油圧パイロット式コントロールバルブ及びクレーン用ウインチの駆動制御装置
【課題】パイロット圧とスプールストロークの特性を変更可能にし、建設機械の油圧制御に有効な油圧パイロット式コントロールバルブなどを提供する。
【解決手段】油圧パイロット式コントロールバルブＡは、バルブボディ２内にスプール３が軸方向に摺動可能に設けられているとともに、バルブボディの軸方向両端に、それぞれスプールの軸端にパイロット圧を作用させるためのパイロットカバー部５が設けられてなる。各パイロットカバー部に、スプールを中立位置に保持するための力を付与する付勢手段１５を設け、この付勢手段を、パイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性が少なくとも低ゲイン特性と高ゲイン特性の２つに変更可能になるように構成する。
【解決手段】油圧パイロット式コントロールバルブＡは、バルブボディ２内にスプール３が軸方向に摺動可能に設けられているとともに、バルブボディの軸方向両端に、それぞれスプールの軸端にパイロット圧を作用させるためのパイロットカバー部５が設けられてなる。各パイロットカバー部に、スプールを中立位置に保持するための力を付与する付勢手段１５を設け、この付勢手段を、パイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性が少なくとも低ゲイン特性と高ゲイン特性の２つに変更可能になるように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーンなどの建設機械に用いられる油圧パイロット式コントロールバルブ及びこれを用いたクレーン用ウインチの駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、クレーンなどの建設機械においては、図８に示すように、油圧シリンダや油圧モータなどのアクチュエータに油圧ポンプからの作動油を供給する油圧回路中に油圧パイロット式のコントロールバルブ１０１を設け、このコントロールバルブ１０１の位置切換を、キャブ内などに設けた操作レバー１０２により操作されるリモコン弁１０３からの２次圧（パイロット圧）で行うようになっている。尚、図８中、１０４はパイロット油圧源、１０５はタンクである。
【０００３】
上記油圧パイロット式のコントロールバルブ１０１は、例えば特許文献１に開示され、図９にも示すように、軸方向に貫通するスプール孔１１０を有するバルブボディ１１１と、このバルブボディ１１１のスプール孔１１０内に軸方向に摺動可能に設けられたスプール１１２と、バルブボディ１１０の軸方向両端にそれぞれ設けられた一対のパイロットカバー部１１３，１１４とを備えている。バルブボディ１１１には、油圧ポンプ１１５に連通する複数（図では４つ）のポンプポート１１６，…と、タンク１０５に連通する複数（図では５つ）のタンクポート１１７，…と、アクチュエータに連通する２つのアクチュエータポート１１８，１１９とがそれぞれスプール孔１１０に臨んで設けられている一方、スプール１１２の外周面には隣接するポート同士を連通させるための複数のランド溝１２０，…が形成されている。また、各パイロットカバー部１１３，１１４にはそれぞれ、パイロット圧を内部（パイロット室ともいう）に導入してスプール１１２の軸端に作用させるためのパイロットポート１２１が設けられているとともに、その内部にスプール１１２を中立位置に保持するためのスプリング１２２がスプリング座１２３を介してスプール１１２の軸端に当接した状態で配置されている。そして、一対のパイロットカバー部１１３，１１４のうちの一方の内部にパイロット圧を導入してスプール１１２の軸端に作用させるとスプール１１２が他方の内部のスプリング１２２のバネ力に抗して摺動し、隣接するポート同士の連通遮断状態が切り換わるようになっている。
【特許文献１】実開昭６２−１３６６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の油圧パイロット式コントロールバルブ１０１の場合、パイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性は、スプール１１２の軸端面積であるパイロット受圧面積とスプリング１２２のバネ力とによって、図１０に示す如き１つの特性線として決定される。また一方、上記リモコン弁１０３のレバー操作量と２次圧の特性は、同じく減圧弁スプールのパイロット受圧面積とスプリングのバネ力とによって、図１１に示す如き１つの特性線として決定される。それ故、油圧パイロット式コントロールバルブ１０１とリモコン弁１０３とを組み合わせて使用する場合、リモコン弁１０３のレバー操作量とコントロールバルブ１０１のスプールストロークの特性は、図１２に示す如き１つの特性線として決定される。
【０００５】
しかしながら、クレーンなどの建設機械において、リモコン弁１０３のレバー操作量とコントロールバルブ１０１のスプールストロークの特性が１つの特性線として固定された場合、良好な操作性を確保できなくなるなどの問題がある。
【０００６】
すなわち、例えばクレーン用ウインチの駆動制御装置として、本出願人は、先に、２つのウインチを、２個ずつの油圧モータ及び油圧ポンプを用いて駆動するものにおいて、作業内容などに応じて、２ポンプ合流シリーズ回路方式と１ポンプ１モータ独立回路方式とを使い分け得るように構成したものを提案している（特願２００６−７７５１０）。しかし、この場合、２ポンプ合流シリーズ回路方式ではリモコン弁のレバー操作によって摺動するコントロールバルブのスプールが２つであるのに対し、１ポンプ１モータ独立回路方式ではリモコン弁のレバー操作によって摺動するコントロールバルブのスプールが１つであることから、リモコン弁のレバー操作量とコントロールバルブのスプールストロークの特性を１つに固定すると１ポンプ１モータ独立回路方式で操作レバーの無効ストローク領域が大きくなり、操作性が悪くなるという問題がある。
【０００７】
この問題に対し、上記提案のものでは、減圧弁や切換弁などの外装装置を付加し、リモコン弁から出力される２次圧を、１ポンプ１モータ独立回路方式のときに１／２程度に減圧してコントロールバルブのパイロットポートに供給することをも発案している。しかし、この場合、外装装置の付加により油圧回路が複雑になり、コストや実装上の問題がある。
【０００８】
本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その第１の課題とするところは、スプールを中立位置に保持するためのスプリングなどの付勢力を可変とすることにより、パイロット圧とスプールストロークの特性を変更可能にし、建設機械の油圧制御に有効な油圧パイロット式コントロールバルブを提供せんとするものである。
【０００９】
また、本発明の第２の課題は、上述した提案の如く２ポンプ合流シリーズ回路方式と１ポンプ１モータ独立回路方式とを使い分け得るようにするに当たり、上記のパイロット圧とスプールストロークの特性が変更可能な油圧パイロット式コントロールバルブを利用することにより、１ポンプ１モータ独立回路方式での無効ストローク領域を削減し、良好な操作性を実施上有効に確保し得るクレーン用ウインチの駆動制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記第１の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、バルブボディ内にスプールが軸方向に摺動可能に設けられているとともに、バルブボディの軸方向両端に、それぞれスプールの軸端にパイロット圧を作用させるためのパイロットカバー部が設けられた油圧パイロット式コントロールバルブにおいて、上記各パイロットカバー部に、スプールを中立位置に保持するための力を付与する付勢手段を設け、この付勢手段を、パイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性が少なくとも低ゲイン特性と高ゲイン特性の２つに変更可能になるように構成する。
【００１１】
この構成では、スプールを中立位置に保持するための力を付与する付勢手段が、パイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性を低ゲイン特性と高ゲイン特性の２つに変更可能になっているため、制御状況などに応じて付勢手段の特性を適宜変更することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の油圧パイロット式コントロールバルブにおいて、上記付勢手段の具体的な形態を提供するものである。すなわち、付勢手段を、スプールの軸端に各々別々に所定のバネ力を付与する複数のスプリングと、スプール軸端に作用させるパイロット圧とは別のパイロット圧をパイロットカバー部内に伝達することによって、上記複数のスプリングのうち、少なくとも１つ以上のスプリングのバネ力がスプール軸端に作用しない状態に切り換える切換機構とによって構成する。この構成では、複数のスプリングの全てからそのバネ力がスプールの軸端に作用しているとき、パイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性は低ゲイン特性であり、切換機構により複数のスプリングのうち、少なくとも１つ以上のスプリングのバネ力がスプール軸端に作用しない状態に切り換えたとき、パイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性は高ゲイン特性に変更されることになる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の油圧パイロット式コントロールバルブにおいて、上記切換機構などのより具体的な形態を提供するものである。すなわち、切換機構を、パイロットカバー部内に軸方向に摺動可能に配置されたピストンと、一端がピストンに固定され、他端がスプール側に延びかつこの他端にスプリング座部が形成されたピストンロッドと、上記パイロットカバー部の内壁面とこの内壁面に形成した突出部とピストンのスプール側端面とピストンロッドの外周面とによって画成され、かつパイロットカバー部に設けたパイロットポートを通して上記別のパイロット圧が伝達される油室とを有する構成にし、また、上記ピストンロッドのスプリング座部とパイロットカバー部の突出部との間に上記１つのスプリングを配置する構成にする。この構成では、切換機構の油室にスプール軸端に作用させるパイロット圧とは別のパイロット圧が伝達されないときには、ピストンロッドのスプリング座部とパイロットカバー部の突出部との間に配置されたスプリングのバネ力がピストンロッドのスプリング座部を介してスプールの軸端に作用する一方、切換機構の油室にスプール軸端に作用させるパイロット圧とは別のパイロット圧がパイロットカバー部のパイロットポートを通して伝達されるときには、そのパイロット圧によって切換機構のピストン及びピストンロッドがパイロットカバー部内を上記スプリングを圧縮させる方向に摺動し、ピストンロッドのスプリング座部がスプール軸端側から離間するため、上記スプリングのバネ力がスプール軸端に作用しなくなる。従って、切換機構の油室に対するパイロット圧の伝達又はその遮断を切換弁などを用いて切り換えることにより、パイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性を２段階に確実に変更することができる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項２又は３記載の油圧パイロット式コントロールバルブにおいて、上記１つのスプリングを、スプールが中立位置に位置するときバネ力が零になるように設定する構成にする。この構成では、パイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性が低ゲイン特性又は高ゲイン特性のいずれに変更されるときにもスプールのストローク開始圧力が同一に保持されるため、特性の変更に伴う操作性の変化をより少なくすることができる。
【００１５】
また、上記第２の課題を解決するため、請求項５に係る発明は、クレーン用ウインチの駆動制御装置として、第１ウインチを駆動する第１の油圧モータと、第２ウインチを駆動する第２の油圧モータと、第１及び第２の油圧ポンプと、この両油圧ポンプの吐出圧油を操作レバーの操作に応じて合流させて上記第１及び第２の油圧モータにそれぞれ供給する第１及び第２のコントロールバルブ装置とを備え、上記第１のコントロールバルブ装置は、第１操作レバーにより操作される第１リモコン弁の２次圧にてストロークする第１ウインチ用１速スプールと第２操作レバーにより操作される第２リモコン弁の２次圧にてストロークする第２ウインチ用２速スプールとをシリーズ回路で構成してなり、上記第２のコントロールバルブ装置は、第１操作レバーにより操作される第１リモコン弁の２次圧にてストロークする第１ウインチ用２速スプールと第２操作レバーにより操作される第２リモコン弁の２次圧にてストロークする第２ウインチ用１速スプールとをシリーズ回路で構成してなることを前提とする。そして、上記第１及び第２のコントロールバルブ装置の各１速スプールのバルブセクションを、いずれも請求項１記載の油圧パイロット式コントロールバルブによって構成し、上記油圧パイロット式コントロールバルブの付勢手段においてスプールストロークの変化特性が高ゲイン特性のとき、上記第１及び第２のコントロールバルブ装置の各２速スプールを、１速スプールがフルストロークするパイロット圧よりも高い圧力でストロークを開始するように設ける。また、上記油圧パイロット式コントロールバルブの付勢手段においてスプールストロークの変化特性を低ゲイン特性に変更し、かつ上記各コントロールバルブ装置の２速スプールのバルブセクションのパイロットカバー部がタンクに連通する第１状態と、上記油圧パイロット式コントロールバルブの付勢手段においてスプールストロークの変化特性を高ゲイン特性に変更し、かつ上記各コントロールバルブ装置の２速スプールのバルブセクションのパイロットカバー部が対応するリモコン弁の２次圧の伝達を受ける第２状態とに切換可能な切換手段を備える構成にする。尚、シリーズ回路とは、上流側のアクチュエータの戻り油を下流側のアクチュエータに送る接続方式の油圧回路である。
【００１６】
この構成では、切換手段によって第１状態に切り換えたとき、つまり各コントロールバルブ装置の２速スプールのバルブセクションのパイロットカバー部がタンクに連通するときには、各コントロールバルブ装置の２速スプールが操作レバーの操作に拘わらず中立位置に保持され、この２速スプールを通して圧油が油圧モータに供給されなくなるため、各油圧モータに対しては、対応するコントロールバルブ装置の１速スプールのバルブセクションのみを通して圧油が供給されることになり、１ポンプ１モータ独立回路方式が実現される。一方、切換手段によって第２状態に切り換えたとき、つまり各コントロールバルブ装置の２速スプールのバルブセクションのパイロットカバー部が対応するリモコン弁の２次圧の伝達を受けるときには、操作レバーの操作に応じて第１及び第２の油圧ポンプの吐出圧油が第１及び第２のコントロールバルブ装置を通して合流して各油圧モータに供給されることになり、２ポンプ合流シリーズ回路方式が実現される。よって、切換手段により１ポンプ１モータ独立回路方式と２ポンプ合流シリーズ回路方式を作業内容などに応じて適宜変更して実現することができる。
【００１７】
しかも、１ポンプ１モータ独立回路方式の実現のために第１状態に切り換えたときには、第１及び第２のコントロールバルブ装置の各１速スプールのバルブセクションを構成する油圧パイロット式コントロールバルブの付勢手段においてスプールストロークの変化特性が低ゲイン特性に変更される一方、２ポンプ合流シリーズ回路方式の実現のために第２状態に切り換えたときには、上記スプールストロークの変化特性が高ゲイン特性に変更され、かつこの高ゲイン特性のとき第１及び第２のコントロールバルブ装置の各２速スプールは、１速スプールがフルストロークするパイロット圧よりも高い圧力でストロークを開始するようになっているため、１ポンプ１モータ独立回路方式のときと２ポンプ合流シリーズ回路方式のときでスプールストロークが略同一領域で変化することになり、無効ストローク領域が削減されることになる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明の油圧パイロット式コントロールバルブによれば、スプールを中立位置に保持するための力を付与する付勢手段が、パイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性を低ゲイン特性と高ゲイン特性の２つに変更可能になっているため、制御状況などに応じて付勢手段の特性を適宜変更することができ、建設機械の油圧制御に有効なものである。
【００１９】
また、本発明のクレーン用ウインチの駆動制御装置によれば、作業内容などに応じて、１ポンプ１モータ独立回路方式と２ポンプ合流シリーズ回路方式とを使い分けることができるので、使い勝手性を高め、作業効率の向上に寄与することができる。しかも、本発明の油圧パイロット式コントロールバルブを効果的に利用することにより、油圧回路の簡易化を図りながら、１ポンプ１モータ独立回路方式での無効ストローク領域を削除することができるので、操作性の向上を実施上有効に図ることができるという効果を併有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態である実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施形態に係る油圧パイロット式コントロールバルブＡの全体構成を示す。このコントロールバルブＡは、軸方向に貫通するスプール孔１を有するバルブボディ２と、このバルブボディ２のスプール孔１内に軸方向に摺動可能に設けられたスプール３と、バルブボディ２の軸方向両端にそれぞれ設けられた一対のパイロットカバー部４，５とを備えている。
【００２２】
上記バルブボディ２には、複数（図では３つ）のポンプポート６，…と、複数（図では２つ）のタンクポート７，…と、２つのアクチュエータポート８，９とがそれぞれスプール孔１に臨んで設けられている。上記スプール３の外周面には隣接するポート同士を連通させるための複数（図では４つ）のランド溝１０，…が形成されており、このスプール３の軸方向長さは、バルブボディ２の軸方向長さと略同一に設定されている。
【００２３】
上記各パイロットカバー部４，５は、図２及び図３に拡大詳示するように、バルブボディ２にネジなどにより固定された略円筒状の第１パイロットカバー１１と、この第１パイロットカバー１１にネジなどにより固定された有底円筒状の第２パイロットカバー１２とによって内部に油密状のパイロット室１３を構成してなる。第２パイロットカバー１２の外周面には底部寄りの位置に第１のパイロットポート１４が設けられ、この第１のパイロットポート１４を通して所定のパイロット圧を各パイロットカバー部４，５の内部（つまりパイロット室１３）に導入してスプール３の軸端に作用させるようになっている。また、各パイロットカバー部４，５の内部にはスプール３を中立位置に保持するための力を付与する付勢手段１５が設けられている。
【００２４】
上記付勢手段１５は、スプール３の軸端に各々別々に所定のバネ力を付与する直径が互いに異なる２つのコイルスプリング、つまり直径の小さい第１のコイルスプリング１６及び直径の大きい第２のコイルスプリング１７と、この２つのコイルスプリング１６，１７のうち、第２のコイルスプリング１７のバネ力がスプール３の軸端に作用しない状態に切り換える切換機構１８とからなる。第１のコイルスプリング１６は、スプリング座２１とスプールストロークストッパー２２との間に装着されている。スプリング座２１は、スプール３の軸端及びバルブボディ２の軸方向端面のスプール孔１周縁に当接する円板状の鍔部２１ａと、この鍔部２１ａからパイロット室１３の第２パイロットカバー１２寄りに突出する円柱状の頭部２１ｂとからなり、第１のコイルスプリング１６は、このスプリング座２１の頭部２１ｂの外周を囲繞した状態で一端がスプリング座２１の鍔部２１ａに当接し、スプリング座２１を介してスプール３の軸端にバネ力を付与するようになっている。また、スプールストロークストッパー２２は、第２パイロットカバー１２の底部に当接する円板状の鍔部２２ａと、この鍔部２２ａからパイロット室１３の第１パイロットカバー１１寄りに突出する円柱状の頭部２２ｂとからなり、第１のコイルスプリング１６の他端は、このスプールストロークストッパー２２の頭部２２ｂの先端面に当接している。尚、スプリング座２１及びスプールストロークストッパー２２には、それぞれパイロット室１３内で圧油が流動するようにするための孔や溝などからなる流動路２３，２４が形成されている。
【００２５】
上記切換機構１８は、パイロット室１３のうち、特に第２パイロットカバー１２内に軸方向に摺動可能に嵌合して配置されたリング状のピストン２６と、一端部がピストン２６の内周面に同心状に嵌合してネジなどにより固定され、他端がスプール３側の第１パイロットカバー１１内に延びかつこの他端にスプリング座部２７ａが形成された略円筒状のピストンロッド２７と、上記第２パイロットカバー１２の内壁面と第１パイロットカバー１１の第２パイロットカバー１２側端部の内壁面に形成した突出部２８とピストン２６のスプール３側端面とピストンロッド２７の外周面とによってパイロットカバー部４，５内にパイロット室１３と油密的に独立して画成された油室２９と、パイロット室１３内に伝達するパイロット圧とは別のパイロット圧を上記油室２９に伝達するために第２パイロットカバー１２の外周面に設けられた第２のパイロットポート３０とを有している。上記ピストンロッド２７のスプリング座部２７ａと第１パイロットカバー１１の突出部２８との間には上記第２のコイルスプリング１７が配置されており、ピストンロッド２７のスプリング座部２７ａがスプリング座２１の鍔部２１ａに当接しているときには、第２のコイルスプリング１７のバネ力はピストンロッド２７のスプリング座部２７ａ及びスプリング座２１を通してスプール３の軸端に作用するようになっている。
【００２６】
次に、上記油圧パイロット式コントロールバルブＡの作動について説明するに、今、図１に示すように、スプール３が中立位置に位置し、各パイロットカバー部４，５ではパイロット室１３及び油室２９のいずれにもパイロット圧が伝達されていないとする。このとき、切換機構１８のピストンロッド２７は、図２に示す如く第２のコイルスプリング１７のバネ力によってスプリング座部２７ａがスプリング座２１の鍔部２１ａに当接している。
【００２７】
このような非伝達中立状態から、例えば図１で左側のパイロットカバー部４のパイロット室１３に所定のパイロット圧を伝達した場合、そのパイロット圧がスプール３の左側軸端に作用することによるスプール推力によって、スプール３が図中右方向に摺動する。その際、スプール３の右側軸端はスプリング座２１に当接しており、また、スプリング座２１を介してピストンロット２７のスプリング座部２７ａにも当接していることから、スプール３が図中右方向に摺動したストローク量に応じて、第１のコイルスプリング１６及び第２のコイルスプリング１７が共に圧縮してバネ力を発生し、このバネ力と上記スプール推力とがバランスした位置でスプール３の摺動が停止する。スプール推力を所定値以上にすると、スプリング座２１の頭部２１ｂがスプールストロークストッパー２２の頭部２２ｂに当接してスプール３の最大ストロークが規制される。この場合、パイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性は、図４中のＸ線で示すように、変化量が緩やかな低ゲイン特性になる。
【００２８】
一方、上記の非伝達中立状態から、先ず、図１で右側のパイロットカバー部５の油室２９に所定のパイロット圧を伝達すると、図３に示す如く切換機構１８のピストン２６及びピストンロッド２７が第２のコイルスプリング１７のバネ力に抗してスプールストロークストッパー２２の鍔部２２ａに当接するまで図中右方向に摺動する。その後、上述と同じく図１で左側のパイロットカバー部４のパイロット室１３に所定のパイロット圧を伝達した場合、そのパイロット圧がスプール３の左側軸端に作用することによるスプール推力によって、スプール３が図中右方向に摺動するが、右側のパイロットカバー部５ではピストンロッド２７のスプリング座部２７ａがスプリング座２１から離間していることから、スプール３が図中右方向に摺動したストローク量に応じて、第１のコイルスプリング１６のみが圧縮してバネ力を発生し、このバネ力と上記スプール推力とがバランスした位置でスプール３の摺動が停止する。この場合もスプール推力を所定値以上にすると、スプリング座２１の頭部２１ｂがスプールストロークストッパー２２の頭部２２ｂに当接してスプール３の最大ストロークが規制されるが、この最大ストロークのときでもスプリング座２１の鍔部２１ａとピストンロッド２７のスプリング座部２７ａとは当接しないようになっている。
【００２９】
また、この場合、パイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性は、図４中のＹ線及びＺ線に示すように、変化量が急激な高ゲイン特性になる。ここで、Ｙ線は、第１のコイルスプリング１６と第２のコイルスプリング１７のバネ定数を同一とし、かつスプール３が中立位置に位置するときのバネ力を同一とした場合の変化特性であり、Ｚ線は、第１のコイルスプリング１６と第２のコイルスプリング１７のバネ定数を同一とし、かつスプール３が中立位置に位置するときの第２のコイルスプリング１７のバネ力を零にした場合の変化特性である。このＺ変化特性線は、スプールストローク開始圧力がＸ変化特性線の場合と同じになるため、変化特性の変更に伴う操作性の変化を少なくする観点から好ましく、本実施形態でも採用している。
【００３０】
続いて、上記油圧パイロット式コントロールバルブＡをクレーン用ウインチの駆動制御装置に用いた場合の実施形態を図５及び図６により説明する。
【００３１】
図５はクレーン用ウインチの駆動制御装置Ｂの駆動系油圧回路を示し、４１は第１ウインチである主巻ウインチを駆動する第１の油圧モータとしての主巻ウインチ用の可変容量型油圧モータ、４２は第２ウインチである補巻ウインチを駆動する第２の油圧モータとしての補巻ウインチ用の可変容量型油圧モータ、４３は第１の可変容量型油圧ポンプ、４４は第２の可変容量型油圧ポンプであり、この両油圧ポンプ４３，４４の吐出圧油は、第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２を介して、主巻ウインチ用又は補巻ウインチ用の操作レバー６１，６３（図６参照）の操作に応じて合流して主巻ウインチ用及び補巻ウインチ用の油圧モータ４１，４２に供給されるようになっている。
【００３２】
上記第１のコントロールバルブ装置５１は、主巻ウインチ用１速スプール５３と補巻ウインチ用２速スプール５４とをシリーズ回路で構成してなり、上記第２のコントロールバルブ装置５２は、同じく主巻ウインチ用２速スプール５５と補巻ウインチ用１速スプール５６とをシリーズ回路で構成してなる。この両コントロールバルブ装置５１，５２の各１速スプール５３，５６のバルブセクションは、いずれも上記油圧パイロット式コントロールバルブＡによって構成されており、このバルブセクションの一対のパイロットカバー部（詳しくはパイロット室）は符号５３ａ，５３ｂ又は５６ａ，５６ｂで示し、同じく一対のパイロットカバー部の第２のパイロットポートは符号５３ｃ，５３ｄ又は５６ｃ，５６ｄで示す。尚、両コントロールバルブ装置５１，５２の各２速スプール５４，５５のバルブセクションは、従来通り（図９参照）のものであり、このバルブセクションの一対のパイロットカバー部（パイロット室又はパイロット操作部ともいう）は符号５４ａ，５４ｂ又は５５ａ，５５ｂで示す。また、図５中、５７はタンクである。
【００３３】
図６は上記第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２を制御するクレーン用ウインチの駆動制御装置Ｂの制御系油圧回路を示し、６１は第１操作レバーとしての主巻ウインチ用の操作レバーであって、この操作レバー６１の巻上方向又は巻下方向の操作に応じて第１リモコン弁としての主巻ウインチ用リモコン弁６２が２次圧を発生し、この２次圧がパイロット管路７１，７２を介して第１のコントロールバルブ装置５１の主巻ウインチ用１速スプール５３のバルブセクションのパイロットカバー部５３ａ，５３ｂ及び第２のコントロールバルブ装置５２の主巻ウインチ用２速スプール５５のバルブセクションのパイロットカバー部５５ａ，５５ｂに伝達して主巻ウインチ用１速スプール５３及び２速スプール５５がストロークするようになっている。６３は第２操作レバーとしての補巻ウインチ用の操作レバーであって、この操作レバー６３の巻上方向又は巻下方向の操作に応じて第２リモコン弁としての補巻ウインチ用リモコン弁６４が２次圧を発生し、この２次圧がパイロット管路７３，７４を介して第２のコントロールバルブ装置５２の補巻ウインチ用１速スプール５６のバルブセクションのパイロットカバー部５６ａ，５６ｂ及び第１のコントロールバルブ装置５１の補巻ウインチ用２速スプール５４のバルブセクションのパイロットカバー部５４ａ，５４ｂに伝達して補巻ウインチ用１速スプール５６及び２速スプール５４がストロークするようになっている。
【００３４】
また、８１，８２，８３，８４は上記各パイロット管路７１〜７４の２速スプール側分岐管路７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａにそれぞれ設けられた電磁切換弁であって、この各電磁切換弁８１〜８４は、いずれも切換スイッチ８５がＯＮのとき、対応するリモコン弁６２，６４の２次圧を対応する２速スプール５４，５５のバルブセクションのパイロットカバー部５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂに伝達し、切換スイッチ８５がＯＦＦのとき、対応する２速スプール５４，５５のバルブセクションのパイロットカバー部５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂをタンク５７に連通させるものである。８６はパイロット油圧源８７に連通するパイロット管路８８に設けられた電磁切換弁であって、この電磁切換弁８６は、切換スイッチ８５がＯＮのとき、パイロット油圧源８７からの所定のパイロット圧を第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２の各１速スプール５３，５６のバルブセクションの第２のパイロットポート５３ｃ，５３ｄ，５６ｃ，５６ｄ全てに伝達し、切換スイッチ８５がＯＦＦのとき、各１速スプール５３，５６のバルブセクションの第２のパイロットポート５３ｃ，５３ｄ，５６ｃ，５６ｄ全てをタンク５７に連通させるものである。上記５つの電磁切換弁８１〜８４，８６及び切換スイッチ８５などにより、第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２の各１速スプール５３，５６のバルブセクションにおけるスプールストロークの変化特性を低ゲイン特性に変更し、かつ上記各コントロールバルブ装置５１，５２の２速スプール５４，５５のバルブセクションのパイロットカバー部５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂがタンク５７に連通する第１状態と、上記スプールストロークの変化特性を高ゲイン特性に変更し、かつ上記各コントロールバルブ装置５１，５２の２速スプール５４，５５のバルブセクションのパイロットカバー部５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂが対応するリモコン弁６２，６４の２次圧の伝達を受ける第２状態とに切換可能な切換手段８９が構成されている。
【００３５】
ここで、上記スプールストロークの変化特性が高ゲイン特性のとき、上記第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２の各２速スプール５４，５５は、１速スプール５３，５６がフルストロークするパイロット圧よりも高い圧力でストロークを開始するように設けられている。尚、図６中、９１はバッテリ電源である。
【００３６】
次に、上記駆動制御装置Ｂの作動について説明するに、切換スイッチ８５をＯＦＦ位置にした場合、５つの電磁切換弁８１〜８４，８６は全て励磁されずに図示の位置状態となる。すると、第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２の各１速スプール５３，５６のバルブセクションの第２のパイロットポート５３ｃ，５３ｄ，５６ｃ，５６ｄは、いずれも電磁切換弁８６を介してタンク５７に連通するため、第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２の各１速スプール５３，５６のバルブセクションにおけるスプールストロークの変化特性は、共に低ゲイン特性（図７のＸ線）になる。同時に、第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２の各２速スプール５４，５５のバルブセクションのパイロットカバー部５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂは、それぞれ電磁切換弁８１〜８４を介してタンク５７に連通することになり、第１状態となる。
【００３７】
このような第１状態においては、主巻ウインチ用の操作レバー６１で操作される主巻ウインチ用リモコン弁６２の２次圧が第１のコントロールバルブ装置５１の主巻ウインチ用１速スプール５３のバルブセクションのパイロットカバー部５３ａ，５３ｂに伝達されて、低ゲイン特性（図７のＸ線）でスプールがストロークし、また、補巻ウインチ用の操作レバー６３で操作される補巻ウインチ用リモコン弁６４の２次圧が第２のコントロールバルブ装置５２の補巻ウインチ用１速スプール５６のバルブセクションのパイロットカバー部５６ａ，５６ｂに伝達されて、同じく低ゲイン特性（図７のＸ線）でスプールがストロークする。従って、主巻ウインチ用の油圧モータ４１は第１の油圧ポンプ４３により駆動され、補巻ウインチ用の油圧モータ４２は第２の油圧ポンプ４４により駆動されることになり、１ポンプ１モータ独立回路方式が実現される。
【００３８】
一方、切換スイッチ８５をＯＮ位置にした場合、５つの電磁切換弁８１〜８４，８６は全て励磁されて図示の位置から別の位置に切り換わる。すると、第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２の各１速スプール５３，５６のバルブセクションの第２のパイロットポート５３ｃ，５３ｄ，５６ｃ，５６ｄは、いずれも電磁切換弁８６を介してパイロット油圧源８７に連通し、このパイロット油圧源８７から所定のパイロット圧の伝達を受けるため、各１速スプール５３，５６のバルブセクションにおけるスプールストロークの変化特性は、共に高ゲイン特性（図７のＹ線）となる。同時に、第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２の各２速スプール５４，５５のバルブセクションのパイロットカバー部５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂは、それぞれ電磁切換弁８１〜８４を介して対応するリモコン弁６２，６４に連通してリモコン弁６２，６４の２次圧の伝達を受けることになり、第２状態となる。
【００３９】
このような第２状態においては、第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２の各２速スプール５４，５５は、１速スプール５３，５６がフルストロークするパイロット圧よりも高い圧力でストロークを開始するように設定されているため、主巻ウインチ用の操作レバー６１により操作される主巻ウインチ用リモコン弁６２の２次圧が第１のコントロールバルブ装置５１の主巻ウインチ用１速スプール５３のバルブセクションのパイロットカバー部５３ａ，５３ｂ及び第２のコントロールバルブ装置５２の主巻ウインチ用２速スプール５５のバルブセクションのパイロットカバー部５５ａ，５５ｂに伝達されたときには、先ず、第１のコントロールバルブ装置５１の主巻ウインチ用１速スプール５３が高ゲイン特性（図７のＹ線）でストロークし、そのフルストロークの後、第２のコントロールバルブ装置５２の主巻ウインチ用２速スプール５５が高ゲイン特性（図７のＺ線）でストロークする。また、補巻ウインチ用の操作レバー６３により操作される補巻ウインチ用リモコン弁６４の２次圧が第１のコントロールバルブ装置５１の補巻ウインチ用２速スプール５４のバルブセクションのパイロットカバー部５４ａ，５４ｂ及び第２のコントロールバルブ装置５２の補巻ウインチ用１速スプール５６のバルブセクションのパイロットカバー部５６ａ，５６ｂに伝達されたときには、先ず、第２のコントロールバルブ装置５２の補巻ウインチ用１速スプール５６が高ゲイン特性（図７のＹ線）でストロークし、そのフルストロークの後、第１のコントロールバルブ装置５１の補巻ウインチ用２速スプール５４が高ゲイン特性（図７のＺ線）でストロークする。従って、主巻ウインチ用の油圧モータ４１及び補巻用ウインチ用の油圧モータ４２は、共に第１の油圧ポンプ４３と第２の油圧ポンプ４３の両方により駆動されることになり、２ポンプ合流シリーズ回路方式が実現される。
【００４０】
このように、上記実施形態の駆動制御装置Ｂにおいては、切換スイッチ８５の切換によって１ポンプ１モータ独立回路方式と２ポンプ合流シリーズ回路方式とを選択的に実現し、作業内容などに応じて使い分けることができるので、クリーン用ウインチの使い勝手性を高めることができ、作業効率の向上に寄与することができる。
【００４１】
しかも、１ポンプ１モータ独立回路方式の実現のために第１状態に切り換えたときには、第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２の各１速スプール５３，５６のバルブセクションにおけるスプールストロークの変化特性が低ゲイン特性（図７のＸ線）に変更される一方、２ポンプ合流シリーズ回路方式の実現のために第２状態に切り換えたときには、上記スプールストロークの変化特性が高ゲイン特性（図７のＹ線）に変更され、かつ第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２の各２速スプール５４，５５は、１速スプール５３，５６がフルストロークするパイロット圧よりも高い圧力でストロークを開始するようになっている（図７のＺ線）ため、図７からも分かるように、１ポンプ１モータ独立回路方式のときと２ポンプ合流シリーズ回路方式のときでスプールストロークが略同一領域で変化することになり、無効ストローク領域を削減することができる。この結果、操作性の向上を図ることができる。その上、駆動制御装置Ｂの制御系油圧回路においては、５つの電磁切換弁８１〜８４，８５を設けるに過ぎないので、その回路の複雑化を招くことはなく、実施化を容易に図ることができるという効果もある。
【００４２】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の形態を包含するものである。例えば、上記実施形態の油圧パイロット式コントロールバルブＡにおいて、スプール３を中立位置に保持するための付勢手段１５を、スプール３の軸端に各々別々に所定のバネ力を付与する２つのコイルスプリング１６，１７と、この２つのコイルスプリング１６，１７のうちの１つのバネ力がスプール３の軸端に作用しない状態に切り換える切換機構１８とによって構成したが、本発明は、付勢手段として、このものに限らず、３つ以上のコイルスプリングを用いて、スプールストロークの変化特性を３段階以上に変更可能になるように構成したり、コイルスプリングの代わりに、他のスプリング又はこれに類する部材を用いて構成したりしてもよい。
【００４３】
また、上記実施形態では、油圧パイロット式コントロールバルブＡの用途として、１ポンプ１モータ独立回路方式と２ポンプ合流シリーズ回路方式とを切換可能なクレーン用ウインチの駆動制御装置Ｂに用いた場合について述べたが、これに限らないのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態に係る油圧パイロット式コントロールバルブの断面図である。
【図２】図１の右側パイロットカバー部付近の拡大図である。
【図３】パイロットカバー部の油室に所定のパイロット圧が伝達された状態の図２相当図である。
【図４】上記コントロールバルブのパイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性を示す特性図である。
【図５】本発明の実施形態に係るクレーン用ウインチの駆動制御装置の駆動系の油圧回路図である。
【図６】同じく駆動制御装置の制御系の油圧回路図である。
【図７】上記駆動制御装置のコントロールバルブ特性図である。
【図８】従来のリモコン弁とコントロールバルブの油圧回路図である。
【図９】従来の油圧パイロット式コントロールバルブの断面図である。
【図１０】従来のコントロールバルブのパイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性を示す特性図である。
【図１１】リモコン弁の２次圧特性を示す特性図である。
【図１２】リモコン弁の操作量とコントロールバルブのスプールストロークとの関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００４５】
Ａ 油圧パイロット式コントロールバルブ
Ｂ 駆動制御装置
２ バルブボディ
３ スプール
４，５ パイロットカバー部
１４ 第１のパイロットポート
１５ 付勢手段
１６ 第１のコイルスプリング
１７ 第２のコイルスプリング
１８ 切換機構
２６ ピストン
２７ ピストンロッド
２７ａ スプリング座部
２８ 突出部
２９ 油室
３０ 第２のパイロットポート
４１ 主巻ウインチ用の油圧モータ（第１の油圧モータ）
４２ 補巻ウインチ用の油圧モータ（第２の油圧モータ）
４３ 第１の油圧ポンプ
４４ 第２の油圧ポンプ
５１ 第１のコントロールバルブ装置
５２ 第２のコントロールバルブ装置
５３ 主巻ウインチ用１速スプール
５３ａ，５３ｂ パイロットカバー部
５３ｃ，５３ｄ 第２のパイロットポート
５４ 補巻ウインチ用２速スプール
５４ａ，５４ｂ パイロットカバー部
５５ 主巻ウインチ用２速スプール
５５ａ，５５ｂ パイロットカバー部
５６ 補機ウインチ用１速スプール
５６ａ，５６ｂ パイロットカバー部
５６ｃ，５６ｄ 第２のパイロットポート
６１ 主巻ウインチ用の操作レバー（第１操作レバー）
６２ 主巻ウインチ用リモコン弁（第１リモコン弁）
６３ 補巻ウインチ用の操作レバー（第２操作レバー）
６４ 補巻ウインチ用リモコン弁（第２リモコン弁）
８１，８２，８３，８４，８６ 電磁切換弁
８５ 切換スイッチ
８９ 切換手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーンなどの建設機械に用いられる油圧パイロット式コントロールバルブ及びこれを用いたクレーン用ウインチの駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、クレーンなどの建設機械においては、図８に示すように、油圧シリンダや油圧モータなどのアクチュエータに油圧ポンプからの作動油を供給する油圧回路中に油圧パイロット式のコントロールバルブ１０１を設け、このコントロールバルブ１０１の位置切換を、キャブ内などに設けた操作レバー１０２により操作されるリモコン弁１０３からの２次圧（パイロット圧）で行うようになっている。尚、図８中、１０４はパイロット油圧源、１０５はタンクである。
【０００３】
上記油圧パイロット式のコントロールバルブ１０１は、例えば特許文献１に開示され、図９にも示すように、軸方向に貫通するスプール孔１１０を有するバルブボディ１１１と、このバルブボディ１１１のスプール孔１１０内に軸方向に摺動可能に設けられたスプール１１２と、バルブボディ１１０の軸方向両端にそれぞれ設けられた一対のパイロットカバー部１１３，１１４とを備えている。バルブボディ１１１には、油圧ポンプ１１５に連通する複数（図では４つ）のポンプポート１１６，…と、タンク１０５に連通する複数（図では５つ）のタンクポート１１７，…と、アクチュエータに連通する２つのアクチュエータポート１１８，１１９とがそれぞれスプール孔１１０に臨んで設けられている一方、スプール１１２の外周面には隣接するポート同士を連通させるための複数のランド溝１２０，…が形成されている。また、各パイロットカバー部１１３，１１４にはそれぞれ、パイロット圧を内部（パイロット室ともいう）に導入してスプール１１２の軸端に作用させるためのパイロットポート１２１が設けられているとともに、その内部にスプール１１２を中立位置に保持するためのスプリング１２２がスプリング座１２３を介してスプール１１２の軸端に当接した状態で配置されている。そして、一対のパイロットカバー部１１３，１１４のうちの一方の内部にパイロット圧を導入してスプール１１２の軸端に作用させるとスプール１１２が他方の内部のスプリング１２２のバネ力に抗して摺動し、隣接するポート同士の連通遮断状態が切り換わるようになっている。
【特許文献１】実開昭６２−１３６６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の油圧パイロット式コントロールバルブ１０１の場合、パイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性は、スプール１１２の軸端面積であるパイロット受圧面積とスプリング１２２のバネ力とによって、図１０に示す如き１つの特性線として決定される。また一方、上記リモコン弁１０３のレバー操作量と２次圧の特性は、同じく減圧弁スプールのパイロット受圧面積とスプリングのバネ力とによって、図１１に示す如き１つの特性線として決定される。それ故、油圧パイロット式コントロールバルブ１０１とリモコン弁１０３とを組み合わせて使用する場合、リモコン弁１０３のレバー操作量とコントロールバルブ１０１のスプールストロークの特性は、図１２に示す如き１つの特性線として決定される。
【０００５】
しかしながら、クレーンなどの建設機械において、リモコン弁１０３のレバー操作量とコントロールバルブ１０１のスプールストロークの特性が１つの特性線として固定された場合、良好な操作性を確保できなくなるなどの問題がある。
【０００６】
すなわち、例えばクレーン用ウインチの駆動制御装置として、本出願人は、先に、２つのウインチを、２個ずつの油圧モータ及び油圧ポンプを用いて駆動するものにおいて、作業内容などに応じて、２ポンプ合流シリーズ回路方式と１ポンプ１モータ独立回路方式とを使い分け得るように構成したものを提案している（特願２００６−７７５１０）。しかし、この場合、２ポンプ合流シリーズ回路方式ではリモコン弁のレバー操作によって摺動するコントロールバルブのスプールが２つであるのに対し、１ポンプ１モータ独立回路方式ではリモコン弁のレバー操作によって摺動するコントロールバルブのスプールが１つであることから、リモコン弁のレバー操作量とコントロールバルブのスプールストロークの特性を１つに固定すると１ポンプ１モータ独立回路方式で操作レバーの無効ストローク領域が大きくなり、操作性が悪くなるという問題がある。
【０００７】
この問題に対し、上記提案のものでは、減圧弁や切換弁などの外装装置を付加し、リモコン弁から出力される２次圧を、１ポンプ１モータ独立回路方式のときに１／２程度に減圧してコントロールバルブのパイロットポートに供給することをも発案している。しかし、この場合、外装装置の付加により油圧回路が複雑になり、コストや実装上の問題がある。
【０００８】
本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その第１の課題とするところは、スプールを中立位置に保持するためのスプリングなどの付勢力を可変とすることにより、パイロット圧とスプールストロークの特性を変更可能にし、建設機械の油圧制御に有効な油圧パイロット式コントロールバルブを提供せんとするものである。
【０００９】
また、本発明の第２の課題は、上述した提案の如く２ポンプ合流シリーズ回路方式と１ポンプ１モータ独立回路方式とを使い分け得るようにするに当たり、上記のパイロット圧とスプールストロークの特性が変更可能な油圧パイロット式コントロールバルブを利用することにより、１ポンプ１モータ独立回路方式での無効ストローク領域を削減し、良好な操作性を実施上有効に確保し得るクレーン用ウインチの駆動制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記第１の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、バルブボディ内にスプールが軸方向に摺動可能に設けられているとともに、バルブボディの軸方向両端に、それぞれスプールの軸端にパイロット圧を作用させるためのパイロットカバー部が設けられた油圧パイロット式コントロールバルブにおいて、上記各パイロットカバー部に、スプールを中立位置に保持するための力を付与する付勢手段を設け、この付勢手段を、パイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性が少なくとも低ゲイン特性と高ゲイン特性の２つに変更可能になるように構成する。
【００１１】
この構成では、スプールを中立位置に保持するための力を付与する付勢手段が、パイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性を低ゲイン特性と高ゲイン特性の２つに変更可能になっているため、制御状況などに応じて付勢手段の特性を適宜変更することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の油圧パイロット式コントロールバルブにおいて、上記付勢手段の具体的な形態を提供するものである。すなわち、付勢手段を、スプールの軸端に各々別々に所定のバネ力を付与する複数のスプリングと、スプール軸端に作用させるパイロット圧とは別のパイロット圧をパイロットカバー部内に伝達することによって、上記複数のスプリングのうち、少なくとも１つ以上のスプリングのバネ力がスプール軸端に作用しない状態に切り換える切換機構とによって構成する。この構成では、複数のスプリングの全てからそのバネ力がスプールの軸端に作用しているとき、パイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性は低ゲイン特性であり、切換機構により複数のスプリングのうち、少なくとも１つ以上のスプリングのバネ力がスプール軸端に作用しない状態に切り換えたとき、パイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性は高ゲイン特性に変更されることになる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の油圧パイロット式コントロールバルブにおいて、上記切換機構などのより具体的な形態を提供するものである。すなわち、切換機構を、パイロットカバー部内に軸方向に摺動可能に配置されたピストンと、一端がピストンに固定され、他端がスプール側に延びかつこの他端にスプリング座部が形成されたピストンロッドと、上記パイロットカバー部の内壁面とこの内壁面に形成した突出部とピストンのスプール側端面とピストンロッドの外周面とによって画成され、かつパイロットカバー部に設けたパイロットポートを通して上記別のパイロット圧が伝達される油室とを有する構成にし、また、上記ピストンロッドのスプリング座部とパイロットカバー部の突出部との間に上記１つのスプリングを配置する構成にする。この構成では、切換機構の油室にスプール軸端に作用させるパイロット圧とは別のパイロット圧が伝達されないときには、ピストンロッドのスプリング座部とパイロットカバー部の突出部との間に配置されたスプリングのバネ力がピストンロッドのスプリング座部を介してスプールの軸端に作用する一方、切換機構の油室にスプール軸端に作用させるパイロット圧とは別のパイロット圧がパイロットカバー部のパイロットポートを通して伝達されるときには、そのパイロット圧によって切換機構のピストン及びピストンロッドがパイロットカバー部内を上記スプリングを圧縮させる方向に摺動し、ピストンロッドのスプリング座部がスプール軸端側から離間するため、上記スプリングのバネ力がスプール軸端に作用しなくなる。従って、切換機構の油室に対するパイロット圧の伝達又はその遮断を切換弁などを用いて切り換えることにより、パイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性を２段階に確実に変更することができる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項２又は３記載の油圧パイロット式コントロールバルブにおいて、上記１つのスプリングを、スプールが中立位置に位置するときバネ力が零になるように設定する構成にする。この構成では、パイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性が低ゲイン特性又は高ゲイン特性のいずれに変更されるときにもスプールのストローク開始圧力が同一に保持されるため、特性の変更に伴う操作性の変化をより少なくすることができる。
【００１５】
また、上記第２の課題を解決するため、請求項５に係る発明は、クレーン用ウインチの駆動制御装置として、第１ウインチを駆動する第１の油圧モータと、第２ウインチを駆動する第２の油圧モータと、第１及び第２の油圧ポンプと、この両油圧ポンプの吐出圧油を操作レバーの操作に応じて合流させて上記第１及び第２の油圧モータにそれぞれ供給する第１及び第２のコントロールバルブ装置とを備え、上記第１のコントロールバルブ装置は、第１操作レバーにより操作される第１リモコン弁の２次圧にてストロークする第１ウインチ用１速スプールと第２操作レバーにより操作される第２リモコン弁の２次圧にてストロークする第２ウインチ用２速スプールとをシリーズ回路で構成してなり、上記第２のコントロールバルブ装置は、第１操作レバーにより操作される第１リモコン弁の２次圧にてストロークする第１ウインチ用２速スプールと第２操作レバーにより操作される第２リモコン弁の２次圧にてストロークする第２ウインチ用１速スプールとをシリーズ回路で構成してなることを前提とする。そして、上記第１及び第２のコントロールバルブ装置の各１速スプールのバルブセクションを、いずれも請求項１記載の油圧パイロット式コントロールバルブによって構成し、上記油圧パイロット式コントロールバルブの付勢手段においてスプールストロークの変化特性が高ゲイン特性のとき、上記第１及び第２のコントロールバルブ装置の各２速スプールを、１速スプールがフルストロークするパイロット圧よりも高い圧力でストロークを開始するように設ける。また、上記油圧パイロット式コントロールバルブの付勢手段においてスプールストロークの変化特性を低ゲイン特性に変更し、かつ上記各コントロールバルブ装置の２速スプールのバルブセクションのパイロットカバー部がタンクに連通する第１状態と、上記油圧パイロット式コントロールバルブの付勢手段においてスプールストロークの変化特性を高ゲイン特性に変更し、かつ上記各コントロールバルブ装置の２速スプールのバルブセクションのパイロットカバー部が対応するリモコン弁の２次圧の伝達を受ける第２状態とに切換可能な切換手段を備える構成にする。尚、シリーズ回路とは、上流側のアクチュエータの戻り油を下流側のアクチュエータに送る接続方式の油圧回路である。
【００１６】
この構成では、切換手段によって第１状態に切り換えたとき、つまり各コントロールバルブ装置の２速スプールのバルブセクションのパイロットカバー部がタンクに連通するときには、各コントロールバルブ装置の２速スプールが操作レバーの操作に拘わらず中立位置に保持され、この２速スプールを通して圧油が油圧モータに供給されなくなるため、各油圧モータに対しては、対応するコントロールバルブ装置の１速スプールのバルブセクションのみを通して圧油が供給されることになり、１ポンプ１モータ独立回路方式が実現される。一方、切換手段によって第２状態に切り換えたとき、つまり各コントロールバルブ装置の２速スプールのバルブセクションのパイロットカバー部が対応するリモコン弁の２次圧の伝達を受けるときには、操作レバーの操作に応じて第１及び第２の油圧ポンプの吐出圧油が第１及び第２のコントロールバルブ装置を通して合流して各油圧モータに供給されることになり、２ポンプ合流シリーズ回路方式が実現される。よって、切換手段により１ポンプ１モータ独立回路方式と２ポンプ合流シリーズ回路方式を作業内容などに応じて適宜変更して実現することができる。
【００１７】
しかも、１ポンプ１モータ独立回路方式の実現のために第１状態に切り換えたときには、第１及び第２のコントロールバルブ装置の各１速スプールのバルブセクションを構成する油圧パイロット式コントロールバルブの付勢手段においてスプールストロークの変化特性が低ゲイン特性に変更される一方、２ポンプ合流シリーズ回路方式の実現のために第２状態に切り換えたときには、上記スプールストロークの変化特性が高ゲイン特性に変更され、かつこの高ゲイン特性のとき第１及び第２のコントロールバルブ装置の各２速スプールは、１速スプールがフルストロークするパイロット圧よりも高い圧力でストロークを開始するようになっているため、１ポンプ１モータ独立回路方式のときと２ポンプ合流シリーズ回路方式のときでスプールストロークが略同一領域で変化することになり、無効ストローク領域が削減されることになる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明の油圧パイロット式コントロールバルブによれば、スプールを中立位置に保持するための力を付与する付勢手段が、パイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性を低ゲイン特性と高ゲイン特性の２つに変更可能になっているため、制御状況などに応じて付勢手段の特性を適宜変更することができ、建設機械の油圧制御に有効なものである。
【００１９】
また、本発明のクレーン用ウインチの駆動制御装置によれば、作業内容などに応じて、１ポンプ１モータ独立回路方式と２ポンプ合流シリーズ回路方式とを使い分けることができるので、使い勝手性を高め、作業効率の向上に寄与することができる。しかも、本発明の油圧パイロット式コントロールバルブを効果的に利用することにより、油圧回路の簡易化を図りながら、１ポンプ１モータ独立回路方式での無効ストローク領域を削除することができるので、操作性の向上を実施上有効に図ることができるという効果を併有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態である実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施形態に係る油圧パイロット式コントロールバルブＡの全体構成を示す。このコントロールバルブＡは、軸方向に貫通するスプール孔１を有するバルブボディ２と、このバルブボディ２のスプール孔１内に軸方向に摺動可能に設けられたスプール３と、バルブボディ２の軸方向両端にそれぞれ設けられた一対のパイロットカバー部４，５とを備えている。
【００２２】
上記バルブボディ２には、複数（図では３つ）のポンプポート６，…と、複数（図では２つ）のタンクポート７，…と、２つのアクチュエータポート８，９とがそれぞれスプール孔１に臨んで設けられている。上記スプール３の外周面には隣接するポート同士を連通させるための複数（図では４つ）のランド溝１０，…が形成されており、このスプール３の軸方向長さは、バルブボディ２の軸方向長さと略同一に設定されている。
【００２３】
上記各パイロットカバー部４，５は、図２及び図３に拡大詳示するように、バルブボディ２にネジなどにより固定された略円筒状の第１パイロットカバー１１と、この第１パイロットカバー１１にネジなどにより固定された有底円筒状の第２パイロットカバー１２とによって内部に油密状のパイロット室１３を構成してなる。第２パイロットカバー１２の外周面には底部寄りの位置に第１のパイロットポート１４が設けられ、この第１のパイロットポート１４を通して所定のパイロット圧を各パイロットカバー部４，５の内部（つまりパイロット室１３）に導入してスプール３の軸端に作用させるようになっている。また、各パイロットカバー部４，５の内部にはスプール３を中立位置に保持するための力を付与する付勢手段１５が設けられている。
【００２４】
上記付勢手段１５は、スプール３の軸端に各々別々に所定のバネ力を付与する直径が互いに異なる２つのコイルスプリング、つまり直径の小さい第１のコイルスプリング１６及び直径の大きい第２のコイルスプリング１７と、この２つのコイルスプリング１６，１７のうち、第２のコイルスプリング１７のバネ力がスプール３の軸端に作用しない状態に切り換える切換機構１８とからなる。第１のコイルスプリング１６は、スプリング座２１とスプールストロークストッパー２２との間に装着されている。スプリング座２１は、スプール３の軸端及びバルブボディ２の軸方向端面のスプール孔１周縁に当接する円板状の鍔部２１ａと、この鍔部２１ａからパイロット室１３の第２パイロットカバー１２寄りに突出する円柱状の頭部２１ｂとからなり、第１のコイルスプリング１６は、このスプリング座２１の頭部２１ｂの外周を囲繞した状態で一端がスプリング座２１の鍔部２１ａに当接し、スプリング座２１を介してスプール３の軸端にバネ力を付与するようになっている。また、スプールストロークストッパー２２は、第２パイロットカバー１２の底部に当接する円板状の鍔部２２ａと、この鍔部２２ａからパイロット室１３の第１パイロットカバー１１寄りに突出する円柱状の頭部２２ｂとからなり、第１のコイルスプリング１６の他端は、このスプールストロークストッパー２２の頭部２２ｂの先端面に当接している。尚、スプリング座２１及びスプールストロークストッパー２２には、それぞれパイロット室１３内で圧油が流動するようにするための孔や溝などからなる流動路２３，２４が形成されている。
【００２５】
上記切換機構１８は、パイロット室１３のうち、特に第２パイロットカバー１２内に軸方向に摺動可能に嵌合して配置されたリング状のピストン２６と、一端部がピストン２６の内周面に同心状に嵌合してネジなどにより固定され、他端がスプール３側の第１パイロットカバー１１内に延びかつこの他端にスプリング座部２７ａが形成された略円筒状のピストンロッド２７と、上記第２パイロットカバー１２の内壁面と第１パイロットカバー１１の第２パイロットカバー１２側端部の内壁面に形成した突出部２８とピストン２６のスプール３側端面とピストンロッド２７の外周面とによってパイロットカバー部４，５内にパイロット室１３と油密的に独立して画成された油室２９と、パイロット室１３内に伝達するパイロット圧とは別のパイロット圧を上記油室２９に伝達するために第２パイロットカバー１２の外周面に設けられた第２のパイロットポート３０とを有している。上記ピストンロッド２７のスプリング座部２７ａと第１パイロットカバー１１の突出部２８との間には上記第２のコイルスプリング１７が配置されており、ピストンロッド２７のスプリング座部２７ａがスプリング座２１の鍔部２１ａに当接しているときには、第２のコイルスプリング１７のバネ力はピストンロッド２７のスプリング座部２７ａ及びスプリング座２１を通してスプール３の軸端に作用するようになっている。
【００２６】
次に、上記油圧パイロット式コントロールバルブＡの作動について説明するに、今、図１に示すように、スプール３が中立位置に位置し、各パイロットカバー部４，５ではパイロット室１３及び油室２９のいずれにもパイロット圧が伝達されていないとする。このとき、切換機構１８のピストンロッド２７は、図２に示す如く第２のコイルスプリング１７のバネ力によってスプリング座部２７ａがスプリング座２１の鍔部２１ａに当接している。
【００２７】
このような非伝達中立状態から、例えば図１で左側のパイロットカバー部４のパイロット室１３に所定のパイロット圧を伝達した場合、そのパイロット圧がスプール３の左側軸端に作用することによるスプール推力によって、スプール３が図中右方向に摺動する。その際、スプール３の右側軸端はスプリング座２１に当接しており、また、スプリング座２１を介してピストンロット２７のスプリング座部２７ａにも当接していることから、スプール３が図中右方向に摺動したストローク量に応じて、第１のコイルスプリング１６及び第２のコイルスプリング１７が共に圧縮してバネ力を発生し、このバネ力と上記スプール推力とがバランスした位置でスプール３の摺動が停止する。スプール推力を所定値以上にすると、スプリング座２１の頭部２１ｂがスプールストロークストッパー２２の頭部２２ｂに当接してスプール３の最大ストロークが規制される。この場合、パイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性は、図４中のＸ線で示すように、変化量が緩やかな低ゲイン特性になる。
【００２８】
一方、上記の非伝達中立状態から、先ず、図１で右側のパイロットカバー部５の油室２９に所定のパイロット圧を伝達すると、図３に示す如く切換機構１８のピストン２６及びピストンロッド２７が第２のコイルスプリング１７のバネ力に抗してスプールストロークストッパー２２の鍔部２２ａに当接するまで図中右方向に摺動する。その後、上述と同じく図１で左側のパイロットカバー部４のパイロット室１３に所定のパイロット圧を伝達した場合、そのパイロット圧がスプール３の左側軸端に作用することによるスプール推力によって、スプール３が図中右方向に摺動するが、右側のパイロットカバー部５ではピストンロッド２７のスプリング座部２７ａがスプリング座２１から離間していることから、スプール３が図中右方向に摺動したストローク量に応じて、第１のコイルスプリング１６のみが圧縮してバネ力を発生し、このバネ力と上記スプール推力とがバランスした位置でスプール３の摺動が停止する。この場合もスプール推力を所定値以上にすると、スプリング座２１の頭部２１ｂがスプールストロークストッパー２２の頭部２２ｂに当接してスプール３の最大ストロークが規制されるが、この最大ストロークのときでもスプリング座２１の鍔部２１ａとピストンロッド２７のスプリング座部２７ａとは当接しないようになっている。
【００２９】
また、この場合、パイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性は、図４中のＹ線及びＺ線に示すように、変化量が急激な高ゲイン特性になる。ここで、Ｙ線は、第１のコイルスプリング１６と第２のコイルスプリング１７のバネ定数を同一とし、かつスプール３が中立位置に位置するときのバネ力を同一とした場合の変化特性であり、Ｚ線は、第１のコイルスプリング１６と第２のコイルスプリング１７のバネ定数を同一とし、かつスプール３が中立位置に位置するときの第２のコイルスプリング１７のバネ力を零にした場合の変化特性である。このＺ変化特性線は、スプールストローク開始圧力がＸ変化特性線の場合と同じになるため、変化特性の変更に伴う操作性の変化を少なくする観点から好ましく、本実施形態でも採用している。
【００３０】
続いて、上記油圧パイロット式コントロールバルブＡをクレーン用ウインチの駆動制御装置に用いた場合の実施形態を図５及び図６により説明する。
【００３１】
図５はクレーン用ウインチの駆動制御装置Ｂの駆動系油圧回路を示し、４１は第１ウインチである主巻ウインチを駆動する第１の油圧モータとしての主巻ウインチ用の可変容量型油圧モータ、４２は第２ウインチである補巻ウインチを駆動する第２の油圧モータとしての補巻ウインチ用の可変容量型油圧モータ、４３は第１の可変容量型油圧ポンプ、４４は第２の可変容量型油圧ポンプであり、この両油圧ポンプ４３，４４の吐出圧油は、第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２を介して、主巻ウインチ用又は補巻ウインチ用の操作レバー６１，６３（図６参照）の操作に応じて合流して主巻ウインチ用及び補巻ウインチ用の油圧モータ４１，４２に供給されるようになっている。
【００３２】
上記第１のコントロールバルブ装置５１は、主巻ウインチ用１速スプール５３と補巻ウインチ用２速スプール５４とをシリーズ回路で構成してなり、上記第２のコントロールバルブ装置５２は、同じく主巻ウインチ用２速スプール５５と補巻ウインチ用１速スプール５６とをシリーズ回路で構成してなる。この両コントロールバルブ装置５１，５２の各１速スプール５３，５６のバルブセクションは、いずれも上記油圧パイロット式コントロールバルブＡによって構成されており、このバルブセクションの一対のパイロットカバー部（詳しくはパイロット室）は符号５３ａ，５３ｂ又は５６ａ，５６ｂで示し、同じく一対のパイロットカバー部の第２のパイロットポートは符号５３ｃ，５３ｄ又は５６ｃ，５６ｄで示す。尚、両コントロールバルブ装置５１，５２の各２速スプール５４，５５のバルブセクションは、従来通り（図９参照）のものであり、このバルブセクションの一対のパイロットカバー部（パイロット室又はパイロット操作部ともいう）は符号５４ａ，５４ｂ又は５５ａ，５５ｂで示す。また、図５中、５７はタンクである。
【００３３】
図６は上記第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２を制御するクレーン用ウインチの駆動制御装置Ｂの制御系油圧回路を示し、６１は第１操作レバーとしての主巻ウインチ用の操作レバーであって、この操作レバー６１の巻上方向又は巻下方向の操作に応じて第１リモコン弁としての主巻ウインチ用リモコン弁６２が２次圧を発生し、この２次圧がパイロット管路７１，７２を介して第１のコントロールバルブ装置５１の主巻ウインチ用１速スプール５３のバルブセクションのパイロットカバー部５３ａ，５３ｂ及び第２のコントロールバルブ装置５２の主巻ウインチ用２速スプール５５のバルブセクションのパイロットカバー部５５ａ，５５ｂに伝達して主巻ウインチ用１速スプール５３及び２速スプール５５がストロークするようになっている。６３は第２操作レバーとしての補巻ウインチ用の操作レバーであって、この操作レバー６３の巻上方向又は巻下方向の操作に応じて第２リモコン弁としての補巻ウインチ用リモコン弁６４が２次圧を発生し、この２次圧がパイロット管路７３，７４を介して第２のコントロールバルブ装置５２の補巻ウインチ用１速スプール５６のバルブセクションのパイロットカバー部５６ａ，５６ｂ及び第１のコントロールバルブ装置５１の補巻ウインチ用２速スプール５４のバルブセクションのパイロットカバー部５４ａ，５４ｂに伝達して補巻ウインチ用１速スプール５６及び２速スプール５４がストロークするようになっている。
【００３４】
また、８１，８２，８３，８４は上記各パイロット管路７１〜７４の２速スプール側分岐管路７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａにそれぞれ設けられた電磁切換弁であって、この各電磁切換弁８１〜８４は、いずれも切換スイッチ８５がＯＮのとき、対応するリモコン弁６２，６４の２次圧を対応する２速スプール５４，５５のバルブセクションのパイロットカバー部５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂに伝達し、切換スイッチ８５がＯＦＦのとき、対応する２速スプール５４，５５のバルブセクションのパイロットカバー部５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂをタンク５７に連通させるものである。８６はパイロット油圧源８７に連通するパイロット管路８８に設けられた電磁切換弁であって、この電磁切換弁８６は、切換スイッチ８５がＯＮのとき、パイロット油圧源８７からの所定のパイロット圧を第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２の各１速スプール５３，５６のバルブセクションの第２のパイロットポート５３ｃ，５３ｄ，５６ｃ，５６ｄ全てに伝達し、切換スイッチ８５がＯＦＦのとき、各１速スプール５３，５６のバルブセクションの第２のパイロットポート５３ｃ，５３ｄ，５６ｃ，５６ｄ全てをタンク５７に連通させるものである。上記５つの電磁切換弁８１〜８４，８６及び切換スイッチ８５などにより、第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２の各１速スプール５３，５６のバルブセクションにおけるスプールストロークの変化特性を低ゲイン特性に変更し、かつ上記各コントロールバルブ装置５１，５２の２速スプール５４，５５のバルブセクションのパイロットカバー部５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂがタンク５７に連通する第１状態と、上記スプールストロークの変化特性を高ゲイン特性に変更し、かつ上記各コントロールバルブ装置５１，５２の２速スプール５４，５５のバルブセクションのパイロットカバー部５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂが対応するリモコン弁６２，６４の２次圧の伝達を受ける第２状態とに切換可能な切換手段８９が構成されている。
【００３５】
ここで、上記スプールストロークの変化特性が高ゲイン特性のとき、上記第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２の各２速スプール５４，５５は、１速スプール５３，５６がフルストロークするパイロット圧よりも高い圧力でストロークを開始するように設けられている。尚、図６中、９１はバッテリ電源である。
【００３６】
次に、上記駆動制御装置Ｂの作動について説明するに、切換スイッチ８５をＯＦＦ位置にした場合、５つの電磁切換弁８１〜８４，８６は全て励磁されずに図示の位置状態となる。すると、第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２の各１速スプール５３，５６のバルブセクションの第２のパイロットポート５３ｃ，５３ｄ，５６ｃ，５６ｄは、いずれも電磁切換弁８６を介してタンク５７に連通するため、第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２の各１速スプール５３，５６のバルブセクションにおけるスプールストロークの変化特性は、共に低ゲイン特性（図７のＸ線）になる。同時に、第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２の各２速スプール５４，５５のバルブセクションのパイロットカバー部５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂは、それぞれ電磁切換弁８１〜８４を介してタンク５７に連通することになり、第１状態となる。
【００３７】
このような第１状態においては、主巻ウインチ用の操作レバー６１で操作される主巻ウインチ用リモコン弁６２の２次圧が第１のコントロールバルブ装置５１の主巻ウインチ用１速スプール５３のバルブセクションのパイロットカバー部５３ａ，５３ｂに伝達されて、低ゲイン特性（図７のＸ線）でスプールがストロークし、また、補巻ウインチ用の操作レバー６３で操作される補巻ウインチ用リモコン弁６４の２次圧が第２のコントロールバルブ装置５２の補巻ウインチ用１速スプール５６のバルブセクションのパイロットカバー部５６ａ，５６ｂに伝達されて、同じく低ゲイン特性（図７のＸ線）でスプールがストロークする。従って、主巻ウインチ用の油圧モータ４１は第１の油圧ポンプ４３により駆動され、補巻ウインチ用の油圧モータ４２は第２の油圧ポンプ４４により駆動されることになり、１ポンプ１モータ独立回路方式が実現される。
【００３８】
一方、切換スイッチ８５をＯＮ位置にした場合、５つの電磁切換弁８１〜８４，８６は全て励磁されて図示の位置から別の位置に切り換わる。すると、第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２の各１速スプール５３，５６のバルブセクションの第２のパイロットポート５３ｃ，５３ｄ，５６ｃ，５６ｄは、いずれも電磁切換弁８６を介してパイロット油圧源８７に連通し、このパイロット油圧源８７から所定のパイロット圧の伝達を受けるため、各１速スプール５３，５６のバルブセクションにおけるスプールストロークの変化特性は、共に高ゲイン特性（図７のＹ線）となる。同時に、第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２の各２速スプール５４，５５のバルブセクションのパイロットカバー部５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂは、それぞれ電磁切換弁８１〜８４を介して対応するリモコン弁６２，６４に連通してリモコン弁６２，６４の２次圧の伝達を受けることになり、第２状態となる。
【００３９】
このような第２状態においては、第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２の各２速スプール５４，５５は、１速スプール５３，５６がフルストロークするパイロット圧よりも高い圧力でストロークを開始するように設定されているため、主巻ウインチ用の操作レバー６１により操作される主巻ウインチ用リモコン弁６２の２次圧が第１のコントロールバルブ装置５１の主巻ウインチ用１速スプール５３のバルブセクションのパイロットカバー部５３ａ，５３ｂ及び第２のコントロールバルブ装置５２の主巻ウインチ用２速スプール５５のバルブセクションのパイロットカバー部５５ａ，５５ｂに伝達されたときには、先ず、第１のコントロールバルブ装置５１の主巻ウインチ用１速スプール５３が高ゲイン特性（図７のＹ線）でストロークし、そのフルストロークの後、第２のコントロールバルブ装置５２の主巻ウインチ用２速スプール５５が高ゲイン特性（図７のＺ線）でストロークする。また、補巻ウインチ用の操作レバー６３により操作される補巻ウインチ用リモコン弁６４の２次圧が第１のコントロールバルブ装置５１の補巻ウインチ用２速スプール５４のバルブセクションのパイロットカバー部５４ａ，５４ｂ及び第２のコントロールバルブ装置５２の補巻ウインチ用１速スプール５６のバルブセクションのパイロットカバー部５６ａ，５６ｂに伝達されたときには、先ず、第２のコントロールバルブ装置５２の補巻ウインチ用１速スプール５６が高ゲイン特性（図７のＹ線）でストロークし、そのフルストロークの後、第１のコントロールバルブ装置５１の補巻ウインチ用２速スプール５４が高ゲイン特性（図７のＺ線）でストロークする。従って、主巻ウインチ用の油圧モータ４１及び補巻用ウインチ用の油圧モータ４２は、共に第１の油圧ポンプ４３と第２の油圧ポンプ４３の両方により駆動されることになり、２ポンプ合流シリーズ回路方式が実現される。
【００４０】
このように、上記実施形態の駆動制御装置Ｂにおいては、切換スイッチ８５の切換によって１ポンプ１モータ独立回路方式と２ポンプ合流シリーズ回路方式とを選択的に実現し、作業内容などに応じて使い分けることができるので、クリーン用ウインチの使い勝手性を高めることができ、作業効率の向上に寄与することができる。
【００４１】
しかも、１ポンプ１モータ独立回路方式の実現のために第１状態に切り換えたときには、第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２の各１速スプール５３，５６のバルブセクションにおけるスプールストロークの変化特性が低ゲイン特性（図７のＸ線）に変更される一方、２ポンプ合流シリーズ回路方式の実現のために第２状態に切り換えたときには、上記スプールストロークの変化特性が高ゲイン特性（図７のＹ線）に変更され、かつ第１及び第２のコントロールバルブ装置５１，５２の各２速スプール５４，５５は、１速スプール５３，５６がフルストロークするパイロット圧よりも高い圧力でストロークを開始するようになっている（図７のＺ線）ため、図７からも分かるように、１ポンプ１モータ独立回路方式のときと２ポンプ合流シリーズ回路方式のときでスプールストロークが略同一領域で変化することになり、無効ストローク領域を削減することができる。この結果、操作性の向上を図ることができる。その上、駆動制御装置Ｂの制御系油圧回路においては、５つの電磁切換弁８１〜８４，８５を設けるに過ぎないので、その回路の複雑化を招くことはなく、実施化を容易に図ることができるという効果もある。
【００４２】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の形態を包含するものである。例えば、上記実施形態の油圧パイロット式コントロールバルブＡにおいて、スプール３を中立位置に保持するための付勢手段１５を、スプール３の軸端に各々別々に所定のバネ力を付与する２つのコイルスプリング１６，１７と、この２つのコイルスプリング１６，１７のうちの１つのバネ力がスプール３の軸端に作用しない状態に切り換える切換機構１８とによって構成したが、本発明は、付勢手段として、このものに限らず、３つ以上のコイルスプリングを用いて、スプールストロークの変化特性を３段階以上に変更可能になるように構成したり、コイルスプリングの代わりに、他のスプリング又はこれに類する部材を用いて構成したりしてもよい。
【００４３】
また、上記実施形態では、油圧パイロット式コントロールバルブＡの用途として、１ポンプ１モータ独立回路方式と２ポンプ合流シリーズ回路方式とを切換可能なクレーン用ウインチの駆動制御装置Ｂに用いた場合について述べたが、これに限らないのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態に係る油圧パイロット式コントロールバルブの断面図である。
【図２】図１の右側パイロットカバー部付近の拡大図である。
【図３】パイロットカバー部の油室に所定のパイロット圧が伝達された状態の図２相当図である。
【図４】上記コントロールバルブのパイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性を示す特性図である。
【図５】本発明の実施形態に係るクレーン用ウインチの駆動制御装置の駆動系の油圧回路図である。
【図６】同じく駆動制御装置の制御系の油圧回路図である。
【図７】上記駆動制御装置のコントロールバルブ特性図である。
【図８】従来のリモコン弁とコントロールバルブの油圧回路図である。
【図９】従来の油圧パイロット式コントロールバルブの断面図である。
【図１０】従来のコントロールバルブのパイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性を示す特性図である。
【図１１】リモコン弁の２次圧特性を示す特性図である。
【図１２】リモコン弁の操作量とコントロールバルブのスプールストロークとの関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００４５】
Ａ 油圧パイロット式コントロールバルブ
Ｂ 駆動制御装置
２ バルブボディ
３ スプール
４，５ パイロットカバー部
１４ 第１のパイロットポート
１５ 付勢手段
１６ 第１のコイルスプリング
１７ 第２のコイルスプリング
１８ 切換機構
２６ ピストン
２７ ピストンロッド
２７ａ スプリング座部
２８ 突出部
２９ 油室
３０ 第２のパイロットポート
４１ 主巻ウインチ用の油圧モータ（第１の油圧モータ）
４２ 補巻ウインチ用の油圧モータ（第２の油圧モータ）
４３ 第１の油圧ポンプ
４４ 第２の油圧ポンプ
５１ 第１のコントロールバルブ装置
５２ 第２のコントロールバルブ装置
５３ 主巻ウインチ用１速スプール
５３ａ，５３ｂ パイロットカバー部
５３ｃ，５３ｄ 第２のパイロットポート
５４ 補巻ウインチ用２速スプール
５４ａ，５４ｂ パイロットカバー部
５５ 主巻ウインチ用２速スプール
５５ａ，５５ｂ パイロットカバー部
５６ 補機ウインチ用１速スプール
５６ａ，５６ｂ パイロットカバー部
５６ｃ，５６ｄ 第２のパイロットポート
６１ 主巻ウインチ用の操作レバー（第１操作レバー）
６２ 主巻ウインチ用リモコン弁（第１リモコン弁）
６３ 補巻ウインチ用の操作レバー（第２操作レバー）
６４ 補巻ウインチ用リモコン弁（第２リモコン弁）
８１，８２，８３，８４，８６ 電磁切換弁
８５ 切換スイッチ
８９ 切換手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブボディ内にスプールが軸方向に摺動可能に設けられているとともに、バルブボディの軸方向両端に、それぞれスプールの軸端にパイロット圧を作用させるためのパイロットカバー部が設けられた油圧パイロット式コントロールバルブにおいて、
上記各パイロットカバー部にはスプールを中立位置に保持するための力を付与する付勢手段が設けられており、この付勢手段は、パイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性が少なくとも低ゲイン特性と高ゲイン特性の２つに変更可能になるように構成されていることを特徴とする油圧パイロット式コントロールバルブ。
【請求項２】
上記付勢手段は、スプールの軸端に各々別々に所定のバネ力を付与する複数のスプリングと、スプール軸端に作用させるパイロット圧とは別のパイロット圧をパイロットカバー部内に伝達することによって、上記複数のスプリングのうち、少なくとも１つ以上のスプリングのバネ力がスプール軸端に作用しない状態に切り換える切換機構とからなる請求項１記載の油圧パイロット式コントロールバルブ。
【請求項３】
上記切換機構は、パイロットカバー部内に軸方向に摺動可能に配置されたピストンと、一端がピストンに固定され、他端がスプール側に延びかつこの他端にスプリング座部が形成されたピストンロッドと、上記パイロットカバー部の内壁面とこの内壁面に形成した突出部とピストンのスプール側端面とピストンロッドの外周面とによって画成され、かつパイロットカバー部に設けたパイロットポートを通して上記別のパイロット圧が伝達される油室とを有しており、
上記ピストンロッドのスプリング座部とパイロットカバー部の突出部との間には上記１つのスプリングが配置されている請求項２記載の油圧パイロット式コントロールバルブ。
【請求項４】
上記１つのスプリングは、スプールが中立位置に位置するときバネ力が零になるように設定されている請求項２又は３記載の油圧パイロット式コントロールバルブ。
【請求項５】
第１ウインチを駆動する第１の油圧モータと、第２ウインチを駆動する第２の油圧モータと、第１及び第２の油圧ポンプと、この両油圧ポンプの吐出圧油を操作レバーの操作に応じて合流させて上記第１及び第２の油圧モータにそれぞれ供給する第１及び第２のコントロールバルブ装置とを備え、上記第１のコントロールバルブ装置は、第１操作レバーにより操作される第１リモコン弁の２次圧にてストロークする第１ウインチ用１速スプールと第２操作レバーにより操作される第２リモコン弁の２次圧にてストロークする第２ウインチ用２速スプールとをシリーズ回路で構成してなり、上記第２のコントロールバルブ装置は、第１操作レバーにより操作される第１リモコン弁の２次圧にてストロークする第１ウインチ用２速スプールと第２操作レバーにより操作される第２リモコン弁の２次圧にてストロークする第２ウインチ用１速スプールとをシリーズ回路で構成してなるクレーン用ウインチの駆動制御装置において、
上記第１及び第２のコントロールバルブ装置の各１速スプールのバルブセクションは、いずれも請求項１記載の油圧パイロット式コントロールバルブによって構成されており、
上記油圧パイロット式コントロールバルブの付勢手段においてスプールストロークの変化特性が高ゲイン特性のとき、上記第１及び第２のコントロールバルブ装置の各２速スプールは、１速スプールがフルストロークするパイロット圧よりも高い圧力でストロークを開始するように設けられており、
上記油圧パイロット式コントロールバルブの付勢手段においてスプールストロークの変化特性を低ゲイン特性に変更し、かつ上記各コントロールバルブ装置の２速スプールのバルブセクションのパイロットカバー部がタンクに連通する第１状態と、上記油圧パイロット式コントロールバルブの付勢手段においてスプールストロークの変化特性を高ゲイン特性に変更し、かつ上記各コントロールバルブ装置の２速スプールのバルブセクションのパイロットカバー部が対応するリモコン弁の２次圧の伝達を受ける第２状態とに切換可能な切換手段を備えたことを特徴とするクレーン用ウインチの駆動制御装置。
【請求項１】
バルブボディ内にスプールが軸方向に摺動可能に設けられているとともに、バルブボディの軸方向両端に、それぞれスプールの軸端にパイロット圧を作用させるためのパイロットカバー部が設けられた油圧パイロット式コントロールバルブにおいて、
上記各パイロットカバー部にはスプールを中立位置に保持するための力を付与する付勢手段が設けられており、この付勢手段は、パイロット圧の変化に伴うスプールストロークの変化特性が少なくとも低ゲイン特性と高ゲイン特性の２つに変更可能になるように構成されていることを特徴とする油圧パイロット式コントロールバルブ。
【請求項２】
上記付勢手段は、スプールの軸端に各々別々に所定のバネ力を付与する複数のスプリングと、スプール軸端に作用させるパイロット圧とは別のパイロット圧をパイロットカバー部内に伝達することによって、上記複数のスプリングのうち、少なくとも１つ以上のスプリングのバネ力がスプール軸端に作用しない状態に切り換える切換機構とからなる請求項１記載の油圧パイロット式コントロールバルブ。
【請求項３】
上記切換機構は、パイロットカバー部内に軸方向に摺動可能に配置されたピストンと、一端がピストンに固定され、他端がスプール側に延びかつこの他端にスプリング座部が形成されたピストンロッドと、上記パイロットカバー部の内壁面とこの内壁面に形成した突出部とピストンのスプール側端面とピストンロッドの外周面とによって画成され、かつパイロットカバー部に設けたパイロットポートを通して上記別のパイロット圧が伝達される油室とを有しており、
上記ピストンロッドのスプリング座部とパイロットカバー部の突出部との間には上記１つのスプリングが配置されている請求項２記載の油圧パイロット式コントロールバルブ。
【請求項４】
上記１つのスプリングは、スプールが中立位置に位置するときバネ力が零になるように設定されている請求項２又は３記載の油圧パイロット式コントロールバルブ。
【請求項５】
第１ウインチを駆動する第１の油圧モータと、第２ウインチを駆動する第２の油圧モータと、第１及び第２の油圧ポンプと、この両油圧ポンプの吐出圧油を操作レバーの操作に応じて合流させて上記第１及び第２の油圧モータにそれぞれ供給する第１及び第２のコントロールバルブ装置とを備え、上記第１のコントロールバルブ装置は、第１操作レバーにより操作される第１リモコン弁の２次圧にてストロークする第１ウインチ用１速スプールと第２操作レバーにより操作される第２リモコン弁の２次圧にてストロークする第２ウインチ用２速スプールとをシリーズ回路で構成してなり、上記第２のコントロールバルブ装置は、第１操作レバーにより操作される第１リモコン弁の２次圧にてストロークする第１ウインチ用２速スプールと第２操作レバーにより操作される第２リモコン弁の２次圧にてストロークする第２ウインチ用１速スプールとをシリーズ回路で構成してなるクレーン用ウインチの駆動制御装置において、
上記第１及び第２のコントロールバルブ装置の各１速スプールのバルブセクションは、いずれも請求項１記載の油圧パイロット式コントロールバルブによって構成されており、
上記油圧パイロット式コントロールバルブの付勢手段においてスプールストロークの変化特性が高ゲイン特性のとき、上記第１及び第２のコントロールバルブ装置の各２速スプールは、１速スプールがフルストロークするパイロット圧よりも高い圧力でストロークを開始するように設けられており、
上記油圧パイロット式コントロールバルブの付勢手段においてスプールストロークの変化特性を低ゲイン特性に変更し、かつ上記各コントロールバルブ装置の２速スプールのバルブセクションのパイロットカバー部がタンクに連通する第１状態と、上記油圧パイロット式コントロールバルブの付勢手段においてスプールストロークの変化特性を高ゲイン特性に変更し、かつ上記各コントロールバルブ装置の２速スプールのバルブセクションのパイロットカバー部が対応するリモコン弁の２次圧の伝達を受ける第２状態とに切換可能な切換手段を備えたことを特徴とするクレーン用ウインチの駆動制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
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【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
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【公開番号】特開２００９−１４１５７（Ｐ２００９−１４１５７Ａ）
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７９１５２（Ｐ２００７−１７９１５２）
【出願日】平成１９年７月９日（２００７．７．９）
【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２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月９日（２００７．７．９）
【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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