制御装置は、前記巻上げ側流路と前記巻下げ側流路との差圧が所定値を超えないように制御する装置である。前記モータ容量制御装置は、作動油が供給されることで前記可変容量型油圧モータの傾転角を大きくする第１ピストン室、および、作動油が供給されることで当該可変容量型油圧モータの傾転角を小さくする第２ピストン室を備えた油圧式ピストンを備える。前記モータ容量制御装置は圧力補償弁を備える。圧力補償弁は、前記巻上げ側流路に接続された巻上げ側パイロット油室と、前記巻下げ側流路に接続された巻下げ側パイロット油室と、を備えるとともに、当該巻上げ側流路から前記第２ピストン室への作動油の供給をセット荷重に基づいて制御する。前記制御手段は、前記ウインチドラムのドラム軸のトルクのうち、巻下げ時のハンチング発生トルク領域が予め記憶された記憶手段と、前記トルク検出手段により検出された前記ドラム軸のトルクが前記ハンチング発生トルク領域にある場合のみ前記モータ容量制御装置を制御する動作制御手段と、を備える。前記動作制御手段は、前記巻上げ側流路から前記第２ピストン室への作動油の供給を制限するように前記圧力補償弁のセット荷重を制御する、または、前記巻下げ側パイロット油室と前記巻下げ側流路とを遮断するとともに当該巻下げ側パイロット油室とタンクとを連通させるように制御する。
前記ハンチング発生トルク領域とは、前記ウインチドラムのドラム軸のトルクのうち、前記動作制御手段を備えない場合にハンチングが発生するトルク領域である。
【００１３】
この可変容量型油圧モータの制御装置の動作制御手段は、巻上げ側流路から第２ピストン室への作動油の供給を制限するように圧力補償弁のセット荷重を制御する場合がある。この場合、作動油が供給されることで可変容量型油圧モータの傾転角を小さくする第２ピストン室への作動油の供給が制限され、可変容量型油圧モータの容量が大きくなる。よって、ハンチングの発生を抑制できる。ただし、この場合、可変容量型油圧モータの容量を大きくしない場合に比べ、ウインチドラムの回転速度は低下する。
また、この可変容量型油圧モータの制御装置の動作制御手段は、圧力補償弁の巻下げ側パイロット油室と巻下げ側流路とを遮断するとともに巻下げ側パイロット油室とタンクとを連通させるように制御する場合がある。この場合、圧力補償弁は巻上げ側流路のみの圧力に応じて作動する、すなわち絶対圧制御型として作動する。よって、ハンチングの発生を抑制できる。ただし、この場合、圧力補償弁が差圧制御型として作動する場合に比べ、ウインチドラムの回転速度のレバー追従性は低下する。
また、この可変容量型油圧モータの制御装置の動作制御手段は、トルク検出手段により検出されたドラム軸のトルクがハンチング発生トルク領域にある場合のみモータ容量制御装置を上記のように制御する。すなわち、ドラム軸のトルクがハンチング発生トルク領域以外にある場合は、動作制御手段は上記の制御を行わない。したがって、ドラム軸のトルクがハンチング発生トルク領域以外にある場合のウインチドラムの回転速度や同回転速度のレバー追従性の低下を抑制できる。その結果、作業能率の低下を抑制できる。
【００１４】
第２の発明に係る可変容量型油圧モータの制御装置の前記モータ容量制御装置は、前記圧力補償弁の油圧源側パイロット油室に接続されたパイロット油圧源と、前記パイロット油圧源と前記油圧源側パイロット油室とを接続する流路に設けられた圧力制御手段と、を備える。前記動作制御手段による前記圧力補償弁のセット荷重の制御は、前記圧力制御手段を制御して前記油圧源側パイロット油室に作用させる圧力を制御することで行われる。
【００１５】
この可変容量型油圧モータの制御装置では、第１の発明の動作制御手段による「巻上げ側流路から第２ピストン室への作動油の供給を制限するように圧力補償弁のセット荷重を制御する」という制御を上記の構成により具体的に実現できる。
また、この可変容量型油圧モータの制御装置では、パイロット油圧源を用いて圧力補償弁のセット荷重を制御する。ここで、吊荷の巻上げ及び巻下げを行うウインチドラムを備えた作業機械はパイロット油圧源を通常は備えている。したがって、圧力補償弁のセット荷重を制御するためにパイロット油圧源とは別にエネルギー源を設ける必要がある場合に比べ、制御装置の製造コストを低く抑えることができる。
【００１６】
第３の発明に係る可変容量型油圧モータの制御装置の前記圧力制御手段は、電磁比例減圧弁または電磁切替弁を備える。前記動作制御手段による前記圧力補償弁のセット荷重の制御は、前記電磁比例減圧弁を制御して前記油圧源側パイロット油室に作用させる圧力を制御することで行われる、または、前記電磁切替弁を切り替えて前記油圧源側パイロット油室に作用させる圧力を制御することで行われる。
【００１７】
この可変容量型油圧モータの制御装置では、第２の発明の動作制御手段による「圧力制御手段を制御して油圧源側パイロット油室に作用させる圧力を制御する」という制御を上記の構成により具体的に実現できる。
【００１８】
第４の発明に係る可変容量型油圧モータの制御装置の前記モータ容量制御装置は、前記圧力補償弁の前記巻下げ側パイロット油室と前記巻下げ側流路とを接続する巻下げ側パイロット流路に設けられた切替弁を備える。前記切替弁は、前記巻下げ側パイロット油室と前記巻下げ側流路とを連通させる第１切替位置と、前記巻下げ側パイロット油室と前記巻下げ側流路とを遮断するとともに、前記巻下げ側パイロット油室とタンクとを連通させる第２切替位置と、を備える。前記動作制御手段による前記モータ容量制御装置の制御は、前記切替弁を前記第２切替位置に切り替えることで行われる。
【００１９】
この可変容量型油圧モータの制御装置では、第１の発明の動作制御手段による「巻下げ側パイロット油室と巻下げ側流路とを遮断するとともに巻下げ側パイロット油室とタンクとを連通させるように制御する」という制御を上記の構成により具体的に実現できる。
【００２０】
第５の発明に係る可変容量型油圧モータの制御装置の前記トルク検出手段は、ブームの長さの一つを選択する長さ選択手段と、前記ブームの起伏角度を検出する角度検出手段と、前記ブームにかかる負荷を検出する負荷検出手段と、を備える。前記ドラム軸のトルクは、前記長さ選択手段で選択された前記ブームの長さと、前記角度検出手段で検出された当該ブームの角度と、前記負荷検出手段で検出された当該ブームにかかる負荷と、を用いて演算される。
【００２１】
この可変容量型油圧モータの制御装置は、上記の構成によりドラム軸のトルクを演算するので、ドラム軸のトルクを検出する検出器を設ける必要がない。さらに、吊荷の巻上げ及び巻下げを行う作業機械が通常備えている既存のモーメントリミッタ装置は、トルク検出手段が備える長さ選択手段と、角度検出手段と、負荷検出手段とを備えている。よって、トルクを検出する装置を既存のモーメントリミッタ装置とは別に設ける必要がある場合に比べ、制御装置の製造コストを低く抑えることができる。
【００２２】
第６の発明に係る可変容量型油圧モータの制御装置は、前記ウインチドラムに巻かれたロープの巻層数を検出する巻層数検出手段を備える。前記巻層数検出手段により検出された前記ロープの巻層数を、第５の発明の前記ドラム軸のトルクの演算に用いる。
【００２３】
この可変容量型油圧モータの制御装置では、ウインチドラムに巻かれたロープの巻層数をドラム軸のトルクの演算に用いない場合に比べ、巻層数が変化したときでも精度良くドラム軸のトルクを演算できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】制御装置を備えたクレーンを示す図である。
【図２】制御装置の全体およびその周辺部を示す図である。
【図３】図２に示すコントローラ９０およびその周辺部を示す図である。
【図４】図２に示す油圧モータ２３の前後差圧とモータ容量との関係を示すグラフである。
【図５】図２に示す油圧モータ２３のモータ出力トルクとモータ回転速度との関係を示すグラフである。
【図６】第１実施形態の変形例１の図２相当図である。
【図７】第２実施形態の図２相当図である。
【図８】従来技術の図２相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（第１実施形態）
図１〜図５を参照して第１実施形態に係る制御装置１およびその周辺について説明する。制御装置およびその周辺の構成を説明した後、制御装置の動作について説明する。
【００２６】
（制御装置およびその周辺の構成）
クレーン１０は、図１に示すように、吊荷１５の巻上げ及び巻下げを行う建設機械（作業機械）である。クレーン１０は主に、旋回体１１と、旋回体１１に取り付けられたブーム１２（作業腕、アタッチメント）と、旋回体１１に取り付けられたガントリ１６とを備える。
【００２７】
ブーム１２は、ロープ１４を介して吊荷１５を吊り下げるとともに、旋回体１１に対して起伏する部材であり、例えばラチスブームである。ブーム１２の先端部にはシーブ１３が取り付けられ、ウインチドラム２１で巻上げ及び巻下げされるロープ１４がかけられる。
【００２８】
ガントリ１６は、ブーム１２を起伏させる部材である。ガントリ１６の先端部とブーム１２の先端部とがブーム起伏ロープ１７でつながれ、ブーム起伏ロープ１７を図示しないウインチで巻込み及び巻出しすることでブーム１２が起伏する。
【００２９】
ウインチドラム２１は、ロープ１４を介して吊荷１５の巻上げ及び巻下げを行う装置である。ウインチドラム２１のドラム軸にはトルク計８０（後述）が取り付けられる。図２に示すように、ウインチドラム２１は、油圧モータ２３により駆動される。
【００３０】
油圧モータ２３（可変容量型油圧モータ）は、図２に示すように、減速機２２を介してウインチドラム２１を駆動する可変容量型のモータである。油圧モータ２３は、斜板の傾転角を変える方式の斜板型アキシャルピストンモータであり、斜板の傾転角が変わると油圧モータ２３のピストンストロークが変わり、油圧モータ２３の容量（モータ吸収量、１回転あたりの必要油量）が変更されるように構成されている。油圧モータ２３の動作は、制御装置１で制御される。
【００３１】
制御装置１は、油圧モータ２３に組み合わされるとともに油圧モータ２３を制御する装置である。制御装置１は、油圧モータ２３に接続された巻下げ側流路３１および巻上げ側流路３６、油圧モータ２３の容量を制御するモータ容量制御装置４０、ウインチドラム２１のドラム軸のトルクＴｄを検出するトルク計８０、および、トルク計８０とモータ容量制御装置４０とに接続されたコントローラ９０（制御手段）を備える。
【００３２】
巻下げ側流路３１及び巻上げ側流路３６は、油圧モータ２３に作動油を供給する流路である。巻下げ側流路３１は、油圧モータ２３と作動油供給源３２（具体的には油圧ポンプ等）とを接続する。巻上げ側流路３６は、油圧モータ２３と作動油供給源３７とを接続する。これらにより、巻上げ側流路３６の圧力Ｐａの作動油、および、巻下げ側流路３１の圧力Ｐｂの作動油が油圧モータ２３に切り換え供給される。また、巻上げ側流路３６にはカウンタバランス弁３８が設けられる。なお、巻上げ側流路３６のうち、カウンタバランス弁３８と油圧モータ２３との間を巻上げ側流路３６ａ、カウンタバランス弁３８と作動油供給源３７との間を巻上げ側流路３６ｂとする。
【００３３】
カウンタバランス弁３８は、巻下げ側流路３１の圧力が所定値以上になったときに、巻上げ側流路３６ａから３６ｂへ作動油を流す弁であり、具体的にはスプール弁である。
【００３４】
モータ容量制御装置４０は、巻上げ側流路３６と巻下げ側流路３１とに接続されるとともに、油圧モータ２３の容量を制御する装置である。モータ容量制御装置４０は、巻上げ側流路３６と巻下げ側流路３１との差圧Ｐａ−Ｐｂが所定値を超えないように制御する装置である。モータ容量制御装置４０は、油圧モータ２３の傾転角を変える油圧式ピストン４１及びスプール弁４５と、巻上げ側流路３６からスプール弁４５を介して油圧式ピストン４１へ作動油を供給する圧力補償弁５０と、圧力補償弁５０に接続（「接続」には流路を介した接続を含む。以下同様）された電磁比例減圧弁７１とを備える。
【００３５】
油圧式ピストン４１は、フィードバックレバー４２を介して油圧モータ２３の傾転角を変える部材である。油圧式ピストン４１は、第１ピストンが配置された第１ピストン室４１ａと、第２ピストンが配置されるとともに第１ピストン室４１ａに対向して配置された第２ピストン室４１ｂとを備える。なお、第１ピストンと第２ピストンとは一体的に結合される。
【００３６】
第１ピストン室４１ａは、作動油が供給されることで油圧モータ２３の傾転角を大きくする、すなわち油圧モータ２３の容量を大きくする部分である。第１ピストン室４１ａは、巻上げ側流路３６に接続（連通）される。
【００３７】
第２ピストン室４１ｂは、作動油が供給されることで油圧モータ２３の傾転角を小さくする、すなわち油圧モータ２３の容量を小さくする部分である。第２ピストン室４１ｂは、圧力補償弁５０とスプール弁４５とを介して巻上げ側流路３６に接続される。
【００３８】
そして、第２ピストン室４１ｂに設けられた第２ピストンの受圧部は、第１ピストン室４１ａに設けられた第１ピストンの受圧部よりも受圧面積が大きく設定されている。これにより、第１ピストン室４１ａと第２ピストン室４１ｂとに同圧の作動油が作用する場合、第２ピストン室４１ｂから第１ピストン室４１ａへ向かう向きに第１ピストン及び第２ピストンが押され、油圧モータ２３の傾転角が小さくなる。
【００３９】
スプール弁４５は、フィードバックレバー４２を介して油圧モータ２３の傾転角を変える部材であり、圧力補償弁５０のアクチュエータポート５２と第２ピストン室４１ｂとを接続する流路に設けられる。スプール弁４５のパイロット油室には、オペレータの操作で任意に設定された入力パイロット圧Ｐｉが（例えば図示しない圧力発生源から）作用する。そして、入力パイロット圧Ｐｉを変化させることで、油圧モータ２３の傾転角が変化する。なお、後述する巻下げ時には、スプール弁４５は、圧力補償弁５０のアクチュエータポート５２と第２ピストン室４１ｂとを連通させる状態に設定される。
【００４０】
圧力補償弁５０は、油圧式ピストン４１と共に機能することで油圧モータ２３の容量を制御する弁である。さらに詳しくは、圧力補償弁５０は、巻上げ側流路３６から第２ピストン室４１ｂへの作動油の供給をセット荷重に基づいて制御する。圧力補償弁５０は、油圧モータ２３の入口出口の差圧Ｐａ−Ｐｂが所定の圧力Ｐｓ（図４参照）に達すると、差圧Ｐａ−Ｐｂが所定値を超えないように通常は制御する（圧力一定制御を行う）。
【００４１】
この圧力補償弁５０は、次のように構成および接続される。ポンプポート５１は、巻上げ側流路３６に接続（連通）される。アクチュエータポート５２は、スプール弁４５を介して第２ピストン室４１ｂに接続される。タンクポート５３はタンクＴに接続される。セットスプリング５５は、圧力補償弁５０のセット荷重を設定する。セットスプリング５５と同じ側に設けられた巻下げ側パイロット油室５６は、巻下げ側パイロット流路６６を介して巻下げ側流路３１に接続される。巻下げ側パイロット油室５６と反対側に設けられた巻上げ側パイロット油室５７は、巻上げ側パイロット流路６７を介して巻上げ側流路３６に接続される。また、巻上げ側パイロット油室５７と同じ側に設けられた油圧源側パイロット油室５８は、油圧源側パイロット流路６８を介してパイロット油圧源７２と接続される。
【００４２】
この圧力補償弁５０は、通常は次のように動作する（通常以外の動作は後述する）。巻上げ側パイロット油室５７に作用する圧力Ｐａと、巻下げ側パイロット油室５６に作用する圧力Ｐｂとの差圧Ｐａ−Ｐｂに応じて圧力補償弁５０が動作する。すなわち、圧力補償弁５０は差圧制御型の弁として通常は機能する。
差圧Ｐａ−Ｐｂが所定値未満の場合、ポンプポート５１とアクチュエータポート５２とが連通し、巻上げ側流路３６の作動油は第２ピストン室４１ｂへ供給される。これにより油圧モータ２３の容量は最小容量ｑａ（図４参照）となる。
差圧Ｐａ−Ｐｂが所定の圧力Ｐｓ（図４参照）の場合、圧力一定制御を行う。すなわち、差圧Ｐａ−Ｐｂが大きくなろうとすると、巻上げ側流路３６から第２ピストン室４１ｂへの作動油の供給を制限させる、または、アクチュエータポート５２をタンクＴと連通させる。これにより油圧モータ２３の容量が大きくなり、差圧Ｐａ−Ｐｂが小さくなる。一方で、差圧Ｐａ−Ｐｂが小さくなろうとすると、巻上げ側流路３６から第２ピストン室４１ｂへ作動油がより供給される。これにより油圧モータ２３の容量が小さくなり、差圧Ｐａ−Ｐｂが大きくなる。
【００４３】
電磁比例減圧弁７１（圧力制御手段）は、コントローラ９０からの入力電流の大きさに応じて、油圧源側パイロット油室５８に作用する圧力を制御する（圧力補償弁５０のセット荷重を制御する）弁である。電磁比例減圧弁７１は、パイロット油圧源７２と油圧源側パイロット油室５８とを接続する油圧源側パイロット流路６８に設けられる。
【００４４】
トルク計８０（トルク検出手段）は、ウインチドラム２１のドラム軸のトルクＴｄを直接的または間接的に検出する装置である。なお、トルク計８０は例えば、ウインチドラム２１のドラム軸、減速機２２の軸、またはブーム１２（図１参照）の先端部等に取り付けられる。
【００４５】
コントローラ９０（制御手段）は、トルク計８０とモータ容量制御装置４０とに接続されるとともに、モータ容量制御装置４０を制御する装置である。図３に示すように、コントローラ９０は、トルク算出手段９１、記憶手段９２、および、動作制御手段９３を備える。
【００４６】
トルク算出手段９１は、図３に示すように、トルク計８０で検出されたドラム軸のトルクＴｄに基づき、油圧モータ２３（図２参照）のモータ出力トルクＴｍを算出する（算出については後述）。なお、モータ出力トルクＴｍと、ドラム軸のトルクＴｄとは、１対１で対応する（相互に変換可能である）。
【００４７】
記憶手段９２は、ウインチドラム２１（図２参照）のドラム軸のトルクＴｄのうち、巻下げ時のハンチング発生トルク領域を予め記憶している。ハンチング発生トルク領域は、制御装置１（図２参照）の設計段階で把握することができる。巻下げ時のハンチング発生トルク領域は、トルクＴｄのうち、コントローラ９０（の動作制御手段９３）を備えない場合にハンチングが発生するトルク領域である（さらなる詳細は後述）。
【００４８】
動作制御手段９３は、図３に示すように、トルク計８０により検出されたドラム軸のトルクＴｄが記憶手段９２に記憶されたハンチング発生トルク領域にある場合（言い換えれば、図５に示すモータ出力トルクＴｍがＴｃ付近にある場合）のみ、モータ容量制御装置４０の電磁比例減圧弁７１（図２参照）を制御する。動作制御手段９３は、図２に示す巻上げ側流路３６から第２ピストン室４１ｂへの作動油の供給を制限するように圧力補償弁５０のセット荷重を制御する。動作制御手段９３（図３参照）による圧力補償弁５０のセット荷重の制御は、電磁比例減圧弁７１を制御して油圧源側パイロット油室５８に作用させる圧力（図２の場合、セットスプリング５５が伸びようとする力の向きに対向する向きに作用させる圧力）を制御することで行う。
【００４９】
（制御装置１の動作）
次に制御装置１の巻下げ時の動作を説明する。なお、巻下げ前の状態では油圧モータ２３（図２参照）の容量が最小容量ｑａ（図４参照）となっているとする。以下、油圧モータ２３（図２参照）にかかる荷重が、軽荷重の場合、所定の荷重の場合、および、所定値以上の荷重の場合について順に説明する。
【００５０】
（軽荷重の場合）
図２に示す油圧モータ２３にかかる荷重が軽荷重の場合、油圧モータ２３の容量は最小容量ｑａ（図４参照）である。以下、カウンタバランス弁３８の動作、および圧力補償弁５０の動作について順に説明する。
【００５１】
カウンタバランス弁３８は次のように動作する。巻下げ操作開始時にはしばらくの間、カウンタバランス弁３８のダンピング性能により、カウンタバランス弁３８のスプールの開度が小さいままになっており、スプールの開度が十分大きくなるまでに時間がかかる。さらに、吊荷１５の負荷に応じて巻上げ側流路３６に発生する保持圧が低く、カウンタバランス弁３８のスプール開口部の前後差圧（巻上げ側流路３６ａと巻上げ側流路３６ｂとの差圧）も小さい。よって、カウンタバランス弁３８を通過する作動油の流量と油圧モータ２３の流量とがバランスする状態に至るまでに時間を要する。その間、巻下げ側流路３１および巻上げ側流路３６の両側で圧力が上昇し、これら両側で高圧状態になる。
【００５２】
圧力補償弁５０は、上述したように、差圧制御型の弁として機能する。よって、巻下げ側流路３１および巻上げ側流路３６の両側（ＰａおよびＰｂ）が高圧状態になっても、これらの差圧Ｐａ−Ｐｂが小さい場合（具体的には圧力Ｐｓ（図４参照）未満の場合）は圧力補償弁５０は動作しない。この場合、圧力補償弁５０は、巻上げ側流路３６から第２ピストン室４１ｂへ作動油を供給（連通）する状態である。この状態では、油圧モータ２３の容量は大容量化しない。よって、油圧モータ２３は最小容量ｑａ（図４参照）、かつ、最高速度で回転する。その結果、ウインチドラム２１の回転速度（巻下げ速度）も最高速度となる。
【００５３】
（所定の荷重の場合）
油圧モータ２３にかかる荷重が所定の荷重の場合（具体的には差圧Ｐａ−Ｐｂが圧力Ｐｓ（図４参照）付近になるとともに、モータ出力トルクＴｍがＴｃ（図５参照）付近となる場合）、そのままでは油圧モータ２３の回転速度が急変してハンチングが生じるところ、このハンチングを抑制するように制御装置１は動作する。以下、カウンタバランス弁３８の動作、圧力補償弁５０の動作、記憶手段９２（図３参照）、および、動作制御手段９３（図３参照）の動作について順に説明する。
【００５４】
カウンタバランス弁３８は次のように動作する。巻下げ操作開始時には、カウンタバランス弁３８はダンピング性能の影響を受ける。しかしながら、上記の軽荷重の場合に比べ、吊荷１５の負荷に応じて巻上げ側流路３６に発生する保持圧が大きい。よって、カウンタバランス弁３８のスプール開口部の前後差圧（巻上げ側流路３６ａと巻上げ側流路３６ｂとの差圧）も大きい。よって、スプール開度が小さくても、カウンタバランス弁３８を通過する作動油の流量と油圧モータ２３の流量とがバランスする状態に至るまでの時間は上記の軽荷重の場合に比べて短い。カウンタバランス弁３８がカウンタバランス状態になると、巻下げ側流路３１の圧力Ｐｂは低圧、巻上げ側流路３６の圧力（保持圧）Ｐａは高圧になる。
【００５５】
圧力補償弁５０は、後述する動作制御手段９３による制御を行わない場合、次のように動作する。差圧Ｐａ−Ｐｂが圧力Ｐｓ（図４参照）に達すると、上述した圧力一定制御を行う（図４および図５において符号Ａ２を付した二点鎖線で示す）。このときのモータ出力トルクＴｍはＴｃであり、図５の符号Ａ３で示す部分のように、モータ出力トルクＴｍがわずかに変化しただけで、油圧モータ２３のモータ回転速度が大きく変化し（回転速度変化ゲインが大きく）ハンチングが発生しやすい。
【００５６】
ここで、記憶手段９２（図３参照）に記憶されている巻下げ時のハンチング発生トルク領域は、ドラム軸のトルクＴｄのうち、図５に示すモータ出力トルクＴｃの近傍に対応するトルクである。モータ出力トルクＴｃは、モータ出力トルクＴｍを零から大きくしていった場合に、油圧モータ２３の回転速度が急変する点（符号Ａ３参照）のモータ出力トルクである。また、モータ出力トルクＴｃは、図４に示す差圧Ｐａ−Ｐｂを零から大きくしていった場合に、差圧Ｐａ−Ｐｂが初めて所定の圧力Ｐｓになるときのモータ出力トルクである。記憶手段９２には、具体的には例えば、ハンチング発生トルク領域（ドラム軸のトルクＴｄの一部の領域）に対応するモータ出力トルクＴｍの領域が次式のように記憶されている。
ａ１×Ｔｃ＜Ｔｍ＜ａ２×Ｔｃ （式１）
ａ１及びａ２は定数であり、具体的にはａ１＝０．９、ａ２＝１．１などの数値を使用する。
【００５７】
油圧モータ２３（図２参照）のモータ出力トルクＴｍは、トルク計８０（図２参照）で検出されたドラム軸のトルクＴｄと、減速機２２の減速比Ｒとを用いて、トルク算出手段９１（図３参照）により次式より算出する。
Ｔｍ＝Ｔｄ／Ｒ （式２）
【００５８】
モータ出力トルクＴｍがハンチング発生トルク領域に対応する領域にある場合、動作制御手段９３（図３参照）は図２に示す電磁比例減圧弁７１を制御し、圧力補償弁５０の油圧源側パイロット油室５８に作用させる圧力を制御し、圧力補償弁５０のセット荷重を小さくする（図４の符号Ａ１を参照）。すなわち、差圧Ｐａ−ＰｂがＰｓ近傍のＰｓ未満の状態で圧力補償弁５０を動作させる。これにより、動作制御手段９３が上記制御をしない場合の油圧モータ２３の容量に比べ、油圧モータ２３の容量が大きくなる。よって、ウインチドラム２１の回転速度は低下するが（図５の符号Ａ１参照）、ハンチングを防止できる。
【００５９】
なお、モータ出力トルクＴｍが（式１）の条件を満たすか否かを判定することに換えて、図３に示すトルク計８０により検出されたドラム軸のトルクＴｄが、記憶手段９２に記憶されたハンチング発生トルク領域（ドラム軸のトルクＴｄの一部の領域）にあるか否かを判定しても良い。この場合、トルク算出手段９１を用いた（式２）の演算を行う必要がない。
【００６０】
（所定値以上の荷重の場合）
油圧モータ２３（図２参照）にかかる荷重が所定値以上の荷重、具体的には、油圧モータ２３の出力トルクがａ２×Ｔｃ以上となる場合、動作制御手段９３（図３参照）は動作しない。したがって、圧力補償弁５０（図２参照）のセット荷重は通常の設定となり、動作制御手段９３（図３参照）が動作する場合に比べウインチドラム２１（図２参照）の回転速度は低下しない。
【００６１】
（本実施形態の制御装置の特徴）
（特徴１−１）
この制御装置１の動作制御手段９３（図３参照）は、図２に示すように、巻上げ側流路３６から第２ピストン室４１ｂへの作動油の供給を制限するように圧力補償弁５０のセット荷重を制御する。この制御により、作動油が供給されることで油圧モータ２３の傾転角を小さくする第２ピストン室４１ｂへの作動油の供給が制限され、油圧モータ２３の容量が大きくなる。よって、ハンチング（制御装置１及び油圧モータ２３の不安定振動）の発生を抑制できる。ただし、この場合、油圧モータ２３の容量を大きくしない場合に比べ、ウインチドラム２１の回転速度は低下する。
また、この制御装置１の動作制御手段９３（図３参照）は、トルク計８０により検出されたウインチドラム２１のドラム軸のトルクがハンチング発生トルク領域にある場合のみモータ容量制御装置４０を上記のように制御する。すなわち、ウインチドラム２１のドラム軸のトルクがハンチング発生トルク領域以外にある場合は、動作制御手段９３（図３参照）は上記の制御を行わない。したがって、ウインチドラム２１のドラム軸のトルクがハンチング発生トルク領域以外にある場合の、ウインチドラム２１の回転速度の低下を抑制できる。その結果、クレーン１０（図１参照）でのクレーン作業の能率の低下を抑制できる。
【００６２】
（特徴２及び３−１）
この制御装置１では、動作制御手段９３（図３参照）による「巻上げ側流路３６から第２ピストン室４１ｂへの作動油の供給を制限するように圧力補償弁５０のセット荷重を制御する」という制御を、次の構成により具体的に実現できる。すなわち、モータ容量制御装置４０は、圧力補償弁５０の油圧源側パイロット油室５８に接続されたパイロット油圧源７２と、油圧源側パイロット流路６８に設けられた電磁比例減圧弁７１と、を備える。そして、動作制御手段９３（図３参照）による圧力補償弁５０のセット荷重の制御は、電磁比例減圧弁７１を制御して油圧源側パイロット油室５８に作用させる圧力を制御することで行われる。
また、この制御装置１では、パイロット油圧源７２を用いて圧力補償弁５０のセット荷重を制御する。ここで、吊荷１５の巻上げ及び巻下げを行うウインチドラム２１を備えたクレーン１０（図１参照）等の作業機械はパイロット油圧源７２を通常は備えている。したがって、圧力補償弁５０のセット荷重を制御するためにパイロット油圧源７２とは別にエネルギー源を設ける必要がある場合に比べ、制御装置１の製造コストを低く抑えることができる。
【００６３】
（第１実施形態の変形例１）
図６に、第１実施形態の変形例１の制御装置１０１を示す。上記実施形態では、圧力制御手段として電磁比例減圧弁７１（図２参照）を用いたが、電磁比例減圧弁７１を電磁切替弁１７１に置換しても良い。
【００６４】
電磁切替弁１７１（圧力制御手段）は、パイロット油圧源７２と油圧源側パイロット油室５８との連通と遮断とを切り替える２位置切替弁である。電磁切替弁１７１を切り替えて油圧源側パイロット油室５８に作用させる圧力を制御することで、圧力補償弁５０のセット荷重の制御が行われる。電磁切替弁１７１は、コントローラ９０の動作制御手段９３（図３参照）からの信号によって切替位置が切り替わる弁であり、切替位置１７１ａと切替位置１７１ｂとを備える。電磁切替弁１７１は、電磁比例減圧弁７１（図２参照）よりも一般に安価である。よって、電磁切替弁１７１を用いた場合は、電磁比例減圧弁７１を用いる場合に比べ、制御装置１０１の製造コストを低く抑えることができる。
【００６５】
切替位置１７１ａは、油圧源側パイロット油室５８とパイロット油圧源７２とを遮断するとともに、油圧源側パイロット油室５８とタンクＴとを連通させる。
切替位置１７１ｂは、油圧源側パイロット油室５８とパイロット油圧源７２とを連通させる。
【００６６】
ハンチング発生トルク領域では制御装置１０１は次のように動作する。動作制御手段９３（図３参照）は、電磁切替弁１７１を切替位置１７１ａから切替位置１７１ｂへ切り替える。この切り替えにより、油圧源側パイロット油室５８に圧力が作用する。これにより、巻上げ側流路３６から第２ピストン室４１ｂへの作動油の供給を制限するように圧力補償弁５０のセット荷重が制御される。
【００６７】
（本変形例の制御装置の特徴（特徴３−２））
この制御装置１０１では、図６に示すように、圧力補償弁５０のセット荷重の制御は、電磁切替弁１７１を切り替えて油圧源側パイロット油室５８に作用させる圧力を制御することで行われる。この構成により、動作制御手段９３による「圧力制御手段を制御して油圧源側パイロット油室５８に作用させる圧力を制御する」という制御を具体的に実現できる。
【００６８】
（第１実施形態の変形例２）
図３に二点鎖線で第１実施形態の変形例２のトルク検出手段２８０（巻層数検出器２８４をのぞく）を示す。上記実施形態では、ドラム軸のトルクＴｄをトルク計８０を用いて検出した。トルク検出手段２８０では、既存のモーメントリミッタ装置を用いてトルクＴｄを演算（推定）する。
【００６９】
図１に示すクレーン１０は、クレーン１０に過負荷がかかることを防止するモーメントリミッタ（図示なし）を備える。モーメントリミッタには、長さ選択手段２８１（図３参照）、角度計２８２（図３及び図１参照）、および荷重計２８３（図３及び図１参照）が接続される（モーメントリミッタ装置は、モーメントリミッタ（本体）に接続されるこれらの構成要素とモーメントリミッタ（本体）とを備える）。
【００７０】
長さ選択手段２８１（図３参照）は、図１に示すクレーン１０のブーム１２の長さＬの一つを選択する。すなわち、ブーム１２の長さとして様々な長さＬがモーメントリミッタに設定されているところ、そのうち一つの長さＬを選択する。
【００７１】
角度計２８２（角度検出手段）は、図３及び図１に示すように、ブーム１２の起伏角度θを検出する装置である。角度計２８２はブーム１２の例えば基端部などに取り付けられる。
【００７２】
荷重計２８３（負荷検出手段）は、ブーム１２にかかる負荷を検出する装置である。荷重計２８３は、具体的には例えばブーム起伏ロープ１７の張力を検出する。
【００７３】
コントローラ９０の演算手段２９４（図３参照）は、ドラム軸のトルクＴｄを演算する。演算手段２９４は、図３に示すように、長さ選択手段２８１で選択されたブーム１２（図１参照）の長さと、角度計２８２で検出されたブーム１２の角度と、荷重計２８３で検出されたブーム１２にかかる負荷と、を用いてドラム軸のトルクＴｄを演算する。なお、図３では、演算手段２９４はコントローラ９０の外部に設けているが、演算手段２９４をコントローラ９０の内部に設けても良く、また、演算手段２９４をモーメントリミッタ（本体）の内部に設けても良い。
【００７４】
この演算手段は、具体的には例えば次式からドラム軸のトルクＴｄを算出する。
Ｔｄ＝Ｆ・Ｒ３・Ｒ１（Ｌ，θ）／Ｒ２（Ｌ，θ） （式３）
ここで、Ｒ３はウインチドラム２１（図２参照）のロープ巻き取り半径であり、演算手段２９４内であらかじめ設定しておく。Ｒ１は、図１に示すブーム１２の支点（基端部）からブーム起伏ロープ１７までの距離である。Ｒ１は、ブーム１２の長さＬとブーム１２の起伏角度θとの関数であり、関係式を演算手段２９４（図３参照）内で設定しておく。Ｒ２は、ブーム１２の支点から吊荷１５までの距離（水平方向の距離）である。Ｒ２は、ブーム１２の長さＬとブーム１２の起伏角度θとの関数であり、関係式を演算手段２９４（図３参照）内で設定しておく。
【００７５】
（本変形例の制御装置の特徴（特徴５））
この制御装置１（１０１）は、図３に示すトルク検出手段２８０及び演算手段２９４により、ドラム軸のトルクＴｄを演算するので、ドラム軸のトルクＴｄを検出するトルク計８０（図２参照）等の検出器を設ける必要がない。さらに、吊荷１５の巻上げ及び巻下げを行うクレーン１０が通常備えている既存のモーメントリミッタ装置は、トルク検出手段２８０が備える長さ選択手段２８１と、角度計２８２と、荷重計２８３とを備えている。よって、ドラム軸のトルクＴｄを検出する装置を既存のモーメントリミッタ装置とは別に設ける必要がある場合に比べ、制御装置１（１０１）の製造コストを低く抑えることができる。
【００７６】
（第１実施形態の変形例３）
第１実施形態の変形例２では、（式３）のウインチドラム２１（図２参照）のロープ巻き取り半径Ｒ３は演算手段２９４（図３参照）内であらかじめ設定されたが、ウインチドラム２１におけるロープの巻層数を巻層数検出器２８４（図１及び図３参照）で検出しても良い。
【００７７】
巻層数検出器２８４（巻層数検出手段）は、図１に示すウインチドラム２１に巻かれたロープの巻層数を検出する装置である。検出した巻層数の信号は、図３に示す演算手段２９４に入力される。そして、検出した巻層数に応じて（式３）のロープ巻き取り半径Ｒ３を設定する。
【００７８】
（本変形例の制御装置の特徴（特徴６））
この制御装置１（１０１）では、巻層数検出器２８４（図３参照）により検出されたロープ１４（図１参照）の巻層数を、ドラム軸のトルクＴｄの演算に用いるので、図１に示すロープ１４の巻層数をドラム軸のトルクＴｄの演算に用いない場合に比べ、ロープ１４の巻層数が変化したときでも精度良くウインチドラム２１のドラム軸のトルクＴｄを演算できる。
【００７９】
（第２実施形態）
図７に第２実施形態の制御装置３０１を示す。第１実施形態では圧力制御手段（図２に示す電磁比例減圧弁７１、または、図６に示す電磁切替弁１７１）を用いて、ハンチング発生トルク領域のときにのみ圧力補償弁５０（図２または図６参照）のセット荷重を制御した。図７に示す制御装置３０１では、巻下げ側パイロット流路６６に圧力補償方式切替弁３７１（切替弁）が設けられ、ハンチング発生トルク領域のときにのみ圧力補償弁５０を絶対圧制御型として機能させ、ハンチング発生トルク領域以外のときには圧力補償弁５０を差圧制御型として機能させる。
【００８０】
圧力補償方式切替弁３７１（切替弁）は、図７に示すように、圧力補償弁５０の制御方法を差圧制御型と絶対圧制御型との間で切り替える２位置切替弁である。圧力補償方式切替弁３７１は、圧力補償弁５０の巻下げ側パイロット油室５６と巻下げ側流路３１とを接続する巻下げ側パイロット流路６６に設けられる。圧力補償方式切替弁３７１は、コントローラ９０の信号によって切替位置が切り替わる弁であり、第１切替位置３７１ａと、第２切替位置３７１ｂとを備える。
【００８１】
第１切替位置３７１ａは、差圧制御型で圧力補償弁５０を機能させる切替位置であり、巻下げ側パイロット油室５６と巻下げ側流路３１とを連通させる切替位置である。
第２切替位置３７１ｂは、絶対圧制御型で圧力補償弁５０を機能させる切替位置であり、巻下げ側パイロット油室５６と巻下げ側流路３１とを遮断するとともに、巻下げ側パイロット油室５６とタンクＴとを連通させる切替位置である。
【００８２】
油圧モータ２３のモータ出力トルクＴｍがハンチング発生トルク領域に対応する領域のときは動作制御手段９３（図３参照）は、圧力補償方式切替弁３７１を第２切替位置３７１ｂに切り替える。これにより、圧力補償弁５０が絶対圧制御型の弁として機能することになる。すなわち、巻上げ側流路３６の圧力とタンクＴとの差圧に応じて圧力補償弁５０が動作する。
なお、油圧モータ２３のモータ出力トルクＴｍがハンチング発生トルク領域に対応する領域以外のときは圧力補償方式切替弁３７１は第１切替位置となる。これにより、圧力補償弁５０は差圧制御型の弁として機能する。
【００８３】
（本実施形態の制御装置の特徴）
（特徴１−２）
この制御装置３０１の動作制御手段９３（図３参照）は、図７に示すように、圧力補償弁５０の巻下げ側パイロット油室５６と巻下げ側流路３１とを遮断するとともに巻下げ側パイロット油室５６とタンクＴとを連通させるように制御する。この制御により、圧力補償弁５０は巻上げ側流路３６のみの圧力（巻上げ側流路３６とタンクＴとの差圧）に応じて作動する、すなわち圧力補償弁５０は絶対圧制御型として作動する。よって、ハンチング（制御装置３０１及び油圧モータ２３の不安定振動）の発生を抑制できる。ただし、この場合、圧力補償弁５０が差圧制御型として作動する場合に比べ、ウインチドラム２１の回転速度のレバー追従性（オペレータのレバー操作に対する追従性）は低下する。
また、制御装置３０１の動作制御手段９３（図３参照）は、トルク計８０により検出されたウインチドラム２１のドラム軸のトルクＴｄがハンチング発生トルク領域にある場合のみモータ容量制御装置４０を上記のように制御する。すなわち、ドラム軸のトルクＴｄがハンチング発生トルク領域以外にある場合は、動作制御手段９３は上記の制御を行わない。したがって、ドラム軸のトルクＴｄがハンチング発生トルク領域以外にある場合の、ウインチドラム２１の回転速度のレバー追従性の低下を抑制できる。その結果、クレーン１０（図１参照）の作業能率の低下を抑制できる。
【００８４】
（特徴４）
この制御装置３０１では、動作制御手段９３による「巻下げ側パイロット油室５６と巻下げ側流路３１とを遮断するとともに巻下げ側パイロット油室５６とタンクＴとを連通させるように制御する」という制御を次の構成により具体的に実現できる。すなわち、モータ容量制御装置４０は、巻下げ側パイロット流路６６に設けられた圧力補償方式切替弁３７１を備える。圧力補償方式切替弁３７１は、巻下げ側パイロット油室５６と巻下げ側流路３１とを連通させる第１切替位置３７１ａと、巻下げ側パイロット油室５６と巻下げ側流路３１とを遮断するとともに、巻下げ側パイロット油室５６とタンクＴとを連通させる第２切替位置３７１ｂと、を備える。そして、動作制御手段９３（図３参照）によるモータ容量制御装置４０の制御は、圧力補償方式切替弁３７１を第２切替位置３７１ｂに切り替えることで行われる。
【００８５】
（第２実施形態の変形例１）
油圧モータ２３（図７参照）のモータ出力トルクＴｍを既存のモーメントリミッタ装置を用いて演算しても良い。すなわち、第２実施形態と、第１実施形態の変形例２とを組み合わせて実施しても良い。
【００８６】
（第２実施形態の変形例２）
巻層数検出器２８４（図３参照）で、図７に示すウインチドラム２１に巻かれたロープ１４の巻層数を検出し、検出されたロープ１４の巻層数を演算手段２９４（図３参照）でのドラム軸のトルクＴｄの演算に用いても良い。すなわち、第２実施形態と、第１実施形態の変形例３とを組み合わせて実施しても良い。
【００８７】
（その他の変形例）
上述した実施形態の制御装置１（１０１、３０１）等は様々に変形できる。
例えば、図１に示すガントリ１６はマストでも良い。この場合、マスト先端とブーム１２先端とがガイラインでつながれる。この場合は例えば、このガイラインの張力を検出することでブーム１２にかかる負荷を検出する。
また例えば、ブーム１２は伸縮ブームでも良い。この場合は例えば、伸縮ブームを起伏させる起伏シリンダにかかる負荷を検出することでブーム１２にかかる負荷を検出する。また、伸縮ブームの長さを検出し、検出されたブームの長さを用いて、長さ選択手段２８１による長さの選択を行っても良い。
【００８８】
また例えば、第１実施形態では、圧力制御手段（図２に示す電磁比例減圧弁７１または図６に示す電磁切替弁１７１）で圧力補償弁５０のセット荷重を制御したが、例えば電磁力など油圧以外の荷重により圧力補償弁５０のセット荷重を制御しても良い。
【００８９】
また例えば、第１実施形態では、図２及び図６に示すように、油圧源側パイロット油室５８に圧力をかけることで圧力補償弁５０のセット荷重を制御したが、セット荷重の具体的な制御方法は様々に変形できる。例えば、巻上げ側パイロット油室５７と同じ側にセットスプリング５５を配置し、巻下げ側パイロット油室５６と同じ側に油圧源側パイロット油室５８を配置し、油圧源側パイロット油室５８に予めかけておいた圧力を減らすことで圧力補償弁５０のセット荷重を制御しても良い。
【００９０】
また例えば、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせて実施しても良い。すなわち、図２に示す電磁比例減圧弁７１または図６に示す電磁切替弁１７１を備えるとともに、図７に示す圧力補償方式切替弁３７１を備えるように、制御装置１または１０１と制御装置３０１とを組み合わせても良い。この場合の制御装置は、上記の（特徴１−１）と（特徴１−２）とを備える。
【符号の説明】
【００９１】
１ 制御装置
１４ ロープ
１５ 吊荷
２１ ウインチドラム
２３ 油圧モータ（可変容量型油圧モータ）
３１ 巻下げ側流路
３２、３７ 作動油供給源
３６ 巻上げ側流路
４０ モータ容量制御装置
４１ 油圧式ピストン
４１ａ 第１ピストン室
４１ｂ 第２ピストン室
５０ 圧力補償弁
５６ 巻下げ側パイロット油室
５７ 巻上げ側パイロット油室
５８ 油圧源側パイロット油室
６６ 巻下げ側パイロット流路
７１ 電磁比例減圧弁（圧力制御手段）
７２ パイロット油圧源
８０ トルク計（トルク検出手段）
９０ コントローラ（制御手段）
９２ 記憶手段
９３ 動作制御手段
１７１ 電磁切替弁（圧力制御手段）
２８０ トルク検出手段
２８１ 長さ選択手段
２８２ 角度計（角度検出手段）
２８３ 荷重計（負荷検出手段）
２８４ 巻層数検出器（巻層数検出手段）
３７１ 圧力補償方式切替弁（切替弁）
３７１ａ 第１切替位置
３７１ｂ 第２切替位置
Ｔ タンク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吊荷の巻上げ及び巻下げを行うウインチドラムを駆動する可変容量型油圧モータの制御装置であって、
前記可変容量型油圧モータと作動油供給源とを接続する巻上げ側流路と、
前記可変容量型油圧モータと作動油供給源とを接続する巻下げ側流路と、
前記巻上げ側流路と前記巻下げ側流路とに接続されるとともに、前記可変容量型油圧モータの容量を制御するモータ容量制御装置と、
前記ウインチドラムのドラム軸のトルクを検出するトルク検出手段と、
前記トルク検出手段および前記モータ容量制御装置に接続された制御手段と、を備え、
前記モータ容量制御装置は、前記巻上げ側流路と前記巻下げ側流路との差圧が所定値を超えないように制御する装置であって、
作動油が供給されることで前記可変容量型油圧モータの傾転角を大きくする第１ピストン室、および、作動油が供給されることで当該可変容量型油圧モータの傾転角を小さくする第２ピストン室を備えた油圧式ピストンと、
前記巻上げ側流路に接続された巻上げ側パイロット油室と、前記巻下げ側流路に接続された巻下げ側パイロット油室と、を備えるとともに、当該巻上げ側流路から前記第２ピストン室への作動油の供給をセット荷重に基づいて制御する圧力補償弁と、を備え、
前記制御手段は、
前記ウインチドラムのドラム軸のトルクのうち、巻下げ時のハンチング発生トルク領域が予め記憶された記憶手段と、
前記トルク検出手段により検出された前記ドラム軸のトルクが前記ハンチング発生トルク領域にある場合のみ前記モータ容量制御装置を制御する動作制御手段と、を備え、
前記動作制御手段は、前記巻上げ側流路から前記第２ピストン室への作動油の供給を制限するように前記圧力補償弁のセット荷重を制御する、または、前記巻下げ側パイロット油室と前記巻下げ側流路とを遮断するとともに当該巻下げ側パイロット油室とタンクとを連通させるように制御する、可変容量型油圧モータの制御装置。
【請求項２】
前記モータ容量制御装置は、
前記圧力補償弁の油圧源側パイロット油室に接続されたパイロット油圧源と、
前記パイロット油圧源と前記油圧源側パイロット油室とを接続する流路に設けられた圧力制御手段と、を備え、
前記動作制御手段による前記圧力補償弁のセット荷重の制御は、前記圧力制御手段を制御して前記油圧源側パイロット油室に作用させる圧力を制御することで行われる、請求項１に記載の可変容量型油圧モータの制御装置。
【請求項３】
前記圧力制御手段は、電磁比例減圧弁または電磁切替弁を備え、
前記動作制御手段による前記圧力補償弁のセット荷重の制御は、前記電磁比例減圧弁を制御して前記油圧源側パイロット油室に作用させる圧力を制御することで行われる、または、前記電磁切替弁を切り替えて前記油圧源側パイロット油室に作用させる圧力を制御することで行われる、請求項２に記載の可変容量型油圧モータの制御装置。
【請求項４】
前記モータ容量制御装置は、前記圧力補償弁の前記巻下げ側パイロット油室と前記巻下げ側流路とを接続する巻下げ側パイロット流路に設けられた切替弁を備え、
前記切替弁は、
前記巻下げ側パイロット油室と前記巻下げ側流路とを連通させる第１切替位置と、
前記巻下げ側パイロット油室と前記巻下げ側流路とを遮断するとともに、前記巻下げ側パイロット油室とタンクとを連通させる第２切替位置と、を備え、
前記動作制御手段による前記モータ容量制御装置の制御は、前記切替弁を前記第２切替位置に切り替えることで行われる、請求項１に記載の可変容量型油圧モータの制御装置。
【請求項５】
前記トルク検出手段は、
ブームの長さの一つを選択する長さ選択手段と、
前記ブームの起伏角度を検出する角度検出手段と、
前記ブームにかかる負荷を検出する負荷検出手段と、を備え、
前記ドラム軸のトルクは、前記長さ選択手段で選択された前記ブームの長さと、前記角度検出手段で検出された当該ブームの角度と、前記負荷検出手段で検出された当該ブームにかかる負荷と、を用いて演算される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の可変容量型油圧モータの制御装置。
【請求項６】
前記ウインチドラムに巻かれたロープの巻層数を検出する巻層数検出手段を備え、
前記巻層数検出手段により検出された前記ロープの巻層数を、前記ドラム軸のトルクの演算に用いる、請求項５に記載の可変容量型油圧モータの制御装置。
【請求項１】
吊荷の巻上げ及び巻下げを行うウインチドラムを駆動する可変容量型油圧モータの制御装置であって、
前記可変容量型油圧モータと作動油供給源とを接続する巻上げ側流路と、
前記可変容量型油圧モータと作動油供給源とを接続する巻下げ側流路と、
前記巻上げ側流路と前記巻下げ側流路とに接続されるとともに、前記可変容量型油圧モータの容量を制御するモータ容量制御装置と、
前記ウインチドラムのドラム軸のトルクを検出するトルク検出手段と、
前記トルク検出手段および前記モータ容量制御装置に接続された制御手段と、を備え、
前記モータ容量制御装置は、前記巻上げ側流路と前記巻下げ側流路との差圧が所定値を超えないように制御する装置であって、
作動油が供給されることで前記可変容量型油圧モータの傾転角を大きくする第１ピストン室、および、作動油が供給されることで当該可変容量型油圧モータの傾転角を小さくする第２ピストン室を備えた油圧式ピストンと、
前記巻上げ側流路に接続された巻上げ側パイロット油室と、前記巻下げ側流路に接続された巻下げ側パイロット油室と、を備えるとともに、当該巻上げ側流路から前記第２ピストン室への作動油の供給をセット荷重に基づいて制御する圧力補償弁と、を備え、
前記制御手段は、
前記ウインチドラムのドラム軸のトルクのうち、巻下げ時のハンチング発生トルク領域が予め記憶された記憶手段と、
前記トルク検出手段により検出された前記ドラム軸のトルクが前記ハンチング発生トルク領域にある場合のみ前記モータ容量制御装置を制御する動作制御手段と、を備え、
前記動作制御手段は、前記巻上げ側流路から前記第２ピストン室への作動油の供給を制限するように前記圧力補償弁のセット荷重を制御する、または、前記巻下げ側パイロット油室と前記巻下げ側流路とを遮断するとともに当該巻下げ側パイロット油室とタンクとを連通させるように制御する、可変容量型油圧モータの制御装置。
【請求項２】
前記モータ容量制御装置は、
前記圧力補償弁の油圧源側パイロット油室に接続されたパイロット油圧源と、
前記パイロット油圧源と前記油圧源側パイロット油室とを接続する流路に設けられた圧力制御手段と、を備え、
前記動作制御手段による前記圧力補償弁のセット荷重の制御は、前記圧力制御手段を制御して前記油圧源側パイロット油室に作用させる圧力を制御することで行われる、請求項１に記載の可変容量型油圧モータの制御装置。
【請求項３】
前記圧力制御手段は、電磁比例減圧弁または電磁切替弁を備え、
前記動作制御手段による前記圧力補償弁のセット荷重の制御は、前記電磁比例減圧弁を制御して前記油圧源側パイロット油室に作用させる圧力を制御することで行われる、または、前記電磁切替弁を切り替えて前記油圧源側パイロット油室に作用させる圧力を制御することで行われる、請求項２に記載の可変容量型油圧モータの制御装置。
【請求項４】
前記モータ容量制御装置は、前記圧力補償弁の前記巻下げ側パイロット油室と前記巻下げ側流路とを接続する巻下げ側パイロット流路に設けられた切替弁を備え、
前記切替弁は、
前記巻下げ側パイロット油室と前記巻下げ側流路とを連通させる第１切替位置と、
前記巻下げ側パイロット油室と前記巻下げ側流路とを遮断するとともに、前記巻下げ側パイロット油室とタンクとを連通させる第２切替位置と、を備え、
前記動作制御手段による前記モータ容量制御装置の制御は、前記切替弁を前記第２切替位置に切り替えることで行われる、請求項１に記載の可変容量型油圧モータの制御装置。
【請求項５】
前記トルク検出手段は、
ブームの長さの一つを選択する長さ選択手段と、
前記ブームの起伏角度を検出する角度検出手段と、
前記ブームにかかる負荷を検出する負荷検出手段と、を備え、
前記ドラム軸のトルクは、前記長さ選択手段で選択された前記ブームの長さと、前記角度検出手段で検出された当該ブームの角度と、前記負荷検出手段で検出された当該ブームにかかる負荷と、を用いて演算される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の可変容量型油圧モータの制御装置。
【請求項６】
前記ウインチドラムに巻かれたロープの巻層数を検出する巻層数検出手段を備え、
前記巻層数検出手段により検出された前記ロープの巻層数を、前記ドラム軸のトルクの演算に用いる、請求項５に記載の可変容量型油圧モータの制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−５１６６０（Ｐ２０１２−５１６６０Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９３６６４（Ｐ２０１０−１９３６６４）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【出願人】（３０４０２０３６２）コベルコクレーン株式会社 (296)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【出願人】（３０４０２０３６２）コベルコクレーン株式会社 (296)
【Ｆターム（参考）】
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