JP2000169090A - 油圧巻上装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】巻上げ開始時の急激な吊り荷の上昇を防止しつ
つ、吊り荷の瞬間落下現象と吊り荷が巻上げられた後の
ずり落ち現象を防止する。 【解決手段】操作レバー１５の操作によりパイロット圧
Ｐｉが出力されるとブレーキ装置４５による制動が解除
されるとともに、制御弁１３が駆動されて油圧モータ１
２へ圧油が供給される。これにより、ウィンチドラム４
２が回転して巻上げロープ６７が繰り込まれる。そのと
き、ウィンチドラム４２が逆転しようとすると、その回
転数をゼロとするように電磁比例減圧弁２３が駆動され
てパイロット圧Ｐｅを出力する。このパイロット圧Ｐｅ
がパイロット圧Ｐｉよりも大きいときは、パイロット圧
力Ｐｅにより制御弁１３が駆動され、ウィンチドラム４
２の回転数が目標回転数であるゼロとなり、その逆転が
防止される。Ｐｉが大きければ操作レバー１５の操作量
に応じた速度で油圧モータ１２が回転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吊り荷の瞬間落下
現象と吊り荷が巻上げられた後のずり落ち現象を防止す
るようにした油圧巻上装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、巻上操作レバーの操作に応じ
て油圧モータを駆動する油圧巻上装置において、巻上操
作レバーが中立位置に操作されるとウィンチドラムを制
動し、巻上げ操作レバーが操作位置に操作されるとその
制動を解除するネガブレーキ装置を搭載したものが知ら
れている。

【０００３】このようなネガブレーキ装置を搭載した油
圧巻上装置では、吊り荷が巻上げ途中で巻上操作レバー
を中立位置に操作するとネガブレーキ装置により吊り荷
が保持される。しかしながら、このような状態が所定時
間以上継続されると、油圧モータの巻下げ側出口ポート
とカウンタバランス弁との間の保持圧力がリークにより
低下しもしくはゼロになり、巻上げ操作と同時に上記ネ
ガブレーキ装置によるブレーキを解除すると、吊り荷は
一瞬落下した後に巻上げられる。この明細書においてこ
のような現象を吊り荷の瞬間落下と呼ぶ。

【０００４】このような吊り荷瞬間落下の問題を解決す
るため、実開平５−９５９８８号公報には、モーメント
リミッタ演算部で算出したロープ張力に基づいて油圧モ
ータの上記保持圧力を演算し、実際の保持圧力が演算さ
れた保持圧力になるように油圧モータとカウンタバラン
ス弁との間の管路に圧油を供給する油圧巻上装置が開示
されている。

【０００５】一方、特開平１０−５９６８６号公報に
は、巻上げ中に吊り荷が巻上がらなくなったり、巻下が
ったりすることを防止するため、巻上げ中に回転センサ
で巻上げドラムの回転速度を検出し、この回転速度が予
め定めた最低回転速度以下にならないようにした巻上装
置が開示されている。なお、この従来例では、ドラムの
回転速度が予め定めた最低回転速度を越えていれば、操
作レバーから指示される速度信号に応じた速度で吊り荷
が巻上げられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実開平
５−９５９８８号公報に開示されている巻上げ制御装置
は瞬間落下を防止するものであり、特に重量が重い吊り
荷の場合には、瞬間落下は防止されても引続き微速度で
巻上げる際に上記吊り荷のずり落ちが発生するおそれが
ある。一方、特開平１０−５９６８６号公報に開示され
ている巻上げ制御装置では、瞬間落下も吊り荷のずり落
ちも防止できるが、通常は操作レバーから指示される速
度信号に応じた速度で吊り荷が巻上げられるので、次の
ような問題がある。

【０００７】一般にオペレータは、吊り荷が操作レバー
の操作どおりに巻上がらないことを経験的に知ってお
り、巻上げ開始時に巻上げ操作レバーを多めに操作する
ことがある。この場合、特開平１０−５９６８６号公報
の従来装置では、吊り荷が急激に巻上がってしまう。巻
上げ操作時にこのような急激な吊り荷の上昇を防止する
ため、ブレーキを踏みながら操作レバーを操作すること
もあるが、ブレーキ力と巻上げ力を喧嘩させて巻上げ操
作を行なう場合には、特開平１０−５９６８６号公報の
装置でも吊り荷が急激に巻上がるおそれがある。すなわ
ち、この従来例では、操作レバーから指令される目標速
度と実速度との偏差により巻上げモータの回転速度を制
御するＰＩ制御を採用しているので、ブレーキ力と巻上
げ力とを喧嘩させると積分項が増加し、ブレーキを解放
したときに、積分項ゲインにより巻上げモータが急回転
するおそれがある。

【０００８】本発明の目的は、微操作性を担保しつつ、
吊り荷の瞬間落下現象と吊り荷が巻上げられた後のずり
落ち現象を防止するようにした油圧巻上装置を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図１
に対応づけて説明する。 （１）請求項１の油圧巻上装置は、制御弁１３で制御さ
れる油圧ポンプ１１からの圧油により駆動される油圧モ
ータ１２と、制御弁１３に対して巻き上げと巻き下げを
指令する操作手段１５，１６ａ，１６ｂと、油圧モータ
１２により回転されて巻上げロープを繰り込み、繰り出
すウィンチドラム４２と、ウィンチドラム４２の回転速
度がゼロとなるように油圧モータ１２への圧油の供給を
制御する速度制御手段２３，３０とを備えることによ
り、上述した目的を達成する。 （２）請求項２の発明は、請求項１の油圧巻上装置にお
いて、操作手段１６ｂからの巻上げ指令により設定され
る油圧モータ１２への圧油供給量を第２の値とすると
き、第１の値と第２の値の大小関係を判断する判断手段
２２を備え、この判断手段２２により第２の値が第１の
値よりも大きいと判断されたときは、第２の値の圧油を
油圧モータ１２へ供給す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２の油圧巻上
装置において、速度制御手段２３，３０は、操作手段１
５が巻上げ方向に操作されているときのみ、圧油供給量
を第１の値に制御するモータ制御信号を出力することを
特徴とする。 （４）請求項４の発明は、請求項１〜３の油圧巻上装置
において、ウィンチドラム４２に作用する負荷を検出す
る負荷検出手段３３，３４をさらに備え、速度制御手段
は、検出された負荷に応じて前記第１の値を増減するこ
とを特徴とする。 （５）請求項５の発明は、請求項１〜３の油圧巻上装置
において、油圧ポンプ１１の吐出流量を検出する流量検
出３５をさらに備え、速度制御手段は、検出された吐出
流量に応じて前記第１の値を増減することを特徴とす
る。 一実施の形態を示す図１，２に対応づけて説明する。 （６）請求項６の発明は、制御弁１３で制御される油圧
ポンプ１１からの圧油により駆動される油圧モータ１２
と、制御弁１３に対して巻き上げと巻き下げを指令する
操作手段１５，１６ａ，１６ｂと、ウィンチドラム４２
の回転速度を検出する速度検出手段３２と、この速度検
出手段３２で検出された速度ωと回転速度ゼロである目
標値ω０との偏差Δωを算出する偏差算出器３０ｃと、
この偏差算出器３０ｃで算出された偏差Δωが、ウィン
チドラム４２が巻下げ方向に回転していることを示す場
合には、その偏差Δωを解消するためウィンチドラム４
２が巻上げ方向に回転するように油圧モータ１２への圧
油の供給量を制御するモータ制御信号を出力し、偏差が
ウィンチドラム４２が巻上げ方向に回転していることを
示す場合には、モータ制御信号の出力を低減する速度信
号出力手段３０と、速度信号出力手段３０から出力され
るモータ制御信号により操作手段１６ａ，１６ｂの巻上
げ指令と等価な信号を出力する巻上げ指令出力手段２３
と、操作手段１６ｂからの巻上げ指令Ｐｉと巻上げ指令
出力手段２３からの巻上げ指令Ｐｅのいずれか大きい指
令値を選択する選択手段２２を備えることにより、上述
した目的を達成する。 一実施の形態を示す図１０に対応づけて説明する。 （７）請求項７の発明は、請求項６の巻上装置におい
て、操作手段１６ａ，１６ｂが巻上げ操作を開始してか
ら所定時間Ｔｓが経過した時点で、速度検出手段３２か
ら巻下げ回転を検出する信号が出力されていると判定す
るとエラー信号を出力する判定手段３０ｔを備え、判定
手段３０ｔがエラー信号を出力しているときは速度信号
出力手段３０からモータ制御信号の出力が禁止されるよ
うにするものである。

【００１０】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。 −第１の実施の形態− 図１は本発明による第１の実施の形態に係る油圧巻上装
置の構成を示す図である。図１３に示すように、油圧巻
上装置が搭載されるクローラクレーンは走行体６１と、
走行体６１上に旋回可能に搭載された旋回体６２と、旋
回体６２上に設けられたブーム６３とを有し、シーブ６
４を介して巻上げロープ６７に接続されたフック６５に
より吊荷６６を吊り上げる。巻上げロープは後述する油
圧ウィンチ装置４０のウィンチドラム４２に巻回されて
いる。

【００１２】図１に示すように、本実施の形態に係るク
ローラクレーンの油圧巻上装置は、メインポンプ１１
と、メインポンプ１１から供給される圧油により回転す
る巻上モータ１２と、この巻上モータ１２で駆動される
油圧ウィンチ装置４０と、メインポンプ１１から巻上モ
ータ１２への圧油の流れを制御する制御弁１３と、巻下
げ時の戻り管路Ｌ１に設けられたカウンタバランス弁１
４と、制御弁１３を駆動するために操作される操作レバ
ー１５と、操作レバー１５の操作量に応じて制御弁１３
のパイロットポート１３ａ，１３ｂへ供給される圧油の
圧力を制御するパイロット弁１６ａ，１６ｂと、パイロ
ット弁１６ａ，１６ｂに圧油を供給する油圧ポンプ１７
とを備えている。

【００１３】油圧ウィンチ装置４０は、巻上モータ１２
の出力軸の回転速度を減速する減速装置４１と、巻上げ
ロープ６７が巻取られる巻上げ用ウィンチドラム４２
と、ブレーキシリンダ４５ａによりウィンチドラム４２
のブレーキドラム４２ａを制動するブレーキ装置４５と
を有する。なお、図示は省略したが、減速装置４１の出
力軸４３とウィンチドラム４２との間で動力を接断する
油圧クラッチが設けられる。ブレーキシリンダ４５ａの
ロッド室はシャトル弁２１を介して油圧パイロット弁１
６ａまたは１６ｂに接続され、操作レバー１５が中立の
とき、ブレーキシリンダ４５ａのロッド室はパイロット
弁１６ａ，１６ｂを介してタンクに接続される。ブレー
キ装置４５では、ブレーキシリンダ４５ａに内蔵されて
いるブレーキバネが伸張してブレーキドラム４２ａを制
動する。操作レバー１５が操作されると、パイロット弁
１６ａ，１６ｂからの圧油がブレーキシリンダ４５ａに
供給され、これにより、ブレーキバネが収縮してブレー
キ装置４５によるウィンチドラム４２の制動が解除され
る。

【００１４】なお、油圧クラッチは、油圧シリンダと、
油圧シリンダで駆動されるクラッチパッドとで構成さ
れ、油圧シリンダのロッド室がタンクに接続された状態
でクラッチが投入され、これにより巻上軸４３とウィン
チドラム４２とが接続される。そして、図示しないクラ
ッチレバーの操作によって油圧シリンダのロッド室に圧
油が供給されるとクラッチが切断され、これにより巻上
軸４３とウィンチドラム４２とが切断される。クラッチ
切断で足踏みブレーキを解放すると吊荷はフリーフォー
ルする。

【００１５】巻下げ用パイロット弁１６ａは管路Ｌ２に
より制御弁１３のパイロットポート１３ａに接続され、
巻上げ用パイロット弁１６ｂは管路Ｌ３、シャトル弁２
２，管路Ｌ４を介して制御弁１３のパイロットポート１
３ｂに接続される。シャトル弁２２には電磁比例減圧弁
２３を介してパイロット油圧ポンプ１７が接続されてい
る。したがって、パイロットポート１３ｂには、巻上げ
用パイロット弁１６ｂから出力されるパイロット圧力Ｐ
ｉと電磁比例減圧弁２３から出力されるパイロット圧力
Ｐｅのいずれか高い圧力が入力される。

【００１６】コントローラ３０には、巻上げ用パイロッ
ト弁１６ｂが操作されるとオンする圧力スイッチ３１
と、ドラム軸４３の回転数に応じたパルス信号を出力す
るロータリーエンコーダ、すなわち回転速度センサ３２
とが接続され、これらの検出信号が入力される。そし
て、コントローラ３０はこれらの入力信号にしたがって
電磁比例減圧弁２３を駆動して制御弁１３の巻上げ用パ
イロット圧力を制御することができる。速度センサ３２
は、ブーム先端のトップシーブの回転数やウィンチドラ
ム４２の回転数に応じたパルス信号を出力するロータリ
エンコーダでもよく、コントローラ３０は、出力される
パルス数に基づいてモータ速度、ロープ速度あるいはド
ラム速度を算出して、所定の条件の下でモータ速度、ロ
ープ速度もしくはドラム速度をゼロにフィードバック制
御する。以下で説明する実施の形態では、ドラム軸４３
の実回転数がゼロとなるようにフィードバックする。

【００１７】コントローラ３０の詳細ブロック図を図２
に示す。コントローラ３０は、目標回転数ω０の設定器
３０ａと、ロータリーエンコーダ３２の出力パルスに基
づいてドラム回転数ωを算出する実回転数算出器３０ｂ
と、目標回転数ω０から実回転数ωを減算する偏差器３
０ｃと、比例項ゲインｋｐの設定器３０ｄと、偏差器３
０ｃの出力に比例項ゲインｋｐをかける掛算器３０ｅ
と、偏差器３０ｃの出力を積分する積分器３０ｆと、積
分項ゲインｋｉの設定器３０ｇと、積分器３０ｆの出力
に積分項ゲインｋｉをかける掛算器３０ｈと、掛算器３
０ｅの出力と掛算器３０ｈの出力を加算する加算器３０
ｊと、加算器３０ｊの出力により制御電流Ｉを算出する
関数発生器３０ｋと、巻上げ操作指令圧Ｐｉが発生して
いるとき、すなわち、圧力スイッチ３１がオンしている
ときに関数発生器３０ｋの出力を通過して出力する出力
部３０ｌとを備える。すなわち、図２はＰＩ制御による
回転数フィードバック制御回路である。

【００１８】このような油圧巻上装置の動作をより具体
的に説明する。図示しない電源スイッチがオンされ他の
操作部材は操作されていない場合、制御弁１３は中立位
置に、電磁比例減圧弁２３は図１のイ位置にある。操作
レバー１５が中立位置のままであれば、ブレーキシリン
ダ４５ａのロッド室がタンクと接続されるのでブレーキ
装置４５のブレーキが作動してウィンチドラム４２が制
動される。操作レバー１５が中立位置のとき圧力スイッ
チ３１はオフし、出力部３０ｌはオフ状態である。

【００１９】偏差器３０ｃは目標回転数ω０から実回転
数ωを減算した偏差Δωを出力する。掛算器３０ｅは偏
差Δωに比例項ゲインｋｐをかけてｋｐ・Δωを出力す
る。積分器３０ｆは偏差器３０ｃの出力Δωを積分し、
掛算器３０ｈは出力Δωと積分項ゲインｋｉをかけてｋ
ｉ・∫Δωを出力する。加算器３０ｊは、掛算器３０ｅ
の出力と掛算器３０ｈの出力を加算した圧力制御信号Ｓ
Ｐｅを関数発生器３０ｋへ出力する。この圧力制御信号
ＳＰｅは、ウィンチ軸４３の回転数をゼロにするために
必要な巻上げパイロット圧力、すなわち、制御弁１３の
開度に相当する。したがって、ゲインｋｐやｋｉは回転
数偏差をパイロット圧力に変換する値として決定され
る。関数発生器３０ｋは加算器３０ｊの出力信号ＳＰｅ
により制御電流Ｉを算出して出力部３０ｌへ出力する。
操作レバー１５が巻上げ側に操作されている場合、出力
部３０ｌはオン状態であり、制御電流Ｉが電磁比例減圧
弁２３へ印加される。この電磁比例減圧弁２３の減圧度
は制御電流Ｉにほぼ比例して小さく、２次圧力は制御電
流Ｉに比例して大きくなる。

【００２０】制御電流Ｉにより電磁比例減圧弁２３はロ
位置側に操作されて圧力Ｐｅのパイロット圧油を２次側
に出力する。巻上げ微操作を行なうとき、巻上げ用パイ
ロット弁１６ｂの操作量は微小でありパイロット圧力Ｐ
ｉは低い。そのため、一般的にはＰｅ＞ＰＩとなり、電
磁比例減圧弁２３から出力されるパイロット圧力Ｐｅが
シャトル弁２２で選択され、パイロットポート１３ｂへ
供給される。したがって、制御弁１３は、パイロット圧
力Ｐｅに対応する開度で駆動され、油圧ポンプ１１から
の圧油が管路Ｌ１を介して油圧モータ１２へ供給され
る。その結果、油圧モータ１２が巻下げ側に回転するの
が防止される。すなわち、油圧モータ１２はドラム軸４
３の回転数がゼロとなるように制御される。

【００２１】操作レバー１５を微操作しているにもかか
わらず吊り荷が巻上がらないため、オペレータが操作レ
バー１５の巻上げ側操作量を増やし、パイロット弁１６
ｂからのパイロット圧力Ｐｉが電磁比例減圧弁２３から
のパイロット圧力Ｐｅに比べて高くなると、制御弁１３
はパイロット圧力Ｐｉに応じた開度で駆動され、管路Ｌ
１を介して油圧ポンプ１１の圧油が油圧モータ１２へ供
給され、油圧モータ１２が巻上げ側に回転する。その結
果、ウィンチドラム４２が操作レバー１５の巻上げ側操
作量に応じた速度で回転する。

【００２２】一方、操作レバー１５が巻下げ側に操作さ
れると、ブレーキ装置４５が同様に解除され、操作レバ
ー１５の操作量に応じて制御弁１３が駆動されてウィン
チドラム４２が回転される。このとき、図２の出力部３
０ｌはオフされており、電磁比例減圧弁２３からパイロ
ット圧力Ｐｅは出力されない。

【００２３】このような油圧巻上げ装置によれば、操作
レバー１５が巻上げ側に操作されたときに、コントロー
ラ３０によりウィンチ軸４３の回転数がゼロになるよう
に電磁比例弁２３に制御電流Ｉが出力される。巻上げ側
パイロット弁１６ｂからのパイロット圧力Ｐｉが電磁比
例減圧弁２３からのパイロット圧力Ｐｅよりも低けれ
ば、制御弁１３の巻上げ側パイロットポート１３ｂには
パイロット圧力Ｐｅのパイロット圧油が供給され、ウィ
ンチ軸４３の回転数をゼロとするだけの油量が油圧モー
タ１２へ供給されるように、制御弁１３の開度が決定さ
れる。巻上げ側パイロット弁１６ｂからのパイロット圧
力Ｐｉが電磁比例減圧弁２３からのパイロット圧力Ｐｅ
よりも高ければ、制御弁１３の巻上げ側パイロットポー
ト１３ｂにはパイロット圧力Ｐｉのパイロット圧油が供
給され、操作レバー１３の巻上げ側操作量に応じた回転
数でウィンチ軸４３を回転するための油量が供給される
ように制御弁１３の開度が決定される。

【００２４】したがって、このような巻上装置によれ
ば、巻上げ操作時に吊り荷が瞬間的に落下することが防
止されるとともに、引続き巻上げ微操作が行なわれる場
合、すなわち、巻上げ操作レバー１５からの指令圧力Ｐ
ｉがコントローラ３０による電磁比例減圧弁２３からの
指令圧Ｐｅよりも低い間は、ウィンチドラム４２の回転
数がゼロになるように油圧モータ１２が制御されるか
ら、微操作にもかかわらず吊り荷がずり落ちることがな
い。また、図２の実施の形態では、巻上げ側油圧パイロ
ット弁１６ｂが操作されているときだけ制御電流ｉが出
力部３０ｌから出力されるようにしたので、操作レバー
１５が操作されていないときに、誤って制御電流ｉが電
磁比例減圧弁２３に印加されて油圧モータ１２が不所望
に回転することが防止される。さらに、特開平１０−５
９６８６号公報の装置とは異なり、速度ゼロを目標値と
するので、ブレーキ力と巻上げ力とを喧嘩させながら巻
上げ微操作を行なう場合に巻上げ速度がゼロである限り
目標速度と実速度の偏差が発生せず、ブレーキを解放し
たときに巻上げモータが急回転するおそれがない。

【００２５】−第２の実施の形態− 図３は本発明による第２の実施の形態の油圧巻上装置に
おけるコントローラ３０Ａを示す。コントローラ３０Ａ
の構成が相違する以外は第１の実施の形態のものと同一
であり、図３において図２と同一の箇所には同一の符号
を付して相違点を主に説明する。この実施の形態による
コントローラ３０Ａでは、加算器３０ｊと関数発生器３
０ｋとの間にリミット回路３０ｍが挿入されている。定
格最大吊り荷重である吊り荷の巻上げが開始される最小
のパイロット圧力をＰｅmaxとすると、リミット回路３
０ｍは、加算器３０ｊから出力される圧力制御信号ＳＰ
ｅをその最大値Ｐｅmaxに相当する信号ＳＰｅmaxで制限
するものである。

【００２６】このように関数発生器３０ｋの入力信号を
Ｐｅmaxで制限することにより、ドラム軸４３を回転数
ゼロでフィードバック制御する時、油圧モータ１２の速
度を所定値以下に抑制できる。

【００２７】−第３の実施の形態− 図４は本発明による第３の実施の形態に係る油圧巻上装
置の構成を示す図である。図１と同様な箇所には同一の
符号を付して相違点を主に説明する。第１の実施の形態
では制御弁１３の開度を制御して油圧モータ１２の回転
速度、すなわちドラム軸４３の回転数をゼロフィードバ
ックした。第３の実施の形態では、制御弁１３とカウン
タバランス弁１４を接続する管路Ｌ５とメインポンプ１
１との間に電磁比例流量制御弁２４と逆止弁２５を設
け、制御弁１３とは別の油路を介して圧油を油圧モータ
１２へ補給し、これにより油圧モータ１２の回転数をゼ
ロフィードバック制御するものである。

【００２８】図５は第３の実施の形態のコントローラ３
０Ｂの構成を示す図である。図２に示したコントローラ
３０と同一の箇所には同一の符号を付して相違点を主に
説明する。ゲイン設定器３０ｄＢはゲインｋｐ’を、ゲ
イン設定器３０ｇＢはゲインｋｉ’を出力する。したが
って、掛算器３０ｅはｋｐ’・Δωを出力し、掛算器３
０ｈはｋｉ’・∫Δωを出力し、加算器３０ｊはｋｐ’
・Δω＋ｋｉ’・∫Δωで表わされる流量制御信号ＳＱ
ｅを出力する。リミット回路３０ｍＢは流量制御信号Ｓ
Ｑｅを最大流量Ｑｅmaxに相当する制御信号ＳＱｅmaxで
制限する。関数発生器３０ｋＢは流量制御信号ＳＱｅに
応じた制御電流Ｉを出力し、出力部３０ｌは操作レバー
１５が巻上げ側に操作されているときのみ、制御電流Ｉ
を電磁比例流量制御弁２４に出力する。ここで、最大流
量Ｑｅmaxは最大定格荷重の吊り荷を巻上げるのに必要
な最少のモータ流量である。

【００２９】このように構成された第３の実施の形態の
巻上げ装置では次のようにして油圧モータ１２の回転数
がゼロフィードバックされる。流量制御信号ＳＱｅは、
ウィンチ軸４３の回転数をゼロにするために油圧モータ
１２へ供給する流量に相当する。すなわち、ゲインｋ
ｐ’やｋｉ’は回転数偏差をモータ流量に変換する値と
して決定される。関数発生器３０ｋＢは加算器３０ｊの
出力信号ＳＱｅにより制御電流Ｉを算出して出力部３０
ｌへ出力する。操作レバー１５が巻上げ側に操作されて
いる場合、制御部３０ｌはオン状態であり、制御電流Ｉ
が電磁比例流量制御弁２４へ印加される。

【００３０】制御電流Ｉにより電磁比例流量制御弁２４
はロ位置側に操作されて流量制御信号ＳＱｅに相当する
流量Ｑｅの圧油が管路Ｌ５へ供給される。巻上げ微操作
を行なうとき、巻上げ用パイロット弁１６ｂの操作量は
微小でありパイロット圧力Ｐｉは低い。そのため、制御
弁１３の開度は少なく、すなわち、モータへ供給される
流量が少なく、巻上げ用油圧モータ１２が逆転するおそ
れがある。本実施の形態では、電磁比例流量制御弁２４
から管路Ｌ５に補給される圧油により、油圧モータ１２
が巻下げ側に回転せずにドラム軸４３の回転数がゼロと
なるように油圧モータ１２の回転数が制御される。

【００３１】操作レバー１５を微操作しているにもかか
わらず吊り荷が巻上がらないため、オペレータが操作レ
バー１５の巻上げ側操作量を増やすとパイロット弁１６
ｂからのパイロット圧力Ｐｉが高くなり、制御弁１３は
パイロット圧力Ｐｉに応じた開度で駆動され、管路Ｌ
５，Ｌ１を介して油圧ポンプ１１の圧油が油圧モータ１
２へ供給され、油圧モータ１２が巻上げ側に回転する。
その結果、加算器３０ｊから出力される流量制御信号Ｓ
Ｑｅはゼロとなり、電磁比例流量制御弁２４からは圧油
の補給がなくなり、ウィンチドラム４２が操作レバー１
５の巻上げ側操作量に応じた速度で回転する。

【００３２】このように第３の実施の形態でも第１の実
施の形態と同様に、巻上げ操作時の吊り荷瞬間落下とそ
の後のずり落ちを防止できるなどの作用効果を奏するこ
とができる。

【００３３】−第４の実施の形態− 図６および図７は本発明による第４の実施の形態に係る
油圧巻上装置とコントローラの構成を示す図である。図
６および図７において、図１および図２と同様な箇所に
は同一の符号を付して相違点を主に説明する。第４の実
施の形態では、油圧モータ１２の負荷に応じてＰＩ制御
の比例項ゲインｋｐと積分項ゲインｋｉを変更する。そ
のため、第６図に示すように、管路Ｌ５の圧力Ｐａと管
路Ｌ６の圧力Ｐｂをそれぞれ検出する圧力センサ３３、
３４が設けられるとともに、図７に示すように、コント
ローラ３０Ｃには、圧力センサ３３で検出された圧力Ｐ
ａと圧力センサ３４で検出した圧力Ｐｂの差｜Ｐａ−Ｐ
ｂ｜を算出する差圧算出器３０ｏと、差圧、すなわち巻
上げ負荷に応じた比例項ゲインｋｐと積分項ｋｉをそれ
ぞれ出力する関数発生器３０ｐ、３０ｑが設けられる。

【００３４】このように第４の実施の形態でも第１の実
施の形態と同様に、巻上げ操作時の吊り荷瞬間落下とそ
の後のずり落ちを防止できるなどの作用効果を奏するこ
とができる。またとくに第４の実施の形態によれば次の
ような作用効果が得られる。すなわち、吊り荷の重量に
より油圧モータ１２が回転し始める油量が異なるので、
回転数偏差Δωが同一でも負荷が大きいほど電磁比例減
圧弁２３から出力されるパイロット圧Ｐｅを大きくして
制御弁１３の開度を負荷に依存して増大化し、これによ
り油圧モータ１２へ供給する油量を多くすることができ
る。その結果、負荷にかかわらず油圧モータ１２、すな
わち、ドラム軸４３の回転数を確実にゼロフィードバッ
クできる。

【００３５】−第５の実施の形態− 図８および図９は本発明による第５の実施の形態に係る
油圧巻上装置とコントローラの構成を示す図である。図
８および図９において、図１および図３と同様な箇所に
は同一の符号を付して相違点を主に説明する。第５の実
施の形態では、油圧ポンプ１１の吐出流量Ｑに応じてＰ
Ｉ制御の比例項ゲインｋｐと積分項ゲインｋｉを変更す
る。そのため、第８図に示すように、油圧ポンプ１１の
吐出流量Ｑを検出する流量検出器３５を設けるととも
に、図９に示すように、流量検出器３５で検出した油圧
ポンプ１１の吐出流量Ｑに応じた比例項ゲインＫｐと積
分項ゲインｋｉをそれぞれ出力する関数発生器３０ｒ、
３０ｓを設ける。

【００３６】このように第５の実施の形態でも第１の実
施の形態と同様に、巻上げ操作時の吊り荷瞬間落下とそ
の後のずり落ちを防止できるなどの作用効果を奏するこ
とができる。またとくに第５の実施の形態によれば次の
ような作用効果が得られる。吊り荷の重量によって油圧
モータ１２が回転し始める油量が異なるがので、油圧ポ
ンプ１１の吐出流量が少ないと、制御弁１３の開度を電
磁比例減圧弁２３で駆動しても油圧モータ１２が回転し
ないおそれがある。そこで、回転数偏差が同一でも油圧
ポンプ１１の吐出流量が少ないほど電磁比例減圧弁２３
から出力されるパイロット圧Ｐｅを大きくして制御弁１
３の開度を増大化し、これにより油圧モータ１２へ供給
する油量を多くする。したがって、油圧ポンプ１１の吐
出流量が少ないときでも、負荷にかかわらず油圧モータ
１２、すなわち、ドラム軸４３の回転数を確実にゼロフ
ィードバックできる。

【００３７】−第６の実施の形態− 図１０は本発明による第６の実施の形態に係る油圧巻上
装置のコントローラ３０Ｅの構成を示す図である。図１
０において、コントローラ３０Ａを示す図３と同様な箇
所に同一の符号を付して相違点を説明する。第１〜第５
の実施の形態においては、巻上げ操作時にドラム軸４３
の回転数がゼロとなるようにフィードバック制御するの
で、巻上げ操作開始後所定時間が経過すると、回転速度
ゼロフィードバック制御によりドラム軸４３が巻下げ方
向に逆転することはないはずである。この実施の形態で
は、巻上げ操作開始からの経過時間Ｔを計時するタイマ
３０ｘと、巻上げ操作開始後所定時間Ｔｓが経過した時
点でドラム軸４３が巻下げ方向に所定の回転数ωｄ以上
で回転していることを判定する判定器３０ｔとを設け、
判定器３０ｔによりドラム軸４３、すなわち油圧モータ
１２が所定速度で巻下げ方向に回転することが検出され
たときに出力部３０ｌＥをオフ状態として、ドラム軸４
３のゼロフィードバック制御を中止する。また、このと
き、表示器３６にエラー表示を行なう。つまり、巻上げ
操作開始後所定時間Ｔｓが経過した時点でドラム軸４３
が巻下げ方向に所定の回転数ωｄ以上で回転しているこ
とが判定されたときは、ロータリーエンコーダ３２やコ
ントローラ３０が故障しているものとして、ゼロフィー
ドバック制御を中止してエラー表示する。ここで、所定
値ωｄは、最大定格荷重の吊り荷を吊ったときに管路Ｌ
１からリークする油による油圧モータ１２の回転速度に
基づいて設定される。

【００３８】このように第６の実施の形態でも第１の実
施の形態と同様に、巻上げ操作時の吊り荷瞬間落下とそ
の後のずり落ちを防止できるなどの作用効果を奏するこ
とができる。また、各種のセンサなどが故障した場合に
コントローラによる油圧モータフィードバック制御が中
止されるから安全性の高い巻上げ装置を提供できる。

【００３９】−第７の実施の形態− 図１１は本発明の第７の実施の形態による油圧巻上装置
の構成を示す図である。第７の実施の形態は、いわゆる
電気レバー装置５１により電磁駆動式制御弁１５を駆動
するようにしたものである。図１１において、図１と同
様な箇所に同一の符号を付して相違点を説明する。電気
レバー５１は、操作レバー５１ａの操作量に応じた、た
とえば操作量に比例した操作指令信号を出力するポテン
ショメータで構成される。電気レバー５１からの操作指
令信号はコントローラ３０Ｆに入力される。コントロー
ラ３０Ｆは操作指令信号に応じて電磁式制御弁５２の開
度と切換方向を制御し、これにより油圧モータ１２が回
転する。コントローラ３０Ｆは操作指令信号が入力され
ると電磁切換弁５３をイ位置に切換え、ブレーキシリン
ダ４５ａのロッド室に油圧ポンプ１７の吐出油を供給し
てネガブレーキを解除する。

【００４０】コントローラ３０Ｆは図１２に示すよう
に、図５のコントローラ３０Ｂと同様に構成される。図
１２において図５と同様な箇所には同一の符号を付して
相違点を主に説明する。コントローラ３０Ｆは操作指令
電圧信号ＳＰｉの大きさに比例した流量制御信号ＳＱｉ
を出力する関数発生器３０ｕと、リミット回路３０ｍＢ
から出力される流量制御信号ＳＱｅと関数発生器３０ｕ
から出力される流量制御信号ＳＱｉのいずれか大きい信
号を選択して流量制御信号ＳＱｉｅとして出力する最大
値選択回路３０ｖと、選択された流量制御信号ＳＱｉｅ
により制御電流Ｉを出力する関数発生器３０ｋＦと、巻
上げ操作指令電圧信号が出力されているときだけオンさ
れて制御電流Ｉを出力する出力部３０ｌＦとを備えてい
る。

【００４１】電気レバー５１が巻上げ方向に操作される
と出力部３０ｌＦがオンする。関数発生器３０ｕは操作
指令電圧信号ＳＰｉに基づいて流量制御信号ＳＱｉを出
力する。この関数発生器３０ｕは流量制御信号ＳＱｉを
最大値ＳＱｉmaxで制限する。一方、上述したように関
数発生３０ｍｂはドラム軸４３の巻下げ方向の回転数ω
と目標回転ω０との偏差Δωに応じた流量制御信号ＳＱ
ｅを出力する。最大値選択回路３０ｖは、流量制御信号
ＳＱｉとＳＱｅのいずれか大きい値を選択し、選択流量
制御信号ＳＱｉｅとして関数発生器３０ｋＦに出力す
る。関数発生器３０ｋＦは入力される流量制御信号ＳＱ
ｉｅに基づいて制御電流Ｉを出力部３０ｌＦに出力す
る。この制御電流Ｉは制御弁５２のソレノイド部に印加
され、制御弁５２は制御電流Ｉに応じた開度とされる。
これにより、電気レバー５１の巻上げ方向の操作量が少
ないとき、すなわち流量制御信号ＳＱｉがＳＱｅより小
さいとき、油圧モータ１２は信号ＳＱｅに依存してドラ
ム軸４３の回転数がゼロとなるように駆動される。一
方、電気レバー５１の巻上げ方向の操作量が多くなって
流量制御信号ＳＱｉがＳＱｅより大きいとき、ドラム軸
４３が電気レバー５１の操作量に応じた速度で回転する
ように油圧モータ１２が駆動される。

【００４２】このように電気レバー式の第７の実施の形
態でも第１の実施の形態と同様に、巻上げ操作時の吊り
荷瞬間落下とその後のずり落ちを防止できるなどの作用
効果を奏することができる。

【００４３】本発明は、上述した実施の形態に限定され
ることなく、巻上げ開始時に吊り荷が瞬間的に落下する
ことを防止するとともにその後の吊り荷のずり落ちをも
防止できるものであれば、ウィンチドラム４２やドラム
軸４３あるいは油圧モータ１２の回転数、さらにはロー
プ６７の速度がゼロになるように油圧モータ１２への油
量をフィードバック制御する巻上装置の全てに適用する
ことができる。したがって、以上の実施の形態では操作
レバー１５が巻上げ側に操作された場合のみ上記回転数
フィードバック制御が行なわれるようにしたが、操作レ
バー１５が中立位置にあるとき、常時、回転数ゼロフィ
ードバック制御を行なっているものにも本発明を適用で
きる。この場合、操作レバー１５が中立位置にあると
き、油圧モータ１２とカウンタバランス弁１４との間の
管路Ｌ１には圧油が供給されているから、管路Ｌ１の圧
力がリークで低下することがなく、巻上げ操作したとき
に吊り荷が瞬間落下するおそれがない。そして、引続き
巻上げ操作が続行されるときには、上述した実施の形態
で説明したように吊り荷のずり落ちも防止できる。な
お、本発明は油圧巻上装置を搭載するものであれば、ク
ローラクレーン以外の作業機、たとえば油圧ショベルを
ベースとした各種作業機、クローラクレーンをベースと
したケーシングドライバなどの掘削機にも適用できる。

【００４４】以上の実施の形態と請求項との対応におい
て、操作レバー１５，パイロット弁１６ａ，１６ｂが操
作手段を、コントローラ３０，圧力スイッチ３１，ロー
タリエンコーダ３２，圧力センサ３３，３４，流量計３
５などが速度制御手段を、シャトル弁２や最大値選択回
路３０ｖが判断手段を、ロータリエンコーダ３２が速度
検出手段を、圧力センサ３３，３４が負荷検出手段を、
流量計３５が吐出流量検出手段を、コントローラ３０が
速度信号出力手段を、電磁比例減圧弁２３が巻上げ指令
出力手段を、それぞれ構成する。

【００４５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ウィンチドラムの回転速度がゼロとなるように油
圧モータへの圧油の供給を制御するようにしたので、巻
上開始時の瞬間落下現象やその後のずり落ち現象を防止
することができる。また、目標速度ゼロにフィードバッ
クするから、ブレーキ力と巻上げ力とを喧嘩させながら
巻上げ微操作をしているときにブレーキを解放しても急
に巻上がることがない。上記フィードバック制御を巻上
げ操作時にのみ行なうようにすれば、各種検出器や制御
回路などが故障してもウィンチドラムが不所望に巻上げ
られることがない。油圧モータをフィードバック制御す
る際に吊り荷の重量やポンプ流量も加味することによ
り、吊り荷の重量にかかわらずウィンチドラムの回転数
をゼロに制御できるとともに、吊り荷が軽い場合にもウ
ィンチドラムの急激な速度変化を抑制できる。さらに、
上記巻上げ操作してから所定時間が経過しても速度検出
手段が巻下げ方向の信号を出力するときはフィードバッ
ク制御を禁止するようにしたので、より信頼性の高い巻
上げ装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る油圧巻上装置
の構成を示す油圧回路図

【図２】図１のコントローラの詳細を示すブロック図

【図３】図１のコントローラの第２の実施の形態の詳細
を示すブロック図

【図４】本発明の第３の実施の形態に係る油圧巻上装置
の構成を示す油圧回路図

【図５】図４の第３の実施の形態のコントローラの詳細
を示すブロック図

【図６】本発明の第４の実施の形態に係る油圧巻上装置
の構成を示す油圧回路図

【図７】図６の第４の実施の形態のコントローラの詳細
を示すブロック図

【図８】本発明の第５の実施の形態に係る油圧巻上装置
の構成を示す油圧回路図

【図９】図８の第５の実施の形態のコントローラの詳細
を示すブロック図

【図１０】図１のコントローラの第６の実施の形態の詳
細を示すブロック図

【図１１】本発明の第７の実施の形態に係る油圧巻上装
置の構成を示す油圧回路図

【図１２】図１１の第７の実施の形態のコントローラの
詳細を示すブロック図

【図１３】本発明による油圧巻上装置が適用されるクロ
ーラクレーンの全体構成図

【符号の説明】

１１ 油圧ポンプ １２ 油
圧モータ １３ 制御弁 １４ カ
ウンタバランス弁 １５ 巻上レバー １６ａ，
１６ｂ パイロット弁 ２１，２２ シャトル弁 ２３ 電
磁比例減圧弁 ２４ 電磁比例流量制御弁 ３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０
Ｆ コントローラ ３１ 圧力スイッチ ３２ ロ
ータリエンコーダ ３３，３４ 圧力センサ ３５ 流
量検出器 ４０ 油圧ウィンチ装置 ４５ ネ
ガブレーキ装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】制御弁で制御される油圧ポンプからの圧油
   により駆動される油圧モータと、 前記制御弁に対して巻き上げと巻き下げを指令する操作
   手段と、 前記油圧モータにより回転されて巻上げロープを繰り込
   み、繰り出すウィンチドラムと、 前記ウィンチドラムの回転速度がゼロとなるように前記
   油圧モータへの圧油の供給量を第１の値に制御する速度
   制御手段とを備えることを特徴とする油圧巻上装置。
2. 【請求項２】請求項１の油圧巻上装置において、 前記操作手段からの巻上げ指令により設定される前記油
   圧モータへの圧油供給量を第２の値とするとき、前記第
   １の値と第２の値の大小関係を判断する判断手段を備
   え、 前記判断手段により前記第２の値が前記第１の値よりも
   多いと判断されているときは、前記第２の値に制御され
   た流量の圧油を前記油圧モータへ供給することを特徴と
   する油圧巻上装置。
3. 【請求項３】請求項１または２の油圧巻上装置におい
   て、 前記速度制御手段は、前記操作手段が巻上げ方向に操作
   されているときのみ、前記圧油供給量を前記第１の値に
   制御するモータ制御信号を出力することを特徴とする油
   圧巻上装置。
4. 【請求項４】請求項１〜３の油圧巻上装置において、 前記ウィンチドラムに作用する負荷を検出する負荷検出
   手段をさらに備え、 前記速度制御手段は、前記検出された負荷に応じて前記
   第１の値を増減することを特徴とする油圧巻上装置。
5. 【請求項５】請求項１〜３の油圧巻上装置において、 前記油圧ポンプの吐出流量を検出する吐出流量検出手段
   をさらに備え、 前記速度制御手段は、前記検出された吐出流量に応じて
   前記第１の値を増減することを特徴とする油圧巻上装
   置。
6. 【請求項６】制御弁で制御される油圧ポンプからの圧油
   により駆動される油圧モータと、 前記制御弁に対して巻き上げと巻き下げを指令する操作
   手段と、 前記油圧モータにより回転されて巻上げロープを繰り込
   み、繰り出すウィンチドラムと、 前記ウィンチドラムの回転速度を検出する速度検出手段
   と、 この速度検出手段で検出された速度と回転速度ゼロであ
   る目標値との偏差を算出する偏差算出器と、 この偏差算出器で算出された偏差が、前記ウィンチドラ
   ムが巻下げ方向に回転していることを示す場合には、そ
   の偏差を解消するため前記ウィンチドラムが巻上げ方向
   に回転するように前記油圧モータへの圧油の供給量を制
   御するモータ制御信号を出力し、前記偏差が前記ウィン
   チドラムが巻上げ方向に回転していることを示す場合に
   は、前記モータ制御信号の出力を低減する速度信号出力
   手段と、 前記速度信号出力手段から出力される前記モータ制御信
   号により前記操作手段の巻上げ指令と等価な信号を出力
   する巻上げ指令出力手段と、 前記操作手段からの巻上げ指令と巻上げ指令出力手段か
   らの巻上げ指令のいずれか大きい指令値を選択する選択
   手段とを備えることを特徴とする油圧巻上装置。
7. 【請求項７】請求項６の巻上装置において、 前記操作手段が巻上げ操作を開始してから所定時間経過
   した時点で、前記速度検出手段から巻下げ回転を検出す
   る信号が出力されていると判定するとエラー信号を出力
   する判定手段を備え、 前記速度指令出力手段は、前記判定手段が前記エラー信
   号を出力しているときは前記モータ制御信号の出力を禁
   止することを特徴とする油圧巻上装置。