(57)【要約】【課題】湿式多板ブレーキを有するウインチの省燃費化を図る。【解決手段】湿式多板ブレーキの冷却装置は、湿式多板ブレーキを備えた少なくとも２基のウインチと、湿式多板ブレーキへ冷却油を供給する１基の冷却用油圧ポンプと、冷却用油圧ポンプからの冷却油を２基のウインチへあらかじめ演算した分配比率で分配する分配装置と、湿式多板ブレーキの制動負荷の大小に基づいて分配比率を演算し、分配比率に基づいて分配装置による冷却油の分配流量を制御する分配制御装置とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿式多板ブレーキを備えた少なくとも２基のウインチと、
前記湿式多板ブレーキへ冷却油を供給する１基の冷却用油圧ポンプと、
前記冷却用油圧ポンプからの冷却油を前記２基のウインチへあらかじめ演算した分配比率で分配する分配装置と、
前記湿式多板ブレーキの制動負荷の大小に基づいて前記分配比率を演算し、前記分配比率に基づいて前記分配装置による前記冷却油の分配流量を制御する分配制御装置とを備える湿式多板ブレーキの冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の湿式多板ブレーキの冷却装置において、
前記分配制御装置は、前記湿式多板ブレーキにおける制動負荷に比例して、前記分配比率を制御する湿式多板ブレーキの冷却装置。
【請求項３】
請求項２に記載の湿式多板ブレーキの冷却装置において、
前記湿式多板ブレーキのそれぞれへ供給される前記冷却油の温度を検出する少なくとも１つの入口温度センサと、
前記湿式多板ブレーキのそれぞれから流出する前記冷却油の温度をそれぞれ検出する出口温度センサとをさらに備え、
前記分配制御装置は、前記入口温度センサで検出した前記冷却油の温度と、前記出口温度センサで検出した前記冷却油の温度と、前記分配比率に基づき算出される分配流量とに基づいて、前記湿式多板ブレーキのそれぞれにおける交換熱量を算出し、算出した前記交換熱量に比例するように前記冷却油の分配比率を演算する湿式多板ブレーキの冷却装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の湿式多板ブレーキの冷却装置において、
前記冷却用油圧ポンプは、可変容量式油圧ポンプであり、
前記湿式多板ブレーキの制動負荷の大小に基づいて、前記可変容量式油圧ポンプの押し除け容量を制御する押し除け容量制御装置をさらに備える湿式多板ブレーキの冷却装置。
【請求項５】
請求項３に記載の湿式多板ブレーキの冷却装置において、
前記冷却用油圧ポンプは、可変容量式油圧ポンプであり、
前記入口温度センサで検出した前記冷却油の温度と、前記出口温度センサで検出した前記冷却油の温度と、前記分配比率に基づき算出される分配流量とに基づいて、前記湿式多板ブレーキのそれぞれにおける交換熱量を算出し、算出した前記交換熱量の総和に比例するように前記可変容量式油圧ポンプの押し除け容量を変更する押し除け容量制御装置をさらに備える湿式多板ブレーキの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウインチに設けられる湿式多板ブレーキの冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吊り荷のフリーフォール時に十分な制動力を得るものとして、湿式多板式ブレーキを有するウインチ装置が知られている。湿式多板ブレーキでは、ブレーキディスクが発熱するため、冷却用油圧ポンプで作動油を冷却油として強制的に循環させている（たとえば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６４４３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献に記載のウインチ装置を移動式クレーンに複数搭載する場合、各ウインチ装置で必要とする冷却油量を常時供給できるように、冷却用油圧ポンプの基数や容量を設定している。そのため、湿式多板式ブレーキを使用していないときにも不必要に冷却用油圧ポンプを駆動して冷却油を供給することとなり、移動式クレーンの燃費に悪影響を及ぼすおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）請求項１の発明による湿式多板ブレーキの冷却装置は、湿式多板ブレーキを備えた少なくとも２基のウインチと、湿式多板ブレーキへ冷却油を供給する１基の冷却用油圧ポンプと、冷却用油圧ポンプからの冷却油を２基のウインチへあらかじめ演算した分配比率で分配する分配装置と、湿式多板ブレーキの制動負荷の大小に基づいて分配比率を演算し、分配比率に基づいて分配装置による冷却油の分配流量を制御する分配制御装置とを備える。
（２）請求項２の発明は、請求項１に記載の湿式多板ブレーキの冷却装置において、分配制御装置は、湿式多板ブレーキにおける制動負荷に比例して、分配比率を制御する。
（３）請求項３の発明は、請求項２に記載の湿式多板ブレーキの冷却装置において、湿式多板ブレーキのそれぞれへ供給される冷却油の温度を検出する少なくとも１つの入口温度センサと、湿式多板ブレーキのそれぞれから流出する冷却油の温度をそれぞれ検出する出口温度センサとをさらに備え、分配制御装置は、入口温度センサで検出した冷却油の温度と、出口温度センサで検出した冷却油の温度と、分配比率に基づき算出される分配流量とに基づいて、湿式多板ブレーキのそれぞれにおける交換熱量を算出し、算出した交換熱量に比例するように冷却油の分配比率を演算する。
（４）請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の湿式多板ブレーキの冷却装置において、冷却用油圧ポンプは、可変容量式油圧ポンプであり、湿式多板ブレーキの制動負荷の大小に基づいて、可変容量式油圧ポンプの押し除け容量を制御する押し除け容量制御装置をさらに備える。
（５）請求項５の発明は、請求項３に記載の湿式多板ブレーキの冷却装置において、冷却用油圧ポンプは、可変容量式油圧ポンプであり、入口温度センサで検出した冷却油の温度と、出口温度センサで検出した冷却油の温度と、分配比率に基づき算出される分配流量とに基づいて、湿式多板ブレーキのそれぞれにおける交換熱量を算出し、算出した交換熱量の総和に比例するように可変容量式油圧ポンプの押し除け容量を変更する押し除け容量制御装置をさらに備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、湿式多板ブレーキの制動負荷の大小に基づいて分配比率を演算し、分配比率に基づいて分配装置による冷却油の分配流量を制御するように構成したので、湿式多板ブレーキを有するウインチの省燃費化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の湿式多板ブレーキの冷却装置の一実施の形態を搭載し、クラムシェルバケットを装着してクラムシェル作業機として用いるクレーンの概略構成を示す側面図である。
【図２】クラムシェルバケットの構造を模式的に示す図である。
【図３】ウインチの動作について説明するための油圧回路図である。
【図４】第１の実施の形態の湿式多板ブレーキの冷却装置の構成を模式的に示す図である。
【図５】第１の実施の形態における電磁比例流量制御弁の制御動作についてのフローチャートである。
【図６】第２の実施の形態の湿式多板ブレーキの冷却装置の構成を模式的に示す図である。
【図７】第２の実施の形態における冷却ポンプの押し除け容量、および、電磁比例流量制御弁の制御動作についてのフローチャートである。
【図８】変形例を示す図である。
【図９】従来のクレーンにおける湿式多板ブレーキの冷却装置の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
−−−第１の実施の形態−−−
図１〜５を参照して、本発明による湿式多板ブレーキの冷却装置の第１の実施の形態を説明する。図１は、本発明の湿式多板ブレーキの冷却装置の一実施の形態を搭載し、クラムシェルバケットを装着してクラムシェル作業機として用いるクレーンの概略構成を示す側面図である。このクレーン６０は、走行体６１と、旋回装置６２と、旋回体６３とを備えている。旋回体６３は、旋回装置６２を介して走行体６１に旋回可能に連結されている。旋回体６３の一方側には、操作レバー等を備えた運転室６３ａが設けられている。
【０００９】
旋回体６３には、起伏動可能にブーム６４が連結されており、ブーム６４の先端からは、後述するロープによってクラムシェルバケット５０が吊持されている。この作業機６０は、クラムシェルバケット５０を装着して行うクラムシェル作業と、クラムシェルバケット５０の代わりに不図示のフックを装着して行うクレーン作業とを選択的に実施できる。
【００１０】
旋回体６３には、第１ウインチ３０Ａ、第２ウインチ３０Ｂ、および、第３ウインチ３０Ｃが搭載されている。第１ウインチ３０Ａは、クラムシェルバケット５０の開閉動作を行う開閉ロープ６７を巻き取り、および、繰り出すウインチである。第２ウインチ３０Ｂは、クラムシェルバケット５０を支持する支持ロープ６９を巻き取り、および、繰り出すウインチである。第３ウインチ３０Ｃは、たとえば、非掘削時の補助作業用のウインチであり、不図示のフックが吊り下げられた不図示のロープを巻き取り、および、繰り出す。
【００１１】
図２（ａ）、（ｂ）は、クラムシェルバケット５０の構造を模式的に示す図である。図２（ａ）（ｂ）において、５１，５２は、開閉ロープ６７が掛け回される上下２つのシーブであり、それぞれ上部支持部材５３，下部支持部材５４に回転可能に軸支されている。５５は、その上端を上部支持部材５３に揺動可能に連結され、その下端をクラムシェルバケット５０に揺動可能に連結されたリンク機構である。なお、支持ロープ６９は上部支持部材５３に固定され、開閉ロープ６７は上部支持部材５３に設けられた不図示の穴を通って上下シーブ５１，５２に複数本掛け（たとえば、６本掛け）され、その端部は下部支持部材５４に固定されている。
【００１２】
図２（ａ）に示すクラムシェルバケット５０の開状態から、開閉ロープ６７を開閉用の第１ウインチ３０Ａによって巻き取ると、上・下シーブ５１，５２の距離が短くなり、リンク機構５５の下端が内側に移動して図２（ｂ）に示すようにクラムシェルバケット５０を閉じる。このとき、開閉ロープの張力＞支持ロープの張力である。一方、図２（ｂ）に示すクラムシェルバケット５０の閉状態から、支持ロープ６９の張力より開閉ロープ６７の張力が小さくなると（開閉ロープの張力＜支持ロープの張力）、クラムシェルバケット５０，下シーブ５２および下部支持部材５４等の自重によって上下シーブ間の距離が長くなる。これにより、リンク機構５５の下端が外側に移動して図２（ａ）に示すようにクラムシェルバケット５０が開く。
【００１３】
−−−ウインチの動作について−−−
図３を参照して、本実施の形態のウインチの動作について説明する。なお、第１〜第３ウインチ３０Ａ〜３０Ｃは、いずれも同様の動作をするので、以下の説明では、第１ウインチ３０Ａを例に挙げて説明し、他のウインチ３０Ｂ，３０Ｃについての詳細な説明を省略する。
【００１４】
第１ウインチ３０Ａは、遊星減速機２と、巻取ドラム３と、制動装置４とを備えている。第１ウインチ３０Ａを駆動する油圧回路は、メインポンプ１２と、コントロール弁１１と、油圧モータ１と、パイロットポンプ９と、冷却ポンプ１９とを備えている。また、この油圧回路は、モータブレーキ切替弁７と、モータブレーキシリンダ８と、ブレーキ制御弁６と、ブレーキ切替弁５と、冷却回路安全弁２０とを備えている。
【００１５】
また、この油圧回路には、ブレーキ切替弁５を切り替えて制動装置４の動作モードを切り替えるために、コントローラ１８と、巻上げ回路圧力検出装置１５と、ブレーキ回路圧力検出装置１６と、ブレーキモード切替スイッチ１７とが設けられている。なお、制動装置４の動作モードは、後述する自動ブレーキモード、または、中立フリーモードに切り替えられる。
【００１６】
（１） 動力巻上げ時の動作（自動ブレーキモード）
運転室６３ａに設けられた巻上げ操作レバー１３を作動させるとパイロットポンプ９からのパイロット圧油がコントロールバルブ１１に供給されてコントロールバルブ１１のスプールが駆動される。これにより、コントロールバルブ１１を介してメインポンプ１２からの圧油が油圧モータ１に供給される。同時にパイロットポンプ９からのパイロット圧油は高圧選択弁１４を介してモータブレーキ切替弁７に供給される。これにより、モータブレーキ切替弁７が切り替えられて、パイロットポンプ９からのパイロット圧油がモータブレーキシリンダ８をブレーキ開放側へ駆動させるので、油圧モータ１が回転駆動する。
【００１７】
自動ブレーキモードでは、プラネタリキャリア２ｄは制動装置４により固定されている。すなわち、自動ブレーキモードでは、ネガティブブレーキである制動装置４のブレーキ解除圧油であるパイロットポンプ９からのパイロット圧油がブレーキ切替弁５で遮断される。これにより、バネ４ｄの付勢力によって摩擦板４ａと相手板４ｂとが互いに押し付けられてプラネタリキャリア２ｄに制動力を与える。
【００１８】
ここで、油圧モータ１の回転駆動力によって遊星減速機２のサンギヤ２ａが回動すると、プラネタリギヤ２ｂが自転してリングギヤ２ｃおよびリングギヤ２ｃに接続されている巻取ドラム３が回動して、動力による巻上げ（巻下げ）が行われる。
【００１９】
（２）  フリーフォール時の動作（中立フリーモード）
巻上げ操作レバー１３が中立状態とされると、コントロールバルブ１１によって油圧モータ１への圧油が遮断される。また、巻上げ操作レバー１３が中立状態とされると、高圧選択弁１４を介したモータブレーキ切替弁７へのパイロット圧油も供給されなくなるので、モータブレーキ切替弁７によってモータブレーキシリンダ８へのパイロット圧油も遮断されてモータブレーキが作動する。この状態で、制動装置４の制動力が開放されると巻取りドラム３は荷の自重によりフリー回転する。
【００２０】
制動装置４は制動力の調整機能を有している。オペレータは、ブレーキ操作ペダル６ａの操作によってブレーキ切替弁５を介した制動装置４へのブレーキ解除圧油の圧力を調整することで、制動装置４での制動力を調節して、フリー速度を調整できる。なお、中立フリーモードへの切り替えは、巻上げ回路圧力検出装置１５、ブレーキ回路圧力検出装置１６およびブレーキモード切替スイッチ１７の各判定値に基づいて、コントローラ１８がブレーキ切替弁５を切り替えることにより行われる。
【００２１】
第１ウインチ３０Ａでは、フリーフォール制動時に発熱するブレーキディスク（摩擦板４ａ、相手板４ｂ）を冷却するために冷却油（作動油）を強制循環させている。冷却油の供給は、冷却用に専用に設置された冷却ポンプ１９により行われる。なお、本実施の形態における、冷却ポンプ１９から各ウインチ３０Ａ〜３０Ｃへの冷却油の分配については、後に詳述する。そのため、図３では、冷却ポンプ１９から第１ウインチ３０Ａまでの冷却油の油路の詳細について省略している。
【００２２】
図３に示すように、冷却油は、制動装置４のケーシング４ｅに設けられたＩＮポート４ｇよりケーシング４ｅ内に供給される。ケーシング４ｅ内に供給された冷却油は、ブレーキディスクの隙間を、すなわち、クラッチ接続状態では摩擦板４ａの摩擦材に施された冷却油溝を、クラッチ解放状態では摩擦板４ａと相手板４ｂとの間に形成された隙間を通過して、ブレーキディスクの熱を吸収する。その後、冷却油は、ケーシング４ｅのＯＵＴポート４ｈより排出されてタンク装置１０へ戻される。ケーシング４ｅの耐圧は一般にオイルシール４ｆの耐圧で決定される。そこで、ケーシング４ｅの内圧がオイルシール４ｆの耐圧以下となるように、ＩＮポート側回路には冷却回路安全弁２０が設置される。
【００２３】
図９は、従来のクレーンにおける湿式多板ブレーキの冷却装置の構成を模式的に示す図である。一般的にクレーン１基あたりウインチは２〜３基搭載されるが、図９では、一例として、３基のウインチが搭載された従来のクレーンにおける湿式多板ブレーキの冷却装置の構成を示す。従来のクレーンでは、搭載される各ウインチで必要とする流量の総和に相当する冷却油を供給できるように冷却用の油圧ポンプが選定される。すなわち、従来のクレーンでは、図９に示すように、搭載されるウインチ３０Ａ〜３０Ｃのそれぞれに冷却用油圧ポンプ１９ａ〜１９ｃを設けるか、または、搭載される各ウインチで必要とする流量の冷却油の総和に相当する供給能力を備えた１基の冷却用油圧ポンプから冷却油を分配していた。
【００２４】
クレーンに搭載される油圧ポンプは、エンジン２１により駆動される。クレーンで必要とされる油圧ポンプは、巻上・起伏・旋回・走行用のメインポンプ１２、パイロットポンプ９、および、オプション等に用いられる補助ポンプである。補助ポンプはメインポンプに連結されるＰＴＯ（パワーテイクオフ）２２により動力伝達される。この補助ポンプは、冷却ポンプとして利用される。
【００２５】
−−−冷却ポンプ容量の決定方法−−−
（ａ）  ディスク発熱量の算出
ディスクに発生する熱量はフリーフォール作業における吊り荷重と揚程から決まる位置エネルギーＵに等しいと考え、制動時に位置エネルギーＵが全てディスクに熱エネルギーとして変換されると仮定して算出する。
Ｕ＝ｍｇｈ        ・・・（１）
ここで、ｍは吊り荷重であり、ｇは重力加速度であり、ｈは揚程である。
【００２６】
（１）式により算出した位置エネルギーによるディスク発熱量（温度上昇値△θ）は以下より求まる。
△θ＝Ｕ／（Ｃ1・ｍ1＋Ｃ2・ｍ2）    ・・・（２）
ここで、Ｃ1はディスクを構成する鋼材の比熱であり、Ｃ2はディスクを構成する摩擦材の比熱であり、ｍ1は鋼材の質量であり、ｍ2は摩擦材の質量である。
【００２７】
（ｂ） ディスク最高使用温度の決定
たとえば、摩擦材として、紙や樹脂を主な構成材料とするペーパー材と呼ばれる材料を用いる場合について説明する。ペーパー材の熱的寿命を評価する指標として炭化度Ｄ（％）という値がある。ペーパー材の構成要素の一つであるセルロース（繊維質）が高温により炭化することで重量変化を来し、ペーパー材のセルロース含有比率が変化する。炭化度Ｄ（％）は次式で定義される。
Ｄ＝（Ｗｉ−Ｗｅ）／Ｗｉ
ここで、Ｗｉは初期セルロース含有量であり、Ｗｅは繰り返し使用後のセルロース含有量である。
【００２８】
ペーパー材の特性としてある炭化度（約６５％）を超えると急激に摩擦係数が低下し、摩擦材としての著しい機能低下を引き起こす。これをペーパー材の熱的寿命と考えることができる。そして種々のエネルギー吸収条件下におけるディスク最高温度、および最高温度別炭化度の経時変化の両実験データから熱的寿命に至るまでの繰り返し数を求めることができ、想定する作業（吊り荷重と揚程）と要求される繰り返し数から熱的寿命に至らない最高使用温度を決定する。
【００２９】
（ｃ）  冷却油流量の決定
上記熱的寿命を考慮してディスク最高使用温度Ｔmax以下に保持するためには、１回の制動時に発生する温度上昇分を加味しディスクを目標温度まで冷却しなければならない。その冷却に必要な流量は、たとえば以下のようにして算出する。
位置エネルギーによる発熱を、フリーフォール作業の１サイクルの間で冷却すると考え、発熱量を１サイクルの所要時間（秒）で除した単位時間当たりの発熱量を交換熱量ｑｈ（J/s）として算出する。交換熱量ｑｈによる冷却油の温度上昇値△Ｔ（℃）は以下より求まる。
△Ｔ＝ｑｈ／（Ｃｐ・Ｍ）        ・・・（３）
ここで、Ｃｐは冷却油の定圧比熱であり、Ｍは冷却油の質量流量（kg/s）である。
【００３０】
冷却油の入口温度をＴinとすると、出口温度Ｔoutは、
Ｔout＝Ｔin＋△Ｔ
となり、これに（２）式で算出したディスクの発熱量△θを加えた値が最高使用温度Ｔmax以下となるように必要流量Ｑ（L/min）を決定する。
Ｑ＝Ｍ／ρ            ・・・（４）
ここで、ρは冷却油の密度である。
【００３１】
なお、上述した冷却油流量の算出では、ディスクの発熱量が全て冷却油に伝わると考え冷却油の交換熱量をｑｈとしたが、発熱するディスクに接触するのは冷却油のみではなく、制動装置を構成するピストンやケーシングにも伝熱する。伝熱面積では冷却油の方が大きいが、熱伝達率では油に比べ鋼材の方が圧倒的に大きいので、周辺部品への伝熱も大きい。そのため、湿式多板ブレーキにおける吸収エネルギーに対して、実際の交換熱量は小さくて済む。
【００３２】
（ｄ）  冷却ポンプ容量の決定
上記により決定した必要流量Ｑをフリーフォール作業の１サイクルにおける平均流量にて確保するために、原動機（エンジン２１）の回転変動を考慮した平均回転数Ｎaveから必要ポンプ容量ｑ（cm3/rev）を決定する。
ｑ＝Ｑ／Ｎave          ・・・（５）
【００３３】
このようにして求めた冷却油流量が冷却ポンプに必要な容量、すなわち必要ポンプ容量であり、ウインチ毎に設定される。上述したように、従来のクレーンでは、搭載される複数基のウインチ毎に必要ポンプ容量を備えた冷却ポンプをそれぞれ設置するか、複数基のウインチについてのそれぞれの必要ポンプ容量の総和に相当する容量のポンプを１基設置して冷却油を各ウインチに分流していた。そのため、フリー作業をしていないウインチに対しても不要な冷却油を供給することとなり、エンジンの出力を浪費して燃費を低下させるおそれがあった。
【００３４】
また冷却ポンプの選定にあたり、メイン・旋回・パイロット以外に追加する補助ポンプとして、許容軸トルクや設置スペースなどの制約範囲内にて検討される。しかし、その他用途の補助ポンプも設置されることから全体回路設計においては、場合として冷却に必要十分なポンプを選定できないおそれもある。また、図９に示した冷却油の戻り合流配管２３は、各冷却ポンプからの吐出油の総和が通過可能な大口径の配管となっており、クレーン本体の配管設計における大きな制約となるおそれがある。
【００３５】
上述したように、従来のクレーンにおいてウインチに必要なポンプ容量をウインチ毎に設定し、常時必要流量を供給していたのは、想定される作業がいつでも任意のウインチで実施可能としたからである。しかしながら、想定する重負荷掘削作業であるハンマーグラブ作業やクラムシェル作業がウインチ２台を用いた複索作業であるものの、重負荷のフリー制動が要求されるのは常にどちらか一方のウインチである。
【００３６】
また、オプションとして搭載される第３ウインチについては、主に非掘削作業時の相判として使用され、重負荷のフリー制動が要求されることが少ない。上記必要十分な容量のポンプを設置できない場合には、この第３ウインチの冷却油容量を小さくする方法が取られる。つまりウインチの使われ方を考慮すると、常時全ウインチに必要流量を供給する必要が無く、負荷の高いウインチに優先的に供給できれば良い。
【００３７】
そこで、本実施の形態では、図４に示すように、１基の冷却ポンプ１９からの冷却油を分配装置２５で３基のウインチ３０Ａ〜３０Ｃにそれぞれ分配するように構成している。図４は、３基の各ウインチ３０Ａ〜３０Ｃへ冷却油を供給する油圧回路を示す図であり、その他の油圧回路についての記載を省略している。図４に示すように、本実施の形態におけるウインチの冷却用油圧回路には、１基の冷却ポンプ１９と、冷却油の分配装置２５とが設けられている。また、分配装置２５における冷却油の分配比率の制御のために、本実施の形態におけるウインチの冷却用油圧回路には、コントローラ１８と、温度センサ２４ａ〜２４ｆが設けられている。
【００３８】
ウインチ３０Ａ〜３０Ｃの１基当たり、すなわち制動装置４の１基当たりの必要ポンプ容量を１００％とした場合、本実施の形態のおける冷却ポンプ１９の容量は、１００％もしくは多少の余裕を考慮した容量に設定されている。たとえば、稼働していないウインチ３０Ａ〜３０Ｃに対して冷却油を少量循環しておくこととしてもよい。このような少量の循環量などの多少の余裕を考慮して、上記に倣って表した冷却ポンプ１９の容量を、たとえば１１０％程度に設定してもよい。なお、従来のクレーンで設定されていた冷却油の供給能力は、上記に倣って表すと、たとえば３００％である。
【００３９】
分配装置２５には、ウインチ３０Ａ〜３０Ｃの基数と同じ基数の電磁比例流量制御弁２５ａ〜２５ｃが設けられている。電磁比例流用制御弁２５ａは、冷却ポンプ１９と、第１ウインチ３０Ａの制動装置４のケーシング４ｅに設けられたＩＮポート４ｇとの間の油路に介挿されている。同様に、電磁比例流用制御弁２５ｂは、冷却ポンプ１９と、第２ウインチ３０Ｂの制動装置４のケーシング４ｅに設けられたＩＮポート４ｇとの間の油路に介挿されている。電磁比例流用制御弁２５ｃは、冷却ポンプ１９と、第３ウインチ３０Ｃの制動装置４のケーシング４ｅに設けられたＩＮポート４ｇとの間の油路に介挿されている。以下、電磁比例流量制御弁２５ａ〜２５ｃのそれぞれを、単に流量制御弁２５ａ〜２５ｃと呼ぶ。
【００４０】
温度センサ２４ａは、第１ウインチ３０Ａのケーシング４ｅに設けられたＩＮポート４ｇに流れ込む冷却油の温度を検出する温度センサであり、温度センサ２４ｂは、第１ウインチ３０Ａのケーシング４ｅに設けられたＯＵＴポート４ｈから流出する冷却油の温度を検出する温度センサである。温度センサ２４ｃは、第２ウインチ３０Ｂのケーシング４ｅに設けられたＩＮポート４ｇに流れ込む冷却油の温度を検出する温度センサであり、温度センサ２４ｄは、第２ウインチ３０Ｂのケーシング４ｅに設けられたＯＵＴポート４ｈから流出する冷却油の温度を検出する温度センサである。温度センサ２４ｅは、第３ウインチ３０Ｃのケーシング４ｅに設けられたＩＮポート４ｇに流れ込む冷却油の温度を検出する温度センサであり、温度センサ２４ｆは、第３ウインチ３０Ｃのケーシング４ｅに設けられたＯＵＴポート４ｈから流出する冷却油の温度を検出する温度センサである。
【００４１】
コントローラ１８は、３基の流量制御弁２５ａ〜２５ｃを制御する制御装置であり、温度センサ２４ａ〜２４ｆが接続されている。
【００４２】
冷却ポンプ１９の冷却油は、並列に配設された３基の流量制御弁２５ａ〜２５ｃにそれぞれ流れ込む。３基の流量制御弁２５ａ〜２５ｃは、それぞれコントローラ１８からの制御信号によって冷却油の流量を制御する。
【００４３】
たとえば、上記に倣って表した冷却ポンプ１９の容量が１００％であった場合、全ての流量制御弁２５ａ〜２５ｃを全開放すれば、各ウインチ３０Ａ〜３０Ｃに供給される冷却油は、それぞれ３３％に分配される。また、流量制御弁２５ａ〜２５ｃのうち、いずれか１基を絞って、いずれか１基のウインチに１０％分の冷却油を供給するようにすれば、残りの２基のウインチには、それぞれ４５％分の冷却油が供給される。
【００４４】
このように、本実施の形態では、コントローラ１８の制御信号によって各ウインチ３０Ａ〜３０Ｃに供給する冷却油の分配比率を任意に設定できる。コントローラ１８は、各ウインチ３０Ａ〜３０Ｃにおける制動装置４の使用状況、すなわち制動装置４の熱的負荷（制動負荷）の大小に基づいて、冷却油の分配状態を制御する。以下の説明では、第１ウインチ３０Ａの交換熱量をｑｈ１で表し、第２ウインチ３０Ｂの交換熱量をｑｈ２で表し、第３ウインチ３０Ｃの交換熱量をｑｈ３で表す。
【００４５】
具体的には、コントローラ１８は、温度センサ２４ａ〜２４ｆでの検出温度から各制動装置４における冷却油の入口温度Ｔinと出口温度Ｔoutの温度差から冷却油の温度上昇値△Ｔを求める。そして、コントローラ１８は、各制動装置４での冷却油の温度上昇値△Ｔと、各制動装置４に対する冷却油の供給流量から各制動装置４における交換熱量を算出し、全てのウインチ３０Ａ〜３０Ｃの交換熱量ｑｈ１〜ｑｈ３の総和Σｑｈに対する比率を各制動装置４のそれぞれについて算出する。
【００４６】
コントローラ１８は、上述のようにして算出した交換熱量の比率と同じ比率で冷却油が分配されるように、流量制御弁２５ａ〜２５ｃへ制御信号を出力する。これにより、制動装置４の熱的負荷の大小に応じた流量で、すなわち、制動装置４での交換熱量に比例した流量で冷却油が分配されて各制動装置４に供給される。
【００４７】
なお、ウインチが稼働しておらず、交換熱量がゼロとなる場合であっても、コントローラ１８は、温度上昇値△Ｔの検出に最低限必要な流量で冷却油を供給するように、流量制御弁２５ａ〜２５ｃへ制御信号を出力する。
【００４８】
−−−フローチャート−−−
図５は、流量制御弁２５ａ〜２５ｃの制御動作についてのフローチャートである。クレーンの不図示のイグニッションスイッチがオンされると、図５に示したフローチャートを示したプログラムが起動されて、コントローラ１８で実行される。
【００４９】
ステップＳ１において、後述するステップＳ１１Ａ〜Ｓ１１Ｃで算出する各ウインチ３０Ａ〜３０Ｃの交換熱量ｑｈ１〜ｑｈ３から、全てのウインチ３０Ａ〜３０Ｃの交換熱量の総和Σｑｈに対する比率を求め、さらに、上述した最低限必要な流量を加味して各ウインチ３０Ａ〜３０Ｃに対する冷却油の分流比を決定する。なお、繰り返し実行される本プログラムの最初の演算時には、全てのウインチ３０Ａ〜３０Ｃへの冷却油の分流比を１：１：１に設定する。
【００５０】
ステップＳ１が実行されるとステップＳ３へ進み、ステップＳ１で設定した分流比で全てのウインチ３０Ａ〜３０Ｃへ冷却油が供給されるように、流量制御弁２５ａ〜２５ｃへ制御信号を出力してステップＳ５へ進む。ステップＳ５において、クレーンのエンジン２１の回転速度を検出してステップＳ７Ａ〜Ｓ７Ｃへ進む。
【００５１】
ステップＳ７Ａにおいて、温度センサ２４ａ，２４ｂで検出した第１ウインチ３０Ａについての温度上昇値△Ｔ１を算出してステップＳ９Ａへ進む。ステップＳ９Ａにおいて、第１ウインチ３０Ａへの冷却油の供給流量Ｑ１を算出してステップＳ１１Ａへ進む。ステップＳ１１Ａにおいて、ステップＳ７Ａで算出した温度上昇値△Ｔ１、および、ステップＳ９Ａで算出した冷却油の供給流量Ｑ１に基づいて、第１ウインチ３０Ａの制動装置４における交換熱量ｑｈ１を算出してステップＳ１へ戻る。
【００５２】
同様に、ステップＳ７Ｂにおいて、温度センサ２４ｃ，２４ｄで検出した第２ウインチ３０Ｂについての温度上昇値△Ｔ２を算出してステップＳ９Ｂへ進む。ステップＳ９Ｂにおいて、第２ウインチ３０Ｂへの冷却油の供給流量Ｑ２を算出してステップＳ１１Ｂへ進む。ステップＳ１１Ｂにおいて、ステップＳ７Ｂで算出した温度上昇値△Ｔ２、および、ステップＳ９Ｂで算出した冷却油の供給流量Ｑ２に基づいて、第２ウインチ３０Ｂの制動装置４における交換熱量ｑｈ２を算出してステップＳ１へ戻る。
【００５３】
同様に、ステップＳ７Ｃにおいて、温度センサ２４ｅ，２４ｆで検出した第３ウインチ３０Ｃについての温度上昇値△Ｔ３を算出してステップＳ９Ｃへ進む。ステップＳ９Ｃにおいて、第３ウインチ３０Ｃへの冷却油の供給流量Ｑ３を算出してステップＳ１１Ｃへ進む。ステップＳ１１Ｃにおいて、ステップＳ７Ｃで算出した温度上昇値△Ｔ３、および、ステップＳ９Ｃで算出した冷却油の供給流量Ｑ３に基づいて、第３ウインチ３０Ｃの制動装置４における交換熱量ｑｈ３を算出してステップＳ１へ戻る。
【００５４】
以下に、冷却油の分配比率の算出例を示す。たとえば、エンジン２１の回転速度が１０００ｒｐｍであり、冷却ポンプ１９の容量が４０ｃｃ／ｒｅｖであるとする（ステップＳ５）。演算開始時の分流比の初期値は、１：１：１である（ステップＳ１）。したがって、第１ウインチ３０Ａへの冷却油の供給量Ｑ１は次式で表される（ステップＳ９Ａ〜ステップＳ９Ｃ）。
Ｑ１＝０．０４(l/rev)×１０００(rev/min)／３
＝１３．３(l/min)
【００５５】
また、第２ウインチ３０Ｂへの冷却油の供給量Ｑ２および第３ウインチ３０Ｃへの冷却油の供給量Ｑ３も第１ウインチ３０Ａへの冷却油の供給量Ｑ１と同じ１３．３(l/min)である。
【００５６】
ここで、第１ウインチ３０Ａの制動装置４と、第２ウインチ３０Ｂの制動装置４が使用されて、熱交換が行われたこととする。これにより、たとえば、各ウインチ３０Ａ〜３０Ｃへ供給される冷却油の温度が３０℃であり、第１ウインチ３０Ａから排出される冷却油の温度が４０℃となり、第２ウインチ３０Ｂから排出される冷却油の温度が３５℃となり、第３ウインチ３０Ｃから排出される冷却油の温度が３０℃であったとする。各ウインチ３０Ａ〜３０Ｃについての温度上昇値△Ｔ１〜△Ｔ３は、次のとおりである（ステップＳ７Ａ〜ステップＳ７Ｃ）。
△Ｔ１＝４０℃−３０℃＝１０℃
△Ｔ２＝３５℃−３０℃＝  ５℃
△Ｔ３＝３０℃−３０℃＝  ０℃
【００５７】
また、冷却油の密度ρを０．８６９(g/cm3)とすると、各ウインチへ供給される冷却油の質量流量Ｍは、次のとおりである。
Ｍ＝１３．３(l/min)×０．８６９(g/cm3)／６０
＝０．１９４(kg/s)
【００５８】
冷却油の比熱Ｃｐを１９６２(J/kg・℃)とすると、各ウインチ３０Ａ〜３０Ｃの制動装置４における交換熱量ｑｈ１〜ｑｈ３は、次のとおりである（ステップＳ１１Ａ〜ステップＳ１１Ｃ）。
ｑｈ１＝１９６２(J/kg・℃)×０．１９４(kg/s)×１０(℃)
＝３８０６(J/s)
ｑｈ２＝１９６２(J/kg・℃)×０．１９４(kg/s)×５ (℃)
＝１９０３(J/s)
ｑｈ３＝１９６２(J/kg・℃)×０．１９４(kg/s)×０(℃)
＝０(J/s)
【００５９】
このようにして求めた交換熱量の比は次のとおりである。
ｑｈ１：ｑｈ２：ｑｈ３＝１０：５：０＝２：１：０
【００６０】
この交換熱量の比と同じ比で冷却油を分配する場合、その比は、次のとおりである。
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝２：１：０
しかし、上述したように、温度上昇値△Ｔの検出に最低限必要な流量で冷却油を供給する必要がある。そこで、たとえば、冷却ポンプ１９からの供給量の１０％を第３ウインチ３０Ｃに供給することとすると、冷却油の分配比は、次のとおりである（ステップＳ１）。
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝６０：３０：１０＝６：３：１
【００６１】
上述した第１の実施の形態では、次の作用効果を奏する。
（１）  １基の冷却ポンプ１９からの冷却油を分配装置２５で３基のウインチに分配して供給するように構成するとともに、制動装置４の熱的負荷の大小に基づいて分配装置２５での冷却油の分配比率を変更するように構成した。すなわち、クレーンの使われ方を考慮した上で冷却が必要なウインチに対して優先的に冷却油を供給する構成とした。これにより、冷却ポンプ１９からの冷却油をそれぞれの制動装置４で有効に利用できる。すなわち、熱的負荷の大きな制動装置４には冷却油を充分に供給でき、熱的負荷が小さい制動装置４には冷却油の供給量を減らすことができる。したがって、冷却ポンプ１９のポンプ容量を抑制できるので、ポンプ駆動動力を抑制でき、クレーンの省燃費に寄与できる。
【００６２】
また、冷却ポンプ１９の駆動力を抑制できることで、メインポンプ１２への投入動力を増やすことができ、メインポンプ１２を高効率で駆動できる。これにより、クレーンの省燃費に寄与できる。
【００６３】
従来のクレーンと比較して、冷却ポンプ１９の設置基数を減らせるので、冷却ポンプ１９の周辺の機器搭載スペースの制約を緩和できるとともに、クレーンのコストを削減できる。また、その他のオプション用補助ポンプを多く搭載、もしくは容量を増大できるので、クレーンの作業性や操作性を向上できる。
【００６４】
また、冷却油の総流量が削減されるので、冷却油の戻り合流配管２３を小径化でき、クレーン設計時の制約を緩和できる。
【００６５】
（２）  制動装置４での交換熱量に比例した流量で冷却油が分配されて各制動装置４に供給されるように構成したので、複数のウインチで制動装置４を作動させた場合であっても、冷却油の過不足が生じず、均一に冷却できる。したがって、冷却油の供給量の総量を減らしているにも関わらず、制動装置４の摩擦材の寿命を損なわず、制動装置４の耐久性を向上できる。
【００６６】
（３）  電磁比例流量制御弁２５ａ〜２５ｃの制御によって冷却油の分配比率を変更するように構成したので、油圧回路の構成が複雑化せず、油圧回路の信頼性、ひいてはクレーンの信頼性を向上できる。
【００６７】
−−−第２の実施の形態−−−
図６，７を参照して、本発明による湿式多板ブレーキの冷却装置の第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、冷却ポンプ１９Ｖが可変容量ポンプであり、各制動装置４における交換熱量の総和に応じて押し除け容量を変更するように構成した点で、第１の実施の形態と異なる。
【００６８】
図６は、３基の各ウインチ３０Ａ〜３０Ｃへ冷却油を供給する第２の実施の形態の油圧回路を示す図である。冷却ポンプ１９Ｖの押し除け容量は、コントローラ１８によって制御される。
【００６９】
冷却ポンプ１９Ｖの仕様を決定する際、冷却ポンプ１９Ｖの必要ポンプ容量ｑ（cm3/rev）の最大値、すなわち、最大押し除け容量ｑmaxは、上述した第１の実施の形態と同様に、ディスク最高温度の観点から決定される。したがって、冷却ポンプ１９Ｖの押し除け容量を最大押し除け容量ｑmaxに設定して、上述した平均回転数Ｎaveで駆動したときには、想定する作業（吊り荷重と揚程）が要求される繰り返し数で作業が行われても、冷却ポンプ１９Ｖからの冷却油で制動装置４を充分に冷却できる。このときの冷却油による交換熱量ｑｈは、冷却油による設計上の最大交換熱量ｑｈmaxである。
【００７０】
この最大交換熱量ｑｈmaxと、全てのウインチ３０Ａ〜３０Ｃの交換熱量の総和Σｑｈとを比較することで冷却ポンプ１９Ｖの傾転角度、すなわち押し除け容量ｑを設定すれば、冷却ポンプ１９Ｖからの冷却油で制動装置４を過不足なく冷却できる。そこで、本実施の形態のコントローラ１８は、たとえば以下の式に基づいて冷却ポンプ１９Ｖの押し除け容量ｑを算出する。
ｑ＝ｑmax×（Σｑｈ／ｑｈmax）＋Ｃ１      ・・・（６）
ここで、Ｃ１は、温度上昇値△Ｔの検出に最低限必要な流量を確保するための定数である。
【００７１】
−−−フローチャート−−−  
図７は、冷却ポンプ１９Ｖの押し除け容量ｑ、および、流量制御弁２５ａ〜２５ｃの制御動作についてのフローチャートである。クレーンの不図示のイグニッションスイッチがオンされると、図７に示したフローチャートを示したプログラムが起動されて、コントローラ１８で実行される。
【００７２】
ステップＳ２１において、後述するステップＳ２５で算出する各ウインチ３０Ａ〜３０Ｃの交換熱量の総和Σｑｈと、あらかじめ不図示のメモリに記憶されている最大交換熱量ｑｈmaxとに基づいて、上述したように、冷却ポンプ１９Ｖの押し除け容量ｑを算出する。なお、繰り返し実行される本プログラムの最初の演算時には、冷却ポンプ１９Ｖの押し除け容量ｑを、温度上昇値△Ｔの検出に最低限必要な流量を確保するための最小値に設定する。ステップＳ２１が実行されるとステップＳ２３へ進み、ステップＳ２１で算出した押し除け容量ｑとなるように、冷却ポンプ１９Ｖの不図示の傾転角度設定装置に制御信号を出力してステップＳ１へ進む。
【００７３】
ステップＳ１からステップＳ１１Ａ、ステップＳ１１Ｂ、ステップＳ１１Ｃまでは、図５に示した第１の実施の形態のステップＳ１からステップＳ１１Ａ、ステップＳ１１Ｂ、ステップＳ１１Ｃまでと同じである。ステップＳ１１Ａ、ステップＳ１１Ｂ、ステップＳ１１Ｃがそれぞれ実行されると、ステップＳ２５へ進み、交換熱量ｑｈ１〜ｑｈ３の総和Σｑｈを算出してステップＳ２１へ戻る。
【００７４】
第２の実施の形態では、第１の実施の形態に加えて次の作用効果を奏する。
（１）  各ウインチ３０Ａ〜３０Ｃの交換熱量の総和Σｑｈの大小に応じて冷却ポンプ１９Ｖの押し除け容量ｑを変更するように構成したので、冷却ポンプ１９Ｖの駆動力をさらに抑制でき、クレーンの省燃費に寄与できる。
【００７５】
（２）  各ウインチ３０Ａ〜３０Ｃの交換熱量の総和Σｑｈの大小を温度センサ２４ａ〜２４ｆでの検出温度、エンジン２１の回転数、および押し除け容量ｑから算出できる。これにより、簡単な構成で各ウインチ３０Ａ〜３０Ｃの交換熱量の総和Σｑｈを算出できるので、油圧回路の構成が複雑化せず、油圧回路の信頼性、ひいてはクレーンの信頼性を向上できる。
【００７６】
−−−変形例−−−
（１）  上述の説明では、各ウインチ３０Ａ〜３０Ｃのケーシング４ｅに流れ込む冷却油の温度をそれぞれ個別の温度センサ２４ａ，２４ｃ，２４ｅで検出するように構成しているが、本発明はこれに限定されず、冷却油の入口温度の検出箇所を１箇所にしてもよい。この場合、たとえば、図８に示すように、冷却ポンプ１９の出口に温度センサ２４ｇを設け、温度センサ２４ｇで検出した冷却油の温度を各ウインチ３０Ａ〜３０Ｃのケーシング４ｅに流れ込む冷却油の温度としてもよい。
【００７７】
（２）  上述の説明では、ウインチが稼働しておらず、交換熱量がゼロとなる場合であっても、温度上昇値△Ｔの検出に最低限必要な流量で冷却油を供給するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ケーシング４ｅ内の温度を検出する温度センサを設けたのであれば、ウインチが稼働しておらず、交換熱量がゼロとなる場合には当該ウインチへの冷却油の供給量をゼロとしてもよい。
（３）  上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
【００７８】
なお、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、湿式多板ブレーキを備えた少なくとも２基のウインチと、湿式多板ブレーキへ冷却油を供給する１基の冷却用油圧ポンプと、冷却用油圧ポンプからの冷却油を２基のウインチへあらかじめ演算した分配比率で分配する分配装置と、湿式多板ブレーキの制動負荷の大小に基づいて分配比率を演算し、分配比率に基づいて分配装置による冷却油の分配流量を制御する分配制御装置とを備える各種構造の湿式多板ブレーキの冷却装置を含むものである。
【符号の説明】
【００７９】
２  遊星減速機、３  巻取ドラム、４  制動装置、１８  コントローラ、１９，１９Ｖ  冷却ポンプ、２４ａ〜２４ｆ  温度センサ、２５  分配装置、２５ａ〜２５ｃ  電磁比例流量制御弁（流量制御弁）、３０Ａ  第１ウインチ、３０Ｂ  第２ウインチ、３０Ｃ  第３ウインチ、６０  クレーン
【図１】
2015221702.tif 000003
【図２】
2015221702.tif 000004
【図３】
2015221702.tif 000005
【図４】
2015221702.tif 000006
【図５】
2015221702.tif 000007
【図６】
2015221702.tif 000008
【図７】
2015221702.tif 000009
【図８】
2015221702.tif 000010
【図９】
2015221702.tif 000011