(57)【要約】【課題】ウインチ装置において油圧回路内にエアが混入することによる不都合を回避することができるウインチ装置及びこれを備えたクレーンを提供する。【解決手段】ウインチ装置１０において、ピストン６の外管部６１は、当該外管部６１をその厚み方向に貫通するとともにポジティブ油室３ａ及びネガティブ油室３ｂの一方の油室に連通する外孔Ｈ１を有し、内管部１３は、当該内管部１３をその厚み方向に貫通するとともに冷却油通路１４に連通する内孔Ｈ２を有する。ピストン６がブレーキ範囲Ｒ１内に位置しているときに外孔Ｈ１が内管部１３の外周面により塞がれ、ピストン６がフリー範囲Ｒ２のうちの少なくとも一部を構成するフリー連通範囲Ｒ２２内に位置しているときに外孔Ｈ１の少なくとも一部が内孔Ｈ２と重なって前記一方の油室と内管部１３の冷却油通路１４とが連通するように外孔Ｈ１と内孔Ｈ２の相対位置が設定されている。【選択図】図３
2020125184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーンに搭載されるウインチ装置であって、
ロープを巻き取り又は繰り出すためのウインチドラムと、
前記ウインチドラムを回転させるためのウインチモータと、
前記ウインチモータの動力が前記ウインチドラムに伝達されるクラッチオン状態と前記ウインチドラムが前記ウインチモータから切り離されて前記ウインチドラムの自由回転を許容するクラッチオフ状態との間で切り換え動作を行うことが可能なクラッチ部と、
シリンダと、
前記クラッチ部を冷却するための冷却油が流れる冷却油通路を有する管状の内管部であって当該内管部の少なくとも一部が前記シリンダ内に配置される内管部と、
前記シリンダ内において前記内管部の周りを囲む外管部を有し、所定の可動範囲内で前記シリンダ及び前記内管部に対して軸方向に相対移動するピストンであって、前記シリンダとともにポジティブ油室とネガティブ油室を画定するピストンと、を備え、
前記ピストンの前記外管部は、当該外管部をその厚み方向に貫通するとともに前記ポジティブ油室及び前記ネガティブ油室の一方の油室に連通する外孔を有し、前記内管部は、当該内管部をその厚み方向に貫通するとともに前記冷却油通路に連通する内孔を有し、
前記ピストンの前記可動範囲は、前記クラッチ部が前記クラッチオン状態となるように前記ピストンが前記クラッチ部に押圧力を作用させる範囲であるブレーキ範囲と、前記クラッチ部が前記クラッチオフ状態となるように前記押圧力が解除される範囲であるフリー範囲と、を含み、
前記ピストンが前記ブレーキ範囲内に位置しているときに前記外孔が前記内管部の外周面により塞がれ、前記ピストンが前記フリー範囲のうちの少なくとも一部を構成するフリー連通範囲内に位置しているときに前記外孔の少なくとも一部が前記内孔と重なることにより前記一方の油室と前記内管部の前記冷却油通路とが前記外孔及び前記内孔を通じて互いに連通するように前記外孔と前記内孔の相対位置が設定されている、ウインチ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のウインチ装置であって、
前記一方の油室と油圧源との間に介在し、当該油圧源から吐出される作動油が前記一方の油室に供給されるのを許容する供給許容位置と前記一方の油室内の前記作動油が当該一方の油室から排出されるのを許容する排出許容位置とに切り換わることが可能なモード切換弁と、
オペレータの操作を受ける操作部と、
前記油圧源と前記モード切換弁との間に介在するブレーキ制御弁であって、前記モード切換弁が前記排出許容位置に切り換えられた状態にあるときに、前記操作部が受ける前記操作の大きさである操作量に応じて前記油圧源から前記一方の油室に供給される前記作動油の供給量を調節して前記ピストンを前記可動範囲内における前記操作量に応じた位置に配置するブレーキ制御弁と、をさらに備える、ウインチ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のウインチ装置であって、
前記フリー連通範囲は、前記一方の油室における圧力が前記冷却油通路における圧力よりも高い圧力状態に対応する範囲である高圧フリー連通範囲を含む、ウインチ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のウインチ装置であって、
前記フリー連通範囲は、前記一方の油室における圧力が前記冷却油通路における圧力よりも低い圧力状態に対応する範囲である低圧フリー連通範囲をさらに含む、ウインチ装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載のウインチ装置であって、
前記フリー範囲は、前記外孔が前記内管部の前記外周面により塞がれるフリー閉塞範囲をさらに含み、
前記ピストンの前記可動範囲は、前記ブレーキ範囲、前記フリー閉塞範囲、及び前記フリー連通範囲の順に前記軸方向に並ぶように構成されている、ウインチ装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載のウインチ装置であって、
前記外管部及び前記内管部の一方の管部は絞り部を有し、前記絞り部は、前記外孔及び前記内孔のうち当該絞り部が設けられた前記一方の管部における孔の少なくとも一部分を画定し、当該絞り部により画定される前記孔の少なくとも一部分の断面積は前記外孔及び前記内孔のうち前記絞り部が設けられていない他方の管部における孔の断面積よりも小さい、ウインチ装置。
【請求項７】
クレーンであって、
自走可能な下部走行体と、
前記下部走行体上に軸回りに旋回可能に搭載された上部旋回体と、
請求項１〜６の何れか１項に記載のウインチ装置と、を備え、
前記ウインチ装置の前記ウインチドラムは油圧回路の一部とともに、前記上部旋回体に対して着脱可能に構成されている、クレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロープ巻き取り用のウインチ装置及びこれを備えたクレーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、クレーンは、自走可能な下部走行体と、下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、上部旋回体に起伏可能に取り付けられたブームと、ブームやジブの先端からロープを介して吊り下げられたフックと、ロープ巻取用のウインチドラムを有するウインチ装置と、を備える。
【０００３】
例えば特許文献１は、湿式多板ブレーキを備えるウインチのブレーキ装置を開示している。特許文献１におけるウインチ（ウインチドラム）は、上部旋回体に設けられている。特許文献２は、ウインチドラムがブームに支持されるクレーンを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−２２２３８０号公報
【特許文献２】特開２０１６−２２２３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、種々の目的からクレーンが複数の構成部品に分解され、その後、再び組み立てられることがあり、それに伴い、油圧回路の配管の一部は、その接続部分から取り外され、その後再び当該接続部分に接続される。このように油圧回路の配管が接続部分に対して脱着されると、油圧回路内にエアが混入することがある。油圧回路内にエアが混入すると、例えば特許文献１におけるブレーキ装置のような湿式ブレーキを備えたウインチ装置では、ブレーキの応答性が低下することがある。具体例を挙げると、次の通りである。
【０００６】
例えばクレーンの輸送を目的として、ブームなどの部材が上部旋回体から取り外されることがある。ところが、例えば特許文献２におけるウインチドラムのようにウインチドラムがブームに支持される場合には、前記油圧回路の配管は上部旋回体とブームとにまたがるように配置されているので、ブームを上部旋回体から取り外すときには、油圧回路の配管の一部をその接続部分から取り外す必要がある。そして、クレーンの輸送後には、取り外されたブームなどの部材が上部旋回体に再び取り付けられるとともに、取り外された前記油圧回路の配管が前記接続部分に再び接続される。このように油圧回路の配管が接続部分に対して脱着されると、油圧回路内にエアが混入することがある。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ウインチ装置において油圧回路内にエアが混入することによる不都合を回避可能なウインチ装置及びこれを備えたクレーンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、前記目的を達成するための手段として、ウインチ装置において、作動油が出入りするポジティブ油室及びネガティブ油室と、クラッチ部を冷却するための冷却油が流れる冷却油通路との相対位置に着目し、当該相対位置を利用して前記油圧回路内に混入したエアの排出を行うことに想到した。具体的に、前記冷却油通路は、一般に、シリンダに対して相対移動する管状のピストンにおける内周面により画定され、前記ポジティブ油室及び前記ネガティブ油室のそれぞれは前記ピストンの外周面と前記シリンダの内周面とにより画定される。すなわち、前記ポジティブ油室及び前記ネガティブ油室と前記冷却油通路とは、前記ピストンにおける管状の部分を介して隣り合うように設けられている。前記ポジティブ油室及び前記ネガティブ油室のそれぞれにおいては、前記シリンダに対する前記ピストンの相対移動に伴って各油室の容積が増減し、各油室の容積の増減に対応する比較的少量の作動油が出入りする。このような比較的少量の作動油の出入りは、前記油圧回路の配管や当該配管につながる前記油室に混入したエアをこれらの外に効果的に排出させることができない。一方、前記冷却油通路においては、クラッチ部を冷却するための比較的多量の冷却油が連続的に又は断続的に流れる。発明者らは、この冷却油通路における比較的多量の冷却油の流れをエアの排出に利用するため、次のようなエア抜き構造を採用した。具体的に、当該エア抜き構造では、前記ピストンにおける管状の部分（外管部）の内側にさらに管状の部材（内管部）が設けられるとともに、前記外管部及び前記内管部のそれぞれに貫通孔が設けられ、前記内管部に対して前記ピストンの前記外管部が軸方向に相対移動するのに伴って、前記外管部の貫通孔（外孔）が前記内管部の貫通孔（内孔）と連通する連通状態と、前記外孔が前記内管部の外周面によって塞がれる閉塞状態と、が切り換わる。そして、当該エア抜き構造では、前記クラッチ部がクラッチオン状態（ブレーキ状態）であるときに前記外孔が前記閉塞状態となり、かつ、前記クラッチ部がクラッチオフ状態（ブレーキ解放状態）であるときに前記外孔と前記内孔が前記連通状態となるように前記外孔と前記内孔の相対位置が設定される。したがって、前記クラッチ部が前記クラッチオン状態（ブレーキ状態）であるとき、すなわち、ウインチモータの動力がウインチドラムに伝達されるウインチ作業時には、前記油室が前記冷却油通路と連通しないので、前記クラッチ部が前記クラッチオン状態に維持され、ウインチモータの動力がウインチドラムに適切に伝達されることが確保される。一方、前記クラッチ部が前記クラッチオフ状態（ブレーキ解放状態）であるとき、すなわち、前記ウインチドラムの自由回転が許容されるいわゆるフリーフォールの作業時には、前記油室が前記冷却油通路と連通するので、前記油圧回路の配管や当該配管につながる前記油室に混入したエアがこれらの外に効果的に排出される。
【０００９】
本発明は、上記のような観点からなされたものである。本発明により提供されるのは、クレーンに搭載されるウインチ装置であって、ロープを巻き取り又は繰り出すためのウインチドラムと、前記ウインチドラムを回転させるためのウインチモータと、前記ウインチモータの動力が前記ウインチドラムに伝達されるクラッチオン状態と前記ウインチドラムが前記ウインチモータから切り離されて前記ウインチドラムの自由回転を許容するクラッチオフ状態との間で切り換え動作を行うことが可能なクラッチ部と、シリンダと、前記クラッチ部を冷却するための冷却油が流れる冷却油通路を有する管状の内管部であって当該内管部の少なくとも一部が前記シリンダ内に配置される内管部と、前記シリンダ内において前記内管部の周りを囲む外管部を有し、所定の可動範囲内で前記シリンダ及び前記内管部に対して軸方向に相対移動するピストンであって、前記シリンダとともにポジティブ油室とネガティブ油室を画定するピストンと、を備える。前記ピストンの前記外管部は、当該外管部をその厚み方向に貫通するとともに前記ポジティブ油室及び前記ネガティブ油室の一方の油室に連通する外孔を有し、前記内管部は、当該内管部をその厚み方向に貫通するとともに前記冷却油通路に連通する内孔を有する。前記ピストンの前記可動範囲は、前記クラッチ部が前記クラッチオン状態となるように前記ピストンが前記クラッチ部に押圧力を作用させる範囲であるブレーキ範囲と、前記クラッチ部が前記クラッチオフ状態となるように前記押圧力が解除される範囲であるフリー範囲と、を含む。前記ピストンが前記ブレーキ範囲内に位置しているときに前記外孔が前記内管部の外周面により塞がれ、前記ピストンが前記フリー範囲のうちの少なくとも一部を構成するフリー連通範囲内に位置しているときに前記外孔の少なくとも一部が前記内孔と重なることにより前記一方の油室と前記内管部の前記冷却油通路とが前記外孔及び前記内孔を通じて互いに連通するように前記外孔と前記内孔の相対位置が設定されている。
【００１０】
このウインチ装置では、例えばクレーンの輸送目的などの種々の目的のために、油圧回路の配管の一部がその接続部分に対して脱着されて油圧回路内にエアが混入した場合であっても、前記冷却油通路における冷却油の流れを利用して前記配管や前記油室に混入したエアを効果的に排出することができる。このことは、ウインチ装置におけるブレーキの応答性の低下を回避することを可能にする。具体的には、前記ピストンが前記ブレーキ範囲内に位置しているときには前記ピストンの前記外管部における前記外孔が前記内管部の外周面により塞がれるので、前記一方の油室の圧力は前記冷却油通路を流れる冷却油の影響を受けない。このことは、前記ピストンが前記クラッチ部に対して必要とされる押圧力を作用させることを可能にし、前記クラッチ部が前記クラッチオン状態に維持されることを可能にする。一方、前記ピストンが前記フリー連通範囲内に位置しているときには前記外孔の少なくとも一部が前記内孔と重なって前記一方の油室と前記内管部の前記冷却油通路とが連通する。このことは、前記一方の油室及び前記冷却油通路のうち圧力の高い方の空間内の油が圧力の低い方の空間に流入することを許容する。すなわち、前記外孔が前記内孔と連通する状態において、前記一方の油室の圧力が前記冷却油通路よりも高い場合には、前記一方の油室及びこれに接続される前記油圧回路の配管内の作動油がエアとともに前記冷却油通路に流入し、当該エアは前記冷却油通路を流れる冷却油とともに前記油圧回路の外部に排出される。また、前記外孔が前記内孔と連通する状態において、前記一方の油室の圧力が前記冷却油通路よりも低い場合には、前記冷却油通路内の冷却油は、前記一方の油室に流入して当該一方の油室に接続される前記油圧回路の配管内を前記作動油とともに流れ、当該作動油に混入するエアとともに例えばタンクに排出される。したがって、本発明では、前記クラッチ部が前記クラッチオン状態（ブレーキ状態）であるときにウインチモータの動力がウインチドラムに適切に伝達されることを確保しつつ、前記クラッチ部が前記クラッチオフ状態（ブレーキ解放状態）であるとき、すなわち、前記フリーフォールの作業時に、前記油圧回路の配管や当該配管につながる前記一方の油室に混入したエアをこれらの外に効果的に排出することが可能である。
【００１１】
前記ウインチ装置は、前記一方の油室と油圧源との間に介在し、当該油圧源から吐出される作動油が前記一方の油室に供給されるのを許容する供給許容位置と前記一方の油室内の前記作動油が当該一方の油室から排出されるのを許容する排出許容位置とに切り換わることが可能なモード切換弁と、オペレータの操作を受ける操作部と、前記油圧源と前記モード切換弁との間に介在するブレーキ制御弁であって、前記モード切換弁が前記排出許容位置に切り換えられた状態にあるときに、前記操作部が受ける前記操作の大きさである操作量に応じて前記油圧源から前記一方の油室に供給される前記作動油の供給量を調節して前記ピストンを前記可動範囲内における前記操作量に応じた位置に配置するブレーキ制御弁と、をさらに備えることが好ましい。
【００１２】
この態様では、前記モード切換弁が前記供給許容位置と前記排出許容位置との間で切り換わることにより、前記ポジティブ油室と前記ネガティブ油室との差圧が変化する。当該差圧の変化は、前記シリンダに対して前記ピストンを前記軸方向に相対移動させる。すなわち、前記ピストンは、前記ブレーキ範囲及び前記フリー範囲の一方から他方に移動し、これにより、前記クラッチ部は、前記クラッチオン状態及び前記クラッチオフ状態の一方から他方に切り換わる。そして、前記モード切換弁が前記排出許容位置に切り換えられた状態にあるときに、前記ブレーキ制御弁は、前記操作部が受ける操作量に応じて前記油圧源から前記一方の油室に供給される前記作動油の供給量を調節して前記ピストンを前記可動範囲内における前記操作量に応じた位置に配置する。したがって、オペレータは、前記フリーフォールの作業時において、前記操作部に適当な操作を与えることにより、前記ピストンを前記可動範囲内においてその操作量に対応した位置に配置することができる。よって、オペレータは、前記フリーフォールの作業時において、前記操作部を操作して前記ピストンを前記フリー連通範囲内に配置することにより、前記油圧回路の配管や前記一方の油室に混入したエアをこれらの外に効果的に排出させることができる。
【００１３】
前記ウインチ装置において、前記フリー連通範囲は、前記一方の油室における圧力が前記冷却油通路における圧力よりも高い圧力状態に対応する範囲である高圧フリー連通範囲を含んでいることが好ましい。
【００１４】
この態様では、前記ピストンが前記高圧フリー連通範囲に配置されると、前記一方の油室における作動油が、互いに連通する前記外孔及び前記内孔を通じて前記冷却油通路に流入する。このことは、前記クラッチ部が前記クラッチオフ状態（ブレーキ解放状態）であるとき、すなわち、前記フリーフォールの作業時に、前記配管や前記一方の油室における作動油とともに当該作動油に混入するエアを前記冷却油通路内の冷却油に流入させることを可能にする。これにより、前記油圧回路の配管や前記一方の油室に混入したエアを、前記冷却油通路を通じて前記冷却油とともに前記油圧回路の外に効果的に排出することができる。
【００１５】
前記フリー連通範囲が前記高圧フリー連通範囲を含む場合において、前記フリー連通範囲は、前記一方の油室における圧力が前記冷却油通路における圧力よりも低い圧力状態に対応する範囲である低圧フリー連通範囲をさらに含んでいることがより好ましい。
【００１６】
前記ピストンが前記高圧フリー連通範囲に配置されて前記一方の油室における前記作動油が前記外孔及び前記内孔を通じて前記冷却油通路に流入することが多数回行われると、前記作動油に含まれる塵埃などの異物が前記内孔の付近や前記外孔の付近に溜まる場合がある。かかる場合であっても、本態様では、前記ピストンが前記低圧フリー連通範囲に配置されると、前記冷却油通路における冷却油が、互いに連通する前記内孔及び前記外孔を通じて前記一方の油室に流入する。すなわち、本態様では、前記ピストンが前記高圧フリー連通範囲に配置されたときの前記一方の油室から前記冷却油通路への前記作動油の流れ方向とは反対方向、すなわち、前記冷却油通路から前記一方の油室に向かう冷却油の流れを形成することができる。このことは、前記内孔の付近や前記外孔の付近に溜まった前記異物が前記反対方向への前記冷却油の流れにより除去されることを可能にし、前記異物による前記内孔及び前記外孔の目詰まりを抑制することを可能にする。
【００１７】
前記ウインチ装置において、前記フリー範囲は、前記外孔が前記内管部の前記外周面により塞がれるフリー閉塞範囲をさらに含み、前記ピストンの前記可動範囲は、前記ブレーキ範囲、前記フリー閉塞範囲、及び前記フリー連通範囲の順に前記軸方向に並ぶように構成されていてもよい。
【００１８】
この態様では、前記ブレーキ範囲と前記フリー連通範囲との間に前記フリー閉塞範囲が設けられているので、前記クラッチ部が前記クラッチオン状態から前記クラッチオフ状態に切り換わる時点、すなわち、前記ピストンが前記ブレーキ範囲から前記フリー閉塞範囲に移動した時点では、前記ピストンの前記外管部における前記外孔は前記内管部における前記内孔と連通しておらず、前記内管部の前記外周面によって依然として塞がれている。そして、前記ピストンが前記フリー閉塞範囲から前記フリー連通範囲にさらに移動したときに前記外孔が前記内孔と連通する。このことは、前記クラッチ部が前記クラッチオン状態から前記クラッチオフ状態に切り換わる時点と、前記外孔が前記内孔に連通する時点との間にタイムラグを設けることを可能にする。これにより、前記クラッチ部がクラッチオン状態（ブレーキ状態）であるときに、前記一方の油室の圧力が前記冷却油通路を流れる冷却油の影響をより受け難くなるので、前記ブレーキ状態がより安定化する。
【００１９】
前記ウインチ装置において、前記外管部及び前記内管部の一方の管部は絞り部を有し、前記絞り部は、前記外孔及び前記内孔のうち当該絞り部が設けられた前記一方の管部における孔の少なくとも一部分を画定し、当該絞り部により画定される前記孔の少なくとも一部分の断面積は前記外孔及び前記内孔のうち前記絞り部が設けられていない他方の管部における孔の断面積よりも小さいことが好ましい。
【００２０】
この態様では、前記一方の油室と前記冷却油通路との間に前記絞り部が設けられているので、当該絞り部が設けられていない場合に比べて、前記外孔が前記内管部の前記外周面によって塞がれている状態から前記外孔が前記内孔に連通した状態に変化するときの前記一方の油室における圧力変化の速度を小さくすることができる。
【００２１】
本発明のクレーンは、自走可能な下部走行体と、前記下部走行体上に軸回りに旋回可能に搭載された上部旋回体と、前記ウインチ装置と、を備え、前記ウインチ装置の前記ウインチドラムは油圧回路の一部とともに、前記上部旋回体に対して着脱可能に構成されている。
【００２２】
本発明のクレーンによれば、例えばクレーンの輸送目的などの種々の目的のために、ウインチドラムが油圧回路の一部とともに上部旋回体に対して着脱され、その結果、油圧回路内にエアが混入した場合であっても、前記冷却油通路における冷却油の流れを利用して前記油圧回路の配管や当該配管につながる前記一方の油室に混入したエアを効果的に排出することができる。このことは、ウインチ装置におけるブレーキの応答性が低下するのを抑制することを可能にする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ウインチ装置において油圧回路内にエアが混入することによる不都合を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係るクレーンを示す側面図である。
【図２】前記クレーンに搭載されるウインチ装置における湿式ブレーキユニット、油圧配管、各種ポートなどを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るウインチ装置における油圧回路を示す図である。
【図４】図３の一部を拡大した図であって、ピストンがブレーキ範囲に配置されてクラッチ部がクラッチオン状態であるときの前記ピストンの外管部と内管部との相対位置を示す概略図である。
【図５】図３の一部を拡大した図であって、クラッチ部がクラッチオフ状態であり、ピストンが高圧フリー連通範囲に配置されているときの前記ピストンの外管部と内管部との相対位置を示す概略図である。
【図６】図３の一部を拡大した図であって、クラッチ部がクラッチオフ状態であり、ピストンが低圧フリー連通範囲に配置されているときの前記ピストンの外管部と内管部との相対位置を示す概略図である。
【図７】前記ウインチ装置において、前記ピストンの可動範囲内における当該ピストンの位置と、ポジティブ油室における圧力との関係を示すグラフである。
【図８】前記ウインチ装置において、前記ピストンの可動範囲内における当該ピストンの位置と、前記ポジティブ油室と冷却油通路とを連通する連通面積との関係を示すグラフである。
【図９】ピストンがブレーキ範囲に配置されてクラッチ部がクラッチオン状態であるときの前記ピストンの外管部と内管部との相対位置を示す断面図である。
【図１０】クラッチ部がクラッチオフ状態であり、ピストンが高圧フリー連通範囲に配置されているときの前記ピストンの外管部と内管部との相対位置を示す断面図である。
【図１１】前記実施形態の変形例に係るウインチ装置における油圧回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２６】
［クレーン］
図１は、本発明の実施形態に係るウインチ装置１０を備えたクレーン１００を示す側面図である。図１に示すように、クレーン１００は、自走可能な下部走行体１０１と、下部走行体１０１上に軸回りに旋回可能に搭載された上部旋回体１０３と、上部旋回体１０３に起伏可能に取り付けられたブーム１０４と、ブーム１０４の先端からロープＲを介して吊り下げられたフック１０５と、上部旋回体１０３に取り付けられたガントリ１０７と、ウインチドラム１を有するウインチ装置１０とを備える。なお、ブーム１０４の先端にジブが取り付けられる場合には、フック１０５はジブの先端からロープＲを介して吊り下げられる。
【００２７】
ウインチ装置１０は、フック１０５に繋がるロープＲを、ウインチドラム１に巻き取り又はウインチドラム１から繰り出すことにより、フック１０５に吊り荷作業のための昇降動作を行わせるためのものである。ロープＲは、ウインチドラム１から繰り出されてブーム１０４の先端を経由し、そのブーム１０４の先端から垂下されてフック１０５を吊り下げている。フック１０５には吊り荷１０６が吊り下げられる。ウインチドラム１は、その回転軸回りの一方の回転方向（巻取回転方向）に回転することにより、ロープＲを巻き取り、それによってフック１０５を上昇させる。また、ウインチドラム１は、巻取回転方向の反対方向に回転することにより、ロープＲを繰り出し、それによってフック１０５を降下させる。
【００２８】
図１に示すように、本実施形態では、ウインチドラム１はブーム１０４に設けられている。ウインチドラム１は、その回転軸とクレーン１００の車幅方向とが一致するように、ブーム１０４に支持されている。図１では図示を省略しているが、ウインチ装置１０の油圧回路における配管の一部は、上部旋回体１０３とブーム１０４との間にまたがって配置されている。
【００２９】
図２は、ウインチ装置１０における湿式ブレーキユニット２、油圧配管、各種ポートなどを示す斜視図である。ウインチ装置１０の湿式ブレーキユニット２などに接続されている油圧配管は、カプラを介して接続部分に接続されているので、当該カプラにおいて前記接続部分に対して着脱可能である。したがって、クレーン１００を輸送するためにブーム１０４を上部旋回体１０３から取り外すときに、ブーム１０４に支持されているウインチドラム１を、油圧配管の一部とともに上部旋回体１０３から容易に分離することができる。特に、ウインチ装置１０に対して接続される油圧配管はすべて前記カプラにより接続部分に対して接続されているのが好ましい。
【００３０】
［ウインチ装置］
以下、本発明の実施形態に係るウインチ装置１０について詳細に説明する。
【００３１】
図３は、本発明の実施形態に係るウインチ装置１０における油圧回路を示す図である。図３に示すように、ウインチ装置１０は、上述したウインチドラム１の他、湿式ブレーキユニット２と、ウインチモータ２０と、減速機２１と、モード切換弁２２と、油圧源としての油圧ポンプ２４と、ブレーキ操作装置２５と、回転方向切換弁２７と、油圧ポンプ２８と、ウインチ操作装置２９と、モード切換スイッチ３０と、コントローラ４０と、をさらに有する。
【００３２】
前記ウインチモータ２０は、前記ウインチドラム１を回転駆動させるための駆動源である。前記ウインチモータ２０は、前記油圧ポンプ２８から作動油の供給を受けて回転する出力軸２０１を有する油圧モータである。前記ウインチモータ２０は、第１ポート２０ａ及び第２ポート２０ｂを有し、これらのうちの一方のポートへの作動油の供給を受けることにより当該一方のポートに対応する方向に出力軸２０１が回転するとともに他方のポートから作動油を排出する。
【００３３】
前記回転方向切換弁２７は、油圧ポンプ２８とウインチモータ２０との間に介在し、当該ウインチモータ２０を駆動するための作動油を油圧ポンプ２８からウインチモータ２０の第１ポート２０ａ及び第２ポート２０ｂに択一的に導いて当該ウインチモータ２０の回転方向を制御するとともに、ウインチモータ２０に供給される作動油の流量を調節してウインチモータ２０の回転速度を制御するための制御弁である。前記回転方向切換弁２７は、パイロットポート２７ａ，２７ｂを有する。
【００３４】
前記ウインチ操作装置２９は、操作部材としての操作レバー２９ａと、パイロット弁２９ｂとを有する。前記操作レバー２９ａは、当該操作レバー２９ａに対してオペレータから操作を受けることによりその向きに回動する。前記パイロット弁２９ｂは、図略のパイロットポンプに接続される図略の入口ポートと、図略の一対の出口ポートとを有する。当該一対の出口ポートは、パイロットラインを介して前記回転方向切換弁２７のパイロットポート２７ａ，２７ｂにそれぞれ接続される。前記パイロット弁２９ｂは、前記操作レバー２９ａの操作の向きに対応するパイロットポート２７ａ，２７ｂに対して当該操作の大きさに対応したパイロット圧が前記パイロットポンプから供給されることを許容するように開弁する。
【００３５】
前記回転方向切換弁２７は、パイロットポート２７ａ，２７ｂにパイロット圧が入力されないときは中立位置（図３の中央位置）に保持される。この中立位置では、油圧ポンプ２８とウインチモータ２０との間が遮断されてセンターバイパスラインが開通することにより油圧ポンプ２８からの作動油がセンターバイパスラインを通じてそのままタンクＴ１に戻る。
【００３６】
また、前記回転方向切換弁２７は、パイロットポート２７ａに一定以上のパイロット圧が供給されるとそのパイロット圧の大きさに対応したストロークで前記中立位置から第１駆動位置（図３の上側位置）にシフトする。この第１駆動位置では、油圧ポンプ２８からの作動油が前記ストロークに対応した流量でウインチモータ２０の第１ポート２０ａに供給されるとともに、第２ポート２０ｂから排出される作動油がタンクＴ１に戻る。
【００３７】
また、回転方向切換弁２７は、パイロットポート２７ｂに一定以上のパイロット圧が供給されるとそのパイロット圧の大きさに対応したストロークで前記中立位置から第２駆動位置（図３の下側位置）にシフトする。この第２駆動位置では、油圧ポンプ２８からの作動油が前記ストロークに対応した流量でウインチモータ２０の第２ポート２０ｂに供給されるとともに、第１ポート２０ａから排出される作動油がタンクＴ１に戻る。
【００３８】
前記減速機２１は、ウインチモータ２０の出力軸２０１とウインチドラム１との間に介在してウインチモータ２０の動力をウインチドラム１に伝達するためのものであり、例えば遊星歯車機構によって構成されている。減速機２１のキャリア軸２１１には、後述するクラッチ部４のプレート（例えばインナープレート８）が接続されている。
【００３９】
前記湿式ブレーキユニット２は、シリンダ部３と、クラッチ部４とを有する。
【００４０】
前記クラッチ部４は、ウインチモータ２０の動力がウインチドラム１に伝達されるクラッチオン状態と、ウインチドラム１がウインチモータ２０から切り離されてウインチドラム１の自由回転を許容するクラッチオフ状態との間で切り換え動作可能に構成されている。クラッチ部４は、クラッチケース７と、クラッチケース７内に配置されたインナープレート８と、アウタープレート９と、バネ１１と、を有する。
【００４１】
前記シリンダ部３は、シリンダ５と、内管部１３と、ピストン６と、を有する。前記シリンダ５は、円筒形状を有し、その内周面により画定される収容空間を有する。当該シリンダ５は、前記クラッチケース７に対して固定され、又は前記クラッチケース７と一体に形成されている。前記シリンダ５の前記収容空間と、前記クラッチケース７の内周面により画定される収容空間は連通している。
【００４２】
前記内管部１３は、管状（円筒状）の部材であり、その内周面により画定される冷却油通路１４を有する。当該内管部１３はその中心軸の軸方向の一端（上流端）と他端（下流端）にそれぞれ開口部１３ａ，１３ｂを有する（図４参照）。冷却油を前記内管部１３の上流開口部１３ａに送液するためのポンプ３６が作動すると、冷却油が前記上流端の上流開口部１３ａから前記冷却油通路１４に流入し、前記冷却油通路１４に案内されて前記下流端の下流開口部１３ｂから流出する。当該下流開口部１３ｂから流出した冷却油は、後述するピストン６の中空部に案内されて前記クラッチ部４に供給され、当該クラッチ部４を冷却する。当該クラッチ部４を冷却した冷却油は当該クラッチ部４から排出されてタンク３７に回収される。本実施形態では、前記冷却油は、油圧ポンプ２４から吐出される作動油と同じものであるが、前記作動油と異なるものであってもよい。
【００４３】
本実施形態では、この内管部１３のうち前記下流開口部１３ｂを含む大半の部分は前記シリンダ５内に配置されている。前記内管部１３は、前記シリンダ５の一端に設けられたシリンダ開口部において当該シリンダ５と接続され、前記クラッチ部４に向かって延びている。前記内管部１３は、前記シリンダ５と一体化されており、当該シリンダ５に対して相対移動しない。なお、内管部１３はシリンダ５と別体として成形された後、当該シリンダ５に固定されてもよく、シリンダ５と一体成形されてもよい。
【００４４】
前記ピストン６は、前記シリンダ５及び前記内管部１３に対して軸方向に所定の可動範囲内で相対移動することができるように構成されている。前記ピストン６は、外管部６１と、フランジ部６２と、押圧部６３と、を有する。
【００４５】
前記外管部６１は、前記内管部１３の周りを囲む管状（円筒状）の部分である。当該外管部６１は、その中心軸の軸方向の一端（上流端）と他端（下流端）にそれぞれ開口部６ａ，６ｂを有する（図４参照）。前記内管部１３は当該外管部６１の内周面により画定される柱状の中空部に挿通されている。前記外管部６１の内周面は、前記内管部１３の外周面に対して径方向に対向し、当該外周面と接触又は近接している。当該外管部６１は前記内管部１３に対して摺動可能に構成されている。前記外管部６１の内周面と前記内管部１３の外周面との隙間は、当該隙間からの作動油及び冷却油の漏れが僅かな量となるように小さく設計されている。
【００４６】
前記外管部６１の前記上流端の上流開口部６ａは、前記軸方向において、前記内管部１３の前記上流開口部１３ａと前記下流開口部１３ｂとの間に位置している。前記外管部６１の前記下流開口部６ｂは、前記軸方向において、前記内管部１３の前記下流開口部１３ｂよりも前記クラッチ部４に近い位置にある。前記外管部６１は、前記上流開口部６ａから前記クラッチ部４に向かって延びている。前記内管部１３における冷却油通路１４を流れる冷却油は、前記下流開口部１３ｂから流出すると、前記外管部６１の前記中空部に案内されて当該外管部６１の下流開口部６ｂから流出して前記クラッチ部４に供給される。したがって、前記外管部６１の前記中空部は、前記冷却油を案内する案内路としての機能を有する。
【００４７】
前記フランジ部６２は、前記外管部６１の外周面から径方向外側にリング状に突出する形状を有する部分である。当該フランジ部６２は、前記外管部６１の前記外周面のうち、前記外管部６１の前記上流開口部６ａと前記下流開口部６ｂとの間の中間部位に設けられている。前記フランジ部６２における径方向外側の外周面は、前記シリンダ５の内周面に対して径方向に対向し、当該内周面と接触又は近接している。当該フランジ部６２はシリンダ５に対して摺動可能に構成されている。
【００４８】
前記ピストン６と前記シリンダ５はポジティブ油室３ａとネガティブ油室３ｂを画定する。具体的には、前記外管部６１における前記外周面、前記フランジ部６２における前記軸方向両側の一対の外側面、シリンダ５における前記内周面、及びシリンダ５における前記軸方向両側の一対の内側面は、ポジティブ油室３ａとネガティブ油室３ｂを画定する。
【００４９】
前記ポジティブ室３ａは、前記クラッチ部４が前記クラッチオン状態になる方向の圧力を発生する。前記ネガティブ油室３ｂは、前記クラッチ部４が前記クラッチオフ状態になる方向の圧力を発生する。
【００５０】
前記押圧部６３は、前記外管部６１の外周面から径方向外側にリング状に突出する形状を有する部分である。当該押圧部６３は、前記外管部６１の外周面のうち、前記フランジ部６２よりも前記クラッチ部４に近い部位に設けられている。具体的には、前記押圧部６３は、前記外管部６１における前記軸方向の他端（下流端）に設けられている。前記ピストン６が前記軸方向に移動することにより、前記クラッチ部４が前記クラッチオン状態（ブレーキがかかる状態）と前記クラッチオフ状態（ブレーキが解除される状態）とに切り換わる。具体的には、前記ピストン６が前記軸方向のうち前記クラッチ部４に近づく方向に移動するのに伴って当該ピストン６の押圧部６３が前記クラッチ部４のインナープレート８とアウタープレート９が接するようにこれらに押圧力を加えることにより、クラッチ部４がクラッチオン状態となる。一方、前記ピストン６が前記軸方向のうち前記クラッチ部４から遠ざかる方向に移動するのに伴って前記インナープレート８と前記アウタープレート９が離間してクラッチ部４がクラッチオフ状態となる。
【００５１】
前記バネ１１は、前記クラッチ部４がクラッチオン状態になる方向、すなわち、前記ピストン６が前記クラッチ部４に近づく方向に前記ピストン６の押圧部６３を付勢する。前記バネ１１は、クラッチケース７の側面と前記押圧部６３の側面との間に配置されている。
【００５２】
前記モード切換弁２２は、後述するブレーキ操作装置２５と協働して、クラッチ部４をクラッチオン状態（ブレーキ状態）とクラッチオフ状態（ブレーキ解除状態）とに切り換えるための制御弁である。当該モード切換弁２２は、前記油圧ポンプ２４と、前記ポジティブ油室３ａとの間に介在している。
【００５３】
前記モード切換弁２２は、油圧ポンプ２４からの作動油がポジティブ油室３ａに供給されるのを許容する供給許容位置（図３の左側位置）と、ポジティブ油室３ａ内の作動油がポジティブ油室３ａから排出されるのを許容する排出許容位置（図３の右側位置）とに切り換わることが可能なように構成されている。本実施形態では、モード切換弁２２は、電磁弁によって構成されている。
【００５４】
前記モード切換スイッチ３０は、ブレーキモードとフリーフォールモードとを切り換えるためのスイッチであり、例えばクレーンのキャブ内に設けられることによりオペレータによって操作可能に構成されている。モード切換スイッチ３０は、当該スイッチがオンにされるとフリーフォールモード信号をコントローラ４０に入力するように構成されており、スイッチがオフにされるとブレーキモード信号をコントローラ４０に入力するように構成されている。
【００５５】
前記モード切換スイッチ３０がオフにされると、モード切換弁２２は、コントローラ４０からの指令を受けてソレノイドが非励磁状態となり、前記排出許容位置から前記供給許容位置（図３の左側位置）に切り換わる。前記モード切換弁２２が排出許容位置から供給許容位置に切り換わると、モード切換弁２２は、油圧ポンプ２４からの作動油がポジティブ油室３ａに供給されるのを許容する。一方、前記モード切換スイッチ３０がオンにされると、モード切換弁２２は、コントローラ４０からの指令を受けてソレノイドが励磁状態となり、前記供給許容位置から前記排出許容位置（図３の右側位置）に切り換わる。前記モード切換弁２２が供給許容位置から排出許容位置に切り換わると、モード切換弁２２は、油圧ポンプ２４からの作動油がポジティブ油室３ａに供給されるのを阻止する一方で、ポジティブ油室３ａ内の作動油がタンクＴ２に戻るのを許容する。
【００５６】
前記ブレーキ操作装置２５は、オペレータの操作を受ける操作部としての操作ペダル（フットペダル）２５ａと、ブレーキ制御弁２５ｂとを有する。当該ブレーキ制御弁２５ｂは、前記油圧ポンプ２４と前記モード制御弁２２との間に介在し、前記操作ペダル２５ａが受ける操作に応じて動作する。
【００５７】
具体的に、ポジティブ油室３ａの入口ポート３Ａに接続されたポジティブライン３１（配管３１）は、モード切換弁２２の一方の出口ポートに接続されている。モード切換弁２２の一方の入口ポートは、油圧ポンプ２４に接続されており、他方の入口ポートは、ブレーキ制御弁２５ｂの出口ポートに接続されている。ブレーキ制御弁２５ｂの一方の入口ポートは、タンクＴ２に接続されており、ブレーキ制御弁２５ｂの他方の入口ポートは、油圧ポンプ２４に接続されている。ネガティブ油室３ｂの入口ポート３Ｂに接続されたネガティブライン３２（配管３２）は、油圧ポンプ２４に直接接続されている。
【００５８】
前記ブレーキ制御弁２５ｂは、前記モード切換弁２２が前記排出許容位置に切り換えられた状態にあるときに、前記操作ペダル２５ａが受ける操作量に応じて前記油圧ポンプ２４から前記ポジティブ油室３ａに供給される前記作動油の供給量を調節して前記ピストン６を前記可動範囲内における前記操作量に応じた位置に配置する。
【００５９】
具体的に、前記ブレーキ制御弁２５ｂは、モード切換スイッチ３０がオンの状態（モード切換弁２２が排出許容位置（図３の右側位置））にある場合に、前記操作ペダル２５ａが操作されていないときには、前記ポジティブ油室３ａ内の作動油がモード切換弁２２を介してタンクＴ２へ戻ることを許容する。一方、ブレーキ制御弁２５ｂは、モード切換スイッチ３０がオンの状態（モード切換弁２２が排出許容位置）にある場合に、操作ペダル２５ａが操作されているときには、操作ペダル２５ａの操作量に応じて開弁して油圧ポンプ２４からの作動油がモード切換弁２２を介して前記ポジティブ油室３ａへ供給されることを許容する。
【００６０】
前記コントローラ４０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、種々の制御プログラムを記憶するＲＯＭ、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭなどから構成される。
【００６１】
図４、図５及び図６のそれぞれは図３の一部を拡大した図である。図４は、前記クラッチ部４がクラッチオン状態であるときの前記ピストン６の外管部６１と内管部１３との相対位置を示す概略図である。図５及び図６のそれぞれは、前記クラッチ部４がクラッチオフ状態であるときの前記ピストン６の外管部６１と内管部１３との相対位置を示す概略図である。図７は、前記ピストン６の可動範囲内における当該ピストン６の位置と、ポジティブ油室３ａにおける圧力との関係を示すグラフである。図８は、前記ピストン６の可動範囲内における当該ピストン６の位置と、前記ポジティブ油室３ａと冷却油通路１４とを連通する連通面積との関係を示すグラフである。
【００６２】
図４に示すように、前記ピストン６の前記外管部６１は、当該外管部６１をその厚み方向に貫通するとともに前記ポジティブ油室３ａに連通する外孔Ｈ１を有する。前記内管部１３は、当該内管部１３をその厚み方向に貫通するとともに前記冷却油通路１４に連通する内孔Ｈ２を有する。前記外孔Ｈ１は、外管部６１の下部に設けられており、前記内孔Ｈ２は、前記内管部１３の下部に設けられている。
【００６３】
前記外孔Ｈ１及び前記内孔Ｈ２の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、円形、楕円形、周方向に沿って形成される長孔、軸方向に沿って形成される長孔などの種々の形状を採用することができる。
【００６４】
図７及び図８に示すように、前記ピストン６の前記軸方向における前記可動範囲は、ピストン６が前記クラッチ部４に最も近づく位置Ａから、前記ピストン６が前記クラッチ部４から最も遠ざかる位置Ｅまでの範囲である。
【００６５】
前記ピストン６の前記可動範囲は、ブレーキ範囲Ｒ１と、フリー範囲Ｒ２と、を含む。図４、図７及び図８に示すように、前記ブレーキ範囲Ｒ１は、前記ピストン６の前記可動範囲のうち、前記クラッチ部４が前記クラッチオン状態となるように前記ピストン６が前記クラッチ部４に押圧力を作用させる範囲である。ピストン６が当該ブレーキ範囲Ｒ１内に配置されるときには、前記外孔Ｈ１は前記内管部１３の外周面によって塞がれている。図７及び図８に示すように、当該ブレーキ範囲Ｒ１は、前記ピストン６が前記クラッチ部４に最も近づく位置Ａから、前記ピストン６が当該位置Ａよりも遠ざかる位置Ｂまでの範囲である。
【００６６】
図５、図６、図７及び図８に示すように、前記フリー範囲Ｒ２は、前記ピストン６の前記可動範囲のうち、前記クラッチ部４が前記クラッチオフ状態となるように前記クラッチ部４に対する前記ピストン６による前記押圧力が解除される範囲である。図７及び図８に示すように、当該フリー範囲Ｒ２は、前記位置Ｂから、前記ピストン６が前記クラッチ部４から最も遠ざかる位置Ｅまでの範囲である。
【００６７】
前記フリー範囲Ｒ２は、フリー閉塞範囲Ｒ２１と、フリー連通範囲Ｒ２２と、を含む。図７及び図８に示すように、前記フリー閉塞範囲Ｒ２１は、前記フリー範囲Ｒ２のうち、前記外孔Ｈ１が前記内管部１３の前記外周面により塞がれる範囲である。当該フリー閉塞範囲Ｒ２１は、前記位置Ｂから、前記ピストン６が当該位置Ｂよりも遠ざかる位置Ｃまでの範囲である。
【００６８】
図５、図６、図７及び図８に示すように、前記フリー連通範囲Ｒ２２は、前記フリー範囲Ｒ２のうち、前記外孔Ｈ１の少なくとも一部が前記内孔Ｈ２と重なって前記ポジティブ油室３ａと前記内管部１３の前記冷却油通路１４とが連通するような範囲である。当該フリー連通範囲Ｒ２２は、前記位置Ｃから、前記ピストン６が前記クラッチ部４から最も遠ざかる位置Ｅまでの範囲である。
【００６９】
図７及び図８に示すように、前記フリー連通範囲Ｒ２２は、高圧フリー連通範囲Ｒ２２１と、低圧フリー連通範囲Ｒ２２２と、を含む。前記高圧フリー連通範囲Ｒ２２１は、前記フリー連通範囲Ｒ２２のうち、前記ポジティブ油室３ａにおける圧力が前記冷却油通路１４における圧力よりも高い圧力状態に対応する範囲である。当該高圧フリー連通範囲Ｒ２２１は、前記位置Ｃから、前記ピストン６が当該位置Ｃよりも遠ざかる位置Ｄまでの範囲である。前記低圧フリー連通範囲Ｒ２２２は、前記フリー連通範囲Ｒ２２のうち、前記ポジティブ油室３ａにおける圧力が前記冷却油通路１４における圧力よりも低い圧力状態に対応する範囲である。当該低圧フリー連通範囲Ｒ２２２は、前記位置Ｄから、前記ピストン６が前記クラッチ部４から最も遠ざかる位置Ｅまでの範囲である。
【００７０】
図７及び図８に示すように、前記ブレーキ範囲Ｒ１、前記フリー閉塞範囲Ｒ２１、及び前記フリー連通範囲Ｒ２２は、この順に前記軸方向に並ぶ。また、前記ブレーキ範囲Ｒ１、前記フリー閉塞範囲Ｒ２１、高圧フリー連通範囲Ｒ２２１、及び低圧フリー連通範囲Ｒ２２２は、この順に前記軸方向に並ぶ。
【００７１】
本実施形態では、前記外孔Ｈ１と前記内孔Ｈ２の相対位置は、次の条件を満たすように設定されている。すなわち、前記ピストン６が前記ブレーキ範囲Ｒ１及び前記フリー閉塞範囲Ｒ２１の何れかの範囲内に位置しているときに、当該ピストン６の前記外管部における前記外孔Ｈ１は前記内管部１３の外周面により塞がれる。前記ピストン６が前記フリー連通範囲Ｒ２２内に位置しているとき、すなわち、前記高圧フリー連通範囲Ｒ２２１及び前記低圧フリー連通範囲Ｒ２２２の何れかの範囲内に位置しているときに、前記外孔Ｈ１の少なくとも一部が前記内孔Ｈ２と重なって前記ポジティブ油室３ａと前記内管部１３の前記冷却油通路１４とが連通する。
【００７２】
前記モード切換弁２２が前記供給許容位置に切り換えられた状態にあるときには、前記ピストン６は、図４、図７及び図８に示すように前記可動範囲のうち前記クラッチ部４に最も近づく前記位置Ａに配置される。また、前記モード切換弁２２が前記排出許容位置に切り換えられた状態にあり、かつ、前記操作ペダル２５ａの操作量が最大操作量であるとき、すなわち、前記操作ペダル２５ａが最も踏み込まれた状態にあるとき、には、前記ピストン６は、図４、図７及び図８に示すように前記可動範囲のうち前記クラッチ部４に最も近づく前記位置Ａに配置される。図７に示すように、前記ピストン６が前記位置Ａにあるとき、前記ポジティブ油室３ａの圧力は最も高くなる。
【００７３】
図７に示すように、前記モード切換弁２２が前記排出許容位置に切り換えられた状態にあり、かつ、前記操作ペダル２５ａの操作量が前記最大操作量から次第に小さくなると、前記ポンプ２４からの作動油が前記ポジティブ油室３ａに供給される供給量が次第に少なくなる。その結果、前記ポジティブ油室３ａの圧力が次第に小さくなり、前記ピストン６は、前記操作量に応じて前記位置Ａから前記位置Ｅに向かって移動する。
【００７４】
前記モード切換弁２２が前記排出許容位置に切り換えられた状態にあり、かつ、前記操作ペダル２５ａの操作量が最小操作量であるとき、すなわち、前記操作ペダル２５ａが全く踏み込まれていない状態にあるとき、には、前記ピストン６は、図６、図７及び図８に示すように前記可動範囲のうち前記クラッチ部４から最も遠ざかる前記位置Ｅに配置される。図７に示すように、前記ピストン６が前記位置Ｅにあるとき、前記ポジティブ油室３ａの圧力は最も低くなる。
【００７５】
また、図８に示すように、前記ピストン６が前記ブレーキ範囲Ｒ１及び前記フリー閉塞範囲Ｒ２１の何れかの範囲内に配置されるとき、すなわち、前記ピストン６が前記位置Ａから前記位置Ｃまでの範囲内に配置されるとき、前記外孔Ｈ１は前記内管部１３の外周面によって塞がれているので、前記ポジティブ油室３ａと冷却油通路１４とを連通する連通面積は、最も小さくなる。なお、図８において、前記ピストン６が前記ブレーキ範囲Ｒ１及び前記フリー閉塞範囲Ｒ２１の何れかの範囲内に配置されるときに、前記ポジティブ油室３ａと冷却油通路１４とを連通する連通面積がゼロにならないのは、前記外管部６１の内周面と前記内管部１３の外周面との間の僅かな隙間が存在するからである。
【００７６】
そして、前記ピストン６が前記位置Ｃよりも前記クラッチ部４から遠ざかる方向に移動する、すなわち、前記ピストン６が前記フリー連通範囲Ｒ２２に入ると、前記ポジティブ油室３ａと冷却油通路１４とを連通する連通面積は、次第に大きくなる。
【００７７】
具体的には、本実施形態では、後述するように前記内管部１３は絞り部１６を有し（図９及び図１０参照）、当該絞り部１６の開口は、前記内管部１３における内孔Ｈ２の一部を構成する。本実施形態では、前記絞り部１６の開口面積は、外孔Ｈ１の開口面積よりも小さく、図８のグラフに示される大きさに設定されている。前記ピストン６が前記位置Ｃよりも前記クラッチ部４から遠ざかる方向に移動すると、前記ポジティブ油室３ａと前記冷却油通路１４とを連通する連通面積は、前記絞り部１６の開口面積と一致するまで次第に大きくなる。当該連通面積が前記絞り部１６の開口面積と一致した後には、前記ピストン６が前記クラッチ部４から遠ざかる方向にさらに移動しても、当該連通面積は、前記絞り部１６の開口面積と同じ大きさに維持される。
【００７８】
本実施形態では、前記絞り部１６の開口面積は、前記ピストン６が前記位置Ｃと前記位置Ｄとの間の位置にあるとき、すなわち、前記ピストン６が前記高圧フリー連通範囲Ｒ２２１内に位置しているときに前記連通面積が前記絞り部１６の開口面積に一致するような大きさに設定されている。ただし、前記絞り部１６の開口面積は、図８に示す具体例に限定されず、例えば、前記ピストン６が前記位置Ｄと前記位置Ｅとの間の位置にあるとき、すなわち、前記ピストン６が前記低圧フリー連通範囲Ｒ２２２内に位置しているときに前記連通面積が前記絞り部１６の開口面積に一致するような大きさに設定されていてもよい。また、前記絞り部１６の開口面積は、前記ピストン６が前記位置Ｃから前記位置Ｅまで移動する間、前記連通面積が増加し続けるような大きさに設定されていてもよく、この場合、前記ピストン６が前記位置Ｅにあるときに、前記ポジティブ油室３ａと冷却油通路１４とを連通する連通面積は、最も大きくなる。
【００７９】
図７に示すように、前記冷却油通路１４の圧力は、一定値（図７の具体例では、０．３ＭＰａ）に設定されており、前記ピストン６が前記フリー連通範囲Ｒ２２内に配置されるときの上限圧力よりも小さく下限圧力よりも大きい。すなわち、前記冷却油通路１４の圧力は、前記ピストン６が前記位置Ｃに配置されるときの前記ポジティブ油室３ａの圧力よりも小さく、前記ピストン６が前記位置Ｅに配置されるときの前記ポジティブ油室３ａの圧力よりも大きい。前記冷却油通路１４の圧力は、例えば前記冷却油を前記冷却油通路１４に供給するためのポンプ３６の容量などを変えることにより調節することができる。
【００８０】
上記のような実施形態に係るウインチ装置１０は、次のような動作を行う。
【００８１】
図３に示すように、モード切換スイッチ３０がオフにされ、ウインチ装置１０がブレーキモードの状態に切り換えられると、モード切換弁２２のソレノイドが非励磁状態となり、モード切換弁２２は排出許容位置から供給許容位置（図３の左側位置）に切り換わる。この場合、ポジティブ油室３ａとネガティブ油室３ｂには同じ圧力がかかっている。このため、バネ１１の付勢力によってピストン６は前記位置Ａに配置され、当該ピストン６の押圧部６３は、インナープレート８とアウタープレート９が接するようにこれらに押圧力を加える。これにより、減速機２１を介してウインチドラム１とウインチモータ２０とが連結した状態（クラッチオン状態、ブレーキ状態）となる。
【００８２】
一方、モード切換スイッチ３０がオンにされ、ウインチ装置１０がフリーフォールモードの状態に切り換えられると、モード切換弁２２のソレノイドが励磁状態となり、モード切換弁２２は供給許容位置から排出許容位置（図３の右側位置）に切り換わり、ポジティブ油室３ａはブレーキ操作装置２５のブレーキ制御弁２５ｂに接続される。
【００８３】
この場合、オペレータは、操作ペダル２５ａの操作量が最大操作量となるように当該操作ペダル２５ａを操作した状態、すなわち、操作ペダル２５ａを最も踏み込んだ状態で、モード切換スイッチ３０をオンにする。この状態では、ポジティブ油室３ａとネガティブ油室３ｂには同じ圧力がかかるため、前記ピストン６は前記位置Ａに配置され、当該ピストン６の押圧部６３は、インナープレート８とアウタープレート９が接するようにこれらに押圧力を加える。これにより、減速機２１を介してウインチドラム１とウインチモータ２０とが連結した状態（ブレーキ状態）となる。
【００８４】
次に、前記操作ペダル２５ａの操作量が前記最大操作量から次第に小さくなると、前記ブレーキ制御弁２５ｂの開度が次第に小さくなるので、前記ポンプ２４からの作動油が前記ポジティブ油室３ａに供給される供給量が次第に少なくなる。その結果、前記ポジティブ油室３ａの圧力が次第に小さくなり、前記ピストン６は、前記操作量に応じて前記位置Ａから前記位置Ｅに向かって移動する。そして、図８に示すように、前記ピストン６が前記位置Ｃに到達する、すなわち、前記ピストン６が前記フリー連通範囲Ｒ２２に到達すると、前記外管部６１の前記外孔Ｈ１と前記内管部１３の内孔Ｈ２との連通が開始される。このように本実施形態では、図７及び図８に示すように、外孔Ｈ１が内孔Ｈ２に連通し始める連通開始点（位置Ｃ）が、ポジティブ油室３ａの圧力が冷却油通路１４の圧力と同じになる同圧点（位置Ｄ）よりも前記位置Ａに近い。言い換えると、前記ポジティブ油室３ａの圧力が前記冷却油通路１４の圧力よりも高いときに前記外孔Ｈ１と前記内孔Ｈ２との連通が開始される。
【００８５】
図７に示すように、前記ピストン６が前記フリー連通範囲Ｒ２２のうち、前記高圧フリー連通範囲Ｒ２２１内に配置されているときには、前記ポジティブ油室３ａの圧力が前記冷却油通路１４の圧力よりも大きいので、前記ポジティブ油室３ａと前記油圧ポンプ２４との間に存在する作動油は当該作動油に混入するエアとともに、前記外孔Ｈ１及び前記内孔Ｈ２を通じて前記冷却油通路１４に流入する。当該冷却油通路１４に流入した作動油及びエアは、当該冷却油通路１４を流れる冷却油とともに前記クラッチ部４に供給された後、当該クラッチ部４から外部に排出され、タンク３７に回収される。これにより、前記油圧回路において作動油に混入したエアは当該油圧回路の外に効果的に排出される。
【００８６】
また、図７に示すように、前記ピストン６が前記フリー連通範囲Ｒ２２のうち、前記低圧フリー連通範囲Ｒ２２２内に配置されているときには、前記ポジティブ油室３ａの圧力が前記冷却油通路１４の圧力よりも小さいので、前記冷却油通路１４を流れる冷却油の一部は前記ポジティブ油室３ａに流入する。当該ポジティブ油室３ａに流入した冷却油は前記ポジティブライン３１を通じてタンクＴ２に回収される。これにより、前記油圧回路において作動油に混入したエアは当該油圧回路の外に効果的に排出される。また、前記冷却油通路１４から前記ポジティブ油室３ａに向かう冷却油の流れは、前記内孔Ｈ２の付近や前記外孔Ｈ１の付近に溜まった前記異物を除去するので、当該異物による前記内孔Ｈ２及び前記外孔Ｈ１の目詰まりが生じることが抑制される。
【００８７】
オペレータは、前記操作ペダル２５ａの操作量の増減を繰り返すことにより、前記ピストン６を前記高圧フリー連通範囲Ｒ２２１と前記低圧フリー連通範囲Ｒ２２２との間で往復させることもできる。かかる場合には、前記エアの排出効果と、前記異物の除去効果とがより顕著に得られる。
【００８８】
図９は、前記ピストン６がブレーキ範囲Ｒ１に配置されてクラッチ部４がクラッチオン状態であるときの前記ピストン６の外管部６１と内管部１３との相対位置を示す断面図である。図１０は、前記クラッチ部４がクラッチオフ状態であり、前記ピストン６が高圧フリー連通範囲Ｒ２２１に配置されているときの前記ピストン６の外管部６１と内管部１３との相対位置を示す断面図である。
【００８９】
図９及び図１０に示すように、前記内管部１３は絞り部１６を有する。当該絞り部１６は、前記内管部１３における内孔Ｈ２の一部分を画定する。当該絞り部１６により画定される前記内孔Ｈ２の一部分の断面積（開口面積）は前記外管部６１における前記外孔Ｈ１の断面積（開口面積）よりも小さい。
【００９０】
具体的に、前記内孔Ｈ２は、前記絞り部１６よりも径方向外側に位置する第１の拡大部１５の内周面により画定される外側内孔Ｈ２１と、前記絞り部１６の内周面により画定される中間内孔Ｈ２２と、前記絞り部１６よりも径方向内側に位置する第２の拡大部１７の内周面により画定される内側内孔Ｈ２３と、を含む。前記外側内孔Ｈ２１の断面積（開口面積）は、前記外管部６１の前記外孔Ｈ１のうち当該外側内孔Ｈ２１に隣接する部分の断面積（開口面積）よりも大きい。前記絞り部１６の内周面により画定される中間内孔Ｈ２２の断面積（開口面積）は、前記外管部６１の前記外孔Ｈ１の断面積（開口面積）よりも小さく、前記外側内孔Ｈ２１の断面積（開口面積）よりも小さい。前記内側内孔Ｈ２３の断面積（開口面積）は、前記絞り部１６の内周面により画定される中間内孔Ｈ２２の断面積（開口面積）よりも大きい。
【００９１】
本実施形態では、前記内孔Ｈ２が前記外側内孔Ｈ２１を含む。このことは、前記外孔Ｈ１が前記内孔Ｈ２に対して前記軸方向における広い範囲で連通することを可能にする。また、前記内孔Ｈ２が前記絞り部１６の内周面により画定される中間内孔Ｈ２２を含む。このことは、当該絞り部１６が設けられていない場合に比べて、前記外孔Ｈ１が前記内管部１３の前記外周面によって塞がれている状態から前記外孔Ｈ１が前記内孔Ｈ２に連通した状態に変化するときの前記ポジティブ油室３ａにおける圧力変化の速度を小さくすることを可能にする。また、前記内孔Ｈ２が前記内側内孔Ｈ２３を含む。このことは、前記冷却油通路１４から前記ポジティブ油室３ａへの冷却油の流れが形成される場合に、前記冷却油通路１４の冷却油が前記絞り部１６の内周面により画定される中間内孔Ｈ２２に流入することを容易にする。
【００９２】
図１１は、前記実施形態の変形例に係るウインチ装置１０における油圧回路を示す図である。図１１に示す変形例における油圧回路は、以下に挙げる点が図３に示す前記実施形態における油圧回路と異なっており、その他の構成は図３に示す前記実施形態における油圧回路と同様であるので、以下では前記実施形態における油圧回路と異なる点のみ説明する。
【００９３】
前記変形例における油圧回路では、前記ポジティブ油室３ａの入口ポート３Ａには、ポジティブライン３１が接続されている。このポジティブライン３１は、前記実施形態のようにモード切換弁２２及び油圧ポンプ２４には接続されておらず、タンクＴ３に接続されている。
【００９４】
前記ネガティブ油室３ｂの入口ポート３Ｂには、ネガティブライン３２が接続されている。このネガティブライン３２は、前記実施形態のように油圧ポンプ２４に直接接続されているのではなく、モード切換弁２２の一方の出口ポートに接続されている。そして、モード切換弁２２の一方の入口ポートは、タンクＴ２に接続されている。モード切換弁２２の他方の入口ポートは、ブレーキ制御弁２５ｂの出口ポートに接続されている。ブレーキ制御弁２５ｂの一方の入口ポートは、油圧ポンプ２４に接続されている。ブレーキ制御弁２５ｂの他方の入口ポートは、タンクＴ２に接続されている。
【００９５】
図１１に示すように、当該変形例では、前記ピストン６の前記外管部６１は、当該外管部６１をその厚み方向に貫通するとともに前記ネガティブ油室３ｂに連通する外孔Ｈ１を有し、前記内管部１３は、当該内管部１３をその厚み方向に貫通するとともに前記冷却油通路１４に連通する内孔Ｈ２を有する。前記ピストン６が前記ブレーキ範囲Ｒ１内に位置しているときに前記外孔Ｈ１が前記内管部１３の外周面により塞がれ、前記ピストン６が前記フリー連通範囲Ｒ２２内に位置しているときに前記外孔Ｈ１の少なくとも一部が前記内孔Ｈ２と重なって前記ネガティブ油室３ｂと前記内管部１３の前記冷却油通路１４とが連通するように前記外孔Ｈ１と前記内孔Ｈ２の相対位置が設定されている。
【００９６】
上記のような前記実施形態の変形例に係るウインチ装置１０は、次のような動作を行う。
【００９７】
図１１に示すように、モード切換スイッチ３０がオフにされ、ウインチ装置１０がブレーキモードの状態に切り換えられると、モード切換弁２２のソレノイドが非励磁状態となり、モード切換弁２２は供給許容位置から排出許容位置（図１１の左側位置）に切り換わる。この場合、ポジティブ油室３ａとネガティブ油室３ｂには同じ圧力がかかっている。このため、バネ１１の付勢力によって前記ピストン６の押圧部６３は、インナープレート８とアウタープレート９が接するようにこれらに押圧力を加える。これにより、減速機２１を介してウインチドラム１とウインチモータ２０とが連結した状態（クラッチオン状態、ブレーキ状態）となる。
【００９８】
一方、モード切換スイッチ３０がオンにされ、ウインチ装置１０がフリーフォールモードの状態に切り換えられると、モード切換弁２２のソレノイドが励磁状態となり、モード切換弁２２は排出許容位置から供給許容位置（図１１の右側位置）に切り換わり、ネガティブ油室３ｂはブレーキ操作装置２５のブレーキ制御弁２５ｂに接続される。
【００９９】
この場合、オペレータは、操作ペダル２５ａの操作量が最大操作量となるように当該操作ペダル２５ａを操作した状態、すなわち、操作ペダル２５ａを最も踏み込んだ状態で、モード切換スイッチ３０をオンにする。この状態では、ネガティブ油室３ｂはタンクＴ２につながり、ポジティブ油室３ａとネガティブ油室３ｂには同じ圧力がかかるため、前記ピストン６は前記クラッチ部４に最も近い位置Ａに配置され、当該ピストン６の押圧部６３は、インナープレート８とアウタープレート９が接するようにこれらに押圧力を加える。これにより、減速機２１を介してウインチドラム１とウインチモータ２０とが連結した状態（ブレーキ状態）となる。
【０１００】
次に、前記操作ペダル２５ａの操作量が前記最大操作量から次第に小さくなると、前記ブレーキ制御弁２５ｂの開度が次第に小さくなるので、前記ポンプ２４からの作動油が前記ネガティブ油室３ｂに供給される供給量が次第に多くなる。その結果、前記ネガティブ油室３ｂの圧力が次第に大きくなり、前記ピストン６は、前記操作量に応じて前記位置Ａから、前記ピストンが前記クラッチ部４から最も遠い位置Ｅに向かって移動する。そして、前記ピストン６が前記フリー連通範囲Ｒ２２に到達すると、前記外管部６１の前記外孔Ｈ１と前記内管部１３の内孔Ｈ２との連通が開始される。
【０１０１】
前記ピストン６が前記フリー連通範囲Ｒ２２のうち、前記低圧フリー連通範囲Ｒ２２２内に配置されているときには、前記ネガティブ油室３ｂの圧力が前記冷却油通路１４の圧力よりも小さいので、前記冷却油通路１４を流れる冷却油の一部は前記ネガティブ油室３ｂに流入する。当該ネガティブ油室３ｂに流入した冷却油は前記ネガティブライン３２を通じてタンクＴ２に回収される。これにより、前記油圧回路において作動油に混入したエアは当該油圧回路の外に効果的に排出される。また、前記冷却油通路１４から前記ネガティブ油室３ｂに向かう冷却油の流れは、前記内孔Ｈ２の付近や前記外孔Ｈ１の付近に溜まった前記異物を除去するので、当該異物による前記内孔Ｈ２及び前記外孔Ｈ１の目詰まりが生じることが抑制される。
【０１０２】
前記ピストン６が前記フリー連通範囲Ｒ２２のうち、前記高圧フリー連通範囲Ｒ２２１内に配置されているときには、前記ネガティブ油室３ｂの圧力が前記冷却油通路１４の圧力よりも大きいので、前記ネガティブ油室３ｂと前記油圧ポンプ２４との間に存在する作動油は当該作動油に混入するエアとともに、前記外孔Ｈ１及び前記内孔Ｈ２を通じて前記冷却油通路１４に流入する。当該冷却油通路１４に流入した作動油及びエアは、当該冷却油通路１４を流れる冷却油とともに前記クラッチ部４に供給された後、当該クラッチ部４から外部に排出され、タンク３７に回収される。これにより、前記油圧回路において作動油に混入したエアは当該油圧回路の外に効果的に排出される。
【０１０３】
なお、前記ポジティブ油室３ａにエアが混入することによる不都合と前記ネガティブ油室３ｂにエアが混入することによる不都合を比較すると、前者の方が不都合の度合いが高い。したがって、前記外孔Ｈ１を前記ピストン６の外管部６１に設ける位置は、図１１に示すような前記ネガティブ油室３ｂに連通する位置よりも、前記図３に示すような前記ポジティブ油室３ａに連通する位置の方が好ましい。
【０１０４】
［他の変形例］
本発明は、以上説明した実施形態に限定されない。本発明は、例えば次のような形態を含む。
【０１０５】
（Ａ）ピストンの可動範囲について
前記実施形態では、前記可動範囲が前記ブレーキ範囲Ｒ１と前記フリー範囲Ｒ２とを含み、当該フリー範囲Ｒ２が前記フリー閉塞範囲Ｒ２１と前記フリー連通範囲Ｒ２２とを含み、当該フリー連通範囲Ｒ２２が前記高圧フリー連通範囲Ｒ２２１と低圧フリー連通範囲Ｒ２２２とを含む場合を例示したが、前記可動範囲は前記実施形態に限られない。例えば、前記フリー範囲Ｒ２は前記フリー閉塞範囲Ｒ２１を含んでいなくてもよく、前記フリー連通範囲Ｒ２２のみから構成されていてもよい。また、前記フリー連通範囲Ｒ２２は前記高圧フリー連通範囲Ｒ２２１及び前記低圧フリー連通範囲Ｒ２２２の何れか一方のみから構成されていてもよい。
【０１０６】
（Ｂ）外孔及び内孔について
前記実施形態では、前記外孔Ｈ１は、外管部６１の下部のみに設けられ、前記内孔Ｈ２は、前記内管部１３の下部のみに設けられていたが、これらの構成に限られない。前記外孔Ｈ１は、外管部６１の下部以外の部分、例えば外管部６１の上部や側部に設けられていてもよく、前記内孔Ｈ２は、前記内管部１３の下部以外の部分、例えば内管部１３の上部や側部に設けられていてもよい。
【０１０７】
また、前記外管部６１は、複数の外孔Ｈ１を有していてもよく、前記内管部１３は、複数の内孔Ｈ２を有していてもよい。
【０１０８】
（Ｃ）ウインチドラムが支持される位置について
前記実施形態では、ウインチドラム１がブーム１０４に支持されている場合を例示したが、これに限られない。ウインチドラム１が上部旋回体１０３上に設けられていても、例えばガントリ１０７（図１参照）や図略のマストなどの部材の近傍にウインチドラム１が配置されている場合には、ガントリ１０７やマストを上部旋回体１０３から取り外すときに、場所の制約などの理由から、ウインチドラム１も上部旋回体から取り外す必要があることがある。このような場合にも前記実施形態に係るウインチ装置１０及びクレーン１００を用いることができる。
【０１０９】
（Ｄ）絞り部について
前記実施形態では、前記絞り部１６は、前記内管部１３に設けられていたが、前記外管部６１に設けられていてもよい。また、前記絞り部１６は省略することも可能である。
【０１１０】
（Ｅ）冷却油通路の圧力について
前記実施形態では、冷却油通路１４の圧力の目標値が一定値に設定されていたが、これに限られない。前記冷却油通路１４の圧力の目標値は予め設定された条件に基づいて変化するものであってもよい。
【符号の説明】
【０１１１】
１  ウインチドラム
３ａ  ポジティブ油室
３ｂ  ネガティブ油室
４  クラッチ部
５  シリンダ
６  ピストン
１０  ウインチ装置
１３  内管部
１４  冷却油通路
１６  絞り部
２０  ウインチモータ
２２  モード切換弁
２４  油圧ポンプ（油圧源の一例）
２５ａ  操作ペダル（操作部の一例）
２５ｂ  ブレーキ制御弁
６１  外管部
１００  クレーン
１０１  下部走行体
１０３  上部旋回体
１０４  ブーム
Ｈ１  外孔
Ｈ２  内孔
Ｒ１  ブレーキ範囲
Ｒ２  フリー範囲
Ｒ２１  フリー閉塞範囲
Ｒ２２  フリー連通範囲
Ｒ２２１  高圧フリー連通範囲
Ｒ２２２  低圧フリー連通範囲
【図１】
2020125184.tif 000003
【図２】
2020125184.tif 000004
【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】
2020125184.tif 000009
【図８】
2020125184.tif 000010
【図９】
2020125184.tif 000011
【図１０】
2020125184.tif 000012
【図１１】
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