JPS6242839B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液圧作動ウインチ等の制御装置に関
する。

関連ありと思われる従来技術に米国特許第
3591247号がある。

ウインチは、非常に多くの種類の作業に使用さ
れていて、その結果、多種多様で且つ巧みな制御
装置および駆動装置が採用されている。これらの
中にはウインチドラムを油圧モータで駆動するも
のがある。通常、ウインチで昇降される負荷の過
度な急速降下を防止するためのドラムを制動する
液圧解放式ブレーキと、ドラムとその駆動モータ
とを連結する多段速度液圧制御伝動装置とが設け
られている。

この構造では、液圧解放式ブレーキの解放程度
を制御するために該ブレーキに供給される制御流
体の量を調節し、それにより、上昇した負荷の降
下速度を制御する装置を備えることが極めて望ま
しい。また、ウインチシステムへ加圧流体を供給
する液圧ポンプ用原動機が不作動のときでも、ウ
インチで上昇した負荷を降下し得る装置が設けら
れることが望ましい。

更に、原動機が不作動の際、負荷の降下を可能
にするために使用される任意の前記装置は、ウイ
ンチ運転者が操作場所から離れた際、負荷の不時
または意図的な降下を防止するため選択的に不作
用になし得ることが望ましい。

最後に、システムの手動制御装置は、簡単で出
来るだけ誤操作の恐れのないことが望ましい。

本発明の主目的は、液圧解放式ブレーキと、多
段速度液圧制御伝動装置と、駆動または制動され
るドラムとを有する液圧作動ウインチ等の新規で
改良された制御装置を提供することである。

本発明の一実施例は、その一特徴によると、入
口と、出口と、該入口、出口間の選択的に可変な
制量弁装置とを有するブレーキ制御弁を備える組
合わせで前述の目的を達成する。制量ポンプはウ
インチドラムで駆動されるためにウインチドラム
に作動的に関連するように構成されている。第１
流体導管は、弁の出口から制量ポンプへ延び、ウ
インチ用の液圧で解放されるブレーキに連結され
る如く構成された該導管にポートが設けられてい
る。第２流体導管は、制量ポンプから入口へ延
び、入口に連結された加圧流体源は、システム用
流体を提供する。このシステムにおける制量弁の
使用は、ブレーキの解放の程度を制御するのに要
する装置を著しく簡単にする。

本発明のその他の特徴によると、アキユムレー
タは、流体源と弁の入口側との間に連結され、チ
エツク弁は、アキユムレータから流体源への流体
の流れを阻止する如く、アキユムレータと流体源
との間に位置している。加圧流体源用原動機が不
作動のとき、アキユムレータに貯蔵された加圧流
体は、ブレーキを選択的に解放するために利用可
能である。

本発明の一実施例は、該実施例の他の特徴にお
いて一つの入口と、多段速度の液圧制御ウインチ
伝動装置に各々が連結される如く構成された少く
とも２つの出口とを有する伝動装置制御弁と、所
望の伝動装置の速度を選択するため、入口から所
定の１またはそれ以上の出口への流体の流れを許
容し、伝動装置を中立に置くため、任意の出口へ
の流体の流れを阻止する如く移動可能な弁部材と
を備える構造で上述の目的を達成する。前述の通
常の型式のブレーキ制御弁が設けられ、弁部材用
の単一手動アクチユエータを有する装置は、ブレ
ーキ制御弁がブレーキを解放するために流体の流
れを制量しているとき、伝動装置が常に中立にな
るように弁部材を変位するために設けられてい
る。一実施例では、弁部材は、スプールであり、
弁は、該スプール用の共通ハウジングを有してい
る。

また、本発明は、弁ハウジングと、該ハウジン
グ内のボアと、該ボア内のスプールとを有する液
圧解放式ブレーキ用の簡単な制御弁を備えること
を考慮する。入口は、ボアへ延び、加圧流体源に
連結される如く構成されている。このボアは、流
体タンクに連結されるように構成された第１出口
と、液圧解放式ブレーキに連結されるように構成
され、入口と第１出口との間に位置する第２出口
とを備えている。ランドは、入口から第２出口へ
の流体の流れを交互に阻止すると共に、一スプー
ル位置で出口間の流体の流れを許容し、また、他
のスプール位置で出口間の流体の流れを阻止する
と共に、入口から第２出口への流体の流れを許容
するようにスプールに設けられている。ランド装
置は、その外周に比較的小さい断面を有しランド
装置の入口側へ開口する比較的長く軸方向の第１
溝を備え、該第１溝は、入口側から次第に減少す
る断面を有している。また、ランド装置は、比較
的大きい断面を有しランド装置の入口側へ開口す
る比較的短い第２溝を備えている。第１溝は、液
圧解放式ブレーキの解放の程度の優れた制御を行
うために流体の流れを制量するように作用し、第
２溝は、軽量の負荷の急速降下を可能にするた
め、第１溝を機能的にバイパスする如く流体が流
れ得る様に作用する。制御弁がウインチ構造に使
用されているとき、スプールは、緊急時の負荷の
自由降下を許容するために流体の流れが両者の溝
をバイパスするのを可能にする様に更に変位可能
である。

本発明のその他の目的と利点とは、添附図面を
参照する下記の説明によつて明瞭になる。

液圧で解放されるブレーキと、液圧で制御され
る多段速度の伝動装置と、駆動またはブレーキさ
れるドラムとを有する液圧作動ウインチ等の制御
システムの一実施例は、図面に示されていて、第
１図を参照すると、図式的に１０で示された高速
段と、図式的に１２で示された低速段とを有する
多段速度液圧制御伝動装置を備えるよるに図示さ
れている。図示の如く、構成要素１０，１２を有
する伝動装置は、加圧流体を高速段１０のみに送
給したとき、伝動装置の出力速度が、高速範囲に
あり、加圧流体を高、低速段１０，１２の両者へ
送つたとき、出力速度が低速範囲にある型式のも
のである。

通常のウインチ組立体は、従来の構造のもので
もよく図式的に１４で示されているばね係合、液
圧解放ブレーキを包含する。また、このシステム
は、一方向クラツチ（図示せず）を介してウイン
チドラムに適当に連結された制量ポンプ１６を備
え、これにより、負荷が降下されるとき、ウイン
チドラムの回転速度に比例する速度でポンプ１６
が駆動される。

このウインチシステムが、例えばパイプレーヤ
ーの様な車輛に使用されるとき、車輛に関連する
幾つかの附加的な液圧制御構成要素があり、該構
成要素は、図式的に１８で示され、動力操縦要素
と、車輛ブレーキ要素とを包含し得る。加圧流体
は、通常、車輛の原動機で駆動される液圧ポンプ
２０でシステムに供給される。ポンプ２０は、タ
ンク２２から油を受取り、圧力下で接合点２４へ
油を送る。接合点２４の一側は、優先弁２６へ延
び、弁２６は、車輛の構成要素１８への流体の流
れを許容する。接合点２４の他側は、本発明の制
御システムへ延びる。

優先弁２６は、通常の構造のものであり、本発
明の制御システムへの流体の供給を所定の最小圧
力に等しいか、またはこれ以上の圧力に保証する
如く作用する。車輛構成要素１８の液圧流体の流
量需要は、伝動装置の構成要素の係合を維持する
のに不充分な比較的低い値にまでよく圧力を降下
させる。優先弁２６は、この様なことが生じるの
を防止する。

本発明の制御システムは、共通のハウジングに
２つの弁を有する制御弁２８を備えている。手動
操作装置３０は、運転者席にけられている。操作
装置３０は、下記において説明する種々の機能を
行う如く例えば運転者が握るハンドル３２を備え
ている。運転者席のコントロールキヤビネツト
は、ハンドル３２が移動し得るスロツト３４を有
している。

３６で図式的に示す機械的第１リンクは、ハン
ドル３２に取付けられていて制御弁２８まで延
び、特定の伝動装置の出力速度の選定を指示する
ハンドル３２の機械的運動を制御弁２８まで搬送
する。図式的に３８で示す同様のリンクは、弁２
８へハンドル３２の機械的運動を搬送する如く弁
２８のブレーキ制御部分まで延び、ブレーキ１４
へその解放程度を制御する如く液圧流体の流れを
送る。

図式的に４０で示す第３リンクは、モータの速
度と方向の制御システム（図示せず）へ延び、該
システムは、ウインチ用液圧駆動モータの出力の
方向と共に、その速度を制御する如く作用可能で
ある。

リンク３６，３８，４０は、その性質が通常の
ものであり、例えば制御ケーブルまたはリンクの
形状である。リンク３６は、第１図で見て左右の
方向でレバー３２の運動に応答し、該運動のその
他の方向に応答しないことのみが必要である。リ
ンク３８，４０は、同様であるが、第１図で見て
レバーの上下運動にのみ応答し、左右運動に応答
しない。

スロツト３４は、レバー３２の変位の型を限定
する。これは、水平に延びるスロツト４２を有し
ている。第１図で見てレバー３２がスロツト４２
の左端に位置しているとき、制御弁２８は、高速
出力を選定する如く伝動装置に指示し、レバーが
スロツト４２の右端にあるとき、これは、伝動装
置の低速範囲を選定する如く制御弁２８に指示す
る。

スロツト４２の各端部には、下方へ延びるスロ
ツト４４，４６が設けられている。レバー３２が
スロツト４２，４６のいづれかに整合し、該スロ
ツトに押込まれたとき、リンク４０は、負荷を上
昇する如くウインチのドラムを駆動する様にモー
タ速度、方向制御システムに指示する。スロツト
４４，４６のいづれかへのレバー３２の押込みの
程度は、ウインチ用駆動モータの速度を制御す
る。

また、スロツト４２の端部間には、上方へ延び
るスロツト４８が設けられている。ハンドル３２
がスロツト４８に整合したとき、弁２８による伝
動装置への指示は、伝動装置に中立状態を取らせ
る。レバー３２がスロツト４８内で上昇されたと
き、リンク４０は、ドラムモータを特定速度で負
荷を降下する方向へ駆動する如く、特定の時点で
指示し得る。これと同時に、ブレーキ１４は、レ
バー３２がスロツト４８内で上昇するに従い次第
に解放される。

短い下方へ延びるスロツト５０は、スロツト４
２の端部間でスロツト４２に交叉する。レバー３
２が、スロツト５０内へ下方に指向されたとき、
ウインチ用駆動モータを付勢する如く、モータ速
度、方向制御システムへの指示が行われる。

レバー３２が、スロツト４８，５０のいづれ
か、またはこの両者の間に整合したとき、常に、
伝動装置は中立に維持するように弁２８で指示さ
れる。従つて、スロツト５０の使用は、ウインチ
用駆動モータの付勢を可能にすると共に、伝動装
置は、ウインチに支持された負荷の位置を変化す
ることなく構成要素の暖機を可能にする如く中立
にある。本発明のこの特徴は、これを使用したと
き、寒冷環境におけるシステムの優れた応答を保
証する。

接合点２４に説明を戻すと、加圧された液圧流
体は、管路５２に沿い弁２８の伝動装置制御側へ
下記に詳細に説明する態様で送られる。また、該
流体は、チエツク弁システム５４へも送られる。
チエツク弁システム５４は、任意の下流の構成要
素から接合点２４への逆流を阻止する第１チエツ
ク弁５６を有している。チエツク弁５６の直ぐ下
流には、接合点５８が設けられている。チエツク
弁６０は、接合点５８に連結し、下記に説明する
態様でアキユムレータ６２と、制御弁２８とへ延
びている。チエツク弁６０は、アキユムレータの
排出を弁２８を介する以外は阻止する。

また、接合点５８は、制量ポンプ１６の吐出側
と共通であり弁２８へ延びる接合点６４へも連結
されている。

第２、第３図を参照し、制御弁２８の構造を下
記に詳細に説明する。弁２８は、中心ハウジング
１０２と、右端ハウジング１０４と、２つの左端
ハウジング１０６とから形成されたハウジング１
００を有している。ハウジング１０６は、通常の
態様でリンク３６，３８のケーブル端部１０８，
１１０を夫々装着する。中心ハウジング１０２
は、伝動装置制御ボア１１２と、ブレーキ制御ボ
ア１１４とを備えている。ハウジング１０４は、
ボア１１２，１１４に整合するキヤビテイ１１６
を有すると共に、２方向式ばね中心復帰組立体１
１８を収容し、該組立体１１８は、ボア１１２内
の伝動装置制御スプール１２０と、ボア１１４内
のブレーキ制御スプール１２２の夫々の１つをス
プール１２０，１２２が右または左へ変位してい
るかには関係なく第２図に示す位置に中心復帰さ
せる如く作用する。

スプール１２０，１２２は、ケーブル端部１０
８，１１０に連結される如くハウジング１０６の
夫々の１つへ延びる左方延長部を有し、これによ
り、スプール１２０，１２２は、前述の如く、レ
バー３２の操作によりそのボア内で右または左へ
切換えられる。

伝動装置制御ボア１１２は、制御するべく伝動
装置の高速段１０に連結し得る第１出口ポート１
２４と、伝動装置の低速段１２に連結し得る第２
出口ポート１２６とを有している。出口ポート１
２４，１２６の中間には、接合点２４（第１図）
に連結される入口ポート１２８がある。出口ポー
ト１２４，１２６の入口ポート１２８とは反対の
側部で、ボア１１２は、ドレーンポート１３０，
１３２を夫々有し、該ドレーンポートは、ブレー
キ制御ボア１１４にも共通であり、タンク２２へ
連結されている。

スプール１２０は、離隔したランド１３４，１
３６を有している。スプール１２０のボア１１２
内の位置により、ランド１３４は、ポート１２
４，１２８または１２４，１３０の間のいづれか
の流体連通を阻止する。ランド１３６は、ポート
１２６，１２８または１２６，１３２の間のいづ
れかの流体連通を阻止する。伝動装置を中立に指
示する位置に相当する第２図に示す弁の位置で
は、ランド１３４，１３６は、伝動装置の段１
０，１２のいづれに対する加圧流体の流れをも阻
止すると共に、夫々のドレーンポート１３０，１
３２を介してこれ等の段からタンク２２への流体
の流れを可能にする。

その低速範囲で作動するように伝動装置に指示
するため、前述の如く、レバー３２は、スロツト
４２内で右へ移動される。これは、スプール１２
０のボア１１２内での右への相応する変位を生じ
る。また、これは、入口１２８と両者の出口１２
４，１２６との間の連通を形成する。ポート１３
２を通るドレーンの流れは、ランド１３６の右側
でこの場合には阻止され、ポート１３０を通るド
レーンの流れは、出口ポート１２４と、ドレーン
ポート１３０との間の流体の流れを阻止する位置
へ移動する拡大端１４０で阻止される。

これと反対に、高速範囲で作動する如く伝動装
置に指示するため、レバー３２を第２図で見て左
へ変位したとき、スプール１２０は、図示の位置
からボア１１２内で左へ変位する。このときに
は、ランド１３４は、ポート１２４とドレーンポ
ート１３０との間の流体の連通を阻止すると共に
入口ポート１２８からポート１２４への流体の流
れを可能にする如く左へ変位する。ランド１３６
のかなり長い軸方向長さは、出口ポート１２６へ
の流体の流れを経続的に阻止する。この結果、低
速範囲が高、低速段１０，１２の両者への液圧流
体の指示で制御され、高速範囲が高速段１０のみ
への液圧流体の指示で制御される前述の型式の伝
動装置に対し、スプール１２０は、手動切換えに
応答して流体の流れを適当に送る。

弁２８のブレーキ制御部分について次に説明す
ると、ブレーキ制御ボア１１４は、加圧流体を受
取るために接合点６４（第１図）に連結された入
口ポート１５０を有している。第２図において入
口ポート１５０の直ぐ右には、出口ポート１５２
があり、該ポート１５２は、ウインチのブレーキ
１４と、制量ポンプ１６との両者に連結される如
く構成されている。出口ポート１５２は、入口ポ
ート１５０と、タンク２２へ延びるドレーンポー
ト１３２との間に位置している。ボア１１４への
附加的な入口ポート１５４は、ドレーンポート１
３０と入口ポート１５０との間に位置している。
ポート１５４は、アキユムレータ６２に連結され
る。

スプール１２２は、比較的長い軸方向長さを有
するランド１５６を備え、該ランド１５６は、入
口ポート１５０から出口ポート１５２への流体の
流れを阻止すると共に、出口ポート１５２から流
体の流れをドレーンポート１３２を介してドレー
ンするのが可能になるか、またはドレーンポート
１３２と出口ポート１５２との間の流体の連通を
阻止し、下記に詳細に記述する環境の下で入口ポ
ート１５０から出口ポート１５２へ流体が流れる
のを許容する如く常時作用可能である。

また、比較的短いランド１５８は、スプール１
２２に設けられ、スプール１２２の一位置、即
ち、入口ポート１５０，１５４間の流体の連通を
遮断する如く示された位置へのみ主として作動可
能である。

第２、第３図に示す如く、ランド１５６は、そ
の外周に対向して位置し軸方向に延びる溝１６
０，１６２を有している。各溝１６０，１６２
は、ランド１５６の入口側へ開口し、第２図に示
す如く、溝１６０は、比較的長い軸方向長さを有
しているが、溝１６２は、比較的短い軸方向長さ
を有している。第３図に示す如く、溝１６２は、
比較的大きい断面を有しているが、溝１６０は、
比較的小さい断面を有している。更に、両者の溝
は、左から右に向い次第に減少する断面を有して
いる。

ウインチのブレーキの場合には、負荷の降下速
度を調節し得る如く、無段階の移動度が得られる
ことが望ましい。溝１６０は、この様な移動度の
ブレーキ解放制御を行うのに役立つために制量用
の溝として作用する。特に、スプール１２２が第
２図で見て更に移動すると、入口ポート１５０か
ら溝１６０を通る出口ポート１５２への流体の流
れが増大する。前述のごとくブレーキ１４は液圧
で解放される型式のものであるから流体の流れが
増大するに従いブレーキ１４の解放の程度は大き
くなる。スプール１２２が、ボア１１４内で更に
右へ変位すると、ポート１５０，１５２間の流体
の連通は、大きい溝１６２を介して形成され、従
つて、流体の流れは、制限される程度が減少す
る。完全な右方へのスプールの移動により２つの
溝がバイパスされ、これによつてブレーキの完全
な解放を生じ、緊急の場合に極めて望ましい特徴
である負荷の急速降下が可能になる。

常態の操作では、ブレーキ１４を解放する如く
ブレーキへ送られる流体は、制量ポンプ１６で所
定の流量でブレーキ１４から排出される。この様
にして生じる流量は、制量ポンプ１６を駆動する
ウインチドラムの回転速度に依存する。従つて、
制量ポンプは、ブレーキの解放の所定の程度と、
負荷が降下される速度とに対するガバナとして作
用する。

制量ポンプ１６の吐出油はタンク２２には戻ら
ず接合点６４の圧力源に戻されることが第１図に
より認められる。本発明のこの特徴は、ブレーキ
１４の解放を行うのに要する液圧流体の量を低減
し、例えば、ポンプ２０用の原動機が不作動のと
きの如く、ポンプ２０が不作動のときに特に有利
である。

当該技術分野では、ポンプ２０の運転により上
述の流路を介してアキユムレータ６２に蓄圧を生
じることが、前述の説明によつて認められる。ポ
ート１５０への流体の流れが、不作動のポンプ２
０のために遮断されたとき、ブレーキ１４は、ア
キユムレータ６２に蓄えられた加圧流体の供給に
より、スプール１２２の第２図で見て右への変位
による解放が低減されることはない。この流体の
流れは、ランド１５８の右への移動で許容され、
スロツト１６０または１６２または両者を経て出
口ポート１５２へ流れる。この流れは、チエツク
弁５６が設けられているため、入口ポート１５０
を経て排出されない。従つて、閉鎖システムの制
量ポンプからの流体の再循環により、アキユムレ
ータの容量は低減され、小さいアキユムレータの
使用が可能になる。

また、このウインチ用制御装置は、ポンプ２０
が作動していないときにオペレータの不注意な操
作又はオペレータ以外の人による誤操作によるブ
レーキ解放を防止する装置を備えている。すなわ
ち、スロツト４６または４４のいづれかへ下方に
レバー３２を移動することのみが必要である。こ
れは、スプール１２２を第２図で見て左へ変位さ
せ、ランド１５８は、ポート１５４からポート１
５０への流体の流れを可能にする。従つて、アキ
ユムレータ６２からの流体は、接合点６４へ流
れ、ブレーキ１４を解放するのに不充分な低圧で
制量ポンプ１６を通つて漏れ、ポート１５２に入
りランド１６６のスロツト１６４を流通してドレ
ーンポート１３２へ流れる。流体は、最終的には
タンク２２へ排出され、アキユムレータ６２が排
気される。

前述により、本発明の制御システムは、上述の
種々の目的を達成することが認められる。手動操
作装置すなわち選択機構３０の形状は、ブレーキ
が解放されているときには伝動装置が常に中立状
態にあることを保証する。また、原動機作動のポ
ンプが作動していないときにオペレータの不注意
な操作又はオペレータ以外の人による誤操作によ
るブレーキ解放を防止する装置が提供される。更
に、ブレーキ制御弁の溝の独特な形状は、ブレー
キへの流体の流れの流量を制御する簡単な装置を
提供すると共に、緊急時に急速降下を生じ得る装
置が提供される。この手動制御は、操作するのに
簡単かつ容易であり、伝動装置制御弁と、ブレー
キ制御弁との両者に共通の単一ハウジングの使用
は、システムの設置を簡単にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の液圧制御システム
とその手動アクチユエータの図、第２図は同上の
制御弁の縦断面図、第３図は同上の―線に沿
う断面図で、図中、１４はブレーキ、１６は制量
ポンプ、２０は液圧ポンプ、２２はタンク、３０
は手動操作装置、６０はチエツク弁、６２はアキ
ユムレータ、１００はハウジング、１１４はブレ
ーキ制御ボア、１２０は伝動装置制御スプール、
１２２はブレーキ制御スプール、１２４，１２６
は第１、第２出口ポート、１２８は入口ポート、
１３２はドレーンポート、１５０はブレーキ制御
ボアの入口ポート、１５２はブレーキ制御ボアの
出口ポート、１５４は附加的入口ポート、１５６
は長いランド、１５８は短いランド、１６０は長
い溝、１６２は短い溝を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液圧で開放されるブレーキと、多段速度液圧
   制御伝動装置と、駆動または制動されるドラムと
   を有する液圧作動ウインチ用制御装置において、 内孔１１４を有するハウジング１０２と、前記
   内孔１１４に開口する入口ポート１５０及び出口
   ポート１５２と、無段階に流体を連通させる一対
   の溝１６０，１６２を備え前記入口ポート１５０
   及び出口ポート１５２に選択的に流体を連通させ
   るスプール１２２とを有するブレーキ制御弁と、 前記ドラムに連結され該ドラムで駆動される制
   量ポンプ１６と、 該制量ポンプ１６と前記出口ポート１５２とを
   連通する導管と、 該導管に連結され液圧で解放されるウインチ用
   ブレーキと、 前記制量ポンプ１６と前記入口ポート１５０と
   を連通する導管と、 前記入口ポート１５０又は前記出口ポート１５
   ２に選択的に連通され、付加的入口ポート１５４
   と導管を介して連通するアキユムレータ６２と、 逆止弁５６を経て前記入口ポート１５０に、又
   逆止弁６０を経て前記アキユムレータ６２に連通
   する液圧ポンプ２０とから成ることを特徴とする
   液圧作動ウインチ用制御装置。