JPH0986887A - ウインチの制動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ワイヤの飛び出しを防止できるウインチの制動
装置を得る。 【解決手段】外力の付与によりワイヤ２が巻回されたド
ラムを制動する湿式多板ブレーキ機構５２と、湿式多板
ブレーキ機構５２に外力を付与する制動ばね６６，６８
と、導入される流体圧の作用で制動ばね６６，６８の付
勢力に抗して外力の付与を解除する解除シリンダ５８，
６０とを備えている。そして、変位により湿式多板ブレ
ーキ機構５２の板間隔を調整可能な半制動シリンダ７
０，７２を配置した。半制動シリンダ７０，７２に流体
圧を導入する供給通路と連通したノズル９０，９２を半
制動シリンダ７０，７２の変位に応じて移動可能に配置
し、また、マスタシリンダからの流体圧とノズル９０，
９２からの流体圧との対向作用を受ける弁体９４，９６
を備えた制御弁１３０，１３２を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤが巻回され
たドラムを回転させてワイヤの巻き上げ、繰り出しを行
う際に、ドラムを制動するウインチの制動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、特公平２−４１５０９号公報
にあるように、内周面にライニングが取り付けられたブ
レーキバンドを有し、ブレーキペダルの操作に応じてブ
レーキバンドをブレーキドラムに締付け、ブレーキドラ
ムを制動するようにしたウインチの制動装置が知られて
いる。

【０００３】しかし、このようなものでは、吊下げたハ
ンマグラブ等を落下させて杭穴を掘削する場合のよう
に、ハンマグラブ等を自由落下させ、ブレーキペダルの
踏込により制動をかけると、ブレーキドラムがかなりの
高温になってしまう。そこで、これを解決するために、
特開平６−６４８９６号公報にあるように、ウインチド
ラムと一体にブレーキドラムを形成し、このブレーキド
ラムにブレーキバンドを巻き付け、放熱容量の大きなウ
インチドラムを利用して放熱性を改善したものも提案さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来のものでは、ハンマグラブ等を落下させて掘削す
る際に、ハンマグラブが着地した後直ちにドラムを制動
しないと、ワイヤが飛び出してドラムの乱巻となってし
まい、作業能率が低下すると共に、ワイヤの損傷が激し
いという問題があった。また、着地する前にドラムを制
動してしまうと、ハンマグラブ等の食い込みが少なくな
り、作業能率が低下するという問題があった。

【０００５】本発明の課題は、ワイヤの飛び出しを防止
できるウインチの制動装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる課題を達成すべ
く、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即
ち、外力の付与によりワイヤが巻回されたドラムを制動
するブレーキ機構と、該ブレーキ機構に外力を付与する
制動ばねと、導入される流体圧の作用で前記制動ばねの
付勢力に抗して前記外力の付与を解除する解除シリンダ
とを備えたウインチの制動装置において、前記ブレーキ
機構は湿式多板ブレーキ機構で、前記湿式多板ブレーキ
機構の板間隔を所定量狭める半制動機構を設けたことを
特徴とするウインチの制動装置がそれである。

【０００７】また、前記半制動機構は、変位により前記
湿式多板ブレーキ機構の板間隔を所定量狭める半制動シ
リンダを備えたものでもよく、あるいは、前記半制動機
構は、変位により前記湿式多板ブレーキ機構の板間隔を
調整可能な半制動シリンダを備え、かつ、前記半制動シ
リンダに流体を供給する供給通路と連通し低圧側に開口
したノズルを有すると共に、該ノズルは前記半制動シリ
ンダの変位に応じて移動可能に配置され、また、マスタ
シリンダからの流体圧と前記ノズルから吐出される流体
圧との対向作用を受ける弁体を備えた制御弁を有するも
のでもよい。更に、前記湿式多板ブレーキ機構の冷却油
と、前記解除シリンダ及び前記半制動シリンダの流体と
を同一のタンクとの間で給排するものでもよい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１に示すように、１はドラ
ムで、ドラム１の外周にはワイヤ２を巻回させることが
できるようにされている。ドラム１は遊星減速機４を介
して油圧モータ６により回転駆動され、油圧モータ６は
内蔵ブレーキ８を備えている。

【０００９】また、遊星減速機４は、本実施例では、２
組の遊星歯車列を備えたものであり、油圧モータ６に取
り付けられた第１太陽歯車１０と、第１太陽歯車１０に
噛合された一対の第１遊星歯車１２，１４と、第１遊星
歯車１２，１４に噛合されドラム１の内周に固定された
第１内歯歯車１６とを備えている。第１遊星歯車１２，
１４は第１キャリヤ１８に回転可能に支持されており、
第１キャリヤ１８は油圧モータ６の回転中心の廻りに回
転可能に支承されている。

【００１０】遊星減速機４は、更に、油圧モータ６の回
転中心と同軸上に設けられ、第１キャリヤ１８に固定さ
れた第２太陽歯車２０と、第２太陽歯車２０に噛合され
た一対の第２遊星歯車２２，２４と、第２遊星歯車２
２，２４が噛合されドラム１の内周に固定された第２内
歯歯車２６とを備えている。

【００１１】第２遊星歯車２２，２４は第２キャリヤ２
８に回転可能に支承されており、第２キャリヤ２８は油
圧モータ６の回転中心と同軸上にキャリヤ軸３０を備え
ている。キャリヤ軸３０には、ドラム１が軸受け３２を
介して回転可能に支承されており、ドラム１は図示しな
い本体に軸受け３４を介して回転可能に支承されてい
る。

【００１２】また、キャリヤ軸３０の端は図示しない本
体に軸受け３６を介して回転可能に支承されている。キ
ャリヤ軸３０は気密に形成されたケース３８を貫通する
と共に、一対の軸受け４０，４２を介して回転可能に支
承されており、ケース３８は図示しない本体に固定され
ている。

【００１３】キャリヤ軸３０には、多数の回転板４４が
軸方向には移動できるが一体的に回転するように取り付
けられており、回転板４４に対向して回転板４４の間に
交互に介装された固定板４６が軸方向には移動できる
が、軸廻りの回転はケース３８に伝達されるようにケー
ス３８に取り付けられている。これにより、外力が付与
されて固定板４６が軸方向に押圧されると、固定板４６
と回転板４４との間の摩擦力により、キャリヤ軸３０が
制動されるように構成されている。

【００１４】ケース３８には、供給孔４８と排出孔５０
とが形成されており、供給孔４８から供給される冷却油
が回転板４４と固定板４６とを冷却した後、排出孔５０
から排出されるように構成されており、このケース３
８、回転板４４、固定板４６により湿式多板ブレーキ機
構５２が構成されている。

【００１５】湿式多板ブレーキ機構５２は、回転板４４
と固定板４６とが外力により押し付けられると大きな制
動力を発生するが、図６に示すように、回転板４４と固
定板４６との間に冷却油が存在する板間隔であるときに
は、流体摩擦、境界摩擦によりその制動力は小さなもの
で、またその制動力は板間隔に比例する。

【００１６】ケース３８内には、回転板４４、固定板４
６と対向して、これらに向かってシリンダロッド５４，
５６を突き出すように、解除シリンダ５８，６０が設け
られている。解除シリンダ５８，６０のシリンダチュー
ブ６２，６４内には、制動ばね６６，６８がシリンダロ
ッド５４，５６を突き出す方向に付勢するように収納さ
れている。解除シリンダ５８，６０に作動油が供給され
たときには、シリンダロッド５４，５６を制動ばね６
６，６８の付勢力に抗して引くように構成されている。

【００１７】シリンダロッド５４，５６には、それぞれ
半制動シリンダ７０，７２のシリンダロッド７４，７６
が接続されており、半制動シリンダ７０，７２のシリン
ダチューブ７８，８０はケース３８内で移動できるよう
に構成されている。シリンダチューブ７８，８０内には
シリンダロッド７４，７６に挿着されたコイルばね８
２，８４が収納されている。

【００１８】解除シリンダ５８，６０及び半制動シリン
ダ７０，７２に作動油が供給されていない状態のときに
は、図３に示すように、制動ばね６６，６８の付勢力
が、シリンダロッド５４，５６、シリンダロッド７４，
７６、シリンダチューブ７８，８０を介して湿式多板ブ
レーキ機構５２に外力として付与されるように構成され
ている。

【００１９】後述するドラム１の回転でワイヤ２を巻き
上げる際に、キャリヤ軸３０は回転しないように保持す
る必要があり、巻き上げによる大きな反力が湿式多板ブ
レーキ機構５２に加わる。湿式多板ブレーキ機構５２は
このとき大きな制動力を必要とし、付加される外力も大
きい必要がある。よって、制動ばね６６，６８の付勢力
は非常に大きく、従って、解除シリンダ５８，６０も大
きな推力が得られるようにシリンダ径が大きなものが用
いられる。

【００２０】解除シリンダ５８，６０及び半制動シリン
ダ７０，７２に作動油が供給された状態のときには、図
５に示すように、解除シリンダ５８，６０では制動ばね
６６，６８の付勢力に抗してシリンダロッド５４，５６
が引かれ、半制動シリンダ７０，７２ではコイルばね８
２，８４の付勢力に抗してシリンダチューブ７８，８０
が湿式多板ブレーキ機構５２に向かって移動され、その
変位に応じて回転板４４と固定板４６との板間隔を調整
できるように構成されている。

【００２１】ドラム１の慣性による回転を制動できる程
度の制動力は小さく、前述した巻き上げ時等に必要とす
る制動力が得られる容量の湿式多板ブレーキ機構５２を
用いた場合、慣性回転を制動する程度の制動力を生じさ
せるには、図６に示すような流体摩擦、境界摩擦の領域
を用いる必要がある。よって、半制動シリンダ７０，７
２への供給作動油圧、半制動シリンダ７０，７２のシリ
ンダ径は板間隔を調整できる程度の推力を得られる程度
でよく、前述した巻き上げ時の外力と比べ、小さな力で
十分である。

【００２２】半制動シリンダ７０，７２には、作動油が
供給される供給管８６，８８が接続されており、シリン
ダチューブ７８，８０と共に移動するように設けられて
いる。供給管８６，８８には、ケース３８内に開口した
ノズル９０，９２が接続されており、ノズル９０，９２
はシリンダロッド７４，７６の軸方向と平行に設けら
れ、湿式多板ブレーキ機構５２と反対側に開口されてい
る。

【００２３】このノズル９０，９２に対向して、ノズル
９０，９２を開放・閉塞可能な弁体９４，９６が設けら
れており、弁体９４，９６はノズル９０，９２から吐出
される作動油の作用力を受けると共に、図２に示すよう
に、操作者のブレーキペダル９８の踏込により、作動油
を吐出するマスタシリンダ１００からの作動油圧の作用
力を逆方向に受けるように構成されている。

【００２４】本実施例では、湿式多板ブレーキ機構５２
に供給される冷却油と、解除シリンダ５８，６０、半制
動シリンダ７０，７２に供給される作動油とは同じ流体
で共用しており、共にタンク１０２に蓄えられる。この
タンク１０２から冷却用ポンプ１０４により汲み上げら
れて、フィルタ１０６、冷却器１０８が介装された冷却
通路１０９を介して供給孔４８からケース３８内に冷却
油が供給されるように構成されている。尚、フィルタ１
０６には、チェック弁１１０が並列に接続されている。

【００２５】また、タンク１０２から作動用ポンプ１１
２により汲み上げられ加圧された作動油は、解除弁１１
４、絞り１１８が介装された解除通路１１７を介して解
除シリンダ５８，６０に供給されるように接続されてい
る。解除弁１１４は、励磁信号が入力されないときには
作動用ポンプ１１２と解除シリンダ５８，６０との連通
を遮断し解除シリンダ５８，６０とタンク１０２とを連
通する遮断位置１１４ａ、励磁信号が入力されたときに
は作動用ポンプ１１２と解除シリンダ５８，６０とを連
通する連通位置１１４ｂを備えている。

【００２６】作動用ポンプ１１２と半制動シリンダ７
０，７２とが、絞り１２０、供給通路１２１、供給管８
６，８８を介して接続されており、供給通路１２１はリ
リーフ弁１２２を介してタンク１０２に接続されてい
る。作動用ポンプ１１２の吐出側は、タンク１０２にリ
リーフ弁１２６を介して接続されている。リリーフ弁１
２６は作動用ポンプ１１２からの吐出圧力を設定圧に維
持し、リリーフ弁１２２の設定圧はリリーフ弁１２６の
設定圧よりも低く設定されている。

【００２７】前述したノズル９０，９２、弁体９４，９
６は半制動シリンダ７０，７２に供給される作動油を制
御する制御弁１３０，１３２を構成し、図２ではＪＩＳ
記号で示す。本実施例では、半制動シリンダ７０，７
２、マスタシリンダ１００、制御弁１３０，１３２によ
り半制動機構１３４を構成している。尚、ケース３８の
排出孔５０は戻り通路１３５を介してタンク１０２に接
続されており、冷却通路１０９と戻り通路１３５とはチ
ェック弁１３６により接続されている。

【００２８】次に、前述した本実施例のウインチの制動
装置の作動について説明する。まず、ワイヤ２を巻き上
げる場合には、解除弁１１４には励磁信号を出力するこ
となく、遮断位置１１４ａとする。よって、解除シリン
ダ５８，６０は絞り１１８、解除弁１１４を介してタン
ク１０２と連通され、制動ばね６６，６８の付勢力によ
りシリンダロッド５４，５６が突き出される。

【００２９】これにより、シリンダロッド７４，７６が
押されて、半制動シリンダ７０，７２ではノズル９０，
９２からケース３８内に作動油が吐出される。そして、
図３に示すように、シリンダチューブ７８，８０を介し
て湿式多板ブレーキ機構５２に制動ばね６６，６８の付
勢力に応じた外力を付与する。よって、湿式多板ブレー
キ機構５２は、回転板４４と固定板４６とが圧接され、
キャリヤ軸３０の回転が規制される。

【００３０】一方、油圧モータ６に高圧作動油が供給さ
れ、内蔵ブレーキ８が解除されて第１太陽歯車１０が回
転される。よって、第１遊星歯車１２，１４は第１太陽
歯車１０の廻りを自転しながら公転し、第１キャリヤ１
８を介して第２太陽歯車２０が回転する。そして、第２
遊星歯車２２，２４が回転して、第１内歯歯車１６、第
２内歯歯車２６を介してドラム１が回転し、ワイヤ２が
巻き上げられる。尚、油圧モータ６を逆回転させること
により、ワイヤ２を繰り出すことができる。

【００３１】ワイヤ２を巻き上げ、図示しないハンマグ
ラブを所定高さにまで吊り上げたあと、自由落下させる
場合には、解除弁１１４に励磁信号を出力して、連通位
置１１４ｂに切り換える。これにより、解除シリンダ５
８，６０に作動用ポンプ１１２から解除弁１１４、絞り
１１８を介して高圧作動油が供給される。

【００３２】図４に示すように、解除シリンダ５８，６
０は、制動ばね６６，６８の付勢力に抗してシリンダロ
ッド５４，５６を引き、シリンダロッド７４，７６、コ
イルばね８２，８４を介してシリンダチューブ７８，８
０を湿式多板ブレーキ機構５２から離間する方向に移動
する。

【００３３】よって、湿式多板ブレーキ機構５２への外
力の付与が解除されるので、キャリヤ軸３０は自由に回
転できるようになる。これにより、内蔵ブレーキ８が制
動状態にあっても、第１遊星歯車１２，１４、第２遊星
歯車２２，２４が自由に回転できる状態にあるので、ド
ラム１が自由に回転できる。これにより、ワイヤ２が引
き出され、ハンマグラブが自重により落下する。

【００３４】この状態で、操作者がブレーキペダル９８
を踏み込むと、マスタシリンダ１００から作動油が制御
弁１３０，１３２に供給される。これにより、弁体９
４，９６が作用力を受けて、ノズル９０，９２に向かっ
て移動する。よって、ノズル９０，９２の開口面積が減
少して、供給管８６，８８内の圧力が上昇し、半制動シ
リンダ７０，７２に作動油が供給される。

【００３５】図５に示すように、シリンダチューブ７
８，８０がコイルばね８２，８４の付勢力に抗して湿式
多板ブレーキ機構５２に向かって押し出されて変位す
る。その際、供給管８６，８８も移動して、弁体９４，
９６とノズル９０，９２との間隔が大きくなる。そし
て、ノズル９０，９２から吐出される作動油による弁体
９４，９６への作用力が減少し、マスタシリンダ１００
からの作動油による弁体９４，９６への作用力が上回る
ので、弁体９４，９６はノズル９０，９２に追従して移
動する。

【００３６】弁体９４，９６へのノズル９０，９２から
の作動油による作用力とマスタシリンダ１００からの作
動油による作用力との釣り合いにより、供給管８６，８
８内の作動油圧が決まる。ブレーキペダル９８が強く踏
み込まれると、供給管８６，８８内の作動油圧も大きく
なり、ブレーキペダル９８が軽く踏まれると供給管８
６，８８内の作動油圧も小さくなる。また、供給管８
６，８８から半制動シリンダ７０，７２に供給される作
動油圧の作用力とコイルばね８２，８４の付勢力とが釣
り合ったときには、シリンダチューブ７８，８０はその
変位を停止する。

【００３７】従って、ブレーキペダル９８の踏込量に応
じてシリンダチューブ７８，８０が変位し、この変位に
応じて回転板４４と固定板４６との板間隔を狭め、板間
隔に応じた流体摩擦、境界摩擦による制動力がキャリヤ
軸３０に作用する。これにより、キャリヤ軸３０が半制
動されることにより、ドラム１も半制動されるが、その
制動力はドラム１自身の慣性により回転を制動する程度
である。

【００３８】よって、ハンマグラブの自由落下は、わず
かな制動力で制動されるだけなので、自由落下による地
面への食い込みが減少するのは僅かである。ハンマグラ
ブが地面に食い込むと、ドラム１は湿式多板ブレーキ機
構５２の半制動により、慣性による回転が停止されるの
で、ワイヤ２が飛び出すことがなく、ワイヤ２の乱巻が
防止される。

【００３９】一方、ケース３８内には、冷却用ポンプ１
０４から吐出された作動油が、フィルタ１０６、冷却器
１０８を介して供給され、半制動中の湿式多板ブレーキ
機構５２を冷却する。そして、排出孔５０から戻り通路
１３５を介してタンク１０２に戻される。

【００４０】このように、本実施例のウインチの制動装
置によると、半制動シリンダ７０，７２による変位で自
由落下時に湿式多板ブレーキ機構５２により半制動し、
ドラム１の慣性による回転を抑え、ワイヤ２の乱巻を防
止することができ、また、湿式多板ブレーキ機構５２を
用いたことにより半制動時の発熱を有効に防止できる。

【００４１】本実施例では、解除シリンダ５８，６０と
半制動シリンダ７０，７２との両シリンダロッド５４，
５６，７４，７６を接続して二段シリンダを構成した
が、これに限らず、解除シリンダ５８，６０と半制動シ
リンダ７０，７２を並列に配置しても実施可能である。

【００４２】また、湿式多板ブレーキ機構５２は、油圧
モータ６の回転時に、遊星減速機４のキャリヤ軸３０の
回転を制動する手段を兼用して、構成を簡単にしている
が、ドラム１を平歯車を用いた減速機を介して回転させ
る場合には、湿式多板ブレーキ機構５２は、キャリヤ軸
３０に代えて、ドラム１を直接制動するように構成すれ
ばよい。

【００４３】更に、半制動機構１３４は、制御弁１３
０，１３２を用いることなく、半制動シリンダ７０，７
２の最大ストロークを、湿式多板ブレーキ機構５２の板
間隔が流体摩擦、境界摩擦による制動力が得られる程度
に所定量狭めるように構成し、マスタシリンダ１００か
らの作動油を直接半制動シリンダ７０，７２に供給し、
半制動シリンダ７０，７２の変位により半制動するよう
にしても実施可能である。あるいは、半制動シリンダ７
０，７２を用いることなく、ブレーキペダル９８の踏込
をリンク機構により伝達し、湿式多板ブレーキ機構５２
の板間隔を所定量狭めるように構成しても同様に実施可
能である。

【００４４】以上本発明はこの様な実施例に何等限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々なる態様で実施し得る。

【００４５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明のウインチの
制動装置は、自由落下時に半制動シリンダによる変位で
湿式多板ブレーキ機構により半制動し、ドラムの慣性に
よる回転を抑え、ワイヤの乱巻を防止することができる
という効果を奏する。また、湿式多板ブレーキ機構を用
いたことにより、半制動時の発熱を有効に防止でき、作
動油と湿式多板ブレーキ機構の冷却油とを共用すると装
置を小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としてのウインチの制動装置
の概略構成図である。

【図２】本実施例の油圧回路図である。

【図３】本実施例のドラムによる巻き上げ時の状態の要
部概略構成図である。

【図４】本実施例の自由落下時の状態の要部概略構成図
である。

【図５】本実施例の半制動時の状態の要部概略構成図で
ある。

【図６】本実施例の湿式多板ブレーキ機構の板間隔と制
動力との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１…ドラム ２…ワイヤ ４…遊星減速機 ３０…キャリヤ軸 ５２…湿式多板ブレーキ機構 ５４，５６，７４，７６…シリンダロッド ５８，６０…解除シリンダ ６６，６８…制動ばね ７０，７２…半制動シリンダ ９０，９２…ノズル ９４，９６…弁体 １００…マスタシリンダ １３０，１３２…制御弁 １３４…半制動機構

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外力の付与によりワイヤが巻回されたド
   ラムを制動するブレーキ機構と、該ブレーキ機構に外力
   を付与する制動ばねと、導入される流体圧の作用で前記
   制動ばねの付勢力に抗して前記外力の付与を解除する解
   除シリンダとを備えたウインチの制動装置において、 前記ブレーキ機構は湿式多板ブレーキ機構で、 前記湿式多板ブレーキ機構の板間隔を所定量狭める半制
   動機構を設けたことを特徴とするウインチの制動装置。
2. 【請求項２】 前記半制動機構は、変位により前記湿式
   多板ブレーキ機構の板間隔を所定量狭める半制動シリン
   ダを備えたことを特徴とする請求項１記載のウインチの
   制動装置。
3. 【請求項３】 前記半制動機構は、変位により前記湿式
   多板ブレーキ機構の板間隔を調整可能な半制動シリンダ
   を備え、かつ、前記半制動シリンダに流体を供給する供
   給通路と連通し低圧側に開口したノズルを有すると共
   に、該ノズルは前記半制動シリンダの変位に応じて移動
   可能に配置され、また、マスタシリンダからの流体圧と
   前記ノズルから吐出される流体圧との対向作用を受ける
   弁体を備えた制御弁を有することを特徴とする請求項１
   記載のウインチの制動装置。
4. 【請求項４】 前記湿式多板ブレーキ機構の冷却油と、
   前記解除シリンダ及び前記半制動シリンダの流体とを同
   一のタンクとの間で給排することを特徴とする請求項１
   ないし請求項３記載のウインチの制動装置。