ウインチ監視装置
【課題】オペレータの意図に反したロープの繰り出しの防止に資するウインチ監視装置を提供する。
【解決手段】ブレーキモードが中立フリーモードに設定されておらず、かつ、巻き上げ操作レバー１３が操作されていない場合に、巻き取りドラム３が回転していることが検出されると、警報信号を出力するように構成した。この警報信号を利用してスピーカ３１から音声にて巻き取りドラム３が回転している旨の報知を行うように構成することで、ブレーキ切換弁５のスプール位置の切り換え不良のような不具合が生じて巻き上げ操作レバー１３を操作していないにもかかわらず荷の自重によって巻き取りドラム３が回転してしまう場合であっても、その旨を報知する警報を発することできる。
【解決手段】ブレーキモードが中立フリーモードに設定されておらず、かつ、巻き上げ操作レバー１３が操作されていない場合に、巻き取りドラム３が回転していることが検出されると、警報信号を出力するように構成した。この警報信号を利用してスピーカ３１から音声にて巻き取りドラム３が回転している旨の報知を行うように構成することで、ブレーキ切換弁５のスプール位置の切り換え不良のような不具合が生じて巻き上げ操作レバー１３を操作していないにもかかわらず荷の自重によって巻き取りドラム３が回転してしまう場合であっても、その旨を報知する警報を発することできる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウインチ装置の監視をするウインチ監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウインチ装置には、油圧モータの動力をウインチドラムに伝達するためクラッチと、ウインチドラムを制動するブレーキとが設けられる。そして、動力巻上（巻下）を行うように操作レバーが操作されると、クラッチが接続されるとともにブレーキが開放されて油圧モータの動力によってウインチドラムが回転駆動される。
【０００３】
仮に、動力巻上（巻下）を行うように操作レバーが操作されても、何らかの不具合によってクラッチが接続されなかった場合、ブレーキが開放されるため、荷の自重によってウインチドラムが回転してしまい、オペレータの意図に反してロープが繰り出されてしまうおそれがある。そこで、ウインチを駆動制御しているときにウインチの駆動制御装置の不具合によってウインチ操作とは関係なくウインチドラムよりロープが繰り出されてしまうという不具合を防止するように構成されたウインチ制御装置が知られている。このウインチ制御装置では、操作レバーの操作方向とロープの移動方向とを検出し、操作レバーで巻き上げ操作をしているにもかかわらずロープが繰り出されていることが検出されると警報を発するとともにブレーキによって制動するように構成されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１６７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
たとえば、クラッチ機能とブレーキ機能とを１つの制動装置で果たすように構成されたウインチ装置の場合、この制動装置に不具合が生じると操作レバーを操作していなくても荷の自重によってウインチドラムが回転してしまい、オペレータの意図に反してロープが繰り出されてしまうおそれがある。しかし、上述した特許文献に記載の装置では、操作レバーの操作方向とウインチドラムの回転方向とが一致しない状態を想定しているため、操作レバーを操作していなくても荷の自重によってウインチドラムが回転してしまう場合には、警報を発することなどができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１） 請求項１の発明によるウインチ監視装置は、ウインチ装置の操作レバーが操作されているか否かを検出する操作レバー操作検出手段と、吊り荷の自重によるウインチ装置のウインチドラムの回転を許容するフリーフォールモードを設定するフリーフォールモード設定手段と、ウインチドラムが回転しているか否かを検出するウインチドラム回転検出手段と、操作レバー操作検出手段で操作レバーが操作されていないことが検出され、かつ、フリーフォールモード設定手段でフリーフォールモードが設定されていないと判断され、かつ、ウインチドラム回転検出手段でウインチドラムが回転していることが検出されると、警報信号を出力する制御手段とを備えることを特徴とする。
（２） 請求項２の発明は、請求項１に記載のウインチ監視装置において、制御手段からの警報信号が入力されると、警報を発生する警報手段をさらに備えることを特徴とする。
（３） 請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のウインチ監視装置において、制御手段は、操作レバー操作検出手段で操作レバーが操作されていないことが検出され、かつ、フリーフォールモード設定手段でフリーフォールモードが設定されていないと判断され、かつ、ウインチドラム回転検出手段でウインチドラムが回転していることが検出されると、制動信号を出力し、制御手段からの制動信号が入力されるとウインチドラムに制動力を付与する制動手段をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
操作レバーが操作されていないことが検出され、かつ、フリーフォールモードが設定されていないと判断され、かつ、ウインチドラムが回転していることが検出されると、警報信号を出力するように構成した。この警報信号を利用してウインチドラムが回転している旨をオペレータに報知すれば、オペレータによるブレーキ操作を期待でき、オペレータの意図に反してロープが繰り出されてしまうことを防止できる。また、この警報信号を利用してブレーキを自動的に作動させるように構成すれば、オペレータの意図に反してロープが繰り出されてしまうことを防止できる。したがって、本発明によれば、オペレータの意図に反したロープの繰り出しの防止に資する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施の形態におけるウインチ監視装置を有するウインチ装置が搭載されたクレーンの外観側面図である。
【図２】ウインチ装置の構成を示す油圧回路図である。
【図３】音声警報の出力処理の動作について説明するフローチャートである。
【図４】変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１〜３を参照して、本発明によるウインチ監視装置の一実施の形態を説明する。図１は、本実施の形態におけるウインチ監視装置を有するウインチ装置が搭載されたクレーンの外観側面図である。図１に示すように、クレーンは、走行体１０１と、走行体１０１上に搭載された旋回可能な旋回体１０２と、旋回体１０２に起伏可能に支持されたブーム１０３とを有する。旋回体１０２にはウインチドラム（巻き取りドラム）３が搭載され、巻き取りドラム３の駆動によりワイヤロープ１０４が巻上げまたは巻下げられ、吊り荷（掘削用バケット等）１０６が昇降する。また、旋回体１０２には起伏ドラム１０７が搭載され、起伏ドラム１０７の駆動により起伏ロープ１０８が巻上げまたは巻下げられ、ブーム１０３が起伏される。
【００１０】
図２は、本実施の形態のウインチ装置の構成を示す油圧回路図である。図２に示すようにウインチ装置は、巻き取りドラム３と、巻き取りドラム３を駆動する油圧モータ１と、油圧モータ１に駆動圧油を供給するメインポンプ１２と、メインポンプ１２から油圧モータ１への圧油の流れを制御するコントロール弁１１と、油圧モータ１の駆動力を巻き取りドラム３に伝達する遊星減速機２と、巻き取りドラム３を制動する制動装置４とを有する。コントロール弁１１は、巻き上げ操作レバー１３の操作方向、操作量に応じて制御される。すなわち、パイロット弁１３ａ，１３ｂは、巻き上げ操作レバー１３の操作方向、操作量に応じて操作される。そして、パイロット弁１３ａまたはパイロット１３ｂを介して供給されるパイロットポンプ９からのパイロット圧油によりコントロール弁１１が制御される。
【００１１】
また、ウインチ装置は、ブレーキ切換弁５と、ポジティブブレーキ制御弁６と、モータブレーキ切換弁７と、モータブレーキシリンダ８と、作動油タンク１０と、高圧選択弁１４と、巻き上げ回路圧力検出装置１５と、ブレーキ回路圧力検出装置１６と、ブレーキモード切換スイッチ１７と、コントローラ１８と、回転検出器１９と、スピーカ３１とを有する。
【００１２】
油圧モータ１の出力軸は遊星減速機２のサンギヤ２１に連結されている。サンギヤ２１にはプラネタリギヤ２２が噛合され、プラネタリギヤ２２には巻き取りドラム３の内周側に設けられたリングギヤ２３が噛合されている。プラネタリギヤ２２はプラネタリキャリア２４により支持され、プラネタリキャリア２４は制動装置４のケーシング４８の内部に達している。
【００１３】
制動装置４は湿式多板ブレーキであり、摩擦板４１と、相手板４２と、押圧部材４３と、ネガティブシリンダ４４と、ポジティブシリンダ４５と、ネガティブばね付勢力伝達部材４６と、ネガティブばね４７と、ケーシング４８とが設けられている。旋回体１０２の不図示のフレームに固定されたケーシング４８内において、プラネタリキャリア２４には複数枚の摩擦板４１がスプライン結合により軸方向に移動可能に係合され、摩擦板４１はプラネタリキャリア２４と一体に回転可能となっている。ケーシング４８の内周面には複数枚の相手板４２がスプライン結合により軸方向に移動可能に係合されている。相手板４２と摩擦板４１は軸方向に交互に配置されている。
【００１４】
最外部の相手板４２の側方には押付部材４３が配置されている。交互に配置された摩擦板４１と相手板４２とを圧接するように、押付部材４３には後述するネガティブばね付勢力伝達部材４６を介してネガティブばね４７の付勢力が作用するように構成されている。これにより摩擦板４１の表面に摩擦力が作用し、摩擦板４１の回転が阻止される。また、交互に配置された摩擦板４１と相手板４２とを圧接するように、押圧部材４３には後述するポジティブシリンダ４５の押圧力が作用するように構成されている。
【００１５】
ネガティブばね付勢力伝達部材４６は、ネガティブばね４７の付勢力を押付部材４３に伝達する部材である。また、ネガティブばね付勢力伝達部材４６は、後述するネガティブシリンダ４４に供給される圧油によって、ネガティブばね４７の付勢力に抗してネガティブばね４７を押圧する部材である。
【００１６】
ネガティブシリンダ４４は、ウインチ装置のクラッチ機能を果たすように、圧油の供給によって制動力を解放するネガティブブレーキとして制動装置４を動作させるためのアクチュエータである。ポジティブシリンダ４５は、ウインチ装置のブレーキ機能を果たすように、圧油の供給によって制動力を発生するポジティブブレーキとして制動装置４を動作させるためのアクチュエータである。なお、図２では、ネガティブシリンダ４４およびポジティブシリンダ４５の機能を説明するために、ネガティブシリンダ４４、ポジティブシリンダ４５、およびネガティブばね付勢力伝達部材４６を模式的に表している。
【００１７】
ネガティブシリンダ４４は、シリンダチューブに相当する部位がケーシング４８に固定されている。ネガティブシリンダ４４は、ブレーキ切換弁５を介してパイロットポンプ９からパイロット圧油が供給されると、ネガティブばね付勢力伝達部材４６を押圧してネガティブばね４７による押付部材４３への押圧力を解除する押圧力を発生させる。
【００１８】
すなわち、ネガティブシリンダ４４は油室にブレーキ切換弁５を介してパイロット圧油が供給されるとネガティブばね４７の付勢力に抗してネガティブばね４７を押圧する。ネガティブばね付勢力伝達部材４６は、ネガティブシリンダ４４の油室にパイロット圧油が供給されていないときに、ネガティブばね４７の付勢力で押付部材４３を押圧する。
【００１９】
ポジティブシリンダ４５は、シリンダチューブに相当する部位がケーシング４８に固定されている。ポジティブシリンダ４５は、ポジティブブレーキ制御弁６を介してパイロットポンプ９からパイロット圧油が供給されると、押付部材４３への押圧力を発生させる。なお、ポジティブシリンダ４５には、ポジティブシリンダ戻しばね４５ａが設けられている。ポジティブシリンダ戻しばね４５ａは、交互に配置された摩擦板４１と相手板４２とが互いに離間する方向に向かって、他方のピストンロッドおよびピストンを介して押付部材４３を付勢している。
【００２０】
ブレーキ切換弁５は、コントローラ１８からの励磁信号によってソレノイドが励磁されると、スプール位置が位置ａから位置ｂに切り換えられて、パイロットポンプ９からのパイロット圧油がネガティブシリンダ４４の油室に供給されることを許可する。ポジティブブレーキ制御弁６は、操作ペダル（ブレーキペダル）６ａにより操作される制御弁であり、ブレーキペダル６ａの操作量（操作力）に応じた圧力のパイロット圧油をポジティブシリンダ４５の油室へ供給する。ブレーキペダル６ａの非操作時には、パイロットポンプ９からポジティブシリンダ４５の油室へのパイロット圧油の供給がポジティブブレーキ制御弁６により遮断される。
【００２１】
モータブレーキ切換弁７は、モータブレーキシリンダ８に供給するパイロットポンプ９からのパイロット圧油の流通を許可または禁止する切換弁である。モータブレーキ切換弁７は、巻き上げ操作レバー１３の操作によってパイロット弁１３ａまたはパイロット１３ｂと、高圧選択弁１４とを介してスプール駆動用のパイロット圧油が供給されると、モータブレーキシリンダ８に供給するパイロットポンプ９からのパイロット圧油の流通を許可する。また、モータブレーキ切換弁７は、巻き上げ操作レバー１３が操作されず、高圧選択弁１４を介したスプール駆動用のパイロット圧油の供給が絶たれると、モータブレーキシリンダ８に供給するパイロットポンプ９からのパイロット圧油の流通を禁止する。
【００２２】
モータブレーキシリンダ８は、油圧モータ１の回転を許可または禁止するブレーキ装置である。モータブレーキシリンダ８は、モータブレーキ切換弁７を介してパイロットポンプ９からのパイロット圧油が供給されるとブレーキを解除して油圧モータ１の回転を許可する。また、モータブレーキシリンダ８は、モータブレーキ切換弁７を介したパイロットポンプ９からのパイロット圧油の供給が絶たれると、ブレーキを作動させて油圧モータ１の回転を禁止する。
【００２３】
巻き上げ回路圧力検出装置１５は、巻き上げ操作レバー１３の操作の有無を検出するために巻き上げ操作レバー１３の操作量に応じたパイロット圧を検出するための圧力スイッチまたは圧力センサである。ブレーキ回路圧力検出装置１６は、ブレーキペダル６ａの操作の有無を検出するためにポジティブシリンダ４５の油室に供給される圧油の圧力を検出するための圧力スイッチまたは圧力センサである。ブレーキモード切換スイッチ１７は、後述するようにブレーキモードを切り換えるための操作スイッチである。コントローラ１８は、種々の条件に応じてブレーキ切換弁を制御するための制御装置である。回転検出器１９は、巻き取りドラム３の回転を検出するセンサである。スピーカ３１は、コントローラ１８から出力される各種の音声信号によって音声を発生するスピーカであり、クレーンの運転室内に設けられている。
【００２４】
このように構成されるウインチ装置で設定可能なブレーキモードは、「自動ブレーキモード」と「中立フリーモード」との２つのブレーキモードである。上述したように、ブレーキモード切換スイッチ１７の操作によって、オペレータは上記２つのブレーキモードを選択できる。ブレーキモード切換スイッチ１７の操作によって自動ブレーキモードが選択されると、後述するように、巻き上げ操作レバー１３の操作方向、操作量に応じた回転方向、回転速度で巻き取りドラム３が駆動される。そして、巻き上げ操作レバー１３が中立位置では、巻き取りドラム３が停止する。
【００２５】
ブレーキモード切換スイッチ１７の操作によって中立フリーモードが選択されると、後述するように、巻き取りドラム３が荷の自重により自由に回転可能となる。
【００２６】
−−−自動ブレーキモードにおける動力巻き上げ時の動作について−−−
ブレーキモード切換スイッチ１７の操作によって自動ブレーキモードが選択されている場合、巻き上げ操作レバー１３が操作されると、巻き上げ操作レバー１３の操作方向、操作量に応じてパイロット弁１３ａまたはパイロット弁１３ｂを介して供給されるパイロットポンプ９からのパイロット圧油でコントロール弁１１のスプールが駆動される。これによってコントロール弁１１のＰポートと、ＡポートまたはＢポートとが接続されて、メインポンプ１２からの圧油が油圧モータ１に供給される。同時にパイロットポンプ９からのパイロット圧油は、パイロット弁１３ａまたはパイロット１３ｂと、高圧選択弁１４とを介してモータブレーキ切換弁７に入力される。これにより、モータブレーキ切換弁７を介してパイロットポンプ９からのパイロット圧油がモータブレーキシリンダ８に供給されるので、モータブレーキシリンダ８は、ブレーキを解除して油圧モータ１の回転を許可する。
【００２７】
ブレーキモード切換スイッチ１７の操作によって自動ブレーキモードが選択されている場合、後述するようにブレーキモードが自動ブレーキモードに設定されて、プラネタリキャリア２４は制動装置４で固定される。すなわち、ブレーキモードが自動ブレーキモードに設定されている場合、ブレーキ切換弁５のソレノイドが励磁されず、ブレーキ切換弁５のスプール位置が戻しばねの付勢力によって位置ａに切り換えられるので、ブレーキ切換弁５を介してネガティブシリンダ４４の油室と作動油タンク１０とが接続される。そのため、ネガティブシリンダ４４にはネガティブばね４７の付勢力に抗する推力が発生せず、ネガティブばね４７の付勢力がネガティブばね付勢力伝達部材４６、押付部材４３を介して摩擦板４１および相手板４２に作用する。これにより、交互に配置された摩擦板４１と相手板４２とが圧接され、摩擦板４１の表面に摩擦力が作用し、制動力が発生する。
【００２８】
したがって、プラネタリギヤ２２が公転できず、メインポンプ１２からの圧油によって駆動される油圧モータ１の回転駆動力が遊星減速機２のサンギヤ２１に入力されると、プラネタリギヤ２２が公転せずに自転する。これにより、リングギヤ２３に接続されている巻き取りドラム３が回転し、動力による巻き上げ(巻き下げ)が行われる。
【００２９】
ブレーキモード切換スイッチ１７の操作によって自動ブレーキモードが選択されている場合、巻き上げ操作レバー１３が操作されず中立位置にされると、パイロット弁１３ａおよびパイロット弁１３ｂを介したパイロットポンプ９からのパイロット圧油の供給が絶たれ、コントロール弁１１のスプールが中立位置に移動する。これによってコントロール弁１１のＰポートと、ＡポートおよびＢポートとが遮断されて、メインポンプ１２から油圧モータ１への圧油の供給が断たれる。また、パイロット弁１３ａまたはパイロット１３ｂと、高圧選択弁１４とを介したスプール駆動用のパイロット圧油の供給が絶たれるので、モータブレーキ切換弁７は、モータブレーキシリンダ８に供給するパイロットポンプ９からのパイロット圧油の流通を禁止する。そのため、モータブレーキシリンダ８は、ブレーキを作動させて油圧モータ１の回転を禁止する。
【００３０】
ブレーキモード切換スイッチ１７の操作によって自動ブレーキモードが選択されている場合、上述したようにプラネタリキャリア２４が制動装置４で固定されて、プラネタリギヤ２２の公転が禁止される。メインポンプ１２からの圧油が断たれるので油圧モータ１の回転駆動力は発生しない。また、上述したように、モータブレーキシリンダ８は、ブレーキを作動させて油圧モータ１の回転を禁止している。そのため、遊星減速機２のサンギヤ２１の回転が禁止され、プラネタリギヤ２２の公転および自転が禁止される。これにより、リングギヤ２３に接続されている巻き取りドラム３の回転が禁止される。
【００３１】
−−−中立フリーモードにおける巻き取りドラム３の動作について−−−
巻き上げ操作レバー１３が中立状態にあって、油圧モータ１に圧油が供給されず、モータブレーキシリンダ８によるブレーキが作動している状態において、制動装置４の制動力が開放されると（ネガティブブレーキが開放されると）、巻き取りドラム３は荷の自重により回転可能（フリーフォール可能）となる。制動装置４は、ポジティブブレーキによる制動力の調整機能を有しており、オペレータの操作によりフリーフォール時の荷の落下速度（巻き取りドラム３の回転速度）を調整できる。
【００３２】
ブレーキモード切換スイッチ１７によって中立フリーモードが選択されている場合にネガティブブレーキを開放するか否か（ブレーキモードが中立フリーモードに設定されるか否か）の判断は、巻き上げ回路圧力検出装置１５、ブレーキ回路圧力検出装置１６およびブレーキモード切換スイッチ１７の各判定値に基づいて、後述するようにコントローラ１８で行われる。後述するように、コントローラ１８からの励磁信号によってブレーキ切換弁５のソレノイドが励磁されると、ネガティブブレーキが開放され、ブレーキ切換弁５のソレノイドが消磁されると、ネガティブブレーキが作動する。
【００３３】
−−−ネガティブブレーキの開放について−−−
コントローラ１８でネガティブブレーキを開放すると判断されると、コントローラ１８からの励磁信号によってブレーキ切換弁５のソレノイドが励磁されて、戻しばねの付勢力に抗してブレーキ切換弁５のスプール位置が位置ａから位置ｂに切り換えられる。これにより、パイロットポンプ９からのパイロット圧油がブレーキ切換弁５を介してネガティブシリンダ４４の油室に供給される。上述したように、ネガティブシリンダ４４のシリンダチューブに相当する部位がケーシング４８に固定されているので、ネガティブシリンダ４４の油室に圧油が供給されると、ネガティブシリンダ４４にネガティブばね４７の付勢力に抗してネガティブブレーキ用の押圧力を解除する推力が発生する。そして、上述したように、ネガティブばね付勢力伝達部材４６は、ネガティブばね４７の付勢力に抗してネガティブばね４７を押圧する方向に移動する。
【００３４】
この時、ポジティブシリンダ４５の油室に圧油が供給されていなければ、交互に配置された摩擦板４１と相手板４２とを圧接する荷重が押付部材４３に作用しないので（多板ブレーキの押付け力が開放されるので）、制動装置４の制動力が解除される。なお、本実施の形態では、制動力の解除がより適切に行われるために、ポジティブシリンダ４５の油室に圧油が供給されていなければ、ポジティブシリンダ戻しばね４５ａの付勢力によって、押付部材４３がネガティブばね付勢力伝達部材４６に追従するように移動するように構成されている。
【００３５】
−−−ポジティブブレーキの動作について−−−
上述したようにネガティブブレーキが開放されている状態において、ポジティブシリンダ４５の油室にポジティブブレーキ制御弁６を介してパイロットポンプ９からパイロット圧油が供給されると、ポジティブシリンダ４５のピストンロッドが押付部材４３を摩擦板４１および相手板４２が配設されている方向へ押圧する。これにより、交互に配置された摩擦板４１と相手板４２とが圧接されて、ポジティブブレーキの制動力が発生する。ポジティブブレーキ制御弁６を介したパイロット圧油の圧力をブレーキペダル６ａの操作量（操作力）で調節することで、ポジティブブレーキの制動力が調節される。
【００３６】
−−−ブレーキモード切り換えの判定条件について−−−
ブレーキモードの選択は、ブレーキモード切換スイッチ１７によるオペレータの操作により行われる。ただし、ブレーキモードが選択されたモードに設定されるためには、以下に説明する切り換えの判定条件を満たす必要がある。
【００３７】
すなわち、コントローラ１８は、ブレーキモード切換スイッチ１７によって自動ブレーキモードが選択されていると判断すると、ブレーキモードを自動ブレーキモードに設定する。具体的には、ブレーキモード切換スイッチ１７によって自動ブレーキモードが選択されていると判断すると、ブレーキ切換弁５のソレノイドを消磁する。これにより、ブレーキ切換弁５のスプール位置が戻しばねの付勢力によって位置ｂから位置ａに切り換えられて、上述したようにネガティブブレーキが作動する。
【００３８】
コントローラ１８は、巻き上げ回路圧力検出装置１５からの出力信号に基づいて、パイロット弁１３ａまたはパイロット弁１３ｂを介してコントロール弁１１に供給されるパイロット圧油の圧力（圧力Ｐａ）が後述する圧力Ｐ１以下であると判断し、かつ、ブレーキ回路圧力検出装置１６からの出力信号に基づいて、ポジティブシリンダ４５の油室に供給される圧油の圧力（圧力Ｐｂ）が後述する圧力Ｐ２以上であると判断した場合に、ブレーキモード切換スイッチ１７によって中立フリーモードが選択されていると判断すると、ブレーキモードを中立フリーモードに設定する。すなわち、巻き上げ操作レバー１３が中立状態であり、かつ、ブレーキペダル６ａが踏み込まれ、ポジティブブレーキ制御弁６を介してパイロット圧油がポジティブシリンダ４５の油室へ供給されている状態で、ブレーキモード切換スイッチ１７によって中立フリーモードが選択されている場合に、ブレーキ切換弁５のソレノイドを励磁する。これにより、上述したようにネガティブブレーキが開放される。
【００３９】
このように、ブレーキ切換弁５のソレノイドの励磁を制御することで、自動ブレーキモードから中立フリーモードヘの切換えの瞬間にロープが繰り出されてしまうことを防止できる。なお、圧力Ｐ１は、巻き上げ操作レバー１３が中立状態であると判断されるような圧力値としてあらかじめ設定された閾値である。また、圧力Ｐ２は、ネガティブブレーキが開放されてもポジティブブレーキによる制動力で荷の自重によるロープの繰り出しを防止できるような圧力値としてあらかじめ設定された閾値である。
【００４０】
−−−巻き取りドラム３が回転している旨の報知について−−−
このように構成されるウインチ装置では、上述したようにブレーキ切換弁５のソレノイドを励磁するか否かによってネガティブブレーキを開放させるか否かを切り換えている。しかし、作動油中の異物などの影響によってブレーキ切換弁５のスプールの戻り不良が生じたり、戻しばねの欠損によるブレーキ切換弁５のスプールの戻り不良が生じたりすると、ブレーキ切換弁５のソレノイドを消磁したにもかかわらず、スプール位置が位置ｂから位置ａに切り替わらなくなるおそれがある。すなわち、上述したようなスプールの戻り不良が生じるとネガティブブレーキが開放されたままとなって、荷の自重によって巻き取りドラム３が回転してしまい、オペレータの意図に反したロープの繰り出しにオペレータが気づかないおそれがある。
【００４１】
そこで、本実施の形態では、ブレーキモードが中立フリーモードに設定されておらず、かつ、巻き上げ操作レバー１３が操作されていない場合に、巻き取りドラム３が回転していることが検出されると、スピーカ３１から音声にて巻き取りドラム３が回転している旨の報知を行う。具体的には、コントローラ１８が、ブレーキモード切換スイッチ１７によって自動ブレーキモードが選択されていると判断し、かつ、巻き上げ回路圧力検出装置１５からの出力信号に基づいて、パイロット弁１３ａまたはパイロット弁１３ｂを介してコントロール弁１１に供給されるパイロット圧油の圧力Ｐａが圧力Ｐ１以下であると判断し、かつ、回転検出器１９からの出力信号に基づいて、巻き取りドラム３が回転したと判断されると、スピーカ３１に警報信号を出力する。これにより、スピーカ３１から巻き取りドラム３が回転している旨の音声による警報が出力される。
【００４２】
したがって、スピーカ３１から出力される警報音声を聞いたオペレータが、意図に反したロープの繰り出しに気づくことができる。そして、たとえばオペレータがブレーキペダル６ａを操作することによってポジティブブレーキを作動させて巻き取りドラム３を制動することで意図に反したロープの繰り出しを防止することができる。
【００４３】
−−−フローチャート−−−
図３は、上述した音声警報の出力処理の動作について説明するフローチャートである。クレーンの不図示のイグニッションスイッチがオンされると、図３に示す処理を行うプログラムが起動されてコントローラ１８で繰り返し実行される。ステップＳ１において、ブレーキモード切換スイッチ１７によって自動ブレーキモードが選択されているか否かを判断する。ステップＳ１が肯定判断されるとステップＳ３へ進み、巻き上げ回路圧力検出装置１５からの出力信号に基づいて、パイロット弁１３ａまたはパイロット弁１３ｂを介してコントロール弁１１に供給されるパイロット圧油の圧力Ｐａが圧力Ｐ１以下であるか否かを判断する。
【００４４】
ステップＳ３が肯定判断されるとステップＳ５へ進み、回転検出器１９からの出力信号に基づいて、巻き取りドラム３が回転しているか否かを判断する。ステップＳ５が肯定判断されるとステップＳ７へ進み、スピーカ３１に巻き取りドラム３が回転している旨の報知を行うための警報信号を出力して本プログラムを終了する。
【００４５】
ステップＳ１が否定判断されるか、ステップＳ３が否定判断されるか、ステップＳ５が否定判断されると本プログラムを終了する。
【００４６】
上述した実施の形態のウインチ装置では、次の作用効果を奏する。
（１） ブレーキモードが中立フリーモードに設定されておらず、かつ、巻き上げ操作レバー１３が操作されていない場合に、巻き取りドラム３が回転していることが検出されると、警報信号を出力するように構成した。この警報信号を利用してスピーカ３１から音声にて巻き取りドラム３が回転している旨の報知を行うように構成することで、ブレーキ切換弁５のスプール位置の切り換え不良のような不具合が生じて巻き上げ操作レバー１３を操作していないにもかかわらず荷の自重によって巻き取りドラム３が回転してしまう場合であっても、その旨を報知する警報を発することできる。したがって、オペレータによるブレーキペダル６ａの操作によってポジティブブレーキを作動させて巻き取りドラム３を制動することが期待でき、オペレータの意図に反したロープの繰り出しを防止することができる。
【００４７】
すなわち、ブレーキモードが中立フリーモードに設定されておらず、かつ、巻き上げ操作レバー１３が操作されていない場合に、巻き取りドラム３が回転していることが検出されると、警報信号を出力するように構成することで、オペレータの意図に反したロープの繰り出しの防止に資する。
【００４８】
（２） また、上述したように、巻き上げ操作レバー１３が操作されていない場合であっても警報信号を出力するように構成したので、巻き上げ操作レバー１３を操作しないことで荷の移動がないと思いこんでいるオペレータに対しても、巻き取りドラム３が回転してしまっていることを迅速に報知することが可能となる。これにより、オペレータが必要以上に荷の状態を監視する必要がなくなるので、オペレータの疲労低減や作業効率の向上に資する。
【００４９】
−−−変形例−−−
（１） 上述の説明では、ブレーキモードが中立フリーモードに設定されておらず、かつ、巻き上げ操作レバー１３が操作されていない場合に、巻き取りドラム３が回転していることが検出されると、スピーカ３１から音声にて巻き取りドラム３が回転している旨の報知を行うように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ブレーキモードが中立フリーモードに設定されておらず、かつ、巻き上げ操作レバー１３が操作されていない場合に、巻き取りドラム３が回転していることが検出されると、自動的にポジティブブレーキを作動させるように構成してもよい。
【００５０】
すなわち、たとえばウインチ監視装置を以下に述べるように構成してもよい。たとえば、図４に示すように、ポジティブブレーキ制御弁６とポジティブシリンダ４５とを結ぶ油路の途中に電磁切換弁３２を設けるように構成する。そして、コントローラ１８が、ブレーキモード切換スイッチ１７によって自動ブレーキモードが選択されていると判断し、かつ、巻き上げ回路圧力検出装置１５からの出力信号に基づいて、パイロット弁１３ａまたはパイロット弁１３ｂを介してコントロール弁１１に供給されるパイロット圧油の圧力Ｐａが圧力Ｐ１以下であると判断し、かつ、回転検出器１９からの出力信号に基づいて、巻き取りドラム３が回転したと判断されると、電磁切換弁３２のソレノイドを励磁するように構成する。そして、電磁切換弁３２のソレノイドが励磁されてスプール位置が切り換えられると、ポジティブシリンダ４５の油室に電磁切換弁３２を介してパイロットポンプ９からパイロット圧油が供給されるように構成する。このように構成することで、ブレーキモードが中立フリーモードに設定されておらず、かつ、巻き上げ操作レバー１３が操作されていない場合に、巻き取りドラム３が回転していることが検出されると、スピーカ３１から巻き取りドラム３が回転している旨の音声による警報が出力されるとともに、自動的にポジティブブレーキが作動する。なお、この場合には、音声警報は必須ではない。
【００５１】
（２） 上述の説明では、スピーカ３１から巻き取りドラム３が回転している旨の音声による警報が出力されるように構成したが本発明はこれに限定されない。たとえば、クレーンの運転室内に設けられた警報ランプを点灯または点滅させてもよく、クレーンの運転室内に設けられた表示モニタに巻き取りドラム３が回転している旨の表示をするように構成してもよい。
（３） 上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
【００５２】
なお、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、ウインチ装置の操作レバーが操作されているか否かを検出する操作レバー操作検出手段と、吊り荷の自重によるウインチ装置のウインチドラムの回転を許容するフリーフォールモードを設定するフリーフォールモード設定手段と、ウインチドラムが回転しているか否かを検出するウインチドラム回転検出手段と、操作レバー操作検出手段で操作レバーが操作されていないことが検出され、かつ、フリーフォールモード設定手段でフリーフォールモードが設定されていないと判断され、かつ、ウインチドラム回転検出手段でウインチドラムが回転していることが検出されると、警報信号を出力する制御手段とを備えることを特徴とする各種構造のウインチ監視装置を含むものである。
【符号の説明】
【００５３】
１ 油圧モータ ２ 遊星減速機
３ ウインチドラム（巻き取りドラム） ４ 制動装置
５ ブレーキ切換弁 ６ ポジティブブレーキ制御弁
９ パイロットポンプ １１ コントロール弁
１２ メインポンプ １３ 巻き上げ操作レバー
１５ 巻き上げ回路圧力検出装置 １６ ブレーキ回路圧力検出装置
１７ ブレーキモード切換スイッチ １８ コントローラ
１９ 回転検出器 ３１ スピーカ
４４ ネガティブシリンダ ４５ ポジティブシリンダ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウインチ装置の監視をするウインチ監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウインチ装置には、油圧モータの動力をウインチドラムに伝達するためクラッチと、ウインチドラムを制動するブレーキとが設けられる。そして、動力巻上（巻下）を行うように操作レバーが操作されると、クラッチが接続されるとともにブレーキが開放されて油圧モータの動力によってウインチドラムが回転駆動される。
【０００３】
仮に、動力巻上（巻下）を行うように操作レバーが操作されても、何らかの不具合によってクラッチが接続されなかった場合、ブレーキが開放されるため、荷の自重によってウインチドラムが回転してしまい、オペレータの意図に反してロープが繰り出されてしまうおそれがある。そこで、ウインチを駆動制御しているときにウインチの駆動制御装置の不具合によってウインチ操作とは関係なくウインチドラムよりロープが繰り出されてしまうという不具合を防止するように構成されたウインチ制御装置が知られている。このウインチ制御装置では、操作レバーの操作方向とロープの移動方向とを検出し、操作レバーで巻き上げ操作をしているにもかかわらずロープが繰り出されていることが検出されると警報を発するとともにブレーキによって制動するように構成されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１６７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
たとえば、クラッチ機能とブレーキ機能とを１つの制動装置で果たすように構成されたウインチ装置の場合、この制動装置に不具合が生じると操作レバーを操作していなくても荷の自重によってウインチドラムが回転してしまい、オペレータの意図に反してロープが繰り出されてしまうおそれがある。しかし、上述した特許文献に記載の装置では、操作レバーの操作方向とウインチドラムの回転方向とが一致しない状態を想定しているため、操作レバーを操作していなくても荷の自重によってウインチドラムが回転してしまう場合には、警報を発することなどができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１） 請求項１の発明によるウインチ監視装置は、ウインチ装置の操作レバーが操作されているか否かを検出する操作レバー操作検出手段と、吊り荷の自重によるウインチ装置のウインチドラムの回転を許容するフリーフォールモードを設定するフリーフォールモード設定手段と、ウインチドラムが回転しているか否かを検出するウインチドラム回転検出手段と、操作レバー操作検出手段で操作レバーが操作されていないことが検出され、かつ、フリーフォールモード設定手段でフリーフォールモードが設定されていないと判断され、かつ、ウインチドラム回転検出手段でウインチドラムが回転していることが検出されると、警報信号を出力する制御手段とを備えることを特徴とする。
（２） 請求項２の発明は、請求項１に記載のウインチ監視装置において、制御手段からの警報信号が入力されると、警報を発生する警報手段をさらに備えることを特徴とする。
（３） 請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のウインチ監視装置において、制御手段は、操作レバー操作検出手段で操作レバーが操作されていないことが検出され、かつ、フリーフォールモード設定手段でフリーフォールモードが設定されていないと判断され、かつ、ウインチドラム回転検出手段でウインチドラムが回転していることが検出されると、制動信号を出力し、制御手段からの制動信号が入力されるとウインチドラムに制動力を付与する制動手段をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
操作レバーが操作されていないことが検出され、かつ、フリーフォールモードが設定されていないと判断され、かつ、ウインチドラムが回転していることが検出されると、警報信号を出力するように構成した。この警報信号を利用してウインチドラムが回転している旨をオペレータに報知すれば、オペレータによるブレーキ操作を期待でき、オペレータの意図に反してロープが繰り出されてしまうことを防止できる。また、この警報信号を利用してブレーキを自動的に作動させるように構成すれば、オペレータの意図に反してロープが繰り出されてしまうことを防止できる。したがって、本発明によれば、オペレータの意図に反したロープの繰り出しの防止に資する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施の形態におけるウインチ監視装置を有するウインチ装置が搭載されたクレーンの外観側面図である。
【図２】ウインチ装置の構成を示す油圧回路図である。
【図３】音声警報の出力処理の動作について説明するフローチャートである。
【図４】変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１〜３を参照して、本発明によるウインチ監視装置の一実施の形態を説明する。図１は、本実施の形態におけるウインチ監視装置を有するウインチ装置が搭載されたクレーンの外観側面図である。図１に示すように、クレーンは、走行体１０１と、走行体１０１上に搭載された旋回可能な旋回体１０２と、旋回体１０２に起伏可能に支持されたブーム１０３とを有する。旋回体１０２にはウインチドラム（巻き取りドラム）３が搭載され、巻き取りドラム３の駆動によりワイヤロープ１０４が巻上げまたは巻下げられ、吊り荷（掘削用バケット等）１０６が昇降する。また、旋回体１０２には起伏ドラム１０７が搭載され、起伏ドラム１０７の駆動により起伏ロープ１０８が巻上げまたは巻下げられ、ブーム１０３が起伏される。
【００１０】
図２は、本実施の形態のウインチ装置の構成を示す油圧回路図である。図２に示すようにウインチ装置は、巻き取りドラム３と、巻き取りドラム３を駆動する油圧モータ１と、油圧モータ１に駆動圧油を供給するメインポンプ１２と、メインポンプ１２から油圧モータ１への圧油の流れを制御するコントロール弁１１と、油圧モータ１の駆動力を巻き取りドラム３に伝達する遊星減速機２と、巻き取りドラム３を制動する制動装置４とを有する。コントロール弁１１は、巻き上げ操作レバー１３の操作方向、操作量に応じて制御される。すなわち、パイロット弁１３ａ，１３ｂは、巻き上げ操作レバー１３の操作方向、操作量に応じて操作される。そして、パイロット弁１３ａまたはパイロット１３ｂを介して供給されるパイロットポンプ９からのパイロット圧油によりコントロール弁１１が制御される。
【００１１】
また、ウインチ装置は、ブレーキ切換弁５と、ポジティブブレーキ制御弁６と、モータブレーキ切換弁７と、モータブレーキシリンダ８と、作動油タンク１０と、高圧選択弁１４と、巻き上げ回路圧力検出装置１５と、ブレーキ回路圧力検出装置１６と、ブレーキモード切換スイッチ１７と、コントローラ１８と、回転検出器１９と、スピーカ３１とを有する。
【００１２】
油圧モータ１の出力軸は遊星減速機２のサンギヤ２１に連結されている。サンギヤ２１にはプラネタリギヤ２２が噛合され、プラネタリギヤ２２には巻き取りドラム３の内周側に設けられたリングギヤ２３が噛合されている。プラネタリギヤ２２はプラネタリキャリア２４により支持され、プラネタリキャリア２４は制動装置４のケーシング４８の内部に達している。
【００１３】
制動装置４は湿式多板ブレーキであり、摩擦板４１と、相手板４２と、押圧部材４３と、ネガティブシリンダ４４と、ポジティブシリンダ４５と、ネガティブばね付勢力伝達部材４６と、ネガティブばね４７と、ケーシング４８とが設けられている。旋回体１０２の不図示のフレームに固定されたケーシング４８内において、プラネタリキャリア２４には複数枚の摩擦板４１がスプライン結合により軸方向に移動可能に係合され、摩擦板４１はプラネタリキャリア２４と一体に回転可能となっている。ケーシング４８の内周面には複数枚の相手板４２がスプライン結合により軸方向に移動可能に係合されている。相手板４２と摩擦板４１は軸方向に交互に配置されている。
【００１４】
最外部の相手板４２の側方には押付部材４３が配置されている。交互に配置された摩擦板４１と相手板４２とを圧接するように、押付部材４３には後述するネガティブばね付勢力伝達部材４６を介してネガティブばね４７の付勢力が作用するように構成されている。これにより摩擦板４１の表面に摩擦力が作用し、摩擦板４１の回転が阻止される。また、交互に配置された摩擦板４１と相手板４２とを圧接するように、押圧部材４３には後述するポジティブシリンダ４５の押圧力が作用するように構成されている。
【００１５】
ネガティブばね付勢力伝達部材４６は、ネガティブばね４７の付勢力を押付部材４３に伝達する部材である。また、ネガティブばね付勢力伝達部材４６は、後述するネガティブシリンダ４４に供給される圧油によって、ネガティブばね４７の付勢力に抗してネガティブばね４７を押圧する部材である。
【００１６】
ネガティブシリンダ４４は、ウインチ装置のクラッチ機能を果たすように、圧油の供給によって制動力を解放するネガティブブレーキとして制動装置４を動作させるためのアクチュエータである。ポジティブシリンダ４５は、ウインチ装置のブレーキ機能を果たすように、圧油の供給によって制動力を発生するポジティブブレーキとして制動装置４を動作させるためのアクチュエータである。なお、図２では、ネガティブシリンダ４４およびポジティブシリンダ４５の機能を説明するために、ネガティブシリンダ４４、ポジティブシリンダ４５、およびネガティブばね付勢力伝達部材４６を模式的に表している。
【００１７】
ネガティブシリンダ４４は、シリンダチューブに相当する部位がケーシング４８に固定されている。ネガティブシリンダ４４は、ブレーキ切換弁５を介してパイロットポンプ９からパイロット圧油が供給されると、ネガティブばね付勢力伝達部材４６を押圧してネガティブばね４７による押付部材４３への押圧力を解除する押圧力を発生させる。
【００１８】
すなわち、ネガティブシリンダ４４は油室にブレーキ切換弁５を介してパイロット圧油が供給されるとネガティブばね４７の付勢力に抗してネガティブばね４７を押圧する。ネガティブばね付勢力伝達部材４６は、ネガティブシリンダ４４の油室にパイロット圧油が供給されていないときに、ネガティブばね４７の付勢力で押付部材４３を押圧する。
【００１９】
ポジティブシリンダ４５は、シリンダチューブに相当する部位がケーシング４８に固定されている。ポジティブシリンダ４５は、ポジティブブレーキ制御弁６を介してパイロットポンプ９からパイロット圧油が供給されると、押付部材４３への押圧力を発生させる。なお、ポジティブシリンダ４５には、ポジティブシリンダ戻しばね４５ａが設けられている。ポジティブシリンダ戻しばね４５ａは、交互に配置された摩擦板４１と相手板４２とが互いに離間する方向に向かって、他方のピストンロッドおよびピストンを介して押付部材４３を付勢している。
【００２０】
ブレーキ切換弁５は、コントローラ１８からの励磁信号によってソレノイドが励磁されると、スプール位置が位置ａから位置ｂに切り換えられて、パイロットポンプ９からのパイロット圧油がネガティブシリンダ４４の油室に供給されることを許可する。ポジティブブレーキ制御弁６は、操作ペダル（ブレーキペダル）６ａにより操作される制御弁であり、ブレーキペダル６ａの操作量（操作力）に応じた圧力のパイロット圧油をポジティブシリンダ４５の油室へ供給する。ブレーキペダル６ａの非操作時には、パイロットポンプ９からポジティブシリンダ４５の油室へのパイロット圧油の供給がポジティブブレーキ制御弁６により遮断される。
【００２１】
モータブレーキ切換弁７は、モータブレーキシリンダ８に供給するパイロットポンプ９からのパイロット圧油の流通を許可または禁止する切換弁である。モータブレーキ切換弁７は、巻き上げ操作レバー１３の操作によってパイロット弁１３ａまたはパイロット１３ｂと、高圧選択弁１４とを介してスプール駆動用のパイロット圧油が供給されると、モータブレーキシリンダ８に供給するパイロットポンプ９からのパイロット圧油の流通を許可する。また、モータブレーキ切換弁７は、巻き上げ操作レバー１３が操作されず、高圧選択弁１４を介したスプール駆動用のパイロット圧油の供給が絶たれると、モータブレーキシリンダ８に供給するパイロットポンプ９からのパイロット圧油の流通を禁止する。
【００２２】
モータブレーキシリンダ８は、油圧モータ１の回転を許可または禁止するブレーキ装置である。モータブレーキシリンダ８は、モータブレーキ切換弁７を介してパイロットポンプ９からのパイロット圧油が供給されるとブレーキを解除して油圧モータ１の回転を許可する。また、モータブレーキシリンダ８は、モータブレーキ切換弁７を介したパイロットポンプ９からのパイロット圧油の供給が絶たれると、ブレーキを作動させて油圧モータ１の回転を禁止する。
【００２３】
巻き上げ回路圧力検出装置１５は、巻き上げ操作レバー１３の操作の有無を検出するために巻き上げ操作レバー１３の操作量に応じたパイロット圧を検出するための圧力スイッチまたは圧力センサである。ブレーキ回路圧力検出装置１６は、ブレーキペダル６ａの操作の有無を検出するためにポジティブシリンダ４５の油室に供給される圧油の圧力を検出するための圧力スイッチまたは圧力センサである。ブレーキモード切換スイッチ１７は、後述するようにブレーキモードを切り換えるための操作スイッチである。コントローラ１８は、種々の条件に応じてブレーキ切換弁を制御するための制御装置である。回転検出器１９は、巻き取りドラム３の回転を検出するセンサである。スピーカ３１は、コントローラ１８から出力される各種の音声信号によって音声を発生するスピーカであり、クレーンの運転室内に設けられている。
【００２４】
このように構成されるウインチ装置で設定可能なブレーキモードは、「自動ブレーキモード」と「中立フリーモード」との２つのブレーキモードである。上述したように、ブレーキモード切換スイッチ１７の操作によって、オペレータは上記２つのブレーキモードを選択できる。ブレーキモード切換スイッチ１７の操作によって自動ブレーキモードが選択されると、後述するように、巻き上げ操作レバー１３の操作方向、操作量に応じた回転方向、回転速度で巻き取りドラム３が駆動される。そして、巻き上げ操作レバー１３が中立位置では、巻き取りドラム３が停止する。
【００２５】
ブレーキモード切換スイッチ１７の操作によって中立フリーモードが選択されると、後述するように、巻き取りドラム３が荷の自重により自由に回転可能となる。
【００２６】
−−−自動ブレーキモードにおける動力巻き上げ時の動作について−−−
ブレーキモード切換スイッチ１７の操作によって自動ブレーキモードが選択されている場合、巻き上げ操作レバー１３が操作されると、巻き上げ操作レバー１３の操作方向、操作量に応じてパイロット弁１３ａまたはパイロット弁１３ｂを介して供給されるパイロットポンプ９からのパイロット圧油でコントロール弁１１のスプールが駆動される。これによってコントロール弁１１のＰポートと、ＡポートまたはＢポートとが接続されて、メインポンプ１２からの圧油が油圧モータ１に供給される。同時にパイロットポンプ９からのパイロット圧油は、パイロット弁１３ａまたはパイロット１３ｂと、高圧選択弁１４とを介してモータブレーキ切換弁７に入力される。これにより、モータブレーキ切換弁７を介してパイロットポンプ９からのパイロット圧油がモータブレーキシリンダ８に供給されるので、モータブレーキシリンダ８は、ブレーキを解除して油圧モータ１の回転を許可する。
【００２７】
ブレーキモード切換スイッチ１７の操作によって自動ブレーキモードが選択されている場合、後述するようにブレーキモードが自動ブレーキモードに設定されて、プラネタリキャリア２４は制動装置４で固定される。すなわち、ブレーキモードが自動ブレーキモードに設定されている場合、ブレーキ切換弁５のソレノイドが励磁されず、ブレーキ切換弁５のスプール位置が戻しばねの付勢力によって位置ａに切り換えられるので、ブレーキ切換弁５を介してネガティブシリンダ４４の油室と作動油タンク１０とが接続される。そのため、ネガティブシリンダ４４にはネガティブばね４７の付勢力に抗する推力が発生せず、ネガティブばね４７の付勢力がネガティブばね付勢力伝達部材４６、押付部材４３を介して摩擦板４１および相手板４２に作用する。これにより、交互に配置された摩擦板４１と相手板４２とが圧接され、摩擦板４１の表面に摩擦力が作用し、制動力が発生する。
【００２８】
したがって、プラネタリギヤ２２が公転できず、メインポンプ１２からの圧油によって駆動される油圧モータ１の回転駆動力が遊星減速機２のサンギヤ２１に入力されると、プラネタリギヤ２２が公転せずに自転する。これにより、リングギヤ２３に接続されている巻き取りドラム３が回転し、動力による巻き上げ(巻き下げ)が行われる。
【００２９】
ブレーキモード切換スイッチ１７の操作によって自動ブレーキモードが選択されている場合、巻き上げ操作レバー１３が操作されず中立位置にされると、パイロット弁１３ａおよびパイロット弁１３ｂを介したパイロットポンプ９からのパイロット圧油の供給が絶たれ、コントロール弁１１のスプールが中立位置に移動する。これによってコントロール弁１１のＰポートと、ＡポートおよびＢポートとが遮断されて、メインポンプ１２から油圧モータ１への圧油の供給が断たれる。また、パイロット弁１３ａまたはパイロット１３ｂと、高圧選択弁１４とを介したスプール駆動用のパイロット圧油の供給が絶たれるので、モータブレーキ切換弁７は、モータブレーキシリンダ８に供給するパイロットポンプ９からのパイロット圧油の流通を禁止する。そのため、モータブレーキシリンダ８は、ブレーキを作動させて油圧モータ１の回転を禁止する。
【００３０】
ブレーキモード切換スイッチ１７の操作によって自動ブレーキモードが選択されている場合、上述したようにプラネタリキャリア２４が制動装置４で固定されて、プラネタリギヤ２２の公転が禁止される。メインポンプ１２からの圧油が断たれるので油圧モータ１の回転駆動力は発生しない。また、上述したように、モータブレーキシリンダ８は、ブレーキを作動させて油圧モータ１の回転を禁止している。そのため、遊星減速機２のサンギヤ２１の回転が禁止され、プラネタリギヤ２２の公転および自転が禁止される。これにより、リングギヤ２３に接続されている巻き取りドラム３の回転が禁止される。
【００３１】
−−−中立フリーモードにおける巻き取りドラム３の動作について−−−
巻き上げ操作レバー１３が中立状態にあって、油圧モータ１に圧油が供給されず、モータブレーキシリンダ８によるブレーキが作動している状態において、制動装置４の制動力が開放されると（ネガティブブレーキが開放されると）、巻き取りドラム３は荷の自重により回転可能（フリーフォール可能）となる。制動装置４は、ポジティブブレーキによる制動力の調整機能を有しており、オペレータの操作によりフリーフォール時の荷の落下速度（巻き取りドラム３の回転速度）を調整できる。
【００３２】
ブレーキモード切換スイッチ１７によって中立フリーモードが選択されている場合にネガティブブレーキを開放するか否か（ブレーキモードが中立フリーモードに設定されるか否か）の判断は、巻き上げ回路圧力検出装置１５、ブレーキ回路圧力検出装置１６およびブレーキモード切換スイッチ１７の各判定値に基づいて、後述するようにコントローラ１８で行われる。後述するように、コントローラ１８からの励磁信号によってブレーキ切換弁５のソレノイドが励磁されると、ネガティブブレーキが開放され、ブレーキ切換弁５のソレノイドが消磁されると、ネガティブブレーキが作動する。
【００３３】
−−−ネガティブブレーキの開放について−−−
コントローラ１８でネガティブブレーキを開放すると判断されると、コントローラ１８からの励磁信号によってブレーキ切換弁５のソレノイドが励磁されて、戻しばねの付勢力に抗してブレーキ切換弁５のスプール位置が位置ａから位置ｂに切り換えられる。これにより、パイロットポンプ９からのパイロット圧油がブレーキ切換弁５を介してネガティブシリンダ４４の油室に供給される。上述したように、ネガティブシリンダ４４のシリンダチューブに相当する部位がケーシング４８に固定されているので、ネガティブシリンダ４４の油室に圧油が供給されると、ネガティブシリンダ４４にネガティブばね４７の付勢力に抗してネガティブブレーキ用の押圧力を解除する推力が発生する。そして、上述したように、ネガティブばね付勢力伝達部材４６は、ネガティブばね４７の付勢力に抗してネガティブばね４７を押圧する方向に移動する。
【００３４】
この時、ポジティブシリンダ４５の油室に圧油が供給されていなければ、交互に配置された摩擦板４１と相手板４２とを圧接する荷重が押付部材４３に作用しないので（多板ブレーキの押付け力が開放されるので）、制動装置４の制動力が解除される。なお、本実施の形態では、制動力の解除がより適切に行われるために、ポジティブシリンダ４５の油室に圧油が供給されていなければ、ポジティブシリンダ戻しばね４５ａの付勢力によって、押付部材４３がネガティブばね付勢力伝達部材４６に追従するように移動するように構成されている。
【００３５】
−−−ポジティブブレーキの動作について−−−
上述したようにネガティブブレーキが開放されている状態において、ポジティブシリンダ４５の油室にポジティブブレーキ制御弁６を介してパイロットポンプ９からパイロット圧油が供給されると、ポジティブシリンダ４５のピストンロッドが押付部材４３を摩擦板４１および相手板４２が配設されている方向へ押圧する。これにより、交互に配置された摩擦板４１と相手板４２とが圧接されて、ポジティブブレーキの制動力が発生する。ポジティブブレーキ制御弁６を介したパイロット圧油の圧力をブレーキペダル６ａの操作量（操作力）で調節することで、ポジティブブレーキの制動力が調節される。
【００３６】
−−−ブレーキモード切り換えの判定条件について−−−
ブレーキモードの選択は、ブレーキモード切換スイッチ１７によるオペレータの操作により行われる。ただし、ブレーキモードが選択されたモードに設定されるためには、以下に説明する切り換えの判定条件を満たす必要がある。
【００３７】
すなわち、コントローラ１８は、ブレーキモード切換スイッチ１７によって自動ブレーキモードが選択されていると判断すると、ブレーキモードを自動ブレーキモードに設定する。具体的には、ブレーキモード切換スイッチ１７によって自動ブレーキモードが選択されていると判断すると、ブレーキ切換弁５のソレノイドを消磁する。これにより、ブレーキ切換弁５のスプール位置が戻しばねの付勢力によって位置ｂから位置ａに切り換えられて、上述したようにネガティブブレーキが作動する。
【００３８】
コントローラ１８は、巻き上げ回路圧力検出装置１５からの出力信号に基づいて、パイロット弁１３ａまたはパイロット弁１３ｂを介してコントロール弁１１に供給されるパイロット圧油の圧力（圧力Ｐａ）が後述する圧力Ｐ１以下であると判断し、かつ、ブレーキ回路圧力検出装置１６からの出力信号に基づいて、ポジティブシリンダ４５の油室に供給される圧油の圧力（圧力Ｐｂ）が後述する圧力Ｐ２以上であると判断した場合に、ブレーキモード切換スイッチ１７によって中立フリーモードが選択されていると判断すると、ブレーキモードを中立フリーモードに設定する。すなわち、巻き上げ操作レバー１３が中立状態であり、かつ、ブレーキペダル６ａが踏み込まれ、ポジティブブレーキ制御弁６を介してパイロット圧油がポジティブシリンダ４５の油室へ供給されている状態で、ブレーキモード切換スイッチ１７によって中立フリーモードが選択されている場合に、ブレーキ切換弁５のソレノイドを励磁する。これにより、上述したようにネガティブブレーキが開放される。
【００３９】
このように、ブレーキ切換弁５のソレノイドの励磁を制御することで、自動ブレーキモードから中立フリーモードヘの切換えの瞬間にロープが繰り出されてしまうことを防止できる。なお、圧力Ｐ１は、巻き上げ操作レバー１３が中立状態であると判断されるような圧力値としてあらかじめ設定された閾値である。また、圧力Ｐ２は、ネガティブブレーキが開放されてもポジティブブレーキによる制動力で荷の自重によるロープの繰り出しを防止できるような圧力値としてあらかじめ設定された閾値である。
【００４０】
−−−巻き取りドラム３が回転している旨の報知について−−−
このように構成されるウインチ装置では、上述したようにブレーキ切換弁５のソレノイドを励磁するか否かによってネガティブブレーキを開放させるか否かを切り換えている。しかし、作動油中の異物などの影響によってブレーキ切換弁５のスプールの戻り不良が生じたり、戻しばねの欠損によるブレーキ切換弁５のスプールの戻り不良が生じたりすると、ブレーキ切換弁５のソレノイドを消磁したにもかかわらず、スプール位置が位置ｂから位置ａに切り替わらなくなるおそれがある。すなわち、上述したようなスプールの戻り不良が生じるとネガティブブレーキが開放されたままとなって、荷の自重によって巻き取りドラム３が回転してしまい、オペレータの意図に反したロープの繰り出しにオペレータが気づかないおそれがある。
【００４１】
そこで、本実施の形態では、ブレーキモードが中立フリーモードに設定されておらず、かつ、巻き上げ操作レバー１３が操作されていない場合に、巻き取りドラム３が回転していることが検出されると、スピーカ３１から音声にて巻き取りドラム３が回転している旨の報知を行う。具体的には、コントローラ１８が、ブレーキモード切換スイッチ１７によって自動ブレーキモードが選択されていると判断し、かつ、巻き上げ回路圧力検出装置１５からの出力信号に基づいて、パイロット弁１３ａまたはパイロット弁１３ｂを介してコントロール弁１１に供給されるパイロット圧油の圧力Ｐａが圧力Ｐ１以下であると判断し、かつ、回転検出器１９からの出力信号に基づいて、巻き取りドラム３が回転したと判断されると、スピーカ３１に警報信号を出力する。これにより、スピーカ３１から巻き取りドラム３が回転している旨の音声による警報が出力される。
【００４２】
したがって、スピーカ３１から出力される警報音声を聞いたオペレータが、意図に反したロープの繰り出しに気づくことができる。そして、たとえばオペレータがブレーキペダル６ａを操作することによってポジティブブレーキを作動させて巻き取りドラム３を制動することで意図に反したロープの繰り出しを防止することができる。
【００４３】
−−−フローチャート−−−
図３は、上述した音声警報の出力処理の動作について説明するフローチャートである。クレーンの不図示のイグニッションスイッチがオンされると、図３に示す処理を行うプログラムが起動されてコントローラ１８で繰り返し実行される。ステップＳ１において、ブレーキモード切換スイッチ１７によって自動ブレーキモードが選択されているか否かを判断する。ステップＳ１が肯定判断されるとステップＳ３へ進み、巻き上げ回路圧力検出装置１５からの出力信号に基づいて、パイロット弁１３ａまたはパイロット弁１３ｂを介してコントロール弁１１に供給されるパイロット圧油の圧力Ｐａが圧力Ｐ１以下であるか否かを判断する。
【００４４】
ステップＳ３が肯定判断されるとステップＳ５へ進み、回転検出器１９からの出力信号に基づいて、巻き取りドラム３が回転しているか否かを判断する。ステップＳ５が肯定判断されるとステップＳ７へ進み、スピーカ３１に巻き取りドラム３が回転している旨の報知を行うための警報信号を出力して本プログラムを終了する。
【００４５】
ステップＳ１が否定判断されるか、ステップＳ３が否定判断されるか、ステップＳ５が否定判断されると本プログラムを終了する。
【００４６】
上述した実施の形態のウインチ装置では、次の作用効果を奏する。
（１） ブレーキモードが中立フリーモードに設定されておらず、かつ、巻き上げ操作レバー１３が操作されていない場合に、巻き取りドラム３が回転していることが検出されると、警報信号を出力するように構成した。この警報信号を利用してスピーカ３１から音声にて巻き取りドラム３が回転している旨の報知を行うように構成することで、ブレーキ切換弁５のスプール位置の切り換え不良のような不具合が生じて巻き上げ操作レバー１３を操作していないにもかかわらず荷の自重によって巻き取りドラム３が回転してしまう場合であっても、その旨を報知する警報を発することできる。したがって、オペレータによるブレーキペダル６ａの操作によってポジティブブレーキを作動させて巻き取りドラム３を制動することが期待でき、オペレータの意図に反したロープの繰り出しを防止することができる。
【００４７】
すなわち、ブレーキモードが中立フリーモードに設定されておらず、かつ、巻き上げ操作レバー１３が操作されていない場合に、巻き取りドラム３が回転していることが検出されると、警報信号を出力するように構成することで、オペレータの意図に反したロープの繰り出しの防止に資する。
【００４８】
（２） また、上述したように、巻き上げ操作レバー１３が操作されていない場合であっても警報信号を出力するように構成したので、巻き上げ操作レバー１３を操作しないことで荷の移動がないと思いこんでいるオペレータに対しても、巻き取りドラム３が回転してしまっていることを迅速に報知することが可能となる。これにより、オペレータが必要以上に荷の状態を監視する必要がなくなるので、オペレータの疲労低減や作業効率の向上に資する。
【００４９】
−−−変形例−−−
（１） 上述の説明では、ブレーキモードが中立フリーモードに設定されておらず、かつ、巻き上げ操作レバー１３が操作されていない場合に、巻き取りドラム３が回転していることが検出されると、スピーカ３１から音声にて巻き取りドラム３が回転している旨の報知を行うように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ブレーキモードが中立フリーモードに設定されておらず、かつ、巻き上げ操作レバー１３が操作されていない場合に、巻き取りドラム３が回転していることが検出されると、自動的にポジティブブレーキを作動させるように構成してもよい。
【００５０】
すなわち、たとえばウインチ監視装置を以下に述べるように構成してもよい。たとえば、図４に示すように、ポジティブブレーキ制御弁６とポジティブシリンダ４５とを結ぶ油路の途中に電磁切換弁３２を設けるように構成する。そして、コントローラ１８が、ブレーキモード切換スイッチ１７によって自動ブレーキモードが選択されていると判断し、かつ、巻き上げ回路圧力検出装置１５からの出力信号に基づいて、パイロット弁１３ａまたはパイロット弁１３ｂを介してコントロール弁１１に供給されるパイロット圧油の圧力Ｐａが圧力Ｐ１以下であると判断し、かつ、回転検出器１９からの出力信号に基づいて、巻き取りドラム３が回転したと判断されると、電磁切換弁３２のソレノイドを励磁するように構成する。そして、電磁切換弁３２のソレノイドが励磁されてスプール位置が切り換えられると、ポジティブシリンダ４５の油室に電磁切換弁３２を介してパイロットポンプ９からパイロット圧油が供給されるように構成する。このように構成することで、ブレーキモードが中立フリーモードに設定されておらず、かつ、巻き上げ操作レバー１３が操作されていない場合に、巻き取りドラム３が回転していることが検出されると、スピーカ３１から巻き取りドラム３が回転している旨の音声による警報が出力されるとともに、自動的にポジティブブレーキが作動する。なお、この場合には、音声警報は必須ではない。
【００５１】
（２） 上述の説明では、スピーカ３１から巻き取りドラム３が回転している旨の音声による警報が出力されるように構成したが本発明はこれに限定されない。たとえば、クレーンの運転室内に設けられた警報ランプを点灯または点滅させてもよく、クレーンの運転室内に設けられた表示モニタに巻き取りドラム３が回転している旨の表示をするように構成してもよい。
（３） 上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
【００５２】
なお、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、ウインチ装置の操作レバーが操作されているか否かを検出する操作レバー操作検出手段と、吊り荷の自重によるウインチ装置のウインチドラムの回転を許容するフリーフォールモードを設定するフリーフォールモード設定手段と、ウインチドラムが回転しているか否かを検出するウインチドラム回転検出手段と、操作レバー操作検出手段で操作レバーが操作されていないことが検出され、かつ、フリーフォールモード設定手段でフリーフォールモードが設定されていないと判断され、かつ、ウインチドラム回転検出手段でウインチドラムが回転していることが検出されると、警報信号を出力する制御手段とを備えることを特徴とする各種構造のウインチ監視装置を含むものである。
【符号の説明】
【００５３】
１ 油圧モータ ２ 遊星減速機
３ ウインチドラム（巻き取りドラム） ４ 制動装置
５ ブレーキ切換弁 ６ ポジティブブレーキ制御弁
９ パイロットポンプ １１ コントロール弁
１２ メインポンプ １３ 巻き上げ操作レバー
１５ 巻き上げ回路圧力検出装置 １６ ブレーキ回路圧力検出装置
１７ ブレーキモード切換スイッチ １８ コントローラ
１９ 回転検出器 ３１ スピーカ
４４ ネガティブシリンダ ４５ ポジティブシリンダ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウインチ装置の操作レバーが操作されているか否かを検出する操作レバー操作検出手段と、
吊り荷の自重による前記ウインチ装置のウインチドラムの回転を許容するフリーフォールモードを設定するフリーフォールモード設定手段と、
前記ウインチドラムが回転しているか否かを検出するウインチドラム回転検出手段と、
前記操作レバー操作検出手段で前記操作レバーが操作されていないことが検出され、かつ、前記フリーフォールモード設定手段で前記フリーフォールモードが設定されていないと判断され、かつ、前記ウインチドラム回転検出手段で前記ウインチドラムが回転していることが検出されると、警報信号を出力する制御手段とを備えることを特徴とするウインチ監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載のウインチ監視装置において、
前記制御手段からの前記警報信号が入力されると、警報を発生する警報手段をさらに備えることを特徴とするウインチ監視装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のウインチ監視装置において、
前記制御手段は、前記操作レバー操作検出手段で前記操作レバーが操作されていないことが検出され、かつ、前記フリーフォールモード設定手段で前記フリーフォールモードが設定されていないと判断され、かつ、前記ウインチドラム回転検出手段で前記ウインチドラムが回転していることが検出されると、制動信号を出力し、
前記制御手段からの前記制動信号が入力されると前記ウインチドラムに制動力を付与する制動手段をさらに備えることを特徴とするウインチ監視装置。
【請求項１】
ウインチ装置の操作レバーが操作されているか否かを検出する操作レバー操作検出手段と、
吊り荷の自重による前記ウインチ装置のウインチドラムの回転を許容するフリーフォールモードを設定するフリーフォールモード設定手段と、
前記ウインチドラムが回転しているか否かを検出するウインチドラム回転検出手段と、
前記操作レバー操作検出手段で前記操作レバーが操作されていないことが検出され、かつ、前記フリーフォールモード設定手段で前記フリーフォールモードが設定されていないと判断され、かつ、前記ウインチドラム回転検出手段で前記ウインチドラムが回転していることが検出されると、警報信号を出力する制御手段とを備えることを特徴とするウインチ監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載のウインチ監視装置において、
前記制御手段からの前記警報信号が入力されると、警報を発生する警報手段をさらに備えることを特徴とするウインチ監視装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のウインチ監視装置において、
前記制御手段は、前記操作レバー操作検出手段で前記操作レバーが操作されていないことが検出され、かつ、前記フリーフォールモード設定手段で前記フリーフォールモードが設定されていないと判断され、かつ、前記ウインチドラム回転検出手段で前記ウインチドラムが回転していることが検出されると、制動信号を出力し、
前記制御手段からの前記制動信号が入力されると前記ウインチドラムに制動力を付与する制動手段をさらに備えることを特徴とするウインチ監視装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−５６７４５（Ｐ２０１３−５６７４５Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９６１７７（Ｐ２０１１−１９６１７７）
【出願日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【出願人】（５０３０３２９４６）日立住友重機械建機クレーン株式会社 (104)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【出願人】（５０３０３２９４６）日立住友重機械建機クレーン株式会社 (104)
【Ｆターム（参考）】
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