特許 7599341 ウインチのブレーキ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-05

(45)【発行日】2024-12-13

(54)【発明の名称】ウインチのブレーキ装置

(51)【国際特許分類】

   B66D 5/26 20060101AFI20241206BHJP

   B66D 5/14 20060101ALI20241206BHJP

   B66D 1/44 20060101ALI20241206BHJP

   F16D 55/40 20060101ALI20241206BHJP

【ＦＩ】

B66D5/26 A

B66D5/14

B66D1/44 H

F16D55/40 F

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021003628

(22)【出願日】2021-01-13

(65)【公開番号】P2022108561

(43)【公開日】2022-07-26

【審査請求日】2023-09-12

(73)【特許権者】

【識別番号】503032946

【氏名又は名称】住友重機械建機クレーン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000442

【氏名又は名称】弁理士法人武和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】本庄 浩平

【審査官】板澤 敏明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０４３８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１１６８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１８２０７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０５５８４９５０（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６６Ｄ ５／２６

Ｂ６６Ｄ ５／１４

Ｂ６６Ｄ １／４４

Ｆ１６Ｄ ５５／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業機械に用いられ、ブレーキ操作に基づいて制動力を発生させるウインチのブレーキ装置において、
制動部材同士を圧接させて前記制動力を発生させる押圧部材と、
前記押圧部材と別体で構成されて前記押圧部材を押圧可能な第１ピストンを備え、前記押圧部材に前記第１ピストンを介して前記制動部材同士を圧接させるための第１押圧力を付与する第１ブレーキシリンダと、
前記押圧部材と別体で構成されて前記第１ピストンとは独立して前記押圧部材を押圧可能な第２ピストンを備え、前記押圧部材に前記第２ピストンを介して前記第１押圧力と異なる第２押圧力を付与する第２ブレーキシリンダと、を備え、
前記第１ブレーキシリンダと前記第２ブレーキシリンダとは、互いに独立して前記第１押圧力または前記第２押圧力を付与可能であることを特徴とするウインチのブレーキ装置。

【請求項2】

請求項１に記載のウインチのブレーキ装置において、
前記第１ブレーキシリンダおよび前記第２ブレーキシリンダは、協働して前記第１押圧力および前記第２押圧力を付与可能であることを特徴とするウインチのブレーキ装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載のウインチのブレーキ装置において、
前記第１ブレーキシリンダは、圧油が供給される第１圧力室を有し、
前記第２ブレーキシリンダは、圧油が供給される第２圧力室を有し、
前記第１圧力室および前記第２圧力室のうち一方には、最大圧力の圧油と前記ブレーキ操作に応じて圧力が調整された圧油のうち一方が選択的に供給され、
前記第１圧力室および前記第２圧力室のうち他方には、前記最大圧力の圧油と前記ブレーキ操作に応じて圧力が調整された圧油のうち他方が選択的に供給されることを特徴とするウインチのブレーキ装置。

【請求項4】

請求項１または２に記載のウインチのブレーキ装置において、
前記ブレーキ操作に応じて作動するブレーキ制御弁と、
入力信号に基づいて作動する電磁比例弁と、を備え、
前記第１ブレーキシリンダは、圧油が供給される第１圧力室を有し、
前記第２ブレーキシリンダは、圧油が供給される第２圧力室を有し、
前記第１圧力室および前記第２圧力室のうち一方には、前記ブレーキ制御弁にて圧力が調整された圧油が供給され、
前記第１圧力室および前記第２圧力室のうち他方には、前記電磁比例弁にて圧力が調整された圧油が供給されることを特徴とするウインチのブレーキ装置。

【請求項5】

請求項４に記載のウインチのブレーキ装置において、
前記電磁比例弁の制御特性が予め複数設定されており、
前記電磁比例弁は、オペレータによって選択された前記制御特性に対応する前記入力信号に基づいて作動することを特徴とするウインチのブレーキ装置。

【請求項6】

請求項１～５の何れか１項に記載のウインチのブレーキ装置において、
前記作業機械は、吊り荷を自重で落下させるフリーフォール作業を行うことができるクレーンであり、
前記クレーンには、前記フリーフォール作業における作業モードとして、
前記第１ブレーキシリンダによる制動力を発生させて作業を行う第１作業モードと、
前記第２ブレーキシリンダによる制動力を発生させて作業を行う第２作業モードと、が予め設定されており、
前記フリーフォール作業中は前記作業モードの切り換えが無効とされることを特徴とするウインチのブレーキ装置。

【請求項7】

請求項１～５の何れか１項に記載のウインチのブレーキ装置において、
前記作業機械は、吊り荷を自重で落下させるフリーフォール作業を行うことができるクレーンであり、
前記クレーンには、前記フリーフォール作業における作業モードとして、
前記第１ブレーキシリンダによる制動力を発生させて作業を行う第１作業モードと、
前記第２ブレーキシリンダによる制動力を発生させて作業を行う第２作業モードと、が予め設定されており、
前記第１作業モードと前記第２作業モードとの切り換えは、前記吊り荷の荷重に基づいて自動的に行われることを特徴とするウインチのブレーキ装置。

【請求項8】

請求項４または５に記載のウインチのブレーキ装置において、
前記第１圧力室に供給される圧油と前記第２圧力室に供給される圧油とは、共通の前記ブレーキ制御弁を介して供給されることを特徴とするウインチのブレーキ装置。

【請求項9】

請求項１～５の何れか１項に記載のウインチのブレーキ装置において、
前記第１ブレーキシリンダは、第１バネの付勢力によって前記押圧部材に前記第１押圧力を付与し、
前記第２ブレーキシリンダは、第２バネの付勢力によって前記押圧部材に前記第２押圧力を付与し、
前記第１バネと前記第２バネとは、同じバネ特性であって、互いに数が異なることを特徴とするウインチのブレーキ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業機械に用いられるウインチのブレーキ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

本技術分野の背景技術として、例えば特許文献１には、２つのブレーキ機構（ブレーキシリンダ）を直列で配置することで、クレーンの非フリーフォール時におけるブレーキの制御特性とフリーフォール時におけるブレーキの制動特性を変更できる技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６６４５９３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、クレーンは様々な用途でフリーフォール作業が発生するため、多様化する作業（作業時の様々な荷重）に応じたブレーキの制動特性が求められている。

【0005】

本発明は、上記した実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、作業機械（クレーン等）のフリーフォール作業の操作性を向上できるウインチのブレーキ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明の一態様は、作業機械に用いられ、ブレーキ操作に基づいて制動力を発生させるウインチのブレーキ装置において、制動部材同士を圧接させて前記制動力を発生させる押圧部材と、前記押圧部材と別体で構成されて前記押圧部材を押圧可能な第１ピストンを備え、前記押圧部材に前記第１ピストンを介して前記制動部材同士を圧接させるための第１押圧力を付与する第１ブレーキシリンダと、前記押圧部材と別体で構成されて前記第１ピストンとは独立して前記押圧部材を押圧可能な第２ピストンを備え、前記押圧部材に前記第２ピストンを介して前記第１押圧力と異なる第２押圧力を付与する第２ブレーキシリンダと、を備え、前記第１ブレーキシリンダと前記第２ブレーキシリンダとは、互いに独立して前記第１押圧力または前記第２押圧力を付与可能であることを特徴とする。

【0007】

本発明によれば、作業機械（クレーン等）のフリーフォール作業の操作性を向上できる。なお、上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係るブレーキ装置を備えたクレーンの外観側面図。

【図2】第１実施形態に係るブレーキ装置の油圧回路図。

【図3】（ａ）は第１ピストンの制動力特性を示す図、（ｂ）は第２ピストンの制動力特性を示す図、（ｃ）はブレーキ制御弁の圧力特性を示す図、（ｄ）はブレーキ制御特性を示す図。

【図4】コントローラによるブレーキ装置の制御処理の手順を示すフローチャート。

【図5】変形例１－１に係るブレーキ装置の油圧回路図。

【図6】変形例１－２に係るブレーキ装置の制御処理の手順を示すフローチャート。

【図7】変形例１－３に係るブレーキ装置の制御処理の手順を示すフローチャート。

【図8】第２実施形態に係るブレーキ装置の油圧回路図。

【図9】（ａ）は電磁比例弁の制御特性を示す図、（ｂ）は重掘削モードにおけるブレーキ制御特性を示す図、（ｃ）は軽掘削モードにおけるブレーキ制御特性を示す図。

【図10】（ａ）は電磁比例弁の制御特性を示す図、（ｂ）は重掘削モードにおけるブレーキ制御特性を示す図、（ｃ）は軽掘削モードにおけるブレーキ制御特性を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明に係るブレーキ装置を、作業機械の一例であるクレーンに適用した実施形態について、図面を参照して説明する。

【0010】

＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態に係るブレーキ装置を備えたクレーンの外観側面図である。クレーン１００は、走行体１０１と、旋回装置１０２を介して走行体１０１上に旋回可能に設けられた旋回体１０３と、旋回体１０３に上下方向に回動可能に設けられたブーム１０４と、オペレータが搭乗する運転室１０８と、を有する。旋回体１０３には巻き上げ用のウインチである巻上ウインチ１０５と、ブーム起伏用のウインチである起伏ウインチ１０６とが搭載されている。

【0011】

巻上ウインチ１０５には巻上ロープ１０５ａが巻回されている。巻上ウインチ１０５の回転により巻上ロープ１０５ａが巻き取られ、または繰り出され、ブーム１０４の先端に設けられたシーブを介してフック１１０が昇降する。起伏ウインチ１０６には起伏ロープ１０６ａが巻回されている。起伏ウインチ１０６の回転により起伏ロープ１０６ａが巻き取られ、または繰り出され、ブーム１０４の先端に設けられたシーブを介してブーム１０４が起伏する。

【0012】

運転室１０８には、巻上ウインチ１０５の巻上げおよび巻下げの操作を行う巻上操作レバー１３、旋回体１０３の旋回操作やブーム１０４の起伏ウインチ１０６の起伏操作を行うための各種操作レバー（不図示）、クレーン１００の制御を行うコントローラ１８、ブレーキ装置４の動作モードを切り換えるブレーキモード切換スイッチ１７と、ブレーキ装置４の制御特性を切り換えるブレーキ制御特性切換スイッチ２４、報知手段としてのモニタ（不図示）等が設けられている（図２参照）。

【0013】

図２は本発明の第１実施形態に係るブレーキ装置の油圧回路図である。図２では、巻上ウインチ１０５を駆動する油圧回路について図示したものであり、起伏ウインチ１０６を駆動する油圧回路については、図示を省略している。

【0014】

クレーン１００は、クレーン１００の各部の動作を制御するコントローラ１８と、エンジン（不図示）と、エンジン（不図示）により駆動されるメインポンプ１２、冷却油ポンプ１９およびパイロットポンプ９とを備えている。メインポンプ１２、冷却油ポンプ１９およびパイロットポンプ９は、タンク１０内の作動油を圧油として吐出する。

【0015】

コントローラ１８は、図示しないが、各種演算等を行うＣＰＵ、ＣＰＵによる演算を実行するためのプログラムを格納するＲＯＭやＨＤＤ等の記憶装置、ＣＰＵがプログラムを実行する際の作業領域となるＲＡＭ、および他の機器とデータを送受信する際のインタフェースである通信インタフェースを含むハードウェアと、記憶装置に記憶され、ＣＰＵにより実行されるソフトウェアとから構成される。コントローラ１８の各機能は、ＣＰＵが、記憶装置に格納された各種プログラムをＲＡＭにロードして実行することにより、実現される。

【0016】

巻上ウインチ１０５は、巻取ドラム３と、油圧モータ１と、メインポンプ１２と、コントロールバルブ１１と、遊星減速機構２と、ブレーキ装置４と、を備える。メインポンプ１２は、油圧モータ１に圧油を供給し、油圧モータ１を駆動して、巻取ドラム３を巻上げおよび巻下げ駆動する。コントロールバルブ１１は、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。遊星減速機構２は、油圧モータ１の駆動力を巻取ドラム３に伝達する。ブレーキ装置４は、遊星減速機構２のキャリア軸４ｇを制動することにより巻取ドラム３の自由回転を阻止する。

【0017】

遊星減速機構２は、サンギヤ２ａと、プラネタリギヤ２ｂと、リングギヤ２ｃとを含んで構成される。油圧モータ１の出力軸は遊星減速機構２のサンギヤ２ａに連結されている。サンギヤ２ａにはプラネタリギヤ２ｂが噛合され、プラネタリギヤ２ｂには巻取ドラム３の内周側に設けられたリングギヤ２ｃが噛合されている。プラネタリギヤ２ｂは、プラネタリキャリア２ｄにより支持されている。プラネタリキャリア２ｄが固着されるキャリア軸４ｇは、ブレーキ装置４の内部で軸受により支持されている。キャリア軸４ｇの外周面とキャリア軸４ｇが挿通される貫通孔との間は、オイルシール４ｈにより封止されている。

【0018】

以下、説明の便宜上、巻上ウインチ１０５の回転軸方向、すなわちキャリア軸４ｇの中心軸方向を単に軸方向と記す。また、巻上ウインチ１０５の軸方向の両端のうち油圧モータ１の出力軸が配置される側を巻上ウインチ１０５の前側、軸方向反対側を巻上ウインチ１０５の後側として説明する。

【0019】

（ブレーキ装置の構成）
ブレーキ装置４は、油圧モータ１と巻取ドラム３との間で回転を伝達したり、遮断したりするクラッチ装置としての機能も有している。つまり、ブレーキ装置４は、動力巻上げおよび停止時はクラッチおよびパーキングブレーキとして機能し、フリーフォール時はサービスブレーキ（常用ブレーキ）としての機能を有している。なお、本明細書では、ブレーキ装置４をクラッチとして用いる場合に必要な制動力を「必要クラッチ力」と定義する。

【0020】

本実施形態に適用されるブレーキ装置４は、ネガティブ型であって、複数の摩擦板４ａを有する湿式多板ブレーキである。ブレーキ装置４は、複数の摩擦板（制動部材）４ａと、複数の摩擦板４ａと係合する複数の相手板（制動部材）４ｂと、第１ブレーキシリンダ３１と、第２ブレーキシリンダ３２と、キャリア軸４ｇと、オイルシール４ｈと、押圧部材４ｊと、を主に備える。

【0021】

複数の摩擦板４ａは、キャリア軸４ｇの外周に、軸方向に移動可能で回転方向に拘束するようにスプライン結合により取り付けられている。一方、複数の相手板４ｂは、複数の摩擦板４ａと軸方向において交互に配置され、ケーシングの内周に、軸方向に自由で回転方向に拘束するようにスプライン結合により取り付けられている。相手板４ｂに押圧力を付与することにより摩擦板４ａとの間で発生する摩擦トルクがキャリア軸４ｇに伝達され、制動力が発生する。

【0022】

相手板４ｂ同士は、バネにより連結されている。このため、ブレーキ解放状態において、相手板４ｂ同士が離隔するように移動し、摩擦板４ａと相手板４ｂとの間に隙間が形成される。摩擦板４ａと相手板４ｂとの間に隙間が形成されることで、フリーフォール時の引きずりトルク（摩擦板４ａと相手板４ｂとの間の油の粘性による回転抵抗（いわゆるドラグトルク））が低減される。

【0023】

第１ブレーキシリンダ３１は、第１ピストン４ｃと、第１ピストン４ｃを付勢する複数のバネ（第１バネ）４ｅと、第１ピストン４ｃを収容する第１ケーシング４ｆと、第１ケーシング４ｆと第１ピストン４ｃとの間に環状に形成された空間である第１圧力室４ｍと、を有する。

【0024】

第２ブレーキシリンダ３２は、第２ピストン４ｄと、第２ピストン４ｄを付勢する複数のバネ（第２バネ）４ｋと、第２ピストン４ｄを収容する第２ケーシング４ｉと、第２ケーシング４ｉと第２ピストン４ｄとの間に環状に形成された空間である第２圧力室４ｎと、を有している。

【0025】

第１ピストン４ｃは複数のバネ４ｅによって軸方向の前側に第１押圧力で付勢されている。第２ピストン４ｄは第１ピストン４ｃの内側で第１ピストン４ｃと同軸上に配置されている。第２ピストン４ｄは、第１ピストン４ｃと同様に複数のバネ４ｋによって軸方向の前側（図２の右側）に第２押圧力で付勢されている。そして、第１ピストン４ｃと第２ピストン４ｄとは、それぞれ独立して押圧部材４ｊを押圧可能である。

【0026】

ここで、第１ピストン４ｃを付勢するバネ４ｅと第２ピストン４ｄを付勢するバネ４ｋとは、同一の線形特性かつ同一のバネ性能（バネ定数）を有しており、バネ４ｅとバネ４ｋの数が異なっている。即ち、本実施形態において、バネ４ｅとバネ４ｋとは、互いに同一のバネ特性（力を加えると変形し、力を取り除くと復元する特性）を有している。勿論、バネ４ｅ，４ｋは非線形特性を有していても良いし、互いに異なるバネ定数を有していても良い。また、バネ４ｅとバネ４ｋの数が同じでも良い。

【0027】

本実施形態では、第１ピストン４ｃを付勢するバネ４ｅの方が、第２ピストン４ｄを付勢するバネ４ｋより数が多く、より詳細には、バネ４ｅの数とバネ４ｅの数との比が６：４となっている。よって、第１ピストン４ｃの方が第２ピストン４ｄより相手板４ｂを押圧する押圧力が１．５倍大きい。別言すれば、第１ピストン４ｃの方が第２ピストン４ｄより１．５倍大きい制動力を発生することができる。なお、２つのブレーキシリンダ３１，３２による制動力の合計値は、必要クラッチ力と等しくなるように設定されている。よって、必要クラッチ力が第１ブレーキシリンダ３１と第２ブレーキシリンダ３２とに６：４で按分されることとなる。別言すれば、バネ４ｅ，４ｋの付勢力の合計が必要クラッチ力を発生するために必要な押圧力と等しくなる。

【0028】

第１圧力室４ｍには、ブレーキシリンダポートＢ１から圧油が供給される。第２圧力室４ｎには、ブレーキシリンダポートＢ２から圧油が供給される。第１圧力室４ｍに圧油が供給されると、第１ピストン４ｃが軸方向の後側に押圧される。第２圧力室４ｎに圧油が供給されると、第２ピストン４ｄが軸方向の後側に押圧される。よって、第１ピストン４ｃおよび第２ピストン４ｄが軸方向の後側に押圧されている状態では、ブレーキ装置４の制動力は最も小さく、第１ピストン４ｃまたは第２ピストン４ｄが軸方向の前側に押圧されている状態になると、ブレーキ装置４による制動力が最も大きくなる。

【0029】

なお、第１圧力室４ｍに作用する圧油の受圧面積Ａ１と第２圧力室４ｎに作用する圧油の受圧面積Ａ２の比（Ａ１／Ａ２）は、第１ピストン４ｃの押圧力と第２ピストン４ｄの押圧力の比と等しくなるように構成されている。上記したように、本実施形態では、第１ピストン４ｃを付勢するバネ４ｅの数と第２ピストン４ｄを付勢するバネ４ｋの数との比が６：４なので、受圧面積Ａ１と受圧面積Ａ２の比も６：４になるように構成されている。これにより、ブレーキペダル６ａの踏込量に比例した制動力を発生させることができる。別言すれば、ブレーキペダル６ａの踏込量に比例した制動力の比も６：４になるように構成されている。

【0030】

なお、第１ピストン４ｃの押圧力と第２ピストン４ｄの押圧力の比と、第１圧力室４ｍの受圧面積Ａ１と第２圧力室４ｎの受圧面積Ａ２の比との関係は、必ずしも一致していなくても良い。例えば、押圧力の比と受圧面積の比との差が±１０％の範囲（好ましくは±５％の範囲）であれば良い。これは、両圧力室４ｍ，４ｎにおいて、ブレーキシリンダ３１，３２に取り付けられたピストンシールによる圧力損失を考慮し、実効的な受圧面積が要求の比となるように積極的に調整される場合を含む。

【0031】

押圧部材４ｊは、第１ピストン４ｃおよび第２ピストン４ｄと当接可能に設けられ、第１ピストン４ｃに作用するバネ４ｅの付勢力および第２ピストン４ｄに作用するバネ４ｋの付勢力によって、常時、相手板４ｂを押圧している。即ち、押圧部材４ｊに作用する軸方向の前側への押圧力により、ブレーキ装置４は常時、制動力を発生させている（ネガティブブレーキ）。なお、押圧部材４ｊは、第１ピストン４ｃと第２ピストン４ｄとに同時に当接可能であれば、その形状は問わない。

【0032】

ブレーキシリンダポートＢ１は、ブレーキ制御弁６、ブレーキモード切換弁５、およびブレーキ制御特性切換弁２２を介してパイロットポンプ９に接続されていると共に、ブレーキモード切換弁２１およびブレーキ制御特性切換弁２３を介してパイロットポンプ９に接続されている。これにより、ブレーキシリンダポートＢ１は、ブレーキ制御弁６によって圧力が調整された圧油と、パイロットポンプ９から吐出された圧油とが選択的に供給可能となっている。

【0033】

また、ブレーキシリンダポートＢ２も同様に、ブレーキ制御弁６、ブレーキモード切換弁５、およびブレーキ制御特性切換弁２２を介してパイロットポンプ９に接続されていると共に、ブレーキモード切換弁２１およびブレーキ制御特性切換弁２３を介してパイロットポンプ９に接続されている。これにより、ブレーキシリンダポートＢ２も、ブレーキ制御弁６によって圧力が調整された圧油と、パイロットポンプ９から吐出された圧油とが選択的に供給可能となっている。

【0034】

ここで、ブレーキ装置４を冷却するために、冷却油ポンプ１９により冷却油（圧油）が強制循環されている。具体的には、冷却油ポンプ１９から吐出された冷却油は、ＩＮポートからブレーキ装置４の内部に供給され、ブレーキディスク（摩擦板４ａ、相手板４ｂ）の熱を吸収した後、ＯＵＴポートから排出され、タンク１０に戻る。冷却油ポンプ１９の吐出圧の上限は、リリーフ弁であるケーシング内圧保護弁２０により制限されている。そのため、ブレーキ装置４の内圧もケーシング内圧保護弁２０の上限以下に保持されている。尚、ＩＮポートとＯＵＴポートの位置関係は本実施形態とは逆関係に構成しても良い。

【0035】

（油圧回路構成）
巻上ウインチ１０５を駆動する油圧回路には、巻上操作レバー１３の操作により切換制御される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、ブレーキペダル６ａにより操作されるブレーキ制御弁６と、コントローラ１８により切換制御されるブレーキモード切換弁５，２１およびブレーキ制御特性切換弁２２，２３と、ケーシング内圧保護弁２０と、が設けられている。なお、ブレーキ制御弁６は、ブレーキ操作に応じて作動する構成であれば良く、ブレーキペダル６ａの踏込量に応じて作動する構成のほか、ブレーキペダル６ａの踏力に応じて作動する構成や、この操作を手操作に置き替えて作動する構成、または巻上ウインチ１０５の回転速度に応じて作動する構成であっても良い。

【0036】

また、この油圧回路には、ブレーキモード切換弁５，２１を切り換えてブレーキ装置４の動作モード（中立ブレーキモード／中立フリーモード）を切り換えるために、複数の操作圧センサ１５と、１つのブレーキ回路圧センサ１６とが設けられ、それぞれコントローラ１８に接続されている。さらに、コントローラ１８には、ブレーキモード切換スイッチ１７およびブレーキ制御特性切換スイッチ２４が接続されている。

【0037】

なお、ブレーキモード切換スイッチ１７は動作モードを後述する中立ブレーキモードと中立フリーモードの何れにするかを選択するスイッチであり、ブレーキ制御特性切換スイッチ２４は作業モードを後述する重掘削モードと軽掘削モードの何れにするかを選択するスイッチである。

【0038】

（油圧回路の動作）
次に、動力巻上げ・巻下げを行う動作モードである中立ブレーキモードでの油圧回路の動作、ならびに、フリーフォールを行う動作モードである中立フリーモードでの油圧回路の動作について説明する。図２は中立ブレーキモードの状態を示している。ブレーキモード切換スイッチ１７が中立ブレーキモードの操作位置に切り換わると、図２に示すように、ブレーキモード切換弁５，２１およびブレーキ制御特性切換弁２２，２３が非励磁状態となる。この状態において、ブレーキモード切換スイッチ１７が中立フリーモードの操作位置に切り換わると共に、その他の条件が成立すると、ブレーキモード切換弁５，２１が励磁されて動作モードが中立フリーモードに切り換わる。

【0039】

－動力巻上げ・巻下げ時の動作（中立ブレーキモード）－
図２に示す巻上操作レバー１３が巻上げ位置あるいは巻下げ位置に操作されると、パイロットポンプ９からのパイロット圧がコントロールバルブ１１に作用してコントロールバルブ１１のスプールが駆動され、コントロールバルブ１１を介してメインポンプ１２から吐出される圧油が油圧モータ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は高圧選択弁１４を介してモータブレーキ切換弁７にも作用する。これにより、モータブレーキ切換弁７が位置（Ａ）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がモータブレーキシリンダ８をブレーキ開放側へ駆動させるので、油圧モータ１が回転駆動する。尚、モータブレーキ切換弁７は、操作圧センサ１５の検出信号によって電気的に切り換えを行う電磁切換弁でも良い。

【0040】

中立ブレーキモードでは、ブレーキモード切換弁５，２１およびブレーキ制御特性切換弁２２，２３が非励磁状態である。よって、ブレーキモード切換弁５，２１は、それぞれ位置（Ｄ１），（Ｄ２）に切り換わり、ブレーキ制御特性切換弁２２，２３は、それぞれ位置（Ｅ１），（Ｅ２）に切り換わっている。なお、ブレーキ制御特性切換弁２２，２３は、必ずしも位置（Ｅ１），（Ｅ２）に切り換わっていなくても良い。即ち、ブレーキ制御特性切換弁２２，２３がそれぞれ位置（Ｆ１），（Ｆ２）の状態で、中立ブレーキモードが開始されても良い。

【0041】

ブレーキ解除圧であるパイロットポンプ９からのパイロット圧はブレーキモード切換弁５，２１で遮断され、第１圧力室４ｍおよび第２圧力室４ｎはタンク１０と連通する。第１圧力室４ｍおよび第２圧力室４ｎはタンク圧となり、バネ４ｅが第１ピストン４ｃを付勢し、バネ４ｋが第２ピストン４ｄを付勢する。第１ピストン４ｃおよび第２ピストン４ｄに作用するバネ４ｅ，４ｋの付勢力が押圧部材４ｊに伝達され、押圧部材４ｊが相手板４ｂを押圧する。その結果、摩擦板４ａと相手板４ｂとが互いに押し付けられてプラネタリキャリア２ｄに制動力が付与され、プラネタリキャリア２ｄが固定される。

【0042】

中立ブレーキモードにおいて、油圧モータ１の回転駆動力によって遊星減速機構２のサンギヤ２ａが回動すると、プラネタリギヤ２ｂが自転してリングギヤ２ｃおよびリングギヤ２ｃに接続されている巻取ドラム３が回動して、動力による巻上げあるいは巻下げが行われる。

【0043】

－フリーフォール時の動作（中立フリーモード）－
巻上操作レバー１３が中立位置に操作されると、コントロールバルブ１１によってメインポンプ１２から油圧モータ１への圧油の流れが遮断される。高圧選択弁１４を介したモータブレーキ切換弁７へのパイロット圧油も供給されなくなるので、モータブレーキ切換弁７が位置（Ｂ）に切り換えられる。モータブレーキ切換弁７により、モータブレーキシリンダ８へのパイロット圧が遮断されるので、モータブレーキがバネの付勢力により作動する。この状態で、ブレーキモード切換弁５，２１が励磁され、かつ、ブレーキ装置４の制動力が開放されると、巻取ドラム３はフック１１０に吊り下げられた吊り荷の自重により自由回転する。

【0044】

中立フリーモードへの切り換えは、操作圧センサ１５と、ブレーキ回路圧センサ１６と、ブレーキモード切換スイッチ１７の各判定値に基づいて、コントローラ１８の指令によりブレーキモード切換弁５，２１を作動させることにより行われる。例えば、操作圧センサ１５で検出された操作圧が予め定められた閾値よりも小さく（即ち、巻上操作レバー１３が中立）、かつ、ブレーキ回路圧センサ１６で検出された回路圧が予め定められた閾値よりも小さい状態（即ち、ブレーキペダル６ａが踏み込まれている状態）で、ブレーキモード切換スイッチ１７が中立フリーモードの操作位置に切り換えられたことが検出されたとき、コントローラ１８は中立ブレーキモードから中立フリーモードへと動作モードを切り換える。

【0045】

ここで、本実施形態では、中立フリーモードでの作業モードとして、重掘削モード（第１作業モード）と軽掘削モード（第２作業モード）とが予め用意されている。重掘削モードは、重い吊り荷を自重により落下させる場合（重負荷作業）に好適なモードであり、軽掘削モードは、比較的軽量の吊り荷を自重により落下させる場合（軽負荷作業）に好適なモードである。具体的には、重掘削モードと軽掘削モードとでは、ブレーキ制御特性が異なっており、重掘削モードの方が軽掘削モードより制動力が大きくなるように設定されている。以下、それぞれの掘削モードにおける油圧回路の動作を説明する。

【0046】

－重掘削モード－
ブレーキ制御特性切換スイッチ２４が重掘削モードの位置に切り換わると、作業モードが重掘削モードに切り換わる。重掘削モードでは、ブレーキモード切換弁５，２１が励磁状態、かつ、ブレーキ制御特性切換弁２２，２３が非励磁状態である。即ち、重掘削モードでは、ブレーキモード切換弁５，２１がそれぞれ位置（Ｃ１），（Ｃ２）に切り換えられ、ブレーキ制御特性切換弁２２，２３がそれぞれ位置（Ｅ１），（Ｅ２）に切り換えられる。

【0047】

すると、ブレーキモード切換弁５には、ブレーキ制御弁６によって調整されたパイロット圧（ブレーキペダル６ａの踏込量に応じたパイロット圧）がかかり、ブレーキモード切換弁２１にはブレーキ解除圧（最大圧力）であるパイロットポンプ９からのパイロット圧が直接かかる。ブレーキ制御弁６によって調整されたパイロット圧は、ブレーキシリンダポートＢ１を介して第１圧力室４ｍに作用する。そのため、第１ピストン４ｃは、バネ４ｅの付勢力と第１圧力室４ｍに作用するパイロット圧との差に応じた押圧力で押圧部材４ｊを押圧する。

【0048】

一方、第２圧力室４ｎには、ブレーキシリンダポートＢ２を介してパイロットポンプ９からのパイロット圧（ブレーキ解除圧）が直接作用する。より詳細には、パイロットポンプ９の最大吐出圧が第２圧力室４ｎには作用している。そのため、第２ピストン４ｄはバネ４ｋの付勢力に抗して軸方向の後側（図２の左側）に保持され、第２ピストン４ｄによるブレーキは解除される。

【0049】

このように、重掘削モードでは、第１ブレーキシリンダ３１が第２ブレーキシリンダ３２と独立して動作し、第１ブレーキシリンダ３１による制動力のみが発生する。そして、重掘削モードにおける制動力は、第１ピストン４ｃを付勢するバネ４ｅのバネ特性に従うこととなる。

【0050】

－軽掘削モード－
ブレーキ制御特性切換スイッチ２４が軽掘削モードの位置に切り換わると、作業モードが軽掘削モードに切り換わる。軽掘削モードでは、ブレーキモード切換弁５，２１が励磁状態、かつ、ブレーキ制御特性切換弁２２，２３が励磁状態である。即ち、軽掘削モードでは、ブレーキモード切換弁５，２１がそれぞれ位置（Ｃ１），（Ｃ２）に切り換えられ、ブレーキ制御特性切換弁２２，２３がそれぞれ位置（Ｆ１），（Ｆ２）に切り換えられる。

【0051】

すると、ブレーキモード切換弁５には、ブレーキ制御弁６によって調整されたパイロット圧（ブレーキペダル６ａの踏込量に応じたパイロット圧）がかかり、ブレーキモード切換弁２１にはブレーキ解除圧であるパイロットポンプ９からのパイロット圧が直接かかる。軽掘削モードでは、ブレーキ制御特性切換弁２２，２３の位置がそれぞれ位置（Ｆ１），（Ｆ２）に切り換えられるため、ブレーキ制御弁６によって調整されたパイロット圧は、ブレーキシリンダポートＢ２を介して第２圧力室４ｎに作用する。そのため、第２ピストン４ｄは、バネ４ｋの付勢力と第２圧力室４ｎに作用するパイロット圧との差に応じた押圧力で押圧部材４ｊを押圧する。

【0052】

一方、第１圧力室４ｍには、ブレーキシリンダポートＢ１を介してパイロットポンプ９からのパイロット圧（ブレーキ解除圧）が直接作用する。より詳細には、パイロットポンプ９の最大吐出圧が第１圧力室４ｍには作用している。そのため、第１ピストン４ｃはバネ４ｅの付勢力に抗して軸方向の後側（図２の左側）に保持され、第１ピストン４ｃによるブレーキは解除される。

【0053】

このように、軽掘削モードでは、第２ブレーキシリンダ３２が第１ブレーキシリンダ３１と独立して動作し、第２ブレーキシリンダ３２による制動力のみが発生する。そして、軽掘削モードにおける制動力は、第２ピストン４ｄを付勢するバネ４ｋのバネ特性に従うこととなる。このように、ブレーキ制御特性切換弁２２，２３を励磁することで、制動力を発生させるブレーキシリンダ３１，３２が選択的に切り換わる。

【0054】

次に、図３を参照し、本実施形態に係るブレーキ装置４の各種特性について説明する。図３（ａ）は、第１ピストン４ｃの制動力特性を示す図であり、横軸は第１圧力室４ｍに作用する圧力を示し、縦軸は第１ピストン４ｃによる制動力を示している。図３（ｂ）は、第２ピストン４ｄの制動力特性を示す図であり、横軸は第２圧力室４ｎに作用する圧力を示し、縦軸は第２ピストン４ｄによる制動力を示している。

【0055】

上記したように、本実施形態では、第１ピストン４ｃを付勢するバネ４ｅの数と、第２ピストン４ｄを付勢するバネ４ｋの数との比が６：４となっているため、必要クラッチ力を１００％（制動力の最大値）とすると、第１ピストン４ｃの制動力は最大で必要クラッチ力の６０％（図３（ａ）参照）、第２ピストン４ｄの制動力は最大で必要クラッチ力の４０％（図３（ｂ）参照）に按分される。そして、バネ４ｅは線形特性を有しているため、第１圧力室４ｍに作用する圧力が増加するのに伴って、第１ピストン４ｃの制動力は直線的に減少する。同様に、第２圧力室４ｎに作用する圧力が増加するのに伴って、第２ピストン４ｄの制動力も直線的に減少する。

【0056】

なお、第１ピストン４ｃの制動力特性および第２ピストン４ｄの制動力特性は、バネ４ｅ、４ｋのバネ特性、第１ピストン４ｃや第２ピストン４ｄの受圧面積を変更することにより、調整することができる。

【0057】

図３（ｃ）は、ブレーキ制御弁６の圧力特性を示す図である。横軸は、ペダルストロークを示している。ペダルストロークは、ブレーキペダル６ａを最大に踏み込んだ状態を１００％、ブレーキペダル６ａを踏み込んでいない非操作状態を０％として、ペダルストローク（踏込量）の割合を示している。

【0058】

図３（ｃ）に示すように、ブレーキ制御弁６の圧力特性は、ペダルストロークが０％以上１００％以下の範囲において、ペダルストロークの増加に応じて圧力が直線的に減少する特性である。なお、ブレーキ制御弁６の圧力特性は、ペダルストロークの増加に応じて必ずしも直線的に圧力が減少しない特性であっても良い。

【0059】

図３（ｄ）は、ブレーキ制御特性を示す図であり、横軸にペダルストロークを示し、縦軸に制動力を示している。図３（ｄ）では、必要クラッチ力を１００％として、制動力の割合を示している。図３（ｄ）に示すように、重掘削モードでは、ペダルストロークの増加に応じて制動力が０％から６０％の範囲で線形的に増加する。一方、軽掘削モードでは、ペダルストロークの増加に応じて制動力が０％から４０％の範囲で線形的に増加する。そして、ペダルストロークが１００％であることが検出されると、直ちにブレーキモード切換弁５，２１が非励磁状態となって一時的に中立ブレーキモードに切り換わる。そのため、第１ブレーキシリンダ３１と第２ブレーキシリンダ３２とが協働して制動力を発生させ、その制動力は必要クラッチ力（１００％）となる。

【0060】

このように、本実施形態では、ペダルストロークが０％～１００％の範囲において、重掘削モードと軽掘削モードとで異なるブレーキ制御特性にて制動力を発生させることができる。

【0061】

次に、コントローラ１８によるブレーキ装置４の制御について説明する。図４はコントローラ１８によるブレーキ装置４の制御処理の手順を示すフローチャートである。図４に示すように、まず、コントローラ１８は、ＲＡＭに記憶されている現在のブレーキ制御特性の設定値を読み込む（Ｓ１０１）。即ち、コントローラ１８は、現在の動作モードが重掘削モードと軽掘削モードの何れであるかを判断する。

【0062】

次いで、コントローラ１８は、現在の動作モードが中立ブレーキモードと中立ブレーキモードの何れであるかのブレーキモード判定を行う（Ｓ１０２）。ブレーキモード判定の結果が中立ブレーキモードである場合には、コントローラ１８は、ブレーキ制御特性切換スイッチ２４が操作されたか否かの操作判定を行う（Ｓ１０３）。コントローラ１８は、ブレーキ制御特性切換スイッチ２４からの入力信号により、軽掘削モードに切り換える操作が行われたと判定した場合には、ブレーキ制御特性切換弁２２，２３を励磁する指令を出力する（Ｓ１０４）。

【0063】

ここで、本実施形態では、Ｓ１０２において、巻上げ操作中に中立ブレーキモードに一時的に切り換わった場合においても、ブレーキ制御特性切換スイッチ２４の操作により軽掘削モードまたは重掘削モードに切り換えられる構成としているが、一時的に中立ブレーキモードに切り換えられた場合には、作業モードの切り換えを禁止あるいは無効としても良い。別言すれば、恒久的な中立ブレーキモード時にのみ、ブレーキ制御特性切換スイッチ２４を有効としても良い。

【0064】

次いで、コントローラ１８は、ブレーキ制御特性の設定値（この場合、軽掘削モード）をＲＡＭに書き込んで、設定値を更新する（Ｓ１０５）。次いで、コントローラ１８は、ブレーキ制御特性の設定を運転室１０８内のモニタに表示する（Ｓ１０６）。即ち、コントローラ１８は、モニタに重掘削モードまたは軽掘削モードである旨を表示する。

【0065】

一方、Ｓ１０３において、コントローラ１８が重掘削モードに切り換える操作が行われたと判定した場合には、ブレーキ制御特性切換弁２２，２３を非励磁にする指令を出力し（Ｓ１０７）、Ｓ１０５に進む。

【0066】

また、Ｓ１０２において、ブレーキモード判定の結果が中立フリーモードである場合には、コントローラ１８は、ブレーキ制御特性切換スイッチ２４が操作されたか否かの操作判定を行い（Ｓ１０８）、操作されたと判定した場合には（Ｓ１０８／ＹＥＳ）、モニタにブレーキ制御特性の変更（重掘削モードと軽掘削モードとの間の切り換え）はできない旨の警告表示を行って（Ｓ１０９）、ブレーキ制御特性切換スイッチ２４の操作を無効にする。即ち、中立フリーモード中は重掘削モードと軽掘削モードとの間の切り換えを禁止している。

【0067】

一方、Ｓ１０８において、コントローラ１８は、ブレーキ制御特性切換スイッチ２４が操作されていないと判定した場合（Ｓ１０８／ＮＯ）、処理が終了となる。

【0068】

以上のように構成された第１実施形態によれば、次の作用効果が得られる。

【0069】

ブレーキ装置４が、第１ブレーキシリンダ３１と第２ブレーキシリンダ３２を備えており、第１ブレーキシリンダ３１と第２ブレーキシリンダ３２とが独立して押圧部材４ｊを押圧して制動力を発生させることができる。そして、第１ブレーキシリンダ３１によるブレーキ特性と、第２ブレーキシリンダ３２によるブレーキ特性とは異なっている（バネ４ｅとバネ４ｋとの数が異なっている）。そのため、オペレータは、作業内容に応じて、第１ブレーキシリンダ３１によるブレーキ特性で制動力を発生させながらクレーン１００を操作することができ、また、第２ブレーキシリンダ３２によるブレーキ特性で制動力を発生させながらクレーン１００を操作することができる。よって、クレーン１００のフリーフォール作業中の操作性が向上する。

【0070】

特に、吊り荷が重い場合には、オペレータが重掘削モードを選択することで、軽掘削モードより大きい制動力を発生させることができるから、オペレータの感覚に合ったブレーキペダル６ａの操作が可能となる。反対に、吊り荷が軽い場合には、オペレータは軽掘削モードを選択することで、ブレーキペダル６ａを所定量踏み込んでも、重掘削モードより小さい制動力しか発生しないため、軽負荷作業においても操作性が向上する。このように、本実施形態では、１つのブレーキ装置４であっても、吊り荷の負荷に応じて異なる２つのブレーキ特性のうち１つを選択して、フリーフォール作業を好適に行うことができる。

【0071】

さらに、第１実施形態では、ブレーキ装置４のブレーキ特性を、第１ブレーキシリンダ３１と第２ブレーキシリンダ３２との切り換えにより物理的（機械的）に行う構成であるため、信頼性が高い。仮に、第１ブレーキシリンダ３１と第２ブレーキシリンダ３２とに作用させる圧油の圧力を電気的に制御した場合、電子部品が故障すると制動力が確保されない可能性があるため、高い安全性が求められるブレーキ装置に不向きである。しかし、第１実施形態のような構成にすれば、ブレーキ特性を物理的（機械的）に切り換えるため、そのような心配はない。

【0072】

また、重掘削モードおよび軽掘削モードの選択は、ブレーキモード判定（Ｓ１０２）において中立ブレーキモード中しか行えないように制御されている。そのため、作業の安全性が向上する。具体的には、中立フリーモードでは吊り荷が自重で落下しているため、この間に動作モードが重掘削モードまたは軽掘削モードに切り換えられると、ブレーキ特性が異なるため、オペレータはブレーキペダル６ａの踏込量の調整が必要となる。しかも、動作モード切換時の応答性に起因して、油圧回路の挙動が一時的に安定しない可能性がある。この点、本実施形態のように、中立ブレーキモード中しか重掘削モードおよび軽掘削モードの選択ができない構成としているため、そのような心配がなく、安全に作業を行える利点がある。

【0073】

なお、中立フリーモード中において、重掘削モードから軽掘削モードへの切り換えは禁止するが、軽掘削モードから重掘削モードへの切り換えは有効にすると、安全性を確保しつつ、オペレータの操作性をより一層向上させることができる。

【0074】

また、モニタに重掘削モード、軽掘削モードの情報や、各種警告情報などが表示されるため、オペレータは視覚的に動作モードを認識し易くなり、クレーン１００の操作性がより一層向上する。なお、モニタによる警告表示の代わりに、ブザーやランプ等の報知手段を用いて警告を行っても良い。

【0075】

また、第１実施形態では、ペダルストロークが１００％であることが検出されると、直ちにブレーキモード切換弁５，２１が非励磁状態となって一時的に中立ブレーキモードに切り換わり、必要クラッチ力（１００％）と等しい制動力が発生する。そのため、クレーン１００を安全に操作できる。勿論、ペダルストロークが１００％のときに必要クラッチ力より低い制動力を発生させる構成であっても良い。

【0076】

ここで、第１実施形態に係るブレーキ装置４は、以下に説明するように様々の変形が可能である。

【0077】

（変形例１－１）
図５は変形例１－１に係るブレーキ装置４の油圧回路図である。図５に示す変形例１－１では、図２に示すブレーキ制御特性切換弁２２，２３を設ける代わりに、ブレーキ制御特性切換弁２２，２３の機能を一体化したブレーキ制御特性切換弁２５を設けている点に特徴がある。

【0078】

図５に示すブレーキ制御特性切換弁２５は非励磁状態であり、ブレーキ制御特性切換弁２５が位置（Ｇ２）に切り換わっている。この状態でブレーキモード切換弁５，２１が励磁されると、ブレーキ制御弁６にて調整されたパイロット圧が第１圧力室４ｍに作用し、パイロットポンプ９から吐出されたパイロット圧（ブレーキ解除圧）が第２圧力室４ｎに作用する。そして、ブレーキペダル６ａの踏込量に応じて、第１ブレーキシリンダ３１による制動力が発生する。よって、ブレーキ制御特性切換弁２５が非励磁状態の場合が重掘削モードである。

【0079】

一方、動作モードを重掘削モードから軽掘削モードに切り換える場合には、コントローラ１８はブレーキ制御特性切換弁２５を励磁するよう指令を出力する。すると、ブレーキ制御特性切換弁２５が位置（Ｇ２）から位置（Ｇ１）に切り換わる。すると、ブレーキ制御弁６にて調整されたパイロット圧が第２圧力室４ｎに作用し、パイロットポンプ９から吐出されたパイロット圧（ブレーキ解除圧）が第１圧力室４ｍに作用する。そして、ブレーキペダル６ａの踏込量に応じて、第２ブレーキシリンダ３２による制動力が発生する。

【0080】

このように、変形例１－１に係るブレーキ装置４においても、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。しかも、変形例１－１では、ブレーキ制御特性切換弁の数が少ないため、油圧回路構成を簡素化できる利点もある。

【0081】

（変形例１－２）
図６は変形例１－２に係るブレーキ装置４の制御処理の手順を示すフローチャートである。図６に示すように、まず、コントローラ１８は、ＲＡＭに記憶されている現在のブレーキ制御特性の設定値（重掘削モードまたは軽掘削モード）を読み込む（Ｓ２０１）。次いで、コントローラ１８は、現在の動作モードが中立フリーモードと中立ブレーキモードの何れであるかを判定するブレーキモード判定を行う（Ｓ２０２）。

【0082】

ブレーキモード判定の結果が中立フリーモードである場合には、コントローラ１８は、Ｓ２０１で読み込んだブレーキ制御特性の設定値が重掘削モードと軽掘削モードの何れであるかを判定する制御特性判定を行う（Ｓ２０３）。コントローラ１８は、Ｓ２０３で軽掘削モードであると判定した場合には、巻上げ操作が行われたか否かの判定を行う（Ｓ２０４）。具体的には、コントローラ１８は、操作圧センサ１５から入力される検出信号に基づいて、巻上操作レバー１３による巻上げ操作が行われたか否かを判定する。

【0083】

Ｓ２０４においてＹＥＳの場合には、コントローラ１８は、巻上ロープ１０５ａに作用する荷重（吊り荷の荷重）を荷重検出器（不図示）にて検出し、この検出値に基づいて、吊り荷のフリーフォールを許可するか否かの降下許容荷重判定を行う（Ｓ２０５）。荷重検出器の検出値が閾値未満の場合、コントローラ１８は、ブレーキ制御特性切換弁２２，２３を励磁する指令を出力する（Ｓ２０６）。

【0084】

一方、荷重検出器の検出値が閾値以上の場合、コントローラ１８は、モニタに重掘削モードに変更する旨の警告表示を行う（Ｓ２０７）。次いで、コントローラ１８は、ブレーキ制御特性切換弁２２，２３を非励磁にする指令を出力し（Ｓ２０８）、ブレーキ制御特性の設定値をＲＡＭに書き込む（Ｓ２０９）。この場合、重掘削モードがＲＡＭに書き込まれる。そして、コントローラ１８は、モニタに現在のブレーキ制御特性を表示する（Ｓ２１０）。具体的には、コントローラ１８は、現在の動作モードが重掘削モードまたは軽掘削モードである旨をモニタに表示する。

【0085】

なお、Ｓ２０２で中立ブレーキモードであると判定された場合、Ｓ２０３で重掘削モードであると判定された場合、およびＳ２０４で巻上げ操作が行われていないと判定された場合（Ｓ２０４／ＮＯ）、コントローラ１８は処理を終了する。

【0086】

この変形例１－２では、現在の動作モードが中立フリーモードかつ軽掘削モードである場合には、巻上操作レバー１３の操作と巻上ロープ１０５ａに作用する吊り荷の荷重を検出し（Ｓ２０４，Ｓ２０５）、吊り荷の荷重が閾値未満の場合にはそのまま軽掘削モードを継続してブレーキ制御特性切換弁２２，２３を励磁し（Ｓ２０６）、吊り荷の荷重が閾値以上の場合には自動的にブレーキ制御特性切換弁２２，２３を非励磁にして重掘削モードに移行させる（Ｓ２０８）ため、オペレータにとって使い勝手が良いうえ、安全面においても優れる。

【0087】

なお、変形例１－２において、コントローラ１８は、Ｓ２０８にて自動的に重掘削モードに切り換えた状態をＲＡＭに記憶し、次回の巻上げ操作時に反映しても良いし、今回の巻上げ操作時に限定した処理としても良い。また、吊り荷の荷重を荷重検出器以外で検出しても良い。

【0088】

（変形例１－３）
図７は変形例１－３に係るブレーキ装置４の制御処理の手順を示すフローチャートである。図７に示すように、まず、コントローラ１８は、ＲＡＭに記憶されている現在のブレーキ制御特性の設定値（重掘削モードまたは軽掘削モード）を読み込み（Ｓ３０１）、読み込んだブレーキ制御特性の設定値が重掘削モードと軽掘削モードの何れであるかを判定する制御特性判定を行う（Ｓ３０２）。コントローラ１８は、Ｓ３０２で軽掘削モードであると判定した場合には、ブレーキ制御特性切換弁２２，２３を励磁する指令を出力する（Ｓ３０３）。一方、コントローラ１８は、Ｓ３０２で重掘削モードであると判定した場合、ブレーキ制御特性切換弁２２，２３を非励磁にする指令を出力する（Ｓ３０４）。そして、コントローラ１８は、モニタに現在のブレーキ制御特性を表示する（Ｓ３０５）。具体的には、コントローラ１８は、現在の動作モードが重掘削モードまたは軽掘削モードである旨をモニタに表示する。

【0089】

次いで、コントローラ１８は、エンジンのキースイッチがＯＦＦ（即ち、クレーン１００の稼働停止）になったか否かを判定するキーＯＦＦ判定を行う（Ｓ３０６）。キースイッチがＯＦＦになっていない場合（Ｓ３０６／ＮＯ）、Ｓ３０１に戻る。一方、キースイッチがＯＦＦになっている場合（Ｓ３０６／ＹＥＳ）、コントローラ１８は、ブレーキ制御特性の設定値をＲＡＭに書き込む（Ｓ３０７）。

【0090】

この変形例１－３では、キースイッチのＯＦＦにより、現在の作業モード（重掘削モードまたは軽掘削モード）をＲＡＭに書き込んで処理を終了するので、次回のキースイッチＯＮ（即ち、クレーン１００の稼働開始）の際、Ｓ３０１にて前回記憶されている作業モードを初期値として読み込むことができる。即ち、前回の作業モードを自動復帰させることができる。よって、変形例３に係るブレーキ装置４の制御は、オペレータにとって使い勝手がより一層良好なものとなる。

【0091】

＜第２実施形態＞
図８は第２実施形態に係るブレーキ装置４の油圧回路図である。図８に示す第２実施形態の第１実施形態との相違点は、ブレーキモード切換弁２１の上流側に電磁比例減圧弁（以下、電磁比例弁という）２６を設け、ブレーキ制御特性調整ダイヤル２７をコントローラ１８に接続した点にある。この構成によれば、ブレーキ制御弁６により圧力が調整された圧油と、電磁比例弁２６により圧力が調整された圧油とが、第１圧力室４ｍと第２圧力室４ｎとに選択的に供給されるため、ブレーキ制御特性をより細かく可変できる。以下、第２実施形態におけるブレーキ制御特性の特徴を具体的に説明する。

【0092】

図９（ａ）は電磁比例弁の制御特性を示す図、（ｂ）は重掘削モードにおけるブレーキ制御特性を示す図、（ｃ）は軽掘削モードにおけるブレーキ制御特性を示す図である。なお、図９（ａ），（ｂ），（ｃ）において、ブレーキ制御特性調整ダイヤル２７がレベル３に設定されているときの制御特性を太線で示し、レベル１，２，４，５の制御特性は細線で示している。また、図９（ａ）に示す電磁比例弁２６の各レベルに対する制御特性はコントローラ１８の記憶装置にルックアップテーブル形式で記憶されている。

【0093】

なお、図９（ａ）では、ブレーキ制御弁６の圧力に対する電磁比例弁２６の制御圧力の特性を規定しているが、ブレーキ制御弁６の圧力の代わりに、ブレーキペダル６ａの踏込量（ストローク）や踏力、あるいは巻上ウインチ１０５の回転速度と電磁比例弁２６の制御圧力の特性との関係を規定しても良い。即ち、電磁比例弁２６は、ブレーキ操作に応じた制御信号に基づいてコントローラ１８により作動される構成であれば良い。

【0094】

図９（ａ）に示すように、レベル１に設定されたときの電磁比例弁２６の制御特性は、ブレーキ制御弁６の圧力が０％以上２０％未満の範囲では、圧力の増加に応じて電磁比例弁２６の制御圧力が０％から１００％まで直線的に増加し、ブレーキ制御弁６の圧力が２０％以上１００％以下の範囲では、電磁比例弁２６の制御圧力が１００％に維持される特性である。

【0095】

レベル２に設定されたときの電磁比例弁２６の制御特性は、ブレーキ制御弁６の圧力が０％以上４０％未満の範囲では、圧力の増加に応じて電磁比例弁２６の制御圧力が０％から１００％まで直線的に増加し、ブレーキ制御弁６の圧力が４０％以上１００％以下の範囲では、電磁比例弁２６の制御圧力が１００％に維持される特性である。

【0096】

レベル３に設定されたときの電磁比例弁２６の制御特性は、ブレーキ制御弁６の圧力が０％以上６０％未満の範囲では、圧力の増加に応じて電磁比例弁２６の制御圧力が０％から１００％まで直線的に増加し、ブレーキ制御弁６の圧力が６０％以上１００％以下の範囲では、電磁比例弁２６の制御圧力が１００％に維持される特性である。

【0097】

レベル４に設定されたときの電磁比例弁２６の制御特性は、ブレーキ制御弁６の圧力が０％以上８０％未満の範囲では、圧力の増加に応じて電磁比例弁２６の制御圧力が０％から１００％まで直線的に増加し、ブレーキ制御弁６の圧力が８０％以上１００％以下の範囲では、電磁比例弁２６の制御圧力が１００％に維持される特性である。

【0098】

レベル５に設定されたときの電磁比例弁２６の制御特性は、ブレーキ制御弁６の圧力が０％以上１００％以下の範囲で、圧力の増加に応じて電磁比例弁２６の制御圧力が０％から１００％まで直線的に増加する特性である。

【0099】

このように、電磁比例弁２６の圧力が、図９（ａ）に示す制御特性に従って制御されるため、重掘削モードでは図９（ｂ）に示すブレーキ制御特性が得られ、軽掘削モードでは図９（ｃ）に示すブレーキ制御特性が得られる。

【0100】

例えば、ブレーキ制御特性調整ダイヤル２７の設定値がレベル３の場合において、重掘削モードでは、図９（ｂ）に示すように、ペダルストロークが０％以上４０％未満の範囲では、ペダルストロークの増加に伴って制動力が第１ピストン４ｃのみによる特性と同じ傾きで直線的に増加し、ペダルストロークが４０％以上１００以下の範囲では、第２ピストン４ｄによるアシスト特性が加わることで、第１ピストン４ｃのみによる特性より急な傾きで直線的に制動力が増加するというブレーキ制御特性が得られる。

【0101】

また、図９（ｃ）に示すように、軽掘削モードでは、設定値が同じレベル３の場合であっても、ペダルストロークが０％以上４０％未満の範囲では、ペダルストロークの増加に伴って制動力が第２ピストン４ｄのみによる特性と同じ傾きで直線的に増加し、ペダルストロークが４０％以上１００以下の範囲では、第１ピストン４ｃによるアシスト特性が加わることで、第２ピストン４ｄのみによる特性より急な傾きで直線的に制動力が増加するというブレーキ制御特性が得られる。

【0102】

そして、同じレベル３であっても、重掘削モードの方が軽掘削モードよりペダルストロークが０％以上４０％未満の範囲での直線の傾きが緩やかとなり、ペダルストロークが４０％以上１００以下の範囲での直線の傾きが急となる。

【0103】

このように、第２実施形態では、よりきめ細かいブレーキ制御特性を実現できるため、オペレータにとってより一層使い勝手が良いものとなる。特に、第２実施形態は、重掘削モードと軽掘削モードとが切り換わる作業において適している。

【0104】

具体的には、１台のクレーン１００には、通常、２個から３個のウインチ装置が搭載されている。このため、作業内容によっては各ウインチ装置の負荷形態が異なる場合がある。たとえば、クラムシェル作業では、バケットを支持し、バケットの昇降を制御するウインチ装置と、バケットの開閉を制御するウインチ装置が用いられる。

【0105】

掘削時、バケットを開いた状態（解放状態）でフリーフォール操作により着土させる操作では、重負荷となるバケット支持用のウインチ装置で降下速度を調整し、軽負荷となるバケット開閉用のウインチ装置は支持用のウインチ装置の降下速度に追従させてバケットを閉じる操作となる。ここで、追従が遅れるとバケットが閉じてから着土してしまい、一方、追従が先行すると開閉用のウインチ装置のワイヤロープが緩んで乱巻となるおそれがある。このため、クラムシェル作業では、特にバケット開閉用のウインチ装置に対する高い操作性が求められる。

【0106】

このように、ウインチ装置ごとに負荷が異なり、それぞれの負荷形態により特化したい場合には第２実施形態が有効である。

【0107】

なお、ブレーキ制御特性調整ダイヤル２７をレベル１～５の５段階に設定したが、この設定は任意である。また、１～５段階の中間値を持つ連続可変式のダイヤルを用いることもできる。

【0108】

（変形例２－１）
また、第２実施形態に係る電磁比例弁２６の制御特性を曲線的に制御するよう変形することもできる。

【0109】

図１０（ａ）は電磁比例弁の制御特性を示す図、（ｂ）は重掘削モードにおけるブレーキ制御特性を示す図、（ｃ）は軽掘削モードにおけるブレーキ制御特性を示す図である。図１０（ａ）に示すように、レベル１に設定されたときの電磁比例弁２６の制御特性は、ブレーキ制御弁６の圧力が０％以上２０％未満の範囲では、圧力の増加に応じて電磁比例弁２６の制御圧力が０％から１００％まで曲線的に増加し、ブレーキ制御弁６の圧力が２０％以上１００％以下の範囲では、電磁比例弁２６の制御圧力が１００％に維持される特性である。レベル２～５についても、図示の通りブレーキ制御弁６の圧力の増加に伴って電磁比例弁２６の制御圧力が曲線的に増加する制御特性である。

【0110】

このように、電磁比例弁２６の圧力が、図１０（ａ）に示す制御特性に従って制御されるため、重掘削モードでは図１０（ｂ）に示すブレーキ制御特性が得られ、軽掘削モードでは図１０（ｃ）に示すブレーキ制御特性が得られる。

【0111】

例えば、ブレーキ制御特性調整ダイヤル２７の設定値がレベル３の場合において、重掘削モードでは、図１０（ｂ）に示すように、ペダルストロークが０％以上４０％未満の範囲では、ペダルストロークの増加に伴って制動力が第１ピストン４ｃのみによる特性と同じ傾きで直線的に増加し、ペダルストロークが４０％以上１００以下の範囲では、第２ピストン４ｄによるアシスト特性が加わることで、ペダルストロークの増加に伴って制動力が曲線的に増加するブレーキ制御特性が得られる。また、軽掘削モードにおいても、図１０（ｃ）に示すようなブレーキ制御特性が得られる。

【0112】

変形例２－１は、フリー降下に伴う制動エネルギが重力加速度によって２次曲線的に変化する場合に、オペレータの感覚と一致した操作性を実現できるため、好適である。さらに、第２実施形態と変形例２－１とをオペレータが選択可能に構成すると、より高機能である。

【0113】

なお、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

【0114】

上記した各実施形態では、ネガティブ型のブレーキ装置４を例示しているが、ポジティブ型のブレーキ装置を用いても良い。即ち、本発明において、ブレーキ装置はネガティブ型に限定されない。

【0115】

また、クレーンの一例として、クローラクレーンを例示したが、本発明は、これに限らず、ホイールクレーン、トラッククレーン、ラフテレーンクレーン、オールテレーンクレーン等の他の移動式クレーンに加えて、タワークレーン、天井クレーン、ジブクレーン、引込みクレーン、スタッカークレーン、門型クレーン、アンローダ、アースドリル等の基礎機械等のあらゆるクレーンに適用可能である。また、本発明はクレーン以外の作業機械、例えば、道路機械や油圧ショベル、ホイールローダ等にも適用できる。また、本発明のブレーキ装置は、ウインチ以外にも適用できる。

【符号の説明】

【0116】

１ 油圧モータ
２ 遊星減速機構
２ａ サンギヤ
２ｂ プラネタリギヤ
２ｃ リングギヤ
２ｄ プラネタリキャリア
３ 巻取ドラム
４ ブレーキ装置
４ａ 摩擦板（制動部材）
４ｂ 相手板（制動部材）
４ｃ 第１ピストン
４ｄ 第２ピストン
４ｅ バネ（第１バネ）
４ｆ 第１ケーシング
４ｇ キャリア軸
４ｈ オイルシール
４ｉ 第２ケーシング
４ｊ 押圧部材
４ｋ バネ（第２バネ）
４ｍ 第１圧力室
４ｎ 第２圧力室
５ ブレーキモード切換弁
６ ブレーキ制御弁
６ａ ブレーキペダル
７ モータブレーキ切換弁
８ モータブレーキシリンダ
９ パイロットポンプ
１０ タンク
１１ コントロールバルブ
１２ メインポンプ
１３ 巻上操作レバー
１５ 操作圧センサ
１６ ブレーキ回路圧センサ
１７ ブレーキモード切換スイッチ
１８ コントローラ
１９ 冷却油ポンプ
２０ ケーシング内圧保護弁
２１ ブレーキモード切換弁
２２ ブレーキ制御特性切換弁
２３ ブレーキ制御特性切換弁
２４ ブレーキ制御特性切換スイッチ
２５ ブレーキ制御特性切換弁
２６ 電磁比例減圧弁（電磁比例弁）
２７ ブレーキ制御特性調整ダイヤル
３１ 第１ブレーキシリンダ
３２ 第２ブレーキシリンダ
１００ クレーン
１０１ 走行体
１０２ 旋回装置
１０３ 旋回体
１０４ ブーム
１０８ 運転室
１０５ 巻上ウインチ（ウインチ）
１０６ 起伏ウインチ（ウインチ）
１０５ａ 巻上ロープ
１１０ フック
１０６ａ 起伏ロープ
Ｂ１ ブレーキシリンダポート
Ｂ２ ブレーキシリンダポート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】