JP3508684B2 - 油圧ウィンチ - Google Patents

Description

【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に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、クレーンに装備される油圧ウィン
チは、一般に、モータによって負荷（吊荷）を巻上・巻
下駆動する動力運転モードとは別にフリーフォールモー
ドを備え、このフリーフォールモードで、負荷重量によ
りウィンチドラムを巻下回転させて負荷を自由落下させ
るように構成されている（たとえば特開平９−２１６７
９３号公報参照）。

【０００３】このフリーフォールモードを備えた従来の
油圧ウィンチにおいては、油圧モータによって回転駆動
されるウィンチドラムに、同ドラムのフリーフォール回
転にブレーキ力を加える油圧ブレーキが設けられてい
る。

【０００４】この油圧ブレーキは、ブレーキ作用方向に
加圧されるポジティブ側油室とブレーキ解除方向に加圧
されるネガティブ側油室とを有するブレーキシリンダを
備え、このブレーキシリンダを、ペダル操作される減圧
弁であるブレーキ弁と、モード切換スイッチの操作によ
って切換わるモード切換弁（電磁切換弁）とによって制
御する構成をとっている。

【０００５】また、この構成の油圧ウィンチにおいて
は、モード切換スイッチが、たとえば乗降時にオペレー
タの体に触れる等、オペレータの意思でなく誤って操作
されると、モード切換弁がフリーフォール位置に切換わ
る一方でブレーキ弁は踏み操作されていないため、ブレ
ーキ解除（フリーフォール）状態となって途端に吊荷が
落下するおそれがある。

【０００６】そこで従来、この点の対策として、ブレー
キ弁の出力圧（二次圧）を圧力センサで検出してその検
出信号をコントローラに取り込み、このセンサ信号と、
モード切換スイッチの信号とにより、ブレーキ弁が操作
されときだけ、モード切換スイッチの信号に基づいてコ
ントローラからモード切換弁にフリーフォール位置への
切換信号を送る（フリーフォール運転を可能とする）イ
ンターロック手段を設けている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このインタ
ーロック手段によると、上記のように圧力センサ、モー
ド切換スイッチ、コントローラを組み合わせた電気装置
として構成されているため、電気装置の常として接触不
良や短絡、断線等、故障因子が多いことから、作動の信
頼性に難点があり、インターロック機能が働かなかった
り、フリーフォールモードへの切換えができなくなった
りする等、トラブル発生のおそれがあった。

【０００８】そこで本発明は、インターロック手段をす
べて故障因子の少ない油圧装置として構成し、作動の信
頼性を高めることができる油圧ウィンチを提供するもの
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、油圧
モータによって回転駆動されるウィンチドラムに、同ド
ラムのフリーフォール回転にブレーキ力を加える油圧ブ
レーキが設けられ、この油圧ブレーキはブレーキシリン
ダを備え、このブレーキシリンダは、ブレーキ作用方向
に加圧されるポジティブ側油室と、ブレーキ解除方向に
加圧されるネガティブ側油室とを有する油圧ウィンチに
おいて、外部からの操作により作動して上記ポジティブ
側油室の圧力を調整するブレーキ弁と、上記ネガティブ
側油室を油圧源に接続しうるフリーフォール位置とネガ
ティブ側油室をタンクに接続しうるブレーキ位置との間
で切換わり作動するモード切換弁と、油圧インターロッ
ク手段とを具備し、この油圧インターロック手段は、上
記ブレーキ弁の操作時にブレーキ弁の出力圧により作動
し、上記モード切換弁がフリーフォール位置にあること
を条件として上記ブレーキシリンダのブレーキ解除方向
への作動を許容するように構成されたものである。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１の構成におい
て、油圧インターロック手段として、ブレーキシリンダ
のネガティブ側油室とモード切換弁とを結ぶブレーキ制
御回路中に油圧パイロット切換式のインターロック弁が
設けられ、このインターロック弁は、（ｉ）ブレーキ弁
の出力圧及びネガティブ側油室の圧力を別々のパイロッ
ト圧として加えられ、（ｉｉ）この両パイロット圧が加
えられない状態ではネガティブ側油室をタンクに接続
し、少なくとも一方のパイロット圧が加えられたときに
ネガティブ側油室をモード切換弁に接続するように構成
されたものである。

【００１１】請求項３の発明は、請求項１の構成におい
て、モード切換弁として操作部を備えた手動式の切換弁
が用いられ、油圧インターロック手段は、ブレーキ弁の
出力圧により駆動される油圧アクチュエータを備え、こ
の油圧アクチュエータは、ブレーキ弁の出力圧が加えら
れないときに上記モード切換弁の操作部の動きを阻止
し、出力圧が加えられたときに操作部の動きを許容する
ように構成されたものである。

【００１２】請求項４の発明は、請求項３の構成におい
て、油圧アクチュエータとして油圧シリンダが用いら
れ、この油圧シリンダにブレーキ弁の出力圧が加えられ
ないときには同シリンダのロッドによってモード切換弁
の操作部を操作不能にロックし、出力圧が加えられたと
きに上記ロックを解除するように構成されたものであ
る。

【００１３】上記構成によると、油圧インターロック手
段（請求項２ではインターロック弁を有し、請求項３，
４ではロックアクチュエータを有する）がブレーキ弁の
出力圧によって作動し、モード切換弁がフリーフォール
位置にあることを条件としてフリーフォールモードへの
切換えが可能となる。すなわち、モード切換弁がフリー
フォール位置に切換えられても、ブレーキ弁が操作され
ない限りフリーフォールモードには切換わらない。もし
くは、ブレーキ弁が操作されない限り、モード切換弁が
フリーフォール位置に切換えられず、フリーフォールモ
ードには切換わらない（請求項３，４）。

【００１４】これにより、誤操作による吊荷の落下を防
止するインターロック機能が働く。

【００１５】ここで、油圧インターロック手段は、ブレ
ーキ弁の出力圧によって作動する油圧装置として構成さ
れているため、電気装置として構成した場合と比べて故
障因子が少なく、作動の信頼性が格段に高められる。

【００１６】とくに請求項２の構成によると、油圧イン
ターロック手段が油圧機器のみで構成されているため、
この点の効果が高い。

【００１７】一方、請求項３，４の構成によると、ロッ
クアクチュエータ（請求項４では油圧シリンダ）によっ
て手動操作式モード切換弁の操作部の作動を機械的にロ
ックするため、すべてを油圧機器で構成する場合と比較
して油圧回路構成が簡単ですむ。

【００１８】

【発明の実施の形態】第１実施形態（図１参照） 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。

【００１９】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に多板ディ
スク９が設けられ、この多板ディスク９と、同ディスク
９に対して圧接・離間するプレッシャープレート１０
と、このプレッシャープレート１０を駆動するブレーキ
シリンダ１１と、加圧バネ１２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のフリーフォール回転を制動するクラッチ兼
用の油圧ブレーキ１３が構成されている。

【００２０】多板ディスク９は、キャリア軸８に対して
一体回転可能で軸方向に移動可能に取付けられた複数の
インナプレート１４…と、この各インナプレート１４…
に対して接離しうるように軸方向移動可能でかつ回転不
能な状態でブレーキケース１５に固定された複数のアウ
タプレート１６…とから成り、このインナ、アウタ両プ
レート１４，１６がブレーキケース１５の一方の側壁１
５ａとプレッシャープレート１０との間に挟み込まれて
ブレーキ（クラッチ）オン、解放されてブレーキ（クラ
ッチ）オフとなる。

【００２１】加圧バネ１２は、ブレーキケース１５の他
方の側壁１５ｂとプレッシャープレート１０との間に設
けられ、プレッシャープレート１０にブレーキオン方向
のバネ力を付与する。

【００２２】ブレーキシリンダ１１は、両ロッド型のピ
ストン１１Ｐと、プレッシャープレート１０をブレーキ
オン方向に加圧するポジティブ側油室１１ａと、同プレ
ート１０をブレーキオフ方向に加圧するネガティブ側油
室１１ｂとを有し、ネガティブ側油室１１ｂが、インタ
ーロック弁１８及びモード切換弁１９を備えたネガティ
ブライン１７を介してブレーキ油圧源２０に接続されて
いる。

【００２３】インターロック弁１８は、第１及び第２両
パイロットポート１８ａ，１８ｂを備えた油圧パイロッ
ト切換弁として構成され、両パイロットポート１８ａ，
１８ｂのいずれにもパイロット圧が加えられないときは
図右側のロック位置ａにあり、パイロット圧が加えられ
るとロック解除位置ｂに切換わる。

【００２４】モード切換弁１９は、レバー操作により図
左側のブレーキ位置ａと右側のフリーフォール位置ｂと
の間に切換わる手動切換弁として構成され、このモード
切換弁１９とインターロック弁１８の位置ａ，ｂの組み
合わせによってブレーキシリンダ１１のネガティブ側油
室１１ｂが油圧源２０とタンクＴのいずれかに接続され
る（この点は後述する）。

【００２５】一方、ポジティブ側油室１１ａに接続され
たポジティブライン２１は、シャトル弁２２を介してブ
レーキライン２３及びパーキングブレーキライン２４に
分岐され、ブレーキライン２３が、減圧弁であるブレー
キ弁２５を介して油圧源２０に接続されている。２６は
ブレーキ弁２５を操作する操作ペダルである。

【００２６】インターロック弁１８の両パイロットポー
ト１８ａ，１８ｂのうち、第１パイロットポート１８ａ
はネガティブライン１７（ネガティブ側油室１１ｂ）に
接続され、第２パイロットポート１８ｂはブレーキライ
ン２３に接続されている。

【００２７】２７はウィンチモータ２の巻上・巻下回転
を制御するリモコン弁、２８はこのリモコン弁２７の二
次圧（リモコン圧）によって中立、巻上、巻下の三位置
イ，ロ，ハ間で切換わり制御されるウィンチ用コントロ
ールバルブ、２９はウィンチモータ２の油圧源である油
圧ポンプである。

【００２８】また、３０は油圧シリンダ式のパーキング
ブレーキで、バネ３０ａの力によってモータ出力軸２ａ
に制動力を付与し、油圧導入時に制動力を解除するネガ
ティブブレーキとして構成され、このパーキングブレー
キ３０の油室３０ｂが、油圧パイロット式のパーキング
ブレーキ制御弁３１を介してブレーキ用油圧源２０また
はタンクＴに接続される。

【００２９】パーキングブレーキ制御弁３１は、リモコ
ン弁２７の非操作時（中立時）には図示のブレーキ位置
ａに、操作時にはリモコン圧を供給されて図右側のブレ
ーキ解除位置ｂにそれぞれセットされる。

【００３０】すなわち、巻上・巻下操作されたときにパ
ーキングブレーキ３０が解除されてウィンチドラム１が
巻上・巻下回転し、非操作時に同ブレーキ３０が作用し
てウィンチドラム１が制動停止する。

【００３１】３２はリモコン圧を取出してパーキングブ
レーキ制御弁３１に供給するためのシャトル弁である。

【００３２】また、前記シャトル弁２２の入力側に接続
されたパーキングブレーキライン２４はパーキングブレ
ーキ３０の油室３０ｂに接続され、パーキングブレーキ
３０のブレーキ解除と同時にブレーキシリンダ１１のポ
ジティブ側油室１１ａに油が供給されて油圧ブレーキ１
１がクラッチとして作動する。

【００３３】次に、この油圧ウィンチの作用を説明す
る。

【００３４】Ａ．モード切換弁１９がブレーキ位置ａに
セットされている場合 このとき、ブレーキシリンダ１１のネガティブ側油室１
１ｂは、インターロック弁１８の位置にかかわらずタン
クＴに連通する。このため、多板ディスク９が圧接して
ブレーキ（クラッチ）オンとなる。

【００３５】これにより、ウィンチモータ２の回転力が
遊星歯車減速機構３を介してウィンチドラム１に伝達さ
れ、リモコン弁２７の操作に応じてウィンチドラム１が
巻上または巻下回転する。

【００３６】なお、リモコン弁２７が操作されなけれ
ば、パーキングブレーキ３０がオンとなり、ウィンチド
ラム１が停止状態に保持される。

【００３７】Ｂ．モード切換弁１９がフリーフォール位
置ｂにセットされた場合 Ｂ−１ ブレーキ弁２５が踏み操作されていないとき この状態では、ブレーキ弁２５の出力側（ブレーキライ
ン２３）には圧力が発生しないため、インターロック弁
１８は図示のロック位置ａにある。従って、モード切換
弁１９がフリーフォール位置ｂにセットされても、これ
に関係なくブレーキオン状態が維持され、フリーフォー
ルモードにはならない。

【００３８】Ｂ−２ ブレーキ弁２５が踏み操作された
とき このとき、ブレーキ弁２５の出力側に二次圧が発生する
ため、インターロック弁１８の第２パイロットポート１
８ｂにパイロット圧が供給されて同弁１８がロック解除
位置ｂに切換わる。

【００３９】この状態で、モード切換弁１９がフリーフ
ォール位置ｂにセットされていると、ブレーキシリンダ
１１のネガティブ側油室１１ｂがインターロック弁１８
及びモード切換弁１９を介して油圧源２０に接続され
る。

【００４０】これにより、ネガティブ側油室圧１１に圧
力が導入され、この圧力と、ブレーキ弁２５の操作量に
応じた圧力に加圧バネ１２のバネ力を加えた力とが対抗
し、前者が勝つと油圧ブレーキ１３が解除され、ウィン
チドラム１が負荷（吊荷）の重さにより回転するフリー
フォール運転が開始される。

【００４１】なお、フリーフォール運転の開始後にブレ
ーキ弁２５の操作が緩められてその二次圧（インターロ
ック弁１８の第２パイロットポート１８ｂに導入される
パイロット圧）が低下しても、インターロック弁１８が
ロック解除位置に切換わった時点から油圧源２０の圧力
が第１パイロットポート１８ａに加えられるため、イン
ターロック弁１８はロック解除位置ｂに保持（自己保
持）され、フリーフォール運転を支障なく続行すること
ができる。

【００４２】また、このフリーフォール運転中、ブレー
キ弁２５が踏み込まれると、ブレーキシリンダ１１のポ
ジティブ側油室１１ａの圧力が高まってブレーキ力が増
加し、ウィンチドラム１が減速または停止する。

【００４３】さらに、フリーフォール運転中またはフリ
ーフォール運転可能な状態でリモコン弁２７が操作され
ると、パーキングブレーキ制御弁３１が切換わり作動し
てパーキングブレーキ３０がブレーキ解除されると同時
に、油圧源２０の圧力がパーキングブレーキライン２４
及びシャトル弁２２経由でブレーキシリンダ１１のポジ
ティブ側油室１１ａに加えられて油圧ブレーキ１３が働
く（クラッチ結合状態となる）。

【００４４】従って、フリーフォール運転中またはフリ
ーフォール運転可能な状態であっても、リモコン弁２７
を操作すれば直ちに巻上・巻下運転が開始される。

【００４５】このように、モード切換弁１９がフリーフ
ォール位置ｂに切換わっても、ブレーキ弁２５が操作さ
れない限り、フリーフォール運転には入らない。すなわ
ち、モード切換弁１９がフリーフォール側に誤操作され
ても吊荷の落下を防止するインターロック機能が働く。

【００４６】しかも、このウィンチによると、このよう
なインターロック作用が、インターロック弁１８とモー
ド切換弁１９の組み合わせから成る油圧装置によって行
われ、接触不良や断線、短絡等の故障因子の多い電気装
置は一切排除しているため、インターロック作動の信頼
性が高いものとなる。

【００４７】第２実施形態（図２参照） 第１実施形態との相違点のみを説明する。

【００４８】第２実施形態においては、手動切換弁であ
るモード切換弁１９の操作レバー１９ａの操作をロック
シリンダ（単動式の油圧シリンダ）３３により拘束して
インターロック機能を果たすようにしている。

【００４９】すなわち、ロックシリンダ３３は、バネ３
４によって伸長方向に付勢され、この伸長状態でロッド
３５が操作レバー１９ａの操作を止めて、モード切換弁
１９のフリーフォール位置ｂへの切換わりを阻止する。
従って、ブレーキシリンダ１１のネガティブ側油室１１
ｂには圧力が導入されないため、油圧ブレーキ１３がオ
ンとなり、フリーフォール運転は行われない。

【００５０】ロックシリンダ３３の油室３６は、ブレー
キライン２３に接続され、ブレーキ弁２５が操作される
と、その二次圧がロックシリンダ３３に導入されて同シ
リンダ３３のロッド３５が縮小作動し、上記ロックが外
れるため、モード切換弁１９がフリーとなる。従って、
この状態で同切換弁１９がフリーフォール位置ｂに切換
えられると、油圧ブレーキ１３がオフとなり、以後、ブ
レーキ弁２５の操作量に応じた速度でのフリーフォール
運転が可能となる。

【００５１】また、モード切換弁１９がこのフリーフォ
ール位置ｂに切換わった後、ブレーキ弁２５の操作が解
除されると、ロックシリンダ３３が伸長作動してモード
切換弁１９をフリーフォール位置ｂにロックするため、
フリーフォール運転中にモード切換弁１９が誤ってブレ
ーキ位置ａに操作されるミスオペレーションを防止する
ことができる。

【００５２】他の作用は第１実施形態の場合と同様であ
る。

【００５３】この構成によっても、基本的に第１実施形
態と同様に、電気装置を用いないためインターロック作
動の信頼性を高めることができる。

【００５４】また、ロックシリンダ３３によってモード
切換弁１９の操作レバー１９ａの動きを機械的にロック
するため、すべてを油圧装置で構成する場合と比較して
油圧回路構成が簡単ですむ。

【００５５】他の実施形態 （１）第１実施形態において、モード切換弁１９として
手動切換弁でなく電磁切換弁を用いてもよい。

【００５６】（２）第１及び第２両実施形態において、
ブレーキ弁２５として足踏み操作式に代えて手で操作さ
れるレバー操作式のものを用いてもよい。あるいは、ブ
レーキ弁２５として電磁比例減圧弁を用い、ペダルやダ
イヤル、レバー等で操作されるポテンショメータの出力
によってこの電磁比例減圧弁を直接、またはコントロー
ラを介して制御する構成をとってもよい。

【００５７】（３）第２実施形態の変形例として、モー
ド切換弁１９のスプールにストッパを設け、このストッ
パの動きをロックシリンダ３３によって拘束するように
してもよい。

【００５８】また、油圧インターロック手段を構成する
油圧アクチュエータとして、油圧シリンダ以外のもの
（たとえば油圧モータ）を用いてもよい。

【００５９】

【発明の効果】上記のように本発明によるときは、ブレ
ーキ弁の出力圧で作動する油圧インターロック手段によ
り、ブレーキ弁が操作されない限りフリーフォールモー
ドに切換わらないインターロック機能が働く構成、すな
わち、インターロック手段を油圧装置として構成したか
ら、従来のように電気装置として構成した場合と比べて
故障因子が少なく、作動の信頼性が格段に高められる。

【００６０】とくに請求項２の発明によると、油圧イン
ターロック手段が油圧機器のみで構成されているため、
この点の効果が高い。

【００６１】一方、請求項３，４の発明によると、ロッ
クアクチュエータ（請求項４の発明では油圧シリンダ）
によって手動操作式モード切換弁の操作部の作動を機械
的にロックするため、すべてを油圧機器で構成する場合
と比較して油圧回路構成が簡単ですむ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態にかかる油圧ウィンチの
全体構成を示す図である。

【図２】本発明の第２実施形態にかかる油圧ウィンチの
全体構成を示す図である。

【符号の説明】

１ ウィンチドラム ２ ウィンチ用モータ １３ 油圧ブレーキ １１ ブレーキシリンダ １１ａ ブレーキシリンダのポジティブ側油室 １１ｂ 同ネガティブ側油室 １８ 油圧インターロック手段を構成するインターロッ
ク弁 １８ａ，１８ｂ ブレーキ弁のパイロットポート １９ モード切換弁 ２０ ブレーキ油圧源 ２５ ブレーキ弁 ２６ ブレーキ弁のペダル ３３ 油圧インターロック手段を構成する油圧アクチュ
エータとしてのロックシリンダ（油圧シリンダ） ３５ ロックシリンダのロッド １９ａ ロックシリンダによってロックされるモード切
換弁の操作レバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B66D 1/44

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧モータによって回転駆動されるウィ
   ンチドラムに、同ドラムのフリーフォール回転にブレー
   キ力を加える油圧ブレーキが設けられ、この油圧ブレー
   キはブレーキシリンダを備え、このブレーキシリンダ
   は、ブレーキ作用方向に加圧されるポジティブ側油室
   と、ブレーキ解除方向に加圧されるネガティブ側油室と
   を有する油圧ウィンチにおいて、外部からの操作により
   作動して上記ポジティブ側油室の圧力を調整するブレー
   キ弁と、上記ネガティブ側油室を油圧源に接続しうるフ
   リーフォール位置とネガティブ側油室をタンクに接続し
   うるブレーキ位置との間で切換わり作動するモード切換
   弁と、油圧インターロック手段とを具備し、この油圧イ
   ンターロック手段は、上記ブレーキ弁の操作時にブレー
   キ弁の出力圧により作動し、上記モード切換弁がフリー
   フォール位置にあることを条件として上記ブレーキシリ
   ンダのブレーキ解除方向への作動を許容するように構成
   されたことを特徴とする油圧ウィンチ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の油圧ウィンチにおいて、
   油圧インターロック手段として、ブレーキシリンダのネ
   ガティブ側油室とモード切換弁とを結ぶブレーキ制御回
   路中に油圧パイロット切換式のインターロック弁が設け
   られ、このインターロック弁は、 （ｉ）ブレーキ弁の出力圧及びネガティブ側油室の圧力
   を別々のパイロット圧として加えられ、 （ｉｉ）この両パイロット圧が加えられない状態ではネ
   ガティブ側油室をタンクに接続し、少なくとも一方のパ
   イロット圧が加えられたときにネガティブ側油室をモー
   ド切換弁に接続するように構成されたことを特徴とする
   油圧ウィンチ。
3. 【請求項３】 請求項１記載の油圧ウィンチにおいて、
   モード切換弁として操作部を備えた手動式の切換弁が用
   いられ、油圧インターロック手段は、ブレーキ弁の出力
   圧により駆動される油圧アクチュエータを備え、この油
   圧アクチュエータは、ブレーキ弁の出力圧が加えられな
   いときに上記モード切換弁の操作部の動きを阻止し、出
   力圧が加えられたときに操作部の動きを許容するように
   構成されたことを特徴とする油圧ウィンチ。
4. 【請求項４】 請求項３記載の油圧ウィンチにおいて、
   油圧アクチュエータとして油圧シリンダが用いられ、こ
   の油圧シリンダにブレーキ弁の出力圧が加えられないと
   きには同シリンダのロッドによってモード切換弁の操作
   部を操作不能にロックし、出力圧が加えられたときに上
   記ロックを解除するように構成されたことを特徴とする
   油圧ウィンチ。