(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーン本体に設けられ、ロープを繰り込み繰り出すドラムを駆動する油圧モータと、
この油圧モータを制動するブレーキと、
前記油圧モータの駆動を制御する油圧モータ用切換弁と、
前記ブレーキを制御するブレーキ用切換弁と、
前記ロープを吊荷側に接続し、所定の上限トルクにて前記油圧モータを制御して前記ロープに張力を作用させることにより吊荷の振れ止めを行う油圧タグライン、および前記ロープを他のウインチドラムのワイヤの先端に接続し、前記上限トルクとは異なる上限トルクにて前記油圧モータを制御して前記ロープを繰り出し、巻き取ることにより前記ワイヤのワイヤリングを行うリービング作業の各用途に対応した動作モードに切り替えるための動作モード切換手段と、
前記動作モード切換手段により前記油圧タグラインに対応した動作モードに切り替えられた状態で、前記油圧モータ用切換弁を操作するとともに、その操作位置に拘わらず前記ブレーキが解放するように前記ブレーキ用切換弁を切り替える油圧タグライン用操作スイッチと、
前記油圧タグライン用操作スイッチとは別に設けられ、前記動作モード切換手段により前記リービング作業に対応した動作モードに切り換えられた状態で、前記油圧モータ用切換弁を操作するとともに、その操作に応じて前記ブレーキ用切換弁を操作するリービング作業用操作スイッチと、
前記動作モード切換手段の切換状態に応じて前記油圧モータの上限トルクを切り替える上限トルク切換手段とを有することを特徴とする油圧式ドラム駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はロープやワイヤを巻き取り、あるいは繰り出すためのドラムを油圧モータで駆動する油圧式ドラム駆動装置に関し、さらに詳しくは複数の異なる用途にそれぞれ対応して異なる上限トルクが設定可能な油圧式ドラム駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧タグラインによりクレーンの吊荷（クラムシェルバケットやリフティングマグネットなど）の振れ止めを行うものが知られている（たとえば実開昭５９−１２３０７６号公報）。これは、クレーン等で荷役作業をする際に、吊荷の振れを早期に減衰させる装置である。すなわち、吊荷を吊るメインワイヤを巻上・巻下駆動する主巻ウインチやブームを起伏駆動するための起伏ウインチ等とは別に、クレーン本体のブーム取付部近傍に油圧式の補助ウインチが設置される。そして、吊荷側に一端を結びつけたタグラインロープを上記ウインチのドラムに巻き取っておき、吊荷の振れに応じてタグラインロープをドラムに巻き込んだり巻き戻したりして吊荷の振れを抑制する。
【０００３】
上述したクレーンの吊荷の振れ止めを行うための油圧モータについて説明すると、この油圧モータには常にドラムを巻き上げ側に駆動する方向にトルクが発生するように油圧源より圧力が供給されている。したがって、吊荷がクレーンに近づく方向に振れてタグラインロープが弛みかけると、油圧モータがドラムを巻き上げ側に駆動してこの弛みを取る。一方、吊荷がクレーンから離れる方向に振れてタグラインロープの張力が増すと、タグラインロープの張力に油圧モータのトルクが負けてドラムが巻き下げ側に回転する。このとき、油圧モータはポンプとして作用し、油圧モータの吐出側ポートより吸い込んだ作動油を吸入側ポートに吐出（逆流）する。すなわち、油圧モータがポンプとして作用するのに必要な仕事量により吊荷の振れを抑制する。
【０００４】
ところで、油圧源と油圧モータの流入側ポートとを結ぶ管路の途中にはリリーフ弁が接続されており、油圧モータに過負荷が働くと、油圧源から供給される作動油は油圧モータ吸入側から吐出される作動油とともにリリーフ弁からリリーフされる。したがって、油圧回路や油圧モータなどの機器類に過負荷が作用して破損することがない。
【０００５】
上述したリリーフ弁のリリーフ圧について説明する。油圧モータより発生するトルクが高過ぎると、吊荷のないときにドラムが巻き上げ方向に回転してタグラインロープがクラムシェルバケット等の吊具を吊り上げてしまい、作業性が低下する。したがって、リリーフ弁のリリーフ圧は、上記クラムシェルバケット等の吊具の自重程度の張力がタグラインロープに作用したときであってもドラムが巻き下げ側に回転するように設定される。
【０００６】
以上のように、主巻ウインチや起伏ウインチなどとは別の油圧式補助ウインチを用いて振れ止めが行われ、これらタグラインロープおよびタグラインロープを巻き取るウインチにより油圧タグラインが構成される。
【０００７】
ところで、以下に説明するリービング作業のために、主巻ウインチや起伏ウインチとは別設の油圧式補助ウインチを用いる方法が知られている。
【０００８】
リービング作業とは、作業現場でクレーンを組み立てる際に、主巻ウインチに巻かれているメインワイヤをブームの先端まで引き出し、ブーム先端およびフック等の吊具の双方に設けられるシーブに掛け回す作業のことをいう。以下、本明細書中ではブーム先端に設けられるシーブを「ポイントシーブ」と称し、吊具に設けられるシーブを「吊具シーブ」と称する。
【０００９】
従来、リービング作業は人手で行われていたが、このとき多くの作業人員を必要としていた。これは、メインワイヤがある程度太くて重く、かつブームの長さがたとえば６０〜７０ｍにも達する場合もあるからである。つまり、重くて取り回しの難しいメインワイヤをブーム先端まで引き出すのがまず大変な作業であり、その後に太くて曲げ剛性の大きなワイヤロープをポイントシーブおよび吊具シーブに掛け回すためにはメインワイヤにある程度の張力を掛ける必要がある。この張力をかなり大きくしないと上述した両シーブへの掛け回しができず、したがって多くの作業人員を必要としていた。
【００１０】
この問題を解決するため、以下で説明するようにリービング用のウインチ（以下、本明細書中ではこれを「リービングウインチ」と称する）をクレーン本体のブーム取付部近傍に設置する方法も知られている。
【００１１】
メインワイヤよりも細く、取り回しの容易なリービング作業用のワイヤ（以下、本明細書中ではこれを「リービングワイヤ」と称する）が巻かれるリービングウインチは、クレーン本体のブーム取付部近傍に設置される。リービング作業にあたって作業者は、リービングウインチよりリービングワイヤをブームの下部に沿って引き出し、ポイントシーブおよび吊具シーブにメインワイヤの巻き掛け方向とは逆の方向からワイヤリングする。さらにリービングワイヤをブームの上部に沿って引き出し、リービングワイヤの先端と主巻ウインチに巻かれているメインワイヤの先端とを接続する。
【００１２】
その後、リービングウインチを巻上側に駆動してリービングワイヤを巻き上げることによりメインワイヤは主巻ウインチ→ポイントシーブ→吊具シーブ→…と導かれ、これによりメインワイヤのワイヤリングすなわちリービング作業が完了する。このようにリービングウインチを用いることにより、人手を多くかけることなく比較的容易にリービング作業を行うことができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、リービングウインチでリービング作業を行うことの可能なクレーン装置では、たとえば油圧タグライン用のウインチとリービング作業用のリービングウインチとを別々に設置する必要があり、クレーンの製造コストが上がり、また複数のウインチを設置するスペースの確保が困難であった。
【００１４】
これは、上述のとおり油圧タグライン用のウインチの巻き上げトルクが比較的低い値に設定されているため、リービング作業用として用いるためには巻き上げトルクが不足するからである。
【００１５】
本発明の目的は、１台の油圧式ドラム駆動装置の設定上限トルクをその用途に応じて可変とし、複数の用途に兼用可能な油圧式ドラム駆動装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
一実施の形態を示す図１に対応付けて本発明を説明すると、請求項１に記載の発明は、クレーン本体に設けられ、ロープを繰り込み繰り出すドラム２６を駆動する油圧モータ２２と；この油圧モータ２２を制動するブレーキ２４と；油圧モータ２２の駆動を制御する油圧モータ用切換弁１４と；ブレーキ２４を制御するブレーキ用切換弁１６と；ロープを吊荷側に接続し、所定の上限トルクにて油圧モータ２２を制御してロープに張力を作用させることにより吊荷の振れ止めを行う油圧タグライン、およびロープを他のウインチドラムのワイヤの先端に接続し、前記上限トルクとは異なる上限トルクにて油圧モータ２２を制御してロープを繰り出し、巻き取ることにより前記ワイヤのワイヤリングを行うリービング作業の各用途に対応した動作モードに切り替えるための動作モード切換手段ＳＷ１と；動作モード切換手段ＳＷ１により油圧タグラインに対応した動作モードに切り替えられた状態で、油圧モータ用切換弁１４を操作するとともに、その操作位置に拘わらずブレーキ２４が解放するようにブレーキ用切換弁１６を切り替える油圧タグライン用操作スイッチＳＷ３と；油圧タグライン用操作スイッチＳＷ３とは別に設けられ、動作モード切換手段ＳＷ１によりリービング作業に対応した動作モードに切り換えられた状態で、油圧モータ用切換弁１４を操作するとともに、その操作に応じてブレーキ用切換弁１６を操作するリービング作業用操作スイッチＳＷ２と；動作モード切換手段ＳＷ１の切換状態に応じて油圧モータ２２の上限トルクを切り替える上限トルク切換手段１０、１２および８とを有することにより上述した目的を達成する。
【００１７】
なお、本発明の構成を説明する上記課題を解決するための手段の項では、本発明を分かり易くするために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
−  第１の実施の形態  −
本発明の第１の実施の形態は、油圧式ドラム駆動装置を油圧タグラインとリービングウインチとに兼用する例を示す。このドラムの油圧駆動回路を概略的に示す図１において、ウインチ２０はリービングウインチ用および油圧タグライン用のウインチとして兼用可能である。油圧モータ２２を駆動するための油圧ポンプ４およびブレーキ２４を駆動するための油圧ポンプ６は原動機２により駆動される。
【００１９】
ウインチ２０は、油圧モータ２２と、この油圧モータにより回転駆動されるドラム２６と、油圧モータ２２を制動するブレーキ２４とを有する。油圧ポンプ４と油圧モータ２２とを結ぶ管路にはソレノイドバルブ（電磁式制御弁）１４が介装され、油圧ポンプ４から油圧モータ２２へ導かれる作動油の流動方向はソレノイドバルブ１４の切換ポジションに応じて切り替えられる。
【００２０】
油圧ポンプ４とソレノイドバルブ１４とを結ぶ管路の途中にはソレノイドバルブ（電磁式開閉弁）８を介してリリーフ圧Ｐｂのリリーフ弁１０が接続される。この管路の途中にはまた、リリーフ弁１０と並列にリリーフ圧Ｐａのリリーフ弁１２が接続される。ここでリリーフ圧Ｐａ、Ｐｂは、ウインチ２０をリービングウインチ、あるいは油圧タグラインとして用いる場合に設定される油圧モータ２２の上限トルクに対応する上限圧力であり、Ｐａがリービングウインチ用、Ｐｂが油圧タグライン用の上限圧力である。そしてリリーフ圧Ｐａはリリーフ圧Ｐｂよりも高く設定される。これは、ウインチ２０をリービングウインチとして用いる場合の方がより大きな巻上トルクを必要とするからである。
【００２１】
油圧ポンプ６とブレーキ２４とを結ぶ管路にはソレノイドバルブ（電磁式切換弁）１６が介装され、ブレーキ２４の作動／非作動はソレノイドバルブ１６の切換ポジションに応じて切り替えられる。油圧ポンプ６とソレノイドバルブ１６とを結ぶ管路の途中にはリリーフ弁７が接続される。このリリーフ弁７は、油圧ポンプ６から吐出される作動油の過剰圧力をリリーフするためのものである。
【００２２】
上述した３つのリリーフ弁７、１０および１２から吐出する作動油はいずれもオイルタンク１に環流される。
【００２３】
図１および図２を参照してソレノイドバルブ８、１４および１６の切換ポジションを切り替えるためのスイッチＳＷ１〜ＳＷ３について説明する。図２は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の切換状態に対応してソレノイドバルブ８、１４および１６がどの切換ポジションに切り替わり、その結果リリーフ圧の切換と、油圧モータ２２およびブレーキ２４の動作切換とがどのように行われるかをまとめたものである。ヒューズ２８を介して電源３０に接続されるウインチ切換スイッチＳＷ１は、ウインチ２０のモードをリービングウインチまたは油圧タグラインに切り替えるためのスイッチである。ウインチ切換スイッチＳＷ１を図１に示すように「リービングウインチ」側に切り替えるとソレノイド８Ｓに通電し、ソレノイドバルブ８は切換ポジションＢ（非連通状態）に切り替わる。これにより、油圧モータ２２の上限トルク（リービングウインチ用上限トルク）はリリーフ圧Ｐａにより規定される。
【００２４】
巻上・巻下操作スイッチＳＷ２は、ウインチ２０をリービングウインチとして用いる際の巻上・巻下動作切換のためのスイッチである。ウインチ切換スイッチＳＷ１を「リービングウインチ」側に切り替えた状態で巻上・巻下操作スイッチＳＷ２を「巻上」側に切り替えると、ソレノイド１４Ｓ１および１６Ｓに通電してソレノイドバルブ１４はＣの、ソレノイドバルブ１６はＢの切換ポジションにそれぞれ切り替わる。これによりブレーキ２４が解除されるとともに油圧ポンプ４から吐出される作動油は油圧モータ２２のポート２２ａ側に流入し、ドラム２６は巻上側に回転する。油圧モータ２２のポート２２ｂから吐出される作動油はオイルタンク１に環流する（図２に示す（ａ）の状態）。
【００２５】
一方、ウインチ切換スイッチＳＷ１を「リービングウインチ」側に切り替えた状態にて巻上・巻下操作スイッチＳＷ２を「巻下側」に切り替えるとソレノイド１４Ｓ２およびソレノイド１６Ｓに通電してソレノイドバルブ１４および１６はそれぞれＢの切換ポジションに切り替わる。これによりブレーキ２４が解除されるとともに油圧ポンプ４から吐出される作動油は油圧モータ２２のポート２２ｂ側に流入し、ドラム２６は巻下側に回転する。油圧モータ２２のポート２２ａから吐出される作動油はオイルタンク１に環流する（図２に示す（ｂ）の状態）。
【００２６】
上述した巻上・巻下操作スイッチＳＷ２はモーメンタリスイッチであり、オペレータが巻上・巻下操作スイッチＳＷ２から手を離すとこのスイッチは中立位置に戻る。巻上・巻下操作スイッチＳＷ２が中立位置にある場合、ソレノイド１４Ｓ１、１４Ｓ２および１６Ｓには通電しないので、ソレノイドバルブ１４およびソレノイドバルブ１６はそれぞれＡの切換ポジションに切り替わる。この状態では油圧モータ２２およびブレーキ２４に油圧が作用しないため、油圧モータ２２の駆動力はなくなり、ブレーキ２４が作用してドラム２６は停止する（図２に示す（ｃ）の状態）。
【００２７】
油圧タグライン操作スイッチＳＷ３は、ウインチ２０を油圧タグライン用として用いる際の振れ止め作動／停止切換のための操作スイッチである。以下、ウインチ切換スイッチＳＷ１を「油圧タグライン」側に切り替え、油圧タグライン操作スイッチＳＷ３を操作した場合のウインチ２０の動作について説明する。
【００２８】
ウインチ切換スイッチＳＷ１を「油圧タグライン」側に切り替えるのにともない、ソレノイド８Ｓへの通電が解除され、ソレノイドバルブ８はＡの切換ポジションに切り替わる。この状態では油圧ポンプ４とソレノイドバルブ１４とを結ぶ管路の途中にリリーフ弁１２（リリーフ圧Ｐａ）およびリリーフ弁１０（リリーフ圧Ｐｂ）が並列に接続された状態となる。しかし、リリーフ圧Ｐｂはリリーフ圧Ｐａよりも低く設定されているため、油圧ポンプ４とソレノイドバルブ１４とを結ぶ管路の内圧がＰｂを越すとリリーフされるようになる。これにより油圧モータ２２の上限トルクはリリーフ圧Ｐｂで規定される。ウインチ切換スイッチＳＷ１を「油圧タグライン」側に切り替えた状態で油圧タグライン操作スイッチＳＷ３を「ＯＮ」に切り替えると、ソレノイド１４Ｓ１および１６Ｓに通電し、ソレノイドバルブ１４はＣの、ソレノイドバルブ１６はＢの切換ポジションにそれぞれ切り替わる。これによりブレーキ２４が解除されるとともに油圧モータ２２は巻上側に回転する（図２に示す（ｄ）の状態）。
【００２９】
ウインチ切換スイッチＳＷ１を「油圧タグライン」側に切り替えた状態でタグライン操作スイッチＳＷ３を「ＯＦＦ」に切り替えると、ソレノイド１６Ｓへの通電は維持される一方、ソレノイド１４Ｓ１にもソレノイド１４Ｓ２にも通電されない状態となる。これによりソレノイドバルブ１６はＢの切換ポジションが維持され、ソレノイドバルブ１４はＡの切換ポジション（オープンセンタ）に切り替わり、ブレーキ２４が解除状態になるとともに油圧モータ２２はフリーとなる（図２の（ｅ）の状態）。すなわち、ドラム２６は自由に回転可能な状態となる。
【００３０】
以上に説明したウインチ２０（図１）を用いてリービング作業を行う場合、図３（ａ）→図３（ｂ）→図４（ａ）→図４（ｂ）の順番に従ってリービング作業が行われる。また、ここでは吊具としてフックを用いる場合を例にとり、リービング作業手順の説明をする。
【００３１】
図３および図４に示されるように、リービングワイヤ４４が巻かれたウインチ２０は、メインフレーム６０の先端近傍に固設される。図３（ａ）に示されるリービング作業開始時の状態において、主巻ウインチ４０に巻かれたメインワイヤ４２の先端はブーム５８の取付部（根本部分）近傍に引き出されている。また、ウインチ２０に巻かれたリービングワイヤ４４はブーム５８の下方に沿って引き出されている。
【００３２】
作業者は、リービングワイヤ４４をフック５６のフックシーブ４８、ポイントシーブ５０およびガイドシーブ５２へ、メインワイヤ４２を掛け回すのと逆の方向よりワイヤリングしてブーム５８の上面に沿って引き出し、可撓性を有するロープジョイント４６を用いてリービングワイヤ４４およびメインワイヤ４２の先端どうしを接続する。
【００３３】
作業者は、ウインチ切換スイッチＳＷ１を「リービングウインチ」側に切り替え、巻上・巻下操作スイッチＳＷ２を「巻上」側に切り替える（図２の（ａ）の状態にする）。これにより、リリーフ圧はＰａ（＞Ｐｂ）にセットされた状態でウインチ２０が巻上方向に作動し、メインワイヤ４２およびリービングワイヤ４４の弛みが除去されて図３（ｂ）に示す状態となる。この時点で主巻ウインチ４０はブレーキが掛かっており、メインワイヤ４２およびリービングワイヤ４４の張力が所定値に達した時点でリリーフ弁Ｐａが作動してウインチ２０は停止状態となる。
【００３４】
上述した状態で作業者が、主巻ウインチが巻下側に作動するように不図示のレバーを操作することにより、ウインチ２０は再度巻上方向に作動し始める。これによりメインワイヤ４２とリービングワイヤ４４との接続部（ロープジョイント４６）は、リービングワイヤ４４のワイヤリング方向と逆の方向に進む。そして、ロープジョイント４６がブーム５８の先端の下方にまで達したところで作業者は主巻ウインチ４０を停止させるのに続き、巻上・巻下操作スイッチＳＷ２より手を離す（図２の（ｃ）の状態にする）。これによりウインチ２０は停止し、メインワイヤ４２およびリービングワイヤ４４は図４（ａ）に示す状態となる。
【００３５】
以上の作業を終え、作業者はロープジョイント４６を外したメインワイヤ４２の先端をブーム先端近傍に揺動自在に固定されるロープソケット５４に接続し、リービング作業を完了する。
【００３６】
続いて油圧式ドラム駆動装置を油圧タグラインとして用いる例について、クレーンに吊具としてクラムシェルバケット５６Ａを装着した様子を示す図５を参照して説明する。メインワイヤ４２により吊持されるクラムシェルバケット５６Ａは、主巻ウインチ４０の巻上／巻下駆動により上下する。ウインチ２０に巻かれるタグライン４４Ａはガイドシーブ５８ａを経てクラムシェルバケット５６Ａに接続される。
【００３７】
ウインチ２０を油圧タグライン用に用いる場合、作業者はウインチ切換スイッチＳＷ１を「油圧タグライン」側に切り替え、油圧タグライン操作スイッチＳＷ３を「ＯＮ」側に切り替える（図２の（ｄ）の状態に切り替える）。これにより、ウインチ２０の上限トルクはリリーフ圧Ｐｂにより規定される。このリリーフ圧Ｐｂは、ウインチ２０をリービングウインチとして用いる際に設定されるリリーフ圧Ｐａよりも低い。より具体的に説明すると、図５に示す状態で油圧タグライン操作スイッチＳＷ３を「ＯＮ」側に切り替えたときに、クラムシェルバケット５６Ａがたとえ空荷であっても矢印Ｂの方向に大きく引張込まれることはない。同様に、主巻ウインチ４０を巻下方向に駆動してクラムシェルバケット５６を下げた場合、ウインチ２０はタグライン４４Ａの張力に負けて巻下方向に動きだす。その一方で、クラムシェルバケット５６Ａが矢印Ｂの方向に揺れ、タグライン４４Ａが弛み始めるとウインチ２０は巻上方向に回転してタグライン４４Ａの張力を一定に保つ。クラムシェルバケット５６Ａが矢印Ａの方向に揺れてタグライン４４Ａの張力が増した場合、ウインチ２０はタグライン４４Ａの張力に負けてタグライン４４Ａをたぐり出す。このとき、タグライン４４Ａにはリリーフ圧Ｐｂに対応した張力が作用しているため、クラムシェルバケット５６Ａの揺動を早く減衰させることができる。
【００３８】
以上に説明したように、本実施の形態の油圧式ドラム駆動装置によれば、１台のウインチを異なる使用目的で用いることができ、設置スペースやクレーンの製造コストの面から好都合である。また、ウインチ２０をリービングウインチとして用いることにより、少ない作業人員でリービング作業を行うことができる。このとき、ウインチ切換スイッチＳＷ１および巻上・巻下操作スイッチＳＷ２を操作するだけでウインチ２０をリービングウインチとして用いるのに適した上限トルクが自動的に設定される。
【００３９】
同様に、ウインチ切り替えスイッチＳＷ１を「油圧タグライン」側に切り替え、油圧タグライン操作スイッチＳＷ３を「ＯＮ」に切り替えるだけでウインチ２０を油圧タグライン用に用いることができるので操作性に優れる。このとき、ウインチ２０駆動用のモータ２２の上限トルクは、油圧タグライン装置として用いるのに適した上限トルクが自動的に設定されるので、上限トルクの調整や設定値の確認のための作業が不要で作業性に優れる。また、使用目的にそぐわない上限トルクが誤って設定されてしまうのを防止することが可能で、これにより装置の故障や事故を未然に防ぐことができる。
【００４０】
さらに、図１に示す油圧駆動回路においてウインチ切換スイッチＳＷ１の「リービングウインチ」側の端子とソレノイド８Ｓとを接続する配線が断線したり、あるいはソレノイド８Ｓが故障し、ソレノイドバルブ８が切換ポジションＡから切換ポジションＢに切り替わらない不具合が発生しても油圧式ドラム駆動装置を保護することができる。すなわち、リリーフ弁１０および１２は並列接続されているため、上述した故障モードでソレノイドバルブ８が作動しなくなった場合には相対的に低いリリーフ圧Ｐｂが油圧駆動回路に設定され、装置に過負荷が作用して故障するのを防止できる。
【００４１】
以上の実施の形態の説明では、油圧式ドラム駆動装置をリービング作業および油圧タグライン用に兼用する例について説明したが、その他の用途に兼用することも可能である。たとえば、一の用途をリービング作業用に、他の用途を主巻ウインチ４０とともに用いて荷役のための補助ウインチにすることも可能である。以下、この例について図６および図７を参照して説明する。図６は、図１に示す油圧駆動回路に変更を施してリービング作業用および補助ウインチ用に兼用可能としたものであり、図１の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略し、図１との差異を中心に説明をする。
【００４２】
図６に示す油圧駆動回路では、図１のウインチ２０がカウンタバランス６２を有するウインチ２０Ａに変更され、図１の２ポートのソレノイドバルブ８が３ポートのソレノイドバルブ８Ａに変更され、図１の油圧タグライン操作スイッチＳＷ３が省略されている点が図１に示す油圧駆動回路との主な相違点である。そしてリリーフ弁１２は、油圧ポンプ４とソレノイドバルブ１４とを結ぶ管路の途中に直接接続されるのではなく、３ポートのソレノイドバルブ８Ａを介装して接続される。カウンタバランス６２は、ウインチ２０Ａを荷役用の補助ウインチとして用いる際に、吊荷を吊り上げた状態で油圧ポンプ４が停止しても吊荷が自重落下してしまうのを防止するためのものである。ところで、図６に示す油圧駆動回路ではソレノイドバルブ８Ａの切換状態に応じてリリーフ弁１０（リリーフ圧Ｐｂ）およびリリーフ弁１２（リリーフ圧Ｐａ）のうち、いずれかが油圧ポンプ４とソレノイドバルブ１４とを結ぶ管路と連通する。したがって、図１に示すものとは異なり、リリーフ圧ＰａおよびＰｂについては任意に設定可能である。たとえば、本実施の形態のように、リービング作業（リリーフ圧Ｐａ）と補助ウインチ作業（リリーフ圧Ｐｂ）用とに兼用する場合、リービング作業用リリーフ圧Ｐｂを補助ウインチ用リリーフ圧Ｐａよりも高く設定することも可能である。
【００４３】
図６においてソレノイドバルブ１４がＣの切換ポジションに位置する場合、油圧ポンプ４から吐出される作動油はチェックバルブ６２ｂを通って油圧モータ２２のポート２２ａに流入する。一方、ソレノイドバルブ１４がＢの切換ポジションに位置する場合、油圧ポンプ４から吐出される作動油は油圧モータ２２のポート２２ｂに流入する。このとき、パイロット圧接続管路６２ｄの内圧が高まってリリーフ弁６２ａがリリーフし、作動油はポート２２ａからタンク１に流れて油圧モータ２２が回転する。ソレノイドバルブ１４がＡの切換ポジションにある場合、カウンタバランス６２のリリーフ弁６２ａは閉弁状態にある。したがって、たとえ吊荷を吊った状態でソレノイドバルブ１４がＡの切換ポジションに切り替わってもブレーキ２４およびカウンタバランス６２の作用により吊荷が自重落下することはない。
【００４４】
図７は、図２に示すものと同様に、ウインチ切換スイッチＳＷ１および巻上・巻下操作スイッチＳＷ２の切換状態に対応してソレノイドバルブ８Ａ、１４および１６がどの切換ポジションに切り替わり、その結果リリーフ圧、油圧モータ２２およびブレーキ２４の動作切換がどのように行われるかをまとめたものである。図７に示されるように、ウインチ切換スイッチＳＷ１を「リービングウインチ」側に切り替えることによりリリーフ圧はＰａに設定され、逆にウインチ切換スイッチＳＷ１を「補助ウインチ」側に切り替えることによりリリーフ圧はＰｂに設定される。ウインチ切換スイッチＳＷ１をこのように切り替えた状態で巻上・巻下操作スイッチＳＷ２を操作することにより、１台のウインチ２０をリービング作業用のウインチとしても補助ウインチとしても用いることができる。
【００４５】
−  第２の実施の形態  −
本発明の第２の実施の形態も油圧式ドラム駆動装置を油圧タグラインとリービングウインチに兼用する例を示す。第１の実施の形態においては、使用目的に応じて異なる上限トルクを設定するため、リリーフ圧の設定値の異なる複数のリリーフ弁を切り替えて用いる例について説明した。第２の実施の形態では押除容積可変式の油圧モータを用いて上限トルクを設定する例について説明する。
【００４６】
ウインチを駆動する油圧駆動回路を概略的に示す図８において、ウインチ２０Ｂはリービングウインチ用および油圧タグライン用のウインチとして兼用可能である。なお、図８において、第１の実施の形態の油圧駆動回路を示す図１と同じ構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００４７】
ウインチ２０Ｂは、ブレーキ２４と押除容積可変式の油圧モータ２２Ａとドラム２６とレギュレータ６３とコントローラ６４とを有する。なお、本実施の形態中では押除容量可変式の油圧モータ２２Ａを単に「油圧モータ２２Ａ」と称する。
【００４８】
ウインチ切換スイッチＳＷ１の切換状態に対応してコントローラ６４の端子６４ａまたは６４ｂに電圧Ｂが印加される。コントローラ６４は、端子６４ａに電圧Ｂが印加されるとレギュレータ６３に対して油圧モータ２２Ａの押除容積を所定容量Ｑａとなるように制御信号を発する一方、端子６４ｂに電圧Ｂが印加されるとレギュレータ６３に対して油圧モータ２２Ａの押除容量を所定容量Ｑｂとなるように制御信号を発する。この押除容量ＱａおよびＱｂは、Ｑａ＞Ｑｂとなるように設定される。ここで、油圧モータ２２Ａの押除容量Ｑと油圧モータ２２Ａから発生するトルクＴとの関係について説明すると、以下の式（１）で示す式によりこれらの関係が求められる。
【数１】
0003786785.tif 000002
【００４９】
式（１）からもあきらかなように、油圧モータ２２Ａより発生するトルクＴの上限値は、設定される押除容量Ｑに比例する。すなわち、レギュレータ６３で押除容量Ｑを変えることにより油圧モータ２２Ａの上限トルクを可変とすることができる。
【００５０】
以上のように、レギュレータ６３によって油圧モータ２２Ａより発生するトルクＴの上限値を変えることができるため、図１に示すもののようにリリーフ弁１２および１０のうち、いずれかを選択するためのソレノイドバルブ８（以上、図１）は必要ない。したがって、図８においてはリリーフ圧Ｐｃのリリーフ弁１２Ａが油圧ポンプ４とソレノイドバルブ１４とを接続する管路の途中に直接取り付けられる。つまり、油圧モータ２２Ａに流入する作動油の上限圧力（リリーフ圧）は常にＰｃに設定される。
【００５１】
以上のように構成される油圧駆動回路において、作業者がウインチ切換スイッチＳＷ１を「リービングウインチ」側に切り替えることによりコントローラ６４の端子６４ａに電圧Ｂが印加される。コントローラ６４は、これに応答してレギュレータ６３に対して油圧モータ２２Ａの押除容積を所定容量Ｑａとなるように制御信号を発する。その結果、油圧モータ２２Ａの押除容量はＱａに設定される。作業者が巻上・巻下操作スイッチＳＷ２を「巻上」側に操作すると、ソレノイドバルブ１４および１６は、図９の（ａ）に示すようにそれぞれ切換ポジションＣ、Ｂに切り替わり、ブレーキ２４が解除されてウインチ２０Ｂは巻上側に作動する。このときの油圧モータ２２Ａの上限トルクは式（１）のＰ、ＱおよびηにそれぞれＰｃ、Ｑａおよびηａ（ηａは、Ｐ＝Ｐｃ、Ｑ＝Ｑａのときの作動効率を表す）を代入して求められるＴａとなる。一方、作業者が巻上・巻下操作スイッチＳＷ２を「巻下」側に操作すると、ソレノイドバルブ１４および１６は図９の（ｂ）に示すように共に切換ポジションＢに切り替わり、ブレーキ２４が解除されてウインチ２０Ｂは巻下側に作動する。このときの油圧モータ２２Ａの上限トルクもＴａとなる。なお、巻下時において基本的に油圧モータ２２Ａに大きな負荷がかかることはないが、何かのトラブルを生じてドラム２６が回転不能になった場合等を考慮すると巻下時にも上述した上限トルクを設定することは有効である。
【００５２】
第１の実施の形態の説明でも述べたように、巻上・巻下操作スイッチＳＷ２はモーメンタリスイッチであり、作業者がこのスイッチから手を離すと中立位置に戻る。このとき、ソレノイドバルブ１４および１６は図９の（ｃ）に示すように共に切換ポジションＡに切り替わって油圧モータ２２Ａへ作動油が流入しなくなり、ブレーキ２４が作動して油圧モータ２２Ａは回転を停止する。
【００５３】
作業者がウインチ切換スイッチＳＷ１を「油圧タグライン」側に切り替えると、コントローラ６４の端子６４ｂに電圧Ｂが印加される。コントローラ６４は、これに応答してレギュレータ６３に対して油圧モータ２２Ａの押除容積を所定容量Ｑｂとなるように制御信号を発する。その結果、油圧モータ２２Ａの押除容量はＱｂに設定される。この状態で作業者がタグライン操作スイッチＳＷ３を「ＯＮ」側に操作することによりソレノイドバルブ１４および１６は図９の（ｄ）に示すようにそれぞれ切換ポジションＣ、Ｂに切り替わり、ブレーキ２４が解除されてウインチ２０Ｂは巻上側に作動する。このときの油圧モータ２２Ａの上限トルクは式（１）のＰ、ＱおよびηにＰｃ、Ｑｂおよびηｂ（ηｂは、Ｐ＝Ｐｃ、Ｑ＝Ｑｂのときの作動効率を表す）を代入して求められるＴｂとなる。この上限トルクＴｂは、ウインチ切換スイッチＳＷ１を「リービングウインチ」側に切り替えたときに油圧モータ２２Ａに設定される上限トルクＴａよりも相対的に小さい。この理由は第１の実施の形態の説明で述べたとおりである。そして、ドラム２６に巻かれるタグラインロープ（本実施の形態では不図示）の張力が油圧モータ２２Ａの上限トルクＴｂにうち勝つほどに増すとドラム２６は巻下側に回転し、油圧モータ２２Ａは油圧ポンプとして作用する。このとき、油圧ポンプ４とソレノイドバルブ１４との間に接続される管路の内圧が高まるが、リリーフ弁１２Ａ（リリーフ圧Ｐｃ）でリリーフされる。
【００５４】
ウインチ切換スイッチＳＷ１が「油圧タグライン」側に切り替えられた状態で作業者がタグライン操作スイッチＳＷ３を「ＯＦＦ」側に操作することにより、ソレノイドバルブ１４および１６は図９の（ｅ）に示すようにそれぞれ切換ポジションＡ、Ｂに切り替わり、ブレーキ２４は解除されて油圧モータ２２Ａへ作動油は流入しない状態となる。この状態でドラム２６は任意の回転方向に自由に回転可能であり、ドラム２６に巻かれたタグラインロープを手動でたぐり出したり巻き付けたりすることができる。
【００５５】
以上に説明したように、第２の実施の形態に係る油圧式ドラム駆動装置によれば、油圧モータ２２Ａの押除容量を変えることにより、使用目的に応じた上限トルクを容易に切り替えることが可能で１台の油圧式ドラム駆動装置を複数の使用目的に用いることができる。このため、油圧式ドラム装置の設置スペースを少なくすることができ、かつ製造コストを低減することができる。さらに、油圧式ドラム駆動装置の上限トルクはウインチ切換スイッチＳＷ１の切換に連動して自動的に切り替えられるので上限トルクの調整作業や設定値の確認作業が不要となる。また、使用目的にそぐわない上限トルクが誤って設定されるのを防止することが可能で、これにより装置の故障や事故を未然に防ぐことができる。
【００５６】
以上の発明の実施の形態と請求項との対応において、ウインチ切換スイッチＳＷ１が動作モード切替手段を、リリーフ弁１０、１２およびソレノイドバルブ８の組み合わせ（以上、図１参照）、リリーフ弁１０、１２およびソレノイドバルブ８Ａの組み合わせ（以上、図６参照）およびコントローラ６４、６３油圧モータ２２Ａの組み合わせ（以上、図８参照）が上限トルク切換手段をそれぞれ構成する。
【００５７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、複数の異なる用途に対応するように動作モードを切り替えるのに応じて油圧モータの上限トルクが切り替えられるので、用途を変えるたびに油圧モータの上限トルクの調整や設定上限トルクの確認が不要となり、作業性に優れる。また用途にそぐわない上限トルクを誤って設定してしまうことがなく、装置の故障や事故を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る油圧式ドラム駆動装置の油圧駆動回路を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る油圧式ドラム装置の動作モードがスイッチの切換状態に対応してどのように切り替わるかを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る油圧式ドラム駆動装置をリービング作業に用いる例を示す図であり（ａ）が作業初期状態を、（ｂ）がリービングワイヤのフックシーブ、ポイントシーブおよびガイドシーブへの巻掛を完了した状態を示す。
【図４】図３と同じく、（ａ）がリービングワイヤを巻き上げて、メインワイヤのガイドシーブ、ポイントシーブおよびフックシーブへの巻掛を完了した状態を、（ｂ）がリービング作業を完了した状態を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る油圧式ドラム駆動装置を油圧タグライン用の装置として用いる例を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る油圧式ドラム駆動装置の一の使用目的を、荷吊用の補助ウインチとする例を示す図である。
【図７】図６に示す油圧駆動回路を有する油圧式ドラム駆動装置の動作モードがスイッチの切換状態に対応してどのように切り替わるかを示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る油圧式ドラム駆動装置の油圧駆動回路を説明する図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る油圧式ドラム駆動装置の動作モードがスイッチの切換状態に対応してどのように切り替わるかを示す図である。
【符号の説明】
４、６        油圧ポンプ
８、８Ａ、１４、１６      ソレノイドバルブ
８Ｓ、８ＡＳ、１４Ｓ１、１４Ｓ２、１６Ｓ    ソレノイド
１０、１２、１２Ａ      リリーフ弁
２０、２０Ａ、２０Ｂ    ウインチ
２２          油圧モータ
２２Ａ        押除容量可変式の油圧モータ
２４          ブレーキ
２６          ドラム
４０          主巻ウインチ
４２          メインワイヤ
４４          リービングワイヤ
４４Ａ        タグラインロープ
４８          フックシーブ
５０          ポイントシーブ
５２          ガイドシーブ
５８          ブーム
ＳＷ１        ウインチ切換スイッチ
ＳＷ２        巻上・巻下操作スイッチ
ＳＷ３        油圧タグライン操作スイッチ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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