JPH0664897A - ウインチの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブレーキドラムやウインチドラムの外径を大
きくすることなく、制動時の放熱性能を向上させたウイ
ンチの制御装置を提供する。 【構成】 油圧モータ２の出力軸２ａに接続されて出力
軸２ａの回転を減速する遊星減速機構３と、遊星減速機
構３のリングギア３ａと一体のウインチドラム１と、キ
ャリア軸４と一体のクラッチアンドブレーキドラム５
と、ウインチドラム１，クラッチアンドブレーキドラム
５を制動する第１，第２のブレーキ装置１０，２０とを
備え、第１のブレーキ装置１０が解放、かつ第２のブレ
ーキ装置２０が制動の状態で油圧モータ２による巻上
げ，巻下げが行われ、第１のブレーキ装置１０および第
２のブレーキ装置２０が共に解放の状態でフリーフォー
ルが行われるウインチの制御装置において、ブレーキ操
作部材ＰＤの操作に伴って第１のブレーキ装置１０およ
び第２のブレーキ装置２０を共に制動状態とする第１の
連動手段４０を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クレーン作業やクラム
シェル作業に使用される油圧クローラクレーンなどに搭
載して好適なウインチの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来のウインチの制御装置とし
て、例えば特公平２−４１５０９号公報に開示されてい
るものが知られている。この装置は、図３に示すよう
に、油圧モータ５１と、この油圧モータ５１の出力軸５
１ａに接続された遊星減速機構５２と、この遊星減速機
構５２のリングギア５２ａと一体のウインチドラム５３
と、遊星減速機構５２のキャリア軸５４と一体のクラッ
チドラム５５とを備えている。６０はブレーキ装置であ
り、ブレーキシリンダ６１の伸長により油圧モータ５１
の出力軸５１ａを制動する。７０はクラッチ装置であ
り、内周面にライニングが取付けられたクラッチバンド
７１を有し、クラッチペダルＰＤの操作に応じてクラッ
チバンド７１をクラッチドラム５５に締め付け、クラッ
チドラム５５の回転を阻止する。

【０００３】今、クラッチペダルＰＤを踏み込んでクラ
ッチ装置７０によりクラッチドラム５５の回転を阻止
し、次いで操作レバー８１により切換弁８３を操作する
と、油圧ポンプ８２からの吐出油が切換弁８３を介して
上記油圧モータ５１に導かれるとともに、シャトル弁８
４により選択された管路９１または９２の圧力によりブ
レーキシリンダ６１が収縮し、ブレーキ装置６０が解放
される。これにより、油圧モータ５１の回転がその出力
軸５１ａを介して遊星減速機構５２に伝達される。この
とき、クラッチ装置７０によりクラッチドラム５５、す
なわちキャリア軸５４の回転が阻止されているので、遊
星減速機構５２の性質上、出力軸５１ａの回転はリング
ギア５２ａを介してウインチドラム５３に伝達され、ウ
インチドラム５３が回転し、巻上げあるいは巻下げが行
われる。この状態で操作レバー８１により切換弁８３を
中立位置に戻すと、油圧ポンプ８２の吐出油が油圧モー
タ５１に導かれなくなるので、油圧モータ５１が停止す
るとともに、管路９１または９２の圧力が低下するので
ブレーキシリンダ６１がばね６１ａにより伸長し、ブレ
ーキ装置６０が制動状態となる。その結果、巻上げ，巻
下げが停止する。

【０００４】また、切換弁８３が中立の状態でクラッチ
ペダルＰＤの操作を緩めると、クラッチ装置７０が解放
状態となってクラッチドラム５５、すなわちキャリア軸
５４の回転が許容されるから、吊り荷の自重によってウ
インチドラム５３およびクラッチドラム５５が一体に巻
下げ方向に回転し、いわゆるフリーフォールが行われ
る。フリーフォールの最中にクラッチペダルＰＤを所定
量以上踏み込むと、クラッチ装置７０が制動状態となっ
てクラッチバンド７１がクラッチドラム５５に巻締めら
れ、クラッチドラム５５に制動がかけられる。その結
果、キャリア軸５４および遊星減速機構５２を介してウ
インチドラム５１にも制動がかけられ、ウインチドラム
５１が停止する。なお、このようにフリーフォール時は
クラッチ装置７０がブレーキとして機能するから、この
装置７０をクラッチアンドブレーキ装置と呼んだり、単
にブレーキ装置と呼ぶこともある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように従来装置で
は、フリーフォール中にクラッチペダルを操作したとき
にクラッチ装置７０のみが制動状態となるので、制動時
に発生する摺動摩擦熱をクラッチドラム５５でしか放熱
できない。このためクラッチドラム５５が高温となり、
クラッチバンド７１の内周面側に取付けられたライニン
グの摩耗が速く、ライニングの交換頻度が増加する。こ
れを防止するには、クラッチドラム５５の外径寸法を大
きくして制動時の放熱面積を増大させることが考えられ
るが、この場合には装置が大型化するという問題があ
る。

【０００６】本発明の目的は、ブレーキドラムやウイン
チドラムの外径を大きくすることなく、制動時の放熱性
能を向上させたウインチの制御装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】一実施例を示す図１およ
び図２に対応付けて説明すると、本発明は、油圧モータ
２と、この油圧モータ２の出力軸２ａに接続されて出力
軸２ａの回転を減速する遊星減速機構３と、この遊星減
速機構３のリングギア３ａおよびキャリア軸４のいずれ
か一方と一体のウインチドラム１と、ウインチドラム１
を制動する第１のブレーキ装置１０と、リングギア３ａ
およびキャリア軸４のうちウインチドラム１とは別体の
一方と一体にされたクラッチアンドブレーキドラム５
と、このクラッチアンドブレーキドラム５を制動する第
２のブレーキ装置２０とを備え、第１のブレーキ装置１
０が解放、かつ第２のブレーキ装置２０が制動の状態で
は油圧モータ２による巻上げ，巻下げが行われ、第１の
ブレーキ装置１０および第２のブレーキ装置２０が共に
解放の状態ではフリーフォールが行われるウインチの制
御装置に適用される。そして、第１のブレーキ装置１０
を奏するブレーキ操作部材ＰＤと、このブレーキ操作部
材ＰＤの操作に連動して第２のブレーキ装置２０を制動
状態とする第１の連動手段４０を備え、これにより上記
問題点を解決する。特に請求項２の発明は、油圧モータ
２の回転を指令するモータ操作手段３２と、このモータ
操作手段３２による油圧モータ２の回転指令操作に連動
して第２のブレーキ装置２０を制動状態とするととも
に、モータ操作手段３２が中立のときに第２のブレーキ
装置２０の制動を解放させる第２の連動手段３６，３７
とを備えたものである。

【０００８】

【作用】フリーフォール中にブレーキ操作部材ＰＤを操
作すると、ウインチドラム１を制動する第１のブレーキ
装置１０、およびクラッチアンドブレーキドラム５を制
動する第２のブレーキ装置２０が共に制動状態となる。
これにより、ブレーキ力はウインチドラム１とクラッチ
アンドブレーキドラム５で分担され、制動時の各ドラム
１，５の摺動摩擦熱の発生量が低減される。したがっ
て、ライニングの摩耗が抑制されてその交換頻度を低減
させることができるとともに、制動力のアップが図れ
る。

【０００９】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。

【００１０】

【実施例】図１および図２により本発明の一実施例を説
明する。図２は本発明に係るウインチの制御装置の一部
分を示す断面図、図１はブレーキ装置の構成と油圧回路
を示す図である。図２において、１は回転可能に支持さ
れ制動部１ａを有するウインチドラム、２はウインチド
ラム駆動用の油圧モータ、３はウインチドラム１の内部
に設けられ、油圧モータ２の出力軸２ａの回転を減速す
る遊星減速機構である。遊星減速機構３は、ウインチド
ラム１の内周面に一体に設けられたリングギア３ａと、
油圧モータ２の出力軸２ａに接続されたサンギア３ｂ
と、サンギア３ｂおよびリングギア３ａと噛合する遊星
ギア３ｃと、遊星ギア３ｃのキャリア軸３ｄに接続され
たサンギア３ｅと、サンギア３ｅおよびリングギア３ａ
と噛合する遊星ギア３ｆとを有し、遊星ギア３ｆがキャ
リア軸４に接続されている。５は、キャリア軸４に連結
されたクラッチアンドブレーキドラムであり、このドラ
ム５の外周面のクラッチアンドブレーキバンド２１でド
ラム５を制動してキャリア軸４の回転を阻止すれば、ウ
インチドラム１を動力巻上げ，巻下げできる。一方、ド
ラム５の制動を解放してキャリア軸４の回転を自由にす
れば、ウインチドラム１をフリーフォールさせることが
できる。なお６は、図３に示したブレーキ装置６０と同
様に油圧モータ２の出力軸２ａを制動するブレーキ装
置、ＢＥ１，ＢＥ２，ＢＥ３はベアリングであり、ウイ
ンチドラム１に制動部１ａを設けた以外は図３のウイン
チと基本構造は同じである。

【００１１】図１の符号１０は第１のブレーキ装置１０
を示し、この第１のブレーキ装置１０は、ウインチドラ
ム１の制動部１ａの外周面に巻回されたブレーキバンド
１１を備え、ブレーキバンド１１の内周面にはライニン
グ１２が取付けられている。ブレーキバンド１１は、一
端がレバー１３，ブラケット１４を介して固定され、他
端はレバー１５の一端に取付けられる。レバー１５は、
ブラケット１４の先端に回動可能に支持され、ばね１６
により時計回り方向、すなわちブレーキバンド１１を緩
める方向に付勢されている。レバー１５の他端にはロッ
ド１７の一端が連結され、ロッド１７の他端にはブレー
キレバー１９が回動可能に連結され、ブレーキレバー１
９の先端にブレーキペダルＰＤが取付けられている。ブ
レーキペダルＰＤを踏み込み操作すると、レバー１９，
ロッド１７を介してレバー１５が反時計回り方向に回動
し、ブレーキバンド１１がブレーキドラム５に締付けら
れてウインチドラム１が制動される。ペダルＰＤの操作
をやめると、ばね１６の付勢力によりブレーキバンド１
１が巻緩んで制動が解除される。

【００１２】一方、２０は第２のブレーキ装置であり、
この第２のブレーキ装置２０は、上記クラッチアンドブ
レーキドラム５の外周面に巻回されたクラッチアンドブ
レーキバンド２１を有し、このバンド２１の内周面には
上述と同様にライニング２２が取付けられている。バン
ド２１の一端はレバー２３，ブラケット２４を介して固
定され、他端はレバー２５の一端に取付けられる。レバ
ー２５は、ブラケット２４の先端に回動可能に支持さ
れ、ばね２６により時計回り方向に付勢されている。レ
バー２５の他端は、クラッチシリンダ２７のピストンロ
ッド２７Ａに接続されている。すなわちピストンロッド
２７Ａの先端には、長孔２７ａを有するブラケット２７
Ｂが取付けられ、この長孔２７ａにレバー２５のピン２
５ａが係合している。

【００１３】クラッチシリンダ２７のロッド室に圧油が
供給されているときには、ピストンロッド２７Ａが収縮
状態にあり、レバー２５を介してバンド２１がクラッチ
アンドブレーキドラム５に対して緩んだ状態となってい
る（クラッチオフ状態となっている）。一方、ロッド室
がタンクに連通されると、ばね２７ｂによりピストンロ
ッド２７Ａが伸長し、これに伴ってレバー２５がばね２
６の付勢力により時計回り方向に回動し、バンド２１が
クラッチアンドブレーキドラム５に巻締まった状態とな
る（クラッチオン状態となる）。

【００１４】レバー２５の他端にはまた、ロッド２８が
連結され、ロッド２８の他端にレバー２９の一端が連結
されている。レバー２９は、リンク機構４０によって第
１のブレーキ装置側のブレーキレバー１９と連携動作す
るよう構成されている。したがって、クラッチシリンダ
２７のピストンロッド２７Ａが収縮している状態（クラ
ッチオフ、換言すると第２のブレーキ装置２０が解放状
態）のときにブレーキペダルＰＤが踏み込まれると、リ
ンク機構４０を介してロッド２８が引っ張られ、レバー
２５の回動により第２のブレーキ装置２０が制動状態と
なる。なお、レバー２５が回動するとき、ピン２５ａが
ブラケット２７Ｂの長孔２７ａを移動するから、クラッ
チシリンダ２７の伸縮には何ら影響は及ぼさない。

【００１５】次に、ウインチドラム１および第２のブレ
ーキ装置２０を駆動するための油圧回路について説明す
る。図１において、３１は操作用の油圧ポンプであり、
その吐出油は、操作レバー（モータ操作手段）３２によ
り操作される減圧弁３３およびパイロット管路３８ａ，
３８ｂを介して油圧パイロット式制御弁３４のパイロッ
トポート３４ａ，３４ｂに導かれ、これにより制御弁３
４が切換わる。制御弁３４がＡ位置またはＢ位置に切換
わると、油圧ポンプ３５からの吐出油が制御弁３４およ
びカウンタバランス弁３９を介して油圧モータ２に導か
れ、油圧モータ２が回転する。一方、操作用油圧ポンプ
３１の吐出油は、切換弁３６を介して上記クラッチシリ
ンダ２７のロッド室にも導かれる。３７は、パイロット
管路３８ａ，３８ｂのうち高圧側の圧力を選択するシャ
トル弁であり、その選択圧力は切換弁３６のパイロット
ポート３６ａに導かれる。

【００１６】次に、実施例の動作を説明する。操作レバ
ー３２が中立位置にあるときには、制御弁３４は中立位
置Ｎを保持し、油圧モータ２は停止している。また、こ
のときパイロット管路３８ａ，３８ｂの圧力がいずれも
低いので切換弁３６はａ位置を保持し、操作用油圧ポン
プ３１の吐出油がクラッチシリンダ２７のロッド室に導
かれ、クラッチアンドブレーキドラム５にはクラッチア
ンドブレーキバンド２１が巻締まっていない。したがっ
てクラッチはオフ、すなわち第２のブレーキ装置２０は
解放状態となっている。

【００１７】−巻上げ時の動作− この状態で操作レバー３２を例えば巻上側に操作する
と、操作用油圧ポンプ３１の吐出圧が減圧弁３３で減圧
されて制御弁３４のパイロットポート３４ａに作用し、
制御弁３４がＡ位置に切換わる。またパイロット管路３
８ａの圧力が上昇し、この圧力がシャトル弁３７で選択
されて切換弁３６のパイロットポート３６ａに作用し、
切換弁３６がｂ位置に切換わる。これによりクラッチシ
リンダ２７のロッド室がタンクと連通するので、ばね２
７ｂによりピストンロッド２７Ａが伸長してクラッチが
オン、すなわち第２のブレーキ装置２０が制動状態とな
る。

【００１８】制御弁３４がＡ位置に切換わったことによ
り、油圧ポンプ３５からの吐出油が制御弁３４およびカ
ウンタバランス弁３９を介して油圧モータ２に導かれ、
油圧モータ２が巻上方向に回転する。油圧モータ２の回
転は、その出力軸２ａを介して遊星減速機構３に伝達さ
れるが、遊星減速機構３の遊星ギア３ｆに接続されたキ
ャリア軸４が第２のブレーキ装置２０により回転阻止さ
れているので、出力軸２ａの回転によりサンギア３ｂ，
遊星ギア３ｃおよびリングギア３ａを介してウインチド
ラム１が巻上方向に回転し、吊り荷が巻上げられる。

【００１９】この状態でブレーキペダルＰＤを踏み込み
操作し、第１のブレーキ装置１０を制動状態としてから
操作レバー３２を中立位置に戻すと、操作用油圧ポンプ
３１の吐出油が制御弁３４に導かれなくなるので、制御
弁３４が中立位置に戻り、油圧モータ２が停止して巻上
げが停止する。またこのとき、パイロット管路３８ａの
圧力が低下するので、切換弁３６はａ位置に戻り、操作
用油圧ポンプ３１の圧油がクラッチシリンダ２７に導か
れてピストンロッド２７Ａが収縮するが、ブレーキペダ
ルＰＤが踏まれたままであるので、リンク機構４０を介
して第２のブレーキ装置２０は制動状態を保持する。

【００２０】−フリーフォール時の動作− 次に、操作レバー３２を中立位置に保持したままブレー
キペダルＰＤの操作を徐々に解除すると、第１のブレー
キ装置１０を構成するブレーキバンド１１が徐々に緩み
始めるとともに、リンク機構４０を介して第２のブレー
キ装置２０のクラッチアンドブレーキバンド２１も緩み
始める。すなわち、第１，第２のブレーキ装置１０，２
０が共に解放状態となる。これによりウインチドラム１
およびキャリア軸４の制動が共に解除されるので、吊り
荷の自重によりウインチドラム１が巻下げ方向に回転し
てフリーフォールが行われる。その速度は、ブレーキペ
ダルＰＤの解除量に依存する。

【００２１】フリーフォール中にブレーキペダルＰＤを
再び踏み込むと、第１のブレーキ装置１０が制動状態に
なるとともに、リンク機構４０を介して第２のブレーキ
装置２０も制動状態となる。すなわち、ブレーキバンド
１１がウインチドラム１の制動部１ａに巻締められると
ともに、クラッチアンドブレーキバンド２１がクラッチ
アンドブレーキドラム５に巻締められ、これによりウイ
ンチドラム１が停止する。このとき、ウインチドラム１
は２つのブレーキ装置１０，２０で制動され、各ブレー
キで略１／２づつブレーキ力を分担することになるか
ら、ドラム１，５にそれぞれ発生する摩擦熱は従来より
少なくなり、従来と比べて制動時の放熱量の増加が図
れ、ライニングの摩耗を最小限に抑制できる。

【００２２】なお以上では、ウインチドラム１とリング
ギア２ａとを一体とし、ブレーキドラム５とキャリア軸
４とを一体とした例を示したが、これとは逆にウインチ
ドラム１とキャリア軸４とを一体とし、ブレーキドラム
５とリングギア２ａとを一体としてもよい。また、第１
のブレーキ装置を油圧ブースタを使用した倍力式にした
り、ばねなどによる機械的アシストを利用したばねアシ
スト式にしてもよく、さらには、動油圧式あるいは静油
圧式としてもよい。したがって、リンク機構４０もこれ
らのブレーキ形式によって種々のものが使用可能であ
り、機械式にとどまらず流体式により両ブレーキを介在
させるようにしてもよい。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、ブレーキ操作部材の操
作に伴って第１のブレーキ装置およびクラッチ機能を有
する第２のブレーキ装置を共に制動状態とし、フリーフ
ォール時に２つのドラムで制動をかけるようにしたの
で、ブレーキ力はウインチドラムとクラッチアンドブレ
ーキドラムで分担され、制動時の各ドラムの摺動摩擦熱
の発生量を低減される。したがって、ライニングの摩耗
が抑制されてその交換頻度を低減させることができると
ともに、制動力のアップが図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るウインチの制御装置の構成を示す
図である。

【図２】ウインチドラムおよびブレーキドラムの構成を
示す断面図である。

【図３】従来のウインチの制御装置を示す図である。

【符号の説明】

１ ウインチドラム １ａ 制動部 ２ 油圧モータ ３ 遊星減速機構 ４ キャリア軸 ５ クラッチアンドブレーキドラム １０ 第１のブレーキ装置 １１ ブレーキバンド １２，２２ ライニング ２０ 第２のブレーキ装置 ２１ クラッチアンドブレーキバンド ２７ ブレーキシリンダ ３２ 操作レバー ３３ 減圧弁 ３４ 油圧パイロット式制御弁 ３６ 切換弁 ４０ リンク機構 ＰＤブレーキペダル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧モータと、 この油圧モータの出力軸に接続されて出力軸の回転を減
   速する遊星減速機構と、 この遊星減速機構のリングギアおよびキャリア軸のいず
   れか一方と一体のウインチドラムと、 前記ウインチドラムを制動する第１のブレーキ装置と、 前記リングギアおよびキャリア軸のうち前記ウインチド
   ラムとは別体の一方と一体にされたクラッチアンドブレ
   ーキドラムと、 このクラッチアンドブレーキドラムを制動する第２のブ
   レーキ装置とを備え、 前記第１のブレーキ装置が解放、かつ第２のブレーキ装
   置が制動の状態では前記油圧モータによる巻上げ，巻下
   げが行われ、前記第１のブレーキ装置および第２のブレ
   ーキ装置が共に解放の状態ではフリーフォールが行われ
   るウインチの制御装置において、 前記第１のブレーキ装置を操作するブレーキ操作部材
   と、 このブレーキ操作部材の操作に連動して第２のブレーキ
   装置を制動状態とする第１の連動手段を備えたことを特
   徴とするウインチの制御装置。
2. 【請求項２】 前記油圧モータの回転を指令するモータ
   操作手段と、 このモータ操作手段による前記油圧モータの回転指令操
   作に連動して前記第２のブレーキ装置を制動状態とする
   とともに、前記モータ操作手段が中立のときに前記第２
   のブレーキ装置の制動を解放させる第２の連動手段とを
   備えることを特徴とする請求項１に記載のウインチの制
   御装置。