JP2515532B2 - 複索を有する巻上作業機の制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、撒物荷役や土砂の掘削等に用いられるグ
ラブバケツのように、開閉ロープと支持ロープの複索で
開閉巻上下操作する巻上作業機の制御回路に関するもの
である。

［従来の技術］ この種巻上作業機にあっては、開閉ロープを操作する
開閉レバーと支持ロープを操作する支持レバーとがあ
り、オペレータは手でこの２本のレバーを操作しなが
ら、足でブレーキペダルを操作しなければならず、その
運転は熟練を要するものとされていた。

港湾荷役や石炭ヤード等に用いられる大型のクレーン
においては、ボックスウインチと称されるワードレオナ
ード方式の制御により開閉ロープと巻上（支持）ロープ
との同期を図ったり、プログラミングによる自動制御も
行われているが、油圧モータを駆動源とする移動式クレ
ーンや油圧掘削機においては、動力巻下により速度制御
しながら巻下げ、巻下時は支持ロープに開閉ロープが追
随し巻上時は開閉ロープに支持ロープが追随するように
制御する方法や、ブレーキとクラッチを併用して巻下時
はブレーキで速度制御しながら自重降下させ、巻上時は
クラッチで張力制御しながら巻上げる方法がとられてい
る。しかし、前者（動力巻下方式）は、開閉および支持
ロープを巻き取る二つのドラムの回転速度が微妙に相違
したり、両ドラムの巻き層数の違いで複索の速度を等速
にすることが困難であり、後者（ブレーキ，クラッチの
併用方式）は、両手両足の同時操作となりタイミングを
とるのが難しく、いずれの場合でも荷を掴む時に開閉ロ
ープの操作によるバケツ刃先の喰い込みに合わせて支持
ロープを緩めて巻下げる制御が困難で、巻下げすぎてロ
ープが緩み乱巻きになったり巻下げ不足で掴み量が不足
したりすることがあり、熟練者でなければ操作できない
というのが実情である。

［この発明が解決しようとする問題点］ 複索によりバケツの開閉と巻上下作業を行う巻上作業
機の制御は、巻下時には支持ロープを主導側とし、支持
ロープによりバケツを支持しながら巻下し開閉ロープを
これに追随させ（開閉ロープが遅れるとバケツが閉口し
てしまう）、巻上時には開閉ロープを主導側として、開
閉ロープでバケツを支持して巻上げ支持ロープをこれに
追随させ（支持ロープが先行するとバケツが開口してし
まう）、しかも、追随側のロープが緩んだり緊張したり
しないよう制御する必要があり、さらに、荷を掴むため
バケツを閉口させる時には、刃先の喰い込みに合わせて
支持ロープを緩めてバケツを沈ませる必要がある（支持
ロープを緩めないとバケツの閉口に伴いバケツの刃先が
浮き上がり掴み量が不足する）。これらの制御を、足で
ブレーキペダルを操作しながら左右両手で２本のレバー
を同時操作して行うためには、熟練したオペレータを必
要とするという問題点がある。

この発明は、上記した複索によるバケツの開閉および
巻上・巻下操作における主導側と追随側との切替を押釦
スイッチにより行うことにより１本の操作レバーで簡単
に操作できるようにして前記問題点を解決し、熟練者で
なくても操作可能としたものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、前記問題点を解決するための手段を提供す
るものであって、開閉モータ５の作動回路Ａおよび支持
モータ６の作動回路Ｂを開閉モータ制御弁３および支持
モータ制御弁４を介して１台のメインポンプ１に同時ま
たは各別に連通可能とし、前記回路中に開閉モータ５と
並列にバイパス弁9,支持モータ６と並列にバイパス弁10
を挿入し、該バイパス弁9,10のバイパス圧を一方が高の
とき他方を低とするよう押釦スイッチ20により交互に切
替可能な電磁弁11,12を設けると共に、前記開閉モータ
５の作動回路Ａ又は支持モータ６の作動回路Ｂにブース
ト制御弁19を介して選択的に連通可能なブーストポンプ
２を設けてなることを特徴とする複索を有する巻上作業
機の制御回路を発明要旨とするものである。

［実施例］ 第１図は本発明の実施例の油圧制御回路を示し、実線
は作動回路，点線は操作回路である。第２図は電気回路
を示す。

両図において、１はメインポンプ、２はブーストポン
プ、３は開閉モータ制御弁、４は支持モータ制御弁、５
は開閉モータ、６は支持モータである。

7,8はカウンターバランス弁、9,10はバイパス弁、11,
12は該バイパス弁9,10のバイパス圧を高低に切替える電
磁弁であって、後述する押釦スイッチ20により操作され
るものである。

13は前記制御弁3,4を制御するリモコン弁であって運
転席に設けられた操作レバー13′によって操作されるも
のである。

14は該リモコン弁13のパイロット圧を前記開閉モータ
制御弁３または支持モータ制御弁４に選択的に接続する
ための電磁弁であって、前記電磁弁11,12と同じく押釦
スイッチ20によって操作されるものである。

15は開閉ドラム、16は支持ドラム、17はバケツ、18は
パイロット油圧源を示す。

19はブーストポンプの吐出油を開閉モータ作動回路Ａ
に接続、支持モータ作動回路Ｂに接続，どちらにも接続
せず，のいずれかに切替えるブースト電磁弁である。

20は前記バイパス弁9,10のバイパス圧を一方が高のと
き他方を低とするよう電磁弁11,12を交互に切替えるた
めの押釦スイッチで、また同時に、前記リモコン弁13の
パイロット圧を開閉モータ制御弁３又は支持モータ制御
弁４に選択的に接続するための電磁弁14の切替にも用い
られるものでもあり、前記操作レバー13′に付設されて
いる。オペレータはこの押釦スイッチ20を用いてバケツ
の開・閉の信号を与えることができる。

21は操作レバー13′を巻上側に入れたことを検出する
圧力スイッチであるが、これは機械的なリミットスイッ
チとしても差し支えない。22は主回路のリリーフ弁、23
はブースト回路のリリーフ弁である。

開閉モータ制御弁３は、メインポンプ１の圧油を開閉
回路Ａを経て支持モータ制御弁４へ連通させるａセクシ
ョン（巻下）とｂセクション（巻上）および開閉回路Ａ
を経ることなく直接支持モータ制御弁４に連通させるＣ
セクション（中立）を有している。

また、支持モータ制御弁４は、前記開閉モータ制御弁
３を経て送られるメインポンプ１の圧油を支持回路Ｂへ
連通させるａセクション（巻下）とｂセクション（巻
上）および支持回路Ｂを経ることなく直接タンクに戻す
Ｃセクション（中立）を有している。

したがって、開閉モータ５の作動回路Ａおよび支持モ
ータ６の作動回路Ｂは開閉モータ制御弁３および支持モ
ータ制御弁４を介し１台のメインポンプ１に同時または
各別に連通可能である。

上記両制御弁3,4の各セクションa,b,cの切替えは、レ
バー13′の操作によるリモコン弁13のパイロット圧およ
び押釦スイッチ20の切替えによって行われる。

開閉回路Ａ中に開閉モータ５と並列に挿入されたバイ
パス弁9,および支持回路Ｂ中に支持モータ６と並列に挿
入されたバイパス弁10のバイパス圧は、それぞれ電磁弁
11,12によって与えられる。

該電磁弁11,12は前記バイパス圧を低圧に設定するリ
リーフセクションａおよび高圧に設定するブロックセク
ションｂを有しており、押釦スイッチ20がOFFの状態で
は、電磁弁11がa,電磁弁12がｂ、逆に、押釦スイッチ20
がONされると、電磁弁11がb,電磁弁12がａに切替わる。

したがって、バイパス弁9,10のバイパス圧は、一方が
高のとき他方を低とするよう押釦スイッチ20によって交
互に切替可能である。

ブースト電磁弁19は、ブーストポンプ２を開閉回路Ａ
に接続するセクションa,支持回路Ｂに接続するセクショ
ンb,いずれにも接続しない中立セクションｃを有してお
り、押釦スイッチ20がOFFのときa,ONされるとb,圧力ス
イッチ21が作動するとｃに切替わる。

このようにして、ブーストポンプ２は開閉回路Ａ又は
支持回路Ｂに選択的に連通可能である。

以上各制御弁の作動をまとめると次の一覧表のとおり
である。

開閉バイパス圧設定用電磁弁11の作動位置は、操作レ
バー13′の位置如何に拘らず、押釦スイッチ20がOFFの
ときa,ONのときｂ、支持バイパス圧設定用電磁弁12の作
動位置はこれと逆になる。

［作用］ 複索を有する巻上作業機による荷揚げ又は掘削の作業
サイクルは次のとおりである。

開口巻下 バケツを開いたまま巻下げる。このときは、支持ロー
プ主導，開閉ロープ追随となる。

開口停止 バケツを開いたまま停止。荷重は支持ロープで支持。

掴み（または掘削） 開閉ロープを巻上げバケツを閉じると同時に支持ロー
プを若干緩め、バケツの刃先の喰い込みに合わせてバケ
ツを沈ませる。

閉口巻上 バケツを閉じたまま巻上げる。このときは、開閉ロー
プ主導，支持ロープ追随となる。

閉口停止 バケツを閉じたまま停止。荷重は開閉ロープで支持。

閉口巻下 バケツを閉じたまま巻下げる。このときは、開閉ロー
プ主導，支持ロープ追随となる。

閉口停止 バケツを閉じたまま停止。荷重は開閉ロープで支持。

放荷 バケツを開いて放荷する。荷重は支持ロープで支持。

開口巻上 バケツを開いたまま巻上げる。このときは、支持ロー
プ主導，開閉ロープ追随となる。

開口停止 バケツを開いたまま停止。荷重は支持ロープで支持。

以上のサイクルにおいて、荷重（バケツおよび掴み物の
重量）が、複索の何れによって支持されているかについ
て考察してみると、バケツの開口時であるおよび
〜は支持ロープ、閉口時である〜は開閉ロープで
支持されていることが分かる。

換言すれば、バケツの開口時は支持ロープが主導側，
開閉ロープが追随側となり、逆に、閉口時は開閉ロープ
が主導側，支持ロープが追随側となっていることが分か
る。

この発明は、上記の点に着目し、押釦スイッチにより
主導側と追随側の切替を行うことにより、１本の操作レ
バーで前記〜の作業をなし得るようにした制御回路
を得たものである。

以下、〜の作業サイクルに従いその作用を説明す
る。

なお、以下の説明において、レバーとは操作レバー1
3′の操作位置，スイッチとは押釦スイッチ20の操作位
置，開閉弁とは開閉モータ制御弁３の作動位置，支持弁
とは支持モータ制御弁４の作動位置，ブースト弁とはブ
ースト制御弁19の作動位置，開閉バイパスとは開閉バイ
パス圧設定用電磁弁11の作動位置，支持バイパスとは支
持バイパス圧設定用電磁弁12の作動位置のことである。
（前記した一覧表参照） 開口巻下 レバー：巻下 スイッチ:OFF （開閉弁:c 支持弁:a ブースト弁:a 開閉バイパス:a
支持バイパス:b） バケツ17を開いたまま巻下げる時には、押釦スイッチ
20を押すことなく、単に、レバー13′を巻下側に操作す
ればよい。

開閉弁はｃ（中立），支持弁はａ（巻下）となるの
で、メインポンプ１の吐出油は支持モータ６を巻下方向
に回転させ、支持ロープを巻下げる。開閉モータ５には
巻上側にブーストポンプの油が供給されるが、バイパス
弁９のバイパス圧が低圧設定となっているので、弱い巻
取力しか発生しない。そのため、支持ロープが巻下げら
れると開閉ロープはバケツ17の自重により巻下方向へ外
力で回される。この場合、開閉モータ５の吐出油はバイ
パス弁９を通って再び開閉モータ５に循環する。

以上により、バケツは開いたまま支持ロープ主導，開
閉ロープ追随により巻下げられる。

開口停止 レバー：中立 スイッチ:OFF （開閉弁:c 支持弁:c ブースト弁:a 開閉バイパス:a
支持バイパス:b） 開口巻下によりバケツ17が着底したらレバーを中立に
戻す。

開閉弁も支持弁も中立位置ｃにあるから、メインポン
プ１の油はバイパス油路を通りタンクへ戻る。ブースト
ポンプ２の吐出油は開閉モータ５の巻上側に供給される
が、バイパス弁９のバイパス圧が低圧設定となっている
ので、バケツ17を巻上げる力はなく、単に、ロープの弛
みをとるだけである。

掴み（または掘削） レバー：巻上 スイッチ:ON （開閉弁:b 支持弁:b ブースト弁:b 開閉バイパス:b
支持バイパス:a） 掴み（又は掘削）のためバケツを閉じるときは、押釦
スイッチ20を押し、レバー13′を巻上側に操作する。

開閉弁も支持弁も共にｂ（巻上）となるのでメインポ
ンプ１の吐出油は、開閉モータ５を巻上側に回した後支
持モータ６の巻上側に供給される。

ブースト弁もｂとなるので、ブーストポンプ２の吐出
油は支持モータ６の巻上側に供給される。しかし、スイ
ッチONしたことにより、支持回路のバイパス弁10のバイ
パス圧が低圧設定に切替っているため、支持モータ６の
供給差圧は低く、単にロープの弛みをとる程度の巻上力
しか発生せずバケツ17の自重に抗し得ないので、バケツ
17の刃先が荷に喰い込むに従ってバケツ17の自重で支持
モータ６は巻下方向に回され、ポンプ1,2の吐出油はす
べてバイパス弁10を通ってタンクに戻ることになる。

以上により、開閉ロープを巻上げバケツを閉じると同
時に支持ロープは結果的に若干緩められ、バケツ刃先の
喰い込みに合わせてバケツを沈ませることができ、荷を
確実に掴むことができる。

閉口巻上 レバー：巻上 スイッチ:ON （開閉弁:b 支持弁:b ブースト弁:b 開閉バイパス:b
支持バイパス:a） 前記により、バケツ17が荷を掴み終わると、そのま
ま巻上に移る。

各制御弁の位置は前記のままであるから、バケツ17
が閉じられると、バケツ17はそのまま開閉ロープで巻上
げられることになる。

開閉ロープが巻上げられると同時に支持ロープは支持
モータの巻上側に作用している巻上圧により開閉ロープ
に追随して巻上げられる。

支持回路Ｂのバイパス弁10のバイパス圧は低圧設定と
なっており、支持モータ６の巻上力は弱く、ロープの弛
みをとる程度の巻上力しか作用しないので、支持ロープ
が先行してバケツが開くようなことはなく、また、支持
回路Ｂにはブーストポンプ２の吐出油も加えられている
ため、開閉ロープの巻上速度に追い付かないようなこと
もなく、支持ロープを確実に開閉ロープに追随させるこ
とができる。

以上のようにして、開閉ロープ主導，支持ロープ追随
により、バケツを閉じたまま確実に巻上げることができ
る。

閉口停止 レバー：中立 スイッチ:ON （開閉弁:c 支持弁:c ブースト弁:b 開閉バイパス:b
支持バイパス:a） スイッチONのままレバーを中立に戻すと、開閉弁およ
び支持弁は共にｃとなるので、メインポンプ１の油はす
べてバイパスされタンクに戻る。

開閉回路Ａは、バイパス弁９のバイパス圧が高圧設定
のためブロックされ、カウンターバランス弁７により巻
下方向がロックされるので、荷重は開閉ロープでバケツ
閉口のまま確実に支持することができる。

一方、支持回路Ｂの巻上側にはブーストポンプ２の吐
出油が供給され、バイパス弁10のバイパス圧は低圧設定
となっているため、巻上ロープには弱い巻上力が働きロ
ープの弛みをとることができる。

閉口巻下 レバー：巻下 スイッチ:ON （開閉弁:a 支持弁:c ブースト弁:b 開閉バイパス:b
支持バイパス:a） スイッチONのままレバーを巻下に操作すると、開閉弁
ａ（巻下），支持弁ｃ（中立）となるので、メインポン
プ１の吐出油は、開閉モータ５の巻下側に供給され、開
閉ロープを巻下げた後バイパスしてタンクに戻る。一
方、ブーストポンプ２の吐出油は支持回路Ｂの巻上側に
供給されるが、バイパス弁が低圧設定のため、巻上力は
支持ロープの弛みをとる程度の弱い巻上力しか作用しな
いので、支持モータは外力（バケツおよび掴み荷重）に
より巻下方向に回され、支持モータの吐出油はバイパス
弁10を通って再び支持モータに循環することになる。

以上により、バケツ17は開閉ロープに支持されて閉口
したまま巻下げられ、支持ロープは開閉ロープに追随す
る。

閉口停止 レバー：中立 スイッチ:ON （開閉弁:c 支持弁:c ブースト弁:b 開閉バイパス:b
支持バイパス:a） 前記によりバケツ17を放荷位置（例えばダンプトラ
ック荷台上方位置）まで巻下げたらスイッチONのままレ
バーを中立に戻す。

前記と全く同じ状態となり、確実に閉口停止ができ
る。

放荷 レバー：中立 スイッチ:OFF （開閉弁:c 支持弁:c ブースト弁:a 開閉バイパス:a
支持バイパス:b） バケツ17を開口して放荷するときには、単に押釦スイ
ッチ20を放してOFFにすればよい。

スイッチOFFとなると、開閉回路Ａのバイパス弁９の
バイパス圧が低圧設定に、支持回路Ｂのバイパス弁10の
バイパス圧が高圧設定に切替わる。

したがって、支持モータ６はバイパス弁10のバイパス
圧が高圧設定となりブロックされ、カウンターバランス
弁８で巻下方向がロックされるので、バケツ17の重量は
支持ロープで支持されることになる。

一方、開閉モータ５は、バイパス弁９のバイパス圧が
低圧設定に切替わるため、弱い巻上力しか作用せず、バ
ケツ（および掴み物）の自重に抗し得ずバケツ17は開口
放荷する。

この際、開閉回路Ａの巻上側にはブーストポンプ２の
吐出油が供給されるが、その一部はバイパス弁９を通っ
て開閉モータ５の巻下側に供給され、開閉モータ５の吐
出油は再びバイパス弁９を通って循環し、余分は油はバ
イパス弁９からタンクに戻ることになる。

以上により、荷重を支持モータで支持しバケツ17を開
口して放荷することができる。

開口巻上 レバー：巻上 スイッチ:OFF （開閉弁:b 支持弁:b ブースト弁:c 開閉バイパス:a
支持バイパス:b） スイッチOFFのままレバーを巻上側に操作することに
よって開口巻上ができる。

レバーを巻上側に操作すると、開閉弁，支持弁は共に
ｂ（巻上）に切替わり、メインポンプ１の吐出油は開閉
回路Ａを経て支持回路Ｂに供給される。

また、同時に圧力スイッチ21が作動しブースト弁19c
（中立）となる。したがって、ブーストポンプ２の油は
リリーフ弁23を通ってタンクへ戻る。

かくして両モータ5,6は何れも巻上側に回転しバケツ1
7を巻上げる。この際スイッチOFFのため開閉回路Ａのバ
イパス弁９のバイパス圧は低圧設定となっているので、
開閉モータ５の巻上力は弱く、バケツ17は支持ロープに
より巻上げられ、開閉ロープはこれに追随することにな
る。

したがって、バケツ17が閉じるようなことはなく、開
口を保って巻上げることができる。

開口停止 レバー：中立 スイッチ:OFF （開閉弁:c 支持弁:c ブースト弁:a 開閉バイパス:a
支持バイパス:b） スイッチOFFのまま、レバーを中立に戻せば、前記
と全く同じ状態となり開口停止ができ、次のサイクルの
に移行することが可能となる。

［効果］ この発明によれば、開閉モータ５の作動回路Ａおよび
支持モータ６の作動回路Ｂを開閉モータ制御弁３および
支持モータ制御弁４を介して１台のメインポンプ１に同
時または各別に連通可能とし、前記回路中に開閉モータ
５と並列にバイパス弁9,支持モータ６と並列にバイパス
弁10を挿入し、該バイパス弁9,10のバイパス圧を一方が
高のとき他方を低とするよう押釦スイッチ20により交互
に切替可能な電磁弁11,12を設けると共に、前記開閉モ
ータ５の作動回路Ａ又は支持モータ６の作動回路Ｂにブ
ースト制御弁19を介して選択的に連通可能なブーストポ
ンプ２を設けたことにより、開閉ロープと支持ロープの
複索によるバケツの開閉，巻上・巻下操作における主導
側と追随側との切替を押釦スイッチ20により行うことが
できるので、１本の操作レバーと１台のメインポンプ１
により一連のサイクル〜の荷揚げ又は掘削作業を熟
練者を要せずして容易に行うことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の制御回路の実施例を示し、第１図は油圧
回路図、第２図は電気回路図である。 1:メインポンプ 2:ブーストポンプ 3:開閉モータ制御弁 4:支持モータ制御弁 5:開閉モータ 6:支持モータ 7,8:カウンターバランス弁 9.10:バイパス弁 11,12:電磁弁（バイパス圧切替用） 13:リモコン弁 13′：操作レバー 14:電磁弁（開閉および支持モータ制御弁用） 15:開閉ドラム 16:支持ドラム 17:バケツ 18:パイロット油圧源 19:ブースト電磁弁 20:押釦スイッチ 21:圧力スイッチ 22,23:リリーフ弁

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】開閉モータ（５）の作動回路Ａおよび支持
   モータ（６）の作動回路Ｂを開閉モータ制御弁（３）お
   よび支持モータ制御弁（４）を介して１台のメインポン
   プ（１）に同時にまたは各別に連通可能とし、前記回路
   中に開閉モータ（５）と並列にバイパス弁（９），支持
   モータ（６）と並列にバイパス弁（10）を挿入し、該バ
   イパス弁（９）（10）のバイパス圧を一方が高のとき他
   方を低とするよう押釦スイッチ（20）により交互に切替
   可能な電磁弁（11）（12）を設けると共に、前記開閉モ
   ータ（５）の作動回路Ａ又は支持モータ（６）の作動回
   路Ｂにブースト制御弁（19）を介して選択的に連通可能
   なブーストポンプ（２）を設けてなることを特徴とする
   複索を有する巻上作業機の制御回路