JP3644372B2 - ウィンチ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷却油によって摩擦板を冷却する湿式ブレーキを備えたウィンチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、クレーン作業やバケット作業等に使用される油圧ウィンチは、一般に、油圧モータによって負荷（たとえばクレーン作業の場合の吊りフックまたは吊荷）を巻上・巻下駆動する動力伝達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、負荷によってウィンチドラムを巻下方向に自由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９−２１６７９３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ウィンチの構成を図１０によって説明する。
【０００４】
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の回転駆動源としての油圧モータ（以下、単にモータという）で、このモータ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。
【０００５】
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を作動・作動解除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を駆動する制動シリンダ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多板ディスク式ブレーキ１３が構成されている。
【０００６】
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回転摩擦板としての複数枚のインナプレート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不能でかつ回転不能な状態でブレーキケース１５に取付けられた固定摩擦板としての複数枚のアウタプレート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１５ａとプレッシャープレート１０との間で圧接してブレーキ（クラッチ）オン、離間してブレーキ（クラッチ）オフとなる。
【０００７】
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。
【０００８】
制動シリンダ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（図の右方向）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（図の左方向）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に接続されたネガティブライン１７が直接、ブレーキ油圧源１８に接続されている。
【０００９】
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１９は、高圧選択弁（シャトル弁）２０を介して二つに分岐され、一方の分岐ラインが電磁式のモード切換弁２１を介して油圧源１８またはタンクＴに、他方の分岐ラインがブレーキ弁（減圧弁）２２を介して油圧源１８またはタンクＴにそれぞれ接続される。
【００１０】
モード切換弁２１は、図示しないモード切換スイッチの操作によって動力伝達位置（ブレーキ位置）ａとフリーフォール位置（ブレーキ解除位置）ｂとの間で切換わり作動し、ポジティブ側油室１１ａが、ブレーキ位置ａで油圧源１８に、フリーフォール位置ｂでタンクＴにそれぞれ接続される。
【００１１】
ブレーキ弁２２は、ペダル２３によって操作され、その操作量に応じた二次圧が高圧選択弁２０を介して制動シリンダ１１のポジティブ側油室１１ａに供給される。
【００１２】
この構成により、次のような作用が得られる。
【００１３】
Ｉ. モード切換弁２１がブレーキ位置ａにセットされた状態では、制動シリンダ１１の両側油室１１ａ，１１ｂが同圧となるため、同シリンダ１１そのものには推力は発生せず、加圧バネ１２のバネ力により制動シリンダ１１とともにプレッシャープレート１０が多板ディスク９側（ブレーキ作用方向）に押されてブレーキオンとなる。
【００１４】
この状態では、キャリア軸８が回転不能に固定されるため、ウィンチモータ２の回転力が遊星歯車機構３を介してウィンチドラム１に伝達され、図示しないリモコン弁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（動力伝達モード）。
【００１５】
ＩＩ. モード切換弁２１がフリーフォール位置ｂに切換えられると、制動シリンダ１１のポジティブ側油室１１ａがタンクＴに連通してネガティブ側油室１１ｂとの間に圧力差が生じ、この差圧による制動シリンダ１１の推力が加圧バネ１２のバネ力を超えることにより、同シリンダ１１が多板ディスク９と反対側（ブレーキ解除方向）に押されてブレーキオフとなる。
【００１６】
この状態では、キャリア軸８がフリーとなるため、ウィンチドラム１が負荷によって巻下方向に自由回転しうる状態、すなわちフリーフォールが可能な状態となる（フリーフォールモード）。
【００１７】
そして、このときブレーキ弁２２が操作されることにより、その操作量に応じた二次圧によって多板ディスク９がオンとなり、ウィンチドラム１にブレーキ力が作用する。
【００１８】
このようなウィンチのブレーキ１３において、多板ディスク９の摩擦熱によるブレーキ力低下（所謂フェード現象）を防止するために多板ディスク９に冷却油を導入して循環させる湿式のブレーキ方式を採用したものが公知である。
【００１９】
この湿式ブレーキ方式を図１１によって説明する。
【００２０】
制動シリンダ１１におけるピストン１１Ｐの片側にポジティブ側ロッド２４、反対側にネガティブ側ロッド２５がそれぞれ一体に設けられている。
【００２１】
この両側ロッド２４，２５は中空軸として形成され、ネガティブ側ロッド２５の先端に連結プレート２６を介してプレッシャープレート１０が取付けられている。
【００２２】
２７，２７はプレッシャープレート取付用のボルト、２８はキャリア軸８の外周に固定されたインナプレート取付体で、このインナプレート取付体２８の外周に多板ディスク９のインナプレート１４…が軸方向に移動可能に取付けられている。
【００２３】
制動シリンダ１１のポジティブ側油室１１ａは、シリンダエンドプレート２９とピストン１１Ｐとの間に、またネガティブ側油室１１ｂはピストン１１Ｐとブレーキケース１５の側壁１５ｂとの間にそれぞれ形成され、油路３０，３１を介してポジティブライン１９、ネガティブライン１７に接続されている。
【００２４】
一方、制動シリンダ１１に冷却油入口ポート３２及び同出口ポート３３が設けられ、冷却油ポンプ３４から吐き出された冷却油が、供給管路３５を介して冷却油入口ポート３２経由でブレーキ１３内に入り、インナ、アウタ両プレート１４…，１６…間を通過することによってブレーキ１３が冷却される。
【００２５】
ブレーキ１３から出た冷却油は、冷却油出口ポート３３から冷却油リターン管路３６に入り、オイルクーラー３７、リターンフィルタ３８経由でタンクＴに戻る。３９は冷却油ポンプ３４のサクション管路である。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような冷却油による強制冷却方式をとると、フリーフォール運転時に、多板ディスク９におけるインナ、アウタ両プレート１４，１６の圧接を解除した（あるいはさらに両プレート間にクリアランスを確保した）場合でも、両プレート間に介在する冷却油の粘性によって両プレート１４，１６間に連れ回り抵抗（ドラグ抵抗）がブレーキ力として作用する。
【００２７】
この連れ回り抵抗は、回転数が一定の場合、冷却油の粘性抵抗にほぼ比例し、この粘性抵抗（動粘度）は、図１２に示すように冷却油の温度が低いほど大きくなる。
【００２８】
このため、冬期等、冷却油の温度が低い状態で、軽負荷（たとえばフックのみ）のフリーフォール速度が低下し、あるいは降下不能になって作業能率が悪くなるという問題があった。
【００２９】
そこで本発明は、ブレーキを冷却油によって強制冷却する湿式ブレーキ方式をとりながら、低温下における冷却油による連れ回り抵抗を減少させてフリーフォール作業の能率を向上させることができるウィンチを提供するものである。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ウィンチモータによって回転駆動されるウィンチドラムに、同ドラムの回転を制動するブレーキが設けられ、このブレーキは、制動解除時に上記ウィンチドラムと連動して回転可能な回転摩擦板と回転不能な固定摩擦板が、冷却油ポンプから送られる冷却油内で圧接・離間することにより、上記ウィンチモータの回転力をウィンチドラムに伝える動力運転モードと、ウィンチドラムの自由回転を許容するフリーフォールモードとに切換可能な湿式ブレーキとして構成されたウィンチにおいて、上記冷却油の温度を検出する油温検出手段と、冷却油を加熱して昇温させる加熱手段を備え、この加熱手段は、冷却油ポンプからブレーキに冷却油を供給する管路に直接組み込まれて該冷却油を加圧することによって加熱するとともにこの加熱された冷却油の全量を上記ブレーキに供給する圧力制御弁と、この圧力制御弁を制御する圧力制御弁制御手段とを具備し、この圧力制御弁制御手段は、
(Ａ) 上記冷却油の温度が、加熱を必要とする温度として予め設定された要加熱温度域にあるときに上記圧力制御弁を作動させて冷却油を加熱・昇温させ、
(Ｂ) 冷却油の温度が、加熱を必要としない温度として予め設定された非加熱温度域にあるときに上記圧力制御弁の作動を停止させる
ように構成されたものである。
【００３１】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、圧力制御弁制御手段が、圧力制御弁のベントラインを開閉して同制御弁の設定圧力を制御する切換弁と、冷却油の温度に応じてこの切換弁を作動制御する切換弁コントローラを具備するものである。
【００３２】
請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、加熱手段が、ブレーキから出た冷却油をタンクに戻す冷却油リターン管路と冷却油ポンプのサクション管路とを結ぶバイパス管路と、冷却油リターン管路におけるこのバイパス管路の接続点よりも下流側に設け られてブレーキから出た冷却油を上記バイパス管路に向かわせるための通過抵抗を与える管路抵抗発生手段とを具備するものである。
【００３３】
請求項４の発明は、ウィンチモータによって回転駆動されるウィンチドラムに、同ドラムの回転を制動するブレーキが設けられ、このブレーキは、制動解除時に上記ウィンチドラムと連動して回転可能な回転摩擦板と回転不能な固定摩擦板が、冷却油ポンプから送られる冷却油内で圧接・離間することにより、上記ウィンチモータの回転力をウィンチドラムに伝える動力運転モードと、ウィンチドラムの自由回転を許容するフリーフォールモードとに切換可能な湿式ブレーキとして構成されたウィンチにおいて、冷却油を加熱して昇温させる加熱手段を備え、この加熱手段は、ブレーキから出た冷却油をタンクに戻す冷却油リターン管路において冷却油の昇温に伴って通過流量が漸増する絞りと、この絞りよりも上流側で冷却油リターン管路と冷却油ポンプのサクション管路とを結ぶバイパス管路を具備するものである。
【００３４】
請求項５の発明は、請求項３または４の構成において、バイパス管路に同管路を開閉する開閉弁が設けられるとともに、この開閉弁を要加熱温度域で開き非加熱温度域で閉じる開閉弁制御手段が設けられたものである。
【００３５】
請求項６の発明は、請求項１または２の構成において、加熱手段として、ブレーキから出た冷却油をタンクに戻すリターン位置と同冷却油を冷却油タンクを経由させずにポンプのサクション管路に再供給する再供給位置との間で切換わるリターン切換弁と、このリターン切換弁を要加熱温度域で再供給位置に、非加熱温度域でリターン位置にそれぞれ切換える切換弁制御手段が設けられたものである。
【００３６】
請求項１〜３, ６の構成によると、冷却油の温度を油温検出手段によって検出し、この油温が要加熱温度域まで低下すると、冷却油を圧力制御弁による冷却油加圧作用によって加熱し昇温させるため、冬期等の低温下でも冷却油の粘性抵抗によるブレーキの連れ回り抵抗を小さくして軽負荷のフリーフォールを適正に行い、作業能率を向上させることができる。
【００３７】
また、加熱作用は、油温が加熱停止温度に達すると停止するため、冷却油の過加熱を防止して所期のブレーキ冷却機能を確保し、ブレーキのオーバーヒート（フェード現象の発生）を防止することができる。
【００３８】
請求項３〜５の構成によると、ブレーキから出た（ブレーキ熱を吸収した）冷却油がバイパス管路を通って直接ポンプに再供給され、この再供給される冷却油の熱によって冷却油全体が加熱される。
【００３９】
この場合、請求項４の構成によると、絞りでの油の通過抵抗は、温度が低くて油の粘度が高いほど高くなり、それだけバイパス管路からポンプに再供給される冷却油量が多くなるため、冷却油加熱作用が確実に得られる。
【００４０】
また、冷却油が十分加熱されると、その粘性抵抗が低下して管路抵抗発生手段の通過流量が自動的に増加し、再供給油量が減少するため、冷却油加熱作用が自動的に漸減し、過加熱が防止される。
【００４１】
ここで、請求項１または２の構成（圧力制御弁による加熱方式）とこの再供給方式を組み合わせた請求項３の構成によると、冷却油加熱効率をさらに高めることができる。
【００４２】
一方、この再供給方式単独で冷却油加熱作用を行う請求項４の構成をとれば、設備が簡易ですみ、コストが安くてすむ。
【００４３】
請求項５の構成によると、冷却油の温度が非加熱温度域になるとバイパス管路が閉じられ、冷却油の再供給が完全に停止するため、冷却油の過加熱がより確実に防止される。
【００４４】
また、請求項６の構成によると、リターン冷却油を要加熱温度域でリターン切換弁によって全量、再供給できるため、加熱効率が良く、しかも管路抵抗発生手段が不要となる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
第１実施形態（図１参照）
冷却油ポンプ３４とブレーキ１３を結ぶ冷却油供給管路３５に圧力制御弁４１が設けられ、冷却油が必要に応じてこの圧力制御弁４１により加圧されることによって加熱されるように構成されている。
【００４６】
圧力制御弁４１は、管路３５に直接組み込まれた親弁４２と、この親弁４２のベントライン４３に接続された子弁４４とから成っている。
【００４７】
また、ベントライン４３には、切換弁コントローラ４５によって制御される電磁切換式の切換弁４６が子弁４４と並列に接続され、この切換弁４６が、図示の開通位置ｂ（タンクＴに通じる位置）にあるときは、ベントライン４３に圧力が立たないため、親弁４２はアンロード（冷却油を加圧しない）状態となる。
【００４８】
そして、切換弁４６がブロック位置ａに転じると、ベントライン４３に子弁４４によって決まる圧力が作用するため、親弁４２がオンロード状態となって冷却油が加圧・加熱される。
【００４９】
４７はブレーキ１３に供給される冷却油の温度を検出する温度センサ（温度スイッチでもよい）で、この温度センサ４７からの信号が切換弁コントローラ４５に送られ、冷却油の温度が、加熱を必要とする温度として予め設定された要加熱温度域にあるときに切換弁コントローラ４５から切換弁４６に切換信号が送られる。
【００５０】
これにより、切換弁４６が開通位置ｂからブロック位置ａに切換わって前記したように圧力制御弁４１の親弁４２がオンロードとなり、冷却油に設定圧力ΔＰ
が加えられる。
【００５１】
こうして冷却油が加圧されることによって熱が発生し、冷却油の温度が次式で与えられる温度ΔＴだけ上昇してブレーキ１３に供給される。
【００５２】
ΔＴ＝ΔＰ／（ｃ×γ）
ΔＴ：温度上昇分（゜Ｃ）
ΔＰ：圧力制御弁設定圧（ＭＰａ）
ｃ：冷却油の比熱（ＫＪ／（Ｋｇ・゜Ｃ）
γ：冷却油の密度（Ｋｇ／Ｌ）
上記加熱作用により、フリーフォール作業時に図１２の特性によって冷却油温度が上昇してその動粘度が低下し、ブレーキ１３の連れ回り抵抗が減少するため、軽負荷のフリーフォール時に連れ回り抵抗によってフリーフォール速度が低下したり降下不能に陥ったりするおそれがなく、フリーフォール作業を適正に行うことができる。
【００５３】
また、フリーフォール作業の進行に伴いブレーキ熱によって冷却油温がさらに上昇し、加熱を必要としない（ブレーキ１３がオーバーヒートになるおそれのある）温度として予め設定された非加熱温度域に達すると、これを検出した温度センサ４７からの信号に基づいて切換弁コントローラ４５から切換弁４６への切換信号が停止する。
【００５４】
これにより、切換弁４６が図示の開通位置ｂに復帰し、圧力制御弁４１の親弁４２がアンロードに転じるため、冷却油の加圧・加熱作用が停止し、以後はリターン管路３６でのオイルクーラー３７による冷却作用のみを受けるため、冷却油の過加熱、これによるブレーキ１３のオーバーヒートを防止することができる。
【００５５】
なお、オイルクーラー３７のファン（図示しない）をオートクールファンとする等、冷却油のオーバークール防止策を施すと冷却油の加熱作用がより効果的に行われる。
【００５６】
第２実施形態（図２参照）
冷却油ポンプ３４のサクション管路３９とリターン管路３６がバイパス管路４８によって接続されるとともに、リターン管路３６におけるこのバイパス管路４８よりも下流側（リターンフィルタ３８の入口部分）に管路抵抗発生手段としての絞り４９が設けられている。
【００５７】
この回路構成によると、ブレーキ１３から出た冷却油は、バイパス管路４８と絞り４９側とに分流される。
【００５８】
ここで、冷却油の温度が低くてその粘度が高いときは、絞り４９の通過抵抗が高くなる一方、サクション管路３９の圧力（サクション圧力）はサクション抵抗によって低くなる。
【００５９】
従って、分流比率は、冷却油の温度が低いほどバイパス管路４８側が高くなり、ブレーキ１３で熱回収した冷却油の大半がオイルクーラー３７を通らずに冷却油ポンプ３４に直接再供給されるため、冷却油が効率良く加熱される。
【００６０】
また、冷却油の温度が高くなると、再供給される冷却油の比率が低くなるため、冷却油加熱作用が低下する一方、オイルクーラー３７による冷却油冷却作用が高くなるため、冷却油の過加熱が防止される。
【００６１】
なお、絞り４９という別部品を設けずに、オイルクーラー３７やリターンフィルタ３８、あるいはリターン管路３６におけるバイパス管路４８よりも下流側の部分自体を管路抵抗発生手段として機能させることも可能である。
【００６２】
この実施形態によると、第１実施形態の圧力制御弁４１や切換弁４６、切換弁コントローラ４５、温度センサ４７が不要となるため、回路構成が簡単となり、設備コストが安くてすむ。
【００６３】
第３実施形態（図３参照）
第３実施形態においては、第２実施形態の構成を前提として、バイパス管路４８に、同管路４８を開閉する開閉弁５０が設けられ、冷却油温度が要加熱温度域となったときに、温度センサ４７からの信号に基づく開閉弁コントローラ５１からの信号によりこの開閉弁５０が図示のブロック位置ｂから開通位置ａに切換わってバイパス管路４８が開通し、冷却油加熱作用が開始するように構成されている。
【００６４】
この構成によると、冷却油温度が非加熱温度に達すると開閉弁５０がブロック位置ｂに戻って冷却油の全量がオイルクーラー３７経由でタンクに戻り、冷却油バイパス（加熱）作用が完全に停止するため、冷却油の冷却作用が効率良く迅速に行われ、オーバーヒート防止効果がより確実となる。
【００６５】
第４実施形態（図４参照）
第４実施形態においては、第３実施形態の構成を前提として、管路抵抗発生手段として第２及び第３両実施形態の絞り４９に代えて背圧弁５２が設けられている。
【００６６】
この構成によると、リターン管路３６に少なくとも背圧弁５２の設定圧力以上の圧力が作用するため、開閉弁５０の通過圧力損失を含めたバイパス管路４８の通過圧力損失が背圧弁設定圧力となる冷却油温度範囲（要加熱温度域）では、ブレーキ１３から出た冷却油の全量がバイパス管路４８でバイパス（再供給）される。
【００６７】
このため、冷却油の加熱効率が高くなり、冷却油を迅速に適温まで上昇させることができる。
【００６８】
なお、開閉弁５０を設けない第２実施形態についても、絞り４９に代えて背圧弁５２を用いることにより、基本的に同様のヒートアップ向上効果を得ることができる。
【００６９】
第５実施形態（図５参照）
リターン管路３６にリターン切換弁５３が設けられている。
【００７０】
このリターン切換弁５３は、冷却油をタンクＴに戻すリターン位置ｂと、冷却油をバイパス管路４８に向かわせる再供給位置ａとを有し、温度スイッチ５４からの信号に基づく切換弁コントローラ５５からの信号により、このリターン切換弁５３が両位置ａ，ｂ間で切換わる。
【００７１】
すなわち、温度スイッチ５４は、図６に示すように要加熱温度Ａ以下でオン、非加熱温度Ｂ以上でオフとなるように設定され、同スイッチオンでリターン切換弁５３が再供給位置ａに、オフでリターン位置ｂにそれぞれセットされる。
【００７２】
これにより、冷却油の全量が、要加熱温度域ではポンプ３４に再供給され、非加熱温度域ではタンクＴに戻されるため、加熱効率、冷却効率がともに良くなる。
【００７３】
なお、第１、第３、第４、第５各実施形態におけるコントローラ４５，５１，５５はマイクロコンピュータで構成してもよいし、図７に示すように、温度スイッチ５４のオン・オフによりリレー５６（５７はリレー接点）を作動させて切換弁４６，５０，５３のコイル５８を励磁・消磁する電気回路として構成してもよい。
【００７４】
また、温度検出手段と切換弁を用いる各実施形態において、切換弁４６，５０，５３として温度検出機能を兼ね備えたサーモバルブを用いてもよい。こうすれば、温度検出手段及びコントローラが不要となる。
【００７５】
第６、第７実施形態（図８，９参照）
図８に示す第６実施形態は、第１実施形態（図１）と第４実施形態（図４）とを組み合わせ、図９に示す第７実施形態は、第１実施形態（図１）と第５実施形態（図５）を組み合わせた構成をとっている。
【００７６】
すなわち、両実施形態において、冷却油供給管路３５に、親弁４２と子弁４４から成る圧力制御弁４１が設けられるとともに、この圧力制御弁４１に切換弁４６が接続されている。
【００７７】
また、第６実施形態においては、リターン管路３６に背圧弁５２（図３に示す絞り４９でもよい）が設けられるとともに、この背圧弁５２の上流側とサクション管路３９とを結ぶバイパス管路４８に開閉弁５０が設けられている。
【００７８】
一方、第７実施形態においては、リターン管路３６にリターン切換弁５３が接続され、両実施形態において、温度センサ４７からの信号に基づくコントローラ５９，６０からの信号により、
(ｉ) 切換弁４６が開通位置ｂとブロック位置ａとの間で切換わって冷却油の加熱／加熱停止作用が行われ、
(ｉｉ) 開閉弁５０が開閉し（第６実施形態）、またはリターン切換弁５３が切換わって（第７実施形態）、ブレーキ１３から出た冷却油をポンプ３４に再供給し、またはタンクＴに戻す
ように構成されている。
【００７９】
この( ｉ )( ｉｉ )の二つの相乗作用により冷却油を効率良く加熱することができる。
【００８０】
より具体的にいうと、冷却油が回路を一巡する毎に上記( ｉ )の加熱作用によってΔＴ１だけ温度上昇し、フリーフォール作業による発熱を利用した上記( ｉｉ )の加熱作用によってΔＴ２だけ温度上昇するとして、冷却油が回路を一巡する時間をｔ１とすると、時間ｔ経過後にブレーキ１３に供給される冷却油の温度ΔＴ３は次式で与えられる。
【００８１】
ΔＴ３＝ΔＴ１×（ｔ／ｔ１）＋ΔＴ２
【００８２】
【発明の効果】
上記のように請求項１〜３, ６の発明によると、冷却油の温度を油温検出手段によって検出し、この油温が要加熱温度域まで低下すると、冷却油を圧力制御弁による冷却油加圧作用によって加熱し昇温させるため、冬期等の低温下でも冷却油の粘性抵抗によるブレーキの連れ回り抵抗を小さくして軽負荷のフリーフォールを適正に行い、作業能率を向上させることができる。
【００８３】
また、加熱作用は、油温が加熱停止温度に達すると停止するため、冷却油の過加熱を防止して所期のブレーキ冷却機能を確保し、ブレーキのオーバーヒート（フェード現象の発生）を防止することができる。
【００８４】
請求項３〜５の発明によると、ブレーキから出た（ブレーキ熱を吸収した）冷却油がバイパス管路を通って直接ポンプに再供給され、この再供給される冷却油の熱によって冷却油全体が加熱される。
【００８５】
この場合、請求項４の発明によると、絞りでの油の通過抵抗は、温度が低くて油の粘度が高いほど高くなり、それだけバイパス管路からポンプに再供給される冷却油量が多くなるため、冷却油加熱作用が確実に得られる。
【００８６】
また、冷却油が十分加熱されると、その粘性抵抗が低下して管路抵抗発生手段の通過流量が自動的に増加し、再供給油量が減少するため、冷却油加熱作用が自動的に漸減し、過加熱が防止される。
【００８７】
ここで、請求項１または２の発明（圧力制御弁による加熱方式）と再供給方式を組み合わせた請求項３の発明によると、冷却油加熱効率をさらに高めることができる。
【００８８】
一方、この再供給方式単独で冷却油加熱作用を行う請求項４の発明によると、設備が簡易ですみ、コストが安くてすむ。
【００８９】
請求項５の発明によると、冷却油の温度が非加熱温度域になるとバイパス管路が閉じられ、冷却油の再供給が完全に停止するため、冷却油の過加熱がより確実に防止される。
【００９０】
また、請求項６の発明によると、リターン冷却油を要加熱温度域でリターン切換弁によって全量、再供給できるため、加熱効率が良く、しかも管路抵抗発生手段が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態にかかるブレーキ冷却油回路図である。
【図２】 本発明の第２実施形態にかかるブレーキ冷却油回路図である。
【図３】 本発明の第３実施形態にかかるブレーキ冷却油回路図である。
【図４】 本発明の第４実施形態にかかるブレーキ冷却油回路図である。
【図５】 本発明の第５実施形態にかかるブレーキ冷却油回路図である。
【図６】 第５実施形態における温度スイッチの動作設定を示す図である。
【図７】 同実施形態における切換弁コントローラを電気回路で構成した図である。
【図８】 本発明の第６実施形態にかかるブレーキ冷却油回路図である。
【図９】 本発明の第７実施形態にかかるブレーキ冷却油回路図である。
【図１０】 従来のウィンチ構成を示す図である。
【図１１】 同ウィンチにおけるブレーキとその冷却油回路の構成を示す図である。
【図１２】 ブレーキの冷却油の温度と動粘度の関係を示す図である。
【符号の説明】
１ ウィンチドラム
２ ウィンチモータ
１３ 多板ディスク式ブレーキ
１４ ブレーキを構成する回転摩擦板としてのインナプレート
１６ 同固定摩擦板としてのアウタプレート
２１ モード切換弁
３２ 冷却油入口ポート
３３ 同出口ポート
３４ 冷却油ポンプ
３５ 冷却油供給管路
３６ 冷却油リターン管路
３７ オイルクーラー
Ｔ タンク
３９ 冷却油ポンプのサクション管路
４１ 圧力制御弁（加熱手段）
４２ 圧力制御弁の 親弁
４３ ベントライン
４４ 子弁
４５ 圧力制御弁制御手段としての切換弁コントローラ
４６ 切換弁
４７ 温度検出手段としての温度センサ
４８ バイパス管路
５０ 開閉弁
５１ 開閉弁コントローラ（開閉弁制御手段）
５２ 背圧弁
５３ リターン切換弁
５４ 温度検出手段としての温度スイッチ
５５ 切換弁コントローラ（切換弁制御手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は冷却油によって摩擦板を冷却する湿式ブレーキを備えたウィンチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、クレーン作業やバケット作業等に使用される油圧ウィンチは、一般に、油圧モータによって負荷（たとえばクレーン作業の場合の吊りフックまたは吊荷）を巻上・巻下駆動する動力伝達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、負荷によってウィンチドラムを巻下方向に自由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９−２１６７９３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ウィンチの構成を図１０によって説明する。
【０００４】
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の回転駆動源としての油圧モータ（以下、単にモータという）で、このモータ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。
【０００５】
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を作動・作動解除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を駆動する制動シリンダ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多板ディスク式ブレーキ１３が構成されている。
【０００６】
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回転摩擦板としての複数枚のインナプレート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不能でかつ回転不能な状態でブレーキケース１５に取付けられた固定摩擦板としての複数枚のアウタプレート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１５ａとプレッシャープレート１０との間で圧接してブレーキ（クラッチ）オン、離間してブレーキ（クラッチ）オフとなる。
【０００７】
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。
【０００８】
制動シリンダ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（図の右方向）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（図の左方向）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に接続されたネガティブライン１７が直接、ブレーキ油圧源１８に接続されている。
【０００９】
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１９は、高圧選択弁（シャトル弁）２０を介して二つに分岐され、一方の分岐ラインが電磁式のモード切換弁２１を介して油圧源１８またはタンクＴに、他方の分岐ラインがブレーキ弁（減圧弁）２２を介して油圧源１８またはタンクＴにそれぞれ接続される。
【００１０】
モード切換弁２１は、図示しないモード切換スイッチの操作によって動力伝達位置（ブレーキ位置）ａとフリーフォール位置（ブレーキ解除位置）ｂとの間で切換わり作動し、ポジティブ側油室１１ａが、ブレーキ位置ａで油圧源１８に、フリーフォール位置ｂでタンクＴにそれぞれ接続される。
【００１１】
ブレーキ弁２２は、ペダル２３によって操作され、その操作量に応じた二次圧が高圧選択弁２０を介して制動シリンダ１１のポジティブ側油室１１ａに供給される。
【００１２】
この構成により、次のような作用が得られる。
【００１３】
Ｉ. モード切換弁２１がブレーキ位置ａにセットされた状態では、制動シリンダ１１の両側油室１１ａ，１１ｂが同圧となるため、同シリンダ１１そのものには推力は発生せず、加圧バネ１２のバネ力により制動シリンダ１１とともにプレッシャープレート１０が多板ディスク９側（ブレーキ作用方向）に押されてブレーキオンとなる。
【００１４】
この状態では、キャリア軸８が回転不能に固定されるため、ウィンチモータ２の回転力が遊星歯車機構３を介してウィンチドラム１に伝達され、図示しないリモコン弁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（動力伝達モード）。
【００１５】
ＩＩ. モード切換弁２１がフリーフォール位置ｂに切換えられると、制動シリンダ１１のポジティブ側油室１１ａがタンクＴに連通してネガティブ側油室１１ｂとの間に圧力差が生じ、この差圧による制動シリンダ１１の推力が加圧バネ１２のバネ力を超えることにより、同シリンダ１１が多板ディスク９と反対側（ブレーキ解除方向）に押されてブレーキオフとなる。
【００１６】
この状態では、キャリア軸８がフリーとなるため、ウィンチドラム１が負荷によって巻下方向に自由回転しうる状態、すなわちフリーフォールが可能な状態となる（フリーフォールモード）。
【００１７】
そして、このときブレーキ弁２２が操作されることにより、その操作量に応じた二次圧によって多板ディスク９がオンとなり、ウィンチドラム１にブレーキ力が作用する。
【００１８】
このようなウィンチのブレーキ１３において、多板ディスク９の摩擦熱によるブレーキ力低下（所謂フェード現象）を防止するために多板ディスク９に冷却油を導入して循環させる湿式のブレーキ方式を採用したものが公知である。
【００１９】
この湿式ブレーキ方式を図１１によって説明する。
【００２０】
制動シリンダ１１におけるピストン１１Ｐの片側にポジティブ側ロッド２４、反対側にネガティブ側ロッド２５がそれぞれ一体に設けられている。
【００２１】
この両側ロッド２４，２５は中空軸として形成され、ネガティブ側ロッド２５の先端に連結プレート２６を介してプレッシャープレート１０が取付けられている。
【００２２】
２７，２７はプレッシャープレート取付用のボルト、２８はキャリア軸８の外周に固定されたインナプレート取付体で、このインナプレート取付体２８の外周に多板ディスク９のインナプレート１４…が軸方向に移動可能に取付けられている。
【００２３】
制動シリンダ１１のポジティブ側油室１１ａは、シリンダエンドプレート２９とピストン１１Ｐとの間に、またネガティブ側油室１１ｂはピストン１１Ｐとブレーキケース１５の側壁１５ｂとの間にそれぞれ形成され、油路３０，３１を介してポジティブライン１９、ネガティブライン１７に接続されている。
【００２４】
一方、制動シリンダ１１に冷却油入口ポート３２及び同出口ポート３３が設けられ、冷却油ポンプ３４から吐き出された冷却油が、供給管路３５を介して冷却油入口ポート３２経由でブレーキ１３内に入り、インナ、アウタ両プレート１４…，１６…間を通過することによってブレーキ１３が冷却される。
【００２５】
ブレーキ１３から出た冷却油は、冷却油出口ポート３３から冷却油リターン管路３６に入り、オイルクーラー３７、リターンフィルタ３８経由でタンクＴに戻る。３９は冷却油ポンプ３４のサクション管路である。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような冷却油による強制冷却方式をとると、フリーフォール運転時に、多板ディスク９におけるインナ、アウタ両プレート１４，１６の圧接を解除した（あるいはさらに両プレート間にクリアランスを確保した）場合でも、両プレート間に介在する冷却油の粘性によって両プレート１４，１６間に連れ回り抵抗（ドラグ抵抗）がブレーキ力として作用する。
【００２７】
この連れ回り抵抗は、回転数が一定の場合、冷却油の粘性抵抗にほぼ比例し、この粘性抵抗（動粘度）は、図１２に示すように冷却油の温度が低いほど大きくなる。
【００２８】
このため、冬期等、冷却油の温度が低い状態で、軽負荷（たとえばフックのみ）のフリーフォール速度が低下し、あるいは降下不能になって作業能率が悪くなるという問題があった。
【００２９】
そこで本発明は、ブレーキを冷却油によって強制冷却する湿式ブレーキ方式をとりながら、低温下における冷却油による連れ回り抵抗を減少させてフリーフォール作業の能率を向上させることができるウィンチを提供するものである。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ウィンチモータによって回転駆動されるウィンチドラムに、同ドラムの回転を制動するブレーキが設けられ、このブレーキは、制動解除時に上記ウィンチドラムと連動して回転可能な回転摩擦板と回転不能な固定摩擦板が、冷却油ポンプから送られる冷却油内で圧接・離間することにより、上記ウィンチモータの回転力をウィンチドラムに伝える動力運転モードと、ウィンチドラムの自由回転を許容するフリーフォールモードとに切換可能な湿式ブレーキとして構成されたウィンチにおいて、上記冷却油の温度を検出する油温検出手段と、冷却油を加熱して昇温させる加熱手段を備え、この加熱手段は、冷却油ポンプからブレーキに冷却油を供給する管路に直接組み込まれて該冷却油を加圧することによって加熱するとともにこの加熱された冷却油の全量を上記ブレーキに供給する圧力制御弁と、この圧力制御弁を制御する圧力制御弁制御手段とを具備し、この圧力制御弁制御手段は、
(Ａ) 上記冷却油の温度が、加熱を必要とする温度として予め設定された要加熱温度域にあるときに上記圧力制御弁を作動させて冷却油を加熱・昇温させ、
(Ｂ) 冷却油の温度が、加熱を必要としない温度として予め設定された非加熱温度域にあるときに上記圧力制御弁の作動を停止させる
ように構成されたものである。
【００３１】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、圧力制御弁制御手段が、圧力制御弁のベントラインを開閉して同制御弁の設定圧力を制御する切換弁と、冷却油の温度に応じてこの切換弁を作動制御する切換弁コントローラを具備するものである。
【００３２】
請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、加熱手段が、ブレーキから出た冷却油をタンクに戻す冷却油リターン管路と冷却油ポンプのサクション管路とを結ぶバイパス管路と、冷却油リターン管路におけるこのバイパス管路の接続点よりも下流側に設け られてブレーキから出た冷却油を上記バイパス管路に向かわせるための通過抵抗を与える管路抵抗発生手段とを具備するものである。
【００３３】
請求項４の発明は、ウィンチモータによって回転駆動されるウィンチドラムに、同ドラムの回転を制動するブレーキが設けられ、このブレーキは、制動解除時に上記ウィンチドラムと連動して回転可能な回転摩擦板と回転不能な固定摩擦板が、冷却油ポンプから送られる冷却油内で圧接・離間することにより、上記ウィンチモータの回転力をウィンチドラムに伝える動力運転モードと、ウィンチドラムの自由回転を許容するフリーフォールモードとに切換可能な湿式ブレーキとして構成されたウィンチにおいて、冷却油を加熱して昇温させる加熱手段を備え、この加熱手段は、ブレーキから出た冷却油をタンクに戻す冷却油リターン管路において冷却油の昇温に伴って通過流量が漸増する絞りと、この絞りよりも上流側で冷却油リターン管路と冷却油ポンプのサクション管路とを結ぶバイパス管路を具備するものである。
【００３４】
請求項５の発明は、請求項３または４の構成において、バイパス管路に同管路を開閉する開閉弁が設けられるとともに、この開閉弁を要加熱温度域で開き非加熱温度域で閉じる開閉弁制御手段が設けられたものである。
【００３５】
請求項６の発明は、請求項１または２の構成において、加熱手段として、ブレーキから出た冷却油をタンクに戻すリターン位置と同冷却油を冷却油タンクを経由させずにポンプのサクション管路に再供給する再供給位置との間で切換わるリターン切換弁と、このリターン切換弁を要加熱温度域で再供給位置に、非加熱温度域でリターン位置にそれぞれ切換える切換弁制御手段が設けられたものである。
【００３６】
請求項１〜３, ６の構成によると、冷却油の温度を油温検出手段によって検出し、この油温が要加熱温度域まで低下すると、冷却油を圧力制御弁による冷却油加圧作用によって加熱し昇温させるため、冬期等の低温下でも冷却油の粘性抵抗によるブレーキの連れ回り抵抗を小さくして軽負荷のフリーフォールを適正に行い、作業能率を向上させることができる。
【００３７】
また、加熱作用は、油温が加熱停止温度に達すると停止するため、冷却油の過加熱を防止して所期のブレーキ冷却機能を確保し、ブレーキのオーバーヒート（フェード現象の発生）を防止することができる。
【００３８】
請求項３〜５の構成によると、ブレーキから出た（ブレーキ熱を吸収した）冷却油がバイパス管路を通って直接ポンプに再供給され、この再供給される冷却油の熱によって冷却油全体が加熱される。
【００３９】
この場合、請求項４の構成によると、絞りでの油の通過抵抗は、温度が低くて油の粘度が高いほど高くなり、それだけバイパス管路からポンプに再供給される冷却油量が多くなるため、冷却油加熱作用が確実に得られる。
【００４０】
また、冷却油が十分加熱されると、その粘性抵抗が低下して管路抵抗発生手段の通過流量が自動的に増加し、再供給油量が減少するため、冷却油加熱作用が自動的に漸減し、過加熱が防止される。
【００４１】
ここで、請求項１または２の構成（圧力制御弁による加熱方式）とこの再供給方式を組み合わせた請求項３の構成によると、冷却油加熱効率をさらに高めることができる。
【００４２】
一方、この再供給方式単独で冷却油加熱作用を行う請求項４の構成をとれば、設備が簡易ですみ、コストが安くてすむ。
【００４３】
請求項５の構成によると、冷却油の温度が非加熱温度域になるとバイパス管路が閉じられ、冷却油の再供給が完全に停止するため、冷却油の過加熱がより確実に防止される。
【００４４】
また、請求項６の構成によると、リターン冷却油を要加熱温度域でリターン切換弁によって全量、再供給できるため、加熱効率が良く、しかも管路抵抗発生手段が不要となる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
第１実施形態（図１参照）
冷却油ポンプ３４とブレーキ１３を結ぶ冷却油供給管路３５に圧力制御弁４１が設けられ、冷却油が必要に応じてこの圧力制御弁４１により加圧されることによって加熱されるように構成されている。
【００４６】
圧力制御弁４１は、管路３５に直接組み込まれた親弁４２と、この親弁４２のベントライン４３に接続された子弁４４とから成っている。
【００４７】
また、ベントライン４３には、切換弁コントローラ４５によって制御される電磁切換式の切換弁４６が子弁４４と並列に接続され、この切換弁４６が、図示の開通位置ｂ（タンクＴに通じる位置）にあるときは、ベントライン４３に圧力が立たないため、親弁４２はアンロード（冷却油を加圧しない）状態となる。
【００４８】
そして、切換弁４６がブロック位置ａに転じると、ベントライン４３に子弁４４によって決まる圧力が作用するため、親弁４２がオンロード状態となって冷却油が加圧・加熱される。
【００４９】
４７はブレーキ１３に供給される冷却油の温度を検出する温度センサ（温度スイッチでもよい）で、この温度センサ４７からの信号が切換弁コントローラ４５に送られ、冷却油の温度が、加熱を必要とする温度として予め設定された要加熱温度域にあるときに切換弁コントローラ４５から切換弁４６に切換信号が送られる。
【００５０】
これにより、切換弁４６が開通位置ｂからブロック位置ａに切換わって前記したように圧力制御弁４１の親弁４２がオンロードとなり、冷却油に設定圧力ΔＰ
が加えられる。
【００５１】
こうして冷却油が加圧されることによって熱が発生し、冷却油の温度が次式で与えられる温度ΔＴだけ上昇してブレーキ１３に供給される。
【００５２】
ΔＴ＝ΔＰ／（ｃ×γ）
ΔＴ：温度上昇分（゜Ｃ）
ΔＰ：圧力制御弁設定圧（ＭＰａ）
ｃ：冷却油の比熱（ＫＪ／（Ｋｇ・゜Ｃ）
γ：冷却油の密度（Ｋｇ／Ｌ）
上記加熱作用により、フリーフォール作業時に図１２の特性によって冷却油温度が上昇してその動粘度が低下し、ブレーキ１３の連れ回り抵抗が減少するため、軽負荷のフリーフォール時に連れ回り抵抗によってフリーフォール速度が低下したり降下不能に陥ったりするおそれがなく、フリーフォール作業を適正に行うことができる。
【００５３】
また、フリーフォール作業の進行に伴いブレーキ熱によって冷却油温がさらに上昇し、加熱を必要としない（ブレーキ１３がオーバーヒートになるおそれのある）温度として予め設定された非加熱温度域に達すると、これを検出した温度センサ４７からの信号に基づいて切換弁コントローラ４５から切換弁４６への切換信号が停止する。
【００５４】
これにより、切換弁４６が図示の開通位置ｂに復帰し、圧力制御弁４１の親弁４２がアンロードに転じるため、冷却油の加圧・加熱作用が停止し、以後はリターン管路３６でのオイルクーラー３７による冷却作用のみを受けるため、冷却油の過加熱、これによるブレーキ１３のオーバーヒートを防止することができる。
【００５５】
なお、オイルクーラー３７のファン（図示しない）をオートクールファンとする等、冷却油のオーバークール防止策を施すと冷却油の加熱作用がより効果的に行われる。
【００５６】
第２実施形態（図２参照）
冷却油ポンプ３４のサクション管路３９とリターン管路３６がバイパス管路４８によって接続されるとともに、リターン管路３６におけるこのバイパス管路４８よりも下流側（リターンフィルタ３８の入口部分）に管路抵抗発生手段としての絞り４９が設けられている。
【００５７】
この回路構成によると、ブレーキ１３から出た冷却油は、バイパス管路４８と絞り４９側とに分流される。
【００５８】
ここで、冷却油の温度が低くてその粘度が高いときは、絞り４９の通過抵抗が高くなる一方、サクション管路３９の圧力（サクション圧力）はサクション抵抗によって低くなる。
【００５９】
従って、分流比率は、冷却油の温度が低いほどバイパス管路４８側が高くなり、ブレーキ１３で熱回収した冷却油の大半がオイルクーラー３７を通らずに冷却油ポンプ３４に直接再供給されるため、冷却油が効率良く加熱される。
【００６０】
また、冷却油の温度が高くなると、再供給される冷却油の比率が低くなるため、冷却油加熱作用が低下する一方、オイルクーラー３７による冷却油冷却作用が高くなるため、冷却油の過加熱が防止される。
【００６１】
なお、絞り４９という別部品を設けずに、オイルクーラー３７やリターンフィルタ３８、あるいはリターン管路３６におけるバイパス管路４８よりも下流側の部分自体を管路抵抗発生手段として機能させることも可能である。
【００６２】
この実施形態によると、第１実施形態の圧力制御弁４１や切換弁４６、切換弁コントローラ４５、温度センサ４７が不要となるため、回路構成が簡単となり、設備コストが安くてすむ。
【００６３】
第３実施形態（図３参照）
第３実施形態においては、第２実施形態の構成を前提として、バイパス管路４８に、同管路４８を開閉する開閉弁５０が設けられ、冷却油温度が要加熱温度域となったときに、温度センサ４７からの信号に基づく開閉弁コントローラ５１からの信号によりこの開閉弁５０が図示のブロック位置ｂから開通位置ａに切換わってバイパス管路４８が開通し、冷却油加熱作用が開始するように構成されている。
【００６４】
この構成によると、冷却油温度が非加熱温度に達すると開閉弁５０がブロック位置ｂに戻って冷却油の全量がオイルクーラー３７経由でタンクに戻り、冷却油バイパス（加熱）作用が完全に停止するため、冷却油の冷却作用が効率良く迅速に行われ、オーバーヒート防止効果がより確実となる。
【００６５】
第４実施形態（図４参照）
第４実施形態においては、第３実施形態の構成を前提として、管路抵抗発生手段として第２及び第３両実施形態の絞り４９に代えて背圧弁５２が設けられている。
【００６６】
この構成によると、リターン管路３６に少なくとも背圧弁５２の設定圧力以上の圧力が作用するため、開閉弁５０の通過圧力損失を含めたバイパス管路４８の通過圧力損失が背圧弁設定圧力となる冷却油温度範囲（要加熱温度域）では、ブレーキ１３から出た冷却油の全量がバイパス管路４８でバイパス（再供給）される。
【００６７】
このため、冷却油の加熱効率が高くなり、冷却油を迅速に適温まで上昇させることができる。
【００６８】
なお、開閉弁５０を設けない第２実施形態についても、絞り４９に代えて背圧弁５２を用いることにより、基本的に同様のヒートアップ向上効果を得ることができる。
【００６９】
第５実施形態（図５参照）
リターン管路３６にリターン切換弁５３が設けられている。
【００７０】
このリターン切換弁５３は、冷却油をタンクＴに戻すリターン位置ｂと、冷却油をバイパス管路４８に向かわせる再供給位置ａとを有し、温度スイッチ５４からの信号に基づく切換弁コントローラ５５からの信号により、このリターン切換弁５３が両位置ａ，ｂ間で切換わる。
【００７１】
すなわち、温度スイッチ５４は、図６に示すように要加熱温度Ａ以下でオン、非加熱温度Ｂ以上でオフとなるように設定され、同スイッチオンでリターン切換弁５３が再供給位置ａに、オフでリターン位置ｂにそれぞれセットされる。
【００７２】
これにより、冷却油の全量が、要加熱温度域ではポンプ３４に再供給され、非加熱温度域ではタンクＴに戻されるため、加熱効率、冷却効率がともに良くなる。
【００７３】
なお、第１、第３、第４、第５各実施形態におけるコントローラ４５，５１，５５はマイクロコンピュータで構成してもよいし、図７に示すように、温度スイッチ５４のオン・オフによりリレー５６（５７はリレー接点）を作動させて切換弁４６，５０，５３のコイル５８を励磁・消磁する電気回路として構成してもよい。
【００７４】
また、温度検出手段と切換弁を用いる各実施形態において、切換弁４６，５０，５３として温度検出機能を兼ね備えたサーモバルブを用いてもよい。こうすれば、温度検出手段及びコントローラが不要となる。
【００７５】
第６、第７実施形態（図８，９参照）
図８に示す第６実施形態は、第１実施形態（図１）と第４実施形態（図４）とを組み合わせ、図９に示す第７実施形態は、第１実施形態（図１）と第５実施形態（図５）を組み合わせた構成をとっている。
【００７６】
すなわち、両実施形態において、冷却油供給管路３５に、親弁４２と子弁４４から成る圧力制御弁４１が設けられるとともに、この圧力制御弁４１に切換弁４６が接続されている。
【００７７】
また、第６実施形態においては、リターン管路３６に背圧弁５２（図３に示す絞り４９でもよい）が設けられるとともに、この背圧弁５２の上流側とサクション管路３９とを結ぶバイパス管路４８に開閉弁５０が設けられている。
【００７８】
一方、第７実施形態においては、リターン管路３６にリターン切換弁５３が接続され、両実施形態において、温度センサ４７からの信号に基づくコントローラ５９，６０からの信号により、
(ｉ) 切換弁４６が開通位置ｂとブロック位置ａとの間で切換わって冷却油の加熱／加熱停止作用が行われ、
(ｉｉ) 開閉弁５０が開閉し（第６実施形態）、またはリターン切換弁５３が切換わって（第７実施形態）、ブレーキ１３から出た冷却油をポンプ３４に再供給し、またはタンクＴに戻す
ように構成されている。
【００７９】
この( ｉ )( ｉｉ )の二つの相乗作用により冷却油を効率良く加熱することができる。
【００８０】
より具体的にいうと、冷却油が回路を一巡する毎に上記( ｉ )の加熱作用によってΔＴ１だけ温度上昇し、フリーフォール作業による発熱を利用した上記( ｉｉ )の加熱作用によってΔＴ２だけ温度上昇するとして、冷却油が回路を一巡する時間をｔ１とすると、時間ｔ経過後にブレーキ１３に供給される冷却油の温度ΔＴ３は次式で与えられる。
【００８１】
ΔＴ３＝ΔＴ１×（ｔ／ｔ１）＋ΔＴ２
【００８２】
【発明の効果】
上記のように請求項１〜３, ６の発明によると、冷却油の温度を油温検出手段によって検出し、この油温が要加熱温度域まで低下すると、冷却油を圧力制御弁による冷却油加圧作用によって加熱し昇温させるため、冬期等の低温下でも冷却油の粘性抵抗によるブレーキの連れ回り抵抗を小さくして軽負荷のフリーフォールを適正に行い、作業能率を向上させることができる。
【００８３】
また、加熱作用は、油温が加熱停止温度に達すると停止するため、冷却油の過加熱を防止して所期のブレーキ冷却機能を確保し、ブレーキのオーバーヒート（フェード現象の発生）を防止することができる。
【００８４】
請求項３〜５の発明によると、ブレーキから出た（ブレーキ熱を吸収した）冷却油がバイパス管路を通って直接ポンプに再供給され、この再供給される冷却油の熱によって冷却油全体が加熱される。
【００８５】
この場合、請求項４の発明によると、絞りでの油の通過抵抗は、温度が低くて油の粘度が高いほど高くなり、それだけバイパス管路からポンプに再供給される冷却油量が多くなるため、冷却油加熱作用が確実に得られる。
【００８６】
また、冷却油が十分加熱されると、その粘性抵抗が低下して管路抵抗発生手段の通過流量が自動的に増加し、再供給油量が減少するため、冷却油加熱作用が自動的に漸減し、過加熱が防止される。
【００８７】
ここで、請求項１または２の発明（圧力制御弁による加熱方式）と再供給方式を組み合わせた請求項３の発明によると、冷却油加熱効率をさらに高めることができる。
【００８８】
一方、この再供給方式単独で冷却油加熱作用を行う請求項４の発明によると、設備が簡易ですみ、コストが安くてすむ。
【００８９】
請求項５の発明によると、冷却油の温度が非加熱温度域になるとバイパス管路が閉じられ、冷却油の再供給が完全に停止するため、冷却油の過加熱がより確実に防止される。
【００９０】
また、請求項６の発明によると、リターン冷却油を要加熱温度域でリターン切換弁によって全量、再供給できるため、加熱効率が良く、しかも管路抵抗発生手段が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態にかかるブレーキ冷却油回路図である。
【図２】 本発明の第２実施形態にかかるブレーキ冷却油回路図である。
【図３】 本発明の第３実施形態にかかるブレーキ冷却油回路図である。
【図４】 本発明の第４実施形態にかかるブレーキ冷却油回路図である。
【図５】 本発明の第５実施形態にかかるブレーキ冷却油回路図である。
【図６】 第５実施形態における温度スイッチの動作設定を示す図である。
【図７】 同実施形態における切換弁コントローラを電気回路で構成した図である。
【図８】 本発明の第６実施形態にかかるブレーキ冷却油回路図である。
【図９】 本発明の第７実施形態にかかるブレーキ冷却油回路図である。
【図１０】 従来のウィンチ構成を示す図である。
【図１１】 同ウィンチにおけるブレーキとその冷却油回路の構成を示す図である。
【図１２】 ブレーキの冷却油の温度と動粘度の関係を示す図である。
【符号の説明】
１ ウィンチドラム
２ ウィンチモータ
１３ 多板ディスク式ブレーキ
１４ ブレーキを構成する回転摩擦板としてのインナプレート
１６ 同固定摩擦板としてのアウタプレート
２１ モード切換弁
３２ 冷却油入口ポート
３３ 同出口ポート
３４ 冷却油ポンプ
３５ 冷却油供給管路
３６ 冷却油リターン管路
３７ オイルクーラー
Ｔ タンク
３９ 冷却油ポンプのサクション管路
４１ 圧力制御弁（加熱手段）
４２ 圧力制御弁の 親弁
４３ ベントライン
４４ 子弁
４５ 圧力制御弁制御手段としての切換弁コントローラ
４６ 切換弁
４７ 温度検出手段としての温度センサ
４８ バイパス管路
５０ 開閉弁
５１ 開閉弁コントローラ（開閉弁制御手段）
５２ 背圧弁
５３ リターン切換弁
５４ 温度検出手段としての温度スイッチ
５５ 切換弁コントローラ（切換弁制御手段）
Claims (6)
- ウィンチモータによって回転駆動されるウィンチドラムに、同ドラムの回転を制動するブレーキが設けられ、このブレーキは、制動解除時に上記ウィンチドラムと連動して回転可能な回転摩擦板と回転不能な固定摩擦板が、冷却油ポンプから送られる冷却油内で圧接・離間することにより、上記ウィンチモータの回転力をウィンチドラムに伝える動力運転モードと、ウィンチドラムの自由回転を許容するフリーフォールモードとに切換可能な湿式ブレーキとして構成されたウィンチにおいて、上記冷却油の温度を検出する油温検出手段と、冷却油を加熱して昇温させる加熱手段を備え、この加熱手段は、冷却油ポンプからブレーキに冷却油を供給する管路に直接組み込まれて該冷却油を加圧することによって加熱するとともにこの加熱された冷却油の全量を上記ブレーキに供給する圧力制御弁と、この圧力制御弁を制御する圧力制御弁制御手段とを具備し、この圧力制御弁制御手段は、
(Ａ) 上記冷却油の温度が、加熱を必要とする温度として予め設定された要加熱温度域にあるときに上記圧力制御弁を作動させて冷却油を加熱・昇温させ、
(Ｂ) 冷却油の温度が、加熱を必要としない温度として予め設定された非加熱温度域にあるときに上記圧力制御弁の作動を停止させる
ように構成されたことを特徴とするウィンチ。 - 請求項１記載のウィンチにおいて、圧力制御弁制御手段が、圧力制御弁のベントラインを開閉して同制御弁の設定圧力を制御する切換弁と、冷却油の温度に応じてこの切換弁を作動制御する切換弁コントローラを具備することを特徴とするウィンチ。
- 請求項１または２記載のウィンチにおいて、加熱手段が、ブレーキから出た冷却油をタンクに戻す冷却油リターン管路と冷却油ポンプのサクション管路とを結ぶバイパス管路と、冷却油リターン管路におけるこのバイパス管路の接続点よりも下流側に設けられてブレーキから出た冷却油を上記バイパス管路に向かわせるための通過抵抗を与える管路抵抗発生手段とを具備することを特徴とするウィンチ。
- ウィンチモータによって回転駆動されるウィンチドラムに、同ドラムの回転を制動するブレーキが設けられ、このブレーキは、制動解除時に上記ウィンチドラムと連動して回転可能な回転摩擦板と回転不能な固定摩擦板が、冷却油ポンプから送られる冷却油内で圧接・離間することにより、上記ウィンチモータの回転力をウィンチドラムに伝える動力運転モードと、ウィンチドラムの自由回転を許容するフリーフォールモードとに切換可能な湿式ブレーキとして構成されたウィンチにおいて、冷却油を加熱して昇温させる加熱手段を備え、この加熱手段は、ブレーキから出た冷却油をタンクに戻す冷却油リターン管路において冷却油の昇温に伴って通過流量が漸増する絞りと、この絞りよりも上流側で冷却油リターン管路と冷却油ポンプのサクション管路とを結ぶバイパス管路を具備することを特徴とするウィンチ。
- 請求項３または４記載のウィンチにおいて、バイパス管路に同管路を開閉する開閉弁が設けられるとともに、この開閉弁を要加熱温度域で開き非加熱温度域で閉じる開閉弁制御手段が設けられたことを特徴とするウィンチ。
- 請求項１または２記載のウィンチにおいて、加熱手段として、ブレーキから出た冷却油をタンクに戻すリターン位置と同冷却油を冷却油タンクを経由させずにポンプのサクション管路に再供給する再供給位置との間で切換わるリターン切換弁と、このリターン切換弁を要加熱温度域で再供給位置に、非加熱温度域でリターン位置にそれぞれ切換える切換弁制御手段が設けられたことを特徴とするウィンチ。
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