(57)【要約】液圧作動コンシューマのための制御機構、特にウィンチのための制御機構を開示する。コンシューマの液圧駆動機構は、連続的に調節可能な主弁によってポンプまたはタンクに接続させることができる。この制御機構は、コンシューマを固定するための液圧作動ブレーキ手段を含む。主弁は、手動パイロット制御手段または遠隔制御手段によって作動させることができる。本発明によれば、ブレーキ手段の引き上げは、手動パイロット制御手段による作動と同様のパイロット制御を使用して、好ましくは主弁の上流に放出される同一のブレーキ引上圧力をブレーキ手段に印加するブレーキ引上弁によって達成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液圧制御コンシューマ、特にウィンチのための制御機構であって、
前記コンシューマ（２）の駆動機構（４）に圧力媒体を供給するためのポンプと、前記駆動機構（４）との間の圧力媒体の流れを制御するための主弁（１８）と、前記コンシューマ（２）のための液圧作動ブレーキ手段（８）と、を含み、
マニピュレータ（６６）を介して調節可能であって、制御圧力を前記主弁（１８）の制御チャンバに印加するパイロット制御手段（６４）と、前記パイロット制御手段（６４）の代替として前記主弁（１８）を制御しうる遠隔制御手段とが、前記主弁（１８）に組み合わせられ、
前記遠隔制御手段および前記パイロット制御手段（６４）によって前記主弁（１８）を制御した時に、ブレーキ引上方向に作用する前記ブレーキ手段（８）のブレーキ制御チャンバ（１２）に、好ましくは前記主弁（１８）の上流に放出されるブレーキ引上圧力を印加するブレーキ引上弁（９４）を備える、制御機構。
【請求項２】
請求項１において、
前記ブレーキ引上弁（９４）は、前記主弁（１８）を制御するための前記制御圧力に対応するブレーキ制御圧力によって、ブレーキ引上げのために作動する、制御機構。
【請求項３】
請求項２において、
前記ブレーキ引上弁は、３／２方向制御弁（９４）であり、
前記３／２方向制御弁（９４）は、ばねによってバイアスされた基本位置において前記ブレーキ制御チャンバ（１２）を解放し、かつ、前記ブレーキ制御圧力によって、前記ブレーキ制御チャンバ（１２）に前記ブレーキ引上圧力が印加される位置へと切り替え可能である、制御機構。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記ブレーキ引上圧力は、ポンプ圧力にほぼ対応する、制御機構。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記ブレーキ制御圧力は、前記駆動機構を制御するための前記制御圧力に対応し、
前記駆動機構は、可変吸上容量を備えた液圧モータ（４）の形態を有する、制御機構。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかにおいて、
前記パイロット制御手段は、方向制御弁（６４）を含み、
前記方向制御弁（６４）は、前記主弁（１８）の各制御チャンバに制御通路（４０，４２）を介して接続された、少なくとも２つのパイロット制御ポート（６０，６２）を有し、
前記パイロット制御ポート（６０，６２）に存在するか、または前記遠隔制御手段によって印加された、より高い制御圧力が、ブレーキ制御圧力としてシャトル弁アセンブリ（４４，４６，４８）を介して放出される、制御機構。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、
前記ブレーキ引上弁の制御ばねは、調節可能に設計されている、制御機構。
【請求項８】
請求項６において、
前記方向制御弁（６４）は、作動レバー（６６）を介して、繰出位置、巻上位置、および任意の係留位置に設定しうる、制御機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に係る液圧作動コンシューマのための制御機構に関し、特に、ウィンチのための制御機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような制御機構は、特に、船の大綱（ハウザ，hawser）を巻上げたり、繰出したりするためのウィンチを制御するために使用される。ＷＯ００／５７０６７Ａ１は、ウィンチ制御機構を開示しており、大綱を巻上げたり、繰出したりするためのウィンチは液圧モータによって駆動される。液圧モータは可変容量形ポンプの補助によって駆動され、可変容量形ポンプから液圧モータへの圧力媒体の流れと、液圧モータからリターン（タンク）への圧力媒体の流れは、比例して（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｌｙ）調節可能な主弁を介して制御される。この主弁は、「巻上（ｈｏｉｓｔｉｎｇ）」、「繰出（ｅａｓｉｎｇ）」、および任意の「係留（ｍｏｏｒｉｎｇ）」の作動状態を調節することができる手動パイロット制御手段を備えるように設計されている。
【０００３】
公知のウィンチ制御機構は、遠隔制御のためのポートをさらに有し、このポートを介して、パイロット制御手段が作動していない時でも主弁を制御することができる。主弁の中立位置では、すなわち、ウィンチが作動していない時には、ウィンチの回転位置は、液圧作動ブレーキ手段を介して固定されており、この液圧作動ブレーキ手段は、ばねによってブレーキ係合方向にバイアスされた液圧シリンダを有する。ブレーキの引き上げは、ばねと反対方向に作用する圧力を、液圧シリンダの圧力チャンバに印加することによって行われる。
【０００４】
この公知の構造では、無負荷状態（負荷圧力がほぼゼロ）の大綱の巻上および遠隔制御による主弁の突然の作動時に、ブレーキを引き上げるための液圧シリンダの圧力は最大値とゼロとの間で変動する。このようなブレーキ引上圧力の変動を図１に示す。意外なことに、ブレーキ引上圧力の変動は、遠隔制御を使用する場合にのみ発生する。手動パイロット制御手段によって主弁を作動させた場合には、そのような変動は見られなかった。
【発明の開示】
【０００５】
これに対して、本発明は、液圧作動コンシューマのための制御機構、特にウィンチのための制御機構を提供するという目的に基づくものであり、負荷圧力が小さい場合であっても、ウィンチと組み合わせられたブレーキ手段の引き上げを、上述の変動を実質的に生じることなく行なうことができる。
【０００６】
この目的は、請求項１に記載の特徴を有する制御機構によって達成される。
【０００７】
本発明によれば、制御機構はブレーキ引上弁を備え、遠隔制御手段およびパイロット制御手段によって主弁を作動させた時に、ブレーキ引上方向に作用するブレーキ手段のブレーキ制御チャンバに、主弁の上流に放出された（ｔａｐｐｅｄ）ブレーキ引上圧力を印加させることができる。
【０００８】
本発明によれば、ブレーキの制御は、作動モード（遠隔制御／手動）にかかわらず、主弁における圧力降下またはパイロット制御手段の制御ランドや主弁の調整に依存しない、同一のブレーキ引上圧力によって行われる。
【０００９】
本発明に係る解決策とは対照的に、公知の解決策では、ブレーキ引上圧力は、遠隔制御手段による制御のために主弁の下流に放出されていた。意外にも、ブレーキ圧力を主弁の上流に放出した場合には、上述の変動が発生しないことが分かった。
【００１０】
本発明によれば、ブレーキ引上弁を作動させるために必要なブレーキ制御圧力は、主弁を制御するための制御圧力に対応していることが好ましい。すなわち、遠隔制御手段またはパイロット制御手段によって印加された制御圧力は、ブレーキ引上弁を切り替えるために利用される。
【００１１】
ブレーキ引上弁は３／２方向制御弁として設計されることが好ましく、この３／２方向制御弁は、ばねによってバイアスされた基本位置においてブレーキ引上方向に作用するブレーキ手段の制御チャンバを解放する。また、この３／２方向制御弁は、上述のブレーキ制御圧力によって、ブレーキ制御チャンバにブレーキ引上圧力が印加される位置へと切り替えが可能である。
【００１２】
特に好ましい実施形態では、ブレーキ引上圧力は、可変容量形ポンプを介して印加されるポンプ圧力に実質的に対応する。
【００１３】
可変吸上容量（ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｖｏｌｕｍｅ）を備えた液圧モータの形態を有する、駆動機構を制御するための制御圧力が、ブレーキ引上弁および主弁を作動させるための制御圧力に対応していれば、ウィンチ制御機構の各要素を制御することが特に容易になる。
【００１４】
本発明の有利な変形では、パイロット制御手段は、それ自体が公知である方向制御弁を有し、この方向制御弁は、制御通路を介して主弁の各制御チャンバに接続された、少なくとも２つのパイロット制御ポートを有する。パイロット制御ポートに存在するか、あるいは遠隔制御手段によって印加されるより高い制御圧力が、ブレーキ制御圧力および／または液圧モータを制御するための制御圧力として、シャトル弁アセンブリを介して放出される。
【００１５】
ブレーキ手段を引き上げるためのブレーキ引上弁が切り替えられる際の限界圧力は、ブレーキ引上弁の調節可能な制御ばねを介して、様々な作動状態に合わせることができる。
【００１６】
パイロット制御手段の方向制御弁は、好ましくは、繰出／巻上および係留位置に設定することができ、手動では３つの作動状態のすべてを設定することができるのに対して、遠隔制御では「巻上」および「繰出」の作動状態のみを設定することができる。
【００１７】
本発明のその他の利点は、さらなるサブクレームの主題である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、模式図を参照することにより、本発明の好ましい実施形態をさらに詳細に説明する。
【００１９】
図２は、大綱を巻上げたり、あるいは大綱を繰出したりするためのウィンチを制御することができるウィンチ制御機構の回路図を示す。図２に示されるウィンチ制御機構の基本概念は、ＷＯ００／５７０６７Ａ１に記載されたウィンチ制御機構に対応しており、以下、理解に不可欠な構成要素のみについて説明するものとし、その他の構成要素については、ＷＯ００／５７０６７Ａ１の開示を参照するものとする。
【００２０】
トランスミッション６を介してウィンチ２に接続された可変吸上容量を有する液圧モータ４によって、ウィンチ２の駆動が達成される。後者は、ブレーキ手段８を介して大綱を保持するための所定の回転位置に固定することができる。本発明によれば、ブレーキ手段８は液圧シリンダ１０を含み、この液圧シリンダ１０は、ばねによってブレーキ係合方向にバイアスされ、環状チャンバ１２を圧力媒体にさらすことによってブレーキ引上方向に作動することができる。
【００２１】
液圧モータ４のポート１４，１６と、可変容量形ポンプ（図示せず）の圧力を伝達する圧力ラインｌ９またはタンク（リターン）ライン２１との接続は、パイロット制御される主弁１８を介して行われ、主弁１８の弁体は、ばねによってバイアスされた基本位置から、「巻上（ｈｏｉｓｔｉｎｇ）」へと右（図２参照）に、ならびに「繰出（ｅａｓｉｎｇ）」へと左に連続的に調節できる。主弁１８は、２つのタンクポート２０，２２、圧力ポート２４、液圧モータのポート１４に接続された作動ポート２６、液圧モータのポート１６に接続された作動ポート２８、および制御ポート３０を有する。
【００２２】
タンクポート２２は、メータアウト弁３２を介してタンクライン２１に接続されている。メータアウト弁３２は、閉方向において、ばねの力と、制御ライン３４に存在する制御圧力とを受け、開方向において、液圧モータのポート１４に存在する圧力を受ける。
【００２３】
圧力ポート２４を圧力ライン１９に接続するメータインライン３６内には、圧力補償器３８が設けられており、この圧力補償器３８は、閉方向において、主弁１８によって形成された絞りスロットルの上流の圧力を受け、開方向において、制御ポート３０の圧力を受ける。この制御ポート３０の圧力は、絞りスロットルの下流の圧力に相当する。
【００２４】
主弁１８の２つの制御チャンバは、制御通路４０，４２を介してシャトル弁４４，４６の出口ポートと接続され、これらの出口ポートは、第３のシャトル弁４８およびモータ制御ライン５０を介して、液圧モータ４の制御ポート５２に接続されている。液圧モータ４のモータ制御弁５４は、吸上容量を変化させるために、モータ制御ライン５０の制御圧力によって制御される。
【００２５】
２つのシャトル弁４４，４８の入口ポートは、２つの遠隔操作ポート５６，５８にそれぞれ接続され、方向制御弁６４の２つのパイロット制御ポート６０，６２にも接続されている。方向制御弁６４は、作動レバー６６によって、ばねによってバイアスされた基本位置から、「繰出」、「巻上」、および「係留」のスイッチング位置に移動させることができる。
【００２６】
また、方向制御弁６４は、入口ポート７０および出口ポート７２を有する。入口ポート７０は、減圧弁７４および圧力通路７６を介してメータインライン３６に接続されている。圧力通路７６には、流れ調速機７８、減圧弁７４に向かって開く逆止め弁８０、および別の減圧弁８２が設けられている。減圧弁８２は、開方向において減圧弁７４の出力の圧力によって作動し、閉方向においてばねの力によって作動する。減圧弁７４は、作動レバー６６の放射状カム８４を介して調節され、減圧弁７４の出口ポートは、中立位置において、排出通路８６を介して排出ライン８８に接続されている。
【００２７】
流れ調速機７８と別の減圧弁８２との間では、圧力通路９０が分岐し、ブレーキ引上弁９４のポート９２につながっている。ブレーキ引上弁９４は、３／２方向制御弁として設計されており、この３／２方向制御弁は、ばねによってバイアスされた基本位置においてポート９２を遮断し、かつ、環状チャンバ１２と連通するブレーキ引上ライン９６を、リリーフライン９８を介して排出通路８８またはタンクライン２１に接続する。ブレーキ引上弁９４のばねと反対方向に作用する制御チャンバは、通路１００を介してモータ制御ライン５０の圧力を受け、それによってモータ制御弁５４が制御され、その圧力は、２つのシャトル弁４４，４８に存在する圧力のうち高い方に相当する。
【００２８】
図２に示されるように、方向制御弁６４はまた、「係留」のスイッチング位置を有しないように設計してもよい。このような変形例の場合には、流れ調速機７８および逆止め弁８０も省略することができる。
【００２９】
ウィンチ制御機構の別の変形例では、外部排出ライン８６の代わりに内部排出ライン８６’を使用することもできる。
【００３０】
大綱を巻上げる場合には、作動レバー６６をハッチ巻上範囲へと右に旋回させ、方向制御弁６４のピストンはこれに応じて右に移動する。同時に、減圧弁７４は放射状カム８４を介して作動し、入口ポート７０は、別の減圧弁８２を介して、圧力通路７６およびポンプ圧力を伝達する圧力ライン１９に接続される。巻上位置において、圧力を受けた入口ポート７０はパイロット制御ポート６２に接続され、一方、パイロット制御ポート６０は出口ポート７２および排出ライン８６に接続される。入口ポート７０の圧力に対応する制御圧力は、シャトル弁４６および制御通路４２を介して放出され、主弁１８の図２に示される右側の制御チャンバに印加される。主弁１８は、印加された制御圧力に従って、図示される位置から巻上位置へと左に移動し、それに応じて絞りスロットルが開かれる。巻上位置では、圧力ポート２４は作動ポート２８に接続され、作動ポート２６はタンクポート２０に接続され、液圧モータ４のポート１６はメータインポートとして機能し、ポート１４はメータアウトポートとして機能する。パイロット制御ポート６２に存在する制御圧力は、２つのシャトル弁４６，４８を介してモータ制御ライン５０に送られ、液圧モータ４の吸上容量は、モータ制御弁５４を介して制御圧力に従って調整される。モータ制御ライン５０内の圧力は、通路１００を介してブレーキ引上弁９４の制御チャンバにも作用する。この制御圧力によって、ブレーキ引上弁５４は、図示する基本位置から、ポート９２がブレーキ引上ライン９６に接続されるスイッチング位置へと変位する。それに対応して、ポンプ圧力に対応するブレーキ引上圧力は、液圧シリンダ１０の環状チャンバ１２に印加され、ブレーキ手段８は係合から解放され、液圧モータ４の回転方向にしたがって、ウィンチ２は大綱を巻上げるために制御される。
【００３１】
遠隔制御を使用する場合には、作動レバー６６は図示される基本位置のままである。２つの遠隔制御ポート５６，５８は、遠隔制御の制御機器を介して差動制御圧力を受け、より高い制御圧力が、主弁１８を制御するためのシャトル弁４４，４６，４８、モータ制御弁５４、およびブレーキ引上弁９４を介して放出される。遠隔制御によって大綱を巻上げる場合、より高い制御圧力が遠隔制御ポート５８に印加され、シャトル弁４６および制御通路５２を介して主弁１８の右側の制御チャンバに送られる。主弁１８の弁体は、上述した方法で巻上位置へと左に移動し、それに従って液圧モータが制御される。シャトル弁４６の出口の圧力は、別のシャトル弁４８を介してモータ制御ライン５０に送られ、モータ制御弁５４が吸上容量を変化させるために制御される。さらに、手動制御の場合と同様に、ブレーキ引上弁９４はスイッチング位置に移動し、ブレーキ引上ライン９６は、ブレーキを引き上げるために、ブレーキ引上弁５４、ブレーキ圧力通路９０、流れ調速機７８、逆止め弁８０、およびメータインライン３６を介して圧力ライン１９に接続される。
【００３２】
「繰出」および「係留」の作動状態の調整も同様にして行われる。
【００３３】
遠隔制御使用時および手動時の両方において、同一のブレーキ引上圧力が印加されるブレーキ引上弁９４を使用することによって、上述した無負荷状態の大綱の巻上時における変動は発生しないか、あるいは少なくとも許容できる程度まで前記変動を減少させることができる。
【００３４】
図３は、ウィンチ２によって無負荷状態の大綱を引き入れる際の遠隔制御使用時に生じるブレーキ引上圧力を示す。遠隔制御によって、上述した制御圧力を印加すると、ブレーキ引上圧力は、非常に短い時間で所望の最大値（ほぼポンプ圧力）まで上昇し、非常に短い移行時間の後に一定のブレーキ引上圧力となる。このブレーキ引上圧力の特性線は、作動レバー６６によって主弁１８を作動させた場合の特性線とほぼ同じである。
【００３５】
本発明に係る解決策によれば、負荷圧力が低く、遠隔制御によって制御圧力が非常に急激かつ突然印加された場合であっても、ウィンチ２の応答が改善される。
【００３６】
図２に示される実施形態では、ブレーキ引上弁９４は、制御ばねによって、環状チャンバ１２が排出ライン８８またはタンクライン２１に接続される位置にバイアスされている。バイアスを変化させる手段を有するように、この制御ばねを設計することにより、ブレーキ引上弁９４の移動ポイントを変化させることができる。
【００３７】
液圧作動コンシューマのための制御機構、特にウィンチのための制御機構を開示する。コンシューマの液圧駆動機構は、連続的に調節可能な主弁によって、ポンプまたはタンクに接続することができる。制御機構は、コンシューマを固定するための液圧作動ブレーキ手段を有する。主弁は、手動パイロット制御手段または遠隔制御手段によって作動させることができる。本発明によれば、ブレーキ手段の引き上げは、手動パイロット制御手段による作動と同様のパイロット制御を使用して、好ましくは主弁の上流に放出される同一のブレーキ引上圧力をブレーキ手段に印加するブレーキ引上弁によって達成される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、従来のウィンチ制御機構を用いて、無負荷状態の大綱を巻上げる時のブレーキ圧力対時間を示す。
【図２】図２は、ブレーキ引上弁を備えた本発明に係るウィンチ制御機構の回路図を示す。
【図３】図３は、本発明に係るウィンチ制御機構におけるブレーキ圧力対時間を示す。
【符号の説明】
【００３９】
２  ウィンチ
４  液圧モータ
６  トランスミッション
８  ブレーキ手段
１０  液圧シリンダ
１２  環状チャンバ
１４  ポート
１６  ポート
１８  主弁
１９  圧力ライン
２０  タンクポート
２１  タンクライン
２２  タンクポート
２４  圧力ポート
２６  作動ポート
２８  作動ポート
３０  制御ポート
３２  メータアウト弁
３４  制御ライン
３６  メータインライン
３８  圧力補償器
４０  制御通路
４２  制御通路
４４  シャトル弁
４６  シャトル弁
４８  第３のシャトル弁
５０  モータ制御ライン
５２  制御ポート
５４  モータ制御弁
５６  遠隔制御ポート
５８  遠隔制御ポート
６０  パイロット制御ポート
６２  パイロット制御ポート
６４  方向制御弁
６６  作動レバー
７０  入口ポート
７２  出口ポート
７４  減圧弁
７６  圧力通路
７８  流れ調速機
８０  逆止め弁
８２  別の減圧弁
８４  放射状カム
８６  排出通路
８８  排出ライン
９０  ブレーキ圧力通路
９２  ポート
９４  ブレーキ引上弁
９６  ブレーキ引上ライン
９８  リリーフライン
１００  通路
【図１】
2005520998.tif 000003
【図２】
2005520998.tif 000004
【図３】
2005520998.tif 000005
【国際調査報告】
2005520998.tif 000006
2005520998.tif 000007
2005520998.tif 000008
2005520998.tif 000009