特許 5661085 作業機械の油圧駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5661085

(24)【登録日】2014年12月12日

(45)【発行日】2015年1月28日

(54)【発明の名称】作業機械の油圧駆動装置

(51)【国際特許分類】

   F15B 11/04 20060101AFI20150108BHJP

   F15B 11/02 20060101ALI20150108BHJP

   F15B 11/08 20060101ALI20150108BHJP

   B66C 13/23 20060101ALI20150108BHJP

【ＦＩ】

   F15B11/04 H

   F15B11/02 W

   F15B11/08 A

   B66C13/23 B

【請求項の数】2

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2012-249063(P2012-249063)

(22)【出願日】2012年11月13日

(65)【公開番号】特開2014-98404(P2014-98404A)

(43)【公開日】2014年5月29日

【審査請求日】2014年4月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(73)【特許権者】

【識別番号】304020362

【氏名又は名称】コベルコクレーン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100109058

【弁理士】

【氏名又は名称】村松 敏郎

(72)【発明者】

【氏名】菅野 直紀

(72)【発明者】

【氏名】堀 直人

(72)【発明者】

【氏名】道田 隆治

【審査官】 柏原 郁昭

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６０−０３７４０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２５５２０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４６−０１８５２９（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 実開昭５３−１５２０８４（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１５Ｂ １１／０４

Ｆ１５Ｂ １１／０２

Ｆ１５Ｂ １１／０８

Ｂ６６Ｃ １３／２３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

油圧を利用して負荷をその自重による落下方向と同じ向きの下げ方向に移動させるための作業機械の油圧駆動装置であって、
油圧ポンプと、
この油圧ポンプを駆動して作動油を吐出させるための動力源と、
入口ポート及び出口ポートを有し、前記入口ポートに前記油圧ポンプから吐出される作動油の供給を受けて前記出口ポートから作動油を排出することにより前記負荷を前記下げ方向に移動させるように作動する第１油圧アクチュエータと、
前記負荷を下げ方向に移動させるときに前記油圧ポンプから前記第１油圧アクチュエータの入口ポートに作動油を導くためのメータイン流路及び前記負荷を前記下げ方向に移動させるときに前記第１油圧アクチュエータの出口ポートから排出された作動油を下流側に導くためのメータアウト流路を含む第１油圧回路と、
前記油圧ポンプから前記第１油圧アクチュエータへの作動油の供給状態を変化させるように作動するコントロールバルブと、
このコントロールバルブを操作するための操作装置と、
前記メータイン流路における前記作動油の流量であるメータイン流量を制御するメータイン流量制御器と、
前記メータアウト流路における前記作動油の流量であるメータアウト流量をこのメータアウト流量が前記メータイン流量制御器により制御されるメータイン流量以上の流量となるように制御するメータアウト流量制御器と、
前記第１油圧アクチュエータとは別の第２油圧アクチュエータと、
前記第１油圧回路とタンクとの間に介在し、当該第１油圧回路を流れた作動油を前記第２油圧アクチュエータに導いて当該第２油圧アクチュエータを駆動するとともに当該第２油圧アクチュエータから排出される作動油を前記タンクに導く第２油圧回路と、
この第２油圧回路と前記タンクとの間に設けられて設定された背圧を発生させる背圧弁と、
前記第２油圧回路と前記背圧弁との間の流路から分岐して当該背圧弁へ流れる作動油の一部を前記メータイン流路へ導くように配設される再生ラインと、
この再生ラインに設けられ、当該再生ラインでの前記作動油の流れの方向を前記第２油圧回路の下流側の位置から前記メータイン流路に向かう方向に限定するチェック弁と、を備えた、作業機械の油圧駆動装置。

【請求項2】

油圧を利用して第１負荷及び第２負荷をそれぞれその自重による落下方向と同じ向きの下げ方向に移動させるための作業機械の油圧駆動装置であって、
油圧ポンプと、
この油圧ポンプを駆動して作動油を吐出させるための動力源と、
第１入口ポート及び第１出口ポートを有し、前記第１入口ポートに前記油圧ポンプから吐出される作動油の供給を受けて前記第１出口ポートから作動油を排出することにより前記第１負荷を前記下げ方向に移動させるように作動する第１油圧アクチュエータと、
前記第１負荷を下げ方向に移動させるときに前記油圧ポンプから前記第１油圧アクチュエータの第１入口ポートに作動油を導くための第１メータイン流路及び前記第１負荷を前記下げ方向に移動させるときに前記第１油圧アクチュエータの第１出口ポートから排出された作動油を下流側に導くための第１メータアウト流路を含む第１油圧回路と、
前記油圧ポンプから前記第１油圧アクチュエータへの作動油の供給状態を変化させるように作動する第１コントロールバルブと、
この第１コントロールバルブを操作するための第１操作装置と、
前記第１メータイン流路における前記作動油の流量である第１メータイン流量を制御する第１メータイン流量制御器と、
前記第１メータアウト流路における前記作動油の流量である第１メータアウト流量をこの第１メータアウト流量が前記第１メータイン流量制御器により制御される第１メータイン流量以上の流量となるように制御する第１メータアウト流量制御器と、
前記第１油圧アクチュエータとは別の油圧アクチュエータであって、第２入口ポート及び第２出口ポートを有し、前記第２入口ポートへの作動油の供給を受けて前記第２出口ポートから作動油を排出することにより第２負荷を前記下げ方向に移動させるように作動する第２油圧アクチュエータと、
前記第２負荷を下げ方向に移動させるときに、前記第１油圧回路を流れた作動油を前記第２油圧アクチュエータの第２入口ポートに作動油を導くための第２メータイン流路及び前記第２負荷を前記下げ方向に移動させるときに前記第２油圧アクチュエータの第２出口ポートから排出された作動油をタンクに導くための第２メータアウト流路を含む第２油圧回路と、
前記第２油圧アクチュエータへの作動油の供給状態を変化させるように作動する第２コントロールバルブと、
この第２コントロールバルブを操作するための第２操作装置と、
前記第２メータイン流路における前記作動油の流量である第２メータイン流量を制御する第２メータイン流量制御器と、
前記第２メータアウト流路における前記作動油の流量である第２メータアウト流量をこの第２メータアウト流量が前記第２メータイン流量制御器により制御される第２メータイン流量以上の流量となるように制御する第２メータアウト流量制御器と、
前記第２油圧回路と前記タンクとの間に設けられて設定された背圧を発生させる背圧弁と、
前記第２油圧回路と前記背圧弁との間の流路から分岐して当該背圧弁へ流れる作動油の一部を前記第１メータイン流路及び第２メータイン流路へそれぞれ導くように配設される再生ラインと、
この再生ラインに設けられ、当該再生ラインでの前記作動油の流れの方向を前記第２油圧回路の下流側の位置から前記第１メータイン流路及び前記第２メータイン流路に向かう方向に限定するチェック弁と、を備えた、作業機械の油圧駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、クレーン等の作業機械において吊り荷等の負荷をその自重落下方向と同じ方向に移動させるための油圧駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

負荷をその自重落下方向と同じ方向に移動させるための装置として、例えば吊り荷をワイヤによって吊るウインチを巻下げ方向に駆動するための巻下げ駆動装置がある。この装置では、巻下げ駆動時にメータイン側の圧力が低下しキャビテーションを起こし失速することで吊り荷が落下することを防ぐことが重要である。

【0003】

このようなメータイン側の圧力の低下を防ぐ手段として、特許文献１には、いわゆる外部パイロット式のカウンタバランス弁をメータアウト側流路に設けることが記載されている。この外部パイロット式カウンタバランス弁は、メータイン側の圧力が設定圧以下となった場合にメータアウト側の流路を絞るように作動し、これにより、当該メータイン側の圧力の過剰な低下を防ぐ。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００−３１０２０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

前記の外部パイロット式カウンタバランス弁は、その圧力の計測点をメータイン側に有する一方、圧力の制御点をメータアウト側に有するものであって、計測点と制御点の位置が異なる、いわゆる制御理論上コロケーションがとれていない制御を行うものであるから、本質的に不安定であり、ハンチングを起こしやすいという問題がある。

【0006】

前記ハンチングを防ぐ手段として、前記カウンタバランス弁の開弁動作に大きな減衰を与えるような絞りをパイロット油路に設ける手段が存在するが、この絞りはカウンタバランス弁の開弁時間を長引かせてその応答性を低下させ、さらには、当該カウンタバランス弁が開き切るまでの間に弁に大きな絞り抵抗を生じさせることで不必要なブースト圧を発生させてしまうという欠点がある。

【0007】

前記ハンチングを防ぐための別の技術として、前記特許文献１には、メータイン側流路とメータアウト側流路とを連通する連通弁と、両流路の差圧が小さくなる方向にメータイン流量を制御する流量調節弁とを備えることが記載されているが、この技術では安定した巻下げ速度を得ることが難しい。すなわち、巻下げ制御回路では、一般に、メータアウト側に吊り荷の重量に対応した保持圧が発生することから、吊り荷の負荷が大きいほどメータイン側とメータアウト側との差圧が大きくなり、この差圧の増大に伴ってメータイン側の前記流量調節弁の開度が増加されてメータイン流量を増やしてしまう。従って、この装置では、負荷の大きさによって巻下げ速度が大きく変動することになる。

【0008】

またその一方で、前記巻下げ駆動のように負荷を下げ方向に移動させるように駆動される油圧アクチュエータを他の油圧アクチュエータとともに油圧ポンプとタンクとの間で直列に配置し、これらの油圧アクチュエータを共通の油圧ポンプにより駆動することが要求される場合が存在する。

【0009】

本発明は、このような事情に鑑み、従来のカウンタバランス弁の欠点であるハンチングや大きなブースト圧の発生を伴うことなく、メータイン側の過剰な圧力の低下を防ぎ、かつ、安定した速度で負荷をその自重落下方向と同じ方向である下げ方向に移動させることができ、かつ、その下げ方向への移動のための油圧アクチュエータを他の油圧アクチュエータとともに共通の油圧ポンプに直列に接続してこれらの油圧アクチュエータを駆動することが可能な作業機械の油圧駆動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】

【0010】

本発明は、油圧を利用して負荷をその自重による落下方向と同じ向きの下げ方向に移動させるための作業機械の油圧駆動装置であって、油圧ポンプと、この油圧ポンプを駆動して作動油を吐出させるための動力源と、入口ポート及び出口ポートを有し、前記入口ポートに前記油圧ポンプから吐出される作動油の供給を受けて前記出口ポートから作動油を排出することにより前記負荷を前記下げ方向に移動させるように作動する第１油圧アクチュエータと、前記負荷を下げ方向に移動させるときに前記油圧ポンプから前記第１油圧アクチュエータの入口ポートに作動油を導くためのメータイン流路及び前記負荷を前記下げ方向に移動させるときに前記第１油圧アクチュエータの出口ポートから排出された作動油を下流側に導くためのメータアウト流路を含む第１油圧回路と、前記油圧ポンプから前記第１油圧アクチュエータへの作動油の供給状態を変化させるように作動するコントロールバルブと、このコントロールバルブを操作するための操作装置と、前記メータイン流路における前記作動油の流量であるメータイン流量を制御するメータイン流量制御器と、前記メータアウト流路における前記作動油の流量であるメータアウト流量をこのメータアウト流量が前記メータイン流量制御器により制御されるメータイン流量以上の流量となるように制御するメータアウト流量制御器と、前記第１油圧アクチュエータとは別の第２油圧アクチュエータと、前記第１油圧回路とタンクとの間に介在し、当該第１油圧回路を流れた作動油を前記第２油圧アクチュエータに導いて当該第２油圧アクチュエータを駆動するとともに当該第２油圧アクチュエータから排出される作動油を前記タンクに導く第２油圧回路と、この第２油圧回路と前記タンクとの間に設けられて設定された背圧を発生させる背圧弁と、前記第２油圧回路と前記背圧弁との間の流路から分岐して当該背圧弁へ流れる作動油の一部を前記メータイン流路へ導くように配設される再生ラインと、この再生ラインに設けられ、当該再生ラインでの前記作動油の流れの方向を前記第２油圧回路の下流側の位置から前記メータイン流路に向かう方向に限定するチェック弁と、を備えたものである。

【0011】

この油圧駆動装置では、自重落下方向と同方向に吊荷を動かす巻下げ駆動時において、背圧弁の上流側の圧力が当該背圧弁の設定圧以上の圧力（実際には当該設定圧に第２油圧アクチュエータの負荷に対応する差圧が加わった圧力）に保持された上で、当該背圧弁の上流側の分岐点から再生油路を通じてメータイン流路に作動油が流入するから、メータイン流路の最低圧は背圧弁の設定圧以上の圧力になる。したがって、メータイン流路でのキャビテーションが有効に抑止される。しかも、メータイン流量制御器及びメータアウト流量制御器は、メータアウト流量がメータイン流量以上の流量となるようにこれらの流量を制御するから、メータアウト流路から再生ラインを通じてのメータイン流路への作動油の流れが確実に行われる。すなわち、再生流量が確保される。

【0012】

ここで、前記メータアウト流量制御器は、メータアウト絞りと、その前後差圧を予め設定された圧力するようにメータアウト流量を変化させるメータアウト流量調節弁とを含むものであって、その計測点および制御点はともにメータアウト流路にあるので、計測点がメータイン流路にあって制御点がメータアウト流路にある従来のカウンタバランス弁と異なり、制御理論上コロケーションがとれている。よって、メータアウト流量調節弁の弁開度や圧力のハンチングは有効に抑止される。つまり、この油圧駆動装置では、弁開度や圧力のハンチングが生じやすい弁を用いずにメータイン流路でのキャビテーションを抑制でき、その結果、油圧アクチュエータの駆動速度のハンチングを抑制できる。

【0013】

さらに、この油圧駆動装置では、前記メータアウト流路と前記タンクとの間に介在する第２油圧回路が当該メータアウト流路を流れる作動油を第２油圧アクチュエータへ導くとともに当該第２油圧アクチュエータから排出される作動油をタンクに導くことにより、共通の油圧ポンプを用いて第１及び第２油圧アクチュエータの双方を駆動することが可能である。しかも、前記再生回路はメータアウト流路を流れる作動油ではなくさらに第２油圧回路を流れて背圧弁に至る前の作動油をメータイン流路に還元するので、第２油圧アクチュエータの負荷にかかわらず圧力の安定した再生油をメータイン流路に供給することができる。

【0014】

具体的に、もし前記再生回路が前記第２油圧回路の下流側ではなくその上流側のメータアウト流路から分岐して前記メータイン流路へ作動油を再生油として供給するものである場合、その再生油の圧力は、背圧弁の設定圧だけでなくこれに前記第２油圧アクチュエータの負荷に相当する当該第２油圧アクチュエータの前後差圧が加わった圧力となるため、当該第２油圧アクチュエータの負荷によってはメータイン流路に高圧の再生油が供給されて当該メータイン流路の圧力であるメータイン圧を著しく上昇させる可能性がある。さらに、第１油圧アクチュエータが負荷を下げ方向に移動させる向きに駆動される際には、メータアウト流路の圧力であるメータアウト圧は前記メータイン圧に前記負荷に対応する圧力が加わった圧力となるので、当該メータアウト圧が過度に上昇してメータアウト流路を構成する配管や各種部品に悪影響を及ぼすおそれがある。換言すれば、このようなメータアウト圧の過度の上昇を回避するために第２油圧アクチュエータの負荷を著しく制限しなければならない場合が存する。

【0015】

これに対して本発明に係る再生ラインは、第２油圧回路の下流側でかつ背圧弁の上流側の流路を流れる作動油を再生油としてメータイン流路に導くものであるから、当該再生油の圧力は前記第２油圧回路に接続される第２油圧アクチュエータの負荷にかかわらず安定しており、従ってこの再生油の圧力の影響を受けるメータイン圧及びその下流側のメータアウト圧も安定する。このことは、第１及び第２油圧アクチュエータが直列に配置されているにもかかわらず、第１油圧アクチュエータの下げ駆動、すなわち負荷を下げ方向に動かすための第１油圧アクチュエータの駆動、を安定して行うことを可能にする。

【0016】

本発明において、第２油圧アクチュエータの具体的な構成や用途、さらに当該第２油圧アクチュエータを駆動するための第２油圧回路の具体的な構成は問わない。例えば、当該第２油圧アクチュエータは前記第１油圧アクチュエータと同じく負荷を下げ方向に移動させるためのもの（例えば油圧ウインチ）であってもよい。その場合、第２油圧回路は、第１油圧回路と同じくメータイン流路及びメータアウト流路を有し、そのメータイン流路及びメータアウト流路についてそれぞれメータイン流量制御器及びメータアウト流量制御器が設けられてメータアウト流量がメータイン流量よりも大きくなるようにこれらの流量が制御され、かつ、その差分の作動油がメータアウト流路からメータイン流路に再生されることにより、第１油圧アクチュエータの駆動について得られる前記の効果を第２油圧アクチュエータの駆動についても同様に得ることができる。すなわち、本発明は、油圧ポンプと、この油圧ポンプを駆動して作動油を吐出させるための動力源と、第１入口ポート及び第１出口ポートを有し、前記第１入口ポートに前記油圧ポンプから吐出される作動油の供給を受けて前記第１出口ポートから作動油を排出することにより第１負荷を前記下げ方向に移動させるように作動する第１油圧アクチュエータと、前記第１負荷を下げ方向に移動させるときに前記油圧ポンプから前記第１油圧アクチュエータの第１入口ポートに作動油を導くための第１メータイン流路及び前記第１負荷を前記下げ方向に移動させるときに前記第１油圧アクチュエータの第１出口ポートから排出された作動油を下流側に導くための第１メータアウト流路を含む第１油圧回路と、前記油圧ポンプから前記第１油圧アクチュエータへの作動油の供給状態を変化させるように作動する第１コントロールバルブと、この第１コントロールバルブを操作するための第１操作装置と、前記第１メータイン流路における前記作動油の流量である第１メータイン流量を制御する第１メータイン流量制御器と、前記第１メータアウト流路における前記作動油の流量である第１メータアウト流量をこの第１メータアウト流量が前記第１メータイン流量制御器により制御される第１メータイン流量以上の流量となるように制御する第１メータアウト流量制御器と、前記第１油圧アクチュエータとは別の油圧アクチュエータであって、第２入口ポート及び第２出口ポートを有し、前記第２入口ポートへの作動油の供給を受けて前記第２出口ポートから作動油を排出することにより第２負荷を前記下げ方向に移動させるように作動する第２油圧アクチュエータと、前記第２負荷を下げ方向に移動させるときに、前記第１油圧回路を流れた作動油を前記第２油圧アクチュエータの第２入口ポートに作動油を導くための第２メータイン流路及び前記第２負荷を前記下げ方向に移動させるときに前記第２油圧アクチュエータの第２出口ポートから排出された作動油をタンクに導くための第２メータアウト流路を含む第２油圧回路と、前記第２油圧アクチュエータへの作動油の供給状態を変化させるように作動する第２コントロールバルブと、この第２コントロールバルブを操作するための第２操作装置と、前記第２メータイン流路における前記作動油の流量である第２メータイン流量を制御する第２メータイン流量制御器と、前記第２メータアウト流路における前記作動油の流量である第２メータアウト流量をこの第２メータアウト流量が前記第２メータイン流量制御器により制御される第２メータイン流量以上の流量となるように制御する第２メータアウト流量制御器と、前記第２油圧回路と前記タンクとの間に設けられて設定された背圧を発生させる背圧弁と、前記第２油圧回路と前記背圧弁との間の流路から分岐して当該背圧弁へ流れる作動油の一部を前記第１メータイン流路及び第２メータイン流路へそれぞれ導くように配設される再生ラインと、この再生ラインに設けられ、当該再生ラインでの前記作動油の流れの方向を前記第２油圧回路の下流側の位置から前記第１メータイン流路及び前記第２メータイン流路に向かう方向に限定するチェック弁と、を備えたものを提供することもできる。

【発明の効果】

【0017】

以上のように、本発明によれば、従来のカウンタバランス弁の欠点であるハンチングや大きなブースト圧の発生を伴うことなく、メータイン側の過剰な圧力の低下を防ぎ、かつ、安定した速度で負荷をその自重落下方向と同じ方向である下げ方向に駆動することができ、かつ、その下げ方向への移動のための油圧アクチュエータを他の油圧アクチュエータとともに共通の油圧ポンプに直列に接続してこれらの油圧アクチュエータを駆動することが可能な作業機械の油圧駆動装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係る作業機械の油圧駆動装置を示す回路図である。

【図2】図１に示す装置のリモコン弁のレバー操作量とメータアウト流量制御器におけるメータアウト絞りの開口面積およびメータイン流量制御器におけるメータイン絞りの開口面積との関係を示すグラフである。

【図3】前記レバー操作量とメータアウト流量及びメータイン流量との関係を示すグラフである。

【図4】前記レバー操作量とブリードオフ絞り及びメータイン絞りのそれぞれの開口面積との関係を示すグラフである。

【図5】第１比較例に係る油圧駆動装置を示す回路図である。

【図6】（ａ）及び（ｂ）は図５に示す装置において生じ得るカウンタバランス弁の開度及びメータイン圧のそれぞれのハンチングを示すグラフである。

【図7】（ａ）は前記カウンタバランス弁の開弁直後の弁開度の時間変化を示すグラフ、（ｂ）は当該弁開度の変化に伴うメータイン圧の時間変化を示すグラフである。

【図8】（ａ）は図１に示す装置及び図５に示す装置でのメータイン圧の時間変化を示すグラフ、（ｂ）は図１に示す装置及び図５に示す装置での燃料消費量の時間変化を示すグラフである。

【図9】第２比較例に係る油圧駆動装置を示す回路図である。

【図10】（ａ）は第２比較例に係る油圧駆動装置における第２油圧回路のメータイン圧と第１油圧回路のメータイン圧及びメータアウト圧を示すグラフ、（ｂ）は図１に示す油圧駆動装置における第２油圧回路のメータイン圧と第１油圧回路のメータイン圧及びメータアウト圧を示すグラフである。

【図11】本発明の第２の実施の形態に係る作業機械の油圧駆動装置を示す回路図である。

【図12】本発明の第３の実施の形態に係る作業機械の油圧駆動装置を示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明の第１の実施の形態を、図１〜図４を参照しながら説明する。

【0020】

図１は、前記第１の実施の形態に係る油圧作業装置の全体構成を示す回路図であり、この装置は、エンジン１と、油圧ポンプ２と、第１油圧アクチュエータである第１油圧モータ４と、第１油圧モータ４を駆動するための第１油圧回路Ｃ１と、前記第１油圧モータ４の回転速度を操作するための第１操作装置６と、前記第１油圧回路Ｃ１の油路切換を行う第１コントロールバルブ３と、メータアウト流量制御器と、メータイン流量制御器と、第２油圧アクチュエータである第２油圧モータ１０４と、第２油圧モータ１０４を駆動するための第２油圧回路Ｃ２と、前記第２油圧モータ１０４の回転速度を操作するための第２操作装置１０６と、前記第２油圧回路Ｃ２の油路切換を行う第２コントロールバルブ１０３と、第１及び第２油圧回路Ｃ１，Ｃ２をこれらが直列に配置された状態で相互に接続するための接続ライン１００と、第２油圧回路Ｃ２とタンクＴとを接続するタンクライン１８０と、このタンクライン１８０に設けられる背圧弁１５と、再生ライン１２と、この再生ライン１２に設けられるチェック弁１３と、を備える。

【0021】

前記エンジン１は、前記油圧ポンプ２の動力源となるもので、前記油圧ポンプ２は、前記エンジン１により駆動され、これによりタンク内の作動油を吐出する。この実施の形態では、当該油圧ポンプ２に可変容量型油圧ポンプが用いられている。

【0022】

前記第１油圧モータ４は、本発明に係る第１油圧アクチュエータの一例であり、ウインチドラム５を有するウインチ装置に組み込まれ、当該ウインチドラム５を正逆両方向に回転させることで負荷である吊り荷７を昇降させる。具体的に、この第１油圧モータ４は、Ａポート（巻下げ駆動時における入口ポート）４ａとＢポート（巻下げ駆動時における出口ポート）４ｂとを有し、前記Ａポート４ａに作動油が供給されるときには前記ウインチドラム５を巻下げ方向すなわち前記吊り荷７を降下させる方向に回転させて当該作動油を前記Ｂポート４ｂから排出する一方、前記Ｂポート４ｂに作動油が供給されるときには前記ウインチドラム５を巻上げ方向すなわち前記吊り荷７を上昇させる方向に回転させて当該作動油を前記Ａポート４ａから排出する。

【0023】

前記第１油圧回路は、前記第１油圧モータ４に対する作動油（油圧ポンプ２から吐出される作動油）の給排を行うためのもので、この回路を形成するためのライン（配管）として、前記油圧ポンプ２の吐出ポートと前記第１コントロールバルブ３とを接続するポンプライン８Ｐと、前記第１コントロールバルブ３と前記第１油圧モータ４のＡポート４ａとを接続する第１モータライン８１Ｍと、前記第１コントロールバルブ３と前記第１油圧モータ４のＢポート４ｂとを接続する第２モータライン８２Ｍと、この第２モータライン８２Ｍと並列に設けられるバイパスライン８８と、前記第１コントロールバルブ３と接続ライン１００とを接続するサブ接続ライン８７と、前記ポンプライン８Ｐから分岐してタンクに至るブリードオフライン８６と、を含む。

【0024】

前記第１コントロールバルブ３は、前記油圧ポンプ２と前記第１油圧モータ４との間に介在し、前記第１操作装置６の操作内容に応じて前記ウインチドラム５の駆動状態を巻下げ駆動状態と巻上げ駆動状態とに切換える。この実施の形態に係る第１コントロールバルブ３は巻下げ用パイロットポート３ａと巻上げ用パイロットポート３ｂとを有する３位置パイロット切換弁により構成され、両パイロットポート３ａ，３ｂのいずれにもパイロット圧が供給されないときには中立位置Ｐ０に保たれ、巻下げ用パイロットポート３ａにパイロット圧が供給されたときにはそのパイロット圧に対応したストロークで前記中立位置Ｐ０から巻下げ駆動位置Ｐ１側へ開弁動作し、巻上げ用パイロットポート３ｂにパイロット圧が供給されたときにはそのパイロット圧に対応したストロークで前記中立位置Ｐ０から巻上げ駆動位置Ｐ２側へ開弁動作する。

【0025】

前記第１コントロールバルブ３は、前記各位置において次のような流路を形成する。

【0026】

ｉ）第１コントロールバルブ３は、前記中立位置Ｐ０では、前記油圧ポンプ２から吐出された作動油が前記第１油圧モータ４に供給されるのを阻止するとともに、前記サブ接続ライン８７を通じて作動油を接続ライン１００に導く第１ブリードオフ流路を形成する。また、第１コントロールバルブ３は、この中立位置Ｐ０ではブリードオフ流量を規定するためのブリードオフ絞り３０を有し、このブリードオフ絞り３０の開口面積Ａｂｏは、当該中立位置Ｐ０から離れるに従って減少する。

【0027】

ｉｉ）第１コントロールバルブ３は、前記巻下げ駆動位置Ｐ１では、前記ポンプライン８Ｐと前記第１モータライン８１Ｍとを接続することにより、前記油圧ポンプ２から吐出された作動油を前記第１油圧モータ４のＡポート４ａに導く流路、すなわち、下げ駆動時の「メータイン流路」を開通するとともに、前記第２モータライン８２Ｍと前記接続ライン１００とを接続することにより、前記第１油圧モータ４のＢポート４ｂから排出された作動油を流す流路、すなわち下げ駆動用の「メータアウト流路」を開通する。このメータアウト流路は前記接続ライン１００を介して前記第２油圧回路Ｃ２に接続される。さらに、第１コントロールバルブ３は、この巻下げ駆動位置Ｐ１では、メータイン流路における作動油の流量であるメータイン流量を規定するためのメータイン絞り３１を有し、このメータイン絞り３１の開口面積Ａｍｉは前記中立位置Ｐ０からのストロークの増大に伴って増加する。

【0028】

ｉｉｉ）第１コントロールバルブ３は、前記巻上げ駆動位置Ｐ２では、前記ポンプライン８Ｐを前記第２モータライン８２Ｍ及びこれと並列に設けられたバイパスライン８８に接続することにより、前記油圧ポンプ２から吐出された作動油を（後述のように専らバイパスライン８８を通じて）第１油圧モータ４のＢポート４ｂに導く流路を形成するとともに、前記第１モータライン８１Ｍを前記接続ライン１００に接続することにより、前記第１油圧モータ４のＡポート４ａから排出された作動油を前記第２油圧回路Ｃ２に流す流路を形成する。

【0029】

前記第１操作装置６は、パイロット油圧源９と、リモコン弁１０と、巻下げ駆動用パイロットライン１１ａと、巻上げ駆動用パイロットライン１１ｂと、を有する。

【0030】

リモコン弁１０は、前記パイロット油圧源９と前記第１コントロールバルブ３の各パイロットポート３ａ，３ｂとの間に介在するとともに、オペレータにより操作される操作レバー１０ａと、この操作レバー１０ａに連結された弁本体１０ｂと、を含む。弁本体１０ｂは、巻下げ駆動用出力ポート及び巻上げ駆動用出力ポートを有し、これらの出力ポートがそれぞれ前記巻下げ駆動用パイロットライン１１ａ及び前記巻上げ駆動用パイロットライン１１ｂを介して前記第１コントロールバルブ３の両パイロットポート３ａ，３ｂに接続されている。当該弁本体１０ｂは、前記両出力ポートのうち前記操作レバー１０ａの操作方向に対応した出力ポートから当該操作レバー１０ａの操作量に応じた大きさのパイロット圧を出力し、前記第１コントロールバルブ３の両パイロットポート３ａ，３ｂのうち前記出力ポートに対応するパイロットポートに当該パイロット圧を入力するように、当該操作レバー１０ａと連動する。

【0031】

前記のように、第１コントロールバルブ３がその中立位置Ｐ０から巻下げ駆動位置Ｐ１または巻上げ駆動位置Ｐ２へ作動するストロークは、入力されるパイロット圧の大きさに対応して増大するから、オペレータは、前記操作レバー１０ａの操作により、前記第１コントロールバルブ３の作動方向及びストロークを変えることができ、これにより、前記ブリードオフ絞り３０及び前記メータイン絞り３１の開口面積Ａｂｏ，Ａｍｉを変えることができる。図２の破線は、前記操作レバー１０ａの（巻下げ方向の）操作量とメータイン絞り３１の開口面積Ａｍｉとの関係を示し、図４は、前記操作量とブリードオフ絞り３０及びメータイン絞り３１の開口面積Ａｂｏ，Ａｍｉとの関係を示している。

【0032】

前記メータイン流量制御器は、この実施の形態では、前記メータイン絞り３１と、前記ブリードオフライン８６に設けられたメータイン流量調節弁２３と、で構成される。メータイン流量調節弁２３は、前記ブリードオフライン８６により構成される第２ブリードオフ流路の流量を変化させるように開閉作動することが可能であり、前記メータイン絞り３１の上流側圧力と下流側圧力との差すなわち前後差圧を予め定められた設定差圧にするようにその開度が変化する。具体的には、前記前後差圧が大きくなると前記メータイン流量調節弁２３が開弁方向に動作してブリードオフライン８６での流量を増やし、これによりメータイン流量を抑える。この実施形態では、前記巻下げ駆動位置Ｐ１における前記第１コントロールバルブ３の二次圧すなわち前記メータイン絞り３１の下流側の圧力と、前記メータイン流量調節弁２３の一次圧すなわち前記メータイン絞り３１の上流側圧力であるポンプ圧と、がそれぞれ圧力導入ライン２２ａ，２２ｂを通じて前記メータイン流量調節弁２３に互いに反対の側から導入され、その両圧力のバランスによって前記メータイン流量調節弁２３の開口面積及びこれに対応するブリードオフ流量が決定される。

【0033】

前記メータアウト流量制御器は、前記第１操作装置６における巻下げ駆動方向の操作量、具体的には前記リモコン弁１０の操作レバー１０ａの操作量すなわちレバー操作量に対応して前記メータアウト流路での作動油の流量であるメータアウト流量を制御するものであり、この実施の形態では、前記第２モータライン８２Ｍに設けられるメータアウト絞り弁３６及びメータアウト流量調節弁１４により構成される。

【0034】

前記メータアウト絞り弁３６は、本発明に係るメータアウト絞りに相当するもので、開口面積が可変である絞り３６ａとパイロットポート３６ｂとを有し、このパイロットポート３６ｂには、前記巻下げ駆動用パイロットライン１１ａから分岐する分岐ライン１１ｃを通じて前記巻下げ駆動用パイロット圧が入力される。すなわち、当該分岐ライン１１ｃと、前記巻下げ駆動用パイロットライン１１ａのうち前記分岐ライン１１ｃの分岐点よりも上流側の部分とが、巻下げ駆動用パイロット圧を前記パイロットポート３６ｂに導くメータアウト用パイロットラインを構成する。前記メータアウト絞り弁３６ａは、前記パイロットポート３６ｂに導入される巻下げ駆動用パイロット圧が大きいほど、すなわち前記リモコン弁１０の操作レバー１０ａの巻下げ駆動方向の操作量が大きいほど、前記絞り３６ａの開口面積が増大し、当該操作量が０のときは前記開口面積が最小（好ましくは０）となる特性を有する。

【0035】

前記メータアウト流量調節弁１４は、前記メータアウト絞り弁３６とともに前記第２モータライン８２Ｍに設けられ、当該メータアウト絞り弁３６の前後差圧、すなわち、当該メータアウト絞り弁３６の上流側圧力と下流側圧力との差、を予め定められた設定差圧にするように開閉作動する。具体的に、メータアウト流量調節弁１４は、開閉可能な弁本体と、これを開弁方向に付勢するばね１４ａとを有し、前記メータアウト絞り弁３６の上流側圧力が圧力導入ライン１８ａを通じて前記メータアウト流量調節弁１４に対して前記ばね１４ａと反対の側から導入され、前記メータアウト絞り弁３６の下流側圧力が圧力導入ライン１８ｂを通じて前記メータアウト流量調節弁１４に対して前記ばね１４ａと同じ側から導入される。従って、前記ばね１４ａにより特定される設定差圧と、前記上流側圧力と前記下流側圧力との差とにより、前記メータアウト流量調節弁１４の開度及びこれに対応するメータアウト流量が決定される。このメータアウト流量調節弁１４は、図１に示されるようにメータアウト絞り弁３６の下流側に設けられてもよいし、逆に上流側に設けられてもよい。

【0036】

前記メータイン流量制御器を構成するメータイン絞り３１の開口面積すなわちメータイン開口面積Ａｍｉの特性、及び、前記メータアウト流量制御器を構成するメータアウト絞り弁３６の開口面積すなわちメータアウト開口面積Ａｍｏの特性は、図２に示すように、レバー操作量にかかわらずメータアウト開口面積Ａｍｏがメータイン開口面積Ａｍｉ以上の流量となるように、より詳しくはレバー操作量が０及びその近傍の領域を除いてメータアウト開口面積Ａｍｏがメータイン開口面積Ａｍｉよりも大きくなるように、設定されている。これにより、この実施形態に係る装置では、図３に示すように、レバー操作量にかかわらずメータアウト流量Ｑｍｏがメータイン流量Ｑｍｉ以上の流量となるような流量特性、より詳しくは、レバー操作量が０及びその近傍の領域を除いてメータアウト流量Ｑｍｏがメータイン流量Ｑｍｉよりも大きくなるような流量特性が設定されている。

【0037】

前記接続ライン１００は、前記第１コントロールバルブ３と前記第２コントロールバルブ１０３とを接続する。具体的に、接続ライン１００は、前記第１コントロールバルブ３が前記巻下げ駆動位置Ｐ１に切換えられたときに前記第２モータライン８２Ｍが形成するメータアウト流路を流れる作動油、及び、前記第１コントロールバルブ３が前記巻上げ駆動位置Ｐ２に切換えられたときに前記第１モータライン８１Ｍが形成するメータアウト流路を流れる作動油を前記第２コントロールバルブ１０３の入口ポートに導入するように、前記第１コントロールバルブ３と前記第２コントロールバルブ１０３とにそれぞれ接続される。

【0038】

前記第２油圧モータ１０４は、本発明に係る第２油圧アクチュエータの一例であり、前記第１油圧モータ４と同様、Ａポート１０４ａと、Ｂポート１０４ｂと、を有し、そのうちの一方のポートに作動油が供給されることにより当該ポートに対応した方向に回転し、他方のポートから作動油を排出する。前記第２油圧回路Ｃ２は、第１モータライン１８１Ｍ及び第２モータライン１８２Ｍを有し、第１モータライン１８１Ｍは前記入口ポート１０４ａを第２コントロールバルブ１０３に、第２モータライン１８２Ｍは前記出口ポート１０４ｂを第２コントロールバルブ１０３に、それぞれ接続する。

【0039】

前記第２コントロールバルブ１０３は、前記接続ライン１００と前記第２油圧モータ４との間に介在し、前記第２操作装置１０６の操作内容に応じて第２油圧モータ１０４の駆動状態を切換える。具体的に、この第２コントロールバルブ１０３は、前記第１コントロールバルブ３と同様に一対のパイロットポート１０３ａ，１０３ｂを有する３位置パイロット切換弁により構成され、両パイロットポート１０３ａ，１０３ｂのいずれにもパイロット圧が供給されないときには中立位置Ｐ１０に保たれ、パイロットポート１０３ａまたは１０３ｂにパイロット圧が供給されたときには前記中立位置Ｐ１０から駆動位置Ｐ１１または駆動位置Ｐ１２へそれぞれ開弁動作する。第２コントロールバルブ１０３は、前記中立位置Ｐ１０では両モータライン１８１Ｍ，１８２Ｍをブロックして前記接続ライン１００をタンクライン１８０に接続する油路を形成し、前記駆動位置Ｐ１１では前記接続ライン１００を前記第１モータライン１８１Ｍに接続して前記第２モータライン１８２Ｍをサブタンクライン１７０を介して前記タンクライン１８０に接続する油路を形成し、前記駆動位置Ｐ１２では前記接続ライン１００を前記第２モータライン１８２Ｍに接続して前記第１モータライン１８１Ｍをサブタンクライン１７０を介して前記タンクライン１８０に接続する油路を形成する。

【0040】

前記第２操作装置１０６は、前記パイロット油圧源９を利用してパイロット圧を出力するリモコン弁１１０を有する。リモコン弁１１０は、前記リモコン弁１０と同じく操作レバー１１０ａ及び弁本体１１０ｂを有し、弁本体１１０ｂは、前記操作レバー１１０ａが操作されたときに前記第２コントロールバルブ１０３の両パイロットポート１０３ａ，１０３ｂのうち前記操作レバー１１０ａの操作方向に対応するパイロットポートに当該操作１１０ａの操作量に対応した大きさのパイロット圧を出力する。

【0041】

前記背圧弁１５は、圧力制御弁であり、前記第２油圧回路Ｃ２の下流側のタンクライン１８０において、当該背圧弁１５の設定圧に相当する背圧を発生させる。この背圧弁１５の設定圧は、常に一定であってもよいし、例えば第１油圧回路Ｃ１でのメータイン圧すなわち巻下げ駆動時におけるメータイン流路の圧力が上昇につれて低下するような特性を有するものでもよい。あるいは、背圧弁は、操作レバー１０ａの操作量の増加に伴って開口面積が増大するような可変絞り弁により構成されることも可能であり、この場合、その開口面積Ａｂｋは例えば次式（１）に示すような特性を有するように設定される。

【0042】

Ａｂｋ＝Ｑｂｋ／｛Ｃｖ×√ΔＰｂｋ｝ （１）
ここで、Ｃｖは流量係数、ΔＰｂｋは背圧弁の設定圧、Ｑｂｋは背圧弁を通過する作動油の流量であり、リーク分を無視すれば流量バランスにより前記流量Ｑｂｋはメータイン流量Ｑｍｉと一致する。

【0043】

前記再生ライン１２は、巻下げ駆動時におけるメータアウト流量Ｑｍｏとメータイン流量Ｑｍｉ（≦Ｑｍｏ）との差分に応じた流量で、タンクライン１８０を流れる作動油（すなわち第２油圧回路Ｃ２を流れた後の作動油）の一部を背圧弁１５よりも上流側の位置から第１油圧回路Ｃ１でのメータイン流路側に補給するための油路を形成する。具体的に、この再生ライン１２は前記タンクライン１８０から前記背圧弁１５よりも上流側の位置で分岐して前記第１モータライン８１Ｍに至る。前記チェック弁１３は、この再生ライン１２の途中に設けられ、当該再生ライン１２における前記作動油の流れの方向を前記メータアウト流路から前記メータイン流路に向かう方向に限定する。

【0044】

前記第２モータライン８２Ｍには、さらに、前記メータアウト絞り弁３６及びメータアウト流量調節弁１４の下流側に位置するチェック弁３５が設けられている。このチェック弁３５は、前記第１油圧モータ４から前記第１コントロールバルブ３に向かう方向への作動油の流れのみを許容し、その逆の流れを阻止する。すなわち、前記第１コントロールバルブ３が巻上げ駆動位置Ｐ２に切換えられたときに油圧ポンプ２から吐出される作動油が前記第２モータライン８２Ｍ内に逆流するのを防ぐ。前記バイパスライン８８は、その巻上げ駆動時に前記油圧ポンプ２から前記第１油圧モータ４のＢポート４ｂに向かう供給流路を確保するためのもので、当該バイパスライン８８には、前記チェック弁３５とは逆に、前記第１コントロールバルブ３から前記第１油圧モータ４のＢポート４ｂに向かう方向への作動油の流れのみを許容するチェック弁２７が設けられている。

【0045】

次に、この装置の作用について説明する。

【0046】

まず、第１油圧モータ４について、第１操作装置６のリモコン弁１０の操作レバー１０ａが巻上げ駆動側に操作された場合は、当該リモコン弁１０の出力するリモコン圧が第１コントロールバルブ３の巻上げ用パイロットポート３ｂに入力されて第１コントロールバルブ３が中立位置Ｐ０から巻上げ駆動位置Ｐ２側に開弁作動する。これにより、油圧ポンプ２の吐出する作動油はバイパスライン８８のチェック弁２７を経由して第１油圧モータ４のＢポート４ｂに供給され、この第１油圧モータ４を巻上げ駆動方向に回転させる。当該第１油圧モータ４のＡポート４ａから排出される作動油は、第１モータライン８１Ｍ及び接続ライン１００を通じて下流側の第２油圧回路Ｃ２に供給される。

【0047】

一方、前記操作レバー１０ａが巻下げ駆動側に操作されると、第１コントロールバルブ３が中立位置Ｐ０から巻下げ駆動位置Ｐ１側に開弁作動する。具体的には、前記操作レバー１０ａの操作量に対応した大きさの巻下げ駆動用パイロット圧が前記リモコン弁１０から巻下げ駆動用パイロットライン１１ａを通じて巻下げ駆動用パイロットポート３ａに入力され、これにより第１コントロールバルブ３は当該パイロット圧に対応したストロークだけ巻下げ駆動位置Ｐ１側に作動する。

【0048】

この作動に伴い、図４に示すようにブリードオフ開口面積Ａｂｏが減少するとともにメータイン絞り３１の開口面積であるメータイン開口面積Ａｍｉが増加してメータイン流量Ｑｍｉすなわち油圧ポンプ２から第１油圧モータ４のＡポート４ａに供給される作動油の流量が増える。これにより、第１油圧モータ４は巻下げ方向に回転し、Ｂポート４ｂから作動油を排出する。この排出された作動油は、メータアウト流路を構成する第２モータライン８２Ｍ及び接続ライン１００を通じてタンクに戻る。

【0049】

このとき、前記メータイン絞り３１の開口面積すなわちメータイン開口面積Ａｍｉの増大に伴い、当該メータイン絞り３１とメータイン流量調節弁２３とで構成されるメータイン流量制御器はメータイン流量Ｑｍｉを図３に示すように制御する。具体的に、前記メータイン流量調節弁２３は、前記メータイン絞り３１の前後差圧を予め設定された圧力すなわち設定差圧ΔＰｍｉにするように開弁動作する（例えば当該前後差圧が大きくなると開弁方向に動作してブリードオフ流量を増やすことによりメータイン流量を減らす）。このようにして、メータイン流量Ｑｍｉは次式（２）に示すように制御される。

【0050】

Ｑｍｉ＝Ｃｖ×Ａｍｉ×√（ΔＰｍｉ） （２）
一方、前記第２モータライン８２Ｍに設けられているメータアウト絞り弁３６の絞り３６ａの開口面積すなわちメータアウト開口面積Ａｍｏは、前記操作レバー１０ａの操作量に応じて図２に示すようにメータイン開口面積Ａｍｉよりも大きい範囲で変化し、これに伴い、当該メータアウト絞り弁３６とメータアウト流量調節弁１４とで構成されるメータアウト流量制御器は、図３に示すように、前記メータアウト流量Ｑｍｏをこのメータアウト流量Ｑｍｏが前記メータイン流量Ｑｍｉ以上の流量となるように制御する。すなわち、前記メータアウト流量調節弁１４が前記メータアウト絞り３２の前後差圧を予め設定された圧力すなわち設定差圧ΔＰｍｏにするように開弁動作することで、メータアウト流量Ｑｍｏは次式（３）に示すように制御される。

【0051】

Ｑｍｏ＝Ｃｖ×Ａｍｏ×√（ΔＰｍｏ） （３）
このようにしてメータアウト流量Ｑｍｏが制御されながら、負荷（この実施の形態では吊り荷７）の大きさにかかわらず、操作レバー１０ａに対応した速度での巻下げ駆動が実行される。すなわち、このメータアウト流量制御器は、負荷である吊り荷７の重量変化にかかわらず、専ら操作レバー１０ａの操作量に対応したメータアウト流量の制御を行う。従って、負荷の重量の増減に起因する第１油圧モータ４の回転速度の変化を有効に抑止して操作性及び安全性の向上に寄与することができる。

【0052】

しかも、この装置では、前記メータアウト流量Ｑｍｏが常に前記メータイン流量Ｑｍｉ以上の流量となるように制御されるため、メータイン流量Ｑｍｉの不足分に相当する流量（Ｑｍｏ−Ｑｍｉ）で、第２油圧回路Ｃ２の下流側で背圧弁１５の上流側の接続位置Ｐｃから再生ライン１２を通じてメータイン流路である第１モータライン８１Ｍに戻り油が補給される。すなわち、メータアウト流路から再生ラインを通じてのメータイン流路への作動油の流れが確実に行われ、かつ、その流れは両流量Ｑｍｉ，Ｑｍｏの制御によって安定して保持される。これにより、メータイン圧が前記背圧弁１５の設定圧以上の圧力に保持され、当該メータイン圧の低下に起因するキャビテーションが防止される。

【0053】

従来、このようなキャビテーションを防止する技術として、カウンタバランス弁を用いる技術が知られているが、このようなカウンタバランス弁の使用はメータイン圧のハンチングあるいは顕著なブースト圧の発生を伴うというデメリットがある。これに対して前記装置では、当該デメリットを伴うカウンタバランス弁を用いることなく前記キャビテーションを防止することが可能である。

【0054】

この点についての本発明装置の優位性を、第１比較例として図５に示す装置との対比に基づいて詳述する。この図５に示される装置は、図１に示す装置と同様に、エンジン１、油圧ポンプ２、第１コントロールバルブ３、第１油圧モータ４、第１操作装置６、及び両モータライン８１Ｍ，８２Ｍを具備するものであるが、図１に示す装置に含まれる再生ライン１２、メータイン流量制御器、メータアウト流量制御器、及び背圧弁１５に代え、外部パイロット式のカウンタバランス弁９０を具備する。

【0055】

このカウンタバランス弁９０には、巻下げ駆動時にメータイン流路を構成する第１モータライン８１Ｍ内の圧力すなわちメータイン圧がライン９２を通じてパイロット圧として導入される。カウンタバランス弁９０は、その設定圧Ｐｃｂを決めるばね９４を有し、当該カウンタバランス弁９０に入力されるパイロット圧すなわち前記メータイン圧が前記設定圧Ｐｃｂ未満のときは閉弁し、設定圧Ｐｃｂ以上のときに開弁する。

【0056】

このカウンタバランス弁９０も、メータイン流量の不足によるキャビテーションを防止することは可能である。例えば、吊り荷７の重量により第１油圧モータ４の回転速度が増加してその吸収流量が油圧ポンプ２からの供給流量を超えると、メータイン圧が低下するが、このメータイン圧がカウンタバランス弁９０の設定圧Ｐｃｂまで低下した時点でカウンタバランス弁９０が閉弁方向に作動することでメータアウト側が絞られ、これにより第１油圧モータ４にブレーキ力が与えられる。これにより、第１油圧モータ４の吸収流量が制限され、メータイン圧を設定圧Ｐｃｂ以上に保つ制御が達成される。

【0057】

しかし、このカウンタバランス弁９０を用いた制御では、計測点がメータイン流路にあるのに対して制御点はメータアウト流路にあることから、制御理論上コロケーションがなく、制御が不安定なものとなる。すなわち、前記計測点と前記制御点とのずれが制御を不安定なものにし、ハンチングを生じ易くする。具体的に、第１操作装置６におけるリモコン弁１０の操作レバー１０ａが中立位置から時刻Ｔ０において巻下げ駆動方向に操作された場合、図６（ａ）に示すようにカウンタバランス弁９０の開度にハンチングが生じ、このハンチングは同図（ｂ）に示すようにメータイン圧も振動的に変化させて第１油圧モータ４やウインチドラム５の回転速度を不安定にしてしまうおそれがある。

【0058】

このハンチングを抑止する手段として、前記図５に示されるように前記ライン９２の途中に絞り９６を設けることが一般に考えられるが、この絞り９６は、図７（ａ）に示すように、操作レバー１０ａの操作が開始された時点ＴＯから弁開度が適正な開度Ａ１に至るまでに相当な応答遅れを生じさせる。さらに、カウンタバランス弁９０が十分に開くまでの間はこれに大きな圧力損失が生じるから、図７（ｂ）に示すように前記操作開始時点ＴＯから所定時刻Ｔ１に至るまでの間、メータイン圧が設定圧Ｐｃｂよりも高い状態、すなわち図中斜線で示すような無駄なブースト圧が発生する状態が続き、このことが運転効率を著しく低下させるというデメリットがある。

【0059】

これに対して図１に示す装置に用いられるメータアウト流量制御器はメータアウト絞りの前後差圧に基づいてメータアウト流量を調整するものであってその計測点及び制御点がいずれもメータアウト流路にあることから、制御理論上コロケーションを有しており、安定した制御を行うことが可能である。背圧弁１５において前記カウンタバランス弁９０のようなハンチングはきわめて生じ難い。従って、当該ハンチングを防ぐための特別な絞りの付加は要さず、図７（ｂ）に示すような顕著なブースト圧の発生もない。従って、図８（ａ）に実線（図１に示す装置）及び破線（図５に示す装置）に示されるとおり、メータイン圧が有効に抑止され、これにより油圧ポンプ２の駆動に必要なパワーも大幅に低減され、その結果、同図（ｂ）に示すようにエンジンの燃料消費量も大幅に改善される。

【0060】

さらに、図１に示す装置では、前記第１油圧回路Ｃ１のメータアウト流路と前記タンクとの間に介在する第２油圧回路Ｃ２が当該メータアウト流路を流れる作動油を第２油圧アクチュエータである第２油圧モータ１０４へ導くとともに当該第２油圧モータ１０４から排出される作動油をタンクに導くことにより、共通の油圧ポンプ２を用いて両油圧モータ４，１０４を駆動することが可能である。しかも、前記再生ライン１２は、第１油圧回路Ｃ１のメータアウト流路を流れる作動油ではなくさらに第２油圧回路Ｃ２を流れて背圧弁に至る手前の作動油を第１油圧回路のメータイン流路に還元するものであるから、第２油圧アクチュエータである第２油圧モータ１０４の負荷にかかわらず圧力の安定した再生油を第１油圧回路Ｃ１のメータイン流路に供給することができる。

【0061】

この図１に示される装置の優位性を、第２比較例として図９に示す装置との対比に基づいて説明する。図９に示す装置は、図１に示す装置と同じ基本構成を有するが、背圧弁１５がタンクライン１８０ではなく第２モータライン８２Ｍにおけるメータアウト流量調節弁１４とチェック弁３５との間の位置に設けられ、前記再生ライン１２に代えて前記第２モータライン８２Ｍの前記背圧弁１５の上流側の作動油をメータイン流路すなわち第１モータライン８１Ｍに供給するように配管された再生ライン１２′が第１油圧回路Ｃ１内に組み込まれている点で、図１に示す装置と相違するものである。

【0062】

この装置では、図１０（ａ）に示すように、前記再生ライン１２′が還元する再生油の圧力は、背圧弁の設定圧だけでなくこれに第２油圧アクチュエータである第２油圧モータ１０４の負荷に相当するモータ差圧が加わった圧力つまり第２油圧回路Ｃ２のメータイン圧に相当する圧力（図１０（ａ）に示す「第２メータイン圧」）、となるため、当該第２油圧モータ１０４の負荷によっては（例えば第２油圧モータ１０４がウインチモータであって巻上げ方向に駆動される場合には）第１油圧回路Ｃ１のメータイン流路に第２油圧回路Ｃ１のメータイン圧である第２メータイン圧に相当する高圧の再生油が供給されて当該メータイン流路の圧力（図１０（ａ）に示す「第１メータイン圧」）を著しく上昇させる可能性がある。さらに、第１油圧モータ４が負荷である吊り荷７を下げ方向に移動させる向きに駆動される際には、メータアウト流路の圧力であるメータアウト圧（図１０（ａ）に示す「第１メータアウト圧」）は前記第１メータイン圧に前記負荷に対応する圧力すなわち前記吊り荷７を保持するための保持圧が加わった圧力となるので、当該メータアウト圧が過度に上昇してメータアウト流路を構成する配管や各種部品に悪影響を及ぼすおそれがある。換言すれば、このようなメータアウト圧の過度の上昇を回避するために第２油圧モータ１０４の負荷を著しく制限しなければならない場合が存する。

【0063】

これに対して図１に示す再生ライン１２は、第２油圧回路Ｃ２の下流側のタンクライン１８０内を流れる作動油であって背圧弁１５の上流側の作動油を再生油としてメータイン流路に導くものであるから、前記再生油の圧力すなわち第２メータイン圧は、前記第２油圧モータ１０４の負荷にかかわらず背圧弁１５の設定圧に相当する圧力に安定する。この背圧弁１５の設定圧は、第１油圧モータ４のメータイン流路でのキャビテーションを防止できる程度の圧力で十分であり、低い圧力に抑えることができる。従って、図１０（ｂ）に示すように、第２メータイン圧の大小にかかわらず、前記再生油の圧力の影響を受ける第１メータイン圧及びその下流側の第１メータアウト圧を低い値に抑えることができる。このことは、第１及び第２油圧モータ４，１０４が直列に配置されているにもかかわらず、第１油圧モータ４の巻下げ駆動を安定して行うことを可能にする。

【0064】

本発明の第２の実施の形態に係る装置を図１１に示す。この装置は、図１に示す装置と比較して、メータアウト流量調節器の位置及び構成が相違する。具体的に、図１に示す装置では、メータアウト絞りを構成するメータアウト絞り弁３６及びメータアウト流量調節弁１４がいずれも第１コントロールバルブ３の上流側の第２モータライン８２Ｍに設けられているのに対し、図１１に示す装置では、メータイン絞り３１と同様にメータアウト絞り３２が第１コントロールバルブ３内に設けられ、メータアウト流量調節弁１４が第１コントロールバルブ３の下流側で前記接続ライン１００につながる流路に設けられている。

【0065】

図１１に示す第１コントロールバルブ３は、図１に示す第１コントロールバルブ３と同様に巻下げ駆動位置Ｐ１において第２モータライン８２Ｍと接続ライン１００とを接続する戻り流路を形成するが、この戻り流路が前記メータアウト絞り３２を構成している。このメータアウト絞り３２は、メータイン絞り３１と同じく、第１コントロールバルブ３のストロークの増大に伴って当該メータアウト絞り３２の開口面積が増大する特性を有する。当該メータアウト絞り３２の前後差圧の取り出しについては、当該メータアウト絞り３２の上流側の圧力が前記第１コントロールバルブ３からライン１８ａを通じて前記メータアウト流量調節弁１４の入口ポートに導入されるとともに、メータアウト絞り３２の下流側の圧力（図１１ではメータアウト流量調節弁１４の一次圧）がライン１８ｂを通じて前記メータアウト流量調節弁１４の出口ポート（入口ポートと反対側のポート）に導入される。

【0066】

また、かかる配置のため、図１１に示す装置では図１に示すチェック弁３５及びバイパスライン８８が不要である。その一方、背圧弁１５の位置及びその上流側の再生ライン１２の接続位置Ｐｃは何ら変わらない。

【0067】

この装置においても、巻下げ駆動時には、操作レバー１０ａの操作量に応じて第１コントロールバルブ３が巻下げ駆動位置Ｐ１側にストロークすることにより、そのストロークに応じて当該第１コントロールバルブ３内のメータアウト絞り３１の開口面積が変化し、その前後差圧を所定圧力に保つようにメータアウト流量調節弁１４が作動することにより、負荷（吊り荷７）の大きさにかかわらず、操作内容に見合ったメータアウト流量の制御が行われる。また、タンクライン１８０から第１油圧回路Ｃ１のメータイン流路への作動油の還元も図１に示される装置と同様に行われる。

【0068】

前記第１コントロールバルブ３はパイロット式油圧切換弁に限られず、例えば、３位置の電磁切換弁でもよい。この場合も、メータアウト流量制御器が操作装置における操作内容に応じてメータアウト流量を制御するもの、例えば、図１に示すようなメータアウト絞り弁３６及びメータアウト流量調節弁１４の組合せからなるものであれば、安定した下げ駆動が実現される。

【0069】

本発明において、第２油圧アクチュエータの具体的な構成や用途、さらに当該第２油圧アクチュエータを駆動するための第２油圧回路の具体的な構成は問わない。例えば、当該第２油圧アクチュエータは前記第１油圧アクチュエータと同じく負荷を下げ方向に移動させるためのもの（例えば油圧ウインチのモータ）であってもよい。その場合、第２油圧回路は、第１油圧回路と同じくメータイン流路及びメータアウト流路を有し、そのメータイン流路及びメータアウト流路についてそれぞれメータイン流量制御器及びメータアウト流量制御器が設けられてメータアウト流量がメータイン流量よりも大きくなるようにこれらの流量が制御され、かつ、その差分の作動油がメータアウト流路からメータイン流路に再生されることにより、第１油圧アクチュエータの駆動について得られる前記の効果を第２油圧アクチュエータの駆動についても同様に得ることができる。

【0070】

その例を第３の実施の形態として図１２に示す。この図１２に示す装置において、接続ライン１００よりも上流側の部分、すなわち、第１油圧モータ４に関わる部分は図１に示す装置と全く同様である。一方、接続ライン１００よりも下流側の部分は、吊り荷２０７の巻下げ及び巻上げを行うウインチドラム２０５を回転させる第２油圧モータ２０４を駆動するためのもので、第２油圧モータ２０４を駆動するための第２油圧回路Ｃ２と、前記第２油圧モータ２０４の回転速度を操作するための第２操作装置２０６と、前記第２油圧回路Ｃ２の油路切換を行う第２コントロールバルブ２０３と、第２メータアウト流量制御器と、第２メータイン流量制御器と、を備える。

【0071】

前記第２油圧モータ２０４は、前記第１油圧モータ４と同じくＡポート（巻下げ駆動時における第２入口ポート）２０４ａとＢポート（巻下げ駆動時における第２出口ポート）２０４ｂとを有し、前記Ａポート２０４ａに作動油が供給されるときには前記ウインチドラム２０５を巻下げ方向すなわち前記吊り荷２０７を降下させる方向に回転させて当該作動油を前記Ｂポート２０４ｂから排出する一方、前記Ｂポート２０４ｂに作動油が供給されるときには前記ウインチドラム２０５を巻上げ方向すなわち前記吊り荷２０７を上昇させる方向に回転させて当該作動油を前記Ａポート２０４ａから排出する。

【0072】

前記第２油圧回路Ｃ２は、前記第１油圧回路Ｃ１と同様、前記第２コントロールバルブ２０３と前記第２油圧モータ２０４のＡポート２０４ａとを接続する第１モータライン２８１Ｍと、前記第２コントロールバルブ２０３と前記第２油圧モータ４のＢポート２０４ｂとを接続する第２モータライン２８２Ｍと、この第２モータライン２８２Ｍと並列に設けられるバイパスライン２８８と、前記第２コントロールバルブ２０３とタンクライン１８０とを接続するサブタンクライン１７０と、前記接続ライン１００から分岐してタンクに至るブリードオフライン２８６と、を含む。

【0073】

前記第２コントロールバルブ２０３は、前記接続ライン１００と前記第２油圧モータ２０４との間に介在し、前記第２操作装置２０６の操作内容に応じて前記ウインチドラム２０５の駆動状態を巻下げ駆動状態と巻上げ駆動状態とに切換える。第２コントロールバルブ２０３は、前記第１コントロールバルブ３と同様、巻下げ用パイロットポート２０３ａと巻上げ用パイロットポート２０３ｂとを有する３位置パイロット切換弁により構成され、両パイロットポート２０３ａ，２０３ｂのいずれにもパイロット圧が供給されないときには中立位置Ｐ２０に保たれ、巻下げ用パイロットポート２０３ａにパイロット圧が供給されたときにはそのパイロット圧に対応したストロークで前記中立位置Ｐ２０から巻下げ駆動位置Ｐ２１側へ開弁動作し、巻上げ用パイロットポート３ｂにパイロット圧が供給されたときにはそのパイロット圧に対応したストロークで前記中立位置Ｐ２０から巻上げ駆動位置Ｐ２２側へ開弁動作する。

【0074】

第２コントロールバルブ２０３は、前記各位置において前記第１コントロールバルブ３と同様の油路の形成を行う。具体的に、第２コントロールバルブ２０３は、前記中立位置Ｐ２０では、接続ライン１００を流れる作動油が前記第２油圧モータ２０４に供給されるのを阻止するとともに、前記サブ接続ライン１７０を通じて作動油をタンクライン１８０に導く第１ブリードオフ流路を形成し、さらに、この中立位置Ｐ２０ではその開口面積が中立位置Ｐ２０から離れるに従って減少するブリードオフ絞り２３０を有する。第２コントロールバルブ２０３は、前記巻下げ駆動位置Ｐ２１では、前記接続ライン１００と前記第１モータライン２８１Ｍとを接続することにより、接続ライン１００を流れる作動油を第２油圧モータ２０４のＡポート２０４ａに導く流路、すなわち、下げ駆動時の「メータイン流路」を開通するとともに、前記第２モータライン２８２Ｍと前記サブタンクライン１７０（さらにはタンクライン１８０）とを接続して下げ駆動用の「メータアウト流路」を開通し、さらに、この巻下げ駆動位置Ｐ２１では、その開口面積が前記中立位置Ｐ２０からのストロークの増大に伴って増加するメータイン絞り２３１を有する。また、第２コントロールバルブ２０３は、前記巻上げ駆動位置Ｐ２２では、前記接続ライン１００を前記第２モータライン２８２Ｍ及びこれと並列に設けられたバイパスライン２８８に接続することにより、前記接続ライン１００を流れる作動油を専らバイパスライン２８８を通じて第２油圧モータ２０４のＢポート２０４ｂに導く流路を形成するとともに、前記第１モータライン２８１Ｍを前記サブ接続ライン１７０に接続する。

【0075】

前記第２操作装置２０６は、前記パイロット油圧源９と、リモコン弁２１０と、巻下げ駆動用パイロットライン２１１ａと、巻上げ駆動用パイロットライン２１１ｂと、を有する。前記リモコン弁２１０は、前記リモコン弁１０と同様に操作レバー２１０ａと弁本体２１０ｂとを含み、操作レバー２１０ａが巻下げ駆動側及び巻上げ駆動側にそれぞれ操作されたときにパイロットライン２１１ａ，２１１ｂをそれぞれ通じて第２コントロールバルブ２０３のパイロットポート２０３ａ，２０３ｂにそれぞれパイロット圧を入力する。前記操作レバー２１０ａの（巻下げ方向の）操作量とメータイン絞り２３１の開口面積との関係、及び、前記操作量とブリードオフ絞り３０及びメータイン絞り３１の開口面積との関係は、図２及び図４に示されているものと全く同様である。

【0076】

前記第２メータイン流量制御器は、前記第１油圧モータ４について設けられた前記メータイン流量制御器（第１メータイン流量制御器）と同様、前記メータイン絞り２３１と、前記ブリードオフライン２８６に設けられたメータイン流量調節弁２２３と、で構成され、メータイン流量調節弁２２３は、前記メータイン流量調節弁２３と同様に、前記メータイン絞り２３１の上流側圧力と下流側圧力との差すなわち前後差圧を予め定められた設定差圧にするようにその開度が変化する。すなわち、前記前後差圧が大きくなると開弁方向に動作してブリードオフライン２８６での流量を増やし、これによりメータイン流量を抑える。

【0077】

前記第２メータアウト流量制御器は、前記第１油圧モータ４について設けられた前記メータアウト流量制御器（第１メータアウト流量制御器）と同様、前記リモコン弁２１０の操作レバー２１０ａの操作量すなわちレバー操作量に対応して前記メータアウト流路での作動油の流量であるメータアウト流量を制御するものであり、前記第２モータライン２８２Ｍに設けられるメータアウト絞り弁２３６及びメータアウト流量調節弁２１４により構成される。メータアウト絞り弁２３６は、開口面積が可変の絞り２３６ａと、前記巻下げ駆動用パイロットライン２１１ａから分岐する分岐ライン２１１ｃを通じて巻下げ駆動用パイロット圧が入力されるパイロットポート２３６ｂと、を有し、その入力されるパイロット圧が大きいほど前記絞り２３６ａの開口面積が増大し、当該操作量が０のときは前記開口面積が最小（好ましくは０）となるように作動する。前記メータアウト流量調節弁２１４は、前記メータアウト流量調節弁１４と同じく、前記メータアウト絞り弁２３６の前後差圧を予め定められた設定差圧にするように開閉作動する。具体的に、メータアウト流量調節弁２１４は、開閉可能な弁本体と、これを開弁方向に付勢するばね２１４ａとを有し、前記メータアウト絞り弁２３６の上流側圧力が圧力導入ライン２１８ａを通じて前記メータアウト流量調節弁２１４に対して前記ばね２１４ａと反対の側から導入され、前記メータアウト絞り弁２３６の下流側圧力が圧力導入ライン２１８ｂを通じて前記メータアウト流量調節弁２１４に対して前記ばね２１４ａと同じ側から導入される。

【0078】

前記第２メータイン流量制御器を構成するメータイン絞り２３１の開口面積の特性、及び、前記メータアウト流量制御器を構成するメータアウト絞り弁２３６の開口面積の特性は、前記第１メータイン流量制御器及び前記第２メータアウト流量制御器と同様、図２に示す特性と同じ特性、すなわち、レバー操作量にかかわらずメータアウト開口面積がメータイン開口面積以上の流量となるように、より詳しくはレバー操作量が０及びその近傍の領域を除いてメータアウト開口面積がメータイン開口面積よりも大きくなるように、設定されている。

【0079】

この第３の実施形態に係る再生ライン１２は、前記タンクライン１８０を流れる作動油を第１油圧回路Ｃ１のメータイン流路に還元するのみならず、第２油圧回路Ｃ２のメータイン流路にも還元するように、すなわち前記作動油を前記両メータイン流路に分配するように、配管されている。具体的に、図１２に示される再生ライン１２は、前記タンクライン１８０から前記背圧弁１５よりも上流側の接続位置Ｐｃで分岐する共通油路１２０と、この共通油路１２０からさらに分岐する第１分岐油路１２１及び第２分岐油路１２２と、を有する。前記第１分岐油路１２１は第１油圧回路Ｃ１の第１モータライン８１Ｍに接続され、第２分岐油路１２２は第２油圧回路Ｃ２の第２モータライン２８１Ｍに接続され、各分岐油路１２１，１２２には当該分岐油路を流れる作動油の方向を前記第１及び第２メータイン流路にそれぞれ向かう方向に限定するチェック弁１３，２１３が設けられている。この再生ライン１２は、前記タンクライン１８０から互いに独立した位置でそれぞれ分岐して第１及び第２油圧回路Ｃ１，Ｃ２のメータイン流路に至る２本のライン、すなわち互いに並列に配置された２本のライン、で構成されてもよい。

【0080】

前記第２油圧回路Ｃ２では、前記第１油圧回路Ｃ１と同様、常にメータアウト流量がメータイン流量以上となるように両流量が制御されるとともに、両流量の差分に相当する流量で、タンクライン１８０を流れる作動油の一部が再生ライン１２の共通油路１２０及び第２分岐油路１２２を通じてメータイン流路に補給される。これにより、第１油圧モータ４と同じく、キャビテーションを防止しながらの第２油圧モータ２０４の良好な巻下げ駆動が実現される。しかも、この第３の実施形態においても、各油圧回路Ｃ１，Ｃ２に補給される再生油の圧力は、第２油圧回路Ｃ２を流れた後の作動油の圧力であって背圧弁１５の設定圧に相当する低い圧力であるから、メータアウト圧の過度の上昇が各油圧回路Ｃ１，Ｃ２を構成する配管や部品に及ぼすことが、防がれる。

【0081】

なお、本発明に係る第１及び第２油圧アクチュエータは、油圧モータに限定されず、例えば作業装置のアタッチメントを回動させる油圧シリンダであってもよい。この場合も、負荷である前記アタッチメントをその自重により降下する方向と同じ方向である下げ方向に移動させるように前記油圧シリンダを駆動する場合に、本発明を有効に適用することが可能である。あるいは、前記第１または第２油圧アクチュエータは可変容量モータであっても良い。

【符号の説明】

【0082】

１ エンジン（動力源）
２ 油圧ポンプ
３ コントロールバルブ（第１コントロールバルブ）
３ａ 巻下げ駆動用パイロットポート
３ｂ 巻上げ駆動用パイロットポート
４ 油圧モータ（第１油圧アクチュエータ）
４ａ Ａポート（第１入口ポート）
４ｂ Ｂポート（第１出口ポート）
６ 操作装置（第１操作装置）
７ 吊り荷（第１負荷）
１２ 再生ライン
１３ チェック弁
１４ メータアウト流量調節弁
１５ 背圧弁
２３ メータイン流量調節弁
３１ メータイン絞り
３２ メータアウト絞り
３６ メータアウト絞り弁
１００ 接続ライン
１０４ 油圧モータ（第２油圧アクチュエータ）
１８０ タンクライン
２０３ 第２コントロールバルブ
２０４ 第２油圧モータ（第２油圧アクチュエータ）
２０４ａ Ａポート（第２入口ポート）
２０４ｂ Ｂポート（第２出口ポート）
２０６ 第２操作装置
２０７ 吊り荷（第２負荷）
２１４ メータアウト流量調節弁
２２３ メータイン流量調節弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】