JP2018016436A - クレーンの巻過制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フックを上昇させる時の安全性を向上させるクレーンの巻過制御装置を提供する。
【解決手段】ブーム１からフック４を吊り下げるワイヤ２の巻過を制御するクレーンの巻過制御装置であって、ブーム１を傾斜可能に支持するシリンダの保持圧を検出する圧力センサ１４と、フック４の引き上げを停止するためのフック停止部１５と、圧力センサ１４で検出される保持圧の低下に基づいてブーム１へのフック４の突き当りを感知し、フック停止部１５を介してフック４の引き上げを停止させる巻過制御部１６とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、クレーンの巻過制御装置に係り、特に、ブームからフックを吊り下げるワイヤの巻過を制御するクレーンの巻過制御装置に関する。

従来から、クレーンにおいて、ブームの先端部からフックを吊り下げるワイヤの巻過を制御する巻過制御装置が用いられている。この巻過制御装置は、例えば、ワイヤを巻き取ることにより上昇するフックのブームへの接近を検出し、フックがブームの先端部に突き当たる前にワイヤの巻き取りを停止してワイヤの巻過を防ぐものである。
しかしながら、フックがブームの先端部近傍に到達する前にワイヤの巻き取りが停止されるため、フックを限界まで上昇させることができないといった問題があった。

そこで、フックをブームの先端部近傍まで安全に上昇させる技術として、例えば、特許文献１には、巻過防止装置を解除した状態での二次的課題の発生を抑制するクレーンの巻取装置が提案されている。このクレーンの巻取装置は、操作部の操作により巻過防止制御を解除した状態ではワイヤの巻取速度を所定速度以下に制限するため、フックをブームの先端部近傍まで安全に上昇させることができる。

特開２０１３−２５６３５６号公報

しかしながら、特許文献１のクレーンの巻取装置は、ブームの先端部へのフックの突き当たりを感知しないため、例えば操作者が他の作業に気を取られてフックを認識していない場合には、フックがブームに突き当たった後もワイヤが巻き取られて、クレーンの損傷、吊荷の落下およびクレーンの転倒などを招くおそれがあった。

この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、フックを上昇させる時の安全性を向上するクレーンの巻過制御装置を提供することを目的とする。

この発明に係るクレーンの巻過制御装置は、ブームからフックを吊り下げるワイヤの巻過を制御するクレーンの巻過制御装置であって、ブームを傾斜可能に支持するシリンダの保持圧を検出する圧力センサと、フックの引き上げを停止するためのフック停止部と、圧力センサで検出される保持圧の低下に基づいてブームへのフックの突き当りを感知し、フック停止部を介してフックの引き上げを停止させる巻過制御部とを備えるものである。

ここで、フック停止部は、ワイヤの巻き取りを停止することができる。

また、フック停止部は、ブームの伸長を停止することもできる。

また、フック停止部は、フックを引き上げる操作を警報する警報部を有することが好ましい。

また、フック停止部は、フックの引き上げを自動的に停止させる自動停止部を有することが好ましい。

この発明によれば、圧力センサで検出される保持圧の低下に基づいてブームへのフックの突き当りを感知し、フック停止部を介してフックの引き上げを停止させるので、フックを上昇させる時の安全性を向上するクレーンの巻過制御装置を提供することが可能となる。

この発明の実施の形態１に係る巻過制御装置を備えたクレーンの構成を示す図である。 実施の形態１における巻過制御装置の動作を示すフローチャートである。 ブームの先端部にフックが突き当たった様子を示す図である。 実施の形態２に係る巻過制御装置を備えたクレーンの要部を示す図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に、この発明の実施の形態１に係る巻過制御装置を備えたクレーンの構成を示す。このクレーンは、起伏可能に支持されたブーム１を有し、このブーム１の基端部から先端部へ延びるようにワイヤ２が配置されている。ブーム１の基端部近傍にはワイヤ２の基端部を巻いたウィンチ３が配置され、ブーム１の先端部にはワイヤ２によりフック４が吊り下げられている。また、ブーム１の下面側にはブーム１を起伏させるための起伏シリンダ５が配置され、ブーム１の内部にはブーム１を伸縮させるための伸縮シリンダ７が配置されている。そして、ウィンチ３にウィンチモータ６が接続され、起伏シリンダ５にはカウンタバランスバルブ８が接続されている。さらに、ウィンチモータ６、伸縮シリンダ７およびカウンタバランスバルブ８がコントロールバルブユニット９に接続され、このコントロールバルブユニット９に操作部１０と巻過制御装置１１が接続されている。

ブーム１は、長尺形状を有し、長手方向に伸縮可能に構成されている。ブーム１の基端部近傍にはブーム１を回動可能に支持する回動軸部１ａが配置されている。
ワイヤ２は、ブーム１の背面に沿って延びるように配置され、先端部がブーム１の先端部近傍に配置されたシーブに架け回されてフック４に接続されている。
ウィンチ３は、回転可能に配置され、周囲に巻かれたワイヤ２の巻き出しおよび巻き取りを行うものである。
フック４は、吊荷を吊り下げるためのもので、ワイヤ２の巻き出しおよび巻き取りに応じて上下方向に移動される。

起伏シリンダ５は、ブーム１を起伏可能に支持するもので、基端部と先端部に起伏シリンダ５を回動可能に支持する回動軸部５ａおよび５ｂが配置されている。また、起伏シリンダ５は、内部にピストンの動きに応じて互いに変化する収縮側油圧室１２ａと伸長側油圧室１２ｂとを有する。この収縮側油圧室１２ａと伸長側油圧室１２ｂにコントロールバルブユニット９からカウンタバランスバルブ８を介して作動油が供給および排出されることにより起伏シリンダ５が伸縮される。この時、起伏シリンダ５の内部にはブーム１を支持するために保持圧が生じている。この保持圧は、下記式（１）で示すことができる。

Ｐｈ＝Ｆ／Ａ ・・・（１）
ここで、Ｐｈは保持圧、Ａはピストンの面積である。また、Ｆは起伏シリンダ５にかかる荷重であり、Ｆ＝（Ｗ・Ｒ／Ｌ）で示すことができる。なお、Ｗはブーム１の重心にかかる荷重、Ｒはブーム１の重心位置からブーム１の回動軸部１ａまでの水平距離、Ｌはブーム１の回動軸部１ａから起伏シリンダ５の回動軸部５ａまでの距離である。

ウィンチモータ６は、コントロールバルブユニット９から作動油が供給されることにより駆動してウィンチ３を回転させるものである。
伸縮シリンダ７は、コントロールバルブユニット９から作動油が供給されることにより駆動してブーム１を伸縮させるものである。
カウンタバランスバルブ８は、ブーム１からの荷重による起伏シリンダ５の急激な縮小を抑制するもので、伸長側油圧室１２ｂに接続されている。

コントロールバルブユニット９は、操作部１０の操作に応じてウィンチモータ６、伸縮シリンダ７および起伏シリンダ５に供給される作動油の量を制御するものである。
操作部１０は、ウィンチモータ６、伸縮シリンダ７および起伏シリンダ５を介して、ワイヤ２の巻き出し、ワイヤ２の巻き取り、ブーム１の伸縮およびブーム１の起伏を操作するものである。

巻過制御装置１１は、ワイヤ２の巻過を制御するもので、巻過検出部１３と、圧力センサ１４と、フック停止部１５と、巻過制御部１６とを有する。
巻過検出部１３は、ブーム１の先端部に接近するフック４を検出するもので、ブーム１の先端部近傍に配置されている。
圧力センサ１４は、起伏シリンダ５の保持圧を検出するもので、カウンタバランスバルブ８から起伏シリンダ５に延びる流路に接続されている。

フック停止部１５は、フック４の引き上げを停止するためのもので、警報部１７と、自動停止部１８とを有する。ここで、フック４は、例えば、ワイヤ２の巻き取りおよびブーム１の伸長などにより引き上げられる。
警報部１７は、操作部１０を操作する操作者に対してフック４を引き上げる操作を警報するもので、例えば音で警報するブザーおよび光で警報するランプなどを配置することができる。具体的には、警報部１７は、ワイヤ２の巻き取り操作およびブーム１の伸長操作を警報により停止させる。
自動停止部１８は、フック４の引き上げを自動的に停止するもので、コントロールバルブユニット９に接続されている。具体的には、自動停止部１８は、コントロールバルブユニット９を介してウィンチモータ６および伸縮シリンダ７を停止させる。

巻過制御部１６は、巻過検出部１３、圧力センサ１４、警報部１７および自動停止部１８にそれぞれ接続されている。この巻過制御部１６は、圧力センサ１４で検出される保持圧の低下に基づいてブーム１へのフック４の突き当りを感知し、フック停止部１５を介してフック４の引き上げを停止させるものである。

次に、実施の形態１の動作について説明する。
まず、図１に示すクレーンにおいて、操作者が操作部１０を操作してフック４を引き上げる操作が行われる。例えば、ワイヤ２の巻き取り操作が行われて、コントロールバルブユニット９を介してウィンチモータ６に作動油が供給される。これにより、ウィンチ３が回転されてワイヤ２が巻き取られる。

ワイヤ２の巻き取りに応じてフック４が上昇し、ブーム１の先端部にフック４が接近すると、巻過検出部１３がブーム１に接近するフック４を検出する。フック４を検出した巻過検出部１３は検出信号を巻過制御部１６に出力し、巻過制御部１６がフック停止部１５を介してフック４の引き上げを停止させる。
これにより、フック４がブーム１の先端部に突き当たる前にフック４の上昇を停止することができ、フック４とブーム１の接触を未然に防ぐことができる。

ここで、操作者は、フック４をさらに上昇させたい場合には、巻過検出部１３の検出に基づくワイヤ２の巻過制御を停止させる。これにより、フック４を引き上げる操作が可能となり、操作者は操作部１０を再び操作してフック４を上昇させることができる。このようにして、操作者は、フック４を最大限上昇させてクレーン操作を行うことができ、クレーン作業の効率を向上させることができる。
この時、巻過検出部１３の検出に基づくワイヤ２の巻過制御を停止しているため、操作者が、例えば、周囲に気を取られてフック４を視認していない場合および巻過検出部１３が故障している場合などに、フック４がブーム１の先端部に突き当たるおそれがある。さらに、フック４がブーム１の先端部に突き当たったことに気付かずに、操作者がその後もフック４を引き上げる操作を続けると、ブーム１の損傷、吊荷の落下およびクレーンの転倒などを招くおそれがある。

そこで、巻過制御部１６は、図２に示すように、ステップＳ１で、圧力センサ１４の値を確認する。この圧力センサ１４は、ブーム１を支持する起伏シリンダ５の保持圧を検出するものである。図３に示すように、ブーム１の先端部にフック４が突き当たると、ブーム１にかかる荷重がワイヤ２と起伏シリンダ５に分散される。これにより、起伏シリンダ５の保持圧が、ブーム１を支持するために必要な規定値より低下することになる。
そこで、巻過制御部１６は、ステップＳ２で、圧力センサ１４の値が規定値以上か否かを判定する。例えば、巻過制御部１６は、上記の式（１）に基づいて圧力センサ１４の値を判定することができる。

巻過制御部１６は、圧力センサ１４の値が規定値以上であると判定した場合には、フック４がブーム１の先端部に突き当たっていないと判断し、フック４を引き上げる操作が続行される。
一方、巻過制御部１６は、圧力センサ１４の値が規定値より低下していると判定した場合には、フック４がブーム１の先端部に突き当たったと判断する。このようにして、圧力センサ１４で検出される起伏シリンダ５の保持圧の低下に基づいて、ブーム１へのフック４の突き当たりを感知することができる。巻過制御部１６は、ブーム１へのフック４の突き当たりを感知すると、ステップＳ３に進んで、フック停止部１５を介してフック４の引き上げを停止させる。

具体的には、巻過制御部１６は、操作部１０を操作する操作者に対してフック停止部１５の警報部１７により警報を行う。この警報により、操作者は、フック４がブーム１に突き当たったことに気付くことができ、操作部１０を操作してフック４の引き上げ操作を停止させる。
また、巻過制御部１６は、自動停止部１８によりフック４の引き上げを自動的に停止させることもできる。巻過制御部１６は、例えば、操作者がワイヤ２の巻き取り操作を行っている場合には、コントロールバルブユニット９を介してウィンチモータ６を停止させることができる。また、巻過制御部１６は、操作者がブーム１の伸長操作を行っている場合には、コントロールバルブユニット９を介して伸縮シリンダ７を停止させることができる。

本実施の形態によれば、巻過制御部１６が圧力センサ１４で検出される起伏シリンダ５の保持圧の低下に基づいてブーム１へのフック４の突き当りを感知し、フック停止部１５を介してフック４の引き上げを停止するので、フック４をブーム１に突き当たるまで上昇させた時にフック４の引き上げ操作がそのまま続けられることを抑制して、フックの引き上げにおける安全性を向上させることができる。

実施の形態２
実施の形態１では、ブーム１へのフック４の突き当たりを感知したが、ブーム１の先端部に取り付けられたジブへのフックの突き当たりを感知することもできる。すなわち、本発明において、ブームは、ジブを含むものである。
例えば、図４に示すように、実施の形態１において、ジブ２１と、チルトシリンダ２２と、ワイヤ２３と、ウィンチ２４と、圧力センサ２５と、ウィンチモータ２６とを新たに配置することができる。

ジブ２１は、長尺形状を有し、ブーム１の先端部に回動可能に取り付けられている。
チルトシリンダ２２は、ブーム１に対してジブ２１を傾斜可能に支持するもので、基端部がブーム１の先端部に取り付けられると共に先端部がジブ２１に取り付けられている。また、チルトシリンダ２２の内部にはジブ２１を支持するための保持圧が生じている。

ワイヤ２３は、ブーム１とジブ２１の背面に沿って延びるように配置され、先端部がジブ２１の先端部において架け回されて図示しないフックに接続されている。
ウィンチ２４は、ブーム１の基端部近傍に回転可能に配置され、周囲に巻かれたワイヤ２３の巻き出しおよび巻き取りを行うものである。

圧力センサ２５は、チルトシリンダ２２の保持圧を検出するもので、チルトシリンダ２２と巻過制御部１６にそれぞれ接続されている。
ウィンチモータ２６は、コントロールバルブユニット９から作動油が供給されることにより駆動してウィンチ３を回転させるもので、コントロールバルブユニット９とウィンチ２４にそれぞれ接続されている。

このような構成により、ジブ２１の先端部からフックを吊り下げるワイヤ２３の巻過を制御することができる。
実施の形態１と同様に、巻過制御部１６が、圧力センサ２５を介してジブ２１を支持するチルトシリンダ２２の保持圧を確認する。この圧力センサ２５の値が規定値より低下している場合には、巻過制御部１６はジブ２１の先端部に図示しないフックが突き当たったと判断する。このようにして、圧力センサ２５で検出されたチルトシリンダ２２の保持圧の低下に基づいてジブ２１へのフックの突き当たりを感知すると、巻過制御部１６はフック停止部１５を介してフック４の引き上げを停止させる。例えば、巻過制御部１６は、コントロールバルブユニット９によりウィンチモータ２６を停止させることで、フック４の引き上げを停止させることができる。

本実施の形態によれば、フックをジブ２１に突き当たるまで上昇させた時にフックの引き上げ操作がそのまま続けられることを抑制して、フックの引き上げにおける安全性を向上させることができる。
なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様に、起伏シリンダ５の保持圧を検出する圧力センサを配置することができる。例えば、圧力センサ２５に換えて起伏シリンダ５の保持圧を検出する圧力センサを配置し、起伏シリンダ５の保持圧の低下に基づいてジブ２１へのフックの突き当たりを感知することができる。また、圧力センサ２５を配置すると共に起伏シリンダ５の保持を検出する圧力センサを配置し、チルトシリンダ２２の保持圧の低下と起伏シリンダ５の保持圧の低下に基づいてジブ２１へのフックの突き当たりを感知することもできる。

なお、上記の実施の形態１および２では、ブームを起伏させるシリンダの保持圧を圧力センサで検出してブームへのフックの突き当たりが感知されたが、ブームへのフックの突き当たりを検出することができればよく、これに限られるものではない。
例えば、実施の形態１において、ウィンチモータ６の負荷を検出し、その負荷の上昇に基づいてブームへのフックの突き当たりを感知することができる。

１ ブーム、１ａ ブームの回動軸部、２，２３ ワイヤ、３，２４ ウィンチ、４ フック、５ 起伏シリンダ、５ａ，５ｂ 起伏シリンダの回動軸部、６，２６ ウィンチモータ、７ 伸縮シリンダ、８ カウンタバランスバルブ、９ コントロールバルブユニット、１０ 操作部、１１ 巻過制御装置、１２ａ 収縮側油圧室、１２ｂ 伸長側油圧室、１３ 巻過検出部、１４，２５ 圧力センサ、１５ フック停止部、１６ 巻過制御部、１７ 警報部、１８ 自動停止部、２１ ジブ、２２ チルトシリンダ。

Claims (5)

1. ブームからフックを吊り下げるワイヤの巻過を制御するクレーンの巻過制御装置であって、
   前記ブームを傾斜可能に支持するシリンダの保持圧を検出する圧力センサと、
   前記フックの引き上げを停止するためのフック停止部と、
   前記圧力センサで検出される保持圧の低下に基づいて前記ブームへの前記フックの突き当りを感知し、前記フック停止部を介して前記フックの引き上げを停止させる巻過制御部とを備えるクレーンの巻過制御装置。
2. 前記フック停止部は、前記ワイヤの巻き取りを停止する請求項１に記載のクレーンの巻過制御装置。
3. 前記フック停止部は、前記ブームの伸長を停止する請求項１または２に記載のクレーンの巻過制御装置。
4. 前記フック停止部は、前記フックを引き上げる操作を警報する警報部を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載のクレーンの巻過制御装置。
5. 前記フック停止部は、前記フックの引き上げを自動的に停止させる自動停止部を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載のクレーンの巻過制御装置。
   
   

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