JP3605046B2

JP3605046B2 - Winch brake device for construction machinery

Info

Publication number: JP3605046B2
Application number: JP2001134544A
Authority: JP
Inventors: 晃花原; 昭純西沢
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Construction Crane Co Ltd; Nishina Industrial Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Construction Crane Co Ltd; Nishina Industrial Co Ltd
Priority date: 2001-05-01
Filing date: 2001-05-01
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2021-05-01
Also published as: JP2002326786A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、建設機械のウインチブレーキ装置に関するものであり、特に、クレーン等に使用されるウインチのブレーキ装置に於て、ブレーキを作動させるためのシリンダアッセンブリの摩擦抵抗を減少させた建設機械のウインチブレーキ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の此種建設機械のウインチブレーキ装置を図５乃至図１０に従って説明する。図５に於て、１は建設機械のウインチブレーキ装置であり、該ウインチブレーキ装置１はドラム２を備え、該ドラム２にバンド３が掛け回されてブレーキ４が構成され、該バンド３にレバー５が接続され、該レバー５は支点６回りに揺動自在であり、且つ、該レバー５は初期状態に於て前記バンド３が緩む方向にバネ７によって付勢されており、該レバー５の他端はブレーキシリンダアッセンブリ８のピストンロッド９に接続されている。
【０００３】
更に、該ブレーキシリンダアッセンブリ８はボトム側がシリンダアッセンブリ１０のボトム側に接続され、該シリンダアッセンブリ１０のピストンロッド１１はリンク１１ａを介してレバー１２に接続され、該レバー１２は支点１３回りに揺動自在に設けられ、該レバー１２の他端にブレーキペダル１４が固着されている。
【０００４】
一方、前記シリンダアッセンブリ１０のロッド側は減圧弁１５の主管路に接続されると共に、該減圧弁１５のバネ側のパイロットポート１５ａに接続され、且つ、該シリンダアッセンブリ１０のボトム側が該減圧弁１５の他方のパイロットポート１５ｂに接続され、該減圧弁１５は圧力調整弁１６を介して油圧ポンプ１７に接続され、該油圧ポンプ１７は原動機１８に接続されている。
【０００５】
而して、前記ブレーキペダル１４を操作すると、前記レバー１２が前記支点１３回りに揺動して前記ピストンロッド１１を押動し、該ピストンロッド１１に接続されたピストン１９がボトム側に摺動し、該ボトム側の圧油が前記ブレーキシリンダアッセンブリ８のボトム側に圧送される。
【０００６】
従って、該ブレーキシリンダアッセンブリ８の前記ピストンロッド９が押動され、該ピストンロッド９により、前記レバー５が揺動し、該レバー５が前記バンド３を引っ張ることにより前記ドラム２にブレーキがかかる。
【０００７】
更に、前記ブレーキペダル１４の操作力Ｆが大きくなり、前記シリンダアッセンブリ１０のボトム側の圧力Ｐｓとロッド側の圧力Ｐａとの差が所定圧（前記減圧弁１５のクラッキング圧力Ｐｖ）以上になると、該圧力Ｐｓ，Ｐａがパイロットポート１５ａ，１５ｂを介して伝達される前記減圧弁１５を切換え、前記油圧ポンプ１７の圧油が該減圧弁１５を介して前記シリンダアッセンブリ１０のロッド側にアシスト圧力Ｐａとして圧送され、前記ボトム側の吐出圧力Ｐｃは加圧される。
【０００８】
即ち、該吐出圧力Ｐｃ及びアシスト圧力Ｐａは、図６に示す前記ピストンロッド１１の押力をＦｃ、前記ピストン１９の投影面積（押圧面積）をＡｃ、前記ピストンロッド１１の投影面積をＡｒとすると次のとおりとなる。
【０００９】
Ｐｃ＝Ｆｃ／Ａｃ＋Ｐａ×（Ａｃ−Ａｒ）／Ａｃ
Ｐａ＝Ｐｓ−Ｐｖ
従って、前記ブレーキペダル１４の操作力Ｆはアシストされて前記ブレーキシリンダアッセンブリ７に伝達され、前記ドラム２に更に強いブレーキがかかることになる。
【００１０】
図７は前記シリンダアッセンブリ１０に於て、前記ピストンロッド１１の押力Ｆｃと前記シリンダアッセンブリ１０のボトム側吐出圧力Ｐｃとの関係が理論上の特性を示すグラフである。
【００１１】
然しながら、実際のシリンダアッセンブリ１０が発生するボトム側吐出圧力Ｐｃの特性には図８に示す如く、大きなヒステリシスが発生する。
【００１２】
即ち、このヒステリシスは運転者のブレーキ操作力Ｆによるピストンロッド１１の押力Ｆｃに対する前記吐出圧力Ｐｃが常に一定ではなく、例えば、図に示したピストンロッド押力Ｆｃが力ｆｒ一定である場合に於て、ボトム側吐出圧力Ｐｃはブレーキ踏み込み時に圧力Ｐｆｕとなり、ブレーキ戻し時に圧力Ｐｆｄとなり、該圧力ＰｆｕとＰｆｄとに比較的大きな差圧Ｐｆが発生する。
【００１３】
一方、ボトム側吐出圧力Ｐｃが圧力Ｐｆｕ一定である時、ブレーキペダル踏み込み時のピストンロッド押力Ｆｃは力ｆｒであり、ブレーキペダル戻し時のピストンロッド押力Ｆｃは力ｆｅである。即ち、ボトム側吐出圧力Ｐｃが圧力Ｐｆｕである時の理論上のピストンロッド押力Ｆｃを力ｆとして、該力ｆと前記力ｆｒとの差はＲｒであり、該力ｆと前記力ｆｅとの差はＲｅであり、該差Ｒｒ及びＲｅは比較的大きい値となる。
【００１４】
図９は前記シリンダアッセンブリ１０のピストンロッド押力Ｆｃとボトム側吐出圧力Ｐｃの実測値を示すグラフである。図に於て、例えば、前記ブレーキペダル１４を踏んだ時のピストン押力５０ｋｇｆ時に於て前記吐出圧力Ｐｃは約２０ｋｇｆ／ｃｍ^２となり、前記ブレーキペダル１４を戻す時のピストン押力５０ｋｇｆ時に於て前記吐出圧力Ｐｃは約２５ｋｇｆ／ｃｍ^２となり、同じ押力５０ｋｇｆに於て５ｋｇｆ／ｃｍ^２の差が発生する。
【００１５】
これは運転者が吊り荷の重さに応じた適当と思われる制動感とその意識から操作する操作力に対し、実際は運転者がブレーキペダルを「踏んでいたか」、「戻していたか」によりヒステリシスの影響を受け、異なる制動力となることを示している。
【００１６】
そして、このことは、例えば、ブレーキペダルを軽く踏んだ時に、その操作感に比較して制動力が不足し、吊り荷を落とす危険があることを示している。
【００１７】
又、前記ヒステリシスは吊り荷を高所よりゆっくりと降下させようとする時に、操作力を緩めてもなかなか制動力が低下（吐出圧力Ｐｃが低下）せず不要な遊びが多くなることを示し、それによって操作感が鈍り、運転者に多大な疲労を強いることとなり、ついには、注意力が散漫となり事故が生じる虞がある。
【００１８】
更に、前記ヒステリシスの発生原因について考察すると、該ヒステリシスは、前記シリンダアッセンブリ１０に於て、図１０に示す如く、前記ピストン１９と該シリンダアッセンブリ１０のシリンダ２０との摺動部及び前記ピストンロッド９と該シリンダ２０との摺動部に発生する摩擦抵抗が主な要因であると考えられる。
【００１９】
即ち、前記ピストン１９及び前記ピストンロッド９と前記シリンダ２０との間には円滑な摺動が行われるように夫々隙間Ｓｐ、Ｓｒが設けられているが、該ピストン１９及び該ピストンロッド９の下面と該シリンダ２０の内面下部が互いに接触し、且つ、前記ピストンロッド９の押力Ｆｃ作用点が前記ピストン１９及びピストンロッド９の中心点に対して偏心し、バランスを取る方向に片寄りが生じることにより、図に示す山形状の面圧分布Ｍｐ、Ｍｒを持つ摩擦抵抗が発生し、該摩擦抵抗が前記ヒステリシスを発生させると考えられる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例の建設機械のウインチブレーキ装置は、ブレーキを作動させるためのシリンダアッセンブリに於て、ピストンと該シリンダアッセンブリのシリンダの摺動部及びピストンロッドと該シリンダの摺動部とが摺動する時、摩擦抵抗が発生し、該摩擦抵抗によって前記シリンダアッセンブリの出力にヒステリシスが発生する。
【００２１】
これは運転者が操作する一定の操作力に対し、異なる制動力が発生することを示しており、このことは、ブレーキペダルを軽く踏んだ時に、その操作感に比較して制動力が不足し、吊り荷を落とす危険があり、又、吊り荷を高所よりゆっくりと降下させようとする時に、操作力を緩めてもなかなか制動力が低下せず、運転者に多大な疲労を強いることとなり、これによって注意力が散漫となり事故を生じる虞があった。
【００２２】
そこで、建設機械のウインチブレーキ装置に於て、ブレーキの操作感及び制動感の向上を図り、吊り荷落下防止等のブレーキの安全性向上を図るために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、ウインチを制動するためのブレーキを備え、該ブレーキをシリンダアッセンブリによって作動させるように構成されて成る建設機械のウインチブレーキ装置に於て、前記シリンダアッセンブリのシリンダ内を摺動するピストンの摺動部に全周に及んで環状凹形状の油室を形成し、該油室に圧送される圧油により前記ピストンを前記シリンダから浮かせるように構成した建設機械のウインチブレーキ装置、
及び、ウインチを制動するためのブレーキを備え、該ブレーキをシリンダアッセンブリによって作動させるように構成されて成る建設機械のウインチブレーキ装置に於て、前記シリンダアッセンブリのピストンロッドを摺動させるシリンダの摺動部に全周に及んで環状凹形状の油室を形成し、該油室に圧送される圧油により前記ピストンロッドを前記シリンダから浮かせるように構成した建設機械のウインチブレーキ装置、
及び、ウインチを制動するためのブレーキを備え、該ブレーキをシリンダアッセンブリによって作動させるように構成されて成る建設機械のウインチブレーキ装置に於て、前記シリンダアッセンブリのシリンダ内を摺動するピストンの摺動部に全周に及んで環状凹形状の油室を形成し、且つ、前記シリンダアッセンブリのピストンロッドを摺動させるシリンダの摺動部に全周に及んで環状凹形状の油室を形成し、前記各油室に圧送される圧油により前記ピストン及び前記ピストンロッドを夫々前記ブレーキシリンダから浮かせるように構成した建設機械のウインチブレーキ装置、
並びに、上記油室に供給される圧油は上記ブレーキ操作を補助するために上記シリンダアッセンブリに供給されるアシスト圧油である建設機械のウインチブレーキ装置を提供するものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１乃至図４に従って詳述する。図１に於て、２１はシリンダアッセンブリであり、該シリンダアッセンブリ２１は従来例の建設機械のウインチブレーキ装置（図５に於て１）に配設されるシリンダアッセンブリ（図５に於て１０）に代えて設けられるものであり、該シリンダアッセンブリ２１のシリンダ２２と該シリンダ２２内を摺動するピストン２３との摩擦抵抗を減少するため、該ピストン２３の前記シリンダ２２との摺動部に全周に及んで環状凹形状の油室２４を形成し、該油室２４に圧送される圧油により前記ピストン２３を前記シリンダ２２から浮かせるように構成してある。
【００２５】
又、前記シリンダアッセンブリ２１のシリンダ２２と該シリンダ２２の一側部を摺動するピストンロッド２５との摩擦抵抗を減少するため該シリンダ２２の該ピストンロッド２５との摺動部に全周に及んで環状凹形状の油室２６を形成し、該油室２６に圧送される圧油により前記ピストンロッド２５を前記シリンダ２２から浮かせるように構成してある。
【００２６】
そして、前記油室２４，２６に圧送される圧油はブレーキ操作を補助するために前記シリンダアッセンブリ２１のピストンロッド２５側にアシスト圧力Ｐａとして供給される圧油であり、該圧油は連通路２２ａを通って前記油室２４，２６に圧送される。
【００２７】
而して、ブレーキ操作によりアシスト状態となった時、図２（ａ）に示す如く、前記ピストン２３の前記シリンダ２２との摺動部に形成された前記油室２４にアシスト圧力Ｐａにて圧油が供給されると、該圧油は該油室２４の全周に及んで充填され、該圧力Ｐａにて前記ピストン２３を浮かせることにより、該ピストン２３の前記シリンダ２２内での摺動時における面圧分布Ｍｐ′は小さな山形状になり、該面圧分布Ｍｐ′は従来例（面圧分布Ｍｐ）に比較して低い値を示し、従って、摩擦抵抗が減少する。
【００２８】
同様に、ブレーキ操作によりアシスト状態となった時、図２（ｂ）に示す如く、前記シリンダ２２の前記ピストンロッド２５との摺動部に形成された前記油室２６にアシスト圧力Ｐａにて圧油が供給されると、該圧油は該油室２６の全周に及んで充填され、該圧力Ｐａにて前記ピストンロッド２５を浮かせることにより、該ピストンロッド２５の前記シリンダ２２内での摺動時に於ける面圧分布Ｍｒ′は小さな山形状になり、該面圧分布Ｍｒ′は従来例（面圧分布Ｍｒ）に比較して低い値を示し、従って、摩擦抵抗が減少する。
【００２９】
図３は、前記シリンダアッセンブリ２１のピストンロッド押力Ｆｃとボトム側吐出圧力Ｐｃの関係を示し、ピストンロッド押力Ｆｃが力ｆｒ′一定である場合に於て、前記シリンダアッセンブリ２１のボトム側吐出圧力Ｐｃはブレーキ踏み込み時に圧力Ｐｆｕ′となり、戻し時に圧力Ｐｆｄ′となり、該圧力Ｐｆｕ′とＰｆｄ′に於て差圧Ｐｆ′があることを示している。然しながら、該差圧Ｐｆ′は従来例の差圧（図８に於てＰｆ）に比較して小さい値である。
【００３０】
一方、前記シリンダアッセンブリ２１のボトム側吐出圧力Ｐｃが圧力Ｐｆｕ′一定である時、ブレーキペダル踏み込み時のピストンロッド押力Ｆｃは力ｆｒ′であり、戻し時のピストンロッド押力Ｆｃは力ｆｅ′である。即ち、ボトム側吐出圧力Ｐｃが圧力Ｐｆｕ′である時の理論上のピストンロッド押力Ｆｃを力ｆ′として、該力ｆ′と前記力ｆｒ′との差はＲｒ′であり、該力ｆ′と前記力ｆｅ′との差はＲｅ′であり、該差Ｒｒ′及びＲｅ′は従来例の差（図８に於てＲｒ及びＲｅ）に比較して小さい値である。
【００３１】
図４は前記シリンダアッセンブリ２１のピストンロッド押力Ｆｃとボトム側吐出圧力Ｐｃの実測値を示すグラフである。図に於て、例えば、ブレーキペダルを踏んだ時のピストン押力５０ｋｇｆ時に於て前記吐出圧力Ｐｃは約２０ｋｇｆ／ｃｍ^２となり、前記ブレーキペダルを戻す時のピストン押力５０ｋｇｆ時に於て前記吐出圧力Ｐｃは約２３ｋｇｆ／ｃｍ^２となり、同じ押力５０ｋｇｆに於て３ｋｇｆ／ｃｍ^２の差が発生する。然しながら、該数値は従来例（５ｋｇｆ／ｃｍ^２）に比較して小さい値である。
【００３２】
斯くして、前記シリンダアッセンブリ２１はブレーキ操作によりアシスト状態となった時、前記各油室２４，２６に圧送される圧油により前記ピストン２３及び前記ピストンロッド２５を夫々前記シリンダ２２から浮かせることが可能となり、これによって、前記シリンダアッセンブリ２１の摩擦抵抗、及び、圧力のヒステリシスを減少させ、ブレーキの操作感及び制動感の向上を図り、吊り荷落下防止等のためのブレーキの安全性向上を図ることができる。
【００３３】
尚、本発明は油圧を発生させる前記シリンダアッセンブリ２１を用いて説明したが、該シリンダアッセンブリ２１に代えて、水圧又は空気圧を発生させるシリンダを用いた場合に於ても同様な効果が期待できる。
【００３４】
又、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は上記一実施の形態に詳述したように、請求項１記載の発明は建設機械のウインチブレーキ装置に於て、シリンダアッセンブリのシリンダ内を摺動するピストンの摺動部に全周に及んで環状凹形状の油室を形成し、該油室に圧送される圧油により前記ピストンを前記シリンダから浮かせるように構成したから、前記油室によって前記シリンダアッセンブリの摩擦抵抗及び出力のヒステリシスを減少させ、ブレーキの操作感及び制動感の向上を図り、吊り荷落下防止等のためのブレーキの安全性向上を図ることができる。
【００３６】
又、請求項２記載の発明は建設機械のウインチブレーキ装置に於て、シリンダアッセンブリのピストンロッドを摺動させるシリンダの摺動部に全周に及んで環状凹形状の油室を形成し、該油室に圧送される圧油により前記ピストンロッドを前記シリンダから浮かせるように構成したから、請求項１記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
更に、請求項３記載の発明は建設機械のウインチブレーキ装置に於て、シリンダアッセンブリのシリンダ内を摺動するピストンの摺動部に全周に及んで環状凹形状の油室を形成し、且つ、前記シリンダアッセンブリのピストンロッドを摺動させるシリンダの摺動部に全周に及んで環状凹形状の油室を形成し、前記各油室に圧送される圧油により前記ピストン及び前記ピストンロッドを夫々前記ブレーキシリンダから浮かせるように構成したから、前記２つの油室によって前記シリンダアッセンブリの摩擦抵抗及び出力のヒステリシスを減少させ、請求項１又は２記載の発明の効果を更に高めることができる。
【００３８】
更に、請求項４記載の発明は上記油室に供給される圧油が上記ブレーキ操作を補助するために上記シリンダアッセンブリに供給されるアシスト圧油であるから、ブレーキのアシストに対応させて請求項１，２又は３記載の発明の効果を得ることができる等、正に著大なる効果を奏する発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示し、シリンダアッセンブリの縦断面図。
【図２】（ａ）図１に示すピストンのシリンダとの摺動部と面圧分布の説明図。
（ｂ）図１に示すピストンロッドのシリンダとの摺動部と面圧分布の説明図。
【図３】図１のシリンダアッセンブリのピストンロッドの押力Ｆｃとボトム側吐出圧力Ｐｃとの関係を示すグラフ。
【図４】図１のシリンダアッセンブリのピストンロッドの押力Ｆｃとボトム側吐出圧力Ｐｃとの関係の実測値を示すグラフ。
【図５】従来例を示し、建設機械のウインチブレーキ装置。
【図６】従来例を示し、シリンダアッセンブリの縦断面図。
【図７】シリンダアッセンブリのピストンロッドの押力Ｆｃとボトム側吐出圧力Ｐｃとの関係の理論値を示すグラフ。
【図８】図６のシリンダアッセンブリのピストンロッドの押力Ｆｃとボトム側吐出圧力Ｐｃとの関係を示すグラフ。
【図９】図６のシリンダアッセンブリのピストンロッドの押力Ｆｃとボトム側吐出圧力Ｐｃとの関係の実測値を示すグラフ。
【図１０】（ａ）図６に示すピストンのシリンダとの摺動部と面圧分布の説明図。
（ｂ）図６に示すピストンロッドのシリンダとの摺動部と面圧分布の説明図。
【符号の説明】
４ブレーキ
２１シリンダアッセンブリ
２２シリンダ
２３ピストン
２４，２６油室
２５ピストンロッド[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a winch brake device for a construction machine, and more particularly to a winch brake device for a crane or the like, in which the friction resistance of a cylinder assembly for operating a brake is reduced. It relates to a brake device.
[0002]
[Prior art]
A conventional winch brake device for this type of construction machine will be described with reference to FIGS. In FIG. 5, reference numeral 1 denotes a winch brake device of a construction machine. The winch brake device 1 includes a drum 2, a band 3 is wound around the drum 2 to form a brake 4, and a lever is attached to the band 3. 5, the lever 5 is swingable about a fulcrum 6, and the lever 5 is urged by a spring 7 in a direction in which the band 3 is loosened in an initial state. The other end is connected to a piston rod 9 of a brake cylinder assembly 8.
[0003]
Further, the bottom side of the brake cylinder assembly 8 is connected to the bottom side of the cylinder assembly 10, and the piston rod 11 of the cylinder assembly 10 is connected to a lever 12 via a link 11a. A brake pedal 14 is fixed to the other end of the lever 12.
[0004]
On the other hand, the rod side of the cylinder assembly 10 is connected to the main pipeline of the pressure reducing valve 15, is connected to the spring side pilot port 15 a of the pressure reducing valve 15, and the bottom side of the cylinder assembly 10 is connected to the pressure reducing valve 15. The pressure reducing valve 15 is connected to a hydraulic pump 17 via a pressure regulating valve 16, and the hydraulic pump 17 is connected to a prime mover 18.
[0005]
When the brake pedal 14 is operated, the lever 12 swings around the fulcrum 13 to push the piston rod 11, and the piston 19 connected to the piston rod 11 slides to the bottom side. Then, the pressure oil on the bottom side is sent to the bottom side of the brake cylinder assembly 8 by pressure.
[0006]
Accordingly, the piston rod 9 of the brake cylinder assembly 8 is pushed, the lever 5 swings by the piston rod 9, and the lever 5 pulls the band 3 to apply a brake to the drum 2.
[0007]
Further, when the operating force F of the brake pedal 14 increases and the difference between the pressure Ps on the bottom side of the cylinder assembly 10 and the pressure Pa on the rod side becomes greater than a predetermined pressure (cracking pressure Pv of the pressure reducing valve 15), The pressure reducing valve 15 to which the pressures Ps and Pa are transmitted through the pilot ports 15a and 15b is switched, and the pressure oil of the hydraulic pump 17 is applied to the rod side of the cylinder assembly 10 through the pressure reducing valve 15 to provide the assist pressure Pa. And the bottom discharge pressure Pc is increased.
[0008]
That is, as for the discharge pressure Pc and the assist pressure Pa, the pressing force of the piston rod 11 shown in FIG. 6 is Fc, the projected area (pressing area) of the piston 19 is Ac, and the projected area of the piston rod 11 is Ar. It is as follows.
[0009]
Pc = Fc / Ac + Pa × (Ac-Ar) / Ac
Pa = Ps-Pv
Therefore, the operation force F of the brake pedal 14 is assisted and transmitted to the brake cylinder assembly 7, so that a stronger brake is applied to the drum 2.
[0010]
FIG. 7 is a graph showing the theoretical characteristics of the relationship between the pressing force Fc of the piston rod 11 and the bottom discharge pressure Pc of the cylinder assembly 10 in the cylinder assembly 10.
[0011]
However, a large hysteresis occurs in the characteristic of the bottom side discharge pressure Pc generated by the actual cylinder assembly 10, as shown in FIG.
[0012]
That is, this hysteresis is caused when the discharge pressure Pc with respect to the pressing force Fc of the piston rod 11 due to the driver's brake operating force F is not always constant, for example, when the piston rod pressing force Fc shown in the drawing is constant force fr. Here, the bottom side discharge pressure Pc becomes the pressure Pfu when the brake is depressed, becomes the pressure Pfd when the brake is released, and a relatively large differential pressure Pf is generated between the pressures Pfu and Pfd.
[0013]
On the other hand, when the bottom side discharge pressure Pc is constant at the pressure Pfu, the piston rod pressing force Fc when the brake pedal is depressed is the force fr, and the piston rod pressing force Fc when the brake pedal is returned is the force fe. That is, when the theoretical piston rod pressing force Fc when the bottom discharge pressure Pc is the pressure Pfu is the force f, the difference between the force f and the force fr is Rr, and the difference between the force f and the force fe is Is Re, and the differences Rr and Re are relatively large values.
[0014]
FIG. 9 is a graph showing measured values of the piston rod pressing force Fc of the cylinder assembly 10 and the bottom side discharge pressure Pc. In the drawing, for example, at a piston pressing force of 50 kgf when the brake pedal 14 is depressed, the discharge pressure Pc becomes approximately 20 kgf / cm ² , and at a piston pressing force of 50 kgf when the brake pedal 14 is returned. the discharge pressure Pc of about 25 kgf / cm ^2, and the difference of 5 kgf / cm ² at a same pushing force 50kgf occurs.
[0015]
This depends on whether the driver actually "depressed" or "returned" the brake pedal against the braking force considered appropriate for the weight of the suspended load and the operating force operated from that consciousness. This indicates that the braking force is different due to the effect of hysteresis.
[0016]
This indicates that, for example, when the brake pedal is lightly depressed, the braking force is insufficient compared to the operation feeling, and there is a risk of dropping the suspended load.
[0017]
In addition, the hysteresis indicates that when trying to lower the suspended load slowly from a high place, even if the operating force is reduced, the braking force does not readily decrease (the discharge pressure Pc decreases) and unnecessary play increases. As a result, the feeling of operation becomes dull, and the driver is greatly exhausted. Eventually, attention is distracted and an accident may occur.
[0018]
Considering the cause of the occurrence of the hysteresis, the hysteresis is determined in the cylinder assembly 10 as shown in FIG. 10 by a sliding portion between the piston 19 and the cylinder 20 of the cylinder assembly 10 and the piston rod 9. It is considered that the main factor is the frictional resistance generated in the sliding portion between the cylinder and the cylinder 20.
[0019]
That is, gaps Sp and Sr are respectively provided between the piston 19 and the piston rod 9 and the cylinder 20 so as to smoothly slide. The lower surfaces of the piston 19 and the piston rod 9 are provided. And the lower portion of the inner surface of the cylinder 20 are in contact with each other, and the point of action of the pressing force Fc of the piston rod 9 is eccentric with respect to the center point of the piston 19 and the piston rod 9, and a bias is generated in the balancing direction. Accordingly, it is considered that a frictional resistance having the mountain-shaped surface pressure distributions Mp and Mr shown in the drawing occurs, and the frictional resistance generates the hysteresis.
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional winch brake device for construction equipment, in a cylinder assembly for operating a brake, a piston, a sliding portion of a cylinder of the cylinder assembly, and a piston rod slide with a sliding portion of the cylinder. At this time, frictional resistance is generated, and hysteresis is generated in the output of the cylinder assembly by the frictional resistance.
[0021]
This indicates that different braking forces are generated for a constant operating force operated by the driver, which means that when the brake pedal is lightly depressed, the braking force is insufficient compared to the operational feeling. There is a danger of dropping the suspended load, and when trying to lower the suspended load slowly from a high place, even if the operating force is loosened, the braking force does not readily decrease, resulting in a great deal of fatigue for the driver. As a result, the user's attention may be distracted and an accident may occur.
[0022]
Therefore, in the winch brake device of the construction machine, there is a technical problem to be solved in order to improve the brake operation feeling and the braking feeling, and to improve the safety of the brake such as prevention of dropping of a suspended load. In view of the foregoing, an object of the present invention is to solve this problem.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to achieve the above object, and in a winch brake device for a construction machine, comprising a brake for braking a winch, wherein the brake is operated by a cylinder assembly. An annular concave oil chamber is formed over the entire circumference of a sliding portion of the piston that slides in the cylinder of the cylinder assembly, and the piston is lifted from the cylinder by pressure oil fed to the oil chamber. Winch brake device for construction machinery configured in
And, in a winch brake device of a construction machine comprising a brake for braking a winch, the brake being actuated by a cylinder assembly, sliding of a cylinder for sliding a piston rod of the cylinder assembly. A winch brake device for a construction machine, wherein an annular concave oil chamber is formed over the entire periphery of the portion, and the piston rod is lifted from the cylinder by pressurized oil fed to the oil chamber;
And, in a winch brake device of a construction machine, comprising a brake for braking a winch, the brake being operated by a cylinder assembly, sliding of a piston sliding in a cylinder of the cylinder assembly. Forming an annular concave oil chamber over the entire circumference of the portion, and forming an annular concave oil chamber over the entire circumference of the sliding portion of the cylinder that slides the piston rod of the cylinder assembly; A winch brake device for a construction machine configured to float the piston and the piston rod from the brake cylinder, respectively, by pressurized oil supplied to the respective oil chambers;
Further, the present invention provides a winch brake device for a construction machine, wherein the pressure oil supplied to the oil chamber is assist pressure oil supplied to the cylinder assembly to assist the brake operation.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In FIG. 1, reference numeral 21 denotes a cylinder assembly. The cylinder assembly 21 is a cylinder assembly (10 in FIG. 5) provided in a winch brake device (1 in FIG. 5) of a conventional construction machine. In order to reduce the frictional resistance between the cylinder 22 of the cylinder assembly 21 and the piston 23 that slides in the cylinder 22, a sliding portion of the piston 23 with the cylinder 22 is provided. An annular concave oil chamber 24 is formed around the circumference, and the piston 23 is lifted from the cylinder 22 by pressurized oil fed into the oil chamber 24.
[0025]
Further, in order to reduce the frictional resistance between the cylinder 22 of the cylinder assembly 21 and the piston rod 25 sliding on one side of the cylinder 22, the sliding portion of the cylinder 22 with the piston rod 25 extends over the entire circumference. Thus, an oil chamber 26 having an annular concave shape is formed, and the piston rod 25 is floated from the cylinder 22 by pressurized oil fed into the oil chamber 26.
[0026]
The pressure oil supplied to the oil chambers 24 and 26 is supplied as assist pressure Pa to the piston rod 25 side of the cylinder assembly 21 to assist the brake operation. The pressure is sent to the oil chambers 24 and 26 through the passage 22a.
[0027]
As shown in FIG. 2A, when an assist state is established by the brake operation, the oil chamber 24 formed in the sliding portion of the piston 23 with the cylinder 22 is pressurized by the assist pressure Pa. When the oil is supplied, the pressurized oil is filled over the entire circumference of the oil chamber 24, and the piston 23 is floated at the pressure Pa so that the piston 23 slides in the cylinder 22. The surface pressure distribution Mp 'in the above has a small mountain shape, and the surface pressure distribution Mp' shows a lower value as compared with the conventional example (surface pressure distribution Mp), so that the frictional resistance is reduced.
[0028]
Similarly, when the vehicle enters the assist state by the brake operation, as shown in FIG. 2B, the oil chamber 26 formed in the sliding portion of the cylinder 22 with the piston rod 25 is pressurized with the assist pressure Pa. When the oil is supplied, the pressure oil is filled over the entire circumference of the oil chamber 26, and the piston rod 25 is floated at the pressure Pa to slide the piston rod 25 in the cylinder 22. The surface pressure distribution Mr 'at the time of movement has a small mountain shape, and the surface pressure distribution Mr' shows a lower value than the conventional example (surface pressure distribution Mr), and therefore, the frictional resistance decreases.
[0029]
FIG. 3 shows the relationship between the piston rod pressing force Fc of the cylinder assembly 21 and the bottom discharge pressure Pc. When the piston rod pressing force Fc is constant at the force fr ', the bottom discharge of the cylinder assembly 21 is performed. The pressure Pc becomes the pressure Pfu 'when the brake is depressed and becomes the pressure Pfd' when the brake is released, indicating that there is a differential pressure Pf 'between the pressures Pfu' and Pfd '. However, the differential pressure Pf 'is smaller than the conventional differential pressure (Pf in FIG. 8).
[0030]
On the other hand, when the bottom side discharge pressure Pc of the cylinder assembly 21 is constant at the pressure Pfu ', the piston rod pressing force Fc when the brake pedal is depressed is the force fr', and the piston rod pressing force Fc when returning is the force fe '. It is. That is, assuming that the theoretical piston rod pressing force Fc when the bottom side discharge pressure Pc is the pressure Pfu 'is the force f', the difference between the force f 'and the force fr' is Rr '. Is the difference between Re 'and the force fe', and the differences Rr 'and Re' are smaller than those of the conventional example (Rr and Re in FIG. 8).
[0031]
FIG. 4 is a graph showing actually measured values of the piston rod pressing force Fc of the cylinder assembly 21 and the bottom side discharge pressure Pc. In the drawing, for example, the discharge pressure Pc is approximately 20 kgf / cm ² when the piston pressing force is 50 kgf when the brake pedal is depressed, and the discharge pressure is 50 kgf / cm ² when the brake pedal is released. Pc is approximately 23kgf / cm ^2, and the difference of 3 kgf / cm ² is generated at a same pushing force 50 kgf. However, this value is smaller than the conventional example (5 kgf / cm ² ).
[0032]
Thus, when the cylinder assembly 21 is in an assist state by a brake operation, the piston 23 and the piston rod 25 can be respectively lifted from the cylinder 22 by the pressure oil fed to the oil chambers 24 and 26. This makes it possible to reduce the frictional resistance of the cylinder assembly 21 and the hysteresis of the pressure, improve the operation feeling and the braking feeling of the brakes, and improve the safety of the brakes for preventing falling loads and the like. be able to.
[0033]
Although the present invention has been described using the cylinder assembly 21 that generates hydraulic pressure, similar effects can be expected when a cylinder that generates hydraulic pressure or air pressure is used instead of the cylinder assembly 21.
[0034]
Further, the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and it is natural that the present invention extends to the modified one.
[0035]
【The invention's effect】
As described in detail in the above embodiment, the invention according to claim 1 is provided in a winch brake device of a construction machine in a sliding portion of a piston sliding in a cylinder of a cylinder assembly. An oil chamber having an annular concave shape is formed so as to float the piston from the cylinder by pressurized oil supplied to the oil chamber.Hysteresis of the frictional resistance and output of the cylinder assembly is controlled by the oil chamber. It is possible to improve the brake operation feeling and the braking feeling, and to improve the safety of the brake for preventing the suspended load from falling.
[0036]
According to a second aspect of the present invention, in the winch brake device for a construction machine, an annular concave oil chamber is formed all around the sliding portion of the cylinder for sliding the piston rod of the cylinder assembly. Since the piston rod is lifted from the cylinder by the pressure oil fed to the oil chamber, the same effect as the first aspect can be obtained.
[0037]
Further, the invention according to claim 3 is a winch brake device for a construction machine, wherein an annular concave oil chamber is formed all around the sliding portion of the piston sliding in the cylinder of the cylinder assembly, and An annular concave oil chamber is formed around the entire circumference of the sliding portion of the cylinder that slides the piston rod of the cylinder assembly, and the piston and the piston rod are formed by pressurized oil supplied to each of the oil chambers. Since each of the two oil chambers is configured to float from the brake cylinder, the frictional resistance of the cylinder assembly and the hysteresis of the output can be reduced, and the effect of the invention described in claim 1 or 2 can be further enhanced.
[0038]
Further, in the invention according to claim 4, since the pressure oil supplied to the oil chamber is assist pressure oil supplied to the cylinder assembly to assist the brake operation, the invention corresponds to brake assist. This is an invention that has a truly remarkable effect, for example, the effects of the invention described in 1, 2, or 3 can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention and is a longitudinal sectional view of a cylinder assembly.
FIG. 2A is an explanatory view of a sliding portion of the piston shown in FIG. 1 with a cylinder and a surface pressure distribution.
(B) Explanatory drawing of the sliding part with the cylinder of the piston rod shown in FIG. 1, and surface pressure distribution.
3 is a graph showing a relationship between a pressing force Fc of a piston rod of the cylinder assembly of FIG. 1 and a bottom discharge pressure Pc.
FIG. 4 is a graph showing actually measured values of a relationship between a pressing force Fc of a piston rod of the cylinder assembly of FIG. 1 and a bottom side discharge pressure Pc.
FIG. 5 shows a conventional example, a winch brake device for a construction machine.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a cylinder assembly, showing a conventional example.
FIG. 7 is a graph showing a theoretical value of a relationship between a pressing force Fc of a piston rod of a cylinder assembly and a bottom discharge pressure Pc.
8 is a graph showing a relationship between a pressing force Fc of a piston rod of the cylinder assembly of FIG. 6 and a bottom side discharge pressure Pc.
9 is a graph showing measured values of a relationship between a pressing force Fc of a piston rod of the cylinder assembly of FIG. 6 and a bottom side discharge pressure Pc.
10 (a) is an explanatory view of a sliding portion of the piston shown in FIG. 6 with a cylinder and a distribution of surface pressure. FIG.
(B) Explanatory drawing of the sliding part of the piston rod and the cylinder shown in FIG. 6 and the surface pressure distribution.
[Explanation of symbols]
4 Brake 21 Cylinder assembly 22 Cylinder 23 Piston 24, 26 Oil chamber 25 Piston rod

Claims

In a winch brake device of a construction machine comprising a brake for braking a winch, the brake being operated by a cylinder assembly, a sliding portion of a piston sliding in a cylinder of the cylinder assembly is provided. A winch brake device for a construction machine, wherein an annular concave oil chamber is formed over the entire circumference, and the piston is lifted from the cylinder by pressure oil fed to the oil chamber.

In a winch brake device for a construction machine, comprising a brake for braking a winch, the brake being operated by a cylinder assembly, a sliding portion of a cylinder for sliding a piston rod of the cylinder assembly is provided. A winch brake device for a construction machine, wherein an annular concave oil chamber is formed over the entire circumference, and the piston rod is lifted from the cylinder by pressurized oil fed into the oil chamber.

In a winch brake device of a construction machine comprising a brake for braking a winch, the brake being operated by a cylinder assembly, a sliding portion of a piston sliding in a cylinder of the cylinder assembly is provided. An annular concave oil chamber is formed over the entire circumference, and an annular concave oil chamber is formed over the entire circumference on a sliding portion of a cylinder that slides a piston rod of the cylinder assembly. A winch brake device for a construction machine, wherein the piston and the piston rod are respectively lifted from the brake cylinder by pressurized oil fed to an oil chamber.

4. The winch brake device for a construction machine according to claim 1, wherein the pressure oil supplied to the oil chamber is assist pressure oil supplied to the cylinder assembly to assist the brake operation.