JPH0241510B2 - - Google Patents

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JPH0241510B2
JPH0241510B2 JP14541185A JP14541185A JPH0241510B2 JP H0241510 B2 JPH0241510 B2 JP H0241510B2 JP 14541185 A JP14541185 A JP 14541185A JP 14541185 A JP14541185 A JP 14541185A JP H0241510 B2 JPH0241510 B2 JP H0241510B2
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clutch
cylinder
oil
valve
hoisting
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、微少巻上が可能なウインチのクラツ
チ制御装置に関するものである。
(従来技術) クレーンにおけるウインチは、一般にドラム軸
に巻上ドラムを回転自在に支持させ、このドラム
軸に装備されたクラツチシリンダを伸縮させるこ
とにより、クラツチバンドを巻上ドラムに圧接、
離間させてドラム軸の回転を巻上ドラムに伝達、
解除するように構成されている。そして、上記ク
ラツチシリンダを作動させる手段として、従来で
はマスタシリンダ方式と可変減圧弁方式とが用い
られている。
しかし、マスタシリンダ方式では、クラツチバ
ンドと巻上ドラムの接触状態を反力としてオペレ
ータが直接手で感じ取ることができ、微妙な操作
が可能であるという利点がある反面、大きな操作
力が必要であり、操作力を小さくしようとすれ
ば、操作レバーのストロークを大きくする必要が
あり、それだけオペレータの疲労も大きく、ま
た、マスタシリンダからの吐出油量が限定されて
いるため、クラツチバンド等が摩耗した場合にそ
の摩耗に追従できず、頻繁にクラツチの張りの調
整をする必要があつた。
また、上記マスタシリンダ方式において、巻上
ドラムの過負荷時にスイツチを働かせて電磁切換
弁を切換え、クラツチ回路をタンクに連通させて
クラツチを自動的にオフし、巻上げを自動停止さ
せるものがあるが、この自動停止のための電磁切
換弁にスプール弁が用いられているため、油のリ
ークが避けられず、通常の巻上作業時にマスタシ
リンダから電磁切換弁を経てクラツチシリンダに
導かれる圧油が上記リークによつて圧力降下し、
クラツチの作動効率が低下するおそれがあつた。
一方、可変減圧弁方式によれば、オペレータが
操作レバーにより圧力コントロール用のスプール
を操作するだけでよいので、その操作力を小さく
でき、また、可変減圧弁の吐出油量はその一次側
に接続されたポンプによつて決まるので、クラツ
チバンド等が摩耗してもその摩耗量に追従してク
ラツチシリンダを伸ばし、クラツチを確実に作動
させることができる利点があるが、クラツチバン
ドと巻上ドラムの作動初期の接触状態をオペレー
タが手で感じ取ることができない。このため、オ
ペレータがレバーを入れ過ぎて吊荷を巻上げ過ぎ
てしまうおそれがあり、微少な巻上操作ができな
い。しかも、可変減圧弁方式ではその一次側のポ
ンプが故障した場合にはその二次側に圧力を導出
できないため、クラツチを制御できなくなる。
(発明の目的) 本発明は、このような従来の問題を解消するた
めになされたものであり、操作力を小さくしてオ
ペレータの疲労を少なくするとともに、クラツチ
バンドと巻上ドラムとの接触長さを正確に制御で
き、かつ、その接触状態をオペレータが手で容易
に感じ取ることができ、微少な巻上げを可能に
し、操作性、作業性ならびに安全性を向上できる
ウインチのクラツチ制御装置を提供するものであ
る。
(発明の構成) 本発明の第1の要旨は、ドラム軸の回転を巻上
ドラムに伝達するクラツチと、このクラツチの作
動を制御するクラツチシリンダと、クラツチシリ
ンダに対する圧油の給排を制御するサーボ弁と、
サーボ弁を操作する操作レバーとを具備し、上記
サーボ弁は操作レバーによつて操作されるスプー
ルと、スプールの移動に追従して位置制御される
スリーブとを備えているとともに、スリーブの移
動量に応じた油量が出力ポートから吐出されるよ
うに構成され、この出力ポートにクラツチ回路を
介して上記クラツチシリンダが接続されている点
にある。
また第2の要旨は、上記の構成に加えて、上記
巻上ドラムの過負荷時に作動される過負荷防止用
スイツチと、上記クラツチ回路の圧力を制御する
デコンプレツシヨン弁とを設け、デコンプレツシ
ヨン弁は弁本体と摺動自在のピストンとによつて
容積変更自在に形成された制御用油室を有し、こ
の油室に上記クラツチ回路が連通され、上記スイ
ツチの非作動時に上記油室の容積を一定に保持
し、上記スイツチの作動時に上記油室の容積を拡
大してクラツチ回路の圧抜きを行うように構成さ
れている点にある。
(実施例) 第1図〜第3図は本発明の第1実施例を示すも
のであり、図において、1は巻上ドラムで、ドラ
ム軸2に回動自在に支持され、このドラム軸2と
巻上ドラム1との間にクラツチ機構3とプラネタ
リ機構4とが設けられている。クラツチ機構3
は、第2図に示すようにドラム軸1の一側部にス
パイダ5を介してクラツチシリンダ6と、リンク
7と、クラツチバンド8とを設けて構成され、ク
ラツチシリンダ6の伸縮によりクラツチバンド8
を巻上ドラム1に圧接、離間させてクラツチをオ
ン、オフし、ドラム軸2の回転を巻上ドラム1に
伝達、解除する。この場合、ドラム軸1は図外の
駆動装置により一定方向に回転駆動され、上記ク
ラツチのオンにより巻上ドラム1がドラム軸2と
同一方向に回転され、吊荷の巻上運転が行われ
る。また、プラネタリ機構4はプラネタリブレー
キ9とその作動用シリンダ10とを具備し、同シ
リンダ10にてプラネタリブレーキ9をオンする
ことにより、巻上ドラム1がドラム軸2と逆方向
に回転され、吊荷の巻下運転が行われる。
そして、上記巻上運転の制御のために、クラツ
チシリンダ6にクラツチ回路11を介してサーボ
弁12が接続され、巻下運転の制御のために、プ
ラネタリシリンダ10にプラネタリブレーキ回路
13を介してリモコン弁14が接続されている。
なお、リモコン弁14には従来と同様の可変減圧
弁を用い、サーボ弁12に第3図に示す構造のも
のを用いている。15は操作レバー、16は油圧
源、17はタンクである。
次に、上記サーボ弁12の具体的構造を第3図
によつて説明する。このサーボ弁12は、弁本体
30内にスリーブ31とスプール32とを同心上
で軸方向に互いに摺動自在に設けてなるもので、
弁本体30に入力ポート33と出力ポート34と
タンクポート35が設けられ、上記スリーブ31
の背面側に第1油室36が形成され、その先端側
に上記出力ポート34に連通する第2油室37が
形成され、かつ、スリーブ31内において、スプ
ール32の先端側にプラグ38を介してばね室3
9が形成されている。上記スリーブ31は第2油
室37内に設けられた中立復帰用ばね40により
図面右方向に付勢され、蓋部材41に設けられた
ストツパ42に当つて図示の位置(中立)に保持
され、スプール32はばね室39内に設けられた
中立復帰用ばね43により図面右方向に付勢さ
れ、スリーブ31に付設されたストツパリング4
4に当つて図示の位置(中立)に保持されてい
る。45,46は蓋部材、47,48はシール材
である。
上記スプール32には軸方向の穴51,53,
55と、径方向の穴52,54とが互いに連通し
て設けられ、かつ、これらの穴51〜55によつ
て上記ばね室39と第1油室36とが常時連通さ
れている。また、スリーブ31の内周面には第1
と第2の周溝56,57が設けられ、第1の周溝
56はスリーブ31に設けられた通路58と、弁
本体30に設けられた通路59とを介して入力ポ
ート33に常時連通され、第2の周溝57はスリ
ーブ31に設けられた径方向の穴60と、スリー
ブ外周に形成された通路61と、弁本体30に設
けられた通路62,63,64を介してタンクポ
ート35に常時連通され、両周溝56,57に対
して上記スプール32の穴52が選択的に連通さ
れるようになつている。また、上記第2油室37
とタンクポート35との間にはチエツク弁65が
設けられ、スリーブ31の先端にチエツク弁65
を開くための係止部66が設けられている。67
はばねである。
上記サーボ弁12に対し、その入力ポート33
に油圧源16を接続するとともに、出力ポート3
4に上記クラツチ回路11を介してクラツチシリ
ンダ6を接続し、スプール32に入力部材68を
介して操作レバー15を接続する。
次に、作用について説明する。
まず、操作レバー15が中立の時は、第3図図
示のようにサーボ弁12のスリーブ31の第1周
溝56がスプール32によりブロツクされている
とともに、スプール32の穴52が第2周溝57
に連通されている。これにより第1油室36およ
びばね室39がタンクポート35に連通され、第
1油室36内の圧力はタンク圧となり、上記スリ
ーブ31およびスプール32がそれぞればね4
0,43により図示の位置(中立)に保持されて
いる。また、スリーブ31の先端係止部66によ
つてチエツク弁65が開かれ、第2油室37がタ
ンクポート35に連通され、上記出力ポート34
に接続されているクラツチシリンダ6もタンク1
7に連通され、クラツチがオフとなつている。
次に、操作レバー15を巻上(矢印イ)方向に
操作すると、サーボ弁12のスプール32が図面
左方向に移動され、このスプール32によつて第
2周溝57がブロツクされるとともに、スプール
32の穴52が第1周溝56に連通される。これ
により入力ポート33に導かれている油圧源16
からの圧油がスリーブ31の背面の第1油室36
に導かれ、この圧油によりスリーブ31がばね4
0に抗して図面左方向に移動される。そして、こ
のスリーブ31の移動により、スリーブ先端の係
止部66がチエツク弁65から離れるとともに、
チエツク弁65がばね67により閉じられ、第2
油室37とタンクポート35との連通が遮断さ
れ、その後、第2油室37内の油が出力ポート3
4から吐出され、その圧油がクラツチ回路11を
経てクラツチ機構3のシリンダ6に導かれて同シ
リンダ6が伸ばされる。これによりクラツチバン
ド8が第2図に示すようにリンク7の先端側の端
部8aを始点として時計方向に上記クラツチシリ
ンダ6のストロークに対応した長さL分だけ巻上
ドラム1の内周面に圧接されてクラツチ7がオン
される。これにより上記ドラム軸2の回転力がク
ラツチ機構3を介して巻上ドラム1に伝達され、
巻上ドラム1が巻上方向に回転される。
この場合、スプール32の移動に追従してスリ
ーブ31が移動し、かつ、スプール32の移動量
に対応した量だけスリーブ31が移動し、その
後、スリーブ31の第1周溝56が閉じられると
ともに、第2周溝57が上記穴52に連通し、上
記第1油室36がタンクポート35すなわちタン
ク16に連通され、同油室36の圧力がタンク圧
となり、スリーブ31の移動が停止される。こう
して操作レバー15の操作量に応じてスプール3
2の移動量およびスリーブ31の移動量が決まる
とともに、第2油室37の容積、出力ポート34
から吐出される油量、ならびにクラツチシリンダ
6の伸長量が決まり、クラツチバンド8の巻上ド
ラム1に対する接触長さLが決まる。これにより
操作レバー15の操作量に応じて上記接触長さL
すなわちクラツチ力を制御でき、従つて、操作レ
バー15の操作量を小さくすることにより、上記
接触長さLを小さくして微少巻上を行うことがで
きる。
またこの微少巻上時において、クラツチシリン
ダ6を伸ばすと、当初、クラツチバンド8が上記
クラツチシリンダ6のストロークに対応した長さ
L分だけ巻上ドラム1の内周面に当つてクラツチ
オンされるとともに、ドラム軸2の回転力が巻上
ドラム1に伝達されて巻上ドラム1が回転される
が、その後、巻上ドラム1が回転し始めると、上
記クラツチバンド8と巻上ドラム1間の摩擦と、
巻上ドラム1の負荷とによつてクラツチバンド8
と巻上ドラム1との接触長さLが長くなり、これ
に伴つてクラツチシリンダ6がその作動初期より
伸ばされることになる。
この場合、上記従来のように可変減圧弁方式で
あると、クラツチシリンダの伸びに追従して可変
減圧弁から圧油が流入し、クラツチシリンダの圧
力を操作レバーによつて決められた圧力に保持す
るように可変減圧弁が作動するので、クラツチ力
(圧力×接触面積)が結果的に作動初期より大き
くなり、このため、操作レバーの操作角を小さく
して巻上ドラムの巻上量を少なくしようとして
も、巻上ドラムが余分に巻上げられ、微少な巻上
が困難である。
しかし、本発明のようにサーボ弁12を使用す
れば、操作レバー15によりスリーブ31の位置
が決められ、サーボ弁12から吐出される油量が
決められているので、上記巻上ドラム1が回転
し、シリンダ6が伸ばされると、クラツチ回路1
1の圧力が低下し、クラツチ力が小さくなり、ク
ラツチバンド8と巻上ドラム1とがスリツプし、
巻上ドラムが停止する。すなわち、操作レバー1
5を僅かに操作して停止しておけば、巻上ドラム
1が僅かに回転しただけで停止し、微少な巻上を
行うことができる。その後、操作レバー15をさ
らに巻上方向に倒せば、上記サーボ弁12から吐
出される油量が増大され、クラツチシリンダ6の
伸長量および圧力が増大され、クラツチ力が高め
られて通常の巻上運転が行われる。
また、上記巻上操作において、クラツチシリン
ダ6によるクラツチバンド8の巻上ドラム1に対
する圧接力すなわちクラツチ力が、サーボ弁12
のスリーブ31およびスプール32を介して反力
として操作レバー15にフイードバツクされるの
で、上記クラツチ力をオペレータが手で感じ取る
ことができる。従つて、レバー15を倒し過ぎて
吊荷を巻上げ過ぎるということがない。しかも、
上記入力ポート33から導入して圧油をスリーブ
31背面の第1油室36に導いて、スリーブ31
をスプール32の移動に通常して移動させ、上記
の制御を行うので、操作力を小さくでき、操作性
を向上できる。なお、サーボ弁12の油圧源16
が故障して第1油室36に圧油が導かれなくなつ
た場合、サーボ弁12の操作力は大きくなるが、
操作レバー15を操作すれば、スプール32およ
びスリーブ31を機械的に移動させて第2油室3
7から油を吐出できるので、クラツチの制御は可
能である。
次に、操作レバー15を中立に戻すと、スプー
ル32が中立に戻され、上記穴52が第2周溝5
7に連通されて第2油室37の油がタンクポート
35からタンク17に排出され、スリーブ31が
中立に戻されるとともに、スリーブ先端の係止部
66によつてチエツク弁65が開かれ、上記クラ
ツチシリンダ6内の油が第2油室37からチエツ
ク弁65およびタンクポート35を経てタンク1
7に排出され、クラツチシリンダ6が縮められて
クラツチがオフされ、巻上ドラム1の回転が停止
される。このようにレバー15の中立時にチエツ
ク弁65を開いて第2油室37およびクラツチシ
リンダ6をタンク17に連通させておくことによ
り、巻上ドラム1の熱膨脹等によつて巻上ドラム
1とクラツチバンド8とのクリアランスに多少の
変動があつても、レバー中立によつて確実にクラ
ツチをオフして巻上ドラム1を停止させることが
できる。また、クラツチバンド8が摩耗しても、
巻上操作時の制御を的確に行うことができる。
一方、操作レバー15を巻下(矢印ロ)方向に
操作すると、リモコン弁14が作動され、このリ
モコン弁14からレバー操作角に応じた二次圧力
が導出され、その圧油が回路13を経てプラネタ
リーブレーキシリンダ10に導かれ、プラネタリ
ーブレーキ9がオンされ、上記ドラム軸2の回転
力がプラネタリ機構4を介して巻上ドラム1に伝
達され、巻上ドラム1が巻下方向に回転される。
第4図、第5図は本発明の第2実施例を示すも
のであり、この第2実施例は、第1図に示した第
1実施例の回路に対し、デコンプレツシヨン弁1
8、過負荷防止用電磁弁19とそのスイツチ2
0、ネガブレーキ21、ネガブレーキシリンダ2
2、ネガブレーキ回路23、シヤトル弁24,2
5、インタロツク用電磁弁26、過負荷防止用ス
イツチ27およびインタロツク用スイツチ28を
付加し、巻上ドラム1に過負荷が発生した場合
に、自動的にネガブレーキ21をオンして巻上ド
ラム1を停止させるとともに、クラツチをオフす
るようにしている。29はバツテリー等の電源で
ある。なお、過負荷防止用スイツチ20,27は
ウインチの巻上経路の所定箇所に設けられ、平常
時はスイツチオンされ、巻上経路に過負荷が生じ
た場合にスイツチオフされる。インタロツク用ス
イツチ28は運転室に設けられている。
デコンプレツシヨン弁18は、第5図のように
弁本体70内にピストン71を摺動自在に設けて
構成され、このピストン71の背面側に入力ポー
ト72と第1油室73が設けられているととも
に、ピストン71のロツド先端側にクラツチ制御
用として容積変更自在の第2油室74と出力ポー
ト75が設けられている。そして、上記入力ポー
ト72が過負荷防止用電磁弁19を介して油圧源
16とタンク17とに切換自在に接続され、出力
ポート75がクラツチ回路11に接続されてい
る。なお、76,77は蓋部材、78はOリング
で、上記ピストン71が摺動しても各油室73,
74から油洩れが生じないように構成されてい
る。79はドレンポートで、タンク16に接続さ
れる。80はばね、81はピストン71のストロ
ーク調節用シム、82はエアベントである。
次に、第2実施例の作用を説明すると、第4図
において、平常時は過負荷防止用スイツチ20,
27がオンされ、クラツチ側の過負荷防止用電磁
弁19が図面下位置に切換えられ、油圧源16か
らの圧油がデコンプレツシヨン弁18の第1油室
73に導かれ、ピストン71が第4図で上方(第
5図では右方)に移動され、第2油室74の容積
が最小となるように保持されている。一方、ネガ
ブレーキ側において、平常時は上記スイツチ27
がオンされているが、運転室のインタロツク用ス
イツチ28をオフしておけば、電磁弁26が図示
の位置にあり、ネガブレーキシリンダ22内の油
がタンク17に排出され、ネガブレーキ21がそ
れ自身のばね力によつてブレーキオンされ、これ
によつて巻上ドラム1の停止状態が保持されてい
る。
次いで、巻上運転を行う時は、インタロツク用
スイツチ28をオンするとともに、操作レバー1
5を巻上方向に操作することにより、電磁弁26
が図面左位置に切換えられ、油圧源からの圧油が
ネガブレーキシリンダ22に導かれてネガブレー
キ21がオフされるとともに、サーボ弁12から
圧油が導出され、その圧油がクラツチ回路11を
経てクラツチシリンダ6に導かれる。このとき、
クラツチ回路11に連通されたデコンプレツシヨ
ン弁18の第2油室74の容積が最小となるよう
に保持されているので、サーボ弁12からの圧油
がそのままクラツチシリンダ6に導かれ、従つ
て、上記第1実施例の場合と同様の作用でクラツ
チがオンされ、巻上ドラム1が巻上方向に回転駆
動される。また、この巻上運転時には、デコンプ
レツシヨン弁18の各油圧室73,74がOリン
グ78によつて油洩れが生じないように構成され
ているので、上記サーボ弁12からの圧油をクラ
ツチシリンダ6に確実に供給でき、同シリンダ6
を確実に作動させて巻上運転をスムーズに行うこ
とができ、かつ、操作レバー15の微少操作によ
つて上記第1実施例の場合と同様に微少巻上を容
易に行うことができる。
次に、上記巻上運転時において、過巻その他に
よつて過負荷が生じた場合、ネガブレーキ側で、
過負荷防止用スイツチ27がオフされ、電磁弁2
6が図示の位置に戻されるとともに、ネガブレー
キシリンダ22内の油がタンク17に排出され、
ネガブレーキ21が自動的にオンされる。これと
同時にクラツチ側において、過負荷防止用スイツ
チ20がオフされ、電磁弁19が図示の位置に戻
され、デコンプレツシヨン弁18の第1油室73
がタンク17に連通され、これに伴つて上記クラ
ツチ回路11に導かれかつデコンプレツシヨン弁
18の第2油室に導かれていた圧油の圧力によつ
てピストン71が押戻されるとともに、第2油室
74の容積が大きくなり、クラツチ回路11の圧
力が低下し、クラツチが自動的にオフされる。
このように過負荷が生じれば、操作レバー15
を巻上方向に倒したままであつても、上記スイツ
チ20,27によつて電磁弁19,26が図示の
位置に切換えられ、ネガブレーキが自動的にオン
されるとともに、デコンプレツシヨン弁18の働
きにより、クラツチ回路11の圧抜きが行われ、
クラツチも自動的にオフされる。これにより巻上
ドラム1が自動的に停止され、安全性が確保され
るとともに、クラツチの保護がなされるのであ
る。
(発明の効果) 以上のように本発明は、サーボ弁の位置制御に
よつてクラツチシリンダのストロークを制御し、
クラツチをオン、オフ制御するものであり、オペ
レータがクラツチのオン状態を手で容易に感じ取
ることができ、操作性を向上でき、クラツチ力を
的確に制御できるとともに、微少巻上が可能で、
インチング性能を向上でき、作業性を向上でき
る。また、油圧源が故障してもクラツチの制御が
可能である。
さらに、第2の発明によれば、過負荷防止用ス
イツチによつて作動されるデコンプレツシヨン弁
を用いているので、通常の巻上作業時には油洩れ
が生じることなくクラツチを的確に制御できると
ともに、過負荷時にはクラツチの圧抜きを行つて
クラツチを自動的にオフでき、クラツチの摩耗を
防止でき、寿命を向上できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示す油圧回路
図、第2図はそのクラツチ機構の側面図、第3図
はサーボ弁の断面図、第4図は第2の実施例を示
す油圧回路図、第5図はデコンプレツシヨン弁の
断面図である。 1……巻上ドラム、2……ドラム軸、3……ク
ラツチ機構、6……クラツチシリンダ、8……ク
ラツチバンド、11……クラツチ回路、12……
サーボ弁12、14……リモコン弁、15……操
作レバー、16……油圧源、17……タンク、1
8……デコンプレツシヨン弁18、過負荷防止用
電磁弁。、20……過負荷防止用スイツチ、29
……電源、30……サーボ弁の弁本体、31……
スリーブ、32……スプール、33……入力ポー
ト、34……出力ポート、35……タンクポー
ト、36……第1油室、37……第2油室、70
……デコンプレツシヨン弁の弁本体、71……ピ
ストン、72……入力ポート、73……第1油
室、74……第2油室、75……出力ポート。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ドラム軸の回転を巻上ドラムに伝達するクラ
    ツチと、このクラツチの作動を制御するクラツチ
    シリンダと、クラツチシリンダに対する圧油の給
    排を制御するサーボ弁と、サーボ弁を操作する操
    作レバーとを具備し、上記サーボ弁は操作レバー
    によつて操作されるスプールと、スプールの移動
    に追従して位置制御されるスリーブとを備えてい
    るとともに、スリーブの移動量に応じた油量が出
    力ポートから吐出されるように構成され、この出
    力ポートにクラツチ回路を介して上記クラツチシ
    リンダが接続されていることを特徴とするウイン
    チのクラツチ制御装置。 2 ドラム軸の回転を巻上ドラムに伝達するクラ
    ツチと、このクラツチの作動を制御するクラツチ
    シリンダと、クラツチシリンダに対する圧油の給
    排を制御するサーボ弁と、サーボ弁を操作する操
    作レバーとを具備し、上記サーボ弁は操作レバー
    によつて操作されるスプールと、スプールの移動
    に追従して位置制御されるスリーブとを備えてい
    るとともに、スリーブの移動量に応じた油量が出
    力ポートから吐出されるように構成され、この出
    力ポートにクラツチ回路を介して上記クラツチシ
    リンダが接続され、一方、上記巻上ドラムの過負
    荷時に作動される過負荷防止用スイツチと、上記
    クラツチ回路の圧力を制御するデコンプレツシヨ
    ン弁とを設け、デコンプレツシヨン弁は弁本体と
    摺動自在のピストンとによつて容積変更自在に形
    成された制御用油室を有し、この油室に上記クラ
    ツチ回路が連通され、上記スイツチの非作動時に
    上記油室の容積を一定に保持し、上記スイツチの
    作動時に上記油室の容積を拡大してクラツチ回路
    の圧抜きを行うように構成されていることを特徴
    とするウインチのクラツチ制御装置。
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