JPS6326080B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はウインチ駆動装置に関するものであ
る。クレーンには、原動機としてデイーゼルエン
ジンが搭載され、いわゆる機械式クレーンの場合
にはこのデイーゼルエンジンを直接、ウインチの
動力源として使用し、油圧クレーンの場合にはデ
イーゼルエンジンでポンプを介して油圧モータを
駆動し、この油圧モータをウインチの動力源とし
て用いている。また、電気クレーンにあつては電
動機が動力源となつている。このように従来、ウ
インチの動力源としては、デイーゼルエンジン、
電動機、液圧モータ（油圧モータ、水圧モータ）
のいずれかひとつが用いられている。ところが、
デイーゼルエンジンおよび電動機（以下、原動機
と総称する）は、高馬力が得られるとともに巻上
力に粘りがある等の長所を有する反面、高速域お
よび低速域での速度制御が困難であるという短所
を抱えている。一方、液圧モータは高、低速域で
の速度制御が容易という独特の長所を有するもの
の、動力伝達ロスが多くて運転効率の点で劣り、
また起動力が弱いとともに巻上のねばりに欠ける
短所を有している。従つて、原動機と液圧モータ
の一方のみを動力源として専用する従来のウイン
チ駆動装置によるときは、性能上一長一短があ
り、必ずしも満足のいくものではなかつた。

そこで本発明は、原動機（デイーゼルエンジン
または電動機）と液圧モータ双方の長所を活かし
てウインチ性能を向上させることができ、しかも
操作性にすぐれたウインチ駆動装置を提供せんと
するものである。

本発明の特徴とするところは、第１の動力源と
しての原動機と、この原動機により可変容量ポン
プを介して駆動される第２の動力源としての液圧
モータと、これら原動機および液圧モータの回転
をウインチドラムの巻上軸に伝達する第１、第２
両動力伝達機構と、上記ドラムを巻上方向に回転
させる巻上機構と、同じく巻下方向に回転させる
巻下機構と、この巻上、巻下機構を選択的に作動
させる操作弁と、上記第１、第２両動力伝達機構
を選択的に作動させるパイロツト式切換弁と、こ
のパイロツト式切換弁を操作するスイツチとを具
備し、上記操作弁は、巻上領域と巻下領域を有
し、かつこれら両領域中に上記可変容量ポンプの
制御域を備えて成るウインチ駆動装置、に存す
る。

以下、本発明の実施例を図に依拠して説明す
る。

Ａはウインチ、Ｂは第１の動力源としての原動
機、すなわちデイーゼルエンジンまたは電動機、
Ｃはこの原動機Ｂにより可変容量ポンプＤを介し
て駆動される第２の動力源としての油圧モータ
（水圧モータも可）である。

ウインチＡについて概説すると、１は巻上ドラ
ム、２は巻上軸、３は遊星歯車機構、４はドラム
式クラツチ機構、５はドラム１を常時固定するネ
ガテイブブレーキ、６はプラネタリブレーキであ
る。７はクラツチ機構４のクラツチシリンダで、
該シリンダ７の作動により、クラツチドラム８が
巻上軸１と一体に回転し、該ドラム８の回転が遊
星歯車機構３を介して巻上ドラム１に伝えられ、
もつて該ドラム１が巻上軸２と同方向に回転（巻
上回転）する。すなわち、クラツチ機構４と遊星
歯車機構３とによつて巻上機構を構成している。
９はプラネタリブレーキ６のブレーキシリンダ
で、該シリンダ９の作動によりクラツチドラム８
が固定される。従つて、このときには遊星歯車機
構３から巻上ドラム１に伝えられる回転が前記巻
上時と逆（いわゆる動力巻下回転）となる。すな
わち、プラネタリブレーキ６と遊星歯車機構３と
によつて巻下機構を構成している。１０はネガテ
イブブレーキ５のブレーキシリンダで、該シリン
ダ１０の作動によつて巻上ドラム１に対するブレ
ーキ力が解除され、この状態で上記の如く巻上機
構または巻下機構の作動によつて巻上ドラム１が
巻上回転あるいは動力巻下回転する。

つぎに、駆動系において、１１は原動機Ｂの出
力軸、１２は油圧モータＣの出力軸（以下、これ
らを第１出力軸、第２出力軸と称す）で、第１出
力軸１１に常時作動状態にあるクラツチシリンダ
１３を備えたネガテイブクラツチ機構１４を設
け、第２出力軸１２に常には非作動状態にあるク
ラツチシリンダ１５を備えたポジテイブクラツチ
機構１６を設けることにより、第１（原動機側）
動力伝達機構E₁および第２（油圧モータ側）動力
伝達機構E₂を構成している。また、第１出力軸
１１は、歯車１７，１８を介してポンプＤの回転
軸に連動連結し、これによつて、原動機Ｂにてポ
ンプＤを常時回転させるようにしている。一方、
上記ネガテイブ、ポジテイブ両クラツチ機構１
４，１６の出力軸１９は、歯車２０，２１、中間
軸２２それにチエーン伝達機構２３を介して巻上
軸２に連動連結している。２４は可変容量ポンプ
Ｄの吐出油量を調整するレギユレータである。

制御系を説明すると、２５は巻上、巻下切換兼
油圧モータ速度制御用の操作弁で、レバー２６と
一対の可変減圧弁２７，２８とから成つている。
この操作弁２５は、中立位置であるａ位置の両側
に巻上領域ｂと巻下領域ｃを有し、この巻上、巻
下両領域においてb₁，c₁が巻上、巻下セツトを行
なう中間位置、このb₁，c₁位置からb₂，c₂位置ま
でがポンプＤの制御域となつている。該操作弁２
５の一次側は油圧源２９に接続し、２つの二次側
ポートを第１、第２両電磁切換弁（以下、単に第
１、第２切換弁と称す）３０，３１の２つの入口
ポートの一つに接続している。また、第１、第２
切換弁３０，３１のもう一方の入口ポートは油圧
源２９に直接接続している。第１切換弁３０の２
つの出口ポートのうち、一方の出口ポートは管路
３２を介して、ウインチＡにおけるクラツチ機構
４のクラツチシリンダ７に接続するとともに、シ
ヤトル弁３３を介してネガテイブブレーキ５のブ
レーキシリンダ１０に接続している。また、他方
の出口ポートは、シヤトル弁３４を介してポンプ
Ｄのレギユレータ２４に接続している。第２切換
弁３１の２つの出口ポートの一方は管路３５を介
してプラネタリブレーキ６のブレーキシリンダ９
に接続するとともに、シヤトル弁３３を介してネ
ガテイブブレーキ５のブレーキシリンダ１０に接
続し、他方の出口ポートはシヤトル弁３４を介し
てレギユレータ２４に接続している。３６は動力
源切換用の第３電磁切換弁（以下、第３切換弁と
略称する）で、該弁３６の入口ポートを管路３７
を介して、駆動系における第１、第２両クラツチ
機構１４，１６のクラツチシリンダ１３，１５に
接続している。従つて、この第３切換弁３６を介
して管路３７に圧油が供給されれば、ネガテイブ
式の第１クラツチ機構１４が非作動状態、ポジテ
イブ式の第２クラツチ機構１６が作動状態、すな
わち第１動力伝達機構E₁がオフ、第２動力伝達
機構E₂がオンとなつて、ウインチ駆動の動力源
が原動機Ｂから油圧モータＣに切換えられること
となる。

３８は上記第１乃至第３切換弁３０，３１，３
６を制御する手動式のメインスイツチで、第３切
換弁３６の電磁コイル３６ａはこのメインスイツ
チ３８を介して電源に接続し、第１、第２切換弁
３０，３１の電磁コイル３０ａ，３１ａは油圧で
操作される第１、第２圧力スイツチ３９，４０と
メインスイツチ３８とを介して電源に接続してい
る。第１、第２圧力スイツチ３９，４０におい
て、第１圧力スイツチ３９には、第２切換弁３１
の出口側から操作圧力を導き、第２圧力スイツチ
４０には第１切換弁３０の出口側から操作圧力を
導くように構成している。

また、４１はポンプＤと油圧モータＣとの間に
設けたパイロツト式切換弁で、該弁４１はレギユ
レータ２４に供給される油圧をパイロツト圧とし
て導入される。４２は油圧モータＣのカウンタバ
ランス弁である。

つぎに作用を説明する。

(i) 原動機駆動 図示のように、メインスイツチ３８がオフの
状態では、第１乃至第３切換弁３０，３１，３
６はそれぞれイ位置にある。第３切換弁３６が
このイ位置にあるときは、油圧源２９からの圧
油は該弁３６でブロツクされて、駆動系におけ
る第１、第２クラツチシリンダ１３，１５には
供給されないため、第１動力伝達機構E₁がオ
ンの状態にある。すなわち、原動機Ｂの回転が
直接、ウインチＡの巻上軸２に伝えられる。

(i)−イ 原動機駆動による巻上時 この原動機駆動の状態で、操作弁２５のレ
バー２６を巻上軸領域ｂにおけるb₂位置まで
操作する。こうすると、油圧源２９からの圧
油が、該操作弁２５および第１切換弁３０、
管路３２を介してウインチＡにおけるクラツ
チシリンダ７とネガテイブブレーキシリンダ
１０とに同時に供給される。これにより、ク
ラツチ機構４が作動して巻上ドラム１が巻上
軸２と一体となると同時に、ネガテイブブレ
ーキ５が解除されるため、巻上ドラム１が巻
上回転を開始する。

(i)−ロ 原動機駆動による巻下時 操作弁２５のレバー２６を巻下領域Ｃにお
けるc₂位置まで操作すると、油圧源２９から
の圧油が、今度は第２切換弁３１、管路３５
を介してプラネタリブレーキシリンダ９とネ
ガテイブブレーキシリンダ１０とに供給され
るため、巻上ドラム１が巻上軸２と逆方向の
回転、すなわち巻下回転を開始する。

このように、メインスイツチ３８がオフの
ときには原動機駆動となり、操作弁２５の操
作によつて、巻上、巻下、運転停止が制御さ
れる。

(ii) 油圧モータ駆動 つぎに、メインスイツチ３８をオンにする
と、第１、第２、第３各切換弁３０，３１，３
６がそれぞれ電磁コイル３０ａ，３１ａ，３６
ａに通電されてロ位置に切換わる。従つて、油
圧源２９からの圧油が、まず第３切換弁３６、
管路３７を介して、駆動系における第１、第２
両クラツチシリンダ１３，１５に供給されるた
め、第１動力伝達機構E₁がオフ、第２動力伝
達機構E₂がオンとなつて、ウインチＡの動力
源が原動機Ｂから油圧モータＣに切換わる。こ
の油圧モータ駆動状態で、操作弁２５のレバー
２６が中立のａ位置にあるときは、油圧源２９
からの圧油は、第１、第２切換弁３０，３１、
管路３２，３５を介してウインチＡにおけるク
ラツチシリンダ７とプラネタリブレーキシリン
ダ１０に供給されるが、このときにはレギユレ
ータ２４には圧油が供給されず、またパイロツ
ト式切換弁４１もイ位置にあるため、油圧モー
タＣは回転せず、従つて巻上ドラム１も回転し
ない。

(ii)−イ 油圧モータ駆動による巻上時 上記の状態で、操作弁２５をまず巻上領域
ｂにおける中間位置b₁まで操作する。こうす
ると、油圧源２９からの圧油が、操作弁２
５、第１切換弁３０、シヤトル弁３４を介し
てレギユレータ２４およびパイロツト式切換
弁４１のパイロツト室に供給されるが、この
操作弁２５のb₁位置では、、上記圧油が減圧
されるため、レギユレータ２４はいまだ作動
せず、切換弁４１のみがロ位置に切換わる。
また、シヤトル弁３４と第１切換弁３０との
間から第２圧力スイツチ４０の操作圧が導入
されるため、該圧力スイツチ４０がオフとな
る。このため、第２切換弁３１が再びイ位置
に戻り、これによりプラネタリブレーキシリ
ンダ９への圧油の供給が停止されるため、プ
ラネタリブレーキ６が解除され、巻上態勢と
なる。この状態で、操作弁２５のレバー２６
をb₁位置からb₂位置に向けて操作すると、レ
ギユレータ２４への導入圧油の圧力が高ま
り、該レギユレータ２４が作動してポンプＤ
の吐出油量が制御される。このようにして巻
上ドラム１が巻上回転を行ない、操作弁２５
のb₁位置からb₂位置までの間の操作によつて
速度制御される。

(ii)−ロ 油圧モータ駆動による巻下時 油圧モータ駆動による巻下操作は、上記巻
上操作と基本的には同様で、メインスイツチ
３８オンの状態で、操作弁２５をまず、巻下
領域ｃにおける中間位置c₁まで操作してウイ
ンチＡを巻下態勢にセツトし、ついで操作弁
２５をc₂位置に向けて操作することにより巻
上ドラム１が巻下回転し、かつ操作弁２５の
c₁位置からc₂位置までの間の操作によつて速
度制御される。

上記のように、メインスイツチ３８の操作によ
つて動力源を原動機Ｂから油圧モータＣ、または
その逆に切換え、この原動機駆動または油圧モー
タ駆動状態で、操作弁２５の操作によつて巻上ド
ラム１の巻上、巻下回転を切換え、かつ油圧モー
タ駆動時における速度制御を行なうものである。
従つて、このウインチ駆動装置によるときは、た
とえば通常の作業時には、高出力が得られ、かつ
巻上力にねばりのある原動機Ｂを動力源として使
用し、高、低速域での速度制御を必要とする作業
時には動力源を速度制御性にすぐれた油圧モータ
Ｃに切換えることにより、作業内容に適応した理
想的な駆動状態を得ることができるものである。
したも、動力源の切換えはメインスイツチ３８に
よつて、また巻上、巻下運転の切換えと油圧モー
タ駆動時の速度制御は操作弁２５によつて、いず
れも簡単に行なうことができる。

なお、第１、第２動力伝達機構E₁，E₂の具体
的構成としては、上記実施例で示したドラム式ク
ラツチ機構によるもののほか、種々任意に選択し
うるところである。また、上記実施例では、動力
伝達機構E₁，E₂を選択的に作動させるパイロツ
ト式切換弁として電磁切換弁３６を採用し、該弁
３６をメインスイツチ３８によつて直接操作する
ように構成したが、パイロツト式切換弁として油
圧パイロツト式切換弁を使用し、該切換弁にパイ
ロツト圧を導くパイロツト油圧管路中に電磁弁を
設け、この電磁弁をスイツチによつて開閉させる
ように構成することも可能である。

以上述べたように本発明によれば、原動機（デ
イーゼルエンジンまたは電動機）と、該原動機に
よりポンプを介して駆動される液圧モータの２種
類の動力源を備え、この両動力源を随意に切換え
て使用できるため、作業に応じ、両動力源を適宜
使い分けてそれぞれの長所を活かした駆動状態を
得ることができる。このため、ウインチ、すなわ
ちウインチが搭載された巻上機械の作業性能を向
上しうるとともに、作業範囲を拡大できる。ま
た、上記動力源の切換えをスイツチ操作によつ
て、巻上、巻下の切換えを操作弁のレバー操作に
よつていずれも簡単に行なうことができる。しか
も、上記操作弁にて油圧モータ駆動時における巻
上、巻下双方の速度制御をも行なうことができる
ため、操作性にとくにすぐれたものとなる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示す回路構成図である。 Ａ……ウインチ、Ｂ……原動機、Ｃ……油圧モ
ータ、Ｄ……可変容量油圧ポンプ、１……巻上ド
ラム、２……巻上軸、４……巻上機構を構成する
クラツチ機構、６……巻下機構を構成するプラネ
タリブレーキ機構、３……巻上、巻下機構を構成
する遊星歯車機構、E₁，E₂……第１、第２動力
伝達機構、２４……ポンプレギユレータ、２５…
…巻上、巻下切換兼速度制御用の操作弁、３６…
…動力源切換用の電磁切換弁、３８……同切換弁
を操作するスイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１の動力源としての原動機とこの原動機に
   より可変容量ポンプを介して駆動される第２の動
   力源としての液圧モータと、これら原動機および
   液圧モータの回転をウインチドラムの巻上軸に伝
   達する第１、第２両動力伝達機構と、上記ドラム
   を巻上方向に回転させる巻上機構と、同じく巻下
   方向に回転させる巻下機構と、この巻上、巻下機
   構を選択的に作動させる操作弁と、上記第１、第
   ２両動力伝達機構を選択的に作動させるパイロツ
   ト式切換弁と、このパイロツト式切換弁を操作す
   るスイツチとを具備し、上記操作弁は、巻上領域
   と巻下領域を有し、かつこれら両領域中に上記可
   変容量ポンプの制御域を備えて成ることを特徴と
   するウインチ駆動装置。