(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウィンチドラムと、このウィンチドラムの駆動源としての油圧モータと、上記ウィンチドラムと油圧モータの出力軸との間の動力伝達を行う遊星歯車機構と、多板クラッチを駆動して上記遊星歯車機構のキャリア軸を固定するクラッチオン状態とキャリア軸を解放するクラッチオフ状態とに切換わる油圧ブレーキと、運転モードを上記油圧モータによってウィンチドラムが回転駆動される通常巻上・巻下運転と負荷によってウィンチドラムを巻下回転させるフリーフォール運転との間で切換える切換手段とを具備し、上記油圧ブレーキは、上記多板クラッチに対して圧接・離間するピストンと、このピストンを駆動するシリンダと、ブレーキ弁とを備え、このブレーキ弁の操作量に応じた油圧を上記シリンダに加えて上記ピストンを上記多板クラッチに圧接させるブレーキ作動を行わせることによりクラッチオン状態としてウィンチドラムの回転を制動するように構成された油圧ウィンチにおいて、ブレーキ用油圧ポンプが、少なくとも上記フリーフォール運転時に上記ウィンチドラムによって回転駆動される状態で設けられ、フリーフォール運転時にこのブレーキ用油圧ポンプの吐出管路に発生する油圧が上記油圧ブレーキのシリンダにブレーキ作動方向に加えられるように、同ポンプの吐出管路に圧力発生手段としての絞りが設けられるとともに同管路が上記油圧ブレーキのシリンダに接続され、かつ、上記ブレーキ用油圧ポンプの吐出油が油圧ブレーキの発熱部を冷却する冷却油として供給されるように、同ポンプの吐出管路と油圧ブレーキの発熱部との間に冷却管路が接続されたことを特徴とする油圧ウィンチの制御装置。
【請求項２】
絞りとして、設定圧が可変となる可変絞りが用いられたことを特徴とする請求項１記載の油圧ウィンチの制御装置。
【請求項３】
冷却用油圧ポンプとして、正逆いずれの方向の回転によっても油を吐出する両方向吐出型のポンプが用いられ、ウィンチドラムの巻上・巻下両回転時に上記冷却用油圧ポンプの吐出油が油圧ブレーキの発熱部に供給されるように構成されたことを特徴とする請求項１または２記載の油圧ウィンチの制御装置。
【請求項４】
ウィンチドラムの回転停止時にも油圧ブレーキの発熱部に冷却油を供給し得るように、ブレーキ用油圧ポンプに対して並列に冷却用油圧ポンプが設けられたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の油圧ウィンチの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧モータによってウィンチドラムを駆動する油圧ウィンチの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術を図５に示している。
【０００３】
同図において、１はウィンチドラム、２はこのウィンチドラム１の駆動源としての油圧モータ（以下、ウィンチモータという）で、このウィンチモータ２の出力軸２ａとウィンチドラム１との間に動力伝達を行う遊星歯車機構３が設けられている。
【０００４】
４はこの遊星歯車機構３のサンギヤ、５はプラネタリギヤ、６はウィンチドラム１の内周に設けられたリングギヤ、７はプラネタリギヤ５を支持するキャリア、８はキャリア軸で、このキャリア軸８の軸端に多板クラッチ９が設けられ、この多板クラッチ９と、同クラッチ９に対して圧接・離間するピストン１０と、このピストン１０を駆動するシリンダ１１とにより、ウィンチドラム１をモータ出力軸２ａに対して連結・分離し、かつ、同ドラム１の回転を制動する油圧ブレーキ１２が構成されている。
【０００５】
１３はピストン１０を多板クラッチ９に圧接する方向に押すバネである。
【０００６】
シリンダ１１の伸長側油室１１ａに接続された伸長側管路１４は、ブレーキペダル１５によって操作されるブレーキ弁（減圧弁）１６の二次側に接続されている。
【０００７】
また、シリンダ１１の縮小側油室１１ｂに接続された縮小側管路１７は切換手段としての電磁切換弁１８を介して油圧源１９およびタンクＴに接続されている。
【０００８】
電磁切換弁１８は、通常運転時には図左側の通常運転位置ａにあり、この状態でシリンダ縮小側油室１１ｂがタンクＴに連通する。
【０００９】
一方、ウィンチドラム１を負荷（吊荷）によって巻下回転させるフリーフォール運転時にはスイッチ２０がオン操作され、これによって電磁切換弁１８が図右側のフリーフォール運転位置ｂに切換わる。この状態では、シリンダ縮小側油室１１ｂは油圧源１９に接続される。
【００１０】
この装置は次のように作用する。
【００１１】
（イ）通常巻上・巻下運転時
このときには、電磁切換弁１８が図の通常運転位置ａにあり、シリンダ縮小側油室１１ｂには圧力は立たない。
【００１２】
また、このときブレーキペダル１５は操作されないため、ブレーキ弁１６に二次圧は発生せず、シリンダ伸長側油室１１ａにも圧力は立たない。
【００１３】
従って、バネ１３の力によりピストン１０がクラッチ９に押し付けられてクラッチ９が固定部に固定されるため、キャリア軸８が回転不能に固定される。
【００１４】
この状態では、遊星歯車機構３のブラネタリギヤ５は自転回転のみを行い、ウィンチモータ２の回転力が遊星歯車機構３により減速されてウィンチドラム１に伝えられ、通常の動力巻上・巻下運転が行われる。
【００１５】
また、ウィンチモータ２の回転が停止すると、遊星歯車機構３によってウィンチドラム１が回転不能に固定される。
【００１６】
（ロ）フリーフォール運転時
このときには、ウィンチモータ２が停止した状態で、スイッチ２０が操作されて電磁切換弁１８がフリーフォール運転位置ｂに切換えられ、シリンダ縮小側油室１１ｂに圧力が加えられる。
【００１７】
これにより、シリンダ１１が縮小作動してピストン１０がクラッチ９から離間し、キャリア軸８がフリーとなる（油圧ブレーキ１２が解除される）ため、ウィンチドラム１が負荷に応じた速度で巻下方向に自由回転する。
【００１８】
このとき、ブレーキペダル１５が操作されてブレーキ弁１６に二次圧が発生すると、シリンダ伸長側油室１１ａが加圧されてピストン１０がクラッチ９に押し付けられ、上記した動力巻上・巻下運転時と同じ状態（クラッチオン状態）となる。
【００１９】
これにより、ブレーキペダル１５の操作量に応じたブレーキ力がウィンチドラム１に作用し、フリーフォール速度がオペレータによって調整される。
【００２０】
一方、このフリーフォール運転時の吊荷降下速度は動力巻下時時と比較してかなり速く、上記のように油圧ブレーキ１２によるブレーキ力を加えながら速度調整するため、同ブレーキ１２におけるピストン１０とクラッチ９の摩擦部分（以下、ブレーキ発熱部という）が発熱する。
【００２１】
そこで、図示しないエンジンによって駆動される油圧ポンプ２１の吐出油を上記ブレーキ発熱部に送り、冷却するようにしている。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来技術によると、フリーフォール運転時にオペレータによる速度調整操作が必要で、しかもこの操作は慎重に行わなければならないため、オペレータの操作負担が大きいものとなっていた。
【００２３】
また、オペレータのブレーキ操作ミスによって、吊荷がオペレータの意思に反して無規制に自由落下するおそれがあった。
【００２４】
そこで、この点の対策として、特開平８−１２２８０号公報に示されているように、ウィンチドラム１にブレーキ用油圧ポンプを連結するとともに、同ポンプにリリーフ弁を接続して油圧負荷回路を構成し、フリーフォール運転時にウィンチドラムで同ポンプを回転駆動することにより、上記油圧負荷回路によりウィンチドラムに回転抵抗を与えてフリーフォール速度を規制する技術が提案された。
【００２５】
しかし、この公知技術によると、大負荷に対しても十分な負荷抵抗を得るために大型のポンプが必要となるとともに、リリーフ弁の設定圧も比較的高くとる必要がある。
【００２６】
このため、空フック時を含めて小負荷時にウィンチドラム１が巻下回転しない（フリーフォールができない）事態が生じる。
【００２７】
このため、この公知技術は現実には実施不可能とされていた。
【００２８】
そこで本発明は、本来のフリーフォール機能を確保しながら、フリーフォール速度を規制することができる油圧ウィンチの制御方法および同装置を提供するものである。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ウィンチドラムと、このウィンチドラムの駆動源としての油圧モータと、上記ウィンチドラムと油圧モータの出力軸との間の動力伝達を行う遊星歯車機構と、多板クラッチを駆動して上記遊星歯車機構のキャリア軸を固定するクラッチオン状態とキャリア軸を解放するクラッチオフ状態とに切換わる油圧ブレーキと、運転モードを上記油圧モータによってウィンチドラムが回転駆動される通常巻上・巻下運転と負荷によってウィンチドラムを巻下回転させるフリーフォール運転との間で切換える切換手段とを具備し、上記油圧ブレーキは、上記多板クラッチに対して圧接・離間するピストンと、このピストンを駆動するシリンダと、ブレーキ弁とを備え、このブレーキ弁の操作量に応じた油圧を上記シリンダに加えて上記ピストンを上記多板クラッチに圧接させるブレーキ作動を行わせることによりクラッチオン状態としてウィンチドラムの回転を制動するように構成された油圧ウィンチにおいて、ブレーキ用油圧ポンプが、少なくとも上記フリーフォール運転時に上記ウィンチドラムによって回転駆動される状態で設けられ、フリーフォール運転時にこのブレーキ用油圧ポンプの吐出管路に発生する油圧が上記油圧ブレーキのシリンダにブレーキ作動方向に加えられるように、同ポンプの吐出管路に圧力発生手段としての絞りが設けられるとともに同管路が上記油圧ブレーキのシリンダに接続され、かつ、上記ブレーキ用油圧ポンプの吐出油が油圧ブレーキの発熱部を冷却する冷却油として供給されるように、同ポンプの吐出管路と油圧ブレーキの発熱部との間に冷却管路が接続されたものである。
【００３０】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、絞りとして、設定圧が可変となる可変絞りが用いられたものである。
【００３１】
請求項３の発明は、請求項１または３の構成において、ブレーキ用油圧ポンプとして、正逆いずれの方向の回転によっても油を吐出する両方向吐出型のポンプが用いられ、ウィンチドラムの巻上・巻下両回転時に上記ブレーキ用油圧ポンプの吐出油が油圧ブレーキの発熱部に供給されるように構成されたものである。
【００３２】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの構成において、ウィンチドラムの回転停止時にも油圧ブレーキの発熱部に冷却油を供給し得るように、ブレーキ用油圧ポンプに対して並列に冷却用油圧ポンプが設けられたものである。
【００３３】
上記構成によると、フリーフォール運転時に、ウィンチドラムによって駆動されるブレーキ用油圧ポンプの吐出油が油圧ブレーキの駆動部に加えられてウィンチドラムにブレーキ力が作用する。
【００３４】
これにより、ウィンチドラムの回転速度（フリーフォール速度）が規制される。このため、フリーフォール運転の安全が確保されるとともに、オペレータの操作負担が軽減される。
【００３５】
しかも、ドラム回転速度に比例してポンプ吐出油量が変化し、ポンプ吐出管路圧（ブレーキ力）が変化するため、負荷の大小にかかわらず本来のフリーフォール機能が確実に保持され、小負荷時にフリーフォールができなくなるおそれがない。
【００３６】
また、ブレーキ用油圧ポンプの吐出油を油圧ブレーキと並行してブレーキ発熱部に冷却油として供給するため、冷却専用ポンプが不要となる。
【００３７】
加えて、上記のようにドラム回転速度に比例してポンプ吐出油量が変化し、ドラム回転数が高くて発熱量が多くなるに従って冷却油量も多くなる。このため、冷却効率がさらに高められる。
【００３８】
また、図５に示す従来技術では、エンジンのローアイドルでも十分な冷却油量を確保するために冷却用ポンプ２１に大容量のものを使用する必要があったのに対し、上記のようにドラム回転速度、つまり発熱量に見合った冷却油量が確保されるため、ポンプ容量を小さくすることができる。
【００３９】
一方、請求項２の構成によると、ブレーキ用油圧ポンプの吐出管路圧（ブレーキ力）が可変のため、吊荷重量や作業内容、オペレータの好み等に応じたブレーキ作用を選択することができる。
【００４０】
また、請求項３の構成によると、ブレーキ用油圧ポンプとして油圧モータ形式の両方向吐出型ポンプを用いているため、フリーフォール時に限らず巻上時にもブレーキ発熱部に冷却油が供給される。このため、フリーフォール時に高温化したブレーキ発熱部を巻上時にも冷却できることで、冷却性能が高められる。
【００４１】
さらに、請求項４の構成によると、ウィンチドラムの回転停止時にも冷却作用が行われるため、ブレーキ発熱の激しいウィンチに好適なものとなる。この場合、冷却用油圧ポンプは、従来技術の冷却用油圧ポンプよりも小容量ですむ。
【００４２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図によって説明する。
【００４３】
第１実施形態（図１参照）
この実施形態において、図５に示す従来技術と同一部分には同一符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【００４４】
ウィンチドラム１のフランジ外周にリングギヤ２１が設けられ、このリングギヤ２１に噛合して回転する平歯車２２の出力軸にワンウェイクラッチ２３を介してブレーキ用油圧ポンプ（以下、ブレーキポンプという）２４の回転軸が連結されている。
【００４５】
これにより、ウィンチドラム１の巻下回転時（フリーフォール時および動力巻下時）に、同ドラム１によってブレーキポンプ２４が回転駆動されるようになっている。
【００４６】
ブレーキポンプ２４の吐出管路２５は、シリンダ１１の伸長側管路１４に分岐接続され、この分岐接続部分にシャトル弁２６が設けられている。
【００４７】
また、ポンプ吐出管路２５には冷却管路２７が分岐接続され、この冷却管路２７の先端が油圧ブレーキ１２の発熱部に接続されている。
【００４８】
冷却管路２７には圧力発生手段としての固定絞り２８が設けられ、この固定絞り２８の入り口側に発生する圧力がポンプ吐出管路２５の圧力、すなわち油圧ブレーキ１２の圧力となる。
【００４９】
この装置の作用を説明する。
【００５０】
フリーフォール運転時には、前記したようにスイッチ２０の操作によって電磁切換弁１８がフリーフォール位置ｂに切換えられ、シリンダ１１の縮小側油室１１ｂが加圧されてピストン１０が多板クラッチ９から離れる。
【００５１】
これにより油圧ブレーキ１２がオフとなり、この状態で吊荷重量によりウィンチドラム１が巻下回転してフリーフォール運転が行われる。
【００５２】
このフリーフォール運転中、ウィンチドラム１によりブレーキポンプ２４が駆動されてその吐出油がシャトル弁２６経由でシリンダ１０の伸長側油室１１ａに供給され、この伸長側油室１１ａの圧力が縮小側油室１１ｂの圧力よりも高くなったときに、ピストン１０が多板クラッチ９に押し付けられる。
【００５３】
これにより、キャリア軸８が制動され、ウィンチドラム１に、固定絞り２８の開口面積によって決まるブレーキ力が作用する。
【００５４】
こうして、ウィンチドラム１の回転速度、すなわちフリーフォール速度が一定値以下に規制されることにより、吊荷が無規制で自由落下するおそれがなくなり、フリーフォール運転時の安全が確保される。
【００５５】
このフリーフォール運転中、オペレータがブレーキペダル１５を操作すれば、その操作量に応じた圧力がシリンダ伸長側油室１１ａに加えられるため、上記規制速度内で速度を調整することができる。
【００５６】
一方、ブレーキポンプ２４の吐出油は、シリンダ１１と並行して、冷却管路２７を通ってブレーキ発熱部に冷却油として供給される。これにより、フリーフォール運転中、ブレーキ発熱部が冷却されてブレーキ性能が維持される。
【００５７】
この場合、ブレーキポンプ２４の回転速度はウィンチドラム１の回転速度に比例し、ドラム回転数が高くて発熱量が多くなるに従って冷却油量も多くなるため、冷却効率が良いものとなる。
【００５８】
また、発熱量に見合った冷却油量が確保されるため、ブレーキポンプ２４の容量が小さくてすむ。
【００５９】
なお、ブレーキポンプ２４は動力巻下時にも駆動されるが、このとき電磁切換弁１８は通常運転位置ａにセットされてシリンダ１１の縮小側油室１１ｂには圧力は立たず、元々、ピストン１０がバネ１３の力によって多板クラッチ９に押し付けられた状態にあるため、このうえブレーキポンプ２４から油が供給されても作用に変化はない。
【００６０】
また、巻上時には、ブレーキポンプ２４はワンウェイクラッチ２３の作用によってウィンチドラム１から切り離されるため、油吐出作用は行われない。
【００６１】
ところで、固定絞り２８に代えて可変絞りを用いてもよい。こうすれば、吊荷重量や作業内容、オペレータの好み等に応じて規制速度を可変とすることができる。
【００６２】
また、この可変絞りに代えて、オペレータによって操作される切換弁を用い、この切換弁のストローク調整によって規制速度を任意に設定できるようにしてもよい。
【００６３】
第２実施形態（図２参照）
以下の実施形態では第１実施形態との相違点のみを説明する。
【００６４】
第２実施形態では、ウィンチドラム１によって駆動されるブレーキポンプ２４として、図示のように正逆いずれの方向の回転によっても油を吐出する油圧モータ形式の両方向吐出型ポンプが用いられている。
【００６５】
この場合、ワンウェイクラッチ２３は省略され、ブレーキポンプ２４は平歯車２２に直接連結される。
【００６６】
また、ブレーキポンプ２４の両側に吐出管路２５ａ，２５ｂが設けられ、この両側吐出管路２５ａ，２５ｂが、四個のチェック弁が組み合わされたチェック弁ブロック２９を介してシャトル弁２６またはタンクＴに接続される。
【００６７】
この構成によると、ブレーキポンプ２４が、ウィンチドラム１の巻下回転時に限らず巻上回転時にも駆動されてポンプ吐出油がブレーキ発熱部に供給されるため、フリーフォール時に高温化したブレーキ発熱部を巻上時にも冷却できることで、冷却性能が高められる。
【００６８】
なお、巻上時には、電磁切換弁１８が通常運転位置ａにあり、元々、ピストン１０が多板クラッチ９に押し付けられているため、ブレーキポンプ２４の吐出油がさらに供給されても作用に影響はない。
【００６９】
第３実施形態（図３参照）
この実施形態では、ブレーキポンプ２４とは別に、図示しないエンジンによって駆動される冷却用ポンプ３０が設けられ、この冷却用ポンプ３０の吐出管路３１が冷却管路２７に分岐接続されている。
【００７０】
３２は同ポンプ３０の吐出油の流れ方向をブレーキ発熱部側に規制するチェック弁である。
【００７１】
この構成によると、冷却ポンプ３０の吐出油が、ウィンチドラム１の回転時にはブレーキポンプ２４の吐出油と合流してブレーキ発熱部に供給され、ドラム回転停止時には単独でブレーキ発熱部に供給される。
【００７２】
すなわち、ドラム停止時にも冷却油がブレーキ発熱部に供給されて冷却作用が行われるため、ブレーキ発熱の激しいウィンチに好適なものとなる。
【００７３】
この場合、冷却用ポンプ３０は、従来技術の冷却用油圧ポンプよりも小容量ですむ。
【００７４】
第４実施形態（図４参照）
第１〜第３各実施形態では、ブレーキペダル１５の操作によって減圧弁（ブレーキ弁）１６の二次圧をシリンダ１１に供給する構成をとったが、第４実施形態のようにブレーキペダル１５の操作によってマスターシリンダ３３からの静油圧をシリンダ１１に送り込む周知の構成をとってもよい。３４はマスターシリンダ３３のリザーバである。
【００７５】
この構成によっても他の実施形態と基本的に同様の作用効果を得ることができる。
【００７６】
また、各実施形態を通じて、図４に示すようにブレーキポンプ２４の吐出管路２５にその最高圧を規制する安全弁としてのリリーフ弁３５を接続してもよい。
【００７７】
ところで、上記各実施形態において、ブレーキポンプ２４と平歯車２２との間にクラッチを設け、フリーフォール時に、所望に応じてこのクラッチによりブレーキポンプ２４をウィンチドラム１から分離させて速度規制作用を持たない完全フリーフォール運転を行い得るように構成してもよい。
【００７８】
【発明の効果】
上記のように本発明によるときは、フリーフォール運転時に、ウィンチドラムによってブレーキ用油圧ポンプを駆動し、同ポンプの吐出油を油圧ブレーキの駆動部に加えてウィンチドラムにブレーキ力を作用させることにより、フリーフォール速度を規制するようにしたから、本来のフリーフォール機能を確保しながらフリーフォール速度を規制して作業の安全を図ることができる。
【００７９】
また、ブレーキ用油圧ポンプの吐出油を油圧ブレーキと並行してブレーキ発熱部に冷却油として供給するため、冷却専用ポンプが不要となる。
【００８０】
加えて、上記のようにドラム回転速度に比例してポンプ吐出油量が変化し、ドラム回転数が高くて発熱量が多くなるに従って冷却油量も多くなる。このため、冷却効率がさらに高められる。
【００８１】
また、ドラム回転速度、つまりブレーキ発熱部に発生する発熱量に見合った冷却油量が確保されるため、ポンプ容量を小さくすることができる。
【００８２】
一方、請求項２の発明によると、ブレーキ用油圧ポンプの吐出管路圧（ブレーキ力）が可変のため、吊荷重量や作業内容、オペレータの好み等に応じたブレーキ作用を選択することができる。
【００８３】
また、請求項３の発明によると、ブレーキ用油圧ポンプとして油圧モータ形式の両方向吐出型ポンプを用いているため、フリーフォール時に限らず巻上時にもブレーキ発熱部に冷却油が供給される。このため、フリーフォール時に高温化したブレーキ発熱部を巻上時にも冷却できることで、冷却性能が高められる。
【００８４】
さらに、請求項４の発明によると、ウィンチドラムの回転停止時にも冷却作用が行われるため、ブレーキ発熱の激しいウィンチに好適なものとなる。この場合、冷却用油圧ポンプは、従来技術の冷却用油圧ポンプよりも小容量ですむ。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態を示す油圧回路図である。
【図２】  本発明の第２実施形態を示す油圧回路図である。
【図３】  本発明の第３実施形態を示す油圧回路図である。
【図４】  本発明の第４実施形態を示す油圧回路図である。
【図５】  従来技術を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
１  ウィンチドラム
２  同ドラム駆動用油圧モータ
１２  油圧ブレーキ
９  油圧ブレーキを構成する多板クラッチ
１０  同ピストン
１１  同シリンダ
１３  同バネ
１８  切換手段を構成する電磁切換弁
２０  同スイッチ
２４  ブレーキ用油圧ポンプ
２１，２２  同ポンプとウィンチドラムとを連結する歯車
２３  同ワンウェイクラッチ
２５  ブレーキ用油圧ポンプの吐出管路
２７  冷却管路
２８  圧力発生手段としての固定絞り
３０  冷却用油圧ポンプ
【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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