(57)【要約】【課題】ブレーキペダルの操作によるブレーキ反力を感じやすくする。【解決手段】ウインチドラム１を制動するブレーキ装置１０と、ブレーキ解除圧を発生する油圧源２４と、油圧源２４からのブレーキ解除圧によりブレーキ装置１０による制動力を解除するブレーキ解除装置１５と、オペレータにより操作されるブレーキ用操作部材２７と、操作部材２７の操作力の増加に伴いブレーキ解除圧を減少させてブレーキ装置１０による制動力を調節するブレーキ制御バルブ３０とを備え、ブレーキ制御弁３０を、ブレーキ解除圧による一の方向への押付力と、操作部材２７による一の方向への操作力と、押付力および操作力と対抗する他の方向へのばね３３の付勢力とにより作動する圧力制御弁とする。【選択図】図３
2007099493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウインチドラムを制動するブレーキ装置と、
ブレーキ解除圧を発生する油圧源と、
前記油圧源からのブレーキ解除圧により前記ブレーキ装置による制動力を解除するブレーキ解除装置と、
オペレータにより操作されるブレーキ用操作部材と、
前記操作部材の操作力の増加に伴い前記ブレーキ解除圧を減少させて前記ブレーキ装置による制動力を調節するブレーキ制御バルブとを備え、
前記ブレーキ制御バルブは、前記ブレーキ解除圧による一の方向への押付力と、前記操作部材による前記一の方向への操作力と、前記押付力および操作力と対抗する他の方向へのばねの付勢力とにより作動する圧力制御弁であることを特徴とするウインチのブレーキ制御装置。
【請求項２】
油圧源からウインチドラム制動用のブレーキ装置にブレーキ解除圧を供給する管路に接続され、操作部材の操作によりブレーキ解除圧を制御するウインチのブレーキ制御バルブであって、
受圧部に作用する前記ブレーキ解除圧による一の方向への押付力と、前記操作部材による前記一の方向への操作力と、前記押付力および操作力と対抗する他の方向へのばねの付勢力とにより押動され、ブレーキ解除圧を低圧側へリリーフする弁体を備えることを特徴とするウインチのブレーキ制御バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウインチドラムの回転を制動するウインチのブレーキ制御装置およびブレーキ制御バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のブレーキ装置として、湿式多板式のブレーキ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、回転軸に軸方向移動可能にスプライン結合されたインナープレートとブレーキケースに軸方向移動可能にスプライン結合されたアウタープレートとを、ブレーキシリンダに作用する油圧力に応じて圧接し、回転軸にブレーキ力を及ぼす。ブレーキシリンダには、ブレーキペダルで操作されたブレーキ弁（減圧弁）からの圧油（二次圧）を作用させる。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２１６７９３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ブレーキペダルで減圧弁を直接操作したのでは、操作反力がオペレータに伝わりにくく、操作フィーリングが悪い。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるウインチのブレーキ装置は、ウインチドラムを制動するブレーキ装置と、ブレーキ解除圧を発生する油圧源と、油圧源からのブレーキ解除圧によりブレーキ装置による制動力を解除するブレーキ解除装置と、オペレータにより操作されるブレーキ用操作部材と、操作部材の操作力の増加に伴いブレーキ解除圧を減少させてブレーキ装置による制動力を調節するブレーキ制御バルブとを備え、ブレーキ制御バルブが、ブレーキ解除圧による一の方向への押付力と、操作部材による一の方向への操作力と、押付力および操作力と対抗する他の方向へのばねの付勢力とにより作動する圧力制御弁であることを特徴とする。
本発明は、油圧源からウインチドラム制動用のブレーキ装置にブレーキ解除圧を供給する管路に接続され、操作部材の操作によりブレーキ解除圧を制御するウインチのブレーキ制御バルブであって、受圧部に作用するブレーキ解除圧による一の方向への押付力と、操作部材による一の方向への操作力と、押付力および操作力と対抗する他の方向へのばねの付勢力とにより押動され、ブレーキ解除圧を低圧側へリリーフする弁体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、ブレーキ解除圧による一の方向への押付力と、操作部材による一の方向への操作力と、これら押付力および操作力と対抗する他の方向へのばねの付勢力とにより作動する圧力制御弁を用いて、操作力の増加に伴いブレーキ解除圧を減少させて制動力を調節するようにした。これによりオペレータはブレーキ力に対応した操作反力を感じやすくなり、操作フィーリングが向上する。
【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１，２を参照して本発明によるウインチのブレーキ制御装置の第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ブレーキ制御装置を有するウインチの油圧回路図である。図１に示すようにウインチは、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に伝達または非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。ブレーキ装置１０は、吊り荷のフリーフォール作業等に大きなブレーキ力を発揮することができる湿式多板式ブレーキである。制御弁４は操作レバー６の操作量に応じたパイロットポンプ１７からの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、これらディスク１２,１３の両端部、すなわち軸方向の最も外側にはアウタディスク１３が配置されている。
【００１０】
最外部のアウタディスク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とブレーキケース１１の間にはばね１６が介装され、ブレーキディスク１４にはディスク１２，１３同士を圧接するようなばね１６の付勢力が作用している。ブレーキディスク１４はブレーキシリンダ１５のピストン１５ａに連結され、ピストン１５ａはブレーキディスク１４と一体にドラム１の軸方向に移動可能である。ピストン１５ａの片側の油室１５ｂにはブレーキ解除圧が作用し、反対側の油室１５ｃにはその解除圧を打ち消すようなブレーキ作動圧が作用する。ブレーキケース１１には、給油孔および排油孔が設けられ、この給油孔、排油孔を介してケース１１内を油が流れ、ディスク１２,１３が冷却される。
【００１１】
ブレーキシリンダ１５の油室１５ｂは電磁切換弁２１を介してパイロットポンプ１７に接続されている。電磁切換弁２１はフリーフォールスイッチ２２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２２がオンされると、電磁切換弁２１は位置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１７からの圧油（ブレーキ解除圧）が油室１５ｂに作用し、位置ｂに切り換わった状態では、油室１５ｂにタンク圧が作用する。
【００１２】
一方、ブレーキシリンダ１５の油室１５ｃは管路２３を介してブレーキポンプ２４に接続され、管路２３にはリリーフ弁２５およびブレーキ制御弁２６がそれぞれ並列に接続されている。リリーフ弁２５は、油室１５ｃに作用する最高圧を規定するものであり、そのリリーフ圧は、油室１５ｂにパイロットポンプ１７からのブレーキ解除圧が作用したときに、その油圧力に抗してブレーキを作動できるような値に設定されている。
【００１３】
ブレーキ制御弁２６はブレーキペダル２７により操作され、ブレーキ制御弁２６によりブレーキポンプ２４からの圧力、すなわち油室１５ｃに作用するブレーキ作動圧を制御する。ブレーキ制御弁２６の特性を図２に示す。図示のようにブレーキ制御弁２６により制御される圧力（ブレーキ作動圧）はブレーキ操作力（ブレーキペダル２７の踏力）が増加するほど増加し、ブレーキ操作力が最大のとき、リリーフ弁２５の設定圧と同等となる。
【００１４】
第１の実施の形態に係るウインチのブレーキ制御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２２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１５ｂはタンクに連通する。この状態ではピストン１５ａ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の付勢力により矢印ａ方向に押動される。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呼ぶ。
【００１５】
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、吊り荷の巻上や動力巻下等を行うことができる。なお、この場合、ウインチドラム１は、湿式多板式のブレーキ装置とは別に設けられた不図示の油圧モータ２に内蔵されたブレーキ装置により停止される。
【００１６】
（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２２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１７からの圧油がブレーキシリンダ１５の油室１５ｂに作用し、ブレーキディスク１４はばね１６の付勢力に抗して矢印ｂ方向に押動される。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呼ぶ。
【００１７】
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。この状態でブレーキペダル２７を踏み込み操作すると、その操作力の増加に伴いブレーキ作動圧が上昇し（図２）、ブレーキディスク１４が矢印ａ方向に押動される。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。
【００１８】
以上の第１の実施の形態によれば、ブレーキシリンダ１５にブレーキ作動圧を供給する管路２３に、ペダル操作力の増加に伴いブレーキ作動圧を上昇させるようなブレーキ制御弁２６を接続するようにしたので、オペレータはブレーキ力に応じたペダル操作反力を受けることになり、操作フィーリングが向上する。
【００１９】
−第２の実施の形態−
図３〜６を参照して本発明によるウインチのブレーキ制御装置の第２の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、フリーフォールスイッチ２２がオフのとき、ブレーキペダル２７の操作によりブレーキシリンダ１５に作用する圧力を増加させてブレーキを作動するように構成したが、第２の実施の形態では、ブレーキシリンダ１５に作用する圧力を減少させてブレーキを作動するように構成する。以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００２０】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係るブレーキ制御装置を有するウインチの油圧回路図である。なお、図１と同一の箇所には同一の符号を付している。図３が図１と異なるのは、ブレーキシリンダ１５へ圧油を供給する回路である。すなわちブレーキシリンダ１５の油室１５ｂは管路２３を介してブレーキポンプ２４に接続され、管路２３にはリリーフ弁２９およびブレーキ制御弁３０がそれぞれ並列に接続されている。一方、図示は省略するがブレーキシリンダ１５の油室１５ｃはタンクに接続されている。
【００２１】
リリーフ弁２９は、油室１５ｂに作用する最高圧を規定するものであり、そのリリーフ圧は、ばね１６の付勢力に抗してブレーキを解除できるような値に設定されている。また、リリーフ弁２９にはベントポートが設けられ、ベントポートは電磁弁２８を介してタンクに接続されている。
【００２２】
電磁弁２８はフリーフォールスイッチ２２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２２がオンされると電磁弁２８は位置ａに切り換えられ、フリーフォールスイッチ２２がオフされると位置ｂに切り換えられる。電磁弁２８が位置ａに切り換わった状態では、ベントポートがタンクから遮断され、リリーフ弁２９のリリーフ圧はばねで設定された値になる。一方、電磁弁２８が位置ｂに切り換わった状態では、ベントポートがタンクと連通し、設定リリーフ圧はタンク圧となって、ブレーキポンプ２４に作用する負荷は０となる。
【００２３】
ブレーキ制御弁３０はブレーキペダル２７により操作され、ブレーキ制御弁３０によりブレーキポンプ２４からの圧力、すなわち油室１５ｂに作用するブレーキ解除圧を制御する。ブレーキ制御弁３０の特性を図４に示す。図示のようにブレーキ制御弁３０により制御される圧力（ブレーキ解除圧）はブレーキ操作力が増加するほど減少する。そして、ブレーキ操作力が０（ブレーキ非操作）のとき、リリーフ弁２９のリリーフ圧と等しく、ブレーキ操作力が最大のとき、タンク圧となる。
【００２４】
第２の実施の形態に係るウインチのブレーキ制御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２２がオフのときは、図３に示すように、電磁弁２８は位置ｂに切り換えられ、リリーフ弁２９のベントポートがタンクに連通する。これによりブレーキシリンダ１５の油室１５ｂにタンク圧が作用し、ブレーキディスク１４はばね１６の付勢力により矢印ａ方向に押動される。このためアウタディスク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。このネガブレーキ作動状態では、ブレーキペダル２７を操作しても管路２３内の圧力は変化せず、ブレーキ作動状態が保持される。
【００２５】
（２）フリーフォールスイッチオン
フリーフォールスイッチ２２がオンのときは、電磁弁２８が位置ａに切り換えられ、リリーフ弁２９のベントポートがタンクからブロックされる。これによりリリーフ弁２９のリリーフ圧がばねで設定された値となり、ポンプ２４からのブレーキ解除圧がブレーキシリンダ１５の油室１５ｂに作用し、ブレーキディスク１４はばね１６の付勢力に抗して矢印ｂ方向に押動される。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（フリーフォール状態）となる。
【００２６】
この状態からブレーキペダル２７を踏み込み操作すると、その操作力の増加に伴いブレーキ解除圧が減少し（図４）、ブレーキディスク１４が矢印ａ方向に移動する。これによりペダル操作力の増加に伴いウインチドラム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。
【００２７】
以上の第２の実施の形態によれば、ブレーキシリンダ１５にブレーキ解除圧を供給する管路２３に、ペダル操作力の増加に伴いブレーキ解除圧を減少させるようなブレーキ制御弁３０を接続するようにしたので、オペレータはブレーキ力に応じたペダル操作反力を受けることになり、操作フィーリングが向上する。
【００２８】
ここで、ブレーキ制御弁３０の構成をさらに詳しく説明する。図５はブレーキ制御弁３０の断面図である。図５に示すように制御弁３０のハウジング３１内にはロッド３２が摺動可能に収容され、ロッド先端のポペット部３２ａは、ばね３３によってシート部３１ｃに押し付けられている。ハウジング３１の入口ポート３１ａは管路２３に連通し、出口ポート３１ｂはタンクに連通している。ロッド３２はポペット部３２ａに作用する圧油とばね３３の付勢力とのバランスにより押動され、いわゆる直動形のリリーフ弁となっている。ばね３３のプリセット荷重は、ポペット部３２ａにハウジング３１の入口ポート３１ａを介してブレーキポンプ２４からの最高圧が作用しても、ポペット部３２ａがシート部３１ｃから離れないような値に設定されている。ロッド３２には、さらに矢印Ｆで示すようにばね３３の付勢力に抗してブレーキペダル２７の操作力が作用する。
【００２９】
フリーフォールスイッチ２２のオン時、すなわちシリンダ１５の油室１５ｂにポンプ２４のブレーキ解除圧が作用しているときに、ブレーキを作動する場合はブレーキペダル２７を操作する。このとき、ブレーキ解除圧によるロッド３２の押付力とペダル操作力との合力がばね３３の付勢力より大きくなると、ばね３３が縮んでロッド３２が外側に引き出され、ポペット部３２ａとシート部３１ｃの間に隙間が生じる。これにより入口ポート３１ａを介してハウジング３１内に油が流入し、流入した油は出口ポート３１ｂからタンクに流出する。その結果、入口ポート３１ａ側の圧力（ブレーキ解除圧）が低下し、ウインチドラム１にブレーキ力が作用する。この場合、ペダル操作力が大きいほどブレーキ解除圧は大きく低下するため、ペダル操作反力とブレーキ解除圧との関係は図４に示したようになる。
【００３０】
このようにブレーキ制御弁３０を直動形のリリーフ弁とすることで、オペレータはロッド３２を介してブレーキ解除圧の大きさをペダル操作反力として感じることができる。すなわちブレーキ解除圧が大きいと（ブレーキ力が小さいと）操作反力は小さく感じ、ブレーキ解除圧が小さいと（ブレーキ力が大きいと）操作反力は大きく感じる。これによりブレーキ力と操作反力が良好に対応し、オペレータの操作フィーリングが向上する。
【００３１】
これに対し、例えばブレーキペダル２７により操作する減圧弁を管路２３に介装し、ペダル操作によりブレーキ解除圧（二次圧）を制御する方式では、操作フィーリングが悪い。すなわち減圧弁を用いた場合、ペダル操作量に応じてブレーキ解除圧が制御され（ストローク制御）、ペダル操作反力がそれほど変化しないため、オペレータに操作反力が伝わりにくい。
【００３２】
図５の制御弁３０は、例えば以下のようにしてブレーキペダル２７に連結される。図６（ａ）はブレーキ制御弁３０とブレーキペダル２７の連結部を示す側面図、図６（ｂ）は底面図である。図６に示すようにフロアプレート４１の裏側にはブラケット４２が取り付けられ、ブラケット４２にはピン４３を支点に回動可能にブレーキペダル２７が支持されている。ブレーキペダル２７の端部にはピン４４を介してリンク４５の一端が連結され、リンク４５の他端は筒状のカバー４６内に収容されている。ブレーキペダル２７のレバー比、すなわちピン４３からペダル操作部（踏板）までの距離とピン４３、４４間の距離との比は、ばね３３の付勢力に抗した操作力をロッド３２に付与できるように大きく設定されている。
【００３３】
リンク４５の他端側周面にはねじが形成され、このねじ部にワッシャ４７，カバー４６の側端部，ばね４８，ワッシャ４９を介してナット５０が螺合している。ワッシャ４７，４９の間にはスペーサ５１が設けられ、スペーサ５１によりばね４８の初期縮退量が規制される。カバー４６の端部はピン５３を介してアイボルト５２に連結され、アイボルト５２に、図５に示すブレーキ制御弁３０のロッド３２の端部が締結されている。ばね４８のばね定数は、ブレーキ制御弁３０のばね３３のばね定数よりも小さく設定されている。
【００３４】
図６において、オペレータがブレーキペダル２７を踏み込み操作すると、ブレーキペダル２７はピン４３を支点に回動し、リンク４５が図示矢印方向に移動する。ペダル２７の踏み込み開始時には、ばね定数が小さいばね４８のみが縮退し、ブレーキ制御弁３０のばね３３は縮退しない。したがって、ペダル踏み込み量が小さいときはブレーキ力は発生せず、この分はブレーキペダル２７の遊びに相当する。
【００３５】
ブレーキペダル２７の踏み込み量が大きくなると、ばね３３，４８に作用する操作力も大きくなり、ばね４８だけでなくばね３３も縮退する。これによりブレーキ解除圧が減少し、ブレーキ力が増加する。この場合、ブレーキペダル４７とロッド４２の間にばね定数が小さいばね４８を用いたので、ペダル操作量を大きくすることができ、ペダル操作量の増加に伴い操作反力が緩やかに増加する。したがって、ブレーキ力の調整が容易になり、ブレーキペダル２７の操作フィーリングが一層向上する。
【００３６】
なお、上記実施の形態では、ブレーキペダル２７をブレーキ用操作部材として用いたが、操作反力を受ける他の操作部材を用いてもよい。ブレーキシリンダ１５によりネガティブブレーキを解除するようにしたが、他のブレーキ解除装置を用いてもよい。ばね３３の付勢力に対抗して、ポペット部３２ａ（受圧部）に作用するブレーキ解除圧とブレーキペダル２７の操作力とにより弁体としてのロッド３２を押動したが、ブレーキ制御バルブ（圧力制御弁）の構成はこれに限らない。
【００３７】
上記実施の形態は、湿式多板式ブレーキに適用したが、他の型式のブレーキにも同様に適用できる。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ブレーキ制御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】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るブレーキ制御装置の構成を示す油圧回路図。
【図２】第１の実施の形態に係るブレーキ操作力とブレーキ作動圧との関係を示す図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るブレーキ制御装置の構成を示す油圧回路図。
【図４】第２の実施の形態に係るブレーキ操作力とブレーキ解除圧との関係を示す図。
【図５】第２の実施の形態に係るブレーキ制御弁の断面図。
【図６】図５のブレーキ制御弁の取付状態を示す側面図および底面図。
【符号の説明】
【００３９】
１  ウインチドラム
１０  ブレーキ装置
１５  ブレーキシリンダ
２３  管路
２４  ブレーキポンプ
２７  ブレーキペダル
３０  ブレーキ制御弁
３２  ロッド
【図１】
2007099493.tif 000003
【図２】
2007099493.tif 000004
【図３】
2007099493.tif 000005
【図４】
2007099493.tif 000006
【図５】
2007099493.tif 000007
【図６】
2007099493.tif 000008