JP4714489B2 - クレーンの油圧回路 - Google Patents

Description

本発明は、吊り荷の水平移動等を容易にするクレーンの油圧回路に関する。

高架橋の桁掛けや鉄塔の設置などの作業を行う場合には、主巻用フックと補巻用フックとに吊り荷を吊下した状態で前後方向に吊り荷を水平移動することがあり、吊り荷を前方に水平移動する際は起伏ウインチを巻下げ操作しながら主巻ウインチと補巻ウインチを同時に巻上げ操作する。この場合の水平移動を容易にするものとして、以下の特許文献１記載の油圧回路が知られている。

この特許文献１記載の油圧回路では、油圧ポンプに対して主巻ウインチ用制御弁と起伏ウインチ用制御弁を直列に接続するとともに、他の油圧ポンプに対して補巻ウインチ用制御弁と起伏ウインチ用制御弁を直列に接続し、複数の油圧ポンプからの圧油を合流して起伏ウインチを駆動するようにしている。また、各起伏ウインチ用制御弁にそれぞれ流量補償弁を設け、各油圧ポンプから起伏ウインチへの圧油供給量を規制するようにしている。

特開２００２−２７４７８４号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の油圧回路では、常に複数の油圧ポンプからの圧油を合流して起伏ウインチを駆動するため、例えば主巻用フックのみに吊り荷を吊下して吊り荷を前方に水平移動する場合、起伏ウインチへの圧油供給量に比べて主巻ウインチへの圧油供給量が不足する。そのため、ブーム起伏による吊り荷の上下稼働量に対し、主巻ウインチによる吊り荷の上下稼働動量が不足し、吊り荷の水平移動が困難となるおそれがある。

本発明によるクレーンの油圧回路は、第１の油圧ポンプに第１の制御弁を介して接続可能に設けられた第１油圧アクチュエータと、第１の制御弁の接続位置を操作する第１の操作手段と、第２の油圧ポンプに第２の制御弁を介して接続可能に設けられた第２油圧アクチュエータと、第２の制御弁の接続位置を操作する第２の操作手段と、第１の油圧ポンプに第３の制御弁を介して接続可能に設けられると共に第２の油圧ポンプに第４の制御弁を介して接続可能に設けられた起伏用アクチュエータと、第３の制御弁および第４の制御弁の接続位置を操作する第３の操作手段と、第１の油圧ポンプに第１の制御弁を介して第１油圧アクチュエータが接続可能とされている状態で、第２の油圧ポンプのみを第４の制御弁を介して起伏用アクチュエータに接続する第１状態と、第２の油圧ポンプに第２の制御弁を介して第２油圧アクチュエータが接続可能とされている状態で、第１の油圧ポンプのみを前記第３の制御弁を介して起伏用アクチュエータに接続する第２状態と、第１の油圧ポンプに第１の制御弁を介して第１油圧アクチュエータが接続可能とされ、かつ、第２の油圧ポンプに第２の制御弁を介して第２油圧アクチュエータが接続可能とされている状態で、第１の油圧ポンプを第３の制御弁を介して起伏用アクチュエータに接続すると共に第２の油圧ポンプを第４の制御弁を介して起伏用アクチュエータに接続する第３状態とのいずれか１つの状態を選択する選択手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、制御弁を介して複数の油圧ポンプに並列に起伏用アクチュエータを接続するとともに、起伏用アクチュエータへ圧油を供給する管路に油圧アクチュエータを接続し、選択された油圧ポンプのみから起伏用アクチュエータに圧油が供給可能となるようにしたので、起伏用アクチュエータの駆動時に他の油圧アクチュエータへの圧油の供給不足を解消することができ、吊り荷の水平移動などを良好に行うことができる。また、起伏用アクチュエータに複数の油圧ポンプからの圧油が供給可能であり、その場合、同時に、油圧アクチュエータへの圧油の供給も可能である。

以下、図１〜図４を参照して本発明によるクレーンの油圧回路の実施の形態について説明する。
図１は、本発明が適用されるクレーンの側面図である。クレーンは、走行体１と、走行体１上に旋回可能に搭載された旋回体２と、旋回体２の前部に回動可能に軸支されたブーム３とを有する。旋回体２には主巻ウインチ用ドラム（以下、主巻ドラム４），補巻ウインチ用ドラム（以下、補巻ドラム５），起伏ウインチ用ドラム（以下、起伏ドラム６）が搭載され、これら各ドラム４〜６には主巻ロープ４ａ，補巻ロープ５ａ，起伏ロープ６ａがそれぞれ巻回されている。

主巻ロープ４ａはブーム先端部を経由して主巻用フック（以下、主フック７）に接続され、補巻ロープ５ａはブーム先端部を経由して補巻用フック（以下、補フック８）に接続されている。主巻ウインチは重荷重用ウインチ、補巻ウインチは軽荷重用ウインチであり、主巻ロープ４ａの掛け数は補巻ロープ５ａの掛け数よりも多い。主巻ドラム４を駆動すると主巻ロープ４ａを介して主フック７が昇降し、補巻ドラム５を駆動すると補巻ロープ５ａを介して補フック８が昇降する。起伏ロープ５ａはブライドル９を介して一端がブーム先端部に接続されたペンダントロープ１０の他端に接続されている。起伏ドラム５を駆動すると起伏ロープ６ａおよびペンダントロープ１０を介してブーム３が起伏する。

本実施の形態に係るクレーンの油圧回路を図２に示す。油圧ポンプ１１〜１３はそれぞれエンジン１４により駆動される。油圧ポンプ１１には方向制御弁１５，１６を介して主巻モータ２１および起伏モータ２３が接続され、油圧ポンプ１２には方向制御弁１７，１８を介して補巻モータ２２および起伏モータ２３が接続されている。すなわち起伏モータ２３には油圧ポンプ１１，１２が並列に接続されている。

方向制御弁１５が位置イ側または位置ロ側に切り換わると、油圧ポンプ１１からの圧油ＰＦが方向制御弁１５を介して主巻モータ２１に供給される。これにより主巻モータ２１が駆動し、主巻ドラム４が巻上げまたは巻下げ駆動する。方向制御弁１７が位置イ側または位置ロ側に切り換わると、油圧ポンプ１２からの圧油ＰＲが方向制御弁１７を介して補巻モータ２２に供給される。これにより補巻モータ２２が駆動し、補巻ドラム５が巻上げまたは巻下げ駆動する。

方向制御弁１６，１８のいずれか一方のみが位置イ側または位置ロ側に切り換わると、油圧ポンプ１１または１２から起伏モータ２３に圧油ＰＦまたはＰＲが供給される。また、方向制御弁１６，１８の両方が位置イ側または位置ロ側に切り換わると、油圧ポンプ１１および１２から起伏モータ２３に圧油ＰＲおよびＰＲが供給される。これにより起伏モータ２３が駆動し、起伏ドラム６が巻上げまたは巻下げ駆動する。油圧ポンプ１１，１２からの最大吐出圧はそれぞれリリーフ弁１９，２０により制限される。

油圧ポンプ１３からの圧油（パイロット圧Ｐｐ）はそれぞれパイロット弁２４〜２６に導かれる。パイロット弁２４は主巻ウインチ用操作レバー（以下、主巻レバー）の操作により駆動され、パイロット弁２５は補巻ウインチ用操作レバー（以下、補巻レバー）の操作により駆動され、パイロット弁２６は起伏ウインチ用操作レバー（以下、起伏レバー）の操作により駆動される。方向制御弁１５のパイロットポートには主巻レバーの操作量に応じたパイロット弁２４からのパイロット圧Ｐｐが作用し、主巻レバーの操作量に応じて方向制御弁１５が切り換えられる。方向制御弁１７のパイロットポートには補巻レバーの操作量に応じたパイロット弁２５からのパイロット圧Ｐｐが作用し、補巻レバーの操作量に応じて方向制御弁１７が切り換えられる。

パイロット弁２６と方向制御弁１６の各パイロットポートの間にはそれぞれ電磁切換弁３１，３２が介装され，パイロット弁２６と方向制御弁１８の各パイロットポートの間にはそれぞれ電磁切換弁３３，３４が介装されている。電磁切換弁３１〜３４が位置イに切り換えられるとパイロット弁２６と方向制御弁１６，１８のパイロットポートとが連通する。この状態で起伏レバーを操作すると、方向制御弁１６，１８のパイロットポートにはその操作量に応じたパイロット弁２６からのパイロット圧Ｐｐが作用し、起伏レバーの操作量に応じて方向制御弁１６，１８が切り換えられる。

一方、電磁切換弁３１〜３４が位置ロに切り換えられるとパイロット弁２６と方向制御弁１６，１８のパイロットポートとが遮断する。この状態では、起伏レバーを操作してもパイロット弁１６，１８は中立位置に切り換えられたままである。

電磁切換弁３１〜３４は運転室に設けられた起伏選択スイッチ３０の操作により切り換えられる。起伏選択スイッチ３０は「高速」，「低速ＰＦ」，「低速ＰＲ」の３位置に切換可能なスイッチ（例えばトグルスイッチ）である。起伏選択スイッチ３０が「高速」に切り換えられると電磁切換弁３１〜３４が全て位置イに切り換えられ、「低速ＰＦ」に切り換えられると電磁切換弁３１，３２のみが位置イに切り換えられ、「低速ＰＲ」に切り換えられると電磁切換弁３３，３４のみが位置イに切り換えられる。

次に、本実施の形態の主要な動作を説明する。
（１）「低速ＰＲ」位置
例えば主巻フック７に比較的大重量の吊り荷を吊下し、その吊り荷を前後方向（図１の矢印方向）に低速で水平移動する場合、作業者は起伏選択スイッチ３０を「低速ＰＲ」位置に操作する。これにより電磁切換弁３３，３４が位置イに切り換えられ、パイロット弁２６と方向制御弁１８のパイロットポートが連通する。この状態で、起伏レバーを巻下げ操作および主巻レバーを巻上げ操作すると、油圧ポンプ１２からの圧油ＰＲが方向制御弁１８を介して起伏モータ２３に供給され、油圧ポンプ１１からの圧油ＰＦが方向制御弁１５を介して主巻モータ２１に供給される。これにより起伏ロープ６ａが低速で繰り出されてブーム３が倒回するとともに、主巻ロープ４ａが巻き取られ、吊り荷をゆっくりと前方に水平移動することができる。

この場合、油圧ポンプ１１からの圧油ＰＦは主巻モータ２１のみに供給され、油圧ポンプ１２からの圧油ＰＲは起伏モータ２３のみに供給される。このため、主巻モータ２１へ十分な駆動圧を供給することができ、良好な吊り荷の水平移動が可能となる。これに対し、油圧ポンプ１１からの圧油を主巻モータ２１だけでなく起伏モータ２３へも供給する場合には、ポンプ吐出油がリリーフ弁１９からリリーフして主巻モータ２１へ十分な駆動圧が供給されないおそれがあり、吊り荷の水平移動が困難である。

（２）「低速ＰＦ」位置
補巻フック８に吊り荷を吊下して低速で水平移動する場合、作業者は起伏選択スイッチ３０を「低速ＰＦ」位置に操作する。これにより電磁切換弁３１，３２が位置イに切り換えられ、パイロット弁２６と方向制御弁１６のパイロットポートが連通する。この状態で、起伏レバーを巻下げ操作および補巻レバーを巻上げ操作すると、油圧ポンプ１１からの圧油ＰＦが方向制御弁１６を介して起伏モータ２３に供給され、油圧ポンプ１２からの圧油ＰＲが方向制御弁１７を介して補巻モータ２２に供給される。これにより起伏ロープ６ａが低速で繰り出されてブーム３が倒回するとともに、補巻ロープ５ａが巻き取られ、吊り荷をゆっくりと前方に水平移動することができる。

この場合、油圧ポンプ１１からの圧油ＰＦは起伏モータ２３のみに供給され、油圧ポンプ１２からの圧油ＰＲは補巻モータ２２のみに供給される。このため、補巻モータ２２へ十分な駆動圧を供給することができ、ポンプ吐出油がリリーフ弁２０からリリーフすることなく、良好な吊り荷の水平移動が可能となる。なお、主巻ウインチと補巻ウインチは吊り荷の重量等に応じて適宜使い分ければよく、それに合わせて起伏選択スイッチ３０を操作すればよい。吊り荷の水平移動速度は、操作レバーの操作量あるいはエンジン回転数を調整することで変更可能である。

（３）「高速」位置
主巻フック７に吊り荷を吊下して高速で水平移動する場合、作業者は起伏選択スイッチ３０を「高速」位置に操作する。これにより電磁切換弁３１〜３４が全て位置イに切り換えられ、パイロット弁２６と方向制御弁１６，１８のパイロットポートが連通する。この状態で、起伏レバーを巻下げ操作するとともに主巻レバーを巻上げ操作すると、油圧ポンプ１１からの圧油ＰＦが主巻モータ２１と起伏モータ２３にそれぞれ供給され、油圧ポンプ１２からの圧油ＰＲが起伏モータ２３に供給される。これにより起伏ロープ６ａが高速で繰り出されてブーム３が倒回するとともに、主巻ロープ４ａが巻き取られ、吊り荷を高速で前方に水平移動することができる。すなわち、吊り荷の負荷が小さく、リリーフ弁１９からのリリーフが問題とならない場合にはスイッチ３０を「高速」位置に操作すればよい。なお、補巻フック８に吊り荷を吊下して高速で水平移動する場合は、起伏選択スイッチ３０を「高速」位置に操作した上で、起伏レバーを巻下げ操作および補巻レバーを巻上げ操作すればよい。

一方、主巻フック７と補巻フック８の両方に吊り荷を吊下して水平移動する場合、作業者は起伏選択スイッチ３０を「高速」位置に操作する。そして、起伏レバーを巻下げ操作するとともに主巻レバーおよび補巻レバーを同時にを巻上げ操作すると、油圧ポンプ１１からの圧油ＰＦが主巻モータ２１と起伏モータ２３にそれぞれ供給され、油圧ポンプ１２からの圧油ＰＲが補巻モータ２２と起伏モータ２３にそれぞれ供給される。これにより起伏ロープ６ａが繰り出されてブーム３が倒回するとともに、主巻ロープ４ａと補巻ロープ５ａが巻き取られ、吊り荷を前方に水平移動することができる。この場合、油圧ポンプ１１，１２からの圧油を各モータ２１〜２３に効率よく分配することができ、吊り荷の良好な水平移動が可能となる。

このように本実施の形態では、油圧ポンプ１１，１２と起伏モータ２３を方向制御弁１６，１８を介して接続するとともに、パイロット弁２６と方向制御弁１６，１８の間に電磁切換弁３１〜３３を介装し、電磁切換弁３１〜３４の切換により油圧ポンプ１１，１２のいずれか一方または両方から起伏モータ２３へ圧油を供給するようにした。これにより一方の油圧ポンプ１１または１２からの圧油を主巻モータ２１または補巻モータ２２のみに供給し、他方の油圧ポンプ１２または１１からの圧油を起伏モータ２３のみに供給することができる。その結果、主巻モータ２１および補巻モータ２２への圧油供給量の不足を防ぐことができ、吊り荷の良好な水平移動が可能となる。また、ポンプ能力を最大限に発揮し、油圧ポンプ１１，１２からの圧油を効率的にモータ２１〜２３に分配することができる。起伏選択スイッチ３０の操作により電磁切換弁３１〜３４を切り換えるので、油圧ポンプ１１，１２から起伏モータ２３への圧油の流れを作業内容に応じて任意に変更することができ、起伏モータ２３の速度調整が容易である。電磁切換弁３１〜３４を追加するだけで、既存の油圧回路にも容易に適用可能である。

なお、上記実施の形態ではブーム起伏用アクチュエータとして起伏ウインチを用いたが、図３に示すように起伏シリンダ４１を用いてブーム４２を起伏させるようにしてもよい。この場合も、図４に示すように方向制御弁１６，１８を介して起伏シリンダ４１を油圧ポンプ１１，１２に接続するとともに、パイロット弁２６と方向制御弁１６，１８のパイロットポートの間に電磁切換弁３１〜３４を介装し、起伏選択スイッチ３０の操作により電磁切換弁３１〜３４を切り換えるようにすればよい。

図３に示すようにブーム４２を伸縮可能な伸縮ブームとしてもよい。この場合、ブーム長さが長いと、ブーム基端部を支点にしたブーム先端部の回動速度が速く、ブーム長さが短いと遅くなる。このため、吊り荷を水平移動するためには、ブーム長さに応じて起伏シリンダ４１の駆動速度に対するフック７，８の相対速度を調整する必要があるが、上述したようにスイッチ３０の操作により電磁切換弁３１〜３４を切り換えることでフック７，８の相対速度の調整が可能となる。

なお、上記実施の形態では、方向制御弁１６，１８にパイロット圧を供給する管路（パイロット管路）に制御手段としての電磁切換弁３１〜３４を設けたが、方向制御弁１６，１８と起伏モータ２３を接続する管路に設けてもよい。選択された油圧ポンプ１１，１２のみから起伏モータ２３に圧油が供給可能となるように油圧ポンプ１１，１２からの圧油の流れを制御するのであれば、制御手段の構成は上述したものに限らず、電磁切換弁３１〜３４以外を用いてもよい。起伏選択スイッチ３０によって、起伏モータ２３へ圧油を供給するポンプ１１，１２を選択したが、他の選択手段を用いてもよい。

制御弁１６，１８を介して起伏用アクチュエータ（起伏モータ２３，起伏シリンダ４１）に複数の油圧ポンプ１１，１２を並列に接続するとともに、各油圧ポンプ１１，１２から起伏用アクチュエータに圧油を供給する管路にそれぞれ制御弁１５，１７を介して主巻モータ２１（主巻用アクチュエータ）および補巻モータ２２（補巻用アクチュエータ）を接続したが、他の油圧アクチュエータを接続してもよい。起伏用アクチュエータに２つの油圧ポンプ１１，１２を並列に接続したが、３つ以上の油圧ポンプを並列に接続してもよい。すなわち油圧回路内に油圧ポンプ１１（第１の油圧ポンプ）から主巻モータ２１への圧油の流れを制御する制御弁１５（主巻用制御弁）と、油圧ポンプ１２（第２の油圧ポンプ）から補巻モータ２２への圧油の流れを制御する制御弁１７（補巻用制御弁）と、油圧ポンプ１１から起伏モータ２３への圧油の流れを制御する制御弁１６（第１の起伏用制御弁）と、油圧ポンプ１２から起伏モータ２３への圧油の流れを制御する制御弁１８（第２の起伏用制御弁）を設けたが、さらに他の制御弁を設けて、選択された油圧ポンプから起伏モータ２３への圧油の流れを制御するようにしてもよい。

起伏用アクチュエータをブーム起伏に用いたが、ジブ起伏に用いても同様の効果が得られる。ブーム起伏モータ２３とジブ起伏モータを油圧回路に設ける場合、油圧ポンプ１１，１２からブーム起伏モータ２３へ圧油を供給する管路に、制御弁１６，１８に直列に配置された一対の制御弁を介してジブ起伏モータを接続し、選択された油圧ポンプ１１，１２からジブ起伏モータへ圧油が流れるように各制御弁を制御すればよい。主巻モータ２１および補巻モータ２２をそれぞれ重荷重用フック７および軽荷重用フック８の昇降に用いたが、他の用途（例えば開閉バケットの支持，開閉やハンマーグラブ，クラウン等）に用いてもよい。すなわち本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の油圧回路に限定されない。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。

本発明が適用されるクレーンの側面図。 本発明の実施の形態に係る油圧回路図。 図１の変形例を示す図。 図２の変形例を示す図。

符号の説明

１１，１２ 油圧ポンプ
１５〜１８ 方向制御弁
２１ 主巻モータ
２２ 補巻モータ
２３ 起伏モータ
３０ 起伏選択スイッチ
３１〜３４ 電磁切換弁

Claims (3)

1. 第１の油圧ポンプに第１の制御弁を介して接続可能に設けられた第１油圧アクチュエータと、
   前記第１の制御弁を操作する第１の操作手段と、
   第２の油圧ポンプに第２の制御弁を介して接続可能に設けられた第２油圧アクチュエータと、
   前記第２の制御弁を操作する第２の操作手段と、
   前記第１の油圧ポンプに第３の制御弁を介して接続可能に設けられると共に前記第２の油圧ポンプに第４の制御弁を介して接続可能に設けられた起伏用アクチュエータと、
   前記第３の制御弁および前記第４の制御弁を操作する第３の操作手段と、
   前記第１の油圧ポンプに前記第１の制御弁を介して前記第１油圧アクチュエータが接続可能とされている状態で、前記第２の油圧ポンプのみを前記第４の制御弁を介して前記起伏用アクチュエータに接続する第１状態と、前記第２の油圧ポンプに前記第２の制御弁を介して前記第２油圧アクチュエータが接続可能とされている状態で、前記第１の油圧ポンプのみを前記第３の制御弁を介して前記起伏用アクチュエータに接続する第２状態と、前記第１の油圧ポンプに前記第１の制御弁を介して前記第１油圧アクチュエータが接続可能とされ、かつ、前記第２の油圧ポンプに前記第２の制御弁を介して前記第２油圧アクチュエータが接続可能とされている状態で、前記第１の油圧ポンプを前記第３の制御弁を介して前記起伏用アクチュエータに接続すると共に前記第２の油圧ポンプを前記第４の制御弁を介して前記起伏用アクチュエータに接続する第３状態とのいずれか１つの状態を選択する選択手段とを備えることを特徴とするクレーンの油圧回路。
2. 請求項１に記載のクレーンの油圧回路において、
   前記選択手段は、前記第３の操作手段と前記第３の制御弁との間に介装された第１の電磁切換弁および前記第３の操作手段と前記第４の制御弁との間に介装された第２の電磁切換弁を含み、前記第１の状態において前記第２の電磁切換弁を選択し、前記第２の状態において前記第１の電磁切換弁を選択し、前記第３の状態において前記第１の電磁切換弁および前記第２の電磁切換弁を選択し、前記選択手段が前記第１の電磁切換弁を選択すると前記第３の操作手段の操作により前記第３の制御弁を介して前記第１の油圧ポンプが前記起伏用アクチュエータに接続され、前記選択手段が前記第２の電磁切換弁を選択すると前記第３の操作手段の操作により前記第４の制御弁を介して前記第２の油圧ポンプが前記起伏用アクチュエータに接続されることを特徴とするクレーンの油圧回路。
3. 請求項２に記載のクレーンの油圧回路において、
   前記第１の操作手段、前記第２の操作手段および前記第３の操作手段は、それぞれ、パイロット弁を含むことを特徴とするクレーンの油圧回路。

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