(57)【要約】【課題】ドラグトルクに対抗した十分なフリーフォール速度を得る。【解決手段】ウインチドラム１と、減速機５を介してウインチドラム１を巻上／巻下駆動する巻上用油圧モータ２と、吊り荷の負荷によるフリーフォール時に、油が封入された空間内をウインチドラム１と一体に回転する回転体１２を有し、この回転体１２の回転を制動するブレーキ装置１０と、フリーフォール時に回転体１２の回転を許容し、フリーフォールの停止時に回転体１２の回転を阻止するようにブレーキ装置１０を制御するブレーキ制御装置２１，２２と、フリーフォール時に減速機５を介さずにウインチドラム１の回転をアシストするアシスト用モータ３１とを備える。【選択図】図１
2007131454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウインチドラムと、
減速機を介して前記ウインチドラムを巻上／巻下駆動する巻上用油圧モータと、
吊り荷の負荷によるフリーフォール時に、油が封入された空間内をウインチドラムと一体に回転する回転体を有し、この回転体の回転を制動するブレーキ装置と、
フリーフォール時に前記回転体の回転を許容し、フリーフォールの停止時に前記回転体の回転を阻止するように前記ブレーキ装置を制御するブレーキ制御装置と、
フリーフォール時に前記減速機を介さずに前記ウインチドラムの回転をアシストするアシスト用モータ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、
前記減速機は遊星減速機であり、
前記ブレーキ装置は、前記遊星減速機構のキャリア軸に連結された回転可能なインナディスクに、アウタディスクを圧接してインナディスクの回転を制動する湿式多板式ブレーキであ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、
フリーフォール時にのみ前記ウインチドラムの回転をアシストするように前記アシスト用モータを制御するアシスト制御手段を有することを特徴とするウインチ装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載のウインチ装置において、
フリーフォール時に前記ウインチドラムの回転が前記アシスト用モータに伝達されることによる前記アシスト用モータの過回転を防止する過回転防止手段を有することを特徴とするウインチ装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載のウインチ装置において、
前記空間内の油温を検出する油温検出手段と、
検出された油温が低いほどアシスト量が多くなるように前記アシスト用モータを制御するアシスト制御手段とを有することを特徴とするウインチ装置。
【請求項６】
請求項１または２に記載のウインチ装置において、
前記ブレーキ装置によって作用する制動力を検出する制動検出手段と、
前記制動検出手段により検出された制動力が大きいほどアシスト量が少なくなるように前記アシスト用モータを制御するアシスト制御手段とを有することを特徴とするウインチ装置。
【請求項７】
請求項１または２に記載のウインチ装置において、
前記アシスト用モータは、モータと発電機とに切換可能なモータ発電機であり、
前記空間内の油温を検出する油温検出手段と、
検出された油温が所定値以上のとき、前記モータ発電機をモータから発電機に切り換える切換手段とを有することを特徴とするウインチ装置。
【請求項８】
請求項１または２に記載のウインチ装置において、
前記アシスト用モータは油圧モータであり、この油圧モータを駆動する圧油を蓄積するアキュムレータをさらに備えることを特徴とするウインチ装置。
【請求項９】
請求項８に記載のウインチ装置において、
回転中の前記回転体に対して前記ブレーキ装置による制動力を作用させるときに、前記アシスト用油圧モータの吐出側の圧力を増加させる圧力増加手段と、
この増加した圧力を前記アキュムレータに蓄圧する蓄圧制御手段とを備え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、吊り荷のフリーフォールが可能なウインチ装置に関する。
【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（例えば特許文献１参照）。この公報記載の装置では、フリーフォール時にウインチの回転駆動源としての油圧モータを巻下側に強制的に回転させることにより、油の粘性抵抗（ドラグトルク）によるフリーフォール速度の不足を解消するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−４７７１７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記載の装置では、ウインチの回転駆動源としての油圧モータを強制的に回転させることによりフリーフォール速度を増速するので、単なる動力降下であり、十分なフリーフォール速度を得ることが難しい。
【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、減速機を介してウインチドラムを巻上／巻下駆動する巻上用油圧モータと、吊り荷の負荷によるフリーフォール時に、油が封入された空間内をウインチドラムと一体に回転する回転体を有し、この回転体の回転を制動するブレーキ装置と、フリーフォール時に回転体の回転を許容し、フリーフォールの停止時に回転体の回転を阻止するようにブレーキ装置を制御するブレーキ制御装置と、フリーフォール時に減速機を介さずにウインチドラムの回転をアシストするアシスト用モータとを備えることを特徴とする。
減速機を遊星減速機とし、ブレーキ装置を、遊星減速機構のキャリア軸に連結された回転可能なインナディスクに、アウタディスクを圧接してインナディスクの回転を制動する湿式多板式ブレーキとして構成することが好ましい。
フリーフォール時にのみウインチドラムの回転をアシストするようにアシスト用モータを制御することもできる。
フリーフォール時にウインチドラムの回転がアシスト用モータに伝達されることによるアシスト用モータの過回転を防止するように構成することもできる。
空間内の油温を検出し、検出された油温が低いほどアシスト量が多くなるようにアシスト用モータを制御することもできる。
ブレーキ装置によって作用する制動力を検出し、検出された制動力が大きいほどアシスト量が少なくなるようにアシスト用モータを制御することもできる。
アシスト用モータを、モータと発電機とに切換可能なモータ発電機として構成し、空間内の油温が所定値以上のとき、モータ発電機をモータから発電機に切り換えるようにすることもできる。
アシスト用モータを油圧モータとして構成し、この油圧モータを駆動する圧油を蓄積するアキュムレータをさらに備えることもできる。
この場合、回転中の前記回転体に対してブレーキ装置による制動力を作用させるときに、アシスト用油圧モータの吐出側の圧力を増加させる圧力増加手段と、この増加した圧力をアキュムレータに蓄圧する蓄圧制御手段とを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、フリーフォール時に、巻上用油圧モータに連結された減速機を介さずに、アシスト用モータを用いてウインチドラムの回転をアシストするようにしたので、ブレーキ装置のドラグトルクを打ち消して十分な速度で吊り荷をフリーフォールすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
−第１の実施の形態−
以下、図１を参照して本発明によるウインチ装置の第１の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１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る。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を駆動する油圧モータ２と、油圧モータ２に駆動圧油を供給する油圧ポンプ３と、油圧ポンプ３から油圧モータ２への圧油の流れを制御する方向制御弁４と、油圧モータ２の駆動力をウインチドラム１に伝達する遊星減速機構５と、ウインチドラム１を制動するブレーキ装置１０とを有する。制御弁４は操作レバー６の操作量に応じたパイロット圧により操作される。
【０００８】
油圧モータ２の出力軸２ａは遊星減速機構５のサンギア５１に連結されている。サンギア５１にはプラネタリギア５２が噛合され、プラネタリギア５２にはウインチドラム１の内周側に設けられたリングギア５３が噛合されている。プラネタリギア５２はキャリア軸５４により支持され、キャリア軸５４はブレーキケース１１の側壁を貫通してケース１１内に達している。
【０００９】
ブレーキ装置１０は湿式多板ブレーキである。ブレーキケース１１内において、キャリア軸５４には複数枚のインナディスク１２がスプライン結合により軸方向に移動可能に係合され、インナディスク１２はキャリア軸５４と一体に回転可能となっている。ブレーキケース１１の内周面には複数枚のアウタディスク１３がスプライン結合により軸方向に移動可能に係合されている。アウタディスク１３とインナディスク１２は軸方向に交互に配置されている。
【００１０】
最外部のディスク１３の側方にはブレーキディスク１４が配置されている。ブレーキディスク１４にはブレーキシリンダ１５に内蔵されたばね１６により、ディスク１２，１３同士を圧接するよう付勢力が作用する。これによりインナディスク１２の表面に摩擦力が作用し、インナディスク１２の回転が阻止される。また、ブレーキディスク１４には油室１５ａに圧油が供給されることにより、ばね１６の付勢力に対抗した油圧力（ブレーキ解除圧）が作用する。これによりディスク１２，１３同士の圧接力が除去され、インナディスク１２が回転可能となる。
【００１１】
ブレーキケース１１には給油孔１１ａおよび排油孔１１ｂが設けられ、この給油孔１１ａ、排油孔１１ｂを介して油圧源２０からの油がブレーキケース１１内を油が流れ、ディスク１２,１３が冷却される。このような湿式多板ブレーキは、ディスク１２，１３の面積が大きいため、吊り荷のフリーフォール作業等において十分なブレーキ力を発揮することができるが、その反面、ディスク１２，１３間の油の粘性による回転抵抗が大きく、フリーフォール時の速度が不足しやすい。
【００１２】
ブレーキシリンダ１５の油室１５ａは電磁切換弁２１およびブレーキ弁２２を介してパイロットポンプ２３に接続されている。ブレーキ弁２２はブレーキペダル２４により操作される。ブレーキペダル２４の非操作時には、パイロットポンプ２３からの圧油がブレーキ弁２２を介して電磁切換弁２１にそのまま導かれ、ブレーキペダル２４の最大踏込時には、パイロットポンプ２３から電磁切換弁２１への圧油の供給がブレーキ弁２２により遮断される。
【００１３】
電磁切換弁２１は図示しないフリーフォールスイッチの操作により切り換えられる。すなわちフリーフォールスイッチがオンされると位置ａに切り換えられ、オフされると位置ｂに切り換えられる。電磁切換弁２１が位置ａに切り換わった状態では、パイロットポンプ２３から油室１５ａに圧油が供給可能となり、位置ｂに切り換わった状態では、油室１５ａにタンク圧が作用する。
【００１４】
インナディスク１２の回転軸には油圧モータ３１の出力軸が連結され、油圧モータ３１にはフリーフォール速度を増速させるような油圧ポンプ３２からの圧油による駆動トルクが作用している。油圧モータ３１に作用する駆動トルクはリリーフ弁３３により調整される。本実施の形態では、ディスク１２，１３間の油の粘性抵抗によって生じるトルク、すなわちドラグトルク相当の駆動トルク（例えば１０kg・m程度）が作用するようにリリーフ弁３３が設定されている。
【００１５】
第１の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）フリーフォールスイッチオフ
フリーフォールスイッチがオフのときは、図１に示すように、電磁切換弁２１は位置ｂに切り換えられ、ブレーキシリンダ１５の油室１５ａはタンクに連通する。この状態ではブレーキシリンダ１５にブレーキ解除圧が作用しないため、ブレーキディスク１４はばね１６の付勢力によりディスク１２，１３側に押動される。これによりアウタディスク１３とインナディスク１２が互いに圧接され、インナディスク１２の回転が阻止されて、ブレーキ作動状態となる。この状態をネガブレーキ作動状態とも呼ぶ。なお、インナディスク１２には油圧モータ３１の駆動トルクが作用しているが、この駆動トルクよりもばね１６の付勢によるブレーキ力の方が大きいため、油圧モータ３１は回転しない。
【００１６】
このようにしてブレーキ装置１０が作動すると、キャリア軸５４の回転が阻止され、油圧モータ２の回転はサンギア５１、プラネタリギア５２、リングギア５３を介してウインチドラム１に伝達可能となる。ここで、操作レバー６を巻上または巻下操作して方向切換弁４のパイロットポートにパイロット圧を作用させると、方向切換弁４が中立位置から巻上側または巻下側に切り換えられ、油圧モータ２が巻上または巻下方向に回転する。これにより、ウインチドラム１が巻上または巻下駆動され、吊り荷を昇降することができる。この場合、ウインチドラム１は、ブレーキ装置１０とは別に設けられた不図示のブレーキ装置により停止される。
【００１７】
（２）フリーフォールスイッチオン
操作レバー６を中立位置に操作して方向切換弁４を中立位置に切り換えると、油圧モータ２への圧油の供給が遮断され、油圧モータ２の回転が停止する。この状態でフリーフォールスイッチをオン操作すると、電磁切換弁２１が位置ａに切り換えられる。これによりパイロットポンプ２３からの圧油がブレーキ弁２２、電磁切換弁２１を介してブレーキシリンダ１５の油室１５ａに作用し、この油圧力（ブレーキ解除圧）によりばね１６が縮退し、ブレーキディスク１４はディスク１２，１３から離間する。その結果、ディスク１２，１３に作用する圧接力が除去され、インナディスク１２は回転してブレーキ解除状態となる。この状態をフリーフォール状態とも呼ぶ。
【００１８】
このようにしてブレーキ装置１０が解除すると、キャリア軸５４の回転が許容され、ウインチドラム１は吊り荷の負荷によって自由回転状態となり、吊り荷をフリーフォールすることができる。フリーフォール時にはキャリア軸５４と一体になってインナディスク１２が回転するが、インナディスク１２には油圧モータ３１による駆動トルクが作用し、ドラム１の回転がアシストされる。そのため、ディスク１２，１３間の油の粘性抵抗によるドラグトルクを打ち消すことができ、軽負荷の吊り荷であっても十分な速度でフリーフォールすることができ、作業効率が向上する。また、ハンマグラブやクラムシェルなどの掘削作業も良好に行うことができる。
【００１９】
フリーフォール時にブレーキペダル２４を踏み込み操作すると、その操作力の増加に伴い油室１５ａに作用する油圧力が減少し、ブレーキディスク１４がディスク１２，１３側に付勢される。これによりウインチドラム１に作用するブレーキ力が増加し、吊り荷のフリーフォールを停止することができる。
【００２０】
このように第１の実施の形態によれば、インナディスク１２の回転軸に油圧モータ３１を連結し、フリーフォール時のドラグトルクに対抗した駆動トルクを油圧モータ３１に付与するようにしたので、十分な速度で吊り荷をフリーフォールすることができ、作業性が高まる。すなわちウインチ駆動用の油圧モータ２とは別に、ドラグトルクを打ち消すための専用のモータ３２を設けるので、モータ３２の出力が遊星減速機構５を介さずに、つまり遊星減速機構５により減速されずにドラム１に伝達され、十分なフリーフォール速度を得ることができる。また、フリーフォール時に油圧モータ２の回転数を高める必要がないので、エンジン回転数をむやみに上げる必要がなく、燃費の悪化および騒音の増大を防止できる。
【００２１】
−第２の実施の形態−
図２を参照して本発明によるウインチ装置の第２の実施の形態について説明する。
図２は、本発明の第２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る。なお、図１と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００２２】
図２に示すように油圧モータ３１の出口ポートはチェック弁３５を介して入口ポート側に接続されるとともに、チェック弁３６を介してブレーキケース１１の給油孔１１ａに接続されている。これによりモータ３１を流れた油はチェック弁３６を介してブレーキケース１１内に冷却油として導かれ、ディスク１２，１３を冷却する。そのためブレーキケース１１に冷却油を流すための油圧源（図１の２０）が不要となる。また、モータ３１から流出した油の一部をチェック弁３５を介してモータ３１に戻すことができるので、モータ３１が高速で回転した際のキャビテーションを防止できる。
【００２３】
−第３の実施の形態−
図３を参照して本発明によるウインチ装置の第３の実施の形態について説明する。
図３は、本発明の第３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る。なお、図１と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００２４】
図３に示すようにリリーフ弁３３のベントポートには電磁弁３７を介してタンクが接続され、いわゆる無負荷回路が形成されている。電磁弁３７は電磁切換弁２１に連動して切り換わる。すなわちフリーフォールスイッチのオンにより電磁切換弁２１が位置ａに切り換わると電磁弁３７も位置ａに切り換わる。これによりリリーフ弁３３のベントポートがタンクからブロックされる。その結果、第１の実施の形態と同様、油圧モータ３１にはリリーフ弁３３で調整された油圧ポンプ３２からの駆動トルクが作用し、油圧モータ３１からのアシスト力を受けて吊り荷をフリーフォールすることができる。
【００２５】
一方、フリーフォールスイッチのオフにより電磁切換弁２１が位置ｂに切り換わると電磁弁３７も位置ｂに切り換わる。これによりリリーフ弁３３のベントポートがタンクと連通し、ポンプ３２はアンロードする。このため巻上時や巻下時等、インナディスク１２の回転が停止している時には油圧モータ３１に油圧ポンプ３２からの駆動トルクが作用せず、動力損失を低減し、経済的な運転が可能となる。
【００２６】
−第４の実施の形態−
図４を参照して本発明によるウインチ装置の第４の実施の形態について説明する。
図４は、本発明の第４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る。なお、図１と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００２７】
図４に示すように油圧モータ３１の出力軸とインナディスク１２の回転軸はワンウェイクラッチ３８を介して連結されている。ワンウェイクラッチ３８は、油圧モータ３１に対するインナディスク１２の一方向（フリーフォール方向）への相対回転を許容し、反対方向への相対回転を禁止するものである。これによりフリーフォール時にインナディスク１２が油圧モータ３１よりも速く回転することができる。その結果、ドラム１が高速でフリーフォール回転した場合に、そのドラム１の回転がキャリア軸５４，インナディスク１２を介して油圧モータ３１に伝達されることによる、油圧モータ３１の過回転を防止することができる。
【００２８】
−第５の実施の形態−
図５を参照して本発明によるウインチ装置の第５の実施の形態について説明する。
図５は、本発明の第５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る。なお、図１と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００２９】
図５に示すように油圧ポンプ３２にはリリーフ弁３３の代わりに電磁式可変リリーフ弁４２が接続されている。ブレーキケース１１内の冷却油の温度は、その流出側管路に設けられた油温センサ４１により検出され、検出信号はコントローラ４０に入力される。コントローラ４０には予め油温が高くなるほどリリーフ圧が小さくなるような関係が記憶され、この関係に基づきコントローラ４０は可変リリーフ弁４２のリリーフ圧を制御する。これにより油温が低いと油圧モータ３１の駆動トルクが大きくなり、油温が高いと駆動トルクは小さくなる。
【００３０】
ディスク１２に作用するドラグトルクの大きさは、油温に応じて変化する。すなわち油温が低いと油の粘性が高くなってドラグトルクが大きくなり、油温が高いとドラグトルクは小さくなる。この点を考慮して本実施の形態では、油温が低いほど油圧モータ３１の駆動トルクを大きくするので、モータ駆動トルクを過不足なく付与することができ、ドラグトルクを適切に打ち消すことができる。
【００３１】
−第６の実施の形態−
図６を参照して本発明によるウインチ装置の第６の実施の形態について説明する。
図６は、本発明の第６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る。なお、図１と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００３２】
図６に示すようにブレーキシリンダ１５のピストンの両側にはそれぞれ油室１５ａ，１５ｂが設けられ、油室１５ａは電磁切換弁２１を介してパイロットポンプ２３に接続され、油室１５ｂはブレーキ弁２２を介してパイロットポンプ２３に接続されている。フリーフォールスイッチのオフにより電磁切換弁２１が位置ｂに切り換えられた状態では、ブレーキディスクがばね１６によりディスク１２，１３側に付勢され、ブレーキ作動状態（ネガブレーキが作動状態）となる。
【００３３】
一方、フリーフォールスイッチのオンにより電磁切換弁２１が位置ａに切り換えられた状態では、油室１５ａに作用するパイロットポンプ２３からの油圧力によりばね１６の付勢力に抗してブレーキディスク１４がディスク１２，１３の反対側に押動され、フリーフォール状態となる。フリーフォール状態においてブレーキペダル２４を操作すると、その操作量に応じたパイロットポンプ２３からの油圧力がブレーキ弁２２を介して油室１５ｂに作用し、ペダル操作によりドラム１の回転を停止できる。
【００３４】
第６の実施の形態では、インナディスク１２の回転軸に油圧モータ３１の代わりに電動モータ７１が連結され、電動モータ７１によりフリーフォール時のドラグトルクが打ち消される。油室１５ｂに作用する油圧力、すなわちフリーフォール時のブレーキ力は圧力センサ７２により検出され、この圧力センサ７２からの信号はコントローラ７０に入力される。コントローラ７０はフリーフォールスイッチのオンオフを判定し、フリーフォールスイッチのオン時には圧力センサ７２の検出値に応じて電動モータ７１に制御信号を出力する。すなわち圧力検出値が大きいほどフリーフォール時のドラム１の回転のアシスト量が少なくなるように電動モータ７１を制御する。
【００３５】
例えばブレーキペダル２４が非操作時には圧力検出値が小さいため、コントローラ７０はドラグトルクを打ち消すように電動モータ７１を駆動する。これにより十分な速度で吊り荷をフリーフォールすることができる。一方、ブレーキペダル２４の最大踏み込み時には圧力検出値が大きいため、コントローラ７０は電動モータ７１の駆動を停止する。これによりディスク１２，１３間のドラグトルクが打ち消されずに残るため、その分だけペダル操作によるブレーキ力を低減できる。なお、フリーフォールスイッチのオフ時にもコントローラ７０は電動モータ７１の駆動を停止する。これにより動力損失を低減できる。
【００３６】
−第７の実施の形態−
図７を参照して本発明によるウインチ装置の第７の実施の形態について説明する。
図７は、本発明の第７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る。なお、図６と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第６の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００３７】
図７に示すようにインナディスク１２の回転軸には電動モータ７１の代わりにモータ発電機７５が連結されている。コントローラ７０には、圧力センサ７２からの信号と、ブレーキケース１１内の冷却油の温度を検出する油温センサ７７からの信号が入力され、これらセンサ７２，７７からの信号に基づきモータ発電機７５を制御する。
【００３８】
例えばブレーキペダル２４を非操作（圧力検出値が小）で吊り荷をフリーフォールをしているときは、モータ発電機７５をモータとして作用させる。これによりドラグトルクが打ち消され、十分な速度で吊り荷をフリーフォールすることができる。一方、フリーフォール時にブレーキペダル２４が踏み込まれると（圧力検出値が大）、モータ発電機７５を発電機として作用させる。これによりモータ発電機７５によってフリーフォールの回転を止めるような制動力が作用するとともに、吊り荷の位置エネルギをモータ発電機７５により電力として回収することができる。このとき得られた電力はバッテリ７６に蓄電され、バッテリ７６の電力を用いてモータ発電機７５を駆動することができる。
【００３９】
この場合、コントローラ７０は、圧力検出値が所定値Ｐ以上のときにモータ発電機７５をモータから発電機に切り換えるが、この所定値Ｐは油温に応じて変更する。すなわち油温が低いと油の粘性が大きく、ドラグトルクが大きいため、油温が高いときよりも、所定値Ｐを大きく設定する。これにより油温が低いときはモータ発電機７５のモータから発電機への切換のタイミングが遅くなり、ドラグトルクを適切に打ち消すことができる。
【００４０】
なお、冷却油温に応じてモータ発電機７５を切り換えることもできる。例えば冷却油温が所定値Ｔ以上のときにモータ発電機７５をモータから発電機に切り換えるようにしてもよい。この場合、圧力センサ７２による検出値に応じて所定値Ｔを設定してもよい。すなわち圧力検出値が大きいほど所定値Ｔを小さく設定し、モータ発電機７５を速く発電機に切り換えるようにしてもよい。
【００４１】
−第８の実施の形態−
図８，９を参照して本発明によるウインチ装置の第８の実施の形態について説明する。
図８は、本発明の第８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る。なお、図１と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００４２】
図８に示すようにブレーキシリンダ１５の油室１５ａは電磁切換弁２１およびブレーキ弁２２を介してパイロットポンプ２３に接続されている。油圧モータ３１の吸込ポート３１ａは油圧切換弁８１を介してアキュムレータ８３に接続されるとともに、チェック弁８６を介してタンクに接続されている。油圧モータ３１の吐出ポート３１ｂは油圧切換弁８２を介してリリーフ弁８４またはタンクに接続されている。油圧切換弁８２とリリーフ弁８４の間の管路はチェック弁８５を介してアキュムレータ８３に接続され、油圧切換弁８２を通過した圧油がアキュムレータ８３に蓄圧可能となっている。
【００４３】
油圧切換弁８１，８２のパイロットポートは電磁切換弁２１と油室１５ａとを接続する管路に接続され、パイロットポンプ２３からのパイロット圧により油圧切換弁８１，８２は位置ｂから位置ａ側に切り換わる。油圧切換弁８１が位置ａに切り換わると油圧モータ３１の吸込ポート３１ａがアキュムレータ８３に連通し、位置ｂに切り換わるとアキュムレータ８３から遮断する。油圧切換弁８２が位置ａに切り換わると油圧モータ３１の吐出ポート３１ｂがリリーフ弁８４に連通し、位置ｂに切り換わるとタンクに連通する。ここで、後述するように油圧切換弁８２は油圧切換弁８１よりも小さなパイロット圧により位置ａに切り換わり、油圧切換弁８２が位置ａに切り換わった後に油圧切換弁８１が位置ａに切り換わるように油圧切換弁８１，８２の弁特性が設定されている。
【００４４】
第８の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。
方向切換弁４を中立位置に操作した状態で、フリーフォールスイッチのオンにより電磁切換弁２１を位置ａに切り換え、ブレーキペダル２４を非操作する。これにより油室１５ａにブレーキ解除圧が作用してブレーキが解除され、吊り荷がフリーフォールを開始し、キャリア軸５４と一体にインナディスク１２が回転する。このとき油圧切換弁８１，８２の各パイロットポートにはそれぞれパイロットポンプ２３からの最大パイロット圧が作用するため、油圧切換弁８１，８２はそれぞれ位置ａに切り換わる。
【００４５】
この切換により、予めアキュムレータ８３に蓄圧された圧油は電磁切換弁８１を介して油圧モータ３１に供給され、油圧モータ３１から吐出された圧油は油圧切換弁８２を介してタンクに戻される。このため、油圧モータ３１にはアキュムレータ８３からの蓄圧油による駆動トルクが作用し、フリーフォール時のドラム１の回転がアシストされ、ディスク１２，１３間の油の粘性抵抗によるドラグトルクを打ち消すことができる。
【００４６】
フリーフォール時にブレーキペダル２４を操作すると、油室１５ａに作用するブレーキ解除圧が減少し、ネガブレーキの作動によりドラム１の回転を停止することができる。このときの動作を図９により説明する。図９（ａ）に示すように、ブレーキ解除圧はブレーキペダル２４の操作量ｓの増加（ｓ１＜ｓ２＜ｓ３＜ｓ４）に伴い減少し、これに伴い油圧切換弁８１，８２に作用するパイロット圧も減少する。
【００４７】
図９（ｂ）に示すように、油圧切換弁８２はブレーキペダル２４の操作量ｓが所定値ｓ１以上になると位置ｂ側に切り換わり始め、所定値ｓ２以上で位置ｂに完全に切り換わる。このとき油圧切換弁８１は位置ａに切り換わったままであり、油圧切換弁８２を通過した圧油はチェック弁８５，油圧切換弁８１，油圧モータ３１を循環し、油圧モータ３１はフリー回転する。このため、ブレーキペダル２４の操作開始時に油圧モータ３１はドラム１の回転に対する大きな抵抗とならず、油圧モータ３１によるブレーキトルクは小さい。
【００４８】
ブレーキペダル２４の操作量ｓが所定値ｓ３以上になると、図９（ｃ）に示すように油圧切換弁８１は位置ｂ側に切り換わり始め、所定値ｓ４以上で位置ｂに完全に切り換わる。これによりアクチュエータ８３と油圧モータ３１の吸込ポート３１ａの連通が遮断され、油圧モータ３１のポンプ作用によりチェック弁８６を介して圧油が吸い込まれ、アキュムレータ８３にリリーフ弁８４によって規定されたリリー圧が作用する。
【００４９】
このため、フリーフォール時に消費した蓄圧油を再びアキュムレータ８３に蓄圧することができ、次回のフリーフォール時にこのアキュムレータ８３の蓄圧油を用いて油圧モータ３１を駆動し、ドラム１の回転をアシストすることができる。また、ブレーキペダル２４の操作量が大きい場合には、油圧切換弁８２の切換により油圧モータ３１にリリーフ圧が作用するため、ドラム１の回転に対する油圧モータ３１によるブレーキトルクが大きくなり、ドラム１に作用するブレーキ力を増加することができる。
【００５０】
このように第８の実施の形態によれば、油圧モータ３１の駆動回路にアキュムレータ８３を設け、アキュムレータ３１からの蓄圧油により油圧モータ３１に駆動トルクを作用するようにしたので、専用の油圧ポンプを設ける必要がなく、構成を簡素化できる。また、フリーフォール中の吊り荷を停止する際に、油圧切換弁８２の切換により発生したリリーフ弁８４のリリーフ圧をアキュムレータ８３に作用するようにしたので、吊り荷の位置エネルギがアキュムレータ３３に回収され、エネルギ効率が高い。
【００５１】
ブレーキペダル２４の操作量ｓが小さい領域（ｓ＜ｓ３）では油圧切換弁８１のみを切り換えて油圧モータ３１を自由回転状態とし、操作量ｓが大きい領域（ｓ＞ｓ３）では油圧切換弁８１，８２を切り換えて油圧モータ３１にポンプ作用させるようにした。これにより、ペダル操作量ｓが大きいほど、ドラム１の回転を停止させるような油圧モータ３１によるブレーキトルクが大きくなり、操作量ｓが大きい領域でブレーキ力が大きく増加し、良好なブレーキ特性を得ることができる。
【００５２】
なお、リリーフ弁８４の代わりに電磁比例リリーフ弁を用いてもよい。この場合、吊り荷の重量，吊り荷の降下速度，アキュムレータ８３の残圧，ブレーキペダル２４の操作量，ブレーキペダル２４の踏力等を検出し、この検出値に応じてリリーフ圧を制御することができる。例えば吊り荷の重量が重いほど、リリーフ圧を大きくすることができる。これにより吊り荷が重いほど、油圧モータ３１による大きなブレーキトルクが作用し、ドラム１を容易に停止することができる。
【００５３】
以上の実施の形態では、インナディスク１２にアシスト用のモータ３１，７１，７５を連結したが、アシスト用モータを他の場所に設けてもよい。例えば図１０に示すようにウインチドラム１に設けたギア部１ａに回転可能なギア３９を噛合し、このギア３９を介して油圧モータ３１の駆動トルクをドラム１に伝達するようにしてもよい。この場合も、サンギア５１，プラネタリギア５２，リングギア５３からなる遊星減速機構５を介さずにドラム１の回転がアシストされるため、ドラグトルクを打ち消して十分な速度で吊り荷をフローフォールすることができる。
【００５４】
フリーフォールスイッチのオンによりフリーフォールを指令し、フリーフォールスイッチのオフあるいはブレーキペダル２４の操作によりフリーフォールの停止を指令するようにしたが、これ以外の操作により指令してもよい。上記実施の形態では、湿式多板式ブレーキを用いたが、他のブレーキ装置を用いてもよい。したがって、回転体もインナディスク１２に限らない。油が封入された空間内に回転体を回転可能に収容するブレーキケース１１の構成も上述したものに限らない。油圧モータ２の駆動力を遊星減速機構５を介してウインチドラム１に伝達するようにしたが、他の減速機を介して伝達するようにしてもよい。電磁切換弁２１の切換とブレーキ弁２２の作動によりブレーキ装置１０を制御するようにしたが、ブレーキ制御装置の構成はこれに限らない。
【００５５】
上記実施の形態では電磁弁３７の切換によりフリーフォール時にのみウインチドラムの回転をアシストするようにしたが（図３）、アシスト制御手段の構成はこれに限らない。インナディスク１２と油圧モータ３１をワンウェイクラッチ３８を介して連結し、油圧モータ３１の過回転を防止するようにしたが（図４）、過回転防止手段の構成はこれに限らない。ブレーキケース１１からの冷却油の流出側管路に油温センサ４１を設けるようにしたが（図５）、油温検出手段の構成はこれに限らない。また、検出された油温が低いほど可変リリーフ弁４２のリリーフ圧を大きくして、ドラム１の回転のためのアシスト量を多くしたが、アシスト制御手段の構成はこれに限らない。
【００５６】
圧力センサ７２によりフリーフォール時の制動力を検出したが（図６）、制動検出手段の構成はこれに限らない。また、検出された制動力に応じて電動モータ７１を制御し、制動力が大きいほどドラム１の回転のためのアシスト量を少なくしたが、アシスト制御手段の構成はこれに限らない。油温センサ７７により検出された油温が所定値以上のときにモータ発電機７５をモータから発電機に切り換えるようにしたが（図７）、切換手段の構成はこれに限らない。
【００５７】
油圧モータ３１の吸込ポート３１ａに油圧切換弁８１を介してアキュムレータ８３を接続したが（図８）、アキュムレータ８３から発生した駆動圧により油圧モータ３１を駆動するのであれば、油圧回路の構成は上述したものに限らない。圧力増加手段としてのリリーフ弁８４により油圧モータ３１の吐出側の圧力を増加させるとともに、蓄圧制御手段としての油圧切換弁８１の切換によりアキュムレータ８３に蓄圧するようにしたが、油圧回路の構成はこれに限らない。
【００５８】
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。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１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】本発明の第２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３】本発明の第３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４】本発明の第４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５】本発明の第５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６】本発明の第６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７】本発明の第７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８】本発明の第８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９】本発明の第８の実施の形態に係るウインチ装置の動作特性を示す図。
【図１０】本発明の変形例を示す油圧回路図。
【符号の説明】
【００６０】
１  ウインチドラム
２  油圧モータ
５  遊星減速機構
１０  ブレーキ装置
２１  電磁切換弁
２４  ブレーキペダル
３１  油圧モータ
３７  電磁弁
３８  ワンウェイクラッチ
４０  コントローラ
４１  油温センサ
４２  可変リリーフ弁
７０  コントローラ
７１  電動モータ
７２  圧力センサ
７５  モータ発電機
７７  油温センサ
８１，８２  油圧切換弁
８３  アキュムレータ
８４  リリーフ弁
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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