JP2000198680A - クレ―ンの巻き取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウインチのドラム構成部品に過大な入力トル
クが伝達されないようにする。 【解決手段】 原動機２に湿式多板クラッチ３及びトル
クコンバータ４を介して減速機５を連結する。該減速機
５の出力軸にはギヤトレーン７を連結し、ギヤトレーン
７の各出力軸８，９，１０には夫々摩擦クラッチ１４，
１５，１６を介してクレーンのブーム俯仰用ウインチ１
１、主ウインチ１２及び補助ウインチ１３を連結する。
そして、前記湿式多板クラッチ３を動作する油圧回路に
クラッチ結合力を調節するための電磁比例弁（図示せ
ず）を介設する。コントローラ１７により、ウインチの
運転数に対応した入力トルクを演算し、該入力トルクに
対応するデューティ比で前記電磁比例弁を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、湿式多板クラッチ
を介して原動機の動力を荷役のためのウインチに伝達す
るようにしたクレーンの巻き取り装置に関するものであ
り、特に、機械式クラッチのクラッチ結合力の調節によ
りウインチの信頼性の向上を図るクレーンの巻き取り装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、クレーンの巻き取り装置とし
て、湿式多板クラッチを介して原動機に減速機を連結
し、この減速機に出力を分配するためのギヤトレーンを
取付けて該ギヤトレーンの各出力軸に夫々機械式クラッ
チ（摩擦クラッチ）を介してブーム俯仰並びに荷役のた
めのウインチを多数台、連結するようにしたものが提供
されている。このように、一台の減速機より多数台のウ
インチに駆動力を分配する構成では、作業に応じてウイ
ンチを使用できる利点があるが、ウインチを一台でも休
止すると、駆動力の余剰分が他のウインチに分配され、
各ウインチが許容負荷を越えた荷役を行なって損傷して
しまう慮れがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この種のクレ
ーンの巻き取り装置では、過大なトルクの伝達を前記機
械式クラッチのすべりによって吸収することが試みられ
ているが、クラッチライニングの摩擦係数の設定に確実
な基準がなく、また、実際の摩擦係数がばらついてしま
うので、すべりによる信頼性の高いトルク制御は困難で
ある。

【０００４】そこで、ドラム構成部品に過大な入力トル
クが伝達されないようにするために解決すべき技術的課
題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたものであり、湿式多板クラッチを
介して原動機に減速機を連結すると共に、該減速機の出
力軸に出力を分配するためのギヤトレーンを連結し、該
ギヤトレーンの各出力軸に夫々機械式クラッチを介して
夫々荷役のためのウインチを連結し、前記湿式多板クラ
ッチのクラッチ結合力を電磁比例弁のデューティ制御に
より制御するクレーンの巻き取り装置であって、ウイン
チの運転台数を検出する検出手段と、該検出手段の検出
値に基づいて前記電磁比例弁をデューティ制御するコン
トローラとを備えたクレーンの巻き取り装置を提供する
ものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、フローティングクレーンに
適用して本発明の一実施の形態を図１乃至図４に従って
詳述する。

【０００７】図３はフローティングクレーンの側面を示
し、１８はクレーンブームを示している。

【０００８】このフローティングクレーンでは、主フッ
クロープ１９により荷を吊り上げるための主ウインチ１
２、補助フックロープ２０によって荷を吊り上げる補助
ウインチ１３、ブーム俯仰用ロープ２１によってクレー
ンブーム１８を俯仰するためのブーム俯仰用ウインチ１
１は、船首側甲板２５上のクレーン本体２６に配備され
ている。

【０００９】図１は前記ウインチ１１，１２，１３の連
結状態を示し、湿式多板クラッチ３及びトルクコンバー
タ４を介して原動機２に減速機５を連結し、該減速機５
の出力軸６に多軸のギヤトレーン７を取り付けている。
そして、該ギヤトレーン７の各出力軸８，９，１０に、
ブーム俯仰用ウインチ１１と、重量物を荷役するための
主ウインチ１２、軽作業のための補助ウインチ１３をそ
れぞれ摩擦クラッチ１４，１５，１６を介して連結し、
コントローラ１７により前記湿式多板クラッチ３の連結
度調節のための電磁比例弁（図示せず）を制御し、操作
レバ（図示せず）の操作によって前記摩擦クラッチ１
４，１５，１６のＯＮ／ＯＦＦ、減速機５の正転／逆転
を切り換えるように構成されている。

【００１０】図２に示すように、コントローラ１７は、
手動入力により、クレーンブーム１８の長さＬ、前記各
ウインチ１１，１２，１３のロープ掛け本数が入力され
ると共に、ピックアップセンサ（図示せず）のセンシン
グによって、クレーンのブーム角、各ウインチのロープ
層数、並びに、前記各機械式クラッチの操作レバのＯＮ
／ＯＦＦを検出すべく配設されたスイッチＳＷ１，ＳＷ
２，ＳＷ３のＯＮ／ＯＦＦ信号が入力されるように構成
され、そして、これら信号に基づいて、出力として前記
湿式多板クラッチ３の連結度を制御する電磁比例弁（図
示せず）にアンプを介して制御信号を出力するように構
成されている。

【００１１】図４は前記コントローラ１７の制御内容を
示し、前記コントローラ１７は、原動機２の始動により
ＯＮとなり、制御を開始する。

【００１２】まず、ステップＳ１でデータを読み込む。

【００１３】データは、クレーンブーム１８の長さＬ、
前記各ウインチ１１，１２，１３のロープ掛け本数、ク
レーンのブーム角θ、各ウインチのロープ層数、並び
に、前記各機械式クラッチの操作レバのＯＮ／ＯＦＦを
検出するスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３のＯＮ／ＯＦ
Ｆ信号となる。

【００１４】次に、ステップＳ２に進み、スイッチＳＷ
１のＯＮ／ＯＦＦによって、ブーム俯仰用ウインチ１１
の運転／停止を検出する。

【００１５】スイッチＳＷ１がＯＮであり、ブーム俯仰
用ウインチ１１を運転する場合には、ステップＳ３に進
んでクレーン全体の回転モーメントを演算し、更に、ス
テップＳ４に進んでブーム俯仰用ウインチ１１の回転モ
ーメントを演算すると、ステップＳ５に進んでブーム俯
仰用ウインチ１１の実負荷（トルク）を演算する。

【００１６】これら回転モーメントの演算は、クレーン
ブーム１８の長さＬ、ブーム俯仰用ロープ２１のロープ
掛け本数、クレーンブーム角θ、ブーム俯仰用ウインチ
１１のロープ層数Ｎに基づいて行なう。

【００１７】コントローラ１７は、次に、ステップＳ６
に進んで、ブーム俯仰用ウインチ１１の実負荷に対応す
る電磁比例弁のデューティ比を演算し、ステップＳ７に
進んで電磁比例弁に入力する。なお、電磁比例弁への入
力は、図２に示したように、アンプ１９により出力信号
を増幅して入力する。

【００１８】このため、ブーム俯仰用ウインチ１１は、
他のウインチ１２，１３が休止しているにも関わらず、
過不足の無い入力トルクで良好に駆動される。

【００１９】一方、前記ステップＳ１でＳＷ１がＯＦＦ
のときは、ステップＳ８に進み、スイッチＳＷ２のＯＮ
／ＯＦＦによって、主ウインチ１２の運転／停止を検出
し、ＳＷ２のＯＮのときは、主ウインチ１２を運転する
場合と判定し、ステップＳ９に進み、クレーン全体の回
転モーメントを演算し、その後、ステップＳ１０に進ん
で主ウインチ１２の回転モーメントを演算し、更に、ス
テップＳ１１に進んで、これら回転モーメントのモーメ
ント比に基づいて主ウインチ１２の実負荷（トルク）を
演算する。そして、ステップＳ６に進み、主ウインチ１
２の実負荷に対応する電磁比例弁のデューティ比を演算
し、ステップＳ７に進んで、デューティ比に対応する出
力電圧を電磁比例弁に出力する。なお、電磁比例弁に出
力する場合は図２に示すようにアンプで増幅した後、出
力する。

【００２０】よって、主ウインチ１２は過不足の無いト
ルクで良好に駆動される。

【００２１】ステップＳ８でスイッチＳＷ２がＯＦＦの
とき、コントローラ１７は、ステップＳ１２に進み、ス
イッチＳＷ３のＯＮ／ＯＦＦによって、補助ウインチ１
３の運転／停止を検出する。

【００２２】ステップＳ１２でＳＷ３がＯＮのとき、コ
ントローラ１７はステップＳ１３に進み、再度、スイッ
チＳＷ２のＯＮ／ＯＦＦを判定する。

【００２３】このステップＳ１３でスイッチＳＷ２がＯ
ＦＦのとき、初めて、補助ウインチ１３のみを運転する
と判定し、ステップＳ１４でクレーン全体の回転モーメ
ントを演算し、ステップＳ１５で補助ウインチ１３の回
転モーメントを演算する。

【００２４】そして、ステップＳ１６に進んで、これら
回転モーメントのモーメント比に基づいて補助ウインチ
１３の実負荷（トルク）を演算し、ステップＳ７に進ん
で補助ウインチ１２の実負荷に対応する電磁比例弁のデ
ューティ比を求め、ステップＳ７に進んで、デューティ
比に対応する出力信号を電磁比例弁に入力する。

【００２５】よって、補助ウインチ１３は過不足の無い
トルクで良好に駆動される。

【００２６】ステップＳ１３でＳＷ２がＯＮのときは、
主ウインチ１２及び補助ウインチ１３が運転される場合
（この場合、すなわち、補助ロープ２０がブーム１８の
トップに吊下げられておらず、主フック２３と補助フッ
ク２４間に十分な離隔が設定されている）であるので、
コントローラ１７は、ステップＳ１７に進んで、クレー
ンブーム１８の長さＬ、主フックロープ１９及び補助フ
ックロープ２０のロープ掛け本数、クレーンブーム角
θ、主ウインチ１２及び補助ウインチ１３のロープ層数
に基づいて、クレーン全体の回転モーメントを求め、更
に、ステップＳ１８に進んで、主ウインチ１２及び補助
ウインチ１３の回転モーメントを演算する。

【００２７】そして、ステップＳ１９に進み、モーメン
ト比に基づいて夫々主ウインチ１２及び補助ウインチ１
３に作用する実負荷を演算すると、ステップＳ２０に進
んで、これら実負荷の合算値を求め、該合算値と対応す
る電磁比例弁のデューティ比を求め。次に、ステップＳ
７に進んでデューティ比に対応する出力信号を前記電磁
比例弁に出力する。

【００２８】よって、主ウインチ１２、補助ウインチ１
３はともに過不足の無いトルクで安全に駆動される。

【００２９】このように、本実施の形態に係るコントロ
ーラ１７は、前記各ウインチ１１，１２，１３を操作す
る摩擦クラッチ１４，１５，１６のＯＮ／ＯＦＦを検出
するスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３のＯＮ／ＯＦＦに
基づいて、どのウインチが運転されるか、又、何台のウ
インチを運転するかどうかを検出する。

【００３０】そして、一台のウインチのみが運転される
場合は、そのウインチのロープのロープ掛け本数及びロ
ープ層数と、クレーンブーム角θ及びクレーンブーム１
８の長さＬに基づいて、クレーン全体の回転モーメント
と、運転されるウインチの回転モーメントの演算を行
い、次に、これらモーメント比に基づいて、運転される
ウインチに作用する実負荷を演算して該実負荷に対応す
るデューティ比で電磁比例弁をデューティ制御して、過
大な入力トルクによるウインチの損傷を防止し、複数の
ウインチが運転される場合は、これらウインチのロープ
のロープ掛け本数及びロープ層数、クレーンブーム１８
の長さＬ及びクレーンブーム角θに基づいてクレーン全
体の回転モーメントと、各ウインチ１２の回転モーメン
トの演算を行い、次に、これらモーメント比に基づい
て、各ウインチ１３に作用する実負荷を演算して各ウイ
ンチの実負荷を求めると共に、これら実負荷の合算値と
対応する電磁比例弁のデューティ比を求め、該デューテ
ィ比に電磁比例弁を制御し、これにより、多数のウイン
チを過不足の無いトルクで良好に駆動する。

【００３１】尚、本実施の形態では、スイッチＳＷ１，
ＳＷ２，ＳＷ３により各ウインチ１１，１２，１３のＯ
Ｎ／ＯＦＦを検出したが、センサを用いることも可能で
ある。

【００３２】更に、本発明は、本発明の精神を逸脱しな
い限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が
該改変されたものに及ぶことは当然である。

【００３３】

【発明の効果】本発明は上記一実施の形態に詳述したよ
うに、ウインチの運転数に対応して湿式多板クラッチの
結合度を制御するため、一つのウインチが単独に運転さ
れる場合でもその損傷を防止することができ、強度的な
不安を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示し、フローティング
クレーンのウインチユニットを示す解説図である。

【図２】本発明の一実施の形態を示し、コントローラの
ブロック図である。

【図３】本発明の一実施の形態を示し、フローティング
クレーンの側面図である。

【図４】本発明の一実施の形態を示し、コントローラの
制御内容を示すフロチャート図である。

【符号の説明】

１ ウインチユニット ２ 原動機 ３ 湿式多板クラッチ ４ トルクコンバータ ７ ギヤトレーン ８ ギヤトレーンの出力軸 ９ ギヤトレーンの出力軸 １０ ギヤトレーンの出力軸 １１ ブーム俯仰用ウインチ １２ 主ウインチ １３ 補助ウインチ １４ 摩擦クラッチ（機械式クラッチ） １５ 摩擦クラッチ（機械式クラッチ） １６ 摩擦クラッチ（機械式クラッチ） １７ コントローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 湿式多板クラッチを介して原動機に減速
   機を連結すると共に、該減速機の出力軸に出力を分配す
   るためのギヤトレーンを連結し、該ギヤトレーンの各出
   力軸に夫々機械式クラッチを介して夫々荷役のためのウ
   インチを連結し、前記湿式多板クラッチのクラッチ結合
   力を電磁比例弁のデューティ制御により制御するクレー
   ンの巻き取り装置であって、 ウインチの運転台数を検出する検出手段と、該検出手段
   の検出値に基づいて前記電磁比例弁をデューティ制御す
   るコントローラとを備えたことを特徴とするクレーンの
   巻き取り装置。