(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単位回転当りの吸収油量を高低速切換弁の切換制御により大容量と小容量に切換え可能な２速油圧モータ、中間歯車が当該油圧モータによって駆動され巻上げ時には中間歯車、爪車、出力軸の３者が圧接状態のままで爪車がから回りして中間歯車の回転力を出力軸に伝達すると共に巻下げ時には爪車の回転が規制された状態でネジ機構により中間歯車、爪車、出力軸の３者の圧接状態が解除されて中間歯車の回転量だけ出力軸が自転するメカニカルブレーキ付きの減速機、当該減速機の出力軸に噛合ってワイヤロープを巻上げ巻下げ駆動するウインチドラム、及び油圧ポンプからの圧油を前記油圧モータに給排制御するウインチ制御弁とで構成した２速油圧モータの制御装置であって、
前記ウインチ制御弁の巻下げ側への切換量、あるいは前記ウインチ制御弁の巻下げ油量を制御する切換信号が所定量以下であることを検出する操作量検出手段と、当該操作量検出手段の検出信号を受けて前記高低速切換弁の小容量側への切換えを不能にする容量切換規制手段を設けたことを特徴とする２速油圧モータの制御装置。
【請求項２】
単位回転当りの吸収油量を高低速切換弁の切換制御により大容量と小容量に切換え可能な２速油圧モータ、中間歯車が当該油圧モータによって駆動され巻上げ時には中間歯車、爪車、出力軸の３者が圧接状態のままで爪車がから回りして中間歯車の回転力を出力軸に伝達すると共に巻下げ時には爪車の回転が規制された状態でネジ機構により中間歯車、爪車、出力軸の３者の圧接状態が解除されて中間歯車の回転量だけ出力軸が自転するメカニカルブレーキ付きの減速機、当該減速機の出力軸に噛合ってワイヤロープを巻上げ巻下げ駆動するウインチドラム、及び油圧ポンプからの圧油を前記油圧モータに給排制御するウインチ制御弁、前記高低速切換弁を高速位置または低速位置に切換える高低速切換えスイッチ、高低速切換弁を高速位置に切換えたときに前記２速油圧モータを小容量にし低速位置に切換えたときに前記２速油圧モータを大容量に切換えるよう構成した２速油圧モータの制御装置であって、
前記ウインチ制御弁の巻下げ側への切換量あるいは前記ウインチ制御弁の巻下げ油量を制御する切換信号が所定量以下であることを検出する操作量検出手段と、高低速切換えスイッチからの操作信号と操作量検出手段からの検出信号を受けて、操作量検出手段からの検出信号が巻下げ側に所定量以下の操作状態であった場合には高低速切換えスイッチが高速位置に切換えられたとしても前記高低速切換弁の小容量側への切換えを不能にする容量切換規制手段を設けたことを特徴とする２速油圧モータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載式クレーン等に用いられるウインチ装置を駆動するための２速油圧モータの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車輌２の運転室2a後方位置に架装される車載式クレーンＡ等に用いられるウインチ装置として、例えば図４に示す如き２速油圧モータとメカニカルブレーキ付きの減速機を備えたウインチ装置１がある。当該ウインチ装置１は、斜板あるいは斜軸の角度を変更して単位回転当たりの吸収油量を大容量と小容量に切換え可能な２速油圧モータ３、当該油圧モータ３の回転数を減速してウインチドラム４に伝達するメカニカルブレーキ付きの減速機５、前記ウインチドラム４のドラム筒4aに巻取られクレーンブーム６の先端部6aから荷物吊持用のフックブロック７を巻上げ巻下げ自在に吊下げたワイヤロープ８、及び油圧ポンプ９からの圧油を前記油圧モータ３に給排して巻上げ巻下げ駆動するウインチ制御弁10とで構成されている。
【０００３】
前記２速油圧モータ３は、斜板あるいは斜軸（図示せず）の角度を変更して単位回転当たりの吸収油量を大容量と小容量に切換え可能な従来周知の可変容量油圧モータで構成されている。当該油圧モータ３は、油圧モータ本体と、斜板あるいは斜軸の傾転角を低速位置と高速位置に切換える傾転角制御シリンダ11、低速位置ａと高速位置ｂの２切換位置を備えた高低速切換弁12とで構成されており、当該高低速切換弁12が低速位置ａに切換えられた状態では前記斜板制御シリンダ11の圧油が開放されて内蔵スプリング11a、あるいは圧油の付勢力によって大容量位置、すなわち低速駆動状態に操作されて、低速で巻上げあるいは巻下げ駆動するようになっている。また、高低速切換弁12が高速位置ｂに切換えられた状態では油圧モータ３の駆動圧がシャトル弁13を介して前記傾転角制御シリンダ11に供給されて小容量位置、すなわち高速駆動状態に操作されて、高速で巻上げあるいは巻下げ駆動するようになっている。14は、前記高低速切換弁12を低速位置ａと高速位置ｂに切換操作する高低速切換スイッチである。
【０００４】
また、メカニカルブレーキ付きの減速機５は、この種のウインチ装置用の減速機として広く用いられている減速機であり、図５に示す如く構成されている。すなわち、当該減速機５は、前記油圧モータ３の駆動軸3aにスプライン連結された入力歯車15、当該入力歯車15に噛合って駆動されると共に出力軸18の外周面18aに設けたネジ機構17に螺合して負荷を保持した状態でｂ方向にネジ付勢される中間歯車19、及び当該中間歯車19と出力軸18に固定したディスク20間に介装され逆転防止爪21により巻上げ方向への回転が許容されると共に巻下げ方向への回転が阻止される爪車22とで構成されている。当該減速機５は、油圧モータ３が停止した状態では、吊荷の重量で出力軸18が巻下げ側に回転力を受け、この回転力によりネジ機構17が中間歯車19をｂ方向に変移させ、中間歯車19、爪車22、ディスク20の３者が圧接状態（制動状態）となる。この際、爪車22は逆転防止爪21により巻下げ側への回転が規制されているので、結果的に出力軸18の巻下げ側への回転が規制され、ウインチドラム４の回転が保持されるようになっている。また、油圧モータ３を巻上げ側に駆動すれば、ネジ機構17による中間歯車19、爪車22、ディスク20の３者の圧接状態はそのままで、爪車22が巻上げ側に空回りして中間歯車19の回転力を出力軸18に伝達するようになっている。これにより、ウインチドラム４が巻上げ側に駆動されるようになっている。また、油圧モータ３を巻下げ側に駆動すれば、爪車22が逆転防止爪21により巻下げ側への回転が規制されているため、中間歯車19が巻下げ側に回転すれば前記ネジ機構17により中間歯車19が反ｂ方向に移動し、中間歯車19、爪車22、ディスク20の３者の圧接状態が少しだけ解除される。これにより、出力軸18が中間歯車19の回転量だけ自転して巻下げ側に駆動されるようになっている。このように、メカニカルブレーキ付きの減速機５は、ネジ機構17により中間歯車19、爪車22、ディスク20の３者間の制動状態を制御して、ウインチドラム４の自走を防止しつつ、停止保持並びに巻上げ巻下げ駆動を行うようになっている。
【０００５】
前記ウインチドラム４は、ドラム筒4aにクレーンブーム先端部6aからフックブロック７を吊下するワイヤロープ８が巻取られると共に、一方のフランジ部4bに設けた大歯車23が前記減速機５の出力軸18に設けた出力歯車16に噛合って巻上げ巻下げ駆動されるようになっている。
【０００６】
前記ウインチ制御弁10は、中立位置ｎと巻上げ位置ａ、巻下げ位置ｂの３つの切換位置を備えた三位置切換弁で構成されており、巻上げ位置ａに切換えることで油圧ポンプ９からの圧油を前記油圧モータ３に供給して巻上げ側に駆動し、巻下げ位置ｂに切換えることで油圧ポンプ９からの圧油を油圧モータ３に供給して巻下げ側に駆動するようになっている。
【０００７】
このように構成された２速油圧モータ３とメカニカルブレーキ付きの減速機５を備えたウインチ装置１は、吊荷を通常速度で巻上げ巻下げ駆動したい場合には、高低速切換スイッチ14を操作して高低速切換弁12を低速位置ａに切換え油圧モータ３を大容量位置に切換えた状態で、ウインチ制御弁10を巻上げ位置ａあるいは巻下げ位置ｂに操作して油圧モータ３を通常速度で駆動することにより、吊荷を巻上げ巻下げ駆動させるようになっている。また、吊荷を高速で巻上げ巻下げ駆動したい場合には、高低速切換スイッチ14を操作して高低速切換弁12を高速位置ｂに切換え油圧モータ３を小容量位置に切換えた状態で、ウインチ制御弁10を巻上げ位置ａあるいは巻下げ位置ｂに操作して油圧モータ３を高速で駆動することにより、吊荷を巻上げ巻下げ駆動させるようになっている。なお、高低速切換弁12は、油圧モータ３の駆動中に任意に容量切換操作を行うことができるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しょうとする課題】
しかしながら、従来のメカニカルブレーキ付きの減速機５を備えた２速油圧モータ駆動式のウインチ装置１は、次の如き問題点があった。すなわち、メカニカルブレーキ付きの減速機５は、巻下げ起動時に中間歯車19、爪車22、ディスク20の３者間の圧接状態をネジ機構17で解除して巻下げ駆動する必要があり、この解除操作はネジのロック作用により大きな駆動トルクを必要とするものであった。このため、２速油圧モータ３を小容量位置、すなわち最大駆動トルクの小さな高速駆動状態（最大駆動トルクは、単位回転当たりの吸収油量に比例して減少する）に設定した場合には、巻下げ起動時の必要トルクに対し高速駆動状態における巻下げ駆動トルクが不足し、巻下げ駆動が行えなくなるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑み、巻下げ起動時に２速油圧モータが最大駆動トルクの小さな小容量位置に切換わらないよう規制することで、巻下げ起動時に巻下げ起動トルクを上回る最大駆動トルクを確保して、巻下げ駆動を行えるようにした２速油圧モータの制御装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、上記課題を解決するための手段として次の構成を有している。すなわち、本発明の２速油圧モータの制御装置は、単位回転当りの吸収油量を高低速切換弁の切換制御により大容量と小容量に切換え可能な２速油圧モータ、中間歯車が当該油圧モータによって駆動され巻上げ時には中間歯車、爪車、出力軸の３者が圧接状態のままで爪車がから回りして中間歯車の回転力を出力軸に伝達すると共に巻下げ時には爪車の回転が規制された状態でネジ機構により中間歯車、爪車、出力軸の３者の圧接状態が解除されて中間歯車の回転量だけ出力軸が自転するメカニカルブレーキ付きの減速機、当該減速機の出力軸に噛合ってワイヤロープを巻上げ巻下げ駆動するウインチドラム、及び油圧ポンプからの圧油を前記油圧モータに給排制御するウインチ制御弁とで構成した２速油圧モータの制御装置を対象にしている。そして、本発明の２速油圧モータの制御装置は、ウインチ制御弁の巻下げ側への切換量、あるいはウインチ制御弁の巻下げ油量を制御する切換信号が所定量以下であることを検出する操作量検出手段と、当該操作量検出手段の検出信号を受けて高低速切換弁の小容量側への切換えを不能にする容量切換規制手段を設けて構成している。
【００１１】
本発明の請求項２は、上記課題を解決するための手段として次の構成を有している。すなわち、本発明の２速油圧モータの制御装置は、単位回転当りの吸収油量を高低速切換弁の切換制御により大容量と小容量に切換え可能な２速油圧モータ、中間歯車が当該油圧モータによって駆動され巻上げ時には中間歯車、爪車、出力軸の３者が圧接状態のままで爪車がから回りして中間歯車の回転力を出力軸に伝達すると共に巻下げ時には爪車の回転が規制された状態でネジ機構により中間歯車、爪車、出力軸の３者の圧接状態が解除されて中間歯車の回転量だけ出力軸が自転するメカニカルブレーキ付きの減速機、当該減速機の出力軸に噛合ってワイヤロープを巻上げ巻下げ駆動するウインチドラム、及び油圧ポンプからの圧油を前記油圧モータに給排制御するウインチ制御弁、前記高低速切換弁を高速位置または低速位置に切換える高低速切換えスイッチ、高低速切換弁を高速位置に切換えたときに前記２速油圧モータを小容量にし低速位置に切換えたときに前記２速油圧モータを大容量に切換えるよう構成した２速油圧モータの制御装置を対象としている。
そして、本願発明の２速油圧モータの制御装置は、前記ウインチ制御弁の巻下げ側への切換量あるいは前記ウインチ制御弁の巻下げ油量を制御する切換信号が所定量以下であることを検出する操作量検出手段と、高低速切換えスイッチからの操作信号と操作量検出手段からの検出信号を受けて、操作量検出手段からの検出信号が巻下げ側に所定量以下の操作状態であった場合には高低速切換えスイッチが高速位置に切換えられたとしても前記高低速切換弁の小容量側への切換えを不能にする容量切換規制手段を設けて構成している。
【００１２】
このように構成した２速油圧モータの制御装置は、メカニカルブレーキ付きの減速機を巻下げ駆動する際に、ウインチ制御弁の巻下げ側への切換量、あるいはウインチ制御弁の巻下げ油量を制御する切換信号が所定量以下であることで検出する操作量検出手段によりウインチ制御弁の巻下げ起動状態を検出し、この検出信号を受けて高低速切換弁の小容量側への切換え、すなわち駆動トルクの小さな高速駆動状態への切換えを不能にする容量切換規制手段を作動させるようになっている。このため、大きな起動トルクを必要とする巻下げ起動時には、２速油圧モータが最大駆動トルクの小さな小容量側に切換わることがなく、最大駆動トルクが不足して巻下げ駆動が行えなくなるという問題が未然に防止されるのである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３に基づき、本発明の好適な実施形態について説明する。
なお、本発明の２速油圧モータの制御装置は、図４に基づき説明した従来の２速油圧モータの制御装置に比し、操作量検出手段と容量切換規制手段を付加した点でのみ異なっており、以下の説明ではその相違点を中心に説明するものとする。
【００１４】
図１において25は、ウインチ制御弁10に取付けられた操作量検出手段であり、当該ウインチ制御弁10のスプール10a切換量Ｓが巻下げ側に所定量Ｓ0以下、すなわち図３におけるウインチ制御弁切換量Ｓが所定量Ｓ0以下であることを検出して検出信号を出力するリミットスイッチや近接センサ、あるいはストロークセンサ等で構成している。また、当該操作量検出手段25は、図２に示す如くウインチ制御弁10が携帯式送信機26等により遠隔操作される電磁比例制御式３位置切換弁で構成されている場合には、前記制御弁10の弁切換量を検出する各センサの他に、当該制御弁10を巻下げ側に切換操作するためのソレノイド10bの励磁信号（切換信号）が所定値以下であることを検出して検出信号を出力する比較手段等（図２の実施形態では、携帯式送信機26からの操作信号を受けてウインチ制御弁10に励磁信号を出力するコントローラ27の演算手段で兼用している）で構成してもよい。なお、当該操作量検出手段25は、ウインチ制御弁10の切換量Ｓが巻下げ側に所定量Ｓ0以上であること、あるいはウインチ制御弁10を巻下げ側に切換えるソレノイド10bの励磁信号が所定値以上であることを検出して検出信号を出力するよう構成することも可能である。
【００１５】
また、当該操作量検出手段25は、ウインチ制御弁10が中立位置ｎ・巻上げ位置ａ・巻下げ位置ｂの３位置を備えたオン・オフ式３位置切換弁（図示せず）と、当該３位置切換弁を経過する油圧モータ３への供給油量を制御する電磁比例圧力制御弁（図示せず）とで構成した場合には、前記３位置切換弁が巻下げ位置ｂに切換えられた際の当該電磁比例圧力制御弁の励磁信号が所定値以下であることを検出するよう構成してもよい。また、当該操作量検出手段25は、巻上げ起動時に油圧モータ３の高速駆動位置への切換えを規制しても良い場合には、３位置切換弁の切換位置に係わらず電磁比例圧力制御弁の励磁信号が所定値以下であることで検出してもよい。
【００１６】
28は、容量切換規制手段であり、前記高低速切換スイッチ14からの操作信号と操作量検出手段25からの検出信号を受けて、当該操作量検出手段25からの検出信号が巻下げ側に所定量Ｓ0以下の操作状態であった場合には、起動時に大きな駆動トルクを必要とする巻下げ起動時であるとして、例え高低速切換スイッチ14が高速位置に切換えられたとしても高低速切換弁12に高速位置ｂへの切換信号を出力しないよう規制するようになっている。このため、高低速切換弁12は、低速位置ａへの切換状態が維持され、油圧モータ３は大容量位置、すなわち最大駆動トルクの大きな低速駆動状態で駆動されるので、ネジ機構17のロック作用が解除され巻下げ駆動が行えるのである。一方、操作量検出手段25からの検出信号が所定量Ｓ0以上の操作状態であった場合には、大きな駆動トルクが必要な巻下げ起動状態が終了したとして、高低速切換スイッチ14が高速位置に切換えられている場合には高低速切換弁12に対し高速位置ｂへの切換信号を出力するようになっている。このため、高低速切換弁12は、高速位置ｂに切換わり、油圧モータ３の傾転角制御シリンダ11に圧油が供給されて当該油圧モータ３が小容量位置、すなわち高速駆動状態に切換えられて、高速で巻下げ駆動を行うことができるのである。
【００１７】
なお、当該容量切換規制手段28は、図２の如く操作量検出手段25をコントローラ27の演算手段で兼用したものにおいては、同様にコントローラ27の演算手段で構成することが可能である。
【００１８】
このように構成したメカニカルブレーキ付きの減速機５を備えたウインチ装置１における２速油圧モータの制御装置は、ウインチ制御弁10を巻下げ側に操作すれば、巻下げ操作初期の状態、すなわちネジ機構17のロック作用解除のため大きな駆動トルクを必要とする巻下げ起動状態の時には、前記操作量検出手段25がウインチ制御弁10の所定量Ｓ0以下の操作状態を検出している。この検出信号を受けた容量切換規制手段28は、ウインチ制御弁10の操作状態が大きな起動トルクを必要とする巻下げ起動状態であるとして、例え高低速切換スイッチ14が高速位置に切換えられたとしても、高低速切換弁12に高速位置ｂへの切換信号を出力しないよう規制するようになっている。このため、高低速切換弁12は、低速位置ａへの切換状態が維持され、油圧モータ３は大容量位置、すなわち最大駆動トルクの大きな低速駆動状態でネジ機構17のロック作用を解除して巻下げ駆動を行うことができるのである。
【００１９】
そして、ウインチ装置１は、ネジ機構17のロック作用が一旦解除すれば、小さな駆動トルクで巻下げ駆動を継続することができ、このためウインチ制御弁10を所定量Ｓ0以上に操作すれば操作量検出手段25が所定量Ｓ0以上に操作されたことを検出し、この検出信号を受けた容量切換規制手段28は小さな駆動トルクで駆動可能な巻下げ駆動中であるとして、高低速切換スイッチ14が高速位置に切換えられた場合には、高低速切換弁12を高速位置ｂに切換える切換信号を出力して高低速切換弁12を高速位置ｂに切換えるようになっている。このため、油圧モータ３は、小容量位置、すなわち高速駆動状態に切換えられて、高速で巻下げ駆動することができるのである。
【００２０】
また、高低速切換スイッチ14を高速位置に切換えた状態でウインチ制御弁10を巻下げ側に操作した場合には、ウインチ制御弁10の切換量Ｓが所定量Ｓ0以下の間は、前記操作量検出手段25が所定量Ｓ0以下の操作状態を検出しており、この検出信号を受けた容量切換規制手段28は、高低速切換弁12に高速位置ｂへの切換信号を出力しないよう規制するようになっている。このため、油圧モータ３は、低速駆動状態でネジ機構17のロック作用を解除して巻下げ駆動を行うようになっている。そして、ウインチ制御弁10が所定量Ｓ0以上に操作されれば、操作量検出手段25が所定量Ｓ0以上に操作されたことを検出し、この検出信号を受けた容量切換規制手段28が高低速切換弁12を高速位置ｂに切換える切換信号を出力するようになっている。このため、油圧モータ３は高速駆動状態に切換えられて、高速で巻下げ駆動することができるのである。
【００２１】
【発明の効果】
以上の如く構成した本発明の２速油圧モータの制御装置は、メカニカルブレーキ付きの減速機を備えたウインチ装置が大きな駆動トルクを必要とする巻下げ起動時には、２速油圧モータが最大駆動トルクの小さな高速駆動状態に切換わらないよう規制するようになっているので、低速駆動状態による大きな駆動トルクでネジ機構のロック作用を解除して巻下げ駆動を行うことができ、作業性を向上させることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の２速油圧モータの制御装置の説明図である。
【図２】同、他の実施態様の説明図である。
【図３】本発明の制御装置における速度切換時の説明図である。
【図４】従来の２速油圧モータの制御装置の説明図である。
【図５】メカニカルブレーキ付きの減速機を備えたウインチ装置の説明図である。
【符号の説明】
１,ウインチ装置、 ２,車輌、 2a,運転室、 ３, ２速油圧モータ、
４,ウインチドラム、 ５, メカニカルブレーキ付きの減速機、
６,クレーンブーム、 6a,先端部、 ７,フックブロック、 ８,ワイヤロープ、
９,油圧ポンプ、 10,ウインチ制御弁、 10a,スプール、 10b,ソレノイド、
11,傾転角制御シリンダ、 11a,内蔵スプリング、 12,高低速切換弁、
14,高低速切換スイッチ、 15,入力歯車、 16,出力歯車、 17,ネジ機構、
18,出力軸、 19,中間歯車、 20,ディスク、 21,逆転防止爪、 22,爪車、
23,大歯車、 25,操作量検出手段、 26,携帯式送信機、 27,コントローラ、
28,容量切換規制手段、 Ａ,車載式クレーン、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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