JP6593571B1 - クレーン - Google Patents

Abstract

操作部と、操作部の操作に基づいて高速モード及び低速モードの何れかの動作モードで作動し、フックが固定されたワイヤロープの巻き取り及び繰り出しを行うウインチ装置と、オペレータが高速モード及び低速モードの何れかを選択するための選択部と、吊り荷重を演算する荷重演算部と、ワイヤロープの張力を演算する張力演算部と、ウインチ装置の動作を制御する制御部と、を備え、制御部は、選択部で選択されたモードが高速モードであり、かつ、操作部が中立状態から非中立状態へと操作され、かつ、吊り荷重が荷重閾値よりも小さく、かつ、張力が張力閾値よりも小さい場合に、高速モードで作動するようにウインチ装置を制御する。これにより作業性に優れた移動式クレーンのウインチシステムを提供する。

Description

本発明は、クレーンに関する。特に、本発明は、高低速油圧モータの容量を検出荷重により制御するウインチシステムを備えるクレーンに関する。

移動式クレーンの油圧ウインチによって駆動されるワイヤロープには、広範囲の張力と速度が求められる。それを達成するための手段の一つとして、可変容量形モータが使用される。

また、ワイヤロープの先端に設けられたフックを自由降下させるためのフリーフォールという技術が存在している。この技術を実現するために、固定容量形モータとウインチドラムとの間にクラッチが設けられている。そして、作業者は、フリーフォールを実現する際、クラッチを切ることによりワイヤロープの先端に設けられたフックを自由降下させる。このようなフリーフォールの代わりに、ワイヤロープの高速での巻下げを実現する場合にも、可変容量形モータが使用される。

移動式クレーンは、吊上げ荷重の荷重検出器を有する。その荷重検出器による検出荷重に基づいて可変容量モータの容量を制御する技術が開発されている。可変容量モータの一種に、大容量又は小容量のどちらかに切り換え可能な高低速油圧モータが存在する。

特許文献１に記載されたウインチシステムの場合、過負荷防止装置により巻下げ操作の開始直前に演算した吊上げ荷重を巻下げ操作終了時まで実作用吊上げ荷重として記憶する。そして、この実作用吊り上げ荷重が、所定値よりも小さい場合に、ウインチシステムの動作モードが、高速モードに切り換えられる。

特許第４５２７８６０号公報

特許文献１に記載されたウインチシステムは、宙吊り状態の吊り荷を巻下げる時の技術である。そのため、ウインチ操作開始直前に過負荷防止装置により検出した吊上げ荷重がゼロとなる地切りからの巻上げ操作には適用できない。このため、特許文献１に記載された発明の場合、地切り時の作業性を向上できないといった課題を有する。

本発明の目的は、作業性の向上を図れるクレーンを実現することである。

本発明に係るクレーンの一態様は、操作部と、操作部の操作に基づいて高速モード及び低速モードの何れかの動作モードで作動し、フックが固定されたワイヤロープの巻き取り及び繰り出しを行うウインチ装置と、オペレータが高速モード及び低速モードの何れかを選択するための選択部と、吊り荷重を演算する荷重演算部と、ワイヤロープの張力を演算する張力演算部と、ウインチ装置の動作を制御する制御部と、を備え、制御部は、選択部で選択されたモードが高速モードであり、かつ、操作部が中立状態から非中立状態へと操作され、かつ、吊り荷重が荷重閾値よりも小さく、かつ、張力が張力閾値よりも小さい場合に、高速モードで作動するようにウインチ装置を制御する。

本発明によれば、作業性を向上できるクレーンを実現できる。

本発明の実施形態に係るラフテレーンクレーンを示す図である。 ウインチシステムを示す図である。 コントローラのブロック図である。 コントローラで行われる処理を表すフローチャートである。 コントローラで行われる処理を表すフローチャートである。 コントローラで行われる処理を表すフローチャートである。 吊り荷を吊上げている状態のラフテレーンクレーンを示す図である。

図１は、本発明の実施形態に係るラフテレーンクレーン２を示している。ラフテレーンクレーン２は、ウインチシステム１を有する。ラフテレーンクレーン２は、車両部３に旋回部４が旋回自在に搭載されている。車両部３にはアウトリガ５が設けられている。図１に示したラフテレーンクレーン２は、アウトリガ５が張り出されている。

旋回部４の旋回フレーム６には、運転室７が搭載されている。運転室７には、ウインチシステム１の操作レバー１０が配置されている。旋回フレーム６には、ウインチ１１が配置されている。旋回フレーム６には、伸縮ブーム１２が起伏自在に枢着されている。伸縮ブーム１２と旋回フレーム６との間には起伏シリンダ１３が配置されている。図１に示したラフテレーンクレーン２は、起伏シリンダ１３により伸縮ブーム１２が起仰された後に伸縮ブーム１２が伸長した、クレーン作業姿勢である。

図１に示すように、ウインチ１１から繰り出されたワイヤロープ１４は、伸縮ブームの先端部１５とフック１６との間で掛け回されている。フック１６には吊り荷１８を吊り下げる玉掛けワイヤロープ１４が掛けられている。図１に示すラフテレーンクレーン２は、吊り荷１８が地面２０に接地された、地切り直前の状態である。

図２は、本発明の実施形態に係るラフテレーンクレーン２のウインチシステム１を構成する油圧回路と制御ブロック図である。ウインチ１１は、減速機２３を介してウインチドラム２２を正逆回転駆動可能な高低速油圧モータ２１を有する。高低速油圧モータ２１は、１回転に必要な容量を大小切り換えて供給流量に対する回転数を高速モード及び低速モードのうちの一方のモードに切り換えることができる。高低速油圧モータ２１が高速モードの場合、ウインチ１１の動作モードは高速モードである。一方、高低速油圧モータ２１が低速モードの場合、ウインチ１１の動作モードは低速モードである。高低速油圧モータ２１のモータ容量は、常時大容量側に付勢されている。モータ容量は制御シリンダ２４によって大小切換制御される。

高低速油圧モータ２１には巻上げ側の油路２５と巻下げ側の油路２６とが接続されている。巻上げ側の油路２５にはカウンタバランス弁２７が介装されている。巻上げ側の油路２５と巻下げ側の油路２６との間にはシャトル弁２８が介装されている。シャトル弁２８と制御シリンダ２４とは、パイロット切換弁３０を介して油路３１により連絡されている。シャトル弁２８は、巻上げ側の油路２５又は巻下げ側の油路２６に発生したモータ作動圧を拾って、パイロット切換弁３０に伝達する。パイロット切換弁３０は制御シリンダ２４にモータ作動圧を連絡・遮断切換する。

パイロット切換弁３０は、電磁切換弁３３と油路３４で連絡されている。電磁切換弁３３から油路３４を経由してパイロット切換弁３０にパイロット圧が送られると、パイロット切換弁３０は連絡側に切り換わる。パイロット切換弁３０と電磁切換弁３３とで高低速切換弁が構成される。パイロット切換弁３０から制御シリンダ２４にモータ作動圧が連絡されると（作動油が供給されると）、高低速油圧モータ２１は、高速側に対応する小容量側に切り換えられる。一方、パイロット切換弁３０から制御シリンダ２４への作動油の供給が遮断されると、高低速油圧モータ２１は、低速側に対応する大容量側に切り換えられる。

ウインチ１１に供給する圧油の方向と流量を制御するパイロット切換弁３２には、巻上げ側の油路２５と巻下げ側の油路２６とが連絡されている。パイロット切換弁３２は、巻上げ側の電磁比例弁３５と油路３７で連絡されている。パイロット切換弁３２は、巻下げ側の電磁比例弁３６と油路３８で連絡されている。パイロット切換弁３２と油圧ポンプ４０とはポンプ側の油路４２で連絡されている。パイロット切換弁３２と油タンク４１とは戻り側の油路４３で連絡されている。パイロット切換弁３２は、電磁比例弁３５と電磁比例弁３６とによって切り換え方向と切換量が制御される。

図２に示すように、コントローラ５０は、操作レバー１０、速度モード選択手段５１、荷重用検出手段５２、及び、ワイヤロープ掛け数入力手段５３とそれぞれ信号線で連絡されている。荷重用検出手段５２は、具体的にはそれぞれ既知の、ブーム長さ検出器５４、ブーム角度検出器５５、及び、起伏シリンダ圧力検出器５６により構成されている。また、コントローラ５０は、高低速切換の電磁切換弁３３、巻上げ側の電磁比例弁３５、及び、巻下げ側の電磁比例弁３６とそれぞれ信号線で連絡されている。

操作レバー１０は、運転室（図１参照）内に配置されており、操作レバー１０の切り換える方向により巻上げ側の電磁比例弁３５と巻下げ側の電磁比例弁３６との何れかの弁に通電するかが選択される。さらに、操作レバー１０の操作量に応じて電磁比例弁３５、３６に送られる信号の強さのレベルが変わる。操作レバー１０は、操作部の一例に該当する。

速度モード選択手段５１は、運転室（図１参照）内に配置されている。運転室内のオペレータは、速度モード選択手段５１により、高速側と低速側との何れかを選択できる。速度モード選択手段５１は、選択部の一例に該当する。

ワイヤロープ掛け数入力手段５３は、運転室（図１参照）内に配置されている。運転室内のオペレータは、ワイヤロープ掛け数入力手段５３から、認識した掛け数を手動入力できる。なお、ワイヤロープ掛け数入力手段５３は、ワイヤロープ掛け数検出器を伸縮ブームの先端部１５（図１参照）に配置してワイヤロープ掛け数を自動入力するようにしてもよい。

図３は、コントローラ５０のブロック図である。コントローラ５０は、吊り荷重演算部６０、ワイヤロープ張力演算部６１、吊り荷重比較部６２、ワイヤロープ張力比較部６３、及び、駆動制御部６４を有する。

吊り荷重演算部６０は、一例として、ブーム長さ検出器５４が検出したブーム長さと、ブーム角度検出器５５が検出したブーム角度と、起伏シリンダ圧力検出器５６が検出した起伏シリンダ圧力とから吊り荷重を演算する。吊り荷重演算部６０は、荷重演算部の一例に該当する。

ワイヤロープ張力演算部６１は、一例として、吊り荷重演算部６０が演算した吊り荷重と、ワイヤロープ掛け数入力手段５３によって入力されたワイヤロープ掛け数とからワイヤロープ張力を演算する。ワイヤロープ張力演算部６１は、張力演算部の一例に該当する。

吊り荷重比較部６２は、吊り荷重演算部６０で演算された吊り荷重演算値と、吊り荷重比較部６２が記憶している１つの吊り荷重閾値とを比較する。吊り荷重閾値は、後述するワイヤロープ張力閾値よりも大きな値である。ワイヤロープ張力比較部６３は、ワイヤロープ張力演算部６１で演算されたワイヤロープ張力演算値と、ワイヤロープ張力比較部６３が記憶している１つのワイヤロープ張力閾値とを比較する。ワイヤロープ張力閾値は、モータ容量が小容量に切り換えられた高低速油圧モータ２１の許容圧力及びウインチシステム１の仕様等を考慮され設定されてよい。

駆動制御部６４は、一例として、操作レバー１０、速度モード選択手段５１、吊り荷重比較部６２、ワイヤロープ張力比較部６３からの信号に基づき電磁切換弁３３の切り換え信号を出力する。具体的には、駆動制御部６４は、速度モード選択手段５１が高速側に選択され（条件１）、操作レバー１０が中立から非中立に操作され（条件２）、吊り荷重演算値が吊り荷重閾値よりも小さく（条件３）、ワイヤロープ張力演算値がワイヤロープ張力閾値よりも小さい（条件４）、との４つの条件を全て満たす場合には、電磁切換弁３３を高速側に切り換える信号を出力する。

換言すれば、駆動制御部６４は、速度モード選択手段５１で選択された動作モードが高速モード（高速側）であり、かつ、操作レバー１０が中立状態から非中立状態へと操作され、かつ、吊り荷重演算値が吊り荷重閾値よりも小さく、かつ、ワイヤロープ張力がワイヤロープ張力閾値よりも小さい場合に、高速モードで作動するようにウインチ１１を制御する。つまり、本実施形態の場合、オペレータが速度モード選択手段５１により高速側を選択している場合でも、上記条件２〜条件４が満たされない場合には、ウインチ１１は、高速モードで作動しない。なお、駆動制御部６４は、制御部の一例に該当する。

上述した実施の形態に係るラフテレーンクレーン２のウインチシステム１の作動を説明する。図４は、コントローラ５０で行われる処理を表すフローチャートである。

（高速モード選択で地切り巻上げの場合）
吊り荷１８が地面２０に接地した状態（図１参照）から高速モードで巻上げる場合の制御の一例を説明する。図４に示すように、ステップＳ１において、コントローラ５０は、速度モード選択手段５１において選択されたモードが高速側（高速モード）であるか否かを判断する。ステップＳ１において、速度モード選択手段５１が高速側に選択されている場合（ステップＳ１において“ＹＥＳ”）、制御処理は、ステップＳ２に遷移する。一方、ステップＳ１において、速度モード選択手段５１において選択されたモードが高速側（高速モード）ではない場合（ステップＳ１において“ＮＯ”）、制御処理は、ステップＳ１５に遷移する。本例の場合、コントローラ５０は、ステップＳ１においてＹＥＳと判断する。

次に、図４のステップＳ２において、コントローラ５０は、操作レバー１０が中立（中立状態とも称する。）であるか否かを判断する。ステップＳ２において、操作レバー１０が中立である場合（ステップＳ２において“ＹＥＳ”）、制御処理は、ステップＳ１に移行する。また、ステップＳ２において、操作レバー１０が中立でない場合（ステップＳ２において“ＮＯ”）、制御処理は、ステップＳ３に遷移する。なお、操作レバー１０が中立でない場合とは、一例として、操作レバー１０が中立状態から非中立状態に操作された状態である。非中立状態は、操作レバー１０が巻上げ側に位置する状態と、巻下げ側に位置する状態とを含む。ステップＳ１とステップＳ２とが繰り返されることにより、コントローラ５０は、操作モード選択手段５１が高速側に選択されている状態において、操作レバー１０が中立状態から非中立状態に切り換えられたか否かを判断する。本例の場合、コントローラ５０は、ステップＳ２においてＮＯと判断する。

一例として、図４のステップＳ２において、操作レバー１０が中立から巻上げ側）に操作されると、図４のステップＳ３において、コントローラ５０は、巻上げ側の電磁比例弁３５に駆動信号を出力する。すると、図２に示した電磁比例弁３５から油路３７を経由してパイロット圧が作用し、パイロット切換弁３２が巻上げ側に切り換えられる。その結果、油圧ポンプ４０から油路４２を経由して圧油が巻上げ側の油路２５に送られる。こうして、巻上げ側の油路２５には高低速油圧モータ２１の作動圧が立つ。

次に、図４のステップＳ４において、コントローラ５０は、吊り荷重演算値が吊り荷重閾値よりも小さいか否かを判断する。一例として、地切り初期は、ワイヤロープ１４の伸びと伸縮ブーム１２のタワミが発生するため、吊り荷重演算値は非常に小さい。そのため、本例の場合、コントローラ５０は、ステップＳ４においてＹＥＳと判断する。なお、吊り荷重閾値は、一例として、地切り作業を検出するための閾値であってよい。この場合、図４のステップＳ４において、コントローラ５０は、吊り荷重演算値と吊り荷重閾値とを比較することにより、地切り作業を行っている状態か否かを判定する。

次に、図４のステップＳ５において、コントローラ５０は、ワイヤロープ張力演算値がワイヤロープ張力閾値よりも小さいか否かを判断する。一例として、地切り初期は、ワイヤロープ１４の伸びと伸縮ブーム１２のタワミが発生するため、ワイヤロープ張力演算値は非常に小さい。そのため、地切り初期の場合、コントローラ５０は、ステップＳ５においてＹＥＳと判断する。ここまでで、速度モード選択手段５１が高速側に選択され（条件１）、操作レバー１０が中立から非中立に操作され（条件２）、吊り荷重演算値が吊り荷重閾値よりも小さい（条件３）、ワイヤロープ張力演算値がワイヤロープ張力閾値よりも小さい（条件４）、との４つの条件を全て満たすことが判断される。なお、ワイヤロープ張力閾値は、一例として、地切り作業を検出するための閾値であってよい。この場合、図４のステップＳ５において、コントローラ５０は、ワイヤロープ張力演算値とワイヤロープ張力閾値とを比較することにより、地切り作業を行っている状態か否かを判定する。

次に、図４のステップＳ６において、コントローラ５０は、電磁切換弁３３に高速側切換信号を出力するように駆動制御部６４を制御する。図２に示すように、電磁切換弁３３は連絡側に切り換わり、パイロット圧が油路３４を経由してパイロット切換弁３０に作用し、パイロット切換弁３０は連絡側に切り換わる。すると、巻上げ側の油路２５に発生していたモータ作動圧がシャトル弁２８、パイロット切換弁３０、及び、油路３１を経由して制御シリンダ２４に作用する。この結果、制御シリンダ２４は、高低速油圧モータ２１を高速側に切り換える。そして、制御処理は、図５に示すステップＳ７に遷移する。

以上のように、速度モード選択手段５１で高速モードを選択しておけば、現実の吊上げ荷重とは無関係に吊上げ荷重演算値とワイヤロープ張力演算値が小さい地切り初期には高速で巻上げをスタートする。

次に、図５のステップＳ７において、コントローラ５０は、吊り荷重演算値が吊り荷重閾値よりも小さくない状態で所定時間連続したか否かを判断する。ステップＳ７において、吊り荷重演算値が吊り荷重閾値よりも小さくない状態（吊り荷重演算値が吊り荷重閾値以上の状態）が所定時間連続している場合（ステップＳ７において“ＹＥＳ”）、制御処理は、図６のステップＳ１１に遷移する。一方、ステップＳ７において、吊り荷重演算値が吊り荷重閾値よりも小さくない状態（吊り荷重演算値が吊り荷重閾値以上の状態）が所定時間連続していない場合（ステップＳ７において“ＮＯ”）、制御処理は、図５のステップＳ８に遷移する。

一例として、上記所定時間には、数秒間が設定される。数秒間連続することを条件としたので、伸縮ブームあるいはワイヤロープの振動に伴う見かけ上の荷重変動により制御が不安定になることが防止される。地切り初期には、吊り荷重演算値は非常に小さい。このため、地切り初期の場合、コントローラ５０は、ステップＳ７においてＮＯと判断する。なお、上記所定時間は、一例として、伸縮ブームあるいはワイヤロープに振動が生じた場合に、この振動に伴う見かけ上の荷重変動が生じてから、この荷重変動が収まるまでに要する時間を考慮して決定されてよい。

次に、図５のステップＳ８において、コントローラ５０は、ワイヤロープ張力演算値がワイヤロープ張力閾値よりも小さくない状態（ワイヤロープ張力演算値がワイヤロープ張力閾値以上の状態）で所定時間連続したか否かを判断する。ステップＳ８において、ワイヤロープ張力演算値がワイヤロープ張力閾値よりも小さくない状態（ワイヤロープ張力演算値がワイヤロープ張力閾値以上の状態）が所定時間連続している場合（ステップＳ８において“ＹＥＳ”）、制御処理は、図６のステップＳ１１に移行する。一方、ステップＳ８において、ワイヤロープ張力演算値がワイヤロープ張力閾値よりも小さくない状態（ワイヤロープ張力演算値がワイヤロープ張力閾値以上の状態）が所定時間連続していない場合（ステップＳ８において“ＮＯ”）、制御処理は、図５のステップＳ９に移行する。

一例として、ステップＳ７と同様に、所定時間としては数秒間が設定される。ここでも、地切り初期には、ワイヤロープ張力演算値は非常に小さいため、ＮＯと判断される。なお、上記所定時間は、一例として、伸縮ブームあるいはワイヤロープに振動が生じた場合に、この振動に伴う見かけ上のワイヤロープ張力変動が生じてから、このワイヤロープ張力変動が収まるまでに要する時間を考慮して決定されてよい。

次に、図５のステップＳ９において、コントローラ５０は、速度モード選択手段５１が低速側に選択されたか否かを判断する。ステップＳ９において、速度モード選択手段５１が低速側に選択されている場合、制御処理は、図６のステップＳ１１に移行する。一方、ステップＳ９において、速度モード選択手段５１が低速側に選択されていない場合、制御処理は、図５のステップＳ１０に移行する。なお、通常、速度モード選択手段により高速モードを選択して操作レバー１０を巻上げ操作した直後に速度モード選択手段により低速側を選択することはありえないので、コントローラ５０は、ステップＳ９において、ＮＯと判断する。

次に、図５のステップＳ１０において、コントローラ５０は、操作レバー１０が中立か否かを判断する。ステップＳ１０において、操作レバー１０が中立の場合、制御処理は、ステップＳ１３に遷移する。一方、ステップＳ１０において、操作レバー１０が中立でない場合（非中立の場合）、制御処理は、ステップＳ７に遷移する。なお、巻上げ操作を開始した直後の場合、操作レバー１０は非中立であるため、コントローラ５０は、ステップＳ１０において、ＮＯと判断する。以降、ステップＳ７からステップＳ１０までの制御フローがループして連続する。すなわち、制御処理がステップＳ７からステップＳ１０をループしている間、高低速油圧モータ２１が高速モードの状態で、巻上げ動作が継続される。

以上のように、地切り初期においては、現実の吊上げ荷重に関係なく、演算される吊上げ荷重とワイヤロープ張力とはゼロからスタートし徐々に増加していく。そのため、本発明に係る移動式クレーンのウインチシステムは、速度モード選択手段で高速モードを選択しておけば、吊上げ荷重演算値とワイヤロープ張力演算値が小さい地切り初期には高速で巻上げることができるためクレーン作業性が向上する。

地切りが完了している状態（図７参照）において、コントローラ５０が、図５のステップＳ７及びステップＳ８でＮＯと判断した場合には、ステップＳ７からステップＳ１０までの制御フローのループが連続する。すなわち、この場合は、操作レバーが中立に戻されるまで（ステップＳ１０）まで高低速油圧モータ２１は高速モードで運転される。

一方、地切り途中において、コントローラ５０が、図５のステップＳ７又はステップＳ８でＹＥＳと判断した場合、図６のステップＳ１１において、電磁切換弁３３に低速側切換信号が出力される。

この場合には、図３に示す駆動制御部６４から電磁切換弁３３に低速側切換信号が出力される。図２に示すように、電磁切換弁３３は遮断側に切り換わり、パイロット切換弁３０に作用していた油路３４のパイロット圧はタンクに戻り、パイロット切換弁３０は遮断側に切り換わる。さらに、制御シリンダ２４に加えられていた圧油は、油路３１、パイロット切換弁３０を経由してタンクに戻る。すると、常時低速側に付勢されている高低速モータ２１は低速側に戻る。

この時、図４のステップＳ３で示した巻上げ側の電磁比例弁３５への駆動信号出力は継続されているので、低速モードでの巻上げとなる。図６で示す低速モードでの運転に入ると、ステップＳ１２において、コントローラ５０は、操作レバー１０が中立か否かを判断する。ステップＳ１２において、操作レバー１０が中立でないと判断されると、図６のステップＳ１１とステップＳ１２とで制御フローがループする。すなわち、高低速油圧モータ２１の低速モードでの運転が継続する。

図５に示したステップＳ７からステップＳ１０がループする高速モードでの運転中、ステップＳ１０で操作レバー１０が中立にもどされた場合（ステップＳ１０において“ＹＥＳ”）、制御処理は、ステップＳ１３に遷移する。ステップＳ１３において、電磁切換弁３３（図２参照）に低速側切換信号が出力される。また、ステップＳ１４において、巻上げ側の電磁比例弁３５への駆動信号出力が停止する。すなわち、高低速油圧モータ２１は低速側に戻ると共に、パイロット切換弁３２は中立位置に切り換わり油圧ポンプ４０からの圧油が高低速油圧モータ２１に供給されなくなる。すると、高低速油圧モータ２１は停止する。

同様に、図６で示した低速モードでの運転中、ステップＳ１２において、操作レバー１０が中立の場合（ステップＳ１２において“ＹＥＳ”）、図５のステップＳ１４において巻上げ側の電磁比例弁３５への駆動信号出力が停止し、低速モードで運転中の高低速油圧モータ２１が停止する。

（低速モード選択で地切り巻上げの場合）
吊り荷１８が地面２０に接地した状態（図１参照）から低速モードで巻上げる場合の一例を説明する。まず、図４のステップＳ１において、コントローラ５０は、速度モード選択手段５１（図３参照）が高速側に選択されたか否かを判断する。本例の場合、ステップＳ１において、コントローラ５０は、ＮＯと判断する。

次に、図４のステップＳ１５において、コントローラ５０は、操作レバー１０が中立か否かを判断する。ステップＳ１５において操作レバー１０が中立の場合（ステップＳ１５において“ＹＥＳ”）、制御処理は、ステップ１に戻る。一方、ステップＳ１５において操作レバー１０が非中立（本例の場合、巻上げ側）の場合（ステップＳ１５において“ＮＯ”）、巻上げ側の電磁比例弁３５に駆動信号が出力される。

次に、図２に示した電磁比例弁３５から油路３７を経由してパイロット圧が作用し、パイロット切換弁３２が切り換えられる。すると、油圧ポンプ４０から油路４２を経由して圧油が巻上げ側の油路２５に送られる。その結果、高低速モータ２１は、低速モードでウインチドラム２２を巻上げ側に駆動する。以降は、図６に示したフローを継続して低速モードでの運転を継続する。

（高速モード選択で宙吊り状態から巻上下げの場合）
吊り荷１８が地面２０よりも離れた宙吊り状態（図７参照）から高速モードで巻上下げする場合の一例を説明する。

まず、図４のステップＳ１において、コントローラ５０は、速度モード選択手段５１が高速側に選択されたか否かを判断する。本例の場合、ステップＳ１において、コントローラ５０は、ＹＥＳと判断する。

次に、図４のステップＳ２において、コントローラ５０は、操作レバー１０が中立か否かを判断する。図４のステップＳ２において操作レバー１０が非中立（巻上げ側又は巻下げ側）の場合（ステップＳ２において“ＮＯ”）、巻上げ側の電磁比例弁３５に駆動信号が出力される。

すると、図２に示した電磁比例弁３５又は電磁比例弁３６から油路３７又は油路３８を経由してパイロット圧が作用し、パイロット切換弁３２が切り換えられる。すると、油圧ポンプ４０から油路４２を経由して圧油が巻上げ側の油路２５又は巻下げ側の油路２６に送られる。こうして、巻上げ側の油路２５又は巻下げ側の油路２６に高低速油圧モータ２１の作動圧が発生する。なお、ステップＳ２において操作レバー１０が中立の場合（ステップＳ２において“ＹＥＳ”）、操作レバー１０が非中立となる状態までフローが継続する。

次に、図４のステップＳ４において、コントローラ５０は、吊り荷重演算値が吊り荷重閾値よりも小さいか否かを判断する。本例の場合、吊り荷１８が宙吊り状態なのでワイヤロープ１４の伸びと伸縮ブーム１２のタワミの発生がないため、吊り荷重演算値は、ウインチシステム１が起動するとほぼ同時に真の吊り荷重値が演算される。そのため、ステップＳ４では真の吊り荷重値演算値と吊り荷重閾値とが比較される。ステップＳ４において真の吊り荷重値演算値が吊り荷重閾値よりも小さくない場合（ステップＳ４において“ＮＯ”）、制御処理は、図６のステップＳ１１に遷移する。そして、ステップＳ１１において、電磁切換弁３３に低速側切換信号が出力される。その結果、ウインチ１１が低速モードで作動する。

一方、ステップＳ４において真の吊り荷重値演算値が吊り荷重閾値よりも小さい場合（ステップＳ４において“ＹＥＳ”）、制御処理は、ステップＳ５に遷移する。ステップＳ５において、コントローラ５０は、ワイヤロープ張力演算値がワイヤロープ張力閾値よりも小さいか否かを判断する。本例の場合、吊り荷１８が宙吊り状態なので、ワイヤロープ１４の伸びと伸縮ブーム１２のタワミが発生しないため、ワイヤロープ張力演算値はウインチシステム１の起動とほぼ同時に真のワイヤロープ張力演算値が演算される。そのため、ステップＳ５で真のワイヤロープ張力演算値とワイヤロープ張力閾値とが比較される。ステップＳ５においてワイヤロープ張力演算値がワイヤロープ張力閾値よりも小さくない場合（ステップＳ４において“ＮＯ”）、制御処理は図６のステップＳ１１に遷移し、電磁切換弁３３に低速側切換信号が出力され、ウインチ１１が低速モードで作動する。

ここまでで、速度モード選択手段５１が高速側に選択され（条件１）、操作レバー１０が中立から非中立に操作され（条件２）、吊り荷重演算値が吊り荷重閾値よりも小さい（条件３）、ワイヤロープ張力演算値がワイヤロープ張力閾値よりも小さい（条件４）、との４つの条件を全て満たすかどうか判断される。上述したように、高速モード選択で宙吊り状態から巻上下げの場合には、地切りからの巻上げに比べ、非常に短時間で高速モードを許容する運転条件の判断が終了する。そして、高速モードでの運転、あるいは低速モードでの運転が継続する。なお、図５に記載した高速モードで運転中の制御フローの内容は、地切りからスタートした場合と同じであるのでその詳細な説明を省略する。

（低速モード選択で宙吊り状態から巻上下げの場合）
吊り荷１８が地面２０よりも離れた宙吊り状態（図７参照）から低速モードで巻上下げする場合の一例を説明する。先ず、図４のステップＳ１において、コントローラ５０は、速度モード選択手段５１が高速側に選択されたか否かを判断する。本例の場合、ステップＳ１においてコントローラ５０は、ＮＯと判断する。

次に、図４のステップＳ１５において、コントローラ５０は、操作レバー１０が中立か否かを判断する。ステップＳ１５において操作レバー１０が中立の場合（ステップＳ１５において“ＹＥＳ”）、制御処理は、ステップ１に遷移する。一方、ステップＳ１５において操作レバー１０が非中立（巻上げ側又は巻下げ側）の場合（ステップＳ１５において“ＮＯ”）、ステップＳ１６において、巻上げ側の電磁比例弁３５又は巻下げ側の電磁比例弁３６に駆動信号が出力される。これから以降は、図６に示したフローを継続して低速モードでの運転を継続するので詳細な説明を省略する。

＜付記＞
本発明に係るクレーンが備えるウインチシステムは、以下のような構成であってもよい。

＜ウインチシステムの第１例＞
具体的には、上記ウインチシステムは、高低速油圧モータにより駆動されるウインチと、ウインチを操作する操作レバーと、高低速油圧モータを高速モードか低速モードかに選択可能な速度モード選択手段と、伸縮ブームの長さと、起伏角度と、起伏シリンダの圧力とを検出する荷重用検出手段と、ワイヤロープの掛け数を入力するワイヤロープ掛け数入力手段と、操作レバー、速度モード選択手段、荷重用検出手段、及び、ワイヤロープ掛け数入力手段からの信号を受けウインチに駆動信号を出力するコントローラと、を備える。
高低速油圧モータは、モータ容量を大小切換制御する制御シリンダと、制御シリンダにモータ作動圧を連絡・遮断切換する高低速切換弁と、を備える。
モータ容量は、常時大容量側に付勢され、高低速切換弁が高速側に切り換えられると、モータ作動圧が前記制御シリンダに連絡されモータ容量が小容量側に切り換わるよう構成されている。
コントローラは、吊り荷重を演算する吊り荷重演算部と、ワイヤロープ張力を演算するワイヤロープ張力演算部と、吊り荷重演算値と吊り荷重閾値とを比較する吊り荷重比較部と、ワイヤロープ張力演算値とワイヤロープ張力閾値とを比較するワイヤロープ張力比較部と、操作レバー、速度モード選択手段、吊り荷重比較部、及びワイヤロープ張力比較部からの信号に基づき高低速切換弁の切り換え信号を出力する駆動制御部と、を備えている。
駆動制御部は、速度モード選択手段が高速側に選択され、操作レバーが中立から非中立に操作され、吊り荷重演算値が吊り荷重閾値よりも小さく、ワイヤロープ張力演算値がワイヤロープ張力閾値よりも小さい、との４つの条件を全て満たす場合に、高低速切換弁を高速側に切り換える信号を出力する。

このようなウインチシステムによれば、吊上げ荷重演算値及びワイヤロープ張力演算値が小さい地切り初期に高速で巻上げることができるためクレーン作業性が向上する。

また、吊り荷重が吊り荷重閾値よりも小さいといった条件、及び、ワイヤロープ張力がワイヤロープ張力閾値よりも小さいといった条件を同時に満たす場合に高低速切換弁を高速側に切り換える。このため、誤ったワイヤロープ掛け数入力があった場合であっても、過大なロープ張力が作用するような条件での高速側への切り換わりが防止される。

＜ウインチシステムの第２例＞
また、上述のウインチシステムを実施する場合に、好ましくは、高低速切換弁が高速側に切り換えられている状態において、吊り荷重比較部が、吊り荷重演算値が吊り荷重閾値よりも小さくない状態を所定時間連続して検出した場合、又は、ワイヤロープ張力比較部が、ワイヤロープ張力演算値がワイヤロープ張力閾値よりも小さくない状態を所定時間連続して検出した場合には、駆動制御部は、高低速切換弁を低速側に切り換える信号を出力する。

上述のウインチシステムによれば、高低速油圧モータの作動圧が許容範囲を超えることを防止できる。この理由は、吊り荷重が吊り荷重閾値よりも小さくない状態を所定時間連続して検出した場合、又は、ワイヤロープ張力比較部が、ワイヤロープ張力演算値がワイヤロープ張力閾値よりも小さくない状態を所定時間連続して検出した場合に、速度モード選択手段が高速側に切り換えられている状態であっても高低速油圧モータを低速側（大容量側）に切り換えるからである。

また、閾値よりも小さくない状態が所定時間連続することを判定条件としたので、伸縮ブームあるいはワイヤロープの振動に伴う見かけ上の荷重変動によって発生する頻繁な高低速切換が防止され、安定した制御が行われる。

＜ウインチシステムの第３例＞
また、上述のウインチシステムを実施する場合に、駆動制御部は、操作レバーが中立になるまで、高低速切換弁を低速側に切り換える信号の出力を継続すると、好ましい。

このようなウインチシステムによれば、検出吊り荷重又は検出ワイヤロープ張力が閾値近傍であるような条件であっても、検出値の変動によってモードが切換ることを防止できる。この理由は、速度モード選択手段が高速側に切り換えられている状態において、高速モードで運転中に高低速油圧モータが低速側（大容量側）に切り換わると操作レバーが中立になるまで低速モードを維持するからである。

＜ウインチシステムの第４例＞
また、上述のウインチシステムを実施する場合に、高低速切換弁が高速側に切り換えられている状態において、速度モード選択手段が低速側に切り換えられた場合には、駆動制御部は、高低速切換弁を低速側に切り換える信号を出力すると好ましい。

このようなウインチシステムによれば、速度モード選択手段が高速側に切り換えられて高速モードで運転中の状態であっても、オペレータの意思による低速モードへの切り換えが可能となる。

２０１７年１２月１８日出願の特願２０１７−２４１９４７の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

１ ウインチシステム
１０ 操作レバー
１１ ウインチ
１２ 伸縮ブーム
１３ 起伏シリンダ
１４ ワイヤロープ
１５ 先端部
１６ フック
１８ 吊り荷
２ ラフテレーンクレーン
２０ 地面
２１ 高低速油圧モータ
２２ ウインチドラム
２３ 減速機
２４ 制御シリンダ
２５ 巻上げ側の油路
２６ 巻下げ側の油路
２７ カウンタバランス弁
２８ シャトル弁
３ 車両部
３０、３２ パイロット切換弁
３１、３４ 油路
３３ 電磁切換弁
３５、３６ 電磁比例弁
３７、３８ 油路
４ 旋回部
４０ ポンプ
４１ タンク
４２、４３ 油路
５ アウトリガ
５０ コントローラ
５１ 速度モード選択手段
５２ 荷重用検出手段
５３ ワイヤロープ掛け数入力手段
５４ ブーム長さ検出器
５５ 角度検出器
５６ 圧力検出器
６ フレーム
６０ 吊り荷重演算部
６１ ワイヤロープ張力演算部
６２ 吊り荷重比較部
６３ ワイヤロープ張力比較部
６４ 駆動制御部
７ 運転室

Claims (5)

1. 操作部と、
   前記操作部の操作に基づいて高速モード及び低速モードの何れかの動作モードで作動し、フックが固定されたワイヤロープの巻き取り及び繰り出しを行うウインチ装置と、
   オペレータが前記高速モード及び前記低速モードの何れかを選択するための選択部と、
   吊り荷重を演算する荷重演算部と、
   前記ワイヤロープの張力を演算する張力演算部と、
   前記ウインチ装置の動作を制御する制御部と、を備え、
   前記ウインチ装置は、前記高速モードに対応する第一モードと、前記低速モードに対応する第二モードとを切換可能な高低速油圧モータを、有し、
   前記制御部は、前記選択部で選択されたモードが高速モードであり、かつ、前記操作部が中立状態から非中立状態である巻上げ側に操作された状態又は巻下げ側に操作された状態、かつ、前記吊り荷重が荷重閾値よりも小さく、かつ、前記張力が張力閾値よりも小さいと判定した場合に、前記高低速油圧モータを前記第一モードに切り換えて、前記ウインチ装置を前記高速モードで作動させることにより、前記操作部が巻上げ側に操作された場合には、前記ウインチ装置による前記ワイヤロープの巻き取りを開始させ、前記操作部が巻下げ側に操作された場合には、前記ウインチ装置による前記ワイヤロープの繰り出しを開始させる、
   クレーン。
2. 前記高低速油圧モータは、高低速切換弁及び制御シリンダを有し、
   前記高低速切換弁は、前記制御部の制御下で、前記高低速切換弁から前記制御シリンダに作動油を供給する第一状態と、前記高低速切換弁から前記制御シリンダへの作動油の供給を遮断する第二状態とを切り換え可能であり、
   前記高低速油圧モータは、前記第二状態において、モータ容量が前記低速モードに対応する大容量側となり、前記第一状態において、前記モータ容量が前記高速モードに対応する小容量側となる、請求項１に記載のクレーン。
3. 前記制御部は、前記ウインチ装置が前記高速モードで作動している状態において、前記吊り荷重が前記吊り荷重閾値以上の状態が所定時間連続している場合、又は、前記張力が前記張力閾値以上の状態が所定時間連続している場合に、前記動作モードを前記高速モードから前記低速モードに切り換える切換制御を行う、請求項１に記載のクレーン。
4. 前記制御部は、前記切換制御の後、前記操作レバーが中立になるまで、前記動作モードを前記低速モードに維持する、請求項３に記載のクレーン。
5. 前記制御部は、前記動作モードが前記高速モードである状態において、前記選択部により前記低速モードが選択された場合に、前記低速モードで作動するように前記ウインチ装置を制御する、請求項１に記載のクレーン。

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