JP4079649B2

JP4079649B2 - Winch equipment

Info

Publication number: JP4079649B2
Application number: JP2002030185A
Authority: JP
Inventors: 幹雄間島
Original assignee: Universal Shipbuilding Corp
Current assignee: Universal Shipbuilding Corp
Priority date: 2002-02-07
Filing date: 2002-02-07
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2022-02-07
Also published as: JP2003226488A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウインチ装置に関するもので、特に、負荷に応じて、その駆動能力を変更し得るものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、荷物を昇降させるウインチ装置の巻取ドラムを駆動するのに、油圧モータが多く用いられるとともに、作業効率を図るために、負荷時には低速で駆動し、無負荷時には高速で駆動するようにされている。
【０００３】
すなわち、このようなウインチ装置における油圧モータとしては、容量を大容量と小容量の２段に切り換えられるものが使用されており、例えば油圧供給管内の油圧が設定圧力以下の場合には、大容量の油圧モータとなし、設定圧力を越えた場合には、小容量の油圧モータとして機能させるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したように、大容量と小容量との２段切換え式の油圧モータを使用した場合、切り換え時における油圧モータの回転変動が大きいという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、油圧モータの駆動容量を２段に切り換えて使用する場合でも、その回転変動をできるだけ少なくし得るウインチ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のウインチ装置は、駆動容量が大・小の２段に切り換え可能にされた油圧モータにより回転駆動される索体の巻取ドラムと、上記油圧モータに油圧を供給する油圧供給装置と、この油圧供給装置を介して油圧モータを制御する制御装置とを具備し、
上記油圧供給装置を、吐出量変更装置により吐出量が可変にされた油圧ポンプと、この油圧ポンプからの油圧を油圧モータに供給する油圧管路と、この油圧管路の途中に設けられて油圧モータの回転方向を切り換えるための方向切換弁と、油圧モータの駆動容量を大・小のいずれかに切り換えるための容量切換弁とから構成し、
且つ上記制御装置を、巻取ドラムに巻き取られる索体の張力を検出する張力検出器と、巻取ドラムの回転方向および回転速度を指示する操作部と、上記張力検出器からの検出張力値および操作部からの指示に基づき上記方向切換弁、容量切換弁および吐出量変更装置に動作指令を出力する制御部とから構成し、
さらに検出張力値が設定張力以下である場合には、制御部により、容量切換弁を小容量側に切り換えて上記油圧モータを高速で回転させるとともに、検出張力値が設定張力を越えた場合には、容量切換弁を大容量側に切り換えて低速で回転させるようになし、
且つ小容量側から大容量側に切り換える際に、制御部にて、吐出量変更装置を制御して、一旦、油圧ポンプの吐出量を低下させた後、所定時間経過後に、操作部からの速度指令に追従させるようにしたものである。
【０００７】
上記の構成によると、索体の繰り出しおよび巻き取り時に、油圧モータを大容量から小容量に切り換えた際に、油圧モータの速度が急激に上昇するが、この時、制御部により、吐出量変更装置を介して油圧ポンプの吐出量を、一旦、低下させた後、所定時間後に、操作部からの速度指令に追従させるようにしているので、油圧モータの駆動容量（駆動能力）、例えば回転速度が２段に切り換えられる場合であっても、その切り換え時に、急激な回転変動が生じるのを防止し得る。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態におけるウインチ装置を、図１および図２に基づき説明する。
【０００９】
図１に示すように、このウインチ装置１は、例えば洋上の補給船２側に設けられて、当該補給船２と補給を受ける側の受給船３との間に掛け渡されるスパンワイヤ（索体の一例）４の引き出しおよび引き込みを行うためのものである。
【００１０】
このスパンワイヤ４は、補給船２と受給船３との間に掛け渡されて燃料油または飲料水などを補給するためのホース５を支持案内するためのもので、補給船２側に設けられた張力付与装置６により所定の張力が付与されている。なお、この張力付与装置６としては、例えば上下部にガイドシーブ７が設けられるとともに所定圧力でもって伸長するように付勢されたラムシリンダ８が用いられており、少なくとも、全体を一周するように、当該スパンワイヤ４が巻回されている。したがって、ウインチ装置１が停止した状態において、両船２，３間の距離が変化しても、ラムシリンダ８によりスパンワイヤ４の張力がほぼ一定に保たれている。
【００１１】
図２に示すように、このウインチ装置１は、大きく分けて、スパンワイヤ４の巻取ドラム１１と、この巻取ドラム１１を回転させる油圧モータ１２と、この油圧モータ１２に駆動用の油圧を供給するための油圧供給装置１３と、上記巻取ドラム１１すなわち油圧モータ１２を制御する制御装置１４とから構成されている。
【００１２】
上記油圧モータ１２は、駆動容量を２段に、すなわち全容量（大容量の一例）と半容量（小容量の一例で、具体的には、全容量の半分）との２段に切り換えられる方式（例えば半容量のときには、使用される駆動用ピストンの数が、全容量の場合に比べて半分となる）のものが使用されており、例えば大きい負荷が掛かる場合には、全容量にされて低速ではあるが大きい駆動力が得られるようにされるとともに、負荷が小さい場合には、半容量にされて小さい駆動力であるが高速で回転し得るようにされている。
【００１３】
具体的な構成について説明すれば、油圧モータ１２のケーシングに、油の入出側ポートＰＡが２個設けられるとともに、出入側ポートＰＢが１個設けられている。以下、入出側ポートＰＡを、第１ポートＰＡ１および第２ポートＰＡ２と称し、出入側ポートＰＢを第３ポートと称す。
【００１４】
すなわち、全容量の油圧モータ１２として駆動させる場合には、第１ポートＰＡ１および第２ポートＰＡ２の両方に対して油圧の給排出が行われ、また半容量の油圧モータ１２として駆動させる場合には、第１ポートＰＡ１および第２ポートＰＡ２のいずれか一方が、本実施の形態の場合には、第１ポートＰＡ１側に対して油圧の給排出が行われる。
【００１５】
ここで、数値例に基づき説明すれば、全容量の場合、第１ポートＰＡ１および第２ポートＰＡ２に、圧力２０ＭＰａの油圧が１００リットル／分（各ポートに５０リットル／分）でもって供給されると、３０回転数／分の回転速度が得られるとともに１０ｋＮ・ｍの出力（トルク）が得られる。これに対して、半容量の場合、第１ポートＰＡ１に圧力２０ＭＰａの油圧が１００リットル／分でもって供給されると、６０回転数／分の回転速度が得られるとともに５ｋＮ・ｍの出力（トルク）が得られる。なお、この説明では、油の圧力を同じ値として計算している。
【００１６】
上記油圧供給装置１３は、油タンク２１と、この油タンク２１内の油を吐出するための斜軸式のすなわち可変容量式の主油圧ポンプ２２並びに第１補助油圧ポンプ２３および第２補助油圧ポンプ２４と、上記主油圧ポンプ２２の吐出口および油タンク２１と上記油圧モータ１２の各ポートＰＡ１，ＰＡ２，ＰＢとの間に設けられて作動油すなわち油圧を供給および排出するための主油圧管路２５と、この主油圧管路２５の途中に設けられて油圧モータ１２の回転方向を切り換えるための方向切換弁（電磁切換弁が使用される）２６および油圧モータ１２の容量を切り換えるための容量切換弁（パイロット操作式のものが使用され、パイロット弁として後述する切換指示弁３６が使用される）２７と、主油圧管路２５内の油圧力を高圧および低圧のいずれかに設定するための圧力設定回路２８と、主油圧ポンプ２２の吐出量調節部材２２ａの傾斜角度を調節して吐出量を変更するための吐出量変更装置２９とから構成されている。なお、上記各油圧ポンプ２２〜２４は電動機Ｍにより回転される。
【００１７】
上記主油圧管路２５は、具体的には、方向切換弁２６と油圧モータ１２の第１ポートＰＡ１とを接続する第１油圧配管３１と、この第１油圧配管３１の途中と油圧モータ１２の第２ポートＰＡ２とを接続する第２油圧配管３２と、方向切換弁２６と油圧モータ１２の第３ポートＰＢとを接続する第３油圧配管３３と、方向切換弁２６と油タンク２１との間に設けられ且つ途中に主油圧ポンプ２２が設けられた油圧供給管３４と、方向切換弁２６のタンクポートと油タンク２１との間に設けられた油戻り管３５とから構成されている。
【００１８】
また、上記第２油圧配管３２の途中には、上記容量切換弁２７が設けられるとともに、この容量切換弁２７に、途中にパイロット圧供給用の切換指示弁（電磁切換弁が使用される）３６が設けられて第１補助油圧ポンプ２３からの油圧をパイロット圧として供給するための切換用パイロット圧供給管３７が接続されている。
【００１９】
したがって、切換指示弁３６が（イ）位置に移動すると、第１補助油圧ポンプ２３からの油圧が切換用パイロット圧供給管３７を介して容量切換弁２７に供給されて、当該容量切換弁２７を（ロ）位置の全容量側から（イ）位置の半容量側に切り換える。
【００２０】
さらに、上記第１油圧配管３１と第３油圧配管３３との間には、過負荷が発生したときの過度の油圧を逃がすためのリリーフ弁３８を有する過負荷逃がし回路（過負荷逃がし管）３９が設けられており、また第１油圧配管３１の途中には、スパンワイヤ４の繰り出し時に、油圧モータ１２から排出される油を阻止する逆止弁４０が設けられるとともに、この繰り出し時に、この逆止弁４０をバイパスして油圧モータ１２に背圧をかけるためのカウンタバランス弁４１を有するブレーキ回路４２が併設されている。なお、このカウンタバランス弁４１は第３油圧配管３３に流れる油圧がパイロット圧として導かれて、その機能が発揮するようにされており、勿論、巻き取り時には、パイロット圧が供給されないため、カウンタバランス弁４１の機能は発揮されない。
【００２１】
上記吐出量変更装置２９は、斜軸式の主油圧ポンプ２２におけるピストンの出退量を調節するための吐出量調節部材２２ａに接続（連動）されてピストンの出退量（ストローク）を変更するための容量変更用油圧シリンダ（シリンダ装置）４２と、途中にサーボ弁（または電磁比例弁）４３が設けられて上記容量変更用油圧シリンダ４２に第２補助油圧ポンプ２４から吐出される油圧を供給するための補助油圧供給管４４とから構成されている。すなわち、サーボ弁４３を（イ）位置または（ロ）位置に移動させることにより、容量変更用油圧シリンダ４２に接続された吐出量調節部材２２ａを傾動させて、主油圧ポンプ２２から吐出される油量の変更を行う。
【００２２】
また、上記圧力設定回路２８は、油圧供給管３４と油戻り管３５との間に設けられた油排出管４５と、この油排出管４５の途中に設けられて吐出圧を高圧（例えば、２５．８ＭＰａ）に設定するための高圧用リリーフ弁４６と、この高圧用リリーフ弁４６に、途中に圧力調節弁（電磁切換弁が使用される）４７が設けられた圧力調節用パイロット圧供給管４８を介して接続されて吐出圧を低圧（例えば、６．９ＭＰａ）に設定するための低圧用リリーフ弁４９とから構成されている。なお、圧力調節弁４７が（イ）および（ロ）位置のいずれでもない中立位置にある場合には、パイロット圧（油）が油戻り管４５側に抜けており、圧力が立っていないアンロード状態となる。
【００２３】
したがって、この圧力設定回路２８において、圧力調節弁４７が（イ）位置に移動されている場合には、圧力調節用のパイロット油が低圧用リリーフ弁４９に至っており、吐出圧が低圧の６．９ＭＰａに設定され、一方、圧力調節弁４７が（ロ）位置に移動されている場合には、圧力調節用のパイロット油が低圧用リリーフ弁４９側に流れないため、吐出圧が高圧の２５．８ＭＰａに設定される。
【００２４】
さらに、上記制御装置１４は、巻取ドラム１１すなわち油圧モータ１２の回転方向を指示するとともに巻取ドラム１１から引き出されているスパンワイヤ４の張力に基づいて、油圧モータ１２の駆動容量（駆動能力）を制御するものである。
【００２５】
すなわち、この制御装置１４は、巻取ドラム１１から引き出されているスパンワイヤ４の途中に設けられた案内滑車５１を介して当該スパンワイヤ４の張力を検出するための張力検出器５２と、傾動且つ無段変速式操作レバー５３ａを有するとともに当該操作レバー５３ａの傾動角に応じた回転方向（繰出方向，巻取方向）および速度指示（１〜５ノッチ）を出力する操作部５３と、この操作レバー５３ａの傾動角に応じて操作部５３からの指示および張力検出器５２からの検出張力値を入力するとともに、これらの入力値に応じて油圧モータ１２の回転方向および回転速度を制御するために方向切換弁２６、容量切換弁２７を作動させる切換指示弁３６、圧力設定回路２８の圧力調節弁４７および吐出量変更装置２９のサーボ弁４３に、所定の動作指令を出力するための制御部５４とから構成されている。
【００２６】
例えば、この制御部５４においては、操作レバー５３ａが鉛直姿勢の中立位置である場合には、油圧モータ１２が停止している状態で、当該操作レバー５３ａを中立位置から巻取方向（図２の右方向）に傾動させれば、巻取ドラム１１がスパンワイヤ４の巻取方向に回転し、また逆に繰出方向（図２の左方向）に傾動させれば、巻取ドラム１がスパンワイヤ４の繰出方向に回転する。
【００２７】
そして、さらに制御部５４においては、油圧モータ１２を全容量から半容量に切り換えて、その回転速度を低速から高速に上げる際に、全容量時の回転速度に合わせるため（急激に高速にならないようにするため）、主油圧ポンプ２２の吐出量を一旦、低下させた（落とした）後、所定時間経過後例えば２秒後に、再度、操作レバー５３ａが指示する回転速度に戻す（上昇させる）機能が具備されている。
【００２８】
なお、上記巻取ドラム１１には、図示しないが、ブレーキを駆動するためのブレーキ用油圧シリンダが設けられており、勿論、上記油圧供給装置１３には、当該ブレーキ用油圧シリンダを制御するための回路が具備されている。
【００２９】
次に、上記ウインチ装置１に係る動作を、スパンワイヤ４の張設作業を例にとって説明する。
洋上補給を行う場合、まず、補給船２から受給船３にスパンワイヤ４を掛け渡す必要がある。
【００３０】
すなわち、操作部５３の操作レバー５３ａを繰出方向に且つ適当な速度指示位置（ノッチ位置）まで傾動させて、方向切換弁２６を（ロ）位置に切り換えることにより、スパンワイヤ４を巻取ドラム１１から繰り出す。このとき、スパンワイヤ４には張力が作用していないため、張力検出器５２にて４．９ｋＮ以下の張力が検出されると、切換指示弁３６が（イ）位置に移動されて容量切換弁２７が（イ）位置の半容量側に切り換えられて、スパンワイヤ４が繰り出される。なお、スパンワイヤ４を繰り出す場合、油圧力は低圧でよいため、圧力設定回路２８にて吐出圧が低圧（６．９ＭＰａ）にされるとともに、カウンタバランス弁４１が（イ）位置に移動されて作動状態となり、したがって操作レバー５３ａの速度指示位置に見合った速度でもってスパンワイヤ４が繰り出される。
【００３１】
スパンワイヤ４が受給船３に係止されると、操作部５３の操作レバー５３ａを巻取方向に且つ適当な速度指示位置（ノッチ位置）まで傾動させて、方向切換弁２６を（イ）位置に切り換え、スパンワイヤ４を巻取ドラム１１に巻き取る。そして、張力付与装置６のラムシリンダ８が伸びきっている状態から縮まるところまで巻き取り、ラムシリンダ８の伸張力による付勢力が発揮されるようになると、張力検出器５２にて検出される張力が４．９ｋＮを越えるため、制御部５４からの動作指令により、切換指示弁３６が（ロ）位置に移動されて容量切換弁２７が（ロ）位置の全容量側に切り換えられる。すなわち、油圧モータ１２は１／２の速度となり高トルクでもって回転されることになる。
【００３２】
次に、洋上補給が終了し、補給船２から受給船３に掛け渡されたスパンワイヤ４を引き込む際には、まず受給船３側にてスパンワイヤ４の先端フック部４ａを当該受給船３側に設けられている係止部３ａから外す必要がある。
【００３３】
このスパンワイヤ４の先端フック部４ａを外す際には、張力付与装置６のラムシリダン８の伸張力により、スパンワイヤ４には、所定の張力例えば４．９ｋＮを越える力が掛けられている。
【００３４】
この状態で、操作部５３の操作レバー５３ａを繰出方向に且つ適当な速度指示位置（ノッチ位置）まで傾動させると、方向切換弁２６が（ロ）位置に切り換えられてスパンワイヤ４が巻取ドラム１１から繰り出されるが、スパンワイヤ４には例えば４．９ｋＮを越える張力が作用しており、したがって、そのことが、張力検出器５２にて検出されると、切換指示弁３６が（ロ）位置の状態のままで、すなわち容量切換弁２７が（ロ）位置の全容量側にあるため、スパンワイヤ４が引き出されることになる。なお、スパンワイヤ４を繰り出す場合、油圧力は低圧でよいため、圧力設定回路２８にて、吐出圧が低圧（６．９ＭＰａ）にされるとともに、カウンタバランス弁４１が（イ）位置に移動して作動状態となり、したがって操作レバー５３ａの速度指示位置に見合った速度でスパンワイヤ４が繰り出されることになる。
【００３５】
ある程度、スパンワイヤ４が繰り出されてラムシリンダ８が伸び切り、張力検出器５２にて検出される張力が４．９ｋＮ以下になると、制御部５４からの動作指令により、切換指示弁３６が（イ）位置に移動されて容量切換弁２７が（イ）位置の半容量側に切り換えられる。すなわち、油圧モータ１２は２倍の速度で回転されることになる。
【００３６】
しかし、このとき、制御部５４にて、油圧ポンプ２２の吐出量調節部材２２ａの傾斜角が変更されてその吐出量が１／２に低下され、切り換え前における油圧モータ１２の回転速度に落とされる。すなわち、全容量から半容量に切り換えたときの油圧モータ１２の速度変化である回転変動を、油圧ポンプ１２での吐出量の変更動作にて吸収する。
【００３７】
そして、１／２程度に落とされた回転速度を、所定時間にて例えば２秒程度で、吐出量調節部材２２ａの傾斜角度を元の状態に戻し、すなわち操作レバー５３ａの傾動角に応じた速度まで上昇させる。
【００３８】
このように、スパンワイヤ４の繰り出しおよび巻き取り時に、油圧モータ１２の駆動容量を全容量から半容量に切り換えた際に、油圧モータ１２の速度が２倍になるが、この時、制御部５４により、吐出量変更装置２９を介して油圧ポンプ２２の吐出量を、一旦、１／２に低下させた後、所定時間後に、操作レバーにて指示している箇所まで戻す（上昇させる）ようにしているので、油圧モータの駆動容量（駆動能力）が、特に、回転速度が２段に切り換えられる場合であっても、その切り換え時に、急激な回転変動が生じるのを防止でき、したがってスパンワイヤ４の繰り出しおよび巻き取り動作をスムーズに行うことができる。
【００３９】
なお、上記実施の形態の説明では、スパンワイヤ４の先端フック部４ａを受給船３側に係止するとともに取り外す際の動作について説明したが、この他、補給船２と受給船３とが並走して洋上補給を行っている際中で且つ両船２，３の距離の変動がラムシリンダ８での伸縮許容量から外れようとした場合には、張力が掛かった状態（例えば、張力検出器での検出張力の値が４．９〜３９．２ｋＮの範囲内に相当する）でのスパンワイヤ４の繰り出しおよび巻き取り動作が行われる。
【００４０】
ところで、上記実施の形態においては、ウインチ装置を、洋上補給におけるスパンワイヤの引き出しおよび引き込みを行うものに適用したが、勿論、このものに限定されるものではなく、油圧モータの駆動容量（駆動能力）が変化するようなワイヤロープを巻き取る装置にも適用することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように本発明のウインチ装置の構成によると、索体の繰り出しおよび巻き取り時に、油圧モータを大容量から小容量に切り換えた際に、油圧モータの速度が急激に上昇するが、この時、制御部により、吐出量変更装置を介して油圧ポンプの吐出量を、一旦、低下させた後、所定時間後に、操作部からの速度指令に追従させるようにしているので、油圧モータの駆動容量（駆動能力）、例えば回転速度が２段に切り換えられる場合であっても、その切り換え時に、急激な回転変動が生じるのを防止でき、したがって索体の繰り出しおよび巻き取り動作をスムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るウインチ装置の洋上補給船への設置例を示す要部側面図である。
【図２】同ウインチ装置における油圧供給装置等の油圧回路図である。
【符号の説明】
１ウインチ装置
２補給船
３受給船
４スパンワイヤ
６張力付与装置
８ラムシリンダ
１１巻取ドラム
１２油圧モータ
１３油圧供給装置
１４制御装置
２２主油圧ポンプ
２２ａ吐出量調節部材
２５主油圧管路
２６方向切換弁
２７容量切換弁
２８圧力設定回路
２９吐出量変更装置
３４油圧供給管
３５油戻り管
３６切換指示弁
３７切換用パイロット圧供給管
４２容量変更用油圧シリンダ
４３サーボ弁
５２張力検出器
５３操作部
５３ａ操作レバー
５４制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a winch device, and more particularly, to a device that can change its driving capability in accordance with a load.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a hydraulic motor is often used to drive a winding drum of a winch device that lifts and lowers a load, and in order to improve work efficiency, it is driven at a low speed when loaded and at a high speed when no load is applied. ing.
[0003]
That is, as a hydraulic motor in such a winch device, a motor whose capacity can be switched between two stages of a large capacity and a small capacity is used. For example, when the hydraulic pressure in the hydraulic supply pipe is equal to or lower than a set pressure, the capacity is large. When the set pressure is exceeded, it is made to function as a small capacity hydraulic motor.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, as described above, when a two-stage switching type hydraulic motor having a large capacity and a small capacity is used, there is a problem that the rotational fluctuation of the hydraulic motor at the time of switching is large.
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a winch device that can reduce the rotational fluctuation as much as possible even when the drive capacity of a hydraulic motor is switched to two stages.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a winch device according to the present invention includes a winding drum of a rope body that is driven to rotate by a hydraulic motor whose driving capacity can be switched between two stages of large and small, and hydraulic pressure to the hydraulic motor. And a control device for controlling the hydraulic motor via the hydraulic pressure supply device,
The hydraulic pressure supply device includes a hydraulic pump whose discharge amount is variable by a discharge amount changing device, a hydraulic line for supplying hydraulic pressure from the hydraulic pump to a hydraulic motor, and a hydraulic line provided in the middle of the hydraulic line. It consists of a direction switching valve for switching the rotation direction of the motor and a capacity switching valve for switching the drive capacity of the hydraulic motor to either large or small,
In addition, the control device includes a tension detector that detects the tension of the rope wound around the winding drum, an operation unit that indicates the rotation direction and rotation speed of the winding drum, and a detected tension value from the tension detector. And a control unit that outputs an operation command to the direction switching valve, the capacity switching valve, and the discharge amount changing device based on an instruction from the operation unit,
If the detected tension value is less than or equal to the set tension, the control unit switches the capacity switching valve to the small capacity side to rotate the hydraulic motor at a high speed, and if the detected tension value exceeds the set tension. , Switch the capacity switching valve to the large capacity side and rotate at low speed,
When switching from the small capacity side to the large capacity side, the control unit controls the discharge amount changing device to temporarily reduce the discharge amount of the hydraulic pump. It is intended to follow the command.
[0007]
According to the above configuration, when the hydraulic motor is switched from a large capacity to a small capacity when the cord body is extended and wound, the speed of the hydraulic motor increases rapidly. At this time, the controller changes the discharge amount. Since the discharge amount of the hydraulic pump is once reduced via the device and then followed by a speed command from the operation unit after a predetermined time, the drive capacity (drive capacity) of the hydraulic motor, for example, the rotational speed Can be prevented from abrupt rotational fluctuations at the time of switching.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the winch apparatus in embodiment of this invention is demonstrated based on FIG. 1 and FIG.
[0009]
As shown in FIG. 1, the winch device 1 is provided on the side of a supply ship 2 on the ocean, for example, and spanned between the supply ship 2 and a receiving ship 3 on the supply side. An example) for pulling out and retracting 4.
[0010]
The span wire 4 is provided between the supply ship 2 and the receiving ship 3 to support and guide a hose 5 for supplying fuel oil or drinking water, and is provided on the supply ship 2 side. A predetermined tension is applied by the tension applying device 6. In addition, as this tension | tensile_strength provision apparatus 6, the ram cylinder 8 urged | biased so that it may be extended with a predetermined pressure while the guide sheave 7 is provided in the up-and-down part, for example is used, and it makes a round at least The span wire 4 is wound. Therefore, in the state where the winch device 1 is stopped, the tension of the span wire 4 is kept almost constant by the ram cylinder 8 even if the distance between the ships 2 and 3 changes.
[0011]
As shown in FIG. 2, the winch device 1 is roughly divided into a winding drum 11 for the span wire 4, a hydraulic motor 12 for rotating the winding drum 11, and a hydraulic pressure for driving the hydraulic motor 12. It comprises a hydraulic pressure supply device 13 for supplying and a control device 14 for controlling the winding drum 11, i.e., the hydraulic motor 12.
[0012]
The hydraulic motor 12 has a drive capacity that can be switched to two stages, that is, two stages of full capacity (an example of a large capacity) and half capacity (an example of a small capacity, specifically, half of the full capacity). (For example, at half capacity, the number of drive pistons used is half that of full capacity). For example, when a large load is applied, full capacity is used. A large driving force is obtained although the speed is low, and when the load is small, the capacity is reduced to a half capacity so that it can rotate at a high speed although the driving force is small.
[0013]
A specific configuration will be described. In the casing of the hydraulic motor 12, two oil inlet / outlet ports PA and one inlet / outlet port PB are provided. Hereinafter, the input / output port PA is referred to as a first port PA1 and a second port PA2, and the input / output port PB is referred to as a third port.
[0014]
That is, when driving as a full capacity hydraulic motor 12, the hydraulic pressure is supplied to and discharged from both the first port PA 1 and the second port PA 2, and when driving as a half capacity hydraulic motor 12. When one of the first port PA1 and the second port PA2 is in this embodiment, the hydraulic pressure is supplied to and discharged from the first port PA1 side.
[0015]
Here, to explain based on numerical examples, in the case of full capacity, a hydraulic pressure of 20 MPa is supplied to the first port PA1 and the second port PA2 at 100 liters / minute (each port has 50 liters / minute). Thus, a rotation speed of 30 revolutions / minute is obtained and an output (torque) of 10 kN · m is obtained. On the other hand, in the case of half capacity, when a hydraulic pressure of 20 MPa is supplied to the first port PA1 at 100 liters / minute, a rotational speed of 60 revolutions / minute is obtained and an output (torque of 5 kN · m) ) Is obtained. In this description, the oil pressure is calculated as the same value.
[0016]
The hydraulic supply device 13 includes an oil tank 21, a slanted shaft type variable hydraulic pump 22 for discharging oil in the oil tank 21, a first auxiliary hydraulic pump 23, and a second auxiliary hydraulic pump. 24, a main hydraulic line for supplying and discharging hydraulic oil, that is, hydraulic pressure, provided between the discharge port of the main hydraulic pump 22 and the oil tank 21 and each port PA1, PA2, PB of the hydraulic motor 12. 25, a direction switching valve (an electromagnetic switching valve is used) 26 provided in the middle of the main hydraulic pipe 25 for switching the rotation direction of the hydraulic motor 12, and a capacity switching for switching the capacity of the hydraulic motor 12. A valve (a pilot operated type is used, and a switching instruction valve 36, which will be described later is used as a pilot valve) 27, and the oil pressure in the main hydraulic line 25 is increased and decreased. A pressure setting circuit 28 for setting to one of, and a main hydraulic pump 22 discharge quantity adjusting member 22a of the tilt angle adjustment to discharge amount for changing the discharge amount changing device 29.. The hydraulic pumps 22 to 24 are rotated by the electric motor M.
[0017]
Specifically, the main hydraulic line 25 includes a first hydraulic pipe 31 that connects the direction switching valve 26 and the first port PA1 of the hydraulic motor 12, a middle of the first hydraulic pipe 31, and the hydraulic motor 12. Between the second hydraulic pipe 32 connecting the second port PA 2, the third hydraulic pipe 33 connecting the direction switching valve 26 and the third port PB of the hydraulic motor 12, and between the direction switching valve 26 and the oil tank 21. And a hydraulic supply pipe 34 provided with the main hydraulic pump 22 in the middle thereof, and an oil return pipe 35 provided between the tank port of the direction switching valve 26 and the oil tank 21.
[0018]
Further, the capacity switching valve 27 is provided in the middle of the second hydraulic pipe 32, and a pilot pressure supply switching instruction valve (an electromagnetic switching valve is used) 36 is provided in the capacity switching valve 27 on the way. Is connected to a switching pilot pressure supply pipe 37 for supplying the hydraulic pressure from the first auxiliary hydraulic pump 23 as a pilot pressure.
[0019]
Accordingly, when the switching instruction valve 36 moves to the position (a), the hydraulic pressure from the first auxiliary hydraulic pump 23 is supplied to the capacity switching valve 27 via the switching pilot pressure supply pipe 37, and the capacity switching valve 27 is (B) Switch from the full capacity side of the position to the half capacity side of the (b) position.
[0020]
Further, an overload relief circuit (overload relief pipe) 39 having a relief valve 38 for releasing excessive hydraulic pressure when an overload occurs is provided between the first hydraulic pipe 31 and the third hydraulic pipe 33. A check valve 40 is provided in the middle of the first hydraulic pipe 31 to block oil discharged from the hydraulic motor 12 when the span wire 4 is extended. A brake circuit 42 having a counter balance valve 41 for bypassing the stop valve 40 and applying back pressure to the hydraulic motor 12 is provided. The counter balance valve 41 is configured so that the hydraulic pressure flowing through the third hydraulic pipe 33 is guided as a pilot pressure to exert its function. Of course, the pilot balance is not supplied at the time of winding. The function of the valve 41 is not exhibited.
[0021]
The discharge amount changing device 29 is connected (linked) to the discharge amount adjusting member 22a for adjusting the piston withdrawal / retraction amount in the oblique axis main hydraulic pump 22 to change the piston withdrawal / retraction amount (stroke). A capacity changing hydraulic cylinder (cylinder device) 42 and a servo valve (or electromagnetic proportional valve) 43 are provided on the way to supply hydraulic pressure discharged from the second auxiliary hydraulic pump 24 to the capacity changing hydraulic cylinder 42. And an auxiliary hydraulic pressure supply pipe 44. That is, the oil discharged from the main hydraulic pump 22 is tilted by moving the servo valve 43 to the (A) position or the (B) position to tilt the discharge amount adjusting member 22a connected to the capacity changing hydraulic cylinder 42. Change the amount.
[0022]
The pressure setting circuit 28 includes an oil discharge pipe 45 provided between the hydraulic supply pipe 34 and the oil return pipe 35, and is provided in the middle of the oil discharge pipe 45 to increase the discharge pressure (for example, 25 .8 MPa), and a pressure adjusting pilot pressure supply pipe 48 provided with a pressure adjusting valve (an electromagnetic switching valve is used) 47 in the middle of the high pressure relief valve 46. And a low-pressure relief valve 49 for setting the discharge pressure to a low pressure (for example, 6.9 MPa). When the pressure control valve 47 is in a neutral position that is neither the (B) position nor the (B) position, the pilot pressure (oil) has escaped to the oil return pipe 45 side, and the pressure is not increased. It becomes a state.
[0023]
Therefore, in the pressure setting circuit 28, when the pressure control valve 47 is moved to the position (a), the pilot oil for pressure adjustment reaches the low pressure relief valve 49, and the discharge pressure is 6. On the other hand, when the pressure regulating valve 47 is moved to the (B) position, the pilot oil for pressure regulation does not flow to the low pressure relief valve 49 side, so that the discharge pressure is 25. It is set to 8 MPa.
[0024]
Further, the control device 14 instructs the rotation direction of the winding drum 11, that is, the hydraulic motor 12, and based on the tension of the span wire 4 drawn from the winding drum 11, the driving capacity (driving capability) of the hydraulic motor 12. ).
[0025]
That is, the control device 14 includes a tension detector 52 for detecting the tension of the span wire 4 via a guide pulley 51 provided in the middle of the span wire 4 drawn from the winding drum 11, and tilting. The operation unit 53 has a continuously variable operation lever 53a and outputs a rotation direction (feeding direction, winding direction) and a speed instruction (1 to 5 notches) according to the tilt angle of the operation lever 53a. In order to input an instruction from the operation unit 53 and a detected tension value from the tension detector 52 according to the tilt angle of the lever 53a, and to control the rotation direction and rotation speed of the hydraulic motor 12 according to these input values. The direction switching valve 26, the switching instruction valve 36 for operating the capacity switching valve 27, the pressure adjusting valve 47 of the pressure setting circuit 28, and the servo valve 43 of the discharge amount changing device 29 And a control unit 54 for outputting an operation command of.
[0026]
For example, in the control unit 54, when the operation lever 53a is in the neutral position in the vertical position, the operation lever 53a is moved from the neutral position to the winding direction (in FIG. 2) while the hydraulic motor 12 is stopped. If it is tilted in the right direction), the winding drum 11 rotates in the winding direction of the span wire 4, and conversely if it is tilted in the feeding direction (left direction in FIG. 2), the winding drum 1 is turned into the span wire. 4 rotates in the feeding direction.
[0027]
Further, in the control unit 54, when the hydraulic motor 12 is switched from full capacity to half capacity and its rotational speed is increased from low speed to high speed, it matches the rotational speed at the time of full capacity (so as not to increase rapidly). For example, the discharge amount of the main hydraulic pump 22 is once reduced (dropped), and then returned (increased) to the rotational speed indicated by the operation lever 53a again after a predetermined time elapses, for example, 2 seconds later. Is provided.
[0028]
Although not shown, the take-up drum 11 is provided with a brake hydraulic cylinder for driving the brake. Of course, the hydraulic pressure supply device 13 is used for controlling the brake hydraulic cylinder. A circuit is provided.
[0029]
Next, the operation of the winch device 1 will be described by taking the spanning wire 4 as an example.
When performing offshore replenishment, it is necessary to first span the span wire 4 from the replenishment ship 2 to the receiving ship 3.
[0030]
That is, the operation lever 53a of the operation unit 53 is tilted in the feeding direction and to an appropriate speed instruction position (notch position), and the direction switching valve 26 is switched to the (b) position, whereby the span wire 4 is wound on the winding drum 11. It starts from. At this time, since no tension is applied to the span wire 4, when the tension detector 52 detects a tension of 4.9 kN or less, the switching instruction valve 36 is moved to the position (a) and the capacity switching valve is operated. 27 is switched to the half capacity side of the (A) position, and the span wire 4 is fed out. When the span wire 4 is fed out, the oil pressure may be low, so that the discharge pressure is reduced (6.9 MPa) by the pressure setting circuit 28 and the counter balance valve 41 is moved to the position (A). Therefore, the span wire 4 is fed out at a speed corresponding to the speed instruction position of the operation lever 53a.
[0031]
When the span wire 4 is locked to the receiving vessel 3, the operation lever 53a of the operation unit 53 is tilted in the winding direction and to an appropriate speed instruction position (notch position), so that the direction switching valve 26 is moved to the (A) position. And the span wire 4 is wound around the winding drum 11. Then, when the ram cylinder 8 of the tension applying device 6 is wound from the fully extended state to the contracted position and the urging force due to the extension force of the ram cylinder 8 is exerted, the tension detected by the tension detector 52 is detected. Therefore, in response to an operation command from the control unit 54, the switching instruction valve 36 is moved to the (B) position and the capacity switching valve 27 is switched to the full capacity side of the (B) position. That is, the hydraulic motor 12 has a speed of 1/2 and is rotated with a high torque.
[0032]
Next, when the offshore supply is completed and the span wire 4 drawn from the supply ship 2 to the receiving ship 3 is retracted, the tip hook portion 4a of the span wire 4 is first attached to the receiving ship 3 on the receiving ship 3 side. It is necessary to remove from the latching | locking part 3a provided in the side.
[0033]
When the tip hook portion 4a of the span wire 4 is removed, a force exceeding a predetermined tension, for example, 4.9 kN is applied to the span wire 4 due to the stretching force of the ram silidan 8 of the tension applying device 6.
[0034]
In this state, when the operation lever 53a of the operation portion 53 is tilted in the feeding direction and to an appropriate speed instruction position (notch position), the direction switching valve 26 is switched to the (b) position, and the span wire 4 is wound on the winding drum. 11, a tension exceeding, for example, 4.9 kN is applied to the span wire 4. Therefore, when this is detected by the tension detector 52, the switching instruction valve 36 is in the (B) position. In this state, that is, since the capacity switching valve 27 is on the full capacity side of the (B) position, the span wire 4 is pulled out. When the span wire 4 is fed out, the oil pressure may be low. Therefore, the discharge pressure is reduced to a low pressure (6.9 MPa) by the pressure setting circuit 28, and the counter balance valve 41 is moved to the position (A). Therefore, the span wire 4 is fed out at a speed corresponding to the speed instruction position of the operation lever 53a.
[0035]
When the span wire 4 is extended to some extent and the ram cylinder 8 is fully extended and the tension detected by the tension detector 52 is 4.9 kN or less, the switching instruction valve 36 is ) Position and the capacity switching valve 27 is switched to the half capacity side of the position (a). That is, the hydraulic motor 12 is rotated at a double speed.
[0036]
However, at this time, the inclination angle of the discharge amount adjusting member 22a of the hydraulic pump 22 is changed by the control unit 54, the discharge amount is reduced to ½, and the rotational speed of the hydraulic motor 12 before switching is reduced. . In other words, the rotational fluctuation that is the speed change of the hydraulic motor 12 when the full capacity is switched to the half capacity is absorbed by the discharge amount changing operation of the hydraulic pump 12.
[0037]
Then, the rotation speed dropped to about ½ is, for example, about 2 seconds in a predetermined time, and the inclination angle of the discharge amount adjusting member 22a is returned to the original state, that is, the speed according to the inclination angle of the operation lever 53a. Raise to.
[0038]
As described above, when the driving capacity of the hydraulic motor 12 is switched from full capacity to half capacity when the span wire 4 is extended and wound, the speed of the hydraulic motor 12 is doubled. Thus, after the discharge amount of the hydraulic pump 22 is temporarily reduced to ½ through the discharge amount changing device 29, it is returned (increased) to the point designated by the operation lever after a predetermined time. Therefore, even if the driving capacity (driving capacity) of the hydraulic motor is particularly switched when the rotational speed is switched to two stages, sudden rotation fluctuations can be prevented at the time of switching. The unwinding and winding operations can be performed smoothly.
[0039]
In the description of the above embodiment, the operation when the tip hook portion 4a of the span wire 4 is locked to the receiving ship 3 side and removed is described, but in addition to this, the supply ship 2 and the receiving ship 3 are arranged in parallel. When running on the ocean and replenishing and the distance between the two vessels 2 and 3 is about to deviate from the allowable amount of expansion / contraction in the ram cylinder 8, a tension is applied (for example, a tension detector). In this case, the span wire 4 is unwound and wound up when the value of the detected tension at 4.9 corresponds to the range of 4.9 to 39.2 kN.
[0040]
By the way, in the above embodiment, the winch device is applied to one that pulls out and retracts a span wire in offshore replenishment, but of course, the invention is not limited to this, and the drive capacity of the hydraulic motor (drive capability) The present invention can also be applied to a device that winds a wire rope that changes).
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the configuration of the winch device of the present invention, when the hydraulic motor is switched from a large capacity to a small capacity when the cable body is extended and wound, the speed of the hydraulic motor increases rapidly. The controller discharges the hydraulic pump through the discharge amount changing device once, and after a predetermined time, follows the speed command from the operation unit. (Driving capability), for example, even when the rotation speed is switched to two stages, it is possible to prevent sudden rotation fluctuations at the time of switching, and therefore, the cable body can be smoothly fed and wound. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of an essential part showing an example of installation of a winch device according to an embodiment of the present invention to an offshore supply ship.
FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram of a hydraulic pressure supply device and the like in the winch device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Winch device 2 Supply ship 3 Receiving ship 4 Span wire 6 Tension applying device 8 Ram cylinder 11 Winding drum 12 Hydraulic motor 13 Hydraulic supply device 14 Control device 22 Main hydraulic pump 22a Discharge amount adjusting member 25 Main hydraulic line 26 Direction switching Valve 27 Capacity switching valve 28 Pressure setting circuit 29 Discharge amount changing device 34 Hydraulic supply pipe 35 Oil return pipe 36 Switching instruction valve 37 Switching pilot pressure supply pipe 42 Capacity changing hydraulic cylinder 43 Servo valve 52 Tension detector 53 Operation section 53a Control lever 54 control unit

Claims

駆動容量が大・小の２段に切り換え可能にされた油圧モータにより回転駆動される索体の巻取ドラムと、上記油圧モータに油圧を供給する油圧供給装置と、この油圧供給装置を介して油圧モータを制御する制御装置とを具備し、
上記油圧供給装置を、吐出量変更装置により吐出量が可変にされた油圧ポンプと、この油圧ポンプからの油圧を油圧モータに供給する油圧管路と、この油圧管路の途中に設けられて油圧モータの回転方向を切り換えるための方向切換弁と、油圧モータの駆動容量を大・小のいずれかに切り換えるための容量切換弁とから構成し、
且つ上記制御装置を、巻取ドラムに巻き取られる索体の張力を検出する張力検出器と、巻取ドラムの回転方向および回転速度を指示する操作部と、上記張力検出器からの検出張力値および操作部からの指示に基づき上記方向切換弁、容量切換弁および吐出量変更装置に動作指令を出力する制御部とから構成し、
さらに検出張力値が設定張力以下である場合には、制御部により、容量切換弁を小容量側に切り換えて上記油圧モータを高速で回転させるとともに、検出張力値が設定張力を越えた場合には、容量切換弁を大容量側に切り換えて低速で回転させるようになし、
且つ小容量側から大容量側に切り換える際に、制御部にて、吐出量変更装置を制御して、一旦、油圧ポンプの吐出量を低下させた後、所定時間経過後に、操作部からの速度指令に追従させるようにしたことを特徴とするウインチ装置。A winding drum of a rope body that is driven to rotate by a hydraulic motor that can be switched between two stages of large and small driving capacity, a hydraulic supply device that supplies hydraulic pressure to the hydraulic motor, and via the hydraulic supply device A control device for controlling the hydraulic motor,
The hydraulic pressure supply device includes a hydraulic pump whose discharge amount is variable by a discharge amount changing device, a hydraulic line for supplying hydraulic pressure from the hydraulic pump to a hydraulic motor, and a hydraulic line provided in the middle of the hydraulic line. It consists of a direction switching valve for switching the rotation direction of the motor and a capacity switching valve for switching the drive capacity of the hydraulic motor to either large or small,
In addition, the control device includes a tension detector that detects the tension of the rope wound around the winding drum, an operation unit that indicates the rotation direction and rotation speed of the winding drum, and a detected tension value from the tension detector. And a control unit that outputs an operation command to the direction switching valve, the capacity switching valve, and the discharge amount changing device based on an instruction from the operation unit,
If the detected tension value is less than or equal to the set tension, the control unit switches the capacity switching valve to the small capacity side to rotate the hydraulic motor at a high speed, and if the detected tension value exceeds the set tension. , Switch the capacity switching valve to the large capacity side and rotate at low speed,
When switching from the small capacity side to the large capacity side, the control unit controls the discharge amount changing device to temporarily reduce the discharge amount of the hydraulic pump. A winch device characterized by following the command.