WO2015076116A1 - 電動ウインチ装置 - Google Patents

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WO2015076116A1
WO2015076116A1 PCT/JP2014/079467 JP2014079467W WO2015076116A1 WO 2015076116 A1 WO2015076116 A1 WO 2015076116A1 JP 2014079467 W JP2014079467 W JP 2014079467W WO 2015076116 A1 WO2015076116 A1 WO 2015076116A1
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WO
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torque
brake
value
drum
winch
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/079467
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
稗方　孝之
宏明 河合
山下　俊郎
慎太郎 笹井
直人 堀
下村　耕一
Original Assignee
株式会社神戸製鋼所
コベルコクレーン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社神戸製鋼所, コベルコクレーン株式会社 filed Critical 株式会社神戸製鋼所
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Priority to EP14864287.9A priority patent/EP3072845B1/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/28—Other constructional details
    • B66D1/40—Control devices
    • B66D1/42—Control devices non-automatic
    • B66D1/46—Control devices non-automatic electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/22—Control systems or devices for electric drives
    • B66C13/23—Circuits for controlling the lowering of the load
    • B66C13/26—Circuits for controlling the lowering of the load by ac motors
    • B66C13/28—Circuits for controlling the lowering of the load by ac motors utilising regenerative braking for controlling descent of heavy loads and having means for preventing rotation of motor in the hoisting direction when load is released
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/02—Driving gear
    • B66D1/12—Driving gear incorporating electric motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D5/00—Braking or detent devices characterised by application to lifting or hoisting gear, e.g. for controlling the lowering of loads
    • B66D5/02—Crane, lift hoist, or winch brakes operating on drums, barrels, or ropes
    • B66D5/24—Operating devices
    • B66D5/30—Operating devices electrical

Definitions

  • the present invention relates to an electric winch device used for a crane.
  • a crane has been provided with a winch device for performing a hanging work (crane work).
  • the winch device includes a winch drum that is rotated by being driven by a motor, and the winch drum is configured to wind or unwind an object. The winding or unwinding of the object is instructed by operating the operation lever by the operator.
  • the motor rotates the winch drum in the hoisting direction or the lowering direction in accordance with the operation of the operation lever to wind or lower the object.
  • the winch device has a negative brake.
  • the negative brake brakes the winch drum when the operating lever is placed in the neutral position and holds the winch drum against rotation, while the operating lever is operated when the operating lever is operated from the neutral position. In response, release the brake on the winch drum.
  • a deviation occurs between the timing at which the negative brake releases the braking on the winch drum and the timing at which the motor starts to rotate the winch drum.
  • brakings with respect to a winch drum is earlier than the timing which starts the rotation of a winch drum, the sliding phenomenon in which a target object falls for a moment occurs.
  • a brake drag phenomenon occurs in which the winch drum winds up the object while the brake is applied to the winch drum. .
  • Patent Document 1 a pilot valve that generates a pilot pressure corresponding to the operation of the operation lever from the hydraulic pressure supplied from the pilot hydraulic pump, a direction control valve that controls the rotation direction of the hydraulic motor according to the generated pilot pressure, A winch braking device with a hydraulic brake for braking the winch drum is shown.
  • a switching valve and a brake valve are disposed in series between the pilot hydraulic pump and the hydraulic brake. The switching valve is switched to a state in which the hydraulic pressure from the pilot hydraulic pump is supplied to the brake valve by the pilot pressure generated by the pilot valve in accordance with the operation of the operation lever.
  • the brake valve switches to a state in which the hydraulic pressure from the switching valve is supplied to the hydraulic brake in accordance with the hydraulic pressure supplied from the direction control valve to the hydraulic motor.
  • the hydraulic brake brake s the winch drum in a state where the hydraulic pressure from the brake valve is not supplied, and releases the brake on the winch drum when the hydraulic pressure from the brake valve is supplied.
  • the hydraulic pressure is supplied from the direction switching valve to the hydraulic motor and the hydraulic motor starts to rotate the winch drum, simultaneously, the hydraulic pressure is supplied from the brake valve to the hydraulic brake and the braking of the hydraulic brake to the winch drum is released. The As a result, the above-mentioned sliding phenomenon and brake drag phenomenon are prevented from occurring.
  • a counter balance valve is provided in a pipeline that supplies hydraulic pressure to the hydraulic motor.
  • a pressure sensor that detects a holding pressure in the pipe line is provided in the pipe line between the counter balance valve and the hydraulic motor.
  • the brake device When the control lever is in the neutral position, the winch drum is braked by the brake device.
  • the brake device When the operating lever is operated to the hoisting side, the brake device is configured so that the braking force against the winch drum gradually decreases until the holding pressure detected by the pressure sensor reaches the target holding pressure necessary to hold the suspended load. Is controlled. This prevents the suspended load from being suddenly released and the above-described sliding phenomenon from occurring. Further, the brake device is controlled so that the braking force against the winch drum becomes zero at a stroke when the holding pressure detected by the pressure sensor rises to the target holding pressure. This prevents the brake drag phenomenon described above from occurring.
  • JP 2000-351585 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-278795
  • An object of the present invention is to provide an electric winch device that can prevent the occurrence of a sliding phenomenon of an object and a dragging phenomenon of a brake at the start of winding or unwinding of the object.
  • An electric winch device is an electric winch device provided in a crane, the electric motor, a winch drum that is driven by the electric motor and rotates for winding or unwinding of an object,
  • the brake that brakes the rotation of the winch drum, and can be operated from the neutral position to a winding side that is one side for instructing winding of the object and a lowering side that is the other side to instruct to wind down the object.
  • the operation lever an ammeter that measures the value of the current supplied to the electric motor, and the operation of the electric motor so that the winch drum rotates according to the operation of the operation lever,
  • a controller for controlling the operation of the brake, and the controller derives a value of a first torque applied to the winch drum due to a load of the object.
  • a first torque deriving unit that derives a value of a second torque generated in a rotational direction in which the object is wound around the winch drum by a driving torque of the electric motor based on a current value measured by the ammeter.
  • a second torque deriving unit and a timing at which braking of the winch drum is released after the operation lever is operated from the neutral position to the hoisting side or the lowering side are derived by the second torque deriving unit.
  • a brake control unit for transmitting and releasing the braking on the winch drum.
  • the lever operation amount in the process of unwinding the object from the stopped state, the drum lowering torque and hoisting torque, the brake state, the vertical speed of the object, and the height position of the object It is a figure which shows the change accompanying progress of time.
  • Lever operation amount, drum lowering torque and hoisting torque in the process of stopping the object from being lowered in the electric winch device, the state of the brake, the vertical speed of the object, and the object It is a figure which shows the change with time progress of a height position.
  • the lever operation amount in the process of winding the object from the stopped state, the drum lowering torque and the hoisting torque, the brake state, the vertical speed of the object is a figure which shows the change with time progress of the height position of a target object.
  • the lever operation amount in the process of stopping the object from being wound up, the drum lowering torque and the hoisting torque, the state of the brake, the speed of the object in the vertical direction is a figure which shows the change with time passage of the height position of a target object.
  • the lever operation amount, the drum lowering torque and the hoisting torque in the process of lowering the object from the stopped state, the brake state, the vertical speed of the object is a figure which shows the change with time progress of the height position of a target object.
  • the lever operation amount, the drum lowering torque and the hoisting torque in the process of stopping the object from the state of lowering the object, the state of the brake, the speed of the object in the vertical direction It is a figure which shows the change with time progress of the height position of a target object.
  • the electric winch device is provided in a crane and is used as a lifting device for lifting / lowering a suspended load 100.
  • a crane provided with this electric winch device includes a boom 2 (see FIG. 1) provided so as to be able to undulate a crane body (not shown).
  • a hook device 6 is suspended from the tip of the boom 2 via a suspension rope 4 that is a wire rope, and the suspended load 100 is suspended by the hook device 6.
  • the electric winch device is installed in a crane body (not shown), and performs hoisting / lowering of the hook device 6 and the suspended load 100 suspended by the hook device 6 via the suspension rope 4.
  • the electric winch device of the present embodiment includes a drum 12, an electric motor 14, a speed reducer 16, a power source 18, an inverter 20, a regenerative resistor 22, a brake 24, and an operation lever device. 26, a brake pedal device 28, a controller 30, a load meter 32, an ammeter 34, a drum tachometer 36, and a boom angle meter 38.
  • the drum 12 is a winch drum that is driven by the electric motor 14 to rotate for winding or unwinding of the hook device 6 and the suspended load 100 hung thereon.
  • the hook device 6 and the suspended load 100 suspended by the hook device 6 are collectively referred to as a hoisting / lowering object 102.
  • the drum 12 winds the suspension rope 4 by rotating in one winding direction, which is one direction of rotation, and thereby winds up the object 102.
  • the drum 12 pays out the suspension rope 4 by rotating in the lowering direction which is the rotation direction opposite to the winding direction, and thereby lowers the object 102.
  • the electric motor 14 operates when electric power is supplied, and rotates the drum 12 in the winding direction.
  • the electric motor 14 functions as a generator when the object 102 is unwound, that is, when the drum 12 rotates in the unwinding direction.
  • the drive shaft 14 a of the electric motor 14 is connected to the rotary shaft 12 a of the drum 12 via the speed reducer 16.
  • the driving torque of the electric motor 14 is transmitted from the driving shaft 14a to the drum 12 via the speed reducer 16 and the rotating shaft 12a, and the drum 12 is rotated in the winding direction.
  • the rotational force of the drum 12 in the lowering direction is transmitted from the rotary shaft 12 a to the electric motor 14 via the speed reducer 16 and the drive shaft 14 a, and electric power is generated by the electric motor 14.
  • the speed reducer 16 decelerates the rotational force of the drive shaft 14 a of the electric motor 14 at a predetermined reduction ratio and transmits the rotational force to the rotational shaft 12 a of the drum 12.
  • the electric motor 14 is provided with an encoder 15 for detecting the rotation speed (rotation speed) and the rotation amount of the electric motor 14.
  • the encoder 15 transmits the detected rotation speed and rotation amount data of the electric motor 14 to the controller 30.
  • the power source 18 is electrically connected to the electric motor 14 via the inverter 20.
  • the power source 18 supplies power to the electric motor 14 via the inverter 20.
  • a battery mounted on a crane, an external power source, or the like is used as the power source 18.
  • an external power source is used as the power source 18, a plug-in terminal connected to a connection terminal from the external power source is provided on the crane body.
  • the inverter 20 controls the operation of the electric motor 14 in accordance with a command from the controller 30. Specifically, the inverter 20 controls the number of rotations and the amount of rotation of the electric motor 14 by changing the current value supplied to the electric motor 14 in accordance with a command from the controller 30, thereby winding the object 102. The upper speed and the amount of hoisting are controlled.
  • the regenerative resistor 22 is electrically connected to the inverter 20.
  • the regenerative resistor 22 is a resistor for consuming and adjusting power that cannot be absorbed by the power source 18 among the power regenerated (generated) by the electric motor 14 when the object 102 is rolled down.
  • the brake 24 brakes the drum 12 so as to prevent the drum 12 from rotating in the winding direction and the winding direction.
  • a dry brake is used as the brake 24.
  • the brake 24 switches between a braking state in which the drum 12 is braked to stop the rotation of the drum 12 and a braking release state in which the braking on the drum 12 is released in accordance with a brake control signal from the controller 30. ing.
  • the operation lever device 26 is used by the operator to instruct the operation of hoisting / lowering the object 102 of the electric winch device.
  • the operation lever device 26 includes a lever 26a that is operated by an operator to instruct to rotate the drum 12 in the winding direction, rotate in the winding direction, or stop the rotation.
  • the lever 26a can be operated from the neutral position to the winding side on one side and from the neutral position to the winding side opposite to the winding side.
  • the neutral position corresponds to a position for instructing to stop the rotation of the drum 12.
  • the winding upper side is an operation direction of the lever 26 a for instructing the rotation of the drum 12 in the winding direction of the object 102.
  • the lowering side is an operation direction of the lever 26 a for instructing the rotation of the drum 12 in the lowering direction of the object 102.
  • the operation lever device 26 outputs information indicating the operation direction of the lever 26 a and the operation amount from the neutral position to the controller 30. Specifically, the operation lever device 26 outputs information that the operation amount of the lever 26a is 0 to the controller 30 when the lever 26a is in the neutral position.
  • the operation lever device 26 When the lever 26a is operated from the neutral position to the hoisting side, the operation lever device 26 outputs information indicating the operation amount from the neutral position of the lever 26a as a positive value to the controller 30. Further, when the lever 26a is operated from the neutral position to the lowering side, the operation lever device 26 outputs information indicating the operation amount from the neutral position of the lever 26a as a negative value to the controller 30.
  • the brake pedal device 28 is used by an operator to arbitrarily switch the braking state and the braking release state of the brake 24.
  • the brake pedal device 28 includes a pedal 28a that is operated by an operator in order to switch between a braking state and a braking release state of the brake 24.
  • the brake pedal device 28 outputs a signal indicating a state where the pedal 28a is depressed or not depressed to the controller 30.
  • the state in which the pedal 28a is not depressed corresponds to a state in which the brake 24 is instructed to enter the braking state.
  • the state in which the pedal 28a is depressed corresponds to a state in which the brake 24 is instructed to be released.
  • the operator arbitrarily controls the brake 24 separately from the normal operation mode in which the brake 24 is automatically switched according to the lowering torque and the hoisting torque of the drum 12 described later.
  • a free fall mode in which a braking state and a braking release state can be switched can be selected.
  • the brake pedal device 28 is used when the free fall mode is selected. That is, when automatic switching control of the brake 24 according to the lowering torque and the hoisting torque of the drum 12 is performed, even if the pedal 28a is operated in the brake pedal device 28, the operation becomes invalid.
  • the controller 30 controls the operation of the electric motor 14 so that the drum 12 rotates according to the operation of the lever 26a.
  • the controller 30 controls the operation of the brake 24. Specifically, the controller 30 controls the switching operation between the braking state and the braking release state of the brake 24.
  • the controller 30 causes the electric motor 14 to rotate according to the inputted information in response to the information indicating the operation direction and the operation amount of the lever 26 a being input from the operation lever device 26.
  • the electric motor 14 is operated.
  • the controller 30 controls the inverter 20 such that a current that causes the electric motor 14 to perform such an operation is supplied from the inverter 20 to the electric motor 14.
  • the controller 30 controls the inverter 20 by sending a gate control signal to the inverter 20.
  • the controller 30 when switching the brake 24 from the braking release state to the braking state, the controller 30 sends a brake control signal that instructs switching to the braking state to the brake 24.
  • the controller 30 sends to the brake 24 a brake control signal instructing switching to the braking release state.
  • the controller 30 performs automatic switching control of the brake 24 according to the lowering torque and the hoisting torque of the drum 12 described later.
  • the controller 30 performs switching control of the brake 24 in accordance with a signal indicating the operation state of the pedal 28a from the brake pedal device 28.
  • a configuration for performing automatic switching control of the brake 42 in the normal operation mode will be described, and a detailed configuration of the controller 30 will be described later.
  • the load meter 32 detects the load applied to the drum 12 via the suspension rope 4 as the value of the external force applied to the drum 12 due to the load of the object 102. Specifically, the load meter 32 detects the tension of the hanging rope 4. The load meter 32 sequentially detects the tension of the hanging rope 4 and sequentially outputs the detected tension data to the controller 30.
  • the ammeter 34 is provided in the electrical wiring between the inverter 20 and the electric motor 14.
  • the ammeter 34 measures the value of the current flowing between the inverter 20 and the electric motor 14.
  • the ammeter 34 sequentially measures the value of the current flowing between the inverter 20 and the electric motor 14 and sequentially outputs the measured current value data to the controller 30.
  • the drum tachometer 36 detects the number of rotations of the drum 12 per unit time.
  • the drum tachometer 36 sequentially detects the number of revolutions of the drum 12 and sequentially outputs data of the detected number of revolutions to the controller 30.
  • the boom angle meter 38 detects the undulation angle of the boom 2.
  • the boom angle meter 38 sequentially detects the undulation angle of the boom 2 and sequentially outputs the detected undulation angle data to the controller 30.
  • the controller 30 includes, as functional blocks, a speed control unit 42, a current control unit 44, a speed conversion unit 45, a first torque deriving unit 46, a second torque deriving unit 48, a brake And a control unit 50.
  • the speed control unit 42 receives a speed command including information on the operation direction and the operation amount of the lever 26a from the operation lever device 26.
  • the rotational position information of the electric motor 14 is input from the encoder 15 to the speed conversion unit 45.
  • the speed converter 45 converts the input rotational position information into the rotational speed of the electric motor 14 and inputs the converted rotational speed to the speed controller 42.
  • the speed control unit 42 outputs a current command including a current value necessary for changing the rotation speed of the electric motor 14 obtained from the speed conversion unit 45 to a speed according to the speed command from the operation lever device 26. Output to.
  • the current controller 44 is supplied with data on the current value supplied to the electric motor 14 detected by the ammeter 34.
  • the current control unit 44 compares the current value instructed by the current command input from the speed control unit 42 with the current value data input from the ammeter 34, and the current value currently supplied to the electric motor 14. Is output to inverter 20 to instruct to change the current value to a current value corresponding to the current command.
  • the first torque deriving unit 46 derives a value of torque applied to the drum 12 due to the load of the object 102. Since the torque applied to the drum 12 due to the load of the object 102 is applied to the drum 12 in the rotational direction in which the object 102 is wound down, this torque is hereinafter referred to as “winding torque”. This lowering torque is included in the concept of “first torque” of the present invention. Data on the tension detected by the load meter 32, that is, data on tension generated in the hanging rope 4 due to the load of the object 102 is input to the first torque deriving unit 46. Based on the input tension data, the first torque deriving unit 46 calculates the value of the lowering torque applied to the drum 12 at every minute time interval (for example, every several msec to several tens msec).
  • the second torque deriving unit 48 is input with data on the current value supplied to the electric motor 14 measured by the ammeter 34.
  • the second torque deriving unit 48 derives the value of torque generated in the winding direction of the drum 12 by the driving torque of the electric motor 14 based on the current value measured by the ammeter 34.
  • the torque generated in the winding direction of the drum 12 is hereinafter referred to as “winding torque”.
  • This hoisting torque is included in the concept of “second torque” of the present invention.
  • the second torque deriving unit 48 calculates the value of the hoisting torque at the same minute time interval as when the first torque deriving unit 46 calculates the value of the lowering torque.
  • the brake control unit 50 controls the operation of the brake 24. Specifically, the operation of switching the brake 24 between a braking state in which braking is applied to the drum 12 and a braking release state in which braking on the drum 12 is released. To control.
  • the brake control unit 50 receives the value of the lowering torque calculated by the first torque deriving unit 46 and the value of the hoisting torque calculated by the second torque deriving unit 48 each time the values are calculated. Has been.
  • the brake control unit 50 brakes the drum 12 based on the difference between the value of the lowering torque calculated by the first torque deriving unit 46 and the value of the hoisting torque calculated by the second torque deriving unit 48. The timing and the timing for releasing the braking of the drum 12 are determined.
  • the brake control unit 50 receives the value of the lowering torque from the first torque deriving unit 46 and the value of the hoisting torque from the second torque deriving unit 48, that is, the minute time.
  • the difference between the input hoisting torque value and the lowering torque value is calculated at every interval, and the calculated difference value is successively monitored.
  • the brake control unit 50 determines that the difference between the input hoisting torque value and the lowering torque value is zero.
  • the timing at which (first specified value) is reached is the timing at which braking of the drum 12 is released.
  • the brake controller 50 determines that the difference between the input hoisting torque value and the lowering torque value is 0 after the lever 26a is returned to the neutral position from the state where the lever 26a is operated to the hoisting side or the lowering side.
  • the timing at which (second specified value) is set is the timing at which the drum 12 is braked.
  • the brake control unit 50 transmits a brake control signal instructing the brake 24 to apply braking to the drum 12 at a timing to apply braking to the determined drum 12 to apply braking to the drum 12.
  • the brake control unit 50 transmits a brake control signal that instructs the brake 24 to release the braking of the drum 12 at the determined timing of releasing the braking of the drum 12 to release the braking on the drum 12.
  • the operation of the electric winch device according to the present embodiment will be described. Specifically, the operation of the electric winch device in a procedure in which the object 102 in a stopped state is wound up, then the winding is stopped, the object 102 is lowered, and then the lowering is stopped is described.
  • the state in which the operation amount of the lever 26a is decreased from 0 to the minus side (downside) represents that the lever 26a has been operated from the neutral position to the winding side.
  • the state where the speed of the object 102 is 0 represents that the object 102 is stopped, and the state where the speed of the object 102 is increasing from 0 to the plus side (upper side)
  • a state in which the object 102 is wound up and accelerated is shown, and a state in which the speed of the object 102 decreases from 0 to the minus side (downward) represents a state in which the object 102 is lowered and accelerated.
  • the lever 26a When the object 102 is in a stopped state (time 0 to t1 in FIG. 3), the lever 26a is in the neutral position. At this time, the brake 24 is in a braking state in which the drum 12 is braked so that the object 102 does not slide down, that is, in a braking state in which the drum 12 is braked so that the drum 12 does not rotate.
  • a speed command corresponding to the operation amount from the neutral position of the lever 26a is input from the operation lever device 26 to the speed control unit 42 of the controller 30.
  • the speed control unit 42 outputs a current command corresponding to the input speed command to the current control unit 44, and the current control unit 44 outputs a gate control signal corresponding to the input current command to the inverter 20.
  • the inverter 20 supplies a current corresponding to the input gate control signal to the electric motor 14. In this way, the controller 30 controls the inverter 20 to control the current supplied to the electric motor 14 so that the electric motor 14 operates at a rotational speed corresponding to the operation amount of the lever 26a.
  • this lever is also used when the object 102 is stopped from the state where the object 102 is wound up, which will be described later, when the object 102 in the stopped state is lowered, and when the object 102 is stopped from the state where it is wound down.
  • a process corresponding to the process from the operation 26a to the control of the supply current to the electric motor 14 is performed.
  • the electric motor 14 operates when current is supplied from the inverter 20 and outputs a driving torque corresponding to the supplied current.
  • the drive torque of the electric motor 14 is transmitted from the drive shaft 14a to the rotary shaft 12a of the drum 12 via the speed reducer 16.
  • the first torque deriving unit 46 is caused by the load of the object 102 based on the tension value of the suspension rope 4 detected by the load meter 32, the weight of the object 102, and the diameter of the drum 12.
  • the value of the lowering torque T1 applied to is repeatedly calculated every minute predetermined time interval.
  • the second torque deriving unit 48 is configured to reduce the hoisting torque T2 generated in the drum 12 by transmitting the driving torque of the electric motor 14 from the value of the current supplied to the electric motor 14 measured by the ammeter 34. The value is repeatedly calculated at each predetermined time interval. Specifically, the drum 12 generates a hoisting torque T2 that is reduced by a predetermined amount from the driving torque of the electric motor 14 by the reduction ratio of the speed reducer 16, the mechanical frictional resistance of the speed reducer 16, and the like. For this reason, the second torque deriving unit 48 calculates the drive torque of the electric motor 14 based on the current value data input from the ammeter 34, and the reduction ratio and deceleration of the speed reducer 16 from the calculated drive torque.
  • the value of the hoisting torque T2 generated in the drum 12 is calculated by subtracting the reduction due to the mechanical frictional resistance or the like of the machine 16.
  • the calculation of the value of the hoisting torque T2 by the second torque deriving unit 48 and the calculation of the value of the lowering torque T1 by the first torque deriving unit 46 are continuously performed during the operation period of the electric winch device.
  • the brake control unit 50 calculates the value of the hoisting torque T2 generated on the drum 12 calculated by the second torque deriving unit 48 and the value of the lowering torque T1 applied to the drum 12 calculated by the first torque deriving unit 46.
  • the difference Td is calculated repeatedly at each predetermined time interval. That is, the brake control unit 50 calculates the absolute value of the value obtained by subtracting the value of the lowering torque T1 calculated by the first torque deriving unit 46 from the value of the hoisting torque T2 calculated by the second torque deriving unit 48. Is repeatedly calculated at each predetermined time interval.
  • the calculation of the difference Td between the value of the hoisting torque T2 and the value of the lowering torque T1 by the brake control unit 50 is continuously performed during the operation period of the electric winch device. Then, the brake controller 50 increases the hoisting torque T2 generated in the drum 12 by the driving torque of the electric motor 14, and the drum 24 is transferred to the brake 24 at the timing (time t2) when the calculated difference Td becomes zero.
  • the brake control signal instructing the release of the braking to 12 is sent.
  • the brake 24 switches from the braking state to the braking release state in response to the brake control signal, and releases the braking on the drum 12.
  • the hoisting torque T2 generated in the drum 12 reaches a predetermined value
  • the hoisting torque T2 is kept constant at the predetermined value (time t3 to t4).
  • the hoisting speed of the object 102 increases at a constant rate.
  • the height position of the object 102 also rises at a rate corresponding to that.
  • the hoisting torque T2 generated in the drum 12 decreases.
  • the state in which the object 102 is being wound while being accelerated is shifted to a state in which the object 102 is being wound at a constant constant speed, and accordingly, the lowering torque T1 applied to the drum 12 is reduced.
  • the hoisting torque T2 generated on the drum 12 and the lowering torque T1 applied to the drum 12 are both equal to the lowering torque T1 applied to the drum 12 when the object 102 is stopped (time 0 to t2). Decreases to value. Thereafter, the hoisting torque T2 and the lowering torque T1 are kept constant at the lowered values.
  • the hoisting torque T2 generated in the drum 12 is accordingly lower than the lowering torque T1 applied to the drum 12.
  • the hoisting speed of the object 102 starts to decrease, and the increase in the height position of the object 102 becomes gradual.
  • the lowering torque T1 applied to the drum 12 also decreases.
  • the rate of decrease in the lowering torque T1 is smaller than the rate of decrease in the hoisting torque T2.
  • the hoisting torque T2 generated in the drum 12 decreases to a predetermined value at time t6
  • the hoisting torque T2 is kept constant at the predetermined value.
  • the hoisting speed of the object 102 decreases at a constant rate, and the increase in the height position of the object 102 becomes more gradual.
  • the lowering torque T1 applied to the drum 12 is kept constant at a value higher than the hoisting torque T2.
  • the brake controller 50 brakes the drum 12 to the brake 24 at the timing (time t8) when the difference Td between the calculated value of the hoisting torque T2 and the value of the lowering torque T1 becomes zero. Send a brake control signal to instruct to apply.
  • the brake 24 switches from the brake release state to the brake state in response to the brake control signal, and brakes the drum 12. Thereby, the drum 12 is held so as not to rotate by the braking force of the brake 24. Note that when the braking is applied, the hoisting speed of the object 102 has already decreased to a speed close to 0, so that the occurrence of shock due to the braking is suppressed. Thereafter, the elevation of the height position of the object 102 is stopped, and the object 102 is held at the stopped height position.
  • the lever 26a is operated from the neutral position to the lowering side.
  • the hoisting torque T2 generated in the drum 12 increases from 0 and reaches a value equal to the lowering torque T1 applied to the drum 12 at time t10.
  • the brake control unit 50 releases the braking on the drum 12 to the brake 24 at the timing (time t10) when the difference Td between the calculated value of the hoisting torque T2 and the value of the lowering torque T1 becomes zero.
  • the brake 24 switches from the braking state to the braking release state in response to the brake control signal, and releases the braking on the drum 12.
  • the hoisting torque T2 generated in the drum 12 decreases to a value lower than the lowering torque T1 (time t10 to t11). Thereby, the lowering of the object 102 is started. The lowering speed of the object 102 gradually increases, and the height position of the object 102 gradually decreases. At this time, the lowering torque T1 applied to the drum 12 also decreases, but the rate of decrease is smaller than the rate of decrease in the hoisting torque T2.
  • the hoisting torque T2 generated on the drum 12 is reduced to a predetermined value, the hoisting torque T2 is maintained constant at the predetermined value (time t11 to t12). Along with this, the lowering speed of the object 102 increases at a constant ratio, and the height position of the object 102 decreases. At this time, the lowering torque T1 applied to the drum 12 is kept constant at a value higher than the hoisting torque T2.
  • the winding torque T2 generated on the drum 12 increases.
  • the state in which the object 102 is being rolled down while accelerating is shifted to a state in which the object 102 is being wound at a constant constant speed, and accordingly, the lowering torque T1 applied to the drum 12 is increased.
  • the hoisting torque T2 and the lowering torque T1 both increase to a value equal to the lowering torque T1 applied to the drum 12 during the period (time t8 to t10) during which the object 102 is stopped after the hoisting. To do. Thereafter, the hoisting torque T2 and the lowering torque T1 are kept constant at the increased values.
  • the lever 26a is returned to the neutral position at time t13 (see FIG. 6), and accordingly, the hoisting torque T2 generated in the drum 12 increases to a value larger than the lowering torque T1.
  • the lowering speed of the object 102 starts to decrease, and the decrease in the height position of the object 102 becomes gradual.
  • the lowering torque T1 applied to the drum 12 also increases.
  • the rate of increase of the lowering torque T1 is smaller than the rate of increase of the hoisting torque T2.
  • the hoisting torque T2 generated in the drum 12 at time t14 increases to a predetermined value, and thereafter, the hoisting torque T2 is kept constant at the predetermined value.
  • the lowering speed of the object 102 decreases at a constant rate, and the decrease in the height position of the object 102 becomes more gradual.
  • the lowering torque T1 applied to the drum 12 is kept constant at a value lower than the hoisting torque T2.
  • the winding torque T2 generated in the drum 12 at time t15 decreases. Along with this, the decrease in the unwinding speed of the object 102 becomes gentle.
  • the lowering torque T1 applied to the drum 12 also decreases, but the rate of decrease in the lowering torque T1 is smaller than the rate of decrease in the hoisting torque T2.
  • the brake control unit 50 brakes the drum 12 to the brake 24 at the timing (time t16) when the difference Td between the calculated value of the hoisting torque T2 and the value of the lowering torque T1 becomes zero. Send a brake control signal to instruct to apply.
  • the brake 24 switches from the brake release state to the brake state in response to the brake control signal, and brakes the drum 12. Thereby, the drum 12 is held so as not to rotate by the braking force of the brake 24.
  • the lowering speed of the object 102 has already decreased to a speed close to 0, so that the occurrence of shock due to braking is suppressed.
  • the decrease in the height position of the object 102 is stopped, and the object 102 is held at the stopped height position.
  • time t15 the hoisting torque T2 generated in the drum 12 is reduced to 0, while the lowering torque T1 applied to the drum 12 is maintained at a constant value due to the load of the object 102.
  • the operation of the electric winch device according to the present embodiment is performed.
  • the brake control unit 50 calculates the value of the hoisting torque T2 generated on the drum 12 calculated by the second torque deriving unit 48 and the lowering torque applied to the drum 12 calculated by the first torque deriving unit 46.
  • the brake 24 releases the braking on the drum 12 at the release timing determined based on the difference Td from the value of T1.
  • the brake control unit 50 is configured to control the drum 12 as compared with a configuration in which the brake 24 is released from the brake 24 triggered by the lever 26a being operated from the neutral position to the winding side or the lowering side. It is possible to make it difficult for a deviation to occur between the timing at which braking is actually released and the timing at which the electric motor 14 starts to rotate the drum 12. For this reason, it is possible to prevent the phenomenon of the object 102 from slipping or the brake 24 from dragging when the object 102 starts to be rolled up or down.
  • the first torque deriving unit 46 calculates the value of the lowering torque T1 applied to the drum 12 due to the load of the object 102
  • the second torque deriving unit 48 includes the electric motor 14.
  • the value of the hoisting torque T2 generated in the drum 12 by the driving torque is calculated based on the value of the current supplied to the electric motor 14 measured by the ammeter 34.
  • the timing at which the brake control unit 50 releases the braking by the brake 24 after the lever 26a is operated from the neutral position to the hoisting side or the lowering side of the hoisting torque T2 calculated by the second torque deriving unit 48.
  • the value is determined based on the difference between the value and the value of the lowering torque T1 calculated by the first torque deriving unit 46.
  • the brake control unit 50 transmits a brake control signal for instructing the brake 24 to release braking at the determined timing, thereby releasing the braking on the drum 12. For this reason, the brake releasing operation of the brake 24 with respect to the drum 12 can be electrically controlled. For this reason, the operation control of the brake 24 corresponding to the electrification of the winch device can be realized. Therefore, in the present embodiment, in the electric winch device, it is possible to prevent the phenomenon of the object 102 from dropping or the brake 24 from dragging at the start of winding or unwinding of the object 102.
  • the brake control unit 50 determines the value of the hoisting torque T2 calculated by the second torque deriving unit 48 and the first value after the lever 26a is operated from the neutral position to the hoisting side or the lowering side.
  • the brake 24 releases the brake on the drum 12 at the timing when the difference Td with the value of the lowering torque T1 calculated by the torque deriving unit 46 is reduced to zero. For this reason, the timing at which the difference between the hoisting torque T2 generated on the drum 12 and the lowering torque T1 applied to the drum 12 due to the load on the object 102 disappears at the start of hoisting or lowering of the object 102.
  • the braking of the brake 24 on the drum 12 can be released. For this reason, it is possible to release the braking of the drum 12 at a timing when the sliding phenomenon of the object 102 does not occur reliably.
  • the brake control unit 50 determines the value of the hoisting torque T2 calculated by the second torque deriving unit 48 after the lever 26a is returned from the hoisting side or the lowering side to the neutral position side.
  • Brake control that instructs the brake 24 to apply braking to the drum 12 when the absolute value of the difference Td from the value of the lowering torque T1 calculated by the 1 torque deriving unit 46 decreases from 0 to 0.
  • a signal is transmitted to brake the drum 12. Therefore, when the hoisting or lowering of the object 102 is stopped, the brake 24 is braked on the drum 12 at the timing when the difference between the hoisting torque T2 generated on the drum 12 and the lowering torque T1 applied to the drum 12 is eliminated. Can be multiplied.
  • the first torque deriving unit 46 calculates the value of the lowering torque T1 based on the tension value of the hanging rope 4 detected by the load meter 32. For this reason, the actual load value of the object 102 can be reflected in the control of the brake 24.
  • the timing at which the brake 24 releases the braking on the drum 12 is set to the hoisting calculated by the second torque deriving unit 48 after the lever 26a is operated from the neutral position to the hoisting or lowering side.
  • the timing when the difference Td between the value of the torque T2 and the value of the lowering torque T1 calculated by the first torque deriving unit 46 is reduced to zero is used.
  • the timing for releasing the braking on the drum 12 is not necessarily limited to such timing.
  • the timing at which the brake 24 releases the brake on the drum 12 is determined by the hoisting torque T2 calculated by the second torque deriving unit 48 after the lever 26a is operated from the neutral position to the hoisting side or the lowering side.
  • the difference Td between the value and the value of the lowering torque T1 calculated by the first torque deriving unit 46 may be a timing when the difference Td decreases to a predetermined first specified value or less.
  • the first specified value is preferably set to a value larger than 0 by a predetermined value with a margin that completely eliminates the possibility of the object 102 slipping.
  • the timing at which the brake 24 is braked against the drum 12 is calculated by the second torque deriving unit 48 after the lever 26a is returned from the winding or lowering side to the neutral position side.
  • the timing when the difference Td between the value of the hoisting torque T2 and the value of the lowering torque T1 calculated by the first torque deriving unit 46 is reduced from 0 to 0 is set.
  • the timing at which the drum 12 is braked is not necessarily limited to such timing.
  • the timing at which the brake 24 brakes the drum 12 is determined by the winding calculated by the second torque deriving unit 48 after the lever 26a is returned from the winding or lowering side to the neutral position side.
  • the second specified value is the possibility that the object 102 will slip down when the hoisting torque T2 generated in the drum 12 in response to the lever 26a being returned to the neutral position side becomes zero.
  • the brake 24 may be a wet brake, more specifically, a wet disc brake.
  • the wet brake is a brake configured such that the braking force can be gradually changed when switching between a braking state and a braking release state. Therefore, the braking force of the brake 24 against the drum 12 can be gradually changed when the braking of the brake 24 against the drum 12 is released and when the brake 24 applies the braking against the drum 12. As a result, it is possible to prevent the hoisting and lowering of the object 102 from being suddenly stopped, the phenomenon of the object 102 slipping, the object 102 being suddenly dropped, and the object 102 jumping.
  • FIG. 7 to 10 show the operation amount of the lever 26a with the passage of time, the lowering torque T1 applied to the drum 12, the hoisting torque T2 generated on the drum 12, in the modification using such a wet brake as the brake 24.
  • FIG. 7 is a diagram corresponding to FIGS. 3 to 6 showing changes in the state of the brake 24, the speed of the object 102 in the vertical direction, and the height position of the object 102.
  • a certain braking force of the brake 24 is applied to the drum 12 even after the release of the braking of the brake 24 is started. For this reason, unlike the case where the braking force of the brake 24 becomes 0 before the hoisting torque T2 generated on the drum 12 becomes larger than the lowering torque T1 applied to the drum 12, the phenomenon of the object 102 slipping down occurs. It can be prevented from occurring. Further, in this configuration, the braking force of the brake 24 against the drum 12 is gradually reduced. Therefore, unlike the case where the braking force suddenly decreases from the braking state to 0, it is possible to reliably prevent the jumping phenomenon in which the object 102 jumps up. In addition, when it is desired to more reliably prevent the object 102 from slipping and jumping, the braking force of the brake 24 may be more gently reduced as indicated by B2 in FIG.
  • the brake 24 is controlled so as to gradually increase the braking force against (see the B3 portion).
  • the brake control unit 50 adjusts the braking force of the brake 24 so that the braking force of the brake 24 increases at a rate corresponding to the decrease in the calculated value of the difference Td.
  • the value of the difference Td is set to the second specified value.
  • the brake 24 is started to apply braking to the drum 12 at a timing t8 ′ when it is decreased from a larger state than the second specified value. With this configuration, it is possible to prevent the winding of the object 102 from being stopped suddenly.
  • the brake control unit 50 applies the braking force of the brake 24 against the drum 12 when releasing the braking of the brake 24 against the drum 12 at time t10 ′ shown in FIG.
  • the brake 24 is controlled so as to gradually decrease (see B4 portion).
  • the brake control unit 50 adjusts the braking force of the brake 24 so that the braking force of the brake 24 decreases at a rate corresponding to the decrease in the calculated value of the difference Td.
  • the brake control unit 50 causes the brake 24 to return the drum 12 to the brake 24 at a timing t10 ′ when the value of the difference Td decreases to the first specified value or less after the lever 26a is operated from the neutral position to the lowering side. The release of braking is started.
  • a certain braking force of the brake 24 is applied to the drum 12 even after the release of the braking of the brake 24 is started. For this reason, it is possible to prevent an instantaneous sudden drop of the object 102. If it is desired to more reliably prevent the sudden drop of the object 102, the braking force of the brake 24 may be decreased more gently as shown by B5.
  • the brake 24 is controlled so as to gradually increase the braking force on the motor 12 (see the portion B6).
  • the brake control unit 50 adjusts the braking force of the brake 24 so that the braking force of the brake 24 increases at a rate corresponding to the decrease in the calculated value of the difference Td.
  • the brake control unit 50 returns the value of the difference Td to the second specified value after the lever 26a is returned from the lower side to the neutral position side and disposed within the play range of the lever 26a from the neutral position.
  • the brake 24 is started to apply braking to the drum 12 at a timing t16 ′ when the value is decreased from the state larger than the value to the second specified value or less. With this configuration, it is possible to prevent the object 102 from being suddenly stopped.
  • the value of the hoisting torque T2 generated in the drum 12 is calculated based on the current value supplied to the electric motor 14 measured by the ammeter 34 when the object 102 is wound or lowered at a constant speed. May be. Then, the calculated value of the hoisting torque T2 is used in place of the value of the lowering torque T1 applied to the drum 12 calculated based on the load (tension) applied to the hanging rope 4 detected by the load meter 32. The timing for applying the brake 24 to the brake 12 and the timing for releasing the brake 24 for the drum 12 may be determined.
  • the lowering torque T1 applied to the drum 12 due to the load of the object 102 is equal to the hoisting torque T2 generated on the drum 12. ing.
  • the value of the hoisting torque T2 is used in place of the lowering torque T1, which serves as a reference for determining the timing of applying the brake 24 to the drum 12 and the timing of releasing the braking of the brake 24 on the drum 12. be able to.
  • the winding and unwinding of the object 102 are performed first, the object 102 is wound and wound at a constant speed when determining the timing for releasing the braking of the brake 24 first. The bottom is not done.
  • the value of the lowering torque T1 applied to the drum 12 calculated based on the load applied to the hanging rope 4 detected by the load meter 32 is used to determine the timing at that time.
  • the value of the hoisting torque T2 generated in the drum 12 calculated during the subsequent hoisting or lowering of the object 102 at a constant speed is stored in a memory (not shown).
  • the brake 24 is braked on the drum 12 during the subsequent operation of the electric winch device.
  • the timing to apply and the timing to release the braking of the brake 24 on the drum 12 are determined.
  • the value of the lowering torque T1 applied to the drum 12 due to the load of the object 102 can be obtained with better accuracy than the case of obtaining the value based on the detection value of the load meter 32.
  • the suspended load winch device in which the suspended load 100 and the hook device 6 are integrated as an object 102 to be wound and unwound is described as an example of the electric winch device of the present invention.
  • the electric winch device of the present invention is not necessarily limited to such a hanging load winch device.
  • the electric winch device of the present invention may be a hoisting winch device for hoisting hoisting members such as a boom provided in a crane.
  • the configuration of the present invention can be similarly applied to such a undulating winch device.
  • the object is an integrated body of a hoisting member, a hook device hung on the hoisting member, and a suspended load.
  • the electric winch device is an electric winch device provided in a crane, and is an electric motor, a winch drum that is driven by the electric motor and rotates to wind or unwind an object, and the winch.
  • a brake that brakes the rotation of the drum, and a winding side that is one side for instructing winding of the object from a neutral position, and a lowering side that is the other side for instructing winding of the object are operable.
  • An operation lever an ammeter for measuring a value of a current supplied to the electric motor, an operation of the electric motor so that the winch drum rotates according to the operation of the operation lever, and the brake
  • a controller for controlling the operation of the winch drum, wherein the controller derives a value of a first torque applied to the winch drum due to a load of the object.
  • a first torque deriving unit, and a second torque value generated in a rotational direction in which the object is wound around the winch drum by a driving torque of the electric motor, based on a current value measured by the ammeter.
  • the brake control unit uses the winch drum derived by the second torque deriving unit to release the brake of the winch drum after the operation lever is operated from the neutral position to the hoisting side or the lowering side. Determined based on the difference between the value of the generated second torque and the value of the first torque applied to the winch drum derived by the first torque deriving unit, and causes the brake to release the braking on the winch drum at the determined release timing. . For this reason, for example, the brake control unit actually releases the brake on the winch drum as compared with the case where the brake releases the brake on the winch drum triggered by the operation lever being operated from the neutral position to the winding or lowering side.
  • the first torque deriving unit derives the value of the first torque applied to the winch drum due to the load of the object, and the second torque deriving unit applies the drive torque of the electric motor to the winch drum.
  • a value of the second torque generated in the rotation direction for winding up the object is derived based on the value of the current measured by the ammeter.
  • the brake control unit performs the second torque value derived by the second torque deriving unit and the first torque deriving unit by the first torque deriving unit.
  • a control signal for instructing the brake to be released is transmitted to the brake at a timing determined based on the difference from the value of 1 torque to release the brake on the winch drum. For this reason, it is possible to electrically control the brake releasing operation of the winch drum. Therefore, the brake operation control corresponding to the electrification of the winch device can be realized. Therefore, in the electric winch device, it is possible to prevent the occurrence of the object falling phenomenon and the brake drag phenomenon at the start of winding or unwinding of the object.
  • the brake control unit includes a value of a second torque derived by the second torque deriving unit after the operation lever is operated from the neutral position to the winding upper side or the lowering side. It is preferable that the timing at which the difference from the value of the first torque derived by the first torque deriving unit decreases to a predetermined first specified value or less is determined as the timing at which the braking of the winch drum is released.
  • the difference between the second torque generated on the winch drum and the first torque applied to the winch drum due to the load of the target at the start of winding or unwinding of the target is sufficiently small.
  • braking of the brake on the winch drum is released. For this reason, it is possible to release the braking of the winch drum at a timing at which the object slipping phenomenon does not occur reliably.
  • the brake control unit is derived by the second torque deriving unit after the operation lever is operated so as to return the operation lever from the winding side or the lowering side to the neutral position side.
  • the brake is applied to the winch drum by transmitting a control signal instructing the brake to apply the brake to the winch drum.
  • the second torque generated on the winch drum and the load applied to the object are caused by the second torque applied to the winch drum.
  • the brake is applied to the winch drum at the timing when the difference from 1 torque becomes sufficiently small. For this reason, it is possible to prevent the hoisting or lowering of the object from being suddenly stopped by the brake. Further, after the timing when the difference between the second torque and the first torque becomes sufficiently small, the second torque generated in the winch drum decreases to 0 and becomes smaller than the first torque applied to the winch drum. However, the sliding of the object can be reliably prevented by the braking force of the brake.
  • the electric winch device further includes a load meter that detects a value of an external force applied to the winch drum by a load of the object, and the first torque deriving unit is based on the value of the external force detected by the load meter.
  • the value of the first torque may be derived.
  • the actual load value of the object can be reflected in the brake control.
  • the brake is preferably a wet brake.
  • the wet brake is a brake configured such that the braking force can be gradually changed when switching between the braking state and the braking release state. For this reason, according to this configuration, the braking force of the brake on the winch drum can be gradually changed when releasing the brake on the winch drum and when the brake applies the brake on the winch drum. As a result, it is possible to prevent the hoisting and lowering of the object from being suddenly stopped, the phenomenon of the object to fall off, the instantaneous sudden drop, and the jumping phenomenon from occurring.
  • the electric winch device in the electric winch device, it is possible to prevent the occurrence of the object falling phenomenon and the brake drag phenomenon at the start of winding or unwinding of the object.

Landscapes

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Abstract

　電動ウインチ装置は、電動モータ(14)と、ウインチドラム(12)と、ブレーキ(24)と、操作レバー(26)と、電流計(34)と、コントローラ(30)とを備え、前記コントローラは、対象物の荷重に起因して前記ウインチドラムに掛かる第１トルクの値を導出する第１トルク導出部(46)と、前記電動モータの駆動トルクにより前記ウインチドラムに前記対象物を巻き上げる回転方向において発生する第２トルクの値を前記電流計によって計測された電流の値に基づいて導出する第２トルク導出部(48)と、前記操作レバーが巻上側又は巻下側へ操作された後に前記ウインチドラムの制動を解除するタイミングを、前記第２トルク導出部によって導出された第２トルクの値と前記第１トルク導出部によって導出された第１トルクの値との差に基づいて決定し、決定したタイミングで前記ブレーキに前記ウインチドラムの制動の解除を指示する制御信号を送信して前記ウインチドラムに対する制動を解除させるブレーキ制御部(50)とを備える。

Description

電動ウインチ装置
　本発明は、クレーンに用いられる電動ウインチ装置に関するものである。
　従来から、クレーンには、吊作業（クレーン作業）を行うためのウインチ装置が設けられている。ウインチ装置は、モータにより駆動されて回転するウインチドラムを備えており、そのウインチドラムにより対象物の巻上又は巻下を行うようになっている。対象物の巻上又は巻下は、操作者により操作レバーが操作されることによって指示される。ウインチ装置では、その操作レバーの操作に応じてモータがウインチドラムを巻上方向又は巻下方向に回転させて対象物の巻上又は巻下を行う。
　また、ウインチ装置は、ネガブレーキを備えている。ネガブレーキは、操作レバーが中立位置に配置されている場合にはウインチドラムに制動を掛けてウインチドラムを回転しないように保持する一方、操作レバーが中立位置から操作された場合にはその操作に応じてウインチドラムに対する制動を解除する。しかし、このようなウインチ装置では、ネガブレーキがウインチドラムに対する制動を解除するタイミングとモータがウインチドラムの回転を開始するタイミングとの間にずれが生じる可能性がある。そして、ウインチドラムに対する制動を解除するタイミングがウインチドラムの回転を開始するタイミングよりも早い場合には、対象物が一瞬降下するずり落ち現象が発生する。ウインチドラムに対する制動を解除するタイミングがウインチドラムの回転を開始するタイミングよりも遅い場合には、ブレーキによる制動がウインチドラムに掛かったままウインチドラムが対象物の巻き上げを行うブレーキの引きずり現象が発生する。
　下記特許文献には、上記のような現象の発生を防ぐための技術が開示されている。
　特許文献１では、パイロット油圧ポンプから供給される油圧から操作レバーの操作に応じたパイロット圧を発生させるパイロット弁と、発生したパイロット圧に応じて油圧モータの回転方向を制御する方向制御弁と、ウインチドラムに制動を掛ける油圧ブレーキとを備えたウインチの制動装置が示されている。パイロット油圧ポンプと油圧ブレーキとの間には、切換弁とブレーキ弁が直列に配置されている。切換弁は、操作レバーの操作に応じてパイロット弁により発生したパイロット圧によってブレーキ弁へパイロット油圧ポンプからの油圧を供給する状態に切り換わる。ブレーキ弁は、方向制御弁から油圧モータへ供給される油圧に応じて切換弁からの油圧を油圧ブレーキに供給する状態に切り換わる。油圧ブレーキは、ブレーキ弁からの油圧が供給されていない状態ではウインチドラムに制動を掛け、ブレーキ弁からの油圧が供給された場合にはウインチドラムに対する制動を解除する。これにより、方向切換弁から油圧モータへ油圧が供給されて油圧モータがウインチドラムの回転を開始するときには、同時に、ブレーキ弁から油圧ブレーキに油圧が供給されてウインチドラムに対する油圧ブレーキの制動が解除される。その結果、上述のずり落ち現象やブレーキの引きずり現象の発生が防止される。
　また、特許文献２では、油圧モータに油圧を供給する管路にカウンタバランス弁が設けられている。そのカウンタバランス弁と油圧モータとの間の管路には、その管路内の保持圧力を検出する圧力センサが設けられている。操作レバーが中立位置にあるときには、ブレーキ装置によりウインチドラムに制動が掛けられている。操作レバーが巻上側へ操作されると、圧力センサによって検出される保持圧力が吊荷を保持するために必要な目標保持圧に達するまではウインチドラムに対する制動力が徐々に減少するようにブレーキ装置が制御される。これにより、吊荷の保持が急に解放されて上述のずり落ち現象が発生するのを防止している。また、圧力センサによって検出される保持圧力が目標保持圧まで上昇した時点でウインチドラムに対する制動力が一気に０になるようにブレーキ装置が制御される。これにより、上述のブレーキの引きずり現象が発生するのを防止している。
　ところで、近年では、クレーンに用いられるウインチ装置を電動化したいとの要望がある。電動ウインチ装置では、油圧モータの替わりに電動モータを用いてウインチドラムを回転させ、それによって対象物の巻き上げを行うが、このような電動ウインチ装置においても上述のずり落ち現象や引きずり現象が問題となる。しかしながら、電動ウインチ装置においてこれらの現象の発生を防ぐために、上記各特許文献に開示された技術を適用することは困難である。具体的には、上記各特許文献の技術は、ブレーキの解除動作を制御するために油圧モータに供給される油圧を利用しており、そのような油圧が存在しない電動ウインチ装置では上記技術を用いることができない。
特開２０００－３５１５８５号公報 特開平１１－２７８７９５号公報
　本発明の目的は、対象物の巻上又は巻下の開始時に対象物のずり落ち現象やブレーキの引きずり現象の発生を防止可能な電動ウインチ装置を提供することである。
　本発明の一局面に従う電動ウインチ装置は、クレーンに設けられる電動ウインチ装置であって、電動モータと、前記電動モータにより駆動されて対象物の巻上又は巻下のために回転するウインチドラムと、前記ウインチドラムの回転を制動するブレーキと、中立位置から前記対象物の巻上を指示する一方側である巻上側と前記対象物の巻下を指示する他方側である巻下側とに操作可能である操作レバーと、前記電動モータに供給される電流の値を計測する電流計と、前記ウインチドラムが前記操作レバーの操作に応じた回転を行うように前記電動モータの動作を制御するとともに、前記ブレーキの動作を制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記対象物の荷重に起因して前記ウインチドラムに掛かる第１トルクの値を導出する第１トルク導出部と、前記電動モータの駆動トルクにより前記ウインチドラムに前記対象物を巻き上げる回転方向において発生する第２トルクの値を前記電流計によって計測された電流の値に基づいて導出する第２トルク導出部と、前記操作レバーが前記中立位置から前記巻上側又は前記巻下側へ操作された後に前記ウインチドラムの制動を解除するタイミングを、前記第２トルク導出部によって導出された第２トルクの値と前記第１トルク導出部によって導出された第１トルクの値との差に基づいて決定し、その決定したタイミングで前記ブレーキに前記ウインチドラムの制動の解除を指示する制御信号を送信して前記ウインチドラムに対する制動を解除させるブレーキ制御部とを備える。
本発明の一実施形態による電動ウインチ装置の構成の概略図である。 図１に示した電動ウインチ装置のコントローラの詳細な構成を示す機能ブロック図である。 電動ウインチ装置において対象物を停止状態から巻上げる過程でのレバー操作量、ドラムの巻下トルク及び巻上トルク、ブレーキの状態、対象物の上下方向への速度、及び、対象物の高さ位置の時間経過に伴う変化を示す図である。 電動ウインチ装置において対象物を巻上げている状態から停止させる過程でのレバー操作量、ドラムの巻下トルク及び巻上トルク、ブレーキの状態、対象物の上下方向への速度、及び、対象物の高さ位置の時間経過に伴う変化を示す図である。 電動ウインチ装置において対象物を停止状態から巻下げる過程でのレバー操作量、ドラムの巻下トルク及び巻上トルク、ブレーキの状態、対象物の上下方向への速度、及び、対象物の高さ位置の時間経過に伴う変化を示す図である。 電動ウインチ装置において対象物を巻下げている状態から停止させる過程でのレバー操作量、ドラムの巻下トルク及び巻上トルク、ブレーキの状態、対象物の上下方向への速度、及び、対象物の高さ位置の時間経過に伴う変化を示す図である。 本発明の変形例による電動ウインチ装置において対象物を停止状態から巻上げる過程でのレバー操作量、ドラムの巻下トルク及び巻上トルク、ブレーキの状態、対象物の上下方向への速度、及び、対象物の高さ位置の時間経過に伴う変化を示す図である。 本発明の変形例による電動ウインチ装置において対象物を巻上げている状態から停止させる過程でのレバー操作量、ドラムの巻下トルク及び巻上トルク、ブレーキの状態、対象物の上下方向への速度、及び、対象物の高さ位置の時間経過に伴う変化を示す図である。 本発明の変形例による電動ウインチ装置において対象物を停止状態から巻下げる過程でのレバー操作量、ドラムの巻下トルク及び巻上トルク、ブレーキの状態、対象物の上下方向への速度、及び、対象物の高さ位置の時間経過に伴う変化を示す図である。 本発明の変形例による電動ウインチ装置において対象物を巻下げている状態から停止させる過程でのレバー操作量、ドラムの巻下トルク及び巻上トルク、ブレーキの状態、対象物の上下方向への速度、及び、対象物の高さ位置の時間経過に伴う変化を示す図である。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
　まず、図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態による電動ウインチ装置について説明する。
　本実施形態による電動ウインチ装置は、クレーンに設けられ、吊荷１００の巻上／巻下を行う吊荷用ウインチ装置として用いられるものである。この電動ウインチ装置が設けられるクレーンは、図略のクレーン本体に起伏可能となるように設けられたブーム２（図１参照）を備えている。ブーム２の先端からは、ワイヤロープである吊ロープ４を介してフック装置６が吊り下げられ、そのフック装置６によって吊荷１００が吊られる。電動ウインチ装置は、図略のクレーン本体に設置され、吊ロープ４を介してフック装置６及びそのフック装置６に吊られた吊荷１００の巻上／巻下を行う。
　以下、本実施形態の電動ウインチ装置の具体的な構成について説明する。
　本実施形態の電動ウインチ装置は、図１に示すように、ドラム１２と、電動モータ１４と、減速機１６と、電源１８と、インバータ２０と、回生抵抗２２と、ブレーキ２４と、操作レバー装置２６と、ブレーキペダル装置２８と、コントローラ３０と、荷重計３２と、電流計３４と、ドラム回転計３６と、ブーム角度計３８とを備える。
　ドラム１２は、電動モータ１４により駆動されてフック装置６及びそれに吊られた吊荷１００の巻上又は巻下のために回転するウインチドラムである。以下、フック装置６及びそれに吊られた吊荷１００を一体として巻上／巻下の対象物１０２という。ドラム１２は、一方の回転方向である巻上方向に回転することにより吊ロープ４を巻き取り、それによって対象物１０２を巻き上げる。また、ドラム１２は、巻上方向と逆の回転方向である巻下方向に回転することにより吊ロープ４を繰り出し、それによって対象物１０２を巻き下げる。
　電動モータ１４は、電力が供給されることによって作動し、ドラム１２を巻上方向に回転させるものである。なお、電動モータ１４は、対象物１０２の巻下時、すなわちドラム１２が巻下方向に回転するときには発電機として機能する。電動モータ１４の駆動軸１４ａは、減速機１６を介してドラム１２の回転軸１２ａに連結されている。対象物１０２の巻上時には、電動モータ１４の駆動トルクが駆動軸１４ａから減速機１６及び回転軸１２ａを介してドラム１２に伝達されてドラム１２が巻上方向に回転される。対象物１０２の巻下時には、ドラム１２の巻下方向への回転力が回転軸１２ａから減速機１６及び駆動軸１４ａを介して電動モータ１４に伝達されて電動モータ１４で発電が行われる。減速機１６は、電動モータ１４の駆動軸１４ａの回転力を所定の減速比で減速してドラム１２の回転軸１２ａへ伝える。
　また、電動モータ１４には、その電動モータ１４の回転数（回転速度）及び回転量を検出するエンコーダ１５が付設されている。エンコーダ１５は、検出した電動モータ１４の回転数及び回転量のデータをコントローラ３０へ送信する。
　電源１８は、インバータ２０を介して電動モータ１４に電気接続されている。電源１８は、インバータ２０を介して電動モータ１４へ電力を供給する。電源１８としては、クレーンに搭載されたバッテリや、外部電源等が用いられる。電源１８として外部電源が用いられる場合には、クレーン本体に外部電源からの接続端子と接続するプラグイン端子が設けられる。
　インバータ２０は、コントローラ３０からの指令に応じて電動モータ１４の作動を制御するものである。具体的に、インバータ２０は、コントローラ３０からの指令に応じて電動モータ１４に供給する電流値を変更することにより、電動モータ１４の回転数及び回転量を制御し、それによって対象物１０２の巻上速度及び巻上量を制御する。
　回生抵抗２２は、インバータ２０に電気接続されている。回生抵抗２２は、対象物１０２の巻下時に電動モータ１４により回生（発電）される電力のうち電源１８で吸収しきれない電力を消費して調整するための抵抗である。
　ブレーキ２４は、ドラム１２の巻上方向及び巻下方向への回転を阻止するようにドラム１２に制動を掛けるものである。本実施形態では、ブレーキ２４として乾式ブレーキが用いられている。このブレーキ２４は、コントローラ３０からのブレーキ制御信号に応じて、ドラム１２に制動を掛けてドラム１２の回転を停止させる制動状態とドラム１２に対する制動を解除する制動解除状態とに切り換わるようになっている。
　操作レバー装置２６は、操作者が電動ウインチ装置の対象物１０２の巻上／巻下の動作を指示するために用いるものである。操作レバー装置２６は、ドラム１２の巻上方向への回転、巻下方向への回転又は回転の停止を指示するために操作者により操作されるレバー２６ａを備える。レバー２６ａは、中立位置から一方側である巻上側と、中立位置から巻上側と反対側である巻下側とに操作可能となっている。中立位置は、ドラム１２の回転の停止を指示するための位置に相当する。巻上側は、対象物１０２の巻上方向へのドラム１２の回転を指示するためのレバー２６ａの操作方向である。巻下側は、対象物１０２の巻下方向へのドラム１２の回転を指示するためのレバー２６ａの操作方向である。操作レバー装置２６は、レバー２６ａの操作方向と中立位置からの操作量とを示す情報をコントローラ３０へ出力する。具体的には、操作レバー装置２６は、レバー２６ａが中立位置にあるときには、レバー２６ａの操作量が０であるという情報をコントローラ３０へ出力する。操作レバー装置２６は、レバー２６ａが中立位置から巻上側へ操作されたときには、そのレバー２６ａの中立位置からの操作量を正の値で示す情報をコントローラ３０へ出力する。また、操作レバー装置２６は、レバー２６ａが中立位置から巻下側へ操作されたときには、そのレバー２６ａの中立位置からの操作量を負の値で示す情報をコントローラ３０へ出力する。
　ブレーキペダル装置２８は、操作者が任意にブレーキ２４の制動状態と制動解除状態を切り換えるために用いるものである。ブレーキペダル装置２８は、ブレーキ２４の制動状態と制動解除状態とを切り換えるために操作者によって操作されるペダル２８ａを備える。ブレーキペダル装置２８は、ペダル２８ａが踏み込まれている状態又は踏み込まれていない状態を示す信号をコントローラ３０へ出力する。ペダル２８ａが踏み込まれていない状態は、ブレーキ２４を制動状態とすることを指示する状態に相当する。ペダル２８ａが踏み込まれた状態は、ブレーキ２４を制動解除状態とすることを指示する状態に相当する。本実施形態の電動ウインチ装置では、後述するドラム１２の巻下トルクと巻上トルクとに応じたブレーキ２４の自動的な切換制御を行う通常操作モードとは別に、操作者が任意にブレーキ２４の制動状態と制動解除状態を切換可能なフリーフォールモードを選択可能である。ブレーキペダル装置２８は、フリーフォールモードが選択されているときに用いられる。すなわち、ドラム１２の巻下トルクと巻上トルクとに応じたブレーキ２４の自動的な切換制御が行われるときには、ブレーキペダル装置２８においてペダル２８ａが操作されても、その操作は無効となる。
　コントローラ３０は、ドラム１２がレバー２６ａの操作に応じた回転を行うように電動モータ１４の動作を制御する。また、コントローラ３０は、ブレーキ２４の動作を制御する。具体的には、コントローラ３０は、ブレーキ２４の制動状態と制動解除状態との間での切換動作を制御する。コントローラ３０は、操作レバー装置２６からレバー２６ａの操作方向及び操作量を示す情報が入力されることに応じて、電動モータ１４がドラム１２にその入力された情報に応じた回転を行わせるように電動モータ１４を作動させる。コントローラ３０は、電動モータ１４がこのような作動を行うような電流がインバータ２０から電動モータ１４へ供給されるようにインバータ２０を制御する。コントローラ３０は、このインバータ２０の制御をインバータ２０へゲート制御信号を送ることによって行う。また、コントローラ３０は、ブレーキ２４を制動解除状態から制動状態へ切り換えるときには、制動状態への切り換えを指示するブレーキ制御信号をブレーキ２４へ送る。コントローラ３０は、ブレーキ２４を制動状態から制動解除状態へ切り換えるときには制動解除状態への切り換えを指示するブレーキ制御信号をブレーキ２４へ送る。なお、コントローラ３０は、前記通常操作モードが選択されているときには後述するドラム１２の巻下トルクと巻上トルクに応じたブレーキ２４の自動的な切換制御を行う。一方、コントローラ３０は、前記フリーフォールモードが選択されているときにはブレーキペダル装置２８からのペダル２８ａの操作状態を示す信号に応じてブレーキ２４の切換制御を行う。以下、通常操作モードでのブレーキ４２の自動的な切換制御を行うための構成について説明し、コントローラ３０の詳細な構成については後述する。
　荷重計３２は、対象物１０２の荷重によりドラム１２に掛かる外力の値として、吊ロープ４を介してドラム１２に掛かる荷重を検出する。具体的には、荷重計３２は、吊ロープ４の張力を検出する。荷重計３２は、吊ロープ４の張力を逐次検出しており、その検出した張力のデータをコントローラ３０へ逐次出力する。
　電流計３４は、インバータ２０と電動モータ１４との間の電気配線に設けられている。電流計３４は、インバータ２０と電動モータ１４との間で流れる電流の値を計測する。電流計３４は、インバータ２０と電動モータ１４との間で流れる電流の値を逐次計測しており、その計測した電流値のデータをコントローラ３０へ逐次出力する。
　ドラム回転計３６は、ドラム１２の単位時間当たりの回転数を検出するものである。ドラム回転計３６は、ドラム１２の回転数を逐次検出しており、その検出した回転数のデータをコントローラ３０へ逐次出力する。
　ブーム角度計３８は、ブーム２の起伏角度を検出するものである。ブーム角度計３８は、ブーム２の起伏角度を逐次検出しており、その検出した起伏角度のデータをコントローラ３０へ逐次出力する。
　次に、コントローラ３０の内部構成について説明する。
　コントローラ３０は、図２に示すように、機能ブロックとして、速度制御部４２と、電流制御部４４と、速度変換部４５と、第１トルク導出部４６と、第２トルク導出部４８と、ブレーキ制御部５０とを備える。
　速度制御部４２には、操作レバー装置２６からレバー２６ａの操作方向及び操作量の情報を含む速度指令が入力される。また、速度変換部４５には、エンコーダ１５から電動モータ１４の回転位置情報が入力される。速度変換部４５は、入力された回転位置情報を電動モータ１４の回転速度に変換し、その変換した回転速度を速度制御部４２に入力する。速度制御部４２は、速度変換部４５から得られる電動モータ１４の回転速度を操作レバー装置２６からの速度指令に応じた速度に変化させるために必要な電流値を含む電流指令を電流制御部４４へ出力する。
　電流制御部４４には、電流計３４によって検出された電動モータ１４に供給される電流値のデータが入力されている。電流制御部４４は、速度制御部４２から入力された電流指令が指示する電流値と電流計３４から入力された電流値のデータとを比較して、電動モータ１４に現在供給されている電流値を電流指令に応じた電流値へ変化させるように指示するゲート制御信号をインバータ２０へ出力する。
　第１トルク導出部４６は、対象物１０２の荷重に起因してドラム１２に掛かるトルクの値を導出するものである。対象物１０２の荷重に起因してドラム１２に掛かるトルクは、対象物１０２を巻き下げる回転方向においてドラム１２に掛かるため、以下、このトルクのことを「巻下トルク」という。この巻下トルクは、本発明の「第１トルク」の概念に含まれるものである。第１トルク導出部４６には、荷重計３２が検出した張力のデータ、すなわち、対象物１０２の荷重によって吊ロープ４に生じる張力のデータが入力されている。第１トルク導出部４６は、その入力された張力のデータに基づいて、微小な時間間隔毎（例えば、数ｍｓｅｃ～数十ｍｓｅｃ毎）にドラム１２に掛かる巻下トルクの値を算出する。
　第２トルク導出部４８には、電流計３４によって計測された電動モータ１４に供給される電流値のデータが入力されている。第２トルク導出部４８は、電動モータ１４の駆動トルクによりドラム１２に巻上方向において発生するトルクの値を、電流計３４によって計測された電流値に基づいて導出する。ドラム１２に巻上方向において発生するトルクを、以下、「巻上トルク」という。この巻上トルクは、本発明の「第２トルク」の概念に含まれるものである。第２トルク導出部４８は、巻上トルクの値を第１トルク導出部４６が巻下トルクの値を算出する場合と同じ微小な時間間隔毎に算出する。
　ブレーキ制御部５０は、ブレーキ２４の動作を制御するものであり、具体的にはドラム１２に制動を掛ける制動状態とドラム１２に対する制動を解除する制動解除状態との間でのブレーキ２４の切換動作を制御する。ブレーキ制御部５０には、第１トルク導出部４６によって算出される巻下トルクの値と第２トルク導出部４８によって算出される巻上トルクの値とがそれらの値が算出される毎に入力されている。ブレーキ制御部５０は、第１トルク導出部４６によって算出された巻下トルクの値と第２トルク導出部４８によって算出された巻上トルクの値との差に基づいて、ドラム１２に制動を掛けるタイミングとドラム１２の制動を解除するタイミングとを決定する。
　具体的に、ブレーキ制御部５０は、第１トルク導出部４６から巻下トルクの値が入力されるとともに第２トルク導出部４８から巻上トルクの値が入力される毎、すなわち上記微小な時間間隔毎にその入力された巻上トルクの値と巻下トルクの値との差を算出し、その算出した差の値を逐次監視している。そして、本実施形態では、ブレーキ制御部５０は、レバー２６ａが中立位置から巻上側又は巻下側へ操作された後、入力された巻上トルクの値と巻下トルクの値との差が０（第１規定値）になるタイミングを、ドラム１２の制動を解除するタイミングとする。また、ブレーキ制御部５０は、レバー２６ａが巻上側又は巻下側に操作された状態から中立位置に戻された後、入力された巻上トルクの値と巻下トルクの値との差が０（第２規定値）になるタイミングを、ドラム１２に制動を掛けるタイミングとする。そして、ブレーキ制御部５０は、決定したドラム１２に制動を掛けるタイミングでブレーキ２４にドラム１２への制動の付加を指示するブレーキ制御信号を送信してドラム１２に対して制動を掛けさせる。また、ブレーキ制御部５０は、決定したドラム１２の制動を解除するタイミングでブレーキ２４にドラム１２の制動の解除を指示するブレーキ制御信号を送信してドラム１２に対する制動を解除させる。
　次に、本実施形態による電動ウインチ装置の動作について説明する。具体的には、停止状態の対象物１０２を巻上げ、その後、巻上げを停止した後、対象物１０２を巻下げ、さらにその後、巻下げを停止するという手順での電動ウインチ装置の動作について説明する。
　図３～図６には、この動作を行う場合の時間経過に伴うレバー２６ａの操作量、ドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１、ドラム１２に発生する巻上トルクＴ２、ブレーキ２４の状態、上下方向における対象物１０２の速度、及び、対象物１０２の高さ位置についての各々の変化が示されている。これらの図において、レバー２６ａの操作量が０の状態は、レバー２６ａが中立位置にあることを表し、レバー２６ａの操作量が０からプラス側（上側）に増加した状態は、レバー２６ａが中立位置から巻上側へ操作されたことを表し、レバー２６ａの操作量が０からマイナス側（下側）に減少した状態は、レバー２６ａが中立位置から巻下側へ操作されたことを表す。また、対象物１０２の速度が０の状態は、対象物１０２が停止していることを表し、対象物１０２の速度が０からプラス側（上側）へ増加している状態は、対象物１０２が巻き上げられて加速している状態を表し、対象物１０２の速度が０からマイナス側（下側）へ減少している状態は、対象物１０２が巻き下げられて加速している状態を表す。
　対象物１０２が停止状態にあるとき（図３の時間０～ｔ１）には、レバー２６ａは、中立位置にある。このときには、ブレーキ２４は、対象物１０２がずり落ちないようにドラム１２に制動を掛けた制動状態、すなわちドラム１２が回転しないようにそのドラム１２に制動を掛けた制動状態になっている。
　時間ｔ１においてレバー２６ａが中立位置から巻上側へ操作されると、操作レバー装置２６からコントローラ３０の速度制御部４２にレバー２６ａの中立位置からの操作量に応じた速度指令が入力される。速度制御部４２は、入力された速度指令に応じた電流指令を電流制御部４４へ出力し、電流制御部４４は、入力された電流指令に応じたゲート制御信号をインバータ２０へ出力する。インバータ２０は、入力されたゲート制御信号に応じた電流を電動モータ１４へ供給する。このようにして、コントローラ３０は、レバー２６ａの操作量に応じた回転速度で電動モータ１４が作動するようにインバータ２０に電動モータ１４へ供給する電流を制御させる。なお、後述の、対象物１０２を巻き上げている状態から停止させるとき、停止状態にある対象物１０２を巻き下げるとき、及び、対象物１０２を巻き下げている状態から停止させるときにおいても、このレバー２６ａの操作から電動モータ１４への供給電流の制御までのプロセスに相当するプロセスが行われる。
　電動モータ１４は、インバータ２０から電流が供給されることによって作動し、その供給される電流に応じた駆動トルクを出力する。電動モータ１４の駆動トルクは、駆動軸１４ａから減速機１６を介してドラム１２の回転軸１２ａに伝達される。
　第１トルク導出部４６は、荷重計３２が検出する吊ロープ４の張力の値と、対象物１０２の重量と、ドラム１２の径とに基づいて、対象物１０２の荷重に起因してドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１の値を微小な前記所定の時間間隔毎に繰り返し算出する。
　また、第２トルク導出部４８は、電流計３４が計測する電動モータ１４に供給される電流の値から、電動モータ１４の駆動トルクが伝達されることによってドラム１２に発生する巻上トルクＴ２の値を前記所定の時間間隔毎に繰り返し算出する。具体的に、ドラム１２には、電動モータ１４の駆動トルクから減速機１６の減速比及び減速機１６の機械的な摩擦抵抗等によって所定量だけ低減された巻上トルクＴ２が発生する。このため、第２トルク導出部４８は、電流計３４から入力された電流値のデータに基づいて電動モータ１４の駆動トルクを算出するとともに、その算出した駆動トルクから減速機１６の減速比及び減速機１６の機械的な摩擦抵抗等による低減分を減じることによってドラム１２に発生する巻上トルクＴ２の値を算出する。この第２トルク導出部４８による巻上トルクＴ２の値の算出及び前記第１トルク導出部４６による巻下トルクＴ１の値の算出は、電動ウインチ装置の運転期間中、継続して行われる。
　また、ブレーキ制御部５０は、第２トルク導出部４８によって算出されたドラム１２に発生する巻上トルクＴ２の値と第１トルク導出部４６によって算出されたドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１の値との差分Ｔｄを前記所定の時間間隔毎に繰り返し算出する。すなわち、ブレーキ制御部５０は、第２トルク導出部４８によって算出された巻上トルクＴ２の値から第１トルク導出部４６によって算出された巻下トルクＴ１の値を減じて得た値の絶対値を前記所定の時間間隔毎に繰り返し算出する。このブレーキ制御部５０による巻上トルクＴ２の値と巻下トルクＴ１の値との差分Ｔｄの算出は、電動ウインチ装置の運転期間中、継続して行われる。そして、ブレーキ制御部５０は、電動モータ１４の駆動トルクによりドラム１２に発生する巻上トルクＴ２が増加して、算出した前記差分Ｔｄが０になったタイミング（時間ｔ２）で、ブレーキ２４へドラム１２に対する制動を解除することを指示するブレーキ制御信号を送る。ブレーキ２４は、このブレーキ制御信号に応じて制動状態から制動解除状態へ切り換わり、ドラム１２に対する制動を解除する。
　ドラム１２に対するブレーキ２４の制動が解除されると、ドラム１２が巻上方向に回転して吊ロープ４を巻き取り、それによって対象物１０２が巻き上げられる。ドラム１２に発生する巻上トルクＴ２は、巻下トルクＴ１よりも大きく増加し、その結果、対象物１０２が上向きに加速する（時間ｔ２～ｔ３）。
　そして、ドラム１２に発生する巻上トルクＴ２が所定値に達すると、その所定値で巻上トルクＴ２が一定に維持されるようになる（時間ｔ３～ｔ４）。これにより、対象物１０２の巻上速度が一定の比率で上昇するようになる。また、それに応じた割合で対象物１０２の高さ位置も上昇する。
　そして、所定時間が経過後、時間ｔ４になると、ドラム１２に発生する巻上トルクＴ２が低下する。これにより、対象物１０２が加速しながら巻き上げられていた状態から対象物１０２が一定の等速で巻き上げられる状態に移行し、それに伴って、ドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１が低下する。このとき、ドラム１２に発生する巻上トルクＴ２及びドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１は、共に、対象物１０２の停止時（時間０～ｔ２）にドラム１２に掛かっていた巻下トルクＴ１に等しい値に低下する。この後、巻上トルクＴ２及び巻下トルクＴ１は、低下した値で一定に維持される。
　次に、レバー２６ａが時間ｔ５（図４参照）において中立位置へ戻されると、それに応じて、ドラム１２に発生する巻上トルクＴ２がドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１よりも低下する。これに伴い、対象物１０２の巻上速度が低下し始め、対象物１０２の高さ位置の上昇が緩やかになる。このとき、ドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１も低下する。ただし、この巻下トルクＴ１の低下の割合は、巻上トルクＴ２の低下の割合に比べて小さい。
　そして、時間ｔ６においてドラム１２に発生する巻上トルクＴ２が所定値まで低下すると、巻上トルクＴ２は、その所定値で一定に維持される。これに伴って、対象物１０２の巻上速度が一定の比率で低下するようになり、対象物１０２の高さ位置の上昇もさらに緩やかになる。このとき、ドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１は、巻上トルクＴ２よりも高い値で一定に維持される。
　そして、所定時間が経過後、時間ｔ７になると、ドラム１２に発生する巻上トルクＴ２が増加する。これに伴い、対象物１０２の巻上速度の低下がさらに緩やかになる。このとき、ドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１も増加するが、この巻下トルクＴ１の増加の割合は、巻上トルクＴ２の増加の割合に比べて小さい。そして、ブレーキ制御部５０は、算出する巻上トルクＴ２の値と巻下トルクＴ１の値との前記差分Ｔｄが０になったタイミング（時間ｔ８）で、ブレーキ２４へドラム１２に対して制動を掛けることを指示するブレーキ制御信号を送る。ブレーキ２４は、このブレーキ制御信号に応じて制動解除状態から制動状態へ切り換わり、ドラム１２に制動を掛ける。これにより、ドラム１２がブレーキ２４の制動力によって回転しないように保持される。なお、この制動が掛けられる時点で、対象物１０２の巻上速度は既に０に近い速度まで低下しているため、制動によるショックの発生は抑制される。この後、対象物１０２の高さ位置の上昇は停止し、その停止した高さ位置で対象物１０２が保持される。
　次に、時間ｔ９（図５参照）において、レバー２６ａが中立位置から巻下側へ操作される。これにより、ドラム１２に発生する巻上トルクＴ２は、０から増加し、時間ｔ１０においてドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１に等しい値に達する。ブレーキ制御部５０は、算出する巻上トルクＴ２の値と巻下トルクＴ１の値との前記差分Ｔｄが０になったタイミング（時間ｔ１０）で、ブレーキ２４へドラム１２に対する制動を解除することを指示するブレーキ制御信号を送る。ブレーキ２４は、このブレーキ制御信号に応じて制動状態から制動解除状態へ切り換わり、ドラム１２に対する制動を解除する。
　その後、ドラム１２に発生する巻上トルクＴ２は、巻下トルクＴ１よりも低い値に低下する（時間ｔ１０～ｔ１１）。これにより、対象物１０２の巻き下げが開始される。対象物１０２の巻下速度は徐々に大きくなり、対象物１０２の高さ位置が徐々に低下する。このとき、ドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１も低下するが、その低下の割合は巻上トルクＴ２の低下の割合に比べて小さい。そして、ドラム１２に発生する巻上トルクＴ２が所定値まで低下すると、その所定値で巻上トルクＴ２が一定に維持される（時間ｔ１１～ｔ１２）。これに伴って、対象物１０２の巻下速度が一定の比率で大きくなるとともに、対象物１０２の高さ位置が低下していく。このとき、ドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１は、巻上トルクＴ２よりも高い値で一定に維持される。
　そして、所定時間経過後、時間ｔ１２において、ドラム１２に発生する巻上トルクＴ２が増加する。これにより、対象物１０２が加速しながら巻き下げられていた状態から対象物１０２が一定の等速で巻き下げられる状態に移行し、それに伴って、ドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１が増加する。このとき、巻上トルクＴ２及び巻下トルクＴ１は、共に、対象物１０２の巻上後に停止していた期間（時間ｔ８～ｔ１０）にドラム１２に掛かっていた巻下トルクＴ１に等しい値に増加する。この後、巻上トルクＴ２及び巻下トルクＴ１は、増加した値で一定に維持される。
　次に、レバー２６ａが時間ｔ１３（図６参照）において中立位置へ戻され、それに応じて、ドラム１２に発生する巻上トルクＴ２が巻下トルクＴ１よりも大きい値に増加する。これに伴い、対象物１０２の巻下速度が低下し始め、対象物１０２の高さ位置の低下が緩やかになる。このとき、ドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１も増加する。ただし、この巻下トルクＴ１の増加の割合は、巻上トルクＴ２の増加の割合に比べて小さい。
　そして、時間ｔ１４においてドラム１２に発生する巻上トルクＴ２が所定値まで増加し、その後、巻上トルクＴ２は、その所定値で一定に維持される。これに伴って、対象物１０２の巻下速度が一定の比率で低下するようになり、対象物１０２の高さ位置の低下がさらに緩やかになる。このとき、ドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１は、巻上トルクＴ２よりも低い値で一定に維持される。
　そして、時間ｔ１４から所定時間経過後、時間ｔ１５においてドラム１２に発生する巻上トルクＴ２が低下する。これに伴い、対象物１０２の巻下速度の低下が緩やかになる。このとき、ドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１も低下するが、この巻下トルクＴ１の低下の割合は、巻上トルクＴ２の低下の割合に比べて小さい。そして、ブレーキ制御部５０は、算出する巻上トルクＴ２の値と巻下トルクＴ１の値との前記差分Ｔｄが０になったタイミング（時間ｔ１６）で、ブレーキ２４へドラム１２に対して制動を掛けることを指示するブレーキ制御信号を送る。ブレーキ２４は、このブレーキ制御信号に応じて制動解除状態から制動状態へ切り換わり、ドラム１２に制動を掛ける。これにより、ドラム１２がブレーキ２４の制動力によって回転しないように保持される。なお、この制動が掛けられる時点で、対象物１０２の巻下速度が既に０に近い速度まで低下しているため、制動によるショックの発生は抑制される。この後、対象物１０２の高さ位置の低下は停止し、その停止した高さ位置で対象物１０２が保持される。そして、時間ｔ１５以降、ドラム１２に発生する巻上トルクＴ２は０まで低下される一方、ドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１は対象物１０２の荷重に起因する一定の値で維持される。
　以上のようにして、本実施形態による電動ウインチ装置の動作が行われる。
　本実施形態では、ブレーキ制御部５０が、第２トルク導出部４８によって算出されたドラム１２に発生する巻上トルクＴ２の値と第１トルク導出部４６によって算出されたドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１の値との差分Ｔｄに基づいて決定した解除タイミングで、ブレーキ２４にドラム１２に対する制動を解除させる。このため、例えばブレーキ制御部５０が、レバー２６ａが中立位置から巻上側又は巻下側へ操作されたことをトリガーとしてブレーキ２４にドラム１２に対する制動を解除させるような構成に比べて、ドラム１２に対する制動が実際に解除されるタイミングと電動モータ１４がドラム１２の回転を開始するタイミングとの間にずれを生じにくくすることができる。このため、対象物１０２の巻上又は巻下の開始時に対象物１０２のずり落ち現象やブレーキ２４の引きずり現象が発生するのを防ぐことができる。
　また、本実施形態では、第１トルク導出部４６が、対象物１０２の荷重に起因してドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１の値を算出し、第２トルク導出部４８が、電動モータ１４の駆動トルクによりドラム１２に発生する巻上トルクＴ２の値を電流計３４によって計測された電動モータ１４に供給される電流の値に基づいて算出する。そして、ブレーキ制御部５０が、レバー２６ａが中立位置から巻上側又は巻下側へ操作された後にブレーキ２４による制動を解除するタイミングを、第２トルク導出部４８によって算出された巻上トルクＴ２の値と第１トルク導出部４６によって算出された巻下トルクＴ１の値との差に基づいて決定する。そして、ブレーキ制御部５０は、その決定したタイミングでブレーキ２４に制動の解除を指示するブレーキ制御信号を送信してドラム１２に対する制動を解除させる。このため、ドラム１２に対するブレーキ２４の制動の解除動作を電気制御することができる。このため、ウインチ装置の電動化に対応したブレーキ２４の動作制御を実現できる。従って、本実施形態では、電動ウインチ装置において、対象物１０２の巻上又は巻下の開始時に対象物１０２のずり落ち現象やブレーキ２４の引きずり現象の発生を防止することができる。
　また、本実施形態では、ブレーキ制御部５０は、レバー２６ａが中立位置から巻上側又は巻下側へ操作された後、第２トルク導出部４８によって算出された巻上トルクＴ２の値と第１トルク導出部４６によって算出された巻下トルクＴ１の値との差分Ｔｄが０に減少したタイミングでブレーキ２４にドラム１２に対する制動を解除させる。このため、対象物１０２の巻上又は巻下の開始時に、ドラム１２に発生する巻上トルクＴ２と対象物１０２の荷重に起因してドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１との差がなくなったタイミングでドラム１２に対するブレーキ２４の制動を解除することができる。このため、対象物１０２のずり落ち現象が確実に生じないタイミングでドラム１２の制動を解除することができる。
　また、本実施形態では、ブレーキ制御部５０は、レバー２６ａが巻上側又は巻下側から中立位置側へ戻された後、第２トルク導出部４８によって算出された巻上トルクＴ２の値と第１トルク導出部４６によって算出された巻下トルクＴ１の値との差分Ｔｄの絶対値が０よりも大きい状態から０に減少したタイミングでブレーキ２４にドラム１２への制動の付与を指示するブレーキ制御信号を送信してドラム１２に対して制動を掛けさせる。このため、対象物１０２の巻上又は巻下を停止させる時に、ドラム１２に発生する巻上トルクＴ２とドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１との差がなくなったタイミングでドラム１２にブレーキ２４の制動を掛けることができる。このため、対象物１０２の巻上又は巻下がブレーキ２４によって急停止されるのを防ぐことができる。また、巻上トルクＴ２と巻下トルクＴ１との差がなくなったタイミングの後、ドラム１２に発生する巻上トルクＴ２が０まで減少してドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１よりも小さくなったとしても、対象物１０２のずり落ちをブレーキ２４の制動力によって防止できる。
　また、本実施形態では、第１トルク導出部４６が荷重計３２によって検出された吊ロープ４の張力の値に基づいて巻下トルクＴ１の値を算出する。このため、対象物１０２の実際の荷重の値をブレーキ２４の制御に反映することができる。
　なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含む。
　例えば、上記実施形態では、ブレーキ２４にドラム１２に対する制動を解除させるタイミングを、レバー２６ａが中立位置から巻上側又は巻下側へ操作された後、第２トルク導出部４８によって算出された巻上トルクＴ２の値と第１トルク導出部４６によって算出された巻下トルクＴ１の値との差分Ｔｄが０に減少したタイミングとした。しかし、ドラム１２に対する制動を解除させるタイミングは、必ずしもこのようなタイミングに限定されるものではない。
　具体的には、ブレーキ２４にドラム１２に対する制動を解除させるタイミングは、レバー２６ａが中立位置から巻上側又は巻下側へ操作された後、第２トルク導出部４８によって算出された巻上トルクＴ２の値と第１トルク導出部４６によって算出された巻下トルクＴ１の値との差分Ｔｄが所定の第１規定値以下に減少したタイミングであればよい。この場合、第１規定値は、対象物１０２のずり落ちの可能性が完全になくなるようなマージンを持たせて０よりも所定値だけ大きい値に設定することが好ましい。この構成によれば、計測誤差や機械振動等の影響に起因して、算出される前記差分Ｔｄの値がドラム１２に実際に発生する巻上トルクとドラム１２に実際に掛かる巻下トルクとの差に正確に対応していない場合であっても、対象物１０２のずり落ち現象を確実に防止できる。
　また、上記実施形態では、ブレーキ２４にドラム１２に対して制動を掛けさせるタイミングを、レバー２６ａが巻上側又は巻下側から中立位置側へ戻された後、第２トルク導出部４８によって算出された巻上トルクＴ２の値と第１トルク導出部４６によって算出された巻下トルクＴ１の値との差分Ｔｄが０よりも大きい状態から０に減少したタイミングとした。しかし、ドラム１２に対して制動を掛けさせるタイミングは、必ずしもこのようなタイミングに限定されるものではない。
　具体的には、ブレーキ２４にドラム１２に対して制動を掛けさせるタイミングは、レバー２６ａが巻上側又は巻下側から中立位置側へ戻された後、第２トルク導出部４８によって算出された巻上トルクＴ２の値と第１トルク導出部４６によって算出された巻下トルクＴ１の値との差分Ｔｄが所定の第２規定値よりも大きい状態からその第２規定値以下に減少したタイミングであればよい。この場合、第２規定値は、レバー２６ａが中立位置側へ戻されたことに応じてドラム１２に発生する巻上トルクＴ２が０になった場合に対象物１０２のずり落ちの可能性が完全になくなるようなマージンを持たせて０よりも所定値だけ大きい値に設定することが好ましい。この構成によれば、計測誤差や機械振動等の影響に起因して、算出される前記差分Ｔｄの値がドラム１２に実際に発生する巻上トルクとドラム１２に実際に掛かる巻下トルクとの差に正確に対応していない場合であっても、対象物１０２のずり落ち現象を確実に防止できる。
　また、ブレーキ２４は、湿式ブレーキであってもよく、より具体的には湿式ディスクブレーキであってもよい。湿式ブレーキは、制動状態と制動解除状態との間での切換時に制動力が漸次変化し得るように構成されたブレーキである。このため、ドラム１２に対するブレーキ２４の制動を解除するとき及びドラム１２に対してブレーキ２４が制動を掛けるときにドラム１２に対するブレーキ２４の制動力を漸次変化させることができる。その結果、対象物１０２の巻上及び巻下が急停止されたり、対象物１０２のずり落ち現象や対象物１０２の瞬時の急落、対象物１０２のジャンピング現象が生じたりするのを防止できる。
　図７～図１０は、ブレーキ２４としてこのような湿式ブレーキを用いた変形例における時間経過に伴うレバー２６ａの操作量、ドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１、ドラム１２に発生する巻上トルクＴ２、ブレーキ２４の状態、上下方向における対象物１０２の速度、及び、対象物１０２の高さ位置についての各々の変化を示す図３～図６相当図である。
　この変形例では、停止状態にある対象物１０２を巻き上げる過程において、図７に示す時間ｔ２’でドラム１２に対するブレーキ２４の制動を解除するときに、ブレーキ制御部５０が、ブレーキ２４のドラム１２に対する制動力が漸次減少するようにブレーキ２４を制御する（Ｂ１部分参照）。このとき、ブレーキ制御部５０は、算出した前記差分Ｔｄの値の減少に応じた割合でブレーキ２４の制動力が減少するようにブレーキ２４の制動力を調節する。また、この過程では、ブレーキ制御部５０は、レバー２６ａが中立位置から巻上側へ操作された後、前記差分Ｔｄの値が第１規定値以下に減少するタイミングｔ２’でブレーキ２４にドラム１２に対する制動の解除を開始させる。
　この構成では、ブレーキ２４の制動の解除が開始された後もブレーキ２４のある程度の制動力がドラム１２に掛けられる。このため、ドラム１２に発生する巻上トルクＴ２がドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１よりも大きくなる前にブレーキ２４の制動力が０になるような場合と異なり、対象物１０２のずり落ち現象が発生するのを防止できる。また、この構成では、ドラム１２に対するブレーキ２４の制動力が徐々に減少する。このため、ブレーキが制動状態から急にその制動力が０まで減少する場合と異なり、対象物１０２が飛び上がるジャンピング現象が発生するのを確実に防止できる。なお、対象物１０２のずり落ち現象及びジャンピング現象をより確実に防止したい場合には、図７にＢ２部分で示すようにブレーキ２４の制動力をより緩やかに減少させてもよい。
　また、対象物１０２を巻き上げている状態から停止させる過程において、図８に示す時間ｔ８’でブレーキ２４にドラム１２に対して制動を掛けさせるときに、ブレーキ制御部５０が、ブレーキ２４のドラム１２に対する制動力が漸次増加するようにブレーキ２４を制御する（Ｂ３部分参照）。このとき、ブレーキ制御部５０は、算出した前記差分Ｔｄの値の減少に応じた割合でブレーキ２４の制動力が増加するようにブレーキ２４の制動力を調節する。また、この過程では、ブレーキ制御部５０は、レバー２６ａが巻上側から中立位置側へ戻されて中立位置からレバー２６ａの遊びの範囲に配置された後、前記差分Ｔｄの値が第２規定値よりも大きい状態からその第２規定値以下に減少するタイミングｔ８’でブレーキ２４にドラム１２への制動の付加を開始させる。この構成では、対象物１０２の巻上げが急停止されるのを防ぐことができる。
　また、停止状態にある対象物１０２を巻き下げる過程において、図９に示す時間ｔ１０’でドラム１２に対するブレーキ２４の制動を解除するときに、ブレーキ制御部５０が、ブレーキ２４のドラム１２に対する制動力が漸次減少するようにブレーキ２４を制御する（Ｂ４部分参照）。このとき、ブレーキ制御部５０は、算出した前記差分Ｔｄの値の減少に応じた割合でブレーキ２４の制動力が減少するようにブレーキ２４の制動力を調節する。また、この過程では、ブレーキ制御部５０は、レバー２６ａが中立位置から巻下側へ操作された後、前記差分Ｔｄの値が第１規定値以下に減少するタイミングｔ１０’でブレーキ２４にドラム１２に対する制動の解除を開始させる。
　この構成では、ブレーキ２４の制動の解除が開始された後もブレーキ２４のある程度の制動力がドラム１２に掛けられる。このため、対象物１０２の瞬時の急落が発生するのを防止できる。なお、対象物１０２の瞬時の急落をより確実に防止したい場合には、Ｂ５部分で示すようにブレーキ２４の制動力をより緩やかに減少させてもよい。
　また、対象物１０２を巻き下げている状態から停止させる過程において、図１０に示す時間ｔ１６’でブレーキ２４にドラム１２に対して制動を掛けさせるときに、ブレーキ制御部５０が、ブレーキ２４のドラム１２に対する制動力が漸次増加するようにブレーキ２４を制御する（Ｂ６部分参照）。このとき、ブレーキ制御部５０は、算出した前記差分Ｔｄの値の減少に応じた割合でブレーキ２４の制動力が増加するようにブレーキ２４の制動力を調節する。また、この過程では、ブレーキ制御部５０は、レバー２６ａが巻下側から中立位置側へ戻されて中立位置からレバー２６ａの遊びの範囲に配置された後、前記差分Ｔｄの値が第２規定値よりも大きい状態からその第２規定値以下に減少するタイミングｔ１６’でブレーキ２４にドラム１２への制動の付加を開始させる。この構成では、対象物１０２の巻下げが急停止されるのを防ぐことができる。
　また、対象物１０２が等速で巻上げ又は巻下げられているときに電流計３４によって計測された電動モータ１４に供給される電流値に基づいてドラム１２に発生する巻上トルクＴ２の値を算出してもよい。そして、その算出した巻上トルクＴ２の値を、荷重計３２が検出した吊ロープ４に掛かる荷重（張力）に基づいて算出したドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１の値の代わりに用いて、ドラム１２にブレーキ２４の制動を掛けるタイミング及びドラム１２に対するブレーキ２４の制動を解除するタイミングを決定してもよい。
　具体的に、対象物１０２が等速で巻上げ又は巻下げられているときには、対象物１０２の荷重に起因してドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１はドラム１２に発生する巻上トルクＴ２と等しくなっている。このため、この巻上トルクＴ２の値を、ドラム１２にブレーキ２４の制動を掛けるタイミング及びドラム１２に対するブレーキ２４の制動を解除するタイミングを決定するための基準となる巻下トルクＴ１の代わりとして用いることができる。ただし、対象物１０２の巻上及び巻下が最初に行われるものである場合には、ブレーキ２４の制動を最初に解除するタイミングを決定するときに対象物１０２の等速での巻上及び巻下は行われていない。このため、そのときのタイミングの決定には、荷重計３２が検出した吊ロープ４に掛かる荷重に基づいて算出したドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１の値が用いられる。そして、その後の対象物１０２の等速での巻上又は巻下時に算出されたドラム１２に発生する巻上トルクＴ２の値を図略のメモリに記憶させておく。そのメモリに記憶されたトルクの値を、対象物１０２の荷重に起因してドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１の値として用いて、以降の電動ウインチ装置の動作時にドラム１２にブレーキ２４の制動を掛けるタイミング及びドラム１２に対するブレーキ２４の制動を解除するタイミングを決定する。
　この構成によれば、対象物１０２の荷重に起因してドラム１２に掛かる巻下トルクＴ１の値を、荷重計３２の検出値に基づいて求める場合よりも良好な精度で求めることができる。
　また、上記実施形態では、吊荷１００及びフック装置６を一体としたものを巻上及び巻下の対象物１０２とする吊荷用ウインチ装置を本発明の電動ウインチ装置の一例として説明した。しかし、本発明の電動ウインチ装置は、必ずしもこのような吊荷用ウインチ装置に限定されるものではない。例えば、本発明の電動ウインチ装置は、クレーンに設けられるブーム等の起伏部材を起伏させるための起伏ウインチ装置であってもよい。このような起伏ウインチ装置にも本発明の構成を同様に適用することができる。この場合には、対象物は、起伏部材とその起伏部材に吊られるフック装置及び吊荷を一体としたものとなる。
　［実施の形態の概要］
　前記実施形態をまとめると、以下の通りである。
　前記実施形態による電動ウインチ装置は、クレーンに設けられる電動ウインチ装置であって、電動モータと、前記電動モータにより駆動されて対象物の巻上又は巻下のために回転するウインチドラムと、前記ウインチドラムの回転を制動するブレーキと、中立位置から前記対象物の巻上を指示する一方側である巻上側と前記対象物の巻下を指示する他方側である巻下側とに操作可能である操作レバーと、前記電動モータに供給される電流の値を計測する電流計と、前記ウインチドラムが前記操作レバーの操作に応じた回転を行うように前記電動モータの動作を制御するとともに、前記ブレーキの動作を制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記対象物の荷重に起因して前記ウインチドラムに掛かる第１トルクの値を導出する第１トルク導出部と、前記電動モータの駆動トルクにより前記ウインチドラムに前記対象物を巻き上げる回転方向において発生する第２トルクの値を前記電流計によって計測された電流の値に基づいて導出する第２トルク導出部と、前記操作レバーが前記中立位置から前記巻上側又は前記巻下側へ操作された後に前記ウインチドラムの制動を解除するタイミングを、前記第２トルク導出部によって導出された第２トルクの値と前記第１トルク導出部によって導出された第１トルクの値との差に基づいて決定し、その決定したタイミングで前記ブレーキに前記ウインチドラムの制動の解除を指示する制御信号を送信して前記ウインチドラムに対する制動を解除させるブレーキ制御部とを備える。
　この電動ウインチ装置では、ブレーキ制御部が、操作レバーが中立位置から巻上側又は巻下側へ操作された後にウインチドラムの制動を解除するタイミングを、第２トルク導出部によって導出されたウインチドラムに発生する第２トルクの値と第１トルク導出部によって導出されたウインチドラムに掛かる第１トルクの値との差に基づいて決定し、その決定した解除タイミングでブレーキにウインチドラムに対する制動を解除させる。このため、例えばブレーキ制御部が操作レバーが中立位置から巻上側又は巻下側へ操作されたことをトリガーとしてブレーキにウインチドラムに対する制動を解除させる場合に比べて、ウインチドラムに対する制動が実際に解除されるタイミングと電動モータがウインチドラムの回転を開始するタイミングとの間にずれを生じにくくすることができる。このため、対象物の巻上又は巻下の開始時に対象物のずり落ち現象やブレーキの引きずり現象が発生するのを防ぐことができる。しかも、この電動ウインチ装置では、第１トルク導出部が対象物の荷重に起因してウインチドラムに掛かる第１トルクの値を導出し、第２トルク導出部が電動モータの駆動トルクによりウインチドラムに対象物を巻き上げる回転方向において発生する第２トルクの値を電流計によって計測された電流の値に基づいて導出する。そして、ブレーキ制御部が、操作レバーが中立位置から巻上側又は巻下側へ操作された後、第２トルク導出部によって導出された第２トルクの値と第１トルク導出部によって導出された第１トルクの値との差に基づいて決定したタイミングでブレーキに制動の解除を指示する制御信号を送信してウインチドラムに対する制動を解除させる。このため、ウインチドラムに対するブレーキの制動の解除動作を電気制御することができる。よって、ウインチ装置の電動化に対応したブレーキの動作制御を実現できる。従って、電動ウインチ装置において、対象物の巻上又は巻下の開始時に対象物のずり落ち現象やブレーキの引きずり現象の発生を防止することができる。
　上記電動ウインチ装置において、前記ブレーキ制御部は、前記操作レバーが前記中立位置から前記巻上側又は前記巻下側へ操作された後、前記第２トルク導出部によって導出された第２トルクの値と前記第１トルク導出部によって導出された第１トルクの値との差が所定の第１規定値以下に減少したタイミングを、前記ウインチドラムの制動を解除するタイミングとして決定することが好ましい。
　この構成によれば、対象物の巻上又は巻下の開始時に、ウインチドラムに発生する第２トルクと対象物の荷重に起因してウインチドラムに掛かる第１トルクとの差が十分に小さくなったタイミングで、ウインチドラムに対するブレーキの制動が解除される。このため、対象物のずり落ち現象が確実に生じないタイミングでウインチドラムの制動を解除することができる。
　上記電動ウインチ装置において、前記ブレーキ制御部は、前記操作レバーを前記巻上側又は前記巻下側から前記中立位置側へ戻すように前記操作レバーが操作された後、前記第２トルク導出部によって導出された第２トルクの値と前記第１トルク導出部によって導出された第１トルクの値との差が所定の第２規定値よりも大きい状態からその第２規定値以下に減少したタイミングで、前記ブレーキに前記ウインチドラムへの制動の付与を指示する制御信号を送信して前記ウインチドラムに対して制動を掛けさせることが好ましい。
　この構成によれば、操作レバーを中立位置側へ戻して対象物の巻上又は巻下を停止させる時に、ウインチドラムに発生する第２トルクと対象物の荷重に起因してウインチドラムに掛かる第１トルクとの差が十分に小さくなったタイミングでウインチドラムにブレーキの制動が掛けられる。このため、対象物の巻上又は巻下がブレーキによって急停止されるのを防ぐことができる。また、第２トルクと第１トルクとの差が十分小さくなった前記タイミングの後、ウインチドラムに発生する第２トルクが、０まで減少してウインチドラムに掛かる第１トルクよりも小さくなったとしても、対象物のずり落ちをブレーキの制動力によって確実に防止できる。
　上記電動ウインチ装置において、前記対象物の荷重により前記ウインチドラムに掛かる外力の値を検出する荷重計をさらに備え、前記第１トルク導出部は、前記荷重計によって検出された外力の値に基づいて前記第１トルクの値を導出してもよい。
　この構成によれば、対象物の実際の荷重の値をブレーキの制御に反映することができる。
　上記電動ウインチ装置において、前記ブレーキは、湿式ブレーキであることが好ましい。
　湿式ブレーキは、制動状態と制動解除状態との間での切換時に制動力が漸次変化し得るように構成されたブレーキである。このため、この構成によれば、ウインチドラムに対するブレーキの制動を解除するとき及びウインチドラムに対してブレーキが制動を掛けるときにウインチドラムに対するブレーキの制動力を漸次変化させることができる。その結果、対象物の巻上及び巻下が急停止されたり、対象物のずり落ち現象、瞬時の急落及びジャンピング現象が生じたりするのを防止できる。
　以上説明したように、前記実施形態によれば、電動ウインチ装置において、対象物の巻上又は巻下の開始時に対象物のずり落ち現象やブレーキの引きずり現象の発生を防止できる。

Claims (5)

  1. 　クレーンに設けられる電動ウインチ装置であって、
    　電動モータと、
    　前記電動モータにより駆動されて対象物の巻上又は巻下のために回転するウインチドラムと、
    　前記ウインチドラムの回転を制動するブレーキと、
    　中立位置から前記対象物の巻上を指示する一方側である巻上側と前記対象物の巻下を指示する他方側である巻下側とに操作可能である操作レバーと、
    　前記電動モータに供給される電流の値を計測する電流計と、
    　前記ウインチドラムが前記操作レバーの操作に応じた回転を行うように前記電動モータの動作を制御するとともに、前記ブレーキの動作を制御するコントローラとを備え、
    　前記コントローラは、前記対象物の荷重に起因して前記ウインチドラムに掛かる第１トルクの値を導出する第１トルク導出部と、前記電動モータの駆動トルクにより前記ウインチドラムに前記対象物を巻き上げる回転方向において発生する第２トルクの値を前記電流計によって計測された電流の値に基づいて導出する第２トルク導出部と、前記操作レバーが前記中立位置から前記巻上側又は前記巻下側へ操作された後に前記ウインチドラムの制動を解除するタイミングを、前記第２トルク導出部によって導出された第２トルクの値と前記第１トルク導出部によって導出された第１トルクの値との差に基づいて決定し、その決定したタイミングで前記ブレーキに前記ウインチドラムの制動の解除を指示する制御信号を送信して前記ウインチドラムに対する制動を解除させるブレーキ制御部とを備えた、電動ウインチ装置。
  2. 　請求項１に記載の電動ウインチ装置において、
    　前記ブレーキ制御部は、前記操作レバーが前記中立位置から前記巻上側又は前記巻下側へ操作された後、前記第２トルク導出部によって導出された第２トルクの値と前記第１トルク導出部によって導出された第１トルクの値との差が所定の第１規定値以下に減少したタイミングを、前記ウインチドラムの制動を解除するタイミングとして決定する、電動ウインチ装置。
  3. 　請求項１又は２に記載の電動ウインチ装置において、
    　前記ブレーキ制御部は、前記操作レバーを前記巻上側又は前記巻下側から前記中立位置側へ戻すように前記操作レバーが操作された後、前記第２トルク導出部によって導出された第２トルクの値と前記第１トルク導出部によって導出された第１トルクの値との差が所定の第２規定値よりも大きい状態からその第２規定値以下に減少したタイミングで、前記ブレーキに前記ウインチドラムへの制動の付与を指示する制御信号を送信して前記ウインチドラムに対して制動を掛けさせる、電動ウインチ装置。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の電動ウインチ装置において、
    　前記対象物の荷重により前記ウインチドラムに掛かる外力の値を検出する荷重計をさらに備え、
    　前記第１トルク導出部は、前記荷重計によって検出された外力の値に基づいて前記第１トルクの値を導出する、電動ウインチ装置。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の電動ウインチ装置において、
    　前記ブレーキは、湿式ブレーキである、電動ウインチ装置。

     
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