JP2002120991A - ウインチのブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吊り荷重に応じてウインチのブレーキ特性を
自動選択することにより、作業内容に応じたブレーキ特
性で操作可能とするウインチのブレーキ装置の提供。 【解決手段】起伏ロープ張力検出器１６によって検出さ
れる吊荷重をコントローラ１０のブレーキ特性判断部１
３に入力し、ブレーキ特性判断部１３で予め記憶された
重荷重時特性（ａ）、中荷重時特性（ｂ）、軽荷重時特
性（ｃ）を吊荷重に基づいて選択してブレーキペダルの
操作力に対するブレーキ力の変化特性を作業内容に応じ
て自動変更可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はクレーン等の巻上機
械に使用されるウインチのブレーキ装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】荷役作業もしくは掘削作業等に用いられ
るクローラクレーンは、旋回体にウインチ装置を備え、
このウインチ装置から繰り出されるワイヤロープによっ
て吊荷の巻き上げ、巻き下げ操作を行う。このクローラ
クレーンは、吊荷をフックで吊持する荷役作業の他、フ
ックに代えてロープ先端にバケットを取り付け、このバ
ケットにより竪穴掘削作業または、船積みされた木材等
を積み下ろす荷役作業が行われるため、ウインチ装置に
は、オペレータの操作によりバケットを所定の位置で停
止させるためのブレーキ装置が設けられている。竪穴掘
削作業に用いられるバケット（例えば、ハンマグラブバ
ケット）はその自重によりバケットを地面に食い込ませ
る必要から重量が大きく設定される。また、荷役作業に
用いられるバケット（例えば、クラムシェルバケット）
は、吊荷重を確保するためにバケットの重量が軽く設定
される。ハンマグラブバケットによる掘削作業では、自
重によりバケットを地面に食い込ませる関係上、ウイン
チ装置を油圧的にフリー状態として自由落下（以下、フ
リーフォールという。）させるが、バケットが地面に着
地した状態でのロープの過繰り出しを防止するため、バ
ケットの着地と同時、もしくは着地直前にブレーキをか
ける必要がある。

【０００３】また、クラムシェルバケットによる荷役作
業では、バケットによる積み込み、放荷のサイクルタイ
ムを早くするために、バケットを積み荷直前までフリー
フォールさせ、積み荷直前で停止させた後、そこからバ
ケットを微調整させて積み荷を掴み取る操作が行われ
る。このため、重量の大きいハンマグラブバケット操作
にあっては、ブレーキの操作と同時に瞬時にウインチ装
置を停止させる必要から軽いブレーキ操作力に対して大
きいブレーキ力を得ることが望ましく、重量の軽いクラ
ムシェルバケットの操作にあってはブレーキの加減によ
りバケットの位置決め行う必要からブレーキ操作力の変
化に対応したブレーキ力を得ることが望ましい。そして
このブレーキ操作力に対するブレーキ力の大きさを作業
等に応じて、オペレータが切替スイッチを操作し変更す
るものとして、特開平６―１００２９４号公報に示すウ
インチのブレーキ装置が知られており、図５に同装置を
示す。

【０００４】図５において、１はウインチドラム、２は
ブレーキバンド、３はホイールシリンダで、このホイー
ルシリンダ３によりブレーキバンド２が操作されてウイ
ンチドラム１が制動、制動解除される。

【０００５】ホイールシリンダ３の圧力室３ａは、オペ
レータによるペダル４の踏み込み操作によってストロー
ク作動するマスターシリンダ５のヘッド側油室５ａにブ
レーキ管路６を介して接続され、このマスターシリンダ
５からの静油圧によってホイールシリンダ３がストロー
ク作動する。

【０００６】マスターシリンダ５の操作側油室５ｂに、
油圧源ＰとタンクＴとを備えたアシスト回路９が接続さ
れている。このアシスト回路９には、コントローラ１０
によって制御される電磁比例減圧弁１１が設けられ、こ
の電磁比例減圧弁１１の二次圧がアシスト圧としてマス
ターシリンダ５の操作側油室５ｂに供給されるようにな
っている。

【０００７】また、１２はホイールシリンダ３の圧力
（ブレーキ力）を電気量（電圧または電流）に変換する
圧力変換器で、この圧力変換器１２の出力信号がコント
ローラ１０に取り込まれる。

【０００８】コントローラ１０は、ブレーキ特性記憶部
１３と、選択スイッチ１４と、演算部１５と、出力部１
６とから成っている。

【０００９】ブレーキ特性記憶部１３には、図６に示す
ようにブレーキ力が急な勾配で変化する重作業特性Ｃ１
と、この重作業特性Ｃ１よりはブレーキ力の変化が緩や
かとなる通常作業特性Ｃ２と、ブレーキ力の変化が最も
緩やかでかつ操作力の限界近くで最大ブレーキ力に向か
ってブレーキ力が急増する軽作業特性Ｃ３の３種類のブ
レーキ特性が予め記憶され、オペレータによって操作さ
れる選択スイッチ１４により、この記憶された３種類の
ブレーキ特性のうちの任意の一つが選択される。

【００１０】演算部１５は、この選択スイッチ１４によ
って選択されたブレーキ特性に基づき、圧力変換器１２
で検出されるブレーキ力と、このブレーキ力から割り出
されるそのときの操作力とから、必要なアシスト圧を演
算する。

【００１１】そして、この演算されたアシスト圧（二次
圧）の指令信号が出力部１６から電磁比例減圧弁１１に
送られ、同減圧弁１１の二次圧を出力する。

【００１２】これにより、そのときのペダル踏力にアシ
スト圧がプラスされ、選択された特性通りのブレーキ作
用が行われる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のブレ
ーキ装置によると次のような欠点がある。すなわち、従
来のブレーキ装置では、ハンマグラブバケット作業のよ
うに、軽いブレーキ操作で大荷重を制御したい重作業時
用の重作業特性Ｃ１を選択したまま、インチング操作の
ような細かなブレーキ操作を要する軽作業を行った場
合、荷が急停止し、荷揺れを起こす可能性があり、逆に
軽作業特性Ｃ３を選択したまま、重作業を行った場合、
通常のペダル踏力ではブレーキ力が足りず、オペレータ
が意図した停止位置で吊荷が停止しないという問題があ
った。そこで本発明は、吊荷重に応じてそれぞれに適し
たブレーキ特性を自動的に選択し、作業に適したブレー
キ特性で操作することができるウインチのブレーキ装置
を提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明のウインチのブレーキ装置は、ウインチ
ドラムにブレーキ力を付与するブレーキ力付与手段を備
えたウインチ装置と、運転者により操作され、操作力に
より前記ブレーキ力付与手段に付与するブレーキ力を調
整するブレーキ操作手段と、前記ブレーキ操作手段の操
作力に対するブレーキ力付与手段によるブレーキ力を制
御するブレーキ力制御手段と、ウインチドラムに作用す
る吊り荷重を検出する吊荷重検出手段と、前記吊荷重検
出手段により検出された荷重に基づき、ブレーキ操作力
の変化に対するブレーキ力の変化特性を制御するブレー
キ特性制御手段を備える。

【００１５】また、請求項２の発明では、オペレータに
より操作されてストローク作動するマスターシリンダ
と、このマスターシリンダからの静油圧により作動して
ウインチドラムにブレーキ力を付与するブレーキシリン
ダとを備えたウインチのブレーキ装置に適用され、前記
マスターシリンダの操作側油室にアシスト回路が接続さ
れ、このアシスト回路は、電磁比例減圧弁の二次圧を上
記マスターシリンダに操作アシスト圧として加えるよう
に構成されるとともに前記電磁比例減圧弁を制御するコ
ントローラを具備し、前記コントローラに、ウインチに
作用する吊荷重を検出する吊荷重検出手段を接続し、こ
のコントローラは、前記マスターシリンダの操作力に対
するブレーキ特性を前記吊荷重に応じて複数設定し記憶
する記憶手段と、前記吊荷重検出手段により検出された
吊荷重に基づき、前記記憶手段に記憶された複数のブレ
ーキ特性のうちから、所定のブレーキ特性を判断するブ
レーキ特性判断手段と、このブレーキ特性判断手段によ
って判断されたブレーキ特性に基づいて前記電磁比例減
圧弁の二次圧を演算する演算手段と、この演算された二
次圧の指令信号を前記電磁比例減圧弁に向けて出力する
出力手段とを備える。

【００１６】また、請求項３の発明では、前記記憶手段
に記憶される複数のブレーキ特性から所望のブレーキ特
性を選択するブレーキ特性選択手段を備え、 前記コン
トローラは、ブレーキ特性選択手段によって選択された
ブレーキ特性と前記吊荷重検出手段によって検出される
吊荷重に基づいて判断されるブレーキ特性とが一致して
るか否かを判断する判断手段を備え、前記判断手段によ
り不一致が判断された場合、警報を発する警報手段を備
える。

【００１７】

【作用】請求項１、２の発明の構成によると、例えば操
作力の変化に対してブレーキ力が急勾配で変化するブレ
ーキ特性、逆に操作力に対するブレーキ力の増加の勾配
が緩やかとなるブレーキ特性を設定し、その設定される
複数種類のブレーキ特性をコントローラの記憶手段に予
め記憶させておき、吊荷重検出手段で検出された吊荷重
により荷重状況を判断し、判断された荷重状況に最も適
したブレーキ特性を判断し、この判断された特性でのブ
レーキ性能を自動的に発揮させることができる。

【００１８】請求項３の発明の構成によると、例えば、
ハンマグラブバケット作業のように、軽いブレーキ操作
で大荷重を制御したい重作業時用の重荷重時特性を選択
したまま、インチング操作のような細かなブレーキ操作
を要する軽作業をオペレータが行おうとしても、警報手
段により警報が発せられるため、そのようなミスを未然
に防ぐことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明のウインチのブレーキ装置
の第一の実施の形態を図１、２、３によって説明する。
図１は、本発明のウインチのブレーキ装置が採用される
クローラクレーンの全体側面図、図２は、本発明のウイ
ンチのブレーキ装置の構成を示す構成図、図３は、図２
のコントローラに設定されるブレーキ特性図である。図
１において、下部走行体２０に搭載された上部旋回体２
１の前部に不図示の起伏装置により起伏可能なラチスジ
ブ２２が取り付けられている。ラチスジブ２２の先端に
は、上部旋回体２１に設けられた主巻ウインチ１Ａから
繰り出されるワイヤロープ２４により吊荷が吊下される
フック２３が設けられる。このフック２３に吊り下げら
れる荷は、ワイヤロープ２４を主巻ウインチ１Ａで巻き
取り、巻き出されることにより上下動する。

【００２０】そして、主巻ウインチ１Ａにより吊り上げ
られる荷の重量は、図示しないラチスジブ２２の起伏ロ
ープ張力から算出するもので、クローラクレーンの過負
荷防止装置のために予め設けられた起伏ロープ張力検出
器１６を使用できる。なお、この起伏ロープ張力検出器
１６は公知のものである。

【００２１】次に図２により、ウインチ１のブレーキ装
置の構成について説明する。図２において、１は主巻ウ
インチ１Ａに付設されるブレーキドラム、２は、ブレー
キドラム１に巻きまわされるブレーキバンド、３は、ブ
レーキバンド２のブレーキ力を付与するブレーキブレー
キシリンダで、このブレーキシリンダ３が伸長してブレ
ーキバンド２が図中ａ方向に操作されてブレーキドラム
１が制動される。

【００２２】ブレーキシリンダ３の圧力室３ａは、オペ
レータによるペダル４の踏み込み操作によってストロー
ク作動するマスターシリンダ５のヘッド側油室５ａにブ
レーキ管路６を介して接続され、このマスターシリンダ
５からの静油圧によってブレーキシリンダ３がストロー
ク作動する。

【００２３】マスターシリンダ５の操作側油室５ｂに
は、油圧源ＰとタンクＴとを備えたアシスト回路９が接
続されている。

【００２４】このアシスト回路９には、コントローラ１
０によって制御される電磁比例減圧弁１１が設けられ、
この電磁比例減圧弁１１の二次圧がアシスト圧としてマ
スターシリンダ５の操作側油室５ｂに供給されるように
なっている。

【００２５】また、１２はブレーキシリンダ３の圧力
（ブレーキ力）を電気量（電圧または電流）に変換する
圧力変換器で、この圧力変換器１２の出力信号がコント
ローラ１０に取り込まれる。

【００２６】コントローラ１０は、ブレーキ特性判断部
１３と、演算部１４と、出力部１５とから成っており、
このコントローラ１０には起伏ロープ張力検出器１６が
接続され、検出されるロープ張力が所定の演算の後、吊
荷重として入力される。

【００２７】ブレーキ特性判断部１３には、図３の
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、ペダル４の踏力
の変化に対するブレーキ力の変化が急な勾配となる重荷
重時特性（ａ）と、この重荷重時特性（ａ）よりはブレ
ーキ力の変化が緩やかとなる中荷重時特性（ｂ）と、ブ
レーキ力の変化が最も緩やかでかつ操作力の限界近くで
最大ブレーキ力に向かってブレーキ力が急増する軽荷重
時特性（ｃ）の３種類のブレーキ特性が予め記憶されて
いる。

【００２８】ブレーキ特性判断部１３は、この記憶され
た３種類のブレーキ特性のうち、起伏ロープ張力検出手
段１６により検出されたロープ張力が、定格ラインプル
（そのロープが安全に負荷できる荷重の限界値）の三分
の一未満の場合は軽荷重作業と判断して軽荷重時特性
（ｃ）を選択し、検出されたロープ張力が定格ラインプ
ルの三分の一以上三分の二未満の場合、中荷重作業と判
断して中荷重時特性（ｂ）を選択し、検出されたロープ
張力が定格ラインプルの三分の二以上の場合、重荷重作
業と判断して重荷重時特性（ａ）を選択する。

【００２９】演算部１４は、このブレーキ特性判断部１
３によって判断されたブレーキ特性に基づき、圧力変換
器１２で検出されるブレーキ力と、このブレーキ力から
求まるそのときの操作力とから、必要なアシスト圧を演
算する。

【００３０】そして、この演算されたアシスト圧（二次
圧）の指令信号が出力部１５から電磁比例減圧弁１１に
送られ、同減圧弁１１の二次圧を出力する。

【００３１】これにより、そのときのペダル踏力にアシ
スト圧がプラスされ、判断された特性通りのブレーキ力
がブレーキドラム１に作用される。従って、ハンマグラ
ブバケット作業のように、軽いブレーキ操作で大荷重を
制御したい重作業時には重荷重時特性が判断され、クラ
ムシェルバケット作業のようにインチング操作を伴う細
かなブレーキ操作を要する軽作業時には軽荷重時特性が
判断され、これらの中間に当たる通常作業時（たとえば
一般的なクレーン作業時）には中荷重時特性が判断され
ることにより、各作業に適したブレーキ特性を自動的に
発揮させることができる。

【００３２】次に図４により本発明のウインチのブレー
キ装置の第二の実施の形態を説明する。

【００３３】なお、図４において、図２に示すブレーキ
装置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。

【００３４】コントローラ１０には、前記記憶手段に記
憶される複数のブレーキ特性から、作業者が所望のブレ
ーキ特性を選択するブレーキ特性選択手段１７が接続さ
れ、このブレーキ特性選択手段１７によって選択された
ブレーキ特性と起伏ロープ張力検出器１６によって検出
されるロープ張力から演算された吊荷重に基づいて選択
されるブレーキ特性とが一致してるか否かを判断するブ
レーキ特性判断部１９を備える。さらにブレーキ特性判
断部１９により不一致が判断された場合、警報を発する
警報手段１８が接続される。この警報手段１８は、たと
えばランプである。

【００３５】従って、例えば、ハンマグラブバケット作
業のように、軽いブレーキ操作で大荷重を制御したい重
作業時用の重荷重時特性（ａ）を選択したまま、インチ
ング操作のような細かなブレーキ操作を要する軽作業を
オペレータが行おうとしても、警報手段１８により警報
が発せられるため、そのような選択ミスによって、作業
者の意図しないブレーキ特性となって吊り荷が不所望な
操作状態となることを未然に防ぐことができる。

【００３６】ところで、コントローラ１０のブレーキ特
性判断部１９に記憶させるブレーキ特性の具体的な内容
は、図３に示すもの以外に種々変更可能である。また、
記憶させるブレーキ特性の種類は、上記した３種類に限
られず、２種類、またはさらに細かく４種類以上として
もよい。それに伴い、判断条件の変更ももちろん可能で
ある。

【００３７】また、吊荷の荷重を検出する手段として、
起伏ロープ張力検出器１６を用いたがこれに限らず、ワ
イヤロープ２４の張力を直接検出するようにしても良
い。さらにまた、ブレーキ特性判断部１３、１９に軽荷
重時特性、中荷重時特性、重荷重時特性を予め設定する
ようにしたが、ロープ張力に基づいて所定の演算式によ
り逐次ブレーキ力を演算するようにしても良い。

【００３８】

【発明の効果】上記のように、請求項１、２の発明によ
ると、例えば操作力の変化に対してブレーキ力が急勾配
で変化するブレーキ特性、逆に操作力に対するブレーキ
力の増加の勾配が緩やかとなるブレーキ特性を設定し、
その設定される複数種類のブレーキ特性をコントローラ
の記憶手段に予め記憶させておき、吊荷重検出手段で検
出された吊荷重により荷重状況を判断し、判断された荷
重状況に最も適したブレーキ特性を判断し、この判断さ
れた特性でのブレーキ性能を自動的に発揮させることが
できる。

【００３９】また、請求項３の発明によると、例えば、
ハンマグラブバケット作業のように、軽いブレーキ操作
で大荷重を制御したい重作業時用の重荷重時特性を選択
したまま、インチング操作のような細かなブレーキ操作
を要する軽作業をオペレータが行おうとしても、警報手
段により警報が発せられるため、そのようなミスを未然
に防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のウインチのブレーキ装置が採用される
クローラクレーンの全体側面図である。

【図２】本発明のウインチのブレーキ装置の第1の実施
の形態におけるブレーキ装置の全体構成を示す図であ
る。

【図３】図２におけるコントローラのブレーキ特性判断
部に予め記憶された３種類のブレーキ特性を示す図であ
る。

【図４】本発明のウインチのブレーキ装置の第２の実施
の形態におけるブレーキ装置の全体構成を示す図であ
る。

【図５】従来のブレーキ装置の全体構成を示す図であ
る。

【図６】図５に示すブレーキ装置のブレーキ特性を示す
図である。

【符号の説明】

１ ウインチドラム、２ ブレーキバンド、３ ブレー
キシリンダ、４ ペダル、５ マスターシリンダ、６
ブレーキ管路、９ アシスト回路、１０ コントロー
ラ、１１ 電磁比例減圧弁、１２ 圧力変換器、１３、
１９ ブレーキ特性判断部（ブレーキ特性記憶及び判断
手段）、１４ 演算部、１５ 出力部、１６起伏ロープ
張力検出器、１８ 警報手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウインチドラムにブレーキ力を付与するブ
   レーキ力付与手段を備えたウインチ装置と、 運転者により操作され、操作力により前記ブレーキ力付
   与手段に付与するブレーキ力を調整するブレーキ操作手
   段と、 前記ブレーキ操作手段の操作力によりブレーキ力付与手
   段で発生されるブレーキ力を制御するブレーキ力制御手
   段と、 ウインチドラムに作用する吊荷重を検出する吊荷重検出
   手段と、 前記吊荷重検出手段により検出された荷重に基づき、ブ
   レーキ操作力の変化に対するブレーキ力の変化特性を制
   御するブレーキ特性制御手段とからなることを特徴とす
   るウインチのブレーキ装置。
2. 【請求項２】運転者により操作されてストローク作動す
   るマスターシリンダと、 このマスターシリンダからの静油圧により作動してウイ
   ンチドラムにブレーキ力を付与するブレーキシリンダと
   を備えたウインチのブレーキ装置において、 前記マスターシリンダの操作側油室にアシスト回路が接
   続され、 このアシスト回路は、電磁比例減圧弁の二次圧を上記マ
   スターシリンダに操作アシスト圧として加えるように構
   成されるとともに前記電磁比例減圧弁を制御するコント
   ローラを具備し、 前記コントローラに、ウインチに作用する吊荷重を検出
   する吊荷重検出手段を接続し、 前記コントローラは、 前記マスターシリンダの操作力に対するブレーキ特性を
   前記吊荷重に応じて複数設定し記憶する記憶手段と、 前記吊荷重検出手段により検出された吊荷重に基づき、
   前記記憶手段に記憶された複数のブレーキ特性のうちか
   ら、所定のブレーキ特性を判断するブレーキ特性判断手
   段と、 このブレーキ特性判断手段によって判断されたブレーキ
   特性に基づいて前記電磁比例減圧弁の二次圧を演算する
   演算手段と、 この演算された二次圧の指令信号を前記電磁比例減圧弁
   に向けて出力する出力手段とからなることを特徴とする
   ウインチのブレーキ装置。
3. 【請求項３】請求項２に記載のウインチのブレーキ装置
   において、 前記記憶手段に記憶される複数のブレーキ特性から所望
   のブレーキ特性を選択するブレーキ特性選択手段を備
   え、 前記コントローラは、ブレーキ特性選択手段によって選
   択されたブレーキ特性と前記吊荷重検出手段によって検
   出される吊荷重に基づいて判断されるブレーキ特性とが
   一致してるか否かを判断する判断手段を備え、 前記判断手段により不一致が判断された場合、警報を発
   する警報手段を備えたことを特徴とするウインチのブレ
   ーキ装置。