(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウインチドラムと、
前記ウインチドラムの回転を停止するブレーキ装置と、
油圧ポンプからの吐出油により前記ウインチドラムを巻上げおよび巻下げ駆動する油圧モータと、
前記油圧ポンプから前記油圧モータへの圧油の流れを制御する方向制御弁と、
前記方向制御弁を操作する操作部材と、
少なくとも前記操作部材の巻下げ操作を検出する操作検出手段と、
前記操作検出手段からの巻下げ操作信号が正常かまたは異常かを判定する操作信号判定手段と、
前記操作検出手段とは別系統で、前記操作部材の中立操作信号を直接的または間接的に検出する中立検出手段と、
前記中立検出手段により中立操作信号が検出されていない場合、前記油圧モータへ駆動圧が供給され得る駆動圧供給状態であると判定し、前記中立検出手段により中立操作信号が検出されている場合、前記駆動圧供給状態でないと判定する状態判定手段と、
（１）前記操作信号判定手段により前記巻下げ操作信号が正常と判定され、かつ、前記操作検出手段により巻下げ操作が検出されると前記ブレーキ装置を解除し、（２）前記操作部材の巻下げ操作中に前記操作信号判定手段により前記巻下げ操作信号が異常と判定されると、前記ブレーキ装置を作動し、（３）前記巻下げ操作が維持されている状態で、前記操作信号判定手段により前記巻下げ操作信号が異常から正常に復帰したと判定され、かつ、前記駆動圧供給状態であると判定されたときは、前記ブレーキ装置の作動を維持し、（４）前記ブレーキ装置の作動が維持されている状態で、前記操作部材の中立操作信号が検出された後、前記操作信号判定手段により前記巻下げ操作信号が正常と判定され、かつ、前記操作検出手段により巻下げ操作が検出されると前記ブレーキ装置を解除するブレーキ制御手段とを備えることを特徴とするウインチ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のウインチ装置において、
前記中立検出手段は、モータ駆動圧を検出する駆動圧検出手段であり、
前記状態判定手段は、前記駆動圧検出手段により所定値以上の駆動圧が検出されると、前記駆動圧供給状態であると判定することを特徴とするウインチ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のウインチ装置において、
前記操作信号判定手段により前記巻下げ操作信号が異常と判定されると、その異常情報を報知する報知手段をさらに備え、
前記報知手段は、前記巻下げ操作信号が異常から正常に復帰したと判定されても、異常情報を報知し続けることを特徴とするウインチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウインチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、操作パイロット圧をコントロールバルブに導くパイロット圧供給ラインに圧力スイッチ（圧力センサ）を接続し、この圧力スイッチによりレバー操作が検出されると、ブレーキ装置にブレーキ解除圧を供給し、ウインチドラムに作用するブレーキを解除するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】実開平７−８３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１記載の装置のように圧力スイッチからの電気信号によりブレーキを解除するようにしたのでは、電気信号の接続不良や断線等の異常があった場合に、ブレーキの解除動作が不安定になり、不所望なウインチドラムの動きを誘発するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるウインチ装置は、ウインチドラムと、ウインチドラムの回転を停止するブレーキ装置と、油圧ポンプからの吐出油によりウインチドラムを巻上げおよび巻下げ駆動する油圧モータと、油圧ポンプから油圧モータへの圧油の流れを制御する方向制御弁と、方向制御弁を操作する操作部材と、少なくとも操作部材の巻下げ操作を検出する操作検出手段と、操作検出手段からの巻下げ操作信号が正常かまたは異常かを判定する操作信号判定手段と、操作検出手段とは別系統で、操作部材の中立操作信号を直接的または間接的に検出する中立検出手段と、中立検出手段により中立操作信号が検出されていない場合、油圧モータへ駆動圧が供給され得る駆動圧供給状態であると判定し、中立検出手段により中立操作信号が検出されている場合、駆動圧供給状態でないと判定する状態判定手段と、（１）操作信号判定手段により巻下げ操作信号が正常と判定され、かつ、操作検出手段により巻下げ操作が検出されるとブレーキ装置を解除し、（２）操作部材の巻下げ操作中に操作信号判定手段により巻下げ操作信号が異常と判定されると、ブレーキ装置を作動し、（３）巻下げ操作が維持されている状態で、操作信号判定手段により巻下げ操作信号が異常から正常に復帰したと判定され、かつ、駆動圧供給状態であると判定されたときは、ブレーキ装置の作動を維持し、（４）ブレーキ装置の作動が維持されている状態で、操作部材の中立操作信号が検出された後、操作信号判定手段により巻下げ操作信号が正常と判定され、かつ、操作検出手段により巻下げ操作が検出されるとブレーキ装置を解除するブレーキ制御手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、操作信号が正常に復帰したとき、モータに駆動圧が供給される状態でないことを条件に、ブレーキ装置の解除を許容するので、不所望なウインチドラムの動きを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図１〜図７を参照して本発明によるウインチ装置の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るウインチ装置の構成を示す油圧回路図であり、図６はこのウインチ装置を有するクレーンの外観側面図である。図６に示すように、クレーンは、走行体１０１と、走行体１０１上に搭載された旋回可能な旋回体１０２と、旋回体１０２に起伏可能に支持されたブーム１０３とを有する。旋回体１０２にはウインチドラム１が搭載され、ウインチドラム１の駆動によりワイヤロープ１０４が巻上げまたは巻下げられ、吊り荷（掘削用バケット等）１０６が昇降する。また、旋回体１０２には起伏ドラム１０７が搭載され、起伏ドラム１０７の駆動により起伏ロープ１０８が巻上げまたは巻下げられ、ブーム１０３が起伏される。
【０００８】
図１に示すようにウインチ装置は、ウインチドラム１と、ウインチドラム１を駆動する可変容量型の油圧モータ２と、エンジンＭにより駆動され、油圧モータ２に駆動圧油を供給する一対の可変容量型の油圧ポンプ３、４と、油圧ポンプ３、４から油圧モータ２への圧油の流れをそれぞれ制御する方向制御弁５，６と、方向制御弁５，６を操作する操作レバー７と、パイロットポンプ８と、操作レバー７の操作量に応じて駆動され、方向制御弁５，６にパイロットポンプ８からのパイロット圧を供給するパイロット弁９ａ，９ｂと、ウインチドラム１の回転を停止するブレーキ装置１０とを有する。油圧モータ２の容量はレギュレータ２ａにより制御される。方向制御弁６は、方向制御弁５よりも小さいパイロット圧で切り換わるように弁特性が設定されている。
【０００９】
ブレーキ装置１０は、中立時に作動し、パイロットポンプ８からのパイロット圧（ブレーキ解除圧）により解除される中立ネガブレーキであり、ブレーキ装置１０へのパイロット圧の流れは電磁切換弁１１により制御される。すなわち電磁切換弁１１が位置ロに切り換わると、ブレーキ装置１０への圧油の流れが遮断され、ブレーキ装置１０が作動する。電磁切換弁１１が位置イに切り換わると、ブレーキ装置１０へ圧油が供給され、ブレーキ装置１０が解除される。ブレーキ装置１０はコントローラ２０からの信号により制御される。
【００１０】
パイロット弁９ａ，９ｂと方向制御弁５，６のパイロットポートとを接続する管路Ｌ１，Ｌ２にはそれぞれ圧力センサ１２，１３が接続され、圧力センサ１２，１３により操作レバー７の操作が検出される。また、パイロット弁９ａ，９ｂからのパイロット圧は、シャトル弁１４を介してモータレギュレータ２ａにモータ傾転制御圧として供給され、このパイロット圧は圧力センサ１５により検出される。
【００１１】
図２は、圧力センサ１２，１３から出力された操作信号ｖの一例を示す特性図である。入力電圧をｖ０（例えば５ｖ）としたとき、操作信号ｖが正常であれば、操作レバー７の中立時の操作信号はｖ１（例えば０．５ｖ）、最大操作時における操作信号はｖ２（例えば４．５ｖ）であり、レバー操作量に応じて操作信号ｖはｖ１とｖ２の間で比例的に変化する。一方、センサ１２，１３の信号ラインに断線または短絡が生じたときは、操作信号ｖは０またはｖ０となって、ｖ１より小さくまたはｖ２より大きくなる。この場合は、操作信号ｖが異常である。
【００１２】
コントローラ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ，ＲＡＭ、その他の周辺回路などを有する演算装置を含んで構成される。コントローラ２０には圧力センサ１２，１３と圧力センサ１５からの信号が入力される。コントローラ２０ではこれら入力信号に基づいて以下のような処理を実行し、電磁切換弁１１とモニタ２１にそれぞれ制御信号を出力する。
【００１３】
図３は、ＣＰＵで実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えば電源キーのオンにより開始される。ステップＳ１では、圧力センサ１２，１３の操作信号ｖがともに正常であるか否か、すなわちｖ１≦ｖ≦ｖ２の条件を満たすか否かを判定する。ステップＳ１が肯定されるとステップＳ７に進み、各圧力センサ１２，１３により中立操作が検出されているか否か、すなわち操作信号ｖがｖ１か否かを判定する。
【００１４】
ステップＳ７が否定、すなわち巻上げまたは巻下げ操作が検出されるとステップＳ６に進み、電磁切換弁１１に制御信号を出力して電磁切換弁１１を位置イに切り換える。これによりブレーキ装置１０にブレーキ解除圧が作用し、ブレーキ装置１０が解除される。一方、ステップＳ７が肯定されるとステップＳ８に進み、電磁切換弁１１に制御信号を出力して電磁切換弁１１を位置ロに切り換える。これによりブレーキ装置１０へのブレーキ解除圧の作用が停止し、ブレーキ装置１０が作動する。ステップＳ６またはステップＳ８の処理が終了するとステップＳ１に戻る。
【００１５】
ステップＳ１で操作信号ｖが正常でない、つまりｖ＜ｖ１またはｖ＞ｖ２と判定されるとステップＳ２に進む。ステップＳ２では、電磁切換弁１１に制御信号を出力して電磁切換弁１１を位置ロに切り換え、ブレーキ装置１０を作動する。次いで、ステップＳ３で、モニタ２１に制御信号を出力し、操作信号ｖが異常である旨を表示するとともに、異常情報をメモリに格納する。この異常情報はオペレータ自身で消去することはできず、異常情報が一度表示されると、以降、サービスマンがセンサ１２，１３の点検等を行い、所定のリセット操作を行うまで表示され続ける。
【００１６】
ステップＳ４では、操作信号ｖが正常か否か、すなわち接触不良等により操作信号ｖが正常状態（ｖ１≦ｖ≦ｖ２）に復帰したか否かを判定する。ステップＳ４が肯定されるとステップＳ５に進み、否定されるとステップＳ２に戻る。ステップＳ５では、圧力センサ１５からの信号により操作レバー７が中立か否かを判定する。例えばセンサ１５の検出値Ｐが所定値Ｐ０であるとき、操作レバー７が中立と判定される。ステップＳ５が肯定されるとステップＳ１に戻り、否定されるとステップＳ２に戻る。
【００１７】
本実施の形態に係るウインチ装置の主要な動作を説明する。
（１）正常時
操作信号ｖが正常状態で、操作レバー７が中立位置に操作されているときは、ブレーキ装置１０が作動する（ステップＳ８）。これによりウインチドラム１の回転が阻止される。この状態から例えば操作レバー７を巻下げ操作すると、図４に示すように電磁切換弁１１が位置イに切り換えられ、ブレーキ装置１０が解除される（ステップＳ６）。このとき、管路Ｌ２を介して方向制御弁５，６にパイロット圧が作用し、方向制御弁６が図示のように巻下げ位置に切り換えられる。これにより油圧ポンプ４からの圧油が方向制御弁６を介して油圧モータ２に供給され、この巻下げ駆動圧によりカウンタバランス弁１６が開放され、ウインチドラム１が巻下げ駆動する。
【００１８】
（２）異常時
図５に示すように例えば圧力センサ１３とコントローラ２０の接続箇所に接触不良により断線が生じたときは、操作信号ｖが異常（ｖ＝０）となる。これによりブレーキ装置１０が作動し、モニタ２１に異常情報が表示がされる（ステップＳ２，ステップＳ３）。このとき、操作信号ｖの出力は不安定であり、仮に操作信号ｖが正常状態に復帰したとしても、操作レバー７が巻下げ操作されている場合には、ブレーキ装置１０は解除されない（ステップＳ５→ステップＳ２）。これにより油圧モータ２の逸走を防止できる。
【００１９】
すなわち、操作レバー７を巻下げ操作した状態では、油圧モータ２に駆動圧が作用してカウンタバランス弁１６が開放される。このため、この状態でブレーキ装置１０を解除すると、モータ回転数が設定回転数を超え、油圧モータ２への圧油供給量が不足して油圧モータ２が逸走状態になるおそれがある。この点、本実施の形態では、操作レバー７を巻下げ操作している状態ではブレーキ装置１０を解除しないので、油圧モータ２の逸走を防止できる。
【００２０】
操作信号ｖが異常状態から正常状態に復帰したとき、操作レバー７が中立位置に操作されると、圧力センサ１５の検出値はＰ０となる。この状態から、巻下げ操作が行われるとブレーキ装置１０が解除される（ステップＳ５→ステップＳ１→ステップＳ６）。これによりモータ駆動圧が作用していない状態でのみ、ブレーキ装置１０が解除されるので、ブレーキ解除時に吊り荷が急落下することを防止でき、レバー操作量に応じた速度でウインチドラム１を巻下げ駆動できる。この場合、操作信号が正常状態に復帰しても異常情報はモニタ２１に表示され続けるので、オペレータに常に注意を喚起できる。
【００２１】
なお、巻上げ操作時に操作信号ｖが異常から正常に復帰したときも、巻下げ操作時と同様に動作する。これにより巻上げ駆動圧が作用した状態でブレーキ装置１０が解除されることを防止でき、モータ２の急回転によるショックの発生を防止できる。
【００２２】
本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）コントローラ２０で圧力センサ１２，１３からの操作信号ｖが正常か異常かを判定し、操作信号ｖの正常時に、圧力センサ１２，１３からの信号により巻上げまたは巻下げ操作が検出されると、電磁切換弁１１を切り換えてブレーキ装置１０を解除し、操作信号ｖの異常時には、巻上げまたは巻下げ操作が検出されてもブレーキ装置１０の解除を禁止するようにした。さらに、圧力センサ１５からの信号により操作レバー７が中立か否かを判定し、操作信号ｖが異常から正常に復帰と判定されたときは、圧力センサ１５からの信号によりレバー中立と判定されることを条件に、操作レバー７の巻上げまたは巻下げ操作によるブレーキ装置１０の解除を許容し、レバー中立でないと判定されたときは、ブレーキ装置１０の解除を禁止するようにした。これにより油圧モータ２に駆動圧が供給されている状態でブレーキ装置１０が解除されることを防止でき、不所望なウインチドラム１の動きを防止できる。
【００２３】
（２）圧力センサ１２，１３とは別に圧力センサ１５を設け、圧力センサ１２，１３とは別系統で操作レバー７の中立操作を検出するようにしたので、レバー７が中立操作されずにブレーキ装置１０が解除されることを確実に防止できる。
（３）巻下げ操作を検出する圧力センサ１３の操作信号ｖが異常から正常に復帰したときに、圧力センサ１５からの信号に応じてブレーキ装置１０の解除動作を制御するようにしたので、油圧モータ２の逸走を防止できる。
（４）操作信号ｖが異常と判定されると、その後、操作信号ｖが異常から正常に復帰と判定されても、その異常情報をモニタ２１に表示するようにしたので、オペレータに注意を喚起できる。
【００２４】
なお、上記実施の形態では、圧力センサ１５により中立操作を検出し、モータ駆動圧が供給され得る駆動圧供給状態であるか否かを判定するようにしたが（ステップＳ５）、状態判定手段はこれに限らない。例えば図７に示すように制御弁５，６と油圧モータ２の間の管路に、モータ駆動圧を検出する圧力センサ１７，１８をそれぞれ接続し、この圧力センサ１７，１８の検出値が所定値（例えば０）以上である場合に、駆動圧供給状態であると判定するようにしてもよい。操作レバー７の操作をリミットスイッチ等により検出して駆動圧供給状態を判定してもよい。
【００２５】
上記実施の形態では、ブレーキ装置１０にブレーキ解除圧を供給してブレーキを解除するようにしたが、ブレーキ装置１０の構成はこれに限らない。操作レバー７により方向制御弁５，６を操作するようにしたが、他の操作部材を用いてもよい。圧力センサ１２，１３によりレバー操作を検出するようにしたが、操作検出手段はこれに限らない。例えば操作レバー７を電気レバーとして構成し、電気レバーからの信号によりレバー操作を検出してもよい。操作信号ｖが所定範囲内（ｖ１≦ｖ≦ｖ２）にあるときに、操作信号ｖが正常と判定するようにしたが（ステップＳ１，ステップＳ４）、操作信号判定手段はこれに限らない。
【００２６】
操作信号ｖの正常時には、圧力センサ１２，１３により巻上げまたは巻下げ操作が検出されると電磁切換弁１１を切り換えてブレーキ装置１０を解除し、操作信号ｖが異常時には、巻上げまたは巻下げ操作が検出されてもブレーキ装置１０の解除を禁止するようにしたが、第１のブレーキ制御手段の構成はこれに限らない。操作信号ｖが異常から正常に復帰と判定されたときは、圧力センサ１５からの信号によりレバー中立と判定されることを条件にブレーキ装置１０の解除を許容するようにしたが、少なくとも操作信号の正常復帰時に、駆動圧供給状態でないことを条件にブレーキ装置１０の解除を許容するのであれば、第２のブレーキ制御手段はいかなるものでもよい。上記実施の形態では、巻上げ用および巻下げ用の操作信号ｖの異常を判定したが、巻下げ用のみの異常を判定するようにしてもよい。異常情報をモニタ２１を介して報知するようにしたが、報知手段はこれに限らない。
【００２７】
上記実施の形態では、クレーンのウインチ装置に適用する例を説明したが、操作系の電気信号に応じてブレーキを解除する他のウインチ装置にも同様に適用可能である。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態のウインチ装置に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態に係るウインチ装置の構成を示す油圧回路図。
【図２】操作レバーの操作による操作信号の特性を示す図。
【図３】図１のコントローラで実行される処理の一例を示すフローチャート。
【図４】図１のウインチ装置の動作を説明する油圧回路図。
【図５】異常時の動作を説明する図。
【図６】図１のウインチ装置が適用されるクレーンの外観側面図。
【図７】図１の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００２９】
１  ウインチドラム
２  油圧モータ
５，６  方向制御弁
７  操作レバー
１０  ブレーキ装置
１２，１３  圧力センサ
１５  圧力センサ
１７，１８  圧力センサ
２０  コントローラ
２１  モニタ
【図１】
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【図２】
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【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】
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