JP5909996B2 - カウンタウエイト台車制御装置 - Google Patents
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Description
また、カウンタウエイト台車と連結部材とが上下2点で連結されているなどにより、カウンタウエイト台車が地面に対して傾斜不能なものもある(図9(c)参照)。
また、カウンタウエイト台車と上部本体とを直接連結する連結部材を備えないものもある。
また、カウンタウエイト台車が傾斜すると、各車輪にかかる荷重が不均等になり、車輪が磨耗しやすくなり、車輪の寿命が短くなる。
上部本体20は、旋回中心O1(図2参照)を中心に旋回可能に、下部本体15の上方に取り付けられる。上部本体20には、前方側から順に、ブーム21、第1マスト22、及び第2マスト23が起伏可能に取り付けられる。
ブーム21は、ワイヤロープを介して吊荷を吊り下げる構造物であり、例えばラチス構造(格子状構造)を備える。
第1マスト22(マスト)は、ワイヤロープやガイラインを介してブーム21を起伏させる構造物であり、例えばラチス構造を備える。
第2マスト23は、ガイライン等を介して第1マスト22を起伏させる部材であり、箱型構造を備える。
次に、カウンタウエイト台車制御装置1の動作を説明する。動作の概略は次の通りである。制御手段80は、車輪40の実際の操舵角度θが角度記憶手段83に設定された適切な操舵角度θになるように操舵アクチュエータ50を制御する。制御手段80は、図4(a)(b)に示すように、平面視において、車輪40の位置における車輪40の旋回軌道Cの接線L1よりも車輪40が内側を向くように、操舵アクチュエータ50(図3参照)を制御する。以下、動作の詳細を説明する。
次に、制御手段80に制御される車輪40の操舵角度θの詳細を説明する。図4(a)(b)に示すように、平面視において、車輪40の位置における車輪40の旋回軌道Cの接線L1よりも車輪40が内側を向くように、制御手段80が操舵アクチュエータ50を制御する。制御手段80は、カウンタウエイト台車30が備える全ての車輪40がこの条件を満たすように制御する。
「車輪40の位置」とは、車輪40の操舵の回転中心O2である。複数の車輪40(図4(a)(b)では2つ)が一体的に回転中心O2を中心に回転する場合は、これら複数の車輪の回転中心O2が「車輪40の位置」である。また、複数の車輪40それぞれが別個に操舵される場合は、各車輪についての回転中心O2(図示なし)が「車輪40の位置」である。
「車輪40の旋回軌道C」とは、上部本体20(図2参照)の旋回中心O1を中心とする円であって、「車輪40の位置(回転中心O2)」を通る円(円軌道)である。なお、旋回中心O1と回転中心O2とをつなぐ線分を「旋回半径r」とする。
「接線L1よりも車輪40が内側を向く」とは、車輪40前後方向前側(ほぼ進行方向前側)の部分が、旋回中心O1側を向くという意味である。すなわち、次に述べる半直線L2は、接線L1よりも旋回中心O1側を向く。ここで半直線L2は、回転中心O2(「車輪40の位置」)から車輪40前後方向前側に延びる半直線であり、車輪40の前後方向と平行な(車輪40の幅方向に直交する)半直線である。制御手段80が制御する操舵角度θは、具体的には例えば接線L1と半直線L2とがなす角度である。
(点L1aについて) 図5(a)に示すように、接線L1上の点であって、車輪40の操舵の回転中心O2から車輪40前後方向前側に「係数α」×「接地長さA」進んだ点を点L1aとする。上記の係数αは様々に設定でき、例えば1.3〜1.7、例えば1.5などである。
(直線L3について) 接線L1と平行な直線であって、接線L1から旋回軌道C(図4(a)(b)参照)の内側に距離B離れた直線を直線L3とする。上記の距離Bは、複数の車輪40の配置や個々の車輪40の寸法等から定まる一定の長さである。距離Bは、具体的には例えば、2つの車輪40が一体となって回転中心O2を中心として操舵される場合、回転中心O2と、旋回軌道C(図4(a)(b)参照)の内側の車輪40の平面視における中心O3と、の距離などである。
(点L2a等について) 点L1aを通るとともに接線L1に直交する直線L4と、直線L3との交点を点L2aとする。このとき、車輪40の回転中心O2から車輪40前後方向前側に延びる半直線L2が点L2aを通るように、操舵角度θを設定する。
操舵角度θは、具体的には例えば0.5°〜1.5°、例えば1°などである。なお、図5(a)では、車輪40前後方向が接線L1と平行な車輪40(操舵角度θの補正前の車輪40)を実線で示し、操舵角度θを変更した後の(補正後の)車輪40を二点鎖線で示す。
次に、図3に示すカウンタウエイト台車制御装置1の効果を説明する。カウンタウエイト台車制御装置1は、図1に示すクレーン10が備える装置である。クレーン10は、下部本体15と、下部本体15に旋回可能に取り付けられる上部本体20と、上部本体20に取り付けられる第1マスト22と、第1マスト22から吊り下げられるとともに車輪40を備えるカウンタウエイト台車30と、を備える。図3に示すカウンタウエイト台車制御装置1は、車輪40の操舵角度θを制御する操舵アクチュエータ50と、操舵アクチュエータ50を制御する制御手段80と、を備える。
制御手段80は、上部本体20の旋回方向を判別可能な信号が入力される旋回方向入力手段81を備える。制御手段80は、図4(a)(b)に示すように、平面視において、車輪40の位置における車輪40の旋回軌道Cの接線L1よりも車輪40(の前後方向前側)が内側を向くように操舵アクチュエータ50を制御する。
よって、カウンタウエイト台車30の旋回走行時に車輪40の旋回半径rが大きくなることを抑制できる。その結果、大きくなった旋回半径rを元に戻す作業を行う必要性を減らせるので、クレーン10(図1参照)での作業効率を向上させることができる。
(a)図1に示すように、カウンタウエイト台車30が地面Gに対して傾斜可能となるように、カウンタウエイト台車30と上部本体20とが台車・本体連結部材32で連結される場合、カウンタウエイト台車30が地面Gに対して傾斜することを抑制できる。よって、この傾斜により複数の車輪40にかかる荷重が不均衡になることや、この傾斜による車輪40の変形を抑制できる。その結果、車輪40の寿命を長くできる。
(b)カウンタウエイト台車30が地面Gに対して傾斜不能となるように、カウンタウエイト台車30と上部本体20とが台車・本体連結部材32で連結される場合(図9(c)参照)、車輪40が変形することを抑制できる。その結果、車輪40の寿命を長くできる。
(c)カウンタウエイト台車30と上部本体20とが台車・本体連結部材32で連結されない場合、カウンタウエイト台車30が地面Gから浮上したときに、カウンタウエイト台車30が振れる危険を抑制できる。
図3に示す制御手段80は、上部本体20の旋回方向に応じた車輪40の適切な操舵角度θが予め設定された角度記憶手段83を備える。制御手段80は、車輪40の実際の操舵角度θが角度記憶手段83に設定された適切な操舵角度θになるように操舵アクチュエータ50を制御する。
車輪40の適切な操舵角度θが角度記憶手段83に予め設定されているので、車輪40の適切な操舵角度θをその都度演算する場合に比べ、車輪40操舵の制御の応答速度を速くでき、この制御をシンプルにできる。
制御手段80の旋回方向入力手段81に入力される信号は、上部本体20から出力される電気信号である。
よって、図1に示す車輪40を駆動させる場合(後述する第2実施形態参照)だけでなく、車輪40を駆動させない場合にも、本発明を適用できる。
図6を参照して、第1実施形態の変形例のカウンタウエイト台車制御装置101について説明する。上述したカウンタウエイト台車制御装置1(図3参照)は、上部本体20を旋回させる信号が制御手段80に入力された時に、車輪40の操舵角度を制御した。変形例のカウンタウエイト台車制御装置101は、車輪40の旋回半径rが大きくなったことを検知した時に、車輪40の操舵角度を制御する。以下、上記相違点をさらに説明する。
荷重入力手段84には、複数の車輪40の荷重(荷重センサ74の検出結果)が入力される。
荷重許容値記憶手段85には、複数の車輪40の荷重分布不均等度の許容値が予め設定される(荷重分布不均等度の詳細は後述する)。
傾斜入力手段86には、カウンタウエイト台車30の傾斜(傾斜センサ76の検出結果)が入力される。
傾斜許容値記憶手段87には、カウンタウエイト台車30の傾斜の許容値が予め設定される。
次に、カウンタウエイト台車制御装置101の動作を説明する。
次に、図6に示すカウンタウエイト台車制御装置101の効果を説明する。
制御手段80は、複数の車輪40の荷重が入力される荷重入力手段84と、複数の車輪40の荷重分布不均等度の許容値が設定された荷重許容値記憶手段85と、をさらに備える。制御手段80は、荷重入力手段84に入力された荷重から求めた(実際の)荷重分布不均等度と、荷重許容値記憶手段85に記憶された荷重分布不均等度(の許容値)と、の差異に応じて操舵アクチュエータ50を制御する。
(効果3−2)また、制御手段80は、実際の荷重分布負均等度に基づいて車輪40の操舵角度θを制御する。よって、上部本体20の旋回方向のみに基づいて車輪40の操舵角度θを制御する場合に比べ、多半径のカウンタウエイト台車30(図1参照)及び多機種のクレーン10(図1参照)に本発明を容易に適用できる。
制御手段80は、カウンタウエイト台車30(図1参照)の傾斜が入力される傾斜入力手段86と、カウンタウエイト台車30の傾斜の許容値が設定された傾斜許容値記憶手段87と、をさらに備える。制御手段80は、傾斜入力手段86に入力された(実際の)傾斜と、傾斜許容値記憶手段87に記憶された傾斜(の許容値)と、の差異に応じて操舵アクチュエータ50を制御する。
(効果4−2)また、上記「効果3−2」と同様、多半径のカウンタウエイト台車30及び多機種のクレーン10に本発明を容易に適用できる。
図7を参照して、第2実施形態のカウンタウエイト台車制御装置201について説明する。図6に示すカウンタウエイト台車制御装置101は、車輪40を駆動させるアクチュエータを備えないが、図7に示すカウンタウエイト台車制御装置201は、車輪40を駆動させる駆動アクチュエータ260を備える。また、図6に示すカウンタウエイト台車制御装置101では旋回方向入力手段81に入力される信号は上部本体20から出力されたが、図7に示すカウンタウエイト台車制御装置201では同信号は駆動アクチュエータ260に関する信号等に基づいて出力される。以下、上記相違点をさらに説明する。
旋回方向出力手段263に代えて(または加えて)、駆動アクチュエータ260と切換弁262との間に旋回方向出力手段264(図7において二点鎖線で示す)を設けても良い。旋回方向出力手段264は、駆動アクチュエータ260の駆動用の油圧(圧油の向き)に基づいて、上部本体20(図1参照)の旋回方向を判別可能な電気信号を旋回方向入力手段81に出力する。
次に、図7に示すカウンタウエイト台車制御装置201の効果を説明する。
カウンタウエイト台車制御装置201は、車輪40を回転駆動させる駆動アクチュエータ260と、駆動アクチュエータ260の動作指令用または駆動用の油圧に基づいて電気信号を出力する旋回方向出力手段263又は264と、をさらに備える。制御手段80の旋回方向入力手段81に入力される信号は、旋回方向出力手段263又は264から出力された電気信号である。
この構成では、カウンタウエイト台車30(図1参照)内部の信号が、旋回方向入力手段81に入力される。よって、図1に示す上部本体20の旋回方向を判別するために、上部本体20とカウンタウエイト台車30とをつなぐ信号線を設ける(増設する)必要がない。したがって、カウンタウエイト台車30以外の構成を従来のクレーン10の構成としたまま、本発明を適用できる。
図8に第3実施形態のカウンタウエイト台車制御装置301を示す。図7に示すカウンタウエイト台車制御装置201では、油圧源51から操舵アクチュエータ50に圧油が供給された。図8に示すカウンタウエイト台車制御装置301では、駆動アクチュエータ260の駆動用の油圧を、操舵アクチュエータ50の駆動用の油圧として並列使用する。具体的には、駆動アクチュエータ260の油圧源261と、操舵アクチュエータ50用の切換弁52とを配管351aで接続する。
上部本体20(図1参照)の旋回を開始させると、駆動アクチュエータ260及び操舵アクチュエータ50が動作する。そして、車輪40の実際の操舵角度θが適切な操舵角度θになる。このとき、油圧源261から駆動アクチュエータ260への圧油の供給はそのまま継続し、油圧源261から操舵アクチュエータ50への圧油の供給を切換弁52で停止させる。
このカウンタウエイト台車制御装置301では、駆動アクチュエータ260の駆動用の油圧を、操舵アクチュエータ50の駆動用の油圧として使用する。よって、カウンタウエイト台車制御装置301の構成や動作をシンプルにできる。
駆動アクチュエータ260の動作指令用の油圧を、操舵アクチュエータ50の駆動用の油圧として並列使用しても良い。具体的には、切換弁262に入力される油圧信号用の配管と、切換弁52とを配管351b(図8において二点鎖線で示す)で接続する。この場合、上記第3実施形態に比べ、操舵アクチュエータ50に供給される油圧が低いので、操舵アクチュエータ50がパワー不足となる場合もありうる。この場合は次のような対策を採ることが好ましい。例えば、増圧装置を使用して、操舵アクチュエータ50に供給する油圧を高くする。また例えば、操舵アクチュエータ50が油圧シリンダの場合、シリンダボアを増加させる。また例えば、操舵アクチュエータ50と車輪40とを増力リンクなどで連結する。
このカウンタウエイト台車制御装置301では、駆動アクチュエータ260の動作指令用の油圧を、操舵アクチュエータ50の駆動用の油圧として並列使用する。よって、上記「効果7」と同様に、カウンタウエイト台車制御装置301の構成や動作をシンプルにできる。
実施形態1、2、及びそれらの変形例は、さらに様々に変形できる。
例えば、カウンタウエイト台車制御装置1(図3参照)等の電気回路や油圧回路は、同じ効果を奏する範囲で様々に変更できる。例えば、油圧信号は電気信号に適宜置換できる。また例えば、図8に示す切換弁262の指令用の信号を油圧信号から電気信号に置換した場合、旋回方向出力手段263又は264を介さずに、この電気信号を旋回方向入力手段81に入力しても良い。
10 クレーン
15 下部本体
20 上部本体
25 第1マスト(マスト)
30 カウンタウエイト台車
40 車輪
50 操舵アクチュエータ
80 制御手段
81 旋回方向入力手段
83 角度記憶手段
84 荷重入力手段
85 荷重許容値記憶手段
86 傾斜入力手段
87 傾斜許容値記憶手段
260 駆動アクチュエータ
263、264 旋回方向出力手段
C 旋回軌道
L1 接線
Claims (8)
- クレーンのカウンタウエイト台車制御装置であって、
前記クレーンは、
下部本体と、
前記下部本体に旋回可能に取り付けられる上部本体と、
前記上部本体に取り付けられるマストと、
前記マストから吊り下げられるとともに車輪を備えるカウンタウエイト台車と、を備え、
前記車輪の操舵角度を制御する操舵アクチュエータと、
前記操舵アクチュエータを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記上部本体の旋回方向を判別可能な信号が入力される旋回方向入力手段を備え、
前記制御手段は、平面視において、前記車輪の位置における前記車輪の旋回軌道の接線よりも前記車輪が内側を向くように、前記操舵アクチュエータを制御する、カウンタウエイト台車制御装置。 - 前記制御手段は、
前記上部本体の旋回方向に応じた前記車輪の操舵角度が予め設定された角度記憶手段をさらに備え、
前記車輪の操舵角度が前記角度記憶手段に設定された操舵角度になるように前記操舵アクチュエータを制御する、請求項1に記載のカウンタウエイト台車制御装置。 - 前記制御手段は、
複数の前記車輪の荷重が入力される荷重入力手段と、
複数の前記車輪の荷重分布不均等度の許容値が設定された荷重許容値記憶手段と、をさらに備え、
前記荷重入力手段に入力された前記荷重から求めた荷重分布不均等度と、前記荷重許容値記憶手段に記憶された荷重分布不均等度と、の差異に応じて前記操舵アクチュエータを制御する、請求項1または2に記載のカウンタウエイト台車制御装置。 - 前記制御手段は、
前記カウンタウエイト台車の傾斜が入力される傾斜入力手段と、
前記カウンタウエイト台車の傾斜の許容値が設定された傾斜許容値記憶手段と、をさらに備え、
前記傾斜入力手段に入力された前記傾斜と、前記傾斜許容値記憶手段に記憶された前記傾斜と、の差異に応じて前記操舵アクチュエータを制御する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のカウンタウエイト台車制御装置。 - 前記制御手段の前記旋回方向入力手段に入力される信号は、前記上部本体から出力される電気信号である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のカウンタウエイト台車制御装置。
- 前記車輪を回転駆動させる駆動アクチュエータと、
前記駆動アクチュエータの動作指令用または駆動用の油圧に基づいて、電気信号を出力する旋回方向出力手段と、をさらに備え、
前記制御手段の前記旋回方向入力手段に入力される信号は、前記旋回方向出力手段から出力された電気信号である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のカウンタウエイト台車制御装置。 - 前記車輪を回転駆動させる駆動アクチュエータを備え、
前記駆動アクチュエータの駆動用の油圧を、前記操舵アクチュエータの駆動用の油圧として使用する、請求項1〜6のいずれか1項に記載のカウンタウエイト台車制御装置。 - 前記車輪を回転駆動させる駆動アクチュエータを備え、
前記駆動アクチュエータの動作指令用の油圧を、前記操舵アクチュエータの駆動用の油圧として使用する、請求項1〜7のいずれか1項に記載のカウンタウエイト台車制御装置。
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