JP6360740B2

JP6360740B2 - クレーンのウインチ作動装置

Info

Publication number: JP6360740B2
Application number: JP2014149279A
Authority: JP
Inventors: 関根　明彦; 明彦関根
Original assignee: 株式会社加藤製作所
Priority date: 2014-07-22
Filing date: 2014-07-22
Publication date: 2018-07-18
Anticipated expiration: 2034-07-22
Also published as: JP2016023054A

Description

本発明は、ブーム又はジブの先端部からフックを吊下げるロープの巻上げを行うウインチが設けられたクレーンにおいて、ウインチの作動状態を制御するウインチ作動装置に関する。

特許文献１には、ウインチ（ドラム）を作動することにより、ブームの先端部からフック（メインフック）を吊下げるロープ（主巻ロープ）の巻下げ及び巻上げが行われるクレーンが開示されている。ウインチの作動速度（すなわち、モータの駆動速度）は、ウインチ作動装置によって制御されている。モータは、高速駆動モード及び低速駆動モードで駆動可能であり、高速駆動モードでは低速駆動モードに比べて、ロープの巻下げ速度が大きくなる。ウインチによってロープの巻下げを行う際には、巻下げ操作レバー（巻下げ操作入力部）で巻下げ操作が入力される直前での、ブームの先端部に掛かる実荷重が算出される。そして、高速駆動モードでロープの巻下げを行う操作が入力された際には、算出された巻下げ操作が入力される直前での実荷重に基づいて、モータの駆動速度が制御される。すなわち、巻下げ操作が入力される直前での実荷重が所定の閾値より小さい場合のみ、モータが高速駆動モードに切替えられる。モータが高速駆動モードに切替えられると、高速駆動モードでロープの巻下げを行う操作が入力されている間は、モータは高速駆動モードで維持される。

特許第４５２７８６０号公報

フックを吊下げるロープを巻上げる際には、フックが地面に接地した状態、又は、フックに荷重が掛かっていない状態で巻上げ操作が入力される。また、ロープの巻上げにおいては、フックが地面から離れるまでに（地切り作業において）、又は、フックに荷重が掛かっていない状態でブームの先端部に掛かる実荷重が、フックが地面から離れた後に、又は、フックに荷重が掛かった後に鉛直上方向に向かって移動する際にブームの先端部に掛かる実荷重に比べ、小さくなる。このため、前記特許文献１のウインチの作動制御をロープの巻上げに適用した場合は、巻上げ操作が入力される直前（すなわち、フックが接地した状態、又は、フックに荷重が掛かっていない状態）での小さい実荷重に基づいて、常時、モータの低速駆動モードから高速駆動モードへ切替えるか否かが判断される。すなわち、フックが地面から離れた後、又は、フックに荷重が掛かった後の実荷重が大きくなる状態においても、フックが接地した状態、又は、フックに荷重が掛かっていない状態での小さい実荷重に基づいて、モータの駆動速度が制御される。このため、フックが地面から離れた後、又は、フックに荷重が掛かった後に実荷重が閾値より大きくなった場合でも、フックが接地した状態での実荷重が閾値より小さければ、モータは、高速駆動モードでロープの巻上げを行う操作が入力されている間は、常時、高速駆動モードで駆動される。したがって、モータ（ウインチ）の速度制御の精度が低下するとともに、ロープを巻上げる作業における安全性も低下してしまう。

本発明は、前記課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、ブーム（ジブ）の先端部に掛かる実荷重の経時的な変化に対応して、ロープの巻上げ速度が適切に制御されるウインチ作動装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明のある態様のクレーンのウインチ作動装置は、作動されることにより、ブーム又はジブの先端部からフックを吊下げるロープの巻上げを行うウインチと、前記ウインチによって前記ロープを巻上げる巻上げ操作が入力される巻上げ操作入力部と、前記巻上げ操作入力部での前記巻上げ操作の入力の有無を経時的に検出する操作入力検出部と、前記巻上げ操作入力部での入力値に基づいて駆動されることにより、前記ウインチを作動し、前記ロープを巻上げるとともに、低速駆動モード及び前記低速駆動モードより駆動速度が大きい高速駆動モードで駆動可能なモータと、前記フックが吊下げられた状態での前記ブーム又は前記ジブの先端部に掛かる実荷重を経時的に算出する実荷重算出部と、前記実荷重算出部で算出された前記実荷重が閾値以上の場合は前記低速駆動モードで前記モータを駆動し、かつ、前記実荷重が前記閾値より小さい場合は前記高速駆動モードで前記モータが駆動される状態に、前記モータの駆動状態を制御する駆動制御部と、前記実荷重と前記閾値とを経時的に比較する荷重比較部と、前記操作入力検出部での前記巻上げ操作の前記入力の有無の検出結果に基づいて、前記実荷重と比較する前記閾値を設定する閾値設定部であって、前記巻上げ操作の入力開始時及びその直後には、前記閾値を第１の閾値に設定し、前記巻上げ操作の前記入力開始時から前記巻上げ操作の前記入力が所定の時間継続されることにより、前記閾値を前記第１の閾値より大きい第２の閾値に更新する閾値設定部と、を備える。

本発明によれば、ブーム（ジブ）の先端部に掛かる実荷重の経時的な変化に対応して、ロープの巻上げ速度が適切に制御されるウインチ作動装置を提供することができる。

第１の実施形態に係るクレーンを示す概略図である。第１の実施形態に係るウインチ作動装置の構成を示す概略図である。第１の実施形態に係るウインチ作動装置の制御ユニットの構成を機能ブロックで示す概略図である。第１の実施形態に係るロープを巻上げる作業において、ウインチ作動装置で行われる処理を示すフローチャートである。図４ＡのＡからＢまでの間に行われる処理を示すフローチャートである。参照例に係るロープを巻下げる作業において、ウインチ作動装置で行われる処理を示すフローチャートである。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図１乃至図４Ｂを参照にして説明する。図１は、本実施形態のクレーン（走行式クレーン）１を示す図である。図１に示すように、クレーン１は、車体（走行車体）２を備える。車体２上には、車体２に対して旋回可能な旋回体３と、クレーン１の運転操作等が行われる運転室５と、が設けられている。

旋回体３には、ブーム７の基端部が連結されている。ブーム７には、ブーム起伏シリンダー８の一端が連結されている。ブーム起伏シリンダー８の他端は、旋回体３に連結されている。ブーム起伏シリンダー８が伸縮することにより、ブーム７が旋回体３に対して起伏（起状又は伏状）する。ブーム７は、長手方向について伸縮可能な伸縮ブームである。ブーム伸縮シリンダー（図示しない）を伸縮することにより、長手方向についてブーム７が伸縮する。

ブーム７を旋回体３に対して起状した状態では、ブーム７の先端部からフック（メインフック）１１が吊下げられる。フック１１には、ロープ（主巻ロープ）１３の一端が接続されている。すなわち、ロープ１３によって、ブーム７の先端部からフック１１が吊下げられている。ロープ１３は、ブーム７の先端部から基端部に向かって延設され、車体２上に設けられるウインチ（ドラム）１５に他端が接続されている。ロープ１３は、ウインチ１５に巻回されている。ウインチ（メインウインチ）１５を作動することにより、フック１１を吊下げるロープ１３の巻上げ及び巻下げが行われる。

また、ブーム７の先端部には、ジブ８１が取付けられている。ジブ８１は、ブーム７に対して起伏可能である。ジブ８１をブーム７に対して起状した状チアでは、ジブ８１の先端部からフック（サブフック）８２が吊下げられる。フック８２には、ロープ（補巻ロープ）８３の一端が接続されている。すなわち、ロープ８３によって、ジブ８１の先端部からフック８２が吊下げられている。ロープ８３は、ジブ８１の先端部から基端部に向かって延設され、ブーム７の先端部から基端部に向かって延設される。そして、車体２上に設けられるウインチ（ドラム）８５に他端が接続されている。

図２は、ウインチ（ドラム）１５の作動状態を制御するウインチ作動装置２０の構成を示す図である。図２に示すように、ウインチ作動装置２０は、ロープ１３を巻上げる巻上げ操作が入力される巻上げ操作レバー（巻上げ操作入力部）２１と、ロープ１３を巻下げる操作が入力される巻下げ操作レバー（巻下げ操作入力部）２２と、を備える。巻上げ操作レバー２１及び巻下げ操作レバー２２は、運転室５に設けられ、操作弁２３に連結されている。操作弁（パイロット弁）２３は、油圧経路２５を介してポンプ２６に流体的に接続され、油圧経路２７を介して油タンク２８に流体的に接続されている。

また、ウインチ作動装置２０は、作動弁（コントロール弁）３１を備える。操作弁２３は、油圧経路３２Ａ，３２Ｂを介して作動弁３１に流体的に接続されている。巻上げ操作レバー２１での巻上げ操作の入力の有無、及び、巻上げ操作の入力値（すなわち、巻上げ操作レバー２１の傾動量）に対応して、操作弁２３の開閉状態が変化する。このため、巻上げ操作レバー２１での巻上げ操作の入力の有無、及び、巻上げ操作の入力値（すなわち、巻上げ操作レバー２１の傾動量）に対応して、油圧経路３２Ａ，３２Ｂでの油圧が変化する。同様に、巻下げ操作の入力の有無、及び、巻下げ操作の入力値（すなわち、巻下げ操作レバー２２の傾動量）に対応して、操作弁２３の開閉状態が変化し、油圧経路３２Ａ，３２Ｂでの油圧が変化する。

油圧経路３２Ａの油圧は、圧力センサ３３Ａによって検出され、油圧経路３２Ｂの油圧は圧力センサ３３Ｂによって検出される。したがって、圧力センサ（操作入力検出部）３３Ａによって、巻上げ操作の入力の有無が検出される。同様に、圧力センサ（操作入力検出部）３３Ｂによって、巻下げ操作の入力の有無が検出される。

ウインチ作動装置２０は、制御ユニット３５を備える。制御ユニット３５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）、及び、メモリを備える。圧力センサ３３Ａ，３３Ｂは、制御ユニット３５に電気的に接続されている。したがって、巻上げ操作の入力の有無等を示す検出信号が、制御ユニット３５に伝達される。

また、油圧経路３２Ａ，３２Ｂの油圧の変化に対応して、作動弁３１の作動状態が変化し、作動弁３１の開閉状態が変化する。作動弁３１は、油圧経路３６を介してポンプ３７に流体的に接続され、油圧経路３８を介して油タンク２８に流体的に接続されている。また、作動弁３１は、油圧経路４１Ａ，４１Ｂを介して、モータ４３に流体的に接続されている。作動弁３１の開閉状態が変化することにより、油圧経路４１Ａ，４１Ｂへの作動弁３１からの油の供給状態が変化する。これにより、油圧経路４１Ａ，４１Ｂを通してのモータ４３への油の供給状態（供給の有無、供給量及び供給方向）が変化する。

モータ４３に油が供給されることにより、モータ４３が駆動される。モータ４３が駆動されることにより、ウインチ（ドラム）１５が作動される。例えば、油圧経路４１Ａからモータ４３に油が供給されることにより、モータ４３が駆動方向（回転方向）の一方に駆動され、ウインチ１５によってロープ１３の巻下げが行われる。一方、油圧経路４１Ｂからモータ４３に油が供給されることにより、モータ４３が駆動方向（回転方向）の他方に駆動され、ウインチ１５によってロープ１３の巻上げが行われる。モータ４３への油の供給量に対応してモータ４３の駆動速度が変化し、ロープ１３の巻上げ速度及び巻下げ速度が変化する。

前述のようにして、巻上げ操作レバー２１での巻上げ操作の入力に基づいてモータ４３が駆動され、ロープ１３の巻上げが行われる。同様に、巻下げ操作レバー２２での巻下げ操作の入力に基づいてモータ４３が駆動され、ロープ１３の巻下げが行われる。

また、ウインチ作動装置２０は、ブーム７の長手方向についての長さを経時的に検出するブーム長検出部４６と、ブーム７の起伏角度であるブーム角度を経時的に検出するブーム角度検出部４７と、ブーム起伏シリンダー８の油圧であるデリック圧を検出するデリック圧検出部４８と、を備える。ブーム長検出部４６、ブーム角度検出部４７及びデリック圧検出部４８は、センサ及び演算回路等から形成されている。ブーム長検出部４６、ブーム角度検出部４７及びデリック圧検出部４８は、制御ユニット３５に電気的に接続されている。

また、ウインチ作動装置２０は、ウインチ（ドラム）２０の作動状態を検出する回転センサ５１Ａ，５１Ｂを備える。回転センサ５１Ａ，５１Ｂは、制御ユニット３５に電気的に接続されている。回転センサ５１Ａは、ロープ１３を巻上げる方向へのウインチ１５の作動速度（回転速度）を検出し、回転センサ５１Ｂは、ロープ１３を巻下げる方向へのウインチ１５の作動速度（回転速度）を検出する。

図３は、制御ユニット３５の構成を機能ブロックで示す図である。図３に示すように、制御ユニット３５は、実荷重算出部５２を備える。実荷重算出部５２は、検出されたブーム長、ブーム角度、デリック圧に基づいて、フック１１が吊下げられた状態でのブーム７の先端部に掛かる実荷重ＷＡを経時的に算出する。そして、制御ユニット３５には、算出された実荷重ＷＡが閾値より小さいか否かを比較する荷重比較部５３が、設けられている。

また、制御ユニット３５は、モータ４３の駆動状態を制御する駆動制御部５５を備える。駆動制御部５５は、圧力センサ（操作入力検出部）３３Ａ，３３Ｂでの検出結果（例えば、巻上げ操作の入力状態）及び回転センサ５１Ａ，５１Ｂでの検出結果（ウインチ１５の作動状態）に基づいて、モータ４３の駆動状態を制御している。また、駆動制御部５５は、荷重比較部５３での実荷重ＷＡと閾値との比較結果に基づいて、モータ４３の駆動状態を制御している。

図２及び図３に示すように、ウインチ作動装置２０は、電磁弁５６を備える。電磁弁５６は、電気配線部５７（及びグランド線）を介して、制御ユニット３５に接続されている。電気配線部５７には、スイッチ５８が設けられている。実荷重ＷＡが閾値より小さい場合は、制御ユニット３５の駆動制御部５５から電気配線部５７を通して電力が出力される。スイッチ５８が閉じられた状態では、駆動制御部５５から出力された電力は、電磁弁５６に供給される。電力が供給されることにより、電磁弁５６が作動され、電磁弁５６の開閉状態が変化する。なお、実荷重ＷＡが閾値以上の場合は、制御ユニット３５の駆動制御部５５から電力は出力されない。

電磁弁５６は、油圧経路６１を介してポンプ６２に流体的に接続されている。また、電磁弁５６は、油圧経路６３を介して油タンク６５に流体的に接続されている。ウインチ作動装置２０は、モータ４３の傾角（容量）を変化させる傾角変更部６６を備える。すなわち、モータ４３は、１回転させるために必要な油の容量が変化する容量可変モータである。傾角変更部（レギュレータ）６６は、油圧経路６７を介して電磁弁５６に流体的に接続されている。電磁弁５６に電力が供給されることにより、電磁弁５６から油圧経路６７に油が流入し、傾角変更部６６に油が供給される。これにより、傾角変更部６６が作動され、モータ４３の傾角が小さくなり、モータ４３を１回転させるための油の容量が小さくなる。モータ４３の容量が小さくなることにより、油圧経路４１Ａ，４１Ｂを通してのモータ４３への油の供給量が変化させることなく、モータ４３の駆動速度が大きくなる。なお、電磁弁５６に電力が供給されていない状態では、電磁弁５６から油圧経路６７に油が流入せず、傾角変更部６６に油が供給されない。

前述のような構成にすることにより、実荷重ＷＡが閾値以上の場合には、電磁弁５６に電力が供給されず、傾角変更部６６に油は供給されない。このため、モータ４３の傾角（１回転させるための油の容量）が大きくなり、モータ４３は、低速の低速度駆動モードで駆動される。一方、実荷重ＷＡが閾値より小さい場合には、電磁弁５６に電力が供給され、傾角変更部６６に油が供給される。このため、モータ４３の傾角（１回転させるための油の容量）が小さくなり、モータ４３は、低速度駆動モードより駆動速度が大きい（高速の）高速度駆動モードで駆動される。なお、スイッチ５８は、クレーン１の操作者（作業者）によって開閉状態を調整可能である。したがって、スイッチ５８が開いている場合には、電磁弁５６に電力が供給されず、傾角変更部６６に油は供給されない。このため、スイッチ５８が開いている状態では、実荷重ＷＡの大きさに関係なく低速度駆動モードでモータ４３が駆動される。

また、制御ユニット３５は、閾値設定部７１と、メモリ等の記憶部７２と、を備える。荷重比較部５３で実荷重ＷＡと比較される閾値は、常時一定ではなく、閾値設定部７１によって設定される。閾値設定部７１は、圧力センサ（操作入力検出部）３３Ａ，３３Ｂでの検出結果（例えば、巻上げ操作の入力状態）に基づいて、閾値を設定している。閾値を設定する方法については、後述する。また、記憶部７２には、実荷重ＷＡと比較する閾値、操作の入力状態等が記憶されている。

また、制御ユニット３５は、告知部７３に電気的に接続されている。告知部７３は、電磁弁５６に電力が供給されていることが制御ユニット３５で検出されている状態において、作動される。したがって、告知部７３が作動されることにより、モータ４３が高速駆動モードで駆動されていることが、作業者に告知される。告知部７３は、作動されることにより点灯するランプであってもよく、作動されることにより音を発信するブザーであってもよい。また、告知部７３は、作動されることにより、モータ４３が高速駆動モードで駆動されていることを表示するディスプレイであってもよい。

次に、クレーン１及びウインチ作動装置２０の作用及び効果について説明する。クレーン１での作業が完了すると、ブーム７を収縮するとともに、フック１１を吊下げるロープ１３を巻上げる必要がある。図４Ａ及び図４Ｂは、ロープ１３を巻上げる作業において、ウインチ作動装置２０で行われる処理を示すフローチャートである。図４Ｂでは、図４ＡのＡからＢまでに行われる処理を示している。

図４Ａに示すように、巻上げ操作が入力される前において、圧力センサ（操作入力検出部）３３Ａは、巻上げ操作の入力の有無の検出を開始する（ステップＳ１０１）。圧力センサ３３Ａ，３３Ｂは、油圧経路３２Ａ，３２Ｂの油圧に基づいて検出される。巻上げ操作の入力の有無の検出結果は、制御ユニット３５に伝達され、記憶部７２に記憶される。そして、巻上げ操作レバー２１によって巻上げ操作が入力されると、圧力センサ（操作入力検出部）３３Ａは、巻上げ操作が入力されている状態を検出する（ステップＳ１０３−Ｙｅｓ）。

そして、巻上げ操作の入力が検出された場合は、制御ユニット３５は、前回の検出において巻上げ操作が入力されていない状態が検出されたか否かを判断する（ステップＳ１０５）。前回の検出で巻上げ操作が入力されていない状態（入力ＯＦＦ状態）が検出され、今回の検出で巻上げ操作が入力されている状態（入力ＯＮ状態）が検出された場合は、前回の検出と今回の検出との間に、巻上げ操作の入力が開始されたと判断する。すなわち、圧力センサ３３Ａで巻上げ操作が入力されていない状態から巻上げ操作の入力されている状態への切替わりが検出されることにより、巻上げ操作の入力開始が検出される。

巻上げ操作の入力開始直後では、前回の検出において巻上げ操作が入力されていない状態が検出される（ステップＳ１０５−Ｙｅｓ）。したがって、巻上げ操作の入力開始が検出され、モータ４３が駆動開始される。この際、駆動制御部５５から電力が出力されず、電磁弁５６に電力が供給されない。したがって、駆動制御部５５は、モータ４３の駆動を低速駆動モードで開始する（ステップＳ１０６）。

モータ４３の駆動が開始されると、実荷重算出部５２は、ブーム７の先端部に掛かる実荷重ＷＡを算出する（ステップＳ１０７）。この際、巻上げ操作の入力開始直後の実荷重ＷＡが算出される。また、巻上げ操作の入力開始直後では、算出された実荷重ＷＡと比較される閾値が第１の閾値ＷＳ１に設定される。したがって、巻上げ操作の入力開始直後（入力開始の際）では、荷重比較部５３は、実荷重ＷＡと第１の閾値ＷＳ１とを比較する（ステップＳ１０８）。

ここで、ロープ（主巻ロープ）１３の巻上げは、フック（メインフック）１１が地面に接地した状態から開始される。したがって、フック１１が接地した状態で、巻上げ操作の入力が開始される。このため、巻上げ操作の入力開始（入力開始直後）において算出される実荷重ＷＡは、フック１１が地面から離れる前（地切り作業）においてブーム７の先端部に作用する実荷重ＷＡである。ロープ１３の巻上げにおいては、フック１１が地面から離れるまでにブーム７の先端部に掛かる実荷重ＷＡが、フック１１が地面から離れた後に鉛直上方向に向かって移動する際にブーム７の先端部に掛かる実荷重ＷＡに比べて、小さくなる。このため、本実施形態では、巻上げ操作の入力開始（入力開始直後）の実荷重ＷＡと閾値の比較において、小さい実荷重ＷＡに対応させて実荷重ＷＡと比較する第１の閾値ＷＳ１も小さい値（例えば、０．５ｔ）に設定される。

実荷重ＷＡが第１の閾値ＷＳ１以上の場合は（ステップＳ１０８−Ｎｏ）、駆動制御部５５は、モータ４３の駆動状態を低速駆動モードで維持する（ステップＳ１１２）。そして、巻上げ作業を続行する限り（ステップＳ１１３−Ｎｏ）、モータ４３は経時的に連続して低速駆動モードで駆動される。したがって、巻上げ操作の入力開始の際（入力開始直後）での実荷重ＷＡと第１の閾値ＷＳ１との比較において実荷重ＷＡが第１の閾値ＷＳ１以上の場合は、モータ４３は、高速駆動モードに切替わることはない。そして、巻上げ作業を終了する場合は（ステップＳ１１３−Ｙｅｓ）、巻上げ操作レバー２１を中立位置に戻し、巻上げ操作が入力されていない状態にする。これにより、モータ４３が駆動停止する（ステップＳ１１４）。

一方、実荷重ＷＡが第１の閾値ＷＳ１より小さい場合は（ステップＳ１０８−Ｙｅｓ）、駆動制御部５５から電磁弁５６に電力が供給され、モータ４３の傾角（１回転させるための油の容量）が小さくなる。すなわち、駆動制御部５５は、モータ４３を低速駆動モードから高速駆動モードに切替える（ステップＳ１０９）。高速駆動モードにモータ４３が切替えられた後、巻上げ作業を終了する場合は（ステップＳ１１０−Ｙｅｓ）、巻上げ操作レバー２１を中立位置に戻し、巻上げ操作が入力されていない状態にする。これにより、モータ４３が駆動停止する（ステップＳ１１１）。

高速駆動モードにモータ４３が切替えられた後、巻上げ作業を続行する場合は（ステップＳ１１０−Ｎｏ）、圧力センサ（操作入力検出部）３３Ａは、巻上げ操作の入力の有無を経時的に連続して検出する。そして、巻上げ操作の入力開始以後に経時的に連続して巻上げ操作が入力されている場合には（ステップＳ１０３−Ｙｅｓ）、前回の検出において巻上げ操作が入力されていない状態が検出されたか否かを判断する（ステップＳ１０５）。そして、今回の検出と同様に前回の検出においても巻上げ操作が入力されている状態が検出されている場合は（ステップＳ１０５−Ｎｏ）、巻上げ操作の入力開始以後に経時的に連続して巻上げ操作が入力されていると、制御ユニット３５は、判断する。例えば、所定の時間間隔で巻上げ操作の入力の有無を検出する場合は、巻上げ操作の入力開始以後の１回目及び２回目の検出時に圧力センサ３３Ａ，３３Ｂによって巻上げ操作が入力されている状態が検出されることにより、制御ユニット３５は、巻上げ操作の入力開始以後において経時的に連続して巻上げ操作が入力されていると判断する。

図４Ａ及び図４Ｂに示すように、巻き上げ操作の入力開始以後に経時的に連続して巻上げ操作が入力されていると判断された場合でも（ステップＳ１０５−Ｎｏ）、巻上げ操作の入力開始直後の場合（ステップＳ１０５−Ｙｅｓ）と同様に、実荷重算出部５２は、ブーム７の先端部に掛かる実荷重ＷＡを算出する（ステップＳ１１５）。この際、巻上げ操作の入力開始からある程度の時間が経過した際の実荷重ＷＡが算出される。また、スッテプＳ１１５では、モータ４３は、高速駆動モードで駆動されている。したがって、ステップＳ１１５では、ロープ１３が高速で巻き上げられている状態での、ブーム７の先端部に掛かる実荷重ＷＡが算出される。

また、巻上げ操作の入力開始以後に経時的に連続して巻上げ操作が入力されている状態では、算出された実荷重ＷＡと比較される閾値が第２の閾値ＷＳ２に設定される。したがって、巻上げ操作の入力開始以後に経時的に連続して巻上げ操作が入力されている状態では、荷重比較部５３は、実荷重ＷＡと第２の閾値ＷＳ２とを比較する（ステップＳ１１６）。実荷重ＷＡと第２の閾値ＷＳ２との比較の際には、モータ４３は、高速駆動モードで駆動され、高速でロープ１３の巻上げが行われている。また、第２の閾値ＷＳ２は、巻上げ操作入力開始時（入力開始直後）の第１の閾値ＷＳ１より、大きい。

巻上げ操作の入力開始以後に経時的に連続して巻上げ操作が入力されることにより、フック（メインフック）１１が地面から離れる。このため、巻上げ操作の入力開始以後に経時的に連続して巻上げ操作が入力される状態において算出される実荷重ＷＡは、フック１１が地面から離れた後においてブーム７の先端部に作用する実荷重ＷＡである。前述のように、ロープ１３の巻上げにおいては、フック１１が地面から離れるまでに（地切作業において）ブーム７の先端部に掛かる実荷重ＷＡが、フック１１が地面から離れた後に鉛直上方向に向かって移動する際にブーム７の先端部に掛かる実荷重ＷＡに比べて、小さくなる。このため、本実施形態では、巻上げ操作の入力開始以後に経時的に連続して巻上げ操作が入力される状態での実荷重ＷＡと閾値の比較において、大きい実荷重ＷＡに対応させて実荷重ＷＡと比較する第２の閾値ＷＳ２も大きい値（例えば、０．７ｔ）に設定される。

実荷重ＷＡが第２の閾値ＷＳ２以上の場合は（ステップＳ１１６−Ｎｏ）、駆動制御部５５は、モータ４３の駆動状態を高速駆動モードから低速駆動モードに切替える（ステップＳ１２０）。そして、巻上げ作業を続行する限り（ステップＳ１２１−Ｎｏ）、モータ４３は経時的に連続して低速駆動モードで駆動される。したがって、巻上げ操作の入力開始以後に経時的に連続して巻上げ操作が入力される状態での実荷重ＷＡと第２の閾値ＷＳ２との比較においてモータ４３が高速駆動モードから低速駆動モードに切替えられた後は、モータ４３が再び高速駆動モードに切替わることはない。すなわち、ステップＳ１２０でモータ４３が低速駆動モードに切替えられた後は、算出される実荷重ＷＡの大きさの経時的な変化に関係なく、低速駆動モードでモータ４３の駆動が維持される。そして、巻上げ作業を終了する場合は（ステップＳ１２１−Ｙｅｓ）、巻上げ操作レバー２１を中立位置に戻し、巻上げ操作が入力されていない状態にする。これにより、モータ４３が駆動停止する（ステップＳ１２２）。

一方、実荷重ＷＡが第２の閾値ＷＳ２より小さい場合は（ステップＳ１１６−Ｙｅｓ）、駆動制御部５５から電磁弁５６に電力の供給が維持され、駆動制御部５５は、モータ４３を高速駆動モードで維持する（ステップＳ１１７）。そして、巻上げ作業を続行する限り（ステップＳ１１８−Ｎｏ）、実荷重ＷＡの算出（ステップＳ１１５）、及び、算出された実荷重ＷＡと第２の閾値ＷＳ２との比較（ステップＳ１１６）が経時的に連続しておこなわれる。したがって、ステップＳ１１６での実荷重ＷＡと第２の閾値ＷＳ２との比較は、モータ４３が経時的に連続して高速駆動モードで駆動されている場合のみ、行われる。すなわち、巻上げ操作の入力開始以後に経時的に連続して巻上げ操作が入力されている状態での実荷重ＷＡと第２の閾値ＷＳとの比較は、モータ４３が経時的に連続して高速駆動モードで駆動されている場合のみ、行われる。

高速駆動モードでモータ４３が維持された状態で巻上げ作業を終了する場合は（ステップＳ１１８−Ｙｅｓ）、巻上げ操作レバー２１を中立位置に戻し、巻上げ操作が入力されていない状態にする。これにより、モータ４３が駆動停止する（ステップＳ１１９）。

また、巻上げ操作が入力されていない場合は、ステップＳ１０３において巻き上げ操作の入力が検出されない（ステップＳ１０３−Ｎｏ）。この際、モータ４３が駆動している場合は、モータ４３を駆動停止し、モータ４３が駆動停止されている場合は、モータ４３の駆動停止を維持する（ステップＳ１２３）。そして、作業を続行する場合は（スッテプＳ１２４）、スッテプＳ１０３において巻上げ操作の入力が検出されるまで待機する。

前述のような処理がウインチ作動装置２０で行われることにより、ロープ１３の巻上げにおいては、経時的に連続してブーム７の先端部に掛かる実荷重ＷＡが算出される。そして、実荷重ＷＡと閾値とを経時的に連続して比較し、比較結果に基づいて、モータ４３の駆動速度を制御している。前述のように、巻上げ操作の入力開始直後では、フック１１が接地しているため、実荷重ＷＡが小さい。一方、巻上げ操作の入力開始からある程度時間が経過すると、フック１１が地面から離れ、実荷重ＷＡが大きくなる。このため、実荷重ＷＡと閾値とを経時的に連続して比較して、比較結果に基づいてモータ４３を駆動制御することにより、ブーム７の先端部に掛かる実荷重ＷＡの経時的な変化に対応させて、モータ４３の駆動速度が適切に制御される。これにより、ブーム７の先端部に掛かる実荷重ＷＡの経時的な変化に対応させて、ロープ１３の巻上げ速度を適切に制御することができる。

また、巻上げ操作の入力開始時（入力開始直後）では、前述のように実荷重ＷＡが小さくなるため、実荷重ＷＡは、小さい値に設定される第１の閾値ＷＳ１と比較される。一方、巻上げ操作の入力開始以後において経時的に連続して巻上げ操作が入力されている状態では、前述のように実荷重ＷＡが大きくなるため、実荷重ＷＡは、大きい値に設定される第２の閾値ＷＳ２と比較される。第２の閾値ＷＳ２が、ウインチ動作による実荷重演算の変動を考慮して、第１の閾値ＷＳ１に比べて大きく設定されることにより、フック１１が地面から離れた際の実荷重ＷＡの増加に起因するモータ４３の高速駆動モードから低速駆動モードへの切替わりが、有効に防止される。このため、フック１１が地面から離れた後にロープ１３が巻上げられる状態において、モータ４３の駆動速度が高速駆動モードと低速駆動モードとの間で頻繁に切替わることが防止される。

モータ４３の駆動速度が頻繁に切り替わらないため、ブーム７のハンチング（上下動）が有効に防止されるとともに、ロープ１３のウインチ１５への乱巻きが有効に防止される。これにより、巻上げ作業における作業効率が向上するとともに、作業時の安全性が確保される。

また、巻上げ操作の入力開始以後に経時的に連続して巻上げ操作が入力される状態での実荷重ＷＡと第２の閾値ＷＳ２との比較においてモータ４３が高速駆動モードから低速駆動モードに切替えられた後は、実荷重ＷＡと第２の閾値ＷＳ２との比較は中止され、これ以後は実荷重ＷＡが変動しても比較処理されないため、モータ４３が再び高速駆動モードに切替わることはない。このため、モータ４３の駆動速度が高速駆動モードと低速駆動モードとの間で頻繁な切替わりが、さらに有効に防止される。

また、モータ４３が高速駆動モードで駆動されていることは、告知部７３によって作業者に告知される。したがって、作業者は、告知部７３の告知に基づいて巻上げ操作レバー２１で適切な操作を行うことにより、ブーム７でのハンチングの発生及びロープ１３の乱巻が有効に防止される。

（変形例）
なお、モータ４３を高速駆動モードと低速駆動モードとの間で切替える構成は、第１の実施形態の構成に限るものではない。例えば、駆動制御部５５から電力がモータ４３に供給されることにより、モータ４３の傾角（１回転させるための油の容量）が小さくなってもよい。

また、第１の実施形態の構成及び処理は、ジブ８１の先端部からフック（サブフック）８２を吊下げるロープ（補巻ロープ）８３の巻上げにも適用可能である。この場合、ブーム７の先端部に掛かる実荷重ＷＡの代わりに、ジブ８１の先端部に掛かる実荷重が経時的に算出される。そして、算出された実荷重と閾値が経時的に比較される。

前述の実施形態等では、ウインチ作動装置（２０）は、作動されることにより、ブーム（７）又はジブ（８１）の先端部からフック（１１；８２）を吊下げるロープ（１３；８３）の巻上げを行うウインチ（１５；８５）と、ウインチ（１５；８５）によってロープ（１３；８３）を巻上げる巻上げ操作が入力される巻上げ操作入力部（２１）と、を備える。巻上げ操作入力部（２１）での巻上げ操作の入力の有無は、操作入力検出部（３３Ａ）で経時的に検出され、操作入力部（２１）での巻上げ操作の入力値に基づいて、モータ（４３）が駆動される。モータ（４３）が駆動されることにより、ウインチ（１５；８５）が作動され、ロープ（１３；８３）が巻上げられる。モータ（４３）は、低速駆動モード及び低速駆動モードより駆動速度が大きい高速駆動モードで駆動可能である。ウインチ作動装置（２０）では、フック（１１）が吊下げられた状態でのブーム（７）又はジブ（８１）の先端部に掛かる実荷重（ＷＡ）が実荷重算出部（５２）によって経時的に算出される。そして、駆動制御部（５５）は、実荷重算出部（５２）で算出された実荷重（ＷＡ）が閾値以上の場合は低速駆動モードでモータ（４３）を駆動し、かつ、実荷重（ＷＡ）が閾値より小さい場合は高速駆動モードでモータ（４３）が駆動される状態に、モータ（４３）の駆動状態を制御する。また、荷重比較部（５３）は、操作入力検出部（３３Ａ，３３Ｂ）での検出結果に基づいて実荷重（ＷＡ）と閾値とを経時的に比較する。巻上げ操作の入力開始の際には、閾値を第１の閾値（ＷＳ１）に設定して比較を行い、巻上げ操作の入力開始以後に経時的に連続して巻上げ操作が入力されている状態では、閾値を第１の閾値（ＷＳ１）より大きい第２の閾値（ＷＳ２）に設定して比較を行う。

（参照例）
以下、ロープ１３の巻下げ作業におけるウインチ作動装置２０での処理の一例を、参照例として図５を参照にして示す。なお、本参照例のウインチ作動装置２０の構成は、第１の実施形態と同様である。

ロープ１３の巻下げ作業においては、図５に示すように、まず、巻下げ操作レバー２２で巻下げ操作の入力が開始される（ステップ１３１）。これにより、第１の実施形態で前述したように、モータ４３が駆動され、ウインチ（ドラム）１５が作動される（回転する）。巻下げ操作の入力が開始されてからウインチ１５の作動が開始されるまでは、油が伝達される時間等のある程度の時間を要する。本参照例では、回転センサ５１Ｂによって、ウインチ１５の作動開始が検出される（ステップＳ１３２）。すなわち、回転センサ５１Ｂによって、ウインチ１５がロープ１３を巻下げる方向に回転し始めたことが検出される。

ウインチ１５の作動開始が検出されると（ステップＳ１３２−Ｙｅｓ）、実荷重算出部５２は、ウインチ１５の作動開始直後（作動開始時）のブーム７の先端部に掛かる実荷重ＷＡを算出する（ステップＳ１３３）。本参照例では、実荷重ＷＡの算出は、ウインチ１５の作動開始直後に１回のみ行われる。そして、算出された実荷重ＷＡと閾値ＷＳとの比較が、荷重比較部５３によって行われる（ステップＳ１３４）。本参照例では、実荷重ＷＡと閾値ＷＳとの比較は、ウインチ１５の作動開始直後に１回のみ行われる。

実荷重ＷＡが閾値より小さい場合は（ステップＳ１３４−Ｙｅｓ）、駆動制御部５５は、モータ４３の駆動状態を高速駆動モードにする（ステップＳ１３５）。そして、巻下げ操作が入力されている限り（ステップＳ１３６−Ｎｏ）、経時的に連続してモータ４３が高速駆動モードで維持される。そして、巻下げ操作レバー２２を中立位置に戻し、巻下げ操作の入力が停止されることにより（ステップＳ１３６−Ｙｅｓ）、モータ４３が駆動停止する（ステップＳ１３７）。すなわち、ステップＳ１３５で高速駆動モードになった後は、巻下げ操作の入力が停止されるまで経時的に連続して、モータ４３は高速駆動モードで駆動される。

一方、実荷重ＷＡが閾値以上となる場合は（ステップＳ１３４−Ｎｏ）、駆動制御部５５は、モータ４３の駆動状態を低速駆動モードにする（ステップＳ１３８）。そして、巻下げ操作が入力されている限り（ステップＳ１３９−Ｎｏ）、経時的に連続してモータ４３が低速駆動モードで維持される。そして、巻下げ操作レバー２２を中立位置に戻し、巻下げ操作の入力が停止されることにより（ステップＳ１３９−Ｙｅｓ）、モータ４３が駆動停止する（ステップＳ１４０）。すなわち、ステップＳ１３８で低速駆動モードになった後は、巻下げ操作の入力が停止されるまで経時的に連続して、モータ４３は低速駆動モードで駆動される。

ロープ１３の巻下げ時においては、巻上げ作業とは異なり、ブーム７の先端部に掛かる実荷重ＷＡは経時的に大きく変化しない。したがって、ウインチ１５の作動開始直後の実荷重ＷＡのみに基づいてモータ４３の駆動速度を制御しても、ウインチ１５の作動速度が適切に制御される。また、実荷重ＷＡの算出及び実荷重ＷＡと閾値ＷＳとの比較は、ウインチ１５の作動開始直後に１回のみ、行われる。このため、巻下げ作業におけるウインチ作動装置２０での処理プログラムが、単純化する。

また、ウインチ１５の作動開始直後の実荷重ＷＡに基づいてモータ４３が駆動制御されるため、ロープ１３の巻下げが行われている状態での実荷重ＷＡに基づいてモータ４３の駆動速度が制御される。巻下げ操作の入力が開始されてからウインチ１５の作動が開始されるまでは、ある程度の時間を要する。このため、巻下げ操作の入力開始直後に実荷重ＷＡを算出する場合は、ウインチ１５が作動される直前の巻下げが行われていない状態での実荷重ＷＡを算出する可能性がある。本参照例では、ロープ１３の巻下げが行われている状態での実荷重ＷＡに基づいてモータ４３の駆動速度が制御されるため、モータ４３の駆動制御の精度が向上する。

なお、前述の参照例の構成及び処理は、ジブ８１の先端部からフック（サブフック）８２を吊下げるロープ（補巻ロープ）８３の巻下げにも適用可能である。この場合、ブーム７の先端部に掛かる実荷重ＷＡの代わりに、ジブ８１の先端部に掛かる実荷重が算出される。そして、算出された実荷重と閾値が比較される。

以上、本発明の実施形態等について説明したが、本発明は前述の実施形態等に限るものではなく、発明の趣旨を逸脱することなく種々の変形ができることは、もちろんである。

１…クレーン、１１…フック、１３…ロープ、１５…ウインチ、２０…ウインチ作動装置、２１…巻上げ操作レバー（巻上げ操作入力部）、３３Ａ，３３Ｂ…圧力センサ、３５…制御ユニット、４３…モータ、５２…実荷重算出部、５３…荷重比較部、５５…駆動制御部、７３…告知部。

Claims

作動されることにより、ブーム又はジブの先端部からフックを吊下げるロープの巻上げを行うウインチと、
前記ウインチによって前記ロープを巻上げる巻上げ操作が入力される巻上げ操作入力部と、
前記巻上げ操作入力部での前記巻上げ操作の入力の有無を経時的に検出する操作入力検出部と、
前記巻上げ操作入力部での入力値に基づいて駆動されることにより、前記ウインチを作動し、前記ロープを巻上げるとともに、低速駆動モード及び前記低速駆動モードより駆動速度が大きい高速駆動モードで駆動可能なモータと、
前記フックが吊下げられた状態での前記ブーム又は前記ジブの先端部に掛かる実荷重を経時的に算出する実荷重算出部と、
前記実荷重算出部で算出された前記実荷重が閾値以上の場合は前記低速駆動モードで前記モータを駆動し、かつ、前記実荷重が前記閾値より小さい場合は前記高速駆動モードで前記モータが駆動される状態に、前記モータの駆動状態を制御する駆動制御部と、
前記実荷重と前記閾値とを経時的に比較する荷重比較部と、
前記操作入力検出部での前記巻上げ操作の前記入力の有無の検出結果に基づいて、前記実荷重と比較する前記閾値を設定する閾値設定部であって、前記巻上げ操作の入力開始時及びその直後には、前記閾値を第１の閾値に設定し、前記巻上げ操作の前記入力開始時から前記巻上げ操作の前記入力が所定の時間継続されることにより、前記閾値を前記第１の閾値より大きい第２の閾値に更新する閾値設定部と、
を具備するクレーンのウインチ作動装置。
前記荷重比較部は、前記巻上げ操作の前記入力開始時から前記巻上げ操作の前記入力が前記所定の時間継続された以後において、前記モータが前記高速駆動モードで駆動されている場合のみ、前記第２の閾値と前記実荷重との比較を行い、
前記駆動制御部は、前記巻上げ操作の前記入力開始時から前記巻上げ操作の前記入力が前記所定の時間継続された以後において、前記モータが前記低速駆動モードで駆動されている場合は、前記実荷重の大きさに関係なく、前記低速駆動モードで前記モータを維持する、
請求項１のウインチ作動装置。
前記モータが前記高速駆動モードで駆動されていることを告知する告知部をさらに具備する、請求項１のウインチ作動装置。