油圧機械及びデッキクレーン
【課題】駆動対象に対して並列に軸結合する複数の油圧モータで駆動対象を駆動する場合に従来よりも細かな速度切り換えを実現する。
【解決手段】複数のチャンバ５ａ〜５ｃ，６ａ〜６ｃを備えると共に巻用ウインチに対して並列に軸結合する第１、第２の油圧モータ５，６について、作動油を供給するチャンバ数を巻用ウインチの負荷に応じて切り換えることにより速度制御する油圧機械Ａであって、作動油を供給するチャンバ数を第１、第２の油圧モータ５，６間で異ならせることを許容する。
【解決手段】複数のチャンバ５ａ〜５ｃ，６ａ〜６ｃを備えると共に巻用ウインチに対して並列に軸結合する第１、第２の油圧モータ５，６について、作動油を供給するチャンバ数を巻用ウインチの負荷に応じて切り換えることにより速度制御する油圧機械Ａであって、作動油を供給するチャンバ数を第１、第２の油圧モータ５，６間で異ならせることを許容する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧機械及びデッキクレーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
デッキクレーンには、２台のベーンタイプ油圧モータを用いてウィンチを駆動するものがある。ベーンタイプ油圧モータは、周知のように羽根（ベーン）と称される複数の板状部材がロータの周面上に鉛直に取り付けられ、ロータを収容するケーシングとロータとの間に作動油が供給される複数のチャンバが設けられた油圧モータである。このようなベーンタイプ油圧モータでは、作動油が供給されるチャンバ数（以下では「油供給チャンバ数」という。）に応じて回転速度が切り換わる。上記デッキクレーンは、このようなベーンタイプ油圧モータをウインチに対して２台並列に設けたものであり、各ベーンタイプ油圧モータについて上記油供給チャンバ数を可変させるこよによりウインチの巻上回転速度を切り換える。例えば下記特許文献１には、２台の油圧モータでウィンチを駆動し、負荷に応じてウィンチの巻上回転速度を３段階に切り換えるデッキクレーンが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２２０１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術では、油供給チャンバ数は２つのベーンタイプ油圧モータについて同一である。すなわち、従来のデッキクレーンでは、油供給チャンバ数が各々のベーンタイプ油圧モータについて、１つの場合、２つの場合、また３つの場合の３パターンに切り換わり、この結果としてウィンチの巻上回転速度が３段階（３パターン）に切り換わる。
【０００５】
しかしながら、このような３段階の巻上回転速度の切り換えでは切換数が少ないので、荷物の重さ（ウインチに掛る荷重）によっては荷役作業の効率にロスが生じる場合があり、より細かな巻上回転速度の切り換えによりさらに効率的な荷役作業を行うことが要望されている。なお、ウインチの巻上回転速度の切換数を容易に増やす方法として、例えばベーンタイプ油圧モータのチャンバ数を増やすことが容易に考えられるが、この場合には油圧モータのコストが大幅に増大するために好ましくない。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、駆動対象に対して並列に軸結合する複数の油圧モータで駆動対象を駆動する場合に従来よりも細かな速度切り換えを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、油圧機械に係る第１の解決手段として、複数のチャンバを備えると共に駆動対象に対して並列に軸結合する複数の油圧モータについて、作動油を供給するチャンバ数を負荷に応じて切り換えることにより速度制御する油圧機械であって、作動油を供給するチャンバ数を各油圧モータ間で異ならせることを許容する、という手段を採用する。
【０００８】
本発明では、油圧機械に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、複数の油圧モータについて、作動油を供給するチャンバ数を負荷に応じて特定の順番で１つずつ変化させる、という手段を採用する。
【０００９】
本発明では、油圧機械に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、負荷の変動範囲を複数の小領域に分割し、負荷が最小の小領域では各油圧モータについて、各々１つのチャンバに作動油を供給し、作動油を供給するチャンバ数を負荷に応じて特定の順番で１つずつ変化させる、という手段を採用する。
【００１０】
本発明では、油圧機械に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれか１つの解決手段において、各油圧モータの複数のチャンバのうち、少なくとも1つを除くチャンバに作動油の供給をＯＮ／ＯＦＦする油圧弁をそれぞれ設け、負荷に応じて変化する作動油の圧力に基づいて各油圧弁をＯＮ状態あるいはＯＦＦ状態とすることにより、作動油を供給するチャンバ数を負荷に応じて特定の順番で１つずつ変化させる、という手段を採用する。
【００１１】
本発明では、油圧機械に係る第５の解決手段として、上記第１〜第４のいずれか１つの解決手段において、油圧モータを２つ備え、各油圧モータは各々に３つのチャンバを備えたベーンモータである、という手段を採用する。
【００１２】
また、本発明では、デッキクレーンに係る解決手段として、上記第１〜第５のいずれかの解決手段に係る油圧機械を具備し、当該油圧機械によりウインチを駆動するという手段を採用する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、作動油を供給するチャンバ数を従来のように油圧モータ間で同数とするのではなく異ならせることを許容する。例えば、油圧モータが２台である場合には、一方の油圧モータの２つのチャンバに作動油を供給し、また他方の油圧モータの１つのチャンバとに作動油を供給したり、あるいは一方の油圧モータの３つのチャンバに作動油を供給し、また他方の油圧モータの２つのチャンバに作動油を供給することが可能なので、従来よりも細かな速度切り換えを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る油圧機械Ａの油圧回路図である。
【図２】本発明の実施形態に係るデッキクレーンＤの概略構成を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態において、荷重（負荷）に応じた巻用ウインチｄ7の巻上／巻下回転速度を示す図である。
【図４】本発明の実施形態において、第１の油圧モータ５及び第２の油圧モータ６の各チャンバへの作動油の供給状態を示す模式図（ａ）〜（ｅ）である。
【図５】本発明の実施形態に係る油圧機械Ａの動作を示す図であって、巻用ウインチｄ7の荷重が７トンの場合における作動油の供給状態を示す油圧回路図（ａ）及び巻用ウインチｄ7の荷重が１４トンの場合における作動油の供給状態を示す油圧回路図（ｂ）である。
【図６】本発明の実施形態に係る油圧機械Ａの動作を示す図であって、巻用ウインチｄ7の荷重が２１トンの場合における作動油の供給状態を示す油圧回路図（ａ）及び巻用ウインチｄ7の荷重が２８トンの場合における作動油の供給状態を示す油圧回路図（ｂ）である。
【図７】本発明の実施形態に係る油圧機械Ａの動作を示す図であって、巻用ウインチｄ7の荷重が３５トンの場合における作動油の供給状態を示す油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係る油圧機械Ａは、図１に示すように、エンジン１、油圧ポンプ２、第１の方向制御弁３、第２の方向制御弁４、第１の油圧モータ５、第２の油圧モータ６、第１の油圧弁７、第２の油圧弁８、第３の油圧弁９、第４の油圧弁１０、第１のプレッシャスイッチ１１、第２のプレッシャスイッチ１２、第１のソレノイド弁１３及び第２のソレノイド弁１４から主に構成されている。このような油圧機械Ａは、図２に示すようなデッキクレーンＤの巻用ウインチｄ7を駆動対象とするものである。
【００１６】
すなわち、デッキクレーンＤは、上記油圧機械Ａを構成要素として含む荷役機械であり、周知のように船舶の甲板上に設置されて荷物の積み込み／積み下ろしに使用されるものである。より詳細には、このデッキクレーンＤは、図２に示すように、甲板上に設けられたクレーンポストｄ1、当該クレーンポストｄ1上に回転自在に設けられた所定高さの回転体ｄ2、当該回転体ｄ2に設けられた運転室ｄ3、回転体ｄ2から前方斜め上方に突き出すと共に俯仰自在に設けられたブームｄ4、当該ブームｄ4の俯仰角を規定する俯仰用ウインチｄ5、上記ブームｄ4の先端から垂下すると共に先端のフックが荷物に係合する荷物用ワイヤーロープｄ6、当該荷物用ワイヤーロープｄ6を巻き取り／巻き戻しする巻用ウインチｄ7から主に構成されている。
【００１７】
さて、油圧機械Ａのエンジン１は、油圧ポンプ２を回転駆動する動力源であり、例えばジーゼルエンジンである。油圧ポンプ２は、エンジン１により駆動されることにより一定圧かつ一定流量の作動油を吐出するものであり、例えば容積型油圧ポンプである。この油圧ポンプ２の吐出口は、図１に示すように配管によって第１の方向制御弁３及び第２の方向制御弁４にそれぞれ接続されている。すなわち、この油圧ポンプ２の吐出口から吐出された作動油は、第１の方向制御弁３及び第２の方向制御弁４に分配供給される。
【００１８】
第１の方向制御弁３は、配管によって第１の油圧モータ５に設けられた一対の給排口にそれぞれ接続されており、運転室ｄ3から入力される操作指示に基づいて油圧ポンプ２から供給された作動油を上記一対の給排口のいずれか一方に供給する油圧弁である。第２の方向制御弁４は、配管によって第２の油圧モータ６が備えている一対の給排口にそれぞれ接続されており、運転室ｄ3から入力される操作指示に基づいて上記一対の給排口のいずれか一方に作動油を供給する油圧弁である。
【００１９】
２台の第１、第２の油圧モータ５，６は、各々の回転軸が上記巻用ウインチｄ7の回転軸に軸結合しており、当該巻用ウインチｄ7を回転駆動するものである。すなわち、２台の第１、第２の油圧モータ５，６は、駆動対象である巻用ウインチｄ7に対して並列に軸結合しており、協働して巻用ウインチｄ7を駆動する。
【００２０】
第１の油圧モータ５は、第１の方向制御弁３を介して油圧ポンプ２から供給される作動油によって回転するベーンタイプの油圧モータであり、作動油を受容する３つのチャンバ（第１〜第３のチャンバ５ａ〜５ｃ）を備える。この第１の油圧モータ５は、油供給チャンバ数つまり第１の方向制御弁３を介して油圧ポンプ２から受容する作動油の容量（流量）によって回転速度が可変する。また、この第１の油圧モータ５は、第１の方向制御弁３により設定される作動油の流れ方向に応じて正回転あるいは逆回転する。
【００２１】
第２の油圧モータ６は、第２の方向制御弁４を介して油圧ポンプ２から供給される作動油によって回転するベーンタイプの油圧モータであり、作動油を受容する３つのチャンバ（第１〜第３のチャンバ６ａ〜６ｃ）を備える。この第２の油圧モータ６は、油供給チャンバ数つまり第２の方向制御弁４を介して油圧ポンプ２から受容する作動油の容量（流量）によって回転速度が可変する。また、第２の油圧モータ６は、第２の方向制御弁４により設定される作動油の流れ方向に応じて正回転あるいは逆回転する。
【００２２】
ここで、上述した第１の方向制御弁３は、このような第１の油圧モータ５の第１〜第３のチャンバ５ａ〜５ｃに各々設けられた左右２つの給排口のうち、上記巻用ウインチｄ7の巻上げ（荷物の引き上げ）を行わせるときには左側の給排口に作動油を供給し、巻用ウインチｄ7に荷物用ワイヤーロープｄ6の巻戻し（荷物の引き下げ）を行わせるときには右側の給排口に作動油を供給する。また、上述した第２の方向制御弁４は、第２の油圧モータ６の第１〜第３のチャンバ６ａ〜６ｃに各々設けられた左右２つの給排口のうち、巻用ウインチｄ7に荷物用ワイヤーロープｄ6の巻上げ（荷物の引き上げ）を行わせるときには左側の給排口に作動油を供給し、巻用ウインチｄ7に荷物用ワイヤーロープｄ6の巻戻し（荷物の引き下げ）を行わせるときには右側の給排口に作動油を供給する。
【００２３】
第１の油圧弁７は、図１に示すように上記第１の油圧モータ５の第２のチャンバ５ｂにおいて左側の給排口に設けられ、上記巻用ウインチｄ7の巻上げ時における第２のチャンバ５ｂへの作動油の供給をＯＮ／ＯＦＦする。この第１の油圧弁７は、第１の方向制御弁３から供給される作動油と、配管によって互いに接続された第１の油圧モータ５の第２、第３のチャンバ５ｂ，５ｃの右側（巻上げ時における作動油の排出側）の各給排口及び第２の油圧モータ６の第２、第３のチャンバ６ｂ，６ｃの右側（同じく巻上げ時における作動油の排出側）の各給排口に排出される作動油とのバランスに基づいて、上記第２のチャンバ５ｂへの作動油の供給をＯＮ／ＯＦＦする。
【００２４】
第２の油圧弁８は、同じく図１に示すように第２の油圧モータ６の第２のチャンバ６ｂにおいて左側の給排口に設けられ、上記巻用ウインチｄ7の巻上げ時における第２のチャンバ６ｂへの作動油の供給をＯＮ／ＯＦＦする。この第２の油圧弁８は、図１に示すように第２の方向制御弁４から供給される作動油と第１のソレノイド弁１３から供給される作動油とのバランスに基づいて、上記第２のチャンバ６ｂへの作動油の供給をＯＮ／ＯＦＦする。
【００２５】
第３の油圧弁９は、同じく図１に示すように第１の油圧モータ５の第３のチャンバ５ｃにおいて左側の給排口に設けられ、巻用ウインチｄ7の巻上げ時における第３のチャンバ５ｃへの作動油の供給をＯＮ／ＯＦＦする。この第３の油圧弁９は、上記第１の油圧弁７を介して第２のチャンバ５ｂに供給される作動油と第１のソレノイド弁１３から供給される作動油とのバランスに基づいて、上記第３のチャンバ５ｃへの作動油の供給をＯＮ／ＯＦＦする。
【００２６】
第４の油圧弁１０は、同じく図１に示すように第２の油圧モータ６の第３のチャンバ６ｃにおいて左側の給排口に設けられ、巻用ウインチｄ7の巻上げ時における第３のチャンバ６ｃへの作動油の供給をＯＮ／ＯＦＦする。この第４の油圧弁１０は、上記第２の油圧弁８を介して第２のチャンバ６ｂに供給される作動油と第２のソレノイド弁１４から供給される作動油とのバランスに基づいて、上記第３のチャンバ６ｃへの作動油の供給をＯＮ／ＯＦＦする。
【００２７】
すなわち、この油圧機械Ａでは、第１、第２の油圧モータ５，６の第１のチャンバ５ａ，６ａを除く第２、第３のチャンバ５ｂ，５ｃ，６ｂ，６ｃの左側の給排口に、作動油の供給をＯＮ／ＯＦＦする油圧弁（第１〜第４の油圧弁７〜１０の何れか）がそれぞれ設けられている。したがって、巻用ウインチｄ7の巻上げ時において、第１、第２の油圧モータ５，６の第１のチャンバ５ａ，６ａには、油圧ポンプ２から吐出された作動油が第１の方向制御弁３あるいは第２の方向制御弁４を介して直接供給されるが、第２、第３のチャンバ５ｂ，５ｃ，６ｂ，６ｃには、油圧ポンプ２から吐出された作動油が第１〜第４の油圧弁７〜１０の何れかを介して選択的に供給される。
【００２８】
また、このような第１〜第４の油圧弁７〜１０には、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移する圧力条件として設定圧力Ｘa（ｋＰａ）あるいは設定圧力Ｘb（ｋＰａ）が予め設定されている。これら設定圧力Ｘa，Ｘb（ｋＰａ）の詳細については後述するが、第１、第２の油圧弁７，８は設定圧力Ｘa（ｋＰａ）に基づいて作動し、第３、第４の油圧弁９，１０は設定圧力Ｘb（ｋＰａ）に基づいて作動する。なお、第３、第４の油圧弁９，１０の設定圧力Ｘb（ｋＰａ）は、第１、第２の油圧弁７，８の設定圧力Ｘaよりも大きな値である。
【００２９】
第１のプレッシャスイッチ１１は、第１の油圧モータ５における第２のチャンバ５ｂに供給される作動油の油圧を検出し、当該油圧が設定圧力Ｘ1（ｋＰａ）を超えるとＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移すると共にＯＮ信号を第１のソレノイド弁１３に出力する。第２のプレッシャスイッチ１２は、第１の油圧モータ５における第３のチャンバ５ｃに供給される作動油の油圧を検出し、当該油圧が設定圧力Ｘ2（ｋＰａ）を超えるとＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移すると共にＯＮ信号を第２のソレノイド弁１４に出力する。ここで、第２のソレノイド弁１４がＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移する条件である設定圧力Ｘ2（ｋＰａ）は、上記第１のソレノイド弁１３がＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移する条件である設定圧力Ｘ1（ｋＰａ）よりも大きな値に設定されている。
【００３０】
第１のソレノイド弁１３は、ソレノイドによりプランジャを動かすことで作動する一種の電磁弁であり、第１のプレッシャスイッチ１１からＯＮ信号が入力されると導通状態（ＯＮ状態）から非導通状態（ＯＦＦ状態）に切り替わる。すなわち、この第１のソレノイド弁１３は、第１のプレッシャスイッチ１１からＯＮ信号が入力されると、油圧ポンプ２から供給された作動油の第２の油圧弁８及び第３の油圧弁９への供給を停止する。
【００３１】
第２のソレノイド弁１４は、第１のソレノイド弁１３と同様にソレノイドにより開閉する弁であり、第２のプレッシャスイッチ１２からＯＮ信号が入力されると導通状態（ＯＮ状態）から非導通状態（ＯＦＦ状態）に切り替わる。すなわち、この第２のソレノイド弁１４は、第２のプレッシャスイッチ１２からＯＮ信号が入力されると、油圧ポンプ２から供給された作動油の第４の油圧弁１０への供給を停止する。
【００３２】
次に、このように構成された油圧機械Ａの動作について、図３〜図７を参照して詳しく説明する。
なお、図５〜図７において、太線で示された配管は作動油が流通している配管であり、点線で示された配管は作動油の戻り配管であり、また一点鎖線で示された配管は、作動油の流れが遮断された配管であることを示している。
【００３３】
最初に、この油圧機械Ａでは、荷物を引き上げる際に巻用ウインチｄ7に掛る荷重範囲（負荷範囲）を複数の小領域に分割し、当該小領域に応じて第１、第２の油圧モータ５，６の巻上回転速度（巻用ウインチｄ7の巻上げ速度）を切り替える。例えば、巻用ウインチｄ7で引き上げ可能な荷重範囲（０〜１００％）を図３に示すように５つの小領域Ｅ1〜Ｅ5（０≦Ｅ1≦２０％、２０％＜Ｅ2≦４０％、４０％＜Ｅ3≦６０％、６０％＜Ｅ4≦８０％、８０％＜Ｅ5≦１００％）に分割する。そして、巻用ウインチｄ7の荷重が第１（最小）の小領域Ｅ1に属する場合には、図４（ａ）に示すように第１の油圧モータ５の第１のチャンバ５ａ及び第２の油圧モータ６の第１のチャンバ６ａのみに作動油を供給する。
【００３４】
また、この油圧機械Ａでは、ウインチの荷重が第２の小領域Ｅ2に属する場合には、図４（ｂ）に示すように第１の油圧モータ５の第１のチャンバ５ａ及び第２のチャンバ５ｂ並びに第２の油圧モータ６の第１のチャンバ６ａのみに作動油を供給する。また、この油圧機械Ａでは、巻用ウインチｄ7の荷重が第３の小領域Ｅ3に属する場合には、図４（ｃ）に示すように第１の油圧モータ５の第１のチャンバ５ａ及び第２のチャンバ５ｂ並びに第２の油圧モータ６の第１のチャンバ６ａ及び第２のチャンバ６ｂのみに作動油を供給する。
【００３５】
また、この油圧機械Ａでは、巻用ウインチｄ7の荷重が第４の小領域Ｅ4に属する場合には、図４（ｄ）に示すように第１の油圧モータ５の第１のチャンバ５ａ、第２のチャンバ５ｂ及び第３のチャンバ５ｃ並びに第２の油圧モータ６の第１のチャンバ６ａ及び第２のチャンバ６ｂのみに作動油を供給する。さらに、この油圧機械Ａでは、巻用ウインチｄ7の荷重が第５（最大）の小領域Ｅ5に属する場合には、図４（ｅ）に示すように第１の油圧モータ５及び第２の油圧モータ６の全てのチャンバ（第１〜第３のチャンバ５ａ〜５ｃ，６ａ〜６ｃ）に作動油を供給する。
【００３６】
すなわち、この油圧機械Ａは、荷物を引き揚げる（巻用ウインチｄ7を巻上げる）際において、第１、第２の油圧モータ５，６における油供給チャンバ数を第１、第２の油圧モータ５，６間で異ならせることを許容するものであり、巻用ウインチｄ7の荷重が小領域Ｅ1〜Ｅ5の何れに属するかに応じて上記油供給チャンバ数が変化する。
【００３７】
また、第１（最小）の小領域Ｅ1以外の第２〜第５（最大）の小領域Ｅ2〜Ｅ5、例えば第５（最大）の小領域Ｅ5に属する荷重の場合には、第１の油圧モータ５の油供給チャンバ数が最初に１つ増え、次には第２の油圧モータ６の油供給チャンバ数が１つ増え、次には第１の油圧モータ５の油供給チャンバ数が１つ増え、最後に第２の油圧モータ６の油供給チャンバ数が１つ増えることによって、第１、第２の油圧モータ５，６の最大数である３チャンバ（総合計で６チャンバ）となる。
【００３８】
つまり、この油圧機械Ａでは、荷物を引き揚げる際における巻用ウインチｄ7の荷重（負荷）が比較的大きい場合には、第１、第２の油圧モータ５，６の油供給チャンバ数が第１の油圧モータ５から第２の油圧モータ６の順番で交互に１つずつ増加することにより、図３に示すような５段階（１００％，ａ％，ｂ％，ｃ％，ｄ％）の巻上回転速度を実現する。
【００３９】
続いて、このような５段階の巻上回転速度を実現するための油圧機械Ａの動作について、図５〜図７を参照して詳しく説明する。
【００４０】
なお、以下では、巻用ウインチｄ7の荷重が７トン、１４トン、２１トン、２８トン及び３５トンの場合における油圧機械Ａの動作状態を説明するが、７トンは上記第１（最小）の小領域Ｅ1に属する荷重であり、１４トンは上記第２の小領域Ｅ2に属する荷重であり、２１トンは上記第３の小領域Ｅ3に属する荷重であり、２８トンは上記第４の小領域Ｅ4に属する荷重であり、３５トンは上記第５（最大）の小領域Ｅ5に属する荷重である。
【００４１】
最初に、巻用ウインチｄ7の荷重が７トンである場合について説明する。この場合、図５（ａ）に示すように、第１〜第４の油圧弁７〜１０の全てＯＦＦ状態になっているので、第１、第２の油圧モータ５，６の第１のチャンバ５ａ，６ａのみに作動油が供給される。すなわち、この場合においては荷重（負荷）が比較的軽いので、第１の方向制御弁３から第１の油圧弁７に供給される作動油の油圧は第１の油圧弁７を状態遷移させるための設定圧力Ｘa（ｋＰａ）に達っせず、よって第１の油圧弁７はＯＦＦ状態である。なお、この設定圧力Ｘa（ｋＰａ）は、上述した第１のプレッシャスイッチ１１の設定圧力Ｘ1（ｋＰａ）よりも小さな値である。
【００４２】
この結果として、第１、第２のプレッシャスイッチ１１，１２が検出する作動油の油圧は、第１、第２のプレッシャスイッチ１１，１２をＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移させる程に上がらず、よって第１、第２のソレノイド弁１３，１４はＯＮ状態である。したがって、第２、第３の油圧弁８，９には第１のソレノイド弁１３から作動油が供給され、また第４の油圧弁１０には第２のソレノイド弁１４から作動油が供給されるので、第２〜第４の油圧弁８〜１０も、上述した第１の油圧弁７と同様にＯＦＦ状態である。
【００４３】
次に、巻用ウインチｄ7の荷重が１４トンである場合について説明する。この場合、図５（ｂ）に示すように、第１〜第４の油圧弁７〜１０のうち、第１の油圧弁７のみがＯＮ状態となり、第１、第２の油圧モータ５，６の第１のチャンバ５ａ，６ａに加えて第１の油圧モータ５の第２のチャンバ５ｂに作動油が供給される。すなわち、この場合には荷重（負荷）は未だ比較的軽いものの、第１の方向制御弁３から第１の油圧弁７に供給される作動油の油圧が上記設定圧力Ｘa（ｋＰａ）を越えるので、第１の油圧弁７はＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移する。この一方、作動油の油圧は第１、第２のプレッシャスイッチ１１，１２がＯＮ状態に遷移する程に高くないので、第１、第２のソレノイド弁１３，１４はＯＮ状態であり、よって第２〜第４の油圧弁８〜１０は第１の油圧弁７とは異なりＯＦＦ状態を維持する。
【００４４】
次に、巻用ウインチｄ7の荷重が２１トンである場合について説明する。この場合、図６（ａ）に示すように、第１〜第４の油圧弁７〜１０のうち、第１、第２の油圧弁７，８がＯＮ状態となり、第１、第２の油圧モータ５，６の第１のチャンバ５ａ，６ａ及び第２のチャンバ５ｂ，６ｂに作動油が供給される。すなわち、この場合には、第１のプレッシャスイッチ１１が検出する作動油（第１の油圧モータ５の第２のチャンバ５ｂに供給される作動油）の油圧は、第１のプレッシャスイッチ１１の設定圧力Ｘ1（ｋＰａ）を越えるので、第１のプレッシャスイッチ１１は、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移してＯＮ信号を第１のソレノイド弁１３に出力する。
【００４５】
この結果、第１のソレノイド弁１３は、ＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移して第２、第３の油圧弁８，９への作動油の供給を停止する。ここで、第２の油圧弁８に供給される作動油の油圧は設定圧力Ｘa（ｋＰａ）を超える一方、第１の油圧弁７を介して第３の油圧弁９に供給される作動油の油圧は設定圧力Ｘa（ｋＰａ）よりも大きな設定圧力Ｘｂ（ｋＰａ）を越えるものではない
【００４６】
したがって、第１のソレノイド弁１３から作動油の供給停止によって、第２の油圧弁８のみがＯＮ状態に遷移し、第３の油圧弁９はＯＦＦ状態を維持する。なお、上記設定圧力Ｘｂは、第１のプレッシャスイッチ１１の設定圧力Ｘ1（ｋＰａ）よりも大きく、かつ第２のプレッシャスイッチ１１の設定圧力Ｘ2（ｋＰａ）よりも小さな値である。
【００４７】
次に、巻用ウインチｄ7の荷重が２８トンである場合について説明する。この場合、図６（ｂ）に示すように、第１〜第４の油圧弁７〜１０のうち、第１、第２の油圧弁７，８に加えて第３の油圧弁９がＯＮ状態となり、第１、第２の油圧モータ５，６の第１、第２のチャンバ５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ及び第１の油圧モータ５の第３のチャンバ５ｃに作動油が供給される。すなわち、この場合には、第１の油圧弁７を介して第３の油圧弁９に供給される作動油の油圧が設定圧力Ｘｂ（ｋＰａ）を越えるので、第３の油圧弁９はＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移する。ただし、この場合には、作動油の油圧は第２のプレッシャスイッチ１２がＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移する程に高くないので、第２のソレノイド弁１４はＯＮ状態であり、よって第４の油圧弁１０はＯＦＦ状態を維持する。
【００４８】
次に、巻用ウインチｄ7の荷重が３５トンである場合について説明する。この場合、図７に示すように、第１〜第４の油圧弁７〜１０の全てがＯＮ状態となり、第１、第２の油圧モータ５，６の全チャンバ（第１〜第３のチャンバ５ａ〜５ｃ，６ａ〜６ｃ）に作動油が供給される。すなわち、この場合には、第２のプレッシャスイッチ１２が検出する作動油（第１の油圧モータ５の第３のチャンバ５ｃに供給される作動油）の油圧は、第２のプレッシャスイッチ１２の設定圧力Ｘ2（ｋＰａ）を越えるので、第２のプレッシャスイッチ１２は、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移してＯＮ信号を第２のソレノイド弁１４に出力する。
【００４９】
この結果、第２のソレノイド弁１４は、ＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移して第４の油圧弁１０への作動油の供給を停止する。第２のソレノイド弁１４から作動油の供給停止によって、第４の油圧弁１０がＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移し、第４の油圧弁１０はＯＮ状態となる。そして、これによって第２の油圧モータ６の第３のチャンバ６ｃにも第４の油圧弁１０を介して作動油が供給される。
【００５０】
このような本実施形態によれば、油供給チャンバ数を第１、第２の油圧モータ５，６間で異ならせることを許容するので、油供給チャンバ数を第１、第２の油圧モータ５，６について交互に１つずつ増加させることにより、巻用ウインチｄ7の巻上回転速度を従来の３段階よりも多い５段階に切換えることが可能である。すなわち、従来のデッキクレーンでは、２つの油圧モータの油供給チャンバ数が常に同数なので、２つの油圧モータの油供給チャンバ数が同時に１→２→３と変化し、よって巻上回転速度が３段階にしか切り換らなかったが、本実施形態によれば、上述したように５段階に切り換る。したがって、本実施形態によれば、従来よりも細かな巻上回転速度の切換えが実現できるので、荷役作業を従来よりも効率的に行うことができる。
【００５１】
また、本実施形態によれば、油供給チャンバ数を第１、第２の油圧モータ５，６について交互に１つずつ増加させるので、第１、第２の油圧モータ５，６間における油供給チャンバ数の差は最大で１つである。したがって、第１、第２の油圧モータ５，６が担う荷重のアンバランスを最小にすることができるので、第１、第２の油圧モータ５，６のチャンバ数の差を２つ以上にした場合よりも第１、第２の油圧モータ５，６の耐久性をより均等化することができる。
【００５２】
さらに、本実施形態によれば、第１〜第４の油圧弁７〜１０、第１、第２のプレッシャスイッチ１１，１２及び第１、第２のソレノイド弁１３，１４によって油供給チャンバ数を第１、第２の油圧モータ５，６について交互に１つずつ増加させることを実現している。すなわち、簡単な油圧回路の構成によって油供給チャンバ数を第１、第２の油圧モータ５，６について交互に１つずつ増加させるので、油圧機械Ａの信頼性が高い。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記各実施形態では、デッキクレーンＤの巻用ウインチｄ7を駆動対象とするが、本発明はこれに限定されない。本発明はデッキクレーンＤ以外の各種駆動対象に適用可能であり、また例えばデッキクレーンＤの旋回機構を駆動対象としてもよい。
（２）上記各実施形態では、２台の油圧モータ（第１、第２の油圧モータ５，６）を備えているが、本発明はこれに限定されない。本発明は、３台以上の油圧モータを備える場合にも適用可能である。
（３）また、上記各実施形態では、第１、第２の油圧モータ５，６が各々に３つのチャンバを備えるものであるが、本発明はこれに限定されない。油圧モータとして、２つのチャンバや４つ以上のチャンバを備えるものを採用してもよい。
【００５４】
（４）さらに、上記実施形態では、巻用ウインチｄ7の荷重が第１（最小）の小領域Ｅ1に属する場合に、第１、第２の油圧モータ５，６の第１のチャンバ５ａ，６ａに作動油を供給するようにしている。つまり、上記実施形態では、巻用ウインチｄ7の荷重が第１の小領域Ｅ1に属する場合に油供給チャンバ数を「２」とするが、本発明はこれに限定されず、巻用ウインチｄ7の荷重が第１の小領域Ｅ1に属する場合に油供給チャンバ数を「１」、つまり第１の油圧モータ５の第１のチャンバ５ａのみに作動油を供給するようにし、これによって巻上回転速度を６段階に切り替えるようにしてもよい。
【００５５】
（５）上記各実施形態では、油供給チャンバ数を増加させる際に第１の油圧モータ５を第２の油圧モータ６に対して先行させて増価させるようにしたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、油供給チャンバ数を増加させる際の順番は、第１の油圧モータ５の次に第２の油圧モータ６とする固定順番に限定されない。例えば、デッキクレーンＤのある稼働期間では上記各実施形態のような順番で油供給チャンバ数を増大させるが、次の稼働期間では、上記順番を入れ替えてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
Ａ…油圧機械、１…エンジン、２…油圧ポンプ、３…第１の方向制御弁、４…第２の方向制御弁、５…第１の油圧モータ、６…第２の油圧モータ、７…第１の油圧弁、８…第２の油圧弁、９…第３の油圧弁、１０…第４の油圧弁、１１…第１のプレッシャスイッチ、１２…第２のプレッシャスイッチ、１３…第１のソレノイド弁、１４…第２のソレノイド弁、５ａ，６ａ…第１のチャンバ、５ｂ，６ｂ…第２のチャンバ、５ｃ，６ｃ…第３のチャンバ、Ｄ…デッキクレーン、ｄ1…クレーンポスト、ｄ2…回転体、ｄ3…運転室、ｄ4…ブーム、ｄ5…俯仰用ウインチ、ｄ6…荷物用ワイヤーロープ、ｄ7…巻用ウインチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧機械及びデッキクレーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
デッキクレーンには、２台のベーンタイプ油圧モータを用いてウィンチを駆動するものがある。ベーンタイプ油圧モータは、周知のように羽根（ベーン）と称される複数の板状部材がロータの周面上に鉛直に取り付けられ、ロータを収容するケーシングとロータとの間に作動油が供給される複数のチャンバが設けられた油圧モータである。このようなベーンタイプ油圧モータでは、作動油が供給されるチャンバ数（以下では「油供給チャンバ数」という。）に応じて回転速度が切り換わる。上記デッキクレーンは、このようなベーンタイプ油圧モータをウインチに対して２台並列に設けたものであり、各ベーンタイプ油圧モータについて上記油供給チャンバ数を可変させるこよによりウインチの巻上回転速度を切り換える。例えば下記特許文献１には、２台の油圧モータでウィンチを駆動し、負荷に応じてウィンチの巻上回転速度を３段階に切り換えるデッキクレーンが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２２０１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術では、油供給チャンバ数は２つのベーンタイプ油圧モータについて同一である。すなわち、従来のデッキクレーンでは、油供給チャンバ数が各々のベーンタイプ油圧モータについて、１つの場合、２つの場合、また３つの場合の３パターンに切り換わり、この結果としてウィンチの巻上回転速度が３段階（３パターン）に切り換わる。
【０００５】
しかしながら、このような３段階の巻上回転速度の切り換えでは切換数が少ないので、荷物の重さ（ウインチに掛る荷重）によっては荷役作業の効率にロスが生じる場合があり、より細かな巻上回転速度の切り換えによりさらに効率的な荷役作業を行うことが要望されている。なお、ウインチの巻上回転速度の切換数を容易に増やす方法として、例えばベーンタイプ油圧モータのチャンバ数を増やすことが容易に考えられるが、この場合には油圧モータのコストが大幅に増大するために好ましくない。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、駆動対象に対して並列に軸結合する複数の油圧モータで駆動対象を駆動する場合に従来よりも細かな速度切り換えを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、油圧機械に係る第１の解決手段として、複数のチャンバを備えると共に駆動対象に対して並列に軸結合する複数の油圧モータについて、作動油を供給するチャンバ数を負荷に応じて切り換えることにより速度制御する油圧機械であって、作動油を供給するチャンバ数を各油圧モータ間で異ならせることを許容する、という手段を採用する。
【０００８】
本発明では、油圧機械に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、複数の油圧モータについて、作動油を供給するチャンバ数を負荷に応じて特定の順番で１つずつ変化させる、という手段を採用する。
【０００９】
本発明では、油圧機械に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、負荷の変動範囲を複数の小領域に分割し、負荷が最小の小領域では各油圧モータについて、各々１つのチャンバに作動油を供給し、作動油を供給するチャンバ数を負荷に応じて特定の順番で１つずつ変化させる、という手段を採用する。
【００１０】
本発明では、油圧機械に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれか１つの解決手段において、各油圧モータの複数のチャンバのうち、少なくとも1つを除くチャンバに作動油の供給をＯＮ／ＯＦＦする油圧弁をそれぞれ設け、負荷に応じて変化する作動油の圧力に基づいて各油圧弁をＯＮ状態あるいはＯＦＦ状態とすることにより、作動油を供給するチャンバ数を負荷に応じて特定の順番で１つずつ変化させる、という手段を採用する。
【００１１】
本発明では、油圧機械に係る第５の解決手段として、上記第１〜第４のいずれか１つの解決手段において、油圧モータを２つ備え、各油圧モータは各々に３つのチャンバを備えたベーンモータである、という手段を採用する。
【００１２】
また、本発明では、デッキクレーンに係る解決手段として、上記第１〜第５のいずれかの解決手段に係る油圧機械を具備し、当該油圧機械によりウインチを駆動するという手段を採用する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、作動油を供給するチャンバ数を従来のように油圧モータ間で同数とするのではなく異ならせることを許容する。例えば、油圧モータが２台である場合には、一方の油圧モータの２つのチャンバに作動油を供給し、また他方の油圧モータの１つのチャンバとに作動油を供給したり、あるいは一方の油圧モータの３つのチャンバに作動油を供給し、また他方の油圧モータの２つのチャンバに作動油を供給することが可能なので、従来よりも細かな速度切り換えを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る油圧機械Ａの油圧回路図である。
【図２】本発明の実施形態に係るデッキクレーンＤの概略構成を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態において、荷重（負荷）に応じた巻用ウインチｄ7の巻上／巻下回転速度を示す図である。
【図４】本発明の実施形態において、第１の油圧モータ５及び第２の油圧モータ６の各チャンバへの作動油の供給状態を示す模式図（ａ）〜（ｅ）である。
【図５】本発明の実施形態に係る油圧機械Ａの動作を示す図であって、巻用ウインチｄ7の荷重が７トンの場合における作動油の供給状態を示す油圧回路図（ａ）及び巻用ウインチｄ7の荷重が１４トンの場合における作動油の供給状態を示す油圧回路図（ｂ）である。
【図６】本発明の実施形態に係る油圧機械Ａの動作を示す図であって、巻用ウインチｄ7の荷重が２１トンの場合における作動油の供給状態を示す油圧回路図（ａ）及び巻用ウインチｄ7の荷重が２８トンの場合における作動油の供給状態を示す油圧回路図（ｂ）である。
【図７】本発明の実施形態に係る油圧機械Ａの動作を示す図であって、巻用ウインチｄ7の荷重が３５トンの場合における作動油の供給状態を示す油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係る油圧機械Ａは、図１に示すように、エンジン１、油圧ポンプ２、第１の方向制御弁３、第２の方向制御弁４、第１の油圧モータ５、第２の油圧モータ６、第１の油圧弁７、第２の油圧弁８、第３の油圧弁９、第４の油圧弁１０、第１のプレッシャスイッチ１１、第２のプレッシャスイッチ１２、第１のソレノイド弁１３及び第２のソレノイド弁１４から主に構成されている。このような油圧機械Ａは、図２に示すようなデッキクレーンＤの巻用ウインチｄ7を駆動対象とするものである。
【００１６】
すなわち、デッキクレーンＤは、上記油圧機械Ａを構成要素として含む荷役機械であり、周知のように船舶の甲板上に設置されて荷物の積み込み／積み下ろしに使用されるものである。より詳細には、このデッキクレーンＤは、図２に示すように、甲板上に設けられたクレーンポストｄ1、当該クレーンポストｄ1上に回転自在に設けられた所定高さの回転体ｄ2、当該回転体ｄ2に設けられた運転室ｄ3、回転体ｄ2から前方斜め上方に突き出すと共に俯仰自在に設けられたブームｄ4、当該ブームｄ4の俯仰角を規定する俯仰用ウインチｄ5、上記ブームｄ4の先端から垂下すると共に先端のフックが荷物に係合する荷物用ワイヤーロープｄ6、当該荷物用ワイヤーロープｄ6を巻き取り／巻き戻しする巻用ウインチｄ7から主に構成されている。
【００１７】
さて、油圧機械Ａのエンジン１は、油圧ポンプ２を回転駆動する動力源であり、例えばジーゼルエンジンである。油圧ポンプ２は、エンジン１により駆動されることにより一定圧かつ一定流量の作動油を吐出するものであり、例えば容積型油圧ポンプである。この油圧ポンプ２の吐出口は、図１に示すように配管によって第１の方向制御弁３及び第２の方向制御弁４にそれぞれ接続されている。すなわち、この油圧ポンプ２の吐出口から吐出された作動油は、第１の方向制御弁３及び第２の方向制御弁４に分配供給される。
【００１８】
第１の方向制御弁３は、配管によって第１の油圧モータ５に設けられた一対の給排口にそれぞれ接続されており、運転室ｄ3から入力される操作指示に基づいて油圧ポンプ２から供給された作動油を上記一対の給排口のいずれか一方に供給する油圧弁である。第２の方向制御弁４は、配管によって第２の油圧モータ６が備えている一対の給排口にそれぞれ接続されており、運転室ｄ3から入力される操作指示に基づいて上記一対の給排口のいずれか一方に作動油を供給する油圧弁である。
【００１９】
２台の第１、第２の油圧モータ５，６は、各々の回転軸が上記巻用ウインチｄ7の回転軸に軸結合しており、当該巻用ウインチｄ7を回転駆動するものである。すなわち、２台の第１、第２の油圧モータ５，６は、駆動対象である巻用ウインチｄ7に対して並列に軸結合しており、協働して巻用ウインチｄ7を駆動する。
【００２０】
第１の油圧モータ５は、第１の方向制御弁３を介して油圧ポンプ２から供給される作動油によって回転するベーンタイプの油圧モータであり、作動油を受容する３つのチャンバ（第１〜第３のチャンバ５ａ〜５ｃ）を備える。この第１の油圧モータ５は、油供給チャンバ数つまり第１の方向制御弁３を介して油圧ポンプ２から受容する作動油の容量（流量）によって回転速度が可変する。また、この第１の油圧モータ５は、第１の方向制御弁３により設定される作動油の流れ方向に応じて正回転あるいは逆回転する。
【００２１】
第２の油圧モータ６は、第２の方向制御弁４を介して油圧ポンプ２から供給される作動油によって回転するベーンタイプの油圧モータであり、作動油を受容する３つのチャンバ（第１〜第３のチャンバ６ａ〜６ｃ）を備える。この第２の油圧モータ６は、油供給チャンバ数つまり第２の方向制御弁４を介して油圧ポンプ２から受容する作動油の容量（流量）によって回転速度が可変する。また、第２の油圧モータ６は、第２の方向制御弁４により設定される作動油の流れ方向に応じて正回転あるいは逆回転する。
【００２２】
ここで、上述した第１の方向制御弁３は、このような第１の油圧モータ５の第１〜第３のチャンバ５ａ〜５ｃに各々設けられた左右２つの給排口のうち、上記巻用ウインチｄ7の巻上げ（荷物の引き上げ）を行わせるときには左側の給排口に作動油を供給し、巻用ウインチｄ7に荷物用ワイヤーロープｄ6の巻戻し（荷物の引き下げ）を行わせるときには右側の給排口に作動油を供給する。また、上述した第２の方向制御弁４は、第２の油圧モータ６の第１〜第３のチャンバ６ａ〜６ｃに各々設けられた左右２つの給排口のうち、巻用ウインチｄ7に荷物用ワイヤーロープｄ6の巻上げ（荷物の引き上げ）を行わせるときには左側の給排口に作動油を供給し、巻用ウインチｄ7に荷物用ワイヤーロープｄ6の巻戻し（荷物の引き下げ）を行わせるときには右側の給排口に作動油を供給する。
【００２３】
第１の油圧弁７は、図１に示すように上記第１の油圧モータ５の第２のチャンバ５ｂにおいて左側の給排口に設けられ、上記巻用ウインチｄ7の巻上げ時における第２のチャンバ５ｂへの作動油の供給をＯＮ／ＯＦＦする。この第１の油圧弁７は、第１の方向制御弁３から供給される作動油と、配管によって互いに接続された第１の油圧モータ５の第２、第３のチャンバ５ｂ，５ｃの右側（巻上げ時における作動油の排出側）の各給排口及び第２の油圧モータ６の第２、第３のチャンバ６ｂ，６ｃの右側（同じく巻上げ時における作動油の排出側）の各給排口に排出される作動油とのバランスに基づいて、上記第２のチャンバ５ｂへの作動油の供給をＯＮ／ＯＦＦする。
【００２４】
第２の油圧弁８は、同じく図１に示すように第２の油圧モータ６の第２のチャンバ６ｂにおいて左側の給排口に設けられ、上記巻用ウインチｄ7の巻上げ時における第２のチャンバ６ｂへの作動油の供給をＯＮ／ＯＦＦする。この第２の油圧弁８は、図１に示すように第２の方向制御弁４から供給される作動油と第１のソレノイド弁１３から供給される作動油とのバランスに基づいて、上記第２のチャンバ６ｂへの作動油の供給をＯＮ／ＯＦＦする。
【００２５】
第３の油圧弁９は、同じく図１に示すように第１の油圧モータ５の第３のチャンバ５ｃにおいて左側の給排口に設けられ、巻用ウインチｄ7の巻上げ時における第３のチャンバ５ｃへの作動油の供給をＯＮ／ＯＦＦする。この第３の油圧弁９は、上記第１の油圧弁７を介して第２のチャンバ５ｂに供給される作動油と第１のソレノイド弁１３から供給される作動油とのバランスに基づいて、上記第３のチャンバ５ｃへの作動油の供給をＯＮ／ＯＦＦする。
【００２６】
第４の油圧弁１０は、同じく図１に示すように第２の油圧モータ６の第３のチャンバ６ｃにおいて左側の給排口に設けられ、巻用ウインチｄ7の巻上げ時における第３のチャンバ６ｃへの作動油の供給をＯＮ／ＯＦＦする。この第４の油圧弁１０は、上記第２の油圧弁８を介して第２のチャンバ６ｂに供給される作動油と第２のソレノイド弁１４から供給される作動油とのバランスに基づいて、上記第３のチャンバ６ｃへの作動油の供給をＯＮ／ＯＦＦする。
【００２７】
すなわち、この油圧機械Ａでは、第１、第２の油圧モータ５，６の第１のチャンバ５ａ，６ａを除く第２、第３のチャンバ５ｂ，５ｃ，６ｂ，６ｃの左側の給排口に、作動油の供給をＯＮ／ＯＦＦする油圧弁（第１〜第４の油圧弁７〜１０の何れか）がそれぞれ設けられている。したがって、巻用ウインチｄ7の巻上げ時において、第１、第２の油圧モータ５，６の第１のチャンバ５ａ，６ａには、油圧ポンプ２から吐出された作動油が第１の方向制御弁３あるいは第２の方向制御弁４を介して直接供給されるが、第２、第３のチャンバ５ｂ，５ｃ，６ｂ，６ｃには、油圧ポンプ２から吐出された作動油が第１〜第４の油圧弁７〜１０の何れかを介して選択的に供給される。
【００２８】
また、このような第１〜第４の油圧弁７〜１０には、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移する圧力条件として設定圧力Ｘa（ｋＰａ）あるいは設定圧力Ｘb（ｋＰａ）が予め設定されている。これら設定圧力Ｘa，Ｘb（ｋＰａ）の詳細については後述するが、第１、第２の油圧弁７，８は設定圧力Ｘa（ｋＰａ）に基づいて作動し、第３、第４の油圧弁９，１０は設定圧力Ｘb（ｋＰａ）に基づいて作動する。なお、第３、第４の油圧弁９，１０の設定圧力Ｘb（ｋＰａ）は、第１、第２の油圧弁７，８の設定圧力Ｘaよりも大きな値である。
【００２９】
第１のプレッシャスイッチ１１は、第１の油圧モータ５における第２のチャンバ５ｂに供給される作動油の油圧を検出し、当該油圧が設定圧力Ｘ1（ｋＰａ）を超えるとＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移すると共にＯＮ信号を第１のソレノイド弁１３に出力する。第２のプレッシャスイッチ１２は、第１の油圧モータ５における第３のチャンバ５ｃに供給される作動油の油圧を検出し、当該油圧が設定圧力Ｘ2（ｋＰａ）を超えるとＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移すると共にＯＮ信号を第２のソレノイド弁１４に出力する。ここで、第２のソレノイド弁１４がＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移する条件である設定圧力Ｘ2（ｋＰａ）は、上記第１のソレノイド弁１３がＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移する条件である設定圧力Ｘ1（ｋＰａ）よりも大きな値に設定されている。
【００３０】
第１のソレノイド弁１３は、ソレノイドによりプランジャを動かすことで作動する一種の電磁弁であり、第１のプレッシャスイッチ１１からＯＮ信号が入力されると導通状態（ＯＮ状態）から非導通状態（ＯＦＦ状態）に切り替わる。すなわち、この第１のソレノイド弁１３は、第１のプレッシャスイッチ１１からＯＮ信号が入力されると、油圧ポンプ２から供給された作動油の第２の油圧弁８及び第３の油圧弁９への供給を停止する。
【００３１】
第２のソレノイド弁１４は、第１のソレノイド弁１３と同様にソレノイドにより開閉する弁であり、第２のプレッシャスイッチ１２からＯＮ信号が入力されると導通状態（ＯＮ状態）から非導通状態（ＯＦＦ状態）に切り替わる。すなわち、この第２のソレノイド弁１４は、第２のプレッシャスイッチ１２からＯＮ信号が入力されると、油圧ポンプ２から供給された作動油の第４の油圧弁１０への供給を停止する。
【００３２】
次に、このように構成された油圧機械Ａの動作について、図３〜図７を参照して詳しく説明する。
なお、図５〜図７において、太線で示された配管は作動油が流通している配管であり、点線で示された配管は作動油の戻り配管であり、また一点鎖線で示された配管は、作動油の流れが遮断された配管であることを示している。
【００３３】
最初に、この油圧機械Ａでは、荷物を引き上げる際に巻用ウインチｄ7に掛る荷重範囲（負荷範囲）を複数の小領域に分割し、当該小領域に応じて第１、第２の油圧モータ５，６の巻上回転速度（巻用ウインチｄ7の巻上げ速度）を切り替える。例えば、巻用ウインチｄ7で引き上げ可能な荷重範囲（０〜１００％）を図３に示すように５つの小領域Ｅ1〜Ｅ5（０≦Ｅ1≦２０％、２０％＜Ｅ2≦４０％、４０％＜Ｅ3≦６０％、６０％＜Ｅ4≦８０％、８０％＜Ｅ5≦１００％）に分割する。そして、巻用ウインチｄ7の荷重が第１（最小）の小領域Ｅ1に属する場合には、図４（ａ）に示すように第１の油圧モータ５の第１のチャンバ５ａ及び第２の油圧モータ６の第１のチャンバ６ａのみに作動油を供給する。
【００３４】
また、この油圧機械Ａでは、ウインチの荷重が第２の小領域Ｅ2に属する場合には、図４（ｂ）に示すように第１の油圧モータ５の第１のチャンバ５ａ及び第２のチャンバ５ｂ並びに第２の油圧モータ６の第１のチャンバ６ａのみに作動油を供給する。また、この油圧機械Ａでは、巻用ウインチｄ7の荷重が第３の小領域Ｅ3に属する場合には、図４（ｃ）に示すように第１の油圧モータ５の第１のチャンバ５ａ及び第２のチャンバ５ｂ並びに第２の油圧モータ６の第１のチャンバ６ａ及び第２のチャンバ６ｂのみに作動油を供給する。
【００３５】
また、この油圧機械Ａでは、巻用ウインチｄ7の荷重が第４の小領域Ｅ4に属する場合には、図４（ｄ）に示すように第１の油圧モータ５の第１のチャンバ５ａ、第２のチャンバ５ｂ及び第３のチャンバ５ｃ並びに第２の油圧モータ６の第１のチャンバ６ａ及び第２のチャンバ６ｂのみに作動油を供給する。さらに、この油圧機械Ａでは、巻用ウインチｄ7の荷重が第５（最大）の小領域Ｅ5に属する場合には、図４（ｅ）に示すように第１の油圧モータ５及び第２の油圧モータ６の全てのチャンバ（第１〜第３のチャンバ５ａ〜５ｃ，６ａ〜６ｃ）に作動油を供給する。
【００３６】
すなわち、この油圧機械Ａは、荷物を引き揚げる（巻用ウインチｄ7を巻上げる）際において、第１、第２の油圧モータ５，６における油供給チャンバ数を第１、第２の油圧モータ５，６間で異ならせることを許容するものであり、巻用ウインチｄ7の荷重が小領域Ｅ1〜Ｅ5の何れに属するかに応じて上記油供給チャンバ数が変化する。
【００３７】
また、第１（最小）の小領域Ｅ1以外の第２〜第５（最大）の小領域Ｅ2〜Ｅ5、例えば第５（最大）の小領域Ｅ5に属する荷重の場合には、第１の油圧モータ５の油供給チャンバ数が最初に１つ増え、次には第２の油圧モータ６の油供給チャンバ数が１つ増え、次には第１の油圧モータ５の油供給チャンバ数が１つ増え、最後に第２の油圧モータ６の油供給チャンバ数が１つ増えることによって、第１、第２の油圧モータ５，６の最大数である３チャンバ（総合計で６チャンバ）となる。
【００３８】
つまり、この油圧機械Ａでは、荷物を引き揚げる際における巻用ウインチｄ7の荷重（負荷）が比較的大きい場合には、第１、第２の油圧モータ５，６の油供給チャンバ数が第１の油圧モータ５から第２の油圧モータ６の順番で交互に１つずつ増加することにより、図３に示すような５段階（１００％，ａ％，ｂ％，ｃ％，ｄ％）の巻上回転速度を実現する。
【００３９】
続いて、このような５段階の巻上回転速度を実現するための油圧機械Ａの動作について、図５〜図７を参照して詳しく説明する。
【００４０】
なお、以下では、巻用ウインチｄ7の荷重が７トン、１４トン、２１トン、２８トン及び３５トンの場合における油圧機械Ａの動作状態を説明するが、７トンは上記第１（最小）の小領域Ｅ1に属する荷重であり、１４トンは上記第２の小領域Ｅ2に属する荷重であり、２１トンは上記第３の小領域Ｅ3に属する荷重であり、２８トンは上記第４の小領域Ｅ4に属する荷重であり、３５トンは上記第５（最大）の小領域Ｅ5に属する荷重である。
【００４１】
最初に、巻用ウインチｄ7の荷重が７トンである場合について説明する。この場合、図５（ａ）に示すように、第１〜第４の油圧弁７〜１０の全てＯＦＦ状態になっているので、第１、第２の油圧モータ５，６の第１のチャンバ５ａ，６ａのみに作動油が供給される。すなわち、この場合においては荷重（負荷）が比較的軽いので、第１の方向制御弁３から第１の油圧弁７に供給される作動油の油圧は第１の油圧弁７を状態遷移させるための設定圧力Ｘa（ｋＰａ）に達っせず、よって第１の油圧弁７はＯＦＦ状態である。なお、この設定圧力Ｘa（ｋＰａ）は、上述した第１のプレッシャスイッチ１１の設定圧力Ｘ1（ｋＰａ）よりも小さな値である。
【００４２】
この結果として、第１、第２のプレッシャスイッチ１１，１２が検出する作動油の油圧は、第１、第２のプレッシャスイッチ１１，１２をＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移させる程に上がらず、よって第１、第２のソレノイド弁１３，１４はＯＮ状態である。したがって、第２、第３の油圧弁８，９には第１のソレノイド弁１３から作動油が供給され、また第４の油圧弁１０には第２のソレノイド弁１４から作動油が供給されるので、第２〜第４の油圧弁８〜１０も、上述した第１の油圧弁７と同様にＯＦＦ状態である。
【００４３】
次に、巻用ウインチｄ7の荷重が１４トンである場合について説明する。この場合、図５（ｂ）に示すように、第１〜第４の油圧弁７〜１０のうち、第１の油圧弁７のみがＯＮ状態となり、第１、第２の油圧モータ５，６の第１のチャンバ５ａ，６ａに加えて第１の油圧モータ５の第２のチャンバ５ｂに作動油が供給される。すなわち、この場合には荷重（負荷）は未だ比較的軽いものの、第１の方向制御弁３から第１の油圧弁７に供給される作動油の油圧が上記設定圧力Ｘa（ｋＰａ）を越えるので、第１の油圧弁７はＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移する。この一方、作動油の油圧は第１、第２のプレッシャスイッチ１１，１２がＯＮ状態に遷移する程に高くないので、第１、第２のソレノイド弁１３，１４はＯＮ状態であり、よって第２〜第４の油圧弁８〜１０は第１の油圧弁７とは異なりＯＦＦ状態を維持する。
【００４４】
次に、巻用ウインチｄ7の荷重が２１トンである場合について説明する。この場合、図６（ａ）に示すように、第１〜第４の油圧弁７〜１０のうち、第１、第２の油圧弁７，８がＯＮ状態となり、第１、第２の油圧モータ５，６の第１のチャンバ５ａ，６ａ及び第２のチャンバ５ｂ，６ｂに作動油が供給される。すなわち、この場合には、第１のプレッシャスイッチ１１が検出する作動油（第１の油圧モータ５の第２のチャンバ５ｂに供給される作動油）の油圧は、第１のプレッシャスイッチ１１の設定圧力Ｘ1（ｋＰａ）を越えるので、第１のプレッシャスイッチ１１は、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移してＯＮ信号を第１のソレノイド弁１３に出力する。
【００４５】
この結果、第１のソレノイド弁１３は、ＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移して第２、第３の油圧弁８，９への作動油の供給を停止する。ここで、第２の油圧弁８に供給される作動油の油圧は設定圧力Ｘa（ｋＰａ）を超える一方、第１の油圧弁７を介して第３の油圧弁９に供給される作動油の油圧は設定圧力Ｘa（ｋＰａ）よりも大きな設定圧力Ｘｂ（ｋＰａ）を越えるものではない
【００４６】
したがって、第１のソレノイド弁１３から作動油の供給停止によって、第２の油圧弁８のみがＯＮ状態に遷移し、第３の油圧弁９はＯＦＦ状態を維持する。なお、上記設定圧力Ｘｂは、第１のプレッシャスイッチ１１の設定圧力Ｘ1（ｋＰａ）よりも大きく、かつ第２のプレッシャスイッチ１１の設定圧力Ｘ2（ｋＰａ）よりも小さな値である。
【００４７】
次に、巻用ウインチｄ7の荷重が２８トンである場合について説明する。この場合、図６（ｂ）に示すように、第１〜第４の油圧弁７〜１０のうち、第１、第２の油圧弁７，８に加えて第３の油圧弁９がＯＮ状態となり、第１、第２の油圧モータ５，６の第１、第２のチャンバ５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ及び第１の油圧モータ５の第３のチャンバ５ｃに作動油が供給される。すなわち、この場合には、第１の油圧弁７を介して第３の油圧弁９に供給される作動油の油圧が設定圧力Ｘｂ（ｋＰａ）を越えるので、第３の油圧弁９はＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移する。ただし、この場合には、作動油の油圧は第２のプレッシャスイッチ１２がＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移する程に高くないので、第２のソレノイド弁１４はＯＮ状態であり、よって第４の油圧弁１０はＯＦＦ状態を維持する。
【００４８】
次に、巻用ウインチｄ7の荷重が３５トンである場合について説明する。この場合、図７に示すように、第１〜第４の油圧弁７〜１０の全てがＯＮ状態となり、第１、第２の油圧モータ５，６の全チャンバ（第１〜第３のチャンバ５ａ〜５ｃ，６ａ〜６ｃ）に作動油が供給される。すなわち、この場合には、第２のプレッシャスイッチ１２が検出する作動油（第１の油圧モータ５の第３のチャンバ５ｃに供給される作動油）の油圧は、第２のプレッシャスイッチ１２の設定圧力Ｘ2（ｋＰａ）を越えるので、第２のプレッシャスイッチ１２は、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移してＯＮ信号を第２のソレノイド弁１４に出力する。
【００４９】
この結果、第２のソレノイド弁１４は、ＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移して第４の油圧弁１０への作動油の供給を停止する。第２のソレノイド弁１４から作動油の供給停止によって、第４の油圧弁１０がＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移し、第４の油圧弁１０はＯＮ状態となる。そして、これによって第２の油圧モータ６の第３のチャンバ６ｃにも第４の油圧弁１０を介して作動油が供給される。
【００５０】
このような本実施形態によれば、油供給チャンバ数を第１、第２の油圧モータ５，６間で異ならせることを許容するので、油供給チャンバ数を第１、第２の油圧モータ５，６について交互に１つずつ増加させることにより、巻用ウインチｄ7の巻上回転速度を従来の３段階よりも多い５段階に切換えることが可能である。すなわち、従来のデッキクレーンでは、２つの油圧モータの油供給チャンバ数が常に同数なので、２つの油圧モータの油供給チャンバ数が同時に１→２→３と変化し、よって巻上回転速度が３段階にしか切り換らなかったが、本実施形態によれば、上述したように５段階に切り換る。したがって、本実施形態によれば、従来よりも細かな巻上回転速度の切換えが実現できるので、荷役作業を従来よりも効率的に行うことができる。
【００５１】
また、本実施形態によれば、油供給チャンバ数を第１、第２の油圧モータ５，６について交互に１つずつ増加させるので、第１、第２の油圧モータ５，６間における油供給チャンバ数の差は最大で１つである。したがって、第１、第２の油圧モータ５，６が担う荷重のアンバランスを最小にすることができるので、第１、第２の油圧モータ５，６のチャンバ数の差を２つ以上にした場合よりも第１、第２の油圧モータ５，６の耐久性をより均等化することができる。
【００５２】
さらに、本実施形態によれば、第１〜第４の油圧弁７〜１０、第１、第２のプレッシャスイッチ１１，１２及び第１、第２のソレノイド弁１３，１４によって油供給チャンバ数を第１、第２の油圧モータ５，６について交互に１つずつ増加させることを実現している。すなわち、簡単な油圧回路の構成によって油供給チャンバ数を第１、第２の油圧モータ５，６について交互に１つずつ増加させるので、油圧機械Ａの信頼性が高い。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記各実施形態では、デッキクレーンＤの巻用ウインチｄ7を駆動対象とするが、本発明はこれに限定されない。本発明はデッキクレーンＤ以外の各種駆動対象に適用可能であり、また例えばデッキクレーンＤの旋回機構を駆動対象としてもよい。
（２）上記各実施形態では、２台の油圧モータ（第１、第２の油圧モータ５，６）を備えているが、本発明はこれに限定されない。本発明は、３台以上の油圧モータを備える場合にも適用可能である。
（３）また、上記各実施形態では、第１、第２の油圧モータ５，６が各々に３つのチャンバを備えるものであるが、本発明はこれに限定されない。油圧モータとして、２つのチャンバや４つ以上のチャンバを備えるものを採用してもよい。
【００５４】
（４）さらに、上記実施形態では、巻用ウインチｄ7の荷重が第１（最小）の小領域Ｅ1に属する場合に、第１、第２の油圧モータ５，６の第１のチャンバ５ａ，６ａに作動油を供給するようにしている。つまり、上記実施形態では、巻用ウインチｄ7の荷重が第１の小領域Ｅ1に属する場合に油供給チャンバ数を「２」とするが、本発明はこれに限定されず、巻用ウインチｄ7の荷重が第１の小領域Ｅ1に属する場合に油供給チャンバ数を「１」、つまり第１の油圧モータ５の第１のチャンバ５ａのみに作動油を供給するようにし、これによって巻上回転速度を６段階に切り替えるようにしてもよい。
【００５５】
（５）上記各実施形態では、油供給チャンバ数を増加させる際に第１の油圧モータ５を第２の油圧モータ６に対して先行させて増価させるようにしたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、油供給チャンバ数を増加させる際の順番は、第１の油圧モータ５の次に第２の油圧モータ６とする固定順番に限定されない。例えば、デッキクレーンＤのある稼働期間では上記各実施形態のような順番で油供給チャンバ数を増大させるが、次の稼働期間では、上記順番を入れ替えてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
Ａ…油圧機械、１…エンジン、２…油圧ポンプ、３…第１の方向制御弁、４…第２の方向制御弁、５…第１の油圧モータ、６…第２の油圧モータ、７…第１の油圧弁、８…第２の油圧弁、９…第３の油圧弁、１０…第４の油圧弁、１１…第１のプレッシャスイッチ、１２…第２のプレッシャスイッチ、１３…第１のソレノイド弁、１４…第２のソレノイド弁、５ａ，６ａ…第１のチャンバ、５ｂ，６ｂ…第２のチャンバ、５ｃ，６ｃ…第３のチャンバ、Ｄ…デッキクレーン、ｄ1…クレーンポスト、ｄ2…回転体、ｄ3…運転室、ｄ4…ブーム、ｄ5…俯仰用ウインチ、ｄ6…荷物用ワイヤーロープ、ｄ7…巻用ウインチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチャンバを備えると共に駆動対象に対して並列に軸結合する複数の油圧モータについて、作動油を供給するチャンバ数を負荷に応じて切り換えることにより速度制御する油圧機械であって、
作動油を供給するチャンバ数を各油圧モータ間で異ならせることを許容することを特徴とする油圧機械。
【請求項２】
複数の油圧モータについて、作動油を供給するチャンバ数を負荷に応じて特定の順番で１つずつ変化させることを特徴とする請求項１に記載の油圧機械。
【請求項３】
負荷の変動範囲を複数の小領域に分割し、負荷が最小の小領域では各油圧モータについて、各々１つのチャンバに作動油を供給し、作動油を供給するチャンバ数を負荷に応じて特定の順番で１つずつ変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の油圧機械。
【請求項４】
各油圧モータの複数のチャンバのうち、少なくとも1つを除くチャンバに作動油の供給をＯＮ／ＯＦＦする油圧弁をそれぞれ設け、負荷に応じて変化する作動油の圧力に基づいて各油圧弁をＯＮ状態あるいはＯＦＦ状態とすることにより、作動油を供給するチャンバ数を負荷に応じて特定の順番で１つずつ変化させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の油圧機械。
【請求項５】
油圧モータを２つ備え、各油圧モータは各々に３つのチャンバを備えたベーンモータであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の油圧機械。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の油圧機械を具備し、当該油圧機械によりウインチを駆動することを特徴とするデッキクレーン。
【請求項１】
複数のチャンバを備えると共に駆動対象に対して並列に軸結合する複数の油圧モータについて、作動油を供給するチャンバ数を負荷に応じて切り換えることにより速度制御する油圧機械であって、
作動油を供給するチャンバ数を各油圧モータ間で異ならせることを許容することを特徴とする油圧機械。
【請求項２】
複数の油圧モータについて、作動油を供給するチャンバ数を負荷に応じて特定の順番で１つずつ変化させることを特徴とする請求項１に記載の油圧機械。
【請求項３】
負荷の変動範囲を複数の小領域に分割し、負荷が最小の小領域では各油圧モータについて、各々１つのチャンバに作動油を供給し、作動油を供給するチャンバ数を負荷に応じて特定の順番で１つずつ変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の油圧機械。
【請求項４】
各油圧モータの複数のチャンバのうち、少なくとも1つを除くチャンバに作動油の供給をＯＮ／ＯＦＦする油圧弁をそれぞれ設け、負荷に応じて変化する作動油の圧力に基づいて各油圧弁をＯＮ状態あるいはＯＦＦ状態とすることにより、作動油を供給するチャンバ数を負荷に応じて特定の順番で１つずつ変化させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の油圧機械。
【請求項５】
油圧モータを２つ備え、各油圧モータは各々に３つのチャンバを備えたベーンモータであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の油圧機械。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の油圧機械を具備し、当該油圧機械によりウインチを駆動することを特徴とするデッキクレーン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−７４７６（Ｐ２０１３−７４７６Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４２０９０（Ｐ２０１１−１４２０９０）
【出願日】平成２３年６月２７日（２０１１．６．２７）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２７日（２０１１．６．２７）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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