JPH0639318B2 - ウィンチの制御方法および同装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はクレーン、グラブ浚渫機等のような巻上作業機
械におけるウィンチの制御方法および同装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

巻上作業機械において、第４図に示すようにエンジン１
の出力をモジュレートクラッチ付きのトルクコンバータ
２を介してウィンチドラム３，３に伝え、このトルクコ
ンバータ２の結合度（動力伝達度）を調整することによ
ってウィンチドラム３，３の回転速度と回転方向を制御
するようにしたものはよく知られている。４はトルクコ
ンバータ出力をウィンチドラム３，３に伝える減速機で
ある。

このタイプのウィンチの従来の制御方式を第５図に示す
制御ブロック図によって説明する。

５は結合度を指令するグリップ、６はこのグリップ５の
回転操作によって出力電圧が変化するポテンショメー
タ、７はこのポテンショメータ出力電圧を指令信号ｉ_１
に変換する指令信号出力回路で、これらによって運転指
令手段が構成され、上記指令信号ｉ_１がトルクコンバー
タ２の結合度調整部としての電磁比例弁８に送られ、結
合度が設定される。

第６図には、エンジン回転数一定状態でこのトルクコン
バータ２の結合度（グリップ位置）を変化させたときの
速度−トルク特性を示している。

同図では、グリップ位置として、大結合度を指令する第
１指令位置Ｌ_１、中結合度を指令する第２指令位置
Ｌ_２、小結合度を指令する第３指令位置Ｌ_３における速
度−トルク特性を示しており、吊り荷は各指令位置
Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_３ごとに異なる特性をもって巻上、宙吊
り停止、巻下の各動作を行なう。たとえば、第２指令位
置Ｌ_２では、負荷トルクがＴ_１のときに負荷トルク＝発
生トルクの状態となって宙吊り停止となり、負荷トルク
がＴ_２に増加すると負荷トルク＞発生トルクで巻下運
転、負荷トルクがＴ_３に減少すると負荷トルク＜発生ト
ルクで巻上運転に移行する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ここで、負荷トルクは、吊り荷重だけでなく、ウィンチ
ドラム３の径寸法によっても変化するから、巻上、巻下
運転によってウィンチドラムに巻取られるロープ層数
（ドラム径）が増減変化すると、負荷トルクも増減変化
する。

このため、第２指令位置Ｌ_２で宙吊り停止した後、グリ
ップ位置を変えて巻上運転を行なった場合、再び第２指
令位置Ｌ_２に戻しても、負荷トルクはＴ_２に増加してい
るため、このときの運転位置は第６図のＢ点となり、荷
は停止せずに巻下がってしまう。逆に、宙吊り停止後、
巻下運転を行なうと、負荷トルクはＴ_３に減少している
ため、第２指令位置Ｌ_２に戻してもこのときの運転位置
は第６図のＣ点にあり、荷は巻上がってしまう。

従って、宙吊り停止できるグリップ位置が特定されず、
宙吊り停止させたいときはその都度、宙吊り位置を探し
てグリップ位置を調整しなければならない。

また、巻上、巻下の運転領域でグリップ位置を固定して
おくと、上記負荷トルクの変化によって巻上、巻下速度
が変化するため、定速制御を行なうときにはグリップ５
を絶えず位置調整しなければならなかった。

このような点で、従来の制御方式によると、オペレータ
の操作負担が大きく、また宙吊り停止に手間取り、定速
制御を正確に行ないにくいという問題があった。

そこで本発明は、巻上、巻下運転によるロープ層数の増
減変化にかかわらず、同じ指令位置（グリップ位置）で
宙吊り停止または定速運転を行なうことができるウィン
チの制御方法および同装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のウィンチの制御方法は、エンジン出力をモジュ
レートクラッチ付きトルクコンバータを介してウィンチ
ドラムに伝え、運転指令手段からの指令信号に基づき上
記モジュレートクラッチ付きトルクコンバータの結合度
を変化させてウィンチドラムの回転速度および回転方向
を制御するウィンチの制御方法において、ウィンチドラ
ムに巻取られたロープ層数と、予め設定された基準ロー
プ層数とを比較し、その差に基づく負荷トルクの増減変
化分に対応して、上記運転指令手段からの指令信号を補
正するものである（請求項１）。

また、本発明のウィンチの制御装置は、エンジン出力を
モジュレートクラッチ付きトルクコンバータを介してウ
ィンチドラムに伝え、運転指令手段からの指令信号に基
づき上記モジュレートクラッチ付きトルクコンバータの
結合度を変化させてウィンチドラムの回転速度および回
転方向を制御するように構成されるウィンチの制御装置
において、上記ウィンチドラムに巻取られたロープ層数
を検出するロープ層数検出手段と、このロープ層数検出
手段によって検出されたロープ層数と予め設定された基
準ロープ層数との差に基づき負荷トルクの増減変化分に
対応して上記運転指令手段からの指令信号を補正する補
正手段とを具備してなるものである。

さらに、請求項３の発明は、請求項２の構成において、
補正手段が、予めロープ層数に対応するドラム径が記憶
されたドラム径記憶部と、基準ロープ層数を設定する基
準ロープ層数設定部と、検出されたロープ層数および基
準ロープ層数のそれぞれに対応するドラム径を上記ドラ
ム径記憶部から読出しその差に基づく負荷トルクの増減
変化分に対応して運転指令手段からの指令信号を補正す
る演算部とからなるものである。

〔作用〕

このように、巻上、巻下運転に伴うロープ層数の変化に
よる負荷トルクの増減変化に基づいて、モジュレートク
ラッチ付きトルクコンバータの結合度が、この変化した
負荷トルクに見合った値となるように指令信号を補正す
るため、いいかえれば、負荷トルクの増減に応じて結合
度を自動的に増減変化させるため、一定の指令位置で宙
吊り停止または定速運転を行なうことができる。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図乃至第３図によって説明する。

第１図に制御ブロック構成を示している。

第５図との相違点のみを説明すると、指令信号出力回路
７と、モジュレートクラッチ付きトルクコンバータ２の
電磁比例弁８との間に補正回路９が設けられている。

この補正回路９は、第２図に示すようにドラム径記憶部
１０と、基準ロープ層数設定部としての設定スイッチ１
１と、演算部１２とから成っている。

ドラム径記憶部１０には、ウィンチドラムに巻取られる
ロープの最小層数（１層）から最大層数までの各ロープ
層数と、これに対応するドラム径とが機械固有のドラム
およびロープ諸元に基づいて記憶され、この記憶内容が
適時、演算部１２に取込まれる。

この演算部１２には、運転中、ロープ層数検出手段１３
によって検出されたロープ層数の信号が取込まれる。ま
た、制御開始時点でオペレータによって設定スイッチ１
１が押されることにより、そのときのロープ層数が基準
ロープ層数として演算部１２に記憶される。

なお、ロープ層数検出手段としてはたとえば次のような
ものを用いることができる。

（ａ）機械の運転開始に際し、そのときロープ層数とロ
ープ列数とを目視等により確認して演算器にプリセット
データとして入力しておき、運転開始後、ドラム回転量
検出手段（たとえば実開昭６１−１０５０６号公報に示
されるもの）で検出されるドラム回転量と上記プリセッ
トデータとからロープ層数を演算する手段。

（ｂ）ドラムの最外層ロープに接触するローラ状等の検
知体を、ロープ巻取りの邪魔にならない位置で、ロープ
層数の増減に伴って最外層ロープとの接触状態を保ちな
がら回動移動する状態で設け、この検知体の角度変化か
らロープ層数の変化を割出す手段。

次に、この装置による制御方式を説明する。

宙吊り停止の制御を例にとると、たとえばグリップ５の
第２指令位置Ｌ_２で最初に宙吊り停止させた時点で設定
スイッチ１１を押す。これにより、このときのロープ層
数ｌ_１が基準ロープ層数となり、これに対応するドラム
径Ｄ_１がドラム径記憶部１０のデータから読出されて演
算部１２に記憶される。

この後、グリップ位置を変えて巻上または巻下運転を行
なうと、演算部１２では、上記基準ドラム径Ｄ_１を分母
に、その時々のドラム径（ロープ層数とドラム径記憶部
１０の記憶データとによって求められる）を分子にした
係数を指令信号出力回路７からの指令信号ｉ_１に掛け合
せて補正後信号ｉ_２を割出し、これを電磁比例弁８に送
る。

たとえば、巻上運転が行なわれて、ロープ層数がｌ_１か
らｌ_２、ドラム径がＤ_１からＤ_２となり、負荷トルクが
Ｔ_１からＴ_２に増加した場合、 ｉ_２＝（Ｄ_２／Ｄ_１）・ｉ_１ の補正後信号ｉ_２が電磁比例弁８に送られる。

また、巻下運転が行なわれて、ロープ層数がｌ_１からｌ
_３、ドラム径がＤ_１からＤ_３となり、負荷トルクがＴ_１
からＴ_３に減少した場合には、ｉ_２＝（Ｄ_３／Ｄ_１）・
ｉ_１ の補正後信号ｉ_２が電磁比例弁８に送られる。

こうして、最初の宙吊り停止後の巻上・巻下運転中、ド
ラム径の変化、すなわち負荷トルクの変化に応じてトル
クコンバータ２の結合度を自動的に増減変化させるよう
に指令信号ｉ_１を補正するため、上記負荷トルクがＴ_２
またはＴ_３の時点で再度グリップ５を第２指令位置Ｌ_２
に戻すと、このときのトルクコンバータ２の実際の結合
度は、第３図において実線で示す補正しない場合の第２
指令位置Ｌ_２での結合度とは異なる破線イまたはロの結
合度となり、吊り荷は宙吊り停止する。

すなわち、負荷トルクの増減に関係なく、最初の宙吊り
時と同じ第２指令位置Ｌ_２で吊り荷を停止させることが
できる。このため、従来のように宙吊り停止位置を探し
てグリップ５を調整する面倒がなくなる。

また、上記補正制御により、トルクコンバータ２が、負
荷トルク増加時（巻上時）には増速方向に、負荷トルク
減少時（巻下時）には減速方向にそれぞれ自動的に制御
されるため、グリップ位置を一定に保った状態で巻上・
巻下速度を一定に保つことができる。すなわち、定速制
御を行なう場合に、従来のように巻上・巻下運転中に絶
えずグリップ位置を調整するという面倒がなくなる。

ところで、上記実施例ではグリップ５の回転操作によっ
て速度指令を出す構成をとったが、このグリップ５をレ
バー等の他の操作形式のものに変えてもよい。

〔発明の効果〕

上記のように本発明によるときは、巻上、巻下運転に伴
うロープ層数の変化による負荷トルクの増減変化に基づ
いて、モジュレートクラッチ付きトルクコンバータの結
合度を、この変化した負荷トルクに見合った値となるよ
うに指令信号を補正するようにしたから、いいかえれ
ば、負荷トルクの増減に応じて結合度を自動的に増減変
化させるようにしたから、一定の指令位置で宙吊り停止
または定速運転を行なうことができる。

このため、この宙吊り停止および定速制御をオペレータ
による指令位置調整によって行なわなければならない従
来方式と比較して、オペレータの操作負担が遥かに軽減
されるとともに、宙吊り停止を迅速に、定速制御を正確
に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す制御ブロック構成図、第
２図は同実施例における補正回路のブロック構成図、第
３図は同制御動作を説明するためのトルクコンバータの
トルク−速度特性図、第４図は巻上作業機械の駆動系の
構成を示す図、第５図は従来の制御方式による制御ブロ
ック構成図、第６図は従来の制御方式による問題点を説
明するためのトルクコンバータのトルク−速度特性図で
ある。 １……エンジン、２……モジュレートクラッチ付きトル
クコンバータ、８……同トルクコンバータの結合度調整
用電磁比例弁、３……ウィンチドラム、５……運転指令
手段を構成するグリップ、６……同ポテンショメータ、
７……同指令信号出力回路、９……補正回路（補正手
段）、１０……同補正回路のドラム径記憶部、１１……
同基準ロープ層数設定部としての設定スイッチ、１２…
…同演算部、１３……ロープ層数検出手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン出力をモジュレートクラッチ付き
   トルクコンバータを介してウィンチドラムに伝え、運転
   指令手段からの指令信号に基づき上記モジュレートクラ
   ッチ付きトルクコンバータの結合度を変化させてウィン
   チドラムの回転速度および回転方向を制御するウィンチ
   の制御方法において、ウィンチドラムに巻取られたロー
   プ層数と、予め設定された基準ロープ層数とを比較し、
   その差に基づく負荷トルクの増減変化分に対応して、上
   記運転指令手段からの指令信号を補正することを特徴と
   するウィンチの制御方法。
2. 【請求項２】エンジン出力をモジュレートクラッチ付き
   トルクコンバータを介してウィンチドラムに伝え、運転
   指令手段からの指令信号に基づき上記モジュレートクラ
   ッチ付きトルクコンバータの結合度を変化させてウィン
   チドラムの回転速度および回転方向を制御するように構
   成されるウィンチの制御装置において、上記ウィンチド
   ラムに巻取られたロープ層数を検出するロープ層数検出
   手段と、このロープ層数検出手段によって検出されたロ
   ープ層数と予め設定された基準ロープ層数との差に基づ
   き負荷トルクの増減変化分に対応して上記運転指令手段
   からの指令信号を補正する補正手段とを具備してなるこ
   とを特徴とするウィンチの制御装置。
3. 【請求項３】補正手段が、予めロープ層数に対応するド
   ラム径が記憶されたドラム径記憶部と、基準ロープ層数
   を設定する基準ロープ層数設定部と、検出されたロープ
   層数および基準ロープ層数のそれぞれに対応するドラム
   径を上記ドラム径記憶部から読出しその差に基づく負荷
   トルクの増減変化分に対応して運転指令手段からの指令
   信号を補正する演算部とからなることを特徴とする請求
   項２記載のウィンチの制御装置。