(57)【要約】【課題】消費動力を抑制できるウインチ装置を提供する。【解決手段】フリーフォールスイッチ１７１のオンオフ状態に応じて油圧モータ１３１を駆動するか否かを制御するように構成した。これにより、油圧モータ１３１によるアシストが不要となる場合に、油圧モータ１３１に供給される圧油を常時リリーフ弁でリリーフさせるというような、余分な動力の消費を抑制できる。これにより、ウインチ装置の消費動力を抑制できる。【選択図】図３
2012025522.tif 000002
【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は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、
フリーフォール時に前記アシスト用モータを駆動するか否かを切り換える切換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、
前記ウインチドラムの巻上／巻下駆動を指示する操作レバーの操作状態を検出する操作状態検出手段と、
前記ウインチドラムの動作モードを検出する動作モード検出手段と、
吊り荷の負荷の軽重を検出する負荷検出手段とを備え、
前記ブレーキ装置は、ネガブレーキ装置であり、
前記切換手段は、吊り荷の負荷によるフリーフォールを許容するフリーフォールモードに設定されていることが前記操作モード検出手段で検出され、かつ、吊り荷の負荷が軽負荷であることが前記負荷検出手段で検出されると、前記アシスト用モータを駆動するように切り換えることを特徴とするウインチ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のウインチ装置において、
前記ブレーキ装置の制動力の大きさに関連する情報を取得する制動力情報取得手段をさらに備え、
前記負荷検出手段は、前記制動力情報取得手段で取得された前記ブレーキ装置の制動力の大きさに関連する情報に基づいて、吊り荷の負荷の軽重を検出することを特徴とするウインチ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のウインチ装置において、
前記回転体の回転を阻止する際に発生する熱で加熱される前記ブレーキ装置を冷却するための冷却油を前記ブレーキ装置に供給する冷却油ポンプをさらに備え、
前記アシスト用モータは、圧油で駆動される油圧モータであり、前記冷却油ポンプから供給される前記冷却油によって駆動されることを特徴とするウインチ装置。
【請求項５】
請求項２に記載のウインチ装置において、
前記回転体の回転を阻止する際に発生する熱で加熱される前記ブレーキ装置を冷却するための冷却油を前記ブレーキ装置に供給する冷却油ポンプをさらに備え、
前記アシスト用モータは、圧油で駆動される油圧モータであり、前記冷却油ポンプから供給される前記冷却油によって駆動され、
前記切換手段は、前記アシスト用モータに供給する圧油を制御する、スプールの駆動量に応じた開口特性を有する比例制御弁を有し、前記負荷検出手段で検出された吊り荷の負荷に応じて前記スプールの駆動量を制御す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。湿式多板式ブレーキを有するウインチ装置では、油の粘性による回転抵抗（いわゆるドラグトルク）の影響を受けてフリーフォール速度が不足する恐れがある。そのため、たとえば、フリーフォール時にウインチドラムの回転をアシストするアシスト用油圧モータを設けることで、フリーフォール速度の不足を解消するようにしているウインチ装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８９４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した特許文献に記載のウインチ装置では、油圧ポンプの動力源であるエンジンを運転している間は常にアシスト用油圧モータにも圧油が供給されることとなるため、アシスト用油圧モータの駆動が不要となる場合には、供給される圧油をリリーフ弁でリリーフさせている。そのため、余分な動力を消費することとなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）  請求項１の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は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、フリーフォール時にアシスト用モータを駆動するか否かを切り換える切換手段とを備えることを特徴とする。
（２）  請求項２の発明は、請求項１に記載のウインチ装置において、ウインチドラムの巻上／巻下駆動を指示する操作レバーの操作状態を検出する操作状態検出手段と、ウインチドラムの動作モードを検出する動作モード検出手段と、吊り荷の負荷の軽重を検出する負荷検出手段とを備え、ブレーキ装置は、ネガブレーキ装置であり、切換手段は、吊り荷の負荷によるフリーフォールを許容するフリーフォールモードに設定されていることが操作モード検出手段で検出され、かつ、吊り荷の負荷が軽負荷であることが負荷検出手段で検出されると、アシスト用モータを駆動するように切り換えることを特徴とする。
（３）  請求項３の発明は、請求項２に記載のウインチ装置において、ブレーキ装置の制動力の大きさに関連する情報を取得する制動力情報取得手段をさらに備え、負荷検出手段は、制動力情報取得手段で取得されたブレーキ装置の制動力の大きさに関連する情報に基づいて、吊り荷の負荷の軽重を検出することを特徴とする。
（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ウインチ装置において、回転体の回転を阻止する際に発生する熱で加熱されるブレーキ装置を冷却するための冷却油をブレーキ装置に供給する冷却油ポンプをさらに備え、アシスト用モータは、圧油で駆動される油圧モータであり、冷却油ポンプから供給される冷却油によって駆動されることを特徴とする。
（５）  請求項５の発明は、請求項２に記載のウインチ装置において、回転体の回転を阻止する際に発生する熱で加熱されるブレーキ装置を冷却するための冷却油をブレーキ装置に供給する冷却油ポンプをさらに備え、アシスト用モータは、圧油で駆動される油圧モータであり、冷却油ポンプから供給される冷却油によって駆動され、切換手段は、アシスト用モータに供給する圧油を制御する、スプールの駆動量に応じた開口特性を有する比例制御弁を有し、負荷検出手段で検出された吊り荷の負荷に応じてスプールの駆動量を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ウインチ装置の消費動力を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明によるウインチ装置が搭載されたクレーンの構成を示す外観側面図である。
【図２】本実施の形態のウインチ装置の構成を示す油圧回路図である。
【図３】第１ウインチ１００についての構成を示す油圧回路図である。
【図４】第１ウインチ１００の油圧モータ１３１でのアシストに関する処理の動作を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１〜４を参照して、本発明によるウインチ装置の一実施の形態を説明する。図１は、本発明によるウインチ装置が搭載されたクレーンの構成を示す外観側面図である。クレーンは、走行体１１と、走行体１１上に旋回可能に搭載される旋回体１３と、旋回体１３の先端部に回動可能に軸支されたブーム１４とを有する。
【０００９】
旋回体１３には主巻ドラム１０１を有する第１ウインチ１００と、補巻ドラム２０１を有する第２ウインチ２００と、第３ドラム３０１を有する第３ウインチ３００が搭載されている。一般的には、クレーンには２基のウインチが標準装備として搭載される。そして、３基目のウインチがオプションウインチとして、クレーンの顧客の要望に応じて搭載される。本実施の形態のクレーンでは、このオプションウインチを搭載しているものとして説明する。また、第１ウインチ１００および第２ウインチ２００が標準装備として搭載される標準ウインチであるものとし、第３ウインチ３００がオプションウインチであるものとして以下に説明する。
【００１０】
主巻ドラム１０１には主巻ロープ１８が巻回されている。主巻ロープ１８はブーム先端部を経由して主フック２０に接続されている。補巻ドラム２０１には不図示の補巻ロープが巻回されている。補巻ロープはブーム先端部を経由して不図示の補フックに接続されている。主巻ドラム１０１を駆動すると主巻ロープ１８が巻き取りまたは繰り出され、主フック２０が昇降する。補巻ドラム２０１を駆動すると補巻ロープが巻き取りまたは繰り出され、補フックが昇降する。ドラム１０１，２０１，３０１の駆動指令は、各ドラム１０１，２０１，３０１に対応して設けた操作レバーから出力され、操作レバーの操作に応じてドラム１０１，２０１，３０１が駆動する。
【００１１】
図２は、本実施の形態のウインチ装置の構成を示す油圧回路図であり、図３は、第１ウインチ１００についての構成を示す油圧回路図である。上述したように本実施の形態のウインチ装置は、３基のウインチ１００，２００，３００を備えている。図３に示すように、第１ウインチ１００は、主巻ドラム１０１と、主巻ドラム１０１を駆動する油圧モータ１０２と、油圧モータ１０２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１０２への圧油の流れを制御する方向制御弁１０４と、油圧モータ１０２の駆動力を主巻ドラム１０１に伝達する遊星減速機構１０５と、主巻ドラム１０１を制動するブレーキ装置１１０とを有する。制御弁１０４は操作レバー（不図示）の操作量に応じたパイロット圧により操作される。
【００１２】
油圧モータ１０２の出力軸１０２ａは遊星減速機構１０５のサンギア１５１に連結されている。サンギア１５１にはプラネタリギア１５２が噛合され、プラネタリギア１５２には主巻ドラム１０１の内周側に設けられたリングギア１５３が噛合されている。プラネタリギア１５２はキャリア軸１５４により支持され、キャリア軸１５４はブレーキケース１１１の側壁を貫通してケース１１１内に達している。
【００１３】
ブレーキ装置１１０は湿式多板ブレーキである。ブレーキケース１１１内において、キャリア軸１５４には複数枚のインナディスク１１２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１１２はキャリア軸１５４と一体に回転可能となっている。ブレーキケース１１１の内周面には複数枚のアウタディスク１１３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１１３とインナディスク１１２は軸方向に交互に配置されている。
【００１４】
最外部のアウタディスク１１３の側方にはブレーキディスク１１４が配置されている。ブレーキディスク１１４にはばね１１６により、ディスク１１２，１１３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１１２の表面に摩擦力が作用し、インナディスク１１２の回転が阻止される。ブレーキディスク１１４はブレーキシリンダ１１５のピストンを形成し、ブレーキシリンダ１１５の油室１１５ａに圧油が供給されると、ブレーキディスク１１４にはばね１１６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１１２，１１３同士の圧接力が除去され、インナディスク１１２が回転可能となる。
【００１５】
ブレーキケース１１１には給油ポート１１１ａおよび排油ポート１１１ｂが設けられ、ブレーキケース１１１内には給油ポート１１１ａを介して冷却油が供給される。この冷却油はブレーキケース内を流れてディスク１１２，１１３を冷却した後、排油ポート１１１ｂを介して排出され、不図示のフィルタを経てタンクに戻る。このような湿式多板ブレーキは、ディスク１１２，１１３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１１２，１１３間の油の粘性による回転抵抗（いわゆるドラグトルク）が大きく、フリーフォール時の速度が不足しやすい。
【００１６】
ブレーキシリンダ１１５の油室１１５ａは電磁切換弁１２１およびブレーキ弁１２２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１２２はブレーキペダル１２４により操作される。ブレーキペダル１２４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１２２を介して電磁切換弁１２１にそのまま導かれ、ブレーキペダル１２４の最大踏込時には、パイロットポンプ２３から電磁切換弁１２１への圧油の供給がブレーキ弁１２２により遮断される。
【００１７】
電磁切換弁１２１はフリーフォールスイッチ１７１の操作により切り換えられる。フリーフォールスイッチ１７１は、吊り荷の負荷によるフリーフォールを許容するフリーフォールモードに設定するか否かを選択するためのスイッチであり、ウインチ装置の各部を制御するコントローラ７０に接続されている。フリーフォールスイッチ１７１がオンされるとコントローラ７０から励磁電流が出力されて、電磁切換弁１２１のスプールが位置ａに切り換えられる。フリーフォールスイッチ１７１がオフされるとコントローラ７０から励磁電流が出力されなくなり、電磁切換弁１２１のスプールが位置ｂに切り換えられる。電磁切換弁１２１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１１５ａ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１１５ａにタンク圧が作用する。
【００１８】
インナディスク１１２の回転軸には油圧モータ１３１の出力軸が連結されている。油圧モータ１３１は、ディスク１１２，１１３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）を打ち消してフリーフォール速度を増速させるためのアシスト用モータであり、油圧ポンプ３２からの圧油によって駆動される。油圧ポンプ３２から油圧モータ１３１に供給される圧油は、電磁切換弁１４１によって制御される。電磁切換弁１４１のプレッシャーポート（Ｐポート）は、油圧ポンプ３２の吐出口と接続され、Ａポートは油圧モータ１３１の入口ポートと接続され、Ｂポートは油圧モータ１３１をバイパスしてブレーキケース１１１の給油ポート１１１ａに接続されている。なお、電磁切換弁１４１のスプールが中央位置（位置ロ）にある場合には、Ｐポート、Ａポート、Ｂポートは互いに連通している。
【００１９】
電磁切換弁１４１は、コントローラ７０によってソレノイドの励磁／非励磁が制御されることで、切換位置が制御される。コントローラ７０による電磁切換弁１４１の制御については後述する。電磁切換弁１４１のＰポートと油圧ポンプ３２の吐出口とを連通する油路には、この油路の圧力の上限を規定するリリーフ弁６２が接続されている。リリーフ弁６２のリリーフ圧は、後述するリリーフ弁１３３のリリーフ圧よりも高い圧力に設定されている。
【００２０】
油圧モータ１３１の出口ポートは、ブレーキケース１１１の給油ポート１１１ａに接続され、モータ１３１を流れた油はブレーキケース１１１内に冷却油として導かれ、ディスク１１２，１１３を冷却する。すなわち、油圧モータ１３１を駆動する油圧回路と、ディスク１１２，１１３を冷却する油圧回路とが共用化されている。なお、図示は省略するが、冷却油が流れる冷却用回路にはオイルクーラが設けられ、これによりブレーキ力発生時の摩擦熱により冷却油が所定温度以上となることが防止される。油圧モータ１３１の出口ポートにはチェック弁１３５が接続され、油圧モータ１３１を通過した油の一部はチェック弁１３５を介してモータ１３１に還流することができる。これにより油圧モータ１３１が高回転した際のキャビテーションを防止できる。
【００２１】
リリーフ弁１３３は、ブレーキケース１１１内の内圧の上限を規制して、オイルシールなどを保護するためのリリーフ弁であり、ブレーキケース１１１の給油ポート１１１ａに接続されている。したがって、リリーフ弁１３３のリリーフ圧は、ブレーキ装置１１０のオイルシールなどの耐圧以下の圧力に設定されている。リリーフ弁１３３からリリーフされた作動油はタンクに戻る。
【００２２】
第２ウインチ２００および第３ウインチ３００の構成は、第１ウインチ１００と略同様であるので、詳細な説明は省略する。なお、第２ウインチ２００の各構成要素で、第１ウインチ１００の各構成要素に対応するものには、２００番台の符号であって、下二桁の数字を対応する第１ウインチ１００の各構成要素の符号の下二桁の数字と一致させた符号を付す。同様に、第３ウインチ３００の各構成要素で、第１ウインチ１００の各構成要素に対応するものには、３００番台の符号であって、下二桁の数字を対応する第１ウインチ１００の各構成要素の符号の下二桁の数字と一致させた符号を付す。
【００２３】
たとえば、第２ウインチ２００の油圧モータ２０２および第３ウインチ３００の油圧モータ３０２は、第１ウインチ１００の油圧モータ１０２に対応し、第２ウインチ２００のブレーキ装置２１０および第３ウインチ３００のブレーキ装置３１０は、第１ウインチ１００のブレーキ装置１１０に対応する。第２ウインチ２００の油圧モータ２３１および第３ウインチ３００の油圧モータ３３１は、第１ウインチ１００の油圧モータ１３１に対応し、第２ウインチ２００の電磁切換弁２４１および第３ウインチ３００の電磁切換弁３４１は、第１ウインチ１００の電磁切換弁１４１に対応する。
【００２４】
上述したように、本実施の形態のウインチ装置では、３基のウインチ１００，２００，３００が設けられているが、各油圧モータ１３１，２３１，３３１およびブレーキ装置１１０，２１０，３１０に圧油（冷却油）を供給する油圧ポンプは、油圧ポンプ３２，３３の２基である（図２参照）。その理由として、クレーンのエンジン出力の点から、当該油圧ポンプを３基設けると動力の余裕がなくなることが挙げられる。また、各油圧モータ１３１，２３１，３３１によるフリーフォール速度の増速を必要とするのが、後述するように吊り荷をフリーフォールさせる時だけであり、吊り荷をフリーフォールさせる際には、ブレーキペダル１２４，２２４，３２４の操作を伴うため、３基同時にフリーフォールさせることができないからである。すなわち、同時に３つの足踏み式のペダルを操作できないので、同時にフルーフォールさせることができるウインチが最大で２基であると考え、余分な動力消費を抑制するため、設ける油圧ポンプを油圧ポンプ３２，３３の２基としている。
【００２５】
そこで、本実施の形態のウインチ装置では、第１ウインチ１００の油圧モータ１３１およびブレーキ装置１１０には、油圧ポンプ３２で圧油を供給し、第２ウインチ２００および第３ウインチ３００の各油圧モータ２３１，３３１およびブレーキ装置２１０，３１０には、油圧ポンプ３３で圧油を供給するようにしている。そして、油圧ポンプ３３からの圧油を第２ウインチ２００側に供給するのか、第３ウインチ３００側に供給するのかを切換弁６１で選択的に切り換えるように構成している。
【００２６】
たとえば、コントローラ７０は、第２ウインチ２００のフリーフォールスイッチがオンされ、第３ウインチ３００のフリーフォールスイッチがオフされると、油圧ポンプ３３からの圧油を第２ウインチ２００側に供給するように切換弁６１を制御する。コントローラ７０は、第２ウインチ２００のフリーフォールスイッチがオフされ、第３ウインチ３００のフリーフォールスイッチがオンされると、油圧ポンプ３３からの圧油を第３ウインチ３００側に供給するように切換弁６１を制御する。また、コントローラ７０は、第２ウインチ２００のフリーフォールスイッチ、および、第３ウインチ３００のフリーフォールスイッチがともにオンされると、先にオンされた方のウインチ側に油圧ポンプ３３からの圧油を供給するように切換弁６１を制御する。
【００２７】
なお、オプションウインチである第３ウインチ３００が設けられていない場合には、切換弁６１を設けず、油圧ポンプ３３からの圧油を第２ウインチ２００側にのみ供給する。図２において、符号６３を付したリリーフ弁は、リリーフ弁６２に対応するリリーフ弁であり、油圧ポンプ３３から第２ウインチ２００および第３ウインチ３００へ供給する圧油の圧力の上限を規定する。
【００２８】
上述したように、コントローラ７０は、本実施の形態のウインチ装置の各部を制御する制御装置である。コントローラ７０には、上述したフリーフォールスイッチ１７１の他、冷却油昇温用スイッチ（ヒータスイッチ）１７２と、アシストモータスイッチ（増速スイッチ）１７３と、圧力センサ１７４とが接続されている。上述したように、フリーフォールスイッチ１７１は、吊り荷のフリーフォールを許可するか否かを選択するためのスイッチである。ヒータスイッチ１７２は、後述するように、圧油をリリーフ弁６２からリリーフさせることによって圧油の温度を上昇させるか否かを選択するためのスイッチである。
【００２９】
増速スイッチ１７３は、油圧モータ１３１によるフリーフォール速度の増速を行うようにするか否かを選択するためのスイッチである。圧力センサ１７４は、ブレーキ弁１２２を介してパイロットポンプ２３から供給されるパイロット圧油の圧力（ブレーキ解除圧）を検出することでブレーキペダル１２４の操作状態を検出するための圧力センサである。
【００３０】
このように構成される本実施の形態のウインチ装置の主要な動作について、第１ウインチ１００を例に説明する。なお、第２ウインチ２００および第３ウインチ３００の主要な動作については、第１ウインチ１００の主要な動作と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００３１】
（１）  ヒータスイッチ１７２がオフされ、かつ、増速スイッチ１７３がオンされた場合
（１−１）  フリーフォールスイッチ１７１がオフされた場合
この場合、コントローラ７０は、電磁切換弁１２１および電磁切換弁１４１のソレノイドを消磁する。その結果、電磁切換弁１２１は位置ｂに切り換えられ、ブレーキシリンダ１１５の油室１１５ａがタンクに連通する。この状態ではブレーキシリンダ１１５にブレーキ解除圧が作用しないため、ブレーキディスク１１４はばね１１６の付勢力によりディスク１１２，１１３側に押動される。これによりアウタディスク１１３とインナディスク１１２が互いに圧接され、インナディスク１１２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。
【００３２】
また、電磁切換弁１４１は位置ロに切り換えられ、油圧ポンプ３２から吐出された圧油が電磁切換弁１４１のＢポートからブレーキケース１１１の給油ポート１１１ａに供給されて、ブレーキケース１１１内に冷却油として導かれ、ディスク１１２，１１３を冷却する。このとき、ブレーキケース１１１内の圧力の上限がリリーフ弁１３３によって規定されるので、オイルシールなどの損傷が防止される。
【００３３】
上述したように、油圧ポンプ３２からの圧油が電磁切換弁１４１のＢポートから油圧モータ１３１をバイパスする油路を介してブレーキケース１１１の給油ポート１１１ａに直接供給されるので、油圧モータ１３１の駆動トルクはほとんど生じない。そして、上述したようにインナディスク１１２の回転が阻止されているため、油圧モータ１３１は回転しない。
【００３４】
上述のようにしてブレーキ装置１１０が作動すると、キャリア軸１５４の回転が阻止され、油圧モータ１０２の回転はサンギア１５１、プラネタリギア１５２、リングギア１５３を介して主巻ドラム１０１に伝達可能となる。ここで、操作レバーを巻上または巻下操作して方向切換弁１０４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１０４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１０２が巻上または巻下方向に回転する。これにより、主巻ドラム１０１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、ブレーキ装置１１０とは別に設けられた不図示のブレーキ装置により主巻ドラム１０１を停止できる。
【００３５】
（１−２）  フリーフォールスイッチ１７１がオンされた場合
操作レバーを中立位置に操作して方向切換弁１０４を中立位置に切り換えると、油圧モータ１０２への圧油の供給が遮断され、油圧モータ１０２の回転が停止する。この状態でフリーフォールスイッチ１７１がオンされてフリーフォールモードに設定されると、コントローラ７０は、電磁切換弁１２１のソレノイドを励磁する。これにより、電磁切換弁１２１は位置ａに切り換えられ、パイロットポンプ２３からの圧油（ブレーキ解除圧）がブレーキ弁１２２、電磁切換弁１２１を介してブレーキシリンダ１１５の油室１１５ａに作用する。このブレーキ解除圧によりばね１１６が縮退し、ブレーキディスク１１４はディスク１１２，１１３から離間する。その結果、ディスク１１２，１１３に作用する圧接力が除去され、インナディスク１１２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。
【００３６】
このようにしてブレーキ装置１１０の作動が解除されると、キャリア軸１５４の回転が許容され、主巻ドラム１０１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。
【００３７】
ここで、圧力センサ１７４で検出されるブレーキ解除圧が所定の閾値以上である場合、すなわち、ブレーキペダル１２４が操作されていないか、操作されていても操作力が小さい場合、コントローラ７０は、電磁切換弁１４１のソレノイドを励磁してスプールを移動させて電磁切換弁１４１を位置イに切り換えさせる。これにより、油圧モータ１３１の入口ポートには油圧ポンプ３２の吐出圧が作用し、電磁切換弁１４１のＢポート（すなわち油圧モータ１３１の出口ポート）には油圧ポンプ３２の吐出圧が作用しなくなるので、油圧モータ１３１による駆動トルクがインナディスク１１２に作用する。
【００３８】
フリーフォール時にはキャリア軸１５４と一体になってインナディスク１１２が回転するが、上述したようにインナディスク１１２には油圧モータ１３１による駆動トルクが作用し、主巻ドラム１０１の回転が増速（アシスト）される。これにより、ブレーキ装置１１０が冷えていてドラグトルクが大きい状態の時に、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。なお、油圧モータ１３１の出口ポートから吐出された圧油は、ブレーキケース１１１の給油ポート１１１ａに供給されて、ブレーキケース１１１内に冷却油として導かれ、ディスク１１２，１１３を冷却する。
【００３９】
フリーフォール時にオペレータがブレーキペダル１２４を踏み込み操作すると、操作力の増加に伴い油室１１５ａに作用する油圧力が減少し、ブレーキディスク１１４がディスク１１２，１１３側に付勢される。これにより主巻ドラム１０１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。
【００４０】
また、ブレーキペダル１２４が操作されて、圧力センサ１７４で検出されるブレーキ解除圧が所定の閾値を下回ると、コントローラ７０は、電磁切換弁１４１のソレノイドを消磁してスプールを移動させて電磁切換弁１４１を位置ロに切り換えさせる。これにより、上述したように油圧モータ１３１による駆動トルクがほとんど発生しなくなり、主巻ドラム１０１の回転がアシストされなくなるが、油圧モータ１３１はインナディスク１１２とともに連れ回る。このとき、油圧モータ１３１の出口ポートから吐出された油は、チェック弁１３５を介して油圧モータ１３１の入口ポートに還流する。
【００４１】
このように、ヒータスイッチ１７２がオフ、かつ、増速スイッチ１７３がオンの場合であって、フリーフォールスイッチ１７１がオンの場合には、ブレーキペダル１２４が操作されていないか、操作されていても操作力が小さいと、油圧モータ１３１による駆動トルクによって主巻ドラム１０１の回転がアシストされる。すなわち、たとえば、吊り荷が軽いなどの、十分なフリーフォール速度が得られにくい状況下で、オペレータが吊り荷を早く降下させたいと欲した場合には、ブレーキペダル１２４を操作しないか、操作したとしてもその操作力が小さいが、このようなときには上述したように主巻ドラム１０１の回転がアシストされることとなるため、早く降下させたいというオペレータの意図に沿って主巻ドラム１０１の回転をアシストできる。
【００４２】
逆に、オペレータが吊り荷の降下速度を制限したいと欲した場合には、ブレーキペダル１２４をある程度以上の操作力で操作することとなるが、このようなときには上述したように主巻ドラム１０１の回転がアシストされなくなるため、吊り荷の降下速度を制限したいというオペレータの意図に沿って主巻ドラム１０１の回転のアシストを中止できる。そのため、油圧モータ１３１によるアシストをブレーキ装置１１０で制限するという動力の無駄や、アウタディスク１１３とインナディスク１１２などを余計に損耗させてしまうというような不具合を回避できる。
【００４３】
なお、吊り荷が軽い場合には、フリーフォール速度が上がり難くなるため、ブレーキペダル１２４の操作力が小さくなる傾向にあり、吊り荷が重い場合には、フリーフォール速度が上がり易くなるため、ブレーキペダル１２４の操作力が大きくなる傾向にある。したがって、本実施の形態では、圧力センサ１７４で検出されるブレーキ解除圧を検出することで、吊り荷の負荷の軽重の検出が可能である。
【００４４】
（２）  ヒータスイッチ１７２がオンされた場合
この場合、フリーフォールスイッチ１７１がオンされ、かつ、増速スイッチ１７３がオンされた場合には、第１ウインチ１００の各部、上述した「（１−２）  フリーフォールスイッチ１７１がオンされた場合」と同様の動作をする。
【００４５】
フリーフォールスイッチ１７１がオフされた場合には、増速スイッチ１７３のオンオフ状態にかかわらず、コントローラ７０は、電磁切換弁１２１のソレノイドを消磁する。その結果、電磁切換弁１２１は位置ｂに切り換えられ、ブレーキシリンダ１１５の油室１１５ａがタンクに連通する。この状態では、上述したように、インナディスク１１２の回転が阻止されて、ブレーキ作動状態となる。また、コントローラ７０は、電磁切換弁１４１のソレノイドを励磁してスプールを移動させて電磁切換弁１４１を位置イに切り換えさせる。これにより、油圧モータ１３１の入口ポートには油圧ポンプ３２の吐出圧が作用し、電磁切換弁１４１のＢポート（すなわち油圧モータ１３１の出口ポート）には油圧ポンプ３２の吐出圧が作用しなくなるので、油圧モータ１３１による駆動トルクがインナディスク１１２に作用する。
【００４６】
しかし、ブレーキ作動状態であるため油圧モータ１３１が回転できず、油圧ポンプ３２から吐出された圧油は電磁切換弁１４１の下流に流れることができなくなるので、リリーフ弁６２からリリーフされることとなる。このとき、圧油は、リリーフ弁６２からリリーフされる際に発熱して油温が上昇する。これにより、冷却油を昇温して粘度を低下させ、ドラグトルクを低減できる。
【００４７】
（３）  増速スイッチ１７３がオフされた場合
増速スイッチ１７３がオフされた場合には、フリーフォール時に油圧モータ１３１によるアシストが行われない。具体的には、コントローラ７０は、増速スイッチ１７３がオフされると、ヒータスイッチ１７２がオフされている場合には、フリーフォールスイッチ１７１のオンオフ状態や、圧力センサ１７４で検出される圧力にかかわらず、電磁切換弁１４１のソレノイドを消磁する。なお、ヒータスイッチ１７２がオンされている場合には、上述した「（２）  ヒータスイッチ１７２がオンされた場合」と同様の動作となる。
【００４８】
−−−フローチャート−−−
図４は、上述した第１ウインチ１００の油圧モータ１３１でのアシストに関する処理の動作を示したフローチャートである。本実施の形態の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４に示す処理を行うプログラムが起動され、コントローラ７０で実行される。
【００４９】
ステップＳ１において、フリーフォールスイッチ１７１がオンされているか否かを判断する。ステップＳ１が肯定判断されるとステップＳ３へ進み、電磁切換弁１２１のソレノイドを励磁してステップＳ５へ進む。ステップＳ５において、圧力センサ１７４で検出されたブレーキ解除圧が所定の閾値以上であるか否かを判断する。ステップＳ５が肯定判断されるとステップＳ７へ進み、増速スイッチ１７３がオンされているか否かを判断する。
【００５０】
ステップＳ７が肯定判断されるとステップＳ９へ進み、電磁切換弁１４１を位置イに切り換えさせるように電磁切換弁１４１のソレノイドを励磁してステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１において、不図示のイグニッションスイッチがオフされたか否かを判断する。ステップＳ１１が肯定判断されると本プログラムを終了する。ステップＳ１１が否定判断されるとステップＳ１へ戻る。
【００５１】
ステップＳ５が否定判断されるか、ステップＳ７が否定判断されるとステップＳ１３へ進み、電磁切換弁１４１を位置ロに切り換えさせるように電磁切換弁１４１のソレノイドを消磁してステップＳ１１へ進む。
【００５２】
ステップＳ１が否定判断されるとステップＳ１５へ進み、電磁切換弁１２１のソレノイドを消磁してステップＳ１７へ進む。ステップＳ１７において、ヒータスイッチ１７２がオンされているか否か判断する。ステップＳ１７が肯定判断されるとステップＳ９へ進む。ステップＳ１７が否定判断されるとステップＳ１３へ進む。
【００５３】
上述した実施の形態のウインチ装置では、次の作用効果を奏する。
（１）  フリーフォールスイッチ１７１のオンオフ状態に応じて油圧モータ１３１を駆動するか否かを制御するように構成した。これにより、油圧モータ１３１によるアシストが不要となる場合に、油圧モータ１３１に供給される圧油を常時リリーフ弁でリリーフさせるというような、余分な動力の消費を抑制できる。これにより、ウインチ装置の消費動力を抑制できる。
【００５４】
（２）  圧力センサ１７４で検出されるブレーキ解除圧に応じて油圧モータ１３１を駆動するか否かを制御するように構成した。これにより、たとえば、吊り荷が軽いなどの、十分なフリーフォール速度が得られにくい状況下で、オペレータが吊り荷を早く降下させたいと欲した場合には、主巻ドラム１０１の回転をアシストでき、オペレータが吊り荷の降下速度を制限したいと欲した場合には、主巻ドラム１０１の回転のアシストを中止できる。したがって、油圧モータ１３１によるアシストをブレーキ装置１１０で制限するという動力の無駄や、アウタディスク１１３やインナディスク１１２などを余計に損耗させてしまうというような不具合を回避できる。また、吊り荷の負荷の軽重を圧力センサ１７４で検出されるブレーキ解除圧で検出できるので、簡単な構成で吊り荷の負荷の軽重を検出でき、コスト増を抑制できる。
【００５５】
（３）  油圧モータ１３１を駆動する油圧回路と、ディスク１１２，１１３を冷却する油圧回路とが共用化されている（兼用されている）ので、部品点数の増加を抑制できる。
（４）  油圧モータ１３１を駆動する油圧回路と、ディスク１１２，１１３を冷却する油圧回路とを共用化しているが、油圧モータ１３１の非動作時、すなわち、電磁切換弁１４１が位置ロに切り換えられている時であっても、電磁切換弁１４１のＢポートからブレーキケース１１１の給油ポート１１１ａに供給されて、ブレーキケース１１１内に冷却油として導かれるように構成した。これにより、油圧モータ１３１の動作／非動作にかかわらず、ブレーキ装置１１０に安定的に冷却油を供給できるので、ブレーキ装置１１０の耐久性や動作の信頼性を向上できる。
【００５６】
−−−変形例−−−
（１）  上述の説明では、電磁切換弁１４１の切換位置を位置イと位置ロとで択一的に制御するように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、油圧モータ１３１の負荷圧（油圧モータ１３１の直前における油圧モータ１３１への圧油の供給圧力）の大小に応じて油圧モータ１３１の容量を制御することで、油圧モータ１３１の回転速度を制御するように構成してもよい。この場合、油圧モータ１３１の負荷圧を指令圧として油圧モータ１３１の容量を調節するレギュレータに供給すればよい。油圧モータ１３１の負荷圧が低ければ油圧モータ１３１の容量が小さくなり、油圧モータ１３１の回転速度が上がる。油圧モータ１３１の負荷圧が高ければ油圧モータ１３１の容量が大きくなり、油圧モータ１３１の発生トルクが増加する。
【００５７】
主巻ドラム１０１の停止時から油圧モータ１３１によるアシストを開始し、主巻ドラム１０１が回転し始めるものとする。主巻ドラム１０１の回転が、増速用ポンプである油圧ポンプ３２の最大流量Qmaxと油圧モータ１３１のモータ容量で決まるモータ最大回転数Nmaxまでは油圧モータ１３１によるアシスト効果発揮する。しかし、吊り荷のフリーフォールにより、上記モータ最大回転数Nmax以上の回転数となった場合は、油圧ポンプ３２の圧油供給油量が足りなくなるため、油圧モータ１３１を通過した油の一部がチェック弁１３５を介してモータ１３１に還流する。
【００５８】
この場合、負荷圧力が低下して、油圧モータ１３１によるアシスト効果がなくなる。また、この状態では、油圧モータ１３１は、第１ウインチ１００の油圧モータ１０２の回転の抵抗となり、フリー回転しようとするウインチにとっては抵抗となる。
【００５９】
このような状況を回避するために、上述したように、油圧モータ１３１の容量を制御すれば、油圧ポンプ３２の圧油供給油量が不足せず、負荷圧力を維持できることから、主巻ドラム１０１の回転のアシストを継続できる。
【００６０】
（２）  上述の説明では、油圧モータ１３１を駆動するか否かをフリーフォールスイッチ１７１のオンオフ状態や圧力センサ１７４で検出されるブレーキ解除圧に応じて制御するように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、単に電磁切換弁１４１を位置イに切り換えるか位置ロに切り換えるかを選択するスイッチを設け、オペレータが油圧モータ１３１を駆動するか否かを当該スイッチによって切り換えられるように構成してもよい。
【００６１】
（３）  上述の説明では、油圧モータ１３１を駆動する油圧回路と、ディスク１１２，１１３を冷却する油圧回路とを共用化するように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、油圧モータ１３１を駆動する油圧回路を、増速モータ１３１を駆動するためだけの油圧回路として構成し、冷却油を供給する油圧回路とは別の油圧回路としてもよい。
（４）  上述の説明では、油圧モータ１３１によってフリーフォール時の増速を行うように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、電動モータによってフリーフォール時の増速を行うように構成してもよい。
【００６２】
（５）  上述の説明では、フリーフォール時のアシスト対象となるブレーキ装置１１０が湿式多板ブレーキであるが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ブレーキ装置１１０が湿式多板ブレーキでなくても、いわゆるドラグトルクが生じるような形式のブレーキ装置であれば、その形式を問わず本発明を適用できる。
（６）  上述の説明では、ブレーキ装置１１０がいわゆるネガブレーキであるが、いわゆるポジブレーキであっても本発明を適用できる。
【００６３】
（７）  上述の説明では、油圧モータ１３１を駆動するか否かを圧力センサ１７４で検出されるブレーキ解除圧に基づいて判断するように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ブレーキペダル１２４の操作量を検出し、ブレーキ解除圧に代えて、検出した操作量に基づいて油圧モータ１３１を駆動するか否かを判断するようにしてもよい。このように、油圧モータ１３１を駆動するか否かを判断する際に利用する情報として、ブレーキ解除圧でなくてもよく、ブレーキ装置の制動力の大きさに関連する情報であればよい。
【００６４】
（８）  上述の説明では、油圧モータ１３１を駆動するか否かを圧力センサ１７４で検出されるブレーキ解除圧に基づいて判断するように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、圧力センサ１７４に代えて冷却油の油温を検出する温度センサを設け、当該温度センサで検出した油温が、冷却油の粘度が所定の粘度以上となるような所定の温度よりも低ければ油圧モータ１３１を駆動するように構成してもよい。また、圧力センサ１７４に代えて主巻ドラム１０１の回転速度を検出する回転速度センサを設け、フリーフォール時に当該回転速度センサで検出した主巻ドラム１０１の回転速度があらかじめ定められた所定の回転速度に達しない場合に油圧モータ１３１を駆動するように構成してもよい。
【００６５】
なお、圧力センサ１７４で検出されるブレーキ解除圧を油圧モータ１３１を駆動するか否かの判断条件としてさらに加えてもよい。すなわち、圧力センサ１７４で検出されるブレーキ解除圧が所定の閾値以上であり、かつ、冷却油の粘度が所定の粘度以上となるような所定の温度よりも低ければ油圧モータ１３１を駆動するように構成してもよい。また、圧力センサ１７４で検出されるブレーキ解除圧が所定の閾値以上であり、かつ、フリーフォール時の主巻ドラム１０１の回転速度があらかじめ定められた所定の回転速度に達しない場合に油圧モータ１３１を駆動するように構成してもよい。
（９）  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。
【００６６】
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、ウインチドラムと、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は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、フリーフォール時にアシスト用モータを駆動するか否かを切り換える切換手段とを備えることを特徴とする各種構造のウインチ装置を含むものである。
【符号の説明】
【００６７】
３，３２，３３  油圧ポンプ                  ２３  パイロットポンプ
６２，６３，１３３  リリーフ弁              ７０  コントローラ
１００  第１ウインチ                        １０１  主巻ドラム
１０５  遊星減速機構                        １１０，２１０，３１０  ブレーキ装置
１１２  インナディスク                      １１３  アウタディスク
１２１，１４１，２４１，３４１  電磁切換弁
１７１  フリーフォールスイッチ
１７２  冷却油昇温用スイッチ（ヒータスイッチ）
１７３  アシストモータスイッチ（増速スイッチ）
１７４  圧力センサ                          ２００  第２ウインチ
２０１  補巻ドラム                          ３００  第３ウインチ
３０１  第３ドラム
【図１】
2012025522.tif 000003
【図２】
2012025522.tif 000004
【図３】
2012025522.tif 000005
【図４】
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