JP2003026391A - クレーンの吊荷水平移動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブーム伸縮動とウインチ巻下巻上動を併用し
て吊荷を地面等に沿って水平方向に移動制御する吊荷水
平移動制御装置を提供する。 【解決手段】 コントローラ20は、伸縮操作信号ａに基
づき算出した伸縮制御弁制御信号20aで伸縮制御弁４を
切換制御する。一方、伸縮操作信号ａと起伏角信号Θa
に基づき前記伸縮制御弁制御信号20aで伸縮ブーム３を
伸縮駆動した際にフック11の吊下げ高さＨを変化させな
いウインチ制御弁７の基準弁切換量ｆ(a, Ｌ)を算出す
ると共に、ブーム長さ信号Ｌaと起伏角信号Θa及び繰出
長さ信号Ｓaに基づきフック11の吊下げ高さを変化させ
ないワイヤ駆動目標量Ｓw−ＳW0と実際のワイヤ繰出長
さＳ−Ｓ0の変動量を一致させるために必要なウインチ
制御弁の補正弁切換量δsを求め、前記基準弁切換量ｆ
(a, Ｌ)をこの補正弁切換量δsで補正したウインチ制御
弁制御信号20bでウインチ制御弁７を切換制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、伸縮ブームの伸縮
駆動とウインチ装置の巻上げ巻下げ駆動を連動させて吊
荷を地面等に沿って水平方向に移動させるようにしたク
レーンの吊荷水平移動制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】まず、図３及び図４に基づき吊荷水平移
動制御装置を取付けるクレーンの構成を、トラック搭載
型クレーンを例に説明する。図３は、トラック搭載型ク
レーンの全体構成図であり、図４は伸縮ブーム及びウイ
ンチ装置の駆動油圧回路の説明図である。

【０００３】トラック搭載型クレーンは、図３に示す如
く基台１上に旋回自在に取付けた旋回ポスト２と、当該
旋回ポスト２に起伏自在に取付けられ基端側ブームセク
ション3a内に順次先端側のブームセクション3b，3c，3d
を伸縮自在に嵌挿した伸縮ブーム３、当該伸縮ブーム３
の基端側ブームセクション3aと先端側ブームセクション
3b間及び先端側ブームセクション3b，3c間に夫々介装さ
れ伸縮制御弁４からの制御油で伸縮駆動して伸縮ブーム
３を伸縮させる第１及び第２伸縮シリンダ５，６、ウイ
ンチ制御弁７からの制御油で正逆回転駆動するウインチ
モータ８により巻上げ巻下げ駆動するウインチ装置９、
及び当該ウインチ装置９から繰出されたワイヤロープ10
により伸縮ブーム先端部から巻上げ巻下げ自在に吊下げ
られたフック11とで構成されている。

【０００４】また、先端側ブームセクション3c，3d間に
は、前記第２伸縮シリンダ６による先端側ブームセクシ
ョン3cの伸縮動に連動して先端側ブームセクション3dを
伸縮駆動させる従来公知のワイヤロープ同時伸縮機構Ｃ
が取付けられている。このため、第１及び第２伸縮シリ
ンダ５，６の伸長側油室の受圧面積が同一であっても、
伸縮ブーム３の伸縮速度は、第１伸縮シリンダ５の伸縮
作動域における伸縮速度（ブームセクション3bの伸縮速
度）に対し、第２伸縮シリンダ６の伸縮作動域における
伸縮速度（ブームセクション3dの伸縮速度）は、２倍の
速度で伸縮するようになっている。

【０００５】なお、図４において、12は伸縮制御弁４と
第１及び第２伸縮シリンダ５，６間に介装した順次伸縮
制御弁であり、当該順次伸縮制御弁12は伸縮シリンダの
伸長駆動時には第１伸縮シリンダ５が最伸長した後に第
２伸縮シリンダ６が伸長し、縮小駆動時には第２伸縮シ
リンダ６が最縮小した後に第１伸縮シリンダ５が縮小す
るよう順次駆動させるための弁装置である。

【０００６】このように構成したトラック搭載型クレー
ンは、伸縮ブーム３の先端部から吊下したフック11に荷
物を吊持して、伸縮ブーム３を伸縮並びに起伏駆動する
と共に、ウインチ装置９を巻上げ巻下げ駆動して荷物を
任意な位置に移動させ、クレーン作業を行うようになっ
ている。

【０００７】ところで、この種のクレーンを用いた荷物
移動作業の１つに、伸縮ブーム３の伸縮動を用いてフッ
ク11に吊持した荷物を半径方向に移動させる荷物移動作
業があるが、この荷物移動作業を行う場合荷物の吊下げ
高さＨをあまり変動させないで移動させるのが安全上望
ましい。しかしながら、従来のクレーンは、伸縮ブーム
３を伸長させればフック11が上昇し、逆に伸縮ブーム３
を縮小させればフック11が下降して荷物の吊下げ高さＨ
が大きく変動するものであった。

【０００８】このため、作業者は、伸縮ブーム３の伸長
操作と同時にウインチ装置９を巻下げ操作、あるいは伸
縮ブーム３の縮小操作と同時にウインチ装置９を巻上げ
操作して、伸縮ブーム３の伸縮時に係わらず荷物が地面
等に沿って水平方向に移動するよう連動操作していた。
この連動操作は、煩雑で作業者に負担を強いるものであ
り、自動化が望まれていた。

【０００９】このため、伸縮ブーム３の伸縮駆動に連動
してウインチ装置９を巻下げ巻上げ駆動させ、伸縮ブー
ム３の伸縮動に係わらず荷物が地面等に沿って水平方向
に移動するよう自動制御する、いわゆる吊荷水平移動制
御装置が開発されていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
吊荷水平移動制御装置は、図４に示す如く伸縮制御弁４
の実際の切換制御量ａと伸縮ブーム３の実際のブーム起
伏角Θに基づき当該ブーム起伏角Θにおける伸縮ブーム
３が伸縮制御弁４からの制御油で伸縮駆動した際にフッ
ク11の吊下げ高さＨを変化させないために必要なウイン
チ制御弁７の弁切換方向と弁切換量ｂを算出し、ウイン
チ制御弁７を当該弁切換方向と弁切換量ｂで切換制御し
て、当該制御弁７からの制御油でウインチ装置９を連動
駆動するよう構成していた。このため、従来の吊荷水平
移動制御装置は、伸縮制御弁４を切換操作するだけで伸
縮ブーム３の伸縮動に連動してウインチ装置９が巻下げ
巻上げ駆動され、伸縮ブーム３の伸縮動に係わらず荷物
を地面等に沿って水平方向に移動させることができるも
のであった。しかしながら、従来の吊荷水平移動制御装
置は、いわゆるフイードフォワード制御により吊荷水平
移動制御を行うよう構成されていたため、複数の伸縮シ
リンダで伸縮駆動され各伸縮シリンダの伸縮作動域によ
り伸縮ブーム３の伸縮速度が変動する如き伸縮ブーム３
を備えたクレーンへの適応は、伸縮ブーム３の伸縮速度
差に対応した補正制御が行えず、適応が困難であるとい
う問題があった。

【００１１】本発明は、上記従来の吊荷水平移動制御装
置の持つ問題点を解決することを目的とし、伸縮シリン
ダの伸縮作動域において伸縮ブームの伸縮速度が変動す
る如き伸縮ブームを備えたクレーンにも適応可能なクレ
ーンの吊荷水平移動制御装置を提供することを目的とす
るものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、次の如き構成を有している。

【００１３】すなわち、本発明のクレーンの吊荷水平移
動制御装置は、基台上に旋回自在に取付けられた旋回ポ
スト、当該旋回ポストに起伏自在に取付けられた伸縮ブ
ーム、伸縮制御弁からの制御油で駆動され前記伸縮ブー
ムを順次伸縮駆動する第１及び第２伸縮シリンダ、ウイ
ンチ制御弁からの制御油で駆動されるウインチモータに
より巻上げ巻下げ駆動され前記旋回ポストあるいは伸縮
ブーム基端部に取付けられたウインチ装置、及び当該ウ
インチ装置から繰出したワイヤロープにより伸縮ブーム
先端部から巻上げ巻下げ可能に吊下げたフックとを備
え、前記伸縮制御弁の切換制御量が同一であっても前記
伸縮ブームの伸縮速度が第１伸縮シリンダによる伸縮作
動域と第２伸縮シリンダによる伸縮作動域とで異なるよ
う構成してなるクレーンの吊荷水平移動制御装置を対象
にしている。

【００１４】そして、本発明の請求項１における吊荷水
平移動制御装置は、伸縮制御弁の弁切換方向と弁切換量
を指示する伸縮操作信号を出力する伸縮操作手段、伸縮
ブームの実際のブーム長さを検出してブーム長さ検出信
号を出力するブーム長さ検出手段、伸縮ブームの実際の
ブーム起伏角を検出して起伏角検出信号を出力するブー
ム起伏角検出手段、ワイヤロープの実際の繰出長さを検
出して繰出長さ検出信号を出力するワイヤ繰出長さ検出
手段、及びこれら各手段からの伸縮操作信号、ブーム長
さ検出信号、起伏角検出信号、及び繰出長さ検出信号を
受取り、伸縮制御弁とウインチ制御弁を切換制御するた
めの制御信号を出力するコントローラとからなり、当該
コントローラは、 (1) 前記伸縮操作信号に基づき、伸縮制御弁を伸縮操作
信号が指示する弁切換方向と弁切換量に切換えるための
伸縮制御弁制御信号を生成して、この伸縮制御弁制御信
号を伸縮制御弁に出力する。 (2) 前記伸縮操作信号及び起伏角検出信号に基づき、現
在のブーム起伏角における伸縮ブームが前記伸縮制御弁
制御信号で切換制御された伸縮制御弁からの制御油で伸
縮駆動した際にフックの吊下げ高さを変化させないため
に必要なウインチ制御弁の弁切換方向と基準弁切換量を
算出すると共に、前記伸縮操作信号、ブーム長さ検出信
号、起伏角検出信号及び繰出長さ検出信号に基づき、伸
縮操作信号を受取った時点以降のフックの吊下げ高さを
変化させないためのワイヤ駆動目標量と実際のワイヤ繰
出長さの変動量を一致させるために必要なウインチ制御
弁の補正弁切換量を求め、更に前記基準弁切換量をこの
補正弁切換量で補正した修正弁切換量を求めて、ウイン
チ制御弁を前記弁切換方向と修正弁切換量に切換えるた
めのウインチ制御弁制御信号を生成して、このウインチ
制御弁制御信号をウインチ制御弁に出力する。よう構成
している。

【００１５】このように構成したことにより、コントロ
ーラは、まず伸縮操作手段からの伸縮操作信号に基づ
き、伸縮制御弁制御信号を出力して伸縮制御弁を伸縮操
作信号が指示する弁切換方向と弁切換量に切換える。当
該伸縮制御弁制御信号で切換えられた伸縮制御弁からの
制御油は、第１及び第２伸縮シリンダに供給されて伸縮
ブームを伸縮駆動する。この際、当該伸縮ブームの伸縮
速度は、第１伸縮シリンダによる伸縮作動域と第２伸縮
シリンダによる伸縮作動域とでは、異なった伸縮速度で
伸縮駆動するようになっている。

【００１６】一方、コントローラは、上記伸縮制御弁の
切換えと同時に、次の如くウインチ制御弁制御信号を出
力してウインチ制御弁を切換えるようになっている。す
なわち、コントローラは、前記伸縮操作信号及びブーム
起伏角検出手段からの起伏角検出信号に基づき、現在の
ブーム起伏角における伸縮ブームが前記伸縮制御弁制御
信号で切換制御された伸縮制御弁からの制御油で伸縮駆
動した際にフックの吊下げ高さを変化させないために必
要なウインチ制御弁の弁切換方向と基準弁切換量を算出
すると共に、前記伸縮操作信号、ブーム長さ検出手段か
らのブーム長さ検出信号、ブーム起伏角検出手段からの
起伏角検出信号及びワイヤ繰出長さ検出手段からの繰出
長さ検出信号に基づき、伸縮操作信号を受取った時点以
降のフックの吊下げ高さを変化させないためのワイヤ駆
動目標量と実際のワイヤ繰出長さの変動量を一致させる
ために必要なウインチ制御弁の補正弁切換量を求め、更
に前記基準弁切換量をこの補正弁切換量で補正した修正
弁切換量を求めて、ウインチ制御弁を前記弁切換方向と
修正弁切換量に切換えるためのウインチ制御弁制御信号
を生成して、このウインチ制御弁制御信号をウインチ制
御弁に出力して、ウインチ制御弁を切換制御するように
なっている。そして、当該ウインチ制御弁制御信号で切
換えられたウインチ制御弁からの制御油は、ウインチモ
ータに供給されてフックの吊下げ高さが一定となるよう
ウインチ装置を巻上げ巻下げ駆動するようになってい
る。

【００１７】この際、伸縮ブームは、前述した如く伸縮
操作信号が一定であっても伸縮シリンダの伸縮作動域に
より伸縮速度が変動するが、この伸縮ブームの伸縮速度
差はブーム長さ検出手段により実際のブーム長さの単位
時間当たりの変化量の差として検出されるようになって
いる。このため、ブーム長さ検出手段で検出された実際
のブーム長さは、伸縮シリンダの伸縮作動域による伸縮
速度差が反映されており、当該実際のブーム長さとブー
ム起伏角の関数として算出されるフックの吊下げ高さを
変化させないためのワイヤ駆動目標量も、伸縮速度差が
反映されたものとなっている。これにより、当該ワイヤ
駆動目標量とワイヤ繰出し長さ検出手段で検出した実際
のワイヤ繰出長さの変動量を一致させる如きウインチ制
御弁の補正弁切換量を求め、当該補正弁切換量で基準弁
切換量を補正して得られた修正弁切換量でウインチ制御
弁を切換制御してウインチ装置を巻下げ巻上げ駆動すれ
ば、いわゆるフイードフォワード制御とフイードバック
制御の併用制御によって極めて正確に吊荷水平移動制御
が行えるのである。従って、伸縮シリンダの伸縮作動域
により伸縮速度差のある伸縮ブームを備えたクレーンで
あっても、正確に吊荷水平移動制御が行える吊荷水平移
動制御装置が得られるのである。

【００１８】また、本発明の請求項２における吊荷水平
移動制御装置は、伸縮制御弁の弁切換方向と弁切換量を
指示する伸縮操作信号を出力する伸縮操作手段、伸縮ブ
ームの実際のブーム長さを検出してブーム長さ検出信号
を出力するブーム長さ検出手段、伸縮ブームの実際のブ
ーム起伏角を検出して起伏角検出信号を出力するブーム
起伏角検出手段、ワイヤロープの実際の繰出長さを検出
して繰出長さ検出信号を出力するワイヤ繰出長さ検出手
段、伸縮ブームがいずれの伸縮シリンダによる伸縮作動
域にあるかを検出して伸縮作動域検出信号を出力する伸
縮作動域検出手段、及びこれら各手段からの伸縮操作信
号、ブーム長さ検出信号、起伏角検出信号、伸縮作動域
検出信号、及び繰出長さ検出信号を受取り、伸縮制御弁
とウインチ制御弁を切換制御するための制御信号を出力
するコントローラとからなり、当該コントローラは、 (1) 前記伸縮操作信号及び伸縮作動域検出信号に基づ
き、前記伸縮制御弁を伸縮操作信号が指示する弁切換方
向と弁切換量に対応して切換えるための伸縮制御弁制御
信号であって、伸縮操作信号の弁切換量が同一であれば
いずれの伸縮シリンダの伸縮作動域であっても同一のブ
ーム伸縮速度が得られるよう前記伸縮作動域検出信号で
補正した伸縮制御弁制御信号を生成して、この伸縮制御
弁制御信号を前記伸縮制御弁に出力する。 (2) 前記伸縮操作信号及び起伏角検出信号に基づき、現
在のブーム起伏角における伸縮ブームが前記伸縮制御弁
制御信号で切換制御された伸縮制御弁からの制御油で伸
縮駆動した際にフックの吊下げ高さを変化させないため
に必要なウインチ制御弁の弁切換方向と基準弁切換量を
算出すると共に、前記伸縮操作信号、ブーム長さ検出信
号、起伏角検出信号及び繰出長さ検出信号に基づき、伸
縮操作信号を受取った時点以降のフックの吊下げ高さを
変化させないためのワイヤ駆動目標量と実際のワイヤ繰
出長さの変動量を一致させるために必要なウインチ制御
弁の補正弁切換量を求め、更に前記基準弁切換量をこの
補正弁切換量で補正した修正弁切換量を求めて、ウイン
チ制御弁を前記弁切換方向と修正弁切換量に切換制御す
るためのウインチ制御弁制御信号を生成して、このウイ
ンチ制御弁制御信号をウインチ制御弁に出力する。よう
構成している。

【００１９】このように構成したことにより、コントロ
ーラは、まず伸縮操作手段からの伸縮操作信号と伸縮作
動域検出手段からの伸縮作動域検出信号に基づき、伸縮
操作信号が指示する弁切換方向と弁切換量に対応して伸
縮制御弁を切換えるための伸縮制御弁制御信号であっ
て、伸縮操作信号の弁切換量が同一であればいずれの伸
縮シリンダの伸縮作動域であっても同一のブーム伸縮速
度が得られるよう前記伸縮作動域検出信号で補正した伸
縮制御弁制御信号を生成して、この伸縮制御弁制御信号
を伸縮制御弁に出力して、伸縮制御弁を切換制御するよ
うになっている。そして、当該伸縮制御弁制御信号で切
換えられた伸縮制御弁からの制御油は、第１及び第２伸
縮シリンダに供給されて伸縮ブームを伸縮駆動するよう
になっている。この際、当該伸縮ブームの伸縮速度は、
第１伸縮シリンダによる伸縮作動域と第２伸縮シリンダ
による伸縮作動域とで伸縮速度差が生じないよう伸縮作
動域検出信号で補正制御されているので、伸縮操作信号
が同じであれば伸縮作動域に係わらず一定の速度で伸縮
するようになっている。

【００２０】一方、コントローラは、上記伸縮制御弁の
切換えと同時に、次の如くウインチ制御弁制御信号を出
力してウインチ制御弁を切換制御するようになってい
る。すなわち、コントローラは、前記伸縮操作手段から
の伸縮操作信号及びブーム起伏角検出手段からの起伏角
検出信号に基づき、現在のブーム起伏角における伸縮ブ
ームが前記伸縮制御弁制御信号で切換制御された伸縮制
御弁からの制御油で伸縮駆動した際にフックの吊下げ高
さを変化させないために必要なウインチ制御弁の弁切換
方向と基準弁切換量を算出すると共に、前記伸縮操作信
号、ブーム長さ検出手段からのブーム長さ検出信号、ブ
ーム起伏角検出手段からの起伏角検出信号及びワイヤ繰
出長さ検出手段からの繰出長さ検出信号に基づき、伸縮
操作信号を受取った時点以降のフックの吊下げ高さを変
化させないためのワイヤ駆動目標量と実際のワイヤ繰出
長さの変動量を一致させるために必要なウインチ制御弁
の補正弁切換量を求め、更に前記基準弁切換量をこの補
正弁切換量で補正した修正弁切換量を求めて、ウインチ
制御弁を前記弁切換方向と修正弁切換量に切換えるため
のウインチ制御弁制御信号を生成して、このウインチ制
御弁制御信号をウインチ制御弁に出力して、ウインチ制
御弁を切換制御するようになっている。そして、当該ウ
インチ制御弁制御信号で切換えられたウインチ制御弁か
らの制御油は、ウインチモータに供給されてフックの吊
下げ高さが一定となるようウインチ装置を巻上げ巻下げ
駆動するようになっている。

【００２１】この際、伸縮ブームは、前述した如く伸縮
操作信号が一定であれば伸縮シリンダの伸縮作動域に係
わらず一定の速度で伸縮するよう伸縮作動域検出信号に
より補正制御されているので、ブーム長さ検出手段で検
出される実際のブーム長さも伸縮作動域に係わらず単位
時間当たりの変化量の差が生じない（単位時間当たりの
変化量が一定）ようになっている。このため、実際のブ
ーム長さとブーム起伏角の関数として算出されるフック
の吊下げ高さを変化させないためのワイヤ駆動目標量
も、伸縮作動域に係わらず一定の値となっている。これ
により、当該ワイヤ駆動目標量とワイヤ繰出し長さ検出
手段で検出した実際のワイヤ繰出長さの変動量を一致さ
せる如きウインチ制御弁の補正弁切換量を求め、当該補
正弁切換量で基準弁切換量を補正して得られた修正弁切
換量でウインチ制御弁を切換制御してウインチ装置を巻
下げ巻上げ駆動すれば、ウインチ装置の制御目標値とな
るワイヤ駆動目標量が一定値で変動しないため極めて正
確に吊荷水平移動制御が行えるのである。従って、この
場合も伸縮シリンダの伸縮作動域により伸縮速度差のあ
る伸縮ブームを備えたクレーンであっても、正確に吊荷
水平移動制御が行える吊荷水平移動制御装置が得られる
のである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図１及び図２に基づき本発
明の具体的な構成について説明する。図１は、本発明の
第１の実施形態における吊荷水平移動制御装置の説明
図、図２は第２の実施形態における吊荷水平移動制御装
置の説明図である。なお、本発明の吊荷水平移動制御装
置は、従来技術として説明した伸縮ブーム及びウインチ
装置の駆動油圧回路に適応したものであり、以下の説明
ではクレーンの全体構成及び駆動油圧回路として説明し
た１〜12、及びＣ，Ｈの各符号は同義のものとして詳細
な説明を省略するものとする。

【００２３】（第１の実施形態）図１において、15は吊
荷水平移動制御装置であり、当該吊荷水平移動制御装置
15は、伸縮制御弁４の弁切換方向と弁切換量を指示する
伸縮操作信号ａを出力する伸縮操作手段16と、伸縮ブー
ム３の実際のブーム長さＬを検出してブーム長さ検出信
号Ｌaを出力するブーム長さ検出手段17、伸縮ブーム３
の実際のブーム起伏角Θを検出して起伏角検出信号Θa
を出力するブーム起伏角検出手段18、ワイヤロープ10の
実際の繰出長さＳを検出して繰出長さ検出信号Ｓaを出
力するワイヤ繰出量検出手段19、及びこれら各手段16，
17，18，19からの伸縮操作信号ａ、ブーム長さ検出信号
Ｌa、起伏角検出信号Θa、及び繰出長さ検出信号Ｓaを
受取り前記伸縮制御弁４とウインチ制御弁７を切換制御
するための弁制御信号を出力するコントローラ20とで構
成されている。

【００２４】前記ブーム長さ検出手段17は、基端側ブー
ムセクション3aに対する最先端側ブームセクション3dの
離隔距離を連続的に検出するものであり、例えば基端側
ブームセクション3aにコード巻取器の本体を取付け、当
該巻取器から繰出したコードの先端部を最先端側ブーム
セクション3dの先端部に止着して、伸縮ブーム３の伸縮
動に連動して繰出されるコードの繰出し量をポテンショ
メータ等を用いて電気的に検出する従来公知の繰出し量
検出機能付きコード巻取器で構成している。

【００２５】また、前記ブーム起伏角検出手段18は、前
記伸縮ブーム３の対地起伏角を連続的に検出するもの
で、例えば自由垂下状態の重錘に対する伸縮ブーム３の
対地起伏角をポテンショメータ等を用いて電気的に検出
する従来公知の角度検出器で構成している。

【００２６】また、前記ワイヤ繰出長さ検出手段19は、
ウインチ装置９から繰出されるワイヤーロープ10の繰出
長さを連続的に検出するもので、例えばワイヤーロープ
10を巻取ったウインチ装置９のドラム回転数をロータリ
エンコーダ等を用いて電気的に検出する回転検出手段で
構成している。

【００２７】また、前記コントローラ20は、伸縮操作手
段16からの伸縮操作信号ａ、ブーム長さ検出手段17から
のブーム長さ検出信号Ｌa、ブーム起伏角検出手段18か
らの起伏角検出信号Θa、及びワイヤ繰出長さ検出手段1
9からの繰出長さ検出信号Ｓaの各信号を受取って、次の
如く演算処理を行うようになっている。

【００２８】すなわち、21はコントローラ20に内蔵され
た伸縮制御弁制御信号出力部であり、当該伸縮制御弁制
御信号出力部21は前記伸縮操作手段16からの伸縮操作信
号ａに基づき、前記伸縮制御弁４を伸縮操作信号ａが指
示する弁切換方向と弁切換量に切換えるための伸縮制御
弁制御信号20aを生成し、この信号20aを伸縮制御弁４の
弁切換手段4aに出力するようになっている。これによ
り、伸縮制御弁４は、伸縮操作信号ａに対応した弁切換
方向と弁切換量で切換制御され、伸縮制御弁４からの制
御油が第１伸縮シリンダ５と第２伸縮シリンダ６に供給
されて伸縮ブーム３が伸縮駆動するのである。この際、
伸縮制御弁制御信号出力部21は、伸縮操作信号ａ（弁切
換量）に基づき伸縮制御弁制御信号20aを算出するよう
になっており、伸縮シリンダ５，６の伸縮作動域に係わ
らず同一レベルの制御信号が出力されるようになってい
る。このため、伸縮ブーム３の伸縮速度は、第１伸縮シ
リンダ５の伸縮作動域に対し、第２伸縮シリンダ６の伸
縮作動域での伸縮速度が２倍の速度で伸縮するようにな
っている。

【００２９】22は、基準弁切換量出力部であり、当該基
準弁切換量出力部22は前記伸縮操作手段16からの伸縮操
作信号ａ及びブーム起伏角検出手段18からの起伏角検出
信号Θaに基づき、現在のブーム起伏角Θにおける伸縮
ブーム３が、前記伸縮制御弁制御信号20aで切換制御さ
れた伸縮制御弁４からの制御油により伸縮駆動した際に
前記フック11の吊下げ高さＨを変動させないために必要
なウインチ制御弁７の弁切換方向と基準弁切換量ｆ
(ａ，Ｌ)を算出するようになっている。具体的には、弁
切換方向は、伸縮操作信号ａの弁切換方向がブーム伸長
側であればウインチ巻下げ側の信号を出力し、反対にブ
ーム縮小側であればウインチ巻上げ側の信号を出力する
ようになっている。また、基準弁切換量ｆ(ａ，Ｌ)は、
前記伸縮制御弁４からの制御油で伸縮ブーム３が伸縮駆
動した際にフック11の吊下げ高さＨを変動させないため
の、次の演算式を満足させるウインチ制御弁７の弁切換
量を算出するようになっている。 Ｌ・（１＋ＳｉｎΘ・Ｎ）＝一定 但し、Ｓwは、ワイヤロープ長さ Ｌは、ブーム長さ Θは、ブーム起伏角 Ｎは、フック11のワイヤロープ掛け数で、通常初期値と
して任意の値を設定する。このため、伸縮操作信号ａが
一定の場合には、伸縮シリンダ５，６の伸縮作動域に係
わらず同一レベルの算出値が出力されるようになってい
る。

【００３０】23は、前記ブーム長さ検出手段17からのブ
ーム長さ検出信号Ｌaと前記ブーム起伏角検出手段18か
らの起伏角検出信号Θaに基づき、前記ウインチ装置９
から繰出されたワイヤロープ10のワイヤ長さＳwを算出
するワイヤ長さ算出部である。当該ワイヤ長さ算出部23
は、次の如き演算式によりワイヤ長さＳwを算出するよ
うになっている。 Ｓw＝Ｌ・（１＋ＳｉｎΘ・Ｎ） 但し、Ｓwは、ワイヤロープ長さ Ｌは、ブーム長さ Θは、ブーム起伏角 Ｎは、フック11のワイヤロープ掛け数で、通常初期値と
して任意の値を設定する。

【００３１】24は、前記伸縮操作信号ａが入力された時
点における前記ワイヤ長さ算出部23が算出したワイヤ長
さＳw0を記憶する初期ワイヤ長さ記憶部であり、25は前
記伸縮操作信号ａが入力された時点におけるワイヤ繰出
長さ検出手段19が検出した繰出長さＳ0を記憶する初期
ワイヤ繰出長さ記憶部である。

【００３２】また、26は前記初期ワイヤ長さ記憶部24に
記憶した初期ワイヤ長さＳw0とワイヤ長さ算出部23が現
在算出しているワイヤ長さＳwとの差Ｓw−Ｓw0を算出す
るワイヤ長さ変動量算出部であり、27は前記初期ワイヤ
繰出長さ記憶部27に記憶した初期ワイヤ繰出長さＳ0と
ワイヤ繰出長さ検出手段19が現在検出しているワイヤ繰
出長さＳとの差Ｓ−Ｓ0を算出するワイヤ繰出長さ変動
量算出部である。

【００３３】また、28は前記ワイヤ長さ変動量算出部26
で求めたワイヤ長さ変動量Ｓw−Ｓw0と、前記ワイヤ繰
出長さ変動量算出部27で求めたワイヤ繰出長さ変動量Ｓ
−Ｓ0を一致させるために必要なウインチ制御弁７の補
正弁切換量δＳを求める補正弁切換量算出部である。

【００３４】また、29は前記基準弁切換量出力部22が算
出した基準弁切換量ｆ(ａ，Ｌ)を前記補正弁切換量算出
部28で求めた補正弁切換量δＳで補正して、修正弁切換
量ｆ(ａ，Ｌ)＋δＳを求める修正弁切換量算出部であ
る。

【００３５】また、30は前記修正弁切換量算出部29が算
出した修正弁切換量ｆ(ａ，Ｌ)＋δＳを受取り、ウイン
チ制御弁７をこの受取りに係る修正弁切換量ｆ(ａ，Ｌ)
＋δＳで切換制御するためのウインチ制御弁制御信号20
bを出力するウインチ制御弁制御信号出力部である。

【００３６】そして、当該ウインチ制御弁制御信号出力
部30が出力したウインチ制御弁制御信号20bは、ウイン
チ制御弁７の弁切換駆動手段7aに出力されて当該ウイン
チ制御弁７をウインチ制御弁制御信号20bが指示する弁
切換方向と修正弁切換量ｆ(ａ，Ｌ)＋δＳに切換えるの
である。そして、当該ウインチ制御弁制御信号20bで切
換制御されたウインチ制御弁７からの制御油は、ウイン
チモータ８に供給されてウインチ装置９を巻上げ巻下げ
駆動するのである。

【００３７】この際、伸縮ブーム３は、前述した如く伸
縮操作信号ａが一定であっても第１及び第２伸縮シリン
ダ５，６の伸縮作動域により伸縮速度が変動するが、こ
の伸縮ブーム３の伸縮速度差はブーム長さ検出手段17に
より実際のブーム長さＬの単位時間当たりの変化量の差
として検出されるようになっている。このため、ブーム
長さ検出手段17で検出された実際のブーム長さＬは、第
１及び第２伸縮シリンダ５，６の伸縮作動域による伸縮
速度差が反映されており、当該実際のブーム長さＬとブ
ーム起伏角Θの関数として算出されるフック11の吊下げ
高さＨを変化させないためのワイヤ駆動目標量（ワイヤ
長さ変動量算出部26で算出されるワイヤ長さ変動量Ｓw
−Ｓw0）も、伸縮速度差が反映されたものとなってい
る。これにより、当該ワイヤ駆動目標量（ワイヤ長さ変
動量Ｓw−Ｓw0）とワイヤ繰出し長さ検出手段19で検出
した実際のワイヤ繰出長さの変動量Ｓ−Ｓ0を一致させ
る如きウインチ制御弁７の補正弁切換量δＳを求め、当
該補正弁切換量δＳで基準弁切換量ｆ(ａ，Ｌ)を補正し
て得られた修正弁切換量ｆ(ａ，Ｌ)＋δＳでウインチ制
御弁７を切換制御してウインチ装置９を巻下げ巻上げ駆
動すれば、いわゆるフイードフォワード制御とフイード
バック制御の併用制御により極めて正確に吊荷水平移動
制御が行えるのである。従って、第１及び第２伸縮シリ
ンダ５，６の伸縮作動域により伸縮速度差のある伸縮ブ
ーム３を備えたクレーンであっても、正確に吊荷水平移
動制御が行える吊荷水平移動制御装置が得られるのであ
る。

【００３８】（第２の実施形態）以下、図２に基づき第
２の実施形態における吊荷水平移動制御装置31について
説明する。第２の実施形態における吊荷水平移動制御装
置31は、前述した第１の実施形態における吊荷水平移動
制御装置15に比し、伸縮ブーム３が第１及び第２伸縮シ
リンダ５，６のいずれの伸縮作動域にあるかを検出して
伸縮作動域検出信号ｄを出力する伸縮作動域検出手段32
を付加すると共に、伸縮操作信号ａと当該伸縮作動域検
出手段32からの伸縮作動域検出信号ｄに基づき伸縮制御
弁制御信号31aを生成して当該制御信号34aを伸縮制御弁
４に出力する伸縮制御弁制御信号出力部33の演算方法を
変更した点に差異があり、以下の説明はこの相違点を中
心に説明するものとする。

【００３９】前記伸縮作動域検出手段32は、前記ブーム
長さ検出手段17からのブーム長さ検出信号Ｌaが、ブー
ムセクション3bに対しブームセクション3dが伸長した基
準ブーム長さ以上であるか否かを判断して結果を伸縮作
動域検出信号ｄとして出力する比較器で構成している。
このように構成した伸縮作動域検出手段32は、ブーム長
さ検出手段17からのブーム長さ検出信号Ｌaが基準ブー
ム長さ以下であると判断すれば伸縮ブーム３が伸縮シリ
ンダ５による伸縮作動域にあり、基準ブーム長さ以上で
あると判断すれば伸縮シリンダ６による伸縮作動域にあ
るとして、伸縮作動域検出信号ｄを出力するようになっ
ている。

【００４０】なお、当該伸縮作動域検出手段32は、上記
の如くブーム長さ検出信号Ｌaから演算処理により求め
る方法の他に、第２伸縮シリンダ６の伸長状態を無接触
センサ等を用いて検出するよう構成してもよい。

【００４１】33は、伸縮制御弁制御信号出力部であり、
次の如く演算処理を行うようになっている。すなわち、
伸縮制御弁制御信号出力部33は、伸縮操作手段16からの
伸縮操作信号ａと前記伸縮作動域検出手段32からの伸縮
作動域検出信号ｄに基づき、伸縮制御弁４を当該伸縮操
作信号ａが指示する弁切換方向と弁切換量に対応して切
換えるための伸縮制御弁制御信号34aであって、伸縮操
作信号ａの弁切換量が同一であれば第１及び第２伸縮シ
リンダ５，６のいずれの伸縮シリンダによる伸縮作動域
であっても同一のブーム伸縮速度が得られるよう前記伸
縮作動域検出信号ｄで補正した伸縮制御弁制御信号34a
を生成し、この伸縮制御弁制御信号34aを前記伸縮制御
弁４に出力して伸縮ブーム３を伸縮駆動するようになっ
ている。このため、伸縮ブーム３の伸縮速度は、前記伸
縮操作信号ａが同じであれば第１伸縮シリンダ５による
伸縮作動域と第２伸縮シリンダ６による伸縮作動域とで
伸縮速度に差が生じないよう一定の伸縮速度で伸縮する
よう構成されている。

【００４２】なお、コントローラ34における他の構成、
すなわち基準弁切換量出力部22、ワイヤ長さ算出部23、
初期ワイヤ長さ記憶部24、初期ワイヤ繰出長さ記憶部2
5、ワイヤ長さ変動量算出部26、ワイヤ繰出長さ変動量
算出部27、補正弁切換量算出部28、修正弁切換量算出部
29、及びウインチ制御弁制御信号出力部30の構成は、前
述した第１実施形態における各構成と同じであり、同じ
演算処理を行うように構成されている。

【００４３】このため、伸縮ブーム３は、上述した如く
伸縮操作信号ａが一定であれば第１及び第２伸縮シリン
ダ５，６のいずれの伸縮作動域にあるかに係わらず一定
の速度で伸縮するよう伸縮作動域検出信号ｄにより補正
制御されているので、ブーム長さ検出手段17により検出
される実際のブーム長さＬは第１及び第２伸縮シリンダ
５，６の伸縮作動域に係わらず単位時間当たりの変化量
に差が生じない（単位時間当たりの変化量が一定）よう
になっている。このため、実際のブーム長さＬとブーム
起伏角Θの関数として算出されるフック11の吊下げ高さ
Ｈを変化させないためのワイヤ駆動目標量（ワイヤ長さ
変動量算出部26で算出されるワイヤ長さ変動量Ｓw−Ｓw
0）も、伸縮作動域に係わらず一定の値となっている。
これによりり、当該ワイヤ駆動目標量（ワイヤ長さ変動
量Ｓw−Ｓw0）とワイヤ繰出し長さ検出手段19で検出し
た実際のワイヤ繰出長さの変動量Ｓ−Ｓ0を一致させる
如きウインチ制御弁７の補正弁切換量δＳを求め、当該
補正弁切換量δＳで基準弁切換量ｆ(ａ，Ｌ)を補正して
得られた修正弁切換量ｆ(ａ，Ｌ)＋δＳでウインチ制御
弁７を切換制御してウインチ装置９を巻下げ巻上げ駆動
すれば、ウインチ装置９の制御目標値となるワイヤ駆動
目標量（ワイヤ長さ変動量Ｓw−Ｓw0）が上記の如く一
定量で変動しないため極めて正確に吊荷水平移動制御が
行えるのである。従って、この場合も伸縮シリンダ５，
６の伸縮作動域により伸縮速度差のある伸縮ブーム３を
備えたクレーンであっても、正確に吊荷水平移動制御が
行える吊荷水平移動制御装置が得られるのである。

【００４４】

【発明の効果】以上の如く構成した本発明のクレーンの
吊荷水平移動制御装置は、伸縮ブーム３の伸縮速度が第
１及び第２伸縮シリンダ５，６の伸縮作動域で異なる伸
縮ブーム３を備えたクレーンであっても、請求項１記載
のものはフイードフォワード制御とフイードバック制御
の併用制御により正確な吊荷水平移動制御が行え、また
請求項２記載のものは伸縮ブーム３の伸縮速度を第１及
び第２伸縮シリンダの伸縮作動域に係わらず一定の速度
で伸縮駆動するよう制御したことにより正確な吊荷水平
移動制御を行うことができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態のクレーンの吊荷水平移
動制御装置の説明図である。

【図２】同、第２実施形態のクレーンの吊荷水平移動制
御装置の説明図である。

【図３】本発明の吊荷水平移動制御装置を取付けるクレ
ーンの説明図である。

【図４】クレーンの伸縮ブーム及びウインチ装置の駆動
油圧回路の説明図である。

【符号の説明】

１；基台、 ２；旋回台、 ３；伸縮ブーム、 ４；伸縮制御弁、 ５；第１伸縮シリンダ、 ６；第２伸縮シリンダ、 ７；ウインチ制御弁、 ８；ウインチモータ、 ９；ウインチ装置、 10；ワイヤーロープ、 11；フック、 15，31；吊荷水平移動制御装置、 16；伸縮操作手段、 17；ブーム長さ検出手段、 18；ブーム起伏角検出手段、 19；ワイヤ繰出量検出手段、 20，34；コントローラ、 21，33；伸縮制御弁制御信号出力部、 22；基準弁切換量出力部、 23；ワイヤ長さ算出部、 24；初期ワイヤ長さ記憶部、 25；初期ワイヤ繰出長さ記憶部、 26；ワイヤ長さ変動量算出部、 27；ワイヤ繰出長さ変動量算出部、 28；補正弁切換量算出部、 29；修正弁切換量算出部、 30；ウインチ制御弁制御信号出力部、 32；伸縮作動域検出手段、 20a，34a；伸縮制御弁制御信号、 20b，34b；ウインチ制御弁制御信号、 ａ；伸縮操作信号、 Ｌa；ブーム長さ検出信号、 Θa；起伏角検出信号、 Ｓa；繰出長さ検出信号、 ｄ；伸縮作動域検出信号、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 英之 香川県高松市屋島中町153番地 Ｆターム(参考） 3F204 BA02 CA01 DB06 DC01 DD09 3F205 AA08 CA03 CB02 DA04 DA17 DA18

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台上に旋回自在に取付けられた旋回ポ
   スト、当該旋回ポストに起伏自在に取付けられた伸縮ブ
   ーム、伸縮制御弁からの制御油で駆動され前記伸縮ブー
   ムを順次伸縮駆動する第１及び第２伸縮シリンダ、ウイ
   ンチ制御弁からの制御油で駆動されるウインチモータに
   より巻上げ巻下げ駆動され前記旋回ポストあるいは伸縮
   ブーム基端部に取付けられたウインチ装置、及び当該ウ
   インチ装置から繰出したワイヤロープにより伸縮ブーム
   先端部から巻上げ巻下げ可能に吊下げたフックとを備
   え、前記伸縮制御弁の切換制御量が同一であっても前記
   伸縮ブームの伸縮速度が第１伸縮シリンダによる伸縮作
   動域と第２伸縮シリンダによる伸縮作動域とで異なるよ
   う構成してなるクレーンの吊荷水平移動制御装置であっ
   て、 伸縮制御弁の弁切換方向と弁切換量を指示する伸縮操作
   信号を出力する伸縮操作手段、 伸縮ブームの実際のブーム長さを検出してブーム長さ検
   出信号を出力するブーム長さ検出手段、 伸縮ブームの実際のブーム起伏角を検出して起伏角検出
   信号を出力するブーム起伏角検出手段、 ワイヤロープの実際の繰出長さを検出して繰出長さ検出
   信号を出力するワイヤ繰出長さ検出手段、 及びこれら各手段からの伸縮操作信号、ブーム長さ検出
   信号、起伏角検出信号、及び繰出長さ検出信号を受取
   り、前記伸縮制御弁とウインチ制御弁を切換制御 するための制御信号を出力するコントローラとからな
   り、当該コントローラは、 (1) 前記伸縮操作信号に基づき、前記伸縮制御弁を伸縮
   操作信号が指示する弁切換方向と弁切換量に切換えるた
   めの伸縮制御弁制御信号を生成して、この伸縮制御弁制
   御信号を伸縮制御弁に出力する。 (2) 前記伸縮操作信号及び起伏角検出信号に基づき、現
   在のブーム起伏角における伸縮ブームが前記伸縮制御弁
   制御信号で切換制御された伸縮制御弁からの制御油で伸
   縮駆動した際に前記フックの吊下げ高さを変化させない
   ために必要なウインチ制御弁の弁切換方向と基準弁切換
   量を算出すると共に、前記伸縮操作信号、ブーム長さ検
   出信号、起伏角検出信号及び繰出長さ検出信号に基づ
   き、伸縮操作信号を受取った時点以降の前記フックの吊
   下げ高さを変化させないためのワイヤ駆動目標量と実際
   のワイヤ繰出長さの変動量を一致させるために必要なウ
   インチ制御弁の補正弁切換量を求め、更に前記基準弁切
   換量をこの補正弁切換量で補正した修正弁切換量を求め
   て、前記ウインチ制御弁を前記弁切換方向と修正弁切換
   量に切換えるためのウインチ制御弁制御信号を生成し
   て、このウインチ制御弁制御信号をウインチ制御弁に出
   力する。よう構成したことを特徴とするクレーンの吊荷
   水平移動制御装置。
2. 【請求項２】 基台上に旋回自在に取付けられた旋回ポ
   スト、当該旋回ポストに起伏自在に取付けられた伸縮ブ
   ーム、伸縮制御弁からの制御油で駆動され前記伸縮ブー
   ムを順次伸縮駆動する第１及び第２伸縮シリンダ、ウイ
   ンチ制御弁からの制御油で駆動されるウインチモータに
   より巻上げ巻下げ駆動され前記旋回ポストあるいは伸縮
   ブーム基端部に取付けられたウインチ装置、及び当該ウ
   インチ装置から繰出したワイヤロープにより伸縮ブーム
   先端部から巻上げ巻下げ可能に吊下げたフックとを備
   え、前記伸縮制御弁の切換制御量が同一であっても前記
   伸縮ブームの伸縮速度が第１伸縮シリンダによる伸縮作
   動域と第２伸縮シリンダによる伸縮作動域とで異なるよ
   う構成してなるクレーンの吊荷水平移動制御装置であっ
   て、 伸縮制御弁の弁切換方向と弁切換量を指示する伸縮操作
   信号を出力する伸縮操作手段、 伸縮ブームの実際のブーム長さを検出してブーム長さ検
   出信号を出力するブーム長さ検出手段、 伸縮ブームの実際のブーム起伏角を検出して起伏角検出
   信号を出力するブーム起伏角検出手段、 ワイヤロープの実際の繰出長さを検出して繰出長さ検出
   信号を出力するワイヤ繰出長さ検出手段、 伸縮ブームがいずれの伸縮シリンダによる伸縮作動域に
   あるかを検出して伸縮作動域検出信号を出力する伸縮作
   動域検出手段、 及びこれら各手段からの伸縮操作信号、ブーム長さ検出
   信号、起伏角検出信号、伸縮作動域検出信号及び繰出量
   検出信号を受取り、前記伸縮制御弁とウインチ制御弁を
   切換制御するための制御信号を出力するコントローラと
   からなり、当該コントローラは、 (1) 前記伸縮操作信号及び伸縮作動域検出信号に基づ
   き、前記伸縮制御弁を伸縮操作信号が指示する弁切換方
   向と弁切換量に対応して切換えるための伸縮制御弁制御
   信号であって、伸縮操作信号の弁切換量が同一であれば
   いずれの伸縮シリンダの伸縮作動域であっても同一のブ
   ーム伸縮速度が得られるよう前記伸縮作動域検出信号で
   補正した伸縮制御弁制御信号を生成して、この伸縮制御
   弁制御信号を伸縮制御弁に出力する。 (2) 前記伸縮操作信号及び起伏角検出信号に基づき、現
   在のブーム起伏角における伸縮ブームが前記伸縮制御弁
   制御信号で切換制御された伸縮制御弁からの制御油で伸
   縮駆動した際に前記フックの吊下げ高さを変化させない
   ために必要なウインチ制御弁の弁切換方向と基準弁切換
   量を算出すると共に、前記伸縮操作信号、ブーム長さ検
   出信号、起伏角検出信号及び繰出長さ検出信号に基づ
   き、伸縮操作信号を受取った時点以降の前記フックの吊
   下げ高さを変化させないためのワイヤ駆動目標量と実際
   のワイヤ繰出長さの変動量を一致させるために必要なウ
   インチ制御弁の補正弁切換量を求め、更に前記基準弁切
   換量をこの補正弁切換量で補正した修正弁切換量を求め
   て、前記ウインチ制御弁を前記弁切換方向と修正弁切換
   量に切換制御するためのウインチ制御弁制御信号を生成
   して、このウインチ制御弁制御信号をウインチ制御弁に
   出力する。よう構成したことを特徴とするクレーンの吊
   荷水平移動制御装置。