JP3945382B2

JP3945382B2 - ウィンチ

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Publication number: JP3945382B2
Application number: JP2002328195A
Authority: JP
Inventors: 克己山縣
Original assignee: Kobelco Cranes Co Ltd
Current assignee: Kobelco Cranes Co Ltd
Priority date: 2002-11-01
Filing date: 2002-11-12
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2022-11-12
Also published as: JP2004203495A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はクレーン作業やバケット作業を行う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降下させるように構成されている（たとえば特許文献１参照）。
【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の構成を図７によって説明する。
【０００４】
図７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ウィンチモータ（油圧モータ）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。
【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を駆動するクラッチシリンダ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ブレーキ兼用のクラッチ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クラッチケース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がクラッチケース１５の一方の側壁１５ａとプレッシャープレート１０との間で圧接してクラッチ（ブレーキ）オン、離間してクラッチ（ブレーキ）オフとなる。
【０００７】
加圧バネ１２は、クラッチケース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】
クラッチシリンダ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をクラッチオフ方向（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、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は電磁式のモード切換弁２０の出力ポートに接続され、同切換弁２０の一方の入力ポートが油圧源１８に、他方の入力ポートがブレーキ弁（減圧弁）２１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２０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ａとフリーフォール位置ｂとの間で切換わり作動し、ポジティブ側油室１１ａが、動力伝達位置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２１はペダル２２によって操作され、その操作量に応じた二次圧がモード切換弁２０を介してクラッチシリンダ１１のポジティブ側油室１１ａに供給される。
【００１２】
２３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、２４はこのリモコン弁２３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、２５はウィンチモータ２の油圧源である油圧ポンプである。
【００１３】
また、２６は油圧シリンダ式のパーキングブレーキで、バネ２６ａ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２６の油室２６ｂが、油圧パイロット式のパーキングブレーキ制御弁２７を介して油圧源１８またはタンクＴに接続される。
【００１４】
パーキングブレーキ制御弁２７は、リモコン弁２３の非操作時（中立時）には図示のブレーキ位置ａに、操作時にはシャトル弁２８経由で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。
【００１５】
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２６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２６が作用してウィンチドラム１が制動停止する。
【００１６】
この構成により、次のような作用が得られる。
【００１７】
▲１▼ モード切換弁２０が動力伝達位置ａにセットされた状態では、クラッチシリンダ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のバネ力によりクラッチシリンダ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）に押されてクラッチオンとなる。
【００１８】
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、リモコン弁２３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）。
【００１９】
▲２▼ モード切換弁２０がフリーフォール位置ｂに切換えられると、クラッチシリンダ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、この差圧によるクラッチシリンダ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）に押されてクラッチオフとなる。
【００２０】
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）。
【００２１】
そして、このときブレーキ弁２１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。
【００２２】
このようなウィンチにおいて、クラッチ１３を構成する多板ディスク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ディスククラッチ方式を採用したものが公知である（たとえば特許文献２参照）。
【００２３】
ところが、このような湿式ディスククラッチ方式をとると、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。
【００２４】
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）は冷却油の温度が低いほど大きくなる。
【００２５】
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。
【００２６】
一方、このような問題を解決する技術として、特許文献３に示されているように、フリーフォール中にウィンチモータ２を巻下回転させることにより、フリーフォール速度＋モータ２による巻下速度を得て、高速でフリーフォールさせることを可能とする技術が提案されている。
【００２７】
【特許文献１】
特開２０００−１６７７２号公報
【特許文献２】
特開平９−１０００９３号公報
【特許文献３】
特開２００２−３７５８８号公報
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献３の技術では、ウィンチモータ２の速度成分があるため、本来のフリーフォールではなく、いわゆる「吊荷追従機能（＝荷重が作用すれば巻下回転し、荷重が作用しなければ巻下回転しない）」が失われる。つまり、荷重が０でも巻下回転してしまうことになり、バケット作業等、ウィンチ負荷（荷重）が０になる状態が多い作業時にワイヤロープの過繰り出しによる乱巻が発生し易くなるという弊害が生じる。
【００２９】
また、別の技術として、冷却油を加熱する（クラッチを暖機する）ことによって粘性抵抗自体を減少させる技術も提案されているが、加熱のための動力損失（燃料消費）が大きいとともに、加熱による冷却油の劣化が激しい等の弊害が大きく、得策でない。
【００３０】
そこで本発明は、ブレーキ力低下を防止しながら、軽負荷時のフリーフォール作用を確保することができ、しかも乱巻の発生や動力損失等の弊害が生じないウィンチを提供するものである。
【００３１】
【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回転駆動源としてのウィンチモータと、このウィンチモータの回転力を上記ウィンチドラムに伝達する遊星歯車機構と、この遊星歯車機構の回転を制御するブレーキ兼用のクラッチとを備え、このクラッチのオン動作時に、上記モータの巻下回転力を上記遊星歯車機構を介して上記ウィンチドラムに伝える動力伝達モードとし、クラッチのオフ動作時に、上記遊星歯車機構の入力歯車を拘束した状態でウィンチドラムを自由回転させるフリーフォールモードとするように構成されたウィンチにおいて、上記クラッチオフの状態で遊星歯車機構の入力歯車を解放してウィンチドラムを高速で自由回転させるフリーフォール切換手段が設けられたものである。
【００３２】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、クラッチを操作する操作手段を備え、この操作手段の操作量に応じてフリーフォールモードと高速フリーフォールモードの間で自動的に切換えるように構成されたものである。
【００３３】
請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、フリーフォール切換手段は、クラッチのオフ動作時のみに作用するように構成されたものである。
【００３４】
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、フリーフォール切換手段は、遊星歯車機構の入力歯車を解放する補助クラッチを有し、クラッチ及び上記補助クラッチとして、それぞれウィンチドラムと連動してフリーフォール回転可能な回転摩擦板と回転不能な固定摩擦板から成るディスククラッチが用いられ、上記クラッチは両摩擦板が冷却油中で圧接・離間する湿式クラッチ、補助クラッチは、両摩擦板が空気中で圧接・離間する乾式クラッチとしてそれぞれ構成されたものである。
【００３５】
請求項５の発明は、請求項４の構成において、補助クラッチは、クラッチのオフ動作時のみにオフとなって遊星歯車機構の入力歯車を解放するように構成されたものである。
【００３６】
請求項６の発明は、請求項１乃至３のいずれかの構成において、ウィンチモータとして、シリンダブロックが静止した状態でモータケース内が加圧されることによりケーシングが自由回転してフリーホイール作用を行うマルチストローク・ラジアルピストン型の油圧モータが用いられ、フリーフォール切換手段は、上記ウィンチモータの入口及び出口をタンクに連通させるとともにモータケース内を加圧することによってフリーフォールモードから高速フリーフォールモードに切換えるように構成されたものである。
【００３７】
請求項７の発明は、請求項１乃至３のいずれかの構成において、フリーフォール切換手段は、ウィンチモータの入口と出口をバイパスさせることによってフリーフォールモードから高速フリーフォールモードに切換えるバイパス回路を有するものである。
【００３８】
上記構成によると、フリーフォール切換手段により、動力伝達手段を構成する遊星歯車機構の入力歯車を拘束した状態で低速で自由降下させるフリーフォールモードと、同歯車を解放して高速で自由降下させる高速フリーフォールモードの二種類の間で切換えることができる。
【００３９】
ここで、クラッチは、重負荷時のフリーフォール用として機能すればよいため、同クラッチとして摩擦熱に耐え得る熱容量の大きいもの（たとえば請求項４の湿式ディスククラッチ）を用いてブレーキ力の低下を防止できる。
【００４０】
一方、フリーフォール切換手段（請求項４，５では補助クラッチ、請求項６ではフリーホイール機能付き油圧モータ、請求項７ではウィンチモータの入口及び出口をバイパスさせるバイパス回路を用いる）によって高速フリーフォールモードに切換えれば軽負荷の高速フリーフォールが可能となる。
【００４１】
すなわち、ブレーキ作用を確保しながら、全負荷でのフリーフォールが可能となり、しかも乱巻の発生や動力損失等の弊害が生じない。
【００４２】
また、請求項２の構成によると、低・高速のフリーフォールモードが操作手段の操作量に応じて自動的に切換わるため、わざわざ切換操作を行う煩わしさがなく、操作性が良いものとなる。
【００４３】
請求項３の構成によると、クラッチオフ動作時のみにフリーフォール切換手段が切換作用を行うため、クラッチオン状態で切換作用を行う場合のような余分な発熱がない。
【００４４】
また、請求項４，５の構成によると、フリーフォール切換手段を構成する補助クラッチはクラッチのオフ動作時のみにオフとなり、回転抵抗が小さくて摩擦熱も少ないため、熱容量の小さいもの（たとえば請求項４のように小形、安価な乾式クラッチ）を用いることができる。
【００４５】
一方、請求項６の構成によると、ウィンチモータそのものがフリーホイール機能を有し、請求項７の構成によるとウィンチモータにバイパス回路を設けるだけでよいため、ウィンチドラムに補助クラッチを設ける場合（請求項４，５）と比較して、構成をより簡素化、小形化して省スペース化及びコストダウンを実現することができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図１〜図６によって説明する。
【００４７】
第１実施形態（図１〜図４参照）
以下の各実施形態における油圧ウィンチの基本構成は図７に示す従来のウィンチ構成と同じである。
【００４８】
すなわち、図１において、３１はウィンチドラム、３２は同ドラム３１を駆動するウィンチモータ（油圧モータ）、３３はウィンチモータ３２の回転力をウィンチドラム３１に伝達する遊星歯車機構、３４はこの遊星歯車機構３３の入力歯車としてのサンギヤ、３５はプラネタリギヤ、３６は出力歯車としてのリングギヤ、３７はキャリア、３８はキャリア軸、３９はこのキャリア軸３８に設けられた多板ディスクで、この多板ディスク３９と、同ディスク３９に対して圧接・離間するプレッシャープレート４０と、このプレッシャープレート４０を駆動するクラッチシリンダ４１と、加圧バネ４２とにより、遊星歯車機構３３の回転を制御するブレーキ兼用のディスク式クラッチ（以下、メインクラッチという）４３が構成されている。
【００４９】
４４…は多板ディスク３９を構成する複数のインナプレート（回転摩擦板）、４５はブレーキケース、４６はこのブレーキケース４５に固定された複数のアウタプレート（固定摩擦板）である。
【００５０】
また、このメインクラッチ４３は、多板ディスク３９のフェード現象を防止するために、図示しない冷却油ポンプからの冷却油を多板ディスク３９内に供給し循環させる湿式クラッチとして構成されている。
【００５１】
クラッチシリンダ（以下、メインクラッチシリンダという）４１は、両ロッド型のピストン４１Ｐと、プレッシャープレート４０をブレーキオン方向に加圧するポジティブ側油室４１ａと、同プレート４０をブレーキオフ方向に加圧するネガティブ側油室４１ｂとを有し、ネガティブ側油室４１ｂに接続されたネガティブライン４７が、従来ウィンチ同様、直接、油圧源４８に接続されている。
【００５２】
一方、ポジティブ側油室４１ａに接続されたポジティブライン４９は電磁式のモード切換弁５０の出力ポートに接続され、同切換弁５０の一方の入力ポートが油圧源４８に、他方の入力ポートがブレーキ弁（減圧弁）５１を介して油圧源４８またはタンクＴにそれぞれ接続される。
【００５３】
次にフリーフォール切換手段の構成を説明する。
【００５４】
ウィンチモータ３２の出力軸３２ａと、遊星歯車機構３３の入力軸３３ａとの間に補助クラッチ５９が設けられている。
【００５５】
この補助クラッチ５９は、図２にも示すように、基本的にはメインクラッチ４３同様、複数のインナプレート（回転摩擦板）６０…とアウタプレート（固定摩擦板）６１…を備えた多板ディスク６２と、同ディスク６２を作動・作動解除するプレッシャープレート６３と、このプレッシャープレート６３を駆動する補助クラッチシリンダ６４とを備え、湿式クラッチであるメインクラッチ４３と異なり、多板ディスク６２が空気中で作動する乾式クラッチとして構成されている。
【００５６】
補助クラッチシリンダ６４は、加圧バネ６５のバネ力によりプレッシャープレート６３を押してクラッチオンとし、油室６４ａが加圧されることによりクラッチオフとするネガティブシリンダとして構成され、同シリンダ６４によるクラッチオンで出力軸（インナプレート取付体）６６が固定、同オフで出力軸６６が解放されるように構成されている。
【００５７】
この出力軸６６は、遊星歯車機構３３の入力軸３３ａに連結され、この入力軸３３ａに取付けられた入力歯車であるサンギヤ３４が、補助クラッチオンで固定、同オフで解放状態となる。
【００５８】
遊星歯車機構３３のサンギヤ３４が解放されると、固定された状態と比較してプラネタリギヤ３５の自転速度が大幅に増加するため、メインクラッチ４３のオフによるフリーフォール回転の速度が増加する。
【００５９】
すなわち、メインクラッチ４３がオフの状態で、補助クラッチ５９がオンのときは相対的に低速のフリーフォールモードとなり、補助クラッチオフで高速のフリーフォールモードとなる。
【００６０】
補助クラッチシリンダ６４の油室６４ａには圧油管路６７が接続され、この圧油管路６７が油圧パイロット式のフリーフォール切換弁６８を介して油圧源４８またはタンクＴに接続される。
【００６１】
フリーフォール切換弁６８のパイロットポートは、メインクラッチシリンダ４１に接続されたポジティブライン４９と並列状態でモード切換弁５０の出力ポートに接続されている。
【００６２】
このフリーフォール切換弁６８は、モード切換弁５０が動力伝達位置ａにある状態では図左側の低速フリーフォール位置ｂにセットされ、モード切換弁５０がフリーフォール位置ｂに切換わった状態（フリーフォール状態）で、ブレーキ弁５１の操作量（二次圧）に応じて低速フリーフォール位置ｂと高速フリーフォール位置ａの間で切換わる。
【００６３】
この点の作用を含めたこのウィンチの作用を説明する。
【００６４】
（Ｉ）通常巻上・巻下作用
このウィンチの通常巻上・巻下作用は図７に示す従来のウィンチの場合と同じである。
【００６５】
すなわち、モード切換弁５０が動力伝達位置ａにセットされた状態では、メインクラッチシリンダ４１の両側油室４１ａ，４１ｂがともに油圧源４８に接続されて同圧となるため、同シリンダ４１そのものには推力は発生せず、加圧バネ４２のバネ力によりプレッシャープレート４０が多板ディスク３９側に押されてクラッチオンとなる。
【００６６】
これにより、モータ３２の回転力が遊星歯車機構３３を介してウィンチドラム３１に伝達され、リモコン弁５３の操作に応じてウィンチドラム３１が巻上または巻下回転する。
【００６７】
（ＩＩ）フリーフォール作用
モード切換弁５０がフリーフォール位置ｂにセットされると、メインクラッチシリンダ４１のポジティブ側油室４１ａがブレーキ弁５１を介してタンクＴに連通してネガティブ側油室４１ｂとの間に圧力差が生じ、その差圧が加圧バネ４２のバネ力を超えることにより、同シリンダ４１が多板ディスク３９と反対側に押されてメインクラッチオフとなる。
【００６８】
これにより、ウィンチドラム３１が負荷によって巻下方向に自由回転し得るフリーフォール状態となる。
【００６９】
そして、このときブレーキ弁５１がペダル操作されることにより、そのペダル操作ストロークに応じた圧力によって多板ディスク３９がオンとなり、ウィンチドラム３１にブレーキ力が作用する。
【００７０】
このブレーキ弁５１のペダル操作ストロークとその二次圧の関係を図３に、また、メインクラッチシリンダ４１のポジティブ側油室４１ａの圧力（以下、ポジティブ圧力という）と多板ディスク３９の圧接力（メインクラッチシリンダストローク）の関係を図４にそれぞれ示している。
【００７１】
両図に示すように、ペダル操作ストロークを少なくしていくに従ってブレーキ弁二次圧及び多板ディスク圧接力が低下し、多板ディスク３９の保持力が負荷よりも小さくなった時点からインナプレート４４及びキャリア軸３８が回転し始めてフリーフォールが開始される。
【００７２】
さらに、ブレーキ弁５１のペダル操作ストロークを減らしていき、このペダル操作ストロークが所定の値Ｓ３（二次圧Ｐ_１）以下になると、ポジティブ圧力もＰ_１以下となって、メインクラッチシリンダ４１がクラッチオフ側にストロークし始め、多板ディスク３９のプレート間にクリアランスが生じる。
【００７３】
このときから、多板ディスク３９の回転抵抗はプレート同士の圧接による固体摩擦力から冷却油による流体摩擦力に変わり、回転抵抗が小さくなるため、フリーフォール降下速度が増していく。
【００７４】
そして、ペダル操作量が０となると、メインクラッチシリンダ４１のストロークは最小値Ｓ_１となって多板ディスク３９のプレート間クリアランスが最大（フリーフォール抵抗が最小）となる。
【００７５】
但し、この状態では上記のように冷却油の粘性抵抗に基づくドラグ抵抗が作用するため、フリーフォール回転は相対的に低速となり、軽負荷の場合は降下速度が遅くなり過ぎたり降下しなかったりする可能性がある。
【００７６】
ここで、ペダル操作ストロークが図３中のＳ_３とＳ_１の中間値であるＳ_４になって二次圧がＰ_２になった時点でフリーフォール切換弁６８が図の低速フリーフォール位置ｂから右側の高速フリーフォール位置ａに切換わる。
【００７７】
この状態では補助クラッチシリンダ６４が油圧源４８に接続されて作動し、補助クラッチ５９がオフとなるため、遊星歯車機構３３のサンギヤ３４がそれまでの固定状態から解放されて自由回転する。
【００７８】
これにより、前記のようにプラネタリギヤ３５の自転速度が増してウィンチドラム３１の自由回転が増速される。
【００７９】
すなわち、低速フリーフォールモードから高速フリーフォールモードに自動的に切換わり、軽負荷でも確実に、そして十分高速でフリーフォールさせることができる。
【００８０】
（ＩＩＩ）フリーフォール停止作用
上記高速フリーフォールモードでブレーキ弁５１のペダル５２を踏み込み、ペダル操作ストロークが図３のＳ_４（二次圧がＰ_２）を超えると、フリーフォール切換弁６８が低速フリーフォール位置ｂに切換わって補助クラッチ５９がオンに転じる。
【００８１】
これにより、サンギヤ３４が拘束されるため、低速フリーフォールモードに戻り、ウィンチドラム３１が、メインクラッチ４３のドラグ抵抗を受ける低速自由回転を行う。
【００８２】
この後、さらにペダル５２を踏み込んでいくと、メインクラッチ４３がオンとなってウィンチドラム３１にブレーキ力が作用し、フリーフォール回転が減速・停止する。
【００８３】
上記のようにこのウィンチによると、遊星歯車機構３３の入力歯車であるサンギヤ３４を拘束した状態で低速で自由降下させる旧来通りのフリーフォールモード（低速フリーフォールモード）と、サンギヤ３４を解放して高速で自由降下させる高速フリーフォールモードの二種類の間で切換えることができる。
【００８４】
ここで、メインクラッチ４３は、重負荷時のフリーフォール用として機能すればよいため、同クラッチ４３として摩擦熱に耐え得る熱容量の大きいもの（この実施形態では湿式ディスククラッチ）を用いてブレーキ力の低下を防止できる。
【００８５】
すなわち、ブレーキ作用を確保しながら、全負荷でのフリーフォールが可能となる。
【００８６】
また、補助クラッチ５９は、メインクラッチ４３のオフ動作時のみにオフとなり、この状態ではメインクラッチ４３のドラグ抵抗のみが回転抵抗として作用するため、発熱も少ない。このため、同クラッチ５９として熱容量の小さいもの（この実施形態のように小形、安価な乾式クラッチ）を用いることができる。
【００８７】
さらに、低・高速のフリーフォールモードが操作手段としてのブレーキ弁５１のペダル操作量に応じて自動的に切換わるため、わざわざ切換操作を行う煩わしさがなく、操作性が良いものとなる。
【００８８】
第１実施形態の変形例
▲１▼ 補助クラッチ５９として、乾式クラッチに限らず、クラッチオフ時の回転抵抗が小さいものであれば小型の湿式ディスククラッチを用いてもよい。
【００８９】
▲２▼ 補助クラッチ５９を必要に応じて作動不能とする構成、たとえばスイッチと電磁弁で補助クラッチライン６７を遮断する構成をとってもよい。こうすれば、同クラッチ５９の不必要な作動を避けてその耐久性を向上させることができる。
【００９０】
▲３▼ 遊星歯車機構３３の具体構成は第１実施形態のものに限定されず、同様の作用が得られる範囲で変更可能である。
【００９１】
第２実施形態（図５参照）
以下の第２及び第３両実施形態においては第１実施形態との相違点のみを説明する。
【００９２】
第２実施形態においては、ウィンチモータ３２として、マルチストローク（マルチカム）式ラジアルピストン型の油圧モータが用いられている。
【００９３】
この油圧モータは、公知のようにピストンをシリンダブロック内に保持し、かつ、モータケース内圧を高めることにより、モータ容量が０となって油の流入がなくても自由回転するフリーホイール作用を行う。
【００９４】
この油圧モータがウィンチモータ３２として使用されるとともに、図５に示すように同モータ３２の両側管路とタンクＴとの間に油圧パイロット式の第１モータ制御弁６９が設けられている。
【００９５】
この第１モータ制御弁６９は、フリーフォール切換弁６８を備えた圧油管路６７に接続され、フリーフォール切換弁６８が高速フリーフォール位置ａに切換わったときに図示のブロック位置ａからタンク連通位置ｂに切換わる。これにより、ウィンチモータ３２の入口及び出口がタンクＴに連通する。
【００９６】
一方、モータケース内を加圧するケース加圧ライン７０が設けられるとともに、同ライン７０と油圧源７１との間に第２モータ制御弁７２が設けられ、フリーフォール切換弁６８が高速フリーフォール位置ａに切換わったときに図示のタンク位置ａから加圧位置ｂに切換わる。
【００９７】
これにより、モータケース内が加圧されてフリーホイール作用が行われ、遊星歯車機構３３のサンギヤ３４の拘束が解かれることによって高速フリーフォールモードとなる。
【００９８】
図５中、７３はモータケース内を低圧で加圧するための減圧弁である。
【００９９】
この第２実施形態の構成によっても、基本的に第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【０１００】
第３実施形態（図６参照）
第３実施形態においては、第１実施形態同様、通常の油圧モータからなるウィンチモータ３２の両側管路間に、油圧パイロット式のバイパス弁７４を備えたバイパス回路７５が設けられている。
【０１０１】
バイパス弁７４は、フリーフォール切換弁６８が高速フリーフォール位置ａに切換わったときに、圧油管路６７からのパイロット圧により、図示の遮断位置ａから連通位置ｂに切換わり、この状態でウィンチモータ３２の入口と出口がバイパスされる。
【０１０２】
これにより、ウィンチモータ３２が、第２実施形態の場合よりは回転抵抗は大きいが自由回転に近い状態で回転するため、サンギヤ３４の拘束が解かれたのに近い状態となり、高速フリーフォール状態が得られる。
【０１０３】
これら第２及び第３両実施形態によると、ウィンチモータ３２そのものがフリーホイール機能を有し、またはバイパス回路７５を設けるだけでよいため、補助クラッチ５９を設ける第１実施形態と比較して、構成をより簡素化、小形化して省スペース化及びコストダウンを実現することができる。
【０１０４】
【発明の効果】
上記のように本発明によると、フリーフォール切換手段（請求項４，５では補助クラッチ、請求項６ではモータのフリーホイール機構、請求項７ではウィンチモータのバイパス回路をそれぞれ用いる）により、動力伝達手段を構成する遊星歯車機構の入力歯車を拘束した状態で低速で自由降下させるフリーフォールモードと、同歯車を解放して高速で自由降下させる高速フリーフォールモードの二種類の間で切換えるように構成したから、上記クラッチとして熱容量の大きいもの（たとえば請求項４の湿式ディスククラッチ）を用いてブレーキ力の低下を防止しながら、軽負荷時でも確実にそして十分高速でのフリーフォールが可能となる。
【０１０５】
すなわち、ブレーキ作用を確保しながら、全負荷でのフリーフォールが可能となり、しかも乱巻の発生や動力損失等の弊害が生じない。
【０１０６】
また、請求項２の発明によると、低・高速のフリーフォールモードが操作手段の操作量に応じて自動的に切換わるため、わざわざ切換操作を行う煩わしさがなく、操作性が良いものとなる。
【０１０７】
請求項３の発明によると、クラッチオフ動作時のみにフリーフォール切換手段が切換作用を行うため、クラッチオン状態で切換作用を行う場合のような余分な発熱がない。
【０１０８】
また、請求項４，５の発明によると、フリーフォール切換手段を構成する補助クラッチはクラッチのオフ動作時のみにオフとなり、回転抵抗が小さくて摩擦熱も少ないため、熱容量の小さいもの（たとえば請求項４のように小形、安価な乾式クラッチ）を用いることができる。
【０１０９】
一方、請求項６の発明によるとモータそのものがフリーホイール機能を有し、請求項７の発明によるとウィンチモータにバイパス回路を設けるだけでよいため、ウィンチドラムに補助クラッチを設ける場合（請求項４，５）と比較して、構成をより簡素化、小形化して省スペース化及びコストダウンを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるウィンチの回路構成図である。
【図２】同ウィンチにおける補助クラッチの詳細図である。
【図３】同ウィンチにおけるブレーキ弁のペダル操作ストロークと二次圧の関係を示す図である。
【図４】同ウィンチにおけるメインクラッチシリンダのポジティブ側油室の圧力と多板ディスクの圧接力及び同シリンダストロークの関係を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかるウィンチの回路構成図である。
【図６】本発明の第３実施形態にかかるウィンチの回路構成図である。
【図７】従来のウィンチの回路構成図である。
【符号の説明】
３１ウィンチドラム
３２ウィンチモータ
３３遊星歯車機構
３４遊星歯車機構の入力歯車としてのサンギヤ
３５同プラネタリギヤ
３６同リングギヤ
４３メインクラッチ
３９メインクラッチの多板ディスク
４４多板ディスクのインナプレート
４６同アウタプレート
４０プレッシャープレート
４２加圧バネ
４１メインクラッチシリンダ
５０モード切換弁
５９フリーフォール切換手段を構成する補助クラッチ
６２補助クラッチを構成する多板ディスク
６０多板ディスクを構成するインナプレート
６１同アウタプレート
６３同プレッシャープレート
６４同補助クラッチシリンダ
６８フリーフォール切換手段を構成するフリーフォール切換弁
６９ウィンチモータにフリーホイール作用を行わせるための第１モータ制御弁
７０同ケース加圧ライン
７２同第２モータ制御弁
７４バイパス弁
７５バイパス回路

Claims

ウィンチドラムと、このウィンチドラムの回転駆動源としてのウィンチモータと、このウィンチモータの回転力を上記ウィンチドラムに伝達する遊星歯車機構と、この遊星歯車機構の回転を制御するブレーキ兼用のクラッチとを備え、このクラッチのオン動作時に、上記モータの巻下回転力を上記遊星歯車機構を介して上記ウィンチドラムに伝える動力伝達モードとし、クラッチのオフ動作時に、上記遊星歯車機構の入力歯車を拘束した状態でウィンチドラムを自由回転させるフリーフォールモードとするように構成されたウィンチにおいて、上記クラッチオフの状態で遊星歯車機構の入力歯車を解放してウィンチドラムを高速で自由回転させるフリーフォール切換手段が設けら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、クラッチを操作する操作手段を備え、この操作手段の操作量に応じてフリーフォールモードと高速フリーフォールモードの間で自動的に切換えるように構成されたことを特徴とするウィンチ。
フリーフォール切換手段は、クラッチのオフ動作時のみに作用す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記載のウィンチ。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のウィンチにおいて、フリーフォール切換手段は、遊星歯車機構の入力歯車を解放する補助クラッチを有し、クラッチ及び上記補助クラッチとして、それぞれウィンチドラムと連動してフリーフォール回転可能な回転摩擦板と回転不能な固定摩擦板から成るディスククラッチが用いられ、上記クラッチは両摩擦板が冷却油中で圧接・離間する湿式クラッチ、補助クラッチは、両摩擦板が空気中で圧接・離間する乾式クラッチとしてそれぞれ構成されたことを特徴とするウィンチ。
請求項４記載のウィンチにおいて、補助クラッチは、クラッチのオフ動作時のみにオフとなって遊星歯車機構の入力歯車を解放す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乃至３のいずれか１項に記載のウィンチにおいて、
ウィンチモータとして、シリンダブロックが静止した状態でモータケース内が加圧されることによりケーシングが自由回転してフリーホイール作用を行うマルチストローク・ラジアルピストン型の油圧モータが用いられ、フリーフォール切換手段は、上記ウィンチモータの入口及び出口をタンクに連通させるとともにモータケース内を加圧することによってフリーフォールモードから高速フリーフォールモードに切換え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乃至３のいずれか１項に記載のウィンチにおいて、
フリーフォール切換手段は、ウィンチモータの入口と出口をバイパスさせることによってフリーフォールモードから高速フリーフォールモードに切換えるバイパス回路を有することを特徴とするウィンチ。